專利名稱：液面控制裝置的制作方法
技術領域：
本發明一般說來涉及控制裝置，并且更具體地，有關在容器中保持液面的一種控制裝置。
更為普通地，在容器中保持液面的控制裝置已利用承托在液體表面上的浮子元件。這類控制裝置根據浮子元件因液面在容器內的漲落而上下的浮動，啟動相應的關和開開關，以便控制合適的閥從遠距離的液體源中選擇性地再補充液體。更準確地說，控制閥的開關的啟動一般由機械的方法完成，或由激發一個鄰近的傳感裝置完成。
一般來說，這類控制裝置多數的應用證明是良好的并且是相當可靠的。但是，已知的是它們不適宜使用在油墨的場合中。基本上，這是由于下述的事實，即油墨具有高黏度和黏性，這使得油墨粘連浮子元件。
因為油墨的這些特點，已知的這種控制裝置中的浮子元件的浮力和重量明顯地改變。由于這些浮力和重量變化的結果，已知的該控制裝置在油墨的場合中保持標定量很困難。
作為浮子式控制裝置的替代物，一般已知的是利用超聲儀控制容器中的液面。超聲儀通過探測從容器內液體表面反射的聲波，并通過測量該聲波的傳播和探測之間經過的時間，由此計算從儀器至液體表面的距離。不幸的是，超聲儀在油墨的場合中很不可靠，因為油墨表面非常不規則，阻礙聲波的正常反射。
本發明旨在克服一個或多個上述問題，并實現一個或多個結果目標。
因此，本發明針對一種液面控制系統，該液面控制系統包括產生低壓空氣的調節式供應的機構，和具有與低壓空氣供應機構連通的空氣供應管路。該空氣供應管路從低壓空氣產生機構延伸至液體容器，以便在液體容器內的預選液面上釋放出低壓空氣。液面控制系統還包括，當液體在液體容器內的預選液面之下時為液體容器供應液體的機構，并且還包括傳感低壓空氣產生機構與液體容器中間的空氣供應管路中的氣壓波動的機構。當液體處在預選液面之下時，傳感機構傳感第一氣壓，而當液體處在預選液面或之上時，傳感機構傳感第二較高的氣壓。具有這些結構特性的傳感機構與液體供應機構連通，一旦傳感到第二較高氣壓，將信號送給液體供應機構，停止給液體容器供應液體。
更具體，液面控制系統是這樣的，即液體供應機構一般給液體容器供應液體，但是對傳感機構發出的信號的作出響應，供應管路只要在第二較高氣壓時，液體供應機構就停止給液體容器供應液體。
在一典型的實施例中，低壓空氣產生機構包括壓力氣源，氣源與傳感機構的空氣供應管路的上游連通。低壓空氣產生機構最好還包括與傳感機構的空氣供應管路的上游連通的氣壓調節閥。另一方面，低壓空氣產生機構包括鼓風機，鼓風機具有一個與傳感機構上游的空氣供應管路連通的排放管道。有利的是，低壓空氣產生機構此外還包括一個節氣閘，節氣閘與鼓風機的排放管道連接，以便保證低壓空氣的調節式供應。
關于本發明的細節，空氣供應管路最好釋放低壓空氣，低壓空氣從那里進入一個擴大的管形元件，管形元件具有閉合的上端和位于液體容器內預選液面的開放的下端。擴大的管形元件此外可以包括從閉合的上端向下延伸至開放的下端的大體圓柱形的壁，以便界定一個低壓空氣接納腔。關于傳感機構，它最好包括空氣流量測定儀，空氣流量測定儀在一內腔中具有壓力反應式浮子元件，該浮子元件可根據在空氣供應管路中被傳感的氣壓，在第一位置與第二位置之間移動。
更準確地說，當在空氣供應管路中的低壓空氣處在第一氣壓時，在空氣流量測定儀內腔中的浮子元件最好配置在空氣流量測定儀內第一較低的位置。另外，當在空氣供應管路中的低壓空氣處在第二較高氣壓或之上時，浮子元件較有利地配置在空氣流量測定儀內第二較高的位置。具有這些特性的液面控制系統最好包括一個鄰近開關，開關貼近浮子元件的第二位置，以便當浮子元件配置在第二位置時，將信號送到液體供應機構。
從下面對參考附圖的說明中將明了本發明的其他目的、優點和特性。
仍參照
圖1，控制系統10包括產生低壓空氣的調節式供應的機構，總體表示為12，機構12與空氣供應管路14連通。空氣供應管路14從低壓空氣產生機構12延伸到油墨容器16，以便釋放低壓空氣進入油墨容器16內，使低壓空氣處在油墨容器16內的預選液面16a上。在圖1描繪的實施例中，低壓空氣產生機構12包括例如傳統車間的氣壓調節器或者諸如此類的壓力氣源。
正如還將看到的，控制系統10包括，當油墨處在油墨容器16內的預選液面16a之下時，為油墨容器16供應油墨的機構。該機構可以包括從供應罐(圖中未顯示)通往油墨容器16的油墨供應管路18。此外，控制系統10包括傳感低壓空氣產生機構12與油墨容器16中間的空氣供應管路14中的氣壓波動的機構。
特別是，總體以20表示的傳感機構當油墨處在預選液面16a之下時，傳感空氣供應管路14中的第一氣壓，而當油墨處在預選液面16a或之上時，該機構傳感空氣供應管路14中的第二較高壓力。傳感機構20與油墨供應機構18連通以便送出信號，例如，一旦傳感第二較高氣壓，就通過信號傳送線路22將信號送到油墨供應機構18。如圖的描繪，油墨供應機構18可以包括閥24，該閥通常允許要被輸送的油墨到達油墨容器16，但是對從傳感機構20傳出的信號的反應是，一旦空氣供應管路14處于第二較高壓力時，就停止對油墨容器16供應油墨。
關于傳感機構20，它包括空氣流量測定儀，該測定儀具有浮子元件26，該浮子元件26根據空氣供應管路14中的氣壓，在可以第一較低位置(圖中以實線表示)與第二較高位置(圖中以虛線表示)之間移動。當空氣供應管路14中的低壓空氣處在第一氣壓時，在空氣流量測定儀20內的浮子元件26置于第一位置(實線)，而當空氣供應管路14中的低壓空氣處在第二較高壓力或之上時，在空氣流量測定儀20內的浮子元件26置于第二位置(虛線)。正如圖中還顯示的，傳感機構20包括貼近浮子元件26的第二位置(虛線)的鄰近開關28，以便當浮子元件26置于在第二位置時，鄰近開關28通過信號傳送線路22將信號送到油墨供應機構18。
在圖1描繪的實施例中，包括壓力氣源的低壓空氣產生機構12與傳感機構20上游的空氣供應管路14連通。有利的是，低壓空氣的壓力是在0．0和1英寸水柱高之間的范圍內，當(例如)配備的是車間氣壓源時通常這難以達到。為克服這一困難，低壓空氣產生機構12有利地還包括氣壓調節閥30，該閥與傳感機構20上游的空氣供應管路14連通。
正如易理解的，空氣供應管路14釋放低壓空氣進入一個擴大的管形元件32，該元件具有閉合的上端32a和開放的下端32b。擴大的管形元件32的開放下端32b便利地在油墨容器16內位于油墨的預選液面16a上。此外，擴大的管形元件32最好包括大體圓柱形壁32c，該壁從閉合的上端32a向下延伸到開放的下端32b，它界定一個低壓空氣接納腔34。
現參照圖2，所描繪的油墨液面氣動控制系統10’大體相似于上面說明的油墨液面氣動控制系統10。控制系統10’也包括從壓力氣源(壓力氣源將在下面說明)伸出的空氣供應管路14’，該管路并延伸到油墨容器16’，以便釋放低壓空氣進入油墨容器16’內，到達預選液面16a’，控制系統10’還包括將油墨供應到油墨容器16’的機構，一般表示為18’，以及還包括傳感空氣供應管路14’中的氣壓起伏的機構，一般表示為20’。正如圖1描繪的實施例一樣，在某些條件下，傳感機構20’通過信號傳送線路22’到閥24’，將信號送到油墨供應機構18’。
更具體地說，傳感機構20’具有浮子元件26’，當空氣供應管路14’中的低壓空氣處在第一氣壓時，該浮子元件位于第一較低的位置(實線)。此外，一旦空氣供應管路14’中的低壓空氣處在第二較高壓力或之上時，浮子元件26’位于第二較高的位置(虛線)。結果是，當浮子元件26’位于第二位置時，貼近浮子元件26’的第二位置(虛線)的鄰近開關26’起通過信號傳送線路22’送出信號的作用。
當信號被閥24’接收時，閥關閉，至少暫時停止給油墨容器16’供應油墨。這在當傳感機構20’傳感空氣供應管路14’中的第二較高氣壓時，只要油墨容器16’中的油墨處在預選液面16a’或之上的條件下發生。在其他情況下，閥24’打開，允許油墨不斷地流經油墨供應機構18’進入油墨容器16’中。
關于低壓空氣產生機構12’，它包括一空氣鼓風機，而不是車間的氣壓調節器。鼓風機12’可包括商業信譽可靠的鼓風機，例如W．W．Grainger Inc．(1996)公司在目錄387中的庫存4C443號的售品，并且鼓風機12’最好包括排放管道33，該管道與空氣供應管路14在一位置上連通，該位置位于傳感機構20’的上游。此外，節氣閘35便利地與鼓風機12’的排放管道33連接，以便保證低壓空氣的調節式供應。
將會理解的，傳感機構20和20’兩者都包括空氣流量測定儀，測定儀通過各自的傳感管路36和36’與它們各自的空氣流動管路14和14’連通。空氣流量測定儀20和20’可以便利地由包括各自的大體V形的腔38和38’構成，實際上這些腔是截頭錐體形，它們允許各自的浮子元件26和26’在第一與第二位置之間無限制地浮動。應當理解，這些腔也可以由其他形狀或外形構成。因為調節式的低壓空氣的供應，以及各浮子元件26和26’各自的響應性，空氣流量測定儀20和20’傳感空氣供應管路14和14’中的壓力的微小變化。
正如在上面討論中的預先的說明，要求的氣壓范圍在0．0與1．0英寸水柱高之間。有利的是，當油墨容器16和16’中的油墨液面處在預選的液面16a和16a’之下時，所供應的低壓空氣在接近0．75英寸水柱高的氣壓下。當油墨液面上升到預選液面16a和16a’之上時，擴大的管形元件32和32’的開放的下端32b和32b’被覆蓋。空氣供應管路14和14’中的壓力然后上升到接近0．75英寸水柱高的程度，這使得浮子元件26和26’從第一較低的位置(實線)上升到第二較高的位置(虛線)。當這一情況發生時，鄰近開關28和28’啟動，將信號送到閥24和24’，以便停止給油墨容器16和16’供應油墨。
在實踐中，鄰近開關28和28’一般應不直接給閥24和24’送信號，除非這類閥是電子控制式電磁閥或諸如此類的閥。作為替換，從鄰近開關送來的信號將通過信號傳送線路22和22’傳送到中間的信號處理控制器40和40’，該信號處理控制器與閥24和24’連接，以便由此控制閥的打開和關閉。換句話說，信號處理控制器40和40’能夠是傳統的類型，它利用電子信號去機械地控制閥24和24’的打開和關閉。
雖然前面已說明本發明優選實施例，應當理解，本領域的技術人員可以改變本文給定的細節而不脫離附加的權利要求書的精神實質和范圍。
權利要求
1．一種液面控制系統，它包括產生低壓空氣調節式供應的機構；一個空氣供應管路，與所述低壓空氣產生機構連通并延伸到液體容器，以便釋放所述低壓空氣進入所述液體容器內，使低壓空氣位于所述液體容器內的預選液面；供應液體的機構，當所述液體容器內的所述液體處于所述預選液面之下時，給所述液體容器供應液體；和傳感所述空氣供應管路中的氣壓起伏的機構，該管路在所述低壓空氣產生機構與所述液體容器的中間；所述傳感機構當所述液體處于預選液面之下時，傳感出空氣供應管路中的第一氣壓，且當所述液體處于所述預選液面或之上時，傳感出所述空氣供應管路中的第二較高氣壓，所述傳感機構與液體供應機構連通，以便一旦傳感出第二較高氣壓就將信號送到所述液體供應機構，所述液體供應機構通常供應液體給所述液體容器，但是能響應所述傳感機構送出的信號，一旦所述供應管路處于所述第二較高壓力時，就停止給所述液體容器供應液體。
2．根據權利要求1的液面控制系統，其中所述低壓空氣產生機構包括一個壓力氣源，該氣源與所述傳感機構上游的空氣供應管路連通。
3．根據權利要求1的液面控制系統，其中所述低壓空氣產生機構包括一個具有排放管道的鼓風機，該管道與所述傳感機構上游的所述空氣供應管路連通。
4．根據權利要求1的液面控制系統，其中所述空氣供應管路將低壓空氣釋放，低壓空氣從那里進入一個擴大的管形元件內，該管形元件具有閉合的上端和在所述液體容器內位于所述預選液面的開放的下端。
5．根據權利要求1的液面控制系統，其中所述傳感機構包括一個空氣流量測定儀，該測定儀具有壓力反應式浮子元件，該浮子元件根據所述空氣供應管路中的氣壓，可在第一位置與第二位置之間移動。
6．一種液面控制系統，它包括產生低壓空氣的調節式供應的機構；一個空氣供應管路，與所述低壓空氣產生機構連通并延伸到液體容器，以便釋放所述低壓空氣進入液體容器內，使低壓空氣位于所述液體容器內的預選液面；供應液體的機構，當所述所述液體容器內的所述液體處于所述預選液面之下時，給所述液體容器供應液體；和傳感所述空氣供應管路中的氣壓起伏的機構，該管路在所述低壓空氣產生機構與所述液體容器中間；所述傳感機構當所述液體處于所述預選液面之下時，傳感出空氣供應管路中的第一氣壓，且當所述液體處于所述預選液面或之上時，傳感所述空氣供應管路中的第二較高氣壓，所述傳感機構與所述液體供應機構連通，以便一旦傳感出第二較高氣壓，就將信號送到所述液體供應機構，所述液體供應機構通常供應液體給所述液體容器，但是能響應所述傳感機構送出的信號，一旦所述空氣供應管路處于所述第二較高壓力時，就停止給所述液體容器供應液體；所述傳感機構包括具有一浮子元件的一個空氣流量測定儀，該浮子元件根據所述空氣供應管路中的氣壓可在第一位置與第二位置之間移動，當所述空氣供應管路中的所述低壓空氣處于所述第一氣壓時，所述空氣流量測定儀內的所述浮子元件位于第一位置，當所述空氣供應管路中的所述低壓空氣處于第二較高壓力或之上時，在空氣流量測定儀內的所述浮子元件位于第二位置，該傳感機構還包括一鄰近開關，貼近所述浮子元件的所述第二位置，以便當所述浮子元件配置在所述第二位置時，將信號送到所述液體供應機構。
7．根據權利要求6的液面控制系統，其中所述低壓空氣產生機構包括一個壓力氣源，該壓力氣源與所述傳感機構上游的所述空氣供應管路連通。
8．根據權利要求7的液面控制系統，其中所述低壓空氣產生機構還包括一個氣壓調節閥，該閥與所述傳感機構上游的所述空氣供應管路連通。
9．根據權利要求6的液面控制系統，其中所述低壓空氣產生機構包括具有一排放管道的一個鼓風機，該管道與所述傳感機構上游的所述空氣供應管路連通。
10．根據權利要求9的液面控制系統，其中所述低壓空氣產生機構還包括與所述鼓風機的所述排放管道連接的一個節氣閘，以便保證低壓空氣的所述調節式供應。
11．根據權利要求6的液面控制系統，其中所述空氣供應管路釋放所述低壓空氣，低壓空氣從那里進入一個擴大的管形元件中，該管形元件具有一閉合的上端和在所述液體容器內位于所述預選液面的一開放的下端。
12．根據權利要求11的液面控制系統，其中所述擴大的管形元件包括大體圓柱形的壁，從所述閉合的上端向下延伸到所述開放的下端，以便界定一個低壓空氣接納腔。
13．一種油墨液面氣動控制系統，它包括產生低壓空氣的調節式供應的機構；一個空氣供應管路，與所述低壓空氣產生機構連通并延伸到油墨容器，以便釋放所述低壓空氣進入油墨容器內，使低壓空氣位于所述油墨容器內的預選液面；供應油墨的機構，當所述油墨容器內的所述油墨在所述預選液面之下時，給所述油墨容器供應油墨；和傳感所述空氣供應管路中的氣壓起伏的機構，該管路在所述低壓空氣產生機構與所述油墨容器的中間；所述傳感機構當所述油墨處于所述預選液面之下時，傳感出空氣供應管路中的第一氣壓，且當所述油墨處于所述預選液面或之上時，傳感出空氣供應管路中的第二較高氣壓，所述傳感機構與所述油墨供應機構連通，以便一旦傳感所述第二較高氣壓，就將信號送到所述油墨供應機構，所述油墨供應機構通常供應油墨給所述油墨容器，但是能響應所述傳感機構送出的信號，一旦所述空氣供應管路處于所述第二較高壓力時，就停止給所述油墨容器供應油墨；所述傳感機構包括具有一浮子元件的一個空氣流量測定儀，該浮子元件根據所述空氣供應管路中的氣壓可在第一位置與第二位置之間移動，當所述空氣供應管路中的所述低壓空氣是在所述第一氣壓時，所述空氣流量測定儀內的所述浮子元件位于第一位置，當所述空氣供應管路中的所述低壓空氣是在第二較高壓力或之上時，所述空氣流量測定儀內的所述浮子元件位于第二位置，該傳感機構還包括一鄰近開關，貼近所述浮子元件的所述第二位置，以便當所述浮子元件配置在所述第二位置時，將信號送到所述油墨供應機構。
14．根據權利要求13的油墨液面氣動控制系統，其中所述低壓空氣產生機構包括一個壓力氣源，該壓力氣源與所述傳感機構上游的所述空氣供應管路連通。
15．根據權利要求14的油墨液面氣動控制系統，其中所述低壓空氣產生機構還包括一個氣壓調節閥，該閥與所述傳感機構上游的所述空氣供應管路的連通。
16．根據權利要求13的油墨液面氣動控制系統，其中所述低壓空氣產生機構包括具有一排放管道的一個鼓風機，該管道與所述傳感機構的所述空氣供應管路的上游連通。
17．根據權利要求16的油墨液面氣動控制系統，其中所述低壓空氣產生機構還包括與所述鼓風機的所述排放管道連接的一個節氣閘，以便保證低壓空氣的所述調節式供應。
18．根據權利要求13的油墨液面氣動控制系統，其中所述空氣供應管路釋放所述低壓空氣，低壓空氣從那里進入一個擴大的管形元件中，該管形元件具有一閉合的上端和位于所述油墨容器內的所述預選液面的一開放的下端。
19．根據權利要求18的油墨液面氣動控制系統，其中所述擴大的管形元件包括大體圓柱形的壁，從所述閉合的上端向下延伸到所述開放的下端，以便界定一個低壓空氣接納腔。
全文摘要
為了控制液體對容器(16)的輸送,液面控制裝置(10)包括低壓空氣(30)的調節式供應,低壓空氣輸送給空氣供應管路(14),該管路延伸到液體容器(16),以便在液體容器(16)內將低壓空氣釋放在預選的液面(16a)。該控制裝置(10)還包括傳感器(20),傳感在空氣供應管路(14)中間位置上的氣壓的起伏。特別是,當液體是在預選液面(16a)之下時,傳感器(20)傳感第一氣壓,而當液體是在預選液面(16a)或之上時傳感第二較高氣壓。傳感器(20)與液體供應源(18)連通,以便根據傳感在空氣供應管路(14)中的第二較高氣壓來產生信號(40)。當傳感出較高壓力時,傳感器將它產生的信號送出,且液體供應源(18)響應該信號,停止向液體容器(16)供應液體。
文檔編號G05D9/00GK1292911SQ99803627
公開日2001年4月25日 申請日期1999年1月15日 優先權日1998年1月15日
發明者T·A·尼米羅, T·W·奧熱霍夫斯基, F·J·懷廷, J·W·曼澤 申請人:戈斯繪圖系統有限公司