液態覆蓋物塗敷系統的供應泵的製作方法

2023-07-11 09:12:21

本發明涉及一種液態覆蓋物塗敷系統的供應泵。

背景技術：

油漆等液態覆蓋物塗敷系統的供應泵通常由電動或氣動馬達、液壓泵以及將所述馬達連接至該液壓泵的連接裝置組成。電動泵是指具有電動馬達的供應泵，氣動泵是指具有氣動馬達的供應泵。優選使用電動泵的原因在於其具有更好的性能和更低的使用成本，但是在將電動泵的電動馬達的旋轉運動轉換為液壓泵的交替線性運動的過程中存在問題。當液壓泵的運動方向反向時，其活塞的運動速度達到零，從而導致該泵出口處產生壓力降。因此，所使用的電動泵必須對此類反向進行補償。

已知的某些泵中採用連杆-曲柄系統驅動的單個活塞。此類泵中，對電動馬達的轉速進行控制，以獲得恆定的流量。us2015/219819a中描述了一種採用齒條驅動的單個活塞的泵。其中，通過齒條的不同齒實現所述反向，以減少其磨損。這些系統均不能避免泵出口處的壓力降。

還有一種已知泵中採用沿直徑相對設置的兩個活塞，即π(pi)弧度相移泵，所述活塞在心形凸輪旋轉的作用下發生移動，該心形凸輪的形狀和相應機制設置為，在所述兩活塞中的一個發生運動反向時，另一個活塞並不完全位於其行程的終點。然而，由於該系統使得待由馬達提供的扭矩發生連續變化，因此仍然不能獲得完全滿意的效果。此外，在所述已知心形凸輪設計下，該心形凸輪的機制設置為僅有一個用於推動液壓泵活塞的裝置。因此，為了實現活塞在相反方向上的運動，還需設置返回機構。

技術實現要素：

本發明的目的在於通過提出一種新型液態覆蓋物塗敷系統的供應泵以解決上述缺點，該供應泵可更加有效地對其活塞的反向進行補償。

為實現此目的，本發明涉及一種液態覆蓋物塗敷系統的供應泵，所述供應泵包括對至少兩個活塞進行驅動的馬達。該供應泵還包括在所述馬達的驅動下進行轉動運動的滾筒，該滾筒包括具有凸輪型槽的外柱面；所述活塞固定於杆體上，所述杆體上還固定有滾輪，所述滾輪沿所述凸輪型槽滾動，從而使得經所述杆體與所述活塞連接的所述滾輪在滾筒的轉動運動的作用下沿相應的平移軸線進行平移運動；所述凸輪型槽與所述滾輪的其中一個的接觸位置相對於所述凸輪型槽與所述滾輪的其中另一個的接觸位置具有偏移角，從而使得當所述活塞中的一個抵達其運動方向上的反向點時，所述活塞中的另一個處於平移運動狀態；所述供應泵還包括補償裝置，所述補償裝置用於在當所述活塞中的一個抵達其運動方向上的反向點時，對所述活塞中的另一個的平移運動的速度進行加速。

根據本發明，在一個活塞進行運動反向期間，通過對另一個活塞的平移運動的速度進行加速，可實現壓力降的有效補償。泵出口處所獲得的壓力總體恆定。

根據本發明的有利可選方面，上述泵可包括以下一個特徵，或任何技術上可實現的多個特徵的組合：

-所述補償裝置包括加速裝置，該加速裝置用於在所述活塞中的一個經過其反向點之前或之後的預設時長內對所述滾筒的轉動運動的轉速進行加速：在此實施方式中，在運動反向時，馬達轉速上升而轉矩降低，從而使得所需的馬達功率保持恆定；

-所述加速裝置為對所述馬達的轉速進行從動控制的控制單元；

-所述補償裝置還包括設置於所述活塞下遊的壓力傳感器，所述加速裝置用於根據該壓力傳感器所測量的壓力值提升所述滾筒的轉動運動的轉速；

-所述補償裝置由所述凸輪型槽的兩個角度區域形成，所述角度區域相對於與所述滾筒的旋轉軸線垂直的平面具有傾斜角，該傾斜角大於所述凸輪型槽的剩餘角度區域的傾斜角：在此實施方式中，在實現補償的同時，可保持恆定的速度和馬達轉矩；

-形成所述補償裝置的所述凸輪型槽的角度區域的傾斜角的值為該凸輪型槽剩餘角度區域的傾斜角的值的兩倍；

-所述供應泵包括在角度上相互偏移90°的兩個活塞；

-所述凸輪型槽包括兩個螺旋槽，所述兩個螺旋槽中的每一個均延伸所述滾筒的圓周的一半，所述兩個螺旋槽相對於經過旋轉軸線的平面對稱；

-所述滾輪之間的偏移角為70°至100°；

-所述滾輪之間的偏移角為90°。

附圖說明

通過以下對根據本發明原理的供應泵的描述，本發明將更易理解，而且其其他優點將更為清晰。所述供應泵僅作為非限制性實施例，而且其描述參考附圖。附圖中：

圖1為根據本發明第一實施方式的泵的立體圖；

圖2為圖1中細節ii處的放大圖；

圖3為圖1和圖2泵的俯視圖；

圖4為沿圖3的iv-iv面的截面圖；

圖5為轉速相對於圖1至圖4所示泵的馬達的角度位置的變化曲線；

圖6為與圖4相類似的視圖，並且為根據本發明第二實施方式的泵的放大圖，其中，僅示出該泵的滾筒和滾輪；以及

圖7為根據本發明第三實施方式的泵的與圖1相類似的視圖。

具體實施方式

圖1至圖4所示為根據本發明第一實施方式的液態覆蓋物塗敷系統(未圖示)的供應泵。泵1包括具有旋轉軸線x-x'的電動馬達3。

所述馬達用於驅動兩個活塞5和6，每個活塞均安裝於腔室8中，且可沿各自的平行於旋轉軸線x-x'的平移軸線x5和x6進行滑動。活塞5和6在腔室8中的運動使得油漆等加壓液態覆蓋物得以輸送。

馬達3通過傳動系統驅動活塞5和6，該傳動系統包括滾筒9，該滾筒由馬達3驅動繞旋轉軸線x-x'旋轉。馬達3的旋轉向滾筒9的傳動既可為直接傳動，也可通過齒輪減速系統(未圖示)間接實現。

滾筒9包括以旋轉軸線x-x'為中心的柱形外表面90。外表面90具有凸輪型槽92。活塞5和6分別固定於第一桿體51和第二桿體61，該第一桿體和第二桿體上還固定有第一滾輪53和第二滾輪63，滾輪53和63沿凸輪型槽92滾動，從而使得分別經杆體51和61與該滾輪53和63連接的活塞5和6在滾筒9轉動的作用下沿平行於旋轉軸線x-x'的平移軸線x5和x6做平移運動。

在圖示實施例中，凸輪型槽92由連續槽形成，該連續槽包括兩段螺旋槽94和95，每段螺旋槽均延伸滾筒9外周的一半，且相對於通過滾筒的旋轉軸線x-x'的平面p1對稱。螺旋槽94包括圓柱底面94a、上螺旋壁94b以及下螺旋壁94c，螺旋槽95包括圓柱底面95a、上螺旋壁95b以及下螺旋壁95c。滾輪53和63沿垂直於旋轉軸線x-x'的接觸線(未圖示)選擇性地與上螺旋壁94b和95b和下螺旋壁94c和95c中的一方相接觸。

在圖4中，因切割平面iv-iv的幾何形狀，馬達3、滾筒9和滾輪53和63均分別出現兩次。

當滾筒9繞旋轉軸線x-x'自轉時，螺旋壁94b，95b，94c，95c與滾輪53和63之間的接觸使得杆體51和61發生平移運動，該運動傳遞至活塞5和6後，使得其可交替地對所述覆蓋物進行抽吸並其後將其經泵1的出口加壓排出。

活塞5和6均具有與其平移運動方向上的反向點對應的頂部止點和底部止點。在各反向過程中，活塞5和6的線性速度降低，然後經過速度零點，從而導致泵出口處的壓力被切斷。因此，當活塞5和6的其中一個因到達其反向點而速度減緩時，必須利用另一個活塞對該速度的減緩進行補償。因此，根據本發明，凸輪型槽92與滾輪53和63的其中一個的接觸點位置與凸輪型槽92與另一滾輪接觸點位置之間具有相對的角度偏移，該角度偏移使得當活塞5和6的其中一個處於其運動方向上的反向點時，另一個處於運動狀態。有利地，如圖4所示，滾輪53和63的各自位置使得，當滾輪53到達其頂部反向點時，滾輪63正大約處於其向上運動的中途位置。這可部分補償因活塞的運動反嚮導致的壓力降。

滾輪53和63的偏移角a優選處於70°和100°之間。優選地，所述滾輪53和63的偏移角a為90°。該角度a也是平移軸線x5和x6分別與旋轉軸線x-x'所形成的平面之間的夾角。該偏移角不可為180°，因為在此角度下，活塞5和6將同時抵達其反向點，從而無法實現相互補償。

因此，如圖3所示，滾輪53和63相互偏移滾筒9轉動一周的四分之一，這表示，當滾輪63到達螺旋槽95的中間位置時(此過程與活塞6位於行程的一半相對應)，滾輪53抵達螺旋槽94和95的交界處。

為了更有效地補償活塞的運動反向，根據本發明，泵1還包括適於當活塞5和6中的一個到達其反向點時對另一個進行加速的補償裝置。

根據本發明的第一實施方式，所述補償裝置包括在活塞5和6中的一個經過其反向點之前或之後的預設時長內對滾筒9的轉速進行加速的裝置，即圖1中示意性示出的控制單元10。因此，在其中一個活塞減速後經過速度零點，然後再加速的整個期間，控制單元10對滾筒9的轉速進行加速，以使得另一個活塞的平移速度也被加速，從而實現對前述活塞速度減緩的補償。該方法如圖5中曲線所示，該圖所示為滾筒9的轉速v作為滾筒9的角度位置的函數而演化的過程。該速度曲線由控制單元10以電信號s10的形式發送至馬達3。每當滾筒9旋轉其一圈的四分之一時，即旋轉π/2的弧度時，活塞5或6發生運動反向，並隨即通過提升此角度位置附近下的滾筒轉速v進行補償。

舉例而言，滾筒9的轉速可增加每分鐘5轉至10轉。

控制單元10優選為對馬達3的轉速實施從動控制的電子單元。

舉例而言，活塞通過其反向點前後的角度區間，即對滾筒9的轉速進行加速的角度區間，可以為0.14至0.28的弧度。

圖6所示為本發明的第二實施方式。在此實施方式中，與第一實施方式相同的元件以相同附圖標記標註，而且工作方式也相同。以下僅對其與第一實施方式的不同點進行概述。

圖6中，為了清楚起見，僅示出了處於圖4截面圖所示兩位置處的滾筒9，以及滾輪53和63。

在圖6所示實施方式中，所述補償裝置可以以替代上述用於對滾筒9的轉速進行加速的裝置的方式包括，或者在該裝置之外同時包括，凸輪型槽92上的兩個角度區域97，其中，相對於與旋轉軸線x-x'垂直的平面p2的傾斜角a97大於凸輪型槽92的剩餘角度區域的標稱傾斜角a92。所述剩餘角度區域定義為延伸於角度區域97之外的凸輪型槽92的部分。螺旋槽94和95的中間部分均設有斜度更大的角度區域97。如此，對於相互偏移90°的滾輪53和63而言，當滾輪53抵達反向點時(如圖6左側所示)，滾輪63與角度區域97相接觸(如圖6右側所示)。在這種方式中，由於槽壁94b，95b，94c和95c的斜度加大，滾輪63沿軸線x-x'的平移速度獲得了提升。因此，固定至滾輪63的活塞6的加速可對活塞5的減速和經過速度零點進行補償。這可使得當活塞5和6中的一個到達其反向點時，使得泵1出口處的壓力僅發生相對較小的變化。

根據本發明的有利可選方面，傾斜角a97的值優選為傾斜角a92的值的兩倍。

當然，角度區域97在螺旋槽94和95中間點處的位置與滾輪53和63在90°下的取向相關。

圖7所示為本發明的第三實施方式。根據第三實施方式，泵1還可包括位於活塞5和6的兩個液壓出口管道c1和c2的下遊的壓力傳感器100，從而可對泵1出口處的壓力以及其中一個活塞抵近反向點後的壓力降進行測量。壓力傳感器100包含於所述補償裝置中，且連接至控制單元10，或連接至其他任何適於根據壓力傳感器100所測量的且以電信號sp方式發送至控制單元10的壓力值提升滾筒9的轉速的裝置。為此，可在所述泵出口處的壓力值降至例如為15巴的閾值以下時，觸發對滾筒9轉速的提升。

根據本發明的一種實施方式(未圖示)，泵1可包括兩個以上的活塞。

上述實施方式的特徵及替代方案可相互組合，以形成新的本發明實施方式。