专利名称：气体输送粉末物质的装置和方法及该装置的使用的制作方法
技术领域：
本发明涉及用于在管道系统中气体输送粉末物质-可能使用至少一个过滤器-的装置和方法，其中该物质通过减小的压力吸入并且一给定的量通过增大的压力排出以进一步向前传送。本发明也涉及该装置和/或该方法的使用。
这种类型的装置和方法从授权给本发明人的WO 9817558中可以公知。专利EP-A-0574596也描述了一种通过包括多个容器部分的所谓的闭锁型的容器的方式用于将水泥从轮船靠气体转装进入贮仓的装置；置于容器部分的最上部的是废气过滤器，而容器部分最下部逐渐变细成漏斗状结构。
考虑了那些因素，发明人为自身确定了在廉价的粉末物质输送中提高连续计量的精确度的目的。
该目的由独立权利要求中所阐述的教导的内容而实现；从属权利要求阐述了优选的开发形式。本发明的范围还包括在说明书、附图和/或权利要求书中公开的至少两个特征的所有组合。
根据本发明，在管道系统中，装置具有至少一个可以通过控制机构交替地填充和出空的计量室。此外已经证实连接到计量室的一侧是气压导管和吸入导管、另一侧是供给导管和排放导管是有利的；气压导管和吸入导管优选地与置于两者之间的过滤器相连以阻止正在输送的物质的进入。
根据本发明的另一个特征，计量室的直径在0.5和100毫米之间，优选在1和80毫米之间，而其长度是在直径的5和30倍之间，最好是在直径的10和20倍之间。
此外至少一个控制机构与管道系统的各导管相关联；至少在控制机构区域内各导管具有变化的横截面并且尤其是可弹性变形的。
作为示例，控制机构可以具有两个线性靠接区域，相对彼此以一间距间隔开地延伸，截面可变形的导管与之相关联并可交替地施用。出于该目的，理想的是，靠接区呈一控制框架的侧边的形式。
本发明也提出了至少一个压力产生元件-例如控制活塞-可移动地安置在控制框架中，并且在靠接区域或框架侧边附近提供有夹持杆或类似压力件，为了使导管横截面变形，夹持杆或类似压力件相对靠接区域或框架侧边移动。
在另一个实施例中，控制机构具有用于各压力产生元件-尤其是控制活塞-的靠接区，每个压力产生件与一对导管相关联。
本发明还提供了一凸轮盘或者凸轮轴，其凸轮在旋转的过程中致动伸进移动路径的计量阀。
根据本发明，相当高精度的连续计量操作通过多个小的并精确配合的分步的计量步骤的实施而实现。根据本发明的装置不仅可以计量给定量，而且能够在恒定的时间单位中将给定量的粉末形式的产品供给消费者。为了能够进行这种为脉动的过程或者包括多个定量的计量过程，精确地操纵控制系统具有特别的意义。
本发明的方法特征在于至少一个置于管道系统中的计量室通过控制机构交替地填充和出空。此外控制作用通过关闭吸入导管和气压导管，特别是通过夹持用于真空和增大的压力的供给软管而实现。
10和600毫巴之间的减小的压力-优选20和500毫巴之间-已经证实是有利的，并且01和6巴之间增大的压力，优选地02和5巴之间，已经证实是有利的。
根据本发明，采用用于控制机构的活塞的控制脉冲，所有将要控制的可变形的供给和排放导管在很短的控制脉冲的时间内关闭；较好的是，用于吸入和喷出粉末产品的控制脉冲具有在0.1和5秒之间的频率，优选的是在0.2和4秒之间。
为了保护计量区域，粉末材料还可以在保护性气体下输送。
总之，在此本发明能够以优良的方式达到由发明者所认为的目的，特别是用于输送包括该种类型的金属物质的粉末材料。
本发明的另外的优点、特征和详情从下文的优选实施例的说明中并参考示意性附图是显而易见的，其中
图1是具有两个用于计量粉末物质的计量室的装置的侧视图；图2和4各自分别示出了在图1和图3中示出的装置的控制机构；图3是具有三个计量室的模块式计量装置(modular metering apparatus)的侧视图；以及图5是另一个控制机构的平面图。
用于粉末物质，例如粒子大小范围在0.1和300微米之间的金属的、非金属的和化学物品的容积计量的装置10如图1中所示，在一水平控制装置12上方具有两个计量室14、14a，各通过一T-形输送管18经由一气压导管20、20a连接到压力气体供给导管22，分离过滤器隔膜16置于其间。输送管18-以及连带的计量室14和14a-另一方面通过吸入导管24、24a连接到真空泵26上。每个过滤器隔膜16形成透气的过滤器以阻止粉末物质不希望地分别进入导管20、24和20a、24a。附图未示出与装置相连的用于产生粉末连续流动的振动装置。
从各个管状的、直立设置的计量室14和14a的底部延伸出的是两个单个的导管，更详细的说是用于将粉末材料取自粉末容器30的供给导管28、28a，和分别用于粉末物质的排放导管32和32a。两个供给导管28、28a以及同样地两个排放导管32、32a相对于计量室14、14a以小的间距汇拢以分别形成共同的供给输送导管29和排放导管33。该相同的方式同样用于气压导管20、20a和吸入导管24、24a；它们分别在压力气体导管22和真空泵26附近彼此相通。
Q表示在图1的右侧且在关闭的条件下示出的计量室14中的粉末物质；同时另一个计量室14a是打开的。在两个排放导管32、32a聚集到一起的位置的下方、在排放管道33中以Q1表示的，是计量的粉末物质的定量或者量。
粉末物质由真空泵26在由箭头x标明的方向上通过吸入导管24a从粉末容器30中抽入打开的计量室14a，并且同时被计量的粉末物质Q的量从另一个计量室14由压力气体导管22中的增大的压力推入排放导管33(排放方向y)。
装置10的控制在上文提及的控制装置12的区域中实现，其包括一控制框架36，在框架中，示意性地示出了位于其一侧的带有打开的横截面的导管20、32、24a、28a，以及另一侧的带有关闭的横截面的导管20a、32a、24、28；后者被控制元件42的由钢制成的夹持杆40压靠或者挤靠于相关的框架侧38，导管的横截面有暂时变形。夹持杆40在图1中也可见。各夹持杆40的同步运动通过控制件42的控制活塞44在其活塞轴A方向上实现，控制活塞44通过诸如压缩空气、氮等气体介质来控制。
图3和4所示的模块式的计量装置10m具有三个计量室14、14a、14b，其各自以已描述过的方式连接到气压导管20、20a、20b，吸入导管24、24a、24b，供给导管28、28a、28b和排放导管32、32a、32b。
为了控制计量装置10m，在其控制元件42b中，六个控制活塞44或者类似的压力产生元件之一的相应压力盘46分别关联于一对导管24、32；28、20；24a、32a；28a、24b、32b；28b、20b。图4中，作为示例，包括弹性材料的吸入导管24和计量室14的排放导管32抵靠一压力梁32a移动并在横截面暂时变形，而也是弹性的气压导管20和供给导管28就横截面而言是打开的。
如图5所示的控制件42q具有在z方向旋转的凸轮盘或者凸轮轴48，在这种情形下，带有两个凸轮50，用于依转动顺序使计量阀52作出响应。代替凸轮轴，也可以用用于相同的目的而设置的偏心支撑的盘。
采用在一给定的单位时间内以多次的形式将较小量的计量量脉动排出的过程，保证了在单位时间内在单量和总量方面具有高水平的统计精度。
计量室14、14a、14b应具有0.5和100毫米之间的直径，优选地在1和80毫米之间；并且长度h应在直径d的5和30倍之间，优选地在10和20倍之间。计量室14、14a、14b的出空和填充在0.1和5秒之间的脉冲频率或者速率内实现，优选地在0.2和4秒之间。可以计量或者输送大量的粉末产品，这取决于计量室14、14a、14b的相应数量。
根据本发明的计量泵10、10m适用于输送极小量以及大量的粉末产品，粉末产品以计量的连续脉冲方式或者-当另外使用一补偿装置时-以连续流动方式输送。
计量装置10、10m使用的一些例子在下文阐述。
例1用于钟表工业上的人造红宝石的生产，需要将大约5微米的粒子分布的氧化铝粉末以高精度输送入氢氧焰，在氢氧焰中该粉末被持续地熔化。该过程所需的并且必需以0.5秒的相应脉冲提供给该焰火的量在5和20毫克之间。成品红宝石的生产过程持续3至5小时。用于该目的的计量装置具有三个计量室14、14a、14b。
例2为了生产婴儿食品，基料必需从容纳15±5％克的盒子或罐输入到玻璃器皿中。具有六个计量室14、14a到14e的计量装置用于填充操作。在一个小时内，36,000剂量输入到不同的玻璃器皿中。每剂量的脉冲时间是0.1秒。
例3
用150克/分的传送量将碳化钨/钴粉末连续地供给到用于热喷镀的等离子吹管。传送装置10m具有三个计量室14、14a、14b，每个带有相应的填充重量1.25克，脉冲时间是0.32秒。
例4在工厂中将要输送或者计量30立方米一剂量是15立方分米。计量装置具有五个计量室14、14a到14d，且脉冲时间是0.5秒。
权利要求
1．一种用于在一管道系统中气体输送粉末物质的装置，其中，一定的量通过减小的压力被吸入并且通过增大的压力排放出以进一步输送，其特征在于，装置(10,10m)在管道系统中具有至少一个计量室(14,14a,14b)，其可以通过一控制件(42,42p,42q)交替地填充和出空，用来计量粉末物质。
2．如权利要求1所述的装置，其特征在于，连接到计量室(14,14a,14b)的一方面是气压导管(20,20a,20b)和吸入导管(24,24a,24b)，另一方面是供给导管(28,28a,28b)和排放导管(32,32a,32b)。
3．如权利要求1或2所述的装置，其特征在于，气压导管(20,20a,20b)和吸入导管(24,24a,24b)与插入其间的过滤器(16)相连。
4．如权利要求1至3中的任一项所述的装置，其特征在于，计量室(14,14a,14b)的直径(d)在0.5和100毫米之间，优选的是在1和80毫米之间。
5．如权利要求1至4中的任一项所述的装置，其特征在于，计量室(14,14a,14b)的长度(h)相当于计量室直径(d)的5和30倍之间，并且优选的是10和20倍之间。
6．如权利要求1至5中的任一项所述的装置，其特征在于，至少一个控制元件(42,42p,42q)与管道系统的导管(20,20a,20b,24,24a,24b；28,28a,28b；32,32a,32b)相关联。
7．如权利要求2或6所述的装置，其特征在于，各导管(20,20a,20b,24,24a,24b；28,28a,28b；32,32a,32b)至少在控制元件(42,42p,42q)的区域内具有可变的横截面。
8．如权利要求6或7所述的装置，其特征在于，控制元件(42)具有两个线性靠接区(38)，相对于彼此以一间距间隔开地延伸，横截面可变的导管(20,24a,28a；32,20a,24,28,32a)与其相关联，且两靠接区可交替施用。
9．如权利要求8所述的装置，其特征在于，各靠接区是一控制框架(36)的侧边(38)的形式。
10．如权利要求1至9中的任一项所述的装置，其特征在于，导管(20,20a,20b；24,24a,24b；28,28a,28b；32,32a,32b)至少在控制件(42,42p,42q)的区域由塑料材料形成。
11．如权利要求1至10中的任一项所述的装置，其特征在于，至少一个压力产生元件(44)可运动地安置在控制元件(42,42p)中。
12．如权利要求8或11所述的装置，其特征在于，压力产生元件(44)在靠接区或框架侧边(38)附近设置有夹持杆(40)或类似压力元件。
13．如权利要求1至7中的任一项所述的装置，其特征在于，控制元件(42p)具有用于各压力产生元件(44)的靠接区(38a)，每个压力产生元件与一对导管(24,32；28,20；24a,32a；28a,20a；24b,34b,28a,20b)相关联。
14．如权利要求11至13中的任一项所述的装置，其特征在于，一控制活塞(44)作为压力元件。
15．如权利要求1至7中的任一项所述的装置，其特征在于，控制元件(42q)具有一偏心安装的盘，用于相应对导管(20a,22a；24,28；20,28a；24a,32)的各计量阀(52)与之相关联。
16．如权利要求1至7中的任一项所述的装置，其特征在于，控制元件(42q)具有一凸轮盘或者凸轮轴(48)，用于相应对导管(20a,32a；24,28；20,28a；24a,32)的各计量阀(52)与其凸轮(50)相关联。
17．如权利要求1至16中的任一项所述的装置，其特征在于，其结构是模块式的，并分别由具有多个计量室(14,14a,14b)的各机构构成。
18．如权利要求1至17中的任一项所述的装置，其特征在于，其设置有用于产生粉末的连续流动的振动装置。
19．一种在管道系统中气体输送粉末物质的方法，其中一定的量通过减小的压力被吸入并且通过增大的压力排放出以进一步输送，特别是使用前述权利要求中的至少一项所述的装置，其特征在于，至少一个布置于管道系统中、用于计量粉末物质的计量室通过一控制元件交替地填充和出空。
20．如权利要求19所述的方法，其特征在于，控制是通过关闭吸入导管和气压导管而实施的。
21．如权利要求19或20所述的方法，其特征在于，控制是通过夹持用于真空和增大的压力的供给软管而实施的，软管由弹性材料构成。
22．如权利要求19至21中的任一项所述的方法，其特征在于，减小的压力在10和600毫巴之间，优选在20和500毫巴之间。
23．如权利要求19至21中的任一项所述的方法，其特征在于，增大的压力在01和6巴之间，优选的是在02和5巴之间。
24．如权利要求19至23中的任一项所述的方法，其特征在于，利用控制元件的活塞的控制脉冲，要控制的可变形的供给和排放导管在很短的控制脉冲时间内关闭。
25．如权利要求19至23中的任一项所述的方法，其特征在于，各计量阀通过控制元件致动。
26．如权利要求19至25中的任一项所述的方法，其特征在于，用于吸入和喷出粉末产品的控制脉冲的频率在0.1和5秒之间，优选的是在0.2和4秒之间。
27．如权利要求19至26中的任一项所述的方法，其特征在于，在保护性气体下输送粉末材料。
28．权利要求1至18中的任一项所述的装置，用于连续地输送和计量粉末物质，可能是粉末金属材料。
29．权利要求1至18中的任一项所述的装置，用于连续地输送化学粉末。
全文摘要
一种用于在管道系统中由气体输送粉末物质的装置,其中粉末量通过减小压力吸入并且通过增大压力排放出以进一步输送,在管道系统中至少设置有一个计量室,其可以通过控制元件交替地填充和出空,用于计量粉末物质。连接到计量室的一侧是(过滤器介于中间)气压导管和吸入导管,另一侧是供给导管和排放导管。
文档编号B65G53/24GK1299768SQ0013484
公开日2001年6月20日 申请日期2000年12月8日 优先权日1999年12月10日
发明者弗雷德里克·迪特里希 申请人:弗雷德里克·迪特里希