專利名稱：液體供給控制裝置的制作方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明涉及一種液體容器的液體供給控制裝置的改進，該裝置包含用于調(diào)節(jié)至容器的液體的供給的調(diào)節(jié)機構(gòu)，和用于監(jiān)測容器中液位的液位監(jiān)測機構(gòu)，該機構(gòu)對液位降至低于預定的下限作出反應，致使調(diào)節(jié)機構(gòu)啟動，讓液體補給至容器，而且還對液位超出預定的上限作出反應、致使調(diào)節(jié)機構(gòu)啟動以中斷這種補給。
遇到過各種各樣的液體供給控制裝置，包括機械式裝置(例如供水系統(tǒng)中的浮球閥)，接觸式系統(tǒng)(例如那里的一個元件，當它與容器中的液體接觸時或者甚至當它與容器中的液面中斷接觸時，發(fā)出一個電信號)，此外還有非接觸式系統(tǒng)(例如光學系統(tǒng))。
在美國專利US-A-3881509中描述了一種配給粘性液體，更特別的是一種熱熔料，于一個工件的表面上的設備，所述設備含有一個工件的支架和一個配給經(jīng)測定的量的粘性流體至一所要求的形狀內(nèi)的敷貼料器，所述的液體形狀在要求的方向被敷貼到工件的表面上。在特殊的實例中，液體、當被冷卻時，凝固以形成在工件表面上的一層加強層，在特殊實例中的工件是鞋的上部構(gòu)件。那里所描述的設備含有一盛裝粘性液體、并提供蓄液槽的容器，所述液體自該蓄液槽供給敷貼料器，為了使在容器內(nèi)的液體維持在所要求的液位，提供了一種液體供給控制裝置、該裝置包含一個靠近液體表面、用于直射光束的發(fā)射器和一個接收來自發(fā)射器的光的接收器。此外，所述裝置包含了一個可移動的、穿過光束的、部分地浸入容器內(nèi)的液體中的滑閥、滑閥的拉回于是就形成了一個被吸出的、穿過光束的液體“幕簾”。幕簾的寬度將依容器內(nèi)的液量而變化，于是，光束為幕簾所阻擋的程度亦將變化。接收器發(fā)出一個輸出信號，它的值依接收到的來自發(fā)射器的光量而變化，提供了一個控制電路系統(tǒng)，用于傳送一個相對應的控制信號至調(diào)節(jié)機構(gòu)，由調(diào)節(jié)機構(gòu)調(diào)節(jié)至容器的液體的供給。
用闖入技術(shù)測定液位所存在的問題是，粘性液體往往易受其局部的粘度變化的影響，其后果是不能依靠在任何一處的粘度，而且它還會給出整個液體狀態(tài)的虛假的指示。更甚者，特別是關(guān)系到熔融的粘性液體，在闖入技術(shù)中所用的闖入物，在一段時間內(nèi)由于冷卻和凝固，會遭受到材料的堆積。這種堆積實際上會影響用闖入物確定液位的諸如此類的方法的精確性。
本發(fā)明的多種目的之一是為液體容器提供一種改進了的液體供給控制裝置，在它的運行中，由與液體接觸而引起的問題可以得到避免。
本發(fā)明的多種目的中的另一個目的是提供一個裝有液體供給控制裝置的改進了的液體容器，在該裝置的運行中，由與液體接觸而引起的問題可以得到避免。
本發(fā)明的更進一層的目的是提供一種改進了的粘性液體配給設備，除了在它運行中可避免由與液體接觸而引起的問題之外，在它運行中因之可自動地實現(xiàn)液體至蓄液槽的供給。
根據(jù)本發(fā)明實現(xiàn)了上述的第一個目的，在前面第一節(jié)中所述的液體供給控制裝置中，其監(jiān)測機構(gòu)包含一個用于發(fā)射輻射至容器中液體表面的發(fā)射器，一個用于接收來自液體表面反射回來的輻射和產(chǎn)生一個輸出信號的接收器，輸出信號的值依所接收的反射輻射而變化，和一個控制電路系統(tǒng)，接收器將所述的輸出信號傳送給該控制電路系統(tǒng)，該電路系統(tǒng)處理上述信號，并傳送一相對應的控制信號至調(diào)節(jié)機構(gòu)。
此外，在本發(fā)明的一個實施例中，發(fā)射器發(fā)射一常量的輻射，而接收器接收反射輻射其量根據(jù)自發(fā)射器和/或接收器至液面的距離而定、并產(chǎn)生一個輸出信號其值依反射輻射量而定，控制裝置是這樣建造和安排的，致使在處理來自接收器的輸出信號的同時，控制電路系統(tǒng)將其值與兩個預置的、分別代表預定的下限和上限的值相比較，并對所述的值與所述的設定值相一致作出反應，傳送一個恰當?shù)目刂菩盘栔琳{(diào)節(jié)機構(gòu)。更為特別的是，至調(diào)節(jié)機構(gòu)的相對應的控制信號是這樣的，對容器中的液位降至低于預定的下限作出反應，調(diào)節(jié)機構(gòu)啟動讓液體供給至容器，而對液位超出預定上限作出反應，調(diào)節(jié)機構(gòu)啟動以中斷這種供給。
另一方面，在一個可替代的實施例中，發(fā)射器發(fā)射脈沖輻射和接收器接收脈動的反射輻射，每個所接收到的脈沖與相對應的發(fā)射脈沖間為一時間間隔所隔開，時間間隔的長度依發(fā)射器和/或接收器至液面的距離而定，控制裝置是這樣制造和安排的，即在處理來自接收器的輸出信號的同時，控制電路系統(tǒng)計算出一個相對應于所述時間間隔長度的值，并將它與兩個設定的，分別代表預定的下、上限的值作比較，并對所述的值與所述的設定值之一相一致作出反應，傳送一個恰當?shù)男盘栔琳{(diào)節(jié)機構(gòu)。
可以理解，在使用一種按本發(fā)明的液體供給控制裝置時，取消了就容器中的液位而涉及到對操作人員的需求，因為液體進入容器的再供給現(xiàn)在可自動地進行。此外，因為監(jiān)測機構(gòu)是非接觸式的，與“接觸”式控制裝置有關(guān)的問題可以容易地避免。
在某些場合，例如由于被監(jiān)測液位的液體的粘度的關(guān)系，需要代表預定的下限和上限是可調(diào)的。此外，在某些場合，設定的上、下限甚至可以是同一值。然而，一般說來，將是這樣的情況，即設定的下限將反映可允許的最低液位，而上限將根據(jù)容器中液體合理的補充量來設定，記住，不僅需要保持液體處于給定的狀態(tài)(例如，熱熔料在熔融狀態(tài)的情況)而同時要避免不斷地切換調(diào)節(jié)機構(gòu)的開和關(guān)。
本發(fā)明的其它方面將在權(quán)利要求8和9的陳述中找到。
現(xiàn)在接下來是對液體供給控制裝置、液體容器和粘性液體配給設備、每個按照本發(fā)明作詳細的描述。當然，將會被理解，以本發(fā)明的非限定例子的方式，各自地選擇了這種裝置、這種容器和這種設備僅僅為了描述。
在附圖中示出了根據(jù)本發(fā)明具有液體供給控制裝置的液體容器的示意圖。
參看該圖，那里示出了構(gòu)成大體上類似于在US-A-3881509專利中所描述的用于配給粘性液體的設備的一部分的容器2，所述的設備是一種為敷貼一層熔融的加強材料于以鞋的上部組分為形式的工件的表面上的設備。(本發(fā)明的容器2于是和所述設備的盒體16，18相對應。)根據(jù)本發(fā)明的設備概略地示于

圖1。
容器2盛裝著所供給的粘性液體4，該液體由配給機構(gòu)6，8排出用于工件表面的敷貼，所述的配給機構(gòu)包含兩個加熱器6，8，一種棒狀的熱熔料由滾輪送入每個加熱器，加熱器用來熔化熱熔料，然后該熔料通過加熱器進入容器。
安裝在貼近于容器2的一邊的是一個支承套管14，兩束光纖10、12終接于其中，支承套管14被固定在外罩16上，該外罩除了其底部外，也就是靠近液面的那一面，其所有的側(cè)面均被圍封起來。附貼在套管14內(nèi)的每一束光纖10、12的末端的是一個透鏡(圖中未示)。
與光纖束10和它連帶的透鏡相聯(lián)系的是一光源20，它會產(chǎn)生可見紅光。該光源、光纖束10和透鏡組成根據(jù)本發(fā)明的控制裝置的發(fā)射器。
另一方面，與光纖束12和與它連帶的透鏡相聯(lián)系的是一個光電開關(guān)22，該開關(guān)，光纖束12和透鏡組成控制裝置的接收器。
光源20和光電開關(guān)22被裝在遠離盒體16的盒體18中、并通過光纖束這樣地連接，即從光源來的光沿第一股光纖束10傳輸并投射到液體4的表面上，而自液面反射回來的光通過接收器的透鏡被接收并沿光纖束12傳送到光電開關(guān)22。
套管14和外罩16，由于僅在它們的底面開口，起著隔離透鏡不使外界的光直接落在它上面的作用。盡管外罩有“遮擋”一部分液體表面以一定程度地減少外界的光反射的效果，可是有一定數(shù)量的外界光線將從液體4的表面被反射。
根據(jù)本發(fā)明的控制裝置還包含控制電路系統(tǒng)，概括地以24標注，它工作時與光源20和光電池22接通，下面將對它進行描述。在控制電路系統(tǒng)24的控制下，傳送出一個電信號至光源20，對該信號作出反應，光源20發(fā)出一束光，該光經(jīng)過光纖束10和透鏡投射至液體4的表面上。從液體表面反射的光溶在與光纖束12相連帶的透鏡上，并沿所述光纖束傳送到光電開關(guān)22，對該光作出反應，開關(guān)22產(chǎn)生一個輸出信號傳送到控制電路系統(tǒng)24。
控制電路系統(tǒng)24可以以不同方式構(gòu)成。然而，在每個實施例中，根據(jù)光電開關(guān)22所接收的反射光計算出一個值，由電路系統(tǒng)24將該值與貯存在計算機的存貯器中的設定值進行比較，計算機26還用于計算由輸出信號所形成的值。貯存在計算機存貯器中的設定值分別代表容器2中的液體4的一個預定的下限，所述下限在圖中由參考字母L標出，和一個所述液體的預定的上限，由參考字母U標出。
如已陳述的，對控制電路系統(tǒng)24來說，各種不同的結(jié)構(gòu)都是可能的。在一種該類結(jié)構(gòu)中，光電接收器22的輸出信號根據(jù)照射在與它關(guān)聯(lián)的透鏡上的光強而定，光強愈強，輸出信號愈大，該信號在該實例中是電流的形式。當然，可以理解，落在透鏡上的光強取決于光線投射到表面上和被反射回所經(jīng)過的距離，因此，光強隨路程長度減少而增強，并隨該路程長度的增加而減弱。于是由此得出，從光電開關(guān)22出來，以電流值表示的輸出信號值是液位的指示值。
在控制電路系統(tǒng)24的另一種結(jié)構(gòu)中，至光源20的電信號是脈動的，故光源的輸出響應是一系列的光脈沖。因此，在這個實例中，控制電路系統(tǒng)24包含一個傳感電阻(未示)，來自開關(guān)22的脈沖仍以電流形式傳送至傳感電阻，該電阻測量以電壓來表示的每個脈沖的振幅。所以，在該實例中，設定值均為電壓的參考水平的形式，這樣測到的電壓可與電壓的參考水平進行比較。當在容器2中的液位降至低于預定的下限值L時，傳送至開關(guān)22的光強也降至如此低的水平、致使跨越傳感電阻的被減小的電壓降落低于第一個電壓參考水平。另一方面，當超出高限U、導致更高的光強，橫跨傳感電阻的電壓超過已設定的高的電壓參考水平。
在還有另一種結(jié)構(gòu)中，仍然用脈沖光，測量投射至液體表面和反射回的光所化的時間的變化，并與設定的時間值進行比較。當然，可以理解，由發(fā)射器發(fā)射的脈沖和由接收器接收的脈沖之間的時間推移是相同的，而該時間推移將是投射和反射的光線必經(jīng)的路程的長度的指示，因此，就成為自發(fā)射器和接收器的透鏡至液面距離的測量，從而就是液位的測量。設定值當然依舊反映液體表面預定的下限L和預定的上限U。
不論用哪一種結(jié)構(gòu)，對自開關(guān)22輸出的信號值與設定值之一相一致作出反應，控制棒狀熱熔料給料至配給機構(gòu)6，8的調(diào)節(jié)機構(gòu)啟動。在與下限L的設定值相一致的情況下，調(diào)節(jié)機構(gòu)啟動促使棒狀熱熔料進料，從而使熔融的熱熔料供給至容器中。在另一方面，那里的設定值代表上限U，這類熔融形式的熱熔料的供給就被中斷。這樣，容器中的液體自動地被供給，每當液位降到低于下限L時，這種供給被控制到由上限U所確定的最大值。
設定值，例如上限和下限U，L的位置，可以根據(jù)所用液體的性質(zhì)，而且還根據(jù)自容器供給液體的要求作出變動。根據(jù)控制電路系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，用計算機26很容易地實現(xiàn)這種變動。于是，它就成為變化一個與電流值或電壓值或甚至是時間推移值作比較的值的問題了。
鑒于參照在US-A-3881509專利中所描述的設備的類型并參照構(gòu)成這類設備的一部分的液體容器的類型描述了該液體供給控制裝置，可以理解，根據(jù)本發(fā)明的控制裝置也可用于各種各樣不同的應用，例如，用于整修鞋面的蒸汽發(fā)生設備和甚至用在例如靠將充滿灰塵的空氣通過液體而排出的吸塵設備中。
權(quán)利要求
1.液體容器的液體供給控制裝置包含調(diào)節(jié)液體(4)至容器(2)的供給的調(diào)節(jié)機構(gòu)，和監(jiān)測容器中液位的液位監(jiān)測機構(gòu)(10，20；12，22；24)，該機構(gòu)對液位降至低于預定下限(L)作出反應，導致調(diào)節(jié)機構(gòu)啟動讓液體供給至容器，而且還對液位超出預定上限(U)作出反應，導致調(diào)節(jié)機構(gòu)啟動以中止這種供給，以此為特征，監(jiān)測機構(gòu)包含一個用于發(fā)射輻射至容器中的液體表面的發(fā)射器(10，20)，一個用于接收自液體表面反射的輻射，和產(chǎn)生一個輸出信號的接收器(12，22)，該信號值依接收到的反射輻射值而變化，和控制電路系統(tǒng)(24)，由接收器傳送所述的輸出信號至該電路系統(tǒng)，該控制電路系統(tǒng)處理所述的信號并傳送一相應的控制信號至調(diào)節(jié)機構(gòu)。
2.按照權(quán)利要求1的控制裝置，其特征是，發(fā)射器(10，20)發(fā)射恒定的輻射，而接收器(12，22)接收其量根據(jù)自發(fā)射器和/或接收器至液面的距離而定的被反射的輻射和產(chǎn)生一個輸出信號，其值根據(jù)該(反射)值而是，以及在控制電路系統(tǒng)(24)處理接收器的輸出信號的過程中將信號值與兩個分別代表設定的下、上限(L;U)的設定值進行比較，還對所述的值與所述設定值之一相一致作出反應，輸出一個恰當?shù)目刂菩盘栔琳{(diào)節(jié)機構(gòu)。
3.按照權(quán)利要求1所述的控制裝置，其特征是，發(fā)射器(10，20)發(fā)射脈沖輻射、接收器(12，22)接收脈動的被反射的輻射，每個被接受的脈沖由一時間間隔將之與相應的發(fā)射脈沖隔開，該時間間隔的長度根據(jù)自發(fā)射器和/或接收器至液面的距離而定，和在處理來自接收器的輸出信號的過程中，控制電路系統(tǒng)(24)計算一個對應于所述時間間隔長度的值，并將它與兩個設定的，分別代表預定的下、上限(L;U)的值進行比較，并對所述的值與所述設定值之一相一致作出反應，傳送一個恰當?shù)男盘栔琳{(diào)節(jié)機構(gòu)。
4.按照權(quán)利要求3所述的控制裝置，其特征是，代表予定的下、上限(L;U)的設定值均為可調(diào)的。
5.按照前述的權(quán)利要求中的任何一個所述的控制裝置，其特征是，分別代表予定的下、上限(L;U)的設定值互不相同。
6.按照前述的權(quán)利要求中的任一個所述的的控制裝置，其特征是發(fā)射器(10，20)發(fā)射可見紅光。
7.按照前述權(quán)利要求中的任一個所述的控制裝置，其特征是，發(fā)射器(10，20)含有光纖器件(10)和一個遠離的光源(20)。
8.按照前述權(quán)利要求中的任一個所述的控制裝置，其特征是，液體(4)的容器有液體供給控制裝置。
9.配給粘性液體，例如熱熔料，至工件表面上的設備包含工件的支架，和用于配給測定量的粘性液體至一所要求的形狀的敷貼器，其中所述的液體形狀以所要求的方向被敷貼至工件表面上，按照權(quán)利要求8所述的設備其特征是，容器(2)盛裝粘性液體(4)并提供了蓄液槽，所述液體從蓄液槽可被敷涂到敷貼器上。
全文摘要
為用于例如控制液體4補給至構(gòu)成用于涂敷一層熔融的熱熔料至鞋的上部組成。當該層冷卻而凝固時以加強該部件的設備的一部分的容器2，提供了一個液體供給控制裝置，它具有發(fā)射器10、20和接收器12、22，分別用于投射一束光至容器內(nèi)的液面，和接收自液面反射的光，還具有控制電路系統(tǒng)，由接收器傳送輸出信號至電路系統(tǒng)。該控制電路系統(tǒng)處理所述信號并傳送一相應的控制信號至調(diào)節(jié)機構(gòu)。
文檔編號G05D9/12GK1092036SQ9312088
公開日1994年9月14日 申請日期1993年12月10日 優(yōu)先權(quán)日1992年12月11日
發(fā)明者吳昆煌 申請人:英國聯(lián)合鞋業(yè)機械有限公司