CN1292839C

CN1292839C - 静电喷涂设备

Info

Publication number: CN1292839C
Application number: CNB028035445A
Authority: CN
Inventors: 戴维·爱德华·威尔森; 布莱恩·迈克尔·凯德鲁伯斯基; 杰弗里·基思·莱普拉; 渡広瀬; 義弘脇山; 武志青山; 健也盛; 執住吉
Original assignee: Procter and Gamble Ltd
Current assignee: Procter and Gamble Ltd; Procter and Gamble Co
Priority date: 2001-01-12
Filing date: 2002-01-11
Publication date: 2007-01-03
Anticipated expiration: 2022-01-11
Also published as: US7712687B2; JP2004517714A; CZ20031488A3; MXPA03006259A; JP3857233B2; EP1349668A1; KR20030071811A; CA2432227A1; US20010020653A1; WO2002055210A1; CN1484547A

Abstract

本发明公布了一种静电喷涂设备，该设备能够维持稳定的荷质比从而保持稳定的指标喷涂质量。在稳定状态条件下，高压电源响应于环境和/或工作条件的改变调整输出电压水平。在瞬态条件，如启动、关闭和改变流速的情况下，高压电源确保能维持荷质比。例如启动时，高压电源在将产品输送到充电位置之前将高压电极充电到预定的电压水平。关闭时，在高压电源切断高压电极的供电前停止产品的输送；在产品流动改变时，调整高压电极的电压水平以保持稳定的荷质比。本发明还通过释放高压电源储能元件中存储电荷来防止后喷射。

Description

静电喷涂设备

相关申请的交叉参考

该申请是我们的先前专利申请即1999年8月18日提交的美国专利09/377,332和1999年8月18日提交的美国专利09/377,333的部分继续申请。

发明领域

本发明涉及一种为个人使用而设计的便携式静电喷涂设备。更具体地讲，该发明涉及一种为个人使用而设计且喷涂质量优良的便携式静电喷涂设备。

发明背景

当产品荷质比的变化超出预先确定的范围时，已知的便携式静电喷涂设备经常出现喷涂质量差和不稳定的缺陷。在瞬态条件下，例如在启动和关闭时，或在稳定的状态下，例如当环境条件改变了静电喷涂设备检测的负载时，这就有可能发生。例如在启动条件下，如果电源电路还未将电极完全充电到所需电势时静电喷涂设备便开始喷涂，那么造成产品的荷质比可能会低于要求的水平并可能导致喷涂质量低劣，表现在喷出的液滴尺寸大于要求的尺寸和喷涂直径不均匀。或者，在静电喷涂设备关闭后，在设备内的电容元件中可能仍然储存有电能并导致后喷射状态。后喷射状态会一直持续到电容元件的存储的电荷消耗至产品从静电喷涂设备喷嘴停止连续流出为止。此外，设备工作时环境状态的改变(例如湿度)可能会明显地改变高压电源所检测到的负载。负载的改变也将影响产品的荷质比并将改变产品喷涂的特征。

授予Owen的美国专利4,549,243(“Owen证明书”)描述了一种能够手持的静电喷涂设备，它适用于要求喷涂区域能够精确控制(第1列，11 5-9)的应用场合，例如绘图。在Owen证明书中公开的该设备的一个特征是采取对策以改变设备的喷嘴上的电势，例如通过改变发生器的输出，如改变高压脉冲的频率和/或大小。Owen证明书中公开了这是有益的，因为这能够进行细致、精确的喷涂(第6列，1137-42)。尽管Owen证明书认识到改变高压发生器输出的好处，但是它未公开检测喷涂负载并响应于喷涂负载的改变来调整高压电源的输出。Owen证明书也没有公开为了始终获得最佳的荷质比而向用户提供可调整的产品流速或使高压输出与产品流速同步。

授予Noakes的美国专利5,121,884(“Noakes证明书”)给出了一种静电喷涂器的设计，采用这种设计电流就可能从HT发生器顺着电势表面泄漏通道泄漏出来，电势表面泄漏通道要足够长这样能够使所用发生器的电流输出小于传统的最大电流输出(摘要)。降低发生器的所需电流输出的好处是降低其制造成本(第1列，1112-14)。此外，Noakes证明书证明高压发生器提供的电流的大部分消耗在表面泄漏和无用的电晕放电上，只有一部分电流被实际用来为喷涂充电(第1列，1133-37)。Noakes提出的解决方案是限制表面泄漏通道和解决HT发生器所产生的电流中的泄漏电流部分。当在大气变化的条件下使用设备时，在预测HT发生器电流损失时将出现一个固有问题。当大气条件改变时(例如湿度增加)，与电晕放电和表面泄漏相关的损失可能增加也可能降低。为保证特定设备能在各种大气条件下工作，则设备在设计上要求要能够在最差大气条件下(也就是能引起最大电晕放电或表面泄漏电流的大气条件)工作。这就要求电源能够在最差大气条件工作，这样在非最差大气条件下就能够产生大量的额外能量。以这种方式工作的电源会导致电池电源的过度消耗，并增加了由于设备内部电荷积累而引起电击的可能性。

发明内容

本发明提供一种静电喷涂设备，所述设备经配置和设置用以将产品从存储器通过通道输送到分散点，在产品离开存储器后通过高压电极使产品带静电，然后从喷嘴的出口分发产品，其中所述设备包括：一个用于供电的电源；和一个高压电源，所述高压电源被电连接到所述电源并且被配置用来给高压电极充电，所述高压电源被配置成响应于反馈信号提供可变输出信号，其中所述高压电源被进一步配置用以在关闭该高压电源之前停止从存储器输出产品。

本发明提供了一种静电喷涂设备，该设备为了保持稳定的指标喷涂质量而维持恒定的荷质比。在稳定的状态条件期间，高压电源响应于环境和/或工作条件的改变调整输出电压水平。在瞬态条件下(如启动、关闭和更改产品流速时)，高压电源确保荷质比保持不变。例如在启动时，高压电源在产品送到充电位置之前将高压电极充电到预定的电压水平。关闭时，在高压电源切断高压电极的电源之前停止输送产品，在改变产品流动速率时，调整高压电极的电压水平以维持恒定的荷质比。本发明还通过释放高压电源存储元件中的残留存储电荷来防止后喷射。

图表简要说明

图1是本发明的静电喷涂设备的一个实施方案的电路示意图；

图2是本发明的静电喷涂设备的另一个实施方案的部分电路示意图；

图3是本发明的静电喷涂设备的另一个实施方案的部分电路示意图；

图4是本发明的静电喷涂设备的另一个实施方案的部分电路示意图；

图5是本发明的静电喷涂设备的另一个实施方案的部分电路示意图；

图6是本发明的另一个实施方案的工作图解说明；

图7是本发明的另一个实施方案的工作图解说明。

优选实施方案的详细说明

典型静电喷涂设备设计的第一步是确定特定产品或应用的指标喷涂质量。“指标喷涂质量”被定义为下列一项或多项的结合：喷涂液滴直径、喷涂液滴直径散布、喷带宽度和喷涂直径。在任何特定的应用中，可能需要上面提到变量的一个、多个或全部的组合来定义该应用的指标喷涂质量。

为了达到指标喷涂质量，设备的输出工作变量(例如高压输出、电流输出和产品流动速率)与唯一的流体或产品性能组相适合(例如粘性、电阻率和表面张力)。对于给定的一组环境(例如温度和湿度)、设备工作变量和流体特性，某一特定指标喷涂质量具有唯一的荷质比。荷质比是对单位重量的雾化喷涂剂携带的电荷数量的一种测量，可以用库仑每千克为单位来表达(C/kg)。荷质比提供了一种有用的确保指标喷涂质量能够维持的有用方法。喷涂期间，流体特性或设备输出工作变量的任何改变将会导致喷涂质量的改变。喷涂质量的这一变化与荷质比的变化相一致。

一方面，本发明在稳定的工作条件下，通过静电喷涂设备对环境和/或工作状态变化做出的响应来维持最佳荷质比，从而保持一种可接受的喷涂质量。由于在大气中的能量损失(典型形式为电晕放电和表面泄漏)增加，环境和/或工作状态的改变必然影响形成喷涂所用的电能。一般情况下，环境湿度越高，在高压电极上产生的能量损失越大。例如在高湿度的环境中(如浴室)，在高压电极上的可用能量要少于低湿度环境中的可用能量，因为电晕放电的损失和表面泄漏将会增加。这将导致产品喷涂荷质比较低，而且如果设备对环境和/或工作条件不做出响应可能会导致喷涂质量不稳定。

图1显示了一种静电喷涂设备的实施方案的电路示意图。所示的电源10可以是电池或本领域内已知的其他电源。例如，电源可以是一节或多节用户可更换电池(如两节标准“AAA”电池)。也即，电源也可以是用户可充电电池、无须用户维修的可再充电电源组或外部电源(也即“线路”电源)。至少在一种电路布局中，通过电源开关20能够将电源10与其他电路部分隔离开。电源开关20能延长独立电源10(例如电池)的使用寿命。当电源开关20关闭时，它还能通过仅对电路其他部分提供电源来增加线电压电源的安全系数。在一个实施方案中，电源开关20可作为转换前维持装置设置的转换开关。当开关20旋到“开”位置时，开始为DC/DC转换器30供电。

DC/DC转换器30从电源10获得一输入电压，例如两节普通的“AAA”电池提供3.0伏的额定电压，DC/DC转换器将它转换为较高的电压信号(如5.0伏电压电源)。例如DC/DC转换器30可以是线性技术公司(LinearTechnology Corporation)的3到5V直流转换器(零件编号LT1317BCMS8-TR)。DC/DC转换器30还可以给指示器40发送信号，该信号可以是来自电源10的电源信号的一部分或输出信号的一部分，例如5.0伏电压。例如，指示器40可以是发光范围在可见电磁(EM)光谱中橙色范围内的发光二极管(LED)。如图1所示，只有当电源开关20置于“开”位置且DC/DC转换器30给指示器40提供足够的电压时，指示器40才能够发出可见光。由用户控制的操作开关45可被按下或旋到“开”位置(这取决于所使用开关的类型)，从而接通电源电路为稳压器50供电。必要时，稳压器50能够控制电动机60的输入电压。稳压器的额定输出电压为约3.3伏。稳压器50也能够送出一信号给高压开关70。例如高压开关70可以是晶体管或二极管元件，如来自NEC公司零件编号为2SA812的晶体管。

高压开关70依据来自稳压器50的信号向其余的高压产生电路供电。高压开关70将信号发送给高压控制块80和信号发生器，例如方波发生器90。高压控制块80将来自储能电容器110和限流器170的信号和内部设定的基准电压相比较。根据来自储能电容器110和/或限流器170的反馈信号的值，高压控制块80将发送给DC/DC转换器100一个“开”或“关”信号。例如高压控制块80可以是输出功率放大器，如东芝公司的零件编号为TC75W57FU。

DC/DC转换器100将较低输入电压转换为较高输出电压。例如DC/DC转换器100能将约5.0伏的额定输入电压转换为约25.0伏的较高额定输出电压。DC/DC转换器100的输出为储能电容器110充电。储能电容器110为高压变压器120的初级线圈提供输入电压。DC/DC转换器100的高压输出的频率由反馈回路控制(这一点以后将详细说明)，从而确保储能电容器110为高压变压器120提供非常稳定的供电(例如约25.0伏的电压供电)。DC/DC转换器100可以是例如东芝公司生产的DC/DC转换器(如零件编号TC75W57FU)。高压开关70也可以向与高压变压器120的初级线圈相连的方波发生器90发送“开”信号。这将在高压变压器120的初级线圈得到一个峰-峰值约为25伏的交流脉冲。该方波发生器90可以是，例如东芝公司生产的功率放大器(如零件编号TC75W57FU)。高压变压器120的转换比可以是，例如约100∶1，这样初级线圈约25.0伏的输入电压，将在次级线圈得到约2.5KV(2500V)的输出电压。然后，高压变压器120的输出电压为电压倍增器130供电。

电压倍增器130对来自高压变压器120的输出信号进行调整和放大以提供更高的直流输出电压。例如，如果高压变压器120的输出电压约是交流2.5KV，该电压倍增器130能够调整并将其放大以提供更高的直流电压输出(例如14.0KV的直流电压输出)。在一个实施方案中，电压倍增器130可以是六级Cockroft-Walton二极管供给泵。一级Cockroft-Wa1ton二极管供给泵通常被定义为电路内一个电容器和一个二极管的组合。本领域的技术人员认识到，电压倍增器需要的级数是输入交流电压大小的函数且取决于所需的输出电压。在一个实施方案中，高压变压器120和电压倍增器130能够封入密封材料中，例如硅密封剂[如一种可购自Shin-Etsu化学有限公司的硅密封材料零件编号KE1204(A.B)TLV]。通过将高压变压器120和电压倍增器130封装入密封材料中，可以减少这些高压元件的电泄漏和电晕放电从而提高它们的效率。

限流电阻器140可以放在高压倍增器130的输出端和高压电极150之间。限流电阻器140用来限制高压倍增器130向高压电极150提供的输出电流。在一个实施方案中，限流电阻器140的阻值可以是，例如，约20兆欧。然而本领域的技术人员公认，如果需要较高的输出电流，那么电阻较低的限流电阻器比较理想。相反，如果需要较低的输出电流，那么电阻较高的限流电阻器比较理想。高压电极150可由适合的金属或导电塑料[如填充10％碳纤维的丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)]制成。分压电阻器160(后面将详细说明)也能够如图1所示进行连接。限流器170也与高压倍增器130的输出电路相连。

设备还提供了接地触点180以便形成静电喷涂设备和使用者之间的公共接地以减少使用者遭受电击的危险。此外在人员安全应用方面，接地触点180还能够防止带电颗粒在操作者皮肤上积累时造成的电荷堆积。接地触点180可以与操作开关45集成到一起和/或与之非常临近，这样用户在与设备没有同时接地之前，就不能启动发动机和接通高压供电电路。例如操作开关45可由金属制造和/或接地开关可以是导电触点，或者接地电极能够靠近操作开关45。

稳定状态工作条件

在图1所示的本发明的实施方案中，高压控制块80与反馈控制回路210共同提供了一条对环境和/或工作条件的变化做出响应的控制电路。在该实施方案中，在设计上，高压控制块80与反馈回路210跟踪并调整高压产生电路(即高压变压器120和电压倍增器130)的运行。反馈回路210监测或跟踪高压变压器120初级线圈供电的电压降，例如通过监测储能电容器110的电压降。在方波发生器90的切换周期之间，储能电容器110的电压降和电压倍增器130与高压电极150上的电压降成比例。例如，当高压电极150上的电压随喷涂负载下降时，在切换周期之间，也可以在电压倍增器130和储能电容器110上检测到成比例的电压降。这样，通过监测储能电容器110上的电压水平，反馈回路210就能够跟踪引起高压电极150上电压变化的环境和/或工作条件的变化。高压控制块80包括一个控制电路，该控制电路通过比较来自反馈回路210的信号和基准电压来控制DC/DC转换器100的工作，例如可以采用频率调制、脉宽调制或本领域内已知的其他控制方法来控制。例如，控制电路可能包括使用如东芝公司生产的零件编号为TC75W57FU的功率放大器的功放电路。在一个实施方案中，当来自反馈回路210的信号在预定范围内时，高压控制块80可以为DC/DC转换器100提供一个稳定信号。当DC/DC转换器100接收到稳定信号时，它可能会继续在预定频率下工作。但是当来自反馈回路210的信号在预定范围之外时(例如高压电极150由于高湿度而损耗过大)，高压控制块80将改变输送到DC/DC转换器100的控制信号，该控制信号调整DC/DC转换器100的充电频率来使储能电容器110的电压水平返回到预定范围内。这使得提供给高压产生电路(即高压变压器120和电压倍增器130)的电流可能增加或减少，从而在变化的环境和/工作条件下维持所需的电压。本领域技术人员还认为，反馈回路可以(例如在高压变压器120的次级线圈处、在电压倍增器130内、在限流电阻器140上和高压电极150上等等)监测电路中其他位置的工作条件。

本发明通过按照环境和/或工作条件的变化来改变高压产生电路的供电电流，从而减少了在低喷涂负载期间过多能量的产生，同时还能够在很宽的环境和工作条件范围内获得最佳喷涂质量。这样可以更加有效地使用存储能量并且可以延长可替换电池电源的使用寿命。此外，通过减少在低喷涂负载期间的电流大小，本发明的静电喷涂设备能够减少电晕漏电，电晕漏电可能造成火花放电和对操作者的电击。

此外在另一方面，本发明的内部设备可以装入防潮隔离套中，从而提高在高潮湿度环境中使用时的喷涂性能。该隔离套防止空气中的水分渗入设备并接触设备内部的高压元件。这减少了湿度增加带来的电晕放电和其他损耗，从而保持指标喷涂质量。例如可以对静电喷涂设备或喷射筒的外部进行密封或用隔离套(如Surilyn等人造橡胶)封装。

瞬态条件

另一方面，本发明能够在瞬态状态下保持最佳荷质比，例如启动、关闭或改变产品流速时。例如在启动时，本发明的静电喷涂设备能够同步地对高压产生电路充电并将产品输送至充电位置。这将使产品得到完全充电直至达到所需的荷质比水平时才开始喷涂，因而设备能保障指标喷涂质量。相反，在关闭时，该静电喷涂设备能够使高压电极保持足够的电势以维持恒定的荷质比直至完全停止向充电位置输送产品。这使设备在关闭之前都可以保证指标喷涂质量。但在产品流速变化的情况下，静电喷涂设备也能够使高压产生电路的输出与产品流速的变化同步，从而使设备在整个工作期间维持恒定的荷质比。这样即使产品流速变化，设备也能保持指标喷涂质量。

一方面，如图6所示，本发明在向产品输送系统的驱动电动机60供电之前，该高压电极150就可以通电。在此实施方案中，直到电极电势足以提供恒定的产品喷涂荷质比后，产品才被输送至高压电极150。启动高压产生电路的时间和给驱动产品输送系统的电动机供电的时间之间的时间差显示为“延迟时间1”，通过电动机60启动的延迟，该设备能够在启动时提供喷涂成形，通过防止在充电位置完全达到指标电势之前将产品输送到充电位置而使其具有要求的荷质比。

另一方面，设备能够在停止向充电位置输送产品之前继续为高压电极150供电。例如在关闭时，能够提供一秒的延迟，如图6中显示的“延迟时间2”。在此情况下，高压产生电路能够使高压电极150维持指标电势直至停止向充电位置输送产品。延迟时间2使电极150保持足够的电势从而提供恒定的荷质比，例如当产品输送系统具有与其相关的延迟时间或正在输送的产品具有与其相关的动量时，能够为最后输出的产品充电。此类系统中，关闭电动机电源的时间和产品停止向充电位置移动的时间之间可能有延迟。在这种情况下，所希望的状况是一直维持充电位置的电源，直至产品输送系统中的产品输送完全停止。例如可以在稳压器50中加装电子计时器或延迟元件以提供一个或多个延迟(例如延迟时间1和延迟时间2)。

然而还有一方面，如图7所示，它说明了本产品能够随着送到电极的产品流速的改变同步地为高压电极150和电动机60提供相应的电能。通过调整高压产生电路(即高压变压器120和电压倍增器130)和产品输送速率，能够保持理想的荷质比。例如可以采用流速传感器、电动机反馈电路向驱动高压产生电路的电压控制块80提供反馈信号。也即，可以采用本发明领域中已知的监测或估计产品流速的方法。然后，高压控制块80能够调整高压产生电路的的输出，使其与产品流速成比例，从而保持要求的荷质比以保证设备的指标喷涂质量。

本发明的另一方面使该静电喷涂设备减少了后喷射。后喷射就是在切断高压电源的供电后的瞬间静电喷涂设备继续喷出产品。具有集成高压电源的静电喷涂设备通常使用电容器-二极管梯形方式对来自主高压变压器的输出电压进行升高。一种适合的电容器-二极管梯形方式是Cockroft-Walton型二极管供给泵。在静电喷涂电路中也使用电容器来提高高压输出的质量并降低变化和噪声。使用者关闭设备后，电容器作为储电元件存储高压电能，直至通过如电晕将电能泄漏到空气中或通过火花放电降至电势较低点，例如电击使用者。存储电荷能够继续为高压电极150供电并可能在产品与附近的表面间产生足够的电势差，这样在关闭高压电源的供电后仍能继续喷涂直至电容器的电荷完全消耗。

后喷射状况是不希望出现的，因为当使用者关闭设备后设备继续喷涂，会由于荷质比的较大变化而造成喷涂质量不稳定。因为没有稳定的高压电流将喷涂产品完全雾化，也就不能保持所要求的荷质比。在电能消耗造成后喷射的同时，储存在设备内的电能可以在一段时间内对产品进行部分雾化。由于对产品进行雾化的电压不稳定，将产生不同的喷涂荷质比，因而会导致产品喷涂质量的改变。此外，后喷射情况可能会出现在未预料的时间和/或地点，例如在使用者已将设备放入包里或存储盒后继续喷涂。这会造成意外和讨厌的脏乱。

通过切断高压电源的供电使电容元件快速放电能够减少或消除后喷射。在本发明的第一个实施方案中，可将高压电阻器(例如图1所示的分压电阻器160)连接到高压输出电极150和设备内电势较低的点之间。分压电阻器160为设备提供了一条消耗过多存储的电荷(例如储存在电压倍增器130内电容器中的能量)的通道，这样在使用者完成喷涂操作后的一段相对较短的时间内即消耗了电能，从而减少了后喷射的发生。应该选择具有足够大电阻值的分压电阻器160，这样分压电阻器160的阻抗和输出限流电阻器及喷涂负载相比明显较高，因而在设备正常工作期间就不会明显影响喷涂质量或高压发生器的输出。如果分压电阻器160的电阻值太低，它所提供通道的电阻将低于喷涂工作所产生的电阻。在这种情况下，分压电阻器160在正常喷涂操作时将消耗多于所要求的电流。如果正常喷涂操作时分压电阻器160的电流过高，那么用于雾化产品和为产品充电的电流将不足。该分压电阻器还会进一步缩短便携式电源(如电池)的寿命。但是分压电阻器160的电阻还是应该足够小，以便储存的能量可以在相对较短的时间内消耗。可以通过使用所述电容值与分压电阻器160阻值的乘积来确定R C时间常数值，这样就能够估计消耗储存能量所需的时间。关系如下：

τ_A＝C_D×R_B

其中：

τ_A＝消耗喷涂设备储能电容器中约63％的能量所需的时间(秒)

C_D＝设备电容(F)

R_B＝分压电阻器电阻值(Ω)

该RC时间常数，τ_A代表了消耗储能设备所储电能的约63％时大约需要的时间。C_D项代表了在高压电源电路内部常规电容和产品存储器电容及设备内部其他杂散电容的总和，因此如果该关系式只考虑常规电路的电容，这可以理解为，实际上在τ_A代表的时间内可消耗的储存电能大于63％。

在一些情况下，τ_A时间内消耗的电能足以将设备内的电荷降至某种程度而减少或者消除后喷射。尽管如此，在一些情况下，τ_A时间内还不可能使存储的电荷降到足以降低或完全消除后喷射的状态。在这些情况下，设计者可能希望耗尽设备内储存的全部电能。在这些情况下，可以认为采用下一关系式估算的时间τ_B将确保使所有储存的电能完全耗尽。该关系式为：

τ_B＝5×τ_A＝5×C_D×R_B

其中：

τ_B＝消耗喷涂设备全部存储的电荷的时间(秒)

C_D＝设备电容(F)

R_B＝分压电阻器的电阻值(Ω)

典型分压电阻器适合的阻值范围之一是约1MΩ和约100GΩ之间，另一个适合的范围在500MΩ和约50GΩ之间，再一个适当的范围是在约1GΩ和约20GΩ之间。例如在一个实施方案中，可能希望在少于约60秒的时间内完全地耗尽储存的电能，优选时间为少于约30秒，最优选时间为少于约5秒。利用一实例来说明，如果希望在约5秒或更短的时间内消耗静电喷涂设备中一个约500pF电容(设备的电容可以按照将高压电源电路内电容和产品存储器电容及设备零散电容的总和估算)储存电能的至少约63％，这就要求分压电阻器的电阻不大于10GΩ。

R_B＝5.0sec/500pF＝10GΩ

根据电容的分布(在电压倍增器130内，产品存储器的电容和其他的杂散电容)，虽然10GΩ的电阻器实际上至少消耗电容存储的电荷的63％，但是还不可能完全消除后喷射情况。因而为了保证在相同的5秒时间间隔内消耗设备电容100％的存储的电荷，分压电阻器160的电阻必须小于约2GΩ。

R_B＝(5.0秒/500pF)/5＝2GΩ

例如在至少一个实施方案中，分压电阻器160可以是具有约10GΩ的高压电阻器，例如Nihon Hydrajinn公司的高压电阻器(零件编号LM20S-M 10G)。

本发明的另一个实施方案，如图2所示，能够提供机械开关190来降低后喷射的影响。该高压机械开关190在功能上和分压电阻器160相似，只是在正常的喷涂操作时此高压机械开关190是工作回路中一个不工作的元件。更确切地说，经过合理的设置，使该机械开关在正常喷涂操作期间为打开状态，从而没有任何电流流过。但是，当使用者希望停止喷涂操作并给设备断电时，高压机械开关190从打开的位置切换到关闭位置，这样在输出电极和设备电路的接地之间就直接出现一条导电路径，因而使设备内储存的所有电能几乎在瞬间释放。高压机械开关190设计的一个优点是接地导电通道无需电阻器，而且允许较快的放电速率。此外，只有当设备断电时(即在关闭的位置)该导电通道才形成，它不会因为消耗来自高压电极150的电能而干扰正常的喷涂操作，另外它也不需要高压产生电路产生额外的电能来补偿分压电阻器160造成的相关能量损失。

然而在图3所示另一个实施方案中，该设备采用一个高压电开关200(例如晶体管)来代替图1中的分压电阻器160。在正常喷涂期间，该开关处于打开位置，因而通向电路低电势点的导电路径不起作用。但是操作者一旦切断设备电源，该开关闭合，因而通向电路低电势点的导电路径形成并消耗储存在设备中的电能。此外高压电开关200能提供路径的电阻比分压电阻器160低，这样可以较迅速地释放设备中的储存电能。而且，高压电开关200提供的导电通道只有当设备断电时(即在关闭的位置)才可用，它不会因为消耗来自高压电极150的电能而干扰正常的喷涂操作，另外它也不需要高压产生电路产生额外的电能来补偿分压电阻器160造成的相关能量损失。

本领域技术人员认为，在图2或图3所示的任意一种配置中都可以加一个分压电阻器160，如图4所示。在一些情况下，可能希望能够控制储能电容器的放电速率。在这种情况下，可以将分压电阻器160与高压机械开关190或如图4所示的高压电开关200相连。此外，本领域的技术人员还认为，分压电阻器和/或机械或电开关也可以设置在其他的配置中。例如图5显示了一种可供选择的配置，其中分压电阻器160连接在电压倍增器130与限流电阻器170和一个较低电势点之间。

本发明的另一方面，如图1所示，电源指示器40能够提供可见的或其他的指示来告之使用者该设备的电池具有满足指标喷涂质量的充足电能。现在的静电喷涂设备一个常见的问题是，长期使用的电池或其他电源能量损失会使电压降低造成设备性能的下降。当电池的可用电流下降时，高压电极150产生的电压和电动机60的转动速率以不同的速率降低。这会引起荷质比偏离指标值并导致喷涂达不到指标喷涂质量。本发明的静电喷涂设备包括一个电池电压监测电路，它能告之使用者当前电池状态；当电池电压低于预定水平时该电路能够关闭设备，以防止喷涂达不到指标喷涂质量。

在一个实施方案中，电源指示器40可以是LED，例如当电池电压在额定或指标工作电压范围内时，LED发出电磁(EM)光谱橙色范围内的光。送给电源指示器40的信号可能来自DC/DC转换器30内的运算放大器，它对来自电源10(例如电池)的信号和预置的基准信号进行比较。当电源的电压达到对应于可用电池剩余寿命的预定值(如百分之五)的水平时，DC/DC转换器30可以向电源指示器40提供一个指示器状态改变信号(例如打开或关闭LED)以通知使用者需要更换电池。这样用户就可以在电压降到一定水平之前更换电池，以避免因电压降而造成喷涂将达不到指标喷涂质量，或在应用过程中导致设备不能运行而只完成部分作业的情况。此外，该电路能够在某一预定电池电压值时关闭设备以保证使用者不会由于电池用完而造成低劣喷涂。例如在一个实施方案中，即使在电源指示器40已经指示该电池需要更换并要关闭设备之前，电路能够给用户至少足够的时间以完成一次完整产品作业。

已经显示说明了本发明中优选的实施方案，这里给出的一些进一步修改可由本领域的普通技术人员在本发明的范围内经过适当的改进来完成。已提及几种可能的修改和选择，其余未提及的对于本领域技术人员是显而易见的。例如，虽然为了更直观地说明，讨论中用了本发明的示范性实施方案，但是应该明白，这里提及的元件将会随着技术的进步而不断地更新。相应地，本发明的范围应该在下列权利要求的条款内考虑，而不应该理解为仅限于在说明书和图表中显示和说明的详细结构、操作和加工步骤。

参考文件：

相关的静电喷涂设备和喷射筒在下列普通转让和同时提交的美国专利申请中作了说明，并且引入本文以供参考：

“静电喷涂设备”，其被指定为律师档案号8395。

“静电喷涂设备”，其被指定为律师档案号8396。

“用于静电喷涂设备的一次性喷射筒”，其被指定为律师档案号8397。

Claims

1.一种静电喷涂设备，所述设备经配置和设置用以将产品从存储器通过通道输送到分散点，在产品离开存储器后通过高压电极使产品带静电，然后从喷嘴的出口分发产品，其中所述设备包括：

一个用于供电的电源；和

一个高压电源，所述高压电源被电连接到所述电源并且被配置用来给高压电极充电，所述高压电源被配置成响应于反馈信号提供可变输出信号，其中所述高压电源被进一步配置用以在关闭该高压电源之前停止从存储器输出产品。

2.如权利要求1所述的静电喷涂设备，其中所述反馈信号监测所述高压电极的电压水平。

3.如权利要求1所述的静电喷涂设备，其中所述反馈信号监测所述高压电源内的电压水平。

4.如权利要求3所述的静电喷涂设备，其中所述反馈信号监测高压变压器初级线圈的电压水平。

5.如权利要求3所述的静电喷涂设备，其中所述反馈信号监测所述高压电源内储能电容器的电压水平。

6.如权利要求1所述的静电喷涂设备，其中所述高压电源响应于所述反馈信号来改变通过所述高压电源所供电流的大小。

7.如权利要求1所述的静电喷涂设备，其中所述高压电源通过改变所述高压电源DC/DC转换器控制信号的频率来改变所述输出。

8.如权利要求1所述的静电喷涂设备，其中所述高压电源被进一步配置用以在启动产品从存储器输出之前启动该高压电源。

9.如权利要求1所述的静电喷涂设备，其中所述高压电源响应于所述产品流动速率的改变来调整所述高压电源的所述输出信号。

10.如权利要求1所述的静电喷涂设备，其中所述高压电源被封装在密封材料中。

11.如权利要求l所述的静电喷涂设备，还包括用于密封该设备的防潮隔离套。

12.如权利要求1所述的静电喷涂设备，还包括一个高压电阻器，所述电阻器电连接到高压电源的一个输出端用以消耗高压电源存储的电荷。

13.如权利要求12所述的静电喷涂设备，其中所述高压电阻器具有选定的电阻值，以使所述电阻器能够在所述高压电源关闭后少于20秒的时间内消耗掉高压电源的所述存储电荷。

14.如权利要求1所述的静电喷涂设备，还包括一个高压电阻器，所述电阻器与高压电极电连接用以消耗高压电源存储的电荷。

15.如权利要求1所述的静电喷涂设备，还包括一个机械开关，所述开关被配置成当所述高压电源关闭时消耗该高压电源存储电荷。

16.如权利要求1所述的静电喷涂设备，还包括一个电气机械开关，所述开关被配置成当所述高压电源关闭时消耗该高压电源的存储电荷。