專利名稱：液體供給控制裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種液體容器的液體供給控制裝置的改進(jìn)，該裝置包含用于調(diào)節(jié)至容器的液體的供給的調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，和用于監(jiān)測(cè)容器中液位的液位監(jiān)測(cè)機(jī)構(gòu)，該機(jī)構(gòu)對(duì)液位降至低于預(yù)定的下限作出反應(yīng)，致使調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)啟動(dòng)，讓液體補(bǔ)給至容器，而且還對(duì)液位超出預(yù)定的上限作出反應(yīng)、致使調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)啟動(dòng)以中斷這種補(bǔ)給。
遇到過各種各樣的液體供給控制裝置，包括機(jī)械式裝置(例如供水系統(tǒng)中的浮球閥)，接觸式系統(tǒng)(例如那里的一個(gè)元件，當(dāng)它與容器中的液體接觸時(shí)或者甚至當(dāng)它與容器中的液面中斷接觸時(shí)，發(fā)出一個(gè)電信號(hào))，此外還有非接觸式系統(tǒng)(例如光學(xué)系統(tǒng))。
在美國(guó)專利US-A-3881509中描述了一種配給粘性液體，更特別的是一種熱熔料，于一個(gè)工件的表面上的設(shè)備，所述設(shè)備含有一個(gè)工件的支架和一個(gè)配給經(jīng)測(cè)定的量的粘性流體至一所要求的形狀內(nèi)的敷貼料器，所述的液體形狀在要求的方向被敷貼到工件的表面上。在特殊的實(shí)例中，液體、當(dāng)被冷卻時(shí)，凝固以形成在工件表面上的一層加強(qiáng)層，在特殊實(shí)例中的工件是鞋的上部構(gòu)件。那里所描述的設(shè)備含有一盛裝粘性液體、并提供蓄液槽的容器，所述液體自該蓄液槽供給敷貼料器，為了使在容器內(nèi)的液體維持在所要求的液位，提供了一種液體供給控制裝置、該裝置包含一個(gè)靠近液體表面、用于直射光束的發(fā)射器和一個(gè)接收來自發(fā)射器的光的接收器。此外，所述裝置包含了一個(gè)可移動(dòng)的、穿過光束的、部分地浸入容器內(nèi)的液體中的滑閥、滑閥的拉回于是就形成了一個(gè)被吸出的、穿過光束的液體“幕簾”。幕簾的寬度將依容器內(nèi)的液量而變化，于是，光束為幕簾所阻擋的程度亦將變化。接收器發(fā)出一個(gè)輸出信號(hào)，它的值依接收到的來自發(fā)射器的光量而變化，提供了一個(gè)控制電路系統(tǒng)，用于傳送一個(gè)相對(duì)應(yīng)的控制信號(hào)至調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，由調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)調(diào)節(jié)至容器的液體的供給。
用闖入技術(shù)測(cè)定液位所存在的問題是，粘性液體往往易受其局部的粘度變化的影響，其后果是不能依靠在任何一處的粘度，而且它還會(huì)給出整個(gè)液體狀態(tài)的虛假的指示。更甚者，特別是關(guān)系到熔融的粘性液體，在闖入技術(shù)中所用的闖入物，在一段時(shí)間內(nèi)由于冷卻和凝固，會(huì)遭受到材料的堆積。這種堆積實(shí)際上會(huì)影響用闖入物確定液位的諸如此類的方法的精確性。
本發(fā)明的多種目的之一是為液體容器提供一種改進(jìn)了的液體供給控制裝置，在它的運(yùn)行中，由與液體接觸而引起的問題可以得到避免。
本發(fā)明的多種目的中的另一個(gè)目的是提供一個(gè)裝有液體供給控制裝置的改進(jìn)了的液體容器，在該裝置的運(yùn)行中，由與液體接觸而引起的問題可以得到避免。
本發(fā)明的更進(jìn)一層的目的是提供一種改進(jìn)了的粘性液體配給設(shè)備，除了在它運(yùn)行中可避免由與液體接觸而引起的問題之外，在它運(yùn)行中因之可自動(dòng)地實(shí)現(xiàn)液體至蓄液槽的供給。
根據(jù)本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了上述的第一個(gè)目的，在前面第一節(jié)中所述的液體供給控制裝置中，其監(jiān)測(cè)機(jī)構(gòu)包含一個(gè)用于發(fā)射輻射至容器中液體表面的發(fā)射器，一個(gè)用于接收來自液體表面反射回來的輻射和產(chǎn)生一個(gè)輸出信號(hào)的接收器，輸出信號(hào)的值依所接收的反射輻射而變化，和一個(gè)控制電路系統(tǒng)，接收器將所述的輸出信號(hào)傳送給該控制電路系統(tǒng)，該電路系統(tǒng)處理上述信號(hào)，并傳送一相對(duì)應(yīng)的控制信號(hào)至調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)。
此外，在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，發(fā)射器發(fā)射一常量的輻射，而接收器接收反射輻射其量根據(jù)自發(fā)射器和/或接收器至液面的距離而定、并產(chǎn)生一個(gè)輸出信號(hào)其值依反射輻射量而定，控制裝置是這樣建造和安排的，致使在處理來自接收器的輸出信號(hào)的同時(shí)，控制電路系統(tǒng)將其值與兩個(gè)預(yù)置的、分別代表預(yù)定的下限和上限的值相比較，并對(duì)所述的值與所述的設(shè)定值相一致作出反應(yīng)，傳送一個(gè)恰當(dāng)?shù)目刂菩盘?hào)至調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)。更為特別的是，至調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的相對(duì)應(yīng)的控制信號(hào)是這樣的，對(duì)容器中的液位降至低于預(yù)定的下限作出反應(yīng)，調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)啟動(dòng)讓液體供給至容器，而對(duì)液位超出預(yù)定上限作出反應(yīng)，調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)啟動(dòng)以中斷這種供給。
另一方面，在一個(gè)可替代的實(shí)施例中，發(fā)射器發(fā)射脈沖輻射和接收器接收脈動(dòng)的反射輻射，每個(gè)所接收到的脈沖與相對(duì)應(yīng)的發(fā)射脈沖間為一時(shí)間間隔所隔開，時(shí)間間隔的長(zhǎng)度依發(fā)射器和/或接收器至液面的距離而定，控制裝置是這樣制造和安排的，即在處理來自接收器的輸出信號(hào)的同時(shí)，控制電路系統(tǒng)計(jì)算出一個(gè)相對(duì)應(yīng)于所述時(shí)間間隔長(zhǎng)度的值，并將它與兩個(gè)設(shè)定的，分別代表預(yù)定的下、上限的值作比較，并對(duì)所述的值與所述的設(shè)定值之一相一致作出反應(yīng)，傳送一個(gè)恰當(dāng)?shù)男盘?hào)至調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)。
可以理解，在使用一種按本發(fā)明的液體供給控制裝置時(shí)，取消了就容器中的液位而涉及到對(duì)操作人員的需求，因?yàn)橐后w進(jìn)入容器的再供給現(xiàn)在可自動(dòng)地進(jìn)行。此外，因?yàn)楸O(jiān)測(cè)機(jī)構(gòu)是非接觸式的，與“接觸”式控制裝置有關(guān)的問題可以容易地避免。
在某些場(chǎng)合，例如由于被監(jiān)測(cè)液位的液體的粘度的關(guān)系，需要代表預(yù)定的下限和上限是可調(diào)的。此外，在某些場(chǎng)合，設(shè)定的上、下限甚至可以是同一值。然而，一般說來，將是這樣的情況，即設(shè)定的下限將反映可允許的最低液位，而上限將根據(jù)容器中液體合理的補(bǔ)充量來設(shè)定，記住，不僅需要保持液體處于給定的狀態(tài)(例如，熱熔料在熔融狀態(tài)的情況)而同時(shí)要避免不斷地切換調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的開和關(guān)。
本發(fā)明的其它方面將在權(quán)利要求8和9的陳述中找到。
現(xiàn)在接下來是對(duì)液體供給控制裝置、液體容器和粘性液體配給設(shè)備、每個(gè)按照本發(fā)明作詳細(xì)的描述。當(dāng)然，將會(huì)被理解，以本發(fā)明的非限定例子的方式，各自地選擇了這種裝置、這種容器和這種設(shè)備僅僅為了描述。
在附圖中示出了根據(jù)本發(fā)明具有液體供給控制裝置的液體容器的示意圖。
參看該圖，那里示出了構(gòu)成大體上類似于在US-A-3881509專利中所描述的用于配給粘性液體的設(shè)備的一部分的容器2，所述的設(shè)備是一種為敷貼一層熔融的加強(qiáng)材料于以鞋的上部組分為形式的工件的表面上的設(shè)備。(本發(fā)明的容器2于是和所述設(shè)備的盒體16，18相對(duì)應(yīng)。)根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備概略地示于

圖1。
容器2盛裝著所供給的粘性液體4，該液體由配給機(jī)構(gòu)6，8排出用于工件表面的敷貼，所述的配給機(jī)構(gòu)包含兩個(gè)加熱器6，8，一種棒狀的熱熔料由滾輪送入每個(gè)加熱器，加熱器用來熔化熱熔料，然后該熔料通過加熱器進(jìn)入容器。
安裝在貼近于容器2的一邊的是一個(gè)支承套管14，兩束光纖10、12終接于其中，支承套管14被固定在外罩16上，該外罩除了其底部外，也就是靠近液面的那一面，其所有的側(cè)面均被圍封起來。附貼在套管14內(nèi)的每一束光纖10、12的末端的是一個(gè)透鏡(圖中未示)。
與光纖束10和它連帶的透鏡相聯(lián)系的是一光源20，它會(huì)產(chǎn)生可見紅光。該光源、光纖束10和透鏡組成根據(jù)本發(fā)明的控制裝置的發(fā)射器。
另一方面，與光纖束12和與它連帶的透鏡相聯(lián)系的是一個(gè)光電開關(guān)22，該開關(guān)，光纖束12和透鏡組成控制裝置的接收器。
光源20和光電開關(guān)22被裝在遠(yuǎn)離盒體16的盒體18中、并通過光纖束這樣地連接，即從光源來的光沿第一股光纖束10傳輸并投射到液體4的表面上，而自液面反射回來的光通過接收器的透鏡被接收并沿光纖束12傳送到光電開關(guān)22。
套管14和外罩16，由于僅在它們的底面開口，起著隔離透鏡不使外界的光直接落在它上面的作用。盡管外罩有“遮擋”一部分液體表面以一定程度地減少外界的光反射的效果，可是有一定數(shù)量的外界光線將從液體4的表面被反射。
根據(jù)本發(fā)明的控制裝置還包含控制電路系統(tǒng)，概括地以24標(biāo)注，它工作時(shí)與光源20和光電池22接通，下面將對(duì)它進(jìn)行描述。在控制電路系統(tǒng)24的控制下，傳送出一個(gè)電信號(hào)至光源20，對(duì)該信號(hào)作出反應(yīng)，光源20發(fā)出一束光，該光經(jīng)過光纖束10和透鏡投射至液體4的表面上。從液體表面反射的光溶在與光纖束12相連帶的透鏡上，并沿所述光纖束傳送到光電開關(guān)22，對(duì)該光作出反應(yīng)，開關(guān)22產(chǎn)生一個(gè)輸出信號(hào)傳送到控制電路系統(tǒng)24。
控制電路系統(tǒng)24可以以不同方式構(gòu)成。然而，在每個(gè)實(shí)施例中，根據(jù)光電開關(guān)22所接收的反射光計(jì)算出一個(gè)值，由電路系統(tǒng)24將該值與貯存在計(jì)算機(jī)的存貯器中的設(shè)定值進(jìn)行比較，計(jì)算機(jī)26還用于計(jì)算由輸出信號(hào)所形成的值。貯存在計(jì)算機(jī)存貯器中的設(shè)定值分別代表容器2中的液體4的一個(gè)預(yù)定的下限，所述下限在圖中由參考字母L標(biāo)出，和一個(gè)所述液體的預(yù)定的上限，由參考字母U標(biāo)出。
如已陳述的，對(duì)控制電路系統(tǒng)24來說，各種不同的結(jié)構(gòu)都是可能的。在一種該類結(jié)構(gòu)中，光電接收器22的輸出信號(hào)根據(jù)照射在與它關(guān)聯(lián)的透鏡上的光強(qiáng)而定，光強(qiáng)愈強(qiáng)，輸出信號(hào)愈大，該信號(hào)在該實(shí)例中是電流的形式。當(dāng)然，可以理解，落在透鏡上的光強(qiáng)取決于光線投射到表面上和被反射回所經(jīng)過的距離，因此，光強(qiáng)隨路程長(zhǎng)度減少而增強(qiáng)，并隨該路程長(zhǎng)度的增加而減弱。于是由此得出，從光電開關(guān)22出來，以電流值表示的輸出信號(hào)值是液位的指示值。
在控制電路系統(tǒng)24的另一種結(jié)構(gòu)中，至光源20的電信號(hào)是脈動(dòng)的，故光源的輸出響應(yīng)是一系列的光脈沖。因此，在這個(gè)實(shí)例中，控制電路系統(tǒng)24包含一個(gè)傳感電阻(未示)，來自開關(guān)22的脈沖仍以電流形式傳送至傳感電阻，該電阻測(cè)量以電壓來表示的每個(gè)脈沖的振幅。所以，在該實(shí)例中，設(shè)定值均為電壓的參考水平的形式，這樣測(cè)到的電壓可與電壓的參考水平進(jìn)行比較。當(dāng)在容器2中的液位降至低于預(yù)定的下限值L時(shí)，傳送至開關(guān)22的光強(qiáng)也降至如此低的水平、致使跨越傳感電阻的被減小的電壓降落低于第一個(gè)電壓參考水平。另一方面，當(dāng)超出高限U、導(dǎo)致更高的光強(qiáng)，橫跨傳感電阻的電壓超過已設(shè)定的高的電壓參考水平。
在還有另一種結(jié)構(gòu)中，仍然用脈沖光，測(cè)量投射至液體表面和反射回的光所化的時(shí)間的變化，并與設(shè)定的時(shí)間值進(jìn)行比較。當(dāng)然，可以理解，由發(fā)射器發(fā)射的脈沖和由接收器接收的脈沖之間的時(shí)間推移是相同的，而該時(shí)間推移將是投射和反射的光線必經(jīng)的路程的長(zhǎng)度的指示，因此，就成為自發(fā)射器和接收器的透鏡至液面距離的測(cè)量，從而就是液位的測(cè)量。設(shè)定值當(dāng)然依舊反映液體表面預(yù)定的下限L和預(yù)定的上限U。
不論用哪一種結(jié)構(gòu)，對(duì)自開關(guān)22輸出的信號(hào)值與設(shè)定值之一相一致作出反應(yīng)，控制棒狀熱熔料給料至配給機(jī)構(gòu)6，8的調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)啟動(dòng)。在與下限L的設(shè)定值相一致的情況下，調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)啟動(dòng)促使棒狀熱熔料進(jìn)料，從而使熔融的熱熔料供給至容器中。在另一方面，那里的設(shè)定值代表上限U，這類熔融形式的熱熔料的供給就被中斷。這樣，容器中的液體自動(dòng)地被供給，每當(dāng)液位降到低于下限L時(shí)，這種供給被控制到由上限U所確定的最大值。
設(shè)定值，例如上限和下限U，L的位置，可以根據(jù)所用液體的性質(zhì)，而且還根據(jù)自容器供給液體的要求作出變動(dòng)。根據(jù)控制電路系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，用計(jì)算機(jī)26很容易地實(shí)現(xiàn)這種變動(dòng)。于是，它就成為變化一個(gè)與電流值或電壓值或甚至是時(shí)間推移值作比較的值的問題了。
鑒于參照在US-A-3881509專利中所描述的設(shè)備的類型并參照構(gòu)成這類設(shè)備的一部分的液體容器的類型描述了該液體供給控制裝置，可以理解，根據(jù)本發(fā)明的控制裝置也可用于各種各樣不同的應(yīng)用，例如，用于整修鞋面的蒸汽發(fā)生設(shè)備和甚至用在例如靠將充滿灰塵的空氣通過液體而排出的吸塵設(shè)備中。
權(quán)利要求
1.液體容器的液體供給控制裝置包含調(diào)節(jié)液體(4)至容器(2)的供給的調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，和監(jiān)測(cè)容器中液位的液位監(jiān)測(cè)機(jī)構(gòu)(10，20；12，22；24)，該機(jī)構(gòu)對(duì)液位降至低于預(yù)定下限(L)作出反應(yīng)，導(dǎo)致調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)啟動(dòng)讓液體供給至容器，而且還對(duì)液位超出預(yù)定上限(U)作出反應(yīng)，導(dǎo)致調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)啟動(dòng)以中止這種供給，以此為特征，監(jiān)測(cè)機(jī)構(gòu)包含一個(gè)用于發(fā)射輻射至容器中的液體表面的發(fā)射器(10，20)，一個(gè)用于接收自液體表面反射的輻射，和產(chǎn)生一個(gè)輸出信號(hào)的接收器(12，22)，該信號(hào)值依接收到的反射輻射值而變化，和控制電路系統(tǒng)(24)，由接收器傳送所述的輸出信號(hào)至該電路系統(tǒng)，該控制電路系統(tǒng)處理所述的信號(hào)并傳送一相應(yīng)的控制信號(hào)至調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)。
2.按照權(quán)利要求1的控制裝置，其特征是，發(fā)射器(10，20)發(fā)射恒定的輻射，而接收器(12，22)接收其量根據(jù)自發(fā)射器和/或接收器至液面的距離而定的被反射的輻射和產(chǎn)生一個(gè)輸出信號(hào)，其值根據(jù)該(反射)值而是，以及在控制電路系統(tǒng)(24)處理接收器的輸出信號(hào)的過程中將信號(hào)值與兩個(gè)分別代表設(shè)定的下、上限(L;U)的設(shè)定值進(jìn)行比較，還對(duì)所述的值與所述設(shè)定值之一相一致作出反應(yīng)，輸出一個(gè)恰當(dāng)?shù)目刂菩盘?hào)至調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)。
3.按照權(quán)利要求1所述的控制裝置，其特征是，發(fā)射器(10，20)發(fā)射脈沖輻射、接收器(12，22)接收脈動(dòng)的被反射的輻射，每個(gè)被接受的脈沖由一時(shí)間間隔將之與相應(yīng)的發(fā)射脈沖隔開，該時(shí)間間隔的長(zhǎng)度根據(jù)自發(fā)射器和/或接收器至液面的距離而定，和在處理來自接收器的輸出信號(hào)的過程中，控制電路系統(tǒng)(24)計(jì)算一個(gè)對(duì)應(yīng)于所述時(shí)間間隔長(zhǎng)度的值，并將它與兩個(gè)設(shè)定的，分別代表預(yù)定的下、上限(L;U)的值進(jìn)行比較，并對(duì)所述的值與所述設(shè)定值之一相一致作出反應(yīng)，傳送一個(gè)恰當(dāng)?shù)男盘?hào)至調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)。
4.按照權(quán)利要求3所述的控制裝置，其特征是，代表予定的下、上限(L;U)的設(shè)定值均為可調(diào)的。
5.按照前述的權(quán)利要求中的任何一個(gè)所述的控制裝置，其特征是，分別代表予定的下、上限(L;U)的設(shè)定值互不相同。
6.按照前述的權(quán)利要求中的任一個(gè)所述的的控制裝置，其特征是發(fā)射器(10，20)發(fā)射可見紅光。
7.按照前述權(quán)利要求中的任一個(gè)所述的控制裝置，其特征是，發(fā)射器(10，20)含有光纖器件(10)和一個(gè)遠(yuǎn)離的光源(20)。
8.按照前述權(quán)利要求中的任一個(gè)所述的控制裝置，其特征是，液體(4)的容器有液體供給控制裝置。
9.配給粘性液體，例如熱熔料，至工件表面上的設(shè)備包含工件的支架，和用于配給測(cè)定量的粘性液體至一所要求的形狀的敷貼器，其中所述的液體形狀以所要求的方向被敷貼至工件表面上，按照權(quán)利要求8所述的設(shè)備其特征是，容器(2)盛裝粘性液體(4)并提供了蓄液槽，所述液體從蓄液槽可被敷涂到敷貼器上。
全文摘要
為用于例如控制液體4補(bǔ)給至構(gòu)成用于涂敷一層熔融的熱熔料至鞋的上部組成。當(dāng)該層冷卻而凝固時(shí)以加強(qiáng)該部件的設(shè)備的一部分的容器2，提供了一個(gè)液體供給控制裝置，它具有發(fā)射器10、20和接收器12、22，分別用于投射一束光至容器內(nèi)的液面，和接收自液面反射的光，還具有控制電路系統(tǒng)，由接收器傳送輸出信號(hào)至電路系統(tǒng)。該控制電路系統(tǒng)處理所述信號(hào)并傳送一相應(yīng)的控制信號(hào)至調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)。
文檔編號(hào)G05D9/12GK1092036SQ9312088
公開日1994年9月14日 申請(qǐng)日期1993年12月10日 優(yōu)先權(quán)日1992年12月11日
發(fā)明者吳昆煌 申請(qǐng)人:英國(guó)聯(lián)合鞋業(yè)機(jī)械有限公司