кольцевая воздушная форсунка и соответствующий способ нанесения покрытия

Формула изобретения

1. Кольцевая воздушная форсунка (2) с несколькими направляющими воздушными соплами (10, 11; 14; 20, 21; 26) для подачи направляющей воздушной струи (6) для формирования распыляемой струи (5) распылителя (1), причем направляющие воздушные сопла (10, 11; 14; 20, 21; 26) выполнены таким образом, что направляющая воздушная струя (6) и распыляемая струя (5) в пределах ближней области перед кольцевой воздушной форсункой (2) имеют однонаправленные потоки, отличающаяся тем, что направляющие воздушные сопла (10, 11; 14; 20, 21; 26) выполнены таким образом, что направляющая воздушная струя (6) целенаправленно создает турбулентности в распыляемой струе (5) в расположенной ниже по течению за ближней областью дальней области распыляемой струи (5), так что направляющая воздушная струя (6) и распыляемая струя (5) в дальней области содержат существенно больше турбулентностей, чем в ближней области.

2. Кольцевая воздушная форсунка (2) по п.1, отличающаяся тем, что

a) между кольцевой воздушной форсункой (2) и содержащей турбулентности дальней областью направляющей воздушной струи (6) имеется определенная длина распада L_{распада},

b) между кольцевой воздушной форсункой (2) и деталью (7), на которую должно быть нанесено покрытие, имеется определенное расстояние,

c) длина распада направляющей воздушной струи (6) составляет менее 1 м, 75 см, 50 см, 40 см, 30 см, 20 см или 15 см, и

d) длина распада (L_{распада}) направляющей воздушной струи (6) больше, чем расстояние между кольцевой воздушной форсункой и деталью, на которую должно быть нанесено покрытие, так что деталь (7), на которую должно быть нанесено покрытие, находится в однонаправленной ближней области.

3. Кольцевая воздушная форсунка (2) по п.1, отличающаяся тем, что

a) распыляемая струя (5) и/или направляющая воздушная струя (6), по существу, симметричны оси вращения,

b) распыляемая струя (5) внутри имеет область пониженного давления, и

c) турбулентности в дальней области вызывают приток (9) окружающего воздуха извне в область пониженного давления распыляемой струи (5).

4. Кольцевая воздушная форсунка (2) по п.1, отличающаяся тем, что направляющие воздушные сопла (10, 11; 14; 20; 21; 26) расположены несимметрично относительно оси (4) распыления распылителя (1).

5. Кольцевая воздушная форсунка (2) по п.1, отличающаяся тем, что направляющие воздушные сопла (10, 11) расположены кольцеобразно и имеют различные поперечные сечения и/или различные направления струи, варьирующиеся по периметру кольцевой воздушной форсунки (2).

6. Кольцевая воздушная форсунка (2) по п.5, отличающаяся тем, что

a) часть направляющих воздушных сопел (10, 11) имеет направление струи, ориентированное практически параллельно оси (4) распыления распылителя (1), и

b) другая часть направляющих воздушных сопел (10, 11) имеет направление струи, которое относительно оси (4) распыления наклонено в радиальном направлении внутрь.

7. Кольцевая воздушная форсунка (2) по п.5, отличающаяся тем, что

a) одна часть направляющих воздушных сопел (10, 11) имеет направление струи, которое относительно оси (4) распыления наклонено в радиальном направлении внутрь, и

b) другая часть направляющих воздушных сопел (10, 11) имеет направление струи, которое относительно оси (4) распыления наклонено в радиальном направлении наружу.

8. Кольцевая воздушная форсунка (2) по п.5, отличающаяся тем, что

a) одна часть направляющих воздушных сопел (10, 11) расположена на внутреннем кольце, и

b) другая часть направляющих воздушных сопел (10, 11) расположена на наружном кольце.

9. Кольцевая воздушная форсунка (2) по п.8, отличающаяся тем, что

a) направляющие воздушные сопла (10, 11) на внутреннем кольце имеют направление струи, которое относительно оси (4) распыления наклонено в радиальном направлении наружу, и

b) направляющие воздушные сопла (10, 11) на наружном кольце имеют направление струи, которое относительно оси (4) распыления наклонено в радиальном направлении внутрь.

10. Кольцевая воздушная форсунка (2) по одному из пп.5-9, отличающаяся тем, что

a) по ее периметру расположено несколько различных групп направляющих воздушных сопел (10, 11),

b) направляющие воздушные сопла (10, 11) внутри отдельных групп имеют соответственно одинаковое направление струи и/или одинаковое поперечное сечение, и

c) соседние группы отличаются направлением струи и/или поперечным сечением соответствующих направляющих воздушных сопел (10, 11).

11. Кольцевая воздушная форсунка (2) по п.10, отличающаяся тем, что

a) две расположенные напротив друг друга группы направляющих воздушных сопел (10, 11) имеют каждая направление струи, которое относительно оси (4) распыления наклонено в радиальном направлении внутрь,

b) две другие расположенные напротив друг друга группы направляющих воздушных сопел (10, 11) имеют направление струи, которое ориентировано, по существу, параллельно оси (4) распыления или относительно оси (4) распыления наклонено в радиальном направлении наружу,

c) различные группы расположены по периметру попеременно, так что направляющая воздушная струя (6) представляет собой плоскую струю.

12. Кольцевая воздушная форсунка (2) по п.1 или 11, отличающаяся тем, что

a) направляющие воздушные сопла (10, 11) расположены кольцеобразно и все имеют наклоненное радиально внутрь направление струи, и

b) направляющая воздушная струя (6) вниз по течению за чашкой имеет сужение, и

c) направляющая воздушная струя (6) вниз по течению за сужением имеет расширение.

13. Кольцевая воздушная форсунка (2) по п.5, отличающаяся тем, что

a) направляющие воздушные сопла (10, 11) расположены на трех концентричных кольцах,

b) направляющие воздушные сопла (10, 11) на внутреннем кольце имеют направление струи, которое относительно оси (4) распыления чашки наклонено в радиальном направлении наружу,

c) направляющие воздушные сопла (10, 11) на среднем кольце имеют направление струи, которое ориентировано, по существу, параллельно оси (4) распыления, и

d) направляющие воздушные сопла (10, 11) на наружном кольце имеют направление струи, которое относительно оси (4) распыления чашки наклонено в радиальном направлении внутрь.

14. Кольцевая воздушная форсунка (2) по п.1, отличающаяся тем, что отдельные направляющие воздушные сопла (10, 11) имеют поперечное сечение, которое расширяется в направлении струи.

15. Кольцевая воздушная форсунка (2) по п.14, отличающаяся тем, что поперечное сечение сопел в направлении струи изменяется

a) конусообразно или

b) ступенчато с одной ступенью или с несколькими ступенями.

16. Кольцевая воздушная форсунка (2) по п.15, отличающаяся тем, что поперечное сечение сопел в направлении струи

a) расширяется или

b) сужается.

17. Кольцевая воздушная форсунка (2) по п.1, отличающаяся тем, что с каждым направляющим воздушным соплом (20, 21; 23) граничит, по меньшей мере, один шлиц (22; 24), который проходит, по существу, параллельно направлению потока.

18. Кольцевая воздушная форсунка (2) по п.17, отличающаяся тем, что

a) направляющие воздушные сопла (20, 21) расположены кольцеобразно, и

b) шлиц (22) проходит кольцеобразно через направляющие воздушные сопла (20, 21).

19. Кольцевая воздушная форсунка (2) по п.17, отличающаяся тем, что шлицы (24) расположены крестообразно.

20. Кольцевая воздушная форсунка (2) по п.1, отличающаяся тем, что направляющие воздушные сопла (26) снабжаются каждое из отверстия (25) для направляющей воздушной струи и имеют поперечное сечение сопла, которое наклонено относительно поперечного сечения отверстия (25) для направляющей воздушной струи для искажения профиля (28) потока.

21. Кольцевая воздушная форсунка (2) по п.1, отличающаяся тем, что направляющие воздушные сопла (10, 11; 14; 20, 21; 26) образованы прорезями (29, 30, 33), в каждую из которых переходят по одному отверстию (31, 32) для направляющей воздушной струи или по два отверстия (31, 32) для направляющей воздушной струи.

22. Кольцевая воздушная форсунка (2) по п.21, отличающаяся тем, что прорези (29, 30, 33) имеют треугольное поперечное сечение.

23. Распылитель (1), в частности ротационный распылитель, с кольцевой воздушной форсункой (2) по одному из пп.1-22.

24. Машина для нанесения лакокрасочного покрытия, в частности робот для нанесения лакокрасочного покрытия, с распылителем (1) по п.23.

25. Способ нанесения покрытия со следующими шагами:

a) подают распыляемую струю (5) наносимого покрытия на деталь (7), на которую должно быть нанесено покрытие, посредством распылителя (1), причем распыляемая струя (5) в пределах ближней области перед распылителем (1) имеет однонаправленное течение,

b) подают направляющие воздушные струи (6) для формирования распыляемой струи (5) посредством кольцевой воздушной форсунки (2) с несколькими направляющими воздушными соплами (10, 11; 14; 20, 21; 26),

отличающийся следующим шагом:

c) целенаправленно создают турбулентности в расположенной ниже по течению за ближней областью дальней области распыляемой струи (5) с помощью направляющих воздушных сопел (10, 11; 14; 20, 21; 26), так что струя управляющего воздуха (6) и распыляемая струя (5) в дальней области содержат существенно больше турбулентностей, чем в ближней области.

26. Способ нанесения покрытия по п.25, отличающийся тем что

a) между кольцевой воздушной форсункой (2) и содержащей турбулентности дальней областью распыляемой струи (5) устанавливают определенную длину распада L_{распада} распыляемой струи (5),

b) между распылителем (1) и деталью (7), на которую должно быть нанесено покрытие, устанавливают определенное расстояние, причем

c) длина распада распыляемой струи (5) составляет менее 1 м, 75 см, 50 см, 40 см, 30 см, 20 см или 15 см, и

d) длина распада распыляемой струи (5) больше, чем расстояние до детали, так что деталь (7) находится в однонаправленной ближней области.

27. Способ нанесения покрытия по п.25 или 26, отличающийся тем, что

a) направляющая воздушная струя (6), по существу, симметрична относительно оси,

b) направляющая воздушная струя (6) внутри имеет область пониженного давления, и

c) турбулентности в дальней области вызывают приток окружающего воздуха снаружи в область пониженного давления.

Описание изобретения к патенту

Изобретение касается кольцевой воздушной форсунки для распылителя и соответствующего способа нанесения покрытия согласно независимым пунктам формулы изобретения.

Известно, что для нанесения лакокрасочного покрытия (например, на части кузовов автомобилей) применяются высокоротационные распылители, которые распыляют наносимый лакокрасочный материал (например, порошковый лак, жидкий лак) посредством быстро вращающейся чашки, причем вращающаяся чашка создает на расположенной по ее периметру круговой распылительной кромке распыляемую струю, которая распространяется в направлении распыляемой струи. Также известно, что для формирования распыляемой струи у такого рода высокоротационного распылителя применяется направляющая воздушная струя, которая подается в направляющем кольцевом зазоре для подачи воздуха сзади к распыляемой струе, так что распыляемая струя сужается в зависимости от силы направляющей воздушной струи.

Недостатком описанных выше известных высокоротационных распылителей является то, что оседающие на не предназначенном для нанесения покрытия конструктивном элементе частицы лакокрасочного материала («Overspray») могут загрязнять находящиеся на удалении поверхности, такие как, например, стенки кабины для лакирования или манипуляторы в кабине для лакирования. То есть известные высокоротационные распылители могут привести к загрязнению на больших расстояниях.

Поэтому в основу изобретения положена задача уменьшить подверженную загрязнению область у известных ротационных распылителей.

Эта задача решается с помощью предлагаемого изобретением кольцевой воздушной форсунки и соответствующего процесса нанесения покрытия по зависимым пунктам.

Изобретение опирается на технико-физическое суждение о том, что эффекты трения внутри распыляемой струи создают разрежение, которое способствует фокусировке распыляемой струи, так что распыляемая струя становится стабильной на относительно больших расстояниях. Кроме этого, трение на наружной поверхности распыляемой струи слишком мало, чтобы обеспечить значительное распространение распыляемой струи. Вследствие этого подаваемая ротационным распылителем распыляемая струя при сохранении внутренней скорости потока может иметь большую пространственную длину, так что частицы наносимого покрытия еще на большом расстоянии от ротационного распылителя могут быть причиной загрязнений.

Поэтому изобретение заключает в себе общую техническую идею о том, чтобы целенаправленно создавать турбулентности в направляющей воздушной струе и вместе с тем также в распыляемой струе, так чтобы ограничить без ущерба дальность действия распыляемой струи и, вместе с тем, ограничить потенциальную возможность загрязнения пространства. При этом следует учесть, что турбулентности в распыляемой струе принципиально нежелательны, и поэтому в рамках изобретения должны ограничиваться дальней областью. В ближней области распыляемая струя или, соответственно, окружающая направляющая воздушная струя должна быть, предпочтительным образом, направленной и не иметь турбулентностей, чтобы качество нанесения покрытия не подвергалось отрицательному влиянию турбулентностей. В соответствии с изобретением распыляемая струя имеет гораздо более высокую степень турбулентности в дальней области, чем в ближней области.

Для создания турбулентностей в направляющей воздушной струе в соответствии с изобретением предусмотрено, что по сравнению с традиционной кольцевой воздушной форсункой с симметричным относительно оси вращения расположением направляющих воздушных сопел предусмотрены дополнительные отклонения, которые, с одной стороны, поддерживают первоначальную функцию управления распыляемой струей, но, благодаря целенаправленному варьированию скорости потока и/или направления потока, нарушают ламинарность или, соответственно, гомогенность в направляющей воздушной струе в такой степени, что в дальней области создаются турбулентности, уничтожающие энергию потока, уменьшающие скорость потока и расширяющие направляющую воздушную струю и, тем самым, также распыляемую струю. Кроме того, произведенные благодаря этому эффекты в наружной оболочке цилиндра потока делают возможным приток окружающего воздуха во внутреннюю область пониженного давления распыляемой струи, так что уже упомянутые фокусирующие усилия в дальнейшем по ходу струи уменьшаются.

В одном из предпочтительных примеров осуществления изобретения направляющая воздушная струя имеет длину распада от кольцевой воздушной форсунки до турбулентной дальней области, составляющую менее 1 м, 75 см, 50 см, 40 см, 30 см или 20 см. Благодаря этому потенциальное загрязнение пространства распылителем ограничивается ближней областью распылителя, так что загрязнение удаленных поверхностей предотвращается.

Кроме этого, длина распада направляющей воздушной струи, предпочтительным образом, больше, чем расстояние между кольцевой воздушной форсункой и деталью, на которую должно быть нанесено покрытие, так что деталь, на которую должно быть нанесено покрытие, находится в однонаправленной и малотурбулентной ближней области распыляемой струи. Это является преимуществом, потому что деталь, на которую должно быть нанесено покрытие, находится тогда в ближней области, так что качество наносимого покрытия не подвергается негативному влиянию относительно сильных турбулентностей в дальней области.

В одном из предпочтительных вариантов осуществления предлагаемый изобретением кольцевой воздушной форсунки неправильности создаваемых турбулентностей заключаются в том, что направляющие воздушные сопла относительно оси распыления или, соответственно, оси вращения распылителя расположены асимметрично, т.е. не симметрично относительно оси.

Например, для создания турбулентностей поперечное сечение сопла и/или направление отдельных направляющих воздушных сопел варьируется по периметру кольцевой воздушной форсунки. При варьировании скорости потока по периметру кольцевой воздушной форсунки рядом друг с другом в направляющей воздушной струе проходят более быстрые и более медленные потоки, что приводит к градиентам скорости и, тем самым, к трению потока в распыляемой струе, за счет чего в ходе распыляемой струи тогда создаются турбулентности.

В одном из примеров осуществления изобретения с кольцеобразным расположением направляющих воздушных сопел одна часть направляющих воздушных сопел имеет направление струи, которое ориентировано практически параллельно оси распыления распылителя, в то время как другая часть направляющих воздушных сопел имеет направление струи, которое относительно оси распыления наклонено в радиальном направлении внутрь. Например, предлагаемая изобретением кольцевая воздушная форсунка может иметь шесть групп с пятью направляющими воздушными соплами каждая, причем три группы имеют направляющие воздушные сопла, которые ориентированы практически параллельно оси распыления распылителя, в то время как другие три группы включают направляющие воздушные сопла, направление струи которых наклонено относительно оси распыления в радиальном направлении внутрь.

В другом примере осуществления предлагаемой изобретением кольцевой воздушной форсунки с кольцеобразным расположением направляющих воздушных сопел одна часть направляющих воздушных сопел имеет направление струи, которое относительно оси распыления наклонено в радиальном направлении внутрь, в то время как другая часть направляющих воздушных сопел имеет направление струи, которое относительно оси распыления наклонено в радиальном направлении наружу. То есть отдельные направляющие воздушные сопла наклонены либо в радиальном направлении внутрь, либо в радиальном направлении наружу. Предпочтительным образом при этом также отдельные направляющие воздушные сопла разделены на группы с одинаковым направлением струи, причем различные группы направляющих воздушных сопел расположены по периметру попеременно.

В другом примере осуществления предлагаемой изобретением кольцевой воздушной форсунки с кольцеобразным расположением направляющих воздушных сопел одна часть направляющих воздушных сопел расположена на внутреннем кольце, в то время как другая часть направляющих воздушных сопел расположена на внешнем кольце. Направляющие воздушные сопла на внутреннем кольце имеют при этом, предпочтительным образом, направление струи, которое относительно оси распыления наклонено в радиальном направлении наружу, в то время как направляющие воздушные сопла на наружном кольце имеют при этом, предпочтительным образом, направление струи, которое относительно оси распыления наклонено в радиальном направлении внутрь. При этом также направляющие воздушные сопла, предпочтительным образом, расположены группами с одинаковым направлением струи, причем различные группы расположены по периметру попеременно.

В другом примере осуществления изобретения направляющая воздушная струя имеет, напротив, форму плоской струи. Для этого две расположенные друг напротив друга группы направляющих воздушных сопел имеют каждая направление струи, которое относительно оси распыления наклонено в радиальном направлении внутрь, в то время как две другие, также расположенные друг против друга группы направляющих воздушных сопел, имеют направление струи, которое ориентировано по существу параллельно оси распыления или относительно оси распыления наклонено в радиальном направлении наружу. То есть направляющие воздушные сопла, наклоненные в радиальном направлении внутрь, сжимают результирующую направляющую воздушную струю в плоскую струю.

В другом примере осуществления предлагаемой изобретением кольцевой воздушной форсунки с кольцеобразным расположением направляющих воздушных сопел отдельные направляющие воздушные сопла имеют направление струи, которое относительно оси распыления наклонено в радиальном направлении внутрь, что приводит к скрещивающемуся потоку направляющих воздушных струй и способствует сужению распыляемой струи за чашкой вниз по течению. За сужением направляющая воздушная струя или, соответственно, распыляемая струя имеет в этом примере осуществления, напротив, расширение, благодаря чему вызывающая загрязнение область досягаемости распыляемой струи уменьшается.

В описанных выше примерах осуществления возмущения для создания турбулентностей обеспечиваются, практически, за счет варьирующегося направления струи направляющих воздушных сопел. Возмущения для создания желательных турбулентностей могут, наоборот, также обеспечиваться за счет варьирующегося поперечного сечения отдельных направляющих воздушных сопел, что приводит к соответствующим вариантам скорости потока. При кольцеобразном расположении направляющих воздушных сопел может, например, варьироваться поперечное сечение сопел по периметру кольцевой воздушной форсунки, причем направляющие воздушные сопла опять могут быть разделены на различные группы с одинаковыми поперечными сечениями.

Кроме этого, возмущения для создания турбулентностей обеспечиваются за счет того, что поперечное сечение направляющих воздушных сопел в направлении потока конусообразно расширяется или сужается.

Кроме того, существует возможность ступенчатого изменения поперечного сечения в направлении потока с одной ступенью или с несколькими ступенями, при этом, опять-таки, возможно сужение или расширение поперечного сечения сопел.

Также в рамках изобретения существует возможность, чтобы возмущения для создания турбулентностей обеспечивались за счет шлицев, граничащих с направляющими воздушными соплами и проходящих практически параллельно направлению потока. При кольцеобразном расположении отдельных направляющих воздушных сопел шлиц может также располагаться кольцеобразно на кольце направляющих воздушных сопел и прорезать все направляющие воздушные сопла. Но альтернативно существует также возможность, что шлицы могут быть крестообразными и располагаться концентрично к отдельным направляющим воздушным соплам.

Кроме того, возмущения для создания турбулентностей могут обеспечиваться за счет того, что профиль потока направляющих воздушных сопел целенаправленно искажается. Для этого в рамках изобретения отверстие отдельных направляющих воздушных сопел может быть наклонено относительно предшествующего отверстия для направляющей воздушной струи.

Далее, возмущения для создания турбулентностей могут также обеспечиваться за счет прорезей, в каждую из которых выходят по одному отверстию для направляющей воздушной струи или несколько отверстий для направляющих воздушных струй (например, 2 или 3), причем прорези в поперечном сечении, предпочтительным образом, являются треугольными и образуют направляющие воздушные сопла.

Кроме того, следует упомянуть, что изобретение включает не только описанную выше предлагаемую изобретением кольцевую воздушную форсунку, но также и распылитель с такого рода кольцевой воздушной форсункой, а также машину для нанесения лакокрасочного покрытия, в частности робот для нанесения лакокрасочного покрытия с таким ротационным распылителем.

Наконец изобретение включает также соответствующий способ нанесения покрытия, как уже следует из приведенного выше описания.

Другие предпочтительные усовершенствованные варианты осуществления изобретения охарактеризованы в зависимых пунктах или поясняются более подробно ниже вместе с описанием предпочтительных примеров осуществления изобретения с помощью чертежей. Показано:

Фиг.1 - схематизированный вид сбоку предлагаемого изобретением ротационного распылителя, на котором видно разделение распыляемой струи на малотурбулентную, однонаправленную ближнюю область и турбулентную дальнюю область,

Фиг.2-6 - различные примеры осуществления предлагаемых изобретением кольцевых воздушных форсунок с варьирующимся направлением струи или, соответственно, поперечным сечением отдельных направляющих воздушных сопел по периметру кольцевой воздушной форсунки,

Фиг.7 - сильно схематизированный вид сбоку ротационного распылителя с кольцевой воздушной форсункой, которая создает направленную в радиальном направлении внутрь скрещивающуюся направляющую воздушную струю,

Фиг.8 - сильно упрощенный вид сбоку ротационного распылителя с кольцевой воздушной форсункой, которая создает три наклоненные различным образом направляющие воздушные струи,

Фиг.9 - упрощенное поперечное сечение направляющего воздушного сопла со ступенчатым внутренним контуром для создания турбулентностей,

Фиг.10 - упрощенное поперечное сечение направляющего воздушного сопла с внутренним контуром, конусообразно расширяющимся в направлении потока,

Фиг.11 - упрощенное поперечное сечение предлагаемого изобретением направляющего воздушного сопла с внутренним контуром, сужающимся несколькими ступенями в направлении потока,

Фиг.12 - упрощенное поперечное сечение предлагаемого изобретением направляющего воздушного сопла с внутренним контуром, конусообразно сужающимся в направлении потока,

Фиг.13 - фрагмент предлагаемой изобретением кольцевой воздушной форсунки с двумя направляющими воздушными соплами, через которые проходит кольцеобразный шлиц,

Фиг.14 - упрощенное изображение предлагаемого изобретением направляющего воздушного сопла с крестообразными шлицами,

Фиг.15 - упрощенное изображение направляющего воздушного сопла с наклоненным сопловым отверстием для искажения профиля потока выходящей направляющей воздушной струи,

Фиг.16 - упрощенное изображение направляющего воздушного сопла, образованного прорезью, в которую переходит отверстие для направляющей воздушной струи, а также

Фиг.17 - упрощенное изображение направляющего воздушного сопла, образованного прорезью, в которую переходят два отверстия для направляющей воздушной струи.

На виде сбоку на фиг.1 показан в сильно упрощенной форме ротационный распылитель 1 с кольцевой воздушной форсункой 2 и чашкой 3, который во время работы вращается вокруг оси 4 вращения и традиционным способом создает распыляемую струю 5.

Кольцевая воздушная форсунка 2 имеет на своей торцевой стороне многочисленные направляющие воздушные сопла, которые расположены кольцеобразно и направляют направляющие воздушные струи 6 снизу на наружную поверхность чашки 3, так что распыляемая струя 5 за чашкой 3 имеет сужение и затем расширяется в направлении струи.

Благодаря представленному на фиг.2-6 в качестве примера расположению направляющих воздушных сопел распыляемая струя 5 разделяется на малотурбулентную, однонаправленную ближнюю область и турбулентную дальнюю область, причем распад распыляемой струи 5 происходит после длины распада L_{распада} на переходе от ближней области к дальней области.

При этом ротационный распылитель 1 устанавливается так, что деталь 7, на которую должно быть нанесено покрытие, находится в однонаправленной ближней области, так что турбулентности не мешают нанесению покрытия на деталь 7.

В турбулентной дальней области, напротив, создаются турбулентности 8, которые уничтожают энергию распыляемой струи 5 и уменьшают ее скорость и, тем самым, способствуют расширению распыляемой струи. Кроме того, в наружной оболочке распыляемой струи 5 создаются дефекты, которые делают возможным приток 9 окружающего воздуха во внутреннюю область пониженного давления распыляемой струи 5, так что усилия, фокусирующие распыляемую струю 5, уменьшаются.

Турбулентности 8 при этом целенаправленно создаются за счет того, что направляющие воздушные сопла в кольцевой воздушной форсунке 2 по сравнению с симметричным относительно оси расположением имеют отклонения, такие как, например, варьирующееся направление струи и/или поперечное сечение сопла.

На фиг.2 показан упрощенный вид в перспективе модификации кольцевой воздушной форсунки 2, показанной на фиг.1, причем эта модификация практически соответствует примеру осуществления, показанному на фиг.1, так что во избежание повторений делаются отсылки в значительной мере на приведенное выше описание, причем для соответствующих деталей далее будут использоваться те же самые обозначения позиций.

Особенность этого примера осуществления заключается в том, что по периметру кольцевой воздушной форсунки 2 расположены с распределением различные направляющие воздушные сопла 10, 11, причем направляющие воздушные сопла 11 имеют меньшее поперечное сечение, чем направляющие воздушные сопла 10, что приводит соответственно к различным скоростям потока.

При этом направляющие воздушные сопла 10 или, соответственно, 11 разделены на шесть групп соответственно с пятью направляющими воздушными соплами 10 или, соответственно, 11 в каждой, причем направляющие воздушные сопла 10 или, соответственно, 11 внутри отдельных групп имеют одно и то же поперечное сопловое сечение.

Поэтому по периметру кольцевой воздушной форсунки 2 рядом друг с другом выходят более медленные и более быстрые потоки управляющего воздуха, так что возникающее в результате разницы скоростей трение потока в дальнейшем по ходу направляющей воздушной струи создает турбулентности.

Пример осуществления, показанный на фиг.3, практически соответствует описанному выше и представленному на фиг.2 примеру осуществления, так что во избежание повторений делается отсылка на приведенное выше описание, причем для соответствующих деталей далее будут использоваться те же самые ссылочные обозначения.

Особенность этого примера осуществления заключается в том, что направляющие воздушные сопла 10, 11 отличаются не поперечным сечением, а направлением струи. Так, направляющее воздушное сопло 10 имеет направление струи, ориентированное практически параллельно оси вращения 4 чашки 2. Направляющие воздушные сопла 11, напротив, имеют направление струи, которое относительно оси вращения 4 наклонено в радиальном направлении внутрь, причем угол наклона предпочтительно находится в диапазоне от 5° до 30°.

На фиг.4 показан другой пример осуществления предлагаемой изобретением кольцевой воздушной форсунки 2, которая практически соответствует описанной выше и представленной на фиг.2 кольцевой воздушной форсунке 2, так что во избежание повторений делается отсылка на приведенное выше описание, причем для соответствующих деталей далее будут использоваться те же самые ссылочные обозначения.

Особенность этого примера осуществления заключается в том, что направляющие воздушные сопла 10 имеют направление струи, которое относительно оси 4 вращения чашки 3 ориентировано в радиальном направлении наружу, в отличие от этого направляющие воздушные сопла 11 имеют направление струи, которое относительно оси 4 вращения чашки 3 ориентировано в радиальном направлении внутрь.

На фиг.5 показан другой пример осуществления предлагаемой изобретением кольцевой воздушной форсунки 2, причем этот пример осуществления, в свою очередь, практически соответствует описанному выше и представленному на фиг.2 примеру осуществления, так что во избежание повторений делается отсылка на приведенное выше описание, причем для соответствующих деталей далее будут использоваться те же самые обозначения позиций.

Особенность этого примера осуществления заключается в том, что направляющие воздушные сопла 10 расположены на внутреннем кольце 12, в то время как направляющие воздушные сопла 11 расположены на наружном кольце 13, причем оба кольца 12, 13 расположены концентрично.

Направляющие воздушные сопла 11 на наружном кольце 13 имеют при этом направление струи, которое относительно оси 4 вращения чашки 3 наклонено в радиальном направлении внутрь.

Направляющие воздушные сопла 10 на внутреннем кольце 12 имеют, напротив, в этом примере осуществления направление струи, которое относительно оси 4 вращения чашки 3 наклонено в радиальном направлении наружу.

На фиг.6 показан другой пример осуществления предлагаемой изобретением кольцевой воздушной форсунки 2, причем и этот пример осуществления практически соответствует описанному выше и представленному на фиг.2 примеру осуществления, так что во избежание повторений делается отсылка на приведенное выше описание, причем для соответствующих деталей далее будут использоваться те же самые обозначения позиций.

Особенность этого примера осуществления заключается в том, что направляющие воздушные сопла 10 имеют направление струи, которое относительно оси 4 вращения чашки 3 наклонено в радиальном направлении внутрь, в то время как другие направляющие воздушные сопла 11 имеют направление струи, практически параллельное оси струи. То есть направляющие воздушные сопла 10 сужают направляющую воздушную струю, так что направляющий воздушный поток принимает форму плоской струи.

Фиг.7 практически соответствует изображению на фиг.1, так что во избежание повторений делается отсылка на приведенное выше описание к фиг.1. Дополнительно из этого изображения следует, что кольцевая воздушная форсунка 2 из-за наклоненного внутрь направления струи создает скрещивающуюся направляющую воздушную струю 6.

На фиг.8 показан также пример осуществления предлагаемого изобретением ротационного распылителя 1, причем этот пример осуществления практически соответствует описанному выше и представленному на фиг.1 примеру осуществления, так что во избежание повторений делается отсылка на приведенное выше описание, причем для соответствующих деталей далее будут использоваться те же самые обозначения позиций.

Особенность этого примера осуществления заключается в том, что кольцевая воздушная форсунка 2 имеет три концентричных кольца направляющих воздушных сопел, которые создают три направляющие воздушные струи 6.1, 6.2, 6.3.

При этом наружная направляющая воздушная струя 6.1 имеет направление струи, которое относительно оси 4 вращения наклонено в радиальном направлении внутрь. Средняя направляющая воздушная струя 6.2 имеет, напротив, направление струи, практически параллельное оси направлению струи. Наконец внутренняя направляющая воздушная струя 6.3 имеет направление струи, которое относительно оси 4 вращения чашки 3 наклонено в радиальном направлении наружу.

На фиг.9 показано упрощенное поперечное сечение предлагаемого изобретением направляющего воздушного сопла 14, которое снабжается направляющим воздухом из отверстия 15 для направляющего воздуха. При этом направляющее воздушное сопло 14 ступенчато расширяется на переходе от отверстия 15 для направляющего воздуха к направляющему воздушному соплу 14, благодаря чему в направляющем воздушном сопле 14 создаются турбулентности.

На фиг.10 показано упрощенное поперечное сечение другого примера осуществления предлагаемого изобретением направляющего воздушного сопла 14, которое частично соответствует фиг.9, так что во избежание повторений делается отсылка по существу на приведенное выше описание, причем для соответствующих деталей далее будут использоваться те же самые обозначения позиций.

Особенность этого примера осуществления заключается в том, что направляющее воздушное сопло на переходе от отверстия 15 для направляющего потока воздуха расширяется не ступенчато, а конусообразно.

На фиг.11 показан другой пример осуществления предлагаемого изобретением направляющего воздушного сопла 14, которое частично соответствует фиг.9, так что во избежание повторений делается отсылка в основном на приведенное выше описание, причем для соответствующих деталей далее будут использоваться те же самые обозначения позиций.

Особенность этого примера осуществления заключается в том, что направляющее воздушное сопло 14 не расширяется в направлении струи, а сужается в направлении струи.

С другой стороны, направляющее воздушное сопло 14 имеет три расположенные друг за другом участка 17, 18, 19 сопла, поперечное сечение которых уменьшается в направлении потока.

Кроме того, также пример осуществления, показанный на фиг.12, частично соответствует описанному выше примеру осуществления, так что во избежание повторений делается отсылка на приведенное выше описание, причем для соответствующих деталей далее будут использоваться те же самые обозначения позиций.

Особенность этого примера осуществления заключается в том, что направляющее воздушное сопло 14 сужается в направлении потока.

Кроме того, особенность этого примера осуществления заключается в том, что направляющее воздушное сопло 14 имеет конусообразный внутренний контур.

На фиг.13 показан фрагмент предлагаемой изобретением кольцевой воздушной форсунки с кольцеобразно расположенными направляющими воздушными соплами, причем на чертеже представлены только два направляющих воздушных сопла 20, 21. При этом через оба направляющих воздушных сопла 20, 21 проходит кольцеобразный шлиц 22, диаметр которого равен диаметру кольцевого воздушного сопла.

На фиг.14 показано схематичное изображение предлагаемого изобретением направляющего воздушного сопла 23 с крестообразным, концентричным расположением шлицев 24.

В примере осуществления, показанном на фиг.15, для создания турбулентностей предусмотрено искажение профиля потока. При этом отверстие 25 для направляющей струи воздуха переходит в направляющее воздушное сопло 26, причем поперечное сечение направляющего воздушного сопла 26 наклонено относительно поперечного сечения отверстия 25 для направляющей струи воздуха. Поэтому поток управляющего воздуха в отверстии 25 для направляющей струи воздуха имеет традиционный параболический профиль 27, в то время как струя управляющего воздуха, выходящая из направляющего воздушного сопла 26, имеет искаженный профиль 28 потока.

Кроме того, на фиг.16 показаны два направляющих воздушных сопла, которые образованы прорезями 29, 30, причем в каждую из двух прорезей 29, 30 выходит одно отверстие 31, 32 для направляющей струи воздуха. Каждая из двух прорезей 29, 30 имеет при этом треугольное поперечное сечение.

Пример осуществления, показанный на фиг.17, опять-таки частично соответствует примеру осуществления, показанному на фиг.16, так что во избежание повторений делается отсылка на приведенное выше описание, причем для соответствующих деталей далее будут использоваться те же самые обозначения позиций.

Особенность этого примера осуществления заключается в том, что оба отверстия 31, 32 для направляющей струи воздуха переходят в одну общую прорезь 33, которая образует направляющее воздушное сопло и имеет также треугольное поперечное сечение.

Изобретение не ограничивается описанными выше примерами осуществления. Более того, возможно множество вариантов и модификаций, в которых также используется идея изобретения и которые поэтому также подпадают под объем защиты.

Перечень позиций:

1 ротационный распылитель

2 кольцевая воздушная форсунка

3 чашка

4 ось вращения

5 распыляемая струя

6 направляющая воздушная струя

7 деталь

8 турбулентности

9 приток

10, 11 направляющие воздушные сопла

12 внутреннее кольцо

13 наружное кольцо

14 направляющее воздушное сопло

15 отверстие для направляющей струи воздуха

16 турбулентности

17-19 участок сопла

20, 21 направляющее воздушное сопло

22 шлиц

23 направляющее воздушное сопло

24 расположение шлицев

25 отверстие для направляющей струи воздуха

26 направляющее воздушное сопло

27, 28 профиль потока

29, 30 прорези

31, 32 отверстие для направляющей струи воздуха

33 прорезь