TWI322243B - Pressurized air throttle device and powder spray coating apparatus - Google Patents

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1322243 r™—~—-—— - 资年卜月丨扣修(更)正替換頁, 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係有關一種加壓空氣節流閥裝置，尤其是用於 粉末喷塗設備，如申請專利範圍第1項前言部份所述。本 發明尚有關一種設置至少一此種空氣節流閥裝置之粉末喷 塗設備。

【先前技術】 EP 1 156 882 B1曾提出一種具一節流閥裝置之粉末喷 塗設備，其包括一電動步進馬達，該馬達經一折棚離合器 而旋轉一閥門桿。該閥門桿具一螺紋，其與一閥門殼體螺 紋鎖合，故閥門桿旋轉時同時相對於閥門座轴向移動，而 可調整閥門座上一節流閥通道之開啟大小。該專利亦提出 一具有兩節流閥之節流閥裝置，其彼此方向相反並被同一 步進馬達驅動，故視馬達旋轉方向而定，一節流閥開啟時 另一節流閥關閉或反之。設定至少一節流閥之開啟大小 時，步進馬達被由一參考位置旋轉一定的步數。 習知節流閥裝置實際使用時節流閥在參考位置時開啟 截面為最小，其可為完全關閉或略微開啟，而產生一加壓 空氣漏氣流，該漏氣流可被測量而用於理想工作加壓空氣 氣流之設定，以進行步進馬達控制。實際上由於需考量製 造公差及每一旋轉動作結束時馬達轴之角度位置，故很難 將節流閥完全關閉位置作為用於計算步進馬達所有步數而 調整加壓氣流通過量之參考位置。 5 1322243 ~______ • _之月U日修(更)正替換頁 第1圖顯示EP 1 156 882 B1之粉末喷塗設備一實施

例。電動步進馬達2被一未示出之控制裝置控制，而經一 折棚離合器4以一定的步數旋轉一閥門桿6,使得閥門桿6 之閥門頭8相對於一閥門座10移動，而設定閥門座10上 之節流閥通道12的開啟大小。閥門桿6設有一螺紋14， 其鎖入閥門殼體17之螺紋，故步進馬達2的旋轉動作可帶 動閥門桿6軸向移動。節流閥通道1 2開啟大小為最小時， 尤其是完全關閉時（其在實際上極難達成），閥門桿6的旋 轉動作及轴向移動動作被停止，因在該狀態時閥門桿6的 圓周方向的一制動件 1 8係抵靠閥門殼體 1 7的一制動件 20。為使節流閥通道12可在閥門桿6旋轉一圈360°以上 時被開啟，兩制動件1 8, 20需在快轉到一圈360°時具第1 圖所示之轴向距離，而使其不互相阻礙。故在設定為參考 位置的節流閥通道最小開啟截面時兩制動件1 8，2 0之軸向 重疊需極小，且螺紋1 4，1 6需具相當大的螺距。螺紋螺距 越大，步進馬達2每一步使閥門桿6產生的轴向移動動作 就越大，故無法進行閥門頭8，閥門座10，及節流閥通道 12之微調。此外，各構件之製造公差亦可能產生問題。但 實際使用上節流閥通道12加壓空氣氣流之設定需極精確 且需進行加壓空氣流量的微調。兩制動件18，20在旋轉方 向上已彼此接觸，但步進馬達2的旋轉步數尚未完全進行 完畢時，習知裝置可能出現設定錯誤。 【發明内容】 6 这年^月丨及曰修(更)正替換頁 本發明之目的在於提供一種節流閥裝置，其可以簡單 方式進行微調。 本目的由申請專利範圍第1項所述節流閥裝置之特徵 部份達成》 本發明特别有利的是使用於粉末喷塗設備，因喷塗粉 的量對粉末喷塗設備的效率及喷塗品質極為重要，故本 發明你 足加堡空氣氣流可被精確及以小步或連續設定。 , 但本發明不限使用於粉末喷塗設備，而可應用於需要 微：調加壓办^ 軋氣流或液體之所有其他用途》 特徵參閱申請專利範園附屬項。 卜將依據本發明之較佳實施例及其圖式說明本發 【實施方式】 第2至9鬧所兩’太發明*〇殿空氣節流閥裝置21

24，該馬遠具有一馬 39為中心彼此插入 2。馬達24可為任一種馬達，其馬 設定。該馬達最好是一電動步進馬 30被一彈簧架32固定在閥門殼體 I殻體30後側36延伸炱閥門殼體 使馬達殼體3 〇不相對於閥門殼體 •一凸起40 ,馬達殼體30則 該不可旋轉固定亦可採取其 1322243 ^年修(更)正替3 他方法，例如鎖合馬達殼體30與凸緣38。 此外本發明尚設置一電流路徑44，其 如三個導電的接觸元件46, 48, 50所構成 之設定而切斷或連接電流路徑44。

依據本發明一實施例，至少一接觸元件（例如，接觸元 件5 0)係設置在可移動（m〇vable)部分52上，而可與該可移 動部分一起，藉由馬達以朝向至少另一接觸元件（例如，其 他兩接觸元件46, 48)及節流閥22的閥門座54進行移動， 而藉由一閥門件（尤其是可移動部分52之閥門桿6〇的閥門 頭5 8) ’改變閥門座54之節流閥通道56的開啟大小。

至少由兩種，例 以視節流閥22 閥門桿60與馬達轴26連接，該連接使馬達轴26轉動 時閥門桿60軸向移動而不轉動。閥門桿60設在閥門殼體 34 一轴向穿通口 64中。該穿通口 64長度至少一部份為非 圓形’尤其是多邊形，例如四邊形，以防止閥門桿6〇旋轉。 依捸圖式之實施例閥門桿6〇後端設一螺紋套62，尤其是 以射出成形法成形在其上，該螺紋套外側具一多邊形部份 66，該多邊形部份66容置在穿通口 多邊形部份68中。 螺紋套62具一内螺紋7〇，其與固定在馬達軸26上之第二 螺纹套74外螺紋72鎖合。 電流路徑44之導電的接觸元件46, 48, 5〇設在穿通 “中-被閥門桿60穿過之中間件8〇的朝向前方的面76 與朝向後方的面78之間。中間件80抵靠在穿通〇 64的凸 緣82之朝向後的面上。 .凸緣82使得穿通口 64產生一窄缩部84，其設有一密 1322243 p年丨Μ设日修(更)正替換頁 封件86而使第一閥室88密封。節流閥22位在第一閥室 88與一第二閥室90之間。

在本發明一較佳實施例中，兩固定的接觸元件46，48 設置在中間件80之朝向後的面78上，並在一橫向平面上 彼此有一距離，該橫向平面垂直於中心線39。可移置的接 觸元件50係設置在可移動部分52上，其構成橋接兩接觸 元件46, 48之接觸橋，故接觸元件構成一觸動開關。閥門 桿60到達一預設參考位置，尤其是閥門桿60幾乎完全或 完全關閉節流閥通道56時，如第2、3、4圖所示，構成接 觸橋之接觸元件50與固定的接觸元件46, 48接觸。

接觸元件46，48, 50接觸時，只以示意方式顯示之控 制裝置89產生一參考信號89，其代表節流閥22係在一參 考設定（參考位置），尤其是節流閥之完全關閉或幾乎完全 關閉位置。如該參考位置只是節流閥22之部分關閉位置 時，則可測量流經節流閥22之加壓空氣漏氣流。步進馬達 24之每一步皆使節流閥進一步開啟，而使較多加壓空氣通 過節流閥22。故馬達24的每一步皆可產生一設定的加壓 空氣通過量。理想的加壓空氣量可隨時被設定。 閥門桿6 0朝開啟方向開始移動時，可與閥門桿6 0連 動之接觸元件50離開固定接觸元件46，48，故電流路徑 44被切斷》 如第2至6圖所示，可移動部分52與閥門桿60例如 可移動6mm距離。螺紋套62後端與馬達殼體30之軸向距 離在第2至4圖之參考位置時例如為8 mm，在第6至8圖 9 1 1322243 御-卜月丨|日修⑻正替換 之完全開啟位置時例如為2mm。接觸元件46，48，50只在 閥門桿60的參考位置彼此接觸，在任何其他位置則不互相 接觸。電流路徑44在接觸元件46, 48, 50接觸時接通，在 不接觸時切斷。 所述參考位置亦可是閥門桿60之其他位置。 兩固定的接觸元件46, 48各有一接點46-1，48-1，如 第5及9圖所示。

與可移動部分52,尤其是閥門桿60,連動之可移置的 接觸元件50最好是一導電接觸環，其套在閥門桿60上， 且可傾斜地抵靠一朝向前的抵靠面92,該抵靠面如圖所示 由螺紋套62的一凸起環94所構成。由於接觸環50可傾 斜，故接觸元件46, 48之接觸面不平行於構成接觸橋之接 觸環50時，可使接觸環接觸兩固定的接觸元件46，48而 確保其電性連接

一壓縮彈簧96係設置在可移置的接觸元件50 (接觸 橋，接觸環）與中間件8 0之間，以在使可移動部分5 2進 行軸向移動時，使接觸元件50與抵靠面92保持接觸。壓 縮彈簧96尚可使螺紋70，72在轴向上保持貼合，以避免 螺紋公差造成之縫隙影響節流閥22之調整精確度。 依據本發明另一未示出之實施例，係不設置接觸橋之 接觸元件50並只設一固定的接觸元件46或48,且可移置 的接觸元件50具有一接點，該接點連接控制裝置89。兩 接觸元件50及46(另一實施例為50及48)在第2圖所示 閥門桿60參考位置或其他位置接觸時，控制裝置89產生

10 1322243 _____ ' 汉年>邮日修(更)正替換頁 一信號。

第10及11圖顯示本發明節流閥裝置121另一實施 例，其包括一第一節流閥22與一第二節流閥122，其彼此 機械連接。節流閥2 2以開啟方向移動時，另一節流閥1 2 2 以關閉方向移動，反之，節流閥22以關閉方向移動時，另 一節流閥1 2 2以開啟方向移動。在第1 0及1 1圖之實施例 中第二節流閥1 22之閥門桿1 60由第一閥門桿60之一轴向 延長部構成。第二節流閥122的空間設置與第一節流閥相 反，包括一閥門頭158、一閥門座154及一節流閥通道156。 第一節流閥22之第一閥室88係具有一加壓空氣接頭 8 8-1。第一節流閥22之第二閥室90係經由一閥門連接通 道94而連接第二節流閥122第二閥室190。第二節流閥122 的節流閥通道156位在該第二閥室190與一第一閥室188 之間。第一閥室188具一加壓空氣接頭188-1。閥門連接 通道94設一加壓空氣接頭94-1。閥門連接通道94之加壓 空氣接頭94-1連接一加壓空氣源時，加壓空氣源之加壓空 氣96可配合馬達對節流閥22, 1 22之設定而以一定義之流 量只流經第一節流閥22或流經兩節流閥22，122或只流經 第二節流閥122，如第10及1 1圖箭頭96-1，96-2, 96-3, 9 6 - 4所示。 本發明節流閥裝置較佳為使用於一粉末喷塗設備，因 粉末喷塗設備的效率及喷塗品質強烈受加壓空氣氣流之設 定是否精確左右。 第12圖顯示本發明粉末喷塗設備一實施例。注射器

II Γ S ] 1322243 __— 财年卜月丨8日修(¾正替換頁

200由一粉末容器204吸取喷塗粉末202,再將粉末輸送至 一喷塗裝置206’例如喷槍，之加壓空氣氣流中。該喷塗 裝置具一喷射開口 208或一未示出之旋轉喷灑器。依據本 發明，上述節流閥裝置21可設置在至少下述一加壓空氣源 210加麽空氣211輸送路徑中：輪送輸送加壓空氣213至 注射器200之輸送空氣路徑212，其在負壓區214產生一 負壓而將喷塗粉末202吸出粉末容器204 ;及/或輸送補充 加壓空氣217至粉末空氣輪送路徑218之補充空氣路徑 216,該粉末空氣輸送路徑218將輸送加壓空氣213之噴塗 粉末輸送至喷塗裝置206;及/或輸送成形加壓空氣221之 成形空氣路徑220’其產生一粉末喷霧；及/或輸送沖刷加 壓空氣227之電極沖刷空氣路徑226，以沖刷一使粉末流 動路徑中之喷塗粉末產生靜電的高壓電極230;及/或輸送 流化加壓空氣233至粉末容器204之流化空氣路徑232， 以使粉末容器中的喷塗粉末流化，亦即呈現可被吸出之鬆 散狀態。 第13圖顯示一第12圖粉末喷塗設備之部分圖，其中 輸送空氣路徑212及補充空氣路徑216不單獨設置第2至 9圖之節流閥裝置21，而是共同設置一第1〇及11圖所述 之節流閥裝置121。該節流閥裝置在第13圖中只為示意顯 示°節流閥裝置121之節流閥22設置在輸送輸送加壓空氣 213至注射器2 00之輸送空氣路徑212。節流閥裝置121 另一節流閥122則設置在輸送補充加壓空氣217至粉末空 氣輪送路徑218之補充空氣路徑216。節流閥裝置121使 12 [S] 沒年1>謂日修(更)正替換頁

S輪送加壓空氣213時亦使補充加壓空氣217被以相同 或不同比例）設定。如此可調整輪送加壓空氣213以改 =每時間單位的粉末量，同時使注射$ 2〇〇順流方向的粉 末空氣輸送路徑218總空氣量保持怪定。&為一較佳實施 例，但本發明尚可有其他實施例。本發明所有實施例之基 本特徵為’節流閥之參考位置以一或多個接觸元件定義。

節流閥所有實施例之閥門頭較倕為錐形，故可在節流 間通道剛開啟時後^加壓ίΛϊ备；g ;两县> 151 *驭吟便加！Α氣通過量因閥門桿移動而略微改 變並使節、流閥由$全關閉位置開啟至略微開啟位置時空氣的增加為最少*> ' 在一較佳實施^，節·流闕在參考位^時被完全或幾

螺纹套62, 74之螺紋7〇, 72最好為梯形 與導電接觸元件相鄰之構件由不導電材 申明專利範圍為本發明之較佳實施例， 圍發明說明及/或圖式所示各項特徵之用途 發明。 螺紋。 科製成。 值申請專利範 及組合亦屬本 【圖式簡單說明】 第1圖係粉末喷塗設備一般加壓空氣節流閥 意及部份轴向截面圖。 罝之不 第2圖係本發明節流閥裝置在完全或部份 第5圓線II-n之軸向截面圖，其在該實施例中 閥裝置之參考位置。 關閉位置時 為控制節流 [S] 13 1322243 ---- . 诨年丨玥〖？曰修(更)正替換頁 第3圖係第2圖部份III之放大圖。 第4圖係第2圖部份IV之放大圖。 第5圖係第2圖箭頭V方向之前視圖。 第6圖係本發明節流閥裝置在完全開啟位置時之軸向 截面圖。 第7圖係第6圖部份VII之放大圖。 第8圖係第6圖部份VIII之放大圖。

第9圖係第6圖箭頭IX之後視圖》 第1 0圖係本發明節流閥裝置另一實施例第一節流閥 在完全或部份關閉位置時之縱截面圖，該關閉位置為控制 節流閥裝置之參考位置，且除了第一節流閥外，尚設有一 第二節流閥，第一節流閥在關閉方向移動時，第二節流閥 在開啟方向移動，反之第一節流閥在開啟方向移動時，第 二節流閥在關閉方向移動，且第10圖中第一節流閥在完全 或部份關閉位置，第二節流閥在完全或幾乎完全開啟位置。 第1 1圖係第1 0圖之節流閥，其中第一節流閥在完全 或幾乎完全開啟位置，第二節流閥在在完全或部份關閉位 置。 第12圖係本發明粉末喷塗設備，其至少在一加壓空氣 路徑上設一第2至10圖所示之本發明節流閥裝置。 第13圖係第12圖粉末喷塗設備之部分圖，其未設兩 個第2至9圖所示節流閥裝置，而設一第10及11圖所示 具兩反向節流閥之節流閥裝置。 14 1322243 ^_ ' 沒年1>月(8日修(更)正替換頁 【主要元件符號說明】 2 電動步進馬達 4 折棚離合器 52 可移動部分 8、 58 ' 158 閥門頭 10 、5 4、1 5 4 閥門座 12 、5 6、1 5 6 節流閥 14 、1 6 螺紋 17 閥門殼體 18 制動件 20 制動件 21 、22 、 121 、 122 節流閥 裝置 24 馬達 26 馬達軸 30 殼體 32 彈簧架 34 閥門殼體 36 後側 37 前側 38 、82 凸緣 39 中心線 40 凸起 42 凹槽 44 電流路徑 46 、48、50 導電接觸元件（接觸環） 54 6、 60、160 閥門桿 62 、74 螺紋套 64 穿通口 66 、6 8 多邊形部份 70 内螺紋 72 外螺紋 76 、78 面 80 中間件 84 窄縮部 86 密封件 88 、188 第一閥室 88-1、94-1 加壓空氣 89 控制裝置 90 、190 第二閥室 92 抵靠面 94 凸起環 96 壓縮彈簣或加壓空氣 15 1322243 汸年丨>·月r《日修(更)正替換頁 _ ——_ -____

96-1 、96-2 、 96-3 、 96-4 箭頭 200 注射器 202 喷塗粉末 204 粉末容器 206 喷塗裝置 208 喷射開口 210 加壓空氣源 211、 213 加壓空氣 212 ' 218 輸送空氣路徑 214 負壓區 226 電極沖刷空氣路徑 227 沖刷加壓空氣 230 高壓電極 232 ' 233 流化空氣路徑 16

Claims (1)

1322243 对年1>月以日修(更)正替換頁 十、申請專利範圍： 1. 一種加壓空氣節流閥裝置，尤其是用於粉末喷塗設 備，其包括至少一可調整的節流閥（22; 122)，其特徵為， 設置至少一電流路徑（44)，其具導電的接觸元件（46，48, 5 0)，以視該至少一節流閥（22，122)的設定之影響而交替地 切斷或連接該電流路徑（44)。

2.如申請專利範圍第1項之節流閥裝置，其中，提供 一固定閥門件（34，54; 34，154)及一可移置（displaceable) 閥門件（52，60; 52, 60，160)，該可移置閥門件係能夠相對 於該固定閥門件而移動並藉此調整，以改變該至少一節流 閥（22，122)的延伸通過一閥門座（54; 154)之一節流閥通道 (5 6; 156)的開口寬度，且該等接觸元件的至少一者（46, 48) 係設置在該固定閥門件（3 4，54; 34，15 4)上，該等接觸元件 的至少一者（50)係設置在該可移置閥門件（52，60; 52，60, 160)上，如果節流閥通道的開口寬度改變時’該可移置閥 門件能夠相對於固定的接觸元件（4 6，48)移動該接觸元件 (5 0)，且該等接觸元件只在該可移置閥門件（52, 60; 52, 60, 16 0)的一預設位置彼此接觸而連接電流路徑（44) ’然而該 等接觸元件在可移置閥門件的所有其他位置則彼此有一距 離而切斷電流路徑（44)。 3.如申請專利範圍第2項之節流閥裝置’其中’該可 移置閥門件（52，60; 52，60，160)可沿一直中心線（39)移 17 1322243 ----η • 枝年^•月β日修(更)正替換頁 動，但不可繞該中心線（39)旋轉，且該可移置閥門件具有 一螺紋（70)，其鎖入一可被馬達（24)旋轉的螺紋中，使得 可移置閥門件可沿中心線相對於該節流閥的閥門座進行調 整。

4.如申請專利範圍第2或3項之節流閥裝置，其中， 可彼此接觸式連接之該等接觸元件的其中一接觸元件，尤 其是設置在該可移置閥門件（52, 60; 52, 60, 160)上之接觸 元件（50)，為一橋接元件，且其他接觸元件中的至少兩接 觸元件（46, 4 8)彼此有一距離，並可被該橋接元件橋接而連 接電流路徑，或因橋接元件離開而切斷電流路徑。 5.如申請專利範圍第4項之節流閥裝置，其中，設計 作為該橋接元件之該接觸元件（50)，係以可傾斜的方式加 以固定，而可相對於欲接觸之其他接觸元件（4 6，4 8)傾斜， 故在其他接觸元件與設計作為該橋接元件之該接觸元件 (50)之距離不等時，可確保該接觸元件與所有欲接觸之其 他接觸元件（46, 48)接觸。 6.如申請專利範圍第2項之節流閥裝置，其中一彈簧 (96)，係在可移置閥門件與固定閥門件之間的該可移置閥 門件的調整移動方向上，尤其是在該至少一節流閥（22, 122)的開啟方向上被施加偏壓（biased)。 18 1322243 年丨 >月β曰修(更)正替換頁 7.如申請專利範圍笫4項之節流閥裝置’其中該彈簧 (96)係朝向設計作為橋接元件之接觸元件（50)而被施加偏 壓。 8.如申請專利範圍笫3項之節流閥裝置’其中該可移 置閥門件由至少兩组件構成’其中一组件為一閥門桿（60; 160)，其具一閥門頭（58; 158)’該閥門頭可調整閥門座（54; 154)之節流閥通道（56; 156)的開啟大小’另一組件為一螺 紋套（6 2 )，該螺紋套與蘭鬥桿（6 0; 1 6 0 )連接而可一起沿中 心線（3 9)移動，但不可繞該中心線旋轉，且螺紋（7 0 )設在 其上。 9. 如申請專利範圍第1項之節流閥裝置，其中，除了 節流閥（22)外並設有一第二節流閥（122) ’且該兩節流閥係 彼此機械連接，一節流闕以開啟方向移動時，另一節流閥 以關閉方向移動，反之，一即流閥以關閉方向移動時，另 一節流閥以開啟方向移動° 10. 如申請專利範圍第9項之節流閥裝置’其中，該等 兩節流閥（22; 122)之節流閥通道（56; 156)在軸向上彼此相 對地設置並以一連接通道（94)彼此連接’且該等兩節流閥 只共有一可移置閥門件（52，60，160)，該可移置閥門件係 延伸通過該等兩節流閥（22，122)兩者的節流閥通道（56; 156)及通過該連接通道（94)，且該連接通道（94)係設置一加 19 1322243 咫年 >月1日修(更)正替換頁 壓空氣流入口（94-1 )，在該等兩個節流閥（22，1 22)之遠離 該連接通道（94)的一側皆設有一加壓空氣流出口 （ 88-1， 188-1)。 11. 一種粉末喷塗設備，其特徵為，在至.少一加壓空氣 路徑（212,216,220,226,232)中係設置如申請專利範圍第1 項之節流閥裝置（21; 121)，以輸入加壓空氣。 12. 如申請專利範圍第η項之粉末喷塗設備，其中，在 下述至少一加壓空氣路徑中設置如申請專利範圍第1項之 節流閥裝置（21; 121)，以輸入加壓空氣：一輸送空氣路徑 (212)，係輸送輪送加壓空氣至注射器（2〇〇)以氣動地輪送 喷塗粉末；一補充空氣路徑（2 16)，係輸送補充加壓空氣至 粉末空氣輸送路徑（2 18)以藉由輸送空氣而氣動地輸送嘴 塗粉末；一成形空氣路徑（22 0)，係輸送成形加壓空氣以產 生一粉末喷霧；一電極沖刷空氣路徑（226)，係輸送沖刷加 壓空氣以沖刷一使喷塗粉末產生靜電的高壓電極（23〇”及 /或一流化空氣路徑（232)，係輪送流化加壓空氣至粉末容 器。 13.如申請專利範圍第u項所述之粉末喷塗設備其中 設置有如申請專利範圍第9或1〇項之節流閥裝置兩節流 閥（22，122)中的一節流閥（22)，係設置在一輪送空氣路徑 (212)，其係輸送輸送加壓空氣至注射器（2〇〇)以氣動地輪 20 1322243

f時·卜月/阳修(更)正替換頁; 送喷塗粉末，兩個節流閥（22，122)的另一節流閥（122)，則 設在一補充空氣路徑（2 16)，其係輸送補充加壓空氣至粉末 空氣輸送路徑（218)以藉由輸送空氣而氣動地輸送喷塗粉 末。

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