一种能形成均匀水幕的工艺喷嘴的制作方法
【专利摘要】一种能形成均匀水幕的工艺喷嘴，包括：喷嘴主体，喷嘴主体包括主腔室和位于该主腔室的一侧壁的直狭缝状工作液出口，所述侧壁的外侧面与所述工作液出口垂直；及，具有一个下开口的凹部的挡流板，安装于所述侧壁的外侧面上，所述挡流板的凹部与所述侧壁的外侧面之间的间隙形成三面封闭的工作液流道。本喷嘴能使从所述工作液出口流出的工作液通过该工作液流道能够形成均匀水幕，喷涂作业时流出的工作液分布均匀，对喷涂作业的工作介质表面冲击力小，能够满足较大面积喷涂作业以及较宽范围内同时作业的需求，喷涂效率高；工作液的利用率高，降低了喷涂因工作液浪费产生的成本；避免了因工作液喷涂作业时分布不均造成的产品报废，提高了产品的成品率。
【专利说明】 一种能形成均匀水幕的工艺喷嘴
【技术领域】
[0001]本发明涉及喷涂【技术领域】，具体涉及一种工艺喷嘴，特别是能够使工作液出口流出的工作液形成均匀水幕的工艺喷嘴。
【背景技术】
[0002]目前，对于喷涂工艺的要求越来越高，喷涂面积越来越大，且要求工艺喷嘴对工作介质表面的冲击小。为此，需要通过工艺喷嘴形成均匀的水幕且尽量降低出流工作液体对工作介质表面的冲击。传统使用的工作液体涂布方法为甩胶法，该方法具有两个缺点:浪费工作液体、工作液体涂布不均匀；其他的工作液体涂布方法如采用排孔式的喷嘴，虽然可以做到工作液体的均匀出流，但对工作介质表面冲击力较大，不符合新工艺的要求，严重影响显影质量。
[0003]目前，材料的表面改性处理技术已经有了长足的发展，通过一些表面改性技术，可以改善材料的表面活化能、亲水性等物理化学性质。目前已知，提高材料表面的亲水性可以大大降低工作液体、碱性稀溶液与PEEK等材料的表面接触角，从而使得液体在材料表面更容易进行大面积的扩散和摊铺。
【发明内容】
[0004]鉴于现有喷涂工艺中存在的工艺喷嘴流出工作液不均匀和对工作介质表面冲击力较大的问题，本发明提供了一种能形成均匀水幕的工艺喷嘴，通过在工艺喷嘴工作液出口外加装挡流板，能够使工作液出口流出的工作液形成均匀水幕，从而使得在喷涂时工作液分布均匀、对工作介质表面冲击力小，为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案。
[0005]一种能形成均匀水幕的工艺喷嘴，包括:一喷嘴主体，该喷嘴主体包括主腔室，以及位于所述主腔室的一侧壁且与所述主腔室相连通的直狭缝状工作液出口，所述侧壁的外侧面与所述工作液出口垂直；以及，一挡流板，该挡流板具有一个下开口的凹部，安装于所述侧壁的外侧面上，所述挡流板的凹部与所述侧壁的外侧面之间的间隙形成三面封闭的工作液流道，从所述工作液出口流出的工作液通过该工作液流道能够形成均匀水幕。
[0006]进一步地，所述挡流板的凹部深度为0.1-0.5mm ;所述直狭缝状工作液出口与所述喷嘴主体的底面平行。所述直狭缝状工作液出口的深度和所述挡流板的凹部的深度最好相等。
[0007]进一步地，所述喷嘴主体与所述挡流板均为工程塑料制品。
[0008]进一步地，所述喷嘴主体与所述挡流板均由聚醚醚酮制成。
[0009]进一步地，所述挡流板的凹部表面具有亲水性改性层，该亲水性改性层表面与水的接触角为30°?44°。可采用高能等离子体轰击的方法对挡流板表面进行处理，处理后挡流板表面粗糙度改变，从而减小挡流板表面的液体接触角至30°?44°，有利于液体在挡流板表面的摊铺。
[0010]进一步地，所述挡流板通过螺钉固定安装于所述侧壁，所述挡流板与所述侧壁之间设置密封垫。
[0011]进一步地，还包括热循环保温装置，所述热循环保温装置插装于所述主腔室；其中，所述热循环保温装置包括:
一腔体，内设一换热腔室；
上梳状挡流板，包括盖板和从所述盖板向下延伸出的若干上挡流片，所述盖板盖装于所述腔体的上端并密封所述换热腔室；
下梳状挡流板，包括底板和从所述底板向上延伸出的若干下挡流片，所述底板固装于所述换热腔室的底部，所述下挡流片与所述上挡流片交错分布于所述换热腔室内；
所述盖板的两端分别设置循环液进口和循环液出口，所述换热腔室、所述上梳状挡流板和所述下梳状挡流板形成蛇形换热通道。
[0012]进一步地，所述盖板与所述腔体之间通过第一沉头螺钉固装；所述腔体上部设置腔体法兰，所述喷嘴主体设置与所述腔体法兰配合安装的固定法兰，所述腔体法兰与所述固定法兰通过第二沉头螺钉固定连接。
[0013]进一步地，所述喷嘴主体还包括工作液入口，所述工作液入口和所述工作液出口分别位于所述主腔室的两侧，且与所述主腔室相连通；所述主腔室和所述腔体均呈U形，所述腔体与所述主腔室之间的空间形成U形工作液流道。
[0014]进一步地，还包括阻流板；所述喷嘴主体包括一呈U形的主腔室和工作液入口，所述工作液入口和所述工作液出口分别位于所述主腔室的两侧，且与所述主腔室相连通；所述阻流板呈T形，插装于所述主腔室，所述阻流板密封所述主腔室口部；所述工作液入口和所述工作液出口分别位于所述阻流板的两侧，所述阻流板与所述主腔室之间的空间形成U形工作液流道。
[0015]本发明工艺喷嘴配置有带下开口的凹部的挡流板，挡流板的凹部与工作液出口所在侧壁的外侧面之间的间隙形成三面封闭的工作液流道，工作液出口流出的工作液通过该工作液流道能够形成均匀水幕，喷涂作业时流出的工作液分布均匀，对进行喷涂作业的工作介质表面冲击力小，能够满足较大面积喷涂作业以及较宽范围内同时作业的需求，喷涂效率高；对工作液的利用率高，降低了喷涂因工作液浪费产生的成本；避免了因工作液喷涂作业时分布不均造成的产品报废，提高了产品的成品率。
[0016]循环保温装置设置在工艺喷嘴内部，换热效率高，减小了工艺喷嘴内部的腔室体积，更好地保证腔室中蓄容的工作液体温度。
【专利附图】
【附图说明】
[0017]图1为本发明能形成均匀水幕的工艺喷嘴的一实施例结构示意图；
图2为图1中挡流板的安装示意图；
图3为图1中上、下梳状挡流板结构意图；
图4为图1中喷嘴主体的主视图；
图5为图4所示喷嘴主体的俯视图；
图6为图1中挡流板的结构示意图；
图7为图6所示挡流板的截面图。【具体实施方式】
[0018]以下结合具体实施例对本发明做详细描述。
[0019]参照图1-7，所示工艺喷嘴实施例包括喷嘴主体2、挡流板3以及插装于喷嘴主体2的主腔室的热循环保温装置。
[0020]该热循环保温装置主要包括腔体11、上梳状挡流板12以及下梳状挡流板13。
[0021]其中，腔体11包括换热腔室111、腔体法兰112和第一密封圈槽113，换热腔室111的腔壁厚度均匀，其横截面呈U形，腔体法兰112位于换热腔室111 口部的外侧。第一密封圈槽113设置在腔体法兰112上，该第一密封圈槽113环绕换热腔室111的口部，其内放置第一 O型密封圈(图中未示出)。
[0022]上梳状挡流板12包括盖板121和若干上挡流片122，盖板121安装在腔体11的上端并密封换热腔室111，为了便于安装及美观，在腔体11的上端设置一槽结构(图中未标出)，第一密封圈槽113设置于该槽结构的槽底，盖板121安装于该槽结构的底部。为了保证密封效果，在第一密封圈槽113内放置第一 O型密封圈，采用第一沉头螺钉将盖板121固装在腔体11上且密封换热腔室111。上挡流片122由盖板121向下延伸而成,各个上挡流片122竖直方向上的长度相等且大于换热腔室111深度的一半，径向上的宽度与换热腔室111宽度相等，即各个上挡流片122的两侧均紧贴换热腔室111的腔壁。
[0023]下梳状挡流板13包括底板131和若干下挡流片132，底板131固装于换热腔室111的底部，下挡流片132由底板131向上延伸而成，为了简化固装步骤，底板131的底面与换热腔室111底面紧贴，同时底板131和下挡流片132径向上的宽度略大于换热腔室111宽度，与换热腔室111过盈配合，从而实现底板131在换热腔室111底部的固定安装。下挡流片132在竖直方向上的长度相等且大于换热腔室111深度的一半，并且与上挡流片122交错分布在换热腔室111内。
[0024]在换热腔室111内，上挡流片的下边沿低于下挡流片的上边沿。盖板121的两端分别设置与换热腔室111相连通的循环液进口和循环液出口(图中未示出)，换热腔室111、上梳状挡流板12和下梳状挡流板13形成蛇形换热通道。循环液从循环液进口进入换热腔室111，再交错经过上挡流片121和下挡流片131直至循环液出口，完成循环液在换热腔室内的蛇形换热通道的换热流动。循环液优先选择使用水，也可以是油、溶液或者液态混合物等等。为了方便循环液进口和循环液出口连接循环液，采用循环液进口和循环液出口均使用快捷接头。
[0025]在其他实施方式中，下梳状挡流板与腔体一体成形，下挡流片则由换热腔室底部向上延伸而成。此时，下挡流片与腔室的侧壁也连为一体。
[0026]喷嘴主体2主要包括主腔室21、工作液入口 22、工作液出口 23和固定法兰24。主腔室21的横截面呈U形，工作液入口 22和工作液出口 23分别位于主腔室21的两侧壁上，且与主腔室21相连通。为了方便工作液的快速输入，工作液入口 22能够与快速接头连接，快速接头将工作液输出至工作液入口 22。工作液出口 23为长直的狭缝，该狭缝与主腔室12在长度方向上一致，即从主腔室21的宽度方向上看，狭缝的两端与主腔室的两端重合；狭缝的宽度与工作液出口所在的侧壁的厚度相同，该侧壁的外侧面与工作液出口 23垂直，工作液出口 23与喷嘴主体2的底面平行。主腔室21的口部设置固定法兰24，工作液入口22与固定法兰24的下端相接触，工作液出口 23与工作液入口 22的高度大致相等，如图1所示，工作液出口 23略低于工作液入口 22的中心。
[0027]上述热循环保温装置插装于主腔室21，第二沉头螺钉(图中未示出)将腔体法兰112与固定法兰24固定连接，进而实现热循环保温装置与喷嘴主体之间的固定。为了保证主腔室21 口部的密封效果，在腔体法兰112与固定法兰24之间加设第二 O型密封圈，并将该第二 O型密封圈放置于第二密封圈槽25内，在腔体法兰112与固定法兰24的挤压下，第
二O型密封圈产生形变，达到有效密封的目的。
[0028]在主腔室21中，换热腔室111的腔壁与主腔室21的侧部、底部形成U形工作液体流道，工作液体从工作液入口 22进入主腔室21后，经过该流道到达工作液出口 23。在本实施方式中，换热腔室111腔壁的横截面呈U形，且与主腔室21形状相同，尺寸相对较小，使得热腔室腔壁与主腔室之间的空间形成的工作液流道均匀，工作液经工作液入口进入该流道后，流量分配和工作液内部压力均匀，在长直狭缝状的工作液出口 23均匀输出。
[0029]为了在热循环换热装置插装于主腔室21时定位方便，主腔室21长度方向上的两端设置与主腔室21相接的插槽26，换热腔室111的腔壁的两端与插槽26配合接触，根据密封要求，配合方式选择过盈配合或过渡配合。为了降低工艺难度，换热腔室111的腔壁两端面与插槽26的两槽侧面不接触，长度方向上的定位利用盖板法兰11的定位条与固定法兰24上的定位槽28配合实现。
[0030]固定法兰24上与螺钉配合的螺纹孔27分布如图5所示，在喷嘴主体选用工程塑料制品时，长期使用后螺纹固定时的应力释放使得锁紧松动，为了防止出现该情况，在喷嘴主体的固定法兰上预先埋设若干不锈钢螺纹套筒(图中未示出)，螺钉螺于不锈钢螺纹套筒中，保证长期有效锁紧。
[0031]为了取得高效、均匀的换热保温效果，热循环保温装置内的上挡流片与下挡流片沿喷嘴主体的长度方向分布，主腔室内的工作液体沿喷嘴主体的宽度方向流动，工作液体的流向与上挡流片的方向一致，循环液的流向与工作液体流向垂直，保障循环液与工作液体最大程度的热交换。
[0032]挡流板3安装于喷嘴主体2的工作液出口 23所在的侧壁上，挡流板3包括一个下开口的凹部31，凹部31的深度为0.1mm，该凹部31从工作液出口 23的上沿处延伸至挡流板3的下端，该凹部31与该侧壁之间的间隙成为三面封闭的工作液流道。工作液经工作液出口 23流出后在该工作液流道内形成均匀水幕,然后用于喷涂作业。
[0033]在制作挡流板时，可使挡流板上端面到工作液出口上沿的距离与喷嘴主体的固定法兰下端面到工作液出口上沿的距离相等，固定法兰充当定位槽，以起到定位挡流板的作用。为了使挡流板牢固的安装在该侧壁上，同时保证其三面密封性，采用螺钉将挡流板固定在该侧壁上，在挡流板与侧壁之间加设密封垫，挡流板上螺钉穿过用通孔32分布如图6所
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[0034]在本实施方式中，为了提高第一 O型密封圈、第二 O型密封圈和密封垫的抗腐蚀能力，第一 O型密封圈、第二 O型密封圈和密封垫采用全氟橡胶制成。
[0035]在工作液为酸性或者碱性的条件下，腔体、喷嘴主体及挡流板由工程塑料制成，优先选择机械加工性能好、抗腐蚀性强的工程塑料，例如聚醚醚酮(PEEK)等。在将盖板与腔体、热循环保温装置与喷嘴主体固定时，由于腔体、喷嘴主体为工程塑料制品，长期使用后螺纹固定时的应力释放使得锁紧松动，为了防止出现该情况，在腔体、喷嘴主体上预先埋设若干不锈钢螺纹套筒(图中未示出)，第一沉头螺钉、第二沉头螺钉螺于不锈钢螺纹套筒中，保证长期有效锁紧。
[0036]作为优选的实施方式，对挡流板3的凹部31进行亲水性处理，以使工作液形成的水幕更加均匀。挡流板3由聚醚醚酮(PEEK)制成，凹坑表面采用高能等离子体轰击以提高其亲水性，经过表面改性处理的凹坑表面接触角为30°?44°，该凹部31的深度为0.1mm ；适配的工作液出口 23的长度为300mm、宽度为0.1mm、深度为35mm。
[0037]在其他实施方式中，工艺喷嘴包括喷嘴主体、挡流板和阻流板，阻流板呈T形，插装于喷嘴主体的主腔室，阻流板密封主腔室口部；工作液入口和工作液出口分别位于阻流板的两侧，阻流板与热循环保温装置的外形近似相同，阻流板与主腔室之间的空间形成U形工作液流道。
[0038]以上通过具体实施例对本发明做了详细的说明，这些具体的描述不能认为本发明仅仅限于这些实施例的内容。本领域技术人员根据本发明构思、这些描述并结合本领域公知常识做出的任何改进、等同替代方案，均应包含在本发明权利要求的保护范围内。
【权利要求】
1.一种能形成均匀水幕的工艺喷嘴，其特征在于，包括: 一喷嘴主体，该喷嘴主体包含主腔室，以及位于所述主腔室的一侧壁且与所述主腔室相连通的直狭缝状工作液出口，所述侧壁的外侧面与所述工作液出口垂直；以及 一挡流板，该挡流板具有一个下开口的凹部，安装于所述侧壁的外侧面上，所述挡流板的凹部与所述侧壁的外侧面之间的间隙形成三面封闭的工作液流道，从所述工作液出口流出的工作液通过该工作液流道能够形成均匀水幕。
2.根据权利要求1所述的工艺喷嘴，其特征在于，所述挡流板的凹部深度为0.1-0.5mm，所述直狭缝状工作液出口与所述喷嘴主体的底面平行。
3.根据权利要求1所述的工艺喷嘴，其特征在于，所述喷嘴主体与所述挡流板均为工程塑料制品。
4.根据权利要求1或2所述的工艺喷嘴，其特征在于，所述挡流板的凹部表面具有亲水性改性层，该亲水性改性层表面与水的接触角为30°?44°。
5.根据权利要求1所述的工艺喷嘴，其特征在于，所述挡流板通过螺固于所述侧壁，所述挡流板与所述侧壁之间设置密封垫。
6.根据权利要求1所述的工艺喷嘴，其特征在于，位于所述主腔室的另一侧壁上设置工作液入口。
7.根据权利要求1-3任一项所述的工艺喷嘴，其特征在于还包括一热循环保温装置，所述热循环保温装置插装于所述主腔室；所述热循环保温装置包括: 一腔体，内设一换热腔室； 上梳状挡流板，包括盖板和从所述盖板向下延伸出的若干上挡流片，所述盖板盖装于所述腔体的上端并密封所述换热腔室； 下梳状挡流板，包括底板和从所述底板向上延伸出的若干下挡流片，所述底板固装于所述换热腔室的底部，所述下挡流片与所述上挡流片交错分布于所述换热腔室内； 所述盖板的两端分别设置循环液进口和循环液出口，所述换热腔室、所述上梳状挡流板和所述下梳状挡流板形成蛇形换热通道。
8.根据权利要求7所述的工艺喷嘴，其特征在于，所述盖板与所述腔体之间通过第一沉头螺钉固装；所述腔体上部设置腔体法兰，所述喷嘴主体设置与所述腔体法兰配合安装的固定法兰，所述腔体法兰与所述固定法兰通过第二沉头螺钉固定连接。
9.根据权利要求7所述的工艺喷嘴，其特征在于，所述主腔室和所述腔体均呈U形，所述腔体与所述主腔室之间的空间形成U形工作液流道。
10.根据权利要求1-3任一项所述的工艺喷嘴，其特征在于还包括阻流板，所述喷嘴主体的主腔室呈U形；所述阻流板呈T形，插装于所述主腔室且密封所述主腔室口部；所述阻流板与所述主腔室之间的空间形成U形工作液流道。
【文档编号】B05B15/00GK103464315SQ201310379713
【公开日】2013年12月25日 申请日期:2013年8月28日 优先权日:2013年8月28日
【发明者】刘学平, 王汉, 向东, 牟鹏, 段广洪 申请人:清华大学深圳研究生院