用于气动活塞泵计量及施配控制的方法及设备技术

本申请案涉及用于气动活塞泵计量及施配控制的方法及设备。本发明专利技术揭示泵系统及方法的说明性实施例。在至少一个实施例中，一种设备包括：活塞泵，其包含电机及柱塞，其中所述电机经配置以响应于被供以经压缩流体流而驱动所述柱塞的线性往复运动；计量阀，其流体耦合到所述电机，所述计量阀经配置以控制到所述电机的所述经压缩流体流；放气阀，其流体耦合于所述计量阀与所述电机之间；线性编码器，其耦合到所述活塞泵，所述线性编码器经配置以产生指示所述柱塞的位置的传感器数据；及电子控制器，其操作地耦合到所述计量阀、所述放气阀及所述线性编码器，其中所述电子控制器经配置以从所述线性编码器接收传感器数据且控制所述计量阀及所述放气阀。

【技术实现步骤摘要】
用于气动活塞泵计量及施配控制的方法及设备
本专利技术一般来说涉及泵系统及方法，且更明确地说，涉及用于气动活塞泵的计量及施配控制系统。
技术介绍
气动动力的活塞泵是用于递送各种各样的流体或半流体材料的稳健且通用系统。一般来说，气动活塞泵包含由驱动活塞以泵送流体介质的经压缩空气提供动力的空气电机。活塞泵能够产生相对高的流体压力且因此可用于泵送较高粘度的流体。典型活塞泵在工业过程中可用于将油墨、润滑脂、粘合剂、密封剂、灌封物、粘结剂或任何其它流体递送到应用点。另外，典型活塞泵包含简单开/关控制—当操作者将经压缩空气供应到泵时，泵送流体，且当不再供应经压缩空气时，泵送停止。用于递送中等粘度到高粘度流体的当前计量及施配系统使用例如伺服控制的齿轮泵、钻粒供给器或精密阀系统的经加工组件来递送流体。典型计量及施配系统的精加工组件是昂贵的且具有高零件计数。
技术实现思路
根据一个方面，设备可包括：活塞泵，其包含电机及柱塞，其中所述电机经配置以响应于被供以经压缩流体流而驱动所述柱塞的线性往复运动；计量阀，其流体耦合到所述电机，所述计量阀经配置以控制到所述电机的所述经压缩流体流；放气阀，其流体耦合于所述计量阀与所述电机之间；线性编码器，其耦合到所述活塞泵，所述线性编码器经配置以产生指示所述柱塞的位置的传感器数据；及电子控制器，其操作地耦合到所述计量阀、所述放气阀及所述线性编码器，其中所述电子控制器经配置以从所述线性编码器接收传感器数据且控制所述计量阀及所述放气阀。在一些实施例中，所述电子控制器可经配置以：发射第一控制信号以致使所述计量阀准许到所述电机的所述经压缩流体流；依据所述传感器数据及体积-距离校准因子而确定由所述活塞泵泵送的流体介质的所施配体积；响应于确定所述所施配体积等于或大于目标体积而修改所述第一控制信号以致使所述计量阀阻挡到所述电机的所述经压缩流体流；及响应于确定所述所施配体积等于或大于目标体积而发射第二控制信号以致使所述放气阀从所述电机排出经压缩流体。所述电子控制器可进一步经配置以响应于确定已停止所述柱塞的所述线性往复运动而修改所述第二控制信号以致使所述放气阀中止从所述电机排出经压缩流体。在一些实施例中，所述设备可进一步包括流体耦合到所述活塞泵的出口且操作地耦合到所述电子控制器的压力传感器。所述压力传感器可经配置以产生指示由所述活塞泵泵送的所述流体介质的压力的压力数据，且所述电子控制器可经配置以确定在所述压力数据指示所述流体介质的所述压力已到达阈值时已停止所述柱塞的所述线性往复运动。所述电子控制器可经配置以部分地通过忽略所述柱塞在行程终点位置与泵启动位置之间移动的距离而确定所述所施配体积。在一些实施例中，所述电子控制器可进一步经配置以：发射控制信号以致使所述计量阀准许到所述电机的所述经压缩流体流；依据所述传感器数据及体积-距离校准因子而确定由所述活塞泵泵送的流体介质的体积流率；及依据所述所确定体积流率及目标体积流率而修改所述控制信号。所述电子控制器可经配置以部分地通过忽略所述柱塞在行程终点位置与泵启动位置之间移动的距离而确定所述体积流率。在一些实施例中，所述设备可进一步包括流体耦合到所述活塞泵的出口且操作地耦合到所述电子控制器的压力传感器。所述压力传感器可经配置以产生指示由所述活塞泵泵送的流体介质的压力的压力数据。所述电子控制器可经配置以：发射第一控制信号以致使所述计量阀准许到所述电机的所述经压缩流体流；使用从所述压力传感器接收的所述压力数据来确定由所述活塞泵泵送的所述流体介质的所述压力；及依据所述所确定压力及目标压力而修改所述第一控制信号。在一些实施例中，所述电子控制器可进一步经配置以响应于所述所确定压力等于或大于所述目标压力而修改所述第一控制信号以致使所述计量阀阻挡到所述电机的所述经压缩流体流，及响应于所述所确定压力等于或大于所述目标压力而发射第二控制信号以致使所述放气阀从所述电机排出经压缩流体。所述电子控制器可进一步经配置以响应于确定已停止所述柱塞的所述线性往复运动而修改所述第二控制信号以致使所述放气阀中止从所述电机排出经压缩流体。在一些实施例中，所述计量阀可包括流体耦合为并联网络的多个电磁阀。所述电子控制器可经配置以发射选择性地打开或关闭所述多个电磁阀中的每一者以控制到所述电机的所述经压缩流体流的一或多个控制信号。根据另一方面，一种方法可包括：将第一控制信号发射到计量阀以致使所述计量阀将经压缩流体供应到活塞泵的电机，使得所述电机驱动所述活塞泵的柱塞的线性往复运动；从耦合到所述活塞泵的线性编码器接收传感器数据，所述传感器数据指示所述活塞泵的所述柱塞的位置；依据所述传感器数据及体积-距离校准因子而确定由所述活塞泵泵送的流体介质的所施配体积；响应于确定所述所施配体积等于或大于目标体积而修改所述第一控制信号以致使所述计量阀中止将经压缩流体供应到所述电机；及响应于确定所述所施配体积等于或大于目标体积而将第二控制信号发射到流体耦合于所述计量阀与所述电机之间的放气阀以致使所述放气阀从所述电机排出经压缩流体。在一些实施例中，所述方法可进一步包括响应于确定已停止所述柱塞的所述线性往复运动而修改所述第二控制信号以致使所述放气阀中止从所述电机排出经压缩流体。确定所述所施配体积可包括：使用所述传感器数据来检测所述柱塞到达行程终点位置；使用所述传感器数据来检测所述柱塞到达泵启动位置；及忽略所述柱塞在所述行程终点位置与所述泵启动位置之间移动的距离。在一些实施例中，确定所述所施配体积可包括：从耦合到所述活塞泵的出口的压力传感器接收压力数据，所述压力数据指示由所述活塞泵泵送的所述流体介质的压力；及忽略所述柱塞移动的距离直到所述压力数据指示所述流体介质的所述压力已达到阈值为止。所述方法可进一步包括发射致使第二活塞泵泵送与所述所施配体积成比例的体积的流体介质的第三控制信号。根据又一方面，一种方法可包括：将控制信号发射到计量阀以致使所述计量阀将经压缩流体供应到活塞泵的电机，使得所述电机驱动所述活塞泵的柱塞的线性往复运动；从耦合到所述活塞泵的线性编码器接收传感器数据，所述传感器数据指示所述活塞泵的所述柱塞的位置；依据所述传感器数据及体积-距离校准因子而确定由所述活塞泵泵送的流体介质的体积流率；及依据所述所确定体积流率及目标体积流率而修改所述控制信号。在一些实施例中，确定所述体积流率可包括：使用所述传感器数据来检测所述柱塞到达行程终点位置；使用所述传感器数据来检测所述柱塞到达泵启动位置；及忽略所述柱塞在所述行程终点位置与所述泵启动位置之间移动的距离。在其它实施例中，确定所述体积流率可包括：从耦合到所述活塞泵的出口的压力传感器接收压力数据，所述压力数据指示由所述活塞泵泵送的所述流体介质的压力；及忽略所述柱塞移动的距离直到所述压力数据指示所述流体介质的所述压力已达到阈值为止。所述方法可进一步包括发射致使第二活塞泵以与所述所确定体积流率成比例的体积流率泵送流体介质的第三控制信号。附图说明附图中以实例方式且不以限制方式图解说明本专利技术中所描述的概念。为图解的简化及清晰起见，图中所图解说明的元件未必按比例绘制。举例来说，为清晰起见，可相对于其它元件扩大一些元件的尺寸。此外，在认为适当处，已在各图当中重复参考标记以指示对应或类似元件。图1是用于气动活本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种设备，其包括：活塞泵，其包含电机及柱塞，其中所述电机经配置以响应于被供以经压缩流体流而驱动所述柱塞的线性往复运动；计量阀，其流体耦合到所述电机，所述计量阀经配置以控制到所述电机的所述经压缩流体流；放气阀，其流体耦合于所述计量阀与所述电机之间；线性编码器，其耦合到所述活塞泵，所述线性编码器经配置以产生指示所述柱塞的位置的传感器数据；及电子控制器，其操作地耦合到所述计量阀、所述放气阀及所述线性编码器，其中所述电子控制器经配置以从所述线性编码器接收传感器数据且控制所述计量阀及所述放气阀。

【技术特征摘要】
2014.01.07 US 14/148,9861.一种用于气动活塞泵计量及施配控制的设备，其包括：活塞泵，其包含电机及柱塞，其中所述电机经配置以响应于被供以经压缩流体流而驱动所述柱塞的线性往复运动；计量阀，其流体耦合到所述电机，所述计量阀经配置以控制到所述电机的所述经压缩流体流；放气阀，其流体耦合于所述计量阀与所述电机之间；线性编码器，其耦合到所述活塞泵，所述线性编码器经配置以产生指示所述柱塞的位置的传感器数据；及电子控制器，其操作地耦合到所述计量阀、所述放气阀及所述线性编码器，其中所述电子控制器经配置以从所述线性编码器接收传感器数据且控制所述计量阀及所述放气阀；其中所述电子控制器经配置以：发射第一控制信号以致使所述计量阀准许到所述电机的所述经压缩流体流；依据所述传感器数据及体积-距离校准因子而确定由所述活塞泵泵送的流体介质的施配体积；响应于确定所述施配体积等于或大于目标体积而修改所述第一控制信号以致使所述计量阀阻挡到所述电机的所述经压缩流体流；及响应于确定所述施配体积等于或大于目标体积而发射第二控制信号以致使所述放气阀从所述电机排出经压缩流体。2.根据权利要求1所述的设备，其中所述电子控制器进一步经配置以响应于确定已停止所述柱塞的所述线性往复运动而修改所述第二控制信号以致使所述放气阀中止从所述电机排出经压缩流体。3.根据权利要求2所述的设备，其进一步包括流体耦合到所述活塞泵的出口且操作地耦合到所述电子控制器的压力传感器，所述压力传感器经配置以产生指示由所述活塞泵泵送的所述流体介质的压力的压力数据，其中所述电子控制器经配置以确定在所述压力数据指示所述流体介质的所述压力已达到阈值时已停止所述柱塞的所述线性往复运动。4.根据权利要求1所述的设备，其中所述电子控制器经配置以部分地通过忽略所述柱塞在行程终点位置与泵启动位置之间移动的距离而确定所述施配体积。5.一种用于气动活塞泵计量及施配控制的设备，包括：活塞泵，其包含电机及柱塞，其中所述电机经配置以响应于被供以经压缩流体流而驱动所述柱塞的线性往复运动；计量阀，其流体耦合到所述电机，所述计量阀经配置以控制到所述电机的所述经压缩流体流；放气阀，其流体耦合于所述计量阀与所述电机之间；线性编码器，其耦合到所述活塞泵，所述线性编码器经配置以产生指示所述柱塞的位置的传感器数据；及电子控制器，其操作地耦合到所述计量阀、所述放气阀及所述线性编码器，其中所述电子控制器经配置以从所述线性编码器接收传感器数据且控制所述计量阀及所述放气阀；发射控制信号以致使所述计量阀准许到所述电机的所述经压缩流体流；依据所述传感器数据及体积-距离校准因子而确定由所述活塞泵泵送的流体介质的体积流率；及依据所述所确定体积流率及目标体积流率而修改所述控制信号。6.根据权利要求5所述的设备，其中所述电子控制器经配置以部分地通过忽略所述柱塞在行程终点位置与泵启动位置之间移动的距离而确定所述体积流率。7.一种用于气动活塞泵计量及施配控制的设备，包括：活塞泵，其包含电机及柱塞，其中所述电机经配置以响应于被供以经压缩流体流而驱动所述柱塞的线性往复运动；计量阀，其流体耦合到所述电机，所述计量阀经配置以控制到所述电机的所述经压缩流体流；放气阀，其流体耦合于所述计量阀与所述电机之间；线性编码器，其耦合到所述活塞泵，所述线性编码器经配置以产生指示所述柱塞的位置的传感器数据；及电子控制器，其操作地耦合到所述计量阀、所述放气阀及所述线性编码器，其中所述电子控制器经配置以从所述线性编码器接收传感器数据且控制所述计量阀及所述放气阀；压力传感器，其流体耦合到所述活塞泵的出口且操作地耦合到所述电子控制器，所述压力传感器经配置以产生指示由所述活塞泵泵送的流体介质的压力的压力数据，其中所述电子控制器经配置以：发射第一控制信号以致使所述计量阀准许到所述电机的所述经压缩流体流；使用从所述压力传感器接收的所述压力数据来确定由所述活塞泵泵送的所述流体介质的所述压力；及依据所述所确定压力及目标压力而修改所述第一控制信号。8.根据权利要求7所述的设备，其中所述电子控制器进一步经配置以...

【专利技术属性】
技术研发人员：瓦伦·A·塞斯，
申请(专利权)人：英古所连公司，
类型：发明
国别省市：美国;US