CN1079547A - 活塞式液体定容积计量给液装置 - Google Patents

Abstract

一种液体计量给液装置，系用活塞式结构，在预 定的容积内充满液体进行计量。主要由定量给液调 节机构，阀门联锁控制机构和进排气机构三大部分组 成。其特点是结构简单可靠，计量精确，适用范围广， 操作方便，劳动强度低，既可单独使用，也可与大型容 器或供液系统联合使用。

Description

本发明属于按容积对液体进行计量的仪器类，具体涉及一种活塞式的液体定容积计量给液装置。

在工农业生产和科研、卫生及日常生活中，经常遇到将一定容积量的液体从容器中取出这样的工作。目前这种工作采用下述方法：一、将液体倒入量杯一类的容器中计量;二、采用秤一类的衡器间接计量;三、根据容器上刻度进行计量，这些方法不足之处是计量不容易准确。操作繁复，劳动强度较大。另外，还有一种方法，利用定量给液装置，如各种售液机。这类装置往往要求与供液装置结合使用，限制了其使用范围。如专利申请号为88210847的“液体定值计量装置”，申请号为87203301的“散啤酒零售机”。值得一提的是申请号为87203991的“售液机”，采用活塞抽压式机构给出液体。但每次给液要反复上下抽取和压出，劳动强度大且给液精度差。

本发明的目的就是为了解决上述各类液体计量装置存在的不足，提供一种既能单独使用又能与大容器或供液管道联接成一体使用的，在设计给定范围内能无级调节给液容积量的，采用活塞式结构的液体定容积计量给液装置。

本发明是由下述技术方案来实现的：

在截面不变的柱状容器内设置一活塞，将容器分为储液部分和定量给液部分;采用丝杆结构或者连杆结构等方式构成定量给液调节机构控制活塞上下运动，改变定量给液部分的容积;由滑动阀（4）和固定阀（8）或者球塞阀芯（41）、球阀出口（43）和活塞阀芯（45）组成的阀门联锁机构，控制液体进入和排出定量给液部分;由浮子式止回阀，进排气软管及进排气口等组成进排气机构，引入和排出定量给液部分中的空气。

图1为活塞式定量给液装置示意图;

图2为浮子式止回阀底面仰视示意图;

图3为浮子式止回阀剖视示意图;

图4为滑动阀和固定阀的剖视示意图。

图5为本发明实施例示意图。

附图标注：

1-容器    2-阀门联锁控制杆

3-调节杆    4-滑动阀

5-滑动阀芯    6-密封环

7-活塞    8-固定阀

9-固定阀芯    10-出液管

11-螺母    12-浮子

13-浮子式止回阀    14-进排气软管

15-轴用档圈    16-进排气口

17-进液口    18-调节手柄

19-密封环    20-阀门联锁控制手柄

21-密封环    22-轴用档圈

23-定量给液部分    24-储液部分

25-定量刻度尺    26-阀进液口

27-方孔    28-阀出液口

29-柔性环    30-液体通道

31-气栅    32-按键

33-密封圈    34-弹簧

35-滑槽    36-卡簧

37-传动杠杆    38-开关杠杆

39-活塞阀门杆    40-开关杠杆座

41-球塞阀芯    42-密封环

43-球阀出口    44-通道

45-活塞阀芯    46-密封环

47-出液口    48-活塞调节杠杆座

49-调节杠杆    50-固定调节杠杆座

51-上部进气孔

下面结合附图将本发明的结构特点和工作原理作进一步详述。

本发明定量给液的基本原理是在截面不变的容器中，通过改变容器中某部分的高度来计量该部分容器中液体的体积。为此，可将容器（1）设计成一个截面为圆形或椭圆形的圆柱或椭圆柱体。如图1所示，在容器（1）的内腔中设置一与容器截面形状一致活塞（7），将容器（1）的内腔分隔成上下两部分，即定量给液部分（23）和储液部分（24）。

定量给液调节机构如图1中间部分所示。螺母（11）与活塞（7）联为一体，通过调节杆（3）的外螺纹与螺母（11）之间的配合，可控制活塞（7）上下移动，从而改变定量给液部分（23）的容积。调节杆（3）由装在容器（1）上部的调节手柄（18）带动。调节手柄（18）上有指示定量给液部分（23）容积的定量刻度尺（25）。调节杆（3）与容器（1）的结合处设置密封圈（19），防止液体溢出。轴用档圈（15）作用是控制调节杆（3）沿轴向向上脱出。

阀门联锁机构如图（1）所示。阀门联锁开关手柄（20）和阀门联锁控制杆（2）能同时控制滑动阀（4）和固定阀（8），为实现本设计要求当一阀开启时另一阀关闭而且当两阀转换开闭状态时必须是一阀可靠的关闭后另一阀才能开启的要求，采用了一种圆柱型旋转阀门，具体结构见图4。下面以滑动阀（4）为例作说明，在滑动阀（4）上沿轴心线错开90°设置了两个弧心角不大于40°的阀进液口（26）和阀出液口（28），其中阀进液口（26）开口于圆柱阀体的侧面，阀出液口（28）位于底面。在阀芯（5）上与阀体开口对应的设置了液体通道（30），当两者完全重合时，阀门为全开启状态。当阀芯（5）沿图4所示逆时针旋转40°以上时，该阀即关闭，继续旋转至90°时，该阀保持关闭状态。在开启时阀芯（5）需顺时针旋转50°以上时才进入开启状态。将滑动阀（4）和固定阀（8）的开口错开90°安装，就能达到设计要求的当一阀开启时另一阀关闭且在两阀转换开闭状态时，原开启的阀已进入关闭状态后仍需继续旋转10°以上后原关闭的阀才进入开启状态。该联锁开关机构只需在90°范围内转动即可达到设计要求，这样也简便了操作。为防止联锁机构沿相反方向旋转（这时需旋转270°才能达到控制要求），需在联锁开关控制手柄（20）上设置限位装置，使其只在正确限位的90°范围内旋转，即可保证操作正确和简便。阀芯（5）中间的方孔（27）与阀门联锁控制杆（12）之间设有密封环，既可保证阀门滑动灵活又防止了上部液体沿方孔（27）和阀门联锁控制杆（2）的结合部向下漏出，从而保证了计量的准确。

浮子式止回阀（13）固定在活塞（7）上，其结构示意图如图2和图3所示。浮子（12）和套在其上起密封作用的柔性环（29）组成止回阀芯。浮子（12）为火炬状，下部为一圆柱体，上部为球体与圆锥体的结合体，在结合处套有柔性环（29）。浮子式止回阀（13）的下部为法兰状，上面有四道气栅（31）。由浮子式止回阀（13），进排气软管（14）及进排气口（16）等组成的进排气机构工作原理如下：液体进入定量给液部分（23）的同时，空气经气栅（31）及进排气软管（14），从进排气口（16）逸出。定量给液部分（23）内充满液体开始由气栅（31）溢出时，浮子（12）在液体浮力作用下向上浮起，先是柔性环（29）与浮子式止回阀（13）的内圆锥体面接触，阻滞液体溢出。当液体浮力使浮子（12）继续上浮时，柔性环（29）产生形变，浮子（12）上部的圆锥面与浮子式止回阀（13）的内圆锥面接触，保证液体不能从止回阀中溢出。固定阀（8）打开后，在大气压力和重力作用下，浮子（12）向下运动，将浮子式止回阀（13）打开，空气由进排气口（16）、进排气软管（14）及气栅（31）进入定量给液部分（23）。浮子式止回阀（13）与进排气口（16）之间系用软管联接，主要考虑活塞（7）上下运动，其长度能作相应的伸缩变化。

活塞（7）与容器（1）的内壁间，系用一种上翻状皮碗结构的密封环（6），其作用有二点：一是保证液体不会从活塞（7）与容器（1）的内壁间留有的间隙中溢出;二是在紧急情况下，例如固定阀（8）和浮子式止回阀（13）均关闭，定量给液部分（23）也充满液体，仍使活塞（7）强行向下运动时，作出减压出口，让有一定压力的液体从间隙中冲开密封环（6）溢出，不致损坏设备。设在装置上部的进液口（17）在装置单独使用时作为补充储液进液口使用，在本装置主要作为计量给液使用时，该进液口（17）作为与供液管道或大型容器之间的接口使用。

下面简述本发明的工作过程：首先调节阀门联锁控制手柄（20）使滑动阀（4）处于开启状态，这时固定阀（8）处于关闭状态。液体从储液部分（24）经滑动阀进液口（26），液体通道（30），阀出液口（28）流入下部定量给液部分（23）。这时浮子式止回阀（13）开启，给液部分（23）中的空气经气栅（31）止回阀（13），进排气软管（14）和进排气口（16）排出。当给液部分（23）中充满液体后，止回阀（13）关闭，液体不再流动。然后转动调节手柄（18）使定量给液刻度尺（25）处于需要定量处。这时如向上调节活塞（7）时，工作过程与上所述相同;如向下调节活塞（7）时，给液部分（23）中的液体经阀出液口（28），液体通道（30）和阀进液口（26）流回上部;如压力加大时，液体可经容器（1）和活塞（7）之间的缝隙向上顶开密封环（6）流向上部。当给液部分（23）充满液体后，即可将阀门联锁控制手柄（20）旋转90°，将滑动阀（4）关闭，同时将固定阀（8）开启，液体经阀进液口（26）、液体通道（30）、阀出液口（28）和出液管（10）给出定量液部分（23）中的定容积量液体。

下面结合实施例对本发明作进一步说明。

实施例：

定量给液调节机构如图5中间部分所示。调节杠杆（49）中间与固定容器（1）内壁上的固定调节杠杆座（50）通过销子作活动连接。调节杠杆（49）的下端连着活塞（7），上端由调节手柄（18）连接。操纵调节手柄（18），通过调节杠杆（49）可提升或降下活塞（7），其对应变化的定量给液部分（23）的容积可从定量刻度尺（25）上读出。在活塞（7）与容器（1）的结合处设置密封环（6）。

阀门联锁机构如图5中右边部分所示。在容器（1）的右上方有一圆柱阶梯轴状按键（32），其下端有一斜面与传动杠杆（37）上的斜面对应吻合。按键（32）由弹簧（34）支承。卡环（36）限制按键（32）向上脱出。密封圈（33）则防止按键（32）与容器（1）的结合处液体渗溢。活塞阀门杆（39）置于出液管（10）之中，它与按键（32）固接且能随之在滑槽（35）中上下运动，它的下端与活塞阀芯（45）连接。活塞阀芯（45）中间有一道密封环（46）。传动杠杆（37）的上部与容器（1）通过销子作活动连接。开关杠杆（38）中间与活塞（7）上的开关杠杆座（40）通过销子作活动连接。开关杠杆（38）的下端有一处于常开状态的球塞阀芯（41）。与球塞阀芯（41）相对位置有一半球形状的球阀出口（43），内有一密封环（42）。

进排气机构如图5中右边部分所示，其结构和原理与图1完全一样。

下面简述工作过程：首先推动调节手柄（18）至所需给液量的定量刻度尺（25）的对应刻度处，与调节手柄（18）联接的调节杠杆（49）带动活塞（7）运动至调定位置。这时容器（1）下部定量给液部分（23）的液体容积量是与手柄（18）对应的定量刻度尺（25）上所指示的容积量是一致的。在调节给液量时，按键（32）在弹簧（34）的弹性力顶推下处于最高位置，固接在按键（32）上的活塞阀门杆（39）也推至最高位置，与活塞阀门杆（39）下端连为一体的活塞阀芯（45）将出液口（47）关闭，这时活塞阀芯（45）的下端面与出液口（47）的上端面平齐。液体不能经出液口（47）溢出。同时按键（32）下端的斜面将与其接触的传动杠杆（37）限制在图示位置，按键（32）的上斜面与传动杠杆（37）上的斜面保持接触。由于套在传动杠杆（37）下部套中的开关杠杆（38）的上部能在套中上下活动，当调节活塞（7）运动时开关杠杆（38）的上部就随活塞（7）在传动杠杆（37）的套中上下运动，而不产生横向位移。这时开关杠杆（38）下部的球塞阀芯（41）保持在图示位置，球阀出口（43）是开启的。液体可从储液部分（24）经球阀出口（43）和通道（44）流向定量给液部分（23）。

定量给液部分的空气经气栅（31）、浮子式止回阀（13）、进排气软管（14）和上部进排气口（16）排出。液体充满定量给液部分（23）后流向浮子式止回阀（13）中将浮子（12）浮起，浮子式止回阀关闭，液体不再流动。如定量给液部分（23）已充满液体活塞（7）向下调节时，液体沿通道（44）、球阀出口（43）溢回储液部分（24）。当压力较大时，定量给液部分（23）中的一部分液体可沿容器（1）和活塞（7）之间缝隙向上顶开密封环（6）溢向储液部分（24）中。

调节过程结束后，即可按下按键（32）开始给液过程。在按键（32）按下过程中，其下部与传动杠杆（37）相接触的斜面相互滑动产生的推力将传动杠杆（37）推向左边。当按键按下一半时，两斜面已脱离接触，由按键（32）上的圆柱部分继续顶住传动杠杆（37）斜面的尖端部分，使传动杠杆（37）的下部处于左极边限位置。置于传动杠杆（37）下部套中的开关杠杆（38）的上部被推向左边极限位置。这时开关杠杆（38）下部的球塞阀芯（41）向右摆动压向密封环（42）和球阀出口（43），将球阀出口（43）关闭。为保证活塞（7）在其上下极限位置都能使球阀出口（43）可靠关闭，设计时传动杠杆（37）下部向左摆动的幅度有一余量，即传动杠杆（37）下部未到达极限位置时已推动开关杠杆（38）下部的球塞阀芯（41）将球阀出口（43）关闭。传动杠杆（37）继续摆向极限位置时，开关杠杆（38）由于自身的弹性产生形变，从而保证了结构的安全，其产生的变形反弹力也保证了阀门的可靠关闭。

当按键（32）按下一半时，出液管（10）中的活塞阀芯（45）也被固接在按键（32）上的活塞阀门杆（39）带动向下运动了一半，因活塞阀芯（45）的长度比按键（32）的行程的一半稍长，这时其上端面仍比出液口（47）的上端面稍高，出液口（47）仍处于关闭状态。

继续按下按键（32）时，传动杠杆（37）的斜面尖端因在按键（32）的圆柱面上滑动位置不变，受其控制的开关杠杆（38）和下部的球塞阀芯（41）也都保持其将球阀出口（43）关闭的状态。这时活塞阀芯（45）继续向下运动，其上端面经出液口（47）的上端面运动至与出液口（47）的下端面平齐，这时出液口（47）开启，液体从定量给液部分（23）中经出液口（47）流向出液管（10）中。继续按住按键（32）并将容器向右方倾斜90°，定量给液部分（23）中的液体即可从出液管（10）中给出。将容器（1）放平并松开按键（32），装置恢复原状。

此设计结构简单，造价较低，定量准确与使用者平时操作习惯相同，而且整个装置呈密封状态，干净卫生，可广泛应用于需从一容器内多次少量定量给出液体的场合使用。

Claims (3)

1、一种活塞式液体定容积计量给液装置，其特征在于：在截面不变的容器(1)内设置一活塞(7)，将容器(1)分为定量给液部分(23)和储液部分(24)；由调节杆(3)、调节手柄(18)及螺母(11)或者调节手柄(18)、调节杠杆(49)组成的定量给液调节机构；由滑动阀(4)和固定阀(8)或者球塞阀芯(41)、球阀出口(43)和活塞阀芯(45)组成的阀门联锁机构；由浮子式止回阀(13)、进排气软管(14)及进排气口(16)组成进排气机构。

2、根据权利要求1所述的一种活塞式液体定容积计量给液装置，其特征在于：阀门联锁机构至少有下述两种结构：

A、阀门联锁控制杆（2）上下套接滑动阀芯（5）和固定阀芯（9），且两阀开启位置在同一轴心线上相隔90°;

B、按键（32）下端斜面与传动杆（37）的斜面对应吻合，开关杠杆（38）上端套在传动杆（37）内;下端有一球塞阀芯（41）;与按键（32）固接的活塞阀门杆[39]的下端有活塞阀芯（45）。

3、根据权利要求1所述的一种活塞式液体定容积计量给液装置，其特征在于浮子式止回阀（13）中的浮子（12）为火炬状，下部为一圆柱体，上部为球体与圆锥体的结合体，在结合处套有柔性环（29）;浮子式止回阀（13）的下部为法兰状，上面有气栅（31）。

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