CN1239904A - 具有带整体式放料阀的可拆式料斗的小型计重混合机 - Google Patents

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Abstract

一种小型计重混合机(10)，它直接安装于小型模塑机器或挤压机的进料口上方。混合机具有竖立的空心矩形机架(14)，机架(14)带有一个用于可拆式地支承着多个具有由阀机构(19)控制的底部放料口的料斗(12)。阀机构安装于每个料斗上并与具有位于料斗上的快速断开式装置的控制台相连。料斗逐次放料至支承于测力仪(32)上的定重料仓(15)中，该测力仪与混合机的控制台相连。定重料仓(15)具有一个通过枢轴安装于其上的可打开的底部，以便当由测力仪(32)记录下适当重量时由控制台致动。定重料仓(15)放料至具有一个可拆式安装于其中的搅拌器或混合器(22)的混合料室(20)中。混合器轴颈式安装于可拆式的透明板壁(17)中以便可转动，从而当拆下板壁(17)时，混合器搅拌器从其驱动装置上松开并与板壁一同拆下。

Description

具有带整体式放料阀的 可拆式料斗的小型计重混合机
                    发明背景
本发明总体涉及用于准确地提供测定数量的粒状材料以便对已混合粒状材料的进一步加工作准备的方法和设备，具体地说，涉及用于在将混合后的混合物送至塑料制造和加工设备如塑料注射成形机、压力模塑设备和挤压设备之前提供准确测定数量的塑料树脂材料并将这些组分加以混合的计重混合机。
              发明领域及现有技术描述
现代的计重混合机基本上由本发明的申请人所首创并广泛应用于世界各地涉及粒状材料、特别是塑料树脂材料的精确进料的工业中。
计重混合机的操作是通过分批地根据重量混合固体塑料树脂材料组分以及添加剂进行的。通常，批料中可包括若干种固体材料组分。其中之一可为“回用料”，它由磨碎的先前已经模塑过或挤压过以及沦为不合格品或未加工成所需产品的余料的塑料树脂构成。
另一种组分可为“天然”的塑料树脂，从此前未加工成模塑或挤压而成的塑料件的意义上而言，它事实上是一种天然品。
而另一种组分可为固体着色材料，通常为粒料、片状料或冻干材料，用于使制成的塑料件具有所需的颜色。最常用的着色剂为粒料的形式，它预加有重量约占50％的颜料，称作“精料”或“原批料”。可选择性地用液体着色剂代替固体着色材料加入。
还有另一种组分可为用于调整配料以便在模塑、挤压或后续加工过程中具有所需性能特征的添加剂。
由申请人所首创并在世界各地被广泛仿制的计重混合机通常包括待混合在一起的固体材料的每种组分所用的料斗。通常有若干个料斗或者一个料斗中有若干个料室，比如一个料室用于盛放“回用料”，一个料室用于“天然”材料，一个料室用于固体着色添加剂材料而另一个料室用于“添加剂”。当计重混合机工作时，整个装置自动地良好运转，按照正确的所需比例加入每种固体材料组分。每种固体材料组分按重量分入单个的定重料仓中。一旦正确数量的各种组分都已顺序地配送入定重料仓中时，所有的组分都从定重料仓中一起落入一个混合料室中。
混合过程优选地连续进行并且优选地在添加的批料组分被配送入混合料室中的同时进行。当混合过程完成时，所得到的配料优选地直接提供给所要求的模塑或挤压机器。
置于定重料仓中并按重量量定的每种固体材料组分配量的反馈控制确保了即使所分配组分的配量出现误差，后续批料也可以使得配料得以调整以消除混合材料的前道批料中所检测到的误差。
作为构成最终配料一部分的一个组分，已经知道要向配料中加入固体着色添加剂以便为配料提供所需的颜色。这些着色添加剂可为预加料的粒料、蜡载体上的片状颜料或冻干状的材料。还已经知道要提供的颜料为构成最终配料的一种组分的颜料粉末或液体。
                      发明概述
在本发明的一个方面中，本发明提供了一种计重混合机，它包括一个机架、一个可拆地安装在机架上的相对轻型的材料存储料斗、靠近料斗底部用于分配料斗中的材料的阀装置、以及连接于料斗上并且当将料斗从机架上拆下后仍连接于其上的用于致动该阀装置以便向下分配该料斗中的材料的装置、安装于机架上位于料斗下方的定重料仓、与机架相连用于检测料仓中的材料重量的装置、以及位于定重料仓下方的混合料室。
理想地，用于致动所述阀的装置固定地与料斗相连，致动装置至少部分位于料斗中，阀装置至少部分位于料斗中，料斗可手动操作从机架上拆下。提供了快速连接的装置来连通和断开致动器与混合机控制装置的连接。混合机还包括多个料斗，各料斗均带有相应的阀装置和各自独立的阀致动装置。致动装置由气动驱动并包括一个用于向阀传递运动的竖直伸长件。
计重混合机包括机架、定重料仓、连接于机架上用于检测料仓中材料重量的装置、位于料仓下方连接于机架上的混合料室、连接于机架上用于可选择地接触并打开料仓以便使料仓中的材料向下落入混合料室中的装置。混合机还优选地包括用于使料仓的可打开部分偏向关闭位置的装置；可打开部分优选地可绕一根枢轴转动；可打开部分优选地绕一水平轴线转动；用于可选择地接触并打开料仓的装置优选地由气动致动；用于可选择地接触并打开料仓的装置优选为活塞-气缸组合；气缸优选地位于机架外侧；活塞优选地垂直于可打开部分转动时所绕的轴线运动；活塞可与料仓直接或间接接触；可打开部分优选地通过枢轴与料仓的其它固定部分相连。
活塞优选地与可打开的部分分离开并且可以进行操作，以便在所检测到的料仓中的材料重量将若干料斗关闭并中止向料仓进料时该活塞顶在可打开的部分上并使其移动，从而为放料做准备。定重料仓可拆地安装于重量传感器上以便于当所混合的混合物的特性改变时改换料仓。此外，定重料仓支承在机架上透明板壁的后方以便可以在操作过程中观察到定重料仓。
混合机还包括一个混合料室，定重料仓中的材料要排放到混合料室中。混合料室位于定重料仓下方透明板壁的后方，它包括一个可拆式搅拌器。可拆式搅拌器通过枢轴安装于透明板壁上而透明板壁及搅拌器可随时拆除以便将搅拌器从混合料室中拆下来以做更换。
本发明结构的设计目标是为了提供一种轻便型设备，它能充分有效地混合粒状组分或其它组分。
                      附图简述
本发明的所有目的此后将参照附图进行更为充分的描述，其中：
图1是实施本发明的计重混合机的侧视图，它的尺寸有所减小；
图2是图1中所示混合机的俯视图，其中一个料斗的顶盖已拆除；
图3是图1中所示混合机的正视图；
图4是一个料斗的剖面图，示出了控制料斗流量的阀装置，阀装置处于打开位置；
图5是与图4类似的局部剖面视图，示出了处于关闭位置的阀装置；
图6与图4类似，示出了处于关闭位置的另一种阀装置；
图7是图4所示阀装置的部件分解图；图8是图6所示阀装置的部件分解图；
图9是图4中所示实施方案的管状阀件的局部透视图；
图10是一个局部剖面图，示出了可拆地安装于重量传感器上的定重料仓；
图11是定重料仓的分离侧视图，示出了处于关闭位置的可打开部分；
图12是图11中所示结构的部分断开的部分剖面正视图；
图13是用于混合器的可拆式搅拌器的侧视部件分解图；而
图14是图13中所示混合器的装配图。
优选实施方案描述及已知的实施本发明的最佳方案
参照附图特别是图1～图3，计重混合机总体由标号10标出，它包括一个料斗组11，料斗组11包括多个料斗，它们分别总体标为12。每个料斗12均可单独用手从混合机10上拆下来而无需利用工具，料斗组由总体标为14的机架所支承，机架14上装有定重料仓15，固体塑料树脂或其它粒状或粉末状材料在放出至下述的混合料室中之前在该定重料仓15中计量测重。
机架14优选地包括四块竖直的侧板件，其中三块优选由钢制成并由单块薄板弯曲以形成三个侧壁从而加工而成，三个侧壁标为30A、30B和30C。机架14剩下的前侧板可从侧壁30上拆下，其在图中标为17且优选由透明塑料制成。
带有所需数量料斗12的料斗组11使得多种不同的固体树脂材料能通过合适的阀机构从料斗12放出至定重料仓15中，阀机构总体标为19，其位于指定的料斗12中、邻近料斗12的底部。料斗12可分别用手安装到计重混合机10上并可用手从计重混合机10上将其拆下而无需利用工具。
机架14的每块坚固的侧板壁30的顶端被加工成向外扩张的导板34。在优选的结构方案中，由于有三块坚固的侧板壁30A、30B和30C，因而有三块向外扩张的导板34。向外扩张的导板34与竖固的侧板壁30A、30B和30C形成为一个整体或者形成为该侧板壁的一部分，这是通过将坚固的侧板壁的顶端弯曲成具有图示形状的托架而实现的。
第四块向外扩张的导板34A(参见图3)位于透明的可拆式前板壁17的上方并焊接到其间安装着透明可拆式前板壁17的两块坚固的侧板壁30A和30C的顶端。
板壁34A和30C向外扩张的导板34优选地包括接片件36，接片件36与导板34的其它部分垂直并由其沿大致向下的方向延伸。这就为操作人员将料斗12从混合机10之机架14上的由导板34和34A所构成的托架上面抬起提供了方便的手柄。料斗13分别可以简便地用手向下放入由导板34、34、34和34A所构成的托架中的位置，也可简便地用手从其中提升出。
计重混合机10的每个料斗还包括一个阀。在图中阀总体标为19，每个阀包括一个空心、管状的优选为圆筒结构的阀件，其标号为40、阀件可沿其圆筒轴线穿过料斗底壁81中的圆形阀口或孔80滑动。如图4～8中所示，空心阀件的底端开口而在其与活塞-气缸组中的活塞相连处的那个顶端封闭。阀件40的圆筒壁上有一个入口90，它能使材料从料斗12流到阀件的内部并从阀件40的内部通过开口80流出。
阀由气动的气缸操纵，气缸具有弹簧加载的活塞装置，它安放在完全位于料斗12中的腔室38内。如图所示，腔室的顶端由端壁66封闭，而其底部是开口的。活塞-气缸组在图中总体标为18，它安装在端壁66中从而通过腔室端壁66与料斗12相连。活塞-气缸组18的活塞优选为弹簧加载的活塞，并在受压空气的作用下动作从而致动从腔室38的开口底端伸出的管状阀件40。当活塞将腔室38中的管状阀件40向下推动至图4中所示的位置时，阀打开因而使相应料斗12中所盛的粒状材料能够排放出，使其向下流入混合机的定重料仓中。
当供向给定活塞的气动压力消除时，活塞-气缸组的一个内部弹簧部分使活塞退回，从而使阀件沿向上的方向退回至如图5中所示的位置，在此位置上阀关闭因而粒状材料不能从料斗12中向下流入定重料仓15内。
要指出阀件40以足够的间隙穿过空心腔室38。在其底端处，阀件40可滑动地接合于料斗12之底壁81中的阀口或孔80中。料斗12中的粒状或粉末状材料只能通过空心阀件40的中心从开口80排放出。当退至图5所示的关闭位置时，阀件40的空心内部空间与阀开口80保持连通，但由于入口90进入腔室38内位于开口的底端之上的一个位置，料斗12中的粒状或粉状材料就不能立即流入入口90以流至空心阀件40的内部空间并流经底部开口80。为有效工作，粒状或粉末状材料必须有一个大于0°的特征静止角。以便当阀件40退回腔室38中位于其开口底端82以上的位置时，料斗12中的材料不会向上通过腔室38的开口底部。这样，腔室8、空心阀件40和料斗底壁81中的圆形开口80共同构成了每个料斗的底部阀装置19。
如图4所示，空心阀件40与活塞-气缸组的可动活塞轴42相连。空心阀件40和活塞轴42安放在图中总体标为38的腔室中，并且它们单独示于图7、图8和图9中。如图9所示，腔室38基本为矩形结构，并具有两个相连的封闭的侧壁52、54以及两个相连的开口的侧壁56、58，它们全都如图9中所示。腔室38的开口的侧壁56、58且因而腔室38固定于倾斜的壁60上并沿料斗1 2的邻接的竖直板壁62延伸。板壁60、62相互成直角连在一起并与侧壁52和54共同构成了矩形腔室38，该腔室的顶部66封闭而底部82是开口的(如图7所示)。
封闭的顶部66具有一个位于其中的孔68(参见图7)。活塞-气缸组18固定于腔室38的封闭顶部66中并穿过孔68，其紧固方式由螺母70所实现，螺母70与活塞-气缸组的壳体上的带螺纹部分71相啮合，从而将活塞-气缸组固定于腔室38的封闭顶部上，如图4和图5所示。
腔室38优选地通过将单块金属薄板折叠成封闭侧壁52、54和开口侧壁56、58的形状加工而成。封闭的顶部66优选地焊接到折叠形成腔室38之封闭侧壁52、54和开口侧壁56、58的单块金属薄板上。
另外构成每个料斗12中的各阀装置19的一部分的还有底壁81，它与料斗12中的倾斜板壁60垂直，如图4和图5所示。底壁81具有一个带有圆形开口或孔80的平面部分，圆形开口或孔80的尺寸与管状阀件40底部的滑动间隙相适，管状阀件40安放在孔80内并穿过其中往复运动，如图4和图5所示。
底壁81的结构形式和与管状阀件40的外径相对应的孔80的直径使得料斗12中所盛放的粒状或其它材料不能通过管状阀件40的外部和孔80之周边之间的间隙。此外，除孔80以外，底壁81将料斗40的底部密封住。因此，对于要从料斗40向下排放出的该料斗40中所盛放的任何粒状材料来说，该粒状材料必须要通过管状阀件40的空心内部空间。
管状阀件40具有一个位于其中的入口90，它由一对半圆形圆周边缘92和一对轴向延伸的边缘94所确定，轴向延伸的边缘94将两个圆周边缘92连接起来，从而确定了半圆形的入口90。
图4和图5分别示出了处于打开和关闭位置的位于料斗12中的阀装置19，如图4和图5所示，在打开位置时，活塞-气缸组18中的活塞的延伸方式使得活塞杆42向下延伸而管状阀件40的入口90越过腔室38的开口底部82。在管状阀件40与腔室38处于这种位置关系时，入口90使粒状材料能够从料斗12中向下流入管状杆40的空心内部空间中并向下通过其中从料斗12中流出。这种结构形式如图4中所示。
当活塞-气缸组18的活塞退回时，管状阀件40被向上带动至入口90越过开口底部82之上的一个位置。在这个位置上，料斗12的内部至入口90的连通关系被腔室38的底边所阻断，如图5所示。因此，料斗12中的粒状材料不能进入管状阀件40的空心内部空间因而不能通过管状阀件40的空心内部空间向下从料斗12中流出。因此，当处于图5中所示位置时，阀装置19关闭。
活塞-气缸组18优选为弹簧加载式活塞-气缸组，以便使得气缸中的弹簧总能推动其中的活塞部分就图4和图5而言竖直向上推至管状阀件40的入口90不能对着料斗12之内部空间的那个位置，因而使阀装置19关闭。向活塞-气缸组18施加气动压力会推动其中的活塞克服弹簧的弹力向下运动，从而使管状阀件的入口90移至对着料斗内部空间的位置，因而阀19打开。只要气动压力作用于活塞-气缸组18上，阀件就保持打开的状态。当气动压力消除后，弹簧推动活塞竖直向上，如图4和图5所示，从而关闭阀件19。
根据所要进料和混合的粒状材料，可操纵活塞-气缸组以便打开和关闭阀19，即：使阀19在打开位置和关闭位置之间移动。另外，如果需要非常准确地控制从给定的料斗12所供给的粒状材料，活塞-气缸组18可按脉冲方式进行操纵，随着通过气动装置96针对活塞-气缸组的活塞交替施加或消除气动压力的脉冲，活塞快速地往复运动。
图6和图8示出了管状阀件的另一种实施方案，在图6和图8中标为40A。在这个实施方案中，管状阀件40A具有一块位于入口90中的阻挡板壁100，此处阻挡板壁100包括一个底部102和一个垂直向上延伸的溢流部分104。如图6所示，底部102沿其中一个较低的圆周边缘92延伸并固定于其上，而溢流部分104则从底部向上伸出，并沿轴向边缘94延伸且连接于其上。由于位于管状阀件40A上的阻挡板壁100具有这种结构形式，当相应的活塞-气缸组按脉冲方式工作时，从相应的料斗排放出的粒状材料的流速可以得到非常精密地控制。当管状阀件40A处于脉冲工作状态时，粒状材料向上流过阻挡板壁并越过溢流部分104进入阀件40A的内部空间，从此处粒状材料经孔80流出。
由于料斗12具有总体如图1、2和3中所示的结构方案，本发明的混合机工作时可以仅安装有一个料斗或安装有二个或三个或全部四个料斗。缺少一个或多个料斗不会对正常工作带来负面影响。
混合机的控制装置进行工作，从而顺序地致动阀19，以便将材料从每个料斗中排放至定重料仓15中，该定重料仓15位于机架14中套装的料斗下端的下方。定重料仓安放在机架14中，可随时将其拆下并更换，它仅由安装在机架14的板壁30C上的测力仪32支承。定重料仓15由测力仪支承的方式使得定重料仓实际上从测力仪32上悬臂伸出。测力仪32具有一个托架170，它从板壁30C的开口中伸出从而暴露在机架的内部中，如图10所示。测力仪32安装于固定到板壁30C上的壳体154的底壁上，从而使托架170暴露在机架14的内部中。
参照图1，有一个固定地安装于定重料仓15上的定重料仓托架156与定重料仓15相连。如图10所示，定重料仓托架156优选地与测力仪32的辅助托架170相面对地接触。
定重料仓托架156的挂钩部分182从定重料仓托架的顶端水平向外伸出，而定重料仓托架156的支座186则从水平伸出的挂钩部分182的外端垂直向下延伸，支座186接合在托架170的竖直支脚上。
挂钩部分182和支座使得定重料仓15特别是定重料仓托架156能沿垂直于图10中纸面的方向水平滑动至使得定重料仓15能够有效地挂在测力仪32上并从其上悬臂伸出的位置。测力仪32可检测定重料仓15以及其中盛放的任何材料的载重量。
为保护测力仪32不会受到操作人员的接触和损坏，测力仪32优选地安放于测力仪密封壳体154中，如图10所示。测力仪密封壳体又与机架14的竖直板壁30C相连。
混合料室20位于机架14中定重料仓15的下方并且可滑动地夹持在机架上，它具有一个混合装置，其优选地为可转动地安放于其中的混合搅拌器22的形式。搅拌器可绕轴线24转动(见图13)，且优选地与气动的往复转动的驱动装置26共绕同一根轴线转动。
定重料仓15中材料的重量优选地由测力仪32检测，测力仪32优选地与位于控制台的微处理器相连，微处理器在图中并未示出，它通过与测力仪、控制着用以启动阀19的活塞-气缸18组合的致动器、气动驱动装置以及控制着定重料仓卸料的活塞-气缸等等的电连接来控制着计重混合机10的操作。
微处理器优选通过连续不断地监控由定重料仓15所确定的定重工作台处存在的任何材料的重量来控制计重混合机10。通过检测定重料仓15的重量并致动给定料斗14中的适当的活塞-气缸组18，微处理器逐次地量定固体粒状树脂材料的有关组分以送入由定重料仓15所确定的定重工作台，直到预定重量的每种有关组分均已放至定重工作台上为止。混合机10优选的工作方式为基于提供给微处理器并存贮于其中的设定值来根据重量混合各组分。
每种粒状材料组分优选地单独配送入定重料仓15中，然后所有的组分全都一起落入混合料室20内。混合机10直接安放在用于模塑或挤压塑料材料的加工机器(图中未示出)的进料口的上方，其中混合机10通过螺栓或其它连接方式与加工机器固定相连。混合机10将所混合的材料从混合料室20中直接放入进料口。
当仅仅混合固体材料时，通常回用料首先按照所需的回用料比例配送。如果不用回用料或者有限数量的回用料已存在，那么天然材料、固体着色材料和添加剂材料部分随后加入以形成完整的一个批量。天然材料通常第二个加入。所加的天然材料的数量优选地由微处理器计算出以便在混合料室中为固体着色材料和添加剂材料准确地留出适当大小的空间。一旦加入天然材料部分的操作过程完成时，就对实际加入的天然材料的准确重量进行测定以便检测出存在的任何误差。根据所加入的天然材料的这个实际重量，固体着色添加剂形式的颜料添加剂被量定数量加入定重料仓中，然后其它固体添加剂材料以同样的方式被量定加入定重料仓中。然后所有的组分被卸入混合料室中，混合料室优选地不间断地运转。
在使用液体着色材料来代替固体着色材料的情况下，更换成一种特殊的料斗(图中未示出)，它具有一种用于按量定速度配送液体的阀结构。另外，也可装入一种特殊的喷射器来将量定数量的液体材料根据需要直接配送入定重料仓15或混合料室20中。液体着色材料优选最后加入定重料仓中。
微处理器通过打开定重料仓15从而使其中所垂直盛放的材料向下落入混合料室中，从而将逐次量定的组分和可选择的预定数量的液体着色材料同时一起放入由混合料室20确定的混合工作台上。定重料仓15优选地通过气动活塞-气缸组136打开，活塞-气缸组由微处理器控制，如图3所示。气动活塞-气缸组136安装在机架14上、邻近于定重料仓15但并未与其接触，以便使定重料仓15随着活塞-气缸组的活塞件的运动而打开。
处于关闭状态的定重料仓15如图3所示。通过致动活塞-气缸组136、使活塞杆伸出而使定重料仓15打开。当定重料仓15处于关闭位置时，与活塞或其致动气缸既无接触也无连接。
理想地，定重工作台处材料的重量的控制由通过总体标为32的测力仪所提供的微处理器连续数字检测信号来不断地完成。定重料仓15相对于机架14来说挂在测力仪32上，而微处理器则根据需要致动活塞136以排放出材料。
电磁阀特别是阀的电磁致动器优选地处在位于一个密闭机架中的控制台上，密闭机架离混合机较远因而在图中未示出。正如微处理器的情况一样，阀及其相应的致动器优选地远离计重式混合机，而是通过适当的空气管路与其相连。
测力仪32固定地安装在测力仪封闭壳体154的底部，用于将测力仪固定在与测力仪封闭壳体相对的位置处。因此测力仪的底部固定不动，而检测载荷的测力计顶部则在由于定重料仓中的材料所施加的载荷作用下自由偏斜。发生的偏斜向控制台发送信号，控制台通过控制着供向气缸18及气缸136的空气的电磁阀来致动阀19。
适用的测力仪可从一家以色列公司Tedea Huntleigh公司获得。可使用可从Tedea Huntleigh公司获得的1010型测力仅。在美国也可买到商标为MAC的电磁致动阀；可选用45A-LOO-DDAA-1BA9型。
定重料仓15包括一个固定的底部开口的筐篮部分108，如图11和图12所示，筐篮部分108在图3中也可看到。筐篮部分108优选地由金属薄板加工而成，其平整的前部和后部在图11和图12中标为110、112。筐篮108的顶部是开口的以便接纳从上面落下来的粒状材料及可选择的液体颜料，粒状材料来自于一个或多个料斗12。
筐篮108还包括一个在筐篮108的一侧安装着托架156的垂直伸长的侧壁114和一个位于筐篮108另一侧的垂直的按透视法缩小的侧壁116。
筐篮118还包括一个向下倾斜的表面118。如图11和图12所示，筐篮118的底部是开口的以便使粒状材料以及可选择的液体着色材料向下从筐篮108中流出。
定重料仓15还包括一个卸料挡板，在图中总体标为120，它通过枢轴与筐篮部分108相连以便当卸料挡板120枢轴转动时，筐篮108中的所盛物从定重料仓15中倒出并可落入混合料室20中。卸料挡板120如图11和图12所示并可在图3中清楚看到。
卸料挡板120包括一对竖壁部分122、124，它们都从平整的底部126基本上竖直向上延伸。卸料挡板120还包括一个斜角底部128，它成角度的定位以便与筐蓝108向下倾斜的表面118基本上互补地配合，如图11所示。
卸料挡板120的竖壁122、124具有位于同一根水平轴线上的孔130。孔130用于安放销、螺栓或其它枢轴连接件以便通过筐篮108之侧壁110、112上的类似孔132将卸料挡板120利用枢轴方式安装到筐篮108上。
平头铆钉134固定于卸料挡板120的竖壁124的竖直伸出部分的顶端，它优选地焊接就位以用作用于使挡板120相对于筐篮108转动的控制器。
如图3所示，总体标为136的活塞-气缸组安装于机架14的实心侧板壁30A中。活塞-气缸组优选利用如图3所示但未标出的适当加工的带螺纹的螺母来安装，螺母与从侧板壁30A中适当尺寸的孔中伸出的活塞-气缸组136的带螺纹的轴环部相啮合。
固定到从活塞-气缸组136伸出的活塞杆端部的是优选由塑料、如尼龙制成的按钮138，如图3中所示。
当定重料仓15中的材料将要被倒出时，在控制台处通过向其供给加压空气而致动活塞-气缸组136。这会使活塞-气缸组136中的活塞部分伸出，在图3中向左移动。因此，按钮138与固定于卸料挡板120的竖直侧板壁130顶端的控制器相接触，从而使卸料挡板120绕由安装于图12中所示孔130中的枢轴连接件所确定的枢轴点转动、从图3中看沿逆时针方向。
卸料挡板120绕枢轴点130沿逆时针方向(就图3和图11而言)的枢轴式转动使筐篮108的底部打开，从而使由卸料挡板120和筐篮108所构成的定重料仓中所盛放的材料落入混合料室20中。
要注意到按钮138仅在活塞-气缸组136已致动并且卸料操作正在进行时方才与控制器134接触。在所有其它时间里，定重料仓15和按钮138之间都不存在结构上的接触。有一根弹簧(图中未示出)使卸料挡板120沿顺时针方向偏转至关闭位置。
定重料仓15通过机架14的坚固侧板壁30C中的孔利用辅助托架156和186与测力仪32相连，如图10所示。其它用于将定重料仓15安装到测力仪32上的适当装置公开于以Stephen B.Maguire的名义于1996年12月10日所提交的未决美国专利申请08/763、053中以及由Maguire Products，Inc.于1996年12月10日所提交的未决PCT专利申请PCT/US96/19485中，它们的公开内容在此引入作为参考。
为能够充分混合通过操纵卸料挡板120而放置于混合料室20中的待混合的材料，混合搅拌器22通过枢轴安装方式可转动地安装于机架14的优选为透明的可拆式前板壁17上。板壁17沿坚固侧板壁30A和30C的面朝前的边缘与其紧密地接合。并通过图3中总体标为144的便于拆卸的手动的夹子固定于其上。夹子都安装于在前板壁17的下部横跨前板壁17延伸的水平杆140上，它为将搅拌器22通过枢轴安装于透明的可拆式前板壁17提供了坚固的、优选为金属的容座。
搅拌器22可转动地通过枢轴安装于透明的可拆式前板壁17中的这种方式提供了一个重要的安全功能。如果操作人员松开夹子144从而拆下前板壁17，搅拌器22将仍固定于前板壁17上而从往复转动的驱动装置上脱离开，随后将对此进行讨论，因而只要前板壁17从混合机10上拆下，搅拌器22就会脱离混合料室20。这就提供了一个重要的安全性能，因为当板壁17即使稍稍与坚固的侧板壁30A和30C脱离接触，搅拌器22也会停止转动。因此，当前板壁17拆下后，如果操作人员进入混合机10内，就不会有正在运动的部件遭受损害。
如图13和图14所示，搅拌器22包括一个中心轴部分140以及许多从该中心轴部分沿径向向外伸出的辐条148。混合横杆150沿径向辐条的外端沿纵向延伸，它沿中心轴140的主长度方向纵向延伸，并且在横杆150的当搅拌器轴颈式安装于板壁17中时远离前板壁17的端部处沿径向向内弯曲。
中心轴140轴颈式安装于前板壁17中的方式是利用图13中所示的由塑料、优选尼龙或赛尔康(Celcon)制成的滚柱轴承件152来实现的。轴140的左端(就图13而言)装入轴承件152中。混合横杆150、特别是其弯曲的径向向内的端部151终止于未与中心轴136相交的位置处，以便为将搅拌器22与往复转动驱动装置可拆卸地连在一起的连接件提供一段间距。
为便于将前板壁17从混合机10上拆下，并为轴承件152轴颈式安放于前板壁17中的安装方式提供强度保证，金属板或条带146固定于前板壁17上并为夹子144的安装提供位置。手柄156安装在板146上，从而在夹子144已松开时为用手抓握以拆下前板壁17提供方便。
搅拌器22在驱动装置的驱动下往复转动，因而使得搅拌器22绕由中心轴140所确定的轴线24转过约270°的角度后反转，沿相反的方向转过约270°的角度。这通过利用驱动装置26来实现，驱动装置26具有两个气动的活塞-气缸组，使与小齿轮相连的齿条往复运动。这种驱动装置为购置件，并且安装于机架14的后板壁30B外部上的位置处以驱动搅拌器22共轴转动。
用于使搅拌器22与往复转动驱动装置连接和断开的装置由具有如图13和图14中概略所示的阳性构件和阴性构件的连接组件提供。两个构成连接件的其中较小的一个构件为轴158，它基本为圆柱状结构，在其柱状外表面上带有一个沿轴向延伸的平台160。阴性构件170基本为筒状结构，带有一个具有纵长孔176的孔172，孔176沿其纵长方向延伸，在孔176中加工有一个辅助平台178，用于套装在为搅拌器22提供往复转动的动力源的驱动轴158上。
本发明的一个重要方面在于以下特征：总体标为19的阀完全安放在料斗12内并紧固于其上。因此，当操作人员需要更换料斗时，需要做的全部工作是操作人员断开与指定料斗上的气动装置96(见图1和图3)相连的空气导管并将料斗抬离料斗所安放的向外扩张的支承托架34。要注意到料斗12并未以机械方式固定于混合机10的其它部分上。这是不必要的。每个料斗的外部气动装置96优选为快速连接式的装置，它安装有将混合机控制台和每个料斗12中的活塞-气缸组18相连接的空气管道98。
阀和料斗装置的整体结构形式使得每个阀能够与相应的料斗一起整体地拆下，从而使不同尺寸的阀能够安装于料斗中。这便于用户改变阀的尺寸，从而使用户只需拆下带有给定尺寸的阀的料斗并在原位上换上另一个带有较小或其它所需尺寸的阀的料斗即可。阀-料斗的整体结构设计也有利于安全性，因为人们在将料斗已从混合机上拆下时不会致动阀而伤及自身。仅仅是当料斗不在原位时，阀和粒状材料的关断机构不在其位。一旦当料斗在原位上时，人们就不能将其手指伸入料斗内的阀的任一运转部件路线上。
致动所述阀的空气气缸优选为弹簧复位式空气气缸；内部弹簧的作用是向上拉动气缸活塞并拉动与活塞相连的杆至更高位置，从而关闭阀。当管状件40位于最上端的位置时，材料就不能从此向下流出；料斗底部必然是关闭的并可简便地从由张开的导板34所构成的托架上拆下来而不会将料斗中可能盛放的任何材料洒出。
在图6和图8中所示的这种阀的变型中，其中管状部分中的半球形或半圆形开口在其底部被盖住并具有向上延伸的壁，这种管状阀件40A可以上下往复运动从而非常准确地计量向下流出的材料。当需要如此精确计量材料时，可采用安装在与相应活塞相连的杆42上的行程限制器。
活塞-气缸组18最好为电子式控制的往复运动式的，使活塞周期可达每秒六次，从而使管状阀件40A往复运动。腔室38固定不动，它套装在往复式管状阀件40A上并紧固于料斗12上。带有这种管状阀件40时，当阀件40上下运动时，只有在管状阀件40特别是其中的入口90位于限定了腔室38底边的水平边缘以下时，腔室38才能使粒状材料进入管状阀件40中。优选地，阀件40为往复式的，以便于材料流过空心阀件40。
一个空气管道优选地利用快速断开装置与每个料斗12相连，以便使料斗从混合机上拆下来。空气在电磁阀的作用下来回脉动。由于活塞气缸组具有弹簧复位式活塞，只需要一根管道与每个活塞-气缸组相连。这与现有技术的计重混合机大不相同，在现有技术的计重混合机中，有两根管道通向活塞-气缸组，用以驱动不同的滑阀和机器的其它部件。
在本发明中，空气供应管道穿过每个料斗12的侧壁并与料斗中的活塞-气缸组相连。料斗和活塞-气缸组的拆卸便于通过以下操作进行：在每个料斗12外部装设的快速断开式装置96处断开空气管道，取下每个料斗12及其相应的活塞-气缸组18，它们实际上是一个整体的装置并且可以直接抬离由导板34在混合机10的顶部构成的托架。
本发明的另一个重要方面在于使按钮138与用于打开定重料仓15之卸料挡板120的控制器134分离开，由于活塞-气缸组136和按钮138在结构上与定重料仓15分离开，在定重过程中就不存在与定重料仓15的外部连接，因而就不会有诸如空气管路给定重过程引入误差之类的事情发生。
关于混合料室20，混合料室20带有一个可滑入滑出混合料室的弯曲的侧部底部部件。这个弯曲的部件可见于图3中，有时被称作混合料室插置滑块。滑块安放在一块塑料鞍座184上，鞍座184可见于图3中并且固定于机架14的金属底板186上。机架14的坚固的侧板壁30A、30B和30C优选地沿各自与底板186接触的三条侧边焊接到底板186上。底板186优选地相对于侧壁30向前伸出，以便在板壁17安放于混合机10上就位时为透明的可拆式前板壁17提供一个底部支承横板。
本发明的另一个特征是，由于搅拌器22轴颈式安装于透明可拆式前板壁17中并且可拆地与其构成一个整体，因而在前板壁17和驱动搅拌器的往复转动的驱动装置之间不需要任何联锁装置。由于搅拌器22随着透明前板壁一起拆下，因而只要板壁17一拆下，在混合料室中留下来的唯一的运转零件就只有转动的轴158了。
当使用本发明的混合机时，优选地在远处的控制台上为每台混合机提供一单个的控制器。控制器和微处理器优选地并不安装于混合机的机架上，而在已知的大型计重混合机中却是如此。
材料组分如颜料组分应当以极小的数量进行进料和控制，当活塞-气缸组的脉冲操作施加于如图6和图8中所示的改进型管状阀件40A上时，可以将其控制到总混合量的3％或4％的水平。除了颜料添加剂以外，紫外线稳定剂、抑制剂、加强剂及其它添加剂有时也需要在模塑之前以极小的数量加入塑料树脂混合物中。
使用如图6和图8所示的管状阀件40的改型以及装有弹簧的活塞-气缸组18的脉冲工作方式使得材料的进料非常正确。如果降低供送至活塞-气缸组的空气压力以便缓和气缸往复运动的强度，可以将气缸调整至每秒少至二到三克的材料精确进料的工作状态，并且进料可以连续控制在该速度。
本发明另一个重要的特征在于计重混合机的紧凑尺寸。这种计重混合机的紧凑尺寸便于这种混合机用于很小的注射成形机和压力模塑机器以及小型挤压机中。本发明的优选实施方案中的混合机的小型尺寸便于分配很小并且精确量定数量的塑料树脂材料和其它粒状材料、以及可能需要用到的构成混合物一部分的液体颜料，以便向此类小型模塑机器和挤压机供料。
在本发明的优选实施方案中，料斗12的顶端处为八平方英寸；在图2中用尺寸A标出。在本发明的优选实施方案中，由于相邻料斗之间仅相距约1/8英寸，所以相邻料斗的紧密间距使得在图2中标为B的总体最大宽度约为16又1/8英寸。
同样，本发明的优选实施方案中的混合机其高度也很小。在优选实施方案中，混合机从料斗顶部至混合机机架的底部仅约为二十二英寸。这个二十二英寸的高度在图3中由尺寸箭头C表示。优选地用于致动定重料仓以将定重料仓中的所盛放物倒出至混合料室中所用的气动活塞其优选地位于底部上方约11又5/8英寸处；这一尺寸在图3中用尺寸箭头D表示。
利用本发明的小型计重混合机可以生产批量约400克的材料，这些批量中每批的生产时间少于一分钟。因此，利用本发明的混合机，每小时能生产约五十磅的混合树脂材料。
如图4、图5和图7所示，带有整个半圆形开口的阀件19每秒钟可配送约35克材料。当利用脉冲技术并采用如图6和图8所示的改进型管状阀件40A时，塑料树脂材料颗粒的进料可以控制到低于每秒一克进料量的水平。
尽管在本文中示出并描述了本发明的几个具体实施方案，但并不意味着将本发明限于这些公开内容，而是可以在以下权利要求的范围内对其进行改变和改型。

Claims (15)

1.一种计重混合机，包括：一个垂直细长的壳体；一个可拆地安装于所述壳体上或所述壳体中的材料存储料斗，该材料存储料斗中包括邻近于料斗底部用于从该料斗中配送出材料的装置；一个连接于该壳体位于该料斗下方用于盛放所配送材料的定重料仓；与该壳体相连用于检测所述料仓中盛放的材料重量的装置；以及一个位于该定重料仓下方用于收集来自料仓的重量已经检测过的材料的混合料室，该混合料室可以运作以便混合所收集到的材料，其特征在于
a.该壳体包括一个金属机架，机架具有开口的一侧，它使该壳体
  的内部与该定重料仓和所述混合料室连通，机架还具有用于封
  闭所述开口侧的透明板壁，所述板壁可拆卸地安装于所述金属
  机架上以允许进入该壳体内部；
b.该壳体具有位于其顶端的托架，托架可拆地将该材料存储料斗
  支承在位于该定重料仓上方的位置；
c.该定重料仓具有一个用于打开该料仓以将所盛放的材料排放
  至该混合料室中的可打开部分和安装于机架上用于致动所述
  可打开部分的装置；并且
d.该混合料室具有一个用于将料室中所收集到的材料加以混合
  的混合器，所述混合器安装于该透明板壁上以便在该透明板壁
  被拆下以进入该壳体内部时将该混合器从该混合料室中拆下
  来。
2.权利要求1的计重混合机，其特征在于，所述料斗包括一个阀和用于致动所述阀以配送材料的装置，该阀和所述阀致动装置固定地与该料斗相连以便随该料斗拆下。
3.权利要求2的混合机，所述机架具有多个侧壁，所述各侧壁顶部带有向外张开的导板从而构成具有开口顶部的所述托架，其中带有固定于其上的所述阀和致动装置的所述料斗安放在该托架上以便于用手从该壳体上拆下来。
4.权利要求3的混合机，还包括多个料斗，每个料斗内均带有阀装置和各自相应的阀致动装置。
5.权利要求1的混合机，其特征在于，所述定重料仓的致动装置包括一个位于该壳体外部的气缸和一个伸入该壳体内部的活塞以便用于打开该可打开的部分。
6.权利要求5的混合机，其特征在于，所述定重料仓通过测力仪安装于该壳体上，并具有一个开口的底部，该可打开部分构成了料仓底部的一部分并具有一个可由该活塞啮合的控制器。
7.权利要求1的混合机，还包括用于操纵该混合器的驱动装置，所述驱动装置安装于该机架上并具有一个可松脱开的位于该驱动装置和该混合器之间的连接器，当该混合器随该透明板壁拆下时，该连接器可以断开。
8.一种计重混合机，包括：一个垂直细长的壳体；一个可拆地安装于所述壳体上或所述壳体中的材料存储料斗，该材料存储料斗中包括邻近料斗底部用于通过位于该料斗底部中的孔从该料斗中配送出材料的装置；一个连接于该机架上位于该料斗下方用于盛放所配送材料的定重料仓；与该机架相连用于检测所述料仓中盛放的材料重量的装置；以及一个位于该定重料仓下方用于收集来自料仓的重量已经检测过的材料的混合料室，该混合料室可以运作以便混合所收集到的材料，其特征在于：
所述用于从料斗中配送出材料的装置包括一个用于以精确控制的流量配送粒状材料的阀，所述阀包括一个可往复运动的管状阀件，该管状阀件与所述底部孔轴向对齐并可在其中沿轴向上下滑动，
所述管状阀件具有一个远离其竖直末端处的侧向入口，该管状件的底端确定了一个粒状材料可通过其中配送出的放料开口；
一个腔室，其至少部分地包围着该管状件，它具有一个位于所述孔上方有一定间距的开口底端；
所述腔室开口端使得当该管状件中的入口位于该开口端下方的第一位置时，材料能从该存储装置中流过该管状件中的入口，当该管状件处于第二位置时，该入口向上移动；以及
致动器装置，用于使该管状件在所述第一和第二位置之间垂直地上下移动。
9.权利要求8的混合机，其特征在于所述致动器包括控制装置，该控制装置用于启动所述往复式装置的操作，从而使材料从存储装置内部通过空心构件流出并且制动该往复式装置以停止流出。
10.权利要求9的混合机，其特征在于，所述控制装置使所述构件在该往复式装置的启动操作和制动操作之间沿纵向进行脉冲式移动。
11.权利要求8的混合机，其特征在于，所述腔室具有一个由板壁封闭住的顶端，并且在管状件的第二位置处，该腔室中的所述入口位于腔室的底端上方，从而使得在第二位置时，腔室堵住了入口与所述低端上方的料斗内部之间的直接通道，而在第一位置时，使入口能直接通向料斗内部。
12.权利要求8的混合机，包括一个从所述空心构件的入口下侧的下方向上延伸超过该入口上侧的板壁，所述板壁堵住了从该入口通过空心构件的向下流动，但使得能沿着板壁的朝向该入口的那侧通过该构件向上流动，该板壁顶端终止于溢流板处，使得能沿板壁的与朝向该入口的上述侧相对的那一侧通过该空心构件和孔向下流动。
13.一种计重混合机，包括：一个垂直细长的壳体；一个可拆地安装于所述壳体上或所述壳体中的材料存储料斗，该材料存储料斗中包括邻近料斗底部用于通过位于该料斗底部中的孔从该料斗中配送出材料的装置；一个连接于该机架上位于该料斗下方用于盛放所配送出材料的定重料仓；与该机架相连用于检测所述料仓中盛放的材料重量的装置；以及一个位于该定重料仓下方用于收集来自料仓的重量已经检测过的材料的混合料室，该混合料室可以运作以便混合所收集到的材料，其特征在于
a.该壳体包括一个机架，机架具有开口的一侧，该开口的一侧使
  壳体的内部与该定重料仓和所述混合料室连通，机架还具有用
  于封闭所述开口侧的板壁，所述板壁可拆卸地安装于所述机架
  上以允许进入该壳体内部；
b.该定重料仓具有一个可打开部分和安装于机架上用于致动所
  述可打开部分的装置，可打开部分具有一个用于打开该料仓以
  将所盛放的材料排放至该混合料室中的控制器；以及
c.一个安装于该壳体上与该定重料仓对准的测力仪，所述测力仪
  具有一个伸入该壳体内部以用于可拆式地支承定重料仓的支
  承托架；
d.所述用于打开该可打开部分的致动装置包括一个通常与所述
  控制器分离开的活塞，并且所述活塞与该控制器对齐以便当致
  动时，该活塞顶在该控制器上从而打开该可打开部分，由此该
  定重料仓可用手从测力仪托架上拆下。
14.一种计重混合机，包括：一个垂直细长的壳体；一个可拆地安装于所述壳体上或所述壳体中的材料存储料斗，该材料存储料斗中包括邻近料斗底部用于从该料斗中配送出材料的装置；一个连接于该壳体上位于该料斗下方用于盛放所配送出的材料的定重料仓；与该壳体相连用于检测所述料仓中盛放的材料重量的装置；以及一个位于该定重料仓下方用于收集来自料仓的重量已经检测过的材料的混合料室，该混合料室可以运作以便混合所收集到的材料，其特征在于
a.该壳体包括一个机架，机架具有开口的一侧，该开口的一侧使
  壳体的内部与该定重料仓和所述混合料室连通，机架还具有用
  于封闭所述开口侧的板壁，所述板壁可拆式地安装于所述金属
  机架上以允许进入该壳体内部；
b.该混合料室包括一个底部构件和一个用于将料室中所收集到
  的材料加以混合的混合器，所述混合器安装于该板壁上，以便
  当该板壁拆下以进入该壳体内部时将该混合器从该混合料室
  中拆下；
c.一个位于该壳体底部的支座，它位于混合料室底部构件下方并
  将其支承住，以便当该板壁从该开口侧拆下时易于将该支座从
  壳体上拆下。
15.以上权利要求中任一权利要求的计重混合机，其特征在于，所有可拆式部件的尺寸都很小，从而使得可由具有正常身高和力气的操作人员将它们从混合机上拆下并加以更换而无需利用动力装置。
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