專利名稱：有正負壓釋放能力的比例壓力調(diào)節(jié)器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明主要涉及壓力調(diào)節(jié)器，更具體地講，涉及有正負壓釋放能力，和設(shè)置系統(tǒng)排氣裝置的一種比例壓力調(diào)節(jié)器。
背景技術(shù)：
壓力調(diào)節(jié)器是一種已公知的技術(shù)，并在許多環(huán)境下使用以調(diào)節(jié)氣體供給壓力直到一個預(yù)定的系統(tǒng)壓力。然后提供系統(tǒng)壓力來操作各種氣動致動裝置。過去，通過使用在調(diào)節(jié)器內(nèi)的純機械裝置，通常借助一個從輸出側(cè)返回到調(diào)節(jié)器的輔助的壓力反饋管路來獲得調(diào)節(jié)的系統(tǒng)壓力。
一些類型的氣動系統(tǒng)依然使用機械調(diào)節(jié)器，其中涉及過程調(diào)節(jié)和/或大容量氣動控制。然而由于對氣動系統(tǒng)壓力的準確性和精細調(diào)節(jié)控制的需要，已使調(diào)節(jié)器迅速地發(fā)展?，F(xiàn)在的技術(shù)提供的壓力調(diào)節(jié)器包括電控致動器，大多數(shù)采用螺線管調(diào)節(jié)輸出壓力。為了更好的響應(yīng)控制也使用壓力反饋。在這種情況下，可使用一個轉(zhuǎn)換器以用于感應(yīng)壓力并將其轉(zhuǎn)換成電信號，該信號被一個反饋控制電路用來協(xié)助調(diào)節(jié)輸出。在這種方式，利用反饋測量來自所涉及的具體過程或下游的輸出壓力圍繞一個預(yù)定的給定值調(diào)節(jié)系統(tǒng)壓力。
這種類型的調(diào)節(jié)器是公知的，并且有時在相關(guān)技術(shù)中被稱作比例壓力調(diào)節(jié)器。所用術(shù)語“比例”的意思是，若在所需輸出給定值和實際的下游壓力之間測得壓差，那么調(diào)節(jié)器變化，并由此相對那個壓差成“比例”地控制輸出壓力。比例調(diào)節(jié)器的改進已經(jīng)包括數(shù)字電路的使用，該數(shù)字電路能夠使用復(fù)雜的控制算法來更精確地控制調(diào)節(jié)器。這種具有數(shù)字電子控制電路的比例壓力調(diào)節(jié)器使用反饋信號來電子地確定所需輸出壓力給定值和實際輸出壓力之間的壓差或“誤差”。
更加復(fù)雜的數(shù)字控制電路使用一種控制算法連同其他系統(tǒng)輸入一起來產(chǎn)生一個全面的控制或配置，從而在試圖解決該“誤差”時操作性地控制調(diào)節(jié)器來調(diào)節(jié)或改變輸出壓力并將輸出恢復(fù)到給定值。這些已知的數(shù)字控制配置通常進行復(fù)雜的計算用于誤差分辨，如Adams等的美國專利6,178,997 B1所述，其公開了一種“智能壓力調(diào)節(jié)器”，Adams的該‘997調(diào)節(jié)器具有一個PID(比例-積分-微分)控制器，其計算比例誤差的數(shù)學積分和微商并且在它的控制算法中應(yīng)用這些計算結(jié)果。一個PID控制器使用誤差的電流值來計算對最近時間間隔的誤差的積分和誤差信號的電流微商。然后PID控制器綜合這些計算結(jié)果與該誤差以不僅決定所要求的調(diào)節(jié)量，而且決定調(diào)節(jié)持續(xù)時間以避免超出給定值。
比例壓力調(diào)節(jié)裝置已經(jīng)發(fā)展到包括應(yīng)用于高級用途的調(diào)節(jié)系統(tǒng)，這些用途需要復(fù)雜的壓力轉(zhuǎn)換和監(jiān)控，和同樣復(fù)雜的調(diào)節(jié)配置。這些壓力調(diào)節(jié)系統(tǒng)有這樣的能力，即不僅能對恒定的給定值進行準確調(diào)節(jié)，而且當給定值在過程操作期間改變時，也響應(yīng)系統(tǒng)轉(zhuǎn)換器和動態(tài)地改變壓力給定值和調(diào)節(jié)系統(tǒng)壓力到該值。例如這種類型的調(diào)節(jié)器系統(tǒng)可以和用于拋光半導體晶片表面的相關(guān)裝置一起使用。拋光墊被氣動地控制以便在拋光過程中施加一個預(yù)定的力到半導體晶片表面。在這些情況下，希望拋光裝置保持某一預(yù)定的向下的力到晶片表面，同時計算使施加的向下力為不斷變化數(shù)值的各種動態(tài)物理效應(yīng)。
在一些其他的具體加工和工作環(huán)境中，進一步希望壓力調(diào)節(jié)系統(tǒng)不僅具有如上所述的用于控制系統(tǒng)壓力在正壓范圍內(nèi)的可變給定值的比例調(diào)節(jié)，而且還具有用于控制系統(tǒng)壓力在負壓(真空)范圍內(nèi)的可變給定值的比例調(diào)節(jié)。對于一些加工，通過提供系統(tǒng)壓力的可變壓力給定值能夠提供更精確的氣動控制，該系統(tǒng)壓力可以容易地在為任何給定的有源裝置的正負供給壓力之間移動。例如，涉及用作集成電路芯片的硅晶片拋光的高精度制造加工，以及光盤(CD)，數(shù)字化視頻光盤(DVD)這類磁盤媒體的拋光加工，其經(jīng)常使用正負調(diào)節(jié)的壓力來操作和控制各種所涉及的精密機構(gòu)。Metcalf的美國專利5,716,258和Numoto的美國專利6,203,414和6,319,106披露了在硅晶片拋光加工中所使用的裝置，其依靠可變地和精確地調(diào)節(jié)的正負壓力來提供對拋光過程極精確的控制。
在例如這些裝置的應(yīng)用中，壓力調(diào)節(jié)系統(tǒng)必須在正負壓力下控制每一個有源氣動部件。公知的相關(guān)技術(shù)的系統(tǒng)要求單獨的比例調(diào)節(jié)閥以在正負壓力下實現(xiàn)控制。單獨的比例調(diào)節(jié)器每一個是截然不同的并且彼此相互遠離地被選擇性地使用。這樣對于每一個有源氣動裝置，該單獨的調(diào)節(jié)器必須在系統(tǒng)內(nèi)互相相對的各個位置處被結(jié)合在一起并且必須通過管道或者其他流動通道被互相連接。此外，正負壓調(diào)節(jié)器每一個均具有一個單獨的電子控制電路，彼此操作性地連接來以協(xié)調(diào)正負壓力調(diào)節(jié)功能。雖然在過去，這些單獨的部件通常工作良好，但在技術(shù)上依然需要簡化氣動系統(tǒng)并且由此通過去除單獨的部件，縮短流動通道和因此減少相關(guān)硬件，降低制造和/或組裝成本。
當努力增加這些系統(tǒng)的精度時，這些正負壓調(diào)節(jié)系統(tǒng)的傳統(tǒng)復(fù)雜性這些明顯缺點被進一步增加。特別地，當正負系統(tǒng)壓力的可變給定值的比例調(diào)節(jié)對一些加工應(yīng)用是一種有效的控制手段時，通過額外提供一個具有氣動調(diào)節(jié)配置能力的排氣裝置或排氣口，響應(yīng)次數(shù)和精度控制方面可被進一步增強。
Hu等的美國專利6,113,480披露了一種晶片拋光設(shè)備，其使用正負壓力以及排氣孔控制拋光程序。使用像Hu的’480專利中的排氣孔，當需要時通過提供一個迅速的和幾乎即時的減少或完全去除供給壓力來減少氣動調(diào)節(jié)線路的響應(yīng)時間。這考慮到從一個壓力到另一個壓力非?？斓目刂谱兓?，如從調(diào)節(jié)的正壓到負壓的變化情況，反之亦然。由此在精確操作中，受控的氣動裝置能被更精確和精細地受到控制。
當需要成比例地降低，而非反向施加的壓力時，排氣孔也是有用的。在這些情況下，當施加的壓力被成比例地降低時，無論控制器正在改變給定值還是調(diào)節(jié)壓力，致動排氣孔將迅速地將施加的壓力降低到所需水平，而不是必須僅僅依靠壓力自身降低。這一功能可以結(jié)合正負比例壓力調(diào)節(jié)一同使用。
不管排氣孔是如何結(jié)合這些調(diào)節(jié)器和調(diào)節(jié)系統(tǒng)而被使用的，當和一個精密復(fù)雜的加工一起使用時，例如Hu的’480專利所示的，這些系統(tǒng)也必須使用許多獨立的部件，硬件和它們的非排氣對應(yīng)部分的支撐元件。因此，盡管公知的相關(guān)技術(shù)對氣壓調(diào)節(jié)系統(tǒng)在精度和效率上有巨大改進，它們保留了高度復(fù)雜的裝置。事實上，上面提到的使用可變給定值的比例氣動調(diào)節(jié)裝置的系統(tǒng)要求如此多的輔助部件和硬件，它們的復(fù)雜性和尺寸經(jīng)常成為其應(yīng)用的限制因素。這樣留下了在技術(shù)上簡化這些比例氣壓調(diào)節(jié)器系統(tǒng)的需要，通過去除單獨的部件降低它們制造和/或組裝成本，減少相關(guān)硬件和縮短在相關(guān)技術(shù)公知的調(diào)節(jié)器系統(tǒng)中被普遍使用的固有的較長的流動通道。此外，保留了一個調(diào)節(jié)器系統(tǒng)需要的技術(shù)，那就是使用一個控制線路，其能有效果、有效率地和精確地控制集成的調(diào)節(jié)系統(tǒng)的正壓、負壓和排氣功能。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明克服了比例壓力調(diào)節(jié)器裝置中相關(guān)技術(shù)的缺點，該裝置具有一個帶有適于與正的氣壓供給流體連接的第一入口的主體，一個適于與負的氣壓供給流體連接的第二入口，適于與至少一個氣動致動裝置流體連接的至少一個出口，和一個排氣口。設(shè)置一個充氣調(diào)節(jié)閥，其與第一入口和出口流體連接且當充氣調(diào)節(jié)閥被致動時其適于將從第一入口到氣動致動裝置的正壓供給調(diào)節(jié)到一給定值。設(shè)置一個真空調(diào)節(jié)閥，其與第二入口和出口流體連接且當真空調(diào)節(jié)閥被致動時其適于將從第二入口到氣動致動裝置的負壓供給調(diào)節(jié)到一給定值。設(shè)置一個排氣閥，其與出口流體連接并且當排氣閥被致動時可操作地從出口排出壓力。因此本發(fā)明的比例壓力調(diào)節(jié)器結(jié)合和集中了現(xiàn)有系統(tǒng)的所有功能成為單一集成的裝置，由此減少了部件的數(shù)量并簡化了整體結(jié)構(gòu)。
本發(fā)明的比例氣壓調(diào)節(jié)器裝置通過提供一個控制電路裝置還克服了傳統(tǒng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)的缺點，該控制電路裝置適于接收一個指令信號并致動充氣調(diào)節(jié)閥、真空調(diào)節(jié)閥或排氣閥以動態(tài)地將輸出設(shè)置在一個特殊值，或給定值來響應(yīng)指令信號。該控制電路裝置還適于接收反饋信號且通過充氣調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)正的氣壓值和通過真空調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)負的氣壓值達到所需給定值來響應(yīng)反饋信號。本發(fā)明的比例壓力調(diào)節(jié)器提供了對正、負壓力或排氣壓力調(diào)節(jié)的集中電子控制，因而消除了傳統(tǒng)系統(tǒng)的單獨控制和它們的輔助部件。
這樣，本發(fā)明的比例壓力調(diào)節(jié)器包括集成的調(diào)節(jié)器裝置，其提供正壓、負壓或排氣功能。此外，本發(fā)明集中在一個比例壓力調(diào)節(jié)裝置，其具有一個控制電路裝置用于當在給定值附近比例調(diào)節(jié)輸出壓力以響應(yīng)反饋信號時，動態(tài)地建立一個可變輸出給定值以響應(yīng)指令信號。該能力應(yīng)用于那些提供將正壓、負壓和排氣與精確調(diào)節(jié)相結(jié)合對于高精度控制生產(chǎn)過程十分重要的許多工業(yè)場所。例如，對于用于集成電路生產(chǎn)的硅晶片的生產(chǎn)和拋光或磁盤媒體例如，驅(qū)動硬盤、光盤驅(qū)動器和數(shù)字化視頻光盤的生產(chǎn)和拋光要求的極高精確度都要求系統(tǒng)能提供正壓、負壓和排氣連同精確控制。本發(fā)明在這些或類似情況下有較大的優(yōu)勢，在此其集成設(shè)計簡化了復(fù)雜的氣動致動系統(tǒng)并考慮到更小、更緊密的集成裝置，便于維護和減少成本。以這種方式，本發(fā)明的比例壓力調(diào)節(jié)裝置增加了生產(chǎn)過程的效率、精度并節(jié)省了成本。


通過結(jié)合附圖并參考下面的詳細描述將容易并更好地理解本發(fā)明的其它優(yōu)點，其中圖1是本發(fā)明的比例壓力調(diào)節(jié)器裝置的頂視圖；圖2是本發(fā)明的比例壓力調(diào)節(jié)器裝置的側(cè)視圖；圖3是本發(fā)明的比例壓力調(diào)節(jié)器裝置的另一側(cè)視圖；圖4是本發(fā)明的比例壓力調(diào)節(jié)器裝置的又一側(cè)視圖；圖5是基本沿著圖2或4的5-5線的示出了內(nèi)部流動通道的本發(fā)明的比例壓力調(diào)節(jié)器裝置的主體的從上向下看的截面圖；圖6是示出了內(nèi)部流動通道的本發(fā)明的比例壓力調(diào)節(jié)器裝置的主體的側(cè)向截面圖；圖7A是沿圖1的7A-7A線的截面?zhèn)纫晥D，示出了在斷電位置和正常的打開結(jié)構(gòu)的本發(fā)明的比例壓力調(diào)節(jié)器裝置的充氣調(diào)節(jié)閥；圖7B是沿圖1的7B-7B線的截面?zhèn)纫晥D，示出了在斷電位置和正常的關(guān)閉結(jié)構(gòu)的本發(fā)明的比例壓力調(diào)節(jié)器裝置的充氣調(diào)節(jié)閥；圖7C是貫穿在斷電位置的本發(fā)明的比例壓力調(diào)節(jié)器裝置的充氣調(diào)節(jié)閥的截面測視詳圖；圖7D是截面?zhèn)纫晥D，示出了在通電位置的本發(fā)明的比例壓力調(diào)節(jié)器裝置的充氣調(diào)節(jié)閥；圖8A是沿圖1的8A-8A線的截面?zhèn)纫晥D，示出了在斷電位置和正常的關(guān)閉結(jié)構(gòu)的本發(fā)明的比例壓力調(diào)節(jié)器裝置的排氣閥；圖8B是沿圖1的8B-8B線的截面?zhèn)纫晥D，示出了在斷電位置和正常的打開結(jié)構(gòu)的本發(fā)明的比例壓力調(diào)節(jié)器裝置的排氣閥；圖8C是截面?zhèn)纫曉攬D，示出了在斷電位置的本發(fā)明的比例壓力調(diào)節(jié)器裝置的排氣閥；圖8D是截面?zhèn)纫曉攬D，示出了在通電位置的本發(fā)明的比例壓力調(diào)節(jié)器裝置的排氣閥；圖9A是沿圖1的9A-9A線的截面?zhèn)纫晥D，示出了在斷電位置的本發(fā)明的比例壓力調(diào)節(jié)器裝置的真空調(diào)節(jié)閥；圖9B是截面?zhèn)纫曉攬D，示出了在斷電位置的本發(fā)明的比例壓力調(diào)節(jié)器裝置的真空調(diào)節(jié)閥；圖9C是截面?zhèn)纫曉攬D，示出了在通電位置的本發(fā)明的比例壓力調(diào)節(jié)器裝置的真空調(diào)節(jié)閥；圖10是本發(fā)明的比例壓力調(diào)節(jié)器裝置的控制電路的示意性的框圖；以及圖11是安裝在共同基座上的本發(fā)明的一系列比例壓力調(diào)節(jié)器裝置的側(cè)視圖。
具體實施例方式
本發(fā)明的比例壓力調(diào)節(jié)器裝置在圖1-10中以10表示，在它的各種操作模式中類似的數(shù)字用于表示類似的部件。本發(fā)明的比例壓力調(diào)節(jié)器裝置10包括一個主體12，一個充氣調(diào)節(jié)閥14，一個排氣閥16，一個真空調(diào)節(jié)閥20，一個功能板22，和控制電路裝置24。該充氣調(diào)節(jié)閥14響應(yīng)指令信號向下游的氣動致動裝置提供一個預(yù)定的正壓。另一方面，真空調(diào)節(jié)閥20響應(yīng)指令信號向下游的氣動致動裝置提供一個預(yù)定的負壓。排氣閥16響應(yīng)指令信號在預(yù)定時間內(nèi)向提供一個氣壓出口。功能板22的作用是簡化整個裝置。該控制電路裝置24提供用于控制每一個閥14、16和20操作的指令信號。在下文中對主體12、充氣調(diào)節(jié)閥14、排氣閥16、真空閥20、功能板22和控制電路裝置24中的每一個進行更詳細的描述。
特別參考圖1-4，主體12由兩對相對的側(cè)壁30、32和34、36，和在兩對側(cè)壁之間延伸的頂面38和底面40限定。該主體12具有一個適于與正氣壓供給流體連接的第一入口50，一個適于與負氣壓供給流體連接的第二入口52、至少一個適于與至少一個氣動致動裝置流體連接出口54和一個排氣口56。入口50、52形成在該主體12的側(cè)壁30上，并且內(nèi)部車有螺紋以容納一個帶有管或管道的相應(yīng)的螺紋連接，該管道根據(jù)具體應(yīng)用的需要提供正負壓力源。出口54形成在側(cè)壁36上，排氣口56形成在側(cè)壁34上，且兩者以類似于入口50、52的方式車有螺紋。主體12具有提供從上面提到的端口至閥的流體連接的一系列內(nèi)部通道。下面更詳細地描述這些內(nèi)部通道。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)該理解任何變化的連接界面或裝置可用于在本發(fā)明和供給壓力源之間建立流體連接。也應(yīng)該理解基于該應(yīng)用另外所期望的，作為一個直接排氣口將壓力直接排出到緊鄰比例壓力調(diào)節(jié)器裝置10周圍的氣氛中，以便不需要為了遠距離排出而用于連接管或管路的排氣口56車螺紋。
比例壓力調(diào)節(jié)器10的充氣調(diào)節(jié)閥14支撐在主體12上并且與第一入口50和出口54流體連接。當充氣調(diào)節(jié)閥14致動時，其適于將從第一入口50通過出口54向氣動致動裝置的正壓供給調(diào)節(jié)到給定值。排氣閥16也支撐在主體12上并且與出口54流體連接。且當排氣閥16致動時，其可操作地從出口54通過排氣口56排出壓力。
充氣調(diào)節(jié)閥14和排氣閥16兩者在結(jié)構(gòu)上是四通閥，其以具體的方式使用在優(yōu)選實施例中以便它們起到雙路閥的作用。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員也應(yīng)意識到不偏離本發(fā)明范圍的條件下兩或三路閥也可以使用在本發(fā)明中。然而在此公開的具體的優(yōu)選實施例中為了獲得雙重通路使用四通閥，其可提供更大的流量。
充氣調(diào)節(jié)閥14和排氣閥16有基本相同的結(jié)構(gòu)，這樣下面對圖7C和7D所示充氣調(diào)節(jié)閥14的詳細說明也適于圖8C和8D所示的排氣閥16，其中類似部件的參考標號增加100?，F(xiàn)在特別參考圖7A和7B，充氣調(diào)節(jié)閥14包括一個閥體60和一個安裝在閥體60上的電磁致動器62。該閥體60具有一個薄的矩形限定的頂表面64和底表面66，一對相對的在頂表面64和底表面66之間延伸的側(cè)表面68、70，還有端表面72、74。致動器62可操作地選擇地移動充氣調(diào)節(jié)閥14從第一位置到第二位置，并且還可操作地移動充氣調(diào)節(jié)閥14從第二位置回到第一位置，下面將更詳細地對此進行描述。
閥體60包括一個用于通過在主體12上的第一入口50連通壓力空氣源的入口82。閥孔80軸向延伸通過閥體60。因為閥具有四通結(jié)構(gòu)，閥體6包括兩個圓柱孔86、88，每一個分別帶有相應(yīng)的排氣孔84和90。所有這些孔82、84、86、88和90與閥孔80流體連接并且在該優(yōu)選實施例中通過閥體60的底表面66形成。然而，如下面討論的，在主體12上的充氣調(diào)節(jié)閥14和排氣閥16的各自位置，和功能板22的方向，束縛了通向入口的一個圓柱孔并且也阻塞了一個排氣孔，因而使閥起著雙路的功能。
如圖7C和圖7D詳細示出的，閥孔80完全延伸通過閥體60至一對開口端92、94。一個閥構(gòu)件96在閥孔80內(nèi)的預(yù)定位置之間可移動以選擇地引導加壓空氣從入口82通過圓柱孔86、88和排氣孔84、90，下面對此作更詳細地描述。一對端部保持插入件98和100分別容納在閥體60的該對開口端92、94內(nèi)并且起著在閥孔80內(nèi)保持閥構(gòu)件96的作用，下面將更詳細地描述。類似地，該閥裝置可以包括一個或多個可車有螺紋地設(shè)置在閥孔80內(nèi)的內(nèi)部保持件。在此所示實施例中，閥裝置14包括可車有螺紋地設(shè)置在閥孔80內(nèi)的內(nèi)部保持件102。
該閥構(gòu)件96還包括一對設(shè)置在閥構(gòu)件兩端的相對的閥頭110、112和至少一個形成在閥頭110、112之間的閥構(gòu)件96上的閥件。數(shù)個閥件114、116、118和120形成在閥構(gòu)件96上并且其中每一個可操作地選擇地引導加壓空氣從入口82通過閥孔80到各自圓柱孔或出口86、88。該閥構(gòu)件96還包括容納O型環(huán)密封124的環(huán)形凹槽122，其滑動地接合各自的端部保持件98和100的中心孔126、128以防止閥孔80內(nèi)的壓力空氣發(fā)生泄漏。該端部保持件98、100還通過一個O型環(huán)104與閥體60密封，O型環(huán)放置在一個在端孔94附近切割出的環(huán)槽108內(nèi)。在該優(yōu)選實施例中，該閥構(gòu)件96是一個使用合適的彈性材料，例如橡膠，或任何已知的彈性體在適當位置過度模塑的鋁插入件。更特殊地，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)該意識到密封表面的材料可以由任何已知的稍微易屈服的、高彈性的組合物制成，例如腈類，其可以與閥件96粘結(jié)或進行過度模塑。
該端部保持插入件98和100中的每一個均包括數(shù)個限定在保持件的直徑內(nèi)的圓柱形通道106，其徑向相互間隔。圓柱形通道106提供閥孔80和各個相鄰的孔之間的流體連接。一個偏置件130，例如一個盤簧，定位在杯形端部保持插入件98和在閥構(gòu)件96的閥頭110內(nèi)形成的凹進部132之間。偏置件130抵靠著閥構(gòu)件96并朝著圖7C所示的右側(cè)提供恒定的偏置力。
在閥孔96中存在數(shù)個閥座134、136、138和140。閥座134、136、138和140分別和閥件114、116、118和120相配合以密封閥體60的各個通道，下面將詳細討論。當閥構(gòu)件96相對于具體出口在關(guān)閉位置時，閥座134、136、138和140提供和閥件114、116、118和120的閥密封表面的密封接觸，由此中斷壓力空氣流至該出口。
圖7C和7D所示的數(shù)個閥座134、136、138和140中的一些可以直接形成在閥孔80本身，與閥座138的情況相同，而另一些(例如，閥座134、136和140)可以設(shè)置在端部保持插入件98、100和內(nèi)部保持件102上。保持插入件98、100和102可調(diào)節(jié)地設(shè)置在閥體60的閥孔80內(nèi)，它們能與閥孔80的端部92、94或任何其他合適部分螺紋交互作用。像上面討論的，每一個端保持插入件98、100有中心孔126、128，其容納閥構(gòu)件96的對置的頭部110、112且使其在閥體60內(nèi)滑動移動。這樣，在閥體60內(nèi)的端部保持插入件98、100的螺紋設(shè)置位置和一個施加于閥構(gòu)件96的線性力一起控制閥座的密封。端部保持件98、100還包括環(huán)形凹槽144和146，其容納O型密封環(huán)148以便阻止在閥孔80內(nèi)的壓力空氣泄漏。另一方面，螺紋設(shè)置的內(nèi)部保持件102的位置限定了閥裝置14預(yù)定的“打開”和“關(guān)閉”位置，因此設(shè)定了閥構(gòu)件96的行程長度。像端部保持插入件一樣，內(nèi)部保持件102也可以包括一個環(huán)形凹槽150，其適于容納一個O型密封環(huán)152以防止閥孔80內(nèi)的壓力空氣發(fā)生泄漏。
在該優(yōu)選實施例中，容納閥構(gòu)件96的閥頭112的端部保持插入件100的中心孔128也完全延伸通過保持件，允許接合致動器裝置62且由此致動閥構(gòu)件96。如僅為說明目的而所示出的，該致動可以通過使用致動器推針156來實現(xiàn)，該推針有延伸進入保持件100以便接合和致動閥構(gòu)件96的擴大的頭部158。本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)意識到用于提供對于閥構(gòu)件96的致動力的特殊的致動裝置未超出本發(fā)明的范圍。因此，應(yīng)進一步意識到任何勝于推針的不同類型的致動件可以基于所使用的致動手段被使用。一個螺線管裝置78被用于選擇地在相對于偏置件130的偏置力的方向在閥孔80內(nèi)致動閥構(gòu)件96。在這種方式里，如圖7D所示螺線管裝置向左驅(qū)動閥件，當螺線管78停用時，偏置件130使閥構(gòu)件96返回到它的原始位置(在圖7C中向右)。螺線管裝置可以是任何合適的類型，例如美國專利6,192,937更詳細描述的。另一種選擇是，致動器可以是帶有無偏置運動的浮動電樞的電磁螺線管，例如現(xiàn)有技術(shù)美國專利4,438,418或3,538,954所描述的。這些專利的每一個被受讓給本發(fā)明的受讓人并且這些專利公開的內(nèi)容在此被引作參考。
像前面提到的，排氣閥16的結(jié)構(gòu)基本類似于充氣調(diào)節(jié)閥14并且包括上述充氣調(diào)節(jié)閥14的相同部件，以使得同樣的參考數(shù)字增加100后使用在圖8A-8D中以描述排氣閥16。也如前面提到的，該充氣調(diào)節(jié)閥14(和排氣閥16)的四通結(jié)構(gòu)通過功能板22的取向可操作地轉(zhuǎn)換成雙通路功能。功能板的方向也決定了閥是處于正常地打開狀態(tài)，還是處于正常地關(guān)閉狀態(tài)。
為了從入口50、52和排氣口56向出口54輸送壓力流，主體12還包括一系列內(nèi)部通道。圖5、6和7A至9C示出了通過主體12的各種流動通道。如前面所述，該主體包括頂端面38和底端面40并且為了討論的目的參考圖5，這些表面將被認為設(shè)置在水平面中。由此如圖5和6所示，主體12的第一入口通道包括第一水平入口通道300和一個第一垂直入口通道302。第一入口通道300提供在第一入口50和第一垂直入口通道302之間的流體連接。第一垂直入口通道302被共同作用地連接至充氣調(diào)節(jié)閥14，以便在入口50處引入的正壓源與充氣調(diào)節(jié)閥14相連通。
主體12的第二入口通道包括第二水平入口通道304、第二垂直入口通道306，和水平中間入口通道308。第二水平入口通道304與第二入口52以及水平中間入口通道308流體連接。水平中間入口通道308連接至第二垂直入口通道306，其進一步共同作用地連接至真空調(diào)節(jié)閥20，以便在第二入口52處引入的壓力空氣源被與真空調(diào)節(jié)閥20相連通。
主體12的排氣通道包括一對垂直排氣通道310、312和一個主排氣通道314。主排氣通道314通過該對垂直排氣通道310、312提供在排氣口56和排氣閥16之間的流體連接，以便氣壓源，或在排氣口56處的排氣壓力與排氣閥16相連通。
在主體12內(nèi)的出口通道包括一個主進氣通道320，一對第一水平進氣通道322和324，一對第一垂直進氣通道326和328，一個第二水平進氣通道330，一個第二垂直進氣通道332，一個垂直排放通道334，和一個反饋通道336。該出口54直接連接至主進氣通道320且與主進氣通道320流體連接，以便主進氣通道320的狀態(tài)是連接至與出口54連接的下游裝置，無論正壓、負壓、或排氣(大氣)壓力。如下，出口通道與主進氣通道320互相連接且流體連通。該對第一垂直進氣通道326、328與充氣調(diào)節(jié)閥14的出口流體連通，并單獨地和分別地連接該對第一水平進氣通道322、324。該對第一水平進氣通道322、324還連接主進氣通道320，以使當充氣調(diào)節(jié)閥14被致動時，壓力空氣源從充氣調(diào)節(jié)閥14被提供到出口54。
第二垂直進氣通道332與真空調(diào)節(jié)閥20的出口和第二水平進氣通道330流體連通，其也連接主進氣通道320，以使得當真空調(diào)節(jié)閥20被致動時，施加的負加壓空氣源從真空調(diào)節(jié)閥20被提供到出口54。
垂直排氣通道334與排氣閥16的出口和第二水平進氣通道330流體連通，其也連接主進氣通道320，以使得排氣通道，或氣壓源從排氣閥16被提供到出口54。以這種方式，當排氣閥16致動時，主進氣通道320和由此的出口54被排放或被排氣。
反饋通道336在第二水平進氣通道330和控制電路裝置24的壓力轉(zhuǎn)換器之間提供流體連接，以提供反饋壓力信號，下面將對此進行詳細討論。由此，主進氣通道320和由此的出口54根據(jù)比例壓力調(diào)節(jié)器裝置10的操作而帶有正壓、負壓或排氣壓力。
如圖所示，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)該意識到在主體12內(nèi)的一些通道延伸到主體12的外表面并且被數(shù)個插塞340封閉。這僅僅是必須在主體12的實體上實施鉆孔以便產(chǎn)生一個上面所述的內(nèi)部通道的代表。也應(yīng)該意識到所述的鉆孔和插塞340是非限制性的，其它制造技術(shù)可以消除這些特性，但將不偏離本發(fā)明的精神和范圍。
功能板22大體位于主體12和輔助調(diào)節(jié)閥14、16之間。功能板22包括一系列內(nèi)部通道350、352和354。該功能板22是圍繞軸不對稱的，以使得它可以插到一個閥和各種也具有流體通道的安裝表面之間，以便功能板的取向確定是否閥在正常地打開或正常地關(guān)閉位置操作。功能板22的使用簡化了裝置并且消除了對更多類型和結(jié)構(gòu)的閥的需要。在本發(fā)明中，功能板22是雙向或雙重的，允許兩個閥同時設(shè)置在其上且操作性地設(shè)置每一個閥的正常狀態(tài)。具體地，如圖4、6、7A、7B、8A和8B所示，功能板22設(shè)置在主體12的頂端面38的凹槽344內(nèi)。功能板提供側(cè)向的兩組，從左到右，與充氣調(diào)節(jié)其閥14互相連接的通道(圖5、7A、7B、8A和8B所示)和連接至主體12的排氣閥16，下面將對此進行詳細描述。
更具體而言，如圖7A的充氣調(diào)節(jié)閥14的截面圖最佳所示，有第一系列的鉆出和磨出的孔在功能板22內(nèi)形成三條內(nèi)部通道350、352和354，其影響了緊鄰設(shè)置在通道上的充氣調(diào)節(jié)閥14。同樣地，如圖8A的排氣閥16的截面圖最佳所示，有第二系列的鉆出和磨出的孔在功能板22內(nèi)形成另一組三個類似但反向的內(nèi)部通道450、452和454，其影響了緊鄰設(shè)置在其上的排氣閥16。特別在圖7A中，在功能板22內(nèi)的中心通道是入口通道350，其打開充氣調(diào)節(jié)閥14的入口82和圓柱孔88以便從入口50通過前面所述的主體12的內(nèi)部通道引入壓力空氣。在功能板22上的左通道352和右通道354提供從充氣調(diào)節(jié)閥14到前述的主體12的出口通道的雙輸出通道。還參考圖7A，功能板22被定向以便使充氣調(diào)節(jié)閥14處于正常地打開狀態(tài)。具體而言，功能板22的內(nèi)部通道首先提供在入口82和圓柱孔88之間的直接的流體連接。圓柱孔86和排氣孔90連接到出口54并且排氣孔84被阻斷。由于致動器被斷電并且偏置件130影響閥構(gòu)件96向右，閥件114和118被密封地抵靠閥座134和138放置。引入的正壓通過入口50被傳送并且通過入口82供給通過打開的閥座136進入圓柱孔86并從出口54出來。同時，引入的正壓也通過圓柱孔88供給通過打開的閥座140并且從排氣孔90排出至出口54。
如圖7D所示，當致動器62通電時，推針156向左驅(qū)動閥構(gòu)件96，閥件114和118從它們的閥座134和138提升并且閥件116和120抵靠著閥座136和140密封地放置。因此通過入口82供給的從入口50引入的正壓被阻止在封閉的閥座136并且同時，通過圓柱孔88供給的引入的正壓被阻止在封閉的閥座140。當閥座138在此時打開時，它僅僅是在兩個壓力孔82和88之間并且不影響閥14的輸出。
圖7B中充氣調(diào)節(jié)閥14表示處于正常地關(guān)閉狀態(tài)。這通過在主體12內(nèi)重新定向功能板22(在水平面內(nèi)將該板旋轉(zhuǎn)180度)而實現(xiàn)，以便內(nèi)部通道從左到右(如圖所示)被反向。換言之，現(xiàn)在在入口82和圓柱孔86之間有直接的流體連接。排氣孔84和圓柱孔88被連接到出口54并且排氣孔90被阻斷。由于致動器62被斷電并且偏置件130影響閥構(gòu)件96向右，該閥件114和118抵靠著閥座134和138密封地放置。然而，因為現(xiàn)在引入的正壓通過入口50傳送并且通過入口82供給，它被阻止在關(guān)閉的閥座138并且同時，通過圓柱孔86供給的引入的正壓被阻止在關(guān)閉的閥座134。此時當閥座136打開時，它僅僅在兩個壓力孔82和86之間并且不影響輸出。
當致動器62被通電并且推針156向左驅(qū)動閥構(gòu)件96時，閥件114和118從它們的閥座134和138提升并且閥件116和120抵靠著閥座136和140密封地放置。因此，通過入口50傳送和通過入口82供給的引入的正壓將流過打開的閥座138和進入圓柱孔88和從出口54輸出。同時，也通過圓柱孔86供給的引入的正壓將流過打開的閥座134從排氣孔84排出到出口54。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)該意識到使充氣調(diào)節(jié)閥14在正常地打開或正常地關(guān)閉位置操作的決定取決于應(yīng)用的需要并且不是對本發(fā)明的限制。
如前所述，如圖8A，8B，8C和8D所示的排氣閥16還支撐在主體12上并與出口54和排氣口56流體連接，并且當排氣閥16致動時可操作地從出口54通過排氣口56排出壓力。如圖8C和8D中詳細所示的排氣閥16的結(jié)構(gòu)基本類似于充氣調(diào)節(jié)閥14，并且如在圖中所示，包括與上述充氣調(diào)節(jié)閥14相似的部件，其以同樣的數(shù)字加上100表示。這樣排氣閥16以與充氣調(diào)節(jié)閥14同樣的方式起作用，以便排氣閥16還包括一個有螺線管178的致動器和復(fù)位彈簧230。致動器162是可操作的選擇地從第一位置移動排氣閥16到第二位置響應(yīng)被控制電路裝置24通電的螺線管178，并且進一步通過復(fù)位彈簧230可操作的移動排氣閥16從第二位置返回到第一位置以響應(yīng)被斷電的螺線管178。
如上所述，功能板22具有第二系列內(nèi)部通道，其操作性地影響排氣閥16。具體而言，參見圖8A，在功能板22內(nèi)的中心通道是輸入通道450，其打開排氣閥16的入口182和圓柱孔186以便如前面所述的從入口50通過主體12的內(nèi)部通道引入壓力空氣。在功能板22上的左通道452和右通道454提供如前面所述的從排氣閥16到主體12的輸出通道的雙重通道。因此，如圖8A所示，功能板22被定向以使排氣閥16是在正常地關(guān)閉狀態(tài)。應(yīng)該意識到，在該優(yōu)選實施例中，當功能板22被定向以至充氣調(diào)節(jié)閥14在圖7A所示的正常地打開狀態(tài)時，提供排氣閥16與主體12流體連接的在功能板22內(nèi)的第二系列內(nèi)部通道以使排氣閥以正常地關(guān)閉狀態(tài)配置地構(gòu)成，如圖8A所示。相對地，當功能板22被定向以對于充氣調(diào)節(jié)閥14提供正常地關(guān)閉配置時(圖7B)，功能板22的排氣閥則以正常地打開狀態(tài)配置(圖8B)。最后，通過彈性密封件獲得主體12和功能板22之間的密封，彈性密封件以356表示，圍繞著內(nèi)部通道的開口對著功能板22設(shè)置在形成在主體12的槽358內(nèi)。通過另一系列的彈性密封件保持從功能板22到充氣調(diào)節(jié)閥14和排氣閥16的密封，密封件366設(shè)置在分別位于閥體60和160的底表面66和166的凹槽368內(nèi)。
以這樣的方式將充氣調(diào)節(jié)閥14和排氣閥16安裝到主體12上，即當功能板22設(shè)置在主體12的凹進部342內(nèi)時，密封地向下壓閥14，16的底表面66和166抵靠著功能板22。這樣在功能板22和主體12之間的密封件356和在閥體和功能板22之間的密封件366密封流動通道。在優(yōu)選實施例中這是通過設(shè)置銷345和連接螺紋347來實現(xiàn)，其中銷345設(shè)置在主體12上的孔346內(nèi)，連接螺紋347螺旋地插在連接孔348內(nèi)。這些分別和安置點361，363和461，463互相作用，安置點是閥14，16的端表面72，74和172，174上的錐形凹陷處。安置點361，363和461，463稍稍偏離閥14，16的底表面66和166且從安置孔346和連接孔348向上。在該方式，當連接螺紋347螺旋擰入連接孔348時，安置點344偏離并且連接螺紋稍稍向下驅(qū)動閥體60去密封流動通道。應(yīng)該意識到雖然在此描述的本發(fā)明的實施例使用一個功能板22用于兩個閥，也可以配置兩個單獨的功能板。在這種情況下，每個單獨的功能板提供與上述相同的操作特性但允許單獨的配置閥流體通路。
如圖9最佳所示，真空調(diào)節(jié)閥20也支撐在主體12上并且和第二輸入口52和出口54流體連接。當真空調(diào)節(jié)閥20致動時，其適于調(diào)節(jié)從第二入口52通過出口54向氣動致動裝置供給的負壓到一個給定值。真空調(diào)節(jié)閥20可以直接安置在主體12的頂表面38上并且不需要前面討論的功能板。在該優(yōu)選實施例中，真空調(diào)節(jié)閥20是三通閥，其中輸出路徑之一被使用而另一個被阻塞。如圖9B和9C所示，真空調(diào)節(jié)閥20包括有限定了頂表面464和底表面466的薄的矩形形狀的閥體460，一對在頂表面464和底表面466之間延伸的相對的側(cè)表面468，470和端表面472，474。致動器462有螺線管裝置478，和一個復(fù)位彈簧530其可操作的選擇地移動真空調(diào)節(jié)閥20從第一位置到第二位置以響應(yīng)被控制電路裝置24通電的螺線管478，并且進一步通過復(fù)位彈簧530的作用可操作的移動真空調(diào)節(jié)閥20從第二位置回到第一位置以響應(yīng)被斷電的螺線管。
閥體460包括一個輸入口482用于通過在主體12上的第二輸入口52連接壓力空氣源，和一個輸出孔或圓柱孔486壓力空氣通過它到達在主體12上的出口54和一個阻斷出口484。在該優(yōu)選實施例中，閥孔480在閥體460內(nèi)軸向延伸。入口482和出口484、486與閥孔480流體連接并且通過閥體460的底表面466形成。如圖9B和9C詳細表示的，閥孔480完全延伸通過閥體460到達一對開口端492、494。一個閥構(gòu)件496可在閥孔480內(nèi)的預(yù)放位置之間移動以便選擇性地從入口482通過圓柱孔484直接施加壓力空氣，下面將更詳細地描述。一對端部保持件498和500分別容納在閥體460的該對開口端492，494內(nèi)并且起著在閥孔480內(nèi)保持閥構(gòu)件496的作用，下面將更詳細地描述。
閥構(gòu)件496還包括一對位于閥構(gòu)件兩端的相對的閥頭510，512并且至少一個閥件514，516形成在閥頭510，512之間的閥構(gòu)件496上。然而，在表示在這些圖中的優(yōu)選實施例中，一組閥件514，516形成在閥構(gòu)件496上并且每一個可操作的選擇性地直接使壓力空氣從入口482通過閥孔480流到圓柱孔或出口486。閥構(gòu)件496還包括容納O形密封環(huán)524的環(huán)形槽522，其分別滑動地接合保持器498和500的中心孔526，528來阻止在閥孔480內(nèi)的壓力空氣泄漏。在該優(yōu)選實施例中，閥構(gòu)件496是一種鋁件，其在適當?shù)奈恢脦в羞m宜的彈性材料地被過度模塑，彈性材料是例如橡膠，或任何公知的彈性體。更特殊地，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)該意識到密封表面的材料可以由公知的稍稍具有屈服性和高彈性的復(fù)合物組成，例如腈類，其可與閥構(gòu)件496粘結(jié)或過度模塑。
一個偏置件530，例如一個盤簧設(shè)置在杯形端部保持件498和形成在閥構(gòu)件496的閥頭510上的凹槽532之間，偏置件530抵靠著閥構(gòu)件496并且向著圖9B所觀察的右側(cè)施加一個恒定的偏置力。
一組閥座534和536位于閥孔480內(nèi)。閥座534和536分別與閥件514，516共同作用來密封閥體460上的各個通道，如下面更詳細討論的。當閥構(gòu)件496相對于一個具體的出口在關(guān)閉位置時，閥座534和536提供和閥件514，516的閥密封表面的密封接觸，以而切斷壓力空氣流向該出口。
圖9B和9C所示具有一組閥座534和546，閥座536直接形成在閥孔480本身，而閥座534設(shè)置在端部保持件498上。保持件498和500可調(diào)節(jié)地設(shè)置在閥體460的閥孔480內(nèi)，能夠與端492，494或閥孔480的其它適宜部分螺紋的相互作用。像上面討論的，每一個端部保持件498，500有中心孔526，528，其容納閥構(gòu)件496的相對的頭510，512并且允許相對的頭在閥體460內(nèi)滑動。這樣在閥體460內(nèi)端部保持件498，500設(shè)置的位置和一個施加于閥構(gòu)件496的線性力一起控制閥座的密封。端部保持件498還包括環(huán)形槽544和546，其容納一O形密封環(huán)548以阻止在閥孔480內(nèi)的壓力空氣泄漏。閥體460還包括環(huán)形槽566，其容納一O形密封環(huán)568以防止在閥體460和端部保持件500之間的壓力空氣發(fā)生泄漏。
在該優(yōu)選實施例中，容納有閥構(gòu)件496的閥頭的端部保持件500的中心孔528也完全延伸通過保持器，允許螺線管裝置478接合且因而致動閥構(gòu)件496。像所示的，僅為解釋目的，可以通過使用一個致動器推針556來實現(xiàn)，該推針有一個擴大的頭部558延伸進入保持器500以接合和致動閥構(gòu)件496。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)意識到用于向閥構(gòu)件496提供致動力的特殊的致動裝置未超出本發(fā)明的范圍。因此，應(yīng)該進一步意識到任何勝于推針的若干不同類型的致動件可以基于所使用的致動裝置被使用。螺線管478被用于選擇性地相對于偏置件530的偏置力的方向致動在閥孔480內(nèi)的閥構(gòu)件496。在該方式中，螺線管478向左驅(qū)動閥件，如圖9C所示，并且當螺線管478被斷電時將閥構(gòu)件496朝著它的原始位置(圖9B中向右)復(fù)位偏置件530。像上面注釋的，螺線管478可以是任何合適的類型，例如在美國專利6,192,937較詳細描述的。另一種選擇是，致動器可以是例如美國專利4,438,418或3,538,954描述的現(xiàn)有技術(shù)的無偏移運動的有浮動電樞的電磁螺線管。
像前面討論的和圖9A所示的，真空調(diào)節(jié)閥20在入口482與主體12的第二垂直入口通道306流體連接，和第二垂直進氣通道332在圓柱孔486流體連接。在該優(yōu)選實施例中，真空調(diào)節(jié)閥20以正常地關(guān)閉狀態(tài)配置。如圖9A和9B所示，由于致動器462被斷電并且偏置件530向右影響閥構(gòu)件496，閥件516被密封地抵靠閥座536安置。當引入的負壓通過第二入口52被傳送并且通過入口482供給時，其被阻止在關(guān)閉的閥座536。明顯地，閥座534此時是打開的，但因為圓柱孔484被阻塞，這不影響到輸出。
如圖9C所示，當致動器462被通電并且推針556向左驅(qū)動閥件46時，閥件516從閥座536提起，因此，通過第二入口52傳送并且通過入口482供給的引入的負壓現(xiàn)在將流過開口閥座536并進入圓柱孔486和從出口54輸出。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)該意識到對于將真空調(diào)節(jié)閥20作正常地打開或正常地關(guān)閉操作的決定受應(yīng)用需要的驅(qū)動而不受本發(fā)明的限制。在該方式中，當真空調(diào)節(jié)閥20致動時來自第二入口52的壓力空氣源通過真空調(diào)節(jié)閥20被提供到出口54。在主體12和真空調(diào)節(jié)閥20之間的密封通過設(shè)置在閥體460的底表面466的槽358內(nèi)的一個彈性密封356獲得。
應(yīng)該意識到不限于使用該優(yōu)選實施例描述的單一的功能板22。功能板22可以是兩個單獨的板以便閥以獨立的正常地打開或正常地關(guān)閉地配置。如果應(yīng)用要求真空輸入的配置像充氣調(diào)節(jié)閥14和排氣閥16的方式一樣是快速和容易轉(zhuǎn)換的，附加的功能板可以使用在真空閥20和主體12之間。
也應(yīng)該注意到在該優(yōu)選實施例和附圖中所解釋的，在主體12上相關(guān)閥的設(shè)置和主體12的內(nèi)部通道的相互作用為輸入的正壓提供了相對于輸入的負壓更大的控制和調(diào)節(jié)。本發(fā)明的特性由應(yīng)用驅(qū)動并且應(yīng)該進一步意識到在主體12上的閥14，16和20的位置可以相互交換以便更大的控制和調(diào)節(jié)被給予輸入的負壓或兩種輸入壓力的控制和調(diào)節(jié)被相等的操作。
本發(fā)明的比例調(diào)節(jié)器裝置10借助控制電路裝置24控制，如圖10的塊圖所示。應(yīng)該意識到用于實現(xiàn)下面描述的電子控制過程使用的具體的電子電路可以由能夠獲得同樣結(jié)果的任何不同的部件組成，包括，但不限于完全或部分的積分數(shù)字電路，其由運算放大器，微分器，積分器和類似部件，或者甚至單獨的離散的數(shù)字或模擬部件組成，該具體的電子合成物未超出本發(fā)明的范圍。控制裝置24和充氣調(diào)節(jié)閥14，排氣閥16，和真空調(diào)節(jié)閥20電連接?？刂齐娐费b置24適于接收一個指令信號650，然后致動充氣調(diào)節(jié)閥14，排氣閥16，或真空調(diào)節(jié)閥20以響應(yīng)該指令信號?？刂齐娐费b置24也適于接收一個反饋信號并且通過充氣調(diào)節(jié)閥14調(diào)節(jié)正的氣壓量或通過真空調(diào)節(jié)閥20調(diào)節(jié)負的氣壓量以響應(yīng)反饋信號。
指令信號650作為一個控制輸入信號作為為了從發(fā)明的比例壓力調(diào)節(jié)器10輸出正壓，負壓或排氣的指令要求從應(yīng)用裝置供給到控制電路裝置24。應(yīng)該意識到指令信號650由某種電子控制單元或系統(tǒng)指令電路產(chǎn)生，該電路對整個裝置或其程序的控制負責，本發(fā)明僅僅是一部分。同樣的，實際產(chǎn)生的指令信號650是在本發(fā)明的范圍內(nèi)。比例壓力調(diào)節(jié)器10由引入的變化的電壓控制。指令電路裝置24適于響應(yīng)在0到10伏之間變化的指令信號電壓，其代表了下面將描述的所需壓力輸出。如下面將被描述的，當指令信號650施加于指令電路裝置24時將僅僅引起一個閥在任何時刻打開。然而在優(yōu)選實施例中，排氣閥16被共同作用地使用并且連接充氣調(diào)節(jié)閥14或真空調(diào)節(jié)閥20以便操作地調(diào)節(jié)引入的正或負壓到各自所需輸出壓力。該特性提供了引入壓力的非常精確和極高響應(yīng)的調(diào)節(jié)。本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)該意識到操作特性是非限制性的和僅僅代表了一種調(diào)節(jié)方式，其可以(或者不可以)根據(jù)任何具體應(yīng)用的需求被使用。
如圖6最佳表示的，控制電路裝置24包括設(shè)置在主體12的側(cè)壁上的一個電路板610和一個設(shè)置在主體12的底面40上的凹槽內(nèi)的在側(cè)壁32的轉(zhuǎn)換器612。如所示的，壓力轉(zhuǎn)換器612被在壓力轉(zhuǎn)換器612相對側(cè)的一個保持板616和兩個O型密封環(huán)618保持和密封在主體12內(nèi)。在該方式中，壓力轉(zhuǎn)換器612也設(shè)置在主體12的反饋通道336內(nèi)以便從出口54傳遞反饋壓力成為一個反饋信號。
參見圖10，電路板610包括比例-積分-微分反饋電路622，調(diào)節(jié)驅(qū)動電路624，壓力/真空/排氣選擇電路626和一個指令信號濾波電路628。壓力/真空/排氣選擇電路626還包括充氣調(diào)節(jié)閥控制電路634，排氣閥控制電路636，和真空調(diào)節(jié)閥控制電路640。作為一個安全預(yù)防，壓力/真空/排氣選擇電路626適于選擇性地對調(diào)節(jié)驅(qū)動電路624提供延遲電壓以阻止在指令選擇閥的操作過程設(shè)置非選擇的閥操作，下面將更詳細地討論。
充氣調(diào)節(jié)閥控制電路634，排氣閥控制電路636，和真空調(diào)節(jié)閥控制電路640被致動并且產(chǎn)生基于引入的指令輸入信號650的延遲電壓。指令輸入信號650提供直流0到10伏的變化。特別地，直流0-3伏范圍用作真空或負壓指令，直流4-10伏范圍作為正壓指令，和直流3.2-3.8伏范圍作為排氣指令。這樣，當直流4-10伏的指令輸入信號650存在時，充氣調(diào)節(jié)閥控制電路634提供P1電壓。另一方面，當直流3.2-3.8伏的指令輸入信號650存在時，排氣閥控制電路636提供D1電壓。最后，當直流0-3伏的指令輸入信號650存在時，真空調(diào)節(jié)閥控制電路640提供V1電壓。應(yīng)該意識到本發(fā)明可以被可應(yīng)用范圍的操作電壓而非僅僅1-10伏的電壓控制。另外本發(fā)明的控制也可以通過電流而非電壓實現(xiàn)。例如在此描述的本發(fā)明的非限定的實施例容易地適用于使用在4-20毫安變化的電流信號。
指令信號濾波電路628包括充氣調(diào)節(jié)閥滯后電路652，和真空調(diào)節(jié)閥滯后電路654，滯后電路652，654為控制電路裝置24對指令輸入信號650的反應(yīng)能力上提供了一個小的延遲或不靈敏區(qū)。當指令輸入信號650的一個變化指令從一個壓力到另一個壓力或從一個壓力到排氣壓力改變時這種延遲是必需的，以便所涉及的閥的動作不重疊。特別地，向上面提到的，指令輸入信號650在直流0-10伏之間變化(直流0-3伏用于真空，直流4-10伏用于正壓和直流3.2-3.8伏用于大氣壓)，滯后電路允許在直流3-3.2伏范圍和3.-4伏范圍作為不靈敏區(qū)。
指令信號濾波電路628也包括一個充氣調(diào)節(jié)閥補償電路656，充氣調(diào)節(jié)閥放大電路658，和一個真空調(diào)節(jié)閥放大電路660。充氣調(diào)節(jié)閥補償電路656在直流4-10伏范圍發(fā)出正壓輸入指令并且消除4伏偏移和建立相應(yīng)于直流0-6伏范圍的輸入信號。然后充氣調(diào)節(jié)閥放大電路658發(fā)出偏移修正信號并且開放電壓范圍以便現(xiàn)在的用于正壓的指令信號落在自己的直流0-10伏范圍。真空調(diào)節(jié)閥放大電路660用于0-3伏負壓的指令信號電壓范圍，以便現(xiàn)在相應(yīng)的負壓指令信號落在自己的直流0-10伏范圍。
比例-積分微分反饋電路622從轉(zhuǎn)換器612得到它的輸入信號。在電路板610上轉(zhuǎn)換器612與比例-積分-微分反饋電路622電連接，并且適于根據(jù)對主體12的反饋通道366內(nèi)輸出壓力的感應(yīng)向比例-積分-微分反饋電路622提供反饋信號。比例-積分-微分反饋電路622還適于產(chǎn)生提供給調(diào)節(jié)驅(qū)動電路624的復(fù)合反饋信號。這由幾個電子處理步驟實現(xiàn)。首先，轉(zhuǎn)換器感應(yīng)的壓力被轉(zhuǎn)換成像輸入指令信號同樣的直流0-10伏范圍的正電壓。特別地，比例-積分-微分反饋電路622驅(qū)動轉(zhuǎn)換器612以便根據(jù)在反饋通道366內(nèi)的正壓或負壓提供正或負電壓。轉(zhuǎn)換器612的輸出電壓根據(jù)它的測量跨度(即，從其最大負輸出到其最大正輸出)產(chǎn)生和被偏移并且轉(zhuǎn)換為像輸入指令650同樣的直流0-10伏范圍的正電壓，換言之，轉(zhuǎn)換的轉(zhuǎn)換器電壓相應(yīng)數(shù)值為對應(yīng)于用于感應(yīng)真空狀態(tài)的直流0-3伏，用于感應(yīng)正壓的直流4-10伏，用于排氣的或大氣壓的直流3.2-3.8伏。
第二，輸入指令信號的偏移范圍指示也被提供給比例-積分-微分反饋電路622，該偏移與被轉(zhuǎn)換的轉(zhuǎn)換器電壓值比較以顯現(xiàn)轉(zhuǎn)換器感應(yīng)到的電壓和指令的電壓之間的誤差或差別。然后，反饋的誤差信號被電子地處理以便算術(shù)地產(chǎn)生瞬間的積分和微分誤差信號值。最后這三個值(誤差，積分，微分)被總和在一起以產(chǎn)生發(fā)送到調(diào)節(jié)驅(qū)動電路624的復(fù)合誤差反饋信號，這個計算出的復(fù)合反饋信號是一個定時的正電壓，其有第一，一個代表所需調(diào)節(jié)量的電壓值以驅(qū)動調(diào)節(jié)器的輸出指令，或給定值(作為每個輸入指令)，和第二，有一個特殊的計算的時期以便定時調(diào)節(jié)器的調(diào)節(jié)以避免給定值的過量。來自比例-積分-微分反饋電路622的復(fù)合反饋信號被發(fā)送到調(diào)節(jié)驅(qū)動電路624。
調(diào)節(jié)驅(qū)動電路624適于操作地促使所要求的操作電壓在響應(yīng)輸入指令信號對充氣調(diào)節(jié)閥致動器62，排氣閥致動器162或真空調(diào)節(jié)閥致動器462控制中產(chǎn)生所需要的輸出電壓給定值并且響應(yīng)來自比例-積分-微分分反饋電路622的復(fù)合反饋信號圍繞所需給定值調(diào)節(jié)充氣調(diào)節(jié)閥致動器62，排氣閥致動器162或真空調(diào)節(jié)閥致動器462，這樣提供圍繞所述輸出壓力給定值對輸出壓力的調(diào)節(jié)。最終，每個調(diào)節(jié)驅(qū)動電路624包括控制和驅(qū)動各個閥的指令微分器/放大器和閥驅(qū)動電路。如圖10進一步所示的，充氣調(diào)節(jié)閥指令微分器/放大器674接收來自充氣調(diào)節(jié)閥放大器電路658的濾波指令輸入信號和來自比例-積分-微分反饋電路622的復(fù)合反饋信號。充氣調(diào)節(jié)閥指令微分器/放大器674比較濾波指令輸入信號和復(fù)合反饋信號。在該方式中微分器/放大器674起著開/關(guān)開關(guān)的作用。如果存在正壓指令輸入信號并且復(fù)合反饋輸出信號比壓力輸入指令信號小，則驅(qū)動，或“開”信號通過到充氣調(diào)節(jié)閥驅(qū)動電路684。如果復(fù)合反饋信號等于或大于正壓指令輸入信號，或如果沒有正壓指令信號，則驅(qū)動信號是“關(guān)”。
充氣調(diào)節(jié)閥驅(qū)動電路684利用來自微分器/放大器674的驅(qū)動信號打開充氣調(diào)節(jié)閥14和對其施加所需的電壓。此外，像上面提到的，來自真空控制電路640的輸入電壓(V1)被送到充氣調(diào)節(jié)閥驅(qū)動電路684，以便當真空調(diào)節(jié)閥20正在作為安全防范工作期間，充氣調(diào)節(jié)閥14保持在“斷開”位置。同樣地，排氣閥驅(qū)動電路有一個排氣閥指令微分器/放大器680和排氣閥驅(qū)動電路690，并且真空調(diào)節(jié)閥驅(qū)動電路有一個真空調(diào)節(jié)閥指令微分器/放大器676和真空調(diào)節(jié)閥驅(qū)動電路686。
此外，真空調(diào)節(jié)閥驅(qū)動電路686接收來自充氣調(diào)節(jié)閥控制電路634的輸入電壓(P1)以便當充氣調(diào)節(jié)閥14正在作為安全防范工作期間，真空調(diào)節(jié)閥20保持在“斷開”位置。排氣閥驅(qū)動電路690接收來自排氣閥控制電路634的可轉(zhuǎn)換的輸入電壓(D1)以便排氣閥16能被手動地選擇保持在“斷開”位置和不使用。以該方式，控制電路裝置24利用輸入指令信號650決定正壓，負壓和排氣壓的給定值并且操作需要輸出所需壓力給定值的具體的閥，同時處理來自輸出信號的反饋信號以調(diào)節(jié)閥的操作，這樣，圍繞所需輸出壓力給定值提供對輸出壓力的調(diào)節(jié)。
圖11描述了本發(fā)明的一個備選的實施例700，其中本發(fā)明的數(shù)個比例壓力調(diào)節(jié)器710設(shè)置在帶有蓋772的共同基座770上，但對于共同基座770，在所有材料方面，圖11所示的實施例與圖1-10是一致的。每一個比例壓力調(diào)節(jié)器710具有類似于上述結(jié)構(gòu)的一個主體712，一個充氣調(diào)節(jié)閥714，一個排氣閥716，一個真空調(diào)節(jié)閥720和一個控制電路裝置724。比例壓力調(diào)節(jié)器710的每一個主體712有一個流體連接于活動的氣動裝置的出口754。共同基座770有一組獨立的正負壓入口750和752，提供壓力空氣源到比例壓力調(diào)節(jié)器710的每一個主體712。應(yīng)意識到比例壓力調(diào)節(jié)器710的每一個主體712有內(nèi)部通道，其輸送引入的壓力空氣源，正或負壓通過它們的底表面以便它們可以和在它的上表面774的通過共同的基座的公共輸入通道相互作用。應(yīng)該進一步意識到獨立的出口754也可以通過共同基座770輸送，并且共同的基座也可以有公共的互相連接的內(nèi)輸入通道的形成以便在一套入口750和752僅僅需要與正壓和負壓源的一個連接，其它入口750，752被合適的插塞阻塞。應(yīng)該進一步意識到當具體的應(yīng)用需要時共同的基座770和蓋772也可以有能力接收任何數(shù)量的比例壓力調(diào)節(jié)器710地形成。該結(jié)構(gòu)簡化了應(yīng)用裝置，其中要求多個本發(fā)明的比例壓力調(diào)節(jié)器10互相緊緊靠近。
這樣本發(fā)明簡化了氣動致動系統(tǒng)的設(shè)計并且克服了傳統(tǒng)壓力調(diào)節(jié)器設(shè)計的缺陷。像上面所描述的實現(xiàn)這些的本發(fā)明的比例壓力體調(diào)節(jié)器有一個整體的調(diào)節(jié)器裝置，其提供正壓，負壓和排氣能力。此外，本發(fā)明的調(diào)節(jié)器裝置包括一個控制電路裝置，當響應(yīng)反饋信號圍繞給定值按比例調(diào)節(jié)輸出壓力時其動態(tài)地建立一個響應(yīng)指令信號的可變的輸出給定值，此時為響應(yīng)反饋信號圍繞給定值按比例調(diào)節(jié)輸出壓力。該能力能夠應(yīng)用在許多工業(yè)裝置上，在那里提供了帶有被苛求的精確調(diào)整的正壓，負壓和排氣能力的組合。本發(fā)明的比例調(diào)節(jié)器裝置被使用在例如用于生產(chǎn)集成電路的硅晶片的制造和拋光中，或磁盤媒體例如驅(qū)動硬盤，光盤驅(qū)動器，數(shù)字化視頻光盤的生產(chǎn)和拋光中。本發(fā)明在這些或類似的情況下有極大的優(yōu)點，在此整體的設(shè)計簡化了復(fù)雜的氣動致動系統(tǒng)并且得到較小的，更緊密的裝置，維修容易，和降低成本。在該方式中，本發(fā)明的比例調(diào)節(jié)器裝置致使在生產(chǎn)過程增加效率，精度，和節(jié)省費用。
按照例證性的方式已對本發(fā)明進行了說明。應(yīng)理解到已經(jīng)被使用的術(shù)語意指說明語句的本質(zhì)而非加以限定。根據(jù)以上教導可對本發(fā)明進行許多改變和變化。因此，在所附權(quán)利要求范圍內(nèi)，本發(fā)明可以按照具體說明以外的形式進行實施。
權(quán)利要求
1.一種比例氣壓調(diào)節(jié)器裝置(10)，所述裝置包括一個主體(12)，其具有一個適于與正氣壓供給流體連接的第一入口(50)，一個適于與負氣壓供給流體連接的第二入口(52)、至少一個適于與至少一個氣動致動裝置流體連接出口(54)和一個排氣口(56)；一個與所述第一入口(50)和所述出口(54)流體連接的充氣調(diào)節(jié)閥(14)，當所述充氣調(diào)節(jié)閥(14)被致動時，所述充氣調(diào)節(jié)閥(14)適于將從所述第一入口(50)通過所述出口(54)向一個氣動致動裝置的正壓供給調(diào)節(jié)到給定值；一個所述第二入口(52)和所述出口(54)流體連接的真空調(diào)節(jié)閥(20)與，當所述真空調(diào)節(jié)閥(20)被致動時，所述真空調(diào)節(jié)閥(20)適于將從所述第二入口(52)通過所述出口(54)向一個氣動致動裝置的負壓供給調(diào)節(jié)到給定值；一個與所述出口(54)流體連接的排氣閥(16)，并且當所述排氣閥(16)被致動時，其可操作的從所述出口(54)通過所述排氣口(56)排出壓力；一個與所述充氣調(diào)節(jié)閥(14)、所述真空調(diào)節(jié)閥(20)、和所述排氣閥(16)電連接的控制電路裝置(24)，所述控制電路裝置(24)適于接收一個指令信號以致動所述充氣調(diào)節(jié)閥(14)、所述真空調(diào)節(jié)閥(20)、或所述排氣閥(16)來響應(yīng)指令信號，所述控制電路裝置(24)還適于接收一個反饋信號并且響應(yīng)反饋信號調(diào)節(jié)通過所述充氣調(diào)節(jié)閥(14)的正氣壓量或通過所述真空調(diào)節(jié)閥(20)的負氣壓量。
2.如權(quán)利要求1所述的比例氣壓調(diào)節(jié)器裝置(10)還包括一個設(shè)置在所述主體(12)和所述充氣調(diào)節(jié)閥(14)與所述排氣閥(16)之間的功能板(22)，所述功能板(22)具有提供在所述第一入口(50)和所述充氣調(diào)節(jié)閥(14)之間及在所述出口(54)和所述排氣閥(16)之間流體連接的內(nèi)部通道，以使所述功能板(22)的方向預(yù)先確定了是否所述充氣調(diào)節(jié)閥(14)和所述排氣閥(16)是被正常的打開還是正常的關(guān)閉。
3.如權(quán)利要求1所述的比例氣壓調(diào)節(jié)器裝置(10)，其中所述主體(12)還包括一個與所述至少一個出口(54)流體連接的內(nèi)反饋通道(336)以向所述控制電路裝置(24)提供反饋壓力。
4.如權(quán)利要求1所述的比例氣壓調(diào)節(jié)器裝置(10)，其中所述充氣調(diào)節(jié)閥(14)包括一個具有螺線管(78)的致動器(62)和復(fù)位彈簧(130)，響應(yīng)被所述控制電路裝置(24)通電的螺線管(78)所述致動器(62)可操作的選擇地移動所述充氣調(diào)節(jié)閥(14)從第一位置到第二位置，響應(yīng)被斷電的所述螺線管(78)通過所述復(fù)位彈簧(130)的作用，所述致動器(62)進一步可操作的移動所述充氣調(diào)節(jié)閥(14)從第二位置回到第一位置。
5.如權(quán)利要求1所述的比例氣壓調(diào)節(jié)器裝置(10)，其中所述真空調(diào)節(jié)閥(20)包括一個致動器，所述致動器(462)具有一個螺線管(478)和一個復(fù)位彈簧(530)，所述致動器(462)可操作的選擇地移動所述真空調(diào)節(jié)閥(20)從第一位置到第二位置，響應(yīng)被所述控制電路裝置(24)通電的螺線管(478)，響應(yīng)被斷電的所述螺線管(478)通過所述復(fù)位彈簧(530)的作用所述致動器(462)進一步可操作的移動所述真空調(diào)節(jié)閥(20)從第二位置回到第一位置。
6.如權(quán)利要求1所述的比例氣壓調(diào)節(jié)器裝置(10)，其中所述排氣閥(16)包括一個致動器(162)，所述致動器(162)具有一個螺線管(178)和一個復(fù)位彈簧(230)，所述致動器(162)可操作的選擇地移動所述排氣閥(16)從第一位置到第二位置，響應(yīng)被所述控制電路裝置(24)通電的螺線管(178)，響應(yīng)被斷電的所述螺線管(178)通過所述復(fù)位彈簧(230)的作用所述致動器(162)進一步可操作的移動所述排氣閥(16)從第二位置回到第一位置。
7.如權(quán)利要求1所述的比例氣壓調(diào)節(jié)器裝置(10)，其中所述控制電路裝置(24)包括一個電路板(610)和一個壓力轉(zhuǎn)換器(612)，所述電路板(610)還包括一個比例-積分-微分反饋電路(622)，調(diào)節(jié)驅(qū)動電路(624)，壓力/真空/排氣選擇電路(626)，和指令信號濾波電路(628)，所述控制電路裝置(24)適于接收控制和反饋信號并且操作性地控制所述充氣調(diào)節(jié)閥(14)，所述真空調(diào)節(jié)閥(20)和所述排氣閥(16)的致動。
8.如權(quán)利要求7所述的比例氣壓調(diào)節(jié)器裝置(10)，其中所述控制電路裝置(24)的轉(zhuǎn)換器(612)設(shè)置在所述主體(12)的所述反饋通道(336)中以將來自所述至少一個出口(54)的反饋壓力轉(zhuǎn)換成反饋信號。
9.如權(quán)利要求8所述的比例氣壓調(diào)節(jié)器裝置(10)，其中所述控制電路裝置(24)的轉(zhuǎn)換器(612)在所述電路板(610)上與所述比例-積分-微分反饋電路(622)電連接，所述轉(zhuǎn)換器(612)適于向所述比例-積分-微分反饋電路(622)提供反饋信號，所述比例-積分-微分反饋電路(622)適于產(chǎn)生一個提供給所述調(diào)節(jié)驅(qū)動電路(624)的復(fù)合反饋信號。
10.如權(quán)利要求7所述的比例氣壓調(diào)節(jié)器裝置(10)，其中所述調(diào)節(jié)驅(qū)動電路(624)包括充氣調(diào)節(jié)閥驅(qū)動電路(684)、真空調(diào)節(jié)閥驅(qū)動電路(686)、和排氣閥驅(qū)動電路(690)，通過控制所述充氣調(diào)節(jié)閥致動器(62)、所述真空調(diào)節(jié)閥致動器(462)、或所述排氣閥致動器(162)來響應(yīng)所述指令輸入信號，并且還在所需輸出壓力給定值附近調(diào)節(jié)所述充氣調(diào)節(jié)閥致動器(62)、所述真空調(diào)節(jié)閥致動器(462)、或所述排氣閥致動器(162)以響應(yīng)來自所述比例-積分-微分反饋電路(622)的所述復(fù)合反饋信號，由此提供在所需輸出壓力給定值附近輸出壓力的調(diào)節(jié)，所述驅(qū)動電路適于操作性地產(chǎn)生所要求的工作電壓以產(chǎn)生一個所需輸出壓力給定值。
11.如權(quán)利要求10所述的比例氣壓調(diào)節(jié)器裝置(10)，其中所述壓力/真空/排氣選擇電路(626)包括充氣調(diào)節(jié)閥控制電路(634)、真空調(diào)節(jié)閥控制電路(640)、和排氣閥控制電路(636)，所述壓力/真空/排氣選擇電路(626)適于響應(yīng)接收到的指令信號選擇性地向所述充氣調(diào)節(jié)閥驅(qū)動電路(684)、所述真空調(diào)節(jié)閥驅(qū)動電路(686)、或所述排氣閥驅(qū)動電路(690)提供延遲電壓以便逐個地致動所述充氣調(diào)節(jié)閥(14)、所述真空調(diào)節(jié)閥(20)、或所述排氣閥(16)以使作為安全防范在指令選擇的閥操作過程阻止未被選擇的閥操作。
12.一種比例氣壓調(diào)節(jié)器裝置(10)，所述裝置包括一個主體(12)；一個支撐在所述主體(12)上的充氣調(diào)節(jié)閥(14)；一個支撐在所述主體(12)上的真空調(diào)節(jié)閥(20)；一個支撐在所述主體(12)上的排氣閥(16)；和一個與所述充氣調(diào)節(jié)閥(14)、所述真空調(diào)節(jié)閥(20)、和所述排氣閥(16)電連接的控制電路裝置(24)，所述控制電路裝置(24)適于接收指令信號和響應(yīng)該指令信號致動所述充氣調(diào)節(jié)閥(14)、所述真空調(diào)節(jié)閥(20)、或所述排氣閥(16)，所述控制電路裝置(24)還適于接收反饋信號和響應(yīng)反饋信號通過所述充氣調(diào)節(jié)閥(14)調(diào)節(jié)正的氣壓值，通過所述真空調(diào)節(jié)閥(20)調(diào)節(jié)負的氣壓值。
13.如權(quán)利要求12所述的比例氣壓調(diào)節(jié)器裝置(10)，其中所述充氣調(diào)節(jié)閥(14)、所述真空調(diào)節(jié)閥(20)、和所述排氣閥(16)每一個包括一個單獨的致動器(62，462，162)，每一個所述單獨的致動器具有一個螺線管(78，478，178)和一個復(fù)位彈簧(130，530，230)并且響應(yīng)被所述控制電路通電的所述螺線管可操作的選擇地移動它們各自的閥從第一位置到第二位置，每一個所述單獨的致動器還響應(yīng)被斷電的螺線管通過復(fù)位彈簧的作用可操作的移動它們各自的閥從第二位置回到第一位置。
14.如權(quán)利要求12所述的比例氣壓調(diào)節(jié)器裝置(10)，其中所述控制電路裝置(24)包括一個電路板(610)和一個壓力轉(zhuǎn)換器(612)，所述轉(zhuǎn)換器(612)向所述控制電路板(610)操作地提供一個反饋壓力信號，所述電路板(610)還包括調(diào)節(jié)驅(qū)動電路(624)，壓力/真空/排氣選擇電路(626)，指令信號濾波電路(628)，和適于接收和處理反饋壓力信號成為一個復(fù)合反饋信號的比例-積分-微分反饋電路(622)。
15.如權(quán)利要求14所述的比例氣壓調(diào)節(jié)器裝置(10)，其中所述調(diào)節(jié)驅(qū)動電路(624)包括充氣調(diào)節(jié)閥驅(qū)動電路(684)，真空調(diào)節(jié)閥驅(qū)動電路(686)，和排氣閥驅(qū)動電路(690)，通過控制所述充氣調(diào)節(jié)閥致動器(68)、所述真空調(diào)節(jié)閥致動器(462)、或所述排氣閥致動器(162)來響應(yīng)所述指令輸入信號，并且還在所需輸出壓力給定值附近調(diào)節(jié)所述充氣調(diào)節(jié)閥致動器(62)、所述真空調(diào)節(jié)閥致動器(462)、或所述排氣閥致動器(162)以響應(yīng)來自所述比例-積分-微分反饋電路(622)的所述復(fù)合反饋信號，由此提供在所需輸出壓力給定值附近輸出壓力的調(diào)節(jié)，所述驅(qū)動電路適于操作性地產(chǎn)生所要求的工作電壓以產(chǎn)生一個所需輸出壓力給定值。
16.如權(quán)利要求15所述的比例氣壓調(diào)節(jié)器裝置(10)，其中所述壓力/真空/排氣選擇電路(626)包括充氣調(diào)節(jié)閥控制電路(634)、真空調(diào)節(jié)閥控制電路(640)、和排氣閥控制電路(636)，所述壓力/真空/排氣選擇電路(626)適于響應(yīng)接收到的指令信號選擇性地向所述充氣調(diào)節(jié)閥驅(qū)動電路(684)、所述真空調(diào)節(jié)閥驅(qū)動電路(686)、或所述排氣閥驅(qū)動電路(690)提供延遲電壓以便逐個地致動所述充氣調(diào)節(jié)閥(14)、所述真空調(diào)節(jié)閥(20)、或所述排氣閥(16)由此作為安全防范在指令選擇的閥操作過程阻止未被選擇的閥操作。
17.一種比例氣壓調(diào)節(jié)器裝置(10)，包括一個主體(12)；一個支撐在所述主體(12)上的充氣調(diào)節(jié)閥(14)；一個支撐在所述主體(12)上的真空調(diào)節(jié)閥(20)；一個支撐在所述主體(12)上的排氣閥(16)；和一個與所述充氣調(diào)節(jié)閥(14)、所述真空調(diào)節(jié)閥(20)、和所述排氣閥(16)電連接的電子控制電路(24)，并且適于接收指令信號和致動所述充氣調(diào)節(jié)閥(14)、所述真空調(diào)節(jié)閥(20)、或所述排氣閥(16)，且還適于接收反饋信號和成比例地調(diào)節(jié)由指令信號確定的輸出壓力值。
18.如權(quán)利要求17所述的比例氣壓調(diào)節(jié)器裝置(10)的電子控制電路，其中所述電子控制電路(24)還包括一個比例-積分-微分反饋電路(622)、調(diào)節(jié)驅(qū)動電路(624)、壓力/真空/排氣選擇電路(626)、和指令信號濾波電路(628)，所述比例-積分-微分反饋電路(622)適于產(chǎn)生一個提供給所述調(diào)節(jié)驅(qū)動電路(624)的復(fù)合反饋信號。
19.如權(quán)利要求18所述的比例氣壓調(diào)節(jié)器裝置(10)，其中所述調(diào)節(jié)驅(qū)動電路(624)包括充氣調(diào)節(jié)閥驅(qū)動電路(684)、真空調(diào)節(jié)閥驅(qū)動電路(686)、和排氣閥驅(qū)動電路(690)，通過控制所述充氣調(diào)節(jié)閥致動器(62)、所述真空調(diào)節(jié)閥致動器(462)、或所述排氣閥致動器(162)來響應(yīng)所述指令輸入信號，并且還在所需輸出壓力給定值附近調(diào)節(jié)所述充氣調(diào)節(jié)閥致動器(62)、所述真空調(diào)節(jié)閥致動器(462)、或所述排氣閥致動器(162)以響應(yīng)來自所述比例-積分-微分反饋電路(622)的所述復(fù)合反饋信號，由此提供在所需輸出壓力給定值附近輸出壓力的調(diào)節(jié)，所述驅(qū)動電路適于操作性地產(chǎn)生所要求的工作電壓以產(chǎn)生一個所需輸出壓力給定值。
20.如權(quán)利要求19所述的比例氣壓調(diào)節(jié)器裝置(10)，其中所述壓力/真空/排氣選擇電路(626)包括充氣調(diào)節(jié)閥控制電路(634)、真空調(diào)節(jié)閥控制電路(640)、和排氣閥驅(qū)動電路(636)，所述壓力/真空/排氣選擇電路(626)適于響應(yīng)接收到的指令信號選擇性地向所述充氣調(diào)節(jié)閥驅(qū)動電路(684)、所述真空調(diào)節(jié)閥驅(qū)動電路(686)、或所述排氣閥驅(qū)動電路(690)提供延遲電壓以便逐個地致動所述充氣調(diào)節(jié)閥(14)、所述真空調(diào)節(jié)閥(20)、或所述排氣閥(16)以使作為安全防范在指令選擇的閥操作過程阻止未被選擇的閥操作。
全文摘要
一種比例氣壓調(diào)節(jié)器裝置(10)，具有一個帶有適于與正氣壓供給流體連接的第一入口(50)，一個帶有適于與負氣壓供給流體連接的第二入口(52)、一個適于與一個氣動致動裝置流體連接出口(54)和一個排氣口(56)的主體(12)。包括一個適于調(diào)節(jié)正壓供給的充氣調(diào)節(jié)閥(14)。包括一個適于調(diào)節(jié)負壓供給的真空調(diào)節(jié)閥(20)。包括一個可操作地從出口排出壓力的排氣閥(16)。還包括一個適于接收指令信號和反饋信號并且響應(yīng)反饋信號通過充氣調(diào)節(jié)閥(14)調(diào)節(jié)正氣壓量或通過真空調(diào)節(jié)閥(20)調(diào)節(jié)負氣壓量的控制電路裝置(24)。
文檔編號B24B37/04GK1542580SQ20041004511
公開日2004年11月3日 申請日期2004年4月9日 優(yōu)先權(quán)日2003年4月11日
發(fā)明者T·R·瓊斯, Z·A·坎, T R 瓊斯, 坎 申請人:馬克閥門公司