CN111836959A - 正排量泵 - Google Patents

Abstract

正排量泵，包括至少一个缸体(11)和柱塞(12)，缸体(11)设有用于液体的至少一个入口孔(14)和至少一个出口孔(15)，柱塞(12)通过第一致动器(20)能够在缸体(11)内移动并且被配置成将液体从入口孔(14)传送至出口孔(15)；缸体(11)设有至少一个第一静止位置(P1)和至少一个第二工作位置(P2)，通过至少一个第二致动器(25)，缸体(11)能够以自动且可调的方式在第一静止位置(P1)和第二工作位置(P2)之间选择性地定位。

Description

正排量泵

技术领域

本发明涉及正排量泵，尤其涉及例如在制药、食品、化妆品或类似领域中用于计量在容器、瓶子或诸如此类内的液体的正排量泵。

背景技术

已知的是，正排量泵可尤其用于上述领域，正排量泵包括至少一个致动器，该致动器通过球形接头、万向接头或类似的接头与缸体的柱塞联合，液体或液体的混合物在缸体内从吸入区域传递至输送区域，其中可设有必须引入适当且精确剂量的液体至其中的容器。

因此，本文讨论的正排量泵可典型地与液体计量机器关联。

这些正排量泵的缸体可相对于致动器从第一静止位置被定向至第二工作位置，在第一静止位置中，缸体大体上与致动器对准；在第二工作位置中，缸体相对于静止位置倾斜一定角度。在US-A-5863187中描述了此类型的正排量泵的例子。

通常，柱塞沿着缸体进行交替运动并且相对于其纵向轴线进行旋转运动，以便将一定量的液体从入口孔传送至形成在缸体中的输送孔。

在柱塞的主体中，于是形成了与入口孔以及输送孔交替连通的隔间，以便允许将液体从入口孔移除并传送至输送孔。

在这些类型的泵中，通常而言，缸体相对于致动器倾斜得越多，柱塞在缸体内的行程越大，因此腔室在柱塞的顶点和缸体的顶部之间的那部分的体积就越大。

可基于正常位于泵的基座的刻度尺来形成并设置缸体的工作位置，该刻度尺既显示静止(或休止)位置，也显示角度增加的工作位置，从而大体上传送更多的液体。

因此，基于所需的工作条件，缸体或多或少地相对于致动器倾斜。

在专利文献EP-A1-2.902.002和EP-A1-3.023.638中描述了本领域已知的正排量泵的其他示例。

这些已知的正排量泵的第一个问题在于缸体通常是手动移动的，使与缸体关联的合适的指示器与所需的角度相对应，并在刻度尺上显示。

容易理解的是，这种手动驱动因此是大概的并且不是十分可靠，尤其是对于那些使用到在本说明书提及的正排量泵的应用，也就是那些要求剂量具有适当精度和可靠性的应用。

显然，手动驱动缸体在上述领域中是特别不受欢迎且不利的，其中必须在满足相当严格个卫生和清洁标准的环境中和方式下处理液体或液体的混合物。因此，操作人员必须每次手动地更改缸体相对于致动器的倾斜度，并且必须对正排量泵进行调整，这样的事实可能会损害计量器械和计量过程的卫生和清洁度。

与手动驱动缸体的事实直接联系的已知的正排量泵的又一个问题在于，这些泵并没有提供可自动清洗它们的位置，也就是，大体上不需要操作人员手动接触泵的各个部分的清洗操作。

事实上，如本文所述，传统的泵设有静止位置和工作位置，在静止位置中，缸体大体上与致动器对准，在工作位置中，缸体可被设置成相对于致动器呈一定的倾斜，但是这些传统的泵没有提供可进行适当的且自动的清洗操作的位置。

显然，这是特别不利的，因为必须频繁地清洗正排量泵的组件，以防止灰尘或外部试剂的积聚，这些灰尘或外部试剂的积聚可能会损害计量器械和计量过程的卫生和清洁度。

通过参考随后的附图和实施例的说明来阅读本说明书的剩下部分之后，技术人员将清楚常规方案和技术的其他限制和缺点，尽管很明显，与本说明书相关的现有技术的描述不能被认为是承认这里描述的内容已经从现有技术中获知。

因此，需要对能够克服现有技术的至少一个缺点的正排量泵进行完善。

因此，本发明的一个目的在于生产一种正排量泵，其中，可以以精确且自动的方式调节缸体相对于柱塞致动器的角度位置。

本发明的又一个目的在于生产一种大体上自清洁的正排量泵，其中既可以在静止或休止位置中以及在工作位置中预设置缸体，也可以在不同于工作位置的清洗位置中预设置缸体，其中，可以有效地清洗泵并且将用于清洗的液体或流体排出。

本发明的又一个目的在于生产一种正排量泵，该正排量泵在工作步骤以及清洗步骤中均比已知的正排量泵在总体上更易实施、更精确且可靠。

申请人已经设计、测试和实施本发明，以克服现有技术的不足，并且获得这些和其他的目的以及优点。

发明内容

在独立权利要求中陈述并表征本发明，而从属权利要求描述了本发明的其他特征或者主要发明构思的变体。

根据以上目的并且根据本发明的第一方面，一种正排量泵，包括至少一个缸体和柱塞，缸体设有用于液体的至少一个入口孔和至少一个出口孔，柱塞在缸体内能够移动并被配置成将液体从入口孔传送至出口孔；缸体和柱塞沿纵向展开轴线延伸。根据本发明的正排量泵包括第一致动器和第二致动器，第一致动器被配置成驱动柱塞以交替的旋转-平移运动沿着并围绕纵向轴线运动，第二致动器被配置成使缸体以自动且可调的方式至少在第一静止位置和第二工作位置之间选择性地移动。在第一静止位置中，缸体沿参考轴线与第一致动器对准；而在第二工作位置中，缸体的纵向展开轴线相对于所述参考轴线倾斜。

由于存在至少两个不同的致动器(一个以调节缸体的位置而一个以驱动柱塞)，所以，能够有利且有效地尤其在计量容器、瓶子或诸如此类内的液体时要求高度的精确度、可靠性和速度的应用中使用本申请的正排量泵，而无需使用手动且有时大概的操作，尤其关于调节缸体的位置。

在根据本发明的正排量泵中，第二致动器还被配置成将缸体至少带至与第一静止位置和第二工作位置不同的第三清洗位置，在第三清洗位置中，缸体相对于第二工作位置进一步倾斜。

为此，缸体可包括用于在第三清洗位置中的液体的第二出口孔。

第三清洗位置可由缸体的至少一个清洗角限定并且第二工作位置可由不同于清洗角的缸体的至少一个工作角限定。分别当缸体位于第三清洗位置和第二工作位置时，该清洗角和工作角是在纵向展开轴线和参考轴线之间延伸的角。

缸体的清洗角优选大于缸体的工作角。

缸体的工作角优选在约0°至约15°之间，在缸体的第一静止位置中，纵向展开轴线与参考轴线重合，缸体的工作角被限定为0°。

清洗角C在约35°至约45°之间。

在优选的实施例中，清洗角C等于约40°。

第二致动器可例如包括作为驱动部件的蜗杆螺钉，该蜗杆螺钉能够与跟缸体关联的至少一个运动传动元件配合。

第一致动器可通过至少一个接合部件连接至柱塞，该接合部件允许柱塞根据旋转-平移运动在缸体中移动。

第一致动器和所述第二致动器可与正排量泵的控制单元关联。

参照以下说明书、附图和所附的权利要求，将更好地理解本公开的这些和其他方面、特征和优点。被整合并构成本说明书一部分的附图示出了本发明的一些实施例，并且与说明书一起旨在描述本公开的原理。

在可能的情况下，在本说明书中描述的各个方面和特征可以单独地应用。这些单独的方面，例如所附从属权利要求中描述的方面和特征，可以是分案申请的目的。

可以理解，在专利申请过程中发现的任何已知方面或特征都不应主张并且应作为免责声明的对象。

附图说明

通过以下一些实施例的描述，本发明的这些和其他特征将变得明白易懂，这些实施例是参照附图作为非限制性示例给出的，其中：

图1是根据本发明的正排量泵位于清洗位置的剖视图；以及

图2是正排量泵位于工作位置的剖视图。

为了便于理解，在可能的情况下，使用相同的附图标记表示附图中相同的共同元件。应当理解，一个实施例的元件和特征可以方便地结合到其他实施例中，而无需进一步的说明。

具体实施方式

现在，本文将详细参考本发明的各个实施例，在附图中示出了其中的一个或多个示例。每个示例都是通过举例说明本发明的方式提供的，不应理解为对其的限制。例如，由于是一个实施例的一部分，所显示或描述的特征可以在其他实施例上或与其他实施例结合使用以产生另一实施例。应该理解，本发明将包括所有这样的修改和变体。

在描述这些实施例之前，还必须阐明，本说明书的应用不限于如使用附图的以下说明书中所描述的组件的构造和布置的细节。本说明书可以提供其他实施例并且可以以各种其他方式获得或执行。还必须阐明，此处使用的措辞和术语仅出于描述目的，不能视为限制性的。

参考附图的图1和图2，根据本发明的正排量泵(例如旋转正排量泵)包括内部设有腔室13的缸体11，柱塞12可在腔室13中滑动。

缸体11和柱塞12沿纵向轴线L延伸。

柱塞12可有利地由陶瓷或复合材料制成。

缸体11包括外部件或外部护套29，柱塞12可在外部件或外部护套29内滑动。

腔室13可与用于液体的入口孔14在缸体11内流体连通，并且与用于液体的至少一个第一出口孔15流体连通。

第一出口孔15允许将从入口孔14离开的流体朝容器或瓶子传送，其中流体必须以计量的方式倒入容器或瓶子中，例如通过计量喷嘴等。

相反，第二出口孔16设置在腔室13中以将本申请的正排量泵10(尤其是缸体11)的清洗液体排出。

因此，可将通过入口孔14引入的、用于正排量泵10的自清洁的一定液体通过第二出口孔16排放到腔室14中。

入口孔14和出口孔15、16可以以已知的方式与相应的管道30、31、32关联以供给和传送液体。

管道30、31、32可包括例如由合适的聚合物材料制成的柔性管道，并且在附图中示意性地示出。

在一些实施例中，拦截并调节液体流的阀可与管道30、31、32关联，以调节通过它们的液体流。

柱塞12包括可在其中形成隔间(在图中不可见)的主体18，如前所述，随着柱塞12围绕纵向展开轴线L旋转以及沿相同的轴线交替地平移，主体18能够允许液体从入口孔14通过至出口孔15。

柱塞12在缸体11内的滑动和旋转的流体密封例如可通过至少一个垫圈19来保证，例如通过O形环等。

正排量泵10包括至少一个第一致动器20，第一致动器20与柱塞12关联以驱动柱塞12根据所述交替的旋转-平移运动沿着并围绕纵向展开轴线L运动。

柱塞12可包括例如与底部一致的闭合元件21，闭合元件21与跟第一致动器20的驱动轴23关联的接合部件22接合。

尤其地，闭合元件21可以以滑动的方式与接合部件22的杆24接合。

杆24以旋转的方式与接合部件22连接，以便形成将柱塞12与第一致动器20连接的球形接头。

随着驱动轴23的旋转，接合部件22被构造成允许柱塞12在缸体11内既旋转又交替地平移。

缸体11可采取在图1以虚线示出的第一休止(或静止)位置P1以及在图2示出的至少一个第二工作位置P2。

此外，缸体11可有利地采取在图1以实线示出的第三清洗位置P3。

第一休止(或静止)位置P1大体上是缸体11沿参考轴线X与第一致动器20对准的位置(如图1所示)。在此静止位置P1中，纵向展开轴线L与参考轴线X一致并重叠。

工作位置P2是缸体11相对于静止位置P1倾斜一定的工作角S的位置。

当缸体11位于工作位置P2时，工作角S被限定为在纵向展开轴线L和参考轴线X之间的角。

工作角S可根据正排量泵10的不同操作要求而变化。工作角S可在约0°至约15°之间，其中缸体11的静止位置P1被限定为0°。也就是说，当工作角S等于0°时，纵向展开轴线L与参考轴线X重合。

清洗位置P3是缸体11相对于工作位置P2进一步倾斜的位置。

尤其地，清洗角C(即，缸体11在清洗位置P3中倾斜的角)必须例如保证液体从出口孔16适当地排出。

当缸体11位于清洗位置P3时，清洗角C被限定为在纵向展开轴线L和参考轴线X之间延伸的角。

在可能的实施方式中，清洗角C优选大于工作角S。

而且，清洗角C有利地比工作角S大得多，使得操作人员可立即用肉眼分辨正排量泵10是否处于工作步骤还是处于清洗步骤。

清洗角C可例如在约35°至约45°之间，以便保证有效地清洗和排出液体。

在优选的实施例中，清洗角C约等于40°。

如本文所述，缸体11相对于参考轴线X(即，相对于第一致动器20)倾斜的角越大，在柱塞12的顶点和缸体11的端部之间所限定的腔室13的体积就越大。为此目的，清楚见到在图1和图2中，腔室13在清洗位置P3和在工作位置P2中的体积是不同的。

有利地，正排量泵10包括第二致动器25，第二致动器25可自动地驱动缸体11以精确且自动的方式至少从静止位置P1移动至工作位置P2，反之亦然。

第二致动器25也可用于将缸体11从静止位置P1或从工作位置P2带至清洗位置P3，反之亦然。

在一个实施例中，第二致动器25包括驱动轴(例如是蜗杆螺钉26)，该驱动轴能够接合在相应的运动传动元件27中(例如齿轮等)。

在另一个实施例中，第二致动器25可包括不同于上述蜗杆螺钉26和传动元件27的运动传动装置，但总体上与其等效。例如，运动传动装置可包括在现有技术中已知类型的两个或更多个齿轮(波形的纵沟纹)或其他运动传动部件。

传动元件27可通过连接机构28将从蜗杆螺钉26接收到的运动传递至缸体11(尤其传递至其外部件29)，连接机构28与缸体11以及与传动元件27关联。

在一个实施例中，连接机构28包括臂33，臂33在一侧附接至外部件29而在另一侧附接至传动元件27，使得臂33与传动元件27一同运动，由此根据传动元件27的旋转而改变缸体11的倾斜。

正排量泵10包括控制单元17，控制单元17既连接至第二致动器25以调节缸体11的倾斜，也连接至驱动柱塞12的第一致动器20。正排量泵10被配置为控制致动器20、25以往复配合的方式运作，以开始用户的指令。

控制单元17被配置为通过调节缸体11的工作角S的宽度来调节要计量的液体的量，使得缸体11处于工作位置P2中以允许正排量泵10递送要计量的液体的所需量。

此外，当必须清洗正排量泵10时，控制单元17允许将缸体11也带至清洗位置P3。

本申请的正排量泵10可因此以自动的方式并且大体上不用要求操作人员的介入而采取多个不同的位置，也就是，缸体11在静止状态或工作状态下具有由工作角S限定的倾斜而所处的位置。由于第二致动器25，保证了缸体11以精确且自动的方式定位在工作位置P2或在静止位置P1中。

第二致动器25还允许有利地将缸体11带至自清洁状态，其中缸体11采取由清洗角C限定的倾斜，或者进入进一步的清洗位置P3。

在清洗位置P3中，如本文所述，可将合适的清洗液体通过入口孔14送至缸体11，并且当完成清洗后，可通过出口孔16将清洗液体排出。与清洗功能相关的参数，例如清洗液体的量、清洗持续时间、自动预设置一个或多个清洗循环的可能性及其他等，可通过控制单元17进行设置和管理。

由于至少两个不同的致动器20和致动器25的存在(一个调节缸体11的倾斜而一个调节柱塞12的驱动)，所以，能够有利且有效地在计量容器、瓶子或诸如此类内的液体时要求高精度、高可靠性和高速的应用中使用本申请的正排量泵10。

而且，可理解的是，从功能点的角度以及从卫生的角度，也因为第二致动器25的存在，与已知的正排量泵相比，用于本申请正排量泵10的自动且可程序化的清洗保证了相当大的改善操作条件。

清楚的是，如前所述，可以对正排量泵进行修改和/或增加部件，而不背离本发明的领域和范围。

同样清楚的是，尽管已经参照一些具体示例描述了本发明，但是本领域技术人员当然应当能够实现具有如在权利要求中所述的特征的正排量泵的许多其他等效形式，并因此都落入由权利要求所限定的保护范围内。

在以下权利要求中，括号内的附图标记的唯一目的是为了便于阅读：在具体权利要求中要求保护的范围内，不得将它们视为限制性因素。

Claims (10)

1.正排量泵，该正排量泵被配置成输送所需量的液体并且包括至少一个缸体(11)和柱塞(12)，缸体(11)设有用于液体的至少一个入口孔(14)和至少一个出口孔(15)，柱塞(12)在所述缸体(11)内能够移动并被配置成将液体从所述入口孔(14)传送至所述出口孔(15)，其中所述缸体(11)和所述柱塞(12)沿纵向展开轴线(L)延伸；所述正排量泵还包括第一致动器(20)，该第一致动器(20)被配置成驱动所述柱塞以交替的旋转-平移运动沿着并围绕所述纵向展开轴线(L)运动，其特征在于，所述正排量泵包括第二致动器(25)，该第二致动器(25)被配置成使所述缸体(11)以自动且可调的方式至少在第一静止位置(P1)和第二工作位置(P2)之间选择性地移动；在第一静止位置(P1)中，所述缸体(11)沿参考轴线(X)与所述第一致动器(20)对准；在第二工作位置(P2)中，所述缸体(11)的所述纵向展开轴线(L)相对于所述参考轴线(X)倾斜。

2.根据权利要求1所述的正排量泵，其特征在于，所述第二致动器(25)还被配置成将所述缸体(11)至少带至与所述第一静止位置(P1)和第二工作位置(P2)不同的第三清洗位置(P3)，在第三清洗位置(P3)中，所述缸体(11)相对于所述第二工作位置(P2)进一步倾斜。

3.根据权利要求2所述的正排量泵，其特征在于，所述缸体(11)包括用于液体的第二出口孔(16)，该第二出口孔(16)限定液体的排水孔，当所述缸体(11)位于所述第三清洗位置(P3)时，液体用于在内部清洗所述正排量泵。

4.根据权利要求2或3所述的正排量泵，其特征在于，当所述缸体(11)位于所述第三清洗位置(P3)时，所述第三清洗位置(P3)由缸体(11)的至少一个清洗角(C)限定，该清洗角(C)是在所述纵向展开轴线(L)和所述参考轴线(X)之间延伸的角；当所述缸体(11)位于所述第二工作位置(P2)时，所述第二工作位置(P2)由缸体(11)的至少一个工作角(S)限定，该工作角(S)是在所述纵向展开轴线(L)和所述参考轴线(X)之间延伸的角；所述工作角(S)不同于所述清洗角(C)。

5.根据权利要求4所述的正排量泵，其特征在于，缸体(11)的所述清洗角(C)大于缸体(11)的工作角(S)。

6.根据权利要求4或5所述的正排量泵，其特征在于，缸体(11)的所述工作角(S)在约0°至约15°之间，在缸体(11)的第一静止位置(P1)中，所述纵向展开轴线(L)与所述参考轴线(X)重合，缸体(11)的所述工作角(S)被限定为0°。

7.根据权利要求4至6任一所述的正排量泵，其特征在于，所述清洗角(C)在约35°至约45°之间。

8.根据前述权利要求任一所述的正排量泵，其特征在于，所述第二致动器(25)包括蜗杆螺钉(26)，该蜗杆螺钉(26)能够与跟所述缸体(11)关联的至少一个运动传动元件(27)配合。

9.根据前述权利要求任一所述的正排量泵，其特征在于，所述第一致动器(20)通过至少一个接合部件(22)连接至柱塞(12)，该接合部件(22)允许所述柱塞(12)根据旋转-平移运动在所述缸体(11)中移动。

10.根据前述权利要求任一所述的正排量泵，其特征在于，正排量泵包括既连接至所述第二致动器(25)也连接至所述第一致动器(20)的控制单元(17)，该控制单元(17)被配置成以往复配合的方式命令所述致动器(20、25)。

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