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泵系統.pdf

摘要
申請專利號:

CN201510411862.8

申請日:

2011.10.25

公開號:

CN105065892A

公開日:

2015.11.18

當前法律狀態:

撤回

有效性:

無權

法律詳情: 發明專利申請公布后的視為撤回IPC(主分類):F16N 7/38申請公布日:20151118|||實質審查的生效IPC(主分類):F16N 7/38申請日:20111025|||公開
IPC分類號: F16N7/38; F16N13/02; F16N29/00 主分類號: F16N7/38
申請人: 林肯工業公司
發明人: P·G·康利; C·D·霍蘭德; D·C·貝克; N·D·多諾萬
地址: 美國密蘇里州
優先權: 61/417,606 2010.11.29 US; 61/533,530 2011.09.12 US; 13/271,814 2011.10.12 US; 13/271,824 2011.10.12 US; 13/271,832 2011.10.12 US; 13/271,851 2011.10.12 US; 13/271,862 2011.10.12 US
專利代理機構: 北京市中咨律師事務所11247 代理人: 牛曉玲; 吳鵬
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法律狀態
申請(專利)號:

CN201510411862.8

授權公告號:

||||||

法律狀態公告日:

2017.12.12|||2015.12.16|||2015.11.18

法律狀態類型:

發明專利申請公布后的視為撤回|||實質審查的生效|||公開

摘要

本發明涉及泵系統。公開了一種用于供應潤滑油到多個潤滑部位的設備和方法。實施方案包括具有排放和不排放活塞返回的泵、具有攪拌器和直接饋送機構的泵、具有CAN系統和自診斷法的泵、具有加熱外殼和貯槽的泵和具有步進發動機和過驅動控制的泵。

權利要求書

1.一種用于供應潤滑油的設備,其包括:
用于保存潤滑油的貯槽,所述貯槽具有貯槽出口;
泵,其包括界定缸孔的汽缸、與所述貯槽出口連通用于使潤滑油從貯
槽流到所述缸孔中的汽缸入口、和供應潤滑油的汽缸出口、在所述缸孔中
可移動的活塞;
驅動機構,其包括步進發動機用于在所述缸孔中移動所述活塞,所述
步進發動機具有連續的工作操作范圍并具有喘振范圍;
控制器,其用于通過選擇性地施加脈沖寬度調制(PWM)脈沖到所述
步進發動機來控制所述步進發動機的速度和/或轉矩而控制所述步進發動
機的所述操作以移動所述活塞來分配潤滑油;
傳感器,其用于感測所述設備的狀況并提供指示所述狀況的狀況信號;
所述控制器對所述狀況信號作出響應以將所述PWM脈沖選擇性地施
加到所述步進發動機來根據所述狀況信號通過施加具有在所述步進發動機
的所述連續工作操作范圍內的功率的PWM脈沖改變所述步進發動機的速
度和/或轉矩;和
所述控制器對所述狀況信號作出響應以將所述PWM脈沖選擇性地施
加到所述步進發動機以根據所述狀況信號通過施加過驅動PWM脈沖一個
時段而改變所述步進發動機的速度和/或轉矩,所述過驅動PWM脈沖具有
大于所述步進發動機的所述連續工作操作范圍的過驅動功率,并且所述過
驅動PWM脈沖具有小于所述步進發動機的所述喘振范圍的過驅動功率。
2.根據權利要求1所述的設備,其中所述傳感器是提供壓力信號的壓
力傳感器,其中所述控制器包括存儲所述步進發動機的速度對壓力分布的
存儲器,且其中所述控制器將所述PWM脈沖選擇性地施加到所述步進發
動機以根據所述壓力信號并根據所述分布改變所述步進發動機的速度和/
或轉矩。
3.根據權利要求1所述的設備,其具有下列項中的至少一項:
其中所述傳感器是發動機電流傳感器且所述時段是所述過驅動功率相
對于所述步進發動機的所述連續工作操作范圍的函數;
其中所述傳感器是步進發動機溫度傳感器且所述時段是所述步進發動
機的所述感測溫度的函數;和
其中所述傳感器是壓力傳感器且所述時段是所述感測壓力的函數。
4.根據權利要求3所述的設備,其中下列項中的至少一項:
所述控制器基于施加到所述步進發動機的所述脈沖的頻率確定所述步
進發動機的速度,其中存儲在所述控制器的所述存儲器中的所述分布由運
算法則和查找表中的至少一個定義;
所述控制器將脈沖寬度調制(PWM)脈沖施加到所述步進發動機,其
中所述傳感器是壓力傳感器,其提供指示所述設備的壓力的壓力信號使得
當所述壓力信號在第一范圍內時所述步進發動機的速度是第一速度且其中
所述控制器施加PWM脈沖到所述步進發動機使得當所述壓力信號在大于
所述第一范圍的第二范圍內時所述步進發動的速度是小于所述第一速度的
第二速度;
所述控制器基于施加到所述步進發動機的所述脈沖的頻率確定所述步
進發動機的速度,其中所述傳感器是壓力傳感器,其提供指示所述設備的
壓力的壓力信號,且其中當所感測的潤滑油壓力在預置范圍內時且當所述
發動機的速度在預置范圍內時,所述控制器施加過驅動PWM脈沖到所述
步進發動機;和
其中所述傳感器是壓力傳感器,其提供指示所述設備的壓力的壓力信
號,所述控制器選擇性地施加所述PWM脈沖到所述步進發動機以根據所
述壓力信號通過施加過驅動PWM脈沖達一個時段而改變所述步進發動機
的速度和/或轉矩,所述過驅動PWM脈沖具有大于所述步進發動機的所述
連續工作操作范圍的過驅動功率,其中所述時段是所述過驅動功率相對于
所述步進發動機的所述連續工作操作范圍的函數。
5.根據權利要求1所述的設備,其還包括:
潤滑油輸送系統,其與所述氣缸出口連通以輸送潤滑油;
系統傳感器,其用于感測所述系統的狀況和提供系統信號;和
警報器;
其中當所述系統信號在預置范圍外時,所述控制器對所述系統信號作
出響應以對所述警報器選擇性地供電。
6.根據權利要求5所述的設備,其中所述控制器包括處理器且還包括
有形計算機可讀非暫時性存儲介質,所述存儲介質包括處理器可執行的指
令,其中所述處理器執行所述指令,且其中所述指令包括下列中的至少一
個或多個:
用于確定連接到所述系統的潤滑油注射器是否排放和用于在排放測試
指示所述注射器無排放時對所述警報器供電的指令;
用于確定所述泵上的潤滑油壓力和用于在所述確定的壓力大于最大壓
力時對所述警報器供電的指令;
用于確定活塞位置和用于在所述確定的活塞位置在預置范圍外時對所
述警報器供電的指令;
用于確定所述貯槽的潤滑油液面和用于在所確定的潤滑油液面低于最
低液面時對所述警報器供電的指令;和
用于確定潤滑油壓力和用于在操作所述步進發動機的給定時段過去后
在所確定的壓力小于最小壓力時對所述警報器供電的指令。
7.一種用于供應潤滑油的設備,其包括:
用于保存潤滑油的貯槽,所述貯槽具有貯槽出口;
泵,其包括界定缸孔的汽缸、與所述貯槽出口連通用于使潤滑油從貯
槽流到所述缸孔中的汽缸入口、和供應潤滑油的汽缸出口、在所述缸孔中
可移動的活塞;
驅動機構,其包括步進發動機用于在所述缸孔中移動所述活塞,所述
步進發動機具有連續的工作操作范圍;
控制器,其用于通過選擇性地施加脈沖寬度調制(PWM)脈沖到所述
步進發動機來控制所述發動機的速度和/或轉矩而控制所述步進發動機的
所述操作以移動所述活塞來分配潤滑油;
傳感器,其用于感測所述設備的狀況并提供指示所述狀況的狀況信號;
所述控制器對所述狀況信號作出響應以將所述PWM脈沖選擇性地施
加到所述步進發動機來根據所述狀況信號通過施加具有在所述步進發動機
的所述連續工作操作范圍內的功率的PWM脈沖改變所述步進發動機的速
度和/或轉矩;和
所述控制器對所述狀況信號作出響應以將所述PWM脈沖選擇性地施
加到所述步進發動機以根據所述狀況信號通過施加過驅動PWM脈沖一個
時段而改變所述步進發動機的速度和/或轉矩,所述過驅動PWM脈沖具有
大于所述步進發動機的所述連續工作操作范圍的過驅動功率;
潤滑油輸送系統,其與所述汽缸出口連通以輸送潤滑油;
其中所述潤滑油輸送系統具有多個閥,每個閥用于輸送潤滑油,且所
述設備還包括:
連接到所述控制器的控制器區域網絡(CAN)總線;
電源;
連接到所述電源的電源總線;
多個致動器,每個致動器與所述閥中的一個相關用來打開和關閉其相
關的閥;和
多個CAN模塊,每個CAN模塊與多個繼電器相關且控制所述多個繼
電器,每個繼電器連接到所述電源總線且連接到一個或多個致動器以對其
連接的致動器選擇性地供電來打開和關閉與所述致動器相關的所述閥以輸
送潤滑油,其中每個CAN模塊連接到所述CAN總線以對由所述控制器經
由所述CAN總線所提供的指令作出響應而控制其繼電器。
8.根據權利要求5所述的設備,其中所述系統傳感器是壓力傳感器,
其被構造來感測指示止回閥操作的所述潤滑油輸送系統中的潤滑油壓力且
被構造來提供對應于所述潤滑油壓力的壓力信號,其中所述控制器對所述
步進發動機選擇性地供電達一個時段來移動所述活塞以在所述潤滑油輸送
系統中積聚壓力,其中所述控制器在所述時段后監控所述壓力信號以確定
壓降,且其中所述控制器在所述壓降大于預置最大值時啟動警報器,從而
所述壓降指示所述止回閥出現了故障。
9.根據權利要求5所述的設備,其包括下列項中的至少一項:
其中所述潤滑油輸送系統包括注射器,其中所述系統傳感器是壓力傳
感器,其被構造來感測所述注射器所供應的潤滑油壓力且被構造來提供對
應于所述潤滑油壓力的壓力信號且其中所述控制器對所述壓力信號作出響
應而對所述步進發動機選擇性地供電以啟動所述注射器來分配潤滑油;和
其中所述潤滑油輸送系統包括分配閥,其中所述傳感器是接近開關,
其被構造來監控所述分配閥的操作且被構造來在所述分配閥分配潤滑油時
提供啟動信號且其中所述控制器對所述致動信號作出響應而對所述步進發
動機選擇性地供電以啟動所述分配閥來分配潤滑油。
10.根據權利要求5所述的設備,其包括下列項中的至少一項:
顯示器,其連接到所述控制器用于指示所述系統的狀態和用于指示何
時所述系統信號在預置范圍外;和
其中當所述系統信號在預置范圍外時,所述控制器中斷對所述步進發
動機供電。
11.根據權利要求5所述的設備,其中所述系統傳感器包括下列項中的
至少一項或多項:
監控所述潤滑油輸送系統的潤滑油排放壓力的傳感器,其中所述系統
信號是排放壓力信號且其中當所述排放壓力信號指示所述潤滑油排放壓力
大于最大排放壓力時,所述控制器對所述排放壓力信號作出響應以對所述
警報器供電;
監控所述泵上的潤滑油壓力的傳感器,其中所述系統信號是壓力信號
且其中當所述壓力信號指示所述泵上的所述潤滑油壓力大于最大壓力時,
所述控制器對所述壓力信號作出響應以對所述警報器供電;
監控所述活塞的傳感器,其中所述系統信號是活塞信號且其中當所述
活塞信號指示所述活塞位置在預置范圍外時,所述控制器對所述活塞信號
作出響應以對所述警報器供電;
監控所述貯槽的潤滑油液面的傳感器,其中所述系統信號是液面信號
且其中當所述液面信號指示所述潤滑油液面低于最低液面時,所述控制器
對所述液面信號作出響應以對所述警報器供電;和
監控所述潤滑油輸送系統的潤滑油壓力的傳感器,其中所述系統信號
是壓力信號且其中在操作所述步進發動機的給定時段過去后,在所述壓力
信號指示所述潤滑油壓力小于最小壓力時,所述控制器對所述壓力信號作
出響應以對所述警報器供電。
12.一種用于供應潤滑油的設備,其包括:
用于保存潤滑油的貯槽,所述貯槽具有貯槽出口;
泵,其包括界定缸孔的汽缸、與所述貯槽出口連通用于使潤滑油從貯
槽流到所述缸孔中的汽缸入口、和供應潤滑油的汽缸出口、在所述缸孔中
可移動的活塞;
驅動機構,其包括步進發動機用于在所述缸孔中移動所述活塞,所述
步進發動機具有連續的工作操作范圍;
控制器,其用于通過選擇性地施加脈沖寬度調制(PWM)脈沖到所述
步進發動機來控制所述發動機的速度和/或轉矩而控制所述步進發動機的
所述操作以移動所述活塞來分配潤滑油;
傳感器,其用于感測所述設備的狀況并提供指示所述狀況的狀況信號;
所述控制器對所述狀況信號作出響應以將所述PWM脈沖選擇性地施
加到所述步進發動機來根據所述狀況信號通過施加具有在所述步進發動機
的所述連續工作操作范圍內的功率的PWM脈沖改變所述步進發動機的速
度和/或轉矩;和
所述控制器對所述狀況信號作出響應以將所述PWM脈沖選擇性地施
加到所述步進發動機以根據所述狀況信號通過施加過驅動PWM脈沖一個
時段而改變所述步進發動機的速度和/或轉矩,所述過驅動PWM脈沖具有
大于所述步進發動機的所述連續工作操作范圍的過驅動功率;
潤滑油輸送系統,其與所述汽缸出口連通以輸送潤滑油;
其中所述潤滑油輸送系統包括多個區域,每個區域具有多個所述閥,
且所述設備還包括:
每個區域的區域閥,其選擇性地將每個區域與所述汽缸出口連接;
區域致動器,其與每個區域閥相關來打開和關閉其相關的區域閥;和
CAN區域模塊,其與每個區域致動器相關,每個CAN區域模塊連接
到CAN總線且對由所述控制器經由所述CAN總線所提供的指令作出響應
以對其相關的區域致動器選擇性地供電來打開和關閉其相關的區域閥來選
擇性地將潤滑油供應到其區域。
13.根據權利要求1所述的設備,其包括下列項中的至少一項:
其中所述控制器被構造來針對特定潤滑油事件泵抽預置容積的潤滑油
且其中所述控制器操作所述步進發動機達預置時段或達預置數量的泵抽沖
程來泵抽所述預置容積的潤滑油;和
其中所述狀況信號指示在潤滑點上對潤滑的需求且其中所述控制器對
所述狀況信號作出響應以對所述步進發動機供電以移動所述活塞來將潤滑
油分布在所述潤滑點上,從而所述系統對指示所述潤滑油需求的信號作出
響應而按需提供潤滑。
14.一種用于供應潤滑油的設備,其包括:
用于保存潤滑油的貯槽,所述貯槽具有貯槽出口;
泵,其包括界定缸孔的汽缸、與所述貯槽出口連通用于使潤滑油從所
述貯槽流到所述缸孔中的汽缸入口、和供應潤滑油的汽缸出口、在所述缸
孔中可移動的活塞;
驅動機構,其包括步進發動機用于在所述缸孔中移動所述活塞,所述
步進發動機具有連續的工作操作范圍并具有喘振范圍;
控制器,其用于通過將脈沖寬度調制(PWM)脈沖選擇性地施加到所
述步進發動機來控制所述步進發動機的速度和/或轉矩而控制所述步進發
動機的所述操作以移動所述活塞來分配潤滑油,所述控制器包括存儲所述
步進發動機的速度對壓力分布的存儲器;和
傳感器,其用于感測所述設備的狀況并提供指示所述狀況的狀況信號;
所述控制器對所述狀況信號作出響應以將所述PWM脈沖選擇性地施
加到所述步進發動機來根據所述狀況信號且根據所述分布來改變所述步進
發動機的所述速度和/或所述轉矩;
其中所述控制器將所述PWM脈沖選擇性地施加到所述步進發動機以
根據所述狀況信號通過施加過驅動PWM脈沖一個時段而改變所述步進發
動機的速度和/或轉矩,所述過驅動PWM脈沖具有大于所述步進發動機的
所述連續工作操作范圍的過驅動功率,并且所述過驅動PWM脈沖具有小
于所述步進發動機的所述喘振范圍的過驅動功率。
15.根據權利要求14所述的設備,其包括下列項中的至少一項:
其中所述傳感器是發動機電流傳感器且所述時段是所述過驅動功率相
對于所述步進發動機的所述連續工作操作范圍的函數;
其中所述傳感器是步進發動機溫度傳感器且所述時段是所述步進發動
機的所述感測溫度的函數;和
其中所述傳感器是壓力傳感器且所述時段是所述感測壓力的函數。
16.根據權利要求14所述的設備,其中下列項中的至少一項:
所述控制器基于施加到所述步進發動機的所述脈沖的頻率確定所述步
進發動機的速度,其中存儲在所述控制器的所述存儲器中的所述分布由運
算法則和查找表中的至少一個定義;
所述控制器施加PWM脈沖到所述步進發動機,其中所述傳感器是壓
力傳感器,其提供指示所述設備的壓力的壓力信號使得當來自壓力傳感器
的所述壓力信號在第一范圍內時所述步進發動機的速度是第一速度且其中
所述控制器施加PWM脈沖到所述步進發動機使得當所述壓力信號是在大
于所述第一范圍的第二范圍內時所述步進發動機的速度是小于所述第一速
度的第二速度;
所述控制器基于施加到所述步進發動機的所述脈沖的頻率確定所述步
進發動機的速度,其中所述傳感器是壓力傳感器,其提供指示所述設備的
壓力的壓力信號,且其中當所述壓力信號在預置范圍內時和當所述發動機
的速度在預置范圍內時,所述控制器施加過驅動PWM脈沖給所述步進發
動機,所述過驅動PWM脈沖具有大于所述步進發動機的所述連續工作操
作范圍的過驅動功率;和
其中所述傳感器是壓力傳感器,其提供指示所述設備的壓力的壓力信
號,所述控制器選擇性地施加所述PWM脈沖到所述步進發動機以根據所
述壓力信號通過施加過驅動PWM脈沖達一個時段而改變所述步進發動機
的速度和/或轉矩,所述過驅動PWM脈沖具有大于所述步進發動機的所述
連續工作操作范圍的過驅動功率,其中所述時段是所述過驅動功率相對于
所述步進發動機的所述連續工作操作范圍的函數。
17.根據權利要求14所述的設備,其還包括:
潤滑油輸送系統,其與所述汽缸出口連通用來輸送潤滑油;
系統傳感器,其用于感測所述系統的狀況且提供系統信號;和
警報器;
其中當所述系統信號在預置范圍外時,所述控制器對所述系統信號作
出響應以對所述警報器選擇性地供電。
18.根據權利要求17所述的設備,其中所述控制器包括處理器且還包
括有形計算機可讀非暫時性存儲介質,所述存儲介質包括處理器可執行的
指令,其中所述處理器執行所述指令,且其中所述指令包括下列指令中的
至少一個或多個:
用于確定連接到所述系統的潤滑油注射器是否排放和用于在排放測試
指示所述注射器無排放時對所述警報器供電的指令;
用于確定所述泵上的潤滑油壓力和用于在所述確定的壓力大于最大壓
力時對所述警報器供電的指令;
用于確定活塞位置和用于在所述確定的活塞位置在預置范圍外時對所
述警報器供電的指令;
用于確定所述貯槽的潤滑油液面和用于在所述確定的潤滑油液面低于
最低液面時對所述警報器供電的指令;和
用于確定潤滑油壓力和用于在操作所述步進發動機的給定時段過去后
在所述確定的壓力小于最小壓力時對所述警報器供電。
19.一種用于供應潤滑油的設備,其包括:
用于保存潤滑油的貯槽,所述貯槽具有貯槽出口;
泵,其包括界定缸孔的汽缸、與所述貯槽出口連通用于使潤滑油從貯
槽流到所述缸孔中的汽缸入口、和供應潤滑油的汽缸出口、在所述缸孔中
可移動的活塞;
驅動機構,其包括步進發動機用于在所述缸孔中移動所述活塞;
控制器,其用于通過選擇性地施加脈沖寬度調制(PWM)脈沖到所述
步進發動機來控制所述發動機的速度和/或轉矩而控制所述步進發動機的
所述操作以移動所述活塞來分配潤滑油,所述控制器包括存儲所述步進發
動機的速度對壓力分布的存儲器;和
傳感器,其用于感測所述設備的狀況并提供指示所述狀況的狀況信號;
所述控制器對所述狀況信號作出響應以將所述PWM脈沖選擇性地施
加到所述步進發動機來根據所述狀況信號且根據所述分布來改變所述步進
發動機的速度和/或轉矩;
潤滑油輸送系統,其與所述汽缸出口連通以輸送潤滑油;
其中所述潤滑油輸送系統具有多個閥,每個閥用于輸送潤滑油,且所
述設備還包括:
連接到所述控制器的控制器區域網絡(CAN);
電源;
連接到所述電源的電源總線;
多個致動器,每個致動器與所述閥中的一個相關用來打開和關閉其相
關的閥;和
多個CAN模塊,每個CAN模塊與多個繼電器相關且控制多個繼電器,
每個繼電器連接到所述電源總線且連接到一個或多個致動器用于對其連接
的致動器選擇性地供電來打開和關閉與所述致動器相關的所述閥以輸送潤
滑油,其中每個CAN模塊連接到所述CAN總線用來對由所述控制器經由
所述CAN總線所提供的指令作出響應而控制其繼電器。
20.根據權利要求17所述的設備,其中所述系統傳感器是壓力傳感器,
其被構造來感測所述潤滑油輸送系統中的潤滑油壓力且被構造來提供對應
于所述潤滑油壓力的壓力信號,其中所述控制器對所述步進發動機選擇性
地供電達一個時段以移動所述活塞而在所述潤滑輸送系統中積聚壓力,其
中所述控制器在所述時段后監控所述壓力信號以確定壓降,且其中所述控
制器在所述壓降大于預置最大值時啟動警報器,從而所述壓降指示所述止
回閥出現了故障。
21.根據權利要求17所述的設備,其包括下列項中的至少一項:
其中所述潤滑油輸送系統包括注射器,其中所述傳感器是壓力傳感器,
其被構造來感測所述注射器所供應的潤滑油壓力且被構造來提供對應于所
述潤滑油壓力的壓力信號且其中所述控制器對所述壓力信號作出響應而對
所述步進發動機選擇性地供電以啟動所述注射器來分配潤滑油;和
其中所述潤滑油輸送系統包括分配閥,其中所述傳感器是接近開關,
其被構造來監控所述分配閥的操作且被構造來在所述分配閥分配潤滑油時
提供啟動信號且其中所述控制器對所述致動信號作出響應而對所述步進發
動機選擇性地供電以啟動所述分配閥來分配潤滑油。
22.根據權利要求17所述的設備,其包括下列項中的至少一項:
顯示器,其連接到所述控制器用來指示所述系統的狀態和用來指示何
時所述系統信號在預置范圍外;和
其中當所述系統信號在預置范圍外時,所述控制器中斷對所述步進發
動機供電。
23.根據權利要求17所述的設備,其中所述系統傳感器包括下列中的
至少一個或多個:
監控所述潤滑油輸送系統的潤滑油排放壓力的傳感器,其中所述系統
信號是排放壓力信號且其中當所述排放壓力信號指示所述潤滑油排放壓力
大于最大排放壓力時,所述控制器對所述排放壓力信號作出響應以對所述
警報器供電;
監控所述泵上的潤滑油壓力的傳感器,其中所述系統信號是壓力信號
且其中當所述壓力信號指示所述泵上的所述潤滑油壓力大于最大壓力時,
所述控制器對所述壓力信號作出響應以對所述警報器供電;
監控所述活塞的傳感器,其中所述系統信號是活塞信號且其中當所述
活塞信號指示所述活塞位置在預置范圍外時,所述控制器對所述活塞信號
作出響應以對所述警報器供電;
監控所述貯槽的潤滑油液面的傳感器,其中所述系統信號是液面信號
且其中當所述液面信號指示所述潤滑油液面低于最低液面時,所述控制器
對所述液面信號作出響應以對所述警報器供電;和
監控所述潤滑油輸送系統的潤滑油壓力的傳感器,其中所述系統信號
是壓力信號且其中在操作所述步進發動機的給定時段過去后,在所述壓力
信號指示所述潤滑油壓力小于最小壓力時,所述控制器對所述壓力信號作
出響應以對所述警報器供電。
24.一種用于供應潤滑油的系統,其包括:
用于保存潤滑油的貯槽,所述貯槽具有貯槽出口;
泵,其包括界定缸孔的汽缸、與所述貯槽出口連通用于使潤滑油從所
述貯槽流到所述缸孔中的汽缸入口、和供應潤滑油的汽缸出口、在所述缸
孔中可移動的活塞;
驅動機構,其包括步進發動機用于在所述缸孔中移動所述活塞;
控制器,其用于通過將脈沖寬度調制(PWM)脈沖選擇性地施加到所
述步進發動機來控制所述步進發動機的速度和/或轉矩而控制所述步進發
動機的所述操作以移動所述活塞來分配潤滑油,所述控制器包括存儲所述
步進發動機的速度對壓力分布的存儲器;和
傳感器,其用于感測所述設備的狀況并提供指示所述狀況的狀況信號;
所述控制器對所述狀況信號作出響應以將所述PWM脈沖選擇性地施
加到所述步進發動機來根據所述狀況信號且根據所述分布來改變所述步進
發動機的所述速度和/或所述轉矩;
潤滑油輸送系統,其與所述汽缸出口連通以輸送潤滑油;
其中所述潤滑油輸送系統包括多個區域,每個區域具有多個所述閥,
且所述系統還包括:
每個區域的區域閥,其選擇性地將每個區域與所述汽缸出口連接;
區域致動器,其與每個區域閥相關來打開和關閉其相關的區域閥;和
CAN區域模塊,其與每個區域致動器相關,每個CAN區域模塊連接
到所述CAN總線且對由所述控制器經由所述CAN總線所提供的指令作出
響應以對其相關的區域致動器選擇性地供電來打開和關閉其相關的區域閥
來將潤滑油選擇性地供應到其區域。
25.根據權利要求14所述的設備,其包括下列項中的至少一項:
其中所述控制器被構造來針對特定潤滑油事件泵抽預置容積的潤滑油
且其中所述控制器操作所述步進發動機達預置時段或達預置數量的泵抽沖
程來泵抽所述預置容積的潤滑油;和
其中所述狀況信號指示在潤滑點上對潤滑的需求且其中所述控制器對
所述狀況信號作出響應以對所述步進發動機供電以移動所述活塞來將潤滑
油分配在所述潤滑點上,從而所述系統對指示所述潤滑需求的信號作出響
應而按需提供潤滑。
26.一種用于供應潤滑油的方法,其包括:
提供貯槽用于保存潤滑油,所述貯槽具有貯槽出口;
提供泵,所述泵包括界定缸孔的汽缸、與所述貯槽出口連通用于使潤
滑油從所述貯槽流到所述缸孔中的汽缸入口、和供應潤滑油的汽缸出口、
在所述缸孔中可移動的活塞;
提供驅動機構,所述驅動機構包括步進發動機用于在在所述缸孔中移
動所述活塞;所述步進發動機具有連續工作操作范圍并具有喘振范圍;
通過選擇性地施加脈沖寬度調制(PWM)脈沖到所述步進發動機來控
制所述發動機的速度和/或轉矩而控制所述步進發動機的所述操作以移動
所述活塞來分配潤滑油;
感測所述設備的狀況并提供指示所述狀況的狀況信號;
對所述狀況信號作出響應以將所述PWM脈沖選擇性地施加到所述步
進發動機來根據所述狀況信號通過施加具有在所述步進發動機的所述連續
工作操作范圍內的功率的PWM脈沖而改變所述步進發動機的速度和/或轉
矩;和
下列項中的至少一項:
對所述狀況信號作出響應以將所述PWM脈沖選擇性地施加到所述步
進發動機以根據所述狀況信號通過施加過驅動PWM脈沖達一個時段而改
變所述步進發動機的速度和/或轉矩,所述過驅動PWM脈沖具有大于所述
步進發動機的所述連續工作操作范圍的過驅動功率,并且所述過驅動
PWM脈沖具有小于所述步進發動機的所述喘振范圍的過驅動功率;和
對所述狀況信號作出響應以將所述PWM脈沖選擇性地施加到所述步
進發動機以根據分布改變所述步進發動機的速度和/或轉矩。

說明書

泵系統

本申請是申請號為201180065925.9的專利申請的分案申請,原申請的
申請日為2011年10月25日,發明名稱為“泵系統”。

技術領域

本發明大致上涉及一種用于供應潤滑油的設備,且更具體來說涉及一
種用于自動泵抽潤滑油到多個潤滑部位的自動潤滑系統。

背景技術

本發明對于用于以預定時間間隔和/或預定量供應潤滑油到多個潤滑
點的自動潤滑系統具有特定應用。LincolnIndustrial在
Centro-和商標下銷售這類自動系統。所述系統
包括用于保存大量潤滑油的貯槽、用于攪拌潤滑油的攪拌器,和用于從貯
槽泵抽潤滑油到一個或多個漸進式計量(分流)閥的電或氣動泵,其中每
個閥操作來分配潤滑油到多個潤滑點。可參考第6,244,387號美國專利(其
以引用的方式并入本文中)來獲得關于示例性系統的其它詳情。
Centro-系統類似于系統,除來自泵的潤滑油是通過單個
供應管線輸送到注射器以外,每個注射器操作來分配所計量的量的潤滑油
到單個潤滑點。可參考第6,705,432號美國專利(其以引用的方式并入本文
中)來獲得關于示例性Centro-系統的其它詳情。系統是雙
管線系統。

雖然這些系統已經被證實為是可靠的且在商業上是成功的,但是仍需
一種改進的泵單元,其可與各種各樣的潤滑油分布系統一起使用且其具有
簡化設計。

發明內容

在一方面中,本發明涉及一種用于供應潤滑油的設備。所述設備包括
具有用于保存潤滑油的內部的貯槽。所述設備還包括用于從貯槽泵抽潤滑
油到潤滑油分布系統的泵。所述泵包括具有缸孔的汽缸。所述泵還包括與
貯槽內部連通以使潤滑油從貯槽流到缸孔中的汽缸入口。所述泵還包括汽
缸出口。所述泵還包括在缸孔中可移動的活塞。所述泵還包括在缸孔中介
于活塞和汽缸出口之間用于阻擋回流通過出口的止回閥。所述泵還包括在
止回閥的上游位置處與缸孔連通用于排放潤滑油分布系統的排放通道。所
述泵還包括用于在下列方向上移動活塞的線性位置驅動機構:在向前方向
上通過用于泵抽潤滑油通過汽缸出口到潤滑油分布系統的泵抽沖程在缸孔
中移動活塞;在向后方向上通過無排放返回沖程移動活塞,其中排放通道
不與貯槽內部連通;和在向后方向上通過排放返回沖程移動活塞,其中排
放通道與貯槽內部連通。所述設備還包括用于校準和控制線性位置驅動機
構的操作的控制器。

在另一方面中,本發明包括一種供應潤滑油到排放式潤滑油分布系統
和到無排放式潤滑油分布系統的方法,所述方法包括操作線性位置驅動機
構來通過泵抽沖程在缸孔中移動活塞以泵抽潤滑油通過缸孔的出口到排放
式潤滑油分布系統和/或到無排放式潤滑油分布系統。所述方法還包括在第
一長度期間無排放式潤滑油分布系統未被排放期間,操作線性位置驅動機
構來通過具有第一長度的無排放返回沖程移動活塞。所述方法還包括在第
二長度期間排放式潤滑油分布系統被排放期間,校準線性位置驅動機構和
操作被校準的線性位置驅動機構來通過具有不同于第一長度的第二長度的
排放返回沖程移動活塞。

在一方面中,本發明涉及一種用于泵抽潤滑油的設備,所述設備包括
具有用于保存潤滑油的內部的貯槽。所述設備還包括在貯槽內可旋轉的攪
拌器。所述攪拌器的一個優點包括將潤滑油維持在潤滑油更容易流動的足
夠低的粘度。在較冷環境狀況下,潤滑油可變成堅硬或厚的。所述攪拌器
使潤滑油流體化,其允許潤滑油泵更有效地操作。所述設備還包括在攪拌
器上可在攪拌器旋轉時操作來施加沿著界定的流徑推動來自貯槽的潤滑油
的推力的力饋送機構。所述設備還包括位于貯槽下方用于從貯槽泵抽潤滑
油到潤滑油分布系統的泵。所述泵包括具有缸孔的汽缸和通過泵抽沖程和
返回沖程在缸孔中可移動的活塞。缸孔經由所述界定的流徑與貯槽內部連
通,從而攪拌器的旋轉導致攪拌器上的力饋送機構施加沿著界定的流徑推
動潤滑油的推力,且使得活塞通過所述返回沖程的移動在缸孔中產生減小
的壓力來施加沿著界定的流徑拉動潤滑油的拉力,所述推力和拉力組合以
使潤滑油沿著界定的流徑從貯槽移動到缸孔中。

在另一方面中,本發明包括一種從貯槽泵抽潤滑油的方法,所述方法
包括使攪拌器在貯槽中旋轉以導致攪拌器上的力饋送機構施加沿著界定的
流徑將潤滑油從貯槽推動到缸孔的推力。所述方法還包括通過泵抽沖程在
缸孔中移動活塞。所述方法還包括通過返回沖程移動活塞來在缸孔中產生
減小的壓力。減小的壓力施加沿著界定的流徑拉動潤滑油的拉力。推力和
拉力組合來沿著界定的流徑移動潤滑油到缸孔中。

在一方面中,本發明涉及一種用于供應潤滑油的系統,所述系統包括
用于保存潤滑油的貯槽。所述貯槽具有貯槽出口。所述系統還包括泵,所
述泵包括界定缸孔的汽缸、與貯槽出口連通用于使潤滑油從貯槽流到缸孔
中的汽缸入口、汽缸出口和在缸孔中可移動的活塞。所述系統還包括與汽
缸出口連通用于輸送潤滑油的潤滑油輸送系統。所述系統還包括驅動機構,
所述驅動機構包括用于使活塞在缸孔中往復的步進發動機。所述系統還包
括用于感測所述系統的狀況和提供狀況信號的傳感器。所述系統還包括警
報器。所述系統還包括用于通過對發動機選擇性地供電控制發動機的操作
以使活塞往復的控制器。所述控制器對狀況信號作出響應以在狀況信號在
預置范圍外時諸如通過對所述警報器選擇性地供電來修改系統操作。

在另一方面中,本發明包括一種用于供應潤滑油的系統,所述系統包
括用于保存潤滑油的貯槽。所述貯槽具有貯槽出口。所述系統還包括泵,
所述泵包括界定缸孔的汽缸、與所述貯槽出口連通以使潤滑油從所述貯槽
流到缸孔中的汽缸入口、汽缸出口,和在缸孔中可移動的活塞。所述系統
還包括與汽缸出口連通用于輸送潤滑油的潤滑油輸送系統。所述系統還包
括驅動機構,所述驅動機構包括用于使活塞在缸孔中往復的發動機。所述
系統還包括用于感測所述系統的狀況和提供狀況信號的傳感器。所述系統
還包括警報器。所述系統還包括用于通過對發動機選擇性地供電以使活塞
往復而控制發動機的操作的控制器。所述控制器對狀況信號作出響應以在
狀況信號在預置范圍外時諸如通過對所述警報器選擇性地供電來修改系統
操作。所述傳感器包括下列中的至少一個或多個:監控潤滑油輸送系統的
潤滑油壓力的壓力傳感器,其中狀況信號是壓力信號且其中控制器對壓力
信號作出響應以在壓力信號指示潤滑油壓力小于最小壓力時對警報器供
電;監控泵上的潤滑油壓力的傳感器,其中狀況信號是壓力信號且其中所
述控制器對壓力信號作出響應以在壓力信號指示泵上的潤滑油壓力大于最
大壓力時對警報器供電;監控活塞的移動的運動傳感器,其中狀況信號是
運動信號且其中所述控制器對運動信號作出響應以在運動信號指示活塞移
動小于最小移動時對警報器供電;監控貯槽的潤滑油液面的液面傳感器,
其中所述狀況信號是液面信號且其中當液面信號指示潤滑油液面低于最低
液面時,所述控制器對所述液面信號作出響應以對警報器供電;和監控潤
滑油輸送系統的潤滑油壓力的壓力傳感器,其中狀況信號是壓力信號且其
中在發動機泵操作的給定時段過去后,在壓力信號指示潤滑油壓力小于最
小壓力時,所述控制器對所述壓力信號作出響應以對警報器供電。

在又一方面中,本發明包括一種用于供應潤滑油的系統,所述系統包
括用于保存潤滑油的貯槽。所述貯槽具有貯槽出口。所述系統還包括泵,
所述泵包括界定缸孔的汽缸、與貯槽出口連通以使潤滑油從貯槽流到缸孔
中的汽缸入口、汽缸出口,和在缸孔中可移動的活塞。所述系統還包括與
汽缸出口連通且具有多個閥的潤滑油輸送系統,每個閥用于輸送潤滑油。
所述系統還包括驅動機構,所述驅動機構包括用于使活塞在缸孔中往復的
發動機。所述系統還包括用于通過對發動機選擇性地供電控制發動機的操
作以使活塞往復的控制器。所述系統還包括連接到控制器的控制器區域網
絡(CAN)總線。所述系統還包括電源。所述系統還包括連接到電源的電
源總線。所述系統還包括多個致動器,每個致動器與所述閥中的一個相關
以打開和關閉其相關的閥。所述系統還包括多個CAN繼電器,每個CAN
繼電器連接到電源總線且連接到一個或多個致動器用來對其連接的致動器
選擇性地供電來打開和關閉與致動器相關的閥以輸送潤滑油。所述系統還
包括多個CAN模塊,每個CAN模塊與一個或多個CAN繼電器相關并控
制一個或多個CAN繼電器。每個CAN模塊連接在CAN總線和其CAN
繼電器之間用于對由控制器經由CAN總線提供的指令作出響應而控制其
繼電器。

在一方面中,本發明涉及一種用于供應潤滑油的設備。所述設備包括
貯槽,所述貯槽包括用于保存潤滑油的油箱。所述貯槽包括用于從貯槽釋
放潤滑油的出口。所述設備還包括泵總成,所述泵總成包括具有熱傳導頂
壁的外殼,貯槽安裝在所述熱傳導頂壁上。所述頂壁包括面向貯槽的上表
面和與上表面相對的下表面。所述泵總成還包括安裝在外殼中用于從油箱
泵抽潤滑油通過貯槽出口且到潤滑部位的潤滑油泵。所述泵包括與貯槽出
口流體連通的入口。所述總成還包括加熱器,所述加熱器安裝在外殼內部
與外殼的頂壁直接熱接觸用于在保存在油箱中的潤滑油經過貯槽出口之前
加熱所述潤滑油。

在一方面中,本發明涉及一種用于供應潤滑油的設備,其包括用于保
存潤滑油的貯槽。所述貯槽具有貯槽出口。所述設備還包括泵,所述泵包
括界定缸孔的汽缸、與所述貯槽出口連通用于使潤滑油從貯槽流到缸孔中
的汽缸入口、汽缸出口,和在缸孔中可移動的活塞。所述設備還包括驅動
機構,所述驅動機構包括用于驅動泵的發動機,諸如用于使活塞在缸孔中
往復的步進發動機。所述步進發動機具有連續工作操作范圍。所述設備還
包括用于通過選擇性地施加脈沖寬度調制(PWM)脈沖到步進發動機來控
制發動機的速度和轉矩而控制步進發動機的操作。所述設備還包括用于感
測所供應的潤滑油的壓力和提供指示出口處的壓力的壓力信號的壓力傳感
器。控制器對壓力信號作出響應以選擇性地施加PWM脈沖到步進發動機
以根據壓力信號通過施加具有在步進發動機的連續工作操作范圍內的功率
的PWM脈沖改變步進發動機的速度和轉矩。控制器還對壓力信號作出響
應以選擇性地施加PWM脈沖到步進發動機以根據壓力信號通過施加過驅
動PWM脈沖達一個時段而改變步進發動機的速度和轉矩。過驅動PWM
脈沖具有大于步進發動機的連續工作操作范圍的過驅動功率。

在另一方面中,本發明包括一種用于供應潤滑油的設備,其包括用于
保存潤滑油的貯槽。所述貯槽具有貯槽出口。所述設備還包括泵,所述泵
包括界定缸孔的汽缸、與所述貯槽出口連通用于使潤滑油從貯槽流到缸孔
中的汽缸入口、汽缸出口,和在缸孔中可移動的活塞。所述設備還包括驅
動機構,所述驅動機構包括用于使活塞在缸孔中往復的步進發動機。所述
設備還包括用于通過選擇性地施加PWM脈沖到步進發動機來控制發動機
的速度和轉矩而控制步進發動機的操作。所述控制器包括存儲步進發動機
的速度對壓力分布的存儲器。所述設備還包括用于感測在缸孔的出口上的
壓力和提供指示出口處的壓力的壓力信號的壓力傳感器。控制器對壓力信
號作出響應以選擇性地施加PWM脈沖到步進發動機以根據壓力信號和根
據分布通過施加具有在步進發動機的連續工作操作范圍內的功率的PWM
脈沖改變步進發動機的速度和轉矩。

上述發明概要被提供來以簡化形式介紹概念選擇,所述概念在詳述中
被進一步描述。發明概要既非意在識別所要求的主題的關鍵特征或本質特
征,也非意在用作確定所要求的主題的范圍的輔助設備。其它目的和特征
將在下文中變得部分顯而易見且部分被指出。

附圖說明

圖1是包括用于將潤滑油引導到潤滑點的分配閥的常規自動潤滑系統
的簡圖;

圖2是包括用于將潤滑油引導到潤滑點的注射器的常規自動潤滑系統
的簡圖;

圖3是本發明的泵單元的第一實施方案的透視圖;

圖4是圖3的泵單元的底部平面圖;

圖5是圖3的泵單元的垂直截面;

圖6是圖5的放大部分,其示出泵單元的線性驅動機構;

圖7是在圖6的7--7平面中獲得的線性驅動機構的垂直截面;

圖8是示出校準機構的線性驅動機構的放大截面;

圖9是圖8,是示出活塞在返回沖程限制處的線性驅動機構的放大截
面;

圖10是包括分配閥分布系統的本發明的潤滑系統的簡圖;

圖11是包括注射器分布系統的本發明的潤滑系統的簡圖;

圖12是包括區域化CAN總線分布系統的本發明的潤滑系統的簡圖;

圖13是用在圖12的CAN總線潤滑分布系統中的閥體和多個電控制
閥的透視圖;

圖14是圖13的閥體和電控制閥的垂直截面;

圖15是類似于圖14但被旋轉90度的垂直截面;

圖16是本發明的區域化潤滑系統的簡圖,每個區域包括分配閥分布系
統;

圖17是本發明的區域化潤滑系統的簡圖,一個區域包括CAN總線潤
滑分布系統且另一區域包括分配閥分布系統;

圖18是本發明的區域化潤滑系統的簡圖,每個區域包括注射器分布系
統;

圖19是本發明的區域化潤滑系統的簡圖,一個區域包括CAN總線潤
滑分布系統且另一區域包括注射器分布系統;

圖19A是本發明的多區域潤滑系統的簡圖,一個區域包括單管線注射
器分布系統且另一區域包括雙管線注射器分布系統;

圖19B是本發明的多區域潤滑系統的簡圖,一個區域包括單管線分配
閥分布系統且另一區域包括雙管線注射器分布系統;

圖19C是本發明的單區域潤滑系統的簡圖,其包括雙管線注射器分布
系統;

圖20是泵抽單元的第一替代性驅動機構的示意圖;

圖21是泵抽單元的第二替代性驅動機構的示意圖;

圖22是由處理器執行來為具有具內部壓力傳感器的閉合回路注射器
系統的潤滑系統提供自診斷法的指令的本發明的一個實施方案的流程圖;

圖23是由處理器執行來為具有具內部壓力傳感器的閉合回路注射器
系統的潤滑系統提供排放計測試的指令的本發明的一個實施方案的流程
圖;

圖24是由處理器執行來為具有具內部壓力傳感器的閉合回路注射器
系統、具內部壓力傳感器的開放回路非注射器系統(例如,分配閥分布系
統)的潤滑系統提供最大壓力測試的指令的本發明的一個實施方案的流程
圖;

圖25是由處理器執行來為具有具內部壓力傳感器的閉合回路注射器
系統、具內部壓力傳感器的開放回路非注射器系統的潤滑系統提供活塞的
全沖程測試的指令的本發明的一個實施方案的流程圖;

圖26是由處理器執行來為具有閉合回路注射器系統或開放回路非注
射器系統(每個具有或不具有內部壓力傳感器)的潤滑系統提供貯槽液面
測試的指令的本發明的一個實施方案的流程圖;

圖27是由處理器執行來為具有具內部壓力傳感器的閉合回路注射器
系統或具內部壓力傳感器的開放回路非注射器系統的潤滑系統提供周期
(即,注射器重置)超時測試的指令的本發明的一個實施方案的流程圖;

圖28是由處理器執行來為具有具內部壓力傳感器的閉合回路注射器
系統或具內部壓力傳感器的開放回路非注射器系統的潤滑系統提供潤滑油
貯槽硬度測試的指令的本發明的一個實施方案的流程圖;

圖29是由處理器執行來為具有具內部壓力傳感器的開放回路非注射
器系統的潤滑系統提供自診斷法的指令的本發明的一個實施方案的流程
圖;

圖30是由處理器執行來為具有閉合回路注射器系統(不具有內部壓力
傳感器)的潤滑系統提供自診斷法的指令的本發明的一個實施方案的流程
圖;

圖31是由處理器執行來為具有閉合回路注射器系統(不具有內部壓力
傳感器)的潤滑系統提供排放計測試的指令的本發明的一個實施方案的流
程圖;

圖32是由處理器執行來為具有閉合回路注射器系統(不具有內部壓力
傳感器)或開放回路非注射器系統(不具有內部壓力傳感器)的潤滑系統
提供最大壓力測試的指令的本發明的一個實施方案的流程圖;

圖33是由處理器執行來為具有閉合回路注射器系統(不具有內部壓力
傳感器)或開放回路非注射器系統(不具有內部壓力傳感器)的潤滑系統
提供活塞的全沖程測試的指令的本發明的一個實施方案的流程圖;

圖34是由處理器執行來為具有閉合回路注射器系統(不具有內部壓力
傳感器)或開放回路非注射器系統(不具有內部壓力傳感器)的潤滑系統
提供周期(即,注射器重置)超時測試的指令的本發明的一個實施方案的
流程圖;

圖35是由處理器執行來為具有閉合回路注射器系統(不具有內部壓力
傳感器)或開放回路非注射器系統(不具有內部壓力傳感器)的潤滑系統
提供潤滑油貯槽硬度測試的指令的本發明的一個實施方案的流程圖;

圖36是由處理器執行來為具有開放回路非注射器系統(不具有內部壓
力傳感器)的潤滑系統提供自診斷法的指令的本發明的一個實施方案的流
程圖;

圖36A是由處理器執行來為諸如圖19所示的具有致動器閥(不具有
內部壓力傳感器)的CAN總線潤滑系統提供自診斷法的指令的本發明的
一個實施方案的流程圖;

圖37是用于供應潤滑油包括多個區域的致動器閥的本發明的CAN總
線潤滑系統2300的一個實施方案的方框圖;

圖37A是用于供應潤滑油包括一個區域的分配閥和一個區域的注射器
的本發明的CAN總線潤滑系統2300的另一實施方案的方框圖;

圖38是本發明的泵單元的另一實施方案的透視圖;

圖39是穿過圖38的泵單元獲得的垂直截面,其示出用于重新填充所
述單元的貯槽的重填端口;

圖40是圖39的放大部分;

圖41是穿過圖38的泵單元獲得的垂直截面,其示出泵單元的線性驅
動機構;

圖42是圖39的放大部分,其示出線性驅動機構;

圖43是圖41的放大部分,其示出驅動機構的汽缸入口;

圖44是類似于圖42但被旋轉90度來示出汽缸入口的橢圓形部分的視
圖;

圖45是泵單元的攪拌機構的平面圖;

圖46是穿過驅動發動機和攪拌器的相關組件獲得的垂直截面;

圖47是在圖45的47--47平面中獲得的放大垂直截面,其示出攪拌器
上的力饋送機構;

圖48是比較使用現有技術的泵和本發明的泵的單元進行的測試的結
果的圖表;

圖49是圖38的泵單元的底部平面圖;

圖50是在圖49的50--50平面中獲得的放大垂直截面;

圖51是示出線性驅動機構的組件(包括驅動螺桿、活塞、跟隨器外殼
和跟隨器)的放大垂直圖;

圖52是驅動螺桿的透視圖;

圖53是跟隨器的截面圖;

圖54是圖42的54--54平面中獲得的垂直截面;

圖55A是具有溫度傳感器和加熱器的泵單元的底部平面圖;

圖55B是在圖55A的55B--55B平面中獲得的泵單元的片斷橫截面;

圖55C是具有分開的貯槽的泵單元的透視圖;

圖55D是在圖55A的55D--55D平面中獲得的泵單元的片斷橫截面;

圖55E是圖55A的55B--55B平面中獲得的泵單元的替代實施方案的
片段橫截面;

圖56是示出步進發動機的功率對時間的曲線并示出步進發動機的連
續工作操作范圍的圖表;

圖57是示出本發明的步進發動機的操作分布和步進發動機的喘振曲
線的以rpm為單位的速度對以psi為單位的壓力的圖表;和

圖58是示出步進發動機的喘振曲線的以psi為單位的壓力對以rpm為
單位的速度的圖表。

貫穿附圖,相應的部件由相應的附圖標記指示。

具體實施方式

圖1示出常規系統(整體標注為100),其包括泵單元110,
其操作來通過潤滑油供應管線114泵抽潤滑油到整體由118標注的主分配
閥,主分配閥具有入口120和經由管線128連接到整體由134標注的額外
(從屬)分配閥的入口130的多個出口124。分配閥134經由管線138連
接到軸承144或其它潤滑點。所用的分配閥134的數量將根據將被服務的
潤滑點的數量而改變。

泵單元110包括用于保存潤滑油(例如,油脂)的貯槽150、用于攪
拌貯槽中的潤滑油的攪拌器156、和貯槽下方的泵外殼160中的可擴張腔
室泵158。泵外殼中的發動機164使攪拌器156旋轉來攪拌貯槽中的潤滑
油。發動機還164使偏心機構170旋轉來通過一系列泵抽沖程移動彈簧偏
置的活塞以通過供應管線114將潤滑油泵抽到分配閥118、134。用于驅動
攪拌器156和偏心機構170的機構包括相對大型的驅動系統180,驅動系
統180包括若干齒輪。泵單元110包括可編程控制器,可編程控制器用于
控制發動機164的操作和用于從監控主分配閥118的操作的接近開關186
接收信號。

圖2示出整體標注為200的常規Centro-系統,其包括操作來
通過潤滑油供應管線214將潤滑油泵抽到多個注射器130的泵單元210,
其中每個泵單元具有經由歧管132中的通道與潤滑油供應管線214連通的
入口和經由管線144連接到軸承155或其它潤滑點的出口138。泵單元210
類似于上述泵單元110。

圖3到圖9示出本發明的設備,其包括用于供應潤滑油到不同類型的
潤滑油分布系統(例如,漸進式系統、注射器系統、CAN總線系統、雙管
線系統和其組合)的泵單元300。一般來說,泵單元300包括:貯槽,其
整體由304標注、用于保存大量的潤滑油(例如,油脂);和泵外殼306,
其在貯槽下方用于容置單元的各個泵組件,如將所述。泵外殼306包括一
對安裝凸緣308(圖3)用于以直立位置將泵抽單元安裝在合適的結構上。

在圖3的實施方案中,貯槽304包括圓柱形側壁310、用于將潤滑油
裝載到貯槽中的敞開的頂部312、底壁314,和在底壁中用于從貯槽排放潤
滑油的出口316。整體由320標注的攪拌器被提供用于攪拌貯槽中的潤滑
油。攪拌器320包括可通過在泵外殼306中的第一驅動機構326(圖4)繞
垂直軸旋轉的旋轉轂322、從轂跨底壁314向外側向延伸的臂328、和臂上
的擦拭板330。擦拭板330具有朝向底壁314向下對準的下葉片部分330a
和沿著貯槽的側壁310向上延伸的上部330b。攪拌器的旋轉使貯槽中的潤
滑油流體化。擦拭板330的下葉片部分330a還迫使潤滑油向下通過貯槽的
出口316。

參考圖4,溫度傳感器332被安裝在泵外殼306內緊鄰于貯槽304的
底壁314,用于感測底壁的溫度和因此感測貯槽中的潤滑油的溫度。

參考圖5和圖6,泵汽缸(整體由334標注)被安裝在泵外殼中緊鄰
于貯槽304的底壁314。在所示實施方案中,泵汽缸334具兩部件構造,
其包括第一入口部件334a和與入口部件螺紋接合的第二出口部件334b。
兩個部件具有組合來界定中央縱向缸孔338的縱向孔。入口汽缸部件334a
具有徑向孔340,徑向孔將汽缸入口界定為與貯槽出口316連通以使潤滑
油從貯槽304直接(即,沿著界定的流徑)流入縱向缸孔338中。球止回
閥344被安裝在出口汽缸部分334b中以在其中其接合出口汽缸部件上的閥
座348以阻止流動物通過縱向缸孔338的關閉位置和其中其允許流動物通
過孔的打開位置之間移動。反作用于一端抵著球閥的線圈壓縮彈簧352朝
向其關閉位置推進球閥。彈簧的相對端反作用于螺入缸孔338的出口端中
的出口配件354。出口配件具有界定汽缸出口的潤滑油出口端口356和壓
力傳感器端口358。

如圖4中所示,T形配件360連接到出口配件354的潤滑油出口端口
356以使流體流到第一饋送管線364和第二饋送管線366,第一饋送管線附
接到泵外殼306于一個位置且第二饋送管線附接到泵外殼于圍繞外殼與第
一位置隔開的第二位置。每個饋送管線364、366的出口端配備有快速連接
/斷開連接器370以利于饋送管線連接到供應潤滑油到各種分布系統的潤滑
油供應管線。一般來說,兩個饋送管線364、366中只有一個是用于任何給
定分布系統,饋送管線被選擇用作針對本領域中的狀況的最適合構造。

壓力傳感器372被附接到出口配件354的壓力傳感器端口358。壓力
傳感器感測缸孔338(圖6)的出口端處的壓力。

如圖6中進一步所示,泵汽缸334中的排放通道376在止回閥閥座348
的上游縱向缸孔338中的第一位置和止回閥閥座下游縱向缸孔中的第二位
置之間提供流體連通。排放通道376的下游端經由出口汽缸部件334a中的
徑向孔380與第二位置連通。這個排放通道376的用途在下文中將變得顯
而易見。

泵單元300還包括通過整體標注為390的第二驅動機構以往復方式可
在缸孔338中移動的活塞384。在圖3到圖9的實施方案中,驅動機構390
是線性位置驅動機構,其包括步進發動機394,步進發動機具有可在固定
到貯槽的底壁的跟隨器外殼404的端壁400中的襯套398中旋轉的輸出軸
396。軸396與導螺桿410驅動接合,且導螺桿與跟隨器外殼404中的跟隨
器414螺紋接合。跟隨器414和活塞384以不可旋轉的方式附接。視需要,
跟隨器和活塞整體形成為一件,但是其可形成為不可旋轉地彼此貼附的分
開件。如圖7所示,跟隨器414具有徑向套環418,徑向套環具有凹口420
用于接收跟隨器外殼404內部上的固定線性引導件424。引導件424在大
致平行于縱向缸孔338的方向上延伸且在導螺桿410通過步進發動機394
旋轉時保持跟隨器414(和活塞384)對抗旋轉。因此,發動機輸出軸396
在一個方向上的旋轉導致活塞384通過泵抽(動力)沖程在缸孔338中移
動且軸396在相反方向上的旋轉導致活塞通過返回沖程在缸孔中移動。沖
程長度由步進發動機的操作控制。

圖8中整體標注為430的校準機構被提供用于相對于缸孔338中的活
塞384的位置校準步進發動機394的操作。在所示實施方案中,此機構430
包括在跟隨器414上可隨活塞和跟隨器移動的磁鐵434,和相對于活塞移
動的方向以隔開位置安裝在跟隨器外殼404上的至少一個和(視需要)兩
個磁場傳感器440、442。僅舉例來說,傳感器440、442可為接近磁鐵434
的磁簧開關。

在一些實施方案中,一個發動機可用來驅動泵和驅動攪拌器。在其它
實施方案中,攪拌器發動機326和步進發動機394是分開的相異的獨立供
電的發動機而不是一個既用于攪拌器又用于泵的發動機。使用兩個發動機
的一個優點如下。在較冷環境中,潤滑油可變得堅硬導致對攪拌器的旋轉
增加阻力。這個增加的阻力使驅動攪拌器的發動機減速。如果驅動攪拌器
的發動機同時驅動泵,那么較慢的旋轉減小泵的操作速度以及泵抽潤滑油
的速度。相比之下,當使用兩個獨立的供電發動機時,如果潤滑油是堅硬
的且使攪拌器發動機的旋轉減速,那么泵發動機可繼續獨立操作來以與攪
拌器發動機的速度無關的速度泵抽潤滑油。

參考圖10到圖12,泵單元300包括用于校準和控制線性位置驅動機
構390的操作的控制器450。控制器450從壓力傳感器372和校準機構430
(例如,磁場傳感器440、442)接收信號。控制器450包括處理信息和控
制攪拌器發動機326和步進發動機394的操作的可編程微處理器。具有顯
示器456的操作員輸入454被提供用于輸入信息給控制器并被控制器用來
呈現信息給操作員。這個信息可包括將與泵抽單元一起使用的潤滑分布系
統的類型,將輸送到每個潤滑點(例如,軸承)的潤滑油的容積、和潤滑
事件的頻率。信息還可經由泵單元的泵外殼上的USB端口460被上傳到控
制器和從控制器下載。

電力經由電源462被供應到泵單元300,電源通常是被潤滑的設備的
電源。

如上所述,本發明的泵單元300可與不同分布系統一起使用。舉例來
說但無限制之意,泵單元可與如圖10所述的漸進式(分流)閥分布系統
500、如圖11所示的注射器分布系統600、如圖12所示的CAN總線分布
系統700、如圖19A到圖19C所示的雙管線系統、如圖16到圖19所示的
區域化分布系統和這些系統的組合一起使用,下文描述這些系統的實施例。

在圖10的漸進式分布系統500中,泵單元300以所要時間間隔通過潤
滑油供應管線510將所需量的潤滑油泵抽到一系列常規分配閥530。分配
閥操作來輸送所計量的量的潤滑油到各自的潤滑點550(例如,軸承)。
每個分配閥具有連接到控制器450用于監控分配閥的適當操作的接近開關
532。控制器450被適當地編程(例如,經由操作員輸入454和/或USB端
口460)來按如下操作泵單元300。

視需要,控制器450在步進發動機394被操作來使活塞384往復之前
起始攪拌器發動機326的操作。這個順序允許攪拌器320在潤滑油的實際
泵抽開始之前使潤滑油流體化且用潤滑油填裝泵汽缸334,這在潤滑油處
于粘滯狀態時特別有利,如在低溫環境中。在適當延遲預定長度(8秒到
12秒)后,步進發動機394被供電來通過一連串泵抽(動力)沖程和返回
沖程移動活塞384來通過連接到分布潤滑油供應管線510的饋送管線(364
或366)泵抽所需量的潤滑油。當泵單元以這種模式操作時,活塞384的
下游端保持在排放通道376與缸孔338連通的位置的下游(參見圖8,其
示出活塞處于其返回沖程的限制處)。因此,在活塞384的返回沖程期間,
分布系統500的潤滑油供應管線510沒有潤滑油排放到泵單元的貯槽304。
這類排放在漸進式(分流)閥分布應用中不是必需的。沒有發生排放的活
塞返回沖程在下文中被稱為“無排放”返回沖程。

在圖11的注射器分布系統600中,泵單元300的控制器450被編程來
操作所述單元以通過潤滑油供應管線610來以所需時間間隔泵抽所需量的
潤滑油到多個注射器620。注射器操作來輸送所計量的量的潤滑油到各自
潤滑點630(即,軸承)。在這種模式下,泵單元300如上所述操作,除
在其返回沖程期間活塞384移動到排放通道376與缸孔338連通的位置的
下游的排放位置(參見圖9,其示出活塞處于其返回沖程的限制處)。因
此,在活塞的返回沖程期間,潤滑油被排放到貯槽304以允許注射器620
重置來進行連續的操作周期。發生排放的活塞返回沖程在下文被稱為“排
放”返回沖程。

在圖12的CAN總線和分配閥分布系統700中,泵單元300的控制器
450被編程來操作所述單元以通過潤滑油供應管線702泵抽所需量的潤滑
油到第一閥體,第一閥體包括具有連接到第一區域Z1中的各自潤滑點714
(例如,軸承)的出口710的歧管706。通過孔的流體流量由經由電力現
場總線720接收來自控制器450的控制信號和接收電力以對閥供電的各自
電控制閥718控制。在圖12的實施方案中,潤滑油還通過潤滑油供應管線
710輸送到包括與第一歧管706串聯流體連接的的歧管724的第二閥體。
歧管724具有連接到第二區域Z2中的各自潤滑點730(例如,軸承)的出
口728。通過歧管到出口728的流體流量由經由電力現場總線720接收來
自控制器450的控制信號和接收電力以對閥供電的各自電控制閥730而控
制。

圖13到圖15示出示例性閥體(歧管706)和用在圖12的CAN總線
潤滑分布系統中的多個示例性電控制閥(閥718)。歧管706配備有四個
這樣的閥,但是這個數字可從1變化到2或更多。歧管706包括具有連接
到潤滑油供應管線702的入口732的阻止件、從入口起延伸通過歧管的供
應通道734、和連接供應通道和歧管的各自出口710的多個出口通道738。
出口710中的球止回閥742通過彈簧偏向其關閉位置來防止回流。

每個閥718包括與歧管706的各自出口710相關用于控制通過出口的
流體流量的閥構件746(例如,如圖15所示的可移動柱塞)。閥構件通過
電控制的致動器750在其打開位置和關閉位置之間移動,電控制的致動器
在本實施方案中包括螺線管752。致動器750還包括電子控制電路(ECC)
756(例如,微控制器電路)用來控制致動器的操作。每個ECC是連接到
泵單元300的控制器450的CAN網絡的一部分且對來自控制器被定址到
特定ECC756的CAN消息作出響應。ECC具有控制端口758,控制端口
被調適來接收CAN消息用來操作致動器750以使閥構件746在其打開位
置和關閉位置之間移動。致動器750具有用于接收電力以對螺線管752選
擇性地供電的電力端口762。在一個實施方案中,致動器750包括由ECC
控制且連接到電力線的開關768(圖15)。開關768由ECC756選擇性閉
合來經由電力線將外部電源連接到螺線管752(或其它裝置),螺線管移
動閥構件746以允許流體流動。

如圖13所示,電力現場總線720是經由合適的電連接器770從一個閥
718菊鏈到另一閥718。如果ECC需要電力,那么其可經由開關768和電
力線連接到外部電源。

在一個實施方案中,電力現場總線720包括四線總線,其中兩條線將
CAN消息從泵抽單元300的控制器450的通信端口(COM772)載送到
用于控制電操作閥718的操作的電控制電路(ECC756),且兩條線將電
力從外部電源供應電力(例如,供應24伏)到用于對各自的螺線管供電的
各自電控制的致動器750。電力線可被連接到被潤滑的設備的電源,或電
力線可被連接到單獨電源。控制器450可由操作員(諸如)通過輸入裝置
454(例如,鍵盤、觸屏)和/或USB端口460編程來控制操作模式。在
CAN總線模式下,操作員可將控制器450編程來控制閥740的操作順序、
閥操作的頻率和將被輸送的潤滑油量。

第二歧管724和其相關的電控制閥730(圖12)的構造和操作基本上
與上述第一歧管706和相關閥718的構造和操作相同。通過第二歧管724
中的通道的流體流量由經由電力現場總線720接收來自控制器的控制信號
和接收電力來對螺線管752供電的各自電操作閥控制。

一般來說,兩個歧管706、724的螺線管閥718、730由泵單元300的
控制器450以所需順序操作,優選的是一次操作一個,以將所計量的量(由
活塞沖程確定)的流體輸送到兩個不同區域Z1、Z2中的各自潤滑點。泵
單元300的活塞384被操作來通過無排放返回沖程移動,如上文關于漸進
式分布系統500所述。

在圖16的分布系統800中,控制器被編程來操作泵單元300以通過潤
滑油供應管線804泵抽所需量的潤滑油到具有與兩個出口816流體連通的
通道的歧管808。通過通道到各自出口的流體流量由經由電力現場總線820
從泵單元300的控制器450接收控制信號的各自電操作閥818控制。兩個
出口816中的一個由潤滑油供應管線824連接到第一系列的一個或多個分
配閥830用于輸送所計量的量的潤滑油到第一區域Z1中的潤滑點834(例
如,軸承)。另一出口816由潤滑油供應管線840連接到第二系列的一個
或多個分配閥844用于輸送所計量的量的潤滑油到第二區域Z2中的潤滑
點850(例如,軸承)。每一系列的主閥830、844的主分配閥具有連接到
控制器450用于監控分配閥的適當操作的接近開關846。潤滑油到區域Z1、
Z2的流量通過選擇性地致動電操作閥818來控制,如在先前實施方案中所
述(圖12到圖15)。當與這種類型的潤滑分布系統一起使用時,泵單元
300的活塞384通過無排放返回沖程移動,如上文關于漸進式分布系統500
所述。

在圖16的實施方案中,歧管808基本上被構造為與如上文關于圖13
到圖15所述相同。

在圖17的分布系統900中,控制器450被編程來操作泵單元300以通
過潤滑油供應管線904泵抽所需量的潤滑油到具有與兩個出口916流體連
通的通道的歧管908。通過通道到各自出口916的流體流量由經由電力現
場總線920從控制器450接收控制信號的各自螺線管操作閥918控制。兩
個出口816中的一個通過潤滑油供應管線924連接到第一系列的一個或多
個分配閥930以輸送所計量的量的潤滑油到第一區域Z1中的潤滑點934
(例如,軸承)。所述系列的分配閥930的主分配閥具有連接到控制器450
用于監控分配閥的適當操作的接近開關932。另一出口916通過潤滑油供
應管線940連接到具有與連接到第二區域Z2中的各自潤滑點948(例如,
軸承)的出口946流體連通的通道的第二歧管944。通過第二歧管944中
的出口946的流體流量由經由電力現場總線920從控制器接收控制信號的
各自電操作閥950控制。到第一區域Z1和第二區域Z2的潤滑油流量由選
擇性地啟動電操作閥918、950控制,如圖12到圖15的實施方案中所述。
當與這種類型的潤滑分布系統一起使用時,泵單元300的活塞384通過無
排放返回沖程移動,如上文關于漸進式分布系統500所述。

在圖17的實施方案中,歧管808基本上被構造為與如上文關于圖13
到圖15所述相同。

在圖18的分布系統1000中,泵單元300的控制器450被編程來操作
所述單元以通過潤滑油供應管線1004泵抽所需量的潤滑油到具有與兩個
出口1016流體連通的通道的歧管1008。通過通道到各自出口1016的流體
流量由經由電力現場總線1020從控制器450接收控制信號的各自電操作閥
1018控制。兩個出口1016中的一個由潤滑油供應管線1024連接到輸送所
計量的量的潤滑油到第一區域Z1中的潤滑點1034(例如,軸承)的第一
系列的一個或多個注射器1030。另一出口1016由潤滑油供應管線1040連
接到輸送所計量的量的潤滑油到第二區域Z2中的潤滑點1048(例如,軸
承)的第二系列的一個或多個注射器1044。潤滑油到第一區域和第二區域
的流量通過選擇性地啟動電操作閥1018而控制,如在圖12到圖15中所述。
當與這種類型的潤滑分布系統一起使用時,泵單元300的活塞384通過排
放返回沖程移動,如上文關于注射器分布系統600所述。

在圖18的實施方案中,歧管1008被構造為與上文關于圖13到圖15
所述相同,除出口1016中的止回閥742被移除以允許注射器1030、1044
在活塞384的返回排放沖程期間重置以外。

在圖19的分布系統1100中,泵單元300的控制器450被編程來操作
所述單元以通過潤滑油供應管線1104的所需量的潤滑油到具有與兩個出
口1116流體連通的通道的歧管1108。通過通道到各自出口1116的流體流
量由經由電力現場總線1120從控制器450接收控制信號的各自電操作閥
1118控制。

在一個實施方案中,電力現場總線1120包括雙電纜。總線1120的第
一電纜是在控制器和CAN模塊之間傳輸的數據電纜。其載送CAN消息來
控制每個CAN模塊1121、1123且(諸如)通過菊鏈連接到每個模塊。第
一電纜還將來自CAN模塊的CAN消息載送到控制器(諸如傳感器信號)。
總線1120的第二電纜載送電力到每個CAN模塊以用來對與每個CAN模
塊相關的閥供電。電力線(諸如)通過菊鏈連接到對閥供電的每個CAN
模塊的繼電器。如圖19所示,CAN模塊1121具有兩組分開的電力線。每
組對每個閥1118選擇性地供電且連接在模塊和其各自的閥1118之間。
CAN模塊1123具有四組分開的電力線。每組對其各自閥1150A到1150D
中的每個閥選擇性地供電。如本文所使用,繼電器包括任何電或機械操作
開關和/或任何裝置來通過低電力信號控制電路。

兩個出口1116中的一個由潤滑油供應管線1124連接到輸送所計量的
量的潤滑油到第一區域Z1中的潤滑點1134(例如,軸承)的一系列注射
器1130。另一出口1116由潤滑油供應管線1140連接到第二歧管1144,第
二歧管具有與連接到第二區域Z2中的各自潤滑點1148A到1148D(例如,
軸承)的各自出口1146流體連通的通道。通過第二歧管1144中的通道的
流體流量由經由電力現場總線1120的第一電纜從控制器450接收控制信號
的各自電操作閥1150A到1150D控制。CAN模塊1123選擇性地按順序連
接被排程用于潤滑的閥1150A到1150D到電力現場總線1120的第二電纜
以對閥1150A到1150D供電。(參見下文圖36A的閥1150A到1150D的
循序啟動的實施例)。潤滑油到第一區域Z1和第二區域Z2的流量通過選
擇性地啟動電操作閥1118而控制,如在圖12到圖15的實施方案中所述。
CAN模塊1121選擇性地連接閥1118到電力現場總線1120的第二電纜以
對閥1118供電。當與這種類型的潤滑分布系統一起使用時,泵單元300
的活塞384在潤滑油被引導到第一區域Z1中的注射器1130時通過排放返
回沖程移動,且活塞在潤滑油被引導到第二區域Z2中的第二歧管1144時
通過無排放返回沖程移動。

在圖19的實施方案中,歧管1108被構造為與上文關于圖13到圖15
所述相同,除連接到注射器1130的出口1116中的止回閥742被移除以允
許注射器1130在活塞384的返回排放沖程期間重置以外。

在圖19A的分布系統1400中,泵單元300的控制器450被編程來通
過潤滑油供應管線1404泵抽所需量的潤滑油到具有與兩個出口1416流體
連通的通道的歧管1408。通過通道到各自的出口1416的流體流量由經由
電力現場總線1420接收來自控制器450的控制信號和電力的各自電操作閥
1418控制。兩個出口1416中的一個由潤滑油供應管線1424連接到輸送所
計量的量的潤滑油到第一區域Z1中的潤滑點1434(例如,軸承)的一系
列注射器1430。另一出口1416由潤滑油供應管線1440連接到4通換向閥
1452的壓力入口1450。換向閥1452包括連接到返回管線1456的釋放端口
1454,返回管線延伸到泵單元300上與貯槽304流體連通的返回端口1458。
兩個主潤滑管線1470A和1470B連接到換向閥1452的各自端口1472A和
1472B。主潤滑管線1470A和1470B輸送潤滑油到雙管線計量閥1480,雙
管線計量閥輸送所計量的量的潤滑油到潤滑點1482(例如,軸承)。

換向閥1452可設置在兩個位置中的任一位置中。在第一位置中,進入
壓力入口1450的潤滑油行進通過閥1452的第一端口1472A到第一主潤滑
管線1470A。當換向閥1452處在這第一位置中時,進入第二端口1472B
的潤滑油行進穿過釋放端口1454到返回管線1456且最終回到貯槽304。
當換向閥1452處在第二位置中時,進入壓力出口1450的潤滑油行進穿過
閥1452的第二端口1472B到第二主潤滑管線1470B。當換向閥1452處在
第二位置中時,進入第一端口1472A的潤滑油行進穿過釋放端口1454到
返回管線1456且最終回到貯槽304。因此,當閥1452處在其第一位置時,
潤滑油在壓力下被分配給第一潤滑管線1470A且第二潤滑管線1470B被連
接到貯槽304。當閥1452處在其第二位置中時,潤滑油在壓力下被分配到
第二潤滑管線1470B且第一潤滑管線1470A被連接到貯槽304。在操作時,
換向閥1452從第一位置切換到第二位置,如下文將描述。

當換向閥1452處在其第一位置中時,通過第一潤滑管線1470A引導
的潤滑油在壓力下從每個計量閥1480的第一側被分配到各自的潤滑點
1482。當潤滑油分配自最后一個計量閥1480時,泵單元300繼續操作且
在第一潤滑管線1470A中的壓力增加直到管線中的潤滑油達到預選壓力
(例如,3000psi)為止。當管線1470A中的潤滑油達到預選壓力時,4通
換向閥1452移動到其第二位置,如此其引導潤滑油通過第二潤滑管線
1470B且連接第一潤滑管線1470A到貯槽304,因此第一管線中的壓力被
釋放。通過第二潤滑管線1470B引導的潤滑油在壓力下從每個計量閥1480
的相反側分配到各自的潤滑點1482。當潤滑油分配自最后一個計量閥1480
時,第二潤滑管線1470B中的壓力積聚直到管線中的潤滑油達到預選壓力。
當潤滑油達到預選壓力時,來自換向閥1452上的管線末端壓力開關(未
示出)或微開關(未示出)的信號使泵單元300停止。

在圖19A的實施方案中,歧管1408被構造為與如上文關于圖13到圖
15所述相同,除連接到注射器1430的出口1416中的止回閥742被移除以
允許注射器1430在活塞384的返回排放沖程期間重置以外。

雙管線區域(諸如圖19A的區域Z2)可與其它雙管線區域(未示出)
組合、與分配閥區域組合(諸如圖19B中所示的區域Z1)或單獨使用(如
圖19C中所示)而不脫離本發明的范圍。如本領域技術人員將明白,雙管
線區域可與長管線一起在高壓下高效使用,和/或用于數百個潤滑點。除圖
19A到圖19C所示的終端系統外,雙管線區域可被構造來具有其它雙管線
系統布局,諸如管線末端系統或回路系統,這取決于其特定應用。

視需要,上述系統中從泵單元300輸送潤滑油的每個潤滑油供應管線
(例如,510、610、702、804、824、840、904、924、940、1004、1024、
1040、1104、1124、1140)包括當壓力低于預定極限(例如,1500psi)時
基本上不可膨脹的軟管。為確保適當量的流體由泵單元輸送到潤滑點,需
使供應管線中的潤滑油保持低于其極限。為這個目的,在缸孔338的出口
端處提供壓力傳感器372。控制器450對來自這個傳感器的信號作出響應。
如果由傳感器372所感測的壓力保持低于所述極限,那么控制器以預定正
常速度操作步進發動機394以用預定速率泵抽潤滑油。如果由傳感器372
感測的壓力增加到高于極限,那么控制器以較慢速度操作步進發動機394
來用較慢速率輸送所需量的潤滑油以避免軟管的不想要的膨脹以及避免包
括潤滑油供應管線的系統的不想要的背壓。在一個實施方案中,用于潤滑
油供應管線的軟管具有約0.250英寸的內徑和從泵單元300到潤滑點高至
約八十(80)英尺的長度。視需要,從泵單元到潤滑分布單元的第一歧管
的潤滑油供應管線的長度不超過約五十(50)英尺。

視需要,分布系統1100的泵單元300配備有用于識別泵故障的原因的
自診斷系統。就此而言,潤滑系統因多種原因而出現故障。首先,泵組件
磨損到其無法積聚充分壓力來操作潤滑油系統的點。這可能歸因于密封磨
損、活塞磨損和/或汽缸磨損。其次,出口止回閥無法通過防止系統中的回
流來保持壓力。這可歸因于閥座變得有凹痕和被腐蝕,或球變得有凹痕且
被腐蝕,或由于污染物堆積在閥座中而阻止適當密封。第三,隨著環境溫
度降低,油脂可變得堅硬且難以進行泵抽。在某一時刻,移動油脂所需的
壓力變得過高。配備有下文所述的自診斷系統的泵單元可執行診斷測試來
確定系統故障是否由上述原因中的任一原因引起。

如果系統1100無法適當泵抽潤滑油,那么自診斷系統運行三次自診斷
測試。

為測試泵是否能夠產生充分壓力,控制器450從歧管1108的電操作閥
1118發送信號來關閉其各自的孔。接著由控制器450操作步進發動機394
來在缸孔338中將活塞384推進一小段距離。泵汽缸出口處的壓力由壓力
傳感器372感測。控制器450的處理器從傳感器取樣壓力讀數且將這些讀
數和一個參考壓力或多個參考壓力進行比較來確定壓力積聚是否是充分
的。

為測試止回閥344是否能夠保持充分壓力,控制器450操作步進發動
機394以使泵活塞384在缸孔338中回動一小段距離。泵汽缸的出口處的
壓力由壓力傳感器372感測。控制器的處理器從傳感器取樣壓力讀數且比
較這些讀數。如果壓力下降,下降的壓力指示止回閥344出現了故障。如
果壓力保持,那么止回閥運作。

為測試油脂用于適當操作是否太硬,系統的用戶將進行測試,測試可
被稱為排放計測試,如在第7,980,118號美國專利中所述,所述專利以引用
的方式并入本文。為執行這個測試,控制器450操作步進發動機394來推
進活塞384直到在缸孔338的出口處由壓力傳感器372所感測的壓力達到
預定壓力(例如,1800psi)。接著步進發動機被操作來通過排放返回沖程
使活塞回動到其排放位置,此時潤滑油供應管線中的油脂排放回到貯槽。
在延遲預定持續時間(例如,30秒)后,記錄缸孔388的出口處的壓力。
控制器接著使用下列等式來確定油脂的屈服應力(Y):

(a)Y=[pπr2/2πrl]=pr/2l

其中“p”是在30秒后缸孔出口處所記錄的壓力;“r”是潤滑油供應
管線1104的半徑;且“l”是潤滑油供應管線1104從泵單元300到第一歧
管1108的長度。“r”和“l”的值通過用戶經由操作員輸入和/或USB端
口輸入這個信息而被提供給控制器。

如果油脂的所計算的屈服應力(Y)是使得其超過油脂對于泵來說太
硬而無法進行適當操作的已知值(例如,值0.125),那么控制器450將用
信號發送警告給用戶。警告將發信號給用戶來將油脂變換到較輕等級。

具有上述自診斷特征的泵單元300可與任何類型的潤滑分布系統一起
使用,其中可阻止通過潤滑油供應管線從泵單元到潤滑點的流動。

上述自診斷系統還可包括用于確定發動機的適當操作的測試。為執行
這個測試,控制器450打開電操作閥1118來允許至少限制流量通過潤滑分
布系統。控制器接著操作步進發動機394來通過連續泵抽和返回沖程移動
活塞384。活塞的移動由安裝在跟隨器外殼404上的磁場傳感器440、442
感測。基于來自傳感器的反饋,控制器能夠確定發動機394是否正使活塞
來回移動通過其完整行進范圍。測試也可用來確定驅動機構中任何不想要
的限制的存在,例如由驅動組件的未對準引起。這通過測量發動機394在
其運作來移動活塞384時汲取的電流量來實現。過量的電流汲取(例如,
1.0安培或更多)可指示發動機和/或導螺桿機構的不想要限制。控制器在
這個測試期間緩慢地推進發動機(例如,10秒0.75英寸)來防止系統中的
過量背壓。

上述自診斷測試可對指示泵單元或潤滑分布系統的問題的錯誤信號作
出響應來自動運行。此外,如果如由溫度傳感器332(圖4)所確定的貯槽
中的潤滑油的溫度下降到低于預定溫度,那么可進行自診斷油脂硬度測試。

在本說明書中隨后描述本發明的自診斷系統的額外特征。

將從上述內容察覺到本發明的泵單元300具有許多優點。例如,控制
器450被編程來在下列模式下操作泵:

(i)分配閥模式,其中來自泵的潤滑油被饋送到一個以上分配閥用來輸
送到多個潤滑點;

(ii)注射器模式,其中來自泵的潤滑油被饋送到多個潤滑油注射器用
來輸送到多個潤滑點;

(iii)雙管線系統模式,其中來自泵的潤滑油被饋送到多個潤滑油注射
器用來輸送到多個潤滑點且使換向閥用來將潤滑油排放到貯槽;和

(iv)CAN-總線模式

(a)其中來自泵的潤滑油被饋送到多個螺線管操作的閥用來輸送到
多個潤滑點,

(b)控制螺線管的CAN消息經由現場總線而提供,和

(c)對螺線管供電的電力經由現場總線而提供。

攪拌器320和泵活塞384被兩個單獨的驅動機構驅動的事實還允許攪
拌器和活塞被彼此獨立驅動使得貯槽中的潤滑油可在步進發動機被操作來
使活塞往復以泵抽潤滑油之前流體化。攪拌器的移動也用于通過迫使潤滑
油通過貯槽出口直接(即,沿著界定的流徑)到泵汽缸的入口中而填裝泵。

泵單元300能夠在相對低溫下泵抽粘滯潤滑油。這至少部分歸因于施
加在潤滑油上迫使潤滑油從貯槽304直接到缸孔338中的強大推力/拉力。
如上所說明,攪拌器320的旋轉導致力饋送機構330施加強大的向下力在
貯槽304內部中的潤滑油上,其趨于沿著界定的流徑(例如,如圖6所示)
將潤滑油推動到缸孔338中。此外,活塞384的返回沖程產生趨于沿著相
同的界定流徑拉動這相同的潤滑油的力。這些推力和拉力的組合有效地在
較低溫度下將粘滯潤滑油移動到缸孔338中。

本發明的其它優點顯而易見,使用兩個單獨的驅動機構(一個用來驅
動攪拌器且另一個用來驅動活塞),且特定來說使用線性位置發動機(例
如,步進發動機)在很大程度上消除了常規泵抽單元的復雜性。泵單元有
效地操作來在寬泛的溫度范圍內泵抽潤滑油。且泵抽單元的多個饋送管線
在現場中安裝系統時提供了更大的靈活性。

此外,泵單元可包括診斷軟件用來執行診斷測試以確定下列項中的一
項或多項:

(i)泵在汽缸出口處產生最小壓力的能力;

(ii)止回閥阻止逆流通過出口的能力;

(iii)貯槽中的油脂是否過硬而無法被泵泵抽;和

(iv)當活塞在缸孔中移動時由驅動機構的發動機汲取的電流量。

圖20示出用于使泵單元300的活塞384往復的替代線性位置驅動機構
(整體標注為1200)。本實施方案的驅動機構類似于先前實施方案的步進
發動機驅動機構。然而,驅動機構包括并非步進發動機的可逆發動機1204。
跟隨器1214上的位置標記1210可由跟隨器外殼1224上的位置傳感器1220
讀取。位置傳感器1220被連接到泵單元的控制器1226用來用信號發送跟
隨器1214和附接到跟隨器的活塞1230的縱向位置。控制器1226操作可逆
發動機1204來使導螺桿1240在一個方向上旋轉以通過泵抽沖程移動跟隨
器和活塞一段合適距離(如由位置傳感器確定)且通過返回沖程在相反方
向上旋轉以通過返回沖程移動跟隨器和活塞一段合適距離(如由位置傳感
器確定)。

舉例而言,跟隨器1214上的位置標記1210可以預定間隔沿著跟隨器
間隔的凸起金屬段,且位置傳感器1220可為感應傳感器,其探測和計數所
述段且用信號發送給控制器。控制器1226監控跟隨器的線性位置且基于這
個信息能夠移動活塞一段距離以必要地分配所需量的油脂到潤滑點。替代
地,跟隨器上的位置標記1210可為以預定間隔沿著跟隨器間隔的磁鐵段,
且位置傳感器1220可為磁場傳感器,其探測并計數所述段且用信號發送給
控制器。控制器監控跟隨器的線性位置且基于這個信息能夠移動活塞一段
距離以必要地分配所需量的油脂到潤滑點。

線性位置標記1210和傳感器1220還可用于確定何時活塞1230處在其
行進的極限處。這個信息可用于校準系統。當系統第一次被啟動時,系統
被校準,所以控制器得知活塞的位置處在其移動的限制處。

可使用其它線性位置驅動機構。

圖21示出用于使泵單元300的活塞往復的線性位置驅動機構(整體用
1300標注)的另一實施方案。本實施方案的驅動機構類似于先前實施方案
的驅動機構(圖20),除跟隨器1314和活塞1330的位置由整體標注為1340
的編碼器裝置確定以外。編碼器裝置1340被安裝在跟隨器外殼1346中且
包括貼附到(例如被壓在)由發動機1370旋轉的導螺桿1356的表面的可
旋轉汽缸1350,發動機為可逆發動機而不是步進發動機。當汽缸1350旋
轉時,編碼器1340監控汽缸的角旋轉移動且用信號將這類移動的范圍發送
給泵單元的控制器1380。基于這個信息,控制器可確定活塞1330的線性
位置,如本領域技術人員將所了解。控制器1380還控制發動機1370的操
作來在活塞泵抽和返回沖程期間移動活塞達適當距離。位置傳感器1380、
1382設置在跟隨器外殼1346上用于相對于跟隨器1314(且因此活塞1330)
的位置校準編碼器1340。舉例來說,這些位置傳感器1380、1382可為安
裝在跟隨器外殼1346上用來感測跟隨器上的磁鐵(未示出)的磁場傳感器,
如在上文所述的步進發動機實施方案中。

簡要參考圖37(其在下文中進行了詳細描述),本發明的系統2300
包括上述泵單元300、警報器2330、和用于感測系統狀況且提供狀況信號
的傳感器2322、2324、2326、2358。控制器2308通過對發動機選擇性地
供電而控制泵發動機394的操作以使活塞384往復。當狀況信號在預置范
圍外時,控制器對來自傳感器2322、2324、2326、2358的狀況信號作出響
應以對警報器選擇性地供電。在一個實施方案中,控制器是包括有形計算
機可讀取的非暫時性存儲介質的處理器。存儲介質存儲處理器可執行的指
令用來控制處理器的操作。在本實施方案中,處理器由操作員編程來執行
如圖22到圖36所示的一組或多組自診斷指令。

如本文所使用,管線壓力傳感器(下文中為“管線PT”)是感測潤滑
油供應管線2302中的壓力的任何壓力傳感器,例如,圖37和圖37A中的
傳感器2324、2326、2346、2347和2348。管線末端壓力傳感器是在緊接
注射器分布系統的一系列的一個或多個注射器的最后一個注射器的下游的
位置處的潤滑油供應管線壓力傳感器,例如圖37A中的傳感器2347。內部
或泵壓力傳感器(下文中為“內部PT”或“泵PT”)是感測在泵單元的
汽缸出口處的任何壓力傳感器,例如,圖4中的傳感器372、圖49中的傳
感器2726以及圖37和圖37A中傳感器2352。

圖22到圖28示出由處理器執行來為具有具內部(泵)PT的閉合回路
注射器系統的潤滑系統提供自診斷法的指令的本發明的一個實施方案的流
程圖。

圖24到圖29示出由處理器執行來為具有具內部(泵)PT的開放回路
非注射器系統的潤滑系統提供自診斷法的指令的本發明的一個實施方案的
流程圖。

圖26、圖30到圖35示出由處理器執行來為具有閉合回路注射器(不
具有內部(泵)PT)的潤滑系統提供自診斷法的指令的本發明的一個實施
方案的流程圖。在本實施方案中,步進發動機電流作為壓力指示而被監控。

圖26、圖32到圖36示出由處理器執行來為具有開放回路非注射器系
統(不具有內部(泵)PT)的潤滑系統提供自診斷的指令的本發明的一個
實施方案的流程圖。

圖22到圖28示出具有內部(泵)PT的注射器系統。本系統由用戶輸
入的用戶定義的設置包括:

(1)對應于一個潤滑油事件的結束和下一潤滑油事件的開始之間的最
大時間的關閉計時器設置(如本文所使用,“潤滑油事件”意指注射器分
布系統的注射器的潤滑周期、或分配閥分布系統的分配閥的潤滑周期、或
CAN總線分布系統的閥的潤滑周期);

(2)對應于從潤滑油事件的開始到完成的最大時間的警報時間設置,
如果出現故障,那么警報器啟動;

(3)對應于如由內部(泵)PT感測在泵單元的汽缸處允許的最大壓
力(例如,3000psi)的最大壓力設置;

(4)對應于由啟動注射器所需的管線末端PT所感測的壓力(例如,
2500psi)的注射器啟動壓力設置;

(5)對應于重置系統的注射器所需的最小壓力(例如,900psi)的排
放壓力設置(下文也稱為注射器重置壓力設置);

(6)潤滑油供應管線的長度;和

(7)潤滑油供應管線的直徑。

圖29示出具有內部(泵)PT的分配閥系統。系統的用戶定義的設置
包括對應于潤滑油事件(之前段落中所定義)之間的時間的關閉計時器設
置;警報時間設置(之前段落中所定義);最大壓力設置(之前段落中所
定義);潤滑油供應管線的長度;和潤滑油供應管線的直徑。

圖30到圖35示出不具有內部PT的注射器系統。用戶定義的設置包
括關閉計時器設置(上文所定義);警報時間設置(上文所定義);對應
于如由步進發動機電流傳感器所感測在泵單元的汽缸出口處允許的最大壓
力(例如,3000psi)的最大壓力設置;注射器啟動壓力設置(上文所定
義);和排放壓力設置(上文所定義)。

圖36示出不具有內部PT的分配閥系統。系統的用戶定義的設置包括
關閉計時器設置(上文所定義);警報時間設置(上文所定義);對應于
如由步進發動機電流傳感器所感測在泵單元的汽缸出口處所允許的最大壓
力(例如,3000psi)的最大壓力設置。

圖22是由處理器執行來為具有具內部PT的閉合回路注射器系統的潤
滑系統提供自診斷法的指令的本發明的一個實施方案的流程圖。在1502,
處理器中的關閉計時器始于某時直到進行下一潤滑油事件。在1504,關閉
計時器超時且處理器對攪拌器發動機326供電以驅動泵單元300的攪拌器
320以攪拌貯槽304中的潤滑油。在泵步進發動機394發動之前攪拌器發
動機326先發動達預置時間(例如,15秒)來開始攪拌潤滑油。攪拌器發
動機繼續運行直到泵步進發動機394關閉。在1506,處理器讀取管線末端
PT來確認管線壓力低于排放壓力設置來重置注射器。如果壓力處于或高于
排放壓力設置,那么處理器執行圖23中的指令。如果壓力低于排放壓力設
置,那么處理器在1508開始對警報器計時且泵步進發動機394開始或繼續
在1510積聚壓力。在1512,處理器在顯示器456上指示如由內部(泵)
PT所感測在泵單元的汽缸出口處的壓力。

在圖22中的1514(閉合回路系統),內部(泵)PT由處理器監控且
步進發動機394的速度由處理器根據泵單元的汽缸出口處的潤滑油壓力而
調整。例如,基于預定值的查找表調整軟件命令來控制步進發動機的速度
和/或轉矩(例如,發動機電壓、發動機電流、脈沖工作周期(脈沖頻率),
和/或脈沖功率)。在較高壓力下,步進發動機以較緩慢速度旋轉。

在1516,如果汽缸出口壓力已經超過最大值,那么處理器繼續實行圖
24中的步驟。在1518,如果泵單元300的磁場傳感器442尚未指示活塞處
在其動力沖程結束處(指示不完整沖程),那么處理器繼續實行圖25中的
步驟。在1520,如果貯槽304的低液面開關已經閉合(指示貯槽中的潤滑
油液位低),那么處理器繼續實行圖26中的步驟。在1522,如果超出警
報時間設置(指示潤滑油事件完成所花費的時間長于預置時段(諸如15
分鐘)),那么處理器繼續實行圖27中的步驟。在1524,如果攪拌器發
動機電流已經超出最大電流限制(例如,指示貯槽304中的潤滑油過硬),
那么處理器繼續實行圖28中的步驟。

在圖22中的1526,如果內部(泵)壓力尚未達到先前由用戶輸入的
注射器啟動壓力設置,那么處理器檢查內部(泵)PT且返回到1510。如
果內部壓力已經達到或超出注射器啟動壓力設置,那么泵步進發動機394
在1528通過處理器停止。處理器在1530確定警報時間設置是否已經超出。
如果警報時間已經超出,那么處理器實行圖27中的步驟。如果警報時間尚
未超出,那么處理器在1532確定由管線末端PT所感測的管線末端壓力是
否已經達到注射器啟動壓力設置(例如2500psi)。如果管線末端壓力已
經達到注射器啟動壓力設置,那么處理器在1534控制步進發動機以使泵活
塞返回到其排放位置(參見圖9)。攪拌器發動機326在1535運行達預置
時段(例如,15秒)且接著關閉計時器在1502再次開始。如果管線末端
壓力尚未達到注射器啟動壓力設置,那么處理器返回到1526來檢查內部
(泵)PT。如果由內部PT所感測的壓力低于注射器啟動壓力,那么泵抽
(即,步進發動機的操作)在1510繼續。如果由內部PT所感測的壓力在
1526已經達到注射器啟動壓力設置,那么泵抽(即,步進發動機的操作)
在1528停止且處理器如上所述繼續。在一個潤滑油事件結束后攪拌器發動
機326在1535運行來操作來使潤滑油流體化且通過用用于下一潤滑油事件
的潤滑油填裝泵汽缸(視需要)而在貯槽中制備潤滑油以進行下一潤滑油
事件。

在圖22中,對于具有攪拌器的系統,潤滑油事件是在1535一個潤滑
油事件的結束(攪拌器發動機的操作的預置時段結束)與在1504下一潤滑
油事件的開始(攪拌器發動機發動)之間的時間。還預期系統可能不具有
攪拌器且以類似于圖22的方式操作。在圖22中,對于不具有攪拌器的系
統,潤滑油事件是在1534一個潤滑油時間的結束(泵活塞返回到其排放位
置)和在1510下一潤滑油事件的開始(步進發動機發動)之間的時間。

圖23是由處理器執行來為具有具內部PT的閉合回路注射器系統的潤
滑系統提供排放(排放計)測試的指令的本發明的一個實施方案的流程圖。
根據圖22的1506,如1540指示,在潤滑油事件開始時,管線末端PT所
感測的壓力高于用戶輸入的排放壓力設置。在1542,處理器通過使泵步進
發動機394逆轉且在1544使泵活塞384返回到其排放位置而開始排放計測
試(本說明書前面所描述的)。接著,潤滑油事件重新開始且泵步進發動
機394被操作來使內部壓力積聚到預置水平(例如,1800psi)。在1566,
處理器使發動機逆轉來使活塞返回到排放位置,等待預置時間(例如,30
秒),且接著讀取內部(泵)PT。使用內部(泵)PT壓力讀數、供應管
線長度和供應管線直徑,在1568使用上述排放計測試確定潤滑油(例如,
油脂)的屈服應力。接著在1570將測試結果與屈服應力的預置水平(例如,
1000帕斯卡)進行比較。

如果在1570處確定的屈服應力小于預置水平(例如,1000帕斯卡),
那么處理器在1572在顯示器456上指示正(通過)排放計測試結果。在
1574,處理器中斷任何更多的定時潤滑油事件且啟動警報器。顯示器456
示出在潤滑油供應管線的末端處排放失敗以及排放計測試的正結果。可根
據這個來假定管線末端PT壓力讀數高于排放壓力設置,這是歸因于除潤
滑油過硬以外的某個問題。

另一方面,如果在1570由排放計測試確定的屈服應力大于預置水平
(例如,1000帕斯卡),那么處理器在1576在顯示器456上指示負(沒
有通過)排放計測試結果。在1578,處理器中斷任何更多的定時潤滑油事
件且啟動警報器。顯示器456示出潤滑油供應管線末端處排放失敗且潤滑
油(例如,油脂)使沒有通過排放計測試。這個結果在1506指示管線末端
PT壓力讀數高于排放壓力設置,這是因為潤滑油過硬。

圖24是由處理器執行來為具有具內部(泵)PT的閉合回路注射器系
統或具內部(泵)PT的開放回路非注射器系統的潤滑系統提供最大壓力測
試的指令的本發明的一個實施方案的流程圖。根據圖22和圖29的1516,
如1580指示,已經超出泵汽缸出口處的最大壓力設置。在1582,步進發
動機由處理器立即停止且逆轉來使泵活塞返回到排放位置。在1584,一旦
壓力已被排放,即起始潤滑油事件。在1586,如果泵汽缸出口處的最大壓
力設置超過第二時間,那么處理器在1588關閉步進發動機且將不再發生潤
滑油事件。壓力警報器啟動且顯示器456將指示供應管線被阻塞。如果沒
有超出最大壓力設置,那么處理器在1586返回到1502來開始正常的潤滑
油事件且關閉計時器開始超時。

圖25是由處理器執行來使具有具內部(泵)PT的閉合回路注射器系
統或具內部(泵)PT的開放回路非注射器系統的潤滑系統進行活塞的全沖
程測試的指令的本發明的一個實施方案的流程圖。根據圖22和圖29的
1518,如1590指示,在泵步進發動機操作期間,當步進394發動機逆轉以
進行其返回沖程時(指示步進發動機394不移動活塞到其如由前向傳感器
442所感測的前向位置),前向磁性傳感器442(例如,磁簧開關)不閉合。
在1592,處理器確定這是否是在潤滑油事件或設置時段期間前向磁簧開關
第二次無法閉合。如果是,在1594,處理器使用最后一個內部(泵)PT
壓力讀數來調整步進發動機操作。例如,如果根據關于圖56到圖58(下
文)所示和所述的分布操作步進發動機,那么處理器使用最后一個內部(泵)
PT壓力讀數來根據查找表調整步進發動機操作到較緩慢速度。在1596,
處理器移動活塞到其排放位置,且處理器接著返回到1510(圖22是針對
注射器系統且圖29是針對分配閥系統)來起始另一潤滑油事件。如果前向
磁簧開關在1598再次無法閉合,那么泵步進發動機在1600關閉,且處理
器中斷任何更多定時的潤滑油事件。而且,壓力警報器由處理器啟動且顯
示器456指示前向磁簧開關無法閉合。如果前向磁簧開關在1598沒有出現
故障,那么處理器返回到1502(圖22針對注射器系統且圖29針對分配閥
系統)以自發生正常潤滑油事件后開始關閉計時器以進行下一事件。如果
前向磁簧開關在1592第二次無法閉合,那么在1602,處理器使活塞返回
到其排放位置并在1510實行活動(圖22針對注射器系統且圖29針對分配
閥系統)來起始另一潤滑油事件。如果前向磁簧開關在1604再次無法閉合,
那么處理器返回到1592。如果不是這樣的,那么處理器返回到1502(圖
22針對注射器系統且圖29針對分配閥系統)以自發生正常潤滑油事件以
后開始關閉計時器達下一事件。在一個實施方案中,磁簧開關是活塞傳感
器,其提供指示活塞的位置或移動的活塞信號。

圖26是由處理器執行來為具有閉合回路注射器系統或開放回路非注
射器系統(每個具有或不具有內部(泵)PT)的潤滑系統提供貯槽液位測
試的指令的本發明的一個實施方案的流程圖。根據圖22、圖29、圖30和
圖36的1520,如1606指示,低液面貯槽開關可在泵抽操作期間閉合。如
果發生閉合,那么處理器等待直到潤滑油事件完成且泵步進發動機394關
閉。在1608,如果用戶已經將操作處理器的軟件設置為在低液面開關閉合
時允許額外的潤滑油事件,那么處理器繼續1610來在顯示器456上指示低
液面警報器。在1613,泵活塞返回到排放位置且進行排放。處理器繼續1502
(圖22針對具有內部PT的注射器系統;圖29針對具有內部PT的分配閥
系統;圖30針對不具有內部PT的注射器系統;圖36針對不具有內部PT
的分配閥系統)來開始關閉計時器直到下一潤滑油事件。在1608,如果用
戶尚未將操作處理器的軟件設置為在低液面開關閉合時允許額外潤滑油事
件,那么處理器繼續1614。泵步進發動機到貯槽填滿后才再次重新開始。
處理器在顯示器456上指示低液面警報,且對低液面警報器繼電器供電。
當貯槽被重新填充時,處理器前進到1510(圖22針對具有內部PT的注射
器系統;圖29針對具有內部PT的分配閥系統;圖30針對不具有內部PT
的注射器系統;圖36針對不具有內部PT的分配閥系統)。

圖27是由處理器執行來為具有具內部(泵)PT的閉合回路注射器系
統或具內部(泵)PT的開放回路非注射器系統的潤滑系統提供周期(即,
注射器重置)超時測試的指令的本發明的一個實施方案的流程圖。根據圖
22和圖29,如1620指示,在1524或1530超出警報時間。處理器作出響
應在1622起始出口止回閥測試來確定出口止回閥和/或止回閥閥座是否在
適當運作或是否有缺陷。在1624,泵單元300的活塞被返回到排放位置。
在排放后,泵步進發動機394發動且積聚壓力。當由管線末端PT2346感
測的壓力等于或超出預置設置(例如,1000psi)時,由處理器使泵步進發
動機394停止,預置設置可由用戶事先輸入或調整。在1626,泵活塞384
被返回到開始(排放)位置且處理器等待設置時段(例如,20秒)。在1628,
處理器確定由管線末端PT2346所感測的壓力的下降是否已經超過設置量
(例如,500psi)。如果是,那么在1630處理器將不再起始定時是潤滑油
事件。處理器啟動壓力警報器且控制顯示器456來指示警報時間設置因出
口止回閥344和/或止回閥閥座348有缺陷而被超出。

如果壓力已經下降到小于設置量,那么處理器繼續1632且起始排放計
測試(如上所述)。在1634,泵活塞被返回到排放位置且處理器操作泵步
進發動機來使內部壓力積聚到設置量(例如,1800psi)且接著使泵步進發
動機停止。在1636,泵活塞384被返回到排放位置且處理器等待設置時段
(例如,30秒)來讀取內部泵壓力。處理器接著使用在1638讀取的內部
(泵)PT壓力、供應管線長度和供應管線直徑來確定油脂的屈服應力而完
成排放計測試。如果在1640所確定的屈服應力大于設置屈服應力水平(例
如,1000帕斯卡),那么在1642處理器將在顯示器456上指示負(沒有
通過)排放計測試結果。在1644,處理器中斷任何更多定時的潤滑油事件,
且警報器由處理器啟動。如果在1640所確定的屈服應力小于設置屈服應力
水平(例如,1000帕斯卡),那么在1646處理器將在顯示器456上指示
正(通過)排放計測試。在1648,處理器將使警報時間設置增加設置量(例
如,50%)且在1508起始潤滑油事件(圖22針對注射器系統且圖29針對
分配閥系統)。如果在1650,未超出增加的警報時間設置,那么正常潤滑
油事件已經發生且處理器繼續1502。視需要,在1654,下一潤滑油事件以
及接下去的潤滑油事件將由處理器監控來確定警報時間設置是否可被調整
到最初用戶設置。如果在1650超出增加的警報時間設置,且處理器在1656
確定這不是警報時間設置第二次增加,那么處理器返回到1648。如果這是
第二次,那么處理器繼續1658。處理器不再起始定時的潤滑油事件且啟動
警報器。顯示器456指示已超出警報時間。

圖28是由處理器執行來為具有具內部(泵)PT的閉合回路注射器系
統或具有內部(泵)PT的開放回路非注射器系統的潤滑系統提供貯槽潤滑
油硬度測試的指令的本發明的一個實施方案的流程圖。根據圖22和圖29,
如在1660指示,在1626,攪拌器發動機326已經超出其最大電流限制,
所以在1662攪拌器發動機立即停止且在攪拌器發動機關閉的情況下在
1664執行排放計測試。處理器返回到圖23的1544以進行排放計測試,使
泵活塞返回到其排放位置且使泵步進發動機發動以使泵汽缸出口處的內部
壓力積聚到預置設置(例如,1800psi)。作為在1664執行排放計測試的
替代或除在1664執行排放計測試以外,處理器還對加熱器供電來加熱潤滑
油。例如,泵單元的泵外殼中或泵單元的貯槽中的加熱器、或與潤滑油管
線相關的加熱元件可被啟動來減小潤滑油硬度。如下文所述,堅硬潤滑油
可通過過驅動步進發動機達一個時段而分配。在一個實施方案中,加熱器
可啟動且步進發動機被過驅動以分配堅硬潤滑油。如果貯槽中的潤滑油被
加熱,那么由于貯槽中的潤滑油已被加熱且其粘性已減小,所以在1662
停止的攪拌器發動機可被再次供電。

圖29是由處理器執行來為具有具內部(泵)PT的開放回路非注射器
(例如,分配閥)系統的潤滑系統提供自診斷法的指令的本發明的一個實
施方案的流程圖。圖29與圖22相同,除1506被旁通且1526到1532被
1702到1704取代以外。在分配閥系統(諸如由圖29所示)中,至少一個
分配閥(例如,主分配閥)包括接近開關(諸如感應開關),當分配閥移
動來充滿潤滑油時接近開關被設置且當分配閥移動以排空并分配潤滑油時
接近開關被重置(即,開關被啟動)。在1702,處理器確認分配閥的接近
開關尚未啟動,指示閥尚未分配潤滑油,且在1510繼續泵步進發動機394
的操作。如果接近開關已經被啟動,那么在1704泵步進發動機停止且在
1533活塞384被返回到其開始位置(即,無排放開始位置;參見圖8)。
在1535,攪拌器發動機326運行達預置時段(例如,15秒)且接著在1502
關閉計時器再次開始。

在圖29中,對于具有攪拌器的系統,潤滑油事件是在1535一個潤滑
油事件的結束(攪拌器發動機的操作的預置時段結束)和在1504下一潤滑
油事件的開始(攪拌器發動機發動)之間的時間。還預期系統可能不具有
攪拌器且以類似于圖29的方式操作。在圖29中,對于不具有攪拌器的系
統,潤滑油事件是在1533一個潤滑油事件的結束(泵活塞返回到其開始位
置)和在1510下一潤滑油事件的開始(步進發動機發動)之間的時間。

圖30是由處理器執行來為具有閉合回路注射器系統(不具有內部(泵)
PT)的潤滑系統提供自診斷法的指令的本發明的一個實施方案的流程圖。
圖30與圖22相同,除1506連接到圖31而非圖23;1512到1514已由1802
取代;1516由1803取代;1518、1522、1524連接到圖33、圖35、36而
非圖25、圖27、圖28;且1526到1532由1804到1806取代以外。在泵
步進發動機394發動或繼續在1510積聚壓力后,處理器在1802監控施加
到步進發動機的電流且根據發動機電流調整發動機的速度。所施加的電流
指示泵單元的汽缸出口處的內部(泵)壓力。基于預定值的查找表被處理
器用來諸如通過調整步進發動機電壓、調整可用步進發動機電流、調整施
加的功率來控制發動機以及調整施加到發動機的工作周期(脈沖頻率)寬
度調制(PWM)脈沖以控制并調節內部(泵)壓力。在較高發動機電流下,
步進發動機以較緩慢速度旋轉。在1804,如果管線末端PT指示管線末端
壓力已經達到啟動注射器所需的注射器啟動壓力設置,那么泵步進發動機
在1806停止且處理器繼續1534。否則,泵步進發動機繼續操作且處理器
繼續1510。

在圖30中,對于具有攪拌器的系統,潤滑油事件是在1535一個潤滑
油事件的結束(攪拌器發動機的操作的預置時段結束)和在1504下一潤滑
油事件的開始(攪拌器發動機發動)之間的時間。還預期系統可能不具有
攪拌器且以類似于圖30的方式操作。在圖30中,對于不具有攪拌器的系
統,潤滑油事件是在1534一個潤滑油事件結束(泵活塞返回到其排放位置)
和在1510下一潤滑油事件開始(步進發動機發動)之間的時間。

圖31是由處理器執行來針對具有不閉合回路注射器系統的潤滑系統
(不具有內部(泵)PT)進行排放計測試的指令的本發明的一個實施方案
的流程圖。在圖30的1506,處理器確定來自管線末端PT的壓力讀數低于
排放壓力設置,因此處理器繼續圖31。在圖31中的1810,潤滑油事件開
始時,來自管線末端PT的壓力讀數高于用戶設置的排放壓力設置。因此,
在1812處理器不再執行定時的潤滑油事件。處理器啟動警報器且控制顯示
器456以示出在潤滑油供應管線末端無法進行排放。

圖32是由處理器執行來為具有閉合回路注射器系統(不具有內部(泵)
PT)或開放回路非注射器系統(不具有內部(泵)PT)的潤滑系統提供最
大壓力測試的指令的本發明的一個實施方案的流程圖。根據圖30和圖36
的1803,如1814指示,已經超出驅動泵步進發動機的最大步進發動機電
流。在1816,步進發動機由處理器立即停止且逆轉來使泵活塞返回到其排
放位置。在1818,一旦壓力排放,潤滑油事件即起始。在1820,如果最大
發動機電流已經是第二次超出,那么處理器在1822關閉步進發動機且將不
再發生潤滑油事件。壓力警報器繼電器啟動且顯示器456將指示供應管線
阻塞。如果在1820未超出最大發動機電流,那么在1820處理器返回到1502
(圖30針對注射器系統且圖36針對分配閥系統)來開始正常潤滑油事件
且關閉計時器開始超時。

圖33是由處理器執行來為具有閉合回路注射器系統(不具有內部(泵)
PT)或開放回路非注射器系統(不具有內部(泵)PT)的潤滑系統的活塞
提供全沖程測試的指令的本發明的一個實施方案的流程圖。圖33與圖25
相同,除1594已被1824取代外,其使用最后一個步進發動機電流讀數來
將發動機調整到最緩慢速度,如由查找表所示。在1518,圖33從圖30和
圖36開始進行。如果磁簧開關在1598或1604再次無法閉合,那么處理器
返回到1502(圖30針對注射器系統且圖36針對分配閥系統)。

圖34是由處理器執行來為具有閉合回路注射器系統(不具有內部(泵)
PT)或開放回路非注射器系統(不具有內部(泵)PT)的潤滑系統提供周
期(即,注射器重置)超時測試的指令的本發明的一個實施方案的流程圖。
圖34與圖27相同,除1622到1646已被旁通外。圖34在1522從圖30
和圖36開始進行。在在1648增加警報時間后,處理器返回到1508(圖30
針對注射器系統且圖36針對分配閥系統),或處理器返回到1502(圖30
針對注射器系統且圖36針對分配閥系統),或警報器在1658啟動。

圖35是由處理器執行來為具有閉合回路注射器系統(不具有內部(泵)
PT)或開放回路非注射器系統(不具有內部(泵)PT)的潤滑系統的貯槽
中的潤滑油提供硬度測試的指令的本發明的一個實施方案的流程圖。根據
圖30和圖36的1524,如1840指示,攪拌器發動機326已經超出其最大
電流限制。在1842,攪拌器發動機停止且在1844,處理器中斷定時的潤滑
油事件。警報器啟動且顯示器456指示攪拌器發動機電流過量。

圖36是由處理器執行來為具有開放回路非注射器(分配閥)系統(不
具有內部(泵)PT)的潤滑系統提供自診斷法的指令的本發明的一個實施
方案的流程圖。圖36與圖30相同,除1872取代1804以外。在1802,在
開放回路系統中,施加到步進發動機的電流被監控且處理器根據發動機電
流調整發動機的速度來控制并調整內部或泵壓力。基于預定值的查找表將
調整步進發動機電壓、可用發動機電流和對發動機的軟件命令。在較高發
動機電流下,步進發動機以較緩慢速度操作。在1872,處理器確認監控
系統的分配閥的接近開關尚未啟動(指示分配閥尚未重置),且在1510
繼續泵的操作。如果接近開關已經被啟動,那么在1806泵步進發動機被關
閉且在1533活塞被返回到其開始(不排放)位置。

在圖36中,對于具有攪拌器的系統,潤滑油事件是在1535一個潤滑
油事件的結束(攪拌器發動機的操作的預置時段結束)和在1504下一潤滑
油事件的開始(攪拌器發動機發動)之間的時間。還預期系統可能不具有
攪拌器且以類似于圖36的方式操作。在圖36中,對于不具有攪拌器的系
統,潤滑油事件是在1533一個潤滑油事件的結束(泵活塞返回到其開始位
置)和在1510下一潤滑油事件的開始(步進發動機發動)之間的時間。

圖36A是由處理器執行來為具有致動器閥(不具有諸如圖19中所示
的內部壓力傳感器)的CAN總線潤滑系統提供自診斷的指令的本發明的
一個實施方案的流程圖。圖36A與圖36相同,除與警報計時器相關的1508
和1522以及與接近開關相關的1872因本系統不像圖36的系統般具有分配
閥而被移除以外。因此,不具有對應于從潤滑油事件開始到完成的最大時
間的警報時間設置。在本系統中,潤滑油事件涉及打開致動器閥達預置時
段(或達預定數量的泵沖程或預置數量的步進發動機旋轉)以將預置量的
潤滑油通過敞開閥分配到其各自的潤滑點。

作為根據圖36A的系統的操作的實施例,將參考圖19。本實施例實施
例假定軸承1148A和1148B被排程用于需30秒步進發動機操作的潤滑油
輸送體積且軸承1148D被排程用于需45秒步進發動機操作的潤滑油輸送
體積。在本實施例中,軸承1148C未被排程用于潤滑。在1830,右閥1118
(其為區域Z2的區域螺線管)經由CAN模塊1121被供電(被打開)。
在1831,與軸承1148A相關被排程用于潤滑的第一閥1150A被供電(被
打開)且泵步進發動機在1510發動。在1832,處理器確定由泵輸出的潤
滑油體積是否匹配用于軸承1148A的用戶編程的值(例如,30秒)。如果
不匹配,那么泵步進發動機繼續操作。當閥1150A已經打開達30秒(或
達預置數量的泵沖程或預置數量的步進發動機旋轉)時,處理器從1832
前進到1833。由于閥1150A不是區域Z2中排程用于潤滑的最后一個閥,
所以處理器前進到1831以按順序關閉閥1150A和打開閥1150B。當閥
1150B已經打開達30秒(或達預置數量的泵沖程或預置數量的步進發動機
旋轉)時,處理器從1832前進到1833。由于閥1150B不是區域Z2中被排
程用于潤滑的最后一個閥,所以處理器前進到1831以按順序關閉閥1150B
且打開閥1150D。當閥1150D已經打開達45秒(或達預置數量的泵沖程
或預置數量的步進發動機旋轉)時,處理器從1832前進到1833。由于閥
1150D是在區域Z2中被排程用于潤滑的最后一個閥,所以處理器前進到
1834以使泵步進發動機停止且接著到1835以關閉閥1150D和右閥1118,
右閥是區域Z2的區域螺線管。

在圖36A中,對于具有攪拌器的系統,潤滑油事件是在1535一個潤
滑油事件的結束(攪拌器發動機的操作的預置時段結束)和在1504下一潤
滑油事件的開始(攪拌器發動機發動)之間的時間。還預期系統可能不具
有攪拌器且以類似于圖36A的方式操作。在圖36A中,對于不具有攪拌器
的系統,潤滑油事件是在1533在一個潤滑油事件的結束(泵活塞返回到其
開始位置)和在1510下一潤滑油事件的開始(步進發動機發動)之間的時
間。

因此,如圖22到圖37A所示,本發明的系統的實施方案包括控制器
2308(諸如處理器)且還包括有形計算機可讀非暫時性存儲介質,所述存
儲介質包括處理器可執行指令。處理器執行指令,且指令包括下列中至少
一個或多個:

(i)用于確定連接到系統的潤滑油注射器是否排放且用于在排放計測
試指示注射器無排放時對警報器供電的指令(圖23和圖31);

(ii)用于確定泵上的潤滑油壓力和用于在所確定的壓力大于最大壓力
時對警報器供電的指令(圖24和圖32);

(iii)用于確定活塞移動且用于在所確定活塞移動小于最小移動時對警
報器供電的指令(圖25和圖33);

(iv)用于確定貯槽的潤滑油液面和用于在所確定的潤滑油液面低于最
低液面時對警報器供電的指令(圖26);

(v)用于確定潤滑油壓力且用于在發動機泵操作的給定時段過去后在
所確定的壓力小于最大壓力時對警報器供電的指令(圖27和圖35);

(vi)用于監控施加到攪拌器發動機的電流和用于在攪拌器發動機電流
超出最大值時中斷攪拌器發動機的操作的指令(圖28);和

(vii)用于監控施加到攪拌器發動機326的電流且用于在攪拌器發動機
電流超出最大值時對警報器供電的指令(圖35)。

圖37是用于供應潤滑油到致動器控制閥的區域的本發明的CAN總線
潤滑系統2300的一個實施方案的方框圖。潤滑系統2300包括具有上述組
件的泵單元300。泵單元的貯槽304保存潤滑油(例如,油脂)且具有貯
槽出口316用于經由與泵單元的汽缸出口354連通的潤滑油供應管線2302
將潤滑油供應到潤滑油輸送系統。泵單元300包括界定缸孔338的汽缸
334、與貯槽出口316連通用于使潤滑油從貯槽304流到缸孔338中的汽缸
入口334a、汽缸出口354和在缸孔338中可移動的活塞384(參見圖3到
圖9)。供應管線2302包括多個閥2304,每個閥用于在閥被打開且潤滑油
在由泵單元300產生的壓力下時控制潤滑油到諸如軸承2306的位置的輸
送。包括發動機(諸如步進發動機394)的泵單元的驅動機構(例如,326、
390、1200)使活塞384在缸孔338中往復以對潤滑油加壓。控制器2308
(諸如微處理器和/或可編程邏輯陣列)通過對發動機選擇性地供電來使活
塞384往復而控制發動機394的操作。

由圖37中的虛線所示的控制器區域網絡(CAN)總線2310被連接到
控制器2308且載送CAN命令信號。預期CAN總線可實行為有線或無線
網絡。如本文所使用,“連接”意指有線或無線連接。電力總線2312被連
接到電源2314來供應電力以對系統2300的組件供電,如本文所述。多個
致動器(諸如螺線管2316)與閥2304相關以打開和關閉各自閥。多個CAN
模塊2320(每個具有繼電器2318)控制螺線管2316的操作。例如,每個
CAN模塊可與型號為EZ500/700的繼電器單元組合的型號為EZ221-CO
從屬界面,兩者都由EatonCorp售賣。從屬界面連接到CAN總線2310
來從控制器接收CAN命令信號。繼電器2318被連接到電力總線2312以
對各自致動器2316選擇性地供電來打開和關閉與致動器相關的閥2304以
輸送潤滑油。CAN模塊2320被連接在CAN總線2310和各自的繼電器2318
之間用于對由控制器2310經由CAN總線2310提供的CAN命令指令作出
響應而控制各自的繼電器。

在一個實施方案中,傳感器(諸如流量計、軸承傳感器、聲振傳感器、
熱量傳感器和/或壓力傳感器可用于感測與系統2300相關的狀況。一般來
說,傳感器可為感測潤滑油、潤滑油流量、潤滑油參數、潤滑油狀況或潤
滑油需求的任何傳感器。例如,聲音、熱、振動或壓力傳感器2322可與軸
承2306A連通;壓力傳感器2324可與潤滑油供應管線2302連通;和/或流
量傳感器2326可與潤滑油供應管線連通到軸承2306B。在每個實施方案中,
傳感器提供狀況信號(例如,壓力信號、流量信號、熱量信號、振動信號),
所述狀況信號指示傳感器針對CAN模塊2320中的一個所感測的狀況,
CAN模塊經由CAN總線2310提供相應的狀況信號給控制器2308。因此,
控制器對相應的狀況信號作出響應來控制發動機394。在一個實施方案中,
控制器2308對一個或多個狀況信號作出響應以經由CAN總線2310發送
CAN信號到至少一個或多個CAN模塊2310來控制與CAN模塊2310相
關的CAN繼電器2318以對與CAN模塊相關的CAN繼電器2318的螺線
管2316選擇性地供電來實行潤滑油事件。這形成潤滑按需型系統。例如,
傳感器可感測系統對應于潤滑油事件需求的狀況。特定來說,傳感器可感
測軸承的溫度、軸承的聲音輸出、和/或軸承的振動。控制器作出響應,通
過對步進發動機394選擇性地供電來使活塞384往復而控制發動機的操作。
因此,當狀況信號指示對潤滑油事件的需求時,控制器2308對狀況信號作
出響應以諸如通過對驅動機構和泵潤滑油選擇性地供電而修改系統操作,
使得系統按需提供潤滑油。

在一個實施方案中,一個或多個警報器2330可為系統2300的部分。
在本實施方案中,控制器2308包括用于存儲警報器狀況的存儲器且在狀況
信號對應于警報器狀況中的一個時對狀況信號作出響應以諸如通過對警報
器2330選擇性地供電而修改系統操作。警報器可為可見指示、可聽指示、
屏幕上的布告、電子郵件、文本消息、語音郵件消息、或任何其它通知以
警示操作員。

在圖37中,一個或多個區域可包括計量閥(未示出),計量閥被構造
來在每個潤滑油事件期間分配預置容積的潤滑油。本文所述的分配閥(參
見圖37A)是計量閥的一個實施例。取決于計量閥的類型,閥可能需要或
可能不需要單獨致動器(例如,螺線管2316)。對于包括具有計量閥的區
域的實施方案,控制器2308被編程來操作步進發動機394來泵抽潤滑油以
裝載區域中的計量閥,接下來計量閥將所計量容積的潤滑油分配到軸承
2306。替代地或此外,一個或多個區域可包括由其各自的螺線管2316打開
和關閉的非計量閥2304。因此,控制器控制區域中的非計量閥且確定潤滑
油事件期間分配的潤滑油量。對于包括非計量閥的區域的實施方案,控制
器被編程來操作步進發動機來泵抽潤滑油以分配區域中預置容積的潤滑
油。因此,如由控制器供電的泵步進發動機394確定潤滑油事件期間分配
的潤滑油量。

控制器2308可被編程來在一個時段內或多個泵抽沖程內泵抽預置容
積的潤滑油。因此,控制器可控制泵步進發動機以基于一個時段的泵步進
發動機394操作泵抽預置容積(例如,預置容積等于泵步進發動機394操
作的分鐘數乘以每分鐘的立方英寸數或預置容積等于泵步進發動機394操
作的分鐘數乘以每分鐘的毫升數)以分配預置容積的潤滑油。替代地,控
制器可控制泵步進發動機394來基于多個泵抽沖程泵抽預置容積(例如,
容積等于活塞沖程數量乘以每個泵抽沖程期間由活塞移動取代的缸孔容積
或容積等于沖程數量乘以缸孔直徑乘以每個活塞沖程的長度)以分配預置
容積的潤滑油。這種類型的預置容積控制尤其適用于潤滑油按需型系統以
及分配閥分布系統。在一個實施方案中,用戶可經由輸入裝置454a輸入將
在由用戶起始的手動模式下或針對每個潤滑油事件由處理器周期性地執行
的自動模式下泵抽的預置容積的潤滑油。控制器作出響應對泵發動機394
供電達對應于預置容積的一個時段。盡管這種類型的預置容積控制無需傳
感器(諸如壓力或容積傳感器),但是預期傳感器可在某些實施方案中視
需要用來確認已經泵抽預置容積的潤滑油。

例如,在圖19中,控制器450可發送消息給CAN模塊1121以通過
打開左閥1118來打開區域Z1,且接著控制器450可操作泵單元300的步
進發動機394達預置時段或達預置數量的沖程以泵抽相應預置容積的潤滑
油到潤滑點1134。替代地,控制器450可發送消息到CAN模塊1121以通
過打開右閥1118來打開區域Z2且接著控制器450可操作泵步進發動機達
預置時段或達預置數量的沖程來泵抽相應預置容積的潤滑油到潤滑點
1148A到1148D。其它區域可被類似地打開用來泵抽預置容積的潤滑油。

類似地,在圖16中,控制器450可發送消息到CAN模塊(未示出)
以通過打開左閥818來打開區域Z1,且接著控制器450可操作泵達預置時
段或達預置數量的沖程以泵抽相應預置容積的潤滑油到潤滑點834。替代
地,控制器450可發送消息到CAN模塊以通過打開右閥818來打開區域
Z2且接著控制器450可操作泵步進發動機達預置時段或達預置數量的沖程
以泵抽相應預置容積的潤滑油到潤滑點850。其它區域可被類似地打開用
來泵抽預置容積的潤滑油。

類似地,在圖17中,控制器450可發送消息到CAN模塊(未示出)
來通過打開左閥918打開區域Z1,且接著控制器450可操作泵達預置時段
或預置數量的沖程以泵抽相應預置容積的潤滑油到潤滑點934。替代地,
控制器450可發送消息到CAN模塊以通過打開右閥918來打開區域Z2且
接著控制器450可操作泵步進發動機達預置時段或達預置數量的沖程以泵
抽相應預置容積的潤滑油到潤滑點948。其它區域可被類似地打開用來泵
抽預置容積的潤滑油。

類似地,在圖18中,控制器450可發送消息到CAN模塊(未示出)
來通過打開左閥1018打開區域Z1,且接著控制器450可操作泵達預置時
段或預置數量的沖程以泵抽相應預置容積的潤滑油到潤滑點1034。替代
地,控制器450可發送消息到CAN模塊以通過打開右閥1018來打開區域
Z2且接著控制器450可操作泵步進發動機達預置時段或達預置數量的沖程
以泵抽相應預置容積的潤滑油到潤滑點1048。其它區域可被類似地打開用
來泵抽預置容積的潤滑油。

類似地,在圖19A中,控制器450可發送消息到CAN模塊(未示出)
來通過打開左閥1418打開區域Z2,且接著控制器450可操作泵達預置時
段或預置數量的沖程來泵抽相應預置容積的潤滑油到潤滑點1482。替代
地,控制器450可發送消息到CAN模塊以通過打開右閥1418來打開區域
Z2且接著控制器450可操作泵步進發動機達預置時段或達預置數量的沖程
以泵抽相應預置容積的潤滑油到潤滑點1434。其它區域可被類似地打開用
來泵抽預置容積的潤滑油。

類似地,在圖19B中,控制器450可發送消息到CAN模塊(未示出)
來通過打開右閥1418打開區域Z1,且接著控制器450可操作泵達預置時
段或達預置數量的沖程來泵抽相應預置容積的潤滑油到潤滑點1934。替代
地,控制器450可發送消息到CAN模塊以通過打開右閥1418來打開區域
Z2且接著控制器450可操作泵步進發動機達預置時段或達預置數量的沖程
以泵抽相應預置容積的潤滑油到潤滑點1482。其它區域可被類似地打開用
來泵抽預置容積的潤滑油。

圖37和圖37A的區域可被類似地打開用來泵抽預置容積的潤滑油。
此外,由于處理器知道由泵單元分配的潤滑油容積,所以這個信息可用作
診斷信息。例如,考慮到具有100個潤滑點的系統,其在潤滑油事件期間
需要總需求容積為150cc的潤滑油。在潤滑油事件執行后,處理器可將潤
滑油事件期間所分配的實際分配的潤滑油容積與總需求容積進行比較。如
果實際分配的容積小于總需求容積,那么這將指示管線堵塞和妨礙潤滑油
輸送的其它問題。如果實際分配的容積大于總需求容積,那么這將指示管
線破裂或導致潤滑油從系統溢出的其它問題(諸如泄漏)。因此,可對所
分配的潤滑油容積進行監控且當所分配的實際容積不同于總需求容積時可
致動警報器。

而且,閥打開期間的時段(如由控制器確定)可影響所輸送的潤滑油
量。在某些安裝中,計量閥(例如,注射器和/或分配閥)的實行可比非計
量閥的實行更昂貴使得實行非計量閥的區域較便宜。系統2300的靈活性允
許各種類型的區域以滿足特定安裝的各種需求。

圖37A是用于供應潤滑油到分配閥區域和注射器區域(同樣參見示出
類似區域的圖17)的本發明的CAN總線潤滑系統2301的一個實施方案的
方框圖。預期系統2300和2301可組合為包括一個或多個區域的注射器、
分配閥和/或致動器控制閥的一個系統。系統2301包括泵單元300。系統還
包括由螺線管2316M打開和關閉用于供應潤滑油到潤滑軸承2306M的注
射器2317區域的閥2304M。CAN模塊2320M的繼電器2318M中的一個
被選擇性地關閉來對螺線管2316M供電以打開閥2304M以經由潤滑油供
應管線2302供應潤滑油到注射器2317。壓力傳感器2347感測閥2304M和
注射器2317之間的管線中的潤滑油壓力且提供壓力信號給CAN模塊
2320M,所述CAN模塊經由CAN總線2310發送相應信號給控制器2308。

系統2301還包括由螺線管2316N打開和關閉用于供應潤滑油到用于
潤滑軸承2342的分配閥2340區域的閥2304N。CAN模塊2320M的繼電
器2318M中的一個被選擇性地關閉來對螺線管2316N供電以打開閥2304N
以經由潤滑油供應管線2302供應潤滑油到分配閥2340B,分配閥2340B
供應潤滑油到潤滑軸承2342的分配閥2340A、2340C。壓力傳感器2346
感測分配閥2340C和軸承2342E之間的管線中的潤滑油壓力且提供壓力信
號給CAN模塊2320Q,所述CAN模塊經由CAN總線2310發送相應信號
給控制器2308。壓力傳感器2348感測閥2340A和軸承2342C之間的管線
中的潤滑油壓力且提供壓力信號給CAN模塊2320M,所述CAN模塊經由
CAN總線2310發送相應信號給控制器2308。與分配閥2340C相關的接近
開關(PX)2341感測閥2340C的啟動且提供啟動信號給CAN模塊2320Q,
所述CAN模塊經由CAN總線2310發動相應信號給控制器2308,確認閥
2340C的啟動。

如本領域技術人員將明白,包括CAN總線和CAN模塊的本發明的系
統可以若干不同形式構造為具有不同類型的區域。作為一個實施例,系統
可具有傳感器且操作為對傳感器作出響應的潤滑油按需型系統。這種系統
在特定區域中可能具有或可能不具有計量閥。作為另一實施例,系統可被
編程來根據排程(諸如每15分鐘)執行潤滑油事件。這種系統在特定區域
中可能具有或可能不具有計量閥且可能具有或可能不具有控制器對其作出
響應的傳感器。

每個區域可具有由對CAN區域模塊作出響應的區域致動器控制的區
域閥。區域閥選擇性地供應潤滑油到區域。例如,如圖19所示,閥1118
是控制到區域Z1、Z2的潤滑油流量的區域閥,且CAN模塊1121、1123
是用于控制與各自區域閥1118相關的區域致動器來打開和關閉閥1118的
CAN區域模塊。

區域可包括一個或多個傳感器(諸如用于感測一個或多個供應管線中
的潤滑油壓力的管線壓力傳感器2346、2347、2348)和/或用于感測一個或
多個分配閥2340B的設置/重置狀況的一個或多個接近開關2354。

下列是可作為系統2300的部分的各種傳感器的實施例。傳感器發送狀
況信號給控制器以由控制器作出適當響應。

壓力傳感器可用來監控潤滑油輸送系統的潤滑油壓力。在本實施例中,
狀況信號是壓力信號且當壓力信號指示潤滑油壓力小于最小壓力設置時控
制器對壓力信號作出響應以對警報器供電(例如,參見排放計測試的1574
和1578,圖23,其啟動警報器)。

壓力傳感器可用來監控在泵單元300的汽缸出口處的潤滑油壓力。在
本實施例中,狀況信號為壓力信號且當壓力信號指示泵上的潤滑油壓力大
于最大壓力設置時控制器對壓力信號作出響應以對警報器供電(例如,參
見最大泵壓力;圖24)。

運動傳感器可用來監控泵單元300的活塞的移動。在本實施例中,狀
況信號是運動信號且當運動信號指示活塞移動小于最小移動時控制器對運
動信號作出響應以對警報器供電(例如,參見全沖程測試;圖25)(圖25
中無警報器)。

液面傳感器可用來監控泵單元300的貯槽的潤滑油液面。在本實施例
中,狀況信號是液面信號且當液面信號指示潤滑油液面低于最低液面時控
制器對液面信號作出響應以對警報器供電(例如,參見貯槽液面測試;圖
26)。

壓力傳感器可用來監控潤滑油輸送系統中的潤滑油管線中和/或潤滑
點上的潤滑油壓力。如本文所述,壓力傳感器可以是內部(泵)PT和管線
末端PT。在本實施例中,狀況信號是壓力信號且在泵發動機操作的給定時
段過去后當壓力信號指示潤滑油壓力小于最大壓力時控制器對壓力信號作
出響應以對警報器供電(例如,參見周期(即,注射器重置)超時測試;
圖27)。

在一個實施方案中(圖37A),控制器2308對步進發動機394選擇性
地供電且電流傳感器2360監控施加到步進發動機394的電流。在本實施例
中,狀況信號是電流信號且當電流信號指示施加到步進發動機的電流大于
最大電流設置時控制器對電流信號作出響應以對警報器供電。替代地或此
外,如本文所述,監控步進發動機電流以選擇性地過驅動步進發動機。替
代地或此外,如本文所述,監控步進發動機電流作為對內部(泵)壓力的
指示。

在一些實施方案中,貯槽中的攪拌器320由攪拌器發動機326驅動來
混合潤滑油且通過減小其粘度保持其為流體。在本實施方案中,控制器2308
對攪拌器發動機選擇性地供電且電流傳感器2358監控施加到攪拌器發動
機326的電流。在本實施例中,狀況信號是電流信號且當電流信號指示施
加到攪拌器發動機326的電流大于最大電流設置時控制器對電流信號作出
響應以對警報器供電(例如,參見潤滑油貯槽硬度測試;圖28)。

如本文所述,控制器可為處理器,在這種情況下,其將包括有形計算
機可讀非暫時性存儲介質,所述存儲介質包括用于控制處理器操作的處理
器可執行指令。在本實施方案中,處理器由操作員編程來執行下列組中的
一組或多組指令:

(i)用于確定連接到系統的潤滑油注射器是否排放且用于在排放計測
試指示注射器不排放時對警報器供電的指令;

(ii)用于確定泵單元的汽缸出口處的潤滑油壓力和用于在所確定的壓
力大于最大壓力時對警報器供電的指令;

(iii)用于確定活塞移動且用于在所確定活塞移動小于最小移動時對警
報器供電的指令;

(iv)用于確定貯槽的潤滑油液面和用于在所確定的潤滑油液面低于最
低液面時對警報器供電的指令;和/或

(v)用于確定潤滑油壓力且用于在發動機泵操作的給定時段過去后在
所確定的壓力小于最大壓力時對警報器供電的指令;

上述控制器區域網絡(CAN)總線2310系統和特征已經在包括早先
描述的泵單元300的潤滑系統的上下文中進行了描述。然而,應了解這些
相同的自診斷特征可用在具有其它泵單元(諸如下文描述的泵單元2500、
2900和包括步進發動機或替代線性位置驅動機構(例如,圖20或圖21的
機構)的其它潤滑油泵單元)的潤滑系統中。

類似地,上述自診斷特征已經在包括早先描述的泵單元300的潤滑系
統的上下文中進行了描述。然而,應了解這些相同的自診斷特征可用在具
有其它泵單元(諸如下文描述的泵單元2500、2900和包括步進發動機或替
代線性位置驅動機構(例如,圖20或圖21的機構)的其它潤滑油泵單元)
的潤滑系統中。

圖38到圖54示出整體標注為2500的本發明的泵單元的另一實施方
案。泵單元類似于上述泵單元300。其包括貯槽2504用于保存大量的潤滑
油(例如,油脂)和貯槽下方的泵外殼2506用于容置所述單元的各種泵組
件,各種泵組件包括泵汽缸2508和在汽缸中可來回移動的活塞2512(參
見圖41和圖42)。

參考圖38和圖39,貯槽2504包括具有側壁2520、可移動頂部2526
且無底壁的油箱2518。側壁2520的下端倚靠在泵外殼上2506。多個系桿
2530將蓋子2526連接到泵外殼2506且將油箱保持在外殼上的適當位置。
蓋子2526可通過在系桿2530上不插入螺母2532而移除。油箱2518具有
內部2536用來保存一系列潤滑油(例如,油脂)。安裝在油箱2518中的
中央垂直軸1939上的彈簧負載的跟隨器2538承受油脂且當油脂的液面在
泵單元2500的操作期間下降時擦拭油箱的內部表面。

參考圖39和圖40l,泵外殼2506包括頂壁2540、從頂壁下垂形成邊
緣的側壁2542,和底壁2546。套環2548從頂壁2540向上延伸且被制定大
小來接收貯槽油箱2518的下端。套環2548上的密封件2550密封油箱的側
壁2520來防止泄漏。重填端口2554被設置在外殼2506上用于用潤滑油重
新填充油箱2518。重填導管2556連接重填端口2554到在外殼的頂壁2540
中打開的出口2560。出口開口2560與油箱2518的內部2536連通以使潤
滑油流到油箱中以重填油箱。在雙管線系統中,重填端口2554連接到返回
管線以提供到油箱2518的入口且供應由返回管線提供的潤滑油到油箱。

泵汽缸2508被安裝在泵外殼2506中直接在外殼的頂壁2540下方。如
圖41和42所示,泵汽缸包括汽缸主體2562和與汽缸主體螺紋接合的閥殼
2564。汽缸主體2562被示為具有兩件式構造,但是其可包括任何數量的部
件。汽缸主體2562和閥殼2564具有共軸縱向孔,共軸縱向孔分別由2566A
和2566B指示,形成縱向缸孔2566。活塞在孔2566A中往復,在本實施
方案中,孔2566A具有直徑D1。閥殼2564中的孔2566B具有多個直徑來
適應各種止回閥組件,如隨后將所述。

汽缸主體2562具有入口,所述入口包括從主體的表面2572延伸到缸
孔2566的入口通道2570。表面2574與泵外殼2506的頂壁2548的相對表
面2578密封接合(經由圖43中的密封件2576)。泵外殼的頂壁2548具
有與入口通道2570對齊的開口2582以形成從油箱2518的內部2536到缸
孔2566的界定的隧道狀流徑2586。流徑2586沿著其從油箱2536的內部
到缸孔2566的整個長度封閉。視需要,流徑2586為從流徑的上端大致垂
直延伸到流徑的下端的大致筆直路徑。同樣視需要,界定的流徑2586的總
長度相對較短(例如,小于4英寸;優選小于3英寸,且甚至更優選小于
2英寸)。

參考圖43,泵外殼2506的頂壁2548中的開口2582大致是圓錐形且
界定油箱2518的出口。開口2582具有大直徑上端以利于潤滑油從油箱
2518流到開口和較小直徑下端。錐形開口2582使潤滑油匯集到汽缸2508
的入口通道2570中。開口2582具有上端直徑D2、下端直徑D3和軸向長
度L1。

汽缸入口通道2570具有上部2570A,所述上部基本上是圓柱形(小錐
度以利于制造)且與外殼2506的頂壁2548中的開口2582共軸。上部2570A
具有直徑D4和軸向長度L2。入口通道2570還具有下部2570B,當以水平
橫截面察看時所述下部是橢圓形(例如,跑道)(參見圖44和圖45)。
橢圓形部分2570B具有大致橫向于缸孔的縱向中心線2588獲得的主尺寸
D5,所述主尺寸大約等于缸孔2566在入口通道2570與缸孔的接合點處的
全直徑D1;和大致平行于缸孔的縱向中心線的較短小尺寸D6,所述小尺
寸小于缸孔2566A的全直徑;以及長度L3。橢圓形構造使流動物到缸孔
2566中的面積最大化且減小活塞功率沖程的有效長度,即,在活塞2512
已經移動經過汽缸入口通道2570和阻止缸孔2566和入口通道之間的連通
后功率沖程段。因此,泵單元2500具有更緊湊設計,同時活塞的每個泵抽
沖程泵抽相對較大容積的潤滑油(例如,至少1.5立方厘米)。

下文給出示例性尺寸。其僅僅是示例性。

(1)D1-0.435英寸

(2)D2-1.033英寸

(3)D3-0.500英寸

(4)D4-0.440英寸

(5)D5-0.435英寸

(6)D6-0.187英寸

(7)L1-0.590英寸

(8)L2-0.840英寸

(9)L3-1.125英寸

(10)L4-0.425英寸(槽內部)。

界定的流徑2586可具有其中路徑由隧道狀通道形成的其它構造,隧道
狀通道具有用于從油箱2518的內部2536直接輸入潤滑油到通道中的敞開
上端和用于從通道直接排放潤滑油到缸孔2566的敞開下端。界定的流徑可
由任何數量的單獨通道形成構件(例如,泵外殼2506的頂壁2548和汽缸
主體2562)形成,構件具有組合來形成閉合的隧道狀通道的對準開口,閉
合的隧道狀通道除在用于使潤滑油從油箱內部直接輸入到通道中的一端和
用于使潤滑油從通道直接排放到缸孔2566中的相對端以外都是閉合的。

參考圖45到圖47,整體標注為2600的攪拌器被提供用于攪拌油箱
2518中的潤滑油。攪拌器2600包括通過泵外殼2506中的第一驅動機構
2606繞垂直軸2604可旋轉的旋轉轂2602。臂2610從轂2602鄰近于油箱
2518的底部在徑向方向上大致水平向外延伸。臂2610的外端處的直立攪
拌構件2614沿著油箱2518的圓柱形側壁2520向上延伸。攪拌器2600的
旋轉使油箱中的潤滑油流體化且使潤滑油中可能存在的任何氣泡破裂以使
泵單元2500沒有填滿的風險最小化。

參考圖46,攪拌器驅動機構2606包括電動發動機2616和將發動機的
輸出軸2620連接到攪拌器2600的轂2602的傳動裝置2618。輸出軸2620
的旋轉通過傳動裝置2618起作用以使攪拌器2600繞垂直軸2604以合適速
度(例如,40rpm到60rpm)旋轉。攪拌器轂2602由合適的構件(例如,
固定螺釘)貼附到傳動裝置的輸出軸2624使得轂與輸出軸一致旋轉。攪拌
器轂2602的上端處的間隔件2626支撐跟隨器軸2539的下端。間隔件2626
由合適構件(例如,固定螺釘)貼附到攪拌器轂使得間隔件與攪拌器轂一
致旋轉。跟隨器軸2539的下端接收在間隔件2626的上端中的開口2628
中且當間隔件隨著轂2602旋轉時保持固定。

攪拌器2600包括在攪拌器旋轉時可操作的力饋送機構2630以利于在
壓力下迫使潤滑油從油箱通過油箱出口(即通過開口2582)。如在圖46
和圖47中所示,力饋送機構2630包括攪拌器的臂2610上的力饋送構件
2632。力饋送構件2632沿著臂延伸且具有向下傾斜的下表面2636,所述
下表面位于以相對于形成(基本上)貯槽底部的頂壁2540成角度2648定
向的平面中。力饋送構件2632終止于壁2540上方間隔相對較小距離(例
如,0.16英寸)的下端2638。攪拌器2600的旋轉導致有角度的力饋送構
件2632移動通過潤滑油且產生趨于推動潤滑油向下通過泵外殼2506的頂
壁2540中的開口2582且沿著界定的流徑2570到缸孔2566的推力。

當泵的活塞2512通過返回沖程移動時,由力饋送機構2630施加在潤
滑油上的向下推力通過由活塞施加在潤滑油上的拉力得到補充。應了解就
此而言活塞2512通過返回沖程的移動在缸孔2566中產生減小的壓力,所
述壓力趨于沿著流徑2570向下朝向缸孔拉動潤滑油。視需要,泵單元2500
的控制器被編程來同時操作攪拌器2600和活塞2512使得推力和拉力同時
起作用(協同)來沿著界定的流徑2570將潤滑油移動到缸孔2566中。當
組合時,這些力能夠更有力地將潤滑油從貯槽移動到缸孔。此外,由于從
油箱2536的內部到缸孔2566的流徑2570沿著其整個長度閉合而隔絕大
氣,所以這些力得到最大化。因此,泵單元2500能夠在低于常規泵單元的
溫度下泵抽更多的粘性潤滑油。

上述推拉配置的益處在圖48的圖表中示出,圖48比較使用由Lincoln
Industrial售賣的最先進技術的泵(型號653)和具有上述泵單元2500的
構造的泵單元進行的測試結果。測試中使用的潤滑油是具有如使用上述且
在以引用的方式并入本文中的第7,980,118號美國專利中的排放計測試所
測量的800psi的屈服應力的鋰鉬NLGI2級油脂。(國家潤滑脂協會
(NLGI)為油脂硬度定義標準名稱。)如由圖形所示,由具有我們的新設
計的泵單元所施加的“推/拉”力能夠在基本上低于最先進技術設計的溫度
下(至少低15度)泵抽油脂。

參考圖42,第一球止回閥2670被安裝在閥殼2564中用來在孔2566B
中在其中球止回閥接合外殼上的第一閥座2672以在活塞2512的返回沖程
期間阻止流過缸孔2566的關閉位置和其中球止回閥允許在活塞的泵抽沖
程期間流過孔的打開位置之間移動。抵著球閥2670反作用于一端的第一線
圈壓縮彈簧2676朝球閥的關閉位置推進球閥。彈簧2676的相對端反作用
于第一球閥2670下游的第二球止回閥2678。第二球止回閥2678被安裝在
閥殼2564中用來在孔2566B中在其中球閥接合外殼上的第二閥座2680以
在活塞2512的返回沖程期間阻止流過缸孔2566的關閉位置和其中球閥在
活塞的泵抽沖程期間允許流過孔的打開位置之間移動。抵著第二球閥2678
反作用于一端的第二線圈壓縮彈簧2682朝向球閥的關閉位置推進球閥。彈
簧2682的相對端反作用于螺入孔2566B的下游端中的柱塞2684。使用兩
個止回閥2670、2678而非僅一個止回閥(如在上述第一實施方案中)減小
在活塞的返回沖程期間潤滑油回流到汽缸的入口部分2508A中的風險。

參考圖49和圖50,泵汽缸2508具有出口,出口包括汽缸主體2562
中的出口端口2700。出口端口2700經由位于閥殼2564和汽缸主體2562
之間的環形間隙2702且經由在環形間隙和閥殼中的孔2566B之間延伸在
第二球止回閥閥座2680的下游位置處的連接通道2704與缸孔2566連通。
潤滑油出口配件2708被螺入出口端口2702中。在所示實施方案中,出口
配件2708(T形配件)用于使潤滑油流到第一饋送管線2714和第二饋送
管線2716,第一饋送管線2714附接到泵外殼2506于一個位置且第二饋送
管線2716附接到泵外殼于圍繞外殼與第一位置間隔的第二位置。每個饋送
管線2714、2716的出口端配備有自密封快速連接/斷開連接器2720以利于
饋送管線連接到供應潤滑油到各種分布系統的潤滑油供應管線。一般來說,
僅兩種饋送管線中的一個用于任何給定分布系統,饋送管線被選擇用作針
對本領域中的狀況的最合適構造。然而,這兩種饋送管線都可用在一些安
裝中。

再次參考圖49和圖50,汽缸主體2562A還具有傳感器端口2742,所
述傳感器端口通過環形間隙2702和連接通道2704與孔2566B連通。螺入
傳感器端口中的壓力傳感器2726感測在汽缸孔2566的出口端處的壓力。

如圖42所示,汽缸主體2562中的排氣通道2730在第一止回閥閥座
2672上游的縱向缸孔2566A中的第一位置和第二止回閥閥座2680下游的
縱向缸孔2566B中的第二位置之間提供流體連通。排氣通道2730的下游
端經由出口端口2700、環形間隙2702和連接通道2704與第二位置連通。
排氣通道2730的用途與第一實施方案中所述的排氣通道376相同。其它排
氣通道構造是可行的。

參考圖51到圖54,泵單元2500的活塞2512包括具有前(右)端和
后(左)端的中空圓柱形活塞主體2720。主體2720具有內螺紋2722,其
從大致鄰近于主體后面朝向主體前端延伸但視需要于不到前端的恰當距離
處終止。活塞主體1222的前端由活塞頭2726關閉,所述活塞頭具有密封
主體的內部表面的隔絕密封件2728。

活塞2512通過整體標注為2740的第二驅動機構以往復方式可在缸孔
2566中移動。在圖51到圖54的實施方案中,驅動機構2740是包括步進
發動機2742的線性位置驅動機構,所述步進發動機具有連接到共軸導螺桿
2746可在跟隨器外殼2756的端壁2752中的套筒軸承2750中旋轉的輸出
軸2744。導螺桿2746包括具有接收步進發動機2742的輸出軸2744的盲
孔2762的導螺桿主體2760和從主體向前延伸的螺紋軸2766。軸2766具
有被構造來與活塞主體2720的內螺紋2722相配的外螺紋2768。步進發動
機輸出軸2744在2770被鍵入到導螺桿的主體2760使得軸和導螺桿一致旋
轉。視需要,活塞和導螺桿上的相配螺紋被構造用于電力的有效傳輸。舉
例來說,螺紋2722、2768可以是能夠承載相當重的負載用來在高壓下泵抽
潤滑油的全ACME螺紋。

施加在活塞2512和導螺桿2746上的推力負載由跟隨器外殼2756的端
壁2752的相對側上的第一推力軸承2774和第二推力軸承2776承載。在活
塞2512在缸孔2566A向前移動時活塞的泵抽沖程期間,第一推力軸承2774
在向后方向上(即,當在圖51中察看時朝向左側)支撐軸向負載。推力軸
承2774包括滾針軸承2780和保持被捕獲在跟隨器外殼端壁2752和導螺桿
主體2760上的外圍徑向凸緣2784之間的兩個軸承座圈2782。在活塞2512
在缸孔2566A中向后移動時在活塞的返回沖程期間,第二推力軸承2776
在向前方向上(即,當在圖51中察看時朝向右側)支撐軸向負載。推力軸
承2776包括滾針軸承2786和保持被捕獲在跟隨器外殼端壁2752和導螺桿
上的固持環2790之間的兩個軸承座圈2788。第二推力軸承2776的直接前
向的跟隨器端壁2752中的埋頭孔中的密封件2792密封導螺桿主體2760
來防止泄漏。

跟隨器2800被固定到活塞2512以使跟隨器和活塞在跟隨器外殼2756
中的腔2802中進行來回線性(非旋轉性)移動。腔2802在大致位于外殼
的后端附近之處從外殼2756的端壁2752向前延伸到跟隨器外殼的前端。
在本實施方案中,腔2802的縱向中心線大致與活塞2512和導螺桿2746
的縱向中心線共軸。跟隨器外殼2750的前端密封汽缸主體2562的后端使
得腔2082的縱向中心線大致與缸孔2566的縱向中心線共軸且使得活塞
2512從跟隨器腔延伸到缸孔中以在缸孔2566A中往復。

如圖53所示,跟隨器2800包括具有中央孔2808的圓形跟隨器主體
2806,所述中央孔具有:接收導螺桿主體2760上的外圍凸緣2784和第一
推力軸承2774的部分的較大直徑后部2808A;和接收活塞主體2720的后
端部分的較小直徑向前部分2808B。跟隨器孔2808的較小直徑部分2808B
和活塞主體2720的后端部分的形狀是非圓形(例如,矩形)來防止活塞和
跟隨器之間的相對旋轉移動。兩個部分之間的相對軸向移動由保持被捕獲
在活塞主體上的向外凸出外圍凸緣2814和活塞主體上的固持夾具2820之
間的跟隨器主體2806上的向內凸出外圍凸緣2812阻止。其它構造也可用
來阻止活塞2512和跟隨器2800之間的相對旋轉和線性移動。

如在圖54中所示,跟隨器主體2806具有用于接收由跟隨器外殼2756
的內部上的軌道2826界定的固定線性引導件的凹口2824。軌道2826在大
致平行于縱向缸孔2566的方向上延伸且當導螺桿2746由步進發動機2742
旋轉時保持跟隨器2800(和活塞2512)對抗旋轉。因此,發動機輸出軸
2744和導螺桿2746在一個方向上的旋轉導致活塞2512通過泵抽沖程在缸
孔2566A中線性移動,且輸出軸2744和導螺桿2746在相反方向上的旋轉
導致活塞通過返回沖程在缸孔中線性移動。泵抽沖程和返回沖程的長度由
在控制器的控制下的步進發動機2742的操作控制。

視需要,腔2802用作貯槽來保存適于潤滑導螺桿2746和活塞2512
上的螺紋2722、2768的潤滑油(例如,油)。此外,油輸送機構被提供用
來將油從貯槽輸送到螺紋。在所示實施方案中,油輸送機構包括導螺桿
2746的一部分,所述部分包括導螺桿主體2760上的凸緣2784。凸緣2784
被制定大小以浸沒在貯槽2802中的油中。當螺桿2746旋轉時,凸緣2784
將油從貯槽向上承載到導螺桿上方的位置,其中油從凸緣2784的前表面向
下流動通過凸緣和活塞主體2720的后端之間的間隙2830以輸送到導螺桿
的螺紋軸上的螺紋。凹口2834被設置在凸緣2784的外圍邊緣中來增加凸
緣所承載的流體量。在本實施方案中,提供兩個直徑相對的大致為U形的
凹口2834,但是凹口的數量和形狀可改變。可使用其它油輸送機構。

油返回機構被提供用來允許輸送到活塞主體2720和導螺桿軸2766上
的相配螺紋2722、2766的過量油返回到貯槽2802。在所示實施方案中,
油返回機構包括沿著導螺桿的螺紋軸2766的外部延伸的軸向溝槽2840。
軸2766上的過量油沿著溝槽2840移動以通過導螺桿凸緣2784的前表面
(在導螺桿主體2760的前面)和活塞主體2720的后端之間的間隙2830
輸送回到貯槽2802。縱向延伸穿過跟隨器主體2806的通道2844允許貯槽
2802中的潤滑油在跟隨器2800和活塞在腔中來回移動時流過跟隨器。

參考圖44,跟隨器外殼2756具有入口通道2850用于使油從合適的供
應管線流到腔中。入口通道還可用于從腔中排出油。

圖51中整體標注為2860的校準機構被提供用來相對于活塞2512在缸
孔2566中的位置校準步進發動機2742的操作。在所示實施方案中,此機
構2860包括在跟隨器2800上可隨著活塞2512移動的磁鐵2862,和安裝
在跟隨器外殼2756上相對于活塞移動方向在隔開位置上的至少一個和(視
需要)兩個磁場傳感器2864、2866。泵單元2500的控制器從校準機構2860
接收信號且相對于活塞2512在汽缸2508中的位置校準線性位置驅動機構
2740的操作。

其它線性位置驅動機構可用于使活塞2512在缸孔2566中往復。替代
性驅動機構的實施例在圖20和圖21中示出且已在上文描述。

泵單元2500的操作和上述泵單元300基本相同。泵單元2500的控制
器包括處理信息的可編程微處理器。控制器校準并控制線性位置驅動機構
2740的操作且對接收自壓力傳感器2726和校準機構2860(例如,磁場傳
感器2864、2866)的信號作出響應。控制器還控制攪拌器發動機2606和
步進發動機2742的操作。視需要,控制器在步進發動機2742被操作來使
活塞2512往復之前起始攪拌器發動機2606的操作。這個順序允許攪拌器
2600在潤滑油的實際泵抽開始之前使潤滑油流體化且用潤滑油填裝泵汽
缸2508,這在潤滑油是粘滯狀況的情況下(如低溫環境中)尤其有利。在
適當延遲預定長度(例如,8秒到12秒)之后,步進發動機2742被供電
以通過一系列一個或多個泵抽沖程和返回沖程移動活塞2512來通過連接
到分布潤滑油供應管線的饋送管線2714、2716泵抽所需量的潤滑油。

當泵單元2500在無排放模式下操作時,活塞2512通過泵抽沖程在缸
孔2566中向前移動以從缸孔2566泵抽潤滑油且通過無排放返回沖程向后
移動,在所述無排放返回沖程期間,活塞在不到排放通道2730與缸孔2566A
連通的位置處停止。即,返回沖程的限制是在排放通道2730與缸孔2566A
連通的位置的下游。因此,排放通道2730不與油箱2518的內部2536連通,
且在活塞的返回沖程期間不存在分布系統的排放。如早先說明,這類排放
在漸進式(分流)閥分布應用中不是必需的。

如果泵單元2500與要求排放的注射器分布系統一起使用,那么泵單元
的控制器被編程來操作所述單元以通過潤滑油供應管線以所要時間間隔泵
抽所需量的潤滑油到多個注射器。注射器操作來輸送所計量的量的潤滑油
到各自的潤滑點(例如,軸承)。在這個模式下,泵單元2500如上述般操
作,除活塞2512通過泵抽沖程在缸孔2566中向前移動以從缸孔2566泵抽
潤滑油且通過排放返回沖程向后移動以外,在排放返回沖程期間,活塞移
動經過排放通道2730與缸孔2566A連通的位置。即,返回沖程的限制是
在排放通道2730與缸孔2566A連通的位置的上游。因此,排放通道2730
與油箱的內部連通(經由缸孔2566A和界定的流徑2586),且潤滑油被排
放到油箱以允許注射器為下一潤滑油事件重置。

因此,泵單元2500的活塞2512可通過排放和無排放返回沖程兩者移
動,這取決于通過泵單元用潤滑油供應的分布系統是否要求潤滑油事件之
間的排放。在上述實施方案中,活塞2512的排放返回沖程稍微長于活塞的
無排放返回沖程。

泵單元2500能夠在相對較低溫度下泵抽粘滯潤滑油。這至少部分歸因
于施加在潤滑油上以迫使潤滑油從貯槽直接進入缸孔2566中的強大推/拉
力。如上文所說明,攪拌器2600的旋轉導致力饋送機構2630施加強大的
向下力在油箱2518的內部2536中的潤滑油上,所述強大的向下力趨于沿
著界定的流徑2586推動潤滑油到缸孔2566A。此外,活塞的返回沖程產生
趨于沿著相同的界定的流徑2586拉動這相同的潤滑油的力。這些推力和拉
力的組合在較低溫度下有效地將粘滯潤滑油移動到缸孔中。

上述類型的攪拌器和力饋送機構的使用不限于泵單元300和泵單元
2500。攪拌器和力饋送機構可用在任何類型的泵單元中,其中潤滑油是沿
著界定的流徑從貯槽饋送到汽缸的入口,汽缸中活塞往復來輸送潤滑油到
潤滑分布系統。活塞可通過任何類型的線性或非線性分布系統而往復。

此外,通過前向泵抽沖程和通過具有不同長度的后向排放返回沖程和
無排放返回沖程使活塞在汽缸中移動的特征可用在潤滑油泵單元中而非泵
單元300和2500中。活塞可憑借任何類型的線性或非線性驅動機構通過這
類沖程來往復而泵抽潤滑油到排放式(例如,注射器)潤滑油分布系統和
到無排放式(例如,分配閥)潤滑油分布系統。

在其它實施方案中,貯槽2504的油箱2518可具有覆蓋泵外殼2506
的頂壁2540的底壁。在這些實施方案中,油箱底壁具有出口開口用來使潤
滑油從油箱排出。視需要,這個出口開口形成從貯槽內部到缸孔的界定流
徑的部分。下文描述一個這樣的實施方案。

圖55A、圖55B、圖55C和圖55D示出整體由2900標注用于供應潤
滑油的設備,設備非常類似于上文在圖38到圖54中所述的泵單元2500。
設備2900包括泵總成,泵總成包括泵外殼2902和在外殼中用于泵抽潤滑
油到一個或多個潤滑部位的潤滑油泵(整體標注為2906)。泵2906包括
類似于上述泵單元2500中的組件的組件,包括通過線性驅動機構2912(例
如,上文在圖38到圖54中描述的類型的步進發動機2914和跟隨器2916)
可在缸孔2910中移動的活塞2908、與缸孔連通用于接收潤滑油的入口
2920,和與缸孔連通用于在高于入口處的潤滑油的壓力的壓力下排放潤滑
油的出口2924。一般來說,泵2906以與上文關于泵單元2500描述相同的
方式操作。

設備還包括貯槽2930,所述貯槽包括被制定大小用來保存大量潤滑油
的油箱2932。油箱具有側壁2936和可移除頂部2938。油箱的側壁2936
就座于泵外殼2902上。貯槽還包括用于攪拌油箱2932中的潤滑油的攪拌
器(整體標注為2940),和在油箱中承受潤滑油(例如,油脂)且當在泵
單元2900的操作期間油脂液面下降時擦拭油箱的側壁2936的內部表面的
彈簧偏置跟隨器2942。攪拌器2940和跟隨器2942與泵單元2500中上述
攪拌器2600和跟隨器2538在構造和操作上可類似。

泵外殼2902具有頂壁2950和側壁2952。頂壁2950具有形成油箱的
出口的開口2954。開口2954定位在泵2906的入口2920上方以沿著上文
關于圖38到圖54的實施方案所述的類型的界定的流徑將潤滑油從油箱
2932的內部輸送到缸孔2910。

溫度傳感器2956被安裝在形成在頂壁2950的下表面2958上的軸套
上。加熱器2960(例如,100瓦特盒式電阻加熱器)還安裝在泵外殼內部。
在所示實施方案中,加熱器2960被安裝在頂壁2950的下表面2958上。舉
例來說但無限制之意,加熱器2960包括用于將油箱2932中的潤滑油的溫
度升高約10°F到15°F的100瓦特盒式電阻加熱器。在一個實施方案中,
雖然加熱器2960可通過其它構件被安裝到頂壁2950的下表面2958,但是
加熱器用常規管形夾具2962被緊固到頂壁。類似地,傳感器2956還可用
常規管形夾具2964被緊固到頂壁2950。

溫度傳感器2956包括連接到諸如先前描述的控制器或處理器的引線
2970。加熱器2960可在開始運轉之前或當從溫度傳感器2956接收到信號
時被供電,所述信號指示溫度小于預定最小溫度(例如,20°F)。視需
要,泵外殼2902由熱傳導材料(諸如鋁)制成,且貯槽油箱的底部(在本
實施方案中由泵外殼2902的頂壁2950界定)由熱傳導材料(諸如鋁)制
成使得由加熱器2960提供的熱能加熱貯槽中的潤滑油來維持潤滑油在合
適硬度以進行泵抽。由于泵單元2900的其它特征類似于先前描述的特征,
所以將不進一步詳細那些特征。由于本領域中已經熟知用于對加熱器供電
的控制,所以無需進一步詳細描述那些控制。

任選地,油箱2932可具有與泵外殼2902的頂壁2950分開且覆蓋所述
頂壁的底壁(2978,圖55E),在外殼的頂壁2950的上表面2980和油箱
的底壁2982的下表面2982之間形成界面。為促進橫跨這個界面的熱傳導,
相對表面優選被拋光、制定大小且成形以使彼此表面對表面接觸。在一個
實施方案中,相對的表面是平坦的來確保表面對表面的接觸。舉例來說,
貯槽油箱2930的底壁2978的下表面2982與泵外殼2902的頂壁2950的上
表面2980接觸的面積可表示油箱的底壁的下表面的總表面積的至少70%,
或至少75%,或至少80%。

如上文關于圖28所述,處理器的自診斷法可對如由圖28的貯槽潤滑
油硬度測試所確定的貯槽潤滑油太硬作出響應而對加熱器2910供電。替代
地或此外,處理器可連接到提供潤滑系統的環境溫度的指示的溫度傳感器
且加熱器可通過處理器對所感測的環境溫度作出響應而被供電。例如,取
決于潤滑油的類型,加熱器可在所感測的環境溫度低于用戶設置(例如,
40°F)時被供電。替代地或此外,處理器可連接到提供潤滑油的溫度的
指示的溫度傳感器且加熱器可通過處理器對所感測的潤滑油溫度作出響應
而被供電。在本實施方案中,傳感器可被定位在潤滑油內以感測潤滑油自
身的溫度或傳感器可被定位為鄰近泵單元的組件(例如,貯槽所就座的泵
外殼)用來感測指示潤滑油溫度的溫度。

上述加熱器特征在具體潤滑油泵單元2900的上下文中進行描述。然
而,應了解這個相同特征可用在其它潤滑油泵單元中,所述其它潤滑油泵
單元具有就座于熱傳導材料的泵外殼上的熱傳導材料的潤滑油貯槽,而不
管泵驅動機構的類型為何。

有若干種方法來對主控制器450進行編程以控制發動機驅動器電路
451用來驅動步進發動機394以轉動導螺桿410以導致活塞384往復并泵
抽潤滑油。舉例來說,在一個實施方案中,控制器450可被編程來導致發
動機驅動電路451使發動機軸396順時針旋轉達預置時段且接著使發動機
軸396逆時針旋轉達預置時段。在另一實施方案中,控制器450可被編程
來導致發動機驅動電路451來使發動機軸396順時針旋轉達預置數量的轉
數且接著使發動機軸396逆時針旋轉達預置數量的轉數。

在另一實施方案中,磁場傳感器440、442(諸如磁簧開關或霍爾傳感
器)可定位在缸孔338的末端處或附近,或泵抽沖程的末端處或附近以感
測活塞或跟隨器的位置。磁鐵434可施加于活塞384或跟隨器414以指示
活塞位置和用于通過傳感器進行感測。在本實施方案中,主控制器450會
對傳感器作出響應來使活塞往復。特定來說,控制器450可被編程來導致
發動機驅動電路451使發動機軸396順時針旋轉直到開關/傳感器指示活塞
的位置在缸孔338的一端處或附近(在泵抽沖程的一端)且接著使發動機
軸396逆時針旋轉直到開關/傳感器指示活塞的位置是在缸孔338的另一端
處或附近(在泵抽沖程的另一端處)。開關/傳感器可用于校準,或在步進
發動機操作期間用來確定活塞位置,或如本文所述用于在診斷操作期間用
于監控活塞位置。

在一個實施方案中(下文所述),步進發動機由PWM脈沖供電來通
過電力沖程將活塞向前驅動到由前向傳感器442所感測的位置。步進發動
機接著被逆轉且由PWM脈沖供電以通過排放或無排放返回沖程在后向方
向上驅動活塞。返回沖程的長度通過將預置數量的PWM脈沖施加到步進
發動機以將活塞從其如前向傳感器442所感測的向前位置向后移動。

在另一實施方案中,控制器450包括積分發動機驅動器電路且通過控
制驅動器電路來選擇性地施加PWM脈沖到步進發動機394來控制發動機
的速度和轉矩以使活塞往復而控制步進發動機394的操作。控制器還對感
測潤滑油壓力的一個或多個壓力傳感器(諸如用于感測在缸孔出口處的壓
力的壓力傳感器372)作出響應。壓力傳感器提供指示經由汽缸出口供應
的潤滑油的感測壓力的壓力信號。控制器450對壓力信號作出響應以選擇
性地施加PWM脈沖到步進發動機394以根據壓力信號通過施加具有在步
進發動機的連續工作操作范圍內的功率的PWM脈沖改變步進發動機的速
度和轉矩。在一些實施方案中,由于發動機電流指示壓力,所以壓力傳感
器可為用于感測發動機394的電流,使得壓力信號可為指示發動機電流的
信號。

步進發動機394的速度可由施加到發動機以對發動機供電的PWM脈
沖的工作周期控制。步進發動機的轉矩可由施加到發動機以對發動機供電
的PWM脈沖的寬度(例如,持續時間)控制。因此,PWM脈沖具有電
壓(脈沖高度)和電流(脈沖寬度),從而導致功率電平被施加到發動機。
一般來說,步進發動機可通過調整發動機電壓、發動機電流、脈沖工作周
期和/或脈沖功率而控制。

圖56是示出隨著步進發動機的時間變化的示例性功率曲線3000(或
發動機溫度曲線)且進一步示出步進發動機的示例性連續工作操作范圍
3001的圖。當發動機在這個范圍3001中操作時,內部熱量形成,從而導
致發動機溫度處在或低于臨界溫度3003。連續工作操作范圍3001往往是
基于發動機的各種特性(諸如,其尺寸和材料)。如果發動機是在連續工
作操作范圍3001內操作,那么其溫度穩定在低于臨界溫度3003使得發動
機可操作達延長的時段而無明顯不利影響。然而,如果發動機在高于連續
工作操作范圍操作,那么其溫度穩定在高于臨界溫度3003使得發動機可操
作僅達有限時段而無明顯的不利影響。如果發動機在高于連續工作操作范
圍操作且其溫度穩定在高于臨界溫度3003,且如果發動機的操作時間超出
有限的時段,那么可能發生明顯的不利影響。

在圖56中,功率曲線3001定義操作發動機達一個時段而無明顯不利
影響和操作發動機達一個時段具有明顯不利影響之間的近似差或邊界。在
低于虛線3004的面積3002內的功率電平和時段內操作發動機是在連續工
作操作范圍3001內且不發生明顯不利損壞。虛線3004一般被稱為發動機
的連續工作額定值。

在虛線3004上方且在曲線3000的左側的面積3006內(在連續工作操
作范圍3001的面積3002上方和超出面積3002)的功率電平和時段內操作
發動機由于所述時段相對較短且沒有過多的熱量積聚在發動機中而不會導
致明顯的不利損壞。另一方面,在虛線3004上方且在功率曲線3000右側
的面積3008內(在連續工作操作范圍3001的面積3002上方且超出面積
3002)的功率電平和延長的時段內操作發動機由于過多的熱量積聚在發動
機中導致損壞而確實導致明顯的不利損壞。一般來說,施加增加的功率到
步進發動機導致發動機溫度的相應升高。在一些步進發動機中,80℃被
指定為最大發動機溫度額定值。因此,在這類發動機中,在圖56的曲線
3000的左側操作發動機會是在發動機額定值內操作,而在圖56的曲線3000
的右側操作發動機會是在發動機額定值外操作。

例如,如由線3010所示在虛線3004上方且在曲線3001左側的面積
3006內的功率電平W1和一個時段T1到T2內操作發動機不會對步進發動
機導致明顯的不利損壞。這是因為時段T1到T2相對較短且沒有過多的熱
量積聚在發動機中。另一方面,在如線3012所示的虛線3004上方且在曲
線3001的右側的面積3008內的功率電平W2和時段T1到T2內操作發動
機可對步進發動機導致明顯的不利損壞。這是因為時段T1到T2相對較長、
跨越曲線3000且過多的熱量積聚在發動機內,這可導致損壞。如線3014
所示,在虛線3004下方的面積3002內的功率電平W3和時段T1到T3內
操作發動機不會對步進發動機導致明顯的不利損壞。即使時段T1到T3相
對較長,由于發動機是在表示發動機的連續工作操作范圍的面積3002內操
作,所以也不會有過多的熱量積聚在步進發動機內。

如上所述,控制器450對來自泵PT的壓力信號作出響應以選擇性地
施加脈沖寬度調制(PWM)脈沖到步進發動機394以根據壓力信號通過施
加具有在步進發動機的連續工作操作范圍內的功率的PWM脈沖而改變步
進發動機的速度和轉矩。就絕大部分情況而言,如果并非全部時間步進發
動機進行操作,那么控制器對壓力信號作出響應以施加PWM脈沖到具有
處于步進發動機的連續工作操作范圍的面積3002內的功率的步進發動機。
隨著壓力在系統中積聚,或如果其它因素阻礙所需的壓力水平,那么預期
控制器對壓力信號作出響應來施加PWM脈沖到具有處在虛線3004和步進
發動機的連續工作操作范圍上方且在曲線3001左側的過驅動區域面積
3006內的功率的步進發動機。因此,控制器對壓力信號作出響應以選擇性
地施加PWM脈沖到步進發動機來根據壓力信號通過施加“過驅動”PWM
脈沖達一個時段來改變步進發動機的速度和轉矩。過驅動PWM脈沖具有
大于步進發動機的連續工作操作范圍的過驅動功率。圖57示出一個這樣的
實施方案。

如圖57所示,控制器450包括存儲步進發動機394的速度對壓力分布
3022的存儲器。在此實施方案中,控制器對來自泵PT的壓力信號作出響
應以選擇性地施加PWM脈沖到步進發動機以根據壓力信號和根據分布
3022通過施加具有既在步進發動機的連續工作操作范圍內又在其外的功
率的PWM脈沖而改變步進發動機的速度和轉矩,如下文所述。

分布3022包括三個階段:第一階段3024、第二階段3026和第三階段
3028。在第一階段3024期間,PWM脈沖在約0psi和1000psi之間以約
1000rpm驅動發動機。在第二階段3026期間,PWM脈沖在約1000psi
和2000psi之間以約600rpm驅動步進發動機394。在第三階段3028期間,
PWM脈沖在約2000psi和3000psi之間以約200rpm驅動發動機。參考
數字3030示出步進發動機的喘振曲線,還如圖58所示。喘振曲線3030
左側(下方)是發動機操作面積3034(圖58),其中發動機在沒有喘振的
速度和壓力下操作,且在喘振曲線3030右側(上方)是發動機喘振面積
3036,其中發動機在發動機趨于喘振的速度和壓力下操作。當發動機在特
定壓力下的速度是在喘振曲線3030左側時,發動機具有足夠的速度來推動
潤滑油并保持或增大潤滑油的壓力。然而,如果在特定速度下的壓力增大
使得發動機在喘振曲線3030的右側操作,發動機具有喘振的趨勢。換句話
說,當發動機在特定壓力下的速度是在喘振曲線3030的右側時,發動機的
速度可能不足以推動潤滑油且發動機趨于喘振。

在一個實施方案中(圖57),每個階段的較后部分可包括過驅動步進
發動機394達一個時段。例如,考慮使用具有恒定電壓(例如,24伏)且
具有處在連續工作操作范圍的變動的持續時間(例如,0amps到5amps)
的脈沖寬度調制(PWM)脈沖驅動的步進發動機。在第一階段3024期間,
脈沖寬度調制(PWM)脈沖的持續時間會是介于0amps和5amps之間
以在介于約0psi和900psi之間以約1000rpm驅動發動機。在約900psi
下,發動機的功率(即,由脈沖的持續時間確定的電流或轉矩)不足以增
大壓力到所需目標壓力1000psi。此時,控制器將控制驅動器電路來過驅
動發動機達一個時段。這可通過增加施加到發動機的電流達有限時段使得
PWM脈沖的持續時間會在5amps到8amps之間以提供足夠的功率來在
介于約900psi和1000psi之間以約1000rpm驅動來完成。

在第二階段3026期間,PWM脈沖的持續時間在0amps到5amps之
間以在介于約1000psi和1900psi之間以約600rpm驅動步進發動機394。
在約1900psi下,發動機的功率(即,由脈沖的持續時間確定的電流或轉
矩)將不足以增大壓力到所需目標壓力2000psi。此時,控制器將控制驅
動器電路來過驅動發動機達一個時段。這可通過增加施加到發動機的電流
達有限時段使得PWM脈沖的持續時間在5amps到8amps之間以提供足
夠的功率來在介于約1900psi和2000psi之間以約600rpm驅動來完成。

在第三階段3028期間,PWM脈沖的持續時間將在0amps到5amps
之間以在介于約2000psi和2900psi之間以約200rpm驅動發動機。在約
2900psi下,步進發動機394的功率(即,由脈沖的持續時間確定的電流
或轉矩)將不足以增大壓力到所需目標壓力3001psi。此時,控制器將控
制驅動器電路來過驅動發動機達一個時段。這可通過增加施加到發動機的
電流達有限時段使得PWM脈沖的持續時間會在5amps到8amps之間以
提供足夠的功率來在介于約2900psi和3001psi之間以約200rpm驅動來
完成。

還預期PWM脈沖的高度(其是PWM脈沖的電壓)可增加取代增加
脈沖的持續時間(電流)來增加脈沖的功率并過驅動步進發動機394。還
預期PWM脈沖的高度(其是PWM脈沖的電壓)增加,包括增加脈沖的
持續時間(電流)以增加脈沖的功率并過驅動發動機。

因此,如圖57和圖58所示,控制器選擇性地施加PWM脈沖到步進
發動機以根據來自泵PT的壓力信號通過施加過驅動脈沖寬度調制(PWM)
脈沖達過驅動操作的一個時段而改變步進發動機的速度和轉矩。所述時段
可固定和/或其可根據另一參數改變。例如,如圖57所示,所規定時段將
是第一階段3024期間使壓力從900psi上升到1000psi所需的時間。類似
地,所規定的時段將是第二階段3026期間使壓力從1900psi上升到2000psi
所需的時間。類似地,所規定的時段將是第三階段3028期間使壓力從2900
psi上升到3001psi所需的時間。在每個階段期間,過驅動操作的所規定時
段的最大時間可根據圖56設置。給定功率的最大時間將被設置來避免在區
域3008中操作發動機,這是因為過驅動PWM脈沖的過驅動功率大于發動
機的連續工作操作范圍。

在上述一個實施方案中,在過驅動操作期間在面積3006(參見W1,
時間T1到T2)操作步進發動機,且避免在面積3008(參見W2,時間T1
到T2)中操作步進發動機,至少避免操作達任何明顯時段。因此,過驅動
操作的所述時段是過驅動功率相對于步進發動機的連續工作操作范圍的函
數。換句話說,控制器選擇性地施加PWM脈沖到步進發動機以根據來自
泵PT的壓力信號通過施加過驅動PWM脈沖達一個時段而改變步進發動
機的速度和轉矩。過驅動PWM脈沖的過驅動功率大于步進發動機的連續
工作操作范圍,且所述時段是過驅動功率相對于步進發動機的連續工作操
作范圍的函數。因此,控制器施加脈沖寬度調制(PWM)脈沖到步進發動
機394使得當來自泵PT的壓力信號是在由第一階段3024定義的第一范圍
內(1psi到1000psi)時,步進發動機的速度是第一速度(例如,1000rpm)。
類似地,控制器施加PWM脈沖到步進發動機使得當來自泵PT的壓力信
號是在由第二階段3026定義的第二范圍內(例如,1000psi到2000psi)
時,步進發動機的速度是小于第一速度的第二速度(例如,600rpm),
第二范圍大于第一范圍。類似地,控制器施加PWM脈沖到步進發動機使
得當來自泵PT的壓力信號是在由第三階段3028定義的第三范圍內(例如,
2000psi到3001psi)時,步進發動機的速度是小于第二速度的第三速度(例
如,200rmp),第三范圍大于第二范圍。

分布的一個角度在于控制器基于施加到步進發動機的脈沖的工作周期
確定步進發動機394的速度。從這個角度來看,當來自泵PT的壓力信號
是在預置范圍內時(例如第一階段3024是900psi到1000psi;第二階段
3026是1900psi到2000psi;且第三階段3028是2900psi到3001psi)且
當發動機的速度是在預置范圍內時,控制器施加過驅動PWM脈沖到步進
發動機。如上文關于圖56所述,過驅動PWM脈沖的過驅動功率大于步進
發動機的連續工作操作范圍。

在一個實施方案中,溫度傳感器被定位為鄰近步進發動機394來監控
發動機的溫度以維持發動機處于低于其最大發動機溫度額定值。控制器從
溫度傳感器接收指示發動機溫度的信號。在此實施方案中,用于過驅動發
動機的時段是步進發動機的溫度的函數。此外,發動機針對給定速度、轉
矩、電流、功率、壓力或每分鐘轉數(rpm)具有最大溫度。控制器被構
造來一旦發動機溫度傳感器指示發動機溫度已經達到其抑制發動機損壞的
最大溫度,即僅在步進發動機的連續工作操作范圍內操作發動機。替代地,
控制器被構造來一旦發動機溫度傳感器指示發動機溫度已經達到抑制發動
機損壞的特定溫度,即中斷發動機的操作。

在其它實施方案中,可能不需要溫度傳感器。就此而言,應注意施加
到步進發動機的功率量與步進發動機的溫度的增加成比例。因此,發動機
的溫度可通過處理器基于隨著時間施加到發動機的功率而計算。

在一個實施方案中,控制器基于施加到步進發動機的脈沖的工作周期
確定步進發動機394的速度。替代地,或此外,速度可由發動機速度傳感
器(諸如霍爾傳感器)確定,所述發動機速度傳感器被連接到控制器且與
伺服發動機相關用來驅動泵步進發動機。

在一個實施方案中,存儲在控制器的存儲器中的速度/壓力分布由運算
法則和查找表中的至少一個或多個定義。例如,如由圖57的虛線3032所
示用于定義速度/壓力曲線的運算法則可存儲在存儲器中且由控制器執行。

上述發動機過驅動特征已經在包括早先描述的泵單元300的潤滑系統
的上下文中進行了描述。然而,應了解這些相同的過驅動特征可用在具有
其它泵單元(諸如上述泵單元2500、2900和包括步進發動機或替代線性位
置驅動機構(例如,圖20或圖21的機構)的其它泵單元)的潤滑系統中。

如本領域技術人員將明白,每個前述實施方案的特征可組合其它實施
方案的特征。這些組合被設想為在本發明的范圍內。

本發明的實施方案可在數據和/或計算機可執行的指令(諸如存儲在一
個或多個有形計算機存儲介質中且由一個或多個計算機或其它裝置執行的
程序模塊)的一般內容中。通常,程序模塊包括但不限于例行程序、程序、
對象、分量和執行特定任務或實行特定抽象數據類型的數據結構。本發明
的方面還可在分布計算環境中實行,其中任務由通過通信網絡連接的遠程
處理裝置執行。在分布式計算環境中,程序模塊可位于包括存儲器存儲裝
置的本地和遠程計算機存儲介質兩者中。

在操作時,計算機和/或服務器可執行計算機可執行的指令,諸如本文
所示來實行本發明的方面的指令。

本發明的實施方案可用計算機可執行的指令實行。計算機可執行的指
令可被組織為在有形計算機可讀存儲介質上的一個或多個計算機可執行的
組件或模塊。本發明的方面可用任何數量的這類組件或模塊和這類組件或
模塊的組織實行。例如,本發明的方面不限于圖中所示和本文所述的具體
計算機可執行指令或具體組件或模塊。本發明的其它實施方案可包括不同
的計算機可執行指令或組件,所述指令或組件的功能性多于或少于所示和
本文所述的指令或組件。

本文所示和所述的本發明的實施方案中的操作的實行或執行順序并不
是必需的,除非另有指定。即,可以任何順序執行操作,除非另有指定。
且本發明的實施方案可包括除本文所公開的以外的額外或較少操作。例如,
預期在另一操作之前、與另一操作同時、或在另一操作之后實行或執行特
定操作是在本發明的方面的范圍內。

當介紹本發明的方面的元件或其實施方案時,冠詞“一(a、an)”、“所
述(the、said)”旨在意指存在一個或多個元件。術語“包括(comprising、
including)”和“具有”旨在為包羅廣泛的且意指可能存在除所列元件以
外的額外元件。

從上文來看,應了解本發明的若干優點得到實現且其它有利結果也得
到實現。

并非需要所示或所述的全部所描繪的組件。此外,一些實施例和實施
方案可包括額外組件。可對組件的配置和類型進行變動而不脫離本文所述
的權利要求書的精神或范圍。此外,可提供不同或較少組件且可組合組件。
替代地或此外,可通過若干組件實行組件。

提供摘要和發明概要來幫助讀者快速確定本技術公開內容的性質。在
了解摘要和發明概要將不用來解釋或限制權力要求書的范圍或意義下提交
摘要和發明概要。

以上描述通過舉例且無限制之意示出本發明。當示出兩個項目或多個
項目時,預期本發明可包括兩個或更多個項目。這描述使本領域技術人員
能夠制作并使用本發明,且描述本發明的若干實施方案、調適、變動、替
代和使用,包括目前被認為是實施本發明的最佳模式。此外,應了解本發
明的應用不限于下列描述中所述或圖中所示的組件的構造和配置的詳情。
本發明能夠具有其它實施方案且能夠以各種方式實踐或實施。而且,應了
解本文所使用的措詞和術語是用于描述目的且不應被視為限制。

在詳細描述了本發明的方面后,應明白修改和變動是可行的而不脫離
隨附權利要求書所定義的本發明的方面的范圍。由于可對上述構造、產品
和方法做出各種改變而不脫離本發明的方面的范圍,所以希望包括在上述
描述和在附圖中示出的全部事物應被解釋為說明性且非限制之意。

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