CN1530175A - 材料供给系统 - Google Patents

Abstract

一种材料供给系统，它包括一柱塞泵、一减压阀、一蓄液器和一分配器。柱塞泵与减压阀通过主供给管线相连。减压阀通过一辅供给管线与分配器相连。蓄液器设置在辅供给管线中并具有一弹簧。一压力传感器检测分配器入口附近的压力。检测的压力为控制减压阀减压比的基础。蓄液器的第二室储存密封剂或其它材料。第二室根据辅供给管线中的压力和蓄液器弹簧的力之间的平衡改变容积，以便减轻该供给管线中的压力波动。

Description

材料供给系统

技术领域

本发明涉及一种材料供给系统，其可以被用在车辆装配车间中，以用定量的液体材料如密封剂涂敷汽车部件或工件，或者用定量的液体材料如粘合剂或润滑脂填充它们。

背景技术

通常，在车辆装配车间中，作为一种高压泵的柱塞泵从储存容器抽吸液体材料如密封剂或粘合剂，并通过供给管线将它供给分配器，每个分配器连接一条供给管线。所述分配器用液体材料涂覆或填充工件。在这种系统中，柱塞泵或另一种高压泵被用来给一个或多个远距离场所供应液体材料。

附图4示出一种用于从储存容器108将密封剂或其它液体材料供给两个或多个远距离分配器103(图中示出一个)的传统系统，所述分配器用于用所述材料涂覆工件。参照图4，柱塞泵101与供给管线102(图中示出一个)连接。每个供给管线102与一个分配器103连接。

供给管线102由一个主供给管线102’和一个辅供给管线102”构成，而且装有一减压阀104。主供给管线102’位于减压阀104的上游而且压力高。辅供给管线102”位于减压阀104的下游而且压力低。主供给管线102’中的压力保持在约15MPa(150kg/cm²)的高压力值下。辅供给管线102”装有一气动阀105，该阀用作开关阀/双位阀。

柱塞泵101从储存容器108抽吸液体材料并在高压下将它供应到供给管线102，然后它从供给管线102被供给相应的分配器103。分配器103将液体材料直接排到工件上，以便用定量的液体材料涂覆或填充工件。

供给管线102的辅供给管线102”中的压力(用于分配器103的适当供给压力)出于下述原因而较低。因为分配器103被安装在自动装置(未示出)等上，所以优选的是它尺寸小、重量轻并能排出定量的液体材料。分配器103可以是小容量单轴偏心螺旋(杆)泵。与供给侧上的高压泵的排出压力相比，分配器103的排出压力必须非常低。换句话说，分配器103的供给压力有一上限。

各分配器103在其进口103a附近设有一压力传感器106。该传感器106检测所述入口103a附近的压力，并将一压力信号输出到电磁阀107，该电磁阀根据检测的压力控制相关的气动阀105的切换操作。如果检测的压力高于设定的上限值，气动阀105被关闭，所述上限值可以为0.7MPa。如果检测的压力低于设定的下限值，该阀105被打开，所述下限值可以为0.3MPa。

分配器103间歇地排出液体材料。为了在分配器每次停止排出材料后开始排出材料时，供给分配器103足够量的液体材料，必须使相关的辅供给管线102”中的压力保持高到一定程度。

因此，分配器103一停止排出液体材料，辅供给管线102”中的压力就上升。当该压力超过上限值时，气动阀105被关闭。之后，分配器103一开始排出液体材料，辅供给管线102”中的压力就下降。当该压力降到下限值之下时，气动阀105打开。因此，每次分配器103开始和停止排出液体材料时，辅供给管线102”中的压力就分别降到下限值以下和升到上限值之上。结果，气动阀105频繁地关闭和打开。这会磨损气动阀105并缩短其寿命。

申请人的日本未审查专利公开2002-316081(0017-0020段)披露了一种包括供给装置和分配器的材料供给系统，分配器通过供给管线连接到供给装置。所述供给管线装有减压阀、开关阀和缓冲泵，所述泵为单轴偏心螺旋泵。减压阀被设在供给装置和开关阀之间。螺旋泵被设在开关阀和分配器之间。缓冲泵和开关阀的操作根据该泵和分配器之间的供给管线中的压力控制。使用缓冲泵能使减压阀实现比图4所示系统中更大的压力降低。这降低了作用在分配器上的压力，并防止在分配器停止和反转时液体滴落。

但是，和图4所示系统的情况相同，披露在该日本未审查专利公开中的系统的开关阀频繁地关闭和打开。这会缩短开关阀的寿命，而开关阀是昂贵的。

发明内容

本发明的目的是提供一种没有开关阀的简单且成本低的材料供给系统，所述开关阀昂贵而且其寿命可能被缩短。

根据本发明一方面的材料供给系统包括一供给装置、一减压阀、一蓄液器、一压力传感器，和一用于给工件定量供应材料的排出器。供给装置从储存容器或其它容器中抽吸材料。供给装置具有一出口，被吸入的材料在高压下通过该出口供应。该出口与主供给管线的入口相连，被吸入的材料通过该供给管线在第一压力/主压力下被供应。减压阀被连接在主供给管线的出口和辅供给管线的入口之间，吸入的材料经过该辅供给管线在第二压力下被供应。减压阀使第二压力比第一压力低。排出器具有一入口，该入口与辅供给管线的出口相连。压力传感器检测排出器入口附近的入口压力并输出压力信号，该信号为控制第二压力的基础。根据压力信号，减压阀的减压比被控制成：如果检测的压力比设定的上限值高，则该阀完全关闭；如果检测的压力比设定的下限值低，则该阀的开度被调整到一值，在该值下与排出器工作时流经该阀的所有材料量相比流经阀的材料量可以稍大。蓄液器被设置在辅供给管线上。当蓄液器被填充材料时，其内部压力升高。蓄液器限制所述入口压力超过上限值，并限制其降到下限值之下。

通过组合减压比可以被控制的减压阀和蓄液器，能避免使用开关阀，所述开关阀昂贵且其寿命可能被缩短。

减压阀和蓄液器的组合防止辅供给管线中的供给压力超过上限值和降至低于下限值。这避免使用现有技术需要的开关阀，所述开关阀昂贵且其寿命可能被缩短。

更具体地说，根据排出器的排出周期，可以适当地控制减压阀的减压比，从而调节某固定时间内的平均流量。这可避免使用开关阀，所述开关阀昂贵且其寿命可能被缩短。当排出器排出材料时，可以将减压阀的开度调节到一值，在该值下通过辅供给管线的流量比平均流量稍多，这是出于安全考虑的。这避免了材料供给的短缺。

蓄液器改变排出器的供给压力，但这不影响排出器的排出操作，因为排出器能定量地给工件供应材料。

根据本发明另一方面的材料供给系统包括一供给装置、一自动压力调节阀、一蓄液器、一压力传感器，和一用于给工件定量供应材料的排出器。供给装置从储存容器或其它容器中抽吸材料。供给装置具有一出口，被吸入的材料在高压下通过该出口供应。该出口与主供给管线的入口相连。压力调节阀被连接在主供给管线的出口和辅供给管线的入口之间，吸入的材料经过辅供给管线在供给压力下被供应。压力调节阀将供给压力调节到一设定值。排出器具有一入口，该入口与辅供给管线的出口相连。压力传感器检测排出器入口附近的入口压力并输出压力信号，该信号为控制供给压力的基础。根据压力信号，压力调节阀的开度被控制成：如果检测的压力比设定值高，则降低供给压力；如果检测的压力比设定值低，则增大供给压力。蓄液器被设置在辅供给管线上。当蓄液器被填充材料时，其内部压力升高。蓄液器使所述入口压力大致等于设定值。

因此，蓄液器使辅供给管线中的供给压力大致等于设定值。因此，偏差易于出现在压力信号中，根据所述信号，通过压力调节阀可以将入口压力近似调节到设定值。这使所述入口压力易于调节。

当定量排出器排出液体材料时和当它停止排出材料时之间，在辅供给管线中有压力差。由于减压阀的减压比或压力调节阀的开度被适当地控制，所以所述压力差由蓄液器第二室的内部容积变化调节。这防止用于排出器的材料供给压力超过上限值和降至低于下限值。因此，辅供给管线中的压力被保持在两个限定值之间，从而不需要传统所需的开关阀，所述开关阀昂贵且其寿命可能被缩短。

如上所述，蓄液器使辅供给管线中的供给压力大致等于设定值。因此，偏差易于出现在压力信号中，根据所述信号，通过压力调节阀可以将入口压力近似调节到设定值。这使所述入口压力易于调节。

附图简要说明

下面将参照附图详细说明本发明的优选实施例，其中：

图1是体现本发明的材料供给系统的示意图；

图2是图1所示系统的蓄液器的横截面图；

图3是体现本发明的另一材料供给系统的示意图；

图4是传统的材料供给系统的示意图。

优选实施例的详细说明

图1表示根据本发明一优选实施例的材料供给系统。该系统可以被用来在车辆生产车间等中用密封剂(一种涂覆液体)涂覆汽车部件或其它工件。

参照图1，作为供给装置的柱塞泵1为高压泵，它从储存容器6抽吸液体材料。柱塞泵1的出口1a被连接到两个或多个供给管线S，图中示出一个供给管线，它们各自连接到远距离分配器2的入口2a。柱塞泵1在高压下(约15MPa)将吸入的材料供应到供给管线S，所述材料从所述供给管线被供给相应的分配器2。分配器2用定量的液体材料涂覆工件。

各供给管线S装有一减压阀3，该阀的减压比可以气动控制或电气控制。供给管线S由一主供给管线S1和一辅供给管线S2构成。主供给管线S1位于减压阀3的上游而且压力高。辅供给管线S2位于减压阀3的下游而且压力低。辅供给管线S2装有一弹簧型小蓄液器5。

分配器2在其入口2a附近装有一压力传感器9。压力传感器9检测入口2a附近的压力并输出一压力信号。减压阀3的减压比根据该压力信号控制，所述压力信号代表分配器入口2a附近的压力。换句话说，减压阀3将所述压力保持在预设的范围内。

更具体地说，分配器入口2a附近的压力可以被保持在预设的上限值和预设的下限值之间，它们可以分别为0.7和0.3MPa。如果由压力传感器9检测的压力比上限值高，则减压阀3完全关闭。如果检测的压力比下限值低，则减压阀的开度被调整到一值，在该值下与排出器2工作时流经该阀的所有材料量相比流经该阀的液体材料量可以稍大。

蓄液器5为一种弹簧型蓄液器，它不需要空气管线或其它控制管线。如图2所示，蓄液器5包括一通常为圆柱状的壳体11，该壳体由下壳体12和上壳体13组成。上壳体13的下部具有一阳螺纹13a。下壳体12的上部具有一阴螺纹12a，它与阳螺纹13a配合。

活塞14可以在壳体11中滑动，并在壳体11中在活塞上侧和下侧分别限定第一室11A和第二室。在图2中，第二室的容积为零。第一室11A用作弹簧室，它装有一压缩弹簧15。压缩弹簧15使活塞14向下偏置。压缩弹簧15的直径基本上等于第一室11A的直径。第一室11A的顶部具有一贯通它形成的孔13b，因此该室中的压力等于大气压力。当第二室被填充时，蓄液器5中的压力升高。

下壳体12具有一通道12b和另一通道12c，通道12b为辅供给管线S2的一部分，通道12b通过通道12c与蓄液器5的第二室连通。活塞14的外周表面装有与壳体11接触的密封介质16。活塞14的顶部具有一形成在其中的弹簧座14a，弹簧15的底部支承在其中。

分配器2为一小型立式单轴偏心螺旋泵。众所周知，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。定子具有一横截面为椭圆的螺旋腔(spiral space)。螺旋转子横截面为圆形，而且其螺距为螺旋腔的螺距的一半。螺旋转子可以在螺旋腔中可滑动地旋转。连杆的一端相对转子偏心地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。

可以如下使用根据该实施例的材料供给系统。

(1)柱塞泵1从储存容器6抽吸液体材料，并将它在高压下(约15MPa)供给主供给管线S1，因此所述供给管线中的压力保持较高(15MPa)。各减压阀3限制液体材料在相关的辅供给管线S2中的流动，从而该供给管线中的压力可以被大大降低(4MPa)。

(2)分配器2排放定量的液体材料到工件上，以恒定的宽度沿工件上的预定涂覆线涂覆工件。当分配器2完成对工件的涂覆后，分配器停止操作(排出材料)。

(3)在传统的系统(图4)中，当各分配器103不工作时，由相关的压力传感器106检测的压力超过上限值(可以为0.7MPa)，因此相关的气动阀105完全关闭。在该实施例中，当各辅供给管线S2中的压力升高，而且相关的减压阀3完全关闭时，该供给管线S2中的液体材料的剩余量被蓄积在相关的蓄液器5的第二室中。这防止辅供给管线S2中的压力升高。

(4)在传统的系统(图4)中，当分配器103开始工作时，由压力传感器106检测的压力下降到低于下限值(可以为0.3MPa)，因此气动阀105完全打开。在该实施例中，当辅供给管线S2中的压力降低，而且减压阀3完全打开时，蓄液器5的第二室中的液体材料被供给该供给管线S2，从而蓄积在蓄液器中的材料可以补偿供给管线S2中的材料短缺。这防止辅供给管线S2中的压力降低到下限值之下。

(5)换句话说，通过适当地控制减压阀3的开度和提供蓄液器5，可以限制辅供给管线S2中的压力超过上限值和低于下限值。

尽管设置蓄液器5改变了液体材料的供给压力，但分配器2仍能排放定量的液体材料。

(6)分配器2以恒定的周期重复排放。当分配器2在它停止排出材料之后排出液体材料时，它需要被供给足够量的液体材料。如果必需量的液体材料不足，那么通过蓄积在蓄液器5的第二室中的材料补偿这种短缺。因此，辅供给管线S2中的压力不必被保持的和用于传统系统(图4)的一样高。

因此，通过减压阀3可以实现比传统系统更大的压力降，从而辅供给管线S2中的压力可以比用于传统系统的低。因此，辅供给管线S2上和用于该供给管线的元件的抗压力不必和用于传统系统的一样高。

根据该实施例的材料供给系统可以被如下变型。

(i)减压阀3可以从市场上得到，或者是特定的。在这种情况下，一般而言，即使当相关的分配器2不工作时各减压阀3完全关闭，该阀也不完全切断流经它的液体材料。即使减压阀3因此被完全关闭，液体材料也可以通过它泄漏到相关的辅供给管线S2中。在这种情况下，一般而言，如果辅供给管线S2中的压力变高，该供给管线中剩余的液体材料就被蓄积在蓄液器5的第二室中，从而可以避免压力升高。

但是，如果更多的液体材料泄漏，可以在减压阀3的下游设置一小孔或其它节流阀，以限制通过辅供给管线S2的流动。

(ii)各减压阀3不仅可以根据相关的压力传感器9的压力信号调节，而且可以手动调节。在即使减压阀3关闭时液体材料仍通过该阀泄漏的情况下，不管设置节流阀与否，这也使得可以完全用手关闭减压阀3。

(iii)如先前所述，各蓄液器5为弹簧型蓄液器。或者，蓄液器5可以是气动控制蓄液器或其它蓄液器，其中通过填充到其第二室中的液体使压力升高。

(iv)所述材料供给系统为一种定量涂覆系统，而且其分配器2每次用定量的液体材料涂覆工件。或者，所述系统可以是一种定量填充系统，它包括用于每次用定量的液体材料填充工件的分配器。

(v)如图3所示，各减压阀3可以由自动压力调节阀3’代替，该阀与具有一膜片的膜片装置3a配合。根据从相关的压力传感器9得到的压力信号，所述膜片可以被偏移，以便控制压力调节阀3’的开度。当相关的定量分配器2排出液体材料和当它停止排出材料时之间，在该辅供给管线S2中有压力差。所述压力差由相关的蓄液器5的第二室的内部容积变化调节。因此，偏差易于出现在压力信号中，根据所述信号，通过压力调节阀3’可以将分配器2入口2a附近处的压力近似调节到一设定值。这使所述压力易于调节。辅供给管线S2中的压力将被保持在限定值，因此不需要传统所需的开关阀，所述开关阀昂贵且其寿命可能被缩短。

Claims (2)

1.一种材料供给系统，包括：

一用于从一储存容器或另一容器中吸入材料的供给装置，所述供给装置具有一出口，被吸入的材料在高压下通过该出口供应；

一在其入口处与供给装置的出口相连以便被吸入的材料可以通过其在第一压力下被供应的主供给管线；

一吸入的材料可以通过其在第二压力下被供应的辅供给管线；

一被连接在主供给管线的出口和辅供给管线的入口之间用于使第二压力比第一压力低的减压阀；

一用于给工件定量供应材料的排出器，所述排出器具有一与辅供给管线的出口相连的入口；

一用于检测排出器入口附近的入口压力并输出压力信号的压力传感器，该信号为控制第二压力的基础；

其中，根据所述压力信号，减压阀的减压比被控制成：如果检测的压力比设定的上限值高，则该阀完全关闭；如果检测的压力比设定的下限值低，则该阀的开度被调整到一值，在该值下与排出器工作时流经该阀的所有材料量相比流经阀的材料量可稍大；和

一设置在辅供给管线上的蓄液器；

其中：当蓄液器被填充材料时，蓄液器的内部压力升高；而且蓄液器限制所述入口压力超过上限值，并限制其降到下限值之下。

2.一种材料供给系统，包括：

一用于从一储存容器或另一容器中吸入材料的供给装置，所述供给装置具有一出口，被吸入的材料在高压下通过该出口供应；

一在其入口处与供给装置的出口相连的主供给管线；

一吸入的材料可以通过其在一供给压力下被供应的辅供给管线；

一被连接在主供给管线的出口和辅供给管线的入口之间用于将供给压力调节到一设定值的自动压力调节阀；

一用于给工件定量供应材料的排出器，所述排出器具有一与辅供给管线的出口相连的入口；

一用于检测排出器入口附近的入口压力并输出压力信号的压力传感器，该信号为控制供给压力的基础；

其中，根据所述压力信号，压力调节阀的开度被控制成：如果检测的压力比设定值高，则降低供给压力；如果检测的压力比设定值低，则增大供给压力；和

一设置在辅供给管线上的蓄液器；

其中：当蓄液器被填充材料时，蓄液器的内部压力升高；而且蓄液器使所述入口压力大致等于设定值。

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