CN114471974A - 一种均匀喷流宽幅喷嘴 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种均匀喷流宽幅喷嘴，属于汽车喷涂系统的技术领域，包括：底座、夹套和两喷嘴片，两所述喷嘴片并列设于所述夹套内，且均沿第一方向伸出所述夹套，所述夹套沿第二方向夹紧两所述喷嘴片，且沿所述第一方向的反方向将两所述喷嘴片抵压并固定至所述底座上。本发明采用夹套式结构，保证重复安装精度及预紧力，夹套的两侧施加预紧力时，产生一定的形变，保证两喷嘴片在完成安装后，紧密贴合，全局无突出结构，结构紧密，内部流道采用若干道扩流结构，使得进口介质充分扩流，并在出口全局得到相近的压力损失，涂布的薄膜厚度均匀。

Description

一种均匀喷流宽幅喷嘴
技术领域
本发明涉及汽车喷涂系统的技术领域，尤其涉及一种均匀喷流宽幅喷嘴。
背景技术
喷嘴是喷涂系统的重要的组成部件，主要用于实现胶水的涂布工艺。在中高粘度介质涂布流程中，喷嘴需要保证涂布的厚度均匀，无气泡、缩孔、过涂、卷边等质量缺陷，否则影响后续的生产工艺，最终产生产品缺陷。相较于小喷嘴，宽幅喷嘴需要结构具备更好的扩流特性，使介质可以在喷嘴内部充分流动，喷出后，两侧的形态与中间区域相当。
在喷涂系统中，喷嘴均采用匾片式结构，流道由进口到出口，呈喇叭放射型结构，出口大小根据涂布要求设计，如0.3mm/0.5mm等。其中，喷嘴由以下部件组成：底座、外板和夹板，出口流道一般由左右喷嘴片共同围成，再由安装夹片从左右侧夹紧，单侧安装夹片可与底座一体，增加安装的重复定位精度。
目前，高粘度喷嘴的涂布宽度多适用于窄幅涂胶(＜50mm)，宽幅喷嘴多为非金属材质，适用于喷涂低粘度物料，也不追求流动均匀性等特性。窄幅喷嘴无法通过等比例放大实现到宽幅喷嘴的转变，因为入口尺寸恒定，单一的扩流结构，无法将介质充分扩流到喷嘴两侧，使膜宽和膜厚均无法得到有效的控制，且安装过程缺少第一方向定位，在安装过程或工作过程中，可能发生错位，造成喷涂质量缺陷。
发明内容
针对现有的喷嘴存在的上述问题，现旨在提供一种均匀喷流宽幅喷嘴，采用夹套式结构，保证重复安装精度及预紧力，夹套的两侧施加预紧力时，产生一定的形变，保证两喷嘴片在完成安装后，紧密贴合，全局无突出结构，结构紧密，内部流道采用若干道扩流结构，使得进口介质充分扩流，并在出口全局得到相近的压力损失，涂布的薄膜厚度均匀。
具体技术方案如下：
一种均匀喷流宽幅喷嘴，包括：底座、夹套和两喷嘴片，两所述喷嘴片设于所述夹套内，所述夹套沿与所述第一方向相交的第二方向夹紧两所述喷嘴片，且沿所述第一方向的反方向将两所述喷嘴片限位于所述底座上。
具体地来说，两所述喷嘴片并列设于所述夹套内，且均沿第一方向伸出所述夹套，所述夹套沿第二方向夹紧两所述喷嘴片，且沿所述第一方向的反方向将两所述喷嘴片抵压并固定至所述底座上。
需要说明的是，第一方向为喷嘴的喷射方向，第二方向为宽幅喷嘴的宽度方向，第三方向为宽幅喷嘴的厚度方向。一般情况下，第一方向、第二方向和第三方向之间相互垂直。
上述的均匀喷流宽幅喷嘴，其中，所述夹套呈沿所述第一方向贯通的环状结构。所述夹套的所述环状结构限制了两所述喷嘴片在所述第二方向和所述第三方向上的运动。
上述的均匀喷流宽幅喷嘴，其中，所述底座内具有沿所述第一方向设置的进口通道，两所述喷嘴片之间沿所述第一方向形成有依次连通的引流通道、预扩流通道、扩流通道、稳流通道和压力均衡通道，所述引流通道与所述进口通道相连通。
上述的均匀喷流宽幅喷嘴，其中，所述引流通道、所述预扩流通道、所述扩流通道、所述稳流通道和所述压力均衡通道均沿第三方向设置。
上述的均匀喷流宽幅喷嘴，其中，所述预扩流通道远离所述引流通道的一侧呈圆弧形设置，所述扩流通道呈圆弧形设置，所述稳流通道呈圆弧形设置，所述压力均衡通道呈圆弧形设置。
上述的均匀喷流宽幅喷嘴，其中，所述扩流通道沿所述第一方向的截面为圆形。
上述的均匀喷流宽幅喷嘴，其中，所述引流通道的宽度大于所述扩流通道的直径，所述扩流通道的直径大于所述预扩流通道的宽度，所述预扩流通道的宽度大于所述稳流通道的宽度，所述稳流通道的宽度大于所述压力均衡通道的宽度。
上述的均匀喷流宽幅喷嘴，其中，所述预扩流通道靠近所述引流通道的一侧形成有两第一导向面，两所述第一导向面之间形成扩散角。
上述的均匀喷流宽幅喷嘴，其中，所述压力均衡通道的两端均形成有第二导向面。
上述的均匀喷流宽幅喷嘴，其中，所述第一方向与所述第二方向垂直，两所述喷嘴片与所述夹套沿所述第二方向通过螺钉压紧并固定连接，两所述喷嘴片的端部与所述夹套内的端部沿所述第一方向限位配合，且所述夹套与所述底座沿所述第一方向通过所述螺钉压紧并固定连接。
上述的均匀喷流宽幅喷嘴，其中，所述喷嘴片的两端均具有第一台阶，所述夹套内的两端均具有第二台阶，所述第一台阶与所述第二台阶沿所述第一方向限位配合。
具体地来说，所述第二台阶与所述底座的上表面之间形成用于容纳所述第一台阶的空间。
所述夹套通过所述第二台阶和所述喷嘴片的所述第一台阶的配合限制了所述喷嘴片在第一方向上的运动。
上述的均匀喷流宽幅喷嘴，其中，两所述喷嘴片之间平面密封配合，两所述喷嘴片与所述底座通过密封件密封配合。
需要特别指出的是，上述的限制、限位是指对位置的限制，并非狭义地限定了两个部件之间的紧配合。在通过所述夹套限制所述喷嘴片的位置的基础上，所述夹套和所述喷嘴片在所述第一方向上、所述第二方向上和/或所述第三方向上可以设置一定的间隙。
上述技术方案与现有技术相比具有的积极效果是：
本发明采用夹套式结构，保证重复安装精度及预紧力，夹套的两侧施加预紧力时，产生一定的形变，保证两喷嘴片在完成安装后，紧密贴合，全局无突出结构，结构紧密，内部流道采用若干道扩流结构，使得进口介质充分扩流，并在出口全局得到相近的压力损失，涂布的薄膜厚度均匀。
附图说明
图1为本发明一种均匀喷流宽幅喷嘴的整体结构示意图；
图2为本发明一种均匀喷流宽幅喷嘴的整体结构剖视图；
图3为本发明一种均匀喷流宽幅喷嘴的两喷嘴片的结构剖视图；
附图中：1、底座；2、夹套；3、喷嘴片；4、螺钉；5、第一台阶；6、第二台阶；11、进口通道；12、引流通道；13、预扩流通道；14、扩流通道；15、稳流通道；16、压力均衡通道；17、第一扩流通道；18、第二扩流通道；21、第一导向面；22、第二导向面；23、第一平面；24、收敛边；25、密封圈；26、第二平面。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，但不作为本发明的限定。
图1为本发明一种均匀喷流宽幅喷嘴的整体结构示意图，图2为本发明一种均匀喷流宽幅喷嘴的整体结构剖视图，图3为本发明一种均匀喷流宽幅喷嘴的两喷嘴片的结构剖视图，如图1至图3所示，示出了一种较佳实施例的均匀喷流宽幅喷嘴，包括：底座1、夹套2和两喷嘴片3，两喷嘴片3并列设于夹套2内，且均沿第一方向伸出夹套，夹套2沿第二方向夹紧两喷嘴片3，且沿第一方向的反方向将两喷嘴片3抵压并固定至底座1上。
进一步，作为一种较佳的实施例，底座1内具有沿第一方向设置的进口通道11，两喷嘴片3之间沿第一方向形成有依次连通的引流通道12、预扩流通道13、扩流通道14、稳流通道15和压力均衡通道16，引流通道12与进口通道11相连通。
优选的，引流通道12位于预扩流通道13的中部，预扩流通道13的两端、扩流通道14的两端、稳流通道15的两端、压力均衡通道16的两端分别对称位于引流通道12的两侧。
进一步，作为一种较佳的实施例，引流通道12、预扩流通道13、扩流通道14、稳流通道15和压力均衡通道16均沿第三方向设置。
优选的，第一方向为纵向，第二方向为均匀喷流宽幅喷嘴的宽度方向，第三方向为均匀喷流宽幅喷嘴的长度方向。
本发明的进一步实施例中，第一方向与第二方向垂直，两喷嘴片3与夹套2沿第二方向通过螺钉4压紧并固定连接，两喷嘴片3的端部与夹套2内的端部沿第一方向限位配合，且夹套2与底座1沿第一方向通过螺钉4压紧并固定连接。显然，螺钉4也可以采用其他的固定件替代。
本发明的进一步实施例中，喷嘴片3的两端均具有第一台阶5，夹套内的两端均具有第二台阶6，第一台阶5与第二台阶6沿第一方向限位配合。
优选的，两喷嘴片3均伸出夹套2的顶部，两喷嘴片3的顶部均呈圆弧形设置。
本发明采用夹套式结构，夹套2的两壁可在侧面螺钉4施加预紧力时，产生一定的形变，即沉头螺钉4沿喷嘴的宽度方向进行锁紧固定，通过沉头螺钉4从上侧将左右两喷嘴片3压紧在底座上，并进行连接，保证重复安装精度及预紧力，保证左右喷嘴片3在完成安装后，紧密贴合，全局无突出结构，结构紧密。
优选的，横向的两沉头螺钉4对称位于引流通道12的两侧。
以上仅为本发明较佳的实施例，并非因此限制本发明的实施方式及保护范围。
本发明在上述基础上还具有如下实施方式：
本发明的进一步实施例中，请继续参见图1至图3所示，扩流通道14沿第一方向的截面为圆形。
进一步，作为一种较佳的实施例，预扩流通道13远离引流通道12的一侧呈圆弧形设置，扩流通道14呈圆弧形设置，稳流通道15呈圆弧形设置，压力均衡通道16呈圆弧形设置。
本发明的进一步实施例中，引流通道12的宽度大于扩流通道14的直径，扩流通道14的直径大于预扩流通道13的宽度，预扩流通道13的宽度大于稳流通道15的宽度，稳流通道15的宽度大于压力均衡通道16的宽度。
优选的，预扩流通道13的长度小于扩流通道14的长度，扩流通道14的长度等于稳流通道15的长度，稳流通道15的长度小于压力均衡通道16的长度。
本发明的进一步实施例中，预扩流通道13靠近引流通道12的一侧形成有两第一导向面21，两第一导向面21之间形成扩散角。
优选的，扩散角的角度为90°～120°。
优选的，扩散角的角度为90°或100°或110°或120°。
本发明的进一步实施例中，压力均衡通道16的两端均形成有第二导向面22。
优选的，第二导向面22与纵向平面之间形成稳流角，稳流角防止工况变化后，上级流道产生流量堆积，造成出口出现肥边的现象。
优选的，进口通道11的横向截面为圆形，扩流通道14的直径为进口通道的直径的1/2～4/5。
优选的，引流通道12的横向截面为矩形，两喷嘴片3之间的预扩流通道13的宽度为引流通道12的宽度的1/3～2/5。
优选的，稳流通道15的宽度为扩流通道14的宽度的1/5～1/3。
优选的，扩流通道14的端部和稳流通道15的端部处于同一第一平面23上，该一第一平面23纵向设置。
优选的，压力均衡通道16的两端均形成有第二平面26，第二平面26靠近喷嘴片3的顶部。
本发明的内部流道采用4道扩流结构，通过不同形式及尺寸的扩流结构，使得进口介质充分扩流，并在出口全局得到相近的压力损失，涂布的薄膜厚度均匀。
优选的，引流通道12的截面积与进口通道11的截面积相当，使流动状态持续稳定。
优选的，扩散起始点高度根据介质粘度调整。
优选的，稳流通道15用于建立压力台阶，使介质在扩流通道14内充分扩流。
优选的，扩流通道14的直径结合稳流通道15的高度与稳流通道15的宽度之间建立的压损值与扩流通道14内建立的压损值相当。
优选的，压力均衡通道16为出口通道，压力均衡通道16的宽度为出口宽度，与工艺膜厚相当。
优选的，出口的长度比工艺涂膜的长度大，出口边界处存在一定的流动死区或滞流点，无法形成全截面喷流。
优选的，喷嘴片3位于压力均衡通道16的端部的顶点与喷嘴片3的端部的顶点之间具有收敛边24，收敛边24根据介质粘度及流量控制，保证涂布宽度恒定，在压力不稳或温度变化后产生时不产生波纹边界。
优选的，预扩流通道13包括相连通的第一扩流通道17和第二扩流通道18，第一扩流通道17位于引流通道12与第二扩流通道18之间，第一扩流通道17的两侧具有第一导向面21，第二扩流通道18与扩流通道14相连通，第二扩流通道18呈圆弧形设置，第二扩流通道18靠近引流通道12的一侧的弧形边的半径为进口边半径，压力均衡通道16远离引流通道12的一侧的弧形边的半径为出口边半径，进口边半径与出口边半径共同对流场进行最后一道整理，使中间区域的流动阻力大于两侧，使最终的出口边速度相当，膜厚与速度成正比，即最终的膜厚相当。
优选的，物料从喷嘴片3喷出后，整体呈设计状态，厚度及宽度可控，如不使薄膜发生拉扯或堆积，涂胶状态更为稳定。即机器人的最终运动速度与喷出速度相当，或略大于喷出速度，喷嘴与涂胶面尽量平行，这样得到的薄膜外观平整，膜厚均匀。
本发明的喷嘴结构紧凑，零部件数量少，结构相对简单，加工难度较小，成本较低，安装简便，拆装清洗方便，重复定位精度高，维修性好，介质可通过喷嘴充分扩流并均匀喷出。
本发明主要技术参数如下：
适用物料粘度：10Pa·s～200Pa·s；
喷涂流量：10ml/s～80ml/s；
喷涂膜厚：150μm～500μm；
涂布宽度：60mm～120mm；
厚膜一致性：＞90％。
本发明的进一步实施例中，两喷嘴片3之间平面密封配合，两喷嘴片3与底座1通过密封件密封配合。
优选的，底座1的进口通道11与两喷嘴片3的引流通道12之间设有密封圈25。
本发明将夹套2与喷嘴片3紧压在底座上，使密封圈25达到工作变形状态，侧部沉头螺钉4使夹套2产生微形变，消除与喷嘴片3的间隙，给左右喷嘴片3的平面密封提供预紧压力，顶部的沉头螺钉4具有一定的重复安装矫正作用，根据安装工艺要求，将定位基准侧螺钉先预紧后，在将其他螺钉预紧，最后用额定力矩重复拧紧，力矩为2.7N·m，夹套2两侧厚度应在2.5～4mm(3mm)，保证螺纹吃牙数量，受力稳定，同时可以在螺栓预紧力下得到相应的微变形量ε。
优选的，引流通道12的宽度为5mm/6mm，预扩流通道13的宽度为2mm/3mm，扩流通道14的直径为2.5mm/3mm/3.5mm，稳流通道15的宽度为0.7mm/1mm，稳流通道15的高度结合扩流通道14的直径为2.15mm，压力均衡通道16的宽度为0.3mm/0.4mm，稳流角的度数为35°7′，收敛变的尺寸为1mm/1.5mm，进口边半径为300mm，出口边半径为240mm。
以上所述仅为本发明较佳的实施例，并非因此限制本发明的实施方式及保护范围，对于本领域技术人员而言，应当能够意识到凡运用本发明说明书及图示内容所作出的等同替换和显而易见的变化所得到的方案，均应当包含在本发明的保护范围内。

Claims (11)

1.一种均匀喷流宽幅喷嘴，其特征在于，包括：底座、夹套和两喷嘴片，两所述喷嘴片设于所述夹套内，所述夹套沿与所述第一方向相交的第二方向夹紧两所述喷嘴片，且沿所述第一方向的反方向将两所述喷嘴片限位于所述底座上。
2.根据权利要求1所述均匀喷流宽幅喷嘴，其特征在于，所述底座内具有沿所述第一方向设置的进口通道，两所述喷嘴片之间沿所述第一方向形成有依次连通的引流通道、预扩流通道、扩流通道、稳流通道和压力均衡通道，所述引流通道与所述进口通道相连通。
3.根据权利要求1所述均匀喷流宽幅喷嘴，其特征在于，所述引流通道、所述预扩流通道、所述扩流通道、所述稳流通道和所述压力均衡通道均沿第三方向设置。
4.根据权利要求2所述均匀喷流宽幅喷嘴，其特征在于，所述预扩流通道远离所述引流通道的一侧呈圆弧形设置，所述扩流通道呈圆弧形设置，所述稳流通道呈圆弧形设置，所述压力均衡通道呈圆弧形设置。
5.根据权利要求4所述均匀喷流宽幅喷嘴，其特征在于，所述扩流通道沿所述第一方向的截面为圆形。
6.根据权利要求5所述均匀喷流宽幅喷嘴，其特征在于，所述引流通道的宽度大于所述扩流通道的直径，所述扩流通道的直径大于所述预扩流通道的宽度，所述预扩流通道的宽度大于所述稳流通道的宽度，所述稳流通道的宽度大于所述压力均衡通道的宽度。
7.根据权利要求2所述均匀喷流宽幅喷嘴，其特征在于，所述预扩流通道靠近所述引流通道的一侧形成有两第一导向面，两所述第一导向面之间形成扩散角。
8.根据权利要求2所述均匀喷流宽幅喷嘴，其特征在于，所述压力均衡通道的两端均形成有第二导向面。
9.根据权利要求1所述均匀喷流宽幅喷嘴，其特征在于，所述第一方向与所述第二方向垂直，两所述喷嘴片与所述夹套沿所述第二方向通过螺钉压紧并固定连接，两所述喷嘴片的端部与所述夹套内的端部沿所述第一方向限位配合，且所述夹套与所述底座沿所述第一方向通过所述螺钉压紧并固定连接。
10.根据权利要求9所述均匀喷流宽幅喷嘴，其特征在于，所述喷嘴片的两端均具有第一台阶，所述夹套内的两端均具有第二台阶，所述第一台阶与所述第二台阶沿所述第一方向限位配合。
11.根据权利要求1所述均匀喷流宽幅喷嘴，其特征在于，两所述喷嘴片之间平面密封配合，两所述喷嘴片与所述底座通过密封件密封配合。
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