[发明专利]按精确的比例配制多种流体的液压传动设备

说明书

本发明涉及按一精确比例把许多流体相互配制在一起的装置。本文所述的发明特别涉及一种改进的液压传动液体配量泵，该泵能按一种外部高压传动流体与一种或多种组成流体的精确比例完全排出液体。尽管可适用于一些各种各样的应用，但本发明的方法和设备在混合和配制饮料的领域中拥有现成的适用性。

许多方面的工业处理和消费者消费需要把许多组成流体连续精确地配制成并且同时混合成一种所需的产品。涂料、农药、化肥和工业密封剂的制造，以及化妆品、药品和牙膏的配制，甚至象人造黄油、糖浆和饮料这样的食物的配制等方面的情况就是如此。

尽管本发明的方法和设备可应用于每个以上所介绍的领域或用于其它领域，但本发明的直接应用就是满足饮料工业中对改进的饮料制作方式要求，使用这种制造方式可以把饮料的组成流体配制并混合成一种完全符合消费者口味所决定的标准消费品。这种饮料可以是碳酸型和非碳酸型品种。

在零售区内，对于碳酸和其它糖类饮料及浆汁的零售来说，为了混合出一种最终消费品，单独组成流体的配制就是重要的。这种情况存在于餐厅和快餐店、娱乐和运动场以及杂货店中，在这些地方购买顾客配制饮料的情况正在不断增加。

在可乐饮料、橙汁和其它果汁饮料、柠檬汁及类似饮料的生产中，象糖浆和浓缩物这样的液体形芳香调味剂被测量出并与预定数量的碳酸水或纯水混合在一起。一般，这种水被加压并与糖浆混合在一起，制成一种可以配制在消费容器或可任意处理的容器中的完美饮料。

近几年来，这种把适当数量的各种流体，以能满足消费者的敏感口味为标准，配制并混合出一种最终混合物的过程，已经被两种发展趋势弄得更加错综复杂。首先，公众对人造加糖碳酸饮料的喜好已经显著增加。其次，由于已理解到需用另一种产品代替人造甜味剂糖精的必要性，从而导致食品工业已广泛地转向使用人造甜味剂Aspertaime这种Asper-taime甜味剂在市场上通常标有商标NVTRSWEET(天然糖)。不幸的是，Aspertaime具有比较短的保存期，在保存期后这种甜味剂的风味发生显著变化。

有关Aspertaime甜味剂的这个事实，导致软饮料工业开始进行把甜味元素从芳香糖浆分离出来的实践，以便能加速甜味剂的供应周转率。因此，在配制和混合含有Aspertaime的碳酸饮料的各组成成分时，现在必须混合的不仅仅是两种不同的组成流体，而是三种：水，一种芳香糖浆，和一种人造甜味剂。

开发适合计量两种以上组成流体的流体配量泵的努力已经显著克服了以前只为配制两种组成流体而研制的装置所具有的缺点。

以前装置错综复杂，需要许多管道和复杂的阀送装置，以及有关的联动结构用于协调操作不同情况下独立配量机构的操作。无法物理地与配量机构整体结合在一起的装置必须使用额外的机械系统，协调必要的分离开的配量功能。这增加了配量装置的复杂性，使所需的维护增加。借助电动机作为以前装置的移动动力源只会使配量泵错综复杂。因为住其上增加的另一个系统需要它自己单独的维护而且安全性和操纵性是分开的。

许多配量泵实质上是往复运动形式的。但它们只能沿它们往复运动的一个方向，成功地配制所有的组成流体。这就引起每个操作循环中所涉及的组成流体产生不均匀流动并得出不规律的比例。

这种装置的实际配量问题出现过几种。最简单的问题是不精确，这样用户所面临的则是最终产品不可靠。配量功能常常受到位于其配量机构外部的阀的影响，组成流体实际上是用该阀装置通过本系统的。这种阀本身就由一个独立的机械操作系统组成，它需要自己的维护和协调。

以前配量泵中的一个显著问题就是隔离许多种流体所需的动态密封件的数目，这些密封件用于保持本装置内的压力以及防止流体泄漏。在许多情况下，一个或多个这种密封件不可避免地要暴露在外界，这样由于干燥往往会加速这种密封件的老化。随之必须在很短的周期内更换和维修这种构件。

许多以前配量泵由于其流体室和流体通道内空气泡的截留，而使其可靠性受到损害。如果空气泡能随着流动着的组成流体被成功地引导穿过配量泵并流出的配量泵，这样它本身是不会损害可靠性的。空气泡往往会在配量泵内升高到最高点，并聚积在那里。这样，配量泵的内部设计及其在使用点处固定平面上的安装方位，往往会使正常使用期间配量泵内空气泡的清除受到损害。

因此，一些配量泵已经配备有空气泡排出管塞，它们与配量泵中的各种室和流体通道的最高点相通。通过定期打开这些排气管塞，把聚集在其中的空气排出。但不利的是，如果仅仅是手工定期操作这种管塞，排气管塞还增加了配量泵的复杂性和泄漏的可能性并且需要额外的维护工作。