TWI425142B - 具有磁性止動裝置的閥 - Google Patents

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Description

具有磁性止動裝置的閥
本發明大體而言係有關於氣動設備，並且在某些實施例中，係有關於空壓馬達(air motor)，其擁有具備磁性止動裝置的閥。
氣動馬達通常是用來將以壓縮空氣型態儲存的能量轉換為動能。例如，可用壓縮空氣來驅動往復桿(reciprocating rod)或旋轉軸。所造成的運動可用於多種應用，包含，例如，抽吸液體至噴槍。在某些噴槍應用中，該氣動馬達可驅動一幫浦，而該幫浦可傳送液體塗料，例如油漆。
習知氣動馬達在某些方面是不適用的。例如，氣動馬達所造成的機械運動可能不平穩。氣動馬達內的切換裝置可指示在該馬達循環期間何時該重定加壓空氣的路徑。操作時，該切換裝置會間歇消耗應由氣動馬達輸出之一部分動能。結果，輸出運動或功率會改變，並且被抽吸的液體之流速會產生波動。在抽吸液體塗料至噴槍時，流速的變異可能會特別造成問題。在流速下降時噴灑的圖形可能會縮小，並在流速上升時擴大，這可造成液體塗料施加的不平均。
習知氣動馬達內的切換裝置也可能造成其他問題。例如，某些類型的切換裝置，例如簧式閥(reed valves)，會 因為來自該氣動馬達的震動而快速磨耗或受損，因而可能增加維修成本。此外，某些類型的切換裝置在低壓下可能無法作用，例如低於25 psi。無法作用之切換裝置會阻礙該氣動馬達在要求低速運動或無法取得較高壓空氣供應的應用中之使用。
除了其他實例之外，下方的討論係描述具有活塞及磁性促動閥的氣動馬達。該磁性促動閥可毗鄰該活塞，並且在某些實施例中，包含一滑軸閥(spool valve)。
如下所討論者，本發明之某些實施例提供調節氣動馬達內之氣流的方法及設備。當然，此類實施例僅是本發明的範例，並且附屬的申請專利範圍不應被視為受限於該等實施例。確實，本發明可應用在很多種系統上。
如在此所使用者，”頂部”、”底部”、”上”、及”下”等詞表示相對的位置或方向，而非絕對的位置或方向。”範例”一詞係用來表示某物僅是代表例而不必然是最終或較佳的。在此，除非另外註明，所提及之流體壓力是指計示壓力(gauge pressure)(對比於絕對壓力)。
第1圖示出一範例噴灑系統10。該噴灑系統10包含一氣動馬達12，其可解決上述習知氣動馬達的一或多種不適性。如下所述，在某些實施例中，該氣動馬達12包含一 磁性促動嚮導閥(pilot valve)，其傾向於消耗較少應由該氣動馬達12輸出的能量。因此，與習知裝置相比，該氣動馬達12可促進更均勻的抽吸壓力之產生。此外，在某些實施例中，該嚮導閥之磁性促動可使該氣動馬達12運作，即使在供應低壓空氣時。也應注意到，在某些實施例中，該磁性促動嚮導閥包含一滑軸閥，其耐受衝擊和磨耗。相對於習知裝置，這些滑軸閥傾向具有相封長的運作壽命。氣動馬達12的細節在提出噴灑系統10的特徵後，於下方描述之。
除了該氣動馬達12，該例示噴灑系統10可包含一幫浦14、一液體塗料輸入管16、一立架18、一噴槍20、一空氣導管22、一液體導管24、以及一調節組件26。該幫浦14可以是一往復式幫浦，其以在更後方所述的方式與該氣動馬達12為機械連結。在其他實施例中，該幫浦14可以是許多不同類型幫浦的任一種。
該幫浦14的入口可與該液體塗料輸入管16為流體連通，並且該幫浦14的出口可與該液體導管24為流體連通。該液體導管24可轉而與該噴槍20的噴嘴為流體連通，而噴嘴也可與該空氣導管22為流體連通。
該調節組件26可經配置以直接或間接調節該空氣導管22內的空氣壓力、空氣驅動的氣動馬達12之壓力，及/或該液體導管24內之液體塗料的壓力。另外，該調節組件26可包含壓力計，以顯示一或多個該些壓力值。
操作時，該氣動馬達12可將空氣壓力轉化為該幫浦 14的活動。旋轉幫浦14可由與該氣動馬達12連接的機軸來驅動，而往復式幫浦14可利用一桿而直接與該氣動馬達12連接(如下將解釋者)。該幫浦14可傳送液體塗料，例如油漆、亮光漆、或著色劑，而使其通過該液體塗料輸入管16、該液體導管24、以及該噴槍20的噴嘴。流經該空氣導管22的加壓空氣可輔助霧化流出該噴槍20的液體塗料而形成一噴灑圖案。如上所述，該液體塗料的壓力可影響該噴灑圖案。壓力波動可使該噴灑圖案萎縮及擴大。
第2圖係三種類型的噴灑系統之液體塗料壓力相對於時間之關係圖：理想系統23、例示噴灑系統10、以及習知噴灑系統32。(習知噴灑系統32係以任選之半週期相位移示出，以凸顯該等系統之間的差異)。如第2圖所示，在兩個非理想系統10和32中，該液體塗料壓力波動。但是，該例示噴灑系統10的變異34小於該習知噴灑系統32的變異36。傾向於賦與液體塗料壓力具有相對小的變異34之例示噴灑系統10之特徵在下方討論之。
第3-9圖示出氣動馬達12的細節。第3圖係該氣動馬達12和該幫浦14的透視圖。第4-7圖係該氣動馬達12在能量轉換週期的連續階段中之剖面圖，第8和9圖為氣動馬達12中之切換裝置的剖面視圖。而第8和9圖示出該切換裝置在該週期的若干部分期間呈現的兩種狀態。在描述該氣動馬達12的零組件之後，會解釋其在能量轉換週期期間的運作。
參考第3和4圖，該氣動馬達12可包含一上嚮導閥 38、一下嚮導閥40、一汽缸42、一底蓋44、一頂蓋46、一空氣馬達活塞48、一活塞桿50、以及一主抽閥52。為了氣動式或液動式連接這些零組件，該氣動馬達12可包含一上嚮導訊號路徑54、一上嚮導訊號路徑56、一下嚮導訊號路徑58、一下嚮導訊號路徑60、一上部主要空氣通道62、以及一下部主要空氣通道64。
第8圖係該上嚮導閥38的放大圖，其也可稱為切換裝置、磁性促動切換裝置、磁性促動嚮導閥、活塞位置感應器、或磁性促動閥。該上嚮導閥38可包含一磁鐵66、一滑軸閥68、一端蓋70、一套筒72、以及一磁鐵終止(magnet stop)74。
該磁鐵66可經定位而使從其北極至其南極的軸大體而言與該滑軸閥68移動的方向平行，如下所述般。例如，在第8圖所示的向位中，該磁鐵66的北和南極可定位為一者在另一者上。該磁鐵66可以是電磁鐵或永久磁鐵，例如釹鐵硼磁鐵、陶瓷磁鐵、或釤鈷磁鐵。
該滑軸閥68可包含一磁鐵安裝座76、一下密封件78、一中密封件80、以及一上密封件82。一般由該上密封件82和該中密封件80界定出的體積被稱為上腔室84，而一般由該中密封件80和該下密封件78界定出的體積被稱為下腔室86。該上腔室84可與該上嚮導訊號路徑56為流體連通，而該下腔室86可與該上嚮導訊號路徑54為流體連通。在某些實施例中，這些通道可以為流體連通，無論該滑軸閥68相對於該套筒72的位置為何。該滑軸閥68一般 為旋轉對稱(例如，圓形)，並且擁有各個部分78、80、82、84、和86通常同心環繞之中央軸88。該滑軸閥68可由硬化金屬，例如硬化不銹鋼(例如440C級)在車床上加工製出。該磁鐵安裝座76可連接(例如固定)該磁鐵66至該滑軸閥68。
該端蓋70可包含排出埠90和92以及排放口94。該排放口94可與該滑軸閥68的頂部96為流體連通，而該排出埠90和92可取決於該滑軸閥86的位置而選擇地與該上腔室84為流體連通，如下所述般。
該套筒72可具有大致為圓形一管狀的形狀，其尺寸使其可與該下密封件78、該中密封件80、以及該上密封件82形成動態密封(例如，可滑動密封)。在某些實施例中，該套筒72大體而言可同心環繞該滑軸閥68之中央軸88。該套筒72可有一通道，其中該上嚮導訊號路徑54、該上嚮導訊號路徑56、以及該排出埠90和92可通過其間而延伸。該套筒72可由硬化金屬(例如上面所討論者)製成。在某些實施例中，該套筒72可與該滑軸閥68形成相配組合。換句話說，該滑軸閥68外徑和該套筒72內徑之間的差異之容許量可經配置以形成動態密封。在某些實施例中，該滑軸閥68和套筒72可形成通常不包括O形環或例如杯形環(U-cup)或唇封(lip seals)等其他類型密封件的動態密封。有利地，該滑軸閥68可在該套筒72內以相對小的摩擦力滑動，其可易於降低該滑軸閥68移動時所消耗的能量。
該磁鐵終止74可與該頂蓋46一體形成，並且可包含一壓力入口100。該壓力入口100可讓該磁鐵66的底表面103與該汽缸42內部為流體連通。該壓力入口100一般可小於該磁鐵66，以大致限制該磁鐵66的移動在一定運動範圍內。
回到第4圖，該下嚮導閥40可與該上嚮導閥38類似或大體上相同。該下嚮導閥40可相對於該上嚮導閥38顛倒定位。因此，該下嚮導閥40的磁鐵66可緊接該汽缸42內部。
該汽缸42可擁有一大體上圓管狀的形狀，其具有可與該空氣馬達活塞48形成動態密封的內徑尺寸。該等桿102(見第3圖)可在該頂蓋46和該底蓋44之間緊壓汽缸42側壁。
繼續參見第4圖，該頂蓋46可與部分的上嚮導閥38以及一部分的上部主要空氣通道62一體形成。該上部主要空氣通道62可延伸通過該頂蓋46，而使該上部主要空氣通道62與該汽缸42的上端內部104為流體連通。同樣地，該底蓋44可與部分的下嚮導閥40以及一部分的下部主要空氣通道64一體形成。該下部主要空氣通道64可與該汽缸42的下端內部106為流體連通。
該空氣馬達活塞48可分離該上端內部104和該下端內部106。該活塞48可包含一密封構件108(例如O形環)，其與該汽缸42交界而形成一滑動密封。該空氣馬達活塞48可包含一上表面110和一下表面112。該活塞桿50可固 定或以其他方式連接至該空氣馬達活塞48，並且可延伸通過該底蓋44而至該幫浦14。
該主抽閥52可稱為主要氣動切換裝置或氣動式控制閥。該主抽閥52可包含一外罩114、一套筒116、以及一主滑軸閥118。該外罩114可包含一主要空氣入口120以及排放口122和124。該主滑軸閥118可與該套筒116形成若干滑動密封。該主滑軸閥118和套筒116可共同界定出一上腔室126和一下腔室128。該上腔室126和下腔室128可藉由一中密封件130隔離。
該套筒116和該外罩114可界定出一路徑以及該主滑軸閥118的行進方向。此路徑和行進方向可藉由比較第4-7圖內之主滑軸閥118的位置而看到，其示出該主滑軸閥118在該外罩114內上下移動。在其他實施例中，該主滑軸閥118可經過不同路徑及/或可旋轉，其係取決於該主滑軸閥118和該外罩114的配置。
在某些實施例中，該主滑軸閥118可包含一磁性止動裝置，其係由與該外罩114連結的靜態磁鐵119和121以及與該主滑軸閥118連結的移動式磁性響應材料123和125(例如，鐵磁材料或其他擁有高磁導率的材料)形成。該磁性響應材料123和125在第4-7圖中示為與該主滑軸閥118分離的材料，但在某些實施例中，該主滑軸閥118可由磁性響應材料製成。該磁鐵119和121可保持該主滑軸閥118抵靠該主抽閥52的相反端，直到施加臨界力量至該主滑軸閥118為止，如下所述般。
取決於實施例，該磁性止動裝置可採用若干型態。在某些實施例中，該磁鐵119和121以及該磁性響應材料123和125的位置可互換。也就是說，該等磁鐵可與該主滑軸閥118連結，並與其一同移動，並且該外罩114可包含磁性響應材料或與其連結。在其他實施例中，該外罩114和該主滑軸閥118兩者皆可包含磁鐵。這些磁鐵可經定位而使該外罩內的磁北極面向該主滑軸閥118上的磁南極，反之亦然。
本實施例可包含若干類型的磁鐵。例如，所示的磁鐵119和121可以是電磁鐵或永久磁鐵，例如釹鐵硼磁鐵、陶瓷磁鐵、或釤鈷磁鐵。
所示實施例包含兩個磁性止動裝置，該主滑軸閥118行進通過的路徑之每一端各一個。該磁鐵119和121的磁極一般可與此行進方向平行，並且來自這些磁鐵的磁場在該主滑軸閥118被設置在其路徑末端部分時可部分重疊該主滑軸閥118。在其他實施例中，該主滑軸閥118可包含設置在該主滑軸閥路徑一端的單一個磁性止動裝置，例如，在其行進的頂端。
某些實施例可包含使用磁斥力而非磁吸力(或是包含磁斥力及磁吸力)之單一個磁性止動裝置。例如，該主滑軸閥118可包含接近其中密封件130的磁鐵，其具有通常與該主滑軸閥的行進方向垂直延伸的磁極，並且該外罩可包含接近該主滑軸閥路徑之中間點設置的排斥磁鐵，因此該排斥磁鐵將該主滑軸閥118推向該外罩114的頂部或底 部。也就是說，接近該外罩114的中段設置之單一個磁鐵可偏移該主滑軸閥118緊靠該外罩114的頂部或底部，其係取決於該主滑軸閥118相對於其路徑中間點的位置。在部分之這些實施例中，該靜態的排斥磁鐵之磁極一般可與該主滑軸閥的行進方向垂直，並且與該主滑軸閥118上的移動式磁鐵平行定位。
若干流體導管可與該主抽閥52連接。該上嚮導訊號路徑56可延伸通過該外罩114，而使其與該主滑軸閥118的上表面132為流體連通。同樣地，該下嚮導訊號路徑60可與該主滑軸閥118的下表面134為流體連通。取決於該中密封件130的位置，該主要空氣入口120可透過該上腔室126與該上部主要空氣通道62為流體連通，或透過該下腔室128與該下部主要空氣通道64為流體連通。
該氣動馬達12可與一加壓流體源連接，例如壓縮空氣或蒸氣。例如，該氣動馬達12可透過該主要空氣入口120以及該嚮導訊號路徑54和58與一中央空氣壓縮機(例如，工廠空氣)連接。
操作時，該氣動馬達12可透過該主要空氣入口120接收空氣動力並透過該活塞桿50的移動輸出動力。為此，該氣動馬達12可重複第4-7圖所示的週期。為了指示在此週期的該等階段之間變換之適當時間點，該嚮導閥38和40可感應該空氣馬達活塞48的位置，並在第8和9圖所示的狀態之間切換。因此，在某些實施例中，該嚮導閥38和40可作用為感應器，其指示該主抽閥52何時使來自該 主要空氣入口120的氣流改道，如下所述般。
在該週期內的任選點開始，第4圖示出該空氣馬達活塞48上行運動(upstroke)之中途，其係由箭頭136示出。在此階段，一主要進氣138透過該主要空氣入口120流入，並且由該主滑軸閥118引導至該下部主要空氣通道64。為了抵達該下部主要空氣通道64，該主要進氣138經過該下腔室128。一旦在該下部主要空氣通道64內，該主要進氣138流入該汽缸42的下端內部106內。在該下端內部106被該主要進氣138加壓時，一力量會施加至該空氣馬達活塞48的下表面112，而使該空氣馬達活塞48往上移動，連帶拉動該活塞桿50，如箭頭136所示般。
於該空氣馬達活塞48上方之該上端內部104可在上行運動期間由主要出氣140排空。該主要出氣140可通過該上部主要空氣通道62進入該主抽閥52的上腔室126，並通過該排放口122排出至環境中。在所示實施例中，該主要進氣138和該主要出氣140可持續依循此路徑直到該空氣馬達活塞48趨近該頂蓋46，在此點，該氣動馬達12可變換為第5圖所示的狀態。
在第5圖中，該空氣馬達活塞48位於其上行運動頂端，並且該主抽閥52已反轉該主要氣流138和140。如下所述，在本實施例中，該上嚮導閥38磁性感應到該空氣馬達活塞48接近該上行運動的頂部，並引導空氣衝入該主抽閥52頂端，因此移動該主滑軸閥118的位置。
當該空氣馬達活塞48抵達其上行運動項端時，該上嚮 導閥38可在第8和9圖所示狀態之間變換。最初，該上嚮導閥38可處於第8圖所示狀態下，擁有在該套筒72中之升起(或凹陷)位置的滑軸閥68(此後稱為”第一位置”)。當該滑軸閥68位於該第一位置時，該上嚮導訊號路徑56可透過該上腔室84而與該排出埠90和92為流體連通，而該上嚮導訊號路徑54可藉由該滑軸閥68的中密封件80而與該上嚮導訊號路徑56隔離。換句話說，該上嚮導訊號路徑56可被排空，而該上嚮導訊號路徑54可被密封。該滑軸閥68可利用該套筒72和該磁鐵66之間的磁吸力保持在該第一位置上。
當該空氣馬達活塞48抵達其上行運動頂部時，該上嚮導閥38可從該第一位置(由第8圖示出)移動至第二位置(由第9圖示出)。該磁鐵66可被吸引至該空氣馬達活塞48，因而，該滑軸閥68可被往下拉。在某些實施例中，該空氣馬達活塞48可包含磁鐵146以增加吸力。或者，或另外，該空氣馬達活塞48可包含高磁導率的材料，例如，磁導率大於500μ N/A2 的材料。該磁鐵66可被往下拉直到觸及該磁鐵終止74為止，在此點，該滑動閥68可以是處於該第二位置。
當該滑軸閥68位於該第二位置時，該上嚮導訊號路徑54可透過該上腔室84而與該上嚮導訊號路徑56為流體連通。因此，一氣動訊號142，例如氣流及/或壓力波，可透過該上嚮導訊號路徑56傳輸至該主抽閥52。
短暫回到第4及5圖，該氣動訊號142可驅動該主滑 軸閥118從第4圖所示的第一位置至第5圖所示的第二位置。該氣動訊號142可使作用在該主滑軸閥118上表面132上的空氣壓力升高，並克服該磁鐵119和該磁性響應材料123之間的磁吸力。在克服此力量時，該主滑軸閥118可移動通過該套筒116至第5圖所示的第二位置。該主滑軸閥118可藉由該磁鐵121和該磁性響應材料125之間的磁吸力而保持在此位置上。在本實施例中，從該第一位置移動該主滑軸閥118至該第二位置會反轉該主要氣流138和140。此時，該空氣馬達活塞48開始其下行運動，如第5圖之箭頭136所示。
當該空氣馬達活塞48往下移動而遠離該頂蓋46時，該上嚮導閥38可從該第二位置(由第9圖示出)回移至該第一位置(由第8圖示出)。進入該汽缸42的上端內部104之主要進氣138可升高該上端內部104的壓力。除了往下驅動該空氣馬達活塞48之外，此增加的壓力可傳播通過該上嚮導閥38的壓力入口100，因而，可往上驅動該滑軸閥68回到該第一位置，由第8圖示出。該磁鐵66和該套筒72之間的磁吸力可將該滑軸閥68保持在該第一位置，直到下一次該空氣馬達活塞48到來。
有利地，在所示實施例中，該嚮導閥38和40利用空氣壓力而非機械連接(其可磨損並增加馬達12內的機械應力)回到其原始的關閉位置。在某些實施例中，該嚮導閥38和40可稱為氣動式重置嚮導閥。尤其，該嚮導閥38和40在本實施例中係以其透過該主抽閥52調整之空氣壓力 重置(即，該汽缸42內的壓力)。因此，所示嚮導閥38和40自行調節其位置。也就是說，該嚮導閥38和40，在本實施例中，係利用其原先移動以增加的空氣壓力返回，因此該汽缸42內的壓力對於該嚮導閥38和40作用為氣動反饋控制訊號。換句話說，該嚮導閥38和40係經配置以終止其相應於該汽缸42之其感應的部分內的壓力改變(例如增加)而送至該主抽閥52的氣動訊號。
在某些實施例中，該磁鐵66可抵靠該頂蓋46而密封，因此該汽缸42內的壓力作用在該磁鐵較大的底表面103上。在其他實施例中，該下密封件78可界定該汽缸內之壓力在其上作用的表面區域。某些設計可包含一分離的活塞以重置該活塞閥38和40。
在某些實施例中，該嚮導閥38和40可不需兩者皆為磁性促動且氣動返回的。在某些實施例中，該嚮導閥38和40最初可利用除了磁吸力或斥力以外的力量移位。例如，其可由凸輪或其他裝置朝該活塞48驅動，並利用該汽缸42內的空氣壓力返回。相反地，在另一範例中，該嚮導閥38和40可藉由磁吸力拉向該活塞48，並利用從該活塞48延伸出的構件返回，而非氣動返回。在某些實施例中，一磁力可使該嚮導閥38和40返回，例如，比將其拉向該空氣馬達活塞48者弱的磁力。
在回到第4-7圖之前做總結，在該空氣馬達活塞48之上行運動的頂部，該上嚮導閥38可磁性感應該空氣馬達活塞48的位置，並氣動切換該主抽閥52以開始下行運動。
第5圖示出下行運動的開始，而第6圖示出下行運動的中途。在第5圖中，該空氣馬達活塞48仍然接近該頂蓋46，並且該氣動訊號142仍然透過該上嚮導訊號路徑56施加至該主抽閥52。在第6圖中，該空氣馬達活塞48從該上嚮導閥38移開，並且該氣動訊號142不再施加至該主抽閥52。此時，該上嚮導訊號路徑56可以排空，如前面參考第8圖所述般。
下行運動期間，該主要進氣138可通過該主要空氣入口120進入該上腔室126，並通過該上部主要空氣通道62至該上端內部104。該主要出氣140可從該下端內部106流出，通過該下部主要空氣通道64，並經由該下腔室128從該排放口124離開，在該空氣馬達活塞48上產生的壓力差可往下驅動該活塞桿50，如箭頭136所示。
第7圖示出下行運動底部。在從下行運動轉換成上行運動期間，該下嚮導閥40可在第8和9圖所示狀態之間變換。與該上嚮導閥38一樣，該下嚮導閥40可磁性感應該空氣馬達活塞48的位置，並維護氣動訊號142通過該下嚮導訊號路徑60。該氣動訊號142可驅動該主滑軸閥118從該第二位置回到該第一位置，因此反轉該主要氣流138和140並開始上行運動。
該空氣馬達活塞48可往上移動通過第4圖所示狀態，並且第4-7圖所示週期可無限重複。在每一個移動尾聲，該嚮導閥38和40可利用該氣動訊號142指示該主抽閥52反轉主要氣流138和140的方向。所產生的該活塞桿50 的上下震盪可被該幫浦14利用以傳輸液體塗料通過該噴灑系統10並離開該噴槍20。該氣動馬達12的速度可以部分地調節，其係藉由調整通過該主要空氣入口120的壓力及/或流速，例如，透過該調節組件26。
有利地，在本實施例中，該嚮導閥38和40感應該空氣馬達活塞48的位置，但不接觸其他移動部件。此外，該滑軸閥68可以非常少的磨擦力在套筒72內滑動。因此，在某些實施例中，排程該主要氣流138和140時所浪費的能量非常少。此外，在某些實施例中，該嚮導閥38和40易於擁有長的使用壽命，因為低摩擦力和沒有密封件磨耗之無接觸促動。較少的接觸和摩擦力易於降低磨耗和疲勞。另外，在某些實施例中，該嚮導閥38和40可在不偏移一彈性構件(例如簧片或彈簧)下促動，該彈性構件可能會疲勞並縮短該嚮導閥的使用壽命。提供又另一個優點，即使供應相對低壓的空氣至該主要空氣入口120時，亦可進行某些實施例。例如，某些實施例能夠在低於25 psi、15 psi、5 psi、或2 psi的壓力下操作。
此外，在某些實施例中，該嚮導閥38和40在暴露於髒空氣下時會比習知設計更可靠。具有微粒或蒸氣的空氣可在閥的部件上形成沉積，並且在某些類型的閥中，例如，某些簧式閥，該等沉積會妨礙該等閥的操作。
目前討論的技術可應用在眾多實施例上。例如，如上所述，該空氣馬達活塞48可包含磁鐵146(見第9圖)，以增加在該嚮導閥38和40內的磁鐵66上拉牽的吸引力。在 此類實施例中，該磁鐵66的磁極和該上嚮導閥38可如該下嚮導閥40內之磁鐵的磁極般定位。也就是說，若該上嚮導閥38內的磁鐵66之北極面向下，則該下嚮導閥40內的磁鐵66之南極可面向上，反之亦然。或者，或此外，一高磁導率材料(例如含鐵材料)可與該滑軸閥68連結，以將該滑軸閥68朝該空氣馬達活塞48上的磁鐵146牽引。在某些實施例中，可省略該磁鐵66，並且與該滑軸閥68連結之高磁導率材料和該磁鐵146之間的吸引力可促動該滑軸閥68，這並不暗示在此所述的其他特徵不能也被省略。
在某些實施例中，可使用其他類型的嚮導閥38及/或40。在一範例中，該嚮導閥38及/或40可包含密封件，例如唇封，以降低加工成本。在另一範例中，該動態密封可在旋轉密封構件和通常靜態的汽缸之間形成，反之亦然。該旋轉構件可與磁鐵66連結以在該空氣馬達活塞48毗鄰時施加力矩。在另一實施例中，取代返回第8圖所示之擁有空氣壓力的嚮導閥之狀態或除此之外，該嚮導閥38和40可利用靜態磁鐵或彈簧偏移開該空氣馬達活塞48。
第10-14圖示出另一個氣動馬達148。在該氣動馬達148中，若干先前討論過的特徵可整合在共同的外罩或零組件內。例如，該氣動馬達148可包含一上整合歧管150和一下整合歧管152。該整合歧管150和152可分別與該頂蓋46和該底蓋44一體形成，例如從單一件材料加工及/或鑄出。如第14圖之剖面圖所示，該上部主要空氣通道62可直接從該主抽閥52通過該上整合歧管150配線。該 下整合歧管152可關於該下部主要空氣通道64以同樣方式配置。此外，該上嚮導訊號路徑56和上嚮導訊號路徑54可至少部分地與該上整合歧管150一體形成，並且該下嚮導訊號路徑58和該下嚮導訊號路徑60可與該下整合歧管152一體形成。如第11圖所示，在某些實施例中，該上整合歧管150可與該下整合歧管152為旋轉對稱，但不與該下整合歧管152為反射對稱。也就是說，該歧管150和152大體而言可相同且相對地歪斜。此外，在所示實施例中，該嚮導訊號路徑54和58係透過與該主抽閥52一體形成的歧管154而與該主要空氣入口120為流體連通。
第15-17圖示出氣動馬達156之第三實施例。所示氣動馬達156包含機械促動的嚮導閥158和160、排氣消音器162、以及擁有磁性止動裝置的主抽閥52，其係由磁鐵170、172以及鐵磁軸164形成。該磁鐵170和172可將該軸164磁性保持在該套筒116的相反端，該軸164在其中滑動直到來自該機械促動的嚮導閥158或160之爆衝空氣壓力壓過此磁性止動裝置為止。在該空氣馬達活塞48機械性接觸一閥構件174時，該機械促動的嚮導閥158和160可選擇性施加空氣壓力至該軸164頂部或底部。該主抽閥52也可包含衝擊吸收墊166和168，其係配置來緩和該軸164抵達該套筒116的頂部或底部時之撞擊力。該衝擊吸收墊166和168可由聚胺酯(polyurethane)、橡膠、或其他適當材料製成。在本實施例中，該衝擊吸收墊166和168係設置在該磁鐵170和172以及該軸164之間。該衝擊吸 收墊166和168的厚度可考慮該磁鐵170、172的強度來選擇，因此該磁鐵170和172會保持住該軸164，直到接收到來自該機械驅動的嚮導閥158或160的氣動訊號為止。
雖然在此僅示出並描述本發明之某些特徵，但熟知技藝者可做出多種調整及改變。因此，應瞭解所附申請專利範圍旨在涵蓋所有此類調整及改變，因其落在本發明之真實精神內。
10‧‧‧噴灑系統
12、148、156‧‧‧氣動馬達
14‧‧‧幫浦
16‧‧‧塗料輸入管
18‧‧‧立架
20‧‧‧噴槍
22‧‧‧空氣導管
23‧‧‧理想系統
24‧‧‧液體導管
26‧‧‧調節組件
32‧‧‧習知噴灑系統
34、36‧‧‧變異
38‧‧‧上嚮導閥
40‧‧‧下嚮導閥
42‧‧‧汽缸
44‧‧‧底蓋
46‧‧‧頂蓋
48‧‧‧空氣馬達活塞
50‧‧‧活塞桿
52‧‧‧主抽閥
54、56‧‧‧上嚮導訊號路徑
58、60‧‧‧下嚮導訊號路徑
62‧‧‧上部主要空氣通道
64‧‧‧下部主要空氣通道
66、146‧‧‧磁鐵
68‧‧‧滑軸閥
70‧‧‧端蓋
72、116‧‧‧套筒
74‧‧‧磁鐵終止
76‧‧‧磁鐵安裝座
78‧‧‧下密封件
80、130‧‧‧中密封件
82‧‧‧上密封件
84、126‧‧‧上腔室
86、128‧‧‧下腔室
88‧‧‧中央軸
90、92‧‧‧排出埠
94、122、124‧‧‧排放口
96‧‧‧頂部
100‧‧‧壓力入口
102‧‧‧桿
103‧‧‧底表面
104‧‧‧上端內部
106‧‧‧下端內部
108‧‧‧密封構件
110、132‧‧‧上表面
112、134‧‧‧下表面
114‧‧‧外罩
118‧‧‧主滑軸閥
119‧‧‧磁鐵
121‧‧‧磁鐵
120‧‧‧主要空氣入口
123、125‧‧‧磁性響應材料
136‧‧‧箭頭
138‧‧‧主要進氣/氣流
140‧‧‧主要出氣/氣流
142‧‧‧氣動訊號
150‧‧‧上整合歧管
152‧‧‧下整合歧管
154‧‧‧歧管
158、160‧‧‧嚮導閥
162‧‧‧排氣消音器
164‧‧‧鐵磁軸
166、168‧‧‧衝擊吸收墊
170、172‧‧‧磁鐵
174‧‧‧閥構件
在參照附圖閱讀上面詳細描述後可對本發明之這些及其他特徵、態樣、和優勢有更佳的了解，其中在圖式中，類似的元件符號代表相同的部件，其中：第1圖係根據本發明之一實施例之例示噴灑系統的透視圖；第2圖係若干類型的噴灑系統之液體塗料壓力對時間作圖；第3圖係根據本發明之一實施例之例示氣動馬達的透視圖；第4-7圖係第3圖之氣動馬達在一個週期的連續階段期間之剖面圖；第8-9圖係磁性促動嚮導閥在兩個不同階段中之剖面圖；第10圖係根據本發明之一實施例之另一氣動馬達的透視圖； 第11圖係第10圖之氣動馬達的立視圖；第12圖係第10圖之氣動馬達的剖面圖；第13圖係第10圖之氣動馬達的上視圖；第14圖係第10圖之氣動馬達的另一剖面圖；第15圖係根據本發明之一實施例之氣動馬達的第三實施例之透視圖；第16圖係第15圖之氣動馬達的上視圖；以及第17圖係第15圖之氣動馬達的剖面圖。
12‧‧‧氣動馬達
14‧‧‧幫浦
38‧‧‧上嚮導閥
42‧‧‧汽缸
44‧‧‧底蓋
46‧‧‧頂蓋
52‧‧‧主抽閥
54、56‧‧‧上嚮導訊號路徑
60‧‧‧下嚮導訊號路徑
62‧‧‧上部主要空氣通道
64‧‧‧下部主要空氣通道
102‧‧‧桿

Claims (11)

  1. 一種馬達，包含：一活塞，該活塞設置在一汽缸內；一第一嚮導閥(pilot valve)，該第一嚮導閥設置在該汽缸的一第一端中；一第二嚮導閥，該第二嚮導閥設置在該汽缸相對於該第一端的一第二端中，以及一主抽閥，該主抽閥係經配置以控制進入該汽缸之一流體流，其中該主抽閥包含：一外罩；一閥構件，該閥構件設置在該外罩內；以及一磁性止動裝置，該磁性止動裝置係經配置以藉由施加一磁力至該閥構件，而抵擋該閥構件在該外罩內的移動；其中該第一嚮導閥與該第二嚮導閥係經配置以藉由該活塞促動。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之馬達，其中該閥構件包含：一滑軸閥(spool valve)。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之馬達，其中該主抽閥包含：一衝擊吸收器，該衝擊吸收器設置在該外罩內而接近該閥構件被配置以行進通過的一路徑之一終端處。
  4. 如申請專利範圍第3項所述之馬達，其中該衝擊吸收器包含：聚胺酯(polyurethane)。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之馬達，其中該主抽閥係經配置以在該活塞的相對側之間輪替一氣流。
  6. 如申請專利範圍第1項所述之馬達，其中該閥構件係直接抵靠該外罩而密封，而沒有插設密封構件。
  7. 如申請專利範圍第1項所述之馬達，其中該外罩係透過一第一流體通道與該汽缸之一第一側連結，並透過一第二流體通道與該汽缸之一第二側連結，其中該第一側係位於該活塞之與該第二側不同的一側上。
  8. 如申請專利範圍第1項所述之馬達，其中該磁性止動裝置包含：與該外罩連結之一靜態磁鐵(static magnet)，以及與該閥構件連結之一移動磁鐵(moving magnet)，其中該移動磁鐵與該閥構件一起移動，並且其中該移動磁鐵和該靜態磁鐵係經定位而使該移動磁鐵和該靜態磁鐵以相反磁極面對彼此。
  9. 如申請專利範圍第1項所述之馬達，其中該磁性止動裝 置包含：與該外罩連結之一磁鐵，並且其中該閥構件包含：一磁性響應材料(magnetically responsive material)。
  10. 如申請專利範圍第1項所述之馬達，其中該磁性止動裝置包含：與該閥構件連結之一磁鐵，以及與該外罩連結之一磁性響應材料。
  11. 如申請專利範圍第1項所述之馬達，包含另一個磁性止動裝置，其中該等磁性止動裝置係設置在該閥構件的相對側上。
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