[发明专利]使用线性泵的可变流量控制器

说明书

技术领域

本申请要求2009年7月29日递交的美国专利申请序列号为61/229,347的利益，该专利申请的内容特此通过引用被并入。

背景技术

当在高端系统中分配双组分材料时，一个问题是需要在分配操作之间的空闲时期期间维持恒定的压力。在过去的实践中，尤其是在基于RIM(反应注射成型)的分配器中，使用了自动循环系统。自动循环系统要求分配泵和调节系统连续运行。

发明内容

本发明的方法将消除对自动循环系统、其成本和功率要求的需要，同时提供相似的结果。在根据本发明的固定比系统中，存在下列优点：(1)压力控制：在静态和动态条件下维持压力设定点，这消除了静态到动态的压力死区；(2)流速控制：将双组分材料的流速维持在设定点以保证准确的体积分配速率；(3)换向控制：减少在线性活塞泵的方向改变(换向)期间的体积损失——在换向期间的这种损失可造成分配体积中的损失；(4)材料粘度控制：对A侧和B侧部件的两个独立热量控制器为了分配重复性并通过在敷料器中的混合而控制材料粘度；(5)敷料器控制：在材料分配开始前保证所有参数满足要求。

相似地，在可变比系统中，存在以下优点：(1)压力控制：在静态和动态条件下维持压力设定点，这消除了静态到动态的压力死区；(2)流速控制：将双组分材料的流速维持在设定点以保证准确的体积混合比和分配速率；(3)换向控制：减少在线性活塞泵的方向改变(换向)期间的体积损失——在换向期间的这种损失可造成分配体积中的损失；(4)材料粘度控制：对A侧和B侧部件的两个独立热量控制器为了分配重复性并通过在敷料器中的混合而控制材料粘度；(5)敷料器控制：在材料分配开始前保证所有参数满足要求；和(6)同步泵控制：无相移的泵控制。

以下的公开基于图1的系统结构图。该图示出了完整的变比系统。一般设计可用于可变比分配系统和固定比分配系统。

如图中所示，每个泵由使齿轮泵旋转的DC电动机提供动力，齿轮泵嵌入液压动力机组中。动力机组的输出供给液压线性电动机，其中其方向由双输出换向阀控制。液压线性电动机驱动机械地连接到液压泵的一个或两个材料泵。

使用定制设计的电动机控制模块(MCM)，通过改变DC电动机的转矩输出来控制材料泵的压力和/或流量输出。MCM使用线性位置传感器和安装在材料泵的输出处的压力变送器作为用来控制泵的主要过程变量(或反馈)。该系统不依赖昂贵的流量计来控制泵的输出。

将安装两个MCM来独立地控制两个泵。在这种配置中，这两个MCM将彼此通信以为用户提供真正的可变比系统。

为了消除对昂贵的自动循环部件的需要，该系统将停转到用户输入的设定压力。停转到压力是在关闭分配阀的情况下操作电动机和泵至低转矩水平的过程。当在这种模式下时，为维持所要求的目标压力仅需要施加到电动机的小水平转矩。

实施这个工作将节约相当大的功率，因此消除了对在空闲的非分配时期期间内连续操作泵的需要，且将消除操作材料调节系统的需要。停转到设定压力将帮助保证在分配操作开始时从材料敷料器分配的材料处在期望压力下。

系统将在分配操作之后在压力下停转到在最后分配操作期间设定的目标压力。这将在分配之间的空闲情况期间保持。

当启动新的分配操作时，在分配开始之前，将用于分配的新的目标压力输入到压力控制逻辑中(取代较老的目标压力)。如果之前描述的空闲停转条件维持一段延长的时间，“停转到压力”条件将终止。允许“停转到压力”条件存在的有限限制是节省功率，减少液压动力机组和其他机械部件中的热量。

下列优点适用于没有配置自动循环系统的系统：

·本发明消除了对自动循环阀、逻辑和相关循环管道系统的需要。

·本发明消除了在分配水平运行调节系统的需要，因此节省了运行机器的相当大的功率。

·由于泵在空闲时期期间不会高度运行，预期机械部件上的磨损较少。

在可变比分配配置中，用户可选择以恒定流速分配双组分材料。MCM将采用用户要求的流速(对于混合的双组分材料以随着时间增加的体积为单位)，并使用下列项将信息数字地转化为系统中每个泵的目标活塞速率：

1.A泵和B泵的尺寸。

2.用户输入的材料比。

通过控制泵压力和泵速度来进行所分配的材料的流速控制。通过计算以固定时间间隔的泵位置的变化，由MCM逻辑计算速度。