WO2017206618A1

WO2017206618A1 - 液面高度自动维持装置及方法

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Publication number: WO2017206618A1
Application number: PCT/CN2017/081186
Authority: WO
Inventors: 龚辉; 袁菁; 金锐
Original assignee: 武汉沃亿生物有限公司
Priority date: 2016-06-02
Filing date: 2017-04-20
Publication date: 2017-12-07
Also published as: CN106406367A

Abstract

一种液面高度自动维持装置及方法，包括用于盛装所用液体的容器（5）；用于盛装有补充液体的密封补液装置（2）；通气管（1），其一端的端口位于容器（5）的目标液面高度处，另一端与密封补液装置（2）的顶端连通；水泵（3）；出水管（7），其一端伸入至密封补液装置（2）内的液面以下，另一端连接水泵（3）的进水端；补水管（8），其一端连接水泵（3）的出水端，另一端与容器（5）连通；当容器（5）中液面低于目标液面高度时，水泵（3）将空气从通气管（1）的一端吸入密封补液装置（2）内，并通过出水管（7）将密封补液装置（2）中的等量的补充液体泵出后从补水管（8）流入容器（5）中，实现容器（5）内液面高度维持在目标液面高度处。结构简单、使用方便，具有稳定性和安全性高的优点。

Description

液面高度自动维持装置及方法

技术领域

本发明涉及液面高度的控制，具体地指一种液面高度自动维持装置及方法。

背景技术

在工业生产或实验中，常常需要使容器中的液面维持在一定高度，但是液体的蒸发、挥发或消耗等可能导致液面高度下降，需要及时补充液体，自动维持液面高度。

目前自动维持液面高度有较为普遍使用的技术，一般使用液位传感器检测液位，然后控制电路控制水泵或阀门等开启，往容器中补充液体。往往结构复杂，且电子产品的稳定性得不到保证，探测器或控制部分，一旦出现问题，则可能无法有效维持液面高度，或出现加水过多造成溢出。专利201410566897.4，使用一个水泵和一个储液器及水管实现了液面高度的自动控制。结构简单，但是该方案储液器与大气相通，一旦水泵无法将多余的液体抽回到储液器中，则储液器中的大量液体会流入容器，造成溢出；且其装有大量液体的储液器必须放在高于目标液面的高处，容易造成安全隐患。因此目前的自动维持液面高度技术均存在一定缺陷。

发明内容

针对现有技术的缺点或改进需求，本发明提出了液面高度自动维持方法及装置。

本发明提供一种液面高度自动维持装置，该装置包括：

容器，用于盛装所用液体；

密封补液装置，用于盛装有补充液体，且位于所述容器的上方；

通气管，一端的端口位于所述容器目标液面高度处，另一端与所述密封补液装置连通；当容器中液体的液面位置低于目标液面高度时，空气从通气管的一端进入补液装置内，补液装置中的补充液体从通气管中流入容器中，直至容器中液面恢复至目标液面高度。

本发明还提供一种优选的种液面高度自动维持装置，该装置包括：

容器，用于盛装所用液体；

通气管，其一端的端口位于所述容器目标液面高度处，另一端与所述密封补液装置的顶端连通；

第一出水管，其一端与补液装置的底端连通，另一端伸入至容器内的液面以下；

当容器中液体的液面位置低于目标液面高度时，空气从通气管的一端进入补液装置内，补液装置中的补充液体从第一出水管中流入容器中，直至容器中液面恢复至目标液面高度。

进一步地，本发明还提供另一种优选的液面高度自动维持装置，其特征在于，包括：

容器，用于盛装所用液体；密封补液装置，用于盛装有补充液体；

通气管，其一端的端口位于所述容器目标液面高度处，另一端与所述补液装置的顶端连通；

水泵；

第二出水管，其一端伸入至补液装置内的液面以下，另一端连接水泵的进水端；

补水管，其一端连接水泵的出水端，另一端与容器连通；

当容器中液面低于目标液面高度时，水泵将空气从通气管的一端吸入密封补液装置内，并通过第二出水管将密封补液装置中等量的补充液体泵出后从补水管流入容器中。

本发明具有以下优点：

1、本发明省去了繁琐的液面检测及电路控制等过程，结构非常简单，安装十分方便，适用场合广泛。

2、在液面降低时即时补充液体的方法使得液面只会在目标液面高度处产生短暂微小的波动，液面高度的维持精度高。

3、采用了密封的补液装置，其中储存的液体只有气体进入将其置换后才会流出，消除了其他发明存在的补充液体全部流入容器中的隐患，因而其稳定性和安全性也极高。

4、使用水泵提供吸入空气和泵出补充液体的动力，使得补液装置的摆放更加随意，可以放在低于目标液面高度的地方，使其使用方便且安全系数高。

附图说明

图1为本发明提供自动维持液面高度方法流程图。

图2为本发明实施例1液面高度自动维持装置结构示意图。

图3为本发明实施例2分离进气与加液的液面高度自动维持装置结构示意图。

图4为本发明实施例3便于摆放的液面高度自动维持装置结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。

本发明提供的液面高度自动维持方法，其流程如图1所示，当容器的液面高度低于目标液面高度时，使空气进入密封补液装置，然后在密封补液装置中将进入的空气置换成等量的液体，再使置换成的液体流回所需维持液面高度的容器中，补充液体，抬升液面高度，液面达到目标液面高度后，不再使空气进入密封补液装置，容器内的液面不再抬升。本发明在容器出现液面降低时即时补充液体，达到维持液面高度的效果。由于使用空气进入密封补液装置作为补充液体的条件，使得容器液面降低后能够迅速补充液体。密封补液装置中的液体只有在空气进入后才能被置换流出，使得本发明的安全性极高，避免了现有其他液面高度维持方法中存在的储存液体全部流出导致加液过多的安全隐患。

实施例1

本实施例提供一种简便的液面高度自动维持装置，其结构如图2所示，包括通气管1和密封补液装置2。通气管1上端与密封补液装置2出水口相连，通气管1下端的管口位于容器5内目标液面高度6处。

密封补液装置2是一个密闭水箱，出水口在装置下部，维持液面过程中出水口保持在液面以下。将密封补液装置2放置在高处，使其中的液面高于目标液面高度6，密封补液装置2中高于目标液面高度部分的液体受到向下的重力会使密封补液装置2中的气压低于外界大气压。

当容器5中液面在目标液面高度6以上时，通气管1下端的管口浸没在液面以下，没有空气进入密封补液装置2，密封补液装置2中的液体也不会流出。当液面下降到目标液面高度6以下时，通气管1下端的管口脱离液面，与空气接触，外界大气压力与密封补液装置2内部的气压的压力差会使空气进入密封补液装置2，空气受到浮力上浮到装置顶部，由于密封补液装置2出水口在装置中液体的液面以下，气体滞留在装置顶部，无法流出，又由于密封补液装置2是密闭的，容积不变，所以会有等量的液体置换流出，置换成的液体在重力作用下从通气管1进入容器5补充液体，直到抬升液面到目标液面高度6，从而实现自动维持容器1内液体的液面保持在目标液面高度6处。

实施例2

本实施例提供一种分离进气与加液的液面高度自动维持装置，该装置如图3所示，包括通气管1、密封补液装置2和第一出水管4。通气管1与密封补液装置2上部进气口相连，密封补液装置2出水口与第一出水管4的顶端(进水口)相连。

通气管1下端的管口位于容器5内的目标液面高度6处。

密封补液装置2是一个密闭水箱，出水口在装置下部，维持液面过程中出水口保持在液面以下。将密封补液装置2放置在高处，使其中的液面高于目标液面高度6，密封补液装置2中高于目标液面高度部分的液体受到向下的重力会使补液装置中的气压低于外界大气压。

第一出水管4的底端(出水口)放置在容器5底部。

当容器中液面在目标液面高度6以上时，通气管1管口浸没在液面以下，没有空气进入密封补液装置2，密封补液装置2中的液体也不会流出。当液面下降到目标液面高度6以下时，通气管1管口脱离液面，与空气接触，外界大气压力与补液装置内部的气压的压力差使空气从通气管1进入密封补液装置2，空气受到浮力上浮到装置顶部，由于密封补液装置2出水口在装置中液体的液面以下，气体滞留在装置顶部，无法流出，又由于密封补液装置2是密闭的，容积不变，所以会有等量的液体置换流出，液体在重力作用下从第一出水管4流入容器5补充液体，直到抬升液面到目标液面高度6，从而实现自动维持容器1内液体的液面保持在目标液面高度6处。

与实施例1相比，本实施例所用进气与加液分离的结构使气体的进入和液体的流出分开进行，互不冲突，从而使得液面高度的维持更为顺畅，稳定。同时使加液部位不受限于通气管1的安装部位，能够从容器中的任意部位补充液体，非常适用于容器中液体分布不均的情况。

实施例3

本实施例提供了一种便于摆放的液面高度自动维持装置，其结构如图4所示，该装置包括通气管1、密封补液装置2、水泵3、第二出水管7和补水管8。

通气管1一端的管口位于容器5内的目标液面高度6处，另一端与密封补液装置2顶端的进气口连通。密封补液装置2是一个逆向使用的洗气瓶，第二出水管7的一端从密封补液装置2的出水口进入并延伸至装置内液面以下，另一端与水泵3的进水端连接。水泵3采用的是微型齿轮泵，齿轮泵的转速可调。补水管8出水口设置在容器5底部，进水口与水泵3的出水端连接。

工作时，水泵3提供的吸力会使容器5中的液体依次经过通气管1、密封补液装置2、第二出水管7、水泵3、补水管8流回容器5，产生自循环。当容器5中的液面在目标液面高度6以上时，通气管1管口浸没在液面以下，没有空气进入密封补液装置2，由于密封补液装置2是密闭的，容积不变，进出密封补液装置2的是等量的液体，容器5中的液体体积不变，液面高度不会变化；当容器5中液面下降到目标液面高度6以下时，通气管1管口脱离液面，与空气接触，空气会由水泵3吸力作用从通气管1进入密封补液装置2，并且上浮到装置顶部，由于第二出水管的一端在密封补液装置2中液体的液面以下，气体滞留在装置顶部，无法流出，又由于密封补液装置2是密闭的，容积不变，所以会有等量的液体置换流出，置换出的液体在水泵3动力作用下从补水管8流入容器5完成补充液体，直到抬升液面到目标液面高度6。

当容器5中液面高度恢复后，通气管1位于目标液面高度6处的端口与液面接触，因而不会有空气通过通气管1被吸入密封补液装置2，进出密封补液装置2的是等量的液体，水泵3使容器5中的液体经过通气管1、密封补液装置2、出水管7、水泵3、补水管4回到容器5，产生自循环，进出容器5的是等量的液体，容器5中液面高度不再抬升。

本实施例通过在容器1出现液面降低时即时补充液体，达到维持容器1内液面高度的效果。使用空气进入密封补液装置2作为补充液体的条件，使得液面降低后能够迅速补充液体。密封补液装置2中的液体只有在空气进入后才能被置换流出，使得本发明的安全性极高。避免了其他液面高度维持方法中存在的储存液体全部流出导致加液过多的安全隐患。且由于使用了水泵提供吸入空气和泵出补充液体的动力，使得补液装置的摆放更加随意，能够放在低于目标液面高度的地方，使得本发明使用更加方便且安全系数更高。

Claims

一种液面高度自动维持装置，其特征在于，包括：

容器，用于盛装所用液体；

密封补液装置，用于盛装有补充液体，且位于所述容器的上方；

通气管，一端的端口位于所述容器目标液面高度处，另一端与所述密封补液装置连通；当容器中液体的液面位置低于目标液面高度时，空气从通气管的一端进入补液装置内，补液装置中的补充液体从通气管中流入容器中，直至容器中液面恢复至目标液面高度。
一种液面高度自动维持装置，其特征在于，包括：

容器，用于盛装所用液体；

密封补液装置，用于盛装有补充液体，且位于所述容器的上方；

通气管，其一端的端口位于所述容器目标液面高度处，另一端与所述密封补液装置的顶端连通；

第一出水管，其一端与补液装置的底端连通，另一端伸入至容器内的液面以下；

当容器中液体的液面位置低于目标液面高度时，空气从通气管的一端进入补液装置内，补液装置中的补充液体从第一出水管中流入容器中，直至容器中液面恢复至目标液面高度。
一种液面高度自动维持装置，其特征在于，包括：

容器，用于盛装所用液体；密封补液装置，用于盛装有补充液体；

通气管，其一端的端口位于所述容器目标液面高度处，另一端与所述补液装置的顶端连通；

水泵；

第二出水管，其一端伸入至补液装置内的液面以下，另一端连接水泵的进水端；

补水管，其一端连接水泵的出水端，另一端与容器连通；

当容器中液面低于目标液面高度时，水泵将空气从通气管的一端吸入密封补液装置内，并通过第二出水管将密封补液装置中等量的补充液体泵出后从补水管流入容器中。
一种液面高度自动维持方法，其特征在于：

将通气管一端的端口置于容器的目标液面高度处，另一端与密封补液装置连通；

当容器中液面低于目标液面高度时，空气从通气管的一端进入密封补液装置内，密封补液装置中的补充液体流入容器中，直至容器中液面恢复至目标液面高度后，密封补液装置中的补充液体停止流入容器中，从而维持容器中液面保持在目标液面高度处。
根据权利要求4所述的液面高度自动维持方法，其特征在于：将密封补液装置置于容器的上方，且将通气管另一端与密封补液装置的底端连通；当容器中液面低于目标液面高度时，空气从通气管的一端进入密封补液装置内，密封补液装置中的补充液体从通气管流入容器中。
一种液面高度自动维持方法，其特征在于：

将密封补液装置置于容器的上方，将通气管一端的端口置于容器的目标液面高度处，另一端与密封补液装置的底端连通；

将第一出水管的一端与密封补液装置的底端连通，另一端伸入至容器内的液面以下；

当容器中液面低于目标液面高度时，空气从通气管的一端进入密封补液装置内，密封补液装置中的补充液体从第一出水管流入容器中。
一种液面高度自动维持方法，其特征在于：

将通气管一端的端口置于容器的目标液面高度处，另一端与密封补液装置的底端连通；

将第二出水管的一端伸入至补液装置内的液面以下，另一端连接水泵的进水端；

将水泵的出水端通过补水管与容器连通；

当容器中液面低于目标液面高度时，水泵将空气从通气管的一端吸入补液装置内，并通过第二出水管将补液装置中的等量的补充液体泵出后从补水管流入容器中。