CN1871072A - 用于带有气动涡轮机的旋转式喷洒器的排放管 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种喷洒器(1)，该喷洒器(1)包括能够转动碗部(6)的气动涡轮机(5)，该涡轮机(5)连接到用于驱动所述涡轮机的加压气体供应管(11)且连接到驱动气体排放管(12)。该排放管(12)配置有内部套管(13)，该套管(13)限定了废气流动空间(V13)，一个厚度非零的环形间隙(E)设置在套管(13)外表面和所述管(12)的内表面之间。该结构可与可选的低温废气流动空间(V13)和形成排放管(12)的材料之间的温度梯度相适应，从而限制了冷凝的风险。

Description

用于带有气动涡轮机的旋转式喷洒器的排放管
技术领域
本发明涉及一种用于喷洒涂料产品的旋转式喷洒器，并涉及一种用于喷洒涂料产品且包括所述喷洒器的装置。
背景技术
在喷洒可能为液体或粉末形式的涂料产品的技术领域，已知使用空气涡轮机来转动旋转式喷洒部件，该旋转式喷洒部件通常是指“碗”或“杯”。涡轮机由压力气流——通常是空气驱动，该气流在涡轮机转子叶片附近区域膨胀，用于旋转地驱动转子及其承载的喷洒部件。驱动转子后，驱动空气通过大致朝向喷洒器后部的排放管而排出到外面，以避免干扰正被喷洒的涂料产品的云雾。
由于气体受到膨胀，驱动空气的温度降到一个相对低的值，特别是位于10℃至-15℃之间，该温度已经大大地低于涂料产品喷洒室内通常可见的空气的露点，在该喷洒室内当湿度约为65％、环境温度约为22℃时，露点通常接近12℃。这导致排放管附近周围的空气有冷凝的风险。特别是当排放管穿过实心体时，或者当排放管由位于壁厚相对较小的外壳内部的管道形成时，尤其如此。
在所有境况下，排放管附近周围空气的冷凝能致使在靠近排放管的喷洒器外表面上形成小滴，随着这种小滴积累，将会导致逸出(runaway)现象，因为喷洒器上形成有小滴的部分变得更易于形成新的小滴。这会导致水和/或产品的小滴有在喷洒器主体上累积的风险，进而又能导致流到正在涂敷的物体，在喷洒器安装到多轴型机器人、屋顶机械或往复机构上时，尤其如此。这种小滴局部累积的现象还能致使喷洒器绝缘的随机中断，特别是在当喷洒器是静电型时静电荷的高电压随时间变化的情况下尤其如此。
为了消除这些缺点，已知通过加热器来加热用于驱动旋转式喷洒器涡轮机转子的空气。但这是昂贵的，并且若将加热器放置得与涡轮机相距一定距离，实际上就发现会是相当低效的，而若加热器放置得靠近涡轮机，由于放置在一个包含爆炸性环境的区域内，所以需要遵循严格的安全标准。而且，上述空气加热器消耗能量，从而相应地增加了包含上述喷洒器的设备的运转成本。
发明内容
本发明通过提供一种新的用于喷洒涂料产品的旋转式喷洒器而寻求更特别地弥补上述缺点，在所述旋转式喷洒器中，在驱动气体排放管附近冷凝的危险极大地减小，或者甚至被消除。
为此，本发明涉及一种用于喷洒涂料产品的喷洒器，该喷洒器包括适于转动旋转式喷雾部件的气动涡轮机，所述涡轮机连接到用于供给压力气体以驱动涡轮机的管道，并且连接到至少一个驱动气体排放管。所述喷洒器的特征在于，所述排放管包括至少两个壁，第一壁大致位于第二壁内部并在所述管道内部限定废气流动空间，由此在第一壁的外表面和第二壁的内表面之间设置至少一个厚度非零的间隙。
由于本发明，在该管道的两壁之间有一层气体，从而，使得废气在其中流动的内部空间与排放管外部之间绝热，从而避免了在所述管道附近冷凝的任何风险。
依据本发明的有利的但非本质的方面，旋转式喷洒器可结合一个或多个下述特征，这些特征可采取任意技术上可行的组合：
·第一壁由在管道内部大致延伸跨占该管道全长的套管形成。
·上述间隙与外部隔离并填充有一定量的气体，在所述套管和限定所述管道的材料之间形成绝热层。
·以在可所述间隙内形成气体流的方式对所述间隙供以气体，并且所述间隙连通到气体出口。在此情形下，该间隙中供给有气压大于废气压力的压力气体，而至少一个通道将所述间隙连通到由第一壁限定的废气流动空间。这使得可能在所讨论的通向废气流动空间的间隙内产生气流，由此在所述间隙内流动的气体和废气混合而得到一种温度能够高于废气自身温度的混合物，从而也限制了在排放管附近冷凝的任何风险。有利地，上述通道形成于所述第一壁的上游部分。在本发明的变体中，上述间隙与相对于所述废气流动空间的流体流相隔绝。
·上述供给到所述环状间隙的气体选自驱动气体、来自涡轮机轴承的气体、或者供给到用于测量涡轮机转速的设备——尤其是使用麦克风的测量设备的气体。
·第一壁由热和/或电的不良导体材料制成，该材料特别地为一种合成材料，优选地为一种浅色材料制成以限制辐射热传导。
本发明还涉及一种用于喷洒涂料产品的装置，该装置包括至少一个上述的喷洒器。所述装置与已知的装置相比，更容易安装且运行成本更低。
附图说明
根据下面对应用本发明原理、仅仅作为例子给出并参考附图的两个实施方式的描述，将能更好地理解本发明及其另外的优点，其中：
图1为构成本发明第一实施方式的喷洒器的局部的示意性剖视图；
图1A为一个较大比例的视图，示出了图1中的细节A；
图2为一个较小比例的平面图，示出了图1中的喷洒器并且用来示出其用于连接到多轴机器人的腕关节处的平面，其中线I-I代表图1的剖面；
图3为以更大比例示出在图1和图2的喷洒器中使用的绝热套筒的纵剖面；以及
图4为与图1相似但比例较小的剖视图，示出了构成本发明第二实施方式的喷洒器。
具体实施方式
图1和图2中所示的喷洒器包括由绝缘塑料材料制成的主体2，其中形成有用于涂料产品的箱体3。主体2用于遵循EP-A-0 274 322的技术教导安装到多轴机器人(图未示)的腕关节。
在一种变体中，主体2能设计成安装到屋顶机械的梁上、安装到往复机构上、或者安装到任意类型的能够相对于需要涂敷的物体移动的机器人上。
主体2有一个安装在其上且与连接平面4相对的空气涡轮机5，仅示出了空气涡轮机5的外侧，该空气涡轮机5设计成绕轴线X-X’旋转碗部6，以喷洒来自箱体3的液体涂料产品。
管道11从头到位穿过主体2，即从连接平面4到涡轮机5，并且使得用于转动其转子的驱动气体可以传送到涡轮机。图1中的箭头F11代表朝向涡轮机5的驱动气体流。
针对从涡轮机来的废气设置了第二管12，并且该管12从涡轮机的附近延伸到连接平面4，箭头F12代表沿管12的废气流。
管12装配有套管或衬套13，其可在图3中更具体地看到，该套管13由作为热和电不良导体或构成绝缘体的塑料材料制成。在示例中，套管13由白色聚对苯二甲酸乙二醇酯制成。套管13在管12长度的主要部分上延伸，并且在该套管13的各端部附近设置有特别加厚的边缘131、132，所述边缘131、132中各形成有一个沟槽133、134，所述沟槽133、134用于容纳各自的O形环135、136。所述O形环用于压靠在主体1中限定管12的表面12a。
给定边缘131和132的径向高度 h，所述边缘用于使套管13的中间部分137保持与表面12a间隔开。更确切地说，由于有边缘131和132，存在一个厚度 e非零的环形间隙E，该环形间隙E的厚度 e大致等于高度h，并位于套管13的径向外表面13a和表面12a之间。
这样，管12是双壁或双层的：套管13形成其内壁或内层，而表面12a和主体2的材料形成其外壁或外层。
分支连通部14穿透主体2并将管道11连通至间隙E。
进一步地，一个孔138形成于边缘132内，而该边缘132用于放置在管12最靠近涡轮机5的部分内，即放置在该管道的上游部分内。
如果涡轮机5中发生的膨胀，管12中的相对压力P12的量级为数百毫巴。管道11中的供给的相对压力P11的量级为5～6毫巴。
由于此压差，一些涡轮机驱动气体沿着由箭头F14表示的分支连通部流入环形间隙E中。由此，气体如箭头FE所示流入间隙E，接着如箭头F138表示地穿过孔138进入套管13的内部空间V13，废气沿着该套管13流动。
实际上，间隙E中的空气流率与管道11中的流率相比可以忽略不计。因而，在间隙E中形成一层空气对于涡轮机5的正常运行是无害的。
换句话说，产生了一层在间隙E中流动的空气，从而将空间V13与形成管12第二壁的主体2的材料绝热地隔开。由于间隙E中的流动将热量传送到构成所述套管的材料，这还使得能够相对于废气升高套管13的温度。
从而，即使废气温度相当低，管12的表面12a也不会达到过低的温度，因而，不存在环境气体在管12附近、主体1的外表面1上冷凝的风险。
在本发明的一个未示出的变体中，可在套管13的上游部分或者甚至沿其长度方向设置多个类似于孔138的孔。
在本发明的多个未示出的变体中，作为使用用于驱动涡轮机转动的空气的替代，当涡轮机中装配有空气轴承时，能够使用来自该轴承的空气。还可使用用于供给到借助麦克风测量涡轮机转速的设备的空气。
在如图4所示的本发明的第二实施方式中，与第一实施方式中相似的部件使用相同的附图标记。这里只解释与第一实施方式不同的部分。该实施方式与前一实施方式本质上的不同在于：套管13的内部空间V13与限定在套管13和管12的表面12a之间的环形间隙E隔绝。更确切地说，来自涡轮机供给管道11且穿过间隙E的空气通过入口连通部16进入间隙E并经由通往管道11的出口连通部17离开，从而使得可能将沿着间隙E流动的空气供给涡轮机。
该实施方式比前一实施方式更为经济，因为用于在套管13的表面13a和管12的表面12a之间形成绝热层的空气没有损失而是可重新利用。但是，该实施方式在其对废气的温度的作用方面不如前一实施方式有效，因为在第一实施方式中，来自间隙E并与废气混合的空气的温度高于离开涡轮机的气体温度，从而使得沿着空间V13移动的气体混合物的温度相对升高。进一步，能够在管道11包括一个可调节阀门，例如锥尖调节螺钉(cone-point set-screw)，以设定管道11中的空气流率，从而设定连通部16和间隙E中的空气流率。这能够使得间隙E中的流动适应于运转状况。管道11中的流率可设定为零。
在未示出的本发明一个变体中，所有驱动空气流经过间隙E。换句话说，在连接部16和17之间省却了管道11。该变体确保在空间E内有一个大的流动而与其速度的压头损失和排放管无关。
在未示出的本发明的另一种变体中，限定在套管13和表面12a之间的间隙E可与外部隔绝，即不需对其供以来自连通到涡轮机的管道的空气，从而具有极其简单的优点。然而，获得的绝热效果比示出的前两种
实施方式要差。
当限定所述间隙E的壁不是平行的圆形部分时，本发明也可应用，在此情形下该间隙不是环形。在实际中，该间隙可以是适于其功能的任意形状。所述间隙E可还在长度上或其截面上细分成多个流体连通或相互独立的部分。
无论所述实施方式涉及什么，限定在套管13和所述管道的内表面12a之间的间隙E使得形成了一层绝热的空气，该层空气与套管的内部空间V13和构成管12的材料之间的温度梯度相适应。
本发明不限于装配有带空气轴承的涡轮机的喷洒器，也同样可良好地应用于装配有带滚球轴承或滚柱轴承的涡轮机的喷洒器。
本发明图示为带有一个在实体1内形成的排放管。然而，本发明也应用于由放置在薄壁壳体内部的管道形成的排放管。在此情形下，该管道可在内部或外部加衬，或同时在内部和外部加衬，在此情况下产生了两个与空间E类似的大致同心的空间，每个所述空间都可供给气体而形成绝热层。这些空间能被同时供给或独立供给。
本发明示出为带有供应有空气的环形间隙E。然而，本发明可应用于供应有一些其它气体的环形间隙E，特别是当这些其它气体用于供给涡轮机时。
本发明可应用于静电喷洒器和所谓的气动喷洒器，即其中静电现象不用来协助朝向待涂敷的物体传送涂料产品的偶极子(doublets)。

Claims (10)

1.一种用于喷洒涂料产品的喷洒器，该喷洒器包括适于转动一个旋转式喷雾部件的气动涡轮机，所述涡轮机连接到用于供给压力气体以驱动涡轮机的管道，并且连接到至少一个驱动气体排放管，所述喷洒器的特征在于，所述排放管包括至少两个壁，第一壁(13)大致位于第二壁(2)的内部并在所述管(12)内部限定废气流动空间(V13)，从而在第一壁的外表面(13a)和第二壁的内表面(12a)之间提供了至少一个厚度( e)非零的间隙(E)。
2.根据权利要求1所述的喷洒器，其特征在于所述第一壁由一个在所述管(12)内部基本上在该管全长上延伸的套管(13)形成。
3.根据前述权利要求中任一项所述的喷洒器，其特征在于所述间隙(E)与外部隔离并填充有一定量的气体，在所述套管和限定所述管的材料之间形成一个绝热层。
4.根据权利要求1或2所述的喷洒器，其特征在于以能够在所述间隙(E)内发生气体(FE)流的方式对所述间隙供应(14；16)气体(F14)并且所述间隙(E)连通到气体出口(138；17)。
5.根据权利要求4所述的喷洒器，其特征在于所述间隙(E)中供给有其压力(P11)大于废气压力(P12)的压力气体(F14)，而且至少一个通道(138)将所述间隙连通至由第一壁(13)限定的废气流动空间(V13)。
6.根据权利要求5所述的喷洒器，其特征在于所述通道(138)形成于所述第一壁(13)的上游部分(132)中。
7.根据权利要求4所述的喷洒器，其特征在于所述间隙(E)与相对于所述废气流动空间(V13)的流体流隔绝。
8.根据权利要求4至7中任一项所述的喷洒器，其特征在于供给到所述环状间隙的气体选自驱动气体、来自涡轮机(5)的轴承的气体、或者供给到涡轮机转速测量设备的气体。
9.根据前述权利要求中任一项所述的喷洒器，其特征在于所述第一壁(13)由热和/或电的不良导体材料制成，并且特别地由一种合成材料制成。
10.一种用于喷洒涂料产品的装置，该装置的特征在于其包括至少一个根据前述权利要求中任一项所述的喷洒器(1)。
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