TWI329532B - Back pressure regulator - Google Patents

Description

1329532 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於用於一塗料循環系統之一背壓控 (back pressure regulator, BPR)。 【先前技術】 用於汽車製造之傳統塗料噴霧系統可由數種（如 獨立塗料管線組成，每一者提供一不同色彩之塗料至 棚。一般而言，在任一時間僅會噴霧單一色彩，使得 何情形中僅會運用單一塗料管線。然而，即便並未喷 在系統中仍必須將在每一管線内以一最低流速循環塗 以防止色素和傳遞液分離。 為了確保塗料處於噴霧所需壓力下，將一 BPR連 料泵一起運用，以控制並保持在喷漆棚所需之流體背 在傳統系統中，可手動調整BPR並利用一盤簧，其可 控制流體流動速率以保持控制器上游之塗料壓力。同 在許多系統中（例如利用某些類型之渦輪或多葉泵者 設定該泵使其在一固定壓力及流動速率下作業，且 BPR以保持該設定壓力。在此類系統中，BPR可藉由 速率控制系統壓力，以補償當塗料「脫離」時所用流 之變異。因此，每一管線通常是在用於喷霧所需之流 形下作業，不論是否使用該塗料或僅進行循環。此情 常沒有效率，且會導致過份耗費能量。舉例而言，在 天2 4小時作業之系統中，每一各別色彩一天可能僅需 制器

30 ) 喷漆 在任 霧， 料， 同塗 壓。 藉由 時， )可 利用 流動 體量 動情 形非 一每 噴霧 5 1329532 1小時。但每一泵在一天24小時中必須時時刻刻在所需之 壓力及流動速率下作業，以符合系統需求！雖然該塗料在 一天中，僅需在該壓力下作業1小時。 此外，需要長時間在一較高速度及壓力下作業之一泵 相較於較保守使用者，前者可能需要保持一較短的時期。 本發明之目的之一在提出可用於一塗料循環系統中之 一改良之BPR，其可減輕前述問題。

【發明内容】 根據本發明，提出一塗料循環系統背壓控制器，其至 少包含一塗料之流動通道，其至少部份置於一固定結構及 一可移動表面之間，該表面可移動以改變流動通道之寬 度，以便控制控制器上游之一塗料壓力；以及一腔室其具 有一開孔用以和一加壓流體之一供給建立溝通以控制控制 器之作業。

便利地，可移動表面為一彈性薄膜之表面。該加壓流 體可以是壓縮之空氣。 該控制器之作業的優點之一為可進行遠端控制，以符 合作業需求。因此，背壓控制器能隨著是否使用該塗料或 僅進行循環而輕易在不同模式中運行。這代表系統能更有 效作業，且可節約能源。此外，系統中之各別組件所受磨 損較少且可延長使用壽命。 因而當在喷漆棚需要利用該塗料時，能夠便利地在遠 端將該控制器調整至供給管線壓力；並且在當喷漆棚不需

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要該塗料時可減低管線壓力。 自動調整流動通道之大小以維持一所需系統壓力 為一理想之功能。 供應至系統之加壓流體的壓力可能不同，以控制 動通道内塗料之限制或流動。可利用二或更多空氣腔 提供一累積效應。 在一特定具體實施例中，可供應加壓流體以增加 之可移動表面施加之壓力，因而可要求系統中之塗料 經BPR之前增加其壓力。可藉由利用在可移動表面上 推動以達成前述目標，且因而壓縮流動通道。當塗料 用中且自系統取出某些塗料時，需要此種作業模式。 料並非使用中且未自系統取出任何塗料時，可藉由關 減低加壓流體供給之壓力以達成不加壓流動。 在BPR之另一具體實施例中，可提出一回彈性偏 置以設定所需背壓以及用於緩解（即，抵消）偏壓效 加壓流體。當並未供應加壓流體時，在此系統中可利 偏壓裝置以限制流動通道。偏壓裝置可以是一盤簀， 長度可便利地調整。 因此，當使用塗料時，可關閉或減低加壓流體（ 壓縮空氣）供給以允許彈簧加壓塗料系統。可供應加 流體（如，壓縮空氣）以減低彈簧施加之壓力，且因 壓系統中之塗料。欲達成前述，可利用壓縮之空氣以 推動一向下偏壓之彈簧，以便開啟流動通道。 此具體實施例之優點之一為 BPR仍可作業以確 ，亦 在流 室以 BPR 在流 向下 在使 當塗 閉或 壓裝 應之 用該 且其 如， 壓之 而減 向上 保塗 1329532 料處於所要求之系統壓力，即便加壓流體（如，壓縮空氣） 供給失效。因此，永遠可加.壓塗料以供使用，且因此在喷 漆棚不會發生流體系統壓力之損失。 【實施方式】

參照圖式，第1圖中闡明運用一 BPR 45之一塗料循 環系統4 0。因此，可操作一泵4 2以便將供應塗料由一塗 料槽41經一塗料過濾器43而進入一噴漆棚44。之後可再 循環任何未使用之塗料並經由一 BPR 45將之送回塗料槽 41 〇 在此種設置中，可運用 BPR 45以將系統中之上游壓 力控制在期望程度，當塗料在使用中通常為5到1 0巴。

第2圖中闡明用於一塗料循環系統40中之一先前技藝 背壓控制器（BPR) 10。其至少包含一主體部份16其具有 一入口路徑3 0及一出口路徑3 1，其各別具有螺紋聯結器 3 2及3 3用以連接至用於塗料循環系統4 0中之各別導管。 一結構3 4位於上述入口路徑3 0及上述出口路徑3 1之間， 以便於其中建立一收縮之流動路徑3 5。提供一彈性隔膜2 0 以藉由改變其與結構3 4之距離而改變收縮之流動路徑3 5 的尺寸。在所示特定實施例中，一另加隔膜2 1和該内隔膜 20並列。一鐘型上套管或管帽 11以凸緣裝載於主體 16 上，以一墊片23將隔膜20及21之外邊緣結合在一起，以 形成一密封。螺絲狀固定件1 9將由該組合件保持一體。一 碟片17位於鐘型管帽11之下端内，且在隔膜20及21之 1329532

上。鐘型管帽11圍繞一螺旋彈簧15。彈簧15之下端靠向 在碟片17之上表面上之一位置。一按鈕14靠向彈簧I5 之上端。位於一螺孔中之一調整螺釘1 2經鐘型管帽1 1上 方靠向按鈕14。螺釘12由鐘型管帽11上方突出之螺釘頭 具有一把手2 2。在螺釘1 2之螺釘頭以及鐘型管帽1 1上方 有一保險螺帽1 3，而使得旋開保險螺帽1 3時能夠轉動螺 釘12而改變其和鐘型管帽11之相對位置。一但螺釘12 位於其預期位置中，可轉緊保險螺帽1 3以將螺釘1 2保持 於該位置。 如第2圖中所示，轉緊螺釘12可使得按鈕14向下到 彈簧15上以壓縮之。接著，彈簧15可使得碟片17向下和 隔膜21及20接觸。若彈簧力夠大，可使得下隔膜20和結 構3 4接觸以完全密封流動路徑3 5。旋鬆螺釘1 2則會產生 相反的效果，且會開啟流動路徑3 5。

在作業中，塗料可經由入口路徑 30流動到 BPR 10 中。可設置彈簧15以便在隔膜20上施加一期望壓力。因 此，嘗試流經BPR 10之内送塗料的壓力可在在隔膜20上 作用以對抗彈簧15之力。若内送塗料壓力大於來自彈簧 15之壓力，其可迫使隔膜20遠離結構34因而建立一較寬 流動路徑3 5以減缓該壓力。若内送塗料壓力降低，來自彈 簧15之壓力將變得更主要且會迫使隔膜20朝向結構34, 因而建立一較窄流動路徑3 5。如此一來，BPR可持續消除 系統中壓力波動之效應。其結果為可將BPR 1 0上游之塗 料壓力保持相對恆定。當管線在使用中且將要自系統中取 9 1329532 膜5 9限制於腔室帽6 8之一外部邊緣以及外殼6 1之間。可 移動構件58可在外殼61中之一淨空空腔67内垂直移動。 外殼61中亦有一空氣通氣孔63，當構件58移動時，其可 允許圍繞構件58之周圍空氣流動進出空腔67。第二隔膜 59在空氣腔室60及空腔67間提供一密封。空氣腔室帽68 中有一空氣入口 64以供連接至一壓縮之空氣供給。

構件58之垂直移動連同第一及第二隔膜59、69之收 縮，可改變流動路徑5 7之尺寸。當並未供應加壓空氣至腔 室60時，構件58可在外殼61内自由上下移動。因此，進 入BPR50之塗料壓力可在第一隔膜69作用，以迫使構件 5 8在阻力極小的情形下遠離結構5 6。如此一來，可開啟第 一隔膜69及結構56間之流動通道57,導致在橫過BPR 50 僅產生一很小的壓力下降。

當供應腔室60中壓縮之空氣所產生之力量夠大時，第 二隔膜5 9可向下收縮，並迫使可移動構件5 8和第一隔膜 69接觸並朝向結構56，因而可壓縮流動路徑57。若空氣 壓力及塗料壓力間之差異夠大，可迫使第一隔膜69和結構 5 6接觸以完全密封流動路徑5 7。 在作業中，塗料可經由入口路徑 5 2流動至 B P R 5 0 中。可設定腔室60中之空氣壓力以在可移動構件58上施 加所期望之力量，以便控制BPR上游之塗料壓力。因此， 若内送塗料壓力增加，其可迫使第一隔膜69及可移動構件 58遠離結構56，因而建立一較寬流動路徑57。這使得更 多塗料可流經BPR 50，因而缓減上游壓力以將之帶回設定 11 1329532

泵及系統造成的磨損大體上可減少，且用於在系統 塗料所需之能量也較少。 可經由一電腦或網路來控制並監視系統作業。 可控制泵42之作業，且可利用轉換器監控來自一遠 之壓力。本發明之系統亦允許由一電腦遠端控制 之作業。 第4圖中闡明本發明之一進一步具體實施例。 70結合了運用壓縮之空氣以及一彈簧71。彈簧71 一種固定向下之力量，該力量由一螺釘72之設定戶 如同第2圖之BPR 10。在本實施例中，提出二壓縮 腔室，一上腔室73及一下腔室74以提供累積效應 腔室包括一各別可移動構件7 7、7 8。每一可移動構 78具有一各別下表面75、76並連接至一各別隔膜 其界定了各別腔室73、74之上壁。隔膜79、80央 動構件77、78及各別板82' 83之間。彈簧71可在 柱81上提供一向下力量，以推動隔膜79上方之板 下到上腔室7 3中之可移動構件7 7上。可移動構件 一第二柱85之上，其經外殼88中之一通道87向Ί 通道87具有一密封89以允許第二柱85垂直移動， 止腔室73中之空氣外洩。在下腔室74中之可移動 中以一第三柱86、通道90及密封91重複前述構 柱86靠向一主隔膜93上之一元件84。BPR 70更 入口 96、一出口 97及一結構94，其界定主隔膜93 塗料的一流動路徑，如同第3圖之具體實施例一般 ,内泵取 因此， 端位ί BPR 50 此BPR 提供了 斤決定， 之空氣 :。每一 :件 7 7、 79' 80， .在可移 一第一 8 2並向 77靠向 τ延伸。 1但可防 構件78 【。第三 .包括一 下方之 13 1329532

提出空氣供給入口 （此處未顯示）以便將腔室 73 74連接至一空氣供給。供應至二腔室73、74之空氣壓 在二表面75及76上作用，以建立一大的總表面積，作 第3圖中之具體實施例的單一、寬廣表面積65之替代性 案。這使得可得到一種更緊湊之裝置。 可以發現，利用 BPR 70之空氣壓力以便對抗來自 簧71之向下力量。這是因為施加至腔室73及74之空氣 力可在可移動構件77及78之下表面75及76上作用。 此一來，可利用供應之空氣壓力以對消彈簧7 1而開啟流 路徑並允許塗料不受限制之情形下流經BPR 70。 當此BPR 70在作業中，且正在使用塗料時，加壓 氣（或其他流體）不會供應至腔室73及74。當腔室73 沒有空氣壓力時，對於來自上述經柱81、85、86及可移 構件77、78傳輸至元件84及主隔膜93之彈簧力不會有 力。其可相對於塗料壓力而作用，趨向於壓縮流動路徑 以保持上游塗料壓力。在此種組態中，BPR 70作用方式 苐2圖之BPR 10相同，且可將BPR70上游之塗料壓力 持在或接近設定點。 至於 BPR 10，系統中之壓力係由所施加之彈簧力 定，該彈簧力會轉送至元件84。相對應地，可利用螺釘 以調整設定之系統塗料壓力。在設定時，為求便利通常 提供適用於使用塗料時之一種高系統壓力。 然而，此種BPR 70之優點在於供給適當空氣壓力 腔室73及74能夠有效關閉彈簧71之高壓力。因此，在 及 力 為 方 彈 壓 如 動 空 中 動 阻 95 和 保 決 72 會 至 這 14 791329532

些腔室73及74中之空氣壓力可作用以向上推動隔膜 及80，以便讓空氣在可移動構件77及78下方移動而在 面75及76上作用。其可抵消板82及83上之向下壓力 使得其向上方移動。當可移動構件77及78在空氣壓力 向上移動，可將第三柱86舉離元件84，允許其自由移鸯 因此元件84不會在主隔膜93上提供向下力量，而使得 料可在不受限制的情形下流經BPR。當並未使用塗料且 需以一最小速率循環塗料以防止色素和傳遞液時，此種 業模式非常理想。 雖然上述之開關功能為供給空氣壓力至BPR 70之 要理由，亦可能利用此設置以遠端改變來自彈簧 71之 量。因此，在不調整螺釘72之情形下，可供應空氣壓力 空氣腔室73、74之一或二者，以改變向下在元件84上 用之力量。一相對較低之空氣壓力可邊際減低彈簧71在 件84上之力量，而一相對較高之空氣壓力可大幅減低彈 71在元件84上之力量。因此，可提供一恆定空氣壓力 設定期望系統壓力。 B P R 7 0係由環繞彈簧7 1之一鐘型部份1 0 1所建構 獨立的外殼部份8 8、9 2各別環繞空氣腔室7 3及7 4。一 體部份98包括一結構94用以界定一入口埠96及一出口 9 7間之流動路徑。可以一種模组化之形式組裝這些部伤 而使得其可包括任何數目之外殼部份88、92，及因而包 任何數目之空氣腔室7 3、74。外殼中排列之螺栓孔提供 通道99，可將繫緊螺栓（此處未顯示）經該處嵌入以將 表 並 下 〇 塗 僅 作 主 力 給 作 元 簧 以 〇 主 埠 5 括 了 模 15 1329532 組化組件固緊在一起。關於第3圖之BPR50，在鐘型管帽 部份101及外殼部份8 8、92中分別提出空氣通氣孔102、 103、104，以允許圍繞板82、83及元件84之周圍空氣隨 著其移動而流動進出各別的周圍空腔105、106及100。 關於第3圖之BPR 50，可由一電腦遠端控制BPR 70。

本發明使得一操作人員能夠根據施力器之需求自動加 壓減壓一塗料循環系統。因此，能夠自動充電BPR以供給 管線壓力或放電以減低管線壓力。此種能力可大幅減低能 量使用及系統組件磨耗。 【圖式簡單說明】 在附隨圖式中闡明本發明之特定具體實施例，其申圖 式如下： 第1圖為一概要圖式，闡明運用一 BPR之一塗料循環 系統；

第 2圖為一剖面圖，闡明先前技藝中習知之一傳統 BPR ； 第3圖為一剖面圖，闡明根據本發明之一 BPR ;以及 第4圖為一剖面圖，闡明根據本發明之另一 BPR。 【主要元件符號說明】 10 先前技藝背壓控制器 12 調整螺釘 14 按紐 11、101 鐘型上套管或管帽 13 保險螺帽 15 螺旋彈簧 16 1329532 16 主 體 部 份 17 碟 片 19 固 定 件 20、 21 79 80 彈 性 22 把 手 23 墊 片 30 入 D 路 徑 3 1 出 D 路 徑 32、 33 螺 紋 聯 結 器 34、 56 % 94 結 構 35 流 動 路 徑 40 塗 料 循 環 系 統 41 塗 料 槽 42 泵 43 塗 料 過 濾 器 44 喷 漆 棚 45、 50 、 70 背 壓 控 制器 5 1 閥 體 52 入 口 埠 53 出 σ 埠 54、 55 螺 紋 聯 結 器 57 流 動 路 徑 58、 77 78 可 移 動 構件或隔膜板 59 第 二 隔 膜 60 空 氣 腔 室 61、 88 、 92 外 殼 62 、 62b 螺 紋 固 定 件 裝 63、 102 « 1 03 104 空氣通氣孔 64 空 氣 入 D 65 相 對 較 大 的 表 面 積 66 下 .表 面 積 67 淨 空 空 腔 68 腔 室 帽 69 第 — 隔 膜 7 1 彈 簧 72 螺 釘 73 上 腔 室 74 下 腔 室 7 5、 7 6 下 表 面 81、 85 、 86 柱 82、 83 板 84 元 件 87、 90 > 99 通 道 89 > 91 密 封 93 主 隔 膜 95 壓 縮 流 動 路 徑 17 1329532 96 入口 97 出σ 98 主體部份 100 、 105 、 106 周 圍空腔

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Claims (1)

1329532 1 號專利案叫年J 十、申請專利範圍： 1. 一種塗料循環系統背壓控制器，其至少包含： 一塗料流動通道，其至少部份位於一固定結 表面之間，該表面可移動以改變該流動通道之寬 控制該控制器上游之一塗料壓力；以及 一腔室，其與該塗料流動通道密封地分離且 開孔，該開孔可和加壓流體之一供給溝通，以施 力於該可移動表面上； 其中加壓流體到該腔室之供給係可獨立地 在一第一壓力與一第二壓力之間，該第一壓力係 制該上游之塗料壓力，該第二壓力係可關閉該上 料壓力的控制且容許塗料自由地流動通過該塗 通道。 2.如申請專利範圍第1項所述之塗料循環系統背 器，其中上述之可移動表面為一彈性薄膜之表面。 3.如申請專利範圍第1項所述之塗料循環系統背 器，其中上述之加壓流體為壓缩空氣。 4.如前述申請專利範圍任一項所述之塗料循環系 控制器，其中供應給上述腔室之上述加壓流體可作 該表面上提供一力量以便相對於上述流動通道中之 月修正

構及一 度以便 具有一 加一壓 被控制 用於控 游之塗 料流動 壓控制 壓控制 統背壓 業以在 一塗料 19 1329532 壓力而限制上述流動通道。 5.如申請專利範圍第1項所述之塗料循環系統背壓控制 器，其中供給至該腔室之上述加壓流體可作業以移除該控 制器對塗料壓力之控制。

6.如申請專利範圍第5項所述之塗料循環系統背壓控制 器，其至少包含偏壓裝置，其可經作業當未施加加壓流體 給該腔室時可相對於上述流動通道中之一塗料壓力而限制 上述流動通道。 7.如申請專利範圍第6項所述之塗料循環系統背壓控制 器，其中上述之偏壓裝置為一盤簧。

8.如申請專利範圍第6項或第7項所述之塗料循環系統背 壓控制器，其中上述之偏壓裝置的強度可調整。 9.如申請專利範圍第1項所述之塗料循環系統背壓控制 器，其中可將上述控制器上游之塗料壓力控制為一設定 點，且可藉由改變供應至上述腔室之流體壓力而調整該設 定點。 1 0.如申請專利範圍第1項所述之塗料循環系統背壓控制 20 1329532 器，其中可運用二或更多腔室以產生累積效應

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