CN103362771B - 具有流流过的滑动轴承的往复式柱塞泵 - Google Patents
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Abstract
目的是使由电磁铁(2)驱动的往复式柱塞泵(1)在缸体(10)中具有柱塞(2)的轴承,保护该轴承免于局部过热并防止轴承分解,以及排出反应产物和任何产生的磨损产物。出于这个目的,拉长的凹部被设置在柱塞(9)和缸体(10)之间的轴承间隙(11)中的两个轴承表面中的一个轴承表面中,由柱塞(9)输送的液体流全部或者部分地流过该凹部,柱塞(9)为了往复式柱塞泵的输送速度与往复式柱塞泵的其他组件相互作用。所描述的类型的往复式柱塞泵被用作车辆中的燃料操作的静止加热器、辅助加热器和废气净化系统中的定量泵和输送泵。
Description
技术领域
本发明涉及一种由电磁铁驱动的往复式柱塞泵,对应于权利要求1的前序部分。
背景技术
由电磁铁驱动并用于输送和定量给燃料的往复式柱塞泵例如从DE4328621和DE102001111926中是众所周知的,并且已经被试用和测试。
随着具有不基于矿物油,诸如例如生物柴油或者酒精的相对高的一部分含量,并因此还具有相对高的一部分水的燃料的推广,摩擦伙伴的材料,尤其是柱塞的材料和缸体的材料就必须被调整;然而,在某些操作情况下,在这种定量泵中仍会遇到新的磨损现象。磨损现象例如是由如果局部受限的润滑膜失效发生而产生的局部过热造成的,或者是由与仅基于矿物油的介质相关的降低的润滑性能造成的。
从文献US2337821和US3153897可以知道,在圆周方向以及纵向方向两个方向上连续的槽被设置在柱塞表面上,该槽适用于增强润滑并且,如果合适的话,适用于将磨损产物保留在槽中。槽通过孔被部分地连接至泵柱塞的工作侧。文献US2231861、US2371848和US5140905也提出了具有轴向圆周槽的泵,液体经由孔被输送到泵。
文献US2937659提出了具有止回阀被容纳在其中的泵柱塞,其中,止回阀经由柱塞中的槽将被输送的体积流动排出到压力侧。
文献4644851提出了其中柱塞轴承通过压力场被辅助的压缩机,其中,介质从柱塞的工作侧被输送到压力场。
发明内容
本发明的一个目标是引导液体流穿过柱塞和缸体之间的轴承间隙,其中,液体流冷却轴承并排出任何分解和反应产物以及产生的潜在的磨损产物。这里,往复式柱塞泵的定量精确度应当被维持,且生产成本应当没有显著增加。
该目标借助于描绘权利要求1的特征被实现,其中,从属权利要求更详细地说明了解决方案。
由电磁铁驱动的往复式柱塞泵除了必需的端口、两个阀和外壳部件之外,还包含柱塞,该柱塞被封闭地装在缸体中并支撑着电磁铁的衔铁柱塞。为了实现不依赖于压力的输送和精确的定量,轴承就必须至少在一部分表现出极小的轴承间隙,且所述轴承必须适应衔铁柱塞的横向力,其中,当电磁铁被通电时,电枢室侧的轴承部分承受其最大载荷。
为了冷却轴承并为了排出分解和反应产物以及产生的潜在的磨损产物,例如螺旋形槽或者浅的螺纹的长的螺旋形凹部被设置在柱塞和缸体之间的轴承间隙中的两个表面中的至少一个表面中。液体流流过所述凹部,在移位过程期间内,该液体流在任何情况下都由往复式柱塞泵的柱塞输送,这是因为出于这个目的而设置的导流管道,较佳的是在柱塞中的横向孔使位于柱塞中的止回阀与凹部连接。在具有从移位室到电枢室的输送并具有两个止回阀的往复式柱塞泵的第一实施例中,往复式柱塞泵的液体流经由柱塞中的横向孔从止回阀之一被全部引导至柱塞或者缸体的表面中的凹部,并经由电枢室侧的轴承区域被引导至电枢室内,其中,凹部延伸至电枢室内。这里,往复式柱塞泵的输送速度不受影响或者仅受到极小的影响,这是因为在横向孔和移位主体室之间,柱塞相对缸体密封。然而,缺点是缸体的电枢室侧的轴承区域中的接触压力增大。
在第二实施例中,与第一实施例相反,仅仅一部分泵的液体流经由横向孔被引导,且余下的液体流穿过柱塞和另一个横向孔直接进入电枢室,其中,横向孔的尺寸决定了分流的分配。
在第三实施例中,往复式柱塞泵的液体流经由柱塞中的第一横向孔从止回阀被全部引导至柱塞或者缸体的表面中的凹部,然后经由第二横向孔回到柱塞中的第二纵向孔内,且然后经由第三横向孔进入电枢室内。这里,所述凹部没有延伸至电枢室内。这样,与电枢室邻接的高载荷的轴承区域可以被形成且不具有凹部。
在本实施例中也是这样的情况,即往复式柱塞泵的输送速度不受影响或者仅受到轴承通流极小的影响。本实施例的缺点是穿过横向孔的压力下降,这是因为往复式柱塞泵的液体流必须穿过三个横向孔。
在第四实施例中,在第三实施例的变形例中,只有部分泵液体流经由轴承区域被引导,且余下的液体流经由节流连接部从第一纵向孔被引导到第二纵向孔,其中,首先横向孔的尺寸以及其次节流连接部决定了分流的分配。
第三和第四实施例可以被修改成液体流经由缸体中的横向孔且经由另外的导流管道从流流过的轴承区域被引导至电枢室。对应于第二实施例,分流可以经由柱塞中的横向孔被引导至电枢室,其中,再次,所述横向孔的尺寸决定了分流的分配。
如上所述的实施例涉及将液体流从入口引导至移位主体室并且然后经由电枢室引导至出口的往复式柱塞泵。然而,本发明的技术教导还可以被应用于将液体流从入口引导至电枢室内并且然后经由移位主体室引导至出口的往复式柱塞泵。这导致了经过轴承的液体流的不同的方向,但是本发明的所有的基本特征被保留。
所描述的实施例适用于冷却柱塞和缸体之间的轴承间隙,且如果合适的话,另外又排出分解和反应产物以及产生的潜在的磨损产物。第三和第四实施例在缸体的电枢室侧端具有不被凹部中断的轴承区域。第一和第二实施例为要被输送的液体提供了低的压力有效阻抗。
为了往复式柱塞泵的操作,对电磁铁使用被控制的电压或者被调节的电流。电源具有关于时间的脉冲波形图,其中,频率决定了往复式柱塞泵的输送速度,占空比与在泵的出口处的压力一致,且脉冲的侧梯度与经过缸体的液体流的需求一致。这里,陡的侧梯度可以帮助实现液体流中的快速变化,且这有利于从轴承区域排出磨损产物。出于这个目的,为了使当前的电源适应要求并为了调整规定的侧梯度,脉冲电源的基频已经在其上迭加了附加的脉冲宽度调制。借助于描述的被迭加的脉冲宽度调制的侧梯度的操纵也可以被称作适合谐波的目标生成。
所描述的类型的往复式柱塞泵被用作车辆中的燃料操作的静止加热器、辅助加热器和废气净化系统中的定量泵和输送泵。
附图说明
图1显示了根据现有技术的定量泵。
图2显示了第一或者第二实施例的具有靠近阀的横向孔的往复式柱塞泵。
图3显示了第三或者第四实施例的在柱塞中具有三个横向孔的往复式柱塞泵。
图4显示了在缸体中具有横向孔的往复式柱塞泵。
图5显示了借助侧梯度的操纵的对于特性启动的电压和电流的波形图。
符号说明
1……往复式柱塞泵
2……电磁铁
3……第一移位主体室
4……电枢室
5……第一止回阀
6……第二阀
7……入口
8……出口
9……柱塞
10……缸体
11……轴承间隙
12……衔铁柱塞
13……第一横向孔
14……第二横向孔
15……纵向孔
16……第三横向孔
17……第二纵向孔
21……第一轴承区域
22……第二轴承区域
23……第三轴承区域
29……孔
30……横向孔
31……导流管道
具体实施方式
由电磁铁2驱动的往复式柱塞泵1包含两个止回阀5和6,并且还包含柱塞9,柱塞9被封闭地装在缸体10中并支撑着电磁铁2的衔铁柱塞。
图2显示了拉长的凹部被设置在柱塞9和缸体10之间的轴承间隙11的两个表面中的一个表面中,被输送的液体流流过该凹部。出于这个目的,横向孔13产生了从阀6到轴承间隙11的连接。
在根据图2的第一和第二实施例中,往复式柱塞泵1的液体流经由横向孔13从阀6被全部或者部分地引导至在柱塞9的表面中或者在缸体10的表面中的凹部,并经由轴承区域22和23被引导至电枢室4内,其中凹部延伸至电枢室4内而不延伸至移位室3内。
第二实施例与第一实施例不同在于只有一部分液体流经由轴承间隙11被引导,其中,液体流的剩余的部分量经由横向孔16被引导至电枢室4内。
在根据图3的第三和第四实施例中,往复式柱塞泵1的液体流经由横向孔13从阀6被全部或者部分地引导至在柱塞9的表面中或者在缸体10的表面中的凹部,然后经由横向孔14被引导到柱塞的纵向孔17内,并且然后经由横向孔16被引导到电枢室4内。凹部不延伸至电枢室内且不延伸至移位主体室3内。
在第四实施例中,通过与第三实施例进行对比,往复式柱塞泵的液体流仅经由轴承区域22被部分地引导,这是因为液体流的部分量从纵向孔15流出并经由孔29流入第二纵向孔17内。
根据图4,第三和第四实施例可以被修改成液体流经由缸体中的横向孔30且进一步经由导流管道31从流流过的轴承区域22被引导至电枢室。对应于第二实施例,分流可以经由柱塞中的横向孔16被引导至电枢室,其中,所述横向孔的尺寸决定了分流的分配。
在操作期间内,用于向电磁铁2供应的被控制的电压或者被调节的电流具有关于时间的脉冲波形图,如图5所示。为了根据要求降低电源并操纵脉冲的谐波含量和侧面梯度,所述脉冲波形图可能已经在其上迭加了附加的脉冲宽度调制。这里,基频决定了往复式柱塞泵的输送速度,相关联的占空比与在往复式柱塞泵的出口处的压力一致,且脉冲的侧梯度与经由缸体的液体流的需求一致。
Claims (9)
1.一种电磁驱动的往复式柱塞泵(1),所述电磁驱动的往复式柱塞泵(1)具有柱塞(9),所述柱塞(9)使液体流移位并支撑着电磁铁(2)的衔铁柱塞(12),且出于这个目的,所述柱塞(9)被封闭地装在缸体(10)中,
其特征在于:
一个以上的凹部被设置在所述柱塞(9)和所述缸体(10)之间的轴承间隙(11)中的两个表面中的至少一个表面中,其中,每一个凹部在所述柱塞(9)或者所述缸体(10)的相当大部分的长度上延续,且其中,为了覆盖大部分表面,所述凹部具有螺旋形的形状,且其中,所述凹部经由低阻流体连接部与阀(6)连接,并经由另外的低阻流体连接部与电枢室(4)连接,且由所述柱塞(9)输送的液体流全部或者部分地流过所述凹部,所述柱塞(9)为了所述往复式柱塞泵的输出率与所述缸体(10)相互作用。
2.如权利要求1所述的往复式柱塞泵,其特征在于,所述低阻流体连接部是第一横向孔(13)。
3.如权利要求2所述的往复式柱塞泵,其特征在于,所述往复式柱塞泵(1)的液体流经由所述第一横向孔(13)被全部引导至在所述柱塞(9)或者所述缸体(10)的表面中的所述凹部,并经由轴承区域(22和23)被引导至与轴承毗邻的所述电枢室(4)内,其中,所述凹部延伸至所述电枢室(4)内而不延伸至移位主体室(3)内。
4.如权利要求2所述的往复式柱塞泵,其特征在于,所述往复式柱塞泵(1)的液体流经由所述第一横向孔(13)被部分地引导至在所述柱塞(9)或者所述缸体(10)的表面中的所述凹部,并经由轴承区域(22和23)被引导至与轴承毗邻的所述电枢室(4)内,其中,所述凹部延续至所述电枢室(4)内而不延续至移位主体室(3)内,其中,所述往复式柱塞泵的所述液体流的另一部分量经由另外的第三横向孔(16)被引导至所述电枢室(4)内。
5.如权利要求2所述的往复式柱塞泵,其特征在于,所述往复式柱塞泵(1)的液体流经由所述第一横向孔(13)被全部引导至在所述柱塞(9)或者所述缸体(10)的表面中的所述凹部,然后经由第二横向孔(14)被引导至所述柱塞中的第二纵向孔(17)内,并且然后经由第三横向孔(16)被引导至所述电枢室(4)内,其中,所述凹部不延续至所述电枢室(4)内且不延续至移位主体室(3)内。
6.如权利要求2所述的往复式柱塞泵,其特征在于,所述往复式柱塞泵(1)的液体流经由所述第一横向孔(13)被部分地引导至在所述柱塞(9)或者所述缸体(10)的表面中的所述凹部,然后经由第二横向孔(14)被引导至所述柱塞中的第二纵向孔(17)内,并且然后经由第三横向孔(16)被引导至所述电枢室(4)内,其中,所述往复式柱塞泵的所述液体流的另一部分量经由孔(29)从第一纵向孔(15)被引导至所述第二纵向孔(17)内,且其中,所述凹部不延续至所述电枢室(4)内且不延续至移位主体室(3)内。
7.如权利要求2所述的往复式柱塞泵,其特征在于,所述往复式柱塞泵(1)的液体流经由所述第一横向孔(13)被引导至在所述柱塞(9)或者所述缸体(10)的表面中的所述凹部,然后经由缸体中的横向孔(30)并进一步经由导流管道(31)被引导至所述电枢室。
8.如权利要求2所述的往复式柱塞泵,其特征在于,所述往复式柱塞泵(1)的液体流经由所述第一横向孔(13)被部分地引导至在所述柱塞(9)或者所述缸体(10)的表面中的所述凹部,然后经由缸体中的横向孔(30)并进一步经由导流管道(31)被引导至所述电枢室,其中,所述往复式柱塞泵的所述液体流的另一部分量经由第三横向孔(16)从第一纵向孔(15)被引导至所述电枢室(4)内,且其中,所述横向孔的尺寸决定了分流的分配。
9.一种用于操作如权利要求1所述的往复式柱塞泵的方法,其特征在于,用于供应给电磁铁(2)的电压或者电流具有关于时间的重复的脉冲波形图,所述脉冲波形图以脉冲宽度调制的方式呈现了不连贯性,其中,基频决定了输送速度,相关的占空比与在泵的出口处的压力一致,且相关脉冲的上升侧和下降侧的侧梯度与经由缸体中的轴承的液体流的需求一致。
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