所屬技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種液體定量給料裝置，屬日用品。

背景技術(shù)：

日常生活中要使用各種瓶裝、罐裝液體，如調(diào)味料、洗滌劑、藥劑、保健口服液等等，這些液體在使用時都需要計量。長期以來，人們一直在沿用各種各樣的計量方法：如加調(diào)味品時，德國人習(xí)慣用大大小小的量筒，美國人喜歡用小匙和杯，這兩種方法其實都比較麻煩。中餐在世界上享有盛名，但我們在烹飪加調(diào)料時多憑手感，難以準(zhǔn)確掌握菜肴的味道。給小孩喂服糖漿或液態(tài)藥品時，家長一般用藥瓶上的刻度來計量，但要多次嘗試，倒出一部分看一下刻度，麻煩且難以準(zhǔn)確。家庭主婦在加洗滌液時，一般用廠家提供的蓋子來粗略計量，加少了洗不凈，加多了又浪費(fèi)，還造成不必要的環(huán)境壓力。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為了克服傳統(tǒng)的液體計量方法麻煩或不準(zhǔn)確的缺點，本發(fā)明提供了一種方便而又準(zhǔn)確的計量方法，每次傾斜加料時只給出確定量的液體。

技術(shù)方案

本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：定量給料蓋芯裝在容器口，與容器緊密配合。它分上、下兩個腔室，上部為緩沖室，下部為計量室。在容器與緩沖室之間、緩沖室與計量室之間、計量室與外部大氣之間均有液、氣通道相連。當(dāng)容器傾斜時，計量室與大氣之間構(gòu)成液、氣交換通道，一定量的液體從計量室流出到外部，空氣則從大氣流入計量室。同時，容器與緩沖室之間也構(gòu)成液、氣交換通道，容器中的液體流入緩沖室，緩沖室中的氣體流入容器。緩沖室與計量室之間，則通過容器內(nèi)液體流出后產(chǎn)生的負(fù)壓或單向浮球閥阻止液體流動。給料完畢，容器從傾斜轉(zhuǎn)為直立時，緩沖室內(nèi)的液體在重力的作用下將計量室充滿，為下一次使用作好準(zhǔn)備。

有益效果

本發(fā)明的有益效果是：在通常的傾倒給料過程中完成定量給料和再次補(bǔ)充液體，方便、準(zhǔn)確地實現(xiàn)了液體計量。該發(fā)明不僅可以方便千家萬戶的日常生活，更能解決盲人、年老體弱、手眼協(xié)調(diào)能力較差的人群的切身需求。此外，在火車、船舶、飛機(jī)上，都可以用它來方便地添加調(diào)料、飲料，而不用擔(dān)心顛簸引起濺灑或計量不準(zhǔn)。

附圖說明

下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明進(jìn)一步說明。

圖1是通常的傾倒給料過程。

圖2是定量給料蓋芯的內(nèi)置安裝方式。

圖3是定量給料蓋芯的外置安裝方式。

圖4是實施例1的結(jié)構(gòu)圖

圖5是使用前的常備狀態(tài)

圖6是使用時開始傾斜的狀態(tài)

圖7是使用中液體開始流出的狀態(tài)

圖8是使用中保持在最大傾角的狀態(tài)

圖9是不同角度觀察楔形空氣隙的視圖

圖10是使用完畢剛回到直立位置的狀態(tài)

圖11是實施例2的結(jié)構(gòu)示意圖及局部放大圖

圖12是實施例3的結(jié)構(gòu)示意圖

圖13是實施例3使用中保持在最大傾角的狀態(tài)

圖中0.頂蓋，1.計量室，2.緩沖室，3.底蓋，4.隔片，5.密封外蓋，6.密封圈，11.出液管，12.進(jìn)氣管，21.換液管，22.換氣管，31.進(jìn)液管，32.出氣管，111.出液外管，112.出液內(nèi)管，113.指示刻度，114.指示標(biāo)記，211.換液管浮球，221.換氣管浮球

注：為方便區(qū)分記憶，命名中“進(jìn)”和“出”均是相對于定量給料蓋芯而言。緩沖室與計量室之間的液、氣交換管則分別稱作換液管和換氣管。

具體實施方式

硬材質(zhì)的容器，如玻璃、陶瓷、金屬或塑料質(zhì)地的瓶、罐、壺等，給料時采用傾倒的方式，這可以用圖1簡單表示：容器最初處于直立位置→容器向一側(cè)傾斜到給料位置并保持→容器回復(fù)到直立位置存放。傾斜角度α的大小受使用者習(xí)慣、容器外形、殘余液量的多少影響，但通常在100-135度之間。容器處于傾斜位置時，較低的一側(cè)(如圖1中l(wèi)所示位置)以下將稱為低側(cè)，較高的一側(cè)(如圖1中u所示位置)以下將稱為高側(cè)。

根據(jù)要求的給料量不同，定量給料蓋芯可以有不同的安裝方式：如果容器內(nèi)部有足夠的空間，可以將其全部或部分置于容器內(nèi)，如圖2。如果容器內(nèi)部空間受限，則可以將其置于容器外部，如圖3。不論安裝方式不同帶來的外觀有何不同，各組成部分的上下、左右關(guān)系不變，工作原理完全相同，下面僅以內(nèi)置安裝方式為例進(jìn)行說明。

如圖4所示的實施例1，是內(nèi)置安裝方式的定量給料蓋芯。它的主體結(jié)構(gòu)是一中空的圓柱狀體，側(cè)面有密封圈與瓶口緊密配合，如圖4左側(cè)。為方便展示內(nèi)部結(jié)構(gòu)，圖4右側(cè)移去密封圈，并標(biāo)注了各部件標(biāo)號。圖4中可見：內(nèi)部的隔片(4)將內(nèi)腔分為上、下兩個部分，上部為緩沖室(2)，下部為計量室(1)。位于低側(cè)的出液管(11)和位于高側(cè)的進(jìn)氣管(12)將計量室(1)與外部大氣連通，位于低側(cè)的進(jìn)液管(31)和與之等高、位于高側(cè)的出氣管(32)將緩沖室(2)與容器內(nèi)部連通。位于高側(cè)的換液管(21)和換氣管(22)將緩沖室(2)與計量室(1)連通。根據(jù)流體動力學(xué)原理，氣體在流動時受到管壁的阻力遠(yuǎn)小于同樣流態(tài)的液體。因此，各氣管的橫截面積比與其配對的液管小，以使兩個腔室的有效容積最大。

初次裝好定量給料蓋芯后，做一次傾倒動作進(jìn)行初始化，初始化過程中液體、氣體的交換原理包含在下面的描述之中，故不單獨說明。初始化動作結(jié)束后，緩沖室(2)內(nèi)留有少許液體，計量室(1)內(nèi)充滿液體，此狀態(tài)為每次給料前的常備狀態(tài)，如圖5。以后的每次給料均從此狀態(tài)開始，到此狀態(tài)結(jié)束。

圖6至圖10展示了一次完整的給料過程，為方便描述，圖中對各管路位置作了必要的變形處理。如圖6所示，當(dāng)容器由直立位置開始傾斜時，計量室(1)內(nèi)的一小部分液體流入出液管(11)，外部空氣通過進(jìn)氣管(12)進(jìn)入計量室(1)頂部；緩沖室(2)內(nèi)的液體則流到低側(cè)。圖7，當(dāng)容器繼續(xù)傾斜，計量室(1)內(nèi)的液體經(jīng)出液管(11)流出到外部，計量室(1)內(nèi)液面降低，外部空氣通過進(jìn)氣管(12)繼續(xù)進(jìn)入計量室(1)。在容器內(nèi)，由于進(jìn)液管(31)和出氣管(32)的管口之間此時出現(xiàn)高度差，因此產(chǎn)生壓力差，容器內(nèi)的液體經(jīng)進(jìn)液管(31) 流入緩沖室(2)，緩沖室(2)內(nèi)的空氣則經(jīng)出氣管(32)進(jìn)入容器。圖8，容器傾斜到最終的給料角度并保持一段時間，計量室(1)內(nèi)的液體繼續(xù)經(jīng)出液管(11)流出到外部，外部空氣通過進(jìn)氣管(12)繼續(xù)進(jìn)入計量室(1)。容器內(nèi)的液體繼續(xù)流入緩沖室(2)，當(dāng)緩沖室(2)內(nèi)的液面淹沒出氣管(32)管口時，液體進(jìn)入出氣管(32)，并將里面的空氣全部擠出到容器內(nèi)。隨后，由于液面提供的液封作用，不再有空氣進(jìn)入容器內(nèi)，容器內(nèi)的液體在自重作用下會繼續(xù)流出少量(以下稱自流量)到緩沖室(2)，隨著這部分液體流出，容器內(nèi)部形成負(fù)壓并逐漸增大，當(dāng)該負(fù)壓正好抵消容器內(nèi)剩余液體在豎直方向的高度產(chǎn)生的靜壓差時，容器內(nèi)的液體停止向緩沖室(2)流動，達(dá)到平衡狀態(tài)。此時，在緩沖室(2)頂角部形成一楔形空氣隙，如圖9所示是從兩個不同角度觀察空氣隙的視圖。由于換液管(21)和換氣管(22)的管口均在此空氣隙中，緩沖室(2)內(nèi)的液體不會流入到計量室(1)。當(dāng)計量室(1)內(nèi)的液體全部流出后，就不再有液體流出，達(dá)到了定量給料的目的。

緩沖室(2)內(nèi)，平衡狀態(tài)時楔形空氣隙的大小與出氣管(32)管口的位置相關(guān)。將該位置移向頂蓋(0)，或彎向低側(cè)，容器傾斜時液面淹沒該管口的時間就會提前，最終將出現(xiàn)更大的空氣隙。合理的空氣隙大小是它剛好能包容換液管(21)和換氣管(22)，加上必要的安全裕量，使緩沖室的容積最小，從而使整個裝置的體積最小，這需要根據(jù)液體比重、容器大小和高度、以及每次要求的給料量來確定。

給料完畢，容器回到直立位置，如圖10。此時，如果緩沖室(2)內(nèi)的液面在進(jìn)液管(31)和出氣管(32)管口之下，則緩沖室內(nèi)的液體不會流回容器中。如果緩沖室(2)內(nèi)的液面仍在進(jìn)液管(31)和出氣管(32)管口之上，則由于進(jìn)液管(31)和出氣管(32)的管口此時在同一水平面，且兩管內(nèi)都充滿液體，因此緩沖室(2)內(nèi)的液體和容器內(nèi)的空氣將形成準(zhǔn)穩(wěn)態(tài)，短時間內(nèi)幾乎沒有液體流回容器。與之相反，換液管(21)比換氣管(22)低，且換氣管(22)在前一步中位于楔形空氣隙內(nèi)，此時仍充滿空氣，因此緩沖室(2)內(nèi)的液體與計量室(1)內(nèi)的空氣形成非穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，液體從換液管(21)快速流入計量室(1)，空氣則從換氣管(22)進(jìn)入緩沖室(2)中，直到計量室(1)充滿液體。設(shè)計時使緩沖室(2)每次補(bǔ)充液體后都裝有比計量室(1)有效容積略多的液體，最后緩沖室(2)內(nèi)保留少許液體。此時，計量室(1)和緩沖室(2)的狀態(tài)回復(fù)到與圖5相同。

本實施例適合于質(zhì)地較硬的容器，如玻璃容器、陶瓷容器、金屬容器和硬質(zhì)塑料容器等。這類容器形變小，自流量不大，故可以用在緩沖室(2)中保留楔形空氣隙的辦法阻止液體在給料時流入計量室(1)。

如圖11所示的實施例2，是適用于質(zhì)地較軟的容器(如薄塑料瓶)的定量給料蓋芯。這類容器在傾斜給料時，因為手持的力量和容器內(nèi)的負(fù)壓導(dǎo)致的收縮變形較大，因而自流量較大，若采用保留楔形空氣隙的方式將導(dǎo)致緩沖室(2)的容積過大，亦即整個裝置體積過大。本實施例采用與上述實施例1幾乎完全相同的結(jié)構(gòu)和原理，但在換液管(21)和換氣管(22)的頂部加裝了微型浮球(211，221)。浮球的作用是在容器傾斜到給料位置時，液面上升到浮球位置，液體的浮力使浮球上浮頂住管口，從而阻止緩沖室(2)內(nèi)的液體進(jìn)入計量室(1)。當(dāng)容器由傾斜位置回復(fù)到直立位置時，液體的浮力又使浮球離開管口，使緩沖室(2)和計量室(1)之間形成液、氣交換通路。

圖12所示的實施例3，是在實施例1或?qū)嵤├?的基礎(chǔ)上，增加給料量的調(diào)節(jié)功能。具體的實施辦法是將出液管(11)改為雙層結(jié)構(gòu)：即出液外管(111)和出液內(nèi)管(112)，出液外管(111)固定在頂蓋(0)和隔片(4)上，提供密封作用，出液內(nèi)管(112)與出液外管(111) 配合緊密，但可以在出液外管(111)中轉(zhuǎn)動一定角度。出液內(nèi)管(112)為l形結(jié)構(gòu)，轉(zhuǎn)動時，位于l形結(jié)構(gòu)底部的管口位置隨之發(fā)生改變。當(dāng)容器傾斜到給料位置時，如圖13，計量室(1)內(nèi)高于出液內(nèi)管(112)管口的液體在重力或虹吸作用下經(jīng)出液內(nèi)管(112)流出，其余液體仍留在計量室中，達(dá)到在一定范圍內(nèi)改變給料量的目的。頂蓋(0)上，在出液外管(111)周圍有刻度(113)，與出液內(nèi)管上的標(biāo)記(114)配合，指明轉(zhuǎn)動角度或相應(yīng)的給料量。在最大給料量時，計量室(1)內(nèi)的液體全部排出，本實用例仍有最大的計量精度。在中間位置，由于給料時傾斜的角度對最終留在計量室(1)的液量有影響，計量精度會降低，但因每個人都有相對固定的動作習(xí)慣，所以仍能為使用者提供很好的參考。