膜片泵和用于借助于膜片泵輸送細(xì)粒粉末的方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種膜片泵，其具有包圍工作體積的輸送腔、至少一個(gè)能偏移的膜片、設(shè)置在膜片泵的抽吸側(cè)的入口閥和設(shè)置在膜片泵的壓力側(cè)的出口閥，所述膜片能被帶入抽吸位置和泵送位置。為了能夠利用所述膜片泵輸送細(xì)粒粉末、特別是輸送顆粒尺寸為0.01μm至100μm的不可流動(dòng)的粉末，建議，在輸送腔上設(shè)置用于向輸送腔中引入氣體的氣體供應(yīng)裝置。此外，本發(fā)明還涉及一種用于輸送細(xì)粒粉末的方法。
【專利說明】膜片泵和用于借助于膜片泵輸送細(xì)粒粉末的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于借助于膜片泵輸送細(xì)粒粉末的方法，所述膜片泵具有包圍工作容積的輸送腔、至少一個(gè)可偏移的膜片和設(shè)置在膜片泵的抽吸側(cè)的入口閥以及設(shè)置在膜片泵的壓力側(cè)的出口閥，所述膜片能被帶入抽吸位置和壓力位置。
【背景技術(shù)】
[0002]用于輸送細(xì)粒粉末的方法例如對于供應(yīng)定量數(shù)量的、用于等離子體涂層過程的細(xì)粒粉末是必要的。在輸送路徑和泵中必須避免粉末沉積和粉末積聚，因?yàn)榉駝t粉末的輸送可能終止。
[0003]利用已知的泵幾乎不可能輸送顆粒尺寸小于150 U m的細(xì)粉末。在這個(gè)顆粒尺寸之下，粉末顆粒的粘附力明顯提高。顆粒的面積與體積相比明顯加大。邊長為Icm的立方體具有0.006m2的表面積。具有五納米邊長的顆粒體積相同，但卻具有2，400m2的表面積。表面力的明顯增加會(huì)妨礙這種小顆粒的輸送。通過持續(xù)地輸入能量、特別是伴隨大量氣體或空氣消耗的高流動(dòng)速度可避免粉末/氣體混合物的積聚。但高的氣體體積流量在各種不同的下游工作過程中、例如在等離子體的涂層過程或激光涂層過程中是不利的。此外，高的氣體體積流量導(dǎo)致用于輸送的能量投入較高。
[0004]DE 44 23 197公開了一種用于用來噴涂棒狀細(xì)長形物體的粉末的粉末泵。在端側(cè)上粉末泵具有粉末抽吸口，通過該粉末抽吸口從向上開口的粉末容器中抽出粉末并通過粉末泵內(nèi)部的管將粉末輸送向消耗器。輸送本身通過在粉末泵中產(chǎn)生真空來進(jìn)行。所述真空通過注射噴嘴產(chǎn)生，所述注射噴嘴位于粉末抽吸口附近。
[0005]另外，由現(xiàn)有技術(shù)已知用于輸送液體或氣體的膜片泵。工作腔通過一個(gè)可偏移的膜片與驅(qū)動(dòng)裝置分離。該分離使驅(qū)動(dòng)裝置與輸送介質(zhì)的有害因素隔離。膜片的振蕩偏移在進(jìn)入完全偏移的抽吸位置中的抽吸行程中引起輸送腔工作容積的增大并且在進(jìn)入完全偏移的壓力位置中的壓力行程中引起輸送腔工作容積的縮小。膜片的偏移可液壓、氣動(dòng)或機(jī)械地進(jìn)行。在膜片泵的抽吸側(cè)上設(shè)置一個(gè)通過輸送介質(zhì)操作的入口閥并且在壓力側(cè)上設(shè)置一個(gè)通過輸送介質(zhì)操作的出口閥。通過入口閥在膜片泵的抽吸行程中吸入輸送介質(zhì)并且在壓力行程中通過出口閥排出輸送介質(zhì)。
[0006]如果使用膜片泵來輸送粉末/氣體混合物，特別是在細(xì)粒粉末的情況下會(huì)出現(xiàn)這樣的狀態(tài):膜片泵輸送腔工作容積內(nèi)的流動(dòng)速度不足以將所有粉末量通過出口閥排出。
[0007]因此，在膜片泵持續(xù)運(yùn)行期間在膜片泵輸送腔的內(nèi)部形成越來越多的粉末積聚，這種積聚首先降低抽吸功率并最終導(dǎo)致膜片泵堵塞。此外，特別是在極細(xì)粒的粉末的情況下還形成粉末塊，這種粉末塊阻礙粉末輸送或阻塞膜片泵。膜片泵的堵塞不能通過提高泵送功率來消除。相反要求打開輸送腔并消除堵塞。
[0008]輸送腔的幾何造型構(gòu)成對沉積形成的另一影響。特別是在粉末/氣體混合物的流動(dòng)速度較小的區(qū)域內(nèi)會(huì)出現(xiàn)粉末沉積。此外已表明，在出口閥的區(qū)域內(nèi)在輸送細(xì)粒粉末時(shí)出現(xiàn)堵塞。在膜片泵的給定工作區(qū)域中借助抽吸側(cè)上確定的負(fù)壓和壓力側(cè)上確定的過壓來提高流動(dòng)速度不能毫無問題地緩和輸送腔的這些問題區(qū)域。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]由所述現(xiàn)有技術(shù)出發(fā)，本發(fā)明所基于的任務(wù)在于，提出一種膜片泵，利用所述膜片泵可以輸送細(xì)粒粉末，特別是也可以輸送顆粒尺寸為0.01 i! m至100 i! m的不可流動(dòng)的粉末。另外提出一種用于輸送這種粉末的方法。
[0010]所述任務(wù)在開頭所提類型的膜片泵中這樣來實(shí)現(xiàn)，即，在輸送腔上設(shè)置用于向輸送腔中引入氣體的氣體供應(yīng)裝置。
[0011]此外，所述任務(wù)還通過根據(jù)權(quán)利要求9至15的特征的方法來實(shí)現(xiàn)。
[0012]膜片泵的入口閥起止回閥的作用，從而輸入的氣體、特別是空氣僅能夠沿膜片泵的輸送方向從出口閥流出。附加引入的氣體使得在膜片泵的工作體積內(nèi)始終存在最佳的流動(dòng)條件并避免了輸送腔中的粉末沉積。
[0013]附加引入的氣體的最大量通過在抽吸行程期間膜片泵的抽吸功率限定。如果超過最大量，則膜片泵不能再通過壓力控制的入口閥吸入粉末或粉末/氣體混合物并且入口閥保持關(guān)閉。
[0014]向輸送腔中引入氣體使得入口閥提早關(guān)閉并且抽吸到工作腔中的粉末或粉末/氣體混合物與附加引入輸送腔的氣體一起完全通過出口閥排出。
[0015]當(dāng)氣體供應(yīng)裝置具有用于產(chǎn)生氣體的恒定的體積流量的壓縮機(jī)時(shí)，可實(shí)現(xiàn)用于連續(xù)的后續(xù)過程的低脈沖的粉末輸送。
[0016]當(dāng)氣體供應(yīng)裝置具有用于產(chǎn)生氣體的脈沖式的體積流量時(shí)，借助于所供應(yīng)的氣體可實(shí)現(xiàn)對輸送腔特別有效的清潔。
[0017]在后面的壓力控制的后續(xù)過程中，氣體輸送裝置優(yōu)選具有用于產(chǎn)生所供應(yīng)的氣體的恒定的壓力的壓縮機(jī)。
[0018]優(yōu)選在輸送腔的壁上通過入口引入氣體。所述入口可以設(shè)計(jì)成壁中的通道，也可以設(shè)計(jì)成噴嘴。
[0019]特別是在將入口構(gòu)造成噴嘴時(shí)，入口適宜這樣定向，使得用氣體加載輸送腔的基于流動(dòng)條件易于形成所輸送粉末的沉積的區(qū)域。
[0020]根據(jù)本發(fā)明的膜片泵特別適于輸送細(xì)粒粉末。但這種膜片泵也可有利地用于輸送含有冷凝物的氣體。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0021]下面參考圖1詳細(xì)說明根據(jù)本發(fā)明的膜片泵。附圖如下:
[0022]圖1是根據(jù)本發(fā)明的膜片泵的以及用于說明根據(jù)本發(fā)明方法的示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0023]膜片泵I包括包圍工作體積V1或V2的輸送腔2，所述輸送腔在一側(cè)通過可偏移的膜片3限定。膜片3能被帶入抽吸位置4和壓力位置5。在圖1中膜片3處于用實(shí)線示出的抽吸位置4。振蕩式的偏移運(yùn)動(dòng)6借助于偏心驅(qū)動(dòng)裝置產(chǎn)生，所述偏心驅(qū)動(dòng)裝置包括電機(jī)7和連桿8。[0024]在膜片泵I的抽吸側(cè)9上設(shè)置入口閥11，在膜片泵I的壓力側(cè)上設(shè)置出口閥12。入口閥11和出口閥12都通過由膜片泵I輸送的粉末/氣體混合物壓力控制地操作，其中，入口閥11在膜片3進(jìn)入抽吸位置4的抽吸行程中打開并且在進(jìn)入壓力位置5的壓力行程中關(guān)閉，而出口閥12在膜片3的抽吸行程中關(guān)閉并且在壓力行程中打開。
[0025]在輸送腔2的壁14上設(shè)置用于向輸送腔2中引入氣體16、特別是空氣的氣體供應(yīng)裝置15。所述氣體供應(yīng)裝置15包括作為噴嘴17穿透壁14的噴射器，利用所述噴射器有目的地向輸送腔2中引入氣體，以便使粉末積聚松散并給粉末/氣體混合物13添加附加的氣體量。氣體供應(yīng)裝置15還包括示意性示出的壓縮機(jī)18，所述壓縮機(jī)通過管道與噴嘴17連接。壓縮機(jī)18根據(jù)待輸送的粉末/氣體混合物13的組成和/或根據(jù)設(shè)置在后面的、連接在壓力側(cè)上的過程產(chǎn)生氣體16的恒定的壓力19、氣體16的恒定的體積流量20或氣體16的脈沖式的體積流量21，氣體通過噴嘴17進(jìn)入輸送腔2中。
[0026]為了輸送少量細(xì)粒粉末，將體積流量在11/min~501/min范圍內(nèi)的氣體16引入輸送腔2。當(dāng)最大工作體積在0.1至20ml的范圍內(nèi)時(shí)，膜片3的振蕩頻率為了輸送細(xì)粉末優(yōu)選在IOHz至200Hz的頻率范圍內(nèi)。
[0027]膜片泵I的高頻率有利于連續(xù)輸送少量細(xì)粒粉末。對于細(xì)粉末的連續(xù)的、低脈沖的輸送有利的是，每個(gè)膜片泵I在其抽吸側(cè)9通過盡可能短的抽吸管道與用于從粉末存儲(chǔ)器中吸入粉末的抽吸機(jī)構(gòu)連接。已經(jīng)證實(shí)抽吸管道的0.01m至lm、優(yōu)選0.01m至0.5m的長度是有利的，而用于低脈沖地輸送的壓力管道的長度優(yōu)選至少是其10倍。在利用內(nèi)徑為
2.5mm的抽吸管道和壓力管道進(jìn)行的試驗(yàn)中，在壓力管道長度為3m時(shí)不能實(shí)現(xiàn)低脈沖的輸送，而在壓力管道長度大于IOm時(shí)能實(shí)現(xiàn)良好的結(jié)果。基于試驗(yàn)可以獲知，當(dāng)膜片泵I在壓力側(cè)10與壓力管道連接并且壓力管道的長度至少超過其直徑2000倍時(shí)，可以實(shí)現(xiàn)細(xì)粉末均勻的、低脈沖的輸送。
[0028]通過將氣體16引入輸送腔2中以及通過設(shè)置噴嘴17實(shí)現(xiàn)了，在輸送腔2的工作體積V1或V2中始終存在最佳的流動(dòng)條件并且可靠地避免了輸送腔2中的可能導(dǎo)致膜片泵I堵塞并由此停機(jī)的粉末沉積。
[0029]附圖標(biāo)記列表
[0030]
【權(quán)利要求】
1.膜片泵(1)，其具有包圍工作體積的輸送腔(2)、至少一個(gè)能偏移的膜片(3)、設(shè)置在膜片泵(I)的抽吸側(cè)(9)的入口閥(11)和設(shè)置在膜片泵(I)的壓力側(cè)(10)的出口閥(12)，所述膜片能被帶入抽吸位置(4)和泵送位置(5)，其特征在于，在輸送腔(2)上設(shè)置用于向輸送腔(2)中引入氣體(16)的氣體供應(yīng)裝置(15)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的膜片泵(1)，其特征在于，抽吸側(cè)(9)與粉末存儲(chǔ)器或粉末/氣體混合物(13)的輸入裝置連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的膜片泵(I)，其特征在于，氣體供應(yīng)裝置(15)具有用于產(chǎn)生氣體(16)的恒定的體積流量(20)的壓縮機(jī)(18)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的膜片泵(I)，其特征在于，氣體供應(yīng)裝置(15)具有用于產(chǎn)生氣體(16)的脈沖式的體積流量(21)的壓縮機(jī)(18)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的膜片泵(I)，其特征在于，氣體供應(yīng)裝置(15)具有用于產(chǎn)生氣體(16)的恒定的壓力(19)的壓縮機(jī)(18)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5中的一項(xiàng)所述的膜片泵(I)，其特征在于，氣體供應(yīng)裝置(15)包括設(shè)置在輸送腔(2)的壁(14)上的、用于將氣體(16)引入輸送腔(2)中的入口。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的膜片泵(I)，其特征在于，所述入口是噴嘴(17)或者是輸送腔(2)的壁中的通道。
8.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的膜片泵(I)，其特征在于，所述入口這樣定向，使得用氣體加載輸送腔(2 )的可能形成所輸送粉末的沉積的區(qū)域。
9.用于借助于膜片泵(I)輸送粉末的方法，所述膜片泵具有包圍工作體積的輸送腔(2)、能偏移的膜片(3)，所述膜片被帶入抽吸位置(4)和泵送位置(5)，其中，在膜片泵(I)的抽吸側(cè)(9)設(shè)置入口閥(11)并且在膜片泵(I)的壓力側(cè)(10)設(shè)置出口閥(12)，其特征在于，通過氣體供應(yīng)裝置(15)向輸送腔(2)中引入氣體(16)。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，在膜片泵(I)的抽吸側(cè)(9)吸入粉末或粉末/氣體混合物(13)。
11.根據(jù)權(quán)利要求9或10所述的方法，其特征在于，將具有恒定的體積流量(20)的氣體(16)引入輸送腔(2)。
12.根據(jù)權(quán)利要求9或10所述的方法，其特征在于，將具有脈沖式的體積流量(21)的氣體(16)引入輸送腔(2)。
13.根據(jù)權(quán)利要求9或10所述的方法，其特征在于，將具有恒定的壓力(19)的氣體(16)引入輸送腔(2)。
14.根據(jù)權(quán)利要求9至13中的一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，使流入輸送腔(2)的氣體(16)朝輸送腔(2)的可能形成所輸送粉末的沉積的區(qū)域定向。
15.根據(jù)權(quán)利要求9至14中的一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，引入具有l(wèi)l/min-501/min范圍內(nèi)的體積流量的氣體(16)。
【文檔編號(hào)】B05B7/14GK103492083SQ201280016689
【公開日】2014年1月1日 申請日期:2012年3月29日 優(yōu)先權(quán)日:2011年4月15日
【發(fā)明者】斯蒂芬·內(nèi)特斯黑姆, 安德烈亞斯·阿爾布雷希特, 約翰·梅納特 申請人:萊茵豪森等離子有限公司