專利名稱：用于自動(dòng)投配裝置的回流系統(tǒng)和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般地涉及自動(dòng)投配裝置領(lǐng)域。更為具體地說，本發(fā)明涉及回流系統(tǒng)和方法，用于可配發(fā)高度精確數(shù)量(劑量)有待摻混的各種可流動(dòng)組分。
汽車表面整修廠家一般保持較少庫存的各種漆料，這些漆可以任由選擇地按照預(yù)定配方摻混起來以獲得實(shí)際上用于任何牌號(hào)和任何年度樣式汽車的精確的色彩調(diào)配。于是，汽車表面整修廠家，為了調(diào)配某特定原有漆色，可在需要時(shí)以分批方式將保持較少庫存的各色漆料予以摻混，從而大大地節(jié)省庫存開支。的確，汽車表面整修廠家要保存調(diào)配一切汽車制造廠商原有漆色的、預(yù)先摻混各色漆料的全部存貨實(shí)質(zhì)上在成本方面是行不通的，因?yàn)槠嚻嵘呐浞娇赡苁?，并且往往是逐年變化的?br> 不過，在汽車表面整修行業(yè)中的通常作法是用人工摻混各種單獨(dú)的漆色。亦即，在需要為某一特定牌號(hào)和年度的樣式的汽車調(diào)配一種專用油漆色彩時(shí)，汽車表面整修廠家將用人工從表面裝修廠家的庫存中調(diào)配各種單獨(dú)的漆色組分，直至達(dá)到所需要的劑量重量(由配色處方確定)為止。因而，把這些用人工調(diào)配的各單獨(dú)漆色料組分的劑量重量組合起來，就可獲得一批希望調(diào)配出的汽車漆色。
不過，用人工調(diào)配各種單獨(dú)的漆料組分并不能總是精確地復(fù)現(xiàn)各種油漆配方。比如，在稱量各種漆料組分的單獨(dú)劑量時(shí)，存在著秤器精度的實(shí)際限度。其次，經(jīng)過稱量的各種單獨(dú)漆料組分的劑量一般都是依次地配發(fā)進(jìn)入一個(gè)單一的摻混容器里面，以便盡量減少一些不精確因素，如果用另一種方式，即各種單獨(dú)的劑量配發(fā)進(jìn)入分開的一些稱重容器之后再組合這些單獨(dú)的劑量，就可能產(chǎn)生這些不精確因素。于是，就存在著一種現(xiàn)實(shí)可能性，即人為差誤可能導(dǎo)致某一單獨(dú)的漆色料被過度配發(fā)進(jìn)入一批事先配發(fā)的漆色料組分中，致使整批油漆浪費(fèi)。
自動(dòng)投配裝置是已知的，并用于許多使用場(chǎng)合，在這些場(chǎng)合中可按照各種預(yù)定配方的需求將各個(gè)高度精確數(shù)量(劑量)的組分予以摻混。比如，已知一些工業(yè)用漆料摻混系統(tǒng)都配置一臺(tái)秤器和帶有計(jì)算機(jī)輔助校正功能。按照這種已知的系統(tǒng)，在某種特定組分出現(xiàn)過度劑量時(shí)，其它一種(多種)組分將在計(jì)算機(jī)控制之下少量增加，以補(bǔ)償超量投配的組分。不過，添加各種附加數(shù)量的組分以補(bǔ)償超量投配的組分，其本身可能導(dǎo)致新的投配差誤，因而并不是一種完全令人滿意的解決辦法。
從已公布的歐洲專利申請(qǐng)第0353197號(hào)(此后記作“EP′197”)也可了解到一種自動(dòng)投配裝置，其中各種單獨(dú)的可流動(dòng)組分可以以精確數(shù)量一起添加并予以摻混。具體地說，EP′197中的圖2披露了一種系統(tǒng)，包括一多出口(比如，3通)分流閥，因而一種從一加壓供料罐流出的一種單獨(dú)的組分可以或是直接流向一投配頭，或是回流至其供料罐。不過，由于供料罐是加壓的，為了克服在回流期間供料罐中的壓力并從而使得此單獨(dú)組分通過回流管線返回供料罐，就必需設(shè)置一臺(tái)下游泵器。
盡管人們可以設(shè)想使用披露了EP′197之中的這種類型的自動(dòng)投配設(shè)備來達(dá)到高精度配發(fā)各種單獨(dú)的汽車漆色料的劑量(并因而放棄陳舊的、為汽車表面裝修廠家所用的通常人工投配方法)，但仍然會(huì)出現(xiàn)一些實(shí)際的、并非無關(guān)緊要的技術(shù)問題。比如，由于汽車表面整修漆一般是一種許多固態(tài)顏料在一適當(dāng)載體(比如樹脂和溶劑)中的混合物，因而在投配設(shè)備中存在著顏料沉積和/或載體漂浮(此后比較簡單地稱作“油漆分層”)的可能性，尤其是在設(shè)備置閑的那些時(shí)段期間負(fù)責(zé)把漆料從供漆罐向配發(fā)頭供送的管線里面。而漆分層會(huì)造成在自動(dòng)投配過程中出現(xiàn)嚴(yán)重不精確問題，導(dǎo)致顏色改變，因而使顏色不匹配。
作為設(shè)備起動(dòng)過程的一部分和/或在每一投配作業(yè)之前通過自動(dòng)投配設(shè)備使漆回流可以排除油漆分層問題。不過，如以上簡略提及的那樣，在EP′197中披露的加壓漆的供輸系統(tǒng)中，漆只通過分流閥而不通過投配頭回流(即由于分流閥位于投配頭的上游)。于是，任何潛隱的留在于分流閥流態(tài)連接的投配頭的管線之中的油漆都仍易于產(chǎn)生油漆分層現(xiàn)象。
因此汽車表面整修漆的各種應(yīng)用中非常令人滿意的情況是能夠?yàn)樽詣?dòng)投配裝置配備一種回流系統(tǒng)和方法，使各種單獨(dú)的油漆組分可通過投配頭實(shí)現(xiàn)回流。這樣一種回流系統(tǒng)可以確保在單獨(dú)的油漆組分劑量中沒有顏料沉積，并因而提高了自動(dòng)成批摻混各油漆組分的精確程度。本發(fā)明的目的是要提供這樣一些改進(jìn)之處。
簡略地說，本發(fā)明體現(xiàn)于一種與自動(dòng)投配裝置相關(guān)的回流系統(tǒng)，它采用一些容納有待投配的各種單獨(dú)的可流動(dòng)組分加壓供料罐，以及一條回流回路，供各種可流動(dòng)組分通過投配頭回流并返回到其各自的加壓供料罐。按照本發(fā)明的回流系統(tǒng)，更為具體地說，包括與各投配頭和相應(yīng)加壓供料罐連通的若干緩沖容器。因而，在回流模式期間，可使供給投配頭的某一種可流動(dòng)組分通過形成于投配頭之中的各通道回流，而后流向其相應(yīng)緩沖容器。回流過來的油漆將積存在緩沖容器里，直至回流模式結(jié)束為止。此時(shí)，起始傳輸模式，以便使緩沖容器內(nèi)的壓力增至大于料罐內(nèi)的壓力。因此緩沖容器內(nèi)的較大壓力使積存在其內(nèi)的回流過來的油漆被迫傳輸?shù)焦┝瞎蕖?br> 本發(fā)明的自動(dòng)裝置可以配置任何數(shù)量的回流/流動(dòng)回路，這取決于可能需要以計(jì)量方式予以摻混的、可流動(dòng)物料的各種單獨(dú)組分的數(shù)量。
因而，由于本發(fā)明，各種可流動(dòng)組分將完全經(jīng)過投配頭流通，從而流經(jīng)通向投配頭各噴嘴的各條流動(dòng)管線，并確保高度精確的投配。本發(fā)明的這一優(yōu)點(diǎn)，以及其它優(yōu)點(diǎn)，在仔細(xì)考察以下關(guān)于優(yōu)選例證性實(shí)施方案的詳細(xì)說明之后，將會(huì)更加清楚。
下文將參照各附圖予以說明，其中各圖中相同的參照標(biāo)號(hào)表示同一結(jié)構(gòu)件，而且其中

圖1是按照本發(fā)明包括回流系統(tǒng)的漆料自動(dòng)投配裝置的示意圖；圖2是表示出某一單獨(dú)漆料組分在投配頭內(nèi)的流動(dòng)通路的局部橫截面視圖；圖3是按照本發(fā)明包括回流系統(tǒng)的漆料自動(dòng)投配裝置的前正視圖；圖4是示于圖3之中的漆料自動(dòng)投配裝置的后視圖；圖5a和5b是用于按照本發(fā)明的回流系統(tǒng)中的典型緩沖容器的剖面圖，分別表示已充灌和未充灌情況；以及圖6a和6b分別是一用于按照本發(fā)明的回流系統(tǒng)中使用的兩個(gè)止回閥的分解透視圖和部分剖面正視裝配圖。
本發(fā)明可有效地應(yīng)用于任何本身處于可流動(dòng)狀態(tài)的物料(比如，液體、糊劑、漿液或類似液料)或者可以誘發(fā)成流動(dòng)狀態(tài)的物料(比如搖溶物料)。因而，在此以及在所附各項(xiàng)權(quán)利要求中所使用的“可流動(dòng)組分”、“可流動(dòng)物料”、以及類似各術(shù)語，意思都是指在設(shè)備的回流和傳輸模式期間可流動(dòng)的任何物料。
按照本發(fā)明的自動(dòng)投配裝置10的示意圖繪制于圖1中。為便于討論此圖繪制的自動(dòng)投配裝置10只帶有兩條油漆投配回路10A、10B。不過，應(yīng)當(dāng)理解，自動(dòng)投配裝置10可以配置實(shí)際上任何數(shù)量的回路以適應(yīng)各種最終應(yīng)用，視可能需要投配的各種組分的具體數(shù)量而定。比如，示于圖3-4中的投配裝置10的具體實(shí)施例正好具有投配36種個(gè)別組分的能力，但或較多或較少的投配能力均在本發(fā)明的范疇之內(nèi)。
投配裝置10包括一投配頭(亦稱配發(fā)頭)12，用來配發(fā)分別通過流動(dòng)回路10A、10B的送料管線14A、14B輸送的各漆料組分。所配發(fā)的各漆料組分盛放在一頂部敞開的摻混容器16里面，此容器置放在一與精密重力式秤具相聯(lián)的稱重平臺(tái)18′上面。由于各漆料組分配發(fā)到容器16中，因此重力式秤具18會(huì)向一微機(jī)控制器20發(fā)出訊號(hào)，指示容器16中漆料的累加重量。
適量的漆料組分分別保持在料罐22A、22B中，這兩個(gè)料罐內(nèi)分別配置有旋轉(zhuǎn)攪拌器22A′、22B′。攪拌器22A′、22B′分別借助于撓性扭力鋼纜22A″、22B″與罩在封閉加壓歧管24內(nèi)的驅(qū)動(dòng)鏈條23(見圖3和4)連接。歧管24內(nèi)的驅(qū)動(dòng)鏈條23由電動(dòng)馬達(dá)26驅(qū)動(dòng)。因而，通過馬達(dá)26的運(yùn)轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)歧管24中的驅(qū)動(dòng)鏈條23，以使撓性扭力鋼纜22A″、22B″轉(zhuǎn)動(dòng)從而使攪拌器22A′、22B′轉(zhuǎn)動(dòng)。
集氣管28經(jīng)由管線28a向加壓歧管24輸送加壓流體(如一種諸如氮?dú)?，或者，更為可取的是空氣那樣的氣體)。來自集氣管28的加壓流體將因而通過可把流體壓力調(diào)定到某一選定水平(如1.5至2.5bar)的調(diào)壓器28b。來自歧管的加壓流體隨后分別流經(jīng)加壓導(dǎo)管30A、30B進(jìn)入料罐22A、22B。加壓導(dǎo)管30A、30B同軸圍繞著扭力鋼纜22A″、22B″，以致分別形成一環(huán)形空間，使加壓流體可以從此處穿行而抵達(dá)料罐22A、22B。結(jié)果，油漆料源就在大于大氣壓的壓力下保持在料罐22A、22B中。料罐22A、22B分別配置泄壓閥31A、31B，以便在需要時(shí)使料罐減壓。
盡管目前選用的是同軸扭力鋼纜22A″、22B″和加壓導(dǎo)管30A、30B，但是，當(dāng)然也可能提供彼此獨(dú)立配置的結(jié)構(gòu)。即，有可能提供另外一種設(shè)置，其中用于攪拌器22A′、22B′的驅(qū)動(dòng)裝置在結(jié)構(gòu)上獨(dú)立于用于為料罐22A、22B加壓的各個(gè)導(dǎo)管。
在要求配發(fā)某一劑量的漆料時(shí)，控制器20將向通常關(guān)閉的每一精密投配閥32A、32B發(fā)出指令。投配閥32A、32B將在接到來自控制器20的指令訊號(hào)后作出響應(yīng)而開啟。由于料罐22A、22B之中的漆料源如上所述是加壓的，所以啟動(dòng)每一投配閥32A、32B將導(dǎo)致漆料分別經(jīng)管線34A、34B從料罐22A、22B中抽出，然后再經(jīng)管線14A、14B抵達(dá)投配頭12。
單通止回閥36A、36B分別設(shè)置在管線14A、14B之中，以防止漆料回流。其次，在某種較為粘稠的液體(比如汽車表面修整漆)用作可流動(dòng)組分時(shí)，止回閥36A、36B用以防止可流動(dòng)組分從投配頭12中失控滴下。亦即，通過把止回閥36A、36B安置在緊鄰(并最好是直接連接)投配頭12處，在投配狀態(tài)結(jié)束時(shí)可流動(dòng)組分的投配將會(huì)可靠地得以終止。因此，由于存在單通止回閥36A、36B，就不必為投配頭12中的各個(gè)噴嘴分別配置關(guān)閉閥以避免不然本會(huì)造成的干燥物料堵塞噴嘴的情況。
減壓閥38A、38B設(shè)置在分支管線39A、39B(它們分別與管線14A與34A和管線14B與34B的交點(diǎn)連通)之中，以便允許任何可能業(yè)已在壓力下夾帶或溶解在漆料之中的空氣或氣體逸出。
根據(jù)配發(fā)到容器16之中去的漆料重量而對(duì)投配閥32A、32B進(jìn)行的反饋控制是由電子重力式秤具提供的。即根據(jù)所需油漆組分精確量的理想處方預(yù)先給控制器20編程。例如，一旦通過由重力式秤具18所提供的重量訊號(hào)檢測(cè)出準(zhǔn)確劑量的漆料已從料罐22A中配發(fā)出來，控制器20就會(huì)作出反應(yīng)而發(fā)出指令訊號(hào)給投配閥34A，導(dǎo)致閥34A采取其關(guān)閉狀態(tài)并因而終止漆料從料罐22A向外的配發(fā)操作。此后，按照事先編程的配方，控制器接著可以發(fā)出指令訊號(hào)給另一投配閥32B，以便使此閥進(jìn)入開啟狀態(tài)并因此作出反應(yīng)而允許漆料從料罐23B配發(fā)到容器16中。同樣地，當(dāng)按照事先編程的配方、出自料罐22B的準(zhǔn)確劑量的漆料表現(xiàn)為重力式秤具18提供的累加重量訊號(hào)并已由控制器20檢測(cè)出來時(shí)，指令訊號(hào)將發(fā)向閥32B，將它關(guān)閉并因而終止漆料從料罐22B流出。這一過程對(duì)每一種為了滿足具體的事先編程配方的各項(xiàng)需求而可能需要的各種組分重復(fù)進(jìn)行。
在此時(shí)刻，每一組分的投配量實(shí)質(zhì)上是為滿足該配方所需的物料總量的近似值(比如95-98％)。于是，為了達(dá)到所需物料的最終量，控制器20從電子秤具18收到一個(gè)訊號(hào)，并計(jì)算每一個(gè)別組分的短缺量。投配閥32A、32B隨后可順序(或同時(shí))啟動(dòng)，以便發(fā)送事先標(biāo)定的物料體積份額，達(dá)到符合配方的精確的物料總量。這種重力式近似值配發(fā)和繼之增補(bǔ)體積份額的組合配漆方法可提供的幾種好處在于較少的配發(fā)時(shí)間和較佳的配發(fā)精度。在多組分投配結(jié)束時(shí)，電子秤具18再一次檢驗(yàn)物料總量并向控制器20提供總重訊號(hào)。
本發(fā)明實(shí)際采用的優(yōu)選計(jì)量閥32A、32B本身是通用的。在這方面，優(yōu)選計(jì)量閥32A、32B可從Cydec S.A購得，并比較完整地?cái)⑹鲇诿绹鴮＠?108074號(hào)，其全部內(nèi)容都在這里引用以作參考。不過，應(yīng)當(dāng)指出，此種優(yōu)選計(jì)量閥只具有單單一個(gè)入口和單單一個(gè)排放口。亦即，此種計(jì)量閥不具有任何分流功能，其結(jié)果是，在開啟后只允許漆料流向投配頭12。
在要求通過投配頭12的漆料回流并返回其相應(yīng)的料罐時(shí)，可把一塊剛性平板12a插進(jìn)托座12b(見圖3)。于是，平板12a阻擋漆料從每個(gè)專用于一種特定顏色漆料的各排放噴嘴中流出。
附圖2示出流動(dòng)回路10A中的、分別與漆料供輸管線14A和回流管線44A相連的、置于投配頭12之中的一條典型流動(dòng)通路。在這方面，漆料通過供輸管線14A流入時(shí)會(huì)抵抗作用在單通流動(dòng)閥36A之中閥球36A′上的彈簧36A″的作用力使閥球壓向彈簧36A″。此時(shí)漆料會(huì)被允許進(jìn)入供料孔口46A。供料孔口46A經(jīng)由供輸通道50A與專用排放噴嘴48A連通。不過，由于排放噴嘴48A的出口端被平板12a擋住，漆料就會(huì)抵抗內(nèi)部單通流動(dòng)閥52A作用在閥球52A′上的彈簧52A″的作用力使其壓向彈簧52A″而進(jìn)入回流通道54A。漆料由此經(jīng)回流孔口56A排入回流管線44A。
流經(jīng)回流管線44A的油漆組分將被導(dǎo)入流動(dòng)回路10A中的緩沖容器60A。在回流模式期間，緩沖容器將保持在大致上低于料罐22A之中的壓力之下。從而，單通流動(dòng)閥62A用于把存在于料罐22A之中的較大壓力狀態(tài)與在回流模式期間存在于緩沖容器60A之中的較小壓力狀態(tài)隔絕開來。最好是，緩沖容器60A借助于三通電磁閥64A保持在周圍大氣壓力之下。亦即，在回流模式期間，電磁閥64A將安置得可使緩沖容器60A的內(nèi)部空間通向周圍大氣。
緩沖容器60A具有足夠的大小以容納回流模式期間所送入的預(yù)定體積的回流漆料(例如約150毫升)。亦即，在回流模式期間根據(jù)來自控制器20的指令訊號(hào)閥32A完全打開的情況下，會(huì)使單位時(shí)間內(nèi)確知的漆料量流經(jīng)管線14a并通過管線44A進(jìn)行回流。因此，緩沖容器60A的內(nèi)容積必須至少大到足以使整個(gè)管線14A將來自料罐22A的新調(diào)制的和經(jīng)過攪拌的漆料完全排放。因而，在回流模式開始時(shí)，將始發(fā)一與控制器20相關(guān)聯(lián)的內(nèi)部時(shí)鐘脈沖。在經(jīng)過足夠長的時(shí)間之后使管線14A對(duì)所需漆料總體積的排入確保完成的情況下，與控制器20相關(guān)聯(lián)的內(nèi)部時(shí)鐘脈沖將關(guān)閉，通過向閥34A發(fā)出一指令訊號(hào)使之關(guān)閉而終止回流模式。緩沖容器的充灌可以借助于在完全開啟狀態(tài)下的投配閥32A和/或借助于標(biāo)定的體積份額而予以實(shí)現(xiàn)。
緩沖容器60A通過電磁閥64A經(jīng)由管線66連接至集氣管(header)28，以使緩沖容器60A內(nèi)的物料由加壓流體予以加壓。于是，一旦如上所述的回流模式完成，控制器20向電磁閥64A發(fā)出訊號(hào)，以使電磁閥64A采取一種狀態(tài)，借此緩沖容器60A不是連通于周圍大氣，而是與由集氣管28a所供輸?shù)募訅毫黧w連通。這時(shí)，設(shè)置在管線66之中的調(diào)壓器68要將壓力調(diào)定得比由調(diào)壓器28b所調(diào)定的壓力高大約1巴(bar)，以供輸加壓流體。于是，一旦閥64A使管線66之中的加壓流體與緩沖容器60A連通，緩沖容器60A中的回流油漆就受到比料罐22A內(nèi)的壓力要大(比如，約大1bar)的壓力作用。
因而，由于緩沖容器60A與加壓管線66之間的連通，緩沖容器60A內(nèi)的回流漆料就經(jīng)由管線70A通過單通閥62A傳輸至料罐22A。可以認(rèn)識(shí)到，緩沖容器60A與加壓管線66之間的這種連通只需用一短暫時(shí)間，在這段時(shí)間內(nèi)足以使緩沖容器60A內(nèi)的漆料基本上傳輸至料罐22A。于是，響應(yīng)于控制器20相關(guān)聯(lián)的內(nèi)部時(shí)鐘脈沖在傳輸模式期間的關(guān)閉，將向電磁閥64A發(fā)出一訊號(hào)，以使電磁閥64A重建緩沖容器60A與周圍大氣之間的連通關(guān)系。因而，此時(shí)單通閥62A將再次復(fù)位以維持料罐22A內(nèi)現(xiàn)有的較大的壓力。
前述流動(dòng)回路10A重復(fù)進(jìn)行的回流和傳輸這兩種模式，在流動(dòng)回流10B(以及與裝置10相關(guān)聯(lián)的其它任何流動(dòng)回路)同樣可以實(shí)現(xiàn)。亦即，緩沖容器60B、單通閥62B、管線70B和三通電磁閥64B(它響應(yīng)于由控制器20發(fā)出的指令訊號(hào)暫時(shí)把緩沖容器60B與加壓管線66連接)運(yùn)作方式等同于上述流動(dòng)回路10A中相似結(jié)構(gòu)的運(yùn)作方式。
上述各種結(jié)構(gòu)部件的一種具體的優(yōu)選布局和設(shè)置更為清楚地示于附圖3和4。這里，與流動(dòng)回路10A相關(guān)聯(lián)的結(jié)構(gòu)以及用于自動(dòng)投配裝置10的支撐/輔助結(jié)構(gòu)件在附圖2-3中用實(shí)線畫出以便顯示得更為清晰。與另一些流動(dòng)回路相關(guān)聯(lián)的那些結(jié)構(gòu)件主要用虛線畫出，盡管不就其具體細(xì)節(jié)予以說明，但可以理解，它們與予以說明的流動(dòng)回路10A的那些結(jié)構(gòu)具有類似的功能。
自動(dòng)投配裝置10包括一適當(dāng)?shù)目蚣?00，它具有多個(gè)水平設(shè)置的支架100a，用以支承所需數(shù)量的料罐。料罐22A示于支架100a的最下一排，并且，與置于上面各排支架相比，具有較大容量。于是，那些最為常用的各種漆色可以置于最下一(或幾)排各料罐之中，以便提供現(xiàn)成的油漆料源而無需頻頻充灌。
支承框架100也支承電子裝置/設(shè)備柜102(見圖3)，此柜用于容放電子裝置和其它外圍設(shè)備。投配頭12也由框架100支承在基柱104及其相關(guān)平臺(tái)104a上方的中央位置處，在平臺(tái)104a上面安放著重力式秤具18和配制容器16。
電磁閥、緩沖容器和投配閥分別由框架100支承在經(jīng)組排的水平排架106、108和110之中。于是，流動(dòng)回路10A中的電磁閥64A、緩沖容器60A和投配閥32A各自在排架106、108和110之中的位置與其它各流動(dòng)回路中的相應(yīng)結(jié)構(gòu)件的位置相似。一個(gè)空間，在其中必需的電氣/訊號(hào)電纜最好是設(shè)置一電纜槽管112或類似物體可以通向各相關(guān)結(jié)構(gòu)件。盡管在圖3和4中并未具體示出，但加壓管線28a連接于其內(nèi)設(shè)置著驅(qū)動(dòng)鏈條23的流體封閉歧管24，并還連接于示于優(yōu)選實(shí)施例中的同樣是流體封閉的、歧管結(jié)構(gòu)的管線66。于是，電磁閥64A經(jīng)由螺紋管線114A與歧管66連接以便與電磁閥64A連通，從而獲得由集氣管28(在圖3-4中未示出，可再參照?qǐng)D1)所提供的加壓流體。在流動(dòng)回路10B中的電磁閥64B(以及排架106中的其它電磁閥)以類似方式經(jīng)由其相應(yīng)螺紋管線114B與歧管線66連通。
回流管線44A在T形接頭116A處連接于傳輸管線70A。T形接頭116A因此用來把兩條管線44A和70A彼此連通，并經(jīng)由螺紋接管118A與緩沖容器60A連通。同樣，T形接頭116B和螺紋管線118B用來把流動(dòng)回流10B中的管線44B、70B和緩沖容器60B連接起來。其它未予具體說明的各流動(dòng)回路均以同樣方式連接。于是，在每一緩沖容器底只有一個(gè)出口需要設(shè)置成使得在前述回流和傳輸兩種模式期間使油漆既流入又流出，從而簡化了緩沖容器的結(jié)構(gòu)。
為了防止油漆在回流模式期間從緩沖容器返回到與其相應(yīng)的電磁閥中，也為了防止在傳輸模式期間加壓液體從緩沖容器溢出，每個(gè)緩沖容器均配備了一個(gè)內(nèi)浮閥(見圖5a和圖5b所示)。圖5a和圖5b繪出的是流動(dòng)回路10A中的緩沖容器60A，作為裝置10中其它緩沖容器的代表。
如圖5a和5b所示，緩沖容器60A包括大體上是圓柱器體的60A1，其敞開上端借助于帶螺紋的器蓋60A2嚴(yán)密地封住。因而螺紋接管114A經(jīng)由限定在器蓋60A2之中的上部孔口60A3連通于容器體60A1中的內(nèi)部空間。如此，加壓流體就可在如上所述的傳輸模式期間被引入緩沖容器60A的內(nèi)部空間。
球式浮閥120A設(shè)置在緩沖容器60A的內(nèi)部空間。浮閥120A要選定得可以在緩沖容器60A內(nèi)的可流動(dòng)物料中浮起，并且耐這種物料的化學(xué)侵蝕。比如，在按照本發(fā)明的裝置10中使用汽車油漆時(shí)，最好是，浮閥由n-丁基橡膠制成。這種優(yōu)選n-丁基橡膠浮閥可從伊利諾斯州芝加哥市的哈潑皮革制品公司(Harper Leather Goods)購得，型號(hào)為CT335。
圖5a畫出的狀態(tài)是在回流期間緩沖容器60A被回流漆料RP基本充滿的情況。由于浮閥120A在回流油漆RP中浮起，所以隨著漆料液面上升。一般地，緩沖容器60A中的油漆液面不會(huì)上升到孔口60A3的下端。不過，如果緩沖容器60A之中的漆料液面上升到非正常高度，這時(shí)浮閥120A會(huì)升至孔口60A3的下端球面(或錐面)凹穴60A4之中(見圖5b)。大家會(huì)記得，在回流模式期間，電磁閥64A連通于周圍大氣。因而，一旦凹穴64A4被封住，回流油漆料RP將停止流入緩沖容器60A，因?yàn)榛亓鞴芫€44A中的壓力不會(huì)大于料罐22A中的壓力。結(jié)果，在回流期間浮閥120A起著安全閥的作用，以防止漆料在一旦控制器失靈等情況下返回到電磁閥64A(并且可能還會(huì)返回到加壓管線66中)。
浮閥120A在傳輸模式期間也可用作安全閥，如附圖5b所示。亦即，在傳輸模式期間，電磁閥64A連通于加壓流體，以使緩沖容器60A的內(nèi)部空間增壓，并因此通過管線70A把回流漆料RP基本上全部傳輸?shù)搅瞎?2A。不過，所希望的是，既要防止在回流漆料中夾帶加壓流體(比如空氣)，又要防止把加壓流體傳輸?shù)搅瞎?2A中。由于球形浮閥120A只是略小于緩沖容器60A容器體60A1的內(nèi)徑，所以浮閥120A在傳輸模式期間當(dāng)加壓流體進(jìn)入緩沖容器60A時(shí)起到阻止在回流油漆中夾帶加壓流體的屏蔽的作用。其次，由于緩沖容器60A容器體60A1的下端是半球形的，所以在回流漆料基本上全部傳輸?shù)搅瞎?2A時(shí)，加壓流體迫使球閥120A封住下部孔口60A5。結(jié)果，阻止了加壓流體進(jìn)入管線70A，因而也使其不能進(jìn)入料罐22A。浮閥120A于是把管線66中較大壓力的加壓流體與料箱22A中(經(jīng)由歧管24和管線34A供輸?shù)?較小壓力的加壓流體隔絕開來。其次，由于在傳輸模式期間緩沖容器60A之中存在相對(duì)較高的流體速度，浮閥120A還可避免任何霧化的氣-液混合物進(jìn)入管線70A中以及隨之而來的物料中空氣夾帶現(xiàn)象。
附圖6a和6b示出按照本發(fā)明可采用的一種特別優(yōu)選形式的通氣閥。示于圖6a和6b中的流動(dòng)回路10A中的通氣閥38A也代表流動(dòng)回路10B中的通氣閥38B以及按照本發(fā)明裝置10中所采用的其它通氣閥。
實(shí)質(zhì)上，通氣閥38A是由一對(duì)順序聯(lián)接起來的通氣閥38A1和38A2組成的，它們本身完全是常用的一種。亦即，通氣閥38A1和38A2最好是可自查腦閥件公司(Chudnow Valve Company)購得的部件號(hào)為S470的球式止回閥。閥38A1和38A2分別包括閥體38A3和38A4、閥球卡座38A5和38A6，以及彈性O(shè)形環(huán)38A7和38A8。不過，按照本發(fā)明，閥38A1和38A2有所修改，以包括可在來自料罐22A的漆料中浮起的一系列閥球39A9-38A13。閥球38A9-38A13最好是由聚丙烯制成，并可購自俄亥俄州艾爾摩市(Elmore)的機(jī)加工技術(shù)公司(MachiningTechnologies Inc.)。螺紋接頭38A14把分支管線39A聯(lián)接于閥體38A4。
隨著漆料流過閥32A并進(jìn)入管線14A，一部分供輸?shù)钠崃蠈⒘飨蚍种Ч芫€39A(見圖1)。分支管線39A中的漆料靠浮力迫使一系列閥球38A1-38A13封閉住閥球卡座38A6，并因而防止漆料流過止回閥體38A4。不過，如果空氣(或任何其它用作加壓流體的氣體)進(jìn)入閥38A，它將聚集在閥體38A4內(nèi)。結(jié)果，閥球38A11-38A13將不再依靠浮力封閉閥球卡座38A6，并因而將使得捕集的空氣逸向下游止回閥38A1的閥體38A3。如果包在止回閥38A1內(nèi)設(shè)有漆料，那么空氣就可以通向任何適當(dāng)?shù)某隹谔?。因此，止回閥38A1是止回閥38A2功能的冗余后備。卸壓閥38A以這種方式可使可能夾帶于供向投配頭的漆料之中的加壓流體從裝置中逸出。
本發(fā)明的裝置10實(shí)際上適合于任何種類的汽車漆料，包括那些含有鋁和/或云母顆粒的漆料，它們需要仔細(xì)處理，以便防止顆粒損傷。裝置10的所有部件可以用耐蝕和耐溶解的材料制成，使得此裝置可運(yùn)用于含溶劑和含水的漆料。
進(jìn)一步地，裝置10的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)成防爆式的，因而符合易燃物處理設(shè)備的當(dāng)前安全規(guī)范。亦即，供輸/回流管線實(shí)際上設(shè)置在一切電氣和電子部件的外部，這些部件都置在防爆或空氣加壓柜中，柜內(nèi)將有氣壓低時(shí)使用的適當(dāng)關(guān)斷裝置。
雖然按照本發(fā)明的裝置10結(jié)合一項(xiàng)借以可精確地和自動(dòng)地投配汽車漆料的當(dāng)前優(yōu)選實(shí)施例作了說明，但是本技術(shù)領(lǐng)域中的人員會(huì)認(rèn)識(shí)到，其它各種可流動(dòng)液劑、糊劑和/或漿料同樣可以適當(dāng)?shù)氐靡嬗谇笆龅母鞣N結(jié)構(gòu)/功能。
因而，雖然本發(fā)明結(jié)合目前認(rèn)為是最為實(shí)用的和優(yōu)選的實(shí)施例作了說明，但應(yīng)當(dāng)理解，本發(fā)明并不局限于所披露的實(shí)施例，相反，要概括包含在所附各項(xiàng)權(quán)利要求的精神和范圍之中的各種改型和等價(jià)裝置。
權(quán)利要求
1.一種自動(dòng)投配裝置，包括一投配頭，用于投配某一劑量的可流動(dòng)物料；一供料罐，用于在某一壓力P1下維持可流動(dòng)物料的供應(yīng)；一供輸管線，使供料罐與投配頭連通；以及設(shè)置在供輸管線中的一流量閥，該閥至少具備關(guān)閉和開啟兩種狀態(tài)以分別防止和容許可流動(dòng)物料流向投配頭，此投配裝置的改進(jìn)之處是提供一回流系統(tǒng)，使可流動(dòng)物料在一回流模式期間回流至供料罐，所述回流系統(tǒng)包括一個(gè)緩沖容器；在投配頭中的一回流通道，其與供輸管線連通；一回流管線，把回流通道與緩沖容器連通；一傳輸管線，將緩沖容器與供料罐連通；一加壓流體源，其壓力為P2大于供料罐的壓力P1；一控制閥，通過操作可把緩沖容器與加壓流體源連通，并具有緩沖容器通于大氣的通氣狀態(tài)，和緩沖容器與加壓流體源連通的加壓狀態(tài)；以及一自動(dòng)控制器，通過操作控制各流量閥和控制閥，用于(i)起始回流模式，即通過發(fā)出第一個(gè)指令，使流量閥采取其開啟狀態(tài)和因而使可流動(dòng)物料流過回流管線到達(dá)緩沖容器，從而使緩沖容器儲(chǔ)積回流過來的可流動(dòng)物料，(ii)起始傳輸模式，即通過發(fā)出第二個(gè)指令，使控制閥采取其加壓狀態(tài)，加壓流體響應(yīng)采取加壓狀態(tài)的控制閥而施壓于緩沖容器，因而使緩沖容器內(nèi)回流過來的可流動(dòng)物料被傳輸?shù)焦┝瞎蕖?br> 2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自動(dòng)投配裝置，其改進(jìn)之處為緩沖容器包括一出口，此出口與回流和傳輸兩條管線連通，并因而可使回流過來的可流動(dòng)物料流入和排出緩沖容器。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自動(dòng)投配裝置，其改進(jìn)之處為控制器在傳輸模式期間發(fā)出一第三個(gè)指令，使流量閥采取其關(guān)閉狀態(tài)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自動(dòng)投配裝置，其改進(jìn)之處為控制閥處于通氣狀態(tài)時(shí)通向周圍大氣。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自動(dòng)投配裝置，其改進(jìn)之處還包括連通于供料管線的分支管線和一設(shè)置在分支管線之中以排放氣體的單通泄壓閥。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自動(dòng)投配裝置，其改進(jìn)之處為單通泄壓閥包括一對(duì)串連的止回閥。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的自動(dòng)投配裝置，其改進(jìn)之處為緩沖容器包括一內(nèi)浮閥，浮在一回流的可流動(dòng)物料上。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的自動(dòng)投配裝置，其改進(jìn)之處為緩沖容器有一圓筒體，并且其中內(nèi)部浮閥是球形的，而且球徑略小于緩沖容器圓筒體的直徑。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自動(dòng)投配裝置，其改進(jìn)之處為控制閥是一三通電磁閥。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自動(dòng)投配裝置，其改進(jìn)之處為壓力P2大約比壓力P1大1巴。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自動(dòng)投配裝置，其改進(jìn)之處為投配頭包括一連通于回流通道的配發(fā)口，以及一平板，用于在回流模式期間堵住配發(fā)孔口，使得由供料管線供給配發(fā)頭的可流動(dòng)物料流入回流管線。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自動(dòng)投配裝置，其改進(jìn)之處包括一單通閥，該閥在供料管線之中并位于緊鄰?fù)杜漕^處，用于防止可流動(dòng)物料在其某一劑量已經(jīng)配發(fā)之后出現(xiàn)無法控制的滴漏現(xiàn)象。
13.一種使經(jīng)配發(fā)頭的來自加壓供料罐的可流動(dòng)物料回流的方法，從而使來自配發(fā)頭回流的可流動(dòng)物料返回供料罐，此方法包括以下步驟(a)借助于一回流管線把一緩沖器流態(tài)連接于配發(fā)頭，并借助于一傳輸管線把它與供料罐連通；(b)在回流模式期間，在緩沖容器內(nèi)建立一壓力狀態(tài)，此壓力低于供料罐內(nèi)的壓力，以使來自配發(fā)頭的回流的可流動(dòng)物料蓄積在緩沖容器中；以及(c)在傳輸模式期間，在緩沖容器內(nèi)建立一壓力狀態(tài)，此壓力大于供料罐內(nèi)的壓力，以使蓄積在緩沖器中的可流動(dòng)物料通過傳輸管線傳輸?shù)焦┝瞎蕖?br> 14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其中步驟(c)的實(shí)施辦法是提供一壓力高于供料罐內(nèi)壓力的加壓流體源，以及一控制閥，其操作位置可把加壓流體源與緩沖容器連通；通過操作控制閥，使之采取其操作位置。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其中步驟(b)的實(shí)施辦法是在不處于其操作位置時(shí)，使控制閥通向大氣。
16.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，還包括從供料管線中排出所蓄積的氣體。
17.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，還包括在緩沖容器內(nèi)設(shè)置一內(nèi)浮閥，該閥浮在所蓄積的回流過來的物料上。
18.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，還包括防止可流動(dòng)物料在其某一劑量已經(jīng)配發(fā)之后配發(fā)頭的無控制的滴漏。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的方法，其中防止可流動(dòng)物料無控制的滴漏的步驟包括在可流動(dòng)物料供輸管線中緊鄰配發(fā)頭處安置一單通流通閥。
全文摘要
一種自動(dòng)投配裝置的回流系統(tǒng)，它采用多個(gè)用于有待投配的可流動(dòng)物料的加壓供料罐，及一可使該物料通過投配頭回流并返回到各供料罐的回流回路?；亓飨到y(tǒng)含一緩沖器，可與投配頭和加壓供料罐連通。在回流模式期間供給投配頭的物料經(jīng)過投配頭中的通道回流并隨后流向緩沖容器，蓄積在緩沖容器內(nèi)，直到回流模式結(jié)束。此時(shí)，起動(dòng)傳輸模式，致使緩沖容器內(nèi)壓力升高至大于料罐內(nèi)的壓力，使其中回流過來的漆料傳輸?shù)焦┝瞎蕖?br> 文檔編號(hào)B05C11/10GK1146377SQ9511720
公開日1997年4月2日 申請(qǐng)日期1995年9月28日 優(yōu)先權(quán)日1995年9月28日
發(fā)明者丹尼爾·蓋約馬德, 詹姆斯·L·安迪生, 艾爾弗雷德·弗蘭克, 喬治斯·夏維拉茲 申請(qǐng)人:巴斯福公司, 斯德克公司