具有消声器安装式传感器的隔膜泵的制作方法
【专利摘要】本发明揭示包括消声器安装式传感器的隔膜泵的说明性实施例。在一个说明性实施例中，一种隔膜泵包括：轴，其耦合到至少一个隔膜；排放室，其经配置以接纳已驱动所述至少一个隔膜及所述轴的往复运动的原动流体；消声器，其至少部分地安置于所述排放室内，所述消声器具有界定于其中的传感器安装室；及接近传感器，其安置于所述传感器安装室中，所述接近传感器的感测端与所述传感器安装室最靠近所述轴的一端齐平。
【专利说明】具有消声器安装式传感器的隔膜泵
[0001]相关申请案交叉参考
[0002]交叉参考在2013年I月14日提出申请的第29 / 443，156号同在申请中美国设计专利申请案，其整体揭示内容以引用方式并入本文中。
【技术领域】
[0003]本发明一般来说涉及隔膜泵，且更特定来说涉及包括消声器安装式传感器的隔膜栗。
【背景技术】
[0004]隔膜泵通常包括轴或隔膜杆，其在冲程位置的端之间往复移动以致使耦合到轴的一个或一个以上隔膜改变一个或一个以上相关联泵室的体积。可使用传感器检测轴的位置及/或移动，例如，当轴到达冲程位置的端中的一者时。可接着利用从传感器获得的关于轴的位置及/或移动的信息来控制隔膜泵的操作。采用接近传感器的一个此设计描述于颁发给科祖姆珀力克(Kozumplik)等人的第2010 / 0196168号美国专利申请公开案中，所述公开案的整体揭示内容以引用方式并入本文中。例如前述参考中所揭示的那些现有设计通常需要繁重的组装及调整程序以实现传感器相对于轴的精确定位。
【发明内容】
[0005]根据本发明的一个方面，一种隔膜泵可包括:轴，其耦合到至少一个隔膜；排放室，其经配置以接纳已驱动所述至少一个隔膜及所述轴的往复运动的原动流体；消声器，其至少部分地安置于所述排放室内，所述消声器具有界定于其中的传感器安装室；及接近传感器，其安置于所述传感器安装室中，所述接近传感器的感测端与所述传感器安装室最靠近所述轴的一端齐平。
[0006]在一些实施例中，所述消声器可包括从所述消声器的纵向轴线径向向外延伸的多个鳍状物。所述传感器安装室可延伸穿过所述多个鳍状物中的每一者。所述传感器安装室的纵向轴线可平行于所述消声器的所述纵向轴线且与所述消声器的所述纵向轴线间隔开。所述传感器安装室可具有圆柱形状。
[0007]在一些实施例中，所述消声器可包括延伸到所述传感器安装室中的多个凸出部，所述凸出部将所述接近传感器固定于所述传感器安装室内。延伸到所述传感器安装室中的所述多个凸出部可与所述接近传感器的外部表面上的螺纹形成干涉配合。
[0008]在一些实施例中，所述排放室可包括经配置以接纳所述消声器的纵向键的纵向键槽。所述接近传感器可沿着所述轴的冲程居中。所述轴可包括金属材料，且所述接近传感器可为电感接近传感器。
[0009]根据另一方面，一种将接近传感器安装于隔膜泵中的方法可包括:将接近传感器与界定于所述隔膜泵的消声器中的传感器安装室对准；将所述接近传感器按压到所述传感器安装室中，直到所述接近传感器的感测端与所述传感器安装室的一端齐平；及将所述消声器安装于所述隔膜泵的经配置以接纳已驱动所述隔膜泵的原动流体的排放室中，以使得所述接近传感器的所述感测端定位于距所述隔膜泵的轴的预定距离处。
[0010]在一些实施例中，将所述接近传感器与所述传感器安装室对准可包括将圆柱形状的接近传感器与所述消声器的圆柱形壁对准，所述圆柱形壁部分地限界所述传感器安装室。将所述接近传感器按压到所述传感器安装室中可致使延伸到所述传感器安装室中的多个凸出部与所述接近传感器的外部表面上的螺纹形成干涉配合。
[0011]在一些实施例中，将所述消声器安装到所述排放室中可包括将所述消声器安装到所述排放室中以使得所述接近传感器沿着所述轴的冲程居中。将所述消声器安装到所述排放室中可包括将所述消声器的纵向键与界定于所述排放室中的纵向键槽对准，且将所述消声器插入到所述排放室中以使得所述纵向键槽接纳所述纵向键。
[0012]根据又一方面，一种隔膜泵可包括:轴，其耦合于两个隔膜之间；消声器，其经配置以减小已驱动所述两个隔膜及所述轴的往复运动的原动流体的压力，所述消声器具有界定于其中的传感器安装室；及接近传感器，其安置于所述传感器安装室中，所述接近传感器的感测端与所述传感器安装室最靠近所述轴的一端齐平。
[0013]在一些实施例中，所述接近传感器可在所述两个隔膜之间居中。所述消声器可包括从所述消声器的纵向轴线径向向外延伸的多个鳍状物，且所述传感器安装室可延伸穿过所述多个鳍状物中的每一者。所述传感器安装室的纵向轴线可平行于所述消声器的所述纵向轴线且与所述消声器的所述纵向轴线间隔开。所述轴可包括金属材料且所述接近传感器可为电感接近传感器。
【专利附图】
【附图说明】
[0014]在附图中仅以举例的方式而不以限制的方式图解说明本发明中所描述的概念。为简化及清晰说明起见，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，在认为适当之处，已在所述图当中重复参考编号以指示对应或类似元件。
[0015]图1是双隔膜泵的至少一个实施例的前透视图；
[0016]图2是图1的泵的后透视图；
[0017]图3时沿着图1及2中的线3-3截取的图1及2的泵的横截面图；
[0018]图4是图1到3的泵的消声器及接近传感器的透视图；
[0019]图5是图4的消声器的传感器安装室(传感器未安装于其中)的端视图；及
[0020]图6是图解说明将接近传感器安装于图1到3的泵中的方法的至少一个实施例的经简化流程图。
【具体实施方式】
[0021]虽然本发明的概念容许各种修改及替代形式，但其特定示范性实施例已以举例的方式展示于图式中且将在本文中予以详细描述。然而，应理解，不打算将本发明的概念限制于所揭示的特定形式，而相反，本发明将涵盖归属于本发明的精神及范围内的所有修改形式、等效形式及替代形式。
[0022]现在参考图1到3，展示隔膜泵10。图1到3的泵10说明性地体现为双隔膜泵。在其它实施例中涵盖，泵10可体现为任何其它类型的隔膜泵。在说明性实施例中，泵10具有界定第一工作室14及第二工作室16的壳体12。在说明性实施例中，壳体12由通过紧固件耦合在一起的三个区段构成。如在图3中最佳可见，泵10的第一工作室14及第二工作室16借助相应第一柔性隔膜18及第二柔性隔膜20各自划分成相应第一泵室22及第二泵室24以及第一原动流体室26及第二原动流体室28。隔膜18、20由轴30互连，以使得当隔膜18移动以增加相关联泵室22的体积时，另一隔膜20同时移动以减小相关联泵室24的体积，且反之亦然。
[0023]图3中所图解说明的轴30为具有固定长度的往复运动隔膜杆，以使得轴30在泵10中的位置指示隔膜18、20的位置。轴30及隔膜18、20来回移动界定冲程的固定距离。所述固定距离由泵10、轴30、隔膜18、20及泵10的其它组件(例如，隔膜垫圈)的几何形状确定。冲程界定为轴30在冲程位置的第一端与第二端之间的行进路径。轴30从冲程位置的一端到冲程位置的另一端来回的移动界定轴30的操作循环(即，一个循环包括两个连续冲程)。
[0024]泵10包括用于供应原动流体(例如，经压缩空气或另一经压缩气体)的入口 32及用于交替地将原动流体供应到第一原动流体室26及第二原动流体室28以驱动隔膜18、20及轴30的往复运动的阀34。当阀34将原动流体供应到原动流体室26时，阀34将排放组合件36放置为与另一原动流体室28连通以准许将原动流体从其逐出。相反，当阀34将原动流体供应到原动流体室28时，阀34将原动流体室26放置为与排放组合件36连通。
[0025]在泵10的操作期间，当轴30及隔膜18、20往复运动时，第一泵室22及第二泵室24交替扩张及收缩以在相应第一泵室22及第二泵室24内形成相应低及高压力。泵室22、24各自与可连接到待泵吸的源流体的入口歧管38连通且还各自与可连接到用于正泵吸的流体的贮存器的出口歧管40连通。止回阀(未展示)确保正泵吸的流体仅从入口歧管38朝向出口歧管40移动。举例来说，当泵室22扩张时，所得负压力将流体从入口歧管38汲取到泵室22中。同时，另一泵室24收缩，此形成正压力以迫使其中所容纳的流体进入到出口歧管40中。随后，当轴30及隔膜18、20沿相反方向移动时，泵室22将收缩且泵室24将扩张(迫使泵室24中所容纳的流体进入到出口歧管40中且将流体从入口歧管38汲取到泵室24中)。
[0026]参考图3及4，排放组合件36包括排放室50及消声器52。除如下文所述，排放组合件36可具有与颁发给托尼(Towne)等人的第7，631，725号美国专利中所描述的排放系统类似的设计，所述专利的整体揭示内容以引用方式并入本文中。在说明性实施例中，排放室50具有大体圆柱形状但还包括从排放室50的纵向轴线56径向延伸的纵向键槽54。涵盖排放室50可以各种其它几何形状形成，且说明性实施例的大体圆柱形状不应被视为限制性的。在一些实施例中，排放室50可与壳体12的区段整体地铸造，或在其它实施例中，可单独制作且安装到壳体12。
[0027]如在图4中最佳可见，消声器52包括多个鳍状物60、传感器安装室62、纵向键64、凸缘66、轴套68及谐振器杆(未展示)。在说明性实施例中，消声器52通过例如铸造等工艺整体地形成为一个零件且由实质上刚性塑料(例如聚丙烯)构造。涵盖在其它实施例中消声器52可由另一刚性材料(例如，铝、钢、铸铁等)形成且可由任何合适工艺形成。鳍状物60各自从消声器52的纵向轴线70径向向外延伸(当排放组合件36经组装时，纵向轴线70与排放室50的纵向轴线56共线)。纵向键64从消声器52的纵向轴线70径向延伸且跨越鳍状物60的远端。消声器52的凸缘66 (其通过间隔件72且通过键64与最后的鳍状物60隔开)包括若干个紧固件孔74。当消声器52的键64接纳于排放室50的键槽54内时，凸缘66的紧固件孔74与围绕排放室50的紧固件孔对准(例如，在壳体12中)以促进将消声器52安装到排放室50。键64及键槽54的使用确保当排放组合件36经组装时消声器52可仅以特定定向安装于排放室50内。在一些实施例中，消声器52的轴套68可包括其外部表面上的螺纹以促进用于接纳所排放原动流体的导管的连接。
[0028]消声器52的传感器安装室62沿着平行于消声器52的纵向轴线70但与其间隔开的纵向轴线76延伸。因此，当消声器52安装于排放室50中时，纵向轴线76也将平行于排放室50的纵向轴线56且与其间隔开。在说明性实施例中，传感器安装室62部分地由通过鳍状物60中的每一者的大体圆柱形壁78限界。如图4中所展示，壁78 (且因此，传感器安装室62)的第一端80邻接消声器52的凸缘66，而壁78 (且因此，传感器安装室62)的第二端82延伸超过第一鳍状物60。
[0029]传感器安装室62从第二端82的视图展示于图5中(传感器未安装于其中)。传感器安装室62具有由壁78限界的大体圆柱形横截面。在说明性实施例中，若干个凸出部84形成于壁78的内表面86上且向内延伸到传感器安装室62中。如图5中所展示，凸出部84各自具有大体三角形状，但涵盖可在其它实施例中使用其它形状的凸出部84。当包括在壁78的内表面86上时，凸出部84可帮助将传感器固定于传感器安装室62内。
[0030]如图3及4中所展示，接近传感器90安置于消声器52的传感器安装室62内，以使得接近传感器90的感测端92与传感器安装室62的第二端82齐平(S卩，与壁78的第二端82齐平)。接近传感器90可体现为适于感测装置的感测端92的某一距离内材料(或特定类型的材料)的存在或不存在的任何类型的装置。在说明性实施例中，接近传感器90体现为检测其感测端92的某一距离内(即，在其感测域内)金属材料的存在或不存在的电感接近传感器90。合适电感接近传感器90的一个实例是从乔治亚卡明(Cumming, Georgia)的Automation Direct购得的Η)1-ΑΡ_3Α (零件编号)。接近传感器90可具有对应于传感器安装室62的大体圆柱形状的大体圆柱形状。在说明性实施例中，形成于壁78的内表面86上的三角形凸出部84将与接近传感器90的外部表面上的螺纹形成干涉配合以将接近传感器90固定于传感器安装室62内(且维持接近传感器90的感测端92与传感器安装室62的第二端82齐平)。
[0031]当消声器52安装于排放室50中时，如图3中所图解说明，安置于消声器52的传感器安装室62中的接近传感器90将定位于距泵10的轴30的预定距离处。由于接近传感器90的感测端92与消声器52的传感器安装室62的第二端82齐平，因此将以高精确度知道接近传感器90的感测端92与泵10的轴30之间的预定距离。另外，由于消声器52可仅以特定定向安装于排放室50内(由于键64及键槽54)，因此接近传感器90将以高精确度相对于轴30居中。接近传感器90相对于泵10的轴30的此精确定位增加接近传感器90准确地检测轴30的位置及/或移动的能力。
[0032]轴30可包括当轴30在冲程位置的第一端与第二端之间往复运动时可由接近传感器90检测的一个或一个以上特征。在图3中所展示的说明性实施例中，轴30完全由金属材料形成但包括中心凹口 94，其中轴30具有较小直径。在此实施例中，当轴30在泵10内的中心位置(即，图3中所展示的位置)中时，接近传感器90将不被触发，因为接近传感器90的感测域内不存在金属材料。当轴30朝向冲程位置的端中的一者移动时，轴30的较大直径部分的金属材料将进入接近传感器90的感测域且触发接近传感器90。可由电感接近传感器90感测的轴30的其它可能配置描述于颁发给科祖姆珀力克等人的第2010 / 0196168号美国专利申请公开案中，所述公开案的整体揭示内容以引用方式并入本文中。
[0033]现在参考图6，将接近传感器90安装于泵10中的方法100的一个说明性实施例展示为经简化流程图。举例来说，当新组装泵10时或当将接近传感器90添加到另外准备好的经组装泵10时可执行方法100。在图6中将方法100图解说明为若干个框102到110。涵盖在方法100的各种实施例中可以人工方式、借助机器辅助、通过机器自动地或以其任何组合执行框102到110中的每一者。
[0034]方法100以框102开始，其中将接近传感器90与界定于泵10的消声器52中的传感器安装室62对准。框102可涉及将接近传感器90与传感器安装室62的纵向轴线76对准。在说明性实施例中，在接近传感器90及传感器安装室62为圆柱形状的情况下，框102可涉及将接近传感器90的外部表面与消声器52的圆柱形壁78对准。将了解，在其中待将接近传感器90添加到另外准备好的经组装泵10的方法100的实施例中，可需要在执行框102之前将消声器52从泵10移除。此可通过移除固定于消声器52的凸缘66的紧固件孔74中的紧固件来实现。
[0035]在框102之后，方法100进行到框104，其中将接近传感器90按压到传感器安装室62中，直到接近传感器90的感测端92与传感器安装室62的第二端82齐平。当将接近传感器90插入到传感器安装室62中时，壁78的第二端82将为用以将接近传感器90按压到传感器安装室62中的工具提供止挡。在以包括延伸到传感器安装室62中的凸出部84的消声器52的实施例执行方法100的情况下，框104可致使凸出部84与接近传感器90的外部表面上的螺纹形成干涉配合。
[0036]在框104之后，方法100进行到框106，其中将消声器52安装于泵10的排放室50中。如上文所描述，消声器52在排放室50中的安装致使接近传感器90的感测端92定位于距泵10的轴30的预定距离处。在说明性实施例中，在框106中消声器52在排放室50中的安装还致使接近传感器90沿着轴30的冲程居中。在方法100的一些实施例中，在框106中安装消声器52可涉及执行框108及110。在此些实施例中，框106包括其中将消声器52的纵向键64与界定于排放室50中的纵向键槽54对准的框108。在框108之后，方法100进行到框110，其中将消声器52插入到排放室50中以使得纵向键槽54接纳纵向键64。如上文所描述，键槽54及键64的使用确保消声器52可仅以特定定向安装于排放室50内，以使得接近传感器90将相对于轴30居中。
[0037]虽然已在各图及前述说明中详细描述了某些说明性实施例，但此种图解说明及说明应适当地被视为示范性而非限制性，应理解仅已展示并描述了说明性实施例且期望保护归属于本发明的精神内的所有改变及修改。本文中所描述的设备、系统及方法的各种特征产生本发明的多个优点。应注意，本发明的设备、系统及方法的替代实施例可不包括所有所描述特征，然而仍受益于此些特征的优点中的至少一些优点。所属域的技术人员可易于设计出并入有本发明的特征中的一者或一者以上的设备、系统及方法的其自已的实施方案。
【权利要求】
1.一种隔膜泵，其包含: 轴，其耦合到至少一个隔膜； 排放室，其经配置以接纳已驱动所述至少一个隔膜及所述轴的往复运动的原动流体； 消声器，其至少部分地安置于所述排放室内，所述消声器具有界定于其中的传感器安装室 '及 接近传感器，其安置于所述传感器安装室中，所述接近传感器的感测端与所述传感器安装室最靠近所述轴的一端齐平。
2.根据权利要求1所述的隔膜泵，其中所述消声器包含从所述消声器的纵向轴线径向向外延伸的多个鳍状物。
3.根据权利要求2所述的隔膜泵，其中所述传感器安装室延伸穿过所述多个鳍状物中的每一者。
4.根据权利要求3所述的隔膜泵，其中所述传感器安装室的纵向轴线平行于所述消声器的所述纵向轴线且与所述消声器的所述纵向轴线间隔开。
5.根据权利要求4所述的隔膜泵，其中所述传感器安装室具有圆柱形状。
6.根据权利要求1所述的隔膜泵，其中所述消声器包含延伸到所述传感器安装室中的多个凸出部，所述凸出部将所述接近传感器固定于所述传感器安装室内。
7.根据权利要求6所述的隔膜泵，其中延伸到所述传感器安装室中的所述多个凸出部与所述接近传感器的外部表面上的螺纹形成干涉配合。
8.根据权利要求1所述的隔膜泵，其中所述排放室包含经配置以接纳所述消声器的纵向键的纵向键槽。
9.根据权利要求1所述的隔膜泵，其中所述接近传感器沿着所述轴的冲程居中。
10.根据权利要求1所述的隔膜泵，其中所述轴包含金属材料且所述接近传感器为电感接近传感器。
11.一种将接近传感器安装于隔膜泵中的方法，所述方法包含: 将接近传感器与界定于所述隔膜泵的消声器中的传感器安装室对准； 将所述接近传感器按压到所述传感器安装室中，直到所述接近传感器的感测端与所述传感器安装室的一端齐平；及 将所述消声器安装于所述隔膜泵的经配置以接纳已驱动所述隔膜泵的原动流体的排放室中，以使得所述接近传感器的所述感测端定位于距所述隔膜泵的轴的预定距离处。
12.根据权利要求11所述的方法，其中将所述接近传感器与所述传感器安装室对准包含将圆柱形状的接近传感器与所述消声器的圆柱形壁对准，所述圆柱形壁部分地限界所述传感器安装室。
13.根据权利要求12所述的方法，其中将所述接近传感器按压到所述传感器安装室中致使延伸到所述传感器安装室中的多个凸出部与所述接近传感器的外部表面上的螺纹形成干涉配合。
14.根据权利要求11所述的方法，其中将所述消声器安装到所述排放室中包含将所述消声器安装到所述排放室中以使得所述接近传感器沿着所述轴的冲程居中。
15.根据权利要求11所述的方法，其中将所述消声器安装到所述排放室中包含: 将所述消声器的纵向键与界定于所述排放室中的纵向键槽对准；及将所述消声器插入到所述排放室中以使得所述纵向键槽接纳所述纵向键。
16.一种隔膜泵，其包含: 轴，其耦合于两个隔膜之间； 消声器，其经配置以减小已驱动所述两个隔膜及所述轴的往复运动的原动流体的压力，所述消声器具有界定于其中的传感器安装室 '及 接近传感器，其安置于所述传感器安装室中，所述接近传感器的感测端与所述传感器安装室最靠近所述轴的一端齐平。
17.根据权利要求16所述的隔膜泵，其中所述接近传感器在所述两个隔膜之间居中。
18.根据权利要求16所述的隔膜泵，其中所述消声器包含从所述消声器的纵向轴线径向向外延伸的多个鳍状物，且所述传感器安装室延伸穿过所述多个鳍状物中的每一者。
19.根据权利要求18所述的隔膜泵，其中所述传感器安装室的纵向轴线平行于所述消声器的所述纵向轴线且与所述消声器的所述纵向轴线间隔开。
20.根据权利要求16所述的隔 膜泵，其中所述轴包含金属材料且所述接近传感器为电感接近传感器。
【文档编号】F04B43/02GK103925198SQ201310721934
【公开日】2014年7月16日 申请日期:2013年12月24日 优先权日:2013年1月14日
【发明者】戴尔·特雷默, 约翰·康雷德 申请人:英古所连公司