CN105386915A - 手动超高压泵 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种手动超高压泵，包括：柱形容器，其中部设有第一活塞筒，第一活塞筒的底端外壁向外延伸与柱形容器的内壁密封相连，进而将柱形容器的腔室分隔成上容腔和下容腔，上容腔和下容腔通过外置的连通管连通，第一活塞筒处于上容腔内，下容腔内设置有第二活塞筒，第二活塞筒的底部设有与外界连接的出油管；压杆一端铰接在柱形容器的上端；单体活塞，其处于上容腔内，单体活塞通过连杆穿过柱形容器的顶部由压杆驱动，单体活塞能够伸入第一活塞筒内；以及双体活塞，其处于下容腔内，双体活塞包括连接在一起的第一活塞体和第二活塞体，第一活塞体与柱形容器的内壁配合，第二活塞体能够伸入第二活塞筒内。该手动超高压泵输出压力高。

Description

手动超高压泵

技术领域

本发明涉及发动机燃油系统研发领域，特别涉及一种手动超高压泵。

背景技术

满足更低排放及更好燃烧的燃油系统需要更高的泵(喷油泵)端压力及嘴(喷油器)端压力。现在批产的电控柴油机，其高压共轨管内的燃油压力一般可以达到1600bar，高压油泵的输出油压则更高。更新研发的电控柴油机，其高压共轨管内的压力可达到3000bar。最新研发则需要不断提高燃油系统的压力，有些试验甚至需达到5000bar的燃油压力。

以往用于电控喷油器检测的手动压力泵，其输出的液体压力一般为1000bar，而需要手施加的压力往往超过10公斤，由于使用中压力活塞与高压腔之间的间隙会不断加大，密封腔燃油泄漏快，压力会损失，这时就需要施加更大的压力(如20公斤)，工人操作时费力并且输出液体的压力一般小于1000bar，不能满足开发更先进燃油系统零部件的需要。

公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

发明内容

本发明的目的在于提供一种手动超高压泵，输出压力高，操作时更省力。

为实现上述目的，本发明提供了一种手动超高压泵，其特征在于，包括：柱形容器，该柱形容器的中部设有第一活塞筒，第一活塞筒的底端外壁向外延伸与柱形容器的内壁密封相连，第一活塞筒的底端外壁将柱形容器的腔室分隔成上容腔和下容腔，上容腔和下容腔通过外置的连通管连通，第一活塞筒处于上容腔内，下容腔内设置有第二活塞筒，第二活塞筒的底部设有与外界连接的出油管；压杆，其一端铰接在柱形容器的上端；单体活塞，其处于上容腔内，单体活塞通过连杆穿过柱形容器的顶部由压杆驱动，单体活塞能够伸入第一活塞筒内，单体活塞与第一活塞筒配合；以及双体活塞，其处于下容腔内，双体活塞包括连接在一起的第一活塞体和第二活塞体，第一活塞体与柱形容器的内壁配合，第二活塞体能够伸入第二活塞筒内，第二活塞体与第二活塞筒配合；其中第一活塞体的活塞面积大于第二活塞体的活塞面积和单体活塞的活塞面积，第一活塞筒、单体活塞、第一活塞体和柱形容器的内壁围成高压腔，第二活塞体和第二活塞筒围成超高压腔。

优选地，第二活塞筒的上端设有回位弹簧，该回位弹簧用来驱动双体活塞回位。

优选地，第一活塞筒的底部设有泄压阀，该泄压阀的出口处于上容腔内。

优选地，第二活塞筒的底部设有泄压阀，该泄压阀的出口处于下容腔内。

优选地，柱形容器设置在底板上。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：该手动超高压泵比原有的手动压力泵输出压力高很多，操作时更省力。

附图说明

图1是根据本发明的手动超高压泵的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明的具体实施方式进行详细描述，但应当理解本发明的保护范围并不受具体实施方式的限制。

除非另有其它明确表示，否则在整个说明书和权利要求书中，术语“包括”或其变换如“包含”或“包括有”等等将被理解为包括所陈述的元件或组成部分，而并未排除其它元件或其它组成部分。

如图1所示，根据本发明具体实施方式的一种手动超高压泵，包括柱形容器2、压杆1、单体活塞3以及双体活塞。其中该柱形容器的中部设有第一活塞筒9，第一活塞筒9的底端外壁向外延伸与柱形容器2的内壁密封相连，第一活塞筒9的底端外壁将柱形容器5的腔室分隔成上容腔8和下容腔10，上容腔8和下容腔10通过外置的连通管5连通，第一活塞筒9处于上容腔8内，下容腔10内设置有第二活塞筒11，第二活塞筒11的底部设有与外界连接的出油管12。压杆1的一端铰接在柱形容器2的上端，单体活塞3处于上容腔8内，单体活塞3通过连杆穿过柱形容器2的顶部由压杆1驱动，单体活塞3能够伸入第一活塞筒9内，单体活塞3与第一活塞筒9配合。双体活塞处于下容腔10内，双体活塞包括连接在一起的第一活塞体4和第二活塞体7，第一活塞体4与柱形容器2的内壁配合，第二活塞体7能够伸入第二活塞筒11内，第二活塞体7与第二活塞筒11配合。其中第一活塞筒9、单体活塞3、第一活塞体4和柱形容器2的内壁围成高压腔，第二活塞体7和第二活塞筒11围成超高压腔，第一活塞体4的活塞面积大于第二活塞体7的活塞面积以及单体活塞3的活塞面积。

上述方案中，上容腔8和下容腔10通过外置的连通管5连通，上容腔8和下容腔10内的压强相同。上容腔8内的液体进入第一活塞筒9后由单体活塞3压缩加压，在第一活塞筒9、单体活塞3、第一活塞体4和柱形容器2的内壁围成的高压腔内形成高压液体，高压腔内的高压液体的压强处处相等，进而高压腔内的高压液体可以驱动第一活塞体4下移，第一活塞体4带动第二活塞体7下移，下容腔10内的液体进入第二活塞筒11内，在第二活塞体7的压缩下压强进一步增强，由于第一活塞体4的活塞面积大于第二活塞体7的活塞面积和单体活塞3的活塞面积，使得第二活塞体7和第二活塞筒11围成的超高压腔内的液体的压强进一步加大，进而形成超高压的液体输出。

作为一种优选实施例，第二活塞筒11的上端设有回位弹簧6，该回位弹簧6用来驱动双体活塞回位。

作为一种优选实施例，第一活塞筒9的底部设有泄压阀14，该泄压阀14的出口处于上容腔8内。

作为一种优选实施例，第二活塞筒11的底部设有泄压阀15，该泄压阀15的出口处于下容腔10内。

作为一种优选实施例，柱形容器2设置在底板13上。

以下以一种优选的实施方式对本方案进行详细说明：

压杆1一般为金属硬管，一端铰接在柱形容器2的上端，铰接点为压杆1的支点，其中部靠近支点部位与单体活塞3的连杆相连，可垂直向下压单体活塞3或垂直向上提升单体活塞3。压杆1另外一端是把手，可用手握在上面给压杆1施加力。柱形容器2一般为金属圆筒状容器，内部分为上容腔8及下容腔10，2个容腔通过连通管5相通，其下部安装在底座13上。单体活塞3安装在第一活塞筒9的上部，单体活塞3与压杆1连接，在压杆1的作用下，单体活塞3能在第一活塞筒9内上下运动。第一活塞筒9的下部是第一活塞体4，第一活塞筒9是近似密封的，根据密封容器内压强处处相等的原理，可以知道，单体活塞3下压对液体产生的压强会大小不变的传送到第一活塞体4上。第一活塞体4的活塞面积比单体活塞3的要大，第一活塞体4的下端刚性连接有第二活塞体7，也就是说第一活塞体4上受到的力会大小不变的传递到第二活塞体7上。第一活塞体4的下部还与回位弹簧6接触。

连通管5是金属空心管，其一端与柱形容器2上部相通，连接上容腔8，其另一端与柱形容器2下部相通，连接下容腔10。上容腔8上倒入燃油后，当燃油液面高于连通管5的最上部时，燃油就会通过连通管5流入下容腔10(注意活塞与壁面并不是完全密封的，之间是有间隙的，可以排空气体)。连通管5的形状类似杯子的把手，实际使用中，其也有整个装置把手的功能及作用。

回位弹簧6设在第二活塞筒11的弹簧支撑座上，上端与第一活塞体4下部相连，第一活塞体4下压时弹簧会收缩，当压力撤销时，弹簧会伸长回到自然状态，同时把第一活塞体4顶回原位。第二活塞体7安装在第二活塞筒11上部，与第一活塞体4刚性相连，第二活塞体7的活塞面积比第一活塞体4的小。上容腔8是柱形容器2与第一活塞筒9的壁面围成的一个容腔，用于容纳倒入的燃油。高压腔是单体活塞3，第一活塞体4及第一活塞筒9的壁面围成的一个近似密封的容腔。第一活塞筒9的上部敞开，当单体活塞3运动到第一活塞筒9的上部开口时，上容腔8中的燃油会流入第一活塞筒9中，当单体活塞3在第一活塞筒9的下部运动时，高压腔近似密封，其内部压强处处相等。工作状态下，高压腔内的液体压力会比上下容腔内的液体压力高。

第一活塞筒9的下部还安装有泄压阀14，当压力大于允许值时，内部的高压燃油会通过泄压阀14流出，从而保证使用的安全。下容腔10是柱形容器2与第二活塞筒11的壁面围成的一个容腔，能容纳通过连通管5从上容腔8流下的燃油。超高压腔是第二活塞体7与第二活塞筒11的壁面、底座13的壁面围成的一个近似密封的容腔。第二活塞筒11的上部敞开，当第二活塞体7运动到第二活塞筒11的上部时，下容腔10中的燃油会流入第二活塞筒11中，当第二活塞体7在第二活塞筒11下部运动时，超高压腔近似密封，其内部压强处处相等。工作状态下，超高压腔内的液体压力会比高压腔内的液体压力还高。第二活塞筒11的下部还安装有泄压阀15，当压力大于允许值时，内部的高压燃油会通过泄压阀15流出，从而保证使用的安全。

第二活塞筒11下部连接有出油管12，超高压燃油可通过出油管12与外部零件或设备等相通。出油管12是耐超高压的金属硬管。

底座13是厚重的金属底座，可保证工作时整个超高压泵位置的固定。

本手动超高压泵的主要原理是：

压下压杆1后，在杠杆原理作用下，压杆1把手受到的力传递到单体活塞3时会放大。放大的力作用到小面积单体活塞3上，产生很大的压强，这个压强在密封容器(第一活塞筒9内)是处处相等的，其作用在第一活塞体4上，转化为力就会进一步放大，这个力会大小不变的传递到面积小的第二活塞体7上，使第二活塞筒11内的液体产生很高压强，超高压的液体可通过出油管12输出到外部使用。

比如，对压杆1施加一个5公斤的力，本手动超高压泵输出的高压燃油的压强的计算：

假设用杠杆原理把压杆1把手上受到的力放大了10倍(力施加点到支点的长度是压下单体活塞3点到支点长度的10倍)，则最终加到加压单体活塞3上的压力是50公斤。假设单体活塞3的直径是1厘米(半径是0.005米)，则在单体活塞3的作用下，第一活塞筒9内液体的压强是

P＝F/S＝50x9.8/(3.14X0.0052)≈6242038Pa≈62.4bar。

这个压强会大小不变的传递到第一活塞体4上，假设第一活塞体4的直径是10厘米，根据F＝PS，可以计算得出，第一活塞体4上的受力

F＝6242038x(3.14x(0.1/2)2)＝49000N

假设第二活塞体7的直径为1厘米，则根据P＝F/S，可以计算出第二活塞筒11内部液体压强为

P＝49000/(3.14x(0.01/2)2)≈624203821Pa≈6242bar

根据理论计算可知，本手动超高压泵，当在压杆1的把手上施加5公斤压力时，可在出油管12上获得6242bar的超高压液体，如施加的压力更大时(大于5公斤)，则输出的压强也会相应增大。

另外，需要说明的是，当压下压杆1，获得超高压液体后，高压腔及超高压腔内的液体会不断通过活塞与壁面之间的间隙泄露，压力会逐渐降低，当压力降低到不能满足需要时，提起压杆1，在回位弹簧及高压液体作用下，活塞会自动回位，第一活塞筒9及第二活塞筒11内的液体会自动补充。液体补充完成后，再压下压杆1，又能继续产生需要的超高压液体输出。第一活塞筒9及第二活塞筒11都有泄压阀，保证工作时高压腔及超高压腔内的压力在允许的安全限值内。

实际使用中，由于活塞不是完全密封，加压时会有部分燃油通过活塞与密封加压腔的间隙泄露出来，所以压力会比计算值低，并且不能保持很久。但是，现在燃油系统的研发一般只需要短时间保持3000bar以内的超高压液体就能满足要求，所以该手动超高压泵是满足使用需要的，使用时一般短时间施加5公斤以内左右的力即可，非常省力。

前述对本发明的具体示例性实施方案的描述是为了说明和例证的目的。这些描述并非想将本发明限定为所公开的精确形式，并且很显然，根据上述教导，可以进行很多改变和变化。对示例性实施例进行选择和描述的目的在于解释本发明的特定原理及其实际应用，从而使得本领域的技术人员能够实现并利用本发明的各种不同的示例性实施方案以及各种不同的选择和改变。本发明的范围意在由权利要求书及其等同形式所限定。

Claims (5)

1.一种手动超高压泵，其特征在于，包括：

柱形容器，该柱形容器的中部设有第一活塞筒，所述第一活塞筒的底端外壁向外延伸与所述柱形容器的内壁密封相连，所述第一活塞筒的底端外壁将所述柱形容器的腔室分隔成上容腔和下容腔，所述上容腔和所述下容腔通过外置的连通管连通，所述第一活塞筒处于所述上容腔内，所述下容腔内设置有第二活塞筒，所述第二活塞筒的底部设有与外界连接的出油管；

压杆，其一端铰接在所述柱形容器的上端；

单体活塞，其处于所述上容腔内，所述单体活塞通过连杆穿过所述柱形容器的顶部由所述压杆驱动，所述单体活塞能够伸入所述第一活塞筒内，所述单体活塞与所述第一活塞筒配合；以及

双体活塞，其处于所述下容腔内，所述双体活塞包括连接在一起的第一活塞体和第二活塞体，所述第一活塞体与所述柱形容器的内壁配合，所述第二活塞体能够伸入所述第二活塞筒内，所述第二活塞体与所述第二活塞筒配合；

其中所述第一活塞体的活塞面积大于所述第二活塞体的活塞面积和所述单体活塞的活塞面积，所述第一活塞筒、所述单体活塞、所述第一活塞体和所述柱形容器的内壁围成高压腔，所述第二活塞体和所述第二活塞筒围成超高压腔。

2.根据权利要求1所述的手动超高压泵，其特征在于，所述第二活塞筒的上端设有回位弹簧，该回位弹簧用来驱动所述双体活塞回位。

3.根据权利要求1所述的手动超高压泵，其特征在于，所述第一活塞筒的底部设有泄压阀，该泄压阀的出口处于所述上容腔内。

4.根据权利要求1所述的手动超高压泵，其特征在于，所述第二活塞筒的底部设有泄压阀，该泄压阀的出口处于所述下容腔内。

5.根据权利要求1所述的手动超高压泵，其特征在于，所述柱形容器设置在底板上。