CN1107782A - 存贮、输送和混合流体的紧凑装置 - Google Patents

Abstract

用于流体贮存，输送和混合的装置。该装置由紧 凑的，预先装配好的，可移动的处理设备组成，它可在 非常小的空间内贮存大量的物质并控制大量的输送 点。该装置包括有输送机(12)和至少一套存贮箱 (11)，它们沿着输送机(12)的一侧或两侧安装在支承 架(10)上；它还包括有泵装置(19)和多管输送头 (15)，用于把要称量的、要混合物质供给至容器(14) 中，容器(14)位于电子秤盘(17)上方的输送部分 (12’)上。电子秤盘(17)和输送机的对应部分(12’) 能在可垂直运动的支架(18)上横向移动，以便按照程 序控制设备给定的操作程序，有选择地将混合容器 (14)放置在多管输送设备(15)下面；混合装置(16)设 置在输送机的与多管设备(15)相对的另一端。

Description

本发明涉及到预先装配的、可程控操作的设备形式的自动装置，用于对称量的流体例如对在染料液制备期间的染料和类似流体存贮、输送和混合。通过本装置，能够把多个用于称量的、必须被混合的各种物质存贮的存贮箱和辅助装置聚集在一个小区域内，并可在逻辑处理设备的控制下操作。

在由流体制备混合物期间，例如在纺织工业中制备染料、颜料和添加剂的过程中，要混合的单种物质或配料均放在各自的存贮箱内，它们从各存贮箱取出，并借助称量工序控制被取出的称量物质的量。

为此目的，已发展了各种装置，其结果是，能够做到自动输送已称量的各种物质，它们从各自的贮存容器内以可控制的方式被取出。美国专利US-A-4526215和欧州专利EP-A-0340521和EP-A-0537434介绍了一些自动称量的实例，它们可以被应用于不同的应用场合。

EP-A-0344521提供了一种计量和混合装置。它包括有多个彼此以适当间距排列在固定支承结构上的存贮箱，它们沿着滑座的轨道延伸，滑座上带有一个容器，各种计量过的物质被倒入各自的容器中，上述的物质接着进入设置在支承容器的滑座下面的搅拌器内。此外，每个存贮箱均带有一个螺旋推料器，它把上述物质送到一个靠称量装置倾斜支承的辅助容器内，置于下面的该容器接收要混合的物质。这种解决方案要求在现场装配整个装置，一旦完成装配之后，装置不能拆卸、移动。而且，上述的装置非常复杂，操作困难，并且不能应用于那些要求非常精确的应用场合。这是由螺旋称量系统的不可靠性和与各个贮存箱配合作用的各种称量设备产生的误差积累造成的。而且，由于称量的物质还残剩在各称量容器及移动的接收容器中，这样就改变了混合状态。因此整个装置的操作周期是难以控制的。

美国专利文献US-A-4526215介绍了用于称量混合流体、特别是混合颜料的装置，它包括一固定齿条，其上装备多个存贮容器，每个容器都带有由一个接收容器的支承底座适合操纵的输送阀，并可在齿条前面移动。称量盘设置在上述底座上，并和处理设备连接。此外，每个容器都装备有各自的搅拌器。搅拌器在输送完各种组份后完成混合步骤。这种解决方案也包括有固定形式的装置。这非常复杂，价格昂贵，而且并不适合于用在要求实现称量变动流量的待混合物质的应用场合，例如不适合于用在装满容量为10或20至数百公升之间的圆桶的情况。

从文献EP-A-053743也知道了一种输送并称量流体的装置，它包括多个安装在桥状结构上的贮存箱，该桥状结构被固定在地面上。每个容器都有一个沿输送接收容器的滑架输送方向排列的输送架，接收容器安装在由逻辑处理设备控制的称盘上。当接收容器被全部装满时，该接收容器必须被移走，并被送到另一个位置上去完成混合工序。虽然此专利的目的是提供适合一种小的或中等规模用户的、其尺寸有一定限度的装置，但从结构的观点来说，它仍然是笨重的，并要求一长而复杂的组合体。而且它在能够被使用之前还要进行现场装配。

一般说来，公知的设备都包括一个固定的，有许多部件的装置，在使用前必须在现场对该装置进行实地组装，而且之后亦不能因适应新的或变化了的需要使该装置进行修改或移动。所有这些设备均要求对其各种部件分别运送，然后在现场装配，并要化费时间对之进行检验、装成上述的装置，然后再组装成设备。

本发明的目的就是提供一种用于输送和称量要进行混合的流体的装置，它特特别适合于例如纺织工业中的染料制备或其他的应用场合。其结构非常紧凑，能实现从各个称量物料的输送到混合的整个混合物制备过程，在短的时间内，在非常小的有限区域内完成整体装配，而且很容易被操作者监控或调整。

本发明的另一个目的是提供一种上述装置，它能在理想操作的、预先装配好的状态下容易移动和安装，而且之后也可被移动以适应使用者的各种需要，而无需再进行现场拆卸和装配。

本发明的另一个目的是提供上述类型的装置，它带有由单个称量设备组成的称量系统，单个称量设备能够有选择地与以紧凑方式组合在一起的存贮箱连接，因此能保证要混合的各种物质的精确称量，而且任何环境中都有可靠而安全的操作条件。

更具体地说来，根据本发明的用于输送和称量要混合的流体，特别是染料的装置包括有支承结构，由于称重盘和多个输送阀，支承结构用于支承存贮要混合的物料的存贮箱，借助于泵装置，输送阀能有选择地与存贮箱连接，泵装置通过逻辑控制设备按程序把物料送到混合容器顶部的开口内;还有一个把混合容器沿输送轨道朝混合装置传送的装置，所述输送阀组合在一起成一个独立的输送设备，它设置在轨道的一端，与混合装置对着;所述存贮箱至少沿着轨道的一侧聚集在一起排放，以便使混合容器聚集中于上述输送设备和混合装置之间;因此，由称量设备，称量盘，存贮要混合物料的存贮箱，泵装置、传送混合容器的装置和混合装置以预先装配的、可移动的处理设备的形式装在一个支架上。

这样，本装置可以被运送，并能以整体预先装配好，已经工厂检验和完全可以使用的形式供应，只要在使用现场接通电源就可以使用，而且该装置可以移动，很容易将之在同一环境中移动，或移到另一个工作环境中，以便使之适应用户的各种使用要求。只要断开电源，并提供能使该装置移动的轮子，就可使该装置的拆卸和/或移动容易而迅速地被完成。

各个存贮箱可沿着有效地聚集的输送机排放，安装在输送轨道两端的一个多管传送头和混合装置，以及称盘和与之配合作用的输送机部分的横向移动可以使整个装置能以一个紧凑的方式组装在一个可移动的支架上，该支架的尺寸适于携带正常的容器移动，这样本装置能控制要混合物质的输送点，从而确保整个装置尺寸很小，因而只占据很小的空间。

下面参照附图说明本发明的输送称量和混合流体的装置。对附图简要说明如下。

图1是带有其局部已被除去的支承架上部的本装置的顶视图。

图2是从输送设备端部看的视图。

图3是从混合器端部看的视图。

图4是一侧视图，部件已取走，展示支承称盘的支架的上升动作状况。

图5表示导引称盘支架的系统

图6表示本发明的装置的第一实施例的作业图。

图7是本发明装置的第二种作业图。

图8是图7的局部放大图。

如图1-6所示，本装置基本包括用于多个存贮箱11安装的支承架10，这些贮存箱分别贮存各种需要混合的流体。在本实施例中表示贮存箱11在沿着输送混合容器14的纵向轨道12两侧集中排放，每一侧彼此紧靠地排放两列，作为一个实例，还包括带有马达驱动辊的输送机，它具有多个独立的输送机部份如标号12′，12″和12′′′所示。12′部份位于本装置的一端的处于多管头15下方的位置，多管头15用于输送要称量混合的物质，中间部份12″用于聚集容器14，12′′′部份位于本装置的另一端，该处有合适的混合器16。

如图2及下文所述，输送机的第一部份12′也称为称量部份，它位于称量各种要混合的物质的电子称盘17上，称盘17由程序处理设备（CPU）监视和控制。称盘17和输送机的滑座部份12′相对输送轨道12″的输送方向作横向移动，以便把混合容器14有选择地放在多管输送头15的一个或多个予先选定的阀的下面。此外，称盘17和输送机的12′部份安置在支承架18上，支承架18可在图2所示的最低位置和携带混合容器14上升到接近多管头15的位置之间垂直移动，以便接收要混合的各种组份。

各种要混合的物质从存贮箱11向称重设备14的供给可以由机械或气动泵及供应机构以任何一种公知的方式来完成。作为用泵或类似装置的实例，图6所示的解决方案被优选推荐。对于每个存贮箱11来说，上述的泵装置包括加压辅助箱19，箱19直接和多管头15的各个输送阀连接，其情况如图6所示。

混合器16由旋转臂20通过固定在该装置一侧的液压或气缸21支承，在出口端，每一次混合容器14从输送机的积聚部份12″被传送到传送机构的12′′′部份而置于混合器16下面的与混合器沿轴向对准的位置;在输送机的中间部份12″上的每个混合容器14在混合期间处于这个位置上时，均被由相应气动缸22′操纵的一对横向爪或类似物锁定在该位置上。

混合器支承臂20和驱动缸21连接，以便由合适的驱动装置从与位于其下面与之对准的一容器14的操作位置（图1实线所示）旋转到图1中虚线所示的侧面位置上。在此处，混合器16放入水洗箱23中。图1中的数码24表示一种压缩机或压缩空气源，它能使整个装置以全自动方式运转。

上述的输送和称量装置可作为整体预先装配成，其结构紧凑，而且其运行自动化设备是可以控制的，占空间小，具有大量的输送点，并且容易被移动。例如给它配上合适的轮子就可以作为具有标准尺寸的正常箱件由公路，铁路或海上运输。

参看图6，现在介绍根据本发明的装置的第一作业图。

在图6中，每个存贮箱11被设计成可容纳大量要输送的物质，依靠重力就可将其中的物质供至位于其下面的加压辅助箱19中。比贮存箱11的容积小的辅助箱19包括一个密封箱，该箱可由被加压到恒定压力的空气加压，并可由与压缩空气源或压缩机24连接的气压操纵阀26或电磁阀控制。每个贮存箱11通过带有单向阀28的管子27和各自的辅助箱19连接。

多管输送头15配备有多个输送阀29，每个阀均由辅助气压驱动缸30操纵。此外，每个阀还通过相应的管路31和各自的辅助箱19的底部连接。用于给辅助箱19加压的气动阀26和用于驱动输送阀29的气动缸30通过CPU控制的电-气相互作用连接体33，从由压缩机提供的合适的气压源31接收压缩空气。如图6所示，CPU除了程序控制输送来自各辅助箱19的各种物质称量外，还程序控制整个装置的运转，特别是控制输送机12的三个部份及混合器16的运转。

在下面，要简单地介绍本装置的运转方式，CPU根据要混合的各种物质的量及预定的输送程序进行程序控制。首先，将接收容器放置在入口处，并使之位于输送机的12′部份，与电子称盘相对。接着按照程序依次运行，CPU首先对容器14进行位置检测，然后打开所选定的输送阀29，并使之持续所要求的时间。这样就使容器14位于接收的称量的各种混合的物质的下面，并接受由称盘17提供给CPU的数据的控制。在输送每种物质期间，称盘17给出所输送物质的精确数量的数据;当装注溶器14的步骤结束时，CPU显示出输送作业已经完成的信息，并发出指令将完成装注的容器从输送机的第一部份12′传送到中间部分12″，在这儿装满的容器聚集着处于备用状态;输送机的12″部份具有自己的单独驱动系统，该系统用于使每个容器14向前移动到使它停在上一个先装注的容器14近处或者停在12′′′端部区域内，并处于锁紧爪22之间。锁紧爪22由气动缸22′驱动而将容器14夹紧，混合器16就从冲洗箱23中升起、抽出，然后放入到该容器14之内，驱动混合器并持续一段需要的时间，以便得到各种被输送物质的充分混合物。由于物质的输送是在通过一组由CPU控制的阀26使辅助箱19内维持恒定压力值的情况下进行的，很显然，用这种方法可获得精密的称量，从而可保证获得稳定的可重复的结果。

而且，在进入混合器16的位置上的第一个容器14的内部进行物质混合的步骤的同时，一个新容器14可被放在装置的入口端，并位于输送机12′部份和称盘17上，而为下一次称量和充注工序作好准备，它们逐渐集聚在输送机12的中间备用部份，其占据的区域与相应贮存箱的区域是一致的。由于利用了输送机的中间部份的空间集中装满的容器和一组存贮箱，就可以把各种组份的输送称量和混合以及混合容器的移动等功能集中在一个独立的装置中。采用这种方法能大大节省空间，并使结构简单，也可使用整个装置的营行管理简化。

当第一个装满的容器内的物质的混合已被完成时，该容器就被取走，并在输送机12的另一端被卸载，以便使之被在与此同时，用已由多管头15装满的另一个容器取代。在包括使装满已混合好的物质的容器卸载在内的步骤施行期间，混合器16被升起并再次移入冲洗箱23中，以便再使之返回到下一个容器14之内，该容器已固定在锁紧爪22之间。

辅助箱19能被加到一个预定的或一组预定的压力值。更确切地说，如图所示，每个辅助箱19都是通过如箱34，压力调节器35，过滤器36，压力控制设备37，加压阀38和如压缩机那样的流体压力源连接，并通过操纵卸荷阀39，经由支管40，使辅助箱19和贮存箱11连接，并且在控制整个工作周期的处理设备CPU的控制下加压。

多管输送头15的各阀用于辅助箱19加压的气动回路，用于使称盘17和输送机12′部分产生移动的各个缸体都通过一组电磁阀41实现气压驱动，电磁控制阀41、压力调节阀43和空气分配器44和压缩空气源24相连。

同时，电磁阀41通过适合的连接体45和电子控制系统CPU连接。在图7中，46还用图表示出由处理设备CPU适当控制的阀件47组成的循环回路，它们用于使从贮存箱11流到各辅助箱19的流体通过输送头15，阀件47重新返回贮存箱11中，以避免产生沉淀，使物质保持所要求的流动状态被输送。

图7和图2类似，也是以图形式表示出用于使称盘17和输送机12′部份能产生横向移动的气缸系统，以便有选择地使用在一阀或一组阀下面的单个混合容器14移动，从而实现程序输送。在所示的实例中，一组驱动缸由用于提升称盘的支架18（图2）支承，支架包括一组对置的缸体48，49，它们的活塞连结在一起。第一缸体48固定在支架18上（图2），而第二缸体49是以相对支架18可滑动的方式固定在第二组对置缸体50，51上的。缸体50，51的活塞相互连结并与支承称盘17的滑座52连接。滑座52则沿着由可动支架18（图2）支承的横向导轨53滑动。按程序的预定方式，正确地依次驱动各个气动缸，就能把称盘17、输送机12′部份和容器14移到所选定的输送头15的相应的阀或一组阀下面的各个预定位置上。很显然，也可采用其它的驱动系统和解决方案。

参看图4、5。现在介绍使支承称盘17和输送机12′部份的支架18产生垂直运动并给予导向的装置的另一实施例。如图所示，支架18沿着安装在支承18角部的4条垂直导轨54移动，导轨54依靠设置在导轨54的相互垂直的平面上的导辊55、56保持对中;每个辊通过减震支承57、58装在支架18上。

如图4所示，借助于由气压缸60操纵的钢索或链条系统59，使支架18每边都上升，气动缸从电磁阀41吸入压缩空气。这些动作都仍然在CPU的程序控制之下。

图7所示装置的操作方式基本上和图6所示的类似;图8表示了接到辅助箱19的加压阀37的一种可能的变化。在上述实施例中，辅助箱19被加压到一个恒定的压力值，该值在整个输送物质的周期中维持不变。按照图8所示实施例可能大大减少每种物质的输送时间，并由于以不同的压力值操纵能有效地改善称量精度。更确切地说，在初始输送阶段，用高压值操纵可快速完成动作，在后续阶段期间用第二加压压力值，以便获得精确的称量。此外，还有可能采用低于上述压力值的第三压力值，它用于辅助箱19，使各种组份循环返回各自的存贮箱中。

此外，在图8所示实施例中，控制阀组39还包括三个由同一加压空气源提供气压的压力调节器61，62，63，各个调节器被设计成提供不同的并逐步减低的压力值，用以调节压力;

调节器61，62，63的输出端以公知的方式与两个气动阀64，65的入口端连接，以实现对加压阀38提供这三个压力值的功能;第一个阀64的可变换输出端之一和另一个阀65的可变换入口端之一相连。因此，当两个阀64，65都没被驱动时，在输出端38处有一个初始的较低的调节器压力值P₁，用来使各组份循环;接着当第一可变换阀64，第二个阀65都被驱动时，在输出端38处有一个明显地高于前-压力值的第二压力值P₂，P₂是由调节器61提供的，用于快速地称量各个组份。接着，当只有阀61被驱动时，在输出端38处有一个介于P₂与P₁之间的压力值P₃，用于精确而有控制地输送。这样，所谓的“透平”（turbo）输送作用就得到了。其结果是能够在极短的时间内提供具有高精度称量过的各个组份的称量量。

从上述中可以明显看出，本发明能够提供一种用于输送和称量要混合的流体的装置，但它不仅仅适用于纺织工业中染色物质的处理，它结构紧凑，自成体系，预先装配，为实现自身独立运行而装备有全部必要的装置的可移动操纵设备。由于设备的各个部份均安装在带有轮子的单个构架上，很显然，整个装置可以很容易地以预先配装好、并且处于已经完备运行状态下进行现场迁移，或者也可以在简单地断开外接电源，冲洗水和必要的压力源之后将其搬动或移动。这样，就能获得一种处理流体混合物质的装置，它非常紧凑，并且尺寸较小。这是因为本装置使用了一个单独的输送设备以及输机两侧的空间来把各个贮存要混合物质的贮存箱、泵装置或者用来给称量设备提供流体的辅助箱组合在一起的缘故。因此，使用本发明的装置，在占据空间、快速装配以及搬移、管理、在相同时间内保证高质量的操纵的可靠性等方面具有较多的优点。

Claims (12)

1、用于输送和称量要混合的流体物质，特别是染色物质的装置，它包括一支承多个存放要混合物质的存贮箱(11)的支承结构(10)；一电子称盘(17)和多个能够通过泵装置(19)有选择地与贮存箱(11)连接的输送阀(15)，以便把上述物质按照逻辑控制设备(CPU)规定的程序方式输送到混合容器(14)中，沿着输送轨道(12)并朝混合装置(16)输送混合容器的装置；其特征在于，输送阀(15)组合在一起以一单个输送设备(15)的形式安装在输送轨道(12)的一端，并与混合装置(16)相对；存贮箱(11)至少沿着输送轨道(12)的一侧排放在一起，以便于把混合容器(14)聚集在输送设备(15)和混合装置(16)之间；称量设备(15)，称盘(17)，用于存放要混合物质的存贮箱(11)，泵装置(19)，输送混合容器(14)的装置(12)和混合装置(16)以预先装配的，可移动的操作设备的形式装置在一个单独的支承架(10)上。

2、根据权利要求1所述装置，其特征在于，输送轨道（12）包括设置在称量盘（17）上面的独立输送部份（12′）和用于把混合容器（14）至少沿着轨道（12）的一部分收集到存贮箱（11）的范围内的中间输送部份（12″）;

称量盘（17）和与之配合作用的输送机的独立部份（12′）可相对输送轨道（12）沿横向移动;

驱动装置（48、49、50、51）以可与程序控制设备（CPU）连接，以便将放在输送部分12′上的混合容器（14）及称量盘（17）及输送部份（12′）横向移动而将混合容器有选择地置于一个或多个输送阀（15）下面。

3、根据权利要求1所述装置，其特征在于，支承架（10）上装有轮子（25）。

4、根据权利要求1所述装置，其特征在于，泵装置包括多个与各相应的贮存箱（11）连接的辅助箱（19），而且有气动装置（24，37）用以提供加压空气使每个辅助箱（19）至少维持在一种加压状态下。

5、根据权利要求4所述装置，其特征在于，辅助箱（19）能够通过气动阀（33、41）和加压空气源（24）连接，该气动阀可在逻辑处理设备（CPU）控制下被有选择地驱动。

6、根据权利要求1所述装置，其特征在于，还具有一个自备的压力空气源（24）。

7、根据权利要求1所述装置，其特征在于，混合装置（16）被支承在其工作位置和不工作位置之间，并可在两者之间移动，在工作位置上，混合装置（16）被插入到输送机（12）上的混合容器（14）内;在不工作位置上，则被插入到冲洗箱（23）内。

8、根据权利要求7所述装置，其特征在于，还包括把输送机（12）上的混合容器（14）相对混合装置（16）锁住的装置（22）。

9、根据权利要求1所述装置，其特征在于，输送轨道（12）包括独立的输送部份（12′，12″，12′′′）各输送部份被各自的马达驱动，并被分别与称量设备（15），聚集混合容器（14）的中间段和混合装置（16）相对应地安置。

10、根据权利要求1所述设置，其特征在于，称量盘（17），相应的输送部分（12′）和驱动装置（48、49、50、51）被安装在一个能垂直移动的支架（18）上，而且其引导和驱动装置（54、59、60）与程序控制设备（CPU）连接，从而可使支架（18）带着输送部份（12′）上的称盘在一最低位置和相对输送设备（15）的升高了的位置之间移动。

11、根据权利要求4所述装置，其特征在于，把压缩空气供给到各辅助箱（19）的泵装置至少包括第一和第二压力调节器（61、62），它们至少和依次序连接的第一、第二压力变换阀（64，65）的入口端连接，以便至少对辅助箱（19）提供第一、第二种流体输送压力值。

12、根据权利要求1所述装置，其特征在于，还包括第三压力调节器（63），用于对每个辅助箱（19）提供第三种压力，其值低于上述的输送压力值;还有一个循环回路（46），用来在输送设备（15）和各个主存贮箱（11）之间循环各种组份，循环回路（46）包括与上述的控制设备（CPU）连接的循环阀（47）。

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