专利名称：组合压力开关的制作方法
技术领域：
本发明总体上涉及空气压缩机和相关流体处理系统，尤其涉及用 于该系统的阀和控制器。
背景技术：
流体处理系统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 气充当緩沖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。这样的系统通常也包括"卸荷"阀，当泵不运转时 该阀有效地放泄泵压头上的压力。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，现有技术的系统具有分立的手动接通/断开 开关，这也增加了复杂性和成本。现有技术的系统典型地利用卸荷阀、 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
因此，本发明的一个目标是提供一种单一装置，其组合压力开关、 卸荷阀和手动接通/断开开关的功能。
本发明的另 一 目标是提供一种单一装置，其以简单的线性配置互 连压力开关、卸荷阀和手动接通/断开开关。
本发明满足了这些和其他目标，根据一个方面，本发明提供了一
种组合开关，包括(a)压力开关，其可响应于流体的工作压力而在 闭合位置和断开位置之间移动，(b)卸荷阀，其可在打开位置和关闭 位置之间移动，(c)在所述压力开关与所迷卸荷阀之间的机械互连，
5其可操作以响应所述压力开关的移动而使所述卸荷阀移动，和机械操 纵杆，其能够选择性地操作，以使所述压力开关在闭合位置和断开位 置之间移动。
根据本发明的另一方面，所述压力开关包括一对电触头，所述电 触头在闭合位置中彼此接触并且在断开位置中被分离。
根据本发明的另一方面，所述触头中的至少一个由载流元件承载。 根据本发明的另 一方面，所述卸荷阀包括接触所述载流元件的阀销。
根据本发明的另一方面，所述卸荷阀包括接触所述载流元件的阀销。
根据本发明的另一方面，所述载流元件是板簧。
根据本发明的另一方面，所述卸荷阀包括接触所述板簧的阀销。 根据本发明的另一方面，所述卸荷阀包括接触所述压力开关的电
触头中的至少一个的阀销。
根据本发明的另一方面，所述压力开关包括隔膜，所述隔膜通过
致动销可操作地连接到所述电触头。
根据本发明的另一方面，所述卸荷阀包括(a)活塞，其可在打 开位置和关闭位置之间沿轴向移动，和(b)弹簧，其朝着关闭位置 推动所述活塞。
根据本发明的另一方面，所述卸荷阀和所述压力开关被容纳在外 壳内并且被对准，以用于沿着所述外壳的轴线的线性运动。
根据本发明的另一方面，所述操纵杆可操作以与所述压力开关的 移动一致地使所述卸荷阀在关闭位置和打开位置之间移动。
根据本发明的另一方面，提供一种组合开关，包括(a)外壳， 其具有纵向轴线、在第一端的第一流体入口以及在第二端的第二流体 入口， (b)压力开关，其被布置在所述外壳的第一端并与第一流体入 口流体连通，并且能够响应于流体的工作压力而在闭合位置和断开位 置之间移动，(c)卸荷阀，其被布置在所述外壳的第二端并且可在(i) 其中第二流体入口被阻塞的关闭位置和(ii)其中第二流体入口连接到流体出口的打开位置之间移动，和(d)机械操纵杆，其可操作以 使所述压力开关在断开位置和闭合位置之间移动以及使所述卸荷阀在 打开位置和关闭位置之间移动。
根据本发明的另一方面，所述卸荷阀和所述压力开关被容纳在外 壳内并且被对准，以用于沿着所述外壳的轴线的线性运动。
根据本发明的另一方面， 一种流体操作装置被提供并且包括(a) 组合开关，其包括(i)压力开关，其可响应于流体的工作压力而在 闭合位置和断开位置之间移动，(ii)卸荷阀，其可在打开位置和关闭 位置之间移动，(iii)在所述压力开关与所述卸荷阀之间的机械互连， 其可操作以响应于所述压力开关的移动而〗吏所述卸荷阀移动，(iv)枳i 械操纵杆，其能够选择性地操作以使所述压力开关在断开位置和闭合 位置之间移动以及使所述卸荷阀在打开位置和关闭位置之间移动，和 (b)压力操作泵，其与所述组合开关流体连接。
根据本发明的另一方面，所述流体操作装置进一步包括用于提供 储存的罐。
通过参考结合附图进行的以下描述可以最佳地理解本发明，其中
图l是根据本发明的一个方面构造的组合开关的顶视透视图2是图1的组合开关的底视透视图3是图1的组合开关的分解透视图4是图1的组合开关的另一分解透视图5是图1的组合开关的横截面图6是图1的组合开关的分解透视图7是图1的组合开关的底视横截面图，其中电路闭合；
图8是图1的组合开关的底视横截面图，其中电路断开；
图9是包含图1的组合开关的泵系统的示意图；和
图IO是包含图1的组合开关的空气压缩机的透视图。
具体实施例方式
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l-8示出了通常由附图标记10指示的组合开关。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例如所示的O形圏(参见图5)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形圏形成。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例如所示的O形圏阻止。
压力开关46在主体18中被布置在室48中，位于卸荷阀24下方。盘状分隔器50将室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O形圏22之间，并且从组合开关10的内部密封压力入口 14。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净皮固定并且第二触头58B被承栽在可移动、导电、栽流元件的一端。在所示实施例中，载流元件是板簧60。除非施加外力，板簧60被偏压以将触头58A和58B聚拢在一起，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^L分离，石皮坏端子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上的旋钮卯形成。旋钮90被配置成向凸轮轴96施加旋转运动。凸轮轴96,皮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。板黃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的流体处理系统66。这样的系统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。该系统具有由电机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以及上迷的组合开关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的排放口通过放泄管线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7仅仅用于示出各种部件之间的功能连接而非它们的结构；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。
流体处理系统66可以典型地在大气压力下以表示为Ptank的储罐
内部的压力开始操作。Ptank通过感测管线80传递到压力开关46。当
Ptank小于设定点压力(Pset)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Ptank增大。当Ptank达到Pset
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。这緩解了泵68上的所有压力。止回阀76保持压力Ptank。
只要Ptank大于Pset，卸荷阀24就保持打开以及压力开关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，以例如为气动工具(未显示)提供动力。当Ptank下降到Pset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Pset可以显著高于使电机70循环"接通"所需的Pset。前文描述了组合开关。尽管描述了本发明的特定实施例，本领域的技术人员将显而易见可以对此进行各种修改而不脱离本发明的精神和范围。因此，本发明的优选实^fe例的前文描述和用于实施本发明的最佳模式仅仅为了举例说明的目的而不是为了限制的目的被提供，本发明由权利要求限定。
权利要求
1.一种组合开关，包括(a)压力开关，该压力开关能够响应流体的工作压力而在闭合位置和断开位置之间移动；(b)卸荷阀，该卸荷阀能够在打开位置和关闭位置之间移动；(c)在所述压力开关与所述卸荷阀之间的机械互连，该机械互连能够操作，以响应于所述压力开关的移动而使所述卸荷阀移动；和(d)机械操纵杆，该机械操纵杆能够选择性地操作，以使所述压力开关在所述闭合位置和所述断开位置之间移动。
2. 根据权利要求l所述的组合开关，其中所述压力开关包括一对 电触头，所述电触头在所述闭合位置中彼此接触并且在所述断开位置 中被分离。
3. 根据权利要求2所述的组合开关，其中所迷电触头中的至少一 个由载流元件承载。
4. 根据权利要求3所述的组合开关，其中所述卸荷阀包括接触所 述载流元件的阀销。
5. 根据权利要求3所述的组合开关，其中所述载流元件是板簧。
6. 根据权利要求4所述的组合开关，其中所述卸荷阀包括接触所 述板簧的阀销。
7. 根据权利要求2所述的组合开关，其中所述卸荷阀包括接触所 述压力开关的所述电触头中的至少一个的阀销。
8. 根据权利要求l所述的组合开关，其中所述压力开关包括操作 盘，所述操作盘通过致动销可操作地连接到所述电触头。
9. 根据权利要求l所述的组合开关，其中所述操纵杆能够操作， 以与所述压力开关的移动一致地使所述卸荷阀在所述关闭位置和所述 打开位置之间移动。
10. 根据权利要求1所述的组合开关，其中所述卸荷阀包括 (a)活塞，该活塞能够在一打开位置和一关闭位置之间沿轴向移动S和(b)弹簧，该弹簧朝着所述活塞的所述关闭位置推动所述活塞。
11. 根据权利要求1所述的组合开关，其中所述卸荷阀和所述压力开关被容纳在外壳内并且被对准，以用于沿着所述外壳的轴线的线性运动。
12. —种组合开关，包括(a) 外壳，该外壳具有纵向轴线、在第一端处的第一流体入口以及在第二端处的第二流体入口 ；(b) 压力开关，该压力开关被布置在所述外壳的第一端并与第一流体入口流体连通，并且该压力开关能够响应于流体的工作压力而在闭合位置和断开位置之间移动；(c) 卸荷阀，该卸荷阀被布置在所述外壳的第二端并且能够在以下位置之间移动(i) 其中第二流体入口被阻塞的关闭位置；和(ii) 其中第二流体入口与流体出口连接的打开位置；以及(d) 机械操纵杆，该机械操纵杆能够操作，以使所述压力开关在所述断开位置和所述闭合位置之间移动以及使所述卸荷阀在所述打开位置和所述关闭位置之间移动。
13. 根据权利要求12所述的组合开关，其中所述压力开关和所述卸荷阀被互连，使得当所述压力开关处于所述断开位置时所述卸荷阀被移动到所述打开位置。
14. 根据权利要求12所述的组合开关，其中所述压力开关包括一对电触头，所述电触头在所述闭合位置中彼此接触并且在所述断开位置中被分离。
15. 根据权利要求14所述的组合开关，其中所述电触头中的至少一个由板簧承载。
16. 根据权利要求13所述的组合开关，其中所述卸荷阀包括接触所述压力开关的所述电触头中的至少一个的阀销。
17. 根据权利要求13所述的组合开关，其中所述压力开关包括操作盘，所述操作盘通过致动销可操作地连接到所述电触头。
18. 根据权利要求13所述的组合开关，其中所述卸荷阀包括(a) 活塞，该活塞能够在一打开位置和一关闭位置之间沿轴向移 动5 和(b) 弹簧，该弹簧朝着所述活塞的所述关闭位置推动所述活塞。
19. 根据权利要求13所述的组合开关，其中所述卸荷阀和所述压 力开关被容纳在外壳内并且被对准，以用于沿着所述外壳的轴线的线 小生运动。
20. —种流体操作装置，包括(a) 组合开关，该组合开关包括(i) 压力开关，该压力开关能够响应于流体的工作压力而在 闭合位置和断开位置之间移动；(ii) 卸荷阀，该卸荷阀能够在打开位置和关闭位置之间移动；(iii) 在所述压力开关与所述卸荷阀之间的机械互连，该机械 互连能够操作，以响应于所述压力开关的移动而使所述卸荷阀移动；(iv) 机械操纵杆，该机械操纵杆能够选择性地操作，以使所 述压力开关在所述闭合位置和所述断开位置之间移动以及使所述卸荷 阀在所述关闭位置和所述打开位置之间移动；以及(b) 压力操作泵，该压力操作泵与所述组合开关流体连接。
21. 根据权利要求20所述的流体操作装置，进一步包括用于提供 压缩流体的储存的罐。
全文摘要
一种组合开关包括压力开关，其可响应于流体的工作压力而在闭合位置和断开位置之间移动；卸荷阀，其可在打开位置和关闭位置之间移动；在所述压力开关与所述卸荷阀之间的机械互连，其可操作以响应于所述压力开关的移动而使所述卸荷阀移动；和机械操纵杆，其选择性地可操作，以使所述压力开关在闭合位置和断开位置之间移动。
文档编号F04B49/22GK101629566SQ200910159889
公开日2010年1月20日 申请日期2009年7月16日 优先权日2008年7月16日
发明者C·R·怀尔德曼 申请人:康多尔工厂美国公司