专利名称:活塞式正排量潜水泵的制作方法
本发明一般有关活塞式正排量泵，具体有关一种活塞式正排量潜水泵，特别实用于将小量液体向一个喷施器输送。
为了将小量液体从一个载运桶向一个喷施器配置，熟知的方法是利用泵。例如1983年12月28日提交的美国专利申请第06/566,363，与本申请案有共同受让人，介绍了一种气动隔膜泵，按常速排出液体脉冲，用以从一个载运桶向一个喷液点，每天转移几公升的化学物质。举例而言，这喷液点可以是一个涂敷玻璃瓶的涂敷罩。
该泵的一个优点是用一个气压阀，防止漏液，而传统的球单向阀则通常有漏液。然而，虽然该泵产生良好的效果，但是由于加工质量和隔膜质量，不同气动隔膜泵之间可能存在不同的冲程容积，例如达20％之多。
为了克服这些缺点，已经使用诸如美国专利3,168,872；3,257,953；和4,008,003号中公开的活塞式正排量泵，尤其是美国专利4,536,140号中的修改型式，与本申请有相同的受让人。本文中引述了美国专利4,536,140号中公开的全部内容，作为参考。最后这一美国专利中的泵，据发现适合输送液态有机金属化合物，用于在玻璃瓶上涂敷氧化锡或其他金属氧化物。
这种泵的泵腔，放在载运桶的外面，液体进口上的软管伸进桶内。这样，将化学物质从桶中泵出，通过软管，送入泵腔。但是，美国专利第4,536,140号中曾提出，活塞式正排量泵有一个问题，就是即使往复活塞和泵筒内壁之间有最紧密公差，化学物质还可能从泵腔迁移，进入活塞和泵筒壁之间的一个空间中去。如果化学物质是腐蚀材料，例如含三氯-丁基锡的配料，液态化学物质的少量迁移，便会造成往复活塞和泵筒内壁之间的金属羟化物增多。这种化合物由化学物质和环境空气中的水蒸汽反应形成。积累以后便使活塞可能在泵筒中凝结，造成器具的损坏。
上述美国专利第4,536,140号中，试图在活塞和泵筒内壁之间设置恒定油压的隔离油屏，以克服这些缺点。但是使用这种油屏使器械大为复杂。并且，密封油还随它的使用方法的变化，干扰泵的运转。
这种泵的另一个问题，是进入泵的少量空气会干扰泵的正常运转，造成泵的速率下降。具体而言，流体中夹带的气体，诸如空气、氢气，二氧化碳气体之类，当泵运转时流体搅动的结果，或由于压力和温度的变化，使这些气体在泵筒中释放。例如，有些流体随搅动和/或压力及温度的变化，作化学性离析，变为液体和气体两个部分，而另外一些流体则仅蒸发作物理性变化，从液态变为气态。造成的问题是气体形成气泡，被在泵筒的压头中收集，从而被坏泵的计量精度，在某些情况下完全阻止液流。气泡一般被收集在活塞上的凹陷部分和泵筒的内壁之间。
具体地说，当泵不是全容量运转时，也就是活塞没有作最大程度的旋转时，便使它的进退位置距离较短。结果，在活塞往复运动的全部时间内，凹陷部分的上部都处在出口孔的上方。在泵运转时，凹陷部分和泵筒内壁之间形成的气泡不消散，对运转起不利的影响。可以看出，活塞冲程越小，凹陷部分收集的气体越多，因此增大了夹带气体容积对泵的排量的比率。也就是泵变为对气体敏感。
由于有这问题，泵在小于其最大容量的状态下工作时，其流率必须变化若干次。使夹带的气体流到泵外，才能恢复预定的输送速度。但是这种能量变化很麻烦，费时很多。例如，当用于泵送流体喷涂玻璃瓶时，这种能量变化使高价的化学涂料耗用过量，或者在瓶上喷涂不足。
最后这个少量空气带入泵的问题，1985年6月26日提交的美国专利申请第749,066号公开的发明已予以解决，其全部公开内容在本申请中予以引述作为参考。
因此，本发明的一个目的是提出一种活塞式正排量泵，可以抑制泵筒中活塞的凝结。
本发明的另一目的是提出一种活塞式正排量泵，可防止金属烃化物在往复活塞和泵筒内壁之间积累。
本发明的又一目的是提出一种活塞式正排量泵，可以避免使用屏蔽液体。
本发明还有一个目的，就是提出一种活塞式正排量泵，可防止在泵筒中形成不利的气泡。
根据本发明的一个方面，一种泵有泵筒装置，用以插入一个液体中，泵筒装置有一进口孔和一出口孔；活塞装置可在泵筒装置内旋转和往复运动，把液体从进口孔泵送到出口孔，活塞装置有一个凹陷部分，交替和进口孔或出口孔接通液流；一个旋转组合件和驱动装置以可旋转方式连接，驱动活塞装置在泵筒装置内旋转及往复运动；一个延长装置把旋转组合件和活塞装置连接，在把活塞装置放入液体中时，延长装置保证旋转组合件和驱动装置处在液体的外面。
根据本发明的另一个方面，一个泵有一个泵筒装置，供插入液体中，泵筒装置有一个工作端，一个进口孔，一个出口孔和一个由出口孔及工作端包围的工作腔；活塞装置在泵筒装置中，可在进退两位置之间旋转和往复运动，把液体从进口向出口泵送，活塞装置有一个自由端，上有凹陷，交替与进口孔或出口孔接通液流；一个旋转组合件和驱动装置以可旋转的方式连接，驱动活塞装置在泵筒内旋转和往复运动；有一个装置，当活塞装置前进时，无论活塞装置和驱动装置之间有何种旋转角度，保证凹陷部分完全处在工作腔内；有延长装置把旋转组合件和活塞装置连接，并且当活塞装置处在液体中时，保证旋转组合件和驱动装置处在液体的外面。
本发明上述的和其他的目的，特点和优点，参照附图阅读下文的详细叙述，便可立刻清晰了解。
图1为本发明一个实施方案的活塞式正排量潜水泵局部纵向剖视图；图2为图1中泵一部分的(局部虚线)正视图；图3为图1中泵的活塞、泵筒端局部剖视图。
详细参看附图。首先看图1，图中示出本发明一个实施方案的活塞式正排量潜水泵10，举例而言，适合于用以将含氧化锡或其他金属氧化物的液态有机金属化合物，在玻璃瓶上喷涂。
如图1及3所示，泵10有一个中空的泵筒12，有一个闭合的工作端14，和其中有孔16的相对端15。在工作端14的附近，在泵筒上成形有直径上相对的进口孔18及20。一个出口接头22固定在泵筒12的外部，对出口孔20有围绕关系，有一个连接器23，上面安装输送软管24的一端。因此被泵送的流体被从出口孔20向输送软管24泵送。在泵筒内12内还形成有一个工作腔26，由工作端14和孔18及20所包围，和孔18及20的液流接通。
一个活塞28放在泵筒12内，从孔16中通过，可旋转和往复运动，有一个自由端30和一个随动端32。自由端30上形成一个平凹陷部分34，当活塞28在泵筒12内旋转时，和孔18及20的液流交替接通。这样，凹陷部分34起孔18及20之间的导管作用，依次轮流把孔18及20开闭。凹陷34和活塞28顶处的工作腔26的部分配合，共同形成泵筒的泵腔，把流体在孔18及20之间泵送。
在泵10的相对端，设放一个驱动电机36，有动力输出轴38安装在底板40上。一根电缆42从与电机36壳体连接的电缆保护软管44中通过，向电机供电。有一个颈圈46上有缩进的凸台48，用适当的装置，诸如穿过缩颈凸台48和驱动轴38的销50，锁在驱动轴38上。颈圈46上有一个窝座52。横向突出部或横臂54的一端，固定在轴56的一端上，臂54的另一端和一个球形支承件58固定。球58放在窝座52中，形成一个万向球窝接头。于是当轴38旋转时，轴56按熟知的方式被带动旋转并往复运动，在上述关于活塞式正排量泵的美国专利中有叙述。
可以理解，这种球窝接头装置可使驱动轴38相对于轴56旋转。已经熟知往复运动的量(以及活塞28在泵筒12里的相应位置)，随驱动轴38相对于轴56的旋转角度而变化。于是泵的冲程随该角度变化。例如，当驱动轴38相对于轴56旋转到最大程度时，也就是泵在最大泵冲程下工作时，活塞在泵筒12内的进退位置之间的最大距离上往复。
根据本发明，活塞28用延长轴60与轴56连接，从而电机36控制活塞28在泵筒12内的旋转和往复。活塞连接器61和延长轴60的下端连接，将活塞28和连接器连接。按照这种装配方式，泵筒12和活塞28浸没在桶64中液体62的底部，而电机36和总成驱动端的相关部件被保持在桶和液体的外面。
这样提供的明显优点在先有技艺领域中不可得。具体而言，由于泵筒中的化合物不接触环境空气，因此活塞和泵筒壁之间空间中形成金属烃化物的问题得到解决。结果，泵筒中活塞不会凝结。此外，由于克服了先有技艺领域中器械的缺点，所以不需要美国专利4,536,140号中所述的油屏。
如图1所示，延长轴60由一根空心伸长管66包围，管66的下端和泵筒12的上端15密封固定，管66还伸到桶64的外面，上端和支架68固定。底板40也和支架68固定。延长管66的下端上有一个孔70，在伸出桶64外的端上有孔72，按照这种方式，输送软管24穿入底孔70，伸过伸长管66，再穿出上孔72，利用锁环76，和固定在延长管66外侧上的接头74连接。
并且，伸长管66在下端上设有另一组孔78，位于其与泵筒12连接处上方的一个短距离内。因此，由于伸长管66和泵筒12的上端固定，甚至桶中无液体时(或液面下降到泵筒12的上水平线以下时，)活塞28的伸出泵筒12的部分处仍有液体。于是在泵筒12的上端提供一个液封，防止在活塞和泵筒内壁之间，有金属烃化物形成，因为没有空气或水蒸汽进入泵内(换桶时例外)。结果，便不需使用可能影响泵运转的任何密封油。这样还可避免设置保持足够油压用的器械。
可以理解到孔78应有足够的高度，以提供上述的密封，同时还可以在换桶时将液体排尽。
如图1所示，桶64在上端设有一个孔80，伸长管66从中通过，伸长管66在该处和桶64固定。具体而言，桶孔80中有一个螺纹接头82，一个有外螺纹的接头套84，围绕着伸长管66并和螺纹接头82啮合，将桶孔80密封。一个锁环85，利用螺栓86在接头套84的上方，和伸长管66固定，一个锁环88，利用螺栓90，在接头套84的下方，和伸长管66固定。于是接头套84和伸长管66固定，而伸长管66和桶64固定。
一个管堵头92设在伸长管66上端内，用螺栓86固定，如上所述，螺栓86还将锁环85和伸长管66固定。管堵头92上有轴向伸展的中心孔94，供延长轴60从其中通过，还有另一轴向孔96，供输送软管24通过。
如图1所示，还有一个支板98，用螺栓100在伸长管66的上端内同心固定，螺栓100还将连接件74固定在伸长管66的外侧上。支板98又有一个传动轴承102在里面固定，传动轴承102围绕轴56，使轴56在其内旋转及往复运动。
但是，上文已经讨论过，由于泵运转时将液体搅动，或者由于压力和温度变化，液体夹带的气体，如空气，氢，二氧化碳等等常在泵筒12的泵腔内释放。结果，被释放的气体形成气泡，被在泵筒12的泵腔内收集，破坏泵10的计量精度，在有些情况下，完全堵塞液流，尤其当泵在低于最大能量下工作时，也就是当驱动轴38相对于轴56的旋转转角小于最大程度时。一般讲气泡被在活塞28凹陷部分34，和泵筒12内壁之间收集，此节在上述美国专利申请第4,536,140号中有较详尽的讨论，该申请与本申请案有共同受让人，在本文中，引述了其全部揭示内容，作为参考。
为了克服这个问题，上述美国专利申请提出了一种结构，在驱动轴38相对于轴56的任何角位移中，改变活塞28在泵筒12里的后退和前进位置，而不改变活塞的冲程。结果，流速保持不变，而消除了气体收集的问题。
具体如图2所示，底板40设有两条略呈拱形的长槽孔104及106，大致在中线108的方向上伸长，沿延长轴60和活塞28的轴线伸展，槽孔位于中线108的相对两侧。
颈圈46和电机36在上面固定的摩擦板110上，有两个枢轴113及115(图2虚线所示)，插在相应的槽孔104及106中。于是，手握手把112(与底板40固定)便可将电机旋转或移动，由于有上述的球窝接头，便可使颈圈46相对于轴56旋转。这又可以改变泵冲程，冲程可利用手把112附近的标尺114和指针116测量。
枢轴113和115之间的距离，一般约等于颈圈46每旋转一周时，球58中心所移过的圆周的直径。
由于有这种结构，便可避免传统泵中，上述关于空气进入泵筒工作腔的问题。
对本发明的一个特定理想实施方案，既已参照附图叙述如上，便可理解本发明并不受限于该实施方案细节，凡对本技艺有一般擅长者，均可作各种改变或修改而不超出本发明的范围或精神，本发明的范围仅以文后的权利要求
作界定。
权利要求
1.一种泵，其特征在于包括有下列各项用于插入一个液体内的泵筒装置，该泵筒装置有一个进口孔和一个出口孔；可在该泵筒装置内旋转及往复运动的活塞装置，将液体从该进口孔向该出口孔泵送，该活塞装置有一个凹陷部分，与该进口孔或出口孔交替接通液流；一个以可旋转的方式和驱动装置连接的旋转组合件，驱动该活塞装置使之在该泵筒装置中旋转和往复运动；用于将该旋转组合件和该活塞装置连接的伸长装置，当该活塞装置处在该水体中时，保证该旋转组合件和该驱动装置处在该液体的外面。
2.根据权利要求
1的泵，其特征为该泵筒装置有一个工作端和一个相对端；该伸长装置有一个延长轴，将该旋转组合件和该活塞装置连接，有一个中空伸长管，围绕该延长轴，该伸长管和该泵筒装置的该相对端连接，有密封连接关系，并有一个孔稍微离开该密封接头，当该液体高度降到该泵筒的该相对端的下面时，密封接头保持该泵筒装置该相对端液密。
3.根据权利要求
2的泵，其特征在于另有一根软管装置，和该泵筒装置该出口孔固定，该伸长管在其上下端各有一孔，供该软管装置在该伸长管中通过。
4.根据权利要求
2的泵，其特征在于该旋转组合件有颈圈装置与该驱动装置连接，上面有一个窝座，臂形装置和该延长轴连接，一般从其上面横向伸出，臂形装置上安装一个球，和该窝座配合，成为球窝装置。
5.根据权利要求
2的泵，其特征在于该液体在一个上端有一个孔的容器内；另有装置将该伸长管和该容器固定，使该伸长管从该容器的该孔中通过。
6.根据权利要求
5的泵，其特征在于该固定装置中有一个螺纹接头装置。
7.一种泵，其特征在于包括有下列各项插在一个液体中的泵筒装置，该泵筒装置有一个工作端，一个进口孔，一个出口孔，和一个由该出口孔及该工作端围绕的一个工作腔；在该泵筒装置内，可在后退位置和前进位置之间旋转和往复运动的活塞装置，将液体从该进口孔向该出口孔泵送，该活塞装置有一个自由端，上有一个凹陷部分，交替与该进口孔或该出口孔接通液流；一个和驱动装置以可旋转的方式连接的旋转组合件，驱动该活塞装置在该泵筒装置内旋转及往复运动；一个装置，当该活塞装置在该前进位置上时，无论该活塞装置和该驱动装置之间的旋转角度如何，保证该凹陷部分完全处在该工作腔内；将该旋转组合件和该活塞装置连接的延长装置，可在该活塞装置处于该液体中时，保证该旋转组合件和该驱动装置处在该液体的外面。
8.根据权利要求
7的泵，其特征在于该保证装置有导向装置，当该驱动装置相对于该活塞装置旋转时，引导该驱动装置，保证该活塞装置在该前进位置上时，该凹陷部分完全处在该工作腔内。
9.根据权利要求
8的泵，其特征在于该导向装置有底板装置；在该底板装置和该驱动装置中的一个上，有两个略呈拱形长槽孔，在该泵的中线的相对两侧，大致沿中线方向伸展；在该底板装置和该驱动装置中的另一个上，有两个枢轴装置，该两枢轴装置分别伸在该两槽孔中，当该驱动装置相对于该活塞装置旋转时，引导该驱动装置，保证该活塞在前进位置上时，该凹陷部分完全处在该工作腔中。
10.根据权利要求
7的泵，其特征在于该泵筒装置的一端与该工作端相对；该延长装置有一个延长轴，将该旋转组合件和该活塞装置连接，一个中空伸长管围绕该延长轴，该延长管按密封关系，和该泵筒装置的该相对端连接，并有一个孔，略微离开该密封接头，当该液体的高度降到该泵筒的该相对端下面时，保持该泵筒装置的该相对端的液密。
11.根据权利要求
10的泵，其特征在于另有软管装置和该泵筒装置的该出口孔固定，该延伸长管在下端有一个孔，上端也有一个孔，使该软管装置可从伸长管中通过。
12.根据权利要求
10的泵，其特征在于该旋转组合件有颈圈装置，和该驱动装置连接，上面有一个窝座，臂形装置和该延长轴连接，一般在其横向上伸展，该臂形装置上安装一个球，和该窝座嵌接，成为球窝装置。
13.根据权利要求
10的泵，其特征在于该液体放在上端有一个孔的容器中；另有一个装置，将该伸长管和该容器固定，使该伸长管通过该容器的该孔伸展。
14.根据权利要求
13的泵，其特征在于该固定装置有螺纹接头装置。
专利摘要
活塞式正排量潜水泵有插入液体的泵筒。泵筒有工作端，另端，进出口，和进口及工作端之间的工作腔。活塞在泵筒内的进退位置之间旋转往复运动，将液体从进口向出口泵送。活塞自由端有凹陷，交替与进出口接通。旋转件随电机旋转，使活塞在泵中旋转往复延长件保证活塞及泵筒在液体中时，旋转件及电机在液体外；有延长轴，连接旋转件及活塞，中空伸长管套其外，与泵管另端密封连接，并有一孔靠近该接头，当液体降至泵筒另端以下时，保证泵筒的另端液密。
文档编号F04B23/02GK87100461SQ87100461
公开日1987年8月12日 申请日期1987年1月23日
发明者乔治·海因里希·林德纳 申请人:M&T化学品公司导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan