CN102717979A - 用于防止液体偏析的液体分配器及方法 - Google Patents

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Abstract

一种用于可选择地分配液体、例如涂料着色剂的装置。该装置包括具有容器和泵的容器组件。泵管路将泵与阀组件连接。再循环管路将容器与阀组件连接从而绕过泵。阀组件被构造成在分配位置和关闭分配管路的再循环位置之间转换。还公开了防止在容器和分配管路之间的泵管路中的多相液体偏析的方法。泵管路和分配管路之间的阀组件在打开容器和阀组件之间的再循环管路时关闭分配管路。液体经由由容器、泵管路、阀组件和再循环单元形成的回路循环。

Description

用于防止液体偏析的液体分配器及方法
技术领域
本申请公开了一种用于可选择地分配多种液体、尤其是多相液体中的一种或多种的装置。该多相液体可以是例如含有固体微粒的乳液或分散体，例如涂料、颜料膏、着色剂、染料、油墨或化妆品。本申请公开还涉及一种防止该装置的泵管路中的多相液体偏析的方法。
背景技术
如US2002/00195462所述的一种非常普遍类型的分配机器包括多个与分配回路相连的、用于着色剂流体容器。每种流体产品被正排量泵从相应容器吸出，并输送到相应的三通两位分配阀。当阀处于非活动位置时，流体通过再循环管道流回相应的容器。当需要分配预设量的流体时，阀被设置到活动位置以便将容器中的流体输送到分配喷嘴。
US2002/00195462公开了一种用于流体分配机器的分配单元，其包括至少一个用于流体产品的进口管道和出口管道，上述管道与具有至少一个柔性壁的变容量泵室相连。反相安装的两个单向阀分别位于进口和出口管道中。
WO2004/013036涉及一种用于分配流体、尤其是染料、油墨、涂料或类似物的回路，其包括泵送装置，该泵送装置包括具有至少一个柔性壁的变容量室。该泵送装置与用于分配流体的输出管道相连通。两个单向阀串联安装于输出管道中。
EP1908510A2公开了一种定量分配流体的装置，其包括颜色回路(附图1中的1)、一储存罐(2)，“在储存罐中盛放着给定的基础涂料或着色剂。与储存罐相距一定距离的是吸入管3，其将储存罐2与泵4的吸入口相连。泵4的输送通过自动控制***(图中未示出)电气控制，依次通过输送管5到达三通阀6。三通阀6的作用是在定量管线7和再循环管线8之间分配到达泵4的流量，从而保证通过阀6的流量恒定。实际上，如果配方需要引导到定量管线7(通过其到达混合容器9)的流量小于泵4输送的流量，那么三通阀6将多余的流量输送到再循环管线8，并通过再循环管线8输送到储存罐2。”
用于同时分配多种不同液体的***通常在泵和实际分配液体的歧管之间具有较长的管路，例如柔性塑料管。一些液体，在管路中存留较长的时间后，例如当分配器几周不使用或某特定液体不经常分配，例如含有高密度颜料或微粒或不稳定粘结剂/溶剂溶液和/或乳液的某些着色剂可能会导致偏析，最终形成沉淀或液相和/或导致其性能变化。当液体被再循环时，避免或至少减弱偏析。
发明内容
本发明的目的是提供一种相对低廉和紧凑的用于再循环分配器中的液体的***。
本发明公开了一种用于可选择地分配多种液体中的一种或多种的装置，该装置包括多个容器组件，所述多个容器组件包括：
容器；
与该容器连接的泵；
阀组件；
连接泵和阀组件的泵管路；
连接容器和阀组件的再循环管路；
连接于阀组件的分配管路；
其中，阀组件被构造成在分配位置和关闭分配管路的再循环位置之间转换。
阀组件能够关闭分配管路，同时打开再循环管路。当液体需要从容器组件分配时，阀组件被驱动而打开分配管路，泵被驱动而从容器向分配管路泵送液体。当不需要从容器组件分配液体时，阀组件可被驱动而打开再循环管路，泵被驱动而使液体在由容器、再循环管路、阀组件和泵管路构成的回路中循环。液体能例如被间歇地循环，从而防止液体组分的偏析。
该泵例如可以是双向泵，能够将液体从容器泵送到阀组件，并沿反方向，即从阀组件返回容器。该泵可以是例如正排量泵。
分配管路通常包括分配孔或与具有分配孔的元件相连，例如包括多个这样的口的歧管。
阀组件可以例如包括三通阀，例如盘阀或球阀。例如盘阀可以例如包括带有空腔的壳体，该空腔被盘分为位于盘一侧的上部进口室和位于盘另一侧的两个分开的出口室，该盘具有偏心流过孔，其可选择地旋转于分配位置与第二位置之间，分配位置提供进口室与分配管路之间的通过第一出口室的敞开连接，该第二位置提供进口室与再循环管路之间的通过第二出口室的敞开连接。
该三通阀可以是例如同轴地设置于堆叠的阀壳体中。这样，阀组件可以被堆叠形成块。阀壳体堆叠形成块也可与在再循环时没有关闭分配管路的阀组件一起使用。
为简化该装置的使用，三通阀可操作地连接于一个共用的致动器。该共用的致动器可以是例如贯穿三通阀延伸的驱动轴。可替换的，或另外的，阀组件可构造成驱动相邻的三通阀。通过这种方式，当一行的第一个被使用者驱动时，阀组件以串联的形式相互驱动。为方便使用者，容器组件可以具有位置指示器。
代替使用三通阀，阀组件也可以是适宜地协同布置的单向阀，例如在再循环管路中的单向阀与下游的用于阻止流过分配管路的装备组合。为了便于清理和液体重新填装，容器组件的容器可以例如包括用于液体的柔性袋。
可选地，该装置可以例如包括控制器，所述控制器布置成记录(register)分配后逝去的时间。该控制器可以布置为用于当所述时间超过预设阈值时启动再循环。
为了降低阀组件下游发生偏析的危险，阀组件和分配孔之间的分配管路长度可例如小于30厘米，例如小于20厘米。
再循环管路对于易于偏析的液体尤其有益，例如含有高密度颜料或微粒或非稳态的粘结剂/溶剂溶液和/或乳液(脱水收缩)的着色剂。
前述容器组件的数量可以根据特定的应用或特定液体的组合来定制。该装置可以包括与前述的组件类似但不包括再循环管路的组件，因而得到该装置的一个简化结构。
本申请公开还涉及一种用于防止位于容器和分配管路之间的泵管路中的多相液体偏析的方法。位于泵管路和分配管路之间的阀组件在打开容器和阀组件之间的再循环管路时关闭分配管路。因此液体经由由容器、泵管路、阀组件和再循环单元形成的回路被泵送循环，例如间歇地。
附图说明
下面将参考附图进一步说明公开的组件和装置，在这些附图中示意地示出本发明目前优选的实施例。
附图1是所公开的用于分配液体的装置的透视图。
附图2A和2B分别是包括附图1装置中所用的容器和泵的组件的透视图和横截面图。
附图3A和3B是用于所公开的装置的三通阀的分解视图。
附图4是附图3A和3B中示出类型的三通阀的堆叠的块。
需要指出的是附图不必须按比例画出，并且一些对理解本发明不是必须的细节可能被略掉。
具体实施方式
附图1示出了用于分配液体、例如用于涂料的着色剂的装置1的实施例。该特定的实施例包括容纳多个容器组件3的柜2，容器组件3包括容器4和泵5。装置1还包括分配头6、位于分配头6下方并可选地设置有称重装置的容器支撑件7，和用于驱动装置1的部件的电子设备(未示出)。分配头6又包括用于分配多种液体的歧管(视图中不可见；本身是已知的)。
附图2A示出了用于附图1中装置1的容器组件3。容器组件3包括容器4，容器4又包括可旋转地安装于容器4中的搅拌器4A(附图2B)，容器4通过一刚性管路8连接到活塞泵5。组件3进一步包括与泵5相连的泵管路9以及与泵管路9和容器4相连的再循环管路10。
如图2B更详细示出的，在该例子中，泵5包括由电动马达12操纵的盘阀11，其可选择地将泵5连接到容器4或泵管路9。泵5包括在一端设置有活塞14的活塞杆13，所述活塞14置于气缸15内。活塞杆13的另一端包括螺纹孔，其与主轴(未示出)相配合，该主轴又连接于电动马达16(附图2A)或作为电动马达16的一部分。通过在第一方向驱动电动马达16，活塞杆13和活塞14远离阀11运动，从而根据阀11的位置而从容器4或从泵管路9吸出物料。通过在相反方向驱动电动马达16，活塞杆13和活塞14朝向阀11移动，同样根据阀11的位置，将物料排到泵管路9或排回到容器4。因而，泵5能够将容器中的液体泵送到分配管路以及反向泵送。
在附图2A-B的示例性实施例中，再循环管路10包括使之与泵管路9相连的第一单向阀17，而泵管路9包括位于第一单向阀17下游的第二单向阀18，该第二单向阀18将泵管路9与分配管路19连接。当在相应的管路9和10中的液体被沿离开容器4的方向泵送时，单向阀17和18均打开。在该实施例中，第一和第二单向阀17和18以及再循环管路10与分配管路9的连接均集成在共同的壳体20中。
当液体从容器4中吸出并泵送通过泵管路9时，第二单向阀18打开，液体经由分配管路19分配到分配头6。当液体随后反向泵送时，第二单向阀18关闭，第一单向阀17打开，液体从容器4吸出经过再循环管路10。因此，控制第一和第二单向阀17、18，在不需要马达或致动器的情况下，通过液体流动方向的反转建立再循环。
在改进的方案中，壳体20可以包括一结构，例如在壳体的一侧具有键槽，以及在另一侧具有相应的键，该结构能使壳体连接到相同的壳体上。因此，多个壳体能组成一个或多个块。
附图3A和3B示出了根据本申请公开的用于分配器的阀组件25的替换实施例。阀组件25包括壳体26，壳体26在一侧具有圆形空腔27，在相对侧具有圆形槽29(附图4)，所述圆形空腔27具有开口端和封闭底部。壳体25包括后侧30，所述后侧30带有与泵管路9连接的接头31和与再循环管路10连接的接头32。壳体25进一步包括前侧33，所述前侧33带有与通往分配头6的分配管路19连接的接头34。三个接头31、32和34中的每个均开口到壳体壁中的通往空腔27的偏心小孔35。用于泵管路9的接头31的小孔35与接头31的上半部分对齐。其他两个接头的小孔(未示出)与相应接头32和34的下半部分对齐。
壳体内的空腔容纳具有非圆(例如六边形)中心孔37和偏心流过孔38的盘36。盘36将空腔27分为上部以及下部，上部具有与泵管路9敞开连接的进口室39。下部包括与分配管路19敞开连接的第一出口室(未示出)和与再循环单元10敞开连接的第二出口室(未示出)。第一和第二出口室被一内壁(未示出)分开。
盘36能在分配位置(附图3A)和再循环位置(附图3B)之间旋转。在分配位置，盘36打开从进口室39经由流过孔38和第一出口室到分配管路19的接头34的流动路径。在再循环位置，盘36关闭第一出口室并打开从进口室39经由流过孔38和第二出口室到再循环管路10的接头32的流动路径。
空腔27的开口侧由圆形盖40关闭，该圆形盖40通过紧固件41连接在壳体上。圆形盖40具有圆形中心孔42，其与盘36中的非圆中心孔37和在壳体底部中的中心圆孔(未示出)对齐。汇流排(bus)43在盘36和盖40之间与孔37和42同轴地延伸。汇流排43通过作用在汇流排43肩部49上的弹簧48压在盘36上。密封环(未示出)被用来实现防泄漏配置。
如图4所示，当阀组件25堆叠并耦合而形成块44时，盖40、盘36和壳体底部中的孔37和42在同一直线上。驱动轴45穿过孔37和42延伸形成共用的致动器，从而夹住在一端的马达46和在相对端的端板47之间的堆叠阀组件壳体的块44。驱动轴45具有大小和形状与盘36中的孔37的轮廓相配合的非圆形轮廓。马达46带动驱动轴45旋转。块44中的所有阀组件25的盘36随着驱动轴45旋转，并同时在分配位置和再循环位置之间转换。在分配位置，只有那些与盛放选中液体的容器组件相关联的泵5才被驱动。其他容器组件3的泵5保持不被驱动。这样，即使相关的阀组件25处于分配位置，这些容器组件3也不分配液体。
与空腔27相对的壳体侧上的圆形槽29包括与壳体的上表面51相交的延伸部50。指示盘52可在槽29内旋转。该指示盘52包括突出穿过槽50并与壳体的上表面51相交的凸起53。该指示盘52固定于驱动轴45上。因此，指示盘52随着驱动轴45和阀盘36旋转。这样，指示凸起53的位置告知使用者阀盘36处于分配位置还是再循环位置。
当然，本发明不限于上述的实施例，其能够在权利要求范围内有很多变换方式。

Claims (15)

1.一种用于可选择地分配多种液体中的一种或更多种的装置，该装置包括多个容器组件，其中所述容器组件包括：
容器；
可操作地连接到容器的泵；
阀组件；
连接泵与阀组件的泵管路；
连接容器与阀组件以便绕过泵的再循环管路；
连接于阀组件的分配管路；
其中，阀组件被构造成在分配位置和关闭分配管路的再循环位置之间转换。
2.根据权利要求1的装置，其中，所述泵为双向泵。
3.根据权利要求1的装置，其中，在至少一个容器组件中，泵为正排量泵。
4.根据权利要求1的装置，其中，所述阀组件的至少一部分包括三通阀。
5.根据权利要求4的装置，其中，所述三通阀为盘阀。
6.根据权利要求4的装置，其中，所述三通阀的至少一部分布置在堆叠的阀壳体内。
7.根据权利要求1的装置，其中，所述阀可操作地连接于共用的致动器。
8.根据权利要求7的装置，其中，所述共用的致动器为穿过三通阀延伸的驱动轴。
9.根据权利要求1的装置，其中，阀组件的至少一部分被构造成致动相邻的阀组件。
10.根据权利要求1的装置，其中，所述阀组件的至少一部分具有位置指示器，所述位置指示器可视化地指示阀组件位于分配位置或是位于再循环位置。
11.根据权利要求1的装置，其中，组件的分配管路与用于同时分配多种液体的公用歧管连接。
12.根据权利要求1的装置，其中，包括用于操纵泵和阀组件的控制器，该控制器布置为记录分配周期后逝去的时间，并当所述时间超过预选择的阈值时启动再循环。
13.一种防止容器和分配管路之间的泵管路中的多相液体偏析的方法，其中泵管路和分配管路之间的阀组件在打开容器和阀组件之间的再循环管路时关闭分配管路，液体经由由容器、泵管路、阀组件和再循环单元形成的回路被泵送循环。
14.根据权利要求13的方法，其中，循环步骤间歇地重复。
15.根据权利要求13的方法，其中，液体在与分配期间的流动方向相反的方向上循环。
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