CN85109728A - 粉末材料的计量方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明有关粉末材料的计量装置。本装置包括个处于大气压下的罐(18)其底部是平坦而敞开的，连续地保持一定水平面地接受粉末材料，罐内有造成相对运动用的搅拌机(20)，水平圆板(42)绕轴线相对于罐进行旋转，在其平坦的面上至少设有一个与圆板轴线同心的圆形槽(80)通过摩擦系数小的密封补垫(52)使圆板的上表面和罐的底面密合，水平圆板相对于罐是偏心的，以使一部分槽通过罐内，其余部分槽处于罐外；吸引装置(82)具有连接在外的槽上一处的开口。

Description

本发明是关于粉末材料的分配，更详细地说，是为了得到涂覆均匀的粉末材料薄膜的基体和在基体上粉末材料形成热分解生成物，而关于粉末材料的准确的计量方法。

为了在基体上涂覆材料薄膜，众所周知的方法是，在保持高温的以一定速度移动的基体上，用喷嘴喷射溶液状态的涂覆材料。溶液一接触基体，就产生热分解，溶液汽化，材料成为薄膜淀积在基体上。

但是，采用这种方法的缺点是，基体因溶液的作用而被冷却。为了补偿冷却作用，必需将基体加热到比材料通常的热分解温度更高的温度。因此，用这种方法成本高，效率差。

另一个众所周知的方法是，涂覆材料以蒸汽的形式喷射到玻璃上。这种方法与使用溶液状态涂覆材料的分散操作相比，冷却程度要小些，但蒸汽也冷却基体，使效率降低。而且，涂覆材料一般是有毒的，因此，这种方法必须在完全密封状态下使用，故必须使用复杂而又昂贵的材料。

使材料以粉末状态分布在基体上的方法也是众所周知的。这种方法对基体不产生冷却作用，但进行所必须的极为正确的计量，实施起来很困难。

上面的方法是通过在高温下热分解后，使分布在加热玻璃上的粉末状态的化合物氧化，而制造出涂覆极薄金属氧化物的特殊玻璃。这种玻璃是彩色玻璃、半反射性玻璃，具有温室效果、特殊的光学性能、热性能或电气性能的玻璃。为了不损坏玻璃的透明性，薄膜的厚度一般为数毫微米，例如，通过二丁基锡氧化物或二氟物类型粉末化合物的分解而得到的由氧化锡组成的薄膜。

上述化合物，流动性差，因此容易凝集，在贮藏罐内易产生搭桥或空洞。并且，为了得到特殊玻璃所需要的性能，基体表面的薄膜厚度必须是均匀的，因此，必须使粉体流量保持1%以下的优良精度。流量精度大于上面数值时，玻璃的外观或色调不均匀，玻璃表面的光学性能、热性能和（或）电气性能不好，且不均匀。

粉体计量所使用的手段中，螺旋输送机是一般熟悉的，精度差，每当螺纹牙转到排出孔前，粉末的排出量发生周期性变化。

此外，决定粉末材料流动的计量系统也是共知的。但是，当处理玻璃基体使用锡化合物和（或）氟化物之类有毒粉末材料时，必须保证计量系统完全密封，而做到这一点是很困难的。

众所周知，对于从原始上讲流动性好的粉末材料，使用的计量装置包括：装有在面上有一个同轴的圆形槽、且能绕轴线自由旋转的水平圆板;在圆板上方等于槽的半径的距离处，设有供给粉末材料的供给罐;在圆板下方等于槽的半径的距离处，设有用压力动作的吸入和分布装置。

由于供给和分配是在有压力的条件下进行的，因此，这种计量机除了流动性极大、非压缩性的粉末材料和流量极小（约1公斤/小时）的情况以外，不具有正确的功能。而对于本发明的意图，即粉末材料的流动性差，需以大约为10～40公斤/小时的流量分配流体时，不能使用这种分配机。这是因为粉末材料由于压力的作用，在槽和吸入、分配装置内会受到压缩。

此外，这种周知的装置，因不连续地进行操作，相对于额定流量来说，往往会产生瞬间的超过最小公差的变化。

本发明是为了克服上述众所周知的计量装置的缺点，即配量精度低，需要完全密封，不能连续操作和限制很小的分配量。

因此，本发明提出的粉末材料计量方法的特征如下：把粉末材料注入平坦底部敞开的、处于大气压下的供给罐，使罐内的粉末材料保持一定的水平面，通过不断搅拌而松散开粉末材料，并使其均匀，利用一个在密封状态下压着在罐底部、其上面至少有一个圆形槽（一部分槽处于罐内）的、相对于罐旋转的水平板，对罐内的粉末材料进行容积计量，把用槽送到罐外的粉末材料，在大气压下用空气压力排出，分布到基体上。

这样，罐内的条件不变，与时间有关的、具有一定密度的粉末材料充填到槽内。因此，用槽送到排出装置的粉末量也是一定的。

在容积式计量装置的上流方向，用众所周知的重量式计量装置充填供给罐是有利的。

这种重量式计量装置的精度虽然不太高，但利用槽而进行的容积式计量，可以补偿用螺旋输送机先进行的重量式计量的精度。

此外，用这种方法，粉末的供给是连续地进行的，因此，粉末的供给量大。利用水平板相对于罐的相对旋转，而实际上对罐和槽中的粉末不进行加热，因此，粉末材料不产生早期劣化现象。

本发明还包括关于实旋上述方法的计量装置。

该计量装置的特征是：包括罐、水平圆板和吸引装置，罐处于大气压下，其底部是平坦而敞开的，连续地、保持一定水平面地接受粉末材料，罐内有搅拌机;水平圆板绕轴线相对于罐进行旋转，在其平坦的面上至少设有一个与圆板轴线同心的圆形槽，通过摩擦系数小的密封衬垫，使圆板的上表面与罐的底面相密合，水平圆板相对于罐是偏心的，以使一部分槽通过罐内，其余部分槽处于罐外;吸引装置具有开口，该开口连接在处于罐外的槽的一处。

这种装置，用一般众所周知的螺旋输送机类型的重量式计量装置将粉末材料供给罐是有利的。

要使槽中的粉末材料的静压不变，罐中的粉末材料应不产生密度不均现象，为此，供给粉末时要使罐内保持一定水平面。为了使罐下部的粉末不致因粉末柱的重量而受到压缩，罐内的粉末水平面必须相当低。供给粉末时，为了使粉末达到罐内的一定水平面，可以设置螺旋输送机的流量调节器。当然，该水平面因材料而异，从根本上说取决于粉末材料的物理化学性质。流量调节器采用普通样式，文具有水平检测仪，当粉末不处于基准水平面时，可以根据粉末的水平，使螺旋输送机的驱动电机加速或减速。在这种情况下，使用与粉末接触而不干扰粉末流动的光学式水平检测仪或相同类型的检测仪是有利的。

由于搅拌机的运动，且由于罐内不存在过大的压力，因此粉末保持流动性好的、松散的状态。这样，流动性好的粉末充填在处于罐内的槽部分，不会因密封衬垫而使槽内的粉末受到压缩，并且槽内的粉末具有相同的高度。到达对着吸入装置位置的粉末，具有比较小的，一定的密度，约为0.3。因此，可以容易地被吸入，并能以一定流量分布在基体上。

在采用本发明而效果很好的实例中，罐是固定的，搅拌机是旋转的，但也可以使罐旋转，而搅拌机是固定的。

使用的密封衬垫是由摩擦系数小的材料组成的环状刮板构成的，它可以固定在罐下部的自由边缘。刮板通过作用于罐上的压缩弹簧，其周缘保持与水平板的上表面相接触。设计的弹簧力能保证自由接触，同时也能使水平板自由运动。

搅拌机是由固定在轴上的、至少一个叶片构成的，叶片的材料最好是较细的，以减小与粉末的接触面积，从而减少对粉末的加热。因同样的原因，叶片必须以低速驱动。在有利于减少对罐内的粉末压缩和搭桥现象的实例中，叶片是用铁丝围成的平坦的圈构成的，垂直地放置在罐内，离罐壁只有很小的间隔，叶片具有两个垂直杆，垂直杆的下端与在中央部位具有反V字形状第1部分的水平段相连接，垂直杆的上端与在中央部位具有V字形状的第2部分的水平段相连接，叶片通过上述V字形部分，固定在沿罐的轴线配置的垂直驱动轴上。

搅拌机还可以具有配置在两个垂直面上的两个叶片或更多个叶片。

这种搅拌机设置相对于罐底（由水平板构成）能调节位置的毫米单位升降系统是有利的。

在与槽相接的吸入装置的端部，装有摩擦系数小的环状密封衬垫，吸入装置通过密封衬垫装在水平板上面。

装在罐和吸入管处的密封衬垫的端部，通过周缘被固定在框架上的支持板上形成的开口而突出来。密封衬垫的突缘与支持板的上表面是滑动接触。在支持板上设有跨越两段槽（槽将罐连接到吸入管上）的长孔。

由于槽露出在外面，因此，只有当槽处于支持板以下时，吸入装置才能作用。如果没有这种长孔，在粉末送到吸入管之前，吸入装置会把槽全长上的粉末和在罐内的粉末吸进去。因此，不能调节粉末量。

下面参照附图，详细说明本发明的实施例。

参照图1进行说明。图示的粉末计量装置具有料斗10，料斗内有排出粉末的螺旋输送机12。在螺旋长度方向的两点处设置了调节器14，它根据检测的流量，调节螺旋的驱动电动机16的速度，螺旋以小于1%的平均精度对粉末进行重量式计量。

螺旋对底部敞开的、轴线垂直的圆筒形罐18，连续地、且保持一定水平面地供料。在罐里没有专门设计的旋转搅拌机，以避免不能排出的粉末柱堆积起来在罐底形成空洞而造成的搭桥现象或空洞现象。为此，如图2和图3所示，搅拌机至少具有两个用细的材料制成的叶片20、22，且配置在互相成直角的垂直面内。叶片成闭合的环形，分别具有两个垂直的或稍微倾斜的杆24和26，这两个杆与罐的侧壁间距很小，杆的上端与在中央部位具有V字形状（V字状的尖端与罐的轴线一致）部分30的水平段28连接在一起，杆的下端与在中央部位具有倒V字形状（V字状的尖端与罐的轴线一致）部分34的水平段连接在一起。

叶片固定在轴36的下端。该轴支承在轴承38上，用电动机（图上未表示）进行驱动，如上所述，也可以将叶片固定，而旋转罐。

为了能用肉眼观察罐内的粉末水平面，或用适当的手段检测粉末水平面，在罐18的壁上设有一个透明的窗口40。

罐18是不动的，罐的下面自由边缘与绕轴线自由地旋转的、且相对于罐偏心安装的水平圆板42的上表面滑动接触。

再详细地说，罐的下缘嵌在圆形支持板46的圆形开口44中，而圆形支持板装在槽状框架48侧壁的缘上。在支持板周缘用分布不均匀的缀缝钉将支持板固定在框架上。

罐的自由下缘设置了由摩擦系数小的材料（例如聚四氟乙烯）构成的环状密封衬垫或刮板。刮板稍突出于罐的自由缘，与圆板42的上表面相接触。利用能自由地进行调节的压紧手段，可以调节嵌在开口44中的罐的嵌入程度，而使刮板与圆板42的上表面相接触。压紧手段包括穿过罐的环状凸缘56的孔而拧在支持板46上的缀缝钉和使罐的环状凸缘和缀缝钉的头部压紧的压缩弹簧58。这种压紧手段可以根据刮板的磨损情况自动地修正间隙。

圆板42通过球形环62装在槽形框架48的底面上，圆板下面中心设有支承在两个滚动轴承66和68上的轴线方向的轴64，两个滚动轴承装在框架的管状套筒形状部分70内。这样，可以保持圆板在旋转过程中稳定性极好。在圆板与框架的侧壁之间压入了具有可塑性凸缘的环状衬垫72，可将圆板保持在正确的中心位置，并可吸收圆板所受到的振动。圆板通过由皮带轮74、76和皮带78组成的传动机构，并用速度可变的直流电动机驱动而进行旋转。圆板的上表面是极其准确的平面，具有与圆板同轴的圆形槽，该槽的半径等于罐与圆板的中心距离，因此，该槽通过罐的轴线。

槽内的粉末因吸引而被排出，用已知的各种分配装置（例如法国专利第2，542，636号所记录的装置）喷射到基体上。吸入装置与带螺纹的管子（stud）82相连接，而管子82与罐外的槽80相连接。该管子82可以朝向任意方向，为了减少粉末对圆板内表面的冲击，并为了防止堵塞，吸入管相对于圆板倾斜约30°是有利的。进一步详细地说，吸入管与粉末被吸出那一点的槽的切线所构成的角度，大约为30°。这时，是从上述的那一点沿圆板的旋转方向划切线。

带螺纹的管子（Stud）固定在由摩擦系数小的材料组成的、嵌在支持板46的第2孔86中的套筒84上。套筒84以密封状态与圆板42的上表面摩擦接触。其压紧力利用间隙调节装置可以进行调节，间隙调节装置与将罐压紧在圆板上所使用的装置相同，由缀缝钉88和弹簧90组成。

如图2和图3所示，支持板46具有跨越处于罐18和吸入管82之间的槽80的两个部分的长孔92，如前面所述，这个长孔的作用，是把吸入装置的作用部位仅限定在支持板46下方的处于长孔的右侧（图3）的圆槽部分，防止在粉末送到带螺纹的管子82下方之前，直接从罐里吸走粉末。在支持板46上，在带螺纹的管子82的上流方向，设有增大粉末分散系数的孔94，以导入吸引空气和促进形成涡流。该孔94的尺寸和相对于带螺纹的管子的位置可以变更，以便得到所希望的吸入状态和涡流状态。

此外，为了在从吸入管吸入前，松散粉末，在圆槽内，在长孔92的水平面上设置四角形的梳子96是有利的。

下面对关于本发明的计量装置的功能加以说明。螺旋输送机12以小于1%的平均精度对粉末进行重量式计量。粉末连续地注入罐18中。罐内的粉末平面保持一定（例如叶片20和22的顶点的水平），以使粉末的密度不变，从而使圆槽内的粉末的静压不变。通过具有水平检测仪的调节器对螺旋输送机的驱动电动机16的作用，可使罐内的粉末平面保持一定。

旋转搅拌机使粉体松散和均匀，而且不会使粉末劣化。这是由于叶片20和22是由很细的材料制造的，并且是以低速进行驱动。在上述条件下，叶片把密度一定的、均匀的粉末充填在罐内的圆槽中。

圆板42以一定速度沿图3的箭头f方向旋转，在一定的容积流量条件下，把圆槽内的粉末送到带螺纹的管子82处。先用梳子将粉体松散开，通过孔94流入的空气使粉末流动。然后，粉末被吸入喷射装置，分布到以一定速度移动的基体（例如被加热到650℃的玻璃板）上。粉末材料与玻璃接触，产生热分解，在玻璃上形成厚度均匀的薄膜。

当然，关于本发明的计量装置，可以进行各种设计变更。例如，将粉末周期性地喷射到以一定速度移动的一系列的各个对象（例如瓶）上时，计量装置必须依次地动作。在这种情况下，例如将圆槽划分成尺寸相同的蜂巢孔形式，在各个孔里充填涂复一个瓶所必需的粉末量。在这种条件下，使梳子96周期性地升降，以便能越过两个孔之间的间壁。

下面对附图进行简单的说明

图1是表示本发明的计量装置动作原理的纵剖面图，图2是计量装置实施例的纵剖面图，图3是图2所示装置的平面图。

补正    85109728

文件名称    页    行    补正前    补正后

说明书    8    13    …是有利的。    …是有利的。为了把粉体松解，

也可用超音波装置代替梳96，

此外，也可以联合使用梳96

和超音波装置。

Claims (14)

1、粉末材料的计量方法，其特征是：把粉末材料根据情况注入底部平坦而敞开的、处于大气压下的供给罐(18)，并使罐内的粉末水平面保持一定，不断进行搅拌而使粉末松散，同时使粉末均匀，利用一个以密封状态压在罐底部、其上面至少有一个圆形槽(80)(一部分槽处在罐内)的、相对于罐旋转的水平板(42)，对罐内的粉末进行容积式计量，然后将用槽送到罐外的粉末，在大气压下用空气压力排出，并分散到基体上。

2、根据权利要求1的方法，其特征是：为了避免槽内的粉末材料受到压缩，对罐供给粉末时，要使粉末保持十分低的一定的水平面。

3、根据权利要求1和2的方法，其特征是：用进行重量式计量的螺旋输送机将粉末材料供给罐（18）。

4、为了实施权利要求1～3所要求的计量方法，所采用的粉末材料的计量装置，其特征包括罐（18）和水平圆板（42）及吸入装置，罐（18）处于大气压下，其平坦的底部是敞开的，罐连续地接受粉末材料的供给，以保持一定的水平面，罐内具有对罐作相对运动的搅拌机（20，22），水平圆板（42）是相对于罐偏心设置的，它绕轴线相对于罐旋转，在其平坦的面上至少设有一个与圆板轴线同心的圆形槽（80），通过摩擦系数小的密封填料（52），使槽的上面与罐的底面密合，槽的一部分长度通过罐内，而剩余部分长度通过罐外，吸入装置具有开口，并与处于罐外的槽上的一点相接。

5、根据权利要求4的计量装置，其特征是：为了将粉末材料供给罐（18），采用螺旋输送机类型的重量式计量手段。

6、根据权利要求5的计量装置，其特征是：重量式计量手段（特别是螺旋输送机）具有流量调节器。

7、根据权利要求4～6的计量装置，其特征是：搅拌机至少具有一个与罐（18）的内壁间隔很小的、由具有两个垂直杆（24，26）的平坦铁丝圈组成的叶片，垂直杆的下端与在中央部位具有反V字形状（反V字状的尖端与罐的轴线相一致）的第1部分（34）的水平段（32）相结合，垂直杆的上端与在中央部位具有V字形状（V字状的尖端与罐的轴线相一致）的第2部分（30）相结合，用上述V字状部分将叶片固定在沿罐的轴线配置的垂直驱动轴（36）上。

8、根据权利要求4～7的计量装置，其特征是：在与槽相连接的吸入装置的端部，填装有摩擦系数小的环状密封衬垫（84），吸入装置通过密封衬垫装载在圆板（42）的上面。

9、根据权利要求8的计量装置，其特征是：装在罐和吸入管处的密封衬垫的端部，通过四周被固定在框架（48）上的支持板（42）形成的开口（44，86）而突出来，密封衬垫的突出边缘与圆板的上表面是滑动接触。

10、根据权利要求9的计量装置，其特征是：支持板（42）有一个长孔，该长孔跨过两段槽把罐连接到吸入装置的管子（82）上。

11、根据权利要求9和10的计量装置，其特征是：在支持板（42）上，在吸入管（82）的上流方向，有一个导入吸引空气的孔（94）。

12、根据权利要求10的装置，其特征是：梳子（96）设在吸入装置上流的槽处，以便在吸入前松散粉末材料。

13、根据权利要求4～12的计量装置，其特征是：假如对于各个对象需要逐个分配粉体时，在支持板（42）的上面，将槽划分成尺寸相同的蜂巢孔形状。

14、根据权利要求3～13的计量装置，其特征是：为了在玻璃板上形成薄的材料层，使用权利要求第3～13所记载的装置。

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