专利名称：流体分配与计量系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及流体分配系统。
在用农产品提炼的化学品领域中，均以大量浓缩的形式供应化学制品。然而，对于较小消费者，这样大量的供应常常花钱太多，而且难以安全存储。因此，有必要使较小的用户能以经济和安全的方式得到单次剂量的化学制品。为此，提出给每个消费者供应一个较小的可重复加注的容器，能存储液态或粉末状的单次剂量的化学制品，这种容器专门用于特殊的化学制品；同时只要给每个零售商供应一个分配器，就能把选择好的化学制品安全地分配到小型专用容器中。
这种小型容器因穿梭往返于零售商和应用点之间而在下文有往返容器之称。在应用点，分配稀释单次剂量的化学制品，并配给到待处理的地点。从而用户只需为消耗的剂量付钱，而没有什么多余量需要存储和保护，故保证了极少的现金流动，而且安全。
根据本发明提供一种流体分配系统，该系统包括一个分配器和一个往返容器，该分配器可同流体储槽相连，自该槽分配计量的流体，而往返容器可连接于分配器上，从该分配器上接收计量的流体，该分配器包括一个壳体，它组成一个有一进口和出口的计量室；一个阀组件，该组件包含一狭长滑动装置，该长滑动装置带有一个用来打开口关闭所述出口的第一阀，和用来打开和关闭所述进口的第二阀，所述的一个阀可相对滑动装置弹性伸缩，因此，当滑动装置从第一位置纵向移动到第二位置时，在第二阀打开所述出口之前，第一阀关闭所述进口，并且当滑动装置从第二位置纵向移动到第一位置时，在第一阀打开所述进口之前，第二阀关闭所述出口，上述往返容器有一个轴环，用来与所述的分配器壳体相啮合，和一个旋塞，用来与上述长滑动装置相啮合，以便将所述的滑动装置从第一位置移动到第二位置，该旋塞和滑动装置的啮合端之一有一传动凹槽，而另一个啮合端有一配合凸块，当该凸块与所述凹槽啮合时，使二者面对着相对旋转锁定机构而锁定，以便于当上述滑动装置处在第一角向时，制止其从第一个位置移动到第二个位置，而当上述滑动装置处在第二角向时，允许其作上面所述的移动，在上述分配器壳体和轴环上的配合装置，只有当所述的配合凸块与所述的非圆形凹槽相啮合时，上述的配合装置彼此之间才能啮合，当所述的配合装置啮合时，它们将约束上述往返容器和分配器之间的相对移动，以便响应上述往返容器相对于分配器的操作，让上述旋塞把所述的滑动装置从第一角向转动到第二角向，于是使所述的锁定机构松开，之后，将滑动装置从第一个位置移动到第二个位置，从而将计量的流体从该分配器释放到上述往返容器中。
现在将通过一个例子结合附图描述体现本发明的一种流体分配系统，在这些图中

图1是分配系统中往返容器的平面图；图2是图1往返容器的纵剖面图；图3是装在大量储槽颈部上的分配器的前视图；图4是图3分配器的俯视图；图5是图4分配器的纵剖面图；图6是图5分配器的局部放大详图；图7是往返容器和分配器处在第一啮合阶段的纵剖面图；图7A和7B是说明防升锁和凹槽导向器各元件处在图7第一阶段中相对位置的视图；图8是图7分配器处在第二啮合阶段中的纵剖面图；图8A和8B说明防升锁和导向器各自处在第二啮合阶段中的位置；图9是图7分配器处在第三啮合阶段中的纵剖面图；图9A和9B说明防升锁和导向器各自处在第三啮合阶段中的位置；图10是图7分配器处在第四啮合阶段中的纵剖向图；图10A和10B说明防升锁和导向器各自处在第四啮合阶段中的位置；图11是图7分配器处在第五啮合阶段中的纵剖向图；和图11A和11B说明防升锁和导向器各自沿着第五啮合阶段的位置。
如图2所示，往返容器2包括一个有大的环形颈部6的圆筒形壳体4。该颈部6在其上端携带一对沿直径对置的径向向里指向的凸出物或搭扣8，用来与分配器中的相应导槽相啮合，该导槽以后将进行较详细地描述。颈部6在其下端的内表面携带一向里指向的环形凸缘10。凸缘10环绕着其内周边又携带一定位导筒12，该定位导筒通过颈部6伸出，超过径部6开口顶端。
三个径向向里延伸的等间隔斜撑件16将一个轴向延伸的细长塞子或销14支撑在颈部6和导筒12二者的共轴向上。三个斜撑件16朝着往返容器2的口部稍微上倾，以抵抗销14朝容器2内部的任何轴向位移。往返容器2最好由透明塑料制成，并具备外标度18，以便能方便地确定内容物的体积。可以配备一个盖(未画出)与颈部6上的外螺纹进行螺纹啮合，以便将容器里的内容物密封。另外可用任何其它适当的盖。
销14在其顶端部至少有一特殊的非圆形截面(例如方形，三角形，其它某种多边形)，以与后面比较详细描述专门的分配器相配合。
图3至图5较清楚地显示分配器20，该分配器20包括一个圆筒形壳体22，该壳体22有一顶端，该顶端被设置成能合身地滑入倒置的大量流体浓缩容器26的颈部24中。该壳体22有一个径向向处延伸的环形凸缘28，可限制壳体22滑入颈部24的程度。一个止动螺钉30能够与颈部24上的外螺纹进行螺纹啮合，使该凸缘28与颈部24的下边缘压紧，将上述分配器20锁定在容器26上。在凸缘28和颈部24之间和/或者在颈部24和壳体22之间可设置一密封(未画出)，以便在壳体22和容器26之间形成液密封。壳体22装有两个轴向相隔径向延伸的内部环形分隔壁。一个相对较薄的上分隔壁32和一个相对较厚的下分隔壁34与壳体22的外壁一起组成一个计量室，分配来自容器26的计量液体。上下分隔壁各有一个中央开口，由下面详述的一种阀组件可有选择地将它们打开和关闭。
壳体22的下部壁加厚，并在它的轴端内设置一个环形凹槽36，其大小正好接纳往返容器2的定位导筒口，并因此使往返容器与分配器对准。壳体22的加厚部分的外表面设置一对成型导槽，在往返容器的导筒12与上述环形凹槽36啮合之后，该成型导槽接纳相应的往返容器2上的搭扣8。
导槽38位于壳体22沿直径相对的侧面上。每个导槽38都有一个最初轴向延伸的部分，随后是一个周向延伸的部分，大体上对着15°圆心角，再后是一个往周向和轴向延伸的倾斜部分，且大体对着75°圆心角，之后又是一个周向延伸部分，最后在一个轴向延伸部分终止，这最后的轴向延伸部分与最初的轴向延伸部分的延伸方向相反。
壳体22包含一个由一细长滑动装置或轴40构成的阀组件。轴40携带一环状活塞42，该活塞42与下部比较厚的分隔壁34的中央开口滑动啮合。活塞42有一个周向延伸的槽，容纳一O形环44，在活塞42与上述中央开口之间形成滑动密封。该活塞在其上端和位于分配室的地方，携带一圆盘式阀46，其直径较分隔壁34中的中央开口为大，以便限制活塞42向下移动。圆盘46的下底携带一环密封43，以便当活塞42处在其下位置时，与分隔壁34密封啮合。
下分隔壁34支撑一个倒杯形隔离环48，在下分隔壁34的中央开口上伸展。隔离环48在其顶端有一孔，轴40从中穿过。隔离环48上有许多个眼或孔，液体很容易从中流过。
隔离环48靠近其底端部携带一对沿直径对置径向向内指向的挡块50(见图8)。直径小于挡块50之间的间隔的圆盘46同样携带一对沿直径对置径向向外延伸的凸块52，后者的延伸量使其两端点间的间隔大于两挡块50之间的间隔。因此当轴40处在图5所示角位时，且在圆盘46处在与下分隔壁34密封啮合的条件下，各个凸块52正好与各自的挡块50对准，并且凸块52位于挡块50与下分隔壁34之间。于是轴40沿一方向提升密封43离开下分隔壁43的轴向移动将被制止。如果转动轴42然后转动使凸块52不再对准挡块50(见图8A)，那么就能够移动轴40打开阀或圆盘46。
挡块50与下分隔壁34之间的间隙稍大于凸块52的厚度，以便当转动轴40时，能让凸块52在分隔壁34和挡块50之间相当自由地经过，然而这种限量的间隙不应让分配室里面的内含物漏出。
轴40的上端有一中央孔径54，可滑动地支撑阀58的支柱56。阀58携带一密封垫，可同上分隔壁32开口周围的表面密封啮合，以便封闭该开口。中央开口54内有一螺旋弹簧(未画出)上推支柱56，但要提供设备(未画出)限制支柱56相对轴40的上移，使得当轴40处在图5所示的最低位置时，阀58上的密封垫将与该开口间隔。一个杯形件60支靠在下分隔壁34的下面，形成一个滴流收集室。轴40的下端携带一球形头部62，当轴40处在最低位置时，该球形头部62与环形件60下端开口周围的区域相抵。图6较详细地示出球形头部62与杯形件60的啮合部位的相对型面。正如可见到的那样，球形头部62相对杯形件60的截头锥形开口形成一个截头形锥塞。塞子和开口的最下端逐渐变细，以便提供相当程度的曲率，并因此使滴流收集室严密止水。
一个管状通气口64从滴流收集室，通过两分隔壁32和34，延伸至在分隔壁32顶面上安装的通气室66。上分隔壁32中的通气口为通气室66提供了进出气口。通气室66容纳阀68，使该阀在该阀室66中向着和背离通气口的滑动受到约束。一个螺旋弹簧(未画出)通常顶推着通气阀68呈关闭状态。该阀68有一轴69，通过通气口往下伸入分配室中。
活塞40的顶端携带一个径向延伸的环形凸缘70，其直径是这样的，当轴40向上移动时，它将啮合轴69，并提升阀68脱离其座，使分配室同滴流收集室勾通。
球形头部62的下端有凹槽72，形状与往返容器的销14的上端互补。
现在对照图7至12B描述分配系统的操作。每个图的后缀A和B分别表示组成本系统防升装置的凸块52和挡块50的相对位置及搭和8和分配系统导槽38的相对位置。
因此，如图7～7B所示，当轴40处在低位置时，下分隔壁34中的开口和杯形滴流收集室被关闭，通气阀68被关闭，而上分隔壁32中的开口被打开。结果容器26中的液体就流到计量室中。
在这个位置中，轴40的角向是这样的，凸块52与挡块50对准(见图7A)，并因此能制止未经许可上移活塞40的任何尝试。
在此状态下，向分配器加装往返容器2，使圆筒形部12与分配器的环形凹槽36相啮合，并因此使往返容器同分配器轴向对准。接着转动往返容器2，使各个搭扣8同各自导槽38的引导轴向延伸部相对准。达到这点时，与轴40的球形头部62啮合的板手14将防止搭扣进入导槽38。如果现在销14的顶端型面与球形头部中凹槽72的型面相吻合并对准，那么销的顶端将进入凹槽，并因此让各个搭扣与各自导槽完全咬合。
当搭扣8到达导槽38的轴向延伸部端点时，由于现在限定搭扣8沿着导槽38的周向延伸部行进(见图8B)，将容许往返容器2旋转15°角。往返容器2将转动销14，销14本身又旋转轴40，轴40的旋转将带动凸块52不再与挡块50相对准。此时使轴40解锁，可做轴向位移。
往返容器再旋转15°，将带动搭扣8沿着导槽38的斜向部分行进(见图9B)，由此将造成销沿着轴向驱动轴40，打开滴流收集室，破坏一级密封装置43的密封，不同升起阀58，与上分隔壁32啮合，以便关闭计量室，不再进入液体(见图9)。继续沿着导槽38的斜部旋转往返容器达到90°角，将使活塞40位移，引起第二滑动密封装置44离开下分隔壁的开口，同时造成环形凸缘70开启通气阀68(见图10)。
解除对往返容器的向上压力，将造成搭扣8下降到导槽38的最后垂直下延部分，以保持往返容器在这个位置。现在液体将从计量室通过滴流收集室向下流到往返容器中。通气管将解除分配室上端形成真空的任何倾向。
当泄流结束时(见图11)，对着分配器方向推回往返容器，并反向旋转。在此操作过程中，通气阀68首先关闭，第二密封装置44将再次与下分隔壁中的开口相啮合，然后阀58开启，接着球形头部62和一级密封装置46与其各自的开口相啮合，最后阀58将不再与上分隔壁32中的开口相啮合，从而允许计量室再填充液体。
很明显，虽然是按分配液体来描述本分配系统的，同样可用它分配粉末或颗粒状的固体。
在一种改型中，代替销和凹槽的配合端部在轴向上与轴和往返容器的轴线相对准，它们可以在轴向上偏离轴的轴线，因为圆结型构。
虽然防升机构示出在分配室中，当然也可放在外边和/或具有不同结构。
显然，容纳不同液体的往返容器2将有不同结构的配合销和凹槽，以便本分配器中的液体不会不利地被分配到其它这样的往返容器中。该往返容器2也可适当地标记，例如着上颜色，保证往返容器与其相应的分配器标记相符，以便表明，该分配器只能将液体分配到有同样标记的往返容器中。
权利要求
1.流体分配系统由一个分配器和一个往返容器组成，该分配器可接在一个流体储槽上，由此分配计量的流体，并且往返容器可与该分配器连接，以接受来自它的计量流体，该分配器包括一壳体，形成一个有一个进口和一个出口的计量室；一个阀组件，包含一个细长滑动装置，该滑动装置装有一个打开和关闭所述出口的第一阀和一个打开和关闭所述进口的第二阀，所述的一个阀相对该滑动装置可弹性地收缩，以便当该滑动装置从第一个位置纵向地移动到第二个位置时，在第二阀打开所述出口之前，第一阀关闭所述进口，而当滑动装置从第二个位置纵向地移动到第一个位置时，在第一阀打开所述进口之前，第二阀关闭所述出口，所述往返容器有一个用来与所述分配器壳体相啮合的轴环和一个用来与所述滑动装置相啮合的销，以便将所述的滑动装置从第一个位置移动到第二个位置，销和滑动装置二者的啮合端之一有一个传动凹槽，而另一个配合端则有一个配合的凸块，该凸块啮合在所述凹槽中时将二者正对着旋转锁定机构锁定，所述的旋转锁定机构用于该滑动装置在第一角向时限制滑动装置从第一位置移动到第二个位置，而该滑动装置在第二角向时允许所述的移动，所述的分配器壳体和所述的轴环上的配合装置只有当所述的配合凸块与所述的非圆形凹槽相啮合时才能彼此啮合，所述的配合装置在啮合时，将约束所述的往返容器和上述分配器之间的相对运动，以便响应上述往返容器相对上述分配器操作，首先让上述销将所述的滑动装置从第一角向旋转到第二角向，使所述的锁定机构松开，之后，将上述滑动装置从第一个位置移动到第二个位置，借此把计量的流体从该分配器流放到该往返容器中。
2.根据权利要求1的一种系统，其特征在于，所述的锁定机构包含从所述滑动装置径向伸出的凸块和与所述壳体固连的挡块，当所述滑动装置处在所述第一角向时，该挡块正好位于所述凸块通道上，阻挡所述滑动装置从第一个位置移动到第二个位置。
3.根据权利要求2的系统，其特征在于，所述的挡块和所述的凸块都位于所述的计量室中。
4.根据权利要求1～3任一项的一种系统，其特征在于，所述的配合装置包含一个在轴环上径向向里延伸的搭扣，该搭扣与所述的壳体外围的成型导槽相啮合。
5.根据前述任一权利要求的一种系统，其特征在于，所述往返容器包括一个导筒，该导筒配置在上述轴环之内，用于同所述壳体中的环形凹槽相啮合，在使所述传动凹槽和配合凸块彼此相啮合之前，使该往返容器与壳体轴向对准。
6.根据前述任一权利要求的一种系统，其特征在于，所述传动凹槽和配合凸块为非圆形构型。
7.根据权利要求1～5任一项的一个系统，其特征在于，所述传动凹槽和配合凸块偏离所述销和滑动装置共同的旋转轴线。
8.根据权利要求6的一种系统，其特征在于，所述传动凹槽和配合凸块是多边形结构。
9.根据任一前述权利要求的一种系统，其特征在于，所述的壳体包括一滴流收集室，在所述出口的下游，该滴流收集室有一个放流口，当所述的滑动装置处在所述第一位置时，被一球形头部密封，而当所述滑动装置移动到所述第二位置时，则被打开。
10.根据权利要求9的一种系统，包括一个通气管，使所述的滴流收集室同所述的计量室上端相通；一个阀，在所述的通气管中，偏向于关闭的一侧；及控制机构，响应所述滑动装置从第一位置移动到第二个位置，以便开启上述阀，使所述的计量室通气。
11.大体上如前所述，参照附图的一种系统。
全文摘要
用一个往返容器(2)结合一个分配器(22)，接收来自储槽(26)的计量液体。分配器(22)包括一计量室，由一普通轴(40)操作的一对阀(43和58)加注和放空液体。往返容器(2)有一定位套筒(12)，与分配器(22)中的定位槽相啮合，使往返容器(2)与分配器(22)轴向对准。往返容器(2)携带一旋塞(14)，与轴(40)相啮合。往返容器(2)的颈环(6)有一对搭扣(8)，与分配器(22)外围中的各个导槽(38)相啮合。轴(40)在能够位移前，必须旋转，运动其上的凸块(52)不再与邻接挡块(50)对准。导槽(38)引导搭扣(8)，使轴(40)达到所需的角向和轴向位移，解除邻接挡块(50)对轴(40)的锁定，然后，操作阀(43和58)，将计量的液体分配到往返容器(2)中。
文档编号G01F11/00GK1463356SQ0280216
公开日2003年12月24日 申请日期2002年4月17日 优先权日2001年4月20日
发明者S·F·凯西, J·M·克尔索, G·M·奥布里恩 申请人:辛甄塔有限公司