CN113864146A - 液体供应系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种液体供应系统，其包括：抽吸枪(6)，其被配置成插入到液体容器(14)中；以及至少一个液位传感器(10、12)，其被固定在所述抽吸枪(6)上，并被配置成检测液体容器(14)内部的液体液位(22)，所述液体供应系统具有控制装置(4)，所述控制装置连接到所述液位传感器(10、12)，并被配置成确定由所述至少一个液位传感器(10、12)检测到的液体液位(22)的变化率，并且所述控制装置被配置成如果所述变化率达到或超过预定阈值时，则检测到枪移除，且本发明涉及一种用于检测抽吸枪(6)从液体容器(14)移除的方法。

Description

液体供应系统
相关申请
本发明涉及一种液体供应系统，以及一种允许检测抽吸枪从液体容器移除的方法。
技术领域
通常需要向工业过程或设施供应像化学品那样的液体。通常在液体容器中，特别是在能更换的或一次性液体容器中提供或供应液体或化学品。已知的是，将抽吸枪插入容器的开口中，以允许例如通过使用泵、特别是计量泵将液体从容器中抽吸出。
出于多种原因，可能需要检测抽吸枪是否从容器移除，例如用于停止计量泵或停止供应相应的液体或化学品到其中的过程，以避免如果相应的液体未被供应到该过程时发生功能失常。此外，也可以旨在避免抽吸枪的移除，以防止容器被重新填充，因为通过重新填充而存在向容器中填充错误液体或不同品质液体的风险。因此在一些应用中，希望仅使用原始密封的原始容器。
发明内容
鉴于此，本发明的目的是提供一种液体供应系统和一种允许以简单的方式检测抽吸枪从液体容器移除的方法。
该目的通过具有根据本发明限定的特征的液体供应系统和具有根据本发明限定的特征的方法来实现。优选实施例在以下描述和附图中公开。
根据本发明的液体供应系统包括抽吸枪，所述抽吸枪被配置成插入到液体容器中。所述液体容器可以具有开口，该开口具有适于将所述抽吸枪插入的尺寸。因此优选地，开口具有与插入所述抽吸枪所需的尺寸相同的尺寸。所述抽吸枪可以包括封闭元件，如果所述抽吸枪被插入到所述容器中，则所述封闭元件完全地封闭开口，以避免容器内部的液体受到污染。在所述枪上固定有至少一个液位传感器，用于检测液体容器内部的液体液位。特别地，所述至少一个液位传感器可以是用于检测容器内部的最低液位或者容器完全排空的液位传感器。该液位传感器被固定地附接至抽吸枪，使得该液位传感器与抽吸枪一起插入到液体容器中。抽吸枪的长度适用于容器的高度，使得抽吸枪的具有抽吸开口的自由端被定位成靠近容器的底部。抽吸枪可以具有连接器件或固定器件，其被设置为将抽吸枪连接在限定的位置处，特别是在液体容器内部的限定的竖直位置处。通过这种方式，液位传感器也被定位在液体容器内部。优选地，液位传感器被布置在预定高度处。连接器件可以由围绕容器开口的螺纹形成。抽吸枪可以具有带对应螺纹的封闭元件，使得封闭元件可以被拧到围绕容器开口的螺纹上，从而封闭开口并且由此将抽吸枪固定在液体容器内部。
所述至少一个液位传感器被连接至控制装置，使得控制装置从液位传感器接收输出信号，该输出信号表示容器内部的液体液位(即液体液位的竖直位置)。控制装置被设计或被配置用于确定由所述至少一个液位传感器检测到的液体液位的变化率。这意味着控制装置检测由液位传感器检测到的液体液位的变化速度，即，液体液位的竖直高度的变化速度。此外，控制装置被配置成，使得其可以基于所确定的液体液位的变化率来检测可移除的枪。特别地，所述控制装置被配置成，如果所述变化率达到或超过预定阈值时，则其检测到枪移除。阈值被设定为在正常运行期间不能达到的值。这意味着在正常运行期间，容器内部的液体液位以最大速度下降，该速度取决于穿过抽吸枪的流速。因此，液位传感器检测到液体液位相对于液位传感器的位置或抽吸枪上的另一预定竖直位置的运动。如果从仍装有液体的容器沿竖直方向移除抽吸枪，则液位传感器与枪一起相对于液体液位运动。因此，通过抽吸枪的运动，液位传感器也将检测到液体液位的变化，即，液体液位相对于液位传感器的下降。然而，该运动不是由液体从容器内流出导致的，而是由抽吸枪沿竖直方向运动出容器导致的。通常，该运动远快于液体从液体容器中被抽吸出所导致的液体液位下降。因此，通过液体液位的不同变化速度，可以区分正常运行和抽吸枪的移除。
因此，根据本发明的液体供应系统允许在不需要附加的传感器的情况下容易地检测抽吸枪的移除。优选地，通常被设置在抽吸枪上、用于检测容器内部的液体液位的液位传感器可以附加地用于检测枪的移除。这只需要在控制装置内部设置相应的控制程序(control routine)。
根据优选实施例，所述控制装置被配置成，使得当以前述方式检测到枪移除时，其产生枪移除信号。枪移除信号可以是输出给用户或操作员的警报信号，或者是被传输到另一控制器的信号，或者是在控制装置本身中使用的信号，用以启动进一步动作，例如停止泵从液体容器中抽吸出液体的运行。
根据另一可能的实施例，提供了至少两个液位传感器，它们被固定在所述抽吸枪上，使得彼此竖直地间隔。此外，所述控制装置可以被配置成测量两个传感器变干(fallingdry，降落干、落干)之间的时间作为变化率。这两个液位传感器可以是被放置在一竖直高度处的排空传感器，在该竖直高度处发出信号表示容器完全排空，以及布置在更高的竖直位置处的即将排空传感器，用以在容器被完全排空前的特定时间产生即将排空信号。这种布置在本领域里是已知的。即将排空信号可以用于向操作员或用户发出信号，表示应当预订或提供新的液体容器，因为使用中的容器将在不久的将来被排空。还可以提供多于两个的液位传感器，它们在不同的垂直高度处被固定在所述抽吸枪上，以检测容器内部不同高度的液体液位。至少两个液位传感器在竖直方向上彼此间隔的已知布置可以附加地用于检测枪移除。如果所述至少两个液位传感器变干之间的时间低于特定阈值，则可以检测到枪移除。阈值被设定为使得在正常运行期间不能到达限定该阈值的时间周期。例如，在正常运行期间，液体液位下降的速度可能使得这两个液位传感器变干之间的时间为几分钟。然而，当将抽吸枪从液体中移除时，该时间可以例如低于十秒。在枪上提供了多于两个液位传感器用于枪移除检测的情况下，可以考虑两个传感器变干之间的时间。然而，也可以以类似的方式来看待多个传感器的传感器信号之间的时间间隔。
在替代实施例中，所述至少一个液位传感器可以是被配置成检测不同的液体液位的单个传感器。特别地，液体传感器可以设置为连续地检测液体液位以及液体液位的变化。例如，液位传感器可以为超声波传感器，其将超声波信号发送到容器内部的液体表面上，并取决于超声波传感器和液体表面之间的距离来测量信号传播时间。例如，通过这种传感器，连续的液位测量是可能的。
如果提供至少两个液位传感器，则这些液位传感器优选地被配置为检测干状态和湿状态的液体传感器。这意味着这些液位传感器仅能区分湿的和干的。因此，类似于这样的传感器可以检测液体液位是否低于相应的传感器，因为如果低于相应的传感器则该传感器会变干。例如，可以使用电容传感器或使用测量周围介质电导率的传感器。
根据另一可能的实施例，所述至少一个液位传感器可以为浮动传感器或浮球开关。例如，如果浮动元件被连接至检测漂浮在液面上的浮动元件竖直位置的位置传感器，则浮动传感器可以被设计成连续地检测液体液位。可替代地，可以提供浮球开关，以仅检测液体液位分别到达特定高度或下降到特定高度以下。例如，浮动元件可以包含磁体，该磁体在特定液位到达簧片触点的竖直位置，以检测浮动元件到达预定高度。
根据本发明的另一优选实施例，所述液体供应系统包括至少一个计量泵，所述计量泵被连接到所述抽吸枪。此外，所述控制装置可以被连接至泵控制器或集成到泵控制器中。特别地，所述用于检测枪移除的控制装置可以被实现为泵控制器内部的软件应用程序。例如，泵控制器可以控制计量泵的驱动器以调整计量或配量的速率。然而，在本发明的替代实施例中，液体供应系统可以包含用于供给液体的不同器件，例如任何类型的泵，并且优选地，用于检测枪移除的控制装置总之都被集成到这种供给器件的控制器中或集成到在液体供应系统中使用的控制装置中。如前所述，枪移除检测系统优选地被实现为在控制器上运行的软件应用程序，该控制器附加地还用于其它目的。
根据本发明的另一实施例，所述泵控制器可以被配置成，如果检测到枪移除，则其生成枪移除信号和/或禁止泵(特别是所述计量泵)的重启。例如，警报信号可以显示在泵控制器的显示器上。直接停止泵的运行可能是有利的，以避免泵干运行或抽吸空气。更优选地，如果枪从液体供应中移除以防止在需要所供应的液体或化学品的过程中产生负面影响，则枪移除信号可以输出到其他控制系统(例如设施或应用的控制系统)以停止应用。
此外，所述泵控制器可以被配置成，在检测到枪移除之后为了重启所述泵或计量泵，所述泵控制器需要重启代码。该重启代码可以由操作员输入，或者例如可以从插入有抽吸枪的容器读取或接收。通过这种方式，可以确保正确的设定，因为例如可以确保仅能够由授权人员发起重启。
除了前述液体供应系统之外，本发明还涉及一种用于检测抽吸枪从液体供应系统、特别是从如前所述的液体供应系统内部的液体容器中移除的方法。上述液体供应系统的优选特征也可以被视为是以下描述的方法的优选特征。
根据本发明的方法结合抽吸枪来执行，所述抽吸枪包括至少一个液位传感器，其被固定在所述抽吸枪上，特别是被固定在预定的竖直位置上。可以例如如上所述来设计液体液位传感器。在根据本发明的方法中，由所述至少一个液位传感器检测液体液位的变化率，并且如果所述变化率达到或超过预定阈值时，则检测到枪移除。这意味着如果液体液位高度的变化比正常运行期间更快，即，如果液体液位相对于液位传感器的下降得比可能的进给液体或将液体泵出液体容器的速度更快，则可以检测到枪移除。因此，阈值被定义成在正常运行期间无法达到。例如，在正常运行期间，液体液位变化预定的高度可能需要几分钟，然而当移除抽吸枪时，相应的液位传感器相对于液体液位的相对运动会在几秒内发生。
优选地，至少两个液位传感器被固定在所述抽吸枪上，使得它们在所述抽吸枪使用时彼此竖直地间隔。基于这种布置，可以基于这两个传感器变干之间检测到的时间来确定变化率。当液体液位下降时，上部传感器首先变干，随后在特定时间周期后下部传感器变干。如果携带液位传感器的抽吸枪沿竖直方向移动出液体(这是如果将抽吸枪从容器顶部的开口拉出的情况)，则会发生同样的情况。然而，当移除抽吸枪时，检测到两个液位传感器处的干状态之间的时间周期比正常运行期间要短得多。这允许通过使用附接到抽吸枪的液位传感器来检测枪移除。因此，如果至少两个液位传感器变干之间的时间低于预定阈值，则检测到枪移除。
附图说明
在下文中，参考附图以示例的形式对本发明进行描述。
图1示意性地示出了根据本发明的液体供应系统。
【附图标记列表】
2 计量泵
4 控制装置
6 抽吸枪
8 抽吸线路
10,12 液位传感器
14 液体容器
16 开口
18 封闭元件
20 自由端
22 液体液位
A 液体液位下降方向
B 枪移除方向
具体实施方式
所示的液体供应系统包括计量泵2，计量泵具有用于控制计量泵2运行的控制装置4。计量泵2经由抽吸线路8被连接到抽吸枪6。在抽吸枪6上，固定有两个液位传感器，即液位传感器10和液位传感器12。液位传感器10和液位传感器12竖直地间隔开，并且液位传感器10被设置用于生成排空信号，而液位传感器12被布置用于生成即将排空信号。液位传感器10和液位传感器12被连接到控制装置4，使得控制装置4可以接收和评估传感器信号。
抽吸枪6被插入到液体容器14中，用于供应由计量泵2泵送或抽吸的像化学品那样的液体。液体容器14具有开口16，抽吸枪6穿过开口插入。在抽吸枪6上布置有封闭元件18，其附接至开口16，用于将开口的剩余部分封闭并将抽吸枪6固定在液体容器14内部，特别是沿竖直方向固定。处于该位置中的抽吸枪6的下自由端20被布置成靠近液体容器14的底部。在所述自由端20中，抽吸枪6具有抽吸开口，液体穿过抽吸开口被抽吸并进给到计量泵2。在计量泵2的运行期间，液体从液体容器14中被抽吸出，使得液体液位22沿着箭头A的方向下降。当液体液位22到达上部液体传感器12时，液体传感器12向控制装置4给出信号，该信号为即将排空信号。控制装置4可以向操作员发出信号，表示液体容器14将很快被排空。随着液体液位22沿方向A进一步下降，液体液位22随后将在液体容器14被排空或基本上被排空时到达下部液位传感器10，并且由液位传感器10作为响应生成的信号可以被视为排空信号。该信号被传输到控制装置4，控制装置4可以例如停止计量泵2的运行，并向操作员发出信号，表示必须更换液体容器14。
根据本发明，控制装置4被配置成使得其具有枪移除检测系统。这可以由控制装置4内部的相应软件来实现。在正常运行期间，液体液位22的下降需要特定时间，即，在上部液位传感器12变干和下部液位传感器10变干之间存在特定时间。如果将抽吸枪6沿箭头B的方向从液体容器14中移除，则上部液位传感器12将首先经过液体液位22，下部液位传感器10将稍后经过液体液位22。这意味着当移除抽吸枪6时，上部液位传感器12首先变干，稍后下部液位传感器10变干。然而，将抽吸枪6从液体容器14中移除的速度比在正常运行期间液体液位22下降的速度快得多。这意味着dB/dt高于dA/dt。如果由液位传感器10和液位传感器12检测到的液体液位22的变化率高于预定阈值，即，如果由上部液位传感器12和下部液位传感器10生成的、示出了传感器变干的信号之间的时间周期小于预定阈值，则允许检测枪移除。例如，阈值可以为10秒。因此，如果上部液位传感器12和下部液位传感器10的变干检测(dry detection)之间的时间低于10秒，则这被视为枪6从液体容器14中移除。
控制装置4可以被配置为，其响应于枪移除检测启动动作，例如停止计量泵2的运行，或向操作员发出信号，表示抽吸枪6已经从液体容器14中移除。通过这种方式，例如可以检测液体容器14的变化。此外，可以检测抽吸枪6是否从液体容器14中移除，以便打开开口16，例如用于重新填充液体容器14。在一些特定应用中，可能不希望重新填充液体容器14，例如为了确保被供应到计量泵2的液体的特定品质。对于这些解决方案，所述的枪移除检测可能是有利的。
如果枪在液体容器已排空之后被移除，则通过使用液位传感器10和液位传感器12不能检测到枪移除。因此，枪可以从液体容器14移除，而控制装置4没有警报或任何进一步动作。
在本实施例中，示出了彼此竖直间隔的两个液位传感器，即液位传感器10和液位传感器12。然而，也可能使用浮动传感器，其能够通过使用单个传感器检测不同的液体液位22以及检测液体液位22的高度变化。例如，可以将浮动元件耦接到检测竖直位置的位置传感器。通过使用这种单个液位传感器，也可以检测液体液位22的高度的变化率，用以分析其变化是否快于预定阈值并因此指示枪移除，该预定阈值在计量泵2的正常运行期间是不能实现的。

Claims (13)

1.一种液体供应系统，其包括：抽吸枪(6)，所述抽吸枪被配置成插入到液体容器(14)中；以及至少一个液位传感器(10、12)，所述至少一个液位传感器被固定在所述抽吸枪(6)上，并被配置成检测液体容器(14)内部的液体液位(22)，
其特征在于，
控制装置(4)连接至所述液位传感器(10、12)，并被配置成确定由所述至少一个液位传感器(10、12)检测到的所述液体液位(22)的变化率，且所述控制装置被配置成如果所述变化率达到或超过预定阈值时，则检测到枪移除。
2.根据权利要求1所述的液体供应系统，其特征在于，所述控制装置(4)被配置成，当检测到所述枪移除时，所述控制装置产生枪移除信号。
3.根据权利要求1或2所述的液体供应系统，其特征在于，至少两个液位传感器(10、12)彼此竖直间隔地被固定在所述抽吸枪(6)上，且所述控制装置(4)被配置成测量两个传感器(10、12)变干之间的时间作为变化率。
4.根据权利要求3所述的液体供应系统，其特征在于，所述控制装置被配置成，如果所述至少两个液位传感器(10、12)变干之间的时间低于预定阈值，则检测到所述枪移除。
5.根据前述权利要求中任一项所述的液体供应系统，其特征在于，所述至少一个液位传感器(10、12)是被配置用于检测不同的液体液位的单个传感器。
6.根据权利要求3或4所述的液体供应系统，其特征在于，所述至少两个液位传感器(10、12)被配置为检测干状态和湿状态的液体传感器。
7.根据前述权利要求中任一项所述的液体供应系统，其特征在于，所述至少一个液位传感器为浮球开关。
8.根据前述权利要求中任一项所述的液体供应系统，其特征在于，计量泵(2)被连接至所述抽吸枪(6)，且所述控制装置(4)被连接至或集成到泵控制器中。
9.根据权利要求8所述的液体供应系统，其特征在于，所述泵控制器被配置成，如果检测到所述枪移除，则所述泵控制器生成枪移除信号和/或禁止所述计量泵(2)的重启。
10.根据权利要求9所述的液体供应系统，其特征在于，所述泵控制器(4)被配置成，为了在检测到枪移除之后重启所述计量泵(2)，所述泵控制器(4)需要重启代码。
11.一种用于检测抽吸枪从液体容器移除的方法，其中，所述抽吸枪(6)包括被固定在所述抽吸枪(6)上的至少一个液位传感器(10、12)，其特征在于，确定由所述至少一个液位传感器(10、12)检测到的液体液位(22)的变化率，且如果所述变化率达到或超过预定阈值，则检测到枪移除。
12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，将至少两个液位传感器(10、12)彼此竖直间隔地固定在所述抽吸枪(6)上，且基于两个传感器(10、12)变干之间的时间来确定变化率。
13.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，如果所述至少两个液位传感器(10、12)变干之间的时间低于预定阈值，则检测到所述枪移除。
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