CN1130725A - 具有除气装置和总成一体的蒸气回收功能的液体泵 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于相对地容易挥发的液体的抽送装置，包括：一具有一连接于供液柜的吸入口和至少一个连接于一输送装置的排出口的封闭泵壳，一具有一引入泵壳内部的液体进口和一连接于排出口的压力出口的液体泵、一具有一引入泵壳的较高位置的气体进口和一引到泵壳外面的气体出口的气体泵，其中的液体泵是一诸如离心泵之类的流体动力泵。

Description

具有除气装置和总成一体的蒸气回收功能的液体泵

本发明涉及诸如用在加油站的燃油泵之类的泵。

燃油泵主要装有齿轮泵或具有一个配有几个作进出运动的叶片的偏心转子的那一类泵。

这些泵是可自动充注起动的，其具有一旁通阀以允许未被通过软管和喷嘴泵送到外面用户的燃油回到吸入通路，并配有一气体分离器以保证计量供出的燃油不含任何气体。

这些泵的缺点是：

—某些零件工作于摩擦接触状态而容易磨损；

—需要一个旁通阀，而它是一个严重的噪声源；

—零件数量太多；

—除气作用很难实现，并且在大多数油泵上需要设置观察孔；

—只有采用昂贵的单独的设备才能回收排出的燃油蒸气。

本发明的目的是要提供一上述种类的泵，其至少能消除上述缺点中的某些缺点。

按照本发明，此目的是以权利要求1所表征的抽送装置来实现。

尽管流体动力泵对用作加油站的燃油泵有许多优点，但却不能采用诸如离心泵之类的流体动力泵，原因之一就是它不能自动充注起动。

本发明的抽送装置除能自动充注起动外还有如下优点：

—其不需要旁通阀，因为它的流量在最大极限值范围内只取决于系统的总阻力，这样，在用作燃油泵的情况下，主要取决于喷嘴的开度；

—其结构非常简单因而价格适宜；

—其具有显著提高的气体分离性能；

—就泄漏方面与现有泵相比，其具有好得多的内在安全性；

按各从属权利要求所限定的特征性措施，可将本发明的抽送装置制成具有一个或多个如下的附加优点：

—其可以具有一种总成一体的蒸气回收功能。除从液体中分离出的气体外，它还将能抽出至少与最大液体流量相当的气体；

—其可以设计成有两个排出口，其中每一个配有一装在抽送装置内的伺服阀。这一实施例的制造成本比传统泵的低得多，因为在大多数情况下每一传统的压送单元需要两个昂贵的外设电磁阀；

—在按照本发明的一较佳实施例用一液体环式泵(液环泵)作为真空泵的情况中，泵机构除有一滑动轴承外，再没有任何摩擦接触的零件。因此，其不易磨损，基本上不需要维修。

一方面，流体泵在存在于吸入燃油中的气泡被分离出来并积聚在靠近泵壳上壁处后从泵壳的下部吸入燃油并泵送出去，同时，另一方面，真空泵排出积聚在靠近泵壳上壁处的气体，因而在正常工作情况下泵壳内保持最佳充油状态，使流体泵始终能从泵壳的下部抽吸无气体的燃油。

燃油的除气以一种比现有技术的抽送装置中更有效的方式进行。

在现有技术的燃油泵中，油泵将燃油连同存在于其中的气泡一起吸入并压送至一平均压力约为2巴的气体分离腔。从燃油分离出来的气泡处于约2巴的压力下并因此其尺度小于在大气压下的气泡(近似为原来大小的一半)。

本发明的抽送装置中的气体分离是在油泵使燃油建立起压力之前进行，也就是说，是在抽送过程中压力至少低 巴的泵壳中进行。因而气泡的尺度是大气压下气泡的

，并为现有技术油泵中的气泡大小的两倍多。

由于迫使气泡向泵壳上部上升的力和上升速度取决于它们的大小，因此本发明之装置中的气体分离显著地快于现有技术泵中的气体分离。

本发明的泵分离出来的气体的体积至少是现有技术的泵的两倍，这可显著地减少由泵壳内的(较低)液体速度造成的气泡夹带。

在装有一“蒸气回收”系统的情况下，真空泵很容易设计成除用于排出从燃油中分离出来的气体外还具有足够的抽吸能力，以便能保持在加油过程中用于抽出车辆燃油箱中的气体。

于是，配置装置配有一带有抽气密封盖圈的专用加油喷嘴、一同轴软管和一机械或电驱动的比例控制阀，同轴软管的内管用于抽出油箱内的气体。

在一较佳实施例中，泵的每个排放口装有一制造在泵内并以一弹簧顶着的隔膜为基础的结构非常紧凑的伺服阀，该伺服阀可由装在泵壳外侧顶部的一电磁阀驱动，也可由装在泵壳内的一浮子的最低位置来驱动。

下面以结合附图的描述进一步说明本发明。

图1表示的是本发明之一个较佳实施例的抽送装置的示意剖视图，其中没有蒸气回收系统。

图2表示的是带有蒸气回收系统的抽送装置的一部分，并与图1相对应。

图1中的流体动力泵是一由两个转子1，两个定子2和一压力腔泵出口3组成的两级离心泵。压力腔泵出口3装有至少一个伺服阀4和至少一个在顶部通出泵壳的压力管路5。

整个装置包括两个泵半部，上半部6形成了液环泵7的底壁同时也是压力腔3的上壁。它还有下轴承9和至少一个伺服阀座8。

下半部10包括两个定子2并有至少一个用于固定伺服阀隔膜11的凹穴。

与这一流体动力泵设置在同一轴上并位于其上面的是一液环泵，其吸入口由一对着泵壳13上壁的吸入管12引出。

这一液环泵的排出口16或者直接连接于一个用于把气体和一部分起动充注液体送回(地下)油柜的蒸气回流管，或者引入一收集容器17，同时液环泵还将压缩到大气压的气体连同一部分起动充注液体一起压入该收集容器内。在这里气体被从燃油分离出来并通过开口18进入大气。底部装有一由浮子20控制的阀21的一吸管19同泵壳相连并在其处引到最高燃油液位以上。当收集容器17里的燃油升到足够高时，浮子20打开阀21，吸入管19抽吸容器17中的燃油直至阀21由于浮子下降而重新关闭。

在不连接“蒸气回收”系统的情况下，液环泵所需的起动充注液体由压力腔3通过一校准的通路22来供应。这一供应由靠浮子15的上下运动而动作的组合阀14中的一个阀来控制。

在连接一“蒸气回收”系统的情况下，吸入通路12经过组合阀14，而通路22直接将压力腔3连接于液环泵(见图2)。

将伺服阀与流体动力泵的铸造结构制成一体是一个节省成本的重要因素。装在压力腔3中的伺服阀包括一阀座8、一弹簧顶着的阀隔膜11、一压力腔3与阀腔24之间的连接通路23，以及一把阀腔和压力腔与泵壳连接起来的通路25。连接通路25首先通过组合阀14中的一个阀，然后在进入泵壳之前通过一个电磁驱动的阀26。通路25的直径比通路23的大。这一配置可以保证，只要阀腔24与泵壳之间的通路25是开着的，阀腔24中的压力就消失。伺服阀或者由浮子15的位置来驱动，或者由受油泵的计量器控制的电磁阀26来驱动。

浮子15跟随泵壳中的燃油液位并以其上下运动来驱动组合阀14，组合阀14包括两或三个阀，其中的一或两个阀可关闭连接阀腔24与泵壳的通路，而另一个阀或者关断对液环泵的起动充注液体供给，或者关闭吸入通路12。

在泵构成配有“蒸气回收”系统的装置的一部分的情况下，其具有一通过分支通路27连接至液环泵的吸入口的抽出气体吸入口28。液环泵的抽吸能力要大于一方面排出泵壳内的分离出来的气体、另一方面抽出车辆油箱中的气体所需的抽吸流量的总和。抽出的气体随后被利用一安装在加油站的气体回流管路送回(地下)燃油柜。液环泵排出口16再直接与此气体回流管路相连，并且带有附件的收集器17不是安装在泵壳上。

图1所示的本发明之抽送装置的这一实施例的运行如下。

在正常工作情况下，泵壳13内充以燃油至最佳状态。流体动力泵从泵壳的下部29吸入燃油并通过压力管路5将其压送到泵外用户。此压力管路有一伺服阀4，该伺服阀可以由浮子的位置驱动，也可由一来自油泵计量器的电信号驱动。

液环泵排出积聚在靠近泵壳13之上壁处的气体并将其压排到泵外。这就能保持泵壳内总是充油至最佳状态，并保证流体动力泵始终浸没在燃油中。底阀30可防止泵壳内的燃油在泵停止工作时流回(地下)油柜。

浮子机构15用于驱动组合阀14，该阀控制着伺服阀腔24与泵壳之间的连接通路25的通断，还控制着向液环泵供给起动充注液体的通路22或吸入通路12的通断(见图2)。当泵的电动机开动时，流体动力泵从泵壳的下部抽吸燃油，因而使泵壳内压力降低而通过吸入管路32和滤器31从(地下)油柜吸取燃油。

这种配置使得可能发生的燃油外漏变为不可能了。(在目前使用的所有泵中，泵壳都是处于过压2到3巴的状态，这将引起泄漏的危险。)

吸入的燃油含有大量的气泡，这些气泡一旦进入泵壳内，便有时间从燃油中分离出来并聚集在靠近泵壳的上壁处。

如前面所述，除气是在低压下进行的因而比现有的泵有效得多。

在没有“蒸气回收”系统的情况下，泵壳内的燃油液位控制如下：

液环泵吸入分离出来的气体，把它压缩到大气压并压排到泵外。泵壳内的燃油液位，亦即浮子的位置，升到它们的最高高度。由浮子驱动的阀14关断液环泵的起动充注液体供给通路22，产生如下结果：存在于液环泵内的充注液体被流体动态力通过开孔33压回到泵壳内。此损失总是由通过通路22供应的充注液体来补偿。

但开孔33允许流出的起动充注液体少于从通路22供给的。这两个流量之间的差值连同被压缩至大气压的气体一起从泵排出口16排出。

如果起动充注液体的供给被阀14关断，那么所有液体都通过开孔33从液环泵中排出，抽送便停止。液环泵的转子在一空的泵壳内转动而不起作用。

这种配置首先能防止液环泵在排出所有气体之后继续通过气体排出管12吸入液体。

它还可保证液环泵仅在其必须有效地泵送时才消耗动力，而在其无需排气时就惰转。(如果不装“蒸气回收”系统，液环泵要惰转更长一段时间)。

还实施了一种与一“蒸气回收”系统一起使用的泵，现参照图2加以描述。这一改型之所以必要，是因为液环泵一输送燃油就必须排出气体，不管吸入通路12关闭与否。

在浮子处于其行程的上部时，阀14打开连接通路25，允许从压力腔3压出的燃油通过通路23流走，以使阀腔24内不会建立起压力。作用在阀隔膜外侧的液体压力将弹簧压缩而推开阀4。压力腔中的燃油从泵沿压力管路5排出。

当燃油的液位，亦即浮子的位置，由于气泡的积累而下降时，阀14打开起动充注液体供给通路22(或吸入管12)，液环泵把气体排出。于是，燃油液位上升，浮子又关闭通路22(或12)。

在正常情况下，这一机构可使燃油液位保持在最佳位置。如果泵壳内气体数量的增加快于液环泵排出气体的速度(例如在油柜被抽空时)，泵壳内燃油液位就降低，浮子也随之下降。

在第一种情况下，其将打开通路22(或吸入管12)。但如果浮子接近其最低位置，阀14便关闭伺服阀的连接通路25。阀腔24内的压力由于连接通路23而升高直到其等于压力腔中的压力，此时弹簧也将阀推至阀座上。于是，伺服阀关闭压力管路，泵的流量降低至零。此时剩留在泵壳中的燃油只用作液环泵的起动充注液体，而液环泵将以全排量排出存在于泵壳内的气体。在有“蒸气回收”系统的变型中，关闭的伺服阀可使气体吸入通路被比例控制阀关闭，因此液环泵的全抽吸能力可用于液体动力泵的自动起动。

在例如空的(地下)油柜重新装满之后，油柜与泵之间的吸入管路内的空气必须被排出，液环泵能以高速完成此项工作。当燃油又进入泵壳内使浮子上升时，浮子通过阀14重新打开伺服阀，使泵又开始排送。

尽管构成本发明之主旨的泵可有一或两个泵排出口，且每个口都应配有一伺服阀和附件，但为了简化描述，在其零部件和其工作的描述中是假设只有一个泵排出口。

在这些描述中，液环泵是用作一真空泵。其优点是，结构中无任何摩擦接触的零件，并且整个装置可以简单而紧凑地实现。抽吸的燃油用作液环泵的起动充注液体。

然而，由于在低压下除去燃油中气体、总成一体的蒸气回收和自动起动注油这三者的组合并不取决于真空泵的类型，因此任何其他类型的真空泵均适用。

在前面的描述中，本发明的流体动力泵被实施为离心泵。但是也可以用其他任何流体动力泵，诸如轴向转子泵。在本申请的全文中，“流体动力的”一词指的是用于获得抽送作用的力场的产生和利用，并应看作是与“流体静力的”相对照，在流体静力的装置中，是流体容积而不是流量被从第一种环境中输送到压力通常比第一种环境高得多的第二种环境。

Claims (14)

1.一种用于相对地容易挥发的液体的抽送装置，包括：一具有一连接于供液柜的吸入口和至少一个连接于一输送装置的排出口的封闭泵壳、一具有一引入泵壳内部的液体进口和一连接于排出口的压力出口的液体泵、一具有一引入泵壳的较高位置的气体进口和一引到泵壳外面的气体出口的气体泵，其特征在于，所述液体泵是一诸如离心泵之类的流体动力泵。

2.如权利要求1所述的抽送装置，其特征在于，所述流体动力泵是装在所述泵壳内并且其液体进口是设置在一低于泵壳吸入口的高度。

3.如权利要求2所述的抽送装置，其特征在于，所述气体泵是装在所述泵壳内。

4.如权利要求2和3所述的抽送装置，其特征在于，所述流体泵和气体泵各自有至少一个装在一共用轴上的转子。

5.如权利要求4所述的抽送装置，其特征在于，所述共用轴以一种密封的方式可转动地穿过装配于泵壳的一侧壁，并连接于设置在泵壳外的电动机的驱动轴。

6.如权利要求5所述的抽送装置，其特征在于，所述电动机安装在泵壳上。

7.如前述任一项权利要求所述的抽送装置，其特征在于，所述气体泵是一液体环式泵。

8.如前述任一项权利要求所述的抽送装置，其特征在于，在液体泵压力出口和泵壳的每一排出口之间设置一伺服阀，它包括一可运动地设置在一腔室内的阀件，一迫使阀件与一阀座接触的弹簧，其特征在于，设置有一控制通路把所述腔室连接到泵壳的一较高高度，以使得当所述腔室通过所述控制通路连通于一低压时，所述阀件克服弹簧的作用而离开所述阀座，并有一常闭的电动控制阀设置在所述控制通路中。

9.如权利要求8所述的抽送装置，其特征在于，所述控制通路中设置有一个由一装在泵壳内的浮子驱动的常开阀，该阀在浮子下降至一预定高度时关闭所述控制通路。

10.如前述任一项权利要求所述的抽送装置，其特征在于，所述气体泵的气体进口处设置有一由一装在泵壳内的浮子驱动的常开阀，该阀在浮子升高至一预定高度时关闭该气体进口。

11.如前述任一项权利要求所述的抽送装置，其特征在于，所述气体出口引入一容器，该容器装有一与泵壳相连并在其中设置有一由一装在该容器中的浮子驱动的常闭阀的排放通路，该常闭阀在浮子升高至一预定高度时打开该排放通路。

12.如前述任一项权利要求所述的抽送装置，其特征在于，一与气体进口相连的吸入通路延伸到一靠近所述输送装置的位置。

13.如权利要求12所述的抽送装置，其特征在于，所述输送装置通过一软管连接至泵壳的排出口，并且所述吸入通路延伸通过此软管。

14.如权利要求7至13中之任一项所述的抽送装置，其特征在于，包括一设在流体动力泵的压力出口与液环泵的泵腔之间的狭窄的连接通路。

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