定量供應(yīng)裝置以及用于操作定量供應(yīng)裝置的方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種定量供應(yīng)裝置，其具有接收定量流體并且可動(dòng)地噴射定量流體的定量室單元(22)，此定量室單元包括：至少一個(gè)定量室(24)；流入通道(30)，其使定量室(24)與入口(10)流體地連接并且其在流入穿孔(32)中通向定量室(24)中；以及回流通道(36)，其使定量室(24)與回流口(18)流體地連接并且將其在回流穿孔(34，34’)中從所述相關(guān)定量室(24)延續(xù)，能夠精確地噴射最小量的流體。流入穿孔與回流穿孔(32，34)彼此隔開。提供了三向閥(12)，其具有用于流入通道與回流通道(30，36)的共用端口(20)。
【專利說(shuō)明】
定量供應(yīng)裝置以及用于操作定量供應(yīng)裝置的方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及一種定量供應(yīng)裝置(dosingdevice)，其具有定量室單元以容納定量流體并且可動(dòng)地噴射定量流體，以及用于操作定量供應(yīng)裝置的方法。
[0002]本發(fā)明尤其涉及氣動(dòng)定量供應(yīng)裝置，其中在定量室單元中通過(guò)施加氣動(dòng)壓力噴射定量流體。
【背景技術(shù)】
[0003]高質(zhì)量介質(zhì)，例如在制藥領(lǐng)域中，或者腐蝕性介質(zhì)必須以高精度定量，例如用于測(cè)試實(shí)驗(yàn)室或者此外在制造處理中。待部分定量的數(shù)量極其小，例如在單位數(shù)μ?的范圍內(nèi)。為此目的，通常地利用注射器栗、隔膜栗、蠕動(dòng)栗。根據(jù)它們的構(gòu)造，這些類型的栗具有優(yōu)點(diǎn)與缺點(diǎn)。例如注射器栗由于要求電致動(dòng)因此是昂貴并且不能持續(xù)地傳送。對(duì)于精確定量來(lái)說(shuō)蠕動(dòng)栗與隔膜栗通常不夠準(zhǔn)確。通過(guò)DE202012003948U1已知利用隔膜栗的定量供應(yīng)裝置。在流入通道中與流出出口通道中構(gòu)造定量室隔膜閥以前與以后，可以氣動(dòng)地致動(dòng)它，以便限定供給到隔膜栗的流體數(shù)量。當(dāng)從定量室噴射流體時(shí)，由于上游隔膜閥安全地閉合，迄今為止在此定量供應(yīng)裝置中發(fā)生的氣動(dòng)后壓在此定量供應(yīng)裝置中未導(dǎo)致問(wèn)題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是形成定量供應(yīng)裝置，此定量供應(yīng)裝置非常簡(jiǎn)單地構(gòu)造并且跨越延長(zhǎng)時(shí)間期間首先可靠地提供安全定量。
[0005]通過(guò)定量供應(yīng)裝置解決了此目的，此定量供應(yīng)裝置包括:接收定量流體并且可動(dòng)地噴射定量流體的定量室單元，此定量室單元包括至少一個(gè)定量室;流入通道，其流體地連接定量室與入口并且在流入穿孔中通向定量室中；以及回流通道，其流體地連接定量室或定量室與回流口并且在流入穿孔中從所述相關(guān)定量室延續(xù)，其中流入穿孔與回流穿孔彼此隔開。根據(jù)本發(fā)明的定量供應(yīng)裝置另外包括三向閥，此三向閥每個(gè)都具有用于流入口與回流口的一個(gè)端口以及用于流入通道與回流通道的共用端口。
[0006]根據(jù)本發(fā)明的定量供應(yīng)裝置的特征在于對(duì)于流入通道與回流通道來(lái)說(shuō)僅一個(gè)單獨(dú)閥，即一個(gè)三向閥是必要的。通過(guò)在三向閥之后設(shè)置一種環(huán)形路徑的事實(shí)進(jìn)一步支撐此簡(jiǎn)單構(gòu)造，此環(huán)形路徑從三向閥延續(xù)并且導(dǎo)向三向閥，即從相同端口開始并且在相同端口結(jié)束。例如通過(guò)通向定量室中或者當(dāng)存在幾個(gè)定量室時(shí)通向上游定量室的流入通道形成此環(huán)形路徑。在定量室以后或者當(dāng)存在幾個(gè)定量室時(shí)，環(huán)形路徑然后通過(guò)形成回流口從下游定量室繼續(xù)。流入口與回流穿孔彼此隔開即不重合?；亓髀窂饺缓笤俅蜗蚧匮由斓焦灿枚丝冢渲腥欢魅肟谂c回流通道的一部分還可以在共用端口的區(qū)域中重合。由于流入穿孔與回流穿孔在定量室處的間距并且由于通過(guò)流入通道與回流通道形成的環(huán)形路徑實(shí)現(xiàn)定量供應(yīng)裝置通常是奔流的。在實(shí)踐中，先前地部分地設(shè)置盲孔，其完全地形成流入通道并且與此同時(shí)回流通道并且在一個(gè)點(diǎn)處過(guò)渡到定量室中，導(dǎo)致定量室或全部定量供應(yīng)裝置未充分沖洗從而在室和/或線中可能發(fā)生沉積或結(jié)晶的事實(shí)。
[0007]如所提及的，三向閥使流入口與定量室單元臨時(shí)地連接，使得定量流體可以流入。在流入以后，切換三向閥，使得流入口不再與環(huán)形通道連接。此回流口替代地與環(huán)形通道，即與回流通道流體地聯(lián)接，使得在從定量室單元噴射定量流體時(shí)使用閥中的相同端口，但是回流口打開。
[0008]為確保構(gòu)造花費(fèi)盡可能小此外在環(huán)形路徑內(nèi)，以便確保定量流體流入與流出的明確的流動(dòng)方向，根據(jù)一個(gè)實(shí)施方式此流入通道與回流通道具有不同的流動(dòng)阻力/或者取決于流動(dòng)方向的流動(dòng)阻力，使得在流入通道與回流通道中指定期望的流動(dòng)方向并且環(huán)形路徑主要地僅沿著一個(gè)方向穿過(guò)。在定量流體的噴射過(guò)程中這是尤其重要的，由于這里的定量流體將通過(guò)流入通道回流并且沿著共用端口的方向通過(guò)回流通道回流。此定量供應(yīng)裝置可以不是完全地穿過(guò)(沖洗)。
[0009]選擇性地，在此實(shí)施方式中在流入通道中和回流通道中通過(guò)方向依賴和/或不同的流動(dòng)阻力，在環(huán)形路徑中在端口之后不存在其它閥。這是可選的。
[0010]方向依賴和/或不同的流動(dòng)阻力可以以不同方式實(shí)現(xiàn)，即使得流入通道與回流通道的通道壁的幾何形狀、直徑、橫截面和/或條件，其相應(yīng)地不同地設(shè)計(jì)，從而在相應(yīng)通道中沿著指定的流動(dòng)方向的流體流動(dòng)比逆著指定流動(dòng)方向的流體流動(dòng)經(jīng)受較小阻力。一種選擇包括通過(guò)在流入通道中使用Tesla閥以及在回流通道中使用Tesla閥提供取決于方向的不同的流動(dòng)阻力。
[0011]本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式提供了流入通道和/或回流通道每個(gè)都具有主通道與側(cè)通道，其中側(cè)通道在第一點(diǎn)處沿著指定流動(dòng)方向從主通道分支并且在偏轉(zhuǎn)部分之后在相對(duì)于第一點(diǎn)定位在下游的第二點(diǎn)處再次打開(根據(jù)具有低流動(dòng)阻力的指定流動(dòng)方向)。在第一點(diǎn)處，側(cè)通道從主通道分支，具有一朝向，該朝向具有與主通道中的指定的流動(dòng)方向相反的方向部分。
[0012]對(duì)于流入通道來(lái)說(shuō)，這意味著:當(dāng)定量流體從流入口流入時(shí)，此流體幾乎完全地僅流動(dòng)通過(guò)主通道。由于側(cè)通道具有偏轉(zhuǎn)部分并且自主通道到側(cè)通道，在第一點(diǎn)的區(qū)域中的流動(dòng)阻力由于高的流動(dòng)偏轉(zhuǎn)是高的，因此在側(cè)通道中具有較大的流動(dòng)阻力。此流動(dòng)阻力無(wú)需足夠大以抑制在流入定量流體的側(cè)通道中的完全流體流動(dòng)，但是如所提及的，此定量流體主要地在主通道中傳送。然后當(dāng)切換時(shí)后來(lái)實(shí)現(xiàn)三向閥關(guān)閉流入口并且定量流體在定量室單元中被加壓以便流出，此壓力增加還將導(dǎo)致定量流體沿著相反方向回流到流入通道中的事實(shí)。在第二點(diǎn)處，定量流體然后分流入側(cè)通道與主通道。然而，在偏轉(zhuǎn)部分之后，側(cè)通道再次定向?yàn)槟嬷魍ǖ乐械牧鲃?dòng)返回，由于在第一點(diǎn)處其以一朝向再次通向主通道，該朝向至少部分地定向?yàn)檠刂跏计谕鲃?dòng)方向，即沿著朝向定量室單元的方向。經(jīng)由側(cè)通道再次流入到主通道中的定量流體阻塞主通道以及經(jīng)由主通道回流的流體，所以說(shuō)由此沿著回流方向至少部分地阻塞流入通道。當(dāng)流體流出定量室時(shí)，流入通道由此具有比回流通道顯著更高的流動(dòng)阻力，回流通道中沒(méi)有出現(xiàn)通過(guò)部分量的分支的定量流體的上述自阻塞影響。此簡(jiǎn)單的實(shí)現(xiàn)還具有其它優(yōu)點(diǎn)。主通道與側(cè)通道永久地被穿過(guò)，從而不發(fā)生沉積與結(jié)晶。此構(gòu)造非常簡(jiǎn)單并且在任何部件不受到磨損的情況下操作。此外，不需要增加零件。回流通道可以具有相應(yīng)設(shè)計(jì)，其具有自身主通道與自身側(cè)通道，然而其中的朝向反向。這意味著當(dāng)回流通道引入流體時(shí)與其指定的流動(dòng)方向相反地穿過(guò)時(shí)，側(cè)通道產(chǎn)生阻塞部分流動(dòng)。
[0013]側(cè)通道可以弧形延伸大約至少140°，以便形成偏轉(zhuǎn)部分，并且與主通道的中心線成10°到40°的角度在分支點(diǎn)處從主通道分支并且通向其中。在第一點(diǎn)處的分支，其沿著與指定的流動(dòng)方向相反的方向延伸，由此如沿著流動(dòng)方向看向后定向，由此沿著指定的流動(dòng)方向以銳角實(shí)現(xiàn)聚合。
[0014]如沿著與指定流動(dòng)方向相反的方向看到的，在第二點(diǎn)處主通道帶一曲率地從共用通道部分分支，并且側(cè)通道線性地延伸或者從共用通道部分沿著朝向偏轉(zhuǎn)部分的方向以較小曲率延伸。
[0015]優(yōu)選的流動(dòng)方向理解為在流入通道或者回流通道中的此流動(dòng)方向造成較低壓力損失，換句話表達(dá)，沿著主要方向的流動(dòng)方向從第一點(diǎn)沿著第二點(diǎn)的方向延伸。
[0016]另選地或另外地，流入通道與回流通道分支成主要與側(cè)通道，可以將一個(gè)或多個(gè)止回閥布置在指定流動(dòng)方向的流入口和/或回流通道中。
[0017]當(dāng)通過(guò)幾個(gè)定量室形成定量供應(yīng)單元時(shí)，這些定量室可以通過(guò)至少一個(gè)連接通道選擇性地彼此串聯(lián)連接。流入通道流體連接入口與第一、上游定量室(或者在并聯(lián)連接的情形中，幾個(gè)第一定量室)，并且此回流通道連接沿著流動(dòng)方向的一個(gè)或多個(gè)最后定量室與回流口。如仍將在下面進(jìn)行說(shuō)明的，通過(guò)幾個(gè)定量室彼此流體地聯(lián)接，定量室可以增加或減小。
[0018]當(dāng)存在幾個(gè)定量室時(shí)，一個(gè)定量室或幾個(gè)定量室每個(gè)都可以具有繞過(guò)此定量室的相關(guān)旁通通道。當(dāng)相關(guān)定量室關(guān)閉時(shí)，流體由此可以傳送繞過(guò)此閉合的定量室，使得選擇性地定量室的僅一個(gè)或一些操作并且此外僅能夠傳送全部定量容積的一部分。
[0019]當(dāng)存在幾個(gè)時(shí)，至少一個(gè)定量室或者全部定量室可以設(shè)計(jì)為隔膜栗的一部分，其包括將定量室與相對(duì)栗室分隔開的隔膜。
[0020]當(dāng)然，還可以存在具有定量室與相關(guān)栗室的幾個(gè)隔膜栗，其中在此連接中還可設(shè)想的是提供用于隔膜栗的共用隔膜，即用于全部隔膜栗。這簡(jiǎn)化了構(gòu)造與制造。
[0021]當(dāng)存在幾個(gè)隔膜栗時(shí)，可以實(shí)現(xiàn)根據(jù)本發(fā)明的定量供應(yīng)裝置的進(jìn)一步變型。當(dāng)隔膜栗的至少一部分或全部的栗送容積不同時(shí)，可以經(jīng)由設(shè)置的控制器致動(dòng)隔膜栗，使得同時(shí)地沿著相同方向或者相反方向、或者時(shí)間上彼此錯(cuò)開地成組或單獨(dú)地致動(dòng)隔膜栗。通過(guò)此相應(yīng)的致動(dòng)可以噴射一定定量的流體容積，其是幾個(gè)隔膜栗的栗送容積的差值容積，幾個(gè)隔膜栗的栗送容積的總和，或者僅單個(gè)隔膜栗或者一個(gè)單獨(dú)隔膜栗的栗送容積。
[0022]隔膜栗具有機(jī)械、氣動(dòng)、電磁或電動(dòng)驅(qū)動(dòng)件，尤其是洛倫茲力驅(qū)動(dòng)件，以便移動(dòng)相關(guān)的隔月吳。
[0023]尤其經(jīng)由洛倫茲力驅(qū)動(dòng)件還能夠非常容易地改變栗沖程，即形成比例隔膜栗。這是通過(guò)減小施加到洛倫茲力驅(qū)動(dòng)件的電壓來(lái)實(shí)現(xiàn)。經(jīng)由其它裝置，然而，還能夠如隔膜栗執(zhí)行比例栗，其也能夠通過(guò)本發(fā)明實(shí)現(xiàn)。
[0024]本發(fā)明還涉及用于操作根據(jù)本發(fā)明的定量供應(yīng)裝置的方法，其包括具有相應(yīng)相關(guān)定量的多個(gè)隔膜栗與栗室與用于隔膜栗的控制器。根據(jù)本發(fā)明的方法提供了同時(shí)地沿著相同方向或者相反方向、或者時(shí)間上彼此錯(cuò)開地成組地或者單獨(dú)地致動(dòng)此隔膜栗，以便噴射一定定量的流體容積，此一定量的流體容積時(shí)幾個(gè)隔膜栗的栗送容積的差值容積、幾個(gè)隔膜栗的栗送容積的總和、或者僅單個(gè)隔膜栗或單獨(dú)隔膜栗的栗送容積。
[0025]根據(jù)本發(fā)明的方法還可以選擇性地操作為使得至少一個(gè)定量室是閉合的，同時(shí)其它定量室工作，并且經(jīng)由旁通通道定量流體傳送繞過(guò)閉合的定量室。
[0026]根據(jù)本發(fā)明的方法的其它選擇提供了通過(guò)改變施加的電流改變栗沖程，以便僅部分地打開或部分地閉合相應(yīng)的定量室。這意味著此定量室的定量容積未完全地排空。
【附圖說(shuō)明】
[0027]可以通過(guò)下面的描述以及通過(guò)參照的下面的附圖獲得本發(fā)明的其它特征與優(yōu)點(diǎn)。
[0028]在附圖中:
[0029]圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的定量供應(yīng)裝置的示例性實(shí)施方式的示意性流路圖；
[0030]圖2示出了通過(guò)在定量室的區(qū)域中的根據(jù)本發(fā)明的定量供應(yīng)裝置的剖面圖；
[0031]圖3示出了可用于根據(jù)本發(fā)明的定量供應(yīng)裝置中的通過(guò)代表洛倫茲力驅(qū)動(dòng)的變量的剖面圖；
[0032]圖4示出了根據(jù)本發(fā)明的定量供應(yīng)裝置的不分開口殼體的立體圖；
[0033]圖5不出了根據(jù)圖4的部分開口殼體的俯視圖；
[0034]圖6示出了圖4和圖5中示出的流入通道與回流通道的放大細(xì)節(jié)圖；以及
[0035]圖7示出了根據(jù)本發(fā)明的定量供應(yīng)裝置的其它變型的流路圖。
【具體實(shí)施方式】
[0036]圖1示出了形成與容納在多部分殼體中的定量供應(yīng)裝置(dosingdevice)的流路圖。定量供應(yīng)裝置尤其用于噴射微量的氣體或液體，尤其以高精度定量的至50μ1的量。
[0037]定量供應(yīng)裝置包括與流體儲(chǔ)存器聯(lián)接的用于流體的流入口(infolw)lO。流入口 10繼而經(jīng)由端口 14與三向閥12聯(lián)接。
[0038]在三向閥12中設(shè)有用于回流口(backfolw) 18的端口 16。此回流口也稱作為外流，定量的流體經(jīng)由它流動(dòng)到定量供應(yīng)裝置的外部。三向閥12的第三端口 20選擇性地與流入口10或者與回流口 18聯(lián)接。端口 20由此使流入口 10或回流口 18與定量室單元選擇性地連接，在下面的實(shí)例中定量室單元包括僅一個(gè)定量室24。定量室24具有可變?nèi)莘e，此可變?nèi)莘e負(fù)責(zé)可動(dòng)地噴射預(yù)定量的定量流體。
[0039]在示出的實(shí)施方式中，定量室24經(jīng)由隔膜26與定位在隔膜相對(duì)側(cè)上的栗室28分隔開。
[0040]在此實(shí)例中，不應(yīng)理解為限制意義的，定量供應(yīng)單元22設(shè)計(jì)為隔膜栗。
[0041 ] 流入通道30從端口 20導(dǎo)向定量室24并且在流入穿孔32的相同端部中。
[0042]優(yōu)選地不同的、尤其與流入穿孔32徑向隔開的在定量室24處的回流穿孔34形成回流通道36的開始。在端口20的區(qū)域中，流入通道30與回流通道36具有共用的通道件38，其可以設(shè)計(jì)為或多或少地長(zhǎng)并且在任意情形中具有相同的端口 20。
[0043]隔膜26通過(guò)驅(qū)動(dòng)件40是可移動(dòng)的，這在當(dāng)前情形中通過(guò)箭頭體現(xiàn)，使得隔膜可以突出到關(guān)于圖1左側(cè)與右側(cè)，使得栗室28與定量室24的容積改變并且流體流入到定量室24中，可能地被吸入(或者以足夠的壓力還可以從流入口壓入)并且，當(dāng)相應(yīng)地致動(dòng)驅(qū)動(dòng)件40時(shí)能夠從定量室可動(dòng)地噴射。
[0044]關(guān)于驅(qū)動(dòng)件40，可以考慮的不同可能性，即可以提供機(jī)械、氣動(dòng)、電磁或電動(dòng)力驅(qū)動(dòng)件。
[0045]在詳細(xì)地說(shuō)明驅(qū)動(dòng)件與流入通道與回流通道的構(gòu)造的細(xì)節(jié)以前，首先將參照?qǐng)D1簡(jiǎn)要地說(shuō)明定量供應(yīng)裝置的基本操作模式。
[0046]在開始位置處，驅(qū)動(dòng)件40設(shè)計(jì)為使得定量室24具有最小容積或者根本沒(méi)有容積，并且在另一個(gè)方面栗室28具有較大或最大容積。三向閥12切換使得流入口 10朝向端口 20打開，使得流體優(yōu)選地可以經(jīng)由流入通道30流入到定量室24中。選擇性地，驅(qū)動(dòng)件40啟動(dòng)并且將隔膜拉到右側(cè)，使得定量室24的容積增加并且栗室28的容積減小，使得這里發(fā)生抽吸作用。另選地，驅(qū)動(dòng)件40還可以被關(guān)閉，使得經(jīng)由相應(yīng)的高流入壓力隔膜26自動(dòng)地突出到右側(cè)。
[0047]隨后地切換三向閥12，使得端口20與回流口 18連接。驅(qū)動(dòng)件40被致動(dòng)，使得隔膜26沿著開始位置的方向突出到左側(cè)，并且容納在定量室中的流體優(yōu)選地經(jīng)由回流通道36與三向閥12流動(dòng)到回流口 18。
[0048]隨后地，三向閥12再次向回切換，以便再次使得一定容積單元的定量流體沿著定量室24的方向流動(dòng)。
[0049]為了確保定量流體經(jīng)由流入通道30流入到定量室24以及經(jīng)由回流通道36流出定量室24，并且不經(jīng)由相應(yīng)的其它通道，多種裝置是可能的。
[0050]選擇性地，不應(yīng)理解為限制性的，相應(yīng)布置與定向的止回閥42可以定位在供給線30與返回線36中。
[0051]在示出的實(shí)施方式中，穿孔32、34彼此隔開是重要的，從而使定量室被盡可能完全地沖洗并且不具有死空間。
[0052]在圖2中，部分地示出了圖1中示出的定量供應(yīng)裝置的驅(qū)動(dòng)件的選擇。隔膜26夾置在兩個(gè)殼體部分44、46之間，其中在一個(gè)殼體部分46中形成流入通道30與回流通道36以及定量室24 ο在另一個(gè)殼體部分44中形成栗室28 ο通氣端口 48終止于栗室28中。
[0053]壓縮空氣經(jīng)由通氣端口48達(dá)到栗室28中，使得隔膜26突出從而定量室24的尺寸減小。相反地，這不是絕對(duì)必要的，栗室28還可以大致地或完全地經(jīng)由通氣端口48置于負(fù)壓下，牽引隔膜26并且栗室28的容積減小，定量室24的容積增加。
[0054]致動(dòng)隔膜的另一種可能性在于如圖3中所示的比例驅(qū)動(dòng)件，其中隔膜不僅在兩個(gè)端部位置之間移動(dòng)，而且還可以占據(jù)任意中間位置，使得定量容積可以僅以一個(gè)固定特定容積單元定量。
[0055]示出的驅(qū)動(dòng)件是所謂的洛倫茲力驅(qū)動(dòng)件，即其中通過(guò)洛倫茲力使從動(dòng)部分移動(dòng)的驅(qū)動(dòng)件。通過(guò)W02010/066459A1已知此驅(qū)動(dòng)件。在兩個(gè)殼體半部50、52之間，布置有極性不同的兩個(gè)永磁體54、56。另選地，還可以僅設(shè)有一個(gè)永磁體54。
[0056]在兩個(gè)永磁體54、56與殼體半部50、52之間形成空間58，印刷電路板60定位在其中，其可以具有到永磁體54、56的最小間隙。
[0057]由于永磁體54、56的不同極性，由此獲得了相反朝向的磁場(chǎng)62、64。
[0058]印刷電路板60具有導(dǎo)體路徑部分，其例如設(shè)計(jì)為類似長(zhǎng)方形螺旋并且部分地垂直于附圖平面地延伸。導(dǎo)體路徑部分垂直于磁場(chǎng)62的方向并且垂直于磁場(chǎng)64的方向延伸。當(dāng)印刷電流板60載流時(shí)(參見(jiàn)電源連接66)，單個(gè)螺旋部分承受力，此力根據(jù)電流流動(dòng)方向向上或向下地指向。
[0059]經(jīng)由在平面軸承70中引導(dǎo)的連接部分68，印刷電路板60與為了簡(jiǎn)化這里未未示出的隔膜26連接。平面軸承70可以容納在殼體部分44中。[0060 ]向上與向下偏轉(zhuǎn)的方向以及偏轉(zhuǎn)路徑取決于電流流動(dòng)方向與電流強(qiáng)度。
[0061]在圖4和圖5中示出了背對(duì)隔膜2的殼體部分46的底面72。底面具有通過(guò)機(jī)加工或者通過(guò)相應(yīng)的鑄造(如果殼體部分46是鑄造部件)生產(chǎn)的凹槽狀凹入部。此凹槽狀凹入部為流入通道30與回流通道36的部分。共用通道件38是連接到這里未示出的三向閥12的末端通道，并且參照?qǐng)D5末端通道可以引導(dǎo)到附圖平面中。
[0062]流入通道30從共用的通道件38延續(xù)。如圖2中所示，在點(diǎn)74處，到該點(diǎn)處流入通道30在平行于底面72的平面中延伸，改變其方向?yàn)榇怪庇诟綀D平面地彎曲并且延伸通過(guò)殼體部分46至定量室24。如已經(jīng)說(shuō)明的，定量室布置在板狀殼體部分46的相對(duì)側(cè)面上。
[0063]流入通道30在第一點(diǎn)76分支成主通道78與側(cè)通道80。
[0064]在第二點(diǎn)82處，沿著由接近主通道78的箭頭表示的指定流動(dòng)方向并且其表示供給方向，主通道78與側(cè)通道80再次結(jié)合。
[0065]當(dāng)具有主通道78但沒(méi)有側(cè)通道80的流入通道采用略微弧形形狀時(shí)，側(cè)通道80部分地更強(qiáng)地彎曲。在第一點(diǎn)76的區(qū)域中，側(cè)通道沿著與相關(guān)流動(dòng)方向相反的方向延伸，更具體地說(shuō)其具有通過(guò)其它沿著與指定流動(dòng)方向相反的方向延伸的部分。然而，在第二點(diǎn)處，在具有大曲率的偏轉(zhuǎn)部分84與隨后的線性部分之后，側(cè)通道然后已經(jīng)基本上沿著主通道78中的指定流動(dòng)的方向延伸，并且在點(diǎn)82處沒(méi)有方向部分與主通道中的指定流動(dòng)方向相反地設(shè)置。
[0066]流入通道30的此設(shè)計(jì)選擇為使得這里流動(dòng)的流體幾乎僅僅沿著指定流動(dòng)方向，即沿從流入口向點(diǎn)74的箭頭的方向被引導(dǎo)。
[0067]當(dāng)三向閥12由此相應(yīng)地切換時(shí)，流體通過(guò)主通道76流動(dòng)到定量室24。由于分支方向，難以在第一點(diǎn)76處穿過(guò)側(cè)通道80。
[0068]然而，當(dāng)隨后地切換三向閥12并且經(jīng)由隔膜26將流體可動(dòng)地壓出定量室24時(shí)，流體還進(jìn)入到流入通道30中，然而流體在點(diǎn)82處分流。然而，在第二點(diǎn)82處分支的區(qū)域中的側(cè)通道80的直線定向與主通道在這里傾斜地分支，導(dǎo)致對(duì)于大部分流體來(lái)說(shuō)線性地流入到側(cè)通道80中，隨后地在偏轉(zhuǎn)部分82中偏轉(zhuǎn)，以便然后逆著流動(dòng)方向通向到主通道78中并存在于其中，其幾乎不能流動(dòng)通過(guò)。在點(diǎn)76處流入到主通道78中的流體由此阻塞存在于主通道78中并且試圖達(dá)到通道件38的流體的較小部分的路徑。結(jié)果是流入通道30幾乎被阻塞。在流入通道30中在此流動(dòng)方向中引起了高壓損失。流體因此阻塞其自身。
[0069]回流通道36的幾何形狀是徑向相對(duì)的。相應(yīng)點(diǎn)74、76、82以及主要與側(cè)通道78、80在回流通道設(shè)有撇號(hào)。
[0070]通過(guò)左箭頭具體指明了回流通道36中的相應(yīng)指定的流動(dòng)方向。
[0071]圖2示出了延伸通過(guò)殼體部分46的厚度的回流通道36，其在點(diǎn)74’處彎曲并且在平行于底面72的平面中以圖6中示出的形狀繼續(xù)。
[0072]還在這里，通道的路徑動(dòng)作使得此流量幾乎僅是沿著指定的流動(dòng)方向，但是很難沿著相反方向。
[0073]通過(guò)此設(shè)計(jì)可以完全地避免使用止回閥。
[0074]為了閉合在殼體部分46的表面中形成為凹槽的通道，將未示出的平板插入到其中形成通道的圖4中示出的凹入部86中。由此，單個(gè)通道還朝向底面是閉合的。
[0075]相應(yīng)地通過(guò)流入通道與回流通道及其主通道與側(cè)通道78、80的幾何形狀、直徑和/或橫截面提供指定的流動(dòng)方向。這導(dǎo)致沿著相反流動(dòng)方向的不同的流動(dòng)阻力，使得一個(gè)流動(dòng)方向是優(yōu)選的或者僅一個(gè)流動(dòng)方向是可能的，即指定的流動(dòng)方向。
[0076]以相對(duì)于相應(yīng)主通道的中心線成10°到40°的角度α并且與主流動(dòng)方向相反(如從中心線到中心線測(cè)量)實(shí)現(xiàn)在第一點(diǎn)76、76’處的分支。此外以10°到40°的角度β但是沿著主流動(dòng)方向(參見(jiàn)箭頭)實(shí)現(xiàn)了在第二點(diǎn)82、82’處的聚合，其中兩個(gè)角度α與β無(wú)需相同并且優(yōu)選地角度α大于角度β。
[0077]優(yōu)選地，側(cè)通道80、80，基本上線性地通向主通道78、78 ’中，其在第二點(diǎn)82，82 ’處以弧形或者比側(cè)通道80、80’更加弧狀與彎曲地延伸。由此實(shí)現(xiàn)了回壓的流體的大部分流入到側(cè)通道80，80’中。
[0078]根據(jù)圖7的實(shí)施方式示出了定量供應(yīng)裝置，其中定量室單元22包括幾個(gè)，通過(guò)實(shí)例的方式兩個(gè)定量室24、24’以及由此兩個(gè)隔膜栗，但是其中還可以設(shè)置兩個(gè)以上的隔膜栗。
[0079]定量室24經(jīng)由連接通道88彼此流動(dòng)連接，從而獲得串聯(lián)連接。參照?qǐng)D1，連接通道88在流入通道30通向其中的第一定量室24的回流穿孔34處開始。
[0080]連接通道88由此在在進(jìn)一步遠(yuǎn)離流入穿孔32的點(diǎn)處開始，以便允許沖洗第一定量室24。
[0081 ]連接通道88然后在流入穿孔32’的點(diǎn)處通向第二定量室24’中，其中布置有隔膜26’?；亓魍ǖ?6然后在進(jìn)一步遠(yuǎn)離流入穿孔32’，即在回流穿孔34’處開始。
[0082]此外通過(guò)連接到控制器90的兩個(gè)驅(qū)動(dòng)件40、40’致動(dòng)還可以通過(guò)同一隔膜(參見(jiàn)斷裂連接線)形成的兩個(gè)隔膜26、26’。
[0083 ]定量室24、24 ’可以具有相同的最大室容積或者不同的室容積。
[0084]驅(qū)動(dòng)件40、40’可以在相同時(shí)間操作或者相對(duì)于彼此錯(cuò)開的時(shí)間操作。
[0085]下面將說(shuō)明具有不同變型的相應(yīng)方法。
[0086]例如，兩個(gè)驅(qū)動(dòng)件40、40’被同時(shí)致動(dòng)使得它們以抽吸模式操作，從而經(jīng)由流入口10實(shí)現(xiàn)了最佳栗送比率并且全部定量室24、24’都被填充。接下來(lái)，例如僅可以致動(dòng)驅(qū)動(dòng)件40’，使得僅定量室24’的容積被排出。
[0087]另選地，可以首先致動(dòng)驅(qū)動(dòng)件40，使得首先通過(guò)敞開的定量室24’噴射流體并且隨后地驅(qū)動(dòng)件40 ’移動(dòng)，從而噴射定量室24 ’中的定量流體。當(dāng)定量室24、24 ’具有不同容積時(shí)，可以實(shí)現(xiàn)極其細(xì)微的分級(jí)。特別地，定量室24或24’具有其它定量室24或24’的容積的一半或三分之一。
[0088]通過(guò)控制器，此方法還可以操作為使得栗室28、28’沿著相反方向操作，使得一個(gè)栗室36增加其容積，同時(shí)另一個(gè)栗室減小其容積，由此僅傳送兩個(gè)定量室24、24’每個(gè)的差值容積。
[0089]另一個(gè)變形提供對(duì)于各定量室24、24’或者對(duì)于多個(gè)定量室24、24’中的一個(gè)或多個(gè)來(lái)說(shuō)，存在于圖7中以虛線示出的旁通通道92，92’。
[0090]旁通通道92，92’當(dāng)然具有較小直徑以及由此比相關(guān)敞開定量室24、24’更高的流動(dòng)阻力。
[0091]當(dāng)相應(yīng)的定量室24，24’關(guān)閉，即隔膜26，26’抵靠相應(yīng)壁(在圖7中左側(cè)壁)放置時(shí)，沒(méi)有流體可以流動(dòng)通過(guò)定量室24、24’并且也不能占據(jù)定量容積。然后流體經(jīng)由旁通通道92、92’流動(dòng)經(jīng)過(guò)相關(guān)的定量室24、24’。[0092 ]由此可以臨時(shí)地關(guān)閉驅(qū)動(dòng)件40、40 ’并且可以實(shí)現(xiàn)其它定量容積。
[0093]此定量供應(yīng)裝置特別地設(shè)計(jì)用于最大流體量，S卩<50μ1的量，特別地定量室最大地具有4μ1的尺寸。
[0094]由于當(dāng)沿著相對(duì)方向操作栗室28、28’時(shí)的容積差，還可以實(shí)現(xiàn)Iyl的栗送容積。
[0095]用于具有不同容積的兩個(gè)隔膜閥的實(shí)例達(dá)到1μ1、4μ1、5μ1與9μ1的定量的分級(jí)。定量室由此在一個(gè)方面具有4μ1的最大容積并且在另一個(gè)方面5μ1。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種定量供應(yīng)裝置，其具有接收定量流體并且可動(dòng)地噴射定量流體的定量室單元，所述定量室單元包括:至少一個(gè)定量室(24，24’)；流入通道(30)，其流體地連接定量室(24，24’)與入口(10)并且其通向所述定量室(24，24’)中的流入穿孔(32，32’)；以及回流通道(36),其流體地連接所述定量室(24，24 ’)或定量室(24，24 ’)與回流口(18)，并且其在回流穿孔(34，34’)中從所述相關(guān)定量室(24，24’)延續(xù)，其中流入穿孔與回流穿孔(32，32’，34，34’)彼此隔開；以及三向閥(12)，其具有用于所述流入口(10)的端口、用于所述回流口(18)的端口(16)、以及用于所述流入通道與所述回流通道(30，30’，34，34’)的共用端口(20)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的定量供應(yīng)裝置，其特征在于，所述流入通道(30)與所述回流通道(36)具有不同流動(dòng)阻力并且/或者取決于流動(dòng)方向的流動(dòng)阻力，使得在所述流入通道(30)與所述回流通道(36)中獲得指定的流動(dòng)方向。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的定量供應(yīng)裝置，其特征在于，所述流入通道(30)與所述回流通道(36)或者所述流入通道(30)與所述回流通道(36)的所述通道壁的幾何形狀、直徑和/或橫截面和/或條件設(shè)計(jì)為:使得在所述相應(yīng)通道中沿著所述指定的流動(dòng)方向的流體流動(dòng)相比逆著所述指定的流動(dòng)方向的流體流動(dòng)經(jīng)受較小阻力。4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的定量供應(yīng)裝置，其特征在于，所述流入通道(30)和/或所述回流通道(36)每個(gè)都具有主通道(78，78’)與側(cè)通道(80，80’)，其中所述側(cè)通道(80，80’)在第一點(diǎn)(76，76 ’)處從所述主通道(78，78 ’)沿著指定流動(dòng)方向分支并且在偏轉(zhuǎn)部分(84，84’)之后在定位在所述第一點(diǎn)(76，76’)的下游的第二點(diǎn)(82，82’)處再次通向所述主通道(78，78’)中，其中所述側(cè)通道(80，80’)在所述第一點(diǎn)(76，76’)處從所述主通道(78，78’)分支，且具有一朝向，該朝向具有與所述主通道(78，78’)中的所述指定的流動(dòng)方向相反定向的部分。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的定量供應(yīng)裝置，其特征在于，所述側(cè)通道(80，80’)以大約至少140°的弧度延伸，并且相對(duì)于所述主通道(78，78 ’)的中心線成10°到40°的角度與所述主流動(dòng)方向相反地從所述主通道分支并且沿著主流動(dòng)方向通向所述主通道。6.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的定量供應(yīng)裝置，其特征在于，如沿著與所述指定的流動(dòng)方向相反的方向觀察，所述主通道(78，78’)在所述第二點(diǎn)(82，82’)處以一曲率從共用通道部分(85，85 ’)分支，并且所述側(cè)通道(80，80 ’)線性地延伸或者沿著所述偏轉(zhuǎn)部分(84，84 ’)的方向以較小曲率從所述共用通道部分(85，85 ’)延伸。7.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的定量供應(yīng)裝置，其特征在于，所述流入和/或所述回流通道(30，36)中布置有指定所述流動(dòng)方向的止回閥(42)。8.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的定量供應(yīng)裝置，其特征在于，在具有幾個(gè)定量室(24，24 ’)的情形中，所述定量室(24，24 ’)通過(guò)至少一個(gè)連接通道(88)彼此串聯(lián)連接，并且所述流入通道(30)流體地連接第一定量室(24，24’)與所述入口(10)，并且所述回流通道(36)連接沿著流動(dòng)方向的最后的定量室(24，24 ’)與所述回流口( 18)。9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的定量供應(yīng)裝置，其特征在于，設(shè)有幾個(gè)定量室(24，24’)與至少一個(gè)旁通通道(92，92 ’)，所述旁通通道繞過(guò)所述定量室(24，24’)中的至少一個(gè)。10.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的定量供應(yīng)裝置，其特征在于，所述至少一個(gè)定量室(24，24’)是隔膜栗的一部分，所述隔膜栗具有使所述定量室(24，24’)與相對(duì)的栗室(28，28’)分隔開的隔膜(26，26’)。11.根據(jù)上述權(quán)利8所述的定量供應(yīng)裝置，其特征在于，存在具有定量室(24，24’)與相關(guān)栗室(28，28’)的幾個(gè)隔膜栗，并且其中所述至少一個(gè)定量室(24，24’)是隔膜栗的一部分，所述隔膜栗具有使所述定量室(24，24’)與相對(duì)的栗室(28，28’)分隔開的隔膜(26，26，)。12.根據(jù)權(quán)利要求8所述的定量供應(yīng)裝置，其特征在于，為所述隔膜栗設(shè)置了同一隔膜(26，26，)。13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的定量供應(yīng)裝置，其特征在于，所述隔膜栗相互比較具有不同的最大栗送容積并且設(shè)有致動(dòng)所述隔膜栗的控制器(90)，其中所述控制器設(shè)計(jì)為使得其同時(shí)沿著相同方向或者相反方向、或者時(shí)間上彼此錯(cuò)開地成組或單獨(dú)地致動(dòng)隔膜栗，以便噴射定量的流體容積，此定量流體容積是幾個(gè)隔膜栗的栗送容積的差值容積，幾個(gè)隔膜栗的栗送容積的總和，或者僅單個(gè)隔膜栗或者一個(gè)單獨(dú)隔膜栗的栗送容積。14.根據(jù)權(quán)利要求10所述的定量供應(yīng)裝置，其特征在于，所述至少一個(gè)隔膜栗具有機(jī)械、氣動(dòng)、電磁或電動(dòng)驅(qū)動(dòng)件(40，40’)以便移動(dòng)所述相關(guān)隔膜(26，26’)。15.根據(jù)權(quán)利要求10所述的定量供應(yīng)裝置，其特征在于，至少一個(gè)隔膜栗形成為能夠產(chǎn)生不同的栗沖程的比例栗。16.一種用于操作定量供應(yīng)裝置的方法， 所述定量供應(yīng)裝置包括接收定量流體并且可動(dòng)地噴射定量流體的定量室單元，所述定量室單元包括:定量室(24，24 ’)；流入通道(30)，其流體地連接定量室(24，24 ’)與入口(10)，并且在流入穿孔(32，32’)中通向所述定量室(24，24’)中；以及回流通道(36)，其流體地連接所述定量室(24，24’)或定量室(24，24’)與回流口(18)并且在回流穿孔(34，34’)中從所述相關(guān)定量室(24，24’)延續(xù)，其中流入穿孔與回流穿孔(32，32’，34，34’)彼此隔開；以及三向閥(12)，其具有用于所述流入口(10)的端口、用于所述回流口(18)的端口(16)、以及用于所述流入通道與所述回流通道(30，30’，34，34’)的共用端口(20)， 并且所述定量室(24，24 ’)通過(guò)至少一個(gè)連接通道(88)彼此串聯(lián)地連接，并且所述流入通道(30)流體地連接第一定量室(24，24’)與所述入口(10)，并且所述回流通道(36)連接沿著流動(dòng)方向的最后的定量室(24，24 ’)與所述回流口( 18)， 其中設(shè)有幾個(gè)隔膜栗與相應(yīng)的相關(guān)定量室與栗室(24，24’，28，28’)以及用于隔膜栗的控制器(90)， 其中所述控制器設(shè)計(jì)為使得其同時(shí)沿著相同方向或者相反方向、或時(shí)間上彼此錯(cuò)開地成組或單獨(dú)地致動(dòng)所述隔膜栗，以便噴射定量的流體容積，所述定量的流體容積是幾個(gè)隔膜栗的栗送容積的差值容積，幾個(gè)隔膜栗的栗送容積的總和，或者僅單個(gè)隔膜栗或者一個(gè)單獨(dú)隔膜栗的栗送容積。17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，其特征在于，在定量供應(yīng)期間，一個(gè)定量室(24，24’)閉合并且定量流體被經(jīng)由旁通通道(92，92’)引導(dǎo)繞過(guò)所述閉合的定量室(24，24’)。18.根據(jù)權(quán)利要求16或17所述的方法，其特征在于，經(jīng)由比例驅(qū)動(dòng)件改變所述隔膜的所述沖程，使得其噴射不同量的定量流體。
【文檔編號(hào)】F04B23/08GK106089623SQ201610282350
【公開日】2016年11月9日
【申請(qǐng)日】2016年4月29日 公開號(hào)201610282350.0, CN 106089623 A, CN 106089623A, CN 201610282350, CN-A-106089623, CN106089623 A, CN106089623A, CN201610282350, CN201610282350.0
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