CN101191484B - 多级的泵装置 - Google Patents

Abstract

公开了一种多级的泵装置，具有第一和第二泵，它们为了调定高的压力介质体积流量可以串联。根据本发明，设有第三泵和阀门机构，其中为了高压输送，通过所述阀门机构，第二泵的低压接口可以与第一泵的压力接口连接，而第三泵的压力接口可以与槽罐连接。为了调定高的体积流量，三个泵的压力接口与共同的负载管路连接。

Description

多级的泵装置

技术领域

本发明涉及一种多级的泵装置。

背景技术

两级泵用于达到高的输送压力。其中从原理上，两个泵串联地相继接通，因此两个级的分输送压力相加。这种型式的两级泵例如使用在汽车技术中的共轨系统中，在这系统中必须施加很高的喷射压力。其中燃油通过预输送泵被加上比较小的压力，并然后通过串联设置的高压泵加到共轨压力。这种泵装置例如已由DE 199 06 626 A1公开。这种解决方案的不利之处在于：克服高压进行输送的泵在第二级中必须具有很好的容积效率，并必须设置相应高品质昂贵的泵。

由技术背景也已知有一些系统，其中对于必须在比较小的压力时产生高的输送体积流量的情况，两个泵级串联接通，从而两个泵的排量相加起来。通常对于这样的任务就采用两个具有相同排量的泵。如果使这些泵相继接通用于产生高的输送压力，那么就有如同在共轨系统时相同的问题：至少高压侧的泵必须构造成高品质的。

发明内容

因此本发明的任务在于提供一种多级的泵装置，通过泵装置，在装置技术费用最小的情况下，可以产生高压或者高的输送体积流量。

这项任务通过一种多级的泵装置来完成，其具有第一和第二泵，它们可以并联接通用于调定高的压力介质体积流量，其中，第三泵和阀门机构，通过它们为了进行高压输送，使第二泵的低压侧或抽吸侧与第一泵的压力侧连接，并使第三泵的压力侧与槽罐连接，并且为了调定高的体积流量，使所述三个泵的压力侧与共同的负载管路连接。

根据本发明，设有第一和第二泵，它们可以并联接通用于调定高的压力介质体积流量。泵装置还有第三泵，它为调定高的体积流量平行于另外两个泵而运行，因此所有三个泵都将压力介质输入到共同的负载管路里。为了实现高压输送，使第二泵的抽吸接口与第一泵的压力接口连接，并使第三泵的压力接口与槽罐连接，因此高压只是通过两个刚提到的串联连接的泵来提供。

通过本发明所述的泵装置和通过阀门机构的联接，可以使这三个泵按最简单的方式接通起来，以建立起高压或提供高的输送体积流量。于体积流量和输送压力，本发明所述的解决方案鉴可以显著灵活地适应于各种不同的要求，其中可以使用比较小的泵，并因此相比于开头所述解决方案而言，在装置技术方面的费用是最小的。

根据本发明，如果提供高压的第二泵构造得比另外两个泵具有更小的排量，那么是优选的。

在一种特别优选的解决方案中，第一和第三泵构造成整体。

这种结构可以特别简单地通过具有一个抽吸接口和两个压力接口的内齿轮泵来实现。由于成本方面的原因，优选应用摆线转子泵(Gerotor-Verdraenger)。

泵装置的通向槽罐的槽罐管路优选通过背压阀预加应力，其中平行于该背压阀设有抽吸阀。

如果背压阀和抽吸阀组合成止回阀机构，那么在装置技术方面的费用可以进一步减少，其中背压阀的封闭体预紧压向抽吸阀的阀芯件中的座上。

如果第二泵同样也构造成摆线转子泵(Gerotorpumpe)，并且所有三个泵都由共同的泵轴驱动，那么泵装置的构造是特别简单的。

在一种优选的实施例中，阀门机构设有两个压力接口、一个抽吸接口、两个负载接口以及一个槽罐接口。第一压力接口与第一泵的压力接口连接，第二压力接口与第三泵的压力接口连接，阀门机构的抽吸接口与第二泵的低压接口或抽吸接口连接。优选较小的第二泵的压力接口直接连接于通向负载器的负载管路。

阀芯可以这样构造，使它为了调定高的体积流量，将阀门机构的第一压力接口与负载接口连接，将槽罐接口与低压接口连接，并将第二压力接口与第二负载接口连接。

附图说明

以下根据简图对本发明的优选实施例进行详细说明。附图所示为：

图1本发明所述的三级的泵装置简图；

图2按照图1的泵装置的阀门机构；

图3根据图1的泵装置在高压输送时；

图4图1所示泵装置的背压阀和抽吸阀的组合的实施例。

具体实施方式

按图1所示简图，泵装置1具有三个泵2、4、6，其中第一和第三泵2、4通过具有共同转子8的摆线转子泵或内啮合齿轮泵来构造。在所示的实施例中，第二泵6同样也构造成摆线转子泵，其中其排量小于上面所述的第一和第三泵2、4的排量。当然也可以采用其它的泵结构。

摆线转子原理(Gerotorprinzip)是本身已知的，因此这里只是作一些重要的说明，以便理解本发明。集成的摆线转子泵的转子8偏心于固定的排挤环10支承在轴11上，其中在排挤环10里和在转子8上设有齿形，例如一种摆线齿形。转子8的齿少于排挤环10的齿，因此在转子8旋转时，在排挤环10里在相互密封地贴靠着的齿侧部位之间分别形成了腔室12，从按照图1的上面的齿出发，这些腔室在逆时针旋转方向上首先连续地加大(抽吸侧)，然后在转角180°之后变小(压力侧)。抽吸侧配属于在宽的角度范围上延伸的抽吸肾(Saugniere)14，它与抽吸侧的腔室12处于压力介质连接。

在压力侧，设有配属于第一泵2的压力肾(Druckniere)16以及配属于第三泵4的压力肾18。

在所示的实施例中，第二泵6被相同的轴11驱动，从而泵装置1可以很紧凑地布置在共同的外壳里。第二泵6构造成具有较小的排量，因此可以比在前面所述的实施例中产生更高的压力。这例如可以由此作用：转子20和排挤环22构造成具有较小的直径，因此相应地腔室24的容积变化比较小。

在抽吸侧，对第二泵6设有抽吸肾26，而在压力侧设有压力肾28，它们与抽吸侧或压力侧的腔室24连接。

在本发明所述的实施例中，抽吸肾26通过槽罐管路29和止回阀机构30同槽罐31连接。三个泵2、4、6相互之间的压力介质连接以及与通向未示出的负载器的负载管路32的连接通过阀门机构34来控制，该阀门机构在所示的实施例中由具有阀芯36的阀门构成。

阀门机构34的细节情况随后借助图2加以说明。阀门机构通过两个压力接口P1、P2、抽吸接口S、槽罐接口T以及通过两个负载接口A和B构成。阀芯36在阀体的阀孔38里导向，并具有两个端侧的终端台肩40、42以及两个位于其间的控制台肩44、46。台肩的环形端面分别构成了控制棱边50、52、54、56或58，通过这些控制棱边，可以控制接口之间的压力介质的分配。

阀孔38在径向方向上扩展成三个环形腔60、62、64，其中负载接口A通入到位于环形腔60左侧并被终端台肩40所界定的阀孔38部分中。另一负载接口B则通入右侧的环形腔64里，压力接口P 2通入到左侧连接于环形腔64的阀孔38部分里，这个部分被环形台肩46界定。另一压力接口P1通入到环形腔60里。中间环形腔62与抽吸接口S连接。槽罐接口T通入到被台肩44界定的并且位于环形腔62左侧的阀孔38区域里。

阀芯36通过弹簧机构预紧在基本位置上，这示出在图1和2中。基本位置优选这样构造，即两个负载接口A、B相对于压力接口P1和P2打开。阀芯36可以用机械的、液压的或电的方式从其基本位置移开，以便使泵装置联接，从而对负载器加载高压(小的压力介质体积流量)或加载高的压力介质体积流量(低的压力)。

按照图1所示，压力接口P1通过压力管路66与压力肾18连接，而压力接口P2通过另一压力管路68与第一泵2的压力肾16连接。抽吸接口S通过抽吸管路70与第二泵6的抽吸肾26连接。两个工作接口A、B通入到共同的负载管路32里。槽罐接口T与槽罐管路29连接。抽吸肾14同样也与槽罐31连接。

在输送压力比较小时，阀芯36位于图1和2所示的位置上。在阀芯36的这个位置上，通过控制棱边50来控制负载接口A和压力接口P1之间的压力介质连接。槽罐接口T通过控制棱边54与环形腔62并因此与抽吸接口S连接，而通过控制棱边58将另一压力接口P2至环形腔64并因此至负载接口B的连接打开。

止回阀机构30按照图1所示由抽吸阀72和与其并联的背压阀74构成，它们平行地接入到槽罐管路29里。通过背压阀74，使槽罐管路29里的压力预调到与背压阀74的弹簧力相等的值。

在阀芯36的图1所示的操作位置上，通过抽吸肾14将压力介质从槽罐31抽吸到扩大了的腔室12里，并将一部分压力介质加载较小的压力经过压力肾18、压力管路66和环形腔60输送至负载接口A，并从那里输送至负载管路。压力介质体积流量与此平行地经过第一泵2的压力肾16和另一压力管路68流向压力接口P2，并从那里经过环形腔64流向另一负载接口B，从而使该压力介质体积流量与经过负载接口A引导的压力介质体积流量相加。

第二泵6的抽吸肾26通过抽吸管路70和中间环形腔62与槽罐接口T并因此与槽罐31连接，因此将压力介质抽吸到腔室24里，并通过压力肾28加压地经高压管路69输送到负载管路32里。这就是说，在图1所示的相对位置上，所有三个泵2、4、6平行地将压力介质输送入负载管路32里，从而在较低的压力下为连接的负载器提供了较高压力的压力介质体积流量。

对于负载器要加载高压的情况，就将阀芯移动到图3所示的位置上。在此通过控制棱边50来控制环形腔60至负载接口A的连接，并通过控制棱边58来控制压力接口P2和环形腔64并由此和负载接口B之间的连接。其中控制棱边56打开压力接口P2与中间环形腔62之间的连接，从而使抽吸接口S和压力接口P2相互连接起来。通过控制棱边52控制了在环形腔60和槽罐接口T之间的连接，从而使其与压力接口P1连接。槽罐接口T与中间环形腔62的连接通过控制棱边54截止住。因此使压力介质经过抽吸肾14从槽罐31里被抽吸，并通过第一泵2的压力肾16输送至阀门机构34的压力接口P2，并从那里经过环形腔62、抽吸接口S和抽吸管路70输送至第三泵6的抽吸肾26。其中压力肾18经过压力管路66、压力接口P1和槽罐接口T与槽罐31连接，并因此将压力介质输回到槽罐31中。被第一泵2加到中间压力的压力介质经过抽吸肾26进入到第三泵6的腔室24里，该第三泵正如开始所述那样，具有比另外两个泵2、4更小的最大排量。被第三泵6加上高压的压力介质然后经过压力肾28流入到高压管路69里，并从那里经过负载管路32流向负载器。这就是说，在图3所示出的阀芯36的操作位置上，两个泵2、6串联，从而泵2实际上起到预输送泵的作用。第三泵4输送入槽罐31。

图4中简略表示了一种将止回阀机构30尽可能紧凑地构造的方案。按照图4，在这里构造成通道的槽罐管路29中构造有阀座76，抽吸阀72的阀芯件78借助弹簧80预压紧在该阀座上。弹簧80支撑在固定于通道壁上的支撑环81上。

在阀芯件78里设有通孔，其圆周棱边形成用于封闭体84的座82，该封闭体84向着槽罐31打开。封闭体84构造成锥形，并有背侧的向后从阀芯件78突出的支撑销86，用于弹簧座88，在该弹簧座上作用有预紧弹簧90，通过该预紧弹簧使封闭体84向座82顶住。预紧弹簧90在封闭体84的背面支撑在环绕的支撑凸肩92上。封闭体84仅仅在克服了预紧弹簧90的预紧力之后才开启到槽罐31的连接，从而使槽罐管路29相应被预加应力。

当槽罐管路29和槽罐31之间的压差足以克服弹簧80的力时，抽吸阀72开启。阀芯件78则从其座76上抬起，使压力介质能够从槽罐31经过槽罐管路29被抽吸至抽吸肾26。

这种具有集成到抽吸阀72的封闭体78里的背压阀74的结构，其特征在于结构特别紧凑。

申请者保留对止回阀机构的构造提出自身的独立权利要求。

公开了一种多级的泵装置，具有第一和第二泵，它们为了调定高的压力介质体积流量可以串联。根据本发明，设有第三泵和阀门机构，其中为了高压输送，通过所述阀门机构，第二泵的低压接口可以与第一泵的压力接口连接，而第三泵的压力接口可以与槽罐连接。为了调定高的体积流量，三个泵的压力接口与共同的负载管路连接。

Claims (13)

1.多级的泵装置，具有第一和第二泵(2，6)，它们可以并联接通用于调定高的压力介质体积流量，其特征在于第三泵(4)和阀门机构(34)，通过它们为了进行高压输送，使第二泵(6)的低压侧或抽吸侧与第一泵(2)的压力侧连接，并使第三泵(4)的压力侧与槽罐(31)连接，并且为了调定高的体积流量，使所述三个泵(2，4，6)的压力侧与共同的负载管路(32)连接。

2.如权利要求1所述的多级的泵装置，其中所述第二泵(6)具有比另外两个泵(2，4)小的排量。

3.如权利要求1或2所述的多级的泵装置，其中所述第一和第三泵(2，4)构造为整体。

4.如权利要求3所述的多级的泵装置，其中所述第一和第三泵

(2，4)由具有一个抽吸接口(14)和两个压力接口(18，16)的内齿轮泵构成。

5.如权利要求4所述的多级的泵装置，其中所述内齿轮泵是摆线转子泵。

6.如权利要求5所述的多级的泵装置，其中所述第二泵(6)同样是摆线转子泵。

7.如权利要求1或2所述的多级的泵装置，其中所有的泵(2，4，6)由共同的泵轴(11)驱动。

8.如权利要求1或2所述的多级的泵装置，其中所述第二泵(6)的抽吸接口通过槽罐管路(29)以背压阀(74)同槽罐(31)连接，与该背压阀并联地连接有抽吸阀(72)。

9.如权利要求8所述的多级的泵装置，其中所述背压阀(74)和抽吸阀(72)组合成止回阀机构(30)，其中背压阀(74)的封闭体(84)被预紧压向抽吸阀(72)的阀芯件(78)中的座(82)上。

10.如权利要求1或2所述的多级的泵装置，其中所述第三泵(4)的最大输送压力低于第一泵(2)的最大输送压力。

11.如权利要求1或2所述的多级的泵装置，其中所述阀门机构(34)具有两个压力接口(P1，P2)、一个抽吸接口(S)、两个负载接口(A，B)以及一个槽罐接口(T)，其中第一压力接口(P2)与第一泵(2)的压力侧连接，第二压力接口(P1)与第三泵(4)的压力侧连接，阀门机构(34)的抽吸接口(S)与第二泵(6)的抽吸侧连接，而其压力侧直接与通向负载器的负载管路(32)连接。

12.如权利要求11所述的多级的泵装置，其中为了调定高的体积流量，所述阀门机构(34)的阀芯(36)使阀门机构(34)的第一压力接口(P2)与所述两个负载接口中的一个连接，使槽罐接口(T)与第二泵(6)的抽吸侧连接，使第二压力接口(P1)与所述两个负载接口中的另一个连接。

13.如权利要求12所述的多级的泵装置，其中所述阀芯(36)为了加载高压使第一压力接口(P2)与抽吸接口(S)连接，并使第二压力接口(P1)与槽罐接口(T)连接，并将两个负载器截止。

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