靜電噴槍用于將涂覆料(例如涂料)噴涂至接地物體上。靜電噴槍通常使電荷穿過槍。如果接地物體過于靠近靜電噴槍，則可能存在在噴槍與接地物體之間產(chǎn)生電弧的風(fēng)險(xiǎn)。這是所不希望的，原因在于噴槍噴涂的涂覆料是可燃的并且可以由電弧點(diǎn)火。

接地物體可以從許多方向接近靜電噴槍。靜電噴槍可能不能夠檢測(cè)來(lái)自每個(gè)方向接近的物體。也就是說(shuō)，接地物體可以從相對(duì)于噴槍的盲點(diǎn)接近靜電噴槍。因此，需要實(shí)質(zhì)上消除盲點(diǎn)并且可以檢測(cè)從實(shí)質(zhì)上任意方向接近噴槍的接地物體的靜電噴槍。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

在根據(jù)本公開的一個(gè)實(shí)施例中，一種靜電噴涂設(shè)備包括具有第一外部表面和第二外部表面的靜電噴槍。第一電極布置于第一外部表面上，并被配置為使材料離子化并在所述第一電極與接地物體之間產(chǎn)生第一電場(chǎng)。第二電極布置在所述設(shè)備的所述第二外部表面上，并被配置為在所述第二電極與接地物體之間產(chǎn)生第二電場(chǎng)。

在根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例中，一種靜電噴槍包括具有前表面、第一側(cè)表面和第二側(cè)表面的槍管。所述槍還包括至少部分地從所述槍管的所述前表面突出的第一針狀電極。噴氣嘴附接至所述槍的所述前表面，并被配置為在所述第一針狀電極附近分配涂料液滴。所述槍還包括至少部分地從所述槍管的所述第一側(cè)表面突出的第二電極。所述槍還包括至少部分地從所述槍管的所述第二側(cè)表面突出的第三電極。

附圖說(shuō)明

圖1是具有布置在靜電噴槍的前表面上的第一電極和布置在噴槍側(cè)表面上的第二電極的靜電噴涂設(shè)備的側(cè)平面圖。

圖2是示出在噴槍的前表面上的第一電極、布置在槍的側(cè)表面上的第二電極和布置在噴槍另一側(cè)表面上的第三電極的靜電噴槍的俯視平面圖。

圖3是靜電噴槍的部分橫截面圖。

圖4是第二電極的側(cè)平面圖。

具體實(shí)施方式

圖1是靜電噴涂設(shè)備10的側(cè)平面圖。靜電噴涂設(shè)備10包括靜電噴槍12。靜電噴槍12包括槍管14，槍管14包括前表面16、第一側(cè)表面18、第二側(cè)表面20、第三側(cè)表面22和后表面24。靜電噴槍12還包括第一電極26、噴氣嘴28、護(hù)環(huán)30和第二電極32。靜電噴槍12還包括安裝塊34、接縫36、空氣配件38、噴涂配件40和電荷倍增器42。控制器44是靜電噴涂設(shè)備10的一部分并且也在圖1中示出。還示出了機(jī)械裝置46。

如圖1中所示，第一側(cè)表面18是平坦的，并定義槍管14的一側(cè)。第二側(cè)表面20是第一側(cè)表面18的鏡像并在圖2中示出。第三側(cè)表面22橫跨于第一側(cè)表面18和第二側(cè)表面20之間。如所示，第三側(cè)表面22具有弧形輪廓，但在其他實(shí)施例中也可以是平坦的。后表面24布置在槍管14的相對(duì)于前表面16的相對(duì)側(cè)上。第一電極26是針狀電極并從前表面16突出.噴氣嘴28通過護(hù)環(huán)30固定至前表面16。第二電極32從第一側(cè)表面18突出。

將槍管14安裝至安裝塊34。接縫36形成在槍管14與安裝塊34的界面處?？諝馀浼?8和噴涂配件40附接至安裝塊34。電荷倍增器42也附接至安裝塊34?？刂破?4與電荷倍增器42連接。安裝塊34將靜電噴槍12附接至機(jī)械裝置46，所述機(jī)械裝置可以是在操作期間能夠移動(dòng)靜電噴槍12的機(jī)械臂。

圖2是靜電噴槍12的俯視平面圖。靜電噴槍12包括第二側(cè)表面20和第三電極48。圖2還示出了第一接地物體50、第二接地物體52、第三接地物體54、第一電場(chǎng)56、第二電場(chǎng)58、第三電場(chǎng)60和離子化的涂料液滴62。取決于接地物體的位置，可以形成附加電場(chǎng)56′、58′和60′，并用虛線示出。

如圖2中所示，第三電極48從第二側(cè)表面20突出。除第一電極26、第二電極32和第三電極48之外，靜電噴槍12的其他實(shí)施例可以包括附加電極。如圖2中所示，第二電極32和第三電極48布置在槍管14大致相對(duì)側(cè)上。但在其他實(shí)施例中，第二電極32和第三電極48可以相對(duì)于彼此布置在槍管14的任意其他位置處。例如，第二電極32可以布置在第一側(cè)表面18上，并且第三電極48可以布置在第三表面22或后表面24上。

第一接地物體50、第二接地物體52和第三接地物體54位于靜電噴槍12周圍。在第一電極26與第一接地物體50之間產(chǎn)生第一電場(chǎng)56。在第二電極32與第二接地物體52之間產(chǎn)生第二電場(chǎng)58。在第三電極48與第三接地物體54之間產(chǎn)生第三電場(chǎng)60。涂料液滴從噴氣嘴28分配，并由第一電極26離子化。離子化的涂料液滴62顯示為朝向第一接地物體50行進(jìn)，以用離子化的涂料液滴62涂布第一接地物體。

操作中，將電荷供應(yīng)至靜電噴槍12的部分。由控制器44產(chǎn)生電荷?？刂破?4與靜電噴槍12連接?？刂破?4產(chǎn)生電荷，使得靜電噴槍12與地之間的電位差范圍在約5伏特至約15伏特之間。電荷被傳送至電荷倍增器42并增加。電荷倍增器42是靜電噴槍12的一部分。電荷倍增器42將靜電噴槍12與地之間的電位差增加至范圍從20千伏(kV)至約150kV的值。由電荷倍增器42產(chǎn)生的特定電荷可以取決于靜電噴槍12是自動(dòng)靜電噴槍還是手持靜電噴槍。

如圖1和圖2中所示，靜電噴槍12是自動(dòng)靜電噴槍。自動(dòng)靜電噴槍被配置為與機(jī)械裝置(例如繞待涂布的物體移動(dòng)靜電噴槍12的機(jī)械裝置46)接合。安裝塊34可以用于將靜電噴槍12與器件46接合。自動(dòng)靜電噴槍也可以編程以控制由靜電噴槍12分配的噴涂量。手持靜電噴槍由人類操作者手動(dòng)地操作，并通常具有允許操作者控制涂料液滴62的流動(dòng)的觸發(fā)器。自動(dòng)靜電噴槍通常具備產(chǎn)生100kV或超過100kV的靜電噴槍12與地之間的電位差的電荷，而手持式靜電噴槍通常具備產(chǎn)生85kV或低于85kV的電位差的電荷。

將電荷倍增器42產(chǎn)生的電荷提供給第一電極26、第二電極32和第三電極48。電荷倍增器42產(chǎn)生的電荷還在電荷倍增器42與各電極26、32和48之間的位置處產(chǎn)生電荷。那些位置包括安裝塊34、接縫36和槍管14。

將用于涂布第一接地物體50的空氣和涂料的供應(yīng)從外部源提供給靜電噴槍12?？諝馀浼?8接收空氣，并且噴涂配件40接收涂料?？諝夂屯苛贤ㄟ^安裝塊34路由至槍管14?？諝夂屯苛蠌膰姎庾?8分配至第一電極26附近的位置。涂料通過稱為電暈充電的過程由第一電極26離子化。在電暈充電中，用如上文所述來(lái)自電荷倍增器42的電荷供應(yīng)例如表示第一電極26的針狀電極的尖端電極。這在第一電極26處產(chǎn)生了強(qiáng)烈的電場(chǎng)，其將周圍空氣分子分解，并創(chuàng)建將其自身附接至涂料液滴62的離子。第一電場(chǎng)56還有助于將離子化的涂料液滴62驅(qū)動(dòng)至第一接地物體50，這使更高百分比的離子化涂料液滴62到達(dá)第一接地物體50，而不是錯(cuò)過第一接地物體50或被周圍氣流掃除。

靜電噴槍12可以被配置為移動(dòng)以更好地涂布第一接地物體50。也就是說(shuō)，靜電噴槍12能夠朝向或遠(yuǎn)離第一接地物體50或向上或向下或向側(cè)面橫跨第一接地物體50的表面移動(dòng)。備選地，靜電噴槍12可以是靜止的，并且第一接地物體50能夠相對(duì)于靜電噴槍12移動(dòng)。

第一電極26、第二電極32和第三電極48均被配置為與接地物體產(chǎn)生電場(chǎng)。如以下進(jìn)一步討論的，如果靜電噴槍12與接地物體足夠靠近以致于造成形成電弧的風(fēng)險(xiǎn)，則在電極26、32或48之一與接地物體之間產(chǎn)生電場(chǎng)可以有助于防止在靜電噴槍12與接地物體之間形成電弧。在存在形成電弧的風(fēng)險(xiǎn)的情況下，靜電噴槍12與接地物體可以彼此間隔的距離取決于提供給靜電噴槍12的電荷。作為非限制性示例，如果靜電噴槍12具備靜電噴槍12與地之間的產(chǎn)生約100kV電位差的電荷，則在從相距5英寸(127毫米)至相距約7英寸(177毫米)范圍中變化的靜電噴槍12與接地物體之間的距離可產(chǎn)生形成電弧的風(fēng)險(xiǎn)。

如果在電極26、32或48之一與接地物體之間的距離形成電場(chǎng)，則可使其間的空氣分子離子化。對(duì)空氣分子的離子化進(jìn)行主動(dòng)地控制，使得控制器44和電荷倍增器42將電荷不斷地供應(yīng)給電極26、32和48。在電極26、32和48與接地物體之間的空氣分子的離子化減小了靜電噴槍12與接地物體之間的電位差。減小靜電噴槍12與接地物體之間的電位差降低了兩個(gè)物體之間的快速放電的風(fēng)險(xiǎn)。因此，降低了形成電弧的風(fēng)險(xiǎn)。

如果靜電噴槍12與接地物體持續(xù)吸引更靠近彼此，則由二者之間的電場(chǎng)導(dǎo)致的離子化將繼續(xù)將靜電噴槍12與接地物體之間的電位差減小至該差將是零伏特或接近零伏特的點(diǎn)。下文論述顯示分別與第一接地物體50、第二接地物體52和第三接地物體54相互作用的第一電極26、第二電極32和第三電極48的更具體的示例。

如圖2中所示，第一電極26位于槍管14上前表面16處。第一電極26可以在其自身與第一接地物體50之間形成第一電場(chǎng)56。另外，第一電極26可以在其自身與接近前表面16的本質(zhì)上任意物體之間形成電場(chǎng)。然而，前表面16阻止接近第一側(cè)表面18或第二側(cè)表面20的第一電極26相對(duì)于接地物體的電場(chǎng)的形成。這是由于前表面16(第一電極26從其延伸)垂直于第一側(cè)表面18和第二側(cè)表面20。例如，圖2示出了分別布置在第一側(cè)表面18和第二側(cè)表面20附近的位置處的第二接地物體52和第三接地物體54，其中在第一電極26與第二接地物體52或第三接地物體54之間無(wú)法形成電場(chǎng)。因此，第二接地物體52和第三接地物體54位于相對(duì)于第一電極26的“盲點(diǎn)”處。為演示這一點(diǎn)，第一電極26可以形成的一些可能電場(chǎng)使用虛線示出為在圖2中的附加電場(chǎng)56’。

圖2還顯示了位于槍管14上第一側(cè)表面18處的第二電極32。第二電極32可以在其自身與第二接地物體52之間形成第二電場(chǎng)58。此外，第二電極32可以在其自身與接近第二側(cè)表面20和第三側(cè)表面22的本質(zhì)上任意接地物體之間形成電場(chǎng)。電場(chǎng)可以在第三側(cè)表面22周圍形成，原因在于如所示的第三側(cè)表面22具有弧形輪廓并且電場(chǎng)可以在它的一部分周圍延伸。第二電極32還可以在其自身與接近前表面16的一些接地物體之間產(chǎn)生電場(chǎng)，這是因?yàn)殡妶?chǎng)可以與第一側(cè)表面18平行地突出。第二電極32可以形成的一些可能電場(chǎng)使用虛線示出為在圖2中的附加電場(chǎng)58′。如圖1中所示，第二電極32定位在接近接縫36的位置處，以允許第二電極32在其自身與接近接縫36的接地物體之間形成電場(chǎng)。

圖2還示出了位于槍管14上第二側(cè)表面20處的第三電極48。第三電極48可以在其自身與第三接地物體54之間形成第三電場(chǎng)60。此外，第三電極48可以在其自身與接近第二側(cè)表面20和第三側(cè)表面22的本質(zhì)上任意接地物體之間形成電場(chǎng)。電場(chǎng)可以在第三側(cè)表面22周圍形成，原因在于如所示的第三側(cè)表面22具有弧形輪廓并且電場(chǎng)可以在它的一部分周圍延伸。第三電極48還可以在其自身與接近前表面16的一些接地物體之間產(chǎn)生電場(chǎng)，這是因?yàn)殡妶?chǎng)可以與第二側(cè)表面20平行地突出。第三電極48可以形成的一些可能電場(chǎng)使用虛線示出為在圖2中的附加電場(chǎng)60′。第三電極48定位在第二側(cè)表面20上與第二電極32實(shí)質(zhì)上相對(duì)的位置處。因此，第三電極48還定位在接近接縫36以允許在其自身與接近接縫36的接地物體之間的電場(chǎng)。如果接地物體將接近后表面24是可能的，則在不脫離本發(fā)明范圍的情況下，電極26、32或48可以放置在該表面上。類似地，如果需要電極26、32或48可以放置在第三表面22上。

上述示例闡述其中各電極與不同接地物體相互作用的實(shí)例。還預(yù)期接地物體可以從其中兩個(gè)或更多個(gè)電極可與該物體產(chǎn)生電場(chǎng)的方向接近靜電噴槍12。這是因?yàn)榇嬖趤?lái)自電極的電場(chǎng)能夠重疊的多個(gè)位置。兩個(gè)電極可以在同一接地物體的不同部分之間形成電場(chǎng)也是可能的。

如上所述，第一電極26、第二電極32和第三電極48可以有助于通過允許電極之一與接地物體之間發(fā)生離子化而防止電弧形成。也可以采取附加措施一幫助防止電弧形成。例如，控制器44可以編程為檢測(cè)第一電極26、第二電極32或第三電極48與之間的電位差的下降。這種電位的下降可以是接地物體正靠近靜電噴槍12的指示符。如果控制器44檢測(cè)到第一電極26、第二電極32或第三電極48與地之間的電位差的改變超過編程的閾值變化率，則控制器44可以另外地編程以關(guān)斷靜電噴槍12。

除使用上述第一電極26、第二電極32和第三電極48之外，可以采取防止電弧形成的另一措施可以是在靜電噴槍12中的特定位置處提供電介質(zhì)屏蔽。電介質(zhì)屏蔽涉及使用機(jī)械裝置防止電進(jìn)入非期望的位置。例如，電氣組件(例如導(dǎo)線)可以由絕緣材料圍繞。一些方法包括使用絕緣材料的同心環(huán)圍繞靜電噴槍12的電氣組件或使用電介質(zhì)油脂(例如基于硅酮的油脂)來(lái)涂布電氣組件。接縫36也可以使用電介質(zhì)油脂涂布。

圖3是靜電噴槍12的部分橫截面圖。圖3包括電路組件64和電阻器66。如圖3中所示，電荷倍增器42布置在靜電噴槍12內(nèi)。電路組件64由導(dǎo)電材料制成，并與電阻器66連接。電阻器66與第一電極26、第二電極32和第三電極48的每一個(gè)連接。

在操作中，如先前陳述的，電荷倍增器42增加由控制器44提供的電荷。電荷被輸運(yùn)通過電路組件64和電阻器66并且進(jìn)入第一電極26、第二電極32和第三電極48中。電阻器66使在每個(gè)電極處的電壓小于在電荷倍增器42處產(chǎn)生的電荷。例如，如果電荷倍增器42產(chǎn)生電荷，其中在靜電噴槍12與地之間的電位差是約100kV，則在每個(gè)電極與地之間的電位差可以是約80kV。

圖4是第二電極32的側(cè)平面圖。第二電極32包括基底68和外表面70。外表面70包括離子化尖端72?；?8是圓柱形的。外表面70是圓錐形的。外表面70的直徑在基底68附近是最大的。外表面70的直徑隨外表面70從基底68向外延伸而逐漸減小以形成離子化尖端72。

在操作中，基底68布置在槍管14的第二側(cè)表面20內(nèi)，并且外表面70從第二側(cè)表面20突出。將電荷供應(yīng)給使離子化尖端72周圍的空氣離子化的第二電極32。第三電極48可以被配置為與第二電極32實(shí)質(zhì)上相同。第二電極32與第一電極26的不同之處在于第二電極32不是針狀電極。這是因?yàn)榈谝浑姌O26的針狀形狀有助于使涂料液滴62離子化。因?yàn)榈诙姌O32和第三電極48不用使涂料液滴62離子化，它們不必具有針狀形狀。

存在使用靜電噴涂設(shè)備10的許多原因，這些原因包括以下非限制性原因。例如，將第一電極26、第二電極32和第三電極48定位于靜電噴槍12周圍，給予靜電噴槍12在其自身與從實(shí)質(zhì)上任意方向接近其的接地物體之間產(chǎn)生電場(chǎng)的能力。這意味著無(wú)論接地物體從哪個(gè)方向接近，均可以在接地物體與靜電噴槍12的電極之間發(fā)生離子化。

使用靜電噴涂設(shè)備10的另一原因是將第二電極32或第三電極48定位于接縫36附近可以有助于消除接縫36處的電弧作用。當(dāng)電荷經(jīng)過槍管14與安裝塊34之間的接合表面(例如接縫36)時(shí)，可能產(chǎn)生電弧。因此，如上文所述，將第二電極32和第三電極48布置在鄰近接縫36的位置處可以有助于防止接縫36與接地物體之間的電弧作用的風(fēng)險(xiǎn)。

雖然已經(jīng)參照優(yōu)選實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了描述，本領(lǐng)域技術(shù)人員將會(huì)認(rèn)識(shí)到的是，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的情況下，可以實(shí)現(xiàn)形式和細(xì)節(jié)上的修改。