CN114007758A - 用于对表面进行涂覆的系统和方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于使用喷射雾化的涂层颗粒的喷射涂覆工具(2)对物体(3)的表面(3a)进行涂覆的系统(1)和方法。施加限定喷射室的调节罩(20)。在操作中，喷射涂覆工具(2)安装在涂覆工具安装端部(21)处，并且输出端部(22)定位在待涂覆的物体(3)的表面(3a)的附近。喷射涂覆工具(2)操作成喷射雾化的涂层颗粒(10)，这些雾化的涂层颗粒从涂覆工具(2)通过喷射室和输出端部(22)行进至物体(3)的表面(3a)。在操作中携带雾化的涂层颗粒(10)的载气被注射至物体(3)的表面(3a)。

Description

用于对表面进行涂覆的系统和方法
技术领域
本发明涉及用于利用喷射例如涂料的雾化的涂层颗粒的喷射涂覆工具对物体的表面进行涂覆的系统和方法。
背景技术
已知在这种物体的表面覆盖一个或更多个涂覆层有助于保护该物体。这种层由机器人或操作喷射涂覆工具、比如喷枪的人员进行施用，雾化的涂层颗粒通过喷射涂覆工具从相对较短的距离被施用至物体。
然而，由于风和其他环境因素，雾化的涂层颗粒的很大一部分逸出并且沉积在不期望的区域处。该现象也被称为过度喷射。因此，一方面，涂层材料的应用效率相对较低，而另一方面，产生关于环境的问题。
例如，根据US5688323已知，在距待处理物体非常近的距离处布置有封围，并且其中，人员的上半身位于封围内部并且下半身位于封围外部。利用风扇在封围中创建真空，其中，空气被从封围与待处理表面之间的缝隙中抽出。
根据EP2859960可知，调节罩位于涂覆工具与待处理物体之间。
发明内容
本发明的目的是提供一种替代解决方案，以减少与过度喷射相关的问题。
根据本发明，用于利用喷射例如涂料的雾化的涂层颗粒的喷射涂覆工具对物体的表面进行涂覆的系统包括
调节罩，该调节罩限定喷射室并且具有下述各者：
-涂敷工具安装端部，
-与涂敷工具安装端部相反的输出端部，该输出端部适于定位成接近待涂敷物体的表面，
其中，在操作中：
-喷射涂覆工具安装在涂覆工具安装端部处，并且
-输出端部定位成接近待涂覆物体的表面，并且
-喷射涂覆工具操作成喷射雾化的涂层颗粒，这些雾化的涂层颗粒从涂覆工具通过喷射室和输出端部行进至物体的表面，
与调节罩的涂覆工具安装端部或与涂覆工具连通的载气装置，该载气装置适于提供在操作中携带雾化的涂层的载气。
根据本发明，适于被涂覆的可能物体为船舶、比如飞机的飞行器、直升机、火箭、卫星、建筑物以及基础设施部件，诸如桥梁、水闸和水障的部件。
通过使喷射涂覆工具在表面上移动来施用涂覆层。可以手动地或自动地以涂覆速度进行移动。在实施方式中，提供了用于使喷射涂覆工具移动的具有可调节涂覆速度的驱动器。
通常施用一个或更多个涂覆层有助于物体的保护。例如，施用防腐蚀层、颜色层和/或保护漆层。通常，术语“涂层”用于沉积层。
“涂层材料”用于识别正在沉积的成分，即在喷射涂覆之前。通常，施用水基或溶剂基涂层材料成分，特别是水基或溶剂基涂料。可以改变溶剂的水量来改变涂层材料的粘度。
在实施方式中，涂层材料供应件设置有用于涂层材料供应的加热元件，以能够改变涂层材料的温度，并且因此改变涂层材料的粘度。加热元件既可以用于加热涂层材料也可以用于冷却涂层材料。
喷射涂覆工具喷射雾化的涂层颗粒。喷射涂覆工具通常包括喷射喷嘴以便于涂层材料的分散，例如将涂层流体分解成滴，也被称为雾化，并且将它们排放到雾化的涂层颗粒的喷射中。优选地，应用具有单个出口的喷射喷嘴。
涂层材料可以为固体或液体。固体涂层材料例如为粉末，使得雾化的涂层颗粒为固体粉末颗粒。液体涂层材料可以具有相对高的粘度，但本发明的系统也适用于具有低粘度的液体涂层材料。雾化的涂层颗粒为液滴。还可以设想的是，液体涂层材料包括分散的颗粒。
设置有限定喷射室的调节罩。调节罩的几何结构和尺寸有利地调整至喷射涂覆工具和/或涂层类型和/或物体。有利地，喷射涂覆工具产生锥形喷射，并且调节罩具有相应的锥形形状。调节罩具有涂覆工具安装端部，优选地在该涂覆工具安装端部处封闭喷射室。输出端部设置成与安装端部相反，该输出端部适于定位成接近待涂覆物体的表面。调节罩有利地形成为在至少一个不期望的方向上阻碍液滴的分散。
在实施方式中，调节罩具有从涂覆工具安装端部到输出端部增加的直径。例如，调节罩具有基本锥形形状，其中，调节罩的涂覆工具安装端部位于罩的具有相对较小开口的侧部处，并且调节罩的输出端部位于罩的具有相对较大开口的侧部处。锥体从输出端部渐缩至虚构的顶点，涂覆工具可以安装在该顶点处。
在替代性实施方式中，调节罩通常为具有非渐缩壁的筒形形状。
调节罩的输出端部有利地为圆形，但是也可以设想为椭圆形或多边形基部。
调节罩可以由包括3D打印塑料的任何类型的材料制作。有利地，设置有用于消除静电的构造。
为了利用根据本发明的系统执行涂覆，在操作中：
-喷射涂覆工具安装在涂覆工具安装端部处，并且
-输出端部定位成接近待涂覆物体的表面，并且
-喷射涂覆工具操作成喷射雾化的涂层颗粒，这些雾化的涂层颗粒从涂覆工具通过喷射室和输出端部行进至物体的表面。
该系统包括与调节罩的涂覆工具安装端部或与涂覆工具连通的载气装置，载气装置适于提供在操作中携带雾化的涂层颗粒的载气。
载气适合于携带雾化的涂层颗粒。这种固体涂层颗粒或液体涂层液滴在载气中的悬浮体通常被称为气溶胶，特别是喷射射流气溶胶。在这种气溶胶中，存在的颗粒的粒度在分子至1mm的范围内，特别地在500nm与200μm之间。
载气的可能功能为将残留的雾化涂层颗粒从喷射室携带至调节罩的输出端部，朝向内环形导管并且到达气体抽取装置。在实施方式中，喷射涂覆工具可以将雾化的涂层颗粒“无空气”喷射。在这种实施方式中，喷射不是气体辅助的。
在实施方式中，载气还可以辅助将携带颗粒从喷射涂覆工具喷射至物体的表面。还可能的是，载气属于雾化过程。载气然后被称为“雾化气体”。
携带雾化涂层颗粒的载气的优点是，它防止颗粒粘附至限定喷射室的调节罩的内壁。载气因此保护了喷射室的壁。
在实施方式中，提供了适于注射载气的载气注射装置。这种装置可以使用例如离心风机的气体泵将加压的载气输送到喷射室中。
替代性地，载气装置由涂覆工具安装端部处的一个或更多个开口形成，例如允许引入周围空气。
空气通常被用作载气，但也可以设想其他气体。例如，这可能取决于涂层材料的类型，特别是所使用的稀释剂或溶剂的类型。
在物体上形成涂层的实际喷射射流通常被称为主要射流或主射流。术语“过度喷射”用来指代涂层颗粒被施用到非预期位置上。
主射流包括雾化的涂层颗粒、可选的载气以及还可能的粘合剂和稀释剂或溶剂。仅颗粒和可能的粘合剂将在物体上形成涂层。载气和可能的稀释剂将不会粘附至表面，并且将朝向低压力区，即喷射室外部移动。已知的是，较小的颗粒将比相对较大的颗粒更容易跟随气体流。因此，最小的雾化涂层颗粒将导致过度喷射。换言之，雾化的颗粒越小，过度喷射的量越大且涂着效率越小。
根据本发明的第二方面，与过度喷射相关联的问题通过用于利用喷射例如涂料的雾化的涂层颗粒的喷射涂覆工具对物体的表面进行涂覆的系统而减少，该系统包括
调节罩，该调节罩限定喷射室并且具有下述各者：
-涂敷工具安装端部，
-与涂敷工具安装端部相反的输出端部，该输出端部适于定位成接近待涂敷物体的表面，
其中，在操作中：
-喷射涂覆工具安装在涂覆工具安装端部处，并且
-输出端部定位成接近待涂覆物体的表面，并且
-喷射涂覆工具操作成喷射雾化的涂层颗粒，这些雾化的涂层颗粒从涂覆工具通过喷射室和输出端部行进至物体的表面，
与调节罩的涂覆工具安装端部或与涂覆工具连通的载气装置，该载气装置适于提供在操作中携带雾化的涂层的载气，
其中，调节罩具有三个同心壁，即外壁、中间壁和内壁，内壁限定喷射室，外壁和中间壁限定环形外导管并且中间壁和内壁限定内环形导管，
与内环形导管连通的气体抽取装置，该气体抽取装置适于抽取具有邻近调节罩的输出端部的残留的雾化涂层颗粒的气体。
与外环形导管连通的保护流体注射装置，该保护流体注射装置适于将保护流体注射至外环形导管，保护流体在调节罩的输出端部处离开环形导管，由此保护喷射室不受环境影响。
本发明的这方面的调节罩的另一优点是，可以加强对喷射条件的控制。调节罩的创造性构造有助于在喷射期间使条件、比如温度和湿度保持处于恒定水平。
调节罩具有同心外壁、中间壁和内壁。内壁限定喷射室，外壁和中间壁限定环形外导管并且中间壁和内壁限定内环形导管。
在实施方式中，调节罩的三个同心壁设置成彼此平行。可能地，环形导管在调节罩的整个长度上具有相同的宽度。然而，还可以设想其他构型。例如，与锥形内壁组合的外壁的形状可以为筒形。中间壁可以为筒形或锥形。在这种实施方式中，三个同心壁中的仅两个同心壁彼此平行。
在实施方式中，同心壁之间的距离是可调节的。
调节罩的构型可以使得喷射涂覆工具仅安装在三个同心壁的内壁的涂覆工具安装端部处。
可以设想的是，调节罩的三个同心壁与待涂覆物体的表面的距离相同。然而，内壁与表面之间的距离di还可以不同于外壁与表面之间的距离do。中间壁与表面之间的距离dm可以和外壁与表面之间的距离do、内壁与表面之间的距离di相同，或者与它们不同。
可能地，在操作喷射涂覆工具之前，选择或调整调节罩的以上限定的距离do、dm和di以适应涂覆过程。
还可以设想的是，调节罩的以上限定的距离do、dm和di中的一者或更多者可以在喷射期间进行主动调节，例如通过中央控制系统基于来自设置在调节罩中的颗粒传感器的输入数据进行主动调节。
在实施方式中，设置有喷射室调节机构以用于对调节罩的输出端部处的物体的表面与限定喷射室的内壁之间的距离di进行调节。可能地，可以通过减小物体的表面与内壁之间的距离di来减少过度喷射的量。还可以设想，通过将距离di减小至超出最佳，过度喷射的量将会增加。
在实施方式中，设置有外壁调节机构以用于对调节罩的输出端部处的物体的表面与至少外同心壁之间的距离do进行调节。外壁为调节罩的输出端部提供机械保护，特别地为内环形导管和喷射室提供机械保护。有利地，中央控制系统通信连接至颗粒传感器并且通信连接至外壁调节机构，以用于通过基于来自颗粒传感器的输入数据来调节距离do而对涂覆过程进行控制。
可能地，还设置有中间壁调节机构以能够调节外环形导管与物体的表面之间的距离dm。有利地，中央控制系统通信连接至颗粒传感器并且通信连接至中间壁调节机构，以用于通过基于来自颗粒传感器的输入数据来调节距离dm而对涂覆过程进行控制。
与内环形导管连通的气体抽取装置将对气体、和可能的比如挥发性有机化合物的稀释剂或溶剂、以及邻近调节罩的输出端部的、特别是邻近喷射室的残留的雾化涂层颗粒进行抽取。通过抽取残留的雾化涂层颗粒，使过度喷射最小化。有利地，一个或更多个过滤器应用在内环形导管中和/或气体抽取装置中，以从气体过滤残留的涂层颗粒。在过滤后，气体可以回收用于再利用或排放到环境中。
在实施方式中，气体抽取装置使用例如离心风机的气体泵来创建部分真空。这种真空使载气从喷射室被吸取。在这些实施方式中，载气装置可以是被动的，因为载气装置例如经由涂覆工具安装端部处的开口提供载气，但不使用泵提供加压的载气。
在替代性实施方式中，可以设想的是，设置主动操作的载气喷射装置，以将加压的载气提供到喷射室中。在这些实施方式中，可以设想的是，气体抽取装置为被动式的。
保护流体注射装置注射保护流体。保护流体可以由流体、气体或等离子体形成。在实施方式中，空气用作保护气体。可能地，空气通过将污染物移除而被净化或清洁。可能的污染物为各种类型的颗粒，但也可能包括比如二氧化碳的气体。保护流体防止外部空气流干扰喷射过程。在实施方式中，保护流体注射装置使用例如离心风机的泵来提供保护流体，优选为加压的保护流体。
还可以设想的是，保护流体属于涂覆过程，因为它提供了实际颗粒喷射的预处理或后处理。可以设想的是，保护流体包括添加剂。替代性地或另外地，保护流体具有影响/作用于涂覆过程——例如涂层的固化、干燥或硬化——的温度或成分。保护流体还可以辅助移除、即吹走沉积涂覆层上的灰尘。对待涂敷物体的表面进行预热也可能是有利的。
在这方面，可以设想的是，环形外导管包括与后部部分物理地分离的前部部分，从而允许有利于预处理的保护流体进入前部部分，并且允许有利于后处理的保护流体进入后部部分。
本发明还涉及一种利用喷射雾化的涂层颗粒的喷射涂覆工具对物体的表面进行涂覆的方法，其中，使用如上所述的系统，该方法包括下述步骤：
-将喷射涂覆工具安装在涂覆工具安装端部处，并且
-将输出端部定位成接近待涂覆物体的表面，并且
-将喷射涂覆工具操作成喷射雾化的涂层颗粒，这些雾化的涂层颗粒从涂覆工具通过喷射室和输出端部行进至物体的表面。
根据本发明的第一方面，与过度喷射相关联的问题通过用于利用喷射例如涂料的雾化的涂层颗粒的喷射涂覆工具对物体的表面进行涂覆的系统而减少，该系统包括
与涂覆工具连通的涂层材料供应件，包括设定涂层材料流量的涂层材料泵，
调节罩，该调节罩限定喷射室并且具有下述各者：
-涂敷工具安装端部，
-与涂敷工具安装端部相反的输出端部，该输出端部适于定位成接近待涂敷物体的表面，
其中，在操作中：
-喷射涂覆工具安装在涂覆工具安装端部处，并且
-输出端部定位成接近待涂覆物体的表面，并且
-喷射涂覆工具操作成喷射雾化的涂层颗粒，这些雾化的涂层颗粒从涂覆工具通过喷射室和输出端部行进至物体的表面，
与调节罩的涂覆工具安装端部或与涂覆工具连通的载气装置，该载气装置适于提供在操作中携带雾化的涂层颗粒的载气，
其特征在于，该系统还包括
颗粒传感器，颗粒传感器设置在调节罩中、例如在喷射室中，用于检测粒度分布和/或颗粒密度，
中央控制系统，中央控制系统通信连接至颗粒传感器并且通信连接至涂层材料供应件和/或载气装置，以用于基于来自颗粒传感器的输入数据、比如涂层材料流量来控制涂覆过程。
根据本发明的系统的重要优点是提高了涂层质量。
颗粒传感器可以为通常可获得的传感器。可能地，颗粒传感器为光学传感器，如相位多普勒颗粒分析仪。为了减少最小颗粒的过度喷射，期望提供检测粒度分布的颗粒传感器。粒度分布通常为根据尺寸来定义存在颗粒的相对量、例如按质量的一列值。
此外，检测颗粒的量、特别是颗粒密度或颗粒的浓度是有用的。
有利地，颗粒传感器为喷射颗粒传感器。它还可以检测喷射中的雾化涂层颗粒的速度。
中央控制系统设置成用于基于颗粒传感器的输入数据对涂覆过程进行控制，并且特别地减少过度喷射，并且提高涂覆过程的效率和质量。还可以设想的是，中央控制系统对涂覆过程进行控制使得涂覆速度提高，或者使得涂层的固化为最佳的。
通常已知的是，喷射涂覆工具与粒度分布和浓度之间存在一定的关系。因此，已知基于来自颗粒传感器的输入数据对喷射涂覆工具进行控制。
根据本发明的第一方面，中央控制系统通信连接至涂层材料供应件、调节罩和/或载气装置。
当中央控制系统通信连接至涂层材料供应件时，可以基于来自颗粒传感器的输入数据对涂层材料流量进行控制。例如，当平均粒度太小时，涂层流量增加。
在实施方式中，涂层材料供应件还包括用于加热和/或冷却涂层材料的加热元件，并且其中，涂层材料的温度基于颗粒传感器的输入进行控制。例如，当平均粒度太小时，涂层材料温度降低，并且因此粘度增加。
当中央控制系统通信连接至载气装置时，可以基于来自颗粒传感器的输入数据对载气的供应进行控制。例如，当存在大量小颗粒时，载气流量降低。在实施方式中，其中，载气装置由工具安装处的一个或更多个开口形成，可以设想的是，开口增加或开口的数目增加。
在实施方式中，其中，载气装置包括设定气体流量的载气泵，载气通过载气泵被注射到喷射室中，中央控制系统可以通信连接至载气泵以基于来自颗粒传感器的输入数据控制气体流量。例如，当平均粒度太大时，载气流量增加。或者当存在大量的小颗粒时，载气流量降低。这可能导致不同的涂层表面质量。
在实施方式中，载气装置包括用于调节载气湿度的加湿器。有利地，载气的湿度基于颗粒传感器和/或湿度传感器的输入进行控制。
在实施方式中，载气装置包括用于调节载气温度的加热元件。有利地，载气的温度基于颗粒传感器的输入进行控制。
在实施方式中，调节罩具有限定环形导管和环形导管内部的喷射室的两个同心壁，其中，气体抽取装置与环形导管连通，气体抽取装置适于抽取具有邻近调节罩的输出端部的残留的雾化涂层颗粒的气体。优选地，气体抽取装置包括设定抽取速率的泵。在这种实施方式中，可以基于颗粒传感器的输入控制抽取速率。
在实施方式中，包括颗粒传感器的过滤器设置在调节罩的内环形导管中或者设置在气体抽取装置中。有利地，该颗粒传感器通信连接至中央控制系统以允许基于该传感器的输入数据对涂覆过程进行控制。
在实施方式中，提供了具有可调节涂覆速度的驱动器以用于使喷射涂覆工具移动以施用涂覆层。有利地，该驱动器通信连接至中央控制系统以允许通过控制涂覆速度来控制涂覆过程。
因此，设置在调节罩中的颗粒传感器可以设置在喷射室中，并且/或者与气体抽取过程相关联的颗粒传感器设置在调节罩的环形导管中。
在实施方式中，提供了位于调节罩外部的附加的外置颗粒传感器。这种外置传感器用于检测环境中存在的颗粒，并且可以用作参考。
在本发明的范围内的是，颗粒传感器中的一个或两个颗粒传感器通信连接至中央控制系统。
在实施方式中，调节罩具有三个同心壁，即外壁、中间壁和内壁，内壁限定喷射室，外壁和中间壁限定环形外导管并且中间壁和内壁限定内环形导管；
与内环形导管连通的气体抽取装置，该气体抽取装置适于抽取具有邻近调节罩的输出端部的残留的雾化涂层颗粒的气体，气体抽取装置优选地包括设定抽取速率的泵；
与外环形导管连通的保护流体注射装置，该保护流体注射装置适于将保护流体注射至外环形导管，保护流体在调节罩的输出端部处离开环形导管，由此保护喷射室不受环境影响，保护流体注射装置优选地包括设定保护流体压力的保护流体泵；
其中，基于颗粒传感器的输入对气体抽取速率进行控制，并且/或者其中，基于颗粒传感器的输入对保护流体的压力进行控制。
在实施方式中，设置有喷射室调节机构以用于对调节罩的输出端部处的物体的表面与限定喷射室的调节罩之间的距离di进行调节，并且其中，基于颗粒传感器的输入对距离di进行控制。中央控制系统通信连接至颗粒传感器并且通信连接至喷射室调节机构，以用于通过基于来自颗粒传感器的输入数据来调节距离di而对涂覆过程进行控制。例如，当存在太多小颗粒时，减小距离以作为减少小颗粒数量的方式。
总之，调节罩与待涂覆物体的表面之间的距离d至少为10mm，以防表面包括焊接点。
在实施方式中，设置有外壁调节机构以用于对调节罩的输出端部处的物体的表面与至少外同心壁之间的距离do进行调节。外壁为调节罩的输出端部提供机械保护，特别为内环形导管和喷射室提供机械保护。
可能地，还设置有中间壁调节机构以能够调节外环形导管与物体的表面之间的距离dm。
在示例性实施方式中，可以控制喷射室条件，比如压力和温度和照明。有利地，这种喷射室条件基于颗粒传感器进行控制。
除了设置在喷射室中的颗粒传感器外，还可以设想的是，例如在喷射室中设置温度和/或湿度传感器，温度和/或湿度传感器也通信连接至中央控制系统以允许基于这些传感器的输入数据对涂覆过程进行控制。
本发明还涉及一种利用喷射雾化的涂层颗粒的喷射涂覆工具对物体的表面进行涂覆的方法，其中，使用根据权利要求1至9中的任一项的系统，该方法包括下述步骤：
-将喷射涂覆工具安装在涂覆工具安装端部处，并且
-将输出端部定位成接近待涂覆物体的表面，并且
-将喷射涂覆工具操作成喷射雾化的涂层颗粒，这些雾化的涂层颗粒从涂覆工具通过喷射室和输出端部行进至物体的表面，并且在喷射涂覆工具的操作期间检测粒度和/或颗粒密度，
-基于颗粒传感器的数据对涂层材料流量和/或载气流量进行控制。
本公开的各方面还有利地应用在本发明中，并且反之亦然。本公开的两个方面既可以单独地应用也可以结合地应用。
附图说明
此外，本发明关于附图进一步进行说明，在附图中：
图1示意性地描绘了根据现有技术的用于涂覆的系统；
图2示意性地描绘了根据本发明的第二方面的用于涂覆的系统；
图3示意性地描绘了根据本发明的第一方面的用于涂覆的系统；
图4示意性地描绘了根据本发明的第一方面的用于涂覆的替代系统。
具体实施方式
在图1中，示出了用于涂覆的现有技术的系统1，其中，喷射涂覆工具2将雾化的涂层颗粒10、例如涂料喷射在物体3的表面3a上。可见的是外部因素、比如风8，导致过度喷射11。
通常，当喷射涂覆工具2与表面之间的距离为5cm至10cm时，经历最小的来自外部因素的作用。在更大距离的情况下，涂层颗粒粘附在表面上的涂着效率显著降低。
根据涂层材料的类型，有效地粘附到表面上并形成涂层的雾化的涂层颗粒的最佳粒度可以偏离高达10％至15％。
通常，涂层材料的类型决定了相关联的喷射涂覆工具和喷嘴。
在图2中，示出了根据本发明的系统1。所示的系统1用喷射涂覆工具2对物体3的表面3a进行涂覆，喷射涂覆工具2喷射雾化的涂层颗粒10、例如涂料。该系统包括限定喷射室5的调节罩20。
在本发明的系统中，对于较小的表面，喷射涂覆工具2与表面之间的距离为约10cm，并且对于较大的待涂覆物体，该距离可以增加至高达30cm。
调节罩具有：
-涂覆工具安装端部21，该涂覆工具安装端部21可以在该涂覆工具安装端部处关闭喷射室，
-与涂覆工具安装端部相反的输出端部22，该输出端部适于定位在待涂覆的物体的表面的附近。
在操作中：
-喷射涂覆工具安装在涂覆工具安装端部处，并且
-输出端部定位在待涂覆的物体的表面的附近，并且
-喷射涂覆工具操作成喷射雾化的涂层颗粒，这些雾化的涂层颗粒从涂覆工具通过喷射室和输出端部行进至物体的表面。
该系统还包括载气装置30，该载气装置30在操作中与调节罩的涂覆工具安装端部21连通或与涂覆工具连通，载气装置3适于提供载气，该载气在操作中携带雾化的涂层。
根据本发明的第二方面的所示调节罩20具有三个同心壁，即外壁25、中间壁26和内壁27，内壁限定喷射室5，外壁和中间壁限定环形外导管28，并且中间壁和内壁限定内环形导管29。
本发明的系统还包括示意性地示出的与内环形导管29连通的气体抽取装置35，该气体抽取装置35适于抽取具有与调节罩的输出端部邻近的残留的雾化涂层颗粒的气体。
此外，该系统包括与外环形导管28连通的保护流体注射装置40，该保护流体注射装置40适于将保护流体注射至外环形导管，该保护流体在环形导管的输出端部处离开环形导管，从而保护喷射室免受环境的影响。
图3和图4描绘了根据本发明的第一方面的用于涂覆的系统1。系统1是用于使用喷射涂覆工具2对物体3的表面3a进行涂覆的系统，喷射涂覆工具2喷射雾化的涂层颗粒10、例如涂料。该系统包括与涂覆工具2连通的涂层材料供应件6。涂层材料供应件6包括设定涂层材料流量的涂层材料泵(未详细示出)。
该系统还包括未示出的调节罩、例如如在图2中所示的罩或从现有技术已知的调节罩，该调节罩限定喷射室5。
调节罩具有涂覆工具安装端部和与涂覆工具安装端部相反的输出端部，该输出端部适于定位在待涂覆的物体的表面的附近。在操作中：
-喷射涂覆工具2安装在涂覆工具安装端部处，并且
-输出端部定位在待涂覆的物体的表面的附近，并且
-喷射涂覆工具操作成喷射雾化的涂层颗粒，这些雾化的涂层颗粒从涂覆工具通过喷射室和输出端部行进至物体的表面。
可能地，将涂层材料供应件6设置成与涂覆工具2连通的步骤是单独的步骤。
该系统还包括载气装置30。在操作中，载气装置与调节罩的涂覆工具安装端部或与涂覆工具2连通，并且该载气装置适于提供载气，该载气在操作中携带雾化的涂层颗粒。
在图4中所示的实施方式中，示意性地示出了气体抽取装置35，该气体抽取装置35包括设定抽取速率的泵38、过滤器37和颗粒传感器36，该颗粒传感器36设置在由调节罩的两个同心壁(不可见)限定的环形导管29中，如在图2中详细地示出。
在根据本发明第一方面的系统中，颗粒传感器设置在调节罩中，从而检测粒度分布和/或颗粒密度。在图3中，颗粒传感器23设置在喷射室中。在图4的实施方式中，颗粒传感器36设置在环形导管29中。
根据本发明的第一方面，设置了中央控制系统45，该中央控制系统45通信地连接至颗粒传感器23、36并且连接至涂层材料供应件6和/或载气装置30，以用于基于来自颗粒传感器的输入数据、比如涂层材料流量来控制涂覆过程。
可以基于来自颗粒传感器的输入数据来控制的参数的示例：
-喷射涂覆工具2与物体的表面3a之间的距离ds；
-限定喷射室27的内壁与物体的表面3a之间的距离di；
-中间壁26与物体的表面3a之间的距离dm；
-外壁25与物体的表面3a之间的距离do；
-涂层材料流量；
-载气流量，例如通过控制载气注射泵和/或通过控制气体抽取泵；
-涂层材料与载气之间的比率；
-涂层材料的粘度，例如通过加入水或溶剂或通过控制涂层材料的温度；
-喷射室5中的温度；
-喷射室5中的湿度。
在图4的实施方式中，还可以想到的是，中央控制系统45通信地连接至抽取装置的泵38。

Claims (18)

1.一种用于使用喷射涂覆工具(2)对物体(3)的表面(3a)进行涂覆的系统(1)，所述喷射涂覆工具(2)喷射雾化的涂层颗粒(10)、例如涂料，所述系统(1)包括：
与所述涂覆工具(2)连通的涂层材料供应件(6)，所述涂层材料供应件(6)包括设定涂层材料流量的涂层材料泵，
调节罩(20)，所述调节罩(20)限定喷射室并且具有
-涂覆工具安装端部，
-与所述涂覆工具安装端部相反的输出端部，所述输出端部适于定位在待涂覆的所述物体的表面的附近，
其中，在操作中：
-所述喷射涂覆工具安装在所述涂覆工具安装端部处，并且
-所述输出端部适于定位在待涂覆的所述物体的所述表面的附近，并且
-所述喷射涂覆工具操作成喷射雾化的涂层颗粒，所述雾化的涂层颗粒从所述涂覆工具通过所述喷射室和所述输出端部行进至所述物体的所述表面，
载气装置(30)，所述载气装置(30)与所述调节罩的所述涂覆工具安装端部或与所述涂覆工具(2)连通，所述载气装置(30)适于提供载气，所述载气在操作中携带所述雾化的涂层颗粒，
其特征在于，所述系统还包括：
颗粒传感器(23；36)，所述颗粒传感器(23；36)设置在所述调节罩中、例如在所述喷射室(5)中，从而检测粒度分布和/或颗粒密度，
中央控制系统(45)，所述中央控制系统(45)通信地连接至所述颗粒传感器(23、36)并且通信地连接至所述涂层材料供应件(6)和/或所述载气装置(30)，以基于来自所述颗粒传感器的输入数据、比如所述涂层材料流量来控制涂覆过程。
2.根据权利要求1所述的系统，其中，所述涂层材料供应件还包括用于所述涂层材料的加热元件，并且其中，所述涂层材料的温度基于所述颗粒传感器的输入进行控制。
3.根据权利要求1或2所述的系统，其中，设置了喷射室调节机构，以用于调节在所述调节罩的所述输出端部处的所述物体的所述表面与限定所述喷射室的所述调节罩之间的距离，并且其中，所述距离基于所述颗粒传感器的输入进行控制。
4.根据前述权利要求1至3中的任一项所述的系统，其中，所述载气装置(30)包括设定气体流量的载气泵，所述载气通过所述载气泵被注射到所述喷射室中，并且其中，所述中央控制系统通信地连接至所述载气泵以基于来自所述颗粒传感器的输入数据来控制所述气体流量。
5.根据前述权利要求1至4中的任一项所述的系统，其中，所述载气装置包括保湿剂以用于调节所述载气的湿度，并且其中，所述载气的所述湿度基于所述颗粒传感器的输入进行控制。
6.根据前述权利要求1至5中的任一项所述的系统，其中，所述载气装置包括加热元件以用于调节所述载气的温度，并且其中，所述载气的所述温度基于所述颗粒传感器的输入进行控制。
7.根据前述权利要求1至6中的任一项所述的系统，其中，所述调节罩具有两个同心壁，所述两个同心壁限定环形导管(29)和在所述环形导管的内部的喷射室(5)，其中，气体抽取装置(35)与所述环形导管连通，所述气体抽取装置(35)适于抽取具有与所述调节罩的所述输出端部邻近的残留的雾化的涂层颗粒的气体，所述气体抽取装置包括设定抽取速率的泵(38)，其中，所述抽取速率基于所述颗粒传感器(36)的输入进行控制。
8.根据权利要求7所述的系统，其中，所述颗粒传感器(36)设置在所述环形导管(29)中。
9.根据前述权利要求1至8中的任一项所述的系统，其中，所述调节罩具有同心的外壁、中间壁和内壁，所述内壁限定所述喷射室，所述外壁和所述中间壁限定环形外导管，并且所述中间壁和所述内壁限定内环形导管；
与所述内环形导管连通的气体抽取装置，所述气体抽取装置适于抽取具有与所述调节罩的所述输出端部邻近的残留的雾化的涂层颗粒的气体，所述气体抽取装置优选地包括设定抽取速率的泵；其中，优选地，颗粒传感器(36)设置在所述环形导管(29)中；
与所述外环形导管连通的保护流体注射装置，所述保护流体注射装置适于将保护流体注射至所述外环形导管，所述保护流体在所述环形导管的输出端部处离开所述环形导管，从而保护所述喷射室免受环境的影响，所述保护流体注射装置优选地包括保护流体泵，所述保护流体泵设定所述保护流体的压力；
其中，所述气体抽取速率基于所述颗粒传感器的输入进行控制并且/或者其中，所述保护流体的所述压力基于来自所述颗粒传感器的输入进行控制。
10.一种用于使用喷射涂覆工具对物体的表面进行涂覆的方法，所述喷射涂覆工具喷射雾化的涂层颗粒，其中，利用了根据前述权利要求1至9中的任一项所述的系统，所述方法包括以下步骤：
-将所述喷射涂覆工具安装在所述涂覆工具安装端部处，以及
-将所述输出端部定位在待涂覆的所述物体的所述表面的附近，以及
-操作所述喷射涂覆工具以喷射雾化的涂层颗粒，所述雾化的涂层颗粒从所述涂覆工具通过所述喷射室和所述输出端部行进至所述物体的所述表面，并且在所述喷射涂覆工具的操作期间检测粒度和/或颗粒密度，
-基于来自所述颗粒传感器的数据控制所述涂层材料流量和/或所述载气的流量。
11.一种用于使用喷射涂覆工具(2)对物体(3)的表面(3a)进行涂覆的系统(1)，所述喷射涂覆工具(2)喷射雾化的涂层颗粒(10)、例如涂料，所述系统(1)包括：
调节罩(20)，所述调节罩(20)限定喷射室(5)并且具有：
-涂覆工具安装端部(21)，
-与所述涂覆工具安装端部相反的输出端部(22)，所述输出端部适于定位在待涂覆的所述物体的所述表面的附近，
其中，在操作中：
-所述喷射涂覆工具安装在所述涂覆工具安装端部处，并且
-所述输出端部定位在待涂覆的所述物体的所述表面的附近，并且
-所述喷射涂覆工具操作成喷射雾化的涂层颗粒，所述雾化的涂层颗粒从所述涂覆工具通过所述喷射室和所述输出端部行进至所述物体的所述表面，
载气装置(30)，所述载气装置(30)与所述调节罩的所述涂覆工具安装端部(21)或与所述涂覆工具连通，所述载气装置(30)适于提供载气，所述载气在操作中携带所述雾化的涂层，
其特征在于，
所述调节罩具有三个同心壁，即外壁(25)、中间壁(26)和内壁(27)，所述内壁限定所述喷射室(5)，所述外壁和所述中间壁限定环形外导管(28)，并且所述中间壁和所述内壁限定内环形导管(29)，
与所述内环形导管(29)连通的气体抽取装置(35)，所述气体抽取装置(35)适于抽取具有与所述调节罩的所述输出端部邻近的残留的雾化涂层颗粒的气体，
与所述外环形导管(28)连通的保护流体注射装置(40)，所述保护流体注射装置(40)适于将保护流体注射至所述外环形导管，所述保护流体在所述环形导管的所述输出端部处离开所述环形导管，从而保护所述喷射室免受环境的影响。
12.根据权利要求11所述的系统，其中，所述调节罩具有基本上锥形的形状，其中，所述调节罩的所述涂覆工具安装端部位于所述罩的具有相对小的开口的侧部处，并且所述调节罩的所述输出端部位于所述罩的具有相对大的开口的侧部处。
13.根据权利要求11或12所述的系统，其中，所述调节罩的所述三个同心壁设置成彼此平行。
14.根据前述权利要求中的任一项所述的系统，其中，设置有喷射室调节机构，以用于调节在所述调节罩的所述输出端部处的所述物体的所述表面与限定所述喷射室的所述内壁之间的距离di。
15.根据前述权利要求中的任一项所述的系统，其中，设置有外壁调节机构，以用于调节在所述调节罩的所述输出端部处的所述物体的所述表面与至少所述外同心壁之间的距离do。
16.根据前述权利要求中的任一项所述的系统，还包括：颗粒传感器，所述颗粒传感器设置在所述喷射室中，从而检测粒度和/或颗粒密度；和中央控制系统，所述中央控制系统通信地连接至所述颗粒传感器并且通信地连接至所述涂层材料供应件和/或所述载气装置，以基于来自所述颗粒传感器的输入数据、比如所述涂层材料流量和/或载气流量来控制涂覆过程。
17.根据前述权利要求中的任一项所述的系统，还包括适于注射载气的载气注射装置(30)。
18.一种用于使用喷射涂覆工具对物体的表面进行涂覆的方法，所述喷射涂覆工具喷射雾化的涂层颗粒，其中，利用了根据前述权利要求11至17中的任一项所述的系统，所述方法包括以下步骤：
-将所述喷射涂覆工具安装在所述涂覆工具安装端部处，以及
-将所述输出端部定位在待涂覆的所述物体的所述表面的附近，以及
-操作所述喷射涂覆工具以喷射雾化的涂层颗粒，所述雾化的涂层颗粒从所述涂覆工具通过所述喷射室和所述输出端部行进至所述物体的所述表面。
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