專利名稱：多噴嘴噴槍的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本文公開的主題涉及噴涂領(lǐng)域，且更特別地，涉及具有多個可獨(dú)立控制的噴嘴的噴槍。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)上，噴涂技術(shù)通常用于給部件提供表面處理。例如，當(dāng)希望涂敷涂層而不增加熱量等以影響要涂覆的部件和涂層材料之間的結(jié)合時，采用冷噴涂技術(shù)。對于冷噴涂的其他應(yīng)用包括構(gòu)造自由形態(tài)結(jié)構(gòu)。冷噴涂技術(shù)利用以高速將顆粒輸送到表面上的冷噴槍。使用的顆粒速度通常取決于被噴涂的顆粒。較硬顆粒需要以較高的速度噴涂，以確保粘附，而較低的速度可能是可接受的，以便于較軟顆粒的粘附。由于軟顆粒和硬顆粒要求不同的速度，冷噴涂復(fù)合材料存在 著各種挑戰(zhàn)。當(dāng)前，有兩種技術(shù)用來實(shí)現(xiàn)由硬顆粒和軟顆粒形成的冷噴涂涂層。在一種技術(shù)中，通過涂敷硬顆?；蜍涱w粒來形成第一層。在涂敷第一層之后，再涂敷包括硬顆粒和軟顆粒中的另一種顆粒的第二層。在另一種技術(shù)中，將硬顆粒和軟顆粒進(jìn)行混合以形成輸送到表面中的復(fù)合混合物。對于該復(fù)合材料的涂敷速度選擇成便于硬顆粒的粘附而不導(dǎo)致對軟顆粒的損害。形成實(shí)現(xiàn)兩個目標(biāo)的速度常常是不可能的。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)示例性實(shí)施例的一方面，一種噴涂裝置包括具有外表面和內(nèi)部部分的主體，以及布置在該主體的內(nèi)部部分中的第一噴嘴。第一噴嘴包括第一材料入口構(gòu)件和第一會聚區(qū)，第一喉部區(qū)，第一發(fā)散區(qū)，以及第一出口。第一喉部區(qū)和第一出口確定第一擴(kuò)散比。第二噴嘴鄰近第一噴嘴布置在主體的內(nèi)部部分中。第二噴嘴包括第二材料入口構(gòu)件和第二會聚區(qū)，第二喉部區(qū)，第二發(fā)散區(qū)，以及第二出口。第二喉部區(qū)和第二出口確定不同于第一擴(kuò)散比的第二擴(kuò)散比。根據(jù)示例性實(shí)施例的另一方面，第一噴嘴包括從喉部區(qū)向發(fā)散區(qū)延伸的大體平直區(qū)。根據(jù)示例性實(shí)施例的另一方面，第一噴嘴包括從發(fā)散區(qū)向下游延伸的大體平直區(qū)。根據(jù)示例性實(shí)施例的另一方面，第一噴嘴沿第一軸線在主體的內(nèi)部部分中延伸，而第二噴嘴沿第二軸線在主體的內(nèi)部部分中延伸，第一軸線大體平行于第二軸線。根據(jù)示例性實(shí)施例的另一方面，第一噴嘴沿第一軸線在主體的內(nèi)部部分中延伸，而第二噴嘴沿第二軸線在主體的內(nèi)部部分中延伸，第一軸線相對于第二軸線成角度，使得所述第一和第二噴嘴構(gòu)造成并設(shè)置成將粉末輸送至所述第一和第二出口下游的單個焦點(diǎn)。根據(jù)示例性實(shí)施例的另一方面，第一材料入口包括布置在第一會聚區(qū)上游的第一材料出口構(gòu)件。根據(jù)示例性實(shí)施例的另一方面，第一材料入口包括在第一會聚區(qū)中布置在第一喉部區(qū)上游的第一材料出口構(gòu)件。根據(jù)示例性實(shí)施例的另一方面，第一材料入口包括布置在第一喉部區(qū)處的第一材料出口構(gòu)件。根據(jù)示例性實(shí)施例的另一方面，第一噴嘴包括第一氣體入口和第一傳感器容器，而第二噴嘴包括第二氣體入口和第二傳感器容器。根據(jù)示例性實(shí)施例的另一方面，第一噴嘴構(gòu)造并設(shè)置成在第一材料入口處接納具有第一特性的第一冷噴涂粉末，而第二噴嘴構(gòu)造并設(shè)置成在第二材料入口處接納具有第二特性的第二冷噴涂粉末。根據(jù)示例性實(shí)施例的另一方面，第一擴(kuò)散比配置并設(shè)置成確定與第一特性相關(guān)的第一涂敷速度，而第二擴(kuò)散比配置并設(shè)置成確定與第二特性相關(guān)的第二冷噴涂粉末涂敷速度。
根據(jù)示例性實(shí)施例的另一方面，噴涂裝置包括冷噴槍。根據(jù)示例性實(shí)施例的另一個方面，一種將復(fù)合層噴涂到襯底上的方法包括從噴槍中的第一噴嘴以第一速度排出第一材料，以及從噴槍中的第二噴嘴以不同于第一速度的第二速度排出第二材料。根據(jù)不例性實(shí)施例的另一方面,第一材料具有第一特性,而第二材料具有不同于所述第一特性的第二特性。根據(jù)不例性實(shí)施例的另一方面，從第一噴嘴排出第一材料包括使第一材料通過第一會聚區(qū)，進(jìn)入第一喉部區(qū)，隨后通過第一大體平直區(qū)并進(jìn)入第一發(fā)散區(qū)，并從第一噴嘴的出口出來。根據(jù)不例性實(shí)施例的另一方面，從第一噴嘴排出第一材料包括使第一材料通過第一會聚區(qū)，進(jìn)入第一喉部區(qū)，隨后通過第一發(fā)散區(qū)并進(jìn)入第一大體平直區(qū)，并從第一噴嘴的出口出來。根據(jù)示例性實(shí)施例的另一方面，從第一噴嘴排出第一材料包括使第一材料在第一噴嘴的第一會聚區(qū)上游通過。根據(jù)示例性實(shí)施例的另一方面，從第一噴嘴排出第一材料包括使第一材料直接進(jìn)入第一噴嘴的第一會聚區(qū)。根據(jù)示例性實(shí)施例的另一方面，從第一噴嘴排出第一材料包括使第一材料直接進(jìn)入第一噴嘴的第一喉部區(qū)。根據(jù)示例性實(shí)施例的另一方面，從第一噴嘴排出第一材料包括使第一材料直接進(jìn)入第一噴嘴的發(fā)散區(qū)。根據(jù)示例性實(shí)施例的另一方面，第一材料從第一噴嘴沿第一軸線排出，而第二材料從第二噴嘴沿大體平行于第一軸線的第二軸線排出。根據(jù)示例性實(shí)施例的另一方面，第一材料從第一噴嘴沿第一軸線排出，而第二材料從第二噴嘴沿相對于第一軸線成角度的第二軸線排出，使得第一和第二材料被排向公共的焦點(diǎn)。根據(jù)示例性實(shí)施例的另一方面，該方法還包括從噴槍中的第三噴嘴以不同于第一和第二速度的其中一個的第三速度排出第三材料；以及從噴槍中的第四噴嘴以第四速度排出第四材料；第四速度不同于第一、第二和第三速度的其中一個。
根據(jù)示例性實(shí)施例的另一方面，從第一噴嘴排出第一材料包括從第一噴嘴排出第一冷噴涂粉末；而排出第二材料包括從第二噴嘴排出第二冷噴涂粉末。根據(jù)示例性實(shí)施例的另一方面，排放第一冷噴涂粉末包括排放具有第一特性的第一冷噴涂粉末，第一速度與第一特性相關(guān)聯(lián)，而排放第二冷噴涂粉末包括排放具有第二特性的第二冷噴涂粉末，第二速度與第二特性相關(guān)聯(lián)。從與附圖聯(lián)合做出的以下描述，這些以及其他優(yōu)點(diǎn)和特征將變得更加明顯。


被認(rèn)為是本發(fā)明的主題在說明書所附的權(quán)利要求書中被特別指出并明確要求保護(hù)。本發(fā)明的前述和其他特征以及優(yōu)點(diǎn)從聯(lián)合附圖所做的以下詳細(xì)說明是明顯的，其中
圖I是包括根據(jù)一個示例性實(shí)施例的多噴嘴冷噴槍的噴涂裝置的透視圖；
圖2是根據(jù)該示例性實(shí)施例的一個方面圖I的多噴嘴冷噴槍的頭部部分的部分透視
圖3是圖I的多噴嘴冷噴槍的一個噴嘴的橫截面視 圖4是圖I的多噴嘴冷噴槍的另一個噴嘴的橫截面視 圖5是根據(jù)該不例性實(shí)施例的另一個方面圖I的多噴嘴冷噴槍的噴嘴的橫截面視圖； 圖6是根據(jù)該示例性實(shí)施例的又另一個方面圖I的多噴嘴冷噴槍的噴嘴的橫截面視
圖7是根據(jù)該示例性實(shí)施例的再另一個方面圖I的多噴嘴冷噴槍的噴嘴的橫截面視
圖8是根據(jù)該示例性實(shí)施例的再又另一個方面圖I的多噴嘴冷噴槍的噴嘴的橫截面視
圖9是根據(jù)該示例性實(shí)施例的另一個方面圖I的多噴嘴冷噴槍的頭部部分的部分透視
圖10是根據(jù)該示例性實(shí)施例的又另一個方面圖I的多噴嘴冷噴槍的頭部部分的部分透視圖。詳細(xì)描述以示例的方式通過參考附圖解釋了本發(fā)明的實(shí)施例，以及優(yōu)點(diǎn)和特征。部件列表 2噴涂裝置
8多噴嘴冷噴槍 10頭部部分(8)
11出口(10)
12氣體加熱器 13粉末料斗 14氣體控制模塊 15軟管
16氣體供應(yīng)軟管 17粉末供應(yīng)軟管 23 主體25內(nèi)部部分
30噴嘴
31噴嘴
32噴嘴
33噴嘴
34噴嘴36軸線37軸線 38軸線39軸線40軸線
47噴嘴主體51 入口區(qū)53會聚區(qū)55喉部區(qū)57發(fā)散區(qū)62 生產(chǎn)氣體入口64傳感器容器67粉末入口69入口構(gòu)件71 出口構(gòu)件74粉末出口77氣體出口86噴嘴主體88 入口區(qū)90會聚區(qū)92喉部區(qū)94發(fā)散區(qū)95 出口
97 生產(chǎn)氣體入口99傳感器容器101粉末入口104入口構(gòu)件106 出口構(gòu)件108 粉末出口110 氣體出口 120 噴嘴124噴嘴主體126 入口區(qū)128會聚區(qū)130喉部區(qū)132平直區(qū)134發(fā)散區(qū)
135出口
137生產(chǎn)氣體入口139傳感器容器141粉末入口143入口構(gòu)件
145出口構(gòu)件147粉末出口
149氣體出口
160噴嘴162噴嘴主體
165入口區(qū)167會聚區(qū)169喉部區(qū)171發(fā)散區(qū)173平直區(qū)
175出口
177生產(chǎn)氣體入口179傳感器容器181粉末入口183入口構(gòu)件
185出口構(gòu)件187粉末出口
189氣體出口
200噴嘴202噴嘴主體
205入口區(qū)207會聚區(qū)210喉部區(qū)213發(fā)散區(qū)
214出口
216生產(chǎn)氣體入口219傳感器容器221粉末入口223入口構(gòu)件
225出口構(gòu)件226粉末出口
228氣體出口
232噴嘴234噴嘴主體
236入口區(qū)238會聚區(qū)240喉部區(qū)242發(fā)散區(qū)
243出口
245生產(chǎn)氣體入口 246傳感器容器248粉末入口249入口構(gòu)件
250出口構(gòu)件
252粉末出口
254氣體出口260頭部部分
264主體265內(nèi)部部分
267出口
270噴嘴
271噴嘴
272噴嘴
273噴嘴
274噴嘴280軸線281軸線282軸線283軸線284軸線300頭部部分304主體306內(nèi)部部分307出口
310微噴嘴311微噴嘴312微噴嘴313微噴嘴314微噴嘴315微噴嘴 316微噴嘴 317微噴嘴 318微噴嘴 319微噴嘴 320微噴嘴 321微噴嘴 322微噴嘴。
具體實(shí)施例方式首先參考圖1，總體以2示出了噴涂裝置。在所示的示例性實(shí)施例中，噴涂裝置包括用于噴涂冷噴涂粉的冷噴涂裝置。然而，應(yīng)該理解的是噴涂裝置2可用來排出各種材料。噴涂裝置2包括安裝在機(jī)器人臂9上的多噴嘴冷噴槍8。當(dāng)然，多噴嘴冷噴槍8也可手持或者由各種其他裝置操縱。多噴嘴冷噴槍8包括頭部部分10，頭部部分10具有出口 11并且可操作地連接到包括粉末料斗13的氣體加熱器12上。當(dāng)然應(yīng)該理解的是粉末料斗13可 為與氣體加熱器12分離的單元。氣體加熱器12通過軟管15從氣體控制模塊14接收氣體供應(yīng)。來自氣體控制模塊14的氣體供應(yīng)的一部分被轉(zhuǎn)向至粉末料斗13以用作用于粉末的載體。氣體和粉末然后通過生產(chǎn)氣體供應(yīng)軟管16和粉末供應(yīng)軟管17被引向多噴嘴冷噴槍
8。生產(chǎn)氣體供應(yīng)軟管16將氣體向多噴嘴冷噴槍8輸送，而粉末供應(yīng)軟管17從粉末料斗13輸送粉末。氣體和粉末從多噴嘴冷噴槍8傳到部件(未示出)上以形成涂層。如以下將會變得更加完全明顯的那樣，粉末料斗13可將多種不同的粉末類型供應(yīng)至多噴嘴冷噴槍8以便輸送到部件上。因而，粉末供應(yīng)軟管17可包括多個內(nèi)部通路(未示出)，可包括多個粉末供應(yīng)軟管(也未示出)，或者聯(lián)接到多個不同軟管上的多個粉末料斗(未示出)。如圖2中最佳所示，頭部部分10包括具有內(nèi)部部分25的主體23，內(nèi)部部分25內(nèi)布置了沿相應(yīng)的平行軸線36 - 40布置的多個獨(dú)立供給的噴嘴30 - 34。噴嘴30 — 34使氣體和粉末加速以輸送到襯底(未示出)上。氣體以典型地在800 m/s到1500 m/s之間范圍內(nèi)的速度將粉末推到襯底上。高速輸送導(dǎo)致粉末粘附到部件上并形成涂層。當(dāng)然應(yīng)該理解的是輸送速度可變化至低于800 m/s和高于1500 m/s的水平，取決于期望的粘附特性和粉末類型。還應(yīng)該理解的是對于各噴嘴30 - 34粉末排放速度可以變化。由于各噴嘴30 -34大體相似，詳細(xì)描述將按照圖3和4以噴嘴32和33包括對應(yīng)結(jié)構(gòu)的理解來描述噴嘴30和31。然而應(yīng)該理解的是各噴嘴30 - 34均可具有取決于諸如生產(chǎn)氣體類型、粉末類型等的各種參數(shù)的不同幾何形狀。根據(jù)一個示例性實(shí)施例，噴嘴30包括具有入口區(qū)51、會聚區(qū)53、喉部區(qū)55和具有出口 58的發(fā)散區(qū)57的噴嘴主體47。入口區(qū)51包括生產(chǎn)氣體入口 62、傳感器容器64和粉末入口 67。生產(chǎn)氣體入口 62構(gòu)造成接納來自生產(chǎn)氣體供應(yīng)軟管16的生產(chǎn)氣體。傳感器容器64支撐配置成監(jiān)視生產(chǎn)氣體的參數(shù)的溫度和/或壓力傳感器。粉末入口 67包括構(gòu)造成接納通過粉末供應(yīng)軟管17的粉末的入口構(gòu)件69，以及將氣體和粉末向出口 58輸送的出口構(gòu)件71。在所示的示例性實(shí)施例中，出口構(gòu)件71布置在會聚區(qū)53上游，并包括粉末出口74和多個氣體出口，其中一個氣體出口以77標(biāo)示。當(dāng)然，也可采用單個出口。生產(chǎn)氣體用作載體，其將粉末輸送到襯底上，且噴嘴30的特定幾何形狀產(chǎn)生生產(chǎn)氣體和粉末的期望加速。更具體而言，喉部區(qū)55和出口 58確定對于噴嘴30的特定擴(kuò)散比，該擴(kuò)散比可進(jìn)行調(diào)整以確定與特定的材料特性相關(guān)并基于對于期望涂敷而言期望的氣體或粉末排放速度的涂敷速度。擴(kuò)散比限定為出口 58和喉部區(qū)55的橫截面面積之間的比值，如以下等式所述
權(quán)利要求
1.一種噴涂裝置(2)，包括 具有外表面和內(nèi)部部分(25)的主體(23)； 布置在所述主體(23)的所述內(nèi)部部分(25)中的第一噴嘴(30)，所述第一噴嘴(30)包括第一材料入口，第一會聚區(qū)(53),第一喉部區(qū)(55),第一發(fā)散區(qū)(57),以及第一出口(11)，所述第一喉部區(qū)(55)和第一出口(11)確定第一擴(kuò)散比；以及 鄰近所述第一噴嘴(30)布置在所述主體(23)的所述內(nèi)部部分(25)中的第二噴嘴(31)，所述第二噴嘴(31)包括第二材料入口，第二會聚區(qū)(90)，第二喉部區(qū)(92)，第二發(fā)散區(qū)(94)，以及第二出口(95)，所述第二喉部區(qū)(92)和所述第二出口(95)確定不同于所述第一擴(kuò)散比的第二擴(kuò)散比。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的噴涂裝置(2)，其特征在于，所述第一噴嘴(30)包括從所述喉部區(qū)(55)向所述發(fā)散區(qū)(57)延伸的大體平直區(qū)。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的噴涂裝置，其特征在于，所述第一噴嘴(30)包括從所述發(fā)散區(qū)(57)向下游延伸的大體平直區(qū)。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的噴涂裝置(2)，其特征在于，所述第一噴嘴(30)沿第一軸線在所述主體(23)的所述內(nèi)部部分(25)中延伸，而所述第二噴嘴(31)沿第二軸線在所述主體(264)的所述內(nèi)部部分(265)中延伸，所述第一軸線(36)大體平行于所述第二軸線(37)。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的噴涂裝置(2)，其特征在于，所述第一噴嘴(30)沿第一軸線在所述主體(23)的所述內(nèi)部部分(25)中延伸，而所述第二噴嘴(31)沿第二軸線在所述主體(264)的所述內(nèi)部部分(265)中延伸，所述第一軸線相對于所述第二軸線成角度，使得所述第一和第二噴嘴(31)構(gòu)造成并設(shè)置成將粉末輸送至所述第一和第二出口(95)下游的單個焦點(diǎn)。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的噴涂裝置(2)，其特征在于，所述第一材料入口包括布置在所述第一會聚區(qū)(53)上游的第一材料出口構(gòu)件(71)。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的噴涂裝置(2)，其特征在于，所述第一噴嘴(30)構(gòu)造并設(shè)置成在所述第一材料入口處接納具有第一特性的第一冷噴涂粉末，而所述第二噴嘴(31)構(gòu)造并設(shè)置成在所述第二材料入口處接納具有第二特性的第二冷噴涂粉末。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的噴涂裝置(2)，其特征在于，所述第一擴(kuò)散比配置并設(shè)置成確定與所述第一特性相關(guān)的第一涂敷速度，而所述第二擴(kuò)散比配置并設(shè)置成確定與所述第二特性相關(guān)的第二冷噴涂粉末涂敷速度。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的噴涂裝置(2)，其特征在于，所述噴涂裝置(2)包括冷噴槍。
全文摘要
本發(fā)明涉及多噴嘴噴槍，具體而言，一種噴涂裝置(2)包括具有外表面和內(nèi)部部分(25)的主體(23)，且第一噴嘴(30)布置在主體(23)的內(nèi)部部分(25)中。第一噴嘴(30)包括第一材料入口，第一會聚區(qū)(53)，第一喉部區(qū)(55)，第一發(fā)散區(qū)(57)，以及第一出口(10)。第一喉部區(qū)(55)和第一出口(10)確定第一擴(kuò)散比。第二噴嘴(31)鄰近第一噴嘴(30)布置在主體(264)的內(nèi)部部分(265)中。第二噴嘴(31)包括第二材料入口，第二會聚區(qū)(90)，第二喉部區(qū)(92)，第二發(fā)散區(qū)(94)，以及第二出口(95)。第二喉部區(qū)(92)和第二出口(95)確定不同于第一擴(kuò)散比的第二擴(kuò)散比。
文檔編號B05B7/14GK102896054SQ20121025906
公開日2013年1月30日 申請日期2012年7月25日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月26日
發(fā)明者E.卡拉, V.文卡塔查拉帕蒂 申請人:通用電氣公司