專利名稱：具有矩形橫截面的粉末分配噴嘴的制作方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明涉及一種用來分配如懸浮在氣流中的粉末狀涂料(在下文中有時為“粉末涂料”或“粉末”)的涂料分配器，所述氣流，例如，空氣流，來自，例如，流化粉末床。本文中公開了一種用來分配涂料粉末的分配器(在下文中有時稱為“槍”)。然而，可認為該分配器也可使用在其它應用中。
背景技術(shù)：
用來分配涂料的系統(tǒng)已眾所周知。例如在美國專利3536514、3575344、3698636、3843054、3913523、3964683、4037561、4039145、4114564、4135667、4169560、4216915、4360155、4381079、4447008、4450785、Re.31867、4520754、4580727、4598870、4685620、4788933、4798340、4802625、4825807、4921172、5353995、5358182、5433387、5720436、5853126和6328224中圖示和描述的系統(tǒng)。還有在美國專利2759763、2955565、3102062、3233655、3578997、3589607、3610528、3684174、4066041、4171100、4214708、4215818、4323197、4350304、4402991、4422577、Re.31590、4505430、4518119、4726521、4779805、4785995、4879137、4890190和4896384，英國專利說明書1209653，日本公布的專利申請62-140660、1-315361、3-169361、3-221166、60-151554、60-94166、63-116776、58-124560和1972年的331823，和法國專利1274814中圖示和描述的裝置。還有在“AerobellTMPowder applicator ITW Automatic Division”和“AerobellTM& Aerobell PlusTMRotary Atomizer，DeVilbiss Ransburg IndustrialLiquid System.”中圖示和描述的裝置。由此這些參考的公開通過引用并入本文中。上面所列并不意味著代表所有已做出的相關技術(shù)的完整的檢索，或沒有其它不包括在所列出的相關技術(shù)的存在，或列出的技術(shù)為具有專利性的材料。也不應有任伺這樣的陳述的推論。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明的一個方面，一種用來分配粉末狀涂料的分配器，包括將粉末狀材料噴出的開口和從材料源傳輸粉末狀材料的導管，導管的靠近開口的第一部分具有橫切粉末狀材料流通過第一部分的方向的橫截面，第一部分的橫截面通常為矩形。
示例地，根據(jù)本發(fā)明的該方面，第一部分包括第一漸增管部分。
根據(jù)本發(fā)明的該方面進一步所示，導管包括位于從第一漸增管部分流出的粉末狀材料流中的上游的第一漸縮管部分。
根據(jù)本發(fā)明的該方面所示，第一漸增管部分的管腔包括位于其入口端部的第一橫截面面積和位于其出口端部的第二橫截面面積，位于第一漸增管部分中的管腔的橫截面面積從第一橫截面面積到第二橫截面面積均勻增加。
根據(jù)本發(fā)明的該方面所示，第一漸縮管部分包括橫切粉末狀材料流流經(jīng)第一漸縮管部分的方向的橫截面，第一漸縮管部分的橫截面也通常為矩形。
根據(jù)本發(fā)明的該方面所示，第一漸縮管部分的管腔包括位于其入口端部的第三橫截面面積和位于其出口端部的第四橫截面面積，位于第一漸縮管部分中的管腔的橫截面面積從第三橫截面面積到第四橫截面面積均勻減小。
根據(jù)本發(fā)明的該方面所示，導管還包括具有管腔的第二漸縮管部分和具有管腔的第二漸增管部分。
根據(jù)本發(fā)明的該方面所示，第二漸縮管部分設置在第一結(jié)構(gòu)部件中，第二漸增管部分設置在第二結(jié)構(gòu)部件中，所述第二結(jié)構(gòu)部件適于可選擇地與第一結(jié)構(gòu)部件結(jié)合。該設備還包括密封元件，所述密封元件用于將位于第一和第二結(jié)構(gòu)部件之間的可選擇的結(jié)合部分密封。
根據(jù)本發(fā)明的該方面所示，第二漸縮管部分的管腔包括位于其出口端部的第二橫截面，第二漸增管部分的管腔包括位于其入口端部的第三橫截面，并且密封元件的管腔設置在從第二橫截面到第三橫截面的過渡處。
根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，一種用來分配粉末狀涂料的分配器，包括將粉末狀材料噴出的開口和從材料源將粉末狀材料傳輸?shù)介_口的導管。導管包括第一漸縮管部分和第一漸增管部分。穿過第一漸縮管部分和第一漸增管部分中的至少一個的橫截面通常為矩形，所述橫截面常橫切流經(jīng)第一漸增管部分和第一漸縮管部分中的至少一個的粉末狀材料流的方向。
根據(jù)本發(fā)明的該方面所示，同時穿過第一漸縮管部分和第一漸增管部分的橫截面通常為矩形，所述橫截面通常橫切流經(jīng)第一漸增管部分和第一漸縮管部分的粉末狀材料流的方向。
根據(jù)本發(fā)明的該方面所示，第一漸縮管部分包括位于其入口端部的第一橫截面面積和位于其出口端部的第二橫截面面積。第一漸縮管部分的橫截面面積從第一橫截面面積到第二橫截面面積均勻增加。
根據(jù)本發(fā)明的該方面進一步所示，第一漸增管部分包括位于其入口端部的第三橫截面面積和位于其出口端部的第四橫截面面積。第一漸增管部分的橫截面面積從第三橫截面面積到第四橫截面面積均勻增加。
根據(jù)本發(fā)明的該方面進一步所示，該設備包括第二漸縮管部分，該第二漸縮管部分具有位于其入口端部的第五橫截面面積和位于其出口端部的第六橫截面面積。第二漸縮管部分的橫截面面積從第五橫截面面積到第六橫截面面積均勻減小。
根據(jù)本發(fā)明的該方面進一步所示，該設備包括第二漸增管部分，該第二漸增管部分具有位于其入口端部的第七橫截面面積和位于其出口端部的第八橫截面面積。第二漸增管部分的橫截面面積從第七橫截面面積到第八橫截面面積均勻增加。


本發(fā)明可通過參考下列詳細的描述和示出本發(fā)明的附圖更好地理解。附圖中圖1示出了結(jié)合本發(fā)明的系統(tǒng)的局部縱向剖面?zhèn)纫晥D、局部結(jié)構(gòu)視圖；圖2示出了圖1中示出的系統(tǒng)的細部縱向剖面?zhèn)纫晥D；圖3示出了圖2中示出的通常沿圖2中的剖面線3-3剖開的細部端部視圖；圖4示出了在圖1中示出的系統(tǒng)的細部縱向剖面?zhèn)纫晥D；圖5示出了圖4中示出的通常沿圖4中的剖面線5-5剖開的細部端部視圖；
圖6示出了圖1中示出的系統(tǒng)的細部縱向剖面?zhèn)纫晥D；圖7示出了圖6中示出的通常沿圖6中的剖面線7-7剖開的細部端部視圖；圖8示出了圖1中示出的系統(tǒng)的細部縱向剖面?zhèn)纫晥D；圖9示出了圖8中示出的通常沿圖8中的剖面線9-9剖開的細部端部視圖；圖10示出了圖1中示出的系統(tǒng)的細部縱向剖面?zhèn)纫晥D；圖11示出了圖10中示出的通常沿圖10中的剖面線11-11剖開的細部端部視圖；圖12示出了圖10-11中的細部的備選細部的縱向剖面?zhèn)纫晥D；具體實施方式
在該申請中使用的術(shù)語如“電傳導的”和“非電絕緣的”指電傳導的廣義傳導性的，而不是指描述為“非電傳導的”和“電絕緣的”材料。術(shù)語如“電半傳導的”指介于電傳導的和非電傳導之間的廣義傳導性。術(shù)語如“前”、“后”、“上”、“下”和類似術(shù)語，僅用于描述圖示的實施例，并且不用于限制。
附圖示出了通常類型的粉末槍10，例如從ITW GEMA AutomotiveSystems，ITW Automotice Finishing Group，48152 West Road，Wixom，Michigan48393獲得的RPG-2雙頭自動機械粉末槍模型78772。參考圖1，槍10包括兩個并排的噴嘴12，每個噴嘴通過各自的粉末輸送管14與各自的在槍10內(nèi)部的粉末軟管有倒刺的接頭16(見圖2-3)結(jié)合，所述接頭16安裝在因而設置于自動機械粉末槍的后盤18中的通路中。自動機械粉末槍的后盤18通過帶有螺紋的自動機械盤保持環(huán)19與自動機械粉末槍適配盤20結(jié)合到一起，自動機械粉末槍適配盤20具有凸出的通道，該通過設置有兩個自動機械盤粉末軟管倒鉤接頭22(見圖4-5)。每個自動機械盤粉末軟管倒鉤接頭22同各自的粉末軟管倒鉤接頭16一起來限定了用來容納各自粉末軟管接頭密封部分26(見圖6-7)的凹槽24。
示例地，每個自動機械盤粉末軟管倒鉤接頭22包括管腔，管腔為圓形橫截面，橫切從其中通過的粉末流的方向。圓形橫截面的直徑在大約1.06英寸(大約2.7cm)的整個長度上從大約0.375英寸(大約9.5mm)的直徑線性減少到大約0.319英寸(大約8mm)。示例地，每個粉末軟管倒鉤接頭16包括圓形橫截面的管腔。圓形橫截面的直徑在大約1.06英寸(大約2.7cm)的整個長度上從大約0.319英寸(大約8mm)的直徑線性增加到大約0.375英寸(大約9.5mm)的直徑。示例地，接頭16，22由15-20％玻璃填充的Delrin570牌縮醛樹脂構(gòu)成。示例地，管腔穿過密封部分26具有大約0.319英寸(大約8mm)的不變的內(nèi)徑。示例地，密封部分26由低密度聚乙烯構(gòu)成。
該結(jié)構(gòu)提供了低輪廓外形的密封組件22、26和16，其結(jié)果為減小了粉末在密封部分26上和周圍的積聚。密封部分26嵌套在兩個倒鉤接頭16、22之間。接頭16、22一起限定了容納密封26部分的凹槽24。密封部分26具有適應性。當密封部分26定位在兩個倒鉤接頭16，22之間并且由結(jié)合在一起的自動機械粉末槍后盤18和自動機械粉末槍適配盤20壓縮時，在粉末輸送管14的管腔28中，密封部分26表現(xiàn)為相對低的輪廓外形，這減少了粉末的累積。同時，兩個倒鉤接頭16、22之間的密封部分26的壓縮，結(jié)合接頭16，22的內(nèi)腔結(jié)構(gòu)及密封部分26的內(nèi)部尺寸，在起始于粉末材料源32的粉末流徑中形成了第一集中/分支部分。材料源32可為是多個已知類型中的任何一個，例如，在美國專利5768800中圖示和描述的普通類型的流化床。粉末供應軟管46從粉末材料源32穿過自動機械手(沒有顯示)延伸到安裝有自動機械粉末槍適配盤20的端部。粉末輸送管14的近端部47與粉末軟管倒鉤接頭16結(jié)合。
參考圖8-9，第二限流器38連接在粉末輸送管14的遠端部40和噴嘴12之間。第二限流器38包括漸縮部分42和漸增部分44。示例地，漸縮部分42的內(nèi)腔為圓形橫截面。示例地，漸縮部分42的管腔直徑在大約1英寸(大約2.5cm)的長度上從大約0.391英寸(大約1cm)的直徑線性減小為大約0.312英寸(大約8mm)的直徑。示例地，漸增部分44的管腔為圓形橫截面。示例地，漸增部分44的管腔的直徑在大約2.834英寸(大約7.2cm)的長度上從大約0.312英寸(大約8mm)的直徑線性增加為大約0.503英寸(大約1.3cm)的直徑。
參考圖10-11，第三限流器138合并在噴嘴12中。第三限流器138包括漸縮部分142和漸增部分144。漸縮部分142和漸增部分144的管腔通常為矩形橫截面。示例地，漸縮部分142的管腔的尺寸在大約0.6英寸(大約1.5cm)的長度上從大約0.5英寸(大約1.25cm)×大約0.424英寸(大約1cm)線性減小到大約0.5英寸(大約1.25cm)×大約0.299英寸(大約0.75cm)。示例地，漸增部分144的管腔在大約1英寸(大約2.5cm)的長度上從大約0.5英寸(大約1.25cm)×大約0.299英寸(大約0.75cm)線性增加到大約0.5英寸(大約1.25cm)×大約0.406英寸(大約1cm)，漸縮部分142的大約0.5英寸(大約1.25cm)的尺寸和漸增部分144的大約0.5英寸(大約1.25cm)的尺寸取向相同。參考圖12，漸縮管部分142和漸增管部分144可由如聚四氟乙烯等樹脂制成，套筒150插入噴嘴12’的外殼152中，并且使用兩個定位銷154固定在適當?shù)奈恢?。?0能夠進一步在導流片156中設置有充電電極，導流片156插入到由此設置在套筒150的側(cè)壁中的縫160中。
漸縮管22、42及142和漸增管部分16、44及144被認為能夠在噴嘴12內(nèi)部提供減少粉末積聚的流動曲線。在粉末分配系統(tǒng)中通常要避免粉末積聚，因為累積的粉末具有脫落或剝落的趨勢，并且可在運載氣體(通常為壓縮空氣)流中被輸送到由粉末來涂覆的物體上。這可在粉末涂覆到物體上的過程中產(chǎn)生缺陷。通常矩形橫截面的漸增管部分44和漸縮管部分42也被認為增強了氣體攜帶粉末的載體的層流。這被認為將使運載氣體流中的粉末的分配更均勻。
在粉末供應軟管46和粉末輸送管14中的扭曲和扭轉(zhuǎn)可對在傳輸氣體中的懸浮粉末顆粒流的參數(shù)具有不利的影響。第一和第二集中/分支部分22、26及16和42及44首先壓縮流體，接著使流體以控制的速率擴張，從而減輕對流體參數(shù)的不利影響。示例地，粉末輸送管14具有大約10.25英寸(大約26cm)的長度和大約0.375英寸(大約1cm)的內(nèi)徑。示例地，粉末輸送管14由Tygothane牌聚氨酯制成。示例地，限流器38由15-20％玻璃填充的Delrin牌縮醛樹脂制成。
當示例的限流器16，22，26，38和138具有線性減少和增加部分的橫截面時，其它結(jié)構(gòu)當然也可行。例如側(cè)壁的一個或多個減少和/或增加部分的縱向橫截面可以不是直線。例如側(cè)壁的一個或多個減少和/或增加部分的縱向橫截面可為指數(shù)曲線、拋物線、雙曲線、橢圓曲線、圓環(huán)曲等等。
在粉末氣流中有兩個會聚/分級部分22，26，16和42，44?？烧J為兩個會聚/分級部分22，26，16和42，44使粉末顆粒重新排列，所以粉末云能夠在會聚/分級部分22，26，16和42，44的下游更均勻些。然后粉末出現(xiàn)在噴嘴12，12’中?？烧J為噴嘴12，12’的通常為矩形的橫截面形狀144使粉末流形成更均勻、通常為矩形的形狀。噴嘴的通常為矩形的橫截面形狀144被認為可增強流動性?？烧J為，在圓形橫截面結(jié)構(gòu)的導管中，導管壁附近的粉末分布比在矩形橫截面結(jié)構(gòu)144中少。在圓形橫截面結(jié)構(gòu)中，大多數(shù)粉末將靠近導管中心，少數(shù)靠近壁?？烧J為在矩形橫截面144中，粉末更均一地分布在矩形橫截面144中。在噴嘴12’中接合有導流片156，在噴嘴12’的出口處，當兩個粉末流相遇時，當它們趨于在出口處填充導流片156的陰影時，它們碰撞在一起。如果在導流片156的兩側(cè)的粉末密度不同，則噴出噴嘴12’的粉末可能不均一。噴出噴嘴12’的粉末流密度的任何變化可對獲得在被涂覆基底上形成均勻薄膜的能力有不利的影響。涂覆分配系統(tǒng)的重要特性是能夠提供均一的、可控制的薄膜厚度。涂覆太厚可導致涂覆缺陷，當然也導致浪費材料，增加涂覆成本。涂覆太薄可對涂覆的外觀和功能不利。
權(quán)利要求
1.一種分配粉末狀涂料的分配器，該分配器包括將粉末狀材料噴出的開口和從材料源傳輸粉末狀材料的導管，導管的靠近開口的第一部分具有橫切通過第一部分的粉末狀材料流動方向的橫截面，該第一部分的橫截面通常為矩形。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設備，其中第一部分包括第一漸增管部分。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的設備，還包括第一漸縮管部分，位于自第一漸增管部分的粉末狀材料流的上游。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的設備，其中第一漸增管部分的管腔包括位于其入口端部的第一橫截面面積和位于其出口端部的第二橫截面面積，位于第一漸增管部分中的管腔的橫截面面積從第一橫截面面積到第二橫截面面積均勻增加。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的設備，其中第一漸縮管部分包括橫切通過第一漸縮管部分的粉末狀材料流動方向的橫截面，第一漸縮管部分的橫截面也通常為矩形。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的設備，其中第一漸縮管部分的管腔包括位于其入口端部的第三橫截面面積和位于其出口端部的第四橫截面面積，位于第一漸縮管部分中的管腔的橫截面面積從第三橫截面面積到第四橫截面面積均勻減小。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的設備，其中第一漸縮管部分包括橫切通過第一漸縮管部分的粉末狀材料流動方向的橫截面，第一漸縮管部分的橫截面也通常為矩形。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設備，其中導管包括具有管腔的密封元件、第一元件和第二元件，第一元件包括具有管腔和第一特征的第二漸縮管部分，第二元件包括具有管腔和第二特征的第二漸增管部分，第一和第二特征一起形成了將密封元件容納在第二漸縮管部分和第二漸增管部分之間的空間。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設備，其中導管還包括具有管腔的第二漸縮管部分和具有管腔的第二漸增管部分。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的設備，其中第二漸縮管部分設置在第一結(jié)構(gòu)部件中，第二漸增管部分設置在第二結(jié)構(gòu)部件中，所述第二結(jié)構(gòu)部件適于可選擇地與第一結(jié)構(gòu)部件接合；并且還包括密封元件，將選擇性接合部分密封在第一和第二結(jié)構(gòu)部件之間。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的設備，其中第二漸縮管部分的管腔包括位于其出口端部的第二橫截面，第二漸增管部分的管腔包括位于其入口端部的第三橫截面，并且密封元件的管腔提供從第二橫截面到第三橫截面的過渡。
12.一種分配粉末狀涂料的分配器，包括將粉末狀材料噴出的開口和從材料源將粉末狀材料傳輸?shù)介_口的導管，導管包括第一漸縮管部分和第一漸增管部分，通過第一漸縮管部分和第一漸增管部分中的至少一個的橫截面通常為矩形，并通常橫切通過第一漸縮管部分和第一漸增管部分中至少一個的粉末狀材料的流動方向。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的設備，其中第一漸縮管部分包括位于其入口端部的第一橫截面面積和位于其出口端部的第二橫截面面積，第一漸縮管部分的橫截面面積從第一橫截面面積到第二橫截面面積均勻減小。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的設備，其中第一漸增管部分包括位于其入口端部的第三橫截面面積和位于其出口端部的第四橫截面面積，第一漸增管部分的橫截面面積從第三橫截面面積到第四橫截面面積均勻增加。
15.根據(jù)權(quán)利要求12所述的設備，其中第一漸增管部分包括位于其入口端部的第一橫截面面積和位于其出口端部的第二橫截面面積，第一漸增管部分的橫截面面積從第一橫截面面積到第二橫截面面積均勻增加。
16.根據(jù)權(quán)利要求12所述的設備，還包括在其入口端部具有第一橫截面面積和在其出口端部具有第二橫截面面積的第二漸縮管部分，第二漸縮管部分的橫截面面積從第一橫截面面積到第二橫截面面積均勻減小。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的設備，還包括在其入口端部具有第三橫截面面積和在其出口端部具有第四橫截面面積的第二漸增管部分，第二漸增管部分的橫截面面積從第三橫截面面積到第四橫截面面積均勻增加。
18.根據(jù)權(quán)利要求12所述的設備，其中同時通過第一漸縮管部分和第一漸增管部分的橫截面通常為矩形，所述橫截面通常橫切通過第一漸縮管部分和第一漸增管部分的粉末狀材料的流動方向。
全文摘要
一種用來分配粉末狀涂料的分配器，包括將粉末狀材料噴出的開口和將粉末狀材料由材料源傳輸?shù)介_口的導管。導管包括通常為矩形的橫截面，所述橫截面橫切通過導管的粉末狀材料的流動方向。
文檔編號B05B7/14GK1909969SQ200480041188
公開日2007年2月7日 申請日期2004年12月17日 優(yōu)先權(quán)日2004年2月9日
發(fā)明者郭鉅釗, 約翰·F·肖普 申請人:伊利諾斯器械工程公司