受监控的比例计量供给设备和用于监控计量供给泵的方法

摘要

本发明涉及一种受监控的比例计量供给设备，其包括具有入口(12)、出口(13)、抽吸管嘴(16)和用于调节所述管嘴(16)中的流率的机构(11)的液体计量供给泵(1)，其特征在于，所述计量供给设备还包括检测装置组件，所述组件至少包括：用于检测所述管嘴中的压强变化的装置(3)，其被布置在第一抽吸阀门(14)与混合室之间；入口(12)处的水表(7)；用于测量待抽吸物品容器的液位的探测计(6)；用于确定调节待抽吸体积的机构(11)的位置的装置(22)；用于处理、记录和显示来自于所述检测装置的数据的人/机界面(4)。本发明还涉及使用所述比例计量供给设备监控计量供给泵的方法。

说明书

本发明涉及一种受监控的比例计量供给设备，其包括这样的类型的泵：该类型包括液压发动机和用于检测所述泵的运作的装置组件。本发明还涉及用于使用这样的计量供给设备以监控所述计量供给泵的一组方法。

已知检验所述类型的泵的运作。作为示例，文献FR2965864 A1描述了一种这样的类型的计量供给泵：该类型包括设有与工作室连通的第一抽吸阀门的抽吸管嘴，活塞能够按照交替运动在工作室中移位，当活塞远离管嘴时，通过抽吸阀门的打开，产生抽吸，当活塞靠近管嘴时，通过第一抽吸阀门的关闭和液体穿过出口阀门输出，产生加压输送(refoulement)。该泵更具体地在第一抽吸阀门与工作室之间包括能够检测管嘴中的压强变化的设备，该设备包括一方面在一个端部处连接到工作室并在其另一端部处设有抽吸阀门的管道，和另一方面安装在管道的壁中、对于管道中的压强敏感的装置。基于该设备所保存的压强变化，由此能够借助于对数据的信息技术处理来确定诸如对计量供给的实时计算、计量供给泵的使用时间、化学产品消耗、还有故障次数之类的不同的运作参数。

然而，当供给抽吸管嘴的流率低时，对压强变化的检测不总是可靠的。对于该难处，还加上这样的事实：当计量供给使用具有随机稀释的粉末的医疗溶液时，在文献FR2965864 A1中所说明的能够检测压强变化的设备具有弱点。最后，该设备的关注完全在借助于计量供给泵的抽吸的可靠性上，而不注意液压发动机的故障问题。

这就是为什么本发明的主题在于通过提出尤其是在低流率应用中允许以更加完备的方式来监控计量供给泵的运作的一种设备和一组方法来解决全部或部分上述问题。

更具体地，本发明的主题在于一种受监控的比例计量供给设备，其包括具有入口、出口、设有第一抽吸阀门的抽吸管嘴和包括专用于进行交替运动的部件的液压发动机的液体计量供给泵，其中所述第一抽吸阀门在其端部中的一个处与泵内部的混合室连通，并在其端部中的另一个处与待抽吸物品容器连通，在入口处给泵供给液体引发所述部件的交替运动，该运动交替地导致在部件远离管嘴时通过第一抽吸阀门的打开而穿过管嘴直至混合室的抽吸，然后在部件靠近管嘴时通过第一抽吸阀门的关闭而在泵出口处排出，计量供给设备还包括用于调整管嘴中的流率的机构，所述设备的特征在于，该计量供给设备另外还包括检测装置组件，所述组件至少包括：

-用于检测管嘴中的压强变化的装置，其被布置在第一抽吸阀门与混合室之间，

-用于测量待抽吸物品容器的液位的探测计，

-用于确定用于调节抽吸体积的机构的位置的装置，

-用于处理、保存和可视化来自于检测装置的数据的人/机界面。

以下说明本发明的补充性或替代性的可选特征。

所述受监控的比例计量供给设备可包括入口处的水表。

用于检测管嘴中的压强变化的装置可至少包括与管嘴内部流体连通的第一体积、在通过柔性膜分隔的同时与第一体积邻接的封闭的第二体积、第二体积中的压强的传感器，使得第一体积的流体供给变化引起膜的变形，并由此引起封闭的第二体积中的压强变化。

压强传感器可以是压电式或电容式的传感器。

可在工作室的入口处布置有第二抽吸阀门。

人/机界面可以包括能够被连接到警报机构的输出。

所述检测装置组件可包括用于对液压发动机循环计数的装置。

本发明的主题还在于使用根据本发明的比例计量供给设备用于监控计量供给泵的第一方法，所述设备包括用于对液压发动机循环计数的装置和入口处的水表，其特征在于，该第一方法包括：

-这样的步骤：在该步骤期间中，测量用于调节抽吸体积的机构的位置；

-这样的之后的步骤：在该步骤期间中，当泵处于运作中时，确定在时长T0期间在泵的入口处输入的水体积和容器中的物品体积变化；

-这样的之后的步骤：在该步骤中，基于对于调节机构测量到的位置和在泵的入口处输入的水体积，计算在时长T0期间的理论抽吸物品体积；

-这样的之后的步骤：在该步骤中，用在时长T0期间的理论抽吸物品体积与容器中的物品体积变化比较。

以上说明本发明的补充性的或替代性的可选特征。

根据某些特征，所述确定在时长T0期间在泵的入口处输入的水体积通过用水表测量来进行。

根据其它特征，所述确定在时长T0期间在泵的入口处输入的水体积通过基于用于对液压发动机循环计数的装置的估计来进行。

根据其它特征，所述确定在时长T0期间容器中的物品体积变化通过用用于测量容器液位的探测计测量来进行。

根据其它特征，所述确定在时长T0期间容器中的物品体积变化通过基于用于检测管嘴中的压强变化的装置的估计来进行。

本发明的主题还在于使用根据本发明的计量供给设备用于监控计量供给泵的第二方法，所述设备包括用于对液压发动机循环计数的装置和在入口处的水表，其特征在于，该第二方法包括：

-这样的步骤：在该步骤期间，当泵处运作中时，用水表测量在时长T0期间在泵的入口处输入的水体积，

-这样的步骤：在该步骤期间，基于对于液压发动机计数的循环次数估计在时长T0期间在泵的入口处输入的水体积，

-这样的之后的步骤：在该步骤中，用所估计的在时长T0期间在泵的入口处输入的水体积与所测得的数值比较。

本发明的主题还在于使用根据本发明的比例计量供给设备用于监控计量供给泵的第三方法，所述设备包括用于对液压发动机循环计数的装置，其特征在于，该第三方法包括：

-这样的步骤：在该步骤期间，当泵处于运作中时，对液压发动机的循环次数计数，

-这样的步骤：在该步骤期间，用用于检测管嘴中的压强变化的装置来确定抽吸循环次数，

-这样的之后的步骤：在该步骤中，用液压发动机的循环次数与抽吸循环次数比较。

本发明的主题还在于使用根据本发明的比例计量供给设备用于监控计量供给泵的第四方法，所述设备包括用于对液压发动机循环计数的装置，所述第四方法的特征在于，该第四方法包括：

-这样的步骤：在该步骤期间，测量用于调节抽吸体积的机构的位置，

-这样的步骤：在该步骤期间，当泵处于运作中时，用用于检测管嘴中的压强变化的装置来估计在时长T0期间容器中的物品体积变化，

以下说明本发明的补充性或替代性的可选特征。根据某些特征，所述方法包括：

-这样的步骤：在该步骤期间，当泵处于运作中时，用探测计测量在时长T0期间容器中的物品体积变化，

-这样的之后的步骤：在该步骤中，用所估计的在时长T0期间的抽吸物品数值与容器中的物品体积变化比较。

一般性地，本发明适用于大的入口处水流率范围，这些流率可从5L/H到30m³/H，流入管嘴(16)的流率从0.02L/H到600L/H。

有利地，前述监控方法可设置在所述比较步骤中不相符的情况下引发警报。

通过阅读对绝非限制性的实施方式和实施的详细说明和以下附图，本发明的其它优点和特点将变得显而易见：

-图1是根据本发明的一个实施方式的受监控的比例计量供给设备的示意图，

-图2是这样的计量供给设备的一个细节的图示，

-图3是这样的计量供给设备的另一个细节的图示。

下述实施方式绝非是限制性的，尤其可以考虑本发明的仅包括所述特征的孤立于其它所述特征的一个选集的变型(即使该选集在包括这些其它特征的短语的意义上是孤立的)，只要该特征选集足以相对于现有技术区分本发明或赋予技术优势。该选集包括优选地为功能性而无结构性细节的、或仅带有一部分结构性细节(如果仅该部分就足以相对于现有技术区分本发明或赋予技术优势)的至少一个特征。

出于简练和清晰的目的，元件在不同附图中具有相同附图标记。

图1示出受监控的比例计量供给设备的一个实施方式。该设备包括设有入口12、出口13和抽吸管嘴16的液体计量供给泵1。该抽吸管嘴设有在其端部中的一个处与泵内部的混合室(在图中未示出)连通并在其端部中的另一个处与待抽吸物品容器(在图中未示出)连通的第一抽吸阀门14。

计量供给泵1是这样的类型的：该类型包括设有专用于进行交替运动部件的液压发动机，在入口处给泵供给液体引发该部件的交替运动，所述交替运动引起在部件远离管嘴16时通过第一抽吸阀门14的打开而穿过管嘴直至混合室的抽吸，然后在部件靠近管嘴时通过第一抽吸阀门的关闭而在泵的出口13处的排出。

液压发动机可以是在文献EP1971776A1中所述的液压发动机的类型的。

该液压发动机包括壳体，该壳体包括主体和盖件，和位于主体和盖件之间的专用于进行在壳体中的交替运动的分离装置，该分离装置限定两个室。液压发动机还包括用于前述室的液体供给和排放的液压切换装置。这些切换装置包括能够处于由分离装置的位移而控制的两个稳定位置的输配部件。壳体的主体还封闭连接到受压液体达到口的隔室，在该隔室中容置有所述切换装置，以及包括连接到分离装置的按件的引发装置，所述引发装置专用于在行程结束时在弹性装置的作用下导致切换装置位置的突然改变，以使得行程反转。输配部件包括贴抵相对于壳体的主体固定的平板的输配滑件，该输配滑件能够以密封的方式、无密封件地抵着板滑动，该板包括分别连接到壳体的室和液体的输出开孔的开孔。滑件则被设置为根据其位置封闭开孔中的某些或使其与流体到达口或与排放装置连通。

液压发动机也可以是在文献EP1971774 A1中描述的液压发动机的类型的。

在该情况下，液压发动机包括壳体、专用于在壳体中按照交替运动滑动的活塞，和液压切换装置，该活塞将壳体分隔成两个室，液压切换装置用于由活塞分隔的室的液体供给和排放。这些切换装置由活塞的位移控制，并包括至少一个作用于能够处于两个稳定位置中的输配部件的连杆。液压发动机另外还设有包括专用于在活塞的行程结束时在弹性装置的作用下导致切换装置的位置突然改变以使得行程反转的按件的引发装置。该弹性装置在其端部中的每个处联结到分别接收在设置在连杆上和液压发动机的另一可动零件上的容置部中的铰接部件，每个容置部沿着大致与由弹性装置在容置部中施加的力的方向相反的方向打开，使得每个铰接部件都能够抵抗所述力地从其打开容置部取出。

计量供给设备还包括用于调节抽吸到管嘴16中的体积的机构11。该机构在图3中描述，并利用在其套件114中驱动计量供给泵110的主体的调节螺母112。由于在液压发动机的上部死点，计量供给密封件111和延伸件113离开计量供给泵110的主体，计量供给行程因此更长或更短。由此，所抽吸的体积更大或更小。水体积对于一个循环是几乎恒定的，计量供给更高或更低。

计量供给设备另外还包括检测装置组件，所述组件包括至少以下列出的元件，即：

-被布置在第一抽吸阀门14与混合室之间的装置3，其被设置为用于检测管嘴16中的压强变化，

-用于测量待抽吸物品容器的液位的探测计6，

-用于确定用于调节待抽吸体积的机构11的位置的装置22，

-用于处理、保存和可视化来自于检测装置的数据的人/机界面4。

关于用于检测管嘴中的压强变化的装置，可使用安装在管嘴的壁部分上的膜和用于检测膜由于压强变化造成的位移的装置。

用于检测膜的位移的装置可以是在申请WO20012/046162中描述的装置的类型的。该装置则可包括观测由连接到膜的指部致动的探头的位移的光学传感器。用于检测膜的位移的装置还可包括感应性质的、尤其是霍尔效应式的位移传感器。

有利地，用于检测膜的位移的装置使用对于所使用的溶液的潜在化学侵蚀不敏感的材料。

有利地，用于检测压强变化的装置可优选地如图2所示地至少包括与管嘴内部流体连通的第一体积34、在通过柔性膜33分隔的同时与第一体积邻接的封闭的第二体积31，和第二体积中的压强传感器32。由此，当在给第一体积34供给液体中发生变化时，即当自容器向着泵1的工作室泵送液体时，显现膜的变形。由此，封闭的第二体积31的体积变化，约束在该封闭的体积中的气体因此发生其压强的变化。传感器32保存的正是这些压强变化。该构造具有检测非常低的压强变化的具体优点，使用现有技术已知的设备不总是能够检测非常低的压强变化。

有利地，在工作室的入口处布置有第二抽吸阀门14’。以此方式，管嘴中的液体变化良好地与循环关联，并取决于阀门14和14’的几乎同步的打开和关闭。换句话说，管嘴16中的压强变化不受来自于工作室的返流或其它现象干扰。

压强传感器可以是压电式或电容式的传感器。

有利地，可以在计量供给泵的入口12处布置有水表7。以此方式，对设备的监控可得到扩展。

关于入口12处的水表7，可使用也常用的其它装置来代替该水表。

能够测量其中存储有待抽吸液体的容器液位的探测计6可由有别于管嘴的管组成，该管的一个端部被设置为延伸到容器中，另一个端部被维持为相对于抽吸管嘴固定，以位于容器外。该另一个端部封闭，并设有管中的空气压强的传感器，所述传感器作为输出提供电信号。

用于确定用于调节待抽吸体积的机构11的位置的装置可由安装在框架2的可动部分21上、与泵的主体在其固定部分20处联结的位置传感器22组成。

人/机界面4包括允许处理、保存和可视化来自于检测装置的数据的设有触碰件的屏幕41。处理、保存和可视化操作由处理器40确保。

有利地，可以布置USB输出43以允许传输数据、保存在存储器中和软件更新。同样地，人/机界面包括能够连接到警报机构的输出42。

优选地，所述检测装置组件可包括用于对液压发动机循环计数的装置5。该装置可以具有“reed”类型开关的形式，该“reed”类型开关允许对文献EP1971776 A1中的分离装置的或文献EP1971774 A1中的活塞的交替运动的次数计数。

如上所述的比例计量供给设备可被用于监控计量供给泵1的不同运作点。

根据实施步骤，能够检验实际计量供给是否是在调节用于调节待抽吸体积的机构11时初始地要求的计量供给。还能够检验在液压发动机处在由计量供给泵进行的抽吸方面是否没有故障，或验证添加剂容器是否不是空的。

使用根据本发明的比例计量供给设备(所述设备包括用于对液压发动机循环计数的装置)可允许如下地检验计量供给。

在第一步骤中，测量用于调节所抽吸的体积的机构的位置，以确定选择了哪一个计量供给。该测量是用用于确定用于调节待抽吸体积的机构11的位置的装置22来进行的。

在之后的步骤中，在该步骤期间，泵处于运作中，确定在时长T0期间在泵的入口处输入的水体积和容器中的物品体积变化。

根据一个变型，所述确定在时长T0期间在泵的入口处输入的水体积通过借助于水表7的直接测量来进行。

替代地，所述确定在时长T0期间在泵的入口处输入的水体积通过基于用于对液压发动机循环计数的装置5的估计来进行。

容器中的物品体积变化则可基于用于检测管嘴中的压强变化的装置3来被估计。

替代地，容器中的物品体积变化可以用用于测量容器液位的探测计6来被直接测量。

然后，基于对于调节机构测量的位置和在泵的入口处输入的水体积，计算在时长T0期间的理论抽吸物品数值。

最后，用在时长T0期间的理论抽吸物品数值与容器中的物品体积变化比较，所述两个数值应当是相等的。

使用根据本发明的比例计量供给设备(所述设备包括用于对液压发动机循环计数的装置)还可允许监控计量供给泵的液压发动机的运作。

在一个步骤中，在该步骤期间，在泵处于运作中时，用水表7测量在时长T0期间在泵的入口处输入的水体积。

然后，基于通过用于对液压发动机循环计数的装置5对于液压发动机在时长T0期间计数的循环次数，估计在时长T0期间在泵的入口处输入的水体积。

最后，用在时长T0期间的在泵的入口处输入的水体积的估计数值与测量数值比较，所述两个数值应当是相等的。

该类型监控允许显示出液压发动机的不良运作(泄露、零件破裂等)。

使用根据本发明的比例计量供给设备(所述设备另外还包括用于对液压发动机循环计数的装置5)还可允许监控计量供给泵的运作。

首先，在泵处于运作中时，对液压发动机循环次数计数。

然后，用用于检测管嘴中的压强变化的装置3来确定抽吸循环次数。

最后，用液压发动机循环次数与抽吸循环次数比较，所述两个数值应当是相等的。

使用根据本发明的比例计量供给设备还可以不利用循环计数装置5的方式允许监控计量供给泵的运作。

该监控方法包括：

-这样的步骤：在该步骤期间，用装置22来测量用于调节抽吸体积的机构的位置；

-这样的步骤：在该步骤期间，在泵处于运作中时，用用于检测管嘴中的压强变化的装置3来估计在时长T0期间容器中的物品体积变化；

-这样的步骤：在该步骤期间，在泵处于运作中时，用探测计6测量在时长T0期间容器中的物品体积变化；

-这样的之后的步骤：在该步骤期间，用所估计的在时长T0期间抽吸物品数值与容器中的物品体积变化比较，这两个数值应当是相等的。

有利地，所述各个方法可包括在比较结果不相符的情况下发出警报的步骤。借助于包括能够连接到警报机构的输出42的人/机界面而使得这是可行的。

作为对比，本申请人已经用本发明的设备与包括活瓣式流率计和与包括流量开关的设备比较。这尤其是在于确定用于检测管嘴中的压强变化的装置是否对于管嘴中的低流率是有效的。由此选择的测试范围是从0.1L/H到250L/H的流入管嘴的流率范围。

如在上表中所示，对计量供给泵的监控可在计量供给泵的入口12处的水流率从5L/H到30m³/H的情况下干预。

通过对于5L/H的入口处流率采取0.2％的非常低的计量供给，能够监控设备对于0.02L/H的非常低的流入管嘴的流率的运作。

通过对于30m³的入口处流率采取1％的计量供给，能够监控设备对于600L/H的非常高的流入管嘴的流率的运作。

该特别大的范围目前不被任何其它设备覆盖，活瓣式或“流量开关”类型的流率计在更小的范围中运作。

同样地，与对于颗粒敏感(有磨损风险)的某些流率测量设备不同，本发明的设备借助于膜而允许以不受损的方式让水溶液中的粉末通过。

当然，本发明不限于上述例子，可在不超出本发明的范围的情况下对这些例子做出众多改动。而且，本发明的各个特征、形式、变型和实施方式可以按照各种组合彼此关联，只要它们不彼此不兼容或排斥。