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CN105073273B - 双组分混合模块 - Google Patents

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CN105073273B
CN105073273B CN201480008699.4A CN201480008699A CN105073273B CN 105073273 B CN105073273 B CN 105073273B CN 201480008699 A CN201480008699 A CN 201480008699A CN 105073273 B CN105073273 B CN 105073273B
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Abstract

一种混合模块包括两个入口、一个集合器和一个阀构件。集合器具有两个腔，每个腔都具有近端和远端，阀构件可在两个位置之间移动。当阀位于一个位置处时，入口中的一个被连接到腔中的一个的近端，并且另一入口被连接到另一腔的近端。当阀位于另一位置处时，入口中的一个与腔断开连接，并且腔的近端被连接。

Description

双组分混合模块
技术领域
本发明涉及一种多组分分配系统，并且更具体地，涉及一种用于多组分分配系统的混合模块。
背景技术
典型地，多组分分配系统使用在独立形式下是化学惰性的树脂组分和在独立形式下也是化学惰性的异氰酸酯催化剂材料。当催化剂和树脂混合时，立即开始产生化学反应，该化学反应导致混合物的交联、硬化和固化。随着化学反应产生，但是在该化学反应极大地进行之前，混合的材料能够被分配或喷涂到其期望的形式和/或位置。此种多组分分配系统可以被用于将油漆喷洒到物品上。
由于树脂和催化剂之间的化学反应，双组分被分开地储存并且在使用之前以特定的比例立即混合。在靠近储存组分的位置处已经发生传统地混合，该位置能够与分配混合物的位置相隔相当大的距离。这在组分被储存在橱外部而油漆应用发生在橱内部的喷漆橱的情况下是尤其真实的。在此种布置中，混合的油漆在被喷涂之前必须行进50英尺。
当暂停或完成混合物的分配时或者当混合物必须被改变时(例如，创建不同的油漆颜色)，必须使用溶剂将已经混合的材料从分配系统中冲洗出。被冲洗的混合物一般地被抛弃，造成了浪费，并且溶剂一般地不重复使用，造成了进一步的浪费。此外，冲洗过程需要时间来完成，这将占用分配系统并且防止该系统被有成效地使用。
发明内容
根据本发明的一个实施例，一种混合模块包括两个入口、一个集合器和一个阀构件。集合器具有两个腔，每个腔都具有近端和远端，阀构件可在两个位置之间移动。当阀位于一个位置处时，入口中的一个被连接到腔中的一个的近端，并且另一入口被连接到另一腔的近端。当阀位于另一位置处时，入口中的一个与多个腔断开连接，并且腔的近端被连接。
在另一实施例中，一种操作混合模块的方法包括将阀构件定位在混合位置处。树脂通过树脂入口流入集合器的树脂腔中。催化剂通过催化剂入口流入集合器的催化剂腔体中。树脂和催化剂被混合。阀构件被移动到冲洗位置以将树脂腔和催化剂腔流体地连接到单个入口并且阻止树脂和/或催化剂的流动。溶剂通过树脂腔和催化剂腔从单个入口流出。
附图说明
图1是包括混合模块的多组分分配系统的后视立体图。
图2是混合模块的沿图1中的线2-2的剖视图；
图3是混合模块的沿图1中的线3-3的剖视图，其中阀构件位于混合位置处。
图4是混合模块的沿图1中的线3-3的剖视图，其中阀构件位于全部关闭位置处。
图5是混合模块的沿图1中的线3-3的剖视图，其中阀构件位于冲洗位置处。
图6是包括可选实施例的混合模块的可选实施例多组分分配系统的后视立体图。
图7是可选实施例混合模块的沿图6中的线7-7的剖视图，其中可选实施例阀构件位于打开位置处。
图8是可选实施例混合模块的沿图6中的线7-7的剖视图，其中可选实施例阀构件位于关闭位置处。
具体实施方式
图1是多组分分配系统10的后视立体图。在示出的实施例中，分配器系统10包括分配枪12、混合模块14、树脂源16、催化剂源18和溶剂源20。分配枪12被流体地连接到混合模块14。混合模块14分别在树脂入口22、催化剂入口24和溶剂入口26处被流体地连接到树脂源16、催化剂源18和溶剂源20。混合模块14还包括把手28，该把手28能够在三个位置之间移动，该三个位置为混合位置、全部关闭位置和冲洗位置。
树脂源16包含加压流体，诸如与染色剂混合的聚亚安酯。催化剂源18包含诸如异氰酸酯的一种不同加压流体，该流体根据应用在诸如0.1∶1至50∶1的多种比例下与树脂混合。溶剂源20包括诸如甲基乙基酮的另一种加压流体，该流体能够溶解树脂和催化剂以用于清洁目的。
当把手28位于混合位置处并且分配枪12被致动时，树脂和催化剂流入到混合模块14中，在该混合模块14中，树脂和催化剂在作为流过分配枪12的混合物一起流动之前被混合。当把手28处于全部关闭位置时，流体不流动通过分配系统10。当把手位于冲洗位置处并且分配枪12被致动时，溶剂流动通过混合模块14并且从分配枪12流出。在该模块中，溶剂基本上将分配系统10中的所有混合材料都移除，从而该混合材料不会固化并且在内部堵塞分配系统10。
如图1所示的多组分分配系统10的构件和构造允许树脂和溶剂在靠近分配枪12的位置处被混合。这是因为混合模块14足够小以连接到分配枪12和/或用户的皮带(未示出)，分配枪12和用户的皮带均位于分配点的数英尺之内。另外，能够使用溶剂冲洗分配系统10的任何混合物质。
图2是混合模块14沿图1的线2-2的剖视图。在示出的实施例中，混合模块14包括主体30，该主体30具有中空的芯部，几个构件可以被定位和/或固定在该芯部中。把手28、止回阀32A和32B、座塞34A和34B、O形环36A和36B、座部38A和38B以及球阀混合件40至少局部地位于主体30中。
更具体地，止回阀32A和32B被连接到并且延伸到主体30的后部中，并且分别包括树脂入口22和催化剂入口24。座塞34A和34B被连接到并且延伸到主体30的侧面中并且分别被定位在止回阀32A和32B的下游。球阀混合件40被转动地定位在主体30中，座塞34A和34B的下游以及向前延伸到混合区域42中。混合区域42的下游是位于混合模块14的前端处的出口44。
座塞34A和34B包括流动通道46A和46B，该流动通道46A和46B允许分别从止回阀32A和32B流动以沿着流动线路48A和48B到达球阀混合件40。O形环36A和36B以及座部38A和38B被分别定位在座塞34A和34B以及球阀混合件40之间。该设置向球阀混合件40施力，当流体从流动通道46A和46B移动到球阀混合件40时，该力密封该流体，同时允许球阀混合件40和把手28一起转动。
在示出的实施例中，球阀混合件40包括阀构件50、集合器52和腔54A和54B。阀构件50具有平面端，其中平面端在其前方具有大致球形部。该大致球形外部接合座部38A和38B，该座部38A和38B也具有面对阀构件50的相应的球形外部。腔54A和54B在球阀混合件40中从(位于阀构件50处的)近端56A和56B延伸到(位于集合器52处的)远端58A和58B。集合器52延伸到混合区域42中并且具有圆周脊部60，该圆周脊部60在多个位置被断开，从而混合区域42流体地连接到出口44。
把手28、球阀混合件40和阀构件50被示出为位于图2中的混合位置处。如前所述，当分配枪12(如图1所示)被致动时，树脂和催化剂同时流动通过混合模块14中的多个管道。更具体地，树脂流入到树脂入口22中并且流动通过止回阀32A。从这里，树脂沿着流动线路48A流动，并且通过主体30和流动通道46A，并且进入腔54A的近端56A中。树脂然后向上流动通过腔54A，从远端58A流出，并且进入混合区域42中。类似地，催化剂流入到催化剂入口24中并且流动通过止回阀32B。从这里，催化剂沿着流动线路48B流动，并且通过主体30和流动通道46B，并且进入腔54B的近端56B中。催化剂然后向上流动通过腔54B，从远端58B流出，并且进入混合区域42中。树脂和催化剂在混合区域42中混合，流动通过圆周脊部60，并且经由出口44从混合模块14离开。
如图2所示的混合模块14的构件和构造允许树脂和催化剂分开地流入到混合模块14中并且一起混合地离开。此外，混合模块14是紧凑的且轻质的，从而其不会太笨重从而难以被连接到分配枪12(如图1所示)和/或用户的皮带(未示出)。此外，即使树脂和/或催化剂处于高压下，来自座部38A和38B的施加在球阀混合件40上的力提供足够的密封压力以防止混合模块14中的泄露。此外，来自座部38A和38B的施加在球阀混合件40上的力产生足够的摩擦从而难以在不同位置之间不经意地移动把手28。
图3是混合模块14沿图1的线3-3的剖视图，其中阀构件50位于混合位置处。混合模块14的构件和构造如参考图1和2所述，其中从该视角看，额外的特征是可视的。例如，阀构件50被可转动地定位在主体30的主体腔62中。
对于另一示例，(具有流动通道46C的)座塞34C被连接到并且延伸到主体30的底侧的中空部。座塞34C位于溶剂入口26(如图2所示)以及止回阀32C(未示出)的下游。另外，O形环36C和座38C被定位在座塞34C和球阀混合件40的阀构件50之间。该布置向球阀混合件40施力，当流体从流动通道46C移动到阀构件50中时，该力密封该流体，同时允许球阀混合件40和把手28一起转动。
在示出的实施例中，流动通道46C(以及如图2所示的溶剂入口26)与腔54A和54B流体地断开连接，并且溶剂的流动被阀构件50阻塞。另一方面，流动通道46A(以及树脂入口22，如图2所示)被流体地连接到腔54A的近端56A，并且流动通道46B(以及催化剂入口24，如图2所示)被流体地连接到腔54B的近端56B。因此，当分配枪12(如图1所示)被致动时，树脂和催化剂被允许分别沿流动线路48A和48B流动通过混合模块14。
图4是混合模块14沿图1的线3-3的剖视图，其中阀构件50位于全部关闭的位置处。在示出的实施例中，通过从混合位置开始沿着弧线64将把手28转动约45°，可以到达全部关闭位置，这也转动球阀混合件40并且改变阀构件50的取向。在此位置处，流动通道46A、46B和46C全部与腔54A和54B流体地断开连接，并且树脂、催化剂以及溶剂的流动被阀构件50阻塞。
图5是混合模块14沿图1的线3-3的剖视图，其中阀构件50位于冲洗位置处。在示出的实施例中，通过从混合位置沿着弧线64将把手28转动约60°，可以到达冲洗位置，这也转动球阀混合件40并且改变阀构件50的取向。该行动同时将近端56A和56B流体地连接到溶剂入口26(如图2所示)并且将树脂入口22和催化剂入口24(都如图2所示)与腔54A和54B分别流体地断开连接。更具体地，流动通道46A和46B与腔54A和54B流体地断开连接，并且树脂和催化剂的流动被阀构件50阻塞。另一方面，流体通道46(以及溶剂入口26)经由主体腔62被流体地连接到腔54A的近端56A和腔54B的近端56B。主体腔62是主体30的中空芯部的围绕阀构件50(并且在图2中也是可视的)延伸的一部分。因此，当分配枪12(如图1所示)被致动时，溶剂被允许沿流动线路48C流动通过混合模块14。在示出的实施例中，流过腔54A和54B的溶剂被平衡，从而在冲洗模式期间，树脂和催化剂的流率是相等的(假设树脂和催化剂速度是大致相等的)。
如图3-5所示的混合模块14的构件和构造允许混合模块14位于混合模式、全部关闭模式或冲洗模式。这之所以发生是因为球阀混合件40包括阀构件50，并且腔54A和54B能够分别被流体地连接到树脂入口22和催化剂入口24，并且能够分别与树脂入口22和催化剂入口24流体地断开连接。腔54A和54B还能够在近端56A和56B处彼此分别流体地连接或流体地断开连接，也与溶剂入口26分别流体地连接或流体地断开连接。另外，在混合模块14被第一次冲洗之后，主体腔62被填充有溶剂，这防止树脂和催化剂泄露到主体腔62中以混合和固化。
如图1-5所示的是本发明的一个实施例，该实施例具有多个可选实施例。例如，混合模块14中的多个内部管道(例如，流动通道46A和46B以及腔54A和54B)根据树脂和催化剂的所需的混合比能够被不同地规定尺寸，并且/或容纳不同速度的两种材料。对于另一示例，混合模块14能够只包括树脂入口22和催化剂入口24。在此种实施例中，溶剂入口26可以不存在，从而溶剂源20可以暂时地连接到树脂入口22和催化剂入口24中的一个，从而冲洗多组分分配系统10的混合材料。
图6是可选实施例多组分分配系统110的后视立体图。在示出的示例中，分配系统110包括分配枪12、混合模块114、树脂源16、催化剂源18和溶剂源20。分配枪12与混合模块114流体地连接。混合模块114分别在快速拆卸入口112和催化剂入口24处被流体地连接到树脂源16和催化剂源18。一般地，快速拆卸入口112用作树脂入口，但是溶剂源20可连接到快速拆卸入口112从而冲洗混合模块114。虽然一次只有一个流体源被连接到快速拆卸入口112，但是快速拆卸入口112被构造为可被快速地连接到多个流体源，并且与多个流体源断开连接。混合模块114还包括旋钮128，该旋钮128可在两个位置之间移动，该两个位置为混合位置和冲洗位置。
当旋钮128位于混合位置处并且分配枪12被致动时，树脂和催化剂流入到混合模块114中，在该混合模块114中，树脂和催化剂在作为混合物一起流过分配枪12之前被混合。当旋钮128位于冲洗位置处时，溶剂源20被连接到快速拆卸入口112，并且分配枪12被致动时，溶剂流动通过混合模块114并且从分配枪12流出。在该模式中，溶剂基本上将分配系统110中的所有混合材料都移除，从而该混合材料不会固化并且在内部堵塞分配系统110。
如图6所示的多组分分配系统10的构件和构造允许树脂和溶剂在靠近分配枪12的位置处被混合。这是因为混合模块114足够小以被连接到分配枪12和/或用户的皮带(未示出)，分配枪12和用户的皮带均位于分配点的数英尺之内。另外，溶剂源20能够被连接到混合模块114，从而冲洗分配系统110的任何混合材料。此外，例如，如果需要使用不同的颜色，可选的树脂源16(未示出)可以经由快速拆卸入口112而被连接到混合模块114。
图7是可选实施例混合模块114沿图6中的线7-7的剖视图，其中可选实施例阀构件150位于打开位置处。在示出的实施例中，混合模块114包括主体30，该主体30具有中空芯部，几个构件可以被定位和/或固定在该中空芯部中。止回阀132A和132B、座塞134A和134B、球体阀杆140、集合器152、栓塞168和塞盖170至少局部地位于主体30中。
更具体地，止回阀132A和132B被连接到并且延伸到主体30的后部并且分别包括快速拆卸入口122和催化剂入口24。另外，因为可选实施例混合模块114能够使用与混合模块14(如图2所示)相同的主体30，因而栓塞168被插入到主体30中，但是混合模块114不需要把手28。另外，虽然栓塞在图7中是不可视的，但是另一栓塞被用在溶剂入口26所位于的位置处。
座塞134B被连接到并且延伸到主体30的侧面，并且被定位在止回阀32B的下游。座塞134B包括流动通道146B，该流动通道146B允许从止回阀32B流动以到达腔154B的近端156B(如流动线路48B所示)。座塞134B在其最内端也包括座部138B。在主体30的相对侧，塞盖170被连接到并且延伸到主体30的侧面。塞盖170保持座塞134A，该座塞134A被定位在主体30中并且位于止回阀132A的下游。座塞134A包括流动通道146A，该流动通道146A允许从止回阀132A流动以到达腔154A的近端156A(如流动线路48A所示)。座塞134A还包括隔膜172，并且在其最内端处具有座部138A。
另外，塞盖170包括接合球体阀杆140的螺纹孔。球体阀杆140可转动地局部地定位在主体30和塞盖170中，并且从旁侧延伸经过隔膜172。球体阀杆140具有细长形状，并且在其最外端处具有旋钮128并且在其最内端处具有阀构件150。阀构件150具有大致球形外部，该球形外部被构造为接合座部138A和138B。如图7所示，球体阀杆140被最大程度地定位成向外，从而阀构件150接合座部138A。
集合器152位于座塞134A和134B的下游。集合器152包括在集合器152中从近端156A和156B延伸到远端158A和158B的腔154A和154B。在示出的实施例中，阀构件150使近端156A和156B彼此流体地断开连接。另外，集合器52延伸到混合区域42中并且具有圆周脊部60，该圆周脊部60在多个位置断开，从而混合区域42在混合模块114的前端处流体地连接到出口44。
旋钮128、球体阀杆140和阀构件150在图7中被示出位于混合位置处。如前所示，当分配器枪12(如图6所示)被致动时，树脂和催化剂同时流动通过混合模块114中的多个管道。更具体地，树脂流入到快速拆卸入口112中并且流动通过止回阀132A。从这里，树脂沿着流动线路148A流动，并且通过主体30和流动通道146A，围绕球体阀杆140并且在球体阀杆140旁侧流动，并且进入腔154A的近端156A中。树脂然后向上流动通过腔154A，从远端158A流出，并且进入混合区域42中。类似地，催化剂流入到催化剂入口24中并且流动通过止回阀32B。从这里，催化剂沿着流动线路148B流动，并且通过主体30和流动通道146B，流动经过阀构件150，并且进入腔154B的近端156B中。催化剂然后向上流动通过腔154B，从远端158B流出，并且进入混合区域42中。树脂和催化剂在混合区域42中混合，流动通过圆周脊部60，并且经由出口44从混合模块114离开。
图8是可选实施例混合模块114沿图6的线7-7的剖视图，其中可选实施例阀构件150位于关闭位置处。另外，树脂源16(如图6所示)已经与快速拆卸入口112断开连接，并且溶剂源20(如图6所示)已经被连接到快速拆卸入口112。
在示出的实施例中，通过将旋钮128从混合位置转动约720度而到达冲洗位置，这也转动球体阀杆140并且使阀构件150侧向地移动。该动作同时使近端156A和156B流体地连接并且使催化剂入口24(如图6所示)与两个腔154A和154B流体地断开连接。更具体地，阀构件150接合座部138B，并且流动通道146B与腔154A和154B流体地断开连接，并且催化剂的流动被阀构件150阻塞。另一方面，流动通道146A(以及快速拆卸入口112)被流体地连接到腔154A的近端156A以及腔154B的近端156B。因此，当分配枪12(如图6所示)被致动时，溶剂被允许沿流动线路148C流动通过混合模块114。
如图6-8所示的混合模块114的构件和构造允许树脂和催化剂分开地流入到混合模块114中并且一起混合地离开。此外，混合模块114是紧凑的且轻质的，从而其不会太笨重从而难以被连接到分配枪12(如图6所示)和/或用户的皮带(未示出)。此外，混合模块114能够位于混合模式或冲洗模式中。这之所以发生是因为球体阀杆140包括阀构件50，并且腔154B能够被流体地连接到催化剂入口24，并且能够与催化剂入口24流体地断开连接。腔154A和154B还能够在近端156A和156B处彼此分别流体地连接或流体地断开连接。另外，即使树脂、催化剂和/或溶剂处于高压下，来自座部138A和138B的施加在阀构件150上的力提供足够的密封压力以防止混合模块114中的泄露。
如图6-8所示的是本发明的一个实施例，该实施例具有多个可选实施例。例如，混合模块114中的多个内部管道(例如，流动通道146A和146B以及腔154A和154B)能够根据树脂和催化剂的所需的混合比被不同地规定尺寸，并且/或容纳不同速度的两种材料。对于另一示例，催化剂入口24可以具有快速拆卸构造，从而溶剂源20被连接到催化剂入口24以用于冲洗混合模块114。在此种构造中，座塞134B可以与座塞134、塞盖170和球体阀杆140变换位置。对于另一个示例，主体30能够具有实心的后中心部，从而栓塞168是不必要的。类似地，主体30可以不具有用于溶剂入口26(如图1所示)的第三分开连接件。对于另一示例，阀构件150能够通过除了球体阀杆140和塞盖170之间的螺纹装置之外的另一机构而被移动，除其它机构外，该另一机构诸如为快速转动螺纹、凸轮、锁定棘爪和/或气动活塞。
应当意识到本发明提供了很多优点和益处。例如，混合材料的体积被最小化，这降低了冲洗所产生的浪费。另外，冲洗所需的时间也被最小化。
虽然已经参考优选实施例描述了本发明，但是本领域的技术人员将意识到在不脱离本发明的精神和范围的基础上对形式和细节做出修改。

Claims (15)

1.一种混合模块，包括：
第一入口；
第二入口；
第三入口；
集合器，所述集合器包括：
第一腔，所述第一腔具有第一近端和第一远端；以及
第二腔，所述第二腔具有第二近端和第二远端；以及
阀构件，所述阀构件位于第一入口和第二入口以及集合器之间，并且能够在第一位置和第二位置之间移动，阀构件包括大致球形部；
其中，当阀构件位于第一位置处时，第一入口被流体地连接到第一腔的第一近端，并且第二入口被流体地连接到第二腔的第二近端；
其中，当阀构件位于第二位置处时，第二入口与第一腔和第二腔流体地断开连接，并且第一腔的第一近端被流体地连接到第二腔的第二近端；以及
阀构件还能够被移动到第三位置，当阀构件位于第三位置处时，第一入口、第二入口和第三入口与第一腔和第二腔流体地断开连接，并且第一腔的第一近端被流体地连接到第二腔的第二近端。
2.根据权利要求1所述的混合模块，其中，阀构件能够在第一位置和第二位置之间转动地移动。
3.根据权利要求2所述的混合模块，还包括：
把手，所述把手被连接到阀构件；
其中，将把手转动不超过90°使阀构件在第一位置和第二位置之间移动。
4.根据权利要求1所述的混合模块，其中，当阀构件位于第二位置处时，第一入口与第一腔和第二腔流体地断开连接。
5.根据权利要求1所述的混合模块，其中，当阀构件位于第二位置处时，第三入口被流体地连接到第一腔的第一近端和第二腔的第二近端。
6.根据权利要求1所述的混合模块，其中，集合器被连接到阀构件。
7.根据权利要求1所述的混合模块，其中，阀构件在第一位置和第二位置之间平移。
8.根据权利要求1所述的混合模块，还包括：
旋钮，所述旋钮被连接到阀构件；
其中，将旋钮转动至少360°使阀构件在第一位置和第二位置之间移动。
9.根据权利要求1所述的混合模块，其中，当阀构件位于第二位置处时，第一入口被流体地连接到第一腔的第一近端以及第二腔的第二近端。
10.根据权利要求1所述的混合模块，其中，第一入口是树脂入口，并且第二入口是催化剂入口。
11.一种操作混合模块的方法，所述方法包括下述步骤：
将阀构件定位在混合位置处；
使树脂流动通过树脂入口以进入集合器的树脂腔中；
使催化剂流动通过催化剂入口以进入集合器的催化剂腔；
混合树脂和催化剂；
将阀构件移动到冲洗位置以将树脂腔和催化剂腔流体地连接到单个入口并且堵塞树脂和/或催化剂的流动；
使溶剂从所述单个入口流动通过树脂腔和催化剂腔；以及
所述单个入口是树脂入口和催化剂入口中的一个。
12.根据权利要求11所述的方法，其中，将阀构件移动到冲洗位置的步骤包括使连接到阀构件的把手转动不超过90°。
13.根据权利要求11所述的方法，其中，将阀构件移动到冲洗位置堵住树脂和催化剂的流动。
14.根据权利要求11所述的方法，其中，将阀构件移动到冲洗位置的步骤包括将连接到阀构件的旋钮转动至少360°。
15.根据权利要求11所述的方法，其中，当所述单个入口是树脂入口时，在使溶剂流动之前，所述方法还包括：
使树脂源与树脂入口断开连接；以及
将溶剂源连接到树脂入口。
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