CN107787468A - 流量控制装置及包括该装置的混合系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及管体内液流的控制装置包括中空主体，该中空主体包括入口和出口，液体可在该入口和出口之间流动。所述控制装置包括可在所述中空主体内转动的至少一个调节元件，所述调节元件包括相互一同转动的多个转盘，每个转盘均开有多个具有不同直径的孔。所述装置包括相对于所述调节元件固定且插置于所述转盘之间的中间圆盘，该中间圆盘开有至少一个孔。所述调节元件适用于转动至使得所述转盘的孔当中的一个与所述中间圆盘的孔相对。

Description

流量控制装置及包括该装置的混合系统

技术领域

本发明涉及一种调节液流的控制装置，以及包括该调节装置的用于将化学产品与水混合的混合系统。

背景技术

现有技术中的已知的液流的调节装置不能获得可精确调节的低液体流量，对于以非常精确的浓度喷洒与水混合的植物检疫产品的情形而言，尤其如此。

发明内容

更具体而言，本发明旨在通过提出一种控制液流的新型装置解决上述缺点，该装置可对小液流进行高精度调节。

为此目的，本发明涉及一种用于管体内液流的控制装置，包括中空主体，该中空主体包括入口和出口，液体可在该入口和出口之间流动。该控制装置包括可在所述中空主体内转动的至少一个调节元件，该调节元件包括相互一同转动的多个转盘，每个转盘均开有多个具有不同直径的孔。所述控制装置包括相对于所述调节元件固定且插置于所述转盘之间的中间圆盘，该中间圆盘开有至少一个孔。所述调节元件适用于转动至使得所述转盘的孔当中的一个与所述中间圆盘的孔相对。

根据本发明，可通过使液体流经多个可获得精确调节的小液流的孔的方式对该液体进行极为精细的调节。

根据本发明的有利可选方面，此类系统可包括以下的一项特征或者在技术上可组合的任何多项特征：

两个相邻中间圆盘的相应孔之间以及两个相邻转盘的相应孔之间相对于所述控制装置的中心轴线偏移一定角度，优选180°；

每个中间圆盘包括相对于所述装置的中心轴线沿直径方向相对而设的两个孔；

所述调节元件包括拨盘，该拨盘适用于供用户操作以调节所述调节元件的位置，且所述拨盘具有适用于通过所述中空主体的开口被看到的定位参考标记；

所述中间圆盘固定安装于套管内，该套管固定安装于所述中空主体内，且所述转盘以可转动方式安装于所述套管内；

-所述调节元件包括三个转盘；

-所述装置包括三个可独立调节的调节元件；

-每个转盘包括四个直径逐渐增大的孔；

-所述转盘通过延伸穿过设于所述中间圆盘上的孔的突出的形状互补部分而相互一同转动。

本发明还涉及一种用于化学产品与水的混合系统，其特征在于，其包括以上所述的控制装置，该控制装置适用于控制与所述化学产品混合的水的量。

附图说明

通过以下对一种根据本发明原理的控制装置和混合系统的非限制性例示描述，本发明将更加易于理解，而且其优点将变得更加清晰，其中，以下描述参考如下附图：

-图1为本发明第一实施方式的混合系统的示意图；

-图2～图7为本发明第二实施方式的混合系统在使用过程中的多种构型的示意图；

-图8和图9为本发明第三实施方式的混合系统在使用过程中的两种构型的示意图；

-图10为图1～图9的混合系统的根据本发明的流动控制装置的分解立体图；

-图11为图10和图11所示装置的一部分的分解立体图；

-图12为图11所示流量控制装置的一部分的沿平面XII-XII的横截面示意图；

-图13为图11和图12所示控制装置的一部分的沿平面XIII-XIII的纵向截面示意图，其中，平面XII-XII示于该图内；

-图14为图10所示的流量调节装置的立体图。

具体实施方式

图1所示为将植物检疫产品等的化学产品与水进行混合的混合系统1。系统1包括适用于连接至喷洒软管等加压进水管的进水口3。系统1还包括适用于连接至化学品贮槽的化学产品入口5。最后，系统1还包括混合物出口7，通过该出口，水与所述化学产品的混合物可例如导向喷洒软管或产品喷嘴。

系统1包括设于进水口3和出口7之间的主管9，在该主管中，水沿箭头F1的方向流动。系统1的上游侧位于进水口3一侧，下游侧位于出口7一侧，此上下游两侧是相对于主管9内的水流方向定义的。

系统1包括主腔室11，设有杆体130的活塞13可在该主腔室内活动。活塞13将腔室11分成两部分。第一部分15为上游部分，位于图1所示的活塞13的左侧，且通过管体17连接至进水口3。第二部分19为下游部分，位于图1所示的活塞13的右侧，且一方面通过管体21连接至产品入口5，另一方面通过管体23连接至主管9。下游部分19通过管体9和23连接至出口7。

在上游部分15和进水口3之间插入有用于控制管体17内水流的装置60，从而可分别控制流向上游部分15及流于主管9内的水的量。装置60还适用于切断管体17内的水流。或者，管体17上也可以连接与装置60分离的阀(未图示)，以开启或关闭管体17内的水流。

为了清楚起见，在图1～图9中，装置60使用阀图标表示其开启或关闭构型。

在管体17和管体23之间的主管9上连接有单向阀26，以使得水仅从进水口3流向出口7。在紧邻出口7之前的主管9上设有阀27，以截止或不截止混合物经出口7的排放。

当通过系统1将化学产品必须与一定量的水混合时，首先将化学产品贮槽100预先连接至化学产品入口5。然后，沿图1中的箭头F2所指方向将杆体130推至上游部分15内。为此目的，杆体130可具有适用于手动操作的形状。在活塞13沿箭头F2方向平移的过程中，与管体23连接的阀29防止所述产品流入管体23内，而且通过杆体130移动过程中形成的负压，实现将化学产品吸取在下游部分19内。

当所需量的化学产品注入下游部分19后，可制成所述混合物。首先，通过控制部件(未图示)开启主管9内的水的循环。然后，通过调节装置预先设定的部分水流量通过管体17进入上游部分15，而另一部分的水继续在管体9内流动。流入上游部分15的水对活塞13施加压力。由于下游部分19内的杆体130的存在，下游部分19和上游部分15之间产生相对压力差。实际上，上游部分15一侧的水对活塞13所施加压力的施力表面大于下游部分19内的所述化学产品对活塞13所施加压力的施力表面。当上游部分15存在一定量的水时，该水在活塞13上施加的压力将大于所述化学产品所施加的压力，从而将活塞13沿与箭头F2相反的方向推回下游部分19中。如此，使得该化学产品经处于打开状态的阀29注向管体23，并在其内与主管9内流动的水交融，从而实现水与该化学产品的混合。

本发明的第二和第三实施方式分别示于图2～图7和图8～图9中。在这些实施方式中，与第一实施方式相同的元件采用相同的附图标记，且以相同的方式操作。以下仅描述其与第一实施方式的区别。

在图2～图7所示实施方式中，系统1包括适用于驱动杆体130的作动器31。作动器31包括活塞310和杆体312。活塞310被安装为可在腔室33内滑动。杆体312在杆体130一侧从腔室33中伸出。活塞310设置为与杆体130相对。作动器31由弹簧314等弹性元件推回至图2所示回缩位置，在该位置下，杆体312几乎完全位于腔室33内。腔室33通过管体35连接至主管9。通过阀37，水可从主管9经管体35进入腔室33，以通过克服弹簧314所施加的力，将活塞310再次推向活塞13，从而使得作动器31进入图3所示的位置，在该位置下，杆体312伸出腔室33之外。

腔室33可通过在阀27下游与主管9相接的管体39排空其内所盛的水。阀41可打开或关闭从管体39向主管9的水流通道。因此，当必须将作动器31推入图2所示的回缩位置时，可将阀37关闭，以防止水进入腔室33。如此，可通过弹簧314所施加的力，将作动器31再次推入其回缩位置。之后，如图4所示，阀41打开，腔室33所盛的水被管体39驱出并朝主管9流动。

根据如图2～图7所示的本发明的可选方面，系统1可包括副腔室43。副腔室43与主腔室11的上游部分15流体相接。阀45可打开或关闭上游部分15和腔室43之间的水流通道。副腔室43包括活塞430，该活塞可在图2所示的第一位置与图3所示的第二位置之间移动，在所述第一位置上，该活塞由弹簧432等弹性元件回推至抵靠腔室43的位于阀45一侧的末端，在所述第二位置上，活塞430被回推至承受与阀45相对设置的弹簧432所施加的力。

副腔室43还通过管体47在阀27的下游连接至主管9。在附图所示实施例中，管体47与管体39相接。作为另一实施例，管体47可独立于管体39与主管9相接。

在图2～图7所示实施方式中，系统1按如下所示方式操作。在图2所示的混合构型中，控制装置60使一定量的水进入腔室11的上游部分15内，以将活塞13朝下游部分19推动，从而将所述化学产品排入管体23内。在该构型下，阀29处于打开状态，而阀45，37和41处于关闭状态，从而使得流经主管9的所述水和化学产品的混合物经出口7排出。

当所述混合物的喷洒已完成，或者下游部分19已将所述化学产品排空，系统1被控制为采取图3所示的第二构型，该构型称为填充构型。在该构型下，阀29被关闭，且控制装置60设置为防止水流向腔室11的上游部分15。同时，阀45和37被打开，从而继续在主管9内流动的水经管体35沿箭头F3的方向填充腔室33，并克服弹簧314所施加的力推动作动器31而进入其伸展位置。如此，杆体312将在上游部分15内沿箭头F2所指方向推动活塞13。活塞13的这一运动将上游部分15内所盛的水驱动至腔室43，并将活塞430朝远离阀45的方向推动。

活塞13朝上游部分15方向的平移以及阀29的关闭导致产生将所述化学产品吸入腔室11的下游部分19内的负压。

当这一步骤结束后，如图4所示，活塞13完全位于腔室11的上游端。

在此之后，如图4所示，可利用腔室33和43中积存的水对系统1的出口7进行清洁。为了实现此目的，可将阀37关闭，并将阀41打开，以使得弹簧314和432沿箭头F4的方向推动活塞310和430，从而将腔室33和43内所盛的水沿箭头F5的方向驱入管体35和47内。如此，可实现对位于阀27和出口7之间的主管9的一部分的清洁。

系统1也可按照图5所示的另一构型使用，在该构型中，阀29，37和45同时打开，以使得在主管9内流动的水经管体23填充主腔室11的下游部分19。这可例如在必须使用其他不同化学产品的情况下，实现下游部分19的清洁。其中，预先将化学产品贮槽100与入口5断开，并利用合适的方法(未图示)将该入口封闭。腔室33的填充使得活塞13沿箭头F2的方向向上游部分15移动，从而使得水经管体23沿箭头F6的方向吸入主腔室11的下游部分19。

在水充满下游部分19后，欲将上游部分19排空，可如图6所示，将阀37关闭，与此同时，将阀41打开，并将控制装置60设置为允许水进入腔室11的上游部分15。之后，弹簧314和432将作动器31和430推至其回缩位置。在进入上游部分15的水的推动下，活塞13朝下游部分19运动，从而迫使下游部分19内所盛的水沿箭头F7的方向朝主管9流动。

系统1还可被控制为将残留于下游部分19内的所述化学产品再次转移至贮槽100内。为此目的，如图7所示，可将阀29关闭，并通过控制装置60从而允许水流入上游部分15。如此，可将活塞13朝下游部分19的方向推动，从而使得下游部分19内所盛的所述化学产品排入管体21内，并进而沿箭头F8的方向排入贮槽100内。

装置60和阀29，37，41和45可由用户统一控制，以例如通过控制部件所控制的电路启动系统1的各种操作模式。

本发明的第三实施方式示于图8和图9。在该实施方式中，系统1不包括作动器31或副腔室43，而是包括清洁回路50，该清洁回路连接至管体17上游的主管9，并连接至腔室11的下游部分19。通过阀52控制流向清洁回路50的水的通道。

在该实施方式中，系统1还包括位于管体17上游的主管9上的阀54，该阀可阻断流向主管9下游部分的水的通道。

在该实施方式中，系统1的操作方式如下所述。在欲利用水对主腔室11的下游部分19进行清洁时，须将阀52打开，并将阀54关闭。此外，还须将阀29关闭。如此，水经清洁回路50沿箭头F9的方向被引导至腔室11的下游部分19，从而将活塞13沿箭头F2的方向推向上游部分15。

在此之后，当下游部分19完全被水充满时，关闭阀52，并打开阀54和29。如此，水即进入腔室11的上游部分15，并将活塞13朝下游部分19推动，从而使得下游部分19所盛的水驱动至主管9。如此，即可完成下游部分19的清洁。

本发明的控制装置60详细示于图10～图14。控制装置60包括中空主体62，该中空主体包括入口620和出口622，在该入口和出口之间，水可从装置60的上游侧流至其下游侧。中空主体62分为半圆柱形的两个部分62a和62b，该两部分通过螺钉624彼此紧固。

根据本发明，装置60包括至少一个可在中空主体62内绕该装置的中心轴线X60转动的调节元件64。在图示实施例中，装置60包括三个可动调节元件64a，64b和64c，从而可对控制装置60内的水流进行极为精确的调节。每个调节元件64包括多个转盘640，这些转盘分别开有直径不同(优选逐渐增大)的孔642。孔642分布于转盘640的扇形部分上，而且通过使水流过大小不同的孔而改变流经装置60的水的流量。在图示实施例中，每个转盘640具有四个孔642。举例而言，孔642的直径可介于0.25mm和0.8mm之间。

在图示实施例中，每个调节元件64包括三个在绕轴线X60转动时彼此固定的转盘640。或者，每个调节元件64也可包括其他数目的转盘640。图11和13示出了三个转盘640，分别以附图标记640a，640b和640c表示。

控制装置60还包括相对于调节元件64固定且设于转盘640之间的中间圆盘66。装置60的中间圆盘66与转盘640的数目相等。因此，在图示实施例中，装置60包括三个中间圆盘66a，66b和66c。中间圆盘66a设于转盘640a和640b之间，中间圆盘66b设于转盘640b和640c之间，中间圆盘66c设于转盘640c下游。

每个中间圆盘66开有两个孔660，该孔适用于与转盘640的其中一个孔642相对。调节元件64适用于绕轴线X60转动，以使得其中一个孔642与其中一个孔660相对。用户可通过选择孔642当中的一个而选择其所希望流经装置60的水流。

通过设置多个转盘640和中间圆盘66，可以形成额外的压降，从而减小流经装置60的液流，以获得例如适用于喷洒植物检疫产品的极精细剂量。

为了确保转盘640的整体转动，中间圆盘66分别在其中心设有供转盘640的外突的形状互补部分644穿过的孔662。在图示实施例中，形状互补部分644为沿轴线X60延伸且在直径方向上相对于轴线X60设置的销体。转盘640当中的一个转盘的两个完全相对而设的形状互补部分644与另一转盘640的沿直径方向相对而设的形状互补部分644相互作用，以将此两转盘640在转动过程中相互固定。

中间圆盘66固定安装于套管68内，该套管本身固定安装于中空主体62内。转盘640以可转动方式安装于套管68内。每个中间圆盘66包括两个销体664，该两销体分别适用于嵌入设于套管68内表面上的两个凹槽680中。套管68包括外侧肋682，该外侧肋适用于嵌入中空主体62内表面上的相应凹槽(未图示)，从而保证套管68在中空主体62内旋转时被锁紧。

每个调节元件64均包括与转盘640一同转动的拨盘646，该拨盘适用于由用户操作，以对调节元件64的位置进行调整。每个拨盘646均设有适用于通过中空主体62上的开孔626而被看到的定位标记。

拨盘646包括将水引导至转盘640和中间圆盘66的开孔646a。

在图示实施例中，控制装置60包括三个可独立调节的调节元件64a，64b和64c，每个该调节元件分别安装于套管68a，68b和68c内，该套管内还安装有中间圆盘66。如图10所示，每个调节元件64均通过其中间圆盘66和套管68形成可独立组装且安装于中空主体62内的模块。

调节元件64沿轴线X60前后依次设置，从而使得水相继通过九个孔642和九个孔660。

根据一种未图示的实施方式，装置60可仅包括一个调节元件64，或包括不同于三个的其他数目个调节元件64。

为了通过生成更大的压降而获得最低的流量和更大的调节精度，两个相邻转盘640的相应孔642相对于中心轴线X60在周向方向上相对偏移。这进一步详示于图11。转盘640a的孔642相对于轴线X60且相对于转盘640b的孔642，在直径方向上彼此相对延伸。转盘640b和640c同样如此。通过这种方式，如图13所示，水若要通过装置60的调节元件64，必须通过由孔642形成的如箭头F10所示的导流路径。优选地，相邻两个转盘640的孔642的角度偏差为180°，也就是说，在图示实施例的情形中，孔642沿直径方向相对而设。

在中间圆盘66上设置两个孔660可使得调节元件64在结合转盘640的四个孔642后共具有八个位置。这可实现通过设置调节元件64a，64b和64c，为水流创造额外的导流路径，从而使得水只有通过导流路径才能从一个调节元件64流至另一调节元件。举例而言，假设图13的调节元件64为调节元件64a时，可将相邻调节元件64b设置为使得调节元件64a的转盘640c的孔642沿直径方向与调节元件64b的转盘640a的孔642相对。

根据一种未图示的实施方式，中间圆盘66可仅包括一个孔660。当转盘640包括四个直径逐渐增大的孔642时，调节元件64可具有五个位置，在其中的一个位置上，孔660与转盘640的未开孔部分相对而设，从而防止水流入装置60。在该情形中，装置60可起到阀的作用。在每个中间圆盘66仅包括一个孔660的情形中，两个相邻中间圆盘66的相应孔660相对于中心轴线X60相互偏移一定角度，优选180°，从而为流过装置60的水创建出导流路径。

根据本发明的一种未图示的实施方式，控制装置还可纳入至与混合系统1不同的系统内，也就是说，需要对任何液体的流量进行精确控制的任何其他系统。

根据所选应用，装置60可用于对水之外的其他液体的流量进行控制。

上述实施方式及其替代形式的特征可相互组合，以形成本发明的新的实施方式。

Claims (10)

1.一种管体内液流的控制装置(60)，包括中空主体(62)，所述中空主体包括入口(620)和出口(622)，所述入口和所述出口之间可供液体流动，其特征在于，所述控制装置包括可在所述中空主体(62)内转动的至少一个调节元件(64)，所述调节元件(64)包括相互一同转动的多个转盘(640)，每个转盘均开有多个具有不同直径的孔(642)，其中所述控制装置(60)包括相对于所述调节元件(64)固定且插置于所述转盘(640)之间的中间圆盘(66)，所述中间圆盘(66)开有至少一个孔(660)，所述调节元件(64)适用于以可转动方式被运动至使得所述转盘(640)的所述孔(642)当中的一个与所述中间圆盘(66)的孔(660)相对。

2.根据权利要求1所述的控制装置，其特征在于，两个相邻中间圆盘(66)的相应孔(660)之间以及两个相邻转盘(640)的相应孔(642)之间相对于所述控制装置(60)的中心轴线(X60)偏移一定角度，优选180°。

3.根据权利要求2所述的控制装置，其特征在于，每个中间圆盘(66)包括相对于所述控制装置(60)的所述中心轴线(X60)沿直径方向相对而设的两个孔(660)。

4.根据前述任一项权利要求所述的控制装置，其特征在于，所述调节元件(64)包括拨盘(646)，所述拨盘适用于供用户操作以调节所述调节元件(64)的位置，且所述拨盘具有适用于通过所述中空主体(62)的开口而被看到的定位参考标记。

5.根据前述任一项权利要求所述的控制装置，其特征在于，所述中间圆盘(66)固定安装于套管(68)内，所述套管(68)固定安装于所述中空主体(62)内，且所述转盘(640)以可转动方式安装于所述套管(68)内。

6.根据前述任一项权利要求所述的控制装置，其特征在于，所述调节元件(64)包括三个转盘(640a，640b，640c)。

7.根据前述任一项权利要求所述的控制装置，其特征在于，所述控制装置包括三个可独立调节的调节元件(64a，64b，64c)。

8.根据前述任一项权利要求所述的控制装置，其特征在于，每个转盘(640)包括直径逐渐增大的四个孔(642)。

9.根据前述任一项权利要求所述的控制装置，其特征在于，所述转盘(640)通过延伸穿过设于所述中间圆盘(66)上的孔(662)的突出的形状互补部分(644)而相互一同转动。

10.一种用于化学产品与水的混合系统(1)，其特征在于，所述混合系统包括根据前述任一项权利要求所述的控制装置(60)，所述控制装置适用于控制与所述化学产品混合的水的量。