CN88101803A - 提动阀控制下的液流喷咀式喷涂器 - Google Patents

Abstract

一个最佳新颖的受提动阀控制的液体喷涂器。用以挤压液体涂在移动中的板条或其它表面上而用的。液体可以是热熔态的涂液和其他涂液，并且可象纤维状流或线流和/或液滴之类。其中阀座上的末梢尖可启闭进入空心镶管中的液流。此空心镶管最好和一针状喷嘴管的射流挤出器相通，并带有调整装置以产生受控的线流和/或液滴状射流涂层。可供选择的最好的方式是对涂层用空气进行成型控制。

Description

本发明涉及液流喷涂器系统，更具体地说，它是针对受机械式或电气机械式阀装置所控制的那种系统而言的，它能使液体经计量后间歇式地、成型地、或连续地从喷嘴向移动着的板条或其他表面，以受控的厚度沉积成涂层。它应用热熔态的粘合剂及其它喷涂液，诸如3，595，204，4，020，194，4，476，165号美国专利中所描述的那些。

从事此类操作的现行阀类，尤其是带纵向喷嘴槽道及其类似结构的阀类，如上述专利所描述的，包括有二通道的提动阀，该阀有向阀体供液的单一入口（就像1977    A    cumeter公司实验室公报在“挤液阀”中所描述的那种类型，该公司也是本发明的受让人），也包括近期的三通提动阀结构，该阀能使液流液层型态厚度均匀准确，极少残滴而且行程短。短行程能使开/关循环时间更快一些，这一切均描述于我的4，565，217号美国专利中。

此类阀结构虽然特别适用于上述这一类挤液设备中喷咀所挤出液流或沉积的形状，但往往会有这样的情况：希望往移动着的板条或其它表面将液体喷散、或甚至雾化或成线流状，这就需要采用小喷孔或甚至具有分配式细开口的针状喷嘴了。本发明主要（虽非全部）是为了专门使提动阀结构及上述三通提动阀能适应那种散流状，或雾状或线流状喷嘴或喷头的，该喷嘴分配部的性能及特征往往与上述挤液喷嘴的型式显著不同。

相应地，本发明的目标是提供一种新的、改进型的、提动阀控制下的液流喷嘴式喷涂器，能对那些受挤射流或雾化型式能提供在某些特别方面（虽非所有方面）有用的分配式喷涂器。

进一步的目标是提供一个能用最佳的三通提动阀来进行操作的新型喷涂器。

下一步目标是提供用细针状喷孔或分配器来间歇地（或连续地）挤出或散射液体的新型喷涂器，如有必要，再下一步目标是：使挤出射流以规定的型态成形，变化或受控。

其他进一步的目标将在下面说明并在权利要求中将更多地作专门的说明。

仅就其重要的一个方面来概述：本发明包括一个提动阀控制的液流喷咀式喷涂器系统，连同纵向延伸的作往复运动的阀杆，装设在上、下互通，液体能在其中纵向位移的二个腔室里。下室与经计量的，有压力的供液源相连通，上室与回流通道相连。阀杆带动一提动阀，该提动阀具有向上、下二方向的收缩表面部分并位于下腔室，当阀杆向上作往复运动时，提动阀的向上呈收缩形的表面贴靠位于上、下二腔室相沟通处的阀座，从而使上、下二室关断。提动阀下部向下收缩的表面形成阈的端部梢尖，在紧挨提动阀梢尖的往复运动到最低的区域装有喷咀式喷涂器，它包含空心的镶管，该空心镶管与阀的梢尖相配合，当阀杆向下运动至最低点时，可阻断液流自下腔室向镶管流入。空心镶管与有底孔的喷管相通，当阀的梢尖向上抬起，使下腔室与空心镶管相连通时，喷管中排出液体。优先采用的最佳实例模式将在下面提供。

本发明现在可以参考附图来描述。图1就是本发明最佳形式下仪器的纵剖面。

图2是等轴透视图。

图3A，3B及3C是图1及图2中仪器的喷嘴部分调整在不同位置时的纵剖面图。

图5与图1相类似，体现出本发明中二通道提动阀的构造特征。

图4及图6是相应的系统框图，表明图1及图5中为此用途的阀-喷嘴是如何运行的。

图7A及图7B表示计量泵是如何紧靠图1及图5（图4及图6）中相应的三通道及二通道提动阀喷嘴式喷涂器而安装的。

从图上，如前面所说，本发明为图示起见首先联系到一个三通提动阀来描述的，此阀的型式披露于上述第4，565，217号专利中。它具有阀体1，配有纵向延伸的阀杆或活塞3并且轴向可往复运动地安装于上下相沟通（如图示）的、液体能纵向流动的二个腔室5及5′中。下室5′在7′处与供液源相贯通，此液源如上述专利所描述，可以是经计量、有压力的热熔液或其他镀液或粘结剂液，而上室5则与回液通道7相通。阀柱塞或阀杆3在其下部，如图所示，带有阀头9，它有向上及向下的收缩表面部分9′及9″并位于下室5′中。当阀杆3往上移至最高位时，向上收缩的部份9′向沟通上、下腔空5及5′的阀座通道11的下端11′处压靠，并使通道关断。提动阀头9的另一面向下收缩的部分9″有锥形末梢T。当阀杆向下运动至最低位置或最低点时，此末梢进入到端部呈锥形的射流喷嘴或分配式喷嘴15的上部，并闭锁窄细的空心镶管或另一种空凹13的顶部。镶管或凹陷部13直接与位于喷嘴体15下部的空心的针状细管或导管N相通（可能实际就用空心针管或其它在喷嘴锥体内构成的呈筒形凹陷的管），当阀杆末稍T升起以打开自下腔室5′向喷嘴空心镶管13的通道时，通过针状喷管或导管的底孔N′排出液体。

如图1及图2所示，围绕圆锥形喷嘴体15同轴地放置雾化头是有可取之处的。两者间形成V型锥状空间V，可使喷嘴体15与头A上的孔A′间的位置得以相对地在纵向作调整，以及是为了下面要谈及的必要时的锥形空气流。通过用图2上的螺纹部分15′（或其它包括可滑移法在内的调整机构）所作的调整，将对针管、薄管或导管开口部N′的液体排出点至直径稍大些的孔口A′之上的凹进位置（图3A），或至与它实质上齐平位（图3B）或至向外伸出位（图3C）间的距离进行控制，籍以改变所挤出液流的特性，达到调整的效果。结果发现，随着在20处空气的引入图3A中的凹入位可使挤出之液流具有主要为连续线流或纤细流的特点，因在喷嘴开口处N′以下，所挤出在外的液流在自由飞行区与引入之空气成锥形相交，把液体连结或拉伸成连续线流;图3B的齐平位能产生线流或纤细流及液滴的组合;图3C中的伸出位产生主要为液滴的射流。如此作出之调整被证明了能控制所挤出之射流或沉积物的特性及举例来说控制线流对液滴之比值。

阀杆3是靠风压或液压的方法在图1及图2所示的物件中作机械往复运动的。首先，从位于阀体1上部的空气管本体4中的空气进入（放出）口2，压力作用在阀杆或活塞3处的空气活塞头3′上，使向下运动，再从进入（放出）口2′作用在活塞头3′上使向上运动。带有密封6及下支承板6′（承载及密封用）、并用六角螺帽及垫片8，8′紧固于阀杆3上端的活塞头3′也示于图中。上下支承板及活塞密封圈示于10;供液管及回液管7′及7带有“O”型圈;挤液喷嘴15的上法兰处还有密封垫12。

在阀-喷嘴-孔板操作头1-15的下面（图1及图中示意地表示为W处），在受涂敷、移动着的板条或其它表面上，如果想进一步控制液体（线流或纤维状流，液滴等，或其不同比例之组合）沉积的特性，形状，类型及/或分布情况，可以用一外壳套H对雾化器镶套A进行同轴心下全周或扇形的约束。外壳套在A部件外围，具有来自22的空气流或其它液流的通道H′，该通道末端是呈向心向下状的排流微调耳孔H′。该通道将压力空气（或其它有压力的液体）同轴、向心地引导到喷嘴及镶套开处N′-A′的下面，图1中P处所示之液流线上。通过A体内的通道V而向中心导出的空气锥，在喷嘴开口处N′的下面，对称地作用于挤出后自由飞行的液柱上。可以用附加的微调耳孔H′来修正及包括直接折转此空气锥。业已查明：把细的线流或纤维状流（0.01mm数量级）收拢的作用及/或以可控的与预设的模式提供液滴或其组合的作用是很突出的，以便在板上产生涂敷层所需的分布及尺寸，这不论对连续的或程控间隙式工况均适用。在24供有额外的空气，或来自图4中标为“翼耳孔”的其它孔道，但他们在图1中并未示出，而在喷嘴15剖面的前后，距H′按90°周向设置，譬如说它们能进一步把流型折转及抑制。

用提动阀或其类似于阀1的装置进行间歇操作时，采用像热熔态的弹性橡胶，丙烯酸，或醋酸乙烯类（例如像Findiay公司的990-3346型）液体时，不论间歇的频率为何（在液体的容积挤出率与板条速度同步，以及空气容积流量/所用速度也同步时）在自约15至180米/分上下的较高线速度范围内，经查明甚至能得到线流或纤维状流都基本相同的均匀涂层。喷涂器N上的空心针管约10mm长，0.35mm的直径，与一个抗磨碳化物做的镶管13相通，其内径约为0.75mm，它对此种用途是很适用的，其线流到液滴的调节范围为：从A之上的大约0.457mm图3A）到A之外的大约0.457mm（图3C）。空气的容积流量在由12左右至65升/分左右的范围内，所造成的空气流形状，譬如说是指向P的，并位于排液释放点下面约6mm处。现已查明，它分布的连续纤细流，在模型上面厚度为0.01mm，宽度范围约自6mm至38mm，并且即使在高的线速度下进行间歇式操作也或多或少地具有徒直的启闭前沿。

在我现行的第4，565，217号美国专利中液体喷嘴的相对偏离位置，用一中间排液隔板后可促进分离，但是喷嘴偏离位置所造成的容积效应在阀关闭时发现也有造成涂液产生重滴的情况。更有甚者，当往复速度高时，“冲压”作用诱发液柱效应，使额外的液体在闭阀动作中自喷嘴流过。

为避免此种效应，本发明反过来将液体喷嘴结构15事实上是置于提动阀的供液腔室5′中并得以和提动阀杆3直接接触。再由于空心镶管13的尺寸及相当狭细的针管把喷涂器N调整得使我在现行系统中的上述附加容积完全消除了，也没有关阀以后多余液滴沉积的产生。这样一来，本设计保证了关阀以后液体较少排出量。此外，本发明的阀杆往复行程缩短了（达到0.020″-约为我上述专利三通提动阀的现行的商业结构形式中所用值的三分之一），它能防止长行程所引发的通过喷嘴的额外液体排出量所造成的液柱效应。

为操作图1及2中的提动阀喷嘴系统而用的一种理想系统示于图4中。如图示阀的总成由正排量的计量泵MP通过供给线7′输送热熔态液体。该泵由数控电机驱动。为使液体容积和板条线速度有同步的计量，控制该电机的速度控制器与板条速度（所谓普通式样的）传感器联系在一起。在A′处通过路线20（“锥部”）及在H′处通过路线22（如果用得到，则还来自上述的“翼耳孔”）供入的空气，鉴于热熔态液体的使用而空气在H处被加热，其流量（容积/速度）同样要和液体容积及板条线速度于S处进行理想的同步（成比例）控制。

如果说此处所述带有直接供液线7′及带有向热熔液源或槽的回液线7的三通提动阀更为可取的话，那么革新后的喷嘴-阀装置以及革新后的空气交互作用结构，只要愿意，也能用于二通道提动阀结构，即使在操作上它被认为不如三通道的阀也没有关系。因之，一个二通道的提动阀结构示于图5。其它部分都与图1及图2中之三通提动阀相似，只有液体的上腔室5″是封闭的，并不像图4系统中经回液出口返回。相反地，二通道阀系统用降压阀PR（图6）来向供液线7′供液。为了在启/闭间歇操作中二通道提动阀关闭时，能为液体打开一个返回给料罐或供液箱的液体通道而设计此降压阀。当二通道提动阀关闭时PR阀将把供入液重新引到储罐。在一定条件下，此种二通道提动阀和降压阀一起连用，只要降压阀开始运行一直有效，就可保证合理、满意地运行，因此，它将部分地或全部地将所有液体经PR阀引回，旁通而不进入阀头1和供液腔5′。

经发现，更有甚者，为了热熔态的，纤维状流-细线流的薄涂敷层出色地均匀，重要的是将提动阀液体计量泵或紧邻地或直接地放置在提动阀1上。因此，分别根据图1及图5（图4及6）中三通道及二通道总成而相应地在图7A及7B上表示在阀总成上安装计量泵的情况。

凡熟练此技术的人可进一步作出改进，包括其他型式阀的使用（不过通常可正确地描述为“提动”-型的），和其他型式的细射流喷嘴或喷孔，以及凡是被认为属于本发明权利要求中所规定的精神及范围内所作出的改进。

附页：

附图4、图6、图7A、图7B的标号说明：

31-各空气源

32-同步/比例流量阀（S）

33-热转换器（11p）

34-薄板条（W）

35-机械方式计量滚轮

36-速度感应器

37-数字式速度控制器

38-数字式驱动马达

39-给料罐

40-比例控制器

41-用于A′的空气罐

42-翼耳孔

43-用于H′的谐调空气耳孔

44-滤清器

45-提动阀喷涂器头部

46-回流管（7）

47-供给管（7′）

48-计量泵（MP）

49-二通路提动阀

50-三通路提动阀

51-喷涂器计量泵（HP）

52-降压阀

Claims (25)

1、一个受提动阀控制的液体喷嘴式喷涂器系统，组合地具有纵向延伸的阀杆，它能在纵向布置的上下两液腔中往复运动，其下腔室与有压力并经计量的供液源相沟通，其上腔室与回液通道相沟通，阀杆带有提动阀，该阀具有向上向下均收缩的表面部分并置于下腔室中；上、下腔室的连通处具有阀座，提动阀的向上收缩表面当阀杆向上移动时可顶靠该阀座以关断上下室间的通道，提动阀下部的表面向下收缩形成阀的末梢。在提动阀末梢运动至最低位处接装有喷嘴式喷涂器。它包含一个空凹，以便阀杆运动至最低位时其末梢能伸入此空凹相配，从而阻断下腔室的液体向凹部流入。空凹与带底喷孔的喷嘴管相通，当阀的末梢由该处升起时，经空凹与下腔室相通，液体即自此底喷孔排出。

2、权利要求1中所述的那种装置在该装置中设有迅速地、间歇地往复运动的阀杆和阀，以造成通过喷嘴管小孔的间歇液流。

3、权利要求1中所述的那种装置在该装置中设有驱动阀杆及提动阀至最高位置，以允许液体经喷嘴管的小喷孔连续流动的直至阀杆回复至其最低位为止的装置。

4、权利要求1中所述的那种装置，其中喷嘴管包含带精细底小喷孔的空心针管。

5、权利要求4中所述的那种装置，其中所述的空凹部包含空心镶管。该管用钢的碳化物作为表面抗磨材料得以保证可相容的（compatable）使用及对阀的末梢间歇性关断时的在耐磨性。

6、权利要求1中所述的那种装置，其中喷嘴管的直径较空凹部为细。

7、权利要求1中所述的那种装置，其中所说的空凹部的尺寸，以及所说与之相通的带小喷孔的喷嘴管的尺寸取极小化，为的是减少提动阀下腔室及喷嘴管小喷孔间的容积效应。

8、权利要求1中所述的那种装置，其中往复运动阀杆由液压方式来控制。

9、权利要求1所述的那种装置，在该装置中设有在阀杆下底有调整喷嘴管的位置的装置。

10、权利要求1所述的那种装置，在该装置中设有当液体由喷嘴管小喷孔被挤出并在自由飞行时作用在该液体上的，呈锥形向中心收缩的导引空气的装置。

11、权利要求1中所述的那种装置，在该装置中设有配置的一个有关喷嘴式喷涂器的分配式喷头，并且其底孔口与喷管小孔实质上是对齐的装置。

12、权利要求11中所述的那种装置，在该装置中设有用来相对地调整上述孔口和带针管小孔的喷嘴管之间位置的并使其调整量在一定范围内的装置，该调整范围自喷嘴管小孔于所述孔口之上位置，和实质上的平齐位置，到向外伸出孔口位置为止。

13、权利要求11中所述的那种装置，在该装置中设有导引空气装置，该导引空气在分配式喷头和喷咀式喷涂器之间，呈锥形向内收缩到从喷嘴管小孔挤出的、自由飞行在上述分配式头的孔外的液体上。

14、一个阀控的液体喷嘴式喷涂器系统，组合地具有一纵向延伸的阀杆，它装在液腔当中可往复运动，液腔与经计量、有压力的供液源相通，阀杆上装有端部带末梢尖的阀，操纵它可以开通或遮断来自液腔室的液流。依阀梢尖下行最低位装设一喷嘴式喷涂器，它包含空凹部或空心镶管，当阀杆下行至最低位时，阀梢尖可伸入此空凹相配合以遮断来自液腔室的液流进入镶管。此空心镶管与一带底孔的喷嘴管相通，阀梢尖由此抬升时通过空心镶管与液腔相通，液体被排出。上述空心镶管及与之相连的上述带小孔的喷嘴管的直径取极小化，以减少液腔与喷嘴管小孔间的容积效应。

15、权利要求14中所述的一种阀控液流喷嘴式喷涂器，其中喷嘴管包含一空心针管或有精细底小孔的管状通道。

16、权利要求15中所述的一种阀控液流喷嘴式喷涂器，其特征是设有在阀杆底部的、用来调整喷嘴管位置的装置。

17、权利要求15中所述的一种装置，在该装置中设有配置的一个有关喷嘴式喷涂器的分配式头，并具有与喷嘴管小孔和底孔口实质上齐平的装置。

18、权种要求17中所述的一种装置在该装置中设有用来调整喷嘴式喷涂器及分配式头套管的相对位置的装置，调整范围自上述孔口以上位置开始，以实质上的齐平位，至往外伸出位为止。

19、权利要求17中所述的一种装置，在该装置中设有导引空气，该导引空气位于分配器头及喷嘴式喷涂器之间，呈锥形向内收缩作用到自喷嘴管小喷孔排出并在上述分配器头孔口之外正在由此作自由飞行的液体上。

20、权利要求14中所述的一种装置，其中液体腔室包含与供液计量泵连接的下腔室和由回流管连通到所述供给泵的液源的上腔室，籍阀的往复启闭运动交替沟通上下二腔室，使三通提动阀的操作得以建立。

21、权利要求14中所述的一种装置，其中的液体腔室包含一个腔室，它连结于经上述供液源补给的计量泵而被供液。由计量泵到上述腔室的供液线立即通向一降压阀流回到上述供液源。阀的往复使上述阀的梢尖往复运动以启闭该腔室与该喷嘴管之间的液体通道，从而使带降压阀的二通道提动阀得以运行，运行时，液体从腔室旁通而过。

22、一个提动阀控制的液体喷嘴式喷涂器系统，组合地具有一纵向延伸的阀杆，阀杆可往复运动地装于纵向能流通液体的第一及第二两腔室内。第一腔室与有压力的供液源相连通，第二腔室与回液路线相连通。阀杆上装有提动阀，阀的端部有在二个相反方向呈渐缩表面的部分并设置于第一腔室中。第一、第二腔室的连通处有一阀座，当阀杆向第二室往复运动时，在提动阀的一段表面部分可压靠此阀座以阻断第一室通向第二室。提动阀在另一方向收缩的表面端部表面形成阀的梢尖。有一个喷嘴式喷涂器挨着阀梢尖往复运动时的极端位置而安入在第一腔室中。它包含空凹部可供伸入的梢尖相配合，当阀杆往复运动至其上述极端位置时，可遮断由第一腔室通向空凹部的液流。当阀的梢尖由此作抬升往复运动时，第一腔室与空凹相通，空凹部与同心线上的狭小孔的喷嘴管相连通，液体就由此狭小喷孔的喷嘴管挤出。

23、一个提动阀控制的液流喷嘴式喷涂器系统，组合地具有一纵向延伸的阀杆，它可作往复运动地装在液体腔室内，此腔室与有压力的供液源相连通，通向该供液源的供液线具有降压旁通的通道。阀杆装有提动阀，该阀有一下部表面收缩的端部部分并置于液体腔室中，末端形成梢尖。液腔中提动阀梢尖往复运动所达之最低极端位而挨着安装的喷嘴式喷涂器包信含有空凹部，当阀杆往复运动至该极端位时梢尖可伸入此空凹与之相配，把来自液腔进入空凹部的液流遮断。空凹部与同心线上的狭小喷孔喷嘴管相连通，当阀梢尖向上作往复运动时，来自液腔经空凹部的液流经此狭小孔的喷嘴管挤出。

24、权利要求22中所述的装置，其中有包含计量泵的压力液体的供给装置，并且同样是紧靠提动阀-喷嘴总成安装的。

25、权利要求23中所述的装置，其中有包含计量泵的压力液体的供给装置，并且同样是紧靠提动阀-喷嘴总成安装的。

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