[发明专利]使用电控阀的装置

说明书

背景技术

数百年以来，泵已经用于将流体(比如液体、气体、浆等)从第一位置移动至第二位置。当第二位置为闭合系统，比如压力容器时，泵也能操作为压缩机或作为真空泵。泵具有广泛的应用。采用泵的一个应用是压力控制器，其维持和控制在设备中的流体压力。一般性地描述，压力控制器能通过控制加入其中和/或从中移除的流体的量，来维持或调节相关系统的系统压力水平值。

一些目前可用的压力控制器采用泵来产生压力。这些泵利用球/弹簧或芯/弹簧类型的止回阀来防止相反方向上的流体流动。球/弹簧类型的止回阀包括一个球，其由来自弹簧的力相对于阀座保持从而将阀密封为被闭合的状态。为了打开止回阀，必须施加大于弹簧力的压力以将球移动远离座。就这点而言，打开阀所需的压力差，有时称为启流压力，限制了可在将要控制的设备中所实现的最低绝对压力。也就是，将要控制的设备通常不能被控制至处于打开阀所需的压力或低于该压力的绝对压力水平值。

通常，由利用止回阀的活塞泵所泵送的流速通过改变活塞的周期率或循环率来控制。这限制了可产生的流速的范围。然而，压力控制器可能需要较大的流速以较快地改变压力，以及在其他时间需要较小的流速以维持稳定的基准压力。因为这些需要，一些压力控制器使用具有止回阀的活塞泵来产生大的流速，并且使用另外的控制阀以产生小的流速。然而，控制阀的增加增大了压力控制阀的成本、尺寸和重量。

此外，提供对流体进行精密计量的设备(例如控制阀)是与产生压力的设备(例如活塞泵)分离，并且从而使对压力和/或流速的控制复杂化。例如，参照压力控制器的典型应用(其中将要控制的设备中的压力当前很低，并且将精确地增大至较高压力并且然后保持于此)，最初控制阀完全打开，并且泵全速地循环。当接近期望压力时，泵可放慢，并且控制阀部分地闭合。然而，如果泵过度地放慢，控制阀和泵之间的压力将下降，使得难以维持穿过控制阀的流动。如果流动高于穿过控制阀的期望流动，控制阀上游的压力将增大至泵的最大压力。这消耗过量的功率，并且增大了控制阀的所需灵敏度。

发明内容

本发明内容或本总结以简化的形式来提供一些选择的概念，它们将在下面的具体实施方式中进一步描述。这个总结不是要认明所要求主题的关键特点，也不是要用作确定所要求主题的范围的辅助手段。

根据本发明公开内容的一个方面，本发明提供了一种压力控制器。这种压力控制器包括壳体，壳体包括第一端口、第二端口和腔。该腔具有在压力控制器的操作期间可膨胀和收缩的可变容积。这种压力控制器还包括第一控制阀和第二控制阀。第一和第二控制阀具有打开状态和闭合状态。第一控制阀选择性地将腔连接为当第一控制阀处于打开位置时经由第一端口而与流体源相流体联通。第二控制阀选择性地将腔连接为当第二控制阀处于打开位置时经由第二端口而与待控制系统相流体联通。这种压力控制器还包括计算设备，其被构造成在打开状态和闭合状态之间致动第一控制阀和第二控制阀以在两种操作模式下操作压力控制器。第一种操作模式是作为被构造成将流体从流体源供应至系统的压缩机，并且第二种操作模式是作为被构造成从系统移除流体的真空泵。

根据本发明公开的另一个方面，本发明提供了一种用于控制设备的压力的系统。该系统包括壳体和流体源。壳体具有第一端口、相流体联通地与设备相结合的第二端口、以及相流体联通地与第一端口和第二端口相连接的腔。流体源结合至第一端口。该系统还包括系统控制阀和源控制阀。系统控制阀和源控制阀可选择性地被致动至打开位置或闭合位置。在系统控制阀处于打开位置时允许流体在腔和第二端口之间流动，并且在源控制阀处于打开位置时允许流体在腔和第一端口之间流动。该系统还包括活塞、检测器和控制器。活塞可在缸体中移动用于形成腔。腔在活塞于第一方向上移动时具有增大的容积以及在活塞于第二相反方向上移动时具有减小的容积。检测器被构造成在活塞于缸体内移动时输出一个或多个表示活塞位置的信号。控制器被构造成至少部分地基于所述一个或多个信号、将系统控制阀和源控制阀中的至少一个致动到打开位置或闭合位置。