专利名称：横向进料螺旋推进器及其方法
技术领域：
本发明涉及一种确保向粉末供料器均匀地填充一定量微粒物料，并将该物料涂镀于连续基体或不连续物件的装置和方法。更确切地说，本发明是利用在粉末供料器入口内横向放置的旋转刷由横向供料螺旋推进器将粉料导入，粉料存蓄于供料器内，以便最终用静电型涂镀器将粉料涂镀于基体上。
采用静电型涂镀工艺可以改善一种基体的表面特性。为了涂镀基体，将粉料雾化器与供料器结合，将计量出的一定量的粉料射入空气流中。空气流直接射向涂镀装置，将粉末颗粒充电，以使粉末吸附于基体中。有时，在化学方面讲粉末是高活性的，而且通常尺寸很小。粉末颗粒所充入的强静电力，使得其紧紧吸附于基体。通常，基体是连续的带条或薄板条，横向通过涂镀装置作连续前进的。
微粒上的静电力可以非常强，大约等于其重量的10至1000倍。通常，电极置于距离基体4至6英寸的位置，要让绝大多数生成的粉料雾化体只在这个范围内扩散，进而有利于通过静电效应对其产生影响。这些效应包含电场，通过与带条间的电场由电晕放电使激化产生非常活跃的离子，这些离子中的一部分与弥散粉料间碰撞造成的电荷转移，以及这些激化离子与到处扩散的粉粒间的碰撞与动能转换等等。
从粉末供料器发送出的粉料必须以均匀的流速送出，否则会造成涂镀间断或不匀。供料器中的粉料高度需保持在一定水平上，以使在供料器的进口处维持有一个恒定的粉料位差压力。基体要置于粉末供料器入口上面的话，由于电极要占用空间，基体与粉末供料器的间隔就不能太宽。由于该基体与供料器间可利用的高度有限，遂造成粉末供料量的保持与控制上的困难。
为了将粉料均匀地发送到基体上，粉料应该沿粉料供给器横向均匀发散。排放率取决于单位时间内涂镀于基体的整个宽度并达到预期厚度的粉料的总量。如果在粉料供给器中，粉料不是均匀地发送，则粉料供给器的排放率就不均匀。从供料器中粉料的不均匀排放的结果将导致不连续或不均匀涂镀。因此，在本技术领域中需要这样的设备和方法，即在静电型粉末涂镀操作过程中，通过粉料供给器的粉料能够保持一个恒定量。
发明人要解决的问题是振动、吹松和浮动粉料并将其推进供料器。沿运输通道振动粉料是不可取的，这是因为在可得到的排出率的范围内，得不到可供给足够粉料的适当角度，而且还有很强的使粉料结块的趋势。将粉料吹到供料器中，会引起超过需要粉料总量的部分损失，还使得粉料不能均匀地发送。将粉料推入供料器，会引起活性粉料开始起化学变化，因此在被排放和/或施用于基体之前，粉料就会聚集或结块。本发明也曾试图利用一种流化方法，即让粉料在微倾斜的输送槽中浮动，以实现粉料沿横向流动。但是由于要求有倾斜角度而不能实现沿相对宽的供料斗旋转刷将粉料横向均匀地放置，因而不能实现。因此，在本技术领域中需要这样的设备和方法，它能够保持粉末供料器的均匀填加，同时使粉料起反应的趋势降至最小。
一种从供料斗向粉末供料器传送粉料的装置，包含供料斗，以及带有入口和出口的粉末供料器。粉末供料器与供料斗有一定的间隔。旋转刷与供料斗相连接，将粉料从供料斗取出并且沿水平方向送入粉末供料器。通过旋转刷的旋转，将粉料沿粉末供料器入口横向送入。一个电机用于旋转旋转刷。
一种将粉料从供料斗传送到多个粉末供料器的装置，包含一个供料斗，以及第一、第二粉末供料器。每一个粉末供料器都具有一个入口和出口，并且其与供料斗有一定间隔。同时，还具有第一和第二沿水平方向设置的旋转刷。每一个旋转刷都与供料斗相连接，其将粉料从供料斗中取出并传送到第一和第二粉末供料器中。将粉料沿各粉末供料器的入口横向均匀地发送。将旋转刷平行放置并具有垂直距离。其中具有一用于旋转第一和第二旋转刷的驱动装置。
保持均匀填充粉末供料器的方法包含下列步骤在其内沿横向设置一旋转刷，并且在空间上其与粉末供料器的入口共同扩张；旋转旋转刷，使得粉料从供料斗中取出并沿轴向传送到供料器中。利用旋转的螺旋推进刷通过入口将粉料沉淀在供料器中，同时，允许少量的粉料从供料器的出口流出，由此保持粉末供料器均匀地填充。
下面详细的描述优选实施例，本发明的这些和其他目的将会显示出来。
下面结合附图对本发明的优选实施例进行详细的描述，因而使本发明的其它特征和优点得到更详细的说明。
图1是本发明中带有横向进料推进加料器的静电型涂镀装置的局部透视图；图2是图1所示装置的正视图；图3是本发明中横向进料推进口料器的上部平面视图；图4是本发明中横向进料推进加料器的第一实施例的侧视图；图5是本发明中横向进料推进加料器的第二实施例的侧视图；图6是本发明中利用静电型涂镀基体的顶部和底部的第二实施例的侧视图；图7是第一实施例的局部横断面图。
如图1和2所示，旋转刷10浸没在粉料中，该粉料在宽薄板条粉末涂镀装置14的粉料雾化器12内进行处理。粉料雾化器12可以产生微粒，例如热固性的、热塑性的和其它精制的分裂物质，其通过静电附着于不断移动的基体18的底表面。装置12包含一带有出口22的粉料供给器20，通过它利用粉料计量刷23将粉料传送给雾化器刷28，以将粉料最终涂镀于基体18上。
粉料雾化器12包含一底盘24，一翼形物26和一雾化刷28。雾化刷28以其轴颈绕大体为水平的轴线30按箭头31的方向转动。雾化刷28和底盘24之间有一定间隔而形成文丘里管32，粉料从粉料供给器20送入。
在操作过程中，粉料供给器20将粉料通过文丘里管32送入雾化器12。当雾化刷28旋转时粉料不会凝聚，粉料由翼形物26导向并引入到静电型涂镀器36的入口区域34。利用雾化刷28将粉料象云团一样扩散。一旦云团进入静电型涂镀器36的入口区域，云团就会受到电场的影响，同时由涂镀器36中的电极40进行离子化作用。因此，带电的粉末颗粒通过静电吸引作用移向接地的带条18。
尽管本发明将按一种具体的静电型涂镀工艺加以描述，但不难理解，它可以采用其它的静电型涂镀系统。另外，本发明可以用于任何涂镀操作过程，其中粉料供给器供料量均匀并且粉料具有很高的活性。在此可以参考另一个可选择的美国专利5314090所公开的静电型涂镀过程。
为了得到涂镀均匀的基体，通过旋转刷23向通道22的横向长度方向均匀地将粉料排出。为了确保沿水平方向供应微粒25，旋转刷10浸没在粉料内并且至少应沿粉料供给器20的长度方向延伸。供料器20的容积有限，当粉料由旋转刷23取出后，应向供料器20内再填满粉料。由于基体18和粉料供给器20之间的空间有限，在基体18和粉料供料器20之间不便于固定一向供料器20填充粉料的装有粉料微粒的供料斗。如图3和4所示，水平放置的旋转刷10，从供料斗42向粉料供料器20传送粉料。
旋转刷10的结构是一种螺旋传送装置，因而将粉料从供料斗42运送到粉料供料器20。为了改变从供料斗42到粉料供料器20的粉料流量，螺旋加料器的速度是可以改变的，即在一般的操作过程中对于直径为2英寸的旋转刷10的旋转速度大约100RPM。旋转速度和旋转刷直径应尽可能地小，以便减少粉末颗粒的剪切力。另外，旋转刷10的硬毛的螺旋线间距也可以加大，以利用给定速度的旋转刷10加大传送的粉料流量。旋转刷10不断地旋转，以确保将粉末供料器20充满。旋转刷10的粉料运载量正比于其螺距乘以旋转速度乘以其直径。由于鬃毛柔软、易弯折并且尺寸小，对在鬃毛/罩的接触面上的粉料施加的剪切力很低。旋转刷10由鬃毛制成，其具有适当的长度和空间密度，使得粉料从供料斗42扫入粉末供料器20。
旋转刷10包含一邻近端46，其端轴颈与电极44相连接；以及一远端48，它在粉末供料器20之外沿横向延伸。旋转刷10固定在邻近端46附近，在远端48处利用第二管54支承。第一管50从邻近端46向涂镀器36的入口壁52延伸，并且包围和密封旋转刷10的第一长度部分。管50包含一壁孔53，从供料斗42将粉料从该孔送入。供料斗42与邻近开口端46间隔一定距离，这一距离足以防止因粉料具有休止角而流出。
旋转刷10在空间上充分扩张并浸没在填满粉末供料器20的粉料中。粉料沿粉末供料器20的整个长度发送。当旋转刷10旋转时，从供料斗42中取出粉料并且在旋转刷10的鬃毛的螺旋片之间沿轴向推进。当粉料被推到壁52外时，其落在供料器20的顶部，并落入供料器20的空间内。粉料将落入供料器20内的第一有效位置，并最大限度地填满所有空隙。粉料量最好能超过需要量的大约5％到10％，以确保供料器20充满并能充分供给旋转刷10，以便在两相对端壁52和56之间确保供料器20处于填满状态。在最初操作时，粉料首先填满邻近壁52的供料器20，考虑到粉料的休止角，其将不断地向末端壁56方向填满供料器20。因此，粉料能够均匀地发送到整个粉末供料器20，确保在旋转刷23上粉料具有均匀的头压，从而能够均匀地涂镀基体18。如果没有超过需要量的粉料，在供料器20末端壁56处的粉料就不能保持头压。结果，通过旋转刷23的流量降低，使得在那一区域涂镀在基体18上的粉料变薄。
在远端的旋转刷10由第二管54包围。第二管54从涂镀器36的出口壁56向远端48延伸。当粉末供料器20被填满时，流出粉末供料器20之外的必须的过量微粒沿管54传送。第二管54和远端48从出口壁56延伸一段距离。回收口58与管54相连接，其通过通道60将超量的粉料送回到供料斗42。一种例如是，Endress and Hauser Model DTR 131Z型的多普勒微波调频装置，则可确保在所有工作时间内都可以将超量的粉料输送到粉末供给器20。剩余的粉料可以回收到供料斗42，遂增加了系统内粉料的利用率。
旋转刷10的旋转速度与旋转刷23的旋转速度是匹配的，因此，能够连续地将足够数量的粉料从旋转刷10流向粉末供料器20，并从雾化器12到涂镀器36。
通常粉末喷涂用于金属板的涂镀。粉末可以是热固性树脂，其仅需要输入很小的能量就能够起反应。然而，应该知道，本发明不仅局限于利用热固性树脂涂镀金属板。例如，本发明可用于热塑性尼龙涂敷，对纸制品的淀粉涂敷以及类似的涂镀。虽然本发明是用特定的静电涂镀工艺来讲解的，但它可以用于任何一种涂镀工艺过程，即用于要求具有一定容量的粉末供料器20或粉料具有高活性的工艺中。如图3和4所示的实施例中，供料斗42时圆锥形的，并且通过第一管50上的开口53输送粉料。另外，如图5所示，供料斗62可以是长方形的。图5所示的实施例与图1-4相似，相应零件的附图标记也相同。通过开口64将粉料送入供料斗62。沿底部表面66的是压力通风系统68，它形成连续的空气或隋性气体气泡，以通过该供料斗62，如同在流化床中见到的那样。压力通风系统68可以防止供料斗63底部的粉料堆积和挂料。压力通风系统68使粉料向比供料斗62低的螺旋推进器流动，因而使粉料很稳定地流向旋转刷或螺旋推进器，而不会导致过高的剪切力。在压力通风系统68的长度范围内可以采用几个流化部分，因而可以施加不同的空气流，以确保将粉料很好地填加给旋转刷10，而不会产生有损于流化作用的鼠洞现象。另外，让供料斗62范围内的螺旋推进刷10的螺距可以作局部的调节，从而有利于粉料均匀地横向填加。
供料斗62包含第一壁孔70和第二壁孔72，旋转刷10从该二壁孔穿过。在邻近开口端46和壁孔70之间的旋转刷10由管74包围。从孔壁72到容器壁52之间的旋转刷10由管76包围。管74需要足够长，防止粉料从开口端流出。利用外部轴承75支承而使螺旋推进刷10旋转。
如图6所示提供了两个涂镀器A和B，一个置于基体18的上部，一个置于基体18的下部。涂镀器A和B包含粉末供料器80和82，旋转的螺旋推进刷84和86，以及分别驱动每个螺旋推进刷84和86的电机88和90。带有供料入口94的供料斗92，通过旋转刷84和86分别向两个粉末供料器80和82输送粉料。供料斗92包含四个壁孔96、98、100和102。壁孔96和98在供料斗92两相对壁处沿水平方向在一条直线上。同样，壁孔100和102在供料斗92两相对壁处沿水平方向在一条直线上。旋转刷84通过壁孔96和98穿过供料斗92而延伸，从而可以将粉料从供料斗92传送到粉末供料器80。同样旋转刷86通过壁孔100和102的开口穿过供料斗92而延伸，从而可以将粉料从供料斗92传送到粉末供料器82。
旋转刷84包含一邻近开口端104和远端106，其中邻近开口端由轴承75支承并且外端轴颈处连有变速电机88。远端通常利用一包围管支承。从邻近端104到供料斗92的壁孔96的旋转刷84利用管108包围。由于粉料具有休止角，管108的长度应足够地长，以防止粉料从开口端流出。从供料斗92的壁孔98向容器壁52延伸的旋转刷84由管110包围。旋转刷84穿过粉料供给器80并与之一起在空间上扩张。旋转刷84由管112包围，其从孔壁56向远端106延伸。管122应尽可能地短，因为长了于粉料无益。回收口114与管112连接，并且将粉料送回到供料斗92。多普勒传感器59的作用是确保在任何时候都使传送的粉料有超出量。最好是能让压力通风系统93中的气泡穿过在该供料斗92内的粉料，以防止粉料堆积和挂料，进而防止粉料吸附和结块。
旋转刷86包含一邻近开口端116和远端118，其中邻近端由外部轴承75支承并且端轴颈处连有变速电机90，远端通常不支承。从邻近端116到供料斗92的壁孔100的旋转刷86由管118包围。旋转刷86由管120包围，其从供料斗92的壁孔102向容器壁52延伸。管118的长度应足够长，从而防止释放到管118内的粉料从开口端流出。旋转刷86在粉料供给器82上面延伸并从其入口开始在空间上扩张。旋转刷86由管122包围，其从孔壁56向远端118延伸。回收口114与多普勒传感器59相连接，并且通过通道124将粉料从顶部管112和底部管122重新送回供料斗92。
只要保持一定位差，就可使粉末供料器80和82中的粉料供给均匀，该横向供料螺旋推进刷84和86遂可使得基体18的上下表面都能被均匀地涂镀。因此，当从粉末供料器80和82发送粉料时，利用电极对粉料充电，从而对基体18的上、下表面进行均匀地涂镀。同时，旋转刷84和86不断旋转以便从供料斗92将粉料不断取出，因此可以不断将供料器80和82再填满。
图7是图1的局部剖视图，其零件的附图标记也相同。翼形物26最好是具有一个上表面120，形成粉末供料器20的一个前表面。翼形物26具有的曲线可以引导粉料朝向电极40和基体18。非导体反射体122插在电极40之间，使颗粒的云团和电场具有某种形状，因而将带有电荷的粉料非常有效地置于基体18上。电极40和反射体122延基体18的宽度方向延伸，因而粉料可以施加在全部暴露的表面上。
清洁器124，可以是另一种旋转刷，其沿计量刷23的长度延伸。清洁器124伸向计量刷23的鬃毛的里面，使得鬃毛撑开并使得其中残留的粉料落下来。因此，当计量刷23朝供料器20旋转时，鬃毛是完全空的，因而将其整个长度准备好以接收均匀提供的粉料。向基体18均匀提供的粉料，最好是由计量刷23在区域24内携带的沿水平方向输送的粉料又传送给雾化刷28而获得。
本发明虽已用一个优选实施例作了说明，但不言而喻它还可有更好的方案。以本领域公知或惯例应用过程中所作的各种变化，在不离开本发明的原则下是可以作进一步的改进、应用和/或修改的。
权利要求
1．一种装置，它从供料斗向粉末供料器传送粉料，并保持供料器处于充满状态，其特征为它包括a)一个供料斗；b)一个具有入口和出口的粉末供料器，所说粉末供料器与所说供料斗是隔开的；c)一个旋转刷与所说供料斗相连接，并沿所说粉剂供料器的入口横向延伸，将粉料从供料斗取出并沿轴线方向向粉末供料器传送，并且通过供料器的入口沿横向均匀地发送粉料；以及d)一个驱动装置，用于旋转所说的旋转刷。
2．根据权利要求1所述的装置，其特征为其中a)所说的旋转刷沿水平方向放置。
3．根据权利要求2所述的装置，其特征为其中a)所说的旋转刷包含邻近端和远端，所说邻近端与所说驱动装置固定。
4．根据权利要求3所述的装置，其特征为其中a)所说远端在离所说入口足够远的位置，以防止粉料流出。
5．根据权利要求4所述的装置，其特征为还包含a)一个回收口，置于所说远端附近，所说回收口与所说供料斗相连接使粉料流回到供料斗。
6．根据权利要求1所述的装置，其特征为其中a)所说的驱动装置是一个电机。
7．根据权利要求1所述的装置，其特征为其中a)所说旋转刷包含许多鬃毛，所说鬃毛具有一定的密度，它主要与粉末颗粒的直径有关。
8．根据权利要求1所述的装置，其特征为还包含a)一个压力通风系统，它置于所说供料斗内，以便使滤出流体通过所说供料斗。
9．根据权利要求1所述的装置，其特征为其中a)所说旋转刷只与所说驱动装置固定。
10．一种装置，其从供料斗向粉末供料器传送粉料，其特征为包含a)一个供料斗；b)第一和第二粉末供料器，每一个供料器具有一个入口和一个出口，并且所说粉末供料器与供料斗是隔开的；c)第一和第二水平放置的旋转刷，每一个旋转刷都置于各自供料器的上面并沿供料器延伸，并且所说旋转刷相互平行且垂直方向具有间距，所说旋转刷与供料斗相连接，将粉料从所说供料斗取出，向所说第一和第二粉末供料器传送，并且粉料通过所说供料器沿横向均匀地发送；以及d)一个驱动装置，用于旋转第一和第二旋转刷。
11．根据权利要求10所述的装置，其特征为其中a)所说旋转刷每一个都包含邻近端和远端，所说邻近端固定在所说驱动装置上。
12．根据权利要求11所述的装置，其特征为其中a)所说远端需超出所说入口外一个足够远的距离，以防止粉料流出。
13．根据权利要求12所述的装置，其特征为还包含a)一个回收口，它与所说远端相连接，将粉料引回到所说供料斗。
14．根据权利要求10所述的装置，其特征为其中a)所说驱动装置是一电机。
15．根据权利要求10所述的装置，其特征为其中a)所说旋转刷包含许多鬃毛，它螺旋形地布置于螺旋片上。
16．根据权利要求10所述的装置，其特征为还包含a)一个压力通风系统，它置于所说供料斗内，以便使滤出流体通过所说供料斗。
17．根据权利要求10所述的装置，其特征为其中a)所说第一和第二旋转刷，每一个都只与各自的驱动装置系统固定。
18．一种方法，它能够确保均匀地向粉末供料器填充粉料，其特征为该方法包括步骤a)将粉料输送到一个旋转刷，该旋转刷沿水平方向浸没在粉料中，并且与粉末供料器一起在空间上扩张；b)使旋转刷旋转，将粉料从供料斗中取出，并且沿轴线方向传送到供料器；以及c)使得粉料从旋转刷上落下，从而充满供料器。
19．根据权利要求18所述的方法，其特征为它包括步骤a)将粉料再回收到供料斗。
20．根据权利要求18所述的方法，其特征为它包括步骤a)让流体通过供料斗，以防止粉料堆积和挂料。
21．一个粉料供应系统，其特征为它包含a)一个粉末供料雾化器，它包含一个供料斗，一个具有入口和出口的粉末供料器，所说粉末供料器与供料斗是隔开的；一个旋转的螺旋推进刷，它与所说供料斗相连接，并沿所说入口横向延伸，使粉料从所说供料斗中取出沿轴向输送到所说粉末供料器，通过所说粉末供料器入口水平发送粉料；以及一个驱动装置，用于旋转所说的旋转刷，b)一个供应腔，与所说粉末供料雾化器相连接，所说供应腔具有一在一条直线上的衬板入口和出口，许多充电电极排列在所说供应腔内，将由所说粉末供料雾化器输送的粉料充电；以及许多放置在所说供应腔内的反射板，其置于所说电极之间以便使粉料云团具有某种形状，结果从所说电极产生的电场将粉末吸附到放置于所说供应腔内的衬板上。
全文摘要
本发明涉及一种保持粉末供料器中粉料量均匀的方法和装置。该系统包含一与粉末供料器具有一定间距的供料斗。供料器包含一接收口和一排出口。一旋转刷与供料斗相连接,将粉料从供料斗取出并传送到粉末供料器,同时沿粉末供料器的接收口横向均匀地发送粉料。旋转刷浸没在粉料中,其沿粉末供料器的接收口横向延伸,并且保持粉末供料器总是处于充满状态。
文档编号B65G65/46GK1231948SQ9910301
公开日1999年10月20日 申请日期1999年2月27日 优先权日1998年2月27日
发明者G·R·亚力山大, W·H·布朗, E·C·埃斯卡隆 申请人:材料科学有限公司