RU2637969C2

RU2637969C2 - Система для нанесения покрытия на заготовку

Info

Publication number: RU2637969C2
Application number: RU2016113346A
Authority: RU
Inventors: Себастьян Г. НАЛЕН; Скотт Л. ХАНТЦИНГЕР
Original assignee: Армстронг Уорлд Индастриз, Инк.
Priority date: 2013-09-10
Filing date: 2014-09-09
Publication date: 2017-12-08
Also published as: US20180207672A1; WO2015038492A2; EP3062933A2; US20200269272A1; RU2016113346A; US20150069149A1; US10688520B2; CA2923443A1; US9919335B2; US20150306611A1; CN105579148A; CN105579148B; CA2923443C; US11458502B2; EP3062933B1; US9266141B2; WO2015038492A3

Abstract

Изобретение относится к системам для нанесения покрытия на заготовку путем распыления жидкости. Аппликаторная головка для вакуумной системы нанесения покрытия для нанесения покрытия на заготовку содержит оболочку коллектора, имеющую первую пластину оболочки и вторую пластину оболочки, противоположную первой пластине оболочки. Первая пластина оболочки включает в себя первое отверстие оболочки и первое средство крепления трубопровода, присоединенное к первому отверстию оболочки. Вторая пластина оболочки включает в себя второе отверстие оболочки и второе средство крепления трубопровода, присоединенное ко второму отверстию оболочки. Аппликаторная головка включает первый коллектор аппликатора, прикрепленный к первой пластине оболочки. Первый коллектор аппликатора содержит первую пластину коллектора и вторую пластину коллектора. Первая пластина прикреплена к первой пластине оболочки и включает в себя первое отверстие коллектора, выровненное с первым отверстием оболочки. Вторая пластина коллектора прикреплена к первой пластине коллектора. Между первой и второй пластинами коллектора образован первый канал аппликатора. Первый канал аппликатора соединен по текучей среде с первым отверстием коллектора и образует первое отверстие аппликатора на первой передней кромке первого коллектора аппликатора. Первая передняя кромка выполнена комплементарной по форме кромке заготовки. Головка также содержит второй коллектор аппликатора, прикрепленный ко второй пластине оболочки. Второй коллектор аппликатора содержит третью пластину коллектора, прикрепленную ко второй пластине оболочки и включающую в себя второе отверстие коллектора, выровненное со вторым отверстием оболочки, и четвертую пластину коллектора, прикрепленную к третьей пластине коллектора. Между третьей и четвертой пластинами коллектора образован второй канал аппликатора. Второй канал аппликатора соединен по текучей среде со вторым отверстием коллектора и образует второе отверстие аппликатора на второй передней кромке второго коллектора аппликатора. Вторая передняя кромка выполнена комплементарной по форме кромке заготовки. Второй коллектор аппликатора содержит первую лицевую пластину и вторую лицевую пластину. Каждая из первой и второй лицевых пластин расположена над первой и второй передними кромками первого и второго коллекторов аппликатора, тем самым закрывая по меньшей мере участок каждого из первого и второго отверстий аппликатора. Первая и вторая лицевые пластины включают в себя скошенную кромку, каждая из которых расположена над каждым из первого и второго отверстий аппликатора. Техническим результатом изобретения является упрощение технологического обслуживания и повышение эффективности работы аппликаторной головки. 4 н. и 19 з.п. ф-лы, 8 ил.

Description

Перекрестная ссылка на родственные заявки

Настоящая заявка испрашивает преимущество приоритета на основании заявки на патент США № 14/023095, поданной 10 сентября 2013 года, содержание которой тем самым включено здесь полностью путем ссылки.

Область техники

Изобретение относится к системам для нанесения покрытия на заготовку путем распыления жидкости.

Уровень техники

Известно нанесение покрытия на кромки заготовки при ее перемещении вдоль направления, как правило, параллельного ее кромке. Разработаны системы, которые распыляют жидкость на проходящую кромку и затем под действием вакуума удаляют избыток жидкости, чтобы получить очень гладкое и равномерное покрытие жидкостью кромки заготовки.

Патент США № 5298072 описывает систему для нанесения покрытия на кромки панелей (а также заготовок других типов и форм), в которой панель движется по конвейеру мимо окрашивающей установки таким образом, что кромка панели движется в продольном направлении мимо аппликаторной головки, которая служит одновременно в качестве распылительной головки для нанесения краски и вакуумной головки для удаления избытка краски. Аппликаторная головка имеет форму, комплементарную форме кромки панели, и когда панель движется мимо аппликаторной головки, наносится краска и удаляется избыток краски, образуя гладкое покрытие.

Проблемы этой известной системы связаны с неравномерным покрытием нанесенной жидкостью заготовки, нежелательным накоплением жидкости на частях системы, простоями для технического обслуживания и стоимостью технического обслуживания. Все эти проблемы могут быть решены с помощью одного или более улучшений в этих системах.

Сущность изобретения

Настоящее изобретение относится к системе для нанесения покрытия на заготовку. Заготовка перемещается с помощью конвейера мимо аппликаторной головки таким образом, что кромка заготовки располагается рядом с аппликаторной головкой и открыта для воздействия. Аппликаторная головка выдает жидкость на кромку заготовки и создает вакуум для удаления избытка жидкости с кромки, тем самым покрывая кромку жидкостью. Аппликаторная головка включает в себя коллектор аппликатора, который включает в себя две пластины коллектора и канал аппликатора, образованный между ними. Канал аппликатора открывается в отверстие аппликатора на передней кромке коллектора аппликатора, и жидкость выдается через отверстие аппликатора. На передней кромке коллектора аппликатора пластины коллектора сконфигурированы таким образом, что они комплементарны по форме кромке заготовки, на которую будет наноситься жидкость. Лицевые пластины располагаются над передними кромками коллектора аппликатора, чтобы закрывать участок отверстия аппликатора.

Согласно первому аспекту настоящего изобретения, аппликаторная головка включает в себя оболочку коллектора, имеющую противоположные пластины оболочки, и каждая пластина оболочки включает в себя отверстие оболочки и средство крепления трубопровода, присоединенное к отверстию оболочки. Коллектор аппликатора прикреплен по меньшей мере к одной из пластин оболочки. Одна из пластин коллектора в коллекторе аппликатора включает в себя отверстие коллектора, которое выровнено с отверстием оболочки, так что канал аппликатора соединен по текучей среде с отверстием коллектора и с отверстием оболочки, тем самым обеспечивая возможность жидкости течь от средства крепления трубопровода к каналу аппликатора.

Согласно второму аспекту настоящего изобретения, одна из двух пластин коллектора имеет большую ширину, чем другая пластина коллектора, на передней кромке коллектора аппликатора. Упомянутая одна пластина коллектора может иметь ширину, которая в два раза или более превышает ширину другой пластины коллектора.

Согласно третьему аспекту настоящего изобретения, лицевые пластины могут включать в себя скошенную кромку над отверстием аппликатора. Скошенные кромки могут быть обращены к отверстию аппликатора, и они могут образовать заостренный конец.

Согласно четвертому аспекту настоящего изобретения, канал аппликатора включает в себя поверхность, в которой образован проточный канал. Проточный канал может быть выполнен с возможностью направлять больше жидкости, подлежащей нанесению на кромку заготовки, в направлении участка отверстия аппликатора.

Согласно пятому аспекту настоящего изобретения, передняя кромка коллектора аппликатора имеет первый участок, комплементарный по форме кромке заготовке таким образом, чтобы образовать первый зазор нанесения, и второй участок, комплементарный по форме кромке заготовки таким образом, чтобы образовать второй зазор нанесения, причем второй зазор нанесения отличается от первого зазора нанесения.

Согласно шестому аспекту настоящего изобретения, любые из приведенных выше аспектов могут использоваться по отдельности или в любой желаемой комбинации.

Соответственно, в настоящем документе раскрывается улучшенная система для нанесения покрытия на заготовку. Преимущества улучшений станут очевидны из чертежей и описания предпочтительного варианта воплощения.

Краткое описание чертежей

Приведенную выше сущность изобретения, а также последующее подробное описание примерных вариантов воплощения, будут лучше поняты после ознакомления в сочетании с прилагаемыми чертежами. Однако следует понимать, что настоящее изобретение не ограничивается конкретными конфигурациями и средствами, показанными на чертежах.

Фиг. 1 – вид в перспективе устройства для нанесения покрытия на кромку.

Фиг. 2 – вид в перспективе аппликаторной головки для устройства для нанесения покрытия на кромку.

Фиг. 3 – вид в перспективе оболочки коллектора для аппликаторной головки на фиг. 2.

Фиг. 4 – вертикальный вид спереди аппликаторной головки на фиг. 1.

Фиг. 5 – вид с пространственным разделением деталей коллектора аппликатора для аппликаторной головки на фиг. 2.

Фиг. 6 – комплексный чертеж в ортогональных проекциях, иллюстрирующий три стороны коллектора аппликатора на фиг. 5.

Фиг. 7 – вертикальный вид сбоку пластины коллектора, иллюстрирующий канал аппликатора.

Фиг. 8 – подробный вид кромки заготовки, проходящей мимо аппликаторной головки.

Подробное описание изобретения

Описание иллюстративных вариантов воплощения согласно принципам настоящего изобретения предназначено для ознакомления в сочетании с прилагаемыми чертежами, которые следует рассматривать в качестве неотъемлемой части всего описания. В описании вариантов воплощения раскрываемого здесь изобретения, любые ссылки на направление или ориентацию используются исключительно для удобства описания и не ограничивают каким-либо образом объем настоящего изобретения. Относительные термины, такие как «ниже», «выше», «горизонтальный», «вертикальный», «над», «под», «вверх», «вниз», «левый», «правый», «верхний» и «нижний», а также их производные (например, «горизонтально», «направленный вниз», «направленный вверх» и т.д.) необходимо рассматривать как относящиеся к ориентации, которая описана далее или показана на рассматриваемом чертеже. Эти относительные термины используются только для удобства описания и не требуют, чтобы устройство имело конструкцию или работало в конкретной ориентации, за исключением случаев, когда это указано явным образом. Термины, такие как «присоединенный», «прикрепленный», «связанный», «соединенный», «взаимосвязанный», и подобные, означают относительное расположение, при котором конструкции соединены и скреплены друг с другом непосредственно или косвенно через промежуточные конструкции, а также подвижные или жесткие крепления или соединения, если явным образом не описано иное. Кроме того, признаки и преимущества настоящего изобретения проиллюстрированы со ссылкой на предпочтительные варианты воплощения. Соответственно, настоящее изобретение не ограничивается данными предпочтительными вариантами воплощения, которые иллюстрируют некоторые возможные неограничивающие комбинации признаков, которые могут использоваться по отдельности или в других комбинациях, и объем настоящего изобретения определен в прилагаемой формуле изобретения.

В контексте приведенного ниже описания, «жидкость» рассматривается в отношении краски на водной основе. Однако, как известно специалистам в этой области техники, жидкость также может представлять собой грунтовочный раствор, лак, консервант или любую другую требуемую обрабатывающую жидкость, которая является целесообразной в качестве покрытия для конкретной заготовки и предусмотренного использования данной заготовки. Кроме того, жидкость может служить в качестве носителя для частиц твердого вещества или наполнителя. Например, частицы наполнителя могут иметь средний размер в диапазоне приблизительно от 100 мкм до 600 мкм, и жидкий носитель может содержать до 90% частиц наполнителя в расчете на массу твердых веществ. Примеры частиц наполнителя включают карбонат кальция, доломит, доломитовый известняк или их сочетания. Помимо частиц твердого вещества или наполнителя жидкость может также содержать в своем составе связующий материал и/или пигмент, в соответствии с заданными требованиями для нанесения определенного покрытия. Примеры связующих материалов, которые могут содержаться в жидкости, включают натуральные полимеры, модифицированные натуральные полимеры, синтетические полимеры и их сочетания. Синтетические полимеры изготавливают из следующих мономеров: винилацетат, винилпропионат, винилбутират, этилен, винилхлорид, винилиденхлорид, винилфторид, винилиденфторид, этилакрилат, метилакрилат, пропилакрилат, бутилакрилат, этилметакрилат, метилметакрилат, бутилметакрилат, гидроксиэтилметакрилат, стирол, бутадиен, уретан, эпоксид, меламин, сложный эфир и их сочетания. Патент США № 7033963, описание которого полностью включено здесь путем ссылки, описывает другие примеры жидкостей, которые могут использоваться с системой для нанесения покрытия, описываемой ниже. Систему для нанесения покрытия можно также использовать с другими типами жидкостей (и жидкими композициями), помимо тех, которые упомянуты в настоящем документе.

Как показано на фиг. 1, вакуумная система 11 нанесения покрытия включает в себя вакуумный резервуар 13 и устройство 15 подачи краски, которые присоединены к аппликаторной головке 16 для нанесения покрытия на кромку. Аппликаторная головка 17 располагается рядом с конвейером 21, который осуществляет перемещение заготовок 23 мимо аппликаторной головки 17 в направлении TD транспортировки таким образом, чтобы обеспечить возможность нанесения покрытия на кромки 25 заготовок 23. Устройство 15 подачи краски подает краску через трубопроводы 27 в аппликаторную головку 17, и вакуумный резервуар 13 создает вакуум через вакуумную линию 29, присоединенную к задней стороне аппликаторной головки 17. Работа такой вакуумной системы 11 нанесения покрытия известна и подробно описана в патенте США № 5298072, описание которого включено здесь полностью путем ссылки. Паровой коллектор 31 присоединен к источнику 33 пара посредством трубопроводов 35 подачи пара. Паровой коллектор 31 может использоваться для поддержания влажной среды в и вокруг аппликаторной головки 17, чтобы способствовать предотвращению накопления высохшей краски во время работы.

На фиг. 2 показана подробно аппликаторная головка 17, которая включает в себя оболочку 41 коллектора, вокруг которой располагается паровой коллектор 31. Пар может направляться в паровой коллектор 31 путем присоединения парового трубопровода к впускным отверстиям 37. Оболочка 41 коллектора обеспечивает поддержку двух коллекторов 43, 45 аппликатора, каждый из которых прикрепляется к одной из двух противоположных боковых пластин 47 оболочки. Оба коллектора 43, 45 аппликатора прикрепляются съемным образом к боковым пластинам 47 оболочки с помощью болтов, проходящих через пластины 47 оболочки и в резьбовые отверстия, обеспеченные в каждом коллекторе 43, 45 аппликатора, тем самым облегчая техническое обслуживание и замену коллекторов аппликатора, когда это требуется. Каждая пластина 47 оболочки включает в себя отверстие 49 оболочки, которое выполнено с возможностью выравнивания с соответствующим отверстием коллектора в каждом из коллекторов 43, 45 аппликатора. Верхняя и нижняя крышки 51, 53 прикреплены, соответственно, к верхней и нижней пластинам 55, 57 оболочки в оболочке 41 коллектора. Каждая верхняя и нижняя крышка 51, 53 включает в себя лицевую пластину 59, 61, которая продолжается над обоими коллекторами 43, 45 аппликатора, и каждая может включать в себя дополнительное паровое отверстие 63, через которое пар может быть направлен между двумя коллекторами 43, 45 аппликатора.

Оболочка 41 коллектора со средствами 71 крепления трубопровода, присоединенными к каждому отверстию 49 оболочки, показана на фиг. 3. Каждое средство 71 крепления трубопровода прикреплено к оболочке 41 коллектора на отверстии 49 оболочки таким образом, что краска может проходить из трубопроводов и в каждый коллектор аппликатора во время работы. Трубопровод подачи краски (не показан) присоединяется к каждому средству 71 крепления трубопровода во время работы. Верхняя и нижняя пластины 55, 57 оболочки включают в себя крепежные отверстия для верхней и нижней крышек, соответственно. Боковые, верхняя и нижняя пластины 47, 55, 57 оболочки все прикрепляются к опорной пластине 73, которая также служит в качестве крышки для вакуумной камеры (не показана), так что вакуум может быть создан во время работы во внутреннем пространстве, образованном боковыми, верхней и нижней пластинами 47, 55, 57.

На фиг. 4 показана аппликаторная головка 17 в собранном виде, с коллекторами 43, 45 аппликатора и верхней и нижней крышками 51, 53 установленными на месте, при этом не показаны болты, винты и т.п. для упрощения чертежа. Открытая часть передних кромок 75 коллекторов 43, 45 аппликатора сконфигурирована таким образом, что ее форма комплементарна кромке заготовки, перемещаемой мимо аппликаторной головки 17 (см. ниже более подробное описание коллекторов аппликатора с помощью фиг. 5-9). Отверстия 77, 79 аппликатора, через которые краска выдается во время работы, образованы на передних кромках 75 каждого коллектора 43, 45 аппликатора. Верхняя и нижняя крышки 51, 53 каждая включает в себя лицевую пластину 59, 61, которая продолжается над передними кромками 75 коллекторов 43, 45 аппликатора. Лицевые пластины 59, 61 каждая закрывает участок отверстий 77, 79 аппликатора таким образом, что открытый участок отверстий 77, 79 аппликатора близко соответствует, но не меньше его, размеру кромки заготовок, перемещаемых мимо аппликаторной головки.

Иллюстрируемый вариант воплощения облегчает техническое обслуживание и замену коллекторов аппликатора. В известных аппликаторных головках, когда передняя кромка изнашивается или другой инструмент потребуется для нанесения покрытия на кромки заготовки, имеющие другой профиль, будет необходимо заменить всю аппликаторную головку. В аппликаторной головке согласно изобретению коллекторы аппликатора выполнены с возможностью их замены, и оболочка коллектора и паровой трубопровод могут оставаться на месте с остальной частью системы.

Коллекторы аппликатора согласно варианту воплощения, показанному на фиг. 4, могут быть легко сняты путем отсоединения в начале верхней и нижней крышек от оболочки коллектора и последующего удаления болтов, которые крепят каждый коллектор аппликатора к оболочке коллектора. Это позволяет снять коллекторы аппликатора, и, если это требуется, установить вместо старого новый коллектор аппликатора. Когда верхняя и нижняя крышки вновь закрепляются на месте, система для нанесения покрытия может быть снова собрана и запущена в работу. Легкая смена коллекторов аппликатора облегчает замену изношенной части, и облегчает «переоснащение» аппликаторной головки для нанесения покрытия на заготовку, имеющую другой профиль кромки, путем вставки коллекторов аппликатора, имеющих форму, соответствующую профилю новой заготовки.

Во время работы, когда кромка заготовки перемещается мимо аппликаторной головки 17 для нанесения покрытия на заготовку, зазор нанесения между передней кромкой коллектора аппликатора и кромкой заготовки поддерживается в заданном диапазоне. Используемый здесь термин «зазор нанесение» означает горизонтальное расстояние между комплементарными точками на передней кромке коллектора аппликатора и на профиле поверхности кромки заготовки, перемещаемой мимо аппликаторной головки. В варианте воплощения на фиг. 4 коллекторы аппликатора сконфигурированы таким образом, чтобы иметь постоянный зазор нанесения между передней кромкой коллектора аппликатора и кромкой заготовки. Как будет описано ниже, в зависимости от заготовки, можно получить преимущества путем обеспечения передней кромки одного или более коллекторов аппликатора, сконфигурированной таким образом, чтобы иметь разные зазоры нанесения для разных участков кромки заготовки.

Когда выбранная жидкость, например краска, подлежит нанесению на конкретную заготовку, зазор нанесения является одной из переменных, которую можно регулировать, чтобы способствовать управлению толщиной и плотностью покрытия, наносимого на кромку заготовку. Как правило, зазор нанесения может находиться в пределах диапазона, который называют «рабочее окно», чтобы получить удовлетворительные результаты. В случае нанесения краски удовлетворительные результаты могут основываться на количестве наносимой краски и по существу однородном внешнем виде нанесенного покрытия. Другие переменные, которые могут учитываться при определении рабочего окна для конкретной конфигурации, дополнительно к зазору нанесения, включают в себя вязкость краски, давление, с которым краска закачивается насосом в коллекторы аппликатора, и скорость, с которой заготовка перемещается мимо аппликаторной головки.

В качестве примера, был проведен тест, в котором использовалась известная аппликаторная головка (т.е. отверстия аппликатора выполнены за одно целое как часть аппликаторной головки и отсутствует паровой коллектор) для нанесения краски на заготовку, причем скорость перемещения заготовки была установлена 50 футов в минуту (15,24 м/мин), и вакуум создается в аппликаторной головке. Эмпирическим путем были определены следующие приемлемые рабочие диапазоны:

диапазон давления насоса: 5,3-7,3 бар (0,53-0,73 МПа);

относительное положение головки: -0,007-0,008 дюйма (-0,18-0,20 мм).

Нулевая точка, или центральное положение, для аппликаторной головки была эмпирически определена заранее как относительное положение между кромкой заготовки и аппликаторной головкой, которое обеспечивает наиболее приемлемые визуально и точные по цвету результаты. Если результаты теста, использующего известную аппликаторную головку, сравнить с результатами другого теста, представленными ниже, можно увидеть, как улучшения в системе для нанесения покрытия могут быть реализованы посредством одного или более изменений в конфигурации аппликаторной головки.

Возвращаясь к фиг. 4, направление перемещения заготовки указано стрелкой. Кромка заготовки перемещается в начале мимо первого коллектора 43 аппликатора, и затем мимо второго коллектора 45 аппликатора. Первый коллектор 43 аппликатора образован двумя пластинами 91, 93 коллектора, которые имеют одинаковую ширину на передней кромке коллектора 43 аппликатора. Отверстие 77 аппликатора образовано между двумя пластинами 91, 93 коллектора, и отверстие 77 аппликатора имеет такую же ширину, что и две пластины 91, 93 коллектора. Второй коллектор 45 аппликатора также образован двумя пластинами 97, 99 коллектора, которые имеют не одинаковую ширину. Отверстие 79 аппликатора образовано между двумя пластинами 97, 99 коллектора, и отверстие 79 аппликатора и вторая пластина 99 коллектора имеют одинаковую ширину. Первая пластина 97 коллектора имеет большую ширину, чем вторая пластина 99 коллектора. Ширина первой пластины 97 коллектора может на 50% или более превышать ширину второй пластины 99 коллектора. Хотя было проведено ограниченное тестирование, ожидается, что разница в ширине между этими двумя пластинами коллектора на стороне выхода коллектора аппликатора может иметь широкий диапазон регулировки, в зависимости от других переменных, таких как приведенные выше, установленных в аппликаторной головке.

В качестве другого примера, был проведен второй тест, в котором использовалась аппликаторная головка, имеющая сменные коллекторы аппликатора и паровой коллектор, обеспечивающий пар вокруг аппликаторной головки во время тестирования. Пластины коллектора каждого коллектора аппликатора имеют толщину 0,1 дюйма (2,54 мм), и отверстия аппликатора имеют такую же ширину, 0,1 дюйма (2,54 мм). Краска, используемая для покрытия кромки заготовки, является более вязкой, чем краска, используемая в первом тесте, скорость перемещения заготовки была установлена 50 футов в минуту (15,24 м/мин), и вакуум создается в аппликаторной головке. С этими параметрами эмпирическим путем были определены следующие приемлемые рабочие диапазоны:

диапазон давления насоса: 5,5-6,8 бар (0,55-0,68 МПа);

относительное положение головки: -0,007-0,007 дюйма (-0,18-0,18 мм).

Что неудивительно, большинство диапазонов для второго теста являются приблизительно такими же, что и диапазоны для первого теста, который проводился, используя известную аппликаторную головку.

В качестве другого примера, был проведен третий тест, используя аппликаторную головку, имеющую сменные коллекторы аппликатора и паровой коллектор, обеспечивающий пар вокруг аппликаторной головки во время тестирования. Пластины коллектора первого коллектора аппликатора (кромка заготовки проходит в начале мимо первого коллектора аппликатора в этом тесте) имеют толщину 0,1 дюйма (2,54 мм), как и толщина отверстия аппликатора первого коллектора аппликатора. Первая пластина коллектора второго коллектора аппликатора имеет толщину 0,1 дюйма (2,54 мм), как и толщина отверстия аппликатора второго коллектора аппликатора. Вторая пластина коллектора (пластина второго коллектора аппликатора на стороне входа относительно направления перемещения заготовки) второго коллектора аппликатора имеет толщину 0,2 дюйма (5,08 мм). Краска, используемая для покрытия кромки заготовки, является более вязкой, чем краска, используемая в первом тесте, скорость перемещения заготовки была установлена 50 футов в минуту (15,24 м/мин), и вакуум создается в аппликаторной головке. С этими параметрами эмпирическим путем были определены следующие приемлемые рабочие диапазоны:

диапазон давления насоса: 4,0-6,0 бар (0,4-0,6 МПа);

относительное положение головки: -0,016-0,016 дюйма (-0,41-0,41 мм).

В качестве другого примера, был проведен четвертый тест, используя аппликаторную головку, имеющую сменные коллекторы аппликатора и паровой коллектор, обеспечивающий пар вокруг аппликаторной головки во время тестирования. Пластины коллектора первого коллектора аппликатора (кромка заготовки проходит в начале мимо первого коллектора аппликатора в этом тесте) имеют толщину 0,1 дюйма (2,54 мм), как и толщина отверстия аппликатора первого коллектора аппликатора. Вторая пластина коллектора второго коллектора аппликатора имеет толщину 0,1 дюйма (2,54 мм), как и толщина отверстия аппликатора второго коллектора аппликатора. Первая пластина коллектора (пластина второго коллектора аппликатора на стороне входа относительно направления перемещения заготовки) второго коллектора аппликатора имеет толщину 0,275 дюйма (6,99 мм). Краска, используемая для покрытия кромки заготовки, является более вязкой, чем краска, используемая в первом тесте, скорость перемещения заготовки была установлена 50 футов в минуту (15,24 м/мин), и вакуум создается в аппликаторной головке. С этими параметрами эмпирическим путем были определены следующие приемлемые рабочие диапазоны:

диапазон давления насоса: 3,7-6,0 бар (0,37-0,6 МПа);

относительное положение головки: -0,01-0,014 дюйма (-0,25-0,36 мм).

Как можно увидеть из третьего и четвертого тестов, абсолютные диапазоны давления насоса остаются приблизительно такими же, при этом нижняя и верхняя границы диапазонов давления насоса уменьшаются каждая на 1,3 бар (0,13 МПа). Дополнительно, абсолютный диапазон для относительного положения головки более чем в два раза увеличивается в третьем тесте, и абсолютный диапазон для относительного положения головки увеличивается на приблизительно 66% в четвертом тесте. Эти данные показывают, что значительные улучшения в эффективности работы системы для нанесения покрытия на кромку могут быть получены просто путем увеличения толщины одной пластины коллектора.

На фиг. 5 иллюстрируется коллектор 111 аппликатора, образованный двумя пластинами 113, 115 коллектора. Обе пластины 113, 115 коллектора включают в себя первую группу резьбовых отверстий 117 для крепления пластин вместе и вторую группу резьбовых отверстий 119 для крепления пластин к боковой пластине оболочки в оболочке коллектора. Обе пластины 113, 115 коллектора имеют передние кромки 121, 123, которые сконфигурированы таким образом, что они комплементарны по форме кромке заготовки, подлежащей покрытию с помощью коллектора 111 аппликатора. Когда пластины 113, 115 коллектора скреплены вместе, как показано на фиг. 6, кромки 121, 123 двух пластин 113, 115 коллектора образуют переднюю кромку коллектора 111 аппликатора. Одна пластина 113 коллектора включает в себя канал 125 аппликатора, а другая пластина 115 коллектора включает в себя отверстие 127 коллектора. Когда пластины 113, 115 коллектора скреплены вместе, отверстие 127 коллектора соединено по текучей среде с каналом 125 аппликатора. Пластина 115 коллектора с отверстием 127 коллектора располагается ближе всего к боковой пластине оболочки, когда коллектор 111 аппликатора прикреплен к оболочке коллектора. Это обеспечивает выравнивание отверстия 127 коллектора с отверстием оболочки в оболочке коллектора, так что жидкость, например краска, может течь из трубопровода для жидкости к каналу 125 аппликатора, и наружу через отверстие аппликатора.

На фиг. 6 показаны несколько видов коллектора 111 аппликатора в собранном состоянии. Здесь показано соединение по текучей среде между отверстием 127 коллектора, каналом 125 аппликатора и отверстием 129 аппликатора, которое обеспечивает возможность жидкость течь из трубопровода для жидкости наружу через отверстие аппликатора. Также на этих видах выделена передняя кромка 131 коллектора 111 аппликатора. Передняя кромка 131 располагается под углом, чтобы учесть угол, с которым коллектор 111 аппликатора установлен в оболочке коллектора относительно пути заготовок, когда они перемещаются мимо аппликаторной головки.

На фиг. 7 показана другая модификация пластины 141 коллектора, которая может использоваться для обеспечения лучшего распределения потока жидкости, выходящей из отверстия аппликатора. В этой модификации используется проточный канал 143 в поверхности канала 145 аппликатора, который в свою очередь образован в пластине 141 коллектора. Проточный канал 143 образует увеличенное пространство в канале 145 аппликатора, которое может иметь любую подходящую форму и может использоваться для направления дополнительной жидкости к участку кромки заготовки, подлежащей покрытию. Как показано на чертеже, проточный канал 143 имеет большое тело 147, расположенное на удалении от передней кромки 149 пластины 141 коллектора, и палец 151, который продолжается в направлении передней кромки 149, но не доходит до нее.

Было обнаружено, что сила тяжести часто может приводить к тому, что жидкость, которая наносится на заготовку, имеет больший объем потока в низу отверстия аппликатора, чем на верху отверстия аппликатора. Проточный канал, показанный на фиг. 7, который располагается вблизи верха канала аппликатора и включает в себя палец, продолжающийся в направлении верха отверстия аппликатора, увеличивает поток жидкости на верху отверстия аппликатора. Этот увеличенный поток может способствовать компенсации влияния силы тяжести во время процесса нанесения покрытия.

Проточные каналы могут иметь почти любую форму и размеры в канале аппликатора, и возможно использовать множество проточных каналов в канале аппликатора. Форма, размеры и количество проточных каналов сильно зависит от желаемых свойств покрытия для конкретной заготовки, подлежащей покрытию. Эти факторы, среди множества других, могут включать в себя форму кромки заготовки, желаемое распределение и/или конечное качество для жидкости на кромке, тип и качество жидкости, подлежащей нанесению, желаемая скорость нанесения.

Две другие модификации, которые могут быть выполнены аппликаторной головке для улучшения процесса покрытия, показаны на подробном виде аппликаторной головки 17 на фиг. 8. Эти модификации могут быть сделаны по отдельности или в комбинации с любыми другими описанными здесь модификациями. Аппликаторная головка 17 показана рядом с кромкой 161 заготовки 163, подлежащей покрытию жидкостью. Аппликаторная головка 17 включает в себя коллектор 165 аппликатора и лицевые пластины 167, 169, которые продолжаются над передней кромкой 171 коллектора 165 аппликатора. Каждая лицевая пластина 167, 169 включает в себя скошенную кромку 173, 175, которая располагается над отверстием 177 аппликатора, образованным на передней кромке 171 коллектора 165 аппликатора. Скошенные кромки 173, 175 располагаются таким образом, что скошенная часть обращена к передней кромке 171 коллектора аппликатора 165, и каждая скошенная кромка 173, 175 образует заостренный конец 179.

Было обнаружено, что путем обеспечения скошенных кромок в лицевых пластинах, воздушный поток, который втягивается в аппликаторную головку под действием вакуума, улучшается вокруг этих кромок лицевых пластин. Улучшение воздушного потока ведет к меньшему осаждению жидкости на верхней и нижней поверхностях заготовки, что в свою очередь ведет к лучшему внешнему виду верхней и нижней поверхностей заготовки.

Второе улучшение сделано в зазоре нанесения, образованном между передней кромкой 161 коллектора 165 аппликатора и кромкой заготовки 163. Типично, коллектор аппликатора сконфигурирован таким образом, что зазор нанесения является постоянным вдоль всей кромки заготовки, подлежащей покрытию. Коллектор 17 аппликатора вместо этого может включать в себя коллектор аппликатора, имеющий первый участок 181 передней кромки 171, обеспечивающий первый зазор нанесения, и второй участок 183 передней кромки, обеспечивающий второй зазор нанесения, причем упомянутые два зазора нанесения отличаются друг от друга. Для достижения этой цели, при покрытии кромки конкретной заготовки, коллектор аппликатора сконфигурирован таким образом, чтобы обеспечить первый зазор нанесения, имеющий постоянную величину X, и чтобы обеспечить второй зазор нанесения, величина которого равна упомянутой постоянной величине плюс дополнительное значение, т.е. X+Y, где Y представляет собой не равное нулю расстояние, которое измеряется по длине и может быть положительным или отрицательным. Например, Y может составлять 0,01 дюйма (0,25 мм), что может позволить использовать эту модификацию с аппликаторной головкой, используемой в описанном выше втором тесте, так как абсолютный диапазон рабочего окна для этого теста составляет 0,014 дюйма (0,36 мм). В качестве другого пример, Y может составлять 0,015 дюйма (0,38 мм) или больше, до приблизительно 0,03 дюйма (0,76 мм), что может позволить использовать эту модификацию с аппликаторной головкой, используемой в описанном выше третьем тесте, так как абсолютный диапазон рабочего окна для этого теста составляет 0,032 дюйма (0,81 мм).

За счет того, что коллектор аппликатора имеет разные зазоры нанесения относительно кромки заготовки, возможно компенсировать влияние силы тяжести на поток жидкости в канале аппликатора. В качестве примера, как показано на фиг. 8, нижний участок коллектора аппликатора может быть сконфигурирован таким образом, чтобы иметь зазор нанесения больше, чем зазор нанесения, образованный на верхнем участке коллектора аппликатора, так что на верхний участок кромки заготовки осаждается больше жидкости, чем на нижний участок кромки. В этом случае конечное покрытие может быть лучше сбалансированным и тем самым иметь еще лучший внешний вид на всей кромке заготовки. В качестве дополнительной опции, для аппликаторной головки, которая включает в себя два или более коллектора аппликатора, каждый коллектор аппликатора может быть сконфигурирован таким образом, чтобы иметь разные зазоры нанесения относительно кромки одной заготовки.

Хотя настоящее изобретение описано в отношении конкретных примеров, включающих в себя предпочтительные в настоящее время варианты воплощения изобретения, специалистам в этой области техники очевидно, что существуют множество вариаций и комбинаций описанных выше систем и способов. Понятно, что возможно использовать другие варианты воплощения и возможно сделать конструктивные и функциональные модификации, не выходя за пределы объема настоящего изобретения. Таким образом, сущность и объем настоящего изобретения следует истолковывать в широком смысле, как изложено в прилагаемой формуле изобретения.

Claims

1. Аппликаторная головка для вакуумной системы нанесения покрытия для нанесения покрытия на заготовку, содержащая:

оболочку коллектора, имеющую первую пластину оболочки и вторую пластину оболочки, противоположную первой пластине оболочки, причем первая пластина оболочки включает в себя первое отверстие оболочки и первое средство крепления трубопровода, присоединенное к первому отверстию оболочки, а вторая пластина оболочки включает в себя второе отверстие оболочки и второе средство крепления трубопровода, присоединенное ко второму отверстию оболочки;

первый коллектор аппликатора, прикрепленный к первой пластине оболочки, причем первый коллектор аппликатора содержит:

первую пластину коллектора, прикрепленную к первой пластине оболочки и включающую в себя первое отверстие коллектора, выровненное с первым отверстием оболочки; и

вторую пластину коллектора, прикрепленную к первой пластине коллектора, причем между первой и второй пластинами коллектора образован первый канал аппликатора, причем первый канал аппликатора соединен по текучей среде с первым отверстием коллектора и образует первое отверстие аппликатора на первой передней кромке первого коллектора аппликатора, причем первая передняя кромка выполнена комплементарной по форме кромке заготовки;

второй коллектор аппликатора, прикрепленный ко второй пластине оболочки, причем второй коллектор аппликатора содержит:

третью пластину коллектора, прикрепленную ко второй пластине оболочки и включающую в себя второе отверстие коллектора, выровненное со вторым отверстием оболочки; и

четвертую пластину коллектора, прикрепленную к третьей пластине коллектора, причем между третьей и четвертой пластинами коллектора образован второй канал аппликатора, причем второй канал аппликатора соединен по текучей среде со вторым отверстием коллектора и образует второе отверстие аппликатора на второй передней кромке второго коллектора аппликатора, причем вторая передняя кромка выполнена комплементарной по форме кромке заготовки; и

первую лицевую пластину и вторую лицевую пластину, причем каждая из первой и второй лицевых пластин расположена над первой и второй передними кромками первого и второго коллекторов аппликатора, тем самым закрывая по меньшей мере участок каждого из первого и второго отверстий аппликатора.

2. Аппликаторная головка по п. 1, в которой первая лицевая пластина включает в себя первую скошенную кромку, вторая лицевая пластина включает в себя вторую скошенную кромку и каждая из первой и второй скошенных кромок располагаются над каждым из первого и второго отверстий аппликатора.

3. Аппликаторная головка по п. 2, в которой каждая из первой и второй скошенных кромок обращена к каждому из первого и второго отверстий аппликатора.

4. Аппликаторная головка по любому из пп. 2 или 3, в которой каждая из первой и второй скошенных кромок образует заостренный конец.

5. Аппликаторная головка по п. 1, в которой четвертая пластина коллектора имеет большую ширину, чем третья пластина коллектора, на второй передней кромке рядом со вторым отверстием аппликатора.

6. Аппликаторная головка по п. 1, в которой по меньшей мере один из первого канала аппликатора и второго канала аппликатора включает в себя поверхность, имеющую проточный канал.

7. Аппликаторная головка для вакуумной системы нанесения покрытия для нанесения покрытия на заготовку, содержащая:

первый коллектор аппликатора, содержащий:

первую пластину коллектора, включающую в себя первое отверстие коллектора, соединенное по текучей среде с первым трубопроводом; и

второй коллектор аппликатора, содержащий:

третью пластину коллектора, включающую в себя второе отверстие коллектора, соединенное по текучей среде со вторым трубопроводом; и

первую лицевую пластину и вторую лицевую пластину, причем каждая из первой и второй лицевых пластин расположена над первой и второй передними кромками первого и второго коллекторов аппликатора, тем самым закрывая по меньшей мере участок каждого из первого и второго отверстий аппликатора, причем первая лицевая пластина включает в себя первую скошенную кромку, вторая лицевая пластина включает в себя вторую скошенную кромку и каждая из первой и второй скошенных кромок расположена над каждым из первого и второго отверстий аппликатора.

8. Аппликаторная головка по п. 7, дополнительно содержащая оболочку коллектора, имеющую первую пластину оболочки и вторую пластину оболочки, противоположную первой пластине оболочки, причем первая пластина оболочки включает в себя первое отверстие оболочки и первое средство крепления трубопровода, присоединенное к первому отверстию оболочки, и вторая пластина оболочки включает в себя второе отверстие оболочки и второе средство крепления трубопровода, присоединенное ко второму отверстию оболочки, при этом первый коллектор аппликатора прикреплен к первой пластине оболочки таким образом, что первый трубопровод соединен по текучей среде с первым отверстием коллектора через первое отверстие оболочки, и второй коллектор аппликатора прикреплен ко второй пластине оболочки таким образом, что второй трубопровод соединен по текучей среде со вторым отверстием коллектора через второе отверстие оболочки.

9. Аппликаторная головка по п. 7, в которой каждая из первой и второй скошенных кромок обращена к каждому из первого и второго отверстий аппликатора.

10. Аппликаторная головка по п. 7, в которой каждая из первой и второй скошенных кромок образует заостренный конец.

11. Аппликаторная головка по п. 7, в которой четвертая пластина коллектора имеет большую ширину, чем третья пластина коллектора, на второй передней кромке рядом со вторым отверстием аппликатора.

12. Аппликаторная головка по п. 7, в которой канал аппликатора по меньшей мере одного из коллекторов аппликатора включает в себя поверхность, имеющую проточный канал.

13. Аппликаторная головка по п. 12, в которой проточный канал выполнен с возможностью направлять больше жидкости через участок отверстия аппликатора.

14. Аппликаторная головка для вакуумной системы нанесения покрытия для нанесения покрытия на заготовку, содержащая:

коллектор аппликатора, содержащий:

первую пластину коллектора, включающую в себя отверстие коллектора, соединенное по текучей среде с трубопроводом; и

вторую пластину коллектора, прикрепленную к первой пластине коллектора, причем между первой и второй пластинами коллектора образован канал аппликатора, причем канал аппликатора соединен по текучей среде с отверстием коллектора и образует отверстие аппликатора на передней кромке коллектора аппликатора; и

первую лицевую пластину и вторую лицевую пластину, причем каждая из первой и второй лицевых пластин расположена над передней кромкой коллектора аппликатора, тем самым закрывая по меньшей мере участок отверстия аппликатора, причем первая лицевая пластина включает в себя первую скошенную кромку, вторая лицевая пластина включает в себя вторую скошенную кромку и каждая из первой и второй скошенных кромок расположена над отверстием аппликатора.

15. Аппликаторная головка по п. 14, в которой каждая из первой и второй скошенных кромок обращена к отверстию аппликатора.

16. Аппликаторная головка по п. 14, в которой каждая из первой и второй скошенных кромок образует заостренный конец.

17. Аппликаторная головка для вакуумной системы нанесения покрытия для нанесения покрытия на заготовку, содержащая:

первый коллектор аппликатора, содержащий:

вторую пластину коллектора, прикрепленную к первой пластине коллектора, причем между первой и второй пластинами коллектора образован первый канал аппликатора, причем первый канал аппликатора соединен по текучей среде с первым отверстием коллектора и образует первое отверстие аппликатора на первой передней кромке первого коллектора аппликатора и первая передняя кромка выполнена комплементарной по форме кромке заготовки;

второй коллектор аппликатора, содержащий:

четвертую пластину коллектора, прикрепленную к третьей пластине коллектора, причем между третьей и четвертой пластинами коллектора образован второй канал аппликатора, причем второй канал аппликатора соединен по текучей среде со вторым отверстием коллектора и образует второе отверстие аппликатора на второй передней кромке второго коллектора аппликатора, вторая передняя кромка выполнена комплементарной по форме кромке заготовки и четвертая пластина коллектора имеет большую ширину, чем третья пластина коллектора, на второй передней кромке, рядом со вторым отверстием аппликатора; и

18. Аппликаторная головка по п. 17, дополнительно содержащая оболочку коллектора, имеющую первую пластину оболочки и вторую пластину оболочки, противоположную первой пластине оболочки, причем первая пластина оболочки включает в себя первое отверстие оболочки и первое средство крепления трубопровода, присоединенное к первому отверстию оболочки, и вторая пластина оболочки включает в себя второе отверстие оболочки и второе средство крепления трубопровода, присоединенное ко второму отверстию оболочки, при этом первый коллектор аппликатора прикреплен к первой пластине оболочки таким образом, что первый трубопровод соединен по текучей среде с первым отверстием коллектора через первое отверстие оболочки, и второй коллектор аппликатора прикреплен ко второй пластине оболочки таким образом, что второй трубопровод соединен по текучей среде со вторым отверстием коллектора через второе отверстие оболочки.

19. Аппликаторная головка по п. 17, в которой первая лицевая пластина включает в себя первую скошенную кромку, вторая лицевая пластина включает в себя вторую скошенную кромку, и каждая из первой и второй скошенных кромок расположена над каждым из первого и второго отверстий аппликатора.

20. Аппликаторная головка по п. 19, в которой каждая из первой и второй скошенных кромок обращена к каждому из первого и второго отверстий аппликатора.

21. Аппликаторная головка по п. 19, в которой каждая из первой и второй скошенных кромок образует заостренный конец.

22. Аппликаторная головка по п. 17, в которой четвертая пластина коллектора имеет ширину по меньшей мере в два раза больше, чем третья пластина коллектора, на второй передней кромке рядом со вторым отверстием аппликатора.

23. Аппликаторная головка по п. 17, в которой канал аппликатора по меньшей мере одного из коллекторов аппликатора включает в себя поверхность, имеющую проточный канал, выполненный с возможностью направлять больше жидкости через участок отверстия аппликатора.