CN207302969U - 电子压力开关 - Google Patents

Abstract

电子压力开关包括：压力传感器；以及电路，该电路依次设置有用于电动泵的激活/去激活的开关、用于连接至干线的输入端子和用于压力开关与电动泵之间的连接的输出端子；以及微控制器，用于控制开关，微控制器接收来自压力传感器的信号，其中，电路包括连接至微控制器的电流传感器，使得其能够由于过流而停止电动泵的操作，从而避免必须在电动泵中安装特定传感器。通过经由编程逻辑与压力传感器进行相互作用，还允许更加可靠地检测电动泵在无负载情况下即在没有水的情况下的操作以及检测水锤现象。

Description

电子压力开关

技术领域

本实用新型涉及用于根据检测到的压力来控制供应给电动泵的电流的类型的电子压力开关。本实用新型的目标是利用由压力开关管理的各种传感器之间的协同作用来给电动泵的操作提供全面的保护。

背景技术

已知下述的压力开关或者压力断路器：所述压力开关或者压力断路器包括压力传感器和电路，其中，电路依次设置有用于电动泵的激活/去激活的开关和用于压力开关与电动泵之间的连接的端子。这些压力开关还包括用于控制开关的可编程微控制器，其中，可编程微控制器接收来自压力传感器的信号。

在本说明书中，压力开关表示使得流体的压力维持在最大阈值和最小阈值之间的通过压力致动的开关。更具体地，压力开关不表示执行该功能的总体系统，而是压力开关表示可以作为单独的单元销售的自主设备，并且对于压力开关的完整安装而言压力开关只需要借助其液压端子、电气端子和电子端子连接至要控制的装置。

在液压装置中，需要在电动泵的电源电路中提供过流保护设备以在检测到过流的情况下停止电动泵的操作，为此，在泵的供电电路中(并且通常布置在泵的供电电路中)布置电流传感器，该电流传感器发送信号至压力开关，使得压力信号在过流情况下激活电动泵的断开。

这经常迫使安装者在所述安全设备未被作为标准进行安装的情况下将所述安全设备添加至电动泵。

另一方面，取决于压力开关执行的控制的类型，压力开关被分为如下的种类：

差压开关，其中，在最小压力的通道上和在高于最大压力的通道上压力开关使电路闭合，使得在压力在最小压力与最大压力之间增加期间，开关闭合并且电动泵工作，而在压力从最大向最小降低期间，电动泵不工作。

高压开关，其中，当超过最大压力时开关闭合。

低压开关，其中，当压力降至低于预定的最小压力时开关闭合。

在多数商业设备中，它们是不同的设备，使得用户必须取决于需要的种类来采购具有不同部件号的不同单元。

另一方面，许多压力开关基于检测到低于预定阈值的压力来合并针对无水情况下的操作的预防模式。这是广泛使用的并且有效的措施，但是不是最优的，因为可能发生下面的情况：检测到的负压并不一定意味着同时发生水的缺乏和电动泵的操作。

在装置中遇到的另一个问题是缺乏对压缩空气锅炉的维护，这是因为众所周知的是，空气会逐渐丧失并且周期性地重新填充空气是必要的，其中，压缩空气锅炉被设计成使液压回路保持处于压力下并且防止由电动泵的通电和断电所引起的压力振荡。

对于专利文献，在Walls的名义下的US2007177985描述了一种泵送系统，该泵送系统包括：压力传感器、控制器以及泵，该泵具有在其结构内的用于集成传感器的腔，即传感器不是压力开关的一部分而是具有与压力开关类似功能的系统的一部分。寻求的目标是使泵免于流量缺失或者流量过多。亦即，其目标不是应理解为安装者只需要担心连接的自主单元的压力开关。

在Tucker的名义下的US20020117214根据电子控制阀、压力传感器和控制逻辑描述了一种流量和压力控制系统。该系统根据阀控制来对流体产生影响，而且没有提及对泵的控制或者保护。该系统也不是如本文理解的压力开关。

在Munster SIMMS的名义下的WO2009004277 A2描述了一种加上霍尔效应的双控制压力开关系统，以避免在出口受限制的特殊应用中的快速循环。该系统也不是如本文理解的压力开关。

在Doane的名义下的US2002/0148445 A1描述了一种具有自动调整的用于供应或者分配汽油至燃烧室的闭环系统，该系统使用压力开关并且测量电流作为环路的参考值。该系统也不是如本文理解的压力开关。

在YAMADA的名义下的US6109879公开了一种压力供给设备，该压力供给设备包括：具有蓄能器的系统、压力开关、控制器、泵以及用于检测电流的方法。然而，该压力供给设备不是如在本说明书中理解的压力开关，并且此外，压力开关与电流检测和控制系统隔离开。

还已知例如在商标ONEMATIC下销售的设备，设备不能被认为是如在本说明书中理解的压力开关，这是因为设备串联连接在液压网络中，为此，设备具有入口、出口和在入口与出口之间的流量传感器，而压力开关仅具有一个至线的连接但是水不穿过其流动。

实用新型内容

为了克服上述缺点，本实用新型提出一种电子压力开关，包括：

保护壳；

压力传感器；

电路，该电路设置有：

开关，用于电动泵的激活/去激活，

端子，用于在压力开关与电动泵之间的连接，

供电端子，

微控制器，用于控制开关，微控制器接收来自压力传感器的信号，

其中，电路包括被连接至微控制器的电流传感器，并且其中，压力传感器、电路和微控制器布置在保护壳内部，使得它们构成具有自主保护功能的电子压力开关。

由于包括电流传感器和微控制器，压力开关可以通过增加由于过流而引起的电动泵的断路功能来扩展压力开关的正常功能，使得避免了必须在电动泵内建立特定传感器，并且其还使得通过经由编程逻辑来与压力传感器进行相互作用能够更加可靠地检测电动泵在无负载情况下即在没有水的情况下的操作。因此，压力开关可以向电动泵提供全面的保护。

换言之，本实用新型涉及合并高级特征如在背景技术中描述的系统中合并的那些特征(但是不同于这些特征)的压力开关，压力开关是只需要液压连接和传感器连接的自主单元，因此任何安装者均可以正确地安装压力开关。

该电流传感器可以串联布置在电路中、并联布置在电路中，或者电流传感器可以是霍尔探头或线圈传感器。

该压力传感器由压力传感器和换能器组成。这些元件可以作为独立元件布置在不同点处并且通过接线连接，或者可以优选地是整体装配。

在一些实施方式中，微控制器被配置成在检测到压力低于最小压力并且同时通过电流传感器检测到电流低于最小电流阈值的情况下断开开关。

所述断开电路，应该理解为电路是断路的。所述闭合电路，应该理解为开关使得电流能够流动。这是领域中的通常含义。

以这种方式，实现了检测无水情况下的操作以停止电动泵在这些情况下的操作的功能——与仅基于对较低压力的检测的设备相比全部具有更大可靠性。这通过读取吸收的电流和压力来为电动泵提供缺水保护。

在一些实施方式中，微控制器被配置成在通过电流传感器检测到电流高于最大电流阈值的情况下断开开关。

该特征实现了由电流传感器在压力开关本身中的集成所允许的电动泵的另外的安全保护功能。亦即，电动泵设置有过流保护。

还可以预期的是，压力开关合并了复位功能，以在电动泵先前由于检测到无水操作和过流两者而使得其电路已经被断开的两种情况下再次激活泵。在这些情况下，构思了相关联并且实现在微控制器中的逻辑，其中，微控制器具有固定部分(即基本的并且用户不可编程的)和可编程部分。该与复位相关联的逻辑可以包括泵的重新连接尝试的最大迭代数目，在最大迭代数目之后压力开关发出最终的故障警告。

在一些实施方式中，微控制器被配置成根据以下模式操作：

当压力传感器检测到压力降低至低于最小压力时开关闭合，以及当压力传感器检测到压力升高至高于最大压力时开关断开；或者

当压力传感器检测到压力低于最小压力时开关断开。

因此，压力开关既可以用于作为差压开关的操作模式，又可以用于为了安全的最小压力模式，这避免必须为不同功能采购不同单元——这是由于配置期望的操作模式便足够了。

在一些实施方式，微控制器被配置成根据以下模式操作：当压力传感器检测到压力高于最大压力时开关断开。

因此，如果在电路中还期望具有最大压力开关，则只需要配置该模式以获得最大压力开关，从而避免了必须为不同功能采购不同单元——这是由于配置期望的操作模式便足够了。

此外，可以构思以下模式：当压力传感器检测到压力降低至低于最小压力(Pmin)时压力开关断开，以及当压力传感器检测到压力升高至高于最大压力(Pmax)时开关闭合。即，在该模式下压力开关用作可以有益于通过压力控制来控制蓄液器的清空的反转压力开关。

在一些实施方式中，微控制器被配置成测量每时间单位的压力振荡的数目。

该特征允许具有电动泵保护设备，用于预防例如由在回路的液压气动蓄能器中的空气损失引起的过于频繁的启动和停止的快速循环。

在一些实施方式中，微控制器被配置成如果每时间单位电动泵的启动和停止的循环数超过最大频率则发出警告信号或者断开开关。

该特征使得能够实现保护电动泵免受过于频繁的启动和停止的快速循环的不同方式。

在全部实施方式中，提供用于设置压力开关的参数的用户接口。该用户接口包括键盘、指示灯和显示屏。

该特征使得用户能够快速设置压力开关的操作参数，特别是选择操作模式、最大压力和/或最小压力或针对快速循环的检测的频率。

优选地，微控制器是可编程微控制器。

非常有优势的是，将开关、电流传感器、输入端子、输出端子和压力开关的电源布置在第一板上，并且将微控制器、键盘和显示屏布置在第二板上。

因此，基于使用的电压水平和电流水平来将功能隔离。电子元件布置在第二板上，而第一板支持链接至电源的元件。

最终，优选的是，将第一板和第二板布置在不同水平上，一个板在另一个板之上。发明人已经发现，以这种方式获得了以下紧凑布置：该布置允许具有在具有与安装者习惯的传统压力开关的形状和容量类似的形状和容量的壳体内的部件。

附图说明

为了使说明书完整并且协助根据实际实施方式的示例来更好地理解实用新型的特性，一系列图伴随作为说明书的组成部分，其中，以说明性的并且非限制性的方式表示了如下附图：

图1是电子压力开关的分解视图。

图2是组装的电子压力开关的透视图。

图3是根据本实用新型的压力开关的框图。该图不对应于电气图。

图4是示出部件如何布置在支持板上以及部件在两个水平上的布置的非常示意性的图。

图5是压力开关的透视图，从图中已经移开了壳体的上盖并且在图中可以看到板的相对布置。

图6至图8是设置有用于电子压力开关的壳体以及集成进配件本身的止回阀的配件的不同视图。

具体实施方式

如图3所示，本实用新型总体涉及电子压力开关1，包括：

压力传感器2，以及

电路3，电路3设置有：

用于电动泵4的激活/去激活的开关31，

用于在压力开关1与电动泵4之间的连接的端子33，

供电端子32，

用于控制开关31的微控制器μC，微控制器μC接收来自压力传感器2的信号。

操作如下：设备通常设置有被拧进液压回路的压力采集点(pressure takingpoint)的公制螺纹52。因此，公制螺纹52使得流体与压力传感器2相接触。压力传感器2将测量信号发送至微控制器，微控制器取决于编程参数来决定如何作用于开关31以断开或者闭合电动泵4的电源电路。布置了穿过孔53的端子33，用于压力开关1至电动泵4的连接。端子32穿过壳体5的孔51，并且对应于通过干线的设备的电源。

如图3所示，电子电路3包括电流传感器34，在该实施方式中电流传感器34以串联方式进行布置，电流传感器34被连接至微控制器μC。

因此，除了与压力传感器2相互作用之外，优选地是可编程微控制器的微控制器μC将接收来自电流传感器34的信号，信号允许建立用于电动泵4的保护的逻辑决策，其不仅限于压力。特别地，微控制器将能够仅通过从压力传感器接收到的信号以及仅通过从电流传感器接收到的信号或者通过将来自两种传感器的信号组合来作用于开关31。

如图1至图3所示，设备包括保护壳5，在保护壳5中容纳有压力传感器2、电路3和微控制器μC。

在电流传感器34合并在压力开关中并且电流传感器34连接至微控制器μC的情况下，微控制器μC可以被配置成在检测到压力低于最小压力Pmin并且同时通过电流传感器34检测到电流I低于最小电流阈值的情况下断开开关31。因此，这三个元件的相互作用提供了对电动泵的另外的保护，大于仅基于压力传感器2的对水的缺少的检测。

通过本实用新型提供的另一个可能是将微控制器μC配置成在通过电流传感器34检测到电流I高于最大电流阈值的情况下断开开关31。因此，代替必须在电动泵4本身内提供特定过流传感器，具有本实用新型的压力开关是足够的。

根据另一实施方式，微控制器被配置成根据以下模式操作：

当压力传感器2检测到压力降低至低于最小压力Pmin时开关31闭合，以及当压力传感器2检测到压力升高至高于最大压力Pmax时开关31断开；或者

当压力传感器2检测到压力低于最小压力Pmin时开关31断开；或者

当压力传感器2检测到压力高于最大压力Pmax时开关31断开；或者

当压力传感器2检测到压力降低至低于最小压力Pmin时开关31断开，以及当压力传感器2检测到压力升高至高于最大压力Pmax时开关31闭合。

根据另一个实施方式，微控制器μC被配置成测量每时间单位的压力振荡的数目，并且因此可以测量快速循环并且相应地采取行动。

例如，微控制器μC可以被配置成如果每时间单位泵的启动和停止的循环数超过最大频率则发出警告信号或者断开开关31。这种情况例如当空气锅炉减压时可能发生，其中，空气锅炉减压会在电动泵的每次启动/停止时引起水捶现象并且引起泵的马达的策略的非期望的增加，从而降低泵的使用寿命。

如图2所示，提供用于设置压力开关的参数的用户接口6。如图5所示，该接口包括：键盘B和显示屏P，其中，键盘B和显示屏P与在壳体顶部与对应的孔相匹配。

如图4和图5所示，开关31、电流传感器34、端子33和电源布置在第一板P1上。另一方面，微控制器μC、键盘B和显示屏P布置在第二板P2上。第一板和第二板布置在不同水平上，一个板在另一个板之上。

在本文还描述了能够和本实用新型的压力开关结合操作的配件。

使用五通配件将液压回路连接至水界、压力开关和设置有读取刻度盘的量具。第一通路是用于入口，第二通路是用于出口，第三通路在安装时向上面对，用于连接水界或锅炉，第四通路是用于压力开关以及第五通路是用于量具。

可能存在压力开关合并量具这种情况，在这种情况下配件可以只是四通的，或者仅将盖拧在剩余通路上。

通常以止回阀来结束安装，如图6至图8所示，止回阀布置在配件的上游。止回阀可以布置在泵与配件之间，或者布置在泵的上游，在这种情况下防止泵的起动损耗(loss ofprime)。

因此，这意味着安装者必须预期止回阀的安装，这意味着另外的部件、进一步的安装工作以及在一些情况下占用更多安装空间。

为了解决该问题，发明人还设计了至少四个通路的配件，每个通路装配有通道和螺纹，第一通路意在用于连接至泵，而第二通路意在用于与消耗部连接，第三通路用于压力开关的连接以及第四通路意在用于水界的连接，特征在于，在对应于第一通路的通道中包括止回阀。

因此，代替必须提供止回阀，装置本身设置有所述阀。此外，该阀不是被添加并且附接至配件的入口的阀，而是阀的固定部分由配件本身的材料构成，阀的一个或多个移动部分被布置在通道中。

在重力驱动的止回阀的情况下，移动部分可以是球，并且球的支持表面布置在配件的入口通道本身内。同样地，移动部分也可以是设置有弹簧的球或者等价物。

阀可以是四通或者五通，并且可以具有塑料或者黄铜的，或者适合于阀的特殊用途的任何其他材料。

前面描述的本实用新型的压力开关可以被集成在配件本身内，如图6所示。因此，省去了压力开关与装置之间的连接，这获得了甚至更大的集成。在该情况下，被转换成“智能”配件的配件仅具有三个通路是足够的。

因此，在本文献中，还描述了设置有如要求保护的电子压力开关的三通配件。

总之，本实用新型意在通过经由不同电子部件的相互作用的软件的管理，以更高的精度来执行传统机电压力开关执行的功能，并且合并了在传统上通过添加特定于液压系统或者电子系统的设备来解决的新的保护功能。

在本文中，术语“包括”和其变形不应该以排他的方式来解释，即它们不排除所描述对象包括其他元件的可能性。

另一方面，本实用新型不限于已经描述的特定实施方式，而是还涵盖了例如可以由本领域的普通技术人员执行的从权利要求推断的变型。

Claims (13)

1.一种电子压力开关(1)，包括：

保护壳(5)；

压力传感器(2)；

电路(3)，所述电路设置有：

开关(31)，用于电动泵(4)的激活/去激活，

端子(33)，用于所述电子压力开关(1)与所述电动泵(4)之间的连接，

供电端子(32)，

微控制器(μC)，用于控制所述开关(31)，所述微控制器(μC)接收来自所述压力传感器(2)的信号，

其中，所述电路(3)包括电流传感器(34)，所述电流传感器(34)连接至所述微控制器(μC)，特征在于：所述压力传感器(2)、所述电路(3)以及所述微控制器(μC)布置在所述保护壳(5)内部，使得它们构成具有自主保护功能的电子压力开关(1)。

2.根据权利要求1所述的电子压力开关，其中，所述电流传感器(34)可以是霍尔探头或线圈传感器。

3.根据权利要求1或2所述的电子压力开关，其中，所述压力传感器(2)由压力传感器和换能器(TR)组成。

4.根据权利要求1所述的电子压力开关，其中，所述微控制器(μC)被配置成在压力传感器(2)检测到低于最小压力Pmin并且同时通过所述电流传感器(34)检测到电流(I)低于最小电流阈值的情况下断开所述开关(31)。

5.根据权利要求1所述的电子压力开关，其中，所述微控制器(μC)被配置成在通过所述电流传感器(34)检测到电流(I)高于最大电流阈值Imax的情况下断开所述开关(31)。

6.根据权利要求1所述的电子压力开关，其中，所述微控制器(μC)可以被编程为根据以下模式操作：

当所述压力传感器(2)检测到压力降低至最小压力Pmin之下时所述开关(31)闭合，以及当所述压力传感器(2)检测到压力升高至最大压力Pmax之上时所述开关(31)断开；或者

当所述压力传感器(2)检测到压力低于最小压力Pmin时所述开关(31)断开；或者

当所述压力传感器(2)检测到压力高于最大压力Pmax时所述开关(31)断开；或者

当所述压力传感器(2)检测到压力降低至最小压力Pmin之下时所述开关(31)断开，以及当所述压力传感器(2)检测到压力升高至最大压力Pmax之上时所述开关(31)闭合。

7.根据权利要求1所述的电子压力开关，其中，所述微控制器(μC)被配置成测量每时间单位的压力振荡的数目。

8.根据权利要求7所述的电子压力开关，其中，所述微控制器(μC)被配置成如果每时间单位所述电动泵(4)的启动和停止的循环数超过最大频率则发出警告信号或者断开所述开关(31)。

9.根据权利要求1所述的电子压力开关，包括：用户接口(6)，用于设置所述电子压力开关的参数，所述用户接口包括键盘(B)、指示灯和显示屏(P)。

10.根据权利要求1所述的电子压力开关，其中，所述微控制器(μC)是可编程微控制器。

11.根据权利要求9所述的电子压力开关，包括电源。

12.根据权利要求11所述的电子压力开关，其中，所述开关(31)、所述电流传感器(34)、所述端子(33)以及所述电源布置在第一板(P1)上，并且所述微控制器(μC)、所述键盘(B)以及所述显示屏(P)布置在第二板(P2)上。

13.根据权利要求12所述的电子压力开关，其中，所述第一板(P1)和所述第二板(P2)布置在不同水平上，一个板在另一个板之上。