TWI510297B - Ultrasonic spray module and its horn - Google Patents

Description

超音波噴塗模組及其變幅桿

本發明是有關於一種噴塗設備，特別是指一種超音波噴塗模組。

超音波噴塗模組被廣泛地應用在各種工業領域中，在環保意識備受重視的今日，愈來愈多的施工場合的需求在於節約原料，而超音波噴塗模組的優點在於所產生的霧氣更加精確、更容易控制，而達到更加環保的目的，使得全球的科學家、工程師與研發者大量地採用超音波噴塗模組。

參閱圖1，以往的一種超音波噴塗模組1，如專利US 5409163所揭示，是透過壓電材質製成的一個壓電換能器11將電訊號轉變為高頻超音波機械振動，再透過一個變幅桿12將高頻超音波振幅放大，該變幅桿12的下端呈尖端狀，該超音波噴塗模組1還包含一個鄰近該變幅桿12的下端設置的供料單元13，及一對鄰近該變幅桿12的下端設置的的導氣單元14，該供料單元13提供塗料經該變幅桿12的振動之後霧化為微米等級的液滴，而該對導氣單元14所提供的輔助氣流是用於提高流體分佈的均勻性。

但前揭專利的缺點在於：

一、機構過於複雜且龐大，在空間配置上也較為受限。

二、該供料單元13為極小直徑的直線型噴霧，噴塗的範圍小、速度緩慢。

因此，本發明之目的，即在提供一種可以簡化機構且增加噴塗速度的超音波噴塗模組及其變幅桿。

於是，本發明超音波噴塗模組，包含：一個基座、一個壓電換能器、一個變幅桿，及一個供料單元，定義在水平面上互相垂直的X方向與Y方向，及在垂直方向的Z方向，該壓電換能器安裝於該基座上，該變幅桿包括一個安裝於該壓電換能器下方的本體、一個與該本體一體成型並自該本體沿Z方向朝下延伸的下端部，及一個供氣單元，該下端部在X方向上的徑寬朝下漸縮，該下端部的底緣呈長條形，該供氣單元具有一個連接一個高壓氣源且形成於該變幅桿中的氣流道，及一個形成於該變幅桿的下端部底緣的噴氣出口，該噴氣出口在Y方向的徑寬大於該氣流道在Y方向的徑寬，該供料單元包括一個安裝於該基座上的底座、一個設置於該底座上且與該底座共同界定出一個出料口的出口元件，及一個設置於該出口元件上且用於控制該出料口的控制元件。

本發明變幅桿，適用於超音波噴塗模組，該變幅桿包含：一個本體、一個下端部，及一個供氣單元，定義在水平面上互相垂直的X方向與Y方向，及在垂直方向 的Z方向，該下端部與該本體一體成型並自該本體沿Z方向朝下延伸，該下端部在X方向上的徑寬朝下漸縮，該下端部的底緣呈長條形，該供氣單元包括一個連接一個高壓氣源且形成於該變幅桿中的氣流道，及一個形成於該變幅桿的下端部底緣的噴氣出口，該噴氣出口在Y方向的徑寬大於該氣流道在Y方向的徑寬。

本發明之功效在於，由於該供氣單元是形成於該變幅桿中，因此能夠有效地簡化機構，而由於該下端部的底緣呈長條形，且該噴氣出口在Y方向的徑寬大於該氣流道在Y方向的徑寬，而能提供寬幅式的精密噴塗，而能增加噴塗速度。

2‧‧‧超音波噴塗模組

21‧‧‧基座

22‧‧‧壓電換能器

23‧‧‧變幅桿

231‧‧‧本體

232‧‧‧下端部

233‧‧‧供氣單元

234‧‧‧氣流道

235‧‧‧噴氣出口

236‧‧‧底緣

237‧‧‧外端面

238‧‧‧直進段

239‧‧‧頸部

24‧‧‧供料單元

240‧‧‧出料口

241‧‧‧底座

242‧‧‧出口元件

243‧‧‧控制元件

244‧‧‧主基塊

245‧‧‧彈性塊

246‧‧‧變形縫

3‧‧‧高壓氣源

X‧‧‧方向

Y‧‧‧方向

Z‧‧‧方向

本發明之其他的特徵及功效，將於參照圖式的實施方式中清楚地呈現，其中：圖1是一個正視示意圖，說明以往的一種超音波噴塗模組；圖2是一個立體示意圖，說明本發明超音波噴塗模組之第一較佳實施例；圖3是一個剖面示意圖，說明本第一較佳實施例；圖4是一個立體示意圖，說明本第一較佳實施例的一個變幅桿及一個供氣單元；圖5是一個正視示意圖，說明本第一較佳實施例的該變幅桿及該供氣單元；圖6是一個正視示意圖，說明本發明超音波噴塗模組之 第二較佳實施例；圖7是一個正視示意圖，說明本發明超音波噴塗模組之第三較佳實施例；及圖8是一個正視示意圖，說明本發明超音波噴塗模組之第四較佳實施例。

在本發明被詳細描述之前，應當注意在以下的說明內容中，類似的元件是以相同的編號來表示。

參閱圖2與圖3，本發明超音波噴塗模組2之第一較佳實施例包含一個基座21、一個壓電換能器22、一個變幅桿23，及一個供料單元24，定義在水平面上互相垂直的X方向與Y方向，及在垂直方向的Z方向。

該壓電換能器22安裝於該基座21上，該壓電換能器22為壓電材料製成，用於將電訊號轉變為高頻超音波振動。

該變幅桿23包括一個安裝於該壓電換能器22下方的本體231、一個與該本體231一體成型並自該本體231沿Z方向朝下延伸的下端部232，及一個供氣單元233。

參閱圖4與圖5，該供氣單元233具有一個連接一個高壓氣源3(如圖3中所示意)且形成於該變幅桿23的本體231與下端部232中的氣流道234，及一個形成於該變幅桿23的下端部232底緣236的噴氣出口235，在Y方向上，該供氣單元233的噴氣出口235的徑寬介於該變幅桿23的下端部232的徑寬與該氣流道234的徑寬之間。

在本較佳實施例中，該下端部232在X方向上的徑寬朝下漸縮，該下端部232的底緣236呈長條形，且該下端部232在Y方向的徑寬實質上與該本體231保持同寬。

參閱圖3，該供料單元24包括一個安裝於該基座21上的底座241、一個設置於該底座241上且與該底座241共同界定出一個出料口240的出口元件242，及一個設置於該出口元件242上且用於控制該出料口240的控制元件243，該出口元件242具有一個供該控制元件243安裝的主基塊244、一個與該底座241共同界定出該出料口240的彈性塊245，及一個形成於該主基塊244與該彈性塊245間的變形縫246，該出料口240呈長條型。

當該控制元件243相對該主基塊244向下位移時，該控制元件243推抵該彈性塊245向下，該變形縫246撐大而縮小該出料口240，而當該控制元件243相對該主基塊244向上位移時，因該出口元件242本身具有回復原狀的趨勢使該彈性塊245向上，該出料口240進而增加開口大小。

透過調整該出料口240的大小而能保持出口流速穩定，並達到噴塗製程最佳化的效果。

該噴氣出口235是對應該下端部232一同呈現寬幅設計，配合該供料單元24的該出料口240也呈寬幅設計，互相搭配之下能用以增加噴塗的寬度而提高速度。

參閱圖6，本發明的第二較佳實施例與第一較佳 實施例大致相同，不同處在於，在Y方向上，該供氣單元233的噴氣出口235與該變幅桿23的下端部232的外端面237連通。

參閱圖7，本發明的第三較佳實施例與第一較佳實施例大致相同，不同處在於，該供氣單元233的噴氣出口235在X方向的徑寬大於該氣流道234在X方向的徑寬。

參閱圖8，本發明的第四較佳實施例與第一較佳實施例大致相同，不同處在於，該供氣單元233的氣流道234具有一個直進段238，及一個連接於該直進段238與該噴氣出口235間的頸部239，該頸部239的徑寬小於該直進段238的徑寬。

綜上所述，本發明的功效在於：

一、將該供氣單元233設置於該變幅桿23中，能簡化機構且能直接控制噴霧的形狀與方向，在空間配置上更加靈活。

二、該供料單元24為寬幅的噴霧，噴塗的範圍大、速度增快。

三、本發明能進一步提高流體分佈的均勻性，該供氣單元233提供的輔助氣流用於控制噴霧的方向與形狀，使液滴能穩定的披覆於物體表面，不會因為壓力過大而反彈，可有效降低原料的耗損及避免噴塗過度。

惟以上所述者，僅為本發明之較佳實施例而已，當不能以此限定本發明實施之範圍，即大凡依本發明申請專利範圍及專利說明書內容所作之簡單的等效變化與 修飾，皆仍屬本發明專利涵蓋之範圍內。

23‧‧‧變幅桿

231‧‧‧本體

232‧‧‧下端部

233‧‧‧供氣單元

234‧‧‧氣流道

235‧‧‧噴氣出口

236‧‧‧底緣

237‧‧‧外端面

X‧‧‧方向

Y‧‧‧方向

Z‧‧‧方向

Claims (8)

1. 一種變幅桿，適用於超音波噴塗模組，該變幅桿包含：一個本體，定義在水平面上互相垂直的X方向與Y方向，及在垂直方向的Z方向；一個下端部，與該本體一體成型並自該本體沿Z方向朝下延伸，該下端部在X方向上的徑寬朝下漸縮，該下端部的底緣呈長條形；及一個供氣單元，包括一個連接一個高壓氣源且形成於該變幅桿中的氣流道，及一個形成於該變幅桿的下端部底緣的噴氣出口，該噴氣出口在Y方向的徑寬大於該氣流道在Y方向的徑寬。
2. 如請求項1所述的變幅桿，其中，該變幅桿的下端部在Y方向的徑寬實質上與該本體保持同寬。
3. 如請求項1所述的變幅桿，其中，在Y方向上，該供氣單元的噴氣出口的徑寬介於該變幅桿的下端部的徑寬與該氣流道的徑寬之間。
4. 如請求項1所述的變幅桿，其中，在Y方向上，該供氣單元的噴氣出口與該變幅桿的下端部的外端面連通。
5. 如請求項1所述的變幅桿，其中，該供氣單元的噴氣出口在X方向的徑寬大於該氣流道在X方向的徑寬。
6. 如請求項1所述的變幅桿，其中，該供氣單元的氣流道具有一個直進段，及一個連接於該直進段與該噴氣出口間的頸部，該頸部的徑寬小於該直進段的徑寬。
7. 一種超音波噴塗模組，包含： 一個基座；一個壓電換能器，該壓電換能器安裝於該基座上；一個如請求項1至6中任一項所述的變幅桿，該變幅桿的該本體安裝於該壓電換能器下方；及一個供料單元，該供料單元包括一個安裝於該基座上的底座、一個設置於該底座上且與該底座共同界定出一個出料口的出口元件，及一個設置於該出口元件上且用於控制該出料口的控制元件。
8. 如請求項7所述的超音波噴塗模組，其中，該供料單元的出口元件具有一個供該控制元件安裝的主基塊、一個與該底座共同界定出該出料口的彈性塊，及一個形成於該主基塊與該彈性塊間的變形縫，該控制元件相對該主基塊向下位移時推抵該彈性塊向下，縮小該出料口。