液体输送系统.pdf

一种用于按需将液体混合物输送到开/关分配器的系统包括具有第一入口、第二入口和连接到分配器的出口的混合室。第一恒流量阀具有经由第一供给线连接到第一入口的第一出口。第一恒流量阀适于以基本恒定的第一压力将第一液体输送到混合室。第二恒流量阀具有经由第二供给线连接到第二入口的第二出口。第二入口的尺寸至少与第二出口的尺寸一样大。

权利要求书
1.  一种用于将液体混合物按需输送到开/关分配器的系统，所述系统 包括：
混合室，其具有第一入口、第二入口和连接到所述分配器的出口；
第一恒流量阀，其具有经由第一供给线连接到所述第一入口的第一出 口，所述第一恒流量阀适于以基本恒定的第一压力将第一液体输送到所述 混合室；和
第二恒流量阀，其具有经由第二供给线连接到所述第二入口的第二出 口，所述第二入口的尺寸至少与所述第二出口的尺寸一样大，所述第二恒 流量阀适于以比所述第一压力大的第二压力将第二液体输送到所述混合 室，所述第二压力主要由所述第二供给线的流阻确定。

2.  权利要求1所述的系统，其中所述第二供给线的流阻主要由所述第 二供给线的导管部分的长度来提供。

3.  权利要求1所述的系统，其中所述第二供给线的流阻主要由所述第 二供给线的导管部分的内部尺寸来提供。

4.  权利要求1到3所述的系统，其中所述导管部分是能够从所述第二供 给线移除的，并且能够容易地与具有不同长度和/或内部尺寸的其他导管部 分互换。

5.  一种用于按需将液体混合物输送到开/关分配器的系统，所述系统 包括：
混合室；
用于将第一液体组分供给到所述混合室的第一供给线；
用于将第二液体组分供给到所述混合室的第二供给线，所述第一液体 组分和第二液体组分在所述混合室中组合成所述液体混合物；
排出线，其从所述混合室引出并且所述液体混合物通过所述排出线被 输送到所述分配器；和
用于将雾化的液体混入到所述液体混合物中的雾化装置。

6.  权利要求5所述的系统，其中所述雾化的液体在所述混合室中混入 到所述液体混合物中。

7.  权利要求5所述的系统，其中所述雾化的液体在所述排出线中混入 到所述液体混合物中。

8.  一种用于按需将液体混合物输送到开/关分配器的系统，所述系统 包括：
混合室，其具有第一入口、第二入口和连接到所述分配器的出口；
第一恒流量阀，其具有经由第一供给线连接到所述第一入口的第一出 口，所述第一恒流量阀适于以基本恒定的第一压力将第一液体输送到所述 混合室；和
第二恒流量阀，其具有经由第二供给线连接到所述第二入口的第二出 口，所述第二恒流量阀适于以基本恒定的第二压力将第二液体输送到所述 混合室，所述第一液体和第二液体在所述混合室中组合成液体混合物，所 述液体混合物经由连接到所述出口的排出线被输送到所述分配器；和
用于将加压的气体引入到所述混合室中以促进湍流和增强所述第一液 体与第二液体的混合的装置。

说明书液体输送系统
相关申请的交叉引用
本申请要求2012年7月17日提交的美国临时申请61/672,465号、2012 年11月20日提交的美国申请13/681,601号和2013年5月29日提交的美 国申请13/904,532号的权益，其内容和实质部分通过引用并入本文。
背景
技术领域
本发明通常涉及液体输送系统，并且特别地关注多种液体的按需混合 和恒定流量输送，所述多种液体中的一部分可能具有升高的黏度和/或悬浮 固体水平，而所述多种液体中的其他部分可能需要以极高的比率输送。
背景技术
如本文中采用的，术语“按需”是指其中液体组分的混合响应于所得 混合物的输送并与其同时地发生的系统。
参照图1，在10处大致描绘了一种现有的按需液体混合和输送系统， 其包括混合室12。可以是例如经由导管13从市政水源接收的水的第一液 体组分经由第一供给线14被供给到混合室。第一供给线包括第一恒流量阀 16、下游的计量孔18和任选的单向阀20。
如本文中采用的，术语“恒流量阀”是指例如在美国专利7,617,839、 6,026,850或者6,209,578号中的任一个中描述的类型的流量控制阀，这些 专利的描述通过引用完整地并入本文。这些类型的阀正常是关闭的，响应 于超过下阈值水平的压力而打开，在下阈值水平和上阈值水平之间的压力 下工作以便以基本恒定的压力输送液体，并且在高于上阈值水平的压力下 再次关闭。
经由导管22接收第二液体组分、例如茶浓缩物，并经由第二供给线 24将其供给到混合室12。导管22连接到第二液体组分的加压源，一个非 限制性实例为泵26，其可以由经由导管27接收的压缩空气来驱动。第二 供给线包括第二恒流量阀28、具有固定尺寸的下游的第二计量孔30、和另 一个任选的单向阀32。第一恒流量阀16和第二恒流量阀28用于不考虑导 管13、22中在阀的上阈值水平和下阈值水平之间的输入压力的变化以基本 上恒定的压力，以及以由第一计量孔18和第二计量孔30的流阻控制的基 本恒定的流动速率将第一液体组分和第二液体组分输送到混合室12中。
第一液体组分和第二液体组分在混合室中混合，以产生由第一计量孔 18的选择的可变尺寸和第二计量孔30的固定尺寸所控制的混合比率的液 体混合物。
虽然未示出，但是会理解，第一计量孔18和第二计量孔30的位置可 以颠倒，可调节计量孔18位于第二供给线24中，而固定计量孔30位于第 一供给线14中。可替代地，第一供给线14和第二供给线24二者可以都配 有固定的或者可调节的孔。
排出线34从混合室12引出，并且液体混合物通过该排出线被输送到 开/关分配器36。第三计量孔38提供在排出线34中。如示出的，第三计量 孔在上游，并且与分配器36分开。可替代地，第三计量孔可以被包括作为 分配器的集成组件。
当分配器是打开的时，排出线34具有比第一供给线14和第二供给线 24组合的最小流动速率小的最大流动速率，由此在它们各自的恒流量阀 16、28的下游产生第一供给线和第二供给线中的背压。这些背压与施加到 恒流量阀的入口压力一起使恒流量阀保持打开，由此以基本恒定的压力和 流动速率将第一液体组分和第二液体组分输送到混合室。
对于许多应用，上述系统以通常令人满意的方式工作，尽管有一些会 有潜在问题的应用。例如，当第二液体组分具有升高的黏度和/或悬浮固体 水平时，以及第一液体与第二液体的比率较高，例如400：1时，具有以下 风险：第二供给线24中的计量孔30会被堵塞，需要在清洗或更换计量孔 时关闭系统。这种维护过程是破坏性的和高成本的。
即使当第二液体具有较低黏度并且如果有的话具有很少的悬浮固体， 由于计量孔所施加的限制，第二液体与第一液体以1000：1等级的极高比 率混合即使不是不可能实现的话也是难以实现的。
另外，对于一些液体组合，在混合室12中的充分混合可能会难以实现， 致使非常不均匀的混合物被输送到分配阀。
发明内容
广义上说，本发明的一个目的是提供一种解决现有液体输送系统的各 上述缺点的改善的按需液体混合和输送系统。
根据本发明的一个方面，按需液体混合和输送系统包括限定混合室的 集合管。所述集合管具有与混合室连通的第一入口和第二入口，以及连接 到开/关分配器的出口。第一恒流量阀具有经由第一供给线连接到第一集合 管入口的第一出口。第一恒流量阀适于以基本恒定的第一压力将第一液体 输送到混合室。第二恒流量阀具有经由第二供给线连接到第二集合管入口 的第二出口。第二集合管入口的尺寸至少与第二出口的尺寸一样大。第二 恒流量阀适于以比第一压力大的基本恒定的第二压力将第二液体输送到混 合室。
第二供给导管没有任何计量孔。相反，第二导管中的流阻主要由第二 导管的至少一部分的长度和/或内部尺寸来提供，所述部分有利地可以容易 地与其他导管部分互换，所述其他导管部分具有选择为提供适合于具有不 同黏度和/或悬浮固体水平的流体的流阻的不同长度和/或内部尺寸。
根据本发明的另一个方面，极高的比率可以通过使输送到分配器的液 体混合物的液体组分中的一种或者更多种雾化来实现。
根据本发明的再一个方面，液体组分的混合可以通过将加压的空气引 入到混合室中来增强。
现在会参照附图更详细地描述本发明的这些和其他目的、特征和优点， 其中：
附图说明
图1是现有液体输送系统的示意图；
图2是根据本发明一个示例性实施方案的液体输送系统的示意图；和
图3是将雾化的液体混入到被输送到分配器的液体混合物中的一种可 替代方式的示意图。
具体实施方式
在图2中的40处描绘了体现本发明的方面的按需液体混合和输送系统 的一个示例性实施方案。已经采用相同的附图标记来表示与图1中图示的 现有系统10的组件相似或者相同的系统40的组件。
混合室12具有第一入口12a、第二入口12b和出口12c。第一恒流量 阀16具有通过供给线14连接到第一入口12a的第一出口16a。第一恒流 量阀16适于以第一压力将第一液体输送到混合室12。
相似地，第二恒流量阀28具有通过供给线24连接到第二入口12b的 第二出口28a。第二恒流量阀28适于以比第一恒流量阀的第一输送压力大 的第二压力将第二液体输送到混合室。第二入口12b的尺寸至少与第二恒 流量阀的出口28a尺寸的一样大。
根据本发明的一个方面，第二供给线24没有任何计量口。相反，对输 送到混合室的第二液体的流阻仅由第二供给线提供，并且主要由第二供给 线中的至少一个导管部分42的长度和/或内部尺寸提供。有利地，快速分 离耦接件44使得导管部分42能够容易地与其他导管部分互换，所述其他 导管部分具有选择为提供适合于具有不同黏度和/或悬浮固体水平的液体 的流阻的不同长度和/或内部尺寸。与常规的孔相比，导管部分42非常不 易于堵塞，并且由此有利地有助于液体输送系统的无故障工作。
根据本发明的另一个方面，雾化的第三液体被混入到被输送到分配器 36的液体混合物中。雾化可以通过经由导管46接收并且通过经由第三供 给线50连接到混合室12的第三恒流量阀48供给的压缩空气来实现。
第三供给线包括单向阀52和雾化器54，一个非限制性实例为可以在 justnebulizers.com上在线获得的微雾雾化器(Micro Mist Nebulizer)。第三 液体由雾化器54从容器56吸入，并引导通过第三计量孔58进入到混合室 12中，在所述混合室12中与第一液体和第二液体混合。
可替代地，如图3中所描绘的，第三供给线50可以绕过混合室12， 并且可以连接到排出线34。
根据本发明的又一方面，为了增强液体在混合室12中的混合，经由导 管60和第四恒流量阀62接收的压缩空气可以经由包括单向阀66和第四计 量孔68的第四供给线64引入到混合室12中。
可以利用上述系统的一个典型非限制性实例为以1.0盎司/秒到2.0盎 司/秒的速率对茶进行按需分配，其中供给到开/关分配器36的混合物包括 经由供给线14输送到混合室12的水、经由供给线24输送的茶浓缩物和经 由供给线50输送的增强分配混合物的茶香味的香精。
当以约1.5盎司/秒的速率分配茶混合物时，水与茶浓缩物的示例性比 率可以在11/1到5/1的范围内，香精占被提供到分配器的混合物的约 0.001％。如果需要增强的混合，可以将约14.5p.s.i的压缩空气引入到混合 室12中。
当分配器36是关闭的时，供给线14、24、50和64中的背压增大，促 使恒流量阀16、28、48和62的工作压力上升到它们各自的上阈值水平之 上，使得阀关闭。当分配器是打开的时，背压下降到允许恒流量阀打开并 且在它们各自的上阈值水平和下阈值水平之间工作的水平。