CN113614373B - 泄漏检测和容纳消声器系统 - Google Patents

Abstract

气动泵，比如气动隔膜泵，包括泵体、至少部分由泵体限定的工艺液体通路和至少部分由泵体限定的空气通路，其中工艺液体通路和空气通路在泵体内彼此流体分离。该泵进一步包括泄漏检测和容纳组件，其与泵体集成并具有配置为感测从工艺液体通路泄漏到空气通路中的工艺液体的工艺液体传感器，以及与工艺液体传感器通信联接并且配置响应于工艺液体传感器感测到工艺液体泄漏而关闭以将泄漏的工艺液体容纳在泵体和组件内的截止阀。

Description

泄漏检测和容纳消声器系统

技术领域

本发明一般地涉及用于液体泵的泄漏检测系统，并且更具体地涉及用于气动泵的泄漏检测和容纳(containment)消声器系统。

背景技术

气动泵用于移动从涂料和污渍到番茄和其他食品糊状物的材料的许多行业。

发明内容

根据本发明的一个方面，气动泵系统具有气动泵与泄漏检测和容纳组件。气动泵包括泵体和至少部分地由泵体限定的工艺液体通路。空气通路至少部分地由泵体限定，其中工艺液体通路和空气通路在泵体内彼此流体分离，并且其中沿空气通路通过的空气导致沿工艺液体通路泵送工艺液体。

泄漏检测和容纳组件与泵体集成在一起。泄漏检测和容纳组件包括配置为感测从工艺液体通道泄漏到空气通路中的工艺液体的工艺液体传感器和与工艺液体传感器通信联接的截止阀。截止阀配置为响应于工艺液体传感器检测到工艺流体而关闭以将泄漏的工艺液体容纳在泵体和组件内。泄漏检测和容纳组件沿空气通路设置并且位于泵体的空气出口的下游。工艺液体传感器位于空气通路上的主空气通道的底部下方，由此工艺液体传感器在空气通路的主空气通道上的排气流的直线(direct line)之外。

工艺液体传感器是静态传感器，其具有响应于气流或工艺液体移动经过工艺液体传感器的所有固定部件。进一步地，工艺液体传感器位于空气通路的最低点处。泄漏检测和容纳组件进一步包括沿空气通路设置的消声器，以降低从泵体排出的空气的噪音水平。工艺液体传感器沿空气通路与消声器隔开，以减少消声器结冰对工艺液体传感器的影响。

泄漏检测和容纳组件限定了气动泵的空气通路的线性部分。主空气通道的底部为主空气通道内径的最低点。工艺液体传感器的尖端位于主空气通道底部下方约两英寸处。气动泵为隔膜泵，并且工艺液体通路与空气通路通过至少一个可移动隔膜彼此分离。控制器通信地联接截止阀和工艺液体传感器。控制器配置为当在工艺液体传感器处检测到工艺液体时关闭截止阀。

根据本发明的另一方面，气动隔膜泵具有泵体，该泵体具有工艺液体入口、工艺液体出口、空气入口和空气出口。工艺液体通路至少部分地由泵体限定并且至少从工艺液体入口延伸通过工艺液体出口。空气通路至少部分地由泵体限定并且至少从空气入口延伸通过空气出口。一个或多个隔膜构件设置在泵体中并且将泵体中的工艺液体通路与空气通路流体地分离。一个或多个隔膜构件配置为由沿着空气通路引导的空气供应驱动以引起工艺液体沿着工艺液体通路移动。

泄漏检测和容纳消声器组件联接到空气出口。泄漏检测和容纳消声器组件包括沿空气通路在空气出口下游的工艺液体传感器。工艺液体传感器检测已经泄漏到空气通路中的工艺液体。截止阀通信地联接到工艺液体传感器并且配置为在没有液体的情况下打开。在工艺液体传感器处检测到工艺液体泄漏到空气通路中之后，截止阀关闭空气出口下游的空气通路。组件包括消声器，其用于降低从隔膜泵的空气出口排出的空气的噪音水平。工艺液体传感器位于空气通路上的主空气通道的底部下方，由此工艺液体传感器在空气通路的主空气通道上的排气流的直线之外。

截止阀沿空气通路设置在工艺液体传感器的下游。工艺液体传感器是静态传感器，具有响应于气流或工艺液体移动经过工艺液体传感器的所有固定部件。工艺液体传感器沿空气通路与消声器在上游间隔开，以减少消声器结冰对工艺液体传感器的影响。泄漏检测和容纳消声器组件限定了气动泵的空气通路的线性部分。

气动隔膜泵进一步包括控制器，该控制器通信地连接截止阀和工艺液体传感器，该控制器配置为在工艺液体传感器识别出材料泄漏时触发截止阀。主空气通道的底部是主空气通道内径的最低点，其中工艺液体传感器的尖端位于主空气通道的底部下方约两英寸处。

根据本发明的另一方面，泄漏检测和容纳组件提供用于从气动泵排出动力(motive)空气的空气通路，其中动力空气驱动工艺液体移动通过气动泵。泄漏检测和容纳组件包括联接元件、工艺液体传感器、截止阀和消声器。联接元件允许将泄漏检测和容纳组件联接到各自的气动泵。工艺液体传感器检测空气通路中工艺液体的存在。截止阀与工艺液体传感器通信联接并且配置为在没有液体时打开，在工艺液体传感器处检测到存在工艺液体时关闭工艺液体传感器下游的空气通路。消声器降低了泄漏检测和容纳组件排出的空气的噪音水平。

联接元件带有螺纹以允许螺纹联接到各自的气动泵。工艺液体传感器是静态传感器，其具有响应于气流移动经过工艺液体传感器的所有固定部件。泄漏检测和容纳组件进一步包括与截止阀和工艺液体传感器通信联接的控制器。控制器配置为在工艺液体传感器处检测到工艺液体时触发截止阀。工艺液体传感器位于空气通路上的主空气通道的底部下方。工艺液体传感器位于空气通路的主空气通道上的排气流的直线之外。主空气通道底部为主空气通道内径的最低点。工艺液体传感器的尖端位于主空气通道的底部下方约两英寸处。工艺液体传感器位于空气通路的最低点。

附图说明

现在将参考附图以实例的方式描述本发明的实施方式中具体说明的本发明的这些和其他特征，以及它们的优点，其中：

图1a为根据本公开内容的气动泵的前视图；该视图包括示意性地示出内部部件的部分移除的截面；

图1b是图1a的泵的侧视图；

图2是具有图1a-b的泵与泄漏检测和容纳组件的气动泵系统的侧视图；

图3是图1a-b的气动泵的部分示意性底视图，其示意性地显示了图2的泄漏检测和容纳组件；

图4是与图1a-b的泵一起使用的图2和3的泄漏检测和容纳组件的侧视图；

图5是以分解图形式显示的图4的泄漏检测和容纳组件的透视图；

图6是用于代替图4和5所示组件的联接器元件的联接器元件的透视图；

图7是图4的泄漏检测和容纳组件的一部分的示意图；

图8是操作图2-7的气动泵系统的方法的流程图；和

图9是操作图2-7的泄漏检测和容纳组件的方法的流程图。

应当注意，所有附图都是示意性的并且没有按比例绘制。为了附图中的清晰和方便起见，这些图的各部分的相对尺寸和比例在尺寸上被放大或缩小。在不同的实施方式中，相同的附图标记通常用于指代相应或相似的特征。因此，附图和说明书在本质上被认为是说明性的而不是限制性的。

具体实施方式

本文在整个说明书和权利要求书中所使用的近似语言可用于修饰可允许变化的任何定量表示，而不会导致与其相关的基本功能的变化。因此，由一个或多个术语比如“约”修饰的值，不限于规定的精确值。在至少一些情况下，近似语言可以对应于用于测量该值的仪器的精度。范围限制可以组合和/或互换，除非上下文或语言另有指示，否则这种范围被鉴定并包括本文所述的所有子范围。除了在操作实施例中或另有说明的情况之外，在说明书和权利要求中使用的涉及成分量、反应条件等的所有数字或表述应理解为在所有情况下都被术语“约”修饰。

“任选的”或“任选地”是指随后描述的事件或情况可能发生或可能不发生，或者随后鉴定的材料可能存在或可能不存在，并且该描述包括事件或情况发生或材料存在的情况，以及事件或情况不发生或材料不存在的情况。

如本文所用，术语“包含(comprise)”、“包含(comprising)”、“包括(include)”、“包括(including)”、“具有(has)”、“具有(having)”或其任何其他变体旨在涵盖非排他性的包括。例如，包括要素列表的工艺、方法、制品或设备不一定仅限于那些要素，而是可以包括未明确列出的或这种工艺、方法、制品或设备固有的其他要素。

除非上下文另有明确规定，否则单数形式“一(a、an)”和“所述(the)”包括复数指代。

如本文所用，“处理器”处理信号并执行通用计算和算术功能。处理器处理的信号可以包括数字信号、数据信号、计算机指令、处理器指令、消息、比特(bit)、比特流或可以被接收、发送和/或检测的其他手段。通常，处理器可以是多种不同的处理器，其包括多个单核和多核处理器和协处理器以及其他多个单核和多核处理器和协处理器架构。处理器可以包括执行各种功能的各种模块。

如本文所用，“存储器”可包括易失性存储器和/或非易失性存储器。非易失性存储器可以包括，例如，ROM(只读存储器)、PROM(可编程只读存储器)、EPROM(可擦除PROM)和EEPROM(电可擦除PROM)。易失性存储器可以包括，例如，RAM(随机存取存储器)、同步RAM(SRAM)、动态RAM(DRAM)、同步DRAM(SDRAM)、双倍数据速率SDRAM(DDRSDRAM)和直接RAM总线RAM(DRRAM)。存储器还可以包括磁盘。存储器可以存储控制或分配计算装置资源的操作系统。存储器还可以存储供处理器使用的数据。

如本文所用，“磁盘”可以是，例如，磁盘驱动器、固态磁盘驱动器、软盘驱动器、磁带驱动器、Zip驱动器、闪存卡和/或记忆棒。此外，磁盘可以是CD-ROM(光盘ROM)、CD可记录驱动器(CD-R驱动器)、CD可重写驱动器(CD-RW驱动器)和/或数字视频ROM驱动器(DVDROM)。磁盘可以存储控制或分配计算装置资源的操作系统和/或程序。

以下详细描述的一些部分根据对计算机存储器内数据位的操作的算法和符号表示来呈现。这些算法描述和表示是数据处理领域的技术人员用来最有效地将他们工作的实质传达给本领域其他技术人员的手段。算法在这里并且通常被认为是导致所需结果的自洽的步骤(指令)顺序。这些步骤是需要对物理量进行物理操作的步骤。通常，尽管不一定，这些量采用能够存储、传输、组合、比较和以其他方式操纵的电、磁或光非瞬态信号的形式。有时，主要是出于常用的原因，将这些信号称为位、值、要素、符号、字符、术语、数字等是方便的。此外，在不失一般性的情况下，有时将需要物理量的物理操纵或变换或物理量的表示的某些步骤布置作为模块或代码装置提及也是方便的。

然而，所有这些和类似的术语都与适当的物理量相关联，并且只是应用于这些量的方便标签。除非从以下讨论中清楚地另有说明，否则在整个说明书中，应理解使用比如“处理(processing)”或“计算(computing)”或“计算(calculating)”或“确定(determining)”或“显示(displaying)”或“确定(determining)”或“比较(comparing)”等术语的讨论，是指计算机系统或类似电子计算装置(比如特定计算机器)的动作和过程，其在计算机系统存储器或寄存器或其他这种信息存储、传输或显示装置中操纵和转换表示为物理(电子)量的数据。

本文描述的实施方式的某些方面包括在本文中以算法的形式描述的工艺步骤和指令。应当注意，本实施方式的工艺步骤和指令可以体现在软件、固件或硬件中，并且当体现在软件中时，可以下载以驻留在各种操作系统使用的不同平台上并由其运行。实施方式还可以在可在计算系统上执行的计算机程序产品中。

实施方式还涉及用于进行本文中操作的设备。该设备可以为特定目的而专门构造，例如，特定计算机，或者它可以包括由存储在计算机中的计算机程序选择性地激活或重新配置的通用计算机。这种计算机程序可以存储在非暂时性计算机可读存储介质中，比如，但不限于，任何类型的磁盘，其包括软盘、光盘、CD-ROM、磁光盘、只读存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)、EPROM、EEPROM、磁卡或光卡、专用集成电路(ASIC)或任何类型的适合存储电子指令的介质，并且每个都与计算机系统总线电连接。此外，说明书中提及的计算机可以包括单个处理器或者可以是采用多处理器设计以增加计算能力的架构。

本文呈现的算法和显示本质上与任何特定的计算机或其他设备无关。各种通用系统也可以与根据本文中教导的程序一起使用，或者可以证明构造更专用的设备来执行方法步骤是方便的。多种这些系统的结构将在下面的描述中显现。此外，没有参考任何特定的编程语言来描述实施方式。应当理解，可以使用多种编程语言来实现如本文描述的实施方式的教导，并且以下对特定语言的任何引用都是为了公开实施方式的启用和最佳模式而提供。

此外，说明书中使用的语言主要是出于可读性和指导目的而选择的，并且可能不是为了描绘或限制本发明的主题而选择的。因此，实施方式的公开旨在说明而非限制在权利要求中阐述的实施方式的范围。

本公开的原理一般应用于移动工艺液体的气动泵，并且具体应用于泄漏检测和容纳组件，比如用作气动泵组件的部件。如本文所用，工艺液体可指液体、浆液、凝胶状物质、悬浮液等，其实例可包括涂料、污渍、汽油、强酸、强碱、食品糊比如番茄酱等。

这些泵由气体比如压缩空气驱动。动力空气通过气动泵的驱动室的运动导致泵然后移动工艺液体通过泵。典型的气动泵会长时间连续使用，通常持续数百万次循环，并且可包括许多移动零件。工艺液体的可靠和连续传输对于使用工艺液体的工业或其他工艺至关重要。泵隔膜的空气侧和泵隔膜的工艺液体侧——这两侧旨在于泵的使用期间保持分离——之间的空气或工艺液体泄漏会导致严重的污染和/或溢出问题。这种不希望出现的情况可导致工艺液体损失、停机时间延长和昂贵的清理程序，以及其他缺点。

首先转到图1-3，显示了气动泵系统10，其包括气动泵20与泄漏检测和容纳消声器组件70。气动泵20通常包括空气通路，该空气通路与通过泵的工艺液体通路分离并提供用于沿着通过泵的工艺液体通路移动/泵送工艺液体。泵20包括泵体22，其可以由任何合适的金属、聚合物、其组合等制成，比如耐化学性材料。泵体22包括基部构件24，该基部构件24可固定到在其使用期间用于支撑泵20的表面。

所描绘的泵体22包括工艺液体入口30、工艺液体出口32、空气入口34和空气出口36。空气出口36有时也称为排气口。

工艺液体通路40至少部分地由泵体22限定并且至少从工艺液体入口30延伸通过工艺液体出口32。空气通路42至少部分地由泵体22限定并且至少从空气入口34延伸到空气出口36。空气通路42部分地在图1a中示出，并在图3中继续。

通常地，参考所描绘的气动泵20，进入空气入口34并到达空气出口36以从泵20排出的空气提供用于移动工艺液体通过泵20的动力。

空气通过进气系统11进入空气入口34。进气系统11由过滤器/调节器12、供气开/关阀14、接头(union)16、压力表17和压力释放阀18组成。动力空气被接收到过滤器/调节器12中，在那里空气被过滤并且压力被调节到用户规格。动力空气可以是车间空气并且通常由可连接到过滤器/调节器12的空气压缩机提供。过滤器/调节器12的下游是供气开/关阀14，其经由过滤器/调节器联接器13螺纹连接到过滤器调节器12。在一个实施方式中，供气开/关阀14可以在开和关位置之间手动改变。在其他实施方式中，供气开/关阀14也可以是自动化的和/或电子可控的，比如通过控制器100。供气开/关阀14的下游是接头16。供气开/关阀和接头16经由接头联接器15螺纹连接。与接头16螺纹连接的还有压力表17和压力释放阀18。该接头经由空气入口联接器19螺纹连接到空气入口34。

在一个实施方式中，在过滤器/调节器12处接收的动力空气行进穿过过滤器/调节器联接器13至供气开/关阀14。然后在接头16处通过接头联接器15从供气开/关阀14接收动力空气。接头16还具有压力表17，用于监测进气系统11内和由空气入口34接收的压力。此外，接头16还具有用于从进气系统11内和空气入口34处释放压力的压力释放阀18。然后在空气入口34处通过空气入口联接器19从接头16接收动力空气。

在空气入口34处接收的动力空气穿过泵体22中的一系列腔室(未具体显示)以驱动连接到中心杆50的阀48(通常显示的位置)的移动。阀48的移动导致联接到中心杆50的至少一个可移动构件52比如隔膜的移动。

在泵20中，可以使用隔膜52。在所示的泵20的一个实施方式中，可以使用一对垂直隔开的隔膜52，它们位于泵体22的各自隔膜室54的空气侧56中。因此，泵20还可包括一对空气通路42和一对工艺液体通路40，如将进一步解释，其在操作中交替。

在其他实施方式中，隔膜52可以以其他方式定位，和/或可以使用任何合适数量的隔膜52。另外地或可选地，泵20可以具有可选的构造，其可以包括空气通路42和工艺液体通路40中的每个的更少或附加部分。

尽管泵20被描绘为气动隔膜泵，但可以设想，泵20可以是具有故障模式的任何类型的空气辅助(气动)泵，在该故障模式中工艺液体可离开工艺液体通路40并进入空气通路42。换句话说，气动泵20可以是具有在泵体22内彼此流体分离的工艺液体通路40和空气通路42的任何类型的泵；其中，沿空气通路42通过的空气使得沿工艺液体通路40泵送工艺液体。

在气动隔膜泵中，当气压经由空气通路42施加到泵20时，阀48上下移动，使得气压转移到各自隔膜室54的空气侧56。由于阀48的移动，当空气转移到一个隔膜室54时，相对的室54中的空气从空气出口36排出。该动力空气过程在隔膜室54之间(并且具体地在室54的空气侧56之间)不断交替以产生连续循环。在使用气动泵时，动力/驱动空气通常被排出到环境中。

隔板52在室54内的移动引起以类似的方式泵送工艺液体。一个隔膜52产生进入各自隔膜室54的工艺液体侧58的吸力，其从工艺液体入口30抽吸工艺液体。另一个隔膜52将工艺液体从相对的和各自的隔膜室54排放到工艺液体出口32。该工艺与动力空气的移动同时循环并继续，从而泵送工艺液体。

除了泵送之外，隔膜52还用作泵体22的空气侧/空气通路42和工艺液体侧/工艺液体通路40之间的屏障。通常，冲程被连续计数，并且由于隔膜52和其他密封件的磨损，隔膜52和其他密封件，比如按计划进行替换。

即使考虑到这种维护/更换(changeover)计划，泵20的空气通路42和工艺液体通路40之间也可能发生泄漏。泄漏可能由磨损或破裂(blow)的密封件或隔膜52、泵体22中的张力或应力(比如与安装有关)和/或将泵体22的部分(比如限定隔膜室54的部分)联接在一起的不正确拧紧的紧固件60引起。

无论根本原因如何，工艺液体可能开始泄漏到空气通路42中。如果没有预防措施，泄漏的工艺液体将与废气一起从空气出口36泵出并进入位于泵20周围的环境中。溢出/泄漏可导致成本高昂且大量的清理操作、成本高昂的泵送停机时间和/或工艺液体的损失，这些都不是理想的。进一步地，工艺液体的泄漏也可能对溢出/前沿区域(lead area)的工人构成危险，比如当工艺液体是危险化学品时。

为了解决这个问题，泵20可以包括泄漏检测和容纳组件70，比如在图2-3中示意性地示出的。泄漏检测和容纳组件70——当包括消声器时，在本文中也称为泄漏检测和容纳消声器组件70，与泵体22集成在一起。

转到图4和5，泄漏检测和容纳组件70在组件的近端74处的联接元件72和组件70的远端78处的消声器76之间延伸。在它们之间设置截止阀80和工艺液体传感器82。虽然联接元件72、消声器76、截止阀80和工艺液体传感器82中的每个元件被描绘为经由螺纹彼此联接，但取决于使用的材料，在合适的情况下可以使用其他合适的方法，比如粘合剂、焊接等。

在合适的情况下，组件的各方面可以由金属、聚合物、耐化学性材料等组成。

通常地，组件70在与主体22集成时限定气动泵20的空气通路的线性部分，以允许容易排出和检测泄漏的工艺液体。例如，组件70至少提供了联接元件72和消声器76之间的线性通路，并且所示出的组件包括工艺液体传感器82、消声器76和截止阀80，其相对于彼此定向以在联接元件72和消声器76之间限定线性通路。在合适的情况下，穿过组件70的通路可以以其他方式定向。

与泵体22的集成可以通过任何合适的附接方式，比如紧固件、螺纹、焊接等。优选地，组件70可以经由在泵体22和组件70中的每个处的互锁螺纹联接到泵体22。典型的泵体22在排气或空气出口36处包括螺纹，比如用于附接消声器。所描绘的组件70包括具有用于联接到空气出口36的螺纹的联接元件72。在螺纹尺寸不合适的情况下，可以使用缩小或扩大部件，其螺纹连接到组件70的近端74，以允许改装先前存在或使用的泵20/泵体22。例如，所描绘的联接元件72可以用图6中所示的联接元件90和92替换，以允许在近端74处的管道尺寸减小。

再次转向图5中，与联接元件72相对地设置消声器76。消声器76通常包括消声材料、元件或曲折通路，以减小由动力空气在其从泵20/空气通路42排出时产生的分贝水平。

沿组件70设置在消声器76上游的是工艺液体传感器82。如本文所用，上游方向是指与下游方向相反的方向，更具体地，采取从远端78朝向近端74，与沿着空气通路42的空气流动的法线方向相反。下游方向是指采取在沿空气通路42的空气流动的法线方向上从近端74朝向远端78的方向。

工艺液体传感器82配置为感测已经从工艺液体通路40泄漏到空气通路42中的工艺液体。为了在组件70上提供快速感测和减少维护，工艺液体传感器82可以是静态传感器，比如电导或电容传感器，其具有响应于气流移动经过工艺液体传感器82的所有固定部件。因此，例如，工艺液体传感器82可以更快速地鉴定空气通路内的非预期污染物，而不需要在储液器内积聚液体或移动浮子机构。

工艺液体传感器82具有带有尖端84的感测元件83。感测元件83是工艺液体传感器82的当与工艺液体接触时将导致工艺液体传感器82的输出改变的部分。换句话说，当工艺液体与感测元件83接触时，工艺液体传感器82的输出发生改变。

此外，在一些实施方式中，工艺液体传感器82可位于泄漏检测和容纳组件70的空气通路42的主空气通道108上的排气流的直线之外。在一个实施方式中，主空气通道108可以是用于从空气出口36到远端78的排气流的最直接路径。换句话说，主空气通道108可以是从空气出口36到消声器76的排气流的最直接路径。另外，在一些实施方式中，工艺液体传感器82也可以位于泄漏检测和容纳组件70的低点处。在一些实施方式中，工艺液体传感器82可以位于空气出口36下游的空气通路42的最低点处。在一些实施方式中，工艺液体传感器82的感测元件83的尖端84可位于主空气通道108的底部107下方。在另一个实施方式中，工艺液体传感器82的尖端84可以位于主空气通道108的底部107下方约0.5英寸和2英寸之间。在进一步实施方式中，工艺液体传感器82的尖端84可位于主空气通道108的底部107下方约1英寸和2英寸之间。

尖端84是工艺液体传感器82的感测元件83的最靠近主空气通道108的底部107定位的部分。根据感测元件83的几何形状，尖端84的范围可以从感测元件83的小部分到整个感测元件83。在一个实施方式中，主空气通道108的底部107可以被限定为主空气通道108的内径109的最低点。在另一个实施方式中，主空气通道108的底部107可以被限定为主空气通道108上的T形元件96的内径109的最低点。在一个实施方式中，工艺液体传感器82的尖端84可位于主空气通道108的底部107下方约两英寸处。在一个实施方式中，工艺液体传感器82的尖端84可位于主空气通道108的底部107下方小于约四英寸处。

工艺液体传感器82在主空气通道108上的排气流的直线下方的位置减少了指示工艺液体泄漏的假阳性，比如由于行进通过空气通路42的空气的湿气含量增加造成的。因此，当车间空气用于动力泵20时，车间空气中的湿气将通过空气通路42并经过传感器82而不接触感测元件83，从而减少工艺液体泄漏的假阳性的发生。然而，行进通过故障隔膜52的工艺液体仍将接触感测元件83并被工艺液体传感器82准确地感测。

工艺液体传感器82可以被选择或配置为具体地感测被泵送的特定工艺液体，比如导电液体或非导电液体。例如，可以调整传感器的方面，包括，但不限于灵敏度、功率水平等。

工艺液体传感器82被描绘为用于检测沿着空气通路42的流动中的电导或电容变化的电导或电容传感器，比如导电液体传感器。进一步地，工艺液体传感器82可以是非导电液体传感器，比如，但不限于由Carlo Gavazzi Automation of Lainate,Italy制造的VP型光电液位传感器，未调制的VP03EP，也称为圆顶传感器或光学传感器。圆顶传感器基于全内反射原理工作，其中LED和光电晶体管安装在圆顶的头部(尖端)中。当没有液体存在时，来自LED的光从圆顶内部反射到光电晶体管。当液体覆盖圆顶时，圆顶-液体边界处的有效折射率改变，使来自LED的一些光逸出。因此，光电晶体管接收到的光的量减少，输出转换(switch)，这表明存在液体。

在一些实施方式中，非导电液体传感器可用于感测非导电液体以及导电液体。在一些实施方式中，工艺液体传感器82可包括用作工艺液体传感器82的两个或更多个协作传感器。在一些实施方式中，工艺液体传感器82可包括红外传感器、湿度传感器、导电液体传感器、非导电液体传感器或其他合适的传感器，用于检测空气出口36下游的空气通路42中工艺液体的存在。在一个实施方式中，工艺液体传感器82可以配置为感测至少具有

瓶装水的电导率的液体，比如约52.3μΩ/cm²。

沿着主体22下游的空气通路42定位组件70允许排气将任何泄漏的工艺液体从主体22的下游推进到工艺液体传感器82上——当截止阀80打开时，从而帮助更快地检测泄漏。为了实现空气通路42的感测，当组件70与泵体22集成时，工艺液体传感器82位于空气出口36的下游。

如所描绘的，工艺液体传感器82沿组件70设置在联接元件72和截止阀80之间。在一些实施方式中，截止阀80可以是电磁阀。将工艺液体传感器82定位在截止阀80的上游可允许容纳泄漏到组件70中的大部分或甚至全部工艺液体，比如在工艺液体传感器82快速检测工艺液体并允许关闭截止阀80的情况下。工艺液体传感器82还沿空气通路42或组件70设置，与消声器76隔开，这可以减少消声器结冰的影响——导致工艺液体传感器82上的负的污染物读数。

工艺液体传感器82被可移除地联接，比如螺纹连接到组件70的其余部分，比如以允许工艺液体传感器82的维护或清洁。如所描绘的，工艺液体传感器82是沿组件70的主体设置的工艺液体传感器子组件88的部件。所描绘的工艺液体传感器子组件88包括工艺液体传感器82、衬套94和T形元件96。工艺液体传感器82联接到衬套94，该衬套94联接到T型元件96，其中T型元件96沿组件70与联接元件72和截止阀80成直线联接。在其他实施方式中，可以使用另一种合适的部件布置，在合适的情况下可以省略衬套94，和/或工艺液体传感器子组件88的任何部件可以彼此集成。进一步地，在一些实施方式中，T形元件96和联接器97可用联接元件72上的塞子(bung)代替，由此T形元件96可由联接元件72上的塞子形成。

截止阀80沿组件70设置在消声器76和工艺液体传感器82之间。所描绘的截止阀80显示为经由联接器97螺纹联接到T型元件96。螺纹允许维护和清洁泄漏检测和容纳组件70的各种部件/方面。

在一些实施方式中，可以使用另一种合适的连接和/或截止阀80、消声器76和工艺液体传感器子组件88中的任何一个可以沿着组件70永久地相互联接或集成在一起。在一些实施方式中，在合适的情况下，工艺液体传感器82可替代地设置在消声器76和截止阀80之间。

截止阀80与工艺液体传感器82通信联接并配置为响应于工艺液体传感器82感测工艺液体或污染物而关闭，从而将泄漏的工艺液体或污染物容纳在泵体22和组件70内。截止阀80被示为马达旋转的球阀，包括马达98。在其他实施方式中可以使用另一种类型的截止阀，比如电磁激活的刀阀。

现在参考图2和图7，组件70进一步包括控制器100，该控制器100通信联接截止阀80和工艺液体传感器82。控制器100具有电源106。控制器100通常配置为在工艺液体传感器82检测到工艺液体时触发截止阀80。在一些实施方式中，控制器100可以与工艺液体传感器子组件88或截止阀80中的任一个集成。在一些实施方式中，可以省略控制器并且截止阀80和工艺液体传感器82中的每个可以直接彼此通信或与外部控制器通信，以允许触发截止阀80。

至少部分地如图2、4-5和7所示，截止阀80和工艺液体传感器82中的每个分别包括从其延伸以用于与控制器100通信的布线102和104，从而可通信地联接截止阀80和工艺液体传感器82。在其他实施方式中，截止阀80、工艺液体传感器82和控制器100中的任一个之间的通信可以是无线的或有线的，并且信号可以比如通过LAN、WAN、

蜂窝(cellular)、令牌环、WiFi等发送。

包括控制器100允许调节工艺液体传感器82和截止阀80之间的响应。例如，工艺液体传感器的灵敏度或功率设置可以根据工艺液体和所使用的压缩空气的组成进行调整。

控制器100可包括用于控制工艺液体传感器82和截止阀80的一个或多个处理器、存储或内存。因此，本公开内容中描述的方面可以体现在包括硬件和/或软件的系统、除硬件之外的软件或方法中的任何一个或多个中。

工艺液体传感器82和截止阀80中的每个可由联接到控制器100的电源106供电，或者可由任何合适的源单独供电。

在使用中，当工艺液体传感器82感测到流体(工艺液体)时，信号被直接或间接发送到截止阀80，触发截止阀80的关闭。截止阀80的这种关闭阻止了压缩空气从泵20流出，从而防止泵20运行并防止工艺液体比如通过消声器76逸出容纳组件70。在一些实施方式中，工艺液体传感器82还可通信地连接到空气压缩机，其产生压缩空气，如驱动泵20描绘的。以这种方式，可关闭向泵20供应压缩空气，比如，以防止泵20中不会被排出的压力积聚。在其他实施方式中，泵20可以配置为响应于压缩空气排出失败的感测而关闭。

泄漏检测和容纳组件70与泵体22结合使用允许在泵体22的压缩空气侧和工艺液体侧之间发生泄漏的不希望的情况下容纳工艺液体。根据本公开内容的组件70允许对现有单元进行改装。其他好处包括鉴于工艺液体传感器82与消声器76的间隔而减少消声器76结冰的影响，以及鉴于不需要在储液器内积聚液体或移动浮子机构(该浮子机构也可能结冰并需要另外的维护)的快速感测。

总之，气动泵20包括泵体22、至少部分由泵体22限定的工艺液体通路40和至少部分由泵体22限定的空气通路42，其中工艺液体通路40和空气通路42在泵体22内通过隔膜52彼此分离。泵20进一步包括与泵体22集成的泄漏检测和容纳组件70，并且其具有配置为感测从工艺液体通路40泄漏到空气通路42中的工艺液体的工艺液体传感器82，以及通信联接到工艺液体传感器82并且配置为响应于工艺液体传感器82感测到工艺液体泄漏而关闭以将泄漏的工艺液体容纳在泵体22和组件70内的截止阀80。泄漏检测和容纳组件70沿空气通路42设置，允许空气从主体22排出，并且在截止阀80打开时流动通过截止阀80，然后在消声器76处离开。

图8是示出操作具有泄漏检测和容纳消声器组件70的气动隔膜泵系统的方法200的流程图。在方框201中，提供具有气动泵20与泄漏检测和容纳消声器组件70的气动泵系统10，该泄漏检测和容纳消声器组件70包括控制器100、工艺液体传感器82和截止阀80。

在方框205中，控制器100连接到工艺液体传感器82和截止阀80。在方框210中，由控制器100获得来自工艺液体传感器82的输出。在方框215中，控制器将从工艺液体传感器82获得的输出与指示工艺液体传感器82处存在工艺液体的预定输出阈值进行比较。

在一个实施方式中，预定阈值可以是预定电导率值，并且工艺液体传感器82的输出可以是在电导率传感器的感测元件83处测量的电导率值。当在感测元件83处测量的电导率值大于预定电导率值时，可以在工艺液体传感器82处指示工艺液体的存在。

在另一个实施方式中，预定阈值可以是预定电压，并且工艺液体传感器82的输出可以是基于感测元件83处工艺液体的存在而改变的电压。在其中当工艺液体存在于感测元件83处时工艺液体传感器82的电压输出降低的实施方式中，当工艺液体传感器82的电压输出低于预定电压时，可以指示工艺液体传感器82处存在工艺液体。换句话说，当工艺液体传感器82的电压输出低于预定电压时，可以指示工艺液体传感器82对工艺液体的检测。

进一步地，在其中当工艺液体存在于感测元件83处时工艺液体传感器82的电压输出增加的实施方式中，当工艺液体传感器82的电压输出大于预定电压时，可以指示工艺液体传感器82处存在工艺液体。换句话说，当工艺液体传感器82的电压输出高于预定电压时，可以指示工艺液体传感器82对工艺液体的检测。

在方框220中，当控制器100的比较指示工艺液体存在于工艺液体传感器82处时，该方法进行到方框225。否则，当控制器100的比较未指示工艺液体传感器82处存在工艺液体时，该方法行进到方框210。

在方框225中，控制器100通过向截止阀80发送关闭命令来关闭截止阀80，从而关闭泵20并防止工艺液体比如通过消声器76从空气通路42逸出。

图9是示出操作用于气动泵20的泄漏检测和容纳消声器组件70的方法300的流程图。泄漏检测和容纳消声器组件10包括控制器100、工艺液体传感器82和截止阀80。在方框301中，提供泄漏检测和容纳消声器组件70并将其安装到气动泵20。泄漏检测和容纳消声器组件70包括控制器100、工艺液体传感器82和截止阀80。

在方框305中，控制器100连接到工艺液体传感器82和截止阀80。在方框210中，由控制器100获得来自工艺液体传感器82的输出。在方框315中，控制器将从工艺液体传感器82获得的输出与指示工艺液体传感器82处存在工艺液体的预定输出阈值进行比较。

在一个实施方式中，预定阈值可以是预定电导率值并且工艺液体传感器82的输出可以是在电导率传感器的感测元件83处测量的电导率值。当在感测元件83处测量的电导率值大于预定电导率值时，可以在工艺液体传感器82处指示工艺液体的存在。

在另一个实施方式中，预定阈值可以是预定电压，并且工艺液体传感器82的输出可以是基于感测元件83处工艺液体的存在而改变的电压。在其中当工艺液体存在于感测元件83处时工艺液体传感器82的电压输出降低的实施方式中，当工艺液体传感器82的电压输出低于预定电压时，可以指示工艺液体传感器82处存在工艺液体。换句话说，当工艺液体传感器82的电压输出低于预定电压时，可以指示工艺液体传感器82对工艺液体的检测。

进一步地，在其中当工艺液体存在于感测元件83处时工艺液体传感器82的电压输出增加的实施方式中，当工艺液体传感器82的电压输出大于预定电压时，可以指示工艺液体传感器82处存在工艺液体。换句话说，当工艺液体传感器82的电压输出高于预定电压时，可以指示工艺液体传感器82对工艺液体的检测。

在方框320中，当控制器100的比较指示工艺液体存在于工艺液体传感器82处时，该方法行进到方框325。否则，当控制器100的比较未指示工艺液体传感器82处存在工艺液体时，该方法行进到方框310。

在方框325中，控制器100通过向截止阀80发送关闭命令来关闭截止阀80，从而关闭泵20并防止工艺液体比如通过消声器76从空气通路42逸出。

虽然已经结合上述特定实施方式描述了本发明，但很明显，对于本领域普通技术人员而言，许多替代、组合、修改和变化是显而易见的。因此，本发明的优选实施方式，如上所述，仅旨在是说明性的，而不是限制性的。在不脱离本发明的精神和范围的情况下可以进行各种改变。通过研究以上描述，上述实施方式和其他实施方式的组合对于本领域普通技术人员来说将是显而易见的并且旨在包含在本文中。因此，本发明的范围由权利要求限定，并且在权利要求的含义之内的所有装置、工艺和方法，无论是在字面上还是等效地，都旨在包含在本文中。

Claims (21)

1.一种气动泵系统，其包括：

气动泵与泄漏检测和容纳组件；

所述气动泵包括：

泵体；

至少部分地由所述泵体限定的工艺液体通路；

至少部分地由所述泵体限定的空气通路，其中所述工艺液体通路和空气通路在所述泵体内彼此流体分离，并且其中沿所述空气通路通过的空气导致沿所述工艺液体通路泵送工艺液体；和

所述泄漏检测和容纳组件与所述泵体集成在一起并包括：

联接元件，其设置在所述泄漏检测和容纳组件的近端；

工艺液体传感器，其配置为感测从所述工艺液体通路泄漏到所述空气通路中的工艺液体；

截止阀，其与所述工艺液体传感器通信联接并且配置为响应于所述工艺液体传感器检测到工艺液体而关闭以将泄漏的工艺液体容纳在所述泵体和所述泄漏检测和容纳组件内；和

消声器，其设置在所述泄漏检测和容纳组件的远端；其中

所述截止阀和所述工艺液体传感器设置在所述联接元件和所述消声器之间；

所述泄漏检测和容纳组件沿所述空气通路设置并位于所述泵体的空气出口的下游并且限定在所述联接元件和所述消声器之间的所述气动泵的空气通路的线性部分；和

所述工艺液体传感器位于所述空气通路上的主空气通道的底部下方，由此所述工艺液体传感器在所述空气通路的所述主空气通道上的排气流的直线之外。

2.根据权利要求1所述的气动泵系统，其中所述工艺液体传感器是静态传感器，其具有响应于气流或工艺液体移动经过所述工艺液体传感器的所有固定部件。

3.根据权利要求1所述的气动泵系统，其中所述工艺液体传感器位于所述空气通路的最低点处。

4.根据权利要求1所述的气动泵系统，其中所述工艺液体传感器沿所述空气通路与所述消声器隔开。

5.根据权利要求1所述的气动泵系统，其中所述工艺液体传感器、消声器和截止阀相对于彼此定向，以限定在所述联接元件和所述消声器之间的所述空气通路的线性部分。

6.根据权利要求1所述的气动泵系统，其中所述主空气通道的底部是所述主空气通道内径的最低点，并且所述工艺液体传感器的尖端位于所述主空气通道的底部下方约两英寸处。

7.根据权利要求1所述的气动泵系统，其中所述气动泵是隔膜泵。

8.根据权利要求1所述的气动泵系统，其进一步包括通信联接所述截止阀和所述工艺液体传感器的控制器，所述控制器配置为当所述工艺液体存在于所述工艺液体传感器处时关闭所述截止阀。

9.一种气动隔膜泵，其包括：

泵体，其具有工艺液体入口、工艺液体出口、空气入口和空气出口；

至少部分地由所述泵体限定并至少从所述工艺液体入口延伸穿过所述工艺液体出口的工艺液体通路，以及至少部分地由所述泵体限定并至少从所述空气入口延伸穿过所述空气出口的空气通路；

一个或多个隔膜构件，其设置在所述泵体中并且在所述泵体中将所述工艺液体通路与所述空气通路流体地分离，所述一个或多个隔膜构件配置为由沿所述空气通路引导的空气供应驱动以引起工艺液体沿所述工艺液体通路移动；和

泄漏检测和容纳组件，其联接到所述空气出口，并且所述泄漏检测和容纳组件包括：

联接元件，其联接到所述空气出口；

沿所述空气通路在所述空气出口下游的工艺液体传感器，所述工艺液体传感器用于检测已泄漏到所述空气通路中的工艺液体，所述工艺液体传感器位于所述空气通路上的主空气通道的底部下方，由此所述工艺液体传感器在所述空气通路的所述主空气通道上的排气流的直线之外；

截止阀，其通信联接到所述工艺液体传感器并且配置为在所述工艺液体传感器处检测到工艺液体泄漏到所述空气通道时关闭，从而关闭所述空气出口下游的所述空气通路；和

消声器，其用于降低从所述隔膜泵的所述空气出口排出的空气的噪音水平；其中

所述截止阀和所述工艺液体传感器设置在所述联接元件和所述消声器之间，并且相对于彼此定向以限定在所述联接元件和所述消声器之间的所述空气通路的线性部分。

10.根据权利要求9所述的气动隔膜泵，其中所述截止阀沿所述空气通路设置在工艺液体传感器的下游。

11.根据权利要求9所述的气动隔膜泵，其中所述工艺液体传感器是静态传感器，其具有响应于气流或工艺液体移动经过所述工艺液体传感器的所有固定部件。

12.根据权利要求9所述的气动隔膜泵，其中所述工艺液体传感器沿所述空气通路与所述消声器在上游间隔开。

13.根据权利要求9所述的气动隔膜泵，其进一步包括通信联接所述截止阀和所述工艺液体传感器的控制器，所述控制器配置为在所述工艺液体传感器鉴定出泄漏时触发所述截止阀。

14.根据权利要求9所述的气动隔膜泵，其中所述主空气通道的底部是所述主空气通道的内径的最低点，并且所述工艺液体传感器的尖端位于所述主空气通道的底部下方约两英寸处。

15.一种泄漏检测和容纳组件，其提供用于从气动泵排出动力空气的空气通路，所述动力空气用于驱动工艺液体通过所述气动泵的移动，所述泄漏检测和容纳组件包括：

联接元件，其设置在所述泄漏检测和容纳组件的近端处；

工艺液体传感器；

截止阀，其通信联接到所述工艺液体传感器并配置为在检测到所述工艺液体传感器处存在所述工艺液体时关闭，从而关闭所述工艺液体传感器下游的所述空气通路；和

消声器，其设置在所述泄漏检测和容纳组件的远端处；其中

所述截止阀和所述工艺液体传感器设置在所述联接元件和所述消声器之间，并且相对于彼此定向以限定在所述联接元件和所述消声器之间的所述空气通路的线性部分。

16.根据权利要求15所述的泄漏检测和容纳组件，其中所述联接元件带有螺纹。

17.根据权利要求15所述的泄漏检测和容纳组件，其中所述工艺液体传感器是静态传感器，其具有响应于气流移动经过所述工艺液体传感器的所有固定部件。

18.根据权利要求15所述的泄漏检测和容纳组件，其进一步包括通信联接所述截止阀和所述工艺液体传感器的控制器，所述控制器配置为在所述工艺液体传感器处检测到所述工艺液体时触发所述截止阀。

19.根据权利要求15所述的泄漏检测和容纳组件，所述工艺液体传感器位于所述空气通路上的主空气通道的底部下方，由此所述工艺液体传感器在所述空气通路的所述主空气通道上的排气流的直线之外。

20.根据权利要求19所述的泄漏检测和容纳组件，其中所述主空气通道的底部是所述主空气通道的内径的最低点，并且所述工艺液体传感器的尖端位于所述主空气通道的底部下方约两英寸处。

21.根据权利要求15所述的泄漏检测和容纳组件，其中所述工艺液体传感器位于所述空气通路的最低点处。

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