相關(guān)申請的交叉參考

本申請根據(jù)35u.s.c.§119(e)要求于2015年2月12日遞交的美國臨時(shí)專利申請no.62/115,219的在先申請日的權(quán)益，上述專利申請的公開內(nèi)容通過引用合并在本文中。

本申請公開了一種發(fā)明，它大體上并且以各種實(shí)施方式涉及真空加料系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

在塑料工業(yè)中，通常的做法是：通過用真空發(fā)生器向料斗施加真空，將諸如塑料小球等材料從諸如儲料倉等材料源輸送到料斗裝載機(jī)的料斗中。當(dāng)料斗裝載機(jī)的料斗中已經(jīng)接納了適量的材料時(shí)，通過停止施加真空并且由此使料斗中的材料經(jīng)由與料斗連通的料斗裝載機(jī)的材料出口重力排出，從而停止材料傳送。目前，通過在控制器上設(shè)置裝載定時(shí)器或者使用材料傳感器確定料斗何時(shí)裝滿來確定傳送的時(shí)間長度。設(shè)置定時(shí)器存在的問題是：1)它是一種根據(jù)經(jīng)驗(yàn)確定的手控功能；2)對所述過程的改變需要調(diào)節(jié)。使用傳感器存在的問題是：1)傳感器可能會被由于靜電而粘附在其上的材料誤導(dǎo)；2)傳感器必須與材料接觸或處于"視線"內(nèi)；以及3)傳感器由于與材料接觸可能會被腐蝕。本發(fā)明力圖解決經(jīng)驗(yàn)主義和材料感測方法所遭遇的、與確定料斗裝載機(jī)的合適裝載時(shí)間有關(guān)聯(lián)的問題。

附圖說明

為了清楚地理解和容易地實(shí)施本發(fā)明，將結(jié)合以下附圖來描述本發(fā)明，其中，相似的附圖標(biāo)記表示相同或相似的元件，這些附圖被并入說明書中并構(gòu)成說明書的一部分。

圖1至圖3分別示出了根據(jù)本發(fā)明的豎直軸線實(shí)施方式的真空加料系統(tǒng)的立體圖和兩個(gè)側(cè)視圖。

圖4a示出了根據(jù)本發(fā)明的具有本地真空源的豎直軸線實(shí)施方式的真空加料系統(tǒng)的分解側(cè)視圖。

圖4b示出了根據(jù)本發(fā)明的具有遠(yuǎn)程真空源的豎直軸線實(shí)施方式的真空加料系統(tǒng)的分解側(cè)視圖。

圖5a示出了根據(jù)本發(fā)明的具有本地真空源的傾斜軸線實(shí)施方式的真空加料系統(tǒng)的分解側(cè)視圖。

圖5b示出了根據(jù)本發(fā)明的具有遠(yuǎn)程真空源的傾斜軸線實(shí)施方式的真空加料系統(tǒng)的分解側(cè)視圖。

圖6是示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的真空加料系統(tǒng)的操作順序的流程圖。

具體實(shí)施方式

應(yīng)當(dāng)理解的是，已經(jīng)簡化了本發(fā)明的附圖和描述，以顯示與清楚理解本發(fā)明有關(guān)的元件，同時(shí)為清楚起見而刪除了其它可能熟知的元件。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員將認(rèn)識到，為了實(shí)施本發(fā)明，其它元件是可取的和/或需要的。但是，因?yàn)檫@些元件在本領(lǐng)域中是已知的，并且因?yàn)樗鼈儾槐阌诟玫乩斫獗景l(fā)明，所以在此不提供對這些元件的討論。下面結(jié)合附圖在此對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)描述。

在下文中，為了描述的目的，術(shù)語"上"、"下"、"豎直"、"傾斜"、"頂部"，"底部"及其派生詞應(yīng)與本發(fā)明相關(guān)，如其在附圖中取向的那樣。但是，應(yīng)當(dāng)理解，本發(fā)明可以采取各種替代構(gòu)造，除非明確相反地指出。還應(yīng)當(dāng)理解的是，在附圖中示出并在以下說明書中描述的特定元件僅僅是本發(fā)明的示例性實(shí)施方式。因此，與本文公開的實(shí)施方式相關(guān)的特定尺寸、方位和其它物理特性不應(yīng)被認(rèn)為是限制性的。

參考圖1至圖4a，在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式中，料斗裝載機(jī)10a包括連接到真空馬達(dá)或真空源14上的料斗12。在這個(gè)實(shí)施方式中，真空源14是與料斗裝載機(jī)10a成為一體的本地真空源，并且料斗裝載機(jī)10a具有豎直軸線。在圖4b至圖5b所示的實(shí)施方式中，所述真空源可以是遠(yuǎn)程的和/或所述料斗裝載機(jī)可以具有傾斜軸線。

參照圖4a，料斗裝載機(jī)10a具有空氣材料分離器16，諸如位于料斗12上方和真空源14下方的過濾器，使得材料分離器16定位于料斗12與真空源14之間。材料分離器16對材料進(jìn)行過濾，以阻止與材料一起行進(jìn)的粉塵及其它顆粒物進(jìn)入真空源14的吸入口。真空源14在料斗12中產(chǎn)生真空或抽吸力，以將材料從材料源(未示出)經(jīng)由材料入口17吸入到料斗12中，所述材料源可以是以下材料源，諸如塑料珠、塑料樹脂、共混樹脂、粉末、再磨研廢料、谷物或者糖果。料斗12具有圓柱形上段和截頭錐形下段，所述截頭錐形下段終止于位于料斗12的基部的材料排放組件18(圖4a)。材料入口17可通過管道(未示出)連接到材料源上。

材料排放組件18被定位用于使材料從料斗12向下重力流動。材料排放組件18具有材料出口20，打開和關(guān)閉所述材料出口20以控制從料斗12排放材料。材料排放組件18包括例如由軸24樞轉(zhuǎn)式承載的閥板22，并且材料排放組件18可以在覆蓋材料出口20的關(guān)閉位置和離開材料出口20的打開位置之間移動。閥板22被例如配重26偏壓到關(guān)閉位置。材料需求傳感器28被布置在材料排放組件18處。材料需求傳感器28確定是否需要材料。例如，配重26是磁體，并且需求傳感器28是感測磁體存在的簧片開關(guān)。在圖4a中所示的位置，料斗12是空的并且磁體配重26不靠近需求傳感器28，從而導(dǎo)致產(chǎn)生需求，真空源14開始工作并且料斗裝載機(jī)10a開始充填材料。真空源14停止后，料斗裝載機(jī)10a中的材料迫使閥板22打開，以允許材料逸出。如果料斗裝載機(jī)10a下方的箱子(未示出)足夠滿了以至于由于材料不能從料斗12完全排出而導(dǎo)致閥板20保持打開，那么由需求傳感器28感測磁體配重26并且真空源14不會打開。當(dāng)料斗裝載機(jī)10a下方的箱子中的材料高度下降到足夠低以至于料斗裝載機(jī)10a中的所有材料都被清空并且不會保持閥板22打開時(shí)，閥板22將會關(guān)閉并且使磁體配重26移動離開需求傳感器28足夠遠(yuǎn)，使得傳感器不再能檢測到磁體配重26的存在并且不再能感測材料排放組件18的材料出口20是否閉合。這樣就產(chǎn)生了將允許真空源14打開并且開始再次裝載的信號?；蛘?，需求傳感器28可以是電容式鄰近設(shè)備、電感式鄰近設(shè)備、光學(xué)感測設(shè)備，或多個(gè)能夠感測近距離物體的其他設(shè)備。

真空檢測器30布置在空氣材料分離器16和真空源14的吸入口之間。真空檢測器30感測由料斗12中的真空源14所產(chǎn)生的真空。當(dāng)料斗12中裝滿材料或者具有最大量的材料時(shí)，真空檢測器30感測到真空度的增加。最小量的增加是需要的，它基于真空源14和料斗12而變化。當(dāng)真空最初開始時(shí)，由真空檢測器30感測到高于正常真空，然后，真空水平下降到由真空源14、材料被傳送的距離、材料的類型以及系統(tǒng)中其它變量所確定的穩(wěn)態(tài)水平。此后，真空源14將保持接近穩(wěn)態(tài)值，直到料斗12裝滿為止。此時(shí)，真空源14在短時(shí)間內(nèi)將急劇增大，正是真空度的這一階躍變化被用來確定料斗12滿了。真空檢測器30可以是真空傳感器或真空致動開關(guān)。真空傳感器具有模擬輸出，該模擬輸出指示料斗12中的材料的真空水平介于最小值和最大值之間。真空致動開關(guān)具有指示真空水平高于或低于預(yù)定水平的輸出。比預(yù)定水平高多少或者比預(yù)定水平低多少無法用真空致動開關(guān)來測量，但是可以用真空傳感器來測量。僅僅在真空源14打開的時(shí)間內(nèi)監(jiān)控真空檢測器30。當(dāng)真空打開并且由真空傳感器檢測到階躍函數(shù)時(shí)，關(guān)閉真空源14。借助重力來控制排放組件18。

自動真空致動控制器32可操作地連接到真空檢測器30，從而在真空檢測器30發(fā)出料斗裝載機(jī)10a的料斗12裝滿或達(dá)到最大量的信號時(shí)接收信號。真空致動控制器32基于所述信號來控制真空源14的操作并且控制材料排放組件18的打開和關(guān)閉。

在圖6所示的流程圖中示出了料斗裝載機(jī)10a的操作順序。

在步驟102中，向料斗裝載機(jī)10a施加電力。所述電力是操作該設(shè)備所需的電力。所述電力例如是110伏交流電(vac)、220vac、24vac或24伏直流電(vdc)，但是也可以使用其它電壓。

在步驟104中，如果材料需求傳感器28確定需要材料，則打開真空源14(步驟106)。

真空源14將使材料從材料源(未示出)經(jīng)由材料入口17被傳送到料斗12中。真空源14將保持打開狀態(tài)，直至由真空檢測器30感測到的真空水平超過了預(yù)定水平(步驟108)或者超過了最大裝載時(shí)間(步驟110)。

一旦超過了最大裝載時(shí)間(步驟110)或者真空水平超過了最大預(yù)定水平(步驟108)，則真空致動控制器32將關(guān)閉真空源14(步驟112)。

關(guān)閉真空源14(步驟112)之后，真空致動控制器32引起時(shí)間延遲(步驟116)以使料斗12中的材料排出，然后真空致動控制器32返回到步驟102。為排空料斗12在控制器中所使用的典型時(shí)間延遲為5秒。該時(shí)間是為了確保：真空源14已經(jīng)完全停止并且給予重力拉開閥板22的機(jī)會，然而，如果位于料斗裝載機(jī)10a下方的箱子(未示出)裝滿了，則可能實(shí)際上要花費(fèi)數(shù)分鐘或更長的時(shí)間來排空料斗12。

這與現(xiàn)有技術(shù)不同，因?yàn)樗c時(shí)間無關(guān)，并且不依賴于對材料是否存在的感測。這就產(chǎn)生一個(gè)系統(tǒng)，該系統(tǒng)將適應(yīng)外部參數(shù)的變化，而無需操作者的介入。該系統(tǒng)也不會遭遇與材料的感測相關(guān)的問題，例如，因靜電附著到傳感器上的材料而產(chǎn)生"假滿"信號、造成傳感器不再正常工作的傳感器電路漂移、由于被感測材料的變化而必須進(jìn)行的傳感器調(diào)節(jié)、與材料直接接觸的傳感器的磨損、以及使用光學(xué)傳感器時(shí)不透明度的變化。

圖4b至圖5b顯示了替代的實(shí)施方式。參照圖4b，它顯示了具有豎直軸線和遠(yuǎn)程真空源114的中央真空料斗裝載機(jī)10b的實(shí)施方式。參照圖5a，它顯示了具有豎直軸線和一體式本地真空源14的真空料斗裝載機(jī)100a的實(shí)施方式。參照圖5b，它顯示了具有傾斜軸線和遠(yuǎn)程真空源114的中央真空料斗裝載機(jī)100b的實(shí)施方式。傾斜料斗裝載機(jī)100a、100b通常使得更容易進(jìn)入料斗裝載機(jī)的內(nèi)部，以進(jìn)行清潔。傾斜料斗裝載機(jī)100a、100b以固定角度傾斜，該固定角度允許相比豎直軸線料斗裝載機(jī)10a、10b更容易進(jìn)入料斗裝載機(jī)100a、100b的內(nèi)部。圖5a和圖5b顯示了處于打開位置的閥板22，而圖4a和圖4b顯示了處于關(guān)閉位置的閥板22。除了料斗裝載機(jī)的軸線的取向以及真空源的類型以外，料斗裝載機(jī)的部件和操作是相同的，因此使用了相似的附圖標(biāo)記對相似的部件進(jìn)行標(biāo)識。

雖然在申請中針對特定實(shí)施方式對本發(fā)明進(jìn)行了描述，但是根據(jù)本文的教導(dǎo)，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可以生成另外的實(shí)施方式和改進(jìn)，而無需脫離所要求保護(hù)的本發(fā)明的精神或者超出其范圍。因此應(yīng)當(dāng)理解，這里借助實(shí)施例提供附圖和描述僅僅是為了便于理解本發(fā)明，而不應(yīng)被解釋為限制本發(fā)明的范圍。