CN101743403A - 具有偏置阀轴线的隔膜泵位置控制 - Google Patents

Abstract

一种隔膜泵，包括沿第一轴线可在第一和第二位置之间移动的隔膜(33)；位于隔膜一侧的泵吸室(24)，该泵吸室用于承载被泵吸的流体；隔膜另一侧的传送室(20)，该传送室充有液压流体；第一和第二单向阀；通过第一和第二阀与传送室流体连通的流体储存器；和定位在传送室内控制通过第一和第二阀的流体流动的阀滑柱(42)，阀滑柱可沿不同于第一轴线的第二轴线移动在相对于第一和第二阀的开口的多个位置之间。

Description

具有偏置阀轴线的隔膜泵位置控制

本申请作为PCT国际专利申请于2008年5月1日提出，对于除美国之外的所有国家的申请人为美国国营(national)公司Wanner工程公司，仅对美国的申请人为美国公民Richard D.HEMBREE，并要求2007年5月2日提交的美国实用专利申请No.11/743,505的优先权。

技术领域

本发明总体涉及流体泵，更具体地涉及液压驱动隔膜泵。

背景技术

液压驱动隔膜泵可分成至少两组。第一组包括液压活塞或柱塞采用与隔膜行程不同的行程的泵。这些泵称为异步泵。异步泵通常用于大隔膜泵中的计量，在大隔膜泵中希望具有仅偏移少量(“短行程”)的大直径隔膜。短行程隔膜一般由行程更长的液压柱塞或活塞驱动。活塞的长行程使得利用小直径的活塞成为可能，这导致须在其整个行程移动活塞的曲轴和曲轴箱上的载荷更小。

第二组包括隔膜中心与液压活塞移动相同距离的泵。这些泵称为同步泵。同步泵内的隔膜位置由活塞内的阀控制并维持活塞和隔膜中心之间距离恒定。

用于同步泵中隔膜位置控制的示例阀系统在US3,884,598(Wanner)中公开，该专利文件以引用的方式并入于此。Wanner公开了一种系统，该系统检测隔膜相对于活塞的位置，然后起到保持隔膜位置恒定的作用。Wanner系统对于必须高速运转或者泵吸磨损材料的泵是有用的，因为系统允许采用不需在行程末端接触到止动表面的弹性体隔膜。但是，如果活塞的移动超过隔膜的移动距离，该系统将不能够恰当地保持隔膜后面的液压流体的数量以便泵恰当地运转。

一些示例异步泵在US5,246,351(Horn)、US5,667,368(Augustyn)和US4,883,412(Malizard)中说明。所有这些示例泵采用类似方法控制隔膜位置。这些泵中的每一个随时调整每个行程顶部或底部处的油量。当隔膜向前移动太远并达到移动极限时检出过满状态。这引起比液压流体的正常压力更高的压力，这使得阀即时打开并释放一些多余的流体。该多余的压力产生于隔膜达到止动位置或者简单地是需要更高的压力以进一步移动隔膜的偏移端点处时。该压力没有传送到泵吸流体，并因此跨隔膜产生了不平衡压降。该处理由过满产生的压力的方法需要隔膜包括适合于处理该不平衡压力而隔膜不失效的材料和结构。隔膜材料和设计上的这一限制导致采用非常大的直径、低偏移的隔膜，从而大大地增加了泵的尺寸和成本。

已知的异步液压传动泵至少由于上述原因不允许采用相对较小且能够经受大偏移的高度挠性的弹性体隔膜。因此，这些类型隔膜的使用限于同步泵。同步泵中的活塞行程必须相对较短，因为其受限于隔膜行程。这使得曲轴和曲轴箱承受更大直径活塞的更大载荷，使得泵的驱动侧更加昂贵。

另一个示例液压传动泵在US3,769,879(Lofquist)中公开。Lofquist公开了随隔膜的每个行程移动以在活塞行程末端处暂时打开隔膜之后的液压室(比如传送室)和流体储存器之间端口的滑柱。该端口和移动的滑柱仅允许流体的小脉冲穿过每个行程以便补偿过满或未满状态。

Lofquist在极端未满或过满状态下(比如由泵吸流体的极低或极高泵进口压力引起的状态)具有一些显著的缺点。在极端过满状态下，伴随每个行程的流体的小脉冲不足以即时补偿过满，这会引起隔膜的应力直到产生足够行程以补偿过满状态。Lofquist的另一个缺点涉及隔膜偏置的方向。在极端条件下(比如由泵入口阻塞引起的泵吸流体较低的入口和出口压力)，Lofquist系统趋于将油加入到传送室而不向隔膜施加任何偏置，否则将排出过满的油。因此，不能解决过满问题，且隔膜将失效。

有改进隔膜泵的隔膜位置控制的需要。

发明内容

本发明的一个方面涉及一种隔膜泵，包括活塞、隔膜、泵吸室和传送室、第一和第二阀、流体储存器和阀滑柱。活塞适用于在第一位置和第二位置之间往复运动。隔膜可在与第一和第二活塞位置相关的第一和第二位置之间移动。传送室定位在隔膜的一侧，并由隔膜和活塞的相对位置部分地限定。传送室充有液压流体。泵吸室定位在隔膜的与传送室相对的侧。流体储存器通过第一和第二阀与传送室流体连通。阀滑柱定位在传送室内并布置成，当阀滑柱位于第一位置时盖住第一和第二阀的进口，当阀滑柱位于第二位置时盖住第一阀的打开并打开第二阀的开口，并当阀滑柱位于第三位置时打开第一阀的开口并关闭第二阀的开口。一般地，滑柱保持第一位置，直到在传送室内产生引起滑柱移动到第二位置的过满状态或直到在传送室内产生引起滑柱移动到第三位置的未满状态。泵还包括附装到隔膜的移动部分上的致动元件，该致动元件接合滑柱以在第一、第二和第三位置之间移动滑柱。致动元件允许将滑柱放置在与用于提供隔膜偏置压力的杆和弹簧不同的轴线上。滑柱可定位在独立于隔膜、隔膜杆和弹簧以及泵的主活塞的轴线上。

操作这种隔膜泵以控制泵内液压的相关方法也是本发明的重要方面。

上述概述并非意在描述在此公开的有创造性方面的每个公开的实施方式或每个实现形式。后面详细说明中的附图更具体地说明了作为如何实施某些有创造性方面的例子的特征。虽然示出并说明某些实施方式，但可以理解发明不局限于这些实施方式。

附图说明

图1是根据本发明原理的一个示例泵的侧剖视图，且泵活塞位于正常充满状态中的下止点(BDC)位置。

图2是图1所示示例泵的侧剖视图，且泵活塞位于正常充满状态中的上止点(TDC)位置。

图2A是图2所示阀位置的局部放大图。

图3是图1所示示例泵的侧剖视图，泵活塞位于未满状态下的下止点(BDC)位置。

图3A是图3所示阀的局部放大图。

图4是图2所示示例泵的侧剖视图，泵活塞位于过满状态中的上止点(TDC)位置。

图4A是图4所示阀的局部放大图。

图5是所示为BDC未满状态的可选择杠杆式致动器臂的示例的剖面。

图5A是图5所示阀的放大图。

图6是图5所示阀处于TDC正常充满状态的视图。

图6A是图6所示阀的放大图。

具体实施方式

参照附图对各个实施方式作详细说明，其中同样附图标记在全部几个视图中代表同样的部分和组件。各个实施方式的说明并不限制所附权利要求的范围。另外，本说明书中所列任何例子并非意在限制，而仅在于阐述附加权利要求的很多可能实施方式中的一些。

以下论述旨在提供实施本发明的适当环境的简要、一般说明。尽管不被要求，但本发明将在隔膜泵的一般背景下加以说明。以下说明一些示例隔膜位置控制装置和系统的结构、创造和使用及其相关使用方法。

本发明总体涉及流体泵，比如液压驱动隔膜泵。本发明的原理同样适用于异步和同步泵。在异步泵中，具有对应于隔膜的行程的液压活塞的不同的行程。隔膜一般地直径相对较大并设置成相对小量的偏移。这种短行程隔膜由行程大得多的液压柱塞或活塞驱动。液压柱塞或活塞的行程越长，所需活塞的直径越小，这向泵的曲轴和曲轴箱上施加较小的载荷。

同步泵设置成隔膜的中心移动与液压活塞移动相同的距离。在这种泵中，由于采用了相对较小直径的活塞为了最小化施加到曲轴箱和曲轴上的载荷，隔膜必须偏移对应于活塞行程的大距离。如果隔膜不偏移到以使相对较小直径的活塞安全所需的范围，则活塞直径必须扩大，因此在曲轴和曲轴箱上产生更大的载荷。本发明可用于异步或同步泵中任一个以协助控制隔膜的位置，确保隔膜不会超出预定距离延伸或缩回，否则会导致隔膜失效。

很多已知隔膜位置控制系统基于与被泵吸流体相对的隔膜的一侧上的传送室内的液压状态起作用。这种基于压力的系统一般利用响应于一定压力水平打开或关闭的调剂阀。调剂阀一般定位在液压室和液压流体的储存器之间。在设计用于调剂过压的系统中，当超过最高压力时，调剂阀即时打开已将一部分液压流体释放到储存器。在设计用于调剂欠压的系统中，当压力下降到最小压力以下时，单独的调剂阀即时打开以将一部分液压流体从储存器吸入液压室内。

一般在这种系统处于隔膜达到止动位置的点处产生过压，该止动位置比如是需要高压来进一步偏移隔膜的偏移的末端。为了应对过压状态，隔膜必须由能在高、低压力的重复循环之后抵抗失效的相对强韧、非柔性的材料制成。增加直径并减少隔膜必须进行的偏移量也能够应对高压状态，但也大大地增加了泵的尺寸和成本。

另一个与基于压力的系统有关的问题是空化作用。传送室内的过压一般不传递到泵吸流体，因此引起跨隔膜的不平衡压力状态(即，压降)。该压降在导致液压流体内空化作用的活塞行程的某些部分期间可引起真空状态。空化作用可导致暴露于液压流体的部件磨损(比如点蚀)增加。

本发明基于液压室内的容积而不是压力起作用。根据液压室内的未满或过满容积状态，可移动阀滑柱在液压室内的盖住或露出止回(check)阀开口的位置之间转换，止回阀定位在液压储存器和液压室之间。是流体本身而非流体产生的压力状态移动着阀滑柱。未满和过满容积状态一般最佳评价在活塞行程的顶部或底部。本发明设置成阀滑柱仅在活塞行程的顶部或底部移动以补偿未满或过满状态。

申请人的一同待定的已公开美国专利申请No.2006/0239840描述了一种控制隔膜在液压驱动隔膜泵内的位置以使隔膜在移动安全范围内运行的系统，该申请以引用的方式并入于此。那个系统利用当冲油的传送室过满或未满时被移动的阀滑柱。当传送室充油过满时，活塞在活塞行程的顶部时隔膜向前运动得太远。该过满位置移动阀滑柱，打开端口允许油通过第一单向阀离开传送室。当传送室未满时，隔膜向后运动太远，从而移动阀滑柱以使阀滑柱露出允许油通过第二单向阀进入传送室的端口。

公开文献2006/0239840示出阀滑柱沿与附装于隔膜中心的杆同轴线的隔膜的轴线定位。该隔膜杆一般用于克服偏置弹簧的作用力，该偏置弹簧向传送室内的油上施加比向隔膜的另一侧泵吸的流体上稍大的压力。所述杆还具有当存在过满或未满状态时与滑柱接触的特征部，从而如上所述的移动阀。同轴线滑柱必须设计成能与杆上的特征部接触，同时顾及存在于隔膜杆的内部或外部的同轴线弹簧。公开文献2006/0239840中公开的隔膜泵的整体结构和构造趋于比较复杂、难以装配，并可导致滑柱及其他部件不理想的尺寸。

本发明提供比用于，比如公开文献2006/0239840的控制阀系统简单的部件和结构。在这种部件上是附装于隔膜的移动部分上的致动元件。致动元件接合阀滑柱以控制过满和未满状态期间在传送室和油存储器之间的油流。致动元件允许阀滑柱定位在不同于用于提供隔膜偏置压力的弹簧和隔膜杆的轴线的轴线上。将阀滑柱定位在单独的轴线上可以几种方式简化隔膜泵。比如，仅需要隔膜杆和偏置压力弹簧提供施加压力偏置的有限作用。一般地，这意味着弹簧的尺寸可做的更小和弹簧配合进入的孔更小(在把弹簧定位于隔膜杆的内部的情况下)。另外，滑柱部件不需要阀滑柱的孔所需要的高平滑度的抛光。

在单独的轴线上提供阀滑柱的另一个优点是阀滑柱现在可具有更小得多的直径。由于滑柱不再需要具有沿其轴线的孔以容纳隔膜偏置弹簧，因此滑柱的直径可以更小得多，容纳滑柱的相应的孔也可以更小得多。用于隔膜偏置弹簧和滑柱的较小的孔使得泵壳内更小的区域暴露于传送室内产生的高压下，这一般引起泵的较低应力。较小的孔还引起传送室内所需油的体积缩小，这会引起系统的较低的体积模量和高的容积效率。

在单独的轴线上提供阀滑柱的另一个优点是阀滑柱不再需要柱形形状。阀滑柱可包括平面结构，比如陶瓷圆盘部件或其它结构。平面结构可提供产生相对低的间隙密封分界面，有些情况下还降低设计成本。

附图1-4A的示例隔膜泵

参照附图1-4A，示出并说明展示本发明原理的示例异步隔膜泵10。图1示出位于正常充满状态中的下止点(BDC)的泵活塞。图2示出位于正常充满状态的上止点(TDC)的活塞。图3示出位于未满状态的BDC的活塞。图4示出位于过满状态中的上止点(TDC)的活塞。

泵10包括曲轴箱12、活塞外壳14和歧管16。活塞外壳14限定储存器18、传送室或液压室20和柱塞室22。歧管16限定泵吸室24并包括入口和出口阀72、74。

曲轴26、连杆28和滑块30定位在曲轴箱12内。滑块30连接到定位在柱塞室22内的柱塞32上。传送室和柱塞室20、22彼此流体连通以使吸入或强制排出柱塞室22的流体分别将隔膜吸入回缩位置或迫使隔膜进入伸展位置，如附图1和2所示。

隔膜杆34延伸穿过传送室20。弹簧36与杆34同轴线定位以沿向后方向向隔膜施加偏置力，协助保持传送室20内比泵吸室24内更高的压力状态。保持传送室20内的较高压力状态能提高泵10在吸入口状态下的性能。

滑柱孔54限定在靠近隔膜杆34的活塞外壳14内。滑柱孔的尺寸可容纳阀滑柱42。滑柱凹座52的尺寸设置成使得阀滑柱42沿平行于隔膜杆34的运动方向是可移动的。阀滑柱42可在提供到未满阀44的开口56的通道并覆盖过满阀46的开口64的第一位置(见图3、3A的未满定位)、基本上覆盖开口56、64的第二位置(见图2、2A的稳态方位)和覆盖开口56并提供到开口64的通道的第三位置(见图4、4A的过满方位)之间移动。附图2A、3A和4A的放大图更清晰地示出稳态状态、未满状态和过满状态中每一个的开口56、64的打开或关闭状态。

隔膜泵10包括与开口56相联的未满阀44和与开口64相联的过满阀46。未满阀44包括靠近液压室18定位的另一个开口57。未满阀44还包括基座58、弹簧60和柱塞62。弹簧60使柱塞62偏置抵靠基座58，直到滑柱42移动到露出开口56。当露出开口56时，流体通过未满阀44吸入传送室20。过满阀46包括基座66、球状物68和弹簧70。弹簧70使球状物68偏置抵靠基座66，直到滑柱42移动到露出开口64。当露出开口64时，流体通过过满阀46强制流出传送室20。未满阀和过满阀44、46是允许单向流体流动的止回阀。

阀滑柱42提供在传送室20内的未满、过满和稳态状态期间控制传送室20和储存器18之间流体流动的重要功能。阀滑柱42根据隔膜33的位置移动。阀臂43的一端安装到隔膜33上，阀臂43的相对端定位在阀滑柱42的滑柱凹座52内。滑柱凹座52的长度大于稳态工作状态期间隔膜33的移动量。滑柱凹座52提供“驻留区域”，其中阀臂43能在不移动阀滑柱42时自由移动，直到传送室20内出现过满或未满状态。

在泵10的正常高压操作中，少量油通过柱塞活塞32和柱塞活塞32在其中移动的孔31之间的间隙从柱塞室22流入储存器18。油的这一损失由在泵10的吸入冲程期间通过未满阀44吸入传送室20的油补充。在该正常操作状态中，定位滑柱42露出未满开口56的一部分，如图1、2、2A所示。当隔膜33位于其下止点(BDC)位置且附装阀臂43向后移动滑柱42直到有足够大的开口56露出，以使通过开口56进入传送室18的流量等于通过柱塞活塞32和孔31之间的间隙流出的流量，从而达到上述正常平衡位置。当隔膜33随着流出传送室20的流体的损失逐渐向后移动时，该平衡过程通过泵10的几个冲程出现。流出传送室20的流体的数量和通过阀44进入传送室的流体的数量一旦达到均衡，滑柱42就保持稳态，直到泵吸状态中某些变化的出现改变了流体损失的速率。

滑柱42向图3、3A、4、4A所示其它位置的运动取决于泵10的泵吸状态。泵10启动时出现第一普通状态。当泵10被停止时，由于由弹簧36施加于隔膜33的压力或来自泵10内的残余压力，流体通过柱塞活塞32和孔31之间的间隙从传送室漏出。当泵10再启动时，传送室20内存在太少流体，这使得当柱塞活塞32处于BDC(例如，参见图3、3A)时隔膜33在传送室20内向后行进过远。该状态为上面提到的未满状态。当存在未满状态时，随着隔膜33移动的阀臂21移动滑柱42以使滑柱42完全盖住过满开口64并露出未满开口56(参见图3、3A)。滑柱42位于该位置时，在泵10的吸入冲程期间，流体从储存器18通过未满阀44吸入传送室20。当传送室20随着泵的每个相继的冲程变得较不未满时，阀臂43向前接合阀滑柱42以最终达到参照图1、2、2A所述的稳态平衡位置。

当存在引起低压入口状态和出口压力损失的泵10入口管线限制时出现第二普通状态。低压入口状态允许隔膜33在柱塞位于上止点(TDC)时比正常状态行进得更往前。该状态被称作过满状态并参照图4、4A中示出。当存在过满状态时，阀臂43向前推动滑柱42以使滑柱42完全盖住未满开口56并露出过满开口64。然后多余的流体从传送室20通过过满开口56和过满阀46流出到储存器18内。

如上所述，滑柱寻找平衡位置以匹配流出和进入传送室20的流体的流动。滑柱42保持位置不变，直到泵吸状态变化使得阀臂43移动滑柱42。为了防止滑柱42由于自身振动或重力而移动，泵10应包括阻止滑柱42运动直到被阀臂43接合的装置。具有球状物92和弹簧94的滑柱保持器90定位在滑柱42内的滑柱保持器凹座96中。滑柱保持器90产生抵靠滑柱孔的摩擦力，因此滑柱42不能自己移动。

现在参照附图1、2、2A再次进一步说明获得特定泵吸状态的均衡稳态点。在均衡稳态状态期间，滑柱42不会移动直到泵状态改变。流体流入和流出传送室20的这种微调来自隔膜TDC或BDC位置中的细小变化。这些变化与每个冲程从传送室的漏失率除以柱塞位移成正比。例如，在具有大约200立方厘米(cc)汽缸排量的非密封泵上，在全压运转时从传送室的漏失率为大约每个冲程1cc。当阀盖住过满和未满开口56、64以使离开传送室20的仅有流体来自柱塞活塞32周围的泄漏时，那么隔膜冲程位置移动隔膜冲程的大约1/200。在200cc排量的例子中，隔膜33行进大约1.5英寸，因此每个冲程BDC减小大约0.0075英寸。隔膜的冲程位置将按每个冲程向后移动0.0075英寸，直到滑柱42开始露出未满开口56。一旦未满开口56稍微打开，少量流体在每个吸入冲程进入传送室20。那进入的油要从通过柱塞活塞32离开传送室42的流体的速率中减掉，因此每个冲程的净损失在下一个冲程中变小。

在一个例子中，如果滑柱42通过与阀臂43接合在滑柱42的第一运动时打开0.007英寸，则在吸入冲程时进入传送室20的流体为0.5cc，现在离开传送室20的净流量仅为0.5cc。下一个冲程将仅移动滑柱42先前移动量的一半，并每个冲程继续做更小调整。实际上，该调整过程需要泵10几个冲程以及不到几秒的时间，取决于泵运转设置。当泵吸状态引起过满状态时出现相同的过程。当限制泵10的入口并且泵10的出口上为低压时出现过满状态。在这些状态下，传送室20的流体体积将随着每个冲程再通过少量(例如，每个冲程1cc)缓慢增大。现在出现逐渐打开过满开口64的类似过程，直到从柱塞活塞间隙进入传送室20的流体的量等于通过过满阀46排出传送室20的量。

图1还示出排气阀98，该排气阀98设计成能允许空气从传送室20排出(例如，在泵启动期间)，但防止正常运转期间的明显的液体(例如，液压流体或油)渗漏。刮油密封件99定位在柱塞32上以容纳储存器18中的液压油。该密封不设置成保持传送室20的高压。通过柱塞32和孔31之间的紧配合保持传送室20的高压。流过柱塞32和孔31之间高压间隙的流体保持与储存器18相同的压力，刮油密封件99协助保持储存器18内的流体以使该流体与曲轴箱12内的油分开。

附图5-6A的示例隔膜泵

现在参考附图5-6A，示出并说明体现本发明原理的另一个示例泵100。泵100包括参照附图1-4A如上所述的许多相同特征。泵100包括利用杆80操作的不同阀滑柱142。阀滑柱142定位在偏离隔膜杆34的滑柱孔154内。阀滑柱142可沿平行于隔膜杆34和隔膜33的运动方向的方向移动。杆80将隔膜杆34与阀滑柱142操作地联接。杆80包括支轴81与第一和第二连接件83、84。杆80关于支轴81枢转。第一连接件83联接到隔膜杆34。第二连接件84联接到阀滑柱42。第一连接件83提供杆80在隔膜杆34上的滑动接合。一对第一和第二止动器85、86沿隔膜杆34定位以控制杆80沿隔膜杆34的行程。

限定在止动器85、86之间的空间限定允许阀滑柱42在泵10的稳态运转期间保持稳定直到传送室20内出现过满或未满状态的“驻留区域”。在未满状态，允许隔膜33在传送室20进一步地向后移动，使得止动器86围绕支轴81旋转杆80以向前移动阀滑柱42露出未满开口56。在过满状态，隔膜33比稳态状态进一步地向前移动，使得止动器85围绕支轴81旋转杆80以向后移动阀滑柱42露出过满开口64。

参照附图1-6A示出的阀滑柱布置的很多变化都是可能的。在一个示例中，阀滑柱和相关的过满及未满阀能组合在一起作为预装配产品，作为单件安装在泵内。在另一个示例中，阀滑柱可布置成使其沿相对于隔膜杆和隔膜运动方向垂直的方向(或任意非平行方向)移动。另外，阀滑柱可定位在横向的侧面上或定位在与附图1-6A所示的阀滑柱位于隔膜杆垂直下方的定位相反的隔膜杆垂直上方。

另外的考虑

只要隔膜后面的传送室内存在正确数量的液压油，参照上述示例说明的阀滑柱可保持静态位置。无论隔膜冲程期间在其完全伸展和完全回缩位置之间的位置，阀滑柱可保持该静态。当在静态下时，阀滑柱盖住定位在传送室和流体储存器之间止回阀的开口。因此，一般只有当出现过满或未满状态时阀才被操作以使阀滑柱移动露出一个或另一个止回阀的开口。调剂阀的有限操作比基于压力的系统具有一些优势，在基于压力的系统中在每个活塞行程的顶部或底部致动调剂阀。对阀的操作越多，阀越容易爱到磨损敏感。

在此说明的示例泵的另一个优点涉及校正泵中的过满和未满状态所必需的部件的数目。基于压力的系统一般需要独立部件处理过满状态与未满状态。在此说明的示例泵采用单个滑柱部件来校正过满和未满状态。另外，在此公开的示例阀滑柱与一对相对简单的止回阀结合起作用，由于止回阀仅当出现过满或未满状态时触发，因此它们承受的磨损小，使用频率少。阀滑柱的受限制的动作限制其磨损并减小了维修的可能。

结论

本发明的一个方面涉及一种隔膜泵，包括隔膜、泵吸室、传送室、第一和第二流体阀、流体储存器和阀滑柱。隔膜可沿第一轴线在第一和第二位置之间移动。泵吸室限定在隔膜的一侧并适用于承载被泵吸的流体。传送室限定在隔膜的相对侧并充有液压流体。第一和第二阀设置为单向阀。流体储存器通过第一和第二阀与传送室流体连通。阀滑柱定位在传送室内以控制流过第一和第二阀的流体。阀滑柱可沿不同于第一轴线的第二轴线移动在相对于第一和第二阀的开口的多个位置之间。

本发明的另一个方面涉及一种液压传动泵，包括隔膜、活塞、传送室、流体储存器和滑柱部件。隔膜可关于第一轴线移动。传送室限定在隔膜和活塞之间并充有液压流体。流体储存器通过至少一个阀与传送室流体连通。滑柱部件设置成控制传送室和流体储存器之间的流体流动。当过满状态或未满状态出现在传送室中时，滑柱部件可相对于所述至少一个阀移动。滑柱部件与第一轴线非同轴线布置。

本发明的又一个方面涉及一种平衡液压驱动隔膜泵内液压的方法。隔膜泵包括隔膜、活塞、介入于隔膜和活塞之间的传送室、流体储存器、阀滑柱和提供流体储存器和传送室之间流体连通的至少一个阀。该方法步骤包括移动活塞以沿第一轴线移动隔膜，相对于所述至少一个阀部件移动阀滑柱以控制在流体储存器和传送室之间的流体流动。阀滑柱沿与第一轴线非同轴线的第二轴线移动。

在上述详细说明中，各个特征偶尔地组合在一起构成单个的实施方式，目的是使本公开流线化。这种公开的方式不能理解为以下意图的反映，本主题要求保护的实施方式比每个权利要求的明确记载需要更多的特征。相反地，如附随的权利要求所反映的，有创造性的主题存在于比单个公开实施方式的所有特征少。因此，附随的权利要求于在并入到本具体说明书中，且每个权利要求自身作为独立的优选实施方式。因此，附随的权利要求的精神和范围不应限制于在此包含的优选型式的说明中。

Claims (21)

1.一种隔膜泵，包括：

隔膜，所述隔膜沿第一轴线可在第一和第二位置之间移动；

位于隔膜一侧的泵吸室，所述泵吸室用于承载被泵吸的流体；

隔膜另一侧的传送室，所述传送室充有液压流体；

为单向阀的第一和第二阀；

通过所述第一和第二阀与所述传送室流体连通的流体储存器；和

阀滑柱，所述阀滑柱定位在所述传送室内以控制通过所述第一和第二阀的流体流动，所述阀滑柱可沿不同于所述第一轴线的第二轴线移动在相对于所述第一和第二阀开口的多个位置之间。

2.如权利要求1所述的隔膜泵，其中，所述阀滑柱可在盖住所述第一和第二阀的开口的第一位置、盖住所述第一阀的开口并从所述第二阀的开口移开的第二位置以及盖住所述第二阀的开口并从所述第一阀的开口移开的第三位置之间移动。

3.如权利要求2所述的隔膜泵，其中，所述阀滑柱设置成保持所述第一位置，直到所述传送室内产生引起所述阀滑柱移动的过满状态或未满状态。

4.如权利要求1所述的隔膜泵，还包括阀臂，所述阀臂连接到所述隔膜并设置成接合所述阀滑柱以在所述传送室内产生过满状态或未满状态时移动所述阀滑柱。

5.如权利要求1所述的隔膜泵，其中，所述第一和第二阀设置为允许流体单向流动的止回阀。

6.如权利要求4所述的隔膜泵，其中，所述阀滑柱包括凹座部分，且所述阀臂的一部分可在所述凹座部分内移动而不移动所述阀滑柱直到产生所述过满状态或未满状态。

7.如权利要求1所述的隔膜泵，还包括隔膜杆组件，所述隔膜杆组件包括隔膜杆和偏置部件，所述隔膜杆固定到所述隔膜上，且所述隔膜杆组件设置成沿第一轴线的方向向所述隔膜施加偏置力。

8.如权利要求7所述的隔膜泵，还包括设置用于在所述泵内往复运动的柱塞活塞，其中所述柱塞活塞和隔膜杆彼此为双轴线以提供活塞和隔膜的异步运动。

9.如权利要求7所述的隔膜泵，其中，所述隔膜杆组件设置成在所述传送室内产生比所述泵吸室内压力状态更大的压力状态。

10.如权利要求1所述的隔膜泵，其中，所述阀滑柱包括沿所述阀滑柱长度的至少一部分限定的流体路径以提供在所述传送室和所述第一和第二阀之间的流体流动。

11.一种液压传动泵，包括：

可关于第一轴线移动的隔膜；

活塞；

限定在所述隔膜和活塞之间的传送室，所述传送室充有液压流体。

通过至少一个阀与所述传送室流体连通的流体储存器；和

滑柱部件，所述滑柱部件设置成控制所述传送室和所述流体储存器之间的流体流动，当所述传送室内存在过满状态或未满状态时所述滑柱部件可相对于所述至少一个阀移动，所述滑柱部件与所述第一轴线非同轴线布置。

12.如权利要求11所述的液压传动泵，其中所述至少一个阀包括第一和第二单向止回阀。

13.如权利要求11所述的液压传动泵，还包括连接到所述隔膜上并可沿所述第一轴线移动的隔膜杆组件，所述隔膜杆组件设置成向所述隔膜施加偏置力。

14.如权利要求12所述的液压传动泵，还包括阀臂，所述阀臂连接到所述隔膜上并设置成接合所述阀滑柱以在产生过满状态或未满状态时移动所述阀滑柱。

15.如权利要求12所述的液压传动泵，其中，所述阀滑柱在平行于所述第一轴线的方向上移动。

16.一种在液压传动隔膜泵内平衡液压的方法，所述隔膜泵包括隔膜、活塞、介入于所述隔膜和所述活塞之间的传送室、流体储存器、阀滑柱和提供所述流体储存器和所述传送室之间流体连通的至少一个阀，所述方法包括步骤：

移动所述活塞以沿第一轴线移动所述隔膜；以及

相对于所述至少一个阀部件移动所述阀滑柱以控制所述流体储存器和所述传送室之间的流体流动，其中所述阀滑柱沿与所述第一轴线非同轴线的第二轴线移动。

17.如权利要求16所述的方法，其中，移动所述阀滑柱包括当所述隔膜移动时将所述阀滑柱保持在限制通过所述至少一个阀的流体流动的第一位置直到在所述传送室内产生流体的过满状态或未满状态。

18.如权利要求16所述的方法，其中，移动所述阀滑柱包括将所述阀滑柱与阀臂接合，所述阀臂连接到所述隔膜。

19.如权利要求16所述的方法，其中，所述至少一个阀包括第一和第二单向阀，所述第一阀设置成允许从所述传送室到所述流体储存器的流体流动而所述第二阀设置成允许从所述流体储存器到所述传送室的流体流动，并且，移动所述阀滑柱包括当存在过满压力状态时将所述阀滑柱移动到第一位置以露出所述第一阀的开口并盖住所述第二阀的开口而当存在未满压力状态时将所述阀滑柱移动到第二位置以封闭所述第一阀的开口并露出所述第二阀的开口。

20.如权利要求19所述的方法，其中，在所述隔膜泵的稳态运行期间，所述阀滑柱保持所述第二位置以补偿从所述传送室通过所述活塞渗漏的流体。

21.如权利要求16所述的方法，其中，所述隔膜泵还包括空气排泄部件，所述方法还包括允许空气通过所述空气排泄部件排出所述传送室，同时基本上限制液体从所述传送室的流出。

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