按精确的比例配制多种流体的液压传动设备的制作方法

文档序号:5232022阅读:198来源:国知局
专利名称:按精确的比例配制多种流体的液压传动设备的制作方法
技术领域
本发明涉及按一精确比例把许多流体相互配制在一起的装置。本文所述的发明特别涉及一种改进的液压传动液体配量泵,该泵能按一种外部高压传动流体与一种或多种组成流体的精确比例完全排出液体。尽管可适用于一些各种各样的应用,但本发明的方法和设备在混合和配制饮料的领域中拥有现成的适用性。
许多方面的工业处理和消费者消费需要把许多组成流体连续精确地配制成并且同时混合成一种所需的产品。涂料、农药、化肥和工业密封剂的制造,以及化妆品、药品和牙膏的配制,甚至象人造黄油、糖浆和饮料这样的食物的配制等方面的情况就是如此。
尽管本发明的方法和设备可应用于每个以上所介绍的领域或用于其它领域,但本发明的直接应用就是满足饮料工业中对改进的饮料制作方式要求,使用这种制造方式可以把饮料的组成流体配制并混合成一种完全符合消费者口味所决定的标准消费品。这种饮料可以是碳酸型和非碳酸型品种。
在零售区内,对于碳酸和其它糖类饮料及浆汁的零售来说,为了混合出一种最终消费品,单独组成流体的配制就是重要的。这种情况存在于餐厅和快餐店、娱乐和运动场以及杂货店中,在这些地方购买顾客配制饮料的情况正在不断增加。
在可乐饮料、橙汁和其它果汁饮料、柠檬汁及类似饮料的生产中,象糖浆和浓缩物这样的液体形芳香调味剂被测量出并与预定数量的碳酸水或纯水混合在一起。一般,这种水被加压并与糖浆混合在一起,制成一种可以配制在消费容器或可任意处理的容器中的完美饮料。
近几年来,这种把适当数量的各种流体,以能满足消费者的敏感口味为标准,配制并混合出一种最终混合物的过程,已经被两种发展趋势弄得更加错综复杂。首先,公众对人造加糖碳酸饮料的喜好已经显著增加。其次,由于已理解到需用另一种产品代替人造甜味剂糖精的必要性,从而导致食品工业已广泛地转向使用人造甜味剂Aspertaime这种Asper-taime甜味剂在市场上通常标有商标NVTRSWEET(天然糖)。不幸的是,Aspertaime具有比较短的保存期,在保存期后这种甜味剂的风味发生显著变化。
有关Aspertaime甜味剂的这个事实,导致软饮料工业开始进行把甜味元素从芳香糖浆分离出来的实践,以便能加速甜味剂的供应周转率。因此,在配制和混合含有Aspertaime的碳酸饮料的各组成成分时,现在必须混合的不仅仅是两种不同的组成流体,而是三种水,一种芳香糖浆,和一种人造甜味剂。
开发适合计量两种以上组成流体的流体配量泵的努力已经显著克服了以前只为配制两种组成流体而研制的装置所具有的缺点。
以前装置错综复杂,需要许多管道和复杂的阀送装置,以及有关的联动结构用于协调操作不同情况下独立配量机构的操作。无法物理地与配量机构整体结合在一起的装置必须使用额外的机械系统,协调必要的分离开的配量功能。这增加了配量装置的复杂性,使所需的维护增加。借助电动机作为以前装置的移动动力源只会使配量泵错综复杂。因为住其上增加的另一个系统需要它自己单独的维护而且安全性和操纵性是分开的。
许多配量泵实质上是往复运动形式的。但它们只能沿它们往复运动的一个方向,成功地配制所有的组成流体。这就引起每个操作循环中所涉及的组成流体产生不均匀流动并得出不规律的比例。
这种装置的实际配量问题出现过几种。最简单的问题是不精确,这样用户所面临的则是最终产品不可靠。配量功能常常受到位于其配量机构外部的阀的影响,组成流体实际上是用该阀装置通过本系统的。这种阀本身就由一个独立的机械操作系统组成,它需要自己的维护和协调。
以前配量泵中的一个显著问题就是隔离许多种流体所需的动态密封件的数目,这些密封件用于保持本装置内的压力以及防止流体泄漏。在许多情况下,一个或多个这种密封件不可避免地要暴露在外界,这样由于干燥往往会加速这种密封件的老化。随之必须在很短的周期内更换和维修这种构件。
许多以前配量泵由于其流体室和流体通道内空气泡的截留,而使其可靠性受到损害。如果空气泡能随着流动着的组成流体被成功地引导穿过配量泵并流出的配量泵,这样它本身是不会损害可靠性的。空气泡往往会在配量泵内升高到最高点,并聚积在那里。这样,配量泵的内部设计及其在使用点处固定平面上的安装方位,往往会使正常使用期间配量泵内空气泡的清除受到损害。
因此,一些配量泵已经配备有空气泡排出管塞,它们与配量泵中的各种室和流体通道的最高点相通。通过定期打开这些排气管塞,把聚集在其中的空气排出。但不利的是,如果仅仅是手工定期操作这种管塞,排气管塞还增加了配量泵的复杂性和泄漏的可能性并且需要额外的维护工作。
归根结底,以前的流体配量泵是把各独立的机构系统复杂地装配在一起,每个独立的组成系统都需要自己的维护工作。各种引入的系统必须进行协调。在努力把这种装置连成一个整体时,设计人员面临着两种相冲突的趋势。对于推进组成流体用的推进系统,辅助这种推进系统的子系统被布置在其外部。在此处能比较容易地接近它们进行维护和调整。但是比较难于用简单的方式进行协调。另外,这种额外的子系统能与流体推进系统的机构结构整体地结合在一起,这使它们难于接近,但同时有可能使协调比较容易。
所有这些存在于配量泵中的缺点仅仅是在配制两种组成流体时存在的。对能有效配制两种以上组成流体的需求,更加重了这些已知的问题。额外的组成流体需要额外的协调和配制系统。同已经得出的装置相比,本装置变得更复杂而不是更简单。
一种能有效对付额外组成流体并简化所涉及的子系统和组成构件数目的方法和设备在国际专利应用系列号为PCT/VS 0/01765的已公布专利WO 90/11960中得以揭示,并且在本文以后将把它称作以前公布的专利。
在以前公布的专利中,一种液压传动配量泵被举例为能配制至少三种精确体积的不同组成流体,其中包括一种高压传动流体。配量泵包括一个传动汽缸,它由一个在每端由一个平板构件封闭起来的筒所构成。一个相应构型的传动活塞被布置在传动汽缸内,把传动汽缸划分成第一或第二传动流体室,传动活塞以往复运动的方式被高压传动流体交替推向每个传动流体室。用于使传动流体流入和流出每个传动流体室的通道被加工在用于封闭传动汽缸筒的端板构件上。
传动活塞的每一面上配备有一个突出的配量活塞,对应于每个非高压组成流体。这些配量活塞伸入相应的配量圆筒,而配量圆筒朝着传动活塞方向通入每个传动流体室。进出每个配量圆筒的通道被加工在用于封闭传动汽缸筒的端板构件上。
一个阀机构整体地装在传动汽缸内,用于调节传动流体进出传动汽缸两侧传动流体室的流动。阀机构刚性地穿过往复运动活塞,进入位于两个相对端板构件每个上的阀腔中。尽管这种阀机构具有较好的经济性,但该阀机构需要阀机构与本装置传动活塞和两个端板构件之间进行极端严格的对准。换句话说,阀机构和传动活塞在对应各自的作用进行移动时,经受了无法容许的约束应力,从而影响了本装置的效率甚至能防碍本装置的正常运行。这大大约束了制造′768专利的配量泵时所需的装配精度。
一个在传动活塞往复运动冲程的极限处由传动活塞的移动起动的上中心机构操纵着阀机构并使高压传动流体交替进入传动流体室。上中心机构由环形弹簧系统起动,这些弹簧布置在每个第一和第二传动流体室中并且以不同的压缩程度约束在传动活塞和阀机构之间。这种环形弹簧中的压缩程度根据传动活塞在其往复运动期间的位置连续变化。这个以前公布专利的配量泵中的这种布置尽管被发现比更早以前的配量装置有所改进,但还是在反应灵敏性上多少有些不足,特别是在配量泵长时期停机后任意起动操作中更是如此。
在′768专利所揭示的配量泵中,有选择地调节传动流体与其它组成流体之间的配比,能够通过使用复杂的机械系统从配量泵外部进行。但是,这种配量调节系统要求配量活塞被加工成圆盘形活塞头,它可滑动地安装在一个可转动轴上并从传动活塞的端面上突出。这个轴在圆盘远离传动活塞的一侧上有一个扩张的头。轴的这个头配备有一个可从配量泵外面用内装可伸缩工具操纵的连接器,这种内装式可伸缩工具是为每个不同的配量活塞头而设置的。所有配量调节系统的部件被有利地包含在配量泵内。
尽管这种布置能简化装配后传动流体与其它组成流体之间比例的调节,但结果却是在机械上极端复杂并且显著增加了配量泵装配中所需不同部件的数目。为此目的进入配量泵的内部很象对空气泡管塞的介绍,它不仅增加了配量泵本身的复杂性而且还使其有可能泄漏。
一个可从外部调节的配量调节系统有一个不希望存在的缺点,即一个传动流体和组成流体已设置在预定理想比例下的配量泵当使用期间,从其中配制出的流体有可能偏离该预定的比例。因此,需要周期性地测试输出流体中这些流体之间的比例,并且随之周期性地重新校准配量泵。这样,象这种以前公布的专利所揭示配量泵必须在制造完成后进行微调,它是一个随时需要进行相应维护的配量泵。
在这个以前公布的专利中所揭示的加工在配量泵每个端板上的传动流体通道和组成流体通道,需要至少四条传动流体管连到配量泵上,以及4条管用于每个其它独立的组成流体。对于每种单独的流体,必须有一条输入和一条输出管连到位于传动活塞每端处的端板构件上。这样对于一个单独的传动流体和一对组成流体,需要连上几条管。
由于竞争的需要,有关构成配量泵筒的结构和材料成分已经遇到了困难。包在该筒内的第一和第二传动流体室被往复运动传动活塞相互分离开来。传动活塞的周围装有一个圆形有密封环。它起到了实际密封的作用并且与该筒的内壁滑动接触。
当高压传动流体被引入到传动缸中时,高压传动流体的一个作用就是使传动活塞筒的形状产生变形。这引起了两个不利影响。首先,传动流体与一种或两种其它组成流体之间的理想比例被改变。其次,传动汽缸形状上的改变能损害传动活塞上的密封环与泵筒内壁之间形成的密封。
为了能使传动汽缸筒不对传动的流体的压力影响产生变形,已经进行了大量的努力。由于不同的原因,每种努力能已证明是不成功的。
例如,已显著加厚传动汽缸筒的壁面,尽管这能得出一个更刚硬的结构但也得出一个更笨重的装置,由于它使用了相当大数量的组成材料从而使制造成本更高。另一方面,通过用强度很高的材料制成传动汽缸筒,已经把传动汽缸筒壁的厚度保持在一个容许值。如果在此过程中使用象钢这样的可浇铸材料,那么制造该装置的成本还是相当高的。
在另一方面,为了同样的目的已经努力使用不昂贵的可塑性材料制造,例如用树脂,为使本装置达到足够的强度,通常是往其上增加加强肋。这已经导致传动汽缸筒内表面显著变粗糙。
本发明的一个目的就是提供能同时精确配制已测定数量的至少三种不同组成流体的方法和设备。
本发明的另一个目的是提供一个流体配量设备,它完全排出所涉及的组成流体,而且在进行这项工作时具有工业中所容许的恒定操作精度,其中应用了本发明的技术。
本发明还有另一个目的是如上所述的一个流体配量设备,它仅仅是由所配制的组成流体中的一种产生的压力来驱动。
本发明的一个另外目的是如上所述的一个流体配量设备,它应用了往复运动并且能连续配制所涉及的组成流体。
本发明的另一个目的是一个流体配量设备,其中它的动态密封件被避免暴露于外部大气,由此有利于增加其持续的有效寿命。
本发明还有另一个目的是一个至少用于三种流体的流体配量泵,与以前配量泵相比它在机械上被设计成流线型,以便能结构紧凑便于安装,使用最少的不同组成构件并且需要最少的维护。
本发明还有另一个目的是一个如上所述的流体配量泵,其中传动汽缸能抵抗传动流体压力引起的变形。
不过,本发明还有一个目的在于,改进上述流体配量泵中传动汽缸的结构刚性,从而避免增加整个装置的尺寸,以及保持并延长密封环的有效寿命期,该密封环布置在传动活塞的内表面与其内往复运动的传动活塞的外围之间。
另外,本发明的一个目的是减轻上述流体配量泵装配中所施加的机械对准约束。
更特别的是,本发明的一个目的是提供一用于这种如上所述配量泵传动流体的阀机构,它能移动以忍受其组成构件的不对准。
本发明还有另一个目的是上述配量泵中增强变换机构的反应性,使用该变换机构,传动流体能交替地阀送到传动活塞的两侧,特别是提高配量泵周期性停机后变换机构的反应性。
本发明还有另一个目的是,减少供应和排出上述配量泵中流体所需的管数目。
本发明的一个目的是,能制造一个上述液体配量泵,在其制造过程中能容易地确定该配量泵所要配制的组成液体之间的比例,并在其后保持该比例固定且可靠。
本发明的一个另外目的是,一个上述液体配量泵,在正常使用期间能在流体流过其中时清除其中的空气泡。
本发明的一个相关目的是,提供一种用于把上述配量泵安装到固定表面上的方法和设备,由此简化从流过其中的液体中清除空气泡的工作。
最后,本发明的一个目的是,一个配量泵能在两种不同高压传动流体作用下工作,例如具有高碳酸含量的高压水和具有低或无碳酸含量的高压水。
本发明的另外目的和优点将在以下描述中加以陈述,并且部分将会描述清楚,或者可通过本发明的实践来了解。借助所附权利要求中特别指出的仪器和系统,可以认识并得出本发明的目的和优点。
加了达到上述目的,并参照本文中所概述的发明,一个系统被用于按精确预定的比例数量配制一个外部高压传动流体和一个或多个第一组成流体和第二组成流体。该系统包括一个由传动流体起动的配量泵和用于把配量泵固定到一个固定平面上的固定装置,该泵绕配量泵纵轴的旋转方位可以是任意预定的方位。配量泵和固定装置结合了本发明的技术,共同消除传动流体和第一与第二组成流体流过配量泵期间积累气泡。
但是,本配量泵结合了本发明额外的技术,简化了它的制造并保证了在按精确预定的比例在配制传动流体和至少一种第一和第二组成流体时操作的可靠性。
本发明的配量泵部分包括一个泵壳,其内为传动汽缸,该传动汽缸拥有封闭的端点和在端点之间延伸的侧壁。一个传动活塞布置在传动汽缸内,由传动流体推动进行往复运动,沿相反的方向构成传动活塞的连续冲程。这样,传动活塞把传动汽缸分隔成一个第一和一个第二传动流体室。传动汽缸的纵轴确定为配量泵的纵轴,固定装置能使配量泵绕此轴,以任意预定的旋转方位固定到一个固定表面上。
配量泵内部是一对第一组成流体配量圆筒。这些第一组成流体配量圆筒对着传动活塞开口,并通向每个第一和第二传动流体室。当还要用该配量泵配制一种第二组成流体时,在其内还提供了一对第二组成流体配量圆筒。这些第二组成流体配量圆筒同样对着传动活塞开口,并通向每个第一和第二传动流体室。
配量活塞从传动活塞的每侧突出,并延伸进各自相应的一个第一组成流体配量圆筒,如果有的话,还要延伸进各自相应的一个第二组成流体圆筒。这样,当一个第一和一个第二组成液体同时由配量泵配制时,在配量泵内部提供有两对这种配量活塞。传动活塞的往复运动交替地使组成流体配量活塞在每个相应的第一和第二组成流体配量圆筒内前进和后撤。
组成流体出口通道被加工在配量泵的外壳上。每个组成流体出口通道在组成流体排出位置处与第一和第二组成流体配量圆筒中的一个连通,该排出位置所处的地方辐射地远离每个相应的第一和第二组成流体配量圆筒的中心。如此,当配量泵绕传动汽缸纵轴的旋转方位使组成流体排出位置位于相应一个第一和第二组成流体配量圆筒的顶部时,空气泡在这些组成流体配量圆筒中的聚集就被清除。
同样,组成流体入口通道被加工在配量泵的外壳上,对应于每个第一和第二组成流体配量圆筒,每个组成流体入口通道在组成流体进入位置处与第一和第二组成流体配量汽缸中的一个相通,该进入位置所处的地方辐射地远离每个相应的第一和第二组成流体配量圆筒的中心。每个组成流体进入位置最好也布置成与同一组成流体配量圆筒的组成流体排出位置相对。每个组成流体配量圆筒的组成流体入口通道与组成流体出口通道之间的这种关系还有助于消除气泡在配量泵内聚集。
通过实例,并不限于该例,本发明系统的固定装置在其的一个实施例中包括有一个夹紧装置,用于把配量泵和一个支架啮合起来,该支架能把夹紧装置固定到一个固定表面上。该夹紧装置无损伤地在配量泵的纵向中部位置环绕该配量泵。在夹紧装置的一个实施例中,提供有一对能在其端点处相互无损伤地连在一起的半圆箍,以便能紧密地环绕泵壳。当半圆箍的端点被固定地相互连在一起并且由此把泵壳夹紧到一固定方位中之前,泵壳绕其纵轴的旋转方位能在半圆箍内调整,得出一个适合消除气泡的最佳角方位。不过,半圆箍端点处的连接能被松开,以便根据需要进行维修,更换或泵壳的重新定位。
本发明配量泵的泵壳有利的是包括了相同的第一和第二空心壳。每个都有一个开口端。第一和第二空心壳在其开口端处相互接合在一起,在其内构成了传动汽缸和它的第一和第二传动流体室。这样,配量泵的泵壳能反用一对相同的结构装配成。
每个第一和第二空心壳都包括两个组成部件。其中的第一个部件是一个壳装置,用于确定传动汽缸的一个单封闭端以及用于在其内部包容出第一和第二传动流体室中的单独的一个。每个泵壳的第二个部件包括流体连通装置,用于使传动流体源及第一和第二组成流体源与壳装置的内部相通。每个壳装置和流体连通装置的结构将在下文按此顺序进行描述。
壳装置包括一个杯形容器。该容器包括一个端壁,从端壁突出并环绕端壁外围的侧壁、和一个位于侧壁远离端壁的端点处的啮合面。第一空心壳容器的啮合面与第二空心壳容器的啮合面在两个容器装配在一起时接合在一起,构成传动汽缸的密封接头。
一个传动汽缸直线套筒被布置靠在处于装配关系中的两个容器的侧壁内部。传动汽缸直线套筒沿两个容器的侧壁布置,横跨位于其间的传动汽缸密封接头。传动汽缸直线套筒至少延伸到传动活塞往复运动中运行范围的相应极限处。传动汽缸直线套筒最好用个有高润滑性的材料制成,例如具有高特氟隆含量的材料。这降低了配量泵内部组成构件上的摩擦力和摩损,特别是传动活塞密封环上的摩擦力和摩损。其中,在配量泵的一个实施例中传动活塞密封环布置在传动汽缸的内表面与传动活塞的外围之间。
每个第一和第二空心壳的流体连通装置都包括一个流体歧管,它套在相应的一个空心壳的容器外围。每个流体歧管都包括一个端板,它能布置靠在相应容器端壁的外部。各种流体通道被加工在流体歧管的端板中。
每个流体通道从流体歧管的外部通到相应容器内的传动流体室中。这些流体通道可以包括一个高压传动流体入口通道、一个传动流体出口通道、一个第一组成流体入口通道、一个第一组成流体出口通道、一个第二组成流体入口通道和一个第二组成流体出口通道。
套在每个第一和第二传动流体室处传动汽缸外壳上的一对流体歧管,能够简便地把配量泵的连管接通到传动流体源及第一和第二组成流体源上。
流体歧管还包括一个装配罩,它从端板处开始沿相应容器侧壁的外围延伸。在装配罩远离每个流体歧管端板的端点处,提供有一个流体歧管装配法兰。在流体歧管的一个实施例中,装配罩包括一对装配臂,它们完全相对地布置在端板的两侧,每个在其自由端上都带有相应的一个装配法兰。
一个空心壳流体歧管的流体歧管装配法兰被本发明系统固定装置的夹紧装置,夹到另一个空心壳流体歧管的装置法兰上。如此,第一和第二空心壳被相互固定在一起,而其内的容器在其啮合面处相互接合。
配量泵另外还包括一个传动变换装置,用于容许高压传动流体交替地进入第一和第二传动流体室。有利的是,根据本发明技术的传动变换装置被完整地布置在配量泵的传动汽缸中。传动流体变换装置包括一个加工在每个泵壳上位于传动汽缸每端处的高压传动流体入口通道,和一个加工在泵壳上位于传动汽缸每端处的传动流体出口通道。
第一阀装置被提供用于使第一传动流体室交替地与加工在泵壳上位于传动汽缸靠近第一传动流体室那一端处的高压传动流体入口通道和传动流体出口通道相通。同样,第二阀装置被提供用于使第二传动流体室交替地与加工在泵壳上位于所述传动汽缸靠近第二传动流体室那一端处的高压传动流体入口通道和传动流体出口通道相通。
传动变换装置包括联动装置,用于可活动地互连第一阀装置和第二阀装置,它穿过传动活塞,具有多个对准自由度。这些多对准自由度减轻了配量泵与传动变换装置部件装配在一起时所引起的机械对准约束力。这也可以使这些部件可靠无约束地运行。
联动装置的作用是以或者第一或者第二操作方式同时操纵第一和第二阀装置。在第一操作方式中,第一传动流体室与加工在泵壳上位于靠近其的传动汽缸那一侧处的高压传动流体入口通道相通,同时第二传动流体室与加工在泵壳上位于靠近其的传动汽缸那一侧处的传动流体出口通道相通。相反,在第二操作方式中,第一传动流体室与加工在泵壳上位于靠近其的传动汽缸那一端处的传动流体出口通道相通,同时第二传动流体室与加工在泵壳上位于靠近其的传动汽缸那一端处的高压传动流体入口通道相通。
一个上中心装置驱动着联动装置,对应于传动活塞往复运动每个连续冲程的完成,在第一和第二操作方式之间操纵着第一和第二阀装置。
第一阀装置包括一个第一阀腔,它从第一传动流体室延伸进位于传动汽缸靠近第一传动流体室那一端处的泵壳中。第一阀腔与加工在泵壳上位于传动汽缸靠近第一传动流体室那一端处的高压传动流体入口通道和传动流体出口通道相通。
一个第一阀杆可滑动地安装在第一阀腔中。第一阀杆有一个第一端和一个与其相对的自由端,第一端收容在第一阀腔中而自由端从第一阀腔延伸到第一传动流体室中。一个第一阀通道沿纵向加工穿过第一阀杆。在第一阀杆的第一端处第一阀通道的端点在第一和第二操作方式中都通过第一阀杆的自由端通入第一传动流体室。第一阀通道的另一端通过位于第一阀杆第一端上的阀开孔通入第一阀腔。阀开孔在第一操作方式中与高压传动流体入口通道相通,在第二操作方式中与传动流体出口通道相通。
第一阀装置另外还包括一个约束在第一阀腔内的增压弹簧,它压缩约束在泵壳与第一阀杆的第一端之间。增压弹簧向第一传动流体室方向把第一阀杆推出第一阀腔,从而帮助第一阀杆从第二操作方式移向第一操作方式。
第二阀装置被构造成第一阀装置的一个影像,只是它位于泵壳上传动汽缸靠近第二传动流体室的那一端处。第二阀装置的增压弹簧有助于第二阀装置由第一操作方式移向第二操作方式。
在联动装置的一个实施例中,一个阀联动孔被加工穿过位于第一和第二传动流体室之间的传动活塞。一个阀联动轴可滑动地并且是密封地布置穿过阀联动孔,从而使阀联动轴反向的第一端和第二端分别布置在第一和第二传动流体室。一个连接铰接头系统被分别提供在每个阀轴的第一和第二端与第一和第二阀装置之间。
在一个实施例中,连接铰接头系统包括一个阀块,它在其第一侧处可旋转地并且可侧向滑动地联接到阀联动轴的第一端上,而且在其第二侧处可旋转地并且可侧向滑动地联接到第一阀杆的自由端上。这些在阀块每侧上可旋转并且可滑动的连接提供了多个对准自由度。这就能容易地装配联动装置的部件,同时还能避免其远行期间产生约束应力。当上中心装置驱动联动装置,在第一和第二操作方式之间操纵第一和第二阀装置时,阀块接合靠在传动汽缸的内侧进行往复滑动。
在本连接铰接头系统中,一个开口到顶部的阀杆收容凹槽被加工穿过阀块在其第一侧处的一个壁面。一个开口到顶部的阀杆固位销收容槽被加工在滑块的第一侧上,并与阀杆收容槽垂直。一个阀杆固位销插孔被侧向加工穿过第一阀杆的自由端。一个阀杆固位销可滑动穿过阀杆固位销插孔,布置在插孔中,它从第一阀杆的两侧向外突出。在此状态下,当第一阀杆的自由端收容在阀杆收容凹槽中时,阀杆固位销被收容在阀杆固位销收容槽中。
一个拥有相对的第一边缘和第二边缘的阀杆固位挡板在第一阀杆和阀杆固位销已被收容后,把其第一边缘插入阀杆固位销收容凹槽。由此阀杆固位挡板槽跨阀杆收容凹槽并且把第一阀杆的自由端约束在阀杆收容凹槽中,其中阀杆固位销穿过第一阀杆的自由端。相应,阀杆固位销也被约束在阀杆固位销收容槽中。这就能可活动地把第一阀杆自由端与滑块连在一起,而且可使第一阀杆相对滑块具有两种移动自由度。第一阀杆相对滑块,绕阀杆固位销倾斜,并且相对滑块,沿阀杆固位销滑动。
阀杆固位挡板的第二个边缘从滑块突出,并且具有凸形弧度,该弧度与传动圆筒内侧的弧度相同,由此可使挡板相对传动汽缸滑动。
在连接铰接头系统中同样的结构能可倾斜并且可滑动地把阀联动轴连到铰接头系统的滑块上。
一个开口开到顶部的联动轴固位凹槽被加工穿过滑块第二侧处的一个壁面,一个开口开到顶部的阀联动轴固位销固位槽被加工在滑块的第二侧上,与阀联动轴收容凹槽垂直。一个阀联动轴固位销插孔被侧向加工穿过阀联动轴的第一端。一个阀联动轴固位销可滑动地布置穿过阀联动轴固位销插孔,并从阀联动轴的两侧向外突出。在这种状态下,当阀联动轴的第一端被收容在第一阀联动轴凹槽中时阀联动轴固位销被收容在阀联动轴固位销收容槽。
一个阀联动轴固位挡板拥有相对的第一边缘和第二边缘,当阀联动轴和阀联动轴固位销以被如此收容后,把其第一边缘插入到阀联动轴固位销收容槽。这样,阀联动轴固位挡板横跨联动轴收容凹槽,并且把阀联动轴的第一端和其上传过其中的阀联动轴固位销一起约束在阀联动轴收容凹槽。阀联动轴固位销也相应地约束在阀联动轴固位销收容槽中。这样就能可活动地把阀联动轴的第一端连到滑块上,同时使阀联动轴能相对滑块具有两个移动自由度。阀联动轴相对滑块,绕阀联动轴固位销倾斜,并相对滑块,沿阀联动轴固位销滑动。
一个相同的,但却是上述连接铰接头系统影像的结构被用于把阀联动轴的第二端与第二阀杆的自由端连在一起。
本发明配量泵的上中心装置包括一个第一联动支承面,它连到传动活塞第一侧处的联动装置上,还包括一个第一传动支承面,它从传动活塞的第一侧连到传动活塞上。第一传动支承面在传动活塞往复运动的每个连续冲程中都能相对第一联动支承面移动到一个中心位置,此处第一传动支承面最接近第一联动支承面。
一个第一偏移装置在传动支承面中心位置靠近传动活塞的一侧处,把第一联动支承面及与其相连的联动装置推入第一操作方式。在第一传动支承面中心位置远离传动活塞的那一侧处,第一偏移装置把第一联动支承面及与其相连的联动装置推入第二操作方式。在本上中心装置的实施例中,第一传动支承面包含有一个弹簧收容槽,它加工在第一弹簧支撑块上。
在第一偏移装置的一个实施例中,两对弹簧被压缩安装在第一联动支承面与第一传动支承面之间。每个弹簧包括一个弹性C形环,任意处的轮廓都大于180°。每个环的每端都配有一个固定球,它可分别收容在加工于滑块和弹簧支撑块上的球形插座中。
可选择的是,杠杆装置被提供用于在引导传动活塞的传动支承面通过其中心位置后,与第一偏移装置相互配合并提高其作用。
在杠杆装置的一个实施例中,一个反弹隆起物从传动汽缸的封闭端对着传动活塞的第一侧突出。反弹隆起物作用相应于一个支轴,在引导传动活塞的传动支承面移过中心位置后该支轴在传动支承面与联动支承面之间的一个中介点上顶住第一偏移装置并推动它。这往往能提高第一偏移装置和约束在第一阀腔内的增压弹簧的效能,此时该增压弹簧正把第一阀装置从第二操作方式推向第一操作方式。
一个相同但却是上述第一偏移装置影像的结构被提供用作本发明配泵的第二偏移装置。一个相同但都是上述联动装置中杠杆装置的影像的结构可任意提供给第二偏移装置。
本发明的配量象另外还包括一个组成流体入口通道,它把传动汽缸的外部与相应的一个配量圆筒连接起来。一个第一防逆阀被布置在组成流体入口通道内,它被定向为容许组成流体单向流入相应的一个配量圆筒。
这样一个第一防逆阀可以包括一个第一防逆阀凹槽,它拥有相对的平行端壁。第一防逆阀凹槽被加工横跨组成流体入口通道,其端壁垂直于组成流体入口通道。一个防逆阀座被布置在第一防逆阀凹槽中,一个蝶阀布置成可容许组成流体单向流入到相应的一个配量圆筒中。
组成流体入口通道在第一防逆阀凹槽与相应的一个配量圆筒之间的部分是同时相对第一防逆阀凹槽和相应配量筒的不同心圆。
同样,本发明配量泵另外还包括一个组成流体出口通道,它把传动汽缸的外部与相应的一个配量圆筒连了起来。一个第二防逆阀被布置在组成流体出口通道内,被定位成容许组成流体单向流出相应的一个配量圆筒。
这样一个第二防逆阀可以包括一个第二防逆阀凹槽,它拥有相对的平行端壁。第二防逆阀凹槽被加工成横跨组成流体出口通道,并且第二防逆阀的端壁垂直于组成流体出口通道。一个防逆阀座被布置在第二防逆阀凹槽内,而且一个蝶阀也是如此布置,以便容许组成流体单向流出相应的一个配量圆筒。
组成流体出口通道在第二防逆阀凹槽与相应的一个配量圆筒之间的部分是一个同时相对第二防逆阀凹槽和相应的一个配量圆筒的不同心圆。
同样在传动活塞的另一侧为每个组成流体配量圆筒提供了与上述第一和第二防逆阀相同但都是其影像的结构,作为第一和第二防逆阀。
流体配量泵的每个配量圆筒任意包括一个配量圆筒套筒,它从各自的传动汽缸端部突出。一个拥有预定横剖面内腔的配量圆筒衬套被约束在配量圆筒套筒内。有利的是,每个配量圆筒衬套都是由高润滑性材料制成,它可以和制成配量圆筒套筒和传动汽缸的材料相对照。
相应地,每个配量活塞包括一个配量活塞底座,它从传动活塞的一侧向相应的一个配量圆筒突出。一个配量活塞头被固定到配量活塞底座上与传动活塞相对的那一端上。配量活塞头有一个与配量圆筒衬套预定横剖面相同的横剖面,而且它是可滑动地并且是密封地布置在其中。
如此,通过调整配量圆筒套筒的预定横剖面,使配量泵具备比例调节措施,以便能在传动活塞往复运动的每个冲程中固定吸入和排出每个配量圆筒的任一种或两种组成流体的预定数量。在每个这种冲程中,布置在配量圆筒中的相应配量活塞头交替地在配量圆筒衬套内前进和后撤,相应地往配量圆筒内吸入并从配量圆筒中完全排出预定数量的组成液体。
另外,本发明的配量泵包括一个第一流体歧管,它套在第一传动流体室处的传动汽缸的外部。第一流体歧管包括一个端板,它被布置靠在传动汽缸接近第一传动流体室的端壁的外部。该端板已经在其内加工有一些流体通道。
本发明还仔细考虑了一种按精确预定比例配制一种传动流体和一种组成流体的方法。在本方法中,高压传动流体被阀交替地送入传动活塞的另一侧。其中为了往复运动,该传动活塞是可滑动地布置在传动汽缸内的。完成这项工作所用的阀装置完全布置在传动汽缸内。传动汽缸包括相同的第一和第二空心壳,其每个都有一个开口端,并且在该开口端处它们被相互接合在一起形成传动汽缸的密封接头。
本发明的方法另外还包括一个步骤是,排空传动活塞未提供高压传动流体的那一侧,以便能使传动活塞往复运动。以及把传动流体从传动活塞未提供高压传动流体的那一侧完全排出。
在传动汽缸内一对配量活塞按本发明的方法被固定到传动活塞的每一侧上。每个配量活塞都伸入单独一个相应配量圆筒中,其中配量圆筒朝着传动活塞开口并通入传动汽缸。在传动活塞往复运动中配量活塞在相应配量圆筒内前时和后撤。
本发明的方法另外还包括的步骤是,当配量活塞在配量圆筒内后撤时向配量圆筒内供应组成流体,当配量活塞往配量圆筒内前进时排空配量圆筒。这就能在传动活塞往复运动的每次循环中按精确的比例从其中完全排出组成流体,该比例是由每个相应配量圆筒被配量活塞头在其内所横断的容积及传动汽缸被传动活塞所横断的容积确定。
为了得到本发明上述内容的样式及本发明的其它优点和目的,下面将参照附图中所示的特定实施例对以上已简单描述过的本发明进行更详细的描述。应知道附图所描述的仅是本发明的一个典型实施例,因此不要限死在其范围内。下面将使用以下附图更详细更专一地描述并解释本发明。


图1是一幅结合了本发明技术的安装在一个软饮料配制站上的配量泵透视图,它代表了使用本配量泵的一个预期环境。
图2是一幅用于图1所示配量泵的固定支架的部分拆解透视图。
图3是一幅图2所示配量泵的进一步部分拆解透视图,其中流体歧管从传动汽缸的端点外部被拆下。
图4是一幅图3配量泵的近一步部分拆解透视图,它示出了布置在传动汽缸内部的配量泵部件。
图5是幅图4传动汽缸的部分拆解透视图,选择示出了功能上可相连在一起的部件。
图6是一幅在传动汽缸端点外部沿图3中直线6-6处看过去的阀凹槽放大视图,示出了防逆阀与相应配量圆筒之间的空间关系。
图7是一对图6中所示的组成流体防逆阀凹槽和与其对应的配量圆筒的横剖面视图,它取自图2和6所示的剖面线7-7处,并且示出处于装配关系中的流体歧管和相应的防逆阀。
图8是一幅图2和3配量泵在装配好的情况下的横剖面平面图,它取自图2和3中的剖面线8-8。
图9是一幅图8中所示的配量泵传动汽缸内壁与传动汽缸直线套筒的放大横剖面平面图;图10是一幅传动汽缸直线套筒第二个实施例的透视图,如同图4中所示的那个;图11是一幅类似于图9的放大横剖面平面图,它取自图10所示的传动汽缸直线套筒的第二个实施例;图12是一幅图2、3和8配量泵在装配好的状态下的横剖面侧视图,它取自这些图中的剖面线12-12处;图13是一幅传动变换机构组成部件的部分拆解透示图,它位于图4所示的配量泵传动活塞的一侧;图14A是图2、3和8配量泵在已装配好情况下的纵剖面图,它取自这些图的剖面线14-14处,示出了在第一运行阶段中各组成部分的相对位置。
图14B是一幅图14A所示装置的纵剖面图,它处于随后的第二运行阶段;图14C是一幅图14A和图14B所示装置的纵剖面图,它处于随后的第三运行阶段;图14D是一幅图14A-14C所示装置的纵剖面图,它处于随后的第四运行阶段;图15A是一幅传动流体阀的放大横剖面图,示出了该阀在图14A的右侧所处的位置;图15B是一幅图15A传动流体阀的放大横剖面图,它示出了该阀在图14D的右侧所处的位置。
图16是一幅典型管路密封机构的放大横剖面视图,该机构用于把供应管或排出管连到图1所示的配量泵上;
图17是一幅类似于图3的配量泵第二个实施例的部分拆解透视图,它用另一种方法构成图3所示的流体歧管;图18A是一幅图1配量泵的流体流动示意图,它被连到单一一个高压流体源上,并且所处位置对应于图1 4A所示配量泵的纵剖面视图;图18B是一幅图18A配量泵的流体流动示意图,其所处位置对应于图14D所示配量泵的纵剖面视图;图19A是一幅图1配量泵的流体流动示意图,它与两种不同高压流体源相连,所处位置对应于图14A所示配量泵的纵剖面视图;和图19B是一幅图19A配量泵的流体流动示意图,其所处位置对应于图14D所示配量泵纵剖面视图;应理解的是,文中所揭示的液体配量泵可应用于任何各种不同的领域,这些领域需要把许多种成分的液体连续精确地配制并同时混合成一种所想要的产品。许多工业用和消费用材料的制造就是如此,例如,涂料、农药、化肥和工业密封剂的制造,以及化妆品、药品和牙膏的配制,甚至象人造黄油、糖浆和饮料这样的食物的制造也是如此。
尽管本发明的方法和设备可应用于每个以上所介绍的领域或用于其它领域,但为了充分揭示本发明的设备和方法,本文的附图仅示出了本发明的一种应用,即用于把饮料的组成流体配制成一种完全符合消费者口味所决定的标准的混合消费品。
因此,图1示出了一个结合了本发明技术的配量泵10,它安装在封闭箱14内的固定表面上。图1中箱14接近并位于控制板16之上,控制板16配有许多配量泵起动控制钮18,每个控制钮都相应配有一个配量器喷头20。图中一个顾客正准备按一个起动控制钮20,从而起动配量泵10配制一种饮料,通过相应的一个配量器喷头20装入位于突出台26上的一个杯子24中。
所要配制的饮料既可以是碳酸类饮料也可以是非碳酸类饮料。图中所描述的场景可以是餐厅或快餐店、娱乐中心或运动场所中的任一种,甚至还可以是在购买顾客配制饮料正在增多的杂货店中的情况。因此,尽管顾客22可以是配制到杯子24中的饮料的最终消费者,但另一方面顾客22可以是一名服务人员,他配制饮料售给图中未示出的最终消费者并由其饮用。
配量泵10由高压传动流体驱动,此处该传动流体一般从一个高压传动流体源,例如传动流体罐28,通过单根高压传动流体供应管30来提供。配量泵10右高压传动流体罐28的作用下进行工作,从而从配量泵10配制第一种组成流体而且还有可能配制第二种组成流体,这两种流体都不是高压的。这样,第一种组成流体一般通过单根的第一种组成流体供应管34,从第一种组成流体罐32被供应到配量泵10中。同样,第二种组成流体一般通过单根的第二种组成流体供应管38提供给配量泵10。
配量泵10按预定的严格比例,根据配制时所用传动流体的数量来吸取一定数量的第一种组成流体和第一种组成流体。如此数量的传动流体,第一种组成流体和第二种组成流体分别通过单根传动流体排放管40、单根第一种组成液体排放管42和单根第二种组成流体排放管44,由配量泵10传到控制板16处混合。当然,如图1所示,传动流体与第一或第二种组成流体中任何一种以这种方式进行配制时不必远离配量泵10进行混合,但是根据使用配量泵10的环境需要,这些流体能在临近泵10的附近立即混合并在此后以混合状态传送到把这种混合产品提供给消费者的实际位置处。
流体供应管30、34、38和流体排放管40、42、44由连接件装在配量泵10上,一种较佳的连接件将在以后详细揭示。但为了简便,这种连接器,甚至供应管和排放管在本发明随后所有可能的附图中都将被省略。除了这种供应管、排放管和罐子28、32、36外,配量泵10所有其它的工作部件都布置在其内部。
不过,在开始研究那些内部结构之前,应指出,本发明的设备和方法设想了一个系统,它用于按预定的严格数量比把一种外部高压传动流体与第一种和第二种组成流体配制在一起。这种系统不仅包括一个由传动流起动的配量泵,例如配量泵10,而且还包括用于把该配量泵固定在一个固定表面上的与泵结合在一起的固定装置,例如固定在固定表面12上,该固定装置围绕相对于配量泵确定的纵轴位于其任意预定的旋转方位上。图2中通过实例给了能提供这种固定装置功能的一种适当结构的实施例,它不限于这一种实施例。
此处,配量泵10相对图1已经被放大并且能以总体的感觉来观察,它包括一个一般柱型的结构,其相应的中央纵轴为L,而且还包括一个位于配量泵10外部中央位置的环状法兰46,它与配量泵10的纵轴L同轴。配量泵10的其它外部特征及其功能特点将在以后论述。
但在图2,能看到一种本发明系统的固定装置,它包括一个用于啮合配量泵10的夹紧装置和一个能把该夹紧装置固定在固定表面12上的支架47。夹紧装置在配量泵10纵向中央对应于环形法兰46的位置处,无损伤地环绕配量泵10。如图所示的实例,但不只限于该例,这种夹紧装置能采用一对半圆箍48、50的形式,它们结合起来紧密地包围住配量泵10并且容纳下环形法兰46。兰圆箍48、50的端部能用任意数目的大家所熟知的连接器结构无损伤地相互连接起来,例如用螺纹连接器52、54连接。
支架47使用一些类似的螺纹连接器56适当地固定在固定表面12上。一套螺纹连接器52、54不仅用于把半圆箍48、50的一对自由端连接起来,而且还用于把支架47的一个带口的固定腹板58啮合在半圆箍48、50的另一对端点之间。在完全拧紧螺纹连接器52、54之前,配量泵10绕纵轴L的旋转方位能在半圆箍48、50内调整。
用这种方式,能使配量泵10处于最佳角度的方位,从而在流体传过其中时抑制气泡的聚集。配量泵10的内部结构也有利于有效抑制气泡,而且这个问题将在以后论述。
不过原则上,通过使用半圆箍48、50所得到的配量泵10绕纵轴L的角方位最好是等于能使传动流体、第一种组成流体和第二种组成流体完全垂直地流过配量泵10,不管配量泵10所处的固定表面12是否倾斜。因此一般情况下并如图1所示,供应管,例如供应管30、34、38被最恰当地装在配量泵10上,其所处位置低于排放管(例如排放管42、44、46)所处的位置。
自然,完全拧紧半圆箍48、50之前配量泵10在半圆箍48、50的可旋转性使配量泵10安装在固定表面12上期间能有机会最佳地确定这些互连位置的相对位置。
根据本发明的一个方面,配量泵10包括往复装置,用于连续分配高压传动流体。这种往复装置包括一个不动部分和一个装在其中的活动部分,活动部分由高压传动流体驱动沿反向以连续的冲程往复运动。
图3是一幅配量泵10的部分拆解透视图,这将有助于初始理解该往复装置不动部分的一些部件。该不动部分包括相同的第一和第二空心壳60,位于环形法兰46的两侧。每一个空心壳60在环形法兰46处都有一个图1和2中未示出的开口端。空心壳60的开口端相互啮合配合,从而在其内部构成了一个在图2和3中也未示出的传动汽缸,而汽缸在第一和第二对置传动流体室的两端处终止。配量泵10往复装置的活动部分交替地向每个第1和第2传动流体室的反向以往复运动的方式被驱动。
如图3所示,每个空心壳60都包括有壳体部分,用于构成该传动汽缸的单封闭端,以及用于在其内部封闭单独的一个第1和第2传动流体室。这种壳体在图3中以杯形容器62的形式示出。
根据对图4所示的配量泵10另一个拆解透视图中进一步优点的理解,每个容器62包括一个带有侧壁66的端壁64,侧壁从柱体表面突出。在远离端壁64的侧壁66的端点处加工有一个啮合表面68。在容器62装配在一起的情况下容器62的啮合面68相互啮合在一起,构成了容器62内传动汽缸72的密封接头70。容器62的啮合面至少有部分位于容器装配法兰74上,它们从侧壁66上远离端壁64的那端向外辐射突出。这样当容器62如图3所示装配起来时,容器装配法兰74合在一起构成环形法兰的对接部分,并且在对接容器62的啮合面产生实际接触的地方形成密封接头70。这样密封接头70位于环形法兰46的中央。
与每个容器62一起,空心壳60进一步还包括流体传送装置,以便使传动流体源及第一和第2组成流体源分别与每个容器62的内部相通。如图3中实例所示,但不限于该例,执行本发明流体传送装置功能的结构的实例是以流体歧管76的形式示出,这些流体歧管76活动地套在相应的一个容器62的外部。此处可观察到每个流体歧管76包括一个端板76,它被布置成顶着一个容器62的端壁64。一个装配罩80沿容器62侧壁66的外部从流体歧管76的端板76处伸出。在图3所示的装配罩80构型中,纵向沿伸的加强助82从端板78开始向容器62啮合表面68之间构成的密封接头70延伸。在每个装配罩远离端板78的端点处提供了一个流体歧管装配法兰84。
对置流体歧管76的流体歧管装配法兰84在配置泵10的中部接合在一起,从而与容器装配法兰76一起构成环形法兰46。在环形法兰46中部的流体歧管装置配法兰84的啮合面之间产生密封接头70。流体歧管装配法兰86和容器装配法兰74利用半园箍48.50被固定成具有同一平面的密封部件,同时也把容器62和容器装配法兰74固定成空心壳60的一部分。
在每个流体歧管76的端板78处,加工有许多用于传动流体的通道和用于第一和第二种组成流体的通道。在容器62的端壁64被流体歧管76的端板78啮合的地方,放入了O型环88,以便能流体密封地把流体歧管76中的各种流体通道与相应的位于每个容器62中的流体通道连通起来。
加工在流体歧管76上的流体通道通过扩张型开口90与其外部相通,这些扩张型开口90即可以用塞子堵塞住也可用连接器连接流体管,例如连接流体供应管30、34、38或流体排放管40、42、44。流体配量泵10这方面的问题将参照以后介绍的其它横剖面图和流体流动图进行论述。但是对于目前来说,应观察加工在流体歧管76端板78上的流体通道,每个这种通道在其与开口90反向的那端处,通过容器62的端壁64与传动汽缸72的一端或另一端相通。
这些流体通道的布置以及以后配量泵10内部所有其它结构件的布置都是镜像结构布置,配量泵10和其内部传动汽缸72的每一侧都与其向对应侧相同。因此,为了简便起见,对于那些相同但却是镜像结构关系的构件,将对这种两侧镜像结构的一半加以论述。
例如,如图3左侧所示,高压传动流体进口通道92加工在流体歧管76的端板78上,它通过加工在容器62端壁64上的阀腔94与传动汽缸72相通。这样,传动流体在图3左侧那端通过与高压传动流体进口92连在一起的扩张开口90然后再通过在图3右侧流体歧管76的端板78上所示的内端以及与其连通的阀腔94,进入传动汽缸72。这些结构在密封接头70的两侧以相同的影像构型布置。
传动流体也通过阀腔94流出汽缸72,但是此处它还通过传动流体出口通道96以及在外端与其相通的扩张开口90。在传动流体出口通道96与阀腔94相通处出口通道96的内端位于流体歧管76的端板78的内表面上,如图3右侧所示。尽管图3左侧所示的容器装配法兰74端板78的外部构型显示出与高压传动流体入口通道92和传动流体出口通道96相同的外观,但应了解的是这种与那些通道相对应的以及与以它将论述的其它结构相对应的外部结构,仅仅是由于制造某一部件,例如制造配量泵10的流体歧管76时所使用的塑料模制工艺才导致了本文所揭示的这种配量泵10实施例。另一方面,加工在流体歧管76上的流体通道可以在整体端板78上通过钻孔和机械加工制造出用于流体歧管76的通道。
此外,还应知道,尽管图3左侧示出了流体歧管76的端板78的外观,但高压传动流体进口通道92与传动流体出口通道96相互之间并不直接相通。端板78外部的突出物98包容了一个装有弹簧的凹室,这个凹室在图3中看不到,它仅与传动流出口通道96相通。
在突出物98处,每个高压传动流体入口通道92与传动流体出口通道96被相互分离开,从而借助一个椭圆形传动流体高压封闭室100单独地与阀腔94相通,这个高压封闭室1 00在图3左侧容器62端壁64的外表面上可看到。如图3右侧所示,传动流体高压封闭室100通常使每个高压传动流体入口通道92和传动流体出口通道96的内端与阀腔94相通。
另外,在图3左侧,流体歧管76的端板78的外部结构显示出其上加工有各种通道,用于单独通向传动汽缸72以从第一和第二组成流体的传动汽缸72通出,每个流动通道都与另一个分隔开。这样,出现在图3左中流体歧管76的端板78的外表面包括一个第1组成流体入口通道102,一个第一组成流体出口通道104,一个第二组成流体入口通道106和一个第二组成流体出口通道108。每个通道都在相应的扩张开口90处通向流体歧管76的端板78的外部。在图3的右侧,每个通道的内端位于流体歧管76的端板78的内侧,与各自的一个单向防逆阀凹槽110、112相通,图中这些防逆阀凹槽110、112位于图3密封接头70的左侧容器62的端壁64的外表面上。在图3中仅局部示出了组成流体通道的内端。
不过,所介绍的这些配量泵10结构在密封接头70的两侧以相同影像的方式布置。如图3所示的实例,不只限于比例,在每个容器62侧壁66的外表面上横向传动流体通道被加工成相同影像的构件。这些构件包括相同横向影像的第一防逆阀凹槽110,它们各自介入第一组成流体入口通道102和第2组成流体入口通道106。首先防逆阀凹槽用于布置一个第一防逆阀,目的是使第一和第二组成流体能分别单向流入配量泵10的内部。相应地在容器62端壁64的外表面上加工有一对第二防逆阀凹槽112,它们在图3密封接头70的左侧示出。第二防逆阀凹槽112被设计成每个能装下一个防逆阀,以便使第一和第二组成流体分别通过第一组成流体通道104和第二组成流体出口通道108,分别单向流出配量泵10的内部。
在每个容器62的外部处横向传动流体出口通道114部分通过环形法兰46相互相通,并且由此在其内部横穿密封接头70。如此,在其远端处开口的横向传动流体出口通道114能够在加工于一个流体歧管76端板78上的传动流体出口通道96与加工在另一个流体歧管76端板78上的传动流体出口通道76之间连通。这个通道穿过横向传动流体开口116,其中开口116在流体歧管76的端板78的内表面上通向传动流体出口通道96,如图3右侧所示。
相应地为了能使加工在配量泵10每个流体歧管76端板78上的传动流体了口通道96能相互连通起来,在每个容器62侧壁66的外部把一个横向高压传动流体入口通道118加工成相同影像的结构。横向高压传动流体入口通道118的开口端通过横向高压传动流体开口120与相应的高压传动流体入口通道92相通,其中开口120加工在每个流体歧管76的端板78的内表面上,但在图3中看不到。
另外,本发明的通用流体连通装置包括一个类似构造的横向组成流体入口通道122,该通道122通过一个在图3中看不到的横向第一组成流体开口124,与每个流体歧管76的端板78上的第一组成流体入口通道102相通。一个横向第一组成流体出口通道126通过横向第一组成流体出口开口128,与位于每个流体歧管76的端板78上的第一组成流体出口通道104相通,其中之一在图3右侧示出。
在本发明的通用流体连通装置中,相同构造的映象结构提供给第二组成流体。这些结构包括一个横向第二组成流体入口通道130和相应的横向第二组成流体入口开口132,开口132在图3中未示出,它在配量泵10的每个端点处与第二组成流体入口通道106相通。
最后如图3的实例所示,但不限于该例,一个横向传动流体通道在每个窖器62侧壁66的外表面上被加工成相同映像的构件。如图3的实例所示,但不限于该例,一个横向传动流体通道在每个容器62侧壁66的外表面上被加工成相同影像的构件。如图3实例所示,但不只限于该例,一个横向传动流体通道在每个窖器62的侧壁66的外表面上被加工成相同影像的构件。图3中未示出。
最后,如图3中实例所示,本发明的通用连通装置包括一个横向第二组成流体出口通道134和位于其每个端点处的横向第二组成流体出口的开口136,开口136在配量泵10的每一端点处与第二组成流体出口通道108相通。
根据本发明配量泵的一个方面,通用流体连通装置被用于有选择地把如上所述的加工在配量泵10一个流体歧管76的端板上的流体通道连通到传动流缸72中,它通过相应的一个单向防逆阀凹槽110、112,如图3所示这些凹槽靠近密封接头70在容器62端壁64的外表面上。
由于横向传动流体出口通道114、横向高压传动流体进口通道118,横向第1组成流体入口通道122,横向第一组成流体出口通道126,横向第二组成流体入口通道130和横向第二组成流体出口通道134显露在容器62侧壁66的外部,因此这些横向流体通道的特征也就是它们显露在容器62构成的传动汽缸72的外部。由于以上所述的横向流体通道与传动汽缸78整体地结合在一起,所以图4中所示的本发明通用流体连通装置的实施例能被认为是与传动汽缸整体于结合在一起。然而,与配量泵10的传动汽缸完全不同的通用流体连通装置属于本发明的范围,以后将参照图17更详细地对其予以论述。
但是本发明的通用流体连通装置的功能就是减少必须连通到配量泵10上的流体供应和流体排放管的数目,其中的流体供应和流体排放管用于提供高压传动流体和第一和第二组成流体,以及按预定的比例把它们配制在一起。以上所述的横向流体通道系统的作用就是使单根流体供应管或流体排放管能连到配量泵10的一侧,此外这些供应管和排放管还能用作配量泵10另一侧的流体供应管或流体排放管。这大大简化了配量泵10的安装,并降低其上所需的辅助管路的数量。
对于图18A、18B、19A和19B中所示的流体流动图,传动流体与第一和第二组成流体借助本发明的通用流体连通装置流过配量泵,最终将是最清楚明了的。对于这几个图中的后一对附图,还将解释如何使用由两种不同高压传动流体驱动的配量泵10有选择地堵塞横向高压传动流体进口通道118,这两种高压传动流体源的碳酸等级最好不同。不过不会在这点上对这些附图进行充分描述。
此外读者还可看到图4所示的配量泵10的容器62的进一步拆解透视图。其中,通过分离其上的窖器62和啮合面68,配量泵10的内部和传动汽缸72的特征首先能开始被了解。其它位于传动汽缸72内部的配量泵10的构件由此也显露出来。这种额外的部件将参照图4进行简单地标识,但在以后将对它们作更详细的说明并把它们与配量泵10的其它构件相互联系起来。
一个传动活塞140被布置在传动汽缸72内,它以连续冲程的往复运动方式沿对向由高压传动流体推动。一个传动活塞密封环14环绕在传动活塞140的外围,以便环绕靠在传动气缸72的内表面上,保持其任一侧上传动流体之间的流体密封性。用于配量泵10的传动活塞较佳实施例更详细的结构,例如传动活塞140将在以后参照附图5进行论述。不过,这种传动活塞其它可能的形式能容易地收入本发明的技术和限定范围内。
重要的一点就是要注意,当图4所示的传动汽缸72的横剖面是圆形,而且当传动活塞140的横剖面与其对应时,在配量泵10中采用实际上具有任意易加工的等截面横剖面传动气缸,尽管在目前不是较佳的但它同样却是易加工的。因此,象传动汽缸12这样的一个传动汽缸可以是椭圆形、矩形或任意其它的易加工的横剖面,此时只要根据图4中所示的传动活塞140的情况改进需要与传动汽缸一起工作的传动活塞的尺寸和形状。
配量泵10装配在传动汽缸72内的其它结构件包括一对配量圆筒142,144,它们从容器62端壁64的内表面146突入传动汽缸72,如图4右侧所示。同样,但在图4中未示出的相同配量圆筒148、150与图4中能看到的呈影像关系,它们也是从容器62端壁64的内表面突入传动汽缸72,只是它们位于与配量圆筒142、144对立的那端。配量圆桶142、148、150方位朝着传动活塞的端部是开口形的。
一般,如图2所示,配量圆桶的纵轴平行配量泵10的纵轴L,从而平行于传动汽缸72的纵轴。然而,在本发明的范围内这不是绝对的情况,但这样的布置可大大简化配量泵10中相互对应的结构。
在每个容器62端壁64的内表面146上两个配量圆筒中的一个对应于第一种组成流体,该流体将由配量泵10按预定的比例与传动流体配制在一起。在每个容器62端壁64的内表面146上的另一个配量圆筒对应于第二种组成流体。为了便于以后参照,配量圆桶142和146将与第一组成流体联系在一起,而配量圆桶144和150将与第二组成流体联系在一起。
每个配量圆筒的组成流体通过以上所描述的第一和第二组成流体入口和出口通道流入和流出。因此,第一组成流体通过第一组成流体入口通道102进入配量圆筒142、148,并通过第一组成流体出口通道104由其中排出。第二组成流体通过第二组成流体入口通道106进入配量圆桶144、150,并通过第二组成流体出口通道108从其中排出。
组成流体由配量活塞吸进每个配量圆筒,并且必定会由配量活塞从其中排出。这个配量活塞从传动活塞140的表面往配量圆筒中突出。配量活塞在每个相应的配量圆筒中同传动活塞140一起以往复运动的方式向前和向后移动,其中传动活塞140由传动流体推进。准确地说,当配量泵10被装配起来时,一个在图4中看不到的配量活塞152从传动活塞140的表面伸出并容入配量圆筒142中。这样,传动活塞140的往复运动就会交替地使配量活塞152在配量圆筒142内前进和后撤,从而相应地往其中吸入并且必然从其中排出精确测定数量的第一种组成流体,往其中吸入的与从其中排出的第一种组成流体是对应的。一个在图4中看不到的配量活塞152从传动活塞140多侧面伸入配量圆筒144,用于参与其内的往复运动。
同样,配量活塞158、160从图4中可看见的传动活塞140一侧162突出,并分别伸入配量圆筒148、150,这在该图中看不到。配量活塞158、160在相对应的每个配量圆筒内的操作与以上所述的配量活塞152、154的操作是相反的。这样,当传动活塞140的一个冲程把配量活塞152、154分别推进配量圆筒142、144,并且由此必然从其每个中排出相应的组成流体时,在传动汽缸140对面那侧的配量活塞158、160同时在相应的配量圆筒内被后撤。这就往相应的配量圆筒中吸入相应的组成流体。
在离开图4之前,有必要进一步指出已装配好的配量泵10装在传动汽缸72内的结构件。配量泵10其余的一些功能部件所具有的功能只能参照图4进行精略地解释。然而,执行将按图4论述的每一种功能的相应结构,在以后还将参照相应的特定附图进行进一步的详细论述。但是为了便于此时的论述及以后的论述,装在图4右侧容器62内的那部分传动汽缸72将被称作第二传动流体室166,而位于传动活塞40对面那侧上的那部分传动汽缸72将被称作第二传动流体室168,该传动流体室168由于是在图4的左侧被容器62所包围所以看不见。
根据本发明的一个方面,一个由外部高压传动流体驱动移动的液压传动泵(例如配量泵10)包括第一阀装置,该阀装置用于使第一传动流体室166交替地与高压传动流体入口通道92相通,该通道92靠近第一传动流体室166位于流体歧管76的端板78上。如图4实例所示,但不限于该例,加工在第一传动流体室166附近容器62的端壁64上的阀腔94同时与高压传动流体入口通道92和传动流体出口通道96相通,这些通道92、96靠近第一传动流体室166并且位于流体歧管76的端板78上。当配量泵10被装配起来时一个第一阀杆172可滑动地安装在阀腔94内。第一阀杆172拥有一个实际上容入阀腔94的第一端174以及一个由其反向从阀腔94延伸进第一传动流体室166的自由端176。
相应,当配量泵10被装配好时,一个第二阀杆172可滑动地安装在位于图4左侧容器62内的阀腔中。图4左侧的容器62包围并构成了在图4中看不到的第二传动流体室168,但第二传动流体室168位于传动活塞140的侧面,与第一传动流体室166相对。第二阀杆182同样拥有一个实际上容入阀腔94中的第一端184和一个从阀腔94延伸进第二传动流体室168中的自由端186。
第一阀杆162和第二阀杆182在相应的阀腔94内分别滑动,从而使高压传动流体在传动活塞140的两侧交替地被阀送入传动汽缸72中。一个联动系统协调第一阀杆172和第二阀杆进行同样的滑动,该联动系统将在下文即刻予以概要描述,这种同样的滑动还会使传动活塞140未吸入高压传动流体的那侧排出传动流体。这两种功能合在一起就能使传动活塞40往复运动,并且能把传动流体从未吸入传动流体的那侧强制排出。
在此过程中,阀杆172、184的第一端174、184事实上各自都不直接与阀腔84的内表面配合。而是在每个传动流体高压封闭室100内布置一个如图3所示的密封构件187,该构件187位于阀腔184与通向传动流体出口通道96的开口之间并且对准该阀腔184和该出口通道96,其中传动流体出口通道96位于流体歧管76端板78的内表面上。然后使阀杆172、182相应的一个第一端174、184可滑动地穿过密封构件187布置。密封构件187包括一对人字形密封圈188,它们分别环绕阀杆172、182的第一端174、184,并且与第一端174、184啮合。布置在每对人字形密封圈188之间的是一个刚性圆柱套管189,这个套管189上加工有许多孔眼191,这些孔眼191能使高压传动流体入口通道92内的传动流体流过传动流体高压封闭室100,进入阀杆172、182的第一端174、184的侧面附近。有关此过程较详细的描述将参照图15A和15B进行解释。
根据本发明的另一个方面,一个由外部高压传动流体驱动的并且用于分配该传动流体的液压传动泵(例如配量泵10)配备有联动装置,用于通过传动活塞140把第一阀装置与第二阀装置可操作地互连起来,如此以便能在第一阀装置和第二阀装置之间提供较大范围的对准间隙。根据这种技术提供的联动装置或者以第一种操作方式或者以第二种操作方式同时操作第一阀装置和第二阀装置。
在第一种操作方式中,第一传动流体室166被布置成与靠近第一传动流体室166的高压传动流体入口通道92相通,而第二传动流体室168被布置成与靠近第二传动流体室168的传动流体出口通道96相通。相应的,在第二种操作方式中,第一传动流体室166被布置成与靠近其的传动流体出口通道96相通,而在图4中未示出的第二传动流体室168被布置成与加工在配量泵10处壳上靠近第二传动流体室168的高压传动流体入口通道相通。
参见图4所示的实例,但不限于该例,一个阀联动轴190可滑动地穿过传动活塞140布置在传动活塞140的两侧,其第一端192布置在第一传动流体室166内而其第二端194布置在第二传动流体室168内。在阀联动轴190的端部与第一和第二阀杆172、182的自由端176之间分别提供了一个连接头系统。
这种连接头系统包括一对也在图4中示出的阀滑块196,但不只限于这些构件。图4右侧所示的阀滑动196把阀联动轴190的第一端192与第一阀杆172的自由端176互连起来。相应在传动活塞的另一侧,所示的一个阀滑块196被连接到第二阀杆182上的阀滑块196也要连到阀联动轴190的第二端194上。不过,为了更清楚地展示配量活塞160,在图4中所示的阀滑块196与阀联动轴190的第二端194之间的这种相互连接处于断开状态。
最后,根据本发明,一个由外部高压传动流体驱动的并且用于分配该传动流体的液压传动泵(例如配量泵10)另外还包括一个上中心装置,用于驱动上述的联动装置,从而在第一和第二操作方式之间操纵第一和第二阀装置,而第一和第二操作方式之间操纵第一和第二阀装置,而第一和第二操作方式对传动汽缸72内传动活塞140的每个连续冲程的完成作出反应。从图4中只能得到这种上中心装置各组成部件的概述,但是这些组成部件在以后将按顺序特别参照图5、12和13加以详细解释。
一般在这种上中心装置的一个实施例中,在传动活塞140的每一侧上都有一个联动支承面被连到本发明的联动装置上。相应地一个传动支承面被连到传动活塞140上,也是连在其每一侧上。这样,传动支承面在传动活塞140往复运动的每个连续冲程中都能移入非常接近联动支承面的中心位置,其中联动支承面与其一起位于传动活塞140的同一侧。
在图4所示的配量泵10实施例中,上中心装置的联动支承面位于图中未示出的阀滑块196的一侧。上中心装置的传动支承面位于弹簧支撑块198上,而弹簧支撑块198从两侧刚性地连到传动活塞140上。这些构件以及与其连在一起的传动支承面将在后文以图5、12和13为例加以更详细的描述。
最后,本发明的上中心装置包括一个位于传动活塞每一侧的偏移装置,它位于联动支承面与同侧传动支承面之间。每个偏移装置强迫相应的联动支承面及与其相连的联动装置离开相应传动支承面的上中心位置,该传动支承面与其位于传动活塞140的同一侧。这样根据实例,第一偏移装置装在图4中传动活塞140的右侧,用于强迫位于传动活塞140该侧的第一联动支承面和连在其上的联动装置进入第一操作方式,此时位于传动活塞140同一侧的第一传动支撑面接近传动活塞140。相应地第一偏移强迫位于传动活塞140该侧上的联动支承面和与其相连的联动装置进入第二操作方式,此时位于传动活塞140同一侧上的传动支撑面向远离传动活塞140的方向移动,偏离自己的中心位置。如图4中实施例所示,在图4中传动活塞140的左侧有一对弹簧200压缩安装在联动支撑面与传动支撑面之间。
相应,上中心装置配有一个第二偏移装置,用于强迫位于图4中传动活塞140右侧的联动支撑面和与其相连的联动装置进入第一操作方式,此时位于传动活塞140同一侧上的传动支撑面向远离传动活塞140的方向移动并偏离自己的中心位置。第二偏移装置相应也强迫位于传动活塞140左侧上的第二联动支撑面与其相连的联动装置进入第二操作方式,此时位于传动活塞140同一侧上的传动支撑面向远离传动活塞140的方向移动并且偏离自己的中心位置。如图4中实例所示,不只限于该例,在图4中传动活塞140的左侧有一对弹簧202压缩安装在联动支撑面与传动支撑面之间。
通过参照图14A-14B进行论述,以上所述的本发明上中心装置各部件功能的重要性将会大大提高。
所选出的有关容器62材料构造的重要性问题适合在此处叙述。当传动活塞140在传动汽缸72内往复运动每个冲程期间,高压传动流体的存在会引起一个或二个容器62同时在形状或尺寸上产生变形。
由于容器62在尺寸或形状上的如此变形,传动流体与任一种或两种第一和第二组成流体之间的理想预定比例可能会变化。此外,任一个容器62尺寸或形状的变形都能使第一传动流体室166与位于传动活塞140另一侧上的第二传动流体室168之间的传动流体产生泄漏。这不仅改变了由配量泵配制出的各种流体之间的比例,而且还泄出了高压传动流体的压力并导致整个机械推动动力损失。
因此,重要的是保证容器62在所有预先考虑到的配量泵10工作状态下尺寸稳定。在容器62的端壁64的外围提供容器装配法兰74,帮助稳定其尺寸。收容容器装配法兰74的半圆形箍也助于这个目的。使用布置在容器62侧壁62外侧上的容器装配法兰74结构,也能增强容器62的尺度稳定性。因此,装配罩80及其肋骨82也用于维持容器62及其内传动汽缸72的尺度稳定性,其中装配罩80及其肋骨82套在容器62外部的流体歧管76的组成部件。
但是,装配容器62用的材料也能影响其本身的尺度稳定性。例如,在加工容器62侧壁66时使用更多的材料将会增加容器62的尺度稳定性,但这相应会增加总的配量泵10的重量并使其更庞大。对于高压传动流体并根据打算使用配量泵10的环境,容量62能用浇注成型材料构成,例如用不锈钢制造。在另一方面,容器62可以由刚性较小并且价钱尽可能便宜的可塑材料构成,例如用树脂型材料。为了增强这种树脂型材料的结构刚性,可往其上添加加强材料,例如玻璃纤维,碳纤维。这样,在本发明的一个实施例中,至少容器62和附加的流体歧管76能用一种玻璃填充聚砜来制造。不过已经发现当往这种树脂材料上添加玻璃纤维或碳纤维增加其结构刚性时,它相对来说会对可移动密封构件产生磨损,例如对可在其上滑动的传动活塞密封环141产生磨损。
因此,在本发明的再一个方面,如图4和5所示的配量活塞10在其内部配有一个传动汽缸直线套筒206,在装配完成的状态下它对着容器62侧壁66的内部布置。传动汽缸直线套筒206最好沿这两个容器62的侧壁66布置,以便能跨接密封接头70,其中密封接头70是在每个容器62的啮合面68相互啮合配合在装配位置上时形成的。传动汽缸直线套筒206最好由高润滑性材料制成,例如用物氟隆含量高的材料制成。这样,传动活塞密封141相对传动汽缸直线套筒206内表面208的往复运动不会在其上引起磨损。传动汽缸直线套筒206的长度不必等于容器62侧壁66的总长度,但最好至少应延伸到传动活塞140往复运动时相应的行程范围极限处。
如图4所示,有一个传动汽缸直线套筒凹槽210加工在容器62侧壁66的内表面上,用于约速传动汽缸直线套筒206。传动汽缸直线套筒凹槽210的构造还稳定了跨接密封接头70的传动汽缸直线套筒206的纵向位置。传动汽缸直线套筒收容凹槽210在图4中可看见,它仅位于图左侧的容器62中。不过应理解的是,尽管在图4中未示出,但相应构造的传动汽缸直线套筒约束凹槽210也加工在图4左侧所示的容器62侧壁66的内部。
更详细的情况如图5所示,在这种传动汽缸直线套筒206的一个实施例中,一个环形约束凹槽212加工在其外表面214上。收容进约束凹槽212中的是一个传动汽缸直线套筒密封216,该密封环216旨在用于嵌入在每个相对容器62的啮合面68接触时形成的密封接头70中。这些构件之间的相互关系在图9中将结合图10和11中传动汽缸直线套筒第二个实施例进行更充分的阐述。
在把每个容器62上的啮合面168接合在一起时,一些口形环218被插入啮合面168之间,位于每两个对应的横向流体通道114、118、122、126、130和134之间。O形环216由此保证每个这种横向流体通道在其密封接头70处的流体密封性。但是在图4中,对应于横向传动流体出口通道114和横向第一组成流体入口通道122的O形环218为改进透明度被省略。不过,所有的O形环218都出现在图5中。
参见图5将能理解位于传动汽缸72内部配量泵10某些构件更详细的结构。例如在图中示出了传动活塞140各组成部件的拆解透视图。这些组成部件包括相同的第一和第二传动活塞板222,它们在对置传动活塞平面224处结合在一起。根据传动板222的材料成分,传动活塞板222可以使用粘合剂或通过焊接或超声焊,连在表面224上。
有一个阀联动开孔126被加工穿过每个传动活塞板122,阀联动轴190可滑动地穿过该开孔126。在图5中为了能提高透明度阀联动轴190被省略。在加工于每个传动活塞板222上的阀联动开孔226之间的表面224上,插入一个O形环228,该O形环228主要起到阀联动轴190外部流体密封和滑动密封作用。当表面224被装配在一起时,传动活塞板222上形成了一个外围槽230,传动活塞密封环141被约束在其中。
从图5中还会了解到,每个弹簧支撑块198从已装配好的传动活塞140相应的一侧,悬在一个弹簧支撑块支臂232上。弹簧支撑块支臂232远离弹簧支撑块198的端部配有一个可装入支脚收容槽236中的支脚234,而支脚收容槽236加工在各自的传动活塞板222的表面224上。当把弹簧支撑块支臂232装配到各自的传动活塞板222上时,弹簧支撑块支臂232穿过了一个加工在传动活塞板222外围支脚收容槽236处的间隙238。当传动活塞板222在表面224处装配之前支脚234就可以连到或粘到该位置处。另外,弹簧支撑块198和弹簧支撑块支臂232能与传动活塞板222整体地制造在一起。
通过图5能进一步了解配量泵10的配量圆筒和配量活塞的结构。在图中能看见,每个配量活塞152、154、158和160都包括一个从传动活塞140一侧向相应的配量圆筒突出的配量活塞底座242。在图5中只有配量圆筒148、150被示出。一个配量活塞头244被固定到每个配量活塞242与传动活塞140相对的那个端点上。在图5中只有这些配量活塞160、152的组成部件被完整示出。
在图5中示出的配量圆筒142、144,以及未在该圆中未出的配量圆筒148、150拥有完全相同的构造。它们每个都包括一个从容器62端臂64的内表面146处突出的配量圆筒套管252。配量圆筒套筒252分别通向与传动活塞144相对的一个相应的第一和第二传动流体室166、168中。准确地说,配量圆筒242、244的配量圆筒套管252通到第一传动流体室166中,该传动流体室166是唯一图5中能看到的传动流体室。约束在每个配量圆筒套管252内的是一个配量圆筒衬套,它拥有一个具有预定横剖面内孔径的内表面256。
有利的是,通过变化内表面256的内孔径,就能在传动活塞140往复运动的冲程期间变化吸入和排出每个配量圆筒的相应组成流体的数量,无需另外变容器62的构型。唯一必须同时与变化内表面256内孔径一起进行的工作是,相应地改善位于其中的相应可滑动配量活塞头244的横剖面。有利的是,配量圆筒衬套254是由润滑能力高的材料制成,例如使用高特氟隆含量的材料。如此,将会使与配量圆筒内表面256接合的密封环248上的磨损达到最小。
配量圆筒衬套254主要根据其每个的材料成分,以各种方式装配在配量圆筒套管252中。在容器62制造好后,一个具有预定的适当内表面256横剖面的配量活塞衬套254能压入每个配量圆筒套管252中。这种布置特别适合用于配量圆筒套管252和配量活塞衬套254是由金属构成的地方。不过,在本发明考虑的范围内还包括,使用粘接剂把这两个部件连接起来或相反,使用超声焊或使衬套254在配量套管252内高速转动从而把这两种结构熔合在一起。
但在图5所示的配量圆筒142、144的实施例中,每个配量圆筒衬套254在其插入配量圆筒套管252的那个端点处,配有一个向外辐射延伸的凸缘258。对于这种形状的配量圆筒衬套254,包括有配量圆筒套管252在内的容器62可以根据配量圆筒衬套254,被注模成形,而且其上的凸缘258将用于增强配量衬套254在相应配量圆筒套筒内的附着能力。以后图7和8示出了在容器62中由模制法布置的凸缘258。
图6给出了图4和5左侧所示的容器62端壁64外表面262的一幅放大端部视图。图6中给出的视图也是一幅图4和5右侧处容器62端壁64外表面的左右影视图。但在文中看不到。不过,由图6所提供的视图是用于更详细地说明本发明的技术,为了简便起见它仅根据两个容器62中的一个进行论述。
在图6中,前文所述的结构始终用相同的参考符号来标明。因此,例如,在与容器62内部相通的整个横剖面中能看见容器62端壁64上的阀腔94。应记住,容器62的这个内部是指当文中所述的配量活塞10处于已装配好的状态时图4和5中未示出的传动汽缸72除去以上所确定的第二传动流体室168后的部分,其中第二传动流体室168处于图3和4中传动活塞140的左侧。在端壁64的外表面上环绕阀腔94的是椭圆形传动流体高压封闭室100。在图6中还能看见位于端壁64外表面262上的一对第一防逆阀凹槽110和一对第二防逆阀凹槽112。
用虚线表示的是从外表面262看过去位于端壁64另一侧上的配量活塞148、150结构件的外轮廓线,这些结构件在图4和5中是无法看见的。但在图6中,为了证实图4和5对配量活塞142、144所反应的情况,每个配量活塞148、150能被看出它包括一个同心围绕在配量圆筒衬套254上的配量圆筒套管252,衬套254有一个内表面256。为了便于理解,在图5中所示的配量活塞142、144的凸缘258在图6中已被省略。因此,能简单地看出在图6的右侧与配量圆筒148相连的第一防逆阀凹槽110与第二防逆阀凹槽112之间的空间关系。相应地,在图6左侧所示的与配量活塞150相通的第一防逆凹槽110与第二防逆阀凹槽112之间的空间关系,也是一目了然的。
我们应还记得图3中,流体歧管76的端板78终究要布置成与图6中所示的容器62的端壁64密封地接合在一起。在端板78中加工有许多流体通道,它们穿过图6中所示的结构与配量泵10的内部相通。
例如,参照图3已指出,在流体歧管76端板78的外部上的突出物98在位置上对应于传动流体高压封阀室100。传动流体高压封闭室100被揭示为同时与加工在端板78上的高压传动流体入口通道92以及与同样加工在其上的传动流体出口通道96相通。
参照图6中所示的第一和第二防逆阀凹槽110、112,应对互相连通的流体通道予以同样的说明。因此,加工流体歧管76端板78上的第一组成流体入口通道102通过图6右侧所示的第一防逆阀凹槽110与配量圆筒148相通。与配量圆筒148相连的第一防逆阀凹槽110实际上沿第一组成流体入口通道102的路线布置,以便第一组成流体入口通道102延续超过图6右侧的第一防逆阀凹槽110,与配量活塞148的内部相通。因此,如图6所示,第一组成流体入口通道102在第一防逆阀凹槽110与相应配量活148之间的部分被示在图6的右侧。第一组成流体入口通道102的这一部分是同时与该第一防逆阀凹槽110及相应配量圆筒148有关的偏心圆。
对于另一个与配量圆筒148相连的防逆阀凹槽,也就是对于图6右侧所示的第二防逆阀凹槽112,这种关系也存在。能看见有一部分第一组成流体出口通道104超出与配量活塞148内部相通的第二防逆阀凹槽112。第一组成流体出口通道104在第二防逆阀凹槽112与相应配量圆筒148之间的部分如图6右侧所示,这部分是同时与该第一防逆阀凹槽112及相应配量圆筒148有关的偏心圆。
根据与配量圆筒(例如配量圆筒148)相连的所述防逆阀凹槽的布置,位于每个平面上的一对防逆阀凹槽,例如位于图6所示容器62端壁64的外表面262上的一对防逆阀凹槽,其每个都能被制成与一个相应配量圆筒的单圆筒内部相通。
以上对于配量圆筒148及与其相连的第一和第二防逆阀凹槽110、112所详述的空间关系在图6的右侧分别相对配量圆筒150及与其相连的第一和第二防逆阀凹槽110、112进行了重复。因此,第二组成流体入口通道106在图6左侧所示的第一防逆阀凹槽110同与其相连的配量槽110和配量圆筒150的偏心圆。同样,在图6中能观察到,第二组成流体出口通道108在图6左侧的第一防逆凹槽112同与其相连的配量圆筒150之间的那部分是同时相对该第一防逆阀凹槽112和配量圆筒150的偏心圆。
在图4和5右侧所示的容器62端壁64的外部,提供了同样的结构。
对于与每个配量活塞一起使用的防逆阀的额外理解能参照图7得出。在图7中,介绍了一幅图6右侧所示的那对一配量圆筒148相连的组成流体防逆阀凹槽110、112的横切面图。但是与图6相比,图7示出了在已装配好的状态下靠近配量活塞10并与其有直接关系的结构件。还示出了每个防逆阀凹槽内的东西。这些东西起到了防逆阀的作用,它们在与配量圆筒148有关的组成流体的相应方向上允许单向流动。
就配量圆筒148而言,组成流体是第一组成流体,该流体沿图7中箭头Clin所指方向通过第一组成流体入口通道102进入配量泵10的内部,并且相应沿箭头Clout所指方向通过第一组成流体出口通道104排出配量泵10的内部。
根据图7所示的剖面图,还能了解到,第一组成流体穿过配量圆筒148的流动被设计成能在使用期间自动地把空气泡清除出配量圆筒48。第一组成流体在一个进入位置277处进入配量圆筒148,该进入位置277被布置的远离图7所示配量圆筒48中心处的纵轴M。进入位置277位于配量活塞148的最下端。相应,第一组成流体从配量活塞148内通过一个排出位置278被排出,该排出位置278位于进入位置277的对面,也被布置成远离配量圆筒48的纵轴M。在图7中能发现,排出位置278位于配量圆筒148中的最高处。本发明这种流体流过配量活塞的方式大大降低了配量泵10内空气泡的累积,因为所述的这类流体流动能在使用期间从配量活塞中排出气泡。
第一组成流体入口通道102在第一防逆阀凹槽110与配量圆筒148内部之间的那部分也示在图7中,它同时相对防逆阀凹槽和配量圆桶148被偏心布置。相应,第一组成流体出口通道104在第二防逆阀凹槽112与相连的配量圆筒148内部之间的那部分同样被示出是偏心地布置在这两者之间。
在图7中,能看到每个防逆阀凹槽110、112拥有对立于平行端壁,它们被布置成与相应组成流体入口或出口通道垂直。例如,防逆阀凹槽110有一个第一端壁264,第一组成流体由第一组成流体入口通道102,跨过第一端壁264,进入第一防逆阀凹槽110,而且防逆阀凹槽110还有一个与第一端壁264平行的第二端壁266,跨过第二端壁266后第一组成流体就能离开第一防逆阀凹槽110进入配量圆筒148。
因此,第一防逆阀凹槽110的第一端壁264被布置成远离配量圆筒148,而第一防逆阀凹槽110的第二端壁266被布置成靠近配量圆筒。第二防逆阀凹槽112的第一和第二端壁的相对位置是相反布置的,因为第一组成流体反向流过第二防逆阀凹槽112。这样,第二防逆阀凹槽112的第一端壁264被布置成靠近配量圆筒148,而第二防逆阀凹槽112的第二端壁266被布置成远离配量圆筒148。
但是,两个防逆阀凹槽110、112内的东西分别相对第一和第二端壁264、266,被相同地布置。因此,例如,一对由一个隔离圆筒270分开的圆形O环268被布置在第一防逆阀凹槽110内,顶着某外围壁面。一个防逆阀座272被布置在第一防逆阀凹槽110内,处于圆筒270和O形环268内侧,分别相对第一端壁和第二端壁的一个固定位置上。
一个高弹性蝶形阀274紧靠防逆阀座272布置,它被定向成允许第一组成流体单向流入配量圆筒148。一个突出物276从第一防逆阀凹槽的第二端壁突出,朝着防逆阀座272的中心约束蝶形阀274的中部。
布置在第二防逆阀凹槽112内的防逆阀座272和蝶阀274相应也被定位成,允许第一组成流体单向流出配量圆筒148。
图8是一幅配量泵10在其装配状态下的横剖面平面图。因此,在图8中位于传动活塞140右侧的每个配量活塞152、154被分别布置在相应的配量圆筒142、144中。在传动活塞的另一侧或左侧,配量活塞158、160被分别布置配量圆筒148、150内进行往复滑动。
配量泵10的外亮60包括一对流体歧管和相应的一对流体歧管可套在其上的容器62。外壳60的这些构件以啮合关系在其开口端处,由半圆形箍48、50固定。
为了简便起见,在图8中以及在本文所示的配量泵10的其它横剖面中,只把半圆箍48示出来。
不过,半圆形箍组合在一起把共同构成环形法兰46的部件接合起来。在图8所示的视图平面内,这些部件包括流体歧管装配法兰48,它位于流体歧管76装配罩80肋骨的自由端上。
位于配量泵10外壳60的内部的传动汽缸72被示出,它包括图8右侧的第一传动流体室166和左侧的第二传动流体室168。在第一传流体室166中,能在每个配量圆筒142、144的外侧看见本发明上中心装置的弹簧200的横剖面。同样,在第二传动流体室168中,能在每个配量圆筒158、160的外侧看见本发明上中心装置的弹簧202的横剖面。
从容器62每个端壁64的内表达146上突起的是一个反弹隆起物280,它不包括在图4、5或7中,但在以后将作更详细的说明。
在第一传动流体室166中的反弹隆起物280起到一个杠杆装置的作用,当引导传动活塞140的偏移装置的传动支撑面通过其中心位置后,该反弹隆起物280在驱动本发明的联动装置时与弹簧200配合在一起并且增强弹簧200的作用。在这些情况下,最靠近反弹隆起物280的弹簧200会靠在反弹隆起物280上,这样反弹隆起物280作用相当于一个位于引导传动活塞140的传动支承面与弹簧200另一侧处联动支承面之间的支轴。例如在图14C中这种关系被表示的格外清楚。
第二传动流体室168内的反弹隆起物280在引导传动活塞140的偏移装置的传动支承面跨过其中心位置时,同样与最靠近其的弹簧202相互配合。
如图8所示,传动活塞140沿箭头A所示的方向,已向左到达它移动的极限。通过使一传动流体室166与高压传动流体相通,就可引起这种移动。在沿箭头A方向移动的过程中,由于传动活塞140的前进,传动流体肯定会相应地被排出第二传动流体室168。
当传动活塞140沿图8箭头A所示的方向移动时,由于配量活塞被连到传动活塞140上,那么所有配量泵10的配量活塞也沿箭头A的方向移动。这就导致配量活塞152、154把相应的第一和第二组成流体分别吸入配量圆筒142、144中。在另一侧上配量活塞158、160分别把第一和第二传动流体挤出配量圆筒148、150。
当传动活塞140的移动方向转向与图A箭头A所示方向相反的方向时,由于传动活塞140向第一传动流室166方向移动,高压传动流体被排出第一传动流体室166,同时高压传动流体进入第二传动流体室168。组成流体在配量圆筒内的流动方向也被反转过来。这种传动活塞140移动方向被反转的方式最终还将参照图14A、14B、14C和14D,加以论述。
图9是图8局部的放大横剖面平面图,它示出了在传动汽缸22的内壁上位于传动汽缸直线套筒收容凹槽210内的汽缸直线套筒214。图中所示的传动汽缸直线套筒密封环216被固定在传动汽缸直线套筒206上的约束凹槽212中,传动汽缸直线套筒密封环216顶在容器62密封接头70处的啮合面上被压缩。如此,传动汽缸直线套筒密封环216不仅提高了传动活塞140两侧传动汽缸72之间所需的流体密封性,而且还提高了配量泵10两个相同外壳60之间的流体密封性。
不过,根据本发明的技术,用于配量泵中的传动汽缸直线套筒能采用另一种形式。在图10所示的透视图中,示出了第二种传动汽缸直线套筒284实施例。传动汽缸直线套筒284拥有一个内表面286和一对加工在其外表面290上的约束凹槽288。第一传动汽缸直线套筒密封环292被布置在图10右侧所示的约束凹槽288中,而第二传动汽缸直线套筒密封环294被布置在图10左侧的约束凹槽288中。
在图11中所示的装配关系中,传动汽缸直线套筒284被布置在加工于容器62侧壁上的传动汽缸直线套筒收容凹槽210中,其中第一和第二传动汽缸直线套筒密封环292、294已分别约束在传动汽缸直线套筒284上。第一传动汽缸直线套筒密封环292顶在密封接头70右侧容器62侧壁的内表面上被压缩,同时第二传动汽缸直线套筒密封环294顶在密封接头70左侧容器62侧壁的内表面上被压缩,当希望传动汽缸直线套筒284的尺寸与传动汽缸直线套筒收容凹槽210的尺度之间有相当大的余量时,这样布置一对传动汽缸直线套筒密封环294能为密封接头70处所需的流体密封提供额外的可靠性。
图12是一幅图2和3所示配量泵10处于装配状态下时的横剖面侧视图,它取自第一传动流体室,看向图2和3右侧所示的容器66的内表面146。配量圆筒142、144从容器66的内表面伸入,并且与分别装在其中的配量活塞152、154的配量活塞底座一起被示在图12的横剖面中,图中弹簧200在配量活塞142、144外侧环绕配量活塞142、144,并且被压缩固定在阀滑块196与弹簧支撑块198之间。如图2所示,每个阀滑块96和弹簧支撑块198靠在容器62侧壁66的内部表面上,以便能靠在其上往复滑动。在第一传动流体室166远端处从端壁64的内表面146上突出的反弹隆起物280也示在图12中。
图13是一幅本发明传动变换装置组成部件的拆解透视图,该装置位于图4和5中传动活塞140的右侧。不管前文已在什么地方为这些传动变换装置的组成部件引入了参考符号,那些相同的参考符号将用于代表图12中相应的机构。因此,在图13中示出了第一阀杆172,阀联动轴190,阀滑块196,弹簧支撑块198和弹簧200。
不过,由于参照图13更好地理解,所示的第一阀杆172上已经沿纵向加工有一个贯穿其中的阀通道300,在本发明阀装置的第一和第二操作方式中,该阀通道300均在第一阀杆172的自由端176上通入第一传动流体室166中。在第一阀杆172上阀通道300的另一端从其侧向通向位于第一阀杆172的第一端174上的阀开孔302。第一阀杆172的第一端174换句话说被封闭终止在增压弹簧固位凸头304上。阀孔302使通道300在本发明阀装置的第一操作方式中与高压传动流体入口通道92相通,并在其第二操作方式中与传动流体出口通道96相通。图13中所示的传动变换装置结构的这些操作结论在参考图14A、14B,14C和14D后将变得更清楚。
不过,根据图13进一步所示,有一个增压弹簧306,它对准阀腔94被压缩约束在弹簧收容凹槽与第一阀杆172的第一端174之间,其中弹簧收容凹槽位于流体歧管76端板75的突出物98内。增压弹簧固位凸头304用于如上。其装配在配量泵10中时稳定增压弹簧306。这样,增压弹簧306向第一传动流体室166方向强迫第一阀杆172退出阀腔94。在本发明阀装置的第二操作方式中,这有助于驱动阀装置进入第一操作方式。
对于第二阀杆182和与第二传动流体室168相通的阀腔94,也提供了一个同样的增压弹簧306,其中第二传动流体室168位于图4和5左侧所示的容器62内。尽管在图13中未示出,但与第二阀杆182相连的增压弹簧306和与第一阀杆172相连的增压弹簧306两者都在随后的图14A-14D中得到了充分描述。与第二阀杆182相连的增压弹簧306对准阀腔94,被压缩约束在弹簧收容凹槽与第二阀杆182的第一端174之间,其中弹簧收容凹槽位于流体歧管76端板78的突出物98内。这样,增压弹簧306向第二传动流体室168的方向强迫第二阀杆182退出阀腔。在本发明阀装置的第一操作方式中,这有助于驱动阀装置进入第二操作方式。
图13中所示的滑动阀块196在其每一端上都是可转动地及可侧向滑动地分别连到第一阀杆172和阀联动轴190上。因此,当本发明的上中心装置驱动其联动装置,在第一和第二操作方式之间操纵本发明的第一和第二阀装置时,阀滑动块196在往复滑动中顶在传动汽缸72的内侧上。
如图13所示,一个开口开到顶部的阀杆凹槽308在其第一侧310处被加工成穿透滑块196的壁面。一个开口开到顶部的阀杆固位销收容槽312也被加工在滑块196的第一侧310上,它垂直于阀杆收容凹槽308并且平行于滑块196的第一侧310。
在阀通道300的两侧上有一对阀杆固位销插孔314被侧向加工贯穿第一阀杆172自由端176的壁面。一个阀杆固位销316可滑动穿过阀杆固位销插孔314,布置在该插孔中。在本发明传动装置装配好的状态下,阀杆固位销316从第一阀杆172自由端176的每一侧突出。在这种情况下,第一阀杆172的自由端176可以布置在阀杆凹槽308中,而同时阀杆固位销316被装在阀杆固位插收容槽312中。
如此,阀杆固位挡板320用于可操作地把第一阀杆172的自由端176与滑块196连接起来,同时允许其之间拥有一定程度的倾斜和滑动自由度。根据以上所述的连接,第一阀杆172可以相对滑块196,绕杆固位销316倾斜,并且可以相对滑块196,沿阀杆固位销316滑动。以上所述的本发明传动装置组成构件装配在一起所具有的这种自由度,简化了其装配操作,并且允许进行阀联动轴滑动穿过传动活塞140的操作,不会在其之间产生结合力。
有利的是,阀杆固位挡板320可以由一种材料制成,该材料可简化前文根据图12所述的其相对汽缸72内侧所进行的往复滑动。朝着这一端,阀杆固位挡板392拥有一个与其第一边缘394相对的第二边缘396,第二边缘392在所述传动装置各组成构件装配在一起的情况下从滑块196中突出。阀杆固位挡板320的第二边缘396具有凸圆形弧度,它与传动汽缸72内侧的弧度吻合。
阀联动轴190同样被固定到与第一侧310相对的滑块196的第二侧400上。一个开口开到顶部的阀联动轴凹槽402被加工成穿透在第二侧400处滑块196的一个壁面。一个开口开到顶部的阀联动轴固位销收容槽404也被加工在滑块196的第二侧400上,该收容槽404与阀联动轴凹槽402垂直并且与滑块196的第二侧400平行。一个阀联动轴固位销插孔406被侧向加工穿透阀联动轴190的第一端192。一个阀联动轴固位销408可滑动地插在阀联动轴固位销插孔406中,而且阀联动插图位销408从插孔406的每一侧向外突出。在这种状态下,阀联动轴190的第一端192可以布置在阀联动轴凹槽402中,此时阀联动轴固位销408位于阀联动轴固位销收容槽404中。
然后使用一个阀联动轴固位挡板410把阀联动轴190的第一端192阻拦在阀联动轴收容槽402中,此时阀联动轴固位销408穿过插孔406并位于阀联动轴固位销收容槽404中。阀联动轴固位挡板410拥有一个第一边缘412,它被装在横跨阀联动轴收容凹槽402的阀联动轴固位销收容槽404中。
这用于可活动地把阀联动轴190的第一端192连在滑动块196上,同时容许其相对滑块196产生两种移动。首先,阀联动轴190能相对滑块196,绕阀联动轴固位销408倾斜。其次,阀联动轴190能相对滑块196,沿阀联动轴固位销408滑动。这相应简化了所述的本发明传动装置的组成构件的装配,并有利于避免在配量泵10工作期间作用于其上的接合力。
正如阀杆固位挡板320的情况一样,阀联动轴固位挡板410可有利地由一种材料组成,该材料简化了滑块196沿传动汽缸72的内表面往复运动。在另一端,阀联动轴固位挡板410配有一个第二边缘414,它在装配关系下从滑块196中突出并且拥有一个凸图形弧度,该弧度与传动汽缸72内表面的弧度吻合。如图12所示,阀联动轴固位挡板410的第二边缘414能靠在传动汽缸72的内表面上。
再如图13所示,弹簧支撑块198在其与滑块196相对的表面上有弹簧收容槽418,其每个都包括一个球形插座420和一个从侧面向外延伸的开孔422,两者相互连通。在图13所示的弹簧支撑块198的实施例中,有4个这种弹簧收容槽418。一组相对应的四个弹簧收容槽418被加工在滑块196的下表面上,不过在图13中这些槽只能部分被看见。
位于图13所示弹簧支撑块198上的弹簧收容槽418本身也起到一个传动支承面的作用,这个传动支撑面被刚性地连到传动活塞140的一侧。位于图13所示滑块196上的弹簧收容槽418本身也起到一个第一联动支承面的作用,这个联动支承面在传动活塞的同一侧连到阀联动轴190上。弹簧200被压缩固定在位于弹簧支撑块198上的弹簧收容槽418与位于阀滑块196上的弹簧收容槽418之间。
当装配好时,并参照随后例图所示,在本发明的配量泵中重要的一点是,在其往复运动的每个交替冲程中跟随传动活塞1 40的传动支承面先于在该运动的同一冲程中引导传动活塞140的传动支承面到达其中心位置。
根据图3能明了地理解弹簧200的特征,图中示出了每个弹簧都包括一个弹性C形环。为了优化用于本发明上中心装置的马达功率,已经发现使用自由端之间稍大于180度的轮廓构成这些弹簧200的C形环是很有利的。另外,每个弹簧200在其自由端上配有一个安装球426,它可显著地装入弹簧收容槽418的插座420中。靠近安装球426的那部分弹簧200通过开孔422装在弹簧收容槽418中。开孔422共同作用在那些靠近安装球426的弹簧部分200,起到把弹簧稳定在其压缩状态中的作用。
我们已经发现使用成对的弹簧,例如使用C形弹簧200能得出几个优点。成对的弹簧200不存在什么疲劳并且由此比单根弹簧具有更长的有效寿命期。使用如图13所示的一对弹簧,配量泵10的阀块与支撑块弹簧之间的压缩压力更均匀地分布到其每一侧。另外,使弹簧200的轮廓大于180度能使应力沿弹簧长度上的分布,比弹簧200只有半圆或更小时的应力分布更均匀。同样的C形弹簧202被用于传动活塞1 40的另一侧第二传动流体室168中。
传动活塞140移动方向被反转所用的方式现在将按照图14A、14B、14C和14D的顺序加以揭示。
但首先将参照图14A较详细地解释在这些图中所示的结构。图中,能看见传动活塞140被布置在传动活塞72内,把第一传动流体室166与第二传动流体室168分离开。传动活塞140以往复运动的方式可自由滑动地与阀联动轴190连在一起,阀联动轴190穿过传动活塞140。
为了让高压传动流体交替地进入第一传动流体室166和第二传动流体室168,配量泵10在配量泵10外壳60的每端上包含有一个高压传动流体入口通道92。高压传动流体入口通道92通过横向高压传动流体入口通道118,被布置成相互连通。另外,一个传动流体出口通道96被加工在配量泵10的每端上,由横向传动流体出口通道114互连起来。
如图示,位于配量泵10靠近第一传动流体室166那侧上的高压传动流体入口通道92和传动流体出口通道96分别在扩张开口90处与高压传动流体供应管30和传动流体排出管40相通。管连接器430在图17中被详细示出。但是,在配量泵10靠近第二传动流体室168的那侧上的扩张开口90由插头432封闭。
这样,来自传动流体供应管的高压传动流体被同时传到位于配量泵10每一侧上的传动流体高压封闭室100中。相应,通过本发明的第一和第二阀装置的作用原理,传动流体交替地从第一或第二传动流体室166、168,通过传动流体排出管40分别被排出配量泵10。
但是,在配量泵10的任一侧上高压传动流体入口通道92和传动流体出口通道96都不直接与传动汽缸72的内部相通。一个第一阀装置被用于使位于配量泵10靠近第一传动流室166的那侧上的传动流体入口通道92和传动流体出口通道96交替地与第一传动流体室166相通。根据该例但不限于该例,这样一个第一阀装置包括阀腔94,它从第一传动流体室166延伸进配量泵10的外壳60中并且同时与高压传动流体入口通道92和传动流体出口通道96相通。阀腔94在图14A中未被标出,因为在此处阀腔被第一阀杆172填入,该阀杆172可滑动地布置在其中。不过,图15A提供了一幅图14A这一部分的显著放大视图,其中阀腔94被标上。
根据第一阀杆172在阀腔94中的位置,沿纵向穿过第一阀杆172加工的阀通道300在其第一端174上,通过阀开孔302通向任一个高压传动流体入口通道92或传动流体出口通道96。如图14A所示,第一阀杆172的位置是这样的,即阀开孔302位于传动流体出口通道96内,由此第一传动流体室166通过阀通道300被排空,以便容许从第一传动流体室166强制排出传动流体。
相应,一个第二阀装置被用于在配量泵10外壳60靠近第二传动流体室168的那侧上交替地使高压传动流体入口通道92和传动流体出口通道96与第二传动流体室168相通。根据此例但不限于此例,阀腔94从第二传动流体室168延伸到配量泵10的外壳60中,并且同时与高压传动流体入口通道92和传动流体出口通道96相通。阀腔94在图14A中未标出,因为所示的第二阀杆182可滑动地位于其中。
根据第二阀杆182的纵向位置,第二阀杆182从第二传动流体室168伸进靠近其的配量泵10外壳60,与高压传动流体入口通道92或与传动流体出口通道96相通。
阀通道300沿纵向穿过第一阀杆182加工,它在其第一端174处通过阀开孔302通向任一个高压传动流体入口通道92或传动流体出口通道96。如图14A所示,第二阀杆182的位置是这样的,即阀开孔302处于高压传动流体入口通道92内,由此传动流体被允许进入第二传动流体室168,从而提供移动力沿所示箭头B方向移动传动活塞140。
如图14A所示,每个阀腔94都配有一个密封构件187,该构件187已参照图3作了解释,并在图15A和15B中标在其装配位置。人字形密封圈188在阀杆172、182往复滑动期间接合在其外表面上。加工在圆柱套管189上的孔眼191容许传动流体高压封闭室100中的传动流体从高压传动流体入口通道92流入阀杆172、182外侧附近,并由此在阀杆172、182的相应位置使阀开孔302位于密封构件187内时进入阀开孔302。
图14A中还示出了布置在突出物98中弹簧收容凹槽434内的增压弹簧306,它被压缩在凹槽434与相应的阀杆172、182的第一端174之间。
图14A中所示的与第一阀杆172相连的增压弹簧306所受的压缩要比与第二阀杆182相连的增压弹簧306大的多。每个阀杆的增压弹簧306之间的压缩差异,是由于在阀腔94和与其相连的密封构件187中每个第一和第二阀杆172、178沿纵向的位置不同造成的。
第一和第二阀杆172、182的操作分别由一个联动装置协调,该联动装置包括阀联动轴190、阀滑块196和位于其中的相关联动构件。这些结构在第一或第二操作方式中,用于分别操作第一和第二阀杆172、182。在第一操作方式中,第一传动流体室166被布置成与靠近其的高压传动流体入口通道92相通,同时第二传动流体室168被布置成与靠近其的传动流体出口通道96相通。在第一种操作方式中,传动活塞140向第一传动流体室166的方向被推动,由此无压力传动流体被完全排出其中。第一种操作方式在图14A、14B和14C中被示出。
在第一和第二阀杆172、182的第二操作方式中,第一传动流体室166被相应地布置成与靠近其的传动流体出口通道96相通,同时第二传动流体室168与靠近其的高压传动流体入口通道92相通。在第二操作方式中,传动活塞140被推向第二传动流体室168,由此从其中排出无压力传动流体。第二操作方式在图14D中被示出,而且根据以下的简短描述,第二操作方式将会更容易理解,其中,带有阀滑块196的阀联动轴190被交替地推入第一和第二操作方式。
完成这种工作所用的动力源与驱动传动活塞140所用的相同,它被称作高压传动流体。为此,本发明的配量泵包括一个用于驱动阀联动轴190的上中心装置,该联动轴190依据传动活塞140往复运动的每个连续冲程的完成在第一和第二操作方式之间操纵第一阀杆172和第二阀杆182。如图14A实例所示,但不限于该例,本发明的上中心装置至少包括位于传动活塞任一侧上的一个联动支承面和一个传动支承面以及一对压缩在其间的弹簧200、202。每个联动支承面被加工在阀滑块196上,同时每个传动支承面被加工在与传动活塞140相连的弹簧支撑氛198上。
在传动活塞面对第一传动流体室166的那侧,弹簧支撑块198在传动活塞往复运动的每一个连续冲程中,相对最接近它并与它相连的阀滑块196,都能往中心位置中移动。压缩安装在它们之间的弹簧200与弹簧支撑块198位于其中心位置靠近传动活塞140的一边时,把阀滑块196和与其相连的阀联动轴190推入第一操作方式。但当弹簧支撑块198位于其中心位置远离传动活塞140的一边时,弹簧200把阀滑块196和与其相连的阀联动轴190推入第二操作方式。在图14C能看见位于第一传动流体室166中的弹簧支撑块198处于其中心位置。
在传动活塞140靠近第二传动流体室168的那侧上,至少有一个第二联动支承面和一个第二传动支承面。它们分别加工在位于第二传动流体室168中的阀滑块196和弹簧支撑块198上。位于第二传动流体室168中的弹簧支撑块198在传动活塞140的每一个连续冲程中,都能相对最接它并与它相连的阀滑块196移入中心位置。当第二传动流体室168中的弹簧支撑块198位于其中心位置远离传动活塞140的一侧时,压缩安装在第二传动流体室168内弹簧支撑块198与阀滑块196之间的弹簧202,把第二传动流体室168中的阀滑块196和与其相连的阀联动轴190推入第一操作方式。但是,当第二传动流体室168中的弹簧支撑块198位于其中心位置靠近传动活塞140的一侧时,与其相连的弹簧202把阀滑块196和相连的阀联动轴190推入到第二操作方式。在14B中能看见第二传动流体室168中的弹簧支撑块198和阀滑块196处于其中心位置。
现在将参照图14A-14D的顺序,解释本发明传动转换装置的操作。
在图14A中,第一和第二阀杆172、182分别处于第二操作方式。第一传动流体室166通过第一阀杆172,与靠近第一传动流体室166的传动流体出口通道96相通,同时,第二传动流体室168通过第二阀杆182与靠近第二传动流体室168的高压传动流体入口通道92相通。在这些情况下,第二传动流体室168中的传动流体压力按图14A的箭头B所示的方向,把传动活塞140向右推去。在此过程中,传动流体通过第一杆172上的阀通道300和靠近第一传动流体室166的传动流体出口通道96,必定被推出第一传动流体室166。同时,一种组成流体也必定被排出配量圆筒144,而同一组成流体在流动活塞140的另一侧上被吸入配量圆筒150。传动活塞140沿箭头B的方向和与其相连的弹簧支撑块198一起移动,最初能使两个弹簧支撑块198更接近其各自的中心位置。
在图14A中,在第二传动流体室168的弹簧支撑块198上垂线与阀滑块196之间构成了一个角α1。角α1所含有的弹簧202的斜度往往能把与其相连的滑块196推入此处所示的第二操作方式。
相应,在第一传动流体室166的弹簧支撑块198上垂线与阀滑块196之间构成了一个角Φ1。角Φ1所含有的弹簧200的斜度能把与其相连的滑块196推入此处所示的第二操作方式。
图14A中所示的角α1小于角φ1,这表明传动流体室168中的弹簧支撑块198比第一传动流体室166中的弹簧支撑块198更靠近其中心位置。
如图14B所示,传动活塞140沿箭头B方向的移动已经把第二传动流体室168中的弹簧支撑块198带入其最接近阀滑块196的中心位置,其中阀滑块196也是位于第二传动流体室168中的阀滑块。因此,在弹簧支撑块198上垂线与阀滑块196之间构成的角α2等于0,而且它们之间的弹簧200处于最大压缩状态。
但是,在第一传动流体室166的弹簧支撑块198上垂线与相应阀滑块196之间构成的角Φ2,相对图14A所示的角Φ1适度减小。角Φ2相对角Φ1的减少度数表明,传动活塞140从图14A所述的情况移动到图14B所述的情况已经起到了使第一传动流体室168中的弹簧支撑块198更接近其中心位置的作用。
但是角Φ2的倾斜角表明,弹簧200继续把与其相连的滑块196推入所示的第二操作方式。因此,在图14B中弹簧200和弹簧202作用于阀联动轴190的净力能把本发明的联动装置保持在图中所示的第二操作方式中。但在一定程度上,与第一阀杆172相连的增压弹簧306相对与第二阀杆182相连的增压弹簧306所承受的额外压缩,能降低在图中所示的把阀联动轴190推入第二操作方式的情况下弹簧200、202的这个净力。
这样在图14B中第一和第二阀杆172、182分别静止在第二操作方式中,同时第一传动流体室166通过第一杆172向靠近第一传动流体室166的传动流体出口通道196排出流体。第二传动流体室168通过第二阀杆182,从靠近第二传动流体168的高压传动流体入口通道上被加压。这种情况下,传动活塞140沿箭头B方向的移动随着高传动流体进入第二传动流体室168中,继续沿箭头B方向移动并且完全把传动流体排出第一传动流体室166。同样此时,组成流体继续被排出配量圆筒144,而同一组成流体被吸入配量圆筒150。
传动活塞140沿箭头B方向的继续移动,最终使第二传动流体室168内的弹簧支撑块198通过其中心位置。在此状态下,相应的弹簧202将开始把第二传动流体室168中的阀块196和与其相连的阀联动轴190推出第二操作方式。不过,在传动活塞140沿箭头B方向继续移动的一定时期内,位于传动活塞140另一侧的第一传动流体室166内的弹簧200的推动作用,将阻碍阀联动轴190的位置产生任何偏移。
在图14B中传动活塞140沿箭头B方向的这种继续移动使配量泵10的组成构件进入图14C所示的关系状态中。图中,第一传动流体室166中的弹簧支撑块198相对也位于第一传动流体室166中的相应阀滑块196,已到达其中心位置。因此,压缩在其之间的弹簧200处于最大压缩状态中,而且使在弹簧支撑块198上垂线与阀滑块之间构成的角Φ3等于零。
根据上文刚作的提示,在第二传动流体室168中的弹簧支撑块198上垂线与相应阀滑块196之间构成的角α3不再象图14B中的情况那样等于零。而角α3的斜度表明,弹簧202已经开始把与其相连的滑块196推出第二操作方式。
传动活塞140沿箭头B所示方向的任何进一步的移动都会把第一传动流体室166中的弹簧支撑块198带到远离传动活塞140的其中心位置一侧,使与其相连的弹簧200也能把第一传动流体室166中的阀块196和与其相连的阀联动轴190推动到第二操作方式。在图14C中,第二传动流体室168中的弹簧支撑块198的定位已经是在靠近传动活塞的其中心位置一侧,这样与其相连的弹簧202能把第二传动流体室168内的阀滑块196和与其相连的阀联动轴190推出第二操作方式。
这样,如图14C所示,本发明的上中心装置即将把其阀装置推入一个新的操作方式,并调转传动活塞140的传动方向。不过,在该转向之前,第一和第二阀杆172、182分别保持在第二操作方式中,此时高压传动流体进入第二传动流体室168而传动流体从第一传动流体室166中被完全排出。
如果传动活塞140沿箭头B所示方向的继续移动未引起这种转向行动,那么第一传动流体室166内的反弹隆起物280将会作为一个支轴靠在弹簧200上,从而增加在移入第二操作方式的阀滑块196上的杠杆作用。增压弹簧306上不同的压缩量也有助于这种换向。
图14D示出了在传动活塞140沿箭头B头向移过图14C所示的位置后,配量泵10各组成部件的相互关系。这种移动使第一传动流体室166中的弹簧支撑块198位于远离传动活塞140的其中心位置的一侧,结果造成与其相连的弹200的偏压力被加到与第二传动流体室168中弹簧支撑块198相连的弹簧202的偏压力上,把阀滑块196和连在其间的阀联动轴190推出第二操作方式。因此,如图14D所示,阀滑块196和阀联动轴190已沿箭头C所示方向移到左侧。
在图14D中这已发生。因此,第一阀杆172上的阀开孔302不再通向靠近第一传动流体室166的传动流体出口通道96,而是通过密封构件197和传动流体高压密闭室100,通向靠近第一传动流体室166的高压传动流体入口通道92。在阀联动轴190的另一侧,第二阀杆已经移动位置,这样它的阀开孔302不再与高压传动流体入口通道92相通,而是使第二传动流体室168与靠近第二传动流体室168的传动流体出口通道相通。这分别是第二阀杆172、182的第二操作位置。
在这种状态下,如图3D所示,高压传动流体进入第一传动流体室166并且开始沿箭头A方向向左推动传动活塞140。相应,第二传动流体室168中的传动流体开始被从其中排入到靠近第二传动流体室168的流体出口通道96中。对配量圆筒144、150中组成流体的作用也被反转过来。组成流体开始排出配量圆筒150并被吸入配量圆筒144中。
沿箭头A方向上的移动将继续进行,先把第一传动流体室166中的弹簧支撑块198带入其中心位置,随后再把第二传动流体室168中的弹簧支撑块198带入其中心位置。然后该移动将起动本发明配量泵10的上中心装置,更换高压传动流体的阀并转换传动活塞140的方向,按图14A所示的相对关系再重新开始。通常,跟随在传动活塞140运动方向上的弹簧支撑块189第一个到达其中心位置。
这样配量泵10以往复运动的方式被可靠地驱动,除了高压传动流体外无需任何辅助电源的帮助。在此过程中,高压传动流体同至少一种第一和第二组成流体按预定的精确比例被相互配在一起。完成这种功能所需的所有移动部件都被紧密地装在传动汽缸72的内部,并且由于是在泵往复运动的两个方向上同时强制排出液体,因此可实现连续流动。
本发明设计的简便性使配量泵装配容易而且无需什么维护。本发明设计的一个额外的优点是,所有与其结合在一起的动态密封件在其两侧上都用所配制的流体得到充分润滑。这些同移动密封件在其两侧上的润湿性实质上有助于提高其有效寿命。
图15A是一幅用于配量泵10传动流体的第一阀杆172的放大横剖面图,其中第一阀杆172处于其图14A所示的位置。相应,图15B是一幅第一阀杆172的放大横剖面图,它处于其图14D所示的位置。
图16是一幅图14A中所示的管连接器的放大横剖面视图,此时它把传动流体排放管固定到配量泵10上。如图16所示,管连接器430包括一个未圈258,它跟在密封环460之后插入扩张开口90中。管连接器430一般可以用John Guest公司出售的那种Super Speed FitTM管连接器。这种连接器可重复使用并且能够迅速固定管子,无需额外的工具并且不会引起管内流动阻塞。
图17是一幅类似于图3的配量泵438第二个实施例的部分分解透视图,它使用了同前文所示流体歧管76不同的流体歧管440。流体歧管440包括一个端板442和一个装配罩444。装配罩444包括各种横向流体通道,而在图3所示的配量泵10的实施例中这些通道加工在容器62的外部。一个带有啮合面448的流体歧管装配法兰446被加工在装配罩444的端部,用于帮助其装配套在容器450上。
如图17所示,容器450在其侧面的外部上除了容器装配法兰446未包括任何结构。换句话说,容器450实质上类似于图3所示的配量泵10外壳60的容器62。容器装配法兰452和流体歧管440的装配法兰446在配量泵438的装配关系下构成一个环形法兰46,其间有一个密封接头70,该接头由环形半圆箍夹在一起。有利的是,配量泵462在重量上轻于配量泵10,这是因为前文配量泵10的外部上的肋骨82,本结构外部上没有了。
根据本发明的一个方面,流体是这样流过配量泵10的,即所有流动是从一个用于某一流体的下部入口进入,到该流体的上部出口流出。用这种方式,流过配量泵10的流体中的气泡在此操作过程中被从中清除出去。例如,如图7所示,第一组成流体通过一个入口点277进入配量圆筒148,该入口点277所处的位置比排出点278高,第一组成流体从排出点278排出配量圆筒148。
传动流体在容器62端壁64上尽可能最高的排出位置处,分别离开每个第一和第二传动流体室166、168,排出位置对应阀腔94,第一和第二阀杆172、178可滑动布置在阀腔中。
本发明的固定装置允许配量泵10绕图2所示的纵轴L转动,以便能优化配量泵10中这种布置的流体流动。
图18A、18B、19A和19B是配量泵10流体流动示意图。所选的配量泵10的部件在图中被示意性标出,并且用与前图所用相同的参考符号标识确定配量泵10的组成构件。在这些图中,传动流体用字母“X”代表,第一组成流体用字母“Y”代表,第二组成流体用字母“Z”代表。
图18A示出了在传动活塞140沿箭头B所示方向移动期间,流体从单个源头(例如容器28、32、34)流过配量泵10。这对应于前文图14A-14C所示的流体流动。
图18B示出了当传动活塞140的移动方向已被转向并对应于箭A所示的方向时,流体流过配量泵10。图18B所示的流体流过配量泵10的情况对应于图14D中所示的配量泵10的情况。
图19A示出了横向高压传动流体入口通道118被插头455阻塞时的情况,其中在图19A左侧靠近第二传动流体室168处的高压传动流体入口通道92与一个第二传动流体X′源相通,该传动流体X′不同于供给第一传动流体室166的第一传动流体X。在这种环境下,第二传动流体室168配制第二传动流体X′,而第一传动流体室166配制第一传动流体X。这两种传动流体都是高压的。在传动活塞140往复运动的交替冲程下,第一传动流体X或第二传动流体X′中的一个被配制成一种混合排出传动流体X″。有利的是,第一传动流体X可以是一种高碳酸传动流体,而第二传动流体只能是低碳酸或完全无碳酸的。
在图19A中,通过传动活塞144沿箭头B的方向移动,第一传动流体X正从第一传动流体室166中被配制。在此处混合排出的传动流体X″将几乎仅仅包括的第一传动流体。在图19B中,当传动活塞140沿箭头A方向移动时,第二传动流体X′被示出正从第二传动流体室168中配制。此处混合排出的传动流体X″将几乎仅包括第二传动流体X′。
在这种情况下,可行的方法就是在每个相应的高压传动流体入口通道92处为第一传动流体X和第二传动流体X′布置一个外部阀464。阀464的调整将能均衡作用在配量泵60内的压力,该压力是由这两种传动流体的每一个在传动活塞140往复运动的每个交替冲程中产生的。
本发明还包含用于按精确预定的比例配制至少三种流体的方法。该方法包括的步骤是用阀把一个高压传动流体交替送到一个滑动布置的传动活塞的另一侧,该传动活塞借助布置在传动汽缸内的阀往复移动并且包括相同的第一和第二空心壳。此外,本方法还包括的布置是,排空未提供高压传动流体的传动活塞的一侧,以便能使传动活塞往复运动,并且把传动流体完全排出未提供高压传动流体的传动活塞外一侧。在传动活塞的每一侧,固定有一对配量活塞,它们与传动汽缸的轴平行并延伸进各自相应的配量圆筒中。在传动活塞的往复运动中配量活塞前进入并后退出相应的配量圆筒。本方法进一步包括的步骤是,当配量活塞退出配量圆筒对向配量圆筒供应组成流体或流体,并且当配量活塞进入配量圆筒时排空配量圆筒。这就能从其中完全排出组成流体。
如上所述,本发明的方法包括的步骤是,为传动流体配置通道,以使传动流体实质上是垂直流动,以及为组成流体配置通道,以使其实质上也是垂直流动。
在某种意义上,为了优化流体通过配量泵的垂直流动,配量活塞被固定到一个固定面上。
本发现可以用其它特殊形式来具体实施,不含背离其精神或本质特性。所述的实施例在各方面看都被认为仅仅是举例说明,并且本发明不限于此。因此本发明的范围由所附的权利要求来说明,而不是由以上的描述说明。所有在权利要求等效的意义和范围内的改变将被包含在它权利要求内。
权利要求
1.一个设备,用于按精确预定的比例数量配制一种外部高压传动流体和一种组成流体,所述设备包括(a)往复装置,用于连续配制传动流体,所述往复装置包括(i)一个不动部分,包括相同的第一和第二空心壳体,每个所述的第一和第二空心壳体都有一个开口端,而所述的第一和第二空心壳在其所述的开口端处相互啮合连接在一起,以便在其之间构成相对的第一和第二传动流体室;和(ii)一个包在所述不动部分之内的活动部分,所述活动部分以往复运动的方式被驱动,往复运动包括沿相对的方向交替向所述第一和第二传动流体室运动的连续冲程;(b)用于保存预定数量组成流体的第一和第二容器装置,所述第一和第二容器装置各自分别布置在所述第一和第二传动流体室;和(c)流体推进装置,用于连续配制组成流体,所述流体推装置可操作地连到所述往复装置的所述活动部分上,由此在所述往复装置的所述运动中每个所述冲程期间把所述预定数量的组成流体吸入所述第一和第二容器装置中的一个中并且把所述预定数量的组成流体完全排出另一个所述第一和第二容器装置中。
2.如权利要求1所述的一个设备,其特征在于每个所述的第一和第二空心壳包括(a)壳装置,用于确定传动汽缸的一个单封闭端以及用于在其内部包容单独一个所述的第一和第二传动流体室;和(b)流体连通装置,用于把传动流体源和组成流体源与所述壳装置的内部连通起来。
3.如权利要求2所述的一个设备,其特征在于所述壳装置包括一个杯形容器,所述容程包括(a)一个端壁(b)从所述端壁外围突出的侧壁;和(c)一个位于远离所述端壁的所述侧壁端部上的啮合面,所述第一空心壳的所述容器的所述啮合面与所述第二空心壳的所述容器的所述啮合面,在所述容器的装配关系下被接合,构成一个所述传动汽缸的密封接头,在所述装配关系中的所述容器在其内部确定了所述第一和第二传动流体室。
4.如权利要求3所述的一个设备,另外还包括一个传动汽缸直线套筒,所述汽缸直线套筒在其所述装配关系下靠着所述容器的所述侧壁的内部布置,并且沿所述容器的所述侧壁布置,跨接所述容器的所述密封接头。
5.如权利要求4所述的一个设备,另外还包括一个环绕所述传动汽缸直线套筒外表面的密封环,所述密封环布置在传述传动汽缸的传述密封接头处位于所述传动汽缸直线套筒与所述容器的所述侧壁之间。
6.如权利要求5所述的一个设备,其特征在于一个连续的约束槽被加工在所述传动汽缸直线套筒的所述外表面中,而且所述密封环被布置在所述约束槽中。
7.如权利要求4所述的一个设备,其特征在于所述传动汽缸直线套筒沿纵向被约束在一个加工在所述容器的所述侧壁的所述内表面上的传动汽缸直线凹槽中,靠近其所述啮合面。
8.如权利要求3所述的一个设备,其特征在于所述流体连通装置包括一个流体歧管,可套在所述第一和第二空心壳的所述容器的一个相应容器的外部,所述流体歧管包括(a)一个端板,可靠着布置在所述相应容器的所述端壁的外部;(b)一个装配罩,从所端板开始沿所述相应容器的所述侧壁的外部延伸;和(c)一个流体歧管装配法兰,位于远离所述流体歧管所述端板的所述装配罩的那端上。
9.如权利要求8所述的一个设备,其特征在于所述装配罩至少包括一个流体通道。
10.如权利要求8所述的一个设备,其特征在于所述装配罩包括一对对立布置在所述端板两侧上的装配臂,每个所述装配臂都有一个远离所述流体歧管的所述端板的自由端。
11.如权利要求10所述的一个设备,其特征在于所述流体歧管装配法兰包括不同的第一和第二部分,各自位于每个所述装配臂的所述自由端。
12.如权利要求8所述的一个设备,另外还包括一个夹紧装置,用于啮合所述第一和第二空心壳的所述容器的所述*b233W流体歧管的所述流体歧管装配法兰。
13.如权利要求12所述的一个设备,其特征在于所述夹紧装置包括一对半圆箍,无损伤地在其端点相连,密封包围所述的不动部分。
14.如权利要求10所述的一个设备,其特征在于(a)每个所述容器进一步还包括一个传动汽缸装配法兰,从至少一部分所述啮合面的外围向外辐射延伸;和(b)所述夹紧装置啮合所述第一和第二突心壳的所述容器的所述传动汽缸装配法兰。
15.如权利要求3所述的一个设备,其特征在于所述容器如此构成以便当所述流体连通装置往其中供应第一流体时,能牢固稳定尺寸。
16.如权利要求4所述的一个设备,其特征在于所述传动汽缸直线套筒由具有高润滑性的一种材料制成。
17.如权利要求1所述的一个设备,其特征在于(a)所述往复装置的所述不动部分包括一个具有封闭端的传动汽缸、在其内延伸的侧壁和一个通常布置在中心并平行于所述侧壁的纵轴;(b)所述往复装置的所述活动部分包括一个布置在所述传动汽缸中并且在往复运动中由传动流体驱动的传动活塞,其中所述往复运动由所述传动活塞沿相对方向的连续冲程组成;和(c)所述设备另外还包括能使高压传动流体交替进入所述第一和第二传动流体室的传动变换装置,由此在所述往复运动中推动所述传动活塞并且完全把传动流体交替在从所述第二和所述第一传动流体室分别排出。
18.如权利要求4所述的一个液压传动泵,其特征在于所述传动汽缸直线套筒给所述传动汽缸的所述侧壁的所述内部,布置在其往复运动期间对应于所有所述传动活塞的纵向位置上。
19.如权利要求17所述的一个液压传动泵,其特征在于所述传动变换装置被布置在所述传动汽缸内。
20.如权利要求17所述的一个液压传动泵,另外还包括(a)一个圆形约束槽,对着所述传动汽缸的所述侧壁的所述内部,加工在所述传动活塞的外围;和(b)一个密封环,布置在所述约束槽中,可滑动地与所述传动汽缸直线套筒的内部接合。
21.如权利要求17所述的一个设备,其特征在于(a)所述第一和第二容器装置结合在一起构成一对用于组成流体的配量圆筒,每个所述配量圆筒包括一个配量圆筒壳,对着所述传动活塞开口并伸入相应的一个所述第一和第二传动流体室;和(b)所述流体推进装置包括一对配量活塞,一个所述配量活塞对应于一个所述配量筒,所述活塞的所述往复运动在所述相应的一个所述组成流体配置圆筒内交替地推进和后撤所述组成流体配量活塞。
22.如权利要求22所述的一个设备,其特征在于(a)每个所述配量活塞包括一个从所述传动活塞的另一侧向相应的一个所述配量圆筒突出的配量活塞底座;和(b)所述设备另外还包括比例调节装置,用于调整要由所述传动活塞的所述往复运动吸入和排出每个所述配量圆筒的预定数量的组成流体。
23.如权利要求21所述的一个设备,其特征在于所述比例调节装置包括(a)一个约束在每个所述配量圆筒套管内的配量圆筒衬套,所述配量圆筒衬套拥有一个预定横剖面的内腔;和(b)一个配量活塞头,固定到与每个所述传动活相对的所述配量活塞底座的端点,所述配量活头拥有一个与所述配量圆筒衬套的所述预定横剖面相适应的横剖面而且可滑动地布置在所述配量圆筒衬套中,其中,所述传动活塞的所述往复运动在所述的配量圆筒衬套内交替地前进和后撤所述的配量活塞头,以便交替地在所述配量圆筒中吸入和完全排出所述预定数量的组成流体。
24.如权利要求23所述的一个设备,其特征在于所述配量圆筒的衬套由一种高润滑性材料构成。
25.如权利要求23所述的一个设备,其特征在于所述的比例调节装置另外还包括(a)一个圆环约束槽被加工在所述配量活塞头的外围,对着所述相应的一个所述配量活塞的所述配量活塞衬套的壁面;和(b)一个布置在所述约束槽中的密封环,可滑动地接合在所述相应的一个所述配量活塞的所述配量活塞衬套的所述壁面上。
26.如权利要求21所述的一个设备,其特征在于(a)每个所述配量圆筒拥有侧壁和一个纵轴,每个所述配量圆筒的所述纵轴一般沿中心布置,所述侧壁平行于所述传动汽缸的所述纵轴;和(b)所述设备另外还包括(i)一个对应于每个所述流体配量圆筒的组成流体入口通道;(ii)一个对应于每个所述流体配量圆筒的组成流体出口通道;每个所述组成流体出口通道在一个组成流体排出位置处通向相应的一个所述配量圆筒,所述组成流体排出位置被辐射地布置在远离所述相应的一个所述配量圆筒的所述纵轴的地方,其中,当所述传动汽缸绕其所述纵轴的旋转方位是如下时,即所述组成流体排出位置处于所述相应的一个所述配量圆筒的顶部上时,空气泡在所述相应的一个所述配量圆筒中的积累被制止。
27.如权利要求26所述的一个设备,另外还包括一个固定装置,用于把所述配量泵按照所述泵外壳相对所述传动汽缸的所述纵轴的任何预定的转动方位,固定到一个固定平面上。
28.如权利要求28所述的一个设备,其特征在于每个所述的组成流体入口通道在一个组成流体进入位置处通向相应的一个所述配量圆筒,所述组成流体进入位置远离所述相应的一个所述配量圆筒的所述纵轴,辐射地位于所述纵轴的一侧,与所述相应的一个所述配量圆筒的所述组成流体排出位置相对。
29.如权利要求26所述的一个设备,其特征在于所述组成流体出口通道被加工在所述泵壳上,位于所述相应的一个所述配量圆筒的所述纵轴的一侧,与所述相应的一个所述配量圆筒的所述组成流体排出位置相对。
30.如权利要求28所述的一个设备,其特征在于所述组成流体入口通道被加工在所述泵壳上,位于所述相应的一个所述配量圆筒的所述纵轴的一侧,与所述相应的一所述配量圆筒的所述组成流体进入位置相对。
31.如权利要求27所述的一个设备,其特征在于所述固定装置包括(a)夹紧装置,用于啮合所述配量泵;和(b)一个能把所述夹紧装置固定到一个固定平面上的支架。
32.如权利要求31所述的一个设备,其特征在于所述夹紧装置无损伤地环绕所述配量泵,位于所述配量泵的纵向中间位置处。
33.如权利要求26所述的一个设备,进一步还包括(a)传动变换装置,用于使传动流体交替进入所述第一和进入所述第二传动流体室,在所述往复运动中推动所述传动活塞并且交替地把传动流体分别完全排出所述的第二和第一传动流体室;和(b)一个传动流体连通装置,与每个所述第一和第二传动流体室相通,轴射地位于远离所述传动汽缸的所述纵轴的地方并且与所述传动汽缸的所述纵轴在同一侧,在所述传动流体连通装置上传动流体流入所述第一和第二流体室并且传动流体排出所述第二和第一传动流体室,其中,当所述泵壳相对所述传动汽缸的所述纵轴的转动方位是如下时,即所述传动流体连通装置位于所述传动汽缸的顶部时,所述传动汽缸内的空气泡积累被制止。
34.如权利要求33所述的一个设备,另外还包括一个传动流体出口通道,通过与其相通的所述传动流体连通装置,对应于并且连通在每个所述第一和第二传动流体室,每个所述传动流体出口通道被加工在所述泵壳上位于与所述汽缸所述纵轴相对的所述传动流体连通装置的一侧上。
35.如权利要求34所述的一个设备,另外还包括一个传动流体入口通道,通过与其相通的所述传动流体连通装置,对应于并且连通在每个所述第一和第二传动流体室上,每个所述传动流体入口通道被加工在所述泵壳上位于与所述传动汽缸的所述纵轴相同的所述传动流体连通装置的一侧上。
36.如权利要求33所述的一个设备,另外还包括一个高压传动流体入口通道,通过与其相连的所述传动流体连通装置对应于并连通于每个所述的第一和第二传动流体室,每个所述的传动流体入口通道被加工在所述泵壳上位于与所述传动活塞的所述纵轴相同的所述传动流体连通装置的一侧上。
37.如权利要求36所述的一个设备,其特征在于所述配量泵由所述的固定装置固定在一个固定平面上,其中所述传动流体出口通道的位置高于所述高压传动流体入口通道的位置。
38.如权利要求35所述的一个设备,其特征在于,每个传动流体出口通道通过一个相应的传动流体出口与所述外壳的外部相通,而每个所述传动流体入口通道在传动流体入口处与所述外壳的外部相通,所述传动流体出口位于与所述传动流体入口相对的所述传动汽缸的传述纵轴的一侧上。
39.如权利要求38所述的一个设备,其特征在于所述配量泵由所述固定装置固定在一个固定平面上,其中所述传动流体出口的位置高于所述传动流体入口的位置。
40.如权利要求39所述的一个设备,其特征在于与所述传动流体出口通道相连的所述传动流体出口完全垂直地位于与所述高压传动流体入口通道相连的所述传动流体入口之上,其中所述传动流体出口通道与所述第一传动流体室相通而且所述高压传动流体入口通道与所述第一传动流体室相通。
41.如权利要求26所述的一个设备,其特征在于所述传动活塞包括(a)一对以背对背关系接合在一起的完全相同的传动活塞板,在所述背对背关系中所述传动活塞板绕所述传动活塞的外围加工有一个环形约束槽,所述约束槽对着所述传动汽缸的所述侧壁的内部;和(b)一个布置在所述约束槽中的密封环,可滑动地与所述传动活塞的所述侧壁内部接合在一起。
42.如权利要求17所述的一个设备,其特征在于所述位改变装置包括(a)一个加工在所述泵壳上位于所述传动汽缸每一端处的高压传动流体入口通道;(b)一个加工在所述泵壳上位于所述传动汽缸每一端处的传动流体出口通道;(c)用于使所述第一传动流体室交替地与所述高压传动流体入口通道及所述传动流体出口通道相通的第一阀装置,其中所述高压传动流体入口通道和所述传动流体出口通道加工在所述泵壳上位于靠近所述第一传动流体室的所述传动汽缸的所述端处;(d)用于使所述第二传动流体室交替地与所述高压传动流体入口通道及所述传动流体出口通道相通的第二阀装置,其中所述高压传动流体入口通道和所述传动流体出口通道加工在所述泵壳上位于靠近所述第二传动流体室的所述传动汽缸的所述端处;(e)穿过所述传动活塞可操作地把所述第一阀装置和所述第二阀装置互连起来的联动装置,所述联动装置具有多个调整自由度,由此在或者第一操作方式或者第二操作方式中同时操纵所述第一和第二阀装置,在所述第一操作方式中所述第一传动流体室与所述高压传动流体入口通道相通而所述第二传动流体室与所述传动流体出口通道相通,其中所述高压传动流体入口通道加工在所述泵壳上位于靠近所述第一传动流体室的所述传动汽缸的所述端部而所述传动流体出口通道加工在所述泵壳上位于靠近所述第二传动流体室的所述传动汽的缸所述端部,在所述第二种操作方式中所述所述第一传动流体室与所述传动流体出口通道相通而所述第二传动流体室与所述高压传动流体入口通道相通,其中所述传动流体出口通道加工在所述泵壳上位于靠近所述第一传动流体室的所述传动汽缸的所述端部,而所述高压传动流体入口通道加工在所述泵壳上位于靠近近述第二传动流体室的所述传动汽缸的所述端部;(5)一个用于驱动所述联动装置的上中心装置,根据所述传动活塞所述往复运动的每个所述连续冲程的完成,在所述第一和第二操作方式之间操纵所述第一和第二阀装置。
43.如权利要求42所述的一个设备,其特征在于所述联动装置包括(a)一个加工穿过所述传动活塞的位于所述第一和第二传动流体室之间的阀联动开孔;(b)一个可滑动穿过所述阀联动开孔的阀联动轴,因此所述阀联动轴拥有分别布置于所述第一和第二传动流体室的第一和第一端;和(c)一个连接铰接头系统,分别位于每个所述阀轴的所述第一和第二端与所述第一和第二阀装置之间。
44.如权利要求42所述的一个设备,其特征在于所述联动装置另外还包括一个密封环,布置在所述阀联动开孔中与所述阀联动轴密封接合在一起。
45.如权利要求43所述的一个设备,其特征在于,所述第一阀装置包括(a)一个第一阀腔,在靠近所述第一传动流体室的所述传动汽缸的所述端点处从所述第一传动流体室延伸进所述泵壳,所述第一阀腔与加工在所述泵壳上位于靠近所述第一传动流体室的所述传动汽缸的所述端部处的所述高压传动流体入口通道和传动流体出口通道相连通;和(b)一个第一阀杆,拥有一个可滑动安装在所述第一阀腔内的第一端和一个与其相对的自由端,从所述第一阀腔延伸进所述第一传动流体室,所述第一阀杆沿纵向加工有一个贯穿其内的第一阀通道,所述第一阀通道在所述第一和第二操作方式这两种情况下都在其一端上通过所述第一阀杆的所述自由端通入所述第一传动流体室,所述第一阀通道的另一端通过所述第一阀杆上的阀开孔通入所述第一阀腔,所述阀开孔在所述第一操作方式中与所述高压传动流体入口通道相通并且在所述第二操作方式中与所述传动流体出口通道相通。
46.如权利要求45所述的一个设备,其特征在于所述第一阀装置另外还包括一个压缩约束在所述第一阀中位于所述泵壳与所述第一阀杆的所述第一端之间的增压弹簧,所述增压弹簧在所述第二操作方式中把所述第一阀杆向所述第一传动流体室方向所述第一阀腔。
47.如权利要求45所述的一个设备,其特征在于所述的铰接头系统包括一个阀滑块,所述阀滑块在其第一侧上可旋转并且可侧向滑动地连到所述阀联动轴的所述第一端上并且在其第二侧上可旋转并且可侧向滑动地连到所述第一阀杆的所述自由端上。
48.如权利要求47所述的一个设备,其特征在于当所述上中心装置驱动所述联动装置以便在所述第一和第二操作方式之间操作所述第一和第二阀装置时,所述阀滑块以往复滑动的方式靠在所述传动汽缸的内侧。
49.如权利要求42所述的一个设备,其特征在于所述上中心装置包括(a)一个在所述传动活塞的第一侧上与所述联动装置相连的第一联动支承面;(b)一个在所述传动活塞的所述第一侧上与所述传动活塞相连的第一传动支承面,所述第一传动支承面在所述传动活塞的所述往复运动的每个连续冲程中能够移动到一个相对于所述第一联动支承面的中心位置,在所述中心位置上所述第一传动支承面最接近所述第一联动支撑面;和(c)第一偏移装置,用于在所述第一传动支承面位于靠近所述传动活塞的所述中心位置的一侧上时把所述第一联动支承面和与其相连的所述联动装置推入到所述第一操作方式中,并在所述第一传动支撑面位于远离所述传动活塞的所述中心位置的一侧上时把所述第一联动支承面和与其相连的所述联动装置推入所述第二操作方式。
50.如权利要求49所述的一个设备,其特征在于所述上中心装置另外还包括(a)一个在所述传动活塞的第二侧上与所述联动装置相连的第二联动承面,所述传动活塞的第二侧与其所述第一侧相对;(b)一个在所述传动活塞的所述第二侧上与所述传动活塞刚性相连的第二传动支承面,所述第二传动支承面在所述传动活塞的所述往复运动的每个连续冲程中能够移动到一个相对于所述第二联动支承面的中心位置,在所述中心位置上所述第二传动支承面最接近所述第二联动支撑面;和(c)第一偏移装置,用于在所述第二传动支承面位于远离所述传动活塞的所述中心位置的一侧上时把所述第二联动支承面和与其相连的所述联动装置推入到所述第一操作方式中,并在所述第二传动支撑面位于靠近所述传动活塞的所述中心位置的一侧上时把所述第二联动支承面和与其相连的所述联动装置推入所述第二操作方式。
51.如权利要求50所述的一个设备,其特征在于所述第一和第二联动支承面与所述第一和第二传动支承面分别被布置成相互对应,这样在所述传动活塞的所述往复运动的每个连续冲程中跟随所述传动活塞的所述传动支承面先于引导所述传动活塞的所述传动支承面到达其所述的中心位置。
52.如权利要求50所述的一个设备,其特征在于所述上中心装置另外还包括连到所述传动活塞上的位于其所述第一和第二侧处的弹簧支撑脚,而且所述第一和第二传动支承面每个都包括一个分别加工在所述第一和第二弹簧支撑脚上的弹簧收容槽。
53.如权利要求51所述的一个设备,其特征在于所述上中心装置另外还包括杠杆装置,用于在引导所述传动活塞的所述传动支承面通过其所述中心位置之后,与连在引导所述传动活塞的所述传动支承面上的所述偏移装置相互配合,并提高驱动该所述偏移装置的所述联动装置的效果。
54.如权利要求53所述的一个设备,其特征在于所述杠杆装置包括一个反弹隆起物,从每个所述传动汽缸的所述封闭端分别突入所述第一和第二传动流体室。
55.如权利要求49所述的一个设备,其特征在于所述第一偏移装置包括两对弹簧,压缩安装在所述第一联动支承面与所述第一传动支承面之间。
56.如权利要求50所述的一个设备,其特征在于所述上中心装置另外还包括一个可操作地连到所述第一阀装置上的阀滑块,而且所述第一联动支承面被加工在所述阀滑块上。
57.如权利要求50所述的一个设备,其特征在于所述上中心装置另外还包括一个可操作地连到所述传动活塞上的传动支撑块,而且所述传动支承面被加工在所述传动支撑块上。
58.如权利要求8所述的一个设备,其特征在于所述流体歧管包括(a)一个半套在所述第一传动流体室处所述传动汽缸外部上的第一流体歧管,所述第一流体歧管包括一个靠近所述第一传动流体室被布置靠在所述传动汽缸的所述端壁外部上的端板,所述端板已在其上加工有以下流体通道,每个都通过靠近所述第一传动流体室的所述传动汽缸的所述端壁从所述第一流体歧管那一半的外部通入所述第一传动流体室(i)一个传动流体入口通道;(ii)一个传动流体出口通道;(iii)一个组成流体入口通道;和(iv)一个组成流体出口通道;和(b)一个半套在所述第二动流体室处所述传动汽缸外部上的第二流体歧管,所述第二流体歧管包括一个靠近所述第二传动流体室被布置靠在所述传动汽缸的传动端壁外部上的端板,所述端板已在其上加工有以下流体通道,每个都通过靠近所述第二传动流体室的所述传动汽缸的所述端壁从所述第二流体歧管那一半的外部通入所述第二传动流体室(i)一个传动流体入口通道;(ii)一个传动流体出口通道;(iii)一个组成流体入口通道;和(iv)一个组成流体出口通道;和
59.如权利要求58所述的一个设备,另外还包括通用流体连通装置,用于把所选择的加工在所述第一流体歧管一半上的所述流体通道连通到加工在所述第二流体歧管那一半上的相应一个所述流体通道上。
60.如权利要求59所述的一个设备,其特征在于所述通用流体连通装置包括(a)一个把所述第一流体歧管上的所述传动流体入口通道与所述第二流体歧管上的所述传动流体入口通道连通在一起的横向传动流体入口通道;和(b)一个把所述第一流体歧管上的所述传动流体出口通道与所述第二流体歧管上的所述传动流体出口通道连通在一起的横向传动流体出口通道。
61.如权利要求59所述的一个设备,其特征在于所述通用流体连通装置包括(a)一个把所述第一流体歧管上的所述组成流体入口通道与所述第二流体歧管上的所述组成流体入口通道连通在一起的横向组成流体入口通道;和(b)一个把所述第一流体歧管上的所述组成流体出口通道与所述第二流体歧管上的所述组成流体入口通道连通在一起的横向组成流体入口通道;和
62.如权利要求59所述的一个设备,其特征在于所述通用流体连通装置被布置在所述传动汽缸的所述侧壁的外部上。
63.如权利要求62所述的一个设备,其特征在于所述通用流体连通装置与所述传动汽缸整体地加工在一起。
64.如权利要求62所述的一个设备,其特征在于所述通用流体连通装置与所述传动汽缸不同并且可套在其侧壁的外部。
65.如权利要求64所述的一个设备,其特征在于所述通用流体连通装置包括(c)整体地与所述第一流体歧管加工在一起的第一部分;和(d)整体地与所述第二流体歧管加工在一起的第二部分,当所述第一流体歧管的那一半与所述第二流体歧管的那一半分别对应所述第一和第二传动流体室套在所述传动汽缸的所述外部上时,所述通用流体连通装置的所述第一和第二部相互接合在一起。
66.如权利要求59所述的一个设备,其特征在于加工在所述第一流体歧管那一半和所述第二流体歧管那一半上的每个所述流体通道分别在配有管连接器的开口处与所述第一和第二流体歧管的外部相通,所述的管连接器用于传动流体管和组成流体管,不用工具就能连接并且能选择无损伤的不连接。
67.如权利要求59所述的一个设备,其特征在于加工在所述第一和第二流体歧管这两半上的每个所述流体通道在能被选择为封闭的开口处与所述第一和第二流体歧管这两半的外部相通。
68.如权利要求60所述的一个设备,其特征在于所述横向传动流体入口通道能有选择地被封闭。
69.一种方法,用于按精确预定的比例数量配量传动流体和组成流体,所述方法包括以下步骤(a)使用布置在传动汽缸内的阀,交替地把高压传动流体阀送到可滑动传动活塞的另一侧,以便使所述活塞在所述汽缸内往复运动,所述传动汽缸包括第一和第二相同的空心壳,每个所述第一和第二空心壳都有一个开口端并且在其开口端处被相互接合在一起,由此形成所述传动汽缸的一个密封接头并在所述已相互接合在一起的第一和第二空心壳内构成所述的传动汽缸。(b)排空所述传动活塞未提供高压传动流体的那一侧,以便能使所述传动活塞进行所述往复运动,并且从所述传动活塞末提供高压传动流体的所述那一侧完全排出传动流体;(c)在所述传动汽缸内在所述传动活塞的每一侧上固定一对配量活塞,所述配量活塞与所述传动汽缸的轴平行地延伸进各自相应的配量圆筒中,所述配量圆筒朝着所述活塞开口并通向所述传动汽缸,在所述传动活塞的所述往复运动中所述配量活塞在所述相应的配量圆筒内前进和后撤;(d)当所述配量活塞在所述配量圆筒内后撤时提供组成流体给该所述配量圆筒,和(e)当所述活塞前进进入所述配量圆筒时排空所述配量圆筒,以便能完全排出其中的组成流。
70.如权利要求69所述的一种方法,另外还包括以下步骤,即,靠着所述传动活塞的侧壁的内部布置一个横跨所述传动汽缸的所述密封接头的传动汽缸直线套筒。
71.如权利要求69所述的一种方法,另外还包括以下步骤(a)把所述传动汽缸固定到一个固定面上;(b)为与所述传动汽缸相连的传动流体形成通道,使传动流体完全垂直地流动;和(c)为与所述配量圆筒相连的组成流体形成通道,使组成流体完全垂直地滚动。
72.如权利要求69所述的一种方法,另外还包括以下步骤,即,使用一个单根的传动流体供应管把所述传动汽缸的两侧同时连到一个传动流体源上。
73.如权利要求69所述的一种方法,另外还包括以下步骤(a)把所述传动汽缸的每一侧连到相应的第一和第二传动流体源上;和(b)把传动活塞的每一侧的流体排出到一个单输出管中。
74.如权利要求69所述的一种方法,另外还包括以下步骤,即,使用单一一根组成流体供应管把两个所述配量圆桶同时连到单一一个组成流体源。
全文摘要
一个用于精确配制至少两种不同流体(X,Y,Z)的液压传动配量泵(10)。一个传动汽缸(72)被一个传动活塞(140)划分成第一和第二传动流体室(166,168),该传动活塞(140)被高压传动流体(X)推动进行往复运动。传动汽缸壳由两个相同的杯形壳(60)组成,它们在开口端处相互结合在一起。在传动流体室(166,168)内配量活塞(152,154,158,160)从传动活塞(140)的每个面上延伸进配量圆筒(142,144,148,150)。一个上中心机构由传动活塞(140)在其往复运动冲程的极限处的移动来起动,以便操作阀装置(172,182),使高压传动流体(X)交替地进入每个传动流体室(166,168)。一个传动汽缸直线套筒(206)被布置在传动汽缸(72)的内部,横跨外壳(60)已接合起来的啮合面(68)。
文档编号F01L23/00GK1136305SQ94194279
公开日1996年11月20日 申请日期1994年11月23日 优先权日1993年11月24日
发明者威廉·H·利驰费尔德 申请人:芳汀佛雷斯国际公司
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