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专利名称：用于粘度计的混合器以及使用所述混合器的方法及计算机可读媒体的制作方法
技术领域：
本发明针对用于粘度计的混合器及使用所述混合器的方法。举例来说，此些发明可用于例如印刷等工业工艺。
背景技术：
粘度控制在当今的许多制造及印刷过程中是基本性的。粘度是流体对由于剪应力或张应力引起的变形的阻力的量度，但通常被视为流体的“浓度”或流动阻力。粘度可为成品(例如，润滑剂、油漆或油墨)的重要品质或可影响成品(例如，印刷材料)。可能更重要的是，不适当的粘度可不利地影响现代工业设备。举例来说，如果印刷油墨的粘度落在可接受粘度范围以外，那么不仅影响印刷品质，而且还可堵塞印刷机。在许多工艺中，视需要连续监视并调整粘度。在许多情况下，通过向混合物添加额外溶剂及/或溶质来调整粘度。此些添加物将不能立即与混合物整合，且因此既不能达成所要的粘度调整也不能允许用户用粘度计来确定调整是否足以产生所要的粘度。使用各种混合器来混合工业化学品，例如印刷油墨。这些混合器遭受多种缺点。首先，常规混合器可花费大约$500。此花费必需乘以待混合的桶的数目。其次，许多常规混合器将显著量的空气并入到混合物中，尤其在器皿中的流体水平面低时。除使粘度测量失真之外，此空气可使例如印刷等工艺降级。因此，需要一种能够混合液体而不并入空气的负担得起的装置。

发明内容
本发明涉及一种用于与粘度计结合的混合器。本发明的一个方面提供一种粘度控制系统，其包含粘度传感器；包括外围壁的混合元件；固定地附接到所述混合元件的轴； 以及与所述粘度传感器及所述轴介接的致动器。所述混合元件可绕一轴线振荡，所述轴线位于正切于所述混合元件的所述壁上的一点的平面中。所述轴以所述轴线为中心。所述致动器使所述轴及所述混合元件绕所述轴线振荡。此方面可具有各种实施例。所述环形混合元件可包含穿过所述壁延伸的多个孔隙。所述孔隙可为实质圆形的。所述致动器可包含至少部分地位于汽缸内的活塞。所述轴可包含刚性地附接到所述轴的杠杆臂。所述活塞可包含活塞杆，所述活塞杆至少部分地在所述汽缸的外部延伸以啮合所述杠杆臂且在压力施加到所述活塞时使所述轴沿第一方向振荡。所述系统可包含空气配件，经压缩空气借助所述空气配件被供应到所述汽缸以将压力施加到所述汽缸内的所述活塞。
所述致动器可包含具有第一端及第二端的柔性元件。所述第一端可附接到所述杠杆臂且所述第二端可附接到所述汽缸。当压力施加到所述汽缸中的所述活塞时，所述柔性元件可自中性位置移动到延伸位置。当释放所述汽缸中的所述压力时，所述柔性元件返回到所述中性位置且沿第二方向旋转所述轴。所述柔性元件可为盘簧。所述混合元件可为汽缸。振荡范围可小于360°。本发明的另一方面提供一种流体混合器，其包含包括外围壁的混合元件；固定地附接到所述混合元件的轴；以及与所述粘度传感器及所述轴介接的致动器。所述混合元件可绕一轴线振荡，所述轴线位于正切于所述混合元件的所述壁上的一点的平面中。所述轴以所述轴线为中心。所述致动器使所述轴及所述混合元件绕所述轴线振荡。本发明的另一方面提供一种用于控制流体的粘度的方法。所述方法包含使用粘度计测量所述流体的所述粘度；将混合元件定位于所述流体内，所述混合元件可绕一轴线振荡，所述轴线位于正切于所述混合元件的壁上的一点的平面中；响应于由所述粘度计发送的信号而向所述流体添加物质；及使所述混合元件绕所述轴线振荡以将所述物质与所述流体混合。此方面可具有各种实施例。所述环形混合元件可振荡经过小于360度的角度。可使用汽缸内的活塞的往复运动来移动固定地附接到所述混合元件的轴而完成所述混合元件的振荡运动。所述方法可包含使用经压缩空气来移动所述汽缸内的所述活塞。所述方法可为计算机实施方法。本发明的另一方面提供一种计算机可读媒体，其内容致使计算机执行用于控制流体的粘度的方法。所述方法包含使用粘度计测量所述流体的所述粘度；将混合元件定位于所述流体内；响应于由所述粘度计发送的信号而向所述流体添加物质；及使所述混合元件绕所述轴线振荡以将所述物质与所述流体混合。所述混合单元可绕一轴线振荡，所述轴线位于正切于所述混合单元的壁上的一点的平面中。此方面可具有各种实施例。举例来说，所述计算机可读媒体可为非暂时且有形的。


为更充分理解本发明的性质及所要的目标，参考以下结合附图所进行的详细说明，其中在所有数个视图中相同参考字符表示对应部件，且附图中图1是根据本发明的一个实施例的包含混合器及粘度计的系统的透视图。图2A及图2B是根据本发明的实施例的混合元件的俯视图。
具体实施例方式本发明涉及用于与粘度计结合的混合器。参照图1，提供粘度控制系统100。粘度控制系统100包含粘度计。粘度计可为各种已知粘度计中的任一者，这些粘度计包含下落活塞粘度计、落球粘度计、振动粘度计、旋转粘度计、斯特宾格(Mabinger)粘度计及斯托默(Stormer)粘度计。粘度计可自包含(举例来说)马萨诸塞州(Massachusetts)牛顿 (Newton)的诺克洛斯公司(Norcross Corporation)的各种来源购得。图1中所描绘的实施例包含下落活塞粘度计。下落活塞粘度计包含支撑轴102， 支撑轴102连接到用于支撑管106的支架104。升降机汽缸108周期性地被提升，借此提
5升活塞110。在升高活塞110以使得管106充满待测量的液体之后，即释放升降机汽缸108 及活塞110，从而允许活塞110通过重力而下落且排出管106中的流体。活塞110移动到紧密接近于管106处近似针对粘度的平行板测试。下落活塞粘度计的各种实施例描述于第 5，959，196 号、第 4，154，094 号、第 3，686，931 号、第 3，677，070 号及第 3，304，765 号美国专利中，这些专利的内容特此以弓丨用方式并入本文中。尽管在此说明中用单独标签来描述升降机汽缸108及活塞110，但在某些实施例中升降机汽缸108及活塞110为单个组件且可由相同材料制作。在一个实施例中，升降机汽缸108由含于单元112内的气动致动器(未展示)致动。其它致动构件包含电气、机械、液压致动构件等。混合器包含与混合元件118耦合的混合轴116。在一些实施例中，混合元件为汽缸(即由平行于给定直线且穿过给定曲线的直线中的每一者组成的表面)。在某些实施例中，混合元件为环形。在另外其它实施例中，混合元件118具有近似选自由以下各项组成的群组的形状的水平横截面正方形、矩形、三角形、圆形、卵形、多边形、平行四边形、菱形、环形、新月形、半圆形、椭圆形、超椭圆形及扁方形。图2A中描绘示范性混合元件118a。在另外其它元件中，例如图2B中所描绘的那些元件，混合元件118b是不连续的，而是包括至少一个开放端。此些实施例包含具有近似“Y”、“U”、“X”等的水平横截面的元件。在一些实施例中，混合元件118具有固体外围壁。在其它实施例中，混合元件118 在壁中包含一或多个孔隙120，孔隙120在移动混合元件时促进液体混合。孔隙120可为圆形或具有(例如)近似选自由以下各项组成的群组的形状的横截面正方形、矩形、三角形、 圆形、卵形、多边形、平行四边形、菱形、环形、新月形、半圆形、椭圆形、超椭圆形及扁方形。混合轴116及混合元件118通过例如钉子、螺杆、螺栓、销、铆钉、焊接、铜焊、锡焊、 粘合剂、压接、按压配合等紧固构件附接。混合元件118可以可移除方式附接以使得各种混合元件可与同一混合器一起使用以虑及各种器皿形状及流体特性。混合轴116可通过若干种装置来振荡。在图1所图解说明的本发明实施例中，混合轴与杠杆臂122耦合。杠杆臂122接触活塞124，在一个实施例中，活塞IM为气动致动。 当升高升降机汽缸108时，空气流动到汽缸130，从而致使活塞124向外延伸，推动杠杆臂 122，且沿负θ方向旋转混合轴116及混合元件118。当空气流动停止时，拉伸弹簧1 起作用而压下活塞1 且沿正θ方向旋转混合轴116及混合元件118。在其中混合元件118被配置于与粘度计元件102、104、106、108或110中的一者或一者以上相同的高度处的本发明实施例中，混合元件118的振荡范围通常将限于小于 360°的范围。举例来说，振荡范围可为约270°、180°、90°、60°、45°、30°等。在其中混合元件被配置于低于粘度计元件102、104、106、108或110的高度处的本发明实施例中， 混合元件118的振荡范围可延伸超过360°。可使用若干种装置来将活塞返回到其静止位置。举例来说，汽缸130可含有用以将活塞IM推回到静止位置的压缩盘簧。汽缸130可包含放气阀以在空气到汽缸130中的流动停止时允许空气从汽缸130逸出。或者，空气可穿过提供所述空气的管返回。在另一实施例中，混合器轴116与弹簧耦合以使混合器轴116及活塞IM返回到开始位置。在另一实施例中，张力弹簧耦合到支撑轴102及杠杆122。在其它实施例中，活塞124及/或混合轴116通过例如电动机或伺服电动机等电气、机械或液压构件操作。杠杆122及活塞IM可以各种配置耦合。在一个实施例中，杠杆122及活塞124 通过由压缩及/或张力产生的压力整个或部分地保持在一起。可通过上文所描述的实施例获得此配置，其中弹簧施加力以将杠杆122推到抵靠活塞IM之处。在另一实施例中，杠杆及活塞通过一个或若干机械连接件耦合。此些连接件包含钉子、螺杆、螺栓、销、铆钉、铰链、链、缆线、绳索、细绳等。在一些实施例中，支架132为混合器轴116及支撑轴102提供支撑。支架132可包含用于将支架132与盛有液体的器皿耦合的各种扣件134及孔。在另外其它实施例中，轴环138与混合器轴116耦合以在支架140中支撑混合器轴116。轴环138可为可调整的(举例来说，通过松动螺杆)以允许调整混合元件相对于管106的高度。在其它实施例中，混合轴116经机器加工以包括具有比底部部分直径大的顶部部分。此实施例将在不需要轴环138的情况下支持混合轴。本文中所描述的组件可由各种材料制作，这些材料包含但不限于铜、钢(包含非成品钢或镀锌钢)、铸铁、黄铜、铝、钛、镍、其它金属及金属合金、聚氯乙烯(PVC)、氯化聚氯乙烯(CPVC)、交联高密度聚乙烯(PEX)、聚丁烯(PB)、丙烯腈丁二烯苯乙烯(ABQ等。此些材料应实质上不与待混合的流体起反应。材料可通过各种工艺形成为本文中所描述的组件，这些过程包含铸造、模制、机器加工、铣削、冲压等。本文中所描述的设备允许在不将空气引入到流体的情况下混合低水平面的流体。 如图1中所描绘，在一些实施例中，混合元件118可具有比管106的高度短的高度。因此， 如果器皿中存在充足油墨以允许粘度测量，那么混合元件将被浸没。尽管本文中所描述的实施例论述与粘度计集成在一起的混合器，但本发明涵盖在具有或不具有粘度计的情况下均能够操作的混合器。此些混合器可经配置以安装于粘度计上及/或根据本文中所描述的相同或类似原理配置。本文中所提供的混合器可经配置而以各种方式操作。在一个实施例中，混合器 (及粘度计，如果组合在一起)被引入到器皿，在一些实施例中所述器皿在混合器引入时将含有或将不含有流体。混合器可经配置以独立于粘度计或相关于粘度计而操作。在独立配置中，混合元件118的移动不受粘度计的操作的影响。举例来说，混合器继续振荡而不管粘度计是否正在对流体进行取样。在相关的配置中，混合元件118的移动受粘度计的操作的影响。举例来说，混合器可正常地以设定振荡速度及/或频率操作，但当粘度计正在对流体进行取样时停止或减小振荡速度/频率。当取样完成时，粘度计可返回到正常振荡速度频率。前述说明书及形成其一部分的图式在性质上为说明性且演示本发明的某些优选实施例。然而，应认识到并理解，所述说明不应视为对本发明的限制，因为所属领域的技术人员可在不背离本发明的基本范围、精神或意图的情况下在其中做出许多改变、修改及变化。
权利要求
1.一种粘度控制系统，其包括 粘度传感器；包括外围壁的混合元件，所述混合元件可绕一轴线振荡，所述轴线位于正切于所述混合元件的所述壁上的一点的平面中；固定地附接到所述混合元件的轴，所述轴以所述轴线为中心；及与所述粘度传感器及所述轴介接的致动器，其中所述致动器使所述轴及所述混合元件绕所述轴线振荡。
2.根据权利要求1所述的粘度控制系统，其中所述环形混合元件包含穿过所述壁延伸的多个孔隙。
3.根据权利要求2所述的粘度控制系统，其中所述孔隙为实质圆形的。
4.根据权利要求1所述的粘度控制系统，其中所述致动器包括至少部分地位于汽缸内的活塞。
5.根据权利要求4所述的粘度控制系统，其中所述轴包含刚性地附接到所述轴的杠杆臂且所述活塞包含活塞杆，所述活塞杆至少部分地在所述汽缸的外部延伸以啮合所述杠杆臂且在压力施加到所述活塞时使所述轴沿第一方向振荡。
6.根据权利要求5所述的粘度控制系统，其进一步包括空气配件，经压缩空气借助所述空气配件被供应到所述汽缸以将压力施加到所述汽缸内的所述活塞。
7.根据权利要求5所述的粘度控制系统，其中所述致动器进一步包括具有第一端及第二端的柔性元件，所述第一端附接到所述杠杆臂且所述第二端附接到所述汽缸，当所述压力施加到所述汽缸中的所述活塞时，所述柔性元件自中性位置移动到延伸位置，当释放所述汽缸中的所述压力时，所述柔性元件返回到所述中性位置且沿第二方向旋转所述轴。
8.根据权利要求7所述的粘度控制系统，其中所述柔性元件为盘簧。
9.根据权利要求1所述的粘度控制系统，其中所述混合元件为汽缸。
10.根据权利要求1所述的粘度控制系统，其中振荡范围小于360°。
11.一种流体混合器，其包括包括外围壁的混合元件，所述混合元件可绕一轴线振荡，所述轴线位于正切于所述混合元件的所述壁上的一点的平面中；固定地附接到所述混合元件的轴，所述轴以所述轴线为中心；及与所述粘度传感器及所述轴介接的致动器，其中所述致动器使所述轴及所述混合元件绕所述轴线振荡。
12.一种用于控制流体的粘度的方法，所述方法包括 使用粘度计测量所述流体的所述粘度；将混合元件定位于所述流体内，所述混合元件可绕一轴线振荡，所述轴线位于正切于所述混合元件的壁上的一点的平面中；响应于由所述粘度计发送的信号而向所述流体添加物质；及使所述混合元件绕所述轴线振荡以将所述物质与所述流体混合。
13.根据权利要求12所述的方法，其中所述环形混合元件振荡经过小于360度的角度。
14.根据权利要求12所述的方法，其中使用汽缸内的活塞的往复运动来移动固定地附接到所述混合元件的轴而完成所述混合元件的振荡运动。
15.根据权利要求12所述的方法，其进一步包括使用经压缩空气来移动所述汽缸内的所述活塞。
16.根据权利要求12所述的方法，其中所述方法为计算机实施的方法。
17.一种计算机可读媒体，其内容致使计算机执行用于控制流体的粘度的方法，所述方法包括使用粘度计测量所述流体的所述粘度；将混合元件定位于所述流体内，所述混合元件可绕一轴线振荡，所述轴线位于正切于所述混合元件的壁上的一点的平面中；响应于由所述粘度计发送的信号而向所述流体添加物质；及使所述混合元件绕所述轴线振荡以将所述物质与所述流体混合。
18.根据权利要求17所述的计算机可读媒体，其中所述计算机可读媒体为非暂时且有形的。
全文摘要
本发明针对用于粘度计的混合器及使用所述混合器的方法。举例来说，此些发明可用于例如印刷等工业工艺。本发明的一个实施例针对粘度控制系统，其包含粘度传感器；混合元件；固定地附接到所述混合元件的轴；以及与所述粘度传感器及所述轴介接的致动器。所述环形混合元件可绕一轴线振荡，所述轴线位于正切于所述混合元件的壁上的一点的平面中。所述轴以所述轴线为中心。所述致动器自所述粘度传感器接收信号且绕所述轴线以振荡方式旋转所述轴及所述混合元件。在一些实施例中，所述轴旋转经过小于360度的角度。
文档编号G01N11/12GK102460112SQ201080019964
公开日2012年5月16日 申请日期2010年3月24日 优先权日2009年3月24日
发明者罗伯特·A·诺克罗斯 申请人:诺克罗斯公司