高壓送粉系統的製作方法
2023-10-27 23:40:47
專利名稱：高壓送粉系統的製作方法
技術領域：
本發明涉及粉末送料，特別是涉及向高反壓處輸送粉末的送粉系統。
熱噴塗過程包括熱熔材料-諸如一種金屬或陶瓷-的加熱軟化過程，還包括軟化了的材料以微粒狀噴向被噴塗表面的過程，熱熔材料是粘附在該噴塗表面上。熱噴槍就是用於這種目的，其中有一種類型，熱熔材料以粉末狀供給於噴槍。這些粉末是相當細小的顆粒，例如小於大約150微米(美國標準篩網尺寸100目)以及小到1微米，且難於計量和控制的細小顆粒。一種典型的熱噴塗粉末為-100+325目(-149+44微米)或-44+15微米。
熱噴槍通常利用一燃燒焰或一等離子焰來熔化粉末，而其它的加熱裝置，諸如電弧、電阻加熱爐或感應加熱爐也可以單獨使用或混合使用。在粉末型燃燒焰噴槍中，載粉氣體可以是燃燒氣體的一種或壓縮空氣。在等離子焰噴槍中，載粉氣體通常就是初級等離子氣體，在特殊情況下，也可以是其它氣體，諸如碳氫化合物之類。
為了獲得高質量的噴塗效果，必須精確地控制向噴槍的送粉速率和維持恆定不變的預定噴塗條件。採用細粉類型的材料就很難於操作和均勻地送入載粉氣流。
已發明的各種送料系統採用壓力調節、流化和反饋原理來控制送粉速率，以替代機械傳送，機械傳送使元件承受嚴重的磨損和附帶控制速率損失。例如美國專利3，501，097號(戴利)公開了一種機械送粉裝置。圖7中描述了一種裝置，它利用送粉器和載粉氣流導管中的壓力差來調節機械送粉器的驅動馬達，圖8中描述了一壓力調節器將載粉氣流注入粉末容器中以替代機械送粉，且預置壓力以調節送粉速率。
帶有粉末流化裝置的送粉器是以美國專利3，976，332號(費伯爾)和美國專利4，561，808號(斯波爾丁)為代表的，3，976，332號公開了一種利用流體增強器的送粉器，4，561，808包括一種簡單的壓力調節器。在每個專利中，通過控制分別來自載粉氣流的進氣來控制送粉速率。按照這些專利的工作原理，例如帶有壓力調節器的裝置，進氣壓力置定於一稍稍高於大氣壓的恆定水平而與載氣壓力無關。從載粉氣流導管進入送粉器的壓力與載體導管中的送粉速率成正比。送粉速率的提高使進氣壓力與載粉氣流壓力之間的壓力差減少，從而導致送粉速率的相應減少。這些參考文獻指出了通過壓力反饋來調節送粉速率。
一個相同的構思在美國專利2，623，793號(希爾)中公開，其中用於傳遞細分的固體顆粒的壓力差是在提升管的輸入和輸出部分之間測得的。該壓力差被轉換來操作進氣的機械閥。美國專利3，599，832號(史密斯)指出利用該壓力差機械地控制載粉氣流導管中的閥。
相似地，美國專利3，365，242號(梅茨)利用包括載粉氣流和流化氣流在內的幾股氣流，後者通過排出管線從料鬥頂部返回到載粉管線。更通常地，進氣可以從粉末上部導入(如費伯爾的專利)，也可以從粉末的下部導入(如斯波爾丁的專利)，或如德國專利G8417749.7號中公開的那樣通過一從頂部通過的管子。
美國專利4，747，731(納加莎卡)更複雜，在載體通道中的差壓分支流操縱一個控制閥，將氣體順流加入載粉氣流中，增加真空度，以將粉末從一個具有開口的料鬥中引出。一氣體操縱收縮閥是用來分別使粉末送料過程開啟或關閉。
各種為載粉氣流圍繞送粉器迂迴提供旁路的系統已經公開了。美國專利3，291，536號(斯穆特)公開了一種旁路和幾個由壓力開關控制的收縮閥，所述壓力開關對載粉氣流的輸入壓力很敏感，提供的旁路是為了氣流繞送粉器迂迴，且當從管線中的粉塊產生反壓力時氣流可將粉塊從載體管線中吹出。美國專利3，432，208號(J、A、F希爾)公開了一種旁路系統，該旁路系統通過手控操作閥將載粉氣流加入系統，進而送入高壓風道。美國專利4，740，112(米爾伯格)公開了一種當機械操縱送粉器關閉時給載粉氣流通過的送粉器旁路。按文獻，米爾伯格的系統歸結為將粉末送入低壓等離子噴塗室。
前述提到的參考專利至少涉及到絕對地將載粉氣流中的粉末送入一利用裝置，諸如通常的熱噴槍，這幾乎很少會產生或無明顯的反壓力變化，只是斯穆特的專利由於管線中的粉塊導致了一個壓力驟增(和為了吹出出料口的送粉器旁路)。費伯爾和斯波爾丁的送粉器當產生了一個高的反壓力時送粉就完全停止了，這是由於進氣的壓力差將會變為零(甚至反向)。然而，非機械的粉末流化型送粉器對於向具有相當低的反壓力(相當於大氣壓)的熱噴槍送粉已經很成功了，所述噴槍還包括具有外部粉末注入的等離子噴槍。
然而，具有很高反壓力的內部注入等離子噴槍通常總是要帶有機械計量儀的送粉器。隨著高速燃燒噴塗熱噴槍商業發展進一步帶來了問題，諸如帕金-埃爾默公司生產的梅特可型DJ噴槍，這種噴槍在本受讓人在1988年5月11日提交的193，030號美國專利申請中披露(代理號ME-3818)。這種噴槍在反壓力上導致了一明顯變化，即從基本的大氣壓到50至60個表壓或更高，進而，反壓力取決於精確的噴槍條件且預置送粉氣體壓力是不可斷定的。還有，既然按照已有技術的送粉器在噴槍點燃之前反壓力接近於零，因而當槍點燃時有一個時間差才能使送粉器壓力與送粉速率相適應。
所以，本發明的目的在於提供一種向熱噴槍之類的利用裝置送粉，允許在向送粉系統的反壓力上產生一顯著變化的改進了的送粉系統。進一步的目的是提供一種送粉系統，它可以在內部向等離子噴槍或高速燃燒火焰噴槍送粉。另一個目的在於提供一種改進了的高壓送粉系統而無需機械計量裝置來計量送粉速率。
前述的和其它的目的通過以下的送粉系統來達到，該送粉系統包括一用於貯粉的封閉漏鬥;一用於以載粉氣流方式自漏鬥中的送粉處向粉末利用裝置運送粉末的載體導管裝置;一用於在調節壓力下將進氣送入漏鬥中的送粉裝置，該裝置使得粉末在送粉處以一與調節壓力對應的送粉速率送入載粉氣流。該系統進一步包括一漏鬥加壓裝置，用於在送粉前向漏鬥加壓以及送粉後排氣;一測定裝置，用來測定載體導管裝置中的載粉氣流壓力;和一送粉調節裝置，該裝置對載粉氣流壓力是敏感的，使得調節壓力等於隨選定的送粉壓力的增量而增加的載粉氣流壓力。最佳地，送粉調節器裝置是一種差壓調節器，具有與載體導管裝置作氣體壓力相通的參考入口。
載體導管裝置包括一從運載氣流源引出的延伸到送粉處的輸入通道，和一從送粉位置延伸到粉末利用裝置的輸出導管。為了防止粉末回行到氣體調節器，探測裝置包括一排氣管線，該管線具有一狹窄的氣流入口和一連接輸出管道的出口，以提供一連續的洩放氣體通過排出管線到達輸出部分。因而排氣管線具有的管線壓力代表了輸出導管中的載粉氣流壓力，且調節器裝置受管線壓力的影響而進行壓力的調節。
一排氣源以排氣源壓力通向狹窄的氣流入口，其壓力等於輸入導管中隨選定的洩放壓力的增量而增加的載粉氣流壓力，在最佳實施例中，排氣源裝置包括一設在氣流源裝置與輸入導管之間的氣體輸入管線，和一設置在輸入管線和輸入導管之間的調節減壓閥，從而在輸入管線中提供一排氣源壓力。
閥裝置設在送粉處，其處於開啟位置時允許送粉，處於關閉位置時阻止送粉。在一個實施例中，閥裝置包括一設置於輸入導管中且接近送粉處的第一載粉氣流關閉閥，一設在輸出導管中且接近送粉處的第二載粉氣流關閉閥，一連接在輸入導管和輸出導管之間的載體旁路導管，和一設在旁路導管中的旁路關閉閥。閥控制裝置有選擇地打開或閉合關閉閥，使得第一和第二載粉氣流關閉閥被共同地打開，且當載粉氣流關閉閥閉合時旁路關閉閥開啟，當載粉氣流關閉閥開啟時旁路關閉閥閉合。所述關閉閥，例如，各包括一彈性收縮閥，該收縮閥受控於來自相應閥的壓力源的閥氣壓。
漏鬥加壓裝置包括一連接在輸出導管和漏鬥中最高貯粉線之上部分之間的漏鬥加壓管線，和一設在加壓管線中的加壓關閉閥。當旁路關閉閥開啟時閥控制裝置可進一步有選擇地打開加壓關閉閥，當旁路關閉閥閉合時閉合加壓關閉閥。作為一可替換的加壓管線，可以設置排氣裝置以便送粉中止時從漏鬥中排氣。
一進氣管線設在調節器裝置和漏鬥之間，一第一關閉閥設在進氣管線中。在最佳實施例中，排氣裝置包括一設置在位於關閉閥和漏鬥之間的進氣管線中的止回閥，以阻止氣流從漏鬥中流過進氣管線。壓力釋放裝置設在關閉閥和止回閥之間，以便當第一關閉閥關閉時從進氣管線中釋放壓力，還有一差壓排氣閥受控於漏鬥壓力和位於止回閥和第一關閉閥之間的壓力分支處的進氣管線中的進氣壓力，當漏鬥壓力高於進氣壓力時，氣體通過差壓排氣閥排從漏鬥中排出。
在另一個實施例中，閥裝置包括一關閉裝置，以有選擇地在送粉處關閉載體導管的送粉過程。關閉裝置包括一設置在位於粉末導管的送粉處的載體導管上的旋轉套管，且有一裝置可轉動在粉末導管上的套管。套管有一側向開口，當該開口對準送粉孔時其處於開啟位置，當該開口沒有對準送粉孔時其處於閉合位置。
圖1為本發明送粉系統的第一實施例的示意圖;
圖2為圖1所示系統的某些部件的立剖面圖;
圖3為本發明送粉系統的第二實施例的示意圖;
圖4為圖3所示系統的某些部件的立剖面圖;
圖5為本發明送粉系統的第三實施例的示意圖;
圖6為圖5所示系統的某些部件的立剖面圖;
圖7為圖6沿線7-7的截面圖。
參見圖1，一送粉系統10包括一封閉的貯粉漏鬥12，該貯粉漏鬥12中容納有已達到正常最高容量水準16的粉末14。用於以載粉氣流方式傳輸粉末的載體導管18包括一輸入導管，該輸入導管用於接收來自氣流源22的氣流，且該通道延伸至漏鬥底部的送粉位置24。載體導管還包括一輸出導管26，該輸出導管從送粉位置延伸至諸如高壓型高速熱噴槍28的粉末利用裝置。根據輸出端使用需要，氣流源22通常包括一空氣、氖氣或氬氣之類的源30;一第一電磁閥S1;一高壓調節器R1;一壓力表G1;氣體導管31和一氣體流量計32。一收縮閥(未顯示)可以靠近槍28的導管26中，以避免當斷開載粉氣流時燃燒氣體自槍口處的回流。
在送粉位置24粉末至少通過一個輸入口34被加入載體管18，例如1.07毫米內徑的載體導管中的一個1.02毫米的輸入口。隨著進氣以一調節好的壓力進入漏鬥12，使粉末以一與調節壓力相應的速率通過入口34加入載粉氣流中。一諸如差壓調節器R2的進給調節器接受一個從供氣源管線31引出的加壓氣體。該調節器有一參照壓力入口36通過一用來檢測氣流壓力的排氣管線38與載體管作氣壓連通。進氣管線40將調節器出口與漏鬥12通過一諸如電磁閥S2的第二氣體關閉閥連通起來，所述閥位於進氣管線中。
進氣管線較好的是通向漏鬥42的上部，即最大貯粉水準16之上。最好是使進氣通過粉末而在鄰近入口處產生一局部流化粉末區。
然而更好的是，參見圖2，送粉系統裝置還包括一安裝在支撐芯棒46之上，且由位於漏鬥蓋50之下的扣緊簧48所夾持的垂直管44。(漏鬥蓋50可以打開，並以通常方式蓋在漏鬥之上)，使垂直管44自漏鬥中最高粉末水準線16的上方延伸至接近於加粉位置24的地方。一篩網52，例如40微米篩網，設置在垂直管44的下端，以使氣體從垂直管擴散入粉末中。垂直管還有一位於最大貯粉水準線之上用以接受漏鬥中進氣的進口54。一橡皮的或其它高彈體鴨嘴形閥56或其類似裝置設置在進口54處的閥體50內，以防止氣體回流入垂直管中而導致篩網52的堵塞。
另一封閉篩網60用於防止粉末返回進氣管線中，一較大的如20目(841微米)篩網62，可以通過除了塊團或其它大塊之外的所有所需粉末，此篩網是設置在靠近漏鬥的下部，還具有將粉末擴散於底部的功能。一通常的空氣或電驅動振動器64是安裝在漏鬥的底部。
差壓調節器R2(圖1)是一般類型的，如諾格倫公司出售的11-118型，經改裝用來調節壓力差，或如前述美國專利4，747，731號所述。調節器R2按照載粉氣流壓力通過管線38或管線40以進行壓力的調節。調節器是可調的，以便提供一與載粉氣流壓力相等的調節壓力，所述載粉氣流壓力隨預選進粉壓力的增量而增加。這種設置將進粉壓力控制在高於載體壓力，而與熱噴槍或其它利用裝置的反壓力無關。
更好地，氣體排出管線38具有一狹窄的氣流入口66，一出口聯結部68與輸出導管26相通，以便通過排氣管線提供一連續的排出氣體。管線壓力是指排氣管線中壓力點70處的壓力。該管線壓力代表輸出導管中的氣流壓力。來自輸入管20的排氣源72，當排氣流壓力等於輸入導管中的傳輸氣流壓力時產生排氣氣流，所述傳輸氣流壓力隨選定的排氣壓力的增量而增加。排氣源最好包括一諸如諾利倫公司出售的U06型的調節卸壓閥R3，該閥經改裝後可調節壓力差，且設置於載粉氣流供給源22與輸入導管20之間的輸入管線中，以便在輸入管線76上的分支位置74處提供一排氣源壓力，所述管線76連接氣流供給源22與卸壓閥R3。狹窄氣流入口與分支位置74相連。例如收縮段66由3釐米長0.15毫米內徑的管子構成。一諸如彈性鴨嘴式止回閥78的粉末堵塞器被設置在輸入導管20中，以防止粉末向上返回至調節器R3。
輸出連接器68包括一合併的接頭80(圖2)，具有一位於其中的第一導管道82，構成輸出導管26的一部分。其中的第二導管84有一第一端86以接納來自排氣管線38的洩放氣體，第二端88與第一導管道82匯合，且相對於第一導管82中的載粉氣流方向形成一銳角A。銳角例如約30°，以將進入排氣管線38的粉末減少到最低程度。還有一諸如彈性鴨嘴閥90的粉末堵塞裝置設置在靠近輸出連接器68的排氣管線中。
一差壓計G2(圖1)連接在進氣管線40與排氣管線38之間。該差壓計對應於漏鬥壓力和管線壓力，以提供送粉速率的計量。
閥裝置92與送粉口24相連，該閥具有一開啟位置使粉末從漏鬥送入載體導管中，和一閉合位置以阻止粉末的送入。按照圖1和圖2所示的本發明實施例，閥裝置包括設置在輸入導管20中的一第一載粉氣氣關閉閥P1，最好是靠近送粉位置;閥裝置還包括一設置於輸出導管中的第二載粉氣流關閉閥P2，同樣最好是靠近送粉位置。一載體旁路導管94是連接在輸入導管20的接頭95和輸出導管之間，從而為漏鬥12和關閉閥P1和P2提供一旁路。一旁路關閉閥P3設置在旁路導管94中。最佳地，每個關閉閥P1、P2、P3包括一彈性收縮閥，該收縮閥由來自各個閥壓力源的閥氣壓控制。每個收縮閥(詳見圖2中的P3)是在穩定篩網97內的一彈性管96，它與各氣體管線連通，且密封在外套98中以接受來自氣門100的閥壓力。根據閥壓施加於外套的作用下，閥被壓緊處於關閉位置閥控制器102可選擇性地開啟或關閉閥P1、P2、P3，使得第一和第二載粉氣體關閉閥P1、P2共同地開啟或閉合，且當載粉氣流關閉閥P1、P2閉合時旁路關閉閥P3被打開，當載粉氣流關閉閥P1、P2打開時則旁路關閉閥P3閉合。
閥壓力源包括一閥壓力調節器，最好包括一與調節器R2相似的差調節器R4，以接受氣體管線道104中的供氣，氣體管道104是從氣流供給線31中分接出來的。調節器R4有一與排氣管線38相連的壓力入口105，使其對應於載粉氣流壓力。調節器的置定是為了使閥壓力處於與載粉氣流壓力相等的壓力水平，載粉氣流的壓力隨被選定的閥壓力的增量而增加，從而足以操縱關閉閥即彈性管子閥的收縮與載粉氣流導管或旁路中的壓力無關。
第一電磁閥S3設置於氣體管道106中，且連接在差壓調節器R4和第一和第二收縮閥P1和P2的各個分支管線108之間。第二電磁閥S4設置在從調節器R4到旁路收縮閥P3的另一個氣體管道110中。電磁閥S3、S4具有排氣口112的類型，當關閉從差壓調節閥通向各個管線108、110的壓力時，排氣口各自從其出口將氣體排向大氣。來自控制臺116或計算機或類似物的導電體114上的控制信號可選擇地操作所有電磁閥，使閥氣壓作用於關閉閥上。
漏鬥加壓裝置用來在加粉前向漏鬥加壓或加粉後抽空漏鬥。按照圖1和圖2所示的實施例，漏鬥加壓裝置包括一漏鬥加壓管線118，該加壓管線是連接在輸出導管26與漏鬥12中高於最大貯粉水準線16的部分之間。與輸出導管26的連接最好通過一第二匯合導管120，該匯合導管與一匯合接頭80形成一銳角。另一諸如收縮閥的加壓關閉閥P4設在加壓管線118中。該閥的壓力為管線110的分支管線122的壓力所促發，管線110通向旁路關閉閥P3。所以閥控制器在旁路關閉閥開啟時可進一步選擇性地打開加壓關閉閥，當旁路關閉閥關閉時可閉合加壓關閉閥。
按照圖3圖4所示的另一實施例，漏鬥加壓管線和閥可以被一排放系統124替代，該排放系統用來當粉末送料中止時排出漏鬥中的氣體。一諸如彈性鴨嘴式的止回閥126設置在進氣管線140中，以防止或至少阻礙氣流和粉末流量從漏鬥中流回進氣管線。當閥S2關閉時，電磁關閉閥S2通過釋放口128將進氣管線中的氣壓降至大氣壓，就象上述對閥S3和S4的描述。一差壓排氣閥130對應於進氣管線40中的進氣壓力，該壓力取自位於止回閥126和關閉閥S2之間的壓力計接口132，以便每當漏鬥壓力超出進氣壓力就從漏鬥中排出氣體。另一方面圖3和圖4的元件與圖1圖2中所示的基本相同，數字標號也相同。
按照合乎要求的配置(圖4)，差壓排氣閥包括一中空體134和一安裝在中空體內的柔性膜，以分開第一空腔138與第二空腔140。一剛性盤142略小於膜136且用粘結劑粘於膜上，以在允許的柔度範圍內提供一些支撐。一開口管狀元件144通過第一空腔138延伸進中空體134直到與膜貼近的點146，使得膜正好蓋住開口。一氣體連接管148連接在第二空腔140與壓力接口132之間。一排氣管150連接在漏鬥12和第一空腔138之間。其他方面系統如圖1圖2中的描述相同，部件的標號也可通用。如果進料系統在低於大氣壓的條件下工作，就需有一真空泵一類的裝置連接到諸如管線128、144的所有排氣管線。
在操作過程中，第一空腔138中的壓力大於第二空腔140中的壓力，則使薄膜136被移離管狀元件144，從而使氣體通過第一空腔從漏鬥中排出。相反，若第一空腔中的壓力基本上等於或小於第二空腔中的壓力，則薄膜緊貼管狀元件，從而防止氣體通過第一空腔從漏鬥中排出。
然而，在另一個實施例中，閥裝置包括一閉合裝置，以選擇性地在送粉位置關閉載體導管，阻止漏鬥的送粉。在這個實施例中，一最佳的實例如圖5-7所示，省略了第一和第二載粉氣流關閉閥，取而代之的是關閉裝置，該關閉裝置用以關閉漏鬥的孔34。旁路導管、漏鬥加壓管線和圖1-4中有關的閥被省略。一普通調節器R5代替了差壓調節器R4。系統的其它方面與圖3和圖4所示相同，且具有合適的相同元件的編號。
載體導管18在送粉處24具有一送粉孔34以接納粉末。一關閥裝置151包括設置在位於送粉處的載體導管18上的一套管152，緊配合套管可在粉末導管上轉動。套管例如可以由PTFE塑料製成。套管有一開口154，該開口154對準送粉孔34時處於開啟位置(如圖所示)，當開口轉動到不對準閉合位置158(如圖7中虛線所示)，即套管封住了孔。套管如圖6圖7所示。套管延伸部160通過漏鬥12延伸，且帶有一個或兩個O形環密封圈161。(一個已經顯示)。在漏鬥外面，延伸部160上有一法蘭盤162，且經向地設置了樞軸163。一對帶有活塞167的氣缸164、165安裝在氣缸座166上，活塞167與杆168相連，杆168具有與各對應的樞軸163連接的肘連接169。活塞進一步帶有將每個氣缸的內室171與外室172分開的形環密封圈170。第一氣體管線173使電磁閥S3與第一氣缸164的內室171和第二氣缸165的外室172構成「T」形連接。第二氣體管線使閥S4與第一氣缸164的外室和第二氣缸165的內室具有相同的連接。
閥氣體是選擇性地作用於171、172。第一和第二閥氣壓交替地作用於各自的第一和第二室，以便有選擇地轉動處於開啟位置(如圖所示)和閉合位置之間的套管。
在垂直管44底部的篩網52(如圖1-4所示)可以被鴨嘴閥182替代(如圖5和圖6所示)，以使粉末排出管子，在入口部54處設有鴨嘴閥。
上述幾個實施例的操作基本上是相同的，該系統特別地適用於向具有例如50表壓這樣的高反壓的熱噴槍送粉。例如，參照圖1和圖2所示的實施例，在噴槍不工作的預備模式控制下，電磁閥S1、S3被打開且電磁閥S2、S4被關閉，從而使第一和第二載體關閉閥P1、P2閉合旁路及加壓關閉閥P3、P4被打開。
在預備模式控制下，載粉氣流從氣源30以例如12.3公斤/平方釐米(175表壓)的壓力輸出，通過一開啟的電磁閥S1進入調節器R1，該調節器置定於8.75公斤/平方釐米(125表壓)的壓力輸出。流量計32將載體流調節到一需求的速率，比如9.4升/分鐘(20標準立方尺/小時)，且維持載體流通過任何正常的來自噴槍28的反壓力，例如達7公斤/平方釐米(100表壓)的反壓力。減壓閥R3置定於可提供一(例如)2.1公斤/平方釐米(30表壓)的反壓力，此反壓力高於輸入管20中的載體壓力。2.1公斤/平方釐米的反壓力保證了流向限流器66正向流量，該限流器用於通過排氣管線38進氣。進料調節器R3按照所需送粉速率預置定於一(例如)0.2公斤/平方釐米(3表壓)的壓力增量。
當噴槍點燃時，一例如3.5公斤/平方釐米(50表壓)反壓力很快地在輸出管26中產生並通向輸入管90。8.75公斤/平方釐米的壓力通過流量計32維持流向噴槍的載粉氣流。減壓閥R3立即被啟動，且自動地達到5.6公斤/平方釐米(80表壓)以維持管線38中的排氣流。由於漏鬥最初處於大氣壓下，漏鬥12很快地被來自旁路管94的載粉氣流和從輸出管26流回的氣體加壓，兩股氣流都通過漏鬥加壓管線118進入漏鬥。儘管還沒有進氣流通過關閉的電磁閥S3，排氣管線38中的反壓還導致調節器R4的壓力達到3.7公斤/平方釐米(53表壓)，一旦漏鬥中的壓力達到反壓，載粉氣流則再次流經輸出管。
在進粉模式下，關閉電磁閥S3，打開電磁閥S3、S4，使得載體關閉閥P1、P2打開和旁路及加壓閥P3、P4閉合。氣流經漏鬥12，從那裡通過垂直管44以及可能部分地通過漏鬥中的粉末14，從而通過輸入口34帶走粉末送粉氣流的壓力與反壓力的差決定了送粉速率，此送粉速率可由計量儀G2來監測。調節器R2可重複再調節以調節送粉速率。
停止送粉時，電磁閥S3打開，電磁閥S2、S4關閉，使得載體關閉閥P1、P2閉合，旁路閥和加壓閥P3、P4被打開。送粉氣流停止，漏鬥壓力的遞增通過與閥S3相通的管線112被釋放，直至與噴槍反壓力相等為止。當噴槍關閉時，漏鬥氣體通過加壓管線118、輸出管26和噴槍28進一步平衡。
圖3圖4所示的實施例的操作相似，只是在預備階段，電磁閥S2可在開始時與供氣閥S1一道開啟，因為閥關閉時沒有送粉氣流，當噴槍點燃時，調節各種壓力，包括所有的由於進氣管線40的加壓，使漏鬥壓力處於3.7公斤/每平方釐米。既然壓力在差壓排氣閥130的空腔138、140中平衡，漏鬥在這一階段不排放。
在圖3圖4所示的進給階段，電磁閥S3關閉，電磁閥S4打開，從而載體關閉閥P1、P2打開，旁路閥P4閉合。由於預加壓，進粉過程基本上是立即開始的，這是本實施例的一個特殊優點。變換閥的置定位置，以中止仍然處於點燃狀態的噴槍的送粉。只要漏鬥中的壓力超出進給管線的壓力，就開啟差動閥130以排空漏鬥，直至其壓力等於進氣壓力。當關閉進料器時，電磁閥S2被閉合，使得進給管線40從閥S2通過管線128被排放至大氣壓，同樣地允許排氣閥排空漏鬥。這種類型的排氣閥優於電磁操縱的收縮閥，因為排放會自動地發生，只要漏鬥壓力高於進給管線壓力，即使在工作過程中，送粉速率也可按需要很快地被調節。
圖4-7所示的實施例，其操作方法與圖3和圖4相同。電磁閥S3、S4操縱粉末關閉閥151來替代載體收縮閥，載體旁路不再需要，因為載粉氣流可以隨著關閉閥打開或閉合而流向載體管道。排氣閥的操作如圖2所示。本實施例排除了粉塊，它可能積聚在收縮閥之間的進粉段。
從前述描述中可以看出，本發明為熱噴槍一類的裝置提供了送粉系統，所述噴槍一類的裝置產生一進入粉末載粉氣流管道中的高反壓。由於噴槍和反壓力可以開啟和關閉，且由於反壓力可隨噴槍的調節而變化，送粉系統自動地快速地調節其內部壓力以維持精確的送粉速率。幾個實施例有所述的特殊優點，系統並未限制反壓高於大氣壓，因而可以應用於低壓室中的等離子噴塗。
雖然本發明參照以上幾個個別的實施例得以詳細描述，但不脫離本發明的精神和附屬權利要求範圍的各種變化和修改對本技術領域的技術人員來說都是顯而易見的。因而本發明僅限於從屬的權利要求及其對應物。
權利要求
1.一用於向熱噴槍送粉，允許在向送粉系統的反壓上產生一顯著變化的送粉系統包括-用於貯粉的封閉漏鬥；用於以氣載方式從漏鬥中的粉末送粉處向粉末利用裝置送粉的載體管道裝置；用於以一調節壓力將進氣送入漏鬥中，使得粉末在送粉處以一隨調節壓力變化而變化的送粉速率進入載粉氣流的送粉裝置；用於在送粉前向漏鬥加壓和送粉後排空漏鬥的漏鬥加壓裝置。用於測定在載體管道裝置中的載粉氣流壓力的測定裝置；用於進行壓力調節使其等於隨選定的送粉壓力的增量而增加的，載氣壓力，且隨載氣壓力的變化而變化的送粉調節裝置。
2.如權利要求1所述的送粉系統，其特徵在於，送粉調節裝置是一種差壓力調節器，它具有與載體管道裝置作氣壓連通的參考壓力入口。
3.如權利要求1所述的送粉系統，其特徵在於，送粉裝置包括設置在調節裝置和漏鬥之間的進氣管線，進一步包括一設置於進氣管線中的第一氣體關閉閥。
4.如權利要求1所述的送粉系統，其特徵在於，載體管道裝置包括一從氣流源引出且延伸到送粉位置的輸入管道，一從送粉處延伸到粉末利用裝置處的輸出管道，且含有一探測裝置，探測裝置包括一狹窄氣流入口和與輸出導管相連的出口的排氣管線，從而提供一通過排氣管線到達輸出管道的連續的洩放氣流，該排氣管線中的管線壓力代表了輸出管道中的載氣壓力，且調節裝置隨管線壓力的變化而變化以進行壓力調節。
5.如權利要求4所述的送粉系統，其特徵在於，所述系統進一步包括一與輸入導管相通的排氣源裝置，用以將排氣源按排氣源壓力等於隨選定的排氣壓力的增量而增加的輸入管道中的載氣壓力供給於狹窄流量入口。
6.如權利要求5所述的送粉系統，其特徵在於，排氣源裝置包括一設置在載粉氣流源與輸入管道之間的氣體輸入管線，和一設置在輸入管線和輸出管之間的調節減壓閥，以在輸入管線中提供一排氣源壓力，狹窄氣流入口是連接在輸入管線和排氣管線之間的。
7.如權利要求1所述的送粉系統，進一步包括設置在送粉處的閥裝置，閥裝置具有一開啟位置用於送入粉末，一閉合位置用於阻止粉末的輸入。
8.如權利要求7所述的送粉系統，其特徵在於，載體管道裝置包括一從氣流源引出且延伸到送粉處的輸入管道，和從送粉處延伸到粉末利用裝置的輸出管道，還包括閥裝置，閥裝置包括一設置在輸入管道中且接近送粉處的第一載粉氣流關閉閥，設置在輸出管道中接近送粉處的第二載粉氣流關閉閥，一連接在輸入導管和輸出導管之間的載體旁路管道，以便為送粉處和載粉氣流關閉閥提供旁路，一設置於旁路管道中的旁路關閉閥，和閥控制裝置，該裝置可有選擇地開啟或閉合關閉閥，從而第一和第二載粉氣流關閉閥一起地開啟或關閉，且當載粉氣流關閉閥閉合時旁路關閉閥開啟，當載粉氣流關閉閥開啟時旁路關閉閥閉合。
9.如權利要求8所述的送粉系統，其特徵在於，關閉閥各含有一彈性收縮閥，該收縮閥受控於各個閥壓力源的閥氣體壓力。
10.如權利要求9所述的送粉系統，其特徵在於，閥壓力源包括閥調節裝置，該閥調節裝置受控於載粉氣流壓力，用來調節閥壓力等於載粉氣流壓力，載粉氣流壓力隨選定的閥壓力的增量而增加，足以操作載粉氣流關閉閥，閥控制裝置包括載粉氣流關閉裝置，用於選擇性地將閥氣流壓力施加於載粉氣流關閉閥，且閥控制裝置進一步包括旁路氣體關閉裝置，用於選擇性地將閥的氣體壓力施加於旁路關閉閥。
11.如權利要求8所述的送粉系統，其特徵在於漏鬥加壓裝置包括一連接輸出導管和漏鬥中高於最大貯粉水準線的部分的漏鬥加壓管線，一加壓關閉閥設於加壓管線中，其中，閥控制裝置在旁路關閉閥打開時可以有選擇地打開加壓開關閥，當旁路關閉閥閉合時可選擇性地閉合加壓關閉閥。
12.如權利要求11所述的送粉系統，其特徵在於，關閉閥各自包括一彈性收縮閥，該閥受控於來自各個閥壓力源的閥氣壓。
13.如權利要求12所述的送粉系統，其特徵在於，閥壓力源包括閥調節裝置，該閥調節裝置與載粉氣流壓力起反應，以使閥壓力與載粉氣流壓力相等，載粉氣流壓力隨選定的閥壓力的增量而增加，足以操作第一和第二關閉閥，閥控制裝置包括載粉氣流關閉裝置，用於選擇性地將閥氣壓施加於第一和第二粉末關閉閥，且閥控制裝置進一步包括一旁路氣體關閉裝置，用來有選擇地將閥氣體壓力施加於旁路關閉閥和加壓關閉閥。
14.如權利要求8所述的送粉系統，其特徵在於，漏鬥加壓裝置包括一當送粉停止時從漏鬥中排放氣體的排氣裝置。
15.如權利要求14所述的送粉系統，其特徵在於，加粉裝置包括設置在調節裝置和漏鬥之間的進氣管線，進一步包括一設置進氣管線中的第一氣體關閉閥，且排氣裝置包括一設置在關閉閥和漏鬥之間的位於進氣管線中的止回閥，以阻止氣流從漏鬥進入進氣管線，卸壓裝置設置在關閉閥與止回閥之間，用來當第一關閉閥閉合時，從進氣管線中釋放壓力，差壓排氣閥對漏鬥壓力及位於止回閥和第一關閉閥之間的壓力分支處的進氣管線中的進氣壓力是敏感的，從而當漏鬥壓力超過進氣壓力時氣體從漏鬥中通過差壓排氣閥排出。
16.如權利要求11所述的送粉系統，其特徵在於，差壓排氣閥包括一中空體，一安裝於中空體中用來隔開第一空腔和第二空腔的柔性薄膜，一開口管形元件通過第一空腔延伸進中空體中，到達靠近薄膜的地方，使管口被正常地封住，一氣體連接管線連接在第二空腔和壓力分支之間，一排氣管連接在漏鬥和第一空腔之間，當第一空腔壓力大於第二空腔中的壓力時，則使薄膜移離管形元件，從而使氣體從第一空腔中排出，當第一空腔的壓力基本上等於或小於第二空腔壓力時，則關閉第一空腔，阻止排氣。
17.如權利要求15所述的送粉系統，其特徵在於止回閥包括一彈性鴨嘴閥。
18.如權利要求7所述的送粉系統，其特徵在於，閥裝置包括一關閉裝置，可有選擇地關閉載體導管以阻止漏鬥送粉處的送粉。
19.如權利要求18所述的送粉系統，其特徵在於，載體導管包括一帶有送粉口的導管部分，用以在送粉處接納粉末，關閉裝置包括一設置在送粉處的載體導管上可轉動的套管，且進一步包括一轉動裝置以轉動粉末導管上的套管，套管具有一側向開口，其對準送粉口時處於開啟位置，轉動到不對準送粉口時處於關閉位置。
20.如權利要求18所述的送粉系統，其特徵在於漏鬥加壓裝置包括排氣裝置，當送粉結束時用於將氣體從漏鬥中排出。
21.如權利要求20所述的送粉系統，其特徵在於，送粉裝置包括一設置在調節裝置與漏鬥之間的進氣管線，進一步包括一設在進氣管線中的第一氣體關閉閥;和排氣裝置，該排氣裝置包括一設在位於開關閥和漏鬥之間的進氣管線中的止回閥，以阻止漏鬥中的氣流通過進氣管線，卸壓裝置設在關閉閥和止回閥之間，以便當第一關閉閥關閉時從送氣通道中解除壓力，差壓排氣閥對漏鬥壓力和位於止回閥和第一關閉閥之間的分支處的進氣管線中的進氣壓力是敏感的，因此當漏鬥壓力超出進氣壓力時通過差壓排氣閥使氣體從漏鬥中排出。
22.如權利要求21所述的送粉系統，其特徵在於，差壓排氣閥包括一中空體，一安裝於中空體中用於隔開第一空腔和第二空腔的柔性薄膜，一開口管件通過第一空腔延伸到中空體中，到達貼近薄膜處，從而管口被正常地封住，一氣體連接管線連接在第二空腔和壓力分支之間，排氣導管連接在漏鬥和第一空腔之間，當第一空腔的壓力大於第二空腔的壓力時，壓力差使薄膜離開管件，從而通過第一空腔排出氣體，當第一空腔的壓力基本上等於或小於第二空腔的壓力時，則閉合第一空腔以阻止排氣。
23.如權利要求21所述的送粉系統，其特徵在於止回閥包括一彈性鴨嘴閥。
24.如權利要求1所述的送粉系統，其特徵在於，送粉裝置包括一安裝於漏鬥中的垂直管子，該管子從位於漏鬥中第大貯粉水準線之上的第一點延伸至接近送粉處的第二點，閥裝置安裝在垂直管上，以防止粉末向上通過管子，管子上有一位於最大貯粉線之上的入口，以接受漏鬥中的進氣。
25.如權利要求24所述的送粉系統，其特徵在於阻塞裝置包括一位於第一點的篩網，送粉裝置進一步包括一設在入口處彈性鴨嘴閥，以防止氣流向上流經垂直管。
26.一送粉系統包括一閉合貯粉漏鬥，用於以載粉氣流方式從漏鬥的送粉處向粉末利用處輸送粉末的載體導管裝置，用來將進氣以一調節壓力送入漏鬥，從而在送粉處將粉末送入載粉氣流的送粉裝置，用於當送粉中止時將漏鬥中的氣體排出的排氣裝置，送粉裝置包括一設在調節裝置和漏鬥之間的進氣管線，且進一步包括一設在進氣管線中的第一氣流關閉閥，排氣裝置包括一設在位於關閉閥和漏鬥之間的進氣管線中的止回閥，以阻止漏鬥中的氣流流回進氣管線，卸壓閥裝置設在關閉閥和止回閥之間，以便當第一氣體關閉閥閉合時通過進氣管線釋放壓力，差壓排氣閥對漏鬥壓力和位於止回閥和第一關閉閥之間的壓力分支處的送氣管線中的進氣壓力是敏感的，從而當漏鬥壓力超出進氣壓力時通過差壓排氣閥使氣體從漏鬥中排出。
27.如權利要求26所述的送粉系統，其特徵在於，差壓排氣閥包括一中空體，一位於中空體內用以隔開第一空腔和第二空腔的柔性膜，一開口管件通過第一空腔進入中空體內，延伸到貼近薄膜處從而使管口被薄膜正常地封住，一氣體連接管線連接在第二空腔和壓力分支處之間，一排氣導管連接在漏鬥和第一空腔之間，當第一空腔的壓力大於第二空腔的壓力時，壓力差使薄膜移離管形元件從而氣體可通過第一空腔排放，當第一空腔壓力基本上等於或小於第二空腔的壓力時，就閉合第一空腔阻止排氣。
28.如權利要求26所述的送粉系統，其特徵在於，止回閥包括一彈性鴨嘴閥。
29.一用於向熱噴槍送粉的送粉系統，允許在向送粉系統的反壓上產生一顯著的變化，它包括一用於貯粉的封閉漏鬥;一用於以載粉氣流形式自漏鬥中送粉處的載體導管中的一個孔向粉末利用裝置運送粉末的載體導管，載體導管裝置包括一從氣流源引出且延伸到送粉處的輸入導管，和一自送粉處延伸到粉末利用裝置的輸出導管;一用於在一調節壓力下將進氣送入漏鬥的送粉裝置，該裝置使得粉末在送粉處以一隨調節壓力變化而變化的送粉速率送入載粉氣流中，送粉裝置包括一設置在調節裝置和漏鬥之間的進氣管線，且進一步包括設置在進氣管線中的第一氣體關閉閥;用於允許或阻止送粉的閥裝置包括一設置在輸入導管中接近送粉處的第一載粉氣流關閉閥，一設置在輸出導管中接近送粉處的第二載粉氣流關閉閥，一連接在輸入導管和輸出導管之間的為送粉處提供旁路的旁路導管和載體關閉閥，一設置於旁路導管中的旁路關閉閥，閥控制裝置有選擇地打開或閉合關閉閥使得第一和第二載粉氣流關閉閥共同地開啟或關閉，當載粉氣流關閉閥閉合時旁路關閉閥開啟，當載粉氣流關閉閥開啟時旁路關閉閥閉合;一連接在輸出導管和漏鬥最大貯粉線之上之間的漏鬥加壓管線，和一設在加壓管線中的加壓關閉閥，閥控制裝置有選擇地在旁路關閉開啟時，閉合加壓關閉閥，在旁路關閉閥閉合時閉合加壓關閉閥;用來測定載體導管裝置中的載粉氣流壓力的測定裝置，包括一具有一狹窄氣流入口和與輸出導管相連的出口聯結管的排氣管線，以提供一連續的洩放氣流通過排氣管線到達輸出導管，排氣管線具有一管線壓力代表輸出導管中的載粉氣流壓力，調節裝置具有對管線壓力起反應的，用來進行壓力的調節。一排氣源包括一設在載粉氣流源和輸入導管之間的氣體輸入管線，和一設在輸入管線和輸入導管之間中的調節卸壓閥，該閥用來在輸入管線中提供一與輸出導管中載粉氣流壓力相等的排氣源壓力，所述載粉氣流壓力隨選定的排氣壓力的增量而增加，狹窄的氣流入口是連接在輸入管線和排氣管線之間;以及一差壓力調節器，該調節器具有一在氣壓上與載體導管相通的參照壓力入口，以使調節壓力等於隨著選定的進氣壓力的增量而增長的載粉氣流壓力。
30.一用於向熱噴槍送粉的送粉系統，允許在向送粉系統的反壓力上產生顯著變化，它包括一用於貯粉的封閉漏鬥;一用於以載粉氣流形式自漏鬥中送粉處的載體導管上的一個孔向粉末利用裝置運送粉末的載體導管，載體導管裝置包括一從氣流源引出且延伸到送粉處的輸入導管，和一自選粉處延伸到粉末利用裝置的輸出導管;一用於在調節壓力下將進氣送入漏鬥的送粉裝置，該裝置使得粉末在送粉處以一隨調節壓力變化而變化的送粉速率送入載粉氣流中，送粉裝置包括一設置在調節裝置和漏鬥之間的進氣管線，且進一步包括設在進氣管線中的第一氣流關閉閥;用於允許或阻止送粉的閥裝置包括一設置在輸入導管中接近送粉處的第一載粉氣流關閉閥，一設置在輸出導管中接近送粉處的第二載粉氣流關閉閥，一連接在輸入導管和輸出導管之間的為送粉處提供旁路的載體旁路和載體關閉閥，一設置於旁路導管中的旁路關閉閥，閥控制裝置有選擇地打開或閉合關閉閥使得第一和第二載粉氣流關閉閥共同地打開或關閉，當載粉氣流關閉閥閉合時旁路關閉閥開啟，當載粉氣流關閉閥開啟時則旁路關閉閥閉合;漏鬥加壓裝置包括一排氣裝置，當漏鬥壓力超出進氣管線壓力時，該裝置用來排出漏鬥中的氣體，排氣裝置包括一設在關閉閥和漏鬥之間的進氣管線中的止回閥，以阻止氣流從漏鬥中通過進氣管線，卸壓裝置設在關閉閥和止回閥之間以便當第一關閉閥關閉時解除進氣管線中的壓力，還包括一差壓排氣閥，該閥對漏鬥壓力及位於止回閥和第一關閉閥之間的壓力分支處的進氣管線中的進氣壓力是敏感的;用來測定載體導管裝置中的載粉氣流壓力的測定裝置，包括一具有一狹氣流入口和與輸出導管相連的出口聯結器的排氣管線，以提供一通過排氣管線到達輸出導管連續的洩放氣體，排氣管線具有一管線壓力代表輸出導管中的載粉氣流壓力，且調節裝置與管線壓力是敏感的，用於進行壓力的調節;一排氣源包括一設在載粉氣流源和輸入導管之間的氣體輸入管線，和一設在輸入管線和輸入導管中的調節卸壓閥，該閥用來在輸入管線中提供一與輸入導管中載粉氣流壓力相等的排氣源壓力，所述載粉氣流壓力隨選定的排氣壓力的增量而增加，狹窄的氣流入口連接在輸入管線和排氣管線之間;一差壓力調節器，該調節器具有一在氣壓上與載體導管相通參照壓力入口，以使調節壓力等於隨著選定的進給壓力的增量而增長的載氣壓力。
31.一用於向熱噴槍送粉的，送粉系統允許在向送粉系統的反壓力上產生一顯著變化，它包括一用於貯粉的封閉漏鬥;一用於以載粉氣流形式自漏鬥中送粉處的載體導管上的一個孔向粉末利用裝置運送粉末的載體導管，載體導管裝置包括一從氣流源引出且延伸到送粉處的輸入導管，和一自送粉處延伸到粉末利用裝置的輸出導管;一用於在一調節壓力下將進氣送入漏鬥的送粉裝置，該裝置使得粉末在送粉處以一隨調節壓力變化而變化的送粉速率送入載粉氣流中送粉裝置包括一設置在調節裝置和漏鬥之間的進氣管線，且進一步包括在進氣管線中的第一氣流關閉閥;一可轉動的套筒，在送粉處套在載體導管上;用於轉動粉末導管上的套筒的轉動裝置，套筒有一側向開口，處於開啟位置時對準送粉孔，關閉位置時不對準送粉孔;漏鬥加壓裝置包括一排氣裝置，當漏鬥壓力超過進氣管線壓力時，該裝置用來排出漏鬥中的氣體，排氣裝置包括一設在關閉閥和漏鬥之間的進氣管線中的止回閥，以阻止氣流從漏鬥中通向進氣管線，卸壓裝置設在關閉閥和止回閥之間以便當第一關閉閥閉合時從進氣管線中釋放壓力，還包括一差壓排氣閥，該閥對漏鬥壓力及位於止回閥和第一關閉閥之間的壓力分支處的進氣管線中的進氣壓力是敏感的;用來測定載體導管裝置中的載粉氣流壓力的測定裝置，包括一具有一狹窄的氣體入口和與輸出導管連接的出口的排氣管線，以提供一通過排氣管線到達輸出導管的連續的洩放氣體，排氣管線中的管線壓力代表輸出導管中的載粉氣流壓力，而調節裝置對管線壓力是敏感的，以便用來進行壓力的調節;一排氣源包括一設在氣流源和輸入導管之間的氣體輸入管線，和一設在輸入管線和輸入導管之間的調節卸壓閥，該閥用來在輸入管線中提供一與輸入導管中的載粉氣流壓力相等的排氣源壓力，所述載粉氣流壓力隨選定的排氣壓力的增量而增加，狹窄氣流入口連接在輸入管線和排氣管線之間;一差壓力調節器，該調節器具有一在氣壓上與載體導管連通參照壓力入口，以調節壓力等於隨著選定的進給壓力的增量而增加的載粉載粉氣流壓力。
全文摘要
一向高反壓處送粉的送粉系統，包括一帶有送粉口的載體導管和一以調節壓力向漏鬥中送氣的導管。排氣通道有一出口與輸出管道相連，其管道壓力代表了載體壓力。差壓調節器在管道壓力的作用下使調節壓力等於載體壓力的增量。輸入通道中的調節排氣閥提供一排氣氣流到排氣通道。節流閥交替地允許或阻止送粉，一可轉動套管帶有一側向開口套在載體通道上。一載體旁路通道連接輸入和輸出導管，漏鬥加壓導管連接輸出導管和漏鬥。
文檔編號B65G53/18GK1041923SQ89107830
公開日1990年5月9日 申請日期1989年10月9日 優先權日1988年10月21日
發明者馬克·F·斯波爾丁, 理察·A·格林 申請人:帕金-埃爾默有限公司