多施与器多组分施与系统的制作方法

本申请要求于2016年5月18日提交的、题为“multi-gunpluralcomponentdispensing/spraying”的美国临时申请no.62/337,978的优先权，该申请通过引用整体并入本文中。

本公开总体涉及多组分施与系统，并且更具体地，涉及对多种材料组分进行配比以在多个施与设备处实现目标混合比例。

背景技术：

材料(例如，流体)配比器包括施与系统，其接收分离的惰性材料组分，以预定比例混合组分，然后将混合后的组分作为活化化合物进行施与。例如，材料配比器通常用于施与在混合各自均是惰性的树脂组分和活化材料之后凝固的环氧树脂和聚氨酯。混合后，开始即时化学反应，实现混合物的交联、固化和凝固。因此，将两种组分分离地送入配比器中，使得它们可以尽可能长地保持隔离。在每种组分被分离地泵送之后，施与设备(例如，喷涂器或其它设备)接收每种组分，并将组分混合以用于作为活化化合物进行输送。

典型的配比器包括正排量泵，其从分离的源中分别吸入材料，并且将加压材料(例如，流体)泵送到施与设备以进行混合和施用。泵通常由具有往复驱动轴的常用马达(通常是气动马达、电动马达/驱动器或液压马达)同步驱动。在多施与器应用中，通常使用并调节分离的泵集合(即，每种材料组分一个泵集合)以在多个施与器中的每一个施与器处实现目标比例，从而增加了实现多施与器应用所需的成本和空间。

技术实现要素：

在一个示例中，一种系统，包括：用于输送第一流体组分的第一泵、用于输送第二流体组分的第二泵、第一配比器、第二配比器、第一施与设备和第二施与设备。第一配比器连接到第一泵和第二泵中的每一个泵，以调节第一流体组分和第二流体组分中的每一种流体组分的体积流量，从而使得第一流体组分和第二流体组分成第一目标比例。第二配比器连接到第一泵和第二泵中的每一个泵，以调节第一流体组分和第二流体组分中的每一种流体组分的体积流量，从而使得第一流体组分和第二流体组分成第二目标比例。第一施与设备连接到第一配比器，用于接收成第一目标比例的第一材料组分和第二材料组分。第二施与设备连接到第二配比器，用于接收成第二目标比例的第一材料组分和第二材料组分。

在另一示例中，一种方法，包括：分别向第一配比器和第二配比器中的每一个配比器泵送第一流体组分和第二流体组分。该方法还包括：通过第一配比器调节第一流体组分和第二流体组分的体积流量，以使得第一流体组分和第二流体组分成第一目标比例，并且通过第二配比器调节第一流体组分和第二流体组分的体积流量，以使得第一流体组分和第二流体组分成第二目标比例。该方法还包括：从第一配比器向第一施与设备输送成第一目标比例的第一流体组分和第二流体组分，并且从第二配比器向第二施与设备输送成第二目标比例的第一流体组分和第二流体组分。

在另一示例中，一种系统，包括：多个泵，每个泵用于输送分离的流体组分；多个配比器；控制系统；以及多个施与设备。多个配比器中的每一个配比器包括多个流体调节器和多个流量计。每个流体调节器连接到泵之一，用于调节流体组分中的一种流体组分的流体压力。每个流量计被配置为测量流体组分中的一种流体组分的流率。控制系统基于多个配比器中的每一个所感测的流率来控制相应配比器的流体调节器，使得相应配比器输送成与相应配比器相关联的目标比例的分离的流体组分。多个施与设备中的每一个施与设备连接到多个配比器中的一个配比器，用于接收成与相应配比器相关联的目标比例的分离的流体组分。

附图说明

图1是包括多个配比器在内的示例多施与器多组分配比系统的框图，多个配比器向多个施与设备中的每一个施与设备输送分离的材料组分。

图2是示出了图1的配比器之一的示例的进一步细节的框图。

具体实施方式

如本文所述，多组分施与系统利用每种组分一个泵来输送多个材料组分，以用于通过多个施与设备进行混合和施用(application)。也就是说，实现本公开的技术的系统利用每种材料组分一个泵，向多个施与设备中的每一个施与设备输送多种材料组分(例如，流体)中的每一种材料组分，而不是针对每个施与设备(例如，喷涂施用器或其它施与设备)利用分离的泵集合。将每个泵连接为用于向多个配比器集合中的每一个配比器输送单独的材料组分。每个配比器调节多种材料组分中的每种材料组分的体积流量，以使得要被输送到施与设备之一的分离的材料组分成目标比例。每个配比器可以向相应的施与设备输送相同或不同目标比例的分离的材料组分。在施与设备处将分离的材料组分进行混合，并且将混合后的材料组合作为活化化合物输送。这样，实现本公开的技术的系统可以利用每种材料组分一个泵来支持多个施与设备混合和输送成一个或多个目标比例的分离的材料组分的操作，从而降低了系统的成本、复杂度和整体维护。

图1是多施与器多组分配比系统10的框图，该系统可以用于例如多组分喷涂系统。如图1中所示，系统10包括材料组分m1至mn、泵p1至pn、配比器prop1至propm和施与设备d1至dm。尽管图示并描述为包括“n”种材料组分m1至mn和“n”个泵p1至pn、以及“m”个配比器prop1至propm和“m”个施与设备d1至dm，但是应当理解，本文使用的“n”和“m”表示任意数字，使得系统10可以包括任意数量的材料组分、泵、配比器和施与设备。此外，字母“n”和“m”不应被解释为要求所表示的数字的任何特定相关性，使得“n”可以表示大于、等于或小于字母“m”所表示的数字的数字。

材料组分m1至mn各自是单独的组分(例如，流体组分)，当材料组分混合时，触发即时化学反应以形成活化化合物(例如，环氧树脂、聚氨酯或其它活化化合物)。材料组分m1至mn中的一种或多种材料组分称为基础组分，并且材料组分m1至mn中的一种或多种材料组分称为催化剂组分。

泵p1至pn是正排量或其它类型的泵，被配置为在显著大于将施与材料组分的压力(例如，2000psi)的压力(例如，5000psi)下向配比器prop1至propm中的每一个配比器输送材料组分m1至mn(例如，流体组分)中的对应的一种材料组分。在某些示例中，泵p1至pn可以直接从材料容器中吸入材料组分m1至mn，并且向配比器prop1至propm中的每一个配比器输送各个组分。在其它示例中，泵p1至pn可以在第一压力下从分离的泵或其它加压源接收材料组分m1至mn，并且在高于第一压力的第二压力下向配比器prop1至propm中的每一个配比器输送材料组分。配比器prop1至propm中的每一个配比器被连接为用以从泵p1至pn中的每一个泵接收材料组分m1至mn中的对应一种材料，并且调节材料组分m1至mn中的每一种材料组分的体积流量，以使得要被输送至施与设备d1至dm中的对应的一个施与设备的材料组分m1至mn成目标比例。例如，如下面进一步描述的，配比器prop1至propm中的每一个配比器可以包括调节器、流量计和致动器，它们被配置为经由电子控制系统调节材料组分m1至mn的体积流量，以使得要被输送至施与设备d1至dm中的对应的一个施与设备的材料组分m1至mn成目标比例。在其它示例中，配比器prop1至propm中的任一个或多个配比器可以被机械配置为被动地调节材料组分m1至mn中的每一种材料组分的体积流量(例如，没有自动电子调节)，以使得材料组分m1至mn成目标比例，例如，在2016年7月26日提交的题为“passiveflowsynchronizer”的当前共同未决申请pct/us2016/044046(其公布号为wo2017/019688)中描述的被动流量同步器，该申请的全部内容通过引用合并于此。

如图1中所示，施与设备d1至dm中的每一个施与设备是喷涂器设备或被连接为用以从配比器prop1至propm中的对应一个配比器接收材料组分m1至mn中的每个材料组分的其他施与设备。施与设备d1至dm中的每一个施与设备从配比器prop1至propm中的对应配比器接收成目标比例的材料组分m1至mn，并且混合这些材料组分以作为活化化合物施与。也就是说，施与设备d1至dm中的每一个施与设备包括混合设备(例如，混合歧管或其它混合器)，其混合所接收到的材料组分(即，所接收的成目标比例的)用以作为活化化合物施与。

在操作中，材料组分m1至mn在泵p1至pn的压力下各自被泵送到配比器prop1至propm中的每一个配比器。配比器prop1至propm中的每一个配比器调节材料组分m1至mn中的每一种材料组分的体积流量，以使得要被输送至施与设备d1至dm中的对应的一个施与设备的材料组分m1至mn成目标比例。例如，如图1的示例中所示，材料组分m1在泵p1的压力下被输送到配比器prop1至propm中的每一个配比器。材料组分m2通过泵p2输送到配比器prop1至propm中的每一个配比器，并且材料组分mn通过泵pn输送到配比器prop1至propm中的每一个配比器。

配比器prop1调节材料组分m1至mn中的每一种材料组分的体积流量，以使得材料组分m1至mn成目标比例。将材料组分m1至mn中的每一种材料组分成目标比例地各自输送到施与设备d1。材料组分m1至mn在施与设备d1处混合，由于基础组分和催化剂组分的混合，产生即时化学反应。通过施与设备d1输送反应后的混合物，以用于向例如目标产品施用。类似地，配比器prop1和propm中的每一个配比器调节材料组分m1至mn中的每一种材料组分的体积流量，以使得材料组分m1至mn成目标比例。对于配比器prop1至propm中的每一个配比器，材料组分m1至mn的目标比例可以是相同或不同的目标比例。材料组分m1至mn中的每一种材料组分成与配比器prop2相对应的目标比例地各自从配比器prop2输送到施与设备d2。材料组分m1至mn中的每一种材料组分成与配比器propm相对应的目标比例地各自从配比器propm输送到施与设备dm。材料组分m1至mn在施与设备d2和dm的每一个施与设备处混合，以产生即时化学反映，并且输送反应后的混合物以施用于产品、区域或其它目标。在一些示例中，配比器prop1至propm中的任一个或多个配比器可以控制材料组分m1至mn到施与设备d1至dm中的对应一个施与设备的总流率(例如，材料组分m1至mn的组合流率的总和)，如下面进一步描述的。

因此，施与设备d1至dm中的每一个施与设备可以用于单独施用通过混合材料组分m1至mn而产生的反应混合物。施与设备d1至dm可以在物理上彼此远离，相隔数十英尺、数百英尺或其它距离。系统10利用每种材料组分单个泵，而不需要多个材料组分存储容器集合和多个泵集合(每个泵各自调节以使得材料组分m1至mn成目标比例)。配比器prop1至propm调节材料组分m1至mn中的每一种材料组分的体积流量，以使得要被输送至施与设备d1至dm中的每个施与设备的材料组分m1至mn成目标比例。这样，实现本文所述的技术的系统10利用每种材料组分一个泵来实现多个施与设备d1至dm中的每一个施与设备处的材料组分是成目标比例的，从而降低了系统的复杂度、成本和总体维护要求。

图2是示出了图1的配比器prop1的一个示例的进一步细节的框图。尽管图2的示例是关于配比器prop1来进行描述的，但是应当理解，下面描述的技术适用于图1的配比器prop1至propm中的任一个或多个配比器。

如图2中所示，配比器prop1包括调节器12a至12n、致动器14a至14n、流量计16a至16n和控制器18。配比器prop1从泵p1至pn(图1)接收材料组分m1至mn作为输入，并且分别向施与设备d1(图1)提供各自成目标比例的材料组分m1至mn来作为输出。

调节器12a至12n响应于致动器14a至14n调节材料组分m1至mn的流体压力(和由此所得的体积流量)。调节器12a至12n可以是空气控制的流量调节器、液压控制的流量调节器、电驱动马达控制的流量调节器、手动控制的流量调节器或者其它类型的流量调节器。例如，在一些示例中，调节器12a至12n中的一个或多个调节器通过控制可变注孔(orifice)来调节流量。较大的注孔提供较小的压降，较小的注孔提供较大的压降。在某些示例中，调节器12a至12n中的一个或多个调节器包括开/关阀，通过阀的流量是通过阀保持打开的时间长度来调节的。

致动器14a至14n控制调节器12a至12n的操作，以调节材料组分m1至mn的压力(和所得的体积流量)。在一些示例中，致动器14a至14n分别向调节器12a至12n提供空气压力，以分别设置材料组分m1至mn的调节压力。在一些实施例中，致动器14a至14n中的一个或多个致动器是手动设置的空气调节器，而致动器14a至14n中的其它致动器通过控制器18电控制。在其它实施例中，致动器14a至14n中的每一个致动器经由控制器18电控制。

流量计16a至16n分别测量材料组分m1至mn的体积流量。流量计16a至16n的示例例如包括齿轮仪表、科里奥利质量流量计或其它类型的流量计。当材料组分通过相应的流量计时，流量计16a至16n中的每一个流量计测量材料组分m1至mn中的相应材料组分的体积流率，并且向控制器18提供所测量的流率的指示。也就是说，如图2中所示，流量计16a向控制器18提供所测量的流率fra，指示所测量的通过调节器12a和流量计16a的材料组分m1的体积流率。流量计16b向控制器18提供所测量的流率frb，指示所测量的材料组分m2的体积流率，流量计16n向控制器18提供所测量的流率frn，指示所测量的材料组分mn的体积流率。

控制器18被电连接和/或通信连接为用以从流量计16a至16n接收所测量的流率fra至frn。此外，如图2中所示，控制器18被电连接和/或通信连接为用以基于所测量的流率fra至frn向致动器14a-14n提供控制命令，从而控制调节器12a至12n的操作，以使得各自要被输送到施与设备d1(图1)的材料组分m1至mn成目标比例。在一些示例中，控制器18包括和/或呈现用户接口(例如，在显示设备处)，其被配置为接收定义与配比器prop1相关联的目标比例的用户输入。尽管图示为包括在配比器prop1中，但是在其它示例中，控制器18可以与配比器prop1分离。例如，在某些示例中，控制器18可以连接到配比器prop1至propm中的每一个配比器，并且被配置为向配比器prop1至propm中的每一个配比器的致动器提供控制命令，以使得材料组分m1至mn成与配比器prop1至propm中的每一个对应配比器相关联的目标比例。

控制器18包括一个或多个处理器和编码有指令的计算机可读存储器，所述指令当由一个或多个处理器执行时，使控制器18根据本文描述的技术进行操作。一个或多个处理器的示例包括以下任一项或多项：微处理器、数字信号处理器(dsp)、专用集成电路(asic)、现场可编程门阵列(fpga)或者其它等效的分立或集成逻辑电路。控制器18的计算机可读存储器可以被配置为在操作期间在控制器18内存储信息。在一些示例中，计算机可读存储器可以被描述为计算机可读存储介质。在一些示例中，计算机可读存储介质可以包括非暂时性介质。术语“非暂时性”可以指示存储介质不是通过载波或传播信号来体现。在某些示例中，非暂时性存储介质可以存储可随时间改变的数据(例如，在(ram)或高速缓存中)。控制器18的计算机可读存储器可以包括易失性和非易失性存储器。易失性存储器的示例可以包括随机存取存储器(ram)、动态随机存取存储器(dram)、静态随机存取存储器(sram)和其它形式的易失性存储器。非易失性存储器的示例可以包括磁性硬盘、光盘、软盘、闪存、或电可编程存储器(eprom)或电可擦除可编程(eeprom)存储器的形式。

在一些示例中，控制器18包括用户接口组件，用户接口组件包括被配置为从用户接收输入的一个或多个输入设备(例如，键盘、按钮、鼠标、麦克风或其它输入设备)以及被配置为向用户呈现信息的一个或多个输出设备(例如，显示设备、指示灯或其它输出设备)。在一些示例中，控制器18包括触敏显示器，其被配置为接收手势(例如，触摸手势、轻扫手势、捏手势或其它手势)形式的用户输入，并且向用户显示信息。

在操作中，材料组分m1至mn在泵p1至pn(图1)的压力下由配比器prop1接收。材料组分m1至mn包括一种或多种基础材料组分和一种或多种催化剂材料组分。通常，基础材料组分是所得的活化化合物的主要组分，并且所需的浓度比催化剂组分的浓度更高。控制器18控制致动器14a至14b中的一个或多个致动器，致动器14a至14b控制调节器12a至12n的操作以调节材料组分m1至mn的压力和所得的每个材料组分的体积流量。例如，控制器18可以基于所测量的流率fra至frn的反馈来实现比例积分微分(pid)或其它控制算法，以控制致动器14a至14n中的一个或多个致动器的操作，以使得材料组分m1至mn成目标比例。

在一些示例中，经由操作者输入来手动控制致动器14a至14n中的一个或多个致动器，以在相应调节器的输出处产生期望的经调节的流体压力。例如，在一个实施例中，致动器14a是手动控制的致动器，并且致动器14b至14n经由来自控制器18的命令电控制。在这种实施例中，操作者可以手动设置致动器14a，以在调节器12a的输出处产生期望的经调节的流体压力。利用该手动设置的流体压力，通过流量计16a建立并测量材料组分m1的流率。致动器14b至14n由控制器18控制，使得材料组分m2至mn的流率缩放到材料组分m1的流率和彼此的流率，以使得材料组分m1至mn成目标比例，成目标比例的材料组分被输送至施与设备d1以进行混合和施用反应后的化合物。在其它示例中，控制器18基于所测量的体积流量fra至frn来控制致动器14a至14n中的每一个致动器，以使得材料组分m1至mn成目标比例。

在一些示例中，控制器18控制致动器14a至14n中的每一个致动器实现材料组分m1至mn的总流率，材料组分m1至mn通过配比器prop1成目标比例地输送至施与设备d1(图1)。例如，控制器18可以(例如，经由用户接口)接收定义要被输送到施与设备d1的材料组分m1至mn的总流率的输入。控制器18可以控制致动器14a至14n的操作，以实现材料组分m1至mn中的每一个材料组分的总目标流率，材料组分m1至mn成目标比例地输送至施与设备d1。例如，控制器18可以控制致动器14a至14n中的第一致动器(例如，致动器14a)，以使调节器12a至12n中的对应调节器(例如，调节器12a)实现材料组分m1至mn中的对应一种材料组分(例如，材料组分m1)的第一流率。控制器18可以基于所感测到的流率fra至frn控制致动器14a至14n中的剩余致动器中(例如，致动器14b至14n)的每一个致动器，以使得要被输送到施与设备d1的材料组分m1至mn成目标比例。控制器18可以控制致动器14a至14n中的每一个致动器，使得材料组分m1至mn中的每一个材料组分成目标比例地输送到施与设备d1，并且流率fra至frn的总和是目标总流率。

因此，配比器prop1分别控制所调节的压力和由此得到的组分m1至mn中的每一个材料组分的流率，以建立和维持要被输送到施与设备d1(图1)以用于混合和施用的材料组分m1至mn成目标比例。在一些示例中，配比器prop1还控制所调节的压力和组分m1至mn中的每一个组分的对应的流率，以实现要成目标比例地输送至施与设备d1的材料组分m1至mn的目标总流率。此外，本公开的技术使用每种材料组分一个泵使得多个施与设备能够接收成任何一个或多个目标比例和目标总流率的材料组分m1至mn，从而降低了多施与器多组分施与系统的成本、复杂度和整体维护。

尽管已经参考示例性实施例描述了本发明，但是本领域技术人员将理解的是，可以在不脱离本发明的范围的情况下进行各种改变并且可以用等同物替换其要素。此外，可以在不脱离本发明的实质范围的情况下进行很多修改以使特定的情形或材料适应本发明的教导。因此，旨在本发明并不局限于所公开的特定实施例，本发明包括落入所附权利要求的范围内的所有实施例。