EP0311792A2 - Pumpvorrichtung zum gleichzeitigen Zuführen von zwei Zerstäuberflüssigkeiten zu einer Spritzvorrichtung - Google Patents
Pumpvorrichtung zum gleichzeitigen Zuführen von zwei Zerstäuberflüssigkeiten zu einer Spritzvorrichtung Download PDFInfo
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- EP0311792A2 EP0311792A2 EP88114826A EP88114826A EP0311792A2 EP 0311792 A2 EP0311792 A2 EP 0311792A2 EP 88114826 A EP88114826 A EP 88114826A EP 88114826 A EP88114826 A EP 88114826A EP 0311792 A2 EP0311792 A2 EP 0311792A2
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
- B05B—SPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
- B05B12/00—Arrangements for controlling delivery; Arrangements for controlling the spray area
Definitions
- the invention relates to a pump device for the simultaneous supply of two atomizing liquids in a selectable ratio to a spray device according to the preamble of claim 1.
- pump devices are known and available on the market.
- the cyclical reversal of the two air motors takes place in that one of the two air motors is provided with two pilot valves, the sensors of which are located at the two dead points of the maximum piston stroke and, when the piston is in mechanical contact, pneumatic control signals to the both switch valves of the two air motors. This means that one of the two motors controls the pneumatic switching processes of both air motors.
- the object of the present invention is therefore to improve the pumping device of the type mentioned at the outset in such a way that the quantitative ratio between the two liquids components can be changed as desired, without affecting the accuracy of the switching processes. This object is achieved by the characterizing features of patent claim 1.
- both air motors are provided with pilot valves, the control outputs of which are interconnected and guided to the control inputs of the two changeover valves in such a way that the two changeover valves are only controlled by the pair of pilot valves which is assigned to the air motor with a currently larger piston stroke.
- This enables the balance beam to be adjusted in both directions and thus any quantity ratio of the two liquid components to one another can be selected, for example a transmission ratio of 1: 1 to 1:10 and a reduction ratio of 1: 1 to 0.1: 1 , but the timing for the switchover of the two air motors is retained in its exactness.
- the pump device has two pneumatic drive motors 10 and 11, each of which consists of a cylinder 10a or 11a, a piston 10b or 11b and a piston rod 10c or 11c.
- the two piston rods 10c, 11c are connected to one another via a balance beam 12 with displaceable support 13.
- the piston rods of two paint pumps to be driven by the air motors 10, 11 also extend from the two ends of the balance beam 12, these two pump units not being shown in the drawing.
- the two air motors 10, 11 are each provided with a pneumatic switch valve 14 and 15, respectively.
- Each of these changeover valves 14, 15 has a compressed air inlet, two compressed air outlets and two control inlets, the latter being used to switch from one outlet to the other.
- the two outlets of the valves 14, 15 open into the interior of the associated cylinder 10a and 11a, namely one outlet above, the other outlet below the piston 10b and 11b.
- each of the air motors 10, 11 is equipped with two pilot valves 16, 17 and 18, 19, respectively.
- Each pilot valve has a compressed air inlet and a compressed air outlet, the passage through the valve being mechanically controlled, i.e. the path from the inlet to the outlet of the valve is only opened when a sensor is pressed in mechanically against spring force.
- the sensors of the two pilot valves 16, 17 and 18, 19 protrude from the ceiling or the bottom of the cylinder 10a or 11a into the cylinder interior, such that in one end position of the piston 10b or 11b the one sensor in the other end position the other sensor is mechanically acted upon.
- the pump device has a main changeover valve 20, the construction of which is similar to that of the changeover valves 14, 15, ie the valve 20 has one compressed air inlet and two compressed air outlets, the changeover of which by two Control inputs is effected.
- two shuttle valves 21 and 22 are provided, each having two compressed air inlets and a compressed air outlet and operating in the manner of electrical OR gates, ie when compressed air arrives at one inlet, the other inlet is blocked and vice versa.
- the output lines 16a, 17a, 18a, 19a of the four pilot valves 16, 17, 18, 19 lie crosswise at the inputs of the two shuttle valves 21, 22, such that the output line 16a of the upper pilot valve 16 of the air motor 10 and the output line 19a of the lower pilot valve 19 of the air motor 11 at the inputs of the shuttle valve 21, the output line 17a of the lower pilot valve 17 of the air motor 10 and the output line 18a of the upper pilot valve 18 of the air motor 11 are at the inputs of the shuttle valve 22.
- the output lines 21a and 22a of the two shuttle valves 21, 22 are located at the two control inputs of the main changeover valve 20.
- the two outputs of the main changeover valve 20 are connected crosswise to the control inputs of the two changeover valves 14, 15, such that the an output line 20a branches to lines 20a 'and 20a ⁇ , one of which leads to the upper control inlet of the switching valve 14 and the other to the lower control inlet of the switching valve 15, whereas the second outlet 20b of the main switching valve 20 is in two lines 20b' and 20b ⁇ divides, one of which leads to the lower control inlet of the changeover valve 14 and the other to the upper control inlet of the changeover valve 15.
- the device works as follows.
- the operation of the air motors 10, 11 takes place in the known usual manner, ie the changeover valves 14, 15 assigned to them alternately allow compressed air to flow into the cylinder space above or below the pistons 10b and 11b via their two compressed air outlets, so that these pistons perform an up-down drive movement, in push-pull mode, because the control inputs of the two changeover valves 14, 15 are cross-connected to one another, as is known.
- the switching valves 14, 15 are switched over by the pilot valves 16, 17, 18, 19, which give a switching signal to the switching valves 14, 15 when their sensors are touched by the pistons 10b or 11b.
- pilot valves 16 17, 18, 19 which give a switching signal to the switching valves 14, 15 when their sensors are touched by the pistons 10b or 11b.
- the main changeover valve 20 is switched from its one outlet 20a to its other outlet 20b and thus controls the two switchover valves 14, 15 via the lines 20b 'and 20b ⁇ that the compressed air now passes over the piston 10b and under the piston 11b into the cylinders 11a and 10a, with the result of a reversal of the piston movement.
- the support 13 can be shifted to the right or left as desired, and in any case the air motor with the larger piston takes over the switching control automatically, namely the sole switching control.
- the use of the main changeover valve and the changeover valves also ensure precisely defined pneumatic control signals which ensure the accuracy of the pneumatic control, which is of great importance because the two air motors 14, 15 are mechanically connected to one another via the balance beam 12 .
- the invention is not limited to the exemplary embodiment shown, but numerous modifications are possible compared to it.
- the shuttle valves could be omitted, provided that the pilot valves are provided with non-return devices, i.e. the ingress of Compressed air prevented automatically.
- the outputs of the two changeover valves could also be routed directly to the control inputs of the two changeover valves, with the omission of the main changeover valve, although there is a risk that the pneumatic control signals arriving at the changeover valves are less precisely defined, because in this case the compressed air is already there had to flow through two valves (pilot valve and shuttle valve).
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Abstract
Description
- Die Erfindung betrifft eine Pumpvorrichtung zum gleichzeitigen Zuführen von zwei Zerstäuberflüssigkeiten in wählbarem Verhältnis zu einer Spritzvorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1. Derartige Pumpvorrichtungen sind bekannt und auf dem Markt erhältlich.
- Bei den bekannten Pumpvorrichtungen dieser Bauart erfolgt die taktmäßige Umsteuerung der beiden Luftmotoren dadurch, daß einer der beiden Luftmotoren mit zwei Pilotventilen versehen ist, deren Fühler sich an den beiden toten Punkten des Kolben-Maximalhubs befinden und bei mechanischer Berührung durch den Kolben pneumatische Steuersignale auf die beiden Umschaltventile der beiden Luftmotoren geben. Dies bedeutet, daß einer der beiden Motoren die pneumatischen Umschaltvorgänge beider Luftmotoren steuert. Auf diese Weise wird zwar eine exakte Umsteuerung der beiden Luftmotoren im Gegentakt erreicht, was schon deshalb wichtig ist, weil ja die beiden Luftmotoren über den Waagebalken mechanisch miteinander gekoppelt sind, jedoch ergibt sich der Nachteil, daß der Waagebalken aus seiner Mittellage nur in einer Richtung aus seiner Mittellage verschoben werden kann, und zwar in derjenigen, die dazu führt, daß der Hub des steuernden Luftmotors größer ist als des anderen Luftmotors. Nur so ist gewährleistet, daß die Pilotventile des steuernden Luftmotors rechtzeitig ansprechen und Umschaltsignale abgeben. Dies bedeutet aber, daß das Mengenverhältnis der beiden Flüssigkeitskomponenten nur in einem begrenzten Umfang verändert werden kann, nämlich der Mengenanteil derjenigen Flüssigkeitskomponente, die von der vom steuernden Luftmotor angetriebenen Pumpe gefördert wird, stets zumindest 50% betragen muß.
- Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es deshalb, die Pumpvorrichtung der eingangs erwähnten Bauart so zu verbessern, daß das Mengenverhältnis zwischen den beiden Flüssigkeitskom ponenten beliebig geändert werden kann, ohne jedoch dabei die Exaktheit der Umschaltvorgänge zu beeinträchtigen. Gelöst wird diese Aufgabe durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruches 1.
- Gemäß der Erfindung sind also beide Luftmotoren mit Pilotventilen versehen, wobei deren Steuerausgänge so zusammengeschaltet und zu den Steuereingängen der beiden Umschaltventile geführt sind, daß die beiden Umschaltventile jeweils nur von dem Pilotventil-Paar angesteuert werden, das dem Luftmotor mit momentan größerem Kolbenhub zugeordnet ist. Auf diese Weise wird ermöglicht, daß der Waagebalken nach beiden Richtungen verstellt und somit jedes beliebige Mengenverhältnis der beiden Flüssigkeitskomponenten zueinander gewählt werden kann, beispielsweise ein Übersetzungsverhältnis von 1:1 bis 1:10 und ein Untersetzungsverhältnis von 1:1 bos 0,1:1, trotzdem aber die Taktgabe für die Umschaltung der beiden Luftmotoren in ihrer Exaktheit erhalten bleibt.
- Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet. Mit der im Patentanspruch 2 gekennzeichneten Weiterbildung wird eine Verbesserung der Definition (Betrag und Dauer) der pneumatischen Umschaltsignale erzielt, weil hier die beiden Umsteuerventile unmittelbar von einem zusätzlichen Haupt-Umsteuerventil angesteuert werden.
- Die Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnung näher erläutert, wobei die einzige Figure eine Schemaskizze des relevanten Teils der Pumpenvorrichtung darstellt.
- Die Pumpvorrichtung weist zwei pneumatische Antriebsmotoren 10 und 11 auf, deren jeder aus einem Zylinder 10a bzw. 11a, einem Kolben 10b bzw. 11b und einer Kolbenstange 10c bzw. 11c besteht. Die beiden Kolbenstangen 10c, 11c sind über einen Waagebalken 12 mit verschiebbarer Abstützung 13 miteinander verbunden. Von den beiden Enden des Waagebalkens 12 gehen ausserdem die Kolbenstangen von zwei durch die Luftmotoren 10,11 anzutreibenden Farbpumpen ab, wobei diese beiden Pumpenaggregate auf der Zeichnung nicht dargestellt sind.
- Die beiden Luftmotoren 10, 11 sind jeweils mit einem pneumatischen Umschaltventil 14 bzw. 15 versehen. Jedes dieser Umschaltventile 14, 15 besitzt einen Drucklufteinlaß, zwei Druckluftauslässe und zwei Steuereinlässe, wobei über letztere das Umschalten von dem einen auf den anderen Auslaß bewirkt wird. Die beiden Auslässe der Ventile 14, 15 münden in den Innenraum des zugeordneten Zylinders 10a bzw. 11a, und zwar der eine Auslaß über, der andere Auslaß unter dem Kolben 10b bzw. 11b. Ferner ist jeder der Luftmotoren 10, 11 mit zwei Pilotventilen 16, 17 bzw. 18, 19 ausgerüstet. Jedes Pilotventil hat einen Drucklufteinlaß und einen Druckluftauslaß, wobei der Durchgang durch das Ventil mechanisch gesteuert wird, d.h. nur bei mechanischem Eindrücken eines Fühlers gegen Federkraft wird der Weg vom Einlaß zum Auslaß des Ventils geöffnet. Die Fühler der beiden Pilotventile 16, 17 bzw. 18, 19 ragen von der Decke bzw. vom Boden des Zylinders 10a bzw. 11a in den Zylinderinnenraum, derart, daß in der einen Endstellung des Kolbens 10b bzw. 11b der eine Fühler, in der anderen Endstellung der andere Fühler mechanisch beaufschlagt wird.
- Weiterhin weist die Pumpvorrichtung ein Haupt-Umschaltventil 20 auf, dessen Aufbau demjenigen der Umschaltventile 14, 15 ähnlich ist, d.h., das Ventil 20 hat einen Drucklufteinlaß und zwei Druckluftauslässe, deren Umschaltung durch zwei Steuereingänge bewirkt wird. Schließlich sind zwei Wechselventile 21 und 22 vorgesehen, die jeweils zwei Drucklufteinlässe und einen Druckluftauslaß aufweisen und in Art elektrischer Oder - Gatter arbeiten, d.h., bei Ankunft von Druckluft an dem einen Einlaß wird der andere Einlaß gesperrt und umgekehrt.
- Mit 30 ist eine Druckluftquelle bezeichnet, die über ein Druckregelventil 31 und eine Druckluft-Hauptleitung 32 Druckluft den Eingängen der Umschaltventile 14, 15, 20 und den Pilotventilen 16, 17, 18, 19 zuführt. Die Ausgangsleitungen 16a, 17a, 18a, 19a der vier Pilotventile 16, 17, 18, 19 liegen über Kreuz an den Eingängen der beiden Wechselventile 21, 22, derart, daß die Ausgangsleitung 16a des oberen Pilotventils 16 des Luftmotors 10 und die Ausgangsleitung 19a des unteren Pilotventils 19 des Luftmotors 11 an den Eingängen des Wechselventils 21, die Ausgangsleitung 17a des unteren Pilotventils 17 des Luftmotors 10 und die Ausgangsleitung 18a des oberen Pilotventils 18 des Luftmotors 11 an den Eingängen des Wechselventils 22 liegen. Die Ausgangsleitungen 21a bzw. 22a der beiden Wechselventile 21, 22 liegen an den beiden Steuereingängen des Haupt-Umsteuerventils 20. Schließlich sind die beiden Ausgänge des Haupt-Umschaltventils 20 über Kreuz mit den Steuereingängen der beiden Umschaltventile 14, 15 verbunden, derart, daß die eine Ausgangsleitung 20a sich zu Leitungen 20a′ und 20a˝ verzweigt, deren eine am oberen Steuereinlaß des Umschaltventils 14 und deren andere zum unteren Steuereinlaß des Umschaltventils 15 führt, wohingegen sich der zweite Auslaß 20b des Haupt-Umschaltventils 20 sich in zwei Leitungen 20b′ und 20b˝ aufteilt, deren eine zum unteren Steuereinlaß des Umschaltventils 14 und deren andere zum oberen Steuereinlaß des Umschaltventils 15 führt.
- Die Vorrichtung arbeitet folgendermaßen. Der Betrieb der Luftmotoren 10, 11 erfolgt in der bekannten üblichen Weise, d.h., die ihnen zugeordneten Umschaltventile 14, 15 lassen über ihre beiden Druckluftauslässe abwechselnd Druckluft in den Zylinderraum über bzw. unter den Kolben 10b bzw. 11b strömen, so daß diese Kolben eine Auf-Ab-Antriebsbewegung durchführen, und zwar im Gegentakt, weil ja die Steuereingänge der beiden Umschaltventile 14, 15 -wie bekannt- über Kreuz miteinander in Verbindung stehen. Die Umschaltung der Umschaltventile 14, 15 erfolgt durch die Pilotventile 16, 17, 18, 19, die bei Berührung ihres Fühlers durch den Kolben 10b bzw. 11b ein Umschaltsignal auf die Umschaltventile 14, 15 geben. Auch dies ist eine bekannte und übliche Technik, jedoch nur für den Fall, daß einer der beiden Luftmotoren mit Pilotventilen versehen ist. Erfindungsgemäß sind nun aber beide Luftmotoren mit Pilotventeilen versehen und die Steuerung der Umschaltventile 14, 15 erfolgt bei der dargestellten Vorrichtung nicht direkt von den Pilotventilen, sondern in der nachfolgend beschriebenen Weise über das Haupt-Umschaltventil 20.
- Es wird zunächst angenommen, daß die Unterstützung 13 des Waagebalkens nach links verschoben ist, der Waagebalkenabschnitt 12a also kürzer ist als der Waagebalkenabschnitt 12b, mit der zwangsläufigen Folge, daß der Hub des Kolbens 10b kleiner ist als der Hub des Kolbens 11b. Damit aber erreicht bei einer Aufwärtsbewegung des Kolbens 11b dieser den Fühler seines oberen Pilotventils 18 zu einem Zeitpunkt, an dem der sich nach unten bewegende Kolben 10a noch um eine bestimmte Strecke vom Fühler seines unteren Pilotventils 17 entfernt ist. Durch die Berührung des Fühlers des Pilotventils 18 durch den Kolben 11b wird dieser eingedrückt und das Ventil freigeschaltet, das heißt, Druckluft strömt durch die Auslaßleitung 18a zu dem einen Einlaß des Wechselventils 22, sperrt dabei den anderen Einlaß des Wechselventils 22 und strömt über die Auslaßleitung 22a des Wechselventils 22 zum unteren Steuereinlaß des Haupt-Umschaltventils 20. Damit wird das Haupt-Umschaltventil 20 von seinem einen Auslaß 20a auf seinen anderen Auslaß 20b umgeschaltet und steuert somit über die Leitungen 20b′ und 20b˝ die beiden Umschaltventile 14, 15 derart um, daß die Druckluft nunmehr über dem Kolben 10b und unter dem Kolben 11b in die Zylinder 11a bzw. 10a gelangt, mit der Folge einer Umkehr der Kolbenbewegung. Der Kolben 11b erreicht dann wiederum bei seiner Bewegung nach unten den Fühler seines unteren Pilotventils 19, bevor der Kolben 10b den Fühler seines oberen Pilotventils 16 erreichen könnte mit der Folge, daß dieselbe Umschaltfunktion nun vom Pilotventil 19 über das Haupt-Umschaltventil 20 ausgelöst wird. Es ist ersichtlich, daß bei diesem Betrieb, also Verschiebung der Abstützung 13 des Waagebalkens 12 nach links, die Umschaltung ausschließlich von den beiden Pilotventilen 18, 19 initiiert wird, wohingegen die Pilotventile 16, 17 durch die Wechselventile 21, 22 vom Steuerkreislauf abgeschaltet sind. Wird dagegen nunmehr die Abstützung 13 des Waagebalkens 12 nach rechts verschoben, womit der Balkenabschnitt 12a größer als der Balkenabschnitt 12b wird, dann erreicht zwangsläufig der Kolben 10b den Fühler des oberen bzw. unteren Pilotventils 16, 17 zu einem Zeitpunkt, wenn der Kolben 11b noch um eine vorgegebene Strecke vom Fühler des Pilotventils 18 bzw. 19 entfernt ist. Damit aber gelangt an die Wechselventile 21, 22 zuerst die Druckluft der Pilotventile 16, 17, so daß also jetzt die Leitungen 18a und 19a abgeschaltet werden und die Steuerung des Haupt-Umschaltventils 20 und der daran angeschlossenen Umschaltventile 14, 15 ausschließlich von den Pilotventilen 16, 17 erfolgt.
- Aus obigem ergibt sich, daß die Abstützung 13 beliebig nach rechts oder links verschoben werden kann, wobei in jedem Fall der Luftmotor mit dem jeweils größeren Kolben die Umschaltsteuerung selbsttätig übernimmt, und zwar die alleinige Umschaltsteuerung. Durch den Einsatz des Haupt-Umschaltventils und der Wechselventile werden außerdem exakt definierte pneumatische Steuersignale gewährleistet, welche die Exaktheit der pneumatischen Steuerung sicherstellen, was schon deshalb von großer Bedeutung ist, weil ja die beiden Luftmotoren 14, 15 über den Waagebalken 12 miteinander mechanisch verbunden sind.
- Selbstverständlich ist die Erfindung nicht auf das dargestellte Ausführungsbeispiel beschränkt, sondern es sind diesem gegenüber zahlreiche Abwandlungen möglich. So könnten beispielsweise die Wechselventile unter der Voraussetzung weggelassen werden, daß die Pilotventile mit Rückschlageinrichtungen versehen sind, also ausgangsseitig das Eindringen von Druckluft selbsttätig verhindert. Auch könnten die Ausgänge der beiden Wechselventile unter Wegfall des Haupt-Umschaltventils direkt an die Steuereingänge der beiden Umschaltventile geführt sein, wobei jedoch die Gefahr besteht, daß die an den Umschaltventilen ankommenden pneumatischen Steuersignale weniger exakt definiert sind, weil in diesem Fall ja die Druckluft bereits zwei Ventile (Pilotventil und Wechselventil) durchströmen mußte.
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