用于对液体进行配量的配量单元和方法技术

用于对液体进行配量的配量单元，具有流体单元，所述流体单元用于选择性地向工作气体提供超压和负压，所述工作气体被容纳在流体通道中，所述流体通道在第一端区域处连接到流体单元上，并且所述流体通道包括第二端区域；具有第一阀单元并具有第二阀单元，所述第一阀单元和所述第二阀单元沿流体通道布置为与彼此间隔开，并且每个都被设计为用于选择性地阻止或释放流体通道，以便在流体通道中形成受两个阀单元限制的并被提供为用于存储工作气体的流体贮存器；具有控制单元，所述控制单元用于控制阀单元，流体贮存器分配有压力传感器，所述压力传感器被设计为根据工作气体压力提供压力信号，并且电气地连接到控制单元上。

【技术实现步骤摘要】
用于对液体进行配量的配量单元和方法
本专利技术涉及一种用于对液体进行配量（dosing）的配量单元。本专利技术还涉及一种用于对液体进行配量的过程。
技术介绍
从US7,303,728B2已知的液体分配（dispensing）单元包括：分配构件、测量器件和输送器件，所述分配构件具有导管（运输液体可以通过导管输送）、布置在导管的一端处的阀和布置在导管另一端处的分配针，所述测量器件提供为用于测量运输液体在导管中的流速，并且所述输送器件提供为用于使运输液体在一个方向或其他方向上移动通过导管。进一步提供了控制器件，控制器件适于处理来自测量器件的测量信号，并驱动阀和输送器件来移动一定量的液体，使得可以将可预定（predeterminable）量的待分配液体吸入到分配针中，并且随后再次分配。
技术实现思路
本专利技术的目的是详细说明（specify）用于对液体进行配量的配量单元和方法，该配量单元和方法可以用来执行更精确的液体配量。这个任务用根据本专利技术的配量单元来解决。配量单元包括：流体单元，所述流体单元适于选择性地向工作气体提供正压（超压）和负压（部分真空），所述工作气体被接收在流体通道中，所述流体通道在第一端部分处连接到流体单元上，并且所述流体通道包括适于接收和排出可预定的液体体积的第二端部分；以及第一阀单元和第二阀单元，所述第一阀单元和所述第二阀单元沿流体通道布置在距彼此一定距离处，并且每个都被设计为选择性地阻止或释放流体通道，以便在流体通道中形成受两个阀单元限制并且意在用于存储工作气体的流体贮存器（reservoir）；以及用于控制第一阀单元和第二阀单元的控制单元，流体贮存器被分配有压力传感器，所述压力传感器被设计为根据（asafunctionof）工作气体压力来提供压力信号，并且所述压力传感器电气地连接到控制单元上。流体单元被设计为既为工作气体提供正压（超压），并且也为工作气体提供负压（部分真空）。作为示例，流体贮存器中的压力可以使用流体单元来设置在0.5巴与1.5巴之间的区间中。假设配量单元在其中出现1巴的环境压力的环境中操作，当工作气体承受小于1巴的压力，并且在流体贮存器与流体通道的第二端区域之间产生流体地连通的连接时，可以执行用于液体的吸入过程，液体将被临时地容纳在流体通道的第二端区域中。通过对工作气体施加大于1巴的压力并且在流体贮存器与流体通道的第二端区域之间存在流体地连通的连接，可以分配或计量在流体通道的第二端区域中吸收的液体的体积。优选地，意指的是流体贮存器具有准确地限定的体积。特别优选的是，还精确地限定了流体通道的通道段的体积，所述通道段连接到第二阀单元上并且延伸到流体通道的第二端区域。在这种情况下，在关闭第一阀单元并打开第二阀单元之后，在流体贮存器中预先设定预定压力（预先设定预定压力在第二阀单元关闭时做出，并且可以是相对于环境压力的负压或超压）之后，在由流体贮存器和延伸到第二端区域的管道段形成的总体积中，将出现可精确地预测的压力。如果另外假设的是流体通道的第二端段以限定方式被浸入待配量的液体中，并且另外假设的是工作气体承受负压，则在关闭第一阀单元并打开第二阀单元之后，在第二端段中发生用于液体的吸入过程，直到在工作气体与吸入液体的体积之间达到力平衡。取决于流体贮存器与邻近第二阀单元并延伸到第二端区域的流体通道之间的压力差，可以对用于工作气体的产生的压力和吸入的液体的量做出准确的预测。这同样也适用于以下情况：流体贮存器首先承受相对于环境压力的超压，并且在第一阀单元已经关闭且第二阀单元已经打开，并且在流体贮存器与邻近第二阀单元并延伸直到第二端区域的流体通道之间的相关联的压力均衡（equalization）已经达到之后，输出在第二端区域中提取的液体的量，可选地，液体的量仅被部分地或全部地输出。压力传感器用来确定流体贮存器中的工作气体的压力水平，并向控制单元提供电气压力信号，所述电气压力信号可以是模拟信号或者数字信号。控制单元（其可以是模拟电路的形式，或者其可以是数字电路的形式，特别地具有微处理器或微控制器并且具有能够在其上运行的软件）被布置为将由压力传感器提供的压力信号与阈值进行比较。阈值可以通过控制单元的计算来提供，或者可以从控制单元的存储器提取。优选地，控制单元被设计为取决于该比较的结果来采取适当的措施，以确保在流体贮存器中存在对应于阈值的压力。例如，可以提供的是（itcanbeprovidedthat）控制单元被设计为用于控制流体单元，并根据流体贮存器中的压力来启用或停用流体单元。特别地，可以提供的是控制单元用来进行流体单元的压力依赖（pressure-dependent）控制（考虑压力传感器的压力信号），以便能够在第一阀单元打开时在流体贮存器中设置可预定的压力。控制单元还可以用来打开和关闭第一阀单元和第二阀单元。控制单元被特别地设计为用于第一阀单元和第二阀单元的独立控制。作为示例，第一阀单元可以被时间控制（time-controlled）操作，特别地独占地（exclusively）操作。在用于配量单元的这种操作模式中，提供了由控制单元进行的流体单元的压力依赖控制，控制单元将流体单元控制为使得：在第一阀单元的预定打开时间期间为流体贮存器中的工作气体设置所需的压力水平，并保持所需的压力水平，直到第一阀单元关闭。随后，其可例如提供来执行第二阀单元的时间控制激活或根据压力传感器的压力信号进行压力控制（pressure-controlled）的第二阀单元的激活，以便根据先前将低压或超压应用至流体贮存器，将预定量的液体吸入流体通道的第二端区域中或将其从流体通道的第二端区域排出。本专利技术的有利的其他实施例是从属权利要求的主题。如果流体贮存器具有比第一阀单元上游的流体通道更大的横截面和/或更大的体积和/或比第二阀单元下游的流体通道更大的横截面和/或更大的体积，则这是有用的。如果流体贮存器和远离流体贮存器的流体通道的相应段被设计为圆形圆柱孔，则流体贮存器和流体通道的相应段的这种设计是特别有意义的。流体贮存器的直径可以大于在第一阀单元与第一端部分之间延伸的流体通道的部分的直径，并且流体贮存器的直径可以大于在第二阀单元与第二端部分之间延伸的流体通道的部分的直径。特别地，这使得有可能实现用于配量单元的紧凑设计。优选的是，流体阻流器（choke）或流体节流阀（throttle）被布置在第二阀单元与第二端区域之间，流体阻流器或流体节流阀具有对于工作气体的限定的流体流动阻力，其中，流体阻流器的流体流动阻力相对于邻近流体阻流器的流体通道的部分的流动阻力为在10000与10000000之间的区间中。流体阻流器的功能是在流体贮存器与在第二阀单元与第二端部分之间延伸的流体通道的部分之间提供压力均衡，至少基本上摆脱压力脉冲。特别地，当在流体贮存器与流体通道之间存在大的压力差并且第二阀单元打开时，可能会出现压力脉冲。优选地，第二阀单元被设计为开关阀，其开关时间是在高达10毫秒的范围中，并且其阀横截面的尺寸设定为使得在阀单元中仅发生小的节流损失。在这种情况下，在用于第二阀单元的打开过程期间本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于对液体进行配量的配量单元，具有流体单元，所述流体单元被设计为选择性地向工作气体提供超压和负压，所述工作气体被容纳在流体通道中，所述流体通道在第一端区域处连接到所述流体单元上，并且所述流体通道包括被设计为容纳和排出可预定的液体体积的第二端区域；具有第一阀单元并具有第二阀单元，所述第一阀单元和所述第二阀单元沿所述流体通道布置为与彼此间隔开，并且每个都被设计为用于选择性地阻止或释放所述流体通道，以便在所述流体通道中形成受两个阀单元限制的并被提供用于存储工作气体的流体贮存器；具有控制单元，所述控制单元用于控制所述第一阀单元和所述第二阀单元，所述流体贮存器分配有压力传感器，所述压力传感器被设计为根据工作气体压力提供压力信号，并且所述压力传感器电气地连接到所述控制单元上。/n

【技术特征摘要】
20190426 US 16/3961471.一种用于对液体进行配量的配量单元，具有流体单元，所述流体单元被设计为选择性地向工作气体提供超压和负压，所述工作气体被容纳在流体通道中，所述流体通道在第一端区域处连接到所述流体单元上，并且所述流体通道包括被设计为容纳和排出可预定的液体体积的第二端区域；具有第一阀单元并具有第二阀单元，所述第一阀单元和所述第二阀单元沿所述流体通道布置为与彼此间隔开，并且每个都被设计为用于选择性地阻止或释放所述流体通道，以便在所述流体通道中形成受两个阀单元限制的并被提供用于存储工作气体的流体贮存器；具有控制单元，所述控制单元用于控制所述第一阀单元和所述第二阀单元，所述流体贮存器分配有压力传感器，所述压力传感器被设计为根据工作气体压力提供压力信号，并且所述压力传感器电气地连接到所述控制单元上。


2.根据权利要求1所述的配量单元，其中，所述流体贮存器具有比所述第一阀单元上游的流体通道和/或比所述第二阀单元下游的流体通道更大的横截面和/或更大的体积。


3.根据权利要求1或2所述的配量单元，其中，在所述第二阀单元与所述第二端区域之间布置有流体阻流器，所述流体阻流器具有用于所述工作气体的限定的流体流动阻力，其中，所述流体阻流器的流体流动阻力相对于邻近所述流体阻流器的流体通道的部分的流动阻力处于在10000与10000000之间的区间中。


4.根据权利要求1或2所述的配量单元，其中，所述控制单元被设计为用于所述第一阀单元和所述第二阀单元的压力依赖激活。


5.根据权利要求1所述的配量单元，其中，由所述流体贮存器限制的体积对应于最大配量体积的1.5倍至25倍。


6.根据权利要求1所述的配量单元，其中，第二压力传感器连接在所述第二阀单元与所述流体阻流器之间或在所述流体阻流器与第二端部分之间，连接到所述控制单元上，并且在于...

【专利技术属性】
技术研发人员：M博赫特勒，BE旺德利希，M彼得森，
申请(专利权)人：费斯托股份两合公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE