具有洩漏補償設備的液壓致動隔膜泵的製作方法

2023-05-16 15:49:36

專利名稱：具有洩漏補償設備的液壓致動隔膜泵的製作方法
技術領域：
本發明涉及其隔膜在液壓流體萬一從驅動腔洩漏時可受到保護的液壓致動 隔膜泵。
背景技術：
抽吸的超行程是由於在用於驅動隔膜的液壓腔內缺少液體而引起的。實際 上，在某些類型的泵中，這種超行程不會發生，因為在抽吸衝程終止時，隔膜 抵靠於用於限制其衝程的一表面上。這可導致液壓腔內發生氣穴現象，並且，無論如何泵的立體容積都會降低。在某些泵中，其隔膜的抽吸衝程沒有任何機 械限制，超行程不僅會降低性能，而且還會導致隔膜的過度疲勞和變形，這些 都會危害到其壽命長度。傳輸的超行程是由於在用於驅動隔膜的液壓腔內液體過多而引起的。例如 如果泵停止了很長時間而在工作腔內建立了抽吸的話，就可能會遇到這種情 況。由於可運作的機械間隙的緣故，液壓控制腔會使其體積漸漸增加並通過毛 細管路而充滿來自儲液器的流體。下次泵起動時，該隔膜就可能破裂。這些現象是眾所周知的，且已有眾多設備來糾正它們。可注意到具有隔膜 可支承抵靠的後板或柵格、以及在液壓腔內達到抽吸臨界值時打開的、用於補 充腔體的額定止回閥的泵。如果臨界值很大，液壓腔內油的膨脹過度且流率穩 定性受到損害。已經發現由於移動元件的慣性在抽吸階段的開始具有抽吸最高 峰值，且會引起額定閥的過早打開，導致對傳輸有害的過度補償。文件FR2557928描述了根據泵運行原理給出的、自動的洩漏補償裝置。該 系統也容易受到過度補償。還注意到文件EP0547404。其中描述的設備採用與隔膜所達到的位置相關 聯而打開或關閉的閥門。因此，為了消除傳輸超行程，閥門中斷液壓腔兩部分之間的連通，由此，當隔膜已經到達傳輸終點基準位置時，將與隔膜接觸的液體和與活塞接觸的液 體隔離。然後，過多的驅動流體通過安全閥傳輸到貯槽。同樣，為了消除抽吸超行程，當隔膜達到抽吸終點基準位置時，闊門打開。 該打開將液壓腔通過補充導管與油貯槽連通，而活塞的額外運動可將補償體積 的油吸入液壓腔中。對於由隔膜控制或驅動以改變狀態的補償閥而言，要可能做到這一點，隔 膜就必須產生一個適於用來克服來自將閥門保持在其關閉補充管狀態的彈簧 的抗力的力。需要克服的該力會對泵可傳輸的吸入量進行限制。換言之，在抽 吸壓力降低的泵運作情況下，補償設備可不運作，然後液壓驅動腔內發生氣穴 現象而不可能打開閥門。因此可以理解，降低將閥門推抵其閥座的力以避免抽吸中過度惡化泵運作是最有利的。但是幾乎不可能將該力降低到對應於0.3巴 (3米水柱或300百帕)的值以下。因此，由隔膜驅動的、裝有洩漏補償系統的隔膜泵具有中等大小的抽吸功率。發明內容本發明涉及一種泵，其中對於從液壓腔的洩漏進行的補償是受驅動控制的、 且其中抽吸功率得到了相當大的提高。因此本發明提供了一種隔膜泵，包括在本體中、設置在執行往復運動的活 塞(8)和隔膜(3)之間的液壓控制腔，該泵包括用於補償液壓腔洩漏的裝置， 所述裝置包括通過可由隔膜驅動到打開位置的常閉補償活門而向液壓腔內開 口的補充導管。根據本發明的主要特徵，上述補償活門由支承抵靠用於控制所述活門的杆 的自由端的隔膜驅動，而隔膜受到抽吸助力彈簧的力，所述彈簧與上述活門協 作、通過將控制杆的自由端回推向隔膜而返回到其關閉位置，所述彈簧與所述 活門協配而組成抽吸超行程時不需要隔膜變形就可移動的移動組件。抽吸助力彈簧在距活門一段距離處支承抵靠位於杆端部的肩部，所述杆固 定在隔膜上並從隔膜延伸進泵的液壓腔。該特定設置具有的優點是使打開補償活門的作用不需要克服任何用於將其保持在關閉狀態的力。這可使可獲得抽吸量增加，與通常的7米水柱相比，可 接近10米水柱。該活門和肩部沿著隔膜移動的方向移動。在運作中，用於將補償活門保持在關閉狀態的力作為較大或較小的彈簧壓 力的函數而變化，因為在彈簧支承抵靠的肩部與補償活門之間有相對移動。此外，該彈簧的力趨向於使隔膜返回到後部位置，從而增加了在傳輸衝程 中所需要克服的力。該增加導致了液壓控制腔內存在的壓力總是大於工作腔內 的壓力，這是有利的，尤其是在降低從工作油中抽氣的量方面。對於補償活門有兩種可能的實施例，或者是滑閥形式的實施例，或者是提 升閥形式的實施例。此外，固定到隔膜的彈簧所支承抵靠的肩部可用來限制隔 膜的傳輸衝程，或者通過作為擋座，或者作為用於將鄰近隔膜的控制腔的部分 與鄰近活塞並設有安全閥的所述腔的剩餘部分隔離開的閥門。其它的特徵和優點將從以下給出的本發明隔膜泵實施例的描述中顯現出來。


參見附圖，其中-圖1是根據本發明泵的截面圖；圖2是局部截面圖，示出了另一實施例，其中隔膜受到抗傳輸超行程的保 護；以及圖3示出了補償活門的變型實施例。
具體實施方式
通常，液壓控制隔膜泵包括由兩個部分1和2所組成的泵本體，該部分l、 2具有夾在它們之間的隔膜3的周界。隔膜和本體的部分1 一起限定泵腔4，抽吸導管5和傳輸導管6都終止於 該腔、並都裝有止回閥(未示出)。隔膜和本體的部分2 —起限定填充有液壓流體的腔體7，所述液壓流體可 通過往復運動驅動的活塞8循環地向前(向圖的左邊)或向後位移。這提供了 對泵腔4體積變化的液壓控制。腔體7還通常裝有安全閥9,用於將傳輸壓力限制在預定安全值內、且它 通常與用於對控制流體抽氣的設備結合使用。在圖1中，應可觀察到腔體7具有兩個部分。大致圓柱形的部分7a在活塞 8旁邊，而部分7b埠張開在隔膜3旁邊。部分7a和7b通過分隔件2a由連 接導管10相互連接。補充導管14設置在本體2 (分隔件2a)內、並從油貯槽14a伸出來，且裝 有止回閥14b。每當所述開口被活門元件15打開時，導管14就向腔體7內開 口，所述活門元件通常將導管14與腔體7隔離。活門元件15是裝有管狀驅動杆16的提升閥，而所述管狀驅動杆16以密封 方式可滑動地安裝通過本體的部分2的壁2a，而遠離提升閥15而鄰近隔膜3 的端部16a，並且，具有當隔膜靠近基準位置時，到達抽吸衝程終端。當抵靠壁2a時，提升閥15關閉環形管路17的出口，環形管路17至少部 分形成在連接到提升閥的杆16的周圍，且導管14的端部在環形管路17中開 口。提升閥15的杆16形成套管，固定到隔膜3的杆12在其中滑動。該杆12 在其自由端設有肩部ll (在該實例中是鐘形)以形成用於彈簧13的擋座，彈 簧13提供了抽吸時對隔膜3的阻力、且其另一端支承抵靠傾向於將其壓抵壁 2a的提升閥15。隔膜的硬度做成在沒有任何抽吸時它趨向於打開提升閥15，由此當隔膜3 到達其基準位置時(相應於隔膜靜止構造中的位置)，它會已經將提升閥15 移動、並打開導管14和腔體7之間的連通。這種打開不需要克服任何力，因 為當隔膜與用於提升閥15的控制杆16接觸時，提升閥15上的彈簧力被抵消 了。然後該力作用在肩部11和隔膜3之間，它們共同組成和提升閥15—起的、 不可變形移動組件。因此不需要力來打開補償閥，且在抽吸階段腔體7內的壓 力基本上等於泵腔4內的壓力，因而可進行大真空量抽吸，且在任何情況下壓 力總小於0.3巴。在傳輸衝程的開始，提升閥15關閉，然後就必須在可將隔膜3向前移動之 前克服彈簧13的力。然後腔體7內的壓力通常大於泵腔4內的壓力，這對泵 的良好運作(例如，對任何溶解氣體的較少抽氣)是有利的。在傳輸衝程終止 時，肩部ll可通過支承抵靠提升閥15或壁2a來限制隔膜3的衝程。在圖2所示的變型例中，肩部11是鐘形lla的形式，它形成為適於關閉通 路10到液壓腔的部分7a的出口的一個閥門，且當隔膜3通過傳輸終止基準位 置時，它可將部分7b與所述部分7a隔開。該部分7a與安全閥9永久連通， 從而使活塞8的任何連續衝程在隔膜3達到傳輸終止位置之後，使得多餘流體 通過安全閥8傳輸到油貯槽中。在圖3中，活門元件15由滑閥18組成，滑閥18可滑動地安裝在泵的本體 2的分隔件2a內的孔中。該滑閥18是管狀的、並在其遠離隔膜的端部具有擋 圈19，並具有壓抵這裡的彈簧13並壓在肩部11 (閥門lla)下方，因此趨向 於將擋圈19壓抵連接導管10所通過的本體2的分隔件2a。滑閥18的外徑是 階梯狀的，從而使擋圈19壓抵分隔件2a時，大外徑部分18a蓋住導管14對 孔的出口。當擋圈19遠離分隔件2a時，滑閥18的小直徑部分打開導管14 的出口，而腔體7可通過抽吸來補充。滑閥18形成套管，閥門lla或肩部11的杆12在其中滑動。遠離擋圈19 的滑動的端部18c位於靠近抽吸衝程終止時隔膜所達到的基準位置。一旦隔膜3達到其抽吸終止基準位置、即一旦其與滑閥18的端部18c接觸 時，導管14通入在分隔件2a中的孔內的出口就被蓋住，由此產生與參照圖l 和圖2所進行的描述相同的效果。返回圖1，可以看出，泵本體的部分2構成液壓腔體7的外殼。該外殼屬 於總體結構20，該總體結構還形成用於驅動電動機21的支座、以及用於電動 機21和活塞8之間傳輸機構的殼體，該機構未示出並通常是包括蝸輪和蝸杆 的一個系統，該蝸輪裝有用於驅動活塞往復的偏心輪。該殼體還包括用於傳輸機構的潤滑油槽22。該殼體20通過過濾器23與泵 本體的部分2的貯槽14a相通。因此，當腔體7中需要補償時，從貯槽14a吸 取流體，貯槽14a接著用通過過濾器23吸取的潤滑油填補，該潤滑油本身來 自殼體20內的油槽。應當發現，在該圖中，腔體7內的流體通過安全閥9傳 輸返回到殼體20內油槽22中。這種布置簡化了泵的結構。使用由隔膜控制的補償閥的現有技術泵都具有 用於液壓控制腔的單獨流體，以保證其純度，因為潤滑流體逐漸填充有來自它 所潤滑的移動部件的細粒。為了能夠保存可接受量的抽吸，必須將額定閥門定為最小水平，這樣就可用非常小的力來獲得位移。這些力比那些用來克服由可 能阻塞閥門的粒子所產生的不合需要的摩擦力所需要的力要小。本發明的裝置 使得有可能不用閥門返回彈簧及其用於補償目的力這就可接受較為不純的流 體。
權利要求
1. 一種隔膜泵，其在泵本體(1、2)中包括設置在一執行往復運動的活塞(8)和一隔膜(3)之間的液壓控制腔(7)，所述泵包括用於補償液壓腔(7)洩漏的補償裝置，所述補償裝置包括通過可由隔膜(3)驅動到打開位置的常閉補償活門(15)向液壓腔內開口的補充導管(14)，其特徵在於，所述補償活門(15)由壓抵用於控制所述活門的杆(16)的自由端(16a)的隔膜(3)驅動，所述隔膜(3)受到抽吸助力彈簧(13)的力，所述彈簧(13)與上述活門(15)協作、通過將所述控制杆(16)的自由端(16a)回推向所述隔膜(3)而返回到活門關閉位置，所述彈簧(13)與所述活門(15)協作而組成抽吸超行程時不需要所述隔膜(3)變形就可移動的移動組件。
2. 如權利要求1所述的隔膜泵，其特徵在於，所述補償活門是提升閥(15)。
3. 如權利要求l或2所述的隔膜泵，其特徵在於，所述補償活門是滑閥(18)。
4. 如前述權利要求中任一項所述的隔膜泵，其特徵在於，所述抽吸助力彈 簧(13)設置在所述活門(15)和肩部(11)之間，所述肩部(11)由固定到 所述隔膜並沿著所述活門(15)的軸線延伸的杆(12)的端部承載。
5. 如權利要求4所述的隔膜泵，其特徵在於，所述肩部(11)組成用於在 傳輸衝程終止時限制隔膜(3)位移的擋座。
6. 如權利要求3或5所述的隔膜泵，其特徵在於，所述液壓腔(7)有兩個 部分，其中一個部分(7a)在活塞附近，而另一個部分(7b)在隔膜附近，兩 個部分通過通路(10)互連，所述擋座(11)形成閥門(lla)，用於關閉通 入所述腔的鄰近活塞的部分(7a)的所述通路(10)的出口。
7. 如前述權利要求中任一項所述的隔膜泵，包括一總體結構(20)，所述 總體結構(20)形成用作驅動電動機(21)的支座、以及用於從電動機(21) 到泵的活塞(8)的傳輸機構以及用於潤滑該機構的油的油槽(22)的殼體， 其特徵在於，所述液壓腔(7)通過所述補充導管(14)和過濾器(23)與所 述殼體(20)永久連通。
全文摘要
一種隔膜泵(3)包括在泵本體(1、2)中、設置在執行往復運動的活塞(8)和隔膜(3)之間的液壓控制腔(7)，該泵包括用於補償液壓腔(7)洩漏的裝置，所述裝置包括通過可由隔膜(3)驅動到打開位置的常閉補償活門(15)而向液壓腔內開口的補充導管(14)，其特徵是上述補償活門(15)由壓抵用於控制所述活門的杆(16)的自由端(16a)的隔膜(3)驅動，隔膜(3)受到抽吸助力彈簧(13)的力，所述彈簧(13)與上述活門(15)協作、通過將控制杆(16)的自由端(16a)回推向隔膜(3)而返回到其關閉位置，所述彈簧(13)與活門(15)協配而組成抽吸超行程時不需要隔膜(3)變形就可移動的移動組件。
文檔編號F04B9/02GK101245777SQ20071008522
公開日2008年8月20日 申請日期2007年2月13日 優先權日2007年2月13日
發明者G·斯鮑德 申請人:米爾頓羅伊歐洲公司