具有容量传感器组件的原料分配系统和方法 背景技术 一般情况下， 本发明涉及的是原料分配系统。 更为具体地说， 本发明涉及的是用于 监测和控制原料分配系统的方法和系统。
由于洗涤装置 ( 例如， 洗碗机， 洗衣机等等 ) 中的技术变得越来越尖端， 因此， 系统 已经能够自动地给这些装置送入洗涤剂， 消毒杀菌剂， 和 / 或助漂剂， 这些物质的成品可以 是液态的， 浓缩态的， 压缩态的， 颗粒状的和 / 或粉末状的形式。所述的原料可以自动地递 送到各种不同类型的洗涤装置中。
发明内容 在一个实施方案中， 本发明提供的是一种用于确定流量的容量传感器组件。该容 量传感器组件包括蓄水池， 容量传感器和控制器。蓄水池包括输入通道， 至少一个挡墙， 该 挡墙具有至少一个开口， 和流体积储区域。 流体通过输入通道流入到流体积储区域中， 并通 过至少一个开口从流体积储区域中排出。容量传感器安装在流体积储区域中， 并且包括容 量度输出， 其可以操作用于输出容量度信号， 该信号代表在流体积储区域中的容量。控制 器， 该控制器包括容量度输入模块， 其连接到容量度输出上， 并且可以操作用于接收容量度 信号。 控制器也可以包括流量模块， 在容量度信号和开口尺寸的基础上， 该流量模块可以操 作用于指示出的从至少一个开口中排出的液体的流量。
在另外一个实施方案中， 本发明提供的是一种在洗涤装置中使用的分配系统， 该 洗涤装置包括液体供应通道， 与液体供应通道相连并位于其下游的蓄水池， 和容量传感器， 其可以操作地用于指示出在蓄水池中的容量度。 分配系统进一步包括与蓄水池相连接并位 于其下游的分配器， 其中分配器包括分配口， 输出通道， 该输出通道与分配器相连并位于其 下游， 传导传感器， 其可以操作用于指示出在输出通道中的传导率， 和控制器。控制器是电 连接到容量传感器， 分配器和传导传感器上的。进一步说， 在蓄水池的容量度的基础上， 控 制器可以操作用于确定液体的流量， 以便在对比液体的流量和流量的临界值的基础上， 促 使分配器通过分配口来分配第一原料， 并指示出异常情况。异常情况可以是以至少液体的 流量和流量的临界值的比较结果， 和传导率和第一传导率的临界值的比较结果的其中之一 为基础的。
在另外一个实施方案中， 本发明提供的是一种将原料递送到位于分配系统的下游 的接收部件中的分配系统。 该分配系统包括容器， 阀门， 控制器， 原料配量装置， 其被配置用 于将原料分配到容器中， 和传感器， 该传感器位于容器的上游并被配置用于产生指示容量 的第一信号。 阀门被配置用于控制给容器的供水， 阀门具有关闭位置， 该位置阀门阻止水进 入到容器中， 和包括第一打开位置， 该位置允许水进入到容器中。 控制器可以被配置为用于 接收来自传感器的第一信号， 并产生阀门的控制信号和原料配量装置的控制信号。阀门的 控制信号可以操作用于使阀在第一打开位置和关闭位置之间进行拨动。 原料配量装置的控 制信号可以操作用于启动原料的分配。 在至少部分响应于控制器所进行的第一信号与一个 或更多的存储的容量临界值之间的比较结果的基础上可以产生阀门控制信号和原料配量
装置信号。
本发明的其他方面将会通过详细的描述和对应的附图说明而变得显而易见。 附图说明 附图 1 对根据本发明的实施方案的可以效仿的分配系统进行的解释说明。
附图 2 是根据本发明的实施方案的可以效仿的控制系统的流程图。
附图 3 对根据本发明的实施方案的分配系统的控制操作的可以效仿的流程进行 的解释说明。
附图 4A 是对根据本发明的实施方案的可以效仿的容量传感器组件进行的解释说 明。
附图 4B 是对根据本发明的实施方案的容量传感器组件的控制操作的可以效仿的 流程进行的解释说明。
附图 5A-D 对根据本发明的实施方案的容量传感器组件的可以效仿的操作进行的 解释说明。
附图 6 对根据本发明的实施方案的工况指示器的可以效仿的实施方案进行的解 释说明。
附图 7 是对根据本发明的实施方案的可以效仿的分配系统进行的解释说明。
附图 8 是对根据本发明的实施方案的分配堵头的可以效仿的实施方案进行的解 释说明。
附图 9 是对根据本发明的另外一个实施方案的可以效仿的分配系统进行的解释 说明。
附图 10 对根据本发明的又一个实施方案的可以效仿的分配系统进行的解释说 明。
具体实施方式
在对本发明的任何一个实施方案进行任何的详细解释说明之前， 人们将会理解， 本发明并没有将其应用限定在以下所描述的内容以及结合对应的附图所设定的部件的任 何结构和排列中。本发明可以采用其他的实施方案， 而且也可以通过各种不同的方式进行 实践和执行。 同样地， 人们也将会理解， 本文中所使用的术语和措辞仅仅是出于进行描述的 目的， 而不应当被视为是一种限制。术语 “包括” ， “包含” ， 或者 “具有” 以及这些术语的结 合使用都是指其后所列出的项目以及等同物和附加的项目。 除非有特别说明或是进行了限 定， 术语 “安装” 、 “连接” 、 “支撑” 以及 “联接” 和这些术语的结合使用都具有广泛的含义， 并 且既包括直接的安装， 也包括间接的安装、 连接、 支撑和联接。更进一步说， “连接” 和 “联接” 都不限于物理的或者是机械的连接或者联接。
同样地， 正如对于本领域内的任何一名普通技术人员是显而易见的是， 各个附图 中所显示的系统正是实际使用中的系统的模型。 这些模型和逻辑结构的描述中的大部分都 是可以通过微处理器或者类似装置所操作的软件来执行的， 或者可以在硬件中通过使用各 种不同的部件来执行， 例如， 专用集成电路 (“ASICs” )。类似于 “控制器” 一类的术语可以 包括或者是指硬件和 / 或软件。 更进一步说， 说明书通篇中的大写术语都是可以使用的。 这样的术语的使用符合通常的实际应用， 而且可以有助于将所描述的内容与编码的实施例， 方程式和 / 或附图联系起来。但并非隐含由特殊的含义， 而且也不应当由于是使用了大写 的形式而进行简单的推论。 因此， 所要求的权益不应限定在特定的实施例或术语中， 或者限 定在任何特定的硬件或软件运行， 或者是软件或硬件的结合使用中。
本发明中的各种实施方案提供的是在监测和控制原料的分配系统中所使用的方 法和系统， 所述分配系统能够自动地、 准确地和有效地将原料递送到各种类型的洗涤装置 中。 举例来说， 容量传感器组件提高了分配系统的能力， 以便能够监测到流经分配系统的水 或者流体的流量。 尤其是， 水可以进行过滤或者蒸馏到传导传感器能力所到达的位置， 以便 能够确定水变质或者失效。 本发明中的容量传感器的使用能够有利地获得对水及其流量的 监测， 与通过水的电离级， 软化级和过滤数量 ( 例如， 通过反渗透或者其他的处理方法 ) 的 其他类型的传感器相比具有较小的影响。
除此之外， 容量传感器组件的各种实施方案为控制系统对分配系统提供了除对水 进行监测之外的有利信息。举例来说， 容量传感器组件的输出信号可以用于确定通过容量 传感器组件的水的流量。 因此， 控制系统可以进行更加准确地确定在什么时间分配原料， 被 分配的原料的数量以及何时出现异常情况。 附图 1 描述的是位于下游的洗涤装置中所使用的分配系统 100 的一个可以效仿的 实施方案中的部件。控制器 106 用于监测和控制分配系统 100。控制器 106 包括输入 / 输 出模块 107 和流量模块 108。控制器 106 通过输入 / 输出模块 107 电连接到电磁阀 104， 容 量传感器组件 110， 分配器 134 和传导传感器 142 上的。通过使用输入 / 输出模块 107， 控 制器 106 可以接收来自容量传感器组件 110 和传导传感器 142 的测量值， 并将控制信号输 出到电磁阀 104 和分配器 134 中。进水口管道 102 连接到被控制器 106 进行控制的电磁阀 104 中。进水口管道 102 和电磁阀 104 被用于将水引入分配系统 100 中。举例来说， 在一些 实施方案中， 当电磁阀 104 通电时， 来自进水口管道 102 中的水可以被允许进入到分配系统 100 中。可以选择的是， 当电磁阀 104 断开电源时， 水将被阻止进入到分配系统 100 中。在 其他的实施方案中， 可以使用除了电磁阀 104 之外的其他阀门装置。
当电磁阀 104 被设定为允许水流入到分配系统 100 中时， 水会流入到容量传感器 组件 110 中。容量传感器组件 110 被配置为用于测量其中的内容物 ( 例如， 空气和 / 或水 ) 的容量度， 并且将代表容量度的信号输出到控制器 106 的输入 / 输出模块 107 中。 容量度指 示出在容量传感器组件 110 中的水的数量， 其可以被流量模块 108 用于确定水的流量。可 以效仿的容量传感器组件 110 在附图 4A 中有更为详细的显示。从进水口导管 102 流入到 容量传感器组件 110 中的水继续流入到水道 118 中。
漏斗 130 接收从水道 118 流出的水以及通过分配器 134 进行分配的来自贮料器 132 中的原料。 正如将要在下文中进行的进一步的详细描述那样， 分配器 134 是通过控制器 106 进行控制的， 以便在特定的情况下从贮料器 132 中分配特定数量的原料。
管道 140 与漏斗 130 流体连接， 以便接收来自漏斗 130 的内容物。下游的洗涤装 置 ( 没有显示 ) 是流体连接到管道 140 中的， 以便接收来自管道 140 的内容物。传导传感 器 142 被附着连接到管道 140 中， 以便测量管道 140 中的内容物的传导性。如果在管道 140 中没有水或者分配的原料， 传导传感器 142 将进行测量并输出一个较低的传导率。如果在 管道 140 中有水， 与没有水或者原料出现的情况相比， 传导传感器 142 将进行测量并输出一
个较高的传导率。如果在管道 140 中出现的是来自贮料器 132 的水和被分配的原料的混合 物， 传导传感器 142 将进行测量并输出一个传导率， 该传导率高于空管道 140 的传导率， 也 高于仅仅有水的管道 140 的传导率。被电离或者过滤的水 ( 例如， 通过反渗透作用 ) 不会 被传导传感器 142 监测到。当传导传感器 142 不能准确地监测到水时， 可以通过容量传感 器组件 110 来确保适当的水流量进入到漏斗 130 中。虽然在本发明的这个实施方案中使用 了传导传感器 142， 但是其他的实施方案可以不包括传导传感器。
附图 2 是可以效仿的控制系统 200 的流程图。在一些实施方案中， 控制系统 200 可以用于， 例如， 控制结合附图 1 中所示的分配系统进行描述的部件。一般来说， 控制系统 200 可以通过控制器 106 来控制电磁阀 104， 原料配量装置 134 和分配系统的工况指示器 220 进行操作。除此之外， 控制器 106 接收来自传导传感器 142 和容量传感器组件 110 的信 息。控制器 106 可以通过输入 / 输出模块 107 来与其他部件进行通信， 控制和接收信号。
一般来说， 控制器 106 是一种适合的电子设备， 例如， 举例来说， 可编程的逻辑控 制器 (“PLC” )， 个人电脑 (“PC” )， 和 / 或工业 / 个人的计算设备。因为如此， 控制器 106 可以既包括硬件， 也包括软件部件， 而且意味着广泛地包括这些部件的结合使用。 在一些实 施方案中， 电磁阀 104 是一种常闭阀， 这样的阀是在通电时才会打开， 这种情况是在控制器 106 将信号发送给电磁阀 104 以打开电磁阀 104 时才会出现。原料配量装置 134 用于控制 从贮料器中分配出来的原料的数量。与电磁阀 104 相类似， 配量装置 134 是通过来自控制 器 106 的信号进行控制的。工况指示器 220 可以包括一个或更多的视觉的和 / 或听觉指示 器 ( 例如， 灯， 液晶显示器 (“LCD” )， 报警器等等 ) 以便向用户指示出分配系统的工况 ( 例 如， 正如在附图 6 中所描述的那样 )。
在一些实施方案中， 传导传感器 142 是一种模拟的传导传感器， 其将变化的信号 ( 例如， 0-10 伏特的信号， 0-10 毫安的信号等等 ) 发送给控制器 106， 其指示出在传感器 142 的周围区域中的传导率。在一些实施方案中， 容量传感器组件 110 是一种模拟的容量传感 器， 其将变化的信号 ( 例如， 0-10 伏特的信号， 0-10 毫安的信号等等 ) 发送给控制器 106， 其 指示出在容量传感器组件 110 的周围区域中的容量度。控制器 106 中的流量模块 108 可以 使用容量度信号， 从而与其他已知的变量一起确定从容量传感器组件 110 的周围区域中流 出的水的流量。
一般来说， 在操作过程中， 控制器 106 利用的是来自传感器 142 和 110 的信息， 以 确定如何控制电磁阀 104， 配量装置 134 和分配系统的工况指示器 220。举例来说， 在一些 实施方案中， 在原料的递送循环周期中 ( 例如， 在一种或多种剂量的原料被分配的循环周 期中 )， 控制器 106 起初是将信号发送给电磁阀 104， 以便给电磁阀 104 通电。一旦通电， 电 磁阀 104 将会允许水流入。初始流入的大量的水是用作进行前置冲洗的。除此之外， 控制 器 106 通过来自容量传感器组件 110 的信号接收容量信息和通过来自传导传感器 142 的信 号接收传导信息。控制器 106 通过容量信息和传导信息来确定是否将一种或多种剂量的原 料分配到流动的水中。如果控制器 106 确定不进行原料的分配， 举例来说， 由于容量传感器 组件 110 或者传导传感器 142 指示出没有水或者仅存在少量的水， 那么控制器 106 可能会 发出分配异常情况的信号。分配异常情况信号被发送到工况指示器 220 中， 之后其指示出 存在异常。
在定量给料之后， 控制器 106 使电磁阀 104 保持在通电状态， 以允许流动的水能够清除被分配的原料。定量给料之后的水流可以用作后置冲洗。在后置冲洗之后和 / 或在后 置冲洗的过程中， 控制器 106 也可以使用来自容量传感器组件 110 的容量信息来核对水的 流量， 并通过来自传导传感器 142 的传导信息来对原料是否被下游部件适当地支配和 / 或 接收的情况进行核对。如果控制器 106 确定原料没有被下游部件适当地支配和 / 或接收， 或者水的流量是不准确的， 那么控制器 106 将会发出分配出现异常情况的信号， 该信号被 发送到工况指示器 220 中， 之后其指示出存在异常。
在一些实施方案中， 控制系统 200 可以包括输入装置， 该输入装置允许用户输入 和控制一个或更多的用户可变更的设定。举例来说， 用户可以使用输入装置来加入原料的 数量 ( 例如， 分配多种剂量 )， 前置冲洗的距离和 / 或数量， 以及后置冲洗的距离和 / 或数 量。在一些实施方案中， 举例来说， 前置冲洗的洗涤周期可以在大约 1.5 和 5 秒之间进行调 节， 后置冲洗的洗涤周期可以在大约 2 和 10 秒之间进行调节。除此之外， 用户可以加入一 个或更多的传导临界值和 / 或容量临界值， 控制器 106 可以储存这些临界值并用于确定是 否分配原料。
在一些实施方案中， 控制系统 200 不会包括传导传感器 142， 而是依靠一种闭环的 反馈系统， 该反馈系统包括容量传感器组件 110。在这样的实施方案中， 打开或者关闭阀门 以维持由容量传感器组件 110 测量到的所需要的流量。 在其他的实施方案中， 控制系统 200 可以具有比附图 2 所示的更多的部件。在一个实施方案中， 控制系统 200 可以包括多个传 感器， 这些传感器可以用于测量在分配系统的不同位置上的传导率。 举例来说， 下游传感器 可以增加到控制系统 200 中， 这些下游传感器用于测量在溶液从管道 140 中 ( 例如， 在洗衣 机或者洗碗机中 ) 排出之后的水 / 原料溶液的传导率。在另外一个实施方案中， 控制系统 200 可以包括通信装置， 其允许控制系统 200 与其他的系统进行通信。举例来说， 在一些实 施方案中， 控制系统 200 跟踪一定数量的原料， 这些原料是可以用于分配， 而且在原料的数 量减少时， 控制系统将通知信号发送到另外一个系统中。控制系统 200 也可以将操作信息 ( 例如， 给料数量， 前置冲洗和后置冲洗的距离， 分配系统异常， 等等 ) 发送到一个或更多的 其他系统 ( 例如， 中心控制系统 ) 中。除此之外， 另外的系统可以通过通信系统来操作控制 系统 200。
在一些实施方案中， 除了以上所描述的那些原因之外， 控制器 106 还可以由于其 他的原因发出分配异常情况的信号。举例来说， 在包含有不止一个传感器的实施方案中 ( 例如， 一个容量传感器组件 110 布置在最靠近进水口管道的位置上和一个传导传感器 142 布置在靠近出水口管道的位置上 )， 如果来自传感器的信号是不一致的， 控制器 106 就可以 发出分配异常情况的信号。举例来说， 如果布置在最靠近进水口管道的位置上的容量传感 器组件 110 指示出水是流动的， 但是布置在最靠近出水口管道的位置上的传导传感器 142 没有指示出水的存在， 那么将会被识别为分配出现异常的情况。 在另外一个实施方案中， 如 果被识别为与通信系统的问题 ( 例如， 通信系统不能将信息传递给其他的系统 )， 那么就会 产生异常情况的信号。
附图 3 对用于控制分配系统 ( 例如， 分配系统 100) 的操作的流程 300 进行了解释 说明， 所述的分配系统在原料递送的循环周期中使用了控制系统 ( 例如， 控制系统 200)。 在 一些实施方案中， 流程 300 也可以用于核实原料是否进行了适当地递送， 而且提供关于有 多少原料被递送的指示。 虽然， 流程 300 被描述为是通过包含在分配系统 100 和 / 或控制系统 200 中的部件来执行的， 但是在其他的实施方案中， 流程 300 可以适用到其他的系统中。 在一些实施方案中， 流程 300 可以多次执行， 以反映出洗涤装置的一个完整的洗涤周期。举 例来说， 流程 300 可以在分配洗涤剂原料时执行一次， 在分配消毒剂原料时执行一次， 以及 在分配助漂剂原料时执行一次。
在流程 300 中设定的第一步是通过启动每一个传感器来开始测量容量传感器组 件 110 中的容量和传导传感器 142( 步骤 305) 的传导率。在一些实施方案中， 容量传感器 组件 110 和 / 或传导传感器 142 是处于连续操作的状态的， 产生并发送出指示容量或者传 导率的信号给控制器 106， 而且是不需要被初始化的。在一些实施方案中， 控制器 106 通过 容量度的信号来确定从容量传感器组件 110 中排出到水道 118 中的水的流量。下一步， 将 水输送到漏斗 130 中以进行前置冲洗的操作 ( 步骤 310)， 核实传导率和容量的变化 ( 步骤 315)。举例来说， 当加入水时， 控制器 106 核实由传导传感器 142 所监测到的传导率的变 化， 和由容量传感器组件 110 所监测到的容量的变化。通过将来自于传感器 142 的传导信 号与储存的一组传导率的临界值进行对比， 控制器 106 可以核实或者确定传导率的变化是 否是适当的。通过将来于容量传感器组件 110 的容量信号与储存的一组容量的临界值进行 对比， 控制器 106 可以核实或者确定容量的变化是否是适当的。 传导率与传导率的临界值和容量与容量的临界值之间的比较结果也可以有助于 确定是否存在分配异常的情况。举例来说， 如果由传导传感器 142 所监测到的传导率的变 化与控制器 106 中设定的与原料递送周期相对应的边界值或者临界值不一致， 将会指示出 分配异常的情况 ( 例如， 通过工况指示器 220 进行指示 )( 步骤 320)。除了在步骤 320 之 外， 如果由容量传感器组件 110 所监测到的容量度的变化与控制器 106 中设定的与原料递 送周期相对应的边界值或者临界值不一致， 将会指示出分配异常的情况 ( 例如， 通过工况 指示器 220 进行指示 )。例如， 在一些实施方案中， 工况指示器 220 通过灯光的排列 ( 例如， 正如结合附图 6 所描述的那样 ) 来指示出分配异常的情况。在其他的实施方案中， 正如之 前所描述的那样， 工况指示器 220 通过 LCD 装置或者类似的可视装置来指示分配异常的情 况。 除此之外或者是可以选择的是， 也可以使用声音报警装置来指示分配异常的情况， 或者 可以发出信息。 正如将要在下文中进行更为详细的描述那样， 分配异常的情况可以包括 “无 水” 的情况， “漏斗堵塞” 的情况， 或者 “排出产物” 的情况。其他的分配异常的情况也是可 能出现的 ( 例如， “排出失效” 的情况， “电磁阀失效” 的情况等等 )。
仍然是参考附图 3， 如果由传导传感器 142 所监测到的传导率的变化与控制器 106 中设定的与原料递送周期相对应的临界值相一致， 而且由控制器 106 通过来自容量传感器 组件 110 的容量度的信号所确定的流量维持在控制器 106 所设定的临界值之间， 那么控制 器 106 将要确定是否分配一种或多种剂量的原料 ( 步骤 325)。如果控制器 106 确定不需 要分配原料， 那么将会指示出现分配异常的情况 ( 步骤 330)。可以进行所述的确定， 例如， 如果由传感器 142 所监测到的传导率发生改变， 但是这种改变与某一传导率的临界值不一 致。 也可以进行所述的确定， 例如， 通过使用容量传感器组件 110， 控制器 106 确定流量低于 控制器 106 中设定的最低的临界值或者高于最高的临界值。
如果控制器 106 确定需要分配一种或多种剂量的原料， 那么将分配所述的剂量 ( 步骤 332)， 而且在流程 300 的下一步是确定由传感器 142 所监测到的传导率在给料之后 的变化是否适当 ( 步骤 335)。 如果传导率的变化是不适当的， 或者传导率没有发生变化， 将
会指示出分配异常的情况 ( 步骤 337)。在步骤 335 中也对容量传感器组件 110 进行监测， 以确定水的流量是否低于控制器 106 中所设定的最低的临界值或者高于最高的临界值。如 果相对于临界值而言， 流量过高或者过低， 将同样指示出分配出现异常的情况 ( 步骤 337)。
如果传导率的变化是适当的而且流量是适当的， 那么就会完成原料的递送并启动 后置冲洗的操作 ( 步骤 340)， 最后的传导率的变化被核实， 而且水的流量也被核实 ( 步骤 345)。 如果传导率的最后的变化是不适当的， 或者传导率没有发生变化， 将会指示出分配出 现异常的情况 ( 步骤 350)。 如果水的流量低于控制器 106 中所设定的最低的临界值或者高 于最高的临界值， 将也会指示出现分配异常的情况 ( 步骤 350)。如果传导率的变化是适当 的而且水的流量是适当的， 那么流程 300 结束 ( 步骤 355)， 而且原料的递送循环周期完成。 一旦完成， 控制器 106 就可以确定或者核实原料是否进行了适当的递送。 控制器 106 也可以 通过确定有多少剂量的原料被递送了 ( 例如， 参考步骤 332) 来确定被递送的原料的数量。 流程 300 每完成一次， 原料的递送循环周期就开始启动。
在其他的实施方案中， 也可以使用可替换的流程来将原料递送到洗涤装置中。举 例来说， 如果在流量核对的步骤 ( 例如， 步骤 315， 335 或者 345) 中控制器 106 确定流量高 于最高的临界值或者低于最低的临界值， 不用启动异常情况， 控制器 106 就可以通过调节 电磁阀来改变流量到可以接受的范围之内。控制器 106 可以通过， 例如， 进一步打开或者进 一步关闭电磁阀 104 来执行调节。而且， 在一些实施方案中， 传导率或者容量可以在流程 中的额外的点上被核实。举例来说， 额外的容量传感器组件 110 可以正好放置在管道 140 的输出口之后， 但又在洗涤装置的输入口之前的位置上 ( 没有显示 )， 以确定流体的输出流 量。除此之外或者是可以选择的是， 可以监测其他的参数 ( 例如， 原料的重量， 感应系数， 浑 浊度等等 ) 并用于确定是否递送一种或多种剂量的原料和 / 或剂量是否被适当接收。
附图 1 中的容量传感器组件 110 的一个实施方案将结合附图 4A 进行进一步详细 的描述。在附图 4A 中， 容量传感器组件 110 包括蓄水池 412， 蓄水池是由底座 411 和挡墙 413 和 414 组成的。尽管， 底座 411， 挡墙 413 和 414， 以及水道 118 是分别进行标示的， 但是 它们可以是一体式的结构或者是由多个部分组成的。两个平行的面板被放置在蓄水池 412 之中以形成容量传感器 416。容量传感器组件 110 包括输入 / 输出连接器 430， 以用于电连 接到控制器 106 上， 以便指示出测量到的容量度。挡墙 414 具有已知尺寸的开口 420， 其将 蓄水池 412 流体连接到水道 118 中。开口 420 也可以是一种围堰。从进水口管道 102 流入 到蓄水池 412 中的水通过开口 420 继续从蓄水池 412 中流动到水道 118 中。在一个实施方 案中， 开口 420 是具有高度 h 和宽度 w 的矩形。在其他的实施方案中也可以使用可替换的 开口外形和 / 或多种开口。 尽管蓄水池 412 显示为具有部分是圆形的底座 411， 在其他的实 施方案中也可以使用其他的结构。举例来说， 矩形底座或者是其他形状的底座也是可以使 用的。更进一步， 底座 411 和挡墙 413 和 414 不是必须垂直交叉的。底座 411 可以以一定 角度， 通常为倾斜朝向开口 420 的角度， 附着连接到挡墙 413 和 414 上， 以便能够促使水流 向开口 420。
附图 1 中的控制器 106 可以通过由输入 / 输出连接器 430 所发送的容量传感器 416 的容量测量值来计算出从蓄水池 412 排出到水道 118 中的水的流量。当水流入到蓄水 池 412 中时， 尤其是， 当下一段流量大于从开口 420 中排出的水量时， 水将集中到挡墙 413 和 414 的后面。容量传感器 416 测量并输出在两个平行的面板之间的容量度。由容量传感器 416 所测量到的容量的增量指示出在蓄水池 412 中的水的数量。由于水的数量增加， 通 过开口 420 排出蓄水池 412 的水的流量也增加。在一个实施方案中， 控制器 106 的存储器 中的数据库包括先前在蓄水池 412 中的水量的基础上测量的或者估计的流量， 而且流量模 块 108 将容量度用作索引值， 以用于参考相关的流量。在另外一个实施方案中， 控制器 106 可以进行预先设定， 或者接收用户输入的蓄水池 412 的尺寸， 包括底座壁 411， 挡墙 413 和 414， 以及开口 420。之后， 流量模块 108 计算出从蓄水池 412 排出到水道 118 的水的流量， 这是通过容量传感器 416 的容量测量值和蓄水池 412 的已知的尺寸来进行的。
在附图 4A 所示的实施方案中， 容量传感器 416 的平行面板向下延伸并与底座 411 接触。在这一实施方案中， 容量传感器 416 输出一个容量度， 该容量度随着蓄水池 412 中的 水的数量的增加而增加。在另外一个实施方案中， 容量传感器 416 的平行面板并没有向下 延伸并与底座 411 接触。 而是， 平行面板附着连接到挡墙 412 上以覆盖位于挡墙 412 的顶部 上的部分， 或者附着连接到另外的固定装置上， 以致平行面板的底部悬浮在底座 411 之上。 悬浮的高度是选定的， 以致当水位达到平行面板的底部时， 可以获得最少量的必须的流量。 容量传感器 416 将会输出至少两个容量度 ： 第一容量度， 其指示出在平行面板之间仅仅存 在空气， 和第二容量度， 其指示出在平行面板之间存在水 ( 即， 水位达到平行面板的底部 )。 依此， 容量传感器组件 110 操作为 “通行 / 不通行” ， 其向控制系统 200 发出最小的水流量是 否得以满足的通知。 为了在其中的水位的高度的基础上计算出从容量传感器组件 110 中排出的流量， 可以使用以下方程式和变量 ：
Q ＝ 0.66xcBx(2g)0.66xH1.5
Q ＝水的流量 (m3/sec)
B ＝开口 420 的宽度 (m)
c ＝流量系数
g ＝重力常数 (m/s2)
H ＝开口 420 上的水的高度， 在开口 420 的边缘 (m) 之后进行的测量
在一个实施方案中， 流量系数 (c) 的值接近大约 0.62。重力常数 (g) 的值接近大 2 约 9.81m/s 。如果开口 420 之后的区域， 在此水池的宽度小于开口 420 的宽度， 方程式中的 B 将变为 ： B ＝开口 420 的宽度 -(0.2xH)。开口 420 之后的区域在附图 4A 中是水池， 然而， 其宽度要大于开口 420 的宽度。因此， 不需要调节 B 的值就可以进行附图 4 中所描述的容 量传感器组件 110 的流量的计算。
附图 4A 中的容量传感器组件 110 的操作方法将结合附图 4B 和附图 5A-5D 进行详 细的描述。 附图 4B 对用于控制容量传感器组件系统 ( 附图 4A 中的容量传感器组件 110) 的 操作的流程 450 进行了解释说明。虽然， 流程 450 被描述为是通过包含在容量传感器组件 110 中的部件来执行的， 但是在其他的实施方案中， 流程 450 也可以适用到其他的系统中。
在流程 450 中的第一步是在控制器 106 中写入适当的已知变量值。举例来说， 被 写入的变量值可以包括蓄水池 412 的尺寸和容量的临界值。下一步， 在步骤 460 中， 如果容 量传感器是一种要求进行初始化的容量传感器的话， 控制器 106 对容量传感器 416 进行初 始化。在一些实施方案中， 容量传感器 416 连续输出指示出无需进行初始化的容量度的输 出信号。之后， 容量传感器 416 对蓄水池 412 中的容量进行测量并将测量值输出到控制器
106 中 ( 步骤 465)。在蓄水池 412 中的容量指示的是其中的水位。然后， 控制器 106 接收 容量信号并对从蓄水池 412 中排出的水的流量进行计算 ( 步骤 475)。在步骤 480 中， 控制 器 106 确定是否继续监测在蓄水池 412 中的容量度和计算流量。如果控制器 106 确定继续 进行监测和计算， 则流程返回到步骤 465。否则， 流程在步骤 485 处结束。
附图 5A 包括图表 500， 其显示出 (1) 蓄水池 412 中的液平面和 (2) 由容量传感器 416 输出的容量度信号和从蓄水池 412 中排出的流体的流量之间的关系。图表 500 中显示 三个点 505， 510 和 515。这三个点描述的是， 当容器中的液平面增加时， 由容量传感器 416 所指示的容量度和从蓄水池 412 中排出的被确定的流体的流量都有所增加。
附图 5A 也描述出可以效仿的低流量临界值 501 和高流量临界值 502。临界值 501 和 502 也被储存在控制器 106 中并在附图 3 中的流程中得以使用， 以确定从容量传感器组 件 110 中排出的水的流量是否适当。附图 5B 描述的是， 有极少量的流体正流经容量传感器 组件 110 的容量传感器 416 和容器底座 411。这些极少量的流体出现的情况在附图 5A 中由 点 505 进行表示。附图 5C 描述的是， 有适当流量的流体正流经容量传感器组件 110 的容量 传感器 416 和容器底座 411。这一情况在附图 5A 中由点 510 进行表示。附图 5D 描述的是， 有大量的流体正流经容量传感器组件 110 的容量传感器 416 和容器底座 411。这一情况在 附图 5A 中由点 515 进行表示。
尽管在附图 5A 中仅仅显示出两个临界值， 控制器 106 也可以具有所储存的多个临 界值， 以致可以使用不同的高临界值和低临界值， 举例来说， 在附图 3 的流程中的阶段被执 行时。 例如， 在一个实施方案中， 与后置冲洗的流量相关的较低的前置冲洗的流量可能是理 想的 ； 因此， 前置冲洗操作的最高和最低的流量的临界值比后置冲洗操作中的最高和最低 的流量的临界值要小。
附图 6 对用于分配系统， 例如， 分配系统 100， 其包括三种原料 ( 例如， 洗涤液原料， 消毒剂原料和助漂剂原料 ) 的工况指示器 600 的可以效仿的实施方案进行了解释说明。在 其他的实施方案中， 工况指示器 600 可以适用于包括比附图 6 中所示的原料更多或更少原 料的系统。通常情况下， 工况指示器 600 包括洗涤液原料的指示灯元件 605， 消毒剂原料的 指示灯元件 610 和助漂剂原料的指示灯元件 615， 它们分别对应三种原料。除此之外， 在一 些实施方案中， 工况指示器 600 可以包括信息显示器 ( 例如， LCD 装置或者类似的显示器装 置 )。 在其他的实施方案中， 工况指示器 600 可以包括与附图 6 中所示的那些指示灯相比的 更多的或者更少的指示灯 ( 或者是其他的指示部件 )。举例来说， 在一些实施方案中， 工况 指示器 600 可以包括额外的指示灯元件 ( 例如， 为数众多的不同颜色的指示灯元件 )。 可以 选择的是， 工况指示器 600 可以包括较少的指示灯元件 ( 例如， 可以变化颜色的一个指示灯 元件 )。
一般来说， 指示灯元件 605-615 可以用于指示出分配系统和 / 或每一种原料的状 态的情况。举例来说， 在一个实施方案中， 正如将要在下文中进行详细描述的那样， 指示灯 元件 605-615 是根据分配系统的情况来改变颜色的。例如， 绿色的指示灯可以表述分配系 统的操作正常。然而， 如果识别出异常情况， 指示灯将改变颜色， 以向用户指出出现了异常 的情况。
举例来说， 在一个实施方案中， 在异常情况被识别出来之后 ( 例如， “容器堵塞” 的 情况 )， 黄色闪烁的指示灯将用于指示原料的分配系统失效 ( 即， 在给料周期中将不再分配原料 )。 为了清除异常情况和继续分配系统的操作， 给分配系统 100 的供电将不得不停止并 重新启动。在其他的实施方案中， 异常情况可以通过使用其他的方法来清除， 例如， 通过安 装在工况指示器的界面上的输入装置 ( 例如， “清除故障” 按钮 )。
在一些实施方案中， 分配系统是有效的， 直到某些异常或者故障已经被识别之后， 或者在预定的一段时间之后。举例来说， 控制器可以在异常情况被识别时记录和 / 或储存 被识别到的异常情况， 并且在三个连续的异常情况出现之后使分配系统失效。由于识别到 的异常情况， 这样的实施方案可以将分配系统的失效降到最低。
附图 7 对一种可以效仿的分配系统 700 进行了解释说明， 该系统可以包括或者替 换附图 1 中的分配系统 100 的某些部件， 但是并非都显示在附图 7 中。在一些实施方案中， 分配系统 700 被配置用于分配或者递送颗粒状的原料或粉末状的原料 ( 例如， 洗涤剂， 消毒 剂， 助漂剂等的化学制品 )。 举例来说， 在一些实施方案中， 颗粒状的或者粉末状的原料被递 送到洗衣机中。在其他的实施方案中， 颗粒状的或者粉末状的原料被递送到洗碗机中。在 附图 7 中所示的实施方案中， 一般情况下， 分配系统 700 包括盛放颗粒状原料和粉末状原料 的贮料器 705， 该贮料器被支撑在分配器组件或者容器 710 中。 贮料器 705 的一个末端通过 配量和分配堵头 715 进行封闭， 该堵头将要结合附图 8 在下文中进行详细的描述， 其可以从 贮料器 705 中递送或者配量预定数量的原料到容器 710 中。举例来说， 在一个实施方案中， 分配堵头 715 是通过驱动杆 720 的转动来递送原料的。驱动杆 720 是通过驱动部件 725 进 行驱动的， 而且其将垫圈 730 和密封圈 735 轴颈在一起。
分配系统 700 也可以包括进水口管道 740， 该管道使通过电磁阀 745 进行控制的。 进水口管道 740 和电磁阀 745 都可以用于将水引入到容器 710 中。举例来说， 在一些实施 方案中， 当电磁阀 745 通电之后， 水从进水口管道 740 流入到容器 710 中。可以选择的是， 当电磁阀 745 断开电源之后， 水被阻止进入到容器 710 中。在另外的实施方案中， 也可以使 用除了电磁阀 745 之外的其他阀门装置， 例如， 由步进式电动机控制的阀门或者脉宽调制 控制器 (PWM) 控制的阀门。在这些实施方案中， 阀门可以具有多个设定位置， 例如， 关闭， 打 开 25％， 打开 50％， 打开 75％以及打开 100％， 直到与关闭的阀门控制器可以允许的位置。
水溶液的输出管道 750 也可以与容器 710 是连通的。举例来说， 输出管道 750 将 允许水从容器 710 中排出。在一些实施方案中， 正如将要在下文中详细描述的那样， 在通过 输出管道 750 从容器 710 排出之前， 水与分配的原料相混合。在附图 7 所示的实施方案中， 液体或者溶液是被允许通过输出管道 750 从容器 710 中相对通畅地排出的。在另外的实施 方案中， 输出管道 750 可以包括电磁阀或者是其他的与电磁阀 745 相类似的阀。
在一些实施方案中， 正如将要在下文中详细描述的那样， 分配系统 700 也可以包 括电子部件， 例如， 控制器 106， 一个或更多的传导传感器 142， 和一个或更多的容量传感器 组件 110。举例来说， 在一个实施方案中， 一个或更多的传导传感器被布置在容器 710 的周 围， 以便监测容器 710 的传导率 ( 以及其中储存的液体 )。 除此之外， 在一个实施方案中， 容 量传感器组件 110 在进水量管道 740 和容器 710 之间是流动连接的。
正如附图 8 所示， 配量和分配堵头 715 通常是由三个基本部件组成的。举例来说， 堵头 715 通常包括端盖 800， 其具有向上直立的壁 805 和内螺纹 810， 以用于与贮料器 705 上的对应螺纹相接合。第二部件是旋转圆盘 815， 其具有升高的外围壁 820， 以及圆角部分 825。旋转圆盘 815 被配置用于安装在端盖部件 800 的内部。第三部件是旋转圆盘 830， 其具有升高的外围壁 835， 以及带有突起 845 的加伸轴 840。突起 845 配合安装在端盖部件 800 上的开口 850， 这是通过使突起 845 与旋转圆盘 815 上的接合槽相配合来实现的。旋转 圆盘 815 和 830 都可以通过连接到加伸轴 840 上的驱动轴 720( 参考附图 7) 来进行旋转。
参考附图 7 和附图 8， 在操作的过程中， 贮料器 705 将原料保持在容器 710 中。水 是通过进水口管道 740 被引入到容器 710 中的。配量和分配堵头 715 附着连接到贮料器 705 中。当堵头 715 的圆盘 815 和 830 适当对齐时， 来自贮料器 705 的原料进给到测量开口 或者腔室 860 中， 这是由于其没有被圆盘 815 和圆角 825 所覆盖 ( 参考附图 8)。然而， 如果 通道被旋转圆盘 830 封闭了， 来自贮料器 705 中的原料则不能进入到容器 710 中。驱动部 件 725 的启动和驱动轴 720 的旋转导致旋转圆盘 815 的上部和旋转圆盘 830 的下部移动到 第二位置上， 在该位置没有更多的原料能进入到开口 860 中， 其开始变为一个测量腔室。圆 盘 815 和 830 的继续旋转将允许开口 860 在开口 870 的上方定位， 这将允许来自测量腔室 的原料的剂量流入到容器 710 中， 并与来自进水口管道 740 的水进行混合。之后， 混合好的 原料通过水溶液输出管道 750 从容器 710 中排出。在一些实施方案中， 在一个递送循环周 期中有多种剂量被进行分配。
现在参考附图 9 和附图 10， 显示的是分配系统的其他的实施方案， 在附图 9 和附 图 10 的实施方案中， 与附图 7 和附图 8 中的部件相类似或者相同的部件是用相同的数字进 行标示的。举例来说， 附图 9 对包括具有两个贮料器 705 的分配系统 900 进行了解释说明。 在一些实施方案中， 独立的贮料器 705 可以被用于将不同的粉末状原料 ( 例如， 消毒剂和洗 涤剂 ) 引入到进水口中。附图 10 对分配系统 1000 的另外一个实施方案进行了举例说明， 该分配系统包括一种可以替换的贮料器 705。结合附图 7-10 进行描述的分配系统仅仅是 作为可以效仿的系统来提供的。人们将会理解， 结合附图 1-6 进行描述的控制方法可以适 用到各种不同的分配系统中。 举例来说， 在其他的实施方案中， 分配系统不需要包括盛装有 水的容器。所有可以替换的分配系统可以利用独立的部分， 这一部分允许原料滴入到额外 的盛装有预先放置在其中的水的贮料器中。 除此之外或者是可以选择的是， 其他的液体， 例 如， 包括水合乙醚溶水的和不溶水的混溶剂都可以在分配系统中使用。
综上所述， 除了其他情况之外， 本发明提供的是用于操作和控制原料分配系统的 方法和系统。本发明的各种特征和优势将设定在以下的权利要求书中。