專利名稱：包括一個(gè)旋轉(zhuǎn)分配機(jī)構(gòu)的、用于粘性材料的泵的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于非常粘的材料的具有活塞的泵。尤其是涉及到這種泵的分配機(jī)構(gòu)。
在橡膠加工工業(yè)中，當(dāng)需要將未硫化橡膠持續(xù)地通過一個(gè)擠壓模以獲得一個(gè)確定的型材或一種橡膠薄片時(shí)，最為通常地是使用一個(gè)具有螺桿的擠壓機(jī)。該螺桿的旋轉(zhuǎn)可以使來自于供料口的、一般以板形或粗略的帶形導(dǎo)入的非硫化橡膠持續(xù)地輸送到擠壓機(jī)的擠壓頭中，在該擠壓頭中它在一定的壓力下被擠壓，接著橡膠以適合的形狀穿出擠壓孔。
但是，這種技術(shù)不能對擠壓出的容積完全地控制。這就是為什么在現(xiàn)有技術(shù)中，也在一份專利EP 400496中公知了用于生橡膠的泵。這種泵使用了一個(gè)在缸體中滑動(dòng)的活塞。供給側(cè)穿過設(shè)在缸體中接近活塞行程下死點(diǎn)處的一些孔，被壓出缸體外的橡膠穿過包括一個(gè)閥的孔。這種容積泵的良好性能尤其取決于對閥運(yùn)動(dòng)的完善控制。這就導(dǎo)致優(yōu)先采用一種控制閥，最好是利用單個(gè)滾珠在反壓力下保持在其閥座上的控制閥。
本發(fā)明的目的在于對用于一種特別粘的材料如非硫化橡膠的具有活塞的泵中壓出孔的打開狀態(tài)及關(guān)閉狀態(tài)的完善控制。一方面必須要保證這種完善的關(guān)閉，另一方面又要保證輸出孔的足夠打開，以便當(dāng)泵處于壓出階段時(shí)不會(huì)阻礙橡膠的輸送。
本發(fā)明的另一目的在于當(dāng)泵處于給料階段或排料階段時(shí)，使足以不能阻止非常粘的材料如未硫化橡膠輸送的通道截面的打開。
最后本發(fā)明的另一目的在于提供一種具有最少運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的泵，其中這些運(yùn)動(dòng)既要簡單又可被控制。
根據(jù)本發(fā)明，采用一種旋轉(zhuǎn)分配機(jī)構(gòu)，它同時(shí)用于控制供料到缸體中及控制將料壓出缸體。
根據(jù)本發(fā)明的具有活塞的泵，包括一個(gè)供給側(cè)及一個(gè)壓出側(cè);它包括至少一個(gè)在泵唧室中的一個(gè)上死點(diǎn)和一個(gè)下死點(diǎn)之間滑行的活塞;它包括布置在一個(gè)供料室中對供給側(cè)增壓的結(jié)構(gòu)，用于保證對從供料室所設(shè)的橡膠導(dǎo)入孔中來的橡膠的機(jī)構(gòu)傳送力，該傳送力朝向所述泵唧室，其特征在于在所述供料室及所述泵唧室之間設(shè)有一個(gè)旋轉(zhuǎn)分配機(jī)構(gòu)，該分配機(jī)構(gòu)包括多個(gè)槽孔，這些槽孔被布置及分布得用于使泵唧室時(shí)而與供給側(cè)連通，時(shí)而與壓出側(cè)連通，或是使泵唧室脫離與供給側(cè)與壓出側(cè)的通連，并包括控制分配機(jī)構(gòu)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)及活塞的同步運(yùn)動(dòng)的控制裝置。
根據(jù)這種泵的一種實(shí)施變型，所述泵唧室是一個(gè)缸體，所述活塞在該缸體中滑動(dòng)，該缸體具有一個(gè)設(shè)置在所述上死點(diǎn)側(cè)的既用于供入又用于壓出材料的孔。
根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施變型，所述活塞是一個(gè)伸入到所述泵唧室中的柱形活塞。
對于這種泵機(jī)設(shè)想的最為優(yōu)先的應(yīng)用是一種用于生橡膠的泵。然而還可以設(shè)想其它方面的應(yīng)用。
當(dāng)活塞在缸體中滑動(dòng)時(shí)，由于單個(gè)孔位于上死點(diǎn)側(cè)，缸體本身不包括任何鉆孔，就使得活塞的導(dǎo)向不存在任何困難。并且用同一孔同時(shí)作供料及排料。這樣，它有很大的必要性，甚至設(shè)有一個(gè)與缸體截面可比擬的截面。這對在壓出料時(shí)有利于材料很好的排出缸體，并同樣地在供料時(shí)有利于材料供給到缸體的內(nèi)部。這在供給料與壓出料之間有許多折衷可尋求。
在泵唧應(yīng)用時(shí)，往往希望在多個(gè)不同的通道間分配被泵材料，同時(shí)要十分精確地控制流過每個(gè)通道的流量。本發(fā)明提供了采用分配機(jī)構(gòu)在多個(gè)通道間分配泵的輸出量并無需使用另一分開的分配或使用多個(gè)泵的可能性。
以下的附圖用以說明本發(fā)明并有助于對本發(fā)明功能和優(yōu)點(diǎn)的理解。


圖1本發(fā)明的總體圖;
圖2分配機(jī)構(gòu)的外表面的平面展開圖;
圖3與圖2的分配機(jī)構(gòu)相應(yīng)的套筒的平面展開圖;
圖4本發(fā)明另一實(shí)施變型的分配機(jī)構(gòu)外表面的平面展開圖;
圖5與圖4的分配機(jī)構(gòu)相應(yīng)的套筒的平面展開圖;
圖6圖4及5中所示分配機(jī)構(gòu)的一個(gè)側(cè)面圖;
圖7圖6中所示機(jī)構(gòu)的一個(gè)表面的圖;
圖8本發(fā)明的另一實(shí)施變型;
圖9本發(fā)明的又一種實(shí)施變型。
在圖1中，可以看到在一個(gè)管子內(nèi)部可轉(zhuǎn)動(dòng)的分配機(jī)構(gòu)1，它的左部分構(gòu)成供給側(cè)，其右部分構(gòu)成增壓輸出側(cè)。對本發(fā)明將通過它在非硫化橡膠的容積泵中的應(yīng)用加以說明。
在供給側(cè)，可看到該泵包括設(shè)置在供料室中的增壓機(jī)構(gòu)，用來保證對從供料室所設(shè)的導(dǎo)入孔80中來的橡膠的機(jī)械傳送力，該傳送力朝著分配機(jī)構(gòu)1的側(cè)面12，橡膠在壓力下被貼緊在該側(cè)面上，該增壓機(jī)構(gòu)例如涉及一種在傳統(tǒng)擠壓機(jī)中的那類螺桿8。
還可看到，在一個(gè)缸體2中可往復(fù)運(yùn)動(dòng)的活塞3。在其上死點(diǎn)(PMH)側(cè)，具有一個(gè)孔4，用于保證缸體2和供給側(cè)或增壓輸出側(cè)的連通。分配機(jī)構(gòu)是一個(gè)具有一個(gè)旋轉(zhuǎn)表面10(此處的圓柱面)及兩個(gè)在旋轉(zhuǎn)表面兩旁的側(cè)面12及13的柱形體。這兩個(gè)側(cè)面在該例中為平面。該圓柱體可旋轉(zhuǎn)地放置在一個(gè)其形狀相應(yīng)于旋轉(zhuǎn)表面10形狀的套筒中。該套筒在此處為一缸體11，孔4通到套筒11的內(nèi)表面上。泵的供給側(cè)通到側(cè)面12上，而增壓輸出側(cè)通到另一側(cè)面13上。
分配機(jī)構(gòu)的旋轉(zhuǎn)在這里是和活塞3的滑動(dòng)運(yùn)動(dòng)方向相垂直的。在分配機(jī)構(gòu)1的旋轉(zhuǎn)表面的整個(gè)周向上分布著槽孔。這些槽孔例如是從一個(gè)側(cè)面切到旋轉(zhuǎn)面10的缺口5的形式。這些槽孔從孔4的上方覆蓋孔4。它們使得孔4交替地與供給側(cè)及增壓輸出側(cè)形成連通。分配機(jī)構(gòu)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)與活塞的直線運(yùn)動(dòng)當(dāng)然應(yīng)該是同步的。在這兩個(gè)機(jī)構(gòu)間設(shè)有的速度比取決于分布在分配機(jī)構(gòu)1外圓柱表面10上的槽孔數(shù)目。例如，如果活塞運(yùn)動(dòng)一個(gè)循環(huán)，分配機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)過整一圈的話，則有一個(gè)槽孔通向供給側(cè)及一個(gè)槽孔通向增壓輸出側(cè)。
在圖2及圖3上，由于使用了分配機(jī)構(gòu)表面10的展開圖(圖2)及套筒上對應(yīng)面的展開圖(圖3)，可以更好地了解該泵的功能。在這個(gè)實(shí)施例中，具有兩個(gè)與供給側(cè)連通的缺口及兩個(gè)與增壓輸出側(cè)連通的缺口。
分配機(jī)構(gòu)1具有一個(gè)圓柱形的外形，它的外圓柱面的展開形狀是一個(gè)矩形。矩形的寬度D相應(yīng)于分配機(jī)構(gòu)在其旋轉(zhuǎn)軸方向的厚度。在圖3上，包括在距離為D的兩根垂直線之間的面相當(dāng)于套筒11的內(nèi)表面中與分配機(jī)構(gòu)接觸的部分。
矩形的長度為2πR，R為分配機(jī)構(gòu)1的半徑。套筒的內(nèi)徑尺寸當(dāng)然相同，若不考慮工作間隙的話。
孔4的寬度1由兩根平行的虛線表示。該孔的長度L表示在圖3中。在圖2上，包括在距離為1的兩根垂直線間的面相當(dāng)于分配機(jī)構(gòu)覆蓋在孔4上的外表面部分。
圖2表示出四個(gè)缺口5的表面，其中兩個(gè)在圖的左方與供給側(cè)相連通，而另外兩個(gè)在圖的右方與增壓輸出側(cè)相連通。
在工作時(shí)，圖2和圖3所示的這兩個(gè)面具有相對運(yùn)動(dòng)。設(shè)想在圖2上表示的面例如自下而上地在孔4前滑動(dòng)，以使該孔在圖2上所示的兩條平行虛線之間通過。當(dāng)孔4與供給側(cè)的缺口5稍有重合就開始了供料。
最好，缺口5與孔4在圖中的寬度方向上能精確地重合，以利于最大程序地傳送材料。在圖2及3中表示的例子是為了使人很好地理解用的，而不是對本發(fā)明功能的限制。只要孔4沒有完全脫離第一個(gè)缺口5，供料就持續(xù)進(jìn)行。
在供料側(cè)與排料側(cè)之間，分配機(jī)構(gòu)1的面遮蓋孔4。為了很好地隔開供給側(cè)與增壓側(cè)，故這樣做就能滿足第一缺口5(相當(dāng)于供給側(cè))的末端與第二缺口(相當(dāng)于增壓輸出側(cè))的開頭之間的距離應(yīng)至少等于，并最好稍微大于孔4的長度L。
如果我們假定，活塞3從上死點(diǎn)至下死點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)精確地與從下死點(diǎn)至上死點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)對稱，及分配機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)是具有恒定速度的轉(zhuǎn)動(dòng)，則在前半個(gè)周期中作供料，在后半周期中作增壓輸送。對于圖2及圖3的展開圖，因此應(yīng)考慮這樣的關(guān)系n(A+B+2L)≤2πR，其中n為在供給側(cè)(或壓出側(cè))采用的缺口數(shù)，這里為n＝2。
此外，為了保證供給側(cè)與壓出側(cè)正確的隔離，每次供給側(cè)缺口尾端與壓出側(cè)缺口開頭之間的距離及反之亦然的應(yīng)至少為L。
對于用于橡膠的在供給側(cè)具有增壓螺桿的泵，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)最簡單的實(shí)施方式，是使螺桿8與分配機(jī)構(gòu)相固定。在圖1中，可以看到螺桿8是直接地制作在分配機(jī)構(gòu)1上的，其中分配機(jī)構(gòu)的旋轉(zhuǎn)軸與螺桿8的旋轉(zhuǎn)軸相一致。如果活塞3的曲柄轉(zhuǎn)兩圈時(shí)增壓螺桿8轉(zhuǎn)一圈的話，則在分配機(jī)構(gòu)1上具有兩個(gè)供給側(cè)缺口5及兩個(gè)壓出側(cè)缺口5。
孔4的形狀要根據(jù)對于材料的排出的考慮和/或根據(jù)對于零件加工的考慮來設(shè)置。該形狀可以接近或相同于缸體2的形狀。僅是該孔在其展開方向上的長度L應(yīng)根據(jù)作在分配機(jī)構(gòu)表面的槽孔其展開方向上的長度來選擇或調(diào)整。在這種限制以外，本發(fā)明提供了采用多種形狀變型的可能性。
圖4及圖5同樣為表示分配機(jī)構(gòu)展開的圖(圖4)及相應(yīng)的套筒的展開圖(圖5)。分配機(jī)構(gòu)包括四個(gè)供給側(cè)槽孔及四個(gè)壓出側(cè)槽孔。供給側(cè)槽孔均被作成從側(cè)面12朝向該面的鄰面延伸的缺口(見圖6及7)。
在該實(shí)施例中，分配機(jī)構(gòu)可以使泵在兩種不同的通道中分配排出量。這就是，其中一個(gè)側(cè)面(這是相當(dāng)于壓出側(cè)的側(cè)面13，也即圖6中表示的面)包括多個(gè)同心的及隔開的軌跡(piste)(此處為兩個(gè))，每個(gè)軌跡與一個(gè)不同的通道相連通，并且每個(gè)軌跡與至少一個(gè)槽孔相通。當(dāng)然可以根據(jù)泵的所需應(yīng)用將這些同心軌跡作在供給側(cè)面或作在壓出側(cè)上。應(yīng)將“軌跡”理解成圓的布置，這就是說用于收集材料(供給側(cè))的所有槽孔的輸出孔或?qū)⒉牧蠈?dǎo)向或?qū)У酵煌ǖ?壓出側(cè))的所有槽孔的輸出孔總是在同一徑向尺寸上。
在輸出側(cè)面上布置了三個(gè)缺口5形狀的槽孔，它們均和供給側(cè)的缺口相同，這三個(gè)槽孔伸到面13的外圍，這就構(gòu)成了可以收集材料的第一軌跡。第四個(gè)槽孔5R沿一個(gè)分配機(jī)構(gòu)內(nèi)部的通道51延伸，并伸入到構(gòu)成與第一軌跡同心的第二軌跡的一個(gè)孔52中。在這種情況下，被泵汲的材料在兩個(gè)不同的壓出通道中按比例3/4-1/4分配第一個(gè)環(huán)行收集器收集分配機(jī)構(gòu)側(cè)面13外圍的材料，而徑向上位于第一個(gè)內(nèi)部的第二個(gè)收集器收集從通道51來的材料。
在圖8上，表示用于生橡膠的泵的另一實(shí)施例，其中柱形活塞9可伸入到泵唧室90中。泵唧室90呈雙重結(jié)構(gòu)，其中每一重部分與活塞9在不同的功能階段相連系，正如以下將要解釋的。在這里，分配機(jī)構(gòu)也是一個(gè)具有一個(gè)旋轉(zhuǎn)表面100及兩個(gè)在該表面兩側(cè)的側(cè)面12及13的柱形體1′。這些側(cè)面是平面。柱形體1′可旋轉(zhuǎn)地安裝在一個(gè)套筒11′中，該套筒的形狀與旋轉(zhuǎn)表面100的形狀相對應(yīng)。泵唧室90連接到套筒11′的表面。泵的供給側(cè)通到側(cè)面12上，而其壓出側(cè)通到另一側(cè)面13上。
該柱形體從徑向剖面看具有“H”形狀，它的橫向區(qū)域15包括柱形體的旋轉(zhuǎn)軸及包括構(gòu)成一個(gè)穿入到“H”件垂直部分間的一個(gè)突起的套筒部分。泵唧室90由與柱形體的旋轉(zhuǎn)軸平行的一個(gè)通道構(gòu)成，該通道被設(shè)在所述突起套筒111上，從其一邊到另一邊，而槽孔91、92設(shè)置在“H”件的橫向區(qū)域15兩側(cè)的垂直部分中。
在圖8中，可以看到柱形體1′上沿直徑相對的兩個(gè)槽孔91及92。在圖8的上部，表示一個(gè)處于供料側(cè)尾部的柱形活塞9。槽孔91被作在一段圓弧角上，該圓弧角段足以能在柱形活塞9從上死點(diǎn)至下死點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的整個(gè)時(shí)間中使供料側(cè)與泵唧室90保持連通。在圖8的下部，表示出一個(gè)處于壓出側(cè)尾部的柱形活塞9。槽孔92被作在一段圓弧角上，該圓弧角段足以能在柱形活塞9從下死點(diǎn)至上死點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的整個(gè)時(shí)間中使壓出側(cè)與泵唧室90保持連通。
在圖8上，為了不使附圖過于復(fù)雜，故沒有表示出該柱形體1′和/相應(yīng)的11′在實(shí)際中是由可拆卸的、用以組裝成所示狀態(tài)的多個(gè)零件作成的。這些僅涉及到本領(lǐng)域技術(shù)人員毫無困難實(shí)施的簡單技術(shù)細(xì)節(jié)。
最后在圖9上表示了另一個(gè)實(shí)施變型，其中一個(gè)圓柱形柱體1″上的缺口5在這里也具有與圖1至3中的缺口相似的形狀，這些缺口5在同時(shí)總是有多個(gè)與供給側(cè)或相應(yīng)地與壓出側(cè)相連通。在圖上可以看到一個(gè)泵唧室90在多處與帶有柱形體1″的套筒表面相連通，這里為兩處20及21。一個(gè)柱形活塞9用以保證將材料供給到泵唧室90中或從該室中將材料加壓輸送出。
本發(fā)明可以利用一個(gè)單獨(dú)的運(yùn)動(dòng)部件實(shí)現(xiàn)分配，并且其運(yùn)動(dòng)形式簡單，因?yàn)橹簧婕耙环N轉(zhuǎn)動(dòng)。本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以很容易地預(yù)見所有可能的應(yīng)用，并且對這些預(yù)見的應(yīng)用適應(yīng)地實(shí)施本發(fā)明。
此外，如果希望能夠避免泵的排出量的所有脈動(dòng)時(shí)，可以使用例如兩個(gè)活塞并利用一個(gè)合理設(shè)置的凸輪來控制它們的運(yùn)動(dòng)。這就能使得當(dāng)壓出階段時(shí)使每個(gè)活塞得到恒定的向前運(yùn)動(dòng)的速度(即恒定的凸輪控制速度)，并當(dāng)分配機(jī)構(gòu)使泵唧室脫離與壓出側(cè)的整個(gè)連通時(shí)保證活塞不動(dòng)，以及當(dāng)一個(gè)活塞處于壓出階段時(shí)保證另一活塞完全后退。
權(quán)利要求
1.用于粘性材料的泵，包括一個(gè)供給側(cè)(6)及一個(gè)壓出側(cè)(7)；至少一個(gè)在泵唧室中一個(gè)上死點(diǎn)和一個(gè)下死點(diǎn)之間滑行的活塞(3或9)；布置在一個(gè)供料室中對供給側(cè)(6)增壓的機(jī)構(gòu)，用以保證對從供料室所設(shè)的橡膠導(dǎo)入孔中來的橡膠的機(jī)械傳送力，該傳送力朝向所述泵唧室，其特征在于在所述供料室及所述泵唧室之間設(shè)有一個(gè)旋轉(zhuǎn)分配機(jī)構(gòu)，該分配機(jī)構(gòu)包括多個(gè)槽孔，這些槽孔被布置及分配成用于使泵唧室時(shí)而與供給側(cè)(6)連通，時(shí)而與壓出側(cè)(7)連通，或是使泵唧室脫離與供給側(cè)或壓出側(cè)的連通，并包括控制分配機(jī)構(gòu)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)及活塞的同步運(yùn)動(dòng)的控制裝置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的泵，其特征在于分配機(jī)構(gòu)是一個(gè)具有一個(gè)旋轉(zhuǎn)面及兩個(gè)在該旋轉(zhuǎn)面兩側(cè)的側(cè)面的柱形體(1或1′)，該柱形體可旋轉(zhuǎn)地安裝在一個(gè)具有與所述旋轉(zhuǎn)面相應(yīng)形狀的套筒中;及所述泵唧室通到套筒的表面上;以及供給側(cè)通到一個(gè)側(cè)面上，而壓出側(cè)通到另一側(cè)面上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2的泵，其特征在于所述泵唧室是一個(gè)缸體(2)，所述活塞(3)在該缸體中滑動(dòng)，該缸體(2)具有一個(gè)設(shè)置在所述上死點(diǎn)側(cè)的既用于供入又用于壓出料的孔(4)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2的泵，其特征在于所述活塞是一個(gè)伸入到所述室(90)中的柱形活塞(9)。
5.根據(jù)權(quán)利要求2及4的泵，其特征在于所述柱形體(1′)從徑向剖面看具有“H”形狀，它的橫向區(qū)域(15)包括柱形體的旋轉(zhuǎn)軸及包括構(gòu)成一個(gè)穿入到“H”件垂直部分(16)間的一個(gè)突起的套筒部分(111);及所述室(90)由與柱形體的旋轉(zhuǎn)軸平行的一個(gè)通道構(gòu)成，該通道被設(shè)在所述突起套筒(111)上，從其一邊到另一邊;并且槽孔(91，92)設(shè)置在“H”件的橫向區(qū)域兩側(cè)的垂直部分中。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一項(xiàng)的泵，其特征在于所述的室在多處與套筒表面相連通。
7.根據(jù)權(quán)利要求2至6中任一項(xiàng)的泵，其特征在于至少一些槽孔是連通一個(gè)側(cè)面及旋轉(zhuǎn)面的缺口(5)。
8.根據(jù)權(quán)利要求2至7中任一項(xiàng)的泵，其特征在于一個(gè)側(cè)面上至少包括同心且隔開的軌跡，每個(gè)軌跡與不同的通道相連通，及每個(gè)軌跡至少與一個(gè)槽孔相通。
9.根據(jù)權(quán)利要求8的泵，其特征在于它在壓出側(cè)面上具有兩個(gè)同心的軌跡(50，52)。
10.根據(jù)權(quán)利要求1至10中任一項(xiàng)的泵，其特征在于增壓機(jī)構(gòu)基本上包括一個(gè)可旋轉(zhuǎn)的增壓螺桿(8)，它直接地作用在分配機(jī)構(gòu)(1或1′)上，所述螺桿的旋轉(zhuǎn)軸與分配機(jī)構(gòu)的旋轉(zhuǎn)軸直線地對齊。
全文摘要
一種包括一個(gè)旋轉(zhuǎn)分配機(jī)構(gòu)并用于粘性材料的泵，在該泵中，一個(gè)旋轉(zhuǎn)柱形體包括多個(gè)側(cè)面上與供給側(cè)連通的缺口及另一個(gè)側(cè)面上與壓出側(cè)連通的缺口，這些缺口覆蓋在一個(gè)孔上以形成通入一個(gè)缸體/活塞組件或從該組件輸出的通道。
文檔編號(hào)F04B15/02GK1091499SQ9311288
公開日1994年8月31日 申請日期1993年12月24日 優(yōu)先權(quán)日1992年12月31日
發(fā)明者米歇爾·德爾 申請人:塞德普魯公司