CN111451024A - 一种可控喷出量和喷出频率的精密喷头 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种可控喷出量和喷出频率的精密喷头，该精密喷头喷出的涂料为喷涂点；该精密喷头的喷涂频率可控，实现单位时间内喷涂点的数量可控；该精密喷头的喷涂幅度可控，实现每个喷涂点的涂料量可控；该精密喷头采用按点喷涂的方式，控制喷涂的频率和幅度，实现按需供料。本发明的喷头喷涂的频率和幅度可控，采用按需供料方式，根据运动速度及喷涂工件的需求，可以自动调整喷涂的频率和幅度，能有效控制喷涂的厚度，提高了喷头的精密度。

Description

一种可控喷出量和喷出频率的精密喷头

技术领域

本发明属于自动喷涂领域，涉及喷头，具体涉及一种可控喷出量和喷出频率的精密喷头。

背景技术

目前，市场上对大分子颗粒比如漆等的自动喷涂基本上采用的喷头是自动喷枪，其基本原理是：自动喷枪内部具有一个气动式活塞机构，活塞上方装有一支不锈钢喷针，而活塞后方装有一组高张力弹簧，当压缩空气停止供应时，弹簧将活塞及喷针向前顶住，此时，喷针与喷嘴以高精密度的紧密配合来阻断液体的通过，反之，当压缩空气开始供应时，压缩空气的压力将活塞推开，使喷针与喷嘴间产生空隙让液体喷出，喷出后的液体随即与雾化用的空气接触产生雾化效果。

其有以下特点：一般喷射出的形状为锥形雾状，喷射落点为圆形，直径为200-400mm，喷射距离一般在230-400mm左右，损耗严重，喷涂过程中有30％左右的涂料飞溅损耗，并造成工作空间污染严重；喷涂图案时，需要人工进行遮盖，喷涂完成后，再撕掉遮盖物，无法自动化；喷涂时，有操作人员工作时，工作人员必须穿戴全套防护服，以尽量减少健康损害。喷涂的模式是连续喷涂。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于，提供一种可控喷出量和喷出频率的精密喷头，解决现有技术中的喷头的精密度不足的技术问题。

为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案予以实现：

一种可控喷出量和喷出频率的精密喷头，包括变幅机构、变频转动机构和吸料喷料机构；

所述的变幅机构安装在吸料喷料机构上，变幅机构中的凸轮与吸料喷料机构中的万向球紧密接触，变幅机构通过调节凸轮与吸料喷料机构的接触位点，从而调节吸料喷料机构中活塞的升降幅度，能够使得喷涂幅度可控，实现每个喷涂点的涂料量可控；

所述的变频转动机构安装在变幅机构上，变频转动机构通过驱动变幅机构中凸轮的转动来带动调节吸料喷料机构中活塞的升降，通过变频转动机构的转速改变来调节吸料喷料机构中活塞的升降频率，能够使得喷涂频率可控，实现单位时间内喷涂点的数量可控；

所述的吸料喷料机构实施涂料的吸入和喷出，通过吸料喷料机构中活塞的升降运动能够使得喷出的涂料为喷涂点。

本发明还具有如下技术特征：

具体的，包括罩壳，所述的变幅机构包括安装在罩壳内顶面的进给座，进给座上安装有通过进给电机驱动的丝杠，丝杠上安装有进给滑块，进给滑块与进给座接触限位，使得进给滑块在丝杠的带动下沿着横向运动；进给滑块底部固定安装有凸轮安装座，凸轮安装座上可转动式安装游横向布置的凸轮轴，凸轮轴上设置有凸轮。

具体的，所述的变频转动机构固定安装在凸轮安装座上，变频转动机构与凸轮轴相连驱动凸轮转动。

具体的，所述的吸料喷料机构包括竖向伸出罩壳底部的外套筒，外套筒固定安装在罩壳底部，外套筒的底端可拆卸安装有内套筒的顶端，外套筒和内套筒内固定安装有活塞缸体；活塞缸体的顶端顶在外套筒内的凸缘上，活塞缸体的底端顶在内套筒的内底面上；

所述的活塞缸体内沿着竖向从上至下依次设置有同轴连通的活塞腔、吸料腔、出料通道和出料单向阀腔，活塞腔的内径大于吸料腔的内径，出料通道的内径小于出料单向阀腔的内径，活塞腔的顶部开放，出料单向阀腔的底部开放；

所述的活塞腔内安装有活塞，活塞与活塞杆的底端相连，活塞杆的顶端与万向球连接杆的底端相连，万向球连接杆的顶端设置有万向球安装座，万向球安装座内安装有万向球，万向球与凸轮接触安装；伸出活塞缸体的活塞杆上套装有大复位弹簧，大复位弹簧的底端顶在活塞缸体的顶部，大复位弹簧的顶端顶在活塞杆上设置的弹簧挡块上，大复位弹簧使得万向球与凸轮紧密接触；

所述的吸料腔与设置在活塞缸体外部的吸料头相连通；

所述的出料单向阀腔内设置有顶在单向阀腔内顶面用于封堵出料通道的柔性堵头，柔性堵头的底部竖向设置有柔性堵杆，柔性堵杆上套装有小复位弹簧，小复位弹簧的顶端顶在柔性堵头的底部，小复位弹簧的底端顶在内套筒的内底面上；

所述的内套筒的底面底部设置有喷料头，喷料头内设置有贯通内套筒的底面与出料单向阀腔相连通的喷料通道。

具体的，还包括雾化罩，所述的喷料头上安装有雾化罩。

所述的雾化罩包括顶端与喷料头相连的雾化芯体，雾化芯体外套装有雾化罩体，雾化罩体的顶端和雾化芯体的顶端安装有雾化盖体；雾化芯体的底端开设有喷料口，雾化芯体内设置连通喷料通道与喷料口的雾化腔，雾化芯体和雾化罩体之间形成密封的气体缓冲腔，雾化芯体的侧壁上开设有多个连通气体缓冲腔和雾化腔的气体通道。

所述的气体缓冲腔与带有气压阀的气源相连通。

所述的气体通道倾斜设置。

所述的吸料头与带有单向阀的料筒相连接。

所述的喷料通道的内径大于柔性堵杆的外径。

所述的罩壳为通过能够拆卸的面板组装成的封闭壳体。

所述的柔性堵头和柔性堵杆均采用橡胶材料制成。

所述的活塞缸体的底端和内套筒的内底面之间设置有密封圈。

所述的变频转动机构采用电机。

本发明与现有技术相比，具有如下技术效果：

(Ⅰ)本发明的喷头喷涂的频率和幅度可控，采用按需供料方式，根据运动速度及喷涂工件的需求，可以自动调整喷涂的频率和幅度，能有效控制喷涂的厚度，提高了喷头的精密度。

(Ⅱ)本发明的喷头能够降低涂料损耗：喷涂距离小于10cm，避免由于喷涂距离过大造成涂料的大量损耗，此装置预计将损耗控制在5％以内，有效避免环境污染。

(Ⅲ)本发明的喷头的雾化罩能够有效保证喷涂形状，避免涂料飞溅。

(Ⅳ)本发明的喷头在涂料的喷涂过程中不需要遮挡，喷涂的图案边缘清晰。

附图说明

图1为本发明的喷头的正视内部结构示意图。

图2为本发明的喷头的正视外部部结构示意图。

图3为本发明的喷头的侧视内部结构示意图。

图4为本发明的喷头的侧视外部结构示意图。

图5是凸轮轴的结构示意图。

图6是凸轮的截面结构示意图。

图7是传统喷头的喷涂效果示意图。

图8是本发明的喷头的喷涂效果示意图。

图中各个标号的含义为：1-罩壳，2-变幅机构，3-变频转动机构，4-吸料喷料机构，5-雾化罩，6-气压阀，7-气源，8-单向阀，9-料筒；

201-进给座，202-进给电机，203-丝杠，204-进给滑块，205-凸轮安装座，206-凸轮轴，207-凸轮；

401-外套筒，402-内套筒，403-活塞缸体，404-活塞，405-活塞杆，406-万向球连接杆，407-万向球安装座，408-万向球，409-大复位弹簧，410-弹簧挡块，411-吸料头，412-柔性堵头，413-柔性堵杆，414-小复位弹簧，415-喷料头，416-喷料通道，417-密封圈；

40301-活塞腔，40302-吸料腔，40303-出料通道，40304-出料单向阀腔，404-活塞；

501-雾化芯体，502-雾化罩体，503-雾化盖体，504-喷料口，505-雾化腔，506-气体缓冲腔，507-气体通道。

以下结合实施例对本发明的具体内容作进一步详细解释说明。

具体实施方式

本发明保护一种可控喷出量和喷出频率的精密喷头，包括变幅机构2、变频转动机构3和吸料喷料机构4；

变幅机构2安装在吸料喷料机构4上，变幅机构2中的凸轮与吸料喷料机构4中的万向球紧密接触，变幅机构2通过调节凸轮与吸料喷料机构4的接触位点，从而调节吸料喷料机构4中活塞的升降幅度，能够使得喷涂幅度可控，实现每个喷涂点的涂料量可控；

变频转动机构3安装在变幅机构2上，变频转动机构3通过驱动变幅机构2中凸轮的转动来带动调节吸料喷料机构4中活塞的升降，通过变频转动机构3的转速改变来调节吸料喷料机构4中活塞的升降频率，能够使得喷涂频率可控，实现单位时间内喷涂点的数量可控；

吸料喷料机构4实施涂料的吸入和喷出，通过吸料喷料机构4中活塞的升降运动能够使得喷出的涂料为喷涂点。

需要说明的是，本发明中的所有零部件和材料，在没有特殊说明的情况下，均采用本领域已知的零部件和材料。

以下给出本发明的具体实施例，需要说明的是本发明并不局限于以下具体实施例，凡在本申请技术方案基础上做的等同变换均落入本发明的保护范围。

实施例1：

本实施例给出一种可控喷出量和喷出频率的精密喷头，如图1至图6所示，包括罩壳1，还包括变幅机构2、变频转动机构3、吸料喷料机构4和雾化罩5；

变幅机构2包括安装在罩壳1内顶面的进给座201，进给座201上安装有通过进给电机202驱动的丝杠203，丝杠203上安装有进给滑块204，进给滑块204与进给座201接触限位，使得进给滑块204在丝杠203的带动下沿着横向运动；进给滑块204底部固定安装有凸轮安装座205，凸轮安装座205上可转动式安装游横向布置的凸轮轴206，凸轮轴206上设置有凸轮207；

变频转动机构3固定安装在凸轮安装座205上，变频转动机构与凸轮轴206相连驱动凸轮207转动；

吸料喷料机构4包括竖向伸出罩壳1底部的外套筒401，外套筒401固定安装在罩壳1底部，外套筒401的底端可拆卸安装有内套筒402的顶端，外套筒401和内套筒402内固定安装有活塞缸体403；活塞缸体403的顶端顶在外套筒401内的凸缘上，活塞缸体403的底端顶在内套筒402的内底面上；

活塞缸体403内沿着竖向从上至下依次设置有同轴连通的活塞腔40301、吸料腔40302、出料通道40303和出料单向阀腔40304，活塞腔40301的内径大于吸料腔40302的内径，出料通道40303的内径小于出料单向阀腔40304的内径，活塞腔40301的顶部开放，出料单向阀腔40304的底部开放；

活塞腔40301内安装有活塞404，活塞404与活塞杆405的底端相连，活塞杆405的顶端与万向球连接杆406的底端相连，万向球连接杆406的顶端设置有万向球安装座407，万向球安装座407内安装有万向球408，万向球408与凸轮207接触安装；伸出活塞缸体403的活塞杆405上套装有大复位弹簧408，大复位弹簧409的底端顶在活塞缸体403的顶部，大复位弹簧409的顶端顶在活塞杆405上设置的弹簧挡块410上，大复位弹簧409使得万向球408与凸轮207紧密接触；

吸料腔40302与设置在活塞缸体403外部的吸料头411相连通；

出料单向阀腔40304内设置有顶在单向阀腔40304内顶面用于封堵出料通道40303的柔性堵头412，柔性堵头412的底部竖向设置有柔性堵杆413，柔性堵杆413上套装有小复位弹簧414，小复位弹簧414的顶端顶在柔性堵头412的底部，小复位弹簧414的底端顶在内套筒402的内底面上；

内套筒402的底面底部设置有喷料头415，喷料头415内设置有贯通内套筒402的底面与出料单向阀腔40304相连通的喷料通道416；

喷料头415上安装有雾化罩5。

作为本实施例的一种具体方案，雾化罩5包括顶端与喷料头415相连的雾化芯体501，雾化芯体501外套装有雾化罩体502，雾化罩体502的顶端和雾化芯体501的顶端安装有雾化盖体503；雾化芯体501的底端开设有喷料口504，雾化芯体501内设置连通喷料通道416与喷料口504的雾化腔505，雾化芯体501和雾化罩体502之间形成密封的气体缓冲腔506，雾化芯体501的侧壁上开设有多个连通气体缓冲腔506和雾化腔505的气体通道507。

具体的，气体缓冲腔507与带有气压阀6的气源7相连通。气压阀6可以对雾化的大小进行控制。吸料头411与带有单向阀8的料筒9相连接。单向阀8只允许涂料从料筒9进入吸料头411中。

优选的，气体通道507倾斜设置。具体的个数和倾斜角度可根据需要进行优化设计。

作为本实施例的一种优选方案，罩壳1为通过能够拆卸的面板组装成的封闭壳体，便于安装、拆卸和维护。

作为本实施例的一种优选方案，喷料通道416的内径大于柔性堵杆413的外径。活塞404向下运动过程中，柔性堵头412和柔性堵杆413也会在压力作用下向下移动，柔性堵杆413会进入喷料通道416中，喷料通道416的内径大于柔性堵杆413的外径，确保涂料能够在柔性堵杆413和喷料通道416之间的间隙中顺利喷出。

作为本实施例的一种优选方案，柔性堵头412和柔性堵杆413均采用橡胶材料制成。

作为本实施例的一种优选方案，活塞缸体403的底端和内套筒402的内底面之间设置有密封圈417。

作为本实施例的一种优选方案，凸轮轴206通过轴承可转动式安装在凸轮安装座205上。

作为本实施例的一种优选方案，变频转动机构3采用电机。也可以采用其它能够实现变频转动功能的产品替代。

本发明的基本原理：凸轮207的结构呈椭圆锥台状，凸轮207靠近变频转动机构3的一端为大端，凸轮207远离变频转动机构3的一端为小大端。当进给电机202停止转动时，凸轮207的确定一点与万向球408接触，当变频转动机构3电机以一定转速n转动时，会使凸轮207以转速n转动，从而会带动活塞杆405上下运动。

由于凸轮207的轴截面外形为椭圆形，活塞杆405运动频率为2n；当活塞杆405上行运动时，活塞404使得吸料腔40302形成负压，此时，由于出料单向阀腔40304中的柔性堵头412紧贴内顶面封堵出料通道40303，喷料头415中的喷料通道416相当于关闭状态，那么，涂料会从料筒9经过单向阀8吸入吸料腔40302内。而当活塞杆404下行运动时，料筒9上的单向阀8关闭，活塞404使得吸料腔40302形成正压，此时，由于出料单向阀腔40304中的柔性堵头412脱离内顶面下行，使得出料通道40303打开，喷料头415中的喷料通道416相当于打开状态，那么，涂料会从喷料头415中的喷料通道416中喷出，进入雾化罩5中，经过雾化罩5进行雾化。当变频转动机构3的转速n发生变化时，喷头喷出的涂料点也跟随变化，这就形成了变频控制。

当进给电机202停止转动时，凸轮207上的确定一个椭圆圈与万向球408接触，凸轮207转动一周的幅值为b-a，即出涂料量V＝s*(b-a)，其中，s为活塞腔40301的空腔横截面积，b为椭圆的长轴半径，a为椭圆的短轴半径。而当进给电机202转动时，丝杠203随之转动，从而带动进给滑块204横向移动，从而带动凸轮207横向移动，凸轮207横向移动后，与万向球408接触的凸轮207上的椭圆圈也随之发生变化，其幅值b-a也跟着改变，从而实现了变幅的控制，也就是每次出料量得到了控制。

本发明的喷头使用时，按照以下步骤进行：

第一步，启动进给电机202，使凸轮207移动到预期的幅值位置，达到喷涂时需要的出料量。

第二步，停止进给电机202的转动，启动变频转动机构3，转速为预期转速n，从而使凸轮轴206运行，凸轮轴206带动凸轮207转动从而驱动，活塞杆405在竖向上下往复运动，从而使涂料以2n频率往出喷料，喷出涂料经过雾化罩5雾化，最终喷出雾化后的喷点，由雾化后喷点喷成各种图案。

第三步，雾化时，可通过气压阀6调节雾化程度，达到理想的雾化喷点；气压阀6可以根据需要采用控制程序进行自动化控制。

第四步，调节变频转动机构3的转速，可以自动控制喷点的频率；喷涂过程中，启动进给电机202，带动凸轮207移动，改变幅值b-a，可以达到自动调节每次喷点的出料量，也就是调幅。

如图7所示，传统喷涂效果是连续的，损耗大，喷涂图案需要人工对喷涂物进行遮挡，效率低，危害身体健康，不环保，自动化程度不高。而采用本发明的喷头，对喷涂过程中可进行变频变幅的自动控制，不再连续，无需遮挡，提高效率，降低损耗，降低对工作人员身体的危害，喷涂效果如图8所示。

Claims (10)

1.一种可控喷出量和喷出频率的精密喷头，其特征在于，包括变幅机构(2)、变频转动机构(3)和吸料喷料机构(4)；

所述的变幅机构(2)安装在吸料喷料机构(4)上，变幅机构(2)中的凸轮与吸料喷料机构(4)中的万向球紧密接触，变幅机构(2)通过调节凸轮与吸料喷料机构(4)的接触位点，从而调节吸料喷料机构(4)中活塞的升降幅度，能够使得喷涂幅度可控，实现每个喷涂点的涂料量可控；

所述的变频转动机构(3)安装在变幅机构(2)上，变频转动机构(3)通过驱动变幅机构(2)中凸轮的转动来带动调节吸料喷料机构(4)中活塞的升降，通过变频转动机构(3)的转速改变来调节吸料喷料机构(4)中活塞的升降频率，能够使得喷涂频率可控，实现单位时间内喷涂点的数量可控；

所述的吸料喷料机构(4)实施涂料的吸入和喷出，通过吸料喷料机构(4)中活塞的升降运动能够使得喷出的涂料为喷涂点。

2.如权利要求1所述的可控喷出量和喷出频率的精密喷头，其特征在于，包括罩壳(1)，所述的变幅机构(2)包括安装在罩壳(1)内顶面的进给座(201)，进给座(201)上安装有通过进给电机(202)驱动的丝杠(203)，丝杠(203)上安装有进给滑块(204)，进给滑块(204)与进给座(201)接触限位，使得进给滑块(204)在丝杠(203)的带动下沿着横向运动；进给滑块(204)底部固定安装有凸轮安装座(205)，凸轮安装座(205)上可转动式安装游横向布置的凸轮轴(206)，凸轮轴(206)上设置有凸轮(207)。

3.如权利要求2所述的可控喷出量和喷出频率的精密喷头，其特征在于，所述的变频转动机构(3)固定安装在凸轮安装座(205)上，变频转动机构与凸轮轴(206)相连驱动凸轮(207)转动。

4.如权利要求2所述的可控喷出量和喷出频率的精密喷头，其特征在于，所述的吸料喷料机构(4)包括竖向伸出罩壳(1)底部的外套筒(401)，外套筒(401)固定安装在罩壳(1)底部，外套筒(401)的底端可拆卸安装有内套筒(402)的顶端，外套筒(401)和内套筒(402)内固定安装有活塞缸体(403)；活塞缸体(403)的顶端顶在外套筒(401)内的凸缘上，活塞缸体(403)的底端顶在内套筒(402)的内底面上；

所述的活塞缸体(403)内沿着竖向从上至下依次设置有同轴连通的活塞腔(40301)、吸料腔(40302)、出料通道(40303)和出料单向阀腔(40304)，活塞腔(40301)的内径大于吸料腔(40302)的内径，出料通道(40303)的内径小于出料单向阀腔(40304)的内径，活塞腔(40301)的顶部开放，出料单向阀腔(40304)的底部开放；

所述的活塞腔(40301)内安装有活塞(404)，活塞(404)与活塞杆(405)的底端相连，活塞杆(405)的顶端与万向球连接杆(406)的底端相连，万向球连接杆(406)的顶端设置有万向球安装座(407)，万向球安装座(407)内安装有万向球(408)，万向球(408)与凸轮(207)接触安装；伸出活塞缸体(403)的活塞杆(405)上套装有大复位弹簧(408)，大复位弹簧(409)的底端顶在活塞缸体(403)的顶部，大复位弹簧(409)的顶端顶在活塞杆(405)上设置的弹簧挡块(410)上，大复位弹簧(409)使得万向球(408)与凸轮(207)紧密接触；

所述的吸料腔(40302)与设置在活塞缸体(403)外部的吸料头(411)相连通；

所述的出料单向阀腔(40304)内设置有顶在单向阀腔(40304)内顶面用于封堵出料通道(40303)的柔性堵头(412)，柔性堵头(412)的底部竖向设置有柔性堵杆(413)，柔性堵杆(413)上套装有小复位弹簧(414)，小复位弹簧(414)的顶端顶在柔性堵头(412)的底部，小复位弹簧(414)的底端顶在内套筒(402)的内底面上；

所述的内套筒(402)的底面底部设置有喷料头(415)，喷料头(415)内设置有贯通内套筒(402)的底面与出料单向阀腔(40304)相连通的喷料通道(416)。

5.如权利要求4所述的可控喷出量和喷出频率的精密喷头，其特征在于，还包括雾化罩(5)，所述的喷料头(415)上安装有雾化罩(5)。

6.如权利要求5所述的可控喷出量和喷出频率的精密喷头，其特征在于，所述的雾化罩(5)包括顶端与喷料头(415)相连的雾化芯体(501)，雾化芯体(501)外套装有雾化罩体(502)，雾化罩体(502)的顶端和雾化芯体(501)的顶端安装有雾化盖体(503)；雾化芯体(501)的底端开设有喷料口(504)，雾化芯体(501)内设置连通喷料通道(416)与喷料口(504)的雾化腔(505)，雾化芯体(501)和雾化罩体(502)之间形成密封的气体缓冲腔(506)，雾化芯体(501)的侧壁上开设有多个连通气体缓冲腔(506)和雾化腔(505)的气体通道(507)。

7.如权利要求6所述的可控喷出量和喷出频率的精密喷头，其特征在于，所述的气体缓冲腔(507)与带有气压阀(6)的气源(7)相连通。

8.如权利要求6所述的可控喷出量和喷出频率的精密喷头，其特征在于，所述的气体通道(507)倾斜设置。

9.如权利要求4所述的可控喷出量和喷出频率的精密喷头，其特征在于，所述的吸料头(411)与带有单向阀(8)的料筒(9)相连接。

10.如权利要求4所述的可控喷出量和喷出频率的精密喷头，其特征在于，所述的喷料通道(416)的内径大于柔性堵杆(413)的外径。

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