CN115400893A - 旋转钟形雾化器成形空气配置和空气帽装置 - Google Patents

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Abstract

一种用于旋转钟形雾化器喷雾设备的成形空气环，包括多个被周向间隔开的喷嘴、至少一个入口以及出口，多个被周向间隔开的喷嘴被设置在成形空气环中，其中每个喷嘴具有混合腔室，至少一个入口在混合腔室上游端，出口位于混合腔室下游端处。第一和第二空气流动通过至少一个入口被提供到混合腔室，并且联合的空气流通过出口被排出。联合的空气流由旋转钟形雾化器喷雾设备成形了所喷雾的液体的喷雾图形。

Description

旋转钟形雾化器成形空气配置和空气帽装置
技术领域
本公开总体上涉及喷雾设备，并且更具体地涉及静电旋转钟形雾化器喷雾设备。
背景技术
旋转钟形雾化器喷雾设备被通常用于将涂料施加于工件。传统的旋转钟形雾化器喷雾设备使用成形空气以将从旋转钟形的***边缘被排出的涂覆颗粒朝向工件引导。成形空气环被定位在钟形(件)后面和在钟形件的***边缘的径向向外部，以朝向钟形的***边缘引导空气的射流，以将涂覆材料夹带并传递到工件。两组成形空气孔通常以多个同心排或其他定向围绕成形空气环沿周向间隔开，以提供喷射图形的控制。每组成形空气孔可以被单独供应加压空气，并可以被独立控制以改变喷雾的图形。
转让给萨姆斯技术(Sames Technologies)的美国专利第8,973,850号公开了一种带有多个初级孔(4)和次级孔(6)的旋转钟形雾化器。这些孔被构造为从雾化器主体的端面分别喷射初级空气射流(J4)和次级空气射流(J6)。相邻初级和次级孔的布置导致初级空气射流与次级空气射流的相交(在’850专利的图5中示出的R46)，这种相交发生在孔和旋转钟形(件)边缘之间。
转让给杜尔***有限公司(Durr Systems GmbH)的美国专利第8,827,181号公开了一种成形空气喷嘴，所述成形空气喷嘴被配置为排出基本上垂直于由端面的基本上平坦部分指示的平面的成形空气流。
转让给杜尔***有限公司(Durr Systems GmbH)的美国专利第8,881,672号公开了一种带有多个轴向定向的成形空气喷嘴(6)的第一成形空气喷嘴环和带有多个成形空气喷嘴(7)的第二成形空气喷嘴环。
转让给兰斯堡工业涂饰K.K.(Ransburg Industrial Finishing K.K.)的美国专利第8,490,572号公开了一种图形控制气流，其在靠近和径向向外远离雾化器的钟形杯的外周边的位置处与来自径向内部的成形气流相交。
转让给兰斯堡工业涂饰K.K.(Ransburg Industrial Finishing K.K.)的美国专利第9,943,864号公开了从空气端口被排出的成形空气，所述空气沿与旋转雾化头的第一方向相反的第二方向被扭转。
在不受理论束缚的情况下，上述专利大致公开了在从旋转雾化器的固定端面喷射出时的空气射流的相互作用。在离开端面的第一孔和第二孔之前，不会发生形成空气射流的源空气(例如，'850专利中的R46)的混合。此外，上述专利均未公开用于联合成形空气的混合腔室。更进一步，专利都没有公开形成在环形端面中的凹部。
发明内容
根据本公开的一方面，一种用于旋转钟形雾化器喷雾设备的成形空气环包括被设置在成形空气环中的多个喷嘴。多个喷嘴中的每个喷嘴包括具有第一入口、第二入口和出口的混合腔室；形成于成形空气环中的第一源空气通道，其中第一源空气通道延伸到第一入口；以及形成于成形空气环中的第二源空气通道，其中第二源空气通道延伸到第二入口。
根据本公开的附加或替代方面，一种用于涂覆表面的旋转雾化器喷雾设备包括被设置为绕旋转轴线旋转并被配置为传输涂覆材料的雾化钟形杯；以及在雾化钟形杯的外部被沿径向间隔开的成形空气环，成形空气环包括绕轴线被沿周向间隔开的多个喷嘴。多个喷嘴中的每个喷嘴包括混合腔室、被配置为向混合腔室提供加压空气的第一部分的第一入口、被配置为向混合腔室提供加压空气的第二部分的第二入口以及被配置为排出由加压空气的第一部分和加压空气的第二部分形成的联合流的出口。
根据本公开的另一附加或替代方面，一种用于旋转钟形雾化器喷雾设备的成形空气的方法，包括使加压空气的第一部分通过在成形空气环的主体中的第一源空气通道流动到混合腔室，第一源空气通道被设置成基本上平行于喷雾设备的旋转轴线延伸；使加压空气的第二部分通过在成形空气环的主体中的第二源空气通道流动到混合腔室，第二源空气通道以相对于第一源空气通道成角度地被设置；在混合腔室中混合加压空气的第一部分和加压空气的第二部分以生成加压空气的联合流；通过混合腔室的出口从成形空气环的主体发射加压空气的联合流。
本发明内容仅通过示例的方式被提供，而非限制。鉴于本公开的全部内容，包括全文、权利要求和附图，本公开的其他方面将被理解。
附图说明
图1是旋转钟形雾化器喷雾设备的喷雾头的一个实施例的透视图。
图2是图1的喷雾头的分解视图。
图3是沿图1的3-3线被截取的喷雾头的一部分的横截面视图。
图4是图1的喷雾头的局部前透视图。
图5是图3的喷雾头的成形空气环的联合的成形空气通道的放大视图。
图6A是沿图4的6-6线被截取的联合的成形空气通道的横截面视图。
图6B是在图6中细节B的放大视图。
图7是来自图1的喷雾头的雾化喷雾的侧视图。
图8是成形空气环的替代实施例的局部前透视图。
虽然上述附图阐述了本发明的实施例，但如在讨论中所指出的，其他实施例也可以被设想。在所有情况下，本公开以表现而非限制的方式呈现本发明。应当理解，许多其他修改和实施例可以被本领域技术人员设计，这都落入本发明的原理的范围和精神内。附图可能不是按比例被绘制的，并且本发明的应用和实施例可以包括未在附图中被具体示出的特征、步骤和/或部件。
具体实施例
本公开涉及一种用于旋转钟形雾化器喷雾设备的空气环，其提供改进的喷雾图形控制和提高的效率。也可以被称为成形空气环的本公开的空气环在联合的成形空气通道中联合直的和成角度的空气通道以提供单个成形空气流。空气环包括多个喷嘴，所述多个喷嘴发射联合的空气流。喷嘴包括在混合腔室中联合的多个上游空气通道。在混合腔室内形成的联合的空气流通过出口孔离开。在成形空气环中，控制两种成形空气流的相互作用提供了更大的成形控制，除了其他优势之外，这提高了设备的效率，减少了过度喷涂，节省了成本，并防止了堵塞。
图1是用于将涂覆材料施加到工件的旋转钟形雾化器喷雾设备的喷雾头10的一个实施例的透视图。图1示出了旋转钟形雾化器喷雾壳体12、盖体14、成形空气环16、喷嘴18、钟形杯20、防溅板24、内表面26、外表面28、***边缘30和旋转轴线A。
钟形杯20具有内表面26、外表面28和***边缘30。钟形杯20被附接到转子轴22(在图2中被示出)并延伸至盖体14和成形空气环16的上游。成形空气环16被容纳在盖体14中。成形空气环16具有喷嘴18。成形空气环16被定位成在***边缘30的上游围绕钟形杯***边缘30，以从喷嘴18朝向钟形杯***边缘30引导被喷射的成形空气。术语“上游”和“下游”指代涂覆材料和成形空气在操作期间的流动的方向。转子轴22(在图2中被示出)被设置在旋转轴线A上。成形空气环16与钟形杯20同心。旋转钟形雾化器喷雾设备的壳体12还包括如在本领域已知但未被图示的驱动机构、涂料供应通路和成形空气供应通路。本领域普通技术人员将理解，喷雾头10以及其部件和教导可以适于与传统的旋转钟形雾化器喷雾设备使用。
钟形杯20绕旋转轴线A被以高速旋转地驱动。壳体12、盖体14和成形空气环16相对于钟形杯20是静止的并且不旋转。涂覆材料通过壳体12被供应到防溅板24的背侧。防溅板24被固定到转子22并旋转。涂覆材料经由防溅板24被分布到钟形杯20的内表面26。钟形杯20的内表面26面向工件。钟形杯20的相反的外表面28面向盖体14和成形空气环16。在操作期间，涂覆材料被离心力携带到钟形杯20的***边缘30。如在图1中所图示的，钟形杯20可以具有基本上截头圆锥形形状。在替代实施例中，钟形杯20可以具有基本上圆柱形的外表面28，带有截头圆锥形的内表面26。
成形空气环16包括多个喷嘴18。如在图1中所图示的，在一些示例中，多个喷嘴18围绕成形空气环16被周向布置。在一些示例中，喷嘴18沿径向远离轴线A而被均匀地间隔开。然而，不受理论的束缚，可能有一些应用需要在多个喷嘴18之间或在多个喷嘴18附近被间隔开的多个传统的、非联合的空气流孔(未被示出)。喷嘴18的出口19被设置在成形空气环16面向钟形杯20的外表面28的端面40上，以朝向钟形杯***边缘30和要被涂覆的工件引导成形空气。在一些示例中，成形空气被引导以不撞击在***边缘30上。如以下进一步描述的，在成形空气环16中喷嘴18联合具有不同流动的方向的单独的空气流。单独的空气流在出口72的上游被联合。与在成形空气环的下游和外部的位置处联合成形空气流的现有技术设计相比，如果空气被完全联合，成形空气环16在从成形空气环16的喷射之前联合两种不同的成形空气流。在成形空气环16中控制两种成形空气流的相互作用提供了更大的成形控制。成形空气环16还有效地减少或消除了回喷，从而防止涂覆材料堵塞喷嘴18。喷嘴18可以以均一的间隔被周向分隔，但应理解并非所有示例都受此限制。喷嘴18可以以任何所期望的方式被间隔开，所述方式使得在操作期间提供涂覆材料的有效容纳和传递以用于所期望的喷雾图形形状，例如所期望的最小和最大喷雾图形宽度。
如以下进一步描述的，盖体14容纳成形空气环16并且在一些示例中可以限定用于喷嘴18的空气供应压气室的径向外边界。
在操作期间，涂覆材料经由防溅板24被供应到旋转钟形杯20的内表面26。由于钟形杯20朝向钟形杯20的***边缘30和从钟形杯20的***边缘30向外的旋转，涂覆材料被离心力驱动，在其中涂覆材料以雾化液滴被释放。雾化液滴由从喷嘴18被喷射的高速度成形空气夹带，并以大致截头圆锥形的涂覆喷雾被传递到工件。成形空气有效地覆盖从钟形杯20的***边缘30被释放的雾化液滴，从而抑制雾化液滴从***边缘30的进一步径向传递。成形空气沿大致轴向方向朝向工件携带雾化液滴。如以下进一步所描述的，喷雾图形可以通过调整成形空气的压力而被调整(即，变窄或变宽)。壳体12可以被安装到支撑结构或机械臂以用于自动涂覆。壳体12可以包括和/或被连接到用于手持操作的把手。例如，用户可以抓住把手并通过抓住把手的手致动触发器，以引起喷雾。
图2是喷雾头10的分解视图。图2示出了壳体12的一部分、盖体14、成形空气环16、钟形杯20、转子轴22、钟形杯内表面26、钟形杯外表面28、钟形杯***边缘30、内空气帽32、通道34、35、36、对准销孔38，端面40，成形空气环外表面42，第一入口通道44，成形空气环内表面46，内空气帽外表面48a和48b，内空气帽第一空气供应出口50，内空气帽第二空气供应出口51，内空气帽槽52。
转子轴22连接到钟形杯20以旋转地驱动钟形杯20。壳体12可以包括多个通道34、35、36和对准销孔38。内空气帽32被设置在壳体12和成形空气环16之间。内空气帽具有径向外表面48a和48b、第一空气供应出口50、第二空气供应出口51和槽52。成形空气环16具有端面40、径向外表面42、径向内表面46、喷嘴18和径直成形空气入口通道44。第一空气供应出口50也可以被认为是径直成形空气供应出口。第二空气供应出口51也可以被认为是成角度的成形空气供应出口。术语“径直成形空气”和“成角度的成形空气”指代供给喷嘴18的成形空气通道的方向，如以下进一步所描述的。术语径直可以意味着轴向(例如平行于)相对于喷雾枪10的喷雾轴线A，并且术语成角度的可以意味着相对于喷雾轴线A横向。盖体14具有内表面54。
壳体孔34和35被配置为将加压空气传输到喷雾头10。通道34可以被配置为将加压空气传输到第一成形空气压气室。通道35可以被配置为将加压空气传输到第二成形空气压气室。通道36可以被配置为将溶剂传输到头10。溶剂可以被喷涂在钟形杯20的外表面28上以在涂覆操作之后清洁钟形杯20。对准销孔38可以被配置为接收定位特征，例如销、柱、螺柱等，以将内空气帽32旋转地固定到壳体12。
内空气帽32具有绕轴线A被设置并与转子轴22和钟形杯20同心的环形主体。内空气帽32被配置为在喷雾操作期间保持静止。内空气帽32提供两个单独的成形空气压气室以将成形空气供应到成形空气环16。内空气帽32被固定到壳体12，使得空气压气室的入口(未被示出)与对应的通道34和35对准。内空气帽32包括通向径向外表面48a的第一空气供应出口50。出口50通向形成在内空气帽32的径向外表面48a和盖体14的内表面54之间的外压气室。内空气帽32可以包括被配置为接收O形环的槽52，所述O形环可以形成抵靠盖体14的内表面54的密封。内空气帽32包括通向径向外表面48b的第二空气供应出口51。出口51通向形成在内空气帽32的径向外表面48b和成形空气环16的径向内表面46之间的内压气室，如以下进一步所描述的。内空气帽32可以具有复杂的内部结构，以将成形空气和溶剂传输到在喷雾头10内的所期望的位置和通过喷雾头10。
成形空气环16可以通过摩擦配合被固定到内空气帽32的下游端。被设置在内空气帽32的径向外表面48上的附加O形环(未被示出)可以为形成在内空气帽32和盖体14之间的外压气室提供附加密封。如以下进一步所描述的，成形空气环16可以包括被配置为传输加压空气的复杂内部结构。
成形空气环16和内空气帽32形成为单独的部件，以方便由传统的机加工技术制造。在其他实施例中，除了其他选择，成形空气环16和内空气帽32可以例如，通过增材制造工艺形成为整体结构。
第一空气入口通道44绕成形空气环16被周向间隔开，其中开口通过成形空气环16的径向外表面42。第一空气入口通道44可以绕轴线A被均匀地周向间隔开。每个径直成形空气入口通道44可以通过端面40被连接到一个喷嘴18。
钟形杯20通过在成形空气环16和内空气帽32中的每一个中的中心开口被接收。除了其他连接选择，钟形杯20还可以被螺纹联接到转子轴22。
盖体14可以被螺纹固定到壳体12。盖体14可以为加压空气的部分，例如供给第一空气入口44的加压空气提供径向外压气室边界。盖体14可以提供用于径直成形空气部分的径向外压气室边界。
图3是喷雾头10的部分的横截面视图。图3示出了壳体12、盖体14、成形空气环16、喷嘴18、转子轴22、防溅板24、内空气帽32、端面40、成形空气环径向外表面42、第一空气供给通道44、成形空气环径向内表面46、内空气帽径向外表面48a和48b、盖体内表面54、第一空气源通道56、第二空气供给通道58(在图6中最佳可见)、成形空气环环形法兰60、成形空气环凹部壁62、外压气室64和内压气室66。
如上所述，钟形杯20被联接到转子轴22，所述转子轴22通过壳体12被设置。内空气帽32被联接到壳体12。成形空气环16被联接到内空气帽32。盖体14被提供在成形空气环16和内空气帽32上方并被联接到壳体12。图3被提供以进一步图示成形空气环16以及成形空气如何被提供到成形空气环16。
成形空气环16具有外表面42、内表面46和端面40。如图3所图示的，成形空气环16可以在端面40的径向外部分具有凹部壁62。凹部壁62可以被联接到盖体14。盖体14可以被螺纹紧固到壳体12，使得盖体14抵靠凹部壁62被紧密地固定。成形空气环16可以包括环形法兰60。环形法兰60可以沿径向向内延伸并且可以紧密地邻接内空气帽32的外表面48。第一空气源通道56、第二空气供给通道58和第二空气通道(未被示出)可以被设置在环形法兰60中。
在内空气帽32上的第一空气供应出口50(在图2中被示出)通向形成在内空气帽32的外表面48a和盖体14的内表面54之间的外压气室64。加压空气的第一部分(例如，径直和成角度的成形空气之一)通过内空气帽32被引入到外压气室64。加压空气的第二部分(例如，径直和成角度的成形空气之一)通过内空气帽32被引入到形成在成形空气环16的内表面46和内空气帽32的外表面48b之间的内压气室66。外压气室64和内压气室66可以被密封(例如，通过一个或多个弹性体密封件，例如O形环)以防止成形空气泄漏。外压气室64和内压气室66可以是环形的，分别围绕成形空气环16的外表面42和内表面46完全延伸。
第一空气供给通道44通向外压气室64。第一空气供给通道44将外压气室64与第一空气源通道56连接。如关于图2所讨论的，多个第一空气供给通道44绕成形空气环16被周向间隔开，其中开口在成形空气环16的外表面42上。每个第一空气供给通道44在成形空气环16将外压气室64连接到第一空气源通道56。第一空气供给通道44可以基本上垂直于旋转轴线A被定向。第一空气供给通道44可以被定向为正交到轴线A和/或正交到平行于轴线A的线。第一空气源通道56可以基本上平行于旋转轴线A被定向。第一空气供给通道44的最宽部分可以大于第一空气源通道56的最宽部分，使得成形空气流动率通过较小尺寸的空气源通道56被增加。在一些示例中，空气供给通道44具有的直径大于空气源通道56的直径。如在图3所图示的，第一空气源通道56平行于钟形杯***边缘30被定向。第一空气源通道56的出口可以从***边缘30被稍微沿径向向外定位，以将在成形空气和涂覆材料之间的界面从***边缘30间隔开，例如，从***边缘30小于5mm间隔开。因此，在一些示例中，来自第一空气源通道56的输出不被在***边缘30处引导，而是在从***边缘30被间隔开的位置处被引导。在一些实施例中，径直成形空气源通道56可以被设置为***边缘30的径向向外的小于2mm或小于1mm处。将空气从***边缘30间隔开防止了与***边缘30的碰撞，所述碰撞会导致涡流和湍流的生成。从***边缘30将空气间隔开提供了增强的图形控制和良好的图形一致性。
在内空气帽32上的第二空气供应出口51(图2)通向内压气室66。成角度的成形空气供给通道58(在图6中最佳可见)将内压气室66与成角度的空气通道74连接(在图6中最佳可见)。多个第二空气供给通道58绕成形空气环16被周向间隔开，其中开口在成形空气环16的内表面46上。在一些示例中，第二空气供给通道58绕成形空气环16被周向均匀地间隔开。第二空气供给通道58的开口可以被设置在法兰60相对于端面40的上游侧上。第二空气供给通道58可以被均匀地间隔开。每个第二空气供给通道58可以供给单个喷嘴18。第二空气供给通道58可以被定向为基本平行于旋转轴线A和第一空气源通道56。根据压气室66的位置，在一些实施例中，第二空气供给通道58可以朝向轴线A成角度，使得每个空气供给通道58的上游端被定向为比每个供给空气通道58的下游端沿径向更远离轴线A。每个第二空气供给通道58可以被设置在相邻的第一空气供给通道56之间。如以下进一步所描述的，第二空气供给通道58的直径可以大于第二空气通道74的直径，使得通过相对于空气供给通道58的直径减小的空气通道74，体积流动率可以被增加。因此，空气源通道74在成角度的空气部分的流动路径中形成束缚。使得下游空气源通道74在空气通道19b中形成束缚为混合腔室69和混合腔室69的下游外提供一致的输出。成形空气环16可能需要移除和更换。形成束缚的空气通道19b的最下游部分进一步提供了在零件之间的一致性，使得不同的成形空气环16在相同的压力下生成基本上相同的图形。
图4是喷雾头10的局部前透视图。图4示出了盖体14、带有端面40的成形空气环16、喷嘴18、钟形杯20和凹部68。图5是成形空气环16的部分的放大视图，示出了喷嘴18。图5还示出了入口70a和70b、出口72、第一空气源通道56、第二空气源通道74以及壁76和78。喷嘴18包括具有入口70a和70b和出口72的混合腔室69。壁76和78形成凹部68。
入口70a形成在第一空气源通道56和混合腔室69的相交处。入口70b形成在第二空气源通道74和混合腔室69的相交处。入口70a、70b为加压空气提供位置以进入混合腔室69。出口72由第一空气源通道56和第二空气源通道74为供给的混合空气流形成出口，以从混合腔室69离开。如图所示，出口72可以在混合腔室69和凹部68的表面之间膨胀或以不同的其他方式。在一些示例中，第一和第二成形空气通道56和74在完全被分隔且不同的入口70a、70b处相交而不是将空气发射到混合腔室69中。因此，在混合腔室69处的入口70a和70b的联合的面积可以小于第一空气源通道56和第二空气源通道74的联合的横截面面积。面积可以是沿大致正交到通过空气源通道56、74的流动的方向被截取的横截面面积。在一些示例中，混合腔室69在几何形状中向内逐渐变细，使得混合腔室69从入口70a、70b到出口72的横截面面积会聚或减小。因此，混合腔室69在混合腔室69的入口、上游端和混合腔室69的出口、下游端之间处的横截面面积会减小。混合腔室69形成如下区域，在该区域中，在径直和成角度的成形空气流从成形空气环16被喷射之前，在所述区域中径直和成角度的成形空气流可以混合。除了其他选择，在端面40的表面处(即，出口72)的喷嘴18的周边可以具有基本上卵圆的形状。
凹部68是延伸到端面40中的材料的凹陷或移除部。凹部68可以包括壁76和78。凹部68可以在端面40的径向外直径和径向内直径之间基本上径向延伸。壁78可以以陡峭的角度被切入端面40中。壁76可以以平缓的角度被切入端面40中，使得壁76相对于壁78在周向方向上被伸长。壁76可以被成角度以提供来自喷嘴18的基本上无阻碍的流动。在一些示例中，凹部68可以被认为形成喷嘴18的扩散器部分。壁76可以被成角度以基本上对应于第二空气源通道74的角度并且可以被基本上与第二空气源通道74对准。壁78和76可以形成V形。壁78和76可以是基本上平坦的或者可以具有曲率。混合腔室69的出口74可以被设置在壁76和壁78的相交处或在壁78中。在一些示例中，在壁76和78之间的相交可以是圆的，以提供在壁76和78之间的平滑过渡。
凹部68的几何形状不限于本文所描述的。凹部68可以被成形为改进来自喷嘴18的流动。本领域普通技术人员将理解，凹部68的几何形状适于从喷嘴18被喷射的成形空气的流动分量。例如，凹部68可以是形成为扇形、圆的凹陷、具有不同几何形状的各种腔室，或以任何其他所期望的方式。作为进一步的示例，在图6A所图示的示例中，凹部68具有至少一个弧形的表面。然而，在一些其他示例中，对于一些应用，凹部68可以被构造为带有至少一个平面/平坦表面。在附加或替代实施例中，一些或所有的凹部68可以被消除，并且喷嘴18可以形成为使得出口72通过端面40。在任一情况下，喷嘴18被配置为使得入口70a、70b被凹进到端面40中。入口70a、70b可以是被凹进的，使得任一入口70a、70b的部分都不形成出口72的任何部分。混合腔室69的部分因此被设置在入口70a、70b和出口72中的每一个之间。
图6A是沿图5的6-6线被截取的成形空气环16的横截面视图。图6B是在图6A中细节B的放大视图，示出来自上游空气通道19a的第一空气流AS1与来自空气通道19B的第二空气流AS2的混合，以形成由喷嘴18发射的联合的空气流CS。图6A示出了成形空气环16、凹部68和喷嘴18。每个喷嘴18包括混合腔室69、入口70a、70b和出口72。具有直径D1的第一空气源通道56、具有直径D3的第二空气源通道74、第一空气供给通道44和第二空气供给通道58限定喷嘴18的上游空气通道19a、19b。
第一空气供给通道44将外压气室64(在图3中被示出)与第一空气源通道56连接。第一空气供给通道44可以相对于轴线A被沿径向定向。第二空气供给通道58将内压气室66(在图3中被示出)与第二空气源通道74连接。第一空气供给通道44可以基本上垂直于第一空气源通道56被设置。第一空气源通道56可以大致平行于轴线A被设置。第二空气供给通道58可以至少部分地被设置在与成角度的成形空气源通道74相同的平面中。第二空气供给通道58可以大致平行于轴线A被定向。在一些示例中，第二空气供给通道58平行于第一空气源通道56被定向。每组第二空气供给通道58和第二空气源通道74可以周向地被设置在相邻组的径直成形空气供给通道44和通道56之间。因此，上游空气通道19a、19b可以围绕轴线A周向交替。例如，每个上游空气通道19a可以被周向设置在空气通道19b之间，而每个上游空气通道19b可以被周向设置在空气通道19a之间。
第一空气源通道56可以基本平行于轴线A延伸。第一空气源通道56被定向成沿基本上轴向的方向并且朝向钟形杯20的***边缘30喷射加压空气。在一些示例中，通过第一空气源通道56的中心线可以沿平面延伸，轴线A也沿所述平面延伸。第二空气源通道74可以沿周向方向相对于轴线A被成角度。第二空气源通道74可以被定向成使得通过第二空气源通道74的中心线横向于轴线A沿平面延伸的所述平面。第二空气源通道74可以被定向成沿相对于钟形杯20的旋转的方向的方向朝向钟形杯20的***边缘30喷射成形空气。在一些实施例中，第二空气源通道74可以关于轴线A成在40°到70°的范围中的角度，并且更具体地在55°到65°之间，如在图6A 中所示出的角度α。如图所示，第二空气源通道74可以关于轴线A和第一空气源通道56成相同度的角度。在一些实施例中，成角度的成形空气源通道74可以沿径向方向从第二空气供给通道58被倾斜到喷嘴18的入口70b。例如，第二空气源通道74与第二空气供给通道58的相交可以比出口70b径向更靠近轴线A。在一些实施例中，第二空气源通道74可以在空气供给通道58处的入口和出口70b之间在5°至15°的范围中被倾斜。第二空气源通道74的倾斜可以基于喷嘴18关于钟形杯20的***边缘30的位置和成形空气的流动动力学被调整。
第一空气源通道56可以具有小于第一空气供给通道44的直径D2的直径D1以增加在第一空气源通道56中的流动速度。空气通道19a(例如，第一空气源通道56)的下游部分在该通道19a中形成束缚，以加速空气从空气通道19a流动出并进入混合腔室69中。类似地，第二空气源通道74可以具有可以小于第二空气供给通道58的直径D4的直径D3，以增加在相对于空气供给通道58的第二空气源通道74中的流动速度。空气通道19b的下游部分(例如，第二空气源通道74)在该通道19b中形成束缚，以加速空气从空气通道19b流动出并进入混合腔室69中。加速气流进入混合腔室69中有利于空气流的联合，以形成联合的空气流CS。加速气流进入混合腔室69中，并因此在喷嘴18的下游端处，提供了对最终喷雾图形的形状中的改进控制。
第二空气源通道74在混合腔室69的上游端与第一空气源通道56相交。在示例中示出，第一空气源通道56在入口70a处向混合腔室69提供加压空气，并且第二空气源通道74在入口70b处向混合腔室提供加压空气。混合腔室69被凹进到成形空气环16中。在所示示例中，喷嘴18的出口72通过凹部68被设置在成形空气环16的外表面下方。混合腔室69与空气环16的端面40被轴向间隔开。在所示示例中，入口70a、70b被设置在空气环16内，在与外部表面间隔开的位置处。因此，第一空气源通道56和第二空气源通道74都不能完全延伸到空气环16的外部表面。入口70a在上游与出口72被间隔开并且不终止于出口72。入口70b在上游从出口72被间隔开并且不终止于出口72。
第二空气源通道74在入口70b处的开口可以具有与第一空气源通道56的出口70a相交的基本上圆形的横截面。第一空气源通道56的开口70a可以具有与第二空气源通道74的出口70b相交的基本上圆形的横截面。
混合腔室69限定了用于径直成形空气流和成角度的成形空气流的混合区域，以在成形空气环16内联合并形成联合的空气流。喷嘴18可以形成为使得出口72以多个出口角度(例如，出口72可以不是平坦开口)延伸到端面40和凹部68中，包括具有基本上垂直于第二空气源通道74和第一空气源通道56中的一个或两个的部分。混合腔室69可以在几何形状中向外逐渐变细，或者在从入口70到出口72的横截面面积中发散。
在操作期间，来自第二空气源通道74的加压空气AS2与来自的第一空气源通道56的加压空气AS1在混合腔室69内相互作用，如在图6B中最佳所示。第一空气流AS1和第二空气流AS2在混合腔室69内混合以形成联合的空气流CS，所述联合的空气流CS从成形空气环16作为成形空气的单个射流被喷射。空气流在混合腔室69内混合，如表示在混合腔室69内和出口72的上游的联合的空气的箭头MS所示。混合腔室69在混合腔室69的上游端处具有第一宽度W1并在混合腔室69的下游端处(例如，在出口72处)具有第二宽度W2。第二宽度W2可以是开口形成出口72的最宽部分。如图所示，第二宽度W2可以在出口72的上游端处开口的最宽点处被截取。然而，应当理解，第二宽度W2可以在沿开口72的任何所期望的位置处被截取。第一宽度W1可以平行于第二宽度W2被截取。在一些示例中，第一宽度W1可以在入口70a和限定混合腔室69的外壁的相交71a以及入口70b和外壁的相交71b之间被截取。在所示示例中，第一宽度W1在混合腔室69的最上游点并且平行于宽度W2处被截取。第一宽度W1可以被认为在混合腔室69的上游端处被截取，其中通道19a、19b分别在入口70a和70b处终止到混合腔室69中。在一些示例中，限定混合腔室69的壁可以沿流动方向被会聚，使得第一宽度W1大于第二宽度W2并且混合腔室69的宽度在第一宽度W1和第二宽度W2之间减小。混合腔室69的横截面面积可以在混合腔室69的上游端和混合腔室69的下游端之间(例如，在出口72的上游端处)减小。在一些示例中，宽度W1和W2可以基本上类似，使得混合腔室69的横截面面积沿在入口70a、70b和出口72之间的流动方向保持稳定。
在一些示例中，第一宽度Wl和第二宽度W2正交到联合流方向被截取。联合流方向可以是通道56的角度和通道74的角度的联合。联合流方向可以分别在第一和第二通道56、74的定向中间，并且在一些示例中可以是它们之间的中值角。例如，如果通道74相对于通道56以60度倾斜，则联合流方向可以相对于通道56被倾斜30度，这也是相对于通道74的30度。
成形空气的方向或形状可以通过独立地调整第一加压空气流AS1和第二加压空气流AS1的压力被控制。例如，加压空气的第一(例如，径直)部分可以被用于生成较小的图形尺寸，而加压空气的第二(例如，成角度的)部分可以被用于生成大的图形尺寸。第一部分和第二部分联合以形成联合的空气流CS产生单个输出，所述输出可以被控制以改变所生成的喷雾图形。在第一空气部分AS1和第二空气部分AS2之间的压力比率可以被调整以控制所生成的喷雾图形的大小和形状。因此，单个输入可以被用于调整喷雾图形、简化操作、减少零件数量、减少成本、降低图形测试期间利用的材料浪费以及降低停机时间。
图7是操作期间来自喷雾头10的雾化喷雾的侧视图。角度θ指明在喷雾直径中的变化，所述变化可以通过调整在径直成形空气部分和成角度的成形空气部分之间的压力比率被实现。例如，较大的喷雾图形可以通过相对于径直成形空气增加成角度的成形空气的压力被实现，而较小的喷雾图形通过相对于成角度的成形空气增加径直成形空气的压力被实现。
图8是成形空气环的替代实施例的等距端视图。图8示出了具有端面82和径向外表面83的成形空气环80、径直成形空气供给通道84、突起86和联合的喷嘴88。成形空气环80与成形空气环16基本相同，除了定位在突起86中相对于凹部的喷嘴88。
第一空气供给通道84被设置为通过径向外表面83以将成形空气供给至第一空气供应通道(例如，类似于通道56)，如关于成形空气环16所描述的。第二空气入口(例如，类似于第二空气供应通道58)可以被设置在空气环80的径向内表面中以将成形空气供给到第二空气供应通道(例如，类似于通道74)。第一和第二空气供应通道在形成在成形空气环80内的混合腔室中(例如，类似于混合腔室69)相交。空气流在联合的空气流从成形空气环80的喷射之前在混合腔室69内混合。将空气直接发射到混合腔室69的成形空气环16的第一和第二空气源通道可以分别与径直和成角度的成形空气通道56和74基本上相同。
喷嘴88至少部分地形成在突起86中。在所示示例中，每个喷嘴88的出口89(类似于喷嘴18的出口72)形成在突起86的与空气环80的端面82间隔开的部分上。突起86从成形空气环80的端面82延伸。例如，突起86可以形成为远离端面82延伸的***、突出、结节等。突起86可以被认为轴向远离端面82延伸。喷嘴88的出口89与端面82被轴向间隔开。突起86根据喷嘴88的期望间隔被周向间隔开。喷嘴88可以具有一个或多个被凹进在成形空气环80的表面下方的入口和如关于喷嘴18所描述的一个或多个入口的下游的出口。喷嘴88的功能与喷嘴18基本上相同，允许两部分空气在从成形空气环80被喷射之前在成形空气环80中混合。混合的空气作为成形空气的单个射流被喷射。出口89可以形成在突起86的一个周向侧上，以将成角度的成形空气沿相对于钟形杯20的旋转的方向朝向钟形杯***边缘30引导(在图1中被示出)。突起86可以具有半圆锥形状，带有被设置在锥体的基部上的喷嘴88和被设置在端面82的表面处的顶点。成角度的成形空气通道可以与从顶点到基部的突起86的取向被基本上对准。半圆锥形状限制了从相邻喷嘴88被喷射的成形空气流动的中断。突起86的形状不限于所公开的形状。本领域普通技术人员将理解，替代形状和尺寸的突起可以被使用以容纳联合的成形空气通道88并允许径直和成角度的成形空气流在成形空气环80中混合。在所示的示例中，混合腔室69可以至少部分地形成在突起86中，使得混合腔室完全或部分地形成在与端面82轴向间隔开并远离开口84的位置处。
所公开的成形空气环改进了成形空气的控制，最小化或消除了涂覆材料的返回喷雾，并改进了喷雾设备的效率。控制两个成形空气流在成形空气环中的联合的成形空气通道内的相互作用提供了更好的喷雾图形控制，这改进了喷雾设备的整体效率。
虽然已经参考(一个或多个)示例性实施例描述了本发明，但是本领域技术人员将理解，在不背离本发明的范围的情况下，各种改变可以被进行并且等效物可以被代替用于其元件。此外，很多修改可以被进行以使特定情况或材料适于本发明的教导而不背离本发明的基本范围。因此，旨在的是，本发明不限于所公开的(一个或多个)特定实施例，而是本发明将包括落入所附权利要求范围内的所有实施例。
本文使用的任何相关术语或程度的术语，诸如“基本上”、“实质上”、“大致”、“大约”等，应根据本文明确规定的任何适用的定义或限制进行解释。在所有情况下，本文使用的任何相关术语或程度的术语应被解释为广泛涵盖任何相关公开的实施例以及如本领域普通技术人员鉴于本公开的全部内容将理解的这种范围或变化，诸如涵盖由热、旋转或振动操作条件等引起的普通制造公差变化、偶然对准变化、瞬时对准或形状变化等。此外，本文使用的任何相关术语或程度的术语应被解释为涵盖明确包括指定的质量、特征、参数或值的范围，而没有变化，仿佛没有限定相对术语或程度的术语在给定的公开或陈述中被利用。

Claims (20)

1.一种用于旋转钟形雾化器喷雾设备的成形空气环，所述成形空气环包括：
多个喷嘴，所述多个喷嘴被设置在所述成形空气环中，其中所述多个喷嘴中的每个喷嘴包括：
混合腔室，所述混合腔室具有第一入口、第二入口和出口；
第一源空气通道，所述第一源空气通道形成在所述成形空气环中，其中所述第一源空气通道延伸到所述第一入口；和
第二源空气通道，所述第二源空气通道形成在所述成形空气环中，其中所述第二源空气通道延伸到所述第二入口。
2.根据权利要求1所述的成形空气环，其中，成形空气环绕轴线延伸，并且所述出口与所述成形空气环的端面被沿轴向间隔开。
3.根据权利要求2所述的成形空气环，其中，所述端面包括延伸到所述端面中的多个凹部，并且其中，所述多个喷嘴中的每个喷嘴的所述出口被设置在所述多个凹部的一个凹部中。
4.根据权利要求1所述的成形空气环，其中，所述成形空气环被设置成环绕轴线，并且其中，所述第一源空气通道基本上平行于所述轴线延伸。
5.根据权利要求4所述的成形空气环，其中，所述第二源空气通道相对于所述轴线被沿周向成角度。
6.根据权利要求5所述的成形空气环，其中，每个喷嘴还包括：
第一供给通道，所述第一供给通道在第一端处被连接到所述第一源空气通道并且在所述成形空气环的径向外表面处的第二端处敞开，所述第一供给通道被配置为将加压空气的第一部分提供到所述第一源空气通道；和
第二供给通道，所述第二供给通道被连接到第二源空气通道，所述第二供给通道被配置为将加压空气的第二部分提供到所述第二源空气通道。
7.根据权利要求5所述的成形空气环，其中，所述第二源空气通道以40°至70°之间，包括40°和70°的角度与所述第一源空气通道相交。
8.一种用于涂覆表面的旋转雾化器喷雾设备，所述设备包括：
雾化钟形杯，所述雾化钟形杯被设置为绕旋转轴线旋转并被配置为传输涂覆材料；和
成形空气环，所述成形空气环在所述雾化钟形杯的外部被沿径向间隔开，所述成形空气环包括绕所述轴线被周向间隔开的多个喷嘴；
其中，所述多个喷嘴中的每个喷嘴包括混合腔室、被配置为向所述混合腔室提供加压空气的第一部分的第一入口、被配置为向所述混合腔室提供加压空气的第二部分的第二入口和被配置为排出由所述加压空气的第一部分和所述加压空气的第二部分形成的联合流的出口。
9.根据权利要求8所述的设备，其中，所述出口被设置在所述成形空气环的端面上，并且所述端面被配置为沿第一轴向方向被定向，所述喷雾沿所述第一轴向方向被发射。
10.根据权利要求9所述的设备，其中，所述端面包括多个被周向间隔开的凹部，并且其中对于所述多个喷嘴中的每个喷嘴，所述出口被设置在凹部中，使得所述出口与所述端面被沿轴向间隔开。
11.根据权利要求10所述的设备，其中所述混合腔室在所述混合腔室的上游端处具有第一宽度并且在所述混合腔室的下游端处具有第二宽度，并且其中所述第一宽度不同于所述第二宽度。
12.根据权利要求10所述的设备，其中所述多个喷嘴中的每个喷嘴包括至少部分地形成在所述成形空气环内并延伸到所述第一入口的第一源空气通道，并且其中所述第一源空气通道基本上平行于所述轴线延伸。
13.根据权利要求12所述的设备，其中所述多个喷嘴中的每个喷嘴包括至少部分地形成在所述成形空气环内并延伸到所述第二入口的第二源空气通道，并且其中所述第二源空气通道相对于所述轴线被周向倾斜。
14.根据权利要求13所述的设备，其中：
第一供给通道被至少部分地形成在所述成形空气环中并且延伸到所述第一源空气通道以将加压空气的所述第一部分提供到所述第一源空气通道；
第二供给通道被至少部分地形成在所述成形空气环中并且延伸到所述第二源空气通道以将加压空气的所述第二部分提供到所述第二源空气通道；
所述第一供给通道具有第一直径并且所述第一源空气通道具有第二直径；和
所述第一直径大于所述第二直径。
15.根据权利要求13所述的成形空气环，其中，所述第二源空气通道相对于所述第一源空气通道以在40°至70°，包括40°和70°的范围内的角度被设置。
16.一种用于旋转钟形雾化器喷雾设备的成形空气方法，所述方法包括：
使加压空气的第一部分通过在成形空气环的主体中的第一源空气通道流动到混合腔室，所述第一源空气通道被设置成基本上平行于所述喷雾设备的旋转轴线延伸；
使加压空气的第二部分通过在所述成形空气环的所述主体中的第二源空气通道流动到所述混合腔室，所述第二源空气通道以相对于所述第一源空气通道成角度地被设置；
在所述混合腔室中混合加压空气的所述第一部分和加压空气的所述第二部分以生成加压空气的联合流；和
通过所述混合腔室的出口从所述成形空气环的所述主体发射所述加压空气的联合流。
17.根据权利要求16所述的方法，还包括从与所述成形空气环的端面被轴向间隔开的位置发射所述加压空气的联合流。
18.根据权利要求16所述的方法，还包括从被设置在形成于所述成形空气环的端面上的凹部中使得所述出口与所述端面沿第二轴向方向被间隔开的位置发射所述加压空气的联合流，并从所述设备沿与所述第二轴向方向相反的第一轴向方向发射成形的液体喷雾。
19.根据权利要求16所述的方法，还包括从被设置在形成于所述成形空气环的端面上的突起中使得所述出口与所述端面沿第一轴向方向被间隔开的位置发射所述加压空气的联合流，并从所述设备沿所述第一轴向方向发射成形的液体喷雾。
20.根据权利要求16所述的方法，还包括：
使所述加压空气的联合流从所述混合腔室的所述出口流动到形成在所述成形空气环的端面中的凹部。
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