具有雙壁殼體的高壓齒輪泵的制作方法
【專利摘要】提供了一種齒輪泵和齒輪泵殼體。齒輪泵殼體包括內壁和外壁。內壁限定具有泵送腔入口和泵送腔出口的內泵送腔。外壁圍繞內壁的至少一部分。外壁與內壁間隔開以在內壁和外壁之間限定壓力腔。所述泵送腔出口與所述壓力腔流體連通。這樣，壓力腔可以供應有被泵送的高壓流體。齒輪泵包括位于泵送腔入口和泵送腔出口之間的一對泵送齒輪。
【專利說明】
具有雙壁殼體的高壓齒輪泵
技術領域
[0001]本發(fā)明總體上涉及栗，更具體地涉及齒輪栗，甚至更具體地涉及用于齒輪栗的殼體。
【背景技術】
[0002]栗用來使流體流動以便移動流體通過一系統、增大流體的壓力，或者栗和系統的組合移動流體和增大流體壓力。一種特定類型的栗是齒輪栗，其包括一對協作齒輪，其具有相互嚙合的輪齒，相互嚙合的輪齒迫使流體通過殼體從低壓入口流到高壓出口。該對齒輪通常經由位于輪齒的相反軸向側的軸承支撐在殼體內。
[0003]傳統的齒輪栗相對廉價和簡單。不幸的是，當這些齒輪栗用來產生大的排放壓力時，殼體暴露于這些高壓力。高壓力能在殼體的功能部件上導致局部偏轉和高應力區(qū)域，這會妨礙栗軸承的操作、減少使用年限、并且降低產生這種高排放壓力的能力。
[0004]本發(fā)明的實施例提供了對現有技術的改進。

【發(fā)明內容】

[0005]本發(fā)明的實施例提供了用于齒輪栗的改進的殼體，其減少或消除了殼體壁偏轉和應力點。還提供了利用這種殼體的齒輪栗。
[0006]在一個實施例中，齒輪栗殼體包括內壁和外壁。內壁限定具有栗送腔入口和栗送腔出口的內栗送腔。外壁圍繞內壁的至少一部分。外壁與內壁間隔開以在內壁和外壁之間限定壓力腔。所述栗送腔出口與所述壓力腔流體連通。這樣，壓力腔可以供應有被栗送的高壓流體。
[0007]在特定實施例中，栗殼體是一些部件的組件，所述部件包括:內殼體件，其限定內壁;以及外殼體件，其限定外壁。內殼體件被定位在外殼體件內。
[0008]在一個實施例中，所述內殼體件限定高壓出口。所述壓力腔將栗送腔出口與殼體的高壓出口流體相連。
[0009]在一個實施例中，所述外殼體件是圍繞所述內殼體件的一部分的環(huán)形套筒。
[0010]在一個實施例中，所述殼體包括介于所述內殼體件和外殼體件之間的第一密封件和第二密封件。所述第一密封件和第二密封件靠近所述壓力腔的相反軸向端部被定位。
[0011]在一個實施例中，所述外殼體件不提供低壓流體進入栗殼體的任何入口或者高壓流體離開栗殼體的任何高壓出口。
[0012]在一個實施例中，所述殼體包括可操作地安裝到所述內殼體件的端板。所述端板封閉所述栗送腔的至少一部分。
[0013]在一個實施例中，所述外殼體件為具有大致開口端和封閉端的大致碗形。所述開口端被定尺寸以接納所述內殼體件穿過所述開口端。所述殼體還包括安裝在所述外殼體件的封閉端的相反端處的端板。所述端板封閉所述壓力腔的至少一部分和所述栗送腔的一部分。
[0014]在另一個實施例中，提供了具有栗殼體和一對栗送齒輪的齒輪栗。栗殼體包括內壁和外壁。內壁限定具有栗送腔入口和栗送腔出口的內栗送腔。外壁圍繞內壁的至少一部分。外壁與內壁間隔開以在內壁和外壁之間限定壓力腔。所述栗送腔出口與所述壓力腔流體連通。所述一對栗送齒輪在所述栗送腔入口和栗送腔出口之間定位在內栗送腔內。
[0015]在一個實施例中，所述一對栗送齒輪包括主動齒輪和從動齒輪。所述主動齒輪被可旋轉地支撐以便繞主動齒輪旋轉軸線旋轉。所述從動齒輪被可旋轉地支撐以便繞從動齒輪旋轉軸線旋轉。所述從動齒輪旋轉軸線與所述主動齒輪旋轉軸線平行且橫向偏離。
[0016]在一個實施例中，齒輪栗包括第一、第二、第三和第四栗送齒輪支撐軸承。第一和第二栗送齒輪支撐軸承可旋轉地支撐從動齒輪。第一和第二栗送齒輪支撐軸承設置在所述內壁內和所述內栗送腔內，第三和第四栗送齒輪支撐軸承可旋轉地支撐主動齒輪，第三和第四栗送齒輪支撐軸承設置在所述內壁內和所述內栗送腔內。
[0017]在一個實施例中，第一、第二、第三和第四栗送齒輪支撐軸承中的每一個與所述內壁限定軸承壓力腔室。所述軸承壓力腔室與所述栗送腔出口流體連通，使得被栗送的流體被供應到所述軸承壓力腔室。
[0018]在一個實施例中，所述軸承壓力腔室經由所述壓力腔與所述栗送腔出口流體連通。
[0019]在一個實施例中，至少一個流道延伸通過內壁，以將所述壓力腔與所述軸承壓力腔室相連。
[0020]在一個實施例中，所述栗殼體限定高壓出口。所述壓力腔將栗送腔出口與高壓出口流體相連。
[0021 ]在一個實施例中，所述栗殼體是一些部件的組件，所述部件包括:內殼體件，其限定內壁;以及外殼體件，其限定外壁。
[0022]在一個實施例中，所述內殼體件限定高壓出口。所述壓力腔將栗送腔出口與高壓出口流體相連。
[0023]在一個實施例中，所述外殼體件是圍繞所述內殼體件的一部分的環(huán)形套筒。
[0024]在一個實施例中，第一密封件和第二密封件介于所述內殼體件和外殼體件之間。所述第一密封件和第二密封件靠近所述壓力腔的相反軸向端部被定位。這些密封件可以是被徑向定向的密封件。
[0025]在一個實施例中，所述外殼體件不提供低壓流體進入栗殼體的任何入口或者高壓流體離開栗殼體的任何高壓出口。
[0026]在一個實施例中，端板被可操作地安裝到所述內殼體件。所述端板封閉所述栗送腔的至少一部分。
[0027]在一個實施例中，所述外殼體件為具有大致開口端和大致封閉端的大致碗形。所述開口端被定尺寸以接納所述內殼體件穿過所述開口端。端板安裝在所述外殼體件的封閉端的相反端處。所述端板封閉所述壓力腔的至少一部分和所述栗送腔的一部分。
[0028]當結合附圖閱讀下列詳細描述時，本發(fā)明的其它方面、目的和優(yōu)點將變得更加清
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【附圖說明】
[0029]包含在說明書中并構成其一部分的附圖示出了本發(fā)明的多個方面，并且與描述一起用來解釋本發(fā)明的原理。在附圖中:
[0030]圖1是根據本發(fā)明實施例的齒輪栗的透視圖；
[0031]圖2是沿圖1的線2-2截取的圖1的齒輪栗的剖視圖；
[0032]圖3是沿圖1的線3-3截取的圖1的齒輪栗的剖視圖；
[0033]圖4是沿圖2的線4-4截取的圖1的齒輪栗的簡化剖視圖；
[0034]圖5是圖1的齒輪栗的分解圖；
[0035]圖6是圖1的齒輪栗的分解圖；
[0036]圖7是圖1的齒輪栗的分解圖；
[0037]圖8是齒輪栗殼體的另一實施例的剖視圖；
[0038]圖9是沿圖8的線9-9截取的圖8的齒輪栗殼體的剖視圖；
[0039]圖10是沿圖9的線10-10截取的圖8的齒輪栗殼體的剖視圖；
[0040 ]圖11是沿圖8的線11 -1 I截取的圖8的齒輪栗殼體的剖視圖；
[0041]盡管下面將參考一些優(yōu)選實施方式對本發(fā)明進行描述，但是本發(fā)明不局限于這些實施方式。相反，意圖在于覆蓋包括在如所附權利要求限定的本發(fā)明的精髓和范圍內的所有可替換方式、變型和等效方式。
【具體實施方式】
[0042]圖1示出根據本發(fā)明實施例的齒輪栗100。齒輪栗100包括:入口102，其附接到低壓流體源;和高壓出口 104，其構造為附接到要利用來自低壓流體源的流體的下游系統。
[0043]齒輪栗100包括殼體106，該殼體容納用于栗送流體的內部部件。在該實施例中，殼體106由附接到彼此上的多個部件形成。
[0044]如參考圖2和圖3進一步所示，齒輪栗100以沿圖1的線2-2和3-3截取的橫截面被示出。低壓流體經由入口 102進入殼體106，穿過一對相互嚙合的栗送齒輪110、112，最終通過出口 104從殼體106栗出。
[0045]另外參考圖4，殼體106是雙壁殼體，其具有限定內栗送腔118的內壁116。殼體106包括至少部分且優(yōu)選完全地圍繞內壁116的外壁120。外壁120與內壁116徑向向外隔開。內壁116和外壁120之間沿徑向限定壓力腔122，其即使不完全也是基本上圍繞內壁116。
[0046]內栗送腔118限定栗送腔入口124和栗送腔出口 126。該對栗送齒輪110、112在栗送腔入口 124和栗送腔出口 126之間可旋轉地安裝在內栗送腔118內。栗送腔出口 126與限定在內壁116和外壁120之間的壓力腔122流體連通。因此，離開內栗送腔118的高壓流體圍繞內壁116。圍繞內壁116的高壓流體平衡內壁116上的壓力，以防止內壁由于栗送腔118內產生的高壓而偏轉。
[0047]殼體106的出口 104通過壓力腔122與栗送腔出口 126流體相連。
[0048]相互嚙合的栗送齒輪110、112包括主動齒輪110和從動齒輪112。主動齒輪110被連接到驅動軸128的外部源機械地驅動，驅動軸128與主動齒輪110相連。主動齒輪110的齒130與從動齒輪的齒132相互嚙合和接合。隨著主動齒輪110繞其旋轉軸線134旋轉，主動齒輪110驅動從動齒輪112繞其旋轉軸線136旋轉，旋轉軸線136與旋轉軸線134橫向偏離和平行。此外，隨著齒130、132相互嚙合，它們形成幫助栗送流體的密封件。
[0049]從栗送腔入口 124栗送的流體截留在相鄰齒130、132與內壁116的內表面140之間的凹槽內。
[0050]齒輪110、112經由位于內栗送腔118中的栗送齒輪支撐軸承142、144、146和148可旋轉地支撐在內栗送腔118中。內壁116和栗送齒輪支撐軸承142、144、146和148限定與齒輪110、112所栗送的高壓流體流體連通的軸承壓力腔室152、154、156和158。根據該實施例，單獨的軸承壓力腔室152、154、156和158可以互連以形成較大的腔室，或者可以是分開的分散腔室。栗送齒輪支撐軸承142、144、146和148相對于內壁116的內表面被定尺寸和/或成形，以便高壓流體可以圍繞軸承流動。
[0051]在該實施例中，內壁116和外壁120是分開的殼體部件。外壁120由在相反兩端166、168開口的大致環(huán)形的套筒提供，該相反兩端允許內壁被軸向插入由外壁120形成的腔。墊圈170、172將外壁120密封到內壁116，以在內壁116和外壁120之間形成壓力腔。更具體地，墊圈170、172密封在密封面174、176上。內壁116的外表面包括環(huán)形槽178，當外壁120安裝到內壁116上時該環(huán)形槽幫助限定壓力腔122。
[0052]外壁120和它所形成的套筒在橫截面上大致是圓形的，以減少高應力區(qū)。高應力區(qū)限制了殼體的壓力性能或者導致會妨礙齒輪110、112和軸承142、144、146、148的可靠操作的嚴重偏轉。
[0053]壓力腔122的高度H形成為使得壓力腔122與內壁116的為軸承142、144、146、148提供徑向支撐的大部分重疊，并且至少靠近內壁116的在栗送操作中提供與輪齒130、132協作的工作面的那部分。
[0054]殼體106包括可操作地附接到內壁116和外壁120的端板180，以至少部分地封閉內栗送腔118的其中一個軸向端部。在該實施例中，端板180直接附接到內壁116上。
[0055]在該實施例中，入口 102和出口 104經由包括內壁116的內殼體部件形成。入口 102和出口 104均不由限定外壁120的外殼體部件提供。這樣，所有的低壓流體經由內殼體部件進入齒輪栗100，并且所有的高壓流體從內殼體部件離開齒輪栗100。
[0056]雖然優(yōu)選實施例具有由分開部件形成的內壁116和外壁120，但是這兩個壁和它們形成的腔可以由限定兩個壁和腔的單一部件形成。
[0057]圖8-11示出了殼體206的其它實施例，該殼體提供了包括栗送腔218和壓力腔222的雙壁殼體。栗送腔218由內壁216限定，壓力腔222形成在內壁216和外壁220之間。
[0058]在該實施例中，內壁216和栗送腔218形成為呈筒219形式的殼體部件的一部分，筒219插入限定外壁220的杯形殼體部件221中。
[0059]杯形殼體部件221還限定與開口端225相反的大體封閉端223，該開口端被定尺寸以接納筒219穿過該開口端而安裝在由杯形殼體部件221限定的腔內。
[0060]為了允許連接到可選的助推段(未示出)，殼體部件221的封閉端223包括開口227。筒219包括軸向延伸的轂231，其延伸到形成于封閉端223中的凹槽233中且密封在凹槽233中。轂231包括利用封閉端223中的開口 227與栗送腔218連通的通道。轂231還包括連接到低壓流體供應源、例如連接到栗送腔入口 224(在圖11中示出)的內部通道。轂231的內部結構被構造和被定尺寸，以便取決于哪個面暴露于低壓、哪個面暴露于高壓而在軸向上提供一些壓力平衡。
[0061 ]筒219也大致為杯形，包括與開口端243相反的封閉端241。經過組裝，杯形殼體部件221的封閉端223定位成鄰近筒219的封閉端241。
[0062]端板280靠近開口端225、243被附接，以封閉壓力腔222和栗送腔218。
[0063]殼體206還限定用于供應低壓流體和排出高壓流體的入口 202和出口 204。入口 202和出口204延伸穿過外壁220。然而，在其它實施例中，入口202和出口204可以延伸穿過殼體部件221的封閉端223，或者可以延伸穿過端板280。并且，壓力腔222介于出口 204和栗送腔出口 226之間。
[0064]在該實施例中，徑向延伸的連接器255將入口 202與栗送腔入口 224流體相連。
[0065]包括這里所引用的出版物、專利申請和專利在內的所有參考文獻通過引用結合于此，如同每個參考文獻單獨并明確指出通過引用結合于此并在這里全文給出。
[0066]在描述本發(fā)明的上下文中(特別是在所附權利要求書的上下文中)沒有數量詞修飾或用“所述”修飾以及類似的指代被解釋為包括單數和復數，除非本文另有說明或與上下文明顯矛盾。術語“包含”、“具有”、“包括”和“含有”應理解為開放式術語(即，表示“包括但不限于”)，除非另有說明。這里所列數值范圍僅作為單獨描述落入范圍內的每個獨立數值的簡寫方法，除非另有說明，并且每個獨立數值如單獨描述那樣結合在說明書中。本文描述的所有方法可以按任何合適的順序執(zhí)行，除非本文另有說明或者與上下文明顯矛盾。本文提供的任何和所有實例或示例性措辭(例如，“諸如”)的使用僅用于更好地解釋本發(fā)明并且不用于限制本發(fā)明的范圍，除非另有說明。說明書中的措辭不應理解為表示對實施本發(fā)明必要的任何未要求保護的要素。
[0067]這里描述了本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，包括本發(fā)明人所知的用于實施本發(fā)明的最佳模式。通過閱讀上述描述，對優(yōu)選實施方式進行的變化對本領域普通技術人員來說顯而易見。發(fā)明人期望熟練技術人員視情況使用這些變型，并且發(fā)明人希望本發(fā)明以除了本文明確描述之外的方式實施。因此，本發(fā)明包括適用法律所允許的記載在所附權利要求中的主題的所有修改和等同物。此外，本發(fā)明涵蓋所有可能變型中的上述要素的任意組合，除非本文另有說明或與上下文明顯矛盾。
【主權項】
1.一種齒輪栗殼體，包括: 栗殼體，其具有: 內壁，其限定具有栗送腔入口和栗送腔出口的內栗送腔；以及 外壁，其圍繞內壁的至少一部分，外壁與內壁間隔開以在內壁和外壁之間限定壓力腔，所述栗送腔出口與所述壓力腔流體連通。2.根據權利要求1所述的齒輪栗殼體，其中，所述栗殼體是一些部件的組件，所述部件包括: 內殼體件，其限定內壁；以及 外殼體件，其限定外壁。3.根據權利要求2所述的齒輪栗殼體，其中，所述內殼體件限定高壓出口，所述壓力腔將栗送腔出口與高壓出口流體相連。4.根據權利要求3所述的齒輪栗殼體，其中，所述外殼體件是圍繞所述內殼體件的一部分的環(huán)形套筒。5.根據權利要求4所述的齒輪栗殼體，還包括介于所述內殼體件和外殼體件之間的第一密封件和第二密封件，所述第一密封件和第二密封件靠近所述壓力腔的相反軸向端部被定位。6.根據權利要求4所述的齒輪栗殼體，其中，所述外殼體件不提供低壓流體進入栗殼體的任何入口或者高壓流體離開栗殼體的任何高壓出口。7.根據權利要求2所述的齒輪栗殼體，還包括可操作地安裝到所述內殼體件的端板，所述端板封閉所述栗送腔的至少一部分。8.根據權利要求2所述的齒輪栗殼體，其中，所述外殼體件為具有大致開口端和封閉端的大致碗形，所述開口端被定尺寸以接納所述內殼體件穿過所述開口端； 還包括安裝在所述外殼體件的封閉端的相反端處的端板，所述端板封閉所述壓力腔的至少一部分和所述栗送腔的一部分。9.一種齒輪栗，包括: 栗殼體，其具有: 內壁，其限定具有栗送腔入口和栗送腔出口的內栗送腔； 外壁，其圍繞內壁的至少一部分，外壁與內壁間隔開以在內壁和外壁之間限定壓力腔，所述栗送腔出口與所述壓力腔流體連通；以及 一對栗送齒輪，其在所述栗送腔入口和栗送腔出口之間定位在內栗送腔內。10.根據權利要求9所述的齒輪栗，其中，所述一對栗送齒輪包括主動齒輪和從動齒輪，所述主動齒輪被可旋轉地支撐以便繞主動齒輪旋轉軸線旋轉，所述從動齒輪被可旋轉地支撐以便繞從動齒輪旋轉軸線旋轉，所述從動齒輪旋轉軸線與所述主動齒輪旋轉軸線平行且橫向偏離。11.根據權利要求10所述的齒輪栗，還包括第一、第二、第三和第四栗送齒輪支撐軸承，第一和第二栗送齒輪支撐軸承可旋轉地支撐從動齒輪，第一和第二栗送齒輪支撐軸承設置在所述內壁內和所述內栗送腔內，第三和第四栗送齒輪支撐軸承可旋轉地支撐主動齒輪，第三和第四栗送齒輪支撐軸承設置在所述內壁內和所述內栗送腔內。12.根據權利要求11所述的齒輪栗，其中，第一、第二、第三和第四栗送齒輪支撐軸承中的每一個與所述內壁限定軸承壓力腔室，所述軸承壓力腔室與所述栗送腔出口流體連通，使得被栗送的流體被供應到所述軸承壓力腔室。13.根據權利要求12所述的齒輪栗，其中，所述軸承壓力腔室經由所述壓力腔與所述栗送腔出口流體連通。14.根據權利要求9所述的齒輪栗，其中，所述栗殼體限定高壓出口，所述壓力腔將栗送腔出口與高壓出口流體相連。15.根據權利要求9所述的齒輪栗，其中，所述栗殼體是一些部件的組件，所述部件包括: 內殼體件，其限定內壁；以及 外殼體件，其限定外壁。16.根據權利要求15所述的齒輪栗，其中，所述內殼體件限定高壓出口，所述壓力腔將栗送腔出口與高壓出口流體相連。17.根據權利要求16所述的齒輪栗，其中，所述外殼體件是圍繞所述內殼體件的一部分的環(huán)形套筒。18.根據權利要求17所述的齒輪栗，還包括介于所述內殼體件和外殼體件之間的第一密封件和第二密封件，所述第一密封件和第二密封件靠近所述壓力腔的相反軸向端部被定位。19.根據權利要求17所述的齒輪栗，其中，所述外殼體件不提供低壓流體進入栗殼體的任何入口或者高壓流體離開栗殼體的任何高壓出口。20.根據權利要求15所述的齒輪栗，還包括可操作地安裝到所述內殼體件的端板，所述端板封閉所述栗送腔的至少一部分。21.根據權利要求15所述的齒輪栗，其中，所述外殼體件為具有大致開口端和封閉端的大致碗形，所述開口端被定尺寸以接納所述內殼體件穿過所述開口端； 還包括安裝在所述外殼體件的封閉端的相反端處的端板，所述端板封閉所述壓力腔的至少一部分和所述栗送腔的一部分。
【文檔編號】F04C2/12GK105960532SQ201580006993
【公開日】2016年9月21日
【申請日】2015年3月13日
【發(fā)明人】D·巴雷什尼科夫
【申請人】伍德沃德公司