用于氣動(dòng)活塞泵計(jì)量及施配控制的方法及設(shè)備的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明一般來說涉及泵系統(tǒng)及方法，且更明確地說，涉及用于氣動(dòng)活塞泵的計(jì)量及施配控制系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]氣動(dòng)動(dòng)力的活塞泵是用于遞送各種各樣的流體或半流體材料的穩(wěn)健且通用系統(tǒng)。一般來說，氣動(dòng)活塞泵包含由驅(qū)動(dòng)活塞以泵送流體介質(zhì)的經(jīng)壓縮空氣提供動(dòng)力的空氣電機(jī)?；钊媚軌虍a(chǎn)生相對(duì)高的流體壓力且因此可用于泵送較高粘度的流體。典型活塞泵在工業(yè)過程中可用于將油墨、潤(rùn)滑脂、粘合劑、密封劑、灌封物、粘結(jié)劑或任何其它流體遞送到應(yīng)用點(diǎn)。另外，典型活塞泵包含簡(jiǎn)單開/關(guān)控制一當(dāng)操作者將經(jīng)壓縮空氣供應(yīng)到泵時(shí)，泵送流體，且當(dāng)不再供應(yīng)經(jīng)壓縮空氣時(shí)，泵送停止。
[0003]用于遞送中等粘度到高粘度流體的當(dāng)前計(jì)量及施配系統(tǒng)使用例如伺服控制的齒輪泵、鉆粒供給器或精密閥系統(tǒng)的經(jīng)加工組件來遞送流體。典型計(jì)量及施配系統(tǒng)的精加工組件是昂貴的且具有高零件計(jì)數(shù)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]根據(jù)一個(gè)方面，設(shè)備可包括:活塞泵，其包含電機(jī)及柱塞，其中所述電機(jī)經(jīng)配置以響應(yīng)于被供以經(jīng)壓縮流體流而驅(qū)動(dòng)所述柱塞的線性往復(fù)運(yùn)動(dòng)；計(jì)量閥，其流體耦合到所述電機(jī)，所述計(jì)量閥經(jīng)配置以控制到所述電機(jī)的所述經(jīng)壓縮流體流；放氣閥，其流體耦合于所述計(jì)量閥與所述電機(jī)之間；線性編碼器，其耦合到所述活塞泵，所述線性編碼器經(jīng)配置以產(chǎn)生指示所述柱塞的位置的傳感器數(shù)據(jù)；及電子控制器，其操作地耦合到所述計(jì)量閥、所述放氣閥及所述線性編碼器，其中所述電子控制器經(jīng)配置以從所述線性編碼器接收傳感器數(shù)據(jù)且控制所述計(jì)量閥及所述放氣閥。
[0005]在一些實(shí)施例中，所述電子控制器可經(jīng)配置以:發(fā)射第一控制信號(hào)以致使所述計(jì)量閥準(zhǔn)許到所述電機(jī)的所述經(jīng)壓縮流體流；依據(jù)所述傳感器數(shù)據(jù)及體積-距離校準(zhǔn)因子而確定由所述活塞泵泵送的流體介質(zhì)的所施配體積；響應(yīng)于確定所述所施配體積等于或大于目標(biāo)體積而修改所述第一控制信號(hào)以致使所述計(jì)量閥阻擋到所述電機(jī)的所述經(jīng)壓縮流體流；及響應(yīng)于確定所述所施配體積等于或大于目標(biāo)體積而發(fā)射第二控制信號(hào)以致使所述放氣閥從所述電機(jī)排出經(jīng)壓縮流體。所述電子控制器可進(jìn)一步經(jīng)配置以響應(yīng)于確定已停止所述柱塞的所述線性往復(fù)運(yùn)動(dòng)而修改所述第二控制信號(hào)以致使所述放氣閥中止從所述電機(jī)排出經(jīng)壓縮流體。
[0006]在一些實(shí)施例中，所述設(shè)備可進(jìn)一步包括流體耦合到所述活塞泵的出口且操作地耦合到所述電子控制器的壓力傳感器。所述壓力傳感器可經(jīng)配置以產(chǎn)生指示由所述活塞泵泵送的所述流體介質(zhì)的壓力的壓力數(shù)據(jù)，且所述電子控制器可經(jīng)配置以確定在所述壓力數(shù)據(jù)指示所述流體介質(zhì)的所述壓力已到達(dá)閾值時(shí)已停止所述柱塞的所述線性往復(fù)運(yùn)動(dòng)。所述電子控制器可經(jīng)配置以部分地通過忽略所述柱塞在行程終點(diǎn)位置與泵啟動(dòng)位置之間移動(dòng)的距離而確定所述所施配體積。
[0007]在一些實(shí)施例中，所述電子控制器可進(jìn)一步經(jīng)配置以:發(fā)射控制信號(hào)以致使所述計(jì)量閥準(zhǔn)許到所述電機(jī)的所述經(jīng)壓縮流體流；依據(jù)所述傳感器數(shù)據(jù)及體積-距離校準(zhǔn)因子而確定由所述活塞泵泵送的流體介質(zhì)的體積流率；及依據(jù)所述所確定體積流率及目標(biāo)體積流率而修改所述控制信號(hào)。所述電子控制器可經(jīng)配置以部分地通過忽略所述柱塞在行程終點(diǎn)位置與泵啟動(dòng)位置之間移動(dòng)的距離而確定所述體積流率。
[0008]在一些實(shí)施例中，所述設(shè)備可進(jìn)一步包括流體耦合到所述活塞泵的出口且操作地耦合到所述電子控制器的壓力傳感器。所述壓力傳感器可經(jīng)配置以產(chǎn)生指示由所述活塞泵泵送的流體介質(zhì)的壓力的壓力數(shù)據(jù)。所述電子控制器可經(jīng)配置以:發(fā)射第一控制信號(hào)以致使所述計(jì)量閥準(zhǔn)許到所述電機(jī)的所述經(jīng)壓縮流體流；使用從所述壓力傳感器接收的所述壓力數(shù)據(jù)來確定由所述活塞泵泵送的所述流體介質(zhì)的所述壓力；及依據(jù)所述所確定壓力及目標(biāo)壓力而修改所述第一控制信號(hào)。
[0009]在一些實(shí)施例中，所述電子控制器可進(jìn)一步經(jīng)配置以響應(yīng)于所述所確定壓力等于或大于所述目標(biāo)壓力而修改所述第一控制信號(hào)以致使所述計(jì)量閥阻擋到所述電機(jī)的所述經(jīng)壓縮流體流，及響應(yīng)于所述所確定壓力等于或大于所述目標(biāo)壓力而發(fā)射第二控制信號(hào)以致使所述放氣閥從所述電機(jī)排出經(jīng)壓縮流體。所述電子控制器可進(jìn)一步經(jīng)配置以響應(yīng)于確定已停止所述柱塞的所述線性往復(fù)運(yùn)動(dòng)而修改所述第二控制信號(hào)以致使所述放氣閥中止從所述電機(jī)排出經(jīng)壓縮流體。
[0010]在一些實(shí)施例中，所述計(jì)量閥可包括流體耦合為并聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的多個(gè)電磁閥。所述電子控制器可經(jīng)配置以發(fā)射選擇性地打開或關(guān)閉所述多個(gè)電磁閥中的每一者以控制到所述電機(jī)的所述經(jīng)壓縮流體流的一或多個(gè)控制信號(hào)。
[0011]根據(jù)另一方面，一種方法可包括:將第一控制信號(hào)發(fā)射到計(jì)量閥以致使所述計(jì)量閥將經(jīng)壓縮流體供應(yīng)到活塞泵的電機(jī)，使得所述電機(jī)驅(qū)動(dòng)所述活塞泵的柱塞的線性往復(fù)運(yùn)動(dòng)；從耦合到所述活塞泵的線性編碼器接收傳感器數(shù)據(jù)，所述傳感器數(shù)據(jù)指示所述活塞泵的所述柱塞的位置；依據(jù)所述傳感器數(shù)據(jù)及體積-距離校準(zhǔn)因子而確定由所述活塞泵泵送的流體介質(zhì)的所施配體積；響應(yīng)于確定所述所施配體積等于或大于目標(biāo)體積而修改所述第一控制信號(hào)以致使所述計(jì)量閥中止將經(jīng)壓縮流體供應(yīng)到所述電機(jī)；及響應(yīng)于確定所述所施配體積等于或大于目標(biāo)體積而將第二控制信號(hào)發(fā)射到流體耦合于所述計(jì)量閥與所述電機(jī)之間的放氣閥以致使所述放氣閥從所述電機(jī)排出經(jīng)壓縮流體。
[0012]在一些實(shí)施例中，所述方法可進(jìn)一步包括響應(yīng)于確定已停止所述柱塞的所述線性往復(fù)運(yùn)動(dòng)而修改所述第二控制信號(hào)以致使所述放氣閥中止從所述電機(jī)排出經(jīng)壓縮流體。確定所述所施配體積可包括:使用所述傳感器數(shù)據(jù)來檢測(cè)所述柱塞到達(dá)行程終點(diǎn)位置；使用所述傳感器數(shù)據(jù)來檢測(cè)所述柱塞到達(dá)泵啟動(dòng)位置；及忽略所述柱塞在所述行程終點(diǎn)位置與所述泵啟動(dòng)位置之間移動(dòng)的距離。
[0013]在一些實(shí)施例中，確定所述所施配體積可包括:從耦合到所述活塞泵的出口的壓力傳感器接收壓力數(shù)據(jù)，所述壓力數(shù)據(jù)指示由所述活塞泵泵送的所述流體介質(zhì)的壓力；及忽略所述柱塞移動(dòng)的距離直到所述壓力數(shù)據(jù)指示所述流體介質(zhì)的所述壓力已達(dá)到閾值為止。所述方法可進(jìn)一步包括發(fā)射致使第二活塞泵泵送與所述所施配體積成比例的體積的流體介質(zhì)的第二控制信號(hào)。
[0014]根據(jù)又一方面，一種方法可包括:將控制信號(hào)發(fā)射到計(jì)量閥以致使所述計(jì)量閥將經(jīng)壓縮流體供應(yīng)到活塞泵的電機(jī)，使得所述電機(jī)驅(qū)動(dòng)所述活塞泵的柱塞的線性往復(fù)運(yùn)動(dòng)；從耦合到所述活塞泵的線性編碼器接收傳感器數(shù)據(jù)，所述傳感器數(shù)據(jù)指示所述活塞泵的所述柱塞的位置；依據(jù)所述傳感器數(shù)據(jù)及體積-距離校準(zhǔn)因子而確定由所述活塞泵泵送的流體介質(zhì)的體積流率；及依據(jù)所述所確定體積流率及目標(biāo)體積流率而修改所述控制信號(hào)。
[0015]在一些實(shí)施例中，確定所述體積流率可包括:使用所述傳感器數(shù)據(jù)來檢測(cè)所述柱塞到達(dá)行程終點(diǎn)位置；使用所述傳感器數(shù)據(jù)來檢測(cè)所述柱塞到達(dá)泵啟動(dòng)位置；及忽略所述柱塞在所述行程終點(diǎn)位置與所述泵啟動(dòng)位置之間移動(dòng)的距離。在其它實(shí)施例中，確定所述體積流率可包括:從耦合到所述活塞泵的出口的壓力傳感器接收壓力數(shù)據(jù)，所述壓力數(shù)據(jù)指示由所述活塞泵泵送的所述流體介質(zhì)的壓力；及忽略所述柱塞移動(dòng)的距離直到所述壓力數(shù)據(jù)指示所述流體介質(zhì)的所述壓力已達(dá)到閾值為止。所述方法可進(jìn)一步包括發(fā)射致使第二活塞泵以與所述所確定體積流率成比例的體積流率泵送流體介質(zhì)的第二控制信號(hào)。
【附圖說明】
[0016]附圖中以實(shí)例方式且不以限制方式圖解說明本發(fā)明中所描述的概念。為圖解的簡(jiǎn)化及清晰起見，圖中所圖解說明的元件未必按比例繪制。舉例來說，為清晰起見，可相對(duì)于其它元件擴(kuò)大一些元件的尺寸。此外，在認(rèn)為適當(dāng)處，已在各圖當(dāng)中重復(fù)參考標(biāo)記以指示對(duì)應(yīng)或類似元件。
[0017]圖1是用于氣動(dòng)活塞泵的計(jì)量及施配控制系統(tǒng)的至少一個(gè)實(shí)施例的簡(jiǎn)化框圖；
[0018]圖2是可與圖1的控制系統(tǒng)一起使用的計(jì)量閥網(wǎng)絡(luò)的至少一個(gè)實(shí)施例的簡(jiǎn)化框圖；
[0019]圖3是使用圖1的系統(tǒng)的計(jì)量及施配控制的方法的至少一個(gè)實(shí)施例的簡(jiǎn)化流程圖；
[0020]圖4是使用圖1的系統(tǒng)的批次計(jì)量及施配控制的方法的至少一個(gè)實(shí)施例的簡(jiǎn)化流程圖；
[0021]圖5是使用圖1的系統(tǒng)的連續(xù)流量計(jì)量及施配控制的方法的至少一個(gè)實(shí)施例的簡(jiǎn)化流程圖；
[0022]圖6是使用圖1的系統(tǒng)的壓力計(jì)量及施配控制的方法的至少一個(gè)實(shí)施例的簡(jiǎn)化流程圖；且
[0023]圖7是使用圖1的系統(tǒng)的自動(dòng)起動(dòng)的方法的至少一個(gè)實(shí)施例的簡(jiǎn)化流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0024]雖然易于對(duì)本發(fā)明的概念做出各種修改及替代形式，但已在圖式中以實(shí)例方式展示且將在本文中詳細(xì)描述本發(fā)明的具體示范性實(shí)施例。然而，應(yīng)理解，并不打算將本發(fā)明的概念限制于所揭示的特定形式，而是相反，打算涵蓋屬于本發(fā)明的精神及范圍內(nèi)的所有修改形式、等效形式及替代形式。
[0025]現(xiàn)在參考圖1，泵系統(tǒng)10的一個(gè)說明性實(shí)施例展示為簡(jiǎn)化框圖。泵系統(tǒng)10包含活塞泵12，所述活塞泵自身包含連接到柱塞16的空氣電機(jī)14。當(dāng)將經(jīng)壓縮空氣供應(yīng)到空氣電機(jī)14時(shí)，空氣電機(jī)14驅(qū)動(dòng)柱塞16的往復(fù)線性運(yùn)動(dòng)?？諝怆姍C(jī)14可包含允許空氣電機(jī)14產(chǎn)生上行程及下行程兩者上的動(dòng)力的往復(fù)活塞及閥系統(tǒng)。盡管圖解說明為包含空氣電機(jī)14，但在其它實(shí)施例中，活塞泵12可包含由