本发明涉及一种液体容器的液体供给控制装置的改进,该装置包含用于调节至容器的液体的供给的调节机构,和用于监测容器中液位的液位监测机构,该机构对液位降至低于预定的下限作出反应,致使调节机构启动,让液体补给至容器,而且还对液位超出预定的上限作出反应、致使调节机构启动以中断这种补给。 遇到过各种各样的液体供给控制装置,包括机械式装置(例如供水系统中的浮球阀),接触式系统(例如那里的一个元件,当它与容器中的液体接触时或者甚至当它与容器中的液面中断接触时,发出一个电信号),此外还有非接触式系统(例如光学系统)。
在美国专利US-A-3881509中描述了一种配给粘性液体,更特别的是一种热熔料,于一个工件的表面上地设备,所述设备含有一个工件的支架和一个配给经测定的量的粘性流体至一所要求的形状内的敷贴料器,所述的液体形状在要求的方向被敷贴到工件的表面上。在特殊的实例中,液体、当被冷却时,凝固以形成在工件表面上的一层加强层,在特殊实例中的工件是鞋的上部构件。那里所描述的设备含有一盛装粘性液体、并提供蓄液槽的容器,所述液体自该蓄液槽供给敷贴料器,为了使在容器内的液体维持在所要求的液位,提供了一种液体供给控制装置、该装置包含一个靠近液体表面、用于直射光束的发射器和一个接收来自发射器的光的接收器。此外,所述装置包含了一个可移动的、穿过光束的、部分地浸入容器内的液体中的滑阀、滑阀的拉回于是就形成了一个被吸出的、穿过光束的液体“幕帘”。幕帘的宽度将依容器内的液量而变化,于是,光束为幕帘所阻挡的程度亦将变化。接收器发出一个输出信号,它的值依接收到的来自发射器的光量而变化,提供了一个控制电路系统,用于传送一个相对应的控制信号至调节机构,由调节机构调节至容器的液体的供给。
用闯入技术测定液位所存在的问题是,粘性液体往往易受其局部的粘度变化的影响,其后果是不能依靠在任何一处的粘度,而且它还会给出整个液体状态的虚假的指示。更甚者,特别是关系到熔融的粘性液体,在闯入技术中所用的闯入物,在一段时间内由于冷却和凝固,会遭受到材料的堆积。这种堆积实际上会影响用闯入物确定液位的诸如此类的方法的精确性。
本发明的多种目的之一是为液体容器提供一种改进了的液体供给控制装置,在它的运行中,由与液体接触而引起的问题可以得到避免。
本发明的多种目的中的另一个目的是提供一个装有液体供给控制装置的改进了的液体容器,在该装置的运行中,由与液体接触而引起的问题可以得到避免。
本发明的更进一层的目的是提供一种改进了的粘性液体配给设备,除了在它运行中可避免由与液体接触而引起的问题之外,在它运行中因之可自动地实现液体至蓄液槽的供给。
根据本发明实现了上述的第一个目的,在前面第一节中所述的液体供给控制装置中,其监测机构包含一个用于发射辐射至容器中液体表面的发射器,一个用于接收来自液体表面反射回来的辐射和产生一个输出信号的接收器,输出信号的值依所接收的反射辐射而变化,和一个控制电路系统,接收器将所述的输出信号传送给该控制电路系统,该电路系统处理上述信号,并传送一相对应的控制信号至调节机构。
此外,在本发明的一个实施例中,发射器发射一常量的辐射,而接收器接收反射辐射其量根据自发射器和/或接收器至液面的距离而定、并产生一个输出信号其值依反射辐射量而定,控制装置是这样建造和安排的,致使在处理来自接收器的输出信号的同时,控制电路系统将其值与两个预置的、分别代表预定的下限和上限的值相比较,并对所述的值与所述的设定值相一致作出反应,传送一个恰当的控制信号至调节机构。更为特别的是,至调节机构的相对应的控制信号是这样的,对容器中的液位降至低于预定的下限作出反应,调节机构启动让液体供给至容器,而对液位超出预定上限作出反应,调节机构启动以中断这种供给。
另一方面,在一个可替代的实施例中,发射器发射脉冲辐射和接收器接收脉动的反射辐射,每个所接收到的脉冲与相对应的发射脉冲间为一时间间隔所隔开,时间间隔的长度依发射器和/或接收器至液面的距离而定,控制装置是这样制造和安排的,即在处理来自接收器的输出信号的同时,控制电路系统计算出一个相对应于所述时间间隔长度的值,并将它与两个设定的,分别代表预定的下、上限的值作比较,并对所述的值与所述的设定值之一相一致作出反应,传送一个恰当的信号至调节机构。
可以理解,在使用一种按本发明的液体供给控制装置时,取消了就容器中的液位而涉及到对操作人员的需求,因为液体进入容器的再供给现在可自动地进行。此外,因为监测机构是非接触式的,与“接触”式控制装置有关的问题可以容易地避免。
在某些场合,例如由于被监测液位的液体的粘度的关系,需要代表预定的下限和上限是可调的。此外,在某些场合,设定的上、下限甚至可以是同一值。然而,一般说来,将是这样的情况,即设定的下限将反映可允许的最低液位,而上限将根据容器中液体合理的补充量来设定,记住,不仅需要保持液体处于给定的状态(例如,热熔料在熔融状态的情况)而同时要避免不断地切换调节机构的开和关。
本发明的其它方面将在权利要求8和9的陈述中找到。
现在接下来是对液体供给控制装置、液体容器和粘性液体配给设备、每个按照本发明作详细的描述。当然,将会被理解,以本发明的非限定例子的方式,各自地选择了这种装置、这种容器和这种设备仅仅为了描述。
在附图中示出了根据本发明具有液体供给控制装置的液体容器的示意图。
参看该图,那里示出了构成大体上类似于在US-A-3881509专利中所描述的用于配给粘性液体的设备的一部分的容器2,所述的设备是一种为敷贴一层熔融的加强材料于以鞋的上部组分为形式的工件的表面上的设备。(本发明的容器2于是和所述设备的盒体16,18相对应。)根据本发明的设备概略地示于图1。
容器2盛装着所供给的粘性液体4,该液体由配给机构6,8排出用于工件表面的敷贴,所述的配给机构包含两个加热器6,8,一种棒状的热熔料由滚轮送入每个加热器,加热器用来熔化热熔料,然后该熔料通过加热器进入容器。
安装在贴近于容器2的一边的是一个支承套管14,两束光纤10、12终接于其中,支承套管14被固定在外罩16上,该外罩除了其底部外,也就是靠近液面的那一面,其所有的侧面均被围封起来。附贴在套管14内的每一束光纤10、12的末端的是一个透镜(图中未示)。
与光纤束10和它连带的透镜相联系的是一光源20,它会产生可见红光。该光源、光纤束10和透镜组成根据本发明的控制装置的发射器。
另一方面,与光纤束12和与它连带的透镜相联系的是一个光电开关22,该开关,光纤束12和透镜组成控制装置的接收器。
光源20和光电开关22被装在远离盒体16的盒体18中、并通过光纤束这样地连接,即从光源来的光沿第一股光纤束10传输并投射到液体4的表面上,而自液面反射回来的光通过接收器的透镜被接收并沿光纤束12传送到光电开关22。
套管14和外罩16,由于仅在它们的底面开口,起着隔离透镜不使外界的光直接落在它上面的作用。尽管外罩有“遮挡”一部分液体表面以一定程度地减少外界的光反射的效果,可是有一定数量的外界光线将从液体4的表面被反射。
根据本发明的控制装置还包含控制电路系统,概括地以24标注,它工作时与光源20和光电池22接通,下面将对它进行描述。在控制电路系统24的控制下,传送出一个电信号至光源20,对该信号作出反应,光源20发出一束光,该光经过光纤束10和透镜投射至液体4的表面上。从液体表面反射的光溶在与光纤束12相连带的透镜上,并沿所述光纤束传送到光电开关22,对该光作出反应,开关22产生一个输出信号传送到控制电路系统24。
控制电路系统24可以以不同方式构成。然而,在每个实施例中,根据光电开关22所接收的反射光计算出一个值,由电路系统24将该值与贮存在计算机的存贮器中的设定值进行比较,计算机26还用于计算由输出信号所形成的值。贮存在计算机存贮器中的设定值分别代表容器2中的液体4的一个预定的下限,所述下限在图中由参考字母L标出,和一个所述液体的预定的上限,由参考字母U标出。
如已陈述的,对控制电路系统24来说,各种不同的结构都是可能的。在一种该类结构中,光电接收器22的输出信号根据照射在与它关联的透镜上的光强而定,光强愈强,输出信号愈大,该信号在该实例中是电流的形式。当然,可以理解,落在透镜上的光强取决于光线投射到表面上和被反射回所经过的距离,因此,光强随路程长度减少而增强,并随该路程长度的增加而减弱。于是由此得出,从光电开关22出来,以电流值表示的输出信号值是液位的指示值。
在控制电路系统24的另一种结构中,至光源20的电信号是脉动的,故光源的输出响应是一系列的光脉冲。因此,在这个实例中,控制电路系统24包含一个传感电阻(未示),来自开关22的脉冲仍以电流形式传送至传感电阻,该电阻测量以电压来表示的每个脉冲的振幅。所以,在该实例中,设定值均为电压的参考水平的形式,这样测到的电压可与电压的参考水平进行比较。当在容器2中的液位降至低于预定的下限值L时,传送至开关22的光强也降至如此低的水平、致使跨越传感电阻的被减小的电压降落低于第一个电压参考水平。另一方面,当超出高限U、导致更高的光强,横跨传感电阻的电压超过已设定的高的电压参考水平。
在还有另一种结构中,仍然用脉冲光,测量投射至液体表面和反射回的光所化的时间的变化,并与设定的时间值进行比较。当然,可以理解,由发射器发射的脉冲和由接收器接收的脉冲之间的时间推移是相同的,而该时间推移将是投射和反射的光线必经的路程的长度的指示,因此,就成为自发射器和接收器的透镜至液面距离的测量,从而就是液位的测量。设定值当然依旧反映液体表面预定的下限L和预定的上限U。
不论用哪一种结构,对自开关22输出的信号值与设定值之一相一致作出反应,控制棒状热熔料给料至配给机构6,8的调节机构启动。在与下限L的设定值相一致的情况下,调节机构启动促使棒状热熔料进料,从而使熔融的热熔料供给至容器中。在另一方面,那里的设定值代表上限U,这类熔融形式的热熔料的供给就被中断。这样,容器中的液体自动地被供给,每当液位降到低于下限L时,这种供给被控制到由上限U所确定的最大值。
设定值,例如上限和下限U,L的位置,可以根据所用液体的性质,而且还根据自容器供给液体的要求作出变动。根据控制电路系统的结构,用计算机26很容易地实现这种变动。于是,它就成为变化一个与电流值或电压值或甚至是时间推移值作比较的值的问题了。
鉴于参照在US-A-3881509专利中所描述的设备的类型并参照构成这类设备的一部分的液体容器的类型描述了该液体供给控制装置,可以理解,根据本发明的控制装置也可用于各种各样不同的应用,例如,用于整修鞋面的蒸汽发生设备和甚至用在例如靠将充满灰尘的空气通过液体而排出的吸尘设备中。