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Die Erfindung betrifft das Gebiet
der Flüssigkeitspegeldetektoren
und insbesondere einen Flüssigkeitspegeldetektor,
mit dem der Flüssigkeitspegel einer
viskosen Flüssigkeit
mit hoher Genauigkeit erfaßt
werden kann.
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Drucker wie etwa Flexographiepressen
und dergleichen besitzen eine Tauchwalze, die so angeordnet ist,
daß sie
in Druckfarbe, die in einer Druckfarbenwanne enthalten ist, eingetaucht
wird, wobei die an der äußeren Umfangsfläche der
Tauchwalze anhaftende Druckfarbe über eine Anilox-Walze und einen Plattenzylinder
auf Druckbögen
gedruckt wird. Bei fortschreitendem Drucken nimmt daher die Druckfarbenmenge
in der Druckfarbenwanne ab, wobei es dann, wenn der Pegel unter
einen bestimmten Pegel absinkt, notwendig ist, Druckfarbe nachzufüllen.
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Eine in 6 gezeigte, bekannte Anordnung eines
Flüssigkeitspegeldetektors
besteht darin, in einer Druckfarbenwanne 50 eine Düse 51 anzuordnen, die
Luft in die Druckfarbe I ausstoßen
kann, wobei der Flüssigkeitspegel
durch Erfassen des Gegendrucks erfaßt wird. Genauer ist eine Düse 51 in
einer Druckfarbenwanne 50 so angeordnet, daß sich ihre Öffnung 51A unterhalb
des Flüssigkeitspegels
L befindet, wobei die der Düse 51 zugeführte Luft
A aus der Öffnung 51A ausgestoßen wird
und sich durch die Druckfarbe I in die Atmosphäre über dem Flüssigkeitspegel L bewegt. Wenn
sich daher die Öffnung 51A der
Düse 51 unterhalb
des Flüssigkeitspegels
L befindet, ist die Luftausstoßbedingung
schlecht, so daß der
Gegendruck P1 in der Düse 51 hoch
ist, wobei dieser hohe Wert des Gegendrucks P1 als Anzeichen dafür gewertet
werden kann, daß sich
der Flüssigkeitspegel
auf einer Höhe
befindet, die kein Nachfüllen
von Druckfarbe I erfordert. Wenn andererseits der Flüssigkeitspegel
L unter die Öffnung
51A der Düse 51 absinkt,
wird die Luftausstoßbedingung
sofort besser, wobei der obengenannte Gegendruck P1 niedrig wird.
Daher kann bei einer Abnahme des Gegendrucks P1 festgestellt werden,
daß der
Flüssigkeitspegel
L unter einen bestimmten Pegel abgesunken ist.
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In Druckern wie etwa in Flexographiepressen
besteht jedoch aufgrund der Tatsache, daß in vielen Fällen eine
Druckfarbe I mit hoher Viskosität verwendet
wird, das Problem, daß der
Flüssigkeitspegel
durch Überwachen
des Gegendrucks P1 in der Düse 51 nicht
mit hoher Genauigkeit erfaßt werden
kann. Der Grund hierfür
besteht darin, daß die
aus der Öffnung 51A der
Düse 51 ausgestoßene Luft
A dazu neigt, unter der Öffnung 51A eine
große Luftblase
A1 zu bilden. Diese Luftblase A1 schwillt unter der Öffnung 51A allmählich in
Abwärtsrichtung an,
da nach oben kein Raum zum Entweichen vorhanden ist, weshalb ein
Gegendruck P1 erfaßt
wird, der eine Verbesserung der Luftausstoßbedingung vorgibt, obwohl
die Druckfarbe I noch immer einen Pegel hat, bei dem ein Nachfüllen von
Druckfarbe I nicht erforderlich ist. Daher wird eine nicht gezeigte Pumpe
eingeschaltet, die Druckfarbe I fördert, was zu einem Überlaufen
von Druckfarbe aus der Druckfarbenwanne 50 führt, was
ein weiteres Problem des Standes der Technik darstellt.
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Der Erfindung liegt daher die Aufgabe
zugrunde, die genannten Probleme des Standes der Technik zu beseitigen
und einen Flüssigkeitspegeldetektor
zu schaffen, bei dem aus einer Öffnung
einer Düse
in die Flüssigkeit
ausgestoßene
Luft stabil nach oben abgeführt
werden kann, so daß eine
stationäre Luftströmungsbedingung
aufrechterhalten werden kann und der Flüssigkeitspegel mit hoher Genauigkeit
erfaßt
werden kann.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch
einen Flüssigkeitspegeldetektor
nach Anspruch 1. Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
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In dem erfindungsgemäßen Flüssigkeitspegeldetektor,
in dem eine Düse
in einem Behälter,
der Flüssigkeit
enthält,
angeordnet ist, wird Luft aus einer Öffnung der Düse ausgestoßen und
wird der Gegendruck in der Düse
erfaßt,
wodurch der Flüssigkeitspegel
erfaßt
wird. Erfindungsgemäß ist die Öffnung der Düse in bezug
auf den Flüssigkeitspegel
geneigt angeordnet. Eine solche Struktur hält die Richtung der Luftströmung längs der
Neigungsrichtung der Öffnung
konstant, wodurch eine Luftströmung
in Öffnungsschnittrichtung über die
vertikale Richtung erzeugt wird, so daß die Möglichkeit der Bildung einer großen Luftblase
unter der Öffnung
vermieden wird und die Luft in die über dem Flüssigkeitspegel vorhandene Atmosphäre ausgestoßen werden
kann. Daher ist es möglich,
das Problem des Standes der Technik zu lösen, daß einem Behälter Flüssigkeit zugeführt wird,
obwohl kein Nachfüllen
von Flüssigkeit erforderlich
ist, d. h. obwohl der Flüssigkeitspegel über einem
bestimmten Pegel liegt.
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Erfindungsgemäß kann die Öffnung der Düse in einer
Richtung geöffnet
sein, die in bezug auf die axiale Richtung der Düse geneigt ist. Eine solche Struktur
ermöglicht
die Positionierung der Achse der Düse im allgemeinen vertikal,
da es in diesem Fall leichter ist, die Düse in einem kleinen für die Düseninstallation
in einem Behälter
verfügbaren
Raum anzubringen.
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Ferner kann die Öffnung der Düse in einer zur
axialen Richtung der Düse
im wesentlichen senkrechten Richtung geöffnet sein, wobei die Düse dann so
angebracht ist, daß ihre
Achse in bezug auf den Flüssigkeitspegel
geneigt ist. Eine solche Struktur ermöglicht die Verwendung vor handener
Düsen,
wodurch die Kosten der einzelnen Komponenten begrenzt werden können.
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Weitere Merkmale und Vorteile der
Erfindung werden deutlich beim Lesen der folgenden Beschreibung
bevorzugter Ausführungsformen
der Erfindung, die auf die Zeichnungen Bezug nimmt; es zeigen:
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1 eine
schematische Seitenansicht eines Flüssigkeitspegeldetektors gemäß der Erfindung in
einer Druckeinheit einer Flexographiepresse;
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2 eine
schematische Darstellung des Gesamtsystems des Flüssigkeitspegeldetektors;
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3 eine
schematische Seitenansicht, die eine Düsenposition zeigt, wenn der
Flüssigkeitspegel über einem
bestimmten Pegel liegt;
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4 eine
schematische Seitenansicht, die eine Düsenposition zeigt, wenn eine
Nachfüllen
von Flüssigkeit
erforderlich ist;
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5 eine
schematische Seitenansicht, die ein abgewandeltes Beispiel einer
Düse zeigt;
und
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6 die
bereits erwähnte
schematische Seitenansicht, die Wirkungen einer Düse in einem herkömmlichen
Flüssigkeitspegeldetektor
zeigt.
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1 zeigt
eine schematische Seitenansicht einer Druckeinheit. Diese Druckeinheit 10 umfaßt eine
Druckfarbenwanne 11, die durch einen Behälter für Druckfarbe
(Flüssigkeit)
I gebildet ist, der in einem Rahmen F installiert ist, eine Tauchwalze 13,
die in der Druckfarbenwanne 11 so angeordnet ist, daß Druckfarbe
I an ihrer äußeren Umfangsfläche anhaftet,
eine Anilox-Walze 16, die die Druckfarbe I über die
Tauchwalze 13 an einen Plattenzylinder 15 überträgt, und
eine Druckzylinderwalze 17, die so angeordnet ist, daß sie dem
Plattenzylinder 15 flächig
zugewandt ist, wobei ein Druckbogen P dazu veranlaßt wird,
sich zwischen der Druckzylinderwalze 17 und dem Plattenzylinder 15 hindurchzubewegen,
wodurch auf den Druckbogen P ein bestimmter Druck ausgeführt wird.
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In der Druckfarbenwanne 11 sind
eine Düse 21,
die einen Flüssigkeitspegeldetektor 20 umfaßt, und
ein Druckfarbenbeschickungsrohr 22, durch das der Druckfarbenwanne 11 Druckfarbe
I zugeführt wird,
angebracht. Der Flüssigkeitspegeldetektor 20, der
in 2 gezeigt ist, umfaßt einen
Sensor 25 für die
Erfassung des Förderdrucks
P2, der von einem Kompressor 23 an die Düse 21 angelegt
wird, und des Gegendrucks P1 in der Düse 21, wobei eine Pumpe
P entsprechend dem Ausgangssignal des Sensors 25 eingeschaltet
und ausgeschaltet wird. Wenn daher die Pumpe 26 arbeitet,
wird in einem Tank 27 befindliche Druckfarbe I über das
Druckfarbenzufuhrrohr 22 der Druckfarbenwanne 11 zugeführt.
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Die Düse 21 ist über eine
Unterstützungskomponente 30 am
oberen Abschnitt der Druckfarbenwanne 11 befestigt, wie
in den 2 und 3 gezeigt ist, und durch
ein im allgemeinen geradliniges Rohr aus einem Röhrenmaterial gebildet. Die
Düse 21 ist
so angeordnet, daß ihr
Ende, d. h. eine Öffnung 21A an
ihrem unteren Ende, in einer Richtung geöffnet ist, die in bezug auf
die axiale Richtung der Düse 21 geneigt
ist, wodurch Luft A, die aus der Öffnung 21A ausgestoßen wird,
quer zur axialen Richtung konstant strömt.
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Das gegenüberliegende Ende der Öffnung der
Düse 21 ist
mit dem Sensor 25 verbunden, wodurch der Gegendruck P1
in der Düse 21 durch
den Sensor 25 erfaßt
werden kann. Wenn von dem Kompressor 23 geförderte Luft
auch dem Sensor 25 zugeführt wird, erfaßt der Sensor 25 auch
den Luftförderdruck
P2 vom Kompressor 23 und vergleicht den Förderdruck
P2 mit dem Gegendruck P1, so daß er
die Ausstoßbedingung
der Luft A, die aus der Düse 21 ausgestoßen wird, überwachen
kann.
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Im folgenden wird ein Verfahren für die Erfassung
eines Flüssigkeitspegels
gemäß dieser
Ausführungsform
erläutert.
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Wie in 3 gezeigt
ist, wird in dem Fall, in dem sich die Öffnung 21A der Düse 21 unter
dem Flüssigkeitspegel
L befindet, angenommen, daß eine ausreichende
Menge der Druckfarbe I in der Druckfarbenwanne 11 vorhanden
ist, so daß festgestellt wird,
daß es
nicht notwendig ist, Druckfarbe I nachzufüllen. Wenn in diesem Zustand
Luft A vom Kompressor 23 gefördert wird, wird die geförderte Luft
aus der Öffnung 21A der
Düse 21 in
die Druckfarbe I ausgestoßen,
gleichzeitig wird der Förderdruck
P2 von dem Sensor 25 erfaßt. Die von der Düse 21 ausgestoßene Luft
A bewirkt bei einem bestimmten Widerstand, der sich aus dem Vorhandensein
der Druckfarbe A ergibt, einen bestimmten Gegendruck P1 in der Düse 21.
Dieser Gegendruck P1 wird mit dem vom Sensor 25 erfaßten Förderdruck
P2 verglichen, wobei der Sensor 25 anhand des Vergleichs
feststellt, ob ein im voraus festgelegtes Druckverhältnis vorliegt
oder nicht . Da die Öffnung 21A der
Düse 21 in einer
in bezug auf die axiale Richtung der Düse 21 geneigten Richtung
orientiert ist, wird die Luft A in horizontaler Richtung ausgestoßen und
kann bis zu dem Flüssigkeitspegel
L nach oben sprudeln, so daß sie
die Arbeit des Sensors 25 nicht beeinflußt, solange
der bestimmte Gegendruck P1 vorhanden ist.
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Wenn der Druckvorgang weitergeht
und die Menge an Druckfarbe I in der Druckfarbenwanne 11 abnimmt,
sinkt der Flüssigkeitspegels
L entsprechend ab (siehe 4).
Wenn in diesem Zustand der Strömungswiderstand
der aus der Öffnung 21A der Düse 21 ausgestoßenen Luft
plötzlich
abnimmt, nimmt auch der Gegendruck P1 entsprechend ab. Zu diesem
Zeitpunkt erfaßt
der Sensor 25 die Änderung des
Druckverhältnisses
zwischen dem Gegendruck P1 und dem Förderdruck P2 und gibt ein Druckfarbenfördersignal
an die Pumpe P aus, die folglich in dem Tank 27 befindliche
Druckfarbe I durch das Druckfarbenzufuhrrohr 22 der Druckfarbenwanne 11 zuführt. Diese
Druckfarbenzufuhr wird solange fortgesetzt, bis das Druckverhältnis des
Gegendrucks P1 zu dem Förderdruck
P2 wieder einen im voraus festgelegten Wert annimmt.
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In der vorliegenden Ausführungsform
kann der Auffüllzeitpunkt
der Druckfarbe I auf den Zeitpunkt, zu dem das Verhältnis des
Gegendrucks P1 zum Förderdruck
P2 der Luft A ein Referenzverhältnis
erreicht, bei dem der gesamte Teil der Öffnung 21A über dem
Flüssigkeitspegel
L liegt, gesetzt werden. Die Erfindung ist jedoch nicht darauf eingeschränkt. Beispielsweise
kann der Auffüllzeitpunkt entsprechend
dem Verhältnis
des Gegendrucks P1 zu dem Förderdruck
P2 auf den Zeitpunkt gesetzt werden, zu dem der halbe Abschnitt
der Öffnung 21A über dem
Flüssigkeitspegel
L liegt.
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Da folglich in der obenbeschriebenen
bevorzugten Ausführungsform
die aus der Düse 21 ausgestoßene Luft
A in der Druckfarbenwanne 11 keine große Luftblase bildet, kann ein
ungeeigneter Betrieb der Pumpe 26, der insbesondere im
Fall einer viskosen Druckfarbe I hervorgerufen werden könnte, sicher
vermieden werden.
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In der obenbeschriebenen bevorzugten
Ausführungsform
ist der Fall erläutert
worden, in dem die Öffnung 21A der
Düse 21 in
einer zur axialen Richtung der Düse 21 geneigten
Richtung angeordnet ist. Die Erfindung ist jedoch nicht darauf eingeschränkt. Beispielsweise
kann, wie in 5 gezeigt
ist, die Öffnung 21A in
einer zur axialen Richtung der Düse 21 im
wesentlichen senkrechten Richtung ausgebildet sein, wobei dann die
Düse 21 selbst
in einer geneigten Stellung befestigt ist, so daß die Öffnung 21A zum Flüssigkeitspegel
L hin geöffnet
ist. Bei einem solchen Aufbau können
im wesentlichen die gleichen Wirkungen wie in der obenerwähnten Ausführungsform
erzielt werden.
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Außerdem kann im mittigen Abschnitt
der Düse 21 ein
kleines Loch ausgebildet sein. In einem solchen Fall, in dem der
Flüssigkeitspegel
L, bei dem die Druckfarbenzufuhr angehalten oder begonnen werden
soll, auf einem Pegel liegt, bei dem sich der obere offene Abschnitt
der Öffnung 21A etwas über dem
Flüssigkeitspegel
befindet, kann die Bedingung für
den Beginn und das Ende der Druckfarbenzufuhr auf der Grundlage
der Beziehung zwischen der Querschnittsfläche des oberen offenen Abschnitts
und dem entsprechenden Gegendruck gesetzt sein. Falls daher in dem
mittigen Abschnitt der Düse 21 ein
Loch vorhanden ist und der Flüssigkeitspegel
beispielsweise auf einem Pegel liegt, der keine Zufuhr von Druckfarbe
I erfordert, d. h. wenn die gesamte Öffnung 21A unter dem
Flüssigkeitspegel
liegt, wird Luft aus dem Loch ausgestoßen, wobei stets der diesem Zustand
entsprechende Gegendruck P1 erfaßt wird. Folglich kann durch
die Anordnung eines Lochs in der Düse 21 ein ungeeigneter
Betrieb, bei dem Druckfarbe I unnötig zugeführt wird, sicherer vermieden
werden.
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In der obigen bevorzugten Ausführungsform wird
ein Aufbau verwendet, bei dem Luft A vom Kompressor 23 dem
Sensor 25 zugeführt
wird und der Förderdruck
P2 erfaßt
wird, wobei diese Luftzufuhr zum Sensor jedoch weggelassen werden
kann. In diesem Fall kann im Sensor 25 ein Referenzdruck
für die
Bestimmung des Druckfarbenzufuhrzeitpunkts festgesetzt sein, wobei
der Gegendruck P1 in der Düse 21 mit
diesem Referenzdruck verglichen werden kann, um die Pumpe 26 ein-
und auszuschalten. Eine solche Anordnung kann den Schaltungsaufbau eines
Flüssigkeitspegeldetektors
vereinfachen.
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Ferner ist in der obigen bevorzugten
Ausführungsform
der Fall erläutert
worden, in dem die Erfindung auf eine Druckfarbenwanne einer Druckeinheit einer
Flexographiepresse angewendet wird, die Erfindung kann jedoch allgemein
als Flüssigkeitspegeldetektor
verwendet werden, wenn sich die Flüssigkeitsmenge mit der Zeit ändert.
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Wie oben beschrieben worden ist,
ist es aufgrund der Tatsache, daß der Flüssigkeitspegeldetektor erfindungsgemäß so beschaffen
ist, daß die Öffnung der
Düse in
bezug auf den Flüssigkeitspegel schräg orientiert
ist, möglich,
einen Luftausstoß zu erzielen,
bei dem die Luftströmungsrichtung
stets konstant in der geneigten Richtung der Öffnung orientiert ist. Daher
ist es möglich,
Luft über
den Flüssigkeitspegel
auszustoßen,
ohne daß wie
im Stand der Technik unter der Öffnung
der Düse
eine große Luftblase
gebildet wird, da im Stand der Technik die Luft in einer Richtung
quer zur vertikalen Richtung ausgestoßen wird und die Öffnung im
wesentlichen parallel zum Flüssigkeitspegel
angeordnet ist. Daher ist es möglich,
das Problem des Standes der Technik der Zufuhr von Flüssigkeit
in einen Behälter
in einem Zustand, in dem der Flüssigkeitspegel
noch über
einem bestimmten Pegel liegt, zu lösen, außerdem ist es möglich, ein Überlaufen
von Flüssigkeit
aus einem Behälter
zu vermeiden.
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In dem Aufbau, in dem die Öffnung der
Düse in
einer Richtung orientiert ist, die zur axialen Richtung der Düse geneigt
ist, ist es ferner möglich,
die Achse der Düse
im allgemeinen vertikal anzuordnen, so daß das Problem eines kleinen
Installationsraums für
die Düse
im Behälter
leicht beherrscht werden kann.
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Schließlich ist es bei dem Aufbau,
bei dem die Öffnung
der Düse
im wesentlichen senkrecht zur axialen Richtung der Düse orientiert
ist und die Düse mit
in bezug auf den Flüssigkeitspegel
geneigter Achse angeordnet ist, möglich, die Teilekosten zu verringern,
da vorhandene Düsen
verwendet werden können.