專利名稱：存貯、輸送和混合流體的緊湊裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及到預先裝配的、可程控操作的設備形式的自動裝置，用于對稱量的流體例如對在染料液制備期間的染料和類似流體存貯、輸送和混合。通過本裝置，能夠把多個用于稱量的、必須被混合的各種物質存貯的存貯箱和輔助裝置聚集在一個小區域內，并可在邏輯處理設備的控制下操作。
在由流體制備混合物期間，例如在紡織工業中制備染料、顏料和添加劑的過程中，要混合的單種物質或配料均放在各自的存貯箱內，它們從各存貯箱取出，并借助稱量工序控制被取出的稱量物質的量。
為此目的，已發展了各種裝置，其結果是，能夠做到自動輸送已稱量的各種物質，它們從各自的貯存容器內以可控制的方式被取出。美國專利US-A-4526215和歐州專利EP-A-0340521和EP-A-0537434介紹了一些自動稱量的實例，它們可以被應用于不同的應用場合。
EP-A-0344521提供了一種計量和混合裝置。它包括有多個彼此以適當間距排列在固定支承結構上的存貯箱，它們沿著滑座的軌道延伸，滑座上帶有一個容器，各種計量過的物質被倒入各自的容器中，上述的物質接著進入設置在支承容器的滑座下面的攪拌器內。此外，每個存貯箱均帶有一個螺旋推料器，它把上述物質送到一個靠稱量裝置傾斜支承的輔助容器內，置于下面的該容器接收要混合的物質。這種解決方案要求在現場裝配整個裝置，一旦完成裝配之后，裝置不能拆卸、移動。而且，上述的裝置非常復雜，操作困難，并且不能應用于那些要求非常精確的應用場合。這是由螺旋稱量系統的不可靠性和與各個貯存箱配合作用的各種稱量設備產生的誤差積累造成的。而且，由于稱量的物質還殘剩在各稱量容器及移動的接收容器中，這樣就改變了混合狀態。因此整個裝置的操作周期是難以控制的。
美國專利文獻US-A-4526215介紹了用于稱量混合流體、特別是混合顏料的裝置，它包括一固定齒條，其上裝備多個存貯容器，每個容器都帶有由一個接收容器的支承底座適合操縱的輸送閥，并可在齒條前面移動。稱量盤設置在上述底座上，并和處理設備連接。此外，每個容器都裝備有各自的攪拌器。攪拌器在輸送完各種組份后完成混合步驟。這種解決方案也包括有固定形式的裝置。這非常復雜，價格昂貴，而且并不適合于用在要求實現稱量變動流量的待混合物質的應用場合，例如不適合于用在裝滿容量為10或20至數百公升之間的圓桶的情況。
從文獻EP-A-053743也知道了一種輸送并稱量流體的裝置，它包括多個安裝在橋狀結構上的貯存箱，該橋狀結構被固定在地面上。每個容器都有一個沿輸送接收容器的滑架輸送方向排列的輸送架，接收容器安裝在由邏輯處理設備控制的稱盤上。當接收容器被全部裝滿時，該接收容器必須被移走，并被送到另一個位置上去完成混合工序。雖然此專利的目的是提供適合一種小的或中等規模用戶的、其尺寸有一定限度的裝置，但從結構的觀點來說，它仍然是笨重的，并要求一長而復雜的組合體。而且它在能夠被使用之前還要進行現場裝配。
一般說來，公知的設備都包括一個固定的，有許多部件的裝置，在使用前必須在現場對該裝置進行實地組裝，而且之后亦不能因適應新的或變化了的需要使該裝置進行修改或移動。所有這些設備均要求對其各種部件分別運送，然后在現場裝配，并要化費時間對之進行檢驗、裝成上述的裝置，然后再組裝成設備。
本發明的目的就是提供一種用于輸送和稱量要進行混合的流體的裝置，它特特別適合于例如紡織工業中的染料制備或其他的應用場合。其結構非常緊湊，能實現從各個稱量物料的輸送到混合的整個混合物制備過程，在短的時間內，在非常小的有限區域內完成整體裝配，而且很容易被操作者監控或調整。
本發明的另一個目的是提供一種上述裝置，它能在理想操作的、預先裝配好的狀態下容易移動和安裝，而且之后也可被移動以適應使用者的各種需要，而無需再進行現場拆卸和裝配。
本發明的另一個目的是提供上述類型的裝置，它帶有由單個稱量設備組成的稱量系統，單個稱量設備能夠有選擇地與以緊湊方式組合在一起的存貯箱連接，因此能保證要混合的各種物質的精確稱量，而且任何環境中都有可靠而安全的操作條件。
更具體地說來，根據本發明的用于輸送和稱量要混合的流體，特別是染料的裝置包括有支承結構，由于稱重盤和多個輸送閥，支承結構用于支承存貯要混合的物料的存貯箱，借助于泵裝置，輸送閥能有選擇地與存貯箱連接，泵裝置通過邏輯控制設備按程序把物料送到混合容器頂部的開口內;還有一個把混合容器沿輸送軌道朝混合裝置傳送的裝置，所述輸送閥組合在一起成一個獨立的輸送設備，它設置在軌道的一端，與混合裝置對著;所述存貯箱至少沿著軌道的一側聚集在一起排放，以便使混合容器聚集中于上述輸送設備和混合裝置之間;因此，由稱量設備，稱量盤，存貯要混合物料的存貯箱，泵裝置、傳送混合容器的裝置和混合裝置以預先裝配的、可移動的處理設備的形式裝在一個支架上。
這樣，本裝置可以被運送，并能以整體預先裝配好，已經工廠檢驗和完全可以使用的形式供應，只要在使用現場接通電源就可以使用，而且該裝置可以移動，很容易將之在同一環境中移動，或移到另一個工作環境中，以便使之適應用戶的各種使用要求。只要斷開電源，并提供能使該裝置移動的輪子，就可使該裝置的拆卸和/或移動容易而迅速地被完成。
各個存貯箱可沿著有效地聚集的輸送機排放，安裝在輸送軌道兩端的一個多管傳送頭和混合裝置，以及稱盤和與之配合作用的輸送機部分的橫向移動可以使整個裝置能以一個緊湊的方式組裝在一個可移動的支架上，該支架的尺寸適于攜帶正常的容器移動，這樣本裝置能控制要混合物質的輸送點，從而確保整個裝置尺寸很小，因而只占據很小的空間。
下面參照
本發明的輸送稱量和混合流體的裝置。對附圖簡要說明如下。
圖1是帶有其局部已被除去的支承架上部的本裝置的頂視圖。
圖2是從輸送設備端部看的視圖。
圖3是從混合器端部看的視圖。
圖4是一側視圖，部件已取走，展示支承稱盤的支架的上升動作狀況。
圖5表示導引稱盤支架的系統圖6表示本發明的裝置的第一實施例的作業圖。
圖7是本發明裝置的第二種作業圖。
圖8是圖7的局部放大圖。
如圖1-6所示，本裝置基本包括用于多個存貯箱11安裝的支承架10，這些貯存箱分別貯存各種需要混合的流體。在本實施例中表示貯存箱11在沿著輸送混合容器14的縱向軌道12兩側集中排放，每一側彼此緊靠地排放兩列，作為一個實例，還包括帶有馬達驅動輥的輸送機，它具有多個獨立的輸送機部份如標號12′，12″和12′′′所示。12′部份位于本裝置的一端的處于多管頭15下方的位置，多管頭15用于輸送要稱量混合的物質，中間部份12″用于聚集容器14，12′′′部份位于本裝置的另一端，該處有合適的混合器16。
如圖2及下文所述，輸送機的第一部份12′也稱為稱量部份，它位于稱量各種要混合的物質的電子稱盤17上，稱盤17由程序處理設備(CPU)監視和控制。稱盤17和輸送機的滑座部份12′相對輸送軌道12″的輸送方向作橫向移動，以便把混合容器14有選擇地放在多管輸送頭15的一個或多個予先選定的閥的下面。此外，稱盤17和輸送機的12′部份安置在支承架18上，支承架18可在圖2所示的最低位置和攜帶混合容器14上升到接近多管頭15的位置之間垂直移動，以便接收要混合的各種組份。
各種要混合的物質從存貯箱11向稱重設備14的供給可以由機械或氣動泵及供應機構以任何一種公知的方式來完成。作為用泵或類似裝置的實例，圖6所示的解決方案被優選推薦。對于每個存貯箱11來說，上述的泵裝置包括加壓輔助箱19，箱19直接和多管頭15的各個輸送閥連接，其情況如圖6所示。
混合器16由旋轉臂20通過固定在該裝置一側的液壓或氣缸21支承，在出口端，每一次混合容器14從輸送機的積聚部份12″被傳送到傳送機構的12′′′部份而置于混合器16下面的與混合器沿軸向對準的位置;在輸送機的中間部份12″上的每個混合容器14在混合期間處于這個位置上時，均被由相應氣動缸22′操縱的一對橫向爪或類似物鎖定在該位置上。
混合器支承臂20和驅動缸21連接，以便由合適的驅動裝置從與位于其下面與之對準的一容器14的操作位置(圖1實線所示)旋轉到圖1中虛線所示的側面位置上。在此處，混合器16放入水洗箱23中。圖1中的數碼24表示一種壓縮機或壓縮空氣源，它能使整個裝置以全自動方式運轉。
上述的輸送和稱量裝置可作為整體預先裝配成，其結構緊湊，而且其運行自動化設備是可以控制的，占空間小，具有大量的輸送點，并且容易被移動。例如給它配上合適的輪子就可以作為具有標準尺寸的正常箱件由公路，鐵路或海上運輸。
參看圖6，現在介紹根據本發明的裝置的第一作業圖。
在圖6中，每個存貯箱11被設計成可容納大量要輸送的物質，依靠重力就可將其中的物質供至位于其下面的加壓輔助箱19中。比貯存箱11的容積小的輔助箱19包括一個密封箱，該箱可由被加壓到恒定壓力的空氣加壓，并可由與壓縮空氣源或壓縮機24連接的氣壓操縱閥26或電磁閥控制。每個貯存箱11通過帶有單向閥28的管子27和各自的輔助箱19連接。
多管輸送頭15配備有多個輸送閥29，每個閥均由輔助氣壓驅動缸30操縱。此外，每個閥還通過相應的管路31和各自的輔助箱19的底部連接。用于給輔助箱19加壓的氣動閥26和用于驅動輸送閥29的氣動缸30通過CPU控制的電-氣相互作用連接體33，從由壓縮機提供的合適的氣壓源31接收壓縮空氣。如圖6所示，CPU除了程序控制輸送來自各輔助箱19的各種物質稱量外，還程序控制整個裝置的運轉，特別是控制輸送機12的三個部份及混合器16的運轉。
在下面，要簡單地介紹本裝置的運轉方式，CPU根據要混合的各種物質的量及預定的輸送程序進行程序控制。首先，將接收容器放置在入口處，并使之位于輸送機的12′部份，與電子稱盤相對。接著按照程序依次運行，CPU首先對容器14進行位置檢測，然后打開所選定的輸送閥29，并使之持續所要求的時間。這樣就使容器14位于接收的稱量的各種混合的物質的下面，并接受由稱盤17提供給CPU的數據的控制。在輸送每種物質期間，稱盤17給出所輸送物質的精確數量的數據;當裝注溶器14的步驟結束時，CPU顯示出輸送作業已經完成的信息，并發出指令將完成裝注的容器從輸送機的第一部份12′傳送到中間部分12″，在這兒裝滿的容器聚集著處于備用狀態;輸送機的12″部份具有自己的單獨驅動系統，該系統用于使每個容器14向前移動到使它停在上一個先裝注的容器14近處或者停在12′′′端部區域內，并處于鎖緊爪22之間。鎖緊爪22由氣動缸22′驅動而將容器14夾緊，混合器16就從沖洗箱23中升起、抽出，然后放入到該容器14之內，驅動混合器并持續一段需要的時間，以便得到各種被輸送物質的充分混合物。由于物質的輸送是在通過一組由CPU控制的閥26使輔助箱19內維持恒定壓力值的情況下進行的，很顯然，用這種方法可獲得精密的稱量，從而可保證獲得穩定的可重復的結果。
而且，在進入混合器16的位置上的第一個容器14的內部進行物質混合的步驟的同時，一個新容器14可被放在裝置的入口端，并位于輸送機12′部份和稱盤17上，而為下一次稱量和充注工序作好準備，它們逐漸集聚在輸送機12的中間備用部份，其占據的區域與相應貯存箱的區域是一致的。由于利用了輸送機的中間部份的空間集中裝滿的容器和一組存貯箱，就可以把各種組份的輸送稱量和混合以及混合容器的移動等功能集中在一個獨立的裝置中。采用這種方法能大大節省空間，并使結構簡單，也可使用整個裝置的營行管理簡化。
當第一個裝滿的容器內的物質的混合已被完成時，該容器就被取走，并在輸送機12的另一端被卸載，以便使之被在與此同時，用已由多管頭15裝滿的另一個容器取代。在包括使裝滿已混合好的物質的容器卸載在內的步驟施行期間，混合器16被升起并再次移入沖洗箱23中，以便再使之返回到下一個容器14之內，該容器已固定在鎖緊爪22之間。
輔助箱19能被加到一個預定的或一組預定的壓力值。更確切地說，如圖所示，每個輔助箱19都是通過如箱34，壓力調節器35，過濾器36，壓力控制設備37，加壓閥38和如壓縮機那樣的流體壓力源連接，并通過操縱卸荷閥39，經由支管40，使輔助箱19和貯存箱11連接，并且在控制整個工作周期的處理設備CPU的控制下加壓。
多管輸送頭15的各閥用于輔助箱19加壓的氣動回路，用于使稱盤17和輸送機12′部分產生移動的各個缸體都通過一組電磁閥41實現氣壓驅動，電磁控制閥41、壓力調節閥43和空氣分配器44和壓縮空氣源24相連。
同時，電磁閥41通過適合的連接體45和電子控制系統CPU連接。在圖7中，46還用圖表示出由處理設備CPU適當控制的閥件47組成的循環回路，它們用于使從貯存箱11流到各輔助箱19的流體通過輸送頭15，閥件47重新返回貯存箱11中，以避免產生沉淀，使物質保持所要求的流動狀態被輸送。
圖7和圖2類似，也是以圖形式表示出用于使稱盤17和輸送機12′部份能產生橫向移動的氣缸系統，以便有選擇地使用在一閥或一組閥下面的單個混合容器14移動，從而實現程序輸送。在所示的實例中，一組驅動缸由用于提升稱盤的支架18(圖2)支承，支架包括一組對置的缸體48，49，它們的活塞連結在一起。第一缸體48固定在支架18上(圖2)，而第二缸體49是以相對支架18可滑動的方式固定在第二組對置缸體50，51上的。缸體50，51的活塞相互連結并與支承稱盤17的滑座52連接。滑座52則沿著由可動支架18(圖2)支承的橫向導軌53滑動。按程序的預定方式，正確地依次驅動各個氣動缸，就能把稱盤17、輸送機12′部份和容器14移到所選定的輸送頭15的相應的閥或一組閥下面的各個預定位置上。很顯然，也可采用其它的驅動系統和解決方案。
參看圖4、5。現在介紹使支承稱盤17和輸送機12′部份的支架18產生垂直運動并給予導向的裝置的另一實施例。如圖所示，支架18沿著安裝在支承18角部的4條垂直導軌54移動，導軌54依靠設置在導軌54的相互垂直的平面上的導輥55、56保持對中;每個輥通過減震支承57、58裝在支架18上。
如圖4所示，借助于由氣壓缸60操縱的鋼索或鏈條系統59，使支架18每邊都上升，氣動缸從電磁閥41吸入壓縮空氣。這些動作都仍然在CPU的程序控制之下。
圖7所示裝置的操作方式基本上和圖6所示的類似;圖8表示了接到輔助箱19的加壓閥37的一種可能的變化。在上述實施例中，輔助箱19被加壓到一個恒定的壓力值，該值在整個輸送物質的周期中維持不變。按照圖8所示實施例可能大大減少每種物質的輸送時間，并由于以不同的壓力值操縱能有效地改善稱量精度。更確切地說，在初始輸送階段，用高壓值操縱可快速完成動作，在后續階段期間用第二加壓壓力值，以便獲得精確的稱量。此外，還有可能采用低于上述壓力值的第三壓力值，它用于輔助箱19，使各種組份循環返回各自的存貯箱中。
此外，在圖8所示實施例中，控制閥組39還包括三個由同一加壓空氣源提供氣壓的壓力調節器61，62，63，各個調節器被設計成提供不同的并逐步減低的壓力值，用以調節壓力;
調節器61，62，63的輸出端以公知的方式與兩個氣動閥64，65的入口端連接，以實現對加壓閥38提供這三個壓力值的功能;第一個閥64的可變換輸出端之一和另一個閥65的可變換入口端之一相連。因此，當兩個閥64，65都沒被驅動時，在輸出端38處有一個初始的較低的調節器壓力值P1，用來使各組份循環;接著當第一可變換閥64，第二個閥65都被驅動時，在輸出端38處有一個明顯地高于前-壓力值的第二壓力值P2，P2是由調節器61提供的，用于快速地稱量各個組份。接著，當只有閥61被驅動時，在輸出端38處有一個介于P2與P1之間的壓力值P3，用于精確而有控制地輸送。這樣，所謂的“透平”(turbo)輸送作用就得到了。其結果是能夠在極短的時間內提供具有高精度稱量過的各個組份的稱量量。
從上述中可以明顯看出，本發明能夠提供一種用于輸送和稱量要混合的流體的裝置，但它不僅僅適用于紡織工業中染色物質的處理，它結構緊湊，自成體系，預先裝配，為實現自身獨立運行而裝備有全部必要的裝置的可移動操縱設備。由于設備的各個部份均安裝在帶有輪子的單個構架上，很顯然，整個裝置可以很容易地以預先配裝好、并且處于已經完備運行狀態下進行現場遷移，或者也可以在簡單地斷開外接電源，沖洗水和必要的壓力源之后將其搬動或移動。這樣，就能獲得一種處理流體混合物質的裝置，它非常緊湊，并且尺寸較小。這是因為本裝置使用了一個單獨的輸送設備以及輸機兩側的空間來把各個貯存要混合物質的貯存箱、泵裝置或者用來給稱量設備提供流體的輔助箱組合在一起的緣故。因此，使用本發明的裝置，在占據空間、快速裝配以及搬移、管理、在相同時間內保證高質量的操縱的可靠性等方面具有較多的優點。
權利要求
1.用于輸送和稱量要混合的流體物質，特別是染色物質的裝置，它包括一支承多個存放要混合物質的存貯箱(11)的支承結構(10)；一電子稱盤(17)和多個能夠通過泵裝置(19)有選擇地與貯存箱(11)連接的輸送閥(15)，以便把上述物質按照邏輯控制設備(CPU)規定的程序方式輸送到混合容器(14)中，沿著輸送軌道(12)并朝混合裝置(16)輸送混合容器的裝置；其特征在于，輸送閥(15)組合在一起以一單個輸送設備(15)的形式安裝在輸送軌道(12)的一端，并與混合裝置(16)相對；存貯箱(11)至少沿著輸送軌道(12)的一側排放在一起，以便于把混合容器(14)聚集在輸送設備(15)和混合裝置(16)之間；稱量設備(15)，稱盤(17)，用于存放要混合物質的存貯箱(11)，泵裝置(19)，輸送混合容器(14)的裝置(12)和混合裝置(16)以預先裝配的，可移動的操作設備的形式裝置在一個單獨的支承架(10)上。
2.根據權利要求1所述裝置，其特征在于，輸送軌道(12)包括設置在稱量盤(17)上面的獨立輸送部份(12′)和用于把混合容器(14)至少沿著軌道(12)的一部分收集到存貯箱(11)的范圍內的中間輸送部份(12″);稱量盤(17)和與之配合作用的輸送機的獨立部份(12′)可相對輸送軌道(12)沿橫向移動;驅動裝置(48、49、50、51)以可與程序控制設備(CPU)連接，以便將放在輸送部分12′上的混合容器(14)及稱量盤(17)及輸送部份(12′)橫向移動而將混合容器有選擇地置于一個或多個輸送閥(15)下面。
3.根據權利要求1所述裝置，其特征在于，支承架(10)上裝有輪子(25)。
4.根據權利要求1所述裝置，其特征在于，泵裝置包括多個與各相應的貯存箱(11)連接的輔助箱(19)，而且有氣動裝置(24，37)用以提供加壓空氣使每個輔助箱(19)至少維持在一種加壓狀態下。
5.根據權利要求4所述裝置，其特征在于，輔助箱(19)能夠通過氣動閥(33、41)和加壓空氣源(24)連接，該氣動閥可在邏輯處理設備(CPU)控制下被有選擇地驅動。
6.根據權利要求1所述裝置，其特征在于，還具有一個自備的壓力空氣源(24)。
7.根據權利要求1所述裝置，其特征在于，混合裝置(16)被支承在其工作位置和不工作位置之間，并可在兩者之間移動，在工作位置上，混合裝置(16)被插入到輸送機(12)上的混合容器(14)內;在不工作位置上，則被插入到沖洗箱(23)內。
8.根據權利要求7所述裝置，其特征在于，還包括把輸送機(12)上的混合容器(14)相對混合裝置(16)鎖住的裝置(22)。
9.根據權利要求1所述裝置，其特征在于，輸送軌道(12)包括獨立的輸送部份(12′，12″，12′′′)各輸送部份被各自的馬達驅動，并被分別與稱量設備(15)，聚集混合容器(14)的中間段和混合裝置(16)相對應地安置。
10.根據權利要求1所述設置，其特征在于，稱量盤(17)，相應的輸送部分(12′)和驅動裝置(48、49、50、51)被安裝在一個能垂直移動的支架(18)上，而且其引導和驅動裝置(54、59、60)與程序控制設備(CPU)連接，從而可使支架(18)帶著輸送部份(12′)上的稱盤在一最低位置和相對輸送設備(15)的升高了的位置之間移動。
11.根據權利要求4所述裝置，其特征在于，把壓縮空氣供給到各輔助箱(19)的泵裝置至少包括第一和第二壓力調節器(61、62)，它們至少和依次序連接的第一、第二壓力變換閥(64，65)的入口端連接，以便至少對輔助箱(19)提供第一、第二種流體輸送壓力值。
12.根據權利要求1所述裝置，其特征在于，還包括第三壓力調節器(63)，用于對每個輔助箱(19)提供第三種壓力，其值低于上述的輸送壓力值;還有一個循環回路(46)，用來在輸送設備(15)和各個主存貯箱(11)之間循環各種組份，循環回路(46)包括與上述的控制設備(CPU)連接的循環閥(47)。
全文摘要
用于流體貯存，輸送和混合的裝置。該裝置由緊湊的，預先裝配好的，可移動的處理設備組成，它可在非常小的空間內貯存大量的物質并控制大量的輸送點。該裝置包括有輸送機(12)和至少一套存貯箱(11)，它們沿著輸送機(12)的一側或兩側安裝在支承架(10)上；它還包括有泵裝置(19)和多管輸送頭(15)，用于把要稱量的、要混合物質供給至容器(14)中，容器(14)位于電子秤盤(17)上方的輸送部分(12’)上。電子秤盤(17)和輸送機的對應部分(12’)能在可垂直運動的支架(18)上橫向移動，以便按照程序控制設備給定的操作程序，有選擇地將混合容器(14)放置在多管輸送設備(15)下面；混合裝置(16)設置在輸送機的與多管設備(15)相對的另一端。
文檔編號B01F15/02GK1107782SQ9412012
公開日1995年9月6日 申請日期1994年11月22日 優先權日1993年11月22日
發明者迪諾·加里 申請人:I·A·S·工業自動化系統公司