专利名称：高压送粉系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及粉末送料，特别是涉及向高反压处输送粉末的送粉系统。
热喷涂过程包括热熔材料-诸如一种金属或陶瓷-的加热软化过程，还包括软化了的材料以微粒状喷向被喷涂表面的过程，热熔材料是粘附在该喷涂表面上。热喷枪就是用于这种目的，其中有一种类型，热熔材料以粉末状供给于喷枪。这些粉末是相当细小的颗粒，例如小于大约150微米(美国标准筛网尺寸100目)以及小到1微米，且难于计量和控制的细小颗粒。一种典型的热喷涂粉末为-100+325目(-149+44微米)或-44+15微米。
热喷枪通常利用一燃烧焰或一等离子焰来熔化粉末，而其它的加热装置，诸如电弧、电阻加热炉或感应加热炉也可以单独使用或混合使用。在粉末型燃烧焰喷枪中，载粉气体可以是燃烧气体的一种或压缩空气。在等离子焰喷枪中，载粉气体通常就是初级等离子气体，在特殊情况下，也可以是其它气体，诸如碳氢化合物之类。
为了获得高质量的喷涂效果，必须精确地控制向喷枪的送粉速率和维持恒定不变的预定喷涂条件。采用细粉类型的材料就很难于操作和均匀地送入载粉气流。
已发明的各种送料系统采用压力调节、流化和反馈原理来控制送粉速率，以替代机械传送，机械传送使元件承受严重的磨损和附带控制速率损失。例如美国专利3，501，097号(戴利)公开了一种机械送粉装置。图7中描述了一种装置，它利用送粉器和载粉气流导管中的压力差来调节机械送粉器的驱动马达，图8中描述了一压力调节器将载粉气流注入粉末容器中以替代机械送粉，且预置压力以调节送粉速率。
带有粉末流化装置的送粉器是以美国专利3，976，332号(费伯尔)和美国专利4，561，808号(斯波尔丁)为代表的，3，976，332号公开了一种利用流体增强器的送粉器，4，561，808包括一种简单的压力调节器。在每个专利中，通过控制分别来自载粉气流的进气来控制送粉速率。按照这些专利的工作原理，例如带有压力调节器的装置，进气压力置定于一稍稍高于大气压的恒定水平而与载气压力无关。从载粉气流导管进入送粉器的压力与载体导管中的送粉速率成正比。送粉速率的提高使进气压力与载粉气流压力之间的压力差减少，从而导致送粉速率的相应减少。这些参考文献指出了通过压力反馈来调节送粉速率。
一个相同的构思在美国专利2，623，793号(希尔)中公开，其中用于传递细分的固体颗粒的压力差是在提升管的输入和输出部分之间测得的。该压力差被转换来操作进气的机械阀。美国专利3，599，832号(史密斯)指出利用该压力差机械地控制载粉气流导管中的阀。
相似地，美国专利3，365，242号(梅茨)利用包括载粉气流和流化气流在内的几股气流，后者通过排出管线从料斗顶部返回到载粉管线。更通常地，进气可以从粉末上部导入(如费伯尔的专利)，也可以从粉末的下部导入(如斯波尔丁的专利)，或如德国专利G8417749.7号中公开的那样通过一从顶部通过的管子。
美国专利4，747，731(纳加莎卡)更复杂，在载体通道中的差压分支流操纵一个控制阀，将气体顺流加入载粉气流中，增加真空度，以将粉末从一个具有开口的料斗中引出。一气体操纵收缩阀是用来分别使粉末送料过程开启或关闭。
各种为载粉气流围绕送粉器迂回提供旁路的系统已经公开了。美国专利3，291，536号(斯穆特)公开了一种旁路和几个由压力开关控制的收缩阀，所述压力开关对载粉气流的输入压力很敏感，提供的旁路是为了气流绕送粉器迂回，且当从管线中的粉块产生反压力时气流可将粉块从载体管线中吹出。美国专利3，432，208号(J、A、F希尔)公开了一种旁路系统，该旁路系统通过手控操作阀将载粉气流加入系统，进而送入高压风道。美国专利4，740，112(米尔伯格)公开了一种当机械操纵送粉器关闭时给载粉气流通过的送粉器旁路。按文献，米尔伯格的系统归结为将粉末送入低压等离子喷涂室。
前述提到的参考专利至少涉及到绝对地将载粉气流中的粉末送入一利用装置，诸如通常的热喷枪，这几乎很少会产生或无明显的反压力变化，只是斯穆特的专利由于管线中的粉块导致了一个压力骤增(和为了吹出出料口的送粉器旁路)。费伯尔和斯波尔丁的送粉器当产生了一个高的反压力时送粉就完全停止了，这是由于进气的压力差将会变为零(甚至反向)。然而，非机械的粉末流化型送粉器对于向具有相当低的反压力(相当于大气压)的热喷枪送粉已经很成功了，所述喷枪还包括具有外部粉末注入的等离子喷枪。
然而，具有很高反压力的内部注入等离子喷枪通常总是要带有机械计量仪的送粉器。随着高速燃烧喷涂热喷枪商业发展进一步带来了问题，诸如帕金-埃尔默公司生产的梅特可型DJ喷枪，这种喷枪在本受让人在1988年5月11日提交的193，030号美国专利申请中披露(代理号ME-3818)。这种喷枪在反压力上导致了一明显变化，即从基本的大气压到50至60个表压或更高，进而，反压力取决于精确的喷枪条件且预置送粉气体压力是不可断定的。还有，既然按照已有技术的送粉器在喷枪点燃之前反压力接近于零，因而当枪点燃时有一个时间差才能使送粉器压力与送粉速率相适应。
所以，本发明的目的在于提供一种向热喷枪之类的利用装置送粉，允许在向送粉系统的反压力上产生一显著变化的改进了的送粉系统。进一步的目的是提供一种送粉系统，它可以在内部向等离子喷枪或高速燃烧火焰喷枪送粉。另一个目的在于提供一种改进了的高压送粉系统而无需机械计量装置来计量送粉速率。
前述的和其它的目的通过以下的送粉系统来达到，该送粉系统包括一用于贮粉的封闭漏斗;一用于以载粉气流方式自漏斗中的送粉处向粉末利用装置运送粉末的载体导管装置;一用于在调节压力下将进气送入漏斗中的送粉装置，该装置使得粉末在送粉处以一与调节压力对应的送粉速率送入载粉气流。该系统进一步包括一漏斗加压装置，用于在送粉前向漏斗加压以及送粉后排气;一测定装置，用来测定载体导管装置中的载粉气流压力;和一送粉调节装置，该装置对载粉气流压力是敏感的，使得调节压力等于随选定的送粉压力的增量而增加的载粉气流压力。最佳地，送粉调节器装置是一种差压调节器，具有与载体导管装置作气体压力相通的参考入口。
载体导管装置包括一从运载气流源引出的延伸到送粉处的输入通道，和一从送粉位置延伸到粉末利用装置的输出导管。为了防止粉末回行到气体调节器，探测装置包括一排气管线，该管线具有一狭窄的气流入口和一连接输出管道的出口，以提供一连续的泄放气体通过排出管线到达输出部分。因而排气管线具有的管线压力代表了输出导管中的载粉气流压力，且调节器装置受管线压力的影响而进行压力的调节。
一排气源以排气源压力通向狭窄的气流入口，其压力等于输入导管中随选定的泄放压力的增量而增加的载粉气流压力，在最佳实施例中，排气源装置包括一设在气流源装置与输入导管之间的气体输入管线，和一设置在输入管线和输入导管之间的调节减压阀，从而在输入管线中提供一排气源压力。
阀装置设在送粉处，其处于开启位置时允许送粉，处于关闭位置时阻止送粉。在一个实施例中，阀装置包括一设置于输入导管中且接近送粉处的第一载粉气流关闭阀，一设在输出导管中且接近送粉处的第二载粉气流关闭阀，一连接在输入导管和输出导管之间的载体旁路导管，和一设在旁路导管中的旁路关闭阀。阀控制装置有选择地打开或闭合关闭阀，使得第一和第二载粉气流关闭阀被共同地打开，且当载粉气流关闭阀闭合时旁路关闭阀开启，当载粉气流关闭阀开启时旁路关闭阀闭合。所述关闭阀，例如，各包括一弹性收缩阀，该收缩阀受控于来自相应阀的压力源的阀气压。
漏斗加压装置包括一连接在输出导管和漏斗中最高贮粉线之上部分之间的漏斗加压管线，和一设在加压管线中的加压关闭阀。当旁路关闭阀开启时阀控制装置可进一步有选择地打开加压关闭阀，当旁路关闭阀闭合时闭合加压关闭阀。作为一可替换的加压管线，可以设置排气装置以便送粉中止时从漏斗中排气。
一进气管线设在调节器装置和漏斗之间，一第一关闭阀设在进气管线中。在最佳实施例中，排气装置包括一设置在位于关闭阀和漏斗之间的进气管线中的止回阀，以阻止气流从漏斗中流过进气管线。压力释放装置设在关闭阀和止回阀之间，以便当第一关闭阀关闭时从进气管线中释放压力，还有一差压排气阀受控于漏斗压力和位于止回阀和第一关闭阀之间的压力分支处的进气管线中的进气压力，当漏斗压力高于进气压力时，气体通过差压排气阀排从漏斗中排出。
在另一个实施例中，阀装置包括一关闭装置，以有选择地在送粉处关闭载体导管的送粉过程。关闭装置包括一设置在位于粉末导管的送粉处的载体导管上的旋转套管，且有一装置可转动在粉末导管上的套管。套管有一侧向开口，当该开口对准送粉孔时其处于开启位置，当该开口没有对准送粉孔时其处于闭合位置。
图1为本发明送粉系统的第一实施例的示意图;
图2为图1所示系统的某些部件的立剖面图;
图3为本发明送粉系统的第二实施例的示意图;
图4为图3所示系统的某些部件的立剖面图;
图5为本发明送粉系统的第三实施例的示意图;
图6为图5所示系统的某些部件的立剖面图;
图7为图6沿线7-7的截面图。
参见图1，一送粉系统10包括一封闭的贮粉漏斗12，该贮粉漏斗12中容纳有已达到正常最高容量水准16的粉末14。用于以载粉气流方式传输粉末的载体导管18包括一输入导管，该输入导管用于接收来自气流源22的气流，且该通道延伸至漏斗底部的送粉位置24。载体导管还包括一输出导管26，该输出导管从送粉位置延伸至诸如高压型高速热喷枪28的粉末利用装置。根据输出端使用需要，气流源22通常包括一空气、氖气或氩气之类的源30;一第一电磁阀S1;一高压调节器R1;一压力表G1;气体导管31和一气体流量计32。一收缩阀(未显示)可以靠近枪28的导管26中，以避免当断开载粉气流时燃烧气体自枪口处的回流。
在送粉位置24粉末至少通过一个输入口34被加入载体管18，例如1.07毫米内径的载体导管中的一个1.02毫米的输入口。随着进气以一调节好的压力进入漏斗12，使粉末以一与调节压力相应的速率通过入口34加入载粉气流中。一诸如差压调节器R2的进给调节器接受一个从供气源管线31引出的加压气体。该调节器有一参照压力入口36通过一用来检测气流压力的排气管线38与载体管作气压连通。进气管线40将调节器出口与漏斗12通过一诸如电磁阀S2的第二气体关闭阀连通起来，所述阀位于进气管线中。
进气管线较好的是通向漏斗42的上部，即最大贮粉水准16之上。最好是使进气通过粉末而在邻近入口处产生一局部流化粉末区。
然而更好的是，参见图2，送粉系统装置还包括一安装在支撑芯棒46之上，且由位于漏斗盖50之下的扣紧簧48所夹持的垂直管44。(漏斗盖50可以打开，并以通常方式盖在漏斗之上)，使垂直管44自漏斗中最高粉末水准线16的上方延伸至接近于加粉位置24的地方。一筛网52，例如40微米筛网，设置在垂直管44的下端，以使气体从垂直管扩散入粉末中。垂直管还有一位于最大贮粉水准线之上用以接受漏斗中进气的进口54。一橡皮的或其它高弹体鸭嘴形阀56或其类似装置设置在进口54处的阀体50内，以防止气体回流入垂直管中而导致筛网52的堵塞。
另一封闭筛网60用于防止粉末返回进气管线中，一较大的如20目(841微米)筛网62，可以通过除了块团或其它大块之外的所有所需粉末，此筛网是设置在靠近漏斗的下部，还具有将粉末扩散于底部的功能。一通常的空气或电驱动振动器64是安装在漏斗的底部。
差压调节器R2(图1)是一般类型的，如诺格伦公司出售的11-118型，经改装用来调节压力差，或如前述美国专利4，747，731号所述。调节器R2按照载粉气流压力通过管线38或管线40以进行压力的调节。调节器是可调的，以便提供一与载粉气流压力相等的调节压力，所述载粉气流压力随预选进粉压力的增量而增加。这种设置将进粉压力控制在高于载体压力，而与热喷枪或其它利用装置的反压力无关。
更好地，气体排出管线38具有一狭窄的气流入口66，一出口联结部68与输出导管26相通，以便通过排气管线提供一连续的排出气体。管线压力是指排气管线中压力点70处的压力。该管线压力代表输出导管中的气流压力。来自输入管20的排气源72，当排气流压力等于输入导管中的传输气流压力时产生排气气流，所述传输气流压力随选定的排气压力的增量而增加。排气源最好包括一诸如诺利伦公司出售的U06型的调节卸压阀R3，该阀经改装后可调节压力差，且设置于载粉气流供给源22与输入导管20之间的输入管线中，以便在输入管线76上的分支位置74处提供一排气源压力，所述管线76连接气流供给源22与卸压阀R3。狭窄气流入口与分支位置74相连。例如收缩段66由3厘米长0.15毫米内径的管子构成。一诸如弹性鸭嘴式止回阀78的粉末堵塞器被设置在输入导管20中，以防止粉末向上返回至调节器R3。
输出连接器68包括一合并的接头80(图2)，具有一位于其中的第一导管道82，构成输出导管26的一部分。其中的第二导管84有一第一端86以接纳来自排气管线38的泄放气体，第二端88与第一导管道82汇合，且相对于第一导管82中的载粉气流方向形成一锐角A。锐角例如约30°，以将进入排气管线38的粉末减少到最低程度。还有一诸如弹性鸭嘴阀90的粉末堵塞装置设置在靠近输出连接器68的排气管线中。
一差压计G2(图1)连接在进气管线40与排气管线38之间。该差压计对应于漏斗压力和管线压力，以提供送粉速率的计量。
阀装置92与送粉口24相连，该阀具有一开启位置使粉末从漏斗送入载体导管中，和一闭合位置以阻止粉末的送入。按照图1和图2所示的本发明实施例，阀装置包括设置在输入导管20中的一第一载粉气气关闭阀P1，最好是靠近送粉位置;阀装置还包括一设置于输出导管中的第二载粉气流关闭阀P2，同样最好是靠近送粉位置。一载体旁路导管94是连接在输入导管20的接头95和输出导管之间，从而为漏斗12和关闭阀P1和P2提供一旁路。一旁路关闭阀P3设置在旁路导管94中。最佳地，每个关闭阀P1、P2、P3包括一弹性收缩阀，该收缩阀由来自各个阀压力源的阀气压控制。每个收缩阀(详见图2中的P3)是在稳定筛网97内的一弹性管96，它与各气体管线连通，且密封在外套98中以接受来自气门100的阀压力。根据阀压施加于外套的作用下，阀被压紧处于关闭位置阀控制器102可选择性地开启或关闭阀P1、P2、P3，使得第一和第二载粉气体关闭阀P1、P2共同地开启或闭合，且当载粉气流关闭阀P1、P2闭合时旁路关闭阀P3被打开，当载粉气流关闭阀P1、P2打开时则旁路关闭阀P3闭合。
阀压力源包括一阀压力调节器，最好包括一与调节器R2相似的差调节器R4，以接受气体管线道104中的供气，气体管道104是从气流供给线31中分接出来的。调节器R4有一与排气管线38相连的压力入口105，使其对应于载粉气流压力。调节器的置定是为了使阀压力处于与载粉气流压力相等的压力水平，载粉气流的压力随被选定的阀压力的增量而增加，从而足以操纵关闭阀即弹性管子阀的收缩与载粉气流导管或旁路中的压力无关。
第一电磁阀S3设置于气体管道106中，且连接在差压调节器R4和第一和第二收缩阀P1和P2的各个分支管线108之间。第二电磁阀S4设置在从调节器R4到旁路收缩阀P3的另一个气体管道110中。电磁阀S3、S4具有排气口112的类型，当关闭从差压调节阀通向各个管线108、110的压力时，排气口各自从其出口将气体排向大气。来自控制台116或计算机或类似物的导电体114上的控制信号可选择地操作所有电磁阀，使阀气压作用于关闭阀上。
漏斗加压装置用来在加粉前向漏斗加压或加粉后抽空漏斗。按照图1和图2所示的实施例，漏斗加压装置包括一漏斗加压管线118，该加压管线是连接在输出导管26与漏斗12中高于最大贮粉水准线16的部分之间。与输出导管26的连接最好通过一第二汇合导管120，该汇合导管与一汇合接头80形成一锐角。另一诸如收缩阀的加压关闭阀P4设在加压管线118中。该阀的压力为管线110的分支管线122的压力所促发，管线110通向旁路关闭阀P3。所以阀控制器在旁路关闭阀开启时可进一步选择性地打开加压关闭阀，当旁路关闭阀关闭时可闭合加压关闭阀。
按照图3图4所示的另一实施例，漏斗加压管线和阀可以被一排放系统124替代，该排放系统用来当粉末送料中止时排出漏斗中的气体。一诸如弹性鸭嘴式的止回阀126设置在进气管线140中，以防止或至少阻碍气流和粉末流量从漏斗中流回进气管线。当阀S2关闭时，电磁关闭阀S2通过释放口128将进气管线中的气压降至大气压，就象上述对阀S3和S4的描述。一差压排气阀130对应于进气管线40中的进气压力，该压力取自位于止回阀126和关闭阀S2之间的压力计接口132，以便每当漏斗压力超出进气压力就从漏斗中排出气体。另一方面图3和图4的元件与图1图2中所示的基本相同，数字标号也相同。
按照合乎要求的配置(图4)，差压排气阀包括一中空体134和一安装在中空体内的柔性膜，以分开第一空腔138与第二空腔140。一刚性盘142略小于膜136且用粘结剂粘于膜上，以在允许的柔度范围内提供一些支撑。一开口管状元件144通过第一空腔138延伸进中空体134直到与膜贴近的点146，使得膜正好盖住开口。一气体连接管148连接在第二空腔140与压力接口132之间。一排气管150连接在漏斗12和第一空腔138之间。其他方面系统如图1图2中的描述相同，部件的标号也可通用。如果进料系统在低于大气压的条件下工作，就需有一真空泵一类的装置连接到诸如管线128、144的所有排气管线。
在操作过程中，第一空腔138中的压力大于第二空腔140中的压力，则使薄膜136被移离管状元件144，从而使气体通过第一空腔从漏斗中排出。相反，若第一空腔中的压力基本上等于或小于第二空腔中的压力，则薄膜紧贴管状元件，从而防止气体通过第一空腔从漏斗中排出。
然而，在另一个实施例中，阀装置包括一闭合装置，以选择性地在送粉位置关闭载体导管，阻止漏斗的送粉。在这个实施例中，一最佳的实例如图5-7所示，省略了第一和第二载粉气流关闭阀，取而代之的是关闭装置，该关闭装置用以关闭漏斗的孔34。旁路导管、漏斗加压管线和图1-4中有关的阀被省略。一普通调节器R5代替了差压调节器R4。系统的其它方面与图3和图4所示相同，且具有合适的相同元件的编号。
载体导管18在送粉处24具有一送粉孔34以接纳粉末。一关阀装置151包括设置在位于送粉处的载体导管18上的一套管152，紧配合套管可在粉末导管上转动。套管例如可以由PTFE塑料制成。套管有一开口154，该开口154对准送粉孔34时处于开启位置(如图所示)，当开口转动到不对准闭合位置158(如图7中虚线所示)，即套管封住了孔。套管如图6图7所示。套管延伸部160通过漏斗12延伸，且带有一个或两个O形环密封圈161。(一个已经显示)。在漏斗外面，延伸部160上有一法兰盘162，且经向地设置了枢轴163。一对带有活塞167的气缸164、165安装在气缸座166上，活塞167与杆168相连，杆168具有与各对应的枢轴163连接的肘连接169。活塞进一步带有将每个气缸的内室171与外室172分开的形环密封圈170。第一气体管线173使电磁阀S3与第一气缸164的内室171和第二气缸165的外室172构成“T”形连接。第二气体管线使阀S4与第一气缸164的外室和第二气缸165的内室具有相同的连接。
阀气体是选择性地作用于171、172。第一和第二阀气压交替地作用于各自的第一和第二室，以便有选择地转动处于开启位置(如图所示)和闭合位置之间的套管。
在垂直管44底部的筛网52(如图1-4所示)可以被鸭嘴阀182替代(如图5和图6所示)，以使粉末排出管子，在入口部54处设有鸭嘴阀。
上述几个实施例的操作基本上是相同的，该系统特别地适用于向具有例如50表压这样的高反压的热喷枪送粉。例如，参照图1和图2所示的实施例，在喷枪不工作的预备模式控制下，电磁阀S1、S3被打开且电磁阀S2、S4被关闭，从而使第一和第二载体关闭阀P1、P2闭合旁路及加压关闭阀P3、P4被打开。
在预备模式控制下，载粉气流从气源30以例如12.3公斤/平方厘米(175表压)的压力输出，通过一开启的电磁阀S1进入调节器R1，该调节器置定于8.75公斤/平方厘米(125表压)的压力输出。流量计32将载体流调节到一需求的速率，比如9.4升/分钟(20标准立方尺/小时)，且维持载体流通过任何正常的来自喷枪28的反压力，例如达7公斤/平方厘米(100表压)的反压力。减压阀R3置定于可提供一(例如)2.1公斤/平方厘米(30表压)的反压力，此反压力高于输入管20中的载体压力。2.1公斤/平方厘米的反压力保证了流向限流器66正向流量，该限流器用于通过排气管线38进气。进料调节器R3按照所需送粉速率预置定于一(例如)0.2公斤/平方厘米(3表压)的压力增量。
当喷枪点燃时，一例如3.5公斤/平方厘米(50表压)反压力很快地在输出管26中产生并通向输入管90。8.75公斤/平方厘米的压力通过流量计32维持流向喷枪的载粉气流。减压阀R3立即被启动，且自动地达到5.6公斤/平方厘米(80表压)以维持管线38中的排气流。由于漏斗最初处于大气压下，漏斗12很快地被来自旁路管94的载粉气流和从输出管26流回的气体加压，两股气流都通过漏斗加压管线118进入漏斗。尽管还没有进气流通过关闭的电磁阀S3，排气管线38中的反压还导致调节器R4的压力达到3.7公斤/平方厘米(53表压)，一旦漏斗中的压力达到反压，载粉气流则再次流经输出管。
在进粉模式下，关闭电磁阀S3，打开电磁阀S3、S4，使得载体关闭阀P1、P2打开和旁路及加压阀P3、P4闭合。气流经漏斗12，从那里通过垂直管44以及可能部分地通过漏斗中的粉末14，从而通过输入口34带走粉末送粉气流的压力与反压力的差决定了送粉速率，此送粉速率可由计量仪G2来监测。调节器R2可重复再调节以调节送粉速率。
停止送粉时，电磁阀S3打开，电磁阀S2、S4关闭，使得载体关闭阀P1、P2闭合，旁路阀和加压阀P3、P4被打开。送粉气流停止，漏斗压力的递增通过与阀S3相通的管线112被释放，直至与喷枪反压力相等为止。当喷枪关闭时，漏斗气体通过加压管线118、输出管26和喷枪28进一步平衡。
图3图4所示的实施例的操作相似，只是在预备阶段，电磁阀S2可在开始时与供气阀S1一道开启，因为阀关闭时没有送粉气流，当喷枪点燃时，调节各种压力，包括所有的由于进气管线40的加压，使漏斗压力处于3.7公斤/每平方厘米。既然压力在差压排气阀130的空腔138、140中平衡，漏斗在这一阶段不排放。
在图3图4所示的进给阶段，电磁阀S3关闭，电磁阀S4打开，从而载体关闭阀P1、P2打开，旁路阀P4闭合。由于预加压，进粉过程基本上是立即开始的，这是本实施例的一个特殊优点。变换阀的置定位置，以中止仍然处于点燃状态的喷枪的送粉。只要漏斗中的压力超出进给管线的压力，就开启差动阀130以排空漏斗，直至其压力等于进气压力。当关闭进料器时，电磁阀S2被闭合，使得进给管线40从阀S2通过管线128被排放至大气压，同样地允许排气阀排空漏斗。这种类型的排气阀优于电磁操纵的收缩阀，因为排放会自动地发生，只要漏斗压力高于进给管线压力，即使在工作过程中，送粉速率也可按需要很快地被调节。
图4-7所示的实施例，其操作方法与图3和图4相同。电磁阀S3、S4操纵粉末关闭阀151来替代载体收缩阀，载体旁路不再需要，因为载粉气流可以随着关闭阀打开或闭合而流向载体管道。排气阀的操作如图2所示。本实施例排除了粉块，它可能积聚在收缩阀之间的进粉段。
从前述描述中可以看出，本发明为热喷枪一类的装置提供了送粉系统，所述喷枪一类的装置产生一进入粉末载粉气流管道中的高反压。由于喷枪和反压力可以开启和关闭，且由于反压力可随喷枪的调节而变化，送粉系统自动地快速地调节其内部压力以维持精确的送粉速率。几个实施例有所述的特殊优点，系统并未限制反压高于大气压，因而可以应用于低压室中的等离子喷涂。
虽然本发明参照以上几个个别的实施例得以详细描述，但不脱离本发明的精神和附属权利要求范围的各种变化和修改对本技术领域的技术人员来说都是显而易见的。因而本发明仅限于从属的权利要求及其对应物。
权利要求
1.一用于向热喷枪送粉，允许在向送粉系统的反压上产生一显著变化的送粉系统包括-用于贮粉的封闭漏斗；用于以气载方式从漏斗中的粉末送粉处向粉末利用装置送粉的载体管道装置；用于以一调节压力将进气送入漏斗中，使得粉末在送粉处以一随调节压力变化而变化的送粉速率进入载粉气流的送粉装置；用于在送粉前向漏斗加压和送粉后排空漏斗的漏斗加压装置。用于测定在载体管道装置中的载粉气流压力的测定装置；用于进行压力调节使其等于随选定的送粉压力的增量而增加的，载气压力，且随载气压力的变化而变化的送粉调节装置。
2.如权利要求1所述的送粉系统，其特征在于，送粉调节装置是一种差压力调节器，它具有与载体管道装置作气压连通的参考压力入口。
3.如权利要求1所述的送粉系统，其特征在于，送粉装置包括设置在调节装置和漏斗之间的进气管线，进一步包括一设置于进气管线中的第一气体关闭阀。
4.如权利要求1所述的送粉系统，其特征在于，载体管道装置包括一从气流源引出且延伸到送粉位置的输入管道，一从送粉处延伸到粉末利用装置处的输出管道，且含有一探测装置，探测装置包括一狭窄气流入口和与输出导管相连的出口的排气管线，从而提供一通过排气管线到达输出管道的连续的泄放气流，该排气管线中的管线压力代表了输出管道中的载气压力，且调节装置随管线压力的变化而变化以进行压力调节。
5.如权利要求4所述的送粉系统，其特征在于，所述系统进一步包括一与输入导管相通的排气源装置，用以将排气源按排气源压力等于随选定的排气压力的增量而增加的输入管道中的载气压力供给于狭窄流量入口。
6.如权利要求5所述的送粉系统，其特征在于，排气源装置包括一设置在载粉气流源与输入管道之间的气体输入管线，和一设置在输入管线和输出管之间的调节减压阀，以在输入管线中提供一排气源压力，狭窄气流入口是连接在输入管线和排气管线之间的。
7.如权利要求1所述的送粉系统，进一步包括设置在送粉处的阀装置，阀装置具有一开启位置用于送入粉末，一闭合位置用于阻止粉末的输入。
8.如权利要求7所述的送粉系统，其特征在于，载体管道装置包括一从气流源引出且延伸到送粉处的输入管道，和从送粉处延伸到粉末利用装置的输出管道，还包括阀装置，阀装置包括一设置在输入管道中且接近送粉处的第一载粉气流关闭阀，设置在输出管道中接近送粉处的第二载粉气流关闭阀，一连接在输入导管和输出导管之间的载体旁路管道，以便为送粉处和载粉气流关闭阀提供旁路，一设置于旁路管道中的旁路关闭阀，和阀控制装置，该装置可有选择地开启或闭合关闭阀，从而第一和第二载粉气流关闭阀一起地开启或关闭，且当载粉气流关闭阀闭合时旁路关闭阀开启，当载粉气流关闭阀开启时旁路关闭阀闭合。
9.如权利要求8所述的送粉系统，其特征在于，关闭阀各含有一弹性收缩阀，该收缩阀受控于各个阀压力源的阀气体压力。
10.如权利要求9所述的送粉系统，其特征在于，阀压力源包括阀调节装置，该阀调节装置受控于载粉气流压力，用来调节阀压力等于载粉气流压力，载粉气流压力随选定的阀压力的增量而增加，足以操作载粉气流关闭阀，阀控制装置包括载粉气流关闭装置，用于选择性地将阀气流压力施加于载粉气流关闭阀，且阀控制装置进一步包括旁路气体关闭装置，用于选择性地将阀的气体压力施加于旁路关闭阀。
11.如权利要求8所述的送粉系统，其特征在于漏斗加压装置包括一连接输出导管和漏斗中高于最大贮粉水准线的部分的漏斗加压管线，一加压关闭阀设于加压管线中，其中，阀控制装置在旁路关闭阀打开时可以有选择地打开加压开关阀，当旁路关闭阀闭合时可选择性地闭合加压关闭阀。
12.如权利要求11所述的送粉系统，其特征在于，关闭阀各自包括一弹性收缩阀，该阀受控于来自各个阀压力源的阀气压。
13.如权利要求12所述的送粉系统，其特征在于，阀压力源包括阀调节装置，该阀调节装置与载粉气流压力起反应，以使阀压力与载粉气流压力相等，载粉气流压力随选定的阀压力的增量而增加，足以操作第一和第二关闭阀，阀控制装置包括载粉气流关闭装置，用于选择性地将阀气压施加于第一和第二粉末关闭阀，且阀控制装置进一步包括一旁路气体关闭装置，用来有选择地将阀气体压力施加于旁路关闭阀和加压关闭阀。
14.如权利要求8所述的送粉系统，其特征在于，漏斗加压装置包括一当送粉停止时从漏斗中排放气体的排气装置。
15.如权利要求14所述的送粉系统，其特征在于，加粉装置包括设置在调节装置和漏斗之间的进气管线，进一步包括一设置进气管线中的第一气体关闭阀，且排气装置包括一设置在关闭阀和漏斗之间的位于进气管线中的止回阀，以阻止气流从漏斗进入进气管线，卸压装置设置在关闭阀与止回阀之间，用来当第一关闭阀闭合时，从进气管线中释放压力，差压排气阀对漏斗压力及位于止回阀和第一关闭阀之间的压力分支处的进气管线中的进气压力是敏感的，从而当漏斗压力超过进气压力时气体从漏斗中通过差压排气阀排出。
16.如权利要求11所述的送粉系统，其特征在于，差压排气阀包括一中空体，一安装于中空体中用来隔开第一空腔和第二空腔的柔性薄膜，一开口管形元件通过第一空腔延伸进中空体中，到达靠近薄膜的地方，使管口被正常地封住，一气体连接管线连接在第二空腔和压力分支之间，一排气管连接在漏斗和第一空腔之间，当第一空腔压力大于第二空腔中的压力时，则使薄膜移离管形元件，从而使气体从第一空腔中排出，当第一空腔的压力基本上等于或小于第二空腔压力时，则关闭第一空腔，阻止排气。
17.如权利要求15所述的送粉系统，其特征在于止回阀包括一弹性鸭嘴阀。
18.如权利要求7所述的送粉系统，其特征在于，阀装置包括一关闭装置，可有选择地关闭载体导管以阻止漏斗送粉处的送粉。
19.如权利要求18所述的送粉系统，其特征在于，载体导管包括一带有送粉口的导管部分，用以在送粉处接纳粉末，关闭装置包括一设置在送粉处的载体导管上可转动的套管，且进一步包括一转动装置以转动粉末导管上的套管，套管具有一侧向开口，其对准送粉口时处于开启位置，转动到不对准送粉口时处于关闭位置。
20.如权利要求18所述的送粉系统，其特征在于漏斗加压装置包括排气装置，当送粉结束时用于将气体从漏斗中排出。
21.如权利要求20所述的送粉系统，其特征在于，送粉装置包括一设置在调节装置与漏斗之间的进气管线，进一步包括一设在进气管线中的第一气体关闭阀;和排气装置，该排气装置包括一设在位于开关阀和漏斗之间的进气管线中的止回阀，以阻止漏斗中的气流通过进气管线，卸压装置设在关闭阀和止回阀之间，以便当第一关闭阀关闭时从送气通道中解除压力，差压排气阀对漏斗压力和位于止回阀和第一关闭阀之间的分支处的进气管线中的进气压力是敏感的，因此当漏斗压力超出进气压力时通过差压排气阀使气体从漏斗中排出。
22.如权利要求21所述的送粉系统，其特征在于，差压排气阀包括一中空体，一安装于中空体中用于隔开第一空腔和第二空腔的柔性薄膜，一开口管件通过第一空腔延伸到中空体中，到达贴近薄膜处，从而管口被正常地封住，一气体连接管线连接在第二空腔和压力分支之间，排气导管连接在漏斗和第一空腔之间，当第一空腔的压力大于第二空腔的压力时，压力差使薄膜离开管件，从而通过第一空腔排出气体，当第一空腔的压力基本上等于或小于第二空腔的压力时，则闭合第一空腔以阻止排气。
23.如权利要求21所述的送粉系统，其特征在于止回阀包括一弹性鸭嘴阀。
24.如权利要求1所述的送粉系统，其特征在于，送粉装置包括一安装于漏斗中的垂直管子，该管子从位于漏斗中第大贮粉水准线之上的第一点延伸至接近送粉处的第二点，阀装置安装在垂直管上，以防止粉末向上通过管子，管子上有一位于最大贮粉线之上的入口，以接受漏斗中的进气。
25.如权利要求24所述的送粉系统，其特征在于阻塞装置包括一位于第一点的筛网，送粉装置进一步包括一设在入口处弹性鸭嘴阀，以防止气流向上流经垂直管。
26.一送粉系统包括一闭合贮粉漏斗，用于以载粉气流方式从漏斗的送粉处向粉末利用处输送粉末的载体导管装置，用来将进气以一调节压力送入漏斗，从而在送粉处将粉末送入载粉气流的送粉装置，用于当送粉中止时将漏斗中的气体排出的排气装置，送粉装置包括一设在调节装置和漏斗之间的进气管线，且进一步包括一设在进气管线中的第一气流关闭阀，排气装置包括一设在位于关闭阀和漏斗之间的进气管线中的止回阀，以阻止漏斗中的气流流回进气管线，卸压阀装置设在关闭阀和止回阀之间，以便当第一气体关闭阀闭合时通过进气管线释放压力，差压排气阀对漏斗压力和位于止回阀和第一关闭阀之间的压力分支处的送气管线中的进气压力是敏感的，从而当漏斗压力超出进气压力时通过差压排气阀使气体从漏斗中排出。
27.如权利要求26所述的送粉系统，其特征在于，差压排气阀包括一中空体，一位于中空体内用以隔开第一空腔和第二空腔的柔性膜，一开口管件通过第一空腔进入中空体内，延伸到贴近薄膜处从而使管口被薄膜正常地封住，一气体连接管线连接在第二空腔和压力分支处之间，一排气导管连接在漏斗和第一空腔之间，当第一空腔的压力大于第二空腔的压力时，压力差使薄膜移离管形元件从而气体可通过第一空腔排放，当第一空腔压力基本上等于或小于第二空腔的压力时，就闭合第一空腔阻止排气。
28.如权利要求26所述的送粉系统，其特征在于，止回阀包括一弹性鸭嘴阀。
29.一用于向热喷枪送粉的送粉系统，允许在向送粉系统的反压上产生一显著的变化，它包括一用于贮粉的封闭漏斗;一用于以载粉气流形式自漏斗中送粉处的载体导管中的一个孔向粉末利用装置运送粉末的载体导管，载体导管装置包括一从气流源引出且延伸到送粉处的输入导管，和一自送粉处延伸到粉末利用装置的输出导管;一用于在一调节压力下将进气送入漏斗的送粉装置，该装置使得粉末在送粉处以一随调节压力变化而变化的送粉速率送入载粉气流中，送粉装置包括一设置在调节装置和漏斗之间的进气管线，且进一步包括设置在进气管线中的第一气体关闭阀;用于允许或阻止送粉的阀装置包括一设置在输入导管中接近送粉处的第一载粉气流关闭阀，一设置在输出导管中接近送粉处的第二载粉气流关闭阀，一连接在输入导管和输出导管之间的为送粉处提供旁路的旁路导管和载体关闭阀，一设置于旁路导管中的旁路关闭阀，阀控制装置有选择地打开或闭合关闭阀使得第一和第二载粉气流关闭阀共同地开启或关闭，当载粉气流关闭阀闭合时旁路关闭阀开启，当载粉气流关闭阀开启时旁路关闭阀闭合;一连接在输出导管和漏斗最大贮粉线之上之间的漏斗加压管线，和一设在加压管线中的加压关闭阀，阀控制装置有选择地在旁路关闭开启时，闭合加压关闭阀，在旁路关闭阀闭合时闭合加压关闭阀;用来测定载体导管装置中的载粉气流压力的测定装置，包括一具有一狭窄气流入口和与输出导管相连的出口联结管的排气管线，以提供一连续的泄放气流通过排气管线到达输出导管，排气管线具有一管线压力代表输出导管中的载粉气流压力，调节装置具有对管线压力起反应的，用来进行压力的调节。一排气源包括一设在载粉气流源和输入导管之间的气体输入管线，和一设在输入管线和输入导管之间中的调节卸压阀，该阀用来在输入管线中提供一与输出导管中载粉气流压力相等的排气源压力，所述载粉气流压力随选定的排气压力的增量而增加，狭窄的气流入口是连接在输入管线和排气管线之间;以及一差压力调节器，该调节器具有一在气压上与载体导管相通的参照压力入口，以使调节压力等于随着选定的进气压力的增量而增长的载粉气流压力。
30.一用于向热喷枪送粉的送粉系统，允许在向送粉系统的反压力上产生显著变化，它包括一用于贮粉的封闭漏斗;一用于以载粉气流形式自漏斗中送粉处的载体导管上的一个孔向粉末利用装置运送粉末的载体导管，载体导管装置包括一从气流源引出且延伸到送粉处的输入导管，和一自选粉处延伸到粉末利用装置的输出导管;一用于在调节压力下将进气送入漏斗的送粉装置，该装置使得粉末在送粉处以一随调节压力变化而变化的送粉速率送入载粉气流中，送粉装置包括一设置在调节装置和漏斗之间的进气管线，且进一步包括设在进气管线中的第一气流关闭阀;用于允许或阻止送粉的阀装置包括一设置在输入导管中接近送粉处的第一载粉气流关闭阀，一设置在输出导管中接近送粉处的第二载粉气流关闭阀，一连接在输入导管和输出导管之间的为送粉处提供旁路的载体旁路和载体关闭阀，一设置于旁路导管中的旁路关闭阀，阀控制装置有选择地打开或闭合关闭阀使得第一和第二载粉气流关闭阀共同地打开或关闭，当载粉气流关闭阀闭合时旁路关闭阀开启，当载粉气流关闭阀开启时则旁路关闭阀闭合;漏斗加压装置包括一排气装置，当漏斗压力超出进气管线压力时，该装置用来排出漏斗中的气体，排气装置包括一设在关闭阀和漏斗之间的进气管线中的止回阀，以阻止气流从漏斗中通过进气管线，卸压装置设在关闭阀和止回阀之间以便当第一关闭阀关闭时解除进气管线中的压力，还包括一差压排气阀，该阀对漏斗压力及位于止回阀和第一关闭阀之间的压力分支处的进气管线中的进气压力是敏感的;用来测定载体导管装置中的载粉气流压力的测定装置，包括一具有一狭气流入口和与输出导管相连的出口联结器的排气管线，以提供一通过排气管线到达输出导管连续的泄放气体，排气管线具有一管线压力代表输出导管中的载粉气流压力，且调节装置与管线压力是敏感的，用于进行压力的调节;一排气源包括一设在载粉气流源和输入导管之间的气体输入管线，和一设在输入管线和输入导管中的调节卸压阀，该阀用来在输入管线中提供一与输入导管中载粉气流压力相等的排气源压力，所述载粉气流压力随选定的排气压力的增量而增加，狭窄的气流入口连接在输入管线和排气管线之间;一差压力调节器，该调节器具有一在气压上与载体导管相通参照压力入口，以使调节压力等于随着选定的进给压力的增量而增长的载气压力。
31.一用于向热喷枪送粉的，送粉系统允许在向送粉系统的反压力上产生一显著变化，它包括一用于贮粉的封闭漏斗;一用于以载粉气流形式自漏斗中送粉处的载体导管上的一个孔向粉末利用装置运送粉末的载体导管，载体导管装置包括一从气流源引出且延伸到送粉处的输入导管，和一自送粉处延伸到粉末利用装置的输出导管;一用于在一调节压力下将进气送入漏斗的送粉装置，该装置使得粉末在送粉处以一随调节压力变化而变化的送粉速率送入载粉气流中送粉装置包括一设置在调节装置和漏斗之间的进气管线，且进一步包括在进气管线中的第一气流关闭阀;一可转动的套筒，在送粉处套在载体导管上;用于转动粉末导管上的套筒的转动装置，套筒有一侧向开口，处于开启位置时对准送粉孔，关闭位置时不对准送粉孔;漏斗加压装置包括一排气装置，当漏斗压力超过进气管线压力时，该装置用来排出漏斗中的气体，排气装置包括一设在关闭阀和漏斗之间的进气管线中的止回阀，以阻止气流从漏斗中通向进气管线，卸压装置设在关闭阀和止回阀之间以便当第一关闭阀闭合时从进气管线中释放压力，还包括一差压排气阀，该阀对漏斗压力及位于止回阀和第一关闭阀之间的压力分支处的进气管线中的进气压力是敏感的;用来测定载体导管装置中的载粉气流压力的测定装置，包括一具有一狭窄的气体入口和与输出导管连接的出口的排气管线，以提供一通过排气管线到达输出导管的连续的泄放气体，排气管线中的管线压力代表输出导管中的载粉气流压力，而调节装置对管线压力是敏感的，以便用来进行压力的调节;一排气源包括一设在气流源和输入导管之间的气体输入管线，和一设在输入管线和输入导管之间的调节卸压阀，该阀用来在输入管线中提供一与输入导管中的载粉气流压力相等的排气源压力，所述载粉气流压力随选定的排气压力的增量而增加，狭窄气流入口连接在输入管线和排气管线之间;一差压力调节器，该调节器具有一在气压上与载体导管连通参照压力入口，以调节压力等于随着选定的进给压力的增量而增加的载粉载粉气流压力。
全文摘要
一向高反压处送粉的送粉系统，包括一带有送粉口的载体导管和一以调节压力向漏斗中送气的导管。排气通道有一出口与输出管道相连，其管道压力代表了载体压力。差压调节器在管道压力的作用下使调节压力等于载体压力的增量。输入通道中的调节排气阀提供一排气气流到排气通道。节流阀交替地允许或阻止送粉，一可转动套管带有一侧向开口套在载体通道上。一载体旁路通道连接输入和输出导管，漏斗加压导管连接输出导管和漏斗。
文档编号B65G53/18GK1041923SQ89107830
公开日1990年5月9日 申请日期1989年10月9日 优先权日1988年10月21日
发明者马克·F·斯波尔丁, 理查德·A·格林 申请人:帕金-埃尔默有限公司