CN1285898A - 高压清洗机用的活塞泵 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及高压清洗机用的活塞泵,它包括一个泵壳,泵壳内设至少一个具有进口阀和出口阀的泵箱,泵箱内密封地插入一个往复运动的活塞,此泵壳包括泵体和泵头,它们在分界面互相紧密贴靠,在这里,泵箱和/或连接管道密封地穿过分界面并在分界面的区域内安装可从分界面那里插入泵箱和/或连接管道内的插件,当它们处于插入位置时固定在泵体和泵头之间,为了简化其整体结构建议,泵箱和连接管道在插件的安装区以及插件本身用可加热软化的塑料制造;以及,插件通过焊接与安装它们的泵箱或连接管道的壁连接。

Description

高压清洗机用的活塞泵
本发明涉及一种高压清洗机用的活塞泵，它包括一个泵壳，泵壳内设至少一个具有进口阀和出口阀的泵箱，泵箱内密封地插入一个往复运动的活塞，此泵壳包括泵体和泵头，它们在分界面互相紧密贴靠，在这里，泵箱和/或连接管道密封地穿过分界面并在分界面的区域内安装可从分界面那里插入泵箱和/或连接管道内的插件，当插件处于插入位置时固定在泵体和泵头之间。
为力求使高压清洗机用的活塞泵结构越来越紧凑和轻巧，人们反复考虑也采用塑料制造泵壳。然而在设计高压泵时存在的困难是由于在泵体与泵头之间的分界面区会产生很大的力。这是插装在泵箱和连接管道内的插件引起的，这些插件被夹紧在泵头与泵体之间的分界面区域内。由于被输送介质的高压，在这些插件上可沿轴向作用大的力，在传统的泵结构中这些力必须通过将泵头和泵体彼此夹紧来承受。在这种情况下必须采取复杂的安全措施，以防由于在泵的冲程中产生的脉冲式压力冲击使泵壳发生“呼吸”，例如泵头必须用金属罩包覆。
本发明的目的是设计一种按此类型的活塞泵，避免在泵头与泵体的邻接区内产生此类力。
在前言所述类型的活塞泵中，按本发明为达到此目的采取的措施是，泵箱和连接管道在插件的安装区以及插件本身用可加热软化的塑料制造；以及，插件通过焊接与安装它们的泵箱或连接管道的壁连接。
与已知的结构不同，插件并不是通过将它们夹紧在泵头与泵体之间来固定在泵箱和连接管道内的，而是将这些插件与泵头或泵体围绕着它们的壁永久焊接在一起。
此外可以规定，泵体和泵头至少在分界面的区域内用一种可软化的塑料制造并通过焊接互相在分界面处连接。这样一来不再需要麻烦的螺钉连接，因为焊接足以将泵体和泵头持久地互相连接在一起，尤其是考虑到插件是通过焊接固定在连接管道和/或泵箱内的，因而减小了在泵头与泵体之间邻接区内的力。
在另一种优选的实施形式中可以规定，泵壳有一个含阀插件用于抽吸化学制品的接头，阀插件装在泵壳的安装座内；以及，阀插件和安装座至少在它们的接触区用可软化的塑料制造并在此接触区通过焊接互相连接。因此，在这种设计中，通过焊接可软化的塑料将阀插件固定在安装座中，不仅在分界面的区域内实施，而且也在其他阀插件处进行，在这里的情况下，是在用于抽吸化学制品的阀插件处进行。
按优选的实施形式，焊接可按不同的方式实施，例如焊接可以是超声波焊、振动焊、摩擦焊或对缝焊。
在超声波焊的情况下要焊接的部分以小振幅和高频率相对运动，例如绕泵箱或连接管道的纵轴线相对转动，由于这一运动在接触区强烈生热，以致不仅周围的壁而且插件的塑料均被熔化。熔化的塑料互相混合并在冷却和与之相联系地固化后在插件与周围的壁之间形成可靠的焊接。这种焊接的优点不仅在于将插件永久固定在泵箱或连接管道内的插入位置，而且还可以通过焊接承受所有的轴向力，所以在泵头与泵体之间的分界面区域内不必传递任何在工作中可能导致泵壳“呼吸”的轴向力。最后，在插件及周围的壁之间获得最佳的密封，从而可以免去在此区域内附加的密封装置，例如不再有必要在插件外圆周上设O型密封圈。
在振动焊的情况下要焊接的部分以比超声波焊时低得多的频率相对运动，而且借助于两个要焊接的部分之一相对于另一个振动。由于要焊接的部分之间此时发生的相对运动以及摩擦实现了加热，导致要焊接的材料软化。
在摩擦焊的情况下按类似的方式进行，其中要焊接的部分通过或多或少的连续运动和由此产生的摩擦热加热和熔化。
最后，在对缝焊的情况下在两个要互相连接的接触面区域内插入薄的加热元件，在邻接的材料熔化后将加热元件热拆除。已熔化的材料便可互相密切混合并构成焊接。对于装入泵箱或孔内的插件，薄的加热元件可例如按旋转快门的方式设计，在材料加热后将它们沿径向向内拉入插件内部，然后在形成焊接后可从插件中拔出。
有利的是插件是一个衬套。
在一种优选的实施形式中可以规定，衬套背对分界面的边设计为阀体的密封面。这样一种阀体沿轴向在其密封面上施加大的力，此力可通过超声波焊接从插件直接传入周围的壁，不会将这些力传给泵壳的其他部分。
还有利的是衬套设计为密封衬套并从分界面伸出。伸出的部分可分别插入在泵壳另一部分内的相应的泵箱或连接管道中，并在那里的分界面区域内造成密封。
在另一种优选的实施形式中规定，插件用作弹簧的支承，弹簧将阀体朝密封面推移。
有一种设计是特别有利的，按此设计规定，插件和安装插件的泵箱或连接管道带有环形台阶，在插件插入时它们互相挡靠，并在它们的材料通过超声波焊接加热软化后在插件进一步推入时变形并互相焊接。
因此在这种设计中环形台阶沿插入方向互相碰靠，在超声波焊和由此产生的两个部分的微量运动时环形台阶在此邻接区被加热，所以在此区域内的材料熔化并混合。以此方式在压入插件时获得最佳的材料渗透并因而可靠的焊接，这一焊接沿轴向实际上从插件和泵箱或连接管道的环形台阶第一次接触开始沿插件的整个插入深度延伸。
也可以在插件和泵箱或连接管道彼此面对的壁内加工环槽，这些环槽用于容纳熔化的材料，并附加地导致插件与周围的壁的一种形封闭和材料封闭的连接。
下面结合附图进一步说明本发明优选的实施形式。其中：
图1通过高压清洗机用的活塞泵的纵剖面图；
图2在实施焊接前泵体与已置入的一个超声波焊接工具的剖面放大详图；以及
图3类似于图2的视图但已实施超声波焊接和没有超声波焊工具。
下面以一种活塞泵为例说明本发明，其中互相平行地布置三个活塞，它们借助于图中未表示的斜盘驱动。但是应理解本发明也可以应用于其他不同结构的活塞泵，其中泵壳分为沿分界面互相贴靠的两部分。
在图中表示的高压泵1包括一个含泵体3和泵头4的壳体2。泵体3和泵头4沿平的分界面5互相平靠并借助图中未表示的夹紧件彼此夹紧，例如用螺钉。
泵体3有泵箱6，其中分别插入一个圆柱形活塞7，活塞7借助于恰当的密封装置8、9、10相对于泵箱6密封。活塞7被一个图中未表示的摆动式斜盘推入泵箱6内并被一个围绕着活塞的螺旋弹簧11重新从泵箱内拉出，从而周期性地改变泵箱6的容积。
泵箱6通过一个穿过分界面5的连接管道12与抽吸管13连接，抽吸管设在泵头4上。按类似的方式，连接管道14从泵箱6出发穿过分界面5通向泵头4内的压力管15，高压管道16连接在此压力管15上，被输送的清洗介质通过高压管道16按已知的方式输送给一排出装置，例如喷枪。
连接管道12和14在分界面5区域内借助衬套状插件17、18彼此密封，它们向分界面5的两侧埋入连接管道12或14内并在那里局部借助于置入环槽19中的O型密封圈20造成相对于周围的壁的密封。
在连接管道12内的插件17基本上是一圆柱形衬套，它面朝泵箱6的边21设计为沿纵向移动的阀体22的密封面，阀体22被阀门弹簧23压靠在边21上。这一配置构成了泵箱6的一个抽吸阀。
衬套状插件17在其外侧制有多个凸肩或环形台阶24，它们沿径向有很小的延伸量，并与连接管道12内壁26上凸出的环形台阶25相对应。
当插件17插入连接管道12中时，环形台阶24和25彼此挡靠并以此方式防止完全推入。在此位置，在插件17从泵体3伸出的那一端装上超声波焊接工具27，在通过它加入超声波的同时它将插件17压入连接管道12并使插件17相对于周围的内壁26作微量的振动运动。由于这种加压以及同时周期性的运动，在环形台阶24和25之间的接触区内使材料强烈加热，这种加热导致接触区的材料熔化。环形台阶24和25熔化的材料互相混合，并通过由超声波焊接工具27实施的轴向送进可将插件17逐渐更深地插入连接管道12中，在这种情况下导致以内壁26为一方和以插件17为另一方已熔化材料在接触区内的互相混合。
以此方式将插件17在连接管道12内推移规定的送进距离，例如1至5mm，并沿此插入深度实现焊接，在材料冷却后这种焊接不仅将插件17可靠地固定在连接管道12中，而且还造成插件17相对于周围内壁26的全面密封。
图2表示焊接过程前插件17的状态，而图3中表示焊接过程结束后的状况。在这里，插件与内壁26的材料为形成焊接而互相混合的区域只是非常示意性地或通过插件或通过内壁来表示。实际上材料在接触区互相混合并因而既属于插件也属于内壁。
现在由阀体22作用在插件17上大的轴向力仅通过此焊接传入泵体3的内壁26，泵头4并没有受到此轴向力加载。
按类似的方式将插件18设计为衬套状连接件，它在分界面5区域内跨接连接管道14，并借助于O型密封圈相对于在泵体3和泵头4内的连接管道14内壁密封。
此插件18按与插件17相似的方法借助超声波焊压入并焊入连接管道14在泵体一侧的端部内。完全可以取消插件18上在泵体一侧的O型密封圈，因为通过焊接已经实现了可靠的密封。
在图示的实施例中，压力弹簧28支承在衬套状插件18面朝泵箱6的端部，压力弹簧将阀体29朝泵体一侧的密封面30推移。此配置构成了泵箱6的一个压力阀，以及此配置还导致衬套状插件18受高的轴向力负荷。此轴向力同样通过焊接全部传入泵体3内，所以在这种情况下也没有任何轴向力传给泵头4。
因此在总体上提供了这样的可能性，即，在无需采取特殊的轴向保险措施的情况下将泵头4与泵体3连接起来，从而显著简化了总的结构。尤其是由此还提供了可能性，将泵头4与泵体3借助焊接互相连接，例如泵体3和泵头4可用可软化的塑料制成，它可以按在连接插件与泵体时类似的方式焊接。
在图示和说明的实施例中插件与泵体的连接通过超声波焊接实现连接，但在不同的实施例中这种连接也可以借助其他类型的焊接来完成，尤其是借助摩擦焊、振动焊或对缝焊。
所说明的连接技术也可以应用在泵壳的其他部位，例如为了将阀插件31固定在泵头4的安装座32中，此阀插件插接在化学制品抽吸管路中。阀插件31至少在与安装座32的接触区内与安装座一样用可软化的塑料制造，所以这两个部分可通过焊接互相持久地连接在一起。

Claims (12)

1．高压清洗机用的活塞泵包括一个泵壳，泵壳内设至少一个具有进口阀和出口阀的泵箱，泵箱内密封地插入一个往复运动的活塞，此泵壳包括泵体和泵头，它们在分界面互相紧密贴靠，在这里，泵箱和/或连接管道密封地穿过分界面并在分界面的区域内安装可从分界面那里插入泵箱和/或连接管道内的插件，当它们处于插入位置时固定在泵体和泵头之间，其特征为：泵箱(6)和连接管道(12、14)在插件(17、18)的安装区以及插件(17、18)本身用可加热软化的塑料制造；以及，插件(17、18)通过焊接与安装它们的泵箱(6)或连接管道(12、14)的壁连接。
2．按照权利要求1所述的活塞泵，其特征为：泵体(3)和泵头(4)至少在分界面的区域内用一种可软化的塑料制造，并通过焊接互相在分界面处连接。
3．按照权利要求1或权利要求2所述的活塞泵，其特征为：泵壳(2)有一个含阀插件(31)用于抽吸化学制品的接头，阀插件(31)装在泵壳(2)的安装座(32)内；以及，阀插件(31)和安装座(32)至少在它们的接触区用可软化的塑料制造并在此接触区通过焊接互相连接。
4．按照前列诸权利要求之一所述的活塞泵，其特征为：焊接是超声波焊接。
5．按照权利要求1至3之一所述的活塞泵，其特征为：焊接是振动焊。
6．按照权利要求1至3之一所述的活塞泵，其特征为：焊接是摩擦焊。
7．按照权利要求1至3之一所述的活塞泵，其特征为：焊接是对缝焊接。
8．按照前列诸权利要求之一所述的活塞泵，其特征为：插件(17、18)是一衬套。
9．按照权利要求8所述的活塞泵，其特征为：衬套背对分界面(5)的边(21)设计为阀体(22)的密封面。
10．按照权利要求8所述的活塞泵，其特征为：衬套设计为密封衬套并从分界面(5)伸出。
11．按照前列诸权利要求之一所述的活塞泵，其特征为：插件(14)用作弹簧(28)的支承，弹簧将阀体(29)朝密封面(30)推移。
12．按照前列诸权利要求之一所述的活塞泵，其特征为：插件(17、18)和安装插件的泵箱(6)或连接管道(12、14)带有环形台阶(24或25)，在插件(17、18)插入时它们互相挡靠，并在它们的材料通过焊接加热软化后在插件(17、18)进一步推入时变形并互相焊接。
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