CN101249934B - 一种调节容纳液体的器皿内的压力的方法和装置 - Google Patents

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Abstract

调节器皿(1)中压力的方法包括以下步骤：以给定的馈送流率馈送器皿(1)以气体，以及通过面对气体排出口(17)放置并与控制件(21)关联的阀件(18)来调整排气流率。

Description

一种调节容纳液体的器皿内的压力的方法和装置
技术领域
本发明涉及一种调节容纳液体的器皿内压力的方法和装置，特别但不是排他地涉及一种用于馈送给按重量灌装容器的设备的器皿。
背景技术
用于按重量灌装容器的设备已知包括连接到公共馈送器皿底部的灌装物喷口。当馈送器皿受到大气压力时，器皿底部的压力由器皿中液体的深度给出。为了得到通过大量灌装物喷口的令人满意的液体流率，同时使馈送器皿具有合理的尺寸，因此有必要通过在液体上方喷射压缩空气而使容器处于压力之下。
为了能够通过称重装置进行精确的测量，还希望在到灌装物喷口的入口处压力尽可能恒定。为了该目的，馈送器皿通常保持有恒定液位的液体，并根据设定点压力来调节液体上方压缩空气的压力。
在现有装置中，液体上方空气压力的这种调节通过伺服阀来进行，该伺服阀具有连接到压力下的空气源的进口、连接到馈送器皿的出口、以及连接到大气的气体排出口。伺服阀还具有控制连接件，用于关闭出口或使进口与出口连通，或使出口与气体排出口连通。因此急动地调节馈送器皿中的空气压力，这有导致抽吸现象的风险。
发明内容
本发明的目的是提供一种能够确保精确地且平稳地调节馈送器皿中压力的方法和装置。
为了实现该目的，本发明提供了一种调节容纳液体的器皿内压力的方法，其中该液体顶上有加压气体，该器皿具有气体馈送口和气体排出口，该方法包括以下步骤：以给定流率馈送器皿以气体，以及根据相对于设定点压力的差来调整排气流率。
因此，箱体内的压力随馈送流率和排出流率之间的差而变，使得调整排出流率能够以连续的方式任意改变器皿内气体的压力。
根据本发明的另一方面，提供了一种用于调节容纳液体的器皿中压力的装置，该装置具有气体馈送口、气体排出口、以及用于调节气体馈送速率和气体排出速率之间流率差的调整件。
在本发明的优选实施例中，调整件包括阀件，用与阀件的位置无关的力朝向围绕气体排出口的阀座推压该阀件。较佳的是，调整件包括放置在气体排出口的阀座之上的阀件。
在较佳实施例中，阀件连接到控制件上，控制件较佳地包括固定到阀件并安装成在线圈内滑动的磁芯。
通过适当地为线圈通电，则能够使阀件在阀件和气体排出口之间流动的压缩空气的流体作用(bearing)与随通到线圈的电流而变的磁作用之间保持悬浮。
附图说明
在阅读了以下参照唯一的附图给出的特定、非限制性实施例的说明后，本发明的其它特征和优点会显现出来，该附图是连接到灌装物喷口并装有本发明的压力调节装置的馈送器皿的图。
具体实施方式
参照附图，灌装设备通常包括具有灌装物喷口2(图中仅示出两个)的馈送器皿1，灌装物喷口2通过通到馈送器皿1底部的导管3连接到馈送器皿1。馈送器皿1还装有连接到液体馈送导管5的液体馈送口4，液体馈送导管5具有安装在其上的阀6，阀6由控制单元7根据总压力传感器8和气体压力传感器9提供的信息来控制，总压力传感器8通到器皿的底部，且气体压力传感器9通到器皿的顶部、液体11上方的气体体积10中。
同样以已知方式，容器设有连接到压缩空气导管13的气体馈送口12，压缩空气导管13包括连接到控制单元7的受控膨胀器14。
在本发明中，馈送器皿1连接到总体标号为15的压力调整装置。
在图中所示的特定实施例中，压力调整装置包括垂直设置的排气导管16，该排气导管的底端通到馈送器皿1内的压缩气体10的体积内。排气导管16的顶端限定气体排出口17并形成由重块构成的阀件18的阀座，该阀件设置在阀座上方并面向阀座，并包括配合在阀座上的空腔29。空腔29的侧壁较佳地是截头锥形，以使排出的气体能头通过气体排出口17逸出，同时用于在阀件18移动时为阀件定中心。
在其顶部部分，阀件18连接到杆20，杆20将阀件18连接至给予总体标号21的控制件。在所示实施例中，控制件21包括由两个永久磁体19构成的磁芯，这两个永久磁体19设置成产生与围绕永久磁体19的线圈22同轴线的磁通量。线圈22安装在刚性地固定到排气导管16的固定结构26上。永久磁体19较佳地安装成使它们具有彼此面向的相同极性端。线圈22具有通过连接电线23连接到控制单元的顶端，且线圈的相反端通过连接电线24连接到控制单元。
压缩气体馈送导管13还包括校准口25，使器皿1能够以精确的给定速率馈送有压力下的气体，该给定速率由膨胀器14设定的压力而定。
当启动设备时，馈送器皿1用液体灌装以进行充装，直到液体达到一液位，该液位通过根据压力传感器8传输的信号来控制阀6而以已知方式保持恒定。此后，线圈22沿适当的方向通以直流电(DC)，用于将永久磁体19上产生的磁力加到阀件18的重块上以将阀件18压抵围绕气体排出口17的阀座。
压力下的空气通过气体馈送口12进入，且当体积10内的压力上升，由控制单元7根据气体压力传感器9给出的压力信息来修正通到线圈22的电流，从而根据相对于控制单元7中存储的压力设定点的差来调整通过气体排出口17的排气速率。
通过根据压力传感器8和9传输的信号之间的差来控制阀6，液位继续保持恒定。
当线圈22不通电时，施加到阀件上的力与阀件的位置无关且由重块18和与其关联的永久磁体19的总的组合重量而定。在本发明的较佳实施例中，重块18和与其关联的永久磁体19的尺寸设置成：当器皿1的体积10内的压力等于设定点压力时，阀件加上与其关联的构件的重量平衡气体流过气体排出口17的速率产生的压力，而不必为线圈22通电。这使线圈22变热的程度最小并还使电消耗最少。然后线圈22和磁芯较佳地放置在图中所示的位置上，使得永久磁体的面对的极之间的中平面与线圈的一半高度平面重合。当体积10内的压力变化时，磁芯移离该位置。然后线圈用沿适当方向流过的电流通电以调整气体通过气体排出口17的流量，以纠正相对于设定点压力的压差。由于来自永久磁体19的磁通量是沿相反方向的，则永久磁体中的一个受到牵引力，同时另一个磁体受到排斥力，使得磁芯受到的力是使用具有延伸穿过线圈的单个永久磁体的磁芯所得到的力的两倍。此外，若阀件为了调节压力而进行的移动很小，该结构能够在阀件上施加返回力，该返回力与阀件的位置无关。
当要求完全排空馈送器皿1时，用于保持其中液位的控制中断，且体积10的设定点压力逐渐增加以补偿器皿中液体减小的深度。
当然，本发明并不限于所述实施例，且可对其应用各种实施例而不背离权利要求书限定的本发明的范围。
具体地说，所述装置可由单个永久磁体构成，或者甚至没有任何永久磁体。当没有永久磁体时，则线圈中磁芯的位置仅由通到线圈的电流的量来给出。在这样的环境下，较佳的是提供比线圈短的磁芯，使得磁芯在线圈中的位置能够使大的磁力施加在磁芯上，该磁力与重块18表现的力相加或相抵。本发明的布置还可用独立通电的多个线圈来实施以在磁芯上施加适当的力。线圈22还可由一些其它磁引力件代替，诸如与由控制单元7控制的驱动件关联的磁环。
考虑到设备的一些特定构造，总压力传感器可以不放置在馈送器皿的底部。具体地说，当灌装物喷口2不直接连接到箱体上，而是通过歧管连接到箱体上时，传感器8较佳地固定到歧管，从而使测得的总压力考虑到将歧管连接到器皿1的管道中的压头损失。
通过磁装置的控制可用通过气动或液压致动器的控制来代替，这些致动器也提供与阀件的位置无关的返回力，这与力随着其受压缩或牵引程度变化的返回弹簧不同。
为了更快速地实现循环的开始和终止，还可通过使用可变尺寸的校准口或通过使馈送压力借助于膨胀器14而变化来根据相对于设定点压力的差来调整馈送流率。

Claims (10)

1.一种调节容纳液体的器皿(1)内的压力的方法，其中所述液体顶上有加压气体，所述器皿具有气体馈送口(12)和气体排出口(17)，所述方法的特征在于其包括以下步骤：以给定流率馈送所述器皿以气体，以及根据相对于设定点压力的差来调整排气流率。
2.如权利要求1所述的调节压力的方法，其特征在于，所述方法还包括以下步骤：根据相对于所述设定点压力的差来调整所述馈送流率。
3.一种用于调节容纳液体的器皿(1)中压力的压力调节装置，所述液体顶上有加压气体，所述器皿(1)具有气体馈送口(12)和气体排出口(17)，所述气体馈送口(12)以给定流率馈送所述器皿以气体，其特征在于，所述装置包括构件(15)，所述构件(15)由控制单元所控制，从而通过气体排出口并根据相对于存储在控制单元中的设定点压力的差来调整排气流率。
4.如权利要求3所述的压力调节装置，其特征在于，所述装置包括面向所述气体排出口放置并连接到控制件(21)的阀件，所述控制件(21)对所述阀件施加与所述阀件的位置无关的力。
5.如权利要求3所述的压力调节装置，其特征在于，所述构件包括设置在围绕所述排出口(17)的阀座之上的阀件(18)。
6.如权利要求5所述的压力调节装置，其特征在于，所述阀件连接到控制件(21)。
7.如权利要求6所述的压力调节装置，其特征在于，所述控制件包括固定到所述阀件并与磁引力件(22)关联的磁芯(19)。
8.如权利要求7所述的压力调节装置，其特征在于，所述磁芯包括至少一个永久磁体(19)，所述永久磁体(19)具有与所述磁引力件(22)同轴的磁场。
9.如权利要求8所述的压力调节装置，其特征在于，所述装置具有两个永久磁体(19)，所述两个永久磁体(19)具有彼此面对的相同极性的磁极。
10.如权利要求9所述的压力调节装置，其特征在于，所述磁引力件是线圈(22)，且所述阀件和所述关联的磁芯被设置成：在没有电流时，对于等于所述设定点压力的所述器皿内的压力，所述磁芯处于所述磁体的面对的磁极之间的中平面与所述线圈(22)的一半高度平面重合的位置。
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