CN112877761A - 液体定量添加装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及精准定量控制技术领域，尤其是涉及一种液体定量添加装置，包括存液盒、溢流组件、液位传感器、出液管和出液控制阀，存液盒具有存液腔、进液口和出液口，进液口位于出液口的上方；溢流组件包括安装件和溢流件，安装件安装于存液腔内，溢流件安装于安装件，溢流件具有溢流槽，或者，溢流件与安装件共同围成溢流槽，溢流槽位于进液口和出液口之间。本发明提供了一种液体定量添加装置，采用在进液口和出液口之间设置溢流槽，液体在重力作用下依次经过进液口、溢流槽和出液口，溢流槽能够对流通的液体进行泄压，防止液体飞溅，提高液位传感器的检测精度，从而解决了现有的电镀药液添加装置存在的药液添加量误差太大的技术问题。

Description

液体定量添加装置

技术领域

本发明涉及精准定量控制技术领域，尤其是涉及一种液体定量添加装置。

背景技术

随着使用者对电子设备的可靠性要求越来越高，生产企业对电路板的制作工艺的要求也越来越高，特别是涉及精准定量控制方面的要求越来越高。其中，在电路板的制作过程中，涉及精准定量控制方面包括药液的定量添加，尤其是电镀工序，需要定时定量地添加药液来保证电路板的正常加工，添加量误差太大会严重影响电路板加工的品质。

现有的电镀药液添加装置中，中央供药系统采用重力引流，重力高度落差为18米至24米，导致中央供药系统的药液流经电磁阀时压力过高，进而在添加时药液容易溅起，液位传感器测量液位不准确，加药量误差太大，无法做到精准定量添加的要求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种液体定量添加装置，旨在解决现有的电镀药液添加装置存在药液添加量误差太大的技术问题。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种液体定量添加装置，包括：

存液盒，具有存液腔、分别与所述存液腔连通的进液口和出液口，所述进液口位于所述出液口的上方；

溢流组件，包括安装件和溢流件，所述安装件安装于所述存液腔内，所述溢流件安装于所述安装件，所述溢流件具有溢流槽，或者，所述溢流件与所述安装件共同围成溢流槽，所述溢流槽位于所述进液口和所述出液口之间，以使液体依次经过所述进液口、所述溢流槽和所述出液口；

液位传感器，安装于所述存液盒，用于检测所述存液腔内的液位；

出液管，安装于所述出液口内；以及

出液控制阀，安装于所述出液管，以控制所述出液管的通断。

在其中一个实施例中，所述安装件具有用于液体流动的通道，所述溢流组件包括两个以上所述溢流件，两个所述溢流件沿液体流动方向依次设置于所述通道内，以使液体依次经过两个以上所述溢流槽。

在其中一个实施例中，所述溢流件包括底板和挡板，所述底板的侧边由第一侧边和第二侧边组成，所述第一侧边与所述通道的内壁连接，所述第二侧边与所述通道的内壁之间形成流通区域，所述挡板连接于所述第二侧边。

在其中一个实施例中，两个以上所述溢流件自上而下依次分布，所述流通区域的下方正对下一个所述溢流件。

在其中一个实施例中，在同一个所述溢流件中，所述底板的面积与所述流通区域的面积之比在3:1～6：1之间。

在其中一个实施例中，在同一个所述溢流件中，所述底板的面积与所述挡板的面积之比在6:1～10：1之间。

在其中一个实施例中，相邻两个所述溢流件的间隔与所述挡板的高度之比在3：1～5：1之间。

在其中一个实施例中，所述溢流件的数量在5个～14个之间。

在其中一个实施例中，所述安装件的顶部密封连接于所述进液口的周侧，所述安装件的中部形成所述通道，所述安装件的底部连接于所述存液腔的内底壁，所述安装件的底部具有缺口。

在其中一个实施例中，所述安装件的底部具有两个所述缺口，两个所述缺口分别位于所述安装件的相对两侧，两个以上所述溢流件交错地安装于所述安装件的另外相对两侧。

在其中一个实施例中，所述液体定量添加装置还包括进液管和进液控制阀，所述进液管安装于所述进液口内，所述进液控制阀安装于所述进液管，以控制所述进液管的通断。

在其中一个实施例中，所述液位传感器包括用于检测液位是否达到第一液位的第一液位传感器和用于检测液位是否达到第二液位的第二液位传感器。

在其中一个实施例中，所述安装件可拆卸地安装于所述存液腔内。

在其中一个实施例中，所述存液盒包括盖板和盒体，所述盒体上方敞口，所述盖板可拆卸地安装于所述敞口处。

在其中一个实施例中，所述存液盒为耐酸碱塑料盒或耐酸碱不锈钢盒。

在其中一个实施例中，所述溢流组件为耐酸碱塑料组件或耐酸碱不锈钢组件。

本发明的有益效果：本发明提供了一种液体定量添加装置，采用在进液口和出液口之间设置溢流槽，液体在重力作用下依次经过进液口、溢流槽和出液口，溢流槽能够对流通的液体进行泄压，防止液体飞溅，提高液位传感器的检测精度，实现液体定量添加，从而解决了现有的电镀药液添加装置存在药液添加量误差太大的技术问题。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的液体定量添加装置的外部结构示意图；

图2为图1中沿A-A线的剖视图；

图3为图1中沿B-B线的剖视图；

图4为图3中的A处放大图；

图5为图3中沿C-C线的剖视图；

图6为图5的B处放大图；

图7为图2的俯视图；

图8为图3中的溢流组件的结构示意图。

其中，图中各附图标记：

100—存液盒，101—存液腔，102—进液口，103—出液口，110—盖板，120—盒体，121—卡槽；

200—溢流组件，201—溢流槽，202—流通区域，210—安装件，211—通道，212—缺口，220—溢流件，221—底板，222—挡板，223—第一侧边，224—第二侧边；

300—液位传感器，310—第一液位传感器，320—第二液位传感器；

410—出液管，420—进液管；

510—出液控制阀，520—进液控制阀。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

请参考图1、图3和图8，一种液体定量添加装置，包括存液盒100、溢流组件200、液位传感器300、出液管410和出液控制阀510，存液盒100具有存液腔101、进液口102和出液口103。进液口102与存液腔101连通，以将外部液体输入存液腔101内。出液口103与存液腔101连通，以将存液腔101内的液体向外输出。进液口102位于出液口103的上方，从而液体在重力作用下自动地从进液口102流向出液口103。溢流组件200包括安装件210和溢流件220，安装件210安装于存液腔101内，溢流件220安装于安装件210，溢流件220具有溢流槽201，或者，溢流件220与安装件210共同围成溢流槽201，溢流槽201位于进液口102和出液口103之间，以使液体依次经过进液口102、溢流槽201和出液口103。液位传感器300安装于存液盒100，用于检测存液腔101内的液位。出液管410安装于出液口103内。出液控制阀510安装于出液管410，以控制出液管410的通断。

其中，液体自进液口102从高处掉落到溢流槽201内，压力高，产生飞溅多。但是高压力的液体充满溢流槽201后，从溢流件220的顶部漫出，形成溢流，液体的压力大大降低，不容易产生飞溅。

本发明提供了一种液体定量添加装置，采用在进液口102和出液口103之间设置溢流槽201，液体在重力作用下依次经过进液口102、溢流槽201和出液口103，溢流槽201能够对流通的液体进行泄压，防止液体飞溅，使得存液腔101内的液位平稳上升，提高液位传感器300的检测精度，实现液体定量添加，从而解决了现有的电镀药液添加装置存在药液添加量误差太大的技术问题。

本发明提供的液体定量添加装置可用于多种应用场景，比如，应用于电路板生产制造场景中，该液体定量添加装置放置于中央供药系统管道和电镀缓冲槽之间，中央供药系统管道采用重力引流，重力高度落差在18米至24米之间，提供的液体压力高。中央供药系统管道经进液口102向液体定量添加装置提供高压力的电镀药液，液体定量添加装置通过溢流组件200降低电镀药液的压力，从而存液腔101内的液位平稳上升，产生飞溅少、甚至不产生飞溅，提高液位传感器300的检测精度。当液位传感器300准确检测到存液腔101内的液位达到预设液位后，中央供药系统管道停止供液，此时存液腔101内的液体达到预设容量，出液控制阀510打开出液管410，液体定量添加装置通过出液管410向电镀缓冲槽提供定量的电镀药液，实现电镀药液精准定量自动添加。

在其中一个实施例中，请参考图3，安装件210具有用于液体流动的通道211，溢流组件200包括两个以上溢流件220，两个溢流件220沿液体流动方向依次设置于通道211内，以使液体依次经过两个以上溢流槽201。液体自进液口102直接进入通道211，并经通道211流向存液腔101及出液口103。液体在通道211内依次经过两个以上溢流件220，从而实现多级泄压，大大地降低了液体的压力，避免液体飞溅，提高液位传感器300的检测精度，实现液体的精确定量自动添加。

其中，通道211的四周封闭、上下开口。

可选地，通道211为直线形通道、折线形通道或曲线形通道。

请参考图3，本实施例中，通道211为直线形通道，易于制造及安装，成本低，经济效益好。

可选地，溢流件220的数量在5个～14个之间。

根据伯努利方程，由于液体在多级溢流件220中流动，其重力势能和动能为克服流动阻力而损失，压力降低。当级数小于5级时，液位虽然较稳定，但仍有一定的波动，导致液位传感器300检测不够精准，不能较好地满足电路板生产制造中的电镀药水精准定量添加要求。当级数大于14级时，液体流动的阻力太大，导致添加时间过长，生产效率下降。因此，溢流件220的数量限定为5个～14个，既能够较好地满足精准定量添加液体要求，又能够不影响生产效率，且耗材少，经济性好。

进一步地，请参考图5，在本实施例中，溢流件220的数量为6个。当然，可以理解，在其他实施例中，溢流件220的数量为5个、7个或14个。

其中，图3和图4显示两个以上溢流件220交错地分布于通道211内。

可以理解，在其他实施例中，两个以上溢流件220可以按照其他方式进行分布，只需保证液体能够依次经过各个溢流槽201即可。比如，两个以上溢流件220可以呈楼梯式分布，液体自上而下地沿一个又一个溢流件220逐级泄压，类似沿楼梯台阶一级一级下降。

在其中一个实施例中，请参考图8，溢流件220包括底板221和挡板222，底板221的侧边由第一侧边223和第二侧边224组成，第一侧边223与通道211的内壁连接，第二侧边224与通道211的内壁之间形成流通区域202，挡板222连接于第二侧边224。通道211的内壁、底板221和挡板222共同围成溢流槽201，液体充满溢流槽201后从挡板222的顶部漫出，并经过流通区域202流向下一个溢流槽201，或者流向通道211的出口。

其中，请参考图8，在一些实施例中，溢流槽201由通道211的内壁、底板221和挡板222共同围成，流向溢流槽201的液体受到通道211四周封闭的内壁限制，只能从挡板222的顶部溢出。图8显示底板221为矩形板，矩形板的三侧为第一侧边223，溢流槽201的三侧封闭，只能从第二侧边224的挡板222溢流，并经流通区域202流向下一个溢流槽201，或者流向通道211的出口。

可以理解，在其他实施例中，底板221的形状不局限为矩形，可以为圆形、菱形、三角形、或不规则形状。比如，当底板221为圆形板时，圆形板的侧边由第一弧边和第二弧边组成，第一弧边为第一侧边223，第二弧边为第二侧边224，则溢流槽201内的液体只能从第二弧边处的挡板222溢流出来。

可以理解，虽然图8中显示的溢流槽201为溢流件220与安装件210共同围成，但在其他实施例中，溢流件220可以为具有溢流槽201的槽体，同样能够对液体起到溢流泄压的作用。

在其中一个实施例中，请参考图3至图5，两个以上溢流件220自上而下依次分布，流通区域202的下方正对下一个溢流件220的底板221，从而液体自上一个溢流槽201溢流后，经过上一级流通区域202，自然掉落到位于正下方的溢流件220。如此，液体必然依次经过多个溢流件220，达到多次泄压的作用。

图4中的虚线及箭头表示液体的流动方向，液体呈“之”字形流动。

具体地，请参考图3和图4，在同一个溢流件220中，底板221的面积与流通区域202的面积之比在3:1～6：1之间。该底板221面积与流通区域202面积的比值关系，确保溢流槽201具有足够的面积承接液体，以及相应地具有足够的体积，能够让液体在溢流槽201中得到足够的缓冲泄压，再流向下一个溢流槽201或流向通道211的出口，同时，该比值关系确保流通区域202的面积不能过小，防止液体流动不顺，影响进液效率。

当底板221为矩形板时，则底板221的面积与流通区域202的面积之比等同于底板221的长度a与流通区域202的长度b长度之比，即图4中显示的a：b的比值在3:1～6：1之间。

特别地，a：b的比值为5:1。

具体地，请参考图3和图4，在同一个溢流件220中，底板221的面积与挡板222的面积之比在6:1～10：1之间。该比值关系确保溢流槽201具有足够的面积承接液体，并相应地体积较大，能够让液体在溢流槽201中得到足够的缓冲泄压，再流向下一个溢流槽201或流向通道211的出口。在底板221面积一定的情况下，该比值关系限定了挡板222的高度，使得挡板222的高度不能过低，避免液体来不及泄压就溢流进入下一个溢流槽201中，同时挡板222的高度也不能过高，防止液体流动不顺，影响进液效率。

当底板221为矩形板时，则底板221的面积与挡板222的面积之比等同于底板221的长度a与挡板222的高度c之比。图4中显示的a：c的比值在6:1～10：1之间。

特别地，a：c的比值为7:1

具体地，请参考图3和图4，相邻两个溢流件220的间隔(见图4中d)与挡板222的高度(见图4中c)之比在3：1～5：1之间。该比值关系限定了挡板222的高度和相邻两个溢流件220的间隔的配合比例，使得挡板222的高度不能过低，避免溢流件220之间过于密集，避免液体流动不顺而导致进液效率低，同时挡板222的高度也不能过高，防止液体在相邻溢流件220之间流动具有较大的重力势能不利于泄压。

在其中一个实施例中，请参考图3和图5，溢流组件200与出液口103错开设置。安装件210的顶部密封连接于进液口102的周侧，安装件210的中部形成通道211，安装件210的底部连接于存液腔101的内底壁，安装件210的底部具有缺口212。

如此，液体必然经过通道211以及依次经过通道211内的两个以上溢流槽201，然后才通过缺口212流向存液腔101，并且液体在存液腔101内平稳上升，直至液位传感器300检测到液位达到预设高度，则出液控制器510打开出液管410，定量的液体从存液腔101，经过出液口103和出液管410流出，实现精确控制液体的流动方向，对液体进行有效泄压。

具体地，请参考图3和图5，安装件210的底部具有两个缺口212，两个缺口212分别位于安装件210的相对两侧，两个以上溢流件220交错地安装于安装件210的另外相对两侧。

如此，溢流件220的溢流方向和缺口212的设置位置位于通道211的不同方向。液体经最后一个溢流槽201溢流后，还需转向才能从位于另外一侧的缺口212流出通道211，增加了液体的流通阻力，有效降低液体压力。

在其中一个实施例中，请参考图1和图3，液体定量添加装置还包括进液管420和进液控制阀520，进液管420安装于进液口102，进液控制阀520安装于进液管420，以控制进液管420的通断。当液位传感器300检测到液位达到预设值后，进液控制阀520关闭进液管420。

其中，进液控制阀520可选地进液电磁阀。

在其中一个实施例中，出液控制阀510可选地出液电磁阀

在其中一个实施例中，请参考图2和图7，液位传感器300包括用于检测液位是否达到第一液位的第一液位传感器310和用于检测液位是否达到第二液位的第二液位传感器320。第一液位和第二液位不同。其中，第一液位为低液位，第二液位为高液位。根据所需液体的定量值不同，采用不同的液位传感器300来检测液位是否达到预设的液位值，满足不同容量的液位添加需求。

可选地，液位传感器300为电接点式的液位传感器，利用水和空气的导电性能的不同来检测液体是否到达预设液位值。

在其中一个实施例中，请参考图5和图6，安装件210可拆卸地安装于存液腔101内，以便于安装件210的更换。

其中，存液盒100的底部具有卡槽121，安装件210的底部卡接于该卡槽121内，从而安装件210可拆卸地卡接于存液腔101内。可以理解，在其他实施例中，安装件210还可以采用螺钉连接、卡扣连接或粘接实现可拆卸地连接于存液腔101内。

在其中一个实施例中，请参考图2和图3，存液盒100包括盖板110和盒体120，盒体120上方敞口，盖板110可拆卸地安装于敞口处。盖板110用于固定或保护其他结构。盖板110便于拆卸，能够方便工作人员对存液腔101内的结构进行维护和安装。

其中，盖板110具有进液口102。

此外，盖板110还具有用于安装液位传感器300的安装孔。

在其中一个实施例中，存液盒100为耐酸碱塑料盒或耐酸碱不锈钢盒。其中，耐酸碱塑料盒可选为高分子聚乙烯塑料盒或聚丙烯塑料盒。

在其中一个实施例中，溢流组件200为耐酸碱塑料组件或耐酸碱不锈钢组件。其中，耐酸碱塑料组件可选为高分子聚乙烯塑料组件或聚丙烯塑料组件。

在其中一个实施例中，出液口103位于存液盒100的底部或者位于存液盒100的侧部。其中，图2显示出液口103位于存液盒100的底部，可以理解，在其他实施例中，出液口103位于存液盒100的侧部，由于出液口103低于进液口102，液体受重力作用仍能够自动流动。此时，液位传感器300根据所需液体的容量值，再加上位于出液口103下方的无法流出的液体的容量值，得到预设液位值的具体位置。

本发明提供的液体定量添加装置，应用于电路板生产制造场景中，当控制系统将要求添加的药液容量数据指令发送给进液电磁阀时，进液电磁阀开启，药液开始从中央供药系统管道流经进液电磁阀进入进液管420，药液流入通道211内，并逐级地从多个溢流槽201自上而下地溢流，药液压力逐渐减小，当药液离开溢流组件200时，压力降至最低，存液盒100内的液位开始平稳上升，药液的液位到达预设液位时，液位传感器300将数据反馈给控制系统，控制系统立即发送指令给进液电磁阀使之关闭，停止进液，同时指示出液电磁阀开启，药液从存液盒100流入电镀缓冲槽，完成一次电镀药液的精准定量自动添加。

如此，本发明提供的液体定量添加装置通过设置多个溢流槽201，药液进来时从多个溢流槽201的上方往下流，流到最低处时压力可以降至最低，药液的液位平稳增加，液位传感器300可以准确地测量液位，有效解决了因为药液压力过大而造成药液的液位不能平稳地增加，导致液位传感器300检测不准确，使得药液添加量误差过大的问题，实现了药液的精准定量自动添加，保证了电路板加工的品质。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种液体定量添加装置，其特征在于：包括：

存液盒，具有存液腔、分别与所述存液腔连通的进液口和出液口，所述进液口位于所述出液口的上方；

溢流组件，包括安装件和溢流件，所述安装件安装于所述存液腔内，所述溢流件安装于所述安装件，所述溢流件具有溢流槽，或者，所述溢流件与所述安装件共同围成溢流槽，所述溢流槽位于所述进液口和所述出液口之间，以使液体依次经过所述进液口、所述溢流槽和所述出液口；

液位传感器，安装于所述存液盒，用于检测所述存液腔内的液位；

出液管，安装于所述出液口内；以及

出液控制阀，安装于所述出液管，以控制所述出液管的通断。

2.根据权利要求1所述的液体定量添加装置，其特征在于：所述安装件具有用于液体流动的通道，所述溢流组件包括两个以上所述溢流件，两个所述溢流件沿液体流动方向依次设置于所述通道内，以使液体依次经过两个以上所述溢流槽。

3.根据权利要求2所述的液体定量添加装置，其特征在于：所述溢流件包括底板和挡板，所述底板的侧边由第一侧边和第二侧边组成，所述第一侧边与所述通道的内壁连接，所述第二侧边与所述通道的内壁之间形成流通区域，所述挡板连接于所述第二侧边。

4.根据权利要求3所述的液体定量添加装置，其特征在于：两个以上所述溢流件自上而下依次分布，所述流通区域的下方正对下一个所述溢流件。

5.根据权利要求3所述的液体定量添加装置，其特征在于：所述溢流件满足以下情况中的至少一种：

在同一个所述溢流件中，所述底板的面积与所述流通区域的面积之比在3:1～6：1之间；

在同一个所述溢流件中，所述底板的面积与所述挡板的面积之比在6:1～10：1之间；以及

相邻两个所述溢流件的间隔与所述挡板的高度之比在3：1～5：1之间。

6.根据权利要求2所述的液体定量添加装置，其特征在于：所述溢流件的数量在5个～14个之间。

7.根据权利要求2所述的液体定量添加装置，其特征在于：所述安装件的顶部密封连接于所述进液口的周侧，所述安装件的中部形成所述通道，所述安装件的底部连接于所述存液腔的内底壁，所述安装件的底部具有缺口。

8.根据权利要求7所述的液体定量添加装置，其特征在于：所述安装件的底部具有两个所述缺口，两个所述缺口分别位于所述安装件的相对两侧，两个以上所述溢流件交错地安装于所述安装件的另外相对两侧。

9.根据权利要求1所述的液体定量添加装置，其特征在于：所述液体定量添加装置还包括进液管和进液控制阀，所述进液管安装于所述进液口内，所述进液控制阀安装于所述进液管，以控制所述进液管的通断。

10.根据权利要求1至9任一项所述的液体定量添加装置，其特征在于：还包括以下情况中的至少一种：

所述液位传感器包括用于检测液位是否达到第一液位的第一液位传感器和用于检测液位是否达到第二液位的第二液位传感器；

所述安装件可拆卸地安装于所述存液腔内；

所述存液盒包括盖板和盒体，所述盒体上方敞口，所述盖板可拆卸地安装于所述敞口处；

所述存液盒为耐酸碱塑料盒或耐酸碱不锈钢盒；以及

所述溢流组件为耐酸碱塑料组件或耐酸碱不锈钢组件。

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