專利名稱：用于噴涂液體涂覆產品的噴射器裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種用于噴涂一種細液滴形式的液體涂覆產品的噴射器/噴霧器裝置，所述噴射器裝置通常叫做噴射器轉筒；它用于噴涂任何類型的例如液體涂料或清漆。本發明還涉及任何裝備有這種噴射器裝置的旋轉頭噴射器。本發明優選的是用一種很高轉速，通常大約為每分鐘50000-100000轉應用到一種噴射器。
背景技術：
該技術領域的技術人員已知許多種類型的在高速下旋轉的轉筒或錐形體形式的涂覆產品噴射器裝置。待涂覆的產品在轉筒的內部表面上流動，并且由于離心力的作用，到達轉筒的邊緣，從上述轉筒的邊緣它被以細液滴的形式噴射。轉筒通常如此成形，以便面向待涂覆物體的表面是球形凹面，經常是截錐形表面。例如，文獻EP0951942介紹了一種具有一截錐形分配表面的轉筒。
文獻US692631介紹了一種外部帶電旋轉式靜電裝置，用于以線狀物形式分散一種液體，當液體通過分散和它的更易揮發的成分蒸發而在空氣中固化時，上述線狀物形成若干織物纖維。由于液體受到一個電場的影響，所以各纖維是在旋轉裝置的外面形成，上述電場是在位于旋轉裝置下游的兩個電極之間產生。這個文獻沒有涉及各種液體涂覆產品的靜電噴涂。而且，由于僅靠離心力作用，旋轉速度不足以噴涂液體。當液體進入其中存在電場的區域時，液體取一種薄層的形式。
該技術領域的技術人員知道，為了得到細而規整的噴射，液體散布在分配表面上直到噴涂邊緣時的規整性具有特別重要的意義。尤其是，在旋轉時進入轉筒內部的大量空氣可以在散布于分配表面上的液體薄膜上產生摩擦作用，上述摩擦作用對于散布和噴涂質量具有一種有益的影響。然而，不一定涉及旋轉賦予這種大量空氣，上述旋轉被限制在噴射器轉筒空腔的內部。
美國專利2,658,472介紹了一種噴射器圓錐體，所述噴射器圓錐體的內部具有若干朝向分配表面的液體噴射管嘴。這些管嘴的存在干擾在旋轉時大量空氣進入噴射器錐形體的內部。而且，上述各管嘴在離噴射器邊緣一很短的距離處淀積液體，而不利于流體在從錐形體邊緣噴射之前在上述分配表面上的正確散布。
發明內容
本發明提出一種旋轉噴射器裝置，所述旋轉噴射器裝置具有一種若干部件的組合，上述這些部件聯合操作，以便得到一種很細的噴射，所述噴射具有極接近的液滴直徑分布，同時產生一種改良的涂層外觀，尤其是在一種涂料情況下。
更確切地說，本發明提供一種液體涂覆產品噴射器裝置，它包括一個發散式離心偏流器，所述發散式離心偏流器具有一個噴射器邊緣，并適合于被驅動繞一旋轉軸線旋轉，其特征在于它包括一個管狀套筒，所述管狀套筒形成或容納一種液體進料管；上述離心偏流器具有一個連續的分配表面，所述連續的分配表面在上述套筒和上述噴射器邊緣之間延伸；這種分配表面總體上具有一種澆注漏斗的形狀；及它包括用于使至少一部分上述液體在基本上是徑向方向上朝上述澆注漏斗形分配表面的最里面部分偏轉的裝置。
可以認為，這種分配表面與噴射器轉筒的空腔由于液體沉積在錐形體后面而沒有注射器這一事實相結合，優化了在噴射器轉筒空腔中旋轉的空氣對在分配表面上流動的液體薄膜的作用。這達到了當液體朝噴射器邊緣移動時上述分配表面上液體(通常是涂料)層的顯著變薄，和這一層的一種規整厚度。當液體朝噴射器邊緣移動時液體層的變薄也可以在垂直旋轉軸線的方向上，由于分配表面“喇叭”形狀的原因，有助于基本分配環表面積的很大增加，這種表面積增加和與離軸線的距離有關的液體離心速度的增加相結合。
還應該注意，這種表面的喇叭形狀有利于借助一種注入的液體清洗產品代替待噴射的液體進行良好的清洗。更確切地說，這個表面沒有不連續性，上述不連續性可以造成待噴射的液體某些成分，尤其是某些顏料的不希望有的集聚。
正如該技術的技術人員已知的，噴射器邊緣可以是一種銳邊或者帶缺口。可以在鄰近噴射器邊緣的這個表面中印上條紋或是將其在分配表面上。
在一個實施例中，在沿著上述旋轉式轉筒的旋轉軸線所取的半剖面中分配表面的外形基本上是指數曲線。這種剖面外形也可以具有一種用一種具有快增加速率的函數表示的曲線形狀，如y＝x2或y＝xn、或這種類型函數的任何線性組合、或類型y＝ax，該指數函數是一種特殊情況。所謂快速增加速率的函數指的是任何其導數隨變量而增加的函數。還可以采用一種雙曲線剖面作為該外形。上述各種類型曲線的線性組合同等適用。
一般，任何一種中心進料(亦即將液體軸向注入套筒)與一上述類型分配表面相結合的旋轉式噴射器轉筒都屬于本發明的范圍之內。
按照另一個有利的特點，轉筒裝置包括一個分配器，所述分配器安裝成與套筒軸向對準，并延伸至偏流器的后面，分配器包括一個芯件和若干徑向通道，上述芯件形成一個液體軸向流動的障礙物，而上述若干徑向通道設置在芯件后部，以便至少使較大部分的液流導向分配表面。
根據下面一種液體涂覆產品噴射器裝置的一個實施例的說明，本發明將更好理解，并且本發明的一些優點將變得顯而易見，上述實施例說明僅是作為例子并參照附圖給出。
圖1是一種噴射器轉筒沿著圖2的線段I-I所取的軸向剖面圖；圖2是朝圖1中箭頭II方向看的視圖；圖3是沿著圖1的線段III-III所取的剖面圖；
圖4是圖1的其中一部分IV的放大圖。
具體實施例方式
附圖示出一種液體噴射器裝置11，所述液體噴射器裝置包括一個環形件12，上述環形件12適合于被驅動旋轉并繞一主軸線X’X在一比較高的速度下旋轉。該裝置尤其適合于靜電噴涂液體涂覆產品如涂料或清漆。環形件12主要包括一個管狀軸向套筒13，所述管狀軸向套筒13通過一個發散式離心偏流器14向前延伸，上述發散式離心偏流器14具有一個環形噴射器邊緣15。套筒13構成或適配一個液體進料管。待噴射的液體朝前方傳播直至它到達一個在套筒和噴射器邊緣之間延伸的連續的分配表面18時為止。套筒13安裝在一驅動裝置空心軸的未端處，上述驅動裝置未示出。驅動裝置常規是一個壓縮空氣透平。在所述例子中，待噴射的液體通過一個在透平的空心軸中和在套筒中的注射器17加入。上述液體朝前方流動，并散布在上述分配表面18上。上述套筒13包括一個螺紋部分20，利用上述螺紋部分20可以將套筒13固定到透平的軸上。作為這種措施的一種可供選擇的方案，它可以用磁力固定，如文獻FR2805182中所述。
上述分配表面18具有一種澆注漏斗的總體形狀，并且離開套筒13更確切地說離開注射器17的液體成一層薄膜分配在分配表面上，并朝噴射器邊緣方向移動，在上述噴射器邊緣處，液體由于離心力的作用以一種細液滴形式噴射。在一種靜電噴射器裝置情況下，離心偏流器14至少部分地用一種導電材料制成。上述離心偏流器14一般是在約100kV的高負電位下，而待噴漆的物體接地。
圖1示意出與偏流器14電氣連接的高電壓源19。上述偏流器可以例如用金屬制成，或者是內部用導電層覆蓋。
高電場在噴射器邊緣15附近的作用有助于使薄膜粉碎成許多細液滴，正象離心力的作用一樣。由于它的大曲率半徑，離心發散偏流器，如喇叭形偏流器的連續分布把電場集中在具有最小曲率半徑的區域中，亦即集中在噴射器的邊緣，更精確地說集中在液滴通過基本上是機械作用形成的地方。因此，喇叭形形狀有利于所有的有助于在噴射器邊緣處合適地進行液體噴射的手段，亦即一種機械效應和一種靜電效應。
分配表面18的球形形狀是一種澆注漏斗形狀。換句話說，面向待覆蓋物體的上述分配表面是一種球形凸面。分配表面在沿著旋轉軸線所取的半剖面中具有一種指數曲線形狀。
包括套筒和離心偏流器的環形件12適配用于使一部分液體基本上朝分配表面18最里面部分沿基本徑向方向偏流的裝置。在這個例子中，這是一個分配器22，所述分配器22在軸向上與套筒13對準，并且一部分延伸到偏流器14的后面。這個分配器的功能是使軸向上加入的液體偏轉，以使較大部分液流射向分配表面18的最里面區域。分配器22具有一個芯件24，所述芯件24給液體的軸向流動提供一個障礙物。分配器具有若干通向芯件后部的徑向通道26。芯件24具有一個環形側表面28，所述環形側表面28面向分配表面18最里面區域，并與該分配表面18的最里面區域保持一個距離，以便與上述表面一起限定一個使上述徑向通道延伸的環形通道30。尤其是，分配器22包括一個管狀環形件32，所述管狀環形件32具有一個固定到軸向套筒13內部的后面安裝部分34。注射器17收尾于一個噴嘴，所述噴嘴插入安裝部分34的軸向空腔，同時面向芯件24的后面。各徑向通道26在上述安裝部分和芯件24之間通過環形件32中的三個切口形成。實際上，環形件32的這三個切口余下部分僅形成3個橋形件36，所述3個橋形件36在圓周上相互偏置120°，并將上述安裝部分34聯結到芯件24上。因此，在軸向上穿過套筒13注入的較大部分液體都通過環形件32，直到它撞擊到芯件24的后表面上，并繼續在徑向上流動直到分配表面18，當液體朝前面方向行進直至噴射器邊緣15時，液體散布在上述分配表面18上。
而且，偏流器的最中心部分在內部與一個環形磨損件50對齊，上述環形磨損件50與分配表面18的最里面部分形成為整體。尤其是，該環形(磨損)件的可見內部表面在不中斷連續性情況下接合和延伸分配表面18。它是整體徑向上在徑向通道26外部并且面向徑向通道26。環形磨損件可以是套裝在偏流器的后部中。在這種情況下，它被設計成可定期替換。作為這種措施的一個可供選擇的方案，該環形(磨損)件可以用一種十分耐磨的材料(陶瓷，硬質金屬等)制成，或者至少它的面向徑向通道26的內表面可以覆蓋一種耐磨材料例如一氮化鈦。另一種可供選擇的方案是至少分配表面18的最里面部分(亦即面向徑向通道26部分)覆蓋一層耐磨材料。
芯件24包括4個發散通道38，上述發散通道38在該芯件的后表面和一個在上述芯件前面部分中圍繞一個軸向通道40的環形對接表面39之間延伸。在各通道前面小孔外部，環形對接表面39通過一個圓表面42延伸，上述圓表面42在切向上與芯件的前表面合并。芯件包括一個第一插件44，所述第一插件44固定到分配器的前面部分中，更確切地說，固定到環形件32的前面。面向各發散通道38的小孔的環形對接面39和延伸環形對接面39的軸向通道40限定在插件44中。該阻塞件后部的圓筒形外殼容納一個包括所述4個發散通道的第二插件46。
在上述例子中，分配器22，更具體地說環形件32是壓力裝配在套筒13內部，而第一插件44是壓力裝配在上述分配器前面部分內部。插件46是壓力裝配在插件44內部。作為這種措施的一種可供選擇的方案，各通道38可以用插件46外表面上或上述插件外殼內表面上的若干花鍵代替。所有這些構件都可以用塑料或金屬制造。它們的功能如下。
當液體在壓力下進入注射器17時，它撞擊在芯件24的后表面上，并且部分地在徑向方向上偏轉，以便它到達分配表面18的背面。由于離心力的作用，液體繼續在這個表面上散布，同時形成一種薄膜，隨著液體朝噴射器邊緣前進，薄膜變得越來越薄。當液體到達噴射器邊緣時，它被以細液滴形式噴射。
小部分液體進入發散通道38并撞擊在環形對接面39上。液體的這種二次流動繞軸向通道40的圓表面42前進，而不朝前面方向噴射，和徑向上向外在分配器的前表面上前進，直至它與沿著分配表面18流動的液體主流重新匯合。由于這種情況，分配器的前面一直用液體潤濕。如果液體是涂料或清漆，則因此沒有它在分配器表面上干燥的危險。另外，噴射器裝置可以很容易通過注射一種清洗液代替液體涂覆產品進行清洗。
應該注意，分配器22的最大直徑與噴射器邊緣直徑的比值可以是從5％至60％。上述比值優選的是從10％至40％。對于專門設計成靜電涂布涂料的裝置，噴射器邊緣的直徑一般為25mm-100mm。
各種變體包括用一個徑向壁代替分配器22，上述徑向壁安裝到環形件上，并包括一個具有若干孔的環，這種配置是該技術的技術人員所已知的。
當然，本發明還包括任何液體噴射器，尤其是任何涂料或清漆噴射器，所述液體噴射器包括一種如上所述的噴射器裝置。這種噴射器一般包括一個旋轉式驅動系統，例如一種壓縮空氣透平，上述旋轉式驅動系統含有噴射器裝置、并適合于在軸向上將待噴射的液體注入套筒內部。噴射器一般是通過一個高壓電源完成，所述高壓電源將高壓加到離心式偏流器14上(偏流器14是導電的，例如用金屬制造)。如上所述，旋轉速度可以是從每分鐘50000轉到每分鐘100000轉，并且剛才說明的裝置在一很寬的速度范圍內提供一種很細和很標準的噴射(在液滴尺寸上具有一小的散布)的能力很顯著。尤其是，現已發現，即旋轉速度低于上述速度范圍，噴射仍然很好。在一種合格的噴射情況下，旋轉速度可以降到每分鐘20000轉。也可以有利的是，提供用于將清潔空氣送入分配器22內部的裝置，以便空氣通過環形通道30和/或通道40排出，來減少喇叭口中心處的壓降，從而可以將涂覆產品部分干燥的液滴導向分配器的前表面。
權利要求
1.一種液體涂覆產品噴射器裝置，包括一個發散式離心偏流器(14)，所述發散式離心偏流器(14)具有一個噴射器邊緣(15)，并適合于被驅動繞一旋轉軸線旋轉，其特征在于它包括一個管狀套筒(13)，所述管狀套筒(13)形成或者容納一個液體進料管；所述離心偏流器(14)具有一個連續的分配表面(18)，所述分配表面(18)在所述套筒和噴射器邊緣之間延伸；該分配表面總體上具有澆注漏斗形狀；及它包括用于使至少一部分所述液體在基本上是徑向方向上朝所述澆注漏斗形分配表面的最里面部分偏轉的裝置。
2.按照權利要求1所述的噴射器裝置，其特征在于所述分配表面(18)在沿著所述旋轉軸線所取的半剖面中具有一種基本上是指數曲線的形狀。
3.按照權利要求1所述的噴射器裝置，其特征在于所述分配表面在沿著所述旋轉軸所取的半剖面中具有一種雙曲線部分的形狀。
4.按照所述權利要求中任一項所述的噴射器裝置，其特征在于它包括一個分配器(22)，所述分配器(22)安裝成與所述套筒(13)軸向對準，并延伸直到所述偏流器的后面，所述分配器包括一個芯件(24)和若干徑向通道(26)，所述芯件(24)形成一個所述液體軸向流動的障礙物，而所述若干徑向通道(26)設置在所述芯件的后面以將至少較大部分液流射向所述分配表面(18)。
5.按照權利要求4所述的分配器裝置，其特征在于所述芯件(24)具有一個環形側表面(28)，所述環形側表面(28)面向所述分配表面(18)并與該分配表面(18)之間有一個距離，以便與其限定一個延伸所述徑向通道的環形通道(30)。
6.按照權利要求4或5中任一項所述的噴射器裝置，其特征在于所述芯件(24)具有若干溝道(28)，所述若干溝道(28)在芯件(24)的后表面和一個在所述芯件的前面部分圍繞一個通道(40)的環形對接面(39)之間延伸。
7.按照權利要求4-6中任一項所述的噴射器裝置，其特征在于所述分配器包括一個管狀環形件(32)，所述管狀環形件(32)具有一個后面安裝部分(34)，所述后面安裝部分(34)固定到所述套筒(13)的內部和所述芯件的后部的所述若干徑向通道形成在所述環形件中。
8.按照權利要求6所述的噴射器裝置，其特征在于所述芯件包括一個第一插件(44)，所述第一插件(44)固定到所述分配器的前面部分中，并包括所述環形對接面(39)和所述通道(40)。
9.如權利要求8所述的噴射器裝置，其特征在于它包括一個在所述第一插件的后面、并包含所述若干發散通道的第二插件(46)。
10.按照權利要求9所述的噴射器裝置，其特征在于所述通道(40)是軸向通道。
11.如權利要求4-10中任一項所述的噴射器裝置，其特征在于所述分配器(22)壓力裝配在所述套筒(13)內部。
12.按照權利要求8-11所述的噴射器裝置，其特征在于所述第一插件(44)壓力裝配在所述分配器前面部分內部。
13.按照權利要求8-12中任一項所述的噴射器裝置，其特征在于所述第二插件(46)壓力裝配在所述芯件內部。
14.按照所述權利要求中任一項所述的噴射器裝置，其特征在于所述偏流器的最中心部分在內部與一環形可更換的、與所述分配表面的最里面部分形成為整體的耐磨件(50)對齊。
15.按照權利要求1-13中任一項所述的噴射器裝置，其特征在于所述偏流器的最中心部分在內部設置一個其內表面至少用一種耐磨材料制成的環形件。
16.按照權利要求1-13中任一項所述的噴射器裝置，其特征在于至少所述分配表面的最里面部分覆蓋一層耐磨材料。
17.按照權利要求4-16中任一項所述的噴射器裝置，其特征在于所述分配器(22)的最大直徑與所述噴射器邊緣(15)直徑的比值是5％-60％，和優選的是10％-40％。
18.按照所述權利要求中任一項所述的噴射器裝置，其特征在于它被裝備備用于靜電噴涂。
19.按照權利要求5所述的噴射器裝置，其特征在于具有用于使空氣在所述環形通道(30)中流通的裝置。
20.按照權利要求6所述的噴射器裝置，其特征在于具有用于使空氣在所述通道(40)中流通的裝置。
21.按照所述權利要求中任一項所述的噴射器裝置，其特征在于所述發散式離心偏流器(14)至少部分地用一種導電材料制造，并適合于連接到一個高壓電源上。
22.一種用于噴涂一種液體涂覆產品尤其是涂料或清漆的噴射器，其特征在于它包括一種如任一所述權利要求中所述的噴射器裝置。
全文摘要
本發明涉及一種用于噴涂一種液體涂覆產品的噴射器裝置，包括一個形成或容納一個液體進料管的套筒(13)和一個具有鐘形分配表面(18)的發散式離心偏流器(14)。本發明適于靜電噴涂。
文檔編號B05B5/04GK1638875SQ03804984
公開日2005年7月13日 申請日期2003年2月28日 優先權日2002年3月1日
發明者P·巴盧 申請人:薩姆斯技術公司