專利名稱：用于感測(cè)油墨和水的混合裝置內(nèi)液位的裝置的制作方法
背景技術(shù)：
本發(fā)明總的涉及料位感應(yīng)裝置，尤其涉及混合裝置中使用的液位傳感器。
背景技術(shù)：
各種類型工業(yè)化生產(chǎn)過程都需要供給液體，液體通常被設(shè)置在一容器內(nèi)。隨著工業(yè)生產(chǎn)過程的持續(xù)進(jìn)行，容器內(nèi)的液位會(huì)下降。在許多情況下，維持容器內(nèi)所需的液體高度是很重要的。例如，一種單一流體印刷機(jī)使用預(yù)混合的油墨/水乳劑來在紙上形成各種圖像，在這種印刷機(jī)中，在打印操作過程中油墨/水乳劑源必須連續(xù)供給流體。這種印刷機(jī)包括一容器，該容器可容納用于混合油墨和水的混合裝置?；旌涎b置通常以1000-2000rpm的數(shù)量級(jí)轉(zhuǎn)動(dòng)，從而有力且徹底地將油墨和水混合，從而獲得油墨/水乳劑。因此，容器應(yīng)當(dāng)充分閉合，以防止流體漏出。而后，油墨/水乳劑可供給到印刷機(jī)以在紙上打印圖像。
如本技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)公知的，可以設(shè)置一液位傳感器，以提供與容器內(nèi)流體量有關(guān)的反饋。更常見地，用于保持容器內(nèi)液位的控制系統(tǒng)可利用一個(gè)可支承在液位上的浮動(dòng)元件。這類控制系統(tǒng)依靠浮動(dòng)元件隨著容器內(nèi)液位波動(dòng)而發(fā)生的上升和下降來激活相應(yīng)的關(guān)和開的開關(guān)，從而控制適當(dāng)?shù)拈y有選擇地從遠(yuǎn)程源補(bǔ)給液體。更具體地說，激活控制閥的開關(guān)通常既可由機(jī)械方法實(shí)現(xiàn)也可以通過接通一近程感應(yīng)裝置而實(shí)現(xiàn)。一般而言，這種控制系統(tǒng)是經(jīng)過充分檢驗(yàn)的，并且對(duì)于大多數(shù)應(yīng)用而言是非?？煽康?。然而，對(duì)于油墨環(huán)境中的應(yīng)用而言，它們被認(rèn)為是不適合的，其主要原因在于，油墨是高粘滯度和粘性的，這會(huì)使油墨附著在浮動(dòng)元件上。因此，這種控制系統(tǒng)中的浮動(dòng)元件的浮性和重量需要相當(dāng)大的改變。這樣，該控制系統(tǒng)被認(rèn)為很難在油墨環(huán)境中保持一定刻度。
另一種浮子形式可通過一空氣供給管道有規(guī)律地供給低壓空氣?？諝夤┙o管道的底端設(shè)置在液體容器內(nèi)一預(yù)定液位處。位于內(nèi)腔中的具有壓力響應(yīng)浮動(dòng)元件的空氣流量計(jì)與空氣供給管道相連以感應(yīng)空氣壓力的波動(dòng)。浮動(dòng)元件可根據(jù)空氣供給管道中感應(yīng)到的氣壓而在一第一位置和一第二位置之間活動(dòng)。當(dāng)容器內(nèi)的液位處于預(yù)定液位之上時(shí)，空氣供給管道處于較高壓力之下，而空氣流量計(jì)的浮動(dòng)元件位于第一位置中。當(dāng)液位降至預(yù)定液位之下時(shí)，空氣供給管道內(nèi)的壓力下降，而空氣流量計(jì)的浮動(dòng)元件移至第二位置。一供液閥可根據(jù)浮動(dòng)元件的位置而工作，這樣當(dāng)浮動(dòng)元件在第一位置時(shí)閥閉合，而當(dāng)浮動(dòng)元件在第二位置時(shí)閥打開。盡管這種變化形式從容器內(nèi)去除了浮動(dòng)元件，從而避免了上述問題的發(fā)生，但油墨趨向于堵塞空氣供給管道，導(dǎo)致空氣流量計(jì)失效。這樣，常常需要供給高壓空氣，以使空氣通過管道來疏通管道。這種方法不僅需要額外的組件，而且必須使用開口或通氣的容器，這樣供給到容器的加壓空氣能夠跑逸，因此，它不適用于單一流體的印刷機(jī)。
美國專利No.5,694,974描述了另一種類型的液位檢測(cè)系統(tǒng)?！?74專利中的系統(tǒng)包括一個(gè)用于收集油墨的容器。一轉(zhuǎn)軸設(shè)置在容器內(nèi)部，并且上部和下部的柔性葉片與轉(zhuǎn)軸相連。上部和下部的近程傳感器設(shè)置在上部和下部葉片的相應(yīng)高度處。當(dāng)一個(gè)葉片未受到油墨的阻礙，葉片保持筆直，并且當(dāng)它通過傳感器時(shí)可以使相關(guān)的近程傳感器動(dòng)作。當(dāng)容器內(nèi)的油墨液位到達(dá)葉片時(shí)，葉片由于油墨的粘性而彎曲，從而近程傳感器和葉片之間會(huì)形成一較大的間隙，這樣傳感器便檢測(cè)不到葉片了。可以理解的是，為了使這樣一種系統(tǒng)起效，油墨必須是相對(duì)惰性或不活動(dòng)的，這樣當(dāng)葉片浸在油墨中時(shí)，葉片才能彎曲。如果軸轉(zhuǎn)動(dòng)過快，油墨隨著軸循環(huán)，當(dāng)葉片浸入油墨中時(shí)，葉片不會(huì)彎曲。因此在這樣一種系統(tǒng)中，軸通常以60rpm的數(shù)量級(jí)轉(zhuǎn)動(dòng)，而這在單一流體印刷機(jī)中與對(duì)油墨和水混合的要求是不適合的。
也可以使用超聲波裝置來控制容器內(nèi)的液位。超聲波裝置是通過測(cè)檢從容器內(nèi)液位反射回的聲波并測(cè)量發(fā)射和檢測(cè)到聲波之間經(jīng)過的時(shí)間而起作用的，由此便可計(jì)算液位到裝置之間的距離。遺憾的是，超聲波裝置在油墨環(huán)境中很不可靠，其原因在于，特別是當(dāng)其被有力地混合時(shí)，油墨表面是極不規(guī)則的，由此，會(huì)防礙聲波適當(dāng)?shù)姆瓷洹?br> 本發(fā)明目的在于克服上述一個(gè)或多個(gè)問題，并且達(dá)到一個(gè)或多個(gè)由此產(chǎn)生的目標(biāo)。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明幾個(gè)特定方面，提供了一種用于檢測(cè)循環(huán)流體的箱體內(nèi)液位的裝置。該裝置包括一槳狀葉片，該葉片支承在箱體內(nèi)的特定高度處，并且它被定向成可抵抗箱體內(nèi)的流體循環(huán)并在一正常位置和一偏移位置之間活動(dòng)。該裝置還包括一檢測(cè)器，當(dāng)槳狀葉片處于正常位置和一偏移位置至少其中之一時(shí)，該檢測(cè)器可進(jìn)行檢測(cè)并產(chǎn)生一液位信號(hào)。循環(huán)流體可使槳狀葉片從正常位置移向偏移位置，從而產(chǎn)生響應(yīng)循環(huán)流體的液位的液位信號(hào)。
根據(jù)本發(fā)明的另外一些方面，提供了一種用于混合流體的裝置，該裝置包括一用于保持流體的箱體、一支承在箱體內(nèi)的轉(zhuǎn)軸以及一與軸相連用于混合箱體內(nèi)流體的葉輪，由此使流體循環(huán)。槳狀葉片被支承在箱體內(nèi)的一特定高度處，該槳狀葉片定向成可抵抗箱體內(nèi)的循環(huán)流體并且可在一正常位置和一偏移位置之間活動(dòng)。設(shè)置了一檢測(cè)器，當(dāng)槳狀葉片處于正常位置和一偏移位置至少其中之一時(shí)，該檢測(cè)器可進(jìn)行檢測(cè)并產(chǎn)生一液位信號(hào)。當(dāng)循環(huán)流體達(dá)到特定高度時(shí)，槳狀葉片適于朝著偏移位置移動(dòng)。
根據(jù)本發(fā)明的另外的一些方面，提供了一種用于感測(cè)箱體內(nèi)循環(huán)流體存在于特定高度的方法。該方法包括這些步驟將一槳狀葉片支承在箱體內(nèi)的特定高度處，槳狀葉片可在一正常位置和一偏移位置之間活動(dòng)，并且當(dāng)槳狀葉片處于正常位置和偏移位置至少其中之一處時(shí)進(jìn)行檢測(cè)并且產(chǎn)生一信號(hào)。當(dāng)箱體內(nèi)的循環(huán)流體處到特定高度時(shí)，槳狀葉片將從正常位置移向偏移位置。
附圖的簡(jiǎn)要描述

圖1為結(jié)合有根據(jù)本發(fā)明的液位傳感器的混合裝置的側(cè)視截面圖。
圖2為結(jié)合了圖1所示液位傳感器的同一實(shí)施例的混合裝置的局部剖視立體圖。
圖3為根據(jù)本發(fā)明的液位傳感器的另一實(shí)施例的側(cè)視截面圖。
圖4為圖3中的液位傳感器的特定組件的端視截面圖。
圖5為根據(jù)本發(fā)明的液位傳感器的另一實(shí)施例的端視截面圖，該實(shí)施例與圖3和圖4中所示的類似。
圖6為圖5中的液位傳感器處于偏移位置時(shí)的端視截面圖。
圖7為根據(jù)本發(fā)明的液位傳感器的另一實(shí)施例的端視截面圖，該實(shí)施例與圖3-6中示出的實(shí)施例類似。
圖8為圖7中的液位傳感器處于偏移位置時(shí)的端視截面圖。
圖9為一感測(cè)電路的框圖，該感測(cè)電路可用于采用應(yīng)變儀的本發(fā)明的一些特定實(shí)施例。
圖10為結(jié)合有兩個(gè)液位傳感器的本發(fā)明的另一實(shí)施例的立體截面圖。
圖11為根據(jù)本發(fā)明所揭示的內(nèi)容的液位傳感器的目前較佳的實(shí)施例的側(cè)視圖。
圖12為沿圖11的線12-12截取的液位傳感器的端視截面圖。
圖13為沿圖11的線13-13截取的液位傳感器的俯視截面圖。
具體實(shí)施例方式
現(xiàn)參照?qǐng)D1，示出的混合裝置10可用于混合兩種流體，例如油墨和水?；旌涎b置10包括一箱體12，該箱體具有一水引入口14以及一油墨引入口16。一軸18設(shè)置在箱體12內(nèi)，并且被支承進(jìn)行高速轉(zhuǎn)動(dòng)，例如以1000-2000rpm的數(shù)量級(jí)轉(zhuǎn)動(dòng)。一葉輪22與軸18的中部相連，用于將油墨和水預(yù)混合成油墨/水乳劑。可以理解的是，在混合過程中，箱體12內(nèi)流體循環(huán)的方向與葉輪22的方向相同。例如圖1中的箭頭26所示，從上方觀察的環(huán)流方向是順時(shí)針的。一最終混合葉片20連接在軸18的底部，用于更徹底地混合油墨和水。一出口泵24位于箱體12的底部，用于將混合后的流體抽至例如一臺(tái)可以在紙面上產(chǎn)生圖像的印刷機(jī)(未圖示)。
根據(jù)本發(fā)明的一些特定方面，傳感器30可用于檢測(cè)箱體12內(nèi)流體的轉(zhuǎn)動(dòng)。根據(jù)圖2所示的實(shí)施例，傳感器30包括一槳狀葉片32，該葉片32被支承在箱體12內(nèi)的一預(yù)定高度處。一支承件34的一端與在箱體12的內(nèi)壁相連，其相對(duì)一端可支承槳狀葉片32，該支承件34例如可為一L形支架。為了使傳感器30的效率最大化，支承件34最好保持槳狀葉片32，使其基本沿軸18的徑向定向。這樣的定向?qū)⒃黾佑捎谘h(huán)流體而對(duì)槳狀葉片32產(chǎn)生阻力。一應(yīng)變儀36至少與槳狀葉片32的一表面相連，它可用于檢測(cè)槳狀葉片32的撓曲。該應(yīng)變儀36通過導(dǎo)線38與感測(cè)電路(例如圖9所示出的，這將在下文中作進(jìn)一步描述)電氣連接。
當(dāng)軸18轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，箱體12內(nèi)的流體如上所述循環(huán)。當(dāng)箱體12內(nèi)的液位的高度足以與槳狀葉片32接觸時(shí)，流體可使槳狀葉片32沿流體的轉(zhuǎn)動(dòng)方向稍稍撓曲。槳狀葉片32的彎曲改變了應(yīng)變儀36的電阻，由此表示流體正處于槳狀葉片32的高度處。當(dāng)應(yīng)變儀36的電阻改變超過一預(yù)定的門限值時(shí)，感測(cè)電路90(圖9)會(huì)產(chǎn)生一表示液位已達(dá)到預(yù)定高度的輸出信號(hào)。當(dāng)液位落至槳狀葉片32之下時(shí)，槳狀葉片32將回復(fù)原位——未撓曲的位置，而感測(cè)電路90的輸出信號(hào)將停止。由此表示液位已落至預(yù)定高度之下。在較佳實(shí)施例中，槳狀葉片32最好可由柔性材料形成，例如金屬薄片，以確保槳狀葉片32及相連的應(yīng)變儀36彎曲，并由此改變應(yīng)變儀36的電阻。
圖3和圖4示出了本發(fā)明的另一實(shí)施例。最佳的如圖3所示，一液位傳感器50與一混合裝置10相連，該混合裝置與圖1的混合裝置類似。因此，該混合裝置10包括一箱體12、一轉(zhuǎn)軸18以及一與軸18相連的葉輪22。傳感器50包括一槳狀葉片52，該葉片52與一延伸通過箱體12的壁中的孔56的支承軸54相連。與上一實(shí)施例類似，槳狀葉片52最好被支承成使其基本沿軸18的徑向定位。一外殼58與箱體12的外部相連，并且具有第一和第二軸承59、60，這兩軸承可滑動(dòng)地支承支承軸54。一指示葉片62連接在介于第一和第二軸承59、60之間延伸的支承軸54的中部。一彈簧葉片64連接在外殼58的底部并且垂直向上突出，這樣頂邊緣65可覆蓋指示葉片62的底邊緣66。一應(yīng)變儀68與彈簧葉片64相連，用于檢測(cè)彈簧葉片64的撓曲。
在操作中，當(dāng)軸18沿箭頭26指示的方向轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，箱體12內(nèi)的流體被混合并且沿相同的方向循環(huán)。循環(huán)流體可產(chǎn)生一個(gè)作用于槳狀葉片52上的推力，該推力使槳狀葉片52沿箭頭“A”的方向活動(dòng)。槳狀葉片52沿方向“A”的活動(dòng)使支承軸54沿方向“B”(圖3)轉(zhuǎn)動(dòng)，這種轉(zhuǎn)動(dòng)還使相連的指示葉片62沿方向“C”(圖4)轉(zhuǎn)動(dòng)。當(dāng)指示葉片62沿方向“C”活動(dòng)時(shí)，它可以接合彈簧葉片64并使其沿方向“D”撓曲，由此改變相連的應(yīng)變儀68的電阻。諸如感測(cè)電路90(圖9)之類的感測(cè)電路可與應(yīng)變儀68相連，使電阻變化量放大并且提供一個(gè)表示流體已達(dá)到預(yù)定高度的輸出信號(hào)?？梢岳斫獾氖?，撓曲的彈簧葉片64可施加一個(gè)回復(fù)力，該回復(fù)力可使指示葉片62朝其初始位置偏移。當(dāng)箱體12內(nèi)的流體達(dá)到槳狀葉片52的高度時(shí)，由循環(huán)流體產(chǎn)生的推力通過支承軸54轉(zhuǎn)移到指示葉片62，并且該推力的大小應(yīng)足以克服彈簧葉片64的回復(fù)力，從而使彈簧葉片64撓曲。當(dāng)液位降至槳狀葉片52之下時(shí)，推力消失，從而彈簧葉片64的回復(fù)力將指示葉片62推回其初始位置。這樣，彈簧葉片64也回復(fù)到它的正常位置，使感測(cè)電路90的輸出信號(hào)停止。此外，可以理解的是，指示葉片62可回復(fù)到其初始位置，而槳狀葉片52也回復(fù)到其初始位置。
上述實(shí)施例中使用的應(yīng)變儀68可以由其它類型的檢測(cè)裝置代替。例如，可以用一近程傳感器70來檢測(cè)指示葉片62的位置(參見圖5)。由于指示葉片62最好由金屬形成，因此，近程傳感器70最好為一金屬傳感器，但其它類型的傳感器也可以使用，例如當(dāng)指示葉片62由非金屬材料形成時(shí)，可以使用光學(xué)傳感器。如圖5所示，當(dāng)近程傳感器70處于正常位置時(shí)，它是接近于指示葉片62定位的。如圖6所示，當(dāng)流體處于特定高度時(shí)，槳狀葉片52撓曲而指示葉片62例如沿著方向“E”轉(zhuǎn)向近程傳感器70范圍之外的一個(gè)偏移位置。在本實(shí)施例中較佳地設(shè)置了彈簧葉片64，一旦箱體12內(nèi)的流體落至槳狀葉片52之下時(shí)，它可使指示葉片62回復(fù)到正常位置。
圖11到圖13示出了液位檢測(cè)裝置的目前較佳實(shí)施例。如圖12和圖13所示，該裝置包括一槳狀葉片120，該槳狀葉片120適于插入循環(huán)流體的箱體內(nèi)，例如圖1中所示的箱體12。槳狀葉片120與一支承軸122相連，該支承軸122延伸通過一傳感器殼體124并且由第一和第二軸承126、128滑動(dòng)支承。傳感器外殼124較佳地包括一由諸如透明塑料之類的透明材料形成的罩蓋129，該罩蓋129提供了看到傳感器外殼124的內(nèi)部的可視路徑。指示葉片130與支承件122相連并且它設(shè)置在傳感器外殼124的內(nèi)部。一壓縮彈簧132被支承在傳感器外殼124的內(nèi)部，并且與指示葉片130的一側(cè)接合。一近程傳感器134設(shè)置在指示葉片130的相對(duì)一側(cè)上。指示葉片130可在一正常位置和一偏移位置之間活動(dòng)，在正常位置中，彈簧132完全伸展，近程傳感器134可感測(cè)到葉片130，而在偏移位置中，彈簧132被壓縮，近程傳感器134感測(cè)不到葉片130。近程傳感器134與一流體控制電路(未圖示)相連，從而當(dāng)指示葉片130處于正常位置時(shí)，輸出一打開信號(hào)，當(dāng)指示葉片130處于偏移位置中時(shí)，輸出一閉合信號(hào)。
在工作中，當(dāng)槳狀葉片120不與箱體內(nèi)的流體接觸時(shí)，彈簧132可完全延伸，并且指示葉片130保持在可被近程傳感器134感測(cè)到的正常位置中，傳感器134可向流體控制電路輸出一“開閥”信號(hào)。當(dāng)箱體內(nèi)的液位達(dá)到槳狀葉片120時(shí)，槳狀葉片120轉(zhuǎn)動(dòng)。槳狀葉片120的轉(zhuǎn)動(dòng)通過支承軸122傳輸?shù)街甘救~片130，這樣，指示葉片130可朝偏移位置活動(dòng)，使彈簧132壓縮。在偏移位置中，近程傳感器134不再能感測(cè)到指示葉片130，由此向流體控制電路輸出一個(gè)“關(guān)閥”信號(hào)。
在較佳實(shí)施例中，槳狀葉片120最好如圖12所示為基本的C形。因此，槳狀葉片120包括一用于同支承軸122固定的固定部分136、一連接部分138以及一接觸部分140?？梢岳斫獾氖牵湍呄蛴诟街⒎e累在槳狀葉片上，這樣，可以跨接槳狀葉片和箱體壁之間的間隙。C形的槳狀葉片120可減少位于箱體附近的葉片表面量，從而使這種跨接問題最小化。此外，槳狀葉片120可形成一凹部142，油墨可以通過該凹部流動(dòng)，由此，當(dāng)流體通過葉片120時(shí)，可以減少流型的扭曲。連接部分138在固定部分136和接觸部分140之間形成了一個(gè)力矩臂，這樣，作用在接觸部分140上相對(duì)較小的力可以克服壓縮彈簧132的力。如圖13所示，克服彈簧132所需的力可以通過改變彈簧132相對(duì)于指示葉片130的垂直位置來進(jìn)行調(diào)節(jié)。
圖7和圖8示出了使用另一種檢測(cè)裝置的又一實(shí)施例。如圖7所示，一機(jī)械開關(guān)80設(shè)置用于指示葉片62的位置。機(jī)械開關(guān)80具有一樞軸杠桿82，該杠桿82與一彈簧負(fù)載銷83接觸，彈簧負(fù)載銷83偏移開接點(diǎn)84。當(dāng)液位達(dá)到槳狀葉片52時(shí)，如圖8所示，指示葉片62將順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，從而將杠桿82推靠著銷83，由此使銷83抵抗彈力移動(dòng)，直到銷與觸點(diǎn)84接合，最佳地如圖8所示。當(dāng)銷83與觸點(diǎn)84接合時(shí)，可產(chǎn)生一輸出信號(hào)，表示已達(dá)到預(yù)定高度。當(dāng)液位落至槳狀葉片52之下時(shí)，指示葉片62、銷83和杠桿82回復(fù)到如圖7所示的正常位置處。在一最佳實(shí)施例中，一調(diào)節(jié)螺桿86設(shè)置用于使指示葉片62及相連的槳狀葉片52保持在正常位置中，并且還可用于調(diào)節(jié)機(jī)械開關(guān)80的靈敏度。調(diào)節(jié)螺桿86通過外殼58內(nèi)的一個(gè)攻絲牙孔安裝，并且通過一個(gè)鎖緊螺母固定。
圖9為用于具有應(yīng)變儀的傳感器的較佳感測(cè)電路90的框圖。變形測(cè)量裝置92的四個(gè)變形測(cè)量元件R1、R2、R3和R4連接成一全電橋。一激勵(lì)電壓V0施加在電橋的A點(diǎn)和C點(diǎn)之間。電橋E0的輸出電壓在電橋B點(diǎn)和D點(diǎn)之間獲得，并且用作一放大器94的不同輸入量。放大器94將一放大信號(hào)V1輸出至電壓比較器96的輸入端，而電壓比較器96的第二輸入端與參考電壓Vref相連。當(dāng)變形測(cè)量裝置92彎曲時(shí)，輸出電壓V1增加。當(dāng)輸出電壓V1大于參考電壓Vref時(shí)，比較器的輸出電壓Vout將增加，這表示已經(jīng)達(dá)到了預(yù)定的液位。電路90可用于此處描述的任何變形測(cè)量裝置，包括上述的應(yīng)變儀36和68。
圖10示出了另一實(shí)施例，該實(shí)施例可在第一和第二高度提供液位反饋。在本實(shí)施例中，上部和下部傳感器100、110連接在箱體12中的上下液位處。每個(gè)傳感器100、110包括一槳狀葉片102，葉片102被支承成從軸18基本徑向定向。在本實(shí)施例中，槳狀葉片102為L形，以提供與箱體12內(nèi)表面相連的一個(gè)完整的支承件104。應(yīng)變儀106與每一個(gè)槳狀葉片102相連。槳狀葉片102較佳地由柔性材料形成，這樣，當(dāng)循環(huán)流體與槳狀葉片接觸時(shí)，槳狀葉片102可彎曲。應(yīng)變儀106可檢測(cè)槳狀葉片102的撓曲，并且如90(圖9)之類可提供輸出信號(hào)的感測(cè)電路相連。這樣，便可以提供表示不止一個(gè)特定高度的液位反饋。在最佳實(shí)施例中，槳狀葉片102由彈簧鋼形成，其厚度約為0.003英寸，寬度約為0.4英寸。
在圖10所示的實(shí)施例中，混合裝置10較佳地還包括一套管108，該套管用于加強(qiáng)上部傳感器100附近的流體循環(huán)。套管108包括一套環(huán)部分107以及一個(gè)從套環(huán)部分107徑向向外延伸的環(huán)形凸緣部分109。套管108與軸18相連，并且可隨著軸18轉(zhuǎn)動(dòng)，這樣，當(dāng)套管108浸在流體中時(shí)，凸緣部分109可加強(qiáng)套管108附近的流體循環(huán)。套管108最好定位在上部和下部傳感器100、110之間，這樣，流體循環(huán)可以在上部傳感器100附近得到增強(qiáng)，由此在與之相連的應(yīng)變儀106中產(chǎn)生較強(qiáng)的信號(hào)。
盡管未在上述中特別描述，可以理解的是，感測(cè)電路90可以用于使流體自動(dòng)重新注入箱體內(nèi)。例如，在圖10的實(shí)施例中，傳感器100可以為一高位傳感器，而傳感器110為一低位傳感器。這樣，當(dāng)流體處于高位傳感器100的高度時(shí)，與之相聯(lián)的槳狀葉片102將撓曲，從而產(chǎn)生一個(gè)表示箱體12滿的特定的比較器輸出電壓V0。這個(gè)高位傳感器100的輸出電壓可以用于關(guān)閉一進(jìn)料閥門并使其保持在閉合位置。此后，當(dāng)液位落至低位傳感器的高度之下時(shí)，與之相聯(lián)的槳狀葉片102(已發(fā)生過撓曲)將回復(fù)到一個(gè)未撓曲的位置，產(chǎn)生一個(gè)表示箱體12低液位的特定的輸出電壓(例如為0)。這個(gè)低位傳感器110的輸出電壓可用來使進(jìn)料閥門打開并保持在打開位置。只有當(dāng)流體再次達(dá)到高位傳感器100的高度時(shí)，進(jìn)料閥門才會(huì)再次關(guān)閉。盡管以上是本發(fā)明的檢測(cè)裝置應(yīng)用的一種實(shí)例，但此處所描述且如權(quán)利要求的裝置的其它應(yīng)用對(duì)于精于本技術(shù)領(lǐng)域的人員而言是顯而易見的。
綜上所述，可以理解本發(fā)明提供了一種新的、改進(jìn)的用于檢測(cè)箱體內(nèi)液位的裝置。該裝置通過設(shè)置箱體內(nèi)特定高度處的槳狀葉片來檢測(cè)流體的轉(zhuǎn)動(dòng)。槳狀葉片可響應(yīng)流體的循環(huán)活動(dòng)至一偏移位置。一傳感器設(shè)置用來檢測(cè)槳狀葉片何時(shí)在偏移位置中或在未偏移位置中。槳狀葉片位置的檢測(cè)可用于各種目的。這樣，提供了一種更加緊湊的液位傳感器，該傳感器可減少箱體內(nèi)所需的空間。
權(quán)利要求
1.一種用于檢測(cè)循環(huán)流體的箱體內(nèi)流體液位的裝置，該裝置包括一槳狀葉片，該葉片被支承在箱體內(nèi)一特定高度處，該槳狀葉片被定向成能抵抗箱體內(nèi)的流體循環(huán)，并且可以在一正常位置和一偏移位置之間移動(dòng)；一檢測(cè)器，當(dāng)槳狀葉片處于正常和偏移位置中至少一個(gè)位置中時(shí)，該檢測(cè)器可進(jìn)行感測(cè)并產(chǎn)生一液位信號(hào)；其中，循環(huán)流體可使槳狀葉片從正常位置向偏移位置移動(dòng)，從而產(chǎn)生一個(gè)響應(yīng)循環(huán)流體液位的液位信號(hào)。
2.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，槳狀葉片是由柔性材料形成的，而檢測(cè)器包括一個(gè)附著在槳狀葉片上的應(yīng)變儀。
3.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，槳狀葉片與通過箱體的壁延伸的可轉(zhuǎn)動(dòng)的支承軸的一端相連，并且一指示葉片與該支承軸的第二端相連。
4.如權(quán)利要求3所述的裝置，其特征在于，該裝置還包括一彈簧葉片，該葉片設(shè)置成可與指示葉片相接合并可在正常位置和彎曲位置之間活動(dòng)，而檢測(cè)器包括一與彈簧葉片相連的應(yīng)變儀。
5.如權(quán)利要求3所述的裝置，其特征在于，檢測(cè)器包括一近程傳感器，該近程傳感器設(shè)置在指示葉片附近。
6.如權(quán)利要求3所述的裝置，其特征在于，檢測(cè)器包括一機(jī)械開關(guān)。
7.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，該裝置還包括一支承在箱體內(nèi)第二高度處的第二槳狀葉片，該第二槳狀葉片定向成可抵抗箱體內(nèi)流體的循環(huán)并可在一正常的、未偏移的位置和一偏移位置之間活動(dòng)；一檢測(cè)器，該檢測(cè)器用于感測(cè)何時(shí)槳狀葉片處于正常的、未偏移位置和偏移位置中至少一個(gè)位置中，并且可產(chǎn)生一個(gè)響應(yīng)循環(huán)流體液位的第二液位信號(hào)。
8.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，槳狀葉片基本為C形。
9.一種流體混合裝置，該裝置包括一箱體，該箱體用于保持流體；一轉(zhuǎn)軸，該轉(zhuǎn)軸被支承在箱體內(nèi)；一葉輪，該葉輪與軸相連，用于使箱體內(nèi)的流體混合，從而使流體在箱體內(nèi)循環(huán)；一槳狀葉片，該葉片被支承在箱體內(nèi)一特定高度處，該槳狀葉片被定向成抵抗箱體內(nèi)的流體循環(huán)，并且可以在一正常位置和一偏移位置之間活動(dòng)；一檢測(cè)器，當(dāng)槳狀葉片處于正常和偏移位置中至少一個(gè)位置時(shí)，該檢測(cè)器可進(jìn)行感測(cè)并且可產(chǎn)生一液位信號(hào)；其中，當(dāng)流體達(dá)到特定高度時(shí)，槳狀葉片適于向偏移位置移動(dòng)。
10.如權(quán)利要求9所述的裝置，其特征在于，該裝置還包括一支承在箱體內(nèi)第二高度處的第二槳狀葉片，該第二槳狀葉片定向成可抵抗箱體內(nèi)的循環(huán)流體并可在一正常位置和一偏移位置之間活動(dòng)；一第二檢測(cè)器，當(dāng)?shù)诙獱钊~片處于偏移位置中時(shí)，該第二檢測(cè)器可用于感測(cè)并且可產(chǎn)生一第二液位信號(hào)。
11.如權(quán)利要求10所述的裝置，其特征在于，第一和第二檢測(cè)器包括分別與第一和第二槳狀葉片相連的第一和第二應(yīng)變儀。
12.如權(quán)利要求10所述的裝置，其特征在于，該裝置還包括一套管，該套管連接在第一和第二槳狀葉片之間的軸的中間高度處，該套管具有一個(gè)緊密配合軸的套環(huán)部分以及一個(gè)基本徑向延伸的凸緣部分。
13.如權(quán)利要求9所述的裝置，其特征在于，槳狀葉片由柔性材料形成，而檢測(cè)器包括與槳狀葉片相連的一應(yīng)變儀。
14.如權(quán)利要求9所述的裝置，其特征在于，槳狀葉片連接在延伸通過箱體壁的一轉(zhuǎn)臂的第一端，而一指示葉片連接在該臂的第二端。
15.如權(quán)利要求1 4所述的裝置，其特征在于，該裝置還包括一彈簧葉片，該葉片被定位成可與指示葉片接合并且可在正常和彎曲位置之間活動(dòng)，并且其中，檢測(cè)器包括一個(gè)與彈簧葉片相連的應(yīng)變儀。
16.如權(quán)利要求14所述的裝置，其特征在于，檢測(cè)器包括一個(gè)設(shè)置在指示葉片附近的近程傳感器。
17.如權(quán)利要求14所述的裝置，其特征在于，檢測(cè)器包括一機(jī)械開關(guān)。
18.一種在特定高度處感測(cè)箱體內(nèi)存在的液體的方法，該方法包括下列步驟使流體在箱體內(nèi)循環(huán)；將槳狀葉片支承在箱體內(nèi)的特定高度處，該槳狀葉片可以在一正常位置和一偏移位置之間活動(dòng)；當(dāng)槳狀葉片處于正常和偏移位置至少其中一個(gè)位置時(shí)進(jìn)行檢測(cè)并且產(chǎn)生一信號(hào)；其中，當(dāng)箱體內(nèi)的流體處于特定高度時(shí)，槳狀葉片將從正常位置移向偏移位置。
19.如權(quán)利要求18所述的方法，其特征在于，槳狀葉片是由柔性材料形成的，并且檢測(cè)步驟是通過與槳狀葉片相連的一應(yīng)變儀進(jìn)行的。
20.如權(quán)利要求18所述的方法，其特征在于，槳狀葉片與通過箱體壁延伸的軸的一端相連，而一指示葉片與該軸的相對(duì)端相連，檢測(cè)步驟是通過與指示葉片相聯(lián)的一傳感器進(jìn)行的。
21.如權(quán)利要求20所述的方法，其特征在于，彈簧葉片與指示葉片接合并且可以在正常位置和彎曲位置之間活動(dòng)，而傳感器包括一個(gè)與彈簧葉片相連的應(yīng)變儀。
22.如權(quán)利要求20所述的方法，其特征在于，檢測(cè)器包括一個(gè)機(jī)械開關(guān)。
23.如權(quán)利要求20所述的方法，其特征在于，傳感器包括一個(gè)設(shè)置在指示葉片附近的近程傳感器。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種用于檢測(cè)箱體內(nèi)循環(huán)流體的液位的傳感器，該傳感器包括一設(shè)置在特定高度的槳狀葉片，并且該槳狀葉片基本沿箱體內(nèi)轉(zhuǎn)軸的徑向定向。一感測(cè)裝置，例如應(yīng)變儀與槳狀葉片相連，以當(dāng)槳狀葉片處于正常位置和一偏移位置至少其中之一時(shí)進(jìn)行檢測(cè)，由此表示流體是處于或未處于特定高度。可以在同一箱體內(nèi)另外使用一些傳感器，以在多個(gè)高度提供液位反饋。
文檔編號(hào)G01F23/22GK1414907SQ00818054
公開日2003年4月30日 申請(qǐng)日期2000年12月8日 優(yōu)先權(quán)日1999年12月13日
發(fā)明者王昕昕, T·A·尼米羅, J·武科, J·K·亨策爾 申請(qǐng)人:戈斯國際股份有限公司