專(zhuān)利名稱(chēng)：具有除氣裝置和總成一體的蒸氣回收功能的液體泵的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及諸如用在加油站的燃油泵之類(lèi)的泵。
燃油泵主要裝有齒輪泵或具有一個(gè)配有幾個(gè)作進(jìn)出運(yùn)動(dòng)的葉片的偏心轉(zhuǎn)子的那一類(lèi)泵。
這些泵是可自動(dòng)充注起動(dòng)的，其具有一旁通閥以允許未被通過(guò)軟管和噴嘴泵送到外面用戶(hù)的燃油回到吸入通路，并配有一氣體分離器以保證計(jì)量供出的燃油不含任何氣體。
這些泵的缺點(diǎn)是—某些零件工作于摩擦接觸狀態(tài)而容易磨損；—需要一個(gè)旁通閥，而它是一個(gè)嚴(yán)重的噪聲源；—零件數(shù)量太多；—除氣作用很難實(shí)現(xiàn)，并且在大多數(shù)油泵上需要設(shè)置觀(guān)察孔；—只有采用昂貴的單獨(dú)的設(shè)備才能回收排出的燃油蒸氣。
本發(fā)明的目的是要提供一上述種類(lèi)的泵，其至少能消除上述缺點(diǎn)中的某些缺點(diǎn)。
按照本發(fā)明，此目的是以權(quán)利要求1所表征的抽送裝置來(lái)實(shí)現(xiàn)。
盡管流體動(dòng)力泵對(duì)用作加油站的燃油泵有許多優(yōu)點(diǎn)，但卻不能采用諸如離心泵之類(lèi)的流體動(dòng)力泵，原因之一就是它不能自動(dòng)充注起動(dòng)。
本發(fā)明的抽送裝置除能自動(dòng)充注起動(dòng)外還有如下優(yōu)點(diǎn)—其不需要旁通閥，因?yàn)樗牧髁吭谧畲髽O限值范圍內(nèi)只取決于系統(tǒng)的總阻力，這樣，在用作燃油泵的情況下，主要取決于噴嘴的開(kāi)度；—其結(jié)構(gòu)非常簡(jiǎn)單因而價(jià)格適宜；
—其具有顯著提高的氣體分離性能；—就泄漏方面與現(xiàn)有泵相比，其具有好得多的內(nèi)在安全性；按各從屬權(quán)利要求所限定的特征性措施，可將本發(fā)明的抽送裝置制成具有一個(gè)或多個(gè)如下的附加優(yōu)點(diǎn)—其可以具有一種總成一體的蒸氣回收功能。除從液體中分離出的氣體外，它還將能抽出至少與最大液體流量相當(dāng)?shù)臍怏w；—其可以設(shè)計(jì)成有兩個(gè)排出口，其中每一個(gè)配有一裝在抽送裝置內(nèi)的伺服閥。這一實(shí)施例的制造成本比傳統(tǒng)泵的低得多，因?yàn)樵诖蠖鄶?shù)情況下每一傳統(tǒng)的壓送單元需要兩個(gè)昂貴的外設(shè)電磁閥；—在按照本發(fā)明的一較佳實(shí)施例用一液體環(huán)式泵(液環(huán)泵)作為真空泵的情況中，泵機(jī)構(gòu)除有一滑動(dòng)軸承外，再?zèng)]有任何摩擦接觸的零件。因此，其不易磨損，基本上不需要維修。
一方面，流體泵在存在于吸入燃油中的氣泡被分離出來(lái)并積聚在靠近泵殼上壁處后從泵殼的下部吸入燃油并泵送出去，同時(shí)，另一方面，真空泵排出積聚在靠近泵殼上壁處的氣體，因而在正常工作情況下泵殼內(nèi)保持最佳充油狀態(tài)，使流體泵始終能從泵殼的下部抽吸無(wú)氣體的燃油。
燃油的除氣以一種比現(xiàn)有技術(shù)的抽送裝置中更有效的方式進(jìn)行。
在現(xiàn)有技術(shù)的燃油泵中，油泵將燃油連同存在于其中的氣泡一起吸入并壓送至一平均壓力約為2巴的氣體分離腔。從燃油分離出來(lái)的氣泡處于約2巴的壓力下并因此其尺度小于在大氣壓下的氣泡(近似為原來(lái)大小的一半)。
本發(fā)明的抽送裝置中的氣體分離是在油泵使燃油建立起壓力之前進(jìn)行，也就是說(shuō)，是在抽送過(guò)程中壓力至少低 巴的泵殼中進(jìn)行。因而氣泡的尺度是大氣壓下氣泡的 ，并為現(xiàn)有技術(shù)油泵中的氣泡大小的兩倍多。
由于迫使氣泡向泵殼上部上升的力和上升速度取決于它們的大小，因此本發(fā)明之裝置中的氣體分離顯著地快于現(xiàn)有技術(shù)泵中的氣體分離。
本發(fā)明的泵分離出來(lái)的氣體的體積至少是現(xiàn)有技術(shù)的泵的兩倍，這可顯著地減少由泵殼內(nèi)的(較低)液體速度造成的氣泡夾帶。
在裝有一“蒸氣回收”系統(tǒng)的情況下，真空泵很容易設(shè)計(jì)成除用于排出從燃油中分離出來(lái)的氣體外還具有足夠的抽吸能力，以便能保持在加油過(guò)程中用于抽出車(chē)輛燃油箱中的氣體。
于是，配置裝置配有一帶有抽氣密封蓋圈的專(zhuān)用加油噴嘴、一同軸軟管和一機(jī)械或電驅(qū)動(dòng)的比例控制閥，同軸軟管的內(nèi)管用于抽出油箱內(nèi)的氣體。
在一較佳實(shí)施例中，泵的每個(gè)排放口裝有一制造在泵內(nèi)并以一彈簧頂著的隔膜為基礎(chǔ)的結(jié)構(gòu)非常緊湊的伺服閥，該伺服閥可由裝在泵殼外側(cè)頂部的一電磁閥驅(qū)動(dòng)，也可由裝在泵殼內(nèi)的一浮子的最低位置來(lái)驅(qū)動(dòng)。
下面以結(jié)合附圖的描述進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明。


圖1表示的是本發(fā)明之一個(gè)較佳實(shí)施例的抽送裝置的示意剖視圖，其中沒(méi)有蒸氣回收系統(tǒng)。
圖2表示的是帶有蒸氣回收系統(tǒng)的抽送裝置的一部分，并與圖1相對(duì)應(yīng)。
圖1中的流體動(dòng)力泵是一由兩個(gè)轉(zhuǎn)子1，兩個(gè)定子2和一壓力腔泵出口3組成的兩級(jí)離心泵。壓力腔泵出口3裝有至少一個(gè)伺服閥4和至少一個(gè)在頂部通出泵殼的壓力管路5。
整個(gè)裝置包括兩個(gè)泵半部，上半部6形成了液環(huán)泵7的底壁同時(shí)也是壓力腔3的上壁。它還有下軸承9和至少一個(gè)伺服閥座8。
下半部10包括兩個(gè)定子2并有至少一個(gè)用于固定伺服閥隔膜11的凹穴。
與這一流體動(dòng)力泵設(shè)置在同一軸上并位于其上面的是一液環(huán)泵，其吸入口由一對(duì)著泵殼13上壁的吸入管12引出。
這一液環(huán)泵的排出口16或者直接連接于一個(gè)用于把氣體和一部分起動(dòng)充注液體送回(地下)油柜的蒸氣回流管，或者引入一收集容器17，同時(shí)液環(huán)泵還將壓縮到大氣壓的氣體連同一部分起動(dòng)充注液體一起壓入該收集容器內(nèi)。在這里氣體被從燃油分離出來(lái)并通過(guò)開(kāi)口18進(jìn)入大氣。底部裝有一由浮子20控制的閥21的一吸管19同泵殼相連并在其處引到最高燃油液位以上。當(dāng)收集容器17里的燃油升到足夠高時(shí)，浮子20打開(kāi)閥21，吸入管19抽吸容器17中的燃油直至閥21由于浮子下降而重新關(guān)閉。
在不連接“蒸氣回收”系統(tǒng)的情況下，液環(huán)泵所需的起動(dòng)充注液體由壓力腔3通過(guò)一校準(zhǔn)的通路22來(lái)供應(yīng)。這一供應(yīng)由靠浮子15的上下運(yùn)動(dòng)而動(dòng)作的組合閥14中的一個(gè)閥來(lái)控制。
在連接一“蒸氣回收”系統(tǒng)的情況下，吸入通路12經(jīng)過(guò)組合閥14，而通路22直接將壓力腔3連接于液環(huán)泵(見(jiàn)圖2)。
將伺服閥與流體動(dòng)力泵的鑄造結(jié)構(gòu)制成一體是一個(gè)節(jié)省成本的重要因素。裝在壓力腔3中的伺服閥包括一閥座8、一彈簧頂著的閥隔膜11、一壓力腔3與閥腔24之間的連接通路23，以及一把閥腔和壓力腔與泵殼連接起來(lái)的通路25。連接通路25首先通過(guò)組合閥14中的一個(gè)閥，然后在進(jìn)入泵殼之前通過(guò)一個(gè)電磁驅(qū)動(dòng)的閥26。通路25的直徑比通路23的大。這一配置可以保證，只要閥腔24與泵殼之間的通路25是開(kāi)著的，閥腔24中的壓力就消失。伺服閥或者由浮子15的位置來(lái)驅(qū)動(dòng)，或者由受油泵的計(jì)量器控制的電磁閥26來(lái)驅(qū)動(dòng)。
浮子15跟隨泵殼中的燃油液位并以其上下運(yùn)動(dòng)來(lái)驅(qū)動(dòng)組合閥14，組合閥14包括兩或三個(gè)閥，其中的一或兩個(gè)閥可關(guān)閉連接閥腔24與泵殼的通路，而另一個(gè)閥或者關(guān)斷對(duì)液環(huán)泵的起動(dòng)充注液體供給，或者關(guān)閉吸入通路12。
在泵構(gòu)成配有“蒸氣回收”系統(tǒng)的裝置的一部分的情況下，其具有一通過(guò)分支通路27連接至液環(huán)泵的吸入口的抽出氣體吸入口28。液環(huán)泵的抽吸能力要大于一方面排出泵殼內(nèi)的分離出來(lái)的氣體、另一方面抽出車(chē)輛油箱中的氣體所需的抽吸流量的總和。抽出的氣體隨后被利用一安裝在加油站的氣體回流管路送回(地下)燃油柜。液環(huán)泵排出口16再直接與此氣體回流管路相連，并且?guī)в懈郊氖占?7不是安裝在泵殼上。
圖1所示的本發(fā)明之抽送裝置的這一實(shí)施例的運(yùn)行如下。
在正常工作情況下，泵殼13內(nèi)充以燃油至最佳狀態(tài)。流體動(dòng)力泵從泵殼的下部29吸入燃油并通過(guò)壓力管路5將其壓送到泵外用戶(hù)。此壓力管路有一伺服閥4，該伺服閥可以由浮子的位置驅(qū)動(dòng)，也可由一來(lái)自油泵計(jì)量器的電信號(hào)驅(qū)動(dòng)。
液環(huán)泵排出積聚在靠近泵殼13之上壁處的氣體并將其壓排到泵外。這就能保持泵殼內(nèi)總是充油至最佳狀態(tài)，并保證流體動(dòng)力泵始終浸沒(méi)在燃油中。底閥30可防止泵殼內(nèi)的燃油在泵停止工作時(shí)流回(地下)油柜。
浮子機(jī)構(gòu)15用于驅(qū)動(dòng)組合閥14，該閥控制著伺服閥腔24與泵殼之間的連接通路25的通斷，還控制著向液環(huán)泵供給起動(dòng)充注液體的通路22或吸入通路12的通斷(見(jiàn)圖2)。當(dāng)泵的電動(dòng)機(jī)開(kāi)動(dòng)時(shí)，流體動(dòng)力泵從泵殼的下部抽吸燃油，因而使泵殼內(nèi)壓力降低而通過(guò)吸入管路32和濾器31從(地下)油柜吸取燃油。
這種配置使得可能發(fā)生的燃油外漏變?yōu)椴豢赡芰恕?在目前使用的所有泵中，泵殼都是處于過(guò)壓2到3巴的狀態(tài)，這將引起泄漏的危險(xiǎn)。)吸入的燃油含有大量的氣泡，這些氣泡一旦進(jìn)入泵殼內(nèi)，便有時(shí)間從燃油中分離出來(lái)并聚集在靠近泵殼的上壁處。
如前面所述，除氣是在低壓下進(jìn)行的因而比現(xiàn)有的泵有效得多。
在沒(méi)有“蒸氣回收”系統(tǒng)的情況下，泵殼內(nèi)的燃油液位控制如下液環(huán)泵吸入分離出來(lái)的氣體，把它壓縮到大氣壓并壓排到泵外。泵殼內(nèi)的燃油液位，亦即浮子的位置，升到它們的最高高度。由浮子驅(qū)動(dòng)的閥14關(guān)斷液環(huán)泵的起動(dòng)充注液體供給通路22，產(chǎn)生如下結(jié)果存在于液環(huán)泵內(nèi)的充注液體被流體動(dòng)態(tài)力通過(guò)開(kāi)孔33壓回到泵殼內(nèi)。此損失總是由通過(guò)通路22供應(yīng)的充注液體來(lái)補(bǔ)償。
但開(kāi)孔33允許流出的起動(dòng)充注液體少于從通路22供給的。這兩個(gè)流量之間的差值連同被壓縮至大氣壓的氣體一起從泵排出口16排出。
如果起動(dòng)充注液體的供給被閥14關(guān)斷，那么所有液體都通過(guò)開(kāi)孔33從液環(huán)泵中排出，抽送便停止。液環(huán)泵的轉(zhuǎn)子在一空的泵殼內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)而不起作用。
這種配置首先能防止液環(huán)泵在排出所有氣體之后繼續(xù)通過(guò)氣體排出管12吸入液體。
它還可保證液環(huán)泵僅在其必須有效地泵送時(shí)才消耗動(dòng)力，而在其無(wú)需排氣時(shí)就惰轉(zhuǎn)。(如果不裝“蒸氣回收”系統(tǒng)，液環(huán)泵要惰轉(zhuǎn)更長(zhǎng)一段時(shí)間)。
還實(shí)施了一種與一“蒸氣回收”系統(tǒng)一起使用的泵，現(xiàn)參照?qǐng)D2加以描述。這一改型之所以必要，是因?yàn)橐涵h(huán)泵一輸送燃油就必須排出氣體，不管吸入通路12關(guān)閉與否。
在浮子處于其行程的上部時(shí)，閥14打開(kāi)連接通路25，允許從壓力腔3壓出的燃油通過(guò)通路23流走，以使閥腔24內(nèi)不會(huì)建立起壓力。作用在閥隔膜外側(cè)的液體壓力將彈簧壓縮而推開(kāi)閥4。壓力腔中的燃油從泵沿壓力管路5排出。
當(dāng)燃油的液位，亦即浮子的位置，由于氣泡的積累而下降時(shí)，閥14打開(kāi)起動(dòng)充注液體供給通路22(或吸入管12)，液環(huán)泵把氣體排出。于是，燃油液位上升，浮子又關(guān)閉通路22(或12)。
在正常情況下，這一機(jī)構(gòu)可使燃油液位保持在最佳位置。如果泵殼內(nèi)氣體數(shù)量的增加快于液環(huán)泵排出氣體的速度(例如在油柜被抽空時(shí))，泵殼內(nèi)燃油液位就降低，浮子也隨之下降。
在第一種情況下，其將打開(kāi)通路22(或吸入管12)。但如果浮子接近其最低位置，閥14便關(guān)閉伺服閥的連接通路25。閥腔24內(nèi)的壓力由于連接通路23而升高直到其等于壓力腔中的壓力，此時(shí)彈簧也將閥推至閥座上。于是，伺服閥關(guān)閉壓力管路，泵的流量降低至零。此時(shí)剩留在泵殼中的燃油只用作液環(huán)泵的起動(dòng)充注液體，而液環(huán)泵將以全排量排出存在于泵殼內(nèi)的氣體。在有“蒸氣回收”系統(tǒng)的變型中，關(guān)閉的伺服閥可使氣體吸入通路被比例控制閥關(guān)閉，因此液環(huán)泵的全抽吸能力可用于液體動(dòng)力泵的自動(dòng)起動(dòng)。
在例如空的(地下)油柜重新裝滿(mǎn)之后，油柜與泵之間的吸入管路內(nèi)的空氣必須被排出，液環(huán)泵能以高速完成此項(xiàng)工作。當(dāng)燃油又進(jìn)入泵殼內(nèi)使浮子上升時(shí)，浮子通過(guò)閥14重新打開(kāi)伺服閥，使泵又開(kāi)始排送。
盡管構(gòu)成本發(fā)明之主旨的泵可有一或兩個(gè)泵排出口，且每個(gè)口都應(yīng)配有一伺服閥和附件，但為了簡(jiǎn)化描述，在其零部件和其工作的描述中是假設(shè)只有一個(gè)泵排出口。
在這些描述中，液環(huán)泵是用作一真空泵。其優(yōu)點(diǎn)是，結(jié)構(gòu)中無(wú)任何摩擦接觸的零件，并且整個(gè)裝置可以簡(jiǎn)單而緊湊地實(shí)現(xiàn)。抽吸的燃油用作液環(huán)泵的起動(dòng)充注液體。
然而，由于在低壓下除去燃油中氣體、總成一體的蒸氣回收和自動(dòng)起動(dòng)注油這三者的組合并不取決于真空泵的類(lèi)型，因此任何其他類(lèi)型的真空泵均適用。
在前面的描述中，本發(fā)明的流體動(dòng)力泵被實(shí)施為離心泵。但是也可以用其他任何流體動(dòng)力泵，諸如軸向轉(zhuǎn)子泵。在本申請(qǐng)的全文中，“流體動(dòng)力的”一詞指的是用于獲得抽送作用的力場(chǎng)的產(chǎn)生和利用，并應(yīng)看作是與“流體靜力的”相對(duì)照，在流體靜力的裝置中，是流體容積而不是流量被從第一種環(huán)境中輸送到壓力通常比第一種環(huán)境高得多的第二種環(huán)境。
權(quán)利要求
1.一種用于相對(duì)地容易揮發(fā)的液體的抽送裝置，包括一具有一連接于供液柜的吸入口和至少一個(gè)連接于一輸送裝置的排出口的封閉泵殼、一具有一引入泵殼內(nèi)部的液體進(jìn)口和一連接于排出口的壓力出口的液體泵、一具有一引入泵殼的較高位置的氣體進(jìn)口和一引到泵殼外面的氣體出口的氣體泵，其特征在于，所述液體泵是一諸如離心泵之類(lèi)的流體動(dòng)力泵。
2.如權(quán)利要求1所述的抽送裝置，其特征在于，所述流體動(dòng)力泵是裝在所述泵殼內(nèi)并且其液體進(jìn)口是設(shè)置在一低于泵殼吸入口的高度。
3.如權(quán)利要求2所述的抽送裝置，其特征在于，所述氣體泵是裝在所述泵殼內(nèi)。
4.如權(quán)利要求2和3所述的抽送裝置，其特征在于，所述流體泵和氣體泵各自有至少一個(gè)裝在一共用軸上的轉(zhuǎn)子。
5.如權(quán)利要求4所述的抽送裝置，其特征在于，所述共用軸以一種密封的方式可轉(zhuǎn)動(dòng)地穿過(guò)裝配于泵殼的一側(cè)壁，并連接于設(shè)置在泵殼外的電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)軸。
6.如權(quán)利要求5所述的抽送裝置，其特征在于，所述電動(dòng)機(jī)安裝在泵殼上。
7.如前述任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的抽送裝置，其特征在于，所述氣體泵是一液體環(huán)式泵。
8.如前述任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的抽送裝置，其特征在于，在液體泵壓力出口和泵殼的每一排出口之間設(shè)置一伺服閥，它包括一可運(yùn)動(dòng)地設(shè)置在一腔室內(nèi)的閥件，一迫使閥件與一閥座接觸的彈簧，其特征在于，設(shè)置有一控制通路把所述腔室連接到泵殼的一較高高度，以使得當(dāng)所述腔室通過(guò)所述控制通路連通于一低壓時(shí)，所述閥件克服彈簧的作用而離開(kāi)所述閥座，并有一常閉的電動(dòng)控制閥設(shè)置在所述控制通路中。
9.如權(quán)利要求8所述的抽送裝置，其特征在于，所述控制通路中設(shè)置有一個(gè)由一裝在泵殼內(nèi)的浮子驅(qū)動(dòng)的常開(kāi)閥，該閥在浮子下降至一預(yù)定高度時(shí)關(guān)閉所述控制通路。
10.如前述任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的抽送裝置，其特征在于，所述氣體泵的氣體進(jìn)口處設(shè)置有一由一裝在泵殼內(nèi)的浮子驅(qū)動(dòng)的常開(kāi)閥，該閥在浮子升高至一預(yù)定高度時(shí)關(guān)閉該氣體進(jìn)口。
11.如前述任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的抽送裝置，其特征在于，所述氣體出口引入一容器，該容器裝有一與泵殼相連并在其中設(shè)置有一由一裝在該容器中的浮子驅(qū)動(dòng)的常閉閥的排放通路，該常閉閥在浮子升高至一預(yù)定高度時(shí)打開(kāi)該排放通路。
12.如前述任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的抽送裝置，其特征在于，一與氣體進(jìn)口相連的吸入通路延伸到一靠近所述輸送裝置的位置。
13.如權(quán)利要求12所述的抽送裝置，其特征在于，所述輸送裝置通過(guò)一軟管連接至泵殼的排出口，并且所述吸入通路延伸通過(guò)此軟管。
14.如權(quán)利要求7至13中之任一項(xiàng)所述的抽送裝置，其特征在于，包括一設(shè)在流體動(dòng)力泵的壓力出口與液環(huán)泵的泵腔之間的狹窄的連接通路。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于相對(duì)地容易揮發(fā)的液體的抽送裝置，包括一具有一連接于供液柜的吸入口和至少一個(gè)連接于一輸送裝置的排出口的封閉泵殼，一具有一引入泵殼內(nèi)部的液體進(jìn)口和一連接于排出口的壓力出口的液體泵、一具有一引入泵殼的較高位置的氣體進(jìn)口和一引到泵殼外面的氣體出口的氣體泵，其中的液體泵是一諸如離心泵之類(lèi)的流體動(dòng)力泵。
文檔編號(hào)F04D7/02GK1130725SQ9511561
公開(kāi)日1996年9月11日 申請(qǐng)日期1995年9月7日 優(yōu)先權(quán)日1994年9月7日
發(fā)明者A·S·J·范·苛里, J·H·C·M·勃勒脫曼 申請(qǐng)人:A·S·J·范·苛里, J·H·C·M·勃勒脫曼