闭环流体缓冲器,包括闭环流体缓冲器的双组分混合系统,以及被安装成与分配器一起移...的制作方法

日期:2019-04-23 16:48:05

闭环流体缓冲器,包括闭环流体缓冲器的双组分混合系统,以及被安装成与分配器一起移 ...的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种用于稳定流体供给系统、特别是双组分混合系统(100)的输出压力的闭环流体缓冲器(1、136)。特别地,建议所述缓冲器包括具有流体腔容积和流体腔壁的流体腔(10),所述流体腔(10)具有进口(12、138)和出口(14、140),其中所述进口(12、138)适合于与至少一个流体储存器(118、122)流体连通,并且所述出口(14、140)适合于与分配敷料器(102)流体连通,其中所述流体腔壁包括至少一个柔性缓冲部(18),以允许所述流体腔容积的容积变化。本发明进一步涉及具有这种缓冲器的系统,诸如一种包括闭环流体缓冲器(136)的双组分混合系统(100),以及一种安装在x?y移动器(500)上从而与分配器一起移动的双组分混合系统(100),并且涉及一种分配流体的方法。
【专利说明】
闭环流体缓冲器,包括闭环流体缓冲器的双组分混合系统,以及被安装成与分配器一起移动的双组分混合系统
技术领域
[0001]本发明涉及一种用于稳定流体供给系统、特别是双组分混合系统的输出压力的闭环流体缓冲器。本发明进一步涉及一种与分配器一起使用的双组分混合系统,一种包括双组分混合系统的分配系统,一种被安装成与分配器一起移动的双组分混合系统,以及一种分配流体的方法。
【背景技术】
[0002]流体供给系统、特别是双组分混合系统被广泛地用于工业应用中,以将流体例如粘合剂分配在衬底上。这种衬底能够包括但是不限于纸张、纸板、无纺材料、电气部件等。在这些应用中,通常关键的是以精确的方式分配预定量的流体。

【发明内容】

[0003]本发明的目的是提供能够以稳定输出压力供给改善流体流量特别是稳定流体流量的闭环流体缓冲器、双组分混合系统、分配系统以及上述类型的方法,并且提供被安装成与分配器一起移动的双组分混合系统。
[0004]根据本发明的第一方面,提供用于稳定流体供给系统、特别是双组分混合系统的输出压力的闭环流体缓冲器,包括具有流体腔容积和流体腔壁的流体腔,所述流体腔具有进口和出口,其中所述进口适合于与至少一个流体储存器流体连通,并且所述出口适合于与分配敷料器流体连通,其中所述流体腔壁包括至少一个柔性缓冲部,以允许流体腔容积的容积变化。优选地,流体腔容积的容积变化起补偿经过缓冲器腔的输入压力和/或流量的波动的作用。此外,优选地,流体腔容积的容积变化起在缓冲器腔的出口的下游处或者紧接下游处提供基本恒定的输出压力的作用。优选地,闭环流体缓冲器适合于实际上与流量无关地保持输出压力恒定。
[0005]在正常操作中,流入和流出流体腔的进口流量和出口流量应相等。同样地,除了在流体缓冲器腔的流动长度上的正常压降之外,在进口和出口处的压力应恒定。然而,可能发生的是,例如由于双组分系统的上游混合过程,而在流体腔的输入流量中发生波动。此外,下游分配敷料器的消耗的波动也可能基于敷料图案的变化而发生。例如当在进口处流入流体腔的输入流量高于流出流体腔的出口的输出流量时,则柔性缓冲部允许流体腔容积相应增大。在相反情况下,其中在进口处流入流体腔的输入流量低于流出流体腔的出口的输出流量,则柔性缓冲部允许流体腔容积相应减小。这导致改善和稳定的输出压力,并且导致更好的分配和敷料质量。
[0006]本文使用的术语“双组分”涉及由被混合在一起并且当被混合时正常反应以形成快速固化(set)粘合剂材料或者其它类型的材料的两个或者更多个补体(complement)形成的多组分材料。因而,如下文所述,每个都连接至将获益(profit)的材料的注射器的两个栗将被用于将两种材料供给至将两种材料混合在一起的搅拌器。例如,如果材料为三组分材料,则将使用三个栗,其中每个栗都连接至注射器或者用于组分材料的其它供给源。
[0007]根据第一优选实施例,闭环流体缓冲器进一步包括刚性外壳,所述外壳部分形成所述流体腔壁,其中所述外壳包括凹槽,所述凹槽与所述柔性缓冲部协作,使得所述柔性缓冲部能够膨胀到所述凹槽中,以提供所述流体腔容积的容积变化。因而,流体腔壁的柔性缓冲部被布置成与刚性外壳中的凹槽合作,使得凹槽提供空间,该空间允许柔性缓冲部膨胀到该空间内。因此,当在进口处的流体流量增大、并且因而流体腔内部的压力增大时,柔性缓冲部膨胀到外壳的凹槽内,因而增大流体腔容积,并且同时平衡流体腔内部的压力,同时防止上游分配器或者喷嘴例如经历能够导致损坏诸如损害分配器中的密封件的过量的压力或者流体流量。
[0008]根据进一步优选实施例,借助于所述柔性缓冲部将所述凹槽从所述流体腔密封,使得所述凹槽和所述柔性缓冲部限定所述外壳内部的工作室。因而,所有所供给的流体都可以被保持在流体腔内部,并且不能逸入凹槽中或者工作室内。
[0009]根据特别优选实施例,柔性缓冲部由被布置在所述外壳内并且至少部分地形成所述流体腔壁的柔性管形成。优选地,柔性管完全形成流体腔壁。优选地,柔性管包括进口和出口,柔性管的所述进口和出口形成流体腔的所述进口和出口。优选地,柔性管完全穿过所述外壳延伸。这是一种非常简单的装置,其中柔性管也可以形成从储存器通向分配器等的一部分流体导管系统。可替换地,柔性缓冲部由柔性膜形成,所述膜被固定地附接至所述外壳并且覆盖所述凹槽。因而,根据该实施例,流体腔由刚性外壳和膜限定。膜可以作为薄弹性层形成,沿其圆周边缘固定至凹槽的边缘。
[0010]根据上述实施例,可以进一步提供,柔性管被固定地固定至所述外壳,使得仅缓冲部可以膨胀或者收缩,以允许流体腔容积的容积变化。因而,柔性管可以在其外表面上固定地附接至刚性外壳的内部表面,仅使形成管的柔性缓冲部的自由部与外壳中的凹槽合作。优选地,特别是借助于将柔性管粘附至外壳而将柔性管固定至刚性外壳。这也当流体腔容积减小时提供,仅管的柔性缓冲部可以在流体腔的方向上膨胀或者收缩。可替换地,可以特别是以紧密的方式诸如挤压而仅将管定位在外壳内。优选地,管被定位在外壳内,使得其仅能够在一个方向上膨胀到凹槽中。
[0011]在闭环流体缓冲器的进一步优选实施例中,外壳包括压力进口,该压力进口用于将加压流体、特别是气体供给到所述工作室内。优选地,压力调节器起保持工作室内的压力基本恒定的作用。因而,能够确保在流体缓冲器腔的出口处的压力能够被保持为基本恒定。优选地,压力调节器适合于向工作室供给基本等于系统内的总体流体压力的压力,作为例如流体也在包括流体的储存器或者注射器内部加压的压力。
[0012]优选地,外壳至少部分地透明。外壳可以由透明材料、诸如透明的聚合物材料形成。此外,外壳可以包括窗口等。因而,使用根据本发明的闭环流体缓冲器的人能够观察流体缓冲器的工作,即膨胀或者收缩,并且可以确定所述缓冲器是否正确地工作。
[0013]根据进一步优选的实施例,闭环流体缓冲器包括传感器,该传感器用以检测所述流体腔容积的容积变化。这种传感器能够被用于确定腔体内部是否存在足够、太多或者太少的流体,并且因而能够被用于增大或者减小将流体供给至腔体的供给栗的工作速度。这种传感器能够作为接近开关、距离传感器、压力传感器等形成。
[0014]特别优选地的是,传感器适合于测量与所述柔性缓冲部的距离。因而,传感器适合于测量在传感器和/或刚性外壳的一部分与柔性缓冲部之间的距离。由于仅柔性缓冲部可以膨胀或者隆起到凹槽中或者膨胀或者隆起到流体腔的方向中,所以根据在柔性缓冲部和一部分外壳之间的距离能够确定流体腔的容积,并且因而确定流体腔内部的流体量。
[0015]根据优选替换,所述传感器包括被布置在所述流体缓冲器腔的进口和出口处的流量传感器。代替流量传感器,可以使用流量计。在其中流量传感器或者流量计被定位在流体缓冲器的进口或者出口处的实施例中,在这两个传感器之间的差值指示流体缓冲器内部的流体量。如下文将描述的,该差值能够被用于控制栗和搅拌器。
[0016]在本发明的第二方面,通过与分配器一起使用的双组分混合系统解决上述目的,该系统包括:用于栗送第一组分的第一栗,所述第一栗具有进口和出口,进口与第一流体组分的储存器流体连通;用于栗送第二组分的第二栗,所述第二栗具有进口和出口,进口与第二组分的储存器流体连通;所述第一和第二栗的所述出口,所述出口每个都与用于混合所述第一组分和第二组分的搅拌器流体连通;和闭环流体缓冲器,闭环流体缓冲器与所述搅拌器流体连通,其中所述闭环流体缓冲器是根据闭环流体缓冲器的前述优选实施例中的一个的流体缓冲器。
[0017]根据双组分混合系统的第一优选实施例,传感器提供指示流体缓冲器的腔体容积的容积变化的信号,并且该系统进一步包括控制器,该控制器接收由所述传感器提供的信号并且适合于基于所述信号而控制所述第一和第二栗和/或所述搅拌器。优选地,控制器适合于控制第一和第二栗和/或所述搅拌器,以便将在所述流体缓冲器的出口处并且因此在分配敷料器的进口处的流体压力保持基本恒定。传感器按如上文参考闭环流体缓冲器的优选实施例所述地形成。
[0018]优选地,所述闭环流体缓冲器和所述控制器适合于定义流量需求触发的流体供给。在本文中,应将术语“流量需求触发的流体供给”理解为意思是控制器基于由流体缓冲器馈送的分配器的流体需求而调节栗和/或搅拌器。例如,当开启双组分混合系统时,在流体缓冲器腔充满将被供给的流体之后关闭栗。此时,分配器空闲。当分配器例如通过开启喷嘴而开始分配时,流体流出分配器并且因而流出流体缓冲器腔。传感器检测流体缓冲器腔内部的流体体积的减小,并且向控制器提供指示该体积的减小的信号。在接收到所述信号时,则控制器开启栗和搅拌器的电机,以将流体供给至流体缓冲器腔并且因而供给至分配器。该系统由来自流体缓冲器的、由从分配器分配材料引起的流体需求触发,使得流体缓冲器与传感器以及控制器一起起闭环反馈系统的作用。在优选实施例中,混合器是具有电机的动态搅拌器,电机旋转搅拌叶片或者螺旋搅拌元件。通常,随着驱动栗的电机的速度增大,驱动搅拌器的电机的速度也将相应地增大。在另一实施例中,搅拌器是静态搅拌器,并且搅拌叶片或者螺旋搅拌元件固定到位并且不旋转。如果使用静态搅拌器,则控制器将仅操作栗的电机以供给材料,并且将不具有对搅拌器的任何控制。
[0019]根据这些实施例,优选地是,控制器适合于控制所述第一和第二栗和/或所述搅拌器,使得当由所述传感器提供的所述信号指示流体腔内的流体量低于预定下限阈值时,增大从所述搅拌器至所述流体缓冲器的流体流量;并且当由所述传感器提供的所述信号指示流体腔内的流体量高于预定上限阈值时,减小从所述搅拌器至所述流体缓冲器的流体流量。优选地,进入流体缓冲器的流体流量最终由下游分配器确定。双组分混合系统仅必须遵循需求的流体流量。
[0020]另外,优选地,当由传感器提供的信号指示流体腔内的流体量超过高于第一预定上限阈值的第二预定上限阈值时,则控制器适合于停止从所述搅拌器至所述流体缓冲器的流体流动。这导致双组分混合系统的改善,因为防止了过量的流体流动。例如如果管或者连接元件将失效,则能够发生过量流体流动。因此,这种功能将防止在该情况下分配的液体材料泄漏或者溢出。
[0021]根据进一步优选的实施例,流体缓冲器可连接至或者被连接至用于将加压气体供给至流体缓冲器特别是工作室的压力调节器。优选地,如上文参考闭环流体缓冲器所述地适应加压气体的使用。优选地,压力调节器可以是分配机器人等的一部分。优选地,压力调节器也被连接至用于在这种系统中使用的分配器。优选地,压力调节器连接至第一组分的储存器和/或第二组分的储存器。因而,在有效系统各处,被施加给系统内的流体的压力都是恒定的。控制器也可调节压力调节器。可替换地,可以由整体系统中的其它控制元件控制压力调节器。
[0022]如下文更详细所述,本发明的一个特别重要的实施例是与喷射阀一起使用本文所述的流体缓冲器。因为流体缓冲器意图是在其输出端处并且在喷射阀的输入端处提供恒定压力,所以当与喷射阀一起使用时特别有利,因为维持被供给到喷射阀的流体的恒定压力帮助确保从喷射阀向衬底上喷射一致大小的液滴。
[0023]根据本发明的第三方面,通过分配系统进一步解决引言部分中所述的目的,该分配系统包括X-y移动器、安装在所述X-y移动器上的分配器以及根据上文所述的双组分混合系统的一个优选实施例的双组分混合系统,其中所述双组分混合系统的至少一些部件被安装在所述χ-y移动器上并且连接至所述分配器,使得所述分配器和安装在χ-y移动器上的所述双组分混合系统的部件可借助于所述x-y移动器作为一个单元一起移动。
[0024]在一个优选实施例中,仅搅拌器和流体缓冲器被安装成用于与分配器一起移动,并且控制器、储存器,例如供给注射器和/或栗固定到位。优选地,分配器包括喷射阀。
[0025]在本发明的特别优选实施例中,双组分混合系统被设置成其能够被安装成与喷射阀紧密联接,使得双组分混合系统和喷射阀能够随着喷射阀将双组分材料的液滴、诸如粘合剂分配到衬底上以借助于粘合剂例如将电气补体(electrical complement)附着至衬底而通过x-y移动器在衬底上一起移动。
[0026]为了在衬底上涂敷流体,特别是两组分或者双组分流体,分配器沿预定路径移动,以在衬底上分配预定图案的流体材料,诸如材料液滴。因为双组分材料通常起反应,意味着材料在组分混合后将不久固化或者硬化,所以重要的是在材料已经被混合后非常快速地将材料分配到衬底上,或者从分配器喷出(例如通过喷射阀)到衬底上。根据本发明的方面,通过使双组分混合系统的至少搅拌器和流体缓冲器部件紧密联接至分配器,并且使它们一起在衬底上移动,则双组分材料能够在混合后不但快速分配,而且能够被以恒定压力提供给优选作为喷射阀的分配器,使得能够将双组分材料的一致液滴喷射到衬底上。
[0027]根据本发明的第四方面,通过用于分配流体特别是双组分流体的方法进一步解决以上引言部分中所述的目的,该方法包括以下步骤:从分配器分配特定量的流体;检测流体缓冲器中的流体量变化;向控制器提供指示流体缓冲器中的所述流体量变化的信号;基于所述信号控制至少一个栗和/或流体搅拌器。优选地,通过使用根据双组分混合系统的一个前述优选实施例的双组分混合系统执行该方法。优选地,通过使用根据闭环流体缓冲器的至少一个前述优选实施例的闭环流体缓冲器作为流体缓冲器而执行该方法。
[0028]优选地,该方法进一步包括以下步骤:当所述信号指示流体缓冲器中的流体量减小时,控制所述至少一个栗和/或所述流体搅拌器以供给增大的流体流量;和当所述信号指示流体缓冲器中的流体量增大时,控制所述至少一个栗和/或所述流体搅拌器以供给减小的流体流量。优选地,同时地或者连续地执行上述步骤。该方法提供流量需求触发的闭环系统,以将流体从储存器供给至分配器。在步骤“从分配器分配特定量的流体”中,分配器发出流量需求,并且栗和/或搅拌器借助于闭环流体缓冲器和控制器而遵循该需求。闭环流体缓冲器的传感器识别分配器何时开始分配,因为在该时间点,流体缓冲器腔内的流体量减小,并且响应该减小,控制器开启至少一个栗和/或搅拌器,以便供给流体。当分配器停止分配流体时,流体腔内的流体量增大,再次由传感器检测该流体量。响应于该检测,控制器降低至少一个栗和/或搅拌器的工作速度,或者停止至少一个栗和/或搅拌器,使得流体缓冲器的流体腔被再次填充至正常水平,并且流体缓冲器的输出压力可以基本恒定。
【附图说明】
[0029]在下面参考附图更详细地描述本发明:
[0030]图1是闭环流体缓冲器的横截面视图;
[0031]图2是图1的闭环流体缓冲器的横截面视图,其中柔性缓冲部膨胀到凹槽中;
[0032]图3是图1和2的闭环流体缓冲器的横截面视图,其中柔性缓冲部朝着流体腔隆起;
[0033]图4是其中通过使用来自流体缓冲器的传感器信号而实现闭环控制的双组分混合系统的不意图;
[0034]图4b是其中通过使用位于流体缓冲器之前和流体缓冲器之后的流量传感器而实现闭环控制的双组分混合系统的示意图;
[0035]图5是示出双组分混合系统的工作原理的示意的时间表;
[0036]图6是安装在x-y移动器上从而与分配器一起移动的图4的双组分混合系统;
[0037]图7a是与传感器接合的闭环流体缓冲器的柔性管的示意的侧视图,柔性缓冲部处于第一状态,并且
[0038]图7b是与图7a的传感器接合的闭环流体缓冲器的柔性管的示意的侧视图,柔性缓冲部处于第二状态。
【具体实施方式】
[0039]根据图1,闭环流体缓冲器I包括具有大致圆柱形基本形状的刚性外壳。应理解,在不同实施例中,刚性外壳也可以具有不同于圆柱形的形状,例如矩形、六边形、卵形、圆锥形、球形等。外壳2包括通孔4,该通孔4限定外壳2的内表面6。柔性管8被布置在通孔4内部。柔性管8形成流体腔10的流体腔壁。流体腔10包括进口 12和出口 14。柔性管8从进口延伸至出口,因而也形成进口 12和出口 14。流体可以从进口 12流动至出口 14;因而,流体缓冲器I可以被布置成流体供给导管的一部分,该流体供给导管例如将搅拌器(图1中未示出,参见图4)与分配敷料器连接。
[0040]外壳2进一步包括凹槽16,该凹槽16作为刚性外壳2中的上开口(参见图1至3)形成。由于外壳2包括凹槽16,所以一部分柔性管8未被外壳2覆盖,并且形成腔体壁的柔性缓冲部18。在外壳2内部的凹槽16允许柔性缓冲部18膨胀到凹槽16中,因而允许流体腔容积的容积变化。根据图1,示出流体缓冲器I处于第一正常状态。柔性缓冲部18处于正常位置并且基本松弛。根据该正常状态的流体腔容积等效于从进口 12至出口 14的柔性管8的基本圆柱形内部容积。
[0041]如图1中进一步所示,凹槽16被固定至外壳2的上壳体20封闭。上壳体也可以与外壳2—体地成型。在可替换实施例中,上壳体由透明材料形成,使得操作者可以在闭环流体缓冲器I的操作期间观察柔性缓冲部18。优选地,外壳进一步包括固定装置,该固定装置用于将流体缓冲器I安装至系统的支撑支架(在图1至3中未示出)。在本说明书中的术语,诸如“上”和“下”涉及图中所示的相应方向。
[0042]柔性缓冲部18抵靠流体腔10密封凹槽16,并且因而与外壳、并且也与上壳体20—起限定工作室22。作为外壳2的一部分的上壳体20包括作为孔形成的压力进口 24。如箭头25指示,能够通过压力进口24将压力供给到工作室22内。压力进口24能够设置有压力进口连接器(未示出),使得压力调节器可以连接至压力进口。
[0043]进一步参考图1,传感器26被设置在上壳体20中,并且适合于测量在传感器26的感测部27和柔性缓冲部18之间的距离h。优选地,可以使用诸如悬臂的机械组件。通过测量距离h,并且知道柔性管8、外壳2和凹槽16的几何特征,则能够确定腔体10的容积。因而,距离h是流体腔内部的流体量的指标。
[0044]在图7a和7b中示出一个优选的悬臂的机械组件。下文将参考图7a和7b更详细地描述。
[0045]在图2和3中更详细地示出闭环流体缓冲器I的工作原理。以相同附图标记描绘相同和类似的元件;其中参考上文关于图1的说明。
[0046]在图2中,流体腔1的流体腔容积增大流体腔内部的流体增大量。因而,柔性缓冲部18膨胀或者隆起到凹槽16中,并且具有基本凸形形状。为了允许上述情况,压力进口24根据这种状态也起出口的作用,并且如由箭头25所示,气体能够从工作室22逸出。在传感器26和柔性缓冲部18之间的距离hi减小,指示在流体腔10中的增大的容积和流体量。根据距离hi和工作室22的几何特征,能够确定流体腔10内部的流体体积。
[0047]与这种具有增大的容积(图2)的状态相反,图3示出具有在流体腔10内部的减少的流体腔容积的流体缓冲器I的第三状态。这能够看出,由于柔性缓冲部18被从传感器26拉开而具有凹形形状。在传感器26和柔性缓冲部18之间的距离h2增大。根据距离h2并且知道工作室22的几何尺寸,能够确定腔体10的容积。当通过出口 14流出腔体10的流体高于通过进口 12流入腔体10的流体时,则能够发生具有凹形柔性缓冲部18的这种构造。
[0048]流体缓冲器I的示意图非常清晰地示出柔性缓冲部18的移动。然而,实际上,该移动(关于hi和h2)优选地在低于4mm、3mm、2.5mm、2mm、1.5mm特别是Imm或者0.5mm的h2范围内。
[0049]在图1中所示的柔性缓冲部的正常位置的替代中,正常状态或者“零位置”也可以被定义为柔性缓冲部稍微从传感器26移开,与图3中所示的原理相同。已经发现,当像这样定义正常状态或者零位置时,在输出上的压力变化减小。
[0050]与分配器102—起使用的双组分混合系统100(参见图4)包括第一栗104和第二栗106。第一栗包括进口 108和出口 110。第二栗106包括进口 112和出口 114。第一栗104的进口108经由管线116连接至第一流体的第一储存器118。第二栗106的进口 112经由管线120连接至第二流体的第二储存器122。根据该实施例,第一储存器118和第二储存器122为如也由幻影线(ghost line)所示的系统边界122指示的双组分混合系统100的一部分。
[0051]系统100进一步包括搅拌器126,搅拌器126包括第一进口 128和第二进口 129以及一个出口 130。第一进口 128经由管线132连接至第一栗的出口 110,并且搅拌器126的第二进口 129经由管线134连接至第二栗106的出口 114。
[0052 ]根据图4的实施例,双组分混合系统100包括闭环流体缓冲器136,该闭环流体缓冲器136具有进口 138和出口 140。进口 138经由管线142连接至搅拌器126的出口 130,并且闭环缓冲器136的出口 140经由管线144连接至分配器102,根据该实施例(图4),分配器102不是如由系统边界124指示的双组分混合系统100的一部分。优选地,根据图4的双组分混合系统100的闭环流体缓冲器136形成为根据图1至3的第一实施例的闭环流体缓冲器I。因而,进口138对应于进口 12(图1至3),并且出口 140(图4)对应于出口 14(图1至3)。应理解,作为代替,也可以使用不同的流体缓冲器136。即使这种特定实施例特别优选,本发明也不限于这种特定实施例。
[0053]双组分混合系统100另外地包括控制器146。如由幻影线147、148、149、150所示,控制器146电连接至栗104、栗106、搅拌器126和闭环流体缓冲器136。经由连接150,控制器146连接至闭环流体缓冲器146的未示出的传感器。优选地,闭环流体缓冲器146的传感器为根据图1至3的传感器26。在可替换实施例中,闭环流体缓冲器136的未示出传感器可以作为包括两个流量传感器的传感器装置形成,一个第一流量传感器被设置在管线142中的闭环流体缓冲器136的上游,并且第二流量传感器被布置在管线144中的闭环流体缓冲器136的下游。这在图4b中示出。经由连接150向控制器136提供信号的传感器适合于提供指示流体缓冲器136内的流体量的信号。取决于由传感器提供的信号,控制器146控制第一栗104和第二栗106和/或搅拌器126,使得当由传感器经由连接150提供的信号指示流体缓冲器136内的流体量低于预定阈值时,则栗104、106和/或搅拌器126经由管线132、134和/或142增大它们的流体供给,并且当由传感器经由连接150提供的信号指示流体缓冲器136内的流体量高于预定阈值时,则栗104、106和/或搅拌器126经由管线132、134和/或142减小它们的流体供给。因此,所示双组分混合系统100作为流量要求触发的流体供给系统形成。优选地,当由传感器经由连接150提供的信号指示流体缓冲器136内的流体量高于比第一预定上限阈值高的第二预定上限阈值时,则控制器146控制栗104、106和/或搅拌器126的电机600从而停止流体供给。在其中搅拌器为静态搅拌器的情况下,如上所述,控制器将仅需要控制两个栗104、106的电机,并且不控制搅拌器126的电机600。
[0054]根据图4中所示的实施例,闭环流体缓冲器136进一步经由压力管线154连接至压力调节器152。压力调节器152适合于经由压力管线154而将加压流体、特别是气体供给闭环流体缓冲器136。根据该实施例(图4),压力调节器152不是如由系统边界124所示的双组分混合系统100的一部分。然而,在不同应用和实施例中,压力调节器142可以是系统100的一部分或者与闭环流体缓冲器136成一体。控制器146可以适合于控制压力调节器152,或者压力调节器152可以由更大的系统中的其它控制元件所控制。优选地,压力调节器的工作原理如上文参考图2和3所述。因此,闭环流体缓冲器136包括压力进口(图4中未示出),优选地,压力进口与根据图1至3的闭环流体缓冲器I的压力进口 24对应的形成。
[0055]图4b示出上文所述的双组分混合系统100的可替换实施例。系统100大体上与图4的系统100相同。因此,以相同的附图标记示出相同或者类似的元件。与图4的实施例相反,代替图1至3的传感器26,图4b的双组分混合系统包括两个流量传感器、或者流量计162、164。一个流量传感器162被布置在流体缓冲器136的上游,并且第二流量传感器164被布置在流体缓冲器136的下游。流量传感器162、164两者都经由连接管线166、168连接至控制器146。来自流量传感器162的信号将指示流入流体缓冲器136的材料的流量,而来自流量传感器164的信号将指示流出流体缓冲器136的材料的它们的流量。因此,在信号之间的差异将提供流体缓冲器136内的材料体积的指示。如果在信号之间的差异指示缓冲器136内存在太大的材料体积,则控制器146将减慢或者停止驱动栗104、106的电机和驱动搅拌器126的电机600。相反,如果在信号之间的差异指示缓冲器136内存在太小的材料体积,则控制器146将加速驱动栗104、106的电机和驱动搅拌器126的电机。
[0056]图5示出结合本发明的图4实施例更详细地解释双组分混合系统和流体缓冲器的操作的示意图。水平轴线是双组分混合系统的示例性工作循环上的时间轴线。曲线图200描绘分配器的闭合(下限水平)和开启(上限水平)状态,并且因而指示流量需求。曲线图300描绘在流体缓冲器腔内部的流体量,其中当曲线图300处于上限水平时,流体缓冲器被填满,并且当曲线图300处于下限水平时,则流体缓冲器为空。曲线图400指示栗的工作速度并且因而指示栗的供给流体体积。下限水平指示下限工作速度,并且上限水平指示上限工作速度。
[0057]在时间点TO处,分配器空闲(参见曲线图200),流体缓冲器腔被填充至一定程度(参照正常程度)(参见曲线图300),并且栗停止(参见曲线图400)。在时间Tl,分配器开启202,并且因而流体流出分配器。因此,在301处的流体缓冲器内的流体量降低302。同时,当缓冲器腔内的流体水平降低302时,则流体缓冲器1(参见图1至4)的传感器检测这种情况,并且向调节栗的控制器(参见图4)提供信号。注意应理解的是,当控制器调节栗时,如上文所解释,除非使用静态搅拌器,控制器同时调节驱动搅拌器的电机。因而,栗在时间点Tl开始供给流体401,并且增大速度402,直到时间点T2处的403为止。在该时间点T2,所分配的流体流量202和从栗403供给的流体流量处于平衡状态,使得在流体缓冲器内部的水平是恒定的303。在该操作期间,流体缓冲器的输出压力也保持恒定。
[0058]在时间点T3,分配器再次闭合204,并且处于空闲状态206。因而,由于栗仍供给流体404,所以流体缓冲器的流体水平开始升高304,并且增大305,直到其达到状态306为止。再次由传感器检测流体缓冲器内的流体量的增大305,并且因此控制栗,因而降低405工作速度,直到在时间点T4再次达到平衡状态为止;流体缓冲器被填满306,并且栗停止406。
[0059]在时间点T5处的一定时间后,分配器再次从空闲208变为开启210,并且分配流体流量210。流体缓冲器内的流体量再次从正常307下降308为特定下限水平309,其中栗同时将它们的速度从407增大为408。直到T7为止,流体缓冲器内的流体量以及栗的操作速度都处于从309至310以及从408至409的平衡状态。在时间点T7,分配器再次变为空闲212,这再次导致流体缓冲器内的流体量增大311,并且同时导致栗的操作速度降低,直到栗在时间点T8停止410为止。然后,流体缓冲器内的流体水平从312至313恒定。
[0060]在时间点T9和Tl I,分配器的两个较短分配循环开始。因而在T9并且也在Tl I,分配器从空闲214、220切换为开启216、222。因而在时间点T9,流体缓冲器内的流体量减小314,并且同时栗开始操作,并且增大操作速度,直到当栗在412达到全速时的时间点TlO为止。然而,同时分配器切换为空闲218,因而流体量立即再次增大316,直到其达到点317为止,该点317随着分配器再次从空闲220切换为开启222的时间点Tll下降,因而流体量再次降低318,并且同时,栗开始操作,直到414当分配器也切换为空闲时为止。随后,流体量增大320,从而当栗停止415时在321达到正常水平。
[0061]最后两个分配循环甚至比T9和Tll处的分配循环更短。在T13,分配器再次从空闲226变为开启状态228。随后,流体缓冲器中的流体量降低,直到当分配器再次切换为空闲230时的点323(T14)为止。由于T13和T14之间的时间段非常短,所以在323处流体缓冲器中的流体水平为先前水平的中间点。即使栗开始从416加速至417,它们也未达到它们的最高速度。这显示栗可以被连续地驱动并且也可以被以中间速度驱动。然后,当缓冲器内部的流体量处于最高水平324时,则栗在点Τ15、418再次停止。该状态是平衡的,直到当流体缓冲器内的流体量随后从325至326减小时分配器再次从空闲232变为开启234为止,同时,栗开始从419至420供给流体,直到分配器再次变为空闲236为止,并且流体量从326至327升高,并且栗从420至421停止。在时间Tl 8,系统再次处于平衡状态。
[0062]图6是示出与优选作为喷射阀的分配器一起安装在x-y移动器(mover)500上的双组分混合系统100的本发明的特别重要的实施例。以相同附图标记指示相同和类似的部件。关于混合系统100,也参考图4的以上说明。
[0063]双组分混合系统包括两者都作为根据该实施例的注射器形成的储存器118、122。储存器118、122连接至两个栗104、106,这两个栗104、106连接至搅拌器126。搅拌器126连接至流体缓冲器136。流体缓冲器136作为如上文参考图1至3所述的闭环流体缓冲器形成。流体缓冲器136包括流体缓冲器出口 140,该流体缓冲器出口 140连接至分配器102。在该实施例中,分配器为可从美国加利福尼亚州卡尔斯巴德市的诺信(Nordson Asymtek,Carlsbad)公司获得的DJ 9500喷射阀。此外,双组分混合系统100包括控制器146和压力调节器152。控制器连接至流体缓冲器136、栗104、106和分配器102。此外,压力调节器152经由管线153连接至注射器118、122,并且经由从管线153分支的管线154连接至流体缓冲器136。
[0064]在一个优选实施例中,整个双组分混合系统100都经由根据该实施例作为金属保持器形成的安装装置180而安装至x-y移动器500,从而与喷射阀102—起移动。更特别地,双组分混合系统100被安装至提升机(hoist)502,提升机502被可移动地安装在x-y移动器500的台架(gantry)504上。台架504可移入由箭头506所示的X方向中。提升机可相对于台架504移入由箭头508所示的y方向中。因而,整个双组分混合系统100可借助于x-y移动器500作为单个单元移入X和y方向中。
[0065]在另一优选实施例中,仅双组分混合系统100的混合器126和流体缓冲器136被安装在x-y移动器500上,从而与喷射阀102—起移动,并且双组分混合系统100的一些或者全部的其余部件都能够固定到位。例如,注射器(或者其它材料供给)以及连接至注射器的栗能够固定到位,其中流体管线将它们连接至与喷射阀一起移动的搅拌器。同样地,控制器能够固定到位,并且由电导体连接至流体缓冲器的传感器(或者流量计),其中流体缓冲器与喷射阀一起移动。
[0066]图7a和7b更详细地示出在本发明的闭环流体缓冲器1、136中使用的传感器26的优选实施例。根据图7a,管8的柔性缓冲部18处于稍微凹进的位置中,该位置可以被定义为其中缓冲器处于正常填充阶段的零位置。相反地,在图7b中,柔性缓冲部18处于与其余的管相同的水平。因而,管具有基本圆柱形形状,并且缓冲器处于填满状态。
[0067]为了测量缓冲器的容积,如上文参考图1至3已描述地布置传感器26。根据一个优选实施例(图7a、7b),传感器26为感应距离传感器。例如,可以从瑞士弗劳恩费尔德市(Frauenfeld)的Baumer Electric公司获得这种传感器。
[0068]根据该特定并且优选的实施例,传感器26与帮助传感器26测量柔性缓冲部18的移动的悬臂装置800协作。悬臂装置800通常包括铁磁部件802和接触器804。两个部件802、804都被固定在一起。接触器804永久地接触柔性缓冲部18,并且当缓冲器被充满或者排空时上下移动。铁磁部件802根据接触器移动,并且因而在传感器26的感测部27的方向上前后行进。通过如从比较图7a和7b可以看到,如图7b中所示当缓冲器被充满时,在感测部27和铁磁部件802之间的距离小得多。为了确保沿铁磁部件802和接触器804的限定路径限定地移动,设置两个悬臂806、808。悬臂806、808被布置成相对于彼此平行,以进行菱形运动。每个悬臂806、808都在第一枢轴点810、812处固定至铁磁部件802。在可替换实施例中,第一枢轴点810、812也能够被布置在连接器804或者单独的元件上。在其相反端上,悬臂806、808在第二枢轴点814、816处固定至流体缓冲器1、136的外壳(2,未示出)。铁磁部件802和连接器804适合于基本与管8的中心轴线垂直地并且基本与传感器26的中心轴线同轴地作为一个单元一起行进。另外,在第二悬臂808处设置根据该实施例作为螺旋弹簧形成的偏置构件818。偏置构件818被设置成在传感器26的方向上偏置悬臂装置800,以抵抗作用在悬臂800上的重力。因此,悬臂装置800基本与管8内部的压力保持中立。
[0069]传感器26和悬臂装置800的工作原理能够被描述如下:随着管8的容积增大,铁磁部件802和接触器804向上枢轴旋转并且移动为更接近传感器26。随着铁磁部件802朝着并且远离传感器26移动,传感器26产生指示铁磁部件802并且因而接触器804与传感器26的距离、并且因此流体缓冲器1、136的膨胀的信号。
【主权项】
1.一种用于稳定流体供给系统、特别是双组分混合系统(100)的输出压力的闭环流体缓冲器(1、136),包括具有流体腔容积和流体腔壁的流体腔(10), 所述流体腔(10)具有进口(12、138)和出口(14、140),其中所述进口(12、138)适合于与至少一个流体储存器(118、122)流体连通,并且所述出口(14、140)适合于与分配敷料器(102)流体连通, 其中所述流体腔壁包括至少一个柔性缓冲部(18),以允许所述流体腔容积的容积变化。2.根据权利要求1所述的闭环流体缓冲器,进一步包括刚性外壳(2),所述外壳部分地形成所述流体腔壁,其中所述外壳(2)包括凹槽(16),所述凹槽(16)与所述柔性缓冲部(18)协作,使得所述柔性缓冲部(18)能够膨胀到所述凹槽(16)中,以提供所述流体腔容积的容积变化。3.根据权利要求1或2所述的闭环流体缓冲器,其中借助于所述柔性缓冲部(18)将所述凹槽(16)从所述流体腔(10)密封,使得所述凹槽(16)和所述柔性缓冲部(18)限定所述外壳(2)内部的工作室(22)。4.根据前述权利要求中的任一项所述的闭环流体缓冲器,其中 所述柔性缓冲部(18)由柔性膜形成,所述膜被固定地附接至所述外壳(2)并且覆盖所述凹槽(16)。5.根据前述权利要求中的任一项所述的闭环流体缓冲器,其中 所述柔性缓冲部(18)由被布置在所述外壳(2)内并且至少部分地形成所述流体腔壁的柔性管(8)形成。6.根据前述权利要求中的任一项所述的闭环流体缓冲器,其中所述外壳(2)包括压力进口(24),所述压力进口(24)用于将加压流体特别是气体供给到所述工作室(22)内。7.根据权利要求2至6中的任一项所述的闭环流体缓冲器,其中所述外壳(2)至少部分地透明。8.根据前述权利要求中的任一项所述的闭环流体缓冲器,进一步包括传感器(26),所述传感器(26)用于检测所述流体腔容积的容积变化。9.根据权利要求8所述的闭环流体缓冲器,其中所述传感器(26)被布置在所述工作室(22)内。10.根据权利要求9所述的闭环流体缓冲器,其中所述传感器(26)适合于测量与所述柔性缓冲部(18)的距离(11、111、112)。11.根据权利要求8或9所述的闭环流体缓冲器,其中所述传感器包括被布置在所述流体缓冲器腔的进口和/或出口处的至少一个流量传感器(162、164)或者流量计。12.—种用于与分配器(102)—起使用的双组分混合系统(100),包括: 用于栗送第一组分的第一栗(104),所述第一栗(104)具有进口(108)和出口(110),所述进口( 108)与所述第一组分的储存器(118)流体连通; 用于栗送第二组分的第二栗(106),所述第二栗(106)具有进口(112)和出口(114),所述进口( 112)与所述第二组分的储存器(122)流体连通; 所述第一和第二栗(104、106)的所述出口(110、114),所述出口(110、114)每个都与用于混合所述第一组分和第二组分的搅拌器(126)流体连通;以及 闭环流体缓冲器(1、136),所述闭环流体缓冲器(1、136)与所述搅拌器(126)流体连通,其中所述闭环流体缓冲器(1、136)是根据前述权利要求中的任一项所述的流体缓冲器(1、136)013.根据权利要求12所述的双组分混合系统, 其中所述传感器(26)提供指示所述流体缓冲器(1、136)的腔体容积的容积变化的信号;并且包括 控制器(146),所述控制器(146)接收由所述传感器(26)提供的信号并且适合于基于所述信号而控制所述第一和第二栗(104、106)和/或所述搅拌器(126)。14.根据权利要求13所述的双组分混合系统,其中所述闭环流体缓冲器(1、136)和所述控制器(146)适合于定义流量需求触发的流体供给。15.根据权利要求13或14所述的双组分混合系统, 其中所述控制器(146)适合于控制所述第一和第二栗(104、106)和/或所述搅拌器(126),使得 -当由所述传感器(26)提供的所述信号指示所述流体腔(10)内的流体量低于预定下限阈值时,增大从所述搅拌器(126)至所述流体缓冲器(1、136)的流体流量;并且 -当由所述传感器(26)提供的所述信号指示所述流体腔(10)内的流体量高于预定上限阈值时,减小从所述搅拌器(126)至所述流体缓冲器(1、136)的流体流量。16.根据权利要求12至15中的任一项所述的双组分混合系统,其中所述流体缓冲器(1、136)可连接至或者被连接至用于将加压气体供给至所述流体缓冲器(1、136)特别是所述工作室(22)的压力调节器(152)。17.根据权利要求16所述的双组分混合系统,其中所述压力调节器(152)连接至所述第一组分的所述储存器(118)和/或所述第二组分的所述储存器(122)。18.根据权利要求16或17中的一项所述的双组分混合系统,其中所述控制器(146)适合于控制所述压力调节器(152)。19.根据权利要求12至18中的任一项所述的双组分混合系统,其中所述分配器(102)包括喷射阀。20.分配系统,包括: x-y移动器(500); 安装在所述x-y移动器(500)上的分配器(102);以及 根据权利要求12至18中的任一项所述的双组分混合系统(100), 其中所述双组分混合系统的至少一些部件被安装在所述x-y移动器(500)上并且连接至所述分配器(102),使得所述分配器(102)和安装在所述x-y移动器(500)上的所述双组分混合系统(100)的所述部件可借助于所述x-y移动器(500)作为一个单元一起移动。21.根据权利要求20所述的分配系统,其中被安装在所述x-y移动器(500)上的所述双组分混合系统(100)的部件为所述搅拌器(126)和所述流体缓冲器(136)。22.根据权利要求20或21所述的分配系统,其中在所述x-y移动器(500)上安装所述双组分混合系统(100)的其它部件,所述双组分混合系统(100)的其它部件包括一个或者多个储存器(118、122)特别是注射器、一个或者多个栗(104、106)和/或控制器(146)。23.—种用于分配流体特别是双组分流体的方法,包括: -从分配器分配特定量的流体; -检测流体缓冲器内的流体量变化; -向控制器提供指示所述流体缓冲器内的所述流体量变化的信号; 基于所述信号控制至少一个栗和/或流体搅拌器。24.根据权利要求23所述的方法,其中控制包括: -当所述信号指示所述流体缓冲器中的流体量减小时,控制所述至少一个栗和/或所述流体搅拌器以供给增大的流体流量;和 -当所述信号指示所述流体缓冲器中的流体量增大时,控制所述至少一个栗和/或所述流体搅拌器以供给减小的流体流量。
【文档编号】F16L55/05GK105940257SQ201480061768
【公开日】2016年9月14日
【申请日】2014年10月22日
【发明人】大卫·诺贝尔·帕吉特, 罗尼·弗兰肯, 伯纳德·勒尔, 佩尔·奥拉-詹森
【申请人】诺信公司


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