CN101405109B - 一种定量装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种适用于颗粒料喷砂器械的定量装置，包括一设有基座的定量室、安装在室内能使铲斗沿圆周方向运转的转子、用于将微粒产品输送至定量室的接收端的喂料管以及设于定量室基座输料端的输料管。定量室的基座配合颗粒料的喂料管配置以使得颗粒料不会从基座上溢出到输料管。转子配合喂料管设置以使得微粒产品在输送至定量室基座时会被转子上的铲斗铲起，并通过上升转动将颗粒料从定量室的接收端传送到定量室的输送端。

Description

一种定量装置

技术领域

本发明涉及一种用于颗粒料喷砂器械的定量装置。本发明特别涉及一种喷砂器械，尤其是一种非磨蚀性材料喷砂处理器械。

背景技术

用于非磨蚀性材料喷砂处理的定量装置一般包括产品喂料管、用于计量喷丸介质的定量室及计量介质的增压流水线。计量介质及流体的混合物在压力下送至喷嘴。传统的定量系统采用压力差动齿轮来计量流体内介质的剂量。该系统的优点是可以用于磨蚀性性材料和非磨蚀性材料的材料进行定量；缺点是定量的准确度低。为解决定量准确性问题，申请人设计了一种定量装置，该定量装置包含一设有开孔的可旋转盘片，其中当开孔转到介质喂料口及供料管的指定处时对介质进行定量。美国专利US6,896,197披露了一种这样的装置。该类型的装置在可旋转盘片及盘片间的隔板之间需要安装有密封以防止盘片不转动时介质渗漏。由于盘片与隔板之间的距离必须很小，密封很容易在盘片与隔板发生摩擦时损坏；当介质对盘片和隔板之间有磨损时该问题显得更为明显，从而使得上述装置只能用于非磨蚀性材料。

美国专利US 3,758,004披露了一种用于对颗粒料进行定量的定量装置，包括有定量室，定量室内安装有可旋转的转子，转子可将颗粒料传送到配料出口。该定量设备设计为转子的周边与定量室墙壁的间隙非常小，以避免当转子停转时颗粒料会从间隙中通过而进入配料出口。间隙过近会导致转子与定量室的邻近表面产生摩擦和磨损，特别是当介质掉落入两紧贴在一起的表面之间时，问题会更加明显。

发明内容

本发明的目标是解决至少一个以上所述问题。

本发明提供了一种适用于颗粒料的定量装置，包括定量室，定量室内有物料接收端、物料输送端以及设置于两者之间的转子。物料通过喂料管传送到物料接收端的基座上，并通过转子旋转抬起接收端的物料(比如常见的铲起)，并将物料传送到定量室的输送端。物料接收端的基座根据输料管调整，使得颗粒料在转子静止时不会溢出定量室的输送端。这样可使得设备不需要将转子和定量室壁设置得很近(例如，通常两者不需要密封)，因此减轻了这些元件的磨损和裂开。

根据本发明，此处提供一种定量装置，特别是一种适用于颗粒料喷砂器械的定量装置，包括：

一具有基座、物料接收端及物料输送端的定量室；

一配合定量室的物料接收端喂料到定量室基座上的喂料管；

一成型于定量室内、位于输送端的输料管；

一可在定量室内转动的转子，所述转子包括安装在转子周边上的一系列铲斗，

所述转子根据定量室而布置，以便铲斗能够在旋转上升时从基座铲起物料，将物料传送到定量室的输送端，并将物料倒入输料管，其中，基座根据喂料管布置以便在转子静止时，从喂料管输送到基座途中的物料时不会溢到输料管内。

本发明的定量装置与传统的颗粒料喷砂器械相比有着明显的进步。首先，由于定量室设置有基座以及输料管端设置的开口，使得颗粒料不会由于自身的压力从定量室的物料接收端的基座边缘溢出到输料端。其次，当装置内充有物料时，物料将会在接收端堆积成一个锥形堆，锥形堆的底部不会达到溢出基座边沿的程度。因此，当拆下转子或转子静止后(例如不使用时)，物料不会由于自身的压力溢出到室内的输送端。这样可不必将装置上的转子边缘与定量室壁的距离设计得很近，这意味着转动部件的磨损及裂开将会减小。

在喂料管及输料管之间没有密封件也是适用的。因此，转子与邻近室壁的磨损及裂开会进一步减小。

在本发明的一具体实施例中，定量室输料端的基座向上翻边形成一个开口。当使用时，该开口可将定量室输料端溢出的物料收回。通常定量室输料端的基座与转子弯曲曲率一致。一般而言，转子安装在室内接近基座及喂料管的出口处。

在本发明的一具体实施例中，喂料管接近定量室端的出口设有一个向上的开口，其向上的开口与基座的周边外缘连线与水平位置的夹角为θ，其中θ小于30°。通常θ小于28°，优选为小于25°，更好为小于24°，最好为21°。重要的是夹角θ根据所配送的物料可以变化。变化取决于物料的特性，以及其堆放在平面上所形成的“圆锥”的尺寸。显然，物料堆成的“圆锥”越陡峭，则θ角度也就可能越高。上面所提及的数字是在当物料配方为沉淀碳酸钙(Exa HDO^TM precipitated calcium carbonate)或与其类似的物料时常用的数字。

转子一般设置为可转动的，使得物料可在定量室的接收端铲起并通过旋转运送到定量室的输送端。因此，通常将转子装配在一水平轴上，尽管轴不一定要完全水平。

通常每个铲斗包括有从转子周边外缘凸出的牙齿状的构造。然而，重点在于铲斗可以为任何形状，只要其能够将物料从定量室接收端铲起并将物料输送到定量室的输料端，并将物料分配到输料管内。因此，在替选实施方式中，铲斗可由转子向外发散的坚固叶翼组成，或由设有铲状的轮组成，或其它任意有举起物料并将物料运送到输料端的容积的结构。

在优选实施方式中，本发明的设备包括至少两列设于转子周边的铲斗。理想设置为每一圆周列的铲斗与另一列错开。在一种理想实施方式里，转子包括三列沿圆周设置的铲斗，其中每一列铲斗均与另外两列错开。这样，不同列之间相邻的铲斗将循序渐进地输送颗粒料，而且相邻铲斗动作具有相位差，而不是同时动作所有的铲斗。这保证了颗粒料可以合乎常理地连续并平稳地传输到输料管，如果只采用一列铲斗，则输送将不连续。

在本发明的一替选实施例中，设备包括多个转子。相应的每个转子圆周列上的铲斗与其它转子圆周列上的铲斗错开。

本发明还涉及一种颗粒料喷砂器械，包括上述的定量装置。通常，这样的器械也包括与颗粒料储存设备的连接装置，并通过喂料管将颗粒料输送到颗粒料储存设备中。连接装置通常设有密封连接件连接喂料管。一般而言，微粒产品输料管将物料输入一条微粒供应流水线，理想设置为一条有压力驱动的流水线形成一条输出线。该设备一般还包括在压力流水线上供给压力的装置。流水线优选为气体式，理想为空气。压力流水线在器械内均衡施加，例如，在颗粒料储存设备、喂料管、定量室及输料管同时加压。在一实施例中，均布的压力由可提供连接定量室和颗粒料储存设备的流体的均布空气压力管给出。典型的，均布压力管的尾端置于颗粒料储存室邻近储存室的开口部。

相应的，输出线的空气压力在0-10Bars之间。通常输出线是含于流体中并连接有配料喷嘴，在使用时，用喷嘴将气流及颗粒料流对准目标进行操作。

本发明还涉及到一种通过本发明的上述颗粒料喷砂器械及其定量装置进行定量的方法，该方法包含以下步骤：提供一个颗粒料储存容器；通过喂料管将物料输送至定量室中；启动马达带动转子以能达到所要求的颗粒料的量的速度转动；然后用喷嘴将气流及颗粒料流对准目标进行喷丸操作。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明：

图1是本发明的定量装置上部的截面图；

图2是图1中定量装置的立体图；

图3是图1定量装置的立体爆炸视图；

图4是本发明的定量装置的转子的立体图；

图5是本发明的颗粒料喷砂器械的原理图；

图6是图1中定量装置装有颗粒料时的使用状态图；

图7是本发明另一实施方式的定量装置上部分的截面图。

具体实施方式

参照附图，本发明的一种适用于颗粒料喷砂器械的定量装置，如图1所示，包括有主体机构2、主体机构2内装有定量室3、产品喂料管4以及产品输料管5。所述定量室3设有一个产品接收端3a及一个产品输送端3b。

如图1所示，产品输料管5输入一个增压流水线6并形成一个产品输出6a。图中没有显示，产品输出线6a有一个配料喷嘴。

更详细的，转子7根据定量室3安装，在其上设有多列圆周上形成的铲斗8。铲斗8由转子7上延伸出来并作圆周齿状排列。如图2和图4所示，转子7包括三列铲斗8，每列铲斗8与其它列圆周错开。然而，如替选实施方式(见图3)，可安装三个分开的转子7a、7b及7c并使得每个转子周边的铲斗相互错位。转子7包括一转轴7d并连接马达9以使转子7转动。转子7的转动速度根据所需要的喷丸条件来调节。

如图3所示，转轴7d穿过一个安装在定量室1的壁上的轴套20。所述轴套20包括一柱体21，其上设有轮缘22。在使用时，轴套放置在装置1壁上的洞里，通过轮缘22装于壁内部，而柱体穿过洞。之后将轴穿过主体21并通过轴套支持，包括一个环形密封圈22a以及一个盒盖22b，在转轴连接至马达之前连接上轴。之后将空气增压线装于主体上的孔23上，并使空气压力大于或等于定量装置所提供定量室外壳内部的及外部的压力。这样可保证颗粒料从定量室脱离并穿过轴洞的量最少，因此减低了密封圈22a的磨损。

在主体2上形成的产品喂料管4包括配合设置在颗粒料容器一端4a的通道。喂料管4的另一端将物料输入定量室3的产品接收端3a。在定量室3及产品喂料管4之间有一由隔板12形成的栅栏。产品喂料管4的嘴部设有一个上唇11。产品输料管5包括设置于定量室3的产品输料端3a的基座10上的孔。

定量室3的基座10弯曲向上设有一个产品输料端，并形成有一个邻近产品输料管5的唇口13。在喂料孔的上唇11及基座唇口13之间的设有一标注线，并在基座唇口13上标注有参考符号A。A标注线及水平线之间的角度由符号θ表示(见图6)。在实施例中，θ为23°。除非另有说明，一般θ必须小于30°，而转子及侧壁的空隙基于定量室，当不操作转子时，颗粒料将从基座唇口13溢出到产品输料管。在其它实施例中，隔板12可包括切断以提高颗粒料投放到转子铲斗的能力。所述切断如图2所示的虚线。在此例子中，切断不影响θ，该角度由隔板12的最低部分到上唇11的距离决定。

转子7配合产品喂料管4及基座10安装，这样在向上旋转时铲起从产品输料管4输出到基座的微粒。

定量装置1另加设有孔24，用于配合连接一气压均衡管(见下)。

如图5所示的根据本发明的颗粒料喷砂器械的原理图以及总体所示的参考25。一产品储存设备26设置于定量装置1上方，其包括有管道27来提供产品在自重作用下能从设备26的基座28传到产品喂料管4的通道。一气压均衡管29提供流体连接定量室3以及储存设备26。管道29设有一个向上开口29a，位于储存设备顶部，以及一个较低的开口29b，位于储存设备26基座的前端。这企图保证储存设备26的压力相比定量室、产品输料及喂料管的压力不会波动太大。

在使用时，颗粒料，例如聚合碳酸钙的微粒将从产品储存设备26输送至产品喂料管4，其中喂料管4密封连接储存设备26。产品将充入喂料管4并在定量室3的基座10上堆积。参照图6所示的定量装置充入颗粒料的示意图；可见，当角度θ充分小时(小于30°)，物料将不会自身从基座的唇口溢出，因此，物料从室内的产品接收端到产品输料端的唯一的路径是通过转子转动。该系统的进一步优化是当转子不转动时，物料将简单堆积在设备基座上；产品接收端及产品输送端要求不密封。因此，设备的运动部件的磨损及撕裂将最小。

由于转子7将根据喂料管4及基座10布置，转子7的转动(方向如图1的箭头所示)使得产品由圆周设置的铲斗8举起并将从定量室3的产品接收端3a输送到产品输送端3b，之后产品将落入产品输送管5，并通过产品出口6a传递到增压流水线6。根据喷丸操作的要求，增压流水线6的空气压力将受限制，而且微粒产品进入出口的测量计量也可由转子的速度进行限制。

参照图7所示本发明的定量装置的进一步实施方式，其中部件与前面所示的部件编号相同。在此实施例中，产品喂料管4包括一圆柱软管40，该软管从喂料管4的顶端4a延伸到定量室的基座10前面。本实施例的应用已在前面所述的实施例中充分描述。

由于设备的运作方式，设备所有的管道及室拥有相同的运作压力。这样消除了产品喂料管及产品输料管密封的必要，而且这样可减少定量装置的工作表面之间的摩擦，使得设备使用寿命更长久。

在本发明更进一步的实施方式中，定量装置可包括在定量室基座内的振动装备。振动装备的恰当例子在文章中熟知。例如，基座可包括可弯曲或可变形的物料可行，例如，由电力传感震动仪进行振动。这样的实施例尤其适合用于小计量颗粒料的定量装置，这样的定量装置用于牙科喷丸器械。

本发明的定量装置以及喷砂器械适合于非磨蚀性材料(例如已公开的国际专利号WO 2004/084851)或配料更磨蚀性物料，例如，沙子，或用于配料其混合物，或其它任意类型需要控制剂量的颗粒料。本发明的设备适用于工业喷丸器械的使用，或作于流程工厂的剂量方式，例如称制剂，以及其它非工业性运用，例如配料牙齿清洁物质。

本发明不只局限于上面所描述的实施方式，结构和细节有所不同但是核心与本发明相同的，均属于本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种颗粒料喷砂器械(25)，包括一往颗粒料定量装置(1)中供应颗粒材料的颗粒料储存室(26)，该定量装置(1)包括：

一具有基座(10)、物料接收端(3a)及物料输送端(3b)的定量室(3)；

一设于定量室物料接收端、供所述颗粒料从储存室(26)输送至定量室(3)接收端(3a)的基座(10)上的喂料管(4)；

一设于定量室内物料输送端(3b)的输料管(5)；及

一可在定量室内转动的转子(7)，该转子包括一系列安装在转子周边上的铲斗(8)；

其中所述转子(7)设于定量室(3)内并当转子转动时铲斗(8)能从定量室的基座上铲起物料、上升并转到定量室的物料输送端(3b)，通过物料输送端物料可倒入输料管(5)中，其中的转子根据喂料管来布置，使得从喂料管输送到基座上的物料不会溢出到输料管中，并且所述颗粒料喷砂器械还包括一连接定量室(3)及颗粒料储存室(26)的气压均衡管(29)。

2.根据权利要求1所述的一种颗粒料喷砂器械，其中所述气压均衡管(29)的一端部(29b)设于颗粒料储存室(26)内靠近其出口处。

3.根据权利要求2所述的一种颗粒料喷砂器械，其中所述气压均衡管(29)还包括一位于颗粒料储存室(26)内靠近顶部处的向上开口(29a)。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的一种颗粒料喷砂器械，所述喂料管是由定量室内转子上方的接收端(3a)所形成的隔板(12)构成，其中在该隔板的顶部与所述定量装置的顶部之间设有一压力均衡间隙。

5.根据权利要求1至3中任一项所述的一种颗粒料喷砂器械，其中沿转子(7)圆周配置有至少两列铲斗(8)，并且所述各列的铲斗与其它列的铲斗在圆周方向上错开。

6.根据权利要求1至3中任一项所述的一种颗粒料喷砂器械，其包括多个转子(7a、7b、7c)，各转子上的铲斗与所述多个转子中其它转子上的铲斗在圆周方向上错开。

7.根据权利要求1至3中任一项所述的一种颗粒料喷砂器械，其中所述铲斗(8)由转子(7)周边伸出的齿状结构所形成。

8.根据权利要求1至3中任一项所述的一种颗粒料喷砂器械，所述器械内部的空气压力处处相等。

9.一种应用权利要求1至8中任意权利要求所述的颗粒料喷砂器械(25)的定量方法，其步骤包括提供一个颗粒料储存容器；通过喂料管(4)将物料输送至定量室中；启动马达带动转子(7)以能达到所要求的颗粒料的量的速度转动；然后用喷嘴将气流及颗粒料流对准目标进行喷丸操作。

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