自动制备溶液的装置和测量液、固制品和溶液的组合系统

暂无

技术领域\n本发明涉及一种用于自动制备溶液的装置及用来测量液体产品、 固体产品和溶液的组合系统。\n背景技术\n众所周知，用于纺织工业的所谓“颜色实验”的着色溶液的制备 过程需要大量的人工和仪器的介入，其中在该颜色实验中，实验可以 实现溶液在要染的纤维中的作用。\n特别地，操作者借助于人工测量将要溶解到水或者其它中的液体 或者固体产品来制备溶液。每当溶液变成无用或者剩下的产品由于长 时间没有使用而过期时，就进行上述操作。例如在由粉末或者粒料产 品得到溶液的情况下，操作者取出制备溶液的容器、把它放置在精确 范围内的秤盘上，并且首先把要溶解的产品放到该容器中，然后把水 或者其它溶剂放置到该容器中。之后，把具有如上制备的溶液的容器 放置到装置的工作台上，从而移动和测量溶液。在EP897031中描述 这种装置。\n这个过程可以产生一些严重的错误：人工测量要溶解的产品受到 很大程度的不精确度影响，而且操作者可以把容器放置在结构工作台 上的某个位置，而不是预定位置，用来移动和测量溶液。\n在其它工业部门中也可以导致相同的缺点，在这些部门中规定使 用由自动系统来输送和测量的溶液。\n发明内容\n本发明的主要目的是克服所述缺点。\n本发明提供一种具有组合测量系统的、用来自动制备溶液的装 置，该装置包括：一工作台，在该工作台上放置一个或者多个用于固 体产品的容器、一个或者多个用于液体产品的瓶子、一个或者多个用 于溶液的容器、一个或者多个空的、清洁的瓶子，承载器在所述工作 台上移动，其中，该装置包括：用来移动和处理所述瓶子，并且移动、 处理和驱动至少用于固体产品的所述容器的装置，该装置与所述承载 器相连；及由所述固体物质开始制备溶液和/或混合物的装置，用来制 备溶液的所述装置设置在工作台的下游处的相应位置上；还包括可编 程装置，该装置用来控制承载器、所述的用来移动、处理和驱动吸管 的所述装置和所述的用来移动和处理所述瓶子及移动、处理和驱动至 少用于固体产品的所述容器的装置。\n本发明使与制备滴定溶液有关的步骤自动化，即测量要溶解的产 品并且把上述产品溶解到所需要的溶剂量中。而且，一个装置可以实 现下面两个步骤的工作自动化：制备溶液的步骤和与测量制备好的溶 液有关的步骤。而且，还可以自动控制液体和固体产品及溶液的测量， 从而获得根据预定“配方”所形成的混合物。本发明的另一个优点在 于该装置的有关结构和操作简化了。\n附图说明\n对于本领域普通技术人员来讲，通过阅读下面结合附图的描述， 可以更好地理解本发明的这些优点和特征及其它优点和特征，而这些 附图是作为本发明的实际示例而给出的，但是它们不是用来起限制作 用的，其中：\n图1A和1B是本发明装置的侧视图和平面视图；\n图1C和1D示出了附图1B的放大细节；\n图2A示意性地示出了可移动的承载器组件；\n图2B是图2A的组件的平面视图；\n图3A和3B示意性地示出了具有打开(附图3A)和关闭(附图 3B)夹头的、用于粉末和粒料产品的瓶和容器的夹紧元件；\n图4A和4B示意性地示出了具有打开(附图4A)和关闭(附图 4B)夹头的、用于吸管的夹紧元件；\n图5A-5E示意性地示出了与从瓶中取出溶液和测量玻璃瓶内溶 液有关的连续步骤；\n图6A-6E示意性地示出了与移动瓶子和处理瓶子有关的连续步 骤；\n图7A-7D示意性地示出了与移动、处理和驱动用于粉末产品的 分配器有关的连续步骤；\n图8A和8B是用于粉末和晶体产品的分配器的纵剖视图和横剖 视图；\n图9A和9B是用于粒料产品的分配器的纵剖视图和横剖视图；\n图10是用来制备溶液的元件的前视图；\n图11示意性地示出了与制备由液体产品所得到的滴定溶液有关 的连续步骤；\n图12示意性地示出了与由固体产品开始的、制备溶液有关的连 续步骤；\n图13是可编程的控制装置的示意图。\n具体实施方式\n在下面描述中，术语“液体产品”和“固体产品”是指分别处于 液态和固态(粉末、晶体或者粒料)的物质，用这些物质来制备“溶 液”。术语“混合物”指的是根据预定配方通过使一种或者多种固体 或者液体产品与溶液进行混合所得到的物质。“混合物”和“溶液” 表示该过程的最终产品。\n本发明的装置分解成基本结构并且参照附图，其包括：\n具有工作台1的结构，可以把一个或者多个固体产品的容器、一 个或者多个液体产品的瓶子、一个或者多个溶液的容器、一个或者多 个空的、干净的瓶子放置在工作台1上，而每个所述的容器放置在工 作台1的公知的、预置的位置上；在附图1B、1C和1D中，为了清 楚起见，用于固体产品、液体产品和溶液的容器全部描述成相同的， 并且用相同的符号来表示；所述容器通过从工作台1中垂直露出的圆 柱形间隔件(DC)而保持在相应位置上。\n承载器2，它沿着工作台平面延伸的轴线x、y可以在所述工作台 1移动；\n装置3，它与所述承载器2相连，从而移动、处理和驱动吸管P， 而该吸管P容易放出和输送所述液体产品和所述溶液；\n装置4，它与所述承载器2相连，从而移动和处理所述瓶子(用 于液体、溶液的瓶子和空瓶等)，并且移动、处理和驱动固体产品的 所述容器；\n装置6，它用来制备溶液，这些溶液由所述液体和固体物质开始： 所述装置6设置在工作台1的下游处的相应位置上；\n可编程装置UE，它用来驱动承载器2、所述装置3和装置4。\n所述工作台1在距地面的预定高度上停靠在支撑结构10上。相 应的直导向件11安装在这个结构的两个相对侧上，而易于支撑所述承 载器2的桥式元件12可以在该直导向件11上滑动。所述导向件11 沿着工作台1的纵向轴线x的方向进行延伸。所述元件12沿着垂直于 所述轴线的方向进行延伸，并且停靠在两个垂直支柱上，而这些支柱 的底部可滑动地安装在所述导向件11上。\n电马达MX借助于编码器而通过程序元件UE来控制，例如该马 达设置成通过两个环形封闭皮带CX沿导向件11(如图1A中的箭头 FX所示)移动桥式元件12，这些皮带由相应的皮带轮13来驱动。两 个所述皮带轮13连接到轴14上。轴14与马达MX相连，并且取向 为平行于桥式元件12。桥式元件12的每个支柱的底部120固定到一 个所述皮带上。在这种方式中，桥式元件12和具有桥式元件的承载器 2在马达MX的控制下可以在工作台1上移动，如图1A和1B中的箭 头FX所示一样。\n同样地，承载器2安装在桥式元件12上，从而在相应电马达MY 的控制下可以垂直于工作台1的纵向轴线而运动，如图1B和2的箭 头FY所示，而电马达例如通过编码器由程序元件UE来操作。通过 相应的皮带CY使马达MY的轴至少连接到承载器2的侧边上，而皮 带平行于桥式元件12而延伸并且在两传动皮带轮上形成环形封闭。所 述皮带CY的一个长度固定到承载器2中，而承载器可滑动地停靠在 十字架12上，并且借助于针状滚柱121的帮助在后者上保持导向，而 该针状滚柱121设置在它的下部和上部上。\n用来移动、处理和驱动吸管P的装置3由托架结构30来支撑， 而托架结构30固定到所述承载器2的侧部上。这种装置包括具有两个 下部夹头31的夹紧装置，而通过杆系统这些下部夹头31借用于相应 的气动致动器32来工作，而这些杆相互铰接起来并且铰接到外套筒 33上，该外套筒33还起着支撑致动器32的作用并且由托架结构30 来支撑。在处于关闭情况(如图5B-5E)时，所述下部夹头31如合 适地进行编程一样用来夹紧吸管P。上述夹紧装置包括另一对上部夹 头34，该对上部夹头设置在其它两个的顶部上。每个上部夹头34铰 接到盘35上，而盘35由具有垂直轴线的蜗杆螺钉36来支承。所述的 蜗杆螺钉沿中心通过所述套筒33及两个杆37之间。在一侧上，这些 杆固定到下部夹头31上，而在相对侧上，铰接到套筒33上。借助于 相应固定轴颈38使上部夹头34还与所述杆37接合。螺钉36与引导 螺母39啮合，而螺母39由所述套筒33来支撑并且通过输送皮带391 与电马达390相连。所述马达390及夹紧装置的套筒33和引导螺母 39固定到所述托架结构30上。在马达390控制下的引导螺母39的旋 转引起螺钉36的相应升高/降低，即引起上部夹头34的升高/降低。 夹头设置成(如图5A-5E所示)接合位于下部夹头31之间的吸管P 的活塞SP，因此如编程一样进行上升/降低。在活塞SP升高和降低的 步骤过程中，夹紧装置的上部夹头34借助于杆37来移动。吸管吸进 并输送的液体产品量与通过螺钉36旋转而在活塞SP上所产生的冲程 相一致。\n用来移动和处理瓶子B的装置4及用于固体物质的容器C由托 架结构40来支撑，而托架结构40固定到位于与所述装置3相对的那 侧上的承载器2上。上述装置4包括具有四个夹头41的夹紧装置(在 附图中只示出了其中的两个夹头)，而该夹紧装置通过杆系统借助于 相应的气动致动器42来进行工作，而该杆相互铰接并且铰接到管形套 筒43上，而该套筒还用作致动器42的支撑并且由托架结构40来支撑。 当设置在关闭情况(如图3B和6A-6D所示)时，所述夹头41如程 序所预定的一样用来夹紧瓶子B和容器C。套筒43终止于圆柱形衬 套44处，该衬套的直径和高度允许它设置到瓶B和容器C的颈部上。 而且，在管形套筒43内，轴45与相应的电马达450相连并且终止于 功率输出端46。功率输出端46位于所述衬套44内，并且如后面更清 楚地描述的一样，使测量装置进行工作，该功率输出端与用来测量装 有固体物质的容器C的装置在形状上是互补的。支撑夹紧装置3和4 的两个托架结构30、40与两个相应垂直气动致动器Z1、Z2接合。直 导向件300、400形成于所述致动器Z1、Z2的外套筒上，从而相对于 工作台1可滑动地给相同托架结构30、40的上下运动导向。\n相应地，夹紧元件3、4可以沿工作台1的延伸方向x、y移动并 且也可以垂直移动，从而在工作台的平面上来回运动。\n例如，用于固体物质的容器C可以是图8A和8B所示的容器和/ 或图9A和9B所示的那种。在这两种情况下，它们具有室5，该室用 来容纳固体物质(在图8A和8B的容器的情况下，该物质呈粉末或者 晶体形状，而在图9A和9B的容器的情况下是粒料的形式)，并且包 括输送装置。在这两种情况下，固体物质的输送装置包括垂直杆50， 该垂直杆沿中心通过所述的室5，而刮具51接合该杆。杆50的自由 端或者上端52进行合适地成形，从而装配到元件4的功率输出端46 上。与室5的下部相一致，所述容器C具有管子53，而该管子53用 来输出物质。图8A和8B所示的容器具有紧密配合在刮具51和管子 53之间的网状物54。在图9A和9B所示的容器C的情况下，杆50 在下部的终端是所述管子53内的螺旋送料器55。从管子53中出来的 固体产品量与通过马达40借助于刮具杆所施加的转数相一致。\n最好如图10所示一样，装置6设置在位于工作台1的下游处的 结构60上，而与该装置6相一致的是，从吸管P和容器C所输送来 的物质开始制备溶液。这种装置包括电子秤61，而电子秤连接到可编 程装置UE上，并且在所述电子秤旁边，磁性搅拌器借助于磁作用而 进行搅拌，金属体MB松散地设置在每个瓶子B的内部。电子秤61 和磁性搅拌器本身是公知的，相应地不再进行更加详细的描述。所述 装置6还包括平盘63，该平盘63固定到旋转致动器64，而该致动器 与可编程装置UE连接。旋转致动器64本身又与线性气动致动器65 相连，而气动致动器65也连接到可编程装置UE上。平盘63设置有 用于接合器或者支架66的座，而瓶B如上所述那样放置在该接合器 或者支架66上。线性致动器65相应地可以使平盘63和接合器66一 起升高和降低，同时旋转致动器64设置成与电子秤61和搅拌器62 相一致。喷管67设置成靠近电子秤和搅拌器，从而输送热水和冷水或 者其它溶剂。喷管67安装在杆68的端部上，而杆68铰接到结构60 的附件600上。杆68的其它端部固定到气动致动器69的杆690，而 致动器69的套筒也固定到结构60的附件600上。杆690的延伸运动 引起杆68向下旋转，而喷管67因此而移到适合于输送水或者其它溶 剂的位置上。反之亦然，杆690的收缩驱动杆68向上旋转并且把喷管 67推到不工作的位置上(如图10所示一样)。\n下面描述本发明装置的工作模式。如所示出的一样，连续进行的 工作步骤借助于可编程的可编程装置UE来控制，而该可编程装置UE 最好是个人计算机。\n第一个例子涉及从液体产品开始的滴定溶液的制备。\n首先，承载器2移动到与空的、清洁的瓶B相一致的位置上。之 后，元件4借助于致动器Z2的工作而向着工作台1方向降低，直到 衬套44安装在空瓶的颈部上为止。这时，夹头41夹紧紧固后者的瓶 体，并且元件4升高了，即移回到它的初始平面上，然后，把空的、 夹持的瓶向上输送到电子秤61中。更加精确地说，空瓶子设置在接合 器66内，如图11-I所示一样，并且从夹头41的保持中释放。之后， 承载器2以这种方式进行运动，从而把元件3设置成与瓶子相一致， 而该瓶子装有所选择出来的液体。元件3通过致动器Z1来降低，直 到相应的夹头31、38与吸管P和相关活塞SP相一致为止。这时，所 述夹头31、38关闭并且马达39开始使活塞SP的升高量与吸入的液 体量相一致。接着，元件3向上升高到初始水平上，因此由夹头31 来紧固的吸管P也升高了。为此，应该考虑到，吸管P与它们的垫圈 BC只停靠在瓶B的开口上。这时，因此而拆下的管子P装有要测量 的液体，而管子P设置成与以前放置到接合器66中的瓶子B一致， 如图11-II所示一样，并且然后把液体加入到同一瓶子B中。然后， 移开元件3(图11-III)，平盘63(具有接合器66和瓶B)被升高 (参见图11-IV)、旋转180度(图11-V)并且降低返回(图11- VI)，因此具有放入液体的瓶子B被放置到搅拌器62中，而该搅拌 器62使相应的磁体MB进行运动。之后，致动器69进行工作，从而 把喷管67放置到瓶口(B)中(图11-VII)。应该知道，杆68的长 度适合于选择成使喷管67与设置到搅拌器62中的瓶子B的开口之间 精确一致。然后，通过打开电磁阀(附图中未示出)输送溶剂(冷水 或者热水或者其它液体)，同时形成过程中的溶液借助于搅拌器62 保持不变的搅拌，而该搅拌器与设置在瓶子B上的磁体MB相配合(图 11-VIII、11-IX)。一旦把理想量的溶剂加入到瓶B中，那么致动 器69重新开始把喷管67移回到不工作的位置上并且释放瓶B(图11 -X)。之后，平盘63再一次升高(图11-XI)、旋转180度(图 11-XII)并且降低返回(图11-XIII)，因此装有所需溶液的瓶子B 从元件4中缩回(图11-XIV)并且向上输送到工作台1上的目标位 置上。\n参照附图中的图12-I/12-XIV，另一个例子涉及制备具有固体 产品的溶液。\n承载器2运动，从而使元件4与空的、清洁的瓶子相一致，而该 瓶子适合于设置在工作台1的预定位置上。然后，元件4借助于马达 Z1来降低，并且所述瓶子缩回并向上输送到接合器66中，如参照前 面例子的描述一样(图12-I)。接着，相同元件4保证把瓶子B拾 起来进行更换(即装有过期的或者无用的溶液)，并且取代瓶B来放 置它，而该瓶B同时已经放置在接合器66内。然后，操作者人工地 取出脏瓶子从而用清洁的来更换它。在释放最后接合的瓶子之后，元 件4向上移动直到与装有固体产品的容器C相一致为止，而该固体产 品选择来制备溶液。这里，该元件向下移动直到衬套44到达容器C 的颈部、而杆50的上端52安装到相同元件4的输出端46为止。这时， 致动器42进行工作，从而把容器C夹紧在元件4的夹头41之间，而 容器C被升高并且进行输送直到与设置在接合器66中的瓶子B相一 致。之后，元件4的马达450开始起动，因此容器C释放出固体产品， 而该固体产品通过管子53落到瓶子B中(图12-III)。马达450旋 转，直到电子秤66测量到瓶B的重量增加与加入到该瓶B中的固体 产品的规定用量相一致为止。在到达这个值时，马达450停止了，并 且元件4升高并且移离瓶子B，之后，工作台63被升高了(图12-IV)、 旋转180度(图12-V)及再一次降低(图12-VI)。图12-VII到 12-XIV所示的工作步骤与参照图11-VII到图11-XIV的这些描述 相一致，因此这里不再描述了。\n同样地，通过使用元件3可以以预定的顺序取出液体产品和/或 溶液，和/或通过使用元件4取出固体产品，并且把这些物质输送到设 置在操作台60处的一个或者多个玻璃仪器BI(它位于已输送溶剂的 那个玻璃仪器的旁边)中，从而从这种物质开始，根据规定配方形成 混合物。使所述玻璃仪器压低到精确的电子秤中，而电子秤根据每次 输送来估计相应的重量变化，并且通过每次的提供把相关数据供给到 可编程装置UE中，而可编程装置UE起着控制装置的作用，这与以 前所涉及的两个例子相同，从而比较来自电子秤的数据，而数据储存 在存储器中并且涉及不同的制备配方。因此而收集和处理的数据借助 于连接到可编程装置UE中的打印机来打印。\n上述系统完全是独立的，并且在没有任何中断的情况下进行工作 从而实现预定的工作程序，因此在所有的时间可以得到所需要的物质、 溶液或者混合物。\n实际上，就形状、尺寸大小、元件布置、所使用材料的特性而言， 所有的结构细节可以以等同物的形式进行改变，而仍然不会脱离所采 用的解决方案的范围，并且保持在用于工业发明的、本专利授权的保 护范围之内。