專利名稱：用于控制線性泵系統(tǒng)的系統(tǒng)和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明大致涉及一種泵控制系統(tǒng)。更特別地，本發(fā)明涉及降低線性泵中的壓降。
背景技術(shù)：
線性泵包括在殼體中往復(fù)運(yùn)動(dòng)的活塞以推動(dòng)流體通過殼體。傳統(tǒng)的線性泵在返回沖程中抽取流體進(jìn)入殼體，并且在前進(jìn)沖程中將流體推出殼體。閥用于防止通過泵回流。閥也可以被配置以在每個(gè)返回沖程和前進(jìn)沖程過程中在活塞的相對(duì)兩側(cè)上抽入流體和泵送流體，以提供來自泵的穩(wěn)定的液體流。然而，當(dāng)活塞反轉(zhuǎn)方向時(shí)具有泵壓固有下降，其導(dǎo)致分配流體量的變化。當(dāng)需要精確計(jì)量的流量時(shí)，這種變化尤其是不可取的。例如，在雙組分計(jì)量系統(tǒng)中，樹脂材料和催化劑材料同時(shí)地從分配槍的混合頭排出。兩種材料的混合產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)，化學(xué)反應(yīng)啟動(dòng)凝固過程，導(dǎo)致完全固化后硬化材料。有利地，在整個(gè)分配過程中，提供樹脂材料和催化劑材料的平穩(wěn)流，以確保樹脂和催化劑的適當(dāng)比例，以使混合物適當(dāng)?shù)毓袒Ｒ虼?，需要減少與在單和雙組分計(jì)量系統(tǒng)中所使用的線性泵相關(guān)的壓力損失。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明涉及操作線性泵系統(tǒng)的方法和系統(tǒng)。操作線性泵系統(tǒng)的方法，包括操作線性馬達(dá)系統(tǒng)和往復(fù)運(yùn)動(dòng)線性泵。線性馬達(dá)系統(tǒng)被操作以在第一和第二反轉(zhuǎn)位置之間往復(fù)運(yùn)動(dòng)輸出軸。線性泵使用線性馬達(dá)系統(tǒng)的輸出軸往復(fù)運(yùn)動(dòng)以產(chǎn)生材料流。線性馬達(dá)系統(tǒng)以提供恒定材料流輸出狀態(tài)的速度被驅(qū)動(dòng)。當(dāng)輸出軸反轉(zhuǎn)方向時(shí)，線性馬達(dá)系統(tǒng)以在恒定輸出狀態(tài)所需的速度之上的增加的速度被臨時(shí)驅(qū)動(dòng)。 線性泵系統(tǒng)包括線性馬達(dá)系統(tǒng)、線性材料泵和馬達(dá)控制模塊。線性馬達(dá)系統(tǒng)在第一和第二反轉(zhuǎn)位置之間產(chǎn)生輸出軸的往復(fù)運(yùn)動(dòng)。線性材料泵連接到輸出軸以產(chǎn)生材料的輸出流。馬達(dá)控制器發(fā)出反轉(zhuǎn)命令、扭矩命令和控制邏輯輸入到線性馬達(dá)系統(tǒng)。發(fā)出反轉(zhuǎn)命令以反轉(zhuǎn)輸出軸的方向。發(fā)出扭矩命令以控制輸出軸的速度。發(fā)出控制邏輯輸入以產(chǎn)生材料流的恒定輸出狀態(tài)的速度往復(fù)運(yùn)動(dòng)輸出軸。馬達(dá)控制模塊調(diào)整扭矩命令，用于在當(dāng)反轉(zhuǎn)命令發(fā)出時(shí)開始的臨時(shí)時(shí)間期間、以在恒定輸出狀態(tài)所需的速度之上的增加的速度操作輸出軸。


圖I顯示具有泵單元、組分材料容器和分配槍的雙組分泵系統(tǒng)。圖2顯示具有獨(dú)立控制線性組分泵的圖I的雙組分泵系統(tǒng)的原理圖。圖3顯示控制圖2的線性組分泵的方法的流程圖。
具體實(shí)施例方式圖I顯示雙組分泵系統(tǒng)10，具有泵單元12、組分材料容器14A和14B和分配槍16。泵單元12包括液壓動(dòng)力包18、顯示模塊20、流體歧管22、第一線性泵24A、第二線性泵24B、液壓液體儲(chǔ)存器26和配電箱28。如圖2所示，用于每個(gè)線性泵24A和24B的電動(dòng)馬達(dá)、雙輸出換向閥、液壓線性馬達(dá)、齒輪泵和馬達(dá)控制模塊(MCM)都設(shè)在液壓動(dòng)力包18內(nèi)。分配槍16包括分配頭32并且通過軟管34A和34B分別地連接到第一線性泵24A和第二線性泵24B。軟管36A和36B分別地連接進(jìn)料泵38A和38B到線性泵24A和24B。壓縮空氣分別地通過軟管40A、40B和406供應(yīng)到進(jìn)料泵38A和38B和分配槍16。組分材料容器14A和14B包括第一和第二的粘性材料的鼓形圓桶,第一和第二的粘性材料在混合時(shí)形成硬化結(jié)構(gòu)。例如，包括樹脂材料的第一組分，諸如聚酯樹脂或乙烯基酯樹脂，存儲(chǔ)在組分材料容器14A中，并且包括導(dǎo)致樹脂材料變硬的催化劑材料的第二組分，諸如甲乙酮過氧化氫(MEKP)，存儲(chǔ)在組分材料容器14B中。電力供應(yīng)到配電箱28，然后分配電力到雙組分系統(tǒng)10的多個(gè)部件，諸如在液壓動(dòng)力包18內(nèi)的MCM和顯示模塊20。來自分開的源(未顯示)的壓縮空氣通過軟管40A和40B供應(yīng)到送料泵36A和36B，以分別地提供第一和第二組分材料流到線性泵24A和24B。線性泵24A和24B由在液壓動(dòng)力包18中的齒輪泵液壓地操作。齒輪泵由在電源包18中的電動(dòng)馬達(dá)操作，以從液壓流體儲(chǔ)存器26中抽取液壓流體，并且提供加壓的液壓流體流到雙輸出換向閥，雙輸出換向閥操作線性馬達(dá)，如參考圖2將更詳細(xì)地討論。當(dāng)用戶操作分配槍16時(shí)，由線性泵24A和線性泵24B供應(yīng)到歧管22的加壓組分材料被推動(dòng)到混合頭32?；旌项^32混合第一和第二組分材料以啟動(dòng)凝固過程，凝固過程例如在被混合的組分材料被噴射進(jìn)入模具時(shí)完成。第一和第二組分材料通常以恒定的輸出狀態(tài)從槍16分配。例如，用戶可以在顯示模塊20處提供輸入以控制MCM以恒定壓力或恒定流量分配組分材料。MCM配合電動(dòng)馬達(dá)和雙輸出換向閥使用控制邏輯輸入和輸出，在其他部件之中，以提供恒定的輸出狀態(tài)。然而，因?yàn)榫€性泵24A和線性泵24B包括必須反轉(zhuǎn)方向的活塞，當(dāng)泵中壓力在反轉(zhuǎn)點(diǎn)處下降時(shí)，在恒定輸出狀態(tài)中有輕微的變化。本發(fā)明提供一種控制系統(tǒng)和方法，用于減少被分配組分材料的壓力變化，該壓力變化起因于在線性泵24A和泵24B的反轉(zhuǎn)點(diǎn)處產(chǎn)生的壓力降。圖2顯示具有獨(dú)立地控制的線性組分泵24A和24B的圖I的雙組分泵系統(tǒng)10的示意圖。泵系統(tǒng)10包括泵單元12、分配槍16、第一線性泵24A、第二線性泵24B、液壓流體儲(chǔ)存器26A、第二液壓流體儲(chǔ)存器26B、馬達(dá)控制模塊(MCM) 42A和42B、電動(dòng)馬達(dá)44A和44B、齒輪泵46A和46B、雙輸出換向閥48A和48B、液壓線性馬達(dá)50A和50B、輸出壓力傳感器52A和52B和速度線性位置傳感器54A和54B。液壓儲(chǔ)存器26A和26B還分別包括泄壓閥56A和56B、過濾器58A和58B、液面指示器60A和60B和壓力傳感器62A和62B。液壓流體箱26A、MCM42A、馬達(dá)44A、齒輪泵46A、雙輸出換向閥48A和液壓線性馬達(dá)50A定位在液壓動(dòng)力包18內(nèi)，并且包括第一線性馬達(dá)系統(tǒng)64A。同樣地，液壓流體儲(chǔ)存器26B、MCM42B、電動(dòng)馬達(dá)44B、齒輪泵46B、雙輸出換向閥48B和液壓線性馬達(dá)50B位于液壓動(dòng)力包18內(nèi)，并且包括第二線性馬達(dá)系統(tǒng)64B。在本發(fā)明其他的實(shí)施例中，線性馬達(dá)系統(tǒng)共享部件，諸如電動(dòng)馬達(dá)、齒輪泵和液壓流體箱。在泵單元填裝和激活的情況下，加壓的第一和第二組分材料分別地由送料泵38A和38B(如圖I所示)被分別提供到線性泵24A和24B。進(jìn)料泵38A和38B由壓縮空氣操作。線性泵24A和24B由第一和第二線性馬達(dá)系統(tǒng)64A和64B操作以提供加壓的第一和第二組分材料到分配槍16。此外，壓縮空氣被提供到分配槍16以操作泵或閥機(jī)構(gòu)以釋放加壓 組分材料進(jìn)入混合頭32并且釋放出槍16。線性馬達(dá)系統(tǒng)64A和64B分別地由馬達(dá)控制模塊(MCM) 42A和42B控制。MCMS 42A和42B以相等和相同方式操作線性馬達(dá)系統(tǒng)64A和64B，以使成比例量的組分材料被提供到分配槍16。操作線性馬達(dá)系統(tǒng)64A和64B的說明將關(guān)注到線性馬達(dá)系統(tǒng)64A，線性馬達(dá)系統(tǒng)64B以類似方式的操作，相同部件相應(yīng)地編號(hào)。馬達(dá)44A接收來自配電箱28 (圖I)的電力。在一個(gè)實(shí)施例中，馬達(dá)44A包括直流(DC)馬達(dá)。MCM 42A發(fā)出扭矩命令CT，扭矩命令Ct由馬達(dá)44A接收以控制驅(qū)動(dòng)軸66A的速度。驅(qū)動(dòng)軸66A連接到齒輪泵46A，齒輪泵46A浸沒在液壓流體儲(chǔ)存器26A中的液壓流體內(nèi)。齒輪泵46A利用來自馬達(dá)44A的旋轉(zhuǎn)輸入，以從儲(chǔ)存器26A抽入流體，并且在線路68A中產(chǎn)生加壓液壓流體流。液壓流體儲(chǔ)存器26A包括液面指示器60A，液面指示器60A用于確定在儲(chǔ)存器26A內(nèi)的流體的量。壓力傳感器62A可以用于確定儲(chǔ)存器26A內(nèi)的未填充情況。在其他實(shí)施例中，驅(qū)動(dòng)軸66A用于驅(qū)動(dòng)其他類型正排量泵，正排量泵將旋轉(zhuǎn)輸入轉(zhuǎn)換成加壓流體流，諸如旋片泵或蠕動(dòng)泵。來自泵46A的加壓液壓流體流過泄壓閥56A并且到雙輸出換向閥48A。當(dāng)存在過剩的壓力情況時(shí)，泄壓閥56A提供允許過剩的加壓液壓流體返回到儲(chǔ)存器26A的裝置。正如下面將要討論的，換向閥48A使用加壓的液壓流體以往復(fù)運(yùn)動(dòng)線性馬達(dá)50A。在通過過濾器58A以后，加壓液壓流體從在線路70A中的換向閥48A返回到儲(chǔ)存器26A。過濾器58A從液壓流體中去除雜質(zhì)。因此，在儲(chǔ)存器26A、齒輪泵46A、換向閥48A和線性馬達(dá)50A之間形成液壓流體的閉合回路流。如本領(lǐng)域已知，雙輸出換向閥48A根據(jù)傳統(tǒng)換向閥設(shè)計(jì)構(gòu)造。雙輸出換向閥48A接收加壓液壓流體的連續(xù)流動(dòng)和轉(zhuǎn)向流體流動(dòng)到線性馬達(dá)50A。具體來說，換向閥48A包括連接到線路68A的輸入，和連接到線路70A的輸出和連接到線路72A和74A的兩個(gè)端口。加壓流體交替地供給到線路72A和74A，線路72A和74A用來驅(qū)動(dòng)線性馬達(dá)50A。線性馬達(dá)50A包括活塞76A，活塞76A在兩個(gè)流體室之間的殼體78A內(nèi)滑動(dòng)。每個(gè)流體室接收分別地來自線路72A和72B的加壓流體流。例如，換向閥48A在第一位置中，線路72A提供加壓流體到在殼體78A中的第一室以向下(關(guān)于圖2)移動(dòng)活塞76A。同時(shí)，在殼體78A的其他室內(nèi)的流體被推出線性馬達(dá)50A和通過線路74A返回到換向閥48A并離開到達(dá)線路70A。MCM42A發(fā)出反轉(zhuǎn)命令Ck，反轉(zhuǎn)命令Ck由換向閥48A接收，以控制線性馬達(dá)50A啟動(dòng)反轉(zhuǎn)方向的時(shí)間。收到反轉(zhuǎn)命令(^后，換向閥48A切換到第二位置，以使加壓流體通過線路74A被供應(yīng)到殼體78A，并且來自殼體78A的流體通過線路72A移除。因此，換向閥48A的操作殼體78A內(nèi)在兩個(gè)反轉(zhuǎn)位置之間往復(fù)運(yùn)動(dòng)活塞76A，其也往復(fù)運(yùn)動(dòng)輸出軸80A。速度線性位置傳感器54A連接到軸80A，并且基于活塞76A移動(dòng)的速度提供MCM 42A活塞76A的移動(dòng)和速度的指示。特別地，當(dāng)輸出軸80A移動(dòng)遠(yuǎn)離反轉(zhuǎn)位置之一時(shí)，位置傳感器54A提供位置信號(hào)Sra給MCM 42A。線性馬達(dá)50A的輸出軸80A直接地機(jī)械地連接到線性泵24A的活塞軸82A。軸82A驅(qū)動(dòng)殼體86A內(nèi)的活塞84A?；钊?4A從容器14A抽取組分材料進(jìn)入殼體86A，如由送料泵38A(圖I)提供。線性泵24A包括雙動(dòng)泵，在雙動(dòng)泵中，組分材料在上沖程(參考圖2)推入線路88A，并且在下沖程(參考圖2)推入路線路89A。具體來說，在上沖程，閥90A打開以通過歧管22 (如圖I所示)從進(jìn)料泵38A抽取組分材料并且進(jìn)入殼體86A，并且閥92A打開以允許活塞84A推動(dòng)材料通過線路88A進(jìn)入分配槍16，而閥94A和96A被關(guān)閉。在向下沖 程，閥90A和92A靠近，而閥94A打開以通過歧管22 (如圖I)從進(jìn)料泵38A抽取組分材料并且進(jìn)入殼體86A，并且閥96A打開以允許活塞84A推動(dòng)材料通過線路89A進(jìn)入分配槍16。線性泵24A的雙動(dòng)作在操作過程中保持組分材料的連續(xù)和接近恒定的供應(yīng)。然而，如前所述，在活塞軸82A的反轉(zhuǎn)點(diǎn)處出現(xiàn)輕微的壓降。本發(fā)明通過在反轉(zhuǎn)點(diǎn)附近加速活塞軸82A來減輕經(jīng)歷的壓降。來自線路88A、89A的組分材料通過來自線性泵24A的壓力推入分配槍16，其在從槍16噴射之前與來自線性泵24B的組分材料在混合頭32內(nèi)混合。壓力傳感器52A檢測線路88A內(nèi)的組分材料的壓力和將壓力信號(hào)Spr發(fā)送到MCM 42A?？蛇x的加熱器98A可以連接到線路88A，以在從混合頭32分配之前加熱組分材料，例如，以降低組分材料的粘度或促進(jìn)與其他組分材料的反應(yīng)和固化。MCM 42A接收位置信號(hào)Sro和壓力信號(hào)Sp,并且發(fā)出反轉(zhuǎn)命令Ck和扭矩命令CT。使用位置信號(hào)Sra和壓力信號(hào)Si^ MCM 42A協(xié)調(diào)反轉(zhuǎn)命令Ck和扭矩命令CT，以控制線性馬達(dá)系統(tǒng)在恒定輸出狀態(tài)。例如，雙組分泵系統(tǒng)10的操作者可以在顯示模塊20(圖I)中指定輸入，泵單元12將操作以提供恒定壓力的第一和第二組分材料到歧管22(圖2中省略，顯示在圖I中)，或組分材料的恒定流量輸出到歧管22。MCM 42A操作控制邏輯，不斷地調(diào)整反轉(zhuǎn)命令Ck和扭矩命令CT，以保持恒定輸出狀態(tài)。扭矩命令Ct確定馬達(dá)44A如何快速旋轉(zhuǎn)軸66A，這直接關(guān)系到線性馬達(dá)50A的殼體78A內(nèi)的室將如何快速填充流體。反轉(zhuǎn)命令Ck確定換向閥48A切換位置的時(shí)間。反轉(zhuǎn)命令Ck的發(fā)出協(xié)調(diào)如何快速填充殼體78A內(nèi)室，以使換向閥48A可以切換流體流動(dòng)進(jìn)入殼體78A的方向?？刂七壿嫳３竹R達(dá)44A的速度和換向閥48A的切換速度一致，以保持所需的恒定輸出狀態(tài)。如將參考圖3討論，本發(fā)明操作線性馬達(dá)系統(tǒng)64A，以在活塞軸82A反轉(zhuǎn)方向時(shí)最小化壓力下降。圖3顯示流程圖，圖表說明控制圖2的線性組分泵24A和24B的方法。在第一步驟100處，馬達(dá)控制模塊(MCM) 42A，使用控制邏輯輸入，例如，編程的輸入或在顯示模塊20處進(jìn)入的輸入，操作線性泵系統(tǒng)64A，以使線性泵24A在恒定輸出狀態(tài)處操作。具體來說，MCM 42A調(diào)整到電動(dòng)馬達(dá)44A的扭矩命令Ct以控制軸66A的速度。
在步驟110處，當(dāng)泵軸82A在反轉(zhuǎn)點(diǎn)處達(dá)到其行進(jìn)的端部時(shí)，MCM 42A發(fā)出反轉(zhuǎn)命令Ck形式的控制邏輯輸出到換向閥48A作為控制邏輯的部分。接下來，在步驟120處，MCM42A關(guān)閉控制邏輯，以使MCM 42A不再不斷地更新扭矩命令Ct和反轉(zhuǎn)命令Ck以產(chǎn)生恒定輸出狀態(tài)。在步驟130處，MCM 42A發(fā)出扭矩命令Ct到馬達(dá)44A，以增加軸66A的速度，從而增加壓流體流到雙輸出換向閥48A的輸出。相應(yīng)地，MCM 42A發(fā)出反轉(zhuǎn)命令Ck到換向閥48A以反轉(zhuǎn)泵輸出軸80A的方向，與加壓液壓流體的流量相稱。具體來說，換向閥48A必須進(jìn)行操作以允許在線性馬達(dá)50A中的殼體78A內(nèi)的室以等于由泵46A提供的流速被填充和抽空。因此，在執(zhí)行步驟130以后，輸出軸80A的速度瞬間地增加超過先前在步驟100處執(zhí)行的速度，以實(shí)現(xiàn)恒定輸出狀態(tài)。當(dāng)軸82A在殼體86A內(nèi)反轉(zhuǎn)位置處時(shí)，輸出軸80A因而以增加的速度操作線性泵24A的軸82A，以降低在線性泵24A中的壓力下降。輸出軸80A和活塞軸82A因而比在控制邏輯模式下將會(huì)發(fā)生的更快地反轉(zhuǎn)方向。在步驟140處，控制邏輯從線性位置傳感器54A檢測輸出軸80A的方向反轉(zhuǎn)。隨后，在步驟150處，到馬達(dá)44A的扭矩命令Ct被降低到低于在步驟130處通過改變扭矩命令Ct指示的水平。通常情況下，速度保持成比在控制邏輯下被命令的速度更高一定量。然而，如果需要的話，速度可以降低到低于在步驟100處的速度，以最小化地破壞恒定輸出狀態(tài)。在步驟160處，復(fù)位狀態(tài)被檢測，以使控制邏輯可以在步驟170處開啟。例如，當(dāng)在線路88A中的壓力被檢測為增加時(shí)，復(fù)位狀態(tài)可以被確定，表明軸82A和軸78A已經(jīng)完成反轉(zhuǎn)過程。步驟170可以在預(yù)定的時(shí)間期間以后立即發(fā)生，通常為幾十毫秒，以便盡量減少破壞恒定輸出狀態(tài)。因此，當(dāng)MCM 42A接收來自壓力傳感器52A的壓力信號(hào)Slff時(shí)，控制邏輯可以被重建，以使馬達(dá)44A和換向閥48A再次在恒定輸出狀態(tài)下操作，如在步驟100處完成。在其他實(shí)施例中，復(fù)位狀態(tài)可以根據(jù)預(yù)定的時(shí)間量建立，如線性馬達(dá)50A根據(jù)步驟130和150的泵速度完成反轉(zhuǎn)過程所花費(fèi)的預(yù)測時(shí)間。本發(fā)明提供用于減少線性泵系統(tǒng)的操作過程中的壓力變化的系統(tǒng)和方法。如上所述，當(dāng)活塞反轉(zhuǎn)方向時(shí)，線性泵本身產(chǎn)生輸出壓力下降。對(duì)于所披露的實(shí)施例，泵的輸出壓力與活塞運(yùn)動(dòng)速度成正比，其由驅(qū)動(dòng)致動(dòng)線性泵的線性馬達(dá)的電動(dòng)馬達(dá)的速度確定。因此，當(dāng)活塞停止以反轉(zhuǎn)方向時(shí)，泵的壓力下降。當(dāng)恒定輸出狀態(tài)是所需時(shí)，泵壓的下降特別是不利的。此外，在恒定輸出狀態(tài)下，到驅(qū)動(dòng)線性馬達(dá)的電動(dòng)馬達(dá)的輸入速度保持大致不變，甚至在恒定壓力輸出狀態(tài)下，線性泵的輸出壓力表現(xiàn)輕微波形模式。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，電動(dòng)馬達(dá)的速度在線性馬達(dá)的反轉(zhuǎn)點(diǎn)附近瞬間增加到提供恒定輸出狀態(tài)所必需的速度之上。正因?yàn)槿绱?，輸出壓力的輕微波形模式減少。雖然本發(fā)明已經(jīng)關(guān)于基于電動(dòng)馬達(dá)的速度或扭矩控制來控制線性泵系統(tǒng)進(jìn)行描述，本發(fā)明可以應(yīng)用到其他類型的線性泵系統(tǒng)，或可以用于以其他方式控制所描述的系統(tǒng)。液壓流體壓力可以使用可編程液壓調(diào)節(jié)器控制，而不是控制電動(dòng)馬達(dá)的速度，可編程液壓調(diào)節(jié)器控制線性馬達(dá)的速度代替換向閥48A。具體來說，壓力調(diào)節(jié)器將供應(yīng)來自電動(dòng)馬達(dá)和齒輪泵結(jié)合的加壓液壓流體，并且將供應(yīng)流體到線性馬達(dá)或回到流體存儲(chǔ)器。壓力調(diào)節(jié)器 然后將編程或控制，以改變進(jìn)入線性馬達(dá)和被供應(yīng)回到儲(chǔ)存器的液壓流體的比例。通常情況下，控制邏輯將被用于使用壓力調(diào)節(jié)器控制恒定的輸出狀態(tài)。然而，控制邏輯可以臨時(shí)暫停，并且在線性馬達(dá)在反轉(zhuǎn)位置處或接近反轉(zhuǎn)位置時(shí)，壓力調(diào)節(jié)器到線性馬達(dá)的輸出將增力口。替代地，描述的實(shí)施例的液壓系統(tǒng)和液壓調(diào)節(jié)器，可以由氣動(dòng)系統(tǒng)、氣動(dòng)壓力調(diào)節(jié)器取代。雖然已經(jīng)參照示例的實(shí)施例描述本發(fā)明，本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解，不偏離本發(fā)明的范圍的情況下，可以做出各種修改，并且等價(jià)物可以代替其元件。此外，在不偏離其基本范圍的情況下，可以做出許多修改以適應(yīng)特定情況或材料給本發(fā)明的教導(dǎo)。因此，期望本發(fā) 明不限于披露的具體的實(shí)施例，而是本發(fā)明將包括落入附后權(quán)利要求的范圍內(nèi)的全部實(shí)施例。
權(quán)利要求
1.一種線性泵系統(tǒng)，包括 線性馬達(dá)系統(tǒng)，使輸出軸在第一反轉(zhuǎn)位置和第二反轉(zhuǎn)位置之間往復(fù)運(yùn)動(dòng)； 線性材料泵，連接到輸出軸以產(chǎn)生材料流；和 馬達(dá)控制模塊 發(fā)出反轉(zhuǎn)命令到線性馬達(dá)系統(tǒng)，以反轉(zhuǎn)輸出軸的方向； 發(fā)出扭矩命令到線性馬達(dá)系統(tǒng)，以控制輸出軸的速度；和 發(fā)出控制邏輯輸入到線性馬達(dá)系統(tǒng)，用于以產(chǎn)生材料流的恒定輸出狀態(tài)的速度往復(fù)運(yùn)動(dòng)輸出軸； 其中所述馬達(dá)控制模塊調(diào)整所述扭矩命令，用于在當(dāng)反轉(zhuǎn)命令發(fā)出時(shí)開始的臨時(shí)時(shí)間期間、以增加的速度操作輸出軸，所述增加的速度在恒定輸出狀態(tài)所需的速度之上。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的線性泵系統(tǒng)，其中所述線性馬達(dá)系統(tǒng)還包括 線性液壓馬達(dá)，包括輸出軸； 電動(dòng)馬達(dá)，接收來自馬達(dá)控制模塊的扭矩命令； 由電動(dòng)馬達(dá)驅(qū)動(dòng)的旋轉(zhuǎn)液壓泵，提供與電動(dòng)馬達(dá)的速度相稱的加壓液壓流體流、以控制輸出軸的速度；和 液壓雙輸出換向閥，連接到線性液壓馬達(dá)，并且響應(yīng)于從馬達(dá)控制模塊接收反轉(zhuǎn)命令，接收來自旋轉(zhuǎn)液壓泵的加壓液壓流體流、以液壓地反轉(zhuǎn)輸出軸的方向。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的線性泵系統(tǒng)，其中馬達(dá)控制模塊響應(yīng)于調(diào)整扭矩命令關(guān)閉控制邏輯輸入，并且同時(shí)以恒定輸出狀態(tài)所需的速度之上的速度操作輸出軸。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的線性泵系統(tǒng)，其中線性馬達(dá)系統(tǒng)還包括 連接到線性液壓馬達(dá)的位置傳感器，響應(yīng)于輸出軸從一個(gè)反轉(zhuǎn)位置移動(dòng)離開，發(fā)出位置信號(hào)； 其中馬達(dá)控制模塊改變被調(diào)整的扭矩命令，以響應(yīng)于接收位置信號(hào)降低輸出軸的所述增加的速度。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的線性泵系統(tǒng)，其中所述馬達(dá)控制模塊在所述臨時(shí)時(shí)間期間終止以后開啟所述控制邏輯輸入。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的線性泵系統(tǒng)，其中在復(fù)位狀態(tài)被檢測到時(shí)所述臨時(shí)時(shí)間期間終止。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的線性泵系統(tǒng)，其中所述線性馬達(dá)系統(tǒng)還包括 壓力傳感器，用于檢測材料流中的壓力； 其中所述復(fù)位狀態(tài)包括被檢測的壓力上升。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的線性泵系統(tǒng)，其中所述恒定輸出狀態(tài)包括恒定壓力輸出或恒定流量輸出。
9.一種操作線性泵系統(tǒng)的方法，包括如下步驟 操作線性馬達(dá)系統(tǒng)，以使輸出軸在第一反轉(zhuǎn)位置和第二反轉(zhuǎn)位置之間往復(fù)運(yùn)動(dòng)； 使用所述線性馬達(dá)系統(tǒng)的輸出軸使線性泵往復(fù)運(yùn)動(dòng)，以產(chǎn)生材料流； 以提供材料流的恒定輸出狀態(tài)的速度驅(qū)動(dòng)線性馬達(dá)系統(tǒng)； 啟動(dòng)輸出軸的方向反轉(zhuǎn)；和 在當(dāng)啟動(dòng)輸出軸的方向反轉(zhuǎn)時(shí)開始的臨時(shí)時(shí)間期間、以增加的速度驅(qū)動(dòng)線性馬達(dá)系統(tǒng)，所述增加的速度在所述恒定輸出狀態(tài)所需的速度之上。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的操作線性泵系統(tǒng)的方法，還包括如下步驟 操作具有輸出軸的線性液壓馬達(dá)； 操作電動(dòng)馬達(dá)； 用電動(dòng)馬達(dá)操作旋轉(zhuǎn)液壓泵，用于提供加壓液壓流體流到線性液壓馬達(dá)、以控制輸出軸的速度；和 操作液壓雙輸出換向閥，所述液壓雙輸出換向閥連接到線性液壓馬達(dá)并且接收加壓液壓流體流以反轉(zhuǎn)輸出軸的方向。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的操作線性泵系統(tǒng)的方法，還包括如下步驟 馬達(dá)控制模塊，協(xié)調(diào)電動(dòng)馬達(dá)和液壓雙輸出換向閥的操作，其中 所述線性馬達(dá)系統(tǒng)響應(yīng)于從馬達(dá)控制模塊接收控制邏輯輸入、以提供恒定輸出狀態(tài)的速度被驅(qū)動(dòng)； 響應(yīng)于液壓雙輸出換向閥接收來自馬達(dá)控制模塊的反轉(zhuǎn)命令，啟動(dòng)輸出軸的方向反轉(zhuǎn); 響應(yīng)于電動(dòng)馬達(dá)接收來自馬達(dá)控制模塊的扭矩命令，以增加的速度驅(qū)動(dòng)線性馬達(dá)系統(tǒng)。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的操作線性泵系統(tǒng)的方法，還包括如下步驟 在發(fā)出扭矩命令時(shí)關(guān)閉控制邏輯輸入，同時(shí)以所述增加的速度操作。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的操作線性泵系統(tǒng)的方法，還包括如下步驟 檢測在反轉(zhuǎn)位置處的輸出軸的位置；和 響應(yīng)于檢測反轉(zhuǎn)位置，改變扭矩命令以降低所述增加的速度。
14.根據(jù)權(quán)利要求12所述的操作線性泵系統(tǒng)的方法，還包括如下步驟 在所述臨時(shí)時(shí)間期間終止以后，開啟所述控制邏輯輸入。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的操作線性泵系統(tǒng)的方法，還包括如下步驟 檢測輸出材料流的壓力； 當(dāng)檢測到壓力上升時(shí)，終止所述臨時(shí)時(shí)間期間。
16.根據(jù)權(quán)利要求9所述的操作線性泵系統(tǒng)的方法，其中恒定輸出狀態(tài)包括恒定壓力輸出或恒定流量輸出。
17.一種操作線性泵系統(tǒng)的方法，包括如下步驟 操作線性馬達(dá)系統(tǒng)，以使輸出軸在第一反轉(zhuǎn)位置和第二反轉(zhuǎn)位置之間往復(fù)運(yùn)動(dòng)； 使用線性馬達(dá)系統(tǒng)的輸出軸使線性泵往復(fù)運(yùn)動(dòng)，以產(chǎn)生材料流； 以提供材料流的恒定輸出狀態(tài)的速度驅(qū)動(dòng)線性馬達(dá)系統(tǒng)；和 當(dāng)輸出軸反轉(zhuǎn)方向時(shí)，以增加的速度臨時(shí)驅(qū)動(dòng)線性馬達(dá)系統(tǒng)，所述增加的速度在恒定輸出狀態(tài)所需的速度之上。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法，其中驅(qū)動(dòng)線性泵的步驟包括 反轉(zhuǎn)輸出軸的方向； 控制輸出軸的速度；和 其中使用控制邏輯控制輸出軸的方向和速度，以提供恒定輸出狀態(tài)，當(dāng)線性泵以所述增加的速度被臨時(shí)驅(qū)動(dòng)時(shí)暫?？刂七壿嫛?br> 19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的方法，還包括如下步驟檢測輸出軸的位置；和當(dāng)檢測到輸出軸從反轉(zhuǎn)位置移動(dòng)離開時(shí)，降低所述增加的速度。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的方法，還包括如下步驟檢測材料流中的壓力；和當(dāng)檢測到壓力上升時(shí)啟動(dòng)所述控制邏輯。
全文摘要
本發(fā)明公開一種操作線性泵系統(tǒng)的系統(tǒng)和方法，涉及操作往復(fù)運(yùn)動(dòng)線性泵的線性馬達(dá)系統(tǒng)和發(fā)出命令和控制邏輯輸入到線性馬達(dá)系統(tǒng)的馬達(dá)控制模塊。線性馬達(dá)系統(tǒng)被操作以在第一和第二反轉(zhuǎn)位置之間往復(fù)運(yùn)動(dòng)輸出軸。使用輸出軸使線性泵往復(fù)運(yùn)動(dòng)以產(chǎn)生材料流。泵反轉(zhuǎn)命令反轉(zhuǎn)輸出軸的方向。扭矩命令控制輸出軸的速度。控制邏輯輸入以產(chǎn)生材料流的恒定輸出狀態(tài)的速度往復(fù)運(yùn)動(dòng)輸出軸。馬達(dá)控制模塊調(diào)整扭矩命令，用于在當(dāng)發(fā)出反轉(zhuǎn)命令時(shí)開始的臨時(shí)時(shí)間期間、以在恒定輸出狀態(tài)所需的速度之上的增加的速度操作輸出軸。
文檔編號(hào)F04B49/06GK102639873SQ201080054375
公開日2012年8月15日 申請(qǐng)日期2010年12月8日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月8日
發(fā)明者克里斯托弗·R·布萊克森, 尼古拉斯·D·龍, 羅杰·D·布勞 申請(qǐng)人:格瑞克明尼蘇達(dá)有限公司