具有正排量輔助泵送系統(tǒng)的正排量回轉(zhuǎn)泵的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了用在不同構(gòu)型的泵設(shè)備中的正排量輔助泵送系統(tǒng)。該正排量輔助泵送系統(tǒng)包括在正排量回轉(zhuǎn)泵中，該正排量回轉(zhuǎn)泵具有限定了泵腔的外殼、連接到泵腔的入口、連接到泵腔的排放口和連接到泵腔的正排量輔助泵送口。泵送元件在外殼的泵腔內(nèi)移動并且限定了壓縮室，該壓縮室在其不再與排放口流體連通之后，還會保持與正排量輔助泵送口的流體連通。
【專利說明】具有正排量輔助栗送系統(tǒng)的正排量回轉(zhuǎn)栗
[0001]相關(guān)申請的交叉引用
[0002]本申請要求2012年6月20日提交的美國臨時專利申請N0.13/528, 343的優(yōu)先權(quán)和權(quán)益，該申請N0.13/528，343要求2011年6月30日提交的美國臨時專利申請N0.61/503,423的權(quán)益，這兩個申請的公開內(nèi)容均通過引用全部結(jié)合在本文中。
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0003]本發(fā)明總地涉及正排量泵，更具體地說，涉及包括提供泵送流體輔助流的輔助泵送系統(tǒng)的正排量泵。
【背景技術(shù)】
[0004]在許多泵送應用中，理想的是具有用于在泵內(nèi)提供冷卻和/或潤滑的泵送流體輔助流。這樣的輔助流可用于動態(tài)密封件(無論是密封圈或者機械端面密封件)或者軸承或軸襯的冷卻和/或潤滑，或者在磁耦合泵的分離筒內(nèi)的冷卻。但是，對這種泵送系統(tǒng)來說，輔助流通常是通過差壓來驅(qū)動。
[0005]使用差壓的系統(tǒng)包括在泵內(nèi)兩個位置之間的通路。例如，在第一位置的壓力要高于在第二位置的壓力。因此，可以僅僅是通過泵外殼的通路，其具有在壓力較高的轉(zhuǎn)子后面的泵送室內(nèi)的第一位置，而第二位置在壓力較低的吸入口室內(nèi)?？商鎿Q的系統(tǒng)可以是更加復雜的并且包括穿過多個泵部件的、全部都在泵外殼內(nèi)或者延伸到泵外殼外部的若干孔、凹槽、管道和/或其他通路。
[0006]使用差壓移動流體的現(xiàn)有的輔助泵送系統(tǒng)具有許多缺點。在這樣系統(tǒng)中的流速很大程度上依賴于泵的差壓。因此，當差壓非常低時，流速非常低，即使通常來說，對用于冷卻或者潤滑的流體流的需要并不會隨著降低差壓而減少。類似地，這些輔助系統(tǒng)的流速很大程度上依賴于泵送流體的粘度。因此，當粘度很高時，流速非常低，即使通常來說，對用于冷卻或者潤滑的流體流的需求并不會隨著增加粘度而減少。如果流體包含固體或者增稠流體的聚集物，差壓系統(tǒng)還會容易阻塞。阻塞可以使輔助泵送流的功能完全喪失。
[0007]有至少一個使用不產(chǎn)生持續(xù)流的振動位移系統(tǒng)的現(xiàn)有系統(tǒng)。該系統(tǒng)用在內(nèi)齒輪泵中，在輪齒之間的根區(qū)中具有在惰輪中的孔內(nèi)齒輪泵。在惰輪的大多數(shù)旋轉(zhuǎn)角度期間，該孔暴露在吸入或者排放壓力下，并且流體流可以類似于在上述現(xiàn)有裝置中的移動，基于差壓進行移動。但是，當轉(zhuǎn)子和惰輪嚙合時，它們關(guān)閉該室并對其壓縮，并且在較短時間內(nèi)，迫使流體流以正排量的方式進入該孔。因為當輪齒開始脫離嚙合時，該室膨脹并且將流體拉回到孔外，從而使流體流立即回流，因此產(chǎn)生了振動。
[0008]這樣的振動系統(tǒng)包括一些缺點。系統(tǒng)的振動特性意味著使同一流體前后移動，而且只有少量新流體被引入。因此，這類系統(tǒng)不具備產(chǎn)生明顯冷卻效果的能力。使這個問題更加嚴重的是，快速振動在每次排量中僅僅移動非常少的流體體積。
[0009]本發(fā)明解決了現(xiàn)有的泵送系統(tǒng)的缺點，同時提供正排量泵送系統(tǒng)，該正排量泵送系統(tǒng)提供了用于提高冷卻和/或潤滑能力的輔助泵送流。
【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]本發(fā)明的目的和優(yōu)點將會在以下的描述和附圖中得到說明并變得顯而易見，并可以通過實施要求保護的主題而得以了解。
[0011]本發(fā)明總地提供了一種正排量回轉(zhuǎn)泵，該正排量回轉(zhuǎn)泵具有限定了泵腔的外殼、連接到泵腔的進入口、連接到泵腔的排放口、連接到泵腔的正排量輔助泵送口以及在外殼的泵腔內(nèi)移動并且限定了壓縮室的泵送元件，該壓縮室在其不再與排放口流體連通之后，還會保持與正排量輔助泵送口的流體連通。
[0012]將輔助泵送口設(shè)置在足夠靠近排放口的獨特構(gòu)型允許輔助泵送口在壓縮室和排放口之間的流體連通的斷開而保持與壓縮室的流體連通?？深A見的是，這種構(gòu)型可以在多種正排量回轉(zhuǎn)泵中使用，例如包括但不限于下述類型的泵:滑片泵、內(nèi)齒輪泵、凸輪泵、外齒輪泵、擺線泵、彈性刮片泵以及圓周活塞泵。無論泵的運轉(zhuǎn)方向如何，輔助泵送系統(tǒng)都會運行，因此，當沿一個方向旋轉(zhuǎn)時，該系統(tǒng)將會基于由壓力迫使通過輔助泵送口的流體的正排量，而當沿相反方向旋轉(zhuǎn)時，該流體將會通過抽吸通過輔助泵送口被吸入。
[0013]流體通過輔助泵送口的正向排出這一特性導致了基本上獨立于泵的壓差和流體的粘度的流體流速。還提供了一個這樣的系統(tǒng)，即:該系統(tǒng)中的、輔助泵送流體流必須從中穿過的通路能夠很好地防止阻塞，這是因為，當阻塞物可能開始形成時，流體通過該系統(tǒng)正向排出這一特性會立即產(chǎn)生較高的壓力，這又將推動流體和任何阻塞物材料通過。因此，正排量輔助泵送系統(tǒng)消除了現(xiàn)有技術(shù)中的輔助泵送系統(tǒng)的許多缺點。
[0014]根據(jù)本發(fā)明的其它方面，正排量泵可以包括連接到位于泵的外殼之外的導管上的輔助泵送口。該導管可以在第一端處連接到輔助泵送口上并且在第二端處連接到在外殼上的另一個口上。而且，該導管可以用于將泵送流體提供給泵本身之外的其他物體，并且以這種方式，該單個泵可以被構(gòu)造成提供第一較大排放泵以及第二較小排放泵的泵送。
[0015]因此，在已證明現(xiàn)有系統(tǒng)不能像預期的那樣有效的情況下，本發(fā)明提出了對現(xiàn)有技術(shù)中用于潤滑和/或冷卻正排量泵的被動壓差及主動振動輔助泵送流的替代方式。
[0016]應該理解的是，之前大致的描述和接下來詳細的描述都是示例性的并且只是用于解釋的目的，并不限定所要保護的主題。本發(fā)明的其它特征和目的將會從以下優(yōu)選實施例的描述和所附權(quán)利要求中變得更加清楚。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]在對優(yōu)選實施例的描述中，附圖使用了參考標號，其中相似的部分具有相似的標號，其中:
[0018]圖1A為具有正排量輔助泵送系統(tǒng)的滑片泵的泵腔的外殼的簡化形式的剖面圖，其示出了壓縮室與輔助泵送口流體連通的，而該壓縮室不再與排放口流體連通。
[0019]圖1B為圖1A部件的剖面圖,其不出了在較后位置的壓縮室,在該位置中壓縮室仍然與輔助泵送口流體連通。
[0020]圖2為圖1A和IB的滑片泵的外部的透視圖，其示出了提供將泵腔連接到泵的密封室上的外部通路的導管。
[0021]圖3為圖1A和IB的滑片泵的剖面圖。[0022]圖4A為具有正排量輔助泵送系統(tǒng)的內(nèi)齒輪泵的簡化形式的剖面圖，并且其示出了壓縮室與輔助泵送口流體連通的，而該壓縮室不再與排放口流體連通。
[0023]圖4B為圖4A部件的剖面圖，其示出了在較后位置的壓縮室，在該位置中壓縮室仍然與輔助泵送口流體連通。
[0024]圖5為圖4A和4B的內(nèi)齒輪泵的剖面圖。
[0025]圖6為圖4A和4B的泵的外殼端板的透視圖。
[0026]圖7A為具有正排量輔助泵送系統(tǒng)的凸輪泵的泵腔的簡化形式的剖面圖，并且示出了壓縮室與輔助泵送口流體連通的，而該壓縮室不再與排放口流體連通。
[0027]圖7B為圖7A部件的剖面圖，其示出了在較后位置的壓縮室，其中該壓縮室仍然與輔助泵送口流體連通。
[0028]應該理解的是，附圖不是按比例畫出。雖然正排量泵的一些機械細節(jié)(包括緊固裝置的細節(jié)和具體部件的其它平面圖以及剖視圖)并沒有包括在附圖中，但是，這樣的細節(jié)被認為是落在本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)本發(fā)明能夠理解的范圍內(nèi)的。還應該理解的是，本發(fā)明不只限于所示出的示例性實施例。
【具體實施方式】
[0029]主要參考圖1A-7B，可以理解的是，具有本發(fā)明的正排量輔助泵送系統(tǒng)的正排量回轉(zhuǎn)泵通?？梢泽w現(xiàn)為多種構(gòu)型的正排量回轉(zhuǎn)泵。事實上，雖然意識到不必在本文中示出可以包括本發(fā)明的正排量輔助泵送系統(tǒng)的所有示例性構(gòu)型，但是可以預見的是，該系統(tǒng)可以結(jié)合在各種正排量回轉(zhuǎn)泵中，例如包括但不限于下述類型的泵:滑片泵、內(nèi)齒輪泵、凸輪泵、外齒輪泵、擺線泵、彈性刮片泵以及圓周活塞泵。為了說明這一點，在本文中示出了關(guān)于滑片、內(nèi)齒輪以及凸輪的泵結(jié)構(gòu)的示例。
[0030]參考在圖1A、1B、2和3中的第一示例性實施例，示出的正排量回轉(zhuǎn)泵2具有外殼4，該外殼4相對于設(shè)置在外殼4內(nèi)的泵送元件的運動保持固定。外殼4在其內(nèi)部限定了泵腔6。泵腔6通常位于在各端部通過外殼前部10和外殼后部12閉合的外殼主體8內(nèi)。外殼部件可以由例如鐵、不銹鋼、鍛鐵或者其它金屬材料的剛性材料或者結(jié)構(gòu)塑料或者類似物制成。外殼前部10和外殼后部12例如通過使用墊圈、O形環(huán)或者密封件和/或緊固件、粘合劑、焊縫或者類似物密封連接到外殼主體8上。
[0031]如圖1A很好地示出的，外殼4的外殼主體8包括進入口 14、排放口 16以及正排量輔助泵送口 18，它們都連接到泵腔6上，并且在這個實施例中，它們都形成在外殼主體8中并且相對于泵腔6沿徑向方向定位。但是，本領(lǐng)域技術(shù)人員將認識到，可以使每個口 14，16和18都能形成為經(jīng)由外殼主體8與外殼前部10和外殼后部12配合，并且可以相對于泵腔6沿徑向或者軸向方向定位。
[0032]示例性泵2還包括設(shè)置在泵腔6內(nèi)的泵送元件20，該泵送元件20包括可旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子22和多個可運動的葉片24，它們可以由多種剛性材料中的任一種制成，并且該材料通常是基于待泵送的流體進行選擇。應該認識到，泵2為滑片泵，其中，葉片24在轉(zhuǎn)子22內(nèi)可徑向地滑動，而且這種安裝可以包括例如通過使用離心力、液壓致動、推桿組件或者類似物而有助于單個葉片24運動的構(gòu)型。但是，該實施例以簡化形式示出，從而著重于泵送原理上，并且避免包括對于本發(fā)明不是必需的和使附圖過于復雜的結(jié)構(gòu)。[0033]正排量回轉(zhuǎn)泵2的其余部分的簡化視圖在圖3中示出，從中可以看出，轉(zhuǎn)子22連接到軸26上。應該認識到，軸26可以由軸承可旋轉(zhuǎn)地支承，該軸承可以為滾珠軸承或者滾柱軸承或者軸襯的形式，在本文中將其統(tǒng)稱為軸承。在這個示例中，軸26通過在外殼前部10中的軸承28以及在外殼后部12中的軸承30可旋轉(zhuǎn)地安裝在外殼4中。軸26可以在一端處連接到例如發(fā)動機或者類似物的外部電源(未示出)上，以驅(qū)動軸26的旋轉(zhuǎn)。
[0034]如圖3很好地示出的，外殼4的外殼前部10通過前蓋32閉合，同時這個示例的外殼后部12通過機械密封蓋34閉合。外殼后部12和機械密封蓋34限定了密封室36，該密封室36包圍機械密封件38形式的密封件，同時與口 39流體連通，該密封件在軸26和外殼后部12之間提供動態(tài)密封。
[0035]在這個實施例中，如圖2所示，輔助泵送口 18連接到延伸到外殼4外部的導管40上。然后該導管40在外殼后部12的外殼4上的另一個口 39處的連接件中終止，并且提供連接正排量輔助泵送口 18和密封室36的通路，如圖3所示。雖然在該構(gòu)型中，在導管40內(nèi)的通路被用于將正排量流體從泵腔6經(jīng)口 39引導到動態(tài)機械密封件38，以起到冷卻和潤滑的作用，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員應該認識到，導管40可以在其它地方終止，從而在需要流體的正排量時用于完全獨立的目的。以這種方式，單個泵2能夠被有效地構(gòu)造成為兩個泵；提供較大的第一排放泵以及較小的第二排放泵。還應該認識到，泵2可以包括穿過外殼4設(shè)置在內(nèi)部的通路。
[0036]參考圖著重于泵送系統(tǒng)的IA和1B，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以看出，轉(zhuǎn)子22沿順時針方向旋轉(zhuǎn)并且葉片向外移動從而可以沿著泵腔6的內(nèi)壁的移動。這樣，泵送元件20在泵腔6內(nèi)移動并且限定由泵腔6內(nèi)的變暗區(qū)域示出的壓縮室42。為了簡化本發(fā)明，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以著重于這一個壓縮室42，該壓縮室42在二維視圖中由泵腔6、轉(zhuǎn)子22、可動導葉24a和可動尾葉片24b限定。隨著壓縮室42的體積由于偏心定位的轉(zhuǎn)子22的旋轉(zhuǎn)而減小，壓縮室42進行壓縮。
[0037]在圖1A中，可動導葉24a已到達使泵送口 18初始通向壓縮室42的位置，同時可動尾葉24b正好相對于壓縮室42關(guān)閉排放口 16。因此，排放口 16不再與壓縮室42流體連通并且輔助泵送口 18將會接收來自壓縮室42的正排量流體。隨著轉(zhuǎn)子22沿順時針方向繼續(xù)旋轉(zhuǎn)(例如圖1B所示)，壓縮室42繼續(xù)壓縮并且迫使來自泵腔6內(nèi)的壓縮室42的流體經(jīng)輔助泵送口 18向外流動。
[0038]在圖1B中，可動尾葉24b正好到達將打開隨后的壓縮室的位置，該隨后的壓縮室的后邊緣由可動葉片24c所限定，該可動葉片24c使隨后的壓縮室對排放口 16關(guān)閉。這樣，泵2提供了用于輔助作用的連續(xù)的正排量流體流。根據(jù)泵部件的具體幾何形狀以及布置，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以選擇該流體流是較連續(xù)的還是稍微有一些脈動流。此外，應該認識到，即使泵2逆向運行，輔助泵送系統(tǒng)仍然會運行。因此，轉(zhuǎn)子22將沿逆時針方向旋轉(zhuǎn)，這仍然會引起流體的正排量，但是，由于排放口 16成為進入口而進入口 14成為排放口，這將基于通過輔助泵送口 18的抽吸。
[0039]參考在圖4A、4B、5和6中的第二示例性實施例，正排量回轉(zhuǎn)泵以具有保持固定的外殼104的內(nèi)齒輪泵的方式示出。外殼104在其內(nèi)部限定了泵腔106。該泵腔106通常位于在各端部通過外殼前部110和外殼后部112閉合的外殼主體108內(nèi)。外殼前部110例如通過使用墊圈、O形環(huán)或者其它合適的密封件和緊固件密封連接到外殼主體108上。外殼后部112例如通過使用緊固件或者其它合適的連接部件連接到外殼主體108上。
[0040]如圖4A很好地示出的，外殼104的外殼主體108包括進入口 114、排放口 116以及正排量輔助泵送口 118，它們都連接到泵腔106上。在這個實施例中，進入口 114和排放口116都形成在外殼主體108內(nèi)并且相對于泵腔106沿徑向方向定位。輔助泵送口 118形成在外殼前部110內(nèi)(如圖6很好地示出的)，并且相對于泵腔106沿徑向方向定位。本領(lǐng)域技術(shù)人員將認識到，可以使每個口 114、116和118都能形成為經(jīng)由外殼主體108或者外殼前部110進行配合，并且可以相對于泵腔106沿徑向或者軸向方向定位。
[0041]示例泵102還包括設(shè)置在泵腔106內(nèi)的泵送元件120,該泵送元件120包括可旋轉(zhuǎn)的外齒輪122和可旋轉(zhuǎn)的內(nèi)齒輪124，該內(nèi)齒輪124表現(xiàn)為透明的，從而能夠簡化附圖并且示出輔助泵送口 118的位置。本領(lǐng)域技術(shù)人員應該認識到，內(nèi)齒輪124通過與外齒輪的嚙合作用而被驅(qū)動，并且在外殼前部110的月牙形突起部125被定位在泵腔內(nèi)，但是，也可以使用其他驅(qū)動裝置和結(jié)構(gòu)。再次以簡化的形式示出該實施例，以便著重于泵送原理，并且避免包括對于本發(fā)明不是必需的和使附圖過于復雜的結(jié)構(gòu)。
[0042]相似于第一示例泵，泵102的外殼104的部件可以由例如鐵、不銹鋼、鍛鐵或者其它金屬材料的剛性材料或者結(jié)構(gòu)塑料或者類似物制成。此外，可以以與上述第一示例泵相似的方式將外殼前部Iio和外殼后部112密封連接到外殼主體108上。在圖5中，示出了具有沿徑向方向定向的排放口 116和軸向定向的輔助泵送口 118的外殼主體108。
[0043]外殼后部112具有開口 132，其中安裝有軸承134以支承可旋轉(zhuǎn)的環(huán)形磁驅(qū)動組件136。軸承134可以為多種結(jié)構(gòu)，例如滾珠軸承或者滾柱軸承、軸襯或類似物，在本文中將其統(tǒng)稱為軸承。環(huán)形磁驅(qū)動組件136包括與軸承134可旋轉(zhuǎn)地接合的軸138，并且該軸138在第一端處連接到例如發(fā)動機或者類似物的外部電源(未示出)上。環(huán)形磁性驅(qū)動組件136還包括杯形驅(qū)動部件140，該杯形驅(qū)動部件140在其第一端處連接到可旋轉(zhuǎn)的軸138的第二端上并且在第二端處具有凹陷部142?？蛇x地，去除外殼后部138的一部分、軸承134和軸138，以有利于直接在外部電源的軸上安裝杯形驅(qū)動部件140。相似地，驅(qū)動部件140和軸138可以整體形成為一個部件。驅(qū)動部件140可以由例如上述外殼材料的剛性材料制成。
[0044]環(huán)形磁驅(qū)動組件136還具有在凹陷部142內(nèi)連接到杯形驅(qū)動部件140內(nèi)壁上的磁鐵144。磁鐵144可以是任何結(jié)構(gòu)，但是優(yōu)選地為矩形并且優(yōu)選地通過例如環(huán)氧樹脂或者粘合劑的化學方式連接到驅(qū)動部件140上，或者可以通過例如鉚釘或者類似物的合適的緊固件附連到驅(qū)動部件140上。
[0045]杯形或者鐘形分離筒146至少部分地設(shè)置在環(huán)形磁驅(qū)動組件136的凹陷部142內(nèi)。該分離筒146可以由多種剛性材料中的任一種制成，并且材料通常是基于待泵送的流體進行選擇，但是優(yōu)選地由例如合金C-276的不銹鋼制成，但是也可以由塑料、復合材料或者類似物制成。分離筒146在形成凹陷部148的一端處開口并且具有外周邊緣150。可以將分離筒146的外周邊緣150以多種方式安裝成與外殼主體108密封接合，例如參考上述外殼主體與前部和后部的連接。
[0046]正排量回轉(zhuǎn)泵102包括具有相對于第二軸部156偏置的第一軸部154的偏心固定軸152。第一軸部154在分離筒146的凹陷部148內(nèi)延伸并且可以支承在偏心軸152的第一軸部154的對應端158處?？梢酝ㄟ^接合設(shè)置在分離筒146的凹陷部148內(nèi)的支承板160對軸端158進行支承，如圖5所示。可選地，如果將第一軸部的端部158支承在分離筒中，那么該分離筒可以具有成一體的支承部。偏心軸152的第二軸部156的相對端162支承在外殼前部110中。
[0047]泵102還包括與偏心軸152的第一軸部154可旋轉(zhuǎn)地接合的環(huán)形磁驅(qū)動組件166，并且可以使用例如軸承168的減少摩擦的裝置，該裝置在這個示例中以軸襯的形式示出。環(huán)形磁驅(qū)動組件166包括圍繞第二軸部156設(shè)置的外齒輪122，以及一體地或者通過固定連接各部件的合適裝置連接到外齒輪122上的磁性部172。外齒輪122可以根據(jù)待泵送的介質(zhì)由多種剛性材料制成。例如，當希望將這種泵用于泵送非腐蝕性材料時，優(yōu)選地制造鋼質(zhì)外齒輪122和磁鐵安裝部。
[0048]磁性部172包括類似于磁鐵144的磁鐵176。磁鐵176設(shè)置在環(huán)形部的外壁178的附近，該環(huán)形部可以由例如碳鋼或者類似物的剛性材料制成。磁鐵176通過安裝在磁鐵上的不銹鋼套筒179和用于進一步保護的環(huán)形碳鋼部保持在外壁178上，但是應該認識到，也可以使用連接磁鐵176的其它裝置。將磁性部172設(shè)置在分離筒146的凹陷部148內(nèi)，從而通過分離筒146將環(huán)形磁驅(qū)動組件166的磁鐵176定位成與環(huán)形磁驅(qū)動組件136的磁鐵144分離，但是它們被布置成將各自的磁鐵176和144以基本上磁性對準的方式放置，以形成磁耦合。該磁耦合允許環(huán)形磁驅(qū)動組件166不與環(huán)形磁驅(qū)動組件136產(chǎn)生物理接觸，而是通過環(huán)形磁驅(qū)動組件136的旋轉(zhuǎn)而轉(zhuǎn)動并因而被驅(qū)動。
[0049]對于環(huán)形磁驅(qū)動組件166來說，還希望其具有某種形式的推力軸承表面。如圖5所示，前推力軸承表面180可以成一體地形成在固定的偏心軸152上，從而接合位于環(huán)形磁驅(qū)動組件166中的前推力軸承部件182。還可以增設(shè)后推力軸承，并且可以成一體地或者單獨地設(shè)置將該推力軸承，以保持適當?shù)牟考ㄎ粡亩鴾p少振動和磨損。
[0050]被安裝用于在第二軸部156上旋轉(zhuǎn)的是內(nèi)齒輪124。例如軸襯形式的軸承的減少摩擦力的裝置可用于內(nèi)齒輪124的可旋轉(zhuǎn)地安裝。該內(nèi)齒輪124被布置成經(jīng)由在內(nèi)齒輪124上的輪齒的嚙合而接合外齒輪122，該內(nèi)齒輪124由在外齒輪122上的輪齒驅(qū)動。在泵102的運行中，當外部電源轉(zhuǎn)動環(huán)形磁驅(qū)動組件136時，上述磁耦合使得環(huán)形磁驅(qū)動組件166旋轉(zhuǎn)。對于泵102布置成內(nèi)齒輪泵，本領(lǐng)域所公知的是，外齒輪122的旋轉(zhuǎn)軸線平行于內(nèi)齒輪124的旋轉(zhuǎn)軸線并且與內(nèi)齒輪124的旋轉(zhuǎn)軸線間隔開。環(huán)形磁驅(qū)動組件166的旋轉(zhuǎn)和外齒輪122的輪齒與內(nèi)齒輪124的輪齒的相互嚙合使得內(nèi)齒輪124旋轉(zhuǎn)。齒輪的設(shè)置和嚙合與將外殼前部110上的月牙形突起部125定位在內(nèi)齒輪124上的輪齒的端部附近相配合，從而通過已知的原理產(chǎn)生泵送作用。
[0051]在這個實施例中，如圖5所示，將輔助泵送口 118連接到延伸到外殼104內(nèi)部的通路190上。在這個示例中，該通路190有效地包括在部件之間的間隔以及在分離筒146內(nèi)的支承板160內(nèi)的通孔192。通路190和通孔192提供被用于潤滑遭受摩擦力的部件以及在分離筒146內(nèi)冷卻部件的輔助泵送流。雖然在該構(gòu)型中，在外殼104內(nèi)的通路190被用于將正排量流體從泵腔106引導到分離筒146內(nèi)的部件，但是，本領(lǐng)域技術(shù)人員其中一點應該認識到，可選的通路可以設(shè)置成不同的路徑以及在其它位置終止，從而在需要流體的正排量時用于完全獨立的目的。此外，和第一示例泵一樣，泵102可以被構(gòu)造成包括用于將流體提供給泵102自身或者提供用作其他目的的小的輔助排放泵的外部導管。
[0052]參考著重于泵送系統(tǒng)的圖4A和4B，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以看出，泵送元件120在泵腔106內(nèi)運行。因此，外齒輪122沿順時針方向旋轉(zhuǎn)并且經(jīng)由各自的輪齒的嚙合沿順時針方向驅(qū)動內(nèi)嚙合齒輪。如此，泵送元件120在泵腔106內(nèi)移動并限定由泵腔106內(nèi)的變暗區(qū)域示出的壓縮室194。為了簡化本發(fā)明，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以著重于這一個壓縮室194，該壓縮室194在二維視圖中由泵腔106、外齒輪122和內(nèi)齒輪124限定。隨著壓縮室194的體積由于各自的齒輪122，124的輪齒的嚙合而減小，壓縮室194進行壓縮。
[0053]在圖4A中，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以看到，齒輪122，124已到達使輔助泵送口 118通向壓縮室194的位置，同時排放口 116通過外齒輪122對壓縮室194關(guān)閉。這樣，排放口116不再與壓縮室194流體連通，并且輔助泵送口 118將會接收來自壓縮室194的正排量流體。隨著外齒輪122沿順時針方向繼續(xù)旋轉(zhuǎn)(例如圖4B所示)，壓縮室194繼續(xù)壓縮并且迫使來自泵腔106內(nèi)的壓縮室194的流體經(jīng)輔助泵送口 118向外流動。
[0054]在圖4B中，內(nèi)齒輪124和外齒輪122的輪齒已經(jīng)向隨后的壓縮室將被打開并且輔助泵送口 118被幾乎關(guān)閉的位置移動?；谶\動的反復循環(huán)，泵102提供了用于輔助作用的連續(xù)的正排量流體流。和第一示例泵相同，根據(jù)泵部件的具體幾何形狀以及布置，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以選擇該流體流是較連續(xù)的還是稍微有一些脈動流。此外，應該認識到，即使泵102的逆向運行,輔助泵送系統(tǒng)仍然會運行。因此,外齒輪122將沿逆時針方向旋轉(zhuǎn)，這仍然會引起流體的正排量，但是，由于排放口 116成為進入口而進入口 114成為排放口，這將基于通過輔助泵送口 118的抽吸。
[0055]參考在圖7A和7B中的第三示例性實施例，正排量凸輪泵202以具有保持固定的外殼204的三葉泵的形式示出。外殼204在其內(nèi)部限定泵腔206。該泵腔206通常位于在各端部通過外殼前部和外殼后部閉合的外殼主體208內(nèi)，該外殼前部和外殼后部例如通過使用緊固件、粘合劑、焊縫或者類似物(未示出)密封連接到外殼主體208上。
[0056]外殼204的外殼主體208包括進入口 214、排放口 216以及正排量輔助泵送口 218，它們都連接到泵腔206上。在這個實施例中，進入口 214、排放口 216以及正排量輔助泵送口 218都形成在外殼主體208上并且相對于泵腔206沿徑向方向定位。和之前的示例泵一樣，應該認識到，可以使每個口 214、216和218都能形成為經(jīng)由外殼主體208或者外殼前部或者外殼后部(未示出)進行配合，并且可以相對于泵腔206沿徑向或者軸向方向定位。
[0057]示例泵202還包括設(shè)置在泵腔206內(nèi)的泵送元件220，該泵送元件220包括第一凸輪222和第二凸輪224，而且兩個凸輪222和224都是可旋轉(zhuǎn)的并且以三葉構(gòu)型示出。在這種類型的凸輪泵中，凸輪222和224通常支承在單獨的軸上并由位于相鄰的定時齒輪箱(未示出)內(nèi)的定時齒輪驅(qū)動。定時齒輪被構(gòu)造成避免在凸輪222和224之間的接觸。外殼204的部件和泵202的泵送部件220都可以由與上述示例泵類似的材料制成。
[0058]通過使凸輪脫離嚙合并且形成從進入口 214抽吸流體的膨脹體積而產(chǎn)生泵送作用，然后流體圍繞壓縮室230內(nèi)的泵腔206行進，該壓縮室230由泵腔206內(nèi)的變暗區(qū)域示出并且形成在凸輪222，224和泵腔壁之間，直到凸輪222，224的同步的、非接觸的嚙合用于壓縮壓縮室230和通過排放口 216和輔助泵送口 216，218正向排放流體。
[0059]泵202僅在外殼204的簡化截面中示出以著重于泵腔206，進入口 214、排放口 216和輔助泵送口 218的位置以及凸輪222，224的各自的運動。因此，該示例性實施例以簡化的方式示出，以便著重于泵送原理并且避免包括對于本發(fā)明不是必需的和將使附圖過于復雜的結(jié)構(gòu)。因此，本領(lǐng)域技術(shù)人員在圖7A中可以看出，第一凸輪222沿逆時針方向旋轉(zhuǎn)而且壓縮室230是打開的，以便將流體正向排放到輔助泵送口 218之外，同時第二凸輪224位于排放口 216保持對壓縮室230關(guān)閉的旋轉(zhuǎn)位置。因此，在這個位置上，來自壓縮室230的流體通過輔助泵送口 218排出，但并不會通過排放口 216排出。
[0060]在圖7B中，凸輪222和224的旋轉(zhuǎn)已經(jīng)略微前進了些，并且本領(lǐng)域技術(shù)人員可以看出，第一凸輪222正好針對壓縮室230關(guān)閉了輔助泵送口 218，而且正好要對隨后的壓縮室打開輔助泵送口 218。這是發(fā)生在第二凸輪224繼續(xù)保持排放口 216對輔助泵送口 218關(guān)閉的同時。因此，圖7A到圖7B中的壓縮室230所表示的體積差代表了通過輔助泵送口218排出的流體體積。
[0061]應該認識到，凸輪泵通常具有直接相對以及沿與凸輪旋轉(zhuǎn)軸線等距離的軸線設(shè)置的進入口和出口。因此，普通凸輪泵具有在凸輪的整個旋轉(zhuǎn)過程中相對于排放口居中并且與排放口流體連通的壓縮室。但是，在本示例泵202中，排放口 216的位置沒有使其軸線相對于凸輪222，224的旋轉(zhuǎn)軸線居中，而是向上移動了。另外，將輔助泵送口 218增加到外殼204上并且其軸線沒有相對于凸輪222，224的旋轉(zhuǎn)軸線居中，而是向下設(shè)置的。由于這樣的構(gòu)型，壓縮室230能夠在阻塞排放口 216的同時通過輔助泵送口 218排出一些流體。事實上，通過利用排放口 216和輔助泵送口 218的定位以及尺寸，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以選擇從輔助泵送口 218分流出的流體的體積。
[0062]應該注意的是，和之前的示例性實施例一樣，描述主要著重于泵送操作的一段時間內(nèi)的運動和一個壓縮室，但是泵202可以在以連續(xù)方式操作的持續(xù)時間內(nèi)運行。另外，泵202可以反向運行，并且仍然將通過輔助泵送口 218—但是是經(jīng)由抽吸一正向排出流體。
[0063]應該認識到，根據(jù)本發(fā)明的正排量回轉(zhuǎn)泵可以有多種構(gòu)型?？梢圆捎萌我夥N類的構(gòu)造材料、型構(gòu)、形狀以及尺寸用于各部件，并且采用各種用于連接這些部件的方法，以滿足終端用戶的具體需要以及要求。對于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說顯而易見的是，在不脫離要求保護的主題的范圍或者精神的情況下，可以對該泵的設(shè)計和構(gòu)造進行各種修改，并且權(quán)利要求不限于本文中所示的優(yōu)選實施例。
【權(quán)利要求】
1.一種正排量回轉(zhuǎn)泵，其包括: 限定泵腔的外殼； 連接到所述泵腔的進入口； 連接到所述泵腔的排放口； 連接到所述泵腔的正排量輔助泵送口 ；以及 泵送元件，所述泵送元件在所述外殼的所述泵腔內(nèi)移動并且限定了壓縮室，所述壓縮室在其不再與所述排放口流體連通之后還會保持與所述正排量輔助泵送口的流體連通。
2.如權(quán)利要求1所述的正排量回轉(zhuǎn)泵，其特征在于，所述泵送元件還包括具有多個可動葉片的可旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子。
3.如權(quán)利要求1所述的正排量回轉(zhuǎn)泵，其特征在于，所述泵送元件還包括可旋轉(zhuǎn)的齒輪。
4.如權(quán)利要求1所述的正排量回轉(zhuǎn)泵，其特征在于，所述泵送元件還包括可旋轉(zhuǎn)的凸輪。
5.如權(quán)利要求1所述的正排量回轉(zhuǎn)泵，其特征在于，流體以有效地獨立于所述泵的壓差的流速通過所述輔助泵送口被正向地排出。
6.如權(quán)利要求1所述的正排量回轉(zhuǎn)泵，其特征在于，流體以基本上獨立于所述泵的壓差的流速通過所述輔助泵送口被正向地排出。·
7.如權(quán)利要求1所述的正排量回轉(zhuǎn)泵，其特征在于，流體以基本上獨立于流體粘度的流速通過所述輔助泵送口被正向地排出。
8.如權(quán)利要求1所述的正排量回轉(zhuǎn)泵，其特征在于，所述外殼的構(gòu)型包括將所述輔助泵送口設(shè)置在足夠靠近所述排放口的地方，從而允許所述輔助泵送口緊接著在所述壓縮室和所述排放口之間的流體連通的斷開而保持與所述壓縮室的流體連通。
9.如權(quán)利要求1所述的正排量回轉(zhuǎn)泵，其特征在于，所述進入口、所述排放口以及所述輔助泵送口都相對于在所述外殼中的所述泵腔沿徑向方向定位。
10.如權(quán)利要求1所述的正排量回轉(zhuǎn)泵，其特征在于，所述進入口、所述排放口以及所述輔助泵送口中的至少一個相對于在所述外殼中的所述泵腔沿徑向方向定位。
11.如權(quán)利要求1所述的正排量回轉(zhuǎn)泵，其特征在于，所述進入口、所述排放口以及所述輔助泵送口中的至少一個相對于在所述外殼中的所述泵腔沿軸向方向定位。
12.如權(quán)利要求1所述的正排量回轉(zhuǎn)泵，還包括與所述輔助泵送口流體連通的通路，其中，所述通路被構(gòu)造成將正向排出的流體引導至定位在所述外殼內(nèi)的至少一個動態(tài)密封件。
13.如權(quán)利要求1所述的正排量回轉(zhuǎn)泵，還包括與所述輔助泵送口流體連通的通路，其中，所述通路被構(gòu)造成將正向排出的流體引導至定位在所述外殼內(nèi)的軸承。
14.如權(quán)利要求1所述的正排量回轉(zhuǎn)泵，還包括與所述輔助泵送口流體連通的通路，其中，所述通路被構(gòu)造成將正向排出的流體引導至定位在所述外殼內(nèi)的環(huán)形分離筒的內(nèi)部。
15.如權(quán)利要求14所述的正排量回轉(zhuǎn)泵,還包括: 一端開口并具有凹陷部的可旋轉(zhuǎn)環(huán)形磁驅(qū)動組件； 一端開口并具有凹陷部的環(huán)形分離筒，而且所述環(huán)形分離筒的至少一部分設(shè)置在所述可旋轉(zhuǎn)環(huán)形磁驅(qū)動組件的所述凹陷部內(nèi)；具有磁性部的環(huán)形磁驅(qū)動組件，所述磁性部基本上設(shè)置在所述環(huán)形分離筒的所述凹陷部內(nèi)，并且與所述可旋轉(zhuǎn)環(huán)形磁驅(qū)動組件基本上磁性對準；以及其中，所述環(huán)形磁驅(qū)動組件與驅(qū)動惰輪的轉(zhuǎn)子齒輪連接。
16.如權(quán)利要求15所述的正排量回轉(zhuǎn)泵，其特征在于，所述泵送元件為所述轉(zhuǎn)子齒輪和所述惰輪。
17.如權(quán)利要求1所述的正排量回轉(zhuǎn)泵，其特征在于，所述輔助泵送口與延伸到所述外殼的外部的導管連接。
18.如權(quán)利要求17所述的正排量回轉(zhuǎn)泵，其特征在于，所述導管在第一端處與所述輔助泵送口連接，并且在第二端處與所述外殼上的另一個口連接。
19.如權(quán)利要求1所述的正排量回轉(zhuǎn)泵，其特征在于，所述外殼還包括連接到外殼前部和外殼后部上的外殼 主體。
【文檔編號】F04C2/30GK103717901SQ201280031563
【公開日】2014年4月9日 申請日期:2012年6月21日 優(yōu)先權(quán)日:2011年6月30日
【發(fā)明者】賈森·M·塞克斯頓 申請人:皮泊弗羅制造公司