橫向進料螺旋推進器及其方法
2023-06-23 11:06:41 6
專利名稱：橫向進料螺旋推進器及其方法
技術領域：
本發明涉及一種確保向粉末供料器均勻地填充一定量微粒物料，並將該物料塗鍍於連續基體或不連續物件的裝置和方法。更確切地說，本發明是利用在粉末供料器入口內橫向放置的旋轉刷由橫向供料螺旋推進器將粉料導入，粉料存蓄於供料器內，以便最終用靜電型塗鍍器將粉料塗鍍於基體上。
採用靜電型塗鍍工藝可以改善一種基體的表面特性。為了塗鍍基體，將粉料霧化器與供料器結合，將計量出的一定量的粉料射入空氣流中。空氣流直接射向塗鍍裝置，將粉末顆粒充電，以使粉末吸附於基體中。有時，在化學方面講粉末是高活性的，而且通常尺寸很小。粉末顆粒所充入的強靜電力，使得其緊緊吸附於基體。通常，基體是連續的帶條或薄板條，橫向通過塗鍍裝置作連續前進的。
微粒上的靜電力可以非常強，大約等於其重量的10至1000倍。通常，電極置於距離基體4至6英寸的位置，要讓絕大多數生成的粉料霧化體只在這個範圍內擴散，進而有利於通過靜電效應對其產生影響。這些效應包含電場，通過與帶條間的電場由電暈放電使激化產生非常活躍的離子，這些離子中的一部分與彌散粉料間碰撞造成的電荷轉移，以及這些激化離子與到處擴散的粉粒間的碰撞與動能轉換等等。
從粉末供料器發送出的粉料必須以均勻的流速送出，否則會造成塗鍍間斷或不勻。供料器中的粉料高度需保持在一定水平上，以使在供料器的進口處維持有一個恆定的粉料位差壓力。基體要置於粉末供料器入口上面的話，由於電極要佔用空間，基體與粉末供料器的間隔就不能太寬。由於該基體與供料器間可利用的高度有限，遂造成粉末供料量的保持與控制上的困難。
為了將粉料均勻地發送到基體上，粉料應該沿粉料供給器橫向均勻發散。排放率取決於單位時間內塗鍍於基體的整個寬度並達到預期厚度的粉料的總量。如果在粉料供給器中，粉料不是均勻地發送，則粉料供給器的排放率就不均勻。從供料器中粉料的不均勻排放的結果將導致不連續或不均勻塗鍍。因此，在本技術領域中需要這樣的設備和方法，即在靜電型粉末塗鍍操作過程中，通過粉料供給器的粉料能夠保持一個恆定量。
發明人要解決的問題是振動、吹松和浮動粉料並將其推進供料器。沿運輸通道振動粉料是不可取的，這是因為在可得到的排出率的範圍內，得不到可供給足夠粉料的適當角度，而且還有很強的使粉料結塊的趨勢。將粉料吹到供料器中，會引起超過需要粉料總量的部分損失，還使得粉料不能均勻地發送。將粉料推入供料器，會引起活性粉料開始起化學變化，因此在被排放和/或施用於基體之前，粉料就會聚集或結塊。本發明也曾試圖利用一種流化方法，即讓粉料在微傾斜的輸送槽中浮動，以實現粉料沿橫向流動。但是由於要求有傾斜角度而不能實現沿相對寬的供料鬥旋轉刷將粉料橫向均勻地放置，因而不能實現。因此，在本技術領域中需要這樣的設備和方法，它能夠保持粉末供料器的均勻填加，同時使粉料起反應的趨勢降至最小。
一種從供料鬥向粉末供料器傳送粉料的裝置，包含供料鬥，以及帶有入口和出口的粉末供料器。粉末供料器與供料鬥有一定的間隔。旋轉刷與供料鬥相連接，將粉料從供料鬥取出並且沿水平方向送入粉末供料器。通過旋轉刷的旋轉，將粉料沿粉末供料器入口橫向送入。一個電機用於旋轉旋轉刷。
一種將粉料從供料鬥傳送到多個粉末供料器的裝置，包含一個供料鬥，以及第一、第二粉末供料器。每一個粉末供料器都具有一個入口和出口，並且其與供料鬥有一定間隔。同時，還具有第一和第二沿水平方向設置的旋轉刷。每一個旋轉刷都與供料鬥相連接，其將粉料從供料鬥中取出並傳送到第一和第二粉末供料器中。將粉料沿各粉末供料器的入口橫向均勻地發送。將旋轉刷平行放置並具有垂直距離。其中具有一用於旋轉第一和第二旋轉刷的驅動裝置。
保持均勻填充粉末供料器的方法包含下列步驟在其內沿橫向設置一旋轉刷，並且在空間上其與粉末供料器的入口共同擴張；旋轉旋轉刷，使得粉料從供料鬥中取出並沿軸向傳送到供料器中。利用旋轉的螺旋推進刷通過入口將粉料沉澱在供料器中，同時，允許少量的粉料從供料器的出口流出，由此保持粉末供料器均勻地填充。
下面詳細的描述優選實施例，本發明的這些和其他目的將會顯示出來。
下面結合附圖對本發明的優選實施例進行詳細的描述，因而使本發明的其它特徵和優點得到更詳細的說明。
圖1是本發明中帶有橫向進料推進加料器的靜電型塗鍍裝置的局部透視圖；圖2是圖1所示裝置的正視圖；圖3是本發明中橫向進料推進口料器的上部平面視圖；圖4是本發明中橫向進料推進加料器的第一實施例的側視圖；圖5是本發明中橫向進料推進加料器的第二實施例的側視圖；圖6是本發明中利用靜電型塗鍍基體的頂部和底部的第二實施例的側視圖；圖7是第一實施例的局部橫斷面圖。
如圖1和2所示，旋轉刷10浸沒在粉料中，該粉料在寬薄板條粉末塗鍍裝置14的粉料霧化器12內進行處理。粉料霧化器12可以產生微粒，例如熱固性的、熱塑性的和其它精製的分裂物質，其通過靜電附著於不斷移動的基體18的底表面。裝置12包含一帶有出口22的粉料供給器20，通過它利用粉料計量刷23將粉料傳送給霧化器刷28，以將粉料最終塗鍍於基體18上。
粉料霧化器12包含一底盤24，一翼形物26和一霧化刷28。霧化刷28以其軸頸繞大體為水平的軸線30按箭頭31的方向轉動。霧化刷28和底盤24之間有一定間隔而形成文丘裡管32，粉料從粉料供給器20送入。
在操作過程中，粉料供給器20將粉料通過文丘裡管32送入霧化器12。當霧化刷28旋轉時粉料不會凝聚，粉料由翼形物26導向並引入到靜電型塗鍍器36的入口區域34。利用霧化刷28將粉料象雲團一樣擴散。一旦雲團進入靜電型塗鍍器36的入口區域，雲團就會受到電場的影響，同時由塗鍍器36中的電極40進行離子化作用。因此，帶電的粉末顆粒通過靜電吸引作用移向接地的帶條18。
儘管本發明將按一種具體的靜電型塗鍍工藝加以描述，但不難理解，它可以採用其它的靜電型塗鍍系統。另外，本發明可以用於任何塗鍍操作過程，其中粉料供給器供料量均勻並且粉料具有很高的活性。在此可以參考另一個可選擇的美國專利5314090所公開的靜電型塗鍍過程。
為了得到塗鍍均勻的基體，通過旋轉刷23向通道22的橫向長度方向均勻地將粉料排出。為了確保沿水平方向供應微粒25，旋轉刷10浸沒在粉料內並且至少應沿粉料供給器20的長度方向延伸。供料器20的容積有限，當粉料由旋轉刷23取出後，應向供料器20內再填滿粉料。由於基體18和粉料供給器20之間的空間有限，在基體18和粉料供料器20之間不便於固定一向供料器20填充粉料的裝有粉料微粒的供料鬥。如圖3和4所示，水平放置的旋轉刷10，從供料鬥42向粉料供料器20傳送粉料。
旋轉刷10的結構是一種螺旋傳送裝置，因而將粉料從供料鬥42運送到粉料供料器20。為了改變從供料鬥42到粉料供料器20的粉料流量，螺旋加料器的速度是可以改變的，即在一般的操作過程中對於直徑為2英寸的旋轉刷10的旋轉速度大約100RPM。旋轉速度和旋轉刷直徑應儘可能地小，以便減少粉末顆粒的剪切力。另外，旋轉刷10的硬毛的螺旋線間距也可以加大，以利用給定速度的旋轉刷10加大傳送的粉料流量。旋轉刷10不斷地旋轉，以確保將粉末供料器20充滿。旋轉刷10的粉料運載量正比於其螺距乘以旋轉速度乘以其直徑。由於鬃毛柔軟、易彎折並且尺寸小，對在鬃毛/罩的接觸面上的粉料施加的剪切力很低。旋轉刷10由鬃毛製成，其具有適當的長度和空間密度，使得粉料從供料鬥42掃入粉末供料器20。
旋轉刷10包含一鄰近端46，其端軸頸與電極44相連接；以及一遠端48，它在粉末供料器20之外沿橫向延伸。旋轉刷10固定在鄰近端46附近，在遠端48處利用第二管54支承。第一管50從鄰近端46向塗鍍器36的入口壁52延伸，並且包圍和密封旋轉刷10的第一長度部分。管50包含一壁孔53，從供料鬥42將粉料從該孔送入。供料鬥42與鄰近開口端46間隔一定距離，這一距離足以防止因粉料具有休止角而流出。
旋轉刷10在空間上充分擴張並浸沒在填滿粉末供料器20的粉料中。粉料沿粉末供料器20的整個長度發送。當旋轉刷10旋轉時，從供料鬥42中取出粉料並且在旋轉刷10的鬃毛的螺旋片之間沿軸向推進。當粉料被推到壁52外時，其落在供料器20的頂部，並落入供料器20的空間內。粉料將落入供料器20內的第一有效位置，並最大限度地填滿所有空隙。粉料量最好能超過需要量的大約5％到10％，以確保供料器20充滿並能充分供給旋轉刷10，以便在兩相對端壁52和56之間確保供料器20處於填滿狀態。在最初操作時，粉料首先填滿鄰近壁52的供料器20，考慮到粉料的休止角，其將不斷地向末端壁56方向填滿供料器20。因此，粉料能夠均勻地發送到整個粉末供料器20，確保在旋轉刷23上粉料具有均勻的頭壓，從而能夠均勻地塗鍍基體18。如果沒有超過需要量的粉料，在供料器20末端壁56處的粉料就不能保持頭壓。結果，通過旋轉刷23的流量降低，使得在那一區域塗鍍在基體18上的粉料變薄。
在遠端的旋轉刷10由第二管54包圍。第二管54從塗鍍器36的出口壁56向遠端48延伸。當粉末供料器20被填滿時，流出粉末供料器20之外的必須的過量微粒沿管54傳送。第二管54和遠端48從出口壁56延伸一段距離。回收口58與管54相連接，其通過通道60將超量的粉料送回到供料鬥42。一種例如是，Endress and Hauser Model DTR 131Z型的都卜勒微波調頻裝置，則可確保在所有工作時間內都可以將超量的粉料輸送到粉末供給器20。剩餘的粉料可以回收到供料鬥42，遂增加了系統內粉料的利用率。
旋轉刷10的旋轉速度與旋轉刷23的旋轉速度是匹配的，因此，能夠連續地將足夠數量的粉料從旋轉刷10流向粉末供料器20，並從霧化器12到塗鍍器36。
通常粉末噴塗用於金屬板的塗鍍。粉末可以是熱固性樹脂，其僅需要輸入很小的能量就能夠起反應。然而，應該知道，本發明不僅局限於利用熱固性樹脂塗鍍金屬板。例如，本發明可用於熱塑性尼龍塗敷，對紙製品的澱粉塗敷以及類似的塗鍍。雖然本發明是用特定的靜電塗鍍工藝來講解的，但它可以用於任何一種塗鍍工藝過程，即用於要求具有一定容量的粉末供料器20或粉料具有高活性的工藝中。如圖3和4所示的實施例中，供料鬥42時圓錐形的，並且通過第一管50上的開口53輸送粉料。另外，如圖5所示，供料鬥62可以是長方形的。圖5所示的實施例與圖1-4相似，相應零件的附圖標記也相同。通過開口64將粉料送入供料鬥62。沿底部表面66的是壓力通風系統68，它形成連續的空氣或隋性氣體氣泡，以通過該供料鬥62，如同在流化床中見到的那樣。壓力通風系統68可以防止供料鬥63底部的粉料堆積和掛料。壓力通風系統68使粉料向比供料鬥62低的螺旋推進器流動，因而使粉料很穩定地流向旋轉刷或螺旋推進器，而不會導致過高的剪切力。在壓力通風系統68的長度範圍內可以採用幾個流化部分，因而可以施加不同的空氣流，以確保將粉料很好地填加給旋轉刷10，而不會產生有損於流化作用的鼠洞現象。另外，讓供料鬥62範圍內的螺旋推進刷10的螺距可以作局部的調節，從而有利於粉料均勻地橫向填加。
供料鬥62包含第一壁孔70和第二壁孔72，旋轉刷10從該二壁孔穿過。在鄰近開口端46和壁孔70之間的旋轉刷10由管74包圍。從孔壁72到容器壁52之間的旋轉刷10由管76包圍。管74需要足夠長，防止粉料從開口端流出。利用外部軸承75支承而使螺旋推進刷10旋轉。
如圖6所示提供了兩個塗鍍器A和B，一個置於基體18的上部，一個置於基體18的下部。塗鍍器A和B包含粉末供料器80和82，旋轉的螺旋推進刷84和86，以及分別驅動每個螺旋推進刷84和86的電機88和90。帶有供料入口94的供料鬥92，通過旋轉刷84和86分別向兩個粉末供料器80和82輸送粉料。供料鬥92包含四個壁孔96、98、100和102。壁孔96和98在供料鬥92兩相對壁處沿水平方向在一條直線上。同樣，壁孔100和102在供料鬥92兩相對壁處沿水平方向在一條直線上。旋轉刷84通過壁孔96和98穿過供料鬥92而延伸，從而可以將粉料從供料鬥92傳送到粉末供料器80。同樣旋轉刷86通過壁孔100和102的開口穿過供料鬥92而延伸，從而可以將粉料從供料鬥92傳送到粉末供料器82。
旋轉刷84包含一鄰近開口端104和遠端106，其中鄰近開口端由軸承75支承並且外端軸頸處連有變速電機88。遠端通常利用一包圍管支承。從鄰近端104到供料鬥92的壁孔96的旋轉刷84利用管108包圍。由於粉料具有休止角，管108的長度應足夠地長，以防止粉料從開口端流出。從供料鬥92的壁孔98向容器壁52延伸的旋轉刷84由管110包圍。旋轉刷84穿過粉料供給器80並與之一起在空間上擴張。旋轉刷84由管112包圍，其從孔壁56向遠端106延伸。管122應儘可能地短，因為長了於粉料無益。回收口114與管112連接，並且將粉料送回到供料鬥92。都卜勒傳感器59的作用是確保在任何時候都使傳送的粉料有超出量。最好是能讓壓力通風系統93中的氣泡穿過在該供料鬥92內的粉料，以防止粉料堆積和掛料，進而防止粉料吸附和結塊。
旋轉刷86包含一鄰近開口端116和遠端118，其中鄰近端由外部軸承75支承並且端軸頸處連有變速電機90，遠端通常不支承。從鄰近端116到供料鬥92的壁孔100的旋轉刷86由管118包圍。旋轉刷86由管120包圍，其從供料鬥92的壁孔102向容器壁52延伸。管118的長度應足夠長，從而防止釋放到管118內的粉料從開口端流出。旋轉刷86在粉料供給器82上面延伸並從其入口開始在空間上擴張。旋轉刷86由管122包圍，其從孔壁56向遠端118延伸。回收口114與都卜勒傳感器59相連接，並且通過通道124將粉料從頂部管112和底部管122重新送回供料鬥92。
只要保持一定位差，就可使粉末供料器80和82中的粉料供給均勻，該橫向供料螺旋推進刷84和86遂可使得基體18的上下表面都能被均勻地塗鍍。因此，當從粉末供料器80和82發送粉料時，利用電極對粉料充電，從而對基體18的上、下表面進行均勻地塗鍍。同時，旋轉刷84和86不斷旋轉以便從供料鬥92將粉料不斷取出，因此可以不斷將供料器80和82再填滿。
圖7是圖1的局部剖視圖，其零件的附圖標記也相同。翼形物26最好是具有一個上表面120，形成粉末供料器20的一個前表面。翼形物26具有的曲線可以引導粉料朝向電極40和基體18。非導體反射體122插在電極40之間，使顆粒的雲團和電場具有某種形狀，因而將帶有電荷的粉料非常有效地置於基體18上。電極40和反射體122延基體18的寬度方向延伸，因而粉料可以施加在全部暴露的表面上。
清潔器124，可以是另一種旋轉刷，其沿計量刷23的長度延伸。清潔器124伸向計量刷23的鬃毛的裡面，使得鬃毛撐開並使得其中殘留的粉料落下來。因此，當計量刷23朝供料器20旋轉時，鬃毛是完全空的，因而將其整個長度準備好以接收均勻提供的粉料。向基體18均勻提供的粉料，最好是由計量刷23在區域24內攜帶的沿水平方向輸送的粉料又傳送給霧化刷28而獲得。
本發明雖已用一個優選實施例作了說明，但不言而喻它還可有更好的方案。以本領域公知或慣例應用過程中所作的各種變化，在不離開本發明的原則下是可以作進一步的改進、應用和/或修改的。
權利要求
1．一種裝置，它從供料鬥向粉末供料器傳送粉料，並保持供料器處於充滿狀態，其特徵為它包括a)一個供料鬥；b)一個具有入口和出口的粉末供料器，所說粉末供料器與所說供料鬥是隔開的；c)一個旋轉刷與所說供料鬥相連接，並沿所說粉劑供料器的入口橫向延伸，將粉料從供料鬥取出並沿軸線方向向粉末供料器傳送，並且通過供料器的入口沿橫向均勻地發送粉料；以及d)一個驅動裝置，用於旋轉所說的旋轉刷。
2．根據權利要求1所述的裝置，其特徵為其中a)所說的旋轉刷沿水平方向放置。
3．根據權利要求2所述的裝置，其特徵為其中a)所說的旋轉刷包含鄰近端和遠端，所說鄰近端與所說驅動裝置固定。
4．根據權利要求3所述的裝置，其特徵為其中a)所說遠端在離所說入口足夠遠的位置，以防止粉料流出。
5．根據權利要求4所述的裝置，其特徵為還包含a)一個回收口，置於所說遠端附近，所說回收口與所說供料鬥相連接使粉料流回到供料鬥。
6．根據權利要求1所述的裝置，其特徵為其中a)所說的驅動裝置是一個電機。
7．根據權利要求1所述的裝置，其特徵為其中a)所說旋轉刷包含許多鬃毛，所說鬃毛具有一定的密度，它主要與粉末顆粒的直徑有關。
8．根據權利要求1所述的裝置，其特徵為還包含a)一個壓力通風系統，它置於所說供料鬥內，以便使濾出流體通過所說供料鬥。
9．根據權利要求1所述的裝置，其特徵為其中a)所說旋轉刷只與所說驅動裝置固定。
10．一種裝置，其從供料鬥向粉末供料器傳送粉料，其特徵為包含a)一個供料鬥；b)第一和第二粉末供料器，每一個供料器具有一個入口和一個出口，並且所說粉末供料器與供料鬥是隔開的；c)第一和第二水平放置的旋轉刷，每一個旋轉刷都置於各自供料器的上面並沿供料器延伸，並且所說旋轉刷相互平行且垂直方向具有間距，所說旋轉刷與供料鬥相連接，將粉料從所說供料鬥取出，向所說第一和第二粉末供料器傳送，並且粉料通過所說供料器沿橫向均勻地發送；以及d)一個驅動裝置，用於旋轉第一和第二旋轉刷。
11．根據權利要求10所述的裝置，其特徵為其中a)所說旋轉刷每一個都包含鄰近端和遠端，所說鄰近端固定在所說驅動裝置上。
12．根據權利要求11所述的裝置，其特徵為其中a)所說遠端需超出所說入口外一個足夠遠的距離，以防止粉料流出。
13．根據權利要求12所述的裝置，其特徵為還包含a)一個回收口，它與所說遠端相連接，將粉料引回到所說供料鬥。
14．根據權利要求10所述的裝置，其特徵為其中a)所說驅動裝置是一電機。
15．根據權利要求10所述的裝置，其特徵為其中a)所說旋轉刷包含許多鬃毛，它螺旋形地布置於螺旋片上。
16．根據權利要求10所述的裝置，其特徵為還包含a)一個壓力通風系統，它置於所說供料鬥內，以便使濾出流體通過所說供料鬥。
17．根據權利要求10所述的裝置，其特徵為其中a)所說第一和第二旋轉刷，每一個都只與各自的驅動裝置系統固定。
18．一種方法，它能夠確保均勻地向粉末供料器填充粉料，其特徵為該方法包括步驟a)將粉料輸送到一個旋轉刷，該旋轉刷沿水平方向浸沒在粉料中，並且與粉末供料器一起在空間上擴張；b)使旋轉刷旋轉，將粉料從供料鬥中取出，並且沿軸線方向傳送到供料器；以及c)使得粉料從旋轉刷上落下，從而充滿供料器。
19．根據權利要求18所述的方法，其特徵為它包括步驟a)將粉料再回收到供料鬥。
20．根據權利要求18所述的方法，其特徵為它包括步驟a)讓流體通過供料鬥，以防止粉料堆積和掛料。
21．一個粉料供應系統，其特徵為它包含a)一個粉末供料霧化器，它包含一個供料鬥，一個具有入口和出口的粉末供料器，所說粉末供料器與供料鬥是隔開的；一個旋轉的螺旋推進刷，它與所說供料鬥相連接，並沿所說入口橫向延伸，使粉料從所說供料鬥中取出沿軸向輸送到所說粉末供料器，通過所說粉末供料器入口水平發送粉料；以及一個驅動裝置，用於旋轉所說的旋轉刷，b)一個供應腔，與所說粉末供料霧化器相連接，所說供應腔具有一在一條直線上的襯板入口和出口，許多充電電極排列在所說供應腔內，將由所說粉末供料霧化器輸送的粉料充電；以及許多放置在所說供應腔內的反射板，其置於所說電極之間以便使粉料雲團具有某種形狀，結果從所說電極產生的電場將粉末吸附到放置於所說供應腔內的襯板上。
全文摘要
本發明涉及一種保持粉末供料器中粉料量均勻的方法和裝置。該系統包含一與粉末供料器具有一定間距的供料鬥。供料器包含一接收口和一排出口。一旋轉刷與供料鬥相連接,將粉料從供料鬥取出並傳送到粉末供料器,同時沿粉末供料器的接收口橫向均勻地發送粉料。旋轉刷浸沒在粉料中,其沿粉末供料器的接收口橫向延伸,並且保持粉末供料器總是處於充滿狀態。
文檔編號B65G65/46GK1231948SQ9910301
公開日1999年10月20日 申請日期1999年2月27日 優先權日1998年2月27日
發明者G·R·亞力山大, W·H·布朗, E·C·埃斯卡隆 申請人:材料科學有限公司