CN111263860A - 用于流体泵的提升阀 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种气动流体泵设备，所述设备具有：泵外壳，所述泵外壳所述用于聚集待泵送的液体；以及阀组件，所述阀组件与通过泵外壳的入口端部进入并聚集在泵外壳内的液体连通。该阀组件包括壳体组件和提升阀组件，所述提升阀组件设置在该壳体组件内以在从泵外壳泵出聚集的液体时，用作单向止回阀。提升阀组件包括提升阀部件，该提升阀部件包括释放区域，该释放区域有助于使阀组件的内部区域减压，以在仅有用于排出聚集的液体的加压流体流正流经提升阀部件时，促进提升阀元件从打开位置向闭合位置快速移动。

Description

用于流体泵的提升阀

相关申请的交叉引用

本申请要求于2017年12月19日提交的美国临时申请号62/607,708的权益。上述申请的全部公开内容通过引用合并于此。

技术领域

本公开涉及流体泵，并且更具体地涉及采用提升阀的流体泵，该提升阀具有有效地感测通过阀的流体流已经停止并且空气主要流过提升阀的状态的构造。

背景技术

该部分中的陈述仅提供与本公开有关的背景信息，并且不会构成现有技术。

提升阀通常用于流体泵中，在流体泵中，加压空气是用于迫使进入泵的流体入口的流体的介质。加压空气用于迫使聚集的流体通过泵的流体排放端口向外排出，在此期间，提升阀从其阀座上提升，以使流体流过泵而流向流体排放端口。通常，浮子可用于感测泵中的流体液位何时下降到预定的下限，此时加压空气信号被关断。此时，提升阀通过重力落回到泵壳体中使用的阀座上。因此，提升阀控制流体的流动，以使每次泵通过流体排放操作循环时，流体只能沿一个方向流动(即，通过流体排放端口向外流动)。当泵重新填充流体时，加压空气信号将被释放，直到浮子表明在泵进口室内达到了预定的较高液位，然后重复上述循环。本公开的受让人是这种类型的流体泵的制造商中的领导者。

因为不需要将电信号发送到泵以根据需要实现泵的间歇性循环，以排空泵内积聚的流体，所以这些类型的流体泵通常用于泵送各种类型的流体(例如，碳氢化合物、水等)。但是，此类泵需待泵送的不同类型的流体通常会导致污染物夹带在泵送的流体中，这些污染物最终会聚集在泵的内壁上，并干扰流体通过泵的自由流动和/或提升阀的适当的操作。

对于如上所述的这种泵，还希望尽可能快地检测在流体排出循环中空气首先何时开始流过排出提升阀。这是因为期望限制引导到流体排出管线中的空气的量。

发明内容

在一个方面，本公开涉及一种气动流体泵设备。该设备可以包括：泵外壳，所述泵外壳所述用于聚集待泵送的液体；以及阀组件，所述阀组件与通过泵外壳的入口端部进入并聚集在泵外壳内的液体连通。该阀组件可包括壳体组件和提升阀组件，所述提升阀组件设置在该壳体组件内以在从泵外壳泵出聚集的液体时，用作单向止回阀。提升阀组件可以包括提升阀部件，该提升阀部件包括释放区域，该释放区域有助于使阀组件的内部区域减压，以在仅有用于排出聚集的液体的加压流体流正流经提升阀部件时，促进提升阀元件从壳体组件内的打开位置向壳体组件内的闭合位置快速移动。在另一方面，本公开涉及一种气动流体泵设备。该设备可以包括：泵外壳，所述泵外壳所述用于聚集待泵送的液体；以及阀组件，所述阀组件与通过泵外壳的入口端部进入并聚集在泵外壳内的液体连通。该阀组件可包括壳体组件和提升阀组件，所述提升阀组件设置在该壳体组件内以在从泵外壳泵出聚集的液体时，用作单向止回阀。提升阀组件可包括提升阀部件，该提升阀部件包括密封部分和至少一个释放区域，该至少一个释放区域相对于聚集的液体通过阀组件的流动方向在密封部分下游与密封部分间隔开。所述至少一个释放区域有助于使阀组件的内部区域减压，从而当仅有用于排出聚集的液体的加压流体流正流经提升阀部件时，促进提升阀元件从壳体组件内的打开位置向壳体组件内的闭合位置快速移动。

在又一方面，本公开涉及一种气动流体泵设备。该设备可包括用于聚集待泵送的液体的泵外壳。阀组件可以被包括，该阀组件与通过泵外壳的入口端部进入并聚集在泵外壳内的液体连通。该阀组件可包括壳体组件和提升阀组件，所述提升阀组件设置在该壳体组件内以在从泵外壳泵出聚集的液体时，用作单向止回阀。提升阀组件可包括提升阀部件，该提升阀部件在其一个端部处具有密封部分。所述壳体组件可包括第一环形密封表面和与所述第一环形密封表面间隔开的次级环形密封表面，当所述提升阀部件处于闭合位置并且尚未经历任何明显的磨损的情况下，仅所述第一环形密封表面与所述提升阀部件接触，并且然后在磨损期之后，仅次级环形密封表面与提升阀部件接触，在该磨损期中，提升阀部件的密封部分的形状由于磨损而改变。

在另一方面，本公开涉及一种用于控制气动泵的方法。该方法可以包括感测已经聚集在泵的壳体内的流体的预定最高液位。可以使用控制器来致动加压空气源，以开始将加压空气施加到泵壳体，以开始将聚集在泵壳体内的流体提升并通过提升阀系统的提升阀部件向外排出。该方法可以进一步包括使用与电子控制器通信的第一提升阀部件位置传感器来检测提升阀部件最初何时从密封表面提升到完全提升位置，以指示流体已经开始排放，并将对应的第一信号提供给电子控制器。该方法可以进一步包括使用第二提升阀部件位置传感器来感测提升阀部件何时刚刚开始从完全提升位置下降。该方法可以包括在迭代过程中控制向泵施加加压空气信号，直到达到总泵循环时间，在此期间，在未检测到提升阀部件从完全提升位置的下降运动的同时，加压空气被应用于泵。

根据本文提供的描述，其他应用领域将变得显而易见。应该理解的是，描述和具体示例仅旨在用于说明的目的，并不旨在限制本公开的范围。

附图说明

本文描述的附图仅用于说明目的，并且无意以任何方式限制本公开的范围。

图1是根据本公开的泵的一个示例的透视图；

图2是与图1所示的泵一起使用的排放阀组件中使用的各种部件的分解图；

图3是图3的阀组件的分解侧视图，其中提升阀部件已组装好；

图4是基本上根据图3中的剖切线4-4截取的图3的阀组件的放大侧视截面图，并且示出了提升阀部件处于完全就座位置；

图4A是图2和图3的下壳体的放大侧面剖视图，示出了双环形密封表面，以及提升阀部件的替代构造，示出了如何使用固定销将磁体固定在提升阀部件内；

图5示出了图4的阀组件，其中提升阀部件处于其完全升高位置；

图6示出了处于中间位置的提升阀部件，通常流体基本上停止流过提升阀部件并且空气主要流过提升阀部件时，提升阀部件处于中间位置；

图7示出了提升阀部件在响应于整体形状而完全打开时如何摆动，这有助于清洁阀的下壳体的内壁表面；

图8是示出图1的泵在其完全打开状态和完全闭合状态之间循环时可以执行的操作的流程图；以及

图9示出了提升阀部件的另一种可选结构的横截面侧视图，提升阀部件包括用于将磁体更牢固地保持在提升阀部件的主体部分内的特征；以及

图10示出了可用于控制图1所示的泵的控制方法的另一实施方式。

在附图的若干视图中，相应的附图标记指示相应的部分。

具体实施方式

以下描述本质上仅是示例性的，并不旨在限制本公开、应用或用途。应当理解，在所有附图中，相应的附图标记表示相同或相应的部件和特征。

参照图1，示出了根据本公开的一个实施例的泵10。在该示例中，泵10包括联接到泵外壳14的提升阀组件12。在该产业中众所周知，入口导管16供应来自加压空气源(未示出)的加压流体，在该示例中加压流体是加压空气。提升阀组件12(以下简称为“阀组件12”)与流体排放导管18联接。泵壳体14包括可以部分由筛网形成的入口20，该筛网位于井眼24内的流体22中。循环施加加压流体会迫使已经进入泵外壳14中的流体22通过阀组件12排出并通过流体排放导管18排出。这可以通过在泵壳体14内使用监控部件来实现，或者这可以通过联接到控制器的外部液体深度测量装置来实现，监控部件例如为浮子(不可见)，监控部件感测流体22何时上升到预定的较高液位，然后打开与进气管道16可操作地相关联的进气阀(未示出)。打开进气阀允许加压空气流入泵外壳14的内部区域中，从而将聚集的流体通过阀组件12向上强制地排出并排入流体排放导管18中。在流体液位下降到第二预定液位时，该状态由浮子感测到，该浮子向进气阀发出信号以使进气阀闭合。阀组件12形成单向止回阀，该单向止回阀仅允许流体从泵外壳的内部流入流体排放导管，而不允许流体沿相反方向流动。

参照图2-3，可以更详细地看到阀组件12。阀组件12包括由下壳体28和上壳体30形成的壳体组件26。提升阀组件32布置在壳体组件26内部，并且可以包括提升阀部件34、磁体36、(部分地)带螺纹的保持螺钉或预密封件38(类似于内六角螺钉)、以及O形环40。磁体36和O形环40可以固定在提升阀部件34的轴向孔42中。两个O形环40分别位于磁体36的两侧。这些O形环40用作减震器。应当理解，通常，磁体通常是有点易碎的，因此当它们经受冲击载荷时易于破裂。对于泵10，当泵循环开始和停止时，磁体36将遇到冲击载荷。孔42的一部分可以带有螺纹以能够与保持螺钉38螺纹连接。当定位在孔42中时，磁体36被布置在提升阀部件34的下端处的密封部分46附近。

进一步参考图2，上壳体30可以具有螺纹部分44，该螺纹部分与下壳体28的螺纹部分48螺纹接合。当彼此固定时，上壳体30和下壳体28分别将提升阀组件32捕获在壳体组件26内，同时仍允许提升阀组件32响应于流体流和/或加压空气流而自由地竖直移动。下壳体28还可以包括螺纹部分52，该螺纹部分52使其能够螺纹连接至泵10的外壳14中的螺纹开口(在图1中不可见)。

图2和图3还示出了提升阀组件32的重要特征，该重要特征是提升阀部件34的形状和构造。提升阀部件34包括第一对向内成锥形的相反壁部分50、以及相对于第一对壁部分50定向成90度的第二对向内成锥形的相反壁部分50a(在图3中仅可见一个壁部分50a)。向内成锥形的相反壁部分50形成了释放区域，该释放区域有助于当提升阀部件34从其阀座上提升并开始主要经历经过它的气流时，使阀组件12的内部“减压”。在以下段落中将进一步描述此重要功能。

简要地参考图4A，阀组件12的下壳体28还可以包括在下壳体的内壁部分56上的双环形密封表面54a和54b。环形密封表面54a可以被视为“初始”环形密封表面，并且环形密封表面54b可以被视为“备用”或“第二”环形密封表面。典型地，对于单个环形密封表面提升阀类型的阀来说，一个环形密封/座接表面最初将开始作为阀壳体与提升阀部件34的外表面之间的线形接触区域。更典型地，座接/密封表面具有平坦或光滑的圆锥形状。座接/密封表面是平坦的圆锥表面上的切点和在圆锥形提升阀部件34上的对齐的切点。已经排入排放导管18中的流体形成水柱，该水柱具有作用在提升阀部件34上并在提升阀部件上施加压力的质量。当去除作用在水柱上的加压空气信号时，该质量作用以有助于将提升阀部件34驱动到其在下壳体28内的初始环形密封表面54a上的完全就坐(即闭合)位置。当提升阀部件34试图接合环54a时，会有被捕获的一定体积的液体54c，液体54c用作流体“冲击吸收器”。所述被捕获的一定体积的液体54c将需要在提升阀部件34到达其第一环形密封表面54a之前移位。通过减少在每个流体排放循环结束时提升阀部件34闭合时所承受的冲击载荷，这将提高提升阀部件34的寿命。

图4a还示出了压配合保持销34a的额外特征，该压配合保持销34a延伸通过提升阀部件34中的对齐孔34b以保持磁体36。保持销34a提供了额外的保持措施，以确保磁体36不会从提升阀部件34上脱落。

随着使用天数和月数的增加，接触面积的大小将逐渐增大以形成更宽的密封表面。该更大的密封表面最终将使提升阀部件34从圆筒形圆锥体变形(即磨损)成更像蘑菇形状的形状。这种形状变化是不希望的，因为它允许水围绕提升阀部件34泄漏回到泵外壳14的内部。对于传统型的提升阀系统，一旦达到该磨损阶段，泵将因以下原因而失效：提升阀上方的排出水柱将缓慢地排回到泵壳体的内部中。此失效通常需要更换提升阀。

双密封环表面54a和54b为泵10提供了明显更长的使用寿命。初始环形密封表面54a形成在内壁部分56上，以便在泵10是新的阶段与提升阀部件34接触。随着初始环形密封表面54a“蘑菇化”并随着时间而磨损，材料从初始环形密封表面54a的移位允许次级环形密封表面54b被呈现出来，从而形成可以与提升阀部件34进行刚性线式接触接合的表面。

在初始环形密封表面54a磨损时的时刻与次级环形密封表面54b开始与提升阀部件34接触时的时刻之间的时间段可能会根据多种因素而显著地变化，这些因素包括泵多久循环一次以开启和关断、泵所用于泵送的流体的类型、以及泵10放置在井眼中的深度(即，该深度影响提升阀部件34经历的水压PSI)。但是无论如何，双环形密封表面54a和54b有望显著延长泵10的使用寿命。

再次参考图4-7，将描述提升阀组件12的操作。最初在图4中显示提升阀部件34处于完全闭合位置，当没有加压空气通过进气管道16输送到泵外壳14的内部，提升阀部件34处于完全闭合位置，并且没有流体流过提升阀部件34。由于流体排放导管18中的流体，提升阀部件34完全座接在初始环形密封表面54a上。

在图5中，示出了阀组件12，其中提升阀部件34处于其完全升高位置。流体由实心箭头58表示。流体58围绕提升阀组件32向外自由流动，通过阀组件12流入流体排放导管18(仅在图1中显示)。这是在使用加压空气排出聚集在外壳14中的流体时提升阀组件32所处的位置。

图7显示了提升阀组件32在其完全升高(即完全打开)位置时，如何在下壳体28中“摆动”。摆动部分地是由于提升阀组件32的外部形状，更具体地是由于其圆锥形的外表面导致的，这有助于使其位于流动的流体流中时变得不稳定。摆动动作是显著的好处，因为它使提升阀部件34“擦洗”下壳体28的内壁表面56，从而有助于防止泵10内污染物的积聚。摆动动作还会产生振动，这对于帮助清除泵内的颗粒很有用。预期这将有助于使泵外壳14、浮子组件(如果包括)、流体阀和流体排放导管18保持摆脱污染。

迄今为止，防止污染物在泵内的积累一直是一个挑战，并且通常需要频繁地将泵从与其相关联的井眼中移出，以及拆卸和清洁泵和/或更换内部部件。应当理解，频繁地拆卸、清洁、维修和重新安装这种泵所需的人力会给在给定位置的泵的持续运行带来额外的费用。由于提升阀组件32的设计，预计使用泵10可以显著降低这种费用。此外，在无需将任何附加部件引入泵10中并且无需修改泵10和/或阀组件12的基本设计/构造的情况下，提升阀组件32的形状及其提供的擦洗作用有助于显著减少下壳体28内的污染物的积聚。

图6示出了处于其中间位置的提升阀部件34。当流体基本停止流过提升阀部件34并且加压空气主要流过提升阀部件时，提升阀部件34处于此位置。在这种情况下，提升阀部件的锥形侧壁50和50a用于在提升阀组件32的正上方和旁边对内部流动区域进行减压。该被减压区域将用于使提升阀部件从其完全升高位置下降到图6所示的中间位置。在此时，磁体36被定位成足够靠近初始密封表面54a，使得提升阀部件可以被磁性地拉动以与初始密封表面接触(假设另外的磁体，例如，可选的环形磁体36a，用于帮助提供吸引力)，因此可以在完全闭合位置处重新座接在初始密封表面上。当加压空气(如图6中的虚线60所示)成为流经提升阀部件的主要介质时，此动作会迅速发生。该特征在减少泵送至流体排放导管12中的加压空气的量方面是重要的。本领域技术人员将认识到，希望尽可能地限制或完全消除压缩空气进入流体排放导管18中。在无需对下壳体28的设计进行复杂的修改或将其他独立的部件添加到阀组件12中的情况下，提升阀部件34的设计可实现此目的。

还应当理解，外部传感器(例如簧片开关61a)和电子控制器10a可用于感测提升阀组件32何时从其完全闭合位置移开。可选地，两个或更多个不同的簧片开关61a和61b可以在高度方向上间隔开，以准确地检测提升阀部件34何时进入其中间位置和/或其完全打开位置。在该示例中，簧片开关61b用于检测提升阀部件34何时已移动到其最高位置。可选的环形磁体36a可以位于双环形密封表面54a和54b的附近，并且如果被包含的话，将用于提供增强的闭合操作，如果易于阻碍提升阀组件32的闭合运动的污染流体被泵送，则增强的闭合操作可能是有益的。然而，应当理解，磁体36对于提升阀组件32的操作不是必不可少的。磁体36仅提供一种方便的方式来感测提升阀组件何时移出其闭合位置，以及提升阀组件何时移回其闭合位置。磁体36还将对准磁体的磁极。如果使用带磁体的圆球，这很重要。假定使用簧片开关感测提升阀组件32的位置，则对准将允许可重复的位置来实现簧片开闭合合。

参照图8，流程图100示出了可以由图1的泵10执行的多个操作。应当理解，以下各种操作参考特定的时间段，并且这些时间段仅是适当时间段的示例，并且可以根据需要进行调节以满足特定应用/实现方式的需求。在操作102处，泵10开始泵送水(或任何其他可流动的流体)。在操作104处，提升阀部件34通过移位的泵容积在由上壳体30和下壳体28形成的室内被向上推动(即，发生切换状态)。在操作106处，泵的最大容积从泵外壳14的内部容积中移位。在操作108处，将空气引入提升阀部件34的与上壳体30相邻的运动区域。在操作110处，提升阀部件34下降(即，此处发生开关状态变化)。在操作112处，闭合泵10的进气阀以中断进入泵10中的加压空气流。在操作114处，将空气从外壳14的内部容积排放到大气中。在操作116处，操作程序(即，在控制泵10的电子控制器上运行的软件)跟踪操作102-110之间的持续时间。在操作118处，操作程序通过为MAX-0.25秒＝MAX2的值限制时间“ON”序列。该步骤允许“泵”学习或自校准排放时间。该好处一直提供给步骤122，在该步骤中提升阀组件32并未“显示”任何空气的存在。在操作120处，操作程序再次确定提升阀部件34是否在MAX2之前落下，如果是，则通过将泵送时间减少另一MAX3＝0.25秒来修改泵送时间。

在操作122处，操作程序继续运行并监控提升阀组件32的位置，直到在流体排出操作期间泵10实际排出流体的时间内该组件没有下降。在操作124处，操作程序在接下来的七天中运行，同时继续监控/确认提升阀组件32在操作的流体排出阶段期间不会掉落(即，自校准或“学习”如何在没有泵送空气的情况下，泵送最大量的水)。在操作126处，每隔七天，操作程序开始增加MAX3的值，直到由于在流体排出循环的结束期间仅存在空气而使提升阀部件34下降。该值成为新的MAX。然后，下周开始，序列或循环运行，直到被手动干预中断为止。

可以对以上在流程图100中解释的操作顺序进行进一步改进。进一步改进可以包括操作102至104和操作104至110的分离，这是泵的持续时间的周期。这两个部分将允许测量与系统有关的变量，例如泵深度和实际泵送时间。通过确定操作104到110之间的时间范围，可以使用真实的泵送时间更好地估计泵送的加仑总量。

进一步参考图9，示出了根据本公开的另一实施例的提升阀部件200。在该示例中，提升阀部件200包括主体部分202，该主体部分具有位于一端部处的锥形(即，子弹形)密封部分204。在相反端部处形成孔206。一对向内成锥形的壁部分208布置在主体部分202的周向相反部分上。这些成锥形的壁部分208的操作如对于提升阀部件34的向内成锥形的壁部分50和50a所描述的那样。主体部分202类似地包括翼部分210，翼部分210允许排出的流体在它们之间以及围绕它们流动。

提升阀部件200包括用于磁体212的双保持结构，该磁体布置在孔206内。与提升阀部件34一样，一对O形环214可以用来吸收磁体212所承受的冲击载荷，当提升阀部件200从打开位置移动到闭合位置，或从闭合位置移动到打开位置时，磁体212承受该冲击载荷。然而，提升阀部件200包括压配合保持元件216以代替螺纹固定螺钉，该压配合保持元件216被压配合到孔206中，使得其肩部218接合在孔206中的周向凹槽220内。这形成第一保持特征。第二保持特征由销222形成，该销222被压配合到保持元件216中的孔216a中，并且穿过主体部分202中的孔202a。销222可包括至少一个凸起部分222a，以进一步帮助将销222保持在孔202a中。

为了帮助将孔216a与孔202a对准，保持元件216可以包括键式(例如，正方形或矩形)凹部216b。键式凹部216b可平行于孔216a的纵向轴线定向，使得当将保持元件压配合到主体部分202中时，可在组装期间进行保持元件216的视觉对准。

上述的两个保持特征是重要的，因为它们有助于确保在提升阀部件200的重复打开和闭合过程中，磁体212不会从孔206中移出。这可以显著减少或消除在泵的操作过程中磁体212在孔216内自由移动时泵内部可能发生的损坏。

参照图10，示出了流程图300，该流程图示出了可以在实施用于控制泵10的另一种控制方法时执行的高液位操作。图10所示的方法在泵10开始泵送水时在操作302处开始。简要地参考图1，在这方面，将理解的是，泵10利用常规的“高”液位传感器S1，该传感器检测到泵10内聚集的水何时达到预定的上液位，以及检测到井中的水何时已达到预定的最低液位。传感器S1将其电信号报告给电子控制器10a。电子控制器10a使用来自传感器S1的信息来控制加压空气源10b的开/关操作。该控制可以通过使用已知的泵性能数据来实现，已知的泵性能数据被保持在查找表或图表10d中，查找表或图表10d被存储在电子控制器的存储器10c中，或存储在可被电子控制器10a访问的单独的存储器部件中。

在该示例中，在操作302处，传感器S1已经向电子控制器10a报告“高水位”信号，并且电子控制器10a已经开启加压空气源10b，以开始通过空气管线16向泵10施加加压空气。在操作304处，提升阀部件34已经通过排出的水体积在下壳体28内被提升，该排出的水体积开始使用加压空气流被排出通过提升阀部件34。提升阀部件34的完全升高状态由簧片开关61b(图6)(或其他霍尔效应传感器或I2C传感器)检测到，簧片开关61b据此生成信号。操作302和304一起限定了计时器间隔“T1”，该间隔表示泵10被加压并开始泵送水所花费的时间。因此，T1考虑了大量变量，例如但不限于，用于将加压空气信号提供给泵10的管道的长度和横截面内径、配件的数量和类型、弯头、和/或空气供应管路的部分扭结区域、空气管路的任何部分冻结的区段、空气管路的任何尺寸不足的部分、和/或压缩机的容量。

进一步参考图10，在操作306处，泵10的最大容积从泵壳体中排出，这意味着在泵10的给定排出周期中，泵可以排出的最大水量。在操作308处，加压空气刚刚开始被引入提升阀部件34的运动区域(即在下壳体28内)中。当发生这种情况时，提升阀部件34的结构使其能够几乎立即做出响应并开始下降，如在操作310处所示。操作306-310共同限定时间间隔“T2”，可以将时间间隔“T2”视为在水刚开始从泵的下壳体28向上推出时的时刻与提升阀部件34刚开始从其升高位置下降时的时刻之间的总泵送时间。当提升阀部件34刚开始下降时，它将产生向电子控制器10a指示这种情况的信号。提升阀部件34的初始下降运动表示间隔T2的结束，这也表明空气刚刚开始流过提升阀部件34。

在操作312处，闭合向泵10供应加压空气的进气阀(未显示)，以中断加压空气流向泵312中的流动。然后，在操作314处，空气从泵外壳14的内部(即，泵的泵送室)排出。在操作316处，在电子控制器的存储器10c中运行的操作程序10e跟踪持续时间T1(即，来自操作302-304)和持续时间T2(即，来自操作304-310)。在操作318处，操作程序10e通过使用来自查找表10d的存储的已知泵性能数据将T2修改为T2’。因此，T2′代表持续时间值，该持续时间值考虑了可能影响泵性能的各种因素(例如，被泵送的流体的流体温度、类型等)，更确切地说，是在单个泵周期中，泵完全排出预定最大量的流体的周期时间。因此，持续时间T2’是小于T2的持续时间，并且表示在不泵送任何空气的情况下泵送最大水量经过提升阀部件34所需的时间量。

在操作320处，操作程序10e随后将T1与T2’相加以获得持续时间T3。持续时间T3代表总泵循环时间，总泵循环时间包括所描述的所有影响泵10的加压的变量，以及将最大量的水(或其他流体)从泵壳体14中移出所花费的时间，这也可以统称为总“泵循环”时间。

在操作322处，在接下来的下一个泵循环，电子控制器10a会检查提升阀部件34在T3终止之前是否开始从其完全升高位置下降。如果该询问的答案为“否”，则不需要进一步调节T2′，并且电子控制器10a继续使用T3的当前值来控制泵10的循环。在操作326处，随着泵10继续运行，程序10e继续对泵循环执行周期进行计数。在操作328处，检查是否已经达到预定数量的泵循环，例如10,000个泵循环，如果没有达到预定数量的泵循环，则正常的泵操作在操作326处继续。如果在操作328处的检查指示已经进行了10,000个泵循环，则操作程序10e循环回到操作302以重复操作302-322。

如果在操作322处的检查指示在T3终止之前检测到提升阀部件34开始从其升高位置降落(指示空气现在流过提升阀部件34)，则电子控制器10a通过将T2′减小固定时间值(例如0.25秒)来修改T2′。然后，电子控制器10a将T2’的新值与T1相加以生成T3的新值。然后重复操作322以检查在接下来的泵循环期间，在T3终止之前，提升阀部件34是否开始从其完全提升位置下降，如果是，则重复操作324。重复操作322和324，直到操作322处的查询产生“否”的答案为止。

结合流程图300所描述的方法在以下方面是独特的，该方法实现了对泵循环的控制水平，这实际上消除了在泵排出循环的最后将加压空气引入到流体排放导管18中，在泵排出循环的最后将加压空气引入到流体排放导管18中被认为是非常不希望的事件。图10中描述的方法并不依赖于关于加压空气何时开始进入排放管线中的估计或猜测；相反，根据已知的泵性能特性，可靠地检测到这种情况，并且由电子控制器10a控制加压空气源，因此在提升阀部件34开始经历经过其外表面的空气流之前就消除加压空气信号。

由于泵10能够在每个流体排出周期内对泵10的壳体内部进行擦洗动作，因此泵10的构造有望显著降低操作成本。双环形密封表面54a和54b通过两个不同的环形密封表面进一步扩展了所需的泵维修之间的时间间隔，该两个环形密封表面用作下壳体28的内壁磨损表面。一个特别的优点是，不需要拆卸泵就可以重新构造泵以使用次级环形密封表面54b；因此，当初始环形密封表面54a经历预定水平的磨损时，自动使用该密封表面。

为了说明和描述的目的，已经提供了实施例的前述描述。这并非旨在穷举或限制本公开。特定实施例的各个元件或特征通常不限于该特定实施例，而是在适用的情况下是可互换的，并且即使未具体示出或描述也可以在所选实施例中使用。特定实施例的各个元件或特征也可以以许多方式变化。这样的变化不应被认为是背离本公开，并且所有这样的修改旨在被包括在本公开的范围内。

Claims (27)

1.一种气动流体泵设备，包括：

泵外壳，所述泵外壳用于聚集待泵送的液体；

阀组件，所述阀组件与通过泵外壳的入口端部进入并聚集在泵外壳内的液体连通；

所述阀组件包括：

壳体组件；和

提升阀组件，所述提升阀组件设置在壳体组件中，以在从泵外壳泵出聚集的液体时用作单向止回阀；

提升阀组件包括提升阀部件，所述提升阀部件包括释放区域，所述释放区域有助于使所述提升阀组件的内部区域减压，以在仅有用于排出聚集的液体的加压流体流流过提升阀部件时，促进提升阀部件从壳体组件内的打开位置向壳体组件内的闭合位置快速移动。

2.根据权利要求1所述的设备，其中，

所述释放区域包括形成在所述提升阀部件上的至少一个锥形壁部分。

3.根据权利要求1所述的设备，其中，

所述释放区域包括形成在所述提升阀部件的相反侧上的一对锥形壁部分。

4.根据权利要求1所述的设备，其中，

所述提升阀部件在其一个端部处包括密封部分，并且

其中，所述释放部分与所述密封部分间隔开。

5.根据权利要求4所述的设备，其中，

所述释放部分包括一对向内成锥形的壁部分，所述一对向内成锥形的壁部分均与所述密封部分间隔开。

6.根据权利要求5所述的设备，其中，

所述向内成锥形的壁部分布置在所述提升阀部件的相反侧上。

7.根据权利要求1所述的设备，其中，

所述提升阀部件包括孔以及布置在所述孔中的磁体，所述磁体辅助将所述提升阀部件推向相对于所述壳体组件的闭合定向。

8.根据权利要求7所述的设备，还包括：

O形环，所述O形环定位在所述孔中并与所述磁体接触，以用作减震器，以缓冲在所述提升阀部件的打开和闭合中的至少一个期间所述磁体所承受的冲击载荷。

9.根据权利要求8所述的设备，还包括：

保持器部件，所述保持器部件用于将所述磁体同定在所述孔内。

10.根据权利要求7所述的设备，还包括：

一对O形环，所述一对O形环定位在所述孔中并与所述磁体的相反侧接触以用作减震器，以缓冲在提升阀部件的打开运动和闭合运动期间所述磁体所承受的冲击载荷。

11.根据权利要求9所述的设备，还包括：

保持器部件，所述保持器部件用于将所述磁体固定在所述孔内。

12.根据权利要求1所述的设备，其中，

所述壳体组件包括固定在一起的下壳体和上壳体，所述提升阀组件被包封在所述上壳体和下壳体之间。

13.根据权利要求1所述的设备，其中，

所述壳体组件包括第一环形密封表面和与所述第一环形密封表面间隔开的第二环形密封表面，当所述提升阀部件处于闭合位置并且所述提升阀部件尚未经历任何明显的磨损的情况下，仅所述第一环形密封表面与所述提升阀部件接触，并且然后在磨损期之后，仅第二环形密封表面与所述提升阀部件接触，在所述磨损期中，提升阀部件的密封部分的形状由于磨损而改变。

14.一种气动流体泵设备，包括：

泵外壳，所述泵外壳用于聚集待泵送的液体；

阀组件，所述阀组件与通过泵外壳的入口端部进入并聚集在泵外壳内的液体连通；

所述阀组件包括：

壳体组件；和

提升阀组件，所述提升阀组件设置在壳体组件中，以在从泵外壳泵出聚集的液体时用作单向止回阀；

所述提升阀组件包括提升阀部件，所述提升阀部件包括密封部分和至少一个释放区域，所述至少一个释放区域相对于聚集的液体通过所述提升阀组件的流动方向在所述密封部分下游与所述密封部分间隔开，所述至少一个释放区域有助于使所述提升阀组件的内部区域减压，以在仅有用于排出聚集的液体的加压流体流流过提升阀部件时，促进提升阀部件从壳体组件内的打开位置向壳体组件内的闭合位置快速移动。

15.根据权利要求13所述的设备，其中，

所述释放区域包括一对锥形壁部分，所述一对锥形壁部分有助于使所述提升阀的、相对于聚集的液体通过所述阀组件的流动方向位于下游的区域减压。

16.根据权利要求13所述的设备，还包括：

磁体，所述磁体固定至所述提升阀部件。

17.根据权利要求15所述的设备，其中，

所述提升阀部件包括孔，所述磁体定位在所述孔中，并且其中所述提升阀组件包括至少一个O形环，所述至少一个O形环定位在所述孔中以用作减震器以缓冲当提升阀部件中的至少一个移至闭合位置或移至打开位置时磁体所承受的冲击载荷。

18.根据权利要求15所述的设备，其中，

所述提升阀部件包括孔，所述磁体定位在所述孔中，并且其中所述提升阀组件包括一对O形环，所述一对O形环在所述磁体的相反侧定位在所述孔中，以用作减震器从而缓冲当提升阀部件移至闭合位置或打开位置时磁体所承受的冲击载荷。

19.根据权利要求13所述的设备，其中，

所述壳体组件包括第一环形密封表面和与所述第一环形密封表面间隔开的第二环形密封表面，当所述提升阀部件处于闭合位置并且尚未经历任何明显的磨损的情况下，仅所述第一环形密封表面与所述提升阀部件接触，并且然后在磨损期之后，仅第二环形密封表面与提升阀部件接触，在所述磨损期中，提升阀部件的密封部分的形状由于磨损而改变。

20.一种气动流体泵设备，包括：

泵外壳，所述泵外壳用于聚集待泵送的液体；

阀组件，所述阀组件与通过泵外壳的入口端部进入并聚集在泵外壳内的液体连通；

所述阀组件包括：

壳体组件；和

提升阀组件，所述提升阀组件设置在壳体组件内，以在从泵外壳泵出聚集的液体时用作单向止回阀，所述提升阀组件包括提升阀部件，所述提升阀部件在其一个端部处具有密封部分；

所述壳体组件包括第一环形密封表面和与所述第一环形密封表面间隔开的第二环形密封表面，当所述提升阀部件处于闭合位置并且尚未经历任何明显的磨损的情况下，仅所述第一环形密封表面与所述提升阀部件接触，并且然后在磨损期之后，仅第二环形密封表面与提升阀部件接触，在所述磨损期中，提升阀部件的密封部分的形状由于磨损而改变。

21.根据权利要求19所述的设备，其中，

所述提升阀部件包括释放区域，所述释放区域有助于使提升阀组件的内部区域减压，以在仅有用于排出聚集的液体的加压流体流流过提升阀部件时，促进提升阀元件从壳体组件内的打开位置向壳体组件内的闭合位置快速移动。

22.一种用于控制气动泵的方法，包括：

感测所述泵的壳体内何时已聚集预定最大液位的流体；

当检测到预定最大液位的流体时，使用控制器致动加压空气源，以开始向泵壳体施加加压空气，以开始将聚集在泵壳体内的流体提升并通过提升阀系统的提升阀部件向外排出；

使用与控制器通信的第一提升阀部件位置传感器来检测提升阀部件最初何时从提升阀系统的密封表面提升离开到达完全提升位置，以指示流体已经开始排放，以及向控制器提供第一对应信号；

使用第二提升阀部件位置传感器感测提升阀部件何时刚开始从完全提升位置下降，以及

调节向所述泵施加加压空气信号的总持续时间，直到达到总泵循环时间，在所述总泵循环时间期间，在向所述泵施加加压空气的同时，未检测到提升阀部件从完全提升位置的下降运动。

23.根据权利要求21所述的方法，还包括：

使用控制器来确定变量T1，其中，T1表示在控制器施加信号以开始泵循环时的时刻与检测到提升阀部件最初已从完全降低位置移开时的时刻之间的持续时间，提升阀部件最初已从完全降低位置移开指示流体已开始从泵壳体流出而流过提升阀部件。

24.根据权利要求22所述的方法，还包括：

使用控制器来确定变量T2，其中，T2表示在已经检测到所述提升阀部件从所述完全降低位置提升时的时刻与所述提升阀部件开始从完全提升位置下降时的时刻之间的持续时间。

25.根据权利要求23所述的方法，还包括：

将已知的泵性能数据存储在控制器能够访问的存储器中，并修改T2以生成持续时间值T2’，所述持续时间值T2’考虑了影响所述泵的循环时间的至少一个变量。

26.根据权利要求24所述的方法，还包括：

将T1与T2′相加以生成新的持续时间值T3，其中，T3表示将用于在随后的泵循环过程中控制所述泵的加压空气施加到所述泵的总时间。

27.根据权利要求25所述的方法，当在随后的泵循环期间检测到提升阀部件的下降运动时，则通过将T2’减小预定值来生成T2’的新值并然后将T2’的所述新值与T1相加以生成T3的新值从而改变T3，T3的所述新值用于在新的随后的泵循环期间控制所述泵。

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