CN102918267A - 泵 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种泵送流体的泵，包括进口、出口，和输送室，其中在进口和输送室之间或者在输送室和出口之间设置阀(17)，其中所述阀(17)包括阀体(30)和阀元件(31a)，该阀体具有指向出口方向的阀座(32)，该阀元件与阀座(32)相互作用，其中所述阀元件(31a)在逆着阀座(32)的预加负荷下被加载到阀(17)的关闭位置中，并且由于阀元件(31a)逆着预加负荷提起而允许流体朝泵送方向穿过，其中所述阀体(30)容纳在泵部件(15)的接收部(15c)中。根据本发明创造的一种用于减小产生噪音和振动的泵在泵的操作期间，阀体(30)可以相对于容纳阀体的接收部(15c)轴向地移动。

Description

泵

技术领域

本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分所述的泵。

背景技术

DE 102006019584A1揭示了一种设计成往复式活塞泵的电磁泵。在出口侧上设置具有阀体的单向阀，阀体牢固地插入出口连接部和引导活塞杆以及出口凸缘的计量筒之间。该情况中的缺点是活塞杆对阀体的撞击产生了噪音并且将振动引入整个泵中。

EP 1748188A1揭示了一种电磁泵，其被设计成往复式活塞泵并且其中在出口侧上设置单向阀。单向阀的阀体被牢固地插入与活塞杆相互作用的计量筒中。如果活塞杆与阀体发生接触，则产生令人不快的振动和噪音，并且所述振动和噪音仅可通过设置撞击缓冲表面来不充分地减轻。

DE 4206290A1揭示了一种电磁操纵泵，其进口侧被吸入阀密封。电磁操纵泵包括具有活塞杆的磁性上可移动的电枢活塞，当给线圈供能时，活塞和活塞杆一起沿吸入阀方向平移，当不给线圈供能时，其通过吸入阀排出液体并执行抽吸。吸入阀包括阀体，该阀体按轴向不可移动的方式容纳在芯部凸缘的接收部中，并且其具有中心孔，液体可以穿过该中心孔从前室进入引导活塞杆的导向套中。该情况中的缺点是，当给线圈供能时，活塞杆的端部侧撞击阀体并且从而产生噪音并将振动引入泵中。另一缺点是，当不给线圈供能时，专门经由中心孔来引导液体，并且从而在导向套中出现比较高的负压，并且可能对电枢活塞的复位运动形成反作用力。

发明内容

本发明的目的是提供一种减少噪音和振动产生的泵。

通过一种具有权利要求1的特征的泵来实现根据本发明的该目的。

根据本发明的泵(其优选是电磁泵)在进口和出口之间设置输送室，其中为了获得所需的泵送功率，在进口与输送室之间和／或输送室与出口之间设置阀。阀具有阀体，其中的阀座指向出口方向，即，指向泵的输送方向，并且因此与阀座相互作用的阀元件实质上阻止所输送的流体与输送方向相反地返回。在该情况中，在预应力下将阀元件压靠到阀座上，以便到达关闭位置并且通过提起对于弹簧的预应力的阻止来沿输送方向打开流体的通道。阀体容纳在泵部件的接收部中，例如容纳在芯部凸缘的、连接器的或者如套筒或导向套的部件的接收部中，容纳在上述部件之一中。此处，阀体在泵运行期间也可相对于容纳阀体的接收部轴向地移动，并且因此阀体当与活动的泵部件接触时可能退回，该活动的泵部件不同于阀，特别是驱动器的活塞杆或者电枢活塞。通过该方法，否则当活动部分撞击时被引导到阀体上的作用力或者能量未被转换为噪音、振动、振荡和／或热量，而是转换为阀体的轴向运动。因此，有利地达到了如此效应，即，泵按低振动和安静方式运行并且因此总体上增长了泵的使用寿命。特别是在具有可变冲程频率的泵的情况下，使部件经受特定大小应力的共振现象的发生也被有利地低成本地和可靠地避免。因此，甚至可能在有问题的频率范围内可靠地操作相应配备的泵。

阀体优选配设有将阀体送入到起动位置的柔性减振装置。在该方面，阀体的起动位置相当于端部位置，该端部位置方便地由泵部件的接收部中的止动部所界定并且当不给驱动器供能时被阀体占据。当驱动器被供能时，如果活塞杆沿阀体方向移动，则阀体能够通过给活塞杆加载来携带活塞杆的轴向位移的最后区段，其中柔性减振装置被相应弹性地反向压缩、变形或者张紧。在驱动器未被供能之后，减振装置促使阀体按弹簧方式复位到其起动位置。此时，阀体的移动距离有利地构成小于减振装置的轴向强度的一半，并且因此减振装置可以配置有可靠地复位阀体的刚度。阀体的轴向位移距离并且从而轴向可移动性的量优选未构成超过减振装置的轴向强度的1／4，特别是不超过八分之一。减振装置有利地与在接收部中引导的阀体的圆周区段具有相同的轴向强度。减振装置因此储存活塞杆的位移能并且从而阻抑噪音和振动。

活塞杆的返回冲程已经在阀体的出口端侧引起了负压，取决于阀的布置，在吸入阀的情况中其提升阀元件离开阀座，或者另外在出口侧设置单向阀的情况中沿阀座方向抽吸阀元件。总的来说，所述负压可能此外被用作-除了减振装置或者自身之外-轴向可移动的阀体的复位力，因为负压在活塞杆返回冲程期间出现，并且因此总的来说负压可能使阀体复位。为了该目的，可能有利地在面向活塞杆的端部侧中形成圆柱形的凹进部，所述凹进部与活塞杆的直径匹配，并且在不损害阀功能的情况下协助整个阀体的抽吸。

根据适宜的改进，规定减振装置包括可能按O形圈等方式设计的弹性圈。在该情况中，弹性圈在一端被有利地支承在阀体的相应支承面上并且在另一端被支承在相对于容纳阀体的接收部轴向固定的抵接件上。除了弹性圈之外，减振装置优选还包括进一步的部件，例如缓冲板，其可能是由塑料或金属形成的并且可能有利地设置在弹性圈背离阀体的支承面的侧面上。可替换地或者累积地，减振装置有可能包括例如盘簧的弹簧，其将阀体预压回其起动位置。

有可能将减振装置固定到阀体上，例如，通过将减振装置按成型配合或者摩擦方式固定到阀体的区段上。特别是有可能将弹性圈樱花或者收缩在阀体上，其中这可能整体地进行或者用与附连至阀体的其他弹性材料表面相同的材料来进行，例如用于阀座或者撞击缓冲表面的衬层。阀体在径向周边上有利地设置有例如聚四氟乙烯(Teflon)的滑动涂层等，以免卡住或者侧斜，在该径向周边处，阀体被导入接收部中。替代地，可能按用于该目的的轴承衬套或者轴承的方式来提供配置。

支靠减振装置的抵接件被有利地设计成嵌塞环，其具有中心孔，阀体的一端可以通过该中心孔轴向地伸入到前室中，该前室在泵安装在芯部凸缘上游侧的区域中。在阀配置为泵的进口侧上的吸入阀的情况中，还可以在紧挨嵌塞环的中心孔处设置偏心穿孔，所述穿孔允许前室和泵或者芯部凸缘的内部区域之间流体连通，从而提供了将流体引导到泵的内部区域的两个路径。从而有利地避免了过大的负压。

对比起来，如果在出口侧上使用阀，则旁路是不希望有的，则因为单向阀用来可靠地不但避免液体的回流而且避免了气体的回流。在该情况中，如果阀体的径向接收部被弹性材料包住是有利的，弹性材料允许轴向移动但同时确保相对于接收部至少液密密封，优选还气密密封。

在吸入阀设置在进口侧上的情况中，需要将活塞杆插入导向套中，以便提供负压，其将阀元件从阀体背离进口的那侧上提起来。因此，阀体的轴向可动性允许按如此方式形成泵，即活塞杆开始接触阀体并且因此是特别小的尺寸。此外，阀体和活塞杆之间的轴向距离在零的范围内，因此在活塞复位期间早期并可靠地获得负压。

在单向阀位于出口侧的情况中，其中阀座面向出口并且阀元件被沿进口方向施加预应力，特别是在计量泵的情况中，其中在计量筒中引导活塞杆，可能有利地获得的效应是按如此方式设计活塞杆，即，所述活塞杆撞击阀体并且将阀体轴向地移动一距离，从而可以通过阀排出计量筒的整个体积。在该情况中，在活塞杆返回行程期间在计量筒的区域产生的负压在阀元件已经接触阀座之后有利地作为辅助复位力作用在阀体上，并且从而可以在某些环境中省去减振装置。

附图说明

本发明进一步的优点、特性和发展从以下优选的示例性实施例的说明和从属权利要求中显现出来。

图1显示了通过根据本发明的泵的优选示例性实施例的纵剖面。

图2显示了通过根据图1的泵的纵剖面的放大图。

图3显示了根据图1的泵的替代结构。

具体实施方式

在图1中整体以1来表示的泵被设计成电磁操纵泵，其在结构上为贯穿供给泵。泵按简单方式模块化地构造，并且结果可以容易地装配。泵包括容纳在外壳2中的电磁操纵的驱动器，其中外壳2包围其上缠绕有线圈4的筒管3。线圈可以经由从外壳2引出的连接区域5连接至电压源。

输出凸缘6在输出侧处嵌堵到外壳2中，输出凸缘基本上限定了外壳2在输出侧的端侧并且具有出口通道7，通过该出口通道7排出所输送的液体。通过8处的点划线示出了用于出口通道7的封闭盖。输出凸缘6形成了泵1的出口。

在输入侧，电磁控制的芯部凸缘9被压入到外壳中，芯部凸缘具有可以插入到筒管3的内部区域中的较小直径的内部区段，并且所述芯部凸缘具有从外壳2伸出的较大直径的外部区段。进口连接部10被插入芯部凸缘9中，在其背离外壳2的侧面上，进口连接部具有进口通道11，供给的液体可以通过该进口通道11。在该情况下，进口连接部10的外周设有外螺纹，该外螺纹与芯部凸缘9的突出环形区域中的内螺纹一起允许连接。进口连接部10利用密封件12相对于芯部凸缘9密封。将集成式过滤器12a插入到进口连接部10和芯部凸缘9之间，利用塑料通过网孔插入成型来产生集成式过滤器12a。通过8’处的点划线示出了用于进口通道11的封闭盖。芯部凸缘9和进口连接部10形成了泵1的出口。

出口凸缘具有大致圆柱形的中心凹进部6a，其中按轴向可移动方式容纳有驱动单元的电枢活塞13，驱动单元由电枢活塞13和固定在电枢活塞13的切口13a中的活塞杆14组成。电枢活塞13和活塞杆14相互嵌塞在一起。在图1中，电枢活塞13处于其输出位置，其当线圈4不被供能时被占据。

活塞杆14具有连续的中心孔14b。从出口方向将插入元件60插入中心孔14b中，插入元件具有圆柱形主区段60a，该主区段60a邻接同样设计成凸缘的紧固区段60b。紧固区段60b嵌塞在电枢活塞13的中空圆柱形接收部13b中。所述接收部比切口13a宽。在主区段60a位于与紧固区段60b相反的侧部上，所述主区段通过锥形区段60c而延长，该锥形区段60c自身并入锥形中心销60d内。圆柱形伸出部60e在紧固区段60b位于与主区段60a相反的侧上伸出，该圆柱形伸出部60e与剩余区段同中心并且其上的密封环61设置在与紧固区段60b撞击的区域中。与密封环61相同的另一密封环62在外部通道7的开口处设置到中心凹进部6a中。在电枢活塞13的起动位置中，两个密封环61、62相互支靠在一起，并且伸出部60穿入到密封环62中一距离处，从而按实质上密封方式将出口通道7与中心凹进部6a分开。此外，密封环61、62缓冲了活动部件的撞击。

芯部凸缘9具有面向进口连接部10的中心凹进部9a，并且在其面向电枢活塞13的端部处具有成圆锥形的渐缩的圆锥形接收部9b，该圆锥形接收部9b与背离出口的电枢活塞13的端侧的圆锥形状匹配，其中凹进部9a和圆锥形接收部9b被收缩腹板区段9d相互分开，腹板区段9d打开通路开口9c。导向套15被插入凹进部9a中，导向套15具有活塞杆14可以穿入其中的中心孔15d。在该情况中，导向套15的圆柱形环形区段15e伸入到腹板区域9d中并且从而使导向套在通路开口9c中居中。导向套15具有径向入口15a，该径向入口15a通向芯部凸缘9和导向套15之间的环形间隙区域16并且因此在导向套15的内部区域15b和环形间隙16之间产生连接。导向套15还具有环形阶梯形式的凹进部15c，凹进部15c面向进口连接部10，凹进部15c加宽了孔15d并且可以将阀装置17插入其中，以下更详细地说明。在图2中，泵1的该区域被放大并且因此被图解以便可更好地辨别出。能够看出，凹进部15c形成了阀17的接收部，接收部设置在泵部件中，在该情况中设置在导向套15中。必须理解，该类型的接收部还可以设置在另一泵部件中。

压缩弹簧18支靠在导向套15面向电枢活塞13的端侧面上或者支靠在腹板区段9d上，所述压缩弹簧以其相反端支靠在电枢活塞13的端部区域上，该端部区域限定出了台肩13b，并且从而将电枢活塞13预压向出口方向。

在未被插入元件60填塞的区域中，活塞杆14的中心孔14b在内部区域15b和输送室19之间形成了流体连通，其由输出凸缘6、芯部凸缘9和外壳2的筒管3界定出。为了该目的，活塞杆14具有径向连通孔14a，在电枢活塞13面向进口的端侧面的区域中，该径向连通孔14a在活塞杆14的中心孔14b和输送室19之间产生了连通。

复位弹簧21支承在插入元件60的环形台阶60f上，所述复位弹簧设计成螺旋弹簧，包围定心销60d并且将阀球22支靠在设置于活塞杆14的中心孔14b的出口端侧上的阀座23中。阀座23处于凸缘的形式并且被按如此方式压入到中心孔14b中，即所述阀座的端侧与活塞杆14的进口端侧对齐并且未超过后者轴向地伸出。

阀装置17被设计成吸入阀并且具有阀体30，阀体30具有中心连续的阀30a，其中阀元件挺杆31可轴向地移动。在阀体30面向电枢活塞13的一个端侧面上形成凹坑，该凹坑限定出阀座32并且衬有弹性材料35。弹性材料35衬在阀座上，但是同时形成了用于活塞杆14的进口端侧的缓冲表面35a，在泵的操作期间该侧面冲击所述表面。

在阀元件挺杆31面向电枢活塞13的端部处，所述阀元件挺杆具有止动表面31a，该止动表面31a径向地向外变宽并且变得比阀体30的阀孔30a大，从而形成了用于当所述阀元件在设计成螺旋弹簧的预加载弹簧33的预应力下被拉靠在阀座32上时封闭阀装置的阀元件。为了该目的，预加载弹簧33在一端处被支靠在阀体30的环形区域30b上并且在另一端处被支靠在附连部分34上，该附连部分34连接到阀元件挺杆31背离电枢活塞13的端侧面上。因此，预加载弹簧33经由附连部分34和阀元件挺杆31朝阀座32如此将阀元件31a预压入关闭位置，即阀装置17形成与进口方向相反的单向阀。阀装置17的该设计具有以下优点，至少在阀装置17的关闭状态中，阀元件31a未伸出超过阀体30位于活塞杆侧的端侧面。

嵌塞环36径向地嵌塞在进口连接部10的台阶10d上，并且因此形成了抵靠从凹进部10a处滑出的导向套15的摩擦件。嵌塞环36具有中心孔36a和偏心穿孔37，阀体30通过该中心孔36a沿进口连接部10的方向伸出，偏心穿孔37用于径向区域中朝环形间隙16的流体连通。环形间隙16和穿孔37之间的流体连通通过连通区域16a来实现。

减振装置40设置在嵌塞环36和阀体30的台阶30a之间，所述减振装置包括弹性圈41(图2中的以黑色示出)和缓冲板42，该弹性圈41被设计成O形圈的形式并且直接支承在台阶30a上，该缓冲板是由塑料形成的并且支靠在嵌塞环36上。此处，缓冲板42的径向伸出部42a穿入滑动套筒15的端侧和嵌塞环36之间。缓冲板42可能还由金属或者适合用作间隔件的其他材料制成。特别是，给定弹性圈41的合适尺寸，还可能完全不需要缓冲板42。

阀体30具有圆柱形的外周表面区段30c，该外周表面区段30c与凹进部15c的直径匹配，其中外周表面区段30c的外径大致与减振区域40的对齐。在该情况中，外周表面区段30c未被嵌塞入凹进部15c中，而是相对于其可轴向地移动。此处，由于其弹性，减振装置40沿出口方向将阀体30预压在导向套15的相应的环形台肩15f上。有可能还将减振装置40设计成弹簧元件。作为替代，还可能将减振装置40完全或者部分地注射成型到阀体30上。

图3图解了图1和2的替代结构，其中与图1和2中相同的附图标记表示相同或者在结构上相应的部分。与图1相反，限定出阀座32的凹坑的弹性材料衬层和撞击缓冲表面35a不是由整体的弹性材料35形成，而是形成撞击缓冲表面35a’的单独的插入件70，该插入件70不同于弹性材料35并且具有由金属或者塑料制成的支承本体71和弹性材料外壳72，该弹性材料外壳72安装到后者上并且具有为该目的而设置的膨胀圈凹进部72a。弹性材料外壳72硬化或者收缩到支承本体71上并且特别是径向地包围后者并位于指向活塞杆14的端侧面上。插入件70具有处于中心的连续开口。这可以提高吸入阀的密封度，因为阀座32的弹性材料35则不会被撞击机械地压紧。

根据本发明的示例性实施例现在起以下作用：

如果给线圈4供能，则电枢活塞13与活塞杆14一起沿进口连接部10的方向移动。借助于保存在内部区域15b中的液体，阀球22复位计数器以预拉伸复位弹簧21，并且液体渗入到活塞杆14的中心孔14b中并且经由径向连通孔14a流入到输送室19中。如果未给线圈4供能，则电枢活塞13与活塞杆14在弹簧18的预应力下一起沿输出凸缘6的方向移动，溢流阀22／23关闭，并且由输送室19中的返回行程加载的液体被压入到出口通道7中。在电枢活塞13和活塞杆14的返回行程期间，在滑动套筒15中的内部区域15b的区域中产生负压，结果将阀元件31a与阀元件挺杆31一起与预加载弹簧33的预应力相反地提离阀座32，并且因此液体可以流过阀元件挺杆31和阀体30的阀孔30a之间的环形间隙50。如果使压力平衡，则在预加载弹簧33的作用力下复位阀元件31a依靠在阀体32上。

线圈4的供能引起了由电枢活塞13和活塞杆14组成的驱动单元的强烈偏转，其中，由于活塞杆14的进口端侧和缓冲表面35a之间的距离很短或者没有距离，所以活塞杆14撞击阀体30。甚至在低供能频率下，和在所有更高激励频率下，产生不希望有的振动和噪音，其可能仅被由弹性材料组成的撞击缓冲表面35a部分地减振并且其被减振装置40吸收。

由于阀装置17在由嵌塞环36界定出的凹进部15c中轴向的可移动性，不希望有的振动和噪音被进一步减小并且被减振装置40吸收。在线圈4未被供能之后，如果阀装置17被减振装置40对着导向套15的环形台肩15f向后移动，则由弹性材料35组成的撞击缓冲表面35a如此阻抑阀体30中的返回行程，即甚至在返回行程期间可以避免振动或者噪音。

以上已经利用其中将阀装置设计成泵1的进口侧上的吸入阀的示例性实施例来描绘了本发明。必须理解，所述阀装置还可以设置成泵的出口侧上的单向阀，其中在阀座的侧面上设置减振装置，并在与阀座相反的阀体的侧面上设置撞击缓冲表面35a。

Claims (10)

1.一种用于输送流体的泵，包括：

进口，

出口，以及

输送室，

其中在所述进口和输送室之间或者在所述输送室和出口之间设置阀(17)，

所述阀(17)具有阀体(30)，该阀体(30)有朝所述出口方向指向的阀座(32)，并且阀元件(31a)与所述阀座(32)相互作用，

所述阀构件(31a)在逆着所述阀座(32)的预应力下被加载到所述阀(17)的关闭位置并且通过逆着所述预应力提起所述阀元件(31a)来允许流体在所述泵送方向上通过，

所述阀体(30)容纳在泵部件(15)的接收部(15c)中，

其特征在于，所述阀体(30)在所述泵的操作期间能相对于容纳所述阀体的接收部(15c)轴向地移动。

2.如权利要求1所述的泵，其特征在于，给所述阀体(30)分配柔性减振装置(40)，该柔性减振装置(40)将所述阀体(30)加载到起动位置。

3.如权利要求2所述的泵，其特征在于，所述减振装置(40)包括弹性圈(41)。

4.如权利要求2所述的泵，其特征在于，所述减振装置(40)包括弹簧。

5.如权利要求2到4中一项所述的泵，其特征在于，所述减振装置(40)被固定到所述阀体(30)上。

6.如权利要求2到5中一项所述的泵，其特征在于，所述减振装置(40)被支靠在抵接件(37)上，该抵接件按轴向固定方式安装在所述泵部件的接收部(15c)中。

7.如权利要求1到6中一项所述的泵，其特征在于，所述阀体(30)的至少一区段具有由弹性材料制成的外壳。

8.如权利要求1到7中一项所述的泵，其特征在于，所述阀(17)是所述进口侧上的吸入阀。

9.如权利要求1到7中一项所述的泵，其特征在于，所述阀(17)是所述出口侧上的单向阀。

10.如权利要求1到7中一项所述的泵，其特征在于，有带活塞杆(14)的电磁驱动器，该活塞杆(14)在所述阀体(30)的方向上轴向地移动。

Images