CN107234015A - 用于高导电水性涂料的静电涂装间歇供漆系统和方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于高导电水性涂料的静电涂装间歇供漆系统和方法，该静电涂装间歇供漆系统包括：换色阀组，用来为静电涂装间歇供漆系统提供涂料、换色以及提供清洗空气和溶剂；伺服油缸，其包括油缸主体和伺服马达，伺服马达驱动丝杠带动活塞在伺服油缸内做往复运动，从而实现涂料的采集和供给；吹扫阀组，其包括第一进油阀、第一回油阀、第二清洗溶剂阀和清洗空气第二阀；吹扫隔离模块，其用于在伺服油缸完成充漆后，对静电隔离管进行吹扫排空。本发明采用伺服油缸供漆加上涂料管吹扫式的隔离方式进行高压静电隔离，从而解决了水性涂料的静电隔离问题和油气浪费问题，且在保留原有雾化器的情况下，能够以相对低的成本实现水性涂料的涂装。

Description

用于高导电水性涂料的静电涂装间歇供漆系统和方法

技术领域

本发明涉及一种适用于高导电水性涂料的静电涂装间歇供漆系统和方法。

背景技术

水性涂料是以水作为分散介质的涂料，水性涂料相对于溶剂型涂料有诸多优点，水性涂料可以大幅降低对大气的污染，对环境适应性广，极大的增强了防火防爆能力。而且水性涂料不会产生有毒挥发物，从而改善了作业环境，因此水性涂料具有绿色、安全、使用方便等优点。

但是由于水性涂料的高导电性，在使用溶剂型涂料通用的静电旋杯进行涂装时会产生严重的高压衰减问题，由于高压静电通过供漆系统泄漏，而无法完成静电涂装。通常为了解决高压静电泄露的问题一般采用的方法是通过外加电或外置换色弹夹。外加电旋杯是把原来加载在旋杯杯头上的高压静电，改为加载在特制的外部电极上，杯头不再带电，且杯头和外置电极间是绝缘的。外加电旋杯虽然解决了涂料导电的问题，但外加电旋杯也有两个缺点：第一，由于外加电旋杯没有接触涂料，因此涂料采用感应电的原理带电，而溶剂型涂料旋杯通常有接触带电和感应带电两种带电方式，因此外加电旋杯的涂料的带电效果比溶剂型旋杯的带电效果要差。第二，外加电旋杯的外置电极围绕着杯头成伞状布置，为了避免击穿放电，电极的张开直径较大，从而造成外加电旋杯整体偏大，因此在小空间内涂装时非常不便。弹夹式内加电旋杯采用外置涂料弹夹设计，该旋杯在涂装时使用压缩空气推动弹夹中的气缸运动挤压出涂料，由于涂料在旋杯内部，不会产生高压静电泄露问题。但是弹夹式旋杯存下以下问题：需要有额外的弹夹清洗、填充设备，机构较多，换色效率偏低，空气压送涂料的流量精度低等。

因此需要一种水性涂料的供漆解决方案，以解决传统水性涂料供漆部分的缺陷，使水性涂料涂装更易于实现。

公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于高导电水性涂料的静电涂装间歇供漆系统，从而克服现有技术上述的缺点。

为实现上述目的，本发明提供了一种用于高导电水性涂料的静电涂装间歇供漆系统，该静电涂装间歇供漆系统的主体被密封在耐高压绝缘材料制成的长方体绝缘箱内。该静电涂装间歇供漆系统包括：换色阀组，其被布置于静电涂装间歇供漆系统的起始端，用来为静电涂装间歇供漆系统提供涂料、换色以及提供清洗空气和溶剂。伺服油缸，其包括油缸主体和伺服马达，伺服马达驱动丝杠带动活塞在伺服油缸内做往复运动，从而实现涂料的采集和供给。吹扫阀组，其包括第一进油阀、第一回油阀、第二清洗溶剂阀和清洗空气第二阀，其安装在绝缘箱的进口侧的外壁上。吹扫隔离模块，其包括静电隔离管和隔离阀组，静电隔离管布置于伺服油缸和吹扫阀组之间的管路上，吹扫隔离模块用于在伺服油缸完成充漆后，对静电隔离管进行吹扫排空。

优选地，上述技术方案中，隔离阀组包括第二进油阀和第一吹扫阀，静电隔离管一端通过第二进油阀和第一吹扫阀连接所述伺服油缸，另一端连接隔离进口管路和第一密封阀，第一密封阀的出口通过废液管回流到第二废液槽。

优选地，上述技术方案中，伺服油缸的出口通过第三进油阀连接旋杯进油管路，旋杯进油管路连接至位于静电涂装间歇供漆系统末端的旋杯。

优选地，上述技术方案中，静电涂装间歇供漆系统还包括：旋杯阀组，其包括第二回油阀、第二密封阀、第二吹扫阀、第三密封阀，旋杯阀组设置在旋杯的内部，用来配合所述换色阀组、伺服油缸、吹扫阀组和吹扫隔离模块完成供漆动作，并对旋杯的内部管路进行清洗和排空。

优选地，上述技术方案中，第二回油阀和第二密封阀的进口在旋杯进油管路上并排布置，其中第二回油阀的出口通过旋杯清洗管路回流到第三废液槽，第三密封阀的出口连通旋杯的涂料管。

本发明的另一目的在于提供一种用于高导电水性涂料的静电涂装间歇供漆方法，该方法包括以下步骤：a.吹扫阀组进油排空和整线进油排空；b.伺服油缸吸油；c.液体隔离清洗和空气清洗；d.喷涂；e.涂装间歇期；f.隔离管排空；g.主线液体清洗和阀组内部液体清洗；h.主线吹扫；i.阀组内部液体清洗。

优选地，上述技术方案中，步骤a中的所述吹扫阀组进油排空过程为：伺服油缸的活塞位于最低位置，开启换色阀组中的第一颜色微阀，开启第一进油阀和第一回油阀，其它阀处于关闭状态，此时完成吹扫阀组到换色阀组之间管路的涂料填充和空气排空。

优选地，上述技术方案中，步骤a中的整线进油排空过程为：伺服油缸处于最低位置，开启第一颜色微阀和第一进油阀，关闭第一回油阀，同时开启第二进油阀、第三进油阀、第二密封阀，关闭其它阀，使得涂料对主进漆管路进行涂料填充，当旋杯开始出漆时排空过程结束。

优选地，上述技术方案中，步骤b中：伺服油缸的吸油过程分为两个阶段。第一阶段，伺服油缸从主进油管吸油，此时第一颜色微阀、第一进油阀和第二进油阀仍处于开启状态，伺服马达带动活塞上行进行吸油，当即将完成吸油动作时执行第二阶段吸油，此时关闭第一进油阀，同时打开清洗空气第二阀，从而对静电隔离管进行吸油预排空。

优选地，上述技术方案中，所述步骤f中，隔离管排空过程为：第一回油阀、第二进油阀处于开启状态，关闭其它阀，伺服油缸继续压油，用留存在所述伺服油缸中的涂料把所述静电隔离管充满，当第一回油阀出漆时所述排空过程停止。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

第一，解决了水性涂料的静电隔离问题，本发明采用伺服油缸供漆加上涂料管吹扫式的隔离方式进行高压静电隔离；当油缸充满涂料后，对静电隔离管进行吹扫隔离，然后伺服油缸向涂装器具供漆。能够很大程度的避免传统方式的油气浪费问题。高压静电则采用传统的加电方式，此时旋杯上的静电只传到到间歇供漆的出漆口，而不会使整个供漆系统带电。

第二，能够在原有溶剂型雾化器的基础上实现水性涂料的涂装，由于传统溶剂型涂装器具一般采用内加电的方式，涂装器具本身无法通过简单改造适用于水性涂料涂装，本发明可以在不对原有雾化器进行改造的情况下，以相对低的成本实现水性涂料的涂装。

附图说明

图1是根据本发明的静电涂装间歇供漆系统的原理图；

图2是根据本发明的旋杯阀组的布置图；

图3是根据本发明的静电涂装间歇供漆系统的结构示意图。

主要附图标记说明：

1-换色阀组，2-主进漆管路，3-排液管路，4-第一废液槽，5-第一进油阀，6-第一回油阀，7-第二溶剂清洗阀，8-第二空气清洗阀，9-吹扫阀组，10-隔离进口管路，11-第二废液槽，12-废液管，13-第一密封阀，14-隔离阀组，15-静电隔离管路，17-第二进油阀，18-丝杠，19-伺服马达，20-活塞，21-伺服油缸，22-第三进油阀，23-旋杯进油管路，24-第三溶剂清洗阀，25-第三空气清洗阀，26-旋杯清洗管路，27-第二吹扫阀，28-第三密封阀，29-第二回油阀，30-第二密封阀，31-第三废液槽，32-旋杯，33-杯头，34-第一吹扫阀，36-旋杯清洗进液管，37-涂料管清洗进液管，39-伺服马达，40-吹扫阀组，41-马达安装座，43-连接支脚，44-绝缘箱，45-第一溶剂清洗阀，46-第一空气清洗阀。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明的具体实施方式进行详细描述，但应当理解本发明的保护范围并不受具体实施方式的限制。

除非另有其它明确表示，否则在整个说明书和权利要求书中，术语“包括”或其变换如“包含”或“包括有”等等将被理解为包括所陈述的元件或组成部分，而并未排除其它元件或其它组成部分。

如图1、图3分别为本发明的静电涂装间歇供漆系统原理图和结构图，本发明的静电涂装间歇供漆系统的主体被密封在耐高压绝缘材料制成的长方体绝缘箱44内。该静电涂装间歇供漆系统包括：换色阀组1，其被安装在机械手第三轴大臂的空间内，并被布置于静电涂装间歇供漆系统的起始端，用来为静电涂装间歇供漆系统提供涂料、换色以及提供清洗空气和溶剂。

伺服油缸21，其包括油缸主体和伺服马达19，伺服马达19与马达安装座41通过螺钉固定在绝缘箱44的涂料进口一侧；伺服马达19驱动丝杠18带动活塞20在油缸内做往复运动，从而实现涂料的采集和供给。

吹扫阀组9，其包括第一进油阀5、第一回油阀6、第二溶剂清洗阀7和第二空气清洗阀8，该吹扫阀组9被安装在绝缘箱44的进口侧的外壁上。

吹扫隔离模块，其包括静电隔离管15和隔离阀组14，静电隔离管15布置于伺服油缸21和吹扫阀组9之间的管路上，吹扫隔离模块用于在伺服油缸21完成充漆后，对静电隔离管15进行吹扫排空。隔离阀组14包括第二进油阀17和第一吹扫阀34，静电隔离管15一端通过第二进油阀17和第一吹扫阀34连接伺服油缸21，另一端连接隔离进口管路10和第一密封阀13，第一密封阀13的出口通过废液管12回流到第二废液槽11。

伺服油缸21的出口通过第三进油阀22连接旋杯进油管路23，旋杯进油管路23连接至位于静电涂装间歇供漆系统末端的旋杯32。

静电涂装间歇供漆系统还包括：旋杯阀组，其包括第二回油阀29、第二密封阀30、第二吹扫阀27、第三密封阀28，旋杯阀组设置在旋杯32的内部，用来配合换色阀组1、伺服油缸21、吹扫阀组9和吹扫隔离模块完成供漆动作，并对旋杯32的内部管路进行清洗和排空。第二回油阀29和第二密封阀30的进口在旋杯进油管路23上并排布置，其中第二回油阀29的出口通过旋杯清洗管路26回流到第三废液槽31，第三密封阀28的出口连通旋杯32的涂料管。

本发明的高导电水性涂料的静电涂装间歇供漆方法的具体步骤如下：

a.吹扫阀组进油排空和整线进油排空。

吹扫阀组9进油排空过程为：伺服油缸21的活塞20位于最低位置，开启换色阀组1中的第一颜色微阀(以A色为例，开启A色微阀)，开启第一进油阀5和第一回油阀6，其它阀处于关闭状态，此时完成换色阀组1到吹扫阀组9之间管路的涂料填充和空气排空，当有涂料排入到第一废液槽4中时停止该排空过程。

整线进油排空过程为：伺服油缸21处于最低位置，开启第一颜色微阀和第一进油阀5，关闭第一回油阀6，同时开启第二进油阀17、第三进油阀22、第二密封阀30，关闭其它阀，使得涂料通过主进漆管路2、隔离进口管路10，对旋杯进油管路23进行填充排空，当旋杯32开始出漆时排空过程结束。

b.伺服油缸吸油。

伺服油缸21吸油分为两个阶段，第一阶段，伺服油缸21从主进漆管路2吸油，此时A色微阀、第一进油阀5和第二进油阀17仍处于开启状态，伺服马达19带动活塞20上行进行吸油，当快要完成吸油动作时开始执行第二阶段吸油。此时第一进油阀5关闭，第二进油阀17仍处于开启状态，同时打开第二空气清洗阀8，此时伺服油缸继续上行，空气进入对静电隔离管15，根据伺服油缸设定的充油量来确定油缸是否完成充漆，当伺服油缸21完成充漆过程时，对静电隔离管15完成吸油预排空。

c.液体隔离清洗和空气清洗。

其中，液体隔离清洗过程为：伺服油缸21的活塞处于最高位置，开启第一吹扫阀34、第一密封阀13、第二溶剂清洗阀7，关闭其它阀，使得清洗溶剂第二进入静电隔离管进行液体清洗。上述隔离管吹扫排空过程解决了传统的静电隔离管15吹扫排空而导致的油气浪费的问题。

空气清洗过程为：开启第一吹扫阀34、第一密封阀13和第二空气清洗阀8，关闭其余阀，以使得清洗空气对静电隔离管15进行吹扫清洗。空气清洗的目的是吹干静电隔离管15内的剩余清洗液，使静电隔离管15保持高压静电隔离。空气清洗可以采用连续供漆清洗，也可以采用脉动吹扫的方式进行，选用何种方式要根据清洗液的粘度而定。

d.喷涂。

此时旋杯32进入涂装阶段，第三进油阀22和第二密封阀30开启，此时伺服马达19驱动伺服油缸21下行，涂料通过第三进油阀22和第二密封阀30进入到旋杯以进行涂装。

e.涂装间歇期。

如果伺服油缸21内的涂料未利用完毕，并且剩余涂料可以完成下一涂装过程，此时只需等待涂装下一工位。如果间歇期比较长，则有必要在涂装完毕后立即对旋杯32进行清洗，避免杯头33残留的涂料在溶剂挥发后结块而造成涂装缺陷。旋杯32的清洗步骤参见步骤g和步骤h。

f.隔离管排空

当伺服油缸21内的涂料使用完毕后，需要重新填充涂料，此时为了防止涂料浪费，需要使用伺服油缸21内的剩余地涂料对静电隔离管15进行排空。此时开启第一回油阀6、第二进油阀17，关闭其它阀，伺服油缸21继续压油，用留存在伺服油缸21中的涂料把静电隔离管15充满，充漆时间以第一回油阀6刚刚出漆为止。

静电隔离管15充漆完成后，如果仍然要进行涂装A色，可以再继续从步骤b的循环，如果需要换色或停止涂装，则开始执行步骤g。

g.主线液体清洗和阀组内部液体清洗

主线液体清洗包括两部分，一部分是从换色阀组1到旋杯32的主进漆管路2的清洗，一部分是旋杯本身的清洗，两步清洗可以同时进行。

进漆管路液体清洗时，伺服油缸21的活塞20移动到最低位置，第一进油阀5、第二进油阀17、第三进油阀22、第二回油阀29、第一溶剂清洗阀为开启状态，其它阀处于关闭状态，此时第一溶剂清洗阀中的清洗剂对主进漆管路2进行清洗，废液通过旋杯32的第二回油阀29排出。

旋杯本身液体清洗时，第二吹扫阀27、第三密封阀28、第三溶剂清洗阀24打开，涂料从第三溶剂清洗阀24开始对旋杯32的内部管路进行清洗，清洗液最后被输送到杯头33，并对杯头33进行清洗。

旋杯阀组内部液体清洗过程为：由于阀组内部各个微阀之间有先后并非并列布置，会有部分空间在主线清洗时无法清洗到位，因此需要花费较短的时间对微阀之间的管路进行单独液体清洗。此时打开第一进油阀5、第一回油阀6和第一溶剂清洗阀45，使用第一溶剂清洗阀45中的清洗剂对阀组进行液体清洗。

h.主线吹扫。

完成步骤g的液体清洗后，分别对主进漆管路2和旋杯32进行空气吹扫，空气吹扫也分主管线吹扫和旋杯内部吹扫两个部分。主管线吹扫时关闭步骤g中主线液体清洗步骤中的第一溶剂清洗阀45，打开第一空气清洗阀46，其余阀的开关状态与步骤g中主线液体清洗步骤相同。此时从主换色阀第一吹出的压缩空气对主进漆管路2进行空气吹扫，吹出残余液体。同理旋杯吹扫时，关闭步骤g中主线液体清洗步骤中的第三溶剂清洗剂阀24，打开第三空气清洗阀25，其它阀的开关状态与步骤g中主线液体清洗步骤相同，第三空气清洗阀25中的压缩空气完成对旋杯32及杯头33的空气吹扫。以上空气吹扫可以采取脉动方式，也可以采用连续吹扫方式，如果清洗液粘度比较大，采用脉动方式会更有效。

i.阀组内部空气清洗

完成主管线空气吹扫后，也需要对阀组内部无法吹扫到的残留清洗液进行吹扫。此时打开第一空气清洗阀46的清洗空气，关闭第一溶剂清洗阀45，其它阀的开启状态与步骤g中的阀组内部液体清洗步骤相同，使用第一空气清洗阀46的压缩空气完成对吹扫阀组9的空气吹扫。

图2是旋杯内部的微阀布置图，如果微阀内部的布置产生了死角，清洗时就会清洗不干净。第二回油阀29和所述第二密封阀30的进口在旋杯进油管路上并排布置，其中第二回油阀29的出口通过旋杯清洗管路26回流到第三废液槽31，第三密封阀30的出口连通旋杯32的涂料管。第二吹扫阀27的进口与旋杯清洗管路26相连，第二吹扫阀27的出口分为两个支路，其中一个支路通过涂料管清洗进液管37通入第三密封阀28的进口，另一个支路进入旋杯32的旋杯清洗进液管36，第三密封阀28的出口汇入第二密封阀30的出口。

综上所述，本发明的静电涂装间歇供漆系统及方法解决了水性涂料的静电隔离问题，通过采用伺服油缸供漆加上涂料管吹扫式的隔离方式进行高压静电隔离；当油缸充满涂料后，对静电隔离管进行吹扫隔离，然后伺服油缸向涂装器具供漆，能够很大程度的避免传统方式的油气浪费问题。高压静电则采用传统的加电方式，此时旋杯上的静电只传到到间歇供漆的出漆口，而不会使整个供漆系统带电。

还能够在原有溶剂型雾化器的基础上实现水性涂料的涂装，由于传统溶剂型涂装器具一般采用内加电的方式，涂装器具本身无法通过简单改造适用于水性涂料涂装，本发明可以在不对原有雾化器进行改造的情况下，以相对低的成本实现水性涂料的涂装。

前述对本发明的具体示例性实施方案的描述是为了说明和例证的目的。这些描述并非想将本发明限定为所公开的精确形式，并且很显然，根据上述教导，可以进行很多改变和变化。对示例性实施例进行选择和描述的目的在于解释本发明的特定原理及其实际应用，从而使得本领域的技术人员能够实现并利用本发明的各种不同的示例性实施方案以及各种不同的选择和改变。本发明的范围意在由权利要求书及其等同形式所限定。

Claims (10)

1.一种用于高导电水性涂料的静电涂装间歇供漆系统，所述静电涂装间歇供漆系统的主体被密封在耐高压绝缘材料制成的长方体绝缘箱内，其特征在于，所述静电涂装间歇供漆系统包括：

换色阀组，其被布置于所述静电涂装间歇供漆系统的起始端，用来为所述静电涂装间歇供漆系统提供涂料、换色以及提供清洗空气和溶剂；

伺服油缸，其包括油缸主体和伺服马达，所述伺服马达驱动丝杠带动活塞在所述伺服油缸内做往复运动，从而实现涂料的采集和供给；

吹扫阀组，其包括第一进油阀、第一回油阀、第二清洗溶剂阀和清洗空气第二阀，其安装在所述绝缘箱的进口侧的外壁上；

吹扫隔离模块，其包括静电隔离管和隔离阀组，所述静电隔离管布置于所述伺服油缸和所述吹扫阀组之间的管路上，所述吹扫隔离模块用于在所述伺服油缸完成充漆后，对所述静电隔离管进行吹扫排空。

2.根据权利要求1所述的静电涂装间歇供漆系统，其特征在于，所述隔离阀组包括第二进油阀和第一吹扫阀，所述静电隔离管一端通过所述第二进油阀和第一吹扫阀连接所述伺服油缸，另一端连接隔离进口管路和第一密封阀，所述第一密封阀的出口通过废液管回流到第二废液槽。

3.根据权利要求1所述的静电涂装间歇供漆系统，其特征在于，所述伺服油缸的出口通过第三进油阀连接旋杯进油管路，所述旋杯进油管路连接至位于所述静电涂装间歇供漆系统末端的旋杯。

4.根据权利要求3所述的静电涂装间歇供漆系统，其特征在于，所述静电涂装间歇供漆系统还包括：

旋杯阀组，所述旋杯阀组包括第二回油阀、第二密封阀、第二吹扫阀、第三密封阀，所述旋杯阀组设置在所述旋杯的内部，用来配合所述换色阀组、伺服油缸、吹扫阀组和吹扫隔离模块完成供漆动作，并对所述旋杯的内部管路进行清洗和排空。

5.根据权利要求4所述的静电涂装间歇供漆系统，其特征在于，所述第二回油阀和所述第二密封阀的进口在旋杯进油管路上并排布置，其中所述第二回油阀的出口通过旋杯清洗管路回流到第三废液槽，所述第三密封阀的出口连通所述旋杯的涂料管。

6.一种用于高导电水性涂料的静电涂装间歇供漆方法，所述方法包括以下步骤：

a.吹扫阀组进油排空和整线进油排空；

b.伺服油缸吸油；

c.液体隔离清洗和空气清洗；

d.喷涂；

e.涂装间歇期；

f.隔离管排空；

g.主线液体清洗和阀组内部液体清洗；

h.主线吹扫；

i.阀组内部液体清洗。

7.根据权利要求6所述的静电涂装间歇供漆方法，其特征在于，所述步骤a中的所述吹扫阀组进油排空过程为：所述伺服油缸的活塞位于最低位置，开启换色阀组中的第一颜色微阀，开启第一进油阀和第一回油阀，其它阀处于关闭状态，此时完成所述吹扫阀组到所述换色阀组之间管路的涂料填充和空气排空。

8.根据权利要求6所述的静电涂装间歇供漆方法，其特征在于，所述步骤a中的所述整线进油排空过程为：所述伺服油缸的活塞处于最低位置，所述第一颜色微阀和所述第一进油阀仍处于开启状态，关闭所述第一回油阀，同时开启第二进油阀、第三进油阀、第二密封阀，以使得涂料对旋杯进油管路进行填充，当旋杯开始出漆时排空过程结束。

9.根据权利要求6所述的静电涂装间歇供漆方法，其特征在于，所述步骤b中：所述伺服油缸的吸油过程分为两个阶段，第一阶段，所述伺服油缸从主进油管路吸油，此时所述第一颜色微阀、所述第一进油阀和所述第二进油阀均为开启状态，伺服马达带动活塞上行进行吸油，当即将完成吸油动作时执行第二阶段吸油，此时关闭所述第一进油阀，同时打开清洗空气第二阀，从而对静电隔离管进行吸油预排空。

10.根据权利要求6所述的静电涂装间歇供漆方法，其特征在于，所述步骤f中，所述隔离管排空过程为：第一回油阀、第二进油阀处于开启状态，关闭其它阀，伺服油缸继续压油，用留存在所述伺服油缸中的涂料把所述静电隔离管充满，当第一回油阀出漆时所述排空过程停止。