CN115045523A - 流质体供料系统 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种流质体供料系统，属于建筑施工技术领域。本申请提出一种流质体供料系统，包括依次相连通的料斗、出料泵送装置、出料管和喷枪，所述出料管上安装有压力调节阀和压力传感器，所述流质体供料系统还包括控制系统，所述控制系统用于根据所述压力传感器检测到的压力值控制所述压力调节阀调节所述出料管的流质体压力。该流质体供料系统能够实现闭环控制所输送的流质体的喷涂压力，提高了对粘稠度大、流动性差的像砂浆、腻子这样的流质体的喷涂稳定性。

Description

流质体供料系统

技术领域

本申请涉及建筑施工技术领域，具体而言，涉及一种流质体供料系统。

背景技术

建筑施工过程中，经常需要砂浆喷涂、真石漆喷涂、喷灰、喷腻子等作业，这些作业中需要输送的流质体均为粘稠度大、流动性差，且其中含有沙子等颗粒物的固液混合流体。一方面，这种流质体的上述性质导致了目前的供料系统无法采用超声波、电磁感应等方法准确检测输料软管中的供料流量，从而无法对供料系统进行闭环调节，这在无人化自动机器人喷涂应用中成为了重大缺陷；另一方面，由于料管中具有憋压现象，导致下次开枪瞬间出现涂料堆积，严重影响喷涂质量。

发明内容

为此，本申请提出一种流质体供料系统，能够实现闭环控制所输送的流质体的喷涂压力，提高了对粘稠度大、流动性差的像砂浆、腻子这样的流质体的喷涂稳定性。

本申请的一些实施例提出一种流质体供料系统，包括依次相连通的料斗、出料泵送装置、出料管和喷枪，所述出料管上安装有压力调节阀和压力传感器，所述流质体供料系统还包括控制系统，所述控制系统用于根据所述压力传感器检测到的压力值控制所述压力调节阀调节所述出料管的流质体压力。

本实施例中的流质体供料系统能够实现闭环控制所输送的流质体的喷涂压力，提高了对粘稠度大、流动性差的像砂浆、腻子这样的流质体的喷涂稳定性。

另外，根据本申请实施例的流质体供料系统还具有如下附加的技术特征：

根据本申请的一些实施例，所述压力调节阀包括：阀体，所述阀体固定于所述出料管并与所述出料管连通；活塞，所述活塞与所述阀体的内壁周向密封连接，所述活塞将所述阀体的内部隔离成第一腔和第二腔，所述第一腔与所述出料管连通；驱动件，固定于所述阀体，所述控制系统控制所述驱动件驱动所述活塞滑动，以改变所述第一腔的体积。该种形式的压力调节阀通过改变第一腔的体积，进而调节流质体供料系统内的封闭的管路的空间大小，以实现调节管路压力。

根据本申请的一些实施例，所述压力调节阀还包括：行程调节螺栓，所述行程调节螺栓沿所述活塞的滑动方向拧入所述第二腔，所述行程调节螺栓的一端用于与所述活塞片抵接，以限定所述活塞的行程。通过调节第一腔的体积大小，能够调节稳压幅度。通过行程调节螺栓的拧入深度来调节压力调节阀的稳压幅度，简单可行，易于实现。

根据本申请的一些实施例，所述驱动件通过缓冲连接件与所述活塞相连。缓冲连接件在活塞的滑动方向上的长度可伸缩，既能够有效缓冲活塞到达极限位置的冲量，又能够在驱动件行程固定的情况下灵活适应活塞的不同的后极限位置。

根据本申请的一些实施例，所述阀体包括：筒体，所述筒体的一端设有进出料口，所述进出料口用于与所述出料管相连通；安装盖，所述安装盖封闭所述筒体的另一端的开口，所述驱动件固定于所述安装盖，所述活塞与所述筒体的内壁周向密封滑动配合。该种形式的阀体构造简单，易于组装。

根据本申请的一些实施例，所述出料泵送装置包括：螺杆泵，所述螺杆泵的进料口与所述料斗的出料口相连通，所述螺杆泵的出料口与所述出料管相连通；所述控制系统用于根据所述压力传感器检测到的压力值调节所述螺杆泵的转速，以实现流质体供料系统的闭环控制。采用螺杆泵泵送砂浆，不仅泵送效率高，且适用于泵送含有砂石等颗粒的固液混合流体。

根据本申请的一些实施例，所述流质体供料系统还包括气动球阀，所述气动球阀安装于所述螺杆泵与所述出料管之间。通过该种形式，能够提高流质体供料系统在启停时的响应速度。

根据本申请的一些实施例，所述流质体供料系统还包括振动电机，所述振动电机安装于所述料斗，以通过振动所述料斗来防止所述料斗内的流质体粘结于所述料斗的内壁。像砂浆这样的粘稠状的固态混合流体很容易粘接在料斗的内壁，振动电机能够提供振动力，避免砂浆粘结于料斗的内壁，引起清洗困难，还促使砂浆保持流动性，以顺畅地向下流动出料。

根据本申请的一些实施例，所述流质体供料系统还包括机架，所述料斗和所述出料泵送装置均固定于所述机架，所述机架的底部设有称重传感器。通过设置称重传感器，能够检测机架以及机架上所布置的料斗和出料泵送装置等装置的总重量，结合料斗内空置时的总重量，计算出料斗内的剩余料量。

根据本申请的一些实施例，所述压力传感器布置于所述压力调节阀和所述喷枪之间。将压力传感器靠近喷枪设置，能够更准确地检测喷枪的喷涂压力；将压力调节阀布置于远离喷枪的位置，不仅避免喷枪处局部压力变化剧烈，还能更有效地调节整个流质体供料系统的出料压力。

本申请的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本申请的实践了解到。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本申请实施例提供的流质体供料系统的结构示意图；

图2为图1中A处的局部放大图；

图3为本申请实施例提供的流质体供料系统的压力调节阀的内部结构示意图；

图4为本申请实施例提供的流质体供料系统的压力调节阀的安装盖的结构示意图；

图5为本申请实施例提供的流质体供料系统的工作原理示意图。

图标：100-流质体供料系统；10-机架；11-称重传感器；20-料斗；211-料斗外壁；22-料斗盖；23-振动电机；24-料斗支架；25-砂浆出料口；30-出料泵送装置；31-螺杆泵进料口；32-螺杆泵出料口；33-螺杆泵电机；40-气动球阀；50-出料管；51-支管；60-压力传感器；70-压力调节阀；71-阀体；711-第一腔；712-第二腔；713-筒体；7131-筒体内壁；7132-进出料盖；7133-进出料口；7134-筒体本体；714-安装盖；715-密封圈；72-活塞；721-活塞片；722-第一端板；723-第二端板；73-驱动件；74-行程调节螺栓；741-尖端；75-缓冲连接件；751-缓冲腔；80-喷枪；90-管道开关。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

请参照图1，本申请实施例的流质体供料系统100，包括依次相连通的料斗20、出料泵送装置30、出料管50和喷枪80，出料管50上安装有压力调节阀70和压力传感器60，流质体供料系统100还包括控制系统，控制系统用于根据压力传感器60检测到的压力值控制压力调节阀70调节出料管50的流质体压力。

本实施例中的流质体供料系统100能够实现闭环控制所输送的流质体的喷涂压力，提高了对粘稠度大、流动性差的像砂浆、腻子这样的流质体的喷涂稳定性。

下述本申请实施例的流质体供料系统100的各部件的结构与相互连接关系。

在本申请的一些实施例中，流质体供料系统100应用于砂浆喷涂作业，流质体为砂浆。

在其他实施例中，流质体也可以为其他具有粘稠度大、流动性差的特点的固液混合流体，例如腻子、石漆浆等。

请参照图1，料斗20的顶部设有砂浆进料口，并使用料斗盖22封闭，料斗20的底部设有砂浆出料口25。砂浆从砂浆进料口进料，在重力作用下，砂浆从砂浆出料口25出料。

请参照图1，在本申请的一些实施例中，料斗20呈上端大、底端小的倒圆锥形，以增加料斗20的砂浆出料口的压力，避免所出料的砂浆流质体出现空泡、不实的现象。

在其他实施例中，料斗20也可以呈圆筒状，砂浆出料口25布置于料斗20的底部，以保证砂浆流质体密实。

请参照图1，在本申请的一些实施例中，流质体供料系统100还包括振动电机23，振动电机23安装于料斗20，以通过振动料斗20来防止料斗20内的流质体粘结于料斗20的内壁。具体而言，料斗20的厚度方向的两侧分别为料斗外壁211和料斗内壁，料斗外壁211安装有振动电机23。

像砂浆这样的粘稠状的固态混合流体很容易粘接在料斗内壁，振动电机23能够提供振动力，避免砂浆粘结于料斗内壁，引起清洗困难，还促使砂浆保持流动性，以顺畅地向下流动出料。

例如，振动电机23数量有两个，两个振动电机23在同一高度上布置于料斗20的相对的两侧，以均衡地提供振动力。

出料泵送装置30横向输送砂浆并对砂浆加压，砂浆出料口25与出料泵送装置30的进料口连通，以将砂浆送入出料泵送装置30。

请参照图1，在本申请的一些实施例中，出料泵送装置30为螺杆泵，螺杆泵包括螺杆泵进料口31和螺杆泵出料口32，螺杆泵进料口31与料斗20的砂浆出料口25相连通，螺杆泵出料口32与出料管50相连通。控制系统用于根据压力传感器60检测到的压力值调节螺杆泵的转速，以实现流质体供料系统100的闭环控制。

具体而言，螺杆泵的横向两侧分别设有螺杆泵电机33和螺杆泵出料口32。螺杆泵进料口31开设于螺杆泵的靠近螺杆泵电机33一侧的上侧，螺杆泵进料口31与砂浆出料口25相连。

采用螺杆泵泵送砂浆，不仅泵送效率高，且适用于泵送含有砂石等颗粒的固液混合流体。

在其他实施例中，出料泵送装置30也可以为离心泵，体型小，占据较小的安装空间。

请参照图1，进一步，流质体供料系统100还包括气动球阀40，气动球阀40安装于螺杆泵与出料管50之间。

气动球阀40与控制系统电连接，并在控制系统的控制下与出料泵送装置30同步启停。气动球阀40能够维持螺杆泵的螺杆泵出料口32处的压力不泄露，缩短了下次开泵的响应时间。

具体而言，设定所需要的管道预设压力后，如果压力传感器60检测到的压力值大于管道预设压力，控制系统控制螺旋泵降低转速，直至压力传感器60所检测到的压力值降至管道预设压力；反之，如果压力传感器60检测到的压力值小于管道预设压力，控制系统控制螺旋泵增加转速，直至压力传感器60所检测到的压力值升至管道预设压力。

请参照图1，可选地，流质体供料系统100还包括机架10，料斗20和出料泵送装置30均固定于机架10，机架10的底部设有称重传感器11，以检测机架10的重量。

具体而言，料斗20通过料斗支架24支撑于机架10，出料泵送装置30卧式安装于机架10的上侧。

通过设置称重传感器11，能够检测机架10以及机架10上所布置的料斗20和出料泵送装置30等装置的总重量，结合料斗20内空置时的总重量，计算出料斗20内的剩余料量。

作为一种示例形式，称重传感器11为轮辐式称重传感器，称重传感器11的底部固定于地面或者支撑于行走机构的上侧，称重传感器11的顶部承载有机架10。

在本申请的一些实施例中，称重传感器11设置有四个，分别位于机架10的四角，以均衡地称量机架10的重量。

在其他实施例中，称重传感器11也可以设置在其他地方，绕机架10以及机架10上布置的装置的总重心周向间隔布置。

出料管50的一端与气动球阀40相连，另一端连接有喷枪80，压力传感器60和压力调节阀70均安装在出料管50上。

请参照图1，可选地，压力传感器60布置于压力调节阀70和喷枪80之间。将压力传感器60靠近喷枪80设置，能够更准确地检测喷枪80的喷涂压力；将压力调节阀70布置于远离喷枪80的位置，不仅避免喷枪80处局部压力变化剧烈，还能更有效地调节整个流质体供料系统100的出料压力。

压力传感器60为高分辨率压力传感器，通过监测出料管50的压力来监测流量，可靠性好。

压力调节阀70固定于出料管50，用于调节流质体供料系统100的出料管的管压。

下面示例一种压力调节阀70的具体构造形式。

请参照图2和图3，压力调节阀70包括阀体71、活塞72和驱动件73。阀体71固定于出料管50并与出料管50连通，活塞72与阀体71的内壁周向密封连接，活塞72将阀体71的内部隔离成第一腔711和第二腔712，第一腔711与出料管50连通。驱动件73固定于阀体71，控制系统控制驱动件73驱动活塞72滑动，以改变第一腔711的体积。

该种形式的压力调节阀70通过改变第一腔711的体积，进而调节流质体供料系统100内的封闭的管路的空间大小，以实现调节管路压力。

请参照图2，在本申请的一些实施例中，出料管50的干管的侧向支出有支管51，第一腔711与支管51相连。该种形式便于组装压力调节阀70。

在其他实施例中，也可以将压力调节阀70直接安装在出料管50的干管上。

请参照图3，阀体71包括筒体713和安装盖714，筒体713的一端设有进出料口7133，进出料口7133用于与出料管50相连通。安装盖714封闭筒体713的另一端的开口，驱动件73固定于安装盖714，活塞72与筒体内壁7131周向密封滑动配合。

请参照图3，在本申请的一些实施例中，筒体713包括筒体本体7134和进出料盖7132，筒体本体7134的两端分别设有开口，进出料盖7132通过该密封圈715封闭筒体本体7134的一端开口，安装盖714封闭筒体本体7134的另一端开口。进出料盖7132设有进出料口7133，进出料盖7132与支管51固定相连，以将整个压力调节阀70固定于支管51，且将第一腔711与支管51连通。

该种形式的筒体713易于组装，成本低廉。

在其他实施例中，筒体713也可以为一体成型结构。

请参照图3，活塞72包括活塞片721、第一端板722、第二端板723和活塞组装组件，第一端板722和第二端板723于活塞片721的厚度的两侧压紧活塞片721，使用螺栓与螺母将活塞片721、第一端板722和第二端板723锁紧为一体。

活塞片721的周向与筒体内壁7131密封滑动连接，以在改变第一腔711大小的同时保持第一腔711仅与出料管50相连通，而不与外部环境相连通。

驱动件73安装于安装盖714，并用于驱动活塞72滑动。

在本申请的一些实施例中，驱动件73为气缸。

在其他实施例中，驱动件73也可以推杆或者电机螺母丝杠机构。

请参照图3，可选地，压力调节阀70还包括行程调节螺栓74，行程调节螺栓74沿活塞72的滑动方向拧入第二腔712，行程调节螺栓74的尖端741用于与活塞72抵接，以限定所述活塞72的行程。

通过调节活塞72的行程，进而调节第一腔711的最大体积，以调节稳压幅度。通过行程调节螺栓74的拧入深度D来调节压力调节阀70的稳压幅度，简单可行，易于实现。

请参照图4，例如，行程调节螺栓74设置有两个，分别布置于驱动件73的相对的两侧。

具体而言，在驱动件73的驱动下，活塞72具有前极限位置和后极限位置，当活塞72到达前极限位置时，活塞72与进出料盖7132贴合；当活塞72与尖端741抵接时，活塞72到达后极限位置，并不能再继续向后移动。行程调节螺栓74安装于安装盖714，沿活塞72滑动方向拧入安装盖714。行程调节螺栓74的拧入深度D越深，活塞72的后极限位置越靠前，第一腔711的最大体积越小。

进一步地，驱动件73通过缓冲连接件75与活塞72相连。缓冲连接件75在活塞72的滑动方向上的长度可伸缩，既能够有效缓冲活塞72到达极限位置的冲量，又能够在驱动件73行程固定的情况下灵活适应活塞72的不同的后极限位置。

例如，缓冲连接件75的一端固定于活塞72的背侧，另一端与驱动件73的输出杆相连，缓冲连接件75内部设有内有惰性气体的密封的缓冲腔751，通过压缩或拉伸缓冲腔751实现缓冲。

可选地，流质体供料系统100还包括管道开关90，布置于出料管50上压力传感器60与喷枪80之间，用于通断出料管50。

请参照图5，控制系统与称重传感器11、振动电机23、螺杆泵电机33、气动球阀40、压力传感器60、驱动件73和人机交互系统均电连接。

本申请实施例的流质体供料系统100调节泵送压力的原理如下：

设定所需要的管道预设压力；

压力传感器60将检测到的即时的代表出料管50的即时管道压力的数据输送至控制系统。

如果压力传感器60检测到的压力值大于管道预设压力，控制系统控制螺旋泵降低转速，直至压力传感器60所检测到的压力值降至管道预设压力；

如果压力传感器60检测到的压力值小于管道预设压力，控制系统控制螺旋泵增加转速，直至压力传感器60所检测到的压力值升至管道预设压力；

当压力传感器60在喷枪80正常喷涂作业中检测到压力值超出最大预设压力时，控制系统判定喷枪80堵枪、或者出料管50堵管，并通过人机交互系统作出警示。

本申请实施例的流质体供料系统100在启停阶段的稳压原理如下：

喷涂完成后，当喷枪80和出料泵送装置30均关闭后，出料管50中残留余压，通过驱动件73回抽吸料，出料管50的部分物料进入第一腔711暂存，缩短喷枪关闭的响应时间；

当喷枪80对准喷涂区域，出料泵送装置30和喷枪80开启时，气动球阀40同步开启，驱动件73向前推动活塞72，将物料从第一腔711推至出料管50，缓解喷枪80开启瞬间的压力不稳的现象。一方面，既能起到解决因管路憋压导致的下次起喷瞬间涂料堆积射向墙面导致的喷涂质量差的问题，另一方面，又能够在出料泵送装置30所泵送的砂浆到达喷枪80前，靠从第一腔711推出的砂浆来进行喷涂，对出料泵送装置30的响应性要求降低。结合气动球阀40，能够共同提高流质体供料系统100的响应性，解决自动高速流质体喷涂过程中因响应性差无法避开窗洞口造成的涂料浪费问题。

本申请实施例的流质体供料系统100的稳压原理如下：

正常泵送过程中，因系统具有固有脉冲问题，料管中的波峰压力为P1,波谷压力为P2，其中P1＞P2，此时将压力调节阀70的预设稳压压力设定为P3，其中P3＝1/2(P1+P2)；

当泵送压力达到波峰压力P1时，此时驱动件73回抽吸料，将因压力增大多泵送的砂浆储存在第一腔711中；

当泵送压力达到波谷压力P2时，此时驱动件73推出一部分第一腔711中的存料，来补充因压力减小而少泵送的砂浆量，从而使喷枪80的出口压力稳定，缓解了流质体泵料的固有脉冲问题，提高供料系统的流量稳定性。

本申请实施例的流质体供料系统100能够实现喷涂压力调整、启停阶段稳压以及喷涂过程稳压的闭环控制，能够实现高质量的自动化喷涂作业。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例中的特征可以相互结合。

以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种流质体供料系统，其特征在于，包括依次相连通的料斗出料泵送装置、出料管和喷枪，所述出料管上安装有压力调节阀和压力传感器，所述流质体供料系统还包括控制系统，所述控制系统用于根据所述压力传感器检测到的压力值控制所述压力调节阀调节所述出料管的流质体压力。

2.根据权利要求1所述的流质体供料系统，其特征在于，所述压力调节阀包括：

阀体，所述阀体固定于所述出料管并与所述出料管连通；

活塞，所述活塞与所述阀体的内壁周向密封连接，所述活塞将所述阀体的内部隔离成第一腔和第二腔，所述第一腔与所述出料管连通；

驱动件，固定于所述阀体，所述控制系统控制所述驱动件驱动所述活塞滑动，以改变所述第一腔的体积。

3.根据权利要求2所述的流质体供料系统，其特征在于，所述压力调节阀还包括：

行程调节螺栓，所述行程调节螺栓沿所述活塞的滑动方向拧入所述第二腔，所述行程调节螺栓的一端用于与所述活塞抵接，以限定所述活塞的行程。

4.根据权利要求2所述的流质体供料系统，其特征在于，所述驱动件通过缓冲连接件与所述活塞相连。

5.根据权利要求2所述的流质体供料系统，其特征在于，所述阀体包括：

筒体，所述筒体的一端设有进出料口，所述进出料口用于与所述出料管相连通；

安装盖，所述安装盖封闭所述筒体的另一端的开口，所述驱动件固定于所述安装盖，所述活塞与所述筒体的内壁周向密封滑动配合。

6.根据权利要求1所述的流质体供料系统，其特征在于，所述出料泵送装置包括：

螺杆泵，所述螺杆泵的进料口与所述料斗的出料口相连通，所述螺杆泵的出料口与所述出料管相连通；

所述控制系统用于根据所述压力传感器检测到的压力值调节所述螺杆泵的转速。

7.根据权利要求6所述的流质体供料系统，其特征在于，所述流质体供料系统还包括气动球阀，所述气动球阀安装于所述螺杆泵与所述出料管之间。

8.根据权利要求1所述的流质体供料系统，其特征在于，所述流质体供料系统还包括振动电机，所述振动电机安装于所述料斗，以通过振动所述料斗来防止流质体粘结于所述料斗的内壁上。

9.根据权利要求1所述的流质体供料系统，其特征在于，所述流质体供料系统还包括机架，所述料斗和所述出料泵送装置均固定于所述机架，所述机架的底部设有称重传感器。

10.根据权利要求1所述的流质体供料系统，其特征在于，所述压力传感器布置于所述压力调节阀和所述喷枪之间。

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