TW200905074A - Magnetically sequenced pneumatic motor - Google Patents

Description

200905074 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明大體上係關於氣動裝置，且在某些實施例中， 係關於包含具有磁性掣子之閥之氣動馬達。 【先前技術】

氣動馬達常用於將以壓縮空氣形式儲存之能量轉換為 動能。舉例來說，壓縮空氣可用於驅動一往復桿或轉軸。 結果的運動可用於數種應用，包含，舉例來說，將液體抽 泵至一喷搶。在某些噴搶應用中，氣動馬達可驅動一幫浦， 而該幫浦可運送一塗層液體，例如，塗料。 習用的氣動馬達在某些考量上是不適當的。舉例來 說，由氣動馬達產生之機械運動可能不平滑。氣動馬達中 之切換裝置可在欲使加壓空氣在馬達之一週期期間改道時 發出訊號。當操作時，切換裝置可消耗氣動馬達將以其他 方式輸出之動能之一部分。結果，輸出的運動或功率可變 化，且抽泵的液體之流量率可波動。流量率之變動在抽果 塗層液體至噴搶時尤其可成為問題所在。當流量率下降 時，噴塗圖案可縮小，而當流量率上升時則擴大，其可導 致塗層液體之不均勻的施用。 習用的氣動馬達中之切換裝置同樣可產生其他問題。 舉例來說，某些類型的切換裝置，例如簧片閥，可由於來 自氣動馬達之振動而快速磨耗或損壞，從而可能增加維修 成本。另外，某些類型的切換裝置在低壓（例如，小於25 psi) 下可能無反應。無反應的切換裝置可阻礙在需要低速運動 5 200905074 或較高壓的空氣供應不可得之應用中使用氣動馬達。 【發明内容】 除了別的以外，下列討論敘述一種具有一活塞及一磁 性致動閥之氣動馬達。該磁性致動閥可鄰接該活塞，且在 某些實施例中’其包含一短管閥。 【實施方式】

如在下文所詳細討論般，本技術之某些實施例提供在 氣動馬達中調節氣流之一方法及設備。當然，這類實施例 僅為本技術之示範，且附加的申請專利範圍不應視為對那 些實施例之限制。更確切地，本技術可應用至廣範圍之多 種系統。 如同此處所用，「頂部」'「底部」、「上部」、及「下部」 這些詞指示相對位置或定向且非絕對位置或定向。「或」一 詞除非以其他方式指明，否則係理解為包含之意。「示範的」 一詞係用於指示某物僅為一代表範例而不須是限定或較佳 的。此處，除非以其他方式提及，否則流體壓力之參考為 計示壓力（與絕對壓力相反）。 第1圖描畫示範的喷塗系統10。喷塗系統1 0包含氣 動馬達1 2，其可對付上文所討論之習用的氣動馬達之一或 多個不適當性。如下文所述，在某些實施例中，氣動馬達 1 2包含一磁性致動引導閥，其可傾向於消耗較少的將以其 他方式由氣動馬達12輸出之能量。結果，氣動馬達12可 幫助產生較習用裝置更均勻的抽泵壓力。另外，在某些實 施例中，引導閥之磁性致動可在甚至以低壓空氣供應時致 6 200905074 能氣動馬達1 2之操作。亦須注意在某些實施例中，磁性致 動引導閥包含一短管閥，其對撞擊及磨耗來說是強健的。 相對於習用裝置，這些短管閥可傾向於具有一相對長的操 作壽命。氣動馬達1 2之細節在提出喷塗系統1 0之特性後 於下文敘述。 除了氣動馬達1 2，示範的噴塗系統1 0可包含幫浦1 4、 塗層液體入口 16、架18、喷搶20'空氣導管22、液體導 管2 4、及調節器組件2 6。幫浦14可為一往復幫浦，其以 另於下文敘述之方式機械地鏈接至氣動馬達12。在其他實 施例中，幫浦1 4可為數種不同類型的幫浦之任一種。 幫浦14之進氣口可與塗層液體入口 16流體通訊，而 幫浦14之出口可與液體導管24流體通訊。液體導管24 可轉而與喷槍20之喷嘴流體通訊，而喷搶20之喷嘴亦可 與空氣導管2 2流體通訊。 調節器組件 2 6可配置以直接或間接地調節空氣導管 22之空氣壓力、空氣驅動之氣動馬達12之壓力、及/或液 體導管24内部之塗層液體之壓力。此外，調節器組件26 可包含壓力計以顯示這些壓力之一或多個。 在操作中，氣動馬達1 2可將空氣壓力轉換為幫浦1 4 之移動。如下文所解釋般，旋轉幫浦1 4可由連接至氣動馬 達12之曲柄軸驅動，而往復幫浦14可由一桿直接鏈接至 氣動馬達1 2。幫浦1 4可運送一塗層液體，例如，塗料、 清漆、或著色劑，通過塗層液體入口 16、液體導管24、及 噴搶20之喷嘴。流過空氣導管22之加壓空氣可幫助流出 7

200905074 噴槍20之塗層液體喷成霧狀並形成一噴塗圖案。如上 討論般，塗層液體之壓力可影響噴塗圖案。壓力波動 致噴塗圖案崩陷及擴大。 第2圖為三種類型的喷塗系統之塗層液體壓力對 之圖，此三系統為：理想系統2 3、示範的噴塗系統1 0 習用的喷塗系統3 2。（習用的喷塗系統3 2係以一移位 於系統間之突出差之任意選擇之一半週期顯示。）如 圖所示，在兩個非理想的系統1 0及3 2中，塗層液體 力波動。不過，示範的噴塗系統1 0具有變動3 4，其 習用的喷塗系統之變動3 6。可傾向於致能塗層液體壓 之相對小的變動3 4之示範的喷塗系統1 0之特性於下 論。 第3至9圖說明氣動馬達12之細節。第3圖為氣 達12及幫浦14之透視圖。第4至7圖為氣動馬達12 能量轉換週期之連續階段中之橫剖面圖，而第8及9 氣動馬達12中之切換裝置之橫剖面圖。第8及9圖說 不同部分的週期期間，切換裝置呈現的兩種狀態。在 氣動馬達1 2之部件後，將解釋其在能量轉換週期期間 作。 參照第3及4圖，氣動馬達1 2可包含上部引導閥 下部引導閥40、汽缸42、底部頭44、頂部頭46、氣 達活塞4 8、活塞桿5 0、及主閥5 2。欲氣動或流體地 這些部件，氣動馬達12可包含上部引導訊號路徑54 部引導訊號路徑5 6、下部引導訊號路徑5 8、下部引導 文所 可導 時間 、及 至介 第2 之壓 小於 力中 文討 動馬 在一 圖為 明在 敘述 之操 38 ' 動馬 耦合 '上 訊號 8 200905074 路徑60、上部主要空氣通道62、及下部主要空氣通道 第8圖為上部引導閥3 8之放大圖，其亦可指為一 裝置、一磁性致動切換裝置、一磁性致動引導閥、一 位置感測器、或一磁性致動閥。上部引導閥3 8可包含 66、短管閥68、端帽70'套筒72、及磁鐵止擋74。 磁鐵66可放置在適當位置以致由其北極至其南 一轴大體上平行短管閥68移動之方向，如下文所解釋 舉例來說，在第8圖所描晝之定向中，磁鐵6 6之北和 可定向為其一在另一者之上。磁鐵66可為電磁鐵或永 鐵，例如，舉例來說，敍一鐵一棚磁鐵、陶堯磁鐵、 —钻磁鐵。 短管閥68可包含磁鐵架座76、下部密封件78、 密封件80、及上部密封件82。一般由上部密封件82 間密封件8 0定義之容積係指為上部室8 4，而一般由 密封件8 0及下部密封件7 8定義之容積係指為下部室 上部室8 4可與上部引導訊號路徑5 6流體通訊，而下 8 6可與上部引導訊號路徑5 4流體通訊。在某些實施物 不管短管閥68相對於套筒72之位置，這些通道可為 通訊。短管閥6 8 —般可為旋轉對稱（例如，圓形），並 中央軸88，不同部分78、80、82、84、及86 —般係 中央軸8 8為同中心的。舉例來說，短管閥6 8可藉由 床上切削硬化金屬（例如，硬化不鏽鋼（例如，4 4 0 C等 而製造。磁鐵架座76可將磁鐵66耦合（例如，固定） 管閥68。 6 4° 切換 活塞 磁鐵 極之 般。 南極 久磁 或釤 中間 及中 中間 86 ° 部室 1中， 流體 具有 對此 在車 級）) 至短 9 200905074 端帽70可包含排氣埠90及92和通氣孔94。通氣孔 9 4可與短管閥6 8之頂部9 6流體通訊，而排氣埠9 0及9 2 可依短管閥6 8之位置選擇性地與上部室8 4流體通訊，如 下文所解釋般。

套筒72可具有一般圓管形狀，且其尺寸可與下部密封 件7 8、中間密封件8 0、及上部密封件8 2形成動態密封件（例 如，可滑動的密封件）。在某些實施例中，套筒7 2 —般可 與短管閥68之中央軸88同中心。套筒72可具有通道，且 上部引導訊號路徑 5 4、上部引導訊號路徑 5 6、及排氣埠 90和92可通過此通道延伸。套筒72可由硬化金屬（例如， 上文所討論的那些）製造。在某些實施例中，套筒7 2可與 短管閥6 8形成一匹配組。換句話說，介於短管閥6 8之外 部直徑及套筒 7 2之内部直徑間之差之容差可配置以形成 一動態密封件。在某些實施例中，短管閥6 8及套筒7 2可 形成動態密封件，其一般是無 0形環或其他類型的密封 件，例如，U形塾圈或脣形密封件。有利地，短管闕 68 可在套筒7 2内部以相對小的摩擦力滑動，其可傾向於降低 短管閥6 8移動時所消耗的能量之量。 磁鐵止擋74可與頂部頭46整體地形成，並可包含壓 力入口 100。壓力入口 100可將磁鐵66之底部表面103置 於與汽缸4 2之内部空間流體通訊處。壓力入口 1 0 0 —般可 小於磁鐵6 6以大體上將磁鐵6 6之移動限制在一運動範圍 内。 回到第4圖，下部引導閥4 0可類似於上部引導閥3 8， 10 200905074 或一般說來與上部引導閥3 8相同。因此，下部引導閥40 之磁鐵66可緊鄰汽缸42之内部空間。 汽缸42可具有一般圓管形狀，並具有一内部直徑尺寸 以與氣動馬達活塞4 8形成一動態密封件。繫桿1 0 2 (見第3 圖）可在頂部頭4 6及底部頭4 4間壓縮汽缸4 2之壁。

繼續參照第4圖，頂部頭4 6可與上部引導閥3 8之部 分及一部分的上部主要空氣通道62整體地形成。上部主要 空氣通道62可延伸通過頂部頭46，並將上部主要空氣通 道6 2置於與汽缸4 2之上部内部空間部份10 4流體通訊 處。同樣地，底部頭44可與下部引導閥40之部分及一部 分的下部主要空氣通道64整體地形成。下部主要空氣通道 64可與汽缸42之下部内部空間部分1 06流體通訊。 氣動馬達活塞4 8可分隔上部内部空間部分1 0 4與下部 内部空間部分1 0 6。活塞4 8可包含密封構件1 0 0 (例如，0 形環），其與汽缸42連接以形成一滑動密封件。氣動馬達 活塞4 8可包含上部表面1 1 0及下部表面1 1 2。活塞桿5 0 可固定或以其他方式耦合至氣動馬達活塞48，並可延伸通 過幫浦14之底部頭44。 主閥52可指為一主要氣動切換裝置或一氣動控制 閥。主閥5 2可包含外殼1 1 4、套筒1 1 6、及主短管閥1 1 8。 外殼114可包含主要空氣進氣口 120及通氣孔122和124。 主短管閥1 1 8可與套筒1 1 6形成一些滑動密封件。主短管 閥118及套筒116可共同定義上部室126及下部室128。 上部室126及下部室128可由令間密封件130分隔。 200905074 套筒116及外殼Η4可定義主短管閥之行進 及方向。此行進路徑及方向可藉由比較第4至7圖之 管間118之位置而看見’其插晝主短管閥118在外殼 中上下平移。在其他實施例十，主短管閥1丨8可行進 路徑及/或可旋轉，其係依主短管閥1 1 8及外殼1 1 4之 而定。 在某些實施例中’主短管閥1 1 8可包含一磁性擎 其由附接至外殼114之静態磁鐵丨19及丨21形成、及 磁性響應材料123和125(例如，鐵磁性材料或其他具 磁導率材料），其附接至主短管閥1 1 8。磁性響應材料 及125在第4至7圖中係示為與主短管閥118分開之木 但在某些實施例中，主短管閥1 1 8可由磁性響應材 成。磁鐵119及121可使主短管閥118保持緊靠主f 之相對端直到施加一定限力至主短管閥u 8為止，如 所解釋般。 根據實施例，磁性掣子可採取數種形式。在某些 例中，磁鐵119及121和磁性響應材料123及125之 吁反轉。那就是’磁鐵可糕合至主短管閥118並和它 移動’而外殼114可包含或耦合至磁性響應材料。在 實施例中，外殼114及主短管閥118兩者可包含磁鐵 呰磁鐵可定向以致外殼中之磁鐵之北極面對主短管閱 上之磁鐵之南極’或反之亦然。 本實施例可包含數種類型的磁鐵。舉例來說，所 的磁鐵11 9及1 2 1可為電磁鐵或永久磁鐵，例如，舉 路徑 主短 114 不同 配置 子， 移動 有高 123 f料， 料製 52 下文 實施 位置 一起 其他 。這 118 說明 例來 12

200905074 說，鈥一鐵一硼磁鐵、陶瓷磁鐵、或釤一鈷磁鐵。 所說明的實施例包含兩個磁性掣子，主短管閥1 行進路徑之每一端各一。磁鐵119及121之磁極一般 行此行進方向，且當主短管閥1 1 8位在其路徑之末端 時，來自這些磁鐵之場可與主短管閥118重疊。在其 施例中，主短管閥1 1 8可包含配置在主短管閥之路徑 端之一單一磁性掣子，例如，位於其行進之頂部。 某些實施例可包含一單一磁性掣子，其利用磁性 取代磁性吸引，或除了磁性吸引外尚利用磁性拒斥。 來說，主短管閥118可包含接近其中間密封件130之 鐵，其具有大體上垂直於主短管閥之行進方向延伸 極，而外殼可包含一排斥磁鐵，其位於接近主短管閥 徑之中間處，以致排斥磁鐵朝外殼1 1 4之頂部或底部 主短管閥1 1 8。那就是，一配置接近外殼1 1 4中段之 磁鐵可依主短管閥相對於其路徑中點之位置而靠外殼 之頂部或底部偏移主短管閥1 1 8。在某些這些實施例 靜態、排斥磁鐵之磁極可定向為大體上垂直於主短管 行進方向且大體上平行主短管閥118上之移動磁鐵。 數個流體導管可連接至主閥5 2。上部引導訊號路 可延伸通過外殼114，並使其置於與主短管閥118之 表面1 3 2流體通訊處。同樣地，下部引導訊號路徑6 0 主短管閥1 1 8之底部表面1 3 4流體通訊。依中間密封片 之位置而定，主要空氣進氣口 120可藉由上部室126 部主要空氣通道62流體通訊或藉由下部室128與下部 [8之 可平 部分 他實 之一 拒斥 舉例 一磁 之磁 之路 推動 單一 114 中， 閥之 if 5 6 頂部 可與 130 與上 主要 13 200905074 空氣通道64流體通訊。 氣動馬達1 2可連接至一加壓流體源，例如，壓縮空氣 或蒸汽。舉例來說，氣動馬達 1 2可藉由主要空氣進氣口 120及引導訊號路徑54和58連接至中央空氣壓縮機（例 如，工薇空氣）。

在操作中，氣動馬達 12可透過主要空氣進氣口 120 接收氣動功率並透過活塞桿 50之移動輸出功率。為此目 的，氣動馬達12可重複第4至7圖所描畫之一週期。欲用 訊號示意介於此週期之階段間之轉變之適當點，引導閥3 8 及4 0可在第8及9圖所描畫之狀態間感測氣動馬達活塞 4 8及切換之位置。因此，在某些實施例中，引導閥3 8及 4 0可作用如感測器，其發訊號通知主閥5 2何時使來自主 要空氣進氣口 1 2 0之氣流改向，如下文所解釋般。 由在週期中任意選擇之一點開始，第4圖描晝氣動馬 達活塞4 8之上行衝程之中途，其由箭頭1 3 6描晝。在此階 段，主要空氣流入1 3 8係通過主要空氣進氣口 1 20流入， 且由主短管閥1 1 8導向下部主要空氣通道64。欲到達下部 主要空氣通道64，主要空氣流入138通過下部室128。一 經進入下部主要空氣通道6 4，主要空氣流入1 3 8便進入汽 缸4 2之下部内部空間部分1 0 6。隨著下部内部空間部分1 0 6 由主要空氣流入1 3 8加壓，一力會施加至氣動馬達活塞4 8 之下部表面1 1 2，且氣動馬達活塞4 8向上平移，將活塞桿 50與其一起拉動，如箭頭136所指示。 氣動馬達活塞4 8上方之上部内部空間部分1 04可藉由 14

200905074 主要空氣流出1 4 0在上行衝程期間排空。主要空氣 可通過上部主要空氣通道62進入主閥52之上部 並透過通氣孔1 2 2離開至大氣。在所說明的實施 要空氣流入1 3 8及主要空氣流出1 4 0可繼續跟隨 到氣動馬達活塞4 8接近頂部頭4 6為止，在此點 馬達1 2可轉變至第5圖所描晝之狀態。 在第5圖中，氣動馬達活塞4 8係位於其衝程 而主閥5 2已將主要氣流1 3 8及1 4 0反轉。如下 般，在本實施例中，上部引導閥3 8磁性地感測氣 塞4 8接近其衝程頂部，並將一陣空氣導入主閥 使主短管閥1 1 8之位置移位。 當氣動馬達活塞 4 8到達其衝程頂部時，上 3 8可在第8及9圖所描晝之狀態間轉變。初始， 閥3 8可為第8圖所描畫的狀態，偕同短管閥6 8 72内部之一升高或深底的位置（在下文中為「第一 當短管閥6 8位於第一位置時，上部引導訊號路毛 由上部室84與排氣埠90及92流體通訊，而上部 路徑5 4可藉由短管閥6 8之中間密封件8 0與上部 路徑56隔離。換句話說，上部引導訊號路徑56 而上部引導訊號路徑54可密封。短管閥68可藉 及磁鐵66間之磁性吸引而留在第一位置。 當氣動馬達活塞4 8到達其衝程頂部時，上 38可由第8圖所描畫之第一位置轉變至第9圖所 二位置。磁鐵6 6可吸引至氣動馬達活塞4 8，結 ，流出1 4 0 室 126， 例中，主 此路徑直 上，氣動 .之頂部， 文所解釋 動馬達活 52，從而 部引導閥 上部引導 位於套筒 '位置」）。 i 56可藉 引導訊號 引導訊號 可通氣， 由套筒72 部引導閥 描晝之第 果，短管 15

200905074 閥 6 8可因而向下拉動。在某些實施例中， 4 8可包含磁鐵1 4 6以增加吸引力。或者，或 馬達活塞4 8可包含具有一高磁導率材料，例 500 /z N/A2之磁導率之一材料。磁鐵66可 到其撞擊磁鐵止擋7 4為止，在此點處短管S 二位置。 當短管閥 6 8位於第二位置處時，上部 5 4可經由上部室8 4與上部引導訊號路徑5 6 果，氣動訊號1 4 2 (舉例來說，一氣流及/或為 上部引導訊號路徑5 6傳送至主閥5 2。 短暫回到第4及5圖，氣動訊號142可 118由第4圖所描晝之第一位置至第5圖所 置。氣動訊號142可升高作用在主短管閥1] 132之空氣壓力，並克服磁鐵119及磁性響 之磁性吸引。隨著此力被克服，主短管閥1 ] 套筒116至第5圖所描畫之第二位置。主短 由磁鐵1 2 1及磁性響應材料1 2 5間之磁性吸 位置。在本實施例中，由第一位置移動主短 二位置使主要氣流1 3 8及1 4 0反轉。在此點 活塞4 8可開始其下行衝程，如第5圖之箭頭 隨著氣動馬達活塞48向下平移遠離頂4 引導閥3 8可由第9圖所描晝之第二位置轉變 描畫之第一位置。進入汽缸 4 2之上部内部 之主要空氣流入 1 3 8可升高上部内部空間名 氣動馬達活塞 額外地，氣動 如，具有大於 被向下拉動直 ^ 6 8可位於第 引導訊號路徑 流體通訊。結 I力波）可透過 驅動主短管閥 描畫之第二位 [8之頂部表面 應材料1 2 3間 丨8可平移通過 管閥1 1 8可藉 引而保持在此 管閥1 1 8至第 上，氣動馬達 :1 4 6所示。 印頭46，上部 回到第8圖所 空間部分 104 [5分 1 0 4之壓 16 200905074 力。除了驅動氣動馬達活塞4 8向下外，此增加的壓力可 過上部引導閥3 8之壓力入口 10 0傳播，結果，短管閥 可受到驅動而向上，回到第8圖所描畫之第一位置。磁 6 6及套筒7 2間之磁性吸引可將短管閥6 8留在第一位置 到氣動馬達活塞4 8下一次到來為止。 有利地，在所說明之實施例中，引導閥3 8及40係 由空氣壓力而非機械耦合返回其最初的閉合位置，機械 合可磨耗並增加馬達1 2中之機械應力。在某些實施例中 引導閥3 8及40可指為氣動重置引導閥。尤其，引導閥 及40在此實施例中係以空氣壓力重置，而它們則藉由主 5 2調整（亦即，汽缸4 2内部之壓力）。結果，所說明的 導閥3 8及4 0自我調節其位置。那就是，在本實施例中 引導閥38及40藉由其初始移動以增加之空氣壓力返回 所以汽缸4 2中之壓力作用如引導閥3 8及4 0之氣動回饋 制訊號。換句話說，引導閥3 8及4 0係配置以終止氣動 號，而此氣動訊號是它們響應所感測之汽缸4 2之部分中 壓力變化（例如，增加）而傳送至主閥5 2者。 在某些實施例中，磁鐵66可緊靠頂部頭46密封， 此汽缸4 2中的壓力係對磁鐵之較大的底部表面1 0 3作； 在其他實施例中，底部密封件7 8可定義汽缸中之壓力作 於其上之表面面積。某些設計可包含一分開的活塞以重 引導閥38及40。 在某些實施例中，引導閥3 8及40可不須兩者皆為 性致動及氣動返回。在某些實施例中，引導閥3 8及4 0 透 68 鐵 直 藉 耦 38 閥 引 ， ) 控 訊 之 因 卜 用 置 磁 初 17 200905074 始可由一除了磁性吸引或拒斥外之力移開。舉例來說，其 可由一凸輪或其他裝置朝活塞48驅動，並藉由汽缸42中 之空氣壓力返回。相反地，在另一範例中，引導閥 3 8及 40可由磁性吸引拉向活塞48，並藉由由活塞48延伸之一 構件返回，而非氣動返回。在某些實施例中，一磁力可使 引導閥3 8及4 0返回，例如，比將其拉向氣動馬達活塞4 8 弱的磁力。

在返回第4至7圖前總結說來，在氣動馬達活塞48 之衝程頂部，上部引導閥 3 8可磁性地感測氣動馬達活塞 4 8之位置，並氣動地切換主閥5 2使之開始下行衝程。 第5圖說明下行衝程之開始，而第6圖說明下行衝程 之中途。在第5圖中，氣動馬達活塞48仍接近頂部頭46, 且氣動訊號1 4 2仍藉由上部引導訊號路徑5 6施加至主閥 52。在第6圖中，氣動馬達活塞48已平移遠離上部引導閥 3 8，而氣動訊號1 4 2不再施加至主閥5 2。在此點上，上部 引導訊號路徑5 6可通氣，如先前參照第8圖所討論般。 在整個下行衝程中，主要空氣流入138可通過主要空 氣進氣口 120，進入上部室126，並通過上部主要空氣通道 62至上部内部空間部分1 04。主要空氣流出1 40可由下部 内部空間部分1 0 6流過下部主要空氣通道6 4，並藉由下部 室128離開通氣孔124。跨氣動馬達活塞48之結果的壓力 差可驅動活塞桿5 0向下，如箭頭1 4 6所描晝。 第7圖說明下行衝程之底端。在由下行衝程轉變至上 行衝程期間，下部引導閥40可在第8及9圖所描晝之狀態 18 200905074 間轉變。如上部引導閥3 8，下部引導閥40可磁性感測氣 動馬達活塞4 8之位置，並透過下部引導訊號路徑6 0判定 氣動訊號142。氣動訊號142可驅動主短管閥118由第二 位置回到第一位置，從而反轉主要氣流1 3 8及1 4 0並啟動 上行衝程。

氣動馬達活塞48可向上移動通過第4圖所描晝之狀 態，且由第4至7圖所說明之週期可無限地重複。在各衝 程結束處，引導閥38及40可以氣動訊號142發訊號通知 主閥5 2以反轉主要氣流1 3 8及1 4 0之方向。活塞桿5 0之 結果的上及下振盪可由幫浦14控制以運送塗層液體通過 噴塗系統10並離開喷搶20。氣動馬達12之速率可在某種 程度上藉由調整通過主要空氣進氣口 120之壓力及/或流 量率來加以調節，例如，藉由調節器組件26。 有利地，在本實施例中，引導閥38及40感測氣動馬 達活塞4 8之位置而不接觸其他移動零件。另外，短管閥 68可在套筒72内部以非常小的摩擦力滑動。結果，在某 些實施例中，當定序主要氣流1 3 8及1 4 0時，可浪費非常 小的能量。此外，在某些實施例中，由於低摩擦力及無接 觸致動偕同無密封件磨耗，引導閥3 8及4 0可傾向於具有 長的可用壽命。較少的接觸及摩擦力可傾向於減少磨耗及 疲勞。此外，在某些實施例中，引導閥3 8及40可在不偏 移一可以其他方式疲勞並縮短引導閥之可用壽命之彈性構 件（例如，簧片或彈簧）之情況下致動。尚提供另一優點， 某些實施例甚至可在供應給主要空氣進氣口 1 2 0相對低的 19

200905074 壓力之空氣時操作。舉例來說，某些實施例能 psi、15psi、5psi、或2psi之壓力下操作。 另外，在某些實施例中，引導閥38及40 空氣時可較習用設計更為可靠。具有微粒或蒸 在閥之零件上形成沈積物，且在某些類型之B 說，某些簧片閥），沈積物可妨礙閥之操作。 目前所討論的技術可應用至廣泛多樣的實 來說，如上文所提及，氣動馬達活塞48可包含 第9圖）以增加在引導閥38及40中之磁鐵66 引力。在這類實施例中，磁鐵66及上部引導β 可定向為與下部引導閥40中之磁鐵66之磁極 是，如果上部引導閥38中之磁鐵66之北極面 下部引導閥40中之磁鐵66之南極可面對上方 然。或者，或額外地，一高磁導率材料（例如， 料）可耦合至短管閥6 8以將短管閥6 8拉向氣 48上之磁鐵146。在某些實施例中，磁鐵66可 合至短管閥68之高磁導率材料及磁鐵146間之 短管閥6 8，其並非建議此處所討論之其他特性 略。 在某些實施例中，可使用其他類型的引導 40。在一範例中，引導閥38及/或40可包含密 脣形密封件）以降低切削成本。在另一範例中， 可形成在一旋轉密封構件及——般靜態汽缸間 然。旋轉構件可耦合至磁鐵6 6以在氣動馬達 夠在小於25 在暴露至髒 汽之空氣可 I中（舉例來 施例。舉例 磁鐵146(見 上拉動之吸 3 3 8之磁極 相同。那就 對下方，則 ，且反之亦 一含鐵的材 動馬達活塞 '省略，而耦 吸引可致動 裝置亦可省 閥3 8及/或 封件（例如， 動態密封件 ，或反之亦 舌塞48緊鄰 20 200905074 時施加一扭矩。在另一實施例中，取代或除了返回第8圖 所示之引導閥具有空氣壓力之狀態外，引導閥3 8及40可 藉由靜態磁鐵或彈簧偏移遠離氣動馬達活塞4 8。

第10至14圖說明另一氣動馬達148。在氣動馬達148 中，數個先前所討論的特性裝置可整合至共用外殼或部件 中。舉例來說，氣動馬達148可包含頂部整合歧管150及 底部整合歧管152。整合歧管150及152可分別與頂部頭 4 6及底部頭4 4由單片材料，例如，切削及/或鑄造，以整 體地形成。如第1 4圖之橫剖面圖所示，上部主要空氣通道 62之路徑可直接由主閥52通過頂部整合歧管150。底部整 合歧管152可同樣地相對於下部主要空氣通道64配置。此 外，上部引導訊號路徑5 6及上部引導訊號路徑5 4可至少 部分地與頂部整合歧管1 5 0整體地形成，而下部引導訊號 路徑58及下部引導訊號路徑60可與底部整合歧管152整 體地形成。如第1 1圖所示，在某些實施例中，頂部整合歧 管1 5 0可與底部整合歧管1 5 2旋轉地對稱，但非與底部整 合歧管152反射地對稱。那就是，歧管150及152可大體 上相同且相對地歪斜。此外，在所說明的實施例中，引導 訊號路徑54及58係藉由與主閥52整體地形成之歧管154 與主要空氣進氣口 120流體通訊。 第1 5至1 7圖說明氣動馬達1 5 6之一第三實施例。所 說明的氣動馬達156包含機械致動引導閥158及160、排 氣消音器162、及具有磁性掣子之主閥52，其由磁鐵170 和1 7 2及鐵磁性心軸1 6 4形成。磁鐵1 7 0和1 7 2可磁性地 21 200905074

將心軸1 6 4留在套筒1 1 6之相對端，心軸1 6 4係在套筒1 1 6 中滑動直到來自機械致動引導閥158或160之一陣空氣壓 力克服此磁性掣子為止。當氣動馬達活塞4 8機械地接觸閥 構件1 7 4時，磁性致動引導閥1 5 8及1 6 0可選擇性地施加 空氣壓力至心軸1 6 4之頂部或底部。主閥5 2亦可包含減震 墊1 6 6及1 6 8，其配置以在心軸1 6 4到達套筒11 6之頂部 或底部時缓和衝擊。減震墊1 6 6及1 6 8可由保利生（聚胺 酯）、橡膠、或其他適當材料製成。在本實施例中，減震墊 1 6 6及1 6 8係配置在磁鐵1 7 0和1 7 2及心轴1 6 4間。減震 墊166及168之厚度可考慮磁鐵170和172之強度來選擇， 以致磁鐵1 7 0和1 7 2將心軸1 6 4留住直到一氣動訊號由機 械致動引導閥158或160接收為止。 雖然本發明僅有某些特性已於此處說明及敘述，那些 熟此技術者將想到許多修改及變化。因此，須了解附加的 申請專利範圍係預期涵蓋落在本發明之實際精神之範圍内 之所有這類修改及變化。 【圖式簡單說明】 當下列詳細敘述參照伴隨之圖式閱讀時，本發明之這 些及其他的特性、實施態樣、及優點將獲得更佳了解，在 所有圖式中，類似的符號表示類似的零件，其中： 第1圖為根據本技術之一實施例，一示範的噴塗系統 之透視圖； 第2圖為不同類型的喷塗系統之塗層液體之壓力對時 間之圖； 22 200905074 第3圖為根據本技術之一實施例，一示範的氣動馬達 之透視圖； 第4至7圖為在一週期之連續階段期間，第3圖之氣 動馬達之橫剖面圖； 第8至9圖為磁性致動引導閥在兩種不同狀態中之橫 剖面圖； 第1 0圖為根據本技術之一實施例，另一氣動馬達之透 視圖；

第11圖為第10圖之氣動馬達之前視圖； 第12圖為第10圖之氣動馬達之橫剖面圖； 第13圖為第10圖之氣動馬達之頂視圖； 第14圖為第10圖之氣動馬達之另一橫剖面圖； 第1 5圖為根據本技術之一實施例，一氣動馬達之第三 實施例之透視圖； 第16圖為第15圖之氣動馬達之頂視圖；及 第17圖為第15圖之氣動馬達之橫剖面圖。 【主要 元 件 符 號 說 明】 10 示 範 的 噴 塗 系 統 1 2 氣 動 馬 達 14 幫 浦 16 塗 層 液 體 入口 18 架 20 噴 槍 22 空 氣 導 管 23 理 想 系 統 24 液 體 導 管 26 調 即 器 組 件 32 習 用 的 喷 塗 系 統 34 變 動 36 變 動 38 上 部 引 導 閥 23 200905074 40 下部引導閥 42 汽缸 44 底部頭 46 頂部頭 48 氣動馬達活塞 50 活塞桿 52 主閥 54 上部引導訊號路徑 56 上部引導訊號路徑 58 下部引導訊號路徑 60 下部引導訊號路徑 62 上部主要空氣通道 64 下部主要空氣通道 66 磁鐵 68 短管閥 70 端帽 72 套筒 74 磁鐵止擋 76 磁鐵架座 78 下部密封件 80 中間密封件 82 上部密封件 84 上部室 86 下部室 88 中央軸 90 排氣埠 92 排氣埠 94 通氣孔 96 頂部 100 壓力入口 /密封構 1 02 繫桿 103 底部表面 104 上部内部空間部份 106 下部内部空間部分 110 上部表面 112 下部表 114 外殼 116 套筒 118 主短管閥 119 靜態磁鐵 120 主要空氣進氣口 121 靜態磁鐵 122 通氣孔 123 移動磁性響應材料 124 通氣孔 125 移動磁性響應材料 24 200905074

126 上 部 室 128 下 部 室 130 中 間 密 封 件 132 頂 部 表 面 134 底 部 表 面 136 箭 頭 138 主 要 空 氣 流 入 140 主 要 空 氣 流 出 142 氣 動 訊 號 146 磁 鐵 148 氣 動 馬 達 150 頂 部 整 合 歧 管 152 底 部 整 合 歧 管 154 歧 管 156 氣 動 馬 達 158 機 械 致 動 引 導閥 160 機 械 致 動 引 導閥 162 排 氣 消 音 器 164 鐵 磁 性 心 軸 166 減 震 墊 168 減 震 墊 170 磁 鐵 172 磁 鐵 1 74 閥 構 件 25

Claims (1)

1. 200905074 十、申請專利範圍： 1 _ 一種配置以由一加壓流體獲取功率之馬達，該馬達包 含： 一活塞，其配置以循環通過一路徑； 一磁鐵，其配置鄰接至少一部分的該路徑；及 一引導閥，其麵合至該磁鐵。 2 ·如申請專利範圍第1項所述之馬達，其中該磁鐵係配置 為接近該路徑之一端，以致該磁鐵在接近一上行衝程之 結束處或一下行衝程之結束處受吸引至該活塞。 3 .如申請專利範圍第1項所述之馬達，其中該磁鐵係耦合 至該引導閥之一可滑動的部件。 4 ·如申請專利範圍第1項所述之馬達，其中該磁鐵係耦合 至該引導閥之一可旋轉的構件。 5 ·如申請專利範圍第1項所述之馬達，其中該引導閥係配 置以在不偏移一彈性構件的情況下由一第一位置切換 至一第二位置。 6. 如申請專利範圍第1項所述之馬達，其中該引導閥包含 一短管閥，其係配置在一套筒内部，且其中該短管閥之 緊靠該套筒而密封之部分一般是無0型環的。 7. 如申請專利範圍第1項所述之馬達，其中該引導閥包含 一磁性響應部件，其配置以在該活塞未緊鄰該磁鐵時將 該引導閥留在一第一位置。 8. —種感測一馬達之一週期之一相位之方法，該方法包 26 200905074 含： 磁性地感測一馬達之一部件是否位於一位置；及 根據該部件是否位於該位置來傳送一氣動訊號。 9.如申請專利範圍第8項所述之方法，其中該氣動訊號係 藉由一短管閥傳送。 1 0.如申請專利範圍第8項所述之方法，其中該部件包含一 活塞。

   1 1.如申請專利範圍第8項所述之方法，其中該部件在該馬 達之一週期期間係位於該位置一次。 12.如申請專利範圍第8項所述之方法，其包含響應該氣動 訊號而反轉驅動該馬達之一主要氣流之一方向。 1 3 .如申請專利範圍第8項所述之方法，其包含： 以該馬達驅動一幫浦；及 運送由該幫浦運送之一液體。

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