专利名称：泵的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种泵，尤其但不仅仅是用于将液体涂料供应给一个或多个喷枪的压力环。
背景技术：
美国专利5094596披露了一种泵，该泵具有一对相对的、互相连接的活塞，这对活塞能在各自的气缸内往复运动从而喷出涂料。在往复运动的过程中，互相连接的活塞对由气动马达来驱动，当一个活塞和气缸装置为了供应在压力作用下进入压力环的涂料而泵送涂料时，另一个活塞和气缸装置将涂料从贮存器中抽吸到气缸中从而充填气缸，以便于该气缸在活塞随后的反向运动中将涂料从中释放到压力环中，而此时上述的第一个活塞抽吸涂料以供给它自己的气缸即充填气缸。
为了运行，气动马达需要一个额外的压缩空气源，在能源利用方面这种系统被认为是相对低效的。而且气动马达在每次的往复运动端点，方向的改变相对较慢，在泵输出时，则引起明显震动。美国专利5220259披露了一种由D.C.电动机驱动的、有相对较大行程的单往复式活塞泵，其缺点是需要一个联合装置，因此控制马达的装置也比较贵。
本发明的一个目的是提供一种简单方便的、电动的、具有相对的往复式活塞对的泵。
发明内容
本发明提供一种泵，该泵包括可以在各自的第一和第二气缸中做往复直线运动第一和第二活塞，所述第一和第二活塞在A.C.电动机的操作控制下相对各自的活塞移动，电动机的旋转输出轴通过包括匀速凸轮和凸轮随动件机构的装置与所述第一和第二活塞相接，凸轮和凸轮随动件机构将输出轴的旋转运动转化为所述第一和第二活塞的往复运动，二者的运动彼此异相180度。
所述第一和第二活塞最好是轴向排列。
所述第一和第二轴向排列的活塞最好是通过凸轮随动件与所述匀速凸轮配合，凸轮随动件啮合在所述凸轮的旋转圆周的直径上相对的两端。
所述凸轮随动件最好是辊凸轮随动件。
所述第一和第二凸轮随动件最好是在弹簧推动下与所述匀速凸轮的凸轮面啮合在一起的。
所述第一和第二凸轮随动件最好是在压力弹簧推动下同时与所述匀速凸轮的凸轮面啮合。
替换方案是，所述第一和第二凸轮随动件通过拉力弹簧而互相连接，该拉力弹簧同时推动两个凸轮随动件，使之与所述匀速凸轮的凸轮面啮合。
泵最好是包括可以分别在第三和第四气缸中往复运动的第三和第四轴向排列的活塞，所述第三和第四活塞由第二匀速凸轮驱动做往复运动，二者的运动彼此异相180度，所述第二匀速凸轮也由所述A.C.电动机的输出轴驱动，所述第三和第四活塞的往复运动与所述第一和第二活塞的往复运动异相90度。
从所述第一、第二、第三、第四气缸中释放出的涂料最好供应给一个共同的压力环。
为了更方便，可以在电动机的输出轴和所述匀速凸轮之间设置变速器。
所述变速器最好是减速器。
如果需要，可以在A.C.电动机和匀速凸轮之间设置飞轮来传递驱动。
附图描述了本发明的一个实施例，其中图1是具有相对的活塞对的、电动驱动的泵的前视图；图2是沿图1中箭头A所示方向的视图；图3是图1所示泵的一部分的放大前视图，其中图示了图1为了清楚而省略的一对弹簧中的一个；图4是一个图1的改进图，与图1类似。
具体实施例方式
参考附图，泵主要但不仅仅用于将液体涂料提供给压力环或喷涂环路，从而再提供给一个或多个喷枪，它包括一个刚性的支撑架11，该支撑架包括一个具有底板12a和直立的、平行隔开的侧板12b、12c的组接部件12，其中侧板12b、12c垂直于基板12a向上延伸。虽然图1为了清楚而省略了前板12d，但是从图2中可以看出它与基板12a平行延伸，中间用侧板12b、12c隔开。板12a、12b、12c、12d以任何方便的方式固定在一起，例如通过螺栓，从而形成一个刚性的象盒子一样的结构。
垂直栓接到板12a的背面的是一个减速器14，在其远离板12a的一端支撑着一个A.C.电感电动机13。电动机13的旋转轴与变速器14的纵向轴一致，而且电动机13的输出轴驱动变速器14的输入部件，变速器14的输出轴从变速器14底端的支撑面伸出，一直伸到设置在板12a中心的开孔。变速器14的输出轴15穿过板12a和12d之间的空隙，其自由端抵达板12d的支撑面16。栓接到侧板12b的外表面上的是第一气缸组件17，第二个同样的气缸组件1栓接到侧板12c的外表面上，气缸组件17、18是轴向排列的。每个气缸组件都包括一个气缸17a、18a，它们分别容纳各自的可滑行的活塞19、21。每个气缸组件17、18的最外端和各自的活塞19、21一起形成一个增压室22、23，每个增压室有一个进口接头22a、23a和一个出口接头22b、23b。每个进口接头22a、23a具有一个止回阀，用来保证液体涂料能够从供应管路中抽取到各自的增压室，并且阻止增压室中的涂料在各自的活塞抽动时通过进口接头22a、23a流出。同样，每个出口接头22b、23b分别包括一个止回阀，用来使液体涂料从各自的增压室22、23中通过出口接头流出，并且阻止液体涂料在活塞反向运动时被抽回到增压室22、23。
每个活塞19、21分别由一个活塞杆24、25支撑，该活塞杆延伸穿过各自的气缸组件17、18的基座上的滑动轴承，并穿过各自的侧板12b、12c上的相应开孔，分别连接到由板12a的内表面支撑的凸轮随动滑板26、17上。
板12a的内表面上有固定在其上的第一和第二导轨或导杆28、29，它们彼此平行延伸，分别在变速器14的输出轴15穿过的通孔的两侧，与该通孔的间距相等。导轨28、29平行于轴向排列的活塞杆24、25延伸，为了引导沿着活塞杆24、25公共轴线方向上的相对于板12a的往复运动，滑板26、27可滑动地安装在导轨28、29上。
为了和轴一起转动，“心形”匀速凸轮31固定在板12a和12d之间的轴15上。每个滑板26、27分别支撑一个凸轮随动辊32、33，为了绕着与轴15的旋转轴平行的轴旋转，该辊安装在各自的滑板上。辊32、33的旋转轴与凸轮31的旋转圆周的直径交叉，滑板26、27弹性互推，这样辊32、33与凸轮31的凸轮圆周面啮合，分别在凸轮旋转圆周的直径上的两端啮合。当凸轮旋转时，辊在凸轮的凸轮面上滚动，因此而跟随凸轮的行程。
滑板26、27通过一对拉力弹簧34(在图2和图3中只图示了其中一个)在凸轮31的相对侧上相互推动。弹簧34是螺旋拉力弹簧，它具有尾端弯钩，这些弯钩分别绕在从滑板26、27伸出的柱子35上。每个滑板26、27有四个柱子35，这样滑板就可以根据需要用两个或四个弹簧相连接。可以确定的是，包含辊32、33的旋转轴和轴15的平面上的弹力与相对侧的平面上的弹力相等。心形匀速凸轮31相对于穿过其顶点和旋转中心的平面对称，这样当凸轮31旋转时，滑板26、27的运动将彼此异相180度，除了滑板26和27的往复运动的方向转变的瞬时以外，它们的由于凸轮31的旋转所导致的直线运动的速度恒定。
在每个气缸17a、18a的壁和各自的活塞19、21之间以公知的方式安装一个滑动式密封装置。但是这个密封还是可能发生泄漏，所以给每个气缸组件17、18配备一个排放装置36、37，从活塞和气缸密封装置渗漏出的液体涂料能够通过这些排放装置从各自的气缸组件中排除。最好是如图1所示，从活塞和气缸密封装置渗漏出的液体涂料通过这些排放装置36、37分别返回到增压室22、23的进口接头22a、23a。而且，波纹管式密封38、39啮合在活塞杆24、25与各自的气缸组件17、18的内壁之间，用于在活塞杆的滑动内表面和各自气缸组件之间形成密封。
电动机13运行时，在其输出轴产生一个预定的旋转输出速度，控制A.C.感应电动机13的是传统的反相控制系统，不是本发明的组成部分。当凸轮31从如图1和图3所示的位置开始旋转时，凸轮31驱动辊33向右运动，使得滑板27在导轨28、29上向右滑动。由于滑板27与活塞杆25相连接，所以活塞21也向右位移，缩小了增压室23的容积，此时，增压室中充满了液体涂料。由于凸轮31使得滑板27正向位移，进口接头23a的止回阀闭合，涂料从增压室23中通过出口接头23b释放到喷涂系统的压力环中。同时，在弹性相互连接着滑板26、27的弹簧34的作用下，由活塞杆24支撑的滑板26和活塞19也沿着导轨28和29被向右拽动。这样辊32保持与匀速凸轮31的凸轮表面接触。活塞19的向右运动增大了增压室22的容积，通过进口接头22a将液体涂料从供应管路中抽取进来。此时，进口接头22a的止回阀是打开的，出口接头22b的止回阀是闭合的，以阻止液体涂料从压力环中流回到增压室22。通过凸轮31匀速旋转180度，将液体涂料抽吸到压力环才得以继续，当凸轮31的最高点通过辊33时，辊32与凸轮的最低点相互作用，然后，在凸轮继续旋转时，滑板26被向左驱动，这样活塞19执行关于增压室22的泵送过程，通过接头22b将液体涂料释放到压力环中，同时在连接在两者之间的弹簧的作用下，滑板27随着滑板26向左，这样活塞21执行一个吸入过程，通过接头23a将液体涂料吸入到增压室23。值得注意的是当电动机13驱动凸轮31时，活塞19、21的往复运动就继续下去。
可以理解的是，如果需要的话，可以在活塞的返回运动中不将液体涂料吸入到增压室22、23，而是让连接到进口接头22a、23a的涂料供应管路处于低压状态，这样就可以给涂料供应管路增压，而让涂料在适当的时候流入增压室22、23。
由于凸轮31是一个匀速凸轮，除了在一个周期中活塞19、21改变方向的时间点上，涂料在压力作用下供应给喷涂系统的增压环路都是匀速的，而且由于凸轮和凸轮随动件装置的作用，活塞改变方向也非常迅速。当活塞21泵送的时候，活塞19就给增压室22充填，反之亦然。
在图4所示的改进中，拉力弹簧34用四个压力弹簧41替代，每个弹簧的一端作用在L形托架42的向外伸出的一边43上，托架的另一边栓接到各自的滑板26、27上。
托架42可以有两对，分别在泵的中心轴线的两侧。每个托架的一边43具有一个通孔，与每对托架连接的是一个细长形的止动杆44，该止动杆分别可滑动地延伸穿过每对托架的边43的通孔。每个杆44伸出边43的部分分别被弹簧41环绕上，拧到每个杆44的相对端的螺钉上的螺母45分别衔接到弹簧41的外端，给每个弹簧施加一个预定的、与各自的托架边43相背的轴向压力。
在实践中，杆是预定长度的，根据弹簧41的长度和弹性系数选择一个预定量来将螺母45沿着杆44拧上，这样弹簧41就给各自的托架边43施加一个预定的压力。
可以确定的是，弹簧41将滑板26、27朝向彼此推动，这样凸轮随动辊32、33就支撑在凸轮31的凸轮表面上。因此，弹簧41以与上述实施例中的弹簧34同样的方式机械运动，但是弹簧41是压力作用，而不是拉力作用。托架42和杆44被设置成，包含它们的纵向轴的共用平面与凸轮31和凸轮随动辊32、33的中央平面是同一个平面，并且该平面包括泵装置的活塞杆24、25的纵轴。
可以确定的是，在图4中，为了更清楚，已经省略了在泵右手侧的气缸组件18及其辅助部件。因此在图4中也看不到连接到滑板27的活塞杆25了。
从图4中可以看出，活塞杆24与滑板26通过被控制的球节46连接在一起。球节46可以适应活塞杆24相对于滑动机构的纵向中心线可能出现的小角度偏差，例如，由于独立部件组合在一起而出现的偏差。但是，被控制的球节46将滑板26的轴向运动以滑板的两个运动方向传递给杆24。一个同样的被控制的球节将滑板27连接到活塞杆25，可以理解的是，同样的球节也能够用在上述用图1、2和3描述的组合装置中。
使用弹簧将凸轮随动辊加载给凸轮是有优越性的，因为它给辊提供了相对凸轮的预定预载，而且在认可的制造公差范围内，凸轮和辊的磨损可以通过弹簧来自动调节。受控制的预载可以避免辊/凸轮的过载带来的过早损坏，弹簧可以省去适应磨损和偏差而使用复杂调节机械装置的必要。可以理解的是，使用弹簧连接滑板以及给与凸轮的衔接部分施加预载可以在一个或两个辊和凸轮之间出现缝隙的可能性，如果出现的话，将会导致活塞在一次形成终点换向时的延迟，以及随之而来的泵送输出中的波动。
最理想的是，增加系统容量，和/或在活塞19、21改变往复方向时使增压环路中的压力脉动最小化，这样，轴15就能够同时地驱动一个与凸轮31相同的第二凸轮，但是和凸轮31是90度异相。第二匀速凸轮将和各自的与滑板26、27相同的滑板配合作用，但是在轴15的轴向方向与滑板之间形成轴向间距。两个另外的滑板将连接到各自的第三和第四活塞和气缸装置，这些装置与连接到滑板26和27的装置相同。在这种配置下，当活塞和气缸装置17、19和18、21在它们的往复运动的端点时，第三和第四活塞和气缸装置则在它们的往复运动的中点。因此，在任意一个给定的轴15的旋转点上，至少有一个活塞和气缸装置在执行一个泵送过程，将加压的液体涂料转移到相连的喷枪的压力环中。另外的气缸组件可以用侧板12b、12c的伸出部分来支撑，滑板可以用板12d来支撑或者用一个与板12a、12d平行的附加板来支撑。
可以确定的是，如果需要，可以在增压环路上连接一个公知形式的过压消除器，以进一步平滑增压环路中的压力波动。
虽然电动机13通过减速器14来驱动匀速凸轮或每个匀速凸轮，但是可以确定的是，如果需要，也可以在电动机13和减速器14之间放置一个飞轮，这样可以使活塞的往复运动在转向时系统中的负载变化受最小影响。
在输出环路中或者在每个增压室的出口接头处设置一个用压力操作的开关，如果输出压力超出了一个预定的安全值，则使电动机13不再释放能量，阻止泵送，例如，当渗漏时或管路堵塞时或者输出接头止回阀出现故障时。
在图1所示泵的实际实施例中，每个活塞都被设置为只有较短的30-80mm的行程，最好是40mm，这样就可以很便利地使用一个AC电动机通过匀速凸轮31驱动活塞。而且，选择一个短行程的活塞对还方便使用相对较大的活塞直径，在60和150mm之间，最好是100mm，这样，电动机13运行时，泵就可以泵送10-55升/分钟(对于四缸泵来说可以达到110升/分钟)。
权利要求
1.一种泵，其特征在于，包括第一和第二活塞(19，21)，可以在各自的第一和第二气缸(17，18)中往复直线运动，所述第一和第二活塞在A.C.电动机(13)的操作控制下相对各自的活塞移动，电动机的旋转输出轴通过包括匀速凸轮(31)和凸轮随动件(32，33)机构的装置与所述第一和第二活塞相接，凸轮和凸轮随动件机构将输出轴的旋转运动转化为所述第一和第二活塞的往复运动，二者的运动彼此异相180度。
2.如权利要求1所述的泵，其特征在于所述第一和第二活塞轴向排列。
3.如权利要求2所述的泵，其特征在于所述第一和第二轴向排列的活塞通过各自的凸轮随动件与所述匀速凸轮配合，凸轮随动件啮合在所述凸轮的旋转圆周的直径上相对的两端。
4.如权利要求1-3中任一项所述的泵，其特征在于所述凸轮随动件是辊凸轮随动件。
5.如权利要求1-4中任一项所述的泵，其特征在于所述第一和第二凸轮随动件在弹簧推动下与所述匀速凸轮的凸轮面啮合。
6.如权利要求1-5中任一项所述的泵，其特征在于所述第一和第二凸轮随动件在压力弹簧推动下同时与所述匀速凸轮的凸轮面啮合。
7.如权利要求1-5中任一项所述的泵，其特征在于所述第一和第二凸轮随动件通过拉力弹簧(34)而互相连接，该拉力弹簧同时推动两个凸轮随动件，使之与所述匀速凸轮的凸轮面啮合。
8.如权利要求1-7中任一项所述的泵，其特征在于泵包括可以分别在第三和第四气缸中往复运动的第三和第四轴向排列的活塞，所述第三和第四活塞由第二匀速凸轮驱动做往复运动，二者的运动彼此异相180度，所述第二匀速凸轮也由所述A.C.电动机的输出轴驱动，所述第三和第四活塞的往复运动与所述第一和第二活塞的往复运动异相90度。
9.如权利要求8所述的泵，其特征在于从所述第一、第二、第三、第四气缸中释放出的液体被供给共同的压力环。
10.如上述任一权利要求所述的泵，其特征在于在电动机的输出轴和所述匀速凸轮之间设置减速器。
11.如上述任一权利要求所述的泵，其特征在于在A.C.电动机和匀速凸轮之间设置飞轮来传递驱动。
全文摘要
一种主要用于液体涂料的泵，包括可以在各自的第一和第二气缸(17，18)中做往复直线运动第一和第二活塞(19，21)，所述第一和第二活塞在A.C.电动机(13)的操作控制下相对各自的活塞移动，电动机的旋转输出轴通过包括匀速凸轮(31)和凸轮随动件(32，33)机构的装置与所述第一和第二活塞相接，凸轮和凸轮随动件机构将输出轴的旋转运动转化为所述第一和第二活塞的往复运动，二者的运动彼此异相180度。
文档编号F04B9/02GK1894504SQ200480037600
公开日2007年1月10日 申请日期2004年12月14日 优先权日2003年12月20日
发明者阿兰·史密斯 申请人:Itw有限公司