CN106536926A - 具有旋转分配装置的容积活塞泵 - Google Patents

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Abstract

容积泵包括产品计量活塞(28)、套筒(14)和产品分配装置(24)，所述产品计量活塞(28)安装在计量室(22)内从而滑动，所述套筒(14)至少部分地限定用于产品的引入室(16)和排出室(18)。分配装置包括引入构件(34)和排出构件(36)，所述引入构件(34)包括产品通道装置(44d)，所述产品通道装置(44d)能够至少部分地面对计量室的入口孔(48)，所述排出构件(36)包括产品通道装置(50d)，所述产品通道装置(50d)能够至少部分地面对所述计量室的出口孔(54)。引入构件和排出构件沿轴向位于套筒的内部隔离物(42)的两侧并且分别被安装成沿轴向抵靠所述隔离物。

Description

具有旋转分配装置的容积活塞泵
技术领域
本发明涉及正位移活塞泵的领域。
背景技术
所述泵的有利应用包括将橡胶供应至旨在形成用于制造车辆轮胎的成型元件的挤出机。所述泵当然可以用于所有类型的粘性和液体产品。
通常，正位移泵或容积泵包括产品计量活塞，所述产品计量活塞安装在泵体的形成计量室的缸体中从而滑动，正位移泵或容积泵还包括用于致动活塞的装置，例如与活塞的一端接触的凸轮。
一种容积泵还包括分配栓塞，所述分配栓塞可旋转地安装在泵体的套筒内从而通过在所述套筒的厚度中设置的孔使计量室与套筒的引入室和排出室交替地联通。
为了该目的，在栓塞的外表面上形成第一组和第二组凹槽，并且将所述第一组和第二组凹槽设置成在栓塞的旋转过程中在套筒中的孔的前方经过，从而使计量室依次与引入室然后与排出室联通。
因此，泵送的产品从引入室流动至计量室，然后穿过相同的孔从该计量室流动至排出室。对于与这种泵有关的更多细节，可以例如参考专利申请EP-A1-0 604 888。
在使用所述泵时，需要在旋转栓塞的外表面和保持栓塞的泵体的套筒的内孔之间设置径向功能性间隙。此外，该间隙倾向于随着栓塞和套筒之间存在的径向摩擦和磨损而增大。因此，可能出现引入室内存在的产品直接朝向排出室泄漏，特别是当泵送的产品为橡胶或一些其它具有低粘度的粘性产品时。
此外，在栓塞的外表面例如通过可能由于待泵送的产品中包含的杂质颗粒造成的刮擦、摩擦等而磨损的情况下，还可能沿着栓塞的外表面在引入凹槽和排出凹槽之间沿周向出现这样的泄漏。
当栓塞的引入凹槽和排出凹槽之间和/或栓塞和泵体的套筒之间的产品流动不受控时，泵的流速可能不规律。
发明内容
本发明的目的是克服该缺点。
更具体地，本发明旨在提供具有规律流速和简单设计的容积泵。
在一个实施方案中，容积泵包括产品计量室、计量活塞、套筒和产品分配装置，所述计量活塞安装在所述计量室内从而滑动，所述套筒至少部分地限定用于产品的引入室和排出室，所述产品分配装置被安装成能够在套筒内围绕轴线旋转并且能够使计量室与引入室和排出室交替地联通。
分配装置包括：引入构件，所述引入构件包括产品通道装置，所述产品通道装置能够至少部分地面对计量室的入口孔从而使所述计量室与引入室联通；和排出构件，所述排出构件包括产品通道装置，所述产品通道装置能够至少部分地面对计量室的出口孔从而使所述计量室与排出室联通。引入构件和排出构件沿轴向位于套筒的内部隔离物的两侧并且分别被安装成沿轴向抵靠所述隔离物。
分配装置还包括保持装置，所述保持装置用于保持引入构件和排出构件抵靠套筒的内部隔离物。
分配装置被设计成分离用于产品的引入功能和排出功能，分别通过特定构件执行所述引入功能和排出功能。每个构件的产品通道装置保证单个引入功能或排出功能。引入构件或排出构件各自沿轴向邻接泵体的隔离物安装并且维持该轴向接触使得能够避免产品在引入室和排出室之间泄漏。
此外，通过使用由泵体的隔离物沿轴向分离的两个不同的构件，用于引入的通道装置与用于排出的通道装置沿轴向隔开，因此避免产品在这些装置之间沿周向流动。因此提供了具有改进的内部密封的泵，所述内部密封有助于规律的流速。流速不再与分配装置的磨损相关。此外，还设置分别用于引入产品或排出产品的两个孔。
优选地，引入构件和排出构件各自包括平坦的正面，所述平坦的正面被安装成沿轴向抵靠套筒的内部隔离物。引入构件和排出构件各自和隔离物之间的平面接触有助于引入构件和排出构件之间的良好密封。
在一个实施方案中，引入构件和排出构件各自包括本体和摩擦环，所述本体设置有产品通道装置，所述摩擦环与所述本体作为一个整体旋转并且被安装成沿轴向抵靠套筒的内部隔离物。该设置能够减小引入构件和排出构件与套筒之间的摩擦力。
在一个实施方案中，保持装置包括至少一个弹性预负载装置，所述弹性预负载装置能够在引入构件和排出构件之一上施加轴向预负载力。
因此，能够保证在首次使用泵之前(即当待计量的产品尚未被填充至引入室和排出室时)维持套筒的隔离物与引入构件和排出构件之间的轴向接触。在由于摩擦造成磨损的情况下，该轴向预负载力进一步允许在引入构件和排出构件之间进行轴向间隙补偿。
分配装置还可以包括公共支撑轴，引入构件和排出构件安装在所述公共支撑轴上。优选地，保持装置也安装在所述轴上。
有利地，引入构件和排出构件以及套筒的内部隔离物为环形的。
内部隔离物可以沿轴向位于计量室的入口孔和出口孔之间。在一个实施方案中，入口孔和出口孔以套筒的厚度形成。
通道装置可以包括在引入构件和排出构件的外表面上形成的凹槽。
附图说明
通过阅读实施方案的详细说明将更好地理解本发明，所述实施方案以完全非限制性实施例的方式给出并且通过附图进行说明，在附图中：
-图1为根据本发明的一个示例性实施方案的容积泵在产品的引入位置下的横截面的局部示意图，并且
-图2为图1的泵在所述产品的排出位置下的横截面的局部示意图。
具体实施方式
图1和2显示了附图标记为10的容积泵的示例性实施方案，所述容积泵用于分配粘性产品，例如由未硫化橡胶组成的弹性体。
泵10包括泵体12，所述泵体12设置有限定引入室16和输送或排出室18的套筒14和限定计量室22的缸体20。套筒14具有延长轴线X-X’并且缸体20具有与轴线X-X’正交的延长轴线Y-Y’。缸体20固定至套筒14。在所显示的示例性实施方案中，计量室22相对于引入室16和排出室18沿径向向外偏离。在整个说明书中，术语“轴向、径向和周向”相对于轴线X-X’进行限定。
泵10还包括产品分配装置24，所述产品分配装置24安装在套筒14内从而能够围绕轴线X-X’旋转。正如下文更详细描述的，分配装置24被设计成使计量室22通过两个不同的构件与引入室16和排出室18交替地联通，并且避免产品在这些室之间泄漏。引入室16和排出室18通过分配装置24彼此分离。
在所显示的示例性实施方案中，泵10还包括连续型进料螺杆26，所述进料螺杆26设置在引入室16中并且能够保证产品从室的入口孔(未显示)在分配装置24的方向上移动并且对泵送的产品加压。分配装置24固定至螺杆26并且所述装置的轴线X-X’与螺杆的轴线一致。替代性地，能够设置一些其它进料装置从而使产品被迫朝向分配装置24(所述产品以受压状态挤压所述分配装置24)机械转移。在另一个变体形式中，根据待计量的产品，泵有可能不具有进料装置。
泵10还包括产品计量活塞28，所述产品计量活塞28安装在计量室22内从而沿着轴线Y-Y’滑动。计量活塞28的滑动移动垂直于分配装置24的旋转轴线X-X’。活塞28被安装成在计量室22的最大体积位置和最小体积位置之间移动，所述最大体积位置和最小体积位置分别对应于所述活塞的下死点和上死点。
在图1所示的产品引入阶段的过程中，在借助分配装置24从引入室16分配至计量室22的产品的压力的作用下，活塞28从上死点移动至下死点。通过附图标记为30的箭头示意性地显示了朝向下死点的移动。在图2所示的排出阶段的过程中，活塞28在所述泵的致动装置(未显示)的作用下从下死点移动至上死点。通过附图标记为32的箭头显示了朝向上死点的移动。致动装置可以例如包括安装为与计量活塞28的下端接触的凸轮。分配装置24的旋转移动和活塞28的平移移动同步。
分配装置24包括用于产品的引入构件34，用于所述产品并且沿轴向与所述引入构件隔开的排出构件36，和安装所述构件的轴线为X-X’的公共支撑轴38。环形引入构件和排出构件34、36作为一个整体通过键40随着所述轴38旋转。引入构件和排出构件34、36可以在轴38上沿着键40沿轴向滑动。轴38固定至进料螺杆26。
引入构件和排出构件34、36沿轴向设置在套筒的内部隔离物42的两侧上并且沿轴向抵靠所述隔离物。环形形状的隔离物42沿轴向分离引入室16和排出室18。隔离物42从套筒的内孔向内延伸。隔离物42沿径向延伸至支撑轴38的附近，与其保持一定的径向距离。隔离物42具有两个相反的平坦的正面，引入构件和排出构件34、36各自沿轴向抵靠所述正面。
引入构件34设置在引入室16中。引入构件34包括本体44和摩擦环46，所述摩擦环46被安装成沿轴向抵靠所述本体。本体44和摩擦环46作为一个整体通过键40随着轴38旋转。本体44被安装成沿轴向抵靠轴的肩部38a，并且摩擦环46沿轴向抵靠套筒的隔离物42。在该情况下，轴的肩部38a位于所述轴的一个轴向端部并且沿径向向外延伸。肩部38a形成保持装置从而维持抵靠套筒的隔离物42的引入构件34的轴向位置。保持装置被安装成沿轴向抵靠引入构件34。替代性地，可以用一些其它轴向止动元件(例如弹性挡圈类型)替代肩部38a。
本体44包括圆筒状轴向外表面44a和两个相反的径向正面44b、44c，所述轴向外表面44a的中心位于套筒14的内孔中，所述径向正面44b、44c沿轴向限定所述外表面。正面44b沿轴向朝向套筒的内部隔离物42取向并且形成用于摩擦环46的支承面。正面44c沿轴向朝向引入室16中的产品入口孔取向。正面44c被安装成沿轴向抵靠轴的肩部38a。
引入构件的本体44进一步包括多个凹部或凹槽44d，所述凹部或凹槽44d在外表面44a上形成并且通向正面44c。凹槽44d在周向方向上优选以规律方式彼此隔开。
在引入构件34(更通常为分配装置24)的旋转过程中，凹槽44d在计量室22的入口孔48的前方经过。凹槽44d使计量室22与引入室16流体联通。
排出构件36具有与引入构件34相似的设计。排出构件36设置在排出室18中。排出构件36包括本体50和摩擦环52，所述摩擦环52被安装成沿轴向抵靠所述本体50。本体50和摩擦环52作为一个整体通过键40随着轴38旋转。摩擦环52被安装成在轴向远离引入构件34的侧面上沿轴向抵靠套筒的隔离物42。
本体50包括圆筒状轴向外表面50a和两个相反的径向正面50b、50c，所述轴向外表面50a的中心位于套筒14的内孔中，所述径向正面50b、50c沿轴向限定所述外表面。正面50b沿轴向朝向套筒的内部隔离物42取向并且形成用于摩擦环52的支承面。正面50c沿轴向朝向排出室18中的产品疏散孔(未显示)取向。
排出构件36的本体50还包括多个凹部或凹槽50d，所述凹部或凹槽50d在外表面50a上形成并且通向正面50c并且在周向方向上彼此隔开。在分配装置24的旋转过程中，凹槽50d在计量室22的出口孔54的前方经过。凹槽50d使计量室22与排出室18流体联通。
排出构件中的凹槽50d相对于引入构件中的凹槽44d设置为使得当其中一个凹槽44d面对计量室22的入口孔48时，排出构件的凹槽50a都不面对出口孔54设置。在将产品引入计量室22的该引入位置下，出口孔54通过排出构件的外表面50a关闭，如图1所示。
相反地，在从计量室22中排出产品的排出位置下，其中一个凹槽50d面对出口孔54并且引入构件的外表面44a关闭入口孔48。因此，分配装置24能够使计量室22与引入室16和排出室18交替地联通。
在所显示的示例性实施方案中，入口孔48和出口孔54在泵体的套筒14的厚度中形成并且通往计量室22。在该情况下，孔48、54沿径向延伸穿过套筒14的厚度。孔48、54沿径向面对计量活塞26并且沿径向设置在所述活塞的上死点的上方。孔48、54沿轴向设置在隔离物42的两侧上，分别设置在引入室16一侧和排出室18一侧。
具有环形整体形状的旋转摩擦环46、52被安装成沿轴向抵靠泵体的固定隔离物42。隔离物42的一侧与引入构件的摩擦环46沿轴向接触并且另一侧与排出构件的摩擦环52沿轴向接触。每个摩擦环46、52包括(在该情况下径向的)平坦的正面46a、52a，所述平坦的正面46a、52a被安装成与套筒的内部隔离物42沿轴向接触。有利地，每个摩擦环46、52由具有低摩擦系数并且可以具有自润滑性质和良好耐磨损性的材料(例如青铜、石墨等)制成。
分配装置24还包括环形垫圈56和螺母58，所述垫圈56安装在轴38上并且沿轴向抵靠排出构件36，所述螺母58旋拧至所述轴的螺纹部分(未显示附图标记)并且沿轴向挡住垫圈56。垫圈56被安装成沿轴向抵靠排出构件36的正面50c。垫圈56可以例如为Belleville类型。垫圈56能够在排出构件36上施加轴向力从而施加轴向预负载，该轴向预负载倾向于保持所述构件挤压套筒的隔离物42。替代性地，能够使用具有轴向弹性并且能够在排出构件36上施加轴向预负载力的任何其它弹性预负载装置。还可以想到的是，将沿轴向堆叠的多个预负载装置附接在螺母58和排出构件36之间。
垫圈56和螺母58形成保持装置从而维持抵靠套筒的隔离物42的排出构件36的轴向位置。这些保持装置被安装成沿轴向抵靠排出构件36。替代性地，还有可能不设置弹性垫圈56而是直接紧贴排出构件36安装螺母58。在另一个变体形式中，还有可能用一些其它轴向止动元件(例如弹性挡圈类型)替代螺母。
通过本发明提供了包括分配装置的泵，所述分配装置被设计成分离用于产品的引入功能和排出功能，分别通过特定元件执行所述引入功能和排出功能。为了保证该分离，每个构件的通道装置保证了单个引入功能或排出功能。即使在分配装置和泵体的套筒的内孔之间存在径向功能性间隙，引入构件或排出构件各自和泵体的隔离物之间的轴向接触能够以有效和经济的方式避免产品在引入室和排出室之间泄漏。这有助于规律的流动速度。
在操作中，沿轴向施加至引入构件的产品压力和/或沿轴向施加至排出构件的产品压力有助于抵着套筒的隔离物挤压所述构件。在由于摩擦造成磨损的情况下，引入侧的产品压力和/或排出侧的产品压力能够维持该挤压。在磨损的情况下，由垫圈施加的轴向预负载力也有助于维持套筒的隔离物和引入构件和排出构件之间的轴向接触。
此外，考虑到引入构件和排出构件沿轴向设置在套筒的隔离物的两侧上，用于引入产品的通道装置相对于用于排出的通道装置沿轴向偏离。因此，在分配装置的外表面磨损的情况下避免了产品在用于引入的装置和用于排出的装置之间流动。
在所显示的示例性实施方案中，引入构件或排出构件各自包括本体和单独的摩擦环，所述摩擦环用于限制与泵体的隔离物的摩擦。替代性地，每个构件可以仅由本体形成并且可以优选包括耐摩擦和耐磨损涂层。在另一个变体形式中，摩擦环或涂层可以设置在泵体的固定的内部隔离物的每个侧面上。
在另一个变体形式中，引入构件和排出构件各自可以包括与套筒隔离物摩擦的密封件(例如O形环密封件或唇形密封件)代替摩擦环。替代性地，隔离物还有可能在其每个正面上包括与相关联的引入构件或排出构件摩擦的密封件。

Claims (10)

1.容积泵，所述容积泵包括产品计量室(22)，计量活塞(28)，套筒(14)和产品分配装置(24)，所述计量活塞(28)安装在所述计量室内从而滑动，所述套筒(14)至少部分地限定用于所述产品的引入室(16)和排出室(18)，所述产品分配装置(24)被安装成能够在套筒内旋转并且能够使计量室与引入室和排出室交替地联通，其特征在于，所述分配装置包括：
-引入构件(34)，所述引入构件(34)包括产品通道装置(44d)，所述产品通道装置(44d)能够至少部分地面对计量室的入口孔(48)从而使所述计量室与引入室联通，和
-排出构件(36)，所述排出构件(36)包括产品通道装置(50d)，所述产品通道装置(50d)能够至少部分地面对计量室的出口孔(54)从而使所述计量室与排出室联通，
-所述引入构件和排出构件(34、36)沿轴向位于套筒的内部隔离物(42)的两侧并且各自被安装成沿轴向抵靠所述隔离物，并且
-保持装置(38a、56、58)用于保持引入构件和排出构件(34、36)抵靠套筒的内部隔离物(42)。
2.根据权利要求1所述的泵，其中引入构件和排出构件(34、36)各自包括平坦的正面(46a、52a)，所述平坦的正面(46a、52a)被安装成沿轴向抵靠套筒的内部隔离物(42)。
3.根据权利要求1或2所述的泵，其中引入构件和排出构件(34、36)各自包括本体(44、50)和摩擦环(46、52)，所述本体(44、50)设置有通道装置(44d、50d)，所述摩擦环(46、52)与所述本体作为一个整体旋转并且被安装成沿轴向抵靠套筒的内部隔离物(42)。
4.根据前述权利要求任一项所述的泵，其中保持装置包括至少一个弹性预负载装置(56)，所述弹性预负载装置(56)能够在引入构件和排出构件(34、36)之一上施加轴向预负载力。
5.根据前述权利要求任一项所述的泵，其中分配装置(24)包括公共支撑轴(38)，引入构件和排出构件(34、36)安装在所述公共支撑轴(38)上。
6.根据权利要求5所述的泵，其中保持装置(38a、56、58)安装在所述轴(38)上。
7.根据前述权利要求任一项所述的泵，其中引入构件和排出构件(34、36)以及套筒的内部隔离物(42)为环形的。
8.根据前述权利要求任一项所述的泵，其中内部隔离物(42)沿轴向位于计量室的入口孔和出口孔(48、54)之间。
9.根据前述权利要求任一项所述的泵，其中入口孔和出口孔(48、54)以套筒(14)的厚度形成。
10.根据前述权利要求任一项所述的泵，其中通道装置(44d、50d)包括在引入构件和排出构件(34、36)的外表面上形成的凹槽。
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