专利名称：由预制油漆制造油漆的系统和方法
技术领域：
本发明涉及由预制油漆制造油漆的制造系统，及其相关的方法。
背景技术：
配制油漆是一件复杂的事情，包括根据所需油漆的种类，仔细选择和混合 各种油漆组分。选择的油漆组分的种类和比例必须提供具有具体的加工和处理 性质以及所需的最终干漆膜性质的油漆。乳胶漆配方的主要组分通常是粘合 剂、不透明颜料、体质颜料和水。通常的任选组分包括消泡剂、聚结剂、增 塑剂、增稠剂、非增稠流变改性剂、干燥剂、防结皮剂、表面活性剂、防霉剂、 生物杀伤剂和分散剂。因此油漆制造商必须储存大量的油漆组分，在生产过程 中，根据制备的油漆的具体种类，改变油漆组分。这使得供应链、特别是油漆 零售商必须承担大量的油漆库存，以便提供具有各种掠角光泽水平、调色浆、 特定最终用途(即外用或内用)以及各种其它质量的油漆。
数十年来，专业的油漆工/承包商以及自配用消费者已经能够购买到在销 售处调色而不是在制造工厂调色的油漆。这种产品差异的延迟允许购买者从许 多不同的选择中指定所需油漆种类以及选择油漆的颜色，而不是从油漆制造商 制得的有限数量的颜色进行选择。产品差异的延迟还允许油漆制造商或销售商 (零售商、批发商或经销商)将原料、中间产品和最终产品的库存以及原料中断 的情况减至最小。
按惯例，油漆制造商仅能对基于溶液聚合物的油漆体系成功地采用产品差 异的延迟。但是，近一段时间，人们开发出了能够成功地对基于胶乳聚合物的 油漆体系中的油漆组分进行产品差异延迟的体系。因为胶乳的不稳定性，使用 胶乳乳液聚合物配制稳定的油漆的难度比使用溶液聚合物要大得多。乳液聚合 物对油漆配方中常用的溶剂和表面活性试剂(例如表面活性剂、分散剂、流变改 性剂和助溶剂)非常敏感。按定义溶液聚合物可溶于它们具有的溶剂中，并且不 存在使所述聚合物分子聚集或变得不稳定的热力学推动力。相反，胶乳聚合物
包含以不溶于水的颗粒形式的聚合材料。这些颗粒需要相当大的表面改性，使 其具有水性介质后变得稳定。如果表面改性程度不足，则胶乳颗粒会互相附着
形成凝结块，然后从乳胶漆中分离出来。用胶乳体系的油漆配制是非常困难的， 这是因为配方中的表面活性材料破坏了使胶乳颗粒在水介质中稳定的表面作 用力的脆弱的平衡。
在最近几年内，已开发了油漆配制技术，能够由"预制油漆(prepaint)"制 造油漆。这些技术允许由较少的预先配制的组分制造许多种油漆，例如美国专 利第6,531,537号；第6,921,432号；第6,689,824号；和美国专利申请公开第 2003/0232913号和第2005/0038557号中所述。这样可以显著减少销售处的库存 的量和种类(尤其是当所有的预制油漆组分以符合储存稳定性的最大固体含量 提供的时候)。水可以随后作为配制过程的一部分加入，而无需运输或储存。但 是，这种制造油漆的方法确实为油漆供应链引入了另外的必须加以处理的可能 出故障的方式。人们开发出了各种方法和设备，使用预制油漆以单罐批量在当 地(例如在销售处)配制油漆。几乎所有这些方法和相关的设备都使用泵计量预 制油漆组分。计量是通过同时容积泵或顺序重量法进行的。 一些销售商采用以
下方式的组合同时体积计量和顺序重量定量，对需要很精确分配的小配料量 预制油漆使用体积计量分配，对较高配料量的预制油漆使用顺序重量分配。将 计量的预制油漆混合起来形成油漆，然后调色(通常使用调色机)。
可以在销售处的油漆制造过程通过容积泵进行同时计量。该方法能够使得 销售商同时将所有用来制造油漆的预制油漆泵送到油漆罐中。但是，这些计量 泵的缺点在于，它们会对预制油漆组分施加过高的剪切，这会导致人们所不希 望的预制油漆降解。计量泵的另一个缺陷在于，当控制泵以提供精确分配的体 积的时候，得到的分配速率可能过慢，当需要高精确性的时候尤为如此。在预 制油漆体系中使用计量泵的另一个缺点在于，预制油漆物料可能对泵具有磨损 性，使泵失去精确性，这会造成人们所不希望的最终油漆质量的下降。
顺序重量定量也可用于销售处的油漆制造过程。在此方法中，可以在任意 时间仅将一种预制油漆转化为油漆。高容积泵通过阀门将预制油漆输送到位于 秤之上的油漆罐之中。随着预制油漆流入所述油漆罐，秤记录下重量变化，当 已经将所需的重量计量加入该油漆罐的时候，使所述阀门关闭。然后可以通过 相同的方式将之后的预制油漆单独地计量加入所述油漆罐中。该方法可以使用 的泵与用于同时体积计量法中使用的精密计量泵相比，前者具有较高的容量以
及较小的剪切。然而，该方法的一个缺点在于，由于各种预制油漆必须按顺序 分配，分配所有预制油漆的总时间仍然可能相当长，因此消费者等待其油漆的 时间也可能相当长。另外，如果预制油漆以其最大固体含量输送，会造成粘度 和剪切敏感性增大，造成流速减慢，这会进一步延长定货单完成时间。由于定 货单完成时间很长，油漆机器的效率会很低，这降低了这种方法制造油漆的经 济吸引力。
因此，人们仍然需要一种由预制油漆制造多种多样的水基漆的可靠方法， 该方法不会有其它销售处的油漆制造方法的常有的缺陷(例如油漆制备时间的 延迟)。该方法也是油漆制造以外的其它应用所需的。
美国专利申请第6,969，190号揭示了一种用来制造水性油漆组合物的设备， 该设备包括第一储槽；第二储槽；与所述第一储槽和第二储槽相连的销售处 的便携式油漆料罐；以及测量系统，该测量系统用来测量从所述第一储槽输送 到销售处的便携式油漆料罐的第一预混合水性组合物的第一重量，以及用来测 量从所述第二储槽输送到销售处的便携式油漆料罐的第二预混合水性组合物 的第二重量，所述测量系统具有用来安放所述销售处的便携式油漆料罐的秤， 所述测量系统设计成在输送所述第一预混合的水性组合物之前对秤进行重新 校准，并且在输送所述第一预混合水性组合物之后、但在输送所述第二预混合 水性组合物之前，对所述秤平进行再校准。
公开号为2005/0038557的美国专利申请揭示了包括以下步骤的油漆制造方 法在流体组分混合系统的多个进口中的不同进口接受各种流体预制油漆；在 计算机系统上确定用来制造第一基本油漆(base paint)的第一流体预制油漆比 例，所述第一基本油漆选自可由许多种流体预制油漆配制的多种基本油漆；根 据所述第一比例混合所述多种流体预制油漆，在所述混合系统的出口形成所述 第一基本油漆。
发明内容
本发明的第一方面提供了一种由一组预制油漆制造油漆的方法，该方法包 括以下步骤(a)提供多个贮存罐，这些储存罐各自包含一种预制油漆，所述各贮 存罐与计重罐相连；(b)将预制油漆从至少一个所述贮存罐输送到其相连的计重 罐；(c)将压縮气体输送到至少一个所述计重罐，使用所述压縮气体使所述预制 油漆从至少一个所述计重罐流出，流入计重罐出口工艺管道；(d)使用计重罐称
重装置对所述至少一个计重罐的物料进行称重，并确定计重罐失重；(e)通过具
有一个以上阀门的多平面阀门组输送至少两种所述预制油漆，每个阀门具有至
少一种模式；(f)将所述预制油漆输送到油漆接受容器(paint receptacle); (g)对所 述油漆接受容器称重，确定油漆接受容器的增重；(h)将计重罐失重总和与油漆 接受容器的增重相比较。
本发明的第二个方面提供了一种油漆制造系统，该系统包括(a)多个贮存 罐，它们各自包含预制油漆；(b)与所述各贮存罐相连的计重罐(weigh tank),所 述各计重罐具有与之相连的计重罐称重装置，以及计重罐出口工艺管道；(c)用 来对所述各计重罐输送压縮气体的系统；(d)多平面阀门组，所述各计重罐出口 工艺管道与所述多平面阀门组上的阀门相连；(e)能够从所述多平面阀门组接受 预制油漆的油漆接受容器；(f)能够对所述油漆接受容器的物料进行称重的油漆 接受容器称重装置。
图l是油漆制造系统的工艺流程图。
图2是位于多个计重罐下游的一部分分配系统的侧面透视图。 图3是位于多个计重罐下游的一部分分配系统的正面透视图。 图4和图5是多平面阀门组的正面透视图。 图6是多平面阀门组的顶面透视图。
具体实施例方式
下面详细描述本发明的第一个方面和第二个方面。本发明的第一个方面是 本发明的方法，该方法包括各种步骤。这些步骤的顺序并不重要，只要按这些 步骤的顺序能够提供具有所需特征的油漆即可。本发明的第二个方面是本发明 的系统，对其深入描述结合在对本发明方法的讨论中。所述方法和系统使得能 够以一种方式进行销售处或使用处的由预制油漆制造油漆，相比其它方法，本 文所述的此种方式能够提供较快的制造速率和优良的可靠性。在本发明的方法 中，使用重量分配、优选同时或接近同时的重量分配将至少一些所述预制油漆 输送入油漆接受容器，例如油漆罐。"重量"表示所述物料的分配量是通过重量 确定的，而不是通过体积分配物料的"体积"方式。"同时的"表示至少一种第 一预制油漆和至少一种第二预制油漆同时分配。"接近同时的"表示至少25%、
优选至少35%、更优选至少50%的至少一种第一预制油漆是在至少一种第二预 制油漆进行分配的同时进行分配的。
顺序分配法的缺点在于延长了分配时间，该时间至少等于各预制油漆的分 配之和加上各配料之间油漆接受容器稳定所需的时间。另一方面，同时分配法 的分配时间可能仅与分配最慢的预制油漆所需的时间一样长，这使得消费者必 须等待其定货单完成的时间最短，并可以显著提高油漆制造系统的最大输出
在本发明的第一个方面，预制油漆储存在多个贮存罐中，每种预制油漆储 存在其特有的储存罐中。所述贮存罐可以是任意的适于储存足够的预制油漆， 以满足油漆销售商或油漆制造商的供应需求的容器，例如运送预制油漆在其中 的容器，或者在运送时转移到其中的容器，所述容器可以是例如桶、装运容器 (tote),罐等。各储存容器可包含单独的预制油漆。贮存罐的数量取决于销售商 制造油漆的具体范围要求的预制油漆的数量。所述预制油漆可以是任何适于制 造所需范围的油漆的种类，例如以下专利文献的预制油漆美国专利第 6，531，537; 6,921,432; 6,689,824; 7,065,429号和美国专利申请公开第 2003/0232913号，这些预制油漆可以制造各种油漆。"预制油漆"可以不仅包含聚 合物或遮光剂乳液或分散体等，而且还包含传统上称作为添加剂的其它油漆组 分，例如流变改性剂、增稠剂、生物杀伤剂、聚结剂等。
各预制油漆贮存罐与预制油漆计重罐相连。"相连"表示每个贮存罐具有一 根离开贮存罐的工艺管道，该工艺管道能够向计重罐进料。较佳的是，各贮存 罐向不同的计重罐进料。所述贮存罐工艺管道可以直接向计重罐进料，或者可 以向不同的工艺管道进料，所述工艺管道能够向计重罐进料，例如位于计重罐 下游的工艺管道。所述贮存罐工艺管道可以是任意种类的适于将预制油漆从贮 存罐输送到计重罐的导管，例如塑料或金属制的导管或管子、挠性软管等。在 一个优选的实施方式中，可使用丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)导管或小的不锈 钢管子。计重罐中所需的液面(level)是通过需要时通过贮存罐工艺管道，将预 制油漆从贮存罐输送入计重罐来保持的。向计重罐输送预制油漆可通过泵来进 行，优选使用高容积泵。当需要使用所述预制油漆制造油漆的时候，优选对计 重罐的液面进行检查，以确保计重罐中包含足量的特定配方所需的各种预制油 漆，以制造所需的配方物。如果确定了任意计重罐中的液面必须增加，这可通 过将可用的预制油漆从储存罐泵出，通过从jt存罐输送到计重罐的工艺管道，
进入计重罐中。计重罐液面检测和泵出可通过计算机自动进行。
各计重罐具有与之相联的称重装置。"与之相连"表示所述计重罐之下、之
上或上方具有能够测量该计重罐内物料重量的称重装置。合适的称重装置的例 子包括例如秤、测力传感器等。使用计重罐称重装置可以使性能和精确性优于 其它油漆制造系统，这部分是由于当结合使用油漆接受容器称重装置的时候, 该装置使预制油漆分配的精确性和可靠性提高。
各计重罐具有用来将压縮气体输送到计重罐的系统。通过加压而非泵送来 输送预制油漆是有益的，这部分是由于这样消除了泵可能由于施加过度的剪切 而造成预制油漆降解的风险。可使用任意合适的压縮空气系统。较佳的是，所 述气体是能够压制被分配的物料变干的水分饱和的气体，例如饱和空气。在本 发明的一个实施方式中，所述系统可以是与计重罐连接的气体管道，该管道从 压縮机(例如空气压縮机)或其它压縮气体源输送压縮气体。所述气体管道可以 是例如聚氯乙烯或金属导管、挠性软管、或者适于将气体输送到计重罐的其它 导管。所述压縮气体可以用来为计重罐内的预制油漆施加压力，使预制油漆流 出计重罐。为了使预制油漆流出计重罐,计重罐出口管道上的任意阀门必须至少 是部分打开的。可以使用压縮气体使预制油漆流过循环管道，也可不使用。最 好是使用循环管道来防止预制油漆组分在系统中沉降。在一个优选的实施方式 中，所述预制油漆是稳定的，因此不需要循环系统来防止沉降，但是循环系统 对从所述系统吹扫空气或其它气体来说可能是有益的。
各种油漆可与用来由一种以上预制油漆制造所述油漆的配方有关。各种油 漆所需的预制油漆种类和量根据所需的油漆特性变化。在本发明一个优选的实 施方式中，所述油漆配方可存在于计算机里。在此实施方式中，计算机使用者 可通过选择例如油漆名称或种类、所需油漆性质、油漆配方名称或任意其他种 类的油漆标识来选择所需的油漆。在此实施方式中，当选择所需的油漆的时候, 计算机确定制备油漆的合适的配方。在此实施方式和其它的实施方式中，计算 机还可控制离开计重罐的工艺管道上的阀门，以及/或者控制到计重罐的压縮 气体流量。因此，所述计算机可以不仅控制释放到油漆接受容器的预制油漆的 种类，而且控制在所述预制油漆从计重罐释放时的流速。所述计算机还可与所 述计重罐上的称重装置相连。所述计算机可以在所述预制油漆从所述计重罐输 出的时候，自动(连续或按时地)接收各计重罐内的重量。当计算机检测到从计 重罐输出的重量接近油漆配方所要求的重量的时候，计算机可以控制计重罐出
口处的阀门，使阀门关闭。
当预制油漆离开所述计重罐的时候，其从计重罐输入计重罐出口工艺管 道。该工艺管道可以是任何种类的适合用来将预制油漆从计重罐输送到油漆接 受容器的导管，例如塑料或金属制导管或管子，挠性软管等。在一个优选的实
施方式中，可使用丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)导管或小的不锈钢管子。所述计
重罐出口工艺管道将所述预制油漆输送到阀门，该阀门将预制油漆排到油漆接 受容器中。较佳的是，所述阀门是多平面阔门组上一些阀门中之一。在分配器 设计中通常将分配阀门安装在位于待装料的容器上方的平板上(换句话说，单平 面阀门组)。然而，这种结构限制了可安装在平面上有限的空间(例如油漆罐开口) 内的特定尺寸阀门的数量。"多平面"阀门组表示一种阀门组，由于其形状提供 了超过一个简单平面的更多的平面，提供了增大的表面积。这种增大的表面积 (相对于平板)提供了安装更多数量的阀门的空间，这些阀门都可排料到同一容 器开口中。适于这种阀门组的形状可包括例如空心角锥形、空心截顶角锥形， 空心的八面体的一半形状，十二面体形等。
当由预制油漆制造油漆的时候，为了在一个系统内制造各种各样的油漆， 包括全范围掠角光泽(无光，蛋壳光，半光，高光泽)、耐候性(室内与户外)、擦 洗性、遮盖力以及各种油漆的其它特性和特征，对于单独的油漆，该系统可能
需要多达16种或更多种预制油漆。但是大部分配方将需要较少的预制油漆，通 常为3-8种预制油漆。这意味着对于包括16种预制油漆的油漆制造系统，可能有 16个计重罐，每个计重罐具有一个计重罐出口管道，每个管道通向一个阀门。 因此，在单一阀门组上可能有16个阀门。人们可以将16个分配阀门安装在一个 平板阀门组结构中，但是这种结构将会过大，无法将所有的阀门排料到150毫米 (这是5升油漆罐的常规直径)的油漆接受容器开口内。其他研究者(例如参见美 国专利第6,991,004号)使用一些阀门组设计，该设计使用圆锥部分，以使得所有 的分配阀门物流朝向油漆罐内的一个点。然而，6,991,004专利所用的薄圆锥不 能提供更多的附加的区域来安装另外的阀门。另外，当使用同时分配法的时候， 这种分配阀门物流的指向很可能造成人们所不希望出现的喷溅，这是因为分配 阀门物流的流体动力学能量集中在一个位点造成的。使用多平面阀门组可以减 小上述问题，当所有的阀门都朝向油漆接受容器内略微不同的位点的时候尤为 如此。使用多平面阀门组使得可以使用出人意料的大量分配阀门，优选高达16 个，但是可以使用更多的闽门，这些阔门设置在单个油漆接受容器开口上方。
多平面阀门组不需要存在位于分配阀门下游的流动管道(例如管子或软 管)。该管道不是优选的，这是因为它们可能会造成预制油漆聚集在导管壁上, 从而对排入油漆接受容器的预制油漆的量的精确性造成负面影响。存在位于分 配阀门下游的导管的另一个缺陷在于，预制油漆会在阀门下游的端部开放的流 动导管内变干，可能会形成漆皮，该漆皮会在之后的油漆制造阶段被带入分配 到油漆接受容器内的油漆之中。使用不存在位于分配阀门下游的导管的多平面 阀门组，可以避免这些问题，同时还允许使用更多数量的分配阀门。
在本发明一个优选的实施方式中,多平面阀门组上的阔门可具有多种模式， 例如高速、低速、以及"精密送料"或"滴加"模式。这些种类的阀门可在市场上
购得，例如购自加拿大安大略的诺瓦弗洛(Novaflow)。在此实施方式中，当处于
低速模式的时候，阀门控制器可使阀门打开小的口，允许限定流速的物料通过 阀门。或者，当处于高速模式的时候，控制器可以打开不同的，大得多的口， 允许高流速的物料通过阀门。在"精密送料"或"滴加"模式中，可短暂地打 开和关闭小的口，刚好足以分配极少量(例如一滴)物料。多重模式是有益的， 这是因为在制造许多油漆的时候，精确性是极为重要的。精确性可以是称重装 置对重量变化响应快速程度的函数，机械系统对控制信号响应快速程度的函数,
以及/或者在阀门关闭时流过的物料多少的函数等。其对具有以下能力有用一 开始使用"高速模式"，使预制油漆以高速流动，然后将大部分预制油漆分配 之后，将阀门转到"低速"口，在分配足量的预制油漆之后，关闭该口。如果精确 性是极为重要的，则最后百分之几的配料可使用"精密送料"模式分配。
在本发明一个不同的实施方式中，可通过调整多模式分配阀门达到对预制
油漆流速的进一步控制。"调整"表示在将预制油漆分配到油漆接受容器中的时 候，分配阀门可以部分打开或部分关闭。
在本发明的另一个优选的实施方式中，可对所述计重罐内的压力进行调节， 使得能够对被分配的预制油漆的流速进行更大范围的调节。在此实施方式中， 使用多模式阀门的小的"低速"口时预制油漆通常会遇到的高剪切可以减小，这 是因为分配周期结束时可用的减压会造成流过阀门的流速减小，造成人们所希 望的较低的速度和较低的剪切。与改变压力有关的另一个优点在于，使得能够 调节一定量的要分配的预制油漆所需的时间。这意味着在许多情况下，可以对 计重罐的压力进行调节，以便使预制油漆的分配时间协调，这样各种预制油漆 花费相同或基本相同的时间分配到油漆接受容器内。例如，可以对以低速分配
的少量物料的流速进行调节，使其分配时间与以高速分配的大量物料相同。因 此，预制油漆可在分配过程中经历一些预混合，如果各种预制油漆具有许多不 同的分配时间，则不会发生这种情况。如果唯一可改变的变量是选择分配阀门 的口，则这种对分配时间的调节和/或协调将会是难以实现的。
在本发明的另一个实施方式中，可将防溅杯(anti-splash cup)设置在多平面 阀门组和油漆接受容器之间。"防溅杯"表示其底面上具有多孔板或筛网的杯。 使用防溅杯是有益的，因为其提供防溅挡板，减少可能喷溅在油漆接受容器壁 上的预制油漆的量。另外，所述防溅杯可以在预制油漆进入油漆接受容器之前 和/或同时提供一定的预制油漆预混合，这是因为所述防溅杯会比分配速率略 慢地排液，可以在所述预制油漆排到油漆接受容器中之前为各种预制油漆建立 一些存储。另外，所述杯中的小孔可以保留一些来自油漆制造系统的最终淋洗 的水，从而将湿气封在分配区域中，并使分配阀门的端部变干最少。
将预制油漆排到油漆接受容器中。油漆"接受容器"表示任何适合用来接受 用于制造油漆的预制油漆的容器。在本发明的一个实施方式中，所述接受容器 是油漆罐。在本发明的一个优选的实施方式中，当将预制油漆排到油漆接受容 器中的时候，可以对包含预制油漆的油漆接受容器的重量进行测量。油漆接受 容器重量可使用任意合适的装置测量，例如秤、测力传感器等。在此实施方式 中，可将测得的重量输入计算机。在此实施方式中，为了确保排放油漆的重量 的精确性，计算机可将油漆接受容器的增重与计重罐失重之和相比较。较佳的 是，所述比较可以自动进行，可以连续进行或按时进行。该过程可以提供优于 其它分配系统的精确性以及可靠性。
在本发明的一个实施方式中，只要计算机确定油漆接受容器的增重等于计 重罐失重之和，系统就会继续正常工作。如果油漆接受容器增重和计重罐失重 之和之间有差异，则可能采取行动。在本发明的一个实施方式中，这种差异会 造成把该差异通知油漆制造商。在本发明的一个优选的实施方式中，这种差异 也可能会导致接下来的油漆制造过程的工艺调节，从而所述预制油漆是单独， 而不是同时分配。这种调节可以手动进行或自动进行。优选自动进行。通过转 换到单独分配，就有可能确定故障的来源。在本发明一个不同的实施方式中， 在确定重量差异的来源之后，可以对系统进行调节，这样所有的预制油漆可以 同时或接近同时地从其系统正常工作的计重罐分配，而其系统造成重量差异的 预制油漆则单独分配，使用油漆接受容器称重装置确定已经分配了特定预制油
漆的正确量的时间。在此实施方式中，优选具有故障的分配系统的预制油漆在 其它预制油漆已经分配之后分配。尽管在此实施方式条件下操作可能会造成制 造时间比系统正常工作所需的时间略长，但是这样能够使得油漆制造商连续操 作，而不会发生显著延迟，也不会失去预制油漆分配的精确性。不发生显著延 迟的连续操作的能力是优于顺序重量分配法，在顺序重量分配法中，油漆制造 商通常直到油漆接受容器溢流才知道称重系统出故障。
在一些情况下，预制油漆可具有较高的固体含量。这种预制油漆是人们所 需要的，这部分是因为它们可具有较低的运输成本，需要较少的仓储空间。高 固体含量预制油漆可能需要在制备油漆的过程中加入水。预期本发明的方法和 系统可以提供向油漆中加水。在本发明的一个实施方式中，可以在分配预制油 漆之后将水加入油漆接受容器中。在此实施方式中，可以用喷嘴加入水，优选 同时清洗预制油漆分配阀门，清除掉任何可能还没有分配到油漆接受容器内的 物料。这种清洗可有助于确保将要求用所述配方的全部或几乎全部的预制油漆 都分配到接受容器中，而不是残留在分配管道内。这样可以提供较高质量的油 漆产品，可以防止油漆产品的交叉污染，或者使得其交叉污染最小。另外，在 本发明的一个实施方式中，如果它们的纯形式的一些预制油漆之间存在相容性 的问题，则可进行预制油漆的"两阶段"加入，从而大部分预制油漆可以独立分 配，或者优选同时或接近同时分配，然后可以用初始部分的水冲洗、稀释预制 油漆的方式分配造成问题的预制油漆，使得与其它预制油漆的问题较不易发 生。
分配到油漆接受容器中的油漆，"基本油漆"，可包含着色剂，也可不含着色 剂，例如调色料(tint)。在本发明的一个实施方式中，着色剂可以加入油漆接受 容器，优选通过着色剂分配器(例如调色机)加入。合适的调色机(tinting machine) 可以在市场上购得，例如意大利柯罗瑞恩斯(Coloriance)制造的顶流式(Topflow) 调色分配机。在本发明的一个实施方式中，可以用手动或自动传送系统将基本 油漆输送到着色剂分配机。在本发明一个不同的实施方式中，可以用相同或不 同的计算机控制预制油漆的分配、将油漆接受容器传送到着色剂分配机、和/ 或将着色剂分配到油漆接受容器内的基本油漆中。在本发明的另一个实施方式 中，所述计算机还可处理以下的至少一种工作库存控制，再订购形成，以及 控制系统的自动诊断。
可能存在同一排放周期内不需要排放所有的预制油漆的情况，例如当预制
油漆中的一种物料与不同预制油漆中的不同物料不相容的时候。在此情况下， 单独分配所述敏感性物料可能是有用的。在本发明的一个实施方式中，预制油 漆可以在一个以上周期内排放。这意味着一组预制油漆可以在第一周期内独立 地排放，或者优选同时或接近同时地排放，而在至少一个随后的周期内，至少 一组另外的预制油漆可以独立地排放，或者优选同时或接近同时地排放。这些 组中的任一组可包含一种或多种预制油漆。当使用一个以上同时或接近同时分 配的周期的时候，仍应获得比其它排放方法更快的周期时间。
在本发明一个不同的实施方式中，可以使用联网摄像机(web cam)来检查 油漆制造系统。例如， 一个或多个联网摄像机可用于分配阀门操作的远程目视 观察和/或记录，油漆接受容器传送系统的远程观察，或者油漆制造操作的任意 其它方面。可以将联网摄像机的图像输送到和/或显示在计算机或电视屏幕上。 使用联网摄像机对远程帮助诊断系统中的操作问题可能特别有用，对从远程位 点提供操作和维护的支持可能特别有用。
为了支持和理解本发明原理，下面将参考附图中显示的示例性实施方式, 用具体的语言来对其进行描述。但是应当理解，本发明的范围不限于此。
图l显示了根据本发明第二方面一个实施方式的同时重量分配系统的工艺 流程图。本发明这个实施方式的系统包括多达16个计重罐1，图1显示了其中的4 个。各计重罐1具有从通向该计重罐的工艺管道2。各计重罐l包含预制油漆， 所述预制油漆通过位于工艺管道2上的高容积泵从贮存罐泵送到计重罐1中。所 述各计重罐1在其上面具有称重装置(在此实施方式中为秤)3。所述秤3对计重罐 l中的物料称重。管道(在此实施方式中为挠性软管)4与各计重罐1相连，这些管 道能够将压縮气体5引入计重罐1。计重罐出口工艺管道6与各计重罐1的底面相 连。在计重罐l的下游，在各个计重罐出口工艺管道6上，具有能够向油漆接受 容器(在此实施方式中，为油漆罐)8排料的阀门7。各阀门7安装在多平面阀门组 9上。在油漆接受容器8下具有称重装置(在此实施方式中为秤)10,其能够对油漆 罐8中的物料进行称重。在本发明第一个方面的一个实施方式中，当计算机使用 者将油漆选项输入计算机的时候，计算机确定制备所述油漆的配方所需的预制 油漆。在此实施方式中，计算机使压縮气体5流入包含需要的预制油漆的计重罐 1，打开位于这些计重罐1下游的阀门7，使预制油漆通过计重罐出口工艺管道6 离开计重罐l，同时通过安装在多平面阀门组9上的分配阀门7流入油漆罐8。所 述计算机通过控制计重罐1中气体5的压力，以及打开多平面阀门组9上的阀门
7，控制预制油漆的流速，使得各预制油漆的排放时间大致相等。在此实施方式 中，对于配方中大量使用的预制油漆，计算机将阀门7设定在高速模式，对于少 量使用的预制油漆，计算机将阀门7设定在低速模式。在预制油漆排放过程中, 计算机自动接收计重罐l的重量，计算计重罐l排料的失重，将这些失重加合起 来，确定计重罐l失重的总和。另外，在此实施方式中，在预制油漆的排放过程
中，计算机从秤10接收油漆罐8的重量，计算油漆罐8的增重。当达到油漆配方
所需的各预制油漆的用量的时候，计算机停止加入各预制油漆。所述计算机还
可将计重罐1的失重总和与油漆罐8的增重相比较，以确保加料的精确性。
图2和图3显示了本发明第二方面的分配系统的部分的一个实施方式，该部 分位于计重罐l的下游。图2显示了侧面透视图，而图3显示了正面透视图。在 此实施方式中，16个计重罐出口工艺管道6各自通向阀门7，这些阀门各自与多 平面阀门组9相连。所述多平面阀门组9被例如固定在支承柱12上的托架11所支 承。在此实施方式中，在本发明的多平面阀门组9下方是防溅杯13。根据本发明 第一方面的一个实施方式，当预制油漆从计重罐出口工艺管道6流过，通过它们 在多平面阀门组9上的相应的阀门7，所述预制油漆排入其底面15中具有穿孔16 的防溅杯13(见图4和图6)。所述穿孔16使一些预制油漆在漏过所述防溅杯穿孔 16之前在杯13内聚集，导致预制油漆发生一定程度的预混合。在此实施方式中, 流过防溅杯穿孔16的预制油漆被排入油漆罐8中。图2显示了置于称重装置10的 提升杆(liftpin) 17上的油漆罐。在此实施方式中，所述秤可以被上升装置19(例 如气缸19)升起，使秤杆(scale pin)17将油漆罐8升至高于辊式传送装置14,从而 使秤10能够测量油漆罐8的重量。图3显示了置于辊式传送装置14上的油漆罐， 所述辊式传送装置14用于该实施方式中，用来将包含油漆的油漆罐8输送到调 色机，用来对油漆进行着色。
图4, 5和6显示了根据本发明第二个方面的一个实施方式的多平面阀门组 的详图。图4和6显示了平面阀门组9的正面透视图，而图5显示了阀门组9的顶面 透视图。图4-6中还显示了本实施方式的一些通向导向阀门组9上的阀门7的计重 罐出口工艺管道6。图4和6显示了位于阀门组9下方的防溅杯13,以及所述防溅 杯底面15中的穿孔16。
权利要求
1. 一种由一组预制油漆制造油漆的方法，该方法包括以下步骤(a)提供多个贮存罐，这些储存罐各自包含预制油漆，所述各贮存罐与计重罐相连；(b)将预制油漆从至少一个所述贮存罐输送到其相连的计重罐；(c)将压缩气体输送到至少一个所述计重罐，使用所述压缩气体使所述预制油漆从至少一个所述计重罐流出，流入计重罐出口工艺管道；(d)使用计重罐称重装置对所述至少两个计重罐的物料进行称重，并确定各计重罐的计重罐失重；(e)通过具有一个以上阀门的多平面阀门组输送至少两种所述预制油漆，每个阀门具有至少一种模式；(f)将所述预制油漆输送到油漆接受容器；(g)对所述油漆接受容器称重，确定油漆接受容器的增重；(h)将所述计重罐的失重相加，确定计重罐失重总和，将计重罐失重总和与油漆接受容器的增重相比较。
2. 如权利要求l所述的方法，其特征在于，所述预制油漆被同时或接近同 时地通过所述多平面阀门组输送。
3. 如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括以下步骤通 过调节所述压縮气体的压力，调节所述预制油漆离开所述计重罐的流速。
4. 如权利要求l所述的方法，其特征在于，所述方法还包括以下步骤在 第一周期排出一组所述预制油漆，在至少一个随后的周期排出至少一个第二组 的所述预制油漆。
5. 如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括以下步骤从 所述多平面阀门组将所述预制油漆排入防溅杯，该防溅杯将其排入所述油漆接 受容器。
6. 如权利要求l所述的方法，其特征在于，所述方法还包括以下步骤对至少一个所述阀门进行调整。
7. 如权利要求l所述的方法，其特征在于，所述方法还包括以下步骤使用计算机从朝向进行所述方法的区域的至少一部分的联网摄像机接收图像。
8. 如权利要求l所述的方法，其特征在于，所述方法还包括以下步骤使 用计算机进行以下的至少一种工作(a) 从所述计重罐称重装置接收所述计重罐的重量，确定所述计重罐失重；(b) 将所述计重罐失重相加，以确定计重罐失重总和，(c) 从所述油漆接受容器称重装置接收所述油漆接受容器的重量，确定 所述油漆接受容器的增重；(d) 将所述计重罐失重总和与所述油漆接受容器的增重相比较。
9. 如权利要求8所述的方法，其特征在于，所述方法还包括以下步骤当所述计重罐失重等于或基本等于配方所需的预制油漆重量的时候，使用所述计 算机来停止所述预制油漆向所述油漆接受容器内的流动。
10. 如权利要求l所述的方法，其特征在于，所述方法还包括使用计算机实 施以下工作的步骤(a) 检测所述计重罐称重装置或所述油漆接受容器称重装置的工作的误差；(b) 使用顺序分配法制造随后的油漆，以确定所述误差的来源；以及任选的(c) 将顺序分配法与同时分配法相结合制造随后的油漆。
11. 一种油漆制造系统，该系统包括(a) 多个贮存罐，它们各自包含预制油漆；(b) 与所述各贮存罐相连的计重罐，所述各计重罐具有与之相连的计重罐 称重装置，以及计重罐出口工艺管道；(c) 用来对所述各计重罐输送压縮气体的系统；(d) 多平面阀门组，所述各计重罐出口工艺管道与所述多平面阀门组上的 阀门相连；(e) 能够从所述多平面阀门组接受预制油漆的油漆接受容器；(f) 能够对所述油漆接受容器的物料进行称重的油漆接受容器称重装置。
12. 如权利要求ll所述的系统，其特征在于，所述系统还包括至少一个联 网摄像机。
13. 如权利要求ll所述的系统，其特征在于，所述系统还包括至少一台计 算机，所述计算机能执行至少一种以下任务(a)从所述计重罐称重装置接收所述计重罐的重量，确定所述计重罐失重； (b) 将所述计重罐失重相加，以确定计重罐失重总和，(c) 从所述油漆接受容器称重装置接收所述油漆接受容器的重量，确定所述油漆接受容器的增重；(d) 将所述计重罐失重总和与所述油漆接受容器的增重相比较。
14. 如权利要求ll所述的系统，其特征在于，所述压縮气体的压力是可调节的。
15. 如权利要求ll所述的系统，其特征在于，所述多平面阀门组将物料排 入防溅杯中，该防溅杯将所述物料排入所述油漆接受容器。
全文摘要
一种由预制油漆制造油漆的制造系统和方法，该系统包括(a)多个贮存罐，它们各自包含预制油漆；(b)与所述各贮存罐相连的计重罐，所述各计重罐具有与之相连的计重罐称重装置，以及计重罐出口工艺管道；(c)用来对所述各计重罐输送压缩气体的系统；(d)多平面阀门组，所述各计重罐出口工艺管道与所述多平面阀门组上的阀门相连；(e)能够从所述多平面阀门组接受预制油漆的油漆接受容器；和(f)能够对所述油漆接受容器的物料进行称重的油漆接受容器称重装置。
文档编号B01F13/00GK101391190SQ20081000309
公开日2009年3月25日 申请日期2008年1月15日 优先权日2007年1月16日
发明者R·波斯特, T·-J·杨, T·-J·王 申请人:罗门哈斯公司