CN109563791A - 用于低温燃料的输送泵 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于低温燃料(1)的输送泵(10)，其具有泵壳体(11)，泵活塞(25)以能够在泵腔(30)内往复运动的方式布置在所述泵壳体中，其中，所述泵活塞(25)借助活塞杆(26)与用于所述泵活塞(25)的驱动器(40)连接，其中，所述活塞杆(26)在所述泵壳体(11)的纵向孔(20)内在径向上被引导并且借助至少一个密封装置(60)相对于所述纵向孔(20)被密封，其中，所述至少一个密封装置(60)构造为，用于至少减少燃料从所述泵壳体(11)中流出。

Description

用于低温燃料的输送泵
技术领域
本发明涉及一种根据权利要求1前序部分的用于低温燃料的输送泵。
背景技术
由US 7293418 B2已知这种输送泵。已知的输送泵的特点在于，该输送泵部分地伸入到用于低温燃料的箱式容器中。为此，已知的输送泵横穿箱式容器的壁。输送泵的布置在箱式容器外的驱动器例如通过液压驱动器实现。该液压驱动器作用到与活塞杆连接的泵活塞上，该泵活塞在输送泵的抽吸侧处布置在箱式容器内。借助该泵活塞，低温燃料被吸入到泵壳体的泵腔室中，并且随后，在泵活塞运动时沿该泵活塞的另一运动方向被压缩，并且例如在压力升高的情况下被供应给加热装置。所述低温燃料例如是天然气，天然气在箱式容器内被冷却到例如低于-110℃，因此，天然气能够以液态的形式存储在箱式容器中。
这种由现有技术已知的输送泵的特点是，活塞杆通常通过一个或者多个沿活塞杆的轴向方向前后依次布置的密封装置密封。借助这些密封装置应防止，燃料沿着活塞杆从输送泵的充注有燃料的区域中泄漏。然而，这些密封装置的特点也在于，它们通常不能100％密封。因此，燃料或者直接地，或者例如通过液压循环泄漏到周围环境中，该液压循环在开头提到的输送泵中用于驱动该输送泵。因为基于法律规定，允许进入到周围环境中的燃料量是受限的，所以值得期待的是，相对于泵壳体尽可能好地密封活塞杆，以便尽可能少的燃料进入到周围环境中。
发明内容
具有权利要求1特征的用于低温燃料的输送泵具有以下优点：实现活塞杆相对于泵壳体的优化密封。由此可以减小通过一个或者多个密封装置排放到周围环境中的燃料量，或者在最好的情况下能够实现活塞杆的完全密封，使得燃料被不排放到周围环境中。
本发明所基于的构思在于，这样地构造密封装置，使得该密封装置在(端部)区域处在活塞杆的外周边上至少间接地密封地包围活塞杆，其中，密封装置在活塞杆的外周边上与该活塞杆连接。由此防止密封装置和活塞杆的外周边之间的相对运动，该相对运动通常存在于常见的呈O型圈或者类似装置形式的情况下。根据本发明，通过波纹管元件能够实现密封装置的这种密封且固定的贴靠，波纹管元件的不与活塞杆连接的另一(端部)区域又与纵向孔固定且密封地连接，以便在那里也避免密封装置和泵壳体或者纵向孔之间的相对运动。
在从属权利要求中列举出根据本发明的用于低温燃料的输送泵的有利扩展方案。
在输送泵的一个特别优选的结构构型中，该输送泵能够实现，从泵腔室经由密封件进入到波纹管腔室中的、蒸发的燃料能够被回引到内箱中，使得能够实现箱与波纹管腔室之间的压力平衡，规定，密封装置的波纹管元件布置在泵壳体的纵向孔的波纹管腔室内，并且，该波纹管腔室经由连接管路与内箱连接。
为了将活塞杆相对于液态燃料密封并且为了因此沿密封装置的波纹管元件方向构造用于燃料的另一障碍，设置，在面向活塞腔室的一侧上借助另一密封元件将活塞杆相对于纵向孔密封。
波纹管元件在其外直径处相对于纵向孔或者相对于波纹管腔室的密封优选通过在径向上围绕波纹管元件端部区域的密封件实现，该密封件例如呈位置固定地布置的O型圈形式。
为了避免燃料经由波纹管腔室朝驱动侧方向、尤其沿液压循环的方向进入，设置，沿轴向方向在波纹管元件上在背离压缩机活塞的一侧在活塞杆与纵向孔之间衔接有泄漏腔室，该泄漏腔室朝周围环境排气。
为了将泄漏腔室一方面相对于波纹管腔室密封，并且另一方面相对于液压腔室或者泵活塞的液压驱动器密封，设置，所述泄漏腔室在轴向上被两个围绕活塞杆的附加密封元件限界。
为了在活塞杆往复运动时不妨碍波纹管元件的柔性部分或者柔性区域的运动，此外有利的是，波纹管元件的内腔室经由泵壳体中的排气部连接到周围环境。
尤其，隔膜波纹管或者波形波纹管用作波纹管元件。此外，特别优选地，为了在波纹管元件和活塞杆之间构造密封连接，波纹管元件由金属构成并且与活塞杆的外周边在一端部区域处密封地焊接。这种焊接例如能够通过激光束装置实现。
附图说明
由下面优选实施例的说明并且根据附图得出本发明的其它优点、特征和细节。
附图示出了：
图1具有用于低温燃料的输送泵的燃料输送系统的系统示图，和
图2在放大示图中的根据图1的输送泵的部分区域。
相同的元件或者具有相同功能的元件在附图中设有相同的附图标记。
具体实施方式
在图1中示出用于低温燃料1的燃料输送系统100。燃料1尤其是天然气，燃料输送系统100优选用于机动车的内燃机。
燃料输送系统100具有箱式容器5，该箱式容器用于存储被冷却到例如-110℃或者更低温度的燃料1。为此，箱式容器5具有内箱6，该内箱在构造有中间腔室8的情况下被外壳7包围。中间腔室8通常被抽真空，以防止从周围环境到经冷却的燃料1中的热传递或者热输入。在箱式容器5内、尤其在内箱6内，燃料1的液态部分达到充注液位9。在充注液位9上方，燃料1以气相形式存在。
箱式容器5或者说该箱式容器的内箱6和外壳7被输送泵10穿过，该输送泵具有泵壳体11。在泵壳体11穿过箱式容器5壁的区域中，泵壳体11相对于箱式容器5密封地布置。输送泵10的抽吸侧位于箱式容器5内、尤其位于充注液位9下方，而输送泵10的压力侧在输送泵10外与加热装置15连接。加热装置15以已知方式用于将由输送泵10在压力升高的情况下从箱式容器5中输送的燃料1加热到例如60℃，以便将燃料间接地供应给至少一个气体阀(未示出)，该气体阀或者配属于内燃机的进气系，或者配属于内燃机的单个燃烧室。
泵壳体11例如具有两个壳体部分16、17，所述壳体部分沿轴向方向相互衔接，其中，在两个壳体部分16、17之间例如布置有密封件18(图2)，所述密封件用于密封两个壳体部分16、17。在布置在箱式容器5内并且部分地布置在箱式容器5外的一个壳体部分16中构造有具有不同直径孔区段的纵向孔20。在纵向孔20内布置有沿着纵向孔20的纵轴线21在双箭头22方向上能够往复运动的泵活塞25。该泵活塞25与活塞杆26连接，该活塞杆在面向第二壳体部分17的一侧上从纵向孔20伸出，并且伸入到第二壳体部分17的盲孔形的孔27中。与活塞杆26连接的液压活塞28布置在孔27内并且可纵向移动地被引导。
泵活塞25在纵向孔20内布置在泵腔室30中。泵腔室30在背离活塞杆26的一侧上经由纵向孔20的孔区段31与在内箱6中的燃料1连接。燃料1从内箱6经由孔区段31被吸入到泵腔室30中。为此设置，在孔区段31的区域中布置有呈止回阀形式的抽吸阀42，该抽吸阀防止燃料1从泵腔室30朝内箱6的方向排出。此外，在孔区段31附近在泵壳体中构造有高压孔33，该高压孔在背离泵腔室30的一侧上与加热装置15连接。在泵腔室30的区域中，高压孔33具有高压阀35，该高压阀一方面防止在泵活塞25的吸入运动时燃料1从高压孔33的区域中回流到泵腔室30中，该高压阀另一方面在燃料1从泵腔室30排出到高压孔33中时从特定的过压起打开。
通过液压活塞28驱动泵活塞25，该液压活塞是输送泵10的液压驱动器40的组成部分。
补充地提及，在所示实施例的变型中，也能够通过气动驱动器、电驱动器或者其它驱动器来实现泵活塞25的运动或者输送泵10的驱动。重要的仅是，泵活塞25布置成通过活塞杆26可相应于双向箭头22往复运动地。
此外，液压驱动器40以已知的方式具有第一切换阀41，用于朝孔27的两个子腔室43、44的方向充注或者控制液压液体，所述孔构成液压活塞腔室45。第一切换阀41是液压切换回路的组成部分，该液压切换回路此外还包括第二切换阀46、液压泵47、冷却器48、过滤器49以及液压容器50。通过液压驱动器40或者所列举的元件，液压活塞28以已知的方式沿双向箭头22的方向往复运动，并且因此，压缩机活塞25也通过活塞杆26沿双向箭头22的方向往复运动。
如尤其根据图2可看到，活塞杆26在第一壳体部分16的纵向孔20内至少借助三个液压密封件51至53相对于纵向孔20密封。两个在轴向上相对于纵轴线21彼此间隔开布置的液压密封件51、52布置在纵向孔20的构成泄漏腔室55的区段内。泄漏腔室55经由排气孔56与周围环境连接。相反地，第三液压密封件53布置在面向泵活塞25的一侧上，并且在轴向上限界纵向孔20的构成波纹管腔室58的区段。连接孔59通向液压密封件53附近，所述连接孔将波纹管腔58与内箱6的布置在充注液位9上方的区域连接。由此，燃料1的经由液压密封件53进入到波纹管腔室58中并且在那里蒸发的组成部分能够经由连接孔59回引到内箱6中。由此也能够实现波纹管腔室58与内箱6之间的压力平衡。在波纹管腔室58内布置有呈波纹管元件61形式的密封装置60。
波纹管元件61或者构造为隔膜波纹管，或者构造为波形波纹管，并且优选由金属构成。波纹管元件61具有第一端部区域62，该第一端部区域在面向泵活塞25的一侧上包围活塞杆26的外周边。尤其，波纹管元件61的第一端部区域62与活塞杆26的外周边密封且固定地连接，例如通过径向环绕的焊缝63。此外，波纹管元件61在面向液压活塞28的一侧上具有第二端部区域64，该第二端部区域具有径向环绕的槽65。在槽65中布置有例如呈O型圈66形式的密封元件，该密封元件相对于波纹管腔58的壁并且因此也相对于纵向孔20密封波纹管元件61的第二端部区域64。波纹管元件61的内腔室67经由构造在第一壳体部分16中的孔68例如与周围环境连接。
通过波纹管元件61的第一端部区域62与活塞杆26的外周边在波纹管腔室58中的密封且固定的连接和第二端部区域64相对于纵向孔20的密封式布置，实现波纹管腔室58朝液压活塞28的方向或者相对于周围环境的密封。由此，经由连接孔59或者经由液压密封件53进入到波纹管腔室58中的燃料1也不能进入到周围环境中，而是留在波纹管腔室58中。
在此所说明的输送泵10能够以多种方式被变型或者修改，而不偏离本发明的思想。

Claims (10)

1.一种用于低温燃料(1)的输送泵(10)，所述输送泵具有泵壳体(11)，泵活塞(25)以能够在泵腔室(30)内往复运动的方式布置在所述泵壳体中，其中，所述泵活塞(25)借助活塞杆(26)与用于所述泵活塞(25)的驱动器(40)连接，其中，所述活塞杆(26)在所述泵壳体(11)的纵向孔(20)内在径向上被引导并且借助至少一个密封装置(60)相对于所述纵向孔(20)密封，其中，所述至少一个密封装置(60)构造为，用于至少减少燃料(1)从所述泵壳体(11)中流出，
其特征在于，
所述至少一个密封装置(60)具有波纹管元件(61)，所述波纹管元件在第一区域(62)处在活塞杆的外周边上密封地围绕所述活塞杆(26)并且至少间接地与所述外周边固定地连接，所述波纹管元件(61)在第二区域(64)处在外径上相对于所述纵向孔(20)密封并且相对于所述纵向孔(20)位置固定地连接，并且所述第一区域和所述第二区域(62,64)优选是所述波纹管元件(61)的轴向端部区域。
2.根据权利要求1所述的输送泵，
其特征在于，
所述波纹管元件(61)布置在所述纵向孔(20)的波纹管腔室(58)内，并且，所述波纹管腔室(58)为了压力平衡借助连接管路(59)与内箱(6)耦合。
3.根据权利要求1或者2所述的输送泵，
其特征在于，
能够给所述泵腔室(30)供应很大程度上液态的燃料(1)，所述活塞杆(26)在面向所述泵腔室(30)的一侧上借助密封元件(53)相对于所述纵向孔(26)密封。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的输送泵，
其特征在于，
所述波纹管元件(61)的第二区域(64)借助在径向上围绕所述第二区域(64)的密封件、例如呈位置固定地布置的O型圈(66)形式的密封件相对于所述纵向孔(20)密封。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的输送泵，
其特征在于，
沿轴向方向在所述波纹管元件(61)上在背离所述泵活塞(25)的一侧在所述活塞杆(26)与所述纵向孔(20)之间衔接有泄漏腔室(55)，所述泄漏腔室朝周围环境排气。
6.根据权利要求5所述的输送泵，
其特征在于，
所述泄漏腔室(55)在轴向上被两个在活塞杆的周边上围绕所述活塞杆(26)的附加密封元件(51,52)限界。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的输送泵，
其特征在于，
所述波纹管元件(61)的内腔室(67)经由所述泵壳体(11)中的排气部(68)与周围环境连接。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的输送泵，
其特征在于，
所述活塞杆(26)在背离所述泵活塞(25)的一侧上与液压活塞(28)连接，所述液压活塞是所述输送泵(10)的液压驱动器(40)的一部分。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的输送泵，
其特征在于，
所述波纹管元件(61)构造为隔膜波纹管或者波形波纹管。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的输送泵，
其特征在于，
所述波纹管元件(61)由金属构成并且与所述活塞杆(26)的外周边在所述一个区域(62)处借助该区域的焊缝(63)密封地焊接。
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