用于调节和测量流量的系统和方法

用于调节和测量流量的系统和方法
【专利摘要】本发明涉及一种系统和方法，用于在图文处理中调节依赖于粘度的液体流量，其包括泵(5)，用于从第一容器(4)向图像印刷机(1)泵送依赖粘度的液体，其中液体(3)的粘度影响泵(5)的运行，与泵(5)连接的传感器(8)并且其用于测量泵(5)的至少其中一个运行参数，以及与传感器(8)连接的控制器(9)并且其用于分析来自传感器(8)的数据。控制器(9)从泵(5)的测得运行参数中确定液体(3)的粘度，并从测得粘度中产生控制信号(17)，通过泵(5)泵送的液体(3)的粘度可以根据该信号进行调节。
【专利说明】用于调节和测量流量的系统和方法

【技术领域】
[0001]本发明涉及一种用于图文处理中调节依赖于粘度的液体流量的系统，其包括:
[0002]-泵，用于从第一容器向图像印刷机泵送依赖于粘度的液体，其中液体的粘度影响泵的运行；
[0003]-与泵连接的传感器并且其用于测量泵的至少其中一个运行参数；以及
[0004]-与传感器连接的控制器并且其用于分析来自传感器的数据。
[0005]本发明还涉及一种用于图文处理中调节依赖于粘度的液体流量的方法，其包括以下步骤:
[0006]-借助泵将依赖于粘度的液体从第一容器泵送至图像印刷机，其中液体的粘度影响泵的运行；
[0007]-借助传感器测量泵的至少其中一个运行参数；以及
[0008]-其中在控制器中分析来自传感器的数据。

【背景技术】
[0009]现今的专业图像印刷机需要细心的操作，以及各种印刷用油墨成分，这些油墨用于导入到印刷机中的印刷模块，以便在完成的印刷品或印刷物上得到正确的色度、亮度和耐磨性。因此，有必要在印刷处理过程中，单独控制各种油墨的各种特性，包括粘度、色彩成分(墨色调配)、色素、粘合力、温度、流量等。
[0010]在文献中记载了用于测量和控制印刷用油墨流量的各种系统和方法。类似地，在文献中记载了用于调节印刷用油墨特性的各种系统和方法。
[0011]欧洲专利EP 1138487 A2公开了一种用于测量和调节印刷机中油墨粘度的系统和方法，其中测量粘度的测量装置包括两个旋转部件，这些部件借助设置在这两个部件上的磁铁互相磁力连接，其中一个部件设置在泵后面的液流之中，并且另一个部件设置在液流之外。电机转动设置在液流外的部件，借助磁铁产生的磁场这随即转动了另一个部件。电机连接至控制单元，该控制单元调节电机的速度，使得这些部件匀速转动。控制单元检测用于匀速转动这些部件的耗电量，然后计算油墨粘度。至少一个流量计设置在该装置之前或之后，以便确保恒定流量通过测量装置。借助配料装置自动地调节粘度，该配料装置根据测得粘度向油墨添加稀释剂。
[0012]这个系统使用用于测量油墨流量和粘度的多达数个测量单元，这些测量单元位于泵与印刷机中的印刷单元之间，以及用于控制油墨粘度的相对复杂的调节系统。这些单元增加了整个设备的复杂度，大大地增加了整个设备的成本。另外，在液流中的各种测量单元需要定期维护，以避免不稳定测量和堵塞，这会造成设备停机，这随即增加总生产成本和维护成本。
[0013]美国专利US 5027661 Al公开了一种用于测量印刷机中油墨体积的系统和方法，其中该系统包括传声器或压力传感器，用于测量在流至泵的流量中流出的气压或气压变化。传声器/传感器用于检测泵的泵送冲程并连接至微处理器，该微处理器计算正在考虑的泵的泵送冲程的数量、泵的速度以及每个泵送冲程的体积。泵送冲程用于确定，泵所泵送的来自容器的液体是否将要流干。微处理器可单独控制若干泵，以便得到正确的色彩成分。
[0014]这个系统具有以下优点:其不需要在液流中设置一个或多个外部流量计，以便确定油墨体积，事实上这会尽量减小整个设备的总成本。
[0015]然而，这个系统具有以下缺点:其只能够确定来自泵送冲程的油墨体积。由于粘度影响每个泵送冲程泵出油墨的多少，必须借助已知的测量技术人工确定粘度并人工稀释油墨。如果粘度改变，必须调节泵的速度(泵送冲程的数量)，以便保持进入印刷机的恒定油墨流量。
[0016]发明目的
[0017]本发明的目的在于提供一种系统和方法，其将会作为可选方式解决现有技术的问题。
[0018]本发明的目的在于提供一种系统和方法，其使得以更简单的方式控制体积和粘度成为可能。
[0019]本发明的目的在于提供一种系统和方法，其将整个设备停机用来维护和维修的时间最小化。
[0020]本发明的目的在于提供一种系统和方法，其减小设备安装和维护的成本。


【发明内容】

[0021]本发明通过提供一种用于图文处理中调节依赖于粘度的液体流量的系统，用于解决现有技术的问题，其特别之处在于:
[0022]-控制器用于从泵的测得运行参数中确定液体粘度；以及
[0023]-控制器用于从测得/确定的粘度在产生控制信号，通过泵泵送的液体粘度可以根据所述信号进行调节。
[0024]在此提供一种系统，其以简单有效的方式确定粘度的表示，以及基于在系统中的泵如何有效地将油墨更进一步泵送，由此确定油墨流量。在此，借助粘度计或使用设置在油墨流中的自动粘度计，免除了人工控制粘度的需要，事实上对设备价格有很大影响。而且，也免除了在油墨流中设置流量计的需要，因为流量可由泵的效率(也称为有用效率)确定，也造成相当可观的成本节约。
[0025]根据本发明的一个实施例，泵连接至控制单元，该控制单元用于驱动具有恒定电源的泵。
[0026]通过确定粘度以及从泵的效率中由此确定的油墨流量，能够运行具有大致恒定电源的泵；在此，免除了为补偿粘度变化而调节泵的速度的需要。泵的使用寿命可由此延长并且泵的能耗可降低，因为为保持通过泵的恒定流量，而没有执行泵的速度调节以及泵的能耗。该泵可以由恒定电压源、恒定电流源或借助恒压下的压缩空气来供能，其中术语“恒定”可理解为，如由控制测量装置所试图保持实际参数恒定一般的大致恒定。
[0027]根据本发明的特定实施例，传感器用于测量泵的泵送冲程。
[0028]在此，能够通过监测泵的一个或多个运行参数来检测粘度变化，因为通过液体施加在泵上的阻力(也称为系统阻力)取决于液体粘度。液体粘度越高，液体施加在泵上的阻力越大，要供应越多的能量至泵，以便执行一个完整的泵送冲程。由于电源保持恒定，这将减少在预定时间内泵送冲程的数量。
[0029]或者，液体粘度可以从所需电源中确定，该电源用于保持大致恒定的通过泵的流量，由此液体导管中的压强能够保持大致恒定。在此实施例中，传感器将用于测量泵中的能耗，例如电能耗或供往泵的压缩空气的压力/流量。
[0030]根据本发明的一个实施例，泵设计为活塞泵，膜式泵通常由压缩空气驱动，但也能够以其他方式驱动，或者是合适类型的电动泵。这些类型的泵可优选用于图像印刷工序中，因为这些泵适于小体积流量并且其中通过该泵泵送的液体的粘度会影响这些泵的输出。
[0031]根据本发明的一个实施例，该系统包括配料单元，其用于从控制器中接收控制信号，并将预定量的稀释剂从第二容器添加至第一容器内的依赖于粘度的液体中。
[0032]该配料系统可通过添加酒精、水或类似物式的稀释剂来自动调节油墨粘度，直接添加至存储油墨的容器内，或者添加至泵前或泵后的油墨流中。当粘度变得很高时，由此免除了人工添加稀释剂的需要。另外，能够避免与测量/称重稀释剂有关的、可能出现的误差。
[0033]在本发明的一个实施例中，该系统包括用户界面，其用于显示测得/确定的粘度值和测得流量值，其中操作者能够调节泵的至少其中一个运行参数。操作者由此可以可视地读取流量和油墨粘度的表示，并调节流量或泵的其他运行参数其中之一。由此免除了操作者人工测量粘度的需要，因为数值可在计量器或显示器上读取。粘度读取有利于提供不同的颜色，包括绿、黄和红，这些颜色显示粘度是否在所需界限内。可视值，例如粘度，可优选只是相对值，以及相对于相对设定点的差值。
[0034]根据本发明的一个实施例，该系统包括警报单元，其用于从控制器中接收控制信号并基于控制信号产生可视或声响警报。
[0035]在此，能够通知设备操作者粘度过高，需要添加稀释剂。然后操作者能够激活配料单元或者人工添加稀释剂。由此免除了通过操作者定期控制粘度，以便确保油墨具有所需粘度的需要。本发明通过提供用于图文处理中调节依赖于粘度的液体流量的方法，以解决现有技术的问题，其特别之处在于:
[0036]-控制器从测得的泵的运行参数中确定液体粘度；以及
[0037]-基于测得的泵的运行参数对通过该泵泵送的液体的粘度进行调节。
[0038]在此，基于在系统中的泵如何有效地进一步泵送油墨，能够以简单的方式确定粘度或以数值形式的粘度表示，以及由此确定油墨的流量。而且，借助粘度计或使用设置在油墨流量中的自动粘度计，免除了人工控制粘度的需要。进一步，能够减少或彻底免除在油墨流量中设置流量计的需要，因为流量可以由泵的效率(也称为有用效率)确定。
[0039]根据本发明的一个实施例，泵由来自于控制单元的恒定或大致恒定电源来驱动，该电源可以为，例如恒压的压缩空气或用于电动机的恒定电流或电压源。
[0040]通过确定流量以及特别是来自泵的有效油墨的粘度表示，能够运行具有大致恒定电源的泵；在此，免除了为补偿粘度变化而调节泵的速度的需要。泵的使用寿命可由此延长并且泵的能耗可降低，因为为保持通过泵的恒定流量没有执行泵的速度调节。
[0041]根据本发明的特定实施例，传感器在预定时间段内测量泵的泵送冲程的数量。
[0042]在此，能够检测粘度变化，因为通过液体施加在泵上的阻力(也称为系统阻力)取决于液体粘度。液体粘度越高，液体施加在泵上的阻力越大，泵使用的能量越多，以便执行一个完整的泵送冲程。由于电源保持恒定，在预定时间段内这会减少泵送冲程的数量。粘度变化还可以通过测量其他运行参数，例如泵内压强来检测到。
[0043]根据本发明的一个实施例，液体粘度借助由控制器控制的配料单元，向第一容器中的依赖于粘度的液体添加预定量的稀释剂来改变。
[0044]在此，油墨粘度可通过添加酒精、水或类似物式的稀释剂来自动调节，直接添加至存储油墨的容器内，或者添加至泵前或泵后的油墨流中。而且，当粘度变得很高时，由此免除了人工添加稀释剂的需要。另外，能够避免与测量/称重稀释剂有关的、可能发生的误差。
[0045]根据本发明的一个实施例，当泵送冲程的数量小于或等于第一阈值时，控制器激活配料单元。根据本发明的特定实施例，当泵送冲程的数量大于或等于第二阈值时，控制器关闭配料单元。
[0046]根据本发明的特定实施例，测得/确定的粘度和测得/确定的流量显示在用户界面上，操作者能够在其上调节泵的至少其中一个运行参数。
[0047]对于操作者，由此能够看见在印刷工序期间测得的各种运行参数，并且基于这些运行参数执行一个或多个运行参数的调节。在使用不同油墨开始新的印刷任务时，或者当需要一些具有其他特性的油墨以便得到所需效果时，这是特别有利的。另外，在连续运行期间，为了能够保持油墨粘度相同，这也非常有利。
[0048]根据本发明的一个实施例，如果粘度大于或等于第一阈值，则控制器激活警报单元，该警报单元产生可视或声响警报。
[0049]在此，能够通知设备操作者粘度过高，需要添加稀释剂。然后操作者能够激活配料单元或者人工添加稀释剂。由此免除了通过操作者定期控制粘度，以便确保油墨具有所需粘度的需要。

【专利附图】

【附图说明】
[0050]本发明参照以下附图，在下文中进行描述，其中:
[0051]图1示出了根据本发明实施例的系统的简化布局；
[0052]图2示出了根据本发明第一实施例的用于调节粘度的方法；
[0053]图3示出了根据本发明第二实施例的用于调节粘度的方法。
[0054]解释附图时，不同附图的相同或相应元件将会标以相同的序号。因此，不会对每个单独附图/实施例的所有细节给予说明。

【具体实施方式】
[0055]术语“油墨”意思是在图像印刷工序中使用的任何依赖于粘度的液体，用于生产具有所需特性的印刷品，包括具有任何色素的颜色/油墨、紫外色以及涂料、水基/酒精基/油基油墨以及涂料、任何类型的油墨/涂料和类似液体。
[0056]图1示出了根据本发明实施例的系统的简化布局，包括连接至若干循环回路2的图像印刷机1，这些循环回路2用于将一种或多种油墨供往印刷机I内的印刷模块la。印刷机I的结构已知，不再详细描述。
[0057]循环回路2包括容器式的蓄液池4，其中存储油墨3，以及泵5，用于更进一步泵送油墨3进入印刷机I。蓄液池4通过液体导管6a连接至泵5，再依次通过第二液体导管6b连接至印刷模块la。印刷机I中的印刷模块Ia通过回流液体导管6c连接至蓄液池4，使得多余的油墨3可以回流到蓄液池4。回流液体导管6c可包括回流泵(未示出)，其用于将多余的油墨3泵回蓄液池。该回流泵可具有与泵5相同或不同的设置，并能够依赖于或不依赖于泵5进行控制。液体导管6可以是管道或软管结构。
[0058]泵5设置为活塞泵、膜式泵或电动泵，其连接至控制单元7，该控制单元7可连接至控制器9。控制单元7用于通过任何电动、电磁、机械、压缩空气或液体连接装置驱动泵5的一个或多个可动部件。可动部件设计为使得当这些部件来回移动时，油墨3通过泵5导流。泵5可设置为任何其他类型的泵，其中泵5的一个或多个运行参数(压力、流量、功耗/能耗、供电电压、泵送冲程和类似参数)以及效率(也称为有用效率)被油墨3粘度影响。
[0059]一个或多个传感器8连接至泵5，使得这些传感器8通过测量一个或多个泵5的运行参数，检测由油墨3施加在泵5上的阻力(系统阻力)。传感器8连接至控制器9，该控制器9基于测得运行参数和由此检测出的阻力，确定其粘度或其表示，以及由此确定油墨3的流量。
[0060]在一特定实施例中，这些传感器8设置为，使得它们测量泵的泵送冲程并产生相对于每个泵送冲程的电信号。泵送冲程定义为一个完整的泵送冲程，即从活塞/膈膜离开其初始位置直至其回到其初始位置。在第二实施例中，这些传感器8设置为，使得它们测量活塞/膈膜在每个泵送冲程所运行的运动长度。
[0061]或者，不止一种类型的传感器8可连接至泵5，这样这些传感器8将检测不止一个泵5的运行参数。
[0062]在一特定实施例中，泵送冲程的数量在控制器9中的一个或多个预定时间段Ti内累加，此后控制器9确定油墨3的粘度。或者泵送冲程的数量可以在传感器8中累加然后传送至控制器9。时间段Ti可定义为I分钟；然而，取决于系统惯性(延迟)和所期望的测量精度，时间段Ti可长于或短于I分钟。
[0063]声响、可视或振动警报式的警报单元10可连接至控制器9，并可用于基于来自于控制器9的控制信号17产生声响、可视或振动警报。
[0064]以触摸式显示屏或包括若干仪表和按钮/开关的操作仪表板形式的用户界面11可连接至控制器9。用户界面11设置为，使得操作者可以可视地读取设备中的各种测得参数并执行一个或多个这些参数的调节，例如调节粘度和流量。
[0065]在一特定实施例中，控制器9设置为使得该控制器9确定流量，例如体积流，以及油墨3的粘度。用户界面11设计为图像用户界面，其中测得/确定的流量值和粘度值图像化显示出来。通过用户界面11，操作者能够设定/输入所需参数，例如所需流量，并由此控制连接至控制器9的各个单元，例如通过控制单元7控制泵5。
[0066]在另一特定实施例中，控制器9连接至一个或多个配料单元12，其用于将预定量(体积)的稀释剂13供应至储存油墨3的蓄液池4中，以便稀释油墨3以降低粘度。配料单元12通过液体导管连接至容器式的蓄液池14或储存稀释剂13的外部单元。配料单元12转而通过第二液体导管16连接至蓄液池4。液体导管15、16可以是管道或软管结构。配料单元12可设计成泵或阀(未示出)，其用于将稀释剂从蓄液池14泵送或导流到蓄液池4。
[0067]用于搅拌油墨3的搅拌器(未示出)可设置在蓄水池4中，使得稀释剂13与油墨3混合。搅拌器可由控制器9控制。
[0068]控制器9可连接至若干循环回路2，这些循环回路2包括它们各自的蓄液池4，该蓄液池4具有各自的油墨3。控制器9可确定各个油墨3的粘度并对各个油墨3的粘度执行单独的或成组的调节。一个或多个循环回路2可连接至相同的配料单元12。
[0069]系统功能参照图2和3进一步详细描述。图2示出了根据本发明第一实施例的用于调节粘度的方法。
[0070]关于设备的启动，激活印刷机I和泵5，此后泵5开始将油墨3泵到印刷机I中的印刷模块。在启动泵5后，控制器9基于测得的泵的运行参数来确定油墨3的粘度，此后将粘度与第一阈值N1比较。
[0071]如果测得粘度等于或大于第一阈值N1，控制器9产生控制信号17，该控制信号17传送至警报单元10和/或配料单元12。如果控制信号17传送至警报单元10，其随后将会产生警报，引起设备操作者对油墨3的粘度过高这一事实的注意。如果控制信号17传送至配料单元12，则会激活配料单元12，此后将混合的、预定量的稀释剂13添加至油墨3中。当此工序完成时，配料单元12返回给控制器9 一响应信号18。
[0072]或者，控制器9可相对于蓄液池4中油墨3的量来调节稀释剂13的量，并且在某程度上还调节在回路2中循环的油墨3的量。由此可以得到更佳的油墨3的粘度调节，因为其能够会允许回路2中的惯性(延迟)。
[0073]在稀释油墨3之后，在预定时间段T2之后执行新的粘度测量，该时间段T2可等于或大于时间段!\。
[0074]如果测得粘度落到第一阈值N1以下，则在新的时间段T2之后执行新的测量。若否，则配料单元12将被再次激活和/或警报单元10保持激活。
[0075]在一特定实施例中，将泵送冲程的数量而不是测得粘度与阈值N1进行比较。在本实施例中，如果泵送冲程的数量等于或小于第一阈值N1，则激活配料单元12和/或警报单元10。
[0076]图3示出了根据本发明第二实施例的用于调节粘度的方法。本实施例与图2所示的实施例的不同之处在于，当粘度或泵送冲程的数量达到第二阈值N2时，仅关闭配料单元12。
[0077]设备和泵5的启动以与图2所述的方式相同地进行。
[0078]如果测得粘度等于或大于第一阈值N1,或者如果泵送冲程的数量等于或小于第一阈值N1，则控制器9产生控制信号17，该控制信号17传送至警报单元10和/或配料单元
12。在控制信号17传送至警报单元10的情况下，后者随后会产生警报，引起设备操作者对油墨3的粘度过高的事实的注意。如果控制信号17传送至配料单元12，激活配料单元12，此后将预定量的稀释剂13持续添加至油墨3。
[0079]在预定时间段T3之后，该时间段T3可等于或小于时间段T2,执行新的测量。
[0080]如果测得粘度在第二阈值N2之上，或者如果泵送冲程的数量在第二阈值N2之下，则配料单元12保持激活。如果测得粘度在第二阈值N2之下，或者如果泵送冲程的数量在第二阈值N2之上，则配料单元12关闭。在新的时间段T3之后执行新的测量。
[0081]在此，稀释剂13的量可相对于蓄液池4中油墨3的量来调节，并在某种程度上还调节在回路2中循环的油墨3的量。由此可以得到更佳的油墨3的粘度调节，因为其能够允许回路2中的惯性(延迟)。另外，其能够在一定的泵送冲程范围内执行连续的油墨3稀释。
【权利要求】
1.一种用于图文处理中调节依赖于粘度的液体流量的系统，其包括: -泵(5)，用于从第一容器⑷向图像印刷机⑴泵送依赖于粘度液体(3)，其中液体(3)的粘度影响泵(5)的运行； -与泵(5)连接的传感器(8)并且其用于测量泵(5)的至少其中一个运行参数；以及 -与传感器(8)连接的控制器(9)并且其用于分析来自传感器(8)的数据； 其特征在于 -控制器(9)用于从泵(5)的测得运行参数中确定液体(3)粘度；以及-控制器(9)用于从测得/确定的粘度中产生控制信号(17)，通过泵(5)泵送的液体(3)粘度能够根据所述信号进行调节。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，泵(5)连接至控制单元(7)，所述控制单元用于驱动具有大致恒定电源的泵(5)。
3.根据权利要求1或2所述的系统，其特征在于，传感器(8)用于测量泵(5)的泵送冲程。
4.根据权利要求1-3中任一权利要求所述的系统，其特征在于，泵(5)设计为活塞泵、膜式泵、或电动泵。
5.根据权利要求1-4中任一权利要求所述的系统，其特征在于，所述系统包括配料单元(12)，其用于从控制器(9)中接收控制信号(17)，并将预定量的稀释剂(13)从第二容器(14)添加至第一容器(4)内的依赖于粘度的液体(3)中。
6.根据权利要求1-5中任一权利要求所述的系统，其特征在于，所述系统包括用户界面(11)，其用于显示测得/确定的粘度值和测得流量值，其中操作者能够调节泵(5)的至少其中一个运行参数。
7.根据权利要求1-6中任一权利要求所述的系统，其特征在于，所述系统包括警报单元(10)，其用于从控制器(9)中接收控制信号(17)并基于控制信号(17)产生可视或声响警报。
8.一种用于图文处理中调节依赖于粘度的液体流量的方法，其包括以下步骤: -借助泵(5)将依赖于粘度的液体(3)从容器(4)泵送至图像印刷机(1)，其中液体(3)的粘度影响泵(5)的运行； -借助传感器(8)测量泵(5)的至少其中一个运行参数；以及 -其中在控制器(9)中分析来自传感器(8)的数据； 其特征在于 -控制器(9)从测得的泵(5)的运行参数中确定液体(3)粘度；以及 -基于测得的泵(5)的运行参数对通过所述泵(5)泵送的液体(3)的粘度进行调节。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，泵(5)由来自于控制单元(7)的大致恒定电源来驱动。
10.根据权利要求8或9所述的方法，其特征在于，在预定时间段(T1)内测量泵(5)的泵送冲程的数量。
11.根据权利要求8-10中任一权利要求所述的方法，其特征在于，液体(3)粘度借助由控制器(9)控制的配料单元(13)，向第一容器(4)中的依赖于粘度的液体(3)添加预定量的稀释剂(13)来改变。
12.根据权利要求8-11中任一权利要求所述的方法，其特征在于，测得/确定的粘度和测得/确定的流量显示在用户界面(11)上，操作者能够在其上调节泵(5)的至少其中一个运行参数。
13.根据权利要求8-12中任一权利要求所述的方法，其特征在于，如果泵送冲程的数量小于或等于第一阈值(N1),则控制器(9)激活警报单元(10)，所述警报单元产生可视或声响警报。
【文档编号】G05D24/02GK104245321SQ201380021771
【公开日】2014年12月24日 申请日期:2013年3月20日 优先权日:2012年4月27日
【发明者】克里斯蒂安·福格-汉森 申请人:丹麦得利速股份公司