TW202240130A - 流體流量計系統及方法 - Google Patents

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尚 克勞德 提蓋
亞倫 露易斯
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美商能多順股份有限公司
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Abstract

本發明揭示一種用於量測一流體流量之流量計。一流量計包含一外殼、一定子、一轉子、一感測器及一保持構件。該定子定位於該外殼內。該定子界定經組態以在其內接收該流體流量之一通道，且該通道之至少一部分經輪廓化。該轉子定位於該通道內，使得該輪廓化通道與該轉子之間界定至少一個腔。該轉子可相對於該定子旋轉，使得當該通道接收該流體流量時，一流體力施加至該轉子以引起1.)該轉子與該定子之間相對旋轉及2.)該流體沿該通道傳播該腔。該感測器經調適以偵測一旋轉位移。該保持構件經組態以實質上防止該轉子與該定子之間軸向移動。

Description

流體流量計系統及方法
本發明大體上係關於一種流體流量計系統及方法，且更特定言之，本發明係關於一種用於判定來自一流體施配器之一流體流量之流體流量計系統。
流體施配系統可用於自一流體施配器施配一受控流體量。流體透過施配器自一貯留容器或槽泵抽且透過一出口施配。通過施配器之流體流量可經量測且提供至一操作者以根據期望控制流體施配系統。
習知流體施配系統可包含用於量測通過系統之流體流量之流體流量計。流體流量計可包含壓力感測器、基於壓電之體積感測器、齒輪頭或其他類型之量測裝置來偵測流體流之參數以近似所施配之一流體量。然而，習知流量計可由於(例如)流體流之壓力變化、流體之沈降及流體之密度變化而經受準確度問題，且需要使用額外裝置來準確量測及/或驗證所施配之流體量。例如，通常需要量測標尺及量規來檢查施配流體之一質量及/或體積。
包含於本說明書之[先前技術]章節中之資訊(包含本文中所引用之任何參考文獻及其任何描述或討論)經包含僅供技術參考且不應被視為本發明之範疇受其約束之標的。
期望一種改良流體流量計來準確量測通過一施配系統之一流體流量以儘量少使用額外標尺及量規、更準確量測原位流量、最小化標尺量測期間之生產停頓及最小化歸因於離線量測之浪費。
本發明係關於一種經組態以判定自一施配器施配之流體量之流量計。習知流量計量裝置歸因於(例如)用於量測體積之壓降而經受不準確量測。標尺接著必須用於檢查施配體積以確認所施配之流體量。其他習知系統(諸如包含齒輪頭或基於壓電之體積感測器之計器)無法準確量測小體積及/或無法讀取糊狀流體。本文中所描述之流量計包含彼此相對自由旋轉之一定子及一轉子。定子與轉子之間的旋轉位移可用於基於流量計內具有界定容積之腔判定所施配之一流體體積，無需使用額外量測裝置。
本發明之一態樣提供一種用於量測一流體流量之流量計。該流量計包含一外殼、一定子、一轉子、一感測器及一保持構件。該定子定位於該外殼內且具有界定經組態以將該流體流量接收於其內之一通道之一內表面。該內表面之至少一部分經輪廓化。該轉子定位於該定子之該通道內，使得該定子之該輪廓化內表面與該轉子之一外表面之間界定至少一個腔。該轉子可相對於該定子旋轉，使得當該通道接收該流體流量時，一流體力施加至該轉子之該外表面以引起1.)該轉子與該定子之間相對旋轉及2.)該流體沿該通道之一長度傳播該至少一個腔。該感測器經調適以偵測該轉子與該定子之間的一旋轉位移。該保持構件耦合至該外殼及該轉子，該保持構件經組態以實質上防止該轉子與該定子之間軸向移動。
本發明之另一態樣提供一種施配系統。該施配系統包含一施配器本體及一流量計。該施配器本體包含一流體室及與該流體室流體連通之一施配出口。該流量計包括一外殼、一定子、一轉子、一感測器及一保持構件。該外殼界定與該施配器本體之該流體出口流體連通之一流體入口。該定子定位於該外殼內且具有界定經組態以將流體流量接收於其內之一通道之一內表面。該內表面之至少一部分經輪廓化。該轉子定位於該定子之該通道內，使得該定子之該輪廓化內表面與該轉子之一外表面之間界定至少一個腔。該轉子可相對於該定子旋轉，使得當該通道接收該流體流量時，一流體力施加至該轉子之該外表面以引起1.)該轉子與該定子之間相對旋轉及2.)該流體沿該通道之一長度傳播該至少一個腔。該感測器經調適以偵測該轉子與該定子之間的一旋轉位移。該保持構件耦合至該外殼且經組態以實質上防止該轉子與該定子之間軸向移動。
本發明之另一態樣提供一種透過一流量計之一出口施配流體之方法。該流量計包含定位於一定子之一通道內之一轉子。該方法包括：引起一流體流動於該通道內，其中該流體將一流體力施加至該轉子之一外表面以引起該轉子與該定子之間相對旋轉，其中該定子具有界定該通道之一內表面，且其中該定子之該內表面與該轉子之一外表面之間界定至少一個腔，其中該轉子相對於該定子之旋轉引起該至少一個腔沿該通道之一長度傳播；偵測該轉子與該定子之間的一旋轉位移；及基於該偵測到之旋轉位移判定透過該流量計之該出口施配之一流體量。
本[發明內容]不意欲識別主張標的之關鍵特徵或基本特徵，且亦不意欲用於限制主張標的之範疇。本發明之各種實施例之以下書面描述中提供、附圖中繪示且隨附申請專利範圍中界定本發明之特徵、細節、效用及優點之一更廣泛介紹。
本說明書中所使用之某些術語僅為了方便而非限制。用語「頂部」、「底部」、「前」、「後」、「上方」、「下方」、「軸向」、「橫向」、「周向」及「徑向」表示參考圖中之方向。術語「實質上」意欲意謂相當大程度或在很大程度上但未必完全為指定內容。本文中所揭示之所有範圍包含所列舉之端點且可獨立組合(例如，「自2克至10克」之範圍包含端點2克及10克及所有中間值)。術語包含上述用語、其衍生詞及類似含義之用語。
參考圖1，展示根據本發明之一態樣之一施配系統10。施配系統10可包括(例如)一噴射施配系統或經組態以施配一流體之其他施配系統。施配系統10能夠將複數個液滴噴射/施配至一基板24上，使得各液滴界定一恆定流體體積。此外，施配系統10可經組態以繼續施配恆定體積液滴，不管一些操作參數變化，諸如所施配流體之黏度變化。另外，離開施配系統10之流體之速度分佈可維持大體恆定以免引起流體速度變化，其會損壞流體粒子及/或引起液滴在飛向基板24時旋轉翻滾或爆散。
施配系統10包含具有一流體室及一閥元件56 (參閱圖3)之一施配器本體12及用於將流體自一流體源16供給至施配器本體12之流體室中之一泵14。泵可包含(例如)一正排量泵、離心泵、軸流泵、螺桿泵或經組態以供給流體源16之其他泵。泵14可由施配系統10之一控制器18致動。控制器18亦可經組態以操作一閥致動器20，其引起閥元件56在施配器本體12內移動以產生用於朝向基板24發送流體之施配循環。
應瞭解，可根據本發明使用不同類型之施配器本體12及閥致動器20。此外，控制器18可包含用於泵14及閥致動器20之兩個單獨控制器或控制元件。下文詳細描述之若干態樣僅供例示且其特徵可依任何方式組合，只要所得系統包含經組態以判定由施配系統10施配之一流體體積之流量計200，藉此達成本發明中所概述之多個功能益處及優點。
參考圖1至圖3，施配系統10包括一噴射施配系統。應瞭解，施配系統10可包括經組態以施配流體之其他施配系統。施配系統10進一步包含一流體模組及一閥致動器20。流體模組及閥致動器20至少部分容納於一外蓋26內。流體模組包含施配器本體12，流體模組包含一噴嘴28、施配器本體12及界定施配器本體12之一流體入口32之一流體連接介面30。外蓋26可由薄金屬片組成且可藉由習知緊固件緊固至施配系統10之一主支撐結構27。主支撐結構27可包含充當流體模組及壓電驅動模組之各種元件之連接點之多個元件，此等多個元件包含至少一下結構構件115、一上結構構件113及延伸於上結構構件113與下結構構件115之間且接合上結構構件113及下結構構件115之一支撐壁111。施配系統10亦包含一流體供應總成，其包含泵14及流體源16兩者。來自流體供應總成之流體經導引至流體模組，且壓電驅動模組致動流體模組之元件以將流體施配至基板24上。
參考圖3，一流體室34界定於施配器本體12內以連通於流體入口32與設置成接近噴嘴28之一施配出口36之間。施配器本體12之一第一區段40包含流體入口32 (在流體連接介面30處)及界定將流體入口32耦合成與流體室34連通之一流動路徑之一通路42。施配器本體12之一第二區段44經組態以支撐噴嘴28。插入至第二區段44中之一定心件46使噴嘴28中之一施配出口36與延伸穿過施配本體12之第二區段44之一中心通路50對準。一閥座52定位於流體入口32與施配出口36之間，且更明確而言，定位於流體室34之底端與噴嘴28之間。閥座52具有與施配出口36流體連通之一開口54。定心件46使噴嘴28中之施配出口36、施配器本體12之第二區段44中之中心通路50及閥座52中之開口54維持大體同軸對準。第二區段44包含中心通路50之一部分處之一肩部，此肩部將定心件46、噴嘴28及閥座52之各者支撐於所要位置中。
一閥元件56位於流體腔34內以定位成移動接合及脫離閥座52。閥元件56由閥致動器20驅動。閥元件56安裝於一可移動元件60中之流體模組中。可移動元件60進一步界定呈由容器定界於上側及下側上之橫向壁62之形式之一衝擊板。此等容器之一者接收閥元件56，且對置容器接收一可移動針或驅動銷58之一末端58a。為此，驅動銷58之末端58a相鄰於可移動元件60之壁62且在與閥元件56對置之壁62之一側上定位。如此等圖中所展示，驅動銷58係延伸出流體模組以連接至閥致動器20之元件。
閥致動器20進一步包含一柱塞93、一非對稱撓曲件94、一臂及一彈簧96。應瞭解，閥致動器20可包含更少或更多組件，諸如壓電堆疊、驅動電路、托架或用於促進閥致動器20之控制之其他組件。閥致動器20可在一往復運動中移動以引起閥元件56移動以施配流體材料。
施配器本體12進一步包含攜載一嵌件70之一第三區段66。第三區段66及嵌件70元件共同面向施配器本體12之第二區段44以界定流體室34之一對置端或頂端。第三區段66及嵌件70共同界定驅動銷58及可移動元件60延伸穿過之一孔66a。諸如一彈簧之一偏置元件68位於可移動元件60與嵌件70之間，偏置元件68提供偏置可移動元件60及閥元件56擺脫與閥座52接觸之一軸向力。
一密封環64在嵌件70與可移動元件60之一外部之間提供一密封接合。密封環64可包含隨著可移動元件60移動而撓曲之一O形環，或可移動元件60將滑動抵靠之如一動態密封件之一些其他替代密封件。位於密封環64下方之可移動元件60之部分亦界定流體室34之邊界之一部分。閥元件56附接至可移動元件60且因此位於流體室34內部之可移動元件60之壁62與閥座52之間的一位置處。可移動元件60將驅動銷58之移動轉換成閥元件56之移動。替代地，在流體模組之此部分中組裝在一起之單獨元件(閥元件56及可移動元件60)可製成一單一整合可移動元件。
將流體入口32耦合成與流體室34流體連通之通路42包含在施配器本體12之第一區段40內完全延伸之一第一部分。通路42之一環形部分與此第一部分連通且其由提供於施配器本體12之第一區段40與第三區段66之間的一空間產生。通路42接著自嵌件70與第二區段44之間的此環形部分向下延續至流體室34。嵌件70可具有沿其一外周邊之若干溝槽以界定通路42之此最終部分。當施配器本體12完全組裝時，一流體流動路徑自流體連接介面30處之流體入口32、通過通路42而界定至流體室34，且接著通過閥座52之開口54而至施配出口36。
參考圖3，流量計200可連接於施配器本體12之通路42內。流量計200經組態以量測流動通過流量計200之流體之一體積，如下文進一步描述。流量計200經組態以接收自流體源16流動通過施配器本體12之通路42而至施配出口36之流體。在一態樣中，流量計200沿流體流動路徑定位於流體源16與泵14之間。替代地，流量計200可連接至施配器本體12內或施配器本體12外之一不同位置。例如，流量計可連接至施配器本體12之第二區段44。一噴嘴(圖中未展示)可連接至計流量器200之一遠端以自施配系統10施配流體。在另一替代例中，流量計200可位於遠離施配器本體12之一位置處。例如，流體可自一遠端流體儲器提供至施配器本體12。流量計200可定位於流體儲器與施配器本體12之間的一遠端位置處。
參考圖4至圖9，流量計200包含自一第一端202 (例如近端)延伸至一第二端204 (例如遠端)之一本體201 (例如一外殼)。本體201包含一內表面206 (參閱圖7)及一對置外表面208。內表面206圍繞一本體中心軸線C B延伸以界定自第一端202延伸穿過本體201而至第二端204之一本體通道207。本體中心軸線C B自第一端202延伸穿過本體201之一中心而至第二端204。本體通道207自第一端202處之一第一開口210延伸至第二端204處之第二開口212。本體201進一步界定一入口214，其自外表面208延伸穿過本體201而至內表面206，使得本體通道207透過入口214與流量計200之一外部流體連通。入口214定位於本體201之第一端202與第二端204之間。入口214界定可自流動方向F偏移小於90度之一角度之一開口。
本體201之外表面208可包含一第一螺紋部分216及一第二螺紋部分218。第一螺紋部分216自本體201之第一端202朝向第二端204延伸。在一態樣中，第一螺紋部分216沿外表面208延伸至入口214與第一端202之間的外表面208上之一位置。第二螺紋部分218自本體201之第二端204朝向第一端202延伸。第一螺紋部分216及第二螺紋部分218可由一非螺紋部分220分離，非螺紋部分220沿外表面208延伸於第一螺紋部分216與第二螺紋部分218之間。在一替代態樣中，第一螺紋部分216可沿外表面208延伸至第二螺紋部分218，使得外表面208實質上在第一端202與第二端204之間帶螺紋。
第一螺紋部分216經組態以與施配器本體12之一螺紋部分(圖中未展示)螺紋連接。例如，通路42可至少部分由對應於第一螺紋部分216之一內螺紋部分界定，使得第一螺紋部分216可螺紋連接至通路42之螺紋部分。當流量計200連接至施配器本體12時，流量計200之入口214與施配器本體12之通路42流體連通。
在一態樣中，流量計200之外表面208可不帶螺紋，且藉由除一螺紋連接之外的一方法或裝置連接至施配器本體12。例如，流量計200可藉由黏著劑、焊接、螺釘、螺栓、保持構件或經組態以將流量計200固定至施配器本體12之其他方法或裝置來連接至施配器本體12。
第二螺紋部分218經組態以與(例如)一噴嘴之一螺紋部分(圖中未展示)螺紋連接。噴嘴可包含對應於第二螺紋部分218之一內螺紋部分，使得第二螺紋部分218可螺紋連接至噴嘴之螺紋部分。在一態樣中，噴嘴可與流量計200一體成型以形成一單件式整體件(例如一體式結構)。在替代態樣中，流量計200可藉由(例如)黏著劑、焊接、螺釘、螺栓、保持構件或經組態以連接至一噴嘴之其他方法或裝置來連接至噴嘴。
參考圖6及圖7，流量計200進一步包含一定子222、一轉子224、一軸件226、一葉片構件228、一密封構件230、一保持構件232及一感測器234。定子222、轉子224、軸件226、葉片構件228、密封構件230、保持構件232及感測器234之各者可定位於本體201之本體通道207內。應瞭解，流量計200組件之一或多者可定位於本體通道207外部。各組件之位置及對準使得當流體材料進入至本體201之入口214中時，流體材料在一流動方向F上自入口214朝向本體通道207之第二開口212圍繞轉子224且通過定子222流動，如下文進一步描述。流動方向F可實質上平行於中心本體軸線C B。流體材料流動通過流量計200引起轉子224相對於定子222旋轉移動。基於轉子224與定子222之間的相對旋轉，可判定流動通過流量計200之流體材料之一體積。例如，轉子224與定子222之間的間隔界定在其等之間具有一界定容積之至少一個腔256。轉子224與定子222之間的相對旋轉引起至少一個腔256位移，其可轉化成所施配之一體積單位。
定子222具有一外表面240及一對置內表面242。當定子222定位於本體通道207內時，外表面240鄰接本體201之內表面206。定子222之內表面242界定自一第一端248延伸穿過定子222而至一第二端250之一定子通道246。內表面242包含一輪廓化部分252。輪廓化部分252界定定子通道246之一徑向最外範圍。輪廓化部分252可沿內表面242自定子222之第一端248延伸至第二端250。替代地，輪廓化部分252可沿內表面242之一部分延伸。當在橫截面(例如圖7)中觀看時，輪廓化部分252界定至少一個波紋254或滾動輪廓，且此形狀經組態以與轉子224之對應輪廓化形狀接合以產生至少一個流體腔256。
轉子224定位於定子222內，使得轉子224之一外表面258之至少一部分面向定子222之內表面242。轉子224之外表面258可包含一輪廓化部分260。輪廓化部分260可包含(例如)沿外表面258界定一雙螺旋形狀之一實心螺旋形狀。輪廓化部分260可沿外表面258之至少一部分自轉子224之一第一端262延伸至轉子224之一第二端264。
至少一個腔256界定於各自輪廓化部分252與260之間。至少一個腔256可包含具有一已知容積之一系列複數個腔256。在一態樣中，複數個腔256之各者之一容積實質上相同於其他複數個腔256之各者之一容積。各腔256可界定經密封且與其他腔256之各者分離之一離散腔。
各腔256亦可為近似螺旋形，具有錐形端，使得一個腔256之一開端與轉子224之一徑向對置側上之另一腔256之一末端重疊。為此，隨著轉子224相對於定子222旋轉，各腔256在流動方向F上自定子222之第一端248平移至定子222之第二端250。隨著腔256之各者到達第二端250，各腔256漸縮變小且將更少流量遞送至第二端250。隨著一個腔256漸縮變小，下一腔256在轉子224旋轉至第二端250期間開始打開(例如，相鄰腔256在一徑向方向上彼此重疊)，藉此在轉子224相對於定子222旋轉時保持總流量及壓力大體一致。腔256可具有相同大小及形狀且因此含有不隨腔256在流動方向F上平移通過流量計200而改變之一固定流體體積數量。
在一替代態樣中，一單一腔256可界定於各自輪廓化部分252與260之間。單一腔256之一橫截面尺寸可沿腔256之一長度實質上相同，使得腔256之一入口處流動之一流體流量體積實質上相同於腔256之一出口處之一流體流量體積。
儘管元件可由不同類型之材料形成，但在一態樣中，定子222包括一橡膠或其他彈性體材料或聚合物或陶瓷。轉子224包括一鋼材或其他剛性類材料。在一態樣中，定子222可具有約60至約100肖氏A硬度之間的一硬度。替代地或另外，定子222可為剛性的。轉子224可具有略大於定子222之一內徑之一外徑以界定轉子224與定子222之間的至少一個腔256。
轉子224之第一端262可連接至軸件226之一第二端266。轉子224與軸件226之間之連接可包含(例如)一螺紋連接、一焊接、一黏著劑、一螺栓、一螺釘或其他類型之連接。在一態樣中，轉子224與軸件226之間的連接包括一剛性連接以實質上防止轉子224與軸件226之間旋轉及軸向位移。軸件226自轉子224之第一端262朝向本體201之第一端202延伸。軸件226之第一端268或替代地，軸件226之第一端268與第二端266之間的軸件226上之一位置耦合至保持構件232。軸件226與保持構件232之間的連接實質上將保持構件232軸向固定至軸件226，且允許軸件226相對於保持構件232旋轉。在一態樣中，保持構件232包括一滾珠軸承型連接構件。
軸件226可包含(例如)經組態以在實質上垂直於軸件226之一長度(自軸件226之一第一端268延伸至第二端266)之一方向上施加一力時至少部分軸向彎曲之一撓性軸件。軸件226可在轉子224之第一端262與軸件226與葉片構件228之間的一連接之間軸向彎曲。軸件226在轉子224之第一端262與軸件226之第二端266之間可為剛性的。軸件226在軸件226與葉片構件228之間的連接與軸件226之第一端268之間亦可為剛性的。隨著轉子224相對於定子222旋轉，軸件226(其可為撓性的)允許轉子224圍繞自中心本體軸線C B偏移之軸線移動，如下文進一步描述。在替代態樣中，軸件226可包含等速接頭、萬向接頭、其等之組合或允許轉子224移動之其他接頭。
保持構件232定位於本體201之本體通道207內。保持構件232連接至本體201(例如：外殼)之內表面206，使得保持構件232實質上旋轉且軸向固定於本體201內。在替代態樣中，保持構件232可定位於本體201外。例如，保持構件232可耦合至本體201之第一端202及/或自本體201之第一端202在遠離本體通道207之一方向上延伸。保持構件232具有界定一保持通道272之一內表面270。保持通道272經組態以將軸件226接收於其內。當軸件226定位於保持構件232內時，軸件226之第一端268之一中心與中心本體軸線C B對準。隨著流體流動通過流量計200，轉子224及軸件226一起相對於保持構件232旋轉。當軸件226相對於保持構件232旋轉時，軸件226之第一端268之中心實質上維持與中心本體軸線C B對準。葉片構件228定位於本體201之本體通道207內。葉片構件228連接至軸件226，使得葉片構件228實質上旋轉且軸向固定至軸件226。葉片構件228可連接至軸件226之一剛性部分。葉片構件228在流動方向F上定位於本體通道207內之本體201之入口214與第二開口212之間的一位置處。在一態樣中，葉片構件228相鄰於開口212定位，使得隨著流體透過入口214進入至流量計200中，流體接觸且流動通過葉片構件228。隨著流體接觸葉片構件228，一力由流體施加以引起葉片構件228在本體通道207內旋轉，其可引起軸件226及轉子224在本體通道207內旋轉。
參考圖8，葉片構件228具有界定一葉片通道282之一內表面280。葉片通道282經組態以將軸件226接收於其內。葉片構件228可包含至少一個孔隙284及至少一個葉片部分286。至少一個孔隙284之各者允許流體在流動方向F上流動通過。至少一個葉片部分286之各者包含自流動方向F角偏移之一各自表面。隨著流體接觸至少一個葉片部分286之每一各自表面，一旋轉力施加至葉片構件228以引起葉片構件228在本體通道內旋轉207。葉片構件228之旋轉可促進轉子224及軸件226旋轉。在一態樣中，葉片構件228包括一渦輪葉片。
密封構件230定位於本體201之本體通道207內。密封構件230可圍繞軸件226定位且與本體201之內表面206接觸。密封構件230可位於本體201之入口214與第一開口210之間。密封構件230經組態以實質上防止流體流動於入口214與第一開口210之間。在一態樣中，密封構件230連接至本體201之內表面206，使得密封構件230實質上旋轉且軸向固定至本體201。在一態樣中，密封構件230連接至保持構件232。
應瞭解，轉子224在本體通道207內相對於定子222之旋轉可自本體中心軸線C B偏移。參考圖9，轉子224沿一中心轉子軸線C R自第一端262延伸至第二端264。中心轉子軸線C R延伸穿過轉子224之一中心。定子222圍繞自第一端248延伸穿過定子222之一中心而至第二端250之一中心定子軸線C S延伸。在一態樣中，中心定子軸線C S可實質上與中心本體軸線C B共線。隨著轉子224在本體201內旋轉，中心轉子軸線C R可自中心本體軸線C B及中心定子軸線C S偏移一距離D。距離D可隨轉子224在定子222內旋轉而波動。例如，在轉子224在本體通道207內旋轉期間，中心轉子軸線C R可在遠離中心本體軸線C B之一第一距離與遠離中心本體軸線C B之一第二距離之間轉變，第二距離不同於第一距離。在一態樣中，中心轉子軸線C R實質上平行於中心本體軸線C B。在一態樣中，中心轉子軸線C R可圍繞中心本體軸線C B旋轉。軸件226之一撓性可因在旋轉期間隨轉子224撓性移動而導致中心轉子軸線C R與中心本體軸線C B之間的偏移。例如，軸件226之第二端266之一中心可在轉子中心軸線C R上與轉子224之第一端262之一中心對準，而軸件226之第一端268之中心可與中心本體軸線C B對準。
感測器234經調適以偵測轉子224與定子222之間的一旋轉位移。感測器234可包括一旋轉感測器，其包含(例如)一光學感測器、一磁性感測器、紅外感測器或能夠感測旋轉之其他類型之感測器或編碼器。感測器234可定位於本體201內且連接至內表面206。在一態樣中，感測器234可圍繞軸件226定位。感測器234可經調適以偵測軸件226在本體201內之一旋轉。由於軸件226及轉子224可實質上旋轉且軸向連接在一起，所以偵測軸件226之一旋轉可提供轉子224之旋轉之一近似量測。在一替代態樣中，感測器234可定位於本體201外部。感測器234經進一步調適以將指示轉子224與定子222之間的旋轉位移之一信號傳輸至控制器18。基於傳輸信號，控制器18可判定自流體流量計200施配之流體之一體積。
參考圖2，控制器18可經組態以基於來自流量計200及/或泵14之輸入及/或信號來控制泵14及閥致動器20。控制器18可包括經組態以基於一或多個輸入控制一或多個變數之任何電控設備。控制器18可使用選自以下之至少一個處理器實施：微處理器、微控制器、微電腦、數位信號處理器、中央處理單元、場可程式化閘陣列、可程式化邏輯裝置、狀態機、邏輯電路、類比電路、數位電路及/或基於儲存於一記憶體中之操作指令操縱信號(類比及/或數位)之任何其他裝置。記憶體可為一單一記憶體裝置或複數個記憶體裝置，包含(但不限於)隨機存取記憶體(RAM)、揮發性記憶體、非揮發性記憶體、靜態隨機存取記憶體(SRAM)、動態隨機存取記憶體(DRAM)、快閃記憶體、快取記憶體及/或能夠儲存數位資訊之任何其他裝置。控制器18亦可包含各種類型之大容量儲存裝置及用於與一使用者互動之一人機介面。
控制器18可與流量計200之感測器234操作地連接。來自感測器234之讀數可作為施配系統10之閉環控制之回饋傳輸至控制器18。例如，來自感測器234之讀數可用於判定已施配之一流體量。在施配一所要流體量之後，控制器18可將一信號發送至泵14以暫停泵抽。
在施配系統10之操作期間，驅動銷58及閥元件56共同協作以自施配系統10施配流體材料。驅動銷58及閥元件56之各往復循環可施配流體材料。隨著流體通過施配系統10之通路42流向施配出口36，流體透過入口214進入至流量計200中。參考圖7，流體自入口214進入至本體通道207中且自入口214在流動方向F上流動。隨著流體在流體方向F上流動，流體接觸葉片構件228以促進軸件226及轉子224在本體201內旋轉。流體流動通過葉片構件228且通過本體通道207而定子222。隨著流體進入至定子通道246中，流體可將一力施加至轉子224之外表面258。施加至轉子224之外表面258之力進一步促進轉子224在本體201內相對於定子222旋轉。隨著轉子224相對於定子222旋轉，流體進入至形成於轉子224與定子222之間的至少一個腔256中。轉子224相對於定子222之旋轉引起至少一個腔256在流動方向F上分別朝向定子222及轉子224之第二端250及264移動。流體透過定子222之第二端250且透過本體201之第二開口212離開至少一個腔256。在流體離開本體201之後，流體繼續沿通路42流向施配出口36。在一態樣中，流量計200連接至施配出口36。一噴嘴可耦合至本體201之第二端204，且隨著流體離開噴嘴，流體可施加至(例如)基板24。
隨著流體流動通過流量計200且引起轉子224相對於定子222旋轉，感測器234偵測轉子224與定子222之間的旋轉位移。感測器234將指示旋轉位移之一信號傳輸至控制器18。基於轉子224與定子222之間的旋轉位移，控制器可判定已施配之一流體量。例如，至少一個腔256之一容積可為已知的且儲存於控制器之一記憶體中。隨著流體進入至至少一個腔256中且引起轉子224旋轉，發生一流體位移。若轉子224轉動1度，則1度旋轉位移引起至少一個腔256移動，其可轉化成一體積位移。各旋轉位移可轉化成一等效體積位移(例如所施配之流體量)。
轉子224及軸件226在本體201內自由旋轉，獨立於除流動通過流量計200之流體之外的任何驅動裝置(例如馬達)。流量計200可不包含用於抑制轉子224相對於定子222旋轉之一制動器，且因此在流量計200內積聚最小壓力。例如，除轉子224與定子222之間的摩擦力及軸件226與保持構件232之間的摩擦力之外，轉子224及軸件226兩者不連接至實質上防止轉子224相對於定子222旋轉之任何事物。在一態樣中，引起轉子224相對於軸件226旋轉之唯一力係由流動通過流量計200之流體施加之力。因此，流量計200之入口214處之流體壓力實質上相同於流量計200之本體201之第二開口212處之流體壓力，其能夠準確判定自流量計200施配之流體之體積。
可使用施配系統10施配之一種流體係黏著劑，其通常需要在施配程序期間保持加熱。參考圖3，一加熱器76可具有操作為一傳熱構件之一本體80，加熱器76至少部分環繞流體模組。加熱器76可包含接觸與一致動器本體74相關聯之各自軟導電接點72之銷79。流體模組之至少部分(包含施配器本體12之第二區段44及嵌件70)可位於加熱器76內，且當加熱器76由承臂拉向致動器本體74時，流體模組藉由加熱器76與致動器本體74之間的壓縮來有效保持於適當位置中。應瞭解，可使用可或可不需要加熱流體之施配系統10施配其他流體。在一態樣中，流動通過流量計200之流體包含高黏度流體。
一般技術者將明白，可鑑於前述描述進行變動及替代實施例。此等變動及替代實施例因此被視為在本發明之範疇內。
連接參考(例如附接、耦合、連接、接合及其類似者)應被廣義解釋且可包含元件之一連接之間的中間構件及元件之間的相對移動。因而，連接參考未必推斷兩個元件直接連接且彼此呈固定關係。
在一些例項中，參考具有一特定特性及/或與另一部分連接之「端」來描述組件。然而，熟習技術者將認知，本發明不限於超出其與其他部件之連接點直接終止之組件。因此，術語「端」應依包含一特定元件、連桿、組件、部件、構件或其類似者之終端相鄰處、後方、前方或否則附近之區域之一方式廣義解譯。在本文中直接或間接闡述之方法中，各種步驟及操作依一種可行操作順序描述，但熟習技術者將認知，可在必然不背離本發明之精神及範疇之情況下重新配置、替換或消除步驟及操作。
上述說明、實例及資料提供本發明之例示性實施例之結構及使用之一完整描述。儘管上文在一定特殊程度上或參考一或多個個別實施例描述本發明之各種實施例，但熟習技術者可在不背離本發明之精神或範疇之情況下對所揭示實施例進行諸多更改。因此可考量其他實施例。上述描述中所含且附圖中所展示之所有事項應被解譯為僅繪示特定實施例而非限制。可在不背離以下申請專利範圍中所界定之本發明之基本要素之情況下進行細節或結構改變。
10:施配系統 12:施配器本體 14:泵 16:流體源 18:控制器 20:閥致動器 24:基板 26:閥致動器/外蓋 27:主支撐結構 28:噴嘴 30:流體連接介面 32:流體入口 34:流體室 36:施配出口 40:第一區段 42:通路 44:第二區段 46:定心件 50:中心通路 52:閥座 54:開口 56:閥元件 58:驅動銷 58a:末端 60:可移動元件 62:壁 64:密封環 66:第三區段 66a:孔 68:偏置元件 70:嵌件 72:導電接點 74:致動器本體 76:加熱器 79:銷 80:本體 93:柱塞 94:非對稱撓曲件 96:臂/彈簧 111:支撐壁 113:上結構構件 115:下結構構件 200:流體流量計 201:本體/外殼 202:第一端 204:第二端 206:內表面 207:本體通道 208:外表面 210:第一開口 212:第二開口 214:入口 216:第一螺紋部分 218:第二螺紋部分 220:非螺紋部分 222:定子 224:轉子 226:軸件 228:葉片構件 230:密封構件 232:保持構件 234:感測器 240:外表面 242:內表面 246:定子通道 248:第一端 250:第二端 252:輪廓化部分 254:波紋 256:腔 258:外表面 260:輪廓化部分 262:第一端 264:第二端 266:第二端 268:第一端 270:內表面 272:保持通道 280:內表面 282:葉片通道 284:孔隙 286:葉片部分 C B:中心本體軸線 C R:中心轉子軸線 C S:中心定子軸線 D:距離 F:流動方向
圖1繪示根據本發明之一態樣之一施配系統之一外殼之一透視圖。
圖2繪示其中移除外殼之圖1中所展示之施配系統之一透視圖。
圖3繪示沿圖2中之線3-3取得之圖2中所展示之施配系統之一橫截面圖。
圖4繪示根據本發明之一態樣之一流體流量計之一俯視透視圖。
圖5繪示圖4中所展示之流體流量計之一仰視透視圖。
圖6繪示圖4中所展示之流體流量計之一分解透視圖。
圖7繪示沿圖5中之線7-7取得之圖5中所展示之流體流量計之一透視橫截面圖。
圖8繪示根據本發明之一態樣之一葉片構件之一透視圖。
圖9繪示沿圖5中之線7-7取得之圖5中所展示之流體流量計之一側視橫截面圖。
200:流體流量計
201:本體/外殼
202:第一端
204:第二端
208:外表面
210:第一開口
214:入口
216:第一螺紋部分
218:第二螺紋部分
220:非螺紋部分
CB:中心本體軸線

Claims (20)

  1. 一種用於量測一流體流量之流量計，該流量計包括： 一外殼； 一定子，其定位於該外殼內，該定子具有界定經組態以將該流體流量接收於其內之一通道之一內表面，其中該內表面之至少一部分經輪廓化； 一轉子，其定位於該定子之該通道內，使得該定子之該內表面與該轉子之一外表面之間界定至少一個腔，該轉子可相對於該定子旋轉，使得當該通道接收該流體流量時，一流體力施加至該轉子之該外表面以引起1.)該轉子與該定子之間相對旋轉及2.)該流體沿該通道之一長度傳播； 一感測器，其經調適以偵測該轉子與該定子之間的一旋轉位移；及 一保持構件，其耦合至該外殼及該轉子，該保持構件經組態以實質上防止該轉子與該定子之間軸向移動。
  2. 如請求項1之流量計，其中該轉子經設定大小使得該轉子之該外表面在圍繞該至少一個腔之各者之位置處接觸該定子之該內表面以圍繞該至少一個腔之各者形成一密封。
  3. 如請求項1之流量計，其中該定子之一外表面連接至該外殼之一內表面，使得該定子及該外殼實質上軸向且旋轉固定在一起。
  4. 如請求項1之流量計，其中該至少一個腔包括複數個腔，其中該複數個腔之各腔具有實質上相同於該複數個腔之其他腔之各者之一容積之一容積。
  5. 如請求項1之流量計，其中該轉子之該外表面之至少一部分經輪廓化，其中該轉子之該輪廓化外表面之該部分在一流動方向上與該定子之該輪廓化內表面對準，使得該至少一個腔界定於該轉子之該輪廓化外表面與該定子之該輪廓化內表面之間，其中該流動方向自該流量計之一入口延伸至該流量計之一出口。
  6. 如請求項5之流量計，其中該外殼包含界定延伸於一第一外殼開口與一第二外殼開口之間的一外殼通道之一外殼本體，其中該流量計之該入口自該外殼之一外部延伸穿過該外殼本體而至該外殼通道。
  7. 如請求項5之流量計，其中該流量計進一步包括： 一渦輪葉片，其耦合至該轉子，該渦輪葉片在該流動方向上定位於該流量計之該入口與該定子之該內表面之間。
  8. 如請求項5之流量計，其中該定子之該內表面圍繞延伸穿過該定子之一中心之一中心定子軸線延伸，且其中該轉子沿延伸穿過該轉子之一中心之一中心轉子軸線延伸，其中該中心轉子軸線自該中心定子軸線偏移。
  9. 如請求項8之流量計，其中該中心轉子軸線及該中心定子軸線彼此不平行。
  10. 如請求項8之流量計，其進一步包括： 一撓性軸件，其自該轉子之一近端延伸至該渦輪葉片，該撓性軸件經組態以撓曲，使得在該轉子相對於該定子旋轉期間，該撓性軸件之一遠端之一中心自該中心定子軸線偏移且該撓性軸件之一近端之一中心與該中心定子軸線對準。
  11. 一種施配系統，其包括： 一施配器本體，其包含一流體室及與該流體室流體連通之一施配出口；及 如請求項1之流量計，其中該外殼界定與該施配器本體之該施配出口流體連通之一流體入口。
  12. 如請求項11之施配系統，其進一步包括： 一噴嘴，其耦合至該流量計之一外殼出口。
  13. 如請求項11之施配系統，其進一步包括： 一泵，其經組態以透過該流量計之該外殼之該流體入口泵抽來自該流體室之流體。
  14. 如請求項11之施配系統，其中該轉子之該外表面之至少一部分經輪廓化，其中該轉子之該輪廓化外表面之該部分在一流動方向上與該定子之該輪廓化內表面對準，使得該至少一腔界定於該轉子之該輪廓化外表面與該定子之該輪廓化內表面之間，其中該流動方向自該流量計之一入口延伸至該流量計之一出口。
  15. 如請求項14之施配系統，其中該流量計進一步包括耦合至該轉子之一渦輪葉片，該渦輪葉片在該流動方向上定位於該流量計之該入口與該定子之該內表面之間。
  16. 如請求項11之施配系統，其中該定子之該內表面圍繞延伸穿過該定子之一中心之一中心定子軸線延伸，且其中該轉子沿延伸穿過該轉子之一中心之一中心轉子軸線延伸，其中該中心轉子軸線自該中心定子軸線偏移。
  17. 如請求項16之施配系統，其中該流量計進一步包括一保持構件及自該轉子之一近端延伸至該保持構件之一撓性軸件，該撓性軸件經組態以撓曲，使得在該轉子相對於該定子旋轉期間，該撓性軸件之一遠端之一中心自該中心定子軸線偏移且該撓性軸件之一近端之一中心與該中心定子軸線對準。
  18. 如請求項11之施配系統，其進一步包括： 一感測器；及 一控制器，其經組態以自該感測器接收指示該轉子相對於該定子之旋轉位移之一信號，該控制器經組態以基於該旋轉位移判定自該施配系統施配之一流體量。
  19. 一種透過一流量計之一出口施配流體之方法，該流量計包含定位於一定子之一通道內之一轉子，該方法包括： 引起一流體流動於該通道內，其中該流體將一流體力施加至該轉子之一外表面以引起該轉子與該定子之間相對旋轉，其中該定子具有界定該通道之一內表面，且其中該定子之該內表面與該轉子之一外表面之間界定至少一個腔，其中該轉子相對於該定子之旋轉引起該至少一個腔沿該通道之一長度傳播； 偵測該轉子與該定子之間的一旋轉位移；及 基於該偵測到之旋轉位移判定透過該流量計之該出口施配之一流體量。
  20. 如請求項19之方法，其進一步包括： 藉由一泵將該流體泵抽至該流量計之一入口中，該泵抽步驟引起該流體流動於該定子之該通道內。
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