CN116367916A

CN116367916A - 分配流体产品的方法和分配流体产品的机器

Info

Publication number: CN116367916A
Application number: CN202180074336.0A
Authority: CN
Inventors: T·R·洛里
Original assignee: Clob AG
Current assignee: Clob AG
Priority date: 2020-08-28
Filing date: 2021-08-27
Publication date: 2023-06-30
Also published as: IT202000020602A1; US12070728B2; US20220062838A1; WO2022044057A1; EP4204133A1

Abstract

通过组合重量分配技术和体积分配技术在分配机器(10)中实施分配流体产品的方法，该分配机器(10)包括：至少一个容纳单元(11)，其用于容纳至少一种流体并配备有分配装置；分配站(12)，其包括流体连接到容纳单元(11)并配备有至少一个分配喷嘴(20)的分配头(13)；用户接口(14)，其用于键入用于制备流体产品的输入数据；以及控制单元(15)，其连接到用户接口和容纳单元(11)的分配装置，从而命令流体的分配。

Description

分配流体产品的方法和分配流体产品的机器

技术领域

本发明涉及一种分配流体产品的方法。

本发明的方法适于在自动或半自动分配流体产品的机器中实施，主要用于工业或商业用途，特别配置为根据重量技术和体积技术的组合来分配产品。

本文描述的实施例还涉及适于实施所述方法的分配机器。

背景技术

已知主要用于工业或商业用途的用于流体产品的分配机器，用来分配产品，如油漆、浸渍剂和其他，以通过混合例如适当色度和量的基色和颜料来获得目标剂型。

通常，已知的分配机器基于用于测量体积型或重量型或者两者的组合的流体产品的量的技术。

例如公开号US 2003/0019885的美国专利申请描述了基于重量技术和体积技术的分配机器。

基于体积技术的分配机器通过控制被配置为分配所分配产品的体积泵或借助于流量计(质量、体积等)来控制所述产品的体积。

另一方面，在基于重量技术的分配机器中，借助于用于测量产品重量的重量测量装置(例如天平)来检测所分配产品的重量。

此外，分配机器能够以全自动或半自动方式工作，并且在这些情况下，需要操作者的干预以管理不同的分配周期。

流体产品的目标剂型是通过混合至少一种基色和至少一种颜料以获得预定色度而获得的。基色通常是白色或透明的，而颜料具有明确的颜色，在基色中被稀释。

通常，在最终的流体产品中，基色的比例远大于颜料的比例；例如，颜料通常占目标剂型的大约5％。具体地，例如，在总量10.5kg的最终产品中，存在大约10kg的基色和0.5kg的颜料。

鉴于待分配的基色和颜料的量的差异，并且为了将分配时间缩短到最短，同时考虑到目标剂型的特性，基色借助于高流量泵(例如隔膜型)进行分配，而颜料使用其他体积泵(例如齿轮泵或波纹管泵)进行分配，其具有较低的流量但具有较高的精度。

在已知的机器中，同一流体产品的基色和颜料通过重量技术(基色)和体积技术(颜料)的组合一个接一个地依次分配。

现有技术中已知的这种分配方法的一个缺点是，总的分配时间可以被改进，该总的分配时间等于基色的分配时间和颜料的分配时间之和。

该已知方法的另一个缺点是，由于基色和颜料是一个接一个地分配的，因此它们不能充分混合，这随后导致在容纳流体产品的容器被封闭后混合步骤所需的时间较长。

因此，需要完善一种分配流体产品的方法，该方法可以克服现有技术的至少一个缺点。

特别地，本发明的一个目的是完善一种分配流体产品的方法，该方法允许进一步缩短分配时间，以提高已知分配机器的生产率。

另一个目的是提供一种分配方法，该方法允许优化随后的混合步骤，因为在分配步骤期间基色和颜料已经更好地彼此混合。

申请人已经设计、测试和实施了本发明，以克服现有技术的缺点并获得了这些和其他目的和优点。

发明内容

在独立权利要求中阐述并表征了本发明。从属权利要求描述了本发明的其他特征或主要发明思想的变型。

根据上述目的，本申请描述一种分配流体产品的方法，该方法克服了现有技术的局限并消除了其中存在的缺陷。

根据一些实施例，提供一种分配流体产品的方法，所述流体产品包括用重量技术分配的至少一种基础流体和用体积技术分配的至少一种额外流体，例如着色流体。该方法特别可以在如下分配机器上实施，该分配机器包括分配站，并且与该分配站对应地设置有分配头，该分配头配备有至少两个分配喷嘴。

该方法提供通过分配头的第一喷嘴分配基础流体的步骤。基础流体的分配有利地在第一分配装置(例如泵送装置)的帮助下进行，并且利用重量技术进行测量，该重量技术用于检测所输送的流体的重量。

还提供通过分配头的第二喷嘴分配额外流体的步骤。额外流体借助于优选为体积型的第二分配装置进行分配。额外流体的分配基于体积技术，该体积技术用于控制所分配的产品的体积。

根据本发明，基础流体的分配和额外流体的分配至少部分地同时发生。

根据本发明的一个方面，构成流体产品的流体的总分配通过借助于重量测量装置(例如天平)测量基础流体和额外流体的总重量来控制。

基础流体和额外流体被配置为混合在一起以形成目标剂型。这意味着基础流体和额外流体借助于与同一分配站相对应的同一分配头的两个喷嘴进行分配，并适当地分配到同一收集接受器中。还可以设置为基础流体和额外流体被同时分配到位于同一装置上，即对应于同一分配站的多个接受器中。

根据一些实施例，上述重量测量装置被放置在上述分配站中，并且基础流体和额外流体被分配到位于重量测量装置上的同一接受器中或者多个接受器中。

在优选方式中，基础流体的分配在额外流体的分配完成之后完成。换句话说，目标剂型的分配优选通过基础流体的分配来完成。或者，也可以设置为在完成额外流体的分配之前完成基础流体的分配。

根据一些实施例，可以暂时中断基础流体或额外流体之一的分配，从而在完成另一种的分配之后完成该分配。优选地，中断基础流体的分配，从而在完成额外流体的分配之后完成基础流体的分配。

有利的是，基础流体或额外流体之一的分配主要作为另一种流体分配期间的后台任务发生。更有利的是，额外流体的体积分配作为基础流体的重量分配期间的后台任务发生。

优选地，基础流体的分配和额外流体的分配的各自持续时间的至少50％是同时发生的。

有利的是，基础流体的分配提供第一持续时间，并且额外流体的分配提供第二持续时间。第一持续时间和第二持续时间可以相同或不同。优选地，第一持续时间和第二持续时间不同。更优选地，分配基础流体的第一持续时间长于分配额外流体的第二持续时间。

根据一个方面，还提供一种分配机器，其包括至少两个容纳单元以容纳至少一种基础流体和至少一种额外流体。容纳单元，特别是能够容纳基础流体的容纳单元，可以直接集成在该机器中，也可以集成在该分配机器外部，例如被配置为流体连接到所述机器的大容量罐，基础流体鉴于所分配的高流量而需要存储量大。

容纳单元分别配备有用于分配基础流体的重量分配装置和用于分配额外流体的体积分配装置。该机器还包括：分配站，其包括流体连接到容纳单元并配备有用于分配基础流体和额外流体的至少两个分配喷嘴的分配头；用户接口，其用于键入输入数据，以制备流体产品；以及控制单元，其连接到用户接口和容纳单元的分配装置，以基于输入数据控制流体的分配。控制单元被配置为命令借助于同一分配头至少部分地同时分配基础流体和额外流体。

附图说明

本发明的这些和其他方面、特征和优点将从以下参考附图对作为非限制性示例给出的一些实施例的描述中变得显而易见，其中：

-图1是适用于实施根据本发明的方法的用于分配流体产品的分配机器的第一实施例的立体图；

-图2是分配站和用于所分配的流体产品的容器的放大详细立体图，该容器与位于图1的分配机器的支撑装置上的重量装置相关联；

-图3是适于实施根据本发明的方法的用于分配流体产品的分配机器的第二实施例的立体图；和

-图4A-图4H是基础流体和额外流体的分配随时间的进展的示意图。

为了便于理解，在可能的情况下，使用了相同的附图标记来标识附图中相同的公共元件。可以理解，一个实施例的元件和特征可以方便地组合或并入其他实施例，而无需进一步说明。

具体实施方式

现在，我们将以非限制性说明的方式详细参考本发明的可能实施例，附图中示出了其中的一个或多个示例。这里使用的措辞和术语也是为了提供非限制性的示例。

参考图1，描述一种用于分配流体产品的分配机器10，其包括多个容纳单元11、至少一个分配站12、与分配站12相对应地定位的用于分配流体产品的至少一个分配头13、用户接口装置14和可编程控制单元15。

分配站12、分配头13和用户接口装置14有利地包括在分配机器10的命令和分配模块30中。

容纳单元11优选地封装在合适的容纳模块31中，该容纳模块31被配置为连接到命令和分配模块(图1)。然而，例如在待容纳的流体的体积大于容纳模块31的内部体积的情况下，可以在容纳模块31外部设置有一个或多个容纳单元11。外部容纳单元的例子是所谓的圆桶、中型散货箱(IBC)或罐。

图1所示的分配机器10包括第二容纳模块31，控制单元15集成在其中，但是控制单元15可以以另一种方式放置，例如可以集成在命令和分配模块30中。应当注意，容纳模块31可以设置有上盖32，例如用于覆盖容纳在其中的容纳单元11。

图1以示例的方式显示了“独立”类型的分配机器10，即配置用于例如在商业机构中的流体产品的临时制备。

根据一些实施例，现有技术中已知类型的控制单元15可以配置为处理器或可编程微处理器或其他能够存储和处理数据的处理器。

控制单元15能够包含控制分配过程的计算算法。

计算算法可以实现根据本发明的分配流体产品的方法。

根据一些实施例，用户接口装置14能够允许操作者选择要分配的剂型，并控制和显示分配状态。用户接口装置14可以包括显示器，例如触控型、鼠标或键盘或其他类型的接口，例如音频型，只要它们允许用户命令和控制控制单元15即可。

根据一些实施例，容纳单元11被配置为每个容纳要分配的相应流体。特别地，容纳单元11中的至少一个容纳基础流体，并且容纳单元11中的至少另一个容纳额外流体，例如染料或颜料，以与基础流体混合或在基础流体中稀释。

每个容纳单元11可以包括用于相应流体的容器16。容器16通常包括一个上孔和一个或多个出孔17，上孔可以借助于盖26关闭，并且可以通过上孔将流体引入容器16，出孔17可以通过已知的合适阀门装置选择性地关闭。用于流体的出孔17借助于管道18连接到分配头13(图1)。

容器16还可以具有容纳体19或罐，流体被容纳在容纳体19中直到流体被分配时。例如，对于图1所示类型的分配机器10，容纳体19的体积可以在100毫升到5升之间。

分配机器10还包括已知类型且未示出的分配装置，该分配装置可操作地与容纳单元11相关联，以分配容纳在其中的一定量的流体。例如，分配装置可以包括现有技术中已知类型的泵或泵单元。

重量分配装置与容纳基础流体的容纳单元11相关联，优选具有高流量，例如隔膜泵。另一方面，适于分配较小流量的体积分配装置与容纳额外流体的容纳单元11相关联，例如齿轮泵或波纹管泵。

重量分配装置指的是借助于重量技术控制的分配装置。体积分配装置指的是借助于体积技术控制的分配装置。

根据一些实施例，用于分配流体产品的分配头13包括至少两个分配喷嘴20，优选多个分配喷嘴20，每个分配喷嘴借助于各自的管道18连接到各自的容器16(图1、图2和图3)。特别地，第一喷嘴20A被配置为借助于重量分配装置分配基础流体，第二喷嘴20B被配置为借助于体积分配装置分配额外流体(图1和图3)。

分配头13与分配站12相对应地定位，在分配站12中通常设置有一个或多个接受器21，流体产品可以被分配在所述接受器21中。接受器21有利地在上部开口，并且具有适于容纳规定量的所需目标剂型的容量，例如，它们可以被构造为罐或其他容器，其形状通常为圆柱形或截头圆锥形，例如标准的颜料罐。

根据一些实施例，分配头13可以包括多个阀(图中未示出)，这些阀被配置为调节和控制流体产品的流动。

有利的是，分配区12可以具有支撑装置22，该支撑装置22被配置为以稳定的方式接收搁置的一个或多个接受器21和/或一个或多个测量装置23，一个或多个接受器21可以放置在所述测量装置23上(图1和图2)。

支撑装置22可以包括搁架，搁架被设置成使得其支撑表面24基本上平行于地板，即优选是水平的，以使测量装置23更精确地起作用。

优选地，测量装置23是重量型的。它能够与控制单元15相连接，以向控制单元15提供与分配到接受器21中的流体的量或质量相关的数据。很明显，控制单元15优选被配置为根据所分配流体的量或重量来控制分配。特别是，控制单元15被配置为当被分配的流体达到预定总重量时自动停止流体的分配。为此，很明显，控制单元15与第一和第二分配装置可操作地相连。

在图1和图2所示的示例中，测量装置包括天平23，作为适于测量所分配流体的重量的测量装置的非限制性示例。例如，天平23可以是现有技术中已知类型的数字天平，其具有0.02克或更好的分辨率，例如0.01克。

天平23有利地包括支撑平面25，在支撑平面25上可以接收放置的接受器21，不同的流体被分配到接受器21中以获得目标剂型。

在可选实施例中，测量装置23包括一个或多个称重传感器或类似的测量装置。

图3另外示出了配置用于工业用途的分配机器10的第二实施例。特别地，分配机器10包括多个容纳模块31，每个容纳模块31包括如上所述的一个或多个容纳单元11。优选地，容纳模块31之一包含控制单元15，但是控制单元15也可以集成在命令和分配模块30中。

应当注意，在分配机器10的第二实施例中，容器16可以具有比上述第一实施例更大的体积，例如20升或更多。

在该实施例中，分配机器10还包括传送装置40，该传送装置40的至少一个区段穿过分配站12(图3)，使得其能够将接受器21传送到分配站12，使得它们能够被填充，然后将它们从分配站12移开。

优选地，传送装置40可以被构造为辊式传送机，如图3所示。接受器21可以具有比第一实施例中提供的罐更大的容量。

同样在该实施例中，分配机器10包括与分配站12相对应的适于测量所分配流体的重量的测量装置，例如被配置为天平23，优选为数字型，完全类似于先前参考图1和图2描述的天平，或者被配置为承重传感器。测量装置23以本领域技术人员公知的模式集成在传送装置40中。

特别参考图4A-图4H，描述分配流体产品的方法的可能实施例，该方法可以在例如上述用于分配流体产品的分配机器10上实现。

根据一些实施例，该分配方法优选地包括接收由操作者借助于用户接口14选择的目标剂型作为输入数据，该目标剂型包括至少一种基础流体和额外流体，每种流体都将根据预定量进行分配，以获得目标剂型。

在键入输入数据后，控制单元15有利地计算与要分配的每种流体相关的剂量，以具有获得目标剂型所需的比例。

具体地说，在计算出剂量之后，控制单元15计算通过第一喷嘴20A重量分配基础流体的第一时间段的第一持续时间T1和通过第二喷嘴20B体积分配额外流体的第二时间段的第二持续时间T2。

第一持续时间T1是基于如上所述的泵送装置的操作参数来计算的，所述泵送装置被配置为第一重量分配装置，特别是根据它们的流量，即根据随时间分配的流体。

第二持续时间T2是基于在每个分配周期中由体积泵分配的流体体积和该周期的执行时间来计算的，该执行时间又是泵送构件的运动速度的函数。控制单元15随后命令分配基础流体和额外流体，使得它们至少部分地同时分配。

换句话说，在计算出第一持续时间T1和第二持续时间T2之后，控制单元15命令分配基础流体和额外流体，使得第一时间段和第二时间段至少部分重叠或重合(图4A-图4H)。

这样可以缩短制备目标剂型所需的流体分配时间。例如，测试和实验表明，制备10.5kg流体产品的分配时间约为55秒，而顺序分配需要1分30秒。

该方法还提供通过借助于与控制单元15相连接的测量装置23测量基础流体和额外流体的总重量来控制所分配的流体的总的分配。

在优选实施例中，测量装置23将与构成待传送的流体的所分配流体的被检测的总重量相关的数据实时传送至控制单元15。控制单元15又基于从测量装置23接收的数据根据反馈控制模式来命令分配基础流体和额外流体。这是有利的，因为与现有技术中已知的解决方案相比，它允许对分配进行更精确和更可靠的控制，在现有技术中，被设置为仅在分配周期结束时进行总重量的检查。

根据第一实施例，基础流体和额外流体的分配同时开始(图4A、图4B和图4C)。如果第一持续时间T1和第二持续时间T2相同，则分配操作同时结束。

另一方面，如果第一持续时间T1和第二持续时间T2不同，那么显然两个分配操作将在两个不同的时刻结束。如果第一持续时间T1短于第二持续时间T2，则额外流体的分配在基础流体的分配之后结束(图4B)。反之，如果第一持续时间T1长于第二持续时间T2，则基础流体的分配在额外流体的分配之后结束(图4C)。

还可以提供在两个不同的时间开始两个分配操作，例如，尽管第一持续时间T1和第二持续时间T2不同，也确保两个时间段同时结束，或者使分配操作中的一个在另一个之前或之后结束。

该方法的一个可能的变型是使第一持续时间T1长于第二持续时间T2，并且在开始分配基础流体之后开始分配额外流体，但是在基础流体的分配结束之前结束(图4D)。这样，额外流体的分配作为后台任务发生，并且流体的分配的总持续时间对应于第一持续时间T1。这对应于最大生产率的条件。

或者，可以设置为，尽管第一持续时间T1长于第二持续时间T2，但在分配基础流体之后开始分配额外流体，并且使其在基础流体的分配结束之后结束(图4E)。

在另一个实施例中，第一持续时间T1短于第二持续时间T2。在这种情况下，可以设置为，在额外流体的分配期间作为后台任务分配基础流体，使其在额外流体的分配开始之后开始并在额外流体的分配结束之前结束(图4F)。或者，可以设置为，在额外流体的分配开始之后开始基础流体的分配，并且在额外流体的分配结束之后结束(图4G)。

在任何情况下，都可以不考虑第一分配持续时间T1和第二分配持续时间T2来选择每个分配操作的开始时刻，从而使它们以期望的方式结束，即根据要求一个接一个地结束或同时结束。

基础流体的分配在额外流体的分配结束之后结束的事实具有使得可获得更精确和更快的分配的优点。事实上，通过以基础流体的分配结束，可以基于接受器21中的流体的重量来控制两种流体的整体分配的结束。

为此，如果用户基于持续时间T1、T2注意到基础流体的分配将在额外流体的分配结束之前结束，则可以临时和主动地中断基础流体分配并且在稍后的时间重新开始，从而使其在额外流体的分配完成之后结束，如图4H所示。也可以相反地设置为临时中断额外流体的分配，从而在完成基础流体的分配之后完成它。

从这一特性得到的一个优点是，两种流体的最初混合从它们被分配的那一刻开始。这使得可以缩短接受器21封闭后的混合时间，从而有利于提高(特别是在工业领域)分配机器10的生产率。

在这个意义上，有利的是，额外流体的第二分配持续时间T2短于基础流体的第一分配持续时间T1，从而允许用于分配两种流体的各种时间配置，这在任何情况下都允许通过基础流体的分配来结束总的分配。

很明显，在不脱离权利要求所限定的本发明的领域和范围的情况下，可以对如上所述的分配方法和分配机器进行部件或步骤的修改和/或添加。在所附权利要求书中，括号内的附图标记的唯一目的是便于阅读：它们不得被视为对具体权利要求中所要求保护的领域的限制因素。

Claims

1.一种分配流体产品的方法，所述流体产品包括通过重量技术分配的至少一种基础流体和通过体积技术分配的至少一种额外流体，所述方法是借助于配备有至少两个分配喷嘴(20)的分配头(13)进行的，其中第一喷嘴(20A)能够借助于第一重量分配装置分配所述至少一种基础流体，第二喷嘴(20B)能够借助于第二体积分配装置分配所述至少一种额外流体，所述方法的特征在于，所述至少一种基础流体的分配和所述至少一种额外流体的分配至少部分地同时发生，并且构成所述流体产品的所述流体的总分配通过借助于重量测量装置(23)测量所述基础流体和所述额外流体的总重量来控制。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，将所述至少一种基础流体和所述至少一种额外流体分配到同一接受器(21)中或分配到多个接受器(21)中，所述接受器(21)与其中包括所述分配头(13)的同一分配站(12)相对应地定位。

3.根据前述任一项权利要求所述的方法，其特征在于，所述方法提供在完成所述至少一种额外流体的分配之前完成所述至少一种基础流体的分配。

4.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述方法提供在完成所述至少一种额外流体的分配之后完成所述至少一种基础流体的分配。

5.根据前述任一项权利要求所述的方法，其特征在于，所述方法提供临时中断所述至少一种基础流体或所述至少一种额外流体中的一个的分配，以及在稍后时间重新启动它，从而在完成所述至少一种基础流体或所述至少一种额外流体中的另一个的分配之后完成所述分配。

6.根据前述任一项权利要求所述的方法，其特征在于，所述方法提供用于分配所述基础流体的第一持续时间(T1)和用于分配所述额外流体的第二持续时间(T2)，并且所述第一持续时间(T1)长于所述第二持续时间(T2)。

7.根据从属于权利要求1、2或4的权利要求6所述的方法，其特征在于，所述额外流体的分配在所述基础流体的分配期间作为后台任务发生。

8.根据前述任一项权利要求所述的方法，其特征在于，所述基础流体和所述额外流体的至少部分同时分配由与所述重量测量装置(23)相连接的控制单元(15)命令。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述控制单元(15)被配置为根据所分配流体的量或重量来控制所述分配，并且在达到所分配流体的总重量时自动中断所述流体的分配。

10.根据权利要求8或9所述的方法，其特征在于，所述测量装置(23)将与所述总重量有关的数据实时地传送到所述控制单元(15)，所述控制装置(15)又基于从所述测量装置(23)接收到的数据根据反馈控制模式命令所述基础流体和所述额外流体的分配。

11.一种分配机器(10)，其包括：至少两个容纳单元(11)，其用于容纳至少一种基础流体和至少一种额外流体，并且分别配备有用于分配所述至少一种基础流体的重量分配装置和用于分配所述至少一种额外流体的体积分配装置；分配站(12)，其包括分配头(13)，所述分配头(13)与所述容纳单元(11)流体连接并且配备有至少两个分配喷嘴(20)，以分别分配所述至少一种基础流体和所述至少一种额外流体；用户接口(14)，其用于键入用于制备流体产品的输入数据；以及控制单元(15)，其连接到所述用户接口和所述容纳单元(11)的分配装置，以命令所述至少一种基础流体和所述至少一种额外流体的分配，所述分配机器(10)的特征在于，所述控制单元(15)被配置为命令至少部分同时分配所述基础流体和所述额外流体，并且所述分配机器(10)包括与所述分配站(12)相对应地设置的并且连接到所述控制单元(15)的重量测量装置(23)，其中所述控制单元(15)被配置为基于所分配流体的总重量来控制所述基础流体和所述额外流体的分配。