利用鴨嘴閥、多方向端口和靈活的電連接的隔膜泵的制作方法

本申請要求2014年6月16日提交的臨時專利申請序列號62/012,526的優先權，該申請通過引用全部合并于此。

技術領域

本發明涉及用于提供流體和微粒的泵；并且更特別地涉及具有用于泵送具有固體和微粒的粘性流體的歧管組件的隔膜泵。

背景技術：

圖1示出具有帶有彈簧加載或“傘”閥的泵歧管的隔膜泵，這是本領域已知的。在圖1中，彈簧布置在上和下傘閥之間。泵在本領域還已知具有固定布線。已知隔膜泵配置的缺點可以包括以下中的一個或多個：

a.閥類型—彈簧加載和傘型的閥限于泵送低粘度和“無碎屑”的流體。具有高粘度和/或微粒的流體在現有的閥類型上引起啟動(priming)和性能問題。

i.傘型閥—與圖1中示出的那個一致，這些傘型閥典型地容易歸因于流體中的微粒而堵塞。當傘型閥被堵塞/阻塞時，它們將不能正確地密封并且這阻止泵啟動和建立壓力。

ii.彈簧加載閥—與圖1中示出的那個一致，被泵送的流體中的固體典型地被陷在彈簧機構中并阻止閥打開和關閉。

b.具有固定布線的泵不具有快速連接/斷開以供伺服的靈活性。典型的泵具有從馬達開始延伸的固定布線。即使用戶要求必須附接至現有的導線的連接器。

c.現今市場上的大多數泵通常具有來自泵頭的左側和右側的1個入口端口和1個排放端口。因此，它們限于連接入口/出口配件的僅1個方式。

鑒于此，工業中存在有一種解決本領域已知的泵中的這些缺點的泵的需要。

技術實現要素：

根據一些實施例，本發明可以包括以上和下隔膜泵送組件與歧管組件的新且獨特的組合為特征的泵，或采取這樣的泵的形式。

上和下隔膜泵送組件可以配置用于泵送流體經過泵。

歧管組件可以配置或布置在上和下隔膜泵送組件之間。

歧管組件可以包括或配置有歧管主體、入口止回閥組件通道、上和下隔膜泵送組件孔口、出口止回閥組件通道和出口的組合。

歧管主體可以配置有入口，入口具有至少一個入口端口和入口室以從至少一個流體源接收流體。

入口止回閥組件通道可以包括布置在其中的入口鴨嘴止回閥組件，以從至少一個入口端口接收流體。

上和下隔膜泵送組件孔口可以包括布置在其中的上和下隔膜泵送組件，以經由第一上和下歧管導管從入口鴨嘴止回閥組件接收流體并經由第二上和下歧管導管從上和下隔膜泵送組件提供流體

出口止回閥組件通道可以包括布置在其中的出口鴨嘴止回閥組件，以從上和下隔膜泵送組件接收流體。

出口可以包括至少一個出口端口和出口室，以從上和下隔膜泵送組件接收流體并從泵提供流體至至少一個流體出口源。

本發明可以包括以下特征中的一個或多個：

至少一個入口端口可以包括配置成接收入口端口配件連接的雙入口端口，并且至少一個出口端口可以包括配置成接收出口端口配件連接的雙出口端口。

入口鴨嘴止回閥組件可以包括兩個鴨嘴止回閥，并且出口鴨嘴止回閥組件包括兩個鴨嘴止回閥。

歧管組件可以包括附接至歧管主體的上和下表面且配置有用于將流體從入口止回閥組件通道提供至出口止回閥組件通道的第一和第二上和下歧管導管的兩個歧管組件蓋或板。

歧管主體可以包括塑料注射成型的一體結構或采取這種結構的形式。

雙入口端口可以彼此正交地配置或定向；并且雙出口端口彼此正交地配置或定向。

雙入口端口和入口室可以配置成從兩個流體源接收流體用于在入口室中混合到一起；并且雙出口端口和出口室可以配置成將混合的流體提供至至少一個流體出口源，包括至少一個流體出口源包括兩個流體出口源的情況。

入口鴨嘴止回閥組件和出口鴨嘴止回閥組件可以配置成處理直徑達4毫米(mm)的顆粒介質。

雙入口端口或者雙出口端口或者雙入口端口和雙出口端口兩者可以配置成接收不同的端口配件連接，包括不同的端口配件連接包括允許到各個端口或者來自各個端口的流體的通過的端口配件連接、和不允許到各個端口或者來自各個端口的流體的通過的相應的端口配件連接的情況。

本發明的優點可以包括以下中的一個或多個：

a.泵送高粘度流體的能力。

b.能夠處理在被泵送的流體中的固體和微粒。

c.加強的鴨嘴防止止回閥在產生較高背壓的操作期間塌陷。

d.用于快速連接/斷開以供伺服的靈活的布線選項，允許容易的安裝、伺服和一般保養。

e.允許端口配件連接和分配/混合的靈活性的多端口泵殼體或組件。

在效果上，根據本發明的具有前述隔膜泵送和歧管組件的泵解決了困擾圖1中示出的現有技術的泵的問題，并且對最先進技術提供了重要貢獻。

附圖說明

不一定按比例繪制的附圖包括以下圖：

圖1示出本領域已知的泵的前后截面圖。

圖2示出根據本發明的一些實施例的具有單個入口和出口的泵的立體圖。

圖2A示出根據本發明的一些實施例的圖2中的泵沿著線和箭頭2A-2A的下半部的截面圖。

圖3示出根據本發明的一些實施例的圖2中的泵的向下俯視平面圖。

圖4示出根據本發明的一些實施例的圖2中的泵的側視圖。

圖4A示出根據本發明的一些實施例的圖2中的泵的沿著線和箭頭4A-4A的左邊的截面圖。

圖5示出根據本發明的一些實施例的圖2中的泵的沿著線和箭頭5-5的前后截面圖。

圖6示出根據本發明的一些實施例的具有包括入口端口和出口端口在內的多端口的泵殼體的俯視立體圖。

圖7示出根據本發明的其他實施例的具有包括入口端口和出口端口在內的多端口的泵殼體的俯視立體圖。

圖7(A)示出根據本發明的其他實施例的具有設置有圖7中的泵殼體的泵組件的泵的一部分的俯視立體圖，其中泵殼體配置有在橫向于泵的縱向軸線的左/右方向上延伸的入口/出口端口配件連接。

圖7(B)示出根據本發明的其他實施例的具有設置有圖7中的泵殼體的泵組件的泵的一部分的俯視立體圖，其中泵殼體配置有在沿著泵的縱向軸線的向前方向上延伸的入口/出口端口配件連接。

圖7(C)示出根據本發明的其他實施例的具有設置有圖7中的泵殼體的泵組件的泵的一部分的俯視立體圖，其中泵殼體配置有在左/右方向上延伸的入口/出口端口配件連接和在左/右方向和向前方向上延伸的雙出口端口配件連接。

圖8示出根據本發明的一些實施例的圖2中的泵的沿著線和箭頭8-8的前后截面圖。

圖9A示出根據本發明的一些實施例的具有用于實施用于操作像圖9B中示出的那個一樣的泵布置或配置的控制功能性的步驟的流程圖。

圖9B示出根據本發明的一些實施例的具有用于操作泵的馬達的泵布置或配置的一部分，其中馬達經由印刷電路板組件(PCBA)被聯接至壓力開關的馬達、通/斷開關和用于接收輸入的連接器。

具體實施方式

圖2至圖8：雙隔膜與歧管組件

圖2至圖8示出根據本發明的一些實施例的整體指示為10的雙隔膜泵。圖1至圖5示出具有單個入口/出口配置的整體指示為10的雙隔膜泵。相比之下，圖6至圖8示出用于具有多個入口/出口配置的雙隔膜泵的配置。在任一情況中，雙隔膜泵都可以配置有多部件泵殼體，例如具有馬達殼體11a和可去除的前蓋11b，并且也可以包括泵支架或安裝座11c。

圖2A示出馬達13和布置在多部件泵殼體中的馬達軸/隔膜致動器組件15，多部件殼體聯接至例如與下面描述的那些一致地協作的整體指示為12、14的上和下隔膜泵送組件(參見圖7A、圖7B和圖7C)。圖7A、圖7B、圖7C還示出配置有感測被泵送的流體的壓力并提供含有關于所感測到的壓力的信息的合適壓力感測信號的壓力傳感器或開關模塊50(還參見圖9B)的雙隔膜泵。壓力傳感器和/或開關是本領域已知的，并且本發明的范圍并不旨在限于其或者是現在已知的或者是將來以后開發的任何特定的類型或種類。在圖7A、圖7B和圖7C中，未示出用于覆蓋多端口歧管組件的配置的前泵殼體，例如類似于圖1至圖5中的元件11b。本發明的范圍并不旨在限于多部件泵殼體可以如何配置、組合或組裝到一起等，例如包括該配置、組合或組件中的離散部件的數量。

此外，圖2至圖4A和圖8示出雙隔膜泵還可以配置有快速連接器60(還參見圖9B)，其用于聯接至用于從例如壁掛式變壓器(未示出)向泵提供提供電功率的相應連接器。配置在泵布線上的快速連接器60允許用戶指定他們要求的連接器，并且來自他們的系統的布線將配置有用于直接聯接到泵內的合適的匹配的連接器和插頭。該快速連接器配置60允許泵對于電源的快速且安全的去除，用于伺服的目的。也可以配置還允許信號輸入/輸出裝置和電力輸入的遠程安裝的靈活的布線選項。

歧管組件20、20'

隔膜泵可以包括像例如如圖6和圖7所示元件20和20'那樣的歧管組件。

作為示例，圖7示出配備有內部輸入和輸出鴨嘴閥30、32、40、42的歧管組件20，這些鴨嘴閥允許被泵送的流體中的固體和微粒的通過而不會阻塞或堵塞內部鴨嘴閥30、32、40、42。內部鴨嘴閥30、32、40、42的集成允許隔膜泵10以較少限制處理較高粘度的流體，并且能夠使直徑達4毫米(mm)尺寸的較大顆粒介質通過，尤其是當與圖1中示出的現有技術的泵相比時。內部輸入和輸出鴨嘴閥30、32、40、42可以用內部支撐來加強以防止各個閥在如下應用中塌陷：在操作期間或當泵未運行時將產生較高背壓，例如與專利號US8,276,616(代理人檔案號M-FLJ-0902//911-5.49-2)和US 8,690,554(代理人檔案號M-FLJ-1002//911-5.52-1)中所公開的那些一致，這些專利被轉讓給本申請的受讓人并且通過引用全部合并于此。

隔膜泵可以包括與歧管組件20組合的整體指示為12、14的上和下隔膜泵送組件、例如如圖4A和圖5中所示。作為示例，上和下隔膜泵送組件12、14可以配置有上和下隔膜12a、14a，和被分別緊固至歧管組件20的上和下隔膜組件蓋或板12b、14b，如圖所示。參見圖7A、圖7B和圖7C中的像元件f1一樣的五(5)個緊固件/螺釘，和圖7中的配置或形成在歧管組件20中的像元件o1一樣的相應的五(5)個緊固件開口。還參見示出上隔膜泵送組件12的圖7A、圖7B和圖7C。

在操作中，上和下隔膜泵送組件12、14可以配置用于泵送流體經過雙隔膜泵10。作為示例，上隔膜泵送組件12可以配置成從入口室20a抽吸流體到歧管組件20內、經過上輸入鴨嘴閥30、經過上輸出鴨嘴閥40、到出口室20b并從歧管組件20中出來；并且下隔膜泵送組件14可以配置成從入口室20a抽吸流體到歧管組件20內、經過下輸入鴨嘴閥32、經過下輸出鴨嘴閥42、到出口室20b并從歧管組件20中出來，例如與圖5中示出的那些一致。

歧管組件20可以配置或布置在上和下隔膜泵送組件12、14之間并具有配置成如下操作的組成部件：

如圖5和圖7中最佳示出的，除了入口室20a和出口室20b之外，歧管組件20還可以包括或配置有如下組成部件的組合：單件式一體歧管主體20c；入口止回閥組件通道20d，其具有上隔膜泵送組件孔口，一個被標記為20d(1)這樣的入口孔口；和出口止回閥組件通道20e，其具有上和下隔膜泵送組件孔口，一個被標記為20e(1)這樣的出口孔口。

入口20a可以配置有整體指示為20a(1)、20a(2)的雙入口端口以從至少一個流體源(未示出)接收流體。雙入口端口20a(1)、20a(2)可以配置有入口端口通道20a(3)、20a(4)以滑動地接收將入口配件20a(7)、20a(8)聯接至歧管組件20的雙入口端口20a(1)、20a(2)的入口配件聯接器20a(5)、20a(6)。

入口止回閥組件通道20d可以包括布置在其中的可包括入口鴨嘴止回閥30、32的入口鴨嘴止回閥組件，以及像閥接收構件30(1)、32(1)一樣的一個或多個其他入口鴨嘴止回閥組件組成部件，和內部支撐(未示出)以防止閥在如下應用中塌陷：在操作期間或當泵未運行時將產生較高背壓，例如與專利號US 8,276,616(代理人檔案號M-FLJ-0902//911-5.49-2)和US 8,690,554(代理人檔案號M-FLJ-1002//911-5.52-1)中所公開的那些一致。

作為示例，歧管主體20c可以包括塑料注射成型出的一體結構或采取這樣的結構的形式，不過可在本發明的精神內設想到使用現在已知和將來以后開發兩者的其他結構或配置的實施例。

圖5示出流體經過雙隔膜泵的流動路徑，包括：用于流體流動到入口20a內的流體流動路徑FP_in的輸入中途；用于流體流動經過入口止回閥組件通道20d、經過上和下隔膜泵送組件12、14并經過出口止回閥組件通道20e的內部部分；和用于流體從出口20b流出來的出口流動路徑FP_out，例如與本文所闡述的那些一致。

上隔膜泵送組件入口孔口20d(1)可以配置成與布置在其中以從入口鴨嘴止回閥30接收流體的像元件12一樣的上隔膜泵送組件以及像閥接收構件30(1)一樣的一個或多個其他入口鴨嘴止回閥組件組成部件流體連通，將流體經由用附圖標記12b'、12b″、12″'指示的上歧管導管提供(即，泵送)至上隔膜泵送組件孔口20e(1)。在操作中，并且如本領域技術人員將領會的，馬達軸/隔膜致動器組件15與隔膜12a一起可以配置成將流體從上歧管導管12b'經過上歧管導管12b″并且提供到上歧管導管12″'。上隔膜泵送組件出口孔口20e(1)可以配置成與用于將流體提供至出口鴨嘴止回閥40的出口止回閥組件通道20e以及像閥接收構件40(1)一樣的一個或多個其他出口鴨嘴止回閥組件組成部件流體連通，并且將流體提供(即，泵送)至出口20b。

如本領域技術人員將領會的，下隔膜泵送組件14配置成以與上隔膜泵送組件12類似的方式操作。

出口20b可以配置有整體指示為20b(1)、20b(2)的雙出口端口以將流體提供從泵10到至少一個流體出口源(未示出)。雙出口端口20b(1)、20b(2)可以配置有出口端口通道20b(3)、20b(4)以滑動地接收將出口配件20b(7)、20b(8)聯接至歧管組件20的雙出口端口20b(1)、20b(2)的出口配件聯接器20b(5)、20b(6)。

圖7、圖7A、圖7B和圖7C

圖7、圖7A、圖7B和圖7C示出多方向端口配置。在效果上，本發明允許在一定程度上緊湊、固定的空間中提供靈活性的很多不同的入口/出口端口連接。作為示例，利用雙入口端口，可進行兩(2)種不同流體的混合也是可能的；并且雙排放端口允許兩(2)個分配閥/龍頭。

如圖所示，雙入口端口20a(1)、20a(2)可以彼此正交地配置或定向；并且雙出口端口20b(1)、20b(2)彼此正交地配置或定向，不過可設想到在雙入口端口之間、雙輸出端口之間或者兩者之間使用其他類型或種類的幾何關系的實施例。

雙入口端口20a(1)、20a(2)和入口室20a可以配置成從兩個流體源(未示出)接收流體用于在入口室20a中混合到一起；并且雙出口端口20b(1)、20b(2)和出口室20b配置成將混合的流體提供至至少一個流體出口源(未示出)。

入口鴨嘴止回閥組件20d和出口鴨嘴止回閥組件20e可以配置成對直徑達4毫米(mm)的顆粒介質進行處理。

雙入口端口20a(1)、20a(2)或者雙出口端口20b(1)、20b(2)或者雙入口端口20a(1)、20a(2)和雙出口端口20b(1)、20b(2)兩者可以配置成接收不同端口配件連接。

需要注意的是，在圖7A、圖7B和圖7C中，示出的泵的一部分作為示例不包括類似于圖2中的元件11b的前泵殼體。本領域技術人員將領會到如何在沒有過度實驗的情況下、例如基于本文所公開的那些來配置這樣的前泵殼體。

圖6示出歧管組件20'的可選實施例，其具有在添加單引號“'”的狀態下的與圖7中的歧管組件20的部件和組成部件類似地標記的零件和組成部件。歧管組件20'配置成以與歧管組件20(圖7)基本類似的方式操作。

圖9A和圖9B：控制器

圖9A示出具有用于實施用于操作泵(例如具有與本文所闡述的那些一致的圖9B中所示的組成部件的至少一些組合泵)的根據本發明的控制功能性的步驟100a至100k的整體指示為100的流程圖。

控制器52—電子控制器可以包括例如可以在泵的內部的電子器件PCBA52或采取這樣的電子器件的形式，如圖9B所示。

i.步驟100a和100b：電力可以經由電力供給插口或一體連接器60(其允許經由終端用戶的電源或從壁掛式變壓器(未示出)到泵的直接供電)被施加至泵，所以可以接通通/斷開關54。

ii.步驟100c和100d：控制電路52接著將電力施加至馬達13并允許用于啟動的預先指定的時間。如果泵超過該時間并且存在有低的/沒有電流汲取狀況，那么控制電路52切斷電力。控制電路52接著發送指示出泵歸因于變干/無電力狀況而停機的信號。作為示例，信號可以采取音頻或視覺報警的形式以及包括經由因特網傳送至遠程(例如，離站)接入點的wifi信號在內的提供至遠程位置的無線信號的形式。

iii.步驟100d、100e、100f：如果泵啟動并且正在運行，那么控制電路52監測在泵上電流汲取，并且如果泵單元的電流汲取下降至指定電流范圍以下，無論是由于被泵送的流體耗盡還是由于一些其他問題，那么控制電路52將去除到馬達13的電力。控制電路52接著發送指示出泵歸因于變干/無電力狀況或缺乏產品分配狀況而停機的信號。

iv.步驟100h、100i、100j：如果泵經歷高的電流汲取、例如超過預先指定的范圍，那么控制電路52將去除到馬達13的電力并接著發送指示出泵歸因于過電流狀況而停機的信號。

v.作為進一步的示例，如果到電路板52的電力應該由于壓力開關50、例如歸因于出口(未示出)被切斷而去除，那么控制電路52可以配置成從泵上去除電力直到壓力被釋放，此時控制電路52可以配置成自動地重新接通泵并供給流體。

vi.作為進一步的示例，如果泵連續運行指定時間段，那么電路板52可以配置成從馬達上去除電力并發送指示出泵歸因于連續運行或超時狀況而停機的信號。

vii.作為進一步的示例，控制電路52也可以配置成精確地控制分配量和流量，例如通過控制時間和/或利用脈沖波調制(PWM)技術或者包括本領域已知或將來以后開發兩者的技術在

內的馬達速度控制的其他方法使到馬達13的電壓變化。

vii.作為進一步的示例，控制電路52也可以用于利用各種

流體和介質的泵性能曲線、錯誤代碼、流量和分配量信息、功率

消耗等存儲、通信和/或遠程調整泵操作參數/設置。

可能的應用：

食品和飲料分配/處理、流體和化學品轉移和混合、可能要求移動具有高粘度的微粒和/或固體的液體的任何應用。

本發明范圍

又進一步地，本文中詳細示出和描述的實施例是僅作為示例提供的；并且本發明的范圍并不旨在限于本文所包括的這些部件或元件的特定配置、維度和/或設計細節。換言之，本領域技術人員將領會到，可以做出對于這些實施例的設計改變并且使得所得到的實施例不同于本文所公開的實施例，但仍然在本發明的總體精神內。

應該理解的是，除非本文另有說明，否則關于本文中的特定實施例描述的特征、特性、可選方案或修改中的任何一個也可以與本文描述的任何其他實施例一起應用、使用或合并。還有，本文中的附圖未按比例繪制。

雖然已相對于本發明的示例性實施例描述并圖示了本發明，但是可以在不脫離本發明的精神和范圍的情況下在其中和對其做出上述的和各種其他的添加和省略。