CN1498136A - 液滴的形成方法及液滴定量排出装置 - Google Patents

液滴的形成方法及液滴定量排出装置 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种液滴的排出方法或装置，可防止在柱塞杆(8)从阀座离开地后退时，从喷嘴前端的排出口吸入空气的现象。本发明可把调压后的液体、即根据需要而被储存在容器内的液体，从阀门的排出口(6)呈液滴状喷出，液体的供给量可追随排出口(6)与阀门主体(1)内的流动通道之间的压力差，从而防止气泡从排出口(6)混入。可进行高速间歇的连续排出。通过气压使柱塞杆(8)后退而打开排出口，通过弹簧(9)的弹力使所述柱塞杆(8)前进而从所述排出口排出液滴，通过空气流量而控制柱塞杆(8)的后退速度，从而防止气泡从排出口混入。

Description

液滴的形成方法及液滴定量排出装置
技术领域
本发明是关于将调压后的液体从阀门的排出口呈液滴状喷出的液滴的排出方法及液滴定量排出装置。详细的情况是关于可处理由浓度均一的溶液构成的含有填充剂的液体，以及从低黏度到高黏度所有黏度的液体，还有由这些液体合成的高黏度浆状液体的液体排出方法及液滴定量排出装置。
背景技术
使用现有的液滴排出装置，即便以经过调压装置调整后的一定压力，把供给阀门主体内的液体材料压至阀门主体内的流动通道内，也会发生在开启阀门使柱塞杆后退从而离开阀座时，从喷嘴前端前端的排出口吸入空气的现象。因气泡进入阀门主体内的液体，所以气泡混入随后排出的液滴中，结果导致无法得到所期望液量的问题。
本项发明的发明人分析上述现象发现，如柱塞杆的位置从柱塞杆落在配置于阀门主体内的阀座上呈阀门关闭状态至柱塞杆相对于阀座离开一定距离地后退呈开启状态时，则在阀门主体内的流动通道中，因柱塞杆的后退使所述流动通道中柱塞杆占有的体积减少，所以所述流动通道内的压力减少，喷嘴前端和所述流动通道之间产生压力差。如果柱塞杆的移动速度加快，则所述压力差变大，故以一定加压力压入阀门主体内的流动通道中的所述液体材料的供给量不能追随压力差，结果会出现压力均匀地将空气从喷嘴前端的排出口吸入所述流动通道内的现象。特别是在进行高速间歇的连续排出时，需要使柱塞杆快速后退，因此这种现象很显著。
发明内容
因此，本发明基于上述发现，目的在于提供液滴的形成方法及液滴定量排出装置，用以防止在开启阀门即柱塞杆从阀座离开地后退时，从喷嘴前端的排出口吸入空气的现象，以及气泡混入随后排出的液滴中。
本发明涉及一种液滴的排出方法，是把调压后的液体、即根据需要而被储存在容器内的液体，从阀门的排出口呈液滴状喷出，液体的供给量可追随排出口与阀门主体内的流动通道之间的压力差，从而防止气泡从排出口混入。
在进行高速间歇的连续排出时，本发明提供一种液滴高速间歇的连续排出方法，是把调压后的液体、即根据需要而被储存在容器内的液体，从阀门的排出口呈液滴状喷出，液体的供给量可追随排出口与阀门主体内的流动通道之间的压力差，从而防止气泡从排出口混入。
在通过气压使柱塞杆后退而打开排出口，通过弹簧的弹力使所述柱塞杆前进而从所述排出口排出液滴时，本发明提供一种液滴的排出方法，优选提供一种液滴高速间歇的连续排出方法，即通过气压使柱塞杆后退而打开排出口，通过弹簧的弹力使所述柱塞杆前进而从所述排出口排出液滴；把调压后的液体即根据需要而被储存在容器内的液体，从阀门的排出口呈液滴状喷出，液体的供给量可根据排出口与阀门主体内的流动通道之间的压力差而改变，从而防止气泡从排出口混入。
在根据所述空气的流量，控制所述柱塞杆的后退速度，以防止因柱塞杆的后退使气泡从排出口混入时，本发明提供一种液滴的排出方法，优选提供一种液滴的高速间歇的连续排出方法，即通过气压使柱塞杆后退而打开排出口，通过弹簧的弹力使所述柱塞杆前进而从所述排出口排出液滴，把调压后的液体、即根据需要而被储存在容器内的液体，从阀门的排出口呈液滴状喷出，通过根据所述空气的流量控制所述柱塞杆的后退速度，液体的供给量可追随排出口与阀门主体内的流动通道之间的压力差，从而防止气泡从排出口混入。
此外，本发明提供一种液滴定量排出装置，其包括具有排出口的阀门主体；通过进退动作而排出液滴的柱塞杆；向所述阀门主体供给液体的液体供给装置，更具体地讲，是由向所述阀门主体供给液体的液体储存容器、将液体储存容器内的液体加压至理想的压力的液体加压装置构成的液体供给装置；把启动阀门用的空气控制至理想的压力的阀门启动压力控制装置；可对连通所述阀门启动压力控制装置与所述阀门主体的第一位置、连通所述阀门主体与大气的第二位置进行切换的切换阀，优选是电磁切换阀。所述阀门主体中，当所述切换阀位于第一位置时，通过所述阀门启动用空气，使所述柱塞杆后退，于是所述排出口打开，当所述切换阀位于第二位置时，通过柱塞杆驱动装置、更具体地讲，通过弹簧或气压使所述柱塞杆前进，从而关闭所述排出口。在液滴定量排出装置中，通过流量控制阀，连通所述阀门启动压力控制装置与所述阀门主体。
在所述阀门主体的所述柱塞杆接触面与所述柱塞杆的前端面形成平面，通过两者的面接触，关闭所述排出口，优选是所述柱塞杆的前端面上，设置最大直径与所述排出口的内径相等的突起时，本发明提供一种液滴定量排出装置，其包括具有排出口的阀门主体；通过进退动作排出液滴的柱塞杆；向所述阀门主体供给液体的液体供给装置，更具体地讲，即由向所述阀门主体供给液体的液体储存容器、将液体储存容器内的液体加压至理想的压力的液体加压装置构成的液体供给装置；把启动阀门用的空气控制至理想的压力的阀门启动压力控制装置；可对连通所述阀门启动压力控制装置与所述阀门主体的第一位置、连通所述阀门主体与空气的第二位置进行切换的切换阀，优选是电磁切换阀，所述阀门主体中，当所述切换阀位于第一位置时，通过所述阀门启动用空气使所述柱塞杆后退，于是所述排出口打开，当所述切换阀门位于第二位置时，通过柱塞杆驱动装置、更具体地讲，通过弹簧或气压使所述柱塞杆前进，从而关闭所述排出口，特征在于，通过流量控制阀，连通所述阀门启动压力控制装置与所述阀门主体，所述阀门主体的所述柱塞杆接触面与所述柱塞杆的前端面形成平面，通过两者的面接触，关闭所述排出口，优选的是在所述柱塞杆的前端面上，设置最大直径与所述排出口的内径相等的突起。
附图说明
图1是本发明的液滴定量排出装置的阀门开启时(第一位置)的略图。
图2是本发明的液滴定量排出装置的阀门关闭时(第二位置)的略图。
具体实施方式
本发明的液滴排出方法的优选方式的特征在于，通过气压使柱塞杆后退，于是排出口打开，通过弹簧的弹力或气压使所述柱塞杆前进，液滴从所述排出口排出。通过所述空气流量控制所述柱塞杆的后退速度，这样可以防止由于柱塞杆的后退而使气泡从排出口混入。
此外，本发明的液滴定量排出装置的优选方式的特征在于，包括具有排出口的阀门主体；通过进退动作排出液滴的柱塞杆；向所述阀门主体供给液体的液体储存容器；使液体储存容器内的液体加压至理想的压力的液体加压装置；把启动阀门用的空气控制至理想的压力的阀门启动压力控制装置；可对连通所述阀门启动压力控制装置与所述阀门主体的第一位置、连通所述阀门主体与空气的第二位置进行切换的切换阀门，优选是电磁切换阀，所述阀门主体中，当所述切换阀门位于第一位置时，通过所述阀门启动用空气使所述柱塞杆后退，于是所述排出口打开，当所述切换阀门位于第二位置时，通过弹簧的弹力或气压，使所述柱塞杆前进，从而关闭所述排出口，通过流量控制阀，连通所述阀门启动压力控制装置与所述阀门主体。
阀门主体的动作原理在于，阀门关闭时，利用弹簧的弹力、气压等作为驱动源，使柱塞杆移至阀座，而阀门开启时，通过所述弹簧的弹力或气压产生的较大压力，使柱塞杆远离阀座。柱塞杆的移动方向及移动速度，取决于弹簧的弹力或气压与空气(即，弹簧/空气或空气/空气)产生的压力之差。因此，关闭打开的阀门时，通过降低所述空气产生的压力，使所述空气产生的压力小于所述弹簧的弹力(或气压)，从而使柱塞杆移至阀座。
下面，对作为驱动装置的弹簧/空气进行说明。
此处，为使液体从排出口喷出，因所述空气产生的压力急剧下降，而给柱塞杆施加大的加速度，使柱塞杆移至阀座的同时，需要柱塞杆的移动随即停止。根据此柱塞杆的动作，液体被施与惯力，于是液体从所述排出口呈滴状喷出。因此，为喷出理想的排出液滴量，可向柱塞杆施加足够加速度的有弹簧常数的弹簧较好。通过阀门主体的所述柱塞杆接触面与所述柱塞杆的前端面形成平面，使两者的面接触，优选是在所述柱塞杆的前端面上，设置最大直径与所述排出口的内径相等的突起，从而准确地使柱塞杆移至阀座与停止移动。此外，在设置相等突起有作用的范围内，该突起包含最大直径与所述排出口的内径大致相等的突起。
柱塞杆的位置从关闭位置向打开位置移动时，其移动速度越快，所述流动通道内的压力的下降越明显，更容易从排出口吸入空气，所以，控制其后退速度使其无法从该排出口吸入空气。即，不能向弹簧的弹力急剧施加空气产生的较大压力。
众所周之，此处的弹簧从原始长度的变化越大积蓄的力越大，为了只按规定距离使弹簧变化，在原始长度的弹簧与从原始长度缩短的弹簧或伸长的弹簧中，从原始长度缩短的弹簧或伸长的弹簧积蓄的力较大。因此，柱塞杆的移动距离越大，为使柱塞杆移动所需的力越大。
此处，虽然空气产生的压力要比所述弹簧的弹力大，但是柱塞杆的行程变大，随之空气压力也必须增大。另一方面，如弹簧的弹力和空气产生的压力固定，则向阀门主体供给空气压力的能力恒定，因此，柱塞杆的移动速度最终得以确定。
特别是柱塞杆远离阀座的瞬间的速度为最大，使柱塞杆的移动速度确定为从排出口不夹杂气泡的速度是不可能的。因此，需要控制调整到一定的空气压力的空气的流量，从而控制柱塞杆的移动速度。
在具体的结构中，在与阀门主体连通的切换阀和把柱塞杆启动用空气控制到期望压力的阀门启动压力控制装置之间，配置着流量控制阀。
此切换阀可对第一位置与第二位置进行切换，所述第一位置为连通与所述阀门启动压力控制装置连通的流量控制阀和所述阀门主体，并使柱塞杆位于开口位置，所述第二位置为连通所述阀门主体和空气，并使柱塞杆位于关闭位置。
使处于关闭位置的柱塞杆后退至打开位置时，使切换阀从第二位置切换至第一位置。在第一位置，被控制至理想压力的柱塞杆启动用空气，还通过流量控制阀控制其流量，于是，所述启动用空气被供给阀门主体，因此，柱塞杆以期望的速度开始后退。
这样就可以使柱塞杆按照期望的速度移动，因此，即使加大柱塞杆的移动量，仍可以防止从排出口的前端吸入气泡。
此外，使处于打开位置的柱塞杆前进，移动至关闭位置时，使切换阀从第一位置切换至第二位置。在第二位置，因阀门主体与大气连通，使柱塞杆后退的柱塞杆启动用空气，一下子释放到大气中，于是所述柱塞杆启动用空气压力瞬间变得与大气压相等。于是，退缩并储存着能量的弹簧一下子伸长，使柱塞杆前进。然后，柱塞杆与阀门接触，移动急速停止，因此，只有液体从排出口成液滴而排出。
阀门主体的所述柱塞杆接触面与所述柱塞杆的前端面形成平面，通过两者的面接触，关闭所述排出口，优选是所述柱塞杆的前端面上，设置最大直径与所述排出口的内径相等的突起，这样，柱塞杆移至阀座的同时，柱塞杆的移动也可以随即停止，根据此柱塞杆的运动，向液体施加惯力，于是液体从所述排出口呈液滴状喷出。
在实施例中对本发明进行详细的说明，但是本发明完全不局限于这些实施例。
本发明的液滴定量排出装置是由排出液滴的阀门部、向阀门部供给液体的液体供给部、向阀门部供给启动用空气的空气供给部构成的。
下面参照附图，对本发明的一实施例中各部分的结构进行详细的说明。图1是阀门打开时(第一位置)的各部分的状态的略图，图2是阀门关闭时(第二位置)的各部分的状态的略图。
构成阀门部的阀门主体1，其下面配备用于排出液滴的喷嘴11，同时，通过具有柱塞杆插通的贯穿孔3的隔板2，把驱动部室4和排出部室5上下分成两部分，上部驱动部室4中，自由滑动地安装着可使柱塞杆8上下运动的活塞7，活塞7的上方的驱动部室4形成弹簧室41，活塞7的上面与弹簧室41的上部内壁面之间设置有弹簧9。此外，活塞7的下方的驱动部室4形成空气室42，它通过与阀门主体1的侧壁上形成的连接口12连接的管子20以及空气供给部，与高压空压源14连接，以供给柱塞杆8后退用的高压空气。
此外，图中10是旋拧在驱动部室4的上壁的用于调整行程的螺丝10，通过改变上下位置来调整柱塞杆8的移动上限，从而调整液体的排出量。
排出部室5中，嵌入式安装着通过上述活塞7而进退的柱塞杆8，排出部室5的底壁上，形成液体排出口6，它与设置在阀门主体1下面的喷嘴11连通。此外，排出部室5通过与形成在阀门主体1的侧壁上的连接口13连接的管子21，而与液体储存容器19连接，以供给液滴形成用的液体。
柱塞杆8的长度在于，柱塞杆8前进时，它的前端面与排出部室5的底壁接触，从而关闭所述液体排出口6。因此，阀门关闭时，柱塞杆8与排出部室5的底壁接触时，可以在上述活塞7的下方形成空气室。
此外，柱塞杆8的前端面及排出室的底壁形成平面，阀门关闭时，上述两个平面接触，从而关闭所述液体排出口6，停止排出液滴，这样就可以准确地分离阀门关闭时应排出的液滴与排出部室5内的液体。
此外，柱塞杆8的前端面上设置最大径与所述排出口6的内径相等的突起，阀门关闭时与排出口6结合，这样就可以在阀门关闭时很好地切断液体。
液体供给部由液体加压装置18和液体储存容器19构成的，其中液体储存容器19是一体形成，或通过以管接头而连接的管子21，与阀门主体1的排出部室5连通。液体储存容器19内的液体，通过液体加压装置18把气压调整至理想的压力，并根据此压力调整至固定恒压。
此外，图示的实施例中，通过液体加压装置18使液体储存容器19内的压力恒定，从而把调压的液体供给阀门部。但是，也可以在连接液体供给源(图中未示)与阀门部的管路中，配置调压装置，通过调压装置调压以供给阀门部。
空气供给部是串联连接阀门启动压力控制装置15、流量控制阀16和切换阀17而构成的。其具体结构是，与阀门主体1连通的电磁切换阀17以及将柱塞杆8启动用空气控制到理想压力的柱塞杆8启动压力控制装置之间，设置流量控制阀16。
上述切换阀门17可以切换至第一位置和第二位置，即连通与所述柱塞杆8启动压力控制装置连通的流量控制阀16和所述阀门主体1，使柱塞杆8处于打开位置的第一位置；连通所述驱动部室4的空气室42和大气，使柱塞杆8处于关闭位置的第二位置，切换柱塞杆8的移动方向。
根据上述结构，使处于关闭位置的柱塞杆8后退至打开位置时，使切换阀17从第二位置切换至第一位置。在第一位置，被控制到理想压力的柱塞杆8启动用空气，进一步通过流量控制阀16控制其流量，将所述启动用空气供给阀门主体1，因此，柱塞杆8以理想的速度开始后退。
这样，就可以使柱塞杆8按照理想的速度移动，因此，即使加大柱塞杆8的移动量，仍可以防止从排出口6的前端吸入气泡。
此外，使处于打开位置的柱塞杆8前进至关闭位置时，使切换阀17从第一位置切换至第二位置。在第二位置，因阀门主体1与大气连通，使柱塞杆8后退的柱塞杆8启动用空气一下子释放到空气中，所述柱塞杆启动用空气的压力瞬间变得与大气压相等。于是，退缩并储存着能量的弹簧9一下子伸长，使柱塞杆前进。然后，柱塞杆与阀体接触，移动立即停止，因此，只有液体从排出口6成液滴而排出。
本发明中进行高速间歇的连续排出。高速间歇是以短周期间歇地重复排出，但也可以适当地设定一秒钟内进行几次。
工业上可利用性
根据上述结构的本发明，防止在柱塞杆后退时，从喷嘴前端排出口吸入空气，这样，就可以定量排出不混杂气泡的液滴而形成液滴。特别是，即使柱塞杆的移动量加大，也可以在所期望的时间内供给需要的压力，因此，阀门主体内不会产生不需要的负压，从而可以有效地防止空气被吸入阀门主体内。
阀门主体的所述柱塞杆接触面与所述柱塞杆的前端面形成平面，通过两者的面接触，而关闭所述排出口，这样就可以准确地分离阀门关闭时应排出的液滴与排出部室内的液体。此外，如在柱塞杆的前端面上设置最大径与所述排出口的内径相等的突起，则阀门关闭时，与排出口结合，这样就可以在阀门关闭时很好地切断液体。

Claims (11)

1.一种液滴的排出方法，该方法使调压后的液体从阀门的排出口呈液滴状喷出，其特征在于，液体的供给量可追随排出口与阀门主体内的流动通道之间的压力差，从而防止气泡从排出口混入。
2.如权利要求1所述的液滴的排出方法，其特征在于，调压后的液体为储存在容器内的液体。
3.如权利要求1或2所述的液滴的排出方法，其特征在于，进行高速间歇的连续排出。
4.如权利要求1、2或3所述的液滴的排出方法，其特征在于，通过空气压力使柱塞杆后退从而打开排出口，通过弹簧的弹力使所述柱塞杆前进，从而从所述排出口排出液滴。
5.如权利要求4所述的液滴的排出方法，其特征在于，根据所述空气的流量控制所述柱塞杆的后退速度，从而防止因柱塞杆后退而使气泡从排出口混入。
6.一种液滴定量排出装置，其包括具有排出口的阀门主体；通过进退动作而排出液滴的柱塞杆；向所述阀门主体供给液体的液体供给装置；把启动阀门用的空气控制至理想的压力的阀门启动压力控制装置；可对连通所述阀门启动压力控制装置与所述阀门主体的第一位置、连通所述阀门主体与大气的第二位置进行切换的切换阀，所述阀门主体，在所述切换阀位于第一位置时，通过所述阀门启动用空气，使所述柱塞杆后退，从而打开所述排出口，当所述切换阀位于第二位置时，通过柱塞杆驱动装置，使所述柱塞杆前进从而关闭所述排出口，其特征在于，通过流量控制阀连通所述阀门启动压力控制装置和所述阀门主体。
7.如权利要求6所述的液滴定量排出装置，其特征在于，柱塞杆驱动装置是弹簧或气压。
8.如权利要求6或7所述的液滴定量排出装置，其特征在于，所述液体供给装置由向所述阀门主体供给液体的液体储存容器和使液体储存容器内的液体加压至期望压力的液体加压装置构成。
9.如权利要求6、7或8所述的液滴定量排出装置，其特征在于，所述切换阀是电磁切换阀。
10.如权利要求6～9中任一项所述的液滴定量排出装置，其特征在于，所述阀门主体的所述柱塞杆接触面与所述柱塞杆的前端面形成平面，通过两者的面接触，关闭所述排出口。
11.如权利要求6～10中任一项所述的液滴定量排出装置，其特征在于，在所述柱塞杆的前端面上设置最大径与所述排出口的内径相等的突起。
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