CN100406723C

CN100406723C - 活塞泵

Info

Publication number: CN100406723C
Application number: CNB2004800183168A
Authority: CN
Inventors: 格哈德·温尼格
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2003-07-02
Filing date: 2004-06-01
Publication date: 2008-07-30
Anticipated expiration: 2024-06-01
Also published as: JP2007506895A; EA200600151A1; WO2005003559A1; EP1680597A1; US20060159574A1; CN1813131A; EA007695B1

Abstract

本发明涉及一种活塞泵，其活塞(4)以其上、下活塞端面在泵缸(5)内在两侧限定出工作腔，工作腔(c)通过一杠杆系统(19、22、25，28、31)与两个强制控制的输入阀和两个强制控制的输出阀连接，输入阀和输出阀在活塞到达两个末端位置后分别交替地打开或关闭，以填充或排空工作容积。通过本发明的活塞双向进料，使每个工作行程达到一个附加的减少一活塞杆体积部分的工作容积，从而使效率几乎提高一倍，并造成低脉动的输送液流。仅仅在活塞在缸内到达两个末端位置时用于阀从“开启”切换到“关闭”的短的时间段内还留有小的残存脉动。按照本发明，这种活塞泵结构能使两个或更多活塞泵可通过将其驱动杠杆(31，40)接合在一共同的活塞杆(35)上同步地运行，这时可以通过改变杠杆比调整不同的行程长度。

Description

活塞泵

技术领域

本发明涉及一种活塞泵，它具有一泵壳体和一活塞，活塞在一泵缸内通过往复运行限定工作腔。本发明尤其是涉及一种用来输送和定量供给不同类型的液体介质的活塞泵。

背景技术

已知许多不同结构方案的活塞泵，并用于极其不同的输送和驱动任务(液压装置)。由工艺技术已知的活塞泵仅仅利用活塞的一个端面来填充和排出输送介质。由此产生不希望的波动性，它在用于抽吸和工作行程的曲柄传动的情况下正弦形进行，带来其对保持压力高度NPSH(Net Positive Inlet Head-净正吸入压头)和气蚀的不利后果。此外在这种活塞泵中阀门工作完全自动地进行，亦即抽吸负压或工作行程压力打开或关闭单向阀。因此只有在纯净和清洁的液体时才能掌握阀工作的运动特性(关闭滞后角)。但是这使得，可以合理地设计管线系统的压力比。否则不可避免过载运输或低负载输送。问题是液体内任何类型的颗粒，它们对密封性和有时对往复运动的阀零件的可运动性有不利影响。颗粒的来源是不同的：希望作为内含物(悬浮液)；不希望作为来自管路系统的“污物”或活塞密封件的磨粒。如果不能合理地设计运动学和/或液体内的颗粒是不可避免的或者是希望的组成部分，那么这种活塞泵不能用作不带流量测量的定量给料装置。此外，为了可以用于含颗粒的液体，这种泵在阀区域内必须设计得相当复杂。

在GB M08480A中，VANE FRANCIS BARRITT针对液压马达、泵和内燃机提出，泵的双作用活塞配备一由许多杠杆等等组成的阀控制装置，而且是对于一组中的每一个阀配备一个阀控制装置，其中一它们共有的并由发动机的连杆带动的凸轮装置作用在所述的阀杠杆等等上。其阀控制装置从凸轮装置出发，它由一滑板或滑块连同连杆组成和推动，跟着是一槽，槽的上表面由回转杠杆的最大末端或头部组成，它们相互匹配，以控制阀门。此后，M.ARTHUR CASTELNAU在FR 551600A中提出了一种双作用泵，其抽吸和输送管的关闭可借助于一具有往复运动的滑动件进行，其中滑动件在一个盘上或两个盘之间滑动，并适合于，在其路径上带走软的固体物质或在经过时将其切碎。为了防止在缝隙打开得很小时液体有过高的压力，他建议，在滑动件和活塞杆之间放入一个或几个弹簧。两个发明的共同点是其机械结构复杂、零件数多，因此具有很多摩擦和磨损面。此外，所提出的这些结构由于有大量的滑动和摩擦面而不易对外密封。在DE 1177007B(DEKASA)中推荐了一种双作用活塞泵，其输入及输出阀分别通过一活塞液压连接，其中，其阀缸分别借助于一封闭的管道成对地相互连接。这些建议是否在实际上真的找到了可行途径还很难说，因为在输入阀处小的抽吸压力或其活塞力无法通过关闭阀的连接的活塞保持泵的较高输送压力，因此该关闭阀会泄漏。此外这个建议有许多密封部位，它们综合起来就使得泵及其机构难以掌控。

发明内容

本发明的目的是，提供一种开头所述类型的活塞泵，它用仅仅一个活塞低脉动和高效率地工作，具有强制控制的抽吸以及压力阀，并提供一种简单紧凑的结构。

按照本发明，这个目的通过这样的方式实现，即活塞以其上、下活塞端面在泵缸内在两侧限定出工作腔，工作腔通过各一个强制控制的输入阀和各一个强制控制的输出阀连接，输入阀和输出阀分别在活塞到达两个末端位置时交替地打开和关闭，以填充和排空工作容积。通过本发明的活塞的双向进料，使每个工作行程达到一个附加的减小活塞杆的体积部分的工作容积，由此使效率几乎提高一倍，并且造成一低脉动的输送液流。仅仅在缸内的活塞到达两个末端位置时为了使阀从“开启”变换到“关闭”的短的时间内还留有小的残余波动。通过选择与阀的开启角相比比较大的活塞行程可以减小这种残余波动。通过活塞的直线驱动，例如借助于气动缸、液压缸、往复电磁铁或直线电机达到泵介质的均匀流动。按照本发明还建议，输入阀和输出阀通过一杠杆系统与活塞这样连接，使得在到达活塞的一个末端位置后分别强制打开一个输入阀和一个输出阀，而另一个输入阀和另一个输出阀关闭，在活塞到达另一个末端位置后强制关闭一个输入阀和一个输出阀，另一个输入阀和另一个输出阀打开。用本发明这种简单的方案通过使两个输入阀和两个输出阀成对地通过一个杠杆系统连接，方便地解决了活塞双向进料的问题。特别是由此活塞泵不需要双重铺设的输入和输出通道，而只需要两个交替地起抽吸腔和压力腔作用的阀腔。阀的强制开启和关闭有效地防止泵介质从压力接头错误地流到抽吸接头，或者反过来。此外按照本发明建议，两个输入阀和两个输出阀镜像对称地分别设置在一个阀杆上。由此简单地用仅仅两个密封部位和只带两个阀杆的最少数量的运动件实现阀运动的同步性。为了强制地交替操纵输入阀和输出阀，还建议，阀杆单侧穿过阀、泵壳体和阀盖，并在末端通过一等臂杆连接，其一端加长并通过一连接板使阀杆与输送杠杆可运动地连接。为了低脉动地输送和为了调节输送量，按照本发明建议，一个带有加载活塞的工作缸通过一驱动杠杆与泵盖连接，所述活塞的活塞杆穿过所述工作缸，并且此驱动杠杆在其末端旋转支点之间的区域内可运动地支承一驱动杆，它在另一端与输送杠杆可运动地连接。驱动最好用一气动缸进行，气动缸在活塞的两个末端位置配备一自动切换装置。由此使活塞泵也可以用在易爆区(Ex-Zone)内。此外，出于紧凑性和简单性的原因，按照本发明建议，泵壳体具有三个位于一条轴线上的孔，其中一个孔构成工作腔，另外两个孔分别与一横向孔一起构成输入和输出通道，使得在泵运行时输入阀和输出阀交替地单侧关闭或打开孔，以使活塞往复运动。由此使驱动杠杆位于泵纵轴的中心，从而使结构简单和节省位置。按照本发明，阀的强制操纵设计成这样，使阀杆在朝向泵盖的一侧末端上具有一带螺母的螺纹，随着螺母的拧入和拧出缩小或加大镜像对称设置的阀对的距离，以调整间隙。这里阀座可以设计成平的、锥形的或圆锥形的。在要求阀开口横截面时，最小行程用平座阀(Flachsitzventil)达到。为了在含颗粒液体时可靠地密封和/或为了降低配合精度，阀可以做有一弹性涂层。按照本发明这种活塞泵的结构使得，两个或许多活塞泵可以通过其驱动杠杆接合在一共同的活塞杆上同步地运行。为此按照本发明建议，待连接的泵最好通过垂直的上下叠置布局这样地实现，使得驱动杆可直接与位于它下面的工作缸连接，从而使所有的泵具有一共同的驱动装置。在空间条件不允许的地方，也可以将两个或几个泵并排设置，并通过其活塞杆的共同连接同步运行。尤其是推荐带有触发线路的气动缸作为驱动装置。但是也可以连接任何类型的直线驱动装置或曲柄传动机构。但在曲柄传动机构的情况下输送流量是正弦形的，对保持压力高度NPSH有不利影响。按照本发明，在往复频率不变时输送流量的调节这样实现，即对于每个连接的泵可以通过其驱动杆在其驱动杠杆上的移动单独地改变输送行程。

附图说明

下面借助于表示仅仅一种实施途径的附图详细说明本发明。附图表示：

图1活塞泵的纵剖视图，

图2活塞泵的A-A剖视图，

图3两个连接的活塞泵的正视图。

具体实施方式

图1中表示一带一泵缸5的泵壳体1，2，3，一用O型圈6密封的泵活塞4连同活塞杆7在泵缸内移动。活塞杆7通过O型圈6和一密封填料9密封地以其背向活塞4的末端穿过泵壳体和阀盖8，并且与输送杠杆25可运动地连接。输送杠杆25与一等臂杆19连接，等臂杆的一端加长并通过一连接板22使阀杆11、15与输送杠杆25可运动地连接。输送杠杆25用滑套23、26、27可旋转地支承，通过一驱动杆28与驱动杠杆31连接。驱动杠杆31中间形成孔系，使得输送杠杆25可以用一可拔出的销子32改变其作用点。从而可以加大或缩小活塞4的行程。驱动杠杆31一端连接在泵盖上，并以其另一端用销子33与活塞杆35铰接。活塞杆35从一气动缸36中伸出，气动缸这样控制，使它自动地持续往复运动(触发线路)。这最好通过用于活塞杆两个末端位置的两个磁力开关和两个气动阀进行。阀盖8用四根支撑杆30与底板29保持一定距离。等臂杆19在两个阀杆11、15中间用一滑套支承在阀盖8的凸台上。在背向活塞4的一端处等臂杆19略微加长并通过滑套23，24与一连接板22可回转地连接。等臂杆19的加长，亦即连接板22的力作用点和等臂杆19的回转点21之间的距离这样选择，使得通过回转点18、20操作阀杆11，15所消耗的力显著小于使活塞运行所消耗的力。否则输送杠杆25仅仅在回转点处旋转，而阀杆11、15不运动。

图2表示活塞泵在输入阀14、16中心处的剖面A-A。特别是这个剖视图表示输入通道c，它根据两个镜像对称设置的阀14，16位置的不同在上部或在下部张开或封闭。

图3表示两个上下相接合的按图1的活塞泵的正视图，其具有一作为驱动装置的共同的气动缸36。该气动缸36的活塞杆35通过可旋转的销连接37推动一加长杆38，它本身通过一可旋转的销连接驱动第二个活塞泵的驱动杠杆40。这里驱动杠杆40在其旋转点39、45之间具有一槽口41，它包含一带丝杆螺母43的丝杆，驱动杆44铰接固定在此螺母上。通过手轮42的旋转使螺母43移动并且通过螺母使驱动杆44向活塞泵方向或手轮42方向移动。由此改变连接的第二个泵的活塞的行程，从而可以在输送缸的孔保持不变的情况下调整相对于第一个泵改变的输送量。

Claims

1.活塞泵，具有一泵壳体(1，2，3)和一个双作用活塞(4)，活塞在一泵缸(5)内通过往复运动限定工作腔(a)，并有一强制式的阀控制装置，用以关闭抽吸管和输送管，其特征为：泵壳体具有两个与泵缸(5)平行的孔(b，c)，它们通过横向孔用作抽吸管和输送管并分别被一阀杆(11，15)穿过，阀杆在两侧末端处配备阀(10，12，14，16)，各阀通过一与活塞驱动装置连接的、强制控制的和与力成正比的杠杆系统(19，22，25，28)起作用，在活塞(4)到达上、下末端位置后交替地关闭开启的阀(12，14)和打开关闭的阀(10，16)，或者反过来打开关闭的阀(12，14)和关闭开启的阀(10，16)，以填充或排空工作容积。

2.按上述权利1的活塞泵，其特征为：阀杆(11，15)一端穿过阀(14，10)、泵壳体和阀盖(8)，并在末端通过一等臂杆(19)连接，等臂杆一端加长，并通过一连接板(22)将阀杆(11，15)与输送杠杆(25)可运动地连接。

3.按上述权利要求之任一项的活塞泵，其特征为：阀杆(11，15)在朝向泵盖的一侧在末端处具有一带螺母(13，17)的螺纹，随着螺母的拧入和拧出缩小或加大镜像对称设置的阀对(10，12或14，16)的距离，以调整间隙。

4.按上述权利要求1或2的活塞泵，其特征为：两个或更多数量的活塞泵可通过将其驱动杠杆(31，40)接合在一共同的活塞杆(35，38)上同步地运行。

5.按权利要求4的活塞泵，其特征为：待连接的泵最好通过垂直的上下叠置布局这样地实现，使得驱动杆(28，44)可以与位于它们下面的工作缸(36)连接，从而使所有泵具有一共同的驱动装置。

6.按权利要求4的活塞泵，其特征为：对于每个连接的泵可通过其驱动杆(28，44)在其驱动杠杆(31，40)上的移动单独地改变输送行程。