用以将空容器更换成满容器的化学转换系统

摘要

一种用于供应液体的系统。贮罐具有液体的低水平和高水平。泵浸入贮罐内的液体中。泵具有用以从贮罐外的源接收液体的入口，以及用以将液体输送至贮罐外的目的地的出口。排放路径将泵出口放置成与贮罐流体连通。排放路径具有排放阀，该排放阀控制穿过排放路径的液体流，以将贮罐中的液体水平维持在低水平以上。再循环路径将泵入口放置成与贮罐流体连通。再循环路径具有再循环阀，该再循环阀控制穿过再循环路径的液体流，以将贮罐中的液体水平维持在高水平以下。

说明书

交叉引用

本申请请求享有2015年5月28日提交的美国临时申请第62/167530号的权益，该申请通过引用以其整体并入本文中。

技术领域

本公开主题的各种实施例涉及用于将液体(如异氰酸盐液体)从容器供应至最终用途地点的系统。

背景技术

可发泡复合物典型在水和催化剂存在的情况下，通过将异氰酸盐化合物与含羟基材料(如多元醇(即，含有多个羟基的化合物))混合来形成。异氰酸盐和多元醇前体反应，以形成聚氨酯。同时，水与异氰酸盐化合物反应，以产生二氧化碳。二氧化碳使聚氨酯膨胀成泡沫多孔结构(即，聚氨酯泡沫)，其可用于保护或缓冲包装的物体。

在“袋中发泡”包装中，机器用柔性塑料膜生产出柔性容器(例如，袋)，且将可发泡复合物在容器形成时分配到容器中。随着复合物在容器内膨胀成泡沫，容器被密封闭合且典型地落到纸箱(例如，盒)中，其保持待缓冲的物体。上升的泡沫膨胀到纸箱内的可用空间中，但在容器内如此。由于袋是由柔性塑料制成的，所以它们围绕包装的物体形成了独立定制泡沫垫。此类包装设备的典型类型例如在美国专利4800708；4854109；5027583；5335483；5376219；6003288；6472638；6675557；7607911；和8869859中描述，它们中的各个通过该引用以其整体并入本文中；且在美国专利申请公开2007-0252297 A1中描述，其通过该引用以其整体并入本文中。

在“现场发泡”包装中，缓冲泡沫在待保护的物品被包装时生成。例如，在使聚氨酯泡沫前体混合以反应且生成聚氨酯泡沫时，到聚氨酯泡沫形成且硬化(即，“凝固”)的时候，所得的泡沫膨胀成填充闭合容器中的空隙空间，且由此缓冲被包装的物体。在复合物发泡以填充闭合容器的其余部分时，它形成包绕物体的定制形状的泡沫垫。待包装的物体可用聚合物膜或其他材料覆盖，以保护物体免受注射到或分配到容器中到聚合物膜上的液态可发泡复合物(即，反应物前体的混合物)。

在任一系统中，分配器接收来自(典型地)两个单独的供应容器(例如，供应筒)的泡沫反应物前体，且可开始混合泡沫反应物前体，接着分配或注射反应混合物。此类分配器的示例例如在美国专利3687370；3945569；4023733；4159079；4426023；5186905；5255847；5791522；5950875；6811059；6929193；和6996956中描述，它们中的各个通过引用以其整体并入本文中。此类系统可在操作者促动分配器时周期性地或按需要操作，由此周期性地激活泵，以供应泡沫前体液体。

用于制造袋中发泡或现场发泡聚氨酯泡沫的一些系统使用了浸入供应容器中的前体反应物液体内的泵。这是有利的，因为位于或接近容器的底部的泵利用由容器中的液体柱生成的压力来确保针对泵的足够的吸力压头。此外，由于某些类型的前体反应物液体(如异氰酸盐)会与空气中的湿气反应以形成坚硬的晶体结构或残余物，泵浸入容器中会使来自泵的液体泄漏物将与环境湿气反应的机会最小化。

然而，将泵浸入供应容器中的布置可需要困难且可能麻烦的转换过程来将泵从空的供应容器撤出且将其安装在满供应容器中。

发明内容

在实施例中，一种用于供应液体的系统包括贮罐、泵、排放路径以及再循环路径。贮罐具有处于液体的低水平与高水平之间的液体水平操作范围。泵定位成在低水平以下浸入贮罐内的液体中。泵具有用以从贮罐外的源接收液体的入口，和用以将液体输送至贮罐外的目的地的出口。排放路径将泵出口放置成与贮罐流体连通。排放路径具有排放阀，其控制穿过排放路径的液体流，以将贮罐中的液体水平维持在低水平以上。再循环路径将泵入口放置成与贮罐流体连通。再循环路径具有再循环阀，其控制穿过再循环路径的液体流，以将贮罐中的液体水平维持在高水平以下。

在另一实施例中，描述一种用于从具有容器开口的供应容器接入液体的组件。组件包括虹吸管、联接件以及滴流杯。虹吸管具有入口端部和相对的出口端部。联接件适于可移除地接合容器开口，以限定当联接件与容器开口接合时面向容器的内部的联接件的容器侧。联接件限定端口，以用于通过端口可滑动地接收虹吸管。滴流杯附接于联接件的容器侧。滴流杯限定内部和大体上与联接件的端口同心的孔。组件可在以下之间调节：(i)延伸位置，其中虹吸管延伸穿过联接件的端口且穿过滴流杯的孔，以将虹吸管的出口端部放置在联接件附近，以及(ii)撤出位置，其中虹吸管的入口端部在联接件附近且在滴流杯的内部内。

本公开主题的实施例提供泵，该泵在液体的供应容器外，但仍浸入液体内。操作者在转换至满容器期间不必从空容器提起泵。此外，滴流杯的实施例有助于减少来自虹吸管(其可从容器撤出)的滴流物的影响。

目前公开的主题的这些及其他目的、优点以及特征将通过参照详细描述和附图更容易地理解和认识。

附图说明

图1为本公开主题的实施例的代表性立视侧视图；

图2为沿图1的线2-2截取的代表性截面视图；

图3为滴流杯的备选实施例的代表性截面视图；

图4为使虹吸管处于撤出位置的图2的滴流杯的代表性侧视立视图；

图5为沿图4的线5-5截取的代表性截面视图；

图6为图5的部分的代表性详细视图；

图7为图1的贮罐的代表性截面细节视图；

图8为图7的排放阀(但处于打开位置)的代表性截面细节视图；

图9为图7的再循环阀(但处于打开位置)的代表性截面细节视图；

图10为图7的再循环阀(但使其减压阀功能处于打开位置)的代表性截面细节视图；

图11为图7的入口止回阀(但处于闭合位置)的代表性截面细节视图；

图12为图1的排气端口的代表性截面细节视图；

图13为在贮罐上包括干燥剂干燥器的实施例的代表性截面细节视图；

图14为系统的代表性过程控制图；以及

图15为用于控制器的代表性逻辑流程图。

本文中公开的主题的各个方面参照附图来描述。为了简单的目的，相似的数字可用于表示各个附图的相似、类似或对应的元件。附图和详细描述不旨在将请求保护的主题限制于公开的特定形式。而是意图为，覆盖落入请求保护的主题的精神和范围内的所有修改、等同物以及备选。

具体实施方式

本公开主题的实施例涉及系统10(图1、7)，其具有贮罐12、在贮罐内的泵14、将泵出口66与贮罐12连接的排放路径16，以及将泵入口34与贮罐12连接的再循环路径18，如在本文中更详细地描述的那样。

系统10操作成将液体从液体源20供应至贮罐12外的目的地，如例如至分配阀100(图14)，或至袋中发泡或现场发泡设备(用于使液体混合以生成聚氨酯泡沫)的分配器。目的地接收来自泵出口66的液体24。(图1、7)。尽管图1示出了两个供应系统(即，系统10和系统11)，但仅系统10在本文中详细地描述，因为系统11大体上类似于系统10。系统10和系统11可协作，以向同一分配器提供两种不同的液体，例如，来自系统11的多元醇类型的前体反应物液体和来自系统10的异氰酸盐类型的前体反应物液体，其中这些液体可在分配器中混合，以提供可发泡的混合物，如背景部分中描述的那样。

液体源20可包括容纳液体24的容器22。容器22可具有任何期望的容量。容器可为标准化容器、瓶或罐(如筒或桶(例如，55加仑钢或塑料筒))，中间散装容器或IBC(例如，275加仑的手提袋)和15加仑的立方体；或非标准或定制的容器，瓶或罐中的任何的一者或多者。

供应路径38将泵入口34放置成与液体源20流体连通，以使来自容器22的液体24可流至泵入口34。供应路径38可包括虹吸管26，其穿过联接件28和滴流杯30延伸到容器22中，如将在本文中更详细地描述的那样。供应路径38可包括软管32(例如，柔性软管)，其连接于虹吸管26的出口端部62且还附接于贮罐12的底部。(图1、7)。以该方式，容器22可位于远离贮罐12。供应路径38可包括入口止回阀60，入口止回阀60可位于贮罐12附近，如图7中示出的那样。入口止回阀60适于约束液体24流向液体源20，即，在在供应路径38内沿“相反”方向流。入口止回阀60在打开位置(图7)与闭合位置(图11)之间操作。

泵马达35经由泵轴36向贮罐12内的泵14提供功率。(图1、7)。泵14可为齿轮泵，例如，如美国专利6617367(其通过引用以其整体并入本文中)中描述的齿轮泵(如旋转泵或盖劳特(gerotor)泵)中的任一者。泵14具有用以接收来自贮罐12外的源20的液体24的泵入口34，以及使得来自供应路径38的液体24可泵送或输送至贮罐12外或远离贮罐12的目的地的泵出口66。

贮罐12构造成具有用于容纳贮罐12中的液体24的水平的正常或操作范围。液体水平的正常或操作范围在给定的低水平与给定的高水平之间。液体的低水平在贮罐内设定成足够高，使得在正常操作中，泵14定位成在低水平以下浸入贮罐内的液体中。液体在贮罐内的水平可由液体水平计、传感器或变送器74(图14)测量，例如，具有随着液体的水平变化的电阻输出的固态传感器(例如，可从e-Tape商标名称(Milone Technologies公司)获得)。如果存在不正常状态或对液体回流到贮罐中的其他需要，则贮罐的体积可选择为足以容纳可从贮罐外的目的地流回的液体体积。

系统可修改成以使在正常操作中，贮罐12内的压力处于或接近环境大气压力。“处于或接近”环境大气压力意味着贮罐12内的压力在贮罐12外的环境大气压力的1psi内。贮罐12可包括排气端口58，其例如位于贮罐的顶部，以当内部压力升高到外部环境大气压力以上时，使贮罐12内的压力和/或蒸汽通过排气端口58释放至贮罐外。(图1、12)。排气端口58可包括排气止回阀68(如图12中示出的伞形止回阀)，以阻碍环境外部空气通过排气端口58流到贮罐12中。

当液体水平在贮罐内降低时，外部空气可通过贮罐内的一个或多个未密封的端口抽吸到贮罐12中，如例如在再循环阀轴46、排放阀促动器轴54，或泵轴36系统中的一个或多个通过贮罐的壁进入之处。在实施例中，贮罐可包括进气端口72，空气可在贮罐12内的压力下降到外部环境压力以下时通过进气端口72流动。(图13)。系统可包括干燥剂干燥器70，以从外部环境空气抽取水蒸汽，其可在穿过进气端口72进入贮罐之前流过干燥器，以使空气的水含量可被减少。(图13)。可并入止回阀(未示出)，使得经由该进气通路单向流到贮罐中。

排放路径16使泵出口66放置成与贮罐12流体连通。排放路径16包括排放阀56，排放阀56操作成控制穿过排放路径16的液体24流，以将贮罐中的液体水平维持在低水平以上。排放阀56可由排放阀促动器50从闭合位置(图7)移动至打开位置(图8)，排放阀促动器50包括排放阀马达52(如步进马达)和附接于排放阀56的排放阀促动器轴54。在排放阀闭合位置，排放路径16中的液体24流被阻断。在排放阀打开位置，排放路径16打开，以使来自泵出口66的流体24可从相对较高压力的泵出口流至相对较低压力的贮罐12。如果贮罐中的液体水平在低水平以下，排放阀56可操作成打开。液体的低水平在贮罐内设定成足够高，使得在正常操作中，排放阀56定位成在低水平以下浸入贮罐12内的液体24中。

再循环路径18将泵入口34放置成与贮罐12流体连通。再循环路径18包括再循环阀48，再循环阀48操作成控制穿过再循环路径18的液体24流，以将贮罐中的液体水平维持在高水平以下。再循环阀48可由再循环阀促动器42从闭合位置(图7)移动至打开位置(图9)，再循环阀促动器42包括再循环阀马达44(如步进马达)和附接于再循环阀48的再循环促动器轴46。在再循环阀闭合位置，再循环路径18中的液体24流被阻断。在再循环阀打开位置，再循环路径18打开，以使来自贮罐的流体24可从相对较高压力的贮罐12流至相对较低压力(即，吸力压力)的泵入口34。如果液体水平在贮罐12的高水平以上，则再循环阀48可操作成打开。液体的低水平在贮罐12内设定成足够高，使得在正常操作中，再循环阀48定位成在低水平以下浸入贮罐12内的液体24中。

在浸入液体24中时，泵14、排放阀56以及再循环阀48(以及具有移动部件的其他操作器)中的一个或多个的定位减少了如下机会：这些操作器的功能可由于液体24(例如，包括异氰酸盐)与环境湿气反应而产生的坚硬的晶体结构或残余物而受到损害。

如果泵入口处的压力超过用于入口减压阀的设定压力(例如，1300 psig)，则入口减压阀64(图7、14)定位成且适于将泵入口放置成与贮罐12流体连通。入口减压阀64和再循环阀48可组合为双功能阀(例如，提升阀)，如图7中示出的那样。入口减压阀64可在泵入口34(和与泵入口流体连通的再循环路径18)内的压力超过设定压力时从通常闭合位置(图7)移动至打开位置(图10)，从而使流体沿相反方向流过再循环路径18且到贮罐中。此类情况可发生，例如，如果在泵出口66处的泵14下游的压力异常地通过泵沿相反方向转移或泄漏(例如，在泵在静止位置“关闭”时)以增加泵入口34上的压力。

操作

控制器40包括处理器，该处理器可编程成与水平计或液体水平传感器74、压力变送器102以及分配阀100中的一个或多个对接，以接收信息且控制阀的操作(例如，经由促动器42、50)。(图14-15)。

系统10可放置在起动模式中，其中泵开启，排放阀56打开，以使液体24从泵出口66流过排放路径16且到贮罐12中。再循环阀48闭合，以阻断再循环路径18中的流。

在操作模式中，泵14可在泵出口66处的压力降低到低压设定点以下时开启，且可在泵出口66处的压力增加到高压设定点以上时关闭。该压力可由压力计102和传送至控制器40的压力水平来测量，其中控制器40的处理器可编程成接收来自压力计102的压力测量结果，将压力信息与高压和低压设定点比较，且接着响应于压力测量结果来指令泵马达35激活或停用，以操作泵。

控制器40可接收来自水平计74的信息，以用于测量液体在贮罐12中的水平。控制器40的处理器可编程成接收来自水平计的液体水平测量结果且如果液体水平升高到高水平以上，则打开再循环阀48，以使泵18通过再循环路径18从贮罐12抽吸液体。泵可接着将液体发送至贮罐12外的目的地。控制器40的处理器还可编程成，如果贮罐12中的液体水平降低到低水平以下，则打开排放阀56。(图14)。

系统10如必要可用于通过首先起动泵14 来供应液体，这通过激活泵，闭合再循环阀48，且打开排放阀56以使泵将吸力施加于液体源20，且来自泵出口66的液体通过排放路径16流到贮罐12中，直到贮罐中的液体水平在低水平以上。随后，排放阀56闭合，以使泵14可将液体发送至贮罐外的目的地。

用于接入液体的组件

公开主题的额外实施例涉及用于从具有容器开口78的供应容器22接入液体的组件76。(图2)。组件包括虹吸管26，虹吸管26具有入口端部80和相对的出口端部62。虹吸管26可比容器22的高度较长。

联接件28适于可移除地接合容器开口78，以限定在联接件28与容器开口接合时面向容器22的内部的联接件的容器侧82。例如，联接件可适于卡扣在容器上以包绕容器开口78，以及从该容器脱开。联接件28限定端口84，以用于穿过端口84可滑动地接收虹吸管26。虹吸管26可以以关于联接件28的非垂直的角度延伸。(图5)。例如，虹吸管26可以以关于联接件的例如在92度至100度的范围内的角度延伸，(例如，见图5中的定向)。虹吸管的成角度定向可用于在容器的竖直壁和底部的“拐角”或交叉处引导虹吸管的入口端部80，以使容器可在以微小角度倾斜时被完全地排空。(图2)。

组件76可包括从联接件28延伸的手柄94，以便于手动移除组件与供应容器的接合。(图2、图4-6)。备选手柄96在图3中示出。在该构造中，联接件28上的手柄96在容器22的顶表面以下延伸或悬于其上，以使在联接件与容器开口78接合时，联接件28适当地定向，使得管26的角度引导至容器的拐角，如以上论述的那样。

滴流杯30附接于联接件28的容器侧82。滴流杯30可大小确定成可经过容器开口78。滴流杯30限定内部86和大体上与联接件26的端口84同心的孔88。在这种用法中，大体上同心并不意味着具有数学上的几何精度，而是在虹吸管可延伸穿过滴流杯孔和联接端口84两者的意义上为同心的。滴流杯30的孔88的大小对应于虹吸管26的入口端部80的直径。在这种用法中，对应的意思是孔88足够大以使入口端部80经过孔，而未大到以使滴流杯30的滴流物捕获功能不合理地减弱。

组件76可在(i)延伸位置与(ii)撤出位置之间调节，在延伸位置，虹吸管26延伸穿过联接件的端口84且穿过滴流杯30的孔88，以将虹吸管的出口端部62放置在联接件28附近(图2)，在撤出位置，虹吸管26的入口端部80在联接件26附近且在滴流杯30的内部86内(图4-6)。

虹吸管26的入口端部80可包括止挡部分90，其具有大于联接件26的端口84的内直径的外直径。(图6)。在该布置中，虹吸管26的入口端部80阻止滑动穿过端口84。虹吸管26可包括在虹吸管的入口端部80处的止回阀98(例如，伞形止回阀)，以约束液体从入口离开虹吸管。(图3)。

虹吸管26在入口端部80与出口端部62之间限定中间部分92。联接端口84的内直径可对应于虹吸管的中间部分92的外直径，以使管26的外表面上的液体24可在管从延伸位置(图2)移动至撤出位置(图4-5)时从虹吸管表面擦去。

组件76在空容器更换成满容器期间为有用的，以最小化操作器对容纳在容器中的液体的损失或暴露，同时维持流体在供应路径38内，以便于起动泵来用于下一步使用。为了进行转移，操作者抓住虹吸管的出口端部，而不使软管32与虹吸管的出口端部脱离。操作者接着通过联接端口84向上滑动虹吸管，这可将液体从管的外表面擦掉。止挡部分90防止操作者从联接件移除虹吸管。此时，管的入口端部在滴流杯30的内部空间86内。操作者接着抓住手柄96或98，以移除联接件28(和组件76)与容器22的接合。入口止回阀98将液体24柱维持在组件76、虹吸管26以及软管32内。虹吸管可在大体上水平定向上倾斜，以使在入口端部80处的任何液体滴流将由滴流杯30捕获。(图6)。

操作者可接着基本上通过颠倒以上描述的步骤的顺序而将组件76安装在满容器中，例如，以安装联接件来接合替换容器的容器开口，且使虹吸管滑动穿过联接端口，以延伸到容器中。

在本文中列举的任何数值范围包括以一个单位为增量从较低值至较高值的所有值，假设在任何较低值与较高值之间存在至少两个单位的间隔。作为示例，如果规定组分的量或过程变量(例如，温度、压力、时间)的值可在1至90、20至80、或30至70中的任一者的范围内，或可为至少1、20或30和/或至多90、80或70中的任一者，则意图是如15至85、22至68、43至51、和30至32、以及至少15、至少22、和至多32的值在本说明书中明确地枚举。对于小于1的值，一个单位被认为是0.0001、0.001、0.01或0.1(视情况而定)。这些仅仅是具体意图的示例，且枚举的最低值与最高值之间的数值的所有可能的组合被认为在本申请中以类似的方式明确地陈述。

以上描述为本发明的优选实施例的描述。各种改型和变化可在不脱离如权利要求中限定的本发明的精神和较广泛的方面的情况下进行，这些权利要求根据包括等同原则的专利法原则来解释。除了在权利要求和具体示例中，或其中另外明确地指出的以外，指示材料的量、反应条件、使用条件、分子量和/或碳原子数等的本说明书中的所有数值理解为在描述本发明的最广泛范围时由“大约”来修饰。对本公开中的物件或权利要求中的元件以单数形式使用冠词“一个”、“一种”、“该”或“所述”的任何引用不应被解释为将物件或元件限制于单数，除非明确说明。本申请中阐明的限定和公开内容控制了可存在于并入的引用中的任何不一致的限定和公开内容。ASTM试验的所有引用都为在本申请的优先权提交日识别的最新、当前批准且公布版本的ASTM试验。各个此类公布的ASTM试验方法通过引用以其整体并入本文中。