TW201325525A - 用於重設電子控制配給系統中的失速泵之方法 - Google Patents

Abstract

一種用於重設流體配給系統中的失速泵之系統及其相關方法。於一個實施例中，偵測是否有使用者的手，其起動與再充填容器相關聯的泵致動器。與馬達相關聯的控制器藉由沿第一方向旋轉，起動泵致動器。監視電流感測器，且當電流感測器偵測出電流之預定位準時，馬達軸反向至起動位置。

Description

用於重設電子控制配給系統中的失速泵之方法 相關申請案之交叉參考

本案係2009年11月12日所提出申請案號12/616,798之繼續申請案，在此藉由參考併提。

本發明一般係指流體配給系統。本發明特別係指僅容許具有可配給材料之指定再充填容器安裝於內之配給器，且想要的話，由經選擇之經銷商安裝。更具體而言，本發明係指用於重設電子控制配給系統中的失速泵之方法。

眾所周知，提供流體配給器以用於餐廳、工廠、醫院、浴室及家庭。此等配給器可裝入諸如肥皂、抗菌清潔劑、消毒劑、化粧水等。亦已知提供具有某些類型之泵致動機構之配給器，其中使用者推或拉槓桿，將某些量的流體配給入使用者的手。亦可使用「免持」配給器，其中使用者單純地將他們的手放在配給器外殼所保持之感測器下方，且某一數量之流體藉馬達驅動之泵配給。可使用相關類型之配給器來配給粉末、噴霧劑或紙製品。

配給器可直接保持某一數量之流體，不過其經查零亂，且難保養。因此，已知使用保持某一數量之流體之再充填袋或容器，並提供泵及噴嘴機構。此等再充填袋之優點在於其容易安裝而不會零亂。且配給器可監視使用以指出 何時再充填袋低，並提供其他配給器狀態資訊。

業已研發出具有諸如電子或機械鍵之再充填容器，以防止未經授權的人們改將劣品放入配給系統。具體而言，可使用各種機械或電子鍵，將再充填容器以及收容於其中的流體與特定配給器聯結。電子鍵可包含，惟不限於，磁性感測器、光學感測器、射頻辨識裝置等。於此等類型之配給器中，重要的是辨識器適當地定位或聯結於再充填容器上，且再充填容器適當地收容於配給器外殼中。若辨識鍵未適當定位，配給系統即未讀取再充填容器，且不操作。然而，有可能配給系統雖在操作上偵測出再充填容器，卻仍安裝成泵及噴嘴壅塞。失速或壅塞之未適當安裝之再充填容器可能對再充填容器所保持之泵致動器及/或移動泵致動器之馬達總成或相關之聯結造成損壞。未適當安裝之再充填容器或失速泵亦可能造成配給過多流體。

配給器外殼所保持之泵致動器或再充填容器所保持之泵及噴嘴機構可能因任何數目的理由而壅塞或失速。例如，泵可能被來自前幾個配給循環的流體材料堵塞。碎屑或其他障礙物可能阻斷泵致動器之運動，或者如前述，再充填容器可能未適當裝入配給外殼。例如，泵可裝在致動器下方，防止配給器及再充填容器之操作。在過去，由使用者認出失速狀況，接著，使用者正確手動再設定配給器外殼內之再充填容器，解決問題。因此，解決習知泵失速事件之方法不可靠，且不幸地，實施上的困境可能進一步損害該系統。因此，在本技藝中需要重設電子控制配給系統 中的失速泵之方法。

有鑑於上述，本發明之第一態樣在於提供用於重設電子鍵控配給系統中的失速泵之方法。

隨著詳細說明展開而瞭然之本發明之另一態樣藉由用於重設流體配給系統中的失速泵之方法實現，該方法包括：偵測是否有起動與再充填容器相關聯的泵致動器之使用者的手；監視與馬達相關聯的電流感測器，該馬達藉由沿第一方向旋轉馬達軸，起動該泵致動器；以及當電流感測器偵測出電流之預定位準時，使馬達沿第二方向反向，使泵致動器返回起動位置。

本發明之又另一態樣在於提供一種配給系統，包括：再充填容器，係充填產品；外殼，係適用來接受再充填容器；泵，係藉再充填容器或外殼保持從再充填容器配給產品，其中，泵具有裝填位置及配給位置；以及與泵相關聯的機構，其中，該機構被配置來當偵測出失速狀況時，自動使泵返回該裝填位置。

由後續說明可知之本發明之此等及其他態樣及其優於既有習知技術之優點藉後文說明及請求之改進來完成。

為完全瞭解本發明之目的、技術及構造，應參考以下詳細說明及附圖。

現在參考圖式，特別是第1圖及第2圖，可知配給系統一般標以元件符號10。配給系統10包含外殼12，其提供可附着於壁或其他固定表面之背板14。外殼12亦包含於第1圖中以虛線顯示之前蓋16，其可相對於背板14移動。前蓋16可藉鉸鏈機構、可撓爪、摩擦配合、緊固具等耦接至背板14。雖然本發明被說明成壁安裝式配給系統，惟須知，本文之教示可適用於台上安裝、孤立或其他類似類型之配給系統。於任何情況下，前蓋16包含底面17，該底面17提供開口18，以容許從配給系統配給流體材料。與前蓋16相聯的係蓋感測器20，其偵測蓋相對於背板14之位置。換言之，蓋感測器20偵測前蓋16遠離背板14或與其分開。此一事件通常發生在外殼開啟以更換再充填容器時，亦發生在未完全裝設背板時。霍爾效應開關、磁鐵感測器、光學感測器、微開關或其他類似配置可用於蓋感測器20。配給系統亦在開口18附近設置手感測器24，其偵測諸如使用者的手之目標是否出現在其極接近噴嘴處時，以起始配給事件。感測器24亦可成紅外線或紫外線、電容感測器或類似類型之感測器。

配給系統10包含具有可旋轉軸27之馬達26，該可旋轉軸27可單向或可逆。換言之，在相同實施例中，馬達軸可沿一方向旋轉，惟在其他實施例中，馬達軸可逆向，使其沿一方向旋轉，惟必要的話，改變方向。電流感測器28連接至馬達26，並監視操作期間，馬達所抽出之電流量。用於配給系統10之電力藉儲存於大小適當之隔間 之至少一個電池29提供。可再充電之電池提供必要的電力，且其在第2圖中以符號V⁺標示。如熟於本技藝人士當知，感測器20及24、馬達26以及即將說明之配給系統內的其他組件提供動力。

當前蓋自背板14敞開時，再充填容器32收容於外殼12中。再充填容器32載裝待配給之流體或產品，其可如特定終端使用者所需之肥皂、化粧水、消毒劑，或任何其他流體材料或產品。每一再充填容器32設置一辨識鍵34，其亦稱為電子鍵。在本實施例中，辨識鍵係繞再充填容器32之頸部包裝之圓線圈。有關此特定類型之電子鍵之詳細說明提供於名稱為「使用近場頻反應之電鍵控配給系統及相關方法」之美國專利申請案號11/013,727，在此以參考方式併提此案。扼要言之。辨識鍵34係附裝有電容器之線圈。當再充填容器32適當地安裝於外殼中時，辨識鍵34收容於兩個其他分隔的線圈之間。當分隔線圈之一被激勵時，用來作為辨識鍵之線圈即被激勵，並發出對電容特定之碼化信號。藉另一分隔線圈偵測碼化信號，並藉控制器來與所儲存之密碼比較。若碼化信號可接受，系統即如所欲操作。若碼化信號與所儲存之密碼不匹配，系統不操作。熟於技藝人士當知其他電子、光學或機械鍵控系統可用來替代上述辨識鍵配置。

泵36自再充填容器32軸向延伸，噴嘴自該泵36延伸。當再充填容器32適當地安裝於外殼中時，泵收容於外殼所載裝之泵致動器40內或以其他方式與其耦接，其 移動泵以從再充填容器配給流體。當再充填容器安裝時，泵致動器40初始處於符號42所標示之載裝位置。可包括各種類型齒輪之機械聯結44，將馬達26之軸27互連至泵致動器40。因此，當馬達軸沿特定方向旋轉時，聯結44將旋轉運動轉換成線性運動，以沿所欲方向起動泵。致動器感測器46連接至機械聯結44及/或馬達26，及/或泵致動器40，以偵測是否泵致動器處於裝載位置42。雖然大多數實施例設置致動器感測器46，卻須知在許多實施例中，致動器感測器可不設置。

鍵讀取器一般以符號52標示，並藉外殼12裝載。由電池29提供動力之讀取器52偵測辨識鍵34之存在。如以上所述，鍵讀取器52可為分隔之線圈，或依所用辨識器之類型而定，讀取器52可為條碼感測器、偵測磁性之霍爾效應感側器或能偵測並產生指出再充填容器收容於配給系統10內之信號之任何感側器。

由電池29提供動力之控制器56連接至感測器20、感測器24、馬達26、電流感測器28及致動器感測器45並自其接收對應信號，以控制其操作。控制器56提供必要硬體及軟體以實施配給系統之操作，以及關於各種感測器所提供之輸入或輸入缺乏之偵測之任何次例行事項。控制器56保持與電子鍵相較之匹配鍵58，該電子鍵與再充填容器相關聯。換言之，控制器56偵測辨識鍵以及與其相關聯之密碼，以和與匹配鍵58相關聯之密碼相較。若密碼及/或鍵匹配，配給系統即致能。然而，若其未匹配 ，配給系統即不致能且不操作。定時器60可如熟於本技藝人當知，連接至控制器56，或併設於控制器內。

熟巧人士當知，馬達26、控制器56、感測器、辨識鍵34、鍵讀取器52與匹配鍵可一起稱為電子鍵控機構70，其中鍵34及讀取器52可為任選配置。如於第2圖中所示，電子鍵控機構70亦包含與控制器直接關聯之任何組件，鍵、讀取器與其被用來重設電子控制配給系統中的失速泵。如以下於方法中所說明，依電子鍵控機構中所包含組件之任一者或組合而定，機構70配置成當偵測出失速狀況時，使泵自動回到裝載位置。

在正常操作中，隨著再充填容器適當安裝，並偵測出係用於配給系統10之適當再充填容器，且前蓋適當地封閉於背板14上，控制器56等待來自手感測器24之偵測信號，其指出一個物件已適當地放置在開口18下方。當發生此事時，控制器56初始馬達26所控制之旋轉軸27之旋轉，並藉聯結44將旋轉運動轉換成線性運動。聯結之運動造成致動器40之運動，該致動器40轉而造成配給事件發生。於配給事件期間，泵致動器40自裝載位置42移動至致動位置64(於第2圖中以虛線顯示)，並接著經由機械聯結、重力或保持於泵內之彈簧推迫力回到裝載位置。

如於先前技術中討論，若再充填容器未適當地相對於泵致動器安裝，系統即可能失速，或因系統內的障礙或機械聯結之其他問題而遭遇失速。又須知，有時候，控制器 56所保持之軟體可能過熱而停止，並造成泵致動器40未回到裝載位置。為應付失速狀況，揭示使泵致動器40回到裝載位置以適當操作配給系統之若干操作場景。

現在參考第3圖，用於重設電子控制配給系統中的失速泵之方法一般以符號100標示。此方法始於步驟102所標示的主要操作慣例。該主要操作慣例控制配給系統之正常操作，像是使用者的手的偵測、正常操作模式中馬達的操作以及配給系統所用任何其他程式化特點。當偵出失速狀況時，負責配給器之使用者或技術員開啟前蓋16，這在步驟104藉蓋感測器20偵測，其轉而將適當信號發至控制器56。在步驟106，控制器啟動定時器60以確保重設程序以有效率的方式進行。否則，若不藉助於定時器，電池即可能不理想地電力耗竭。雖然可設定任何期間，惟在一例示性實施例中，可使用5秒期間。在任何情況下，進至步驟108，控制器56判定再充填容器32是否業已卸除。這藉由使用電子鍵及鍵讀取器52來完成。換言之，若鍵讀取器不再偵測出充填容器及其相關電子鍵，即接著在步驟110控制器詢問，是否定時器的時間已過。若定時器的時間已過，該方法或程序即回到步驟102。如前述，以此方式使用定時器，防止不理想的電池耗竭。然而，若定時器的時間未過，程序即接著回到步驟108，在此其認為再充填容器最後會被技術員卸除。

一旦在步驟108偵測出再充填容器之卸除，程序即即繼續進至步驟112，在此，控制器56經由馬達26使泵致 動器移至裝載位置42。這重設泵致動器40，且程序接著在步驟114回到配給系統所保持之主要操作程序。此時，預期使用者以適當方式重新安裝再充填容器，且結果，配給系統適當而不失速地操作。

總而言之，配給系統10程式化成，每逢再充填容器自配給系統卸除，致動器自動回到缺席「裝載」位置42。首先，控制器藉由不偵測電子鍵，尋找待卸除之再充填。一旦再充填容器卸除，不管先前的泵是否失速，自動致動器重設即發生，藉此消除詢問致動器之定位以判定在移除前泵是否失速。其優點在於，致動器之自動重設確保次一再充填容器及其泵安裝於正確位置。此一配置之優點亦在於，當配給器門開啟且再充填未移除時，於預定期間後，重設功能過時。

現在參考第4圖，另一用於重設電子控制配給系統中的失速泵之方法一般以符號140標示。於方法140中，主要操作一般以符號142標示。於本實施例中，使用者無須開啟前蓋，且控制器被配置來於內部校正失速情況。因此，於步驟144，手感測器24偵測使用者的手的存在，並於步驟146啟動運轉定時器。雖然可設定任何期間，在一例示性實施例中，可設定3秒期間。接著於步驟148，藉控制器56開始泵致動循環，俾以所欲方式初始或激勵移動泵致動器40之馬達26。於步驟150，控制器詢問運轉定時器是否過時。步驟150容許配給系統之正常操作。然而，一旦於步驟150運轉定時器過時，控制器即於步驟 152詢問馬達26是否仍運轉。若馬達不再如於正常操作中所預期運轉，程序即接著於步驟142進至主要操作。然而，若於步驟152判定馬達仍運轉，程序即接著進至步驟154，且控制器逆轉馬達軸27以使致動器回到裝載位置42。藉感測器46所產生之信號確認致動器業已回到裝載位置。在致動器回到裝載位置的動作完成時，操作回到步驟142。

上述重設方法之優點在於，技術員無須開啟外殼，卸除再充填容器，接著再安裝容器。藉由使用調節泵之致動之最大運轉時間功能(步驟146及150)，可容易判定是否發生失速。若發生失速，泵即接著不理想地繼續致動更長期間。為修正此情況，使馬達軸之逆轉以重新定位。該實施例使用連接至控制器56之致動器感測器46，經由聯結監視致動器之位置，以確保致動器回到裝載位置。

在第5圖中所示之又另一實施例中，以符號160標示一方法。亦在本實施例中提供主要操作步驟162，且蓋感測器20於步驟164偵測前蓋何時開啟。當這發生時，定時器於步驟166啟動，且此後，於步驟168，馬達被更加激勵，以移動致動器至裝載位置。雖然可設定任何期間，惟在一例示性實施例中，可使用5秒期間。於本實施例中，馬達軸係單向。換言之，馬達不可逆轉。

於步驟170，控制器詢問是否定時器過時。若定時器未屆滿，即接著於步驟170，控制器即詢問是否致動器處於裝載位置，或未如致動器所判定。若其判定致動器不在 裝載位置，該方法即接著於步驟174，要求使用者卸除再充填容器。在完成步驟174時，該方法回到步驟168，且馬達被更加激勵以移動致動器，並重複步驟170及172。若於步驟170判定定時器屆滿，控制器即接著於步驟178關掉馬達。替代地，若於步驟170判定定時器尚未屆滿，於步驟172，致動器處於裝載位置，即接著關掉馬達。在完成步驟178時，於步驟180，當前蓋如感測器20所判定關閉時，程序於步驟180回到主要操作。

此方法之優點在於，配給系統可配置成，在開啟前蓋時，自動輕搖或旋轉馬達軸。馬達接著某種程度連續提供動力，直到致動器回到適當位置為止。若泵失速，致動器即不會回到其裝載位置，直到失速泵及再充填容器卸除為止。若泵未失速，接著馬達軸即旋轉並接著關閉，因為，從泵致動器之最後循環，致動器處於正確位置。不管泵失速與否，致動器均被留在適當位置，以接受新的再充填容器。定時器特點防止電池耗竭。

在第6圖中所示之又另一實施例中，以符號200標示一方法。亦在本實施例中提供主要操作步驟202，惟相對於其他實施例，不需要蓋之開啟。替代地，在步驟204，手感測器24偵測諸如使用者的手的存在。當這發生時，泵致動循環於步驟206開始。這藉控制器56接收感測器24所作物件存在之指示起始，並藉馬達26起始可逆軸27之旋轉。如在先前實施例中，軸之旋轉與聯結啣合，並開始配給循環之致動。於配給循環期間，控制器56監視電 流感測器28以偵測馬達26流出之電流量。於步驟210，控制器週期性監視感測器28所判定之馬達流出之電流量。若感測器28在步驟210未偵出電流過載或其他不正常，接著於步驟212，控制器56繼續步驟212之配給循環操作，並在其完成時，使操作回到主要操作步驟202。

然而，若於步驟210像是藉由偵測電流之預定位準或超過電流之預定位準之任何電流量，偵出電流過載或其他馬達操作不正常，控制器56即接著指示馬達26逆轉軸27之旋轉方向，以經由聯結44，使致動器如致動器感測器46所判定，自致動或其他中間位置回到裝載位置。在完成步214時，程序於步驟202使操作回到主要操作步驟202。

此方法之優點在於，系統可配置成於馬達流出不正常或過量的電流時，自動逆轉馬達方向。咸認為不正常量的電流流出指出與聯結機構及/或泵致動器40間有某種干擾，這防止操作循環完全完成。此一特點無須如於其他實施例中，使用蓋感測器或鍵讀取器組件，並相較於其他實施例，提供更簡單的逆轉失速泵的方法，同時仍提供相同的所欲益處。

因此，根據上述方法，須知，可使用各種場景來重設泵致動器至裝載位置，使失速泵容易校正，而不會損害再充填容器或發生不理想的配給事件。這使再充填容器減少流體損失，亦防止對配給系統之操作機構之損害。

因此，可知本發明之目的業已藉以上所提供之構造及 其使用方法實現。雖然根據專利現況，僅提供及詳細說明最佳模式及較佳實施例，惟須知本發明不限於此且不受其限制。因此，為瞭解本發明之真正範疇及幅圍，應參考以下申請專利範圍。

10‧‧‧配給系統

12‧‧‧外殼

14‧‧‧背板

16‧‧‧前蓋

17‧‧‧底面

18‧‧‧開口

20‧‧‧蓋感測器

24‧‧‧感測器

26‧‧‧馬達

27‧‧‧可旋轉(馬達)軸

28‧‧‧電流感測器

29‧‧‧電池

32‧‧‧再充填容器

34‧‧‧辨識鍵

36‧‧‧泵

40‧‧‧泵致動器

42‧‧‧載裝位置

44‧‧‧機械聯結

46‧‧‧致動器感測器

52‧‧‧讀取器

56‧‧‧控制器

58‧‧‧匹配鍵

60‧‧‧定時器

64‧‧‧致動位置

70‧‧‧電子鍵控機構

第1圖係根據本發明之概念作成之電子控制配給系統之正視立體圖；第2圖係電子控制配給系統之示意圖；第3圖係用於重設電子控制配給系統中的失速泵之方法的操作流程圖；第4圖係用於重設電子控制配給系統中的失速泵之方法的替代實施例；第5圖係用於重設電子控制配給系統中的失速泵之方法的另一替代實施例；以及第6圖係用於重設電子控制配給系統中的失速泵之方法的又另一替代實施例。

Claims (5)

1. 一種用於重設流體配給系統中的失速泵之方法，該方法包括：偵測是否有使用者的手，其起動與再充填容器相關聯的泵致動器；監視與馬達相關聯的電流感測器，該馬達藉由沿第一方向旋轉馬達軸，起動該泵致動器；以及當該電流感測器偵測出電流之預定位準時，使該馬達軸沿第二方向反向，使該泵致動器返回起動位置。
2. 如申請專利範圍第1項之方法，又包括：藉位置感測器感測該泵致動器之位置；以及當該泵致動器返回裝填位置時，停止該馬達軸沿該第二方向之反向。
3. 如申請專利範圍第2項之方法，又包括：若該電流感測器未偵測出電流之該預定位準，即藉該泵致動器完成配給循環。
4. 一種配給系統，包括：再充填容器，係充填有產品；外殼，係適用來接受該再充填容器；泵，係藉該再充填容器或該外殼保持以從該再充填容器配給產品，其中，該泵具有裝填位置及配給位置；以及與該泵相關聯的機構，其中，該機構被配置來當偵測出失速狀況時，自動使該泵返回該裝填位置。
5. 如申請專利範圍第4項之配給系統，其中，該機 構包括：控制器，係連接至該泵；手感測器，係連接至該控制器；馬達，係具有可反向軸，該馬達連接至該控制器，並可與該泵嚙合；電流感測器，係與該馬達相關聯，並連接至該控制器；其中，若該手感測器偵測出目標，該控制器即藉由沿第一方向旋轉該軸，透過該馬達，起動該泵，且若該電流感測器偵測出電流之預定位準，該控制器即沿相反方向旋轉該可反向軸，使該泵返回該裝填位置。