[發明專利]排量泵和控制系統

在審

• 申請號: 201780070983.8
• 申請日: 2017-09-15
• 公開（公告）號: CN111279077A
• 公開（公告）日: 2020-06-12
• 發明（設計）人: 保羅·戴維斯;邁克爾·亞歷山大·賈沃斯基
• 申請（專利權）人: 萬納工程公司
• 主分類號: F04B43/02
• 分類號: F04B43/02;F04B49/06;F04B43/04
• 代理公司: 北京銀龍知識產權代理有限公司 11243
• 代理人: 曾賢偉;許靜

泵系統包括：諸如隔膜泵的正排量泵(20)、直接聯接至正排量泵的電動馬達(12)以及可編程控制器(16)，該可編程控制器(16)被配置為感測電動馬達的電流并將所需的電流值保持恒定，使得提供恒定的扭矩，該恒定的扭矩實現來自泵的恒定的流體排出壓力。

發明背景

本申請作為PCT國際專利申請是在2017年9月15日提交的，并要求2016年9月16日提交的美國臨時專利申請序列第62/395,568號的優先權，該臨時專利申請的全部公開內容通過引用以其整體并入。

技術領域

本發明涉及一種用于泵的控制系統，尤其涉及一種使用電流來保持恒定的流體壓力的控制器的控制系統。

背景技術

隔膜泵用于各種目的和應用，并且即使在變化的負載條件下也經常需要保持恒定的流體壓力。隔膜泵通常包括隔膜、泵送室和活塞，活塞作用在隔膜的第一側的液壓流體上，并通過隔膜與泵送室隔開。活塞組件適于在第一位置和第二位置之間往復運動以致動隔膜。當活塞遠離隔膜運動時，隔膜遠離泵送室彎曲，允許泵送流體通過入口通道被引入泵送室。當活塞朝向隔膜運動時，隔膜朝向泵送室彎曲并使泵送室的流體通過排出通道排出。

通常，對這樣的泵進行操作，以保持恒定的流體壓力。為了即使在負載變化時也控制流體壓力，需要增大或降低泵速。通常，泵的控制需要壓力傳感器來提供反饋以增加或減少被排出的泵送流體，從而在泵送條件可能變化時保持流體排出壓力。此外，可以理解的是，這樣的控制通常需要包括布線的特殊連接以及附加的壓力傳感器，并且可能包括具有控制泵速的公式的復雜的控制器。而且，可能難以或甚至不可能改裝現有的泵使得它可以實現這樣的恒定的流體排出壓力。

因此，可以看出，需要一種新的改進的泵控制系統。即使在變化的負載條件下，這樣的系統也將控制泵來保持恒定的流體壓力。而且，這種系統應該可靠、簡單和便宜。這種系統應易于適應現有設施，而無需特殊的配件或附件。本發明解決了這些問題以及與泵、泵控制系統和保持恒定的流體壓力相關的其他問題。

發明內容

本發明涉及一種泵系統，其包括諸如隔膜泵的正排量泵、直接聯接至正排量泵的電動馬達以及被配置為保持電動馬達的所需電流的可編程控制器。可編程控制器用于感測馬達的電流并保持恒定電流。控制器可以是變頻驅動控制器。已經發現，恒定的電流提供恒定的扭矩，并且恒定的扭矩實現來自泵的恒定的流體排出壓力。可編程控制器利用吸收功率公式來確定正確的電流，以實現針對所需流體排出壓力的所需扭矩。可編程控制器包括電流最小的省電模式，并且泵在沒有流量的情況下是“空載的(dead-headed)”。當需要從省電模式恢復時，可編程控制器檢測從省電模式的加速并且能夠操作地配置為施加所需電流。該系統被配置為連接至外部應用，該外部應用僅與馬達電流連接并與泵流體連接。

一種用于控制系統的方法包括對控制器進行編程，以在泵沒有流量的情況下將系統控制在具有最小電流和扭矩的省電模式。使用吸收功率公式并設置所需的泵流體排出壓力，確定針對所需恒定的流體壓力的電流和扭矩要求。然后，控制器向馬達提供與針對所需恒定的流體壓力的扭矩對應的恒定電流。控制器保持針對對應的扭矩和流體排出壓力的電流。控制器可以被編程為在需求結束時將系統返回到省電模式。此外，當需要泵時，隨著扭矩從省電模式自動加速，可編程控制器感測該加速并返回到針對所需恒定的流體排出壓力的電流。

在所附的并構成本發明的一部分的權利要求中特別地指出了表征本發明的這些新穎性特征和各種其他優點。然而，為了更好地理解本發明、其優點以及通過其使用所實現的目的，應該參照形成本發明的另外的部分的附圖及伴隨的描述性內容，其中示出和描述了本發明的優選實施方式。

附圖說明

現在參照附圖，其中相同的參考字母和數字在幾個視圖中表示對應的結構：

圖1是根據本發明的原理的泵、馬達和控制系統的立體圖；

圖2是用于操作圖1所示的系統的流程圖；