CN1305583C - 旋转雾化涂装装置及利用该涂装装置的涂装方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及旋转雾化涂装装置及利用该涂装装置的涂装方法。用作旋转雾化涂装装置的涂装机(3)包括设置在用作其旋转轴的电机轴(10)的中央的中空非旋转涂料喷嘴轴(5)。涂料喷嘴轴(5)在其顶端处设置有喷枪式涂料喷嘴(5g)，沿径向位于喷枪式涂料喷嘴(5g)外侧上的喷枪式空气喷嘴(5f)，并且针阀轴(21)设置在涂料喷嘴轴(5)中的涂料通道(5b)中，以便用作将涂料选择性地供应给钟形杯(4)或喷枪式涂料喷嘴(5g)。

Description

旋转雾化涂装装置及利用该涂装装置的涂装方法
技术领域
本发明涉及一种使涂料雾化从而将涂料涂装在目标物上的旋转雾化涂装装置(旋转雾化器)。尤其是，本发明涉及一种能够用作钟喷雾化器和枪喷雾化器的旋转雾化涂装装置。
背景技术
旋转雾化涂装装置使流体涂料在旋转钟形杯的内表面上膨胀以便通过离心力使涂料雾化，并且通过加在雾化头等上的静电高电压使涂料带电并在雾化涂装装置和接地目标物之间形成静电场，由此执行静电涂装。
一种公知的常规旋转雾化涂装装置具有杯形头，控制该杯形头的转速，以便在旋转雾化模式和空气雾化模式之间切换使用(参照日本特公平4-56674)。
还有一种公知的常规旋转雾化涂装装置，它能调节喷射空气量以便调整喷射形状的宽度(参照日本特开平10-71345)。
钟式旋转雾化涂装装置通过旋转钟形杯的离心力和带静电的涂料微粒之间的静电斥力，产生直径约为200mm到约为1000mm的喷射形状。这种大喷射形状很难对目标物例如局部部位或小型产品进行精密涂装。即使为了获得小直径喷射形状而切断静电荷，但由于离心力的作用喷射形状仍然较大，并且切断静电降低涂料的输送效率，这显然违背该发明的初衷。
另一方面，关于涂装的可操作性，由于用钟式旋转雾化涂装装置不能获得足够小的喷射形状，则可能需要手持喷枪对局部部位或小型产品进行涂装，由此造成可操作性的严重下降，并增加成本。
发明内容
本发明的目的是提供一种钟式旋转雾化涂装装置，它能获得用于涂装上述部位的小直径喷射形状，并能随时将其喷射形状切换到大直径或小直径喷射形状。
为了实现此目的，本发明的钟式旋转雾化涂装装置包括设置在其旋转轴中央并具有用于使小直径喷射形状成形的喷枪式(gun-spray)喷嘴的中空非旋转部。喷枪式喷嘴在旋转钟形杯中央伸出，并配备有用于在钟喷(bellspray)模式和枪喷(gun spray)模式之间可选地切换喷射模式的阀机构。
本发明的旋转雾化涂装装置通过利用气动机等旋转常规钟式雾化头(钟形杯)执行离心式雾化。通过钟形杯的旋转的离心力和微粒上带有的静电荷，钟形杯使涂料雾化成形成一定尺寸的喷射形状的涂料微粒。通常，为了提高将喷射形状喷到目标物上的效率，环状成形空气从钟形杯的周缘喷出以便与静电力合作调节喷射涂料微粒的方向。然而，不管如何增加成形空气的流速，喷射形状的直径也不能小于某一值。
然后，为了获得小喷射形状，小直径的喷枪式喷嘴设置在钟式旋转雾化涂装装置的旋转轴中央内的中空非旋转部处，以便可任意选择大喷射形状或小喷射形状。
所述阀设置在涂料供应通道中，以便任意地将涂料选择性地供应到用于钟喷的涂料喷嘴或用于枪喷的涂料喷嘴，由此利用一个旋转雾化涂装装置获得大涂料喷射形状和小涂料喷射形状。本发明的旋转雾化涂装装置与直流高压发电机相连以便使喷射的涂料微粒带电，由此在旋转雾化涂装装置和目标物之间形成静电场，从而有效地将涂料涂装到目标物上。
在本发明的第一方面中，提供一种旋转雾化涂装装置，它包括：被旋转以产生离心力从而喷射涂料的钟形杯；用于喷出空气以使来自所述钟形杯的所述涂料的喷射形状成形的喷钟式(bell-spray)空气喷嘴；以及用于使所述钟形杯旋转的旋转轴；其特征在于，所述旋转雾化涂装装置还包括：设置在所述旋转轴中央的中空非旋转部；设置在所述中空非旋转部的顶端部上的喷枪式涂料喷嘴；设置在所述中空非旋转部中用于将涂料供应给所述喷枪式涂料喷嘴的涂料通道；设置在所述钟形杯上的喷钟式涂料喷嘴；设置在所述钟形杯上的钟形涂料通道；设置在所述中空非旋转部上的用于通过所述钟形涂料通道给所述喷钟式涂料喷嘴供应涂料的喷钟式涂料内部喷嘴；设置在所述中空非旋转部中用于将所述涂料通道中的涂料流切换到所述钟形杯或所述喷枪式涂料喷嘴的阀；以及用于将空气喷出到从所述喷枪式涂料喷嘴喷出的所述涂料上的喷枪式空气喷嘴，所述喷枪式空气喷嘴设置在所述喷枪式涂料喷嘴的径向外侧上。
因此，钟式旋转雾化涂装装置也可用作通过利用其旋转轴的其中简单且牢固地构成涂料供应通道的中央形成小喷射形状的喷枪式雾化器，由此提高其可操作性和实用性。
在第一方面中，优选的是，涂料通道带有分支从而还能够将涂料供应给钟形杯。
因此，涂料可以钟喷模式或枪喷模式喷出，并且紧凑地设置在旋转雾化涂装装置的旋转轴中央的公共涂料通道由形成大喷射形状的钟形杯和形成小喷射形状的喷枪式涂料喷嘴共享。
因此，旋转雾化涂装装置可设置有用于在钟喷模式和枪喷模式之间切换涂料喷射的简单耐用的机构。
优选的是，旋转雾化涂装装置还包括用于依照涂料流向钟形杯或喷枪式涂料喷嘴的切换而将空气流切换到喷钟式空气喷嘴或喷枪式空气喷嘴的控制机构。
因此，涂料和空气的喷射可以在钟喷模式和枪喷模式之间切换，并且旋转雾化涂装装置具有用于确保喷涂无论在枪喷模式或钟喷模式都是高质量的耐用机构。
在本发明的第二方面中，提供一种涂装方法，包括：使用一种旋转雾化涂装装置，所述旋转雾化涂装装置包括：被旋转以产生离心力从而喷射涂料的钟形杯，用于喷出空气以使来自所述钟形杯的所述涂料的喷射形状成形的喷钟式空气喷嘴，用于使所述钟形杯旋转的旋转轴，设置在所述旋转轴中央的中空非旋转部，设置在所述中空非旋转部的顶端部上的喷枪式涂料喷嘴，设置在所述中空非旋转部中用于将涂料供应给所述喷枪式涂料喷嘴的涂料通道，设置在所述钟形杯上的喷钟式涂料喷嘴，设置在所述钟形杯上的钟形涂料通道，设置在所述中空非旋转部上的用于通过所述钟形涂料通道给所述喷钟式涂料喷嘴供应涂料的喷钟式涂料内部喷嘴，设置在所述中空非旋转部中用于将所述涂料通道中的涂料流切换到所述钟形杯或所述喷枪式涂料喷嘴的阀，以及用于将空气喷出到从所述喷枪式涂料喷嘴喷出的所述涂料上的喷枪式空气喷嘴，所述喷枪式空气喷嘴设置在所述喷枪式涂料喷嘴的径向外侧上；切换到枪喷模式或钟喷模式；在所述枪喷模式下从所述喷枪式涂料喷嘴喷出所述涂料；或在所述钟喷模式下从所述钟形杯喷出所述涂料。
因此，喷涂时间和成本降低。具体地说，用于在枪喷模式和钟喷模式之间切换的时间减少，从而有助于减少由于时间延迟引起的喷涂的不均匀。
因此，涂料喷射可在钟喷模式和枪喷模式之间稳定地切换，并且中空非旋转部中的阀可以紧凑地设置成与喷枪式涂料喷嘴相邻，以便减少用于喷射模式切换的阀的反应时间，从而提高旋转雾化涂装装置的可操作性和实用性。
由于在从喷枪式涂料喷嘴喷射涂料时空气从喷枪式空气喷嘴喷出，因此，可以容易地获得用于枪喷的空气。
优选的是，依照涂料是从钟形杯喷出还是从喷枪式涂料喷嘴喷出，空气选择性地从喷钟式空气喷嘴或喷枪式空气喷嘴喷出。
因此，无论是枪喷模式还是钟喷模式都能确保喷涂的高质量。
通过下面参考附图的说明，本发明的其它目的、特征和优点将更加清楚。
附图说明
图1是本发明实施例的旋转雾化涂装装置使用的喷射形状；
图2是旋转雾化涂装装置的截面侧视图；
图3是钟形杯的透视图；
图4是涂料喷嘴轴的截面侧视图；
图5是当旋转雾化涂装装置设置在钟喷模式时涂料喷嘴轴的顶端部的截面侧视图；
图6是旋转雾化涂装装置的主要部分的截面侧视图，示出当旋转雾化涂装装置设置在钟喷模式时的涂料流和成形空气流；
图7是当旋转雾化涂装装置设置在枪喷模式时涂料喷嘴轴的顶端部的截面侧视图；以及
图8是旋转雾化涂装装置的主要部分的截面侧视图，示出当旋转雾化涂装装置设置在枪喷模式时的涂料流和空气流。
具体实施方式
将结合附图给出本发明实施例的说明。
图1示出涂装机(涂装装置)3的使用形状(状态)的一个示例。图1(a)示出用于钟喷模式的涂装机3，图1(b)示出用于枪喷模式的涂装机3。
如图1所示，涂装机3用作依照本发明的旋转雾化涂装装置的一个示例，它与涂装机器人121的机械手相连接。
如图1(a)所示，在设置成钟喷模式的涂装机3中，通过使钟形杯旋转并且使涂料微粒带静电，则钟形杯上的涂料在离心力和静电的作用下雾化。在这种模式中，利用大直径喷射形状执行涂装。如图1(b)所示，在对局部部位或小型产品结束涂装时，涂装机3转换到枪喷模式从而利用小直径喷射形状执行涂装。
因此，无论需要大直径还是小直径喷射形状，只有涂装机3能够足够好地进行涂装，从而减少涂装时间，提高制造效率。
下面，结合图2和3对涂装机3的结构进行说明。
图2是涂装机3的截面侧视图，图3是其钟形杯4的透视图。涂装机3包括用于使涂料雾化的钟形杯(旋转雾化头)4；其顶端与钟形杯4相连并且其自身与钟形杯4一体式旋转的中空电机轴10；用于使电机轴10旋转的气动机6；经电机轴10的中空部延伸到钟形杯4的内部以便将涂料供应给钟形杯4的涂料喷嘴轴5；以及空气罩11，它具有用于将成形空气喷吹到从钟形杯4的周缘径向向外飞散的涂料上的喷钟式空气喷嘴11b。气动机6被供应有压缩空气以便驱动电机轴10高速运转。
涂料喷嘴轴5的顶端从钟形杯4的前表面的中央向前伸出，并且喷钟式涂料喷嘴4b在钟形杯4的在涂料喷嘴轴5周围的前表面处开口。
高压发电机(未示出)经气动机6和涂料喷嘴轴5将高电压加到钟形杯4上以便使由钟形杯4的旋转雾化的涂料微粒带电，从而确保涂装机3的高涂料输送效率。
图4是涂料喷嘴轴5的截面侧视图。涂料喷嘴轴5穿过作为涂装机3的旋转轴的电机轴10的中央，从而用作涂装机3的非旋转部，即不管电机轴10怎样旋转，它都是不可旋转的。
涂料通道5b轴向地形成在涂料喷嘴轴5的中央，以便使供应给钟形杯4的涂料通过。针阀轴21设置在涂料通道5b中以便在两个喷射位置之间移位(切换)。用于枪喷的空气通道5c形成在涂料通道5b周围的涂料喷嘴轴5内。
涂料喷嘴轴5的顶端在其中央部中形成有同轴地连接到涂料通道5b的喷枪式涂料喷嘴5g，并且空气通道5c的顶端在喷枪式涂料喷嘴5g周围(即其径向外侧)的喷枪式空气喷嘴5f中形成，以便在涂料喷嘴轴5的顶端处开口。
喷钟式涂料内部喷嘴5h被形成为从位于喷枪式涂料喷嘴5g后面的涂料喷嘴轴5的顶端内的涂料通道5b基本径向地延伸，而不与空气通道5c交叉。
喷钟式涂料内部喷嘴5h被定位成与形成在钟形杯4内的钟形涂料通道4h连通，其状态是，涂料喷嘴轴5插入钟形杯4中。钟形涂料通道4h被分支成在钟形杯4前表面处开口的喷钟式涂料喷嘴4b。因此，涂料可经喷钟式涂料内部喷嘴5h和钟形涂料通道4h从涂料通道5b供应到喷钟式涂料喷嘴4b。
针阀轴21设置在涂料喷嘴轴5中，并且其顶端部形成为由涂料孔21c沿针阀轴21的纵向穿过的切换阀部21b。
切换阀部21b选择性地关闭喷枪式涂料喷嘴5g或喷钟式涂料内部喷嘴5h中的一个喷嘴，以便将涂料从涂料通道5b供应给另一个喷嘴。
下面说明用于在钟喷模式和枪喷模式之间切换喷射模式的针阀轴21的阀结构。
涂装机3通过针阀轴21的纵向滑动在钟喷模式和枪喷模式之间切换。
首先说明设置在钟喷模式的涂装机3的结构。
图5是设置在钟喷模式中的阀结构的截面侧视图。图6是示出钟喷模式中的涂料流和成形空气流的阀结构的截面侧视图。
针阀轴21在用于从钟形杯4的喷钟式涂料喷嘴4b喷射涂料的钟喷位置和用于从涂料喷嘴轴5的喷枪式涂料喷嘴5g喷射涂料的枪喷位置之间移位。喷枪式涂料喷嘴5g设置在涂料喷嘴轴5的中央轴线的顶端上。设置在切换阀部21b中的涂料孔21c偏离喷枪式涂料喷嘴5g。如图5所示，当针阀轴21向前滑动时，针阀轴21的切换阀部21b的前表面抵靠涂料喷嘴轴5的内表面，从而关闭涂料孔21c，同时，来自切换阀部21b后方的喷钟式涂料内部喷嘴5h打开，形成通往钟形涂料通道4h的自由通道，以便使从涂料通道5b供应的涂料经喷钟式涂料内部喷嘴5h和钟形涂料通道4h从喷钟式涂料喷嘴4b喷出。
钟形杯4的周缘被形成为将从喷钟式空气喷嘴11b喷出的成形空气向前引导，这样从喷钟式涂料喷嘴4b喷出的涂料通过成形空气向前喷出，从而形成钟喷模式中的喷射形状。
当涂装机3通过针阀轴21的向前滑动使涂料喷射切换到钟喷模式时，喷钟式空气喷嘴11b自动设置到喷射用于钟喷的成形空气。
也就是说，空气通道的切换与涂料通道的切换协同一致，从而不管怎样切换喷射形状，涂料喷射都是稳定的。空气通道切换机构可以设置在涂装机3中，或者设置在与涂装机3连接的管道中。
下面说明枪喷模式中的阀结构。
图7是设置在枪喷模式中的阀结构的截面侧视图。图8是示出枪喷模式中的涂料流和空气流的阀结构的截面侧视图。
如图7所示，通过向后滑动针阀轴21的切换阀部21b，喷钟式涂料内部喷嘴5h关闭，并且喷枪式涂料喷嘴5g打开。就此而论，涂料通道5b的其中可滑动地安装有切换阀部21b的前部在其后端部处呈台阶状(阶梯形)，使得从该处之后涂料通道5b后部的直径变得小于前部的直径。当切换阀部21b向后滑动时，切换阀部21b在其后端部处抵靠涂料喷嘴轴5的位于其前部和后部之间的台阶，从而关闭涂料通道5b。这时，设置在切换阀部21b中的涂料孔21c将喷枪式涂料喷嘴5g与涂料通道5b连通。因此，从涂料通道5b供应的涂料从喷枪式涂料喷嘴5g喷出。
喷枪式雾化空气喷嘴5f设置在喷枪式涂料喷嘴5g周围。来自喷枪式涂料喷嘴5g的涂料被雾化并通过喷枪式雾化空气喷嘴5f喷出的空气向前喷射，从而形成枪喷模式的喷射形状。
当涂装机3通过向后滑动针阀轴21使涂料喷涂切换到枪喷模式时，空气通道也切换到来自喷枪式空气喷嘴5f的喷射空气。
在涂装机3中，由于涂料喷嘴轴5是不可旋转的，因此从设置在涂料喷嘴轴5的顶端的喷枪式涂料喷嘴5g喷出的涂料没有通过旋转而膨胀，从而涂料喷射适合于涂装较窄的部位。由于涂料喷嘴轴5是不可旋转的，因此涂料经设置在涂料喷嘴轴5中的涂料通道5b稳定地供应，并因而减少涂料喷涂的不均匀从而确保稳定涂装。
因此，通过滑动针阀轴21可容易地相互切换钟喷模式和枪喷模式。空气通道的切换与钟喷模式和枪喷模式之间的涂料通道的切换对应，从而不管怎样切换喷射形状，涂料喷射都是稳定的。
本领域的技术人员可以理解，上述说明是所公开的设备的优选实施例，并且在不脱离本发明的精神和范围的情况下可对本发明作出各种变型和修正。

Claims (5)

1.一种旋转雾化涂装装置，它包括：
被旋转以产生离心力从而喷射涂料的钟形杯；
用于喷出空气以使来自所述钟形杯的所述涂料的喷射形状成形的喷钟式空气喷嘴；以及
用于使所述钟形杯旋转的旋转轴，
其特征在于，所述旋转雾化涂装装置还包括：
设置在所述旋转轴中央的中空非旋转部；
设置在所述中空非旋转部的顶端部上的喷枪式涂料喷嘴；
设置在所述中空非旋转部中用于将涂料供应给所述喷枪式涂料喷嘴的涂料通道；
设置在所述钟形杯上的喷钟式涂料喷嘴；
设置在所述钟形杯上的钟形涂料通道；
设置在所述中空非旋转部上的用于通过所述钟形涂料通道给所述喷钟式涂料喷嘴供应涂料的喷钟式涂料内部喷嘴；
设置在所述中空非旋转部中用于将所述涂料通道中的涂料流切换到所述钟形杯或所述喷枪式涂料喷嘴的阀；以及
用于将空气喷出到从所述喷枪式涂料喷嘴喷出的所述涂料上的喷枪式空气喷嘴，所述喷枪式空气喷嘴设置在所述喷枪式涂料喷嘴的径向外侧上。
2.如权利要求1所述的旋转雾化涂装装置，其特征在于，所述涂料通道带有分支从而还能够将涂料供应给所述钟形杯。
3.如权利要求1或2所述的旋转雾化涂装装置，其特征在于，它还包括：用于依照所述涂料流向所述钟形杯或所述喷枪式涂料喷嘴的切换而将空气流切换到所述喷钟式空气喷嘴或所述喷枪式空气喷嘴的控制机构。
4.一种涂装方法，包括：
使用一种旋转雾化涂装装置，所述旋转雾化涂装装置包括：被旋转以产生离心力从而喷射涂料的钟形杯；用于喷出空气以使来自所述钟形杯的所述涂料的喷射形状成形的喷钟式空气喷嘴；用于使所述钟形杯旋转的旋转轴；设置在所述旋转轴中央的中空非旋转部；设置在所述中空非旋转部的顶端部上的喷枪式涂料喷嘴；设置在所述中空非旋转部中用于将涂料供应给所述喷枪式涂料喷嘴的涂料通道；设置在所述钟形杯上的喷钟式涂料喷嘴；设置在所述钟形杯上的钟形涂料通道；设置在所述中空非旋转部上的用于通过所述钟形涂料通道给所述喷钟式涂料喷嘴供应涂料的喷钟式涂料内部喷嘴；设置在所述中空非旋转部中用于将所述涂料通道中的涂料流切换到所述钟形杯或所述喷枪式涂料喷嘴的阀；以及用于将空气喷出到从所述喷枪式涂料喷嘴喷出的所述涂料上的喷枪式空气喷嘴，所述喷枪式空气喷嘴设置在所述喷枪式涂料喷嘴的径向外侧上；
切换到枪喷模式或钟喷模式；
在所述枪喷模式下从所述喷枪式涂料喷嘴喷出所述涂料；或
在所述钟喷模式下从所述钟形杯喷出所述涂料。
5.如权利要求4所述的涂装方法，其特征在于，依照涂料是从所述钟形杯还是从所述喷枪式涂料喷嘴喷出，空气选择性地从所述喷钟式空气喷嘴或所述喷枪式空气喷嘴喷出。
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