Un dispensador (10) de flujo comprendiendo:

Una fuente de fluido;

Una bomba oscilante (16) teniendo un pistón rotante y de movimiento alternativo (34; 72) en un alojamiento de bomba (38; 78; 94), el alojamiento de bomba teniendo una entrada (66) conectada fluidamente a la fuente de fluido y una salida (68), la bomba oscilante teniendo un volumen de salida para un ciclo de bomba completo consistente en un golpe de salida completo del pistón y una rotación total del pistón (34, 72);

Un motor (26) conectado con la bomba oscilante; y

Un controlador operativamente conectado al motor, el controlador teniendo una pluralidad de señales de salida, el motor y el pistón (34; 72) teniendo unas posiciones rotacionales predeterminadas en respuesta a la pluralidad de las señales de salida, al menos una posición rotacional del pistón siendo menor que la revolución completa del pistón (34; 72) en el que la posición rotacional de la bomba oscilante dispensa una cantidad de fluido que es menor que el volumen de salida para un ciclo de bomba completo

Dispensadores de líquidos.

Campo de la invención

La presente invención generalmente se refiere a dispensadores de líquidos, y más específicamente, la presente invención se refiere a dispensadores de líquidos que exactamente controlan la cantidad de líquido dispensado. La presente invención también se refiere a métodos de dispensación de líquidos de una manera controlada. Un ejemplo específico de un dispensador de líquido según la presente invención es un dispensador de colorante de pintura.

Antecedentes de la invención

Las pinturas están hechas en un gran número de diferentes colores y tonalidades de colores. Cada color especifico de pintura tiene una fórmula especifica de componentes que proporcionan el color deseado. Una fórmula de pintura generalmente incluye una cantidad relativamente grande de una base y pequeñas cantidades de uno o mas colores de colorante. Cada color de colorante es medido según la fórmula y dispensado de una fuente de colorante, añadido a la base, y mezclado para producir el color de pintura deseado.

Dispensadores de colorante existentes han sido usados en tiendas de suministro de pintura minoristas y ferreterías, por ejemplo. Equipos de dispensación de colorantes existentes tienen incluidas maquinas manuales y automáticas. Un equipo de dispensación de colorante automático puede incluir varios contenedores de colorante, en donde cada contenedor de colorante es conectado a una entrada de una bomba de fluido. La salida de la bomba de fluido es conectada a una válvula de 3 vías que tiene una salida de dispensación conectada a una boquilla dispensadora y una salida de by-pass conectada a una línea de recirculación de fluido. Cualquiera de los dos motores pueden accionar todas la bombas o varias bombas pueden ser accionadas por un solo motor a través de un mecanismo de accionamiento común o cada bomba pueden ser conducido por un motor individual. Cuando una cantidad de colorante es dispensado, el motor acciona las bombas y la válvula de 3 vías para el colorante en particular es abierta para permitir que el colorante sea dispensado a través de la boquilla. El periodo de tiempo que la válvula queda abierta determina la cantidad de colorante dispensado. Las otras válvulas de 3 vías, que están siendo al mismo tiempo accionadas por el motor, están en un modo de by-pass de modo que el colorante circula de nuevo en su contenedor en lugar de ser excesivamente dispensado.

Sin embargo, el equipo de dispensación de colorante existente puede ser mejorado. El equipo de dispensación de colorante utiliza una válvula de 3 vías para cada contenedor de colorante, que aumenta el costo del equipo y el costo de fabricación. También, la pluralidad de válvulas de 3 vías tiende a ser una fuente significativa de problemas de mantenimiento y servicios. Además, la exactitud de la cantidad de colorante dispensado usado para bombear y la disposición de la válvula pueden mejorar. También, es necesaria una ruta de flujo de by-pass de colorante debido a que el motor único simultáneamente opera todas las bombas. Se desea controlar con mayor precisión la cantidad de colorante dispensado de modo que el color de la pintura resultante para cualquier fórmula sea consistente. Un mayor control y exactitud sobre el proceso de dispensación del colorante proporciona una mayor consistencia en el color de la pintura para cualquier fórmula dada.

Un dispensador de colorante de pintura según la presente invención utiliza una bomba oscilante y sistema de control por ordenador para controlar la bomba. Las bombas oscilantes tienen un pistón que es colocado dentro de un alojamiento con una entrada de fluido y una salida de fluido. El pistón simultáneamente se desliza de forma axial y gira dentro del alojamiento. Bombas oscilantes existentes han sido operadas mediante giro del pistón a través de un giro completo de 360º y desplazamiento lineal correspondiente del pistón. Tal operación del pistón resulta en una cantidad específica de líquido bombeado por la bomba oscilante con cada revolución. En consecuencia, la cantidad de fluido bombeado para cualquier bomba oscilante dada es limitada a múltiplos del volumen específico. Si fuera deseado un menor volumen de fluido, entonces se utiliza una bomba oscilante de menor tamaño o se hacen ajustes manuales de calibración a la bomba. Por ejemplo, en la pintura colorante una dispensación mínima puede ser sobre 1/256th de una onza de líquido (1 onza de líquido = 1 oz approx 29,57 ml). En ese dispensador tan pequeño, el motor habría tenido que girar a velocidades excesivas para dispensar grandes volúmenes de colorante (múltiples revoluciones completas) en un periodo de tiempo apropiado. Con el fin de minimizar la velocidad del motor dispensador, seria ventajoso una dispensación de revolución parcial para una bomba oscilante de mayor capacidad. Sin embargo, el uso de una revolución parcial para dispensar el líquido con precisión es difícil debido a la salida no lineal del perfil dispensador de la bomba oscilante vs. ángulo de rotación. En consecuencia, existen necesidades para controlar de forma automática y variar la cantidad de volumen de fluido bombeado por bombas oscilantes.

DE 34 10 302 describe una bomba dosificadora sin válvulas, particularmente para masa de chocolate, que comprende un pistón giratorio alternativamente cerrando una entrada y una salida en un cilindro, respectivamente.

US 4,223,558 describe un aparato de pipeteado y de dilución que comprende una bomba de jeringa de capacidad de volumen predeterminado. Un motor paso a paso acciona el pistón de la jeringa a una velocidad seleccionada. La carrera del pistón es calculado del volumen de capacidad y del volumen de líquido a dosificar.

Resumen de la invención

La presente invención proporciona nuevos dispensadores de colorante que de forma precisa, consistente, y efectiva dispensan fluido. La invención es descrita como realizada en un dispensador de colorante de pintura; sin embargo, la invención puede utilizarse para dispensar cualquier fluido deseado. Por ejemplo, los dispensadores de fluido pueden utilizarse para dispensar fluidos farmacéuticos, cosméticos, tintas, y otros fluidos a volúmenes controlados.

El dispensador de colorante de pintura tiene un sistema de control por ordenador que opera un motor paso a paso u otro accionamiento controlado de forma incremental que accione una bomba sin válvulas, como una bomba oscilante. Las fórmulas de color de pintura se almacenan en el sistema de control por ordenador y se seleccionan por operador para mezclar un color de pintura deseado. La bomba oscilante bombea colorantes desde un contenedor de gran volumen a una boquilla dispensadora en base a señales enviadas por el sistema de control por ordenador según la fórmula del color de pintura. El sistema de control por ordenador opera el motor paso a paso y la bomba oscilante de modo que el pistón de bombeo gira menos que una revolución completa de 360º por cada paso del motor paso a paso. Por ejemplo, pueden requerirse 400 pasos por revolución completa de 360º. El motor paso a paso y la bomba oscilante son girados a través de un número deseado de pasos para dispensar una cantidad de fluido deseado.

El sistema de dispensación de fluido con la bomba oscilante y el sistema de control por ordenador dispensa de forma precisa grandes y pequeñas cantidades de fluido. El sistema de control por ordenador controla el motor paso a paso y la bomba oscilante para dispensar una cantidad de fluido predeterminado dividiendo una revolución de 360º completa de la bomba de pistón en varias dispensaciones o segmentos parciales.

La bomba oscilante de la presente invención puede ser ajustable. Por ejemplo, el ángulo entre el eje de la bomba de pistón oscilante y el eje del árbol del motor paso a paso puede ser ajustado por un actuador. El sistema de control por ordenador envía señales al actuador para operador el actuador el cual posiciona la bomba de pistón oscilante en un ángulo deseado. El ajuste del ángulo de la bomba oscilante automática ajusta eficazmente la bomba de salida de fluido a través de un ordenador de control.

Otro ajuste de la bomba oscilante también proporciona cambios de fluido de salida de la bomba. En este ajuste, se puede variar la distancia a que un rodamiento esférico está desplazado con respecto al árbol del motor paso a paso. El ajuste de desplazamiento del rodamiento altera la salida del fluido de la bomba oscilante, y puede utilizarse para calibrar la bomba, por ejemplo.

Varias ventajas de la presente invención pueden manifestarse al leer esta información...

1. Un dispensador (10) de flujo comprendiendo:

2. El dispensador de fluido de la reivindicación 1, donde el motor comprende un motor paso a paso (26).

3. El dispensador de fluido de la reivindicación 1, que además comprende una boquilla dispensadora (22) fluidamente conectada a la salida de la bomba oscilante (16).

4. El dispensador de fluido de la reivindicación 2, que además comprende un sensor de posición (58) localizado en relación de detección en una posición rotacional de al menos uno de la bomba oscilante (16) y el motor a pasos.

5. El dispensador de fluido de la reivindicación 4, donde el sensor de posición (58) además comprende:

6. El dispensador de fluido de la reivindicación 5, donde el sensor tiene un haz de luz y el sensor de rueda (54) interrumpe el haz de luz en una posición rotacional particular.

7. El dispensador de fluido de cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que además comprende un sensor de posición localizado en relación de detección respecto a una posición rotacional de al menos uno de los pistones (34; 72) y el motor (26), el sensor de posición teniendo una señal recibida por el controlador que es indicativa de la posición rotacional del al menos uno del pistón y el motor (26).

8. El dispensador de fluido de cualquiera de las reivindicaciones precedentes, donde el pistón (72) tiene una forma cilíndrica y un área mellada (70) en un extremo, y una porción rebajada (74) que se extiende hacia el interior del pistón desde un borde exterior del área mellada.

9. El dispensador de fluido de cualquiera de las reivindicaciones precedentes, donde al menos una de la entrada (66) y salida (68) de la bomba tiene una forma alargada.

10. El dispensador de fluido de la reivindicación 2, donde la bomba oscilante (16) está montada al motor de pasos (26) por un ajustador de ángulo (100), y además comprendiendo un actuador (104) operativamente conectado al ajustador de ángulo, el controlador teniendo una señal de salida de ángulo recibida por el actuador.

11. El dispensador de fluido de cualquiera de las reivindicaciones precedentes, además comprende:

12. El dispensador de fluido de la reivindicación 2, que además comprende:

13. Un sistema dispensador de colorante de pintura comprendiendo:

14. El sistema dispensador de colorante de pintura de la reivindicación 13, que además comprende una boquilla dispensadora (22) fluidamente conectada a las salidas del fluido de las bombas oscilantes sin válvulas (16).

15. El sistema dispensador de colorante de pintura de la reivindicación 13 o 14, que además comprende:

16. El sistema dispensador de colorante de pintura de cualquiera de las reivindicaciones 13 a 15, además comprendiendo un sensor de posición localizado en relación de detección respecto al menos una de las bombas oscilantes de fluido sin válvulas (16) y el motor (26), el sensor teniendo una señal recibida por el sistema de control por ordenador que es indicativa de una posición de un pistón rotativo y alternativo de al menos una de las bombas oscilantes de fluido sin válvula y el motor.

17. Un método de bombear fluido comprendiendo los pasos de:

18. El método de bombeo del fluido de la reivindicación 17, donde el paso de operación además comprende el funcionamiento del motor a pasos (26) conectado con la bomba oscilante (16) mediante un predeterminado número de pasos.

19. El método de bombear fluido de la reivindicación 18, que además comprende el paso de detección de posición inicial del motor a pasos (26).

20. Un método de controlar una bomba oscilante (16), que comprende las etapas de:

21. El método de controlar una bomba oscilante de la reivindicación 20, que además comprende la etapa de determinar un número de pasos de un motor a pasos (26) conectado con la bomba de oscilación que corresponde a cada uno de los segmentos.

22. El método de controlar una bomba oscilante de la reivindicación 20 o 21, donde la etapa de división además comprende la división de la curva de dispensación de la bomba oscilante (16) en un número de segmentos de volumen sustancialmente igual.

23. Un método de dispensación de fluidos desde un orificio de dispensación de la bomba oscilante del dispensador de fluido de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 12, la bomba oscilante estando operativamente conectada a la fuente de fluido, el método comprendiendo:

24. El método de la reivindicación 23 que además comprende: