ДОЗИРОВАННАЯ ПОДАЧА ЖИДКОСТЕЙ ИЗ КОНТЕЙНЕРА, СОЕДИНЕННОГО С КРЫШКОЙ ВСТРОЕННОГО НАСОСА
DOSED FEED OF FLUIDS FROM CONTAINER CONNECTED TO COVER OF BUILT-IN PUMP

ПРЕДПОСЫЛКИ СОЗДАНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Данная спецификация относится к дозированной подаче жидкостей.
Для многих процессов требуется дозированная подача жидкостей. Жидкости могут дозированно подаваться многими способами от розлива вручную до механических разливающих устройств. Во многих общепринятых технологиях дозированной подачи жидкостей имеются проблемы с точностью дозирования и проливами жидкостей.
Литьевые машины для литья под давлением используются для изготовления изделий из пластмассы различной формы и цвета. Для создания цветных пластмассовых изделий в системах литья под давлением обычно используются предварительно окрашенные гранулы или шарики пластичного полимера в качестве базового материала, цвет которого соответствует цвету готового литого пластикового изделия. Предварительно окрашенный пластичный полимер плавится и затем впрыскивается в литьевую форму для получения литого пластмассового изделия запланированного цвета.
КРАТКОЕ ИЗЛОЖЕНИЕ СУЩНОСТИ ИЗОБРЕТЕНИЯ
В данной спецификации описаны технологии, связанные с дозированной подачей жидких материалов.
В общем случае, один инновационный аспект объекта изобретения, описанного в данной спецификации, заключается в устройствах, которые включают контейнер, соединенный с крышкой встроенного насоса, встроенную крышку насоса, включая насос, соединенный с впускным отверстием контейнера, и выпускное отверстие, спроектированное для дозированной подачи жидкостей из контейнера при включении насоса.
В общем случае, другой инновационный аспект объекта изобретения, описанного в данной спецификации, может заключаться в системе, которая включает: контейнер с жидкостью, включая встроенную крышку насоса; мотор, соединенный с контейнером с жидкостью, спроектированный для привода встроенного насоса с крышкой для дозированной подачи заданного количества жидкого красителя, и устройство, соединенное с контейнером с жидкостью так, что жидкость, подаваемая из контейнера, попадает в устройство.
В общем случае, еще один инновационный аспект объекта изобретения, описанного в данной спецификации, может заключаться в способах дозированной подачи заданного количества жидкости, которые включают действия: получение команды на дозированную подачу заданного количества жидкости; пуск мотора, соединенного с контейнером с жидкостью; контейнера, включающего насос, под крышкой встроенного насоса; и останов мотора после подачи заданного количества жидкости из контейнера с жидкостью. Другие способы осуществления данного аспекта включают соответствующие системы, устройства и компьютерные программы, спроектированные для выполнения действий данных способов, закодированные на устройствах компьютерного хранения.
Эти и другие способы осуществления изобретения могут каждый дополнительно включать один или более следующих признаков. Контейнер может включать один или более компонентов. Например, это может быть один компонент в форме чаши, которая может быть жесткой или мягкой. Контейнер может содержать выпускное отверстие для уравновешивания давления внутри контейнера с атмосферным давлением при открытом выпускном отверстии. И наоборот, контейнер, соединенный с крышкой насоса, может образовать замкнутую систему (т.е. систему, не имеющую выпускного отверстия).
Контейнер может быть достаточно мягким так, чтобы включенный в замкнутую систему контейнер сминался по мере выкачивания из него жидкости. Контейнер может включать более одного компонента так, чтобы наружная оболочка контейнера была жесткой, а внутренний вкладыш - мягким. Наружный контейнер может включать вентиляционное отверстие, которое будет оставаться открытым или открываться и закрываться при помощи полоски ленты или клапана. Внутренний вкладыш может сминаться по мере выкачивания жидкости из контейнера.
Множество модификаций насосов может быть включено в корпус с крышкой встроенного насоса, таких как роторный насос (G), шланговый насос, шприцевой насос или диафрагменный насос с эластомерной диафрагмой.
Частные способы выполнения изобретения, описанные в данной спецификации, могут быть выполнены так, чтобы реализовать одно или более из следующих преимуществ. Крышка встроенного насоса позволяет подавать контролируемое точное количество жидкости.
Снижаются утечки, а также риск недолива или перелива жидкостей. Контейнер одноразового использования, включая крышку встроенного насоса, позволяет легко выполнять очистку и уменьшает загрязнение подаваемой жидкости. Крышка встроенного насоса может быть выполнена из пластмассы, чтобы снизить стоимость ее изготовления и облегчить замену, однако, если тип перекачиваемых материалов или другие условия гарантированы, крышка встроенного насоса может быть изготовлена из металла или комбинации металла и пластика.
Литье под давлением цветных пластмассовых изделий при впрыскивании жидких красителей может снизить затраты на литье. Для получения всех цветов может использоваться нейтральный исходный материал, поэтому литейщикам нет необходимости поддерживать запас исходных материалов различных цветов. Кроме того, можно улучшить качество цвета, устранив повторный нагрев цветного исходного материала, который уже нагревался ранее для окрашивания. Также непосредственное использование жидкого красителя устраняет дополнительную обработку, например сушку, предварительно окрашенных исходных материалов, таким образом экономя время и затраты на сушку исходного материала.
Детали одного или более способов выполнения изобретения, описанного в данной спецификации, указаны на сопроводительных чертежах и в описании ниже. Другие признаки, аспекты и преимущества изобретения станут ясными из описания, чертежей и пунктов патентной заявки.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
На ФИГ.1 показан пример дозированной подачи.
На ФИГ.2 показан пример контейнера с жидкостью и крышкой встроенного насоса.
На ФИГ.2A показано перспективное изображение с пространственным разделением деталей примера контейнера с жидкостью и крышкой встроенного насоса.
На ФИГ.3 показан вид крышки встроенного насоса.
На ФИГ.4 показан вид с частичным разрезом крышки встроенного насоса.
На ФИГ.5 показан другой вид с частичным разрезом крышки встроенного насоса.
На ФИГ.6 показан вид в разрезе крышки встроенного насоса.
На ФИГ.7 показана схема последовательности технологических операций дозированной подачи жидкостей.
На ФИГ.8 показана блок-схема системы литья под давлением с впрыскиванием при дозированной подаче жидких красителей.
На ФИГ.9 показана схема последовательности технологических операций дозированной подачи красителей при литье под давлением с впрыскиванием.
Одинаковые ссылочные позиции и условные обозначения на различных чертежах обозначают одни и те же элементы.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Крышка встроенного насоса для контейнера обеспечивает точную дозированную подачу жидкостей из контейнера, снижая риск проливов и загрязнения. Множество видов жидкостей, имеющее широкий диапазон вязкостей, может дозированно подаваться насосом, включая вяжущие материалы, цемент, красители, защитные эмульсии, моющие средства, эпоксидные смолы, красящие вещества, заполнители (например, кузовная шпатлевка), материалы на основе нанотехнологий, масла, краски (например, автомобильные краски), мастики, пигменты, полимерные присадки (которые могут быть органическими и неорганическими), герметизирующие материалы, протравные красители, тонирующие составы, лаки, восковые массы и тому подобное. Жидкости могут быть в чистом виде (включая концентраты) или в форме эмульсии, раствора или суспензии.
Приводной мотор может быть соединен с крышкой встроенного насоса для дозированной подачи заданного количества жидкости. В некоторых вариантах конструкции или способах выполнения роторный насос типа G встраивается в крышку контейнера для перекачивания жидкости из контейнера при включении приводного мотора. Однако много других типов насосов можно без затруднений встроить в крышку в зависимости от вида перекачиваемого материала и других соображений, связанных с областью их применения (например, стоимость, эффективность, точность, размер, вес, будут ли движущиеся детали включены в крышку или же они должны быть изолированы от нее, и т.д.), таких как шланговый насос, шприцевой насос или диафрагменный насос с эластомерной диафрагмой.
В некоторых вариантах конструкции жидкие красители дозированно впрыскиваются в устройство для литья под давлением для производства цветных пластмассовых изделий, но другие типы устройств для литья также могут использоваться, включая, например, устройство раздувного формования, литья под давлением с раздувкой, формования из экструдируемых заготовок, центробежного литья. В частности, нейтральный пластиковый исходный материал (например, гранулы или шарики пластичного полимера могут нагреваться в устройстве для литья). Предпочтительно, чтобы базовый исходный материал мог иметь свой «натуральный» цвет (т.е. цвет, присущий пластичному полимеру без добавления протравных красителей, пигментов или других красящих веществ). Пластиковый исходный материал может быть белым, бежевым, серым или иметь другой нейтральный цвет, а также может быть прозрачным, полупрозрачным или непрозрачным. Точное количество жидкого красителя может дозироваться в нейтральный пластиковый исходный материал так, чтобы расплавленный пластиковый исходный материал соответственно прокрашивался. Количество красителя будет меняться в зависимости от типа пластикового исходного материала, самого красителя, желаемого цвета, но обычно используется количество, равное примерно 0,5-3% по весу или объему. Цветной расплавленный пластик затем подается посредством впрыскивания или выдавливания в полость литейной формы или экструзионную головку, имеющих форму или профиль пластмассового изделия, которое должно быть сформировано, например бутылка, пленка и множество других изделий, повсеместно производимых на устройствах для литья пластмассы. Поскольку изобретение будет подробно описано в контексте разливочного устройства для подачи жидкого красителя в устройство для литья, проще проиллюстрировать одну предпочтительную область применения.
Раскрываемое здесь изобретение может использоваться для дозированной подачи множества жидкостей, как описывалось ранее, и разливаемая жидкость может подаваться в устройства, отличные от устройства для литья (например, в смеситель или устройство для заполнения контейнера), или может подаваться для непосредственного конечного использования (например, распыляемая жидкость или выдавливаемая мастика).
На ФИГ.1 показан пример системы дозированной подачи 100. Система дозированной подачи включает основание мотора 102 и контейнер 104 с крышкой встроенного насоса 106. Основание мотора 102 включает мотор (не показан отдельно) для привода насоса, заключенного под крышкой встроенного насоса 106. Мотор может представлять собой электродвигатель постоянного или переменного тока (например, шаговый двигатель, сервомотор и т.д.), спроектированный для привода приводного вала, который находится в зацеплении с крышкой встроенного насоса 106. Как альтернатива, мотор может быть пневматическим, гидравлическим, пьезоэлектрическим, механическим (например, с использованием реечной передачи, коленчатого вала, кулачкового вала или другого подобного механизма) или с ручным приводом при условии, что он спроектирован для передачи энергии на приводной вал, который находится в зацеплении с крышкой встроенного насоса. 106. Для простоты и удобства конструкции предпочтительно иметь передачу вращательной энергии от мотора на приводной вал, но линейная передача энергии также может использоваться.
Основание мотора 102 может также включать программируемый логический контроллер в виде отдельного блока или как часть самого двигателя так, чтобы можно было вводить определенные команды для того, чтобы, например, высвободить заданное количество жидкости в соответствии с командой. Количество может быть связано с весом дозируемой жидкости. Например, одна команда может включить мотор таким образом, чтобы был подан один грамм жидкости. Вторая команда предназначена для подачи двух гамм жидкости и т.д. Таким образом, определенная жидкость может подаваться в различных количествах в зависимости от области ее применения. Например, различные количества жидкого красителя могут дозированно подаваться в зависимости от желаемого цвета и количества пластика, который необходимо окрасить. В некоторых других конструкциях команды мотору могут быть калиброваны для дозированной подачи жидкости по объему, а не по весу (например, запрограммированное количество миллилитров).
Контроллер может рассчитать время работы мотора на основании удельного расхода насоса при данной скорости вращения мотора. Оно может зависеть от данной дозируемой жидкости (например, как функция вязкости жидкости). Таким образом, скорость вращения двигателя и расход могут использоваться для расчета времени работы мотора, необходимого для дозированной подачи заданного количества жидкости (по весу или объему).
Основание мотора 102 может включать интерфейс для ввода команд, например для определенной дозированной подачи жидкости. Например, один или более параметров управления интерфейсом могут позволить пользователю задать определенную команду, используя меню, коды команд или их комбинацию (например, используя кнопки, интерфейс с сенсорным экраном или другое устройство ввода).
В качестве альтернативы, в некоторых конструкциях основание мотора 102 соединено с другим устройством, которое обеспечивает управляющий интерфейс, например вычислительное устройство. Вычислительное устройство может включать программное обеспечение для управления с основания мотора 102 и обеспечения интерфейса пользователя. Интерфейс пользователя может позволить пользователю подавать команды для дозированной подачи жидкостей.
На ФИГ.2 и 2A показан вид 201 примера контейнера для жидкости 200 с крышкой встроенного насоса 202. Контейнер для жидкости 200 включает жесткий наружный контейнер 203 многократного или однократного использования и мягкий внутренний вкладыш 205 одноразового использования, расположенный в наружном контейнере. Наружный контейнер может обеспечить структурную устойчивость при транспортировке контейнера для жидкости 200. Наружный контейнер может иметь съемное соединение с крышкой встроенного насоса 202, например, используя кольцо с резьбой 204. Кольцо с резьбой может быть выполнено как одно целое с крышкой или в качестве отдельной детали. Резьба на кольце 204 может быть ниппельная или муфтовая для соединения с дополнительной резьбой на наружном контейнере. Кольцо с резьбой 204 также может использоваться для поддержания положения крышки встроенного насоса 202 на контейнере 200.
Несмотря на то, что кольцо с резьбой 204 проиллюстрировано на ФИГ.2 для схемного соединения крышки встроенного насоса 202 с контейнером 200, могут использоваться другие механизмы соединения, как, например, штыковой разъем, зажимы или клеммы и тому подобное, что может использоваться для обеспечения возможности «быстрого соединения». В качестве альтернативы, крышка встроенного насоса 202 может соединяться с контейнером 200 при помощи посадки с натягом или фрикционной посадки этих двух компонентов.
Крышка встроенного насоса 202 может соединяться с жестким наружным контейнером или мягким вкладышем 205. Механизмы соединения, описанные выше, особенно подходят для соединения насоса с жестким наружным контейнером. Дополнительную устойчивость можно обеспечить, например, при установке на вкладыш опорного кольца 207, которое устанавливается на его открытом конце, который располагается на верхней кромке 209 наружного контейнера 203. Закрепление крышки встроенного насоса на наружном контейнере указанными выше способами может сдавить опорное кольцо вкладыша между верхней кромкой наружного контейнера и крышкой насоса.
Если крышка встроенного насоса 202 соединяется с мягким вкладышем, это может быть выполнено при помощи фрикционной посадки между крышкой насоса и вкладышем или посредством уплотнения между крышкой насоса 202 и вкладышем, используя, например, ультразвуковую сварку или клеящий состав.
Как показано на ФИГ.2A, наружный контейнер 203 может содержать отверстие для выпуска воздуха 203A, которое может оставаться открытым, или отверстие для выпуска воздуха, которое может быть открытым и закрытым при помощи, например, полоски клейкой ленты или клапана.
Таким образом, если отверстие для выпуска воздуха 203A открыто, внутренний вкладыш может сминаться по мере выкачивания жидкости из контейнера, таким образом, ускоряя подачу всей жидкости. Таким образом, мягкий внутренний вкладыш в сочетании с крышкой насоса обеспечивает герметичный контейнер для жидкости, который сминается по мере ее подачи. Такая невентилируемая конструкция обеспечивает дозированную подачу жидкости без доступа воздуха, что снижает риск загрязнения жидкости. Например, некоторые жидкости могут реагировать с кислородом, например жидкости, которые отверждаются под воздействием воздуха. Другие жидкости легко загрязняются частицами, содержащимися в воздухе, которые могут ухудшиться функции, а также повлиять на процесс дозированной подачи. Мягкий вкладыш может быть выполнен из различных гибких материалов, например из полиэтилена низкой плотности.
Несмотря на то, что контейнер для жидкости 200 описан как включающий наружный контейнер и внутренний вкладыш, это может быть одним компонентом в форме контейнера без вкладыша. Контейнер, который может быть жестким или мягким и может содержать вентиляционное отверстие для уравнивания давления внутри контейнера с атмосферным давлением, если вентиляционное отверстие открыто. Мягкий контейнер может быть выполнен из различных гибких полимерных материалов, например из полиэтилена низкой плотности, или, если требуется повышенная прочность или увеличенный срок службы, может использоваться сополимер этилена и винилацетата, как, например, Elvax.
Крышка встроенного насоса 202 включает соединительную муфту мотора 206, которая, в иллюстрируемом способе выполнения, вращается вокруг центральной оси при соответствующем вращении компонента привода в основании мотора 102, показанного на ФИГ.1. Как показано, соединительная муфта мотора 206 включает ряд зубьев, которые могут зацепляться с соответствующим набором зубьев в основании мотора 102. Таким образом, когда мотор приводит в движение вращающийся приводной вал, соединенный зубьями с соединительной муфтой мотора 206, муфта мотора 206 вращается и включает насос так, что содержимое контейнера 200 может дозированно подаваться через выходное отверстие 208. Зубья могут быть профилированы так, чтобы ускорить передачу энергии от мотора к насосу. Возможны многочисленные вариации данного подхода. Например, основание мотора 102 и соединительная муфта мотора 206 могут иметь одинаковое или различное число зубьев зацепления или они могут взаимодействовать без использования зубчатой передачи, как, например, при помощи сцепления силами трения или электромагнитной муфты. Для простоты и удобства конструкции предпочтительно иметь передачу вращательной энергии от мотора на приводной вал, но линейная передача энергии также может использоваться, например через реечную передачу. Преимуществом является то, что крышка насоса 202 может быть отсоединена от основания мотора 102 без использования инструментов, чтобы ускорить очистку и установку другого контейнера 200.
На ФИГ.3 показан вид примера крышки встроенного насоса 300 более детально. Встроенная крышка насоса включает корпус 302, соединительную муфту контейнера 304 (как часть корпуса 302 или отдельно от него), выходное отверстие 208 и соединительную муфту мотора 206. В способе выполнения изобретения, показанном на ФИГ.3 и других способах, крышка встроенного насоса и ее составные части могут быть выполнены из пластика, чтобы снизить затраты на изготовление и обеспечить одноразовое использование, однако, если тип перекачиваемых материалов или другие условия гарантированы, крышка встроенного насоса может быть изготовлена из металла или комбинации металла и пластика.
Обратившись к ФИГ.3 в качестве примера, можно увидеть, что корпус крышки насоса 302 может быть изготовлен как единое целое или в виде комбинации деталей с разъемным соединением между собой или постоянной фиксацией (например, посредством ультразвуковой сварки). Например, часть корпуса 302 может быть спроектирована в виде крышки, подходящей для контейнера 200 (наружного контейнера или вкладыша). Часть этой крышки может быть съемной, чтобы образовалось отверстие, куда будет подсоединяться корпус насоса, включая насос для дозированной подачи жидкости из контейнера. В некоторых вариантах конструкции корпус насоса включает первую часть, расположенную с одной стороны от отверстия крышки, и вторую часть, расположенную с другой стороны от отверстия в крышке, где две части соединяются и фиксируются между собой и с крышкой. Кольцевое уплотнение или другое уплотнение или прокладка могут быть расположены между крышкой и частью корпуса насоса, чтобы предотвратить утечки жидкости. В некоторых альтернативных вариантах конструкции корпус насоса соединен с крышкой (например, ультразвуковой сваркой или клеящим веществом) для крепления корпуса насоса к крышке. В других вариантах конструкции корпус насоса может быть выполнен как одно целое с крышкой для закрывания контейнера.
Соединительная муфта контейнера 304 позволяет присоединить к нему встроенную крышку насоса 300 для соединения с контейнером 200 (ФИГ.2). В некоторых вариантах конструкции (как показано на ФИГ.3) соединительная муфта контейнера снабжена ниппельной или муфтовой резьбой для соединения с дополнительной резьбой на контейнере 200.
В других вариантах конструкции соединительная муфта контейнера спроектирована так, чтобы обеспечить посадку с натягом или фрикционную посадку на контейнере. В прочих вариантах конструкции соединительная муфта контейнера может представлять собой штыковой разъем, зажимы или клеммы и тому подобное (с дополнительным механизмом зацепления, расположенным на контейнере), что может использоваться для обеспечения возможности «быстрого соединения». В качестве альтернативы, соединительная муфта контейнера 304 может быть зафиксирована при помощи сварки (например, ультразвуковой сварки) или клеящего вещества, которое приклеит крышку насоса 300 к контейнеру. Как указано выше в отношении ФИГ.2, выходное отверстие 208 спроектировано для выпуска жидкостей из контейнера, перекачиваемых насосом, находящимся под крышкой насоса 300. Насос включается, используя соединительную муфту мотора 206.
На ФИГ.4 показан вид с частичным разрезом 400 примера крышки встроенного насоса для иллюстрации дополнительных деталей. На виде с частичным разрезом 400 показаны соединительная муфта мотора 206, выходное отверстие 208, контейнер 402, соединенный с крышкой встроенного насоса, используя кольцо с резьбой 204, и частичный вид насоса 404. В примере крышки встроенного насоса, показанном на ФИГ.4, насос 404 представляет собой роторный насос типа G, но, как отмечалось выше, вместо него может быть использовано множество других типов насосов, включая шланговый насос, шприцевой насос или диафрагменный насос с эластомерной диафрагмой.
Насос может быть выполнен из металла, пластика, других материалов или их комбинаций. Например, в некоторых вариантах конструкции корпус насоса отлит или изготовлен каким-то другим способом из стеклонаполненного нейлона, а шестерни отлиты или изготовлены каким-то другим способом из политетрафторэтилена (например, Тефлон™) - импрегнированного ацетала. Поскольку соединительная муфта мотора вращается или перемещается иным способом, движение передается к насосу таким образом, что точное количество жидкости из контейнера 402 дозированно подается через выходное отверстие 208. В некоторых вариантах конструкции крышка встроенного насоса присоединяется к мотору таким образом, что соединительная муфта мотора 206 соединяется с мотором в направлении сверху вниз; это означает, что в рабочем положении соединительная муфта мотора расположена над мотором, как показано на ФИГ.1. Таким образом, контейнер расположен над насосом 404 так, что жидкость самотеком направляется на вход насоса 404. Однако предусматриваются также другие способы осуществления изобретения. Например, крышка встроенного насоса может быть смонтирована таким образом, что соединительная муфта мотора 206 соединяется с мотором в направлении снизу вверх; это означает, что в рабочем положении соединительная муфта мотора и контейнер расположены под мотором. В таких вариантах конструкции жидкость может дозированно подаваться из контейнера при создании в контейнере избыточного давления (например, создании давления в пространстве между наружным контейнером и внутренним вкладышем), или при установке сифонной трубки, идущей от наружного отверстия 208 к дну контейнера, или при использовании надувной камеры, которая расширяется, вытесняя жидкость из контейнера.
Типичный роторный насос типа G более подробно описан на ФИГ.5. На ФИГ.5 показан другой вид крышки встроенного насоса с частичным разрезом 500. На этом виде с частичным разрезом 500 роторный насос типа G 404 разрезан в верхней части, тогда как остальные части корпуса 502 остались неразрезанными. В частности, как показано на ФИГ.5, соединительная муфта мотора 206 соединяется с валом 504. Вал 504 также соединяется с внутренним или первым ротором 506. Внутренний ротор 506 расположен со смещением от центральной осевой линии и находится в зацеплении с наружным или вторым ротором 508.
В варианте конструкции, показанном на ФИГ.5, при повороте соединительной муфты мотора 206 мотором вал 504 вращается. Вращение вала 504 вызывает вращение внутреннего ротора 506, вокруг которого находится наружный ротор. На наружном роторе 508 содержится больше пазов, чем число зубьев внутреннего ротора 506, так, что внутренний ротор 506 вращается эксцентрически с наружным ротором 508. Это вращение таково, что в первом положении входное отверстие открыто, позволяя жидкости вытекать из контейнера в пространство между зубьями внутреннего ротора 506. Поскольку внутренний ротор 506 и наружный ротор 508 продолжают вращаться, выходное отверстие открывается между зубьями и жидкость выталкивается из насоса через выходное отверстие 208. Наружный ротор 508 вращается с меньшей скоростью, чем внутренний ротор 506, таким образом, вращаясь и изменяя объем камер, создаваемых пазами.
В некоторых вариантах конструкции насос является реверсивным, позволяя закачивать жидкости снаружи контейнера через выходное отверстие 208 (которое при такой конфигурации может рассматриваться как входное отверстие) в контейнер. В некоторых других вариантах конструкции насос является нереверсивным так, что жидкости могут только выкачиваться из контейнера.
На ФИГ.6 показан детальный вид в разрезе 600 в качестве примера крышки встроенного насоса. На виде в разрезе 600 показаны соединительная муфта мотора 206, вал 504, роторный насос типа G 404 и корпус 302. Роторный насос типа G имеет форму диска с боковой стороны и пересекается валом 504 со смещением от оси. В частности, наружный ротор 508 (ФИГ.5) пересекается со смещением от оси, когда внутренний ротор 506 (ФИГ.5) пересекается валом 504 по оси. Это движение приводного вала 504 со смещением от оси обеспечивает эксцентрическое вращение компонентов роторного насоса типа G.
На ФИГ.7 показана схема последовательности операций процесса 700 дозированной подачи жидкостей. Для удобства процесс 700 будет описан относительно системы дозированной подачи, которая и выполняет процесс 700.
В систему дозированной подачи входит выбранный контейнер для жидкостей с крышкой встроенного насоса (702). Например, система дозированной подачи может использоваться для дозированной подачи ряда различных жидкостей, включая некоторые из упомянутых выше. Как таковые, жидкости и соответствующие им контейнеры могут взаимно заменяться. Например, для жидких красителей различные цвета могут использоваться с системой дозированной подачи жидкости для получения различных цветов. Точно так же краски могут дозированно подаваться для отдельного использования или краски различных цветов могут дозированно подаваться и смешиваться вместе для образования смешанного цвета.
Выбранный контейнер для жидкостей может включать соединительную муфту для соединения контейнера с крышкой встроенного насоса с мотором. Мотор может включать муфту приводного вала, спроектированную для соединения с муфтой мотора встроенного насоса. Также может использоваться дополнительное муфтовое соединение. Например, выходное отверстие встроенного насоса может быть соединено с местом назначения (например, контейнер, машина или другое место), например, при помощи трубки или другого канала для потока жидкости.
Система дозированной подачи определяет количество жидкости, которое должно подаваться (704). В частности, пользователь может ввести заданное время дозированной подачи, количество жидкости или код команды, которая соответствует заданному запрограммированному количеству дозированной подачи. Код входной команды может относиться к жидкости, которая должна дозированно подаваться. В качестве альтернативы или дополнительно, код входной команды может относиться к области применения дозированно подаваемой жидкости (например, количество, необходимое для окрашивания определенного объема пластика нейтрального цвета в устройстве для литья под давлением с впрыскиванием).
Система дозированной подачи включает мотор для дозированной подачи жидкости (706). В частности, мотор включается для привода встроенного насоса. Мотор поворачивает или другим способом передвигает приводной вал, который вызывает соответствующее вращение или другое перемещение компонентов встроенного насоса так, что точное количество жидкости дозированно подается как функция скорости мотора, конфигурации насоса и дозированно подаваемой жидкости.
Система дозированной подачи отключает мотор для окончания дозированной подачи жидкости (708). Когда заданное количество жидкости дозированно подано, мотор отключается и останавливает встроенный насос. В качестве альтернативы, система дозированной подачи может быть калибрована в соответствии с количеством оставшейся жидкости между выходным отверстием насоса и местом назначения (например, в трубке для дозированной подачи), которое будет высвобождено таким образом, чтобы при отключении мотора дозированно подавалось точное количество жидкости. Затем эта дозированно поданная жидкость может использоваться для различных целей.
На ФИГ.8 показана блок-схема системы литья под давлением с впрыскиванием 800. Система литья под давлением с впрыскиванием 800 включает исходный пластиковый материал 802 (например, шарики или гранулы пластичного полимера в бункере) и жидкий краситель 804 или другую жидкость (например, в контейнере, включая встроенный насос для дозированной подачи точного количества жидкости, как описано выше).
Пластиковый материал 802 и жидкий краситель 804 подаются в устройство для литья под давлением с впрыскиванием 806. Устройство для литья под давлением с впрыскиванием 806 включает нагреватель 808 и форму для отливки 810. Нагреватель 808 плавит пластиковый материал 802, в который может быть добавлен жидкий краситель 804. Расплавленный пластиковый материал 802 может впрыскиваться в форму для отливки 810. Форма для отливки имеет профиль, сформированный в ее полости в соответствии с желаемой формой готового цветного отлитого пластмассового изделия 812. Могут использоваться другие системы литься, а принципы их работы также становятся понятны из блок-схемы на ФИГ. 8. Например, устройство для литья под давлением с впрыскиванием 806 может представлять собой устройство для литья с раздувам, устройство для литья под давлением с раздувкой, формование из экструдируемых заготовок или вращательное устройство для литья, а форма для отливки 810 может быть снабжена экструзионной матрицей или экструзионной головкой для подачи пластика, имеющего желаемый профиль.
На ФИГ.9 показана схема последовательности операций процесса 900 для дозированной подачи красителей в систему литья под давлением с впрыскиванием. Краситель выбирается для добавления к впрыскиваемого пластику и получения литого пластмассового изделия определенного цвета (902). Краситель подводится к устройству литья под давлением с впрыскиванием (904). Например, выходное отверстие крышки встроенного насоса для контейнера с красителем может быть соединено с входным отверстием устройства для литья под давлением с впрыскиванием.
Определяется дозируемое количество красителя для каждого цикла литья под давлением с впрыскиванием (906). Например, пользователь может ввести параметры в устройство для литья под давлением с впрыскиванием или в интерфейс управления для мотора, который обеспечивает привод насоса с встроенным корпусом. В некоторых вариантах конструкции команды связаны с временем цикла для устройства литья под давлением с впрыскиванием так, что точное количество красителя может быть дозированно подано для каждого цикла литья.
Цикл литья под давлением с впрыскиванием запускается (908). Запуск цикла литья под давлением с впрыскиванием может включать подачу исходного пластикового материала из бункера в нагревательную часть устройства литься под давлением для плавления исходного пластикового материала. Определенная доза жидкого красителя добавляется к плавящемуся или расплавленному исходному пластиковому материалу (910).
Расплавленный цветной пластик впрыскивается в полость формы для отливки для получения готового литого пластмассового изделия (912). Затем цветное литое пластиковое изделие извлекается из формы для отливки (914).
Как уже обсуждалось в отношении ФИГ.8, помимо красителей могут дозированно подаваться другие жидкости, а вместо системы литья под давлением с впрыскиванием могут использоваться другие системы литья. Принципы работы этих альтернативных систем также понятны из блок-схемы на ФИГ.9.
Устройство дозированной подачи жидкостей может использоваться для дозированной подачи жидкостей, используемых во многих процессах, включая выдавливание, литье с раздувом, производство пленки и т.д. В частности, жидкие красители могут использоватся для окрашивания различных изделий (например, бутылок). В некоторых других вариантах конструкции устройство для дозированной подачи жидкостей может использоваться для дозированной подачи красителей при окрашивании воска для свечей или пробок для бутылок с вином, для дозированной подачи катализатора к термореактивным пластмассам и подачи однокомпонентных и многокомпонентных вяжущих материалов и герметиков.
Операции, описанные в данной спецификации, в частности команды обработки для мотора, приводящего в действие насос для дозированной подачи заданного количества жидкости, могут выполняться как операции, выполняемые устройством обработки данных с данными, хранящимися на одном или более устройствах хранения, считываемых компьютером, или полученными из других источников.
Термин «устройство обработки данных» объединяет все виды аппаратов, устройств и машин для обработки данных, включая, как пример, программируемый процессор, компьютер, систему на микрочипах, несколько устройств одновременно или их комбинации. Устройство может включать специальную логическую цепь, например FPGA (перепрограммируемые пользователем компоненты массива) или ASIC (специализированная интегральная микросхема). Устройство также может включать, помимо аппаратного обеспечения, код, который создает среду для выполнения программы, например код, который активирует программы в ПЗУ, пакет протокола, систему управления базами данных, операционную систему, межплатформенную среду выполнения, виртуальную вычислительную машину или их комбинации.
Устройство и среда выполнения могут реализовать различные инфраструктуры моделей вычислений, таких как инфраструктуры веб-служб, распределенных вычислений и сетевых распределенных вычислений.
Компьютерная программа (также называемая как программа, программное обеспечение, прикладная программа, скрипт или код) может быть написана на любом языке программирования, включая компилируемые или интерпретируемые языки, декларативные или процедурные языки, и может быть запущена в любой форме, а именно как отдельная программа или модуль, компонент, подпрограмма, объект или другой блок, пригодный для использования в среде вычислений. Компьютерная программа может быть выпущена для выполнения на одном компьютере или на нескольких компьютерах, расположенных на одном объекте или распределенных по нескольким объектам и связанным между собой коммуникационной сетью.
В качестве альтернативы или дополнения инструкции для выполнения программы могут быть закодированы или включены в среду хранения компьютера, устройство хранения, считываемое компьютером, носитель данных, считываемый компьютером, массив или устройство памяти с произвольным или серийным доступом или их комбинации. Более того, в то время как среда хранения компьютера не передает сигналов, она может быть источником или местом назначения инструкций компьютерной программы, зашифрованных в искусственно созданной среде передачи сигнала. Среда хранения компьютера также может представлять собой или включать в себя один или более отдельных физических компонентов или сред (например, универсальные CD, диски или другие устройства хранения).
Процессы и логические потоки, описанные в данной спецификации, могут выполняться одним или более программируемых процессоров, выполняя одну или более компьютерных программ для осуществления действий путем обработки входных данных и генерирования выходных данных. Процессы и логические схемы также могут выполняться, а устройство также может быть спроектировано как специальная логическая цепь, например FPGA (перепрограммируемые пользователем компоненты массива) или ASIC (специализированная интегральная микросхема).
Процессоры, пригодные для выполнения компьютерной программы, включают, как пример, микропроцессоры общего и специального назначения и один или более процессоров цифровых вычислительных машин любого вида. В общем случае, компьютер получает инструкции и данные из постоянного запоминающего устройства, или памяти с произвольным доступом, или из обоих. Важным элементом компьютера является процессор для выполнения действий в соответствии с инструкциями и одно или более запоминающих устройств для хранения инструкций и данных. Устройства, пригодные для хранения компьютерных программ, инструкций и данных, включают все формы постоянной памяти, программных носителей и запоминающих устройств, включая, например, полупроводниковые запоминающие устройства, такие как EPROM (стираемая программируемая постоянная память) и EEPROM (электрически стираемое программируемое постоянное запоминающее устройство), устройства флэш-памяти, магнитные диски, например встроенные жесткие диски или съемные диски, магнитооптические диски и диски CD-ROM (компакт-диск постоянной памяти) и DVD-ROM.
Для обеспечения взаимодействия с пользователем способы осуществления изобретения, описанные в данной спецификации, могут быть выполнены на компьютере, имеющем устройство дисплея, например монитор с катодно-лучевой трубкой или жидкокристаллический дисплей, для отображения информации для пользователя, а также клавиатуру и указательное устройство, например мышку или шаровой указатель, посредством которых пользователь может вводить данные в компьютер. Другие виды устройств также могут использоваться для обеспечения взаимодействия с пользователем, например обратная связь с пользователем может осуществляться в любой форме сенсорной обратной связи, например визуальная, слуховая, осязательная обратная связь, а ввод данных от пользователя может быть получен в любой форме, включая слуховую, звуковую и осязательную формы. Кроме того, компьютер может взаимодействовать с пользователем, посылая и получая документы через устройство, используемое пользователем, например, посылая веб-страницы на веб-браузер клиентского устройства пользователя в ответ на запрос веб-браузера.
Изобретение может быть представлено многочисленными способами осуществления, некоторые из них описаны ниже.
Способ осуществления 1. Устройство, содержащее контейнер с жидкостью, соединенный с крышкой встроенного насоса, крышка встроенного насоса, включающая насос, соединенный с входным отверстием контейнера, и выходное отверстие, спроектированное так, чтобы дозированно подавать жидкость из контейнера с жидкостью при включении насоса.
Способ осуществления 2. Система, содержащая:
контейнер для жидкости, включая встроенную крышку насоса;
мотор, соединенный с контейнером для жидкости и спроектированный для привода насоса под крышкой встроенного насоса для дозированной подачи заданного количества жидкости; и
устройство, соединенное с контейнером для жидкости так, чтобы жидкость, дозированно подаваемая из контейнера, поступала в данное устройство.
Способ осуществления 3. Способ дозированной подачи заданного количества жидкости, включая:
получение команды для дозированной подачи заданного количества жидкости;
включение мотора, соединенного с контейнером для жидкости, контейнер для жидкости, включая насос, под крышкой встроенного насоса; и
остановка мотора, когда заданное количество жидкости дозированно подано из контейнера для жидкости.
Способ осуществления 4. Устройство, система или способ, соответствующие какому-нибудь из предшествующих способов осуществления, при котором контейнер для жидкости содержит наружный контейнер и внутренний вкладыш.
Способ осуществления 5. Устройство, система или способ, соответствующие способу осуществления 4, в котором наружный контейнер является жестким, а внутренний вкладыш мягким.
Способ осуществления 6. Устройство, система или способ, соответствующие способу осуществления 5, в котором наружный контейнер имеет отверстие для выпуска воздуха, мягкий внутренний вкладыш сминается по мере удаления жидкости из контейнера с жидкостью.
Способ осуществления 7. Устройство, система или способ, соответствующие какому-нибудь из предшествующих способов осуществления, при котором контейнер для жидкости находится под давлением.
Способ осуществления 8. Устройство, система или способ, соответствующие какому-нибудь из предшествующих способов осуществления, при котором контейнер для жидкости располагается над крышкой встроенного насоса, когда жидкость дозированно подается из контейнера для жидкости.
Способ осуществления 9. Устройство, система или способ, соответствующие какому-нибудь из предшествующих способов осуществления, при котором жидкость течет из контейнера для жидкости самотеком во время его использования.
Способ осуществления 10. Система или способ, соответствующие какому-нибудь из способов осуществления от 2 до 9, при котором контейнер для жидкости располагается над мотором, когда жидкость дозированно подается из контейнера для жидкости.
Способ осуществления 11. Устройство, система или способ, соответствующие какому-нибудь из способов осуществления от 1 до 7, при котором контейнер для жидкости располагается под крышкой встроенного насоса, когда жидкость дозированно подается из контейнера для жидкости.
Способ осуществления 12. Устройство, система или способ, соответствующие какому-нибудь из предшествующих способов осуществления, при котором встроенная крышка насоса имеет разъемное соединение с контейнером для жидкости.
Способ осуществления 13. Устройство, система или способ, соответствующие какому-нибудь из предшествующих способов осуществления, при котором встроенная крышка насоса имеет разъемное соединение с контейнером для жидкости при помощи кольца с резьбой.
Способ осуществления 14. Устройство, система или способ, соответствующие способу осуществления 13, при котором кольцо с резьбой соединяется при помощи соответствующей резьбы, предусмотренной на контейнере для жидкости.
Способ осуществления 15. Устройство, система или способ, соответствующие какому-нибудь из способов осуществления от 1 до 12, при котором крышка встроенного насоса соединяется с контейнером для жидкости при помощи быстроразъемного соединения.
Способ осуществления 16. Устройство, система или способ, соответствующие какому-нибудь из способов осуществления от 1 до 12, при котором крышка встроенного насоса соединяется с контейнером для жидкости при помощи сварки или клеящего материала.
Способ осуществления 17. Устройство, система или способ, соответствующие какому-нибудь из предшествующих способов осуществления, при котором количество жидкости, которое дозированно подается из контейнера для жидкости, основано на весе жидкости.
Способ осуществления 18. Устройство, система или способ, соответствующие какому-нибудь из способов осуществления от 1 до 16, при котором количество жидкости, которое дозированно подается из контейнера для жидкости, основано на объеме жидкости.
Способ осуществления 19. Устройство, система или способ, соответствующие какому-нибудь из предшествующих способов осуществления, при котором насос представляет собой роторный насос типа G.
Способ осуществления 20. Устройство, система или способ, соответствующие какому-нибудь из способов осуществления от 1 до 18, при котором насос представляет собой шланговый насос.
Способ осуществления 21. Устройство, система или способ, соответствующие какому-нибудь из способов осуществления от 1 до 18, при котором насос представляет собой шприцевой насос.
Способ осуществления 22. Устройство, система или способ, соответствующие какому-нибудь из способов осуществления от 1 до 18, при котором насос представляет собой диафрагменный насос с эластомерной диафрагмой
Способ осуществления 23. Устройство, соответствующее способу осуществления 1, также содержащее мотор.
Способ осуществления 24. Устройство, система или способ, соответствующие какому-нибудь из способов осуществления от 2 до 23, при котором крышка встроенного насоса включает соединительную муфту мотора для соединения насоса с мотором.
Способ осуществления 25. Устройство, соответствующее способу осуществления 24, в котором мотор представляет собой электрический двигатель.
Способ осуществления 26. Устройство, соответствующее способу осуществления 24, в котором мотор представляет собой пневматический двигатель.
Способ осуществления 27. Устройство, соответствующее способу осуществления 24, в котором мотор представляет собой гидравлический двигатель.
Способ осуществления 28. Устройство, соответствующее способу осуществления 24, в котором мотор представляет собой пьезоэлектрический двигатель.
Способ осуществления 29 Устройство, соответствующее способу осуществления 24, в котором мотор представляет собой механический двигатель.
Способ осуществления 30. Устройство, система или способ, соответствующие какому-нибудь из способов осуществления от 24 до 29, при котором мотор передает вращательную энергию на соединительную муфту мотора.
Способ осуществления 31. Устройство, система или способ, соответствующие какому-нибудь из способов осуществления от 24 до 29, при котором мотор осуществляет линейную передачу энергии на соединительную муфту мотора
Способ осуществления 32. Устройство, система или способ, соответствующие какому-нибудь из способов осуществления от 24 до 31, при котором крышка встроенного насоса также включает первый ротор, который соединен с валом, соединенным с соединительной муфтой мотора.
Способ осуществления 33. Устройство, система или способ, соответствующие способу осуществления 32, при котором крышка встроенного насоса также включает второй ротор, который приводится в движение при движении первого ротора.
Способ осуществления 34. Устройство, система или способ, соответствующие способу осуществления 33, при котором первый ротор включает по крайней мере один зуб, а второй ротор включает по крайней мере один паз, и по крайней мере один зуб на первом роторе входит в зацепление по крайней мере с одним пазом на втором роторе для перемещения второго ротора при перемещении первого ротора, и при котором число зубьев на первом роторе отличается от числа пазов на втором роторе.
Способ осуществления 35. Устройство, система или способ, соответствующие способу осуществления 33 или 34, при котором вал пересекает первый ротор в основном в его центре, а второй ротор - со смещением от центра.
Способ осуществления 36. Система или способ, соответствующие какому-нибудь из способов осуществления от 2 до 35, при котором мотор также включает контроллер, который может программироваться для управления работой мотора.
Способ осуществления 37. Система, соответствующая какому-нибудь из способов осуществления от 2 и 4 до 36, при котором устройство представляет собой устройство для литья.
Способ осуществления 38. Система, соответствующая способу осуществления 37, при котором устройство для литья представляет собой устройство для литья под давлением с впрыскиванием.
Способ осуществления 39. Система, соответствующая способу осуществления 37, при котором устройство для литья представляет собой устройство для литья под давлением с раздувкой.
Способ осуществления 40. Система, соответствующая способу осуществления 37, при котором устройство для литья представляет собой устройство для литья с раздувом.
Способ осуществления 41. Система, соответствующая способу осуществления 37, при котором устройство для литья представляет собой экструзионную головку.
Способ осуществления 42. Система, соответствующая какому-нибудь из способов осуществления от 37 до 41, при котором устройство для литья также включает нагреватель для плавления пластичного полимера.
Способ осуществления 43. Система, соответствующая какому-нибудь из предшествующих способов осуществления, при котором жидкость, дозированно подаваемая из контейнера для жидкости, является красителем.
Способ осуществления 44. Система, соответствующая способу осуществления 42, при котором жидкость, дозированно подаваемая из контейнера для жидкости, является красителем, используемым для окрашивания пластичного полимера, поступающего в устройство для литья.
Способ осуществления 45. Система, соответствующая способу осуществления 44, при котором пластичный полимер имеет нейтральный цвет, а количество дозированно подаваемого жидкого красителя выбирается для получения заданного цвета пластичного полимера.
Способ осуществления 46. Устройство, система или способ, соответствующие какому-нибудь из способов осуществления от 1 до 36, при котором жидкость, дозированно подаваемая из контейнера для жидкости, выбирается из группы, содержащей вяжущие материалы, цемент, красители, защитные эмульсии, моющие средства, эпоксидные смолы, красящие вещества, заполнители, материалы на основе нанотехнологий, масла, краски, мастики, пигменты, полимерные присадки, герметизирующие материалы, протравные красители, тонирующие составы, лаки и восковые массы.
В то время как данная спецификация содержит множество деталей специальных способов осуществления изобретения, они должны рассматриваться не как ограничения, накладываемые на объекты других изобретений или возможные формулы изобретения, а в большей степени как описания признаков, присущих частным способам выполнения определенных изобретений. Определенные признаки, которые описываются в данной спецификации в контексте отдельных способов выполнения, могут также быть выполнены в комбинации как единый способ выполнения изобретения. И наоборот, различные признаки, которые описываются в данной спецификации в контексте единого способа выполнения изобретения, также могут быть выполнены в нескольких способах выполнения отдельно или в подходящей подкомбинации. Более того, несмотря на то, что признаки могут быть описаны выше как действующие в определенных комбинациях и даже первоначально заявляются как таковые, один или более признаков из заявляемой комбинации могут быть в некоторых случаях исключены из комбинации, а заявляемая комбинация может быть сведена к подкомбинации или вариации подкомбинации.
Точно так же, когда выполняемые операции обозначены на чертежах для частного случая, это не должно расцениваться как требование по выполнению данных операций только показанным частным способом, или в указанной последовательности, или же по выполнению всех проиллюстрированных операций для достижения желаемого результата. В некоторых случаях действия, перечисленные в формулах изобретений, могут быть выполнены в другом порядке, и при этом достигаются желаемые результаты. В определенных случаях преимуществом являются многофункциональность и параллельная обработка. Более того, разделение различных компонентов систем в способах выполнения изобретения, описанных выше, не должно рассматриваться как требование такого разделения во всех способах выполнения, и должно быть понятно, что описанные компоненты и системы программы в общем случае могут быть объединены вместе в единый программный продукт или разделены на несколько пакетов прикладных программ.
Таким образом, описаны частные способы выполнения изобретения. Другие способы выполнения входят в заявляемый объем изобретения.