氣體輸送粉末物質的裝置和方法及該裝置的使用的製作方法
2023-09-18 03:06:45 4
專利名稱：氣體輸送粉末物質的裝置和方法及該裝置的使用的製作方法
技術領域：
本發明涉及用於在管道系統中氣體輸送粉末物質-可能使用至少一個過濾器-的裝置和方法，其中該物質通過減小的壓力吸入並且一給定的量通過增大的壓力排出以進一步向前傳送。本發明也涉及該裝置和/或該方法的使用。
這種類型的裝置和方法從授權給本發明人的WO 9817558中可以公知。專利EP-A-0574596也描述了一種通過包括多個容器部分的所謂的閉鎖型的容器的方式用於將水泥從輪船靠氣體轉裝進入貯倉的裝置；置於容器部分的最上部的是廢氣過濾器，而容器部分最下部逐漸變細成漏鬥狀結構。
考慮了那些因素，發明人為自身確定了在廉價的粉末物質輸送中提高連續計量的精確度的目的。
該目的由獨立權利要求中所闡述的教導的內容而實現；從屬權利要求闡述了優選的開發形式。本發明的範圍還包括在說明書、附圖和/或權利要求書中公開的至少兩個特徵的所有組合。
根據本發明，在管道系統中，裝置具有至少一個可以通過控制機構交替地填充和出空的計量室。此外已經證實連接到計量室的一側是氣壓導管和吸入導管、另一側是供給導管和排放導管是有利的；氣壓導管和吸入導管優選地與置於兩者之間的過濾器相連以阻止正在輸送的物質的進入。
根據本發明的另一個特徵，計量室的直徑在0.5和100毫米之間，優選在1和80毫米之間，而其長度是在直徑的5和30倍之間，最好是在直徑的10和20倍之間。
此外至少一個控制機構與管道系統的各導管相關聯；至少在控制機構區域內各導管具有變化的橫截面並且尤其是可彈性變形的。
作為示例，控制機構可以具有兩個線性靠接區域，相對彼此以一間距間隔開地延伸，截面可變形的導管與之相關聯並可交替地施用。出於該目的，理想的是，靠接區呈一控制框架的側邊的形式。
本發明也提出了至少一個壓力產生元件-例如控制活塞-可移動地安置在控制框架中，並且在靠接區域或框架側邊附近提供有夾持杆或類似壓力件，為了使導管橫截面變形，夾持杆或類似壓力件相對靠接區域或框架側邊移動。
在另一個實施例中，控制機構具有用於各壓力產生元件-尤其是控制活塞-的靠接區，每個壓力產生件與一對導管相關聯。
本發明還提供了一凸輪盤或者凸輪軸，其凸輪在旋轉的過程中致動伸進移動路徑的計量閥。
根據本發明，相當高精度的連續計量操作通過多個小的並精確配合的分步的計量步驟的實施而實現。根據本發明的裝置不僅可以計量給定量，而且能夠在恆定的時間單位中將給定量的粉末形式的產品供給消費者。為了能夠進行這種為脈動的過程或者包括多個定量的計量過程，精確地操縱控制系統具有特別的意義。
本發明的方法特徵在於至少一個置於管道系統中的計量室通過控制機構交替地填充和出空。此外控制作用通過關閉吸入導管和氣壓導管，特別是通過夾持用於真空和增大的壓力的供給軟管而實現。
10和600毫巴之間的減小的壓力-優選20和500毫巴之間-已經證實是有利的，並且01和6巴之間增大的壓力，優選地02和5巴之間，已經證實是有利的。
根據本發明，採用用於控制機構的活塞的控制脈衝，所有將要控制的可變形的供給和排放導管在很短的控制脈衝的時間內關閉；較好的是，用於吸入和噴出粉末產品的控制脈衝具有在0.1和5秒之間的頻率，優選的是在0.2和4秒之間。
為了保護計量區域，粉末材料還可以在保護性氣體下輸送。
總之，在此本發明能夠以優良的方式達到由發明者所認為的目的，特別是用於輸送包括該種類型的金屬物質的粉末材料。
本發明的另外的優點、特徵和詳情從下文的優選實施例的說明中並參考示意性附圖是顯而易見的，其中
圖1是具有兩個用於計量粉末物質的計量室的裝置的側視圖；圖2和4各自分別示出了在圖1和圖3中示出的裝置的控制機構；圖3是具有三個計量室的模塊式計量裝置(modular metering apparatus)的側視圖；以及圖5是另一個控制機構的平面圖。
用於粉末物質，例如粒子大小範圍在0.1和300微米之間的金屬的、非金屬的和化學物品的容積計量的裝置10如圖1中所示，在一水平控制裝置12上方具有兩個計量室14、14a，各通過一T-形輸送管18經由一氣壓導管20、20a連接到壓力氣體供給導管22，分離過濾器隔膜16置於其間。輸送管18-以及連帶的計量室14和14a-另一方面通過吸入導管24、24a連接到真空泵26上。每個過濾器隔膜16形成透氣的過濾器以阻止粉末物質不希望地分別進入導管20、24和20a、24a。附圖未示出與裝置相連的用於產生粉末連續流動的振動裝置。
從各個管狀的、直立設置的計量室14和14a的底部延伸出的是兩個單個的導管，更詳細的說是用於將粉末材料取自粉末容器30的供給導管28、28a，和分別用於粉末物質的排放導管32和32a。兩個供給導管28、28a以及同樣地兩個排放導管32、32a相對於計量室14、14a以小的間距匯攏以分別形成共同的供給輸送導管29和排放導管33。該相同的方式同樣用於氣壓導管20、20a和吸入導管24、24a；它們分別在壓力氣體導管22和真空泵26附近彼此相通。
Q表示在圖1的右側且在關閉的條件下示出的計量室14中的粉末物質；同時另一個計量室14a是打開的。在兩個排放導管32、32a聚集到一起的位置的下方、在排放管道33中以Q1表示的，是計量的粉末物質的定量或者量。
粉末物質由真空泵26在由箭頭x標明的方向上通過吸入導管24a從粉末容器30中抽入打開的計量室14a，並且同時被計量的粉末物質Q的量從另一個計量室14由壓力氣體導管22中的增大的壓力推入排放導管33(排放方向y)。
裝置10的控制在上文提及的控制裝置12的區域中實現，其包括一控制框架36，在框架中，示意性地示出了位於其一側的帶有打開的橫截面的導管20、32、24a、28a，以及另一側的帶有關閉的橫截面的導管20a、32a、24、28；後者被控制元件42的由鋼製成的夾持杆40壓靠或者擠靠於相關的框架側38，導管的橫截面有暫時變形。夾持杆40在圖1中也可見。各夾持杆40的同步運動通過控制件42的控制活塞44在其活塞軸A方向上實現，控制活塞44通過諸如壓縮空氣、氮等氣體介質來控制。
圖3和4所示的模塊式的計量裝置10m具有三個計量室14、14a、14b，其各自以已描述過的方式連接到氣壓導管20、20a、20b，吸入導管24、24a、24b，供給導管28、28a、28b和排放導管32、32a、32b。
為了控制計量裝置10m，在其控制元件42b中，六個控制活塞44或者類似的壓力產生元件之一的相應壓力盤46分別關聯於一對導管24、32；28、20；24a、32a；28a、24b、32b；28b、20b。圖4中，作為示例，包括彈性材料的吸入導管24和計量室14的排放導管32抵靠一壓力梁32a移動並在橫截面暫時變形，而也是彈性的氣壓導管20和供給導管28就橫截面而言是打開的。
如圖5所示的控制件42q具有在z方向旋轉的凸輪盤或者凸輪軸48，在這種情形下，帶有兩個凸輪50，用於依轉動順序使計量閥52作出響應。代替凸輪軸，也可以用用於相同的目的而設置的偏心支撐的盤。
採用在一給定的單位時間內以多次的形式將較小量的計量量脈動排出的過程，保證了在單位時間內在單量和總量方面具有高水平的統計精度。
計量室14、14a、14b應具有0.5和100毫米之間的直徑，優選地在1和80毫米之間；並且長度h應在直徑d的5和30倍之間，優選地在10和20倍之間。計量室14、14a、14b的出空和填充在0.1和5秒之間的脈衝頻率或者速率內實現，優選地在0.2和4秒之間。可以計量或者輸送大量的粉末產品，這取決於計量室14、14a、14b的相應數量。
根據本發明的計量泵10、10m適用於輸送極小量以及大量的粉末產品，粉末產品以計量的連續脈衝方式或者-當另外使用一補償裝置時-以連續流動方式輸送。
計量裝置10、10m使用的一些例子在下文闡述。
例1用於鐘錶工業上的人造紅寶石的生產，需要將大約5微米的粒子分布的氧化鋁粉末以高精度輸送入氫氧焰，在氫氧焰中該粉末被持續地熔化。該過程所需的並且必需以0.5秒的相應脈衝提供給該焰火的量在5和20毫克之間。成品紅寶石的生產過程持續3至5小時。用於該目的的計量裝置具有三個計量室14、14a、14b。
例2為了生產嬰兒食品，基料必需從容納15±5％克的盒子或罐輸入到玻璃器皿中。具有六個計量室14、14a到14e的計量裝置用於填充操作。在一個小時內，36,000劑量輸入到不同的玻璃器皿中。每劑量的脈衝時間是0.1秒。
例3
用150克/分的傳送量將碳化鎢/鈷粉末連續地供給到用於熱噴鍍的等離子吹管。傳送裝置10m具有三個計量室14、14a、14b，每個帶有相應的填充重量1.25克，脈衝時間是0.32秒。
例4在工廠中將要輸送或者計量30立方米一劑量是15立方分米。計量裝置具有五個計量室14、14a到14d，且脈衝時間是0.5秒。
權利要求
1．一種用於在一管道系統中氣體輸送粉末物質的裝置，其中，一定的量通過減小的壓力被吸入並且通過增大的壓力排放出以進一步輸送，其特徵在於，裝置(10,10m)在管道系統中具有至少一個計量室(14,14a,14b)，其可以通過一控制件(42,42p,42q)交替地填充和出空，用來計量粉末物質。
2．如權利要求1所述的裝置，其特徵在於，連接到計量室(14,14a,14b)的一方面是氣壓導管(20,20a,20b)和吸入導管(24,24a,24b)，另一方面是供給導管(28,28a,28b)和排放導管(32,32a,32b)。
3．如權利要求1或2所述的裝置，其特徵在於，氣壓導管(20,20a,20b)和吸入導管(24,24a,24b)與插入其間的過濾器(16)相連。
4．如權利要求1至3中的任一項所述的裝置，其特徵在於，計量室(14,14a,14b)的直徑(d)在0.5和100毫米之間，優選的是在1和80毫米之間。
5．如權利要求1至4中的任一項所述的裝置，其特徵在於，計量室(14,14a,14b)的長度(h)相當於計量室直徑(d)的5和30倍之間，並且優選的是10和20倍之間。
6．如權利要求1至5中的任一項所述的裝置，其特徵在於，至少一個控制元件(42,42p,42q)與管道系統的導管(20,20a,20b,24,24a,24b；28,28a,28b；32,32a,32b)相關聯。
7．如權利要求2或6所述的裝置，其特徵在於，各導管(20,20a,20b,24,24a,24b；28,28a,28b；32,32a,32b)至少在控制元件(42,42p,42q)的區域內具有可變的橫截面。
8．如權利要求6或7所述的裝置，其特徵在於，控制元件(42)具有兩個線性靠接區(38)，相對於彼此以一間距間隔開地延伸，橫截面可變的導管(20,24a,28a；32,20a,24,28,32a)與其相關聯，且兩靠接區可交替施用。
9．如權利要求8所述的裝置，其特徵在於，各靠接區是一控制框架(36)的側邊(38)的形式。
10．如權利要求1至9中的任一項所述的裝置，其特徵在於，導管(20,20a,20b；24,24a,24b；28,28a,28b；32,32a,32b)至少在控制件(42,42p,42q)的區域由塑料材料形成。
11．如權利要求1至10中的任一項所述的裝置，其特徵在於，至少一個壓力產生元件(44)可運動地安置在控制元件(42,42p)中。
12．如權利要求8或11所述的裝置，其特徵在於，壓力產生元件(44)在靠接區或框架側邊(38)附近設置有夾持杆(40)或類似壓力元件。
13．如權利要求1至7中的任一項所述的裝置，其特徵在於，控制元件(42p)具有用於各壓力產生元件(44)的靠接區(38a)，每個壓力產生元件與一對導管(24,32；28,20；24a,32a；28a,20a；24b,34b,28a,20b)相關聯。
14．如權利要求11至13中的任一項所述的裝置，其特徵在於，一控制活塞(44)作為壓力元件。
15．如權利要求1至7中的任一項所述的裝置，其特徵在於，控制元件(42q)具有一偏心安裝的盤，用於相應對導管(20a,22a；24,28；20,28a；24a,32)的各計量閥(52)與之相關聯。
16．如權利要求1至7中的任一項所述的裝置，其特徵在於，控制元件(42q)具有一凸輪盤或者凸輪軸(48)，用於相應對導管(20a,32a；24,28；20,28a；24a,32)的各計量閥(52)與其凸輪(50)相關聯。
17．如權利要求1至16中的任一項所述的裝置，其特徵在於，其結構是模塊式的，並分別由具有多個計量室(14,14a,14b)的各機構構成。
18．如權利要求1至17中的任一項所述的裝置，其特徵在於，其設置有用於產生粉末的連續流動的振動裝置。
19．一種在管道系統中氣體輸送粉末物質的方法，其中一定的量通過減小的壓力被吸入並且通過增大的壓力排放出以進一步輸送，特別是使用前述權利要求中的至少一項所述的裝置，其特徵在於，至少一個布置於管道系統中、用於計量粉末物質的計量室通過一控制元件交替地填充和出空。
20．如權利要求19所述的方法，其特徵在於，控制是通過關閉吸入導管和氣壓導管而實施的。
21．如權利要求19或20所述的方法，其特徵在於，控制是通過夾持用於真空和增大的壓力的供給軟管而實施的，軟管由彈性材料構成。
22．如權利要求19至21中的任一項所述的方法，其特徵在於，減小的壓力在10和600毫巴之間，優選在20和500毫巴之間。
23．如權利要求19至21中的任一項所述的方法，其特徵在於，增大的壓力在01和6巴之間，優選的是在02和5巴之間。
24．如權利要求19至23中的任一項所述的方法，其特徵在於，利用控制元件的活塞的控制脈衝，要控制的可變形的供給和排放導管在很短的控制脈衝時間內關閉。
25．如權利要求19至23中的任一項所述的方法，其特徵在於，各計量閥通過控制元件致動。
26．如權利要求19至25中的任一項所述的方法，其特徵在於，用於吸入和噴出粉末產品的控制脈衝的頻率在0.1和5秒之間，優選的是在0.2和4秒之間。
27．如權利要求19至26中的任一項所述的方法，其特徵在於，在保護性氣體下輸送粉末材料。
28．權利要求1至18中的任一項所述的裝置，用於連續地輸送和計量粉末物質，可能是粉末金屬材料。
29．權利要求1至18中的任一項所述的裝置，用於連續地輸送化學粉末。
全文摘要
一種用於在管道系統中由氣體輸送粉末物質的裝置,其中粉末量通過減小壓力吸入並且通過增大壓力排放出以進一步輸送,在管道系統中至少設置有一個計量室,其可以通過控制元件交替地填充和出空,用於計量粉末物質。連接到計量室的一側是(過濾器介於中間)氣壓導管和吸入導管,另一側是供給導管和排放導管。
文檔編號B65G53/24GK1299768SQ0013484
公開日2001年6月20日 申請日期2000年12月8日 優先權日1999年12月10日
發明者弗雷德裡克·迪特裡希 申請人:弗雷德裡克·迪特裡希