CN102840121B - 具有手动阀门的组合压力开关 - Google Patents

Abstract

一种组合压力开关，包括压力开关和手动开关，该压力开关能够响应流体的工作压力而在断开位置和闭合位置之间移动，所述压力开关包括接触组件，该接触组件具有通过借助于压力开关而可移动的载流元件电连接的第一端子和第二端子，所述手动开关配置成使载流元件独立于压力开关的移动而移动。

Description

具有手动阀门的组合压力开关

相关申请的交叉引用

该申请是2008年7月16日提交的、发明名称为“组合压力开关”的美国在先专利申请No.12/173834的部分继续申请。

技术领域

本发明提供一种用于空气压缩和流体操控***的阀和控制器。

背景技术

流体处理***例如空气压缩机典型地利用通常是正排量式的机械驱动泵。通常，泵连接到储罐或歧管。罐储存工作体积的空气，该空气充当缓冲器使得泵不必连续操作。相反地，泵仅仅运转到罐被充压到预期压力，并且然后关闭直到压力被消耗到可使用水平之下。泵循环由压敏开关控制。这样的***通常也包括“卸荷”阀，当泵不运转时该阀有效地排放泵压头上的压力。该特征大大减小了为了下一次循环重启泵所需的努力。另外，现有技术的***具有分立的手动接通/断开开关，这也增加了复杂性和成本。现有技术的***典型地利用卸荷阀、压力开关和手动接通/断开开关作为分立部件，这增加了复杂性和成本。

发明内容

在一个实施例中，本发明提供了一种组合压力开关，包括：压力开关和手动开关，所述压力开关可响应于流体的工作压力而在断开位置和闭合位置之间移动，所述压力开关包括接触组件，该接触组件包括第一端子、第二端子和能够在断开配置和闭合配置之间移动的载流元件，所述断开配置使第一端子和第二端子断开电连接，所述闭合配置使第一端子和第二端子电连接，其中，载流元件通过使压力开关响应于流体的工作压力而移动到其断开位置而从闭合配置移动到断开配置，所述手动开关配置成在使载流元件独立于压力开关响应于流体的工作压力的移动而在其断开配置和闭合配置之间移动。

在另一方面，组合压力开关可选地包括卸荷阀，该卸荷阀通过压力开关响应于流体的工作压力的移动和手动开关的移动至少之一而能够在闭合位置和打开位置之间移动。

在另一方面，压力开关和卸荷阀在组合压力开关内沿轴向不对准。

在另一方面，卸荷阀的移动通过杠杆与压力开关的移动机械关联。

在另一方面，组合压力开关还包括外壳、与压力开关流体连通的压力入口以及与卸荷阀流体连通的放泄入口。

在另一方面，卸荷阀包括能在形成在主体中的孔腔内移动的活塞，复位弹簧和形成在主体中的放泄口，所述活塞具有阀销和限定坐靠在阀座上的面的直径扩大中心部分，所述阀销具有上端和下端，所述复位弹簧在孔腔中布置在活塞上方，沿阀座的方向驱动活塞，所述放泄口横贯孔腔并且在卸荷阀处于其打开位置时形成放泄入口与外部环境之间的流体连接。

在另一方面，压力开关包括盘状分隔器，该盘状分隔器将腔室分成上部和下部，并且包括在上部中的接触组件和在下部中的操作盘，该操作盘响应于在大气压和压力入口中的压力之间的压差而操作。

在另一方面，压力开关包括致动销，所述致动销延伸通过分隔器中的开口，并且向上移动成在压力开关的断开位置中与载流元件接触，而向下移动成在压力开关的闭合位置中与操作盘接触以便载流元件使第一端子和第二端子电连接。

在另一方面，手动开关是旋钮，所述旋钮被配置成向凸轮轴施加旋转运动，所述凸轮轴具有叶片，所述叶片被布置成当凸轮轴旋转时使所述叶片接触所述载流元件并使所述载流元件移动，从而使所述第一端子和所述第二端子断开电连接。

根据另一实施例，提供一种组合压力开关，所述组合压力开关包括压力开关、泄荷阀以及手动开关，所述压力开关能够响应流体的工作压力而在断开位置和闭合位置之间移动，所述压力开关包括接触组件，该接触组件包括第一端子、第二端子和能够在断开配置和闭合配置之间移动的载流元件，所述断开配置使第一端子和第二端子断开电连接，所述闭合配置使第一端子和第二端子电连接，其中，所述载流元件通过使压力开关响应于流体的工作压力而移动到其断开位置而从所述闭合配置移动到所述断开配置；所述卸荷阀通过压力开关响应于流体的工作压力的移动而能够在闭合位置和打开位置之间移动；所述手动开关配置成使载流元件独立于压力开关响应于流体的工作压力的移动而在其断开配置和闭合配置之间移动并且使所述卸荷阀从其关闭位置移动到其打开位置。

附图说明

通过参考结合附图进行的以下描述可以理解本发明，其中：

图1是组合压力开关的第一实施例的透视图；

图2是图1的组合开关的另一透视图；

图3是图1的组合开关的分解透视图；

图4是图1的组合开关的分解透视图；

图5是图1的组合开关的截面视图；

图6是图1的组合开关的分解透视图；

图7是图1的组合开关的底视截面图，其中电路闭合；

图8是图1的组合开关的底视截面图，其中电路断开；

图9是包含图1的组合开关的泵***的示意图；

图10是包含图1的组合开关的空气压缩机的透视图；

图11是组合压力开关的第二实施例的透视图；

图12是图11的组合开关的透视图；

图13是11的组合开关的俯视平面图；

图14是沿线14－14截取的图11的组合开关的截面视图；

图15是图11的组合开关的截面透视图；

图16是示出内部部件的图11的组合开关的透视图；

图17是示出内部部件的图11的组合开关的透视图；

图18是图11的组合开关的侧视正视图；以及

图19是图11的组合开关的透视图。

具体实施方式

参考附图，其中在各个视图中相同的附图标记表示相同的元件，图1－8示出了通常由附图标记10指示的组合压力开关的第一实施例，在此称作“组合开关”。组合开关10具有外壳12，该外壳具有纵向中心线或轴线“A”、压力入口14和放泄入口16。在该例子中，外壳12包括中空、伸长主体18，该伸长主体由独立端帽20封闭。主体18与端帽20之间的泄漏由下密封件22例如O形圈阻止。外壳的类型无关紧要，并且组合开关10的内部部件也可以容纳在不同结构例如歧管或组合阀中。

组合开关10包括具有活塞26的卸荷阀24，所述活塞26在形成于主体18中的孔腔28内部移动。活塞26具有伸长阀销30(该阀销带有上端和下端)和限定面34的直径扩大中心部分32。复位弹簧36在孔腔28中被布置在活塞26上方并且朝着关闭位置向下推动活塞26。弹簧支座37用于定位阀销30的上端和复位弹簧36。在关闭位置中，面34密封在阀座38上，在该例子中所述阀座由弹性O形圈形成。形成于主体18中的放泄口40横贯孔腔28并且当卸荷阀24处于升高、打开位置时形成放泄入口16与外部环境之间的流体连接。孔腔28的上端由中空插塞42封闭，所述中空插塞也形成放泄入口16。孔腔28与插塞42之间的任何泄漏由上密封件44例如O形圈阻止。

压力开关46在主体18中被布置在腔室48中，位于卸荷阀24下方。盘状分隔器50将腔室48分成上部和下部。压力开关46包括在上部中的接触组件52和在下部中的操作盘54。操作盘54属于已知类型，其响应于大气压力与压力入口14中的主要压力之间的压差。操作盘54具有固有预负荷和恢复力，当压力被去除时所述力导致该操作盘54移动到闭合位置。在结构上，操作盘54可以是所谓的“卡扣盘”，具有带展平中心部分的截头圆锥形状，其导致该操作盘“卡扣”在断开位置和闭合位置之间。这提供了一些死区或滞后，从而避免了操作中的“摆动”。挠性、不透气隔膜55被截留在分隔器50与下密封件22之间，并且使压力入口14与组合开关10的内部密封隔开。隔膜55具有与压力入口14流体连通的下面，和与放泄口40流体连通的上面。

接触组件52包括分别承载第一触头58A和第二触头58B的第一端子56A和第二端子56B。第一触头58A被固定并且第二触头58B被承载在可移动、导电、载流元件的一端。在所示实施例中，载流元件是板簧60或托板。除非施加外力，板簧60被偏压以将触头58A和58B保持在一起，即，接触组件52在电学意义上是“常闭的”。

致动销62延伸通过分隔器50中的开口64并且沿着轴线A自由上下移动。致动销62接触操作盘54和板簧60两者，使得当操作盘54处于下部位置时，触头58A和58B彼此接触，并且当操作盘54处于上部位置时，触头58A和58B被分离，破坏端子56A和56B之间的电流路径。

活塞26的阀销30的下端通常与致动销62同轴地被定位，并且接触板簧60，从而基本上在操作盘54与活塞26之间形成连续线性机械路径。在该布置中，当操作盘54处于下部位置时，活塞26处于“闭合”位置，并且当操作盘54处于上部位置时，活塞26处于打开位置。在备选实施例中，间隙可以位于板簧60与致动销62之间，以提供卸荷阀的延迟致动。

操纵杆89被设置用于手动地操作组合开关10和形成手动接通/断开开关。操纵杆89由安装在组合开关10之上的安装板92上的旋钮90形成。旋钮90被配置成向凸轮轴96施加旋转运动。凸轮轴96被定位在安装到安装板92的底部的下外壳94内。凸轮轴96具有位于凸轮轴96的中间和远端的一对叶片98A和98B。叶片98A和98B被定位成使得当旋转时，叶片98A和98B接触载流元件(在该情况下为板簧60)。如先前所述，板簧60用于通过横跨触点58A和58B之间的距离来使由电气端子56A和56B形成的电触头闭合。当凸轮轴叶片98A和98B被旋转时，叶片接触板簧60并且使板簧60远离触点58B移位直到电路断开并且不再有电流通过。如图所示，58A是非常用端子并且被配置成与板簧60分离。板簧60被移位直到阀销30被接触。板簧60向阀销30施加线性运动，因此以如先前所述的方式致动卸荷阀24。

图9示意性地示出了利用本发明的组合开关10的流体处理***66。这样的***的实际例子可以是用于为气动工具等提供动力的空气压缩机。该***通常包括由电机70驱动的泵68、通过包括止回阀76的排放管线74连接到泵68的排放侧的储罐72以及上述的组合开关10。功率源78(例如主电源)通过压力开关46的触头连接到电机70，并且泵68的放泄口通过放泄管线80直接连接到卸荷阀24。储罐72通过连接到止回阀76的下游的感测管线82连接到压力入口14。应当注意的是图9仅仅用于示出各种部件之间的功能连接而不一定是它们的结构；例如，在实际的空气压缩机中，电机70常常用直接联轴器而不是所示的皮带联接到泵68。

流体处理***66可以典型地在大气压力下以表示为P_tank的储罐内部的压力开始操作。P_tank通过感测管线82传递到压力开关46。当P_tank小于设定点压力(P_set)时，压力开关46被闭合。这也允许卸荷阀24在来自复位弹簧36的压力下闭合在阀座38上。

在该条件下，电机70将操作泵68，以通过排放管线和止回阀76将空气排放到储罐72中，并且因此使压力P_tank增大。当P_tank达到P_set时，压力开关46将卡扣到断开位置并且使电机70停止。致动销62如上所述驱动卸荷阀24打开。在止回阀76和泵68的上游的排放管线74内的任何空气压力被允许沿着通过放泄管线80、卸荷阀24和最后经过放泄口40的路径流出到大气。这缓解了泵68上的所有压力。止回阀76保持压力P_tank。

只要P_tank大于P_set，卸荷阀24以及压力开关46就保持断开。压力在储罐72中被保持并且可以以已知方式通过出口84被排放到例如气动工具。当P_tank下降到P_set以下时，压力开关46闭合，启动泵68，并且其允许卸荷阀24在来自复位弹簧36的压力下关闭。这允许泵68为储罐72充压。压力开关46典型地以已知方式以设定点中某种程度的“死区”或滞后操作，从而避免电机70和泵68的过多的接通和断开循环。例如，使电机70循环“断开”所需的P_set可以显著高于使电机70循环“接通”所需的P_set。

参考图11－19，总体上由附图标记110示出了组合压力开关的第二实施例，在此称作“组合开关”。组合开关110具有外壳12、压力入口14和放泄入口16。轴线“B”相对于压力入口14居中。放泄入口16以及由此卸荷阀24相对于轴线“B”横向偏移，因此，卸荷阀24和压力开关46不像第一实施例那样线性对准。外壳12包括中空、伸长主体18，该伸长主体由独立端帽20封闭。主体18与端帽20之间的泄漏由下密封件22例如所示的O形圈阻止。外壳的类型无关紧要，并且组合开关110的内部部件也可以容纳在不同结构例如歧管或组合阀中。

组合开关10包括具有活塞26的卸荷阀24，所述活塞26在形成于主体18中的孔腔28内部移动。活塞26具有伸长阀销30(该阀销带有上端和下端)和限定面34的直径扩大中心部分32。复位弹簧36在孔腔28中被布置在活塞26上方并且朝着关闭位置向下推动活塞26。弹簧支座37用于定位阀销30的上端和复位弹簧36。在关闭位置中，面34密封在阀座38上。形成于主体18中的放泄口40横贯孔腔28并且当卸荷阀24处于升高、打开位置时形成放泄入口16与外部环境之间的流体连接。孔腔28的上端由中空插塞42封闭，所述中空插塞也形成放泄入口16。孔腔28与插塞42之间的任何泄漏由上密封件44例如所示的O形圈阻止。卸荷阀24是可选的并且可以被包括在开关110中或者可以不被包括在开关110中。

压力开关46在主体18中被布置在腔室48中，位于卸荷阀24下方。盘状分隔器50将腔室48分成上部和下部。压力开关46包括在上部中的接触组件52和在下部中的操作盘54。操作盘54属于已知类型，其响应于大气压力与压力入口14中的主要压力之间的压差而操作。操作盘54具有固有预负荷和恢复力，当压力被去除时所述力导致该操作盘移动到闭合位置。在结构上，操作盘54可以是所谓的“卡扣盘”，具有带展平中心部分的截头圆锥形状，其导致该操作盘“卡扣”在断开位置和闭合位置之间。这提供了一些死区或滞后，从而避免了操作中的“摆动”。挠性、不透气隔膜55被截留在分隔器50与下密封件22之间，并且使压力入口14与组合开关110的内部密封隔开。隔膜55具有与压力入口14流体连通的下面，和与放泄口40流体连通的上面。

接触组件52包括分别承载第一触头58A和第二触头58B的第一端子56A和第二端子56B。第一触头58A被固定并且第二触头58B被承载在可移动、导电、载流元件上。在所示实施例中，载流元件是弹性板簧60或托板。除非施加外力，板簧60被偏压以将触头58A和58B保持在一起(接触组件52在电学意义上是“常闭的”)。

致动销62延伸通过分隔器50中的开口64并且沿着轴线“B”自由上下移动。致动销62接触操作盘54和板簧60两者，使得当操作盘54处于下部位置时，触头58A和58B彼此接触，并且当操作盘54处于上部位置时，触头58A和58B被分离，破坏端子56A和56B之间的电流路径。

接触组件还包括围绕支点114枢转的杠杆112。当操作盘54接通并且致动销52向上移动时，杠杆112的一端向上移动与阀销30接触以使卸荷阀24打开。杠杆112提供足以产生使阀销30向上移动到其打开位置所需的力的杠杆臂。

活塞26的阀销30的下端相对于致动销62沿轴向偏移，并且接触杠杆112，从而在操作盘54与活塞26之间形成非线性机械路径。在该布置中，当操作盘54处于下部位置时，活塞26处于关闭位置，并且当操作盘54处于上部位置时，活塞26处于打开位置。在备选实施例中，间隙可以位于板簧60与致动销62之间，以提供卸荷阀的延迟致动。

操纵杆89被设置用于手动地操作组合开关110和形成手动接通/断开开关。因此，组合开关110包括借助于使触头和卸荷阀24打开的压力开关而自动关闭以及使开关和卸荷阀24打开的手动操纵杆89两者。操纵杆89形成为安装在外壳12的侧面上的旋钮90。旋钮90被配置成向凸轮轴96施加旋转运动。凸轮轴96具有位于凸轮轴96的中间和远端的一对叶片98A和98B。叶片98A和98B被定位成使得当旋转时，叶片98A和98B接触板簧60或“托板”并使板簧60或“托板”移动，并且使开关“断开”。如先前所述，板簧60用于通过横跨触点58A和58B之间的距离来使由电气端子56A和56B形成的电触头闭合。当凸轮轴叶片98A和98B被旋转时，叶片接触板簧60并且使板簧60远离触点58B移位直到电路断开并且不再有电流通过。板簧60被移位直到杠杆112向上移动并接触阀销30。板簧60的移动向杠杆112施加枢转运动，从而向阀销30施加线性运动，因此以如先前所述的方式打开卸荷阀24。

组合开关110的第二实施例可以代替组合开关10用于图9所示的流体处理***66。

前文描述了包括手动接通/断开开关的组合压力开关的各个实施例。可以预见，本领域的技术人员可以对开关进行各种修改，并且这些修改旨在由权利要求所含盖。

Claims (12)

1.一种组合压力开关，该组合压力开关包括：

压力开关，该压力开关沿第一轴线布置并响应于流体的工作压力而能够在断开位置和闭合位置之间移动，所述压力开关包括接触组件，该接触组件包括第一端子、第二端子以及能够在断开配置和闭合配置之间移动的载流元件，所述断开配置使第一端子和第二端子断开电连接，所述闭合配置使第一端子和第二端子电连接，其中，所述载流元件通过使压力开关响应于流体的工作压力而移动到其断开位置而从所述闭合配置移动到所述断开配置；

手动开关，所述手动开关配置成使载流元件独立于所述压力开关响应于流体的工作压力的移动而在所述载流元件的断开配置和闭合配置之间移动；以及

卸荷阀，该卸荷阀沿第二轴线布置并且通过所述压力开关响应于流体的工作压力的移动和手动开关的移动至少之一而能够在闭合位置和打开位置之间移动；并且

其中所述第一轴线和所述第二轴线是平行的并且沿轴向偏移；并且

其中所述卸荷阀的移动通过杠杆而与所述压力开关的移动机械地关联。

2.根据权利要求1所述的组合压力开关，所述组合压力开关还包括：

外壳；

与所述压力开关流体连通的压力入口；以及

与所述卸荷阀流体连通的放泄入口。

3.根据权利要求2所述的组合压力开关，其中，所述卸荷阀包括：

活塞，所述活塞能够在形成在主体中的孔腔内移动，所述活塞具有阀销和直径扩大中心部分，所述阀销具有上端和下端，所述直径扩大中心部分限定坐靠在阀座上的面；

复位弹簧，所述复位弹簧在所述孔腔中布置在所述活塞上方，在所述阀座的方向上推动所述活塞；以及

形成在所述主体中的放泄口，所述放泄口横贯所述孔腔并且在所述卸荷阀处于其打开位置时形成放泄入口与外部环境之间的流体连接。

4.根据权利要求1所述的组合压力开关，其中，所述压力开关包括盘状分隔器，该盘状分隔器将腔室分成上部和下部，并且所述压力开关包括在上部中的接触组件和在下部中的操作盘，所述操作盘响应于在大气压力和压力入口中的压力之间的压差而操作。

5.根据权利要求1所述的组合压力开关，其中，所述压力开关包括致动销，所述致动销延伸通过分隔器中的开口，并且向上移动成与处于压力开关的断开位置中的载流元件接触，而向下移动成与处于压力开关的闭合位置中的操作盘接触以便载流元件使所述第一端子和所述第二端子电连接。

6.根据权利要求1所述的组合压力开关，其中，所述手动开关是旋钮，所述旋钮被配置成向凸轮轴施加旋转运动，所述凸轮轴具有叶片，所述叶片被布置成当凸轮轴旋转时使所述叶片接触所述载流元件并使所述载流元件移动，从而使所述第一端子和所述第二端子断开电连接。

7.一种组合压力开关，所述组合压力开关包括：

压力开关，该压力开关沿第一轴线布置并且响应于流体的工作压力而能够在断开位置和闭合位置之间移动，所述压力开关包括接触组件，该接触组件包括第一端子、第二端子和能够在断开配置和闭合配置之间移动的载流元件，所述断开配置使第一端子和第二端子断开电连接，所述闭合配置使第一端子和第二端子电连接，其中，所述载流元件通过使压力开关响应于流体的工作压力而移动到其断开位置而从所述闭合配置移动到所述断开配置；

卸荷阀，所述卸荷阀沿第二轴线布置并且通过压力开关响应于流体的工作压力的移动而在闭合位置和打开位置之间移动；以及

手动开关，所述手动开关配置成使载流元件独立于压力开关响应于流体的工作压力的移动而在所述载流元件的断开配置和闭合配置之间移动并且使所述卸荷阀从其闭合位置移动到其打开位置；并且

其中所述第一轴线和所述第二轴线是平行的并且沿轴向偏移；并且

其中所述卸荷阀的移动通过杠杆而与所述压力开关的移动机械地关联。

8.根据权利要求7所述的组合压力开关，所述组合压力开关还包括：

外壳；

与所述压力开关流体连通的压力入口；以及

与所述卸荷阀流体连通的放泄入口。

9.根据权利要求8所述的组合压力开关，其中，所述卸荷阀包括：

活塞，所述活塞能够在形成在主体中的孔腔内移动，所述活塞具有阀销和直径扩大中心部分，所述阀销具有上端和下端，所述直径扩大中心部分限定坐靠在阀座上的面；

复位弹簧，所述复位弹簧在所述孔腔中布置在所述活塞上方，在所述阀座的方向上推动所述活塞；以及

形成在所述主体中的放泄口，所述放泄口横贯所述孔腔并且在所述卸荷阀处于其打开位置时形成放泄入口与外部环境之间的流体连接。

10.根据权利要求7所述的组合压力开关，其中，所述压力开关包括盘状分隔器，该盘状分隔器将腔室分成上部和下部，并且所述压力开关包括在上部中的接触组件和在下部中的操作盘，所述操作盘响应于在大气压力和压力入口中的压力之间的压差而操作。

11.根据权利要求7所述的组合压力开关，其中，所述压力开关包括致动销，所述致动销延伸通过分隔器中的开口，并且向上移动成与处于压力开关的断开位置中的载流元件接触，而向下移动成与处于压力开关的闭合位置中的操作盘接触以便载流元件使第一端子和第二端子电连接。

12.根据权利要求7所述的组合压力开关，其中，所述手动开关是旋钮，所述旋钮被配置成向凸轮轴施加旋转运动，所述凸轮轴具有叶片，所述叶片被布置成当凸轮轴旋转时使所述叶片接触所述载流元件并使所述载流元件移动，从而使所述第一端子和所述第二端子断开电连接。