CN103089613A - 具有一体式流量指示器的计量齿轮泵 - Google Patents

Abstract

本发明涉及具有一体式流量指示器的计量齿轮泵。一种用于计量粘性流体的齿轮泵，该齿轮泵包括壳体，壳体具有用于接收粘性流体的进入端口和用于排放粘性流体的输出端口。驱动齿轮和空转齿轮每个被安装成用于在壳体中旋转。驱动齿轮和空转齿轮分别包括齿轮齿，所述齿轮齿处于啮合关系并在壳体中邻近啮合的齿轮齿形成进入空间和输出空间。进入空间与进入端口流体连通，输出空间与输出端口流体连通。流量指示元件位于壳体中，且流量指示元件被安装成独立于驱动齿轮和空转齿轮旋转。流量指示元件被构造成当流体从进入端口和进入空间移动到输出空间和输出端口时被粘性流体旋转用以指示。还提供指示通过齿轮泵的粘性流体的流量的方法。

Description

具有一体式流量指示器的计量齿轮泵

技术领域

本发明涉及流体分配设备，并且更具体地，涉及一种计量齿轮泵，该计量齿轮泵被设计成计量在分配系统中的粘性流体的高度精确体积。

背景技术

计量齿轮泵通过在啮合齿轮之间移动粘性流体而运行。通常，齿轮安装在堆叠的板内，所述堆叠的板具有适当的开口，以接收在齿轮之间的粘性流体，并且根据齿轮和输出端口的数量以一个或更多个液流排放流体。在简单的计量齿轮泵中，将存在单个的进入端口和单个的输出端口。进入端口与邻近啮合的齿轮的进入空间连通，且输出端口与在啮合的齿轮之间的输出空间连通。在外部齿轮的情形中，两个啮合的齿轮将产生将流体吸入进入空间的吸力。当齿轮旋转时，它们在泵的流入侧分开，且产生空隙和吸力，该空隙和吸力被流体填充。流体被齿轮运送到泵的排出口或流出侧，在此处齿轮的啮合将来自齿轮之间的输出空间的流体通过输出端口排出。齿轮泵内的机械间隙通常是较小的，并且这些致密的间隙以及流体粘性和齿轮速度，将流体连续地从泵的流入侧迫使到泵的流出侧。

在各种应用中可存在很多实例，包括制造操作，其中计量齿轮泵的齿轮将旋转，但是流体将不会适当地流过泵。为了确保操作人员能够快速的注意到这种情况，采取了各种措施。例如，在泵下游的流体系统中使用一个或更多个流量或压力传感器来提供监测功能。如果流量或压力传感器指示系统中的流动是不充分的，则生产线将关闭，以便进行故障诊断和维护。

将希望提供一种监测来自齿轮泵的正确流体计量的更加简单且可能更低成本的方式。

发明内容

在第一实施例中，提供一种用于计量粘性流体的齿轮泵。该齿轮泵通常包括壳体，壳体包括用于接收粘性流体的进入端口和用于将粘性流体排出的输出端口。齿轮泵可以具有简单的设计，且仅利用两个啮合齿轮，或可以具有更复杂的设计且利用多于两个啮合齿轮和/或多于一个流体输出流。至少第一驱动齿轮和第二空转齿轮均被安装为在壳体中旋转。驱动齿轮和空转齿轮包括相应的齿轮齿，所述相应的齿轮齿处于啮合关系。所述齿轮齿通常在壳体中形成进入空间和输出空间，所述进入空间和输出空间每个被设置在啮合的齿轮齿附近。进入空间与进入端口流体连通，并且输出空间与输出端口流体连通。齿轮泵还包括流量指示元件，该流量指示元件被设置在壳体中，且被安装为独立于驱动齿轮和空转齿轮旋转。流量指示元件被构造成：当流体从进入端口和进入空间移动到输出空间和输出端口时，该流量指示元件被粘性流体旋转，以进行指示。

齿轮泵能够包括多种其它方面或说明性实施例。例如，电子控制器联接到流量指示元件，且该电子控制器可操作用于向使用者指示流量指示元件的旋转。该电子控制器可采取多种形式，且在一个实施例中，电子控制器包括编码器。流量指示元件还能够包括流量指示齿轮。该流量指示齿轮优选地被安装为相对于驱动齿轮或空转齿轮中的至少一个齿轮同轴旋转。在其它实施例中，可设置多于一个的流量指示元件，且这些流量指示元件可以是相对于每个驱动齿轮和空转齿轮同轴地安装的相应的齿轮。壳体可包括多个堆叠的板。在这种情形中，驱动齿轮和空转齿轮可被安装成用于在堆叠的板中的一个板中旋转，并且流量指示齿轮可以安装在堆叠的板中的另一个板中。

还提供了一种指示通过齿轮泵的粘性流体的流量的方法，并且该方法包括：向齿轮泵壳体的进入端口供给粘性流体。驱动在壳体中与第二齿轮啮合的第一齿轮。第一和第二齿轮每个被安装为在壳体中旋转，以便将粘性流体从进入端口移动到邻近啮合的第一和第二齿轮的进入空间，并且然后移动到邻近啮合的第一和第二齿轮的输出空间和壳体的输出端口。通过粘性流体从进入端口和进入空间到输出空间和输出端口的运动，来旋转被设置在壳体中的流量指示元件。可以通过与流量指示元件操作相联的电子控制器，向使用者传达流量指示元件的旋转。例如，可以通过使用编码器和相联的使用者显示器诸如电子显示屏幕来向使用者适当地传达流量指示元件的旋转，所述编码器与流量指示元件操作相联并且被包括作为控制器的一部分。如上所述，旋转流量指示元件能够优选地包括旋转流量指示齿轮。更优选地，流量指示齿轮可相对于第一驱动齿轮和第二空转齿轮中的至少一个齿轮同轴旋转。

附图说明

在结合附图参阅说明性实施例的以下详细描述时，本发明的各种附加特征对于本领域技术人员将变得更容易理解。

图1是根据本发明第一说明性实施例构造的齿轮泵的示意性透视图。

图2是图1所示的齿轮泵的横截面图。

图3是图1所示的齿轮泵的分解透视图。

具体实施方式

图1-3中示意性地示出了计量齿轮泵系统10的第一实施例。系统10通常包括计量齿轮泵12，计量齿轮泵12被联接成用于与歧管14流体连通。计量齿轮泵12包括壳体，在该说明性实施例中，壳体包括一组4个堆叠的板16、18、19、20、22。板16、22包括用于计量齿轮泵12的端盖，而内部的板18、19、20接纳相应的齿轮，如将在下面描述。板16、18、19、20、22通过螺纹紧固件26而紧固在一起形成整体组件或壳体。板18包括孔或切口18a、18b，所述孔或切口18a、18b分别容纳第一驱动齿轮30和第二空转齿轮32。齿轮30、32分别具有相应的齿轮齿30a、32a，齿轮齿30a、32a在孔18a、18b在此处相交的板18的中心开口区域处彼此啮合。应理解的是，在此描述的发明性方面适用于多种类型的齿轮泵，包括比在此给出的示例更复杂的齿轮泵。

驱动轴40直接或间接地与马达42联接。驱动轴40通过键46进一步联接到驱动齿轮30。空转齿轮32绕空转轴50自由旋转，并且由于齿轮齿30a、32a的啮合关系，空转齿轮32在马达42启动时将被驱动齿轮30旋转。相应的轴40、50被接纳成用于在板16的孔16a、16b中旋转。空转轴50进一步被联接成用于相对于轴54旋转。驱动轴40进一步被接纳成在轴颈和密封组件55中旋转，所述轴颈和密封组件55被固定在板19的孔19a和板22的孔22a中，并且轴54被接纳成用于在板22的孔57中旋转。(示意性地示出的)适合的动态密封59被用于密封轴40、50、54并且防止流体从泵12泄漏。

轴54连接到可旋转的流量指示元件60。在该实施例中，流量指示元件为具有齿轮齿60a的齿轮60。然而，流量指示元件可以采用以在此大体描述的方式运作的其它形式的可旋转元件。流量指示齿轮60通过键62联接到轴54。轴54与控制器70操作相联，用于向操作人员指示轴54和所附接的流量指示齿轮60的旋转。控制器70可包括或具有编码器72，该编码器72将检测轴54的旋转速度并且提供指示该旋转速度的电子输出。因为轴54被物理连接成用于与流量指示齿轮60一起旋转，所以为了将在下面进一步描述的目的，编码器72同样指示流量指示齿轮60的旋转速度。轴54通过圆柱形销54a而联接到轴50，该圆柱形销54a被容纳在轴50的端部中的圆柱形盲孔50a中。该连接允许两个轴50、54相对于彼此自由且独立地旋转。

图1-3的实施例还示意了第二空转齿轮61，该第二空转齿轮61与齿轮60啮合且关于驱动轴40旋转。齿轮61没有被物理键合或以其它方式连接成用于与驱动轴40一起旋转。应理解的是，在特定情形中，仅单个诸如齿轮60的流量指示元件是必要的。板20包括一对孔或切口20a、20b，分别用于接纳齿轮60、61。板19位于板18和板20之间，且该板19包括用于分别接纳轴40、54的孔19a、19b和分别与板16的口80、94(在下面进一步描述)流体连通的孔19c、19d。

基于图2和图3的评述，将理解的是，在压力下的流体从歧管14的供给口76通过板16的进入端口80被供给到在两个齿轮30、32之间的进入空间82中。当马达42沿箭头84(附图3)所示的方向旋转驱动轴40时，啮合齿轮30、32将沿如箭头86、88所示的相反方向旋转。这将在啮合齿轮30、32之间的流入空间82中产生空隙或真空。进入空间82与在流量指示齿轮60的齿60a之间的空间60b连通。在齿60a之间的空间60b还与在空转齿轮32的齿32a之间的空间32b连通。由于齿轮30、32在马达42启动时被旋转，所以流体将被在板18的相应的孔18a、18b中的齿轮齿空间30b、32b，以及在板20的孔20a、20b中的齿轮齿空间60b、61b运送。以这种方式，流体在压力下被从进入空间91引导到板20中的输出空间90和板18中的邻近且连通的输出空间92。然后迫使流体通过流出空间90、92并且通过板16的连通的输出端口94和歧管14的连通口96，在此处流体然后被往下游输送到另一个系统部件(未示出)。

当流体以所描述的方式移动通过泵12时，流量指示齿轮60和附接的轴54将沿箭头89(图3)的方向、以与流体通过泵12的流速成比例的速度旋转。这是由于围绕空转齿轮32和流量指示齿轮60的流体压力和流体运动而导致的。控制器70将检测轴54的旋转速度，轴54的旋转速度与流量指示齿轮60的旋转速度相等。如果检测到的速度低于已经事先被设定为预设计量率的指示的预定水平，则向操作人员给予警报和/或该系统自动关闭(例如马达42可以停机)，使得可以进行故障诊断和维护。警报例如可以包括与控制器70以操作方式相联的一个或更多个灯或可听到的警报器。

虽然已经通过各种优选实施例阐明了本发明并且这些实施例已经被以一定程度地详细描述，但是，申请人不旨在将所附的权利要求约束或以任何方式限制到如此细节。对本领域技术人员来说，其它优点和改型将是容易理解的。取决于用户的需要和偏好，可以单独使用本发明的各个特征，或者以任何组合使用本发明的各个特征。这已经是本发明以及目前已知的实施本发明的优选方法的说明书。但是，本发明本身应该仅由所附的权利要求来限定。

Claims (14)

1.一种用于计量粘性流体的齿轮泵，所述齿轮泵包括：

壳体，所述壳体包括进入端口和输出端口，所述进入端口用于接收所述粘性流体，所述输出端口用于排出所述粘性流体；

驱动齿轮和空转齿轮，所述驱动齿轮和空转齿轮每个被安装成用于在所述壳体中旋转，所述驱动齿轮和所述空转齿轮包括相应的齿轮齿，所述相应的齿轮齿处于啮合关系中，并且所述相应的齿轮齿在所述壳体中邻近啮合的齿轮齿地形成进入空间和输出空间，所述进入空间与所述进入端口流体连通，并且所述输出空间与所述输出端口流体连通；和

流量指示元件，所述流量指示元件位于所述壳体中，并且所述流量指示元件被安装成用于独立于所述驱动齿轮和所述空转齿轮进行旋转，所述流量指示元件被构造成：当所述流体从所述进入端口和进入空间移到所述输出空间和输出端口时，所述流量指示元件被所述粘性流体旋转以进行指示。

2.根据权利要求1所述的齿轮泵，还包括：

电子控制器，所述电子控制器被联接到所述流量指示元件，并且所述电子控制器可操作用于向使用者指示所述流量指示元件的旋转。

3.根据权利要求2所述的齿轮泵，其中，所述电子控制器还包括编码器。

4.根据权利要求1所述的齿轮泵，其中，所述流量指示元件还包括流量指示齿轮。

5.根据权利要求4所述的齿轮泵，其中，所述流量指示齿轮被安装成用于相对于所述驱动齿轮或所述空转齿轮中的至少一个同轴地旋转。

6.根据权利要求1所述的齿轮泵，其中，所述壳体还包括多个堆叠的板，所述驱动齿轮和所述空转齿轮被安装成用于在所述堆叠的板中的一个板中旋转，并且所述流量指示元件还包括流量指示齿轮，所述流量指示齿轮被安装在所述堆叠的板中的另一个板中。

7.一种用于计量粘性流体的齿轮泵，所述齿轮泵包括：

壳体，所述壳体包括进入端口和输出端口，所述进入端口用于接收所述粘性流体，所述输出端口用于排出所述粘性流体；

驱动齿轮和空转齿轮，所述驱动齿轮和空转齿轮每个被安装成用于在所述壳体中旋转，所述驱动齿轮和所述空转齿轮包括相应的齿轮齿，所述相应的齿轮齿处于啮合关系中，并且所述相应的齿轮齿在所述壳体中邻近啮合的齿轮齿地形成进入空间和输出空间，所述进入空间与所述进入端口流体连通，并且所述输出空间与所述输出端口流体连通；

流量指示齿轮，所述流量指示齿轮位于所述壳体中，并且所述流量指示齿轮被安装成用于独立于所述驱动齿轮和所述空转齿轮进行旋转，所述流量指示齿轮被构造成：当所述流体从所述进入端口和进入空间移到所述输出空间和输出端口时，所述流量指示齿轮被所述粘性流体旋转以进行指示；和

编码器，所述编码器被联接到所述流量指示齿轮，并且所述编码器可操作用于向使用者指示所述流量指示元件的旋转。

8.根据权利要求7所述的齿轮泵，其中，所述流量指示齿轮被安装成用于相对于所述驱动齿轮或所述空转齿轮中的至少一个同轴地旋转。

9.根据权利要求7所述的齿轮泵，其中，所述壳体还包括多个堆叠的板，所述驱动齿轮和所述空转齿轮被安装成用于在所述堆叠的板中的一个板中旋转，并且所述流量指示件被安装在所述堆叠的板中的另一个板中。

10.一种指示通过齿轮泵的粘性流体的流量的方法，所述方法包括：

将所述粘性流体供应到壳体的进入端口；

驱动与第二齿轮处于啮合关系中的第一齿轮，以将所述粘性流体从所述进入端口移到邻近啮合的第一齿轮和第二齿轮的进入空间，并且移到邻近啮合的第一齿轮和第二齿轮的输出空间和所述壳体的输出端口，其中所述第一齿轮和所述第二齿轮每个被安装成用于在所述壳体中旋转；和

通过所述粘性流体从所述进入端口和进入空间移到所述输出空间和输出端口，来旋转位于所述壳体中的流量指示元件。

11.根据权利要求10所述的方法，还包括：

通过与所述流量指示元件可操作地相联的电子控制器，向使用者指示所述流量指示元件的旋转。

12.根据权利要求10所述的方法，还包括：

通过与所述流量指示元件可操作地相联的编码器，向使用者指示所述流量指示元件的旋转。

13.根据权利要求10所述的方法，其中，旋转所述流量指示元件还包括：旋转流量指示齿轮。

14.根据权利要求13所述的方法，其中，旋转所述流量指示齿轮还包括：相对于所述第一齿轮或第二齿轮中的至少一个齿轮同轴地旋转所述流量指示齿轮。

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