CN1526950A - 液体材料供给系统 - Google Patents

Abstract

一种液体材料供给系统，它包括一柱塞泵、一节流阀、一气动阀、一弹簧型蓄液器和一分配器。该柱塞泵通过主供给管线与节流阀连接。该节流阀通过辅供给管线与分配器连接。该开关阀连接到辅供给管线上。该蓄液器连接到开关阀和分配器之间的辅供给管线上。一压力传感器检测位于分配器入口附近的压力。该压力是通过一电磁阀控制该气动阀的操作的基础。蓄液器的第二室可以储存部分通过辅供给管线供给的液体材料。该第二室的容量随着蓄液器弹簧的力和辅供给管线中的压力之间的平衡而变化以缓解在辅供给管线中的压力波动。

Description

液体材料供给系统

技术领域

本发明涉及一种液体材料供给系统，该系统可用在汽车装配厂里以用恒量的密封剂或其它液体材料涂覆汽车部件或工件，或用恒量的粘合剂、润滑脂或其它液体材料填充这些部件或工件。

背景技术

一般来说，在汽车装配厂里，作为高压泵的柱塞泵从储存容器中吸入密封剂、粘合剂或其它液体材料并通过供给管线将其提供给分别与各供给管线连接的分配器。分配器用液体材料涂覆或填充工件。在这种系统中，柱塞泵或另一高压泵用于为一个或多个远处位置供给液体材料。

附图的图3示出一个用于为多个(图3中仅示出一个)以该密封剂涂覆工件的远端分配器103供给密封剂的传统系统。该系统包括一个与柱塞泵101连接的储存容器108。泵101通过供给管线102(图3中仅示出一条)与分别与各供给管线102连接的分配器103(图3中仅示出一个)连接。

每一供给管线102均安装有一作为减压阀的节流阀104。供给管线102由在减压阀104的上游侧的高压主供给管线102’和在该减压阀104的下游侧的低压辅供给管线102”构成。主供给管线102’中的压力保持在约15MPa(150kg/cm²)的较高值。辅供给管线102”安装有一个作为开关阀/双位阀的气动阀105。

柱塞泵101从储存容器108中吸入密封剂并在高压下将该密封剂提供给从其中将密封剂提供给各分配器103的供给管线102。分配器103将密封剂直接排放到工件上以用恒量的密封剂涂覆或填充工件。

基于以下原因，节流阀104将辅供给管线102”中的压力减小到小于主供给管线102’中的压力值，其中，辅供给管线102”中的压力为用于所联接的分配器103的适当的供给压力。

因为分配器103安装在机械手(未示出)或类似物上，优选地，分配器103的尺寸较小、重量较轻且可以排出恒量的液体材料。分配器103可以是小容量的单轴偏心螺旋(杆)泵。分配器103的排出压力比高压泵108的排出压力小得多是必要的。换句话说，分配器103的供给压力有一个上限。

分配器103在其入口103a附近安装有一个压力传感器106。该传感器106检测位于入口103a附近的压力并向作为开关阀的电磁阀107输出一压力信号。该阀107根据位于分配器入口103a附近的压力控制气动阀105的开关操作。如果传感器106检测到的该压力值高于一设定的上限—可以是0.7MPa，则气动阀105关闭。如果该压力低于设定的下限—可以是0.3MPa，则气动阀105打开。

分配器103间歇地排放流体材料。为了使分配器103在每次开始排放液体材料时能够排出足量的液体材料，使辅供给管线102”中的压力保持高到一定程度是必要的。

因此，分配器103一停止排放液体材料，辅供给管线102”中的压力便上升。当该压力超过设定的上限时，气动阀105关闭。然后，分配器103一开始排放液体材料，辅供给管线102”中的压力便下降。当该压力降到设定的下限之下时，气动阀105打开。因此，每次分配器103开始和停止排放液体材料时，辅供给管线102”中的压力下降到下限之下和上升到上限之上。结果，气动阀105经常关闭和打开。这可能会缩短气动阀105的使用寿命。

申请人的日本专利公开文献No.2002-316081公开了一种包括一供给装置和一分配器的液体材料供给系统，其中，该分配器通过一供给管线与供给装置连接。该供给管线安装有一减压阀，一开关阀和一为单轴偏心螺旋泵的缓冲泵。该减压阀设置在供给装置和开关阀之间。该螺旋泵设置在开关阀和分配器之间。根据该泵和分配器之间的供给管线中的压力控制缓冲泵和开关阀的操作。缓冲泵的使用使减压阀实现的减压大于图3中所示系统的减压。这减小了作用在分配器上的压力，并防止分配器停止和反转时液体滴落。

和图3中所示系统一样，该日本公开文献中说明的系统的开关阀经常关闭和打开。这可能会缩短开关阀的使用寿命。

发明内容

鉴于前述，本发明的目的在于提供一种液体材料供给系统，该系统具有一个可仅以较低成本延长其使用寿命的开关阀。

一种根据本发明的液体材料供给系统包括一供给装置，一减压阀和一排出装置。该供给装置从储存容器或另一容器中吸入液体材料，并在高压下供给吸入材料。该减压阀具有可设定的减压比。该排出装置排出恒量的液体材料至工件。供给装置的出口通过主供给管线与减压阀连接。减压阀通过辅供给管线与排出装置的入口连接。该辅供给管线安装有一开关阀，一控制器连接到该开关阀上。该供给系统还包括一个用于检测位于排出装置入口附近的压力并输出一压力信号至控制器的压力传感器。如果检测到的压力超过设定的上限，控制器关闭开关阀。如果检测到的压力下降到设定的下限之下，控制器打开开关阀。辅供给管线还在开关阀和排出装置的入口之间安装有一个蓄液器。在将减压比设定为当排出装置正在工作时压力低于经过辅供给管线的全流量(full flow)压力的状态下，该蓄液器防止位于排出装置入口附近的该压力在短时间内超过上限和下降到下限之下。

随着开关阀的开、关频率增加，该开关阀的使用寿命变短。通过结合其减压比可设定的减压阀和蓄液器，该频率大大减小。

在将减压比设定为当排出装置正在工作时压力低于经过该辅供给管线的全流量压力的状态下，当排出装置正在排放液体材料时，如果辅供给管线中的压力下降，蓄液器的内部容量就减小。这防止了辅供给管线中的压力下降到设定的下限之下。因此，蓄液器补偿了提供给排出装置的液体材料的不足。

当排出装置停止排放液体材料时，蓄液器的内部容量增加以吸收辅供给管线中的压力的上升，从而防止该压力超过设定的上限。

因此，其减压比被适当地设定的减压阀和蓄液器的结合几乎防止了辅供给管线中的压力超过设定的上限和下降到设定的下限之下。因此，与传统的系统相比，开关阀的开、关频率大大减小。这延长了开关阀的使用寿命。

更特别地，如果可以根据排出装置的排放和停止周期合适地设定减压阀的减压比以调节在某一固定时间内的平均流量，则理论上将可以使开关阀保持打开。因此，如果为了安全而使通过辅供给管线的流量稍稍多于平均流量，开关阀的开、关频率将大大减小，并防止了材料供给不足。

虽然蓄液器改变了排出装置的供给压力，但是因为排出装置可以为工件提供恒量的液体材料，所以并没有影响排出装置的排放操作。

附图简要说明

下面将参考附图详细说明本发明的优选实施例，其中：

图1是体现本发明的液体材料供给系统的示意图；

图2是图1中所示系统的蓄液器的截面图；

图3是传统的液体材料供给系统的示意图。

优选实施例的详细说明

图1示出一种体现本发明的液体材料供给系统。该系统可以用于在汽车制造厂里涂覆密封剂或涂层。

如图1所示，该液体材料供给系统包括一存储密封剂的储存容器6。该容器6连接到作为供给装置的柱塞泵1上，该柱塞泵为高压泵。该泵1的出口1a与多条(图1中仅示出一条)供给管线S连接，而各供给管线分别与一远端分配器2的入口2a连接。该系统的分配器2用恒量的密封剂涂覆汽车部件或工件。

每一供给管线S都安装有一个气动控制的节流阀3，该节流阀用作一个其减压比可以设定的减压阀。供给管线S由在减压阀3的上游侧的高压主供给管线S1和在该减压阀3的下游侧的低压辅供给管线S2构成。泵1从容器6中吸入密封剂，并在高压(约15MPa)下将该密封剂提供给供给管线S的主供给管线S1。辅供给管线S2安装有一个作为开关阀的气动阀4和一个设置在该阀4和所联接的分配器2之间的弹簧型蓄液器5。

分配器2在其入口2a附近安装有一个压力传感器9。该传感器9检测位于入口2a附近的压力并向作为控制器的电磁阀8输出一压力信号。该电磁阀8根据位于分配器入口2a附近的压力控制气动阀4的开关操作以使压力可保持在一预定的范围内(例如，在0.3和0.7MPa之间)。如果传感器9检测到的压力高于预定范围的上限，气动阀4关闭。如果该压力低于预定范围的下限，气动阀4打开。

蓄液器5是一弹簧型蓄液器，它不需要空气管路或其它控制管路。随着该蓄液器5的第二室被填充，蓄液器中的压力上升。如图2所示，蓄液器5包括一个一般为圆柱形的壳体11，该壳体由一下部壳体12和一上部壳体13构成。上部壳体13的下部具有外螺纹13a。下部壳体12的上部具有与外螺纹13a接合的内螺纹12a。

活塞14可以在蓄液器壳体11中滑动，并在壳体11的上侧和下侧分别限定了第一室11A和第二室。在图2中，第二室的容量是零。安装有一压缩螺旋弹簧15的第一室11A起到弹簧室的作用。弹簧15向下偏压活塞14。弹簧15的直径与第一室11A的直径基本相同。第一室11A的顶部有一个穿过该室形成的孔13b以使该室中压力等于大气压力。

下部壳体12具有作为辅供给管线S2的一部分的通道12b和另一通道12c，通道12b通过通道12c与蓄液器5的第二室连通。活塞14的外周表面安装有与壳体11接触的密封介质16。活塞14的顶部具有一个弹簧15的底部支承在其上的弹簧座14a。

分配器2是小的立式单轴偏心螺旋泵。如已公知的，一个单轴偏心螺旋泵包括一弹性定子、一金属螺旋转子、一柔性连杆和一连接到一编码器上的可反转伺服马达。该定子具有一横截面呈椭圆形的螺旋腔(spiralspace)。该螺旋转子的横截面呈圆形，并且它的螺距是螺旋腔的螺距的一半。该螺旋转子可以在该螺旋腔中可滑动地转动。连杆的一端从偏离转子中心的偏心位置连接到螺旋转子的一端。连杆的另一端连接到伺服马达的驱动轴上。

可以按照如下说明使用图1中示出的该液体材料供给系统：

(1)柱塞泵1从储存容器6中吸入密封剂。通过将高压(15MPa)密封剂提供给供给管线S，主供给管线S1中的压力保持较高(15MPa)。

节流阀3限制辅供给管线S2中的密封剂的流量以使得辅供给管线中的压力可以大大减小(4MPa)。

(2)如果提供给分配器2的密封剂趋于不足，最好是节流阀3应该调节辅供给管线S2中的压力以使分配器2得到足够的供给。

(3)分配器2排放恒量的密封剂到工件上以使得可以沿工件上的预定线以恒定的宽度涂覆工件。

(4)当分配器2完成涂覆工件的工作后，分配器2停止工作。在图3所示的传统的液体材料供给系统中，当分配器103停止时，位于分配器入口103a附近的压力会超过设定的上限。这将关闭气动阀105。在图1所示的体现本发明的系统中，当辅供给管线S2中的压力上升时，辅供给管线中的部分密封剂蓄积在蓄液器5的第二室中。这防止了压力超过设定的上限。

在传统的液体材料供给系统中，当分配器103开始工作时，位于分配器入口103a附近的压力会下降到设定的下限以下。这将打开气动阀105。在体现本发明的该系统中，当辅供给管线S2中的压力下降时，蓄液器5的第二室中的密封剂被提供给辅供给管线S2。这可防止压力下降到设定的下限之下。

可以将节流阀3的减压比设定为当分配器2正在工作时辅供给管线S2中的压力低于经过该辅供给管线的全流量压力。在这种情况下，蓄液器5防止了在分配器2的入口2a附近的压力(辅供给管线S2中的压力)超过设定的上限和下降到设定的下限之下。因此，可以使在分配器2的入口2a附近的压力保持在设定的限制值之间。这大大地减小了气动阀4的开、关频率。

可以通过一单条供给管线S使柱塞泵1与一单个分配器2连接。在这种情况下，如果改变泵1的排出压力的设定值，供给管线S很可能可以不需安装节流阀3。

虽然蓄液器5改变了材料供给压力，但作为单轴偏心螺旋泵的分配器2可以排出恒量的密封剂。

(5)分配器2以一恒定周期重复排放和停止。当在停止后再排放时，需要给分配器2供给足量的密封剂。可以通过蓄积在蓄液器5的第二室中的密封剂对被供给的密封剂的任何不足进行补偿。因此，不需要使辅供给管线S2中的压力保持与图3中所示的传统系统的压力一样高。这允许节流阀3进行比传统系统更多的减压以使辅供给管线S2中的压力小于传统系统的相应压力。因此，辅供给管线S2侧的各部分的抗压性不需要和传统系统一样高。这样，可以延长气动阀4的使用寿命。

根据本发明的液体材料供给系统可以可选地体现为以下方面。

(i)液体材料供给系统可以是一个用于以恒量的液体材料填充工件而非涂覆部件的填充系统。

(ii)蓄液器是一种其第二室中的压力随向该室中填充液体而上升的气压控制型蓄液器或另一种蓄液器。

(iii)可以电动控制减压阀和开关阀。

Claims (1)

1.一种液体材料供给系统，该系统包括：

一用于从储存容器或另一容器中吸入液体材料，并在高压下供给吸入材料的供给装置；

一具有可设定的减压比的减压阀；

一连接供给装置的出口与减压阀的主供给管线；

一用于排出恒量的液体材料至工件的排出装置；

一连接减压阀与排出装置的入口的辅供给管线；

一连接到辅供给管线上的开关阀；

一连接到该开关阀上的控制器；

一用于检测位于排出装置入口附近的压力并输出一压力信号至控制器，以使得当检测到的压力超过设定的上限和下降到设定的下限之下时控制器可以分别关闭和打开开关阀的压力传感器；和

一连接到开关阀和排出装置的入口之间的辅供给管线上、以在将减压比设定为当排出装置正在工作时压力低于经过该辅供给管线的全流量压力的状态下防止位于排出装置入口附近的该压力在短时间内超过上限和下降到下限之下的蓄液器。

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