專利名稱：具有內(nèi)部過(guò)濾器的噴嘴的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本公開(kāi)總體涉及用于將粉末噴涂材料涂覆到表面上的設(shè)備和方法。更具體地，本公開(kāi)涉及用于粉末噴槍的噴嘴。
背景技術(shù)：
通常進(jìn)行將噴涂材料涂覆到本體的表面上。在典型的系統(tǒng)中， 一個(gè)或多個(gè)噴槍將霧化的粉末流指向要噴涂的物體。噴嘴用于形成噴射圖案。加壓空氣也可用于形成噴射圖案。噴射技術(shù)可包括靜電和非靜電方法。

發(fā)明內(nèi)容
本公開(kāi)預(yù)期各種涉及用于粉末噴槍的噴嘴的發(fā)明。根據(jù)一個(gè)創(chuàng)造性方面，噴嘴設(shè)有能滲透空氣的過(guò)濾器，該過(guò)濾器允許空氣在粉末離開(kāi)噴嘴之前添加到粉末流。在一個(gè)實(shí)施例中，噴嘴包括外殼和布置在該外殼中的能滲透的過(guò)濾器。根據(jù)本公開(kāi)的另一創(chuàng)造性方面，噴嘴設(shè)置有沿內(nèi)部主流動(dòng)軸線的粉末流路徑以及相對(duì)于該主流動(dòng)軸線偏軸的出口 。在一個(gè)實(shí)施例中，噴嘴本體設(shè)有相對(duì)于主流動(dòng)軸線偏軸的出口，從而粉末在通過(guò)
噴嘴離開(kāi)之前遭遇阻礙表面。在可替代實(shí)施例中，出口流動(dòng)軸線可與粉末流路徑的主流動(dòng)軸線平行或不平行。在另外的可替代實(shí)施例中，主流動(dòng)軸線可與入口流動(dòng)軸線、噴嘴的縱向軸線重合或與兩者都重合。在另一可替代實(shí)施例中，入口流動(dòng)軸線可與通過(guò)噴嘴的一部分的主流動(dòng)軸線重合。本公開(kāi)還預(yù)期與諸如此處提出的噴嘴的使用相關(guān)聯(lián)的創(chuàng)造性方法，以及涉及一種用于沿第一路徑引導(dǎo)粉末并促使粉末在離開(kāi)偏移的開(kāi)口之前改變方向以產(chǎn)生噴射圖案的方法。在一個(gè)實(shí)施例中，該方法包括使粉末沖擊表面以在粉末離開(kāi)開(kāi)口之前改變粉末的方向從而產(chǎn)生噴射圖案。下面根據(jù)附圖對(duì)示例性實(shí)施例的詳細(xì)描述進(jìn)行閱讀，本公
開(kāi)的這些和其他創(chuàng)造性方面和特征將是顯而易見(jiàn)的。


圖1是使用本發(fā)明實(shí)施例的材料涂覆系統(tǒng)的簡(jiǎn)化示意圖2是作為本發(fā)明示例性實(shí)施例的噴嘴組件的透視圖3是沿圖6中的線3-3截取的圖2的噴嘴組件的縱向截
面；圖5是圖2的噴嘴組件的側(cè)視圖；圖6是圖2的噴嘴組件的頂視圖；圖7是圖2的噴嘴組件的底視圖；圖8是圖2的噴嘴組件的正視圖；圖9是圖2的噴嘴組件的第二側(cè)視圖；圖IO是圖2的噴嘴組件的后視圖；以及圖11是圖2的噴嘴組件的部分截面的底視圖。
具體實(shí)施方式
1.引言本公開(kāi)致力于用于將粉末噴涂材料涂覆到工件上的設(shè)備和方法。在示例性實(shí)施例中，本發(fā)明在此處示出與手動(dòng)操作的靜電粉 末噴槍用的噴嘴一起使用，并且在具體實(shí)施例中，該噴嘴特別適合于 高密度的粉末供應(yīng)。然而，本發(fā)明不限于用在高密度涂覆中，也不限 于圖中所示的特定類型的噴槍。例如，本發(fā)明也可以以自動(dòng)噴槍進(jìn)行 涂覆；并且可進(jìn)一步以靜電和非靜電噴射技術(shù)使用。此處特別參照例如可用于涂覆諸如涂料、漆等粉末噴涂材
料的材料涂覆系統(tǒng)對(duì)實(shí)施例進(jìn)行描述。盡管所述實(shí)施例在粉末漆噴涂 材料涂覆系統(tǒng)的情境中提出，但是本領(lǐng)域中的技術(shù)人員將容易理解的 是，本發(fā)明、創(chuàng)造性方面和概念可另外在很多不同的干燥顆粒材料涂
覆系統(tǒng)中使用，所述干燥顆粒包括但不以任何方式限于輪胎上的滑 石粉，諸如用于尿布的超級(jí)吸收劑，諸如面粉、糖、食鹽等食物相關(guān) 材料，干燥劑，其他食物調(diào)料，粉末清潔劑，肥料，脫模劑和醫(yī)藥品。 這些示例意圖示出用于向物體或表面涂覆顆粒材料的本發(fā)明的廣泛應(yīng) 用。所選材料涂覆系統(tǒng)的具體設(shè)計(jì)和操作沒(méi)有對(duì)本發(fā)明提供限制，除 非此處另有明確注釋。因而術(shù)語(yǔ)"粉末噴涂"或"粉末"的任何使用 無(wú)意作為本領(lǐng)域的術(shù)語(yǔ)，并且不是專門的而是包括在對(duì)任何干燥顆粒 材料的廣泛理解內(nèi)。盡管此處特別參照本發(fā)明示例性實(shí)施例的設(shè)備和方法的
各種具體形式和功能對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了描述和圖示，但是應(yīng)理解的是， 這些圖示和說(shuō)明實(shí)際上只是示例性的，并且不應(yīng)在限制性的意義上進(jìn) 行理解。例如，本發(fā)明可在包括向工件涂覆粉末噴涂材料的任何粉末 噴射系統(tǒng)中使用。噴涂表面可以是工件的內(nèi)表面或外表面，并且表面 輪廓可以是任何形狀，所述形狀包括但不限于大致平面、曲線和其他 表面幾何形狀、端表面等。盡管如在示例性實(shí)施例中組合體現(xiàn)，可在此處對(duì)本發(fā)明的 各種創(chuàng)造性方面、概念和特征進(jìn)行描述和圖示，但是這些創(chuàng)造性方面、 概念和特征可在很多可替代實(shí)施例中個(gè)別地或以各種組合及其子組合使用。除非明確在此排除，否則所有這些組合和子組合都意圖在本發(fā) 明的范圍內(nèi)。此外，盡管可在此對(duì)關(guān)于本發(fā)明的各種方面、概念和特 征，諸如可替代材料、結(jié)構(gòu)、構(gòu)造、方法、電路、裝置和部件、軟件、 硬件、控制邏輯、關(guān)于形式、裝配和功能的可選方案等的各種可替代 實(shí)施例進(jìn)行描述，但是這些描述無(wú)意作為目前已知或以后開(kāi)發(fā)的可利 用替代實(shí)施例的完全或詳盡的清單。本領(lǐng)域的技術(shù)人員可在本發(fā)明的 范圍內(nèi)容易地將這些創(chuàng)造性方面、概念或特征中的一個(gè)或多個(gè)采納到 附加實(shí)施例和使用中，即使這些實(shí)施例未在此處明確公開(kāi)。另外，盡 管此處可將本發(fā)明的一些特征、概念或方面作為優(yōu)選配置或方法來(lái)描 述，但是此描述并不意味著此特征是必需或必要的，除非明確如此說(shuō) 明。此外，可包括示例性或代表性的值和范圍來(lái)幫助理解本公開(kāi)，然 而這些值和范圍不應(yīng)以限制性的意義來(lái)進(jìn)行理解，并且并不意味著這 些值和范圍是關(guān)鍵性的值或范圍，除非如此明確說(shuō)明。此外，盡管此 處可將各種方面、特征和概念明確識(shí)別為本發(fā)明的創(chuàng)造性或形成部分， 但這種識(shí)別并非意味是唯一的，而是在沒(méi)有明確識(shí)別為本發(fā)明的創(chuàng)造 性或形成部分或識(shí)別為具體發(fā)明的一部分的情況下，在此可存在完全 描述的創(chuàng)造性方面、概念和特征，來(lái)代替附屬權(quán)利要求中提出的本發(fā) 明。示例性方法或過(guò)程的描述不限于包括所有情形中必需的所有步驟， 并且也不是這樣的情況，即除非明確如此說(shuō)明，否則所提出的步驟都 應(yīng)被理解為必需或必要的。
2.詳細(xì)描述參照?qǐng)D1，以簡(jiǎn)化示意的形式示出了典型的粉末噴射系統(tǒng) 10。該系統(tǒng)10可包括噴槍12，該噴槍12可以是任何適合于執(zhí)行特定 粉末噴涂操作的噴槍設(shè)計(jì)?？缮虡I(yè)購(gòu)買的噴槍示例是來(lái)自Nordson Corporation, Westlake， Ohio的型號(hào)PRODIGY ,但這只是包括目前可 得到或以后開(kāi)發(fā)的槍的許多可使用的不同類型噴槍中的一種。槍12可 接收很多輸入，包括加壓空氣14以及在靜電槍的情形中的電力輸入16。 噴槍12還接收通常通過(guò)供給軟管18從可包括泵的供應(yīng)源20供應(yīng)的粉 末噴涂材料流?？墒褂迷S多不同類型的粉末供應(yīng)系統(tǒng)，并且在此處的示例性實(shí)施例中，供應(yīng)源20提供密相粉末，意味著通過(guò)軟管18流入
噴槍12中的粉末是具有高粉末空氣比的粉末和空氣的富混合物。在稀
相中，粉末流是具有低粉末空氣比的稀混合物。本發(fā)明不限于密相粉 末供應(yīng)源，但與該密相粉末供應(yīng)源一起是特別有益的。 一種適于與此
處所述的創(chuàng)造性方面一起使用的示例性粉末噴涂系統(tǒng)在2005年6月16 日公布的美國(guó)專利申請(qǐng)公布No. US2005/0126476A1中描述，該申請(qǐng)的 全部公開(kāi)通過(guò)引用完全合并于此并與此一起提交。噴槍12進(jìn)一步包括噴嘴組件22。噴嘴組件22產(chǎn)生粉末噴 涂材料的預(yù)期噴射圖案P。本公開(kāi)致力于該噴嘴組件的許多創(chuàng)造性方 面。圖2-4示出了噴嘴組件22的示例性實(shí)施例，其中圖2是透 視圖，圖3是縱向截面，而圖4是分解透視圖。噴嘴組件22包括噴嘴外殼或本體24，該噴嘴外殼或本體 24可以是中空的大致圓柱形結(jié)構(gòu)。外殼24可以是機(jī)械加工的，但優(yōu)選 通過(guò)模制制造外殼。外殼24具有中心縱向軸線X，沿該中心縱向軸線 X，粉末流F首先流入并通過(guò)噴嘴組件22的一部分。盡管粉末入口優(yōu) 選與中心縱向軸線X重合，但這不是必需的。許多部件可滑動(dòng)配合地插入外殼24的內(nèi)部空間26(圖4) 中。這些部件可包括可選的能滲透的過(guò)濾器28，該過(guò)濾器28具有大致 截頭圓錐形內(nèi)部的形狀，如圖3中最好地示出。能滲透的過(guò)濾器28允 許空氣由此通過(guò)，用于將空氣添加到粉末流F中。粉末流F進(jìn)入噴嘴 組件22的后面或入口端30a，并朝著噴嘴前面或出口端30b通過(guò)能滲 透的過(guò)濾器28的內(nèi)部容積32。用于可選能滲透的過(guò)濾器28的示例性 材料是燒結(jié)的聚丙烯，其例如可以是模制的并且通常在用于流化床的 粉末噴涂系統(tǒng)中使用。過(guò)濾器28的具體形式和材料是任選的，并且在 某些應(yīng)用中可不是必需的。可替代地，過(guò)濾器構(gòu)件28可在不包括偏移的噴嘴以及此處相關(guān)概念的噴嘴組件中使用。對(duì)于密相粉末流，所添加的空氣可有助于使噴嘴組件22 內(nèi)的粉末在粉末離開(kāi)之前霧化。添加到粉末流的空氣的量也可用于控 制輸出噴射圖案P的密度分布和/或形狀。盡管較輕的粉末顆?；蚣?xì)粉 可能有向外朝著過(guò)濾器內(nèi)表面28a散布的趨勢(shì)，但是流入圓錐形內(nèi)部 32中的氣流在它流過(guò)過(guò)濾器28時(shí)仍可有助于將大部分粉末限于沿軸線 X以及在軸線X附近流動(dòng)。應(yīng)當(dāng)注意的是，此處對(duì)沿軸線的"流動(dòng)路 徑"或"流動(dòng)"的參考并非意味著所有或絕大部分的粉末顆粒精確地 處于該軸線上。本領(lǐng)域中的技術(shù)人員將容易理解的是，盡管大部分或 大多數(shù)粉末顆?？稍谀鼙豢醋鬏S向方向或沿軸線的方向上，但是粉末 流更趨于是具有大體流動(dòng)方向且?guī)в泻芏嗌㈤_(kāi)、有時(shí)渦旋、沖擊其他 粉末顆粒等的粉末顆粒的圖案。因而，噴嘴區(qū)32內(nèi)的粉末流將大體沿 軸線X在向前的方向上，但粉末由于流動(dòng)紊亂、不同重量的顆粒、速 度等而具有整個(gè)容積內(nèi)流動(dòng)的趨勢(shì)。在出口端，出口噴嘴圖案可呈現(xiàn) 許多不同的形狀，諸如是扇形的，或者可像云一樣是稍微不定形的， 但是將具有大體沿軸線朝著工件的流動(dòng)方向。過(guò)濾器28可利用插入物34保持在噴嘴外殼24內(nèi)。插入 物34也例如可以是模制件，或以任何其他的便利方式制造，并且通常 由諸如DELRINAFTM的塑料制成，但可以是任意合適的材料。插入物 34包括可以以壓配合的方式接收和保持過(guò)濾器28的放大的第一內(nèi)圓柱 形前部36。插入物34可進(jìn)一步包括接收和保持供給管或供應(yīng)軟管(未 示出)的末端的第二向后的圓柱形部38。 O形環(huán)40或其他合適的密封 件可用于在供給管的外部周圍密封，從而粉末不會(huì)流回到噴槍內(nèi)部中。 另一諸如O形環(huán)的密封件41可設(shè)置用于抑制粉末和空氣沿插入物34 的外徑從噴嘴組件22流回。插入物34的后端44可包括螺紋46，以便可通過(guò)螺紋來(lái)保 持電極環(huán)48。電極環(huán)48可以是導(dǎo)電性的，以便在電極組件50與通常安裝在噴槍12殼體內(nèi)或外部設(shè)置的電源(未示出)之間提供電連接或電
路。電極環(huán)48和電極組件50可用在靜電噴槍實(shí)施例中。電極環(huán)48還可包括一個(gè)或多個(gè)空氣通道52。電極環(huán)48安裝在噴嘴外殼24的后端30a的圓柱部?jī)?nèi)，并且還可包括外部密封件或0形環(huán)54，以將粉末和加壓空氣容納在噴嘴22內(nèi)部。插入物34、過(guò)濾器28、密封件41、 40和54以及電極環(huán)48可以是插入噴嘴外殼24中的完全組裝的分組件。電極組件50可包括導(dǎo)電彈簧部50a和穿過(guò)通道56的延伸導(dǎo)體部50b。該延伸導(dǎo)體部50b的遠(yuǎn)端延伸到噴嘴外殼的前部，延伸導(dǎo)體部50b的遠(yuǎn)端脫離噴嘴外殼而形成電極端50c。電極端50c優(yōu)選緊密接近出口噴射圖案P定位，以便向粉末施加靜電荷。通道56可形成在噴嘴外殼24外側(cè)上的可選外部肋條58中。對(duì)于非靜電槍的實(shí)施例，電極環(huán)或非導(dǎo)電擴(kuò)壓環(huán)可用于提供加壓空氣流向噴嘴組件12內(nèi)部中。噴嘴插入物34可進(jìn)一步包括空氣通道60。這些空氣通道在第一空氣容積62與第二空氣容積64之間提供流體連通，該第一空氣容積62存在于過(guò)濾器28的外表面與外殼24之間，而該第二空氣容積64存在于過(guò)濾器28的外表面與插入物的向前圓柱部36的內(nèi)表面之間。因而當(dāng)噴嘴組件22安裝在噴槍殼體的前端上時(shí)，加壓空氣能夠進(jìn)入噴嘴組件22的后端(噴槍12設(shè)有未在圖中示出的向噴嘴外殼24的后端供應(yīng)加壓空氣的空氣通道)。此加壓空氣通過(guò)電極環(huán)48中的空氣通道52、通過(guò)第一容積62、通過(guò)插入物34中的空氣通道60流入第二容積64中，然后通過(guò)過(guò)濾器28流入過(guò)濾器的內(nèi)部容積32中，并與由此通過(guò)的粉末流F混合。噴嘴外殼24可設(shè)有螺紋66，以將噴嘴組件22附接到噴槍12殼體的前端，但是根據(jù)需要也可使用其他附接方法和結(jié)構(gòu)，包括非螺紋附接技術(shù)。噴嘴外殼24的向前部具有很多重要特征，這些特征可單獨(dú)使用或可以以各種組合以及子組合使用，以實(shí)現(xiàn)輸出噴射圖案P的預(yù)期噴射圖案或形狀、速度、方向和密度分布。圖5-10示出了噴嘴外殼24的附加的外部視圖(注意圖10是外殼24的后視圖，因此主要顯示
其內(nèi)部特征。)噴嘴外殼24包括偏心或偏軸出口，在此實(shí)施例中為狹槽70的形式，粉末通過(guò)該狹槽70作為出口噴射圖案P離開(kāi)噴嘴組件22。出口狹槽70是在這樣意義下"偏軸的"，即它與粉末流F的流動(dòng)軸線X徑向隔開(kāi)或偏移。流動(dòng)軸線X指流過(guò)噴嘴組件22的主粉末流的方向軸線，因而在該示例性實(shí)施例中也通過(guò)此實(shí)施例中的對(duì)稱的圓錐形過(guò)濾器28的中心軸線限定，但在此實(shí)施例中該流動(dòng)軸線X也不必是噴嘴組件22的中心縱向軸線。在該示例性實(shí)施例中，出口狹槽70部分地通過(guò)兩個(gè)大致平行的表面，即第一表面72和第二表面74限定。盡管在該示例性實(shí)施例中，這兩個(gè)表面是大致平坦且彼此平行的，并且大致平行于軸線X，但此構(gòu)造不是在所有情形中都需要的。所示的狹槽70設(shè)計(jì)的優(yōu)點(diǎn)在于它有助于引導(dǎo)離開(kāi)的粉末流方向，以大致與軸線X平行對(duì)準(zhǔn)。因而，盡管出口 70與主流動(dòng)軸線X徑向偏心或偏軸，但是離開(kāi)的粉末噴射圖案P可視為沿大體與中心軸線X平行的方向流動(dòng)?？商娲?，出口 70可轉(zhuǎn)離或轉(zhuǎn)向主流動(dòng)軸線X(例如當(dāng)期望使出口噴射圖案P的方向不必平行于中心軸線X時(shí))。因而，如此處所用的，偏心或偏軸出口或狹槽70指噴嘴出口 70，該噴嘴出口 70具有與噴嘴內(nèi)部的主粉末流的軸線徑向隔開(kāi)的部分或其明顯部分。因而術(shù)語(yǔ)偏心或偏軸不一定意味著也不需要出口粉末噴射圖案不與軸線X相交或者出口或狹槽70不相對(duì)于軸線X成一定角度，以提供出口噴射圖案的非軸向流動(dòng)方向。狹槽表面72和74不需要彼此大致平行并且不需要一定是平面，而是可適當(dāng)成形，以實(shí)現(xiàn)預(yù)期的出口噴射圖案。通過(guò)設(shè)置偏心狹槽70,相對(duì)于中心軸線X具有第一斜度或角度a的第一內(nèi)表面76可形成在外殼24內(nèi)部。此第一內(nèi)表面將向沿軸線X流過(guò)區(qū)域32的主粉末容積提供阻礙，如由第一粗箭頭78所示。因而，進(jìn)入噴嘴組件22的大部分粉末將在有機(jī)會(huì)離開(kāi)噴嘴出口 70之前撞擊在此第一阻礙表面76上。第一表面76可以是大致平坦的、彎曲的或根據(jù)需要具有任意輪廓，以實(shí)現(xiàn)預(yù)期的內(nèi)部流動(dòng)和出口噴射圖案。因而，主粉末流78如由第二粗箭頭80所示朝著第二表面82重定向，該第二表面82具有相對(duì)于主流動(dòng)軸線X成角度p的第二斜度。在該示例性實(shí)施例中，角度p大約為零度(從而表面82、 72大致平行于軸線X)，并且第二表面82還是部分限定狹槽70的表面72的一部分或與該表面72相同。然而在其他實(shí)施例中，(3可以是不同于零的角度，和/或表面82可具有與表面72不同的外形或輪廓。兩個(gè)沖擊表面76和82可用于在粉末流通過(guò)狹槽70離開(kāi)噴嘴之前在粉末流內(nèi)形成內(nèi)部紊流。此紊流有助于使粉末尤其是在密相粉末流的情形中霧化，由此以避免對(duì)作為霧化過(guò)程的一部分的大量加壓空氣的需求。因而即使對(duì)于密相粉末，在不添加大量霧化空氣的情況下，也能獲得從噴嘴狹槽70流出的良好霧化的粉末流，因而保持粉末的密相特征。此霧化和紊流還可用于有此需求時(shí)實(shí)現(xiàn)粉末在輸出噴射圖案形狀和方向內(nèi)的大致均勻的密度分布。部分限定狹槽70的表面72和74優(yōu)選沿足夠長(zhǎng)度的距離Y共同延伸，從而輸出噴射圖案大致沿出口或狹槽70軸線的方向，如由第三粗箭頭84所示。盡管取決于預(yù)期的出口噴射圖案，這不是必需的特征。角度a以及在某種程度上角度p可基于許多因素來(lái)選擇。由于相當(dāng)高速度的粉末流可能沖擊第一表面76，所以角度ct越陡，所產(chǎn)生的霧化和紊流越大。然而，較陡的角度可增加粉末顆粒在表面76上的沖擊熔化的量。如果附著于表面76的粉末的量增加，則可能損及噴嘴的總體性能。因此，在角度a有多陡上可存在折衷。我們已發(fā)現(xiàn)大約62。運(yùn)行良好，但是這僅是示例性的值并且對(duì)于具體應(yīng)用可根據(jù)需要改變。應(yīng)注意的是，盡管在該示例性實(shí)施例中第二傾斜角P(如所限定的)大約為零度，但是表面82向離開(kāi)第一阻礙表面76的粉末流提供 第二阻礙表面。換言之，方向箭頭80示出了粉末流以相當(dāng)陡的角度沖 擊第二表面82，從而促進(jìn)紊流和霧化。實(shí)際上，然后我們使用進(jìn)入第 一表面中的粉末流的動(dòng)能和動(dòng)量來(lái)形成霧化并產(chǎn)生預(yù)期的輸出噴射圖 案形狀、方向和重量/質(zhì)量分布。在一些應(yīng)用中，對(duì)于噴嘴外殼24或至 少對(duì)于阻礙表面76和其他的粉末可能沖擊的表面，可預(yù)期使用低沖擊 熔化材料，包括但不限于例如DelrinAFTM。第二表面82不僅可增加紊流，而且可與狹槽70的表面一 起用于將粉末流重新指回大致與軸線X平行的路徑84上或其他預(yù)期方 向上。如上文所述，流過(guò)區(qū)域32的粉末流的主質(zhì)量或容積將趨 于沿著軸線X。然而，細(xì)粉和其他較輕顆?？赡苴呌谘貎?nèi)表面28a散開(kāi)， 大量空氣也趨于在該內(nèi)表面28a處流動(dòng)。可選地，第三方向表面86可 設(shè)置在狹槽70的入口附近，以將這些外部顆粒重新指回到主粉末流中。 第三表面86可具有任何用以實(shí)現(xiàn)此結(jié)果的合適形狀，并且在該示例性 實(shí)施例中，第三表面86以彎曲凹面的形式實(shí)現(xiàn)。第一表面76以及在適當(dāng)?shù)那樾沃械诙砻?2可具有不同 于平直(如圖3的截面中所示)的輪廓，以便促進(jìn)霧化、質(zhì)量分布和紊流， 包括但不限于凹形和凸形輪廓、更復(fù)雜的輪廓等。參照?qǐng)D8和圖11，狹槽70不僅由第一和第二大致平行的 表面72、 74限定，而且由兩個(gè)橫向側(cè)壁88、 90限定。圖11是沿圖8 的線11-11截取的部分截面。側(cè)壁88、 90限定夾角0，在圖11的示例 中，該夾角e大約為90。。此角度大體決定了出口噴射圖案P的寬度， 而且還可與諸如添加空氣的量、角度a和(3、長(zhǎng)度Y等各種其他特征 一起影響該圖案內(nèi)的重量分布或噴射圖案的其他屬性。因此，角度e 可部分地基于出口噴射圖案的預(yù)期寬度來(lái)選擇。側(cè)壁88、 90可例如是機(jī)械加工的，或者整個(gè)噴嘴外殼24可與通過(guò)適當(dāng)模具形成的側(cè)壁88、 90 —起模制。注意角度0能被認(rèn)為源自虛頂點(diǎn)92處，并且側(cè)壁分別終 止于邊緣94、 96處，由此限定開(kāi)口98，粉末流通過(guò)該開(kāi)口 98進(jìn)入并 通過(guò)狹槽70。盡管不必需，但優(yōu)選開(kāi)口 98的例如橫截面面積大約與開(kāi) 口尺寸100、諸如過(guò)濾器28的出口端處的橫截面面積(圖3)相同，以便 保持恒定的流速。然而，當(dāng)角度e改變時(shí)，尺寸98也將改變。例如， 如果0為75°，假定所有其他尺寸保持相同的話則開(kāi)口 98的面積將更 小，并因而不再允許從過(guò)濾器28進(jìn)入狹槽70中的全流速。因此，虛 頂點(diǎn)92可移位，以便補(bǔ)償角度9的變化。在諸如75°的較小e的示例 中，頂點(diǎn)92將相對(duì)于圖11的90。位置左移(如圖11中所示)到適當(dāng)?shù)奈?置，使得開(kāi)口 98的尺寸與開(kāi)口 IOO的尺寸相匹配。相反，如果e較大， 比如110°，則虛頂點(diǎn)92將相對(duì)于圖11的90。位置向右移動(dòng)(如圖11中 所示)到適當(dāng)?shù)奈恢?，使得開(kāi)口 98的尺寸與開(kāi)口 100的尺寸相匹配。這 樣，無(wú)論夾角e多大，噴嘴22都將產(chǎn)生可重復(fù)的輸出流速?？商娲?或者除了移動(dòng)頂點(diǎn)92之外，也可改變表面72與74之間的狹槽70的 寬度或間隙，以調(diào)節(jié)狹槽70向從開(kāi)口 100流入狹槽70中的粉末提供 的總橫截面面積。當(dāng)然，可能存在這樣的應(yīng)用，其中不需保持開(kāi)口 98 與100之間的密切匹配，或者其中可使用失配來(lái)調(diào)節(jié)或改變輸出噴射 圖案或速度或其他特征。需要注意的是，根據(jù)所用的噴槍、預(yù)期的圖案形狀等，此 處所示的示例性實(shí)施例的各種噴嘴部件可以是任意選擇的。因此，在 一種更廣泛的意義上，本公開(kāi)致力于一種噴嘴，該噴嘴包括偏軸出口， 從而沿軸線(例如軸線X)的初級(jí)粉末流將遭遇至少一個(gè)阻礙、例如表面 76，以有助于使粉末霧化并產(chǎn)生紊流，從而進(jìn)一步促進(jìn)霧化以及包括 但不限于圖案形狀、重量分布、速度、方向等的出口噴射圖案的限定。 該噴嘴還可包括另外的諸如第二表面82、平行的表面狹槽70、彎曲的 過(guò)渡表面86、角度a、 p和e的變化等特征，且包括這些特征的可選子集和變形。本公開(kāi)還預(yù)期各種可通過(guò)使用上述特征中一個(gè)或多個(gè)來(lái)
實(shí)施的方法。例如， 一種用于使具有主要部分的粉末流霧化的方法， 該主要部分主要沿軸線流動(dòng)并對(duì)準(zhǔn)阻礙表面，以在通過(guò)相對(duì)于最初流 動(dòng)軸線偏軸的出口或狹槽離開(kāi)之前沿不同的方向重定向該流動(dòng)。另外 的步驟可包括當(dāng)粉末離開(kāi)出口或狹槽時(shí)將流動(dòng)重定向回到與初始流動(dòng) 軸線大致平行的方向，并且還僅使用單一出口或狹槽。已參照示例性實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了描述。在閱讀和理解 此說(shuō)明書之后，可想到修改和變更。期望包括所有這種修改和變更， 只要它們落在附屬權(quán)利要求或其等同物的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種用于粉末噴槍的噴嘴，包括噴嘴外殼和布置在所述噴嘴外殼內(nèi)的過(guò)濾器，所述噴嘴外殼具有粉末入口、出口、空氣入口，粉末通過(guò)所述出口作為噴射圖案離開(kāi)，來(lái)自所述空氣入口的空氣在粉末離開(kāi)所述噴嘴出口之前通過(guò)所述過(guò)濾器添加到所述粉末。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的噴嘴，其中所述過(guò)濾器是大致圓錐形的。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的噴嘴，其中所述過(guò)濾器包括截頭圓錐體。
4. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的噴嘴，其中所述過(guò)濾器包括中空本體。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的噴嘴，其中所述本體包括能滲透空氣的 材料。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的噴嘴，其中所述材料包括燒結(jié)的聚丙烯。
7. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的噴嘴，包括使所述粉末帶靜電的電極。
8. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的噴嘴，其中所述出口從所述過(guò)濾器的縱 向軸線沿徑向偏移。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的噴嘴，其中縱向流過(guò)所述噴嘴的粉末在 流過(guò)所述出口之前沖擊阻礙表面。
10. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的噴嘴，其中所述出口噴射圖案大致沿 著與所述過(guò)濾器的所述縱向軸線平行的軸線。
11. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的噴嘴，所述噴嘴布置在噴槍上。
12. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的噴嘴與密相或稀相粉末的供應(yīng)源結(jié)合o
13. —種用于粉末噴槍的噴嘴，包括噴嘴本體，所述噴嘴本體具有沿著主流動(dòng)軸線的用于粉末的流動(dòng) 路徑，所述噴嘴本體包括出口，所述出口相對(duì)于所述主流動(dòng)軸線偏軸， 使得沿所述主流動(dòng)軸線流動(dòng)的粉末被阻礙表面重定向到所述出口。
14. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的噴嘴，其中所述出口包括狹槽，所述狹槽從所述主流動(dòng)軸線沿徑向偏移。
15. 根據(jù)權(quán)利要求14所述的噴嘴，其中粉末以出口噴射圖案流過(guò) 所述狹槽，所述出口噴射圖案大致平行于所述主流動(dòng)軸線。
16. 根據(jù)權(quán)利要求15所述的噴嘴，其中所述狹槽包括兩個(gè)大致平 行的表面，所述兩個(gè)表面平行于所述主流動(dòng)軸線并從所述主流動(dòng)軸線 沿徑向偏移。
17. 根據(jù)權(quán)利要求14所述的噴嘴，包括位于所述噴嘴本體內(nèi)的能 滲透空氣的過(guò)濾器，用于在粉末通過(guò)所述出口之前向所述粉末添加空 氣。
18. 根據(jù)權(quán)利要求17所述的噴嘴，其中所述過(guò)濾器包括截頭圓錐 形內(nèi)表面，所述截頭圓錐形內(nèi)表面具有布置在所述狹槽的入口端附近 的出口端。
19. 根據(jù)權(quán)利要求18所述的噴嘴，其中所述過(guò)濾器出口端的橫截 面面積大約是與所述狹槽的所述入口端的橫截面面積相同的值。
20. 根據(jù)權(quán)利要求18所述的噴嘴，其中所述過(guò)濾器內(nèi)表面的一部 分與所述狹槽的內(nèi)表面連續(xù)。
21. 根據(jù)權(quán)利要求20所述的噴嘴，其中所述狹槽內(nèi)表面包括曲面， 所述曲面鄰近所述過(guò)濾器內(nèi)表面的所述部分，從而在所述過(guò)濾器內(nèi)表 面附近流動(dòng)的粉末在離開(kāi)所述狹槽之前重定向到中心流動(dòng)部中。
22. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的噴嘴，其中粉末以噴射圖案流過(guò)所述 出口 ，所述噴射圖案大致平行于所述主流動(dòng)軸線并從所述主流動(dòng)軸線 沿徑向偏移。
23. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的噴嘴與噴槍結(jié)合。
24. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的噴嘴與包括粉末供應(yīng)源的粉末噴涂系統(tǒng)結(jié)合。
25. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的噴嘴，其中所述出口包括具有入口部 的狹槽，所述噴嘴本體包括截頭圓錐形內(nèi)表面，所述截頭圓錐形內(nèi)表 面具有布置在所述狹槽的所述入口部附近的出口端，并且所述阻礙表 面包括將粉末流從所述主流動(dòng)軸線朝著所述狹槽的所述入口部重定向 的傾斜表面。
26. 根據(jù)權(quán)利要求25所述的噴嘴，其中所述傾斜表面在橫截面中 相對(duì)于所述主流動(dòng)軸線成角度a，使得沿所述主流動(dòng)軸線流動(dòng)的粉末撞 擊所述傾斜表面并朝著所述狹槽入口部重定向。
27. 根據(jù)權(quán)利要求26所述的噴嘴，其中所述角度a為大約45。到 大約85°。
28. 根據(jù)權(quán)利要求26所述的噴嘴，其中所述角度a為大約55°到大約70°。
29. 根據(jù)權(quán)利要求26所述的噴嘴，其中所述角度a為大約60°到 大約64°。
30. 根據(jù)權(quán)利要求25所述的噴嘴，其中所述傾斜表面包括低沖擊 熔合塑料。
31. —種用于噴射粉末噴涂材料的方法，包括如下步驟 使粉末最初沿著第一路徑流動(dòng)，使所述粉末沖擊第一表面以改變所述粉末的流動(dòng)方向，并使所述粉末離開(kāi)開(kāi)口以產(chǎn)生噴射圖案。
32. 根據(jù)權(quán)利要求31所述的方法，其中所述噴射圖案從所述第一 路徑沿徑向偏移。
33. 根據(jù)權(quán)利要求32所述的方法，其中所述噴射圖案大致平行于 所述第一路徑。
全文摘要
一種用于粉末噴槍(12)的噴嘴，該噴嘴可選地包括內(nèi)部過(guò)濾器(28)，該過(guò)濾器允許空氣添加到噴嘴外殼(24)內(nèi)的粉末流?？蛇x地，該噴嘴可包括相對(duì)于粉末進(jìn)入噴嘴外殼(24)的主流動(dòng)軸線偏軸的出口狹槽(30b)，使得粉末在通過(guò)出口狹槽(30b)離開(kāi)之前遭遇阻礙。
文檔編號(hào)B05B7/14GK101678377SQ200880015251
公開(kāi)日2010年3月24日 申請(qǐng)日期2008年4月21日 優(yōu)先權(quán)日2007年5月9日
發(fā)明者布賴恩·D·馬瑟, 杰弗里·愛(ài)德華·戴麗達(dá)斯, 特倫斯·M·富爾克松, 約瑟夫·G·施羅德, 邁克爾·R·桑納 申請(qǐng)人:諾信公司