專利名稱：具有嵌套的位移構(gòu)件的流體分配器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種流體分配器，所述分配器包括位于活塞腔中的活塞。所述分配器尤其適于分配和計(jì)量諸如顏料膏、著色劑、化妝品、化學(xué)制劑、涂料等的粘性合成物。
背景技術(shù)：
混合的諸如涂料配方的合成物需要既分配大體積的液體，又分配較少量的液體。 設(shè)計(jì)成用于分配較大體積的分配器具有相對(duì)較大的活塞直徑，這使得所述分配器適于分配大體積但不適于分配小體積。因此，使用這樣的分配器分配小體積的可重復(fù)性和精確性是不夠的。US 4，964，534公開(kāi)了一種用于著色劑分配器的雙活塞，其具有能夠在位于較大活塞中的缸筒內(nèi)運(yùn)動(dòng)的小活塞。小活塞的軸穿過(guò)較大活塞的軸。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種流體分配器，當(dāng)在可變的體積范圍內(nèi)進(jìn)行分配時(shí)，所述流體分配器具有精確且可重復(fù)的計(jì)量，所述流體分配器可以容易且有效地與例如調(diào)色設(shè)備的常規(guī)操作模塊配合。通過(guò)包括有嵌套在外位移構(gòu)件中的內(nèi)位移構(gòu)件的分配器來(lái)實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的。通過(guò)致動(dòng)器，內(nèi)位移構(gòu)件能夠在位于外位移構(gòu)件內(nèi)的兩個(gè)端部位置之間運(yùn)動(dòng)，并且該致動(dòng)器布置成使得當(dāng)內(nèi)位移構(gòu)件處于其端部位置中的一個(gè)時(shí)，使所述外位移構(gòu)件運(yùn)動(dòng)到分配位置。這樣，僅使用單個(gè)活塞軸或者單個(gè)活塞桿便可以致動(dòng)兩個(gè)活塞。這產(chǎn)生了一種緊湊且耐用的構(gòu)造，這種構(gòu)造例如可以通過(guò)操作模塊以自動(dòng)化的方式致動(dòng)。對(duì)于變化的體積范圍，可以實(shí)現(xiàn)精確的計(jì)量。位移構(gòu)件例如可以是活塞或波紋管或者活塞與波紋管的組合。在具體實(shí)施例中，位移構(gòu)件包括第一活塞，所述第一活塞能夠在活塞腔內(nèi)運(yùn)動(dòng)； 和第二活塞，所述第二活塞能夠在位于第一活塞中的缸筒內(nèi)在收縮位置和分配位置之間運(yùn)動(dòng)，所述缸筒與活塞腔開(kāi)口連通，并且致動(dòng)器是固定到第二活塞的軸。彈簧構(gòu)件將第二活塞偏壓到第一活塞中的缸筒內(nèi)的收縮位置。任選地，第一活塞構(gòu)件的分配位置由接合構(gòu)件所限定，所述接合構(gòu)件例如是第一活塞腔中的止擋件或肩部。第一活塞構(gòu)件的收縮位置和分配位置之間的距離小于軸的長(zhǎng)度。當(dāng)?shù)谝换钊麡?gòu)件與接合構(gòu)件接合時(shí)，例如，當(dāng)所述第一活塞構(gòu)件位于止動(dòng)件上時(shí)，分配器處于起始位置。隨著閥構(gòu)件使入口開(kāi)啟，使活塞軸向上運(yùn)動(dòng)將把液體吸入到活塞腔中。隨著閥構(gòu)件開(kāi)啟出口，隨后便可以分配液體，與此同時(shí)活塞運(yùn)動(dòng)返回到起始位置。另一方面，當(dāng)分配器處于起始位置同時(shí)第一活塞位于止動(dòng)件上并且閥構(gòu)件使出口開(kāi)啟時(shí)，通過(guò)使活塞軸向下運(yùn)動(dòng)可以致動(dòng)第二活塞，以分配少量液體。隨后，彈簧元件將把第二活塞推回。
在具體實(shí)施例中，軸可以設(shè)置有用于活塞腔內(nèi)的彈簧構(gòu)件的座部并且第二活塞構(gòu)件連接到軸的端部。任選地，第二彈簧構(gòu)件用于將第一活塞構(gòu)件偏壓到收縮位置。根據(jù)本發(fā)明的分配器可以應(yīng)用于各種體積范圍。在具體實(shí)施例中，內(nèi)位移構(gòu)件的每個(gè)行程所分配的體積例如可以是外位移構(gòu)件的每個(gè)行程所分配的體積的約至約5%。活塞軸例如可以設(shè)置有用于活塞腔內(nèi)的彈簧構(gòu)件的座部。在替代性實(shí)施例中，第二彈簧構(gòu)件將第一活塞構(gòu)件偏壓到收縮位置。這樣，兩個(gè)彈簧構(gòu)件串聯(lián)布置。通過(guò)向下推動(dòng)活塞軸，僅分配少量液體。如果進(jìn)一步推動(dòng)活塞軸，那么將致動(dòng)第一活塞，并且分配大量液體。第二活塞的每個(gè)行程所分配的體積的體積比可以例如是第一活塞的每個(gè)行程所分配的體積的約1%到約5%。分配器例如可以是用于分配流體的設(shè)備的一部分，所述設(shè)備包括至少一個(gè)操作地連接到分配器的罐。這種設(shè)備例如可以是具有多個(gè)罐和對(duì)應(yīng)的分配器的設(shè)備，所述罐和對(duì)應(yīng)的分配器放置在轉(zhuǎn)盤(pán)上，所述轉(zhuǎn)盤(pán)包括驅(qū)動(dòng)裝置以旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)盤(pán)，用于將選中的分配器定位在一位置處，在所述位置處，所述選中的分配器操作地連接到固定的操作模塊。這樣的設(shè)備例如可以用作用于制備涂料配方(paint formulation)等的調(diào)色裝置或染色裝置。分配器例如可以由諸如步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)裝置來(lái)致動(dòng)。分配器的各個(gè)部件，尤其是殼體，可以由任何適當(dāng)?shù)牟牧现瞥?，所述材料例如是諸如不銹鋼的金屬或諸如聚甲醛(POM)或聚醚醚酮(PEEK)的聚合材料。


將參照附圖進(jìn)一步解釋說(shuō)明本發(fā)明。圖1 示出了根據(jù)本發(fā)明的泵分配器的透視圖；圖2 示出了包括多個(gè)根據(jù)圖1的分配器的轉(zhuǎn)盤(pán)的透視圖；圖3A :以橫截面示出了圖1的分配器，其中活塞處于小體積分配位置；圖IBB 示出了圖1的處于擱置位置的分配器的橫截面；圖3C 示出了圖1的具有收縮的活塞的分配器的橫截面；圖4A 示出了圖1的分配器的閥組件的詳細(xì)的橫截面；
圖4B 示出了垂直于圖4A的橫截面的橫截面；圖5 示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明的分配器的替代性實(shí)施例；圖6A 示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明的分配器的另一個(gè)替代性實(shí)施例；圖6B 示出了處于分配期間的圖6A的分配器。
具體實(shí)施例方式圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的泵分配器1。分配器1可以用于諸如在圖2所示的調(diào)色組件中分配例如涂料或者顏料膏的粘性流體。這樣的調(diào)色組件2包括轉(zhuǎn)盤(pán)3，所述轉(zhuǎn)盤(pán)3借助驅(qū)動(dòng)裝置(未示出)能夠圍繞豎直軸線旋轉(zhuǎn)，以便在分離的位置之間旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)盤(pán)3。在轉(zhuǎn)盤(pán)3上，安裝有多個(gè)泵分配器1。每個(gè)分配器1均與罐4相聯(lián)。當(dāng)罐4中的一
4個(gè)罐是空的或者接近于空的時(shí)，應(yīng)當(dāng)通過(guò)將諸如涂料組分的流體傾倒到該罐中而將所述空或接近于空的罐再次裝滿。選中的罐4可以和與其對(duì)應(yīng)的分配器1一起旋轉(zhuǎn)到固定的操作模塊5。操作模塊5可以致動(dòng)分配器，并且分配所期望的量的選中流體。隨后，轉(zhuǎn)盤(pán)3可以旋轉(zhuǎn)，以將下一個(gè)選中的罐4定位在操作模塊5前面?？梢灾貜?fù)這些步驟，直到將所有流體組分以所期望的量分配到容器中，以便形成所期望的最終混合物。圖3AJB和3C以橫截面圖解了泵分配器1。圖的截面垂直于圖3A以及圖3C 的截面。泵分配器1包括圓筒形的殼體6，所述殼體6具有入口 7和出口 8?？拷隹?8，泵分配器1包括閥構(gòu)件9，用于如分別在圖4A和圖4B中更為詳細(xì)描述的那樣選擇性地開(kāi)啟和封閉入口 7和出口 8。罩蓋10封閉圓筒形殼體6的頂端部，所述罩蓋10具有被軸環(huán)12所圍繞的中心開(kāi)口 11。軸13延伸貫穿中心開(kāi)口 11。在軸13的位于殼體6外部的端部處，所述軸13設(shè)置有凸緣14。凸緣14可以被致動(dòng)器(未示出)所接合，所述致動(dòng)器適于使活塞軸13運(yùn)動(dòng)。 在軸13的位于殼體6內(nèi)部的另一個(gè)端部處，所述軸13設(shè)置有活塞15，所述活塞15包括上活塞部件16和下部件17，所述上活塞部件16和所述下部件17皆設(shè)置有肩部18、19，所述肩部18、19形成用于壓力彈簧20的座部，所述壓力彈簧20將兩個(gè)部件偏壓離開(kāi)彼此。下活塞部件17設(shè)置有中心開(kāi)口，該中心開(kāi)口具有直徑較小的上部分21和直徑較大的下部分 22。在直徑較大的下部分22內(nèi)，下活塞部件17包括向外突出的缸體23。上活塞部件16設(shè)置有內(nèi)缸筒對(duì)。軸延伸部件25包括具有螺紋的端部沈，所述具有螺紋的端部沈穿過(guò)上活塞部件16中的內(nèi)缸筒24，并且接合軸13的外端部中的內(nèi)螺紋。軸延伸部件25的肩部27 將上活塞部件16壓到軸13的端部上。用螺絲將二級(jí)活塞觀擰緊在軸延伸部件25的外端部上，下活塞部件17的缸體23的內(nèi)缸筒形成了對(duì)應(yīng)的活塞腔。軸延伸部件25能夠在下活塞部件17的內(nèi)缸筒內(nèi)滑動(dòng)。殼體6的內(nèi)部30的尺寸設(shè)定成形成用于活塞15的活塞腔。圖:3B示出了處于其擱置位置的分配器1，其中下活塞部件17置于肩部上或者置于殼體6的下端部處的止擋件四上。如圖:3B所示，從分配器的擱置位置開(kāi)始，可以致動(dòng)分配器1。如果將計(jì)量大量涂料，則使軸13向上運(yùn)動(dòng)。隨著閥構(gòu)件9開(kāi)啟入口 7，將所期望的量的液體排空到殼體6中。如圖3C中所示，閥構(gòu)件轉(zhuǎn)到開(kāi)啟出口并且封閉入口的位置。然后，將軸向下壓回到圖3B的起始位置，并且通過(guò)出口 8分配所計(jì)量的量的液體。如果僅計(jì)量并且分配少量的液體，那么從圖IBB的起始位置開(kāi)始，向下推動(dòng)軸，同時(shí)閥構(gòu)件9開(kāi)啟出口 8并且關(guān)閉入口 7。在閥構(gòu)件9返回到封閉出口 8的位置后，壓力彈簧 20迫使上活塞部件16回到所述上活塞部件16的收縮位置。圖4A和圖4B示出了圖1的設(shè)備的閥組件9的詳細(xì)的橫截面。缸體6安裝在泵殼體31的頂部部分上，所述泵殼體31限定了腔體32，所述腔體32與入口通道7開(kāi)口連通， 所述入口通道7適于與如圖2所示的罐4流體連通。泵殼體31借助相應(yīng)的凸緣34、35安裝在閥殼體33上。閥殼體33包括裝有閥構(gòu)件9的內(nèi)腔體36。腔體36被附接到閥殼體33 的下側(cè)部的蓋37所覆蓋。閥構(gòu)件9裝配在殼體12的位于兩個(gè)環(huán)形軸承38、39之間的腔體 36中。閥構(gòu)件9由桿40致動(dòng)。閥殼體33中的腔體36在其上部部分處被第一開(kāi)口 41限制，腔體36通過(guò)所述第一開(kāi)口 41與泵殼體31的腔體32相連通。閥殼體33還包括第三開(kāi)口 42和在其底部部分中的出口開(kāi)口 8，所述第三開(kāi)口 42與泵殼體31中的入口通道7相連
ο
5
閥構(gòu)件9包括與殼體33中的第一開(kāi)口 41相連通的第一通道43(見(jiàn)圖4B)。所述閥構(gòu)件9還包括入口通道46和一個(gè)或多個(gè)徑向延伸的出口通道44、45 (見(jiàn)圖4A)。在圖4A和圖4B中，閥構(gòu)件9的入口通道46與閥殼體33的第三開(kāi)口 42相配準(zhǔn) (in registry with)，從而與入口通道7相配準(zhǔn)。結(jié)果是，被連接的罐4通過(guò)入口 7、通道 42、通道46、通道43和開(kāi)口 41與缸體6和泵殼體31中的腔體32相連通。在這個(gè)位置，現(xiàn)在可以通過(guò)使軸13向上運(yùn)動(dòng)而利用來(lái)自罐的流體填充腔體32和缸體6。一旦吸入適量的流體，則閥構(gòu)件9便可以旋轉(zhuǎn)到所期望的分配位置。軸13可以向下運(yùn)動(dòng)，以便從開(kāi)口 8分配所期望的量或者預(yù)定量。圖5A-E示意性地示出了使用根據(jù)本發(fā)明的替代性分配器的五個(gè)步驟。分配器61 包括圓筒形殼體62 ；第一活塞構(gòu)件63，所述第一活塞構(gòu)件63具有與缸體62共軸的內(nèi)缸筒64。內(nèi)缸筒64具有位于其下端部處的狹窄的出口開(kāi)口 65和位于上端部處的用于活塞軸 67的狹窄的通道66?；钊S67包括定位在內(nèi)缸筒64內(nèi)的第二活塞構(gòu)件68，所述內(nèi)缸筒 64起到用于第二活塞構(gòu)件68的活塞腔的作用。活塞軸67還包括在其頂端部處的凸緣69， 所述凸緣69用于與致動(dòng)器相接合。在凸緣69和第一活塞構(gòu)件63之間，軸67設(shè)置有肩部 70，所述肩部70形成用于第一壓力彈簧71的座部，所述壓力彈簧71迫使肩部70和第一活塞構(gòu)件63分開(kāi)。圓筒形殼體62包括具有出口開(kāi)口 73的底部72。第二壓力彈簧74迫使第一活塞構(gòu)件63離開(kāi)底部72。第二壓力彈簧74的剛度遠(yuǎn)高于第一壓力彈簧71的剛度。通過(guò)軸67抵抗第一壓力彈簧71的作用而進(jìn)行的受限的移位來(lái)計(jì)量少量的液體。如圖5B和圖5C所示，第二活塞構(gòu)件68在第一活塞構(gòu)件63的內(nèi)缸筒64內(nèi)從圖5A 中的收縮位置滑動(dòng)到圖5C中的分配位置。通過(guò)軸67抵抗第一壓力彈簧71以及第二壓力彈簧74兩者的作用而進(jìn)行的更大的移位來(lái)分配更大的量。如圖5D和圖5E所示，第一活塞構(gòu)件63在底部72的方向上運(yùn)動(dòng)，從而通過(guò)出口開(kāi)口 73分配大量液體。圖6A和圖6B示出了分配器80，所述分配器80包括嵌套在外波紋管(bellow)82 中的內(nèi)波紋管81。分配器包括入口 83和出口 84。閥殼體85裝有三通閥86，所述三通閥 86可以從入口位置(如示出的那樣)轉(zhuǎn)到出口位置，所述出口位置將出口 84連接到外波紋管82的內(nèi)部。頂板87和底板88限制了內(nèi)波紋管81。致動(dòng)器軸89可滑動(dòng)地通過(guò)頂板87 中的開(kāi)口 90。在軸89的位于內(nèi)波紋管81內(nèi)的端部處，所述軸89連接到底板88。在軸89 的另一個(gè)端部處，所述軸89包括凸緣91。在凸緣91和頂板87之間，軸89包括用于壓力彈簧93的共軸的環(huán)形座部92，所述壓力彈簧93迫使頂板87和座部92分開(kāi)。這樣，壓力彈簧 93將內(nèi)波紋管81偏壓到所述內(nèi)波紋管81的收縮、壓縮位置中。在外波紋管82的下側(cè)部處，所述外波紋管82被閥殼體85限制。在外波紋管82 的頂側(cè)部處，所述外波紋管82被頂板94所限制。包圍外波紋管82的圓筒形壁95限定了頂板94可以達(dá)到的行程下限。從圖6A所示的位置開(kāi)始，可以通過(guò)將閥構(gòu)件86轉(zhuǎn)到開(kāi)啟出口 84的位置來(lái)分配液體。通過(guò)向下推動(dòng)軸89，可以分配大量液體，直到頂板94鄰接壁95為止。如圖6B所示，如果需要分配更少量的液體，那么抵抗壓力彈簧93的作用進(jìn)一步推動(dòng)軸89，從而展開(kāi)內(nèi)波紋管81并且迫使液體從外波紋管82的內(nèi)部流動(dòng)到出口。
權(quán)利要求
1.一種分配器，所述分配器包括嵌套在外位移構(gòu)件(15，82)中的內(nèi)位移構(gòu)件08，81)， 通過(guò)致動(dòng)器(13，89)，所述內(nèi)位移構(gòu)件能夠在所述外位移構(gòu)件內(nèi)的兩個(gè)端部位置之間運(yùn)動(dòng)， 所述致動(dòng)器布置成當(dāng)所述內(nèi)位移構(gòu)件處于它的所述端部位置中的一個(gè)端部位置時(shí)，使所述外位移構(gòu)件運(yùn)動(dòng)到分配位置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的分配器，其中，兩個(gè)位移構(gòu)件中的至少一個(gè)是活塞。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的分配器，其中，所述位移構(gòu)件包括第一活塞(15)，所述第一活塞能夠在活塞腔(30)內(nèi)運(yùn)動(dòng)；和第二活塞( )，所述第二活塞能夠在位于所述第一活塞 (15)中的缸筒內(nèi)在收縮位置和分配位置之間運(yùn)動(dòng)，其中所述缸筒與所述活塞腔 (30)開(kāi)口連通，其中所述致動(dòng)器包括固定到所述第二活塞08)的軸，并且其中，彈簧構(gòu)件 (20)將所述第二活塞08)偏壓到所述第一活塞(1 中的所述缸筒內(nèi)的所述收縮位置處。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的分配器，其中，所述第一活塞構(gòu)件的所述分配位置被所述第一活塞腔中的接合構(gòu)件09)限定，并且其中，所述第一活塞構(gòu)件的收縮位置和分配位置之間的距離小于軸(13)的長(zhǎng)度。
5.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的分配器，其中，所述軸(1 設(shè)置有用于活塞腔內(nèi)的所述彈簧構(gòu)件OO)的座部(18)，所述第二活塞構(gòu)件連接到所述軸的端部。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的分配器，其中，第二彈簧構(gòu)件(74)將第一活塞構(gòu)件(63)偏壓到收縮位置。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的分配器，其中，兩個(gè)位移構(gòu)件中的至少一個(gè)是波紋管。
8.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的分配器，其中，所述內(nèi)位移構(gòu)件的每個(gè)行程所分配的體積是所述外位移構(gòu)件的每個(gè)行程所分配的體積的_5%。
9.一種用于分配流體的設(shè)備，所述設(shè)備包括至少一個(gè)罐G)，所述罐操作地連接到根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的分配器(1)。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的設(shè)備，其中，所述罐(4)和對(duì)應(yīng)的分配器(1)放置在轉(zhuǎn)盤(pán)(3) 上，所述轉(zhuǎn)盤(pán)包括驅(qū)動(dòng)裝置，以旋轉(zhuǎn)所述轉(zhuǎn)盤(pán)，用于將選中的分配器定位在一位置處，在所述位置處，所述選中的分配器操作地連接到固定的操作模塊(5)。
全文摘要
一種用于分配液體的分配器，所述分配器包括嵌套在外位移構(gòu)件(15，82)中的內(nèi)位移構(gòu)件(28，81)。通過(guò)致動(dòng)器(13，89)，所述內(nèi)位移構(gòu)件能夠在所述外位移構(gòu)件內(nèi)的兩個(gè)端部位置之間運(yùn)動(dòng)。所述致動(dòng)器布置成當(dāng)所述內(nèi)位移構(gòu)件處于其端部位置中的一個(gè)時(shí)，使所述外位移構(gòu)件運(yùn)動(dòng)到分配位置。位移構(gòu)件可以例如是活塞和/或波紋管。
文檔編號(hào)G01F11/02GK102460085SQ200980160073
公開(kāi)日2012年5月16日 申請(qǐng)日期2009年6月30日 優(yōu)先權(quán)日2009年6月30日
發(fā)明者J·波斯特, M·弗斯肖爾, M·福斯奎爾 申請(qǐng)人:流體管理運(yùn)轉(zhuǎn)有限公司