[發明專利]流體分配系統

有效

• 申請號: 201080043568.1
• 申請日: 2010-09-22
• 公開（公告）號: CN102686322A
• 公開（公告）日: 2012-09-19
• 發明（設計）人: W·S·畢比
• 申請（專利權）人: 菲什曼公司
• 主分類號: B05C17/01
• 分類號: B05C17/01;G01F11/02;B05C11/10;B05C11/02
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利商標事務所 11038
• 代理人: 秦晨

技術領域

本發明涉及一種流體分配系統及其使用方法。優選地，本發明涉及大范圍不同粘性流體的應用，其中流體分配量的精度和準確性十分重要。

背景技術

對制造業者和其他以高效、準確和精確的流體量分配來支撐高質量產品的廠商和其他群體而言，穩定的、可控的和準確地分配不同粘性的流體一直是長期存在的問題。

這里“準確(accurate)”是指分配量有多準確，“精確(precise)”是指分配量的重復性如何。

這里術語“點(dot)”或者“滴珠(bead)”是指流體分配的量，“流體(fluid)”是指液體或者如液體那樣反應的懸浮液。

在產品制造環境中，準確控制分配的流體量很重要。例如，如果分配的粘合劑太少，組件將不會有高質量產品的結構完整性；太大的點或者滴珠和超額量會滲出，且與其他區域產生不希望的接觸和/或呈現難看的成品。此外，低粘性流體在分配點或滴珠后會滲漏。為控制這種滲漏，控制器可結合回退功能。在控制器向前移動注射器活塞一段設定的距離以分配點或滴珠的例子中，控制器接著會反向或者“回退”活塞運動以產生局部真空來防止流體滲漏。

已知的流體分配器可以包括帶有氣壓(氣動)驅動注射器活塞的注射器。這些系統經常會漏液并失去空氣和真空(負)壓，結果造成不精確和不準確的點和滴珠。

氣動分配器通過在活塞后產生真空來完成回退。活塞后的正空氣壓力驅動活塞向前分配流體，接著真空或負空氣壓力替代正空氣壓力，致使活塞運動停止和反向以從針口吸回流體，防止漏液。這種系統使用多重閥和螺線管。

在機械式系統中，通過反轉電動機(motor)一段預定距離產生回退。但是，當流體分配時，一段預定的回退距離不能解決流體的減少和注射器中活塞后部空氣空間的增加。已發現由于活塞后面空氣空間變化，預定的距離導致不同壓力變化，當注射器流體耗盡時配送了不準確、不精確的流體量。

發明內容

本發明公開了一種液體分配系統和方法，其用于在儲藏器變為耗盡時，從儲藏器中的孔中準確、精確分配具有各種粘性的流體的點和滴珠。使用本發明的方案能夠準確和精確的分配例如水，環氧樹脂，硅樹脂、粘合劑、焊料膏，預充填盒等等。

作為例示說明，分配器可以是一種常規的注射器，包括在筒中的活塞和具有遠端開口的針。注射器可以設置在固定的分配站或手持設備中。分配器由基于微處理器的控制器控制，從而可以依據流體特性(粘度、表面張力等等)、包括筒的長度和內部直徑的注射器尺寸、分配體積、分配速率等等來編制程序，準確、精確地分配流體體積。

術語“控制器”是指設置在設備殼體中的可編程處理器或者微處理器計算機組裝設備，當由此編制程序時，控制器決定分配周期的持續時間以及由此決定點或滴珠的尺寸。控制器可用于決定路徑和點或滴珠模式的配置。

如上所述控制器可編程驅動活塞向前分配點或滴珠，由此控制器驅動活塞后退一距離以防止通過針的漏液。最理想的情況下，在回退后流體撤回活塞針開口，形成彎月面。其他情況相同情況下，由于不同流體的粘度和表面張力不同，回退距離相應不同。但是，已經發現注射器中的剩余流體也影響著最佳回退距離。

例如，一個充滿的注射器可含有10cc，通過步進電動機驅動活塞，100步送出0.05cc的點尺寸。如果從注射器中分配該0.05cc，針對每個這樣的點的電動機的凈移動為100步。從帶回退的裝滿的注射器中進行分配的物理操作可驅動電動機向前125步，然后反向(回退)25步。如果流體正好在針開口處凈移動將為100步且分配了的精度為0.05cc點。

本發明的優選實施例中控制器可驅動步進電動機或伺服電動機(具有適當的軸編碼器或者其它位置感應設備)，但也可以使用其他電動機。電動機可驅動導螺桿或者其它類似設備將電動機的旋轉運動轉換為直線運動。而且，驅動活塞前進或者后退的手段可以是任何類似設備，其能夠依據本發明記載控制運動的準確性和精確性。不考慮驅動設備，執行時計算機程序驅動活塞前進和后退以匹配本發明記載的驅動前進/回退曲線(profile)。