TW436583B - High-pressure pump head, diagnostic system for high-pressure pump, multiple head high-pressure pump, high-pressure fluid system, and method for diagnosing high-pressure fluid system, and method of predicting failure - Google Patents

Description

^36583 五、發明說明（1) 技術範疇 本輕明關於一種南壓流體咕卩筒，更詳細地說，本發明之 一實施例有關高壓流體唧筒中特定成份之運作狀態。 發明背景 南壓唧茼對水或其他流體加壓，以產生可用以切割材料 (如頁金屬及纖維水泥側線）之高壓流體流、驅動作動器、 及其他其中高壓流體有用之應用，一典型高壓唧筒具有一 加壓室、一位於加壓室内之柱塞、—聯結至加壓室之入口 止回閥、及一聯結至加壓室與出口室間之出口止回閥，該 柱塞返復於加壓室内’將流體在進入行程中藉由入口止回 閥抽入加壓室内’並在加壓行程中將流體驅動通過出口止 回閥進入出口室内，該出口止回閥選擇性地使流體得以足 夠壓力進入該出口室，高壓唧筒一般於10,00〇 psi(磅/ 方吋）以上作業，在許多應用中，位於50, 〇〇〇 psi-10 0, 〇〇〇 psi或以上範圍。 因為高壓唧筒在如此高壓下作業，該唧筒易可能^宝 同性i或導致故障之流體渗漏，用於監測背筒是否央 I7 傳統技術為：人工碰觸該唧筒頭’以評估唧筒作二漏之 否超過正常作業溫度，另一項監測唧筒之傳統技術:度是 唧筒頭下游受壓流體之溫度，然而，如下述，的$，别量 筒狀態之傳統技術具有數項缺點。 •制向壓唧 傳統k測技術之一問題為：唧筒可能無任何避上 障，在人工監測應用中，譬如，可藉由人工感測巩即故 溫度升高，一般僅發生在一成份完全故障導 ，05卩筒碩 吸4或壓力

436583 五、發明說明（2) d著，失之後’同樣地’難以藉由測量哪筒頭下游之严 f ί疋：同之故障，因為許多因素皆將影響唧筒頭中受ΐ 二：：溫度’ ® ’可能無法偵測到 壓：業條件下破裂或造成其他災難性故障為止。"在" 統=測技術之另—項問題為：其 術僅提供听筒頭中有成份故障之一般= m修故障中之” 1解 “二 回閥、出口止回閥、或蛤 、口止 題成份，請冑解對以1 基周圍之柱塞封’卩決定問 關之勞工成本及停工時二成=之檢查’將增加哪筒維修相 對有效成本操作及維：:1壓因二：監測技術可能無法 發明概述 隹“堡犧供適當之資訊。 本發明為一診斷高厭咖**丄 成份之裝置及方法，：：：：=及高麗流體系統之其他 之前即識別特定故障成份，^ 攻仂疋王故障 收於該加壓室中之力件ί:ϊ1ΐ及一至少部分接 加壓室之進入作用，並沿-將流體壓縮於加壓Μ:; 作用於加壓室中移動，—入口流體控制總成 室，以使流體於進入作用期間進入加壓室，及、一二 流體於加壓作用期心出！：…，以選擇性使受壓 該唧筒頭亦可包括-診斷系；，以指示各入 總成'受壓流體控制總成、及哪筒頭位於入口控；臟相

43 65 83 五、發明說明（3)· 對於加壓作用期間通過唧筒之流體流上游其他成份之運作 狀態，一實施例中，診斷系統具有第一溫度感應器·其聯 結到相對於流體流動方向之入口流體控制總成上游之唧筒 頭，及一第二溫度感應器，其聯結到受壓流體控制總成下 游之唧筒頭，該第一及第二溫度感應器一起隔離了唧筒頭 不同區域上之傳熱，以識別入口流體控制總成、受壓流體 控制總成或入σ流體控制總成上游之唧筒頭成份是否故 障。 一實施例中，該入口流體控制總成為一入口止回閥，該 受壓流體控制總成為一出口止回閥，而入口流體控制總成 上游之唧筒頭成份為加壓構件之一封，第一溫度感應器可 聯結到相鄰該封之唧筒頭1而第二溫度感應器可在出口室 之端蓋殼上聯結到唧筒頭，以第一及第二溫度感應器測出 之第一及第二溫度與第一及第二參考溫度作比較，以於唧 筒頭造成嚴重故障之前，決定入口止回閥、該封或該出口 止回閥是否故障，譬如，當第一及第二溫度感應器指示下 列溫度時，下列成份即為故障： 1. 入口止回閥*第一及第二溫度皆大於第一及第二參考 溫度。 2. 出〇止回閥*第一溫度約等於第一參考溫度，且第二 溫度大於第二參考溫度。 3. 封-第一溫度大於第一參考溫度，且第二溫度約等於 第二參考溫度。 本發明之一實施例中，第一及第二溫度感應器聯結至一

C： Program Fl les .Patent' 55020, ptd 第8頁 436583 _案號87115435 年&月 日 修正||_ 五 '發明說明（4) 處理器，其比較第一溫度與第一參考溫度及第二溫度與第 二參考溫度，該處理器可接著進行上述程序，以決定入口 止回閥、出口止回閥、或該封是否故障。 附圖簡介 圖1為根據本發明實施例具有診斷系統之高壓唧筒頭之 剖視圖。 圖2為診斷入口止回閥、出口止回閥、及封其狀態、具 有根據本發明實施例兩感應器診斷系統之處理器其流程 圖。 圖3為具有根據本發明之一實施例之診斷系統其多頭高 壓唧筒之正視圖。 圖4為診斷入口止回閥、出口止回閥、及封其狀態、具 有根據本發明另一實施例之多頭高壓唧筒之處理器其流程 圖。 圖5為顯示根據本發明其一實施例用於多頭高壓唧筒上 之兩感應器診斷系統其溫度輸出之圖表，其中指示入口止 回閥之一故障。 圖6為根據本發明之一實施例其高壓流體系統之一示意 圖。 元件代號表 1 0 唧筒頭 10a 、10b 、 10c 口即 筒頭 12 端蓋 12a '12b >12c 端 蓋 14 殼 15 襯墊 16 底 17 螺栓 18 發動機 20 加壓室

o-^soiom 第 9 頁 2000.06.16.009 43 65 83 _案號87115435 年（月 曰 修正|

五、發明說明（4a) I 24 柱 塞 25 馬區 動 總 成 27 加 壓 行 程 30 閥 體 32 入 V 通 道 33 入 σ 埠 34 出 口 通 道 36 入 〇 室 37 入 口 管 線 40 入 D 止 回閥 42 入 a 提 動 43 提 動 導 件 44 簧 48 靜 封 50 柱 塞 封 60 出 口 止 回閥 6 1 扣 件 64 簧 66 出 P 埠 /排放埠 68 靜 封 70 出 a 室 72 排 放 埠 80 歧 管 90 診 斷 系 統 92 、、W 度 感 應器 92a 第- -溫度 92b 第二 -溫度 9 2 a! ' 9 2 a2 、9 2 a3 第 一溫度 感應 器 92b, ' 92b 2 ' 、92b3 第 一、、田 存 --/瓜 /又 感應 器 92c 第三 1溫度感 ，應 器 93 傳 輸 線 94 處 理 器 99 多 頭 0即 筒 1 00 南 壓 糸 統 120、 122 ' 1 24 第- 1 測得溫度Ί\ 130 喷 嘴 132 閥 140 、 142 、 144 第- ___ 測得溫度 發明詳述 本發明為一診斷高壓唧筒中成份及高壓流體系統之其他 成份，以指示一成份何時故障，且識別該故障成份之裝置

O:\55\55020.ptc 第9a頁 2000.06.17.010 436583

O:\55\55020.ptc 第9b頁 2000.06.17.011 436583 , ___案號87115435 年台月 日 倏正皂__ 五、發明說明（5)

Cougar and Husky哪筒，請瞭解本發明其特定實施例之特 定細節揭示於下列說明及圖1 - 5中，以提供本發明特定實 施例之徹底瞭解，然而，熟悉本技藝者繚解本發明可有不 以這些細節實施之額外實施例。 圖1顯示用於根據本發明之高壓。即筒的唧筒頭10其一實 施例，唧筒頭1 0具有一端蓋1 2，其聯結至一殼1 4及一底 16 ’多數通螺栓1 了可延伸通過該端蓋12並螺旋進入底16 ’ 以將端蓋12、殼14及底16固持在—起，唧筒頭1◦之底16附 接至一發動機1 8，以提供動力予u即筒頭1 〇。 更詳細地說，殼1 4可為一承載有襯墊1 5以界定一加壓室 20之缸，且該端蓋12可具有一界定了出口室70之腔，加壓 室20及出口室70係以具有入口通道32及出口通道34之閥體 30分開，入口通道32各具有一入口埠33 ，其朝向加壓室 20 ’且入口通道32藉由入口室36聯結至入口管線37* —低 壓流體供應源附接至入口管線3 7，以提供連續流體供應予 入口通道32，加壓構件或柱塞24具有一位於加壓室20中之 第一端，及一藉由安置於底1 6中驅動總成2 5聯結至發動機 總成1 8之第二端，加壓室2 〇之下端及柱塞2 4係以一主要或 枉塞封5 0加以密封’發動機總成1 8使柱塞2 4返復，以將流 體於進入行程中抽入加壓室2 0，並接著在加壓行程期間對 加壓室2 0中之流體加壓，如上述，在閥體3 0 —端上之入口 流體控制總成使流體得以進入加壓室2 0，且在閥體3 0另一 端上之受壓流體控制總成，選擇性地使受壓流體得以由加 壓室穿越到出口室70。

O:\55\55020.ptc

第10頁 2000. 06.17.012 436583 五、發明說明（6) - -- 該入口流體控制總成可具有一位於閥體3 〇 一端上之靜封 4 8及入口止回閥4 〇，該入口止回閥4 〇開關該入口埠3 3，' 且該靜封4 8由加壓室20上端密封該入口室36，圖i所示之 入口止回閥4〇具有一入口提動42，其沿襯塾Η及簧44中之 一提動導件43滑動，並使該入口提動42對閥體3〇偏向，該 出口流體控制總成可具有一位於闊體3〇另一端上之出口止 回閥60 ’及一位於閥體30與端蓋12間之靜封68，以密封該 出口室70，該出口止回閥6〇具有一扣件61，其中扣住一出 口閥提動62，並藉由一簧64使其往下對閥體3〇偏向，扣件 61亦具有多數出口埠66 ’受壓流體流由閥體3〇之出口通道 34通過該處進入出口室7〇。 為了對’筒頭1 〇中之流體容積加壓’發動機總成1 8沿一 進入行程25通過襯墊15拉動柱塞24，柱塞24之進入行程25 將入口提動4 2往提動導件43下拉進入開啟位置，以使流體 流過該入口通道32 ’並藉由入口埠33進入加壓室20，在哪 筒頭10之此作業點上，流體為較低壓（如50-150 psi)，發 動機1 8接著沿加壓行程2 7驅動柱塞2 4，以壓縮加壓室2 〇中 之流體，加壓行程2 7期間，簧44及加壓室2 0中流體之往上 流動，將提動4 2往閥體3 0推，以關閉入口埠3 3，當柱塞2 4 繼續沿加壓行程27時，受壓流體經出口通道34流至出口提 動62，當壓力到達所需程度，該出口提動62於扣件61 t往 上移動，以使受壓流體得以流過排放埠6 6並進入出口室 7 0 ’由該出口室7 0，受壓流體流經一排放埠7 2至歧管8 0， 在歧管80上之受壓流體已可藉由一附接至歧管80出口埠82

C:\Prograra Files\Patent\55020. ptd 第ii頁 4 3 6583 __案號87115435 β;年（^月 日 修正I__ 五、發明說明（7) 之工具，由作業員加以使用。 診斷系統9 0聯結至唧筒頭1 0，以指示唧筒頭1 〇之成份何 時故障，並識別該故障成份，該診斷系統9 0具有一或多個 在選定位置上聯結至唧筒頭1 0之溫度感應器9 2 (以編號 9 2a-92c表示），以監測唧筒頭10之選定成份，診斷系統90 亦可具有一聯結至溫度感應器9 2之處理器9 4，以分析來自 溫度感應器9 2資料，並接著指示選定成份之一何時將發生 故障。 診斷系統9 0之一實施例中’單一溫度感應器9 2聯結至與 柱塞封50(以第一溫度感應器92a表示）、端蓋12(以第二溫 度感應器92b表示）或入口止回閥40(以第三溫度感應器92c 表示）相鄰之唧筒頭1 〇，另一項實施例中，診斷系統9 0具 有兩溫度感應器，其中該第一溫度92a附接至入口 土回閥 4 0上游之唧筒頭1 〇，而該第二溫度9 2b附接至出口止回閥 6 0下游之端蓋1 2，請暸解所謂“上游”及“下游”係關於 柱塞2 4加壓行程2 7期間通過唧筒頭1 0之流體流’兩感應器 診斷系統9 0之較佳實施例中，第一溫度感應器9 2 a附接至 與柱塞封5 0相鄰之該殼1 4 ’ I第二湛度感應器9 2 b附接至 端蓋1 2之頂部，診斷系統9 〇之另一項實施例中’三個溫度 感應器附接至唧筒頭1 0，使得第一溫度感應器9 2 a附接至 與柱塞封50相鄰之該殼14 ’弟一溫度感應器92b附接至端 蓋1 2，且第三溫度感應赛9 2 c附接至與入口止回閥4 0相鄰 之該殼14，溫度感應器92玎為熱阻器或探溫器類型’其可 精確測量溫度之細微改變’具有適當迴路之適合熱阻器產

O:\55V55020.ptc 第12頁 2000.06.16.014 43^583 五、發明說明（8) 生對應該溫度之電訊，並沿傳輸線93(以編號93a-93c表 示）傳送訊號至處理器9 4，譬如•愛達荷州玻依斯之 · Quality Thermistors 生產之QTO 600 7-0 07 熱阻器可藉由一 由麻州多敦之Ke i t h 1 y Me tr aby t e生產之A/D資料擭得板聯 結至一奔騰處理器電腦。 診斷系統9 0指示了故障中之成份，並藉由對與特定成份 相鄰之溫度感應器92 ’定位、或藉由在選定位置上對多數溫 度感應器定位，一起指示了數個唧筒頭成份狀態而識別了 故障成份，當藉由溫度感應器監測成份其中之一的受壓流 體滲漏時，滲漏流體之溫度增加，導致唧筒頭其對應位置 上或唧筒頭中流體之溫度增加，診斷系統9 〇因此對一溫度 感應器9 2定位，其係受滲漏導致之熱通量影響，使得單以 溫度感應器或連帶其他溫度感應器，使熱通量源隔離，因 此，診斷系統9 0並未限制於圖1所示實施例，而函蓋了其 中一或多個溫度感應器，定位於可精確識別高壓流體應用 申之故障成份之應用。 圖2顯示處理器94申設定之軟體程序、或作業員所用人 工程序之一實施例，以診斷帶有兩感應器診斷系統之入口 止回閥40、柱塞50及或出口止回闊60之狀態’圖2所示程 序較佳應用於一診斷系統9 0，其中該第一溫度感應器9 2a 附接至與柱塞封5 〇相鄰之殼1 4，而第二感應器9 2 b附接至 端蓋12(如圖1所示）。 該程序開始於步驟1 0 0 ’其中該作業員或處理器9 4計錄 了對應唧筒頭10其在第一及第二溫度感應器92a&92b的正

C: \Program Files\Patent\55020. ptd 第13頁 436583 五，發明說明（9) 常操作溫度之第一及第二參考溫度(Τ|ίι及^，該程序以步 味102繼續，其中該第一測得溫度（Τι)係由第一溫度感應· 器92a獲得，而第二測得溫度（τ/)係由第二溫度感應器92b 獲得步驟1 04、1 06及1 08中，處理器94接著比較第一及 第二測得溫度T,與1及第一及第二參考溫度Tri及Tr2，以決 定入口止回閥40、柱塞封50或出口止回閥6〇是否故障。 譬如’步驟1 〇 4中’處理器9 4分析第一測得溫度l是否 大於第一參考溫度TR1 ’及第二測得溫度是否大於第二參 考/皿度TRS，右第一及第二測得溫度T丨與T2皆大於第一及第 二參考溫度TR1及TR'2 ’則處理器繼續步驟1 05，其中其指示 了故障中之入口止回閥*然而，若未達到步驟丨〇 4之參 數，則處理器94繼續步驟1 0 6，其中其分析第一測得溫度 Τι疋否大於第一參考溫度TRi ，及第二測得溫度l是否約等 於第二參考溫度^，若達到步驟1 〇 6之標準，則處理器繼 續步驟107，其申其指示了柱塞封50處於故障中，然而， 若未達到步驟1 0 6之參數，則處理器9 4繼續步驟1 〇 8，其中 其分析第一測得溫度τ,是否约等於第一參考溫度Τκι，及第 二測得溫度T?是否大於第二參考溫度TR2，若未符合步驟 1 0 8之詢問，則處理器繼續步驟1 〇 9，其中其指示了故障中 之出口止回閥6 0，若未符合步驟11 〇之詢問，則處理器9 4 繼續步驟11 〇，其中其指示了 $卩筒頭1 〇為可運作。 到達步驟1 1 0之後’處理器9 4繼續步驟1 〇 2、1 0 4、1 0 6、 108及110 ’直到第一及第二測得溫度τ,與了2導致處理器繼 續步驟1 0 5、1 0 7或1 0 9為止，因此，診斷系統9 〇連續診斷

C: Program Files Patentx55020. ptd 第U I 436583 五、發明說明u〇) 唧筒頭1 〇，以指示並識別入口止回閥、出口止回閥、及栓 塞封何時故障。 - 圖i及2所示診斷系統9 〇之實施例降低了修復磨損或故障 唧筒頭之成本及停工時間，不同於傳統之監測技術，診斷 系統9 0識別唧筒頭1 0中故障之特定成份，對應了故障成份 之溫度感應器、感應器中其溫度之增加，不但指示哪筒頭 10將發生故障，更識別了故障之成份，使得技術人員能夠 快速獨立出該問題，並對唧筒頭進行修復，因此，比起傳 统之監測技術，圖1及2所示診斷系統9 0之實施例，降低了 修復唧筒頭之成本及停工時間3 ν' 上述診斷系統9 0之實施例’亦可特別指示僅帶有兩感應 器之入口止回閥40 '出口止回閥60或柱塞封50是否故障， 第一溫度感應器92a在其中係由入口止回閥40或柱塞封50 上之洩漏影響熱傳之位置上，監測唧筒頭1 0之第一刮面， 第二溫度感應器92b在其中係由入口止回閥40或出口止回 間60上之洩漏影響熱傳之位置上，監測唧筒頭1 〇之第二剖 面’因為入口止回閥40上之滲漏影響了第一及第二溫度感 應器9 2 a及9 2 b，但出口止回閥6 0及柱塞封5 0上之滲漏，僅 分別影響第一及第二溫度感應器92a及92b其中之一，入口 止回閥40、出口止回閥60或柱塞封50其中任一之作業狀 態，可僅以兩溫度感應器個別決定，結果，診斷系統9 0之 一較诖實施例僅需安裝並保持兩溫度感應器，以監測最可 能故障之三件成份。 圖I及2所示診斷系統9 0之實施例，亦可指示唧筒頭1 〇之

C:\Program Fi les\PaLent ' 55020. pt:d 第 1.3 頁 436583 五、發明說明cii) 一成份在導致唧筒頭1 0之完全或災難性故障前即故障，因 為診斷系統90定位了與最可能故障之_筒頭1Q成份相鄰之 溫度感應器’珍斷系統9 0在對應之溫度感應器上僅需小量 溫度上升’即可精择指示故障將發生，因此，比起傳統上 僅在溫度較大幅升高後關閉哪筒頭之監測系統，診斷系統 90可在滲漏可能造成唧筒頭1〇故障之前，即停止唧筒頭 10 ° 圖3顯示多頭唧筒99，其具有附接至單一發動機總成18 之三個唧筒頭l〇a、l〇b、及l〇c，第一溫度感應器92a(以 編號92 a!、92 a2、及92 a3表示）附接至對應入口止回閥（未 圖示）上游之各唧筒頭’而第二溫度感應器92b(以编號 92b,、9 2ba、及9 2b3表示）附接至對應出口止回閥（未圖示） 下游之各唧筒頭，例如’第一溫度感應器92a]、92a2、及 92¾可附接至與對應柱塞封（未圖示）相鄰之殼14&、Ub及 14c ’同樣地，第二溫度感應器92b!、92b2、及92b3可附接 至端蓋12a、12b、及12c頂部，處理器聯結至各第一及第 二溫度感應器92a及92b，以接收並處理來自所有第一及第 二溫度感應器92a及92b之第一及第二測得溫度，如下述， 處理器94連續監測各唧筒頭i〇a—i〇c之入口止回閥、柱塞 封、及出口止回闕。 圖4為一流程圖，其中顯示處理器94用以監測圖3多頭唧 筒99之軟體程序，圖4程序大致與上述對圖2為相同，除了 在處理器94對唧筒頭l〇a、1 〇b、或1 0c( —“評估唧筒 頭”）其中之一進行步驟102、104、106 '108及110之外，

C:\Program Files\Patent\55020. ptd 第ί6頁 436583 五：發明說明（12) 然後繼續步驟U 2，其中處理器選擇其他兩唧茼頭之一 者’以步驟1 0 2開始進行評估，另一項缺點為處理器進行_ 步驟，其中該第一及第二參考溫度τ;;ι及&係由來自並 非特定重覆步驟102-110之評估唧筒頭其兩唧筒頭之第一 及第二溫度平均而定，譬如，當第一唧筒頭丨〇 a為評估唧 筒頭時，處理器9 4由步驟1 〇 2之各唧筒頭獲得第一及第二 測得溫度及1 ’且接著：（1)藉由對來自第二及第三唧筒 頭1 0b及1 0c之第一測得溫度凡，加以平均計算第一參考溫 度TR1;及（2)藉由對來自第二及第三唧筒頭1〇b及i〇c之第二 測得溫度Τ'2 ’加以平均計算第二參考溫度；，當於步驟 103中算出第一及第二參考溫度Tr;及Tr2後，處理器繼續完 成步驟104-110 ’以評估第一唧筒頭之成份，若處理器 94繼續第一唧筒頭1 〇a之步驟丨丨〇，則處理器接著進行步驟 11 2，其中由評估唧筒頭變成第二唧筒頭丨〇匕。 為了診斷第二及第三唧筒頭及i〇c之成份，處理器94對 各唧筒頭重覆步驟102、1〇4、106、108、110及112，直到 一成份處於故障模式為止，譬如，為了診斷第二唧筒頭 1 〇 b，處理器9 4繼續步驟1 〇 2，以再次對各唧筒頭獲得第一 及弟一測彳于溫度’處理器9 4繼續步驟1 〇 3，其中對第二 筒頭10b藉由對第一及第三唧筒頭1〇3及1〇(：之第一及第二 測得溫度1\及12加以平均，而計算第一及第二參考溫度 及TR2，若第二唧筒頭1 Ob為可運作，處理器94接著進行所 有偶數步驟1 0 4 - 11 0 ’並於步驟1 1 2中，評估唧筒頭改成第 三唧筒頭1 0C，處理器94同理藉由計算來自第一及第二唧

C:\Prograiii Files Patentv 55020. pld 第17頁 436583

及Trj 而診斷第三 筒頭10a及10b之第一及第二參考溫度7 唧筒頭1 0 C。 圖4亦顯示處理q 4沉 m k a* v . ° 斤用軟體程序另一實施例，以監測 圖3之多頭啤筒99 , 卜者名 Λ細·例中，處理器9 4在特定唧筒成 份其測彳于溫度已超過特定卩主+ u h , i μ+^ iL 何期數之對應參考溫 f ,堇續步驟105、1G7、或109，處理器94因此計 鼻對於週期之樣本尺寸5特定測得溫度大於對應參考溫度 之η發生次數’步驟1〇43令，¥如，處理器比較n/s與對 n«u/S，值，其中特定成份溫度之增加，可能指示了該成 份故障’而非不正確之溫度讀數或某些其他錯誤，若n/：s 大Knm/S，處理器繼續步驟丨〇5，以指示入口止回閥處於 故障’除了處理器繼續步騍1〇7或步驟1〇9，以指示柱塞封 或出口止回閥故障之外’步驟1〇6a及1〇83類似步驟1〇4a， 因此，對於高壓唧筒或流體系統之診斷系統一較佳實施例 中’處理器僅在足以降低錯誤讀數之時間中，特定成份溫 度已超過對應參考溫度之後，繼續指示成份故障。 可由電腦程式熟悉者不需不當實驗而利用適當之電腦及 市售軟體’來實施圖2及4顯示之程序，譬如，軟體設計用 以利用華盛頓州雷蒙之微軟公司所生產Micr〇s〇ft?

Visual Basic 及Keithiy Metrabyte 之Visual Test

Extension，來實施這些程序。 圖5為一圖表，其中顯示在三個哪筒頭高壓α即筒上各哪 筒頭上帶有兩感應器之診斷系統90其輸出之一實施例，編 號120、122及124指示之線代表位置分別與0g卩筒頭i〇a-l〇c

4 436583 年b月 a 案號 87Π5435 五、發明說明（Μ) 之柱塞封相鄰之第一溫度感應器92a其第—測得溫度Τι， 編號140、142及144代表之線分別對應了唧筒頭之 端蓋12 ’如圖5所示’約1 : 30am時，第一唧筒頭i〇a之第 一及第一測知溫度1 2 0及1 4 0快速增加，指示了第一 β即筒頭 10a之入口止回閥故障，因此，處理器94可具有一顯示3 器，以視覺表示特定唧筒頭之特定成份何時故障。 圖6為一示意圖，其_顯示一高壓系統1〇〇之實施例’其 具有一 ^頭同壓唧499，其藉由一高壓管線11〇聯結至多 數工具120及喷嘴130，用於高壓流體系統之適當轉台及 為008344-1轉台及001322-1開關間，兩者皆由fi〇w

International Corporation製造，唧筒99可類似上述相 對圖3之哪筒99 ’並因此溫度感應器92代表附接至各^即筒 頭不同成份之多數探溫器，工具12〇可為旋轉工具，其帶 有如咼速或動力轉台等旋轉元件122，及一可聯結至各工 具1 2 0之溫度感應器或探溫器9 2，噴嘴1 3 〇較佳係由閥丨3 2 控制’而一溫度感應器9 2可聯結至各閥；ι 3 2，溫度感應器 92藉由管線9 3聯結至處理器94 ’作業上，各溫度感應\°或 探溫器9 2感測到高壓系統1 〇 〇其一分離成份之測得溫度， 處理益9 4接著藉由比較測得溫度與對應參考溫度來評估測 得之溫度，譬如，對於各唧筒頭成份之參考溫度可如上述 參考圖4決定，同樣地，對於工具12〇之參考溫度，可藉由 平均或比較工具120溫度加以決定，而對於閥132之參考溫 度’可藉由平均或比較閥1 3 2之參考溫度加以決定，處理 器9 4因此指示出成份何時故障，並識別特定之故障成份，

O:\55\55020.ptc 第19頁 2000,06.16. 021 436583 五、發明說明（15) 如上述。 由上述，請瞭解雖然本發明之特定實施例為說明起見如 上述，仍可有多種不同修正，而不背離本發明之精神與範 圍，譬如，診斷系統可具有不同數目之溫度感應器，且其 可實施在不同高壓流體唧筒上，一般而言，本發明範圍内 之診斷系統或高壓裝置具有一溫度感應器，其與密封或控 制來自高壓裝置一部份到另一部分之流體流成份相鄰，因 此，本發明除下列申請專利範圍外不受限制。

C: \Prograui FilesXPatenL 55020. ptd 第20頁

Claims (1)

1. 436583 _案號87115435 年G月 日 修正_ 六、申請專利範圍 1 . 一種高壓唧筒頭，包括： 一加壓室； 一至少部分接收於加壓室中之加壓構件，該加壓構件 可於加壓室内移動，以進入作用將流體抽入加壓室内，並 以一加壓作用於加壓室中壓縮流體； 一入口流體控制總成，其聯結至該加壓室，以使流體 於進入作用期間通過入口埠進入加壓室，並防止於加壓作 用期間通過入口埠回流； 一受壓流體控制總成，其聯結至加壓室，以選擇性使 受壓流體，至少於一部份加壓作用期間，由加壓室流到出 口室，並防止由出口室回流進入加壓室；及 一診斷系統，其具有第一溫度感應器，其聯結至唧筒 頭，及一第二溫度感應器，其聯結至該唧筒頭，該第一溫 度感應器位於唧筒頭上，以感應由特定成份產生之熱通 量，並識別故障成份，其中該第一溫度感應器聯結至相對 通過唧筒之流體流動方向之入口流體控制總成上游的唧筒 頭，且第二溫度感應器聯結至相對流體流動方向之受壓流 體控制總成下游的唧筒頭，第一及第二溫度感應器一起指 示了各入口流體控制總成、及入口流體控制總成上游唧筒 頭成份、及受壓流體控制總成之個別操作狀態。 2 .根據申請專利範圍第1項之唧筒頭，其中該入口流體 控制總成包括一入口止回閥，且其中當第一及第二溫度感 應器記錄到超過第一及第二參考溫度之第一及第二溫度 時，該入口止回閥被判定為故障。 3.根攄申請專利範圍第2項之唧筒頭，其中該入口流體

   O:\55\55020.ptc 第1頁 2000.06.17.023 436583 ___案號 六、申請專利範圍 控制總成包括 度感應器記錄 度時，該入口 4. 根據申請 控制總成包括 錄到第一溫度 錄到第二溫度 為故障。 5. 根據申請 制總成上游之 當第一溫度感 第二溫度感應 該封被判定為 6 ·根據申請 理器，其聯結 較一來自第一 感應器之第一 控制總成、受 份之個別操作 7. 根據申請 控制總成包括 應器記錄到超 時，該入口止 8. 根據申請 控制總成包括

   O:\55\55020.ptc ^115435 年月 日 你.不____ 一入口止回閥及一靜封，且當第一及第二溫 到超過第一及第二參考溫度之第一及第二溫 止回閥及靜封其中一者被判定為故障。 專利範圍第1項之唧筒頭，其中該出口流體 一出口止回閥，且其中當第一溫度感應器記 與第一參考溫度相近，且第二溫度感應器記 大於第一參考溫度時，該出口止回間被判定 專利範圍第1項之唧筒頭，其中入口流體控 該成份包括一沿加壓構件周圍之封，且其中 應器記錄到第一溫度大於第一參考溫度，且 器記錄到第二溫度與第二參考溫度相近時， 故障。 專利範圍第1項之D即筒頭，進一步包括一處 至第一及第二溫度感應器，其中該處理器比 溫度感應器之第一測得溫度與來自第二溫度 參考溫度及第二測得溫度，以決定入口流體 壓流體控制總成及入口流體控制總成上游成 狀態。 專利範圍第6項之唧筒頭，其中該入口流體 一入口止回閥，且其中當第一及第二溫度感 過第一及第二參考溫度之第一及第二溫度 回閥被判定為故障。 專利範圍第6項之唧筒頭，其中該出口流體 一出口止回閥，且其中當第一溫度感應器記

   2000.06.16. 024 436583 _案號87115435_年月曰 修正_ 六、申請專利範圍 錄到第一溫度與第一參考溫度相近，且第二溫度感應器記 錄到第二項溫度大於第二參考溫度時，該出口止回閥被判 定為故障。 9 .根據申請專利範圍第6項之唧筒頭，其中入口流體控 制總成上游之該成份包括一沿加壓構件周圍之封，且其中 當第一溫度感應器記錄到第一溫度大於第一參考溫度，且 第二溫度感應器記錄到第二項溫度與第二參考溫度相近 時，該封被判定為故障。 1 0 .根據申請專利範圍第1項之唧筒頭，進一步包括： 一位於入口流體控制總成上游之封，該封位於加壓 構件周圍；及 一第三溫度感應器，其附接至與入口流體控制總成 相鄰之唧筒頭。 1 1 . 一種高壓唧筒頭，包括： 一加壓室； —柱塞，其具有接收於加壓室中之第一端，及適可 操作性附接至發動機之第二端，柱塞之第一端可沿一進入 行程於加壓室内移動，以將流體抽入加壓室中，並沿一加 壓行程將流體壓縮進入加壓室中； —入口止回閥，其聯結至加壓室，以使流體得以於 進入行程中進入加壓室，並防止加壓行程中通過入口埠回 流； 一出口止回閥，其聯結至加壓室，以選擇性於加壓 行程期間，使受壓流體得以由加壓室穿越到出口室内，並 防止由出口室回流進入加壓室；

   O:\55\5502O.ptc 第3頁 2000. 06.16.025 436583 _案號87115435_年月日 修正_ 六、申請專利範圍 —沿柱塞往柱塞第二端之封； 一第一溫度感應器，其聯結到與該封相鄰之加壓 室：及 一第二溫度感應器，其聯結到安置該出口室之端 蓋，其中該第一及第二溫度感應器指示出入口止回閥、出 口止回閥' 及該封之操作狀態。 1 2.根據申請專利範圍第1 1項之唧筒頭，進一步包括一 處理器，其聯結至第一及第二溫度感應器，其中該處理器 比較一來自第一溫度感應器之第一測得溫度，與來自第二 溫度感應器之第一參考溫度及第二測得溫度，以決定入口 止回閥、出口止回閥及該封之個別操作狀態。 1 3.根據申請專利範圍第1 2項之唧筒頭，其中該處理器 當第一及第二溫度感應器記錄到第一及第二溫度超過第一 及第二參考溫度時，判定入口止回閥為故障。 1 4.根據申請專利範圍第1 2項之唧筒頭，其中該處理器 當第一溫度感應器記錄到第一溫度與第一參考溫度相近， 且第二溫度感應器記錄到第二溫度大於第二參考溫度時， 判定出口止回閥為故障。 1 5.根據申請專利範圍第1 2項之唧筒頭，其中該處理器 當第一參考溫度感應器記錄到第一溫度大於第一參考溫 度，且第二溫度感應器記錄到第二溫度與第二參考溫度相 近時，判定該封為故障。 1 6. —種高壓唧筒頭，包括： —加壓室； 一至少部分接收於加壓室中之柱塞，該柱塞可沿一

   O:\55\55020.ptc 第4頁 2000.06. 16.026 4 3 6 5 8 3 _案號87115435_年月曰 修正_ 六、申請專利範圍 進入行程於加壓室内移動，以將流體抽入加壓室中，並沿 一加壓行程將流體壓縮進入加壓室中； 一入口流體控制總成，其聯結至加壓室，以使流體 得以於進入行程中通過一入口埠進入加壓室，並防止加壓 行程期間通過入口埠回流； 一受壓流體控制總成，其聯結至加壓室，以選擇性 於加壓行程期間，使受壓流體得以由加壓室穿越到出口室 内，並防止由出口室回流進入加壓室； 一沿柱塞周圍以密封加壓室之封；及 一診斷系統，其具有第一溫度感應器，其聯結至相 對一流體流動方向通過該唧筒之入口流體控制總成上游之 加壓室，一第二溫度感應器，其聯結至相對流體流動方向 之受壓流體控制總成下游之唧筒頭，及一處理器，其操作 性聯結至第一及第二溫度感應器，以分別接收第一及第二 溫度訊號，其中該處理器特定藉由分別比較第一及第二溫 度訊號與第一及第二參考訊號，識別出入口流體控制總 成、出口流體控制總成、或該封各是否故障。 1 7. —種診斷系統，其用以監測高壓唧筒之入口閥總 成、高壓唧筒之出口閥總成、及一沿高壓唧筒及柱塞周圍 之封，其包括： 一第一溫度感應器，其在由該封上熱通量及加壓室 中流體溫度影響之位置上聯結至唧筒； —第二溫度感應器，其在相對通過該唧筒流體流動 之出口閥總成下游之一位置上聯結至唧筒；及 一處理器，其可操作性聯結至第一及第二溫度感應

   O:\55\55020.pic 第5頁 2000. 06.16. 027 436583 _案號87115435_年月日__ 六、申請專利範圍 器，以接收第一及第二溫度輸入訊號，其中該處理器藉由 分別比較第一及第二輸入訊號與第一及第二參考程度，而 特定識別該入口止回閥、出口止回閥或該封是否故障。 1 8.根據申請專利範圍第1 7項之診斷系統，其中該處理 器當第一及第二輸入訊號超過第一及第二參考程度時，判 定入口止回閥為故障。 1 9.根據申請專利範圍第1 7項之診斷系統，其中該處理 器當第一輸入訊號與第一參考程度相近，且第二輸入訊號 大於第二參考程度時，判定出口止回閥為故障。 2 0.根據申請專利範圍第1 7項之診斷系統，其中該處理 器當第一輸入訊號超過第一參考程度，且第二輸入訊號與 第二參考程度相近時，判定該封為故障。 21.—種多頭高壓唧筒，其包括： 一第一唧筒頭，其具有第一加壓室，一接收於第一 加壓室中之第一柱塞，一第一入口止回閥，其聯結至第一 加壓室，一第一出口止回閥，其聯結於第一加壓室與第一 出口室之間，及一沿第一柱塞周圍之第一封； 一第二唧筒頭，其具有第二加壓室，一接收於第二 加壓室中之第二柱塞，一第二入口止回閥，其聯結至第二 加壓室，一第二出口止回閥，其聯結於第二加壓室與第二 出口室之間，及一沿第二柱塞周圍之第二封； 一第三唧筒頭，其具有第三加壓室，一接收於第三 加壓室中之第三柱塞，一第三入口止回閥，其聯結至第三 加壓室，一第三出口止回閥，其聯結於第三加壓室與第三 出口室之間，及一沿第三柱塞周圍之第三封；及

   O:\55\55020.pic 第6頁 2000.06.16.028 4 3 6 5 8 3 _案號 87115435_年月曰_ί±ί,_ 六、申請專利範圍 一診斷系統，其具有一第一溫度感應器，其聯結至 第一入口止回閥上游之第一唧筒頭，一第二溫度感應器， 其聯結至第一出口止回閥下游之第一唧筒頭，一第三溫度 感應器，其聯結至第二入口止回閥上游之第二唧筒頭，一 第四溫度感應器，其聯結至第二出口止回閥下游之第二唧 筒頭，一第五溫度感應器，其聯結至第三入口止回閥上游 之第三唧筒頭，一第六溫度感應器，其聯結至第三出口止 回閥下游之第三唧筒頭，及一處理器，其聯結至各溫度感 應器，該處理器比較來自溫度感應器之輸入訊號，以特別 識別第一入口止回間、第一出口止回閥、第一封、第二入 口止回閥、第二出口止回閥、第二封、第三入口止回閥、 第三出口止回閥或第三封其中之一是否故障。 2 2. —種高壓流體系統，其包括： 一高壓唧筒； 一成份，其聯結至該唧筒，以接收來自唧筒之受壓 流體； 一溫度感應器，其在可感測到唧筒及成份其中一者 中滲漏產生熱通量之位置上，附接至至少唧筒及成份其中 一者，其中該成份為以高壓流體操作之一動態工具，且該 溫度感應器聯結至該工具；及 一處理器，其操作性聯結至該溫度感應器，該處理 器比較一來自溫度感應器之感測溫度與一參考溫度，且該 處理器指示出對於預定時間，當感測溫度超過參考溫度 時，唧筒及成份其中一之故障。 2 3. —種高壓流體系統，其包括：

   O:\55\55020.ptc 第7頁 2000.06.16.029 436583 _案號87115435_年月曰 修正_ 六'申請專利範圍 一高壓唧筒； 一成份，其聯結至該°即筒，以接收來自唧筒之受壓 流體； 一溫度感應器，其在可感測到唧筒及成份其中一者 中滲漏產生熱通量之位置上，附接至至少唧筒及成份其中 一者，其中該成份為一將唧筒聯結至一工具之配合，而該 溫度感應器聯結至該配合；及 一處理器，其操作性聯結至該溫度感應器，該處理 器比較一來自溫度感應器之感測溫度與一參考溫度，且該 處理器指示出對於預定時間，當感測溫度超過參考溫度 時，唧筒及成份其中一之故障。 2 4 . —種高壓流體系統，其包括： 一高壓唧筒； 一成份，其聯結至該唧筒，以接收來自唧筒之受壓 流體； 一溫度感應器，其在可感測到唧筒及成份其中一者 中滲漏產生熱通量之位置上，附接至至少唧筒及成份其中 一者；及 一處理器，其操作性聯結至該溫度感應器，該處理 器比較一來自溫度感應器之感測溫度與一參考溫度，且該 處理器指示出對於預定時間，當感測溫度超過參考溫度 時，唧筒及成份其中一之故障，其中該唧筒具有一入口止 回閥、一出口止回閥、及一柱塞封，且其中該溫度感應器 包括一第一探溫器，其聯結至與柱塞封相鄰之唧筒，而一 第二探溫器聯結至與出口止回閥相鄰的唧筒之一出口室。

   O:\55\5502O.ptc 第8頁 2000.06.16. 030 436583 _案號87115435_年月曰 修正_ 六、申請專利範圍 2 5.根據申請專利範圍第2 4項之高壓流體系統，其中該 成份為由高壓流體操作之一動態工具，且該溫度感應器進 一步包括一聯結至工具之第三探溫器。 2 6. —種高壓流體系統，其包括： 一高壓唧筒； 一成份，其聯結至該11即筒，以接收來自D即筒之受壓 流體； 一溫度感應器，其在可感測到唧筒及成份其中一者 中滲漏產生熱通量之位置上，附接至至少唧筒及成份其中 一者；及 一處理器，其操作性聯結至該溫度感應器，該處理 器比較一來自溫度感應器之感測溫度與一參考溫度，且該 處理器指示出對於預定時間，當感測溫度超過參考溫度 時，唧筒及成份其中一之故障； 其中該成份包括一轉台，其藉由一高壓流體管線聯 結至該唧筒，及喷嘴，其藉由一閥及高壓流體管線聯結至 該唧筒； 其中該唧筒包括一加壓室、一收納於該加壓室中之 柱塞、一介於該柱塞與該加壓室間之柱塞封、一對於該 加壓流體之出口室、及一於該加壓室與出口室間具有一出 口止回閥及一入口止回閥之唧筒閥總成；及 其中該溫度感應器包括多數聯結至該處理器之個別 探溫器，其中該個別探溫器聯結至各轉台、喷嘴閥、該加 壓室與該柱塞封及該出口室相鄰。 2 7. —種用於診斷在一種高壓流體系統中產生壓降之介

   O:\55\55020.pic 第9頁 2000.06.16.031 436583 _案號87115435_年月曰 修正_ 六、申請專利範圍 面成份的方法，包括： 監測一流體系統其至少一成份之溫度，其獨立出由 介面成份產生之熱通量； 比較該成份之所監測溫度與一參考溫度，當所監測 溫度大於參考溫度時，該介面成份為故障；及 其中該成份為一沿柱塞周圍之封，且該方法進一步 包括了當第一溫度大於第一參考溫度，且第二溫度與第二 參考溫度相近時，將封判別為故障。 2 8. —種預測具有一加壓室、一聯結至加壓室之入口止 回閥、及一聯結至加壓室之出口止回閥等的高壓唧筒其成 份敁障之方法，該方法包括： 測量相對於通過唧筒之流體流動的入口止回閥上游 之第一唧筒成份其第一溫度； 測量相對於通過唧筒之流體流動的出口止回閥下游 之第二唧筒成份其第二溫度； 分別比較第一及第二測得溫度與第一及第二參考溫 度；及 診斷相對於通過唧筒之流體流動之入口止回閥上游 之成份、出口止回閥、入口止回閥其中之一的故障。 2 9.根據申請專利範圍第2 8項之方法，其中該診斷作用 包括了當第一及第二溫度分別大於第一及第二參考溫度 時，判別入口止回閥之故障。 3 0.根據申請專利範圍第2 8項之方法，其中該診斷作用 包括了當第一溫度與第一參考溫度相近，且第二溫度大於 第二參考溫度時，判別出口止回閥之故障。

   O:\55\55020.pic 第10頁 2000.06.16.032 436583

   O:\55\55020.pic 第11頁 2000.06.16. 033