CN101115568B - 压缩空气节流装置和粉末喷镀涂层装置 - Google Patents

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Abstract

一种压缩空气节流装置包括：至少一个节流阀(22)，其借助电马达(24)可以进行调整；及一个电流电路(44)，该电流电路具有接触元件(46、48、50)，从而根据节流阀的调整交替地中断和接通电流电路。该节流装置优选地用在粉末喷镀涂层装置的压缩空气道中。

Description

压缩空气节流装置和粉末喷镀涂层装置
技术领域
本发明涉及一种压缩空气节流装置、尤其用于粉末喷镀涂层装置的压缩空气节流装置。此外，本发明还涉及一种具有至少一个这样节流装置的粉末喷镀涂层装置。
背景技术
EP1156882B1中公开了具有这种节流装置的粉末喷镀涂层装置。它包括电动的步进马达，该步进马达通过折叠梁连接使阀件旋转。该阀件具有螺纹，该螺纹与壳体螺纹相啮合，因此，阀件在旋转期间相对于阀座也沿着轴向运动，从而调整设置在阀座中的节流通道的打开宽度。该专利文献还公开了一种具有两个节流阀的节流装置，这两个节流阀布置成相互相对并且借助一个相同的步进马达来驱动，因此，在一个节流阀进行打开运动时，另一个节流阀根据步进马达的旋转方向实现关闭运动或者返回。步进马达从基准位置旋转出来大约一个规定的齿距数量以调整至少一个节流通道的预定打开宽度。
在公知节流装置的实际应用中，节流阀在基准位置上具有最小的打开横截面，该最小的打开横截面可以完全被关闭或者可以稍稍打开从而有压缩空气泄漏流，该压缩空气泄漏流在调试节流装置之前被测量出来，并且在电动控制步进马达时得到考虑以调整所需要的工作-压缩空气流。实际上，由于制造误差和由于要考虑马达轴的角度位置，因此它在旋转运动步伐(Drehbewegungsschritt)结束时被证明是极端困难的，它把节流阀的完全关闭位置用作基准位置，从该基准位置计算出步进马达的步伐(Schritt)，从而使规定的压缩空气流通过节流阀。
附图中的图1示出了一个实际上公知的EP1156882B2的粉末喷镀涂层装置的实施例。电动步进马达2借助一个没有示出的电动控制装置来进行控制，从而通过折叠梁连接件4使阀件6旋转大约预定的数量的旋转螺距，从而因此相对于阀座10调整阀件6的针阀头部8并且因此调整一个形成在阀座10的节流通道12的打开宽度。阀件6设置有螺纹14，该螺纹14与壳体17的螺纹16相啮合，因此步进马达2的旋转运动转换成了阀件6的轴向运动。在节流通道12的打开宽度最小时，优选为在节流通道完全关闭时(但是完全关闭节流通道在实践中非常难实现)，阀件6的其它旋转运动和其它轴向运动停止了，其中，在这种情况下，阀件6的止挡18沿着圆周方向被挡在壳体17的止挡20上。因此节流通道12可以被打开大约超过阀件6只旋转360度的一圈，两个止挡18和20已经在完全旋转360之前不久又相互一定得具有如此长的图1的轴向距离，因此它们沿着旋转方向相互可以运动。它需要，在与基准位置和具有相对较大倾斜度的螺纹14、16相比可最小地调整节流通道12的开口横截面时，两个止挡18和20的轴向重叠刚好较短。螺旋倾斜度越大，那么在步进马达2步进时阀件6的轴向运动越大。因此，不能实现节流阀8、10、12的精细调整。因此，通过单个零件的制造误差来产生了困难。理想的是，通过节流通道12可以非常精确地调整压缩空气流，并且可以调整非常小的压缩空气流的变化。但是，在公知的装置中，由于下面这些已经产生了调整失效，即在两个止挡18和20相互沿着旋转方向接触时，步进马达2不能完全实现一个电动控制开关所需要的旋转螺距。
发明内容
通过本发明来解决这个任务，本发明提供了一种这样的可能性，即与现有技术相比，通过本发明可以以更加方便的方式来精确地调整节流装置。
根据本发明，通过下述的节流装置的特征来实现这个任务，该压缩空气节流装置包括至少一个可调整的节流阀，其中，设置至少一个电流电路，该电流电路具有导电的接触元件，从而根据该至少一个节流阀的调整交替地中断和接通电流电路。
特别有利的是，本发明的这种节流装置应用到粉末喷镀涂层装置中，因为它对于所需要的涂层粉末量而言是特别重要的，以实现较好的涂层质量和实现较高的效率，因此，它可以精确地调整压缩空气流，并由此以精细的、较小的步伐或者无级地和因此连续地进行调整。所有这些可能性提供了新的发明。
但是，本发明不仅可以用于粉末喷镀涂层装置，而且也适合于需要精确地调整压缩空气流或者流体流的所有其它应用。
其它特征记载在从属权利要求中。
附图说明
在下面，参照附图根据作为例子的本发明优选实施例描述本发明。在附图中：
图1以轴向剖视图示意性地和部分地示出了粉末喷镀涂层装置的现有技术的压缩空气节流装置；
图2以沿着图5的平面II-II所看去的轴向剖视图示出了处于完全或者部分关闭位置上的本发明压缩空气节流装置，该完全或者部分关闭位置在这个实施例中是节流装置的控制的基准位置；
图3是图2的III的放大细节；
图4是图2的IV的放大细节；
图5是沿着图2的箭头V方向看去的、图2的节流装置的正视图；
图6是处于节流阀的完全打开位置上的本发明节流装置的轴向剖视图；
图7是图6的VII的放大细节；
图8是图6的VIII的放大细节；
图9是沿着图6的箭头IX方向看去的、本发明节流装置的后视图；
图10是与处于所述第一节流阀的完全或者部分关闭位置上的本发明第一实施例相类似的本发明节流装置的另一个实施例的纵向剖视图，其中该关闭位置用作节流装置控制的基准位置，及除了所述的第一节流阀之外，还设置了第二节流阀，在第一节流阀沿着关闭方向运动时，该第二节流阀沿着打开方向运动；及在第一节流阀沿着打开方向运动时，第二节流阀以相反的方式沿着关闭运动；其中图10示出了处于关闭位置或者部分关闭的位置上的第一节流阀和处于完全或者接近完全打开位置的第二节流阀；
图11示出了图10的节流装置，其中第一节流阀完全或者接近完全打开而第二节流阀完全或者部分关闭；
图12示意性地示出了本发明的粉末喷镀涂层装置，该装置包括至少一个位于压缩空气道中的、与图2-10中的一个相对应的本发明节流装置；
图13是图12的粉末喷镀涂层装置的一部分，其中代替图2-9的两个节流装置，一个节流装置与两个布置成相互相对的、共同操纵的、根据图10和11的节流阀一起使用。
具体实施方式
在图2至9所示出的本发明压缩空气节流装置21包括节流阀22和可控制的电动马达24，其中电动马达24具有马达轴26以调节节流阀22。马达24可以是马达轴26可控制地调整到限定旋转角度位置上的任何马达类型。它优选为电动的步进马达。电动马达24的马达壳体30借助骑马螺栓32保持在阀壳体34上。骑马螺栓32沿着轴向被夹紧在马达壳体30的后部端面36和阀壳体34的法兰38的前端面37之间。这两个零件以一个偏心地布置到马达24的轴向中线39上的、沿着轴线平行的插座连接进行连接，以防止马达壳体30在阀壳体34上进行旋转。之后，例如具有阀壳体34上的突出部40和一个位于相关的另一个零件例如马达壳体30上的、安装该突出部40的空隙42，如图2示意性所示那样。防止旋转也可以通过其它装置来实现，例如通过位于马达壳体30和法兰38之间的螺栓来实现。
此外，根据本发明，设置了电动的电流电路44，该电流电路44具有至少两个、例如三个可导电的接触元件46、48、50，从而根据节流阀22的调节交替地中断和接通电流电路44。
根据本发明的特殊实施例，接触元件中的至少一个、例如接触元件50设置在轴向可调整的阀件52中，并且与这个接触元件50一起相对于这些接触元件中的至少一个其它接触元件、例如相对于两个其它接触元件46和48可以运动，并且同时相对于节流阀22的阀座54借助马达24可以运动，从而借助阀元件、优选为针阀60的阀头部58改变形成在阀座54中的节流通道56的开口宽度，该针阀60是可调整阀件52的零件。
针阀60与马达轴26这样的连接，即在针阀60没有旋转的情况下，它通过马达轴26的旋转来进行轴向调整。因此，针阀60在阀壳体34的通孔64内被轴向地引导。通孔64至少在它的一部分长度上具有非圆形形状、优选为多角形状、例如四角形，从而防止针阀60进行旋转。根据附图中所示出的优选实施例，螺纹轴套62被固定在针阀60的后端上，优选地以压铸方法来喷溅，该螺纹轴套62具有多边缘的外圆周段66，该外圆周段66在通孔64的多边缘内圆周段68中被轴向引导。螺纹轴套62具有内螺纹70，该内螺纹70与抗扭地布置在马达轴26上的第二螺纹轴套74的外螺纹72相啮合。
电动电流电路44的导电接触元件46、48和50环绕针阀60地布置在位于中间元件80的向前端面76和向后端面78之间的通孔64内。中间元件80沿着轴向紧贴在通孔64的凸肩的一个向后端面82上。
一个通过凸肩82来变窄的、通孔64的开口段84通过密封件86与第一阀室88相密封。节流阀22设置在第一阀室88和第二阀室90之间。
在本发明的优选实施例中，两个布置成固定的接触元件48和46以在横向平面上相互有一个距离地、不能运动地布置在中间元件80的向后端面78上，该横向平面与中线39成直角地延伸。运动的接触元件50可运动地与可运动的阀件52布置在一起，并且形成为用来桥接两个接触元件48、46的接触桥形接片，因此电接触元件形成按钮。各自仅在针阀60处于预定的基准位置上之后，优选在针阀60几乎完全地或者优选为完全地关闭节流通道56之后，形成为接触桥形接片的接触元件50接触和桥接两个固定的接触元件48和46，如图2、3和4所示那样。
在电接触元件46、48、50连通时，在一个仅示意性示出的电控制装置89中产生了基准信号，该基准信号与节流阀22的基准定位(基准位置)相对应，该基准位置优选为完全或者接近完全关闭的节流阀关闭位置。在基准位置是节流阀22的一个仅部分的关闭位置时，测量因此所产生的压缩空气的泄漏流，该泄漏流流过节流阀22。在步进马达24的每个步(Schritt)中，节流阀22进一步打开，并由此更多的压缩空气通过节流阀22。因此，每个借助马达24的电控制装置89所要求的旋转步(Drehschritt)与预定的、可测量的压缩空气量相对应，该压缩空气量流过节流阀22。所想要的压缩空气流量因此在任何时间可以被重新产生。
节流装置这样地形成，即在针阀60沿着打开方向的运动开始时，与针阀60一起可以运动的接触元件50移离固定的接触元件46和48并且因此使电流电路44打开。
如图2和6所示那样，可调整的阀件52和针阀60例如被调整大约6毫米的调整距离，因此从马达壳体30到基准位置的、螺纹套62的后端的轴向距离根据图2-4例如大约是8毫米，并且从马达壳体30到完全打开的阀位置的、螺纹套62的后端的轴向距离根据图6-8例如大约是2毫米。导电的接触元件46、48、50仅是在针阀60的基准位置上，但是仅在针阀60的可能轴向调整上相互接触。电流电路44在接触元件46、48、50进行接触时被连通并且在没有接触时中断。
也可以选择针阀60的其它基准位置来取代优选的基准位置以实现本发明。
两个固定的接触元件48和46各自具有电连接元件46-1或者48-1，这些电连接元件在图5和9中被清楚地示出。
与可运动阀件52、优选为针阀50可一起运动地连接起来的可运动接触元件50优选为导电接触环，该导电接触环包围着针阀60，并且可倾斜地位于一个向前的支承面92上，该支承面形成在针阀60或者优选为根据附图形成向前伸出的、螺纹套62的环形凸缘94上。通过接触环50的可倾斜性能可以确保，在接触元件46和48的接触表面布置成不平行于用作接触桥接件的接触环50时，它不仅紧贴在一个固定的接触元件上，而且也紧贴在两个固定的接触元件46和48上，并且它们相互电连接。
一个形成为盘簧的压力弹簧96沿着轴向夹紧在可运动的接触元件50(接触桥接件、接触环)和中间元件80之间，从而在可调整的阀件52进行所有的轴向调整时，使接触元件50与支承表面92保持结合。此外，压力弹簧96可以导致螺纹70和72的齿总是沿着相同的轴向相互紧贴，因此在螺纹之间的空隙和公差不会影响节流阀22的调整精度。
根据另一个没有示出的本发明实施例，导电接触元件不是预先考虑桥接件，而是它仅预先考虑两个固定的接触元件46或者48中的一个，并且可运动的接触元件50设置有电连接件，该电连接件与电控制装置89相连，因此在两个接触元件50和46(或者根据另一个实施例50和48)在图2所示的基准位置上相互接触或者在针阀60的所有其它位置上相互不接触时，在控制装置中产生信号。
图10和11示出了本发明的节流装置121的另一个实施例，其中第二节流阀122被设置到其它附图所示的第一节流阀22，它们相互这样地机械连接，以致在节流阀22沿着打开方向运动时，另一个节流阀122产生了沿着关闭方向的运动，及相反地，在节流阀22沿着关闭方向运动时，另一个节流阀122产生了沿着打开方向的运动。因此，在图10和11的实施例中，第二节流阀122的针阀160通过第一针阀60的轴向延伸来形成。第二阀122相应地、但是是在相反的空间布置中具有阀头158、阀座154和通过阀座的节流通道156。
第一节流阀22的第一阀室88具有外部气动连接88-1。第一节流阀22的第二阀室90通过阀连接通道94与第二节流阀122的第二阀室190相连通。第二节流阀122的节流通道156设置在第二阀室190和第一阀室188之间，该第一阀室188设置有外部气动连接188-1。阀连接通道94设置有一个外部气动连接94-1。当阀连接通道94的外部气动连接94-1与气动源连通时，气动源的压缩空气96根据节流阀22和122的调整借助唯一马达24或者仅通过第一节流阀22或者通过两个节流阀22和122或者仅通过第二节流阀122各自流入到所限定出的流量分配器中，如它在图10和22通过箭头96-1、96-2、96-3和96-4所示意性地示出那样。
本发明的节流装置的优选应用领域是粉末喷镀涂层装置，因为在进行粉末喷镀涂装时，效率和涂层质量特别依赖于压缩空气流的精确调整。
图12示意性地示出了本发明的粉末喷镀涂层装置中的许多可能实施例中的实施例。喷射器200从粉末容器204中吸入涂层粉末202，并且把这些粉末以压缩空气流的方式供给到喷涂装置206、例如喷枪中，该喷涂装置具有喷孔208或者没有示出的旋转喷嘴。根据本发明，根据本发明以所描述的方式来形成的节流装置21以下面气道中的至少一个来布置，其中该气通道可以从压力源210供给有压缩空气211：在输送压缩空气213的供给气道212中，该气道212通到喷射器200中，该喷射器200在低压区域214中产生低压，并由此从粉末容器204中吸入涂层粉末202；和/或在一个辅助气道216中，该气道216把辅助压缩空气217供给到粉末-空气输送道218中，在该输送道218中，涂层粉末由输送压缩空气213气动地被供给到喷涂装置206中；和/或在用于成形压缩空气221的成形气道220中，它形成喷射的粉末雾(Pulverwolke)222；和/或在扫出压缩空气227的电极扫气道226，它通到高压电极230，该高压电极被设置来给粉末流气道中的涂层粉末进行静电充电；和/或在粉末容器204内的流化压缩空气233的流化空气供给道232，它使位于其中的涂层粉末进行流化，即在一个可吸出的、松散的状态下输送。
图13示出了图12的粉末喷镀涂层装置的一部分，但是，在供给气道212和辅助气道216中没有布置图2-9的单个节流装置21，而是为两个气道212和216共同布置一个图10和11的节流装置121。后者在图13中仅是示意性地示出。节流装置121的该一个节流阀22布置在给喷射器200供给压缩空气213的供给气道212中。节流装置121的另一个节流阀122布置在把辅助压缩空气217输送到粉末-压缩空气-流道218中的辅助气道216中。优选的是，节流装置121这样地形成，以致调整输送用空气-压缩空气213时在以相同方法(或者以另一个预定的比率)也调整辅助压缩空气217。因此，每个时间单元所输送的粉末量通过调整输送用空气-压缩空气213来改变，同时位于喷射器200下游处的粉末-压缩空气-流道218中的总空气量保持不变。它是一个优选实施例，但是该优选实施例不排除本发明的其它实施例。在本发明的所有实施例中，主要特征在于，节流阀的基准位置借助一个或者多个电接触元件来限定出。
针阀的阀头在节流阀的所有实施例中优选为锥形，因此在节流通道的一个初始打开区域中，在针阀运动时工，只产生一个较小的通流压缩空气量变化，并且也在节流阀从完全关闭的阀位置打开到开度较小的阀位置上时，仅实现最小的空气增加。
在优选的实施例中，节流阀在基准位置上完全或者接近完全关闭。
螺纹套62和74的螺纹70、72优选为梯形螺纹。
邻近导电接触元件的该零件由不能导电的材料形成。
权利要求例如涉及本发明的优选实施例。但是，本发明也涉及每个单个特征和这些特征的结合的使用，该使用在权利要求、说明书和/或附图中是公开的。

Claims (15)

1.一种压缩空气节流装置，它包括至少一个可调整的节流阀(22、122)，其特征在于，
设置至少一个电流电路(44)，该电流电路具有至少两个导电的接触元件(46、48、50)，在所述导电的接触元件(46、48、50)连通时产生与所述节流阀(22、122)的基准位置相对应基准信号，从而根据该至少一个节流阀(22、122)的调整交替地中断和接通电流电路(44)。
2.根据权利要求1所述的节流装置，其特征在于，设置一个固定的阀件和一个可相对于所述固定的阀件运动的、并由此可以调整的可运动的阀件，从而改变该至少一个节流阀(22；122)的节流通道(56、156)的打开宽度，其中节流通道延伸通过阀座(54、154)；接触元件(46、48)中的至少一个布置在固定的阀件周围，并且接触元件(50)中的至少另一个布置在可运动的阀件中，并且所述至少另一个布置在可运动的阀件中的接触元件(50)在节流通道的打开宽度改变时，借助该可运动的阀件相对于所述至少一个布置在固定的阀件周围的接触元件(46、48)可以运动，其中接触元件仅在可运动的阀件的预定位置上相互接触并由此接通电路(44)，而接触元件在可运动的阀件的所有其它位置上相互隔开并由此断开电路(44)。
3.根据权利要求2所述的节流装置，其特征在于，可运动的阀件布置成沿着马达(24)的直的中线(39)可以运动，但是绕着中线(39)不能旋转，因此可运动的阀件具有螺纹(70)，该螺纹与另一个螺纹相啮合，该另一个螺纹可借助马达(24)来旋转，从而相对于节流阀的阀座沿着中线调整该可运动的阀件。
4.根据权利要求2或者3所述的节流装置，其特征在于，所述电流电路具有三个接触元件，其中相互接触的所述三个接触元件中的一个是桥接件，并且另外两个接触元件(46、48)布置成相互隔开一定距离，并且可以通过该桥接件来桥接从而各自接通电路，或者通过桥接件运动离开它们而相互电分开从而断开电路。
5.根据权利要求4所述的节流装置，其特征 在于，所述相互接触的接触元件中的一个为布置在可运动的阀件中的接触元件(50)。
6.根据权利要求4所述的节流装置，其特征在于，作为桥接件形成的接触元件(50)被倾斜地支撑，因此它可以相对于被接触的其它接触元件(46、48)进行倾斜，从而在这些所有其它接触元件与形成为桥接件的接触元件(50)之间具有不等的距离时，也与该所有其它接触元件(46、48)产生接触并且与之桥接。
7.根据权利要求2所述的节流装置，其特征在于，弹簧(96)沿着可运动的阀件的调整方向夹在可运动的阀件和固定的阀件之间。
8.根据权利要求7所述的节流装置，其特征在于，所述可运动的阀件的调整方向为沿着该至少一个节流阀的打开方向。
9.根据权利要求4所述的节流装置，其特征在于，弹簧(96)被压紧在形成为桥接件的接触元件上。
10.根据权利要求3所述的节流装置，其特征在于，可运动的阀件由至少两个零件形成，其中一个零件是具有阀头(58、158)的阀元件，阀头布置成邻近阀座(54、154)从而调整节流通道(56、156)的打开宽度，其中另一个零件是引导件(62)，该引导件与所述具有阀头的阀元件相连，从而被支承成沿着中线可以一起运动，但是绕着中线(39)不能旋转，并且具有螺纹(70)。
11.根据前述权利要求1所述的节流装置，其特征在于，除了节流阀(22)之外，还设置了第二节流阀(122)，因此两个节流阀这样地相互机械地连接起来，即在一个沿着打开方向运动时，而另一个沿着关闭方向产生运动，及相反地，在一个沿着关闭方向运动时，另一个沿着打开方向产生运动。
12.根据权利要求11所述的节流装置，其特征在于，两个节流阀(22、122)的节流通道(56、156)彼此沿着轴向布置，并且通过连接通道(94)相互连通，为两个节流阀共同设置一个可运动的阀件，及这个可运动的阀件延伸通过两个节流阀(22、122)的节流通道(56、156)，并且延伸通 过连接通道(94)；连接通道(94)设置有压缩空气入口(94-1)，并且两个节流阀(22、122)中的每一个在它们远离连接通道(94)的阀侧上设置有压缩空气出口(88-1、188-2)。
13.一种粉末喷镀涂层装置，其特征在于，包括根据前述权利要求中的任一项所述的节流装置(21；121)，所述节流装置(21；121)位于至少一个压缩空气道(212、216、220、226、232)，以供给压缩空气。
14.根据权利要求13所述的粉末喷镀涂层装置，其特征在于，所述压缩空气道(212、216、220、226、232)为：
输送压缩空气的供给气道(212)，该气道通到喷射器(200)中，该喷射器(200)气动地供给涂层粉末；辅助压缩空气的辅助气道(216)，该气道(216)通到粉末-空气输送道(218)中，在该输送道中，涂层粉末借助输送的压缩空气气动地供给；成形压缩空气的成形气道(220)，它形成喷射的粉末雾；扫出压缩空气的电极扫气道(226)，它通达高压电极(230)，该高压电极设置来给涂层粉末进行静电充电；流化压缩空气的流化空气供给道(232)，它使位于粉末容器中的涂层粉末进行流化。
15.一种粉末喷镀涂层装置，其特征在于，包括根据权利要求11或者12所述的节流装置，所述节流装置位于至少一个压缩空气道(212、216、220、226、232)，以供给压缩空气，其中这两个节流阀(22、122)中的一个(22)布置在供给气道(212)中，以把压缩空气输送到喷射器(200)中，从而气动地输送涂层粉末，并且这两个节流阀(22、122)中的另一个(122)布置在辅助气道(216)中，从而把辅助压缩空气供给到所述粉末-空气输送道(218)中，涂层粉末借助输送的辅助压缩空气气动地被输送到该输送道(218)中。 
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