CN101048594A - 旋转泵 - Google Patents

Abstract

提供一种旋转泵，其具有布置在主体中的腔室和布置在腔室中用于在该腔室中往复移动的位移构件。使用驱动构件以响应于主体和驱动构件之间的相对旋转而在腔室内移动位移构件。可使用径向阀门设置，从而为腔室与泵的进入口和排出口流体连通的时刻定时。

Description

旋转泵

相关申请

本申请要求于2004年10月28日提出的序列号为No 60/622,742的美国临时专利申请“旋转活塞泵”的优先权，该专利的整个公开在此通过参考完全并入。

背景技术

众所周知具有单个往复式活塞的往复式活塞泵，例如物料计(shotmeter)。这些泵的运行由进给冲程和排出冲程组成。在进给冲程期间活塞在气缸内径内移动以允许流体进入泵。在排出冲程期间，活塞沿相反方向移动迫使流体流出气缸。典型地，使用止回阀以确保流体在进给冲程期间只进入气缸内径，以及在排出冲程期间只流出气缸。因而，物料计不会使材料产生连续流动，而是由于在每个排出冲程后必须再填充活塞腔室而使材料产生脉动流动。

由于物料计只能排出安装在其气缸内径内的流体量，故物料计也倾向于具有容量限制。因此对于大容量的分配操作，需要相当大的活塞腔室和驱动机构。由于大的尺寸，故必须离应用地点远距离地设置组件，从而需要长的软管，该软管可使得供应软管膨胀和引起涌浪效应。如果相同的大系统用于较小容量的分配操作，物料计具有的材料将多于材料的必需量。因此，在低容量分配操作期间，剩余材料将遗留在活塞气缸中。因此，进入腔室内的第一材料不是所必需的排出的第一材料，一些材料可能遗留在活塞腔室内长于所需的时间。

齿轮泵为可用在一些物料计应用中的一种连续流动容积泵。然而，齿轮泵不能与许多材料，尤其是那些可能由于齿轮泵运行的破碎特性而损坏或者另外损害的材料一起使用。齿轮泵也不能用于高研磨材料，以及可能具有有限的漏气程度，从而使得其不太适合于高精度的计量应用。

发明内容

本发明设想提供容积泵操作的泵原理。在一个实施例中，泵以旋转泵的形式实现，该旋转泵具有布置在主体中的腔室和布置在腔室中用于在该腔室中往复移动的位移构件。使用驱动构件以响应于主体和驱动构件之间的相对旋转而在腔室内移动位移构件。可使用径向阀门设置，从而为腔室与泵的进入口和排出口流体连通的时刻定时。

附图说明

在附图中说明本发明的实施例，附图并入说明书并组成说明书的一部分，并连同上述的本发明的概述和下文中的详细描述以例证本发明的实施例。

图1为根据本发明的示例性泵的剖视图，其中以概括的方式表示泵部件；

图2为具有驱动马达的典型构造的根据本发明的示例性泵组件的透视图；

图3为图2的泵组件的侧视图；

图4为图2的泵组件的进入端或后端视图；

图5为沿图4中的线5-5所得的泵的剖视图；

图6为图1的泵的阀门设置的透视图；

图7为沿图6中的线7-7所得的图6的阀门的剖视图；

图8为沿图4中的线8-8所得的图1的泵的剖视图；

图9为图1的泵的气缸体的透视图；

图10为图1的泵的气缸体的详细剖视图；

图11为图1的泵设计的活塞的透视图；

图12为沿图11中的线12-12所得的图11的活塞设计的剖视图；

图13为沿图4中的线5-5所得的图1的泵的剖视图；

图14为沿图3中的线14-14所得的图1的泵的剖视图；

图15和16表示根据本发明的示例性泵的活塞的可选实施例；

图17为根据本发明的泵的气缸体的可选实施例的透视图；

图18为图17的气缸体的保持环的透视图；和

图19为处于安装配制的图15-18的活塞、气缸体和保持环的局部剖视图。

具体实施方式

本发明通常涉及容积式流体泵。更具体地，本发明涉及旋转式容积泵，其为已知的物料计提供替换。在示例性实施例中，泵包括布置在主体中并由驱动构件所驱动的一个或多个位移构件，其中位移构件诸如例如活塞，驱动构件诸如例如凸轮。泵的进入循环和排出循环的正时由阀门设置控制，该阀门设置诸如例如径向滑阀。

本申请中提出的泵的概念可适用于除物料计以外的其它泵的应用。在示例性实施例中，泵的设计提供真正的容积式连续流动的计量泵；因此，该泵适合于各式各样的泵应用。例如，该泵可用于汽车工业中的各种应用以分配粘性流体，诸如胶粘剂、密封剂或堵缝材料，该粘性流体在表面上可阻挡流动或自动调平。这类应用的示例包括在搭接底部部分和点焊底部部分上沿接缝使用接缝密封剂；在门构件的边缘或圆周绕接缝使用环氧树脂；以及使用氨基甲酸酯粘合剂以粘合挡风板至车体。

虽然本发明的各个方面和原理在此描述和说明并概括在示例性实施例的组合里，但是这些各个方面和概念可在许多可选实施例、单个实施例或者其不同组合和副组合中实现。除非在此明确排除在外，否则意图使所有的这种组合和副组合涵盖在本发明的范围内。此外，虽然关于本发明的各个方面和特征存在各种可选实施例，诸如可能在此描述的可选材料、结构、构造、方法、装置、软件、硬件控制逻辑等等，但是这种描述不意图为可用的可选实施例的全部的或详细的清单，不管是现在已知或者以后提出的。即使这种实施例没有在此明确公开，本领域的技术人员可轻易地在本发明的范围内将本发明的一个或多个方面、原理或特征应用于额外的实施例。另外，即使本发明的一些特征、原理或方面可能在此作为优选设置或方法描述，但是这种描述除非明确表明，否则不是意图暗示这种特征为需要或必需的。此外，可包括示例值或代表值和范围以有助于了解本发明，但是不是以限制意义分析这种值和范围，只有当明确表明时才能确定为临界值或范围。

图1表示根据本发明的泵的示例性实施例的简化局部剖视图，其中以概括的方式表示泵的部分。泵10包括腔室或气缸12、位移构件14和驱动构件16。在图1的示例性实施例中，驱动构件16能以具有沿其内表面23的凸轮轮廓的凸轮实现，位移构件14能以布置在腔室12中的活塞实现，腔室12能以活塞筒实现。如图1所示，泵10一般具有在主体18中径向布置的多个活塞筒12，该主体18诸如例如气缸体18，每个气缸12具有布置在其中的各自的活塞14。图1表示具有十个气缸12的泵10，但是具体的气缸数不是必需的。此外，可改变活塞14和活塞筒12的横截面形状。虽然活塞14和活塞筒12在示例性实施例中表示为具有大致圆形横截面，但是可使用其它形状和构造，诸如例如椭圆形、正方形和三角形。泵部件可由各种材料制成。合格的材料的示例包括但不限于铝、钢、不锈钢、塑料、铸造材料、黄铜和烧结材料。

泵10通常为旋转泵，其中在气缸体18和凸轮16之间存在相对旋转。在图1中，气缸体18表示为沿逆时针方向关于中心轴20旋转。然而，旋转方向可以反向。旋转方向的反向可能需要对凸轮轮廓进行颠倒，通过下文中的具体实施方式将使其明显。

在活塞筒12和凸轮16之间关于轴线20相对旋转期间，活塞14在第一位置或内部位置和第二位置或外部位置之间在气缸12内往复移动。在排出冲程期间，活塞14在其活塞筒12内按照凸轮16的轮廓径向向内移动。在进给冲程期间，来自进入气缸12的流体的流体压力径向向外地在活塞14的气缸12内推动活塞14。凸轮表面23的大致椭圆形轮廓使活塞移动，并完成两个完整的进给冲程和两个完整的排出冲程，其中在凸轮16和气缸体18之间存在360度的相对旋转。

泵10包括用于控制流体流入和流出气缸12的正时的阀门设置22。在图1所示的示例中，虽然阀门设置具有一对进入口24和一对排出口或分配口26，但是开口的数量和位置可以变化。阀门设置22和凸轮16布置成使得每个活塞根据凸轮16的轮廓交替执行进给冲程和排出冲程，其中通过操作阀门设置22控制正时。因此，泵10利用定时输出(timedport)原理，其中阀门设置22控制活塞筒12与进入口24和排出口26流体连通的时刻。因而，阀门设置22确保进入口24和排出口26在正确的时刻与正确的气缸12相连通。例如，根据凸轮16的轮廓，排出口26在排出冲程时与具有活塞的气缸12相连通，在进给冲程时与具有活塞的气缸12不相连通。

在图1的示例中，凸轮16表示为大致环形部件，其在轴线20上居中并沿其驱动表面或内表面23具有非圆形的大致椭圆形凸轮轮廓。气缸体18也表示为从凸轮16径向向内布置的大致环形部件。此外，阀门设置22表示为从气缸体18径向向内布置。图1所示的方位和结构本质上是示例性的，不应该视为限制意图。可利用可选方位或构造实现根据本发明的泵。例如，可利用各种形状设置驱动表面或内表面23的轮廓，诸如例如椭圆形、扁圆形或圆形。此外，可在外表面上利用成形的驱动表面设置凸轮，同时气缸体的径向向内地设置凸轮，其中气缸体的径向向外地构造阀门设置。此外，凸轮和阀门设置可构造为可旋转的，气缸体可以是固定的。在阅读此公开后将使其它构造和方位对本领域的技术人员变得明显。

参考图2，根据本发明说明旋转泵10的示例性构造。泵10可通过安装板34安装在基部32上并连接至驱动机构36，诸如例如电机。驱动机构36可以是产生足够扭矩以操作泵10的任何合适的装置。电机36可包括可单独提供的变速控制功能或速度控制功能。变速运行不是必需的，但是由于泵10的输出是泵运行时的转速的直接函数，故在大多数情况下将使用变速运行。

托架38可安装至基部32以支承电机36。然而，对于驱动机构36和泵10可使用可选的支承结构。例如，本领域众所周知的是，电机可通过C表面(C-face)安装而安装在泵上。

泵10具有主壳体，该主壳体包括轮毂40和前盖42，该前盖42通过一系列螺栓44或其它合适装置组装至轮毂。泵具有第一侧或进入侧46和第二侧或排出侧48。可为将在下文中进一步描述的目的而提供传感组件50，该传感组件50可安装至轮毂40或其它适当位置。

参考图3，驱动轴组件52可用于连接泵10至电机36(图1)。驱动轴组件52包括驱动轴54，该驱动轴54从轮毂40中延伸，并且可适当地适合于连接或可操作地耦合至驱动机构36。流体进入螺栓56在泵10的第一侧或进入侧46上组装至轮毂40。供应软管或管道(未示出)可从待泵送的流体源(未示出)连接至进入螺栓56。盖组装在泵10的第二侧或排出侧48上。盖58包括排出口60或与其连通(图2)，泵送流体可通过排出口60从泵10流出或排出。一个或多个可移动的塞子62设置在贯穿轮毂40壁的各个孔64中。移开塞子62以通向泵10通道从而排出或添加润滑油。

图4表示泵10的进入侧46并主要用于表示图5、8和13的剖面线，其中图5和图13沿线5-5所得，图8沿线8-8所得。虽然图5和图13沿相同的剖面线所得，但是其说明泵10中的气缸体18相对于阀门设置22处于不同的旋转位置，这将在下文中描述。

驱动轴组件52通过一系列螺栓66连接至泵10的进入侧46。对齐销或驱动键68可设置在驱动轴54上以从驱动机构36传送强制驱动。可设置一系列螺栓孔70以诸如通过垂直安装板34(图1)将泵10安装在支架32上。可设置定位销72以确保当泵10安装在板34上时泵10的正确对齐。

参考图5，驱动轴54是关于轴线74可旋转的，并为滚动轴承76设置轴颈。驱动轴54包括驱动齿轮78，该驱动齿轮78与以旋转方式安装的从动齿轮80相啮合。从动齿轮80包括两个沉孔82，每个沉孔82保持驱动销84的第一端。螺钉86或其它合适的连接方式将从动齿轮80连接至驱动销84。驱动销84向前延伸并朝向泵10的排出侧48，并且容纳在各自的衬套88中。衬套88布置在以旋转方式安装的气缸体18的通孔90中。利用卡环92或其它合适的装置将驱动销84保持在衬套88中。

从动齿轮80以旋转方式安装在滚动轴承组件94上，该滚动轴承组件94为轴承轴96设置轴颈。推力轴承98设置在从动齿轮80的背面100和轮毂40的内壁支承面102之间。推力轴承98防止由于齿轮的轴向移动而导致的从动齿轮80和轮毂40之间的接触。以所描述的方式安装的齿轮、轴承和轴承轴将使泵10上的轴向载荷最小。此外，通过使用驱动销84将齿轮传动功能从气缸体18分离，从而避免了气缸体18上的径向载荷。

轮毂40形成润滑油沟104，该润滑油沟104保持润滑油以润滑泵部件，诸如例如滚动轴承组件94、驱动齿轮78和从动齿轮80。密封元件可设置在泵内的不同位置处以防止润滑油的损失。例如位于气缸体18和阀门设置22之间的分界面处的密封106防止通过阀门设置22的润滑油的损失。此外，端盖108保持密封110以防止围绕驱动轴54的润滑油的损失。泵10内的各种密封可由各种密封材料制成，诸如例如聚乙烯和大多数其它聚合物。

进入螺栓56包括细长柄112，该细长柄112具有螺纹端114，该螺纹端114延伸进入盖58中的螺纹孔116内并与之配合。因此，进入螺栓56和盖58将气缸体18、轴承轴96、滚动轴承组件94和轮毂40轴向地保持在一起。

进入螺栓56还包括形成在细长柄112中的流体通路116。在泵10的进入侧46处，通路116敞开至进入口118，该进入口118可接收至流体供给源的联接装置或其它连接器。在泵10的内部，流体通路116敞开至形成在柄112中的横孔118。横孔118敞开至与阀门设置22相连通的公共环状物120。

参考图6-7，在示例性实施例中，阀门设置22以径向滑阀的形式实现。滑阀22为大致圆柱形，并包括直径方向上相对的进入口或进入槽24和两个排出口或排出槽26。槽24、26由槽脊121圆周地分离。滑阀22还包括中心口122，该中心口122容纳进入柄112输出部分(图5)。中心口122通过连接孔124与形成在阀门设置22内的直径方向上相对的进入口24连通(图7)。由于具有直径方向上相对的两个进入槽和直径方向上相对的两个排出槽，从而使阀门设置22上的压力不平衡最小。

图8表示泵10，其中阀门设置22的进入口24与活塞筒12流体连通。因此，流体可通过进入口118进入泵10，并沿通路116移动，以及通过横孔118、连接孔124和进入口24进入活塞筒12。来自进入气缸12的流体的压力在气缸12内径向向外移动活塞14使移动活塞14与凸轮16相接合。

如图8(以及图5)所示，凸轮16大致形成为具有适合于接合活塞14的内部凸轮表面23的板。凸轮16轴向地俘获在前盖42和轮毂40之间。O环125可用来在凸轮16和前盖42以及轮毂40之间形成密封。

图9和10表示泵10的示例性构造的气缸体18。气缸体18为大致圆柱形并包括多个径向延伸活塞筒12。在示例性实施例中，气缸体18包括围绕气缸体的圆周均等间隔的十个气缸12。每个气缸12包括轴向延伸肩部126，并且还可包括对齐机构128。在图9-10的示例性实施例中，对齐机构128包括从肩部126径向延伸至气缸体18的径向外表面130的槽。如下文所述，槽128和肩部126与活塞相互作用(图8)。气缸体18还包括以滑动方式容纳阀门设置22的中心口132，使得气缸体18为阀门设置22设置轴颈。

图11和12表示活塞14的实施例。活塞14包括活塞体134、滚子136、滚子销138、对齐销140和可选的密封件142。活塞体134为大致圆柱形并包括由轴向延伸肩部148连接的第一部分144和第二部分146。

第一部分144可包括从活塞14的主体134延伸的密封柱149。柱149可用于保持密封件142以在泵运行期间为气缸12提供密封。密封142可由多种密封材料制成，诸如例如聚乙烯和大多数其它聚合物。

第二部分146包括适合于在他们之间容纳滚子136的两个径向延伸臂150。滚子136以旋转方式安装在滚子销138上，该滚子销138通过位于臂上的孔152安装至臂150。以旋转方式安装滚子的其它方法可由本领域的普通技术人员根据本发明实现。滚子136提供与凸轮16的低摩擦接合。活塞14和凸轮表面16之间的低摩擦降低泵10的功率损耗以及减少热量产生和泵失效的可能性。

第二部分146还包括从第二部分146大致垂直延伸的对齐销140。气缸体18的槽128容纳销140，以防止在气缸12运行期间活塞14在气缸12内旋转以及确保活塞在安装期间的正确对齐。

图13表示泵10的剖视图，其中阀门设置22的排出口孔26与活塞筒12流体连通。活塞14布置在气缸12中，其中滚子136接合凸轮16。活塞14上的对齐销140所示为布置在气缸体18上的槽128中。

由于气缸体18和凸轮16之间的相对旋转，凸轮16径向向内移动活塞14。气缸体18上的肩部126为活塞14上的肩部148提供前挡块，以确保活塞14上的柱149不接触阀门设置22。当活塞14径向向内移动时，气缸12中的流体排出至阀门设置22中的排出口孔26内。

排出口孔26敞开至形成在盖58中的一对排出通路154。排出通路154通过横孔156与排出口60连通，从而允许流体从泵10排出。因此，两个分配槽26排出至公共排出口60。如果要求的话，每个分配槽26可与其自有的排出口流体连通，使得泵可供应两个分配系统。然而，两个排出口线路中的流体压力在一些应用中可能需要保持相等，以避免滑阀22上的径向载荷。

图14为沿图3的线14-14所得剖视图。在图14的示例性泵中，由于从动齿轮通过驱动销84与气缸体18相耦合，故驱动齿轮78和从动齿轮80相对于凸轮16和阀门设置22旋转气缸体18。在图14看来，气缸体18以顺时针方向旋转。气缸体18的旋转导致多个活塞14(在示例性实施例中为十个活塞)中的每个活塞根据凸轮16的径向轮廓在其活塞筒12内径向移动。在泵送流体的进入压力的影响下在气缸12内径向向外地推动活塞14(进给冲程)，并且由凸轮16的轮廓在气缸12内径向向内地推动活塞14(排出冲程)。

在进给冲程期间，流体从通路116通过横孔118移动并进入进入槽24。设置有四个横孔118以确保从流体通路116到进入槽24的自由流动。这消除了当柄112拧入孔116时孔118和槽24之间的对齐问题(见图5)。来自进入槽24的流体压力径向向外地推动活塞14，使得滚子136在气缸体18旋转期间按照凸轮表面28的轮廓。凸轮16的轮廓形成为产生活塞14所期望的排出冲程。在排出冲程期间，活塞14将流体从其各自的气缸12转移至分配槽26，该分配槽26与排出口60流体连通(图13)。因此，每个活塞14根据凸轮的轮廓交替执行进给冲程和排出冲程，其中运行阀门设置22以控制正时。

活塞14在排出冲程终止时基本上设置在气缸12的径向最深边缘处。因此，在排出冲程完成后，基本上所有的流体从活塞筒12排出。为此，由于气缸中几乎没有或没有流体从排出冲程继续至下一个进给冲程，故泵10大致实现先入先出(FIFO)运行。

因此，滑阀22在不利用止回阀的情况下控制流体流入活塞筒12和流出活塞筒12的进入正时和排出正时。当气缸体18旋转时凸轮16控制活塞14的进给冲程和排出冲程的速度和正时。凸轮16与滑阀22的几何形状相配合，使得进入槽24在凸轮轮廓的进给冲程部分期间敞开至气缸12，分配槽26在凸轮轮廓的分配部分或排出部分期间敞开至气缸。因此，泵具有定时输出原理。

滑阀22用于在泵10运行期间完全隔离进入流动路径和排出流动路径。滑阀22的槽脊121宽于每个气缸14的宽度。因此，每个气缸不会同时暴露于进入口24和排出口26。

通过这种方式，泵10作为真正的容积泵运行，其中分配流动独立于进入压力，并因此为活塞14在排出冲程期间移动速度的函数。活塞14在排出冲程期间的速度由凸轮所选择的轮廓和由驱动机构36旋转气缸体18的速度确定。因此，即使在非常低的流速时也可实现非常精确的流速。

图14表示凸轮轮廓可包括许多不同的部分和功能。凸轮16的第一部分160为最靠近滑阀22的部分，因而对应于排出冲程的终止部分。第二部分162的特征为成陡角度的表面轮廓(意味着每单位弧长的凸轮表面28的半径显著增大)。这种设置使得活塞14在进给冲程期间可以迅速地径向向外移动。第三部分164的特征为成稍微小角度的凸轮表面轮廓。这使得活塞在排出冲程期间的移动略慢于进给冲程期间的移动。此外，如下文所述，这提供了实现控制活塞的加速和减速的重叠所需的长度。可设计用于排出冲程的凸轮轮廓的半径的变化率，使得流体从活塞筒的排出速率恒定或接近恒定。这为需要来自泵的流体的平稳流动的应用的可选特征。此外，凸轮轮廓的第四部分166可用于各种进给冲程部分和排出冲程部分之间，其特征为凸轮表面的恒定半径(在横截面为“平的”)。这些部分当活塞固定时可理解为停留时间。

如图7和14所示，排出槽或分配槽26大于进入槽24。换句话说，分配槽26所对的弧大于进入槽24的弧。在该示例中，进入槽24的尺寸为使得在进给冲程期间至多两个活塞筒12敞开至每个进入槽24；因此，在凸轮轮廓的进给冲程部分期间每次填充至多总共四个气缸。然而，分配槽或排出槽26足够大使得在凸轮轮廓的排出部分期间三个气缸可以旋转至与每个分配槽26流体连通。然而，凸轮16的轮廓平衡活塞速度，使得泵10可分配相当于以下容量的流体容量，即对于四个气缸的总容量，每个排出冲程时两个活塞筒进入每个分配槽时的流体容量。

具体而言，关于图14中的A-C，两个外侧活塞A和C以根据凸轮轮廓的互补方式工作，即意味着当一个外侧活塞(例如图14中的活塞C)减速时(即终止其排出冲程)，另一个外侧活塞A加速的(即开始其排出冲程)。平衡活塞C的减速率和活塞A的加速率，使得他们累加起来提供与中间活塞B相同的活塞速度和排出速率。此时中间活塞B大致与排出槽26中心对齐。凸轮16的轮廓使得活塞12在大部分的排出冲程期间恒速移动。因此，凸轮轮廓在大多数排出冲程期间提供大致恒定的活塞速度并且重叠活塞的加速和减速，以当泵的转速大致恒定时使来自泵的排出速率大致恒定。

图14中的示例性实施例由于凸轮轮廓确保在任何给定时刻四个气缸等效地处于分配冲程顺序而实现来自泵的流体的连续流动。因此，泵出的流体为恒量。此外，由于分配气缸的累加速度大致恒定，故泵不会制造脉动流动。然而，如果需要脉动流动，可修改凸轮轮廓使得活塞不重叠运行地排出。

活塞14可设计为在气缸12内具有紧配合以防止润滑油渗漏至排出槽26内。此外，阀门设置22的槽脊121可与气缸盖18上的开口132的内表面紧配合，以便防止流体从进入槽24横越至排出槽26或使其最少。由于移动金属零件之间的紧密加工公差和余隙，故可以预料仅仅润滑油润滑可能不足以减少紧密间隔的金属零件之间的滑动摩擦系数，诸如例如活塞14和气缸12之间以及滑阀22和气缸体18之间的滑动摩擦系数。因此，可根据需要加工暴露于与其它表面潜在高摩擦接触的表面以降低摩擦系数。例如，可使用固体表面处理，诸如例如非晶似金刚石涂层(Amorphous Diamond Like Coating)(ADLC)。该工艺包括通过等离子辅助化学气相淀积工艺将涂层应用至表面，其已为本领域的技术人员所知，同时作为市场上可提供的工艺。根据需要可使用其它工艺或涂层，诸如例如可从离子键中获得的MOST^TM工艺。然而，一些泵的设计和应用也许只能依赖于润滑油润滑。

参考图14，传感器组件50以接近传感器170的形式实现，该接近传感器170诸如例如为本领域的技术人员所熟知的感应式接近传感器。传感器170可安装在形成在凸轮16中的孔172内。如下所述，孔172一直通过凸轮16延伸，使得传感器端174设置成与凸轮16的内表面28相邻近或大致齐平，以便传感器可检测活塞14的存在。传感器170可由例如信号线电气连接至传感器安装设置176，该传感器安装设置176可安装至轮毂40的外圆周。传感器设置50可包括电插头178(图2和3)以允许传感器170输出信号连接至分析电路。

传感器170可用于检测进给冲程期间朝凸轮16完全径向延伸的每个活塞14。当完全延伸时，接近传感器170当活塞14旋转经过传感器170时检测每个活塞14的外部远端。然后，传感器170信号可相比于传统方法所测量的泵10的转速，以检测是否有任何活塞14没有正确运行，其中传统方法诸如例如转速计(未示出)或其它速度计。例如，遗漏的“计数”可表明进入压力不足以填充气缸12，或者在泵10内存在泄漏或其它异常。可选地，可结合传感器170使用进入压力传感器(未示出)以提供进入流体压力测量。当传感器170的“计数”与泵的转速相一致时可确认泵正确运行并证明进入压力是足够的。

图15和16表示用于根据本发明的示例性泵的活塞的另一个实施例。活塞14′为大致圆柱形并包括第一端部200和第二端部202。除了第一部分200不包括活塞14的密封元件142和可选的密封柱149之外，第一端部200基本上与图11-12的活塞14的第一部分144相似。然而，如果需要的话，活塞14′可设置成包括密封元件。

第二端部分202包括形成对齐唇部206的轴向延伸槽204。对齐唇部206形成将在下文中描述的对齐机构207的一部分。活塞14′还包括弯曲的“跟随”表面208。选择表面208以提供与凸轮16的低摩擦接触，虽然低摩擦接触优选为线接触，但是未必为线接触。

图17表示根据本发明的示例性泵的气缸体的另一个实施例。在该实施例中，气缸体18′的基本设计和特征与图9-10的气缸体18上述的基本设计和特征相同。即气缸体18′为大致圆柱形并包括多个圆周间隔的活塞筒200以及用于容纳阀门设置22(未示出)的中心口212。

然而，在该示例中，活塞筒200不包括与图10的气缸12的肩部126相似的肩部。相反，气缸体18′上的活塞筒200为基本直线以使其轮廓与活塞14′相配合。此外，气缸体18′还沿其外表面216包括台阶214。台阶214在每个气缸200上形成切口218，以及在外表面216上形成轴向延伸肩部220。

当每个活塞14′正确地插入其气缸200中时，唇部206必须与切口218对齐。活塞保持环222(图18)压配合地安装在邻近气缸200的切口部分218的肩部220上。肩部220形成为气缸12的一部分，以便当安装环222时，内圆周部分224延伸进入活塞狭槽204内(见图19)。通过这种方式，环222防止活塞14′在组装泵期间从气缸体18′中脱离。环222可包括一系列切口226，每个切口226与各自的气缸200相对齐以允许润滑油在气缸200内流动。

因此，该示例性实施例的对齐机构207可包括活塞狭槽204、气缸切口218和保持环222。这种设置确保泵运行期间活塞14′与凸轮16的正确对齐。

本发明已经参考优选实施例进行描述。在阅读和了解本说明书之后其它人将想到修改和变更。本发明的意图是包括归入附加权利要求或其等同物的范围之内的所有这种改进和变更。

Claims (47)

1.一种旋转泵，包括：

布置在主体中的腔室；

布置在腔室中用于在所述腔室中往复移动的位移构件，其中来自进入所述腔室的流体的正压将所述位移构件从第一位置移动至第二位置；和

驱动构件，该驱动构件响应于所述驱动构件和所述主体之间的相对旋转将所述位移构件从所述第二位置移动至所述第一位置。

2.如权利要求1所述的旋转泵，其中，当所述位移构件从所述第二位置移动至所述第一位置时，基本上所有的流体被从所述腔室分配。

3.如权利要求1所述的旋转泵，其中，所述主体是可以围绕轴线旋转的。

4.如权利要求1所述的旋转泵，其中，所述驱动构件包括非圆形驱动表面。

5.如权利要求1所述的旋转泵，其中，所述位移构件从所述第二位置至所述第一位置的运动慢于所述位移构件从所述第一位置至所述第二位置的运动。

6.如权利要求1所述的旋转泵，其中，所述主体和所述驱动构件在轴线上居中。

7.一种旋转泵，包括：

布置在主体中的腔室，所述主体具有中心轴线；

布置在所述腔室中用于在所述腔室中往复移动的位移构件；和

沿所述轴线居中的驱动构件，该驱动构件响应于所述驱动构件和所述主体之间的相对旋转在所述腔室内移动所述位移构件。

8.如权利要求7所述的旋转泵，其中，所述主体能够围绕所述轴线旋转。

9.如权利要求7所述的旋转泵，其中，所述驱动构件为大致环形凸轮，该大致环形凸轮沿着径向内表面具有非圆形凸轮轮廓。

10.如权利要求9所述的旋转泵，其中，所述凸轮轮廓为大致椭圆形。

11.如权利要求7所述的旋转泵，其中，当所述相对旋转的速度大致恒定时所述泵以大致恒定的流速排出流体。

12.如权利要求7所述的旋转泵，其中，所述位移构件包括用于防止所述位移构件在所述腔室内旋转的对齐装置。

13.如权利要求12所述的旋转泵，其中，所述对齐装置包括容纳在径向槽中的对齐销。

14.如权利要求7所述的旋转泵，其中，所述位移构件包括用于接合所述驱动构件的滚子。

15.如权利要求7所述的旋转泵，还包括：

阀门设置，该阀门设置用于控制所述腔室何时与所述泵的进口和出口流体连通。

16.如权利要求15所述的旋转泵，其中，所述阀门设置包括一对沿直径方向相对的进入口和一对沿直径方向相对的排出口。

17.如权利要求7所述的旋转泵，还包括：

布置在所述主体内的多个腔室；和

多个位移构件，每个位移构件布置在所述多个腔室中的一个腔室中以用于在其中往复移动，其中所述多个腔室的三个腔室能同时与排出口流体连通，

其中所述三个腔室的两个腔室中的所述位移构件的累加速度基本上等于在第三气缸中的所述位移构件的速度。

18.一种旋转泵，包括：

主体；

布置在所述主体中的腔室；

布置在所述腔室中用于在所述腔室中往复移动的可移动构件；和

凸轮，该凸轮响应于所述主体和所述凸轮之间的相对旋转以在所述腔室内移动所述可移动构件，其中所述凸轮具有非圆形驱动表面。

19.如权利要求18所述的活塞泵，其中，所述非圆形驱动表面具有大致椭圆形轮廓。

20.如权利要求18所述的旋转泵，其中，所述主体能够围绕轴线旋转。

21.如权利要求18所述的旋转泵，其中，所述主体和凸轮在基本上相同的轴线上居中。

22.如权利要求18所述的旋转泵，其中，所述位移构件包括用于接合所述驱动构件的滚子。

23.一种旋转泵，包括：

可旋转的主体，该主体包括腔室；

布置在所述腔室中以在所述腔室中往复移动的可移动构件；

用于在所述腔室内移动所述可移动构件的装置；

用于控制所述腔室何时与所述泵的进口和出口流体连通的装置。

24.如权利要求23所述的活塞泵，其中，用于控制的所述装置包括多个沿着直径方向相对的进入口和多个沿着直径方向相对的排出口。

25.如权利要求23所述的旋转泵，其中，用于控制的所述装置包括进入口和排出口，所述排出口大于所述进入口。

26.如权利要求23所述的旋转泵，其中，用于移动所述可移动构件的所述装置包括非圆形驱动表面。

27.一种旋转泵，包括：

布置在主体中的腔室，该主体能够围绕轴线旋转；

布置在所述腔室中的位移构件，用于在第一位置和第二位置之间在所述腔室中往复移动；

用于检测所述位移构件何时处于所述第二位置中的传感器。

28.如权利要求27所述的旋转泵，其中，所述第一位置比所述第二位置沿着径向更加接近于所述轴线。

29.如权利要求27所述的旋转泵，其中，所述传感器邻近于凸轮表面设置。

30.如权利要求27所述的旋转泵，其中，所述传感器为感应式接近传感器。

31.如权利要求27所述的旋转泵，还包括：

用于旋转所述主体的驱动机构；和

用于测量所述驱动机构的转速的装置。

32.一种旋转泵，包括：

相对于径向阀门设置可旋转的活塞筒，所述阀门设置包括多个沿着直径方向相对的进入口和多个沿着直径方向相对的排出口，其中所述阀门设置控制所述气缸与所述进入口和排出口流体连通时刻的正时。

33.一种提供流体的连续流动的旋转活塞泵，该泵包括：

进口和出口；

在轴线上居中的气缸体；

布置在所述气缸体中的多个径向延伸活塞筒；

多个活塞，每个活塞布置在所述多个活塞筒中的一个活塞筒中用于在所述活塞筒中往复移动；

具有非圆形驱动表面轮廓的凸轮环，其响应于所述气缸体和所述凸轮之间的相对旋转在所述气缸内移动所述多个活塞；

径向阀门设置，其响应于所述气缸体和所述阀门设置之间的相对旋转控制所述多个活塞筒的每一个与所述进口和所述出口流体连通时刻的正时。

34.如权利要求33所述的旋转泵，其中，所述径向阀门设置包括多个沿着直径方向相对的进入口和多个沿着直径方向相对的排出口。

35.如权利要求34所述的旋转泵，其中，所述多个排出口中的每个排出口能同时与三个腔室流体连通，其中所述三个腔室的两个腔室中的所述位移构件的累加速度基本上等于第三气缸中的所述位移构件的速度。

36.如权利要求33所述的旋转泵，其中，所述凸轮环在所述轴线上基本上居中。

37.如权利要求33所述的旋转泵，其中，在进给冲程期间进入流体压力驱动所述活塞，在排出冲程期间所述凸轮环驱动所述活塞。

38.一种泵送流体的方法，包括以下步骤：

将流体在正进入压力下灌注到旋转泵的主体中的腔室内；

围绕轴线旋转所述主体；和

从所述腔室排出流体。

39.如权利要求38所述的方法，还包括以下步骤：

响应于所述主体的旋转选择性地使所述腔室与进入口和排出口流体连通。

40.如权利要求38所述的方法，其中，所述旋转泵为权利要求1所述的旋转泵。

41.一种利用旋转泵泵送流体的方法，包括以下步骤：

使主体中的腔室与流体进入口流体连通；

利用流体填充所述腔室；

旋转所述主体以使所述腔室与流体排出口流体连通；和

从所述腔室排出流体，从而使得基本上所有的流体被从所述腔室移出。

42.如权利要求41所述的方法，其中，所述旋转泵为权利要求1所述的旋转泵。

43.如权利要求41所述的方法，其中，从所述腔室排出流体的所述步骤还包括利用驱动构件在所述腔室内径向移动位移构件。

44.如权利要求41所述的方法，还包括将传感器设置成邻近所述驱动构件以检测所述位移构件的步骤。

45.一种在表面上分配粘性材料的方法，该方法包括：

使所述粘性材料填充旋转泵的主体中的腔室；

在所述主体和驱动构件之间产生相对旋转；和

从所述腔室通过径向阀门设置排出所述粘性材料。

46.如权利要求45所述的方法，其中，所述旋转泵为权利要求1所述的旋转泵。

47.如权利要求45所述的方法，其中，所述粘性材料为胶粘剂。

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