電子的にモニタされた空気バルブ及びピストンを有する往復ポンプ

【課題】改良された監視と往復空気モータの制御とを可能にする事で、ピストンの位置と、回転及び流れの速さと、合計回転と、暴走の制御と、空気モータ及びポンプの下部部品の故障を診断する性能とをモニタすることを提供する。
【解決手段】空気作動ポンプ１０は、空気モータ１８のバルブキャップ１６に取付けられた磁石１４と、バルブカバー２２に取付けられた二つのリードセンサ２０とを用いてバルブの速度及び位置をモニタする。ソレノイド２４はバルブカバー２２に取付けられており、バルブキャップ１６にプランジャ２６を延ばすことでバルブの動き、そしてポンプが暴走するのを止めるよう設定されている。磁気抵抗センサ３４は、空気モータ１８の中心に配置される事でピストン３６の位置を正確にモニタし、空気バルブセンサ２０と共にポンプ１０の正確な制御及び診断に必要な入力を提供しており、それを測定及び複数の部品適用に適合させる。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、２００５年７月２８日に出願された米国出願第６０／７０３３０６号及び２００５年８月１日に出願された米国出願第６０／７０４２９０号の利益を主張する。
【背景技術】
【０００２】
空気作動往復ピストンポンプは様々な分野のポンプにおいて周知である。一般にそのようなポンプは機械又は空気圧で稼動される空気バルブを有する事で、ピストンの両側への空気の流れを制御する。従来、そのようなポンプの制御はポンプ自体よりももたらされる流体の流れを監視及び制御する事によってなされてきた。グラコのEXTREME-MIX（商標）分配器のような従来の装置は制御のためにピストンの位置を監視する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】米国特許第５，１７４，７３１号公報
【発明の概要】
【０００４】
したがって、本発明の目的は、改良された監視と往復空気モータの制御とを可能にする事で、ピストンの位置と、回転及び流れの速さと、合計回転と、暴走の制御と、空気モータ及びポンプの下部部品の故障を診断する性能とをモニタすることを可能にする。
【０００５】
制御には空気モータのバルブキャップに設置された磁石と、バルブカバーに設置された二つのリードセンサを用いる事で、バルブの速度及び位置を監視する。ソレノイドはバルブカバーに取付けられており、プランジャをバルブキャップへと延ばすことで、バルブの動き、結果的に（一般に流体供給器が空になることによって生じる）ポンプの暴走を阻止するよう設定される。使用者のインターフェースは、ポンプを設定及び制御するためのＬＣＤ及びボタンを有する。ディスプレイは回転率、（様々な単位の）流速、合計回転、及び診断されたエラーを表示するためにトグルで留められている。設定パラメータは流体の単位（クォーツ、リッターなど）と暴走設定ポイントとを有する。
【０００６】
リードスイッチ及び磁石は、いつ空気バルブがそれぞれのストロークの限界点、移行点又はその両方に存在するかを検出するために設置されている。コントローラは、空気バルブの位置を変化させる事によって稼動されるリードスイッチの開閉を数える事で、モータが動く速度を算出する。そして、コントローラはその速度を事前にプログラムされた値と比較する事で、空気モータが暴走状態にあるかどうかを決定する。その状態にあるときには、コントローラは切り替えを阻止するソレノイドを稼動させ、それによってモータを停止させる。
【０００７】
磁気抵抗センサがピストンの位置を正確に監視するために空気モータの中心に配置される。このセンサからのデータは空気バルブセンサからのデータと共に正確な制御及びポンプの診断に必要な入力を提供し、測定及び複数の部品装置にそれを適合させる。
【０００８】
本発明のコントローラは、空気圧（油圧式であれば流圧）へのフィードバックのために線形変換器からの情報を使用できるため、軸の変位及び速度を制御することによって流量及び流速を制御することができる。フィードバックが流量、圧力及び比率を維持するために使用される場合、このフィードバックは１流体の単一計器分配システム、又は２（又はそれ以上の）成分システムにおいて使用可能である。
【０００９】
これら及び他の目的と発明の利点とは添付図面と共になされる以下の説明によってより十分に明らかになるであろう。添付図面において、類似の参照番号はいくつかの図面を通して同一又は類似の部品を示す。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の一部としての磁石及びリードスイッチを示す空気バルブの断面図
【図２】本発明の一部としての空気バルブの断面である図１の詳細図
【図３】本発明の一部としてのソレノイドを示す空気バルブの（図１と対向する）断面図
【図４】本発明を採用しているポンプの図
【図５】本発明の使用者のインターフェースの詳細図
【図６】空気バルブを検出する事によって得られる診断コード
【図７】ピストン及び磁気抵抗センサ
【図８】本発明を採用しているポンプの図
【発明を実施するための形態】
【００１１】
空気作動往復ビストンポンプ１０において、コントローラ１２は空気モータ１８のバルブキャップ１６に取付けられた磁石１４と、バルブカバー２２に取付けられた二つのリードセンサ２０とを用いて、バルブ１６の速度と位置とをモニタする。ソレノイド２４はバルブカバー２２に取付けられており、バルブキャップ１６にプランジャ２６を突き出す事でバルブの動き、結果的に（一般に流体供給器が空になる、又は別の供給管のホースが漏れ／破損を有する事によって起こる）ポンプ１０の暴走を止めるよう設定されている。使用者のインターフェース２８は、ポンプ１０を設定及び制御するためのＬＣＤディスプレイ３０とボタン３２とを有する。ディスプレイ３０は回転率、（様々な単位の）流速、合計回転及び診断したエラーを表示するためにトグルで留められている。設定パラメータは流体の単位（クォーツ、リッターなど）及び暴走設定点を含むことができる。
【００１２】
リードスイッチ２０及び磁石１４は、いつ空気バルブ１６がそれぞれのストロークの限界位置、移行位置又はその両方にあるかを検出するために配置されている。コントローラ１２は、空気バルブ１６の位置を変更する事によって稼動されるリードスイッチ２０の開閉を数える事によって、モータ１８が動いている速度を算出する。そして、コントローラ１２はその値を予め記録された値と比較することによって、空気モータ１８が暴走状態にあるかどうかを決定する。その状態にある場合、コントローラ１２は、切り替えを阻止するソレノイド２４を稼動させる事で、モータ１８を停止させる。これは流体の流出及び／又はポンプの損傷を阻止するために行われる。
【００１３】
磁気抵抗センサ３４は空気モータ１８の中心に配置される事によって、ピストン３６の位置を正確にモニタする。このセンサ３４からのデータは空気バルブセンサ２０からのデータと共にポンプ１０の正確な制御及び診断に必要な入力を提供し、それを測定及び複数の部品適用に適合させる。
【００１４】
図８に示される本発明のコントローラ１２は、空気圧（油圧式であれば流圧）へのフィードバックのために線形変換器からの情報を使用できるため、軸の変位及び速度を制御することによって流量及び流速を制御することができる。それらは加圧された空気（又は油圧油）の供給４２を調節する空気圧調整器４０を介して行うことが可能である。フィードバックが流量、圧力及び比率を維持するために使用される場合、このフィードバックは１流体の単一計器分配システム、又は２（又はそれ以上の）成分システムにおいて使用可能である。
【００１５】
様々な変更及び改良が以下の請求項によって規定される発明の精神及び範囲から逸脱することなくポンプの制御にもたらされることが想定される。

【特許請求の範囲】
【請求項１】
バルブキャップとバルブカバーとを備えるエアーバルブを有する空気作動ポンプであって、
空気モータのバルブキャップに設けられた磁石と、
バルブの速度及び位置をモニタするためにバルブカバーに設けられた第１及び第２のリードセンサと、
コントローラとを有し、
前記コントローラは、前記ポンプへ入力される空気圧へフィードバックするために線形変換器からの情報を使用する空気作動ポンプ。
【請求項２】
請求項１の空気作動ポンプであって、
前記コントローラは、軸の変位及び速度を制御することによって、ポンプの流量を制御する空気作動ポンプ。
【請求項３】
請求項１の空気作動ポンプであって、
前記コントローラは、軸の変位及び速度を制御することによって、流速を制御する空気作動ポンプ。

【図１】