JP3775875B2 - 分配装置 - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は独立請求項1の序文に記載の少なくとも二成分用の分配装置、特にコンパクトな手で保持される装置に関する。このような装置は、容易に取り外すことができかつ再び組み立てることができるフレームとハウジングからなる装置の原理をかなり簡単に開示した欧州特許公開第607102号明細書から知られている。また、この明細書は、比較的に長く、それゆえに、気泡の閉じ込めをひき起こすことがある比較的に多量の液体を含む共通の出口ノズルの中に延在するシリンダの出口の通路の事例に関する。計量シリンダの前面と複式の出口との間に明確なシールが設けられていないので、それらのそれぞれの平面の間に圧力が発生し、その結果、軸線方向の力がポンプハウジング内に設けられたシールを含む内側部品を圧縮する。
【0002】
【従来の技術と発明が解決しようとする課題】
上記の二成分用の分配装置においては、異なる比を得るための数組の計量シリンダ/排出プランジャの組合わせは異なる比のための均一な計量圧力を提供しない。
【0003】
そのうえ、後側スペーサ、後側排出プランジャシール、入口スペーサ、計量シールおよび計量シリンダの内側組立体は、タイロッドによる制限をうけることなく軸線方向に圧縮することができ、その結果、計量シールと排出プランジャとの間に制御できない摩擦を生じ、従って、得られるポンプ圧力が低下し、シール効率の変動およびこれらのシールの潜在的な損傷が発生する。
【0004】
しかしながら、PCT/GB92/00813号明細書は、主として貯蔵容器の関する装置を開示し、一方、米国特許第4690306号明細書は、少なくとも二種類の流体物質を貯蔵し、混合しかつ分配する方法と装置を開示しており、この装置は比較的に複雑な部品により一種のフレーム内で組み立てられ、かつその容器は使い捨てされる。
【0005】
最も発展している科学技術的な製品の場合には、要求条件および仕様が規格化する時期が到来し、それにより「1個限りの」(“one off”)高コストの装置の製造が概して大量生産により比較的に低コストの装置と置き換えることができる。エポキシおよびポリウレタンのような高性能多成分反応性化学装置の分野は、例外なく、ポンプ送出、計量、混合および分配機械を使用している。このような機械は、比較的に高価になりかつ技術的に複雑になる傾向があるのに対して、その理想は多成分装置の複雑さおよびコストを単一成分装置の複雑さおよびコストまで低下させることである。それゆえに、基本的な稼働仕様まで規格化された機械が必要であり、このような仕様により、機械が小量の分配用用途のための比較的に小容積の交換可能な化学成分パッケージと共に使用するために使用することが簡単になりかつ手で保持する移動式の装置としてコンパクトになりかつ軽量になり、しかもより大きい容積の分配用途のためにより大きい容器から化学成分を直接に供給するようにベンチまたはロボットに装着するように容易に改装可能である。また、化学成分の多数の異なる相対的な混合比の要求を満たすために交換可能な部品を提供しかつ修理および保守を容易にするためにすべての部品を急速に分解する必要がある。
【0006】
最後に、高度の性能と信頼性が必要であると共に、正確な相対的な混合比と、分配を開始するときに静ミキサを通じて両方の計量された化学成分の流れを同時に開始する必要な精度とを提供することが必要である。後者は、好ましくは、ミキサの直前で(immediately before)それゆえに、混合された化学成分を分配する箇所に近い位置で行われる比計量(ratio metering)により達成され、従って、非液体(non hydraulic)化学物質の過度の圧縮と、その結果、発生する計量ポンプと分配箇所との間の慣用の長い導管に起因する計量の不正確とを回避することができる。
【0007】
【課題を解決するための手段】
前述した従来技術に基づいて、本発明の第1の目的は、計量室から共通の出口ノズルまで液体を移送するための最も直接の通路を提供しポンプハウジングの内部組立体によりシールを圧縮させる内部液圧力に起因するいかなる過度の軸線方向の圧縮を回避する二成分または三成分用の多成分計量および混合分配装置の形態の従来技術の装置をさらに改良することにある。
【0008】
本発明の第2の目的は、数組の計量シリンダ/排出プランジャの組合せの横断面積の比がいかように変化しても同様な計量圧力を保証する二成分用分配装置を提供することにある。
【0009】
本発明のさらに別の目的は、軽量であり、高度にコンパクトであり、保守修理が容易でありかつ費用効果が高い分配装置を提供することにある。これらの目的は、従属請求項による装置により達成される。
【0010】
【発明の実施の形態】
本発明を実施例を示した図面を参照して以下にさらに詳細に説明する。本発明を第3の小量の成分に対する選択の自由を有する二成分用分配装置としての一実施例について説明する。それゆえに、実施例の内部の複式の入口および複式の出口について説明する。
【0011】
図1は3つの外側ハウジング部分からなる並行した計量ポンプ組立体1を備えている少なくとも二成分用の分配装置を示し、前側部分は、スペーサとしての2つのスリーブ106、107と共通の出口ノズル108とを有する複式の出口2であり、中間部分は複式の出口3であり、かつ後側部分は後側スリーブ6、7である。内部計量シリンダ4、5の外側フランジ24、25は、複式の出口2と複式の入口3との間に固定されている。計量ポンプ組立体は、駆動装置10の部分としての後側フレームプレート11と前側フレームプレート12との間の4個のタイロッド80A−80D(図5参照)により保持されている。この装置は、後側シール組立体19、20と計量シール42、43とを計量ポンプ組立体1の内部に保持することを可能にし、かつ内部の液圧力をひき起こす圧縮により、またはタイロッドにより一緒に締めつけられる作用による圧縮力による影響をうけないようになっている。
【0012】
後側フレームプレート11は、計量ポンプ組立体1を適正に配置しかつ心合わせするための心合わせ隆起部11A、11Bを有する。後側スリーブ6、7は、スペーサとして作用しかつ摩耗による後側シールの潜在的な漏洩を観察しかつ軸線方向の計量プランジャを調節するための切欠部分8、9を有する。
【0013】
この計量ポンプ組立体1の内部には、小さい直径を有する排出プランジャ13が駆動ロッド14と連結され、かつ大きい直径を有する排出プランジャ15が調節可能なアダプタリング16を介して駆動ロッド17と連結され、それによりねじ16Aにより排出プランジャ15を後方にまたは前方に軸線方向に調節し、かつ切欠部分9を介して調節するための半径方向の穴18を有する。
【0014】
入口40、41および通路44、45の下流側には、排出プランジャ13、15が計量シリンダ4、5に入るときに、計量シール42、43が排出プランジャ13、15をシールし、計量シール42が計量シリンダ4の開口部の内部に配置されかつその位置に隣接した入口スペーサシールハウジング22および保持ディスク109により保持されるのに対して、計量シール43がシールのうちで最大のサイズを有しかつ複式の入口3の内部に直接に収容され、かつ計量シリンダ5に対してその位置に隣接した入口スペーサ21により保持されている。
【0015】
複式の入口3の背後には、排出プランジャ13および15が間にスペーサを有する前方に面したシールと後方に面したシールとを備えている後側シール組立体19、20によりシールされる。後側シール組立体19、20は、排出の間に排出プランジャの前方行程時に作用する液体の圧力をシールし、かつ再装填(reloading)の間に排出プランジャの戻り行程時に作用する真空をシールする。後側シール組立体19、20は、最大直径を有する排出プランジャ15を使用する場合には入口スペーサ21の後部における複式の入口3の内部に直接に配置されるか、または、例えば、より小さい直径を有する排出プランジャ13を使用する場合には、組み合わされた入口スペーサシールハウジング22の内部に間接的に配置される。従って、後側シール組立体20は、また、複式の入口3に対するシールとして作用するのに対して、Oリング23が入口スペーサシールハウジング22と複式の入口3との間をシールするために必要である。
【0016】
個々の計量シリンダ4、5の前部は、偏心出口ノーズ26、27を有する。偏心出口ノーズ26、27の中心は、該ノーズが複式の出口2の内部に配置されたときに、2つの計量シリンダ4、5の中心を連結する直線上にありかつ計量シリンダ4、5の中心の間にある。
【0017】
偏心出口ノーズ26、27は、組み立てられたときに、同じ軸線上にかつ下流側において、ばね30、31により案内されかつ保持される軸部(ステム)を有するポペット弁28、29を含み、または代替の案内および保持装置を含み、ばね30、31は複式出口2の部分として形成された行程制限スピゴット32、33上に配置されている。ポペット弁28、29は球形でありかつ差圧逆止弁を形成するテーパ弁座34、35をシールしている。計量シリンダ4、5は、複式の出口2の内側の穴に対するシール装置として偏心出口ノーズ26、27の外側の直径に対するOリング36、37と、計量シリンダ4、5と複式の入口3との間のシール装置としてのOリング38、39とを有する。複式の入口3は2つの個々の入口40、41を有する。
【0018】
従って、この実施例は、相対的な比(relative ratio)の計量精度を最大化するために、計量の間に非液体(non hydraulic)化学物質の圧縮とその後の減圧を可能な限り回避するように計量装置全体を通じてかつ静ミキサ(static mixer)を取り付ける箇所まで最小の好ましくは比例した呼び水容量(“in ratio”priming volume)を提供し、それゆえに、計量シリンダの偏心して配置された出口ノーズが混合前に計量室から必要な共通の出口ノズルまで液体を移送するための最も直接の通路を提供し、従って、容積含有率を最小限度にとどめかつ気泡が閉じ込められる機会を最小限度にとどめる。差圧逆止弁が出口ノーズの内部にかつ計量シリンダと隣接して配置され、それによりこれらの逆止弁が計量シリンダの「押退け容積」(“swept volume”)に直ちに反応し、かつ精密に制御する。
【0019】
そのうえ、成分の通常の非液体特性のために相互に釣り合わなくなれば、荷重をうけている機械的な構成部分の僅かな寸法の差異または可撓性のために、少なくとも1つのピストンが正確に同じ時間に両方の化学成分の流れの正確な一貫した開始を保証するために他方のピストンに対しての線形位置調節装置を備え、従って、化学成分が計量領域を去り、静ミキサに流入するときに「比率から外れた」(“off ratio”)状態になることを回避する。
【0020】
図2は4組の計量シリンダと排出プランジャとの組合わせの例を示し、各々の組の内部の各々の計量シリンダ/排出プランジャの組合わせの横断面積が他方の組合わせに対してある比を形成し、それにより排出プランジャ50と51が1:1の比を形成し、プランジャ52と53が2:1の比を形成し、プランジャ54と55が4:1の比を形成し、かつプランジャ13と15が10:1の比を形成する。そのうえ、任意の組の計量シリンダ/排出プランジャの組合わせの総横断面積は任意のその他の組の総横断面積と実質的に等しい。この特徴は比がいかように変化しても同様な計量圧力を保証し、それゆえに、計量ポンプ成分圧力に対する能力を最大化する。
【0021】
図3は入口40、41と、入口スペーサ21と、入口スペーサシールハウジング22とを備えている複式の入口3の領域内の図1の計量ポンプ組立体1の横断面図を示し、最後の2つの部品、すなわち、入口スペーサ21と入口スペーサシールハウジング22は、排出プランジャの穴のサイズよりも僅かに大きい穴のサイズを有する。そのうえ、入口スペーサ21と入口スペーサシールハウジング22は、キー56、57とかみ合うキーみぞ58、59を有する。キー56、57は、入口40、41に対する通路44、45の回転および心狂いを阻止するための正確な向きを保証するように複式の入口3の内部に形成されている。入口40、41は、傾斜したアダプタ60、61が取り付けられたときに容器62、63を相互に平行に配置することができるようにV字形を形成するように上方に向かって傾斜している。
【0022】
図4は吊り装置と連結するために上側タイロッド80C、80Dに取り付けられた長手方向に滑動するように調節可能な自動ロック式の吊りブラケット101を有する移動式の計量混合装置組立体100を示し、それにより完成した計量混合装置の重心が可撓性の吊り線102が調節可能な吊りブラケット101と連結される位置よりも十分に下方に配置され、従って、計量混合装置を自由に移動可能にするユニットの安定位置を保証している。この図から理解されるように、平行な容器62および63は垂直であるか、またはポンプの長手方向の軸線に対して90°から65°までの範囲内の角度で装置の後部に向かって傾斜している。図4はさらに引金65を備えているハンドル64を示す。駆動装置66が符号で表され、この駆動装置は、電気式、空気圧式、または手動の駆動装置とすることができる。
【0023】
図5と図6は、4つのタイロッド80A、80B、80C、80Dと、図1に示すように計量ポンプ組立体を駆動装置の前側フランジ11に取り付ける前板12とを備えている計量ポンプ組立体1用の保持装置を示す。図6は指示器82が取り付けられた指示棒81を示す。指示器82は後側スリーブ6、7上に配置された目盛83A、83Bに対する容積出力を指示する。支持棒81もまた、必要な計量容積により長さを変更することができる行程スペーサ85と接触しかつ該行程スペーサに対して停止されることにより計量行程の長さを制御することと同じ二次的な機能を有する。行程スペーサ85は急速釈放ブラケット86により所定位置に保持される。
【0024】
本発明を複式の出口と複式の入口とを有する二成分用の組立体について説明した。さらにいくつかの成分を追加することにより出口が複数の出口となり、かつ入口が複数の入口となるのに対して、複数の出口がミキサまたは同様な装置を取り付けるための共通の出口に終端することが明らかである。従って、図5の第3駆動ロッド87が化学的な液体の付加的な小量の成分を計量するための第3計量ポンプ組立体88のために随意に設けられている。第3計量ポンプ組立体88の位置は、図示したような位置とすることができ、または、例えば、全体の装置を第3ポンプをその他の2つのポンプの上方に配置するように逆にすることができる。
【0025】
図7の(A)部と(B)部は、ハンドル64と、引金65と、モード1において押しボタンとして作用する操作モード選択スイッチ73とを備えている分配装置のハンドル組立体67の側面図および後面図を示す。操作モード選択スイッチ73は、スイッチが2つのモード1と2との間でほぼ120°ないし180°の角度だけ移動するようになっている。モード表示76により示された選択スイッチの位置1においては、計量プランジャは、引金65を引っ張り、そして引金65の釈放時に停止することにより前方に駆動され、また計量プランジャは押しボタンとして選択スイッチ73を使用することのみにより計量ポンプの再装填のために後方に駆動される。位置2(点線で示した)においては、計量プランジャは引金65を引っ張ることにより計量のために前方に駆動され、かつ引金65が釈放されたときに自動的に後方に駆動される。
【0026】
上記のような本発明が正確な性能を有しかつ広い用途に使用される多成分反応化学装置のためのコンパクトな比較的に低コストの計量および混合機械を大量生産するためにモジュール方式の交換可能な構成部分を利用する改良された高度にコンパクトな装置の設計を提供することが理解されよう。
【0027】
これは数組の計量シリンダ/排出プランジャの組合わせの直径が必要な容積混合比によることなく、しかもそれにより前記の組合わせの横断面積の合計がすべての混合比に対して実質的に等しく、それゆえに、すべての比のための作動圧力を最大化する前記の組合わせを使用することによる液圧排出力に関して構成部分の応力に対する能力を最適化しかつ適合することにより達成される。これは、さらに、装置をプラスチック射出成形および金属ダイカストのような工程により大量生産/低コストでの製造のために好適であるモジュール方式の交換可能な構成部分に分解することにより、達成される。
【0028】
本発明は、また、駆動ロッドに対する計量ポンプの正確な心合わせの必要と、容器をコンパクトな並行した計量組立体に取り付け、しかも容器を相互に平行に取り付けることを可能にする方法と、非常に小量の成分のために通常必要なオプションによる第3成分ポンプと、操作者が計量された出力を視覚により制御するための視覚による計量出力指示器と、特定の射出容積のための調節機構と、最後に、調節可能な吊りブラケットを吊るしかつ平衡させると共に、取り付けられた容器と共に自由に移動できるようにするための手で保持されたユニット用の調節可能な吊りブラケットとを網羅している。
【0029】
欧州特許公開第607102号明細書による分配装置の場合には、駆動ロッド14および16を電気、空気圧または手動による駆動力のいずれかにより作動させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】2つのポンプ組立体を備えている本発明の分配装置の一部分の断面図。
【図2】図1をII−II線に沿って裁った異なる比に対する異なる組の計量シリン
ダ/排出プランジャの組合せの等しい横断面積を示す図。
【図3】図1の組立体の細部を図1のIII−III線に沿って裁った横断面図。
【図4】吊り装置を備えている完成した装置の組立体の側面図。
【図5】図1をV−V線に沿って裁った横断面図を本質的に示した図。
【図6】図1をVI−VI線に沿って裁った図。
【図7】(A)部は操作モード選択スイッチと押しボタンとの組合せと共に分配装置の
ハンドルの側面図を示し、(B)部はその後面図を示す。
【符号の説明】
1 計量ポンプ組立体
2 出口
3 入口
4 計量シリンダ
5 計量シリンダ
6 後側スリーブ
7 後側スリーブ
11 後側フレームプレート
11A 心合わせ隆起部
11B 心合わせ隆起部
12 前側フレームプレート
13 排出プランジャ
14 駆動ロッド
15 排出プランジャ
16 アダプタリング
17 駆動ロッド
19 後側シール組立体
20 後側シール組立体
21 入口スペーサ
22 入口スペーサシールハウジング
24 外側フランジ
25 外側フランジ
26 偏心出口ノーズ
27 偏心出口ノーズ
28 ポペット弁
29 ポペット弁
34 弁座
35 弁座
36 Oリング
37 Oリング
38 Oリング
39 Oリング
40 入口
41 入口
42 計量シール
43 計量シール
56 キー
57 キー
58 キーみぞ
59 キーみぞ
60 アダプタ
61 アダプタ
62 容器
63 容器
64 ハンドル
65 引金
67 ハンドル組立体
73 操作モード選択スイッチ
80A タイロッド
80B タイロッド
80C タイロッド
80D タイロッド
81 指示棒
82 指示器
83A 目盛
83B 目盛
85 行程スペーサ
86 急速釈放ブラケット
87 第3駆動ロッド
88 第3計量ポンプ組立体
101 自動ロック吊りブラケット
102 吊り線
106 前側スリーブ
107 前側スリーブ
108 共通の出口

Claims (16)

  1. 少なくとも二成分用の分配装置であって、各々の成分用の計量シリンダ(4,5)を含むハウジングを有するポンプ組立体(1)を備え、各々の計量シリンダ(4,5)が入口(3)と出口(2)と排出プランジャ(13、15)とを有し、入口(3)の各々が成分の一方を保持する容器と接続され、かつポンプの出口(2)が共通の出口(108)に終端し、ポンプ組立体(1)がその分配側および駆動側においてフレームプレート(12,11)を備えているフレーム内に保持され、該フレームプレートがタイロッド(80A−80D)により相互に取外し可能に連結されている分配装置において、計量シリンダ(4,5)が偏心出口ノーズ(26,27)を有し、該偏心出口ノーズのそれぞれの中心が計量シリンダ(4,5)の中心を連結する直線上にありかつ計量シリンダ(4,5)の中心とポンプ組立体(1)の中心との間にあることを特徴とする分配装置。
  2. 少なくとも二成分用の分配装置であって、各々の成分用の計量シリンダ(4,5)を含むハウジングを有するポンプ組立体(1)を備え、各々の計量シリンダ(4,5)が入口(3)と出口(2)と排出プランジャ(13,15)とを有し、入口(3)の各々が成分の一方を保持する容器と接続され、かつポンプの出口(2)が共通の出口(108)に終端し、ポンプ組立体(1)がその分配側および駆動側においてフレームプレート(12,11)を備えているフレーム内に保持され、該フレームプレートがタイロッド(80A−80D)により相互に取外し可能に連結されている分配装置において、排出プランジャの径に係わらず計量シリンダ/排出プランジャの組合せ(4,5;13,15)の総面積が実質的に一定であることを特徴とする分配装置。
  3. 偏心出口ノーズ(26,27)が複式の出口(2)の内部の差圧逆止弁を構成する弁座(34,35)をシールする逆止弁(28,29)を備えていることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の分配装置。
  4. 分配装置が排出プランジャ(13,15)をシールするシール装置(19,20;42,43)を備え、それにより後側シール組立体(19,20)が入口(3)の後部に配置され、かつ計量シール(42,43)が入口(3)の前部において計量シリンダ(4)の入口側の凹部内にまたは計量シリンダ(5)の入口側と隣接して配置されていることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の分配装置。
  5. 分配装置がさらに偏心出口ノーズ(26,27)の外径と出口(2)との間および計量シリンダ(4,5)の外径と入口(3)の内径との間の計量シリンダ(4,5)をシールするシール装置(36,37;38,39)を備えていることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の分配装置。
  6. 排出プランジャ(13,15)の少なくとも一方がその軸方向の調節のために調節可能なアダプタリング(16)を介して対応した駆動ロッド(14,17)と連結されていることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の分配装置。
  7. 計量ポンプ組立体(1)が3つの外側部分からなるハウジング組立体内に収容された並行した計量ポンプからなり、前側部分がスペーサとしての2つのスリーブ(106,107)と共通の出口ノズル(108)とを有する複式の出口(2)であり、中間部分が複式の入口(3)であり、かつ後側部分が後側スリーブ(6,7)であり、内側の計量シリンダ(4,5)の外側フランジ(24,25)が複式の出口(2)の前側スリーブ(106,107)と複式の入口(3)の隣接した端部との間に固定されていることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の分配装置。
  8. 計量ポンプ組立体(1)が駆動装置(10)の部分としての後側フレームプレート(11)と前側フレームプレート(12)との間の4つのタイロッド(80A−80D)により一緒に保持され、後側フレームプレート(11)が計量ポンプ組立体を適正に配置しかつ心合せするための心合せ隆起部(11A,11B)を有することを特徴とする請求項1または請求項2に記載の分配装置。
  9. 分配装置がさらにその他のポンプ組立体の下方または上方に配置された第3計量ポンプ組立体(88)と第3駆動ロッド(87)を備えていることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の分配装置。
  10. 分配装置が後側スリーブ(6,7)上に配置された目盛(83A,83B)に対して容積出力を指示するための指示器(82)を有する指示棒(81)と、指示棒(81)に接触し指示棒(81)を停止させて計量行程の長さを制限するよう急速釈放ブラケット(86)により前側フレームプレート(12)上に支持された行程スペーサ(85)とを備えていることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の分配装置。
  11. 後側スリーブ(6,7)が心合せ隆起部(11A,11B)により心合せされかつ潜在的な漏洩を観察しかつ/または排出プランジャ(13,15)の軸線方向の調節を行うために後側フレームプレート(11)と隣接した切欠部分(8,9)を備えていることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の分配装置。
  12. 分配装置がポンプ入口(3)と後側フレームプレート(11)との間に配置された自動ロック支持ブラケット(101)を備え、自動ロック支持ブラケット(101)が上方の二本のタイロッド(80C,80D)に取り付けられかつ可撓性吊り線(102)と連結するために上方の二本のタイロッド(80C,80D)に沿って長手方向に調節可能であることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の分配装置。
  13. 複式の入口(3)の2つの入口(40,41)がV字形を形成するために上向きに傾斜し、各々の入口が相互に平行な取外し可能な容器(60,61)を配置するために傾斜したアダプタ(60,61)と連結されていることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の分配装置。
  14. 複式の入口(3)に取り付けられた2つの容器(62,63)が垂直に配置され、またはポンプの長手方向の軸線に対して90°から65°までの範囲内の角度に装置の後部に向かって傾斜していることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の分配装置。
  15. 入口スペーサ(21)および入口スペーサシールハウジング(22)が適切な配向および心合わせを行うために複式の入口(3)の内部のキー(56,57)とかみ合うキーみぞ(58,59)を有することを特徴とする請求項1または請求項2に記載の分配装置。
  16. 分配装置がハンドル(64)と、引金(65)と、2つの異なる操作モードを選択するための操作モード選択スイッチ(73)とを含むハンドル組立体(67)を備えていることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の分配装置。
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