專利名稱：具有改進的摩擦帶電和電暈槍的單極性粉末噴涂系統的制作方法
技術領域：
本發明涉及粉末噴涂系統，該系統使用電暈及摩擦帶電(tribocharging)粉末噴涂槍將靜電荷加到粉末上以便將粉末沉積到一基質上。
背景技術：
在對物體進行靜電粉末噴涂時通常使用的有兩種基本類型的粉末噴涂槍。其中最常使用的是電暈型噴槍，該槍用一個高壓電極來產生電暈使粉末帶電。通常，電暈槍構造成上使粉末帶負電。電暈槍的一個主要缺點是由于電暈電極產的強大靜電場或法拉第屏蔽效應(Faraday Cage effect)而不能對零件的內角進行很好地噴涂。電暈槍的第二缺點是由于自由離子的形成會出現反向電離(back ionization)從而在噴涂零件表面形成針孔或桔皮表面。這種類型的槍另一個缺點是系統部件如噴嘴、擴散器以及粉末輸送系統的部件如泵、儲料器以及其它與粉末輸送系統接觸的部件通常都是由像聚乙烯或聚四氟乙烯(PTFE)這樣的材料制成。盡管這些材料具有碰撞熔融較低的優點，但也具有能使粉末帶正電的缺點，由于粉末的最終電荷或最大電荷減少會損害負電電暈的工藝。此外，通常要加上更大的電壓才能抵消系統的正極性電荷。此外，這種正極性摩擦帶電會損壞粉末輸送部件，如將泵體與噴槍相連的軟管。
通常所用的第二類型的噴槍是摩擦帶電槍，其中粉末通過與槍體的內表面摩擦接觸而帶電。摩擦帶電槍的一個優點是由于這種槍不會產生像電暈槍那樣的強電場，因此粉末能夠輕易地滲透到噴涂零件的角落。
發明內容
本發明提供一種新的靜電粉末噴涂槍和系統部件，其中的粉末預先加上與粉末噴槍所加電荷極性一樣的電荷從而提高并增強所加電荷及轉換效率。本發明還公開了一種新的粉末噴涂方法。
本發明的一個方面描述一種用來噴涂粉末噴涂材料的裝置。該裝置具有一個粉末流路，其中該粉末流路具有一個帶電表面從而使那些與帶電表面接觸的粉末噴涂材料摩擦帶電，并且該帶電表面包括一種從聚酰胺樹脂混合物、強化聚酰胺纖維、氨基塑料樹脂及縮醛聚合體中選取的摩擦帶負電材料。
本發明的另一方面是一種用來噴涂粉末涂料的裝置，該裝置具有粉末流路，其中該粉末流路具有一個帶電表面從而使那些與帶電表面接觸的粉末噴涂材料摩擦帶電，其中在帶電表面形成有一個或多個空氣通道，該空氣通道與一個壓縮空氣源流體相通。
本發明的另一方面描述一種用來噴涂粉末涂料的裝置，該裝置具有一個粉末涂料流過的粉末流路，其中該粉末流路具有一個第一帶電表面從而使那些與該第一帶電表面接觸的粉末涂料摩擦帶電，該第一帶電表面包括一種具有第一帶電極性的摩擦帶電材料，該裝置進一步包括一個粉末涂料從中流過的部件，該部件具有一個第二帶電表面，該第二帶電表面也包括一種具有第一帶電極性的摩擦帶電材料。
本發明的另一方面描述一種將粉末涂料噴到物體上的系統。該系統包括一個用來供應粉末涂料的粉末進料裝置以及一個用來噴涂來自進料裝置的粉末涂料的裝置。該噴涂裝置具有一個電極以便使粉末涂料帶上第一極性的電荷。該進料裝置包括一個具有帶電表面的部件以便使那些與該帶電表面接觸的粉末涂料摩擦帶電，該帶電表面包括一種具有第一帶電極性的摩擦帶電材料。
本發明的另一方面描述一種將粉末涂料噴到物體上的系統。該系統包括至少一個電暈帶電噴涂裝置以及至少一個摩擦帶電噴涂裝置。該電暈帶電噴涂裝置具有一個電極以便使粉末涂料帶上第一極性的電荷。摩擦帶電噴涂裝置具有一個粉末流路，其中該粉末流路具有一個帶電表面從而使那些與該帶電表面接觸的粉末涂料摩擦帶電，該摩擦帶電噴涂裝置的帶電表面使粉末涂料帶上第一極性的電荷。
本發明的另一方面描述一種摩擦帶電粉末噴涂裝置。該裝置包括一個具有內孔的本體，一設置在該內孔中的耐磨管以及設置在該內孔和耐磨管之間的一個開口通道，該耐磨管至少設有一個空氣噴射通路。該空氣噴射通路在開口通道和耐磨管內部之間形成流體連通。耐磨管具有一個帶電表面以便使那些與帶電表面接觸的粉末涂料帶電。開口通道與壓縮空氣源流體相通，由此壓縮空氣可從開口通道經過空氣噴射通路而流入耐磨管內以帶動流過耐磨管的粉末涂料。
本發明的另一方面描述一種將粉末涂料噴到物體上的系統。該系統包括一個用來供應粉末涂料的粉末進料裝置以及一個用來噴涂來自進料裝置的粉末涂料的裝置。該進料裝置包括一個具有帶電表面的部件以便使那些與該帶電表面接觸的粉末涂料摩擦帶電，該部件的帶電表面由一種從聚酰胺樹脂混合物、強化聚酰胺纖維、氨基塑料樹脂及縮醛聚合體中選取的摩擦帶負電的材料制成。
本發明的另一方面是一種摩擦帶電粉末噴涂槍，該槍具一個部件，該部件包括一個摩擦帶電表面，其中該部件至少能在兩個不同的位置方向組裝到噴槍中。本發明的另一方面提供一種具有摩擦帶電表面和空氣噴嘴的摩擦帶電粉末噴涂槍，噴射的空氣撞擊帶電表面。該噴槍還進一步包括一個接地元件，該接地元件布置在帶電表面的上游。
下面結合附圖來詳細描述本發明的這些和其它方面。
圖1為其中裝有本發明新型非常規材料的摩擦帶電槍的剖面圖；圖2為本發明新型短槍管摩擦帶電槍的剖面圖；
圖3A到3D示出了圖2中噴槍的插入件，其中空氣噴嘴布置在各種相對的位置上；圖4A示出了圖2短槍管摩擦帶電槍中插入件在向前看時的剖面圖，其中的空氣噴嘴相互在垂直方向沒有偏離；圖4B到4E示出了圖2短槍管摩擦帶電槍中插入件在向前看時的剖面圖，其中的空氣噴嘴在垂直方向彼此偏離一距離H；圖5A和5B示出了圖2短槍管摩擦帶電槍中插入件在向前看時的剖面圖，其中圖5A所示的第一組空氣噴嘴在旋轉方向上與圖5B所示的第二組空氣嘴彼此沒有偏離；圖5C到5F示出了圖2短槍管摩擦帶電槍中插入件在向前看時的剖面圖，其中圖5C和5E所示的第一組空氣噴嘴與圖5D和5F所示的第二組空氣嘴分別旋轉偏離一角度；圖5G和5H示出了圖2短槍管摩擦帶電槍中插入件在向前看時的剖面圖，其中圖5G所示的第一組空氣噴嘴在旋轉方向上與圖5H所示的一個下游空氣噴嘴彼此沒有偏離；圖6為其中裝有本發明新型非常規材料的電暈槍的剖面圖；圖7為其中裝有本發明新型非常規材料及一個或多個空氣噴嘴的扇形霧錐噴霧嘴(flat spray nozzle)的剖面圖；圖8為其中裝有本發明新型非常規材料的粉末噴涂系統粉末泵的剖面圖；圖9是粉末噴涂系統的示意性立體圖，其中的系統包括一個電暈和摩擦帶電槍，該槍使粉末帶上相同極性的電荷；圖10是本發明另一實施例裝有空氣噴嘴的摩擦帶電槍的剖視圖；圖10A是圖10中噴槍沿10A-10A的截面圖；圖11是本發明另一實施例裝有空氣噴嘴的摩擦帶電槍的剖視圖，其中的空氣噴嘴布置為螺線型；圖11A是圖11中噴槍沿11A-11A的截面圖；圖12是另一實施例采用空氣噴嘴的摩擦帶電槍的剖視圖；圖13是圖12中噴槍改進型的剖視圖，該噴槍具有一個空氣噴嘴部分和一個后置的摩擦帶電部分；圖14是圖12中噴槍改進型的另一個剖視圖，該噴槍具有一個帶有空氣噴嘴的前置帶電部分，其后是一個摩擦帶電部分；圖15和16是本發明一種內進外出(inside-out)噴槍的兩個實施例的剖視圖；圖17為常規手動式噴槍結構中空氣引射帶電噴槍的一個實施例；圖18A-D是圖17噴槍采用不同延伸長度的實施例；圖19是手動噴槍結構中的內進外出噴槍；圖20所示的噴槍采用內進外出結構和外進內出結構；以及圖21-24為本發明的另一實施例。
具體實施例方式
下面優選及變型實施例的詳細說明被分成以下幾個部分。部分I為新型摩擦帶電槍的詳細說明，該槍使粉末與下面詳細描述的新型非常規材料摩擦接觸從而使粉末帶負電。部分II是新型短槍管摩擦槍的詳細說明，該槍根據所選擇的、與噴槍摩擦帶電表面摩擦接觸的材料的不同使粉末帶上正電或負電。部分III和IV分別涉及的是電暈槍和粉末供應系統，其中該電暈槍和系統包括使粉末帶上與電暈槍極性相同電荷的部件，當粉末與由所需的摩擦帶正電材料和摩擦帶負電材料構成的摩擦帶電表面摩擦接觸時，使粉末帶上與電暈槍極性相同電荷的部件。部分V是一粉末噴涂系統的詳細說明，該系統包括電暈及摩擦帶電槍，該槍使粉末帶極性相同的電荷，以便使摩擦帶電槍與電暈槍一起使用噴涂同一工件。最后，部分VI是另一實施例使用空氣噴嘴的摩擦帶電槍的詳細說明。
I.由非常規材料構成的摩擦帶負電槍A.非常規摩擦帶負電材料本發明的一個發明點是發現了這里所謂的“非常規摩擦帶負電材料”。當這些材料用作帶負電粉末涂料的粉末摩擦接觸表面時，通過與粉末噴槍粉末接觸表面摩擦接觸而帶上負電。該術語“摩擦帶負電”意味著這種材料能使粉末，如粉末涂料在與摩擦帶負電材料的表面摩擦撞擊時帶上負電。
正如本申請所詳細描述的，該非常規摩擦帶負電材料可用作摩擦帶電或電暈噴槍以及噴槍部件和粉末輸送系統部件如擴散器、粉末管、進料器以及部分IV中詳細描述的泵的內表面。盡管，非常規摩擦帶負電材料是已知材料，但它們使用在噴槍中使粉末涂料摩擦帶電卻并非是已有技術。
非常規摩擦帶負電材料可從下列這組物質中選取聚酰胺混合物、聚酰胺樹脂強化纖維、氨基塑料樹脂、縮醛聚合體以及它們的混合物。這一點將在下面詳細說明。這些材料不僅能用來給粉末帶負電，而且還不會使摩擦帶負電材料出現沖擊熔融問題，這一問題在過去使用的材料如尼龍中非常嚴重。
1.聚酰胺混合物聚酰胺混合物包括聚酰胺聚合體以及第二聚合體的混合物，其中的第二聚合體由下列這組材料中選取聚乙烯、聚丙烯、鹵代烴樹脂以及它們的混合物。聚酰胺混合物中聚酰胺聚合體的重量百分比優選在50％到96％，更優選是在70％到90％之間。聚酰胺混合物中第二聚合體的重量百分比優選約在4％到50％，更優選約在10％到30％之間，最為優選約在15％到25％之間。
鹵代烴樹脂優選為氟代烴樹脂如聚四氟乙烯(PTFE)、聚四氟乙烯和六氟環丙烷(FEP)的共聚體、聚四氟乙烯和全氟乙烯醚(PFA)的共聚體。可從DuPont(杜邦)公司買到合適的、商標為TEFLON的氟化樹脂。
聚酰胺混合物中的聚酰胺聚合體優選為尼龍。尼龍的優選等級為尼龍6/6，尼龍6/12，尼龍4/6以及尼龍11。合適的聚酰胺混合物為20％的聚四氟乙烯和80％的尼龍6/6，這可從Pennsylvanis(賓夕法尼亞州)Exton市的Division of ICI Advanced Materails的LNP EngineeringPlastics買到，其商標為Lubicon RL4040。合適的混合物為約5％的聚四氟乙烯和約95％的尼龍6/6，這可從Pennsylvanis(賓夕法尼亞州)Exton市的Division of ICI Advanced Materails的LNP EngineeringPlastics買到，其商標為Lubicon RL4010。
實例1制備20％聚四氟乙烯和80％尼龍6/6的混合物，聚酰胺/鹵代烴樹脂混合物的盤。為了對比，也同時制備常規材料如尼龍和特氟隆(Teflon)試樣。
相對的轉換效率由扇形霧錐噴霧嘴噴涂的粉末涂料確定，該噴嘴的開口為0.450英寸×0.065英寸，其在空氣流率為4立方英尺/分鐘的條件下以45度角將涂料噴在盤子上。撞擊到摩擦帶電材料盤面的粉末從盤子偏到接地的金屬靶上。存在于噴嘴的粉末所測得的原始電量為零。因此，所有這些粉末都是因撞擊摩擦材料而帶電。粘到金屬靶上的粉末與全部粉末之比定義為相對轉換效率。通常使用FerroCorporation的50克環氧聚酯粉末來進行測試。由于相對轉換效率測試由試樣單次撞擊完成，因此該值要低于摩擦帶電槍多次接觸的結果。
試驗中所用粉末為Ferro公司型號為153W-121的環氧聚酯粉末。結果見表I。
實例2制備幾個5％PTFE和95％尼龍6/6，聚酰胺混合物的盤子，如同例1進行轉換效率的實驗。結果見表I。
在粉末噴槍中使用聚酰胺混合物的優點在于由于提高了摩擦帶電槍表面的放電，因此提高了粉末的帶電量。表面放電的提高是因聚合體不相容，從而出現了均質聚合體中不會出現的漏電通道而產生的。采用這些聚酰胺混合物的另一個優點在于當尼龍用PTFE或聚乙烯填滿時減少了尼龍的吸濕性。
2.聚酰胺樹脂強化纖維聚酰胺樹脂強化纖維包括用聚酰胺纖維填充的聚酰胺聚合體。其中聚酰胺聚合體的重量百分比優選約為50％到99％，更為優選的是約為85％到95％之間。其中聚酰胺聚合體中聚酰胺纖維的重量百分比優選約為1％到50％，更為優選的是約為5％到15％之間。
聚酰胺樹脂強化纖維中的聚酰胺聚合體優選為從市場購買的聚酰胺聚合體。合適的聚酰胺例如可以是尼龍。
聚酰胺纖維是長鏈的合成芳香聚酰胺，其中至少有85％的氨基鏈都與兩個芳環直接相連。合適的聚酰胺纖維是一種(p亞苯基對苯二甲基酰胺)的聚合物，其可從DuPont(杜邦)公司直接買到，其商標為KEVLAR。聚酰胺纖維(m亞苯基對苯二甲基酰胺)的聚合物，可在市場上購買DuPont(杜邦)公司的Nomex，但其不是優選方案。其它的聚酰胺纖維可以是下面這種聚合體其包括P氨基苯酰肼和對苯二酰氯的聚合單元；這類聚合體可從市場上購買Monsanto公司的PABH-TX-500。
合適的聚酰胺樹脂強化纖維是10％的KEVLAR和90％的尼龍6，6。這可從Pennsylvanis(賓夕法尼亞州)Exton市的Division of ICIAdvanced Materails的LNP Engineering Plastics買到，其商標為LubriconRA。
實例3制備幾個聚酰胺樹脂強化纖維的盤。為了對比，也同時制備常規的不含纖維的尼龍和Teflon試樣。如例1進行轉換效率的實驗。結果見表I。
表I
令人吃驚地是，除了對比例中KEVLAR纖維使粉末帶上正電外，加入纖維的尼龍均使粉末帶負電，并且其提高了相對轉換效率。
3.氨基塑料樹脂氨基塑料樹脂由氨基單體的聚合單元和乙醛單體構成。優選的氨基塑料樹脂為苯胺甲醛樹脂、尿素甲醛樹脂和三聚氰胺甲醛樹脂。作為選擇，氨基塑料樹脂還可包括纖維素，如α纖維素和色素。
合適的、填充α纖維素的成型級三聚氰胺甲醛樹脂可從Massachusetts州(馬薩諸塞州)Florence市的Perstorp Compounds公司買到，其商標為Perstorp752026的白色三聚氰胺和Perstorp775270的紅色三聚氰胺。另一合適的三聚氰胺樹脂是三聚氰胺苯酚甲醛共聚體，其可從Wisconsin州Sheboygan市的Plenco Plastics EngineeringCompany買到，其商標為Plenco 00732。
另一種合適的三聚氰胺樹脂是三聚氰胺甲醛聚合體，Perstorp752046，可從Massachusetts州Florence市的Perstorp Compounds公司買到。
實例4制備幾個填充α纖維素的白色三聚氰胺樹脂Perstorp752026的盤子。為了對比，也同時制備常規的尼龍6/6的盤子。如同例1進行相對轉換效率的實驗。結果見表II。
實例5制備幾個填充α纖維素的紅胡椒粉三聚氰胺甲醛樹脂Perstorp775270的盤子。為了對比，也同時制備常規的尼龍盤子。如同例1進行相對轉換效率的實驗。結果見表II。
實例6制備幾個三聚氰胺苯酚甲醛樹脂Plenco00732的盤子。為了對比，也同時制備常規的尼龍盤子。如例1進行相對轉換效率的實驗。結果見表II。
實例7制備幾個白色三聚氰胺甲醛樹脂Perstorp752046的盤子。為了對比，也同時制備常規的尼龍盤子。如同例1進行相對轉換效率的實驗。結果見表II。
表II FERRO 153W-121在與氨基樹脂試樣接觸時的相對轉換效率
粉末流率＝1.5克/秒實例8-10在部分II和圖2所示的短槍管摩擦槍的構造如下，該槍的內表面，特別是粉末輸送管插入件和扇形霧錐噴嘴的內表面均由從Massachusetts州Florence市Perstorp Compounds公司的紅胡椒子、三聚氰胺甲醛Perstorp775270制成。測試中所用的噴槍具有兩對空氣噴嘴和兩個電極。空氣噴嘴從這個與縱軸垂直的中心線偏離一個噴嘴直徑的距離，第二組空氣噴嘴相對于第一組空氣噴嘴繞縱軸旋轉5度。空氣噴嘴的角度為90度。
將一定量的粉末噴向目標，該目標以10英尺/分鐘的速率垂直于噴槍移動，由此來確定相對轉換效率。噴槍中的粉末為環氧聚酯粉末，其來自Ferro Corporation，標記為153W-121。結果如下。
表III
4.縮醛樹脂縮醛樹脂是一種聚甲醛工程熱塑性塑料聚合體。縮醛樹脂是一種均聚合體或共聚體。作為選擇，縮醛樹脂可由聚四氟乙烯、聚四氟乙烯纖維和聚乙烯或其它聚合體或添加劑組合而成。合適的均聚合體可從Delaware州Wilmington市的E.I.DuPont de Nemours&Co買到，其商標為Delrin。這里的一例縮醛均聚合體樹脂包括20％的TelfonPTFE纖維，其可以買到，商標名為Delrin AF。該材料的一個優點是從存貯電容對此槍操作人員的電沖擊小于其它測試材料。
合適的改性共聚體樹脂是一種經超高分子量聚乙烯(UHMWPE)改性的縮醛共聚體，該UHMWPE可從New Jersey州Parsippany市的BASF Corp買到，其商標為UltraformN2380X。另一例合適的共聚體可從New Jersey州Chatam市的Hoechst Celanese Corp買到，其商標為Celcon。
實例11部分II及附圖2所示的一種短槍管摩擦槍的構造如下，該槍的內表面，特別是插入件的內表面由DuPont公司的縮醛聚合體Delrin 150制成。
噴槍中的粉末為環氧聚酯粉末，其來自Ferro Corporation，標記為153W-121；噴槍中的粉末還可為聚乙烯/尿素粉末，其來自FerroCorporation，標記為153W-281。如同例8-10進行相對轉換效率的實驗。結果如下。
如表IV所示兩種粉末的相對轉換效率均約為62％，流率為2.5克/秒。
表IV
這些縮醛樹脂的一個優點是它們能夠噴射成型，從而能夠做出低成本的粉末噴槍。Delrin縮醛樹脂的相對轉換效率值非常驚人并出乎意料，這是因為Delrin樹脂中不含氮原子，而氮原子通常存在于負電材料如尼龍和三聚氰胺中。還有，Delrin縮醛樹脂中PTFE纖維的存在，如Delrin AF縮醛樹脂，使其轉換效率高于Delrin縮醛樹脂。
B.具有非常規材料的摩擦帶負電槍現在參見圖1，圖1所示為本發明裝置和方法使用的摩擦帶電粉末噴槍10。該噴槍10包括槍體12，槍體12中具有一個中心通孔。噴槍10可由一個合適的、本領域公知的安裝組件支撐。噴槍10包括一個粉末進料部分20、一個摩擦帶電部分30和一個位于噴槍出口端的噴頭部分40。
噴槍的摩擦帶電部分30包括一個內芯34，該內芯34位于外筒32內，其中的表面34a、32a共同形成環狀帶電通道，粉末就流過噴槍的這個充電通道。如圖1所示，作為選擇，表面34a、32a可以是一個波浪形或波動表面，這樣環形間隙就為粉末形成了一個蛇形通道，從而增強粉末與表面34a、32a的接觸，將電荷加到粉末上。
在本發明的優選實施例中，噴槍的一部分或全部粉末接觸面由一材料構成，該材料從下列這組材料中選取聚酰胺混合物、聚酰胺樹脂強化纖維、縮醛聚合體、縮醛聚合體均質聚合物、共聚物、優選用PTFE纖維填充(之后，將這些材料統稱為縮醛聚合體)、氨基塑料樹脂以及它們的混合物。業已發現本發明的這些非常規摩擦帶負電材料具有良好的帶電性。因此粉末接觸表面可涂上上述材料或者用上述材料制成相應的具有粉末接觸表面的整個或部分部件。例如，如圖1所示，外筒32的粉末接觸表面、內芯34和噴霧嘴40可由這樣一種材料構成，該材料從下列這組材料中選取聚酰胺混合物、聚酰胺樹脂強化纖維、縮醛聚合體、氨基塑料樹脂或者它們的混合物。此外，內耐磨套筒38、外耐磨套筒40、入口耐磨襯筒41、入口分配器36、出口分配器37和出口耐磨套筒42的粉末接觸表面均可涂上這樣一種材料，或者由該材料整體制成，該材料從下列這組材料中選取聚酰胺混合物、聚酰胺樹脂強化纖維、縮醛聚合體、氨基塑料樹脂或者它們的混合物。其它沒有特別標記的粉末接觸表面也可包含有上述材料。
也可采用接地電極43、放電環或本領域公知的其它裝置來將內芯和外筒粉末接觸表面上積累的電荷放掉。接地電極或放電環可布置本領域公知的任何位置。
如圖1所示，粉末和運載空氣被送到粉末進料部分20。粉末從粉末進料部分20進到噴槍的帶電部分，然后通到內芯34和外筒32之間的環狀帶電通道。當夾帶著粉末的空氣不斷接觸外筒32和內芯34的粉末接觸表面34a、32a時，粉末就會因摩擦而帶上負電。最后，摩擦帶電的粉末排到噴槍的噴頭40。在使用這種非常規摩擦帶負電材料時，粉末將會帶上負電，但噴槍在帶電表面上不會出現不希望的粉末撞擊熔融現象。
II由摩擦帶正電材料或新型摩擦帶負電材料構成的短槍管摩擦帶電粉末噴槍如圖2所示，本發明短槍管摩擦帶電噴槍200的第一實施例提供一種結構簡單、小巧的新型粉末噴槍，其能通過摩擦使粉末帶電。本發明具有一個可拆卸的插入件220，為了快速改變粉末顏色，該插入件220可很容易更換。短槍管摩擦槍的一個重要優點在于其不存在電暈槍中強電場或反向電離的問題。如下所述，該槍可使粉末帶電正電或負電。該摩擦帶電粉末噴槍200從粉末入口到噴嘴頭的整個長度大約在1到10英寸之間，更為優選的是在1到6英寸之間，這一尺寸大大小于現有的摩擦帶電槍的長度，現有的摩擦帶電槍的長度14-36英寸之間。
噴槍的主要部件包括槍體210；粉末輸送管插入件220，其安裝在槍體210中；噴霧嘴230，其也安裝在槍體210中或與槍體210相連。插入件220和噴霧嘴230一起形成噴槍的槍管。槍體210可由任何合適的材料構成。槍體210具有一個吸入端212和一個輸出端214，吸入端212的開口能與插入件220相連，輸出端214適合于接受或連接于噴霧嘴230。在手動情況下，可將一手柄或槍把(圖中未示出)連接到槍體210上或者與槍體210做成一體。
粉末輸送管插入件220優選為圓筒狀并具有一個內部粉末通道222。該粉末通道222的內徑優選約在0.25英寸到1.5英寸之間，最優選為0.5英寸。
插入件220優選為通過常規方法可拆地連接到槍體上。對于負極性噴槍來說，插入件220優選整體制成或其內表面涂有該材料，該材料從下列這組材料中選取聚酰胺優選為尼龍6/6、聚酰胺混合物、聚酰胺樹脂強化纖維、縮醛聚合體、氨基塑料樹脂或者它們的混合物。對于正極性噴槍來說，插入件220可由例如但并不限于含氟聚合物特別是聚四氟乙烯或它們的混合物整體制成，或者是其內表面涂有摩擦帶電材料，例如但不限于全氟聚合物，特別是聚四氟乙烯或其混合物。由此，根據所選擇的摩擦帶電材料類型的不同，在粉末顆粒與插入件220的粉末接觸內表面接觸時正電荷或負電荷就加到了粉末顆粒上。
該噴槍200進一步包括一個或多個空氣噴噴嘴240，該空氣噴噴嘴240設置在噴槍的內通道222和內通道234內。空氣噴嘴240也可設置在插入件220或噴霧嘴230內，其作用是形成紊流以提高粉末與插入件220或噴霧嘴230之壁面222的摩擦接觸。空氣或其它流體(以下稱空氣)經槍體210內的空氣通道250供給空氣噴嘴240，該空氣通道250將空氣導向插入件220周圍的腔體252或噴霧嘴周圍的腔體252(圖中未示出)。一個或多個空氣噴嘴240將空氣從腔體252導向插入件220或噴霧嘴230(圖中未示出)內的粉末通道222、234。
空氣噴嘴240可包括有各種開口形狀如圓形、矩形、方形或橢圓形。每種空氣噴嘴的剖面面積都約在0.001以0.03平方英寸之間(其對應于直徑約為0.03到0.2英寸的圓孔)。更為優選的是，每種空氣噴嘴的剖面面積都約在0.003以0.005平方英寸之間(其對應于直徑約為0.06到0.08英寸的圓孔)。最優選的是，空氣噴嘴的截面面積約為0.0038平方英寸(其對應于直徑約為0.07英寸的圓孔)。
如圖2所示，空氣噴嘴240相對于縱軸線或插入件、噴霧嘴或內通道222的側壁呈一角度，該角度約在0到90度之間，更為優選的是約在45到90度之間，最優選約為60度。
該空氣噴嘴可布置成一組或多組具有相同或不同直徑的空氣噴嘴。一組可有兩個或多個布置成相對或不相對的空氣噴嘴。圖3A-3D出示了插入件220中上下空氣噴嘴240在結構布置上的變化情況。圖3A示出上下空氣噴嘴240能使空氣從噴嘴流出并在縱軸(或中心線CL)上交叉。上下空氣噴嘴均相對于側壁222呈45度角。圖3B與圖3A基本相同，除了上空氣噴嘴的中心相對于下空氣噴嘴的中心沿縱向偏離一距離，從而使空氣噴嘴流出的空氣的交叉點偏離縱軸。圖3C中所示出的空氣噴嘴具有不同的角度，從而空氣噴嘴流出的空氣的交叉點也偏離縱軸。圖3D所示出的上下空氣噴嘴在縱向偏離并具有不同的角度，從而使噴射流在縱軸交叉。
如圖4B-4E所示，如果采用兩個或多個空氣噴嘴，那么一個空氣噴嘴可相對于另一個空氣噴嘴偏離一距離H，該距離H是正交于縱軸的距離。由此，在圖4B-4E中，空氣噴嘴彼此垂直偏離不同的縱軸正交(或垂直)距離H。該距離H可由圖4A中的0變到圖4E中插入件的一個直徑。
如圖5A到5H所示，如果采用兩組或多組空氣噴嘴，那么其中一組空氣噴嘴可相對于第一組空氣噴嘴沿順時針方向或逆時針方向繞軸線旋轉一角度。優選的方案是，下游這組空氣噴嘴相對于第一組噴嘴沿順時針方向或逆時針方向旋轉約0到90度。圖5A、5C、5E和5G示出的是位于在圖2中插入件220內的第一組或上游組空氣噴嘴。圖5B、5D、5F和5H示出的是第二組或下游組空氣噴嘴，這些噴嘴沿逆時針方向分別相對于圖5A、5C、5E和5G中所對應的第一組空氣噴嘴逆時針方向旋轉0、45、90和0度。圖5H還展示了其中只有一個空氣噴嘴的第二組空氣噴嘴。
流到圖2中四個空氣噴嘴孔口240的總空氣流量可約在0.3立方英尺/分鐘(CFM)到6.5立方英尺/分鐘之間。如果采用兩組空氣噴嘴，那么流到空氣噴嘴的總空氣流量優選為4.2CFM。空氣噴嘴孔口240的空氣流速通常約在100到1000英尺/秒之間，更優選約在400到800英尺/秒之間，最優選約為655英尺/秒。對于不同直徑的管道來說，這些變量可按比例適當變化。
內部帶電噴槍200進一步配有一個或多個電極260，或者本領域公知的其它裝置以便對摩擦帶電通道222、內部通道234與粉末摩擦接觸所積累的電荷進行釋放。例如，該電極可以是一個導電針、壓縮的固態金屬環、空氣清潔多孔環或者金屬片，它們可沿著縱軸布置在帶電管的內側。這一個或多個電極優選接地。然而，如圖2所示，也可在電極260加上正電壓或負電壓，該電壓優選在約0到10千伏(kv)之間。電極260可布置在插入件220或噴霧嘴230的內部，但優選布置在空氣噴嘴的上游。這一個或多個電極260可由空氣清潔，即，將空氣通道250的空氣流通過通道262和264將粉末從電極260吹走。
如圖2所示，本發明采用扇形霧錐噴嘴230，當然也可選用其它的現有技術噴嘴。噴霧嘴230具有一個槽口232和一個內部通道234，該槽口232用來形成扇形噴射流，內部通道234與插入件220的通道222流體相通。噴霧嘴230優選為通過常規方法與槍體210可拆連接。對于摩擦帶負電的槍來說，噴霧嘴是一個高粉末接觸區，因此噴霧嘴230優選為其整體均由摩擦帶負電材料如聚酰胺特別是尼龍6/6、聚酰胺混合物、聚酰胺樹脂強化纖維、縮醛聚合體、氨基塑料樹脂或者它們的混合物構成，或者是具有一個由這些材料構成的內部通道234。對于摩擦帶正電的槍來說，噴霧嘴是一個高粉末接觸區，因此噴霧嘴230優選為其整體均由摩擦帶電材料如含氟聚合物特別是PTFE構成，或者是具有一個涂覆這些材料的內部通道234。根據摩擦帶電材料的不同，粉末顆粒在與噴霧嘴230的內部通道234接觸時會加上正電荷或負電荷。由此，噴霧嘴230就與插入件220一起工作使粉末顆粒在與噴槍200的內表面接觸時經摩擦帶上所需極性的電荷。
盡管圖中沒有示出，但插入件220和噴霧嘴230可做成一個與槍體210可拆連接的整體單元。作為選擇，插入件220和噴霧嘴230可以以可拆的方式連接在一起，并且然后以可拆的方式與槍體連接。由此，本發明短槍管帶電噴槍200的一個優點就是插入件220和噴霧嘴230的結構簡單，從而使這些部件可由上述摩擦帶電材料構成或者其表面涂上這些材料，并且這些部件能夠與槍體210容易地實現互換。用在同一槍體中的插入件220和噴霧嘴230組可由不同摩擦帶電材料構成，或者涂上不同的摩擦帶電材料。然后根據所噴粉末的類型以及所噴粉末所需的帶電極性，選擇合適的插入件和噴霧嘴。根據粉末化學構成的不同其會帶上不同的電荷，因此應當為粉末特定的化學構成選用特定材料的插入件。例如，環氧物質傾向于帶正電，因此適用于這種粉末的理想材料是PTFE的插入件。另一方面，聚酯傾向于起負電，因此最好使用尼龍插入件來帶電。
下面的實例示出的是幾個噴槍結構，這些噴槍的空氣噴嘴在位置上不同，電極的類型和位置不同、所用的摩擦帶電材料也不同。然而，本發明并不限于這些實例，其包括了其它的組合形式和結構。
實例12在本發明的一個實例中，具有插入件220的摩擦帶電噴槍200由尼龍6/6材料構成。該插入件具有兩對相對的、對齊布置的空氣噴嘴，插入件側壁內每個空氣噴嘴的角度θ均為60度，空氣流速為655英尺/秒，空氣流量為4.2立方英尺/分鐘。第一對空氣噴嘴的中心線沿縱向與第二對空氣噴嘴的中心線分開0.625英寸。接地電極與粉末流路的內表面相齊，在角度上與空氣噴嘴偏開60度。噴槍從粉末入口到扇形霧錐噴嘴的頂頭為5.75英寸長。Ferro 153W-108聚酯尿烷粉末的流量為20磅/小時，這種結構的轉換效率為78.0％。
實例13在本發明的另一個實例中采用例12描述的噴槍結構，電極上加-8KV。測得的轉換效率為84％。
實例14在本發明的另一個實例中，一種短槍管摩擦帶電槍由Delrin100AF材料構成。插入件和噴霧嘴的整個長度為3.375英寸，采用4mmDelrin100AF扇形霧追噴嘴。如圖2所示，長度為1.25英寸的插入件入口部分內徑為0.375英寸，其后是45度的倒角，將剩下的管長為2.125英寸的插入件部分的內徑擴大為0.5英寸。本例采用兩組相對的空氣噴嘴，每個空氣噴嘴的內徑為0.07英寸，角度θ為60度。下游組空氣噴嘴相對于第一對空氣噴嘴繞縱軸旋轉5度。所有的空氣噴嘴都相對于縱軸正交偏出0.035英寸。每個空氣噴嘴的流量都約為1立方英尺/分鐘，流速為655英尺/秒。將一個銳尖末端的接地電極布置在圖2所示空氣噴嘴的上游。該電極相對于第一組空氣噴嘴繞縱軸旋轉60度。本結構在采用Ferro 153W-121時，在流量為20磅/小時情況下其轉換效率為70％。
綜上所述，上述的短槍管摩擦帶電槍提供了一種新型的輕型噴槍，其長度更短、直徑更小，因此在密封空間機動性好。常規的摩擦帶電噴槍通常為14-36英寸長，而短摩擦帶電槍約為6英寸長。該槍可作手動槍或低成本自動槍使用。直線型粉末流路清潔容易，可拆的插入件在快速換色時能輕易地換上一個便宜的插入件。制作噴槍的新型材料可注射成型，因而可大大減少機加工的成本。因此，本發明提供的短槍管摩擦帶電槍能使粉末流量達到約30磅/小時，并具有合理的轉換效率。
本發明還提供了一種短槍管摩擦帶負電槍，其可單獨使用或者如下所述與負電電暈槍一起使用。該短槍管摩擦帶負電槍除了具有上述所有優點之外，還具有一個優點，即，使聚酯粉末如TGIC聚酯、環氧/聚酯混合粉末和聚酯尿素以及熱塑性塑料粉末如PVC和PTFE粉末具有良好的帶電特性。
III具有摩擦帶電部件的單極性電暈槍現在參見圖6，單極電暈噴槍300用來噴射已帶上正電或負電的流化粉末。術語“單極性”是指一種粉末噴槍或粉末供應系統，其中的部件在選擇上應使粉末涂料帶上單一極性的電荷。一個例子是供應帶負電粉末的電暈槍，其包括摩擦帶電部件，例如同樣使粉末帶負電的噴霧嘴。噴槍300包括一個固定到安裝塊上的向后槍管件328。向后槍管件328具有一個內孔332和一個角孔333以便與粉末供應管334相連。粉末供應管334將流化的粉末通過角孔333引入向后槍管件328的內孔332。向后槍管件328的前端與向前槍管件338相連，該向前槍管件338進一步包括一個與內孔332對齊的通孔346從而形成粉末流路350將粉末從粉末供應管334送向噴槍300的前端。一個扇形霧錐噴嘴394位于噴霧嘴380的前端。
粉末流路350內有一個槍管襯套352沿軸向延伸，其安裝在向后槍管件328的端部。槍管襯套352連接并支撐著一個高壓靜電電纜組件358。槍管襯套352的前端安裝有一個電極362，該電極362穿過噴霧嘴末端390的孔396并前伸到矩形槽口398之間的噴霧嘴394。伸到噴霧嘴380前面的電極362在電極和噴涂物體之間形成一個很強的靜電場。根據所需噴槍極性的不同，電極可加上正電或負電。電極優選加上約60KV到100KV的電壓。
電暈噴槍300的粉末接觸表面為槍管襯套352、粉末流路350、粉末供應管334以及穿過噴霧嘴380的通道372。對于使粉末帶上正電的正極性電暈槍來說，其中的一個或多個粉末接觸表面334、350、352或372例如可由能使粉末摩擦起負電的材料構成。這些材料由下列這組材料中選取聚乙烯、含氟聚合物或它們的混合物。含氟聚合物優選包括聚四氟乙烯。對于使粉末帶上負電的負極性電暈槍來說，電暈噴槍300中一個或多個粉末接觸表面334、350、352或372例如可由能使粉末摩擦起負電的材料構成。如部分I中所述，這些材料由下列這組材料中選取聚酰胺、聚酰胺混合物、聚酰胺樹脂強化纖維、氨基塑料樹脂、縮醛聚合體以及它們的混合物。
因此本發明的單極性電暈槍利用摩擦帶電和電暈帶電方式使粉末帶電，并且帶上相同的電荷，由此可提高電暈放電電極使粉末帶電的帶電量。由于粉末接觸表面也能使電暈電極加電的粉末帶電，因此電暈電極只需較低的電壓就能產生現有技術噴槍所加相同量的電荷。因此，對于負極性噴槍來說，電壓降低，反向電離減少。物件的表面平整度提高。電極電壓的降低還能減少法拉第屏蔽效應。此外，可用較小的電源來產生相同的電壓。
如圖7所示，在本發明的另一實施例中，電暈噴槍300還可包括一個增強的摩擦帶電噴嘴400。摩擦帶電噴霧嘴400可與現有技術的其它電暈或摩擦帶電槍一起使用，并不限于上述的電暈槍300。摩擦帶電噴嘴400有一個較大的內表面區，該區域用來使粉末摩擦帶電。根據所選摩擦帶電材料的不同，粉末可根據需要加上正電或負電，這一點將在下面詳細論述。
摩擦帶電噴嘴400具有一個粉末入口端410和一個內部通道412，其中內部通道412與現有技術電暈槍或摩擦大肆電槍(圖中未示出)流體相通。入口端410可帶有螺紋或者以其它方式可拆地連接到現有噴槍的槍體上。內部通道412優選為具有過渡面414的圓筒形，該過渡面414過渡到噴霧嘴槽口420。摩擦帶電噴嘴400的槽口420在形狀上應能形成矩形射流。噴霧嘴槽口420的長和寬可根據使用場合的不同進行選取。
由于噴霧嘴表面412、414與粉末接觸，因此摩擦帶電噴霧嘴400優選由摩擦帶電材料整體構成，或者具有一個涂有摩擦帶電材料的內表面。對于正極性電暈槍來說，噴霧嘴或與粉末接觸的內表面涂有一種材料，該材料由下列這組材料中選取含氟聚合物特別是聚四氟乙烯。對于負極性電暈槍來說，摩擦帶電噴霧嘴400優選整體由這樣一種材料構成，或者是其內表面412、414涂上這種材料，該材料由下列這組材料中選取聚酰胺特別是尼龍6/6、聚酰胺混合物、聚酰胺樹脂強化纖維、氨基塑料樹脂、縮醛聚合體或者它們的混合物。因此，根據所選摩擦帶電材料的不同，粉末顆粒在與噴霧嘴400的內表面412、414接觸時就帶上正電或負電。噴霧嘴400可與現有技術噴槍的電暈放電電極一起使用從而使粉末帶上與電暈電極極性相同的電荷。
電噴嘴400優選包括一個或多個空氣噴嘴開口430，這些開口在位置上與噴霧嘴的內部通道412流體相通。空氣或其它流體例如通過腔室440供應到空氣噴嘴開口430，其中的腔室440通過口450與外部流體源(圖中未示出)相連。空氣噴嘴開口430在尺寸和結構上優選使空氣流速約為100到1000英尺/秒之間，更為優選約為400到800英尺/秒之間。此外，空氣噴嘴開口430相對于插入件內部通道的縱軸優選呈一角度α，該角度約在0到90度之間，更優選約在45到90度之間。空氣噴嘴開口430的角度優選使空氣射流相交形成紊流從而提高與帶電表面的摩擦接觸。空氣噴嘴在過渡面414上的沖擊角應約在45到90度之間，更優選約為60度。
此外，噴霧嘴400可包括一個或多個電極460或其它本領域公知的裝置以使內部通道412的累積電荷放電。這一個或多個電極優選接地。此外，這一個或多個電極可具有約為0到100KV，更為優選約為0到10KV的正電壓或負電壓。當噴霧嘴內表面采用負電帶電材料時，高壓電極加上正電，當其采用正電帶電材料時，高壓電極加負電。如圖7所示，可將電極布置在電極固定器490內。電極固定器490具有一個外表面492，該外表面492由上述噴霧嘴內部通道412所述的材料制成。然而，值得注意的是本發明也可采用其它的電極結構如接地環或者是鈍頭或銳頭導電針。如果使用導電針，可將其相對于流體通道呈直角布置在噴霧嘴400內的任一位置。該電極布置在空氣射流沖擊到壁面的沖擊點的上游2英寸內。
在噴霧嘴的優選實施例中，電極接地并布置在兩對相對的對齊布置的空氣噴嘴的上游。這兩對空氣噴嘴側向分開一個直徑的距離。該空氣噴嘴相對于縱軸呈60度角。
IV.粉末供應系統的摩擦帶電部件本發明還在整個粉末輸送系統的各個部件內提供摩擦帶電粉末接觸表面，這些接觸表面使粉末摩擦帶上與電暈粉末相同的電荷。沿著輸送系統多個區域進行摩擦帶電在粉末通過各個摩擦帶電區時不斷地提高粉末上的電荷。這有利于電暈槍系統提高轉換效率。這一構思也可用于摩擦帶電槍系統。粉末供應系統的摩擦帶電區使粉末帶上系統中摩擦帶電槍所用的相同極性的電荷。
如圖9所示，典型的粉末噴涂系統500包括一個噴槍510，該噴槍510由一個粉末供應管540經過安裝在貯料器上的粉末泵530與貯料器520相連。噴槍510例如可以是負電電暈型粉末噴槍，但也可是正電電暈槍，或者是摩擦帶負電或正電粉末噴槍。
電線544從控制系統550連接到噴槍510，控制系統550用來調節泵530的空氣壓力以及噴槍510中電暈電極的電壓。在粉末貯料器520內有一個擴散板521設置在貯料器的整個斷面上，并由一種多孔材料構成，空氣通過該材料將粉末流化。由于貯料器的側壁522和擴散板521是粉末的高接觸區，因此本發明用預摩擦帶負電材料構造擴散板521和側壁522，該材料選自下列這組材料聚酰胺特別是尼龍6/6、聚酰胺混合物、聚酰胺樹脂強化纖維、氨基塑料樹脂、縮醛聚合體或它們的混合物。由此，貯料器520內粉末與擴散板521和側壁的接觸就使粉末預加上負電，然后再將該粉末輸送到負電電暈噴槍510。
如圖8的剖面圖所示，泵530包括一個具有入口管532的泵體531，該入口管532通向空腔533，空腔533是噴射器或文丘里管534和文丘里管喉部535的交叉區。文丘里管的喉部535通過一個喉部固定器536固定在泵體531內，該喉部固定器536伸出泵體從而為軟管提供了一個連接裝置537。連接裝置537內是一個套筒538，也被稱作耐磨管，在泵體喉部的下游。該耐磨套筒用來防止喉部固定器的內側壁出現撞擊熔融。霧化空氣入口539與喉部固定器536相交從而使空氣流與文丘里管喉部的粉末空氣混合物匯合。
因此，粉末輸送系統的這個區域是使用上述預帶電材料的適合場所。因此希望，文丘里管的喉部535、套筒538、泵的入口管532以及粉末軟管(圖中未示出)最好涂上這中材料或者由這種材料制成以便使粉末因摩擦帶上負電，這種材料可從上述的這組材料中選取聚酰胺、聚酰胺混合物、聚酰胺樹脂強化纖維、氨基塑料樹脂、縮醛聚合體或它們的混合物。此外，文丘里管的喉部535以及喉部固定器536的長度優選伸出泵體邊緣1到5英寸。作為選擇，該伸出長度在粉末輸送系統的這個區域為粉末提供額外的摩擦帶負電。
如這部分所述，在粉末輸送系統的貯料器和/或泵內預先加上電荷的粉末流過軟管以達到具有預先形成的負電的噴槍。預加上的電荷增加了噴槍通過電暈電極加上的電荷。
V.包括電暈和摩擦帶電槍的單極性粉末噴涂系統如圖9所示，電暈噴槍510與本發明上述的摩擦帶電粉末噴槍10一起使用。電暈槍510以及摩擦帶電槍10具有相同的極性。這種組合能使摩擦帶電槍10用做有效涂覆(touch up)槍，例如穿透到各個角落或者到達電暈噴槍510無法有效噴涂的部件角落。這個示例性的負電電暈噴槍510和摩擦負電噴槍10的組合優選與一個共用貯料器520相連，如上所述該貯料器520給粉末預先加上負電。作為選擇，摩擦帶電槍可包括前面已詳細論述的一個短槍管噴槍200。這類一個或多個負電電暈噴槍與一個或多個摩擦負電槍的新型組合最好與一預載負電的粉末輸送系統一起使用以噴涂同一工件的不同部分，由此構成本發明的一個重要實施例。
VI.具有空氣噴嘴的摩擦帶電槍如圖10所示，其中的新型摩擦帶電槍600包括一個粉末進料段610、一粉末帶電段620以及一個位于噴槍出口的噴霧嘴630。摩擦帶帶電槍600的粉末帶電段620進一步包括一個具有內孔623的圓筒形本體622以便安裝噴槍的內部各部件。安裝在本體622的內孔623內的是一個具有內孔626a的粉末管連接器612。連接器612的第一端616與一個粉末供應管(圖中未示出)相連以便將流化的粉末供到槍600的粉末通道626a、b、c。粉末管連接器612的第二端618與一空氣入口640相連。該空氣入口640具有一個內通道626b和一個或多個角孔或空氣噴嘴642，這些空氣噴嘴642與本體622內的一個空氣集管628相連以便將加壓空氣供應到空氣噴嘴642從而提高流化粉末進入噴槍的速率并使之產生紊流。與空氣入口640相連的是一外耐磨管650，該外耐磨管650具有一個內部通道，該通道是噴槍粉末通道626的一部分。外耐磨管650進一步包括一個或多個空氣噴嘴652。加壓空氣通過通道654供到空氣噴嘴652，該通道654與空氣集管628流體相通。槍600可進一步具有一個內耐磨面660，其形成環狀粉末流路。如圖10A的剖視圖所示，沿縱向布置有多個相對排列的空氣噴嘴652。這些空氣噴嘴652優選具有一個角度γ(該角度由縱軸沿逆時針方向測得)，該角度優選約在90到135度之間。空氣噴射的速度優選為高到足以使粉末產生紊流并使粉末流過通道與空氣噴嘴對面的壁面接觸從而提高粉末的摩擦帶電性能。空氣噴射的速度優選約在100到1000英尺/秒之間，更優選約在400到800英尺/秒之間。
為了使粉末摩擦帶電，噴槍的粉末接觸面，如粉末流通道626a-c、噴霧嘴630的內表面以及內帶電管660的外表面由摩擦帶電材料構成或涂上該材料。對于摩擦帶正的電槍來說，粉末接觸表面的材料優選從下列這組材料中選取含氟聚合物特別是PTFE。對于摩擦帶負的電槍來說，粉末接觸表面的材料優選從下列這組材料中選取尼龍特別是尼龍6/6、聚酰胺混合物、聚酰胺樹脂強化纖維、縮醛聚合體、氨基塑料樹脂或者它們的混合物。
圖11所示為本發明的另一實施例，其中摩擦帶電槍除了以下不同之外和上例一樣。第一，沒有使用內帶電管660。第二，摩擦帶電槍600的空氣噴嘴652位于在外耐磨管650內繞縱軸布置成螺旋形，如圖11和11A所示。作為選擇，布置在外耐磨管650上部的空氣噴嘴652a可相對于外耐磨管650下部的空氣噴嘴652b具有不同的角度(圖中未示出)。當空氣噴嘴652a、652b如此配置時，構造成可使流化粉末交錯或以波浪形沖擊到相對壁面上從而提高粉末的摩擦帶電性。這里優選有3-4組孔如此配置，并且每一組孔都包括2個或多個孔。螺旋形配置可用來產生紊流并使流化粉末產生螺旋形旋轉從而使較重的粉末憑借離心力旋轉或引導沖擊到壁面與通道壁接觸。
這個實施例的一個優點是可使每一個粉末顆粒多次沖擊到帶電表面從而提高粉末上的電荷，而不是如圖1所示噴槍那樣形成波浪形的帶電表面，該帶電表面是非常容易加工的直圓筒，而空氣噴嘴652使粉末顆粒以紊流路徑流過粉末通道626a、b、c，多次撞擊表面提高粉末上的摩擦帶電的電荷。
參見圖12，其為本發明圖2所示短槍管摩擦帶電槍200的另一實施例。在圖12所示實施例中，改型的噴槍200’包括一個槍體210’，其固定有一個粉末輸送管插入件800，該插入件800與圖2中的插入件220有所不同。該插入件800包括一個粉末進料口802和一個可選的擴散器空氣入口804。擴散器空氣可根據需要來提高粉末流過噴槍200’的速度。速度的提高可以提高粉末上的摩擦帶電效果，同時幫助粉末擴散，影響噴射流的形狀。然而并非任何時候都需要擴散器空氣，這取決于好幾個因素，其中最重要的是粉末從粉末供應管540和相關的粉末供應部件(見圖9并在在此討論)進入噴槍200’的速度和壓力以及如果有的話粉末通過噴槍時的擴散量。在許多情況下，摩擦帶電型噴槍都帶有空氣噴嘴，空氣流過空氣噴嘴的壓降足以排除擴散器空氣的使用。特別是在空氣噴嘴斜角向前將大量的空氣流都沿縱軸向前導引流過噴槍時更是如此，此時會在噴嘴的粉末入口端產生抽吸效果。減少噴槍內的整個空氣通常是有益的，因為這會減少與空氣貯備、撞擊熔融以及磨損相關的操作成本。減少撞擊熔融有助于加速顏色的改變和清潔操作的進行。
粉末輸送管插入件800的內端800a與加電管806的第一端滑動地相連。加電管806優選由這里所述的任何一種材料制成從而根據使用情況給粉末加上正電或負電。加電管入口806a可包括一個可選的內徑收縮段或頸部808，其用來提高粉末速度(在不提高擴散器空氣流量或壓力的情況下)并使粉末在進入加電管的主體部分之前，收攏到加電管806的中心部分。
實心或空心軸810沿縱向布置在加電管806內，或者以優選形式共軸布置在加電管806內。軸810優選但并不限定于圓筒形，其包括一個可選擇的錐形端810a圓錐以有助于軸810的取出。加電管806包括一個與接地放電銷814相連的金屬放電或接地環812。該銷814能使加電管806和軸810在噴涂過程中隨著摩擦帶電表面的電荷累積自己進行放電。孔816與一個與接地環812接觸的接地針或電線(圖中未示出)相連。
槍體200’包括一個與圖2實施例中孔250幾乎一樣的空氣入口孔250’。該空氣入口孔250’開于環腔817內。環腔817與另一個環腔818流體相通并環繞在其外面。環腔818由軸810外周面和加電管806內表面之間的空間形成。環腔818優選在加電管806和軸810之間形成一個很窄的空隙。加電管806的壁上有一組空氣噴嘴240’，其形式類似于圖2的實施例，加壓空氣從外環腔817通過這些噴嘴流到內環腔818。噴嘴240’的準確位置、數量、角度和方向可根據前面提到的各種因素來確定。根據本發明的一個方面，與圖2中管狀插入件220的直徑相比較小的環腔818大大地減少了被空氣由噴嘴240’吹向軸810的粉末顆粒的行程。因此，只需少量的空氣就能使粉末以與圖2實施例相當的速度撞擊到軸810的摩擦帶電表面上。這不僅減少了所需的空氣量還減少了撞擊熔融效應。此外，軸810的使用明顯提高了暴露于粉末顆粒的磨擦材料面積，因為粉末既可撞擊軸810的表面又可撞擊加電管806的內表面。噴嘴240’可斜角向前并如圖12所示相對于噴槍200’的縱軸沿徑向布置，或也可如前所述彼此偏離繞軸810形成旋轉空氣流。較窄的環腔818還可使粉末通過噴槍200’時，在粉末上產生常規的摩擦帶電效應，這一點與現有技術中摩擦帶電槍采用多孔或波形通道使粉末通過非常類似。舉例來說，環腔818可從約0.02英寸到0.5英寸變化，具體的尺寸可根據每一噴槍的結構要求和性能特點來確定。
軸810位于加電管806中，并通過常規機構如中心銷(圖中未示出)固定。此外，在圖12所示實施例中，插入件800、加電管806和噴霧嘴820形成槍管，并且都可由這里所述的材料制成從而使粉末顆粒根據需要帶上正電或負電，同樣，軸810也可由這類摩擦帶電材料制成。圖12所示的實施例中使用的是常規的、具有一槽口821的扇形霧錐噴嘴820，但其也可采用其它合適的噴霧嘴。
圖13是圖12實施例的改型。其中相同的部件采用相同的附圖標記，并且相關的說明不再重復。在圖13的實施例中，放電管822和軸824的前端做了改進，其與噴霧嘴本體826的相應結構配合工作從而在環腔818的下游形成一個摩擦帶電的平行波浪通道828。波浪通道828采用沙漏形，在噴霧嘴820的體腔內直徑減少。軸824采用相應的幾何結構，放電管822的前端與噴霧嘴本體826的后端鄰接從而形成光滑的連續彎路。星輪830通過多個徑向臂832定心并支撐在噴嘴本體826的空腔內。如果需要，星輪830可通過一個插入體834與軸824連接或組裝在一起，其前端可用來常規的錐形噴霧嘴836。星輪830優選由這里所述合適的摩擦帶電材料制成。在本實施例中，噴槍200”在操作上使噴霧嘴240’、放電管822和軸824使粉末初始加電，同時平行的波浪通道828使粉末在后繼續摩擦帶電。盡管在圖13的實施例中摩擦帶電部分波浪通道828為平行的波浪形，但其僅是示意性的，沒有限定的意思。本領域的普通技術人員很容易想到也可采用公知的多種摩擦帶電結構來實現該摩擦部分。
圖14是圖12中噴槍200’的另一實施例。與圖示2的軸810相比，本例中的軸810在軸向上稍微靠前一些。這可使軸810的錐形后尖810a更接近接地銷814。這種結構大大提高了噴涂過程中軸810的放電性能。
圖14進一步提出將空氣噴嘴輔助或產生的摩擦帶電功能和附加的摩擦帶電功能組合到噴槍200’中。注意圖14，其與圖13相比，噴霧嘴240’位于軸810的后面，這樣首先產生的是空氣噴嘴產生的摩擦帶電，接著產生的才是環腔818內的摩擦帶電。該空氣噴嘴將足夠的能量加到粉末顆粒上并使其沖擊到加電管和軸表面上從而使粉末帶電。空氣噴嘴產生的空氣流應足以使環腔818的下游產生摩擦帶電效應，而環腔818不必非得是彎曲通道、波浪形通道或其它的常規摩擦帶電通道。當然如果需要也可使用這類摩擦帶電技術和結構。
現在參見圖15，圖15示出另一個噴槍實施例。該圖所示的基本概念這里稱之為“內進外出”噴槍，因此為與前面的實施例相比空氣射流的流向相反。由此為了方便起見，前面的實施例可稱為“外進內出”的噴槍結構。在圖15所示的實施例中，噴槍840包括一個槍體842，該槍體842具有一個后端842a和一個前端842b。后端842a包括一個反向孔，該孔與粉末輸送管插入體844滑動相連。粉末插入體844支撐著一個粉末管連接嘴846和一個空氣入口連接器848。該插入體844連接并支撐著加電管850的第一端，該加電管850由前面所述的、合適的摩擦帶電材料制成。加電管850穿過槍體842到達噴霧嘴組件852。噴霧嘴組件852的具體結構可根據需要選擇為特定的噴射形式。在圖15的實例中，噴霧嘴組件852包括一個噴霧嘴本體852a，其固定著一個星輪852b，星輪852b的一端支撐著常規的錐形噴霧嘴852c。星輪852b可包括有徑向臂852d或其它合適的零件如銷以便將星輪852b支撐在噴霧嘴本體852a內。
插入體844連接著支撐著空氣管854的第一端或入口端，本例中空氣管854采用中空軸的形式。空氣管854包括一個或多個空氣噴嘴856，這些空氣噴嘴856具有適當的角度，其方向相對于這里的其它實施例如此前所述。在圖15的實施例中，空氣噴嘴856朝著噴槍840的前端形成前向空氣流，但在徑向上使粉末以一角度沖向加電管850的內表面858。空氣管854的入口端854a與空氣入口連接器848流體相通。因此加壓空氣就經一個空氣軟管(圖中未示出)送入空氣入口連接器848并進入空氣管854中，由各個空氣噴嘴856出來。空氣管854通常與加電管850一起延伸，并且空氣管854的前端854b封閉，由星輪852b支撐。
與圖2、7、3A-3D、4A-4H以及11的實施例相比，內進外出噴槍的概念在于粉末顆粒在來自空氣噴嘴856的加壓空氣的影響下，在其撞到加電管850的摩擦帶電表面之前其行程明顯縮短。這樣就減少了達到適當撞擊速度從而使粉末帶上適當電量的空氣量，同時也降低了顆粒在槍體內行進時的能量損失。空氣管854也可由摩擦帶電材料制成從而進一步提高該結構的摩擦帶電效果。這種內進外出結構的另一個優點是槍體制造簡單，零件數量少。
圖16是圖15所示內進外出噴槍的另一種結構。在圖16中，噴槍840’具有一個中心槍體860，該槍體也可用作加電管。粉末插入體844’與槍體的入口端相連，噴霧嘴組件852’與槍體860的另一端相連。噴嘴組件852’可與圖15類似，也可采用其它合適的結構。
在圖15和16中，接地銷862穿過槍體842/860從而使槍體內的摩擦帶電表面和部件放電。圖16中的銷862在圖15中省略了，圖16中還示出有銷孔862a。
圖17是本發明手持式噴槍結構的實施例。前面的實施例所示出的都是自動式噴槍結構，這些噴槍都安裝在槍支撐和噴槍移動器上，當然這些實施例的主要部件都可用于圖17和18所示例的手持式槍柄內。
圖17中噴槍870包括一個具有觸發器874或其它控制裝置的手柄部分872，以便控制粉末流過噴槍870。槍體876支撐著一個粉末進料軟管連接器878，其上連接粉末進料軟管(圖中未示出)。粉末沿著一根由摩擦帶電材料制成的粉末延伸管880流動。延伸管880支撐在槍體伸長部分882中，伸長部分882的另一端支撐著一個噴霧嘴組件883。延伸管880通常是同心安裝在槍體876和伸長部分882內以便形成環腔884。環腔884通過一個空氣管接頭886與加壓空氣相連，空氣管接頭886與向上穿過手柄部分872的空氣管道886a相連。擴散器空氣通道888穿過粉末延伸管880的管壁。通道888在尺寸上應能使進入粉末延伸管880的擴散器空氣和沿環腔884行進到噴槍870加電部分890的空氣之間形成所需平衡。
本例中的加電部分890采用外進內出噴槍形式，其包括一加電管892，該加電管892的一端插到粉末延伸管880的前端。加電管892的前端組裝到噴霧嘴組件883上。加電管892由肋或臂894支撐，臂894能使空氣從環腔884流過一組空氣噴嘴896。如前例所述，進入加電管892的空氣引導粉末顆粒沖擊加電管892的摩擦帶電面892a。注意，這里的延伸管880和伸長部分882也可由合適的摩擦帶電材料構成從而提高噴槍870的加電效果。在使用內擴散器空氣通道888時，就只需為噴槍870提供一個空氣源就能滿足擴散器空氣和空氣噴嘴896所需空氣的需要，從而不必在噴槍加電部分890的側壁上設置第二空氣孔。盡管圖17中沒有示出，但在圖17的噴槍結構也可采用與圖15中軸810相類似的軸。
在圖17的實施例中有一個接地銷893，該接地銷893與導電的伸長部分882相連。伸長部分882反過來再與接地螺釘885相連，接地螺釘885通過一個地線887接地。優選將接地銷893布置在摩擦帶電空氣射流896首次沖擊到電表面位置的緊后面或上游，因為該位置處摩擦帶電表面因粉末摩擦帶電而累積的表面電荷很容易就能被接地銷893放掉從而提高粉末的摩擦帶電性。如果接地銷位于空氣射流沖擊點上游很遠的地方，那么表面上累積的電荷將無法被接地銷放掉。如果接地銷布置在摩擦帶電表面上摩擦帶電空氣射流沖擊點的前面或下游，那么沖擊表面而帶上電的粉末會在流過接地銷時被其將電荷放掉。
在通常的摩擦帶電槍中，延長槍管下游摩擦帶電部分的長度會使粉末在噴出噴嘴之前產生電荷損失。在圖18A-D中，我們示出了另一例具有不同長度的噴槍結構，其中導引空氣射流的摩擦帶電部分890與噴霧嘴非常接近，因此電荷損失也減到最小。在所有這些實施例中，優選將接地銷或其它接地元件(圖中未示出)如圖17實施例一樣布置在摩擦帶電表面上摩擦帶電空氣射流首次沖擊點的緊后面。
下面參見圖19，其中的噴槍采用內進外出的手持式結構。噴槍900包括一個具有手柄904的槍體902。手柄904可包括常規的觸發機構906以便控制粉末流入噴槍900。槍體902將加電管908支撐在槍體的伸長部分910。加電管908由上述合適的摩擦帶電材料制成。槍體902的后端連接著一個粉末入口帽組件912，連接方式與圖15和16類似，其包括一個粉末軟管連接器914和一個空氣管接頭916(圖19中為清楚起見省略了空氣和粉末供應管)。空氣管接頭916與空氣管918流體相通，空氣管918沿縱向從入口帽912到噴嘴組件920穿過噴槍900。在本實施例中，噴霧嘴組件包括一扇形霧錐噴嘴922，該扇形霧錐噴嘴922內安裝有一個與圖15中星輪852b類似的星輪924。星輪924支撐著空氣管918的前端。該空氣管大體為同心穿過噴槍900從而在空氣管918的外表面和加電管908的內表面908a之間形成環腔926。在噴槍900的部分928內，有多個空氣噴嘴930穿過空氣管918的側壁，該空氣管918導向噴槍前端靠近噴霧嘴。空氣噴嘴930的數量、位置、方向和角度可如上根據特定的噴槍選取。空氣噴嘴930不必都布置在噴槍900的前端，更多地可向手柄處布置。
粉末通過連接器914進入噴槍900，并流過環腔926。選用合適尺寸的環腔926可使粉末在達到噴槍900的部分928之前預先摩擦帶電。加壓空氣從空氣管918內流到環腔926，使粉末顆粒沖擊加電管908的摩擦帶電表面。空氣管918可由摩擦帶電材料構成從而提高粉末的帶電效應。盡管所示的噴槍900在噴槍伸長部分910內布置了一個空氣管918，但是如果需要可如圖16所示將這兩個部件合成一個管子。
如前面的實施例一樣，接地銷931的位置剛好在摩擦帶電空氣射流930首次沖擊帶電表面的后面。接地銷931與導電的伸長部分910相連。伸長部分910通過一個接地螺釘933與地線935相連接地。
這里所示內進外出結構的另一個優點是如果帶電管表面出現沖擊熔融，那么只需將空氣管918旋轉一角度使空氣射流930射向沒有出現沖擊熔融的“干凈”摩擦表面即可。這就將干凈的帶電面暴露于沖擊粉末顆粒，從而提高所用噴槍的帶電效率。作為選擇，可沿軸線調節空氣噴嘴930和摩擦帶電表面之間的相對位置從而將干凈帶電面暴露于粉末，或者同時改變軸線相對位置和旋轉位置。
圖20是本發明在一個噴槍中組合了內進外出結構和外進內出結構的一個實施例。該實施例中，噴槍940包括一個槍體942，槍體942的一端支撐著粉末入口帽組件944，另一端支撐著噴霧嘴組件946。所示噴霧嘴組件946為一具有噴霧嘴948的錐形噴霧嘴，噴霧嘴948由一星輪950支撐，其支撐方式與所述其它實施例相同。
入口帽組件944包括一粉末軟管管接頭952和一空氣管接頭954。空氣管接頭954與空氣管956流體相通，空氣管956穿過噴槍直達噴霧嘴組件946，其前端由星輪950支撐。空氣管956也支撐在槍體942內并同心環繞空氣管956從而在兩者之間形成第二或外環腔960。空氣管956包括多個內進外出的空氣噴嘴957以便空氣從空氣管內流到環腔960中。加電管958的直徑小于槍體942的直徑，從而形成空氣通道或第二外環腔962。空氣管956還具有多個空氣噴嘴964，這樣加電管958還能用作外進內出空氣管。加壓空氣從第二或外環腔962經加電管空氣噴嘴964流入第一或內環腔960。粉末從入口952流入內環腔960，然后夾帶由空氣噴嘴957和空氣噴嘴964所形成的空氣流中。這兩組空氣噴嘴，一組是外進內出，另一組是內進外出，大大提高了粉末的紊流使加電管表面958a和空氣管外表面956a產生沖擊。如前所述，這里還有一個接地銷966。
加壓空氣經空氣管接頭954進入噴槍并流過空氣管956。此外，通道968用來將部分空氣引入外環腔962。在這種情況下，噴槍只需一路空氣輸入。如果需要，可將一部分或整個空氣導入內環腔960從而用作擴散空氣，然而多數情況下不需將所有空氣噴嘴的空氣都用來擴散粉末。噴槍940還可在加電段之前附加更多長度的粉末流路從而形成預摩擦帶電或在后帶電。
圖21-24所示為本發明的另一實施例。在這個實施例中，用一個導電的伸長部分972來支撐具有一槽口976的噴霧嘴974。加電套筒978安裝在噴霧嘴974和加電套筒固定器980之間。粉末進料管982插入到加電套筒固定器980內，并與粉末進料軟管984相連。接地銷986與伸長部分972相連。伸長部分972經接地螺釘988與地線990相連。加電套筒固定器980包括空氣噴嘴981，該空氣噴嘴981能增強噴槍的摩擦帶電性能。射流981打在上述摩擦帶電材料構成的加電套筒978的內表面979上。接地銷986的位置剛好在摩擦帶電輔助射流撞擊的帶電表面979的后面。
圖22和23詳細地示出了加電套筒固定器980。如圖23所示，空氣噴嘴981以90度間距繞加電套筒固定器980的外周布置。如圖23所示，接地銷986的通道992布置在兩組空氣噴嘴981之間。
圖24示出的是組裝到加電套筒固定器980上的加電套筒978。定位銷996摩擦連接在加電套筒固定器980內。當加套電筒978組裝到加電套筒固定器980上時，定位銷996就安裝在加電套筒978外表面形成的槽口994內。這就使加電套筒978在加電套筒固定器980內構成一特定的位置取向(下面稱之為第一方向)。在該第一方向下，空氣射流981沖擊加電套筒978的一定內表面979部分，并且這部分表面會因粉末的摩擦帶電而磨損。為了將不同部分的內面979暴露于空氣射流981，要在加電套筒978的外部設置多個槽口。為了將加電套筒固定器980重新固定在不同的位置取向，需將加電套筒978拉出加電套筒固定器980，然后旋轉將加電套筒978外部的另一個槽口與定位銷996對齊，接著將加電套筒978推回到加電套筒固定器980內。這樣，就能用內表面979的一個新的部分作為空氣射流981的沖擊表面使粉末摩擦或者摩擦帶電，而不需更換加電套筒978。此外，加電套筒978為鏡面對稱結構，因此可將空氣噴嘴930翻過來，將加電套筒978的另一端插入到加電套筒固定器980內。這就使套筒的方位數加倍，從而在更換加電套筒978之前，加電套筒固定器980內會有更多的表面可用來摩擦帶電。
因此，本實施例的一個優點是摩擦帶電槍采用一種新穎的構思，該噴槍內可用作摩擦帶電表面的一個或多個部件可以多個方向裝配到噴槍中，這樣在必須對部件進行更換前，可以有多個表面來使粉末摩擦帶電。這就使顧客在更換之前能夠更好對部件進行利用，節省費用。
另一個省錢的辦法是將摩擦帶電組件分成兩個部件，即加電套筒和加電套筒固定器。分成兩個部件后，包括有空氣噴嘴、加工更為復雜的加電套筒固定器不需更換。這樣，加電套筒978就是一個加工、更換都要比圖17所示包括有空氣噴嘴及加電表面的加電套筒更為容易的部件。
注意，在圖21-24的實施例中，所有的空氣噴嘴981都布置在一垂直面內。這有許多的好處。這種加電套筒比空氣噴嘴沿長度方向布置的加電套筒更短。還有，從噴槍背面引入的任何空氣都會均勻地送入空氣噴嘴，從而使粉末能帶上更多的電荷。還有，套筒內所有的粉末沖擊面都接近于接地銷。此外，同一平面的空氣噴嘴可使用較低的壓力，從而減少能耗，因此第一組空氣噴嘴和第二組空氣噴嘴之間沒有壓降。
根據本發明的另一個方面，噴槍內可使用空氣噴嘴輔助摩擦帶電和摩擦帶電技術的不同組合。這些組合包括但不限于空氣噴嘴輔助摩擦帶電后跟摩擦帶電；摩擦帶電后跟空氣噴嘴輔助摩擦帶電；內進外出空氣噴嘴輔助摩擦帶電后跟摩擦帶電；摩擦帶電后跟內進外出空氣噴嘴輔助摩擦帶電；內進外出空氣噴嘴輔助摩擦帶電后跟外進內出空氣噴嘴輔助摩擦帶電；以及內進外出空氣噴嘴輔助摩擦帶電組合外進內出空氣噴嘴輔助摩擦帶電。噴槍中根據需要可使用各種摩擦帶電材料的組合，這包括正電材料、負電材料。空氣噴嘴輔助摩擦帶電槍的一個重要優點是它們長度短，從而適于噴涂管道的內側以及其它封閉表面。這種短長度噴槍可使噴槍穿過管道，甚至各種角度的彎頭，現有技術中的長噴槍很難做到這些。
盡管本發明是參照優選實施例進行的描述，但本領域的普通技術人員都清楚在不脫離本發明范圍的基礎上可做出各種變化，并用等同零件來替換其中的部件。此外，在不脫離本發明范圍的基礎上可采用特定的參數或材料對本發明的公開進行改進。
因此，本發明并不限于這里以最佳模式公開的特定實施例，本發明包括屬于權利要求書范圍內的所有實施例。
權利要求
1.一種用來噴涂粉末涂料的裝置，該裝置具有一個粉末流路，其中所述粉末流路具有一個帶電表面，用來使那些與所述帶電表面接觸的粉末涂料摩擦帶電，所述帶電表面包括一種從聚酰胺樹脂混合物、聚酰胺強化纖維、氨基塑料樹脂及縮醛聚合體中選取的摩擦帶負電的材料。
2.如權利要求1所述的噴涂裝置，其進一步包括一個或多個穿過所述帶電表面的空氣通道，所述的空氣通道與加壓空氣源流體相通。
3.如權利要求1所述的噴涂裝置，其進一步包括一個與所述帶電表面相鄰的導電器，所述導電器與一個接地件或一個零電勢源相連。
4.如權利要求3所述的噴涂裝置，其進一步包括一個或多個穿過所述的帶電表面的空氣通道，所述的空氣通道與加壓空氣源流體相通。
5.一種用來噴涂粉末涂料的裝置，該裝置具有一個粉末流路，其中所述的粉末流路具有一個帶電表面，用來使那些與所述帶電表面接觸的粉末涂料摩擦帶電，其進一步包括穿過所述帶電表面的一個或多個空氣通道，該空氣通道與一個壓縮空氣源流體相通。
6.如權利要求5所述的噴涂裝置，其中所述帶電表面包括一種從聚酰胺樹脂混合物、聚酰胺強化纖維、氨基塑料樹脂及縮醛聚合體中選取的摩擦帶負電的材料。
7.如權利要求5所述的噴涂裝置，其進一步包括一個與所述帶電表面相鄰的導電器，所述導電器與一個接地件或一個零電勢源相連。
8.一種用來噴涂粉末涂料的裝置，該裝置具有一個所述粉末涂料流過的粉末流路，其中所述粉末流路具有一個第一帶電表面用來使那些與所述第一帶電表面接觸的粉末涂料摩擦帶電，所述第一帶電表面包括一種具有第一帶電極性的摩擦帶電材料，所述裝置還包括一個所述粉末涂料也從中流過的部件，所述部件具有一個第二帶電表面，所述第二帶電表面也包括一種具有所述第一帶電極性的摩擦帶電材料。
9.如權利要求8所述的裝置，其中所述的部件是一個噴霧嘴。
10.如權利要求9所述的裝置，其中所述的噴霧嘴包括有與壓縮空氣源流體相通的空氣通道。
11.如權利要求8所述的裝置，其中所述的第一帶電極性為負帶電極性。
12.如權利要求11所述的裝置，其中所述第一帶電表面包括一種從聚酰胺樹脂混合物、聚酰胺強化纖維、氨基塑料樹脂及縮醛聚合體中選取的摩擦帶負電材料。
13.一種將粉末涂料涂到物體上的系統，所述系統包括一個用來供應粉末涂料的粉末進料裝置以及一個用來噴涂所述粉末涂料的裝置，該粉末涂料來自進料裝置，所述噴涂裝置具有一個電極用來使所述粉末涂料帶上第一極性的電荷，所述進料裝置包括一個具有帶電表面的部件用來使那些與所述帶電表面接觸的粉末涂料摩擦帶電，所述帶電表面包括一種具有第一帶電極性的摩擦帶電材料。
14.如權利要求13所述的系統，其中所述部件至少包括下列部件中的一個流化板、貯料器器壁、泵的吸料管、泵部件或軟管。
15.如權利要求13所述的系統，其中所述帶電表面包括一種從聚酰胺樹脂混合物、聚酰胺強化纖維、氨基塑料樹脂及縮醛聚酰胺中選取的摩擦帶負電的材料。
16.如權利要求13所述的系統，其中所述噴涂裝置包括一個用來使所述粉末涂料帶上所述第一帶電極性電荷的帶電表面。
17.如權利要求16所述的系統，其中所述帶電表面包括一種從聚酰胺樹脂混合物、聚酰胺強化纖維、氨基塑料樹脂及縮醛聚合體中選取的摩擦帶負電材料。
18.一種將粉末涂料涂到物體上的系統，該系統包括至少一個電暈帶電噴涂裝置以及至少一個摩擦帶電噴涂裝置，所述電暈帶電噴涂裝置具有一個電極用來使所述粉末涂料帶上第一帶電極性的電荷，所述摩擦帶電噴涂裝置具有一個粉末流路，其中所述粉末流路具有一個帶電表面用來使那些與所述帶電表面接觸的粉末涂料摩擦帶電，所述摩擦帶電噴涂裝置的所述帶電表面使所述粉末涂料帶上第一帶電極性的電荷。
19.如權利要求18所述的系統，其中所述第一帶電極性為負電極性。
20.如權利要求19所述的系統，其中所述帶電表面包括一種從聚酰胺樹脂混合物、聚酰胺強化纖維、氨基塑料樹脂及縮醛聚合體中選取的摩擦帶負電的材料。
21.如權利要求20所述的系統，所述系統進一步包括一個用來將粉末涂料供應到所述電暈帶電噴涂裝置和所述摩擦帶電噴涂裝置中的至少一個的粉末進料裝置，所述進料裝置包括一個具有帶電表面的部件用來使那些與所述帶電表面接觸的粉末涂料摩擦帶電，所述部件的帶電表面包括一種具有第一帶電極性的摩擦帶電材料。
22.如權利要求21所述的系統，其中所述部件的帶電表面包括一種從聚酰胺樹脂混合物、聚酰胺強化纖維、氨基塑料樹脂及縮醛聚合體中選取的摩擦帶負電的材料。
23.如權利要求21所述的系統，其中所述粉末進料裝置將粉末涂料供應到至少一個電暈帶電噴涂裝置和至少一個摩擦帶電噴涂裝置。
24.如權利要求18所述的系統，其中所述電暈帶電噴涂裝置用來噴涂所述物品的第一部分，所述摩擦帶電噴涂裝置用來噴涂所述物品的第二部分。
25.如權利要求24所述的系統，其中所述物品的所述第二部分是所述物品的一個凹入部分。
26.如權利要求24所述的系統，其中所述電暈帶電噴涂裝置首先將粉末涂料涂于所述物品的所述第一部分，然后所述摩擦帶電噴涂裝置將粉末涂料涂于所述物品的所述第二部分。
27.一種摩擦帶電粉末噴涂裝置，所述裝置包括一個具有內孔的本體、一個布置在所述內孔中的耐磨管、設置在所述內孔和所述耐磨管之間的一個開口通道，至少有一個空氣射流通路設置成穿過所述耐磨管，所述空氣射流通路設置成與所述開口通道和所述耐磨管之間流體連通，所述耐磨管具有一個帶電表面用于使那些與帶電表面接觸的粉末涂料摩擦帶電，所述開口通道與壓縮空氣源流體相通，因而壓縮空氣從所述開口通道經過所述空氣射流通路而流入所述耐磨管內部以帶動經過所述耐磨管的粉末涂料流動。
28.如權利要求27所述的摩擦帶電粉末噴涂裝置，在所述耐磨管內還有一內耐磨表面，所述內耐磨表面具有一帶電表面用來使那些與所述帶電表面接觸的粉末涂料摩擦帶電。
29.如權利要求27所述的摩擦帶電粉末噴涂裝置，其中所述帶電表面包括一種從聚酰胺樹脂混合物、聚酰胺強化纖維、氨基塑料樹脂及縮醛聚合體中選取的摩擦帶負電材料。
30.一種將粉末涂料涂于物體上的系統，所述系統包括一個用來供應粉末涂料的粉末進料裝置以及一個用來噴涂所述粉末涂料的裝置，該粉末涂料來自進料裝置，所述進料裝置包括一個具有帶電表面的部件用來使那些與所述帶電表面接觸的粉末涂料摩擦帶電，所述部件的帶電表面由一種從聚酰胺樹脂混合物、強化聚酰胺纖維、氨基塑料樹脂及縮醛聚合體中選取的摩擦帶負電的材料制成。
31.一種用來噴涂粉末涂料的裝置，該裝置具有一個粉末流路，其中所述的粉末流路具有一個帶電表面用來使那些與所述帶電表面接觸的粉末噴涂材料摩擦帶電，還包括通過所述帶電表面形成的一個或多個空氣通道，所述空氣通道與一個壓縮空氣源流體相通，并且在所述粉末流路中設置有一個摩擦帶電插入體以縮短粉末撞擊所述帶電表面的行程。
32.如權利要求31所述的裝置，其中所述的粉末流路大體為圓筒形并且所述插入體大體也為圓筒形，其直徑小于所述粉末流路的直徑。
33.如權利要求32所述的裝置，其中所述插入體和所述粉末流路形成一個環腔，其中粉末流過所述環腔而摩擦帶電。
34.如權利要求33所述的裝置，其中所述空氣通道為所述環腔的上游。
35.如權利要求33所述的裝置，其中所述空氣通道開口于所述環腔。
36.一種用來噴涂粉末涂料的裝置，該裝置具有一個粉末流路，其中所述的粉末流路具有一個帶電表面用來使那些與所述帶電表面接觸的粉末涂料摩擦帶電，其還包括一個空氣流路在所述帶電表面內一起延伸，并與之分開，所述空氣流路由一個壁面形成，所述壁面有一個或多個通過所述壁面形成的空氣通道，所述空氣通道與一個壓縮空氣源流體相通。
37.如權利要求36所述的裝置，其中所述空氣流路由一管壁形成，該管壁同心地設置在形成所述帶電表面的一個較大的管子內。
38.如權利要求36所述的裝置，其包括一個構成部分噴槍的本體，其中所述帶電表面由所述噴槍本體部分地形成。
39.如權利要求36所述的裝置，其中所述空氣流路的壁面包括一個外表面，該外表面使那些與所述外表面撞擊粉末涂料摩擦帶電。
40.如權利要求36所述的裝置，其中包括通過所述帶電表面形成的外空氣通道。
41.一種摩擦帶電粉末噴涂槍，其具有一個部件，該部件包括一個摩擦帶電面，所述部件至少能以兩種不同的位置取向裝在所述噴涂槍中。
42.如權利要求41所述的噴涂槍，其中所述部件在裝入所述噴槍時已從第一位置旋轉到第二位置。
43.如權利要求41所述的噴涂槍，其中所述部分在裝入所述噴槍時，其方向已從第一位置翻到第二位置。
44.一種摩擦帶電粉末噴涂槍，其具有一個部件，該部件包括一個摩擦帶電表面，所述部件與一個固定器相連從而形成兩個部件，所述兩個部件能裝在所述噴槍中。
45.如權利要求44所述的噴涂槍，其中所述固定器包括一個或多個空氣噴射通道。
46.如權利要求44所述的噴涂槍，其中所述固定器包括一個或多個導電接地件。
47.一種摩擦帶電粉末噴涂槍，其具有一個摩擦帶電表面和一個空氣噴嘴，空氣噴嘴的射流撞擊到所述帶電面上，所述噴涂槍包括一個接地件，該接地件設置在所述帶電面的上游。
全文摘要
本發明描述了多種非常規的摩擦帶負電材料，并將其用作摩擦帶電及電暈粉末噴涂槍、槍中部件以及粉末輸送系統部件的粉末接觸面。本發明還提供一種短槍管摩擦帶電粉末噴涂槍，該槍具有可互換的粉末接觸插入物和噴嘴。本發明進一步提供一類新型的摩擦帶電及電暈槍結構。改進后的粉末噴涂系統可使摩擦帶負電槍與負電電暈槍一同使用從而對粉末噴涂系統中同一部件的不同部分進行噴涂。本發明還提供一種內進外出結構，其中加壓空氣將粉末涂料導向帶電表面。本發明的其它結構中，還在一單一槍中組合了空氣噴嘴引起摩擦帶電以及常規摩擦帶電部分。
文檔編號B05B7/08GK1635932SQ01812562
公開日2005年7月6日 申請日期2001年7月9日 優先權日2000年7月11日
發明者M·R·薩內, W·R·雷曼, H·J·拉德, J·W·梅瑟利, G·W·克拉姆, A·J·克諾貝, S·古斯科夫 申請人:諾德森公司