CN101978333A - 压力调节机构,特别是涂料压力调节器或涂层介质阀 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种压力调节机构(1)，特别是涂料压力调节器或涂层介质阀，用于在涂装设备中影响待施加的涂层介质的涂层介质压力，具有在工作中直接遭受涂层介质并且为了影响压力而能够运动和/或能够变形的构件(6，14)。本发明提出，所述遭受涂层介质的构件(6，14)至少部分地由陶瓷材料制成，以便实现更长的使用时间。

Description

压力调节机构，特别是涂料压力调节器或涂层介质阀
技术领域
本发明涉及一种压力调节机构，特别是涂料压力调节器或涂层介质阀，用于在涂装设备中影响待施加的涂层介质的涂层介质压力。
背景技术
这种涂料压力调节器例如由EP 1376289A1公知并且被用于在涂装设备中调节涂层介质压力。所述公知的涂料压力调节器具有涂料室，所述涂料室具有涂料入口和涂料出口，其中，在所述涂料入口中设置弹簧加载的供入阀，所述供入阀在静止状态中封闭所述涂料入口。此外，所述公知的涂料压力调节器具有控制空气室，所述控制空气室与所述涂料室紧邻并且通过柔性的膜片与该涂料室分隔开。所述控制空气室在工作中被加载可调节的控制空气压力，所述控制空气压力作用于控制空气室与涂料室之间的膜片，从而使得所述膜片根据涂料室与控制空气室之间的压力差而变形。为了操作所述供入阀，所述膜片在中间承载一个操作芯棒，所述操作芯棒在膜片由于所述压力而变形时可将所述供入阀打开。
如果现在涂料室中的涂料压力降低到预给定的给定值以下，则控制空气室中的控制空气压力超过涂料室中的涂料压力。其结果是，处于控制空气室与涂料室之间的膜片通过所述操作机构向着供入阀的方向偏转并且由此将供入阀打开。在供入阀打开之后，涂料流入到涂料室中，由此使得涂料室中的压力上升，直到涂料室中的压力与预给定的给定值相应为止，然后供入阀关闭。
控制空气室与涂料室之间的膜片在该涂料压力调节器工作中频繁变形并且因此由弹性的和相应耐久的材料、例如聚四氟乙烯(PTFE)制成。
然而前述公知的涂料压力调节器的缺点是膜片和供入阀的抗磨损性低，这特别是在采用具有高固体含量和研磨性漆组分的涂料时会出现故障。因此所述膜片和供入阀密封座的使用时间部分地在1至2周的范围内，这需要频繁更换构件。
前述公知的涂料压力调节器的另一缺点是，供入阀需要单独的密封装置。
发明内容
因此本发明的任务是，相应地改善前述的涂料压力调节器。特别值得期望的是，提高易受磨损的构件(膜片和阀座)的使用时间和/或降低构件数量。此外，值得期望的是，所述涂料压力调节器在没有外部的压力加载的情况下可靠地关闭。
所述任务通过根据本发明的、独立权利要求所述的涂料压力调节器来解决。
本发明基于如下的技术知识：即，传统涂料压力调节器中的易受磨损的构件(阀座和膜片)虽然可以承受工作中出现的变形，但是会通过具有高固体含量或研磨性漆组分的涂料损坏。
因此本发明包含的普遍技术教导是，在压力调节机构中使易受磨损的构件(例如阀座、膜片)至少部分地由陶瓷材料制成，所述陶瓷材料可以更好地承受研磨性的漆组分，这有利地使得使用时间更长并且无需频繁更换易受磨损的构件。
迄今为止尚未考虑用陶瓷材料来制造膜片，因为陶瓷材料通常相对易碎并且因此由于工作中频繁出现的变形而将快速失效。因此，在本发明的范围内优选采用陶瓷的纤维复合材料，所述陶瓷的纤维复合材料也提供足够的耐变形性。
此类纤维复合材料可以例如具有由碳、碳化硅或氧化铝、特别是AL2O3构成的纤维和由碳化硅或氧化铝构成的基体。
此外，所述纤维复合材料可以例如具有二维的或三维的基体结构。
在本发明的范围内，所使用的陶瓷材料优选具备高于0.2％、0.5％、1％甚至2％的最大伸长量，由此，所述膜片在工作中可毫无干扰地变形。优选所述陶瓷材料在此直到其最大伸长量为止基本上是弹性的，从而使得所述膜片可以自动复位。
由前述说明书已经清楚地表明，本发明的压力调节元件优选是涂料压力调节器，其形式与专利申请EP 1376289A1中所述的类似，从而在此将该专利申请的内容完全纳入到本说明书中。但是本发明的压力调节机构替代地也可以是涂层介质阀或其他的压力调节机构。
在本发明的作为涂料压力调节器的变型方案中，所述涂料压力调节器优选具有一个涂料室，该涂料室具有一个涂层介质入口和一个涂层介质出口，其中，一个供入阀控制涂层介质通过所述涂层介质入口向涂料室中的流入。此外，所述涂料压力调节器优选具有一个控制空气室，该控制空气室可以被加载控制空气压力以调节所述涂层介质压力，其中，控制空气室中的控制空气压力确定涂层介质压力的给定值。在此，在控制空气室与涂料室之间设置一个膜片，该膜片根据其膜片位置操作涂料室的供入阀。
如果涂料室中的涂层介质压力低于所述预给定的控制空气压力，则位于控制空气室与涂料室之间的膜片向着涂料室的方向偏转，从而所述膜片或设置在所述膜片上的操作机构使所述供入阀打开，然后涂层介质流入到涂料室中并且提高了涂料室中的涂层介质压力。
然后，如果涂料室中的涂层介质压力升高到控制空气室中的控制空气压力，则所述膜片又复位，然后供入阀关闭向着涂料室的供入。
通过这种方式，所述涂料压力调节器(其在EP 1376289A1中有详细描述)将涂层介质压力调节到一个给定值上，该给定值通过控制空气室中的控制空气预给定。
优选所述膜片在此至少部分地由所述陶瓷材料制成，以便能够尽可能长时间地承受研磨性的漆组分。
此外，在此所述供入阀优选也至少部分地由所述陶瓷材料制成，以便提高使用时间。
在本发明的一个优选的实施例中，涂料室的供入阀具有一个阀球和一个阀座，其中，该阀球和/或阀座至少部分地由所述陶瓷材料制成。
用陶瓷材料来制造所述阀座的优点是，所述供入阀不必具有单独的密封装置、特别是由橡胶或塑料制成的密封环。
在本发明的涂料压力调节器中，位于控制空气室与涂料室之间的膜片可以在一个打开位置与一个关闭位置之间运动，其中，所述膜片在打开位置中使供入阀打开，相反该膜片在关闭位置中不使所述供入阀打开，从而使得所述供入阀关闭。优选在此设置一个复位机械装置，只要所述控制空气压力或涂层介质压力没有引起其他膜片位置，则该复位机械装置就使膜片从打开位置复位到关闭位置中。所述复位机械装置提供的优点是，所述涂料压力调节器在没有压力加载时占据一个确定的位置，在该确定的位置中所述涂料压力调节器关闭。为此需注意的是，本发明也要求保护传统的压力调节器，特别是如EP 1376289A1所述的具有例如由PTFE塑料构成的传统膜片和传统供入阀的涂料压力调节器，只要设置了前述复位机械装置的话。
优选所述复位机械装置具有一个作用于所述膜片的复位弹簧。
所述复位弹簧可以在一侧例如支撑在固定的壳体部件上，而该复位弹簧在对置的端部上可支撑在一个操作机构上，该操作机构设置在所述膜片的中间。
在所述复位弹簧的结构实施方面存在大量的可能性。例如所述复位弹簧可以构造为螺旋弹簧、盘簧、弹簧板或压簧，其中，压簧可以集成到所述膜片中。
优选本发明的压力调节机构这样构成，使得当涂层介质是具有固体含量为高于50％、60％、70％、80％或90％的液态漆时实现高于两周、一个月、六个月或一年的持续工作。
此外需提及的是，本发明不仅包括前述压力调节机构的细节，而且也要求保护具有至少一个此类压力调节机构的涂装设备。
此外，本发明也包括一种用于具有本发明压力调节机构的涂装设备的新型工作方法，其中，该压力调节机构的遭受涂层介质的、易受磨损的构件(例如膜片、阀座)由于涂层介质的研磨性作用而在一定使用时间后更换。本发明的工作方法的特征是，所述构件的使用时间高于两周、一个月、六个月或一年，从而所述易受磨损的构件(例如膜片、阀座)相应不频繁地更换。
最后，本发明还包括陶瓷材料的新型应用，用于制造涂装设备的压力调节机构的遭受涂层介质并且为了影响压力而可运动和/或可变形的构件。
附图说明
本发明的其他有利的进一步方案在从属权利要求中表征或者在下面结合本发明优选实施例的说明借助附图详细阐述。图中示出：
图1：是本发明的涂料压力调节器的横截面图，其具有一膜片和一由陶瓷材料制成的阀座，以及
图2：是本发明涂料压力调节器的一个替代实施例，其具有一用于所述膜片的复位机械装置。
在附图中相同的构件设有相同的参考标号。
具体实施方式
图1示出一个本发明的涂料压力调节器1，用于在涂装设备中调节涂层介质压力。
所述涂料压力调节器1在很大程度上相应于传统的、例如在专利申请EP1376289A1中描述的涂料压力调节器，因此将所述专利申请的关于涂料压力调节器1的结构和功能方式的内容全部纳入到本说明书中。
所述涂料压力调节器1具有三个上下叠置壳体部件2、3、4，这些壳体部件通过螺钉5固定地彼此连接。
在此，在壳体部件3与壳体部件4之间具有一个由陶瓷的纤维复合材料制成的膜片6，其中，该膜片6将涂料室7与控制空气室8分隔开。
在壳体部件2与壳体部件3之间具有一个另外的膜片9，该另外的膜片也由陶瓷的纤维复合材料制成并且将所述控制空气室8与截止空气室10分隔开。
在所述膜片6的中间具有一个孔，在所述孔中设置一个操作芯棒11，其中，所述操作芯棒11的技术意义还将详细描述。
在所述控制空气室8中将一个环形的止挡板12放入到所述壳体部件3中，其中，该止挡板12限制所述操作芯棒11向上的运动间隙并且从而也限制膜片6向上的运动间隙。这意味着，所述操作芯棒11向上只能运动到附图中所示的位置中，在所述位置中所述操作芯棒11止挡在所述止挡板12上。
此外，所述涂料压力调节器1具有一个涂层介质入口13，涂层介质可通过该涂层介质入口流入到所述涂料室7中。
在此在所述涂层介质入口13中设置一个供入阀，该供入阀基本上由阀座14、阀球15、阀弹簧16和阀壳体17构成。阀弹簧16以确定的弹簧力将阀球15压到阀座14中，从而在静止状态中所述供入阀朝涂料室7关闭。
此外，所述涂料压力调节器1具有一个涂层介质出口，待施加的涂层介质可通过所述涂层介质出口以期望的涂层介质压力从涂料室7流出，其中，在附图中看不见所述涂层介质出口。
最后，截止空气室10也具有一个为了简化起见没有示出的压力空气接头，以便用截止空气压力加载所述截止空气室10，如还将详细描述的那样。截止空气室10与控制空气室8之间的膜片9在中间也具有一个孔，在该孔中设置一个操作机构18。
最后，所述上部的壳体部件2通过一个从下面拧入到壳体部件2中的盖19封闭，其中，所述盖19与壳体部件2之间的中间空间通过一个密封环密封。
现在，在下面描述本发明的涂料压力调节器1的工作。
首先，通过调节控制空气室8中的控制空气压力预给定涂层介质压力的期望的给定值。然后，控制空气室8中的控制空气压力通过止挡板12中的孔作用于所述控制空气室8与涂料室7之间的膜片6。
只要涂料室7中的涂层介质压力低于控制空气室8中的控制空气压力，则控制空气压力导致膜片6通过操作芯棒11向下偏转。在此，所述操作芯棒11将阀球15从阀座14中压出，由此使得供入阀打开。在此，涂层介质流入到涂料室7中，由此使得涂料室7中的涂层介质压力上升。
一旦涂料室7中的涂层介质压力等于控制空气室8中的控制空气压力，则所述膜片6不再向下偏转，由此使得涂料室7中的供入阀关闭。涂层介质从涂料室7中的流出则又导致涂料室7中的涂层介质压力下降，直到涂料室7中的涂层介质压力的下降又导致所述供入阀打开为止。通过这种方式将涂料室7中的涂层介质压力调节到预给定的给定值上。
此外，涂料压力调节器1允许供入阀与其他压力关系无关地打开，所述压力关系例如在清洗管道时是必需的。为此，以足够高的截止空气压力加载所述截止空气室10，由此膜片9通过操作机构18向下偏转。然后，所述操作机构18向下压所述操作芯棒11直到所述阀球15被从阀座14中压出为止，由此使得供入阀打开。
在所述涂料压力调节器1中重要的是，两个膜片6、9和阀座14由陶瓷的复合材料制成。这提供的优点是，膜片6、9和阀座14更好地抵抗研磨性的漆组分，这显著提高了使用时间。
另一优点在于，阀座14无需单独的、由橡胶或塑料制成的密封环来进行密封，而这在传统的涂料压力调节器中就是这种情况。
图2示出图1中的涂料调节器的一种变型方案，因此为了避免重复请参见图1实施例的前述说明，其中，对于相应的细节使用相同的参考标号。
该实施例的一个特别之处在于，设置一个复位机械装置，该复位机械装置使操作芯棒11并且从而使膜片6在没有外力作用时向上复位。为此，该复位机械装置具有一个复位弹簧20，该复位弹簧在一侧支撑在所述环形止挡板12的上侧并且在另一侧支撑在所述操作芯棒11上，从而该复位弹簧20将膜片6向上压入到图中示出的止挡位置中。
在该实施例中所述复位机械装置保证供入阀在没有外部的压力加载的情况下关闭，从而没有涂层介质排出。
优选在该实施例中所述膜片6、9和阀座14也由陶瓷的纤维复合材料制成，这与前述的优点相关。
但是在该实施例中也存在如下可能性，即膜片6、9由传统的材料制成，例如PTFE。
此外，在该实施例中也能够以传统方式构造所述供入阀。因此所述阀座14例如由热塑性材料制成。
本发明不局限于前述的优选实施例。相反大量的变型方案和改变都是可以的，它们同样利用本发明的构思并且因此落入本发明的保护范围。
参考标号表
1    涂料压力调节器
2-4  壳体部件
5    螺钉
6    膜片
7    涂料室
8     控制空气室
9     膜片
10    截止空气室
11    操作芯棒
12    止挡板
13    涂层介质入口
14    阀座
15    阀球
16    阀弹簧
17    阀壳体
18    操作机构
19    盖
20    复位弹簧

Claims (16)

1.压力调节机构(1)，特别是涂料压力调节器或涂层介质阀，用于在涂装设备中影响待施加的涂层介质的涂层介质压力，具有在工作中直接遭受涂层介质并且为了影响压力而能够运动和/或能够变形的构件(6，14)，其特征在于，所述遭受涂层介质的构件(6，14)至少部分地由陶瓷材料制成。
2.特别是如权利要求1所述的呈涂料压力调节器的形式的压力调节机构(1)，其特征在于，
a)设有涂料室(7)，该涂料室具有涂层介质入口和涂层介质出口，
b)设有供入阀(14，15，16，17)，该供入阀控制涂层介质通过所述涂层介质入口向所述涂料室(7)中的流入，
c)设有控制空气室(8)，该控制空气室能够被用控制空气压力加载以调节涂层介质压力，其中，所述控制空气室(8)中的控制空气压力确定涂层介质压力，并且
d)设有膜片(6)，该膜片设置在所述控制空气室(8)与所述涂料室(7)之间并且根据其膜片位置操作涂料室(7)的供入阀(14，15，16，17)。
3.如权利要求2所述的压力调节机构(1)，其特征在于，
a)所述膜片(6)至少部分地由陶瓷材料制成，和/或
b)所述供入阀(14，15，16，17)至少部分地由陶瓷材料制成。
4.如权利要求2或3所述的压力调节机构(1)，其特征在于，
a)所述涂料室(7)的供入阀(14，15，16，17)具有阀球(15)和阀座(14)，并且
b)所述阀球(15)和/或阀座(14)至少部分地由陶瓷材料制成。
5.如权利要求4所述的压力调节机构(1)，其特征在于，所述供入阀(14，15，16，17)不具有单独的密封装置，特别是不具有由橡胶或塑料制成的密封环。
6.如权利要求2至5之一所述的压力调节机构(1)，其特征在于，
a)所述膜片(6)能够在打开位置与关闭位置之间运动，其中，该膜片(6)在打开位置中使所述供入阀(14，15，16，17)打开，相反，该膜片(6)在关闭位置中不使所述供入阀(14，15，16，17)打开，并且
b)设有复位机械装置(20)，该复位机械装置将所述膜片(6)从打开位置复位到关闭位置中。
7.如权利要求6所述的压力调节机构(1)，其特征在于，所述复位机械装置(20)具有复位弹簧，该复位弹簧作用于所述膜片(6)。
8.如权利要求7所述的压力调节机构(1)，其特征在于，
a)在所述膜片(6)上在中间安置一个操作机构(11)，该操作机构操作所述供入阀(14，15，16，17)，并且
b)所述复位弹簧(20)在一侧支撑在该操作机构(11)上并且在另一侧支撑在一固定的壳体部件(12)上。
9.如前述权利要求之一所述的压力调节机构(1)，其特征在于，所述陶瓷材料是陶瓷的纤维复合材料。
10.如权利要求9所述的压力调节机构(1)，其特征在于，
a)所述纤维复合材料包含由碳、碳化硅或氧化铝、特别是Al2O3构成的纤维，和/或
b)所述纤维复合材料包含由碳化硅或氧化铝构成的基体。
11.如权利要求9或10所述的压力调节机构(1)，其特征在于，
a)所述纤维复合材料具有二维的基体结构，或
b)所述纤维复合材料具有三维的基体结构。
12.如前述权利要求之一所述的压力调节机构(1)，其特征在于，
a)所述陶瓷材料具有高于0.2％、0.5％、1％或2％的最大伸长量，和/或
b)所述陶瓷材料直到所述最大伸长量为止基本上是弹性的。
13.如前述权利要求之一所述的压力调节机构(1)，其特征在于，
a)所述涂层介质是固体含量高于50％、60％、70％、80％或90％的液态漆，并且
b)所述压力调节机构(1)在以所述涂层介质持续工作时具有高于2周、1个月、6个月或1年的使用时间。
14.涂装设备，具有至少一个如前述权利要求之一所述的压力调节机构(1)。
15.特别是如权利要求14所述的涂装设备的工作方法，其中，所述压力调节机构(1)的遭受涂层介质的构件由于涂层介质对该构件的研磨作用而在确定的使用时间后更换，其特征在于，该构件的使用时间高于2周、1个月、6个月或1年。
16.陶瓷材料的应用，用于制造涂装设备的压力调节机构(1)的遭受涂层介质并且为了影响压力而能够运动和/或变形的构件(6，14)。
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