[发明专利]带性能控制的气动泵

说明书

背景技术

本发明的领域是泵和由空气驱动的泵的执行机构。

公知的是由经由执行机构阀的压缩空气所驱动的具有双隔膜的泵。参考序列号为5,957,670；5,213,485；5,169,296和4,247,264的美国专利并参考序列号为294,947；294,946和275,858的美国外观专利。这些气动隔膜泵采用使用反馈控制系统的执行机构，该反馈控制系统提供用于驱动泵的往复压缩空气。参考序列号为2005/0249612的美国专利申请公开文件并参考序列号为4,549,467的美国专利。在序列号为RE38,239的美国专利中披露了通过螺线管驱动执行机构的另一个机械装置。前述专利和专利申请的公开内容在此并入供参考。

其他的泵可由相同的执行机构驱动，但使用运作的相对的空气执行室的其他配置来驱动往复泵送机械装置。而且对于运作的相对的空气室，同样公知的是在圆柱体中的带密封圈的活塞。参考序列号为3,071,118的美国专利。该专利的公开内容也在此并入供参考。

在关于气动隔膜泵的前述专利中披露的装置中大部分存在具有面向外从而与泵隔膜协作的空气室的执行机构外壳。泵隔膜向外是泵室外壳、进气歧管和出气歧管。通路从泵室外壳过渡到歧管。止回球阀位于进气通路和出气通路中。空气室之间的执行机构包括从其中穿过的轴，该轴与位于空气室和泵室之间的隔膜连结。能够使用这种系统泵送粘性和物理特性差别很大的多种物质。

气动泵的执行机构通常包括控制气流从而改变压力并向每个空气室排气和从每个空气室排气以致使泵往复的空气阀。空气阀由操控系统控制，操控系统依次地由泵隔膜或者活塞的位置控制。因此，提供反馈控制机械装置从而将恒定空气压力转变为将加压空气往复分配到每个运作的相对的空气室。

在车间气源或者其他的常规加压空气源可用时采用限定往复空气分配系统的执行机构是非常有利的。其他的加压气体也用于驱动这些产品。术语“空气”通常用于指代任何和所有的这些气体。通常期望用加压空气来驱动产品，因为这些系统避免了可能产生火花的元件。通过在泵上的阻力使压力均衡时轻易地允许执行机构达到停转点，执行机构也能够提供连续的泵压力源。随着在泵上的压力减小，系统将再次开始运作，根据需要建立运作系统。

在使用这种执行机构驱动这种泵时，能够承受差别很大的需求。泵送物质的粘度、吸入压头或者输送压头以及所需的流动速率会影响运作。典型地，加压空气源是相对恒定的。因此，泵运作存在由这些事物(例如，吸入和压力压头以及液体流动阻力)限制的最大流量。在泵的最大能力下，通过泵的输出的限制来控制流动速率(包括在泵仍被加压时的零流动速率)。相对于进气，执行机构排气的调整也被用于永久性的泵效率设定。

保持不变的是，控制泵的输出或者执行机构的排气可以改变泵的性能从而实现在最大值之下的所需的流动速率，但是这种控制未考虑有效率的运作和对泵的需求的变化。

发明内容

本发明关于使用带有相对的空气室的具有往复空气阀的执行机构的气动泵。执行机构包括具有进气通路的通向空气阀的进口和控制流经进气通路的气流的调整件。调整件包括可调整地延伸到进气通路中直至空气阀的封闭构件。进口调整件的采用允许随变化着的泵效率来平衡泵流动。

通过限制，在轻的和适度的泵送载荷下可以减小泵冲程上的空气的装填量。这减少了排出侧的需求，因为可以释放较小的累积压力。进一步，当典型地由于泵送物质的流动约束从而使得全部的压力不能传送成比例的较大流动时或者当不需要完全流动时，可以用较小的压力构建来实现泵送。通过减小在空气室内的驱动气压而不是通过在泵送物质或者动力空气上施加背压来实现动力需求的有效减少。

在本发明的第一独立方面，调整件位于执行机构外壳中从而提供对空气阀和相关联的泵的可预测的性能调整。

在本发明的第二独立方面，提供对执行机构的非线性控制。在低气流速率下，进口调整件位置成比例地变得更敏感。非线性控制也可以配置为使得执行机构所产生的空气消耗变化基本上直接成比例于执行机构的设置。

在本发明的第三独立方面，进口调整件具有螺旋轴肩和可调整地延伸到进气通路中的封闭构件。啮合件相对于进气通路固定并且啮合件延伸从而可操作地啮合螺旋轴肩。一个构造包括与具有沿其长度变化的斜度的可旋转调整件构件关联的螺旋轴肩。轴肩可由调整件中的槽限定。

在本发明的第四独立方面，进口调整件包括螺旋槽和可调整地延伸到进气通路中的封闭构件。啮合件相对于进气通路是固定的并延伸从而可操作地啮合螺旋槽。在一种构造中，进口调整件可旋转地安装在执行机构外壳中且截面图为圆柱。密封凹槽可有利地安置在槽和封闭构件之间。