CN115921192A - 用于将涂层涂敷到基板的超声波雾化器 - Google Patents

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CN115921192A CN202211182766.7A CN202211182766A CN115921192A CN 115921192 A CN115921192 A CN 115921192A CN 202211182766 A CN202211182766 A CN 202211182766A CN 115921192 A CN115921192 A CN 115921192A
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Abstract

本公开提供了“用于将涂层涂敷到基板的超声波雾化器”。一种用于将涂层涂敷到基板的雾化器包括喷嘴和至少一个电极。所述喷嘴限定多个孔。所述喷嘴包括喷嘴板、喷嘴主体和致动器。所述喷嘴板限定孔。所述喷嘴主体和所述喷嘴板的内侧限定与第一孔流体连通的贮存器。所述致动器被配置为使所述喷嘴板振动以通过所述第一孔从所述贮存器喷射液体的液滴。所述至少一个电极被配置为直接或间接地使所述液滴带静电荷使得所述液滴彼此排斥，以在所述液滴到达所述基板之前减少所述液滴的聚结。

Description

用于将涂层涂敷到基板的超声波雾化器
技术领域
本公开涉及用于将涂层涂敷到基板的超声雾化器。
背景技术
本部分中的陈述仅提供了与本公开相关的背景信息，并且可能不构成现有技术。
在大批量生产环境中喷涂汽车部件涉及大量的资本支出。当前用于大批量生产的现有技术的涂敷器是旋转钟形涂敷器。在旋转钟形涂敷器的情况下，通过旋转钟形件来雾化涂料，所述钟形件基本上是以约20,000rpm至80,000rpm旋转的旋转盘或碗(也称为钟形件)。涂料通常从旋转碗的内表面上的环形槽喷射，并经由离心力输送到钟形件的边缘。然后，涂料形成丝线，丝线然后在钟形件的边缘处分离成液滴。尽管该设备达到其预期目的，但是由于其设计而出现各种问题。
首先，涂料的动量主要是横向的，这意味着它从钟形件的边缘移开，而不是朝向车辆部件移动。为了补偿这种移动，施加被称为“成形气体”或“成形空气”的大量压缩气体，所述压缩气体将涂料液滴朝向车辆部件重定向。另外，在钟形件与车辆部件之间施加通常在40,000伏至80,000伏范围内的电压电位，以便将液滴重定向并吸引到车辆部件。然而，由旋转钟形涂敷器形成的液滴具有相当宽的粒度分布，这可能导致外观问题。另外，将液滴重定向并吸引到车辆部件的电压电位需要大量的电力，并且可能难以以均匀地吸引液滴跨过车辆部件的方式控制车辆部件本身上的电压或接地连接。
超声波雾化是产生窄粒度液体液滴的一种方式，其不同于旋转钟形涂敷器。超声波雾化器包括使喷嘴板后面的液体振动的致动器。振动引起从喷嘴板中的小孔喷射细小液滴，使得离开喷嘴板的液滴动量垂直于喷嘴板。然而，尽管相比于旋转钟形涂敷器而言初始液滴尺寸更小并且在更窄的范围内，但是由于包括流动稳定性、非牛顿流变学或湍流效应的各种因素，液滴通常不具有均匀的间隔或均匀的初始速度。这些不规则可能导致液滴在到达车辆部件之前聚结。然后，聚结可能在到达车辆部件之前在更远的下游导致更宽的粒度分布。这种更宽的粒度分布可能导致涂层外观的不一致。
本发明解决了过度喷涂、能量效率、转移效率和涂料均匀性等问题，以及与大批量生产环境中的机动车辆部件或其他物体的涂料相关的其他问题。
发明内容
本部分提供了对本公开的总体概述并且不是对其全部范围或其所有特征的全面公开。
在一种形式中，本公开提供了一种用于将涂层涂敷到基板的雾化器，所述雾化器包括喷嘴和至少一个电极。所述喷嘴限定多个第一孔和至少一个第二孔。所述至少一个第二孔被配置为引导气体流离开所述喷嘴。所述喷嘴包括喷嘴板、喷嘴主体和致动器。所述喷嘴板限定所述第一孔。所述喷嘴主体和所述喷嘴板的内侧限定与所述第一孔流体连通的贮存器。所述致动器被配置为使所述喷嘴板振动以通过所述第一孔从所述贮存器喷射液体的液滴。所述至少一个电极被配置为使所述气体流带静电。所述至少一个第二孔被配置为在所述液滴从所述第一孔喷射时将所述气体流朝向所述液滴引导以使所述喷射的液滴带静电。
在一些配置中，所述雾化器可任选地包括以下中的一者或多者：所述喷嘴板限定所述至少一个第二孔；所述至少一个电极联接到所述喷嘴板并且被配置为使限定所述至少一个第二孔的所述喷嘴板的一部分带静电；所述至少一个电极被配置为使所述喷嘴板的限定所述第一孔的一部分带静电，以直接使从所述第一孔喷射的所述液滴带电；所述至少一个第二孔包括多个第二孔；所述多个第二孔被配置为在所述液滴从所述第一孔喷射时使所述液滴的喷雾图案成形；所述喷嘴板围绕轴线设置，并且所述多个第二孔相对于所述轴线围绕所述第一孔径向设置；所述至少一个电极定位在所述至少一个第二孔的上游，使得所述至少一个电极在所述气体流离开所述喷嘴之前使所述气体流带电；所述至少一个电极被定位成当所述气体流通过所述至少一个第二孔离开所述喷嘴时或紧接在所述气体流通过所述至少一个第二孔离开所述喷嘴之后使所述气体流带电；所述喷嘴主体限定至少一个导管，所述至少一个导管与所述至少一个第二孔流体连通并且被配置为向所述至少一个第二孔提供压缩气体流；所述至少一个电极被配置为使所述液滴带静电以具有小于或等于10kV的电压电位。
在另一种形式中，本公开提供了一种用于将涂层涂敷到基板的雾化器，所述雾化器包括喷嘴和至少一个电极。所述喷嘴包括喷嘴板、喷嘴主体和致动器。所述喷嘴板限定多个第一孔。所述喷嘴主体和所述喷嘴板的内侧限定贮存器，所述贮存器与所述第一孔流体连通并且被配置为容纳液体。所述致动器被配置为使所述喷嘴板振动以通过所述第一孔从所述贮存器喷射所述液体的液滴。所述至少一个电极联接到所述喷嘴板和所述喷嘴主体中的至少一者，使得所述至少一个电极被配置为使所述喷嘴板和所述喷嘴主体中的所述至少一者带静电，以使从所述第一孔喷射的所述液滴带静电。
在一些配置中，所述雾化器可任选地包括以下中的一者或多者：所述至少一个电极被配置为使所述贮存器中的所述液体带静电；所述喷嘴限定至少一个第二孔，所述至少一个第二孔被配置为在所述液滴从所述第一孔喷射时将气体流朝向所述液滴引导；所述至少一个电极被配置为在所述气体离开所述至少一个第二孔时使所述气体带电，使得所述带电气体使所述液滴带电；所述喷嘴板限定所述至少一个第二孔；所述至少一个电极联接到所述喷嘴板以使所述喷嘴板带电，使得所述喷嘴板被配置为在所述液滴从所述第一孔喷射时直接使所述液滴带电；所述至少一个电极被配置为使所述液滴带静电以具有小于或等于10kV的电压电位。
在又一种形式中，本公开提供了一种用于将涂层涂敷到基板的雾化器，所述雾化器包括喷嘴和至少一个电极。所述喷嘴限定多个第一孔和至少一个第二孔。所述至少一个第二孔被配置为引导气体流离开所述喷嘴。所述喷嘴包括喷嘴板、喷嘴主体和致动器。所述喷嘴板限定所述第一孔。所述喷嘴主体和所述喷嘴板的内侧限定与所述第一孔流体连通的贮存器。所述致动器被配置为使所述喷嘴板振动以通过所述第一孔从所述贮存器喷射液体的液滴。所述至少一个电极被配置为在气体离开所述喷嘴之前使所述气体流带静电。所述至少一个第二孔被配置为在所述液滴从所述第一孔喷射时将所述气体流朝向所述液滴引导以使所述喷射的液滴带静电。
在一些配置中，所述雾化器可以任选地包括所述至少一个电极，所述至少一个电极被配置为使所述液滴带静电以具有小于或等于10kV的电压电位。
根据本文中提供的描述，另外的适用领域将变得显而易见。应当理解，描述和具体示例仅意图用于说明目的，而不意在限制本公开的范围。
附图说明
为了可以很好地理解本公开，现在将参考附图通过举例的方式描述本公开的各种形式，在附图中：
图1是根据本公开的教导的涂料喷涂系统的侧视图；
图2是图1的涂料喷涂系统的微型涂敷器阵列的前视图；
图3是图2的微型涂敷器中的一个沿着图2中所示的线3-3截取的横截面视图；
图4是类似于图3的横截面视图，示出了根据本公开的教导的第二构造的微型涂敷器；
图5是类似于图3的横截面视图，示出了根据本公开的教导的第三构造的微型涂敷器；
图6是类似于图3的横截面视图，示出了根据本公开的教导的第四构造的微型涂敷器；
图7是类似于图3的横截面视图，示出了根据本公开的教导的第五构造的微型涂敷器；
本文中描述的附图仅用于说明目的，而并非意图以任何方式限制本公开的范围。
具体实施方式
以下描述本质上仅仅是示例性的并且不意图限制本公开、应用或用途。应理解，贯穿附图，对应的附图标记指示相似或对应的零件和特征。
本公开提供了用于在大批量生产环境中控制将涂料涂敷到机动车辆的多种装置、方法和系统。应当理解，对机动车辆的引用仅仅是示例性的，并且根据本公开的教导，也可对要涂装的其他物体(诸如工业装备和器具等)进行涂装。另外，“涂料”或“涂装”的使用不应理解为限制本公开，并且因此诸如涂层、底漆、密封剂、清洁溶剂等的其他材料应理解为落入本公开的范围内。
通常，本公开的教导基于液滴喷雾产生装置，其中穿孔膜由压电换能器驱动。在美国专利号6,394,363、7,550,897、7,977,849、8,317,299、8,191,982、9,156,049、7,976,135、9,452,442和美国公布号2014/0110500、2016/0228902和2016/0158789中描述了这种装置及其变型，所述专利文件的全部内容通过引用并入本文。
现在参考图1，示意性地描绘用于使用机械臂4对工件或零部件P(在本文被称为基板)进行涂装的涂料喷涂系统2。机械臂4联接到至少一个材料涂敷器10和支架5。包括材料源8(例如，涂料源)并且所述材料源包括至少一种材料M(图1所示的材料M1、M2、M3......Mn；在本文中简称为“材料M”和“材料”)。在本公开的一些方面，材料M包括涂料材料、打底材料、耐腐蚀材料、粘合剂材料、密封剂材料等。臂4根据xyz坐标相对于支架5移动，使得材料涂覆器10在零部件P的表面S上移动。此外，电源6被配置为向臂4和支架5供电。臂4、支架5和电源6被配置为将材料M从材料源8供应到材料涂敷器10，使得在零部件P的表面S上产生涂层。虽然图1示意性地描绘了具有一个机械臂4的涂料系统2，但是应当理解，涂料喷涂系统2可以包括一个以上的机械臂4，同时包括在本公开的教导中。还应当理解，机械臂4和支架5是任选的，使得材料涂敷器10可以例如安装到另一装置，诸如可移动龙门架，同时仍然在本公开的教导内。还应当理解，材料涂覆器10可以替代地安装到固定的支撑结构，并且零部件P可以诸如通过例如输送机或机械臂相对于材料涂覆器10移动，同时仍然在本公开的教导内。
现在参考图2和图3，示意性地示出根据本公开的教导的材料涂敷器10。在本公开的一种形式中，材料涂敷器10包括具有涂敷器阵列102的阵列板100，所述涂敷器阵列包括多个微型涂敷器110。在本公开的一些方面中，具有涂敷器阵列102的阵列板100定位在壳体140内。在本公开的未具体示出的其他形式中，材料涂敷器10可以仅包括一个微型涂敷器110。
微型涂敷器110中的每一个包括微型涂敷器板114(在本文中也称为喷嘴板114)，所述微型涂敷器板限定延伸穿过喷嘴板114的多个孔112，材料M通过所述多个孔喷射，使得雾化液滴3形成并大致垂直于喷嘴板114传播，如图3中示意性地描绘的。在所提供的示例中，喷嘴板114是围绕轴线1同心地设置的大致圆形的盘，但是可以使用其他形状。另外，微型涂敷器110中的每一个包括换能器120、框架或喷嘴主体130、材料入口138和电极142。微型涂敷器110中的每一个还可以包括联接到一个或多个气体导管148的一个或多个气体孔146。
在所提供的示例中，例如，气体孔146和气体导管148由喷嘴主体130限定，但是可以使用其他配置，诸如与喷嘴主体分开。虽然仅示出了两个气体孔146位于喷嘴板114径向向外的径向相对位置，但是可以使用其他配置。例如，多个气体孔146可以任何合适的配置设置。一种这样的配置可以是围绕喷嘴板114周向设置的阵列。在替代配置中，可以使用单个气体孔，同时仍然在本公开的范围内。在一个示例中，单个环形气体孔可以围绕喷嘴板114同心地设置。
气体孔146被配置为朝向液滴3引导从其离开的气体(由箭头150表示)。如本文所使用的，术语“气体”包括任何合适的气体，诸如空气、氮气或其他合适的气体。在所提供的示例中，每个气体孔146朝向离开的液滴3径向向内成角度。每个气体孔146包括对应的电极142，所述对应的电极被配置为使由气体孔146提供的气体150带静电。在一种形式中，每个电极被配置为使气体150带上小于10,000伏的电荷。在另一种形式中，每个电极被配置为使气体150带上大于10,000伏的电荷。
在所示的示例中，电极142使150带电，使得气体150具有正电荷，但是可以使用负电荷而不是正电荷，只要离开气体孔146的所有气体150所带的电荷具有相同符号(即，正或负)就行。在所提供的示例中，电极142在气体孔146的上游定位在气体导管148中。
在未具体示出的替代配置中，电极142可以位于气体孔146处(即，在气体孔146中或紧接在其外侧)，使得电极在气体150离开气体孔146时使所述气体带电。
电极142可以与气体直接接触以直接使气体带电，或者可以使限定气体孔146或气体导管148的部件(例如，喷嘴主体130)带电使得电极142经由部件间接地使气体150带电。然后，带电气体150撞击或以其他方式足够靠近液滴3以使液滴3带电(带电液滴在附图中由附图标记3'指示)。
在一种形式中，气体压力和气体孔146被配置为使得气体150也是可以引导或成形液滴图案的成形气体。在另一种形式中，气体压力和气体孔146可以被配置为使得气体150使液滴3带电，但不以任何有意义的方式直接成形它们的图案。在未具体示出的另一种形式中，单独的成形气体导管可以与使液滴3带电的气体导管148分开地在被配置为使带电液滴3'的图案成形的位置和压力下提供不带电气体。在气体不充当成形气体的配置中，带电气体的压力可以小于典型的成形气体的压力。
换能器120与喷嘴板114机械连通，使得换能器120的激活以超声方式使喷嘴板114振动，如图3中的水平(z方向)双头箭头示意性地描绘的。喷嘴主体130包括与喷嘴板114配合以限定用于容纳材料M的贮存器136的后壁134和至少一个侧壁132。孔112的尺寸被设计成使得材料M的表面张力防止材料在没有换能器120致动的情况下离开孔112。入口138与贮存器136和材料源8(图1)流体连通，使得材料M从材料源8流动通过入口138并进入贮存器136中。
换能器120是压电换能器，使得电力致动换能器120以进行振动。换能器120连接到控制器122(图2)以与其电通信。控制器122被配置为通过控制换能器120的电力来控制所述换能器的致动。在图3所示的示例中，换能器120是环形形状并且设置在喷嘴板114和喷嘴主体130之间，但是可以使用其他配置。在未具体示出的一个替代配置中，喷嘴板114连接到喷嘴主体130，并且换能器120附连到喷嘴板114。在这种配置中，换能器120可以是或可以不是环形形状的。在未具体示出的另一替代配置中，换能器120与喷嘴板114分开安装到喷嘴主体130，使得换能器120通过在喷嘴主体130中产生振动或通过在位于贮存器136内的材料M中产生振动波来间接地使喷嘴板114振动。在这种配置中，换能器120可以是或可以不是环形形状的。
控制器122还连接到电极142以与其电连通并且被配置为控制电极142的操作。
在操作中，控制器122致动换能器120以使材料M作为液滴3离开孔112。液滴3大致垂直于喷嘴板114离开孔112。
控制器122还激活加压气体源152(图2)以向气体导管148提供气体150，使得气体150离开气体孔146。
控制器122还激活电极142以使气体150带静电。带静电的气体150离开气体孔146并且使液滴3带静电(在带电之后由3'指示)。液滴3'的电荷足以将单独的液滴3'与其他单独的液滴3'排斥。
气体孔146可以成角度以在具有径向向内分量(即，朝向液滴3)和轴向分量(即，朝向表面S)的方向上引导带电气体150。气体孔146被构造为使得带电气体150在液滴3'可以聚结之前使液滴3带电。在一个非限制性配置中，气体孔146成角度以接合喷嘴板114的20毫米内的液滴3。
在一种形式中，液滴3'的电荷足以使单独的液滴3'彼此排斥，但不足以将液滴3'有意义地吸引到表面S。在替代配置中，电荷足以排斥单独的液滴3'，并且也可以足以将液滴3'吸引到表面S。
参考图4，示出了第二构造的微型涂敷器410。除非本文另外示出和描述，否则微型涂敷器410类似于上述微型涂敷器110。因此，类似的附图标记指代类似的特征，并且在本文中仅详细描述不同之处。
在微型涂敷器410中，喷嘴板114限定气体孔146，并且气体导管148延伸穿过喷嘴主体130。在一种形式中，电极142设置在气体导管148内以直接使气体150带电。在替代形式中，电极142可以使气体导管148的壁带电，使得气体导管148使气体带电。在未具体示出的又一种形式中，电极142可以设置在气体孔146的下游，使得电极142在气体150离开气体孔146之后立即使气体150带电。在未具体示出的又一种形式中，电极142可以在气体孔146附近设置在喷嘴板114上，使得电极142在气体150离开气体孔146之后使所述气体带电。
在所提供的示例中，气体孔146在孔112的径向外侧，但是可以使用其他配置。在未具体示出的一个替代示例中，气体孔可以设置在孔112之间。在所示的示例中，微型涂敷器410不包括位于喷嘴板114的径向外侧的气体孔，但是可以使用其他配置。在未具体示出的一个替代构造中，除了由喷嘴板114限定的气体孔146之外，附加的气体导管和气体孔还可以设置在喷嘴板114的径向外侧，类似于图3所示和上面描述的那些。在一个这样的示例中，来自由喷嘴板114限定的气体孔146的气体150可以使液滴3带电，并且来自设置在喷嘴板114的径向外侧的气体孔的气体可以是可带电或不带电的成形气体。
参考图5，示出了第三构造的微型涂敷器510。除非本文另外示出和描述，否则微型涂敷器510类似于上述微型涂敷器110。因此，类似的附图标记指代类似的特征，并且在本文中仅详细描述不同之处。
在微型涂敷器510中，电极142不使从气体孔146离开的气体150带电。在所示的示例中，电极142联接到喷嘴主体130并且延伸到贮存器136中以使贮存器136中的材料M带静电。在未具体示出的替代配置中，电极142可以被配置为使喷嘴主体130带电，并且喷嘴主体是导电材料，使得带电的喷嘴主体130使贮存器136中的材料M带电。在未具体示出的又一替代配置中，电极142安装到喷嘴主体130或与喷嘴板114电连通的微型涂敷器510的另一部件，使得通过电极142使喷嘴板114间接带电并且通过喷嘴板114使材料M变得带电。在这种配置中，可以通过喷嘴板114使贮存器136中的材料M带电，或者可以通过喷嘴板114在材料M以液滴3'的形式从孔112喷射时使所述材料M带电。
在所示的示例中，气体孔146提供不带电的成形气体。在未具体示出的替代构造中，也可以由附加的电极使离开气体孔146的气体带电。在未具体示出的又一替代配置中，例如，微型涂敷器510可以没有气体孔146，诸如没有成形气体。
参考图6，示出了第四构造的微型涂敷器610。除非本文另外示出和描述，否则微型涂敷器610类似于上述微型涂敷器110。因此，类似的附图标记指代类似的特征，并且在本文中仅详细描述不同之处。
在微型涂敷器610中，电极142不使从气体孔146离开的气体150带电。在所示的示例中，电极142联接到喷嘴板114以使喷嘴板114的一部分带电。喷嘴板114的所述部分可以包括整个喷嘴板114，或者可以小于整个喷嘴板114，诸如仅靠近孔112的一部分。贮存器136中的材料M可以变得带电，或者当材料M作为液滴3'从孔112喷射出时，材料M可以变得带电。
在所示的示例中，气体孔146提供不带电的成形气体。在未具体示出的替代构造中，离开气体孔146的气体也可以带电。在未具体示出的又一替代配置中，例如，微型涂敷器610可以没有气体孔146，诸如没有成形气体。
参考图7，示出了第五构造的微型涂敷器710。除非本文另外示出和描述，否则微型涂敷器710类似于上述微型涂敷器110。因此，类似的附图标记指代类似的特征，并且在本文中仅详细描述不同之处。
在微型涂敷器710中，电极142不使从气体孔离开的气体带电。而是，电极142被配置为使喷嘴板114附近的环境气体带电，使得带电的环境气体在液滴3离开孔112之后使所述液滴带电。在所提供的示例中，电极142安装到喷嘴主体130，但是可以使用其他配置。
本公开的微型涂敷器使由超声雾化器产生的精细液滴带足够的静电荷，使得液滴在液滴到达工件P的表面S之前彼此排斥以抑制液滴的聚结。在一些形式中，电荷足够小(例如，小于10,000伏)，使得带电液滴对工件P的表面S的吸引可忽略不计。因此，本公开提供了一种可以提供改进的表面光洁度的涂料涂敷器。
除非本文另有明确指示，否则指示机械/热性质、组成百分比、尺寸和/或公差或其他特性的所有数值在描述本公开的范围时应理解为由词语“约”或“大约”修饰。出于各种原因期望进行这种修饰，所述原因包括：工业实践；材料、制造和组装公差；以及测试能力。
如本文所使用，短语A、B和C中的至少一者应被解释为使用非排他性逻辑“或”表示逻辑(A或B或C)，并且不应被解释为表示“A中的至少一者、B中的至少一者以及C中的至少一者”。
在本申请中，术语“控制器”和/或“模块”可指以下项、是以下项的一部分或包括以下项：专用集成电路(ASIC)；数字、模拟或混合模拟/数字离散电路；数字、模拟或混合模拟/数字集成电路；可组合的逻辑电路；现场可编程门阵列(FPGA)；执行代码的处理器电路(共享、专用或群组)；存储由处理器电路执行的代码的存储器电路(共享、专用或群组)；提供所描述的功能性的其他合适的硬件部件(例如，作为热通量数据模块的一部分的运算放大器电路积分器)；或者以上项的一些或全部的组合，诸如在片上系统中。
术语存储器是术语计算机可读介质的子集。如本文所使用的术语计算机可读介质不涵盖通过介质(诸如在载波上)传播的暂时性电信号或电磁信号；因此术语计算机可读介质可被认为是有形的和非暂时性的。非暂时性有形计算机可读介质的非限制性示例是非易失性存储器电路(诸如快闪存储器电路、可擦除可编程只读存储器电路或掩模只读电路)、易失性存储器电路(诸如静态随机存取存储器电路或动态随机存取存储器电路)、磁性存储介质(诸如模拟或数字磁带，或者硬盘驱动器)和光学存储介质(诸如CD、DVD或蓝光光盘)。
本申请中所描述的设备和方法可以由专用计算机部分地或完全地实施，所述专用计算机通过将通用计算机配置为执行计算机程序中体现的一种或多种特定功能来创建。功能框、流程图组成部分和上文描述的其他要素用作软件规范，所述软件规范可通过技术人员或程序员的常规工作来转译成计算机程序。
本公开的描述本质上仅仅是示例性的，并且因此，不脱离本公开的实质的变型意图在本公开的范围内。不应将此类变型视为脱离本公开的精神和范围。
根据本发明，提供了一种用于将涂层涂敷到基板的雾化器，所述雾化器具有：喷嘴，所述喷嘴包括：喷嘴板，所述喷嘴板限定多个第一孔；喷嘴主体，所述喷嘴主体和所述喷嘴板的内侧限定贮存器，所述贮存器与所述多个第一孔流体连通并且被配置为容纳液体；以及致动器，所述致动器被配置为使所述喷嘴板振动以通过所述多个第一孔从所述贮存器喷射所述液体的液滴；以及至少一个电极，所述至少一个电极联接到所述喷嘴板和所述喷嘴主体中的至少一者，使得所述至少一个电极被配置为使所述喷嘴板和所述喷嘴主体中的所述至少一者带静电，以使从所述多个第一孔喷射的所述液滴带静电。
根据一个实施例，所述至少一个电极被配置为使所述贮存器中的所述液体带静电。
根据一个实施例，所述喷嘴限定至少一个第二孔，所述至少一个第二孔被配置为在所述液滴从所述多个第一孔喷射时将气体流朝向所述液滴引导。
根据一个实施例，所述至少一个电极被配置为在所述气体流离开所述至少一个第二孔时使所述气体流带电，使得所述带电的气体流使所述液滴带电。
根据一个实施例，所述喷嘴板限定所述至少一个第二孔。
根据一个实施例，所述至少一个电极联接到所述喷嘴板以使所述喷嘴板带电，使得所述喷嘴板被配置为在所述液滴从所述多个第一孔喷射时直接使所述液滴带电。
根据一个实施例，所述至少一个电极被配置为使所述液滴带静电以具有小于或等于10kV的电压电位。
根据本发明，提供了一种用于将涂层涂敷到基板的雾化器，所述雾化器具有：喷嘴，所述喷嘴限定多个第一孔和至少一个第二孔，所述至少一个第二孔被配置为引导气体流离开所述喷嘴，所述喷嘴包括：喷嘴板，所述喷嘴板限定所述多个第一孔；喷嘴主体，所述喷嘴主体和所述喷嘴板的内侧限定贮存器，所述贮存器与所述多个第一孔流体连通；以及致动器，所述致动器被配置为使所述喷嘴板振动以通过所述多个第一孔从所述贮存器喷射液体的液滴；以及至少一个电极，所述至少一个电极被配置为在所述气体流离开所述喷嘴之前使所述气体流带静电，其中所述至少一个第二孔被配置为在所述液滴从所述多个第一孔喷射时将所述气体流朝向所述液滴引导，以使所述喷射的液滴带静电。
根据一个实施例，所述至少一个电极被配置为使所述液滴带静电以具有小于或等于10kV的电压电位。

Claims (13)

1.一种用于将涂层涂敷到基板的雾化器，所述雾化器包括：
喷嘴，所述喷嘴限定多个第一孔和至少一个第二孔，所述至少一个第二孔被配置为引导气体流离开所述喷嘴，所述喷嘴包括：
喷嘴板，所述喷嘴板限定所述多个第一孔；
喷嘴主体，所述喷嘴主体和所述喷嘴板的内侧限定贮存器，所述贮存器与所述多个第一孔流体连通；以及
致动器，所述致动器被配置为使所述喷嘴板振动以通过所述多个第一孔从所述贮存器喷射液体的液滴；以及
至少一个电极，所述至少一个电极被配置为使所述气体流带静电，
其中所述至少一个第二孔被配置为在所述液滴从所述多个第一孔喷射时将所述气体流朝向所述液滴引导，以使所述喷射的液滴带静电。
2.根据权利要求1所述的雾化器，其中所述喷嘴板限定所述至少一个第二孔。
3.根据权利要求2所述的雾化器，其中所述至少一个电极联接到所述喷嘴板并且被配置为使限定所述至少一个第二孔的所述喷嘴板的一部分带静电。
4.根据权利要求3所述的雾化器，其中所述至少一个电极被配置为使限定所述多个第一孔的所述喷嘴板的一部分带静电，以直接使从所述多个第一孔喷射的所述液滴带电。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的雾化器，其中所述至少一个第二孔包括多个第二孔。
6.根据权利要求5所述的雾化器，其中所述多个第二孔被配置为在所述液滴从所述多个第一孔喷射时使所述液滴的喷雾图案成形。
7.根据权利要求6所述的雾化器，其中所述喷嘴板围绕轴线设置，并且所述多个第二孔相对于所述轴线围绕所述多个第一孔径向设置。
8.根据权利要求1至4中任一项所述的雾化器，其中所述至少一个电极定位在所述至少一个第二孔的上游，使得所述至少一个电极在所述气体流离开所述喷嘴之前使所述气体流带电。
9.根据权利要求1至4中任一项所述的雾化器，其中所述至少一个电极被定位成在所述气体流通过所述至少一个第二孔离开所述喷嘴时或紧接在所述气体流通过所述至少一个第二孔离开所述喷嘴之后使所述气体流带电。
10.根据权利要求1至4中任一项所述的雾化器，其中所述喷嘴主体限定至少一个导管，所述至少一个导管与所述至少一个第二孔流体连通并且被配置为向所述至少一个第二孔提供所述气体流。
11.根据权利要求1至4中任一项所述的雾化器，其中所述至少一个电极被配置为使所述液滴带静电以具有足以使所述液滴彼此排斥的电压电位。
12.根据权利要求11所述的雾化器，其中所述电压电位不足以将所述液滴有意义地吸引到所述基板。
13.根据权利要求11所述的雾化器，其中所述电压电位小于或等于10kV。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1737517B1 (en) * 2004-04-02 2010-10-06 THE GOVERNMENT OF THE UNITED STATES OF AMERICA, as represented by the Secretary, Department of Health and Human Services Aerosol delivery systems
US7360724B2 (en) * 2004-10-20 2008-04-22 The Procter & Gamble Company Electrostatic spray nozzle with internal and external electrodes
JP4768553B2 (ja) * 2006-09-12 2011-09-07 富士フイルム株式会社 液体吐出装置、液体吐出方法、及び画像形成装置
DE102008053178A1 (de) * 2008-10-24 2010-05-12 Dürr Systems GmbH Beschichtungseinrichtung und zugehöriges Beschichtungsverfahren
DE102010019612A1 (de) * 2010-05-06 2011-11-10 Dürr Systems GmbH Beschichtungseinrichtung, insbesondere mit einem Applikationsgerät, und zugehöriges Beschichtungsverfahren, das einen zertropfenden Beschichtungsmittelstrahl ausgibt
GB201108102D0 (en) 2011-05-16 2011-06-29 The Technology Partnership Plc Separable membrane improvements
CN107970506B (zh) * 2012-04-10 2020-06-16 艾诺维亚股份有限公司 具有可控制的微滴电荷的定向微滴流在制备药物中的用途
GB201312263D0 (en) 2013-07-09 2013-08-21 The Technology Partnership Plc Separable membrane improvements
GB201316314D0 (en) 2013-09-13 2013-10-30 The Technology Partnership Plc Fluid management for vibration perforate membrane spray systems

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