ES2235051T3 - Monitorizacion del uso de liquido. - Google Patents

Abstract

Un método para monitorizar el uso de un líquido aplicado en volúmenes controlados pequeños repetidos a partir de un aparato de aplicación que proporciona las etapas de purgado, imprimación y limpieza, cuyo aparato incluye al menos una bomba (17) de líquido para suministro o circulación de líquido, comprendiendo dicho método las etapas de: - monitorizar uno o más parámetros del uso de líquido; - registrar uno o más parámetros del uso de líquido en una forma transmisible; en el que uno o más parámetros del uso de líquido incluyen los períodos del uso de cada bomba (17) de líquido.

Description

Monitorización del uso de líquido.

Campo de la invención

Esta invención se refiere a la monitorización del uso de líquido. Se ocupa particularmente de la monitorización a un alto nivel de precisión del uso de líquidos de alto valor o naturaleza potencialmente sensible.

Antecedentes de la invención

Existe una amplia variedad de procesos y procedimientos en los cuales el nivel de uso de un material líquido necesita ser monitorizado. En su forma más simple la necesidad consiste en garantizar la presencia de líquido suficiente para realizar la función requerida, por ejemplo en una vasija de almacenamiento tal como un tanque de combustible de vehículo. En tales aplicaciones un flotador u otro indicador de nivel de líquido monitoriza el volumen de líquido, aunque sin gran precisión, y puede disparar una señal para indicar cuando el volumen cae a un nivel bajo.

Se ha dispuesto la monitorización algo más precisa mediante caudalímetros, por ejemplo incluyendo un rotor o turbina en un conducto de líquido, que puede estar unido directa o indirectamente a elementos de control y señalización. El número de giros se cuenta y se usa para generar una señal que indica el gasto volumétrico. Tales medidores de giro han sido bien desarrollados en el campo de bombas de combustible, especialmente para estaciones de abastecimiento para vehículos, y disponer una medida suficientemente precisa para suministrar volúmenes de líquido relativamente altos. Se han adoptado diversas características para los circuitos de control eléctricos de tales bombas. Por ejemplo, la Patente de U.S. No. 3.990.607 se refiere a un circuito controlado relé de una bomba de gasolina en la cual se requiere el cierre momentáneo de un interruptor operado por llave antes de que se pueda restablecer la operación normal de la bomba después de una operación de distribución.

Para ciertos líquidos se requiere una precisión de monitorización de mayor nivel que para tales productos básicos como la gasolina. Estos líquidos incluyen productos farmacéuticos, ciertos agentes de tratamiento químico, materiales tóxicos o radioactivos, y materiales para fines especiales, por ejemplo tintas para imprimir con fines especiales como se pueden usar en las impresoras de chorros de tinta. En general tales materiales se aplican en cantidades dosificadas, es decir se aplica un volumen controlado pequeño repetidamente a partir de un recipiente básico el cual se rellena o reemplaza según se consume el líquido.

En el campo de impresión de chorro de tinta es habitual monitorizar los volúmenes restantes de tinta en cartuchos de suministro a fin de advertir al usuario cuando montar un cartucho de reemplazo. En su forma más simple la monitorización se proporciona mediante una pequeña ventana de inspección en el cartucho. Se ha propuesto la monitorización más sofisticado en ciertos casos. La Patente de U.S. No. 6.045.206 describe un método de funcionamiento de una impresora de chorro de tinta que comprende las etapas de usar un algoritmo de mantenimiento para controlar el tiempo de una acción de mantenimiento, manteniendo un registro histórico de funcionamiento característico de la impresora durante un período de tiempo, y cambiando el algoritmo de mantenimiento para después de esto usar por la impresora en base al registro
histórico.

El documento EP-A-0 825 567 describe un método y un aparato para monitorizar el uso de un líquido aplicado en volúmenes controlados pequeños repetidos a partir de un aparato de aplicación que incluye al menos una bomba de líquido para el suministrar o circulación de líquido, y en cuyo método se monitorizan uno o más parámetros de uso y se registran de forma transmisible.

Un registro completo del uso de materiales líquidos requiere no sólo un conocimiento de las características operativas y de volúmenes directamente aplicados, sino también de cualquier desperdicio que resulte de tales etapas como imprimación, purga y limpieza del aparato usado en la aplicación.

Sumario de la invención

Según la invención se dispone un método según se define en la reivindicación 1.

La invención además dispone un aparato según se define en la reivindicación 9.

El objeto es garantizar que los parámetros monitorizados representen un registro sustancialmente completo del uso de líquido. Dado que se conoce el volumen de líquido típico usado en cada aplicación individual, el registro del número de aplicaciones muestra los volúmenes directamente usados en la aplicación. Los volúmenes usados indirectamente, y que pueden ser considerados como pérdidas, se muestran por el total de cualquiera de los volúmenes usados en el purgado, imprimación y limpieza del aparato. Estos volúmenes de pérdida pueden ser medidos directamente, por ejemplo midiendo un incremento en el peso de un material absorbente usado en limpieza del aparato, o indirectamente contando el número de etapas de purga, imprimación y limpieza y multiplicando éstas por los volúmenes rutinariamente consumidos en estas etapas.

Una ventaja particular de la invención es que se puede determinar el registro del uso de bombas de líquido cuya capacidad de manipulación de líquido, proporciona una indicación del total de volúmenes empleados, que pueden ser verificados de forma cruzada con los volúmenes indicados por los otros parámetros. Cualquier desacuerdo entre las indicaciones respectivas del total de volúmenes líquidos empleados alerta al usuario sobre posibles problemas de funcionamiento, por ejemplo errores o funcionamiento defectuoso del aparato, y permite adoptar una rápida acción reparadora.

Para incrementar el nivel de precisión de la monitorización de uso, o para proporcionar verificaciones cruzadas adicionales sobre el nivel de uso, puede también ser deseable monitorizar otros parámetros, que incluyen por ejemplo el número de operaciones de conexión y desconexión de los interruptores y válvulas de control en el aparato.

Los volúmenes y/o acciones asociadas de los elementos respectivos se monitorizan preferiblemente y controlan por uno o más microprocesadores, por ejemplo un controlador lógico programable. Los microprocesadores se pueden alojar dentro o al lado del aparato de aplicación, aunque pueden estar localizado alejados de él. En un diseño práctico un microprocesador forma parte del aparato como tal y otro microprocesador está localizado a distancia. Una localización a distancia es beneficiosa para permitir una reducción en el tiempo de inspección in situ por el personal local y para permitir monitorizar y controlar diversas estaciones de aplicación desde un único punto. Los microprocesadores se pueden configurar para recibir datos electrónicamente mediante tales vías de transmisión como una conexión de cableado directa, línea de teléfono específica, enlace de radio o enlace de internet.

Descripción de los dibujos

La fig. 1 es una vista esquemática del sistema para monitorizar el uso de líquido.

Descripción de las realizaciones preferidas

En una realización práctica de la invención se suministra el líquido a partir de un recipiente reemplazable que contiene un volumen de líquido inicial definido. Debido a que se conocen el volumen de inicio en el recipiente y el consumo preciso, un operador puede determinar cuándo los contenidos del recipiente están a punto de agotarse y se puede disponer un reemplazo. La precisión también permite que se realice el uso sustancialmente completo de los contenidos del recipiente, maximizando de ese modo el período entre los reemplazos del recipiente y descartando la posibilidad de que sean devueltos volúmenes significativos en el depósito gastado.

La invención es aplicable a todos los tipos de procesos de líquidos que demandan una atención especial. Se pueden usar solos o en algunos casos pueden contener componentes en disolución o en suspensión. Realmente el contenido puede estar disuelto o suspendido ofreciendo al líquido las características inusuales que demanda su uso cuidadosamente monitorizado. Por ejemplo, los líquidos o sus componentes pueden ser costosos y por lo tanto usados con moderación por razones de economía. Por lo tanto es deseable no sólo usar tantos de tales materiales como estrictamente sea necesario para una determinada función y para disponer eficazmente de cualquier material no directamente empleado en le proceso.

En el caso de materiales sensibles, especialmente si son de una naturaleza perecedera, el reemplazo puede ser necesario antes de que se hayan usado todo los contenidos delrecipiente. Esto se puede lograr registrando una fecha de caducidad para el recipiente y verificando antes de una aplicación determinada que el líquido es anterior a esa fecha. La verificación se puede proporcionar programando un microprocesador para alertar al operador de la proximidad de la fecha de caducidad. Se puede programar el microprocesador para detener el suministro del líquido en la fecha de caducidad. La invención tiene el beneficio adicional de permitir tales verificaciones y control de materiales que pueden tener características potencialmente perjudiciales.

Se puede desear retornar el retornar para rellenar por un proveedor autorizado. Esto asegura que el reemplazo del líquido es de una calidad autorizada y en el exacto volumen de rellenado deseable para la monitorización con éxito. El recipiente se encuentra preferiblemente cerrado herméticamente después del rellenado autorizado de forma que se evite la manipulación indebida con los contenidos. El cierre hermético es especialmente apropiado para manipular material peligroso o sensible porque evita que el usuario entre en contacto con el material.

En otra realización de la invención el recipiente de líquido puede formar una parte integral del aparato que emplea el líquido. En esta realización, tanto el recipiente como la porción del aparato del cual forma parte debe ser devuelto al proveedor autorizado para reabastecimiento del líquido. La unidad retornable puede ser herméticamente cerrada de forma deseable para evitar que el usuario entre en contacto con los contenidos del líquido.

Para algunas funciones de impresión, especialmente aquellas que usan tintas sensibles, los parámetros importantes que van a ser monitorizados consisten en el número de imágenes aplicadas y un registro de los movimientos del sistema, notablemente cuando se ha devuelto a un proveedor para rellenar. Estos proporcionan al operador datos útiles sobre el número de artículos producidos y marcados y la frecuencia con la que el sistema debe ser devuelto para rellenar.

Opcionalmente, monitorizar los registros transmitidos se efectúa automáticamente. El microprocesador se puede configurar para transmitir señales de aviso, por ejemplo cuando un recipiente está a punto de quedarse sin líquido.

Los recipientes individuales se pueden marcar con uno o más números de serie o códigos. Esto es útil para identificar el recipiente específico y su contenido. En una realización preferida de la invención se registra el número de serie sobre el recipiente de tal modo que pueda ser también transmitido al microprocesador. Esto permite al microprocesador mostrar cuál recipiente está en su lugar en el aparato de aplicación y facilitar además el control remoto de cuando se necesitará suministrar un recipiente de reemplazo. Si se desea, el microprocesador se puede programar a fin de permitir la operación del aparato sólo si reconoce que el recipiente tenga un número de serie autorizado, evitando de ese modo la instalación en el aparato de un recipiente no autorizado, y de ese modo del uso de líquido operativo no autorizado. El reconocimiento puede ser, por ejemplo, por medio de un código de barra o rótulo de identificación de frecuencia de radio (RFID).

Puede ser adicionalmente deseable que el microprocesador demande una clave del operador antes de abrir el aparato para el reemplazo del recipiente. Esto ayuda a garantizar que sólo el personal apropiadamente cualificado pueda instalar los reemplazos. Esta opción es especialmente adecuada para uso de líquidos sumamente sensibles, por ejemplo potencialmente materiales peligrosos (tales como radiactivos).

En el caso de materiales particularmente sensibles puede ser deseable equipar el recipiente, y cualquier aparato del cual forma parte, con un dispositivo sonoro que transmite una señal para indicar su paradero. El dispositivo sonoro puede ser programado para emitir o transmitir una señal de advertencia, que puede ser de nuevo una señal RFID, si el recipiente se traslada lejos de los sitios aceptables conocidos.

La presente invención se describe además con referencia a la figura que se acompaña la cual es una vista lateral esquemática, parcialmente en sección, del cabezal de impresión de una impresora de chorro de tinta equipada con una versión de sistema de monitorización según la invención. La invención es adecuada a esta aplicación debido a la naturaleza sensible e inusual de ciertas tintas usadas en el proceso de impresión. Se destaca que la invención no se limita a esta aplicación o a la versión específica del sistema descrito y que no todos los componentes ilustrados en esta versión representan características esenciales de la invención.

A modo de ejemplo se puede observar que la tinta usada en la impresora de chorro de tinta puede contener un marcador especial seleccionado de uno o más tintes o materiales en partículas sólidas. El marcador puede ser de un tipo que imparte a la imagen depositada una coloración que es visible a la luz del día o iluminación artificial convencional aunque revela su color bajo iluminación especial, por ejemplo de una fuente LED o ultravioleta. Alternativamente el marcador puede ser un pigmento o aditivo que revela su presencia bajo la aplicación de medios magnéticos, electrónicos o espectroscópicos.

Ejemplos de tipos de pigmentos usados en tintas de impresora de chorro de tinta son escamas metálicas, materiales inorgánicos que comprenden ferritas y otros óxidos metálicos, que incluyen óxidos de transición y metales terrosos raros; complejos organometálicos; y materiales orgánicos que incluyen compuestos aromáticos de alto peso molecular tales como antraquinonas, aril amidas y quinocridonas. Ejemplos específicos de pigmentos comúnmente usados incluyen magnetitas, ferrita de bario, ferrita de estroncio, óxido de hierro, dióxido de titanio, ftalocianina de cobre y negro de humo.

Se pueden aplicar una amplia variedad de imágenes por una impresora de chorro de tinta, que incluye inscripción en letras, números, figuras, fotografías, láminas, logos, marcas de identificación, fechas de caducidad según se menciona anteriormente, números de lote, detalles de dirección y texto general. El grado requerido de precisión de la imagen depende de la función y la sofisticación del cabezal de impresión.

El sistema ilustrado en la figura está destinado a la aplicación industrial de detalles de codificación, por ejemplo números de lote, a artículos en una línea de producción. Incluye un cabezal 10 de impresión, de un tipo comercializado como un "Trident Ultrajet", unido al frente de un alojamiento 20. El cabezal 10 de impresión tiene múltiples canales capilares internos con boquillas 11 de inyección de tinta. Dentro del cabezal 10 de impresión cada tubo capilar tiene un elemento piezoeléctrico asociado controlado por pulsaciones de energía para expulsar gotitas de tinta que forman colectivamente la imagen deseada.

Un depósito 14 primario que sirve como recipiente principal para tinta tiene un tubo 16 de entrada y un tubo 18 de salida y un detector 15 de nivel. El tubo 16 de entrada incluye un caudalímetro 12, para monitorizar la frecuencia de transferencia de tinta, y una válvula 13 de conexión y desconexión.

Una bomba 17 de alimentación de tinta en el tubo 18 de salida envía tinta a través de un mezclador 19 estático alineado para asegurar la dispersión completa de cualquiera de los sólidos de tinta. Desde el mezclador 19 el tubo 18 continúa a un depósito 22 secundario localizado en un nivel más alto que el depósito 14 primario.

El depósito 22 secundario tiene un detector 23, de nivel de tinta, que con la bomba 17 mantiene el volumen de tinta en el depósito 22 secundario a un nivel constante. Una línea 25 de salida desde el depósito 22 pasa a una bomba 30 de imprimación y un caudalímetro 31.

El cabezal 10 de impresión porta un brazo 36 de cubierta conformado giratoriamente dispuesto sobre un eje 38 y una placa 40 de cubierta almohadillada cargada a resorte para cerrar y cubrir las boquillas 11.

Se localiza una cuchilla 39 limpiadora en la posición 39 indicada y se extiende a través del ancho de la porción del cuerpo del cabezal 10 de impresión. La cuchilla limpiadora 39 se monta sobre un bastidor 41 de palanca que comprende palancas interconectadas movidas por una rueda 42 eléctricamente accionada. Un conjunto de palancas en el bastidor 41 es visible en el lado próximo a la porción 10 del cuerpo de cabezal de impresión según se observa en la figura: se localizan palancas equivalentes en el lado alejado. Se localiza una almohadilla 45 absorbente por debajo de las boquillas 11 para recibir la tinta que salpica desde las boquillas 11 por la acción de la cuchilla 39 limpiadora y para entrar en contacto con la cuchilla 39 limpiadora según retorna a la posición de parada a fin de retirar cualquier tinta residual de la misma.

En el inicio de una operación de impresión, la bomba 30 es activada para cebar el cabezal 10 de la impresora con tinta. La disposición relativa de los depósitos 14 y 22 es tal que debido a la diferencia de altura de tinta se sifona a través del cabezal 10 de impresión, garantizando que el cabezal 10 de impresión reciba un flujo constante de tinta a una presión uniforme y baja de alimentación de tinta. Después de la imprimación inicial, la bomba 30 se puede desconectar, siendo la circulación de tinta lograda entonces por el efecto de sifón y la sola acción de la bomba 17 de alimentación de tinta.

Un controlador 50 lógico programable se localiza dentro del alojamiento 20 cerca de la parte superior y se conecta por cableado de circuito (indicado por las líneas 52 de puntos) a los elementos respectivos del sistema. El controlador 50 tiene un puerto 51 externo para recibir un conector desde un controlador remoto asociado (no mostrado).

Antes de un ciclo el cabezal 10 de impresión se encuentre en reposo según se muestra en la figura, con el brazo 36 de cubierta que sostiene la placa 40 de cubierta firmemente contra las boquillas 11. El brazo 36 de cubierta se mueve apartándose y la rueda 42 de accionamiento se activa entonces para hacer funcionar el bastidor 41 de palanca a fin de mover la cuchilla 39 de limpieza desde su posición de parada a una posición superior, ligeramente por encima de las boquillas 11. El cabezal 10 de impresión es entonces imprimado y se purgan las boquillas 11 por la acción de la bomba 30 de imprimación.

La cuchilla 39 limpiadora se pone en funcionamiento por el giro continuado de la rueda 42 de accionamiento haciendo que el bastidor 41 arrastre la cuchilla 39 limpiadora verticalmente hacia abajo y sobre las boquillas 11 para retirar cualquier tinta de ellas. La mayor parte de la tinta en la cara del cabezal salpica por la acción de limpieza de la cuchilla 39 limpiadora y se deposita sobre la almohadilla 45 absorbente. La tinta residual se retira de la pala 39 limpiadora según entra en contacto con la almohadilla 45 absorbente en su retorno a la posición de parada. Los volúmenes de tinta retirados por la cuchilla 39 limpiadora son fácilmente absorbidos por la almohadilla 45 absorbente y son eficazmente retirados de ese modo del sistema, siendo mantenidos dentro de la almohadilla 45 de tal manera que no pueden dar por resultado un uso incorrecto, por ejemplo por una persona no autorizada. La almohadilla 45 se reemplaza por una nueva almohadilla después de una serie de ciclos de impresión.

Con la cuchilla 39 limpiadora y el bastidor 41 de palanca de cuchilla de nuevo en posición de parada, la impresora está lista ahora para un ciclo de impresión. Al final del ciclo el brazo 36 de cubierta regresa a la posición de cubierta de la figura.

El controlador 50 evita que se inicie la acción de limpieza si la placa 40 de cubierta está en posición y, viceversa, evita hacer funcionar el brazo 36 de cubierta si la acción de limpieza está en funcionamiento.

El controlador remoto indica el patrón de imagen activando los elementos piezoeléctricos en el cabezal 10 de impresión, por ejemplo enviando una tensión controlada al cabezal 10 de impresión. De este modo eficazmente monitoriza el número de imágenes aplicadas. Junto con el controlador 50 puede monitorizar éstas y todas las acciones asociadas con la impresión: la abertura inicial de la válvula 13 de conexión y desconexión, las acciones de cubrir y descubrir del brazo 36 de cubierta, etapas de purga e imprimación, la acción de limpieza de la cuchilla 39 limpiadora, el número de activaciones de las bombas de líquido y la duración del tiempo durante el cual están en funcionamiento, la medida del caudal a través de los medidores 12 y 31, y los niveles indicados por los detectores 15 y 23 de nivel. Los controladores pueden además ser programados para monitorizar las ocasiones en las que se extrae los datos de ellos. El conteo del número de marcas aplicado es de particular beneficio para un ciclo de producción de artículos que reciben cada uno marcas tales como números de lote o venta por fechas, puesto que el conteo proporciona una verificación inmediata del número de artículos producidos en un ciclo determinado. El registro de los datos monitorizados se efectúa por el controlador 50, que puede ser interrogado por el controlador remoto o cualquier otra unidad de control seleccionada.

El detector 15 de nivel produce una advertencia del nivel de tinta en el depósito 14 cayendo hasta un punto en el que se aproxima la necesidad de rellenado. También permite cualquier ajuste de cualquier desviación en los volúmenes residuales calculados por el controlador 50 a partir de su conocimiento del uso directo e indirecto de la tinta. A partir de su conocimiento de la frecuencia de uso también permite un estimado exacto de cuando se agotará la tinta, y de este modo de la urgencia del rellenado.

Se puede efectuar el rellenado directamente decantando la tinta fresca dentro del depósito principal 14 o retirando el depósito 14 o incluso la unidad completa a una estación de suministro. La retirada del depósito 14 o unidad pueden ser las opciones preferidas para las tintas de una naturaleza potencialmente peligrosa o sensible en la que se puede realizar el rellenado por personal experimentado adecuadamente bajo condiciones controladas.

Claims (11)

1. Un método para monitorizar el uso de un líquido aplicado en volúmenes controlados pequeños repetidos a partir de un aparato de aplicación que proporciona las etapas de purgado, imprimación y limpieza, cuyo aparato incluye al menos una bomba (17) de líquido para suministro o circulación de líquido, comprendiendo dicho método las etapas de:

monitorizar uno o más parámetros del uso de líquido;

registrar uno o más parámetros del uso de líquido en una forma transmisible; en el que uno o más parámetros del uso de líquido incluyen los períodos del uso de cada bomba (17) de líquido.

2. Un método según la reivindicación 1, en el que uno o más parámetros del uso de líquido incluyen además el número de operaciones de conexión y desconexión de interruptores y válvulas (13) de control en el aparato.

3. Un método según la reivindicación 1, en el que uno o más parámetros del uso de líquido incluyen además (i) el número de aplicaciones, y (ii) el número de etapas de purgas, imprimación y limpieza.

4. Un método según la reivindicación 1, en el que uno o más parámetros del uso de líquido incluyen además la frecuencia de transferencia de líquido a través de al menos un caudalímetro (12, 31).

5. Un método según la reivindicación 1, que comprende además la etapa de:

verificar un volumen total de líquido empleado, que se determina a partir de los períodos de uso de cada bomba (17) de líquido y una capacidad de manipulación de líquido de cada bomba (17) con un uso estimado de líquido determinado añadiendo (i) el producto de multiplicar el número de aplicaciones por un volumen de líquido típico usado en cada aplicación individual, y (ii) el producto de multiplicar el número de etapas de purgas, imprimación y limpieza por un volumen rutinariamente consumido en estas etapas.

6. Un método según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que los volúmenes y/o acciones asociadas de los elementos respectivos son monitorizados y controlados por al menos un microprocesador.

7. Un método según la reivindicación 6, en el que un número de serie se registra en uno o más recipientes de líquido del aparato de aplicación de tal modo que el (los) número(s) de serie puede(n) también ser transmitido(s) al microprocesador.

8. Un método según la reivindicación 7, en el que el microprocesador se programa a fin de permitir la operación del aparato sólo si reconoce uno o más recipientes de líquido que tienen un número de serie autorizado.

9. Un método para monitorizar el uso de un líquido aplicado en volúmenes controlados pequeños repetidos, incluyendo dicho aparato:

una o más bombas (17) de líquido para suministrar o circular el líquido; y

al menos un microprocesador (50) para monitorizar y registrar en una forma transmisible uno o más parámetros del uso de líquido, en el que uno o más parámetros del uso de líquido incluyen los períodos de uso de cada bomba (17) de líquido.

10. Aparato según la reivindicación 9, en el que uno o más parámetros del uso de líquido incluyen además (i) el número de operaciones de conexión y desconexión de interruptores y válvulas (13) de control en el aparato, (ii) el número de aplicaciones, (iii) el número de etapas de purgado, imprimación y limpieza, (iv) la frecuencia de transferencia de líquido a través de al menos un caudalímetro (12, 31).

11. Aparato según una cualquiera de las reivindicaciones 9 y 10, en el que el aparato es capaz de verificar un volumen total de líquido empleado, que se determina a partir de los períodos de uso de cada bomba (17) de líquido y una capacidad de manipulación de líquido de cada bomba (17) con un uso estimado de líquido determinado añadiendo (i) el producto de multiplicar el número de aplicaciones por un volumen de líquido típico usado en cada aplicación individual y (ii) el producto de multiplicar el número de etapas de purgado, imprimación y limpieza por un volumen rutinariamente consumido en estas etapas.