專利名稱：液體分配裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及分配液滴的裝置，特別是，但不只是，涉及分配所選量的或適量的例如液態(tài)氮的低溫液體液滴的裝置。
液化氣體一般是大量地用于工業(yè)，因此可用慣常方法計量。然而，有的時候，可能只需要輸送少量的，例如達幾毫升的液化氣體。此種需要當瓶裝飲料時可能產(chǎn)生。常常希望每一瓶的頸部能盛有主要是含有對飲料的質(zhì)量沒有壞作用的諸如氮氣的氣體。另外，即使氮氣不是為此原因所需的，也已發(fā)現(xiàn)，在盛有飲料的封閉的塑料瓶中，由于溫度下降的結(jié)果，可在其頸部產(chǎn)生局部真空，該局部真空可使瓶壁向內(nèi)收縮，因此在安裝瓶塞之前用少量的氮氣(或其它合用氣體)填充頸部空間將可防止產(chǎn)生此類局部真空。
以前的解決輸送或分配液態(tài)氮(或其它液化氣體)滴問題的嘗試包括在GB2092552中所述的那種，其中，隔熱的液態(tài)氮箱在其內(nèi)底面上設(shè)有閥并在其外部上表面設(shè)有致動器。該致動器經(jīng)一長桿與閥相連，使得在工作中每當桿上下移動時便可致動閥。該裝置雖然提供了分配液滴的足夠好的方法但也的確遇到了與采用細長桿連結(jié)器有關(guān)的問題。桿的質(zhì)量必須盡可能地輕，以使其慣性最小，以便于高速工作?？上У氖怯袀€極限，超過它就不可能減小桿的直徑(因而其質(zhì)量)而又不對桿的強度產(chǎn)生有害的影響。另外，桿的質(zhì)量越重，閥的磨損率越高，因而泄漏的潛在可能性越大。因此，這種裝置不適于在較高頻率下使用。
在GB2251296中介紹了另一種裝置，其中，隔熱罐設(shè)有閥和致動器裝置，且其兩者全部位于罐內(nèi)。該閥包括一個錐形件，該錐形件由一彈簧向下偏壓并連于一塊永久磁鐵，而永久磁鐵置于構(gòu)成致動器一部分的一個線圈中。根據(jù)直流電加于線圈的方向，該錐形件可被向上或向下驅(qū)動。該裝置雖然克服了與布于低溫罐外部的致動器有關(guān)的問題，但不易維護，因為只是維修致動器就得排空液罐，整個閥/致動器總成也得拆開。當將電線穿過隔熱容器的壁而布置時也會產(chǎn)生其它問題。
本發(fā)明的一個目的是提供一種液體分配裝置，其可減少并且可能消除與上述兩種分配有關(guān)的問題。
因此，發(fā)明提供一種分配低溫液體滴的分配器，它包括一個盛裝低溫液體的罐，該罐有允許液體冷凍劑從該罐排出的出口孔；一個與該出口孔聯(lián)系的閥，該閥在使用時可工作，以允許或抑制來自該罐的低溫液體流；一個致動器，該致動器在使用時可工作，以使該閥打開和關(guān)閉，其特征在于該致動器包括一個全部置于或主要置于該罐外側(cè)的磁性裝置，用于產(chǎn)生可使該閥在打開和關(guān)閉位置之間移動的罐內(nèi)磁力。
有利的是，該致動器包括一個電磁鐵，該電磁鐵有帶有近端和遠端的鐵心和繞該鐵心放置的線圈，該鐵心的近端伸入該罐的基板部份，該線圈布置得在工作時可接納電流，用以產(chǎn)生在該罐內(nèi)的該磁場。
在一個實施例中該鐵心在與該基板的內(nèi)表面齊平處終止或超過該內(nèi)表面而終止。
或者該鐵心未到達該基板的內(nèi)表面即終止，并且基板的一部份蓋住了該鐵心的近端，借此保護該鐵心不受罐內(nèi)物品的影響。
在一種布置時，該致動器包括兩個鐵心部份，每一鐵心部份在其遠端經(jīng)一橋接件連至另一鐵心部份，并設(shè)有繞每一鐵心部份的線圈部分。
最好是，當采用只有一個鐵心的致動器時，該閥包括與磁性裝置產(chǎn)生的磁場的極性相反極性的磁鐵。
最好是，當采用含有兩個鐵心部份的致動器時，繞該鐵心部份的線圈纏繞得可在每一近端產(chǎn)生不同極性的磁場，并且該閥包括一個磁鐵部份，該磁鐵部份在工作時形成極間橋接件，借此完成一個磁回路。
有利的是，該分配器包括一個彈簧，用于使該閥朝向或離開該關(guān)閉位置偏壓。
方便的是，該閥包括一個帶有圓頭的桿，用于與該出口孔的一個錐形部份嚙合，借此，當該閥處于該關(guān)閉位置時塞住該出口。
該分配器可包括一個導(dǎo)向裝置，用于在其打開和關(guān)閉位置間引導(dǎo)該閥。
現(xiàn)參照附圖以舉例方式更詳細地介紹本發(fā)明。


圖1是合并有本發(fā)明的分配器的低溫液體罐的剖視圖，為清楚起見其部份特征已刪去；圖2是沿圖1的箭頭A方向所取的本發(fā)明的分配器的詳圖；圖3是沿圖2的箭頭B方向所取的本發(fā)明的分配器的詳圖；圖4和圖5示出圖1所示的分配器的另外形式；圖6為裝有類似于圖1-4所示的裝置的一部份瓶裝或罐裝線的簡圖。
現(xiàn)請參閱各圖特別是圖1，低溫罐10包括底部12，底部12有允許液體冷凍劑從罐10排出的出口孔14。與該出口孔配合并在使用時可操作以允許或抑制低溫液體從罐10流出的閥16緊置于底部12的上方。閥16包括由例如鋁制成的輕質(zhì)(約1.5克)桿16a，并有與孔14的錐面14a嚙合的圓端16b。諸如電磁裝置18的磁性裝置全部置于罐10之外但可在罐10內(nèi)產(chǎn)生磁力，從而可使該閥16在開和閉位置間移動。
致動器(電磁裝置)18可以包括任何一種的一系列已知磁場發(fā)生器，但最方便的還是類似于圖1-5所示的那種包括一個或多個線圈和鐵心的裝置。假如采用單線圈裝置，(圖4最清楚)，那么鐵心20和線圈22應(yīng)配有設(shè)于閥上的磁鐵24，以便在工作時，靠近磁鐵24的鐵心端20a的極性可以沿要求的方向驅(qū)動閥使閥打開或關(guān)閉。在單鐵心20置于閥下方的實施例中，布置極性使得每當線圈激磁時閥16可被向下吸引，從而塞住孔14的出口。當然在電磁致動器領(lǐng)域內(nèi)還有許多讀者所了解的其它替換裝置。
雙鐵心裝置(圖1，3和5最清楚)包括兩個鐵心20，其每個鄰近端20a布置得靠近到閥部份，足以能使在那里產(chǎn)生的磁場可作用于閥16的磁鐵部分26。桿20的遠端20b經(jīng)一磁環(huán)21連接起來，而磁環(huán)21有一孔21a，在工作時，液體冷凍劑滴可通過該孔。方便的作法是，兩個線圖22，28可以反向纏繞，以便在其近端產(chǎn)生不同的極性。在這類裝置中，磁鐵部份26不必有其自己的磁而可只包括鋼部份。磁鐵部份26只將鐵心端20a之間的間隙G橋接，以便每當線圈激磁時完成磁回路。彈簧30和導(dǎo)向裝置32(圖2最清楚)設(shè)置得可使閥向敞開的位置偏壓并在工作時引導(dǎo)閥。方便的作法是，導(dǎo)向裝置32和彈簧30安裝在支架34上，支架34包括一對立柱36，而立柱36有其上裝有彈簧的導(dǎo)向裝置32和固定點38。銷40用于限制閥行程。
圖1和圖3-5示出了各種鐵心近端位置。在圖1中，近端20a布置得伸入并穿過基板12，因此，它們恰在罐10內(nèi)終止，而在工作時被低溫液體包圍。這種裝置的優(yōu)點是，可以保證閥的磁鐵或磁鐵部份24，26保持離開罐的底部，借此，閥的工作不會因可能聚集在罐10底部的任何顆粒物質(zhì)的存在而大打折扣。或者，我們可以采用示于圖3和4的布置，其中，近端20a與基板12的內(nèi)表面12a的齊平。近端20a未到達基板12的內(nèi)表面12a而終止并受到基板材料的一薄層50保護的示于圖5的布置，當希望保護鐵心20不受盛于罐內(nèi)的液體的侵蝕時可采用之。該裝置又增加了優(yōu)點，即避免了與將鐵心密封于基板從而防止液體泄漏的有關(guān)問題。在圖5的裝置中，基板可選自一系列合用的非磁性材料，而層50的厚度T要選擇得可保證有足夠的磁力從其穿過。不銹鋼適于用作示于圖1-圖5的任一基板12，這種鋼一般是非磁性的。
將直流電供給線圈22，28，以便在鐵心20的近端附近產(chǎn)生磁場，從而使分配器工作。磁場吸引(在適當?shù)难b置中為排斥)閥16的磁鐵24或磁鐵部份26，從而將桿的圓端吸向關(guān)閉位置，以便阻塞出口孔14的錐形部分14a。當電流一被切斷，彈簧30將桿16拉回，讓液體冷凍劑通過孔14。只要接通和切斷電流，就可以開始控制該閥，從而允許或抑制冷凍液自罐的流動。開關(guān)的頻率越快，每分鐘冷凍液滴的數(shù)量越多。以每分鐘1000多個循環(huán)以及每分鐘可能達到1800個循環(huán)的工作是可行的。很明顯，我們也可用交流電，以便電磁地將閥在開和閉位置之間驅(qū)動。在這樣的裝置中，我們只需改變電流的頻率，以控制閥工作的速度。
現(xiàn)簡單看一下圖6，由圖可見，罐10置于瓶裝或罐裝線60的上方，使得在工作時，分配的冷凍液滴62(例如氮)可直接配入置于其下方的瓶或罐64的孔63中。按照需要及當需要時，光的或機械的傳感器66其可檢測瓶或罐的存在，并將信號發(fā)送至控制板68，控制板68起動致動器18的工作。提供有大量的液體冷凍劑70源，以保證罐10中有足夠的液面高度。
可以理解，本發(fā)明有許多優(yōu)于現(xiàn)有技術(shù)分配器的優(yōu)點。首先，通過將致動機構(gòu)18整個置于罐10的外部，因而可不必將電線布于罐的內(nèi)部，從而消除了與該布線相關(guān)的密封問題；另外，致動器不暴露于罐內(nèi)有時是有害的環(huán)境中。維護也是簡單的，因為致動器的維修甚至于更換均無需首先排空罐10也無需干擾有點精密的閥總成。通過將致動器直接布于閥附近，則可以免去使用如GB2092552所描述的長致動器桿總成及消除與其有關(guān)的問題。桿的較輕質(zhì)量及較小慣性適于高速工作。
權(quán)利要求
1.一種分配低溫液體滴的分配器，它包括一個盛裝低溫液體的罐，該罐有允許液體冷凍劑從該罐排出的出口孔；一個與該出口孔聯(lián)系的閥，該閥在使用時可工作，以允許或抑制來自該罐的低溫液體流；一個致動器，該致動器在使用時可工作，以使該閥打開和關(guān)閉，其特征在于該致動器包括一個全部置于或主要置于該罐外側(cè)的磁性裝置，用于產(chǎn)生可使該閥在打開和關(guān)閉位置之間移動的罐內(nèi)磁力。
2.如權(quán)利要求1所述的分配器，其特征在于，其中，該致動器包括一個電磁鐵，該電磁鐵有帶有近端和運端的鐵心和繞該鐵心放置的線圈，該鐵心的近端伸入該罐的基板部份，該線圈布置得在工作時可接納電流，用以產(chǎn)生在該罐內(nèi)的該磁場。
3.如權(quán)利要求1或2所述的分配器，其特征在于其中，該鐵心在與該基板的內(nèi)表面齊平處終止或超過該內(nèi)表面而終止。
4.如權(quán)利要求2所述的分配器，其特征在于其中，該鐵心未到達該基板的內(nèi)表面即終止，并且其中，基板的一部份蓋住了該鐵心的近端，借此保護該鐵心不受罐內(nèi)物品的影響。
5.如前述任一項權(quán)利要求所述的分配器，其特征在于其中，該致動器包括兩個鐵心部份，每一鐵心部份在其遠端經(jīng)一橋接件連至另一鐵心部份，并設(shè)有繞每一鐵心部份的線圈部分。
6.如權(quán)利要求1-4中任一項所述的分配器，其特征在于，該閥包括與由磁性裝置產(chǎn)生的磁場的極性相反極性的磁鐵。
7.如權(quán)利要求5所述的分配器，其特征在于其中，繞該鐵心部份的線圈纏繞得可在每一近端產(chǎn)生不同極性的磁場，并且該閥包括一個磁鐵部份，該磁鐵部份在工作時形成極間橋接件，借此完成一個磁回路。
8.如前述任一項權(quán)利要求所述的分配器，其特征在于它包括一個彈簧，用于使該閥朝向或離開該關(guān)閉位置偏壓。
9.如前述任一項權(quán)利要求所述的分配器，其特征在于其中，該閥包括一個帶有圓頭的桿，用于與該出口孔的一個錐形部份嚙合，借此，當該閥處于關(guān)閉位置時塞住該出口。
10.如前述任一項權(quán)利要求所述的分配器，其特征在于它包括一個導(dǎo)向裝置，用于在其打開和關(guān)閉位置間引導(dǎo)該閥。
11.如附圖1-6所展示的及參照其前已基本描述的分配器。
全文摘要
一種分配液體冷凍劑的液體分配器包括罐(10)和一閥/致動器裝置(16，18)，該閥置于罐內(nèi)并可操作以塞住或打開一出口孔(14)，該致動器(18)全部置于罐的外側(cè)但可產(chǎn)生罐內(nèi)磁力，用以移動閥上的磁鐵或磁鐵部分(24，26)，以使閥在打開和關(guān)閉位置之間移動。
文檔編號B65D50/00GK1119720SQ9510649
公開日1996年4月3日 申請日期1995年7月7日 優(yōu)先權(quán)日1994年7月7日
發(fā)明者D·G·沃德爾 申請人:英國氧氣集團有限公司