CN111566349B - 流体输送装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种流体输送装置(1)，具有前级泵(2)和流体连接到前级泵(2)的主泵(3)，其中，前级泵(2)通过前级泵输入轴(13)驱动，主泵(3)通过主泵输入轴(14)驱动。在此，前级泵(2)具有与前级泵输入轴(13)耦联的前级泵驱动轮(16)和为了流体输送而与前级泵驱动轮(16)共同作用的前级泵输送轮(17)，其中，前级泵(2)和主泵(3)与共同的驱动轴(15)在驱动技术方面耦联，其中，前级泵输送轮(17)和主泵输入轴(14)经由连接轴(21)相互连接，使得前级泵输入轴(13)直接与驱动轴(15)耦联，而主泵输入轴(14)经由连接轴(21)与驱动轴(15)耦联。

Description

流体输送装置
技术领域
本发明涉及一种流体输送装置，所述流体输送装置具有前级泵和在流体技术上连接到该前级泵的主泵，其中前级泵可以通过前级泵输入轴驱动，而主泵可以通过主泵输入轴驱动。
背景技术
在现有技术中例如已知文献DE 10 2007 032 103 A1。该文献涉及一种泵单元，所述泵单元具有主泵和在输送量方面可调节的电荷泵(Ladepumpe)。为了调节电荷泵的输送量而设有冲程环。借助于主泵的输入压力相关的调节力对冲程环进行加载。
发明内容
本发明的目的在于提出一种流体输送装置，所述流体输送装置相对于已知的流体输送装置具有优点，尤其是前级泵和主泵相互理想地协调，并因此实现了流体输送装置的、尤其是主泵的长的使用寿命。
根据本发明，这借助具有权利要求1所述特征的流体输送装置来实现。在此提出，前级泵具有与前级泵输入轴耦联的前级泵驱动轮和为了流体输送而与前级泵驱动轮共同作用的前级泵输送轮，其中，前级泵和主泵与共同的驱动轴在驱动技术方面耦联，以及前级泵输送轮和主泵输入轴经由连接轴相互连接，使得前级泵输入轴直接与驱动轴耦联，而主泵输入轴经由连接轴与驱动轴耦联。
流体输送装置用于输送流体，流体例如为液体或气体。为此，流体输送装置具有前级泵和主泵，其中主泵流体连接到前级泵。这意味着首先将流体输送给前级泵，前级泵再将流体朝向主泵的方向输送。由此将由前级泵输送的流体提供给主泵，主泵将流体继续输送，即例如朝向流体输送装置的流体出口的方向输送，其也可以称作为输送装置流体出口。
每个泵都具有输入轴，可以通过输入轴来驱动泵，即前级泵可以经由前级泵输入轴驱动，而主泵可以经由主泵输入轴驱动。此外，前级泵具有两个轮用于流体输送，即前级泵驱动轮和前级泵输送轮。前级泵驱动轮和前级泵输送轮设置用于流体输送，并且出于该原因将它们构造为，使得所述前级泵驱动轮和前级泵输送轮在前级泵输入轴的转动运动中共同作用(在此例如为接合到彼此中)，以用于输送流体。
前级泵驱动轮与前级泵输入轴耦联，优选刚性地和/或持久地耦联。前级泵驱动轮在此优选设置在前级泵输入轴上，使得所述前级泵驱动轮在前级泵运行期间始终具有与前级泵输入轴相同的转速。前级泵输入轴与共同的驱动轴在驱动技术方面耦联，优选也为刚性和/或持久地耦联。例如，前级泵输入轴和共同的驱动轴构造成一件式的，使得前级泵输入轴由驱动轴构成和/或反之依然。就此而言，前级泵可以经由驱动轴直接驱动。
而主泵应则仅能间接地经由驱动轴驱动。为此，主泵在驱动技术方面经由前级泵连接到驱动轴，使得在驱动轴的转动运动中主泵经由前级泵驱动。为此，前级泵驱动轮和前级泵输送轮在驱动技术方面相互连接。在此要理解的是，前级泵驱动轮设置并构造为用于驱动前级泵输送轮，使得在前级泵输入轴的转动运动中，既存在前级泵驱动轮的转动运动，也存在前级泵输送轮的转动运动。
前级泵输送轮现在与主泵输入轴在驱动技术方面连接，即经由连接轴连接。换言之，主泵与前级泵输送轮在驱动技术方面连接，使得优选在前级泵输送轮转动运动时也存在主泵输入轴的转动运动。主泵输入轴和连接轴可以分开地或一件式地构造。在后者的情况中，主泵输入轴构成连接轴和/或反之亦然。也就是例如，前级泵输送轮借助于连接轴和/或主泵输入轴可转动地支承。
换言之，流体输送装置构造为，前级泵输入轴直接与驱动轴耦联。而主泵输入轴仅间接地经由连接轴和/或前级泵与驱动轴耦联。流体输送装置的这种设计方案具有下述优点：前级泵和主泵或相应的输入轴的转速彼此间处于固定的关系中，使得在转速之间例如存在特定的比例。因此，在流体输送装置运行期间能够实现前级泵和主泵之间的非常良好的协调。
本发明的另一设计方案提出，前级泵驱动轮和前级泵输送轮构成具有特定的传动比的用于主泵的齿轮传动装置。换言之，在前级泵驱动轮和前级泵输送轮之间，进而也在前级泵输入轴和/或驱动轴一方以及连接轴和/或主泵输入轴另一方之间存在特定的传动比。
传动比优选不等于1，使得由于齿轮传动装置，在流体输送装置运行期间前级泵输送轮的转速与前级泵驱动轮的转速不同，或者在前级泵输送轮的转速和前级泵驱动轮的转速之间存在特定的转速比，该转速比对应于传动比。
就此而言，借助于前级泵对主泵调整驱动轴的转速。由此可以对于前级泵和对于主泵都实现最佳转速，而不必设置附加的传动装置，该附加的传动装置用于使前级泵输入轴和主泵输入轴相互连接。换言之，通过经由前级泵驱动主泵，实现了流体输送装置的特别紧凑的设计方案。
在本发明的另一实施方式的范围中提出，前级泵构成为齿轮泵和/或主泵构成为旋转活塞泵。将前级泵构造为齿轮泵可以实现前级泵作为齿轮传动装置的特别有利的和可靠的应用。对于齿轮泵例如理解为外齿轮泵或内齿轮泵。特别优选的是，前级泵或齿轮泵是间隙补偿的。如果前级泵以齿轮泵的形式存在，那么前级泵驱动轮可以称为前级泵驱动齿轮，并且前级泵输送轮可以称为前级泵输送齿轮，并根据其名称作为齿轮存在。用于流体输送的齿轮的共同作用通过相互接合或彼此啮合来实现。换言之，前级泵驱动齿轮与前级泵输送齿轮啮合以用于流体输送，在此同时构成齿轮传动装置。前级泵驱动齿轮的齿部和前级泵输送齿轮的齿部优选构造为斜齿。由此，与直齿相比，前级泵的噪声形成得到明显减小。当然，替选地，齿部也可以构成为直齿。
附加地或替选地，主泵可以实施为旋转活塞泵。旋转活塞泵例如可理解为转动活塞泵、转动叶片泵、圆形活塞泵或齿轮泵。齿轮泵又可以构造为外齿轮泵和内齿轮泵。主泵也特别优选地构造为间隙补偿的，即尤其是在其构造为齿轮泵的情况下是如此。特别优选的是，主泵构造为齿轮泵，即例如构造为外齿轮泵或内齿轮泵，其中后者在流体输送装置的一个特别优选的设计方案的范围中是这种情况。在前级泵以及主泵构造为齿轮泵情况下中可获得流体输送装置的特别出色的特性，即这两个泵分别实施为齿轮泵。例如，前级泵构造为外齿轮泵，而主泵构造为内齿轮泵。由此，通过前级泵实现对主泵特别可靠地提供流体。
本发明的一个特别优选的实施方式提出，前级泵具有比主泵更大的输送量。输送量也可以称为排出量。例如，前级泵的输送量比主泵的输送量大至少5％、至少10％、至少15％、至少20％或至少25％。借助流体输送装置的这种设计方案可以确保，主泵始终由前级泵提供足够量的流体。因此实现了主泵的特别良好的效率，进而实现了流体输送装置的良好的效率。
本发明的另一实施方式提出，主泵具有主泵驱动轮和为了流体输送而与主泵驱动轮共同作用的主泵输送轮，在此，前级泵输送轮和主泵驱动轮在驱动技术方面与连接轴连接。就此而言，对于主泵驱动轮和主泵输送轮来说，优选也适用对于前级泵驱动轮和前级泵输送轮所述的内容。主泵驱动轮也与主泵输送轮共同作用，以用于流体输送。在主泵构造为齿轮泵的情况下，主泵驱动轮可以称为主泵驱动齿轮，而主泵输送轮可以称为主泵输送齿轮。
主泵驱动轮与主泵输入轴在驱动技术方面耦联，优选刚性地和/或持久地耦联。例如，主泵驱动轮位于主泵输入轴上，使得在流体输送装置运行时，主泵驱动轮的转速对应于主泵输入轴的转速。主泵驱动轮和主泵输送轮共同作用以用于流体输送，使得主泵输送轮在流体输送装置运行期间由主泵驱动轮驱动。在主泵驱动轮的转动运动中，也存在主泵输送轮的转动运动，由此整体上实现了流体输送效果。
为了将主泵与前级泵在驱动技术方面耦联，前级泵输送轮和主泵驱动轮在驱动技术方面与连接轴连接，即优选刚性地和/或持久地连接。为此例如提出，连接轴与主泵输入轴一件式地构成，或者连接轴构成主泵输入轴。优选的是，前级泵输送轮和主泵驱动轮都设置在连接轴上并且在驱动技术方面与其连接。例如，前级泵输送轮和主泵驱动轮经由连接轴可转动地支承。因此，避免了前级泵输送轮或主泵驱动轮的附加的支承，使得流体输送装置的结构空间需求进一步减小。
本发明的一个优选的设计方案提出，主泵实施为内齿轮泵，尤其是新月形齿轮泵，在此主泵驱动轮构造为小齿轮，并且主泵输送轮构造为空心轮。内齿轮泵特别优选地构造成间隙补偿的。内齿轮泵可以在没有填充件的情况下，就此而言即无填充件地构成，或者构成为有填充件的。在后者情况下，内齿轮泵以新月形齿轮泵的形式存在，其中(新月形)填充件设置在小齿轮和空心轮之间，使得填充件--在横截面方面关于小齿轮的转动轴线和/或主泵输送轮的转动轴线观察--以沿径向方向内置的内侧贴靠在小齿轮上，尤其是贴靠在小齿轮的齿上，并且以其沿径向方向外置的侧贴靠在空心轮上，尤其是贴靠在空心轮的齿上。将主泵构造为内齿轮泵可以实现流体输送装置的特别高的效率。
本发明的另一优选的实施方式提出，在前级泵输送轮和主泵输入轴之间的有效连接中设有另一齿轮传动装置。该另一齿轮传动装置因此被添加到由前级泵驱动轮和前级泵输送轮构成的齿轮传动装置中，使得主泵经由齿轮传动装置和该另一齿轮传动装置连接到驱动轴，所述齿轮传动装置和另一齿轮传动装置彼此串联连接。另一齿轮传动装置例如实施为齿轮传动机构，如正齿轮传动装置。尤其是，其例如构造为循环轮传动装置
Figure BDA0002551413670000051
或行星齿轮传动装置。
另一齿轮传动装置的传动比优选不等于1，从而使得在主泵输入轴的转速和前级泵输送轮的转速之间存在特别的转速比，该特定的转速比对应于该另一齿轮传动装置的传动比。在另一齿轮传动装置的传动比不同于1的情况下，在流体输送装置运行期间，前级泵输送轮和主泵输入轴的转速彼此不同。采用另外的齿轮传动装置可以实现在前级泵和主泵相应最佳的转速下的运行。
本发明的另一实施方式提出，前级泵具有前级泵流体入口和前级泵流体出口，以及主泵具有主泵流体入口和主泵流体出口，其中，流体输送装置的输送装置流体入口流体连接到前级泵流体入口上，前级泵流体出口流体连接到主泵流体入口上，并且主泵流体出口流体连接到流体输送装置的输送装置流体出口。流体输送装置本身因此具有输送装置流体入口和输送装置流体出口。流体输送装置可以经由输送装置流体入口提供流体，经由所述输送装置流体出口将借助于前级泵和主泵输送的流体提供给所述流体输送装置。换言之，流体输送装置经由输送装置流体入口输入流体并经由输送装置流体出口取走流体。
前级泵具有前级泵流体入口和前级泵流体出口。经由前级泵流体入口对前级泵提供流体，并且经由前级泵流体出口取出借助于前级泵输送的流体。这同样适用于主泵，就此而言，主泵具有主泵流体入口和主泵流体出口。主泵经由主泵流体出口提供流体，所述流体在其通过主泵输送之后通过主泵流体出口送出。
前级泵和主泵流体地串联连接。为此，前级泵流体入口流体连接到输送装置流体入口上，使得前级泵直接输入输送给流体输送装置的流体。前级泵流体出口连接到主泵入口，使得主泵被提供借助于前级泵输送的流体。主泵流体出口又流体连接到输送装置流体出口，使得经由流体输送装置的输送装置流体出口送出或者可以送出借助于前级泵和主泵输送的流体。
本发明的一个改进方案提出，前级泵流体出口经由旁路管线流体连接到前级泵流体入口，所述旁路管线具有阀装置，尤其是止回阀。经由旁通管线，可建立在前级泵流体入口和前级泵流体出口之间的直接的流体连接，所述旁通管线不延伸通过前级泵本身。就此而言，经由所述旁通管线，流体可以从前级泵流体出口绕过前级泵向回流动至前级泵流体入口。在旁通管线中设有阀装置，借助于所述阀装置可设定流体连接。因此，例如在阀装置的第一设定中经由旁通管线中断在前级泵流体出口和前级泵流体入口之间的流体连接，而在第二设定中建立所述流体连接。
阀装置特别优选地为止回阀或者至少具有这样的止回阀。所述止回阀构造为，使得止回阀允许从前级泵流体出口到前级泵流体入口的流动，但禁止沿相反方向的流动。例如，止回阀构造为，使得如果在前级泵流体出口和前级泵流体入口之间的压力差超过特定压力差时，那么仅朝向前级泵流体入口的方向建立在前级泵流体出口和前壁流体入口之间的流体连接。借助于旁通管线和存在于其中的阀装置确保了对主泵的根据需求的供给。在这种情况下，止回阀尤其作用为限压阀，使得将在输入侧施加在主泵上的、借助于前级泵引起的压力限制到特定的值。
旁通管线和止回阀或限压阀用于用流体根据需求对主泵进行加载。如果前级泵在至少一个运行状态下朝向主泵的方向输送比主泵所能接受的流体更多的流体，则旁通管线尤其是必需的。因此，特别理想的是下述设计方案，其中省去旁通管线和阀装置或止回阀，并且前级泵与主泵相协调，使得始终能对主泵理想地加载流体。为此，前级泵将主泵能够接收的流体量精确地或至少几乎精确地提供给主泵，尤其是在驱动轴的刚好一个转速、驱动轴的至少一个转速或驱动轴的多个不同的转速下，特别优选是超出驱动轴的额定转速范围，该额定转速范围在流体输送装置根据规定运行时发生或者至少可以发生。
最后，在本发明的另一优选的实施方式的范围中提出，前级泵和主泵设置在共同的泵壳体中。两个泵，即前级泵和主泵因此不是存在于不同的壳体中，而是更确切地说以集成的方式组装在流体输送装置中。尤其是，前级泵的前级泵驱动轮和前级泵输送轮和主泵的主泵驱动轮和主泵输送轮可转动地支承在共同的泵壳体中或共同的泵壳体处。由此得出流体输送装置的特别紧凑的设计方案。
附图说明
下面根据附图中示出的实施例详细阐述本发明，但并不限制本发明。附图中示出：
图1在第一视图中示出具有前级泵和主泵的流体输送装置的示意图；
图2在第二视图中示出流体输送装置的示意图；
图3示出穿过流体输送装置的示意性剖视图，其中前级泵和主泵处于共同的泵壳体中。
具体实施方式
图1示出流体输送装置1的示意图，所述流体输送装置1具有前级泵2和主泵3。前级泵2具有前级泵流体入口4，所述前级泵流体入口4流体连接到输送装置流体入口5。前级泵2的前级泵流体出口6流体连接到主泵流体入口7。主泵3的主泵流体出口8又流体连接到流体输送装置1的输送装置流体出口9上。最后，也就是前级泵2和主泵3以在流体技术方面串联连接的方式设置在输送装置流体入口5和输送装置流体出口9之间。可看出，前级泵流体出口6和前级泵流体入口4经由旁通管线10彼此流体连接。在旁通管线10中设有阀装置11，所述阀装置11具有止回阀12或者构造为止回阀。
前级泵2可以由前级泵输入轴13驱动，而主泵3可以由主泵输入轴14驱动。前级泵2和主泵3在驱动技术方面连接到共同的驱动轴15上。换言之，前级泵输入轴13和主泵输入轴14在驱动技术方面都与驱动轴15连接。在前级泵输入轴13的情况下存在直接连接。例如，前级泵输入轴13与驱动轴15一件式地构成，而主泵输入轴14则经由前级泵2与驱动轴15在驱动技术上相连接。为此，前级泵2的前级泵驱动轮16和前级泵输送轮17构成用于主泵3的齿轮传动装置18。
前级泵驱动轮16与前级泵输入轴13耦联，优选地，前级泵驱动轮16位于前级泵输入轴13上并与前级泵输入轴13刚性地和/或持久地连接。而前级泵输送轮17则在流体输送装置1运行期间，即在驱动轴15的转动运动中由前级泵驱动轮16驱动。在这里示出的实施例中，前级泵2为齿轮泵，即作为外齿轮泵存在。前级泵驱动轮16和前级泵输送轮17就此而言作为齿轮存在，它们相互啮合，构成齿轮传动装置18。此外，前级泵驱动轮16和前级泵输送轮17共同作用以进行流体输送。
与此类似地，主泵3具有主泵驱动轮19和主泵输送轮20。主泵驱动轮19和主泵输送轮20也共同作用以提供主泵3的流体输送作用。为了在驱动技术方面将主泵3与前级泵2连接，设有连接轴21，所述连接轴21将前级泵输送轮17和主泵输入轴14并进而和主泵驱动轮19相互连接。就此而言清楚的是，前级泵输入轴13直接耦联到驱动轴15上，而主泵输入轴14则仅间接经由连接轴21和前级泵2与驱动轴15在驱动技术方面耦联，即经由前级泵2由驱动轴15驱动。
特别有利的是流体输送装置1的下述设计方案，其中前级泵2和主泵3都构造为齿轮泵。在这里示出的实施例中，前级泵2实施为外齿轮泵，而主泵3实施为内齿轮泵。在这种情况下，主泵驱动轮19是内齿轮泵的小齿轮22，而主泵输送轮20是内齿轮泵的空心轮23。小齿轮22和空心轮23围绕彼此平行地错开设置的转动轴线可转动地支承。在横截面中观察，小齿轮22的外部尺寸小于空心轮23的内部尺寸，因此小齿轮22的齿部的仅一部分与空心轮23的齿部相啮合。内齿轮泵构成为新月形齿轮泵，使得新月形填充件24局部地设置在小齿轮22和空心轮23之间。优选的是，前级泵2或主泵3间隙补偿地构成。尤其是，下述设计方案是优选的，其中主泵3是间隙补偿的，而前级泵2不是间隙补偿的。前级泵2就此而言是无间隙补偿的。然而，前级泵2和主泵3也可以都是间隙补偿的。
图2示出流体输送装置1的另一示意图。可看出，前级泵2或前级泵驱动轮16和前级泵输送轮17分别具有斜齿。由此，前级泵2的运转平稳性得到明显改进。关于流体输送装置1的另一设计方案可参考上述实施方案。
图3示出流体输送装置1的另一示意图。在此全面参考上述实施方案。此外现在清楚的是，前级泵2和主泵3设置在共同的泵壳体25中。在这种情况下优选的是，前级泵驱动轮16、前级泵输送轮17、主泵驱动轮19和主泵输送轮20可转动地支承在泵壳体25中和/或泵壳体25处。流体穿过流体输送装置1的流动方向通过箭头26表示。
在此示出的流体输送装置1在更长的使用寿命下具有出色的输送特性，因为前级泵2和主泵3理想地相互协调，即借助于齿轮传动装置18相互协调。

Claims (8)

1.一种流体输送装置(1)，具有前级泵(2)和流体连接到所述前级泵(2)的主泵(3)，其中，所述前级泵(2)通过前级泵输入轴(13)驱动，所述主泵(3)通过主泵输入轴(14)驱动，其中，所述前级泵(2)具有前级泵流体入口(4)和前级泵流体出口(6)，以及所述主泵(3)具有主泵流体入口(7)和主泵流体出口(8)，其中，所述流体输送装置(1)的输送装置流体入口(5)流体连接到所述前级泵流体入口(4)，所述前级泵流体出口(6)流体连接到所述主泵流体入口(7)，以及所述主泵流体出口(8)流体连接到所述流体输送装置(1)的输送装置流体出口(9)，其特征在于，所述前级泵(2)具有与所述前级泵输入轴(13)耦联的前级泵驱动轮(16)和为了流体输送而与所述前级泵驱动轮(16)共同作用的前级泵输送轮(17)，其中，所述前级泵(2)和所述主泵(3)与共同的驱动轴(15)在驱动技术方面耦联，以及其中，所述前级泵输送轮(17)和所述主泵输入轴(14)经由连接轴(21)相互连接，使得所述前级泵输入轴(13)直接与所述驱动轴(15)耦联，而所述主泵输入轴(14)经由所述连接轴(21)与所述驱动轴(15)耦联，其中，所述前级泵流体出口(6)经由旁路管线(10)流体连接到所述前级泵流体入口(4)，所述旁路管线(10)具有止回阀(12)，以及所述前级泵(2)的输送量大于所述主泵(3)的输送量。
2.根据权利要求1所述的流体输送装置，其特征在于，所述前级泵驱动轮(16)和所述前级泵输送轮(17)构成具有特定的传动比的用于所述主泵(3)的齿轮传动装置(18)。
3.根据权利要求1所述的流体输送装置，其特征在于，所述前级泵(2)构成为齿轮泵，和/或所述主泵(3)构成为旋转活塞泵。
4.根据权利要求1所述的流体输送装置，其特征在于，所述主泵(3)具有主泵驱动轮(19)和为了流体输送而与所述主泵驱动轮(19)共同作用的主泵输送轮(20)，其中，所述前级泵输送轮(17)和所述主泵驱动轮(19)在驱动技术方面与所述连接轴(21)连接。
5.根据权利要求1所述的流体输送装置，其特征在于，所述主泵(3)实施为内齿轮泵，其中，所述主泵驱动轮(19)构造为小齿轮(22)，并且所述主泵输送轮(20)构造为空心轮(23)。
6.根据权利要求5所述的流体输送装置，其特征在于，所述主泵(3)是新月形齿轮泵。
7.根据权利要求1所述的流体输送装置，其特征在于，在所述前级泵输送轮(17)和所述主泵输入轴(14)之间的有效连接中设有另一齿轮传动装置。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的流体输送装置，其特征在于，所述前级泵(2)和所述主泵(3)设置在共同的泵壳体(25)中。
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