流體分配與計量系統的製作方法

2023-05-22 06:59:31 1

專利名稱：流體分配與計量系統的製作方法
技術領域：
本發明涉及流體分配系統。
在用農產品提煉的化學品領域中，均以大量濃縮的形式供應化學製品。然而，對於較小消費者，這樣大量的供應常常花錢太多，而且難以安全存儲。因此，有必要使較小的用戶能以經濟和安全的方式得到單次劑量的化學製品。為此，提出給每個消費者供應一個較小的可重複加注的容器，能存儲液態或粉末狀的單次劑量的化學製品，這種容器專門用於特殊的化學製品；同時只要給每個零售商供應一個分配器，就能把選擇好的化學製品安全地分配到小型專用容器中。
這種小型容器因穿梭往返於零售商和應用點之間而在下文有往返容器之稱。在應用點，分配稀釋單次劑量的化學製品，並配給到待處理的地點。從而用戶只需為消耗的劑量付錢，而沒有什麼多餘量需要存儲和保護，故保證了極少的現金流動，而且安全。
根據本發明提供一種流體分配系統，該系統包括一個分配器和一個往返容器，該分配器可同流體儲槽相連，自該槽分配計量的流體，而往返容器可連接於分配器上，從該分配器上接收計量的流體，該分配器包括一個殼體，它組成一個有一進口和出口的計量室；一個閥組件，該組件包含一狹長滑動裝置，該長滑動裝置帶有一個用來打開口關閉所述出口的第一閥，和用來打開和關閉所述進口的第二閥，所述的一個閥可相對滑動裝置彈性伸縮，因此，當滑動裝置從第一位置縱向移動到第二位置時，在第二閥打開所述出口之前，第一閥關閉所述進口，並且當滑動裝置從第二位置縱向移動到第一位置時，在第一閥打開所述進口之前，第二閥關閉所述出口，上述往返容器有一個軸環，用來與所述的分配器殼體相嚙合，和一個旋塞，用來與上述長滑動裝置相嚙合，以便將所述的滑動裝置從第一位置移動到第二位置，該旋塞和滑動裝置的嚙合端之一有一傳動凹槽，而另一個嚙合端有一配合凸塊，當該凸塊與所述凹槽嚙合時，使二者面對著相對旋轉鎖定機構而鎖定，以便於當上述滑動裝置處在第一角向時，制止其從第一個位置移動到第二個位置，而當上述滑動裝置處在第二角向時，允許其作上面所述的移動，在上述分配器殼體和軸環上的配合裝置，只有當所述的配合凸塊與所述的非圓形凹槽相嚙合時，上述的配合裝置彼此之間才能嚙合，當所述的配合裝置嚙合時，它們將約束上述往返容器和分配器之間的相對移動，以便響應上述往返容器相對於分配器的操作，讓上述旋塞把所述的滑動裝置從第一角向轉動到第二角向，於是使所述的鎖定機構鬆開，之後，將滑動裝置從第一個位置移動到第二個位置，從而將計量的流體從該分配器釋放到上述往返容器中。
現在將通過一個例子結合附圖描述體現本發明的一種流體分配系統，在這些圖中

圖1是分配系統中往返容器的平面圖；圖2是圖1往返容器的縱剖面圖；圖3是裝在大量儲槽頸部上的分配器的前視圖；圖4是圖3分配器的俯視圖；圖5是圖4分配器的縱剖面圖；圖6是圖5分配器的局部放大詳圖；圖7是往返容器和分配器處在第一嚙合階段的縱剖面圖；圖7A和7B是說明防升鎖和凹槽導向器各元件處在圖7第一階段中相對位置的視圖；圖8是圖7分配器處在第二嚙合階段中的縱剖面圖；圖8A和8B說明防升鎖和導向器各自處在第二嚙合階段中的位置；圖9是圖7分配器處在第三嚙合階段中的縱剖面圖；圖9A和9B說明防升鎖和導向器各自處在第三嚙合階段中的位置；圖10是圖7分配器處在第四嚙合階段中的縱剖向圖；圖10A和10B說明防升鎖和導向器各自處在第四嚙合階段中的位置；圖11是圖7分配器處在第五嚙合階段中的縱剖向圖；和圖11A和11B說明防升鎖和導向器各自沿著第五嚙合階段的位置。
如圖2所示，往返容器2包括一個有大的環形頸部6的圓筒形殼體4。該頸部6在其上端攜帶一對沿直徑對置的徑向向裡指向的凸出物或搭扣8，用來與分配器中的相應導槽相嚙合，該導槽以後將進行較詳細地描述。頸部6在其下端的內表面攜帶一向裡指向的環形凸緣10。凸緣10環繞著其內周邊又攜帶一定位導筒12，該定位導筒通過頸部6伸出，超過徑部6開口頂端。
三個徑向向裡延伸的等間隔斜撐件16將一個軸向延伸的細長塞子或銷14支撐在頸部6和導筒12二者的共軸向上。三個斜撐件16朝著往返容器2的口部稍微上傾，以抵抗銷14朝容器2內部的任何軸向位移。往返容器2最好由透明塑料製成，並具備外標度18，以便能方便地確定內容物的體積。可以配備一個蓋(未畫出)與頸部6上的外螺紋進行螺紋嚙合，以便將容器裡的內容物密封。另外可用任何其它適當的蓋。
銷14在其頂端部至少有一特殊的非圓形截面(例如方形，三角形，其它某種多邊形)，以與後面比較詳細描述專門的分配器相配合。
圖3至圖5較清楚地顯示分配器20，該分配器20包括一個圓筒形殼體22，該殼體22有一頂端，該頂端被設置成能合身地滑入倒置的大量流體濃縮容器26的頸部24中。該殼體22有一個徑向向處延伸的環形凸緣28，可限制殼體22滑入頸部24的程度。一個止動螺釘30能夠與頸部24上的外螺紋進行螺紋嚙合，使該凸緣28與頸部24的下邊緣壓緊，將上述分配器20鎖定在容器26上。在凸緣28和頸部24之間和/或者在頸部24和殼體22之間可設置一密封(未畫出)，以便在殼體22和容器26之間形成液密封。殼體22裝有兩個軸向相隔徑向延伸的內部環形分隔壁。一個相對較薄的上分隔壁32和一個相對較厚的下分隔壁34與殼體22的外壁一起組成一個計量室，分配來自容器26的計量液體。上下分隔壁各有一個中央開口，由下面詳述的一種閥組件可有選擇地將它們打開和關閉。
殼體22的下部壁加厚，並在它的軸端內設置一個環形凹槽36，其大小正好接納往返容器2的定位導筒口，並因此使往返容器與分配器對準。殼體22的加厚部分的外表面設置一對成型導槽，在往返容器的導筒12與上述環形凹槽36嚙合之後，該成型導槽接納相應的往返容器2上的搭扣8。
導槽38位於殼體22沿直徑相對的側面上。每個導槽38都有一個最初軸向延伸的部分，隨後是一個周向延伸的部分，大體上對著15°圓心角，再後是一個往周向和軸向延伸的傾斜部分，且大體對著75°圓心角，之後又是一個周向延伸部分，最後在一個軸向延伸部分終止，這最後的軸向延伸部分與最初的軸向延伸部分的延伸方向相反。
殼體22包含一個由一細長滑動裝置或軸40構成的閥組件。軸40攜帶一環狀活塞42，該活塞42與下部比較厚的分隔壁34的中央開口滑動嚙合。活塞42有一個周向延伸的槽，容納一O形環44，在活塞42與上述中央開口之間形成滑動密封。該活塞在其上端和位於分配室的地方，攜帶一圓盤式閥46，其直徑較分隔壁34中的中央開口為大，以便限制活塞42向下移動。圓盤46的下底攜帶一環密封43，以便當活塞42處在其下位置時，與分隔壁34密封嚙合。
下分隔壁34支撐一個倒杯形隔離環48，在下分隔壁34的中央開口上伸展。隔離環48在其頂端有一孔，軸40從中穿過。隔離環48上有許多個眼或孔，液體很容易從中流過。
隔離環48靠近其底端部攜帶一對沿直徑對置徑向向內指向的擋塊50(見圖8)。直徑小於擋塊50之間的間隔的圓盤46同樣攜帶一對沿直徑對置徑向向外延伸的凸塊52，後者的延伸量使其兩端點間的間隔大於兩擋塊50之間的間隔。因此當軸40處在圖5所示角位時，且在圓盤46處在與下分隔壁34密封嚙合的條件下，各個凸塊52正好與各自的擋塊50對準，並且凸塊52位於擋塊50與下分隔壁34之間。於是軸40沿一方向提升密封43離開下分隔壁43的軸向移動將被制止。如果轉動軸42然後轉動使凸塊52不再對準擋塊50(見圖8A)，那麼就能夠移動軸40打開閥或圓盤46。
擋塊50與下分隔壁34之間的間隙稍大於凸塊52的厚度，以便當轉動軸40時，能讓凸塊52在分隔壁34和擋塊50之間相當自由地經過，然而這種限量的間隙不應讓分配室裡面的內含物漏出。
軸40的上端有一中央孔徑54，可滑動地支撐閥58的支柱56。閥58攜帶一密封墊，可同上分隔壁32開口周圍的表面密封嚙合，以便封閉該開口。中央開口54內有一螺旋彈簧(未畫出)上推支柱56，但要提供設備(未畫出)限制支柱56相對軸40的上移，使得當軸40處在圖5所示的最低位置時，閥58上的密封墊將與該開口間隔。一個杯形件60支靠在下分隔壁34的下面，形成一個滴流收集室。軸40的下端攜帶一球形頭部62，當軸40處在最低位置時，該球形頭部62與環形件60下端開口周圍的區域相抵。圖6較詳細地示出球形頭部62與杯形件60的嚙合部位的相對型面。正如可見到的那樣，球形頭部62相對杯形件60的截頭錐形開口形成一個截頭形錐塞。塞子和開口的最下端逐漸變細，以便提供相當程度的曲率，並因此使滴流收集室嚴密止水。
一個管狀通氣口64從滴流收集室，通過兩分隔壁32和34，延伸至在分隔壁32頂面上安裝的通氣室66。上分隔壁32中的通氣口為通氣室66提供了進出氣口。通氣室66容納閥68，使該閥在該閥室66中向著和背離通氣口的滑動受到約束。一個螺旋彈簧(未畫出)通常頂推著通氣閥68呈關閉狀態。該閥68有一軸69，通過通氣口往下伸入分配室中。
活塞40的頂端攜帶一個徑向延伸的環形凸緣70，其直徑是這樣的，當軸40向上移動時，它將嚙合軸69，並提升閥68脫離其座，使分配室同滴流收集室勾通。
球形頭部62的下端有凹槽72，形狀與往返容器的銷14的上端互補。
現在對照圖7至12B描述分配系統的操作。每個圖的後綴A和B分別表示組成本系統防升裝置的凸塊52和擋塊50的相對位置及搭和8和分配系統導槽38的相對位置。
因此，如圖7～7B所示，當軸40處在低位置時，下分隔壁34中的開口和杯形滴流收集室被關閉，通氣閥68被關閉，而上分隔壁32中的開口被打開。結果容器26中的液體就流到計量室中。
在這個位置中，軸40的角向是這樣的，凸塊52與擋塊50對準(見圖7A)，並因此能制止未經許可上移活塞40的任何嘗試。
在此狀態下，向分配器加裝往返容器2，使圓筒形部12與分配器的環形凹槽36相嚙合，並因此使往返容器同分配器軸向對準。接著轉動往返容器2，使各個搭扣8同各自導槽38的引導軸向延伸部相對準。達到這點時，與軸40的球形頭部62嚙合的板手14將防止搭扣進入導槽38。如果現在銷14的頂端型面與球形頭部中凹槽72的型面相吻合併對準，那麼銷的頂端將進入凹槽，並因此讓各個搭扣與各自導槽完全咬合。
當搭扣8到達導槽38的軸向延伸部端點時，由於現在限定搭扣8沿著導槽38的周向延伸部行進(見圖8B)，將容許往返容器2旋轉15°角。往返容器2將轉動銷14，銷14本身又旋轉軸40，軸40的旋轉將帶動凸塊52不再與擋塊50相對準。此時使軸40解鎖，可做軸向位移。
往返容器再旋轉15°，將帶動搭扣8沿著導槽38的斜向部分行進(見圖9B)，由此將造成銷沿著軸向驅動軸40，打開滴流收集室，破壞一級密封裝置43的密封，不同升起閥58，與上分隔壁32嚙合，以便關閉計量室，不再進入液體(見圖9)。繼續沿著導槽38的斜部旋轉往返容器達到90°角，將使活塞40位移，引起第二滑動密封裝置44離開下分隔壁的開口，同時造成環形凸緣70開啟通氣閥68(見圖10)。
解除對往返容器的向上壓力，將造成搭扣8下降到導槽38的最後垂直下延部分，以保持往返容器在這個位置。現在液體將從計量室通過滴流收集室向下流到往返容器中。通氣管將解除分配室上端形成真空的任何傾向。
當洩流結束時(見圖11)，對著分配器方向推回往返容器，並反向旋轉。在此操作過程中，通氣閥68首先關閉，第二密封裝置44將再次與下分隔壁中的開口相嚙合，然後閥58開啟，接著球形頭部62和一級密封裝置46與其各自的開口相嚙合，最後閥58將不再與上分隔壁32中的開口相嚙合，從而允許計量室再填充液體。
很明顯，雖然是按分配液體來描述本分配系統的，同樣可用它分配粉末或顆粒狀的固體。
在一種改型中，代替銷和凹槽的配合端部在軸向上與軸和往返容器的軸線相對準，它們可以在軸向上偏離軸的軸線，因為圓結型構。
雖然防升機構示出在分配室中，當然也可放在外邊和/或具有不同結構。
顯然，容納不同液體的往返容器2將有不同結構的配合銷和凹槽，以便本分配器中的液體不會不利地被分配到其它這樣的往返容器中。該往返容器2也可適當地標記，例如著上顏色，保證往返容器與其相應的分配器標記相符，以便表明，該分配器只能將液體分配到有同樣標記的往返容器中。
權利要求
1.流體分配系統由一個分配器和一個往返容器組成，該分配器可接在一個流體儲槽上，由此分配計量的流體，並且往返容器可與該分配器連接，以接受來自它的計量流體，該分配器包括一殼體，形成一個有一個進口和一個出口的計量室；一個閥組件，包含一個細長滑動裝置，該滑動裝置裝有一個打開和關閉所述出口的第一閥和一個打開和關閉所述進口的第二閥，所述的一個閥相對該滑動裝置可彈性地收縮，以便當該滑動裝置從第一個位置縱向地移動到第二個位置時，在第二閥打開所述出口之前，第一閥關閉所述進口，而當滑動裝置從第二個位置縱向地移動到第一個位置時，在第一閥打開所述進口之前，第二閥關閉所述出口，所述往返容器有一個用來與所述分配器殼體相嚙合的軸環和一個用來與所述滑動裝置相嚙合的銷，以便將所述的滑動裝置從第一個位置移動到第二個位置，銷和滑動裝置二者的嚙合端之一有一個傳動凹槽，而另一個配合端則有一個配合的凸塊，該凸塊嚙合在所述凹槽中時將二者正對著旋轉鎖定機構鎖定，所述的旋轉鎖定機構用於該滑動裝置在第一角向時限制滑動裝置從第一位置移動到第二個位置，而該滑動裝置在第二角向時允許所述的移動，所述的分配器殼體和所述的軸環上的配合裝置只有當所述的配合凸塊與所述的非圓形凹槽相嚙合時才能彼此嚙合，所述的配合裝置在嚙合時，將約束所述的往返容器和上述分配器之間的相對運動，以便響應上述往返容器相對上述分配器操作，首先讓上述銷將所述的滑動裝置從第一角向旋轉到第二角向，使所述的鎖定機構鬆開，之後，將上述滑動裝置從第一個位置移動到第二個位置，藉此把計量的流體從該分配器流放到該往返容器中。
2.根據權利要求1的一種系統，其特徵在於，所述的鎖定機構包含從所述滑動裝置徑向伸出的凸塊和與所述殼體固連的擋塊，當所述滑動裝置處在所述第一角向時，該擋塊正好位於所述凸塊通道上，阻擋所述滑動裝置從第一個位置移動到第二個位置。
3.根據權利要求2的系統，其特徵在於，所述的擋塊和所述的凸塊都位於所述的計量室中。
4.根據權利要求1～3任一項的一種系統，其特徵在於，所述的配合裝置包含一個在軸環上徑向向裡延伸的搭扣，該搭扣與所述的殼體外圍的成型導槽相嚙合。
5.根據前述任一權利要求的一種系統，其特徵在於，所述往返容器包括一個導筒，該導筒配置在上述軸環之內，用於同所述殼體中的環形凹槽相嚙合，在使所述傳動凹槽和配合凸塊彼此相嚙合之前，使該往返容器與殼體軸向對準。
6.根據前述任一權利要求的一種系統，其特徵在於，所述傳動凹槽和配合凸塊為非圓形構型。
7.根據權利要求1～5任一項的一個系統，其特徵在於，所述傳動凹槽和配合凸塊偏離所述銷和滑動裝置共同的旋轉軸線。
8.根據權利要求6的一種系統，其特徵在於，所述傳動凹槽和配合凸塊是多邊形結構。
9.根據任一前述權利要求的一種系統，其特徵在於，所述的殼體包括一滴流收集室，在所述出口的下遊，該滴流收集室有一個放流口，當所述的滑動裝置處在所述第一位置時，被一球形頭部密封，而當所述滑動裝置移動到所述第二位置時，則被打開。
10.根據權利要求9的一種系統，包括一個通氣管，使所述的滴流收集室同所述的計量室上端相通；一個閥，在所述的通氣管中，偏向於關閉的一側；及控制機構，響應所述滑動裝置從第一位置移動到第二個位置，以便開啟上述閥，使所述的計量室通氣。
11.大體上如前所述，參照附圖的一種系統。
全文摘要
用一個往返容器(2)結合一個分配器(22)，接收來自儲槽(26)的計量液體。分配器(22)包括一計量室，由一普通軸(40)操作的一對閥(43和58)加注和放空液體。往返容器(2)有一定位套筒(12)，與分配器(22)中的定位槽相嚙合，使往返容器(2)與分配器(22)軸向對準。往返容器(2)攜帶一旋塞(14)，與軸(40)相嚙合。往返容器(2)的頸環(6)有一對搭扣(8)，與分配器(22)外圍中的各個導槽(38)相嚙合。軸(40)在能夠位移前，必須旋轉，運動其上的凸塊(52)不再與鄰接擋塊(50)對準。導槽(38)引導搭扣(8)，使軸(40)達到所需的角向和軸向位移，解除鄰接擋塊(50)對軸(40)的鎖定，然後，操作閥(43和58)，將計量的液體分配到往返容器(2)中。
文檔編號G01F11/00GK1463356SQ0280216
公開日2003年12月24日 申請日期2002年4月17日 優先權日2001年4月20日
發明者S·F·凱西, J·M·克爾索, G·M·奧布裡恩 申請人:辛甄塔有限公司