具有消聲器安裝式傳感器的隔膜泵的製作方法
2023-05-07 00:32:06 3
具有消聲器安裝式傳感器的隔膜泵的製作方法
【專利摘要】本發明揭示包括消聲器安裝式傳感器的隔膜泵的說明性實施例。在一個說明性實施例中，一種隔膜泵包括：軸，其耦合到至少一個隔膜；排放室，其經配置以接納已驅動所述至少一個隔膜及所述軸的往復運動的原動流體；消聲器，其至少部分地安置於所述排放室內，所述消聲器具有界定於其中的傳感器安裝室；及接近傳感器，其安置於所述傳感器安裝室中，所述接近傳感器的感測端與所述傳感器安裝室最靠近所述軸的一端齊平。
【專利說明】具有消聲器安裝式傳感器的隔膜泵
[0001]相關申請案交叉參考
[0002]交叉參考在2013年I月14日提出申請的第29 / 443，156號同在申請中美國設計專利申請案，其整體揭示內容以引用方式併入本文中。
【技術領域】
[0003]本發明一般來說涉及隔膜泵，且更特定來說涉及包括消聲器安裝式傳感器的隔膜慄。
【背景技術】
[0004]隔膜泵通常包括軸或隔膜杆，其在衝程位置的端之間往復移動以致使耦合到軸的一個或一個以上隔膜改變一個或一個以上相關聯泵室的體積。可使用傳感器檢測軸的位置及/或移動，例如，當軸到達衝程位置的端中的一者時。可接著利用從傳感器獲得的關於軸的位置及/或移動的信息來控制隔膜泵的操作。採用接近傳感器的一個此設計描述於頒發給科祖姆珀力克(Kozumplik)等人的第2010 / 0196168號美國專利申請公開案中，所述公開案的整體揭示內容以引用方式併入本文中。例如前述參考中所揭示的那些現有設計通常需要繁重的組裝及調整程序以實現傳感器相對於軸的精確定位。
【發明內容】
[0005]根據本發明的一個方面，一種隔膜泵可包括:軸，其耦合到至少一個隔膜；排放室，其經配置以接納已驅動所述至少一個隔膜及所述軸的往復運動的原動流體；消聲器，其至少部分地安置於所述排放室內，所述消聲器具有界定於其中的傳感器安裝室；及接近傳感器，其安置於所述傳感器安裝室中，所述接近傳感器的感測端與所述傳感器安裝室最靠近所述軸的一端齊平。
[0006]在一些實施例中，所述消聲器可包括從所述消聲器的縱向軸線徑向向外延伸的多個鰭狀物。所述傳感器安裝室可延伸穿過所述多個鰭狀物中的每一者。所述傳感器安裝室的縱向軸線可平行於所述消聲器的所述縱向軸線且與所述消聲器的所述縱向軸線間隔開。所述傳感器安裝室可具有圓柱形狀。
[0007]在一些實施例中，所述消聲器可包括延伸到所述傳感器安裝室中的多個凸出部，所述凸出部將所述接近傳感器固定於所述傳感器安裝室內。延伸到所述傳感器安裝室中的所述多個凸出部可與所述接近傳感器的外部表面上的螺紋形成幹涉配合。
[0008]在一些實施例中，所述排放室可包括經配置以接納所述消聲器的縱向鍵的縱向鍵槽。所述接近傳感器可沿著所述軸的衝程居中。所述軸可包括金屬材料，且所述接近傳感器可為電感接近傳感器。
[0009]根據另一方面，一種將接近傳感器安裝於隔膜泵中的方法可包括:將接近傳感器與界定於所述隔膜泵的消聲器中的傳感器安裝室對準；將所述接近傳感器按壓到所述傳感器安裝室中，直到所述接近傳感器的感測端與所述傳感器安裝室的一端齊平；及將所述消聲器安裝於所述隔膜泵的經配置以接納已驅動所述隔膜泵的原動流體的排放室中，以使得所述接近傳感器的所述感測端定位於距所述隔膜泵的軸的預定距離處。
[0010]在一些實施例中，將所述接近傳感器與所述傳感器安裝室對準可包括將圓柱形狀的接近傳感器與所述消聲器的圓柱形壁對準，所述圓柱形壁部分地限界所述傳感器安裝室。將所述接近傳感器按壓到所述傳感器安裝室中可致使延伸到所述傳感器安裝室中的多個凸出部與所述接近傳感器的外部表面上的螺紋形成幹涉配合。
[0011]在一些實施例中，將所述消聲器安裝到所述排放室中可包括將所述消聲器安裝到所述排放室中以使得所述接近傳感器沿著所述軸的衝程居中。將所述消聲器安裝到所述排放室中可包括將所述消聲器的縱向鍵與界定於所述排放室中的縱向鍵槽對準，且將所述消聲器插入到所述排放室中以使得所述縱向鍵槽接納所述縱向鍵。
[0012]根據又一方面，一種隔膜泵可包括:軸，其耦合於兩個隔膜之間；消聲器，其經配置以減小已驅動所述兩個隔膜及所述軸的往復運動的原動流體的壓力，所述消聲器具有界定於其中的傳感器安裝室；及接近傳感器，其安置於所述傳感器安裝室中，所述接近傳感器的感測端與所述傳感器安裝室最靠近所述軸的一端齊平。
[0013]在一些實施例中，所述接近傳感器可在所述兩個隔膜之間居中。所述消聲器可包括從所述消聲器的縱向軸線徑向向外延伸的多個鰭狀物，且所述傳感器安裝室可延伸穿過所述多個鰭狀物中的每一者。所述傳感器安裝室的縱向軸線可平行於所述消聲器的所述縱向軸線且與所述消聲器的所述縱向軸線間隔開。所述軸可包括金屬材料且所述接近傳感器可為電感接近傳感器。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0014]在附圖中僅以舉例的方式而不以限制的方式圖解說明本發明中所描述的概念。為簡化及清晰說明起見，圖中所圖解說明的元件未必按比例繪製。舉例來說，為清晰起見，可相對於其它元件擴大一些元件的尺寸。此外，在認為適當之處，已在所述圖當中重複參考編號以指示對應或類似元件。
[0015]圖1是雙隔膜泵的至少一個實施例的前透視圖；
[0016]圖2是圖1的泵的後透視圖；
[0017]圖3時沿著圖1及2中的線3-3截取的圖1及2的泵的橫截面圖；
[0018]圖4是圖1到3的泵的消聲器及接近傳感器的透視圖；
[0019]圖5是圖4的消聲器的傳感器安裝室(傳感器未安裝於其中)的端視圖；及
[0020]圖6是圖解說明將接近傳感器安裝於圖1到3的泵中的方法的至少一個實施例的經簡化流程圖。
【具體實施方式】
[0021]雖然本發明的概念容許各種修改及替代形式，但其特定示範性實施例已以舉例的方式展示於圖式中且將在本文中予以詳細描述。然而，應理解，不打算將本發明的概念限制於所揭示的特定形式，而相反，本發明將涵蓋歸屬於本發明的精神及範圍內的所有修改形式、等效形式及替代形式。
[0022]現在參考圖1到3，展示隔膜泵10。圖1到3的泵10說明性地體現為雙隔膜泵。在其它實施例中涵蓋，泵10可體現為任何其它類型的隔膜泵。在說明性實施例中，泵10具有界定第一工作室14及第二工作室16的殼體12。在說明性實施例中，殼體12由通過緊固件耦合在一起的三個區段構成。如在圖3中最佳可見，泵10的第一工作室14及第二工作室16藉助相應第一柔性隔膜18及第二柔性隔膜20各自劃分成相應第一泵室22及第二泵室24以及第一原動流體室26及第二原動流體室28。隔膜18、20由軸30互連，以使得當隔膜18移動以增加相關聯泵室22的體積時，另一隔膜20同時移動以減小相關聯泵室24的體積，且反之亦然。
[0023]圖3中所圖解說明的軸30為具有固定長度的往復運動隔膜杆，以使得軸30在泵10中的位置指示隔膜18、20的位置。軸30及隔膜18、20來回移動界定衝程的固定距離。所述固定距離由泵10、軸30、隔膜18、20及泵10的其它組件(例如，隔膜墊圈)的幾何形狀確定。衝程界定為軸30在衝程位置的第一端與第二端之間的行進路徑。軸30從衝程位置的一端到衝程位置的另一端來回的移動界定軸30的操作循環(即，一個循環包括兩個連續衝程)。
[0024]泵10包括用於供應原動流體(例如，經壓縮空氣或另一經壓縮氣體)的入口 32及用於交替地將原動流體供應到第一原動流體室26及第二原動流體室28以驅動隔膜18、20及軸30的往復運動的閥34。當閥34將原動流體供應到原動流體室26時，閥34將排放組合件36放置為與另一原動流體室28連通以準許將原動流體從其逐出。相反，當閥34將原動流體供應到原動流體室28時，閥34將原動流體室26放置為與排放組合件36連通。
[0025]在泵10的操作期間，當軸30及隔膜18、20往復運動時，第一泵室22及第二泵室24交替擴張及收縮以在相應第一泵室22及第二泵室24內形成相應低及高壓力。泵室22、24各自與可連接到待泵吸的源流體的入口歧管38連通且還各自與可連接到用於正泵吸的流體的貯存器的出口歧管40連通。止回閥(未展示)確保正泵吸的流體僅從入口歧管38朝向出口歧管40移動。舉例來說，當泵室22擴張時，所得負壓力將流體從入口歧管38汲取到泵室22中。同時，另一泵室24收縮，此形成正壓力以迫使其中所容納的流體進入到出口歧管40中。隨後，當軸30及隔膜18、20沿相反方向移動時，泵室22將收縮且泵室24將擴張(迫使泵室24中所容納的流體進入到出口歧管40中且將流體從入口歧管38汲取到泵室24中)。
[0026]參考圖3及4，排放組合件36包括排放室50及消聲器52。除如下文所述，排放組合件36可具有與頒發給託尼(Towne)等人的第7，631，725號美國專利中所描述的排放系統類似的設計，所述專利的整體揭示內容以引用方式併入本文中。在說明性實施例中，排放室50具有大體圓柱形狀但還包括從排放室50的縱向軸線56徑向延伸的縱向鍵槽54。涵蓋排放室50可以各種其它幾何形狀形成，且說明性實施例的大體圓柱形狀不應被視為限制性的。在一些實施例中，排放室50可與殼體12的區段整體地鑄造，或在其它實施例中，可單獨製作且安裝到殼體12。
[0027]如在圖4中最佳可見，消聲器52包括多個鰭狀物60、傳感器安裝室62、縱向鍵64、凸緣66、軸套68及諧振器杆(未展示)。在說明性實施例中，消聲器52通過例如鑄造等工藝整體地形成為一個零件且由實質上剛性塑料(例如聚丙烯)構造。涵蓋在其它實施例中消聲器52可由另一剛性材料(例如，鋁、鋼、鑄鐵等)形成且可由任何合適工藝形成。鰭狀物60各自從消聲器52的縱向軸線70徑向向外延伸(當排放組合件36經組裝時，縱向軸線70與排放室50的縱向軸線56共線)。縱向鍵64從消聲器52的縱向軸線70徑向延伸且跨越鰭狀物60的遠端。消聲器52的凸緣66 (其通過間隔件72且通過鍵64與最後的鰭狀物60隔開)包括若干個緊固件孔74。當消聲器52的鍵64接納於排放室50的鍵槽54內時，凸緣66的緊固件孔74與圍繞排放室50的緊固件孔對準(例如，在殼體12中)以促進將消聲器52安裝到排放室50。鍵64及鍵槽54的使用確保當排放組合件36經組裝時消聲器52可僅以特定定向安裝於排放室50內。在一些實施例中，消聲器52的軸套68可包括其外部表面上的螺紋以促進用於接納所排放原動流體的導管的連接。
[0028]消聲器52的傳感器安裝室62沿著平行於消聲器52的縱向軸線70但與其間隔開的縱向軸線76延伸。因此，當消聲器52安裝於排放室50中時，縱向軸線76也將平行於排放室50的縱向軸線56且與其間隔開。在說明性實施例中，傳感器安裝室62部分地由通過鰭狀物60中的每一者的大體圓柱形壁78限界。如圖4中所展示，壁78 (且因此，傳感器安裝室62)的第一端80鄰接消聲器52的凸緣66，而壁78 (且因此，傳感器安裝室62)的第二端82延伸超過第一鰭狀物60。
[0029]傳感器安裝室62從第二端82的視圖展示於圖5中(傳感器未安裝於其中)。傳感器安裝室62具有由壁78限界的大體圓柱形橫截面。在說明性實施例中，若干個凸出部84形成於壁78的內表面86上且向內延伸到傳感器安裝室62中。如圖5中所展示，凸出部84各自具有大體三角形狀，但涵蓋可在其它實施例中使用其它形狀的凸出部84。當包括在壁78的內表面86上時，凸出部84可幫助將傳感器固定於傳感器安裝室62內。
[0030]如圖3及4中所展示，接近傳感器90安置於消聲器52的傳感器安裝室62內，以使得接近傳感器90的感測端92與傳感器安裝室62的第二端82齊平(S卩，與壁78的第二端82齊平)。接近傳感器90可體現為適於感測裝置的感測端92的某一距離內材料(或特定類型的材料)的存在或不存在的任何類型的裝置。在說明性實施例中，接近傳感器90體現為檢測其感測端92的某一距離內(即，在其感測域內)金屬材料的存在或不存在的電感接近傳感器90。合適電感接近傳感器90的一個實例是從喬治亞卡明(Cumming, Georgia)的Automation Direct購得的Η)1-ΑΡ_3Α (零件編號)。接近傳感器90可具有對應於傳感器安裝室62的大體圓柱形狀的大體圓柱形狀。在說明性實施例中，形成於壁78的內表面86上的三角形凸出部84將與接近傳感器90的外部表面上的螺紋形成幹涉配合以將接近傳感器90固定於傳感器安裝室62內(且維持接近傳感器90的感測端92與傳感器安裝室62的第二端82齊平)。
[0031]當消聲器52安裝於排放室50中時，如圖3中所圖解說明，安置於消聲器52的傳感器安裝室62中的接近傳感器90將定位於距泵10的軸30的預定距離處。由於接近傳感器90的感測端92與消聲器52的傳感器安裝室62的第二端82齊平，因此將以高精確度知道接近傳感器90的感測端92與泵10的軸30之間的預定距離。另外，由於消聲器52可僅以特定定向安裝於排放室50內(由於鍵64及鍵槽54)，因此接近傳感器90將以高精確度相對於軸30居中。接近傳感器90相對於泵10的軸30的此精確定位增加接近傳感器90準確地檢測軸30的位置及/或移動的能力。
[0032]軸30可包括當軸30在衝程位置的第一端與第二端之間往復運動時可由接近傳感器90檢測的一個或一個以上特徵。在圖3中所展示的說明性實施例中，軸30完全由金屬材料形成但包括中心凹口 94，其中軸30具有較小直徑。在此實施例中，當軸30在泵10內的中心位置(即，圖3中所展示的位置)中時，接近傳感器90將不被觸發，因為接近傳感器90的感測域內不存在金屬材料。當軸30朝向衝程位置的端中的一者移動時，軸30的較大直徑部分的金屬材料將進入接近傳感器90的感測域且觸發接近傳感器90。可由電感接近傳感器90感測的軸30的其它可能配置描述於頒發給科祖姆珀力克等人的第2010 / 0196168號美國專利申請公開案中，所述公開案的整體揭示內容以引用方式併入本文中。
[0033]現在參考圖6，將接近傳感器90安裝於泵10中的方法100的一個說明性實施例展示為經簡化流程圖。舉例來說，當新組裝泵10時或當將接近傳感器90添加到另外準備好的經組裝泵10時可執行方法100。在圖6中將方法100圖解說明為若干個框102到110。涵蓋在方法100的各種實施例中可以人工方式、藉助機器輔助、通過機器自動地或以其任何組合執行框102到110中的每一者。
[0034]方法100以框102開始，其中將接近傳感器90與界定於泵10的消聲器52中的傳感器安裝室62對準。框102可涉及將接近傳感器90與傳感器安裝室62的縱向軸線76對準。在說明性實施例中，在接近傳感器90及傳感器安裝室62為圓柱形狀的情況下，框102可涉及將接近傳感器90的外部表面與消聲器52的圓柱形壁78對準。將了解，在其中待將接近傳感器90添加到另外準備好的經組裝泵10的方法100的實施例中，可需要在執行框102之前將消聲器52從泵10移除。此可通過移除固定於消聲器52的凸緣66的緊固件孔74中的緊固件來實現。
[0035]在框102之後，方法100進行到框104，其中將接近傳感器90按壓到傳感器安裝室62中，直到接近傳感器90的感測端92與傳感器安裝室62的第二端82齊平。當將接近傳感器90插入到傳感器安裝室62中時，壁78的第二端82將為用以將接近傳感器90按壓到傳感器安裝室62中的工具提供止擋。在以包括延伸到傳感器安裝室62中的凸出部84的消聲器52的實施例執行方法100的情況下，框104可致使凸出部84與接近傳感器90的外部表面上的螺紋形成幹涉配合。
[0036]在框104之後，方法100進行到框106，其中將消聲器52安裝於泵10的排放室50中。如上文所描述，消聲器52在排放室50中的安裝致使接近傳感器90的感測端92定位於距泵10的軸30的預定距離處。在說明性實施例中，在框106中消聲器52在排放室50中的安裝還致使接近傳感器90沿著軸30的衝程居中。在方法100的一些實施例中，在框106中安裝消聲器52可涉及執行框108及110。在此些實施例中，框106包括其中將消聲器52的縱向鍵64與界定於排放室50中的縱向鍵槽54對準的框108。在框108之後，方法100進行到框110，其中將消聲器52插入到排放室50中以使得縱向鍵槽54接納縱向鍵64。如上文所描述，鍵槽54及鍵64的使用確保消聲器52可僅以特定定向安裝於排放室50內，以使得接近傳感器90將相對於軸30居中。
[0037]雖然已在各圖及前述說明中詳細描述了某些說明性實施例，但此種圖解說明及說明應適當地被視為示範性而非限制性，應理解僅已展示並描述了說明性實施例且期望保護歸屬於本發明的精神內的所有改變及修改。本文中所描述的設備、系統及方法的各種特徵產生本發明的多個優點。應注意，本發明的設備、系統及方法的替代實施例可不包括所有所描述特徵，然而仍受益於此些特徵的優點中的至少一些優點。所屬域的技術人員可易於設計出併入有本發明的特徵中的一者或一者以上的設備、系統及方法的其自已的實施方案。
【權利要求】
1.一種隔膜泵，其包含: 軸，其耦合到至少一個隔膜； 排放室，其經配置以接納已驅動所述至少一個隔膜及所述軸的往復運動的原動流體； 消聲器，其至少部分地安置於所述排放室內，所述消聲器具有界定於其中的傳感器安裝室 '及 接近傳感器，其安置於所述傳感器安裝室中，所述接近傳感器的感測端與所述傳感器安裝室最靠近所述軸的一端齊平。
2.根據權利要求1所述的隔膜泵，其中所述消聲器包含從所述消聲器的縱向軸線徑向向外延伸的多個鰭狀物。
3.根據權利要求2所述的隔膜泵，其中所述傳感器安裝室延伸穿過所述多個鰭狀物中的每一者。
4.根據權利要求3所述的隔膜泵，其中所述傳感器安裝室的縱向軸線平行於所述消聲器的所述縱向軸線且與所述消聲器的所述縱向軸線間隔開。
5.根據權利要求4所述的隔膜泵，其中所述傳感器安裝室具有圓柱形狀。
6.根據權利要求1所述的隔膜泵，其中所述消聲器包含延伸到所述傳感器安裝室中的多個凸出部，所述凸出部將所述接近傳感器固定於所述傳感器安裝室內。
7.根據權利要求6所述的隔膜泵，其中延伸到所述傳感器安裝室中的所述多個凸出部與所述接近傳感器的外部表面上的螺紋形成幹涉配合。
8.根據權利要求1所述的隔膜泵，其中所述排放室包含經配置以接納所述消聲器的縱向鍵的縱向鍵槽。
9.根據權利要求1所述的隔膜泵，其中所述接近傳感器沿著所述軸的衝程居中。
10.根據權利要求1所述的隔膜泵，其中所述軸包含金屬材料且所述接近傳感器為電感接近傳感器。
11.一種將接近傳感器安裝於隔膜泵中的方法，所述方法包含: 將接近傳感器與界定於所述隔膜泵的消聲器中的傳感器安裝室對準； 將所述接近傳感器按壓到所述傳感器安裝室中，直到所述接近傳感器的感測端與所述傳感器安裝室的一端齊平；及 將所述消聲器安裝於所述隔膜泵的經配置以接納已驅動所述隔膜泵的原動流體的排放室中，以使得所述接近傳感器的所述感測端定位於距所述隔膜泵的軸的預定距離處。
12.根據權利要求11所述的方法，其中將所述接近傳感器與所述傳感器安裝室對準包含將圓柱形狀的接近傳感器與所述消聲器的圓柱形壁對準，所述圓柱形壁部分地限界所述傳感器安裝室。
13.根據權利要求12所述的方法，其中將所述接近傳感器按壓到所述傳感器安裝室中致使延伸到所述傳感器安裝室中的多個凸出部與所述接近傳感器的外部表面上的螺紋形成幹涉配合。
14.根據權利要求11所述的方法，其中將所述消聲器安裝到所述排放室中包含將所述消聲器安裝到所述排放室中以使得所述接近傳感器沿著所述軸的衝程居中。
15.根據權利要求11所述的方法，其中將所述消聲器安裝到所述排放室中包含: 將所述消聲器的縱向鍵與界定於所述排放室中的縱向鍵槽對準；及將所述消聲器插入到所述排放室中以使得所述縱向鍵槽接納所述縱向鍵。
16.一種隔膜泵，其包含: 軸，其耦合於兩個隔膜之間； 消聲器，其經配置以減小已驅動所述兩個隔膜及所述軸的往復運動的原動流體的壓力，所述消聲器具有界定於其中的傳感器安裝室 '及 接近傳感器，其安置於所述傳感器安裝室中，所述接近傳感器的感測端與所述傳感器安裝室最靠近所述軸的一端齊平。
17.根據權利要求16所述的隔膜泵，其中所述接近傳感器在所述兩個隔膜之間居中。
18.根據權利要求16所述的隔膜泵，其中所述消聲器包含從所述消聲器的縱向軸線徑向向外延伸的多個鰭狀物，且所述傳感器安裝室延伸穿過所述多個鰭狀物中的每一者。
19.根據權利要求18所述的隔膜泵，其中所述傳感器安裝室的縱向軸線平行於所述消聲器的所述縱向軸線且與所述消聲器的所述縱向軸線間隔開。
20.根據權利要求16所述的隔 膜泵，其中所述軸包含金屬材料且所述接近傳感器為電感接近傳感器。
【文檔編號】F04B43/02GK103925198SQ201310721934
【公開日】2014年7月16日 申請日期:2013年12月24日 優先權日:2013年1月14日
【發明者】戴爾·特雷默, 約翰·康雷德 申請人:英古所連公司