专利名称：定量装置和定量方法
技术领域：
本发明涉及对多种材料的定量，尤其是对颗粒状态及粉末产品的定量。
按重量或体积对产品的定量在工业界具有不可胜数的应用。在某些情况下，最希望的是能对重量或体积的测量持续地进行。
人们已经由专利申请EP0465981及EP0465980中公知了对粉末状产品保证非常精确定量的机械装置，它具有可能非常小的单位量。本发明旨在提出对这类装置的一种替代装置，以便能极为紧凑地得以实施。
本发明的另一目的是提出一种体积上定量的装置，对它能很容易地调节定量单位量而不影响定量装置的驱动速度。
为了达到这些目的，使用了一个定量滑块及一个压出活塞，它们将如下述地布置。根据本发明，该定量装置包括-一个具有一推动面的定量滑块;
-在其中定量滑块在一个下死点及一个上死点间滑动的槽;
-使待定量材料供给到所述槽中的装置;
-一个与槽在上死点处连通的转移室;
-一个在转移室中平行于定量滑块推动面滑行的压出活塞，该压出活塞具有一个侧面，该侧面的形状与定量滑块的推动面相吻合;
-一个用于覆盖所述槽的罩;当定量滑块在下死点时，当压出活塞封闭所述槽及当罩覆盖所述槽时，在该所述槽中确定出被定量的基本容积。
为了避免对定量装置供料的中断，该装置最好包括一个增压机构，它迫使材料渗入到基本单元中，可使该基本单元完全被填满材料。
以下的附图表示本发明在橡胶加工工业中对加入的粉末状产物定量的应用，尤其是用于对硫，碳黑或通常使用的一般粉末形式的其它加强填料。
图1为本发明的定量装置，沿图2的AA剖线的一个剖面;
图2为沿图1的BB剖线的一个剖面图;
图3为沿图1的CC剖线的一个剖面图;
图4至10为该定量装置在其工作各个不同的阶段的状态图。
在图1及2中，可以看到一个机壳9，在其中被加工出一个矩形的槽2。该槽与在机壳9内部作成一槽孔的转移室4相连通。槽2被二个侧壁20及槽底限界，它构成了一个定量滑块1的导向路径。槽2向上开放并与从上方装在机壳9上的一个料斗8相连通。该料斗8中散装地装有待定量的材料。该料斗8也被设置用于利用重力使材料供应到所述槽2中。定量滑块1在槽2中的一个上死点PMH及一个下死点PMB之间滑动。
转移室4包括一个压出活塞3，它在该室中滑动。压出活塞3在它的行程点A及其行程点B之间运动。转移室的排出孔40与接收被定量材料的汇集点相连通，或者直接地通到一个混合室中，在其中将继续地混合被定量的材料。
在料斗8的内部设置了一个轮子6，该轮的旋转轴60平行于定量滑块1的滑行方向，这点从图2可特别清楚地看出。该轮带有一个外围罩62。该罩62做成以约220°的角度展开的一个圆柱面部分，它的作用在下文中将会阐明。在其补角部分中，可以看到多个刚性曲板70及多个弹性片71的一个组件，它构成了一个增压机构7，用于迫使材料渗入到基本容积的内部，这里用于帮助在重力下的输料。在图2中表示的弹性片71处于未变形状态，其中箭头6表示轮6的转动方向。因此轮6将罩62，基本容积的增压填料及转动机构的作用结合在一起。
输入轴25经由一个带切口的皮带26驱动旋转轴60转动(图3)。一个凸轮11被安装在旋转轴60上并同样由它驱动。该凸轮11带有在其外围以凹陷形式加工出来的导向轨道12。一个摇臂14(图1)被安装得可以绕固定在机壳9上的一个枢轴15转动。一个导轮13被安装在摇臂14的端部，且该导轮13被置于凸轮11上设有的导向轨道12中。一个连杆17受到摇臂14的作用操纵定量滑块1的运动。连杆17的铰接点170沿摇臂14的位移(手动调节及在该定量装置停止时)可以调整定量滑块1的行程，即通过调节铰接点170接近或远离枢轴15来达到。
对连杆17的铰接点170的调整用这样的方式进行，即总是保持同一个上死点。事实上，如果想象该定量滑块1位于其上死点PMH上，而将连杆17的铰接点170沿设在摇臂上的、中心位于连杆17下端171处的圆弧移动，则不会影响到上死点PMH的位置。其后果是看到铰接点接近或远离摇臂14的转动点即枢轴15。由此就实现了对下死点PMB位置移动下的行程调节。
为了能对下死点PMB的位置精细地调节，最好做成一个腰果形状的连接件16，它可以在该摇臂14上作得较大一点点的座中稍许滑动。这个连接件16具有分布在如上所述的圆弧上的不同插孔161，连杆17的铰接点170将与这些孔中的一个相连接。
此外，利用将一个联锁轴插入到做在连接件16边缘及摇臂14上的跨接插孔中使连接件16固定在摇臂上。这些插孔例如是按以上所述地沿圆弧分布的。这些插孔做成两个半组插孔160的形式一个半组插孔做在摇臂14上而另一半组插孔做在连接件16上。后半组插孔间分开的距离大于前半组插孔间的距离。各个半组插孔160中仅各有一对是可以被对齐来接收所述联锁轴的，但是可以利用将连接件16在摇臂14上它的座中滑动以选择这一对跨接插孔。滑动的幅度基本上取决于两个插孔161之间的间距。在这个间距范围内，可以在具有半组插孔160的插孔对的位置中进行选择，这样便能精细的调整连杆17的铰接点170相对于枢轴15的位置。
一个偏心轮27(图2)安装在驱动轴25上。它带动操纵压出活塞3的连杆28。
图4至10是以透视形式简单、概要地作出的示意图，用于对本发明定量装置主要机构运动的透彻理解。
当定量滑块1后移到它的下死点PMB的位置时，就确立了用于定量的基本容积，这就是图4所示的图形。这个用于定量的基本容积具体体现为位于料斗8底部下的一个空腔5。该空腔5由槽2的两个壁20、定量滑块1的推动面10及压出活塞3的侧面31限定界限。
该定量装置的运行功能如下。图4表示将材料供给到基本容积内的阶段。轮6的转动可使弹性片71及曲板70从上方覆盖在其中被限界出空腔5的槽2。弹性片71的形状可促使材料的移动以使其渗入到空腔2的内部。逐渐地，该空腔中被填满材料，这些弹性片呈顶部非常弯曲的状态。在图5中，可以看到压出活塞3开始了朝向其下死点的后移运动。定量滑块1仍处于不动。图6表示供料阶段的结束。为了完全确定基本容积，罩62覆盖槽2上方的开口。
定量的基本容积也完全处于与料斗8隔开及同样与排出孔40隔开，因为随着压出活塞3继续地向下死点B的后退运动，压出活塞3这时还没有打开槽2及转移室4之间的通路。
在图7中，压出活塞3到达它的下死点B。轮6继续转动。由于罩62的给定形状，材料导入槽2内的导入孔继续地与料斗8隔开与分离。定时滑块1开始其从下死点PMB直至上死点PMH的运动，用于将材料排出到定量单位容积的外部。实质问题是应该保证如图6中所示的基本单元的密封性。由于被定量材料的可压缩性，可以在槽2及转移室的连通建立前就开始定量滑块1朝向其上死点PMH的运动。
在图8中，可以看到被定量的材料逐渐地进入到转移室4中。
在图9中，定量滑块达到了其上死点PMH。由此使被定量的材料完全地进入到转移室4内。
在图10上，可以看到压出活塞3从B点移向A点。这就保证了被定量的材料以穿过排出孔40的推进方式被排出。由于采用了压出活塞3，甚至朝向一个很高反压力也能使被定量的材料压出来。还可看出，在压出活塞3运动时，该活塞3擦着定量滑块1的推动面10，由此保证了在槽2的内部不会保留材料。
罩62的尺寸设计得至少在压出活塞3的侧面31完全覆盖在定量滑块1的推动面10时，还盖住槽2。以此方式，使得散装地贮放待定量材料的料斗内部与转移室4之间造成了直接地连通。由此也保证了定量装置的完善体积测定。
所述装置的罩62构成一段圆柱面。当然，定量滑块1的侧面应具有与此精确互补的形状。槽2的截面与定量滑块推动面的截面相等。这个面近似矩形，只是其一边由一个圆弧代替。这对于本领域技术人员来说，在不脱离本发明范围的情况下可以想象出各种结构的变型。尤其是槽的面积可小于定量滑块的推动面。这样，在供料阶段结束时，定量滑块的导行能足以保证闭合基本容积，以便实现定量装置的单位气缸工作容积。
该定量装置接着又重回到供料阶段罩62离开槽2的上方，及定量滑块1后退到其下死点PMB，它们的运动次序当然无关紧要。
本发明还提出对粉末或颗粒状产品利用容积定量的方法，它的组成在于，使用了-一个定量滑块，它在一个槽中的上死点及下死点之间滑动;
-一个压出活塞，它在一个与所述槽其上死点处相连通的转移室中滑动;及-一个罩，以及建立如下的一个工作周期-利用定量滑块后移到所选定的下死点上，并使压出活塞覆盖住槽与转移室之间的通道，部分地确定了一个基本容积;
-保持槽开放一段必要的时间用以将导入槽中的材料填满基本容积;
-用所述罩盖住所述槽，隔离所述基本容积;
-使压出活塞后移以便打开槽;
-使定量滑块向前移动直到它的上死点为止，用以将产品转移出基本容积;
-然后，一方面维持定量滑块不动，一方面使压出活塞擦着定量滑块的推动面向前一直运动到覆盖住槽与转移室之间的通道，用于推出所述基本容积，并利用重复该工作周期，以便压出所需的产品的多个基本容积。
如以上已解释过的，该方法可以利用调整下死点的位置来改变基本容积。利用一般的方式，在料斗中设置一个搅拌装置是有利的，可有助于将产品输送到单位容积中去。
现在再专门参看图3，可以理解在凸轮11上的轨道12是以适合的方式作出的，以便能获得刚才已述的往复运动及暂停。尽管可以利用调节装置的驱动速度来调节所述装置定量的速率，更可取的是在许多应用中，利用如上所述地改变定量滑块的下死点PMB的位置、变化该定量装置的单位容积来改变其速率。仅是在行程调节的情况下，上死点PMH的位置固定才能保证在每个装置周期中被定量的基本容积能被排空。
这种装置可以被加入到一个更为复杂的机器中，例如其中包括多个定量装置的机器，如一个连续制备橡胶的混合机中。本发明也可以扩展成制备一种生橡胶混合物的方法，其特征在于直接地在一个混合机中压出定量过的产品。
权利要求
1.定量装置，其特征是，该装置包括-具有一个推动面(10)的定量滑块(1)；-在其中定量滑块(1)在一个下死点(PMB)及一个上死点(PMH)之间滑动的槽(2)；-使待定量材料供给到所述槽(2)中的装置；-一个与槽(2)在上死点(PMH)处连通的转移室(4)；-一个在转移室(4)中平行于定量滑块(1)的推动面(10)滑行的压出活塞(3)，该压出活塞(3)具有一个侧面(31)，该侧面的形状与定量滑块(1)的推动面(10)相吻合；-一个用于覆盖所述槽(2)的罩(62)；当定量滑块(1)在下死点(PMB)时，当压出活塞(3)封闭所述槽(12)及当罩(62)覆盖所述槽(2)时，在该所述槽(2)中确定出被定量的基本容积。
2.根据权利要求1的装置，其特征在于下死点(PMB)的位置可沿槽(2)进行调整。
3.根据权利要求2的装置，其特征在于定量滑块(1)被由摇臂(14)作用的一个连杆(17)操纵;连杆(17)的铰接点(170)可以安装在摇臂(14)中的分布在一个圆弧上的不同位置上，该圆弧是当定量滑块(1)在上死点(PMH)时以连杆(17)的下端(171)为中心作出的。
4.根据权利要求1至3中一项的装置，其特征在于槽(2)的截面相应于定量滑块(1)的截面。
5.根据权利要求1至4中一项的装置，其特征在于它包括一个迫使材料渗入到单位容积中的增压装置(7)。
6.根据权利要求1至5中一项的装置，其特征在于它包括一个料斗(8)，用于盛放待定量的材料，并设置成由重力向所述槽中供料。
7.根据权利要求5及6的装置，其特征在于它包括一个设在所述料斗(8)下方的轮(6)，该轮包括构成增压机构(7)的弹性片(71)及曲板(70)。
8.根据权利要求7的装置，其特征在于该轮(6)包括一个构成所述罩(62)的圆柱面部分。
9.对于粉末或颗粒状产品利用容积定量的方法，它的组成在于，使用了-一个定量滑块，它在一个槽中的上死点及下死点之间滑动;-一个压出活塞，它在一个与所述槽其上死点处相连通的转移室中滑动;及-一个罩，它可以覆盖所述槽，以及建立如下的一个工作周期-利用定量滑块后移到所选定的下死点上，并使压出活塞覆盖住槽与转移室之间的通道，部分地确定了一个基本容积;-保持槽开放一段必要的时间用以将导入槽中的材料填满基本容积;-用所述罩盖住所述槽，隔离所述基本容积;-使压出活塞后移以便打开槽;-使定量滑块向前移动直到它的上死点为止，用以将产品转移出基本容积;-然后，一方面维持定量滑块不动，一方面使压出活塞擦着定量滑块的推动面向前一直运动到覆盖住槽与转移室之间的通道，用于推出所述基本容积，并利用重复该工作周期，以便压出所需的产品的多个基本容积。
10.根据权利要求9的方法，其特征在于调整下死点的位置用以改变基本容积。
11.根据权利要求9或10之一项的方法，用于制备一种生橡胶混合物，其特征在于直接地将定量好的产品推入到一个混合装置中。
全文摘要
定量装置包括一个由绕枢轴转动的摇臂(14)经连杆(17)作用的定量滑块(1)，该滑块在一槽2中滑动。当定量滑块(1)在下死点(PMB)时面对着定量滑块确定了一个基本容积。定量滑块(1)向着其上死点(PMH)移动用以使被定量的材料压入到转移室(4)中。
文档编号G01F11/00GK1093164SQ9311288
公开日1994年10月5日 申请日期1993年12月24日 优先权日1992年12月31日
发明者米歇尔·德尔 申请人:塞德普鲁公司