具有正排量辅助泵送系统的正排量回转泵的制作方法
【专利摘要】本发明公开了用在不同构型的泵设备中的正排量辅助泵送系统。该正排量辅助泵送系统包括在正排量回转泵中，该正排量回转泵具有限定了泵腔的外壳、连接到泵腔的入口、连接到泵腔的排放口和连接到泵腔的正排量辅助泵送口。泵送元件在外壳的泵腔内移动并且限定了压缩室，该压缩室在其不再与排放口流体连通之后，还会保持与正排量辅助泵送口的流体连通。
【专利说明】具有正排量辅助栗送系统的正排量回转栗
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求2012年6月20日提交的美国临时专利申请N0.13/528, 343的优先权和权益，该申请N0.13/528，343要求2011年6月30日提交的美国临时专利申请N0.61/503,423的权益，这两个申请的公开内容均通过引用全部结合在本文中。
【技术领域】
[0003]本发明总地涉及正排量泵，更具体地说，涉及包括提供泵送流体辅助流的辅助泵送系统的正排量泵。
【背景技术】
[0004]在许多泵送应用中，理想的是具有用于在泵内提供冷却和/或润滑的泵送流体辅助流。这样的辅助流可用于动态密封件(无论是密封圈或者机械端面密封件)或者轴承或轴衬的冷却和/或润滑，或者在磁耦合泵的分离筒内的冷却。但是，对这种泵送系统来说，辅助流通常是通过差压来驱动。
[0005]使用差压的系统包括在泵内两个位置之间的通路。例如，在第一位置的压力要高于在第二位置的压力。因此，可以仅仅是通过泵外壳的通路，其具有在压力较高的转子后面的泵送室内的第一位置，而第二位置在压力较低的吸入口室内。可替换的系统可以是更加复杂的并且包括穿过多个泵部件的、全部都在泵外壳内或者延伸到泵外壳外部的若干孔、凹槽、管道和/或其他通路。
[0006]使用差压移动流体的现有的辅助泵送系统具有许多缺点。在这样系统中的流速很大程度上依赖于泵的差压。因此，当差压非常低时，流速非常低，即使通常来说，对用于冷却或者润滑的流体流的需要并不会随着降低差压而减少。类似地，这些辅助系统的流速很大程度上依赖于泵送流体的粘度。因此，当粘度很高时，流速非常低，即使通常来说，对用于冷却或者润滑的流体流的需求并不会随着增加粘度而减少。如果流体包含固体或者增稠流体的聚集物，差压系统还会容易阻塞。阻塞可以使辅助泵送流的功能完全丧失。
[0007]有至少一个使用不产生持续流的振动位移系统的现有系统。该系统用在内齿轮泵中，在轮齿之间的根区中具有在惰轮中的孔内齿轮泵。在惰轮的大多数旋转角度期间，该孔暴露在吸入或者排放压力下，并且流体流可以类似于在上述现有装置中的移动，基于差压进行移动。但是，当转子和惰轮啮合时，它们关闭该室并对其压缩，并且在较短时间内，迫使流体流以正排量的方式进入该孔。因为当轮齿开始脱离啮合时，该室膨胀并且将流体拉回到孔外，从而使流体流立即回流，因此产生了振动。
[0008]这样的振动系统包括一些缺点。系统的振动特性意味着使同一流体前后移动，而且只有少量新流体被引入。因此，这类系统不具备产生明显冷却效果的能力。使这个问题更加严重的是，快速振动在每次排量中仅仅移动非常少的流体体积。
[0009]本发明解决了现有的泵送系统的缺点，同时提供正排量泵送系统，该正排量泵送系统提供了用于提高冷却和/或润滑能力的辅助泵送流。
【发明内容】
[0010]本发明的目的和优点将会在以下的描述和附图中得到说明并变得显而易见，并可以通过实施要求保护的主题而得以了解。
[0011]本发明总地提供了一种正排量回转泵，该正排量回转泵具有限定了泵腔的外壳、连接到泵腔的进入口、连接到泵腔的排放口、连接到泵腔的正排量辅助泵送口以及在外壳的泵腔内移动并且限定了压缩室的泵送元件，该压缩室在其不再与排放口流体连通之后，还会保持与正排量辅助泵送口的流体连通。
[0012]将辅助泵送口设置在足够靠近排放口的独特构型允许辅助泵送口在压缩室和排放口之间的流体连通的断开而保持与压缩室的流体连通。可预见的是，这种构型可以在多种正排量回转泵中使用，例如包括但不限于下述类型的泵:滑片泵、内齿轮泵、凸轮泵、外齿轮泵、摆线泵、弹性刮片泵以及圆周活塞泵。无论泵的运转方向如何，辅助泵送系统都会运行，因此，当沿一个方向旋转时，该系统将会基于由压力迫使通过辅助泵送口的流体的正排量，而当沿相反方向旋转时，该流体将会通过抽吸通过辅助泵送口被吸入。
[0013]流体通过辅助泵送口的正向排出这一特性导致了基本上独立于泵的压差和流体的粘度的流体流速。还提供了一个这样的系统，即:该系统中的、辅助泵送流体流必须从中穿过的通路能够很好地防止阻塞，这是因为，当阻塞物可能开始形成时，流体通过该系统正向排出这一特性会立即产生较高的压力，这又将推动流体和任何阻塞物材料通过。因此，正排量辅助泵送系统消除了现有技术中的辅助泵送系统的许多缺点。
[0014]根据本发明的其它方面，正排量泵可以包括连接到位于泵的外壳之外的导管上的辅助泵送口。该导管可以在第一端处连接到辅助泵送口上并且在第二端处连接到在外壳上的另一个口上。而且，该导管可以用于将泵送流体提供给泵本身之外的其他物体，并且以这种方式，该单个泵可以被构造成提供第一较大排放泵以及第二较小排放泵的泵送。
[0015]因此，在已证明现有系统不能像预期的那样有效的情况下，本发明提出了对现有技术中用于润滑和/或冷却正排量泵的被动压差及主动振动辅助泵送流的替代方式。
[0016]应该理解的是，之前大致的描述和接下来详细的描述都是示例性的并且只是用于解释的目的，并不限定所要保护的主题。本发明的其它特征和目的将会从以下优选实施例的描述和所附权利要求中变得更加清楚。
【专利附图】
【附图说明】
[0017]在对优选实施例的描述中，附图使用了参考标号，其中相似的部分具有相似的标号，其中:
[0018]图1A为具有正排量辅助泵送系统的滑片泵的泵腔的外壳的简化形式的剖面图，其示出了压缩室与辅助泵送口流体连通的，而该压缩室不再与排放口流体连通。
[0019]图1B为图1A部件的剖面图,其不出了在较后位置的压缩室,在该位置中压缩室仍然与辅助泵送口流体连通。
[0020]图2为图1A和IB的滑片泵的外部的透视图，其示出了提供将泵腔连接到泵的密封室上的外部通路的导管。
[0021]图3为图1A和IB的滑片泵的剖面图。[0022]图4A为具有正排量辅助泵送系统的内齿轮泵的简化形式的剖面图，并且其示出了压缩室与辅助泵送口流体连通的，而该压缩室不再与排放口流体连通。
[0023]图4B为图4A部件的剖面图，其示出了在较后位置的压缩室，在该位置中压缩室仍然与辅助泵送口流体连通。
[0024]图5为图4A和4B的内齿轮泵的剖面图。
[0025]图6为图4A和4B的泵的外壳端板的透视图。
[0026]图7A为具有正排量辅助泵送系统的凸轮泵的泵腔的简化形式的剖面图，并且示出了压缩室与辅助泵送口流体连通的，而该压缩室不再与排放口流体连通。
[0027]图7B为图7A部件的剖面图，其示出了在较后位置的压缩室，其中该压缩室仍然与辅助泵送口流体连通。
[0028]应该理解的是，附图不是按比例画出。虽然正排量泵的一些机械细节(包括紧固装置的细节和具体部件的其它平面图以及剖视图)并没有包括在附图中，但是，这样的细节被认为是落在本领域技术人员根据本发明能够理解的范围内的。还应该理解的是，本发明不只限于所示出的示例性实施例。
【具体实施方式】
[0029]主要参考图1A-7B，可以理解的是，具有本发明的正排量辅助泵送系统的正排量回转泵通常可以体现为多种构型的正排量回转泵。事实上，虽然意识到不必在本文中示出可以包括本发明的正排量辅助泵送系统的所有示例性构型，但是可以预见的是，该系统可以结合在各种正排量回转泵中，例如包括但不限于下述类型的泵:滑片泵、内齿轮泵、凸轮泵、外齿轮泵、摆线泵、弹性刮片泵以及圆周活塞泵。为了说明这一点，在本文中示出了关于滑片、内齿轮以及凸轮的泵结构的示例。
[0030]参考在图1A、1B、2和3中的第一示例性实施例，示出的正排量回转泵2具有外壳4，该外壳4相对于设置在外壳4内的泵送元件的运动保持固定。外壳4在其内部限定了泵腔6。泵腔6通常位于在各端部通过外壳前部10和外壳后部12闭合的外壳主体8内。外壳部件可以由例如铁、不锈钢、锻铁或者其它金属材料的刚性材料或者结构塑料或者类似物制成。外壳前部10和外壳后部12例如通过使用垫圈、O形环或者密封件和/或紧固件、粘合剂、焊缝或者类似物密封连接到外壳主体8上。
[0031]如图1A很好地示出的，外壳4的外壳主体8包括进入口 14、排放口 16以及正排量辅助泵送口 18，它们都连接到泵腔6上，并且在这个实施例中，它们都形成在外壳主体8中并且相对于泵腔6沿径向方向定位。但是，本领域技术人员将认识到，可以使每个口 14，16和18都能形成为经由外壳主体8与外壳前部10和外壳后部12配合，并且可以相对于泵腔6沿径向或者轴向方向定位。
[0032]示例性泵2还包括设置在泵腔6内的泵送元件20，该泵送元件20包括可旋转的转子22和多个可运动的叶片24，它们可以由多种刚性材料中的任一种制成，并且该材料通常是基于待泵送的流体进行选择。应该认识到，泵2为滑片泵，其中，叶片24在转子22内可径向地滑动，而且这种安装可以包括例如通过使用离心力、液压致动、推杆组件或者类似物而有助于单个叶片24运动的构型。但是，该实施例以简化形式示出，从而着重于泵送原理上，并且避免包括对于本发明不是必需的和使附图过于复杂的结构。[0033]正排量回转泵2的其余部分的简化视图在图3中示出，从中可以看出，转子22连接到轴26上。应该认识到，轴26可以由轴承可旋转地支承，该轴承可以为滚珠轴承或者滚柱轴承或者轴衬的形式，在本文中将其统称为轴承。在这个示例中，轴26通过在外壳前部10中的轴承28以及在外壳后部12中的轴承30可旋转地安装在外壳4中。轴26可以在一端处连接到例如发动机或者类似物的外部电源(未示出)上，以驱动轴26的旋转。
[0034]如图3很好地示出的，外壳4的外壳前部10通过前盖32闭合，同时这个示例的外壳后部12通过机械密封盖34闭合。外壳后部12和机械密封盖34限定了密封室36，该密封室36包围机械密封件38形式的密封件，同时与口 39流体连通，该密封件在轴26和外壳后部12之间提供动态密封。
[0035]在这个实施例中，如图2所示，辅助泵送口 18连接到延伸到外壳4外部的导管40上。然后该导管40在外壳后部12的外壳4上的另一个口 39处的连接件中终止，并且提供连接正排量辅助泵送口 18和密封室36的通路，如图3所示。虽然在该构型中，在导管40内的通路被用于将正排量流体从泵腔6经口 39引导到动态机械密封件38，以起到冷却和润滑的作用，但是本领域技术人员应该认识到，导管40可以在其它地方终止，从而在需要流体的正排量时用于完全独立的目的。以这种方式，单个泵2能够被有效地构造成为两个泵；提供较大的第一排放泵以及较小的第二排放泵。还应该认识到，泵2可以包括穿过外壳4设置在内部的通路。
[0036]参考图着重于泵送系统的IA和1B，本领域技术人员可以看出，转子22沿顺时针方向旋转并且叶片向外移动从而可以沿着泵腔6的内壁的移动。这样，泵送元件20在泵腔6内移动并且限定由泵腔6内的变暗区域示出的压缩室42。为了简化本发明，本领域技术人员可以着重于这一个压缩室42，该压缩室42在二维视图中由泵腔6、转子22、可动导叶24a和可动尾叶片24b限定。随着压缩室42的体积由于偏心定位的转子22的旋转而减小，压缩室42进行压缩。
[0037]在图1A中，可动导叶24a已到达使泵送口 18初始通向压缩室42的位置，同时可动尾叶24b正好相对于压缩室42关闭排放口 16。因此，排放口 16不再与压缩室42流体连通并且辅助泵送口 18将会接收来自压缩室42的正排量流体。随着转子22沿顺时针方向继续旋转(例如图1B所示)，压缩室42继续压缩并且迫使来自泵腔6内的压缩室42的流体经辅助泵送口 18向外流动。
[0038]在图1B中，可动尾叶24b正好到达将打开随后的压缩室的位置，该随后的压缩室的后边缘由可动叶片24c所限定，该可动叶片24c使随后的压缩室对排放口 16关闭。这样，泵2提供了用于辅助作用的连续的正排量流体流。根据泵部件的具体几何形状以及布置，本领域技术人员可以选择该流体流是较连续的还是稍微有一些脉动流。此外，应该认识到，即使泵2逆向运行，辅助泵送系统仍然会运行。因此，转子22将沿逆时针方向旋转，这仍然会引起流体的正排量，但是，由于排放口 16成为进入口而进入口 14成为排放口，这将基于通过辅助泵送口 18的抽吸。
[0039]参考在图4A、4B、5和6中的第二示例性实施例，正排量回转泵以具有保持固定的外壳104的内齿轮泵的方式示出。外壳104在其内部限定了泵腔106。该泵腔106通常位于在各端部通过外壳前部110和外壳后部112闭合的外壳主体108内。外壳前部110例如通过使用垫圈、O形环或者其它合适的密封件和紧固件密封连接到外壳主体108上。外壳后部112例如通过使用紧固件或者其它合适的连接部件连接到外壳主体108上。
[0040]如图4A很好地示出的，外壳104的外壳主体108包括进入口 114、排放口 116以及正排量辅助泵送口 118，它们都连接到泵腔106上。在这个实施例中，进入口 114和排放口116都形成在外壳主体108内并且相对于泵腔106沿径向方向定位。辅助泵送口 118形成在外壳前部110内(如图6很好地示出的)，并且相对于泵腔106沿径向方向定位。本领域技术人员将认识到，可以使每个口 114、116和118都能形成为经由外壳主体108或者外壳前部110进行配合，并且可以相对于泵腔106沿径向或者轴向方向定位。
[0041]示例泵102还包括设置在泵腔106内的泵送元件120,该泵送元件120包括可旋转的外齿轮122和可旋转的内齿轮124，该内齿轮124表现为透明的，从而能够简化附图并且示出辅助泵送口 118的位置。本领域技术人员应该认识到，内齿轮124通过与外齿轮的啮合作用而被驱动，并且在外壳前部110的月牙形突起部125被定位在泵腔内，但是，也可以使用其他驱动装置和结构。再次以简化的形式示出该实施例，以便着重于泵送原理，并且避免包括对于本发明不是必需的和使附图过于复杂的结构。
[0042]相似于第一示例泵，泵102的外壳104的部件可以由例如铁、不锈钢、锻铁或者其它金属材料的刚性材料或者结构塑料或者类似物制成。此外，可以以与上述第一示例泵相似的方式将外壳前部Iio和外壳后部112密封连接到外壳主体108上。在图5中，示出了具有沿径向方向定向的排放口 116和轴向定向的辅助泵送口 118的外壳主体108。
[0043]外壳后部112具有开口 132，其中安装有轴承134以支承可旋转的环形磁驱动组件136。轴承134可以为多种结构，例如滚珠轴承或者滚柱轴承、轴衬或类似物，在本文中将其统称为轴承。环形磁驱动组件136包括与轴承134可旋转地接合的轴138，并且该轴138在第一端处连接到例如发动机或者类似物的外部电源(未示出)上。环形磁性驱动组件136还包括杯形驱动部件140，该杯形驱动部件140在其第一端处连接到可旋转的轴138的第二端上并且在第二端处具有凹陷部142。可选地，去除外壳后部138的一部分、轴承134和轴138，以有利于直接在外部电源的轴上安装杯形驱动部件140。相似地，驱动部件140和轴138可以整体形成为一个部件。驱动部件140可以由例如上述外壳材料的刚性材料制成。
[0044]环形磁驱动组件136还具有在凹陷部142内连接到杯形驱动部件140内壁上的磁铁144。磁铁144可以是任何结构，但是优选地为矩形并且优选地通过例如环氧树脂或者粘合剂的化学方式连接到驱动部件140上，或者可以通过例如铆钉或者类似物的合适的紧固件附连到驱动部件140上。
[0045]杯形或者钟形分离筒146至少部分地设置在环形磁驱动组件136的凹陷部142内。该分离筒146可以由多种刚性材料中的任一种制成，并且材料通常是基于待泵送的流体进行选择，但是优选地由例如合金C-276的不锈钢制成，但是也可以由塑料、复合材料或者类似物制成。分离筒146在形成凹陷部148的一端处开口并且具有外周边缘150。可以将分离筒146的外周边缘150以多种方式安装成与外壳主体108密封接合，例如参考上述外壳主体与前部和后部的连接。
[0046]正排量回转泵102包括具有相对于第二轴部156偏置的第一轴部154的偏心固定轴152。第一轴部154在分离筒146的凹陷部148内延伸并且可以支承在偏心轴152的第一轴部154的对应端158处。可以通过接合设置在分离筒146的凹陷部148内的支承板160对轴端158进行支承，如图5所示。可选地，如果将第一轴部的端部158支承在分离筒中，那么该分离筒可以具有成一体的支承部。偏心轴152的第二轴部156的相对端162支承在外壳前部110中。
[0047]泵102还包括与偏心轴152的第一轴部154可旋转地接合的环形磁驱动组件166，并且可以使用例如轴承168的减少摩擦的装置，该装置在这个示例中以轴衬的形式示出。环形磁驱动组件166包括围绕第二轴部156设置的外齿轮122，以及一体地或者通过固定连接各部件的合适装置连接到外齿轮122上的磁性部172。外齿轮122可以根据待泵送的介质由多种刚性材料制成。例如，当希望将这种泵用于泵送非腐蚀性材料时，优选地制造钢质外齿轮122和磁铁安装部。
[0048]磁性部172包括类似于磁铁144的磁铁176。磁铁176设置在环形部的外壁178的附近，该环形部可以由例如碳钢或者类似物的刚性材料制成。磁铁176通过安装在磁铁上的不锈钢套筒179和用于进一步保护的环形碳钢部保持在外壁178上，但是应该认识到，也可以使用连接磁铁176的其它装置。将磁性部172设置在分离筒146的凹陷部148内，从而通过分离筒146将环形磁驱动组件166的磁铁176定位成与环形磁驱动组件136的磁铁144分离，但是它们被布置成将各自的磁铁176和144以基本上磁性对准的方式放置，以形成磁耦合。该磁耦合允许环形磁驱动组件166不与环形磁驱动组件136产生物理接触，而是通过环形磁驱动组件136的旋转而转动并因而被驱动。
[0049]对于环形磁驱动组件166来说，还希望其具有某种形式的推力轴承表面。如图5所示，前推力轴承表面180可以成一体地形成在固定的偏心轴152上，从而接合位于环形磁驱动组件166中的前推力轴承部件182。还可以增设后推力轴承，并且可以成一体地或者单独地设置将该推力轴承，以保持适当的部件定位从而减少振动和磨损。
[0050]被安装用于在第二轴部156上旋转的是内齿轮124。例如轴衬形式的轴承的减少摩擦力的装置可用于内齿轮124的可旋转地安装。该内齿轮124被布置成经由在内齿轮124上的轮齿的啮合而接合外齿轮122，该内齿轮124由在外齿轮122上的轮齿驱动。在泵102的运行中，当外部电源转动环形磁驱动组件136时，上述磁耦合使得环形磁驱动组件166旋转。对于泵102布置成内齿轮泵，本领域所公知的是，外齿轮122的旋转轴线平行于内齿轮124的旋转轴线并且与内齿轮124的旋转轴线间隔开。环形磁驱动组件166的旋转和外齿轮122的轮齿与内齿轮124的轮齿的相互啮合使得内齿轮124旋转。齿轮的设置和啮合与将外壳前部110上的月牙形突起部125定位在内齿轮124上的轮齿的端部附近相配合，从而通过已知的原理产生泵送作用。
[0051]在这个实施例中，如图5所示，将辅助泵送口 118连接到延伸到外壳104内部的通路190上。在这个示例中，该通路190有效地包括在部件之间的间隔以及在分离筒146内的支承板160内的通孔192。通路190和通孔192提供被用于润滑遭受摩擦力的部件以及在分离筒146内冷却部件的辅助泵送流。虽然在该构型中，在外壳104内的通路190被用于将正排量流体从泵腔106引导到分离筒146内的部件，但是，本领域技术人员其中一点应该认识到，可选的通路可以设置成不同的路径以及在其它位置终止，从而在需要流体的正排量时用于完全独立的目的。此外，和第一示例泵一样，泵102可以被构造成包括用于将流体提供给泵102自身或者提供用作其他目的的小的辅助排放泵的外部导管。
[0052]参考着重于泵送系统的图4A和4B，本领域技术人员可以看出，泵送元件120在泵腔106内运行。因此，外齿轮122沿顺时针方向旋转并且经由各自的轮齿的啮合沿顺时针方向驱动内啮合齿轮。如此，泵送元件120在泵腔106内移动并限定由泵腔106内的变暗区域示出的压缩室194。为了简化本发明，本领域技术人员可以着重于这一个压缩室194，该压缩室194在二维视图中由泵腔106、外齿轮122和内齿轮124限定。随着压缩室194的体积由于各自的齿轮122，124的轮齿的啮合而减小，压缩室194进行压缩。
[0053]在图4A中，本领域技术人员可以看到，齿轮122，124已到达使辅助泵送口 118通向压缩室194的位置，同时排放口 116通过外齿轮122对压缩室194关闭。这样，排放口116不再与压缩室194流体连通，并且辅助泵送口 118将会接收来自压缩室194的正排量流体。随着外齿轮122沿顺时针方向继续旋转(例如图4B所示)，压缩室194继续压缩并且迫使来自泵腔106内的压缩室194的流体经辅助泵送口 118向外流动。
[0054]在图4B中，内齿轮124和外齿轮122的轮齿已经向随后的压缩室将被打开并且辅助泵送口 118被几乎关闭的位置移动。基于运动的反复循环，泵102提供了用于辅助作用的连续的正排量流体流。和第一示例泵相同，根据泵部件的具体几何形状以及布置，本领域技术人员可以选择该流体流是较连续的还是稍微有一些脉动流。此外，应该认识到，即使泵102的逆向运行,辅助泵送系统仍然会运行。因此,外齿轮122将沿逆时针方向旋转，这仍然会引起流体的正排量，但是，由于排放口 116成为进入口而进入口 114成为排放口，这将基于通过辅助泵送口 118的抽吸。
[0055]参考在图7A和7B中的第三示例性实施例，正排量凸轮泵202以具有保持固定的外壳204的三叶泵的形式示出。外壳204在其内部限定泵腔206。该泵腔206通常位于在各端部通过外壳前部和外壳后部闭合的外壳主体208内，该外壳前部和外壳后部例如通过使用紧固件、粘合剂、焊缝或者类似物(未示出)密封连接到外壳主体208上。
[0056]外壳204的外壳主体208包括进入口 214、排放口 216以及正排量辅助泵送口 218，它们都连接到泵腔206上。在这个实施例中，进入口 214、排放口 216以及正排量辅助泵送口 218都形成在外壳主体208上并且相对于泵腔206沿径向方向定位。和之前的示例泵一样，应该认识到，可以使每个口 214、216和218都能形成为经由外壳主体208或者外壳前部或者外壳后部(未示出)进行配合，并且可以相对于泵腔206沿径向或者轴向方向定位。
[0057]示例泵202还包括设置在泵腔206内的泵送元件220，该泵送元件220包括第一凸轮222和第二凸轮224，而且两个凸轮222和224都是可旋转的并且以三叶构型示出。在这种类型的凸轮泵中，凸轮222和224通常支承在单独的轴上并由位于相邻的定时齿轮箱(未示出)内的定时齿轮驱动。定时齿轮被构造成避免在凸轮222和224之间的接触。外壳204的部件和泵202的泵送部件220都可以由与上述示例泵类似的材料制成。
[0058]通过使凸轮脱离啮合并且形成从进入口 214抽吸流体的膨胀体积而产生泵送作用，然后流体围绕压缩室230内的泵腔206行进，该压缩室230由泵腔206内的变暗区域示出并且形成在凸轮222，224和泵腔壁之间，直到凸轮222，224的同步的、非接触的啮合用于压缩压缩室230和通过排放口 216和辅助泵送口 216，218正向排放流体。
[0059]泵202仅在外壳204的简化截面中示出以着重于泵腔206，进入口 214、排放口 216和辅助泵送口 218的位置以及凸轮222，224的各自的运动。因此，该示例性实施例以简化的方式示出，以便着重于泵送原理并且避免包括对于本发明不是必需的和将使附图过于复杂的结构。因此，本领域技术人员在图7A中可以看出，第一凸轮222沿逆时针方向旋转而且压缩室230是打开的，以便将流体正向排放到辅助泵送口 218之外，同时第二凸轮224位于排放口 216保持对压缩室230关闭的旋转位置。因此，在这个位置上，来自压缩室230的流体通过辅助泵送口 218排出，但并不会通过排放口 216排出。
[0060]在图7B中，凸轮222和224的旋转已经略微前进了些，并且本领域技术人员可以看出，第一凸轮222正好针对压缩室230关闭了辅助泵送口 218，而且正好要对随后的压缩室打开辅助泵送口 218。这是发生在第二凸轮224继续保持排放口 216对辅助泵送口 218关闭的同时。因此，图7A到图7B中的压缩室230所表示的体积差代表了通过辅助泵送口218排出的流体体积。
[0061]应该认识到，凸轮泵通常具有直接相对以及沿与凸轮旋转轴线等距离的轴线设置的进入口和出口。因此，普通凸轮泵具有在凸轮的整个旋转过程中相对于排放口居中并且与排放口流体连通的压缩室。但是，在本示例泵202中，排放口 216的位置没有使其轴线相对于凸轮222，224的旋转轴线居中，而是向上移动了。另外，将辅助泵送口 218增加到外壳204上并且其轴线没有相对于凸轮222，224的旋转轴线居中，而是向下设置的。由于这样的构型，压缩室230能够在阻塞排放口 216的同时通过辅助泵送口 218排出一些流体。事实上，通过利用排放口 216和辅助泵送口 218的定位以及尺寸，本领域技术人员可以选择从辅助泵送口 218分流出的流体的体积。
[0062]应该注意的是，和之前的示例性实施例一样，描述主要着重于泵送操作的一段时间内的运动和一个压缩室，但是泵202可以在以连续方式操作的持续时间内运行。另外，泵202可以反向运行，并且仍然将通过辅助泵送口 218—但是是经由抽吸一正向排出流体。
[0063]应该认识到，根据本发明的正排量回转泵可以有多种构型。可以采用任意种类的构造材料、型构、形状以及尺寸用于各部件，并且采用各种用于连接这些部件的方法，以满足终端用户的具体需要以及要求。对于本领域技术人员来说显而易见的是，在不脱离要求保护的主题的范围或者精神的情况下，可以对该泵的设计和构造进行各种修改，并且权利要求不限于本文中所示的优选实施例。
【权利要求】
1.一种正排量回转泵，其包括: 限定泵腔的外壳； 连接到所述泵腔的进入口； 连接到所述泵腔的排放口； 连接到所述泵腔的正排量辅助泵送口 ；以及 泵送元件，所述泵送元件在所述外壳的所述泵腔内移动并且限定了压缩室，所述压缩室在其不再与所述排放口流体连通之后还会保持与所述正排量辅助泵送口的流体连通。
2.如权利要求1所述的正排量回转泵，其特征在于，所述泵送元件还包括具有多个可动叶片的可旋转的转子。
3.如权利要求1所述的正排量回转泵，其特征在于，所述泵送元件还包括可旋转的齿轮。
4.如权利要求1所述的正排量回转泵，其特征在于，所述泵送元件还包括可旋转的凸轮。
5.如权利要求1所述的正排量回转泵，其特征在于，流体以有效地独立于所述泵的压差的流速通过所述辅助泵送口被正向地排出。
6.如权利要求1所述的正排量回转泵，其特征在于，流体以基本上独立于所述泵的压差的流速通过所述辅助泵送口被正向地排出。·
7.如权利要求1所述的正排量回转泵，其特征在于，流体以基本上独立于流体粘度的流速通过所述辅助泵送口被正向地排出。
8.如权利要求1所述的正排量回转泵，其特征在于，所述外壳的构型包括将所述辅助泵送口设置在足够靠近所述排放口的地方，从而允许所述辅助泵送口紧接着在所述压缩室和所述排放口之间的流体连通的断开而保持与所述压缩室的流体连通。
9.如权利要求1所述的正排量回转泵，其特征在于，所述进入口、所述排放口以及所述辅助泵送口都相对于在所述外壳中的所述泵腔沿径向方向定位。
10.如权利要求1所述的正排量回转泵，其特征在于，所述进入口、所述排放口以及所述辅助泵送口中的至少一个相对于在所述外壳中的所述泵腔沿径向方向定位。
11.如权利要求1所述的正排量回转泵，其特征在于，所述进入口、所述排放口以及所述辅助泵送口中的至少一个相对于在所述外壳中的所述泵腔沿轴向方向定位。
12.如权利要求1所述的正排量回转泵，还包括与所述辅助泵送口流体连通的通路，其中，所述通路被构造成将正向排出的流体引导至定位在所述外壳内的至少一个动态密封件。
13.如权利要求1所述的正排量回转泵，还包括与所述辅助泵送口流体连通的通路，其中，所述通路被构造成将正向排出的流体引导至定位在所述外壳内的轴承。
14.如权利要求1所述的正排量回转泵，还包括与所述辅助泵送口流体连通的通路，其中，所述通路被构造成将正向排出的流体引导至定位在所述外壳内的环形分离筒的内部。
15.如权利要求14所述的正排量回转泵,还包括: 一端开口并具有凹陷部的可旋转环形磁驱动组件； 一端开口并具有凹陷部的环形分离筒，而且所述环形分离筒的至少一部分设置在所述可旋转环形磁驱动组件的所述凹陷部内；具有磁性部的环形磁驱动组件，所述磁性部基本上设置在所述环形分离筒的所述凹陷部内，并且与所述可旋转环形磁驱动组件基本上磁性对准；以及其中，所述环形磁驱动组件与驱动惰轮的转子齿轮连接。
16.如权利要求15所述的正排量回转泵，其特征在于，所述泵送元件为所述转子齿轮和所述惰轮。
17.如权利要求1所述的正排量回转泵，其特征在于，所述辅助泵送口与延伸到所述外壳的外部的导管连接。
18.如权利要求17所述的正排量回转泵，其特征在于，所述导管在第一端处与所述辅助泵送口连接，并且在第二端处与所述外壳上的另一个口连接。
19.如权利要求1所述的正排量回转泵，其特征在于，所述外壳还包括连接到外壳前部和外壳后部上的外壳 主体。
【文档编号】F04C2/30GK103717901SQ201280031563
【公开日】2014年4月9日 申请日期:2012年6月21日 优先权日:2011年6月30日
【发明者】贾森·M·塞克斯顿 申请人:皮泊弗罗制造公司