液体分配装置及其控制方法_2

文档序号:9291300阅读:来源:国知局
并且V2和Vl的和是小滴 12的流体量。在阶段El的末尾,小滴12排出,并且此循环重新开始。
[0026] 比较有利的是,排出曲线10导致坠饰形小滴12的形成,在小滴12被夹断后,小滴 12仍无卫星滴。可能有小滴12的后中断部分13,但是没有单独的卫星滴。小滴12的总流 体量是Vl和V2的和。Vl和V2的相对流体量可由用户调节。Vl可多于V2,V2可多于VI, 或者它们可相等。例如,如果在装置20的工作过程中(在图5中示出,并在下文中更详细 论述)用户注意到开始形成卫星滴,可以减少在排出阶段E2中排出的流体量V2。
[0027] 图2也示出了相对于循环时间(秒)的栗活塞的速度和其角度位置。在第一排出 阶段E2时的排出速率受使坠饰形小滴12保持附着于喷嘴16的要求的限制,而填充阶段F 的填充速率受排出栗的气穴作用的限制。
[0028] 本发明确定,排出阶段分为两个单独阶段El和E2的划分以及在整个排出阶段 (即,El和E2)开始之后但在整个排出阶段结束之前的某个时刻在活塞迅速减速后发生小 滴排出会导致卫星滴的减轻和/或消除。
[0029] 本发明人不希望受任何特定学说的限制,认为驱动排出曲线10使得在小滴形成 过程末尾附近的快速减速与行程中央处的最高活塞速度大致同时发生而不是与行程末尾 的较低速度同时发生比较有利。以这种方式驱动排出曲线10能加强流体流动效应,并实现 无卫星的效果。
[0030] 如图2所示,当减速度很高时,排出阶段El中的流速是非正弦式的。对于排出阶 段El的很大范围,坠饰形小滴12在如图3所示的系带的后侧仅有一个夹断点,没有形成卫 星。图3示出了悬浮液(上一排,0.2毫秒时间间隔)和溶液(下一排,0.5毫秒时间间隔) 的示例性小滴轮廓。
[0031] 在图2的排出曲线10的例子中,被测的流体样品是具有4. 2%HPC、1. 7%二氧化 硅、0. 42%TWeen80、20%蒽醌和水的溶液。该溶液是非牛顿流体,在每秒500次剪切速率时 粘度大约为50mPas,表面张力为40mN/m。
[0032] 请参考图4,其中示出了本发明的多阶段小滴排出曲线的一个可替代实施例,并且 总体上以参考数字14表示。排出曲线14包括排出阶段EU排出阶段E2、以及填充阶段F。 排出曲线14也导致坠饰形小滴的形成,该坠饰形小滴在夹断点之后也没有卫星滴。
[0033] 排出曲线14与曲线10的物理依据相同,但是有一些差别。第一,曲线14的总循 环时间(大约125毫秒)短于曲线10的总循环时间(150毫秒)。第二,各个阶段之间的栗 的加速度和减速度减小了。最后,曲线14消除了在生产循环内的延迟期间坠饰形小滴仍必 须在喷嘴上的要求,从而最大限度地减少了喷嘴堵塞。比较有利的是,在曲线14期间,填充 阶段F配置为使坠饰形小滴12稳定。与排出曲线10中的情况一样,在排出曲线14中,两 个排出阶段El和E2被填充阶段F分隔。但是,在排出曲线14中,在填充阶段F与排出阶 段El之间没有停延时间,活塞的旋转速度仅有很小的下降。
[0034] 如图4所示,在曲线14期间,活塞在阶段EUE2和F中的旋转速度和直线速度如 下变化。在阶段E2期间,活塞的旋转速度稳定提高,使结合的直线距离直至行程的末尾,迫 使流体量V2从本发明的栗的出口排出。因此,曲线14的E2基本上与曲线10的E2相同。 然后,在填充阶段F期间,虽然活塞的直线运动方向是反向的,并且没有流体从出口排出, 但是旋转速度稍稍提高,从而吸入更多流体。但是,与曲线10不同的是,在曲线14中的填 充阶段F之后,在行程的末尾,旋转速度仅稍稍下降,然后进入排出阶段E1。在阶段El中, 排出的总流体量是VI。因此,曲线10与曲线14之间的主要差异是,在曲线14中,活塞的旋 转速度和直线速度为零或接近于零的时间不长。在填充阶段F期间,在阶段E2的末尾由流 体量V2形成的坠饰形小滴得到稳定。流体量Vl与栗的出口中的流体量V2结合,V2和Vl 的和是小滴12的总流体量。小滴12在阶段El的末尾排出,并且循环重新开始。
[0035] 本发明确定,在分配大约5yL至大约30yL流体量之间的输送小滴时,排出曲线 10和14足以消除卫星滴。分配的液体涵盖从牛顿流体到非牛顿流体的范围,其粘度(对 于非牛顿流体,是动态粘度)可在大约IOmPas至大约40mPas之间变化,表面张力可在大约 22mN/m至大约40mN/m之间变化。
[0036] 现在请参考图5和图6,其中示出了液体分配装置的一个示例性实施例,并且总体 上以参考数字20表示。比较有利的是,装置20由排出曲线10或14控制,以实现对液体进 行计量分配,尤其是在制药行业中常用的高浓度活性成分溶液或悬浮液,而没有常常存在 的卫星滴。
[0037] 装置20包括伺服电机22、旋转和往复活塞式计量栗24、以及流体量控制器26。如 下文中进一步详述,电机22使计量栗24的活塞旋转并往复运动,而流体量控制器26调节 往复运动的活塞的行程。通过这种方式,装置20配置为重复地分配所需流体量的小滴,而 没有卫星滴。
[0038] 计量栗24在图7至图9中示出。计量栗24 (通常称为"章动栗")包括活塞28和 电机轮毂本体30。计量栗24使用电机轮毂本体30把电机22的旋转运动转化为活塞28的 旋转和往复运动。
[0039] 伺服电机22在图10中示出。本发明确定,伺服电机22在与排出曲线10、14结合 使用时能提供更精确和可重复的控制。
[0040] 伺服电机22包括与电机轮毂本体30工作親合的电机轴32,从而电机轴的转动导 致电机轮毂本体的转动。在所示的实施例中,电机轴32具有键槽34,该键槽34通过图7和 图8所示的键36与电机轮毂本体30工作耦合。
[0041] 请参考图9,活塞28包括凹槽或槽口 38和驱动销40。驱动销40与图8所示的电 机轮毂本体30的驱动口 42工作结合,从而电机轮毂本体的转动导致活塞28的转动。通过 这种方式,伺服电机22的运转使栗24内的活塞28旋转,从而槽口 38有选择性地打开和封 闭计量栗24的入口(未示出)和出口 25。
[0042] 请参考图6和图7,装置20还使计量栗24中的活塞28往复运动。更具体地说,计 量栗24相对于电机轮毂本体30的布置方式使得活塞28相对于电机轮毂本体30的旋转轴 处于一个角度。通过这种方式,电机轮毂本体30的转动导致驱动口 42具有不对称的转动。 当驱动口 42的不对称转动(在图8中更清晰地示出)与驱动销38工作结合时,导致活塞 28在计量栗24内往复运动。
[0043] 随着活塞28的旋转,槽口 38首先与入口(未示出)流体地相通,而活塞从计量栗 24抽回,以向栗中吸入流体。随着活塞28旋转从而使槽口 38与出口 25流体地相通,活塞 被迫进入计量栗24中,从而迫使流体从栗流出。因此,活塞28的每次360°旋转会导致计 量栗24的一次吸入和排出循环。正是旋转速度的受控变化产生了这种有利状况。
[0044] 活塞28往复运动的距离或行程可通过流体量控制器26调节,流体量控制器26调 节活塞28相对于电机轮毂本体30的旋转轴的布置角度。通过这种方式,驱动口 42的不对 称转动被流体量26调节,以在计量栗24
当前第2页1 2 3 4 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1