CN101382135B - 泵送装置 - Google Patents

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Abstract

一种泵送装置(10)，包括：泵送壳体(11)；泵送构件(16)，其能在该壳体(11)内旋转以泵送流体，该泵送构件(16)设置在一支撑件(22)上，该支撑件在使用中被驱动，该壳体(11)包括与入口(12a)连通的低压区(35)以及与出口(12b)连通的高压区(36)，具有一通道，其用于在该高压区(36)内的流体压力超过临界值时使流体从该高压区(36)穿过该支撑件(22)流到该低压区(35)。

Description

泵送装置
技术领域
本发明涉及一种泵送装置(pumping apparatus)。更具体但非排他地，本发明涉及一种泵油组件，用于提供发动机内的润滑用油。然而，本发明可应用于将流体从低压区泵送到高压区的多种类型的其他泵送装置。
背景技术
公知地，泵送装置包括释放装置，以使过压的流体能够被释放。这样，在泵送装置提供过量的流体和/或过压的流体的情况下，能够释放高的压力。然而，由于这种释放装置实质上与泵送装置的泵送部件是分离的，因此公知的包括这类特征的泵送装置往往尺寸较大。
发明内容
根据本发明的第一方案，提供一种泵送装置，其包括：泵送壳体；泵送构件，其可在该泵送壳体内旋转以泵送流体，该泵送构件设置在一支撑件上，该支撑件在使用中被驱动，该壳体包括与入口连通的低压区以及与出口连通的高压区，具有一通道，其用于在高压区内的流体压力超过临界值时使流体从高压区穿过支撑件流到低压区。
因此，在本发明的泵送装置中，压力从高压区经过支撑件释放到低压区，该支撑件为一体化的泵送部件。从而可提供比现有的泵送装置更为紧凑的泵送装置。
本发明提供了另一个优于传统设备的优点：在传统设备中，高压区的过量流体/压力例如被排出到槽(sump)内，而本发明由于将高压流体释放到泵送装置的低压区，因此泵送装置的压力不会损失，从而可以更有效地使用发动机。
虽然本发明可应用于多种类型的泵送装置，但本发明特别地可应用于例如摆线式泵送装置，该摆线式泵送装置在壳体内除了包括该泵送构件之外还包括反作用构件(reaction member)，该反作用构件内容置该泵送构件，并且该泵送构件和该反作用构件可在该壳体内相对旋转，以在该泵送构件和该反作用构件之间提供多个空间。在相对于该壳体的、靠近该低压流体区的入口的一个旋转位置处，随着该泵送构件和该反作用构件的相对旋转，所述空间的容积可增大，从而将流体抽入所述空间。
在相对于该壳体的、靠近该高压流体区的另一个位置处，随着该泵送构件和该反作用构件的相对旋转，所述空间的容积可减小，从而将流体从所述空间排向该出口。
因此，在一个实施例中，该泵送装置可以为摆线式泵送装置，该泵送装置包括嵌套的内摆线型的内齿轮元件和外齿轮元件，该内齿轮元件和外齿轮元件分别为泵送构件和反作用构件。
因此，泵送构件可包括多个轮齿(gear tooth)，所述轮齿与反作用构件的多个轮齿配合，以提供在该泵送构件和该反作用构件相对旋转时容积增大的多个空间和容积减小的多个空间，流体从该低压区抽入该容积增大的多个空间，并且流体从该容积减小的多个空间排入该高压区，该反作用构件的轮齿的数目可与该泵送构件的轮齿的数目不同，即，反作用构件可具有更多的轮齿，该泵送构件和该反作用构件可安装在该壳体内，以分别围绕间隔开的、平行的旋转轴线旋转。理想地，该泵送构件被驱动，从而该反作用构件通过旋转该泵送构件而在该壳体内旋转，但由于该反作用构件的轮齿的数目更大，使得该反作用构件的转速不同于该泵送构件的转速。
支撑件可包括中空的轴，泵送构件在该轴上被驱动，该轴固定到该泵送构件及诸如驱动齿轮之类的驱动构件。该轴可包括多个孔，所述孔在该轴的外部与高压区和低压区连通。
在该轴的空腔内可设有中空的活塞，该活塞可具有多个孔，所述孔可在该高压区处的流体压力超过临界值时与该轴的孔连通。理想地，该壳体设有一通道，该通道用于使流体从该高压区向该活塞施加压力，以将该活塞移动到该轴的空腔内使各自的孔对准的位置处，这种运动受到在该轴和该活塞之间起作用的弹性装置的阻碍。
因此，随着高压区内的流体压力的增大，活塞将抵抗弹簧的弹力而移动到轴和活塞各自的孔对准的位置处。
理想地，该泵送构件的端面中包括环形凹部，该环形凹部环绕该轴，并且该环形凹部在一个圆周位置与该低压区及该支撑件中的孔连通，且该环形凹部在第二圆周位置上与该高压区及该支撑件中的孔连通，以使流体可以在该支撑件的孔与该活塞对准时从该高压区通过该支撑件流到该低压区。该壳体包括第一桥接部件和第二桥接部件，所述第一桥接部件和第二桥接部件容置在该环形凹部内基本上径向相对的位置处，以防止流体从该高压区经由凹部而不经过该支撑件流到该低压区。
该泵送装置的壳体包括：第一部件，其设有从低压区到流体源的出口连接件、以及从高压区到传输连接件的出口连接件；以及第二部件，其至少基本上容置设置在此处的泵送构件和反作用构件。
根据本发明的第二方案，提供一种工作机，其包括：地面行走结构，该工作机可利用该地面行走装置在地面上移动；工作臂，其包括用于执行作业操作的工作器具；发动机，其用于提供至少用于驱动该工作机的动力，并且其中该发动机由利用根据本发明第一方案所述的泵送装置泵送的润滑油润滑。
附图说明
现在将参照附图描述本发明的实施例，在附图中：
图1是根据本发明的泵送装置的一部分的分解立体图，其中不包括第一壳体部件；
图2是示出装配有第一壳体部件的图1的装置沿图8的A-A线的剖视图；
图3是沿图2的F-F线的剖视图；
图4是沿图2的C-C线的剖视图；
图5是沿图2的D-D线的剖视图；
图6是沿图2的E-E线的剖视图；
图7是沿图2的G-G线的剖视图；
图8是图2的装置的主视图，其中第一壳体部件被移除；
图9是包含有前述图中的泵送装置的工作机的示意图。
具体实施方式
参考附图，泵送装置10包括壳体11，该壳体11安装在例如车辆或机器的发动机室内，壳体11包括第一部件12，该第一部件12设有：入口连接件12a，其连接到诸如发动机E的油槽S(参阅图9)之类的流体源；以及出口连接件12b，其连接到需要润滑油的发动机E的油道(gallery)G。
壳体11包括：第二部件14，该第二部件14内旋转地容置泵送构件16和反作用构件(reaction member)18，泵送构件16容置在反作用构件18的开口18a内。
反作用构件18受到壳体11的限制以围绕第一旋转轴线A旋转，而泵送构件16相对偏心地安装以围绕第二旋转轴线B旋转，该第二旋转轴线B相对于旋转轴线A偏移，但基本上平行于旋转轴线A。在该示例中，泵送构件16被由原动机带动的齿轮20(例如由发动机E的驱动轴带动的输出齿轮)驱动，在此具有一支撑件22，其承载泵送构件16，并为驱动的目的而穿过设置在第二壳体部件14的底座15中的开口14a连接到齿轮20。
泵送构件16包括多个小叶片状轮齿(lobular gear teeth)，在该示例中为六个齿24，在各齿之间设有凹部25。反作用构件18的开口18a包括七个对应的小叶片状轮齿27，每一个轮齿27可在至少相对于泵送构件16的某些旋转位置上容置在泵送构件16的一对轮齿24之间的凹部25内。在该示例中示出了泵送构件16和反作用构件18位于一个相对位置，以附图标记24a标示的泵送构件16的齿完全容置在反作用构件18的一对轮齿27a、27b之间的凹部内。随着泵送构件16和反作用构件18沿如附图所示的逆时针方向进一步相对旋转，由于各自的旋转轴线B、A的偏移，泵送构件16的轮齿24a将脱离反作用构件18的齿27a、27b之间的凹部，从而当泵送构件16旋转180°时，由于反作用构件18不会旋转同样的角度，因此齿24a将旋转到图中所示的位置24b，该位置24b靠近反作用构件18的、以附图标记27标示的齿。
可以理解的是，通过驱动泵送构件16，由于泵送构件16的轮齿24a在泵送构件16的旋转轴线A最接近第二壳体部件14的内壁14b处始终被反作用构件18的齿27之间的凹部完全容置，使得反作用构件18在泵送构件16的作用下沿着与泵送构件16相同的旋转方向驱动，但由于具有额外的齿27，使得反作用构件18的转速不同于泵送构件16的转速。
因此，图示及所描述的泵送装置10为嵌套的内摆线型(nestedhypocycloid)的摆线泵送装置，其中泵送构件16是内嵌的啮合元件，而反作用构件18为外嵌的啮合元件。
此外，由于泵送构件16和反作用构件18围绕其各自的旋转轴线A、B相对旋转，因此在以附图标记D标示的线的一侧的位置处，将在泵送构件16和反作用构件18之间提供随着泵送构件16和反作用构件18的相对旋转而增大的第一空间31，同时在分界线D的另一侧的位置处将提供随着泵送构件16和反作用构件18的相对旋转而减小的第二空间33。
如下文将要说明的，第一空间31内的流体压力较低，而第二空间33内的流体压力较高。
各第一空间31与连接流体源S的入口连接件12a连通，从而入口连接件12a为泵送装置10的流体入口。第二空间33与连接发动机油道G或其他需要供给例如用于润滑的流体的设备的出口连接件12b连通，从而该连接件12b为泵送装置10的出口。
可以理解的是，随着泵送构件16和反作用构件18如上所述相对旋转，流体将由于第一空间31容积的增大而被抽入或流入泵送装置的低压区，即第一空间31，并且由于第二空间33的容积减小，流体从第二空间33排出。
第一壳体部件12和第二壳体部件14设有：低压区入口端35，其延伸到泵送构件16的任一侧，并连接到入口连接件12a，该入口连接件12a连接至流体源S及入口空间31；以及高压区出口端36，其延伸到泵送构件的任一侧，并连接到出口连接件12b。
根据本发明，在出口端高压区36内的流体压力增加至高于临界值时，利用一通道使高压流体穿过支撑件22流向入口端35的低压区，以释放过多的压力，下面将描述支撑件22。
支撑件22包括中空的轴41，该轴41延伸穿过泵送构件16并固定至泵送构件16，且延伸穿过第二壳体部件14的底座中的开口14a并固定至齿轮20。
轴41包括多个周向间隔开的孔44，这些孔44靠近设置在泵送构件16的、向内面对第二壳体部件14的表面46中的环形凹部45。泵送构件16的周向凹部45一方面与低压区35连通，另一方面与高压区36连通。
第二壳体部件14包括容置在环形凹部45内的多个形成件(formations)，用以防止流体没有穿过支撑件22而从高压区36流向低压区35。这些形成件包括：第一桥接部件61(最好见图6)，其在一个圆周位置上容置在环形凹部45内并封闭该环形凹部45；以及第二桥接部件62，其在第二圆周位置上容置在环形凹部45内并封闭该环形凹部。在桥接件61、62之间，环形凹部45一方面与低压区35连通，另一方面与高压区36连通。
然而，在临界压力以下，经由支撑件22中的孔44流入轴41的空腔内的流体被轴41的空腔内部轴向可滑动的活塞43阻碍。活塞43具有封闭端42和内部空腔47，并且在活塞43的空腔47内设有压缩弹簧50，该弹簧50在轴41的封闭端41a和活塞43的封闭端42之间起作用，以将活塞43从轴41的空腔向外推动。虽然根据需要活塞43可选择地支承在第一壳体部件12的支承部件上，但也可通过弹性挡圈47a防止活塞43被完全推出轴41之外。
从图2中可见，高压区出口端36包括通道36a，该通道36a延伸到第一壳体部件12的、靠近活塞43的封闭端42的位置处。因此，高压出口区36的流体对活塞43的封闭端42施加压力，以抵抗弹簧50的力而朝向轴41的空腔向内推动活塞43。
活塞43包括通向活塞43的内部空腔47的周向间隔开的多个孔52，理想地，这些孔52的数目和尺寸与轴41的孔44相对应。如果将活塞43充分地向轴41的空腔内部推动，则活塞43的孔52和轴41的孔44将由此对准，从而将提供从与高压区36连通的桥接件61、62之间的环形凹部45穿过支撑件22到与低压区35连通的桥接件61、62之间的环形凹部45的流体的流动通道，以便能够将高压流体从高压区36释放到低压区35。
可以理解的是，将会具有这样的调节(metering)作用：在孔44、52开始对准时，仅允许少量流体流过支撑件22，但随着出口压力的增大，孔44、52将更加充分地对准，从而允许从高压区36流向低压区35的流体量达到最大。
由于具有上述用于使流体从高压区36穿过支撑件22流向低压区35的流动通道，因此可提供同等泵送速率的、非常紧凑的泵送装置10。
在不脱离本发明的范围的情况下可作出多种修改。
所示出的泵送装置10的构造仅仅是示例性的。在该示例中，第一壳体部件12封闭第二壳体部件14，并以支管(manifold)的方式为低压区入口端35和高压区出口端36提供多个形成件，以及分别连接到流体源S和待润滑的发动机油道G的连接件12a和12b。在另一示例中，泵送构件10可以不同的方式构造，使其包括泵送构件16和反作用构件18，并设置入口端35和出口端36。
在该示例中，泵送构件具有六个轮齿24，而反作用构件18具有七个轮齿27，尽管对于所述嵌套的内摆线型泵送装置10而言，反作用构件18的齿需要至少比泵送构件的齿24多一个，但在另一种构造中可设置不同数目的轮齿24、27。
虽然已针对嵌套的内摆线型的摆线式泵送装置10描述了本发明，但本发明可应用于其他的摆线式泵送装置，或者实际上可应用于如下所述的任意泵送装置：其包括在壳体11内与反作用构件18一起旋转或不与反作用构件18一起旋转的泵送构件16以在低压区和高压区之间执行泵送。例如，本发明可应用于齿轮泵，这种齿轮泵包括一对啮合齿轮元件，从高压区到低压区的流体流动通道穿过至少一个啮合齿轮的支撑件。
然而在各种情况下，至少当出口压力超过临界压力时，提供从高压区穿过支撑件22到低压区的流体流动通道，该支撑件22承载该泵送构件16或一泵送构件16。
已针对用于将润滑油泵送到发动机E的流体泵送装置描述了本发明，且在图9中所见的发动机E仅以示例方式示出为用于工作机W的发动机，该工作机W包括本体Y，该本体Y包括发动机E的机舱和驾驶室C，该本体Y以围绕垂直轴线R旋转的方式安装在地面行走结构L上，在该示例中，地面行走结构L包括由多个轮X驱动的连续履带(track)T。在图9的示例中，工作机W具有包括构造为用于挖掘的工作器具的工作臂P。然而，本发明可根据需要应用于各种工作机和包括机动车辆的其他车辆，以用于泵送润滑油。然而，本发明可用作泵送除润滑油之外的其他流体的泵送装置。
上述在说明书或所附的权利要求书或附图中公开的特征在适当的情况下可单独地或相互结合地用来以多种形式实现本发明，所述特征以其特定的形式、或以用于实现在此所披露的功能装置、或以用于获得在此所披露的结果方法或步骤来进行表述。

Claims (11)

1.一种泵送装置(10)，包括：泵送壳体(11)；泵送构件(16)，其能在该泵送壳体(11)内旋转以泵送流体，该泵送构件(16)设置在一支撑件(22)上，该支撑件在使用中被驱动，该支撑件(22)包括中空的轴(41)，该壳体(11)包括与入口(12a)连通的低压区(35)以及与出口(12b)连通的高压区(36)；一通道，其用于在该高压区(36)内的流体压力超过临界值时使流体从该高压区(36)穿过该支撑件(22)流到该低压区(35)；
还包括活塞(43)，该活塞(43)在该轴(41)的空腔内部轴向可滑动，该活塞(43)具有一封闭端(42)和一内部空腔(47)，在该内部空腔(47)中设置一弹性装置(50)，该弹性装置(50)在该轴(41)的封闭端(41a)和该活塞(43)的封闭端(42)之间起作用，以将该活塞(43)从该轴(41)的空腔向外推动，其中，该高压区(36)的流体对该活塞(43)的封闭端(42)施加压力，以抵抗该弹性装置(50)的力而朝向该轴(41)的空腔向内推动该活塞(43)，从而提供在该高压区(36)与该低压区(35)之间穿过该支撑件(22)的上述通道。
2.如权利要求1所述的泵送装置，其特征在于，该泵送装置(10)在该壳体(11)内除了包括该泵送构件(16)之外还包括反作用构件(18)，该反作用构件(18)内容置该泵送构件(16)，并且该泵送构件(16)和该反作用构件(18)能在该壳体(11)内相对旋转，以在该泵送构件(16)和该反作用构件(18)之间产生多个空间(31、33)。
3.如权利要求2所述的泵送装置，该泵送装置(10)为摆线式泵送装置，并且其中在相对于该壳体(11)的、靠近该低压流体区的入口(12a)的一个旋转位置处，随着该泵送构件(16)和该反作用构件(18)的相对旋转，所述空间(31)的容积增大，从而将流体抽入所述空间(31)，且在相对于该壳体(11)的、靠近该高压流体区(36)的另一个位置处，随着该泵送构件(16)和该反作用构件(18)的相对旋转，所述空间(33)的容积减小，从而将流体从所述空间(33)排向该出口(12b)。
4.如权利要求3所述的泵送装置，其特征在于，该泵送装置包括嵌套的内摆线型的内齿轮元件和外齿轮元件，该内齿轮元件和该外齿轮元件分别为该泵送构件(16)和该反作用构件(18)，并且该泵送构件(16)包括多个轮齿(24)，所述轮齿(24)与该反作用构件(18)的多个轮齿配合，以提供在该泵送构件(16)和该反作用构件(18)相对旋转时容积增大的多个空间(31)和容积减小的多个空间(33)，流体从该低压区(35)抽入该容积增大的多个空间(31)，且流体从该容积减小的多个空间(33)排入该高压区(36)，该反作用构件(18)的轮齿(27)的数目与该泵送构件(16)的轮齿的数目不同，该泵送构件(16)和该反作用构件(18)安装在该壳体(11)内，以分别围绕间隔开的、平行的旋转轴线(A、B)旋转。
5.如权利要求4所述的泵送装置，其特征在于，该泵送构件(16)被驱动，从而该反作用构件(18)通过旋转该泵送构件(16)而在该壳体(11)内旋转，但由于该反作用构件的轮齿(27)的数目更大，使得该反作用构件(18)的转速不同于该泵送构件(16)的转速。
6.如上述任一项权利要求所述的泵送装置，其特征在于，该泵送构件(16)在该轴(41)上被驱动，该轴(41)固定到该泵送构件(16)及一驱动构件。
7.如权利要求6所述的泵送装置，其特征在于，该轴(41)包括多个孔(44)，所述孔(44)在该轴(41)的外部与该高压区(36)和该低压区(35)连通。
8.如权利要求7所述的泵送装置，其特征在于，该活塞具有多个孔(52)，该活塞(43)的所述多个孔(52)能在该高压区(36)处的流体压力超过临界值时与该轴(41)的孔(44)连通，并且该壳体(11)设有一通道(36a)，该通道(36a)用于使流体从该高压区(36)向该活塞(43)施加压力，以将该活塞(43)移动到该轴(41)的空腔内使该活塞的孔(52)与该轴的孔(44)对准的位置处，这种运动受到在该轴(41)和该活塞(43)之间起作用的所述弹性装置(50)的阻碍。
9.如权利要求7或8所述的泵送装置，其中，该泵送构件(16)的端面中包括环形凹部(45)，该环形凹部(45)环绕该轴(41)，并且该环形凹部(45)在一个圆周位置与该低压区(35)及该轴(41)的孔(44)连通，且该凹部(45)在第二圆周位置与该高压区(36)及该轴(41)的孔(44)连通，并且当该轴(41)的孔(44)与该活塞(43)对准时，流体能通过该支撑件(22)流到该低压区(35)，并且该壳体(11)包括第一桥接部件(61)和第二桥接部件(62)，所述第一桥接部件(61)和第二桥接部件(62)容置在该环形凹部(45)内基本上径向相对的位置处，以防止流体从该高压区(36)经由该凹部(45)而不经过该支撑件(22)流到该低压区(35)。
10.如权利要求1所述的泵送装置，其特征在于，该泵送装置(10)的壳体(11)包括：第一部件(12)，其设有从该低压区(35)到流体源(S)的多个入口连接件、以及从该高压区(36)到传输连接件的出口连接件(12b)；以及第二部件(14)，其至少基本上容置设置在此处的该泵送构件(16)和该反作用构件(18)。
11.一种工作机(W)，包括：地面行走结构(L)，该工作机(W)能利用该地面行走结构(L)在地面上移动；工作臂(P)，其包括用于执行作业操作的工作器具；发动机(E)，其用于提供至少用于驱动该工作机(W)的动力，并且其中该发动机(E)由利用根据上述任一项权利要求所述的泵送装置(10)泵送的润滑油润滑。
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