TWI692378B - 具有多口式流道噴塗模組 - Google Patents

Abstract

一種具有多口式流道噴塗模組，包含有超音波震盪單元及供料單元。超音波震盪單元具有一變幅桿；供料單元，具有一入料流道、複數個出料流道、一分流流道及一出料端面，分流流道連通於入料流道及各出料流道之間，入料流道具有一入料口，各出料流道分別具有一出料口形成於出料端面，入料口的截面積大於出料口的總截面積，出料端面與變幅桿保持一間隙。藉此，本發明能有效改善傳統的長條狀供料工之供料不均的情況，並具有更佳的噴塗均勻性。

Description

具有多口式流道噴塗模組

本發明涉及一種噴塗機，特別是指一種噴塗機的具有多口式流道噴塗模組。

近年來，隨著環保意識抬頭與科技產品的微小化及細緻化，超音波噴塗模組被廣泛地應用在各種工業領域中，超音波噴塗模組是一種非真空塗布技術，其可將塗料高度細化成霧狀，再透過霧化顆粒堆積在被塗物表面上形成薄膜，此技術之材料利用率高，不僅能夠達到減少昂貴材料用量及環保的要求，也可以大面積化生產，再者，其可取代現有真空鍍膜技術，降低鍍膜設備投資成本，因此，超音波噴塗技術在精密塗布應用上是極具競爭力的一種噴塗技術。

習知的超音波噴塗模組結構，例如美國公告第5409163號專利，其揭示一種具有二空氣噴嘴及一魚尾供料單元的超音波噴塗模組，其利用一超音波震盪元件驅動該魚尾供料單元進行超音波震盪，而該魚尾供料單元的內部具有一夾縫流道，該夾縫流道供一原料液體進入，該原料液體受到超音波震盪後，即會霧化而細微化形成霧化液滴，而該二空氣噴嘴則由不同的兩個方向提供氣流，其中一個氣流為作為導流氣體，用以導引霧化液滴吹向要噴塗的區域，而另一個氣流用於吹拂該夾縫流道的末端，避免霧化液滴沿該夾縫流道的末端回流到該魚尾供料模具的底面而形成滴流。

此習知公告專利，其係採用魚尾供料模具（如該專利第12、13a及13b圖所示），該魚尾供料模具的流道係由內向外逐漸變寬，流道兩側之夾角為β（如該專利第13a圖所示），流道口係呈長條狀，此等結構容易造成長條狀之流道口各位置的原料液體的流量不均，特別是位於長條狀的流道口兩端的原料液體容易受到兩側側壁剪應力的牽引，導致流道口的兩側的原料液體量較少，也由於原料液體無法平均地供給至超音波震盪元件，因而最終的塗佈均勻性也會受到影響。因此，有需要提出一種方案來改善供料均勻性的問題。

有鑑於上述缺失，本發明之目的在提供一種具有多口式流道噴塗模組，其能有效改善習知噴塗模組的供料不均的情況，進而提升噴塗的均勻性。

為達成上述目的，本發明所提供之具有多口式流道噴塗模組，其包含有一超音波震盪單元及一供料單元。該超音波震盪單元具有一變幅桿。該供料單元，具有一入料流道、複數個出料流道、一分流流道及一出料端面，該分流流道連通於該入料流道及各該出料流道之間，該入料流道具有一入料口，各該出料流道分別具有一出料口形成於該出料端面，該入料口的截面積大於該出料口的總截面積，該出料端面與該變幅桿保持一間隙。

藉由前述之結構，本發明之供料單元採用複數個出料口，強制塗料分流，減少單一流道口側壁剪應力所造成的影響，因而能有效改善供料不均勻的狀況。再者，本發明更透過該入料口的截面積大於該出料口的總截面積的結構，提高出料口處的塗料流速，此舉不僅可進一步減少側壁剪應力的影響，還可減少塗料於變幅桿刀口的側向流動力，因而本發明之具有多口式流道噴塗模組能有效改善傳統的長條狀供料工之供料不均的情況，並具有更佳的噴塗均勻性。

有關本發明所提供的具有多口式流道噴塗模組的詳細構造、特點、組裝或使用方式，將於後續的說明中予以描述。然而，在本發明領域中具有通常知識者應能瞭解，該等詳細說明以及實施本發明所列舉的特定實施例，僅係用於說明本發明，並非用以限制本發明之專利申請範圍。

首先要說明的是，本發明所提供的技術特徵不限於實施方式所描述的特定結構、用途以及其應用。說明內容使用的用語皆為所屬技術領域中具有通常知識者所能理解的例示性描述用語，本說明書內容所提及的“前”、“上”、“下”、“後”、“左”、“右”、“頂”、“底”、“內”，以及“外”等方向性形容用語，也只是以正常使用方向為基準之例示性描述用語，並非作為限制主張範圍之用意。

再者，如同本發明申請專利範圍中所使用單數形式的“一”、“一個”以及“該”等數量詞都包括複數的涵義。因此，例如對“一元件”的說明指的是一個或多個元件，而且包括所屬領域中具有通常知識者已知的等同替換。在類似狀況下所使用的所有連接詞也應當理解為最寬廣的意義，說明內容中所描述的特定形狀以及結構特徵或技術用語同樣應被理解為包括特定結構或技術用語所能達成之功能的等同替換結構或技術用語。

請先參閱各圖式，本發明所示實施例之具有多口式流道噴塗模組10，包含有一基座12、一超音波震盪單元20、一供料單元30及一導氣單元50。

請參閱圖1及圖2，該超音波震盪單元20具有一變幅桿22(Ultrasonic horn)，於本實施例中，該超音波震盪單元20還包含有一壓電換能模組24(Piezoelectric Transducer)。該變幅桿22及該壓電換能模組24設置於該基座12上，該壓電換能模組24能將電能轉換為機械震動，該變幅桿22之上端連接於該壓電換能模組24，該變幅桿22之下端係為一霧化刀口222。由該壓電換能模組24帶動該變幅桿22產生震動，再透過該變幅桿22之霧化刀口222將機械震動的質點位移或速度放大，藉此將位於霧化刀口222處的液體塗料霧化。

請參閱圖1至圖3，該供料單元30設置於該基座12上，該供料單元30可依照使用需求調整其與該基座12的相對位置及相對角度。於本實施例中，該供料單元30係透過兩側的鎖固元件14固定於該基座12上。

該供料單元30具有一本體32、一入料流道34、複數個出料流道36、一分流流道38及一出料端面40，該分流流道38連通於該入料流道34及各該出料流道36之間，該入料流道34具有一入料口342，而各該出料流道36分別具有一出料口362形成於該出料端面40，於本實施例中，該出料口362的數量為5，該入料口342的截面積為 A，各該出料口的截面積為 a（如圖4所示），因此各該出料口的總截面積為 5a，其中，該入料口342的截面積 A 係大於該出料口362的總截面積 5a，該出料端面40與該變幅桿22保持一間隙。欲被霧化的塗料係經由該入料口342進入並逐一流經該入料流道34、該分流流道38、各該出料流道36，最後由各該出料口362流出。

於本實施例中，當該出料口362的總截面積 5a 除以入料口342的截面積 A 介於5％至30％，即能有效改善該供料單元30的供料均勻度，而當該出料口362的總截面積 5a 除以入料口342的截面積 A 介於8％至16％時，該供料單元30的供料會具有更佳的均勻度。該出料端面40具有一左右延伸的長軸方向X1及一上下延伸的短軸方向X2（如圖3所示），該短軸方向X2係可為但不限於平行於鉛垂線，該長軸方向X1係可為但不限於平行於水平面，該短軸方向X2及該長軸方向X1亦可依照製造或使用需求而有所調整。此外，該出料口362的數量係為5並呈圓形形狀，各該出料口362係沿該長軸方向X1分佈且各該出料口362彼此之間係呈等間距形成。需要補充說明的是，該出料口362的數量、形狀及彼此間的排列關係同樣不以本實施例為限，於其他可能的實施例中，該出料口362亦可呈橫長條孔（如圖5所示）、直長條孔（如圖6所示）、網狀（如圖7所示），甚至混合多種類的出料孔形狀的組合（圖中未示），再者，各該出料口362也不限於只可呈延長軸方向X1的一橫排方式排列，其也可沿該短軸方向X2呈現至少上下兩排的方式之分佈（如圖7所示），各排之出料口362之間的間距及排列位置的相對關係同樣可依照製造及使用需求進行調整。

請再參閱圖2，該導氣單元50具有一氣體噴嘴52，該氣體噴嘴52具有一朝向一噴塗方向且對準該霧化刀口222的導流氣體522，該氣體噴嘴52的設置方向是依據需要的該噴塗方向而選擇設置的，其功能主要是提供該導流氣體522。利用該導流氣體522將霧化的塗料導向至要噴塗的物件。

需要補充說明的是，請一併參閱圖2及圖8，為了讓塗料能更有效率的霧化，該出料口362與該變幅桿22的水平距離L係大於0mm且小於等於5mm，且該出料口362至該變幅桿22之霧化刀口222下緣的垂直距離H係大於等於0mm且小於等於12mm。超出此等範圍時，具有多口式流道噴塗模組仍可使用，但霧化之效果與噴塗的均勻性可能會下降。再者，如圖3所示，為了減少組裝時的誤差及避免高壓洩漏的情況，本發明之供料單元30係為一體式結構，其僅需透過鑽床或搪孔等加工製程即可對該本體32製作出該入料流道34、該分流流道38及該出料流道36，最後在利用二封阻件42分別設置且封阻該分流流道38之兩端。由此可知，本發明的製程簡潔，因此能有效降低製造成本，再者一體式結構具有較佳的結構強度，反觀先前技術所載的魚尾供料模具，其需要分別製作上下模具，不僅製程繁雜且加工成本較高，上下模具組合時還容易有組裝上的誤差，結構強度也較弱。顯見，本發明相較於先前技術確實具有顯著的進步。

以上說明了本實施例之結構，接著來說明本實施例的作動步驟。請一併參閱圖2及圖3。

首先，塗料自該入料口342進入該入料流道34，接著塗料繼續流經該分流流道38而進入各該出料流道36，最後從各該出料口362流出，此時由於該出料端面40與該霧化刀口222保持一間隙，因此進入該出料端面40的塗料會接觸該霧化刀口222而霧化，而霧化後的塗料，會被該氣體噴嘴52的該導流氣體522朝該噴塗方向送走。

綜上所述，本發明相較習知技術的優點至少包含：

1. 透過供料單元的複數個出料口的結構，可達到強制塗料分流的效果，減少單一流道口側壁剪應力所造成的影響，因而能有效改善供料不均的情況。

2. 透過該入料口的截面積大於該出料口的總截面積的結構，提高出料口處的塗料流速，特別是提高塗料延出料流道軸向的流速，因而可進一步降低側壁剪應力的影響，此外，較高的軸向流速還可減少塗料於變幅桿刀口的側向流動力，因而本發明之具有多口式流道噴塗模組能有效改善傳統的長條狀供料工之供料不均的情況，並具有更佳的噴塗均勻性。再者，對於黏滯力較大或內聚力較強的塗料，使用習知的魚尾供料模具時，供料不均的情況甚為嚴重，而本發明則能有效改善此等供料不均的情況。

3. 供料單元的一體式結構，能有效減少加工的複雜度，降低製造成本，避免多模具的組裝誤差，同時還能提高供料單元的的結構強度。

最後，必須再次說明的是，本發明於前述實施例中所揭露方法及構成元件僅為舉例說明，並非用來限制本發明的專利範圍，舉凡未超脫本發明精神所作的簡易結構潤飾或變化，或與其他等效元件的更替，仍應屬於本發明申請專利範圍涵蓋的範疇。

10:具有多口式流道噴塗模組 12:基座 14:鎖固元件 20:超音波震盪單元 22:變幅桿 222:霧化刀口 24:壓電換能模組 30:供料單元 32:本體 34:入料流道 342:入料口 36:出料流道 362:出料口 38:分流流道 40:出料端面 42:封阻件 50:導氣單元 52:氣體噴嘴 522:導流氣體 A:入料口的截面積 a:出料口的截面積 X1:長軸方向 X2:短軸方向 L:水平距離 H:垂直距離

以下茲以實施例並配合圖式，對本發明所提供的具有多口式流道噴塗模組做進一步之說明，其中： 圖1為本發明所示實施例之具有多口式流道噴塗模組的立體圖。 圖2為本發明所示實施例之側面剖視圖。 圖3為本發明所示實施例之局部放大透視圖，主要顯示供料單元之結構。 圖4為圖3之供料單元的前視圖。 圖5至圖7類同於圖4，主要顯示供料單元之出料端面具有不同形狀出料口之態樣。 圖8為圖2之局部放大剖視圖，主要顯示供料單元之出料口與震幅桿的相對關係。

30:供料單元

32:本體

34:入料流道

342:入料口

36:出料流道

362:出料口

38:分流流道

40:出料端面

42:封阻件

A:入料口的截面積

X1:長軸方向

X2:短軸方向

Claims (10)

1. 一種具有多口式流道噴塗模組，其特徵在於，包括：一超音波震盪單元及一供料單元；該超音波震盪單元具有一變幅桿；該供料單元，具有一入料流道、複數個出料流道、一分流流道及一出料端面，該分流流道連通於該入料流道及各該出料流道之間，該入料流道具有一入料口，各該出料流道分別具有一出料口形成於該出料端面，該入料口的截面積大於該出料口的總截面積，該出料端面與該變幅桿保持一間隙；其中，塗料是從該入料口進入並流經該入料流道、該分流流道與各該出料流道並經由各該出料口流出。
2. 如請求項1所述之具有多口式流道噴塗模組，其特徵在於，該出料口的總截面積除以該入料口的截面積介於5%至30%。
3. 如請求項2所述之具有多口式流道噴塗模組，其特徵在於，該超音波震盪元件包含一壓電換能模組，該變幅桿設置於該壓電換能模組上，且該變幅桿的末端為一霧化刀口。
4. 如請求項3所述之具有多口式流道噴塗模組，其特徵在於，具有多口式流道噴塗模組還包括一導氣單元，該導氣單元具有一氣體噴嘴，該氣體噴嘴具有一朝向一噴塗方向且對準該霧化刀口的導流氣體。
5. 如請求項2所述之具有多口式流道噴塗模組，其特徵在於，該出料端面具有一長軸方向，各該出料口係沿該長軸方向分佈。
6. 如請求項5所述之具有多口式流道噴塗模組，其特徵在於，於該長軸方向，各該出料口彼此之間係呈等間距分佈。
7. 如請求項5所述之具有多口式流道噴塗模組，其特徵在於，該出料端面具有一短軸方向，於該短軸方向，該出料口係為至少上下兩排之分佈。
8. 如請求項2所述之具有多口式流道噴塗模組，其特徵在於，該出料口與該變幅桿的水平距離L係大於0mm且小於等於5mm。
9. 如請求項3所述之具有多口式流道噴塗模組，其特徵在於，該出料口至該變幅桿之下緣的垂直距離H係大於等於0mm且小於等於12mm。
10. 如請求項2所述之具有多口式流道噴塗模組，其特徵在於，該供料單元係為一體式結構。

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