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双动式流体称重和分配工艺及系统技术方案

技术编号:4156714 阅读:145 留言:0更新日期:2012-04-11 18:40
利用空气操作式泵和称重传感器而用于分配流体、例如化学混凝土外加剂的装置和工艺,其中,该称重传感器用于支撑和测量该泵及通过该泵而分配的流体的重量的基本上100%。这种空气操作式泵的双动式双活塞设计允许了在流体填充和流体排出阶段期间均使用正的空气压力。

Double acting fluid weighing and dispensing process and system

The air operated pump and a weighing sensor for dispensing fluid, such as plant and process, chemical admixture, the weighing sensor for measuring fluid support and the pump and distributed by the weight of the pump is basically 100%. The dual action dual piston design of this air operated pump allows the use of positive air pressure during fluid filling and fluid expulsion stages.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及流体的分配(dispensing),更具体地说涉及一种新颖的用于流体混凝土 (concrete)外加剂(admixture)以及其它流体的基于重量的分配的装置和工艺。
技术介绍
用于将化学添加剂(additive)和外加剂分配到混凝土中的设备典型地是基于体积测量的。这种设备包括机械流量计、作为可视指示器的观测瓶(sight bottles)、控制元件、囊状罐、管道(tubing)、阀和泵。体积式系统需要考虑待分配的各种流体的粘性,并且该粘性可能根据温度以及其它因素而发生相当大的变化。 由于其运动部件并且由于许多部件上的化学侵蚀的影响,机械流量计常是有问题的。观测瓶典型地由钢或丙烯构造而成,并经过校准。观测瓶需要被定位在混凝土配料站(batching office)处或其附近或否则的话被可视器件紧密地监视。这典型地要求延长的管道从分配地点延伸到配料站。在所有混凝土预拌品(ready-mix)工业中,混凝土的各种成分,例如水泥、砂、集料(aggregate)和水都经过称重以确定用于配料的适当的量,且因此外加剂的体积式分配表现为额外的程序步骤,为此需要额外的硬件和人员训练。 在美国专利5, 224, 626和5, 377, 868 (由本受让人拥有)中,Hernandez等人传授了用于基于重量而分配外加剂的装置和方法,从而避免了额外的以体积方式进行的测量的程序步骤。在这种分配系统的一个实施例中,由悬浮平台支撑一个或多个外加剂储存容器。在另一实施例中,使用托架来悬吊容器。重量传感系统例如单个称重传感器(load cell)用于对外加剂储存容器的内容物进行称重。平台或托架布置成使得称重传感器对容器中的重量的少于100%起响应。容器被填充至预定的重量,并且从各个容器中连续或同时地分配内容物。然而,Hernandez等人的重量传感系统在商业上还没有在预拌品工业中被接受,预拌品工业继续采用体积测量作为主要的实际操作。 因此本专利技术的目的之一是提供一种新颖的装置和工艺以用于分配混凝土外加剂或其它可分配流体,其带有增强的精度(accuracy)、可靠性、耐用性、成本效率、安装便利性以及可维护性。 本专利技术的又一 目的在于提供一种装置和工艺以用于分配粘性变化的流体。本专利技术可用于分配油漆和颜料、粒子悬浮液(suspension)、纤维悬浮液、以及其它可具有极高粘性的流体,例如凝胶和膏剂,甚至具有悬浮的粒子、纤维或其它材料的凝胶和膏剂。
技术实现思路
为了克服现有技术的体积式流体分配系统的缺点,本专利技术采用了一种空气操作的分配泵装置,并通过对泵装置和实际地由泵装置分配的流体的基本上100%进行称重而实现高精度测量。 本专利技术消除了对于外部机械泵、计量仪器、液体传感探针或外加剂过滤器的需求,这些是目前混凝土预拌品工业中所使用的有问题的部件。 本专利技术可用于分配各种流体,包括油漆、凝胶、膏剂、以及粘性和材料变化的流体,5例如颗粒和/或纤维悬浮液。 在其最广泛的形式中,本专利技术将典型地用于流体的体积测量的正排量活塞泵 (positive-displacement piston pump)与用于测量泵的重量并由此测量通过泵而被分配 的流体的重量的称重传感器组合起来。因而本专利技术的一种示例性的流体分配装置包括(A) 正排量活塞泵装置;和(B)连接在泵装置上以用于测量泵装置和由泵装置泵送的流体的重 量的称重传感器。 在又一示例性的实施例中,流体分配装置包括(A)空气操作式泵,其包括各可滑 动地封装在相应的第一和第二活塞套筒壳体中的第一活塞和第二活塞;用于连接活塞的 轴部件;至少一个挡板部件,其定位在壳体之间并适合于允许轴部件的往复滑动而同时最 大限度地减小在壳体之间的空气泄漏;第一活塞套筒壳体具有至少一个用于填充和/或 自其壳体排出(e邓el)流体的开口 ;第二活塞套筒壳体具有第一开口,其定位成容许加压 空气进入(admit pressurized air)以在第二活塞的第一面上施加正作用力(positive force),以使第二活塞在其壳体内从第一位置可滑动地移动至第二位置,壳体具有第二开 口,其定位成容许加压空气进入以在第二活塞的第二面上施加正作用力,以使其在其壳体 内从第二位置可滑动地移动至第一位置,由此,将空气压力的正作用力传递给第一活塞,以 用于将流体填充到所述第一活塞套筒壳体中和从所述第一活塞套筒壳体中分配流体;以及 (B)称重传感器,其用于支撑并测量该空气操作式泵及包含在第一活塞套筒壳体中的流体 的重量的至少基本上100%。 短语〃 至少基本上100% 〃意指本专利技术的对泵装置以及外围附件(例如柔性软管 (hose)、夹具、托架或其它用于将泵连接到称重传感器上的器具、导线等等)的重量进行测 量的能力。通过从泵和(泵中的)流体的重量中减去空时的泵的重量而确定由该系统分配 的流体的量。 通过使用联合(conjoined)活塞,本专利技术在一种双动式(double-action)驱动 设计中采用了尽可能少的运动部件。正的空气压力对第二 (空气)活塞的两侧施力以在第 一 (流体)活塞上施加相应的力,从而使得,其可在填充位置和排出位置之间来回地往复运 动。这意味着可使用相对柔性的管道来连接加压空气源,以用于驱动空气活塞的两侧。这 种双动式正压力的使用优于使用真空来产生吸力,因为否则的话将需要刚性管来抵抗由于 负的空气压力而引起的塌陷;并且刚性管的承载性质将在使用称重传感器测量泵装置的重 量时引入不准确度。 正排量泵(尽管典型地用于所分配流体的体积式计量)的使用被精巧地与称重传 感器(其为用于测量所分配流体的量的重力测量器件)相组合。从而,提供了更高的精度。 如果空气被吸入到泵的流体室中,这在测量所分配流体的量时将不会产生显著的误差,因 为所分配流体的量是以重力测量方式而非体积测量方式来确定的;并且,同自泵而被分配 的流体的总重量相比,流体室中的空气重量将很可能是微不足道的。 在本专利技术的示例性的仪器和工艺中,所分配流体的重量是在自重上增加的重量, 自重是空泵、已填充的软管以及配件和其它附件的重量。 在优选的实施例中,四通空气阀(fouriay air valve)将加压空气引导向空气活 塞的一侧,并且从另一侧放出空气,从而向填充位置驱动流体活塞。称重传感器将信号发送 至连接在计算机处理单元(CPU)上的输入处理仪器(IPD)。当所期望的流体的量被填充到流体室中时,CPU指示IPD切换四通空气阀,且然后可将流体活塞运送到排出位置以分配流 体。CPU可被编程,从而,该过程被重复直至分配出总的所期望的流体量。 以下将进一步详细地解释本专利技术的装置和工艺的其它优势和特征。附图说明 当结合附图阅读时可更容易地理解以下的示例性实施例的详细说明,其中 图1是本专利技术的用于分配流体的示例性装置和工艺的设计图。具体实施例方式如图1所示,本专利技术的示例性的流体分配装置10和工艺包括空气操作式泵12,其 具有可滑动地封装在活塞套筒壳体18中的至少一个活塞16、限定在活塞套筒壳体18中以 用于容许流体进入和排出流体(如标号40所示)的流体室20,以及称重传感器14,其用于 支撑和测量泵12和包含在泵12的流体室20中的流体的重量的基本上至少100% 。本文档来自技高网
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【技术保护点】
一种流体分配装置,包括:(A)正排量活塞泵装置;和(B)连接至所述泵装置的称重传感器,其用于测量所述泵装置和由所述泵装置泵送的流体的重量。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】US 2007-7-25 11/782767一种流体分配装置,包括(A)正排量活塞泵装置;和(B)连接至所述泵装置的称重传感器,其用于测量所述泵装置和由所述泵装置泵送的流体的重量。2. 根据权利要求l所述的流体分配装置,其特征在于,(A) 所述活塞泵装置是空气操作式泵,其包括各可滑动地封装在相应的第一和第二活塞套筒壳体内的第一和第二活塞;用于连接所述活塞的轴部件;至少一个挡板部件,其定位在所述壳体之间且适合于在最大限度地减小所述壳体之间的空气泄漏的同时允许所述轴部件的往复滑动;所述第一活塞套筒壳体具有至少一个开口 ,其用于在可滑动地封装在所述第一活塞套筒壳体中的所述第一活塞的作用力下填充和/或从所述壳体中排出流体;所述第二活塞套筒壳体具有第一开口 ,其定位成容许加压空气进入以在所述第二活塞的第一面上施加正作用力,从而使所述第二活塞在所述壳体中可滑动地从第一位置移动到第二位置,所述壳体具有第二开口 ,其定位成容许加压空气进入,该加压空气可操作以在所述第二活塞的第二面上施加正作用力,从而使所述第二活塞在所述壳体中可滑动地从所述第二位置移动到所述第一位置,由此,将空气压力的正作用力传递给所述第一活塞以用于将流体填充到所述第一活塞套筒壳体中和从所述第一活塞套筒壳体中分配流体;并且(B) 所述称重传感器支撑和测量所述空气操作式泵及包含在所述第一活塞套筒壳体中的流体的重量的基本上至少100%。3. 根据权利要求2所述的流体分配装置,其特征在于,所述第一活塞套筒壳体包括用于容许流体进入到所述第一活塞套筒壳体中的第一开口和用于从所述第一活塞套筒壳体中排出所述流体的第二开口。4. 根据权利要求3所述的流体分配装置,其特征在于,还包括用于允许流体通过所述第一开口流入到所述第一活塞套筒壳体中但阻止流体流出所述壳体的入口止回阀,以及用于允许流体通过所述第二开口流出所述第一活塞套筒壳体但阻止流体流入到所述壳体中的出口止回阀。5. 根据权利要求2所述的流体分配装置,其特征在于,还包括框架,其用于安装所述称重传感器并将所述空气操作式泵悬吊于地面上方。6. 根据权利要求2所述的流体分配装置,其特征在于,还包括四通空气阀,其用于交替地引导加压空气进入所述第二活塞套筒壳体的所述第一和第二开口和从所述第二活塞套筒壳体的所述第一和第二开口放出空气;输入处理仪器,其可操作用于接收由所述称重传感器发出的电信号和用于将电信号传递给所述气动阀控制器;禾口计算机处理单元,其用于从所述输入处理仪器接收电信号和将电信号传递给所述输入处理仪器。7. 根据权利要求6所述的流体分配装置,其特征在于,还包括入口止回阀和出口止回阀,以容许进入或离开所述第一活塞套筒壳体的流体的通行。8. 根据权利要求7所述的流体分配装置,其特征在于,还包括可分配流体储存器,流体自该流体储存器而被填充到所述空气操作式泵中。9. 根据权利要求6所述的流体分配装置,其特征在于,还包括连接在所述四通空气阀上的压縮空气罐。10. 根据权利要求9所述的流体分配装置,其特征在于,所述可分配流体储存器包含至少一种流体,其选自减水剂、流变改进剂、促凝剂、缓凝剂、防腐剂、减縮剂、纤维、裂绞控制齐U、颜料、防水剂、引气剂、增强剂和养护剂。11. 根据权利要求9所述的流体分配装置,其特征在于,所述可分配流体储存器包含至少一种流体,其选自糖蜜、磺酸盐、三聚氰胺磺酸盐甲醛聚合物、萘磺...

【专利技术属性】
技术研发人员:R拉姆纳赖
申请(专利权)人:格雷斯公司
类型:发明
国别省市:US[美国]

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