CN2414395Y - 无阀式液体精密自动计量装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种无阀式液体精密自动计量装置,是针对电磁阀式液体精密自动计量装置之缺失所作之改良;其主要将数个置容器纵横整齐排列在平台上,每个置容器内有搅拌用磁石,且插有注射器,使移动装置到达置容器正上方,使移动装置上之液体吸液排液计量装置,夹取推动注射器作吸液与排液之动作,使注射器从置容器内进行吸液,再由移动装置把整支注射器带到电子天平上的承受容器上方进行排液,藉由上述结构,使本新型之计量由注射器推出液体或加上振动来达成快速且精确之计量。

Description

无阀式液体精密自动计量装置

本实用新型涉及液体配料称重技术，尤指一种无阀式液体精密自动计量装置。

在化学工业，例如食品业、医药业及纺织染色工业，经常都会使用液体化学药品，这些化学药品需要依照设定的比例用量才能达到化学反应的目标效果，尤其是在微量精密计量时，如何快速而又正确的自动控制到设定条件，及使用保养简易、低成本的设备来达到要求，是相关业界一直都很关心的课题。

在目前市面上所见到的液体微量自动计量设备，大都使用阀件开关来控制液体流出量，以达到精密计量之目的。如图1所示，是较为常见之液体自动计量装置，其主要是由许多液体贮存筒10所构成，而液体贮存筒10上方装有一条输液管11，在输液管11的入口或出口附近需要装置一控制阀件12，在使用时，上述之装置，先由微电脑及控制电路下达打开控制阀件12的信号，利用虹吸原理，把液体从液体贮存筒10内，经由输液管11流出，并流入至电子天平15上方的容器16内，电子天平15将称取重量的信息传回微电脑及控制电路；当达到所需要的液体重量时，微电脑及控制电路下达关闭控制阀12的信号，停止供应液体，达到自动计量目的。而在实际应用上，一般相关生产业者大部份需要数十个到数百个贮存筒10与输液管11及控制阀12，以构成一部较为实用的液体自动计量装置，如图2所示。

上述的设备装置虽能达到精密计量之功效，然而其结构上仍有下列缺点影响自动精密计量装置的使用：

(一)每一个贮存筒必需配备一个控制阀件，控制阀件需要有相关控制电路配线，装置复杂、成本高，如图2所示。

(二)如果控制阀件是使用一段式ON／OFF开口，在要求精密计量时，开口需要较小才能达到，但是这就使液体流出速度太慢，影响计量时间。

(三)如果控制阀件是使用多段式开口，可以加快液体流速及达到微量精密计量效果，但控制阀件本身成本高、控制复杂。

(四)每一个贮存筒需要配置一条输液管，浪费成本及时间，且输液管内的液体因为无法搅拌混合而沉淀化学药品，即使计量准确也不是真正的设定用量。

又，市面上另外有其他形式装置的无管式液体精密自动计量装置，如图3所示，其装置组成运作方式是由水平装置中心轴20，穿过并带动旋转盘21做正逆时钟方向转动，在旋转盘21的盘边分别装设若干个液体贮存筒22。在液体贮存筒22上方有一盖子23，在这个盖子23中央开一个通道24，让液体可以流出及压缩气体可以进贮存筒22内。并在盖子23上装置一个电磁阀25，其电磁阀25的线圈分别引出绝缘的电磁正极及电磁负极的接头，以便和外界正负极接点做接触性通电来开启电磁阀25，以控制通道24的开关，在使用上由微电脑及控制电路下达要使用那一个贮存筒22的液体及所需要的重量，旋转盘21会转动需要的贮存筒22到转盘最上方，使盖子23在正上方，并趋使气体加入，接口28穿入盖子23上的通道口，并经由另一电磁阀34来控制气体输送管29的气体加入，通入气体于贮存筒22之后，旋转盘21再将贮存筒22转到转盘最下方，使盖子23及盖子23上的通道24向下；电子天平30放在一台可在旋转盘21下方移动的台车31上，移动台车31并附有一组电源正负极32，这组正负极32可以和贮存筒22盖子23上的电磁阀线圈的正负极接通，趋动电磁阀25把盖子23上通道24打开，使液体从贮存筒22中流出，进入电子天平30上方的容器33中，电子天平30把重量信号传回控制电路及微电脑，当达到目标重量时，就停止通电，关闭电磁阀25，达到自动计量的目的。而在实用上和图1案例一样都需要数十个到数百贮存筒22，每一个贮存筒22上都需要装置一个电磁阀25。

上述这种无管式液体计量设备装置虽能改善精密计量之效果，但在其结构上仍有下列缺点：

(一)电磁阀多次开关会影响使用寿命。

(二)贮存筒的通道只有一个，液体不易流出，需要先通气加压使贮存筒内压力大于大气压力才能使液体流出。

(三)贮存筒内加入压缩气体后，再转到下方，进行液体精密自动计量时，会因筒内有气压，使液体流出速度不固定且液体有喷出现象，影响计量精确度。

(四)计量时，如果液体流出较多量时，会使筒内的压力减少，当压力小于大气压力时，液体就流不出来，必需再一次加入压缩气体，才能再进行计量作业。

由于电磁阀式液体精密自动计量装置存在上述之缺点与不便之处，本实用新型的目的是提供一种无阀式液体精密自动计量装置，能明显克服上述之不足。

本实用新型的技术方案：以注射器取代电磁阀，其主要是将数个置容器纵横整齐排列在平台上，每个置容器内有搅拌用磁石，且每个置容器盖体上都插有至少1支注射器，而置容器下方有1组可带动磁石的搅拌装置。利用控制装置发出指令给移动装置，使移动装置到达置容器正上方，使移动装置上之液体吸液排液计量装置夹取推动注射器作上升下降动作，使注射器从置容器内进行吸液，再由移动装置把整支注射器移到电子天平上的承受容器上方进行排液。

下面结合附图及实施例对本实用新型作一详述。

图1是传统之液体自动计量装置示意图。

图2是传统之液体自动计量装置实际应用图。

图3是传统之无管式液体自动计量装置示意图。

图4是本实用新型之液体精密自动计量装置之配置示意图。

图5是本实用新型之液体精密自动计量装置之下降动作示意图。

图6-1，图6-2是本实用新型之液体精密自动计量装置之位移动作示意图。

图号说明：

液体贮存筒是10，输液管是11，控制阀件是12，电子天平是15，容器是16，水平装置中心轴是20，旋转盘是21，贮存筒是22，盖子是23，通道是24，电磁阀是25，接口是28，输送管是29，电子天平是30，移动台车是31，电源正负极是32，容器是33，电磁阀是34，置容器是40，磁石是401，盖体是402，搅拌装置是41，承受容器是42，注射器是43，出口管是431，外筒是432，内筒是433，液体吸液排液计量装置是44，气缸内夹头是441，伺服电机是442，滚珠螺杆是443、4431，支臂是4430，滑块是4432，升降臂是4433，皮带轮4434，皮带是444，小气压缸是445、446，气缸外夹头是447，移动装置45，伺服电机是451，轴杆452，电子天平是47。

如图4至图6所示，本新型是由置容器40、搅拌装置41、承受容器42、注射器43、液体吸液排液计量装置44、移动装置45及控制装置所组成，其中液体吸液排液计量装置44，主要由内夹头441、外夹头447、小气压缸445、446，滚珠螺杆443、4431，升降臂4433及伺服电机442等组成。其中，内夹头441和外夹头447都各自连接一个小气压缸445、446；外夹头447相接之气缸固定在升降臂4433上，升降臂4433有一圆孔并有内螺纹与螺杆443螺合，升降臂4433的一端为滑块4432，套设于支臂4430上，螺杆443上端有皮带轮4434，通过皮带444由伺服电机442可带动升降臂4433的升降；另一螺杆4431的上端，也有皮带轮，传动皮带等由另一伺服电机带动，其下端则连接小气压缸445和内夹头441。移动装置45由数组伺服电机451及轴杆452所组成，控制装置则由微电脑及控制电路462所组成。

图4中的注射器43不像通常医用注射器具有金属针头，该注射器43是在外筒432的下端延伸一长的出口管431，内筒433的伸出或推入距离与注射器吸入或排出的液体量成正比。

再参阅图5至图6-1、6-2，本新型其运作方式是将置容器40纵横整齐等距放置在平面上，每一个置容器40内都放置一个磁石401，这个磁石401再经由置容器40下方一组搅拌装置41带动磁石的转动，以达到液体均匀混合的效果；每一个置容器40之盖体402中间都放置至少一支注射器43，注射器43的前端出口管431深入到置容器40之内部，注射器43内部平常是没有任何液体的。当微电脑下达取用某一支置容器40液体之信号时，经由控制电路下达指令给移动装置45，使移动装置45移动，液体吸液排液计量装置44到达指定置容器40正上方，移动装置45是由伺服电机451带动轴杆452移动，使轴杆452上之液体吸液排液计量装置44能到达且定位在指定之置容器40正上方(如图6-1)，当液体吸液排液计量装置44之气缸内、外夹头441和447要夹取注射器43时，整个液体吸液排液计量装置44再由另一组伺服电机442控制上升位置或下降位置，在下降位置时，液体吸液排液计量装置44正好可以接触到注射器43；在上升位置时，液体吸液排液计量装置44含夹取到的注射器43使注射器43前端出口管431可以和置容器40之盖子盖体402分离；当液体吸液排液计量装置44到下降位置时，汽缸外夹头447会推出夹持住注射器43之外筒432，另一支气缸内夹头441会夹住注射器之内筒433，接着伺服电机442经由皮带444带动滚珠螺杆4431转动，使注射器43之内筒433上升，也一并把置容器40内之液体吸入注射器43中，接着液体吸液排液计量装置44上之伺服电机442转动把整个液体吸液排液计量装置44到上升位置，使注射器43及液体置容器40分离。

接着再由移动装置45之轴杆452移动，将注射器43的排液出口对准承受容器42的中心点，液体吸液排液计量装置44下降使注射器43排液出口接近到承受容器42上方准备排液，而排液动作是由液体吸液排液计量装置44上之伺服电机442实现，注射器43之内筒433由内夹头441夹持，由伺服电机带动与内夹头相连的滚珠螺杆4431旋进向下推动，并挤出液体落入承受容器42中，因注射器43本身是等圆周的圆柱体，所以注射器43之内筒433推进的距离和液体的排出量有线性关系，可以由内筒433推进的距离来决定液体的排液量，不过，还是要经电子天平47称重才能确认，尤其到最后微量排液时，会有一小滴液体留在注射器43的吸管出口前端，影响最后微量(百分之一克)的正确度。

本新型因使用一支小气压缸445固定在滚珠螺杆4431上，在最后微量这一部分，使用这一支小气压缸445在注射器43之内筒433敲击，使这最后一滴微量滴入承受容器42内，经电子天平47称重正确，达到快速且精密计量之功效。

本新型所有伺服电机均可采用步进电机。

综上所述，本无阀式液体精密自动计量装置，显然较现有的电磁阀式液体自动精密计量装置相比，不使用阀件就能达到快速且精密计量之功效，可以省下开启阀件的相关配合装置。由于流体流出计量时不需要使用管路，减少装置成本，且可解决液体在管路内沉淀问题，并且能使液体快速流出到达目标重量，缩短计量时间。

Claims (3)

1．一种无阀式液体精密自动计量装置，其包括数个置容器(40)，其上设有盖体(402)，其内设有磁石(401)；搅拌装置(41)设置于置容器(40)下方，承受容器(42)装设于电子天平(47)上，注射器(43)置于置容器(40)上方，液体吸液排液计量装置(44)，移动装置(45)及控制装置，其特征在于：其中的液体吸液排液计量装置(44)是由数组气缸内夹头(441)、气缸外夹头(447)、伺服电机(442)及滚珠螺杆(443)(4431)、小气压缸(445)及皮带(444)组成，内夹头(441)和外夹头(446)各自连接一个小气压缸(445)(446)，并固定在升降臂(4433)上，置容器(40)均各配置至少一个注射器(43)，注射器(43)的内筒(433)由内夹头(441)夹持，内筒(433)由伺服电机(442)带动与内夹头相连的滚珠螺杆(4431)旋进，带动注射器(43)作吸液与排液动作。

2．如权利要求1所述之无阀式液体精密自动计量装置，其特征在于：所说的移动装置(45)是由数个伺服电机(451)及轴杆(452)组成，伺服电机分设于机台两侧。

3．如权利要求1所述之无阀式液体精密自动计量装置，其特征在于：所说的控制装置是由微电脑及控制电路组成，该微电脑发出信号给控制电路，经由控制电路下达指令给移动装置，使移动装置控制液体吸液排液计量装置的位移。

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