CN116829832A - 活塞泵 - Google Patents
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Abstract
本发明描述了一种活塞泵(1),用于泵送液体,包括头部(10)、活塞(45)、第一环形密封衬垫(60)、第二环形密封衬垫(80)以及环形主体(100)。头部(10)中至少获得缸体(15)。活塞(45)可滑动地插入缸体中。第一环形密封衬垫(60)周向地密封接触活塞(45)。第二环形密封衬垫(80)周向地密封接触活塞。环形主体(100)周向地包围活塞(45),并且至少部分地容纳于在头部中获得的在缸体(15)的一部分中的容纳座(110)中。环形主体(100)包括:第一容纳座(150)、第二容纳座(155)以及第三容纳座(185)。第一容纳座(150)中容纳第一环形密封衬垫(60)。第二容纳座(155)中容纳第二环形密封衬垫(80)。第三容纳座(185)中容纳第三环形密封衬垫(190),第三环形密封衬垫(190)置于环形主体(100)和环形主体的容纳座(110)之间。
Description
技术领域
本发明涉及一种活塞泵,尤其涉及一种用于高压且可用于低粘度流体的活塞泵。
背景技术
活塞泵通常包括头部,头部中至少存在缸体、至少部分地形成泵送室,其中活塞滑动用于泵送液体。
围绕并接触活塞的至少一对环形密封衬垫插置在缸体和活塞之间,并且适于消除或至少显著减少压力流体泄漏,否则压力流体将穿过缸体和活塞之间的间隙泄漏。
通常,相对于与活塞的相对于缸体的滑动轴线平行的方向,衬垫在缸体中获得的(环形)座中基本上相互堆叠,可能在衬垫之间插置防挤环形元件。
这种解决方案的问题是,衬垫必须由操作者一个接一个地手动插入和堆叠到在缸体中获得的座中,这是耗费人力的操作,尤其是当由于在大多数情况下市场上的泵中活塞的直径小于5cm以及阻止操作者容易进入容纳座中时。
此外,无论活塞大小如何,及因此泵的大小如何,当活塞穿过衬垫插入缸体时,衬垫可能移动。即使在不移动的情况下,由于衬垫是可变形的,因此它们并不是用于插入活塞的特别有效的引导。
因此,已知的解决方案会影响泵的生产时间。
本发明的目的在于以合理且经济的解决方案克服现有技术的局限性。从属权利要求概述本发明的优选和/或特别有利的方面。
发明内容
特别地,本发明提供一种用于泵送液体的活塞泵,包括:
头部,其中至少获得缸体;
活塞,其可滑动地插入缸体中;
第一环形密封衬垫,其周向地密封接触活塞(即活塞的一部分);
第二环形密封衬垫,其周向地密封接触活塞(即活塞的一部分);以及
环形主体,其周向地包围活塞(即活塞的一部分)并且至少部分地容纳于在头部中获得的在缸体的一部分中的容纳座中。
环形主体包括:
第一容纳座,其中容纳第一环形密封衬垫;
第二容纳座,其中容纳第二环形密封衬垫;以及
第三容纳座,其中容纳第三环形密封衬垫,第三环形密封衬垫置于环形主体和环形主体的容纳座之间。
由于将衬垫放进环形主体而后将环形主体放进缸体中比像现有技术设备那样直接将衬垫放进缸体中更简单(因而更快),因此根据本发明的环形主体允许在加工泵和维护操作时加快装配操作。
根据本发明的一个方面,泵可以包括固定至头部的曲轴箱,曲轴箱设置有活塞环形导向面以及环形主体的另一容纳座,环形主体的另一容纳座容纳环形主体的从头部伸出的一部分。
因此,可以通过精确加工曲轴箱来实现衬垫的对中,曲轴箱在环形主体的容纳座的部分必须加工以形成活塞的环形导向面,而不必精确加工头部的缸体部分,由于不需要精确地制作在曲轴箱和头部中的环形主体的两个容纳座以得到衬垫的合适对中,加快了衬垫的对中和缩短了生产时间。特别地,由于这种解决方案,头部中的环形主体的座可以以低于曲轴箱中形成的容纳座的并且也因此低于用于加工导向面的精度(其中,精度是指尺寸公差、同轴度公差和相对于泵的固定参考点的位置公差的组合,例如,通过将头部固定到曲轴箱上的螺钉限定)形成。
这种衬垫的对中是重要的,原因如下:
活塞和缸体之间的间隙到达泵曲轴箱,其中容纳用于驱动活塞的机构,其配置为在缸体内通过往复运动来移动活塞以泵送液体。对于往复式活塞泵,这种机构是曲轴;对于旋转板式轴向泵,这种机构是旋转板。
在泵送的液体例如为水并且曲轴箱中存在用于润滑驱动机构的润滑油或润滑脂的情况下,由于泵送的液体会污染润滑剂,降低润滑剂的有效性,因此泄漏的危害更大。
上述密封衬垫通常为唇形,由于密封衬垫与活塞摩擦(即与活塞的侧向圆柱面摩擦),因此会磨损。
密封衬垫和活塞之间需要高度的同轴度,以避免会导致密封衬垫过早失效的磨损集中区域并且获得由密封衬垫施加在活塞上的适当的压力分布,否则即使是新的密封衬垫也可能造成泄漏。
为了获得这种高度的同轴度,特别地,为了使缸体的孔相对于缸体和曲轴箱的位置对中,和/或为了形成在缸体中获得衬垫的容纳座,在现有技术的泵中,需要进行精确地加工(因而昂贵且耗时)来形成缸体的孔。
这种问题在多缸体泵中进一步恶化,由于缸体数量增加,考虑到除了每个缸体的公差之外,还必须考虑每个缸体相对于其他缸体的位置公差,因此要确保所有缸体中衬垫的同轴度就更耗费人力。
根据本发明的一个方面,由于可以通过加工曲轴箱(在任何情况下都必须对曲轴箱进行加工以获得活塞的导向面)和使用环形主体(在任何情况下都必须对环形主体进行加工以获得衬垫的容纳座)来进行对中,在曲轴箱中形成环形主体的容纳座允许避免为了获得第一密封衬垫和第二密封衬垫与活塞之间的同轴度而进行上述成本高且耗费人力的头部加工。
根据本发明的另一方面,其中获得有缸体和环形座体的头部部分可以由聚合物材料制成。
因此,可以获得比现有技术的金属制成的更轻、更便宜并且能被更快制造的头部和泵。得益于通过环形主体和曲轴箱中获得的容纳座实现了衬垫的对中,可以尽可能利用使用聚合物材料所提供的优点,这是由于可以通过头部模塑成型获得的在头部中获得的缸体和容纳座的公差精度值不需要任何去除材料的操作来提高精度,这在金属制成的头部中是不可能的,金属制成的头部在模塑成型或压铸操作后无论如何都必须去除材料。
为了强调以上所阐述的这些优点,其中,本发明允许创建具有比头部更精确的公差的曲轴箱,因此比现有技术的泵更快且更便宜,环形主体可以以一间隙值容纳于在头部中获得的容纳座中,该间隙值大于环形主体插入在曲轴箱中制造的另一容纳座中的间隙值。
本发明还可以提供,第一容纳座在平行于缸体中的活塞的滑动轴线的方向上的延伸大于第一环形密封衬垫在相同方向上的延伸。
因此,在该方向上,整个第一衬垫容纳在座中并且可以在运行过程中保持适当的对中。此外,防止衬垫与容纳座接触。
另外,本发明可提供,活塞具有始终容纳在缸体中的第一端,第一容纳座可具有朝向第一端的开口,泵可以包括插入开口中的预加载环,预加载环与第一环形密封衬垫接触,并且预加载环穿过开口从环形主体轴向伸出。
因此,可以预先加载第一衬垫。
特别地,第一衬垫(称为高压衬垫)由比第二衬垫更刚性的材料制成,并且由于预加载环,即使没有压力流体,也可以预加载第一衬垫。
根据又一方面,泵可以是轴向活塞和旋转倾斜板类型,具有自动吸入阀和自动输出阀,该泵设置有相互平行的多个缸体,其中相应的活塞滑动用于泵送液体。
附图说明
借助于附图中所示的各个附图阅读通过非限制性示例提供的以下描述,本发明的进一步特征和优点将变得清楚。
图1为根据本发明的泵的轴测视图。
图2是图1的泵的正视图。
图3是根据图2的III-III平面的剖视图。
图4是图3的细节IV的放大图。
图5是根据本发明的环形主体的视图,该环形主体以如图3和图4的剖视图展示,并且与泵的其余部件隔离。
具体实施方式
具体参考这些附图,1总体上表示高压活塞泵,优选地适于泵送具有低粘度的液体(例如水)。所示的泵是多缸轴向活塞泵,然而,本发明的构思可以应用于单缸泵和/或往复泵。本发明的构思对于多缸泵而言意义更大,因为它更难制造和组装。例如,由于多缸泵(特别是具有三个以上缸体的轴向倾斜板类型的泵),需要组装大量的部件,从而节省更多的时间,并且由于各种缸体的存在,其需要更精密的加工以使所有的移动部件以及相应的容纳座和衬垫成为可能。
特别地,将在下文更详细地说明,所示泵1为具有固定倾角旋转板类型的泵,并且具有用于调节泵送流量的自动阀。
泵1包括头部10(即缸体头部),头部10至少存在缸体15,缸体15至少部分地限定液体泵送室20的容积。
在所示实施例中,头部10包括多个缸体15(即圆形直线孔),例如大于三个,每个缸体15至少部分地限定相应液体泵送室20的容积。将在下文详细说明,泵送室20相互独立。
因此,缸体15至少具有通过圆柱形内表面16表征的通道。
例如,至少存在有缸体的头部可以形成为单一主体,即,其可以通过加工单个主体而获得,该单个主体通过固化单个熔体或将材料注入模具中获得。
在优选实施例中,这种单一主体由聚合物材料制成,从而使泵轻便、经济并且能被快速制造。
然而,不排除的是,在未示出的实施例中,存在有缸体的头部由彼此固定的多个单一部件形成,该多个单一部件由聚合物材料制成。
多个缸体中的缸体数量大于三个(即至少四个),优选为五个,并且缸体的相应的中心轴线彼此平行布置。
例如,缸体沿公共轴线径向地布置,单个缸体的中心轴线相对于该公共轴线是平行的。此外,缸体以彼此相等的距离并且以到公共轴线相同的距离布置。换言之,缸体(即缸体的中心轴线)沿着以公共轴线为中心且位于垂直于该公共轴线的平面上的假象圆周以彼此等距的角度布置。
在其中具有五个缸体的所示实施例中,这些缸体的中心轴线穿过位于与这些缸体本身的中心轴线垂直的平面上的假想正五边形的顶点。
头部可以包括横向于缸体轴线的第一面25(第一面25例如为平坦的),以及横向于缸体轴线的相对的第二面30。
例如在聚合物材料的模塑成型步骤中,缸体被制造为孔,每个缸体设置有在第一面25上形成的开口35。
特别地,在所示实施例中,缸体形成为从第一面25延伸至第二面30的通孔,在第一面25中形成第一开口35并且在第二面30中形成第二开口40。
不排除的是,在可替代实施例中,缸体可形成为盲孔,并且仅在第一面25中有开口(即第一开口)。
泵1包括活塞45,该活塞45可滑动地插入缸体15中并且至少部分地插入缸体中(例如仅部分地插入缸体中)。换言之,泵包括多个活塞45,每个活塞可滑动地并且部分地插入多个缸体中的相应缸体15中。
在所示的实施例中,活塞45(即每个活塞45)具有一个朝向泵送室20的第一轴向端50(例如,该第一轴向端50也部分地限定泵送室20)以及相对的第二轴向端55,该第二轴向端55穿过开口35从缸体15伸到头部之外。
泵1包括多个适于周向密封地包围活塞45(即每个活塞45)的环形衬垫,以避免泵送液体从泵送室向第一面25中的开口35泄漏。
特别地,泵1包括通常被称为高压衬垫的第一环形密封衬垫60,第一环形密封衬垫60周向地密封接触活塞45的一部分(因此,第一环形密封衬垫周向地接触包围活塞并且与活塞同轴),即活塞45的裙部的一部分。
第一环形密封衬垫是弹性的(即有弹性的),例如由聚合物材料制成。
必须说明的是,在本说明书中,术语弹性的/有弹性的意味着其在普通工作负载下能够发生显著的弹性变形,以实现其预期的任务。在本实施例中,为了产生可能的水密密封,衬垫弹性变形以附着到相关表面。
优选地,第一环形密封衬垫60为唇形的。
具体参考图5,第一环形衬垫包括内环形唇缘65和外环形唇缘70,内环形唇缘65周向地密封接触活塞45的所述的部分,外环形唇缘70例如与内环形唇缘基本上形成V型横截面。
内环形唇缘65和外环形唇缘70从环75的同一侧岔开,例如具有大致矩形的横截面。
泵1还包括通常被称为低压衬垫的第二环形密封衬垫80,该环形密封衬垫周向地密封接触活塞45的一部分(因此包围活塞并且与活塞同轴),即活塞45的裙部的一部分(该部分与第一衬垫作用的这部分部分地(几乎完全地)重叠))。
例如,这两个衬垫沿与缸体轴线的方向平行的方向彼此对齐,第一环形密封衬垫60比第二环形密封衬垫更靠近活塞的第一轴向端50,即更靠近泵送室20。
第二环形密封衬垫也是弹性的(即有弹性的),例如由聚合物材料制成。
此外,优选地,第二环形密封衬垫80也为唇形的。
与第一衬垫一样,第二衬垫包括内环形唇缘85和外环形唇缘90,内环形唇缘85与活塞45的所述的部分周向地密封接触,外环形唇缘90例如与内环形唇缘基本上形成V型横截面。
内环形唇缘85和外环形唇缘90从环95的同一侧岔开,例如具有大致矩形的横截面。
在所示实施例中,泵包括用于多个缸体15中的每个缸体15的第一环形密封衬垫60和第二环形密封衬垫80。
泵还包括环形主体100,即,多个环形主体100,每个活塞一个,环形主体100周向地包围活塞的一部分,即,环形主体100具有其中插入活塞45的一部分的中心通孔105(见图5,其中活塞未示出)),环形主体100被成形以便用作容纳第一环形密封衬垫和第二环形密封衬垫的壳体,并且环形主体100至少部分容纳在头部中(特别是在头部的缸体部分中(见图4的放大图))获得的容纳座110中。在靠近开口35的缸体部分还有更详细的描述。
容纳座110被成形为在缸体中形成的并且进入第一面的环形下凹(即环形凹槽)。特别地,开口35通过这种下凹限定。
具体参考图4,容纳座110包括环形支撑表面115,该环形支撑表面115横向于缸体的中心轴线,并且在远离缸体的中心轴线的方向上从缸体15的圆柱形内表面16延伸。
环形支撑表面115朝向活塞的第二轴向端55(即朝向头部中的开口35)。
优选地,这种环形支撑表面115是平面的。然而,不排除的是,在可替代实施例中,环形支撑表面115可以是锥形的。
在所示实施例中,容纳座110还包括环形侧面120,该环形侧面120沿着缸体的轴线方向(例如平行于缸体的中心轴线)从环形支撑表面115的外周(即缸体的中心轴线的远侧)延伸至第一面25(例如形成第一开口)。因此,该环形表面与缸体的中心轴线以及缸体的圆柱形内表面同轴。
在所示实施例中,环形侧面120包括至少圆柱形部分,由于(至少在插入容纳座110的部分)环形主体被成形为设置有与活塞同轴的通孔105的圆柱体,活塞插入其中并且在其中滑动,因此,环形主体设置有与限定通孔的内环形侧面相对的外环形侧面125,该外环形侧面125设置有圆柱形部分。
特别地,在所示的实施例中,环形侧面120包括两个圆柱形部分,其中一个圆柱形部分从环形支撑表面115伸出,第二圆柱形部分与第一圆柱形部分同轴并且第二圆柱形部分的直径大于第一圆柱形部分的直径,该第二圆柱形部分从直接插置在第一圆柱形部分和第二圆柱形部分之间的增大部分开始,直至直接进入开口。
因此,环形主体的外环形部分125也具有两个直径不同的圆柱形部分,以与环形侧面120相匹配。
在未示出的实施例中,在环形主体被设计为具有活塞滑动的圆柱形通孔的棱柱的情况下,环形侧面可以具有多边形横截面(根据垂直于缸体轴线的截面)。
环形主体形成为单一主体。
环形主体基本上包括朝向环形支撑表面115的(优选横向于圆柱轴线的)第一环形面130(例如平面的),以及(优选横向于圆柱轴线的)相对的第二环形面135(例如平面的),该第二环形面135朝向与环形支撑表面115相对的方向。
环形主体还包括基本上限定通孔的内环形柱面140,以及朝向与内环形柱面140相对的方向(朝向容纳座的侧面)的外环形侧面125。这些面基本上在环形主体的两个面之间延伸。
外环形侧面125以较小的间隙插入容纳座110的环形侧面120中。
实际上,这种环形面限定在相对于环形主体的缸体的中心轴线的径向上的厚度。
环形主体大致形状为(圆柱形)管状体,其中第一环形面130和第二环形面135限定管状体的轴向端,外环形侧面125限定(圆柱形)管状体的外侧壁,并且其中圆柱形通孔105被形成与圆柱形环形侧面(即其圆柱形部分)同轴。
如上所述,环形主体100被成形为用作第一环形密封衬垫和第二环形密封衬垫的壳体。特别地,环形主体100被成形为使得第一环形密封衬垫和第二环形密封衬垫不与头部10接触。
具体地,环形主体100包括第一容纳座150和第二容纳座155,第一容纳座150容纳第一环形密封衬垫60,第二容纳座155容纳第二环形密封衬垫,这些容纳座被成形为使得这些衬垫与活塞接触。
具体地,第一容纳座150和第二容纳座155被成形为在环形主体的内圆柱面140中形成的环形凹槽。
具体地,第一容纳座150还具有呈环形的开口160,开口160朝向活塞45的第一轴向端50(即朝向泵送室20),或者面向环形支撑表面115,开口160穿过第一环形面130。特别地,这种开口160延伸直至活塞。
具体参考图5,第一容纳座150因此包括侧向圆柱面165(或者由侧向圆柱面165组成)。该侧向圆柱面165从第一环形面130的内圆周(基本上由开口160与第一环形面130的交线限定)向环形主体的内部(沿着缸体的中心轴线)延伸到第一容纳座的平面环形面170,平面环形面170横向(垂直)于缸体的中心轴线并且延伸至内圆柱面140。
在实践中,第一容纳座150被成形为圆柱形孔,圆柱形孔的直径大于内圆柱面140的直径,圆柱形孔穿过第一环形面130并且仅进入环形主体的预定部分。
第一容纳座在平行于缸体的中心轴线方向上的延伸大于第一环形密封衬垫在相同方向上的延伸。换言之,平面环形面165与第一环形面130的距离大于第一环形密封衬垫在缸体的中心轴线方向上的延伸。
或者,换言之,沿侧向圆柱面165的方向的延伸大于沿第一环形密封衬垫60的方向的延伸。
必须说明的是,在本说明书中,平面环形面基本上被成形为位于平面上的圆形环。
第二容纳座155被成形为(完整的)凹槽,该凹槽设置有面向活塞45的(例如与第一容纳座150的侧向圆柱面165同轴的)圆柱形底面175,从圆柱形底面175延伸出彼此相对的两个环形表面180,两个环形表面180横向(垂直)于缸体的中心轴线(例如平面),并且到达圆柱形内表面16。
第一容纳座150和第二容纳座155通过环形主体的环形壁彼此间隔开。例如,这种壁通过圆柱形内表面16、侧向圆柱面165和邻近第一容纳座150的环形表面180限定。
一旦插入第一容纳座中,第一环形密封衬垫60至少利用外环形唇缘70接触侧向圆柱面165,例如利用环75接触平面环形面170。
当第二环形密封衬垫80插入第二容纳座155中时,该第二环形密封衬垫利用外环形唇缘接触圆柱形底面175,例如利用环95接触远离第一容纳座150的环形表面180。
环形主体100还包括朝向容纳座110(特别是朝向容纳座110的环形侧面120)的第三容纳座185。在第三容纳座185中,包含有第三环形衬垫190,第三环形衬垫190被直接置于环形主体与容纳座110之间(即置于环形主体与容纳座110的环形侧面120之间),以获得环形主体与容纳座110之间的水密密封。
具体地,第三容纳座185被成形为在外环形侧面125中形成的并且朝向环形侧面120的环形凹槽。
具体参考图5,第三容纳座包括面向环形侧面120的(例如,与第一容纳座150的侧向圆柱面165同轴的)圆柱形底面195,从圆柱形底面195延伸出彼此相对的两个环形表面200,环形表面200横向(垂直)于缸体的中心轴线(例如也是平面)并且到达外环形表面125。
第三容纳座与第一环形面130的间距不为零,即第一环形面与第一环形面130邻近的环形表面200之间存在不为零的厚壁(由环形主体限定)。
第三环形衬垫190例如为O型环,即具有环形横截面。
第三环形衬垫190仅与第三容纳座和容纳座110的环形侧面120接触。
环形主体100还可以包括第四容纳座205,第四容纳座205朝向容纳座110(特别是朝向头部中的容纳座110的环形侧面120)。在第四容纳座205中包含有第四环形衬垫210,第四环形衬垫210被直接置于环形主体与容纳座110之间(即置于环形主体与容纳座110的环形侧面120之间),以获得环形主体与容纳座110之间的水密密封。
具体地,第四容纳座205被成形为在外环形侧面125中形成的并且朝向环形侧面120的环形凹槽。
在所示的实施例中,第四容纳座包括面向环形侧面120的(例如,与第一容纳座的侧向圆柱面165同轴的)圆柱形底面,从圆柱形底面195延伸出彼此相对的两个环形表面,环形表面横向(垂直)于缸体的中心轴线(例如也是平面的)并且到达外环形表面125。
第四容纳座与第一环形面130的间距大于第三容纳座与第一环形面130的间距。此外,第四容纳座与容纳座的间距不为零,即两个容纳座之间存在不为零的厚壁(由环形主体限定)。
第四环形衬垫210例如为O型环,即具有环形横截面。
第四环形衬垫210仅与第四容纳座和容纳座110的环形侧面120接触。
环形主体不包括在于第一环形面130或第二环形面135中获得的衬垫座。
环形主体例如为刚性的,优选由金属(例如黄铜)制成。
术语“刚性”是指其在普通工作负载下不会显著变形。
环形主体100还可包括具有第一通过口和第二通过口的排出通道215(例如多个排出通道),第一通过口在环形主体的外环形侧面125的包括在第三容纳座和第四容纳座之间的一部分中获得,第二通过口形成于环形主体的内圆柱部分140的包括在第一容纳座和第二容纳座之间的一部分。
泵1可包括曲轴箱220,曲轴箱220刚性地固定(即,没有剩余自由度)至头部10,并且例如在第一面25与头部10接触。特别地,曲轴箱220包括与头部10的第一面25直接接触的平面。
曲轴箱220内包含有配置为启动活塞在缸体内的运动以泵送液体的驱动机构。
在所示实施例中,驱动机构包括适于通过泵外部的驱动轴接收可旋转运动的旋转倾斜板225。
倾斜板225容纳在曲轴箱220中,相对于旋转轴线A(例如,与缸体的公共轴线同轴)可旋转地关联至曲轴箱220,并且包括位于相对于旋转轴线A的倾斜平面上的平面环形面230。特别地,倾斜板通过轴承和法兰235可旋转地关联,法兰235螺栓连接至曲轴箱220,并且通过法兰235能够将曲轴箱固定至与外部马达轴可旋转地关联的马达或框架。
特别地,随着倾斜板225旋转,活塞沿着滑动轴线在泵送室20的容积最小的上止点与泵送室的容积最大的下止点之间滑动。
此外,曲轴箱可包括环形导向面240(例如圆柱形的),该环形导向面240适于引导活塞45在缸体中滑动(即,活塞与环形导向面240可滑动地关联)并且限定活塞的滑动轴线X。由于(尺寸和几何)生产公差,这种滑动轴线可能不与缸体的中心轴线完全同轴。
在所示实施例中,每个活塞的环形导向面240存在于曲轴箱中。
环形导向面240可通过例如由插入曲轴箱中的容纳孔中的导向衬套245来实现,导向衬套245例如由金属(优选钢)制成。
在所示实施例中,曲轴箱包括多个导向衬套245,每个导向衬套245适于引导相应的活塞45沿相应的缸体滑动。
这种导向衬套245(即每个导向衬套245)与在第一头部10的第一面中形成的开口35(即与在第一面中形成的相应的开口)连通。
泵1可包括轴向中空的间隔件250,使得活塞可在其中滑动。间隔件在轴向端与环形主体100接触,并且在相对轴向端与横向于缸体的中心轴线的环形抵接面接触,与活塞同轴并且置于导向衬套和环形主体之间。例如,间隔件还包括作用在活塞上的衬垫。
活塞的(即每个活塞的)第二轴向端,通过对应的弹性件255施加的力(例如通过插置滚子轴向轴承)与位于倾斜板225的环形平面上的环形导向件260保持接触。
每个弹性件具有连接到曲轴箱220的第一端和连接到活塞45(例如靠近第二端55)的第二端。
第二轴向端55的形状可以为外凸圆,环形导向件260可以具有平行于板的平面环形面的平面环形面。
在一个优选实施例中,曲轴箱包括环形主体100的另一容纳座270,该容纳座270容纳从头部10伸出(即通过开口35从头部伸出)的环形主体100的一部分。因此可以精确地加工曲轴箱来实现衬垫的对中,曲轴箱在环形主体的容纳座的部分必须被制造以获得活塞的导向面。
特别地,环形主体(即每个环形主体)以一间隙值容纳在头部10中获得的容纳座110中,该间隙值大于环形主体插入曲轴箱中形成的另一容纳座270中的间隙值。
此外,活塞45(即每个活塞)以一间隙值可滑动地插入环形导向面240中,该间隙值至少等于(优选小于)环形主体插入另一容纳座中的间隙值。
在所示实施例中,曲轴箱包括通孔(即穿过每个缸体的孔),在通孔中获得环形导向面240(即其中容纳导向衬套),并且由活塞从通孔一端穿至另一端。
另一容纳座270形成于该通孔处,位于与头部的第一面25接触的曲轴箱面中。
另一容纳座270被成形为在通孔中形成环形下凹(即环形凹槽),从而导致曲轴箱面与头部接触。
在所示的实施例中,另一容纳座270具有(例如垂直于活塞的滑动轴线的)横向环形支撑表面275,横向环形支撑表面275在远离滑动轴线的方向上从通孔的环形内表面280延伸。
环形支撑表面275朝向活塞的第一轴向端50,即朝向头部的开口35并且朝向容纳座110的环形支撑表面115。
优选地,这种环形支撑表面275是平面的,然而,不排除的是,在可替代实施例中,根据环形主体的第二面的形状,环形支撑表面115可以是锥形的。
在所示的实施例中,另一容纳座270还包括环形侧面285,环形侧面285沿着平行于滑动轴线的方向从环形支撑表面275的外周(即缸体中心轴线的远侧)延伸至接触头部的曲轴箱面(例如,在曲轴箱中形成开口)。环形侧面285基本上与环形导向面240同轴。此外,考虑到生产和装配公差,环形侧面285与容纳座的环形侧面同轴。
在所示实施例中,环形侧面285是圆柱形的,这是因为,至少在插入另一容纳座270的部分,环形主体的形状为圆柱体。
环形主体完全容纳在头部10中形成的容纳座110以及曲轴箱220中形成的另一容纳座270中(即容纳在由相应的表面所限定的容积中)。
第三环形密封衬垫和第四环形密封衬垫不与曲轴箱中形成的另一容纳座270接触。
如上所述,环形主体与容纳座之间的间隙值大于环形主体与另一容纳座之间的间隙值。特别地,环形主体的外侧表面125与容纳座110的环形侧面120之间的间隙值大于环形主体的外侧表面125与另一容纳座270的环形侧面285之间的间隙值。
换言之,环形主体与曲轴箱的环形主体座联接的精度大于环形主体与缸体中的环形主体座联接的精度。
需要说明的是,间隙值是指在位于具有间隙联接的两个元件之间的缝隙的最小可能厚度(考虑到生产和装配公差)。
仅为示例性目的,为了强调这种结构允许以精确的方式加工曲轴箱而保留通过模塑成型来获得头部,容纳座110的环形侧面120可以以H7型公称直径的位移(根据UNI6388ISO R.286)形成,另一容纳座270的环形侧面285可以以H8型公称直径的位移形成。
头部通过螺纹连接装置295与曲轴箱连接,螺纹连接装置295基本上将环形主体100夹紧在对应的容纳座中。
曲轴箱(和头部一样),可以由聚合物材料制成。
在这种情况下,在曲轴箱中存在设置有内螺纹的插入件300,以允许拧紧螺纹连接件(例如螺钉),该螺纹连接件通过头部形成的孔穿过头部装配。
优选地,泵包括配置为将头部20固定在曲轴箱5上的多个螺纹连接件(例如与缸体的数量相同),多个螺纹连接件插入头部20中获得的相等数量的通孔中。
例如,泵可包括例如由金属制成的盖305,螺纹连接件允许将头部夹紧在曲轴箱和盖之间。
优选地,泵可包括预加载环310,预加载环310部分地插入第一容纳座150中,并且通过第一容纳座的开口从环形主体伸出。特别地,预加载环310通过开口伸出环形主体的第一面(即伸出该第一面的所在平面)。
预加载环接触第一环形密封衬垫和容纳座,使得当头部和曲轴箱彼此固定时,预加载环接触容纳座110(即该容纳座的环形支撑表面115)并且挤压第一环形衬垫以预加载第一环形衬垫,使得即使在低压或零压条件下也能使第一环形衬垫与活塞接触。
当存在这种预加载环310时,环形主体的第一面与容纳座的环形抵接面之间存在间隙。因此这两个表面不接触。
因此,第一环形密封衬垫仅与活塞、环形主体(即相应的第一容纳座的表面)和预加载环接触。第二环形密封衬垫仅与活塞和环形主体(即对应的第二容纳座的表面)接触。
预加载环310例如具有T形横截面。
泵1可以包括用于缸体15的吸入阀315和输出阀320(即每个缸体15一个),缸体15的阀是单向自动的并且允许限定从泵送室30以及到泵送室30的流向。特别地,吸入阀315仅允许流入泵送室20,输出阀320仅允许流出泵送室20。
需要说明的是,自动阀是指一种阀,其配置为当通过阀本身分开的两个环境中的压力达到预定差值时,自动打开以允许被阀插置的两个环境之间流体连通。具体地,自动阀不利用机电操作机制,而仅利用压力差。
每个吸入阀315包括与泵送室流体连通的入口和出口,每个输出阀320包括与泵送室流体连通的入口和出口。
泵1包括用于每个吸入阀315的相应容纳座,该相应容纳座直接在头部中获得,例如以在头部的外表面上设置有开口的中空腔直接而在头部中获得,该开口流出头部并且由配置为将相应吸入阀315保持在其容纳座中的吸入帽325闭合。在所示的实施例中,阀座的这种开口对应于第二开口40,并且吸入阀帽通过盖305保持就位。
因此,在所示的实施例中,吸入阀与相应的缸体15基本上同轴。
在所示实施例中,泵还包括用于将待泵送的液体输送到缸体的吸入通道,该吸入通道包括与缸体的公共轴基本上同轴的第一通道330,管道335从第一通道330分支延伸至吸入阀座。
吸入通道(特别是其第一通道330)通过在头部形成的适当的管道与环形主体100的排出通道215流体连通。
泵1包括用于每个输出阀320的容纳座,该容纳座直接在头部中获得,例如以设置有开口的中空腔直接在头部中获得,该开口流出头部并且由配置为将相应输出阀320保持在容纳座中的适当位置的输出帽340闭合。
特别地,为了将输出帽340固定到由材料制成的头部,本发明头部中提供了设置有内螺纹的金属插入件345以允许拧紧输出帽,因此输出帽设置有外螺纹。
在所示实施例中,输出阀的容纳座直接或者通过管道与缸体连接。
泵1还包括用于收集泵送的液体的输出通道,输出通道与输出阀直接流体连通,并且在泵使用时相对于流体方向设置在阀的下游。例如,输出通道与每个输出阀320的出口直接流体连通。
根据本发明的泵的运行如下:
随着倾斜旋转板的运动,同时在一个或多个缸体中,相应的活塞朝向下止点的运动在泵送室内产生真空,进而导致相应的输出阀关闭并且相应吸入阀打开。而后,液体被吸入并且穿过相应的吸入阀到达相应的泵送室20。到达下止点后,活塞随着旋转板的推力向上止点上升,从而在泵送室中产生过压,使吸入阀关闭并且输出阀打开。
在这种运行中,活塞最佳地(因此均匀地)摩擦第一密封衬垫和第二密封衬垫,这得益于通过环形主体获得的对中作用,这进一步允许泵更简单快捷的装配。
因此,本发明构思可进行多种修改和变型,所有修改和变型均属于本发明构思的范围。
此外,所有细节都可以被其他技术上等同的元件替代。
在实践中,所使用的材料以及可能的形状和尺寸可以根据需求而定,而不会因此偏离以下权利要求的保护范围。
Claims (7)
1.一种活塞泵(1),用于泵送液体,所述活塞泵(1)包括:
-头部(10),其中至少获得缸体(15);
-活塞(45),其可滑动地插入所述缸体中;
-第一环形密封衬垫(60),其周向地密封接触所述活塞(45);
-第二环形密封衬垫(80),其周向地密封接触所述活塞(45);以及
-环形主体(100),其周向地包围所述活塞(45),并且至少部分地容纳于在所述头部(10)中获得的在所述缸体(15)的一部分中的容纳座(110)中;
所述环形主体(100)包括:
-第一容纳座(150),其中容纳所述第一环形密封衬垫(60);
-第二容纳座(155),其中容纳所述第二环形密封衬垫(80);以及
-第三容纳座(185),其中容纳第三环形密封衬垫(190),所述第三环形密封衬垫(190)置于所述环形主体(100)和所述环形主体的所述容纳座(110)之间。
2.根据权利要求1所述的泵(1),包括曲轴箱(220),其固定至所述头部(10),所述曲轴箱(220)设置有所述活塞(45)的环形导向面(240)和所述环形主体(100)的另一容纳座(270),所述另一容纳座(270)容纳所述环形主体的从所述头部伸出的部分。
3.根据权利要求2所述的泵(1),其中,至少其中获得有所述缸体(45)和所述环形主体(100)的所述容纳座(110)的头部部分(10)由聚合物材料制成。
4.根据权利要求2所述的泵(1),其中,所述环形主体(100)以一间隙值容纳于在所述头部(10)中获得的所述容纳座(110)中,所述间隙值大于所述环形主体插入在所述曲轴箱(220)中获得的所述另一容纳座(270)中的间隙值。
5.根据前述权利要求中任一项所述的泵(1),其中,所述第一容纳座(150)在平行于所述缸体(15)中的所述活塞(45)的滑动轴线(X)的方向上的延伸大于所述第一环形密封衬垫(60)在相同方向上的延伸。
6.根据前述权利要求中任一项所述的泵(1),其中,所述活塞(45)具有始终容纳在所述缸体(15)中的第一端(50),所述第一容纳座(150)具有朝向所述第一端的开口(160),并且其中所述泵包括插入所述开口中的预加载环(310),所述预加载环(310)与所述第一环形密封衬垫(60)接触,并且所述预加载环(310)穿过所述开口(160)伸出所述环形主体(100)。
7.根据前述权利要求中任一项所述的泵(1),其中,所述泵为具有轴向活塞和旋转倾斜板的类型,具有自动吸入阀和自动输出阀,所述泵设置有相互平行的多个缸体(15),其中相应的所述活塞(45)滑动用于泵送液体。
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