用于静电涂覆的系统和方法

其他申请的交叉引用

本申请要求于2021年10月28日提交的美国临时申请第63/272,725号以及于2022年4月25日提交的美国临时申请第63/334,326号的权益和优先权，因此将它们的内容通过引用并入本文。

技术领域

本发明总体上涉及用于将静电涂层施加至介质的系统，并且具体地涉及用于将粒子流喷涂到介质的多个表面上的一个或多个装置，其中所述装置配备有双腔室外壳或者配备有用于连续分层涂覆到介质上的多个可变开口。

背景技术

在工业涂覆工艺期间，各种不同的介质被不同的表面材料覆盖。例如，纸可以覆盖有淀粉溶液以改善耐热特性，并且金属片可以涂覆有涂料或乳胶以获得美学价值或氧化表面的腐蚀保护。在介质上涂覆材料在工业中广泛使用，并且不断地寻求改进的、成本有效的装置、方法和设备。液体的涂覆可以利用挥发性溶剂并且需要干燥工艺，所述干燥工艺产生需要处理的废气。用于将粉末形式的涂层材料施加至介质的装置和方法没有上述缺点。粉末必须暂时粘附到介质并均匀铺展以防止在后处理操作期间形成凸块或引发问题。一旦施加至介质，粉末可能需要进行后处理操作(例如烘烤)，以便将粉末永久地固定在表面上。

在不添加不必要的试剂或粘合剂的情况下将粉末粘附到表面的一种已知方法是通过利用带电粒子流的静电粘附能力，所述带电粒子流由悬浮在气体中并且布置成与具有不同电能或接地的介质接触的粉末制成。库仑定律规定，由带相同极性电荷的两个物体感受到的静电力是排斥力，并且由带相反极性电荷的两个物体感受到的力是吸引力。一旦流中的粉末粒子通过去除或添加表面电子而带电，则粒子就相应地根据库仑定律通过电磁力被吸引到接地介质。粒子流的静电充电的另一优点是在置于相等能量的流中的相邻粒子之间产生排斥力以帮助粒子流内的粒子的空间分布。另外，带电粒子被尚未附着其他粒子的表面上的更强的静电力吸引。

可以通过接触带电、摩擦带电或者表面的物理摩擦(例如气球在一件衣服上的摩擦或鞋子在地毯上的位移)而将静电电荷置于介质上。在物品上产生电荷的另一种方式是使物品在超过空气击穿强度的强电场中往复运动，电场的强度使得形成电离粒子。通过使粉末移动通过电晕区域，这些离子被收集到所述物品在导体周围的电晕放电区域中的表面上。这些粒子以表面带离子电荷的方式离开电晕，然后由于其低质量而易受其电荷产生的静电力的影响。导电材料和绝缘材料的粒子都易受电晕充电的影响。由于非导电粒子不太可能重定向表面离子电荷的位置，因此非导电粒子更有可能保持它们新获得的静电电荷。

施加涂层的现有方法包括喷涂由诸如环氧树脂、聚酯、聚氨酯或尼龙的材料制成的细粉末，所述细粉末被静电地施加至包括金属或其他接地材料的介质或衬底。在施加之后，通常在烘箱中加热粉末以使粉末固化和硬化。

另外已知的是使用位于粒子流源处的高能级导体来电离粉末，或者使用置于介质附近的高度带电且危险的导电网状结构。还已知的是使用腔室，其中介质和导体放置成与封闭环境中的粒子接触；或者使用外壳，其中在电离粒子流被引导至外壳外部的介质上之前，电离粒子在被置于小外壳中的导体附近之后被收集。这些已知技术的缺点包括在导体之间产生电晕放电，所述导体围绕位于粉末粒子源附近的低电平电荷元件，需要将导体放置在粒子流的路径中，构建必须管理高电平电压的封闭装置，以及在分配系统中粒子不能足够充分地悬浮在空气中以提供空气中离子的最佳收集。尽管这些装置中的许多能够以工匠般的方式执行其预期功能，但是它们都没有充分地解决这些缺点的组合。

此外，现有的系统和方法通常不能将涂层施加至介质的多个表面，或者需要反复多次以实现所需的涂覆。需要的是一种改进的能够充分流化来自粉末源的粒子并将它们置于粒子流中的装置，一种导体受到保护并避开粒子流的装置，一种能够将粒子均匀地沉积到介质上的装置，一种能够避免过喷并回收未沉积在介质上的粒子的装置，以及一种能够(单独或共同地)涂覆介质的多个表面的装置。另外的能够实时监测和调节粒子流的控制系统是期望的，以便确保适当地施加指定的涂层。本发明解决了与当前可用的静电涂覆装置相关联的这些和许多其他的问题。

发明内容

本发明总体上涉及一种用于将静电涂层施加至介质的系统，尤其涉及一种包括用于将粒子流喷涂到介质上的一个或多个静电涂覆装置的系统。在实施例中，所述一个或多个静电涂覆装置包括联接到蜗壳的多体积腔室，用于在粒子流被一个或多个静电发射器分配之前混合和铺展粒子流。在实施例中，离散的宽度控制机构用于限制粒子喷涂的尺寸，并且旋转控制机构允许静电发射器旋转以微调施加至粒子流的静电场。在实施例中，粉末回收系统操作以回收过喷物和未粘附到介质的其他粒子，从而允许粒子被收集、过滤和再循环以供后续再使用。粒子流沉积到移动经过静电发射器的介质上。在实施例中，护罩围绕介质和发射器以确保包含粒子流(使其可供用于容易地回收并防止粒子逸出系统)。

本公开涉及一种能够通过连续控制多个参数将涂料、淀粉、热塑性塑料或任何其他粉末材料施加到介质上的在线工业设备，所述参数包括上述新颖特征，在各种实施例中，例如(但不限于)外壳内的内孔的尺寸、静电发射器的旋转或角度、在静电发射器之间移动的介质的速度、粉末速度/流速、粉末管线中的压力、输入气体的流量变化、导体的电压或位置的变化、先前施加至介质的测量膜厚度、递送的粉末的重量、粉末鼓风机速度、烘箱温度、真空流速、过量空气流速、装置的各种部件中的温度、环境温度、装置中各个不同位置处的测量压力、以及回收粉末的重量。

附图说明

本公开的特征被认为是新颖的，并且在所附权利要求中具体阐述。通过参考结合附图给出的以下描述，能够更好地理解本公开。采用相同附图标记的附图标识相同的元件。

图1a是移除了外壳面板的静电涂覆系统的前透视图。

图1b是图1a的静电涂覆系统的前视图，其中外壳面板在第一装置上就位并且从第二装置部分地移除。

图2a和2b是从图1a的静电涂覆系统的其他部件移除的静电涂覆装置(没有外壳面板)的透视图。

图3是图1a的静电涂覆装置中的一个的外壳面板的分解图。

图4是图1的系统的静电涂覆装置的俯视图。

图5a是图1a的系统的透视图，其中装置缩回且护罩部分地缩回。

图5b是图1a的系统的透视图，其中装置缩回并且护罩就位。

图5c是图1a的系统的透视图，其中装置就位并且护罩缩回。

图6a是微型歧管的前横截面图。

图6b是图6a的微型歧管的局部剖视透视图。

图6c是图6a的微型歧管的侧横截面图。

图7是图2a的静电涂覆装置的多体积腔室的透视图。

图8是图7的多体积腔室的侧视图。

图9是图7的多体积腔室的前视图。

图10a是生成模拟电离场的静电发射器棒的透视图。

图10b是在外壳中生成图10a的模拟电离场的静电发射器棒的透视图。

图11a是使用过喷物收集系统的方法的工艺流程图。

图11b是使用过喷物收集系统的第二方法的工艺流程图。

图12是粉末管理系统的图。

图13是图12的粉末管理系统和图1a的静电涂覆系统的透视图。

图14是图13所示的袋式提升塔以及料斗计量塔的前视图。

图15是图12的粉末管理系统和图1a的静电涂覆系统的替代布置的透视图。

图16a是控制系统的工艺流程图的第一部分。

图16b是控制系统的工艺流程图的第二部分。

图17a是图1a的装置的工艺流程图。

图17b是包含图1a的系统的工厂的工艺流程图。

图18a是控制系统的第二实施例的工艺流程图的第一部分。

图18b是控制系统的第二实施例的工艺流程图的第二部分。

图18c是控制系统的第二实施例的工艺流程图的第三部分。

图19是静电涂覆系统及其所有部件的侧视图。

图20是图1a和图1b的静电涂覆系统内的过喷物收集系统的透视图。

图21是图20的过喷物收集系统内的回收管道的放大图。

具体实施方式

在下面的详细描述中，参考附图，附图通过图示的方式示出了针对改进的静电涂覆装置的本公开的可行的工业实施例。以足以使本领域普通技术人员能够实践本公开的细节描述了该实施例。应当理解，在本公开的该实施例中描述的各个子特征或要素尽管是独特的，但不一定是排他性的，并且能够以不同的方式在多个其他可行的实施例中组合，原因是它们体现出新颖的特征。应当理解，在不脱离本公开的精神和范围的情况下，可以修改单独的元件的位置和布置，例如各个公开的实施例内的几何参数。此外，该公开的实施例可以基于多种工业和商业要素进行修改，例如，在非限制性示例中，在大规模涂覆工艺中，当粒子流的大气控制要进行再循环时，在沿着生产线的不同位置处或在受限区域中需要若干单元。可以根据已知的设计参数修改公开的装置以在这些特定类型的操作内实施本公开。本领域普通技术人员还可以认识到其他变型。因此，以下详细描述不应被视为具有限制意义。

静电涂覆系统

本公开涉及静电涂覆系统100及其组成部件，如图1a至图21所示。静电涂覆系统100包括用于涂覆介质1502(为清楚起见，从图1a和1b中省略)的顶表面的第一静电装置102a(或顶部涂覆装置)，所述第一静电装置从用于涂覆介质1502的底表面的第二静电装置102b(或底部涂覆装置)竖直偏移。该偏移防止由各个装置生成的静电场之间的干扰。正如本领域普通技术人员将清楚的那样，也可以采用其他布置。在实施例(未示出)中，顶部涂敷装置102a和底部涂敷装置102b对准(这对于期望更大的空间节省或静电干扰不成问题的使用情况可能是优选的)。

在所示的实施例中，介质1502被设想为具有顶侧和底侧的材料。在实施例中，介质1502是金属片。还设想了材料的其他配置(这可能需要另外的装置)。在所示的实施例中，介质1502在顶部涂覆装置102a和底部涂覆装置102b之间竖直通过。未涂覆的材料首先由底部涂覆装置102b喷涂，然后由顶部涂覆装置102a喷涂。然后使涂覆材料通过烘箱106进行固化。

烘箱106将涂覆材料加热至约400至550度的温度范围以便处理涂层并改善耐化学性，改善对恶劣环境条件的耐受性，并且保持颜色稳定性。

虽然图1a和1b考虑了已接地的竖直取向的介质1502(图15所示)在一对静电涂覆装置102a、102b之间通过，但是静电涂覆系统100能够以任何取向放置，导致介质1502也能够以任何取向定向。本领域普通技术人员应理解，介质1502可以是线性的刚性材料条带或卷绕介质1502，所述卷绕介质在再次卷绕、折叠或储存之前要在通过静电涂覆系统100之前展开。还应当理解，可以涂覆由任何类型的导电或非导电材料制成并呈现各种表面几何形状和拓扑结构的任何类型的介质1502。尽管在(图示的)优选实施例中介质1502使用常规接地技术接地，但是静电涂覆系统100通过产生离子电势差而在粉末粒子和介质1502之间产生的吸引力起作用，因此预期的是使用任何离子电势充分不同于由静电涂覆系统100发射的粒子的平均离子电势的介质1502来引发静电吸引力。

在所示的实施例中，顶部涂覆装置102a在结构上与底部涂覆装置102b基本相同。外壳104a、104b在图1a和1b中被示出为开放式框架。在其他的示例中，外壳104a、104b具有实心的外部。在实施例中，外壳104a、104b是NEMA-4外壳，其容纳用于装置的气动控制部和粉末供给部。

各个装置102a、102b的部件由厚壁制成，所述厚壁的强度足以容纳在将粉末粒子悬浮在气体中的工艺(也称为粒子的流化)期间产生的内部压力。图1a和1b示出了本发明的一个可行的工业和商业实施例。这些图示出了下文详细描述的具有表面强化剂的不锈钢壳体。流化工艺包括使用泵(未示出)，所述泵通过多个微型歧管200向各个装置102供应加压空气，各个微型歧管具有相应的空气入口108。各个装置102还包括多个微型歧管200，各个微型歧管具有连接到多个粉末供应管线的粉末入口110。各个装置102排出体积受控的粉末形式的粒子以涂覆在介质1502上。

如图2a和2b所示，在电子涂覆系统100的实施例中，外壳104a、104b包括实心的外表面(例如金属片)，其将装置102在视野内隐藏并保护其免受物理冲击。实心的外壳104a、104b均由面板107a-107f组成，并且还用于使装置102与环境温度变化隔离。在诸如也在图1b中示出的其他实施例中，外壳104b可以局部地开口以允许接近其中的装置102b，同时仍然提供一定程度的物理保护。外壳104a、104b的其他配置也是可以预期的。在实施例中，外壳104a、104b的外表面(即，面板107a-107f)由80/20挤出铝片形成，所述挤出铝片通过T形螺母连接器连接到内部框架105。各个装置102a、102b通过氯丁橡胶隔离器支撑在外壳104a、104b内以减少振动。在其他实施例中，如本领域普通技术人员将理解的那样，可以使用用于减振的替代材料或其他技术。在诸如图1a和1b所示的实施例中，扶手118可以围绕静电涂覆系统100以保护系统100和设备的用户。在实施例中，外壳104a、104b的面板107a-f是可移除的，从而允许用户部分地或完全地打开外壳104a、104b并接近装置102a、102b的内部。

图2a和2b示出了静电涂覆系统100，其中实心的面板107a-107f和外壳104a、104b分别被移除以更好地示出装置102a、102b的部件。如图所示，每个装置102a、102b都包括靠近装置102的顶部的多个空气入口108和粉末入口110。如图所示，装置102均通过多个安装支架112固定到其相应的框架105。这些安装支架112可以由金属制成并且包括如上讨论的氯丁橡胶隔离器，由此减小在各个装置102a、102b和其相应的框架105之间传递的振动。

图3示出了包括底面板107a、前面板107b、一对侧面板107c、后面板107d、顶面板107e和头部面板107f的外壳104a、104b的分解图。

装置的缩回

如图所示，各个装置102a、102b及其相应的外壳104a、104b可以由轮114支撑，并且配置成沿着轨道116滑动，以便允许通过将装置102a、102b移动远离烘箱106来接近装置102a、102b。这允许各个装置102a、102b和烘箱106更容易进行检查或维护。如图5a所示，各个装置104a、104b可以沿着轨道116远离烘箱106滑动。条形护罩可移除地连接到烘箱106的底部，所述条形护罩保护介质1502和喷涂区域免受空气传播的粉尘或其他污染物的影响。此外，条形护罩120可以远离烘箱106滑动以允许更容易地接近烘箱106或介质1502以进行检查和清洁。图5b示出了静电涂覆系统100，其中装置102a、102b远离烘箱106滑动，同时条形护罩120留在适当位置，而图5c示出了静电涂覆系统100，其中仅条形护罩120远离烘箱106和装置102a、102b缩回。在实施例中，条形护罩120是永久结构，并且可以与装置一起灵活地转位以在操作期间禁止逃逸粉末。在该替代实施例中，条形护罩120的缩回由气动活塞系统控制，气动活塞系统包括硅树脂护套，所述硅树脂护套提供了用于将条形护罩120从烘箱106缩回并允许用户接近烘箱106和条形护罩内部的装置。

微型歧管

图6a至6c示出了微型歧管200的各种视图。各个微型歧管200包括入口202，取决于微型歧管200的配置，所述入口可以用作空气入口108或粉末入口110。至少一个入口凸缘204在入口202附近围绕微型歧管200的外表面218形成环。粒子(例如，空气或粉末)在被喷嘴208聚集之前从软管(未示出)通过入口202和初始腔室206进入微型歧管200。此后，粒子在通过连接到混合腔室306(未示出)的出口212膨胀之前先穿过直段210。各个微型歧管200包括具有一个或多个孔216的出口凸缘214，紧固件可以通过所述一个或多个孔将微型歧管200固定到混合腔室306或空气延伸部320。

优化地设计微型歧管200的尺寸和形状以使空气和粉末均匀且广泛地流入混合腔室306。为了保持入口的完整性，微型歧管200确保流量在入口的长度和宽度上是一致的。在实施例中，微型歧管200包括螺纹部分，所述螺纹部分有助于提供均匀且广泛地流入混合腔室306中的空气和粉末。

(一个或多个)微型歧管200可以如图2a所示布置，其中空气入口108以竖直取向放置并且粉末入口110以水平取向放置。也可以设想(一个或多个)微型歧管200的其他布置。

腔室

图7至图10b示出了腔室300。腔室300包括混合腔室306，所述混合腔室通过多个第一微型歧管200中的多个空气入口108接收空气，并且通过多个第二微型歧管200中的多个粉末入口110接收粉末。位于混合腔室306的顶部中的空气开口302从空气延伸部320接收空气，而在混合腔室306的后部中的粉末开口304从一个或多个微型歧管200接收粉末。在一些实施例中该布置是优选的，原因是已通过实验证明能够在整个混合腔室306和蜗壳308中产生粉末和空气的均匀分布。如本领域普通技术人员将清楚的那样，还可以设想开口的其他布置。在实施例中，空气软管通过一个或多个微型歧管200直接连接到混合腔室306而不使用空气延伸部320。

在图7至10b所示的实施例中，空气延伸部320连接到混合腔室306的顶部。空气延伸部320提供空气入口108和混合腔室306之间的附加分离，允许空气混合并通过多个微型歧管200均匀地流入混合腔室306。具体地，空气延伸部320控制经调节的空气到混合腔室306的流量以改变粉末粒子和空气粒子的混合物(“混合物”)的厚度。增加的空气流导致更稀薄的混合物。替代地，减少的空气流增加了混合物的厚度。结果，空气延伸部320中的空气流的调节影响了施加到介质1502的表面的涂层的光洁度和厚度。

空气和粉末在通过混合腔室306的下端312处的开口(未示出)离开之前先在混合腔室306中混合和流化。流化的空气/粉末混合物然后通过蜗壳308流动到静电/真空腔室309，然后通过出口310。静电/真空腔室309形成使混合物静电充电的电离区。当经过静电充电的混合物放电并施加到介质1502时，粉末流动到介质1502的表面以使电荷接地。因此，静电电荷有助于混合物“粘附”到介质1502的表面，并且提供混合物到介质1502的均匀施加。电离的粉末(具有负电荷)被吸引到钢表面并且静电粘附到介质1502的表面。

混合腔室306和蜗壳308的外表面316包含为腔室300提供结构完整性的多个脊318，而内表面是光滑且不间断的，以确保流化粉末/空气混合物不间断地流过腔室300。从静电/真空腔室309通过主回收管道504排出过量粉末(即，过喷物)。在实施例中，静电/真空腔室309包括至少一个回收口502和转向器以控制过喷物的流动。

各个出口310在侧面有一对静电发射器棒314，每个静电发射器棒都包含多个静电发射器(未示出)，所述静电发射器生成电磁场以将流化粉末推进/排放到介质1502上。本领域普通技术人员应当理解，发射器必须放置在这样的的位置：能够保持发射器棒314中的电荷，使发射器棒314与周围元件绝缘，保护发射器棒314免受由施加在发射器上的高电压产生的意外电晕放电的影响，并且保护装置102的操作者免受冲击。一对宽度控制机构322通过沿着一对轨道324水平移动以阻挡出口310的一部分来调节出口310的宽度。各个静电发射器棒314连接到允许发射器棒314旋转的一对旋转控制机构326。

图10a示出了具有模拟电离场330的单个静电发射器棒314，而图10b示出了由彼此协同工作的一对静电发射器棒314生成的模拟电离场330。通过单独地旋转发射器棒314，可以调节生成的电离场330的取向，而改变供应给各个发射器棒314(或各个棒内的单独的发射器)的功率可以允许类似地控制电离场330的大小和尺寸。

电离场330是可调节的，以基于施加到介质1502的混合物的体积来优化混合物的厚度。通过增加或降低电离水平，混合物将“完全充电”或减少电离。电离水平优化混合物的电荷。为了在单次通过中涂覆介质1502，混合物需要具有足够的电荷。静电场330被优化以导致介质1502上的涂层的期望光洁度(或“膜厚度”)。膜厚度的调节由介质1502通过喷涂区域时的介质速度、施加到介质1502表面的粉末体积、以及电离场330控制。这些要素被平衡以便在介质1502表面上实现精确的涂覆。

在所示的实施例中，一个或多个边缘调节器328围绕出口310。边缘调节器328输出用于调节排出的粒子喷雾的边缘的去离子空气。通过用去离子空气包围期望的喷涂区域，进一步限制了粒子喷雾并且防止过喷。

过喷物收集

图11a和11b示出了用于收集和再循环过喷粉末的方法400。在图20和图21中进一步示出了过喷物收集系统(“回收系统”或“收集单元”)500的元件。在实施例中，回收系统500用于从涂覆介质1502的多个表面的多个装置102a、102b收集过喷物。如本领域普通技术人员将清楚的那样，还由此设想了替代布置，包括但不限于具有用于各个装置102的单独回收系统500。

方法400开始于步骤402，此时粉末过喷，或者未静电地安置在介质1502上。在步骤404，收集单元500中的真空马达产生低压区域，摄取过喷粉末。在实施例中，一个或多个装置102周围的喷涂区域基本上被护罩120覆盖以防止过喷物逸出该区域。真空马达的尺寸设计成使得真空马达收集护罩120内的所有过喷物。由真空马达收集的空气/粉末混合物随后在步骤406穿过旋风分离器，其中空气与粉末分离。在步骤408，粉末以固体形式被过滤到收集容器中，同时在步骤410空气被过滤并排出到护罩120外部。可选地，随后可以在步骤412将粉末沉降并进给到运输容器中，以用于再循环或重新引入到原始粉末供给部中。这样的再循环和再利用可以在单独的位置进行或者在本地进行。在实施例中，粉末经由管道或其他结构而不是使用分立的运输容器来转移。

在图11b的实施例中，一个或多个装置102包括至少六个回收口502，通过所述回收口排出过喷物。方法1100开始于步骤1102，此时粉末过喷，或者未静电地安置在介质1502上。回收管道504附接到各个相应的回收口502。各个回收管道504连接到一个或多个袋滤器1108。

在步骤1104，通过VFD鼓风机马达1110将过喷粉末吸入回收管道504。过喷物收集系统500包括反吹阻尼器1106，以在(一个或多个)袋滤器1108损坏的情况下防止过喷物朝向装置102向后行进。(一个或多个)袋滤器1108包括非导电过滤袋，其利用空气脉动，并且使任何自由粉末落入收集器1114中。(一个或多个)袋滤器1108包括能够阻挡过喷物以允许更换收集器1114的刀闸。VFD鼓风机马达1110产生负压，所述负压将过喷物1102抽吸至并且通过(一个或多个)袋滤器1108及其过滤器。将过喷粉末排出到大气1112中。

在该实施例中，静电涂覆系统100具有双色施加能力，使得装置102能够施加单色或双色涂料，并且过喷物收集系统允许以独立于装置102的方式收集颜色。装置102a、102b相对地并且彼此面对地进行施加。一个装置将混合物施加到介质1502的顶侧，并且相对的装置将混合物施加到介质1502的底侧。这些装置102a、102b允许将混合物同时施加在介质1502的每一侧上。

在实施例中，静电涂覆系统100配置成实现清洁模式，在清洁模式中将所有的空气和残留粉末从护罩内完全排出。例如，在缩回护罩以检查烘箱106和/或装置102之前，可以使用这种模式。此外，在常规操作期间，静电涂覆系统100可以配置成仅从护罩排出运动气体和过量的粉末材料(例如，以便在发生过喷时收集过喷物)。

粉末管理系统

图12和图15示出了连接到静电涂覆系统100的粉末管理系统1200。具体地，图13和图14示出了粉末管理系统1200的部件。

如图12和图13所示，粉末管理系统1200包括向湿空气接收器1204提供压缩空气的压缩机1202。然后，压缩空气在被送到干燥空气接收器和/或空气控制面板1208之前先被进给到干燥器/调节器1206(例如，干燥剂空气干燥器)，压缩空气在干燥空气接收器和/或空气控制面板中被储存直到需要为止。

在所示的实施例中，前述部件对于设施中的所有装置102是共同的。如图所示，各个分离装置102随后由不同的供给部供应，所述供给部包括从干燥空气接收器/空气控制面板1208到袋式提升塔1212的空气管线1210，所述袋式提升塔本身相应地联接到料斗计量塔1214、粉末管线1216、以及分离器1218(例如，在实施例中，阻力分离器)。此外，各个装置102装配有单独的辅助空气歧管1220，所述辅助空气歧管经由空气供应管线1213从干燥空气接收器/空气控制面板1208接收干燥空气，并且将空气提供给装置102的混合腔室306、静电/真空腔室309和边缘调节器328以及将空气提供给单独的空气清洁棒1222(其可以例如用于清洁静电涂覆系统100)。

粉末管理系统1200向装置102a、102b提供所需量的粉末涂料。料斗储存一定体积的粉末，并且在将粉末进给到装置102a、102b中之前将粉末输送到计量塔1214。分离器1218将粉末均匀地分配到混合腔室306以保持一致性，并且能够将混合物均匀地分配到介质1502。具体地，分离器1218分离进入的混合物以将均匀体积的粉末分配到整个装置102a、102b中，从而在介质1502的宽度上施加均匀的膜。也可以设想其他布置。下面依次讨论这些部件。

袋式提升塔和料斗计量塔

图14示出了袋式提升塔1212以及料斗计量塔1214的实施例。各个塔1212、1214的元件由桁架系统1410支撑。经由供应管线1210在袋式提升塔1212处接收空气。在袋式提升塔1212处，空气与最初包含在散装袋1404中的粉末混合，所述散装袋从具有动力推车1402的提升机悬挂。空气/粉末混合物由喷射器1409通过软管1412泵送到料斗计量塔1214。提升塔1212还包括一个或多个密封板限制箱1406和限制箱延伸部1408。

在料斗计量塔1214中的浪涌料斗1414处接收空气/粉末混合物。提供探头1416以监测浪涌料斗1414的内容物。混合物穿过第一旋转气闸1418、粉尘收集机构1420、失重进料器1422和第二旋转气闸1426，然后通过第二喷射器1428经由粉末供应管线1216送到装置102a、102b。与主粉尘路径并行地，料斗计量塔1214还包括排出料斗1424，其有助于粉尘收集和移除。第一和第二旋转气闸1418、1426控制粉末的填充(确保向装置102a、102b提供期望流速的连续流)。

即使当更换袋式提升塔1212中的粉末袋时，双塔方法也能够实现连续的粉末流动。此外，通过将部件分成多个塔，可以更有效地使用设施空间并且可以更容易地接近部件(而不需要单个更高的塔)。还可以设想将塔进行组合的其他布置。

应当理解，尽管示出了一种可行的空气混合配置，但是可以设想气体可以被使用、漏斗化和引导以将粉末流化成悬浮粒子的任何配置。

控制器

图16提供了用于粉末管理系统1200和静电涂覆系统100的控制器系统1600的实施例的工艺流程图。

控制器系统1600可以包括存储在非易失性存储器上的可执行指令，用于由包含在一个或多个计算机中的一个或多个处理器执行。替代地，控制系统1600可以包括可编程逻辑门或专用硬件设备。如本领域普通技术人员将清楚的那样，控制器也可以使用其他架构来实现，并且各个部件可以基于软件和/或基于硬件。

如图所示，控制系统1600包括一个或多个数据集线器1640，所述数据集线器接收控制输入1620，并且基于那些控制输入1620生成导致反馈1656的输出1650，所述反馈与另外的控制输入1620一起被处理以细化决策并优化静电涂覆系统的性能。

在所示的实施例中，控制输入1620包括多个仅监视器输入(专用监视器输入)1602，其用作不由所示实施例中的控制器直接调节的变量。如本领域普通技术人员将清楚的那样，在替代实施例中可以在一定程度上控制多个仅监视器输入1602(例如，通过添加另外的温度调节装置)。仅监视器输入1602包括粉末管线1216中的测量温度1604(其可以使用温度探头测量)、各个装置102a、102b中的温度1606、静电涂覆系统100和粉末管理系统1200附近的测量环境温度1608、蜗壳308中的测量压力1610、混合腔室306中的测量压力1612、一个或多个微型歧管200中的测量压力1614、介质1502的测量温度1616、以及回收粉末的测量重量1618。

另外，控制输入1620包括由控制器1620直接调节和优化的多个变量，包括施加到介质1502的测量膜厚度1622、递送到各个装置102的粉末的测量重量1624、递送粉末的各个粉末鼓风机的速度1626、各个静电发射器棒314(或在实施例中，各个单独的静电发射器)处的静电电压1628、各个静电发射器棒314的旋转角度1630、穿过系统100的介质1502的线速度1632、烘箱106的测量温度1634、测量真空流速1636和测量过量空气流速1638。控制系统1600用于基于膜厚度1622和均匀性以及其他预定变量和参数来监测和修改操作条件。

控制系统1600监测输入1602并调节输出以优化对介质1502涂覆的精度和分布。例如，对(一个或多个)静电发射器棒314的旋转或角度1630的调节影响涂层沿着介质的分布。这类似于由控制器引导的其他控制输出的情况。

在所示的实施例中，各种控制输入1620由各自的数据集线器1640处理。如图所示，输入1620的所有控制由数据采集系统(DAQ)1642处理，所述数据采集系统在一个或多个监视器1652(其可以是物理显示器和/或分立设备上可用的图形用户界面)上显示结果并生成日志文件1654以供以后分析。

控制器1644类似地接收用于调节各种输出1650的所有控制输入1620。在所示的实施例中，控制器1644调节粉末管理系统1200的参数，包括递送的粉末的重量1658(其直接影响递送的粉末的测量重量1624)、粉末管线1216中的温度1660(其可以由加热和/或冷却系统控制并且直接影响测量温度1604)、以及粉末鼓风机速度1626。控制器1644类似地调节各个静电发射器棒314(或者，在实施例中，各个单独的静电发射器)处的静电电压1628和静电外壳309中的各个静电发射器棒314的旋转角度1630。控制器1644配置成改变真空系统(未示出)的真空流速1636、烘箱106的温度1634(其可以在各个区域1672中独立控制)、以及空气鼓风机/压缩机1202的过量空气流速1674。然后，这些变化的输入被接收以作为用于进行进一步调节的反馈1656。

如图17a和17b所示，装置102a、102b可以包括本地控制器1646，其负责从控制器1644接收指令并调节本地变量以及进行本地测量。如图所示，工厂接口1648控制线速度1632功能。

本文公开的本发明不受限于所述静电涂覆装置的特定细节，并且可以设想其他的变型和应用。在不脱离本文所涉及的本发明的真实精神和范围的情况下，可以对上述方法和设备进行进一步的改变。因此，上述公开内容中的主题应被解释为说明性的，而不是限制性的。

图18a-18c提供了控制器系统1800的第二实施例的工艺流程图。

如图所示，控制系统1800包括控制1804或监测1802关键数据1806-1882的一个或多个接口1884-1894，所述关键数据相应地由S7-1500西门子PLC 1896控制1804和监测1802。

如图所示，工厂接口1884监测冷却辊散装系统1806之后的条带温度1806、入口和出口累积器1814、以及警报/故障功能1816。工厂接口1884控制和监测线速度1808、烘箱温度1810和淬火单元1812功能。

如图所示，空气输送系统1886监测湿度/温度1818、过滤器差压1820、湿罐压力1822、以及报警/故障1824功能。

如图所示，S7-1500西门子PLC 1896直接监测CFM 1826和回收粉末的重量或填充探头1876功能。

如图所示，NOL-TECH粉末管理系统接口1888监测粉末输送管线CFM 1830、粉末输送管线流量控制阀1832、粉末空气管线流量控制阀1834、以及警报/故障1838。NOL-TECH粉末管理系统接口1888控制和监测粉末喷射器空气CFM 1828和输送的粉末的重量1836。

如图所示，粉末喷射器系统接口1890监测喷嘴压力传感器1844、粉末喷射器内的温度1846、混合腔室压力传感器1852、马达位置限制开关1854、喷射器位置限制开关1856、夹层1柜湿度/温度1858、粉末输送管线分离器阀1860、粉末空气管线分离器阀1862、粉末空气/粉末管线流量计1864、回收压力传感器1866、以及警报/故障1868。如图所示，粉末喷射器系统接口1890控制和监测用于辅助空气的电磁阀1840、静电电压和电流1842、以及伺服马达控制(宽度)1848、伺服马达控制(角度)1850功能。

如图所示，膜厚度指示器接口1892监测膜厚度1870、膜厚度统计1872、以及警报/故障1874功能。

如图所示，粉末回收系统1894监测真空流速1878、过滤器上的压力1880、以及警报/故障1882功能。