用于流体产品的定量机器的分配头的自动加湿系统
阅读说明：本技术 用于流体产品的定量机器的分配头的自动加湿系统 (Automatic humidification system for a dispensing head of a dosing machine for fluid products ) 是由 卢卡·德洛克 于 2020-12-03 设计创作，主要内容包括：一种流体产品的定量机器(10)的分配头(14)的加湿系统,其中分配头(14)包括闭合装置(20),该闭合装置包括杯(27),其可以在远侧非工作位置和工作位置之间移动,其中分配头(14)与环境隔离。加湿系统在闭合元件(20)的近侧位置,通过插入在环境空气的强制流动管道(29)中的珀尔帖单体(32),在杯(27)内自动产生潮湿环境。从珀尔帖单体(32)冷凝/结霜的水通过控制单元(41)从收集箱(33)自动供给到闭合元件(20)的杯(27)中。(Humidification system of a dispensing head (14) of a dosing machine (10) of a fluid product, wherein the dispensing head (14) comprises a closure device (20) comprising a cup (27) movable between a distal rest position and a work position, wherein the dispensing head (14) is isolated from the environment. The humidification system automatically generates a humid environment inside the cup (27) in a proximal position of the closing element (20), through a peltier cell (32) inserted in a forced flow duct (29) of the ambient air. The water condensed/frosted from the peltier cell (32) is automatically fed from the collection tank (33) into the cup (27) of the closing element (20) by means of a control unit (41).)
技术领域
本发明总体上涉及用于分配产品(比如用于涂料或类似物的染料)的定量机器。
更准确地说，本发明涉及这样一种定量机器的分配头，并且特别是考虑到在用于制备涂料的染料的分配中的应用，该分配头已经被开发。在以下描述中，将参考该特定应用领域，然而不失一般性。
背景技术
一种用于分配制备涂料的染料的定量机器通常包括多个包含相应染料的容器，在所谓的“同步机器”的情况下，这些容器通过相应的管道与单个分配头连接。多个计量泵将计量的染料的量从容器进给到分配头，分配头通常包括多个具有彼此平行的竖直轴线的喷嘴，所述喷嘴在下端敞开且封闭在具有敞开下边缘的管状构件中。
从分配头的喷嘴分配染料通常是不连续的。在分配结束时，形成拉长的染料液滴，其从分配头的喷嘴的下端突出：为了定量机器的正确操作，这些染料液滴需要保持在流体状态且不变硬。
为了避免或限制在分配头的喷嘴下端处的染料液滴的变硬的风险，定量机器可以装备闭合装置，该闭合装置在染料分配结束时闭合分配头的下端。以这种方式，分配头的喷嘴的下端周围的区域与外部环境隔离，并且减少了由于暴露在空气中而造成的染料液滴的干燥。通过闭合元件和分配头的管状构件的下端之间的接触中的密封，以及借助在闭合元件内部设置的浸泡在液体中的海绵，可以提高隔离的质量。当闭合元件被应用于分配头时，这允许分配头的区域中潮湿环境的维持，以便进一步阻碍染料液滴的干燥。
同一申请人在意大利专利申请第102019000007192号中描述和说明了这种类型的解决方案，该申请在本申请的申请日/优先权日未公开，根据该申请，闭合元件可以根据组合的旋转平移运动相对于分配头移动。
为了减少液滴干燥的风险，在欧洲专利EP2745943B1中也已经提出了为分配头的喷嘴提供一种冷却系统从而维持喷嘴内存在的液体的露点状态，以便使他们保持在潮湿状态，因此避免干燥。根据该解决方案，提供了一种冷却元件，该冷却元件与分配头的至少一个端部部分冷却接触。
因为这种解决方案被直接应用于分配头，所以该解决方案相对复杂且它的功能效果好像不完全令人满意。
发明内容
本发明的目的是使一种加湿系统可用于流体产品的定量机器的分配头，特别是(但不仅)染色机，该加湿系统允许自动加湿头部的喷嘴，大大减少了计量产品的干燥的可能性，而不需要直接应用于分配头。
本发明的另一目的是提供一种加湿系统，该加湿系统相对简单、实用，并能够以一种可靠且安全的方式自动操作。
根据本发明，通过具有权利要求1中限定的特征的加湿系统可以实现该目的。
权利要求形成本文提供的与本发明相关的本公开的组成部分。
根据本发明的加湿系统的特点方面之一是，它与闭合元件的杯操作性地相关联，该闭合元件相对于分配头在非工作远侧位置和近侧操作位置之间是可移动的，在近侧操作位置分配头被密闭地密封且与周围环境隔离。根据本发明的加湿系统被设计为当闭合元件在近侧位置时在闭合元件的杯的内部自动产生潮湿环境，并且有利地包括冷却装置，该冷却装置由珀尔帖单体和使冷凝水从珀尔帖单体进入到闭合元件的杯中的供应回路构成。根据环境空气的温度和湿度，以及来自珀尔帖单体的冷凝水收集箱内的水位和包含在闭合元件的杯内的水位，来自动控制供应回路的启用和停用。
附图说明
参考附图，从下面的详细描述中，本发明的附加特点和优势将变得显而易见，下面的详细描述仅通过非限制性示例的方式给出，其中：
图1是根据本发明的配备有加湿系统的定量机器的示意性透视图，
图2是带有加湿系统的定量机器的分配头的从下面看的且以更大比例示出的透视图，
图3是图2的前视图，其是部分截面图，
图4是根据图3的箭头IV的局部透视图，
图5是图4的前视图，其以更大的比例示出且是部分截面图，
图6是图3的背部正视图，其以更大的比例示出且是部分截面图，
图7是举例说明根据本发明的加湿系统操作的框图。
具体实施方式
首先参考图1，数字10整体上表示一种可适于分配定量流体产品(比如用于制备涂料的染料)的定量机器。机器10以已知的方式包括载架12，该载架容纳用于不同染料的多个容器(“罐”)，所述多个容器通过相应的计量泵(未示出)连接到相应的管道。
来自机器10的各种容器的管道连接到分配头14(多个竖直取向的喷嘴以已知的方式设置在分配头内)，并连接到计量泵。分配头14的喷嘴封闭在管状构件16内，该管状构件具有敞开的下边缘17(图3和6)。
基座18设置在分配头下方，容器放置在基座上，由分配头14分配的染料每次都被倒入容器中。
闭合装置20与分配头14操作性地相关联，该闭合装置被配置为在每个染料分配步骤结束时使分配头14的喷嘴的下端与外部环境隔离。
申请人在上述意大利专利申请第102019000007192号中描述并示出了闭合装置20：简单地说，它包括固定支撑件22，该固定支撑件包含用于移动闭合元件25的电动单元，该闭合元件支撑开口向上的杯27。闭合元件25由臂23承载，闭合元件可以相对于分配头14在敞开的远侧位置和闭合的近侧位置之间有角度地且竖直地移动，如图所示。这里将不详细描述该致动组件：为了本发明的目的，只需充分详细说明它能够执行臂23的竖直平移和旋转的组合运动，并因此能够执行闭合元件25与杯27的竖直平移和旋转的组合运动。在该近侧关闭位置，闭合元件25的上表面通过环形密封件26密封地接合抵靠管状构件16的下边缘17，使得杯27与外部环境隔离并被设置在分配头14的喷嘴下方。
根据本发明的独特特点，杯27限定了腔室，该腔室被配置为用于容纳在等于或小于环境空气的露点的温度处通过冷凝产生的水。因此，当分配头14被闭合装置20密封时，杯27与分配头14的管状构件16之间界定的密封容积内部产生的潮湿环境允许增加对分配头的保护，这是由于当没有剂量在进行中时，进一步减少了干燥安置在各种喷嘴的端部处的产品的可能性。
根据本发明的加湿系统(虽然必要时它能够通过手动再填充来补充，但将可以看出该加湿系统是自动的)设想通过定位在强制管道29的与抽吸嘴30连通的端部处的一个或多个电风扇28摄入环境空气。
强制管道29内部具有冷却装置，该冷却装置由珀尔帖单体(Peltier cell)32和分别设置在单体的冷侧和热侧上的两个散热器32a、32b构成，其中至少冷沉32a被由风扇28产生的气流穿过。热沉32b可以被穿过冷沉32a的相同气流连续地穿过，在冷沉之后，由于撞击热沉32b的气流的冷却效果，通过先前穿过冷沉32a来获得特定的效率优势；或者，根据实施例，热沉32b可以具有它自己的独立通风。在任何情况下，由热沉32b产生的散热具有允许所述单体32的有效运行和因此获得冷沉的适当冷却量的目的。该冷却系统的作用是通过使来自被吸入到管道29的环境空气的湿气冷凝或结霜到珀尔帖单体32的冷沉32a上来产生水。结霜，而不是冷凝，可能是由于环境条件的出现使得露点低于当地大气湿度的冰点而引起的，或可能期望功能原因，即使露点高于所述冰点，为了每单位时间从大气中收集比通过简单冷凝允许的水的量更多的水的量，也需要结霜；在结霜的情况下，工作循环设想珀尔帖元件32的周期性关闭步骤，并因此停止冷沉32a的冷却动作，这也由于环境空气通过强制管道29的持续强制通风而允许沉积的霜的液化。加湿功能所需要的水的收集通过使收集在冷沉32a上的水通过重力滴入下面的收集箱33而进行；该箱33充当水的储备器，其中水总是可用的，且能够在任何时间立即启动/停用水的提取，而不管与冷凝/结霜过程的开始/停止瞬态相关联的时间。
为了在冷沉32a上进行冷凝/结霜，散热器本身需要达到并保持在不超过露点温度(目标温度)的温度下：因此，该系统可以提供环境大气的温度和相对湿度传感器34，其定位在强制管道29的第一部分中且被设计为能够不断地计算露点；以及目标温度的局部传感器35，其通过珀尔帖单体32的冷沉32a的温度表示，以便关闭控制环并使冷却过程自动化。
在收集箱33内具有两个液位传感器36、37，所述两个液位传感器允许分别发出达到最低水位和最高水位的信号，以便也使冷凝系统的启用/停用过程(抽吸和冷却)自动化。
如果有必要，储存在收集箱33中的水通过泵38抽取以输送到闭合元件25的杯27内部，在此步骤中，闭合元件在定量机器10的分配头14的近侧关闭位置。泵38的递送管道39将来自箱33的水进给到杯27，而不影响分配头14的温度，因为水的温度基本上是环境温度，这是由于水或多或少地长时间停留在收集箱33内，以及通过泵38和相关管道，所有都暴露于环境温度。
杯27也装备有液位传感器系统40，该液位传感器系统对于完成系统的自动化是必要的，并且由从分配头14向下突出的三个电极40a、40b和40c构成：电极40b和40c突出不同的长度并且电极40a突出的长度不小于电极40b的长度，并且被配置为以便检测杯27内部存在的最高水位和最低水位。最高液位电极40c具有较短的长度，最低液位电极40a比最高液位电极40c更长，且公共电极40b具有等于或小于最低液位电极40a的长度。当闭合元件25处于分配头14的近侧关闭位置时，这三个电极明显地在杯27内突出在不同深度处，因此导致相对于其中存在的水浸没或露出。液体充当导体，且因此断开或闭合最低40a和公共40b之间和/或最高40c和公共40b之间的电路(在非常低的电压下)，这取决于箱27中存在的液体的液位。
根据本发明的冷却系统的闭环控制回路在图7的框图中表示：电子控制单元41启用(最低检测液位)或停用(最高检测液位)泵38以将箱33中存在的液体输送到闭合元件24的杯27。当收集箱33中的水位下降到阈值之下，根据来自液位传感器36、37的信号，也可能(取决于是否用于生产水，而选择在露点之下冷却或由系统以最大功率可以达到的最低温度下的强制结霜的逻辑)根据来自温度和湿度传感器34、35的信号，通过控制单元41来操作通过电风扇28启用穿过珀尔帖单体32的气流。当通过传感器40检测的所述杯27内的水位依次下降至阈值之下时，控制单元41启用泵38。
在没有剂量在进行且分配头14的闭合元件25在分配头本身上关闭的所有步骤中，由于杯中存在的水的逐渐且自发的蒸发，由此杯27内产生的潮湿环境阻碍了停滞在分配头14的喷嘴中待计量的产品的干燥，因此消除了由于产品本身凝结或凝固而引起的管道堵塞的可能问题。未示出的加热器(其还与分配头14一体成型且在杯27内部突出，直至当杯在分配头14下方关闭时浸没在水位之下)的可能的额外使用，可以通过加速湿气的蒸发和减少在杯27自身内部的大气中达到令人满意的湿气含量所需的时间来改进系统。
可以提供手动再填充管道42(图3)以允许将可能的辅助添加剂(例如消毒剂或抗藻类产品)引入箱33中，或者如果需要的话可以提供额外的水的手动再填充。
最后，可以创建加湿系统的可选版本，其不包括水冷凝装置。这种自动化程度降低的可选版本能够被提出以满足两种可能的额外需求：
为使用者提供自动加湿系统的更廉价版本的可能性，放弃从大气自动生产水，
在使用定量机器的情况下，允许采用除了水之外的液体用于自动加湿，其中，如果产品的液滴落入闭合元件20的杯27中，水将与待计量的产品产生不期望的相互作用。
在这两种情况下，加湿的液体可以通过再填充管道42被手动加入到箱33中。
当然，结构和实施例的细节可以相对于所述和所示的细节被广泛变化，因此而不脱离如随后的权利要求所限定的本发明的范围。