CN101559415B - 用于干微粒物料的密相泵 - Google Patents

Abstract

本发明涉及用于干微粒物料的密相泵。本发明的用于微粒物料的密相泵(402)包括泵室。提供多个节流阀来控制物料流入和流出所述泵室。所述节流阀能彼此独立且独立于所述泵的循环速度运行。提供了所述泵的模块设计(414、416、424、426)。

Description

用于干微粒物料的密相泵

分案申请说明

本申请是申请日是2004年11月19日、申请号是200480034775.5且发明名称是“用于干微粒物料的密相泵”的中国发明专利申请的分案申请。

相关申请

本发明要求享有2003年11月24日提出申请的、序号为60/524,459的正在审查的美国临时专利申请“PINCH PUMP WITH VACUUMTUBE”的权益，在此完全参引所述专利申请的全部披露内容。

技术领域

本发明总体上涉及物料涂敷系统，但是不局限于例如粉末涂料涂敷系统。更具体地，本发明涉及减少净化和变色时间、提高使用方便程度的泵。

背景技术

物料涂敷系统用于将一层或多层中的一种或多种物料涂敷到一种物体上。通常的例子如粉末涂层系统，以及例如可用于食品加工和化学工业中的其它微粒物料涂敷系统。上述这些系统只是将微粒物料涂敷到物体上的多种多样的系统中的少数几个例子。

干微粒物料的涂敷在许多不同等级上特别具有挑战性。一个例子(但决不是作为使用和应用本发明的限制)是使用粉末喷枪将粉末涂料涂敷到各种物体上。因为喷射的粉末具有扩展成云雾状或扩散的喷雾状的趋势，公知的粉末涂敷系统使用喷室来保持所述粉末。未粘附到目标物体上的粉末微粒通常称为不粘附粉末，并且这些微粒倾向于在所述喷室内随机下落，而且将降落在所述喷室内的几乎任何的暴露表面上。因此，净化和变色时间与暴露于不粘附粉末的表面面积的大小密切相关。

在涂敷过程中，除了暴露于不粘附粉末的表面面积之外，变色时间和净化时间还与暴露于粉末流的内表面面积的大小密切相关。这样的内表面面积的例子包括从粉末供应源一直通过粉末喷枪形成粉末流通道的所有表面面积。所述粉末流通道典型地包括用于将粉末从粉末供应源输送到一个或多个喷枪的泵。常用软管将所述泵连接到所述喷枪和所述粉末供应源上。

粉末通道的内表面面积的净化，典型地是通过经由粉末流通道喷吹例如加压空气这样的吹扫气来完成。例如典型粉末喷枪的喷嘴这样的具有暴露于物料冲击的表面的磨损件，由于粉末在磨损表面上的冲击融合，难以进行净化。由于冲击融合，各个泵也趋向于具有一个或多个磨损表面，其难以通过吹扫来进行净化。常规的文丘里泵(venturi pumps)能沿所述喷枪的方向上被吹扫，但是难以向着所述供应源反向吹扫。

现有两种公知的干微粒物料输送工艺，在此称为稀相和密相工艺。稀相系统利用大量空气推动物料通过一根或多根软管或其它导管，使其从供应源到达喷射涂敷器。用于粉末涂层系统的通用泵设计为文丘里泵，该泵在加压和更高速度的情况下，将大量空气引入粉末流。为达到足够的粉末流速(例如以磅/分钟或磅/小时为单位)，组成所述流道的部件必须足够大，以适应具有这种高空气-物料比的流体(换言之，贫流(lean flow))，否则会产生显著的背压和其它有害效应。

另一方面，密相系统的特征在于高的物料-空气比(换言之，“富流”)。2004年7月16日提出申请的、序号为10/501,693的正在审查的美国专利申请“PROCESS AND EQUIPMENT FOR THECONVEYANCE OF POWDERED MATERIAL”披露了一种密相泵，在此完全参引所述专利申请的全部披露内容，并且所述专利申请属于本发明的受让人。该泵的总体特征在于部分地由透气构件形成的泵室。在一端，通过重力和/或负压将例如粉末涂料这样的物料吸入所述泵室，通过正气压将所述物料通过相对端推出所述泵室。这种泵的设计对于输送物料非常有效，其部分原因在于形成泵室一部分的透气构件的新颖布置。然而，在一些情况下所述整个泵对于吹扫、净化、变色、维护何物料流速控制绝非最优。

许多公知的物料系统利用给微粒物料充静电来提高输送效率。电晕充电是常用于粉末涂料的一种充静电的形式，其包括产生一个所述粉末通过其中的电离的电场。所述静电电场由连接在充电电极上的高压电源产生，所述充电电极装在静电喷枪中。典型地，这些电极直接布置在所述粉末通道之内，这就使得吹扫粉末通道更为复杂。

发明内容

本发明提供用于提高微粒物料泵的净化能力和适用性的装置和方法，所述微粒物料例如(但不作为限制)粉末涂料。本发明的设想还有，使用密相泵改进物料流速控制的装置和方法。而且本发明设想，采用泵的构思进行密相输送的方法和装置，所述密相输送能向后或向上游吹向物料源，也能向前或向下游吹向涂敷器。

按照本发明的一方面，提供一种用于干微粒物料的泵，包括：泵室，该泵室部分地由透气构件的圆柱形内表面界定，并且在其相对端开口；第一节流阀和第二节流阀，其中，每个所述节流阀包括形成用于物料通过所述泵的流道的一部分的构件，并且所述节流阀构件响应施加到所述泵室的气动压力而打开和关闭；其中在所述泵运行期间，物料在负压下流入所述泵室，并且物料在正压下流出所述泵室；所述第一和第二节流阀能用于控制物料流入和流出所述泵室，其中，物料通过所述透气构件的一端处的第一开口进入和离开所述泵室，其中，在所述透气构件的相对端处的第二开口是吹扫气入口。

按照本发明的另一方面，设想了一种用于密相泵的方法和装置，其提供多于一个吹扫功能，例如软吹扫和硬吹扫，可选择在向前或向后吹扫方向上应用这两种吹扫。

泵的净化能力涉及减少物料量，所述物料需要从形成通过所述泵的物料流通道的内表面上被吹扫或者以其它方式移除，净化能力还涉及通过使得物料流通道更适于吹扫净化来简化吹扫过程。例如通过降低污染风险以及缩短在引入第二颜料之前移除第一颜料所需的时间来提高净化能力，会使得变色时间更快。

按照本发明的另一方面，减小内表面的面积，以减小暴露于物料流的表面面积。在一个实施例中，通过使用输送或者移动密相物料的泵来减小表面面积。

按照本发明的另一方面，设想了一种密相泵，其通过提供了具有最小化的死区和可直通吹扫的物料流道而使其更容易被吹扫。在一个实施例中，提供大体圆柱形的泵室，其具有第一开口端和第二开口端，物料通过所述第一开口端进出所述泵室，吹扫空气能通过第二开口端引入，以便沿泵室的整个长度吹扫所述泵室。在一个具体实施例中，吹扫空气从轴向相对于第一端的圆柱形泵室的第二端引入。这提供了所述泵室的直通吹扫。该布置也提高了向前吹扫直至通过喷射涂敷器的能力，也提高了向后吹扫所述泵甚至是所述物料源的能力。

按照本发明的另一方面，通过提供可更换的磨损零件来提高净化能力和适用性，所述磨损零件具有形成所述泵中的物料流道的一部分的内表面。在一个实施例中，磨损零件以Y形块的形式形成，其以可松开的方式保持在固态主体中，以易于接近和更换。

按照本发明的另一方面，净化能力和适用性还通过模块泵设计得以提高。在一个实施例中，提供一种模块密相泵，其特征在于包括许多模块元件，例如集合管主体、阀主体和包括一个或多个磨损表面的一个或多个物料流道主体。所述模块元件通过例如螺栓固定在一起。通过在分开的模块元件中设置磨损零件，当单独的正常吹扫不足以净化所述表面时，所述磨损零件能易于更换或者维修。按照本发明的另一方面，设想了一种模块结构，所有的气动能量通过该模块结构经由集合管主体提供给所述泵。在一个实施例中，所述集合管主体在单独表面上设置气动端口，以接收来自形成于供应集合管的单独表面的相应端口的加压空气。所述集合管主体也可选地提供吹扫功能。按照本发明的又一方面，泵中的气动阀所需的加压空气在内部从所述集合管主体通向所述阀主体。

又按照本发明的另一方面，通过设计在高物料密度低空气量的物料进料下运行的泵，减小内表面面积。在上下文的粉末涂料泵中，高密度意味着由泵供应给涂敷器的粉末与常规低密度或稀相粉末流系统相比，所述粉末流中的夹带量或空气流量充分减少。低空气量只是指使用由于粉末流中粉末的更高密度而移动或输送粉末所需的较少的空气流量。

通过除去粉末流中的大量空气，例如穿过泵的粉末通道、粉末进料软管和粉末进料管这样的相关导管，其直径能充分地减小，从而充分减小内表面面积。

按照本发明的另一方面，提供了一种密相泵，该密相泵通过提供可定标(scalable)流泵装置，改进了对来自所述泵的其物料流速的控制和选择。在一个实施例中，所述泵包括至少部分地由透气构件形成的泵室。所述透气构件布置在泵的气动压力室中，以便物料响应施加到压力室中的负压和正压，流入和流出所述泵室。通过操纵两个或更多节流阀来控制物料流入和流出泵室。按照本发明的一个方面，通过设置每个节流阀相对于彼此的分离和独立的控制，提供物料流速控制。可选地，节流阀的控制能独立于泵的循环速度(指的是向泵室施加正压和负压的循环时间)。在一个实施例中，节流阀以柔性构件的形式形成，其通过施加到柔性构件外表面上的气动压力打开和关闭。这就避免了需要控制构件(例如活塞、杆或其它设备)来打开和关闭节流阀，也有利于节流阀操纵的独立定时。利用空气压力来打开和关闭柔性构件大大简化了整个泵的设计，此外在需要时有助于模块实施例的使用。

在可定标物料流速控制过程的可选实施中，通过控制泵循环速度的吸入时间部分，流速控制的完成独立于泵循环速度。这就容许在独立或不独立控制吸入和导出节流阀的情况下控制流速。按照本发明的另一方面，通过利用吸入时间，并结合节流阀的控制，流速控制容许调节吸入时间，使其在泵循环的中间时刻发生，以防止吸入和导出阀之间在时间上重叠，从而减少泵运行所需的加压空气量。

按照本发明的另一方面，上述单个泵室和两个节流阀的布置能可选地改为包括第二泵室和两个另外的节流阀。第二泵室相对于第一泵室异相地运行，以从泵提供平稳的物料输送。在一个实施例中，上述一个泵室充满物料，而另一个泵室是空的，反之亦然。四个节流阀中的每个阀通过相对于彼此和/或相对于泵的循环时间独立定时，能使得物料流速控制和流动的一致性最优化。这种流动控制是有用的，例如具有将物料供应到喷射涂敷器的泵。在另一实施例中，本发明设想了一种用于将粉末从粉末回收系统移回物料源的输送泵。在输送泵的实施例中，由于物料只是输送到接受器中，通常并不关注流动的一致性。最关心的典型地是流量，因此所有节流阀的独立定时控制并不是必要的。

参看附图，从以下示范实施例的说明中，本领域技术人员将容易看清楚本发明的这些以及其它的方面和优点。

附图说明

图1A是利用本发明的粉末涂料涂敷系统的简化示意图；

图1B是该粉末涂料涂敷系统的控制系统的简化示意图；

图2A-2C是按照本发明的泵的装配和分解轴测图；

图2D-2G是图2A的装配泵的侧视图和剖视图；

图3A和3B是泵集合管的等角图和上部俯视图；

图4A和4B显示第一Y形块；

图5A和5B是阀主体的透视图和剖视图；

图6A和6B显示另一Y形块装置的透视图；

图7是供应集合管的分解透视图；

图8A和8B是用于图2A的泵的气动流动装置的示范实施例；

图9A和9B是按照本发明的输送泵的等角图和分解等角图；

图10是用于输送泵的气动流动装置的示范实施例；

图11是用于输送泵的气动电路的可选实施例；

图12是代表用于按照本发明运行的泵的物料流速曲线；以及

图13是表示两种不同泵循环速度下粉末流速与节流阀打开的持续时间之间关系的曲线图。

具体实施方式

本发明设想用于微粒物料的密相泵的许多新方面。所述泵可与任何数目或类型的喷射涂敷设备或喷枪以及物料供应源结合使用。

“密相”的含义是，微粒流中存在的空气与用于在例如进料斗这样的供应源处流化物料的空气量大致相等。在此处的使用中，“密相”和“高密度”用于表达气动输送系统中物料流的低空气量模式这一相同概念，在所述气动物料流系统中不是所有的物料微粒都以悬浮状态输送。在这种密相系统中，与常规稀相系统相比，由相当少的空气量迫使物料沿流道流动，物料流动更具有沿通道互相推动的塞子的性质，有些类似于推动与活塞一样的塞子通过通道。这种运动具有较小的横截面通道，能在较低的压力下完成。

相反，常规流动系统倾向于使用稀相，稀相是所有微粒以悬浮状态输送的气动输送系统中的一种物料流动模式。常规流动系统将大量空气引入流动物流，以便从供应源抽吸物料，并在正压下将其推过该系统到达喷射涂敷设备。例如，绝大多数常规粉末涂层喷射系统利用文丘里泵将流化粉末从供应源抽吸到泵中。文丘里泵有意将大量空气加入粉末物流中。典型地，粉末中加入了流动空气和雾化空气来在正压下推动粉末通过进料软管和涂敷设备。因此，在常规粉末涂层喷射系统中，粉末夹带在高速大流量的空气流中，因此，必需有大直径的粉末通道，以获得有效的粉末流速。

密相流动的使用常与将物料在高压下输送到密闭容器有关。本发明涉及物料涂敷，而不是简单地运输或输送物料，与将物料在高压下密相输送到密闭容器相比，本发明设想在相当低的压力和流速下流动。然而，本发明也设想能用于将物料输送到敞开或密闭容器的密相输送泵实施例。

与具有大约3～6立方英尺/分钟空气体积流速的常规稀相系统相比(例如具有文丘里泵装置的系统)，本发明可在例如大约0.8～1.6立方英尺/分钟下运行。因此，本发明中，粉末输送速度可大约为150～300克/分钟。这些值是作为示范而非限制。按照本发明的泵能设计为在更低或更高的空气流动和物料输送值下运行。

密相和稀相流动的比较也能认作是空气流中物料的高浓度和低浓度的比较，在密相系统中物料与空气的比率远高于稀相系统。换言之，在密相系统中，与稀相流动相比，每单位时间内的等量物料所流经的流道横截面(例如管的横截面)的面积更小。例如，在本发明的一些实施例中，粉末进料管的横截面面积大约是用于常规文丘里管系统的进料管面积的四分之一。于是对于每单位时间内相当的物料流动，空气流中的物料密度大约是常规稀相系统中的四倍。

参看图1A、图1B，在一个示范实施例中，本发明显示为与例如典型的粉末涂层喷射系统10这样的物料涂敷系统一同使用。这种装置通常包括粉末喷室12，其中用粉末涂料喷射物体或零件P。将粉末33涂敷到零件P上在此总体上指的是粉末喷射、涂层或涂敷运行步骤或过程，然而，在粉末实际涂敷到零件之前、期间以及之后，可存在许多受到控制和得到执行的控制功能、步骤和参数。

已知的是，零件P使用吊架16或任何其它方便适用的装置从在高处的输送机14悬挂下来。室12包含一个或多个开口18，当一个或多个喷射涂敷器20通过开口18而经过所述室12时，可用一个或多个涂敷器20将涂料涂敷到零件P上。根据整个系统10的具体设计，可以有任意数目个涂敷器20。每个涂敷器能够是如设备20a一样手动操作的设备，或者是系统受控设备，在此称为自动涂敷器20b，其中术语“自动”只是指安装在支架上的自动涂敷器由控制系统启动和关闭，而不是手动地支撑和手动地触发。本发明涉及手动和自动喷射涂敷器。

在粉末涂料涂敷工业中，普遍将粉末涂敷器称为粉末喷枪，对于在此的示范实施例，我们将以可互换的方式使用术语涂敷器和喷枪。然而，本发明的意图是适用于物料涂敷设备而不只是粉末喷枪，因此用更通用的术语涂敷器来传达的概念是，除了在此说明的示范粉末涂料涂敷系统之外，本发明还能用于许多微粒物料涂敷系统。本发明的一些方面同样适用于静电喷枪，也适用于非静电喷枪。本发明也不限于和词“喷射”相关联的功能。尽管本发明特别适于粉末喷射涂敷，但是在此披露的泵的概念和方法除了喷射以外，也可与其它物料涂敷技术一起使用，不论这些技术是指分配、漂白、涂敷，还是指可用于说明物料涂敷设备的具体类型的其它术语。

喷枪20通过相关的粉末进料或供应软管24接受来自供应源或进料中心(例如漏斗22或其它物料供应源)的粉末。自动喷枪20b典型的安装在支架26上。支架26可以是简单的固定结构，或者可以是可移动的结构，例如是能在喷射操作期间使喷枪上下移动的振荡器，或者是能使喷枪移进移出喷室的喷枪移动器或往复机构，或者是这两种可移动结构的结合。

喷室12设计为通常由流入所述喷射室的大量保持空气在所述室中容纳不粘附粉末。流入所述喷射室的空气通常由不粘附粉末回收或恢复系统28产生。回收系统28将带有不粘附粉末的空气通过例如输送管30从所述喷射室推出。在一些系统中，不粘附粉末如回流管路32所示返回进料中心22。在其它系统中，不粘附粉末要么被倾倒，要么就在分离的接受器中得到回收。

在此处的一个示范实施例中，粉末通过第一输送泵400从回收系统28输送回进料中心22，以下说明按照本发明的示范实施例。相应的喷枪泵402用于将粉末从进料中心22供应到相关的喷射涂敷器或喷枪20。例如，第一喷枪泵402a用于向手动喷枪20a提供密相粉末流，而第二喷枪泵402b用于向自动喷枪20b提供密相粉末流。以下说明按照本发明的喷枪泵402的示范实施例。

每个喷枪泵402由来自通过气动供应集合管404供应到所述喷枪的加压的气体(例如普通空气)启动。本发明提供泵和集合管装置，通过上述装置泵402安装到供应集合管404上，在它们之间具有垫圈或其它密封元件。这就消除了集合管404和泵402之间多余的管道设备。虽然图1A中示意显示直接结合在一起，但是在实际中设想集合管404将布置在小室或其它封装壳中，其安装到泵上时在所述小室和泵之间具有小室壁。按照这种方式，可包括例如电磁阀这样的电功率的集合管404与喷射环境隔离。

供应集合管404将加压空气供应到相关的泵402，其目的将在下文中说明。此外，每个供应集合管404包括通过空气软管或管路405提供给喷枪20的加压模式(pattern)空气供应源。主空气408从系统10最终用户的生产设备内的任何方便的气源提供给供应集合管404。每个泵402通过粉末供应软管406将粉末供应给其相应的涂敷器20。

在图1A实施例中，第二输送泵410用于将粉末从新的粉末(亦即未使用的粉末)供应源412输送到进料中心22。本领域技术人员将理解，必需的输送泵410和喷枪泵402的数目将由整个系统10的需求以及使用系统10要完成的喷射操作所决定。

尽管喷枪泵和输送泵可以为相同的设计，但是在示范实施例中存在差别(下文将说明)。那些差别考虑到，喷枪泵优选地向喷射涂敷器20提供平稳一致的粉末物料流，以便向物体P提供最佳涂层，而输送泵400和410只是用于将粉末在足够高的流速和流量下从一个接受器移到另一个接受器，以跟上涂敷器的粉末需求量，并且这些粉末可选地由回收系统28收集的不粘附粉末补充。

除了泵400、410和402之外，所选择的物料涂敷系统10的设计和运行包括喷室12、输送机14、喷枪20、回收系统28和进料中心或供应源22，但是它们并非本发明必不可少的零件，而是可根据具体涂层涂敷的需求来选择。然而，2004年8月18日提出申请的正在审查的国际专利申请No.PCT/US04/26887“SPRAY APPLICATOR FORPARTICULATE MATERIAL”中说明的一种具体喷射涂敷器，非常适于和本发明一起使用，在此参引所述专利申请的全部披露内容。然而，就具体涂敷的需求而言可使用许多其它涂敷器设计。控制系统同样可以是例如基于可编程处理器系统或者是其它合适的控制电路这样的常规控制系统。控制系统典型地通过使用可编程逻辑和程序的例行程序执行多种控制功能和算法，大体如图1B所示，包括但不必限于进料中心控制36(例如供应控制和泵运行控制)、喷枪操作控制38(例如喷枪触发控制)、喷枪位置控制40(例如使用往复机构/喷枪移动器26时用于其上的控制功能)、粉末回收系统控制42(例如用于旋风分离器、后过滤器送风机等的控制功能)、输送机控制44和物料涂敷参数控制46(例如粉末流速、涂敷膜厚度、静电或非静电涂敷等)。可使用常规的控制系统理论、设计和编程方法。

尽管在此所述的实施例的上下文中显示的密相泵是用于粉末涂料涂敷系统，但是本领域技术人员将容易认识到，本发明可用于许多不同的干微粒物料涂敷系统，所述干微粒物料包括但不以任何方式限于：轮胎上的滑石、用于例如尿布的超强吸收剂、例如面粉、糖、盐等与食物相关的物料、干燥剂、隔离剂和药剂。这些例子的意图是显示用于将微粒物料密相涂敷到物体上的本发明的广泛应用。除了在此明确指出的之外，所选物料涂敷系统的具体设计和运行对本发明没有任何限制。

尽管在此说明和显示了本发明的各个不同方面，这些方面的组合在示范实施例中得到具体体现，但是这些不同的方面可在许多可选实施例中实现，它们要么是单独地实现，要么是以其中各种不同的组合或次级组合的形式实现。除非在此明确排除，所有这些组合和次级组合都预计在本发明的范围之内。另外，尽管在此可以说明关于本发明各个不同方面和特征的各种可选实施例，例如可选的物料、结构、配置、方法、设备、软件、硬件、控制逻辑等，但是这种说明并非意图作为可利用的可选实施例(不论是当前已知还是以后研制的实施例)的完整或详尽的列表。在本发明的范围之内，本领域技术人员可以容易地将本发明的一个或多个方面、概念或特征采用到另外的实施例中，即使这些实施例在此没有被明确地披露。而且，即使本发明的一些特征、概念或者方面在此作为优选装置或方法进行说明，但这种说明的意图也不是表示这些特征是需要的或必需的，除非明确地这样声明。此外，可包括示范或代表值和范围，以有助于理解本发明，然而，不在限制意义上解释这些值和范围，并且只有在明确声明的情况下，这些值和范围才规定为临界值或范围。

即使从图1A、图1B的总体示意图也能认识到，要净化这种复杂系统和将其用于变色会非常困难和费时。典型的粉末涂料是非常细的微粒，倾向于在对准正喷射的物体的薄的云雾或喷雾状态下涂敷。即使使用了静电技术，不可避免会有大量不粘附粉末。在许多工业中，变色期间的交叉污染是个严重的问题，因此在变色之间能彻底地净化物料涂敷系统非常重要。然而，变色必须使物料涂敷系统离线工作，因此会大大增加成本。本发明涉及提供一种净化更容易更快捷的泵。本发明的其它特征和方面的适用性独立于对净化能力的关注。

参看图2A、2B和2C，显示了按照本发明的密相泵402的示范实施例。尽管泵402也能用作输送泵，但是其特别设计为用于将物料供应给喷射涂敷器20的喷枪泵。喷枪泵402和输送泵400、410共有许多共同的设计特征，将容易从在此的详细说明中看清楚这些设计特征。

泵402优选地但不必需是模块化设计。泵402的模块结构用泵集合管主体414和阀主体416实现。集合管主体414沿许多空气通道封装一对泵室，此后将进一步说明。阀主体416封装多个阀构件，此后也将说明。所述阀响应从集合管主体414传递到阀主体416的空气压力信号。尽管在此的示范实施例显示了使用气动节流阀，但是本领域技术人员将容易认识到，本发明的各个方面和优点能够通过使用除了气动节流阀之外的其它控制阀设计来实现。

第一喷枪泵402a适于吹扫空气装置418a和418b，而第二喷枪泵402b适于粉末入口软管连接器420和粉末出口软管连接器422。粉末进料软管24(图1A)连接到入口连接器420上，以供应来自例如进料斗22这样的供应源的粉末流。粉末供应软管406(图1A)用于将出口422连接到喷射涂敷器上，不论布置在喷室12上部的所述涂敷器是手动喷枪还是自动喷枪。供应给泵402的粉末可以但不必须是流化态的。

因此粉末流入和流出泵402发生在第二喷枪泵402b上。这就容许在第一喷枪泵402a上提供吹扫功能418，从而提供更容易的吹扫运行，此后将进一步说明。

如果只存在一个泵室(这是本发明可用的实施例)，则阀主体416会直接连接到集合管上，这是因为这是对于通过所述泵的两个粉末通道的唯一需要。然而，为了产生来自泵的稳定、一致且可调的粉末流，提供了两个或更多泵室。当使用两个泵室时，它们优选地异相运行，以便当一个泵室接受来自入口的粉末时，另一个泵室将粉末供应到出口。按照这种方式，粉末基本上连续地从所述泵流过。具有单个泵室时，将不会出现这种情况，这是因为由于首先需要将所述泵室用粉末充满，则来自于每个单独泵室的粉末流中就存在间隙。当使用的泵室多于两个时，它们的定时可按照需要进行调节。无论如何，所有泵室连通单个入口和单个出口是优选但不必需的。

按照本发明的一个方面，物料流入和流出每个泵室在所述泵室的单端上完成。通过所提供的这种装置，在所述泵室的相对端上能使用直通吹扫功能。由于在示范实施例中每个泵室都连通相同的泵入口和出口，所以用另外的模块单元来提供Y性块形式的分支粉末流通道。

第一Y形块424在集合管主体414和阀主体416之间相互连接。第二Y形块426形成所述泵的入口/出口端，并连接到与第一Y形块424相对的阀主体416的侧面。第一套螺栓428用于将集合管主体414、第一Y形块424和阀主体416连接到一起。第二套螺栓430用于将第二Y形块426连接到阀主体416上。因此当图2A中的泵完全装配好时，其非常紧凑和坚固，而下Y形块426能容易地且独立地拆离，以更换流道磨损零件，而不必完全拆除所述泵。第一Y形块424提供远离每个粉末室的两个分支粉末流道。来自每个粉末室的一个分支通过阀主体416连通泵入口420，来自每个粉末室的另一分支通过泵主体416连通泵出口422。第二Y形块426用于将从阀主体416到泵的入口420和出口422的共同粉末流道合并起来。按照这种方式，每个泵室通过一个控制阀连通泵入口，并通过另外的控制阀连通泵出口。因此，在示范实施例中，阀主体中存在控制粉末流入和流出泵室的四个控制阀。

图2B、2E、2G、3A和3B中详细显示了集合管主体414。集合管414包括主体432，该主体432具有从其中穿通的第一和第二钻孔，分别为434和436。每个钻孔分别容纳大体为圆柱形的透气过滤构件438和440。所述透气过滤构件438、440包括外径减小的下端438a和440a，所述下端438a和440a插入有助于维持构件438、440的对准和稳定的第一Y形块424(图4B)之内的沉孔(counterbore)中。所述过滤构件的上端邻接吹扫气安装件504的底端，具有所需的合适密封。每个过滤构件438、440都形成用作粉末泵室的内部容积(438c、440c)，使得在该实施例中提供两个泵粉末室。钻孔434、436的一部分适于容纳以下将说明的吹扫空气装置418a和418b。

过滤构件438、440可以是相同的，并且容许例如普通空气这样的气体流过所述构件的圆柱形壁，但不容许粉末通过。过滤构件438、440可由例如多孔聚乙烯制成。该材料常用于粉末进料斗中的流化板。示范材料具有的开孔尺寸大约为40微米，孔隙率大约为40～50％。这种材料可在商业上从Genpore或者Poron市购。可按照需要使用其它多孔材料。每个过滤构件438、440具有的直径都小于与其相关联的钻孔434、436的直径，以便在所述钻孔的壁和过滤构件的壁之间形成小的环形空隙(参见图2E、2G)。该环形空隙用作气动压力室。当负压施加到压力室中时，粉末向上吸入粉末泵室，而当正压施加到所述压力室室，粉末泵室中的粉末被压出。

集合管主体432包括一系列的六个入口孔442。这些孔442用于将气动能量或者信号输入到泵中。四个孔442a、442c、442d和442f通过相应的空气通道444a、444c、444d和444f流体连通阀块416中相应的压力室446，从而用于提供以后将说明的阀启动空气。注意，空气通道444a、444c、444d和444f从集合管表面448水平地延伸到集合管主体内，然后向下垂直地延伸到集合管主体的底部表面，在此所述空气通道通过上Y形块424和阀主体416连通相应的垂直空气通道，其中，它们连接阀主体416中相应的水平空气通道，以通向每个相应的阀压力室。空气过滤器(未示出)可包含在这些空气通道中，以防止万一发生阀元件或其它密封件受到损坏的情况下，粉末向上流入泵集合管414和供应集合管404中。剩余的两个孔442b和442e分别通过空气通道444b和444e流体连通钻孔434和436。这两个孔442b和442e因而用于向集合管主体中的泵压力室提供正压和负压。

孔442优选但不必需形成在集合管主体的单独平表面448中。空气供应集合管404包括相应的一套孔，当供应集合管404安装在泵集合管414上时，所述孔与泵孔442对齐，并与其流体连通。按照这种方式，供应集合管404能通过简单的平界面，为阀和泵室供应所有所需的泵空气。密封垫450挤压在泵集合管414和供应集合管404的面之间，以在所述孔之间提供不透流体的密封。由于吹扫空气所需的体积、压力和速度，优选地在供应集合管和泵集合管之间使用分离的吹扫空气连接。尽管两个集合管之间的平界面是优选的，但其不是必需的，并且可按需求使用对于每个从供应集合管404到泵的气动输入的单独连接。平界面容许供应集合管404(在一些实施例中包括电螺线管)布置在一个小室之内，同时泵布置在所述小室的之外(通过小室壁中的开口安装到供应集合管上)，以便帮助将电能与整个系统10隔离。要注意，在通过时所述泵402在使用中不需安装在任何特别的方向上。

参看图4A和4B，第一Y形块424包括与其相应的泵室434、436对齐的第一和第二端口452、454。每个端口452、454分别连通两个分支452a、452b和454a、454b(图4B仅显示端口452的分支)。因此，端口452连通分支452a和452b。因此，在第一Y形块424中总共存在四个分支，其中两个分支连通一个压力室，另外两个分支连通另一压力室。分支452a、452b和454a、454b形成了通过所述泵、用于两个泵室的粉末通道的一部分。通过四个分支中的每个分支的粉末流都由阀主体416中分离的节流阀控制，这在此后将说明。要注意，所述Y形块424也包括分别流体连通集合管主体414中的空气通道444a、444c、444d和444f的四个贯通的空气通道456a、456c、456d和456f。可用垫圈459在集合管主体414和第一Y形块424之间提供不透流体的连接。

端口452和454包括容纳例如常规O形密封圈这样的密封件462、464(图2C)的沉孔458、460。这些密封件在过滤构件438、440的下端和Y形块端口452、454之间形成不透流体的密封。所述密封件也考虑到了微小的公差变动，使得过滤构件紧密地保持在适当的位置。

另外参看图5A和5B，阀主体416包括充当用于相应数目的节流阀的压力室的四个通孔446a、446b、446c和446d。阀主体的上表面包括两个凹口区468和470，所述每个凹口区都包括两个端口，每个端口由相应钻孔446a～446d的一端形成。在该实施例中，第一凹口部分468包括分别由它们相应的钻孔446b和446a形成的孔472和474。同样，第二凹口部分470包括分别由它们相应的钻孔446d和446c形成的孔476和478。在阀主体416的相对侧面479上形成相应的孔。

每个压力室446a～d要么保持入口节流阀元件480、480’，要么保持出口节流阀481、481’。每个节流阀元件480、480’、481’、481是相当软的柔性构件，其由例如天然橡胶、乳胶或硅酮这样的合适材料制成。每个阀元件480、480’、481’、481包括中心大体圆柱形的主体482和直径大于中心主体482的两个法兰端484。法兰端充当密封件，并且当阀主体416夹在第一Y形块424和第二Y形块426之间时，所述法兰端挤向钻孔446a～d附近。按照这种方式，每个节流阀界定一个流道，用于粉末通过阀主体416到达第一Y形块424中相应的一个分支452、454。因此，一对节流阀(吸入阀和输送阀)连通集合管主体中的一个泵室440，而另一对节流阀连通另一泵室438。每个泵室中有两个节流阀，这是因为一个节流阀控制粉末流入泵室(吸入)，另一节流阀控制粉末流出泵室(输送)。每个节流阀中心主体部分482的外径小于其相应的压力室446的钻孔直径。这就围绕每个节流阀形成了充当相应阀的压力室的环形空隙。

如图5B所示，阀主体416包括分别连通四个压力室钻孔446a～d的空气通道486a～d。这些空气通道486a～d包括垂直延伸部(如图5B所示)488a～d。这四个延伸空气通道488a、b、c、d分别流体连通集合管414中的四个空气通道444d、f、a、c的垂直部分以及上Y形块424中的垂直通道456d、f、a、c。密封件490的设置是用于密封空气的连接。

按照这种方式，阀主体416中的每个压力室446流体连通集合管主体414中相应的一个空气孔442，均穿过经由集合管主体、第一Y形块和阀主体的内部通道。当泵集合管414接受到来自供应集合管404(图1A)的正空气压力时，相应的阀480、480’、481’、481在作用于柔性阀主体的外部柔性表面上的空气压力的作用下关闭。当消除了压力室里的外部空气压力时，阀门由于其本身的弹力和弹性打开。这种纯粹的气动操作避免了用于打开和关闭节流阀的任何机械操作或其它控制构件，大大改进了常规设计。四个节流阀480、480’、481’、481中的每个节流阀都优选地独立用于对喷枪泵402的控制。

按照本发明的另一方面，阀主体416优选地由充分透明的材料制成，使得操作员能直观地观察其中节流阀的打开和关闭。丙烯酸纤维是一种合适的材料，但是也可使用其它的透明材料。能够看到节流阀也可在节流阀发生故障时给出良好的直观指示，这是因为将会看得到粉末。

另外参看图6A和6B，所述泵的剩余部分由第二Y形块端部主体492形成的第二喷枪泵402b。端部主体492包括每个都适于容纳Y形块498a和498b的第一和第二凹口494、496。一个Y形块用于粉末入口，另一个用于粉末出口。每个Y形块498都是磨损部件，这是因为其内表面暴露于粉末流。由于主体492只是用螺栓连接到阀主体416上，通过拆除主体492来更换磨损零件是件简单的事情，从而避免了必须拆下泵的其余部分。

每个Y形块498包括适于容纳装置或其它合适的软管连接器(粉末流入口)420、软管连接器(粉末流出口)422(图2A)的下端口500，其中一个装置连接通向粉末供应源的软管24上，另一软管406通向例如喷枪20(图1A)这样的喷射涂敷器。每个Y形块包括延伸远离端口500的两个粉末通道分支502a、502b、502c和502d。Y形块498中每个粉末通道流体连通节流阀主体416中相应的一个节流阀480、480’、481’、481。因此，从入口420进入泵的粉末通过两个下Y形块498中的第一个块分支，流入两个节流阀，并且从这两个节流阀流向泵室。同样，通过另外一个下Y形块498，两个泵室的粉末与来自另外两个节流阀的粉末重新结合，流向单一的出口422。

粉末流道如下所述。粉末通过公共入口420进入，通过下Y形块498b中的通道502a或502b分支，流入两个入口或吸入节流阀480、480’。每个入口节流阀480、480’经由通过第一或上Y形块424的相应通道的相应的一个分支452、454，与相应的一个粉末泵室434、436相连。上Y形块424的每个另外分支452、454接受来自相应泵室的粉末，其中粉末通过第一Y形块424流到两个出口或输送节流阀481、481’。每个出口节流阀481、481’也连接下Y形块498a中的相应的一个分支502，其中来自两个泵室的粉末重新结合，流向单一的出口422。

气动流道如下所述。当任一节流阀要关闭时，供应集合管404在集合管主体414中的相应孔442处产生压力升高。升高的空气压力流过集合管主体414中的相应空气通道442、444a～444f，再向下流过第一Y形块424中的相应空气通道456，流入阀主体416中的相应空气通道486a～486d，达到适当的压力室446。

应该注意，按照本发明的泵基于粉末泵室的充填百分率提供了比例流量阀，这意味着，能够通过控制将粉末供应给泵室的节流阀的打开时间，来精确地控制来自泵的粉末流速。这就容许泵循环(亦即用于填充和倒空泵室的持续时间)足够短，以便在由节流阀的操纵单独控制流速的情况下，独立于流速实现粉末的平稳流动。因此，流速能完全通过控制节流阀进行调节，而泵不必有任何物理变化。

按照本发明的另一方面，大大简化了吹扫功能。因为本发明提供了一种粉末从单一端进入和离开泵室的方式，泵室的相对端就能用于吹扫空气。参看图2A、2C、2E和2G，吹扫空气装置504插入其相应泵室438、440的上端。装置504容纳了布置为只容许流体流入泵室438、440的相应止回阀506。止回阀506接受能连接吹扫空气软管的相应吹扫空气软管装置508。吹扫空气从供应集合管404供应给所述泵，如下文所述。因此吹扫空气能直通地流过粉末泵室，并通过泵内的其余粉末通道，非常有效地吹扫所述泵，以用于变色操作。操作员不需做专门的连接或改变来实现吹扫操作，因而减少了净化时间。一旦安装了系统10，吹扫功能总是连接好并且是可利用的，从而会大大减少变色时间，这是因为能够由控制系统39执行吹扫功能，而操作员不必形成或断开与所述泵的任何粉末或气动连接。

图1A和图2A表明，在所有四个节流阀480、480’、481’、481处于打开状态的情况下，吹扫空气会直通地流过泵室、通过第一Y形块424中的粉末通道、节流阀本身480、480’、481’、481、Y形块498，并从入口420和出口422流出。从而，吹扫空气能贯穿所述泵提供，然后能向前流向喷射涂敷器以吹扫该设备，也能向着粉末供应源22向后吹扫进料软管。因此按照本发明，提供了一种容许向前和向后吹扫的密相泵的构思。

参看图7，所示供应集合管404本质上是控制空气流向泵402的一系列电磁阀和空气源。图7所示的具体装置是示范性的，而没有限制的意图。供应空气来运行所述泵402，能在没有集合管装置的情况下按多种方式来完成。提供图7的实施例是因为其对于具有泵的平界面布置特别有用，然而也能使用其它集合管设计。

供应集合管404包括具有第一平表面512的供应集合管主体510，该平表面512安装为靠在如前所述的泵集合管主体414(图3A)的表面448上。因此，表面512包括与泵集合管414中的相应孔442对准的六个孔514。供应集合管主体510加工成在其中具有适当数目和位置的空气通道，以便适当的空气信号在正确的时间输送到孔514。同样，所述集合管还包括用于控制流向孔514的空气以及控制吹扫空气流的一系列阀。通过使用常规文丘里泵518，在集合管404中可产生负压。系统或工厂空气通过适当的装置520提供给集合管404。实际集合管装置的细节对于理解和应用本发明不是必需的，这是因为集合管只是用作提供空气源的空气通道，以运行所述泵，并且所述集合管能以多种方式完成。更确切地，要注意的细节在气动流动示意图的上下文中得到说明。然而，此时要注意，按照本发明的另一方面，为阀主体414中的每个节流阀提供了单独的控制阀，其目的将在下文中说明。

参看图8A和8B，提供了本发明第一实施例的气动示意图。在图8A和8B中，附图标记35代表差分压力传感器，附图标记37代表流化粉末源，附图标记552、562代表Burkert伺服阀，附图标记333代表压力计。主空气408进入供应集合管404并转向第一调节器532，以将泵压力源534提供给泵室438、440，也将模式成形(pattern shaping)空气源405通过空气软管406提供给喷射涂敷器20。主空气也用作受到吹扫空气电磁阀538控制的吹扫空气源536。主空气也转向第二调节器540，以产生用于运行文丘里泵(以产生泵室438、440的负压)的文丘里空气压力源542，并且也产生运行节流阀480、480’、481’、481的节流空气源544。

按照本发明的另一方面，对吹扫空气使用电磁控制阀538或其它合适的控制设备提供了多重吹扫能力。第一方面是，能够选择两个或更多的不同吹扫空气压力，从而容许软硬吹扫功能。能够使用除了电磁阀之外的其它控制装置，以提供两种或更多吹扫空气的流动特性。控制系统39选择软吹扫或硬吹扫，或者对于该选择能使用手动输入。对于软吹扫功能，较低流速的吹扫空气流过供应集合管404供应到泵压力室434、436中，所述压力室是多孔构件438、440和它们相应的钻孔434、436之间形成的环形空隙。控制系统39还选择一套节流阀(吸入或输送)打开，而另一套关闭。吹扫空气流过多孔过滤器438、440并从所述打开的阀流出，以要么向前吹扫到系统的喷枪20，要么反向(向后)吹扫到供应源22。控制系统39然后颠倒节流阀的打开和关闭。也可通过打开所有的四个节流阀同时在两个方向进行软吹扫。用样，较高吹扫空气压力和流动速度可用于向前、向后或同时进行的硬吹扫功能。通过使空气流过多孔构件438、440完成的吹扫功能也有助于除去粉末，这些粉末已经被多孔构件截留，因此在这些多孔构件需要更换之前，能延长它们的使用寿命。

使用两个吹扫装置418a和418b也能完成硬吹扫或系统吹扫。高压流动空气能通过吹扫空气装置508输入(吹扫空气能从供应集合管404提供)，所述空气直通地流过部分由多孔构件438、440界定的粉末泵室，并从所述泵流出。此外，节流阀480、480’、481’、481能够按照需要而选择性地操纵，以便向前吹扫或向后吹扫或同时向前向后吹扫。

应该注意，这种能够选择性地只在向前或向后方向上吹扫提供了更佳的吹扫能力，这是因为如果只能同时在两个方向进行吹扫，则吹扫空气将流过具有最小阻力的通道，由此一些粉末通道区域可能不会得到充分的吹扫。例如，当试图吹扫喷射涂敷器和供应漏斗时，如果涂敷器对空气流是完全打开的，则吹扫空气将倾向于从涂敷器流出，就有可能不会充分吹扫漏斗或供应源。

因此本发明提供了一种泵设计，通过该泵设计，在几乎不需要操作员作用的情况下，能够独立地或同时吹扫从供应源到达并通过喷枪的整个粉末通道。可选的软吹扫可用于在残余粉末随着硬吹扫空气撞击粉末通道之前，轻轻地将其从流道中吹出，从而防止由首先进行的硬吹扫产生的冲击融合或其它其它有害效应。

用于文丘里泵的正空气压力542进入控制电磁阀546，并从那里转向文丘里泵518。与两个泵电磁阀548、550的入口相连的文丘里泵518的出口518a形成负压或部分真空。泵阀548和550用于控制将正压或负压施加到泵室438、440。阀548、550的另外输入接受来自第一伺服阀552的正压空气，所述伺服阀接受泵压力空气534。泵阀548、550的出口通过上述的空气通道配置连接相应的一个泵室。注意，吹扫空气536示意性地显示为流经多孔管438、440。

因此，泵阀550和552通过交替地将正压和负压施加到泵室，用以控制泵402的运行，所述两个泵阀典型地具有180°的相位差，使得当一个泵室加压时，另一个受到负压，反之亦然。按照这种方式，当一个泵室充满粉末时，另一个泵室是空的。应该注意，泵室可以或不可以完全地“充满”粉末。如在此将说明的那样，使用本发明，能够通过使用节流阀的独立控制阀精确地控制非常低的粉末流速。亦即，节流阀能够脱离泵室的循环速度独立地控制，以在每个泵循环期间将或多或少的粉末供应到泵室中。

节流阀空气544输入四个节流控制电磁阀554、556、558和560。使用了四个阀，以便优选地独立定时控制这四个节流阀480、480’、481’、481中每个阀的操纵。图8B中，粉末通过其离开泵室的那两个节流阀481、481’为“输送节流阀”，粉末通过其供应给泵室的那两个节流阀480、480’为“吸入节流阀”。尽管使用了相同的参考数字，但是每个输入节流阀和每个输送节流阀都独立地受到控制。

第一输送电磁阀554控制对于第一输送节流阀481的空气压力；第二输送电磁阀558控制对于第二输送节流阀481’的空气压力；第一吸入电磁阀556控制对于第一吸入节流阀480的空气压力；第二吸入电磁阀560控制对于第二吸入节流阀480’的空气压力。

因而，图8A和8B的气动简图显示集合管404响应应来自控制系统39(图1B)的各种控制信号，产生起作用的空气流动。

参看图9A和9B，按照本发明的另一方面，也设想了一个输送泵400。输送泵的许多方面与喷射涂敷器泵402的相同或相似，因此不需详细地重复描述。

尽管喷枪泵402也可用作输送泵，但是输送泵主要用于按照需要尽快地在接受器之间移动较大量的粉末。并且，尽管在此所述的输送泵不会具有相同的四路独立节流阀操纵，单输送泵的运行可以具有与喷枪泵一样的相同控制过程。例如，一些涂敷需要将大量物料涂敷到大表面之上，而又保持精加工的控制。输送泵通过也结合在此所述的四个独立节流阀控制过程，能够用作适于涂敷器的泵。

图1A的系统中，输送泵400用于将粉末从回收系统28(例如旋风分离器)移回进料中心22。输送泵410也用于将未使用的粉末从例如箱子这样的供应源输送到进料中心22。在这些以及其它例子中，输送泵中的流动特性并不重要，这是因为这些粉末流不会送到喷射涂敷器。则按照本发明的一个方面，改变喷枪泵以使其适应输送泵的性能预期值。

在输送泵400中，需要更大的泵室来增加粉末流速。在图9A和9B的实施例中，现在用封装了加长多孔管568和570的两个延长的管状外壳564和566代替泵集合管。加长管568、570能在每个泵循环中适应更大量的粉末。多孔管568、570具有的直径稍小于外壳564和566的直径，以便在它们之间提供用作正压和负压的压力室的环形间隙。提供空气软管装置572和574连接空气软管，所述空气软管也连接输送泵空气供应系统(在下文说明)中的正压和负压源。由于没有使用泵集合管，气动能量单独地直接进入泵400。

空气软管装置572和574流体连通相应外壳564和566内的压力室。按照这种方式，与喷枪泵设计中的一样，粉末通过负压和正压吸入和推出粉末室568、570。同样类似地，提供了吹扫端口装置576和578，并且与喷枪泵设计中的一样，按照相同的方式起作用，并包括了止回阀580、582。

提供封装了四个节流阀585的阀主体584，所述节流阀如喷枪泵设计中的一样，控制粉末流入和流出泵室568和570。如喷枪泵中的一样，节流阀布置在阀主体584中的相应压力室中，以便用正空气压力关闭阀门，而当移去正压时，所述阀在其本身的弹力下打开。然而，将简短说明不同节流阀操作方案的使用。也提供了上Y形块586和下Y形块588，以象喷枪泵设计中的一样提供分支的粉末流道。下Y形块588于是也连通粉末入口装置590和粉末出口装置592。因此，来自单一入口的流入粉末通过相应的节流阀和上Y形块586流到两个泵室568、570，而流出泵室568、570的粉末通过相应的节流阀流到单一出口592。分支粉末流道按照与喷枪泵实施例相似的方式形成，在此不需重复说明。输送泵也可如喷枪泵中一样，并入可替换的磨损零件或插到下Y形块588中。

此外，由于在输送泵中不使用泵集合管，提供了分开的空气入口594和596来用于节流阀的操纵，所述节流阀如喷枪泵设计中一样，布置在压力室中。尽管有四个节流阀，但是仅需要两个空气入口，其原因在以下说明。端盖598可用于保持外壳对齐，并提供了用于空气装置和吹扫装置的结构。

因为在输送泵中对粉末流动的数量的关注远大于对粉末流动的质量的关注，所以并不需要单独控制所有的四个节流阀(但可选地能够这样做)。同样，成对的节流阀能同时启动，与泵循环速度保持一致。换言之，当一个泵室正充装粉末时，另一个泵室正排出粉末，从而打开和关闭相应的成对节流阀。节流阀能够随着泵室正压和负压的作用同步地启动。并且，通过在内部连接用于一起操纵的节流阀对的相应的成对压力室，能使用节流阀压力室的单一空气入口。因此，两个节流阀用作粉末离开泵的输送阀，两个节流阀用作将粉末吸入泵的吸入阀。然而，因为泵室交替地输送和吸入，在每半个循环中，有一个吸入节流阀打开并且也有一个输送节流阀打开，每个节流阀都连接不同的一个泵室。因此，在阀主体584内，一个吸入节流阀的压力室以及用于一个输送节流阀的压力室连接在一起，并且其它两个节流阀的压力室也连接在一起。这些连接用于节流阀对，其中每个节流阀连接不同的泵室。通过简单地在成对压力室之间的阀主体内提供交叉通道能完成上述相互连接。

参看图10，与用于和喷射涂敷器一起使用的泵的气动简图相比，输送泵400的气动简图稍微有些简化。在图8A和8B中，附图标记333代表压力计。主空气408输入到用于产生输送泵室的负压的文丘里泵600。主空气也输入到调节器602，随着所供应的输送空气，分别输送到第一和第二室电磁阀604、606。室阀也接受作为来自文丘里泵600的负压输入。电磁阀604、606具有流体连通输送泵的相应压力室的相应出口608、610。

该实施例中的电磁阀用空气启动，而不是用电启动。因此，使用来自气动定时器或往复阀616的空气信号来在泵的压力室的正压和负压输出之间变换阀门604、606。合适的气动定时器或往复阀的例子是可从Hoerbiger-Origa获得的模型S9568/68-1/4-SO。如喷枪泵中一样，泵室交替，以便一个泵室正充装时，另一个泵室正排放。往复定时器信号612也用于启动四通阀618。主空气通过调节器620减小到较低的压力，以产生适于输送泵节流阀的节流空气622。节流空气622输送到四通阀618。节流空气连通用于一个泵室的节流阀624以及用于另一泵室的节流阀626，使得相关联的节流阀对如泵室一样，在相同的循环时间中一起打开和关闭。例如，当输送节流阀624a对一个泵室打开时，用于另一泵室的输送节流阀626a关闭，同时吸入节流阀624b关闭，吸入节流阀626b打开。在每个泵循环的第二半循环中，阀的打开关闭状态颠倒过来，以便泵室如具有喷枪泵一样进行交替。由于节流阀如泵室一样在相同的定时循环上操纵，所以形成粉末的连续流动。

图11显示了输送泵气动电路的可选实施例。在该实施例中，泵的基本运行是相同的，然而，使用单个阀门628来改变泵室的正压和负压。在这种情况下，使用气动频率发生器630。合适的设备是可从Crouzet获得的模型81 506 490。发生器630产生启动室四通阀628和节流空气四通阀618的变化的空气信号。照这样，可形成泵室和相关的节流阀的交替循环。

图12显示本发明的流动控制方面，通过节流阀481的独立控制使所述方面成为可能。该示图是为了说明的目的，并不代表实际的测量数据，但是按照本发明的典型泵将显示相似的性能。曲线图显示了以磅/小时为单位的流出泵的总流速与泵循环时间的关系。典型的400毫秒的泵循环时间意味着每个泵室在400毫秒时间窗内填充或排放，所述填充或排放是由于向围绕多孔构件的压力室施加负压和正压引起的。因此，每个泵室在总共800毫秒时间内填充和排放。曲线A显示了假设节流阀在与泵室一样的相同时间间隔下操纵的典型响应。这在给定的循环时间内产生最大化的粉末流。因此，随着循环时间增加，粉末流量减少，这是因为泵运行得更慢。因此当循环时间减少时，流速增加，这是因为用来填充泵室的实际时间远小于泵的循环时间。因而，在泵运行多快或多慢(基于将正压和负压施加到泵压力室的持续时间的泵循环时间)和粉末流速之间存在直接的关系。

曲线B很重要，这是因为该曲线显示粉末流速，特别是低流速能够通过相对于泵循环时间改变节流阀循环时间得到控制和选择。例如，通过缩短吸入阀持续打开的时间，不论泵室处于吸入模式的时间有多长，进入泵室的粉末都将较少。例如在图12中，曲线A显示泵循环时间为400毫秒，在点X处达到的流速大约为39磅/小时。然而，如果节流阀的关闭时间少于400毫秒，即使泵循环时间保持在400毫秒，流速也降低到点Y处的约11磅/小时。这样能保证低流速下平稳一致的粉末流动。更平稳的粉末流动通过更高的泵循环速度实现，但如上所示，这也将产生更高的粉末流速。因此为了实现低流速但又平稳的粉末流，本发明容许控制粉末流速，即使是在较快的泵循环速度下，这是因为本发明能单独控制吸入节流阀的操纵，可选地也能控制输送节流阀。操作员能通过简单地输入理想速度来改变流速。控制系统39的设计使得可通过适当地调节节流阀打开时间来达到理想流速。本发明设想，流速控制足够精确，事实上相对于使用传感器测量实际流速的闭环系统，这是个开环流速控制方案。对于给定的整个系统设计，能够收集经验数据来测量不同泵循环和节流阀循环时间下的流速。然后所述经验数据作为物料流速的配置方法存储起来，这意味着如果需要特定的流速，则控制系统会知道什么节流阀循环时间会达到所述速度。通过调节节流阀打开或吸入时间，而不是通过原先系统必须去完成的降低泵循环时间，流速的控制，特别是在低流速下的控制会更加精确，并且将产生更好更一致的流动。因此，本发明提供可定标泵，如果需要的话，该泵能在不改变泵循环速度的情况下，控制来自泵的物料流速。

图13还显示了本发明的泵控制构思。曲线A显示在泵循环速度为500毫秒时流速与节流阀打开持续时间的关系，曲线B显示泵循环速度为800毫秒时的数据。两条曲线都适于在此所述的双室泵。首先将注意到，两条曲线上，流速随着节流阀打开时间的增加而增加。然而曲线B显示，流速在一个可确定的节流阀打开持续时间上达到最大。这是因为不管节流阀打开多长时间，只有这么多粉末能充装泵室。如果在相同的节流阀持续时间上画出曲线A的话，曲线A将显示相似的平稳段。两条曲线也显示出，为了获得来自泵的任何粉末流，存在一个可确定的最小节流阀打开持续时间。这是因为节流阀必须打开足够长的时间，用于真正地将粉末吸入泵室，并将其从泵室中推出。注意，通常对于给定的节流阀持续时间，泵速更快的曲线A提供更高的流速。

在此提供的数据、值以及曲线图的意图是示范性而不是限制性的，这是因为它们高度依赖于实际的泵设计。通过让控制系统39调节用于节流阀的阀打开时间以及用于泵室的吸入/加压时间，容易设计控制系统39来提供可变的流速。这些功能由物料流速控制过程来实施这些功能。

在可选实施例中，能够通过调节施加到泵压力室上、用于将粉末吸入粉末泵室的吸入持续时间来控制来自泵的物料流速。尽管整个泵循环可保持不变，例如800毫秒，但是能够调节在400毫秒充装时间内实际应用的吸入时间，以便控制吸入到粉末泵室的粉末量。真空应用得越长，吸入泵室的粉末就越多。这就容许不使用吸入和输送节流阀的控制来控制和调节物料流速。

然而，使用独立的节流阀控制能促进所述可选实施例的物料流速控制。例如，如前所示，能够调节吸入时间，以控制每个循环吸入粉末室的粉末量。同样通过控制节流阀的操纵，也能控制发生吸入的时间。吸入只在负压施加到压力室且仅当吸入阀打开的时候才发生。因此，吸入时间结束时，能够关闭吸入节流阀并且切断压力室的负压。这具有几个优点。一个优点是，通过除去来自压力室的吸力，产生负压的文丘里泵所需的加压处理空气的消耗减小。另一优点是，吸入期能与输送期(输送期就是正压施加到压力室的这段时期)完全无关，使得吸入和输送之间没有重叠。这就防止在从吸入到输送粉末的过渡时间之间在粉末泵室内产生回流。因此，通过使用独立的节流阀控制，使用吸入时间的控制，发生吸入的时间能控制到例如泵循环的吸入部分的中间，以防止其与施加正压时的输送循环重叠。与在此使用节流阀控制物料流速的实施例一样，该可选实施例能利用经验数据或其它适当的分析来确定适当的吸入持续时间和可选的节流阀操纵时间，以控制到理想流速。在泵循环的排放或输送部分上，能在整个输送时间内保持正压。这具有几个优点。通过保持正压，粉末能从连接泵和喷枪的软管平稳流出。因为在输送时间内，吸入节流阀能保持关闭，在输送(亦即施加正压)期结束和随后的吸入期开始之间会存在重叠。通过使用两个泵室，所述重叠确保在输送软管中总是存在对于喷枪的正压，从而使流动平稳并使脉冲最小化。所述重叠还保证粉末的平稳流动，同时节流阀能够定时，以便当吸入节流阀打开时，正压不会造成回流。此外，能选择所有节流阀和压力室定时方案，并容易将其设计到控制系统39中，以实现泵所需要的任何流动特性和速度。能分析经验数据来优化各种配置方案的时序。

本发明设想一种密相泵，就使用运行所述泵所需的加压处理空气而言，所述密相泵十分高效。如上所示，由于节流阀能独立定时，所以可选地能切断吸入压力，从而作为泵流速控制过程的一部分。这就减少了运行产生负吸入压的文丘里泵的处理空气的消耗。使用密相输送容许较小的粉末流道几何形状，容许用较少的空气将物料从泵输送到喷枪。此外，节流阀通常在打开模式下操纵，因此不需要用空气压力或控制构件或设备来打开节流阀或使其保持打开。

因此，本发明设想一种可定标物料流速泵输出，其含义是，操作员能在不必对系统做任何改变的情况下，只要输入理想流速就能选择泵的输出流速。这能通过例如键盘这样的方便接口设备或其它合适的机构来完成，或者能将流速设计到控制系统39中，作为用于将物料涂敷到物体上的配置方案的一部分。上述配置方案通常包括的项目例如流速、电压、空气流动控制、模式成形、触发时间等。

本发明已经参考优选实施例进行了说明。根据阅读和理解本说明书以及附图，可以进行修改和变更。只要这些修改和变更在所附权利要求或与其等价的范围之内，本发明意图包括所有的所述修改和变更。

Claims (8)

1.一种由模块元件装配而成的用于粉末涂料的模块化密相泵，包括：

集合管主体(414)，所述集合管主体(414)具有第一钻孔(434)和第二钻孔(436)以及与所述第一钻孔(434)连通的第一空气通道(444e)和与所述第二钻孔(436)连通的第二空气通道(444b)，所述集合管主体(414)还具有第三空气通道(444a)、第四空气通道(444c)、第五空气通道(444d)以及第六空气通道(444f)；

位于所述第一钻孔(434)中的第一圆柱形的透气过滤构件(440)和位于所述第二钻孔(436)中的第二圆柱形的透气过滤构件(438)，所述第一圆柱形的透气过滤构件(440)限定有第一内部容积(440c)，所述第二圆柱形的透气过滤构件(438)限定有第二内部容积(438c)，其中通过所述第一空气通道(444e)供应负压来将粉末从粉末供应源吸入到所述第一内部容积(440c)中并且通过所述第一空气通道(444e)供应空气正压来将粉末吸出所述第一内部容积(440c)，并且其中通过所述第二空气通道(444b)供应负压来将粉末从所述粉末供应源吸入到所述第二内部容积(438c)中并且通过所述第二空气通道(444b)供应空气正压来将粉末吸出所述第二内部容积(438c)；

阀主体(416)，所述阀主体(416)具有第一节流阀(480)，其中，所述第一节流阀(480)包括形成用于粉末涂料通过所述泵的流道的一部分的构件，并且所述第一节流阀(480)响应于通过所述第三空气通道(444a)施加于其上的气动压力而关闭，所述第一节流阀(480)能用于控制粉末涂料流过所述泵，

并且，所述模块化密相泵还包括：

第二、第三和第四节流阀(480’，481’，481)，所述第二、第三和第四节流阀(480’，481’，481)中的每一个均包括形成用于粉末涂料通过所述泵的所述流道的一部分的构件，其中所述第二节流阀(480’)响应于通过所述第四空气通道(444c)施加于其上的气动压力而关闭，所述第三节流阀(481’)响应于通过所述第五空气通道(444d)施加于其上的气动压力而关闭，而所述第四节流阀(481)响应于通过所述第六空气通道(444f)施加于其上的气动压力而关闭，所述第二、第三和第四节流阀(480’，481’，481)能用于控制粉末涂料流过所述泵；

第一Y形块(424)，所述第一Y形块(424)具有两个分支粉末流道，所述第一Y形块(424)的分支粉末流道包括用于粉末涂料通过所述泵的所述流道的一部分；

第二Y形块(492)，所述第二Y形块(492)具有两个分支粉末流道，所述第二Y形块的分支粉末流道包括用于粉末涂料通过所述泵的所述流道的一部分；

当所述泵得到完全装配时，所述集合管主体(414)、所述阀主体(416)、所述第一Y形块(424)和所述第二Y形块(492)被连接到一起。

2.如权利要求1所述的模块化密相泵，其中，所述第一Y形块(424)在所述集合管主体(414)和所述阀主体(416)之间相互连接，并且所述第二Y形块(426)形成所述泵的入口/出口端，并连接到所述阀主体(416)的与所述第一Y形块(424)相对的侧面上。

3.如权利要求2所述的模块化密相泵，其中，粉末通过所述第一Y形块(424)进入和离开所述第一圆柱形的透气过滤构件的内部容积(440c)和所述第二圆柱形的透气过滤构件的内部容积。

4.如权利要求1所述的模块化密相泵，其中，第二、第三和第四节流阀(480’，481’，481)也位于所述阀主体(416)中。

5.如权利要求4所述的模块化密相泵，其中，粉末通过所述第二Y形块(492)进入和离开所述第一节流阀、第二节流阀、第三节流阀和第四节流阀(480，480’，481’，481)。

6.如权利要求1所述的模块化密相泵，其中，所述泵的所述模块元件通过第一套螺栓(428)和第二套螺栓(430)被保持在一起。

7.如权利要求6所述的模块化密相泵，其中，当所述泵被装配时，所述第一套螺栓(428)和所述第二套螺栓(430)朝向彼此拧紧。

8.如权利要求7所述的模块化密相泵，其中，所述第一套螺栓(428)穿过所述第一Y形块(424)，而所述第二套螺栓(430)穿过所述第二Y形块(492)。

Images