CN1119720A - 液体分配装置 - Google Patents
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Abstract
一种分配液体冷冻剂的液体分配器包括罐(10)和一阀/致动器装置(16,18),该阀置于罐内并可操作以塞住或打开一出口孔(14),该致动器(18)全部置于罐的外侧但可产生罐内磁力,用以移动阀上的磁铁或磁铁部分(24,26),以使阀在打开和关闭位置之间移动。
Description
本发明涉及分配液滴的装置,特别是,但不只是,涉及分配所选量的或适量的例如液态氮的低温液体液滴的装置。
液化气体一般是大量地用于工业,因此可用惯常方法计量。然而,有的时候,可能只需要输送少量的,例如达几毫升的液化气体。此种需要当瓶装饮料时可能产生。常常希望每一瓶的颈部能盛有主要是含有对饮料的质量没有坏作用的诸如氮气的气体。另外,即使氮气不是为此原因所需的,也已发现,在盛有饮料的封闭的塑料瓶中,由于温度下降的结果,可在其颈部产生局部真空,该局部真空可使瓶壁向内收缩,因此在安装瓶塞之前用少量的氮气(或其它合用气体)填充颈部空间将可防止产生此类局部真空。
以前的解决输送或分配液态氮(或其它液化气体)滴问题的尝试包括在GB2092552中所述的那种,其中,隔热的液态氮箱在其内底面上设有阀并在其外部上表面设有致动器。该致动器经一长杆与阀相连,使得在工作中每当杆上下移动时便可致动阀。该装置虽然提供了分配液滴的足够好的方法但也的确遇到了与采用细长杆连结器有关的问题。杆的质量必须尽可能地轻,以使其惯性最小,以便于高速工作。可惜的是有个极限,超过它就不可能减小杆的直径(因而其质量)而又不对杆的强度产生有害的影响。另外,杆的质量越重,阀的磨损率越高,因而泄漏的潜在可能性越大。因此,这种装置不适于在较高频率下使用。
在GB2251296中介绍了另一种装置,其中,隔热罐设有阀和致动器装置,且其两者全部位于罐内。该阀包括一个锥形件,该锥形件由一弹簧向下偏压并连于一块永久磁铁,而永久磁铁置于构成致动器一部分的一个线圈中。根据直流电加于线圈的方向,该锥形件可被向上或向下驱动。该装置虽然克服了与布于低温罐外部的致动器有关的问题,但不易维护,因为只是维修致动器就得排空液罐,整个阀/致动器总成也得拆开。当将电线穿过隔热容器的壁而布置时也会产生其它问题。
本发明的一个目的是提供一种液体分配装置,其可减少并且可能消除与上述两种分配有关的问题。
因此,发明提供一种分配低温液体滴的分配器,它包括:一个盛装低温液体的罐,该罐有允许液体冷冻剂从该罐排出的出口孔;一个与该出口孔联系的阀,该阀在使用时可工作,以允许或抑制来自该罐的低温液体流;一个致动器,该致动器在使用时可工作,以使该阀打开和关闭,其特征在于:该致动器包括一个全部置于或主要置于该罐外侧的磁性装置,用于产生可使该阀在打开和关闭位置之间移动的罐内磁力。
有利的是,该致动器包括一个电磁铁,该电磁铁有带有近端和远端的铁心和绕该铁心放置的线圈,该铁心的近端伸入该罐的基板部份,该线圈布置得在工作时可接纳电流,用以产生在该罐内的该磁场。
在一个实施例中该铁心在与该基板的内表面齐平处终止或超过该内表面而终止。
或者该铁心未到达该基板的内表面即终止,并且基板的一部份盖住了该铁心的近端,借此保护该铁心不受罐内物品的影响。
在一种布置时,该致动器包括两个铁心部份,每一铁心部份在其远端经一桥接件连至另一铁心部份,并设有绕每一铁心部份的线圈部分。
最好是,当采用只有一个铁心的致动器时,该阀包括与磁性装置产生的磁场的极性相反极性的磁铁。
最好是,当采用含有两个铁心部份的致动器时,绕该铁心部份的线圈缠绕得可在每一近端产生不同极性的磁场,并且该阀包括一个磁铁部份,该磁铁部份在工作时形成极间桥接件,借此完成一个磁回路。
有利的是,该分配器包括一个弹簧,用于使该阀朝向或离开该关闭位置偏压。
方便的是,该阀包括一个带有圆头的杆,用于与该出口孔的一个锥形部份啮合,借此,当该阀处于该关闭位置时塞住该出口。
该分配器可包括一个导向装置,用于在其打开和关闭位置间引导该阀。
现参照附图以举例方式更详细地介绍本发明。
图1是合并有本发明的分配器的低温液体罐的剖视图,为清楚起见其部份特征已删去;
图2是沿图1的箭头A方向所取的本发明的分配器的详图;
图3是沿图2的箭头B方向所取的本发明的分配器的详图;
图4和图5示出图1所示的分配器的另外形式;
图6为装有类似于图1-4所示的装置的一部份瓶装或罐装线的简图。
现请参阅各图特别是图1,低温罐10包括底部12,底部12有允许液体冷冻剂从罐10排出的出口孔14。与该出口孔配合并在使用时可操作以允许或抑制低温液体从罐10流出的阀16紧置于底部12的上方。阀16包括由例如铝制成的轻质(约1.5克)杆16a,并有与孔14的锥面14a啮合的圆端16b。诸如电磁装置18的磁性装置全部置于罐10之外但可在罐10内产生磁力,从而可使该阀16在开和闭位置间移动。
致动器(电磁装置)18可以包括任何一种的一系列已知磁场发生器,但最方便的还是类似于图1-5所示的那种包括一个或多个线圈和铁心的装置。假如采用单线圈装置,(图4最清楚),那么铁心20和线圈22应配有设于阀上的磁铁24,以便在工作时,靠近磁铁24的铁心端20a的极性可以沿要求的方向驱动阀使阀打开或关闭。在单铁心20置于阀下方的实施例中,布置极性使得每当线圈激磁时阀16可被向下吸引,从而塞住孔14的出口。当然在电磁致动器领域内还有许多读者所了解的其它替换装置。
双铁心装置(图1,3和5最清楚)包括两个铁心20,其每个邻近端20a布置得靠近到阀部份,足以能使在那里产生的磁场可作用于阀16的磁铁部分26。杆20的远端20b经一磁环21连接起来,而磁环21有一孔21a,在工作时,液体冷冻剂滴可通过该孔。方便的作法是,两个线图22,28可以反向缠绕,以便在其近端产生不同的极性。在这类装置中,磁铁部份26不必有其自己的磁而可只包括钢部份。磁铁部份26只将铁心端20a之间的间隙G桥接,以便每当线圈激磁时完成磁回路。弹簧30和导向装置32(图2最清楚)设置得可使阀向敞开的位置偏压并在工作时引导阀。方便的作法是,导向装置32和弹簧30安装在支架34上,支架34包括一对立柱36,而立柱36有其上装有弹簧的导向装置32和固定点38。销40用于限制阀行程。
图1和图3-5示出了各种铁心近端位置。在图1中,近端20a布置得伸入并穿过基板12,因此,它们恰在罐10内终止,而在工作时被低温液体包围。这种装置的优点是,可以保证阀的磁铁或磁铁部份24,26保持离开罐的底部,借此,阀的工作不会因可能聚集在罐10底部的任何颗粒物质的存在而大打折扣。或者,我们可以采用示于图3和4的布置,其中,近端20a与基板12的内表面12a的齐平。近端20a未到达基板12的内表面12a而终止并受到基板材料的一薄层50保护的示于图5的布置,当希望保护铁心20不受盛于罐内的液体的侵蚀时可采用之。该装置又增加了优点,即避免了与将铁心密封于基板从而防止液体泄漏的有关问题。在图5的装置中,基板可选自一系列合用的非磁性材料,而层50的厚度T要选择得可保证有足够的磁力从其穿过。不锈钢适于用作示于图1-图5的任一基板12,这种钢一般是非磁性的。
将直流电供给线圈22,28,以便在铁心20的近端附近产生磁场,从而使分配器工作。磁场吸引(在适当的装置中为排斥)阀16的磁铁24或磁铁部份26,从而将杆的圆端吸向关闭位置,以便阻塞出口孔14的锥形部分14a。当电流一被切断,弹簧30将杆16拉回,让液体冷冻剂通过孔14。只要接通和切断电流,就可以开始控制该阀,从而允许或抑制冷冻液自罐的流动。开关的频率越快,每分钟冷冻液滴的数量越多。以每分钟1000多个循环以及每分钟可能达到1800个循环的工作是可行的。很明显,我们也可用交流电,以便电磁地将阀在开和闭位置之间驱动。在这样的装置中,我们只需改变电流的频率,以控制阀工作的速度。
现简单看一下图6,由图可见,罐10置于瓶装或罐装线60的上方,使得在工作时,分配的冷冻液滴62(例如氮)可直接配入置于其下方的瓶或罐64的孔63中。按照需要及当需要时,光的或机械的传感器66其可检测瓶或罐的存在,并将信号发送至控制板68,控制板68起动致动器18的工作。提供有大量的液体冷冻剂70源,以保证罐10中有足够的液面高度。
可以理解,本发明有许多优于现有技术分配器的优点。首先,通过将致动机构18整个置于罐10的外部,因而可不必将电线布于罐的内部,从而消除了与该布线相关的密封问题;另外,致动器不暴露于罐内有时是有害的环境中。维护也是简单的,因为致动器的维修甚至于更换均无需首先排空罐10也无需干扰有点精密的阀总成。通过将致动器直接布于阀附近,则可以免去使用如GB2092552所描述的长致动器杆总成及消除与其有关的问题。杆的较轻质量及较小惯性适于高速工作。
Claims (11)
1.一种分配低温液体滴的分配器,它包括:一个盛装低温液体的罐,该罐有允许液体冷冻剂从该罐排出的出口孔;一个与该出口孔联系的阀,该阀在使用时可工作,以允许或抑制来自该罐的低温液体流;一个致动器,该致动器在使用时可工作,以使该阀打开和关闭,其特征在于:该致动器包括一个全部置于或主要置于该罐外侧的磁性装置,用于产生可使该阀在打开和关闭位置之间移动的罐内磁力。
2.如权利要求1所述的分配器,其特征在于,其中,该致动器包括一个电磁铁,该电磁铁有带有近端和运端的铁心和绕该铁心放置的线圈,该铁心的近端伸入该罐的基板部份,该线圈布置得在工作时可接纳电流,用以产生在该罐内的该磁场。
3.如权利要求1或2所述的分配器,其特征在于:其中,该铁心在与该基板的内表面齐平处终止或超过该内表面而终止。
4.如权利要求2所述的分配器,其特征在于:其中,该铁心未到达该基板的内表面即终止,并且其中,基板的一部份盖住了该铁心的近端,借此保护该铁心不受罐内物品的影响。
5.如前述任一项权利要求所述的分配器,其特征在于:其中,该致动器包括两个铁心部份,每一铁心部份在其远端经一桥接件连至另一铁心部份,并设有绕每一铁心部份的线圈部分。
6.如权利要求1-4中任一项所述的分配器,其特征在于,该阀包括与由磁性装置产生的磁场的极性相反极性的磁铁。
7.如权利要求5所述的分配器,其特征在于:其中,绕该铁心部份的线圈缠绕得可在每一近端产生不同极性的磁场,并且该阀包括一个磁铁部份,该磁铁部份在工作时形成极间桥接件,借此完成一个磁回路。
8.如前述任一项权利要求所述的分配器,其特征在于:它包括一个弹簧,用于使该阀朝向或离开该关闭位置偏压。
9.如前述任一项权利要求所述的分配器,其特征在于:其中,该阀包括一个带有圆头的杆,用于与该出口孔的一个锥形部份啮合,借此,当该阀处于关闭位置时塞住该出口。
10.如前述任一项权利要求所述的分配器,其特征在于:它包括一个导向装置,用于在其打开和关闭位置间引导该阀。
11.如附图1-6所展示的及参照其前已基本描述的分配器。
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C01 | Deemed withdrawal of patent application (patent law 1993) | ||
WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |