CN109416030B - 高密度粉末泵 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于高密度粉末转移的泵。根据本发明的用于高密度粉末输送的泵具有四冲程操作，在四冲程操作中，四个泵送室实际上构成了两对彼此成行的室的系统。这使得可以将每分钟的总流速划分在四个罐上。四个罐中的每个罐均具有减小的容量以有利于泵的紧凑性并减少单个罐的装载/排空时间，通过利用连通容器的流体动力学原理，成对的成行室的系统由于持续的低压而增大了总粉末贮存体积。

Description

高密度粉末泵

技术领域

本发明涉及一种用于高密度粉末转移的泵。

根据本发明的泵设计成在用于高密度粉末转移的系统中使用，并且因此本发明的另一目的是包括根据本发明的泵的粉末输送系统。

背景技术

在通过常规的文丘里(Venturi)泵或高密度系统进行粉末输送的领域、例如但不仅在工业涂装(painting)车间中，特殊的专用泵不仅可以将粉末提供给喷涂枪，而且还可以回收和再循环来自涂装室的所谓“过喷”粉末。

术语“过喷”意指用于输送一定量粉末的过量的加压气体(空气)。

所使用的高百分比的气体(空气)大大增加了粉末本身的速度，这因为所产生的递送流将主要由气体(空气)本身组成。

在粉末涂覆的特定情况下，在喷射步骤中，粉末即使带静电也倾向于在待被涂装的部件上回弹或者更糟糕的是粉末经过该部件本身。这导致使用更多数目的喷涂枪、或者替代性地使生产速度降低且因此使生产成本升高。

就其性质而言，过喷不会给涂覆过程带来任何益处。事实上，过喷是一种负担，这是因为过喷增大了必须被处置的材料的量、增大了过滤器的负载、污染了舱室并增加了排放到大气中的排放量：因此，过喷的减少仅可以导致节省。

在喷涂中，回收、以及重复使用“过喷”粉末的可能性是最大的问题之一，当认为立法强制实行严格限制粉末到大气中的排放、以及对废物处置的控制时，这一问题的重要性变得更加清晰。

在喷涂的过程中，相当大百分比、从30％至70％的粉末涂覆是过量的，并且为了落在排放限制内，需要通过将过量的粉末传送到通常与涂装室相邻的合适的粉末回收罐中来削减过喷。

因此，本发明所属的高密度泵既可以用于通过从给送罐抽吸粉末而将涂装产品、粉末给送至喷涂枪，而且可以用于将粉末从与涂装室相邻的过量粉末回收罐转移至将粉末给送至喷涂枪的给送罐。

因此，为简洁起见，将参照本发明的泵对象，该泵对象的表述为“用于高密度粉末转移的泵”，然而，因此不希望以任何方式将泵的用途限制为仅进行粉末转移操作，而是在泵的用途当中包括有给送喷涂枪的用途。

目前，用于高密度粉末转移的泵在现有技术中是已知的，这种泵使用两个罐来处理粉末，这两个罐在两冲程循环中以连续循环进行操作：当第一罐装载有粉末时，第二罐处于排出步骤中。在随后的时间，这两个罐中的操作进行颠倒，并且当第一罐排放粉末时，第二罐进行装载。

因此，这两个罐中的装载/排放操作根据由泵的制造商预定的时间以连续循环进行颠倒。

当使用术语用于高密度粉末输送的泵时，参照适于输送干粉末的泵，颠倒文丘里泵中常规所需的当前气体-粉末百分比、使用最少量的气体，输送大量的密相粉末。

鉴于需要处理高流速的粉末并且因此鉴于需要用大量的粉末填充泵的罐，已知的解决方案——其中，泵预计与两个罐接合的两冲程循环——涉及过量粉末装载及排出时间，这转化成脉冲的不连续递送。

将粉末从(装载)罐排放所需的时间与将粉末装载在另一(排放)罐中所需的时间是相同的。

尽管循环是连续的，但是粉末在输送管中变得紧密，并且大量的粉末由加压空气送出并推动的事实导致不连续的给送，在该不连续的给送中，在循环的两个连续步骤中由泵排出的两个体积的粉末因空气的存在而被分开，从而实际上产生脉冲递送。

从现有技术中已知的用于高密度粉末转移的泵的另一缺点在于泵本身的清洁系统。

实际上，本领域需要在更换粉末时——即，例如，在需要更换粉末以快速地继续用不同的颜色涂装的情况下——对泵进行深度且完全的清洁。

当进行粉末更换时，需要对泵进行清洁以便消除此时所用粉末的任何可能的残留物。

现有技术中已知的泵预见到两种可能的清洁方法。

根据第一种方法，借助于专用回路将加压空气从外部引入泵的罐中。

然而，该系统不能确保清洁空气流有效地撞击泵的罐的内壁，这是因为空气流以主要轴向方向被引入泵的罐中且存在这样的风险：即，空气流仅切向地擦过罐的内壁，这导致非常有限的清洁效率。

现有技术中已知的该第一种清洁方法的另一缺点涉及这样的事实：即，清洁空气流直接主要在轴向上经受遍及泵本身的罐的相当大的负载损失。在泵的粉末贮存室的上游在约6巴的压力下被引入的空气最终以低的压力且因此低的速度到达泵本体的导管、以及靠近粉末引入和排出区域的阀的导管。

这大大降低了空气流的清洁效率。

此外，泵的罐与用于引入清洁空气的导管之间的配件由用于密封目的的金属材料制成，正如在此提供的止回阀也由金属材料制成一样。

因此，这种金属材料与粉末连续接触。现有技术中已知的第二种清洁方法预见到使用空气。

因此，本发明的目的还在于提供一种包括自清洁装置的用于高密度粉末转移的泵，该泵使得可以克服现有技术的已知解决方案的缺点。

发明内容

本发明的目的是通过提供一种用于高密度粉末转移的类型的泵而避免上述缺点，该泵包括主体和至少一个回路，该主体包括阀组件和泵本体，所述阀组件包括至少四个阀，所述至少四个阀各自构造成选择性地关闭输送导管或粉末返回导管，所述泵本体又包括至少四个泵送室，所述至少四个泵送室构造成选择性地从外部装载粉末/将粉末朝向外部排出，所述至少一个回路用于将压缩空气引入所述泵送室中，从而形成四冲程泵送循环。

本发明的另一目的是制造一种用于高密度粉末转移的泵，根据本申请的要求，该泵可以是适于ATEX区域中使用的电动气动的或完全气动的。

根据本发明的这些及其他目的通过根据权利要求1的用于高密度粉末转移的泵实现。

根据本发明的装置的其他特征是从属权利要求的目的。

附图说明

根据本发明的给送装置的特征和优点将从参照所附的示意图作为示例且并非出于限制目的而给出的以下详细描述中变得更清楚，在示意图中：

-图1是根据第一操作构型的根据本发明的高密度粉末泵的立体图；

-图2是图1的根据第二操作方式的高密度粉末泵的立体图；

-图3是根据本发明的高密度粉末泵的分解图；

-图4是根据本发明的高密度粉末泵的前视图；

-图5是根据图4的平面b-b的截面图；

-图6是根据本发明的高密度粉末泵的侧视图；

-图7是根据图6的平面A-A的截面图。

具体实施方式

具体参照图1，根据本发明的泵100优选地包括至少一个泵本体110和至少一个阀组件120。

所述至少一个泵本体110又包括至少四个泵送室111，并且所述阀组件120包括至少四个阀座121以用于同样多的阀122，阀122优选地为套筒类型且在本领域中被称为“夹管阀”。

所述泵本体110优选地具有盒状结构、优选地是平行六面体状的，并且构造成将至少四个泵送室111容纳在泵本体110的内部。

每个泵送室优选地均包括主要在纵向上延伸的筒形孔112，也优选地具有筒形形状且由多孔材料制成的泵送管113被插入该筒形孔112中。

可以优选地是彼此相同的所述泵送管113具有由多孔材料制成壁的，该壁适于允许空气通过且防止粉末通过使得：空气可以穿过泵送管113的壁，但粉末被该壁阻挡。

可以用于制造泵送管113的可能的多孔材料例如是具有可变孔隙率以及平均尺寸为约15微米的孔的烧结塑料、或者具有类似的粉末机械过滤特征的其他聚合物。

所述泵送管113以一间隙被插入在所述泵本体110的所述筒形孔112中，使得所述泵送室111还包括布置在管113的外壁与筒形孔112的内壁之间的环形端口114。

由此，制成气动室114，在气动室114中，借助于气体、优选地借助于空气，可以形成相对于泵送管113内存在的压力而言的正压力或负压力。

以这种方式，当借助于泵100所配备的气动回路150在所述气动室114中产生负压力、即比泵送管112内部存在的压力低的压力时，粉末被吸抽穿过对应的阀122并进入泵送管113中，当在所述气动室114中产生比泵送管113内部存在的压力高的正压力时，存在于泵送管113中的粉末被排出，从而再次穿过对应的阀122。

为此，气动回路150包括用于每个泵送室111的至少一个配件151以用于将所述泵送室111的所述气动室114中的每个气动室气动连接至所述气动回路150。

以相同的方式，根据现有技术中已知的内容，气动回路150通过专用于气动回路150的回路分支151而驱动夹管阀122的打开及关闭。

所述气动回路150由未在附图中示出的中央控制单元驱动，该中央控制单元协调阀的动作和泵送室的动作。这种控制单元优选地能够由用户根据不同的参数进行编程，以便能够调节泵本身的流速。

更详细地，并且再次参照附图，根据本发明的泵100包括第一泵送室111a、第二泵送室111b、第三泵送室111c和第四泵送室111d。

如上所述的所述泵送室中的每个泵送室相应地包括第一泵送管112a、第二泵送管112b、第三泵送管112c和第四泵送管112d。

在所述阀组件120中获得有第一阀座121a、第二阀座121b、第三阀座121c和第四阀座121d以用于同样多的夹管阀122。

因此，特别地，将存在第一夹管阀122a、第二夹管阀122b、第三夹管阀122c和第四夹管阀122d。

以相同的方式，所述第一泵送室111a将与所述第一夹管阀122a流体连接，所述第二泵送室111b将与所述第二夹管阀122b流体连接，所述第三泵送室111c将与所述第三夹管阀122c流体连接，并且所述第四泵送室111d将与所述第四夹管阀122d流体连接。

所述夹管阀122将所述泵送室111直接连结至所述泵的入口导管130和出口导管140。

根据具体地可以在图1和图2以及图3的分解图中看到的内容，根据本发明的泵110包括在底部处连结至所述阀组件120的用于将粉末抽吸到阀组件本身的内部中的单个入口导管130、以及也在底部处连结至所述阀组件120的用于将粉末从所述阀组件排出的单个出口导管140。

根据本发明的泵100的结构使得两个泵送室111借助于两个夹管阀122而被流体连接至所述粉末入口导管130。

以相同的方式，两个泵送室111借助于两个夹管阀122而流体连接至所述粉末出口导管140。

为此，优选地在所述阀组件120的下部部分中于所述阀座121下方设置有将所述阀连接至所述入口导管130和所述出口导管140的连接导管123。

更具体地，入口导管130经由第一连接导管123a和第二连接导管123b而分别流体连接至所述第一夹管阀122a和所述第二夹管阀122b。

所述出口导管140经由第三连接导管123c和第四连接导管123d而分别流体连接至所述第三夹管阀122c和第四夹管阀122d。

因此，所述第一泵送室111a将与所述第一夹管阀122a直接流体连接，所述第一夹管阀122a又与所述入口导管130流体连接。

所述第二泵送室111b将与所述第二夹管阀122b直接流体连接，所述第二夹管阀122b又经由所述第二连接导管123b而与所述入口导管130流体连接。

所述第三泵送室111c将与所述第三夹管阀122c直接流体连接，所述第三夹管阀122c又与所述出口导管140流体连接。

所述第四泵送室111d将与所述第四夹管阀122d直接流体连接，所述第四夹管阀122d又与所述出口导管140流体连接。

此外，所述泵送室111有利地彼此成对地流体连接。

更详细地，所述第一泵送室111a布置成与所述第四泵送室111d流体连接，并且所述第二泵送室111b与所述第三泵送室111c流体连接。

所述泵送室借助于布置在所述泵送室111上方的连接导管115而被成对地连接在一起。

根据例如在附图的部分中可见的内容。

鉴于到目前为止描述的结构，用于高密度粉末转移的泵110的操作如下。

第一脉冲。

泵的控制单元作用在气动回路150上，该气动回路150在第三泵送室111c上产生抽吸作用。

同时，与所述第三泵送室111c相关联且由所述气动回路150的专用分支151驱动的第三夹管阀122c关闭，而与所述第二泵送室111b相关联的第二夹管阀122b打开。

如所阐述的，所述第二夹管阀122b借助于所述第二连接导管123b而与入口导管130流体连接。

因此，粉末借助于在第三泵送室111c中形成的低压(depression)而被抽吸穿过所述第二夹管阀122b、穿过所述第二泵送室111b并填充所述第三泵送室111c，所述第三泵送室111c在底部处通过如所阐述的被关闭的所述第三夹管阀122c而被关闭。

因此，第三泵送室111c被粉末填充。

同时，气动回路150将加压空气传送至所述第四泵送室111d，从而使先前贮存在所述第四室111d中的粉末经由打开的所述第四夹管阀122d而被排放。

在该步骤中，第一夹管阀122a和第三夹管阀122c是关闭的，而第二夹管阀122b和第四夹管阀122d是打开的，第三泵送室111c填充有粉末，并且第四泵送室111d没有粉末。

第二脉冲。

在随后的步骤中，阀不改变其构型：第一夹管阀122a和第三夹管阀122c保持关闭，并且第二夹管阀122b和第四夹管阀122d保持打开。第三室111c保持低压状态，从而保持先前抽吸的粉末并将粉末抽吸穿过第二阀122b。同时，低压被引入第二室111b中，第二室111b在抽吸期间经由第二阀122b以粉末填充。第三室111d不与气动回路150正地或负地相关。

同时，施加至第一室111a的压力导致第一室再次经由连接至排放导管140的第四夹管阀122d而排空，这是因为：如上所述，第一阀122a是关闭的。

第三脉冲。

在该步骤中，阀的构型发生改变：先前关闭的第一夹管阀122a和第三夹管阀122c现在是打开的，而先前打开的第二阀122b和第四阀122d现在是关闭的。

泵的气动回路150在第四室111d处产生低压并且在第三室111c处产生正的过压。

因此，粉末经由所述第一阀122a被装载、穿过所述第一室111a并填充第四室111d，如上所述，所述第一室111a与所述第四室111d流体连通。

同时，施加至第三室111c的压力导致与所述第二室111b流体连接的第三室111c经由所述第三夹管阀122c而排空。

第四脉冲。

在该第四步骤中，阀的构型没有发生改变：第一夹管阀122a和第三夹管阀122c保持打开，而第二阀122b和第四阀122d保持关闭。

第四室111d保持在低压状态，从而保持先前抽吸的粉末并将粉末抽吸穿过第一夹管阀122a。同时，低压被引入第一室111a中，第一室111a在抽吸期间经由第一阀122a以粉末填充，而施加至第二室111b的过压导致第二室111b经由所述第三夹管阀122c而排空。

此刻，已经返回至起始构型，在起始构型中，所述第一室111a和第四室111d被装载并准备好根据构造的顺序排放粉末，并且在起始构型中，所述第二室111b和第三室111c是空的并且准备抽吸粉末，并且循环可以重新开始。

根据本发明的用于高密度粉末输送的泵100具有四冲程操作，在四冲程操作中，四个泵送室实际上构成了两对彼此成行的室的系统。

这使得可以将每分钟的总流速划分在四个罐上。所述四个罐中的每个罐均具有减小的容量以有利于泵的紧凑性并减少单个罐的装载/排空时间，但是通过利用连通容器的流体动力学原理，成对的成行室的系统由于持续的低压而增加了总粉末贮存量。以这种方式，获得由单个罐处理的流速的减小、以及泵的工作循环中的交换速度的增大，这是因为：连续排出的粉末的体积被更快地排出，从而导致所输送的粉末流动的更大的规律性，这相对于现有技术的已知解决方案而言更加连续。

因此，根据本发明的泵100使得可以对粉末的处理流速进行分级，以便在循环的每个步骤中始终具有至少两个装有粉末并准备排放的罐，从而优化交换速度。

有利地，根据本发明的用于高密度粉末转移的泵100因为不需要具有通向气动回路的空气用的泵送室的轴向入口而还包括提供的例如在粉末更换时继续清洁泵的创新的清洁系统，该清洁系统借助于旋风阀提供螺旋气流的轴向入口。

创新的清洁系统是同一申请人的单独专利申请的目的。

从这里目前给出的描述，本发明的高密度粉末转移物体的泵的特征是清楚的，正如相对优点也是清楚的那样。

此外，应该理解的是，如此构思的泵可以经历多种改型和变型，所有这些改型和变型都由本发明所涵盖；此外，所有细节都可以用技术上等同的元件代替。所使用的材料以及尺寸可以根据技术要求而定。

Claims (5)

1.一种用于高密度粉末转移的泵(100)，所述泵(100)包括泵本体(110)和阀组件(120)以及气动回路(150)，所述泵本体(110)又包括多个泵送室(111)，所述阀组件(120)包括多个阀(122)，所述气动回路(150)用于致动所述泵送室(111)且包括用于致动所述阀(122)的专用分支(151)，其中，所述多个泵送室(111)为第一泵送室(111a)、第二泵送室(111b)、第三泵送室(111c)和第四泵送室(111d)，并且所述多个阀(122)为第一阀(122a)、第二阀(122b)、第三阀(122c)和第四阀(122d)，所述第一泵送室(111a)、所述第二泵送室(111b)、所述第三泵送室(111c)和所述第四泵送室(111d)分别与对应的所述第一阀(122a)、所述第二阀(122b)、所述第三阀(122c)和所述第四阀(122d)直接流体连接，其中，所述第一泵送室(111a)与所述第四泵送室(111d)成行地流体连接，并且所述第三泵送室(111c)与所述第二泵送室(111b)成行地流体连接，其中，所述第一阀(122a)和所述第二阀(122b)借助于第一连接导管(123a、123b)而与粉末入口导管(130)流体连接以使粉末进入所述阀组件(120)中，并且其中所述第三阀(122c)和所述第四阀(122d)借助于第二连接导管(123c、123d)而与粉末出口导管(140)流体连接以使粉末从所述阀组件(120)离开。

2.根据权利要求1所述的用于高密度粉末转移的泵(100)，其特征在于，所述泵送室(111)各自包括筒形的坐置部(112)，泵送管(113)以一间隙被插入在所述坐置部(112)中使得在所述坐置部(112)与所述泵送管(113)之间限定有气动室(114)。

3.根据权利要求2所述的用于高密度粉末转移的泵(100)，其特征在于，所述泵送室(111)的所述泵送管(113)包括多孔管，所述多孔管由烧结塑料制成。

4.根据权利要求1所述的用于高密度粉末转移的泵(100)，其特征在于，所述第一阀(122a)、所述第二阀(122b)、所述第三阀(122c)和所述第四阀(122d)为夹管阀。

5.根据前述权利要求中的任一项所述的用于高密度粉末转移的泵(100)，其特征在于，所述泵(100)包括至少一个可编程的控制单元以用于借助于所述气动回路(150)而控制所述泵的致动。

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