用於防止液體偏析的液體分配器及方法
2023-08-10 21:58:06 5
專利名稱：用於防止液體偏析的液體分配器及方法
技術領域：
本申請公開了一種用於可選擇地分配多種液體、尤其是多相液體中的一種或多種的裝置。該多相液體可以是例如含有固體微粒的乳液或分散體，例如塗料、顏料膏、著色劑、染料、油墨或化妝品。本申請公開還涉及 一種防止該裝置的泵管路中的多相液體偏析的方法。
背景技術：
如US2002/00195462所述的一種非常普遍類型的分配機器包括多個與分配迴路相連的、用於著色劑流體容器。每種流體產品被正排量泵從相應容器吸出，並輸送到相應的三通兩位分配閥。當閥處於非活動位置時，流體通過再循環管道流回相應的容器。當需要分配預設量的流體時，閥被設置到活動位置以便將容器中的流體輸送到分配噴嘴。US2002/00195462公開了一種用於流體分配機器的分配單元，其包括至少一個用於流體產品的進口管道和出口管道，上述管道與具有至少一個柔性壁的變容量泵室相連。反相安裝的兩個單向閥分別位於進口和出口管道中。W02004/013036涉及一種用於分配流體、尤其是染料、油墨、塗料或類似物的迴路，
其包括泵送裝置，該泵送裝置包括具有至少一個柔性壁的變容量室。該泵送裝置與用於分配流體的輸出管道相連通。兩個單向閥串聯安裝於輸出管道中。EP1908510A2公開了一種定量分配流體的裝置，其包括顏色迴路(附圖I中的I)、一儲存罐(2)，「在儲存罐中盛放著給定的基礎塗料或著色劑。與儲存罐相距一定距離的是吸入管3，其將儲存罐2與泵4的吸入口相連。泵4的輸送通過自動控制系統(圖中未示出)電氣控制，依次通過輸送管5到達三通閥6。三通閥6的作用是在定量管線7和再循環管線8之間分配到達泵4的流量，從而保證通過閥6的流量恆定。實際上，如果配方需要引導到定量管線7 (通過其到達混合容器9)的流量小於泵4輸送的流量，那麼三通閥6將多餘的流量輸送到再循環管線8，並通過再循環管線8輸送到儲存罐2。」用於同時分配多種不同液體的系統通常在泵和實際分配液體的歧管之間具有較長的管路，例如柔性塑料管。一些液體，在管路中存留較長的時間後，例如當分配器幾周不使用或某特定液體不經常分配，例如含有高密度顏料或微粒或不穩定粘結劑/溶劑溶液和/或乳液的某些著色劑可能會導致偏析，最終形成沉澱或液相和/或導致其性能變化。當液體被再循環時，避免或至少減弱偏析。
發明內容
本發明的目的是提供一種相對低廉和緊湊的用於再循環分配器中的液體的系統。本發明公開了一種用於可選擇地分配多種液體中的一種或多種的裝置，該裝置包括多個容器組件，所述多個容器組件包括容器；與該容器連接的泵；
閥組件；連接泵和閥組件的泵管路；連接容器和閥組件的再循環管路；連接於閥組件的分配管路；其中，閥組件被構造成在分配位置和關閉分配管路的再循環位置之間轉換。閥組件能夠關閉分配管路，同時打開再循環管路。當液體需要從容器組件分配時，閥組件被驅動而打開分配管路，泵被驅動而從容器向分配管路泵送液體。當不需要從容器組件分配液體時，閥組件可被驅動而打開再循環管路，泵被驅動而使液體在由容器、再循環管路、閥組件和泵管路構成的迴路中循環。液體能例如被間歇地循環，從而防止液體組分的偏析。該泵例如可以是雙向泵，能夠將液體從容器泵送到閥組件，並沿反方向，即從閥組 件返回容器。該泵可以是例如正排量泵。分配管路通常包括分配孔或與具有分配孔的元件相連，例如包括多個這樣的口的 歧管。閥組件可以例如包括三通閥，例如盤閥或球閥。例如盤閥可以例如包括帶有空腔的殼體，該空腔被盤分為位於盤一側的上部進口室和位於盤另一側的兩個分開的出口室，該盤具有偏心流過孔，其可選擇地旋轉於分配位置與第二位置之間，分配位置提供進口室與分配管路之間的通過第一出口室的敞開連接，該第二位置提供進口室與再循環管路之間的通過第二出口室的敞開連接。該三通閥可以是例如同軸地設置於堆疊的閥殼體中。這樣，閥組件可以被堆疊形成塊。閥殼體堆疊形成塊也可與在再循環時沒有關閉分配管路的閥組件一起使用。為簡化該裝置的使用，三通閥可操作地連接於一個共用的致動器。該共用的致動器可以是例如貫穿三通閥延伸的驅動軸。可替換的，或另外的，閥組件可構造成驅動相鄰的三通閥。通過這種方式，當一行的第一個被使用者驅動時，閥組件以串聯的形式相互驅動。為方便使用者，容器組件可以具有位置指示器。代替使用三通閥，閥組件也可以是適宜地協同布置的單向閥，例如在再循環管路中的單向閥與下遊的用於阻止流過分配管路的裝備組合。為了便於清理和液體重新填裝，容器組件的容器可以例如包括用於液體的柔性袋。可選地，該裝置可以例如包括控制器，所述控制器布置成記錄(register)分配後逝去的時間。該控制器可以布置為用於當所述時間超過預設閾值時啟動再循環。為了降低閥組件下遊發生偏析的危險，閥組件和分配孔之間的分配管路長度可例如小於30釐米，例如小於20釐米。再循環管路對於易於偏析的液體尤其有益，例如含有高密度顏料或微粒或非穩態的粘結劑/溶劑溶液和/或乳液(脫水收縮)的著色劑。前述容器組件的數量可以根據特定的應用或特定液體的組合來定製。該裝置可以包括與前述的組件類似但不包括再循環管路的組件，因而得到該裝置的一個簡化結構。本申請公開還涉及一種用於防止位於容器和分配管路之間的泵管路中的多相液體偏析的方法。位於泵管路和分配管路之間的閥組件在打開容器和閥組件之間的再循環管路時關閉分配管路。因此液體經由由容器、泵管路、閥組件和再循環單元形成的迴路被泵送循環，例如間歇地。
下面將參考附圖進一步說明公開的組件和裝置，在這些附圖中示意地示出本發明目前優選的實施例。附圖I是所公開的用於分配液體的裝置的透視圖。附圖2A和2B分別是包括附圖I裝置中所用的容器和泵的組件的透視圖和橫截面圖。附圖3A和3B是用於所公開的裝置的三通閥的分解視圖。
附圖4是附圖3A和3B中示出類型的三通閥的堆疊的塊。需要指出的是附圖不必須按比例畫出，並且一些對理解本發明不是必須的細節可能被略掉。
具體實施例方式附圖I示出了用於分配液體、例如用於塗料的著色劑的裝置I的實施例。該特定的實施例包括容納多個容器組件3的櫃2，容器組件3包括容器4和泵5。裝置I還包括分配頭6、位於分配頭6下方並可選地設置有稱重裝置的容器支撐件7，和用於驅動裝置I的部件的電子設備(未示出)。分配頭6又包括用於分配多種液體的歧管(視圖中不可見；本身是已知的)。附圖2A示出了用於附圖I中裝置I的容器組件3。容器組件3包括容器4，容器4又包括可旋轉地安裝於容器4中的攪拌器4A (附圖2B)，容器4通過一剛性管路8連接到活塞泵5。組件3進一步包括與泵5相連的泵管路9以及與泵管路9和容器4相連的再循環管路10。如圖2B更詳細示出的，在該例子中，泵5包括由電動馬達12操縱的盤閥11，其可選擇地將泵5連接到容器4或泵管路9。泵5包括在一端設置有活塞14的活塞杆13，所述活塞14置於氣缸15內。活塞杆13的另一端包括螺紋孔,其與主軸(未不出)相配合，該主軸又連接於電動馬達16(附圖2A)或作為電動馬達16的一部分。通過在第一方向驅動電動馬達16，活塞杆13和活塞14遠離閥11運動，從而根據閥11的位置而從容器4或從泵管路9吸出物料。通過在相反方向驅動電動馬達16，活塞杆13和活塞14朝向閥11移動，同樣根據閥11的位置，將物料排到泵管路9或排回到容器4。因而，泵5能夠將容器中的液體泵送到分配管路以及反向泵送。在附圖2A-B的示例性實施例中，再循環管路10包括使之與泵管路9相連的第一單向閥17，而泵管路9包括位於第一單向閥17下遊的第二單向閥18，該第二單向閥18將泵管路9與分配管路19連接。當在相應的管路9和10中的液體被沿離開容器4的方向泵送時，單向閥17和18均打開。在該實施例中，第一和第二單向閥17和18以及再循環管路10與分配管路9的連接均集成在共同的殼體20中。當液體從容器4中吸出並泵送通過泵管路9時，第二單向閥18打開，液體經由分配管路19分配到分配頭6。當液體隨後反向泵送時，第二單向閥18關閉，第一單向閥17打開，液體從容器4吸出經過再循環管路10。因此，控制第一和第二單向閥17、18，在不需要馬達或致動器的情況下，通過液體流動方向的反轉建立再循環。在改進的方案中，殼體20可以包括一結構，例如在殼體的一側具有鍵槽，以及在另一側具有相應的鍵，該結構能使殼體連接到相同的殼體上。因此，多個殼體能組成一個或多個塊。附圖3A和3B示出了根據本申請公開的用於分配器的閥組件25的替換實施例。閥組件25包括殼體26，殼體26在一側具有圓形空腔27，在相對側具有圓形槽29 (附圖4)，所述圓形空腔27具有開口端和封閉底部。殼體25包括後側30，所述後側30帶有與泵管路9連接的接頭31和與再循環管路10連接的接頭32。殼體25進一步包括前側33，所述前側33帶有與通往分配頭6的分配管路19連接的接頭34。三個接頭31、32和34中的每個均開口到殼體壁中的通往空腔27的偏心小孔35。用於泵管路9的接頭31的小孔35與接頭 31的上半部分對齊。其他兩個接頭的小孔(未示出)與相應接頭32和34的下半部分對齊。殼體內的空腔容納具有非圓(例如六邊形)中心孔37和偏心流過孔38的盤36。盤36將空腔27分為上部以及下部，上部具有與泵管路9敞開連接的進口室39。下部包括與分配管路19敞開連接的第一出口室(未示出)和與再循環單元10敞開連接的第二出口室(未不出)。第一和第二出口室被一內壁(未不出)分開。盤36能在分配位置(附圖3A)和再循環位置(附圖3B)之間旋轉。在分配位置，盤36打開從進口室39經由流過孔38和第一出口室到分配管路19的接頭34的流動路徑。在再循環位置，盤36關閉第一出口室並打開從進口室39經由流過孔38和第二出口室到再循環管路10的接頭32的流動路徑。空腔27的開口側由圓形蓋40關閉，該圓形蓋40通過緊固件41連接在殼體上。圓形蓋40具有圓形中心孔42，其與盤36中的非圓中心孔37和在殼體底部中的中心圓孔(未示出)對齊。匯流排(bus)43在盤36和蓋40之間與孔37和42同軸地延伸。匯流排43通過作用在匯流排43肩部49上的彈簧48壓在盤36上。密封環(未示出)被用來實現防洩漏配置。如圖4所示，當閥組件25堆疊並耦合而形成塊44時，蓋40、盤36和殼體底部中的孔37和42在同一直線上。驅動軸45穿過孔37和42延伸形成共用的致動器，從而夾住在一端的馬達46和在相對端的端板47之間的堆疊閥組件殼體的塊44。驅動軸45具有大小和形狀與盤36中的孔37的輪廓相配合的非圓形輪廓。馬達46帶動驅動軸45旋轉。塊44中的所有閥組件25的盤36隨著驅動軸45旋轉，並同時在分配位置和再循環位置之間轉換。在分配位置，只有那些與盛放選中液體的容器組件相關聯的泵5才被驅動。其他容器組件3的泵5保持不被驅動。這樣，即使相關的閥組件25處於分配位置，這些容器組件3也不分配液體。與空腔27相對的殼體側上的圓形槽29包括與殼體的上表面51相交的延伸部50。指示盤52可在槽29內旋轉。該指示盤52包括突出穿過槽50並與殼體的上表面51相交的凸起53。該指示盤52固定於驅動軸45上。因此，指示盤52隨著驅動軸45和閥盤36旋轉。這樣，指示凸起53的位置告知使用者閥盤36處於分配位置還是再循環位置。當然，本發明不限於上述的實施例，其能夠在權利要求範圍內有很多變換方式。
權利要求
1.一種用於可選擇地分配多種液體中的一種或更多種的裝置，該裝置包括多個容器組件，其中所述容器組件包括 容器； 可操作地連接到容器的泵； 閥組件； 連接泵與閥組件的泵管路； 連接容器與閥組件以便繞過泵的再循環管路； 連接於閥組件的分配管路； 其中，閥組件被構造成在分配位置和關閉分配管路的再循環位置之間轉換。
2.根據權利要求I的裝置，其中，所述泵為雙向泵。
3.根據權利要求I的裝置，其中，在至少一個容器組件中，泵為正排量泵。
4.根據權利要求I的裝置，其中，所述閥組件的至少一部分包括三通閥。
5.根據權利要求4的裝置，其中，所述三通閥為盤閥。
6.根據權利要求4的裝置，其中，所述三通閥的至少一部分布置在堆疊的閥殼體內。
7.根據權利要求I的裝置，其中，所述閥可操作地連接於共用的致動器。
8.根據權利要求7的裝置，其中，所述共用的致動器為穿過三通閥延伸的驅動軸。
9.根據權利要求I的裝置，其中，閥組件的至少一部分被構造成致動相鄰的閥組件。
10.根據權利要求I的裝置，其中，所述閥組件的至少一部分具有位置指示器，所述位置指示器可視化地指示閥組件位於分配位置或是位於再循環位置。
11.根據權利要求I的裝置，其中，組件的分配管路與用於同時分配多種液體的公用歧管連接。
12.根據權利要求I的裝置，其中，包括用於操縱泵和閥組件的控制器，該控制器布置為記錄分配周期後逝去的時間，並當所述時間超過預選擇的閾值時啟動再循環。
13.一種防止容器和分配管路之間的泵管路中的多相液體偏析的方法，其中泵管路和分配管路之間的閥組件在打開容器和閥組件之間的再循環管路時關閉分配管路，液體經由由容器、泵管路、閥組件和再循環單元形成的迴路被泵送循環。
14.根據權利要求13的方法，其中，循環步驟間歇地重複。
15.根據權利要求13的方法，其中，液體在與分配期間的流動方向相反的方向上循環。
全文摘要
一種用於可選擇地分配液體、例如塗料著色劑的裝置。該裝置包括具有容器和泵的容器組件。泵管路將泵與閥組件連接。再循環管路將容器與閥組件連接從而繞過泵。閥組件被構造成在分配位置和關閉分配管路的再循環位置之間轉換。還公開了防止在容器和分配管路之間的泵管路中的多相液體偏析的方法。泵管路和分配管路之間的閥組件在打開容器和閥組件之間的再循環管路時關閉分配管路。液體經由由容器、泵管路、閥組件和再循環單元形成的迴路循環。
文檔編號B65D83/00GK102717979SQ201210188918
公開日2012年10月10日 申請日期2012年3月28日 優先權日2011年3月28日
發明者B·A·S·佩特斯, M·H·P·恩格斯, M·J·巴克, M·J·沃斯奎爾 申請人:流體管理運轉有限公司