[发明专利]排量泵和控制系统

说明书

泵系统包括：诸如隔膜泵的正排量泵(20)、直接联接至正排量泵的电动马达(12)以及可编程控制器(16)，该可编程控制器(16)被配置为感测电动马达的电流并将所需的电流值保持恒定，使得提供恒定的扭矩，该恒定的扭矩实现来自泵的恒定的流体排出压力。

发明背景

本申请作为PCT国际专利申请是在2017年9月15日提交的，并要求2016年9月16日提交的美国临时专利申请序列第62/395,568号的优先权，该临时专利申请的全部公开内容通过引用以其整体并入。

技术领域

本发明涉及一种用于泵的控制系统，尤其涉及一种使用电流来保持恒定的流体压力的控制器的控制系统。

背景技术

隔膜泵用于各种目的和应用，并且即使在变化的负载条件下也经常需要保持恒定的流体压力。隔膜泵通常包括隔膜、泵送室和活塞，活塞作用在隔膜的第一侧的液压流体上，并通过隔膜与泵送室隔开。活塞组件适于在第一位置和第二位置之间往复运动以致动隔膜。当活塞远离隔膜运动时，隔膜远离泵送室弯曲，允许泵送流体通过入口通道被引入泵送室。当活塞朝向隔膜运动时，隔膜朝向泵送室弯曲并使泵送室的流体通过排出通道排出。

通常，对这样的泵进行操作，以保持恒定的流体压力。为了即使在负载变化时也控制流体压力，需要增大或降低泵速。通常，泵的控制需要压力传感器来提供反馈以增加或减少被排出的泵送流体，从而在泵送条件可能变化时保持流体排出压力。此外，可以理解的是，这样的控制通常需要包括布线的特殊连接以及附加的压力传感器，并且可能包括具有控制泵速的公式的复杂的控制器。而且，可能难以或甚至不可能改装现有的泵使得它可以实现这样的恒定的流体排出压力。

因此，可以看出，需要一种新的改进的泵控制系统。即使在变化的负载条件下，这样的系统也将控制泵来保持恒定的流体压力。而且，这种系统应该可靠、简单和便宜。这种系统应易于适应现有设施，而无需特殊的配件或附件。本发明解决了这些问题以及与泵、泵控制系统和保持恒定的流体压力相关的其他问题。

发明内容

本发明涉及一种泵系统，其包括诸如隔膜泵的正排量泵、直接联接至正排量泵的电动马达以及被配置为保持电动马达的所需电流的可编程控制器。可编程控制器用于感测马达的电流并保持恒定电流。控制器可以是变频驱动控制器。已经发现，恒定的电流提供恒定的扭矩，并且恒定的扭矩实现来自泵的恒定的流体排出压力。可编程控制器利用吸收功率公式来确定正确的电流，以实现针对所需流体排出压力的所需扭矩。可编程控制器包括电流最小的省电模式，并且泵在没有流量的情况下是“空载的(dead-headed)”。当需要从省电模式恢复时，可编程控制器检测从省电模式的加速并且能够操作地配置为施加所需电流。该系统被配置为连接至外部应用，该外部应用仅与马达电流连接并与泵流体连接。

一种用于控制系统的方法包括对控制器进行编程，以在泵没有流量的情况下将系统控制在具有最小电流和扭矩的省电模式。使用吸收功率公式并设置所需的泵流体排出压力，确定针对所需恒定的流体压力的电流和扭矩要求。然后，控制器向马达提供与针对所需恒定的流体压力的扭矩对应的恒定电流。控制器保持针对对应的扭矩和流体排出压力的电流。控制器可以被编程为在需求结束时将系统返回到省电模式。此外，当需要泵时，随着扭矩从省电模式自动加速，可编程控制器感测该加速并返回到针对所需恒定的流体排出压力的电流。

在所附的并构成本发明的一部分的权利要求中特别地指出了表征本发明的这些新颖性特征和各种其他优点。然而，为了更好地理解本发明、其优点以及通过其使用所实现的目的，应该参照形成本发明的另外的部分的附图及伴随的描述性内容，其中示出和描述了本发明的优选实施方式。

附图说明

现在参照附图，其中相同的参考字母和数字在几个视图中表示对应的结构：

图1是根据本发明的原理的泵、马达和控制系统的立体图；

图2是用于操作图1所示的系统的流程图；