CN114728247A - 用于制备稀释组合物的系统 - Google Patents

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Abstract

本发明大体上涉及用于分配或施用诸如杀虫剂和除草剂的生物活性组合物的发明物。更具体地，本发明提供了一种系统，该系统能够分配或施用来自一系列可用的组合物且处于所需浓度的一种组合物。在一种型式中，该系统包括第一和第二浓缩物贮存器、稀释剂贮存器和稀释剂组合物导管，并且该系统被配置成使得稀释剂贮存器中的稀释剂能够与第一或第二浓缩物贮存器的浓缩物接触，以形成指定浓度的第一稀释组合物或第二稀释组合物。

Description

用于制备稀释组合物的系统
技术领域
本发明大体上涉及用于分配或施用诸如杀虫剂和除草剂的生物活性组合物的发明物。更具体地，本发明提供了一种系统，该系统能够分配或施用来自一系列可用的组合物且处于所需浓度的一种组合物。
背景技术
杀虫剂、除害剂、驱虫剂、除草剂、杀真菌剂、抗生素、肥料和其它生物活性组合物的使用在许多场合中是常见的。例如，在农业和园艺中，除草剂可以喷洒在庄稼、园圃、人行小径上和建筑物周围，以预防杂草。在第一产业中，畜群可能被投配各种药物组合物来杀死寄生虫和其它致病原。
在一些应用中，组合物直接从罐中施用到目标上。在其它情况下，组合物在使用前从罐中分配到第二容器(诸如手持式或安装在身体上的喷雾设备)中。
典型地，生物活性剂作为浓缩组合物供应，需要工人在使用前用水稀释浓缩物以形成具有所需浓度的组合物。如将理解的，在活性剂有潜在毒性或以其它方式对人类健康不利的情况下，稀释浓缩物的行为可能为工人带来健康风险。例如，在工人习惯性地接触药剂的情况下，无处不在的除草剂RoundupTM(草甘膦)是一种疑似致癌物。
在许多情况下，组合物中的活性剂必须以精确的浓度或在规定的浓度范围内存在。例如，除草剂可能只在最低浓度下有效，使用较高浓度的除草剂会浪费或对非目标物种有毒。在组合物是药物(诸如当喷淋农场动物时)的情况下，超过最大安全剂量可能导致接受者的中毒或死亡。制备具有一定浓度的活性剂的组合物可能是耗时的，并且有时可能被不正确地执行。
在制备更大体积的组合物时，可以实现更准确的稀释。如将理解的，将1升浓缩物稀释到9升水中将比将10ml浓缩物稀释到90ml水中更准确。然而，制备较大的体积可能是浪费的，并且尤其是在组合物必须立即使用的情况下。更大的体积也更难从一个地点移动到另一个地点。
许多场景要求工人手头有一系列活性组合物。在一个示例中，市政委员会的工人可能遇到各种各样的有毒植物，这些植物需要特定浓度的除草剂，或者将不同的除草剂施用到先前的目标区域。在一些情况下，目标区域具有多个物种的有毒植物，其各自需要施用不同的除草剂。工人典型地被迫在现场混合多种组合物，通常直接在充当喷雾设备的贮存器的罐中混合。这是非常耗时的，并且经常导致浪费，因为剩余的溶液被倾倒，以允许将不同的组合物装载到罐中。
这样的问题延伸到诸如农业的其它应用。在测量地产时，农民可能发现有理由喷洒杀虫剂来杀死池塘中滋生的蚊子，并且然后可能需要将除草剂施用到建筑物周围生长的杂草。
这种对多种组合物的需要导致这样的问题，即工人被迫从浓缩物中混合多种组合物，并在需要时手边有稀释的组合物。在组合物从单独的罐中并通过公共的泵和供应管线分配的情况下，典型地需要冲洗大体积的新组合物以替换旧组合物的任何残余物。这导致组合物的大量浪费。
在许多情况下，工人需要在多个位置处分配生物活性组合物。因此，分配设备可以安装在诸如手推车或车辆的移动设备上。典型地，工人将在基站处制备每种组合物，并将稀释组合物中的每一种在移动设备上从一个地点运送到另一个地点。在需要大体积的每种组合物的情况下，移动设备可能没有足够的空间来运送所有所需的组合物。
本发明的一个方面是提供对用于分配生物活性组合物的现有技术装置的改进，任选地克服现有技术的一个或多个问题。本发明的另一个方面是提供用于分配生物活性组合物的现有技术装置的有用备选方案。
文件、行为、材料、设备、制品等的讨论被包括在本说明书中，仅仅是为了提供本发明的上下文。没有暗示或表示任何或所有这些事项因为其在本申请的每个权利要求的优先权日之前就存在而形成了现有技术基础的一部分，或者是与本发明相关的领域中的公知常识。
发明内容
在第一方面但不一定是最广泛的方面，本发明提供了一种用于分配液体组合物的系统，该系统包括：第一浓缩物贮存器、稀释剂贮存器和稀释剂组合物导管，其中，该系统被配置成使得稀释剂贮存器中的稀释剂能够与第一浓缩物贮存器的浓缩物接触，以形成指定浓度的第一稀释组合物。
在第一方面的一个实施例中，该系统包括第二浓缩物贮存器，其中，该系统被配置成使得稀释剂贮存器中的稀释剂能够交替地接触(i)第一浓缩物贮存器的浓缩物以形成指定浓度的第一稀释组合物和(ii)第二浓缩物贮存器的浓缩物以形成指定浓度的第二稀释组合物，从而形成第二稀释组合物。
在第一方面的一个实施例中，第一和/或第二浓缩物贮存器具有比稀释剂贮存器小的体积容量。
在第一方面的一个实施例中，第一和/或第二浓缩物贮存器小于稀释剂贮存器的体积容量的50%、40%、30%、20%或10%。
在第一方面的一个实施例中，第一和第二浓缩物贮存器中的每一个分别具有(i)第一和第二浓缩物出口导管和(ii)第一和第二浓缩物流动控制装置，该装置被配置成分别控制通过第一和第二浓缩物出口导管的浓缩物的流动，其中，该系统被配置成使得通过第一和第二浓缩物出口导管的浓缩物流动是独立可控的。
在第一方面的一个实施例中，第一和第二浓缩物流动控制装置各自是配置成采用打开或关闭状态的阀。
在第一方面的一个实施例中，该系统被配置成使得浓缩物被防止在第一浓缩物贮存器和第二浓缩物贮存器之间、和/或稀释剂贮存器和第一浓缩物贮存器之间和/或稀释剂贮存器和第二浓缩物贮存器之间传递。
在第一方面的一个实施例中，该系统被配置成使得液体被防止在第一和第二浓缩物贮存器之间传递。
在第一方面的一个实施例中，当第一和第二浓缩物流动控制装置关闭以防止浓缩物流动时，第一和第二浓缩物出口导管不在第一和第二浓缩物流动控制装置的上游相互液体连通，但是在第一和第二浓缩物流动控制装置打开以允许浓缩物流动时，第一和第二浓缩物出口导管在第一和第二浓缩物流动控制装置的下游相互液体连通。
在第一方面的一个实施例中，稀释剂贮存器具有稀释剂出口导管，当第一和第二浓缩物流动控制装置关闭以防止液体流动时，稀释剂出口导管不与第一和第二浓缩物流动控制装置上游的第一和第二浓缩物出口导管液体连通，而是与第一和第二浓缩物流动控制装置下游的第一和第二浓缩物出口导管液体连通。
在第一方面的一个实施例中，第一和第二浓缩物出口导管结合以形成公共浓缩物导管，这种结合发生在第一和第二浓缩物流动控制装置的下游。
在第一方面的一个实施例中，该系统包括液体流率（flow rate）控制装置，该液体流率控制装置被配置成改变流过第一浓缩物出口导管、第二浓缩物出口导管、稀释剂出口导管或公共浓缩物导管(如果存在)的液体的流率。
在第一方面的一个实施例中，液体流率控制装置不是开/关阀。
在第一方面的一个实施例中，液体流率控制装置被配置成允许液体流率的连续变化或者液体流率的步进变化。
在第一方面的一个实施例中，液体流率控制装置的作用是改变稀释组合物出口中来自稀释剂贮存器的稀释剂与来自第一或第二浓缩物贮存器的浓缩物的比率。
在第一方面的一个实施例中，该系统被配置成使得流过稀释剂出口导管的稀释剂与流过第一或第二浓缩物出口导管的浓缩物结合，从而形成稀释组合物。
在第一方面的一个实施例中，稀释组合物导管与下列部件液体连通：(i)稀释剂出口导管和(ii)第一浓缩物出口导管、第二浓缩物出口导管或稀释组合物导管。
在第一方面的一个实施例中，该系统包括导管接头，该导管接头被配置成在(i)稀释剂出口导管和(ii)第一浓缩物出口导管、第二浓缩物出口导管出口或稀释组合物导管之间提供液体连通。
在第一方面的一个实施例中，稀释组合物导管包括直线式液体混合器（in lineliquid mixer）。
在第一方面的一个实施例中，该系统包括液体输送装置，该液体输送装置被配置成通过稀释组合物导管输送稀释组合物。
在第一方面的一个实施例中，液体输送装置是泵。
在第一方面的一个实施例中，稀释组合物导管包括出口，并且泵定位成接收稀释组合物并将稀释组合物朝向稀释组合物导管的出口输送。
在第一方面的一个实施例中，该系统包括导管接头，该导管接头被配置成在(i)稀释剂出口导管和(ii)第一浓缩物出口导管、第二浓缩物出口导管出口或稀释组合物导管之间提供液体连通，其中，泵定位在导管接头的下游。
在第一方面的一个实施例中，泵定位在浓缩物流率控制装置的下游。
在第一方面的一个实施例中，该系统包括液体分配器，其中，稀释组合物导管向液体分配器进料。
在第一方面的一个实施例中，液体分配器被配置成输出稀释组合物的射流或喷雾或等分部分。
在第一方面的一个实施例中，该系统包括细长且柔性的导管，该导管设置在稀释组合物导管的下游和液体分配器的上游。
在第二方面，本发明提供一种移动平台，该移动平台具有安装在其上、其中或其周围的第一方面的任何实施例的系统。
在第二方面的一个实施例中，移动平台是车辆、拖车、手推车或背包。
在第三方面，本发明提供了一种将稀释组合物施用到目标的方法，该方法包括以下步骤：提供第一方面的任何实施例的系统；将浓缩物设置到第一浓缩物贮存器中；将稀释剂设置到稀释剂贮存器中；致使或允许稀释剂接触浓缩物以形成指定浓度的稀释组合物；以及致使或允许如此形成的稀释组合物接触目标。
在第四方面，本发明提供了一种将稀释组合物施用到目标的方法，该方法包括以下步骤：提供第一方面的任何实施例的系统；将第一浓缩物设置到第一浓缩物贮存器中；将第二浓缩物设置到第二浓缩物贮存器中；将稀释剂设置到稀释剂贮存器中；致使或允许稀释剂接触第一浓缩物或第二浓缩物，以便形成指定浓度的第一稀释组合物或指定浓度的第二稀释组合物；以及致使或允许如此形成的第一稀释组合物或第二稀释组合物接触目标。
在第五方面，本发明提供了一种将稀释组合物施用到目标上的方法，该方法包括以下步骤：提供第一方面的任何实施例的系统；将第一浓缩物设置到第一浓缩物贮存器中；将第二浓缩物设置到第二浓缩物贮存器中；将稀释剂设置到稀释剂贮存器；调整系统的液体流率控制装置；致使或允许稀释剂接触浓缩物以形成指定浓度的稀释组合物；以及致使或允许如此形成的第一稀释组合物接触目标。
在第三、第四或第五方面的一个实施例中，浓缩物是农业或园艺化学品的浓缩组合物。该农业或园艺化学品选自由除草剂、除害剂、杀虫剂、杀真菌剂、肥料、土壤调理剂、抗生素、驱虫剂和兽药组成的组。
附图说明
图1以高度图解的形式图示了本发明的系统。
应当理解，图1的图不是以任何比例绘制的，并且不一定图示对于操作所必需或期望的所有特征。此外，图1的图中图示的特征对于本发明的操作并不都是必需的或期望的。
具体实施方式
在考虑了该描述之后，对于本领域技术人员来说，如何在各种备选实施例和备选应用中实现本发明将是显而易见的。然而，尽管这里将描述本发明的各种实施例，但是应当理解，这些实施例仅作为示例而非限制地呈现。因此，对各种备选实施例的这种描述不应被理解为限制本发明的范围或广度。此外，优点或其它方面的陈述适用于特定的示例性实施例，并且不一定适用于权利要求书所覆盖的所有实施例。
在本说明书的整个描述和权利要求书中，词语“包括”和该词语的变体，诸如“包含”和“含有”，并不旨在排除其它添加剂、组分、整体或步骤。
贯穿本说明书对“一个实施例”或“实施例”的引用意味着结合该实施例描述的特定特征、结构或特性被包括在本发明的至少一个实施例中。因此，在本说明书中各处出现的短语“在一个实施例中”或“在实施例中”不一定都指同一实施例，但是可以指同一实施例。
术语“上游”和“下游”参考液体从贮存器到系统的出口的正常移动使用，如当稀释组合物被施用到目标时在操作期间通常会发生的那样。
本发明可以具体化在用于分配液体组合物的系统中，该系统包括：第一浓缩物贮存器、稀释剂贮存器和稀释剂组合物导管，其中，该系统被配置成使得稀释剂贮存器中的稀释剂能够与第一浓缩物贮存器的浓缩物接触，以形成指定浓度的第一稀释组合物。本发明的该实施例能够仅递送单一类型的稀释组合物，但是能够以稀释组合物中活性剂的可变浓度递送该稀释组合物。例如，该实施例能够根据预期的目标杂草以变化的浓度递送单一除草剂。
在本发明的另一个实施例中，该系统能够以不同的浓度递送多种类型的稀释组合物。在这方面，该系统包括第二浓缩物贮存器，其中，该系统被配置成使得稀释剂贮存器中的稀释剂能够交替地接触(i)第一浓缩物贮存器的浓缩物以形成指定浓度的第一稀释组合物和(ii)第二浓缩物贮存器的浓缩物以形成指定浓度的第二稀释组合物，从而形成第二稀释组合物。例如，该实施例能够根据目标杂草选择性地以变化的浓度递送单一除草剂，并且还根据目标昆虫物种选择性地以变化的浓度递送单一杀虫剂。
在一个实施例中，本发明提供了一种系统，通过该系统，包含活性剂的浓缩物可以用溶剂稀释到指定浓度，以提供用于施用到目标的稀释组合物。有利的是，稀释组合物的制备不需要由工人进行任何测量或处理。因此，可以减少对化学品的职业暴露，并将稀释组合物制备到更高的精度。
通过本发明，工人不必在现场制备任何稀释组合物。所有所需的浓缩物都可以在诸如使用适当的测量装备的仓库或货仓设施的受控环境中装载到浓缩物贮存器(每个贮存器一种浓缩物)。工人(或实际上其它人员)能够穿着针对特别有毒的浓缩物的防护服、呼吸设备和手套。一旦浓缩物被装载到系统中，工人就不需要在现场操纵它了。相反，如下面更全面地描述的，浓缩物与合适量的稀释剂精确地混合，以获得所需最终浓度的活性剂。
本发明允许工人根据手头的任务在两种或更多种可用浓缩物中选择要稀释和分配的某种浓缩物。例如，该系统可以装载有除草剂浓缩物、杀真菌剂浓缩物和杀虫剂浓缩物。该系统允许除草剂浓缩物选择性地与稀释剂混合，以排除杀真菌剂浓缩物和杀虫剂浓缩物。因此，工人可以首先前往需要将除草剂施用到目标(诸如杂草)的地点，并且在由工人选择除草剂浓缩物以与稀释剂混合时，稀释组合物被自动地制备并经由输出导管分配并形成喷雾。工人可以前往第二地点以处理树木的真菌侵扰，并且在这种情况下选择系统以将杀真菌剂组合物与稀释剂混合。在第三地点，可能需要用杀虫剂处理蚁巢，在这种情况下，工人选择杀虫剂浓缩物以与稀释剂混合并分配。
在本发明中，稀释剂和浓缩物在“按需”的基础上从其相应的贮存器中提取并混合，以仅提供所需量的稀释组合物来施用到目标。通过这种方法，由于避免了丢弃任何未使用的稀释组合物的任何需要，最大限度地减少了化学品的浪费。
现在将通过参考(至少部分地)所附的非限制性附图来更全面地描述本发明。需要强调的是，对所描绘的实施例的特征的任何修改或者添加到或来自所描绘的实施例的任何特征的存在或不存在可以应用于未描绘的本发明的许多实施例。
参考如图1所描绘的实施例，该实施例涉及允许工人从三种不同的活性剂(各自呈浓缩物的形式)中选择并在与稀释剂(典型地为水)混合之后以指定浓度递送三种活性剂中的任一种的实施例。
图1大体上示出了包括一系列贮存器的系统(10)。最大的贮存器是稀释剂贮存器(15)，其具有允许填充稀释剂(25)的入口端口(20)。稀释剂贮存器(15)还包括配置成从贮存器(15)传送稀释剂(25)的出口导管(30)。三个较小的浓缩物贮存器(35a)(35b)(35c)各自分别设置有入口端口(40a)(40b)和(40c)，允许分别用不同的浓缩物(45a)(45b)(45c)填充每个贮存器(35a)(35b)(35c)。浓缩物贮存器(35a)(35b)(35c)中的每一个还包括出口导管(50a)(50b)(50c)，这些出口导管分别被配置成从其相应的贮存器(35a)(35b)(35c)传送浓缩物(45a)(45b)(45c)。
在浓缩物需要不同的稀释剂的情况下，图1的实施例或本文描述或要求保护的任何其它实施例可以包括一个或多个另外的稀释剂贮存器。例如，许多浓缩物包括水溶性药剂，然而一些药剂将更容易溶于有机溶剂或其它非水液体中。在这种情况下，给定要稀释和分配的浓缩物，工人将能够选择适当的溶剂。
图1的实施例或本文描述或要求保护的任何其它实施例可以包括多于或少于所描绘的三个浓缩物贮存器。应当理解，在一些实施例中，系统中只需要单一浓缩物，然而需要不同浓度的该浓缩物。在这种情况下，单一浓缩物可以以较高和较低的量与稀释剂混合，以在要由系统分配的稀释组合物中分别提供较高和较低浓度的药剂。在工人需要分配不超过两种不同的药剂的情况下，可以包括两种浓缩剂。在一些实施例中，在系统需要分配更多数量的药剂的情况下，需要4、5、6、7、8、9或10个浓缩物贮存器。
本系统(10)的一个实施例的一个功能是从许多浓缩物(45a)(45b)(45c)中选择浓缩物(45a)(45b)或(45c)，以便以所需的比率与稀释剂(25)混合，从而得到具有在指定浓度下的所选浓缩物的活性剂的稀释组合物。在图1的实施例中，每种浓缩物(45a)(45b)或(45c)被装载到其相应的浓缩物贮存器(35a)(35b)(35c)中，每个贮存器具有相应的填充端口(35a)(35b)(35c)。填充端口(35a)(35b)(35c)中的每一个都具有盖(未拉出)，用来在系统倾翻时防止浓缩物的流出。在图1的实施例中，通过阀(55a)(55b)或(55c)的致动来进行浓缩物的选择，阀中的每一个分别设置成与第一(50a)、第二(50b)和第三(50c)浓缩物出口导管共线。阀(55a)(55b)(55c)中的每一个可以分别被认为是第一、第二和第三浓缩物流动控制装置。
为了选择浓缩物(45a)，阀(55a)打开，并且阀(55b)(55c)关闭。为了选择浓缩物(45b)，阀(55b)打开，并且阀(55a)(55c)关闭。为了选择浓缩物(45c)，阀(55c)打开，并且阀(55a)(55b)关闭。在一些情况下，意图是将多种浓缩物与稀释剂混合，并且在这种情况下，用于混合物中的每种浓缩物的阀打开，并且其余阀关闭。
在任何情况下，在阀(55a)(55b)(55c)的下游，第一(50a)、第二(55b)和第三(55c)浓缩物出口导管接合以形成公共浓缩物导管(60)。如将理解的，在从第一浓缩物到第二浓缩物的转变中，第一浓缩物的残余物将保留在公共浓缩物导管(60)中并污染新引入的第二浓缩物。当这种污染是不希望的时，在实际施用到目标之前，可以使用短的冲洗或吹扫序列从系统中排出少量受污染的稀释组合物。
在图1的实施例或本文描述或要求保护的任何其它实施例中，阀(55a)(55b)(55c)可以是可手动操作的旋转主轴型阀。在这种情况下，工人将注意确保相关阀完全打开或完全关闭，因为通过阀的中间流可能引起由系统产生的稀释组合物中活性物质的浓度中的错误。在其它情况下，阀(55a)(55b)(55c)可以是只能够在完全打开状态和完全关闭状态之间切换的类型，以避免实现不希望的中间流动状态的可能性。在一些情况下，阀(55a)(55b)(55c)是通过电动开关的致动手动操作的电磁阀。备选地，电磁阀可以借助于微处理器控制通过一些机械或机电装置、电气装置或电子装置来操作。在微处理器控制的情况下，微处理器可以向继电器发送信号，继电器继而打开和关闭阀的电路，从而致使阀按要求打开和关闭。
如本文其它地方所讨论的，本发明的一些实施例被配置成仅用于单一浓缩物，并且在这样的实施例中不需要通过阀或任何其它装置选择任何特定的浓缩物。
本系统(10)的一个功能是将浓缩物(任选地一系列浓缩物中的一种)与稀释剂混合，以提供其中具有指定浓度的活性剂的稀释组合物。在图1的实施例中，提供了可变流率阀(65)，以控制旨在用于与稀释剂(25)混合的浓缩物(45a)(45b)或(45c)的流出速率。在该实施例中，流率的作用是限制通过公共浓缩物导管(60)的浓缩物流动的最大速率。
通常，无论使用什么力使浓缩物从贮存器中流出，该力都足以确保浓缩物流率不会显著降低到由流率控制阀(65)指定的最大流率以下。换句话说，浓缩物的流动总是由流率控制阀(65)限制到至少很小的程度。这样，通过公共浓缩物导管(60)的浓缩物的流率是基本上设定的，并且不偏离(正或负)由流率控制阀(65)设定的流率极限。至少对于通过控制浓缩物的流率来控制要与稀释剂混合的浓缩物的量的系统的实施例来说，保持浓缩物的基本上固定的流率有助于在浓缩物与稀释剂混合时建立浓缩物与稀释剂的精确比率。
流率控制装置典型地被配置成以连续可变的方式或以步进方式精细地控制浓缩物的流率。流率控制的水平可以在±0.1%、±0.5%、±1%、±2%、±3%、±4%、±5%、±6%、±7%、±8%、±9%或±10%的范围内。
对于连续可变控制装置，可以使用针阀。针阀的优点来自针长度与其直径之间的比率或针与阀座之间在直径上差值的游标效应。长的轴向行程(控制输入)导致非常小且精确的径向变化(细微地影响最终的流量)。
在一些情况下，流率控制装置被预校准，使得已知某个设置以提供某个流率。因此，控制装置可以由工人通过将指针手动移动到刻度上所需指示器来设定。例如，针阀可以具有可旋转的致动器，该致动器带有指针和标记在致动器周围的圆弧中的刻度，使得致动器可以旋转成使得指针指向刻度上的点。该刻度可以读出流率、或浓缩物流率与稀释剂流率的比率或甚至稀释组合物中活性物质的浓度，其中系统已经根据浓缩物中活性物质的浓度相应地校准。在更复杂的情况下，针阀是马达驱动的，并根据由马达引起的旋转的量来设置。
鉴于本说明书的益处，技术人员能够使用任何已知的手段来改变在本发明的系统中流动的液体的流率。
已知许多不同类型的流率可控阀。一种类型是孔口式。当用来控制流动时，孔口与泵串联放置。孔口可以是配件上的钻孔，在这种情况下它是固定的；或者它可以是校准针阀，在这种情况下它起到可变孔口的作用。
在一些实施例中，通过参考下游流量传感器来控制流率控制装置。在这种情况下，反馈机构(其本质上可以是机械的、机电的或电子的)允许下游流量传感器的输出来控制流率控制装置。在感测到高于所需的流率时，流率控制装置被下调，并且在感测到低于所需的流率时流率控制装置被上调。
另一种类型是流量调节器，其由孔口和补偿活塞组成，该孔口感测流率作为跨孔口的压降，该补偿活塞调整入口和出口压力中的变化。这种补偿能力提供了在变化的压力条件下更紧密的流率控制。控制精度可以为5%，对于在给定流率点附近操作的专门校准的阀可能更低。
另一种类型是旁路流量调节器，其中超过设定流率的液体流通过旁路端口返回到贮存器。通过将横跨由补偿活塞调节的可变孔口的流体节流来控制流率。旁路流量调节器比标准流量调节器更高效。
在需求补偿流量控制调节器中，液体以受控的流率被导引到一次回路，并且旁路流体可以用于二次回路中的做功功能而不影响一次回路。
另一种类型的流量调节器是压力补偿的可变流量阀。这种类型的流量控制配备有与补偿器串联放置的可调的可变孔口。补偿器针对不同的入口和负载压力自动调整，在这些操作条件下维持基本上恒定的流率，精度为3%至5%(图5)。可用的压力补偿的可变流动控制阀为一体式反流止回阀(其允许流体在相反方向上不受限制地流动)和一体式过载减压阀(其在超过最大压力时将流体导引到罐)。
在浓缩物的粘度随温度变化并且流动控制阀的输出可以随温度变化而漂移的情况下，可以使用压力和温度补偿的可变流量阀。为了抵消这种温度变化的影响，温度补偿器调整控制孔口开度，以校正由流体的温度波动引起的粘度变化的影响。这典型地也与针对压力变化调整控制孔口结合进行。
另一种类型的流动控制装置是优先阀，其基本上是以设定流率向一次回路供应流体的流动控制阀，从而起到压力补偿的流动控制阀的作用。超过一次回路所需的流量在略低于一次回路的压力下旁通到二次回路。如果入口或负载压力(或两者)变化，就供应所需的流率而言，一次回路优先于二次回路。
在一些情况下，本系统中的流动控制可以通过非阀装置来实现。例如，分流器是一种形式的压力补偿流动控制阀，它接收一个输入流并将其分成两个输出流。该阀可以在每个料流中递送相等的流量，或者在必要时预定比率的流量。
浓缩物从其贮存器的流出可能是例如重力、液体内的压力、液体后面的一些推力、液体前面的一些真空或泵的结果。因此，在一些实施例中，流出不由流率控制阀控制，而是改为通过改变压力或调节推力或除阀之外的某种装置来控制。
在该系统的一些实施例中，不需要可变流动控制。在一个这样的实施例中，该系统是将稀释剂和浓缩物以设定的比率(如9:1)混合的成套装置。因此，浓缩物必须始终以10倍的浓缩物供应(即，比稀释组合物中所需的最终浓度大10倍)，使得输出的稀释组合物始终包含正确浓度的活性物质。在这种情况下，可以通过简单地使用不同孔尺寸的导管(更大的孔允许更大的流率)来提供流动控制。
在图1的实施例中，压力切断阀(70)设置在流率控制阀(65)的下游。压力切断阀(70)的作用是防止在稀释剂出口导管(30)关闭的情况下下游泵(100)的全部吸力被意外地施加到公共浓缩物导管(60)。在图1的实施例中，公共浓缩物导管(60)包括直列式隔离阀(75)，并且稀释剂出口导管包括直列式隔离阀(80)。在一些操作条件下，隔离阀(75)可以打开，并且隔离阀(80)可以关闭，并且在这种情况下，整个吸力被施加到流率控制阀(65)的输出侧。在泵(100)上可能施加过大的负载，在这种情况下，压力切断阀用来中断到泵(100)的电流。
如将理解的，在系统内的某个点处，稀释剂与浓缩物接触。虽然可以为此目的提供分立的混合容器，但在图1的实施例中，公共浓缩物导管通过接头配件(85)简单地与稀释剂出口导管接合。稀释组合物导管(90)将稀释剂(25)和浓缩物(45A)(45b)或(45c)的混合物远离接头配件(85)并朝向系统输出端传送。
从接头配件出来的混合物可以通过混合器，诸如设置在稀释组合物导管(90)中的静态混合器(95)。
图1的实施例操作以便通过连接到泵(100)的输入侧从它们相应的贮存器中抽取浓缩物和稀释剂两者。由泵(100)的输入侧提供的吸力用作系统(10)的液体原动力。泵(100)的定位与接合公共浓缩物导管(60)和稀释剂出口导管(30)的公共导管(其为稀释组合物导管(90))一致。因此，泵(100)用来抽取稀释剂(25)和浓缩物(45a)(45b)或(45c)两者并在输出(由系统在泵(100)的下游侧上)之前在稀释组合物导管(90)内混合这些液体。
在图1的实施例中，提供了两个流量计(120)(125)。此外，还可以在流动控制阀(65)上提供流量计。这些表计的输出可以由操作该系统的工人看到，以检查通过导管(60)(30)或(90)中的任一个的液体流动是否如预期的那样。备选地，流量计输出可以是用作系统的电气或电子控制电路中的输入的电气或电子信号。经由处理器和相关联的程序指令对系统的电子控制将在下面进一步讨论。
在图1中描绘的系统中，稀释组合物由泵(100)输出并进入卷绕在卷筒(110)上的软管(105)中。软管(105)具有装配到其末端的喷嘴(115)。
通过考虑所需的稀释比，从活性剂的浓缩物生产具有指定浓度的活性剂的稀释组合物是能够容易实现的。例如，在浓缩物包含浓度为100mg/ml的除草剂并且处理给定的杂草物种所需的浓度为10mg/ml的情况下，则需要1/10的稀释度。通过将浓缩物与稀释剂以1:9的体积比混合，提供1/10的稀释度。在这种情况下，1体积的浓缩物必须与9体积的稀释剂混合。因此，在来自贮存器的稀释剂的流率为90ml/min的情况下，则浓缩物的流率必须设定为10ml/min。
在一些情况下，稀释剂的流率对于该系统将是固定的，并且浓缩物的流率是变化的，以提供由系统输出的稀释组合物中的活性物质的所需浓度。在其它情况下，浓缩物和稀释剂两者的流率都可以是可变的，以达到所需的流率比。在其它情况下，浓缩物的流率是固定的，并且只有稀释剂的流率是变化的。由于输出的稀释组合物的流率上的大的可能变化，后一种情况是不太优选的。
在图1的实施例或本文描述或要求保护的任何其它实施例的修改中，稀释组合物不直接从系统输出。相反，正确比率的浓缩物和稀释剂被分配到系统的贮存器中，在那里它们混合(可能地借助于机械搅拌器)。为了在图1的实施例的上下文中进一步解释，通过导管(30)输出的稀释剂被送入贮液器，并且经由导管(60)输出的浓缩物被进料到同一贮液器中以进行混合。稀释组合物可以存储在贮存器中并以分批方式使用或者备选地连续地输出。在使用分批施用的情况下，可以使用众所周知的公式：
C 1 V 1 =C 2 V 2
其中：
C 1 是浓缩物中的活性物质的浓度，
C 2 是稀释组合物中所需活性物质的浓度，
V 1 是所需的浓缩物的体积，并且
V 2 是所需的稀释组合物的体积
本系统完全手动地操作是可能的。例如，任何流率可以诸如通过根据刻度设定校准的针阀而由工人调整。在其它实施例中，该系统可以至少部分地在处理器控制下。处理器可以在机载的或远程的。远程处理器的示例是移动设备处理器(诸如在智能手机、平板电脑或膝上型计算机上可见的)，它被配置成向系统发送无线信号。无线信号可以致动伺服马达或步进马达或螺线管，该伺服马达或步进马达或螺线管继而致动阀或其它流动控制装置或泵送装置。
处理器将典型地处于经由操作系统(例如，AndroidTM、iOSTM、WindowsTM或LinuxTM)的程序指令下，并从电子用户接口接收输入并向各种系统部件输出电子信号。用户接口可以接受参数的输入，诸如活性剂的选择、存储在系统的浓缩物贮存器中的浓缩物中的活性剂的浓度、输出稀释组合物中活性物质的浓度、输出稀释组合物的所需流率等。输入这些参数后，程序指令可以指示处理器执行浓缩物和稀释剂的流率的计算。替代任何计算的执行，该系统可以包括具有存储在其中的查找表的非易失性存储器。一旦执行了任何计算或查找，处理器就可以接着通过将浓缩物和稀释剂以所需的比率从它们相应的贮存器中移动来指示系统开始操作，以便随后混合和从系统中输出。
无线远程控制可以通过BluetoothTM或AntTM协议进行，在这种情况下，本系统将包括与系统处理器可操作地通信的BluetoothTM或AntTM模块。
在需要在较长距离上的远程控制的情况下，该系统可以通过蜂窝电话网络操作，其中智能电话包括控制器应用软件。控制器应用软件可以向/从蜂窝电话网络发送(和任选地接收)数据。本系统在这样的实施例中包括蜂窝电话模块，该模块被配置成从/向蜂窝电话网络接收(和任选地发送)数据，该模块与本系统的处理器可操作地通信。
其它远程控制的无线装置包括使用能够由用户操作的手持式无线电发射机控制器，以及与本系统可操作地连接的互补无线电接收机。发射机可以利用未调节的频率(诸如27MHz)向系统发送无线电编码指令，以便改变系统设置。无线电接收机可以直接控制系统硬件，或者备选地经由系统处理器来控制。
远程控制也可以通过在由用户在系统的软管的喷嘴端处保持的硬件控制器和系统处理器之间的有线连接来实现。控制器可以备选地直接控制系统的阀和/或泵。在任何情况下，导线可以方便地附接到系统的软管，使得当用户展开软管时，远程控制的导线也展开。
本系统的远程控制提供了显著的操作优势，其中用户在离系统的主要部件(诸如稀释剂贮存器、组合物贮存器和泵)一定距离处分配稀释组合物。例如，主要的系统部件可以安装在车辆的托盘上，并且当用户通过使用延长的软管四处走动来处理有毒杂草的各个区域时，车辆保持静止。如果用户遇到需要与其它正在处理的杂草不同的除草剂的杂草，则远程控制功能消除了用户走回车辆(其可能是50米甚至100米远)以在车辆处手动改变系统设置的需要。
在一些实施例中，稀释剂贮存器包括用于防止或抑制稀释剂在稀释剂贮存器中的不稳定移动的装置。在本发明的一些实施例中，稀释剂贮存器容纳数百升水。当贮存器未完全装满时，贮存器的顶部空间允许水四处移动其上设置有贮存器的平台并使平台不稳定。这会导致问题，尤其是当系统安装在机动车辆上时。在转弯时，由于稀释剂贮存器中的水的大量移动，机动车辆可能变得不稳定，甚至倾覆。为了解决这个问题，稀释剂贮存器可以包括内部小室的网络(其可以是相互连接的小室，从而允许液体在小室之间的一些移动)，该小室被配置成使得在使用中，在小室的网络的相邻小室之间的液体的移动被阻止或延缓，使得在液体在罐内移动的条件下，减少从液体传递到罐壁的动能。参考申请人的公布的国际专利说明书WO 2017/197464 A1，该说明书提供了关于能够设置在罐内以防止在运输期间包含在罐中的液体的大量移动的各种发明物的进一步教导。
由系统输出的稀释组合物可以直接施用到目标(诸如杂草)，在这种情况下，可以使用适当的分配配件(诸如喷雾或喷射设备)。备选地，稀释组合物可以被分配到另一个贮存器(诸如背包喷雾设备)中，在这种情况下，通常不需要分配配件。
在本发明的一些实施例中，浓缩物贮存器中的浓缩物被不同地着色(例如利用染料添加剂)，使得当由系统输出的稀释组合物已经改变时，对用户来说是显而易见的。在使用一定长度的软管的情况下，在新选择的稀释组合物到达软管的出口之前，必须吹扫软管中原有的稀释组合物。由软管输出的液体的颜色变化时，成功的吹扫由用户直观地检测到。在缺乏这种视觉确认的情况下，用户可能被迫猜测新选择的组合物何时开始流动。
本领域的技术人员应当理解，除了具体描述的那些之外，本文描述的本发明易于进行进一步的变型和修改。应当理解，本发明包括落入本发明的精神和范围内的所有这样的变型和修改。
虽然本发明已经结合详细示出和描述的优选实施例进行了公开，但是对本领域技术人员来说，各种修改和改进将变得显而易见。
因此，本发明的精神和范围不受前述示例的限制，而是在法律允许的最广泛的意义上被理解。

Claims (34)

1.一种用于分配液体组合物的系统，所述系统包括：
第一浓缩物贮存器，
稀释剂贮存器，和
稀释剂组合物导管，
其中，所述系统被配置成使得所述稀释剂贮存器中的稀释剂能够与所述第一浓缩物贮存器的浓缩物接触，以形成指定浓度的第一稀释组合物。
2.根据权利要求1所述的系统，包括第二浓缩物贮存器，其中，所述系统被配置成使得所述稀释剂贮存器中的稀释剂能够交替地接触(i)所述第一浓缩物贮存器的浓缩物以形成指定浓度的第一稀释组合物和(ii)所述第二浓缩物贮存器的浓缩物以形成指定浓度的第二稀释组合物，从而形成第二稀释组合物。
3.根据权利要求1或权利要求2所述的系统，其中，所述第一和/或第二浓缩物贮存器具有比所述稀释剂贮存器小的体积容量。
4.根据权利要求3所述的系统，其中，所述第一和/或第二浓缩物贮存器小于所述稀释剂贮存器的体积容量的50%、40%、30%、20%或10%。
5.根据权利要求2至4中的任一项所述的系统，其中，所述第一和第二浓缩物贮存器中的每一个分别具有(i)第一和第二浓缩物出口导管和(ii)第一和第二浓缩物流动控制装置，所述第一和第二浓缩物流动控制装置被配置成分别控制通过所述第一和第二浓缩物出口导管的浓缩物的流动，其中，所述系统被配置成使得通过所述第一和第二浓缩物出口导管的浓缩物流动是独立可控的。
6.根据权利要求5所述的系统，其中，所述第一和第二浓缩物流动控制装置各自是配置成采用打开或关闭状态的阀。
7.根据权利要求2至6中的任一项所述的系统，所述系统被配置成使得浓缩物被防止在所述第一浓缩物贮存器和所述第二浓缩物贮存器之间、和/或所述稀释剂贮存器和所述第一浓缩物贮存器之间和/或所述稀释剂贮存器和所述第二浓缩物贮存器之间传递。
8.根据权利要求2至7中的任一项所述的系统，所述系统被配置成使得液体被防止在所述第一浓缩物贮存器和所述第二浓缩物贮存器之间传递。
9. 根据权利要求5至8中的任一项所述的系统，其中，当所述第一和第二浓缩物流动控制装置关闭以防止浓缩物流动时，所述第一和第二浓缩物出口导管不在所述第一和第二浓缩物流动控制装置的上游相互液体连通，但是在所述第一和第二浓缩物流动控制装置打开以允许浓缩物流动时, 所述第一和第二浓缩物出口导管在所述第一和第二浓缩物流动控制装置的下游相互液体连通。
10.根据权利要求5至9中的任一项所述的系统，其中，所述稀释剂贮存器具有稀释剂出口导管，当所述第一和第二浓缩物流动控制装置关闭以防止液体流动时，所述稀释剂出口导管不与所述第一和第二浓缩物流动控制装置上游的所述第一和第二浓缩物出口导管液体连通，而是与所述第一和第二浓缩物流动控制装置下游的所述第一和第二浓缩物出口导管液体连通。
11.根据权利要求5至10中的任一项所述的系统，其中，所述第一和第二浓缩物出口导管结合以形成公共浓缩物导管，这种结合发生在所述第一和第二浓缩物流动控制装置的下游。
12.根据权利要求10或11所述的系统，包括液体流率控制装置，所述液体流率控制装置被配置成改变流过所述第一浓缩物出口导管、所述第二浓缩物出口导管、所述稀释剂出口导管或所述公共浓缩物导管(如果存在)的液体的流率。
13.根据权利要求12所述的系统，其中，所述液体流率控制装置不是开/关阀。
14.根据权利要求12或权利要求13所述的系统，其中，所述液体流率控制装置被配置成允许液体流率的连续变化或液体流率的步进变化。
15.根据权利要求12至14中的任一项所述的系统，其中，所述液体流率控制装置运作以改变所述稀释组合物出口中来自所述稀释剂贮存器的稀释剂与来自所述第一或第二浓缩物贮存器的浓缩物的比率。
16. 根据权利要求10至15中的任一项所述的系统，所述系统被配置成使得流过所述稀释剂出口导管的稀释剂与流过所述第一或第二浓缩物出口导管的浓缩物结合，以形成稀释组合物。
17. 根据权利要求10至16中的任一项所述的系统，其中，所述稀释组合物导管与下列部件液体连通
(i)所述稀释剂出口导管和
(ii)所述第一浓缩物出口导管、所述第二浓缩物出口导管或所述稀释组合物导管。
18. 根据权利要求17所述的系统，包括配置成在以下部件之间提供液体连通的导管接头
(i)所述稀释剂出口导管和
(ii)所述第一浓缩物出口导管、所述第二浓缩物出口导管或所述稀释组合物导管。
19.根据权利要求1至18中的任一项所述的系统，其中，所述稀释组合物导管包括直列式液体混合器。
20.根据权利要求1至19中的任一项所述的系统，包括液体输送装置，所述液体输送装置被配置成通过所述稀释组合物导管输送稀释组合物。
21.根据权利要求20所述的系统，其中，所述液体输送装置是泵。
22. 根据权利要求21所述的系统，其中，所述稀释组合物导管包括出口，并且所述泵定位成接收稀释组合物并将所述稀释组合物朝向所述稀释组合物导管的所述出口输送。
23. 根据权利要求21或22所述的系统，包括配置成在以下部件之间提供液体连通的导管接头
(i)所述稀释剂出口导管和
(ii)所述第一浓缩物出口导管、所述第二浓缩物出口导管或所述稀释组合物导管，
其中，所述泵定位在所述导管接头的下游。
24.根据权利要求21至23中的任一项所述的系统，其中，所述泵定位在所述浓缩物流率控制装置的下游。
25.根据权利要求1至24中的任一项所述的系统，包括液体分配器，其中，所述稀释组合物导管向所述液体分配器进料。
26.根据权利要求25所述的系统，其中，所述液体分配器被配置成输出稀释组合物的射流或喷雾或等分部分。
27.根据权利要求25或权利要求26所述的系统，包括细长且柔性的导管，所述细长且柔性的导管设置在所述稀释组合物导管的下游和所述液体分配器的上游。
28.一种移动平台，所述移动平台具有安装在其上、其中或其周围的根据权利要求1至27中的任一项所述的系统。
29. 根据权利要求28所述的移动平台，所述移动平台是车辆、拖车、手推车或背包。
30.一种将稀释组合物施用到目标的方法，所述方法包括以下步骤
提供根据权利要求1至27中的任一项所述的系统，
将浓缩物设置到所述第一浓缩物贮存器中，
将稀释剂设置到所述稀释剂贮存器中，
致使或允许所述稀释剂接触所述浓缩物以形成指定浓度的稀释组合物，和
致使或允许如此形成的稀释组合物接触所述目标。
31.一种将稀释组合物施用到目标的方法，所述方法包括以下步骤
提供根据权利要求2至27中的任一项所述的系统，
将第一浓缩物设置到所述第一浓缩物贮存器中，
将第二浓缩物设置到所述第二浓缩物贮存器中，
将稀释剂设置到所述稀释剂贮存器中，
致使或允许所述稀释剂接触所述第一浓缩物或所述第二浓缩物，以形成指定浓度的第一稀释组合物或指定浓度的第二稀释组合物，和
致使或允许如此形成的第一稀释组合物或第二稀释组合物接触所述目标。
32.一种将稀释组合物施用到目标的方法，所述方法包括以下步骤
提供根据权利要求12至27中的任一项所述的系统，
将第一浓缩物设置到所述第一浓缩物贮存器中，
将第二浓缩物设置到所述第二浓缩物贮存器中，
将稀释剂设置到所述稀释剂贮存器中，
调整所述系统的所述液体流率控制装置，
致使或允许所述稀释剂接触所述浓缩物以形成指定浓度的稀释组合物，和
致使或允许如此形成的第一稀释组合物接触所述目标。
33.根据权利要求30至32中的任一项所述的方法，其中，所述浓缩物是农业或园艺化学品的浓缩组合物。
34.根据权利要求33所述的方法，其中，所述农业或园艺化学品选自由除草剂、除害剂、杀虫剂、杀真菌剂、肥料、土壤调理剂、抗生素、驱虫剂和兽药组成的组。
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