CN1071421C - 液泵 - Google Patents

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Abstract

液泵拥有一个装备有翼片受驱动旋转的泵转子。转子被安装于泵腔内。此泵腔在转子的转轴线(16)方向上两侧各有一个腔壁件(20)。在这两个腔壁件(20)朝向转子的面上各有一条环状输送槽(29)，而出口(30)通入其中一条输送槽(29)中。此出口(30)在泵转子(10)的转向(11)方向上以一个壁(40)为界，它与腔壁件(20)的端面交汇于一条棱线(42)作为其末端。棱线(42)具有一内侧段(42a)，它相对于假想参照转轴(16)的径向结构(42’)向转向(11)倾转。与此内侧棱线段(42a)相连接的是一外棱线段(42b)，它相对于假想的内侧棱线段(42a)的直线延长位置又沿转向(11)继续延伸。通过这种构造达到了流经输送槽(29)从出口溢出液流的改善。

Description

液泵
本发明涉及一种液泵，尤其涉及一种用于输送发动机燃料的液泵。
US-5310308已经通报了类似液泵。它用于输送发动机燃料，拥有一个装备有翼片的泵转子，此泵转子受驱动旋转。泵转子被安装于泵腔内。沿着转子轴线方向，泵腔各以一个腔壁件为界，其中一个腔壁件上开有一个吸入口，而另一个腔壁件上则有一出口。两个腔壁件朝向转子的端面上各开有一条沿周长始自吸入口而终止于出口的输送槽。这里在一个腔壁件上的吸入口通入其上输送槽的始端。在另一个腔壁件上的出口则通入其上输送槽的末端。通入输送槽的出口，在泵转子的旋转方向上又作为输送槽的末端，在此形成了开口内壁，此内壁与腔壁件朝向转子的端面相交于一条棱线作为其末端，它被施以倒角处理。此外这个开口壁大致与腔壁件朝向转子的端面垂直。这种液泵的构造致使在出口区形成强烈的液体湍流和涡流，从而导致传输压力的损失和液泵效率的降低。此外，液泵运转时，产生噪音。其原因同样是出口区不合理的液流状态，由此引起液泵零件，特别是腔壁件受迫振动。
本发明的目的在于提供一种用于输送发动机燃料的液泵，该液泵能避免在出口区形成强烈的液体湍流和涡流，从而提高传输压力和液泵效率。
本发明的另一目的在于提供一种用于输送发动机燃料的液泵，该液泵能降低运转时所产生的噪音。
本发明的目的是通过提供这样一种用于输送发动机燃料的液泵来实现的，该液泵包括：一个装备有翼片、受驱旋转的泵转子，它被安置于泵腔内，此泵腔在转子的转轴线方向上各以一个腔壁件为界；腔壁件之一上的一个吸入口和腔壁件之二上的一个出口；位于腔壁件朝向泵转子的端面上的各一条输送槽，它们始于吸入口，终止于出口，呈环形，其中，吸入口通入一个腔壁件上的输送槽的始端，出口通入另一个腔壁件上的输送槽的尾部，而出口拥有一壁，它给定了此出口所通入的输送槽沿泵转子的转向上的边界，此壁与朝向泵转子的端面交于一条棱线而成为其末端，其特征是：沿参照泵转子的转轴线的径向上看，此棱线拥有一内侧棱线段，它起始于沿径向朝向转轴线限定了输送槽边界的内沿，直到径向上相对于转轴线的输送槽的中线，相对于假想的径向构造而言，向泵转子的转向倾转。
具有如此结构的本发明液泵的优点在于：通过出口的棱线的内侧段的倾转构造实现了出口区液流状态的合理化，与已有液泵相比，此液泵具有较高的传输压力及较高效率。
另外给出了本发明的液泵的具有较多优点的完善和提高措施。优选地，棱线拥有一外侧棱线段，它起始于径向上相对于泵转子的转轴线的输送槽的中线，一直到限定了此输送槽径向向外的边界的外沿，此外侧棱线段相对于内侧棱线段的假想径向直线外延位置，在泵转子的转向上又向前延伸了一段。外侧棱线段与内侧棱线段的假想径向直线外延位置相比，在泵转子的转向上的继续延伸，反映在输送槽的外沿上，大致相当于输送槽的宽度的一半至一倍。因而，可以减少液体从入口所通入的输送槽中溢出时的损失，以提高输送压力和效率。此外以上措施可降低液泵运转时产生的噪音。
本发明的实施例在图例中示出，并将在随后的说明中给予进一步解释。图1是液泵纵向截面的一部分，图2给出图1所示液泵在出口区域的局部的Ⅱ-Ⅱ剖面，为一个横截面，图3是图1所示液泵Ⅲ-Ⅲ剖面在输送槽末端的局部，为横截面，图4是液泵沿图2和图3中所给Ⅳ-Ⅳ线的柱面剖面的局部。
图1至4所示的液泵，特别用作从储油箱向汽车燃烧动力机械输送燃料。它具有一个泵转子10，此转子10从两个端面看却有一个翼片12或叶片圈，圈上装有彼此相间、位于转子10的外缘上的翼片12或叶片。翼片12在其径向外端通过一个圆环13彼此连接起来。泵转子10可由图中未示出的电力马达通过绕轴线16转动的转轴14驱动。泵转子10被安装于泵腔17内。此泵腔17在轴线16方向上各以腔壁件19和20为界，在参照此轴线16的径向上以圆柱形腔壁件22为边。此柱形腔壁件22可以是独立的环件，置于两个腔壁件19和20之间，也可以如图1所示的那样与腔壁件19或者20加工成一体件。腔壁件20安装时靠到驱动马达上，被做成中间壳体。另一腔壁件19被做成吸盖。泵转子10的驱动轴14穿过中间壳20进入泵腔17。
吸盖19朝向泵转子10的端面24上加工出一条环状输送槽25，它的位置与泵转子10的翼片环12相对。吸入口26一侧通入到输送槽25的始端，它在液泵的外侧则敞开着。中间壳20朝向泵转子10的端面28上同样加工有一条环状输送槽29，与泵转子10上的翼片环12相对，出口30则通入此输送槽29的末端。两条输送槽25与29的位置大致重叠，沿泵转子10的旋转方向11自吸入口26延伸至出口30。两个输送槽25和29在吸入口26与出口30的中间区域通过一个隔断32及33彼此分开，两槽的横截面均呈大致的半圆形。
图2是液泵横截面放大图，其中可辨认出中间壳20及其上加工出来的输送槽29。输送槽29沿径向朝向泵转子10的转轴线16方向以内沿34为界，向外则止于外沿35。其径向上参照转轴线16的中间位置由其中线36示出。出口30以通道形式从中间壳20的输送槽至其外表面39，如图4所示，这里出口30相对于泵转子10的转轴线16是倾斜的，而且是沿转子10的旋转方向11，自中间壳20的端面28开始到壳20的外表面39为止。出口30在转向11上的界壁40与中间壳20朝向转子10的端面成一个大约为20到40°的倾角α，界壁40可以呈尖角式通入到端面28，也可以如图4所示那样，以圆滑倒角从壁40过渡到端面28。出口30的形状满足：图4中以A和B标示的位置之区域内，沿液流方向有效通流横截面保持不变或只略有增加，即变化不超过约20％。出口30的转向11之逆方向的界壁41的倾角与界壁40大约相同，而出口30的横截面呈大致圆形。
出口30在转向11方向的界壁40，其一端与中间壁20朝向泵转子10的端面28相交，交线为一条棱线42，它构成了从输送槽29到隔断33的过渡。从参照转轴线16的径向上看，棱线42具有一段内侧棱线段42a，它始于输送槽29的内沿34，而延伸至其中线36。相对于假想的径向构造，如图2中用点划线示出并标示以42’的那样，它沿泵转子10的转向11发生倾转。内侧棱线段42a相对于径向构造在转向11上倾转了大约20°至50°的倾转角β，它更优先选取30°至40°。此处倾转角β以输送槽29的中线36作为其中心点。内侧棱线段42a可以如图2所示那样略有所弯曲，特别是沿转向11呈凸出状。输送槽29的内沿34向棱线42a的过渡是圆滑的。由此，内侧棱线段42a大致与由此形成的液泵输送的液体的流线垂直。图2中通过箭头线43示出了液体流线。这样一来在输送槽29的内侧区域的流动液体提前流出液泵，并因而避免了回流到转子10的翼片12中的间隙中去。通过这种避免回流使得在隔断区32、33中环流的液体的质流分数(massenstromanteil)明显降低，从而致使该区内冲撞明显减少，这是由于环流液流的动能在隔断区消耗较少。与此相关联噪音明显减弱。
从参照转轴线16的径向上看，棱线42拥有始自输送槽29的中线36而止于其外沿35的外侧棱线段42b。相对于假想的将内侧棱线段42a沿径向直线的延长，如虚线所标示的那样，此外侧棱线段42b沿泵转子10的转向11又向前延伸了一段，从而使得输送槽29在其外沿35上具有一个相对于其内沿34沿转向11多延伸出去的前突44。外侧棱线段42b在输送槽29的外沿35上沿转向11的延伸长度较内侧棱线段42a的假想直线延长位置多了长为S的一段。此段长度S大致相当于输送槽29的宽度b的一半至一倍，这里尚未到达出口30所处区域的输送槽29的宽度b成为基准。外侧棱线段42b呈弯曲状，沿转向11看上去优先呈S的镜中反形，在参照转轴线16的近似径向上一直到与输送槽29的外沿35相接为止。
此外，吸盖19上的输送槽25的尾部区域也优先采用接下来描述的特殊构造。图3给示出了液泵的一个经放大的横截面，其中吸盖19及其上加工出来的输送槽25可以辨认出来。输送槽25朝向泵转子10的转轴线16径向向内到内沿46为止，向外止于外沿47。在参照转轴线16径向上，输送槽25的中心以其中线48为标志。在泵转子10的转向11方向上，输送槽25的尾部以壁50为界，此壁50与吸盖19的朝向泵转子10的端面24相交形成一条棱线52作为其末端，此线52构成了输送槽25向隔断32的过渡。壁50从输送槽25的底到吸盖19的端面24的方向上向着转向11倾斜。参照转轴线16的径向上看，棱线52具有内侧棱线段52a，它始于输送槽25的内沿46而止于其中线48。相对于假想的径向结构，它在图3中用点划线示出并标示为52’，此内侧棱线段52a向泵转子10的转向11倾转，其倾转的角度γ大约为20°至50°，更优先选取30°至40°。此处输送槽25的中线48作为角γ的中心点。内侧棱线段52a可以如图3所示那样略微弯曲，特别是沿转向11呈凸出状，而从输送槽25的沿46向棱线段52a的过渡区应处以倒角使之圆滑。这样吸盖19上的内侧棱线段52a大致与此构造下形成的被输送液体的流线垂直，就如同中间壳20上的内侧棱线段42a那样。由此使得向中间壳20上的出口30的溢出流及早形成。
参照转轴线16的径向上看，棱线52具有一个从输送槽25中线48开始直到其外沿47的外侧棱线段52b。相对于以虚线标示的假想的内侧棱线段52a沿径向的直线延长，它沿泵转子10的转向11又延伸了一段，使得输送槽25在其外沿47上拥有一个沿转向11超出其内沿46的前突54。与假想的内侧棱线段52b的直线延长位置相比，此外侧棱线52b沿转向11向在输送槽25的外沿47上长出一段l。l段大致相当于输送槽25宽度d的一半至一倍。这里未达到其尾部时的输送槽宽度d成为基准。外侧棱线段52b呈弯曲状，沿转向11看上去优先呈近似的S形，并大致沿参照转轴线16的径向一直到与输送槽25的外沿47相接为止。输送槽25的前突54的横截面呈大致的半圆形。壁50的倾斜程度应满足：在输送槽25的中线48，壁50沿转向11的延伸范围大致相当于输送槽25的宽度d的一半到一倍。
棱线42构成了中间壳20上输送槽29向隔断33的过渡，而棱线52则是吸盖19上输送槽25向隔断32的过渡。这两条棱线在参照泵转子10的轴线16的周长方向上优先选取相对错开的位置关系。这里参照转子10的轴线16，中间壳20上的棱线42沿转向11落后于吸盖19上的棱线52一个角度φ出现，此角φ在输送槽25和29的各自中线36及48处大约为5°至15°。沿泵转子10的轴线16方向看上去，输送槽29的起始处与吸口通入的输送槽25的起始处相重叠。
通过从两条输送槽29及25上始于各自中线36及48而到各自外沿35及47为止的前突44及54，达到了降低液体经吸盖19上的输送槽25从出口30输送出来这一过程中损失的目的。通过以上所述的吸盖19上输送槽25的尾部形状构造，还减小了液泵运转时产生的噪音，这是由于尤其是通过吸盖19的合适的导流不激发或只在很弱的程度上激发振动的缘故。
液泵运转时，通过吸盖19上的吸口26将发动机燃料吸入，而在输送槽25及29中将之传输。在输送槽25及29的尾部，发动机燃料在升高了的压力作用下经出口30流出。这里它流过未示出的驱动马达，并通过未示出的导管到达燃烧动力机械。

Claims (12)

1、液泵，特别适用于输送发动机燃料，其构造中包括：一个装备有翼片(12)、受驱旋转的泵转子(10)，它被安置于泵腔(17)内，此泵腔(17)在转子(10)的转轴线(16)方向上各以一个腔壁件(19,20)为界；腔壁件之一(19)上的一个吸入口(26)和腔壁件之二(20)上的一个出口(30)；位于腔壁件(19,20)朝向泵转子(10)的端面(24,28)上的各一条输送槽(25,29)，它们始于吸入口(26)终止于出口(30)，呈环形，其中，吸入口(26)通入一个腔壁件(19)上的输送槽的始端，出口(30)通入另一个腔壁件(20)上的输送槽的尾部，而出口(30)拥有一壁(40)，它给定了此出口(30)所通入的输送槽(29)沿泵转子(10)的转向(11)上的边界，此壁(40)与朝向泵转子(10)的端面(28)交于一条棱线(42)而成为其末端，其特征是：沿参照泵转子(10)的转轴线(16)的径向上看，此棱线(42)拥有一内侧棱线段(42a)，它起始于沿径向朝向转轴线(16)限定了输送槽(29)边界的内沿(34)，直到径向上相对于转轴线(16)的输送槽(29)的中线(36)，相对于假想的径向构造(42’)而言，向泵转子(10)的转向(11)倾转。
2、如权利要求1的液泵，其特征是：内侧棱线段(42a)，相对于假想的径向构造而言，以输送槽(29)的中线(36)为中心点倾转的角度(β)为大约20°至50°，优先选取30°至40°。
3、如权利要求1或2的液泵，其特征是：棱线(42)拥有一外侧棱线段(42b)，它起始于径向上相对于泵转子(10)的转轴线(16)的输送槽(29)的中线(36)，一直到限定了此输送槽(29)径向向外的边界的外沿(35)，此外侧棱线段(42b)相对于内侧棱线段(42a)的假想径向直线外延位置，在泵转子(10)的转向(11)上又向前延伸了一段。
4、如权利要求3的液泵，其特征是：外侧棱线段(42b)，与内侧棱线段(42a)的假想径向直线外延位置相比，在泵转子(10)的转向(11)上的继续延伸，反映在输送槽(29)的外沿(35)上，大致相当于输送槽(29)的宽度(b)的一半至一倍。
5、如权利要求1的液泵，其特征是：出口(30)在泵转子(10)的转向(11)上的边界壁(40)相对于腔壁件(20)朝向泵转子(10)的端面(28)，在转向(11)上斜向离开端面(28)。
6、如权利要求5的液泵，其特征是，壁(40)相对于腔壁件(20)的端面(28)的倾角(α)为大约20°至40°。
7、如权利要求1的液泵，其特征是：出口(30)，自输送槽(29)直到其通入到腔壁件(20)背离泵转子(10)的端面(39)为止，其有效通流横截面基本保持不变或者最多增加20％。
8、如权利要求1的液泵，其特征是：吸入口(26)通入其起始位置的输送槽(25)，在其沿泵转子(10)的转向(11)的末端以个壁(50)为边界，此壁(50)与腔壁件(19)朝向泵转子(10)的端面(24)相交于一棱线(52)作为其末端，从参照泵转子(10)的转轴线(16)的径向上看，此棱线(52)拥有一段内侧棱线段(52a)，它始自于输送槽(25)沿径向向着转轴线(16)的内沿(46)而终止于其参照转轴线(16)的径向中线(48)，相对于假想的径向结构(52’)沿泵转子(10)的转向(11)倾转。
9、如权利要求8的液泵，其特征是：内侧棱线段(52a)相对于假想的径向结构，以输送槽(25)的中线(48)为中心倾转了一个约为20°至50°的倾角(γ)，此角(γ)优先选取大约30°到40°的数值。
10、如权利要求8或9的液泵，其特征是：棱线(52)拥有一外侧棱线段(52b)，它起始于径向上参照泵转子(10)的转轴线(16)的输送槽(25)的中线(48)，一直到限定了此输送槽(25)径向向外的边界的外沿(47)，该外侧棱线段(52b)相对于内侧棱线段(52a)的假想径向直线外延位置，在泵转子(10)的转向(11)上又向前延伸了一段。
11、如权利要求10的液泵，其特征是：外侧棱线段(52b)，与内侧棱线段(52a)的假想径向直线外延位置相比，在泵转子(10)的转向(11)上的继续延伸，反映在输送槽(25)的外沿(47)上，大致相当于输送槽(25)的宽度(d)的一半至一倍。
12、如权利要求8的液泵，其特征是：在参照转轴线(16)的输送槽(29,25)的各自径向中线(36,48)位置上，出口(30)所通入的输送槽(29)的棱线(42)，比吸入(26)所通入的输送槽(25)的棱线(52)，在泵转子(10)的转向(11)上，落后一个大约为5°至10°的角度(φ)而出现。
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