專利名稱：旋轉泵的制作方法
相關申請本申請要求于2004年10月28日提出的序列號為No 60/622,742的美國臨時專利申請“旋轉活塞泵”的優先權，該專利的整個公開在此通過參考完全并入。
背景技術：
眾所周知具有單個往復式活塞的往復式活塞泵，例如物料計(shotmeter)。這些泵的運行由進給沖程和排出沖程組成。在進給沖程期間活塞在氣缸內徑內移動以允許流體進入泵。在排出沖程期間，活塞沿相反方向移動迫使流體流出氣缸。典型地，使用止回閥以確保流體在進給沖程期間只進入氣缸內徑，以及在排出沖程期間只流出氣缸。因而，物料計不會使材料產生連續流動，而是由于在每個排出沖程后必須再填充活塞腔室而使材料產生脈動流動。
由于物料計只能排出安裝在其氣缸內徑內的流體量，故物料計也傾向于具有容量限制。因此對于大容量的分配操作，需要相當大的活塞腔室和驅動機構。由于大的尺寸，故必須離應用地點遠距離地設置組件，從而需要長的軟管，該軟管可使得供應軟管膨脹和引起涌浪效應。如果相同的大系統用于較小容量的分配操作，物料計具有的材料將多于材料的必需量。因此，在低容量分配操作期間，剩余材料將遺留在活塞氣缸中。因此，進入腔室內的第一材料不是所必需的排出的第一材料，一些材料可能遺留在活塞腔室內長于所需的時間。
齒輪泵為可用在一些物料計應用中的一種連續流動容積泵。然而，齒輪泵不能與許多材料，尤其是那些可能由于齒輪泵運行的破碎特性而損壞或者另外損害的材料一起使用。齒輪泵也不能用于高研磨材料，以及可能具有有限的漏氣程度，從而使得其不太適合于高精度的計量應用。
發明內容
本發明設想提供容積泵操作的泵原理。在一個實施例中，泵以旋轉泵的形式實現，該旋轉泵具有布置在主體中的腔室和布置在腔室中用于在該腔室中往復移動的位移構件。使用驅動構件以響應于主體和驅動構件之間的相對旋轉而在腔室內移動位移構件。可使用徑向閥門設置，從而為腔室與泵的進入口和排出口流體連通的時刻定時。
在附圖中說明本發明的實施例，附圖并入說明書并組成說明書的一部分，并連同上述的本發明的概述和下文中的詳細描述以例證本發明的實施例。
圖1為根據本發明的示例性泵的剖視圖，其中以概括的方式表示泵部件；圖2為具有驅動馬達的典型構造的根據本發明的示例性泵組件的透視圖；圖3為圖2的泵組件的側視圖；圖4為圖2的泵組件的進入端或后端視圖；圖5為沿圖4中的線5-5所得的泵的剖視圖；圖6為圖1的泵的閥門設置的透視圖；圖7為沿圖6中的線7-7所得的圖6的閥門的剖視圖；圖8為沿圖4中的線8-8所得的圖1的泵的剖視圖；圖9為圖1的泵的氣缸體的透視圖；圖10為圖1的泵的氣缸體的詳細剖視圖；圖11為圖1的泵設計的活塞的透視圖；圖12為沿圖11中的線12-12所得的圖11的活塞設計的剖視圖；圖13為沿圖4中的線5-5所得的圖1的泵的剖視圖；圖14為沿圖3中的線14-14所得的圖1的泵的剖視圖；
圖15和16表示根據本發明的示例性泵的活塞的可選實施例；圖17為根據本發明的泵的氣缸體的可選實施例的透視圖；圖18為圖17的氣缸體的保持環的透視圖；和圖19為處于安裝配制的圖15-18的活塞、氣缸體和保持環的局部剖視圖。
具體實施例方式
本發明通常涉及容積式流體泵。更具體地，本發明涉及旋轉式容積泵，其為已知的物料計提供替換。在示例性實施例中，泵包括布置在主體中并由驅動構件所驅動的一個或多個位移構件，其中位移構件諸如例如活塞，驅動構件諸如例如凸輪。泵的進入循環和排出循環的正時由閥門設置控制，該閥門設置諸如例如徑向滑閥。
本申請中提出的泵的概念可適用于除物料計以外的其它泵的應用。在示例性實施例中，泵的設計提供真正的容積式連續流動的計量泵；因此，該泵適合于各式各樣的泵應用。例如，該泵可用于汽車工業中的各種應用以分配粘性流體，諸如膠粘劑、密封劑或堵縫材料，該粘性流體在表面上可阻擋流動或自動調平。這類應用的示例包括在搭接底部部分和點焊底部部分上沿接縫使用接縫密封劑；在門構件的邊緣或圓周繞接縫使用環氧樹脂；以及使用氨基甲酸酯粘合劑以粘合擋風板至車體。
雖然本發明的各個方面和原理在此描述和說明并概括在示例性實施例的組合里，但是這些各個方面和概念可在許多可選實施例、單個實施例或者其不同組合和副組合中實現。除非在此明確排除在外，否則意圖使所有的這種組合和副組合涵蓋在本發明的范圍內。此外，雖然關于本發明的各個方面和特征存在各種可選實施例，諸如可能在此描述的可選材料、結構、構造、方法、裝置、軟件、硬件控制邏輯等等，但是這種描述不意圖為可用的可選實施例的全部的或詳細的清單，不管是現在已知或者以后提出的。即使這種實施例沒有在此明確公開，本領域的技術人員可輕易地在本發明的范圍內將本發明的一個或多個方面、原理或特征應用于額外的實施例。另外，即使本發明的一些特征、原理或方面可能在此作為優選設置或方法描述，但是這種描述除非明確表明，否則不是意圖暗示這種特征為需要或必需的。此外，可包括示例值或代表值和范圍以有助于了解本發明，但是不是以限制意義分析這種值和范圍，只有當明確表明時才能確定為臨界值或范圍。
圖1表示根據本發明的泵的示例性實施例的簡化局部剖視圖，其中以概括的方式表示泵的部分。泵10包括腔室或氣缸12、位移構件14和驅動構件16。在圖1的示例性實施例中，驅動構件16能以具有沿其內表面23的凸輪輪廓的凸輪實現，位移構件14能以布置在腔室12中的活塞實現，腔室12能以活塞筒實現。如圖1所示，泵10一般具有在主體18中徑向布置的多個活塞筒12，該主體18諸如例如氣缸體18，每個氣缸12具有布置在其中的各自的活塞14。圖1表示具有十個氣缸12的泵10，但是具體的氣缸數不是必需的。此外，可改變活塞14和活塞筒12的橫截面形狀。雖然活塞14和活塞筒12在示例性實施例中表示為具有大致圓形橫截面，但是可使用其它形狀和構造，諸如例如橢圓形、正方形和三角形。泵部件可由各種材料制成。合格的材料的示例包括但不限于鋁、鋼、不銹鋼、塑料、鑄造材料、黃銅和燒結材料。
泵10通常為旋轉泵，其中在氣缸體18和凸輪16之間存在相對旋轉。在圖1中，氣缸體18表示為沿逆時針方向關于中心軸20旋轉。然而，旋轉方向可以反向。旋轉方向的反向可能需要對凸輪輪廓進行顛倒，通過下文中的具體實施方式
將使其明顯。
在活塞筒12和凸輪16之間關于軸線20相對旋轉期間，活塞14在第一位置或內部位置和第二位置或外部位置之間在氣缸12內往復移動。在排出沖程期間，活塞14在其活塞筒12內按照凸輪16的輪廓徑向向內移動。在進給沖程期間，來自進入氣缸12的流體的流體壓力徑向向外地在活塞14的氣缸12內推動活塞14。凸輪表面23的大致橢圓形輪廓使活塞移動，并完成兩個完整的進給沖程和兩個完整的排出沖程，其中在凸輪16和氣缸體18之間存在360度的相對旋轉。
泵10包括用于控制流體流入和流出氣缸12的正時的閥門設置22。在圖1所示的示例中，雖然閥門設置具有一對進入口24和一對排出口或分配口26，但是開口的數量和位置可以變化。閥門設置22和凸輪16布置成使得每個活塞根據凸輪16的輪廓交替執行進給沖程和排出沖程，其中通過操作閥門設置22控制正時。因此，泵10利用定時輸出(timedport)原理，其中閥門設置22控制活塞筒12與進入口24和排出口26流體連通的時刻。因而，閥門設置22確保進入口24和排出口26在正確的時刻與正確的氣缸12相連通。例如，根據凸輪16的輪廓，排出口26在排出沖程時與具有活塞的氣缸12相連通，在進給沖程時與具有活塞的氣缸12不相連通。
在圖1的示例中，凸輪16表示為大致環形部件，其在軸線20上居中并沿其驅動表面或內表面23具有非圓形的大致橢圓形凸輪輪廓。氣缸體18也表示為從凸輪16徑向向內布置的大致環形部件。此外，閥門設置22表示為從氣缸體18徑向向內布置。圖1所示的方位和結構本質上是示例性的，不應該視為限制意圖。可利用可選方位或構造實現根據本發明的泵。例如，可利用各種形狀設置驅動表面或內表面23的輪廓，諸如例如橢圓形、扁圓形或圓形。此外，可在外表面上利用成形的驅動表面設置凸輪，同時氣缸體的徑向向內地設置凸輪，其中氣缸體的徑向向外地構造閥門設置。此外，凸輪和閥門設置可構造為可旋轉的，氣缸體可以是固定的。在閱讀此公開后將使其它構造和方位對本領域的技術人員變得明顯。
參考圖2，根據本發明說明旋轉泵10的示例性構造。泵10可通過安裝板34安裝在基部32上并連接至驅動機構36，諸如例如電機。驅動機構36可以是產生足夠扭矩以操作泵10的任何合適的裝置。電機36可包括可單獨提供的變速控制功能或速度控制功能。變速運行不是必需的，但是由于泵10的輸出是泵運行時的轉速的直接函數，故在大多數情況下將使用變速運行。
托架38可安裝至基部32以支承電機36。然而，對于驅動機構36和泵10可使用可選的支承結構。例如，本領域眾所周知的是，電機可通過C表面(C-face)安裝而安裝在泵上。
泵10具有主殼體，該主殼體包括輪轂40和前蓋42，該前蓋42通過一系列螺栓44或其它合適裝置組裝至輪轂。泵具有第一側或進入側46和第二側或排出側48。可為將在下文中進一步描述的目的而提供傳感組件50，該傳感組件50可安裝至輪轂40或其它適當位置。
參考圖3，驅動軸組件52可用于連接泵10至電機36(圖1)。驅動軸組件52包括驅動軸54，該驅動軸54從輪轂40中延伸，并且可適當地適合于連接或可操作地耦合至驅動機構36。流體進入螺栓56在泵10的第一側或進入側46上組裝至輪轂40。供應軟管或管道(未示出)可從待泵送的流體源(未示出)連接至進入螺栓56。蓋組裝在泵10的第二側或排出側48上。蓋58包括排出口60或與其連通(圖2)，泵送流體可通過排出口60從泵10流出或排出。一個或多個可移動的塞子62設置在貫穿輪轂40壁的各個孔64中。移開塞子62以通向泵10通道從而排出或添加潤滑油。
圖4表示泵10的進入側46并主要用于表示圖5、8和13的剖面線，其中圖5和圖13沿線5-5所得，圖8沿線8-8所得。雖然圖5和圖13沿相同的剖面線所得，但是其說明泵10中的氣缸體18相對于閥門設置22處于不同的旋轉位置，這將在下文中描述。
驅動軸組件52通過一系列螺栓66連接至泵10的進入側46。對齊銷或驅動鍵68可設置在驅動軸54上以從驅動機構36傳送強制驅動。可設置一系列螺栓孔70以諸如通過垂直安裝板34(圖1)將泵10安裝在支架32上。可設置定位銷72以確保當泵10安裝在板34上時泵10的正確對齊。
參考圖5，驅動軸54是關于軸線74可旋轉的，并為滾動軸承76設置軸頸。驅動軸54包括驅動齒輪78，該驅動齒輪78與以旋轉方式安裝的從動齒輪80相嚙合。從動齒輪80包括兩個沉孔82，每個沉孔82保持驅動銷84的第一端。螺釘86或其它合適的連接方式將從動齒輪80連接至驅動銷84。驅動銷84向前延伸并朝向泵10的排出側48，并且容納在各自的襯套88中。襯套88布置在以旋轉方式安裝的氣缸體18的通孔90中。利用卡環92或其它合適的裝置將驅動銷84保持在襯套88中。
從動齒輪80以旋轉方式安裝在滾動軸承組件94上，該滾動軸承組件94為軸承軸96設置軸頸。推力軸承98設置在從動齒輪80的背面100和輪轂40的內壁支承面102之間。推力軸承98防止由于齒輪的軸向移動而導致的從動齒輪80和輪轂40之間的接觸。以所描述的方式安裝的齒輪、軸承和軸承軸將使泵10上的軸向載荷最小。此外，通過使用驅動銷84將齒輪傳動功能從氣缸體18分離，從而避免了氣缸體18上的徑向載荷。
輪轂40形成潤滑油溝104，該潤滑油溝104保持潤滑油以潤滑泵部件，諸如例如滾動軸承組件94、驅動齒輪78和從動齒輪80。密封元件可設置在泵內的不同位置處以防止潤滑油的損失。例如位于氣缸體18和閥門設置22之間的分界面處的密封106防止通過閥門設置22的潤滑油的損失。此外，端蓋108保持密封110以防止圍繞驅動軸54的潤滑油的損失。泵10內的各種密封可由各種密封材料制成，諸如例如聚乙烯和大多數其它聚合物。
進入螺栓56包括細長柄112，該細長柄112具有螺紋端114，該螺紋端114延伸進入蓋58中的螺紋孔116內并與之配合。因此，進入螺栓56和蓋58將氣缸體18、軸承軸96、滾動軸承組件94和輪轂40軸向地保持在一起。
進入螺栓56還包括形成在細長柄112中的流體通路116。在泵10的進入側46處，通路116敞開至進入口118，該進入口118可接收至流體供給源的聯接裝置或其它連接器。在泵10的內部，流體通路116敞開至形成在柄112中的橫孔118。橫孔118敞開至與閥門設置22相連通的公共環狀物120。
參考圖6-7，在示例性實施例中，閥門設置22以徑向滑閥的形式實現。滑閥22為大致圓柱形，并包括直徑方向上相對的進入口或進入槽24和兩個排出口或排出槽26。槽24、26由槽脊121圓周地分離。滑閥22還包括中心口122，該中心口122容納進入柄112輸出部分(圖5)。中心口122通過連接孔124與形成在閥門設置22內的直徑方向上相對的進入口24連通(圖7)。由于具有直徑方向上相對的兩個進入槽和直徑方向上相對的兩個排出槽，從而使閥門設置22上的壓力不平衡最小。
圖8表示泵10，其中閥門設置22的進入口24與活塞筒12流體連通。因此，流體可通過進入口118進入泵10，并沿通路116移動，以及通過橫孔118、連接孔124和進入口24進入活塞筒12。來自進入氣缸12的流體的壓力在氣缸12內徑向向外移動活塞14使移動活塞14與凸輪16相接合。
如圖8(以及圖5)所示，凸輪16大致形成為具有適合于接合活塞14的內部凸輪表面23的板。凸輪16軸向地俘獲在前蓋42和輪轂40之間。O環125可用來在凸輪16和前蓋42以及輪轂40之間形成密封。
圖9和10表示泵10的示例性構造的氣缸體18。氣缸體18為大致圓柱形并包括多個徑向延伸活塞筒12。在示例性實施例中，氣缸體18包括圍繞氣缸體的圓周均等間隔的十個氣缸12。每個氣缸12包括軸向延伸肩部126，并且還可包括對齊機構128。在圖9-10的示例性實施例中，對齊機構128包括從肩部126徑向延伸至氣缸體18的徑向外表面130的槽。如下文所述，槽128和肩部126與活塞相互作用(圖8)。氣缸體18還包括以滑動方式容納閥門設置22的中心口132，使得氣缸體18為閥門設置22設置軸頸。
圖11和12表示活塞14的實施例。活塞14包括活塞體134、滾子136、滾子銷138、對齊銷140和可選的密封件142。活塞體134為大致圓柱形并包括由軸向延伸肩部148連接的第一部分144和第二部分146。
第一部分144可包括從活塞14的主體134延伸的密封柱149。柱149可用于保持密封件142以在泵運行期間為氣缸12提供密封。密封142可由多種密封材料制成，諸如例如聚乙烯和大多數其它聚合物。
第二部分146包括適合于在他們之間容納滾子136的兩個徑向延伸臂150。滾子136以旋轉方式安裝在滾子銷138上，該滾子銷138通過位于臂上的孔152安裝至臂150。以旋轉方式安裝滾子的其它方法可由本領域的普通技術人員根據本發明實現。滾子136提供與凸輪16的低摩擦接合。活塞14和凸輪表面16之間的低摩擦降低泵10的功率損耗以及減少熱量產生和泵失效的可能性。
第二部分146還包括從第二部分146大致垂直延伸的對齊銷140。氣缸體18的槽128容納銷140，以防止在氣缸12運行期間活塞14在氣缸12內旋轉以及確保活塞在安裝期間的正確對齊。
圖13表示泵10的剖視圖，其中閥門設置22的排出口孔26與活塞筒12流體連通。活塞14布置在氣缸12中，其中滾子136接合凸輪16。活塞14上的對齊銷140所示為布置在氣缸體18上的槽128中。
由于氣缸體18和凸輪16之間的相對旋轉，凸輪16徑向向內移動活塞14。氣缸體18上的肩部126為活塞14上的肩部148提供前擋塊，以確保活塞14上的柱149不接觸閥門設置22。當活塞14徑向向內移動時，氣缸12中的流體排出至閥門設置22中的排出口孔26內。
排出口孔26敞開至形成在蓋58中的一對排出通路154。排出通路154通過橫孔156與排出口60連通，從而允許流體從泵10排出。因此，兩個分配槽26排出至公共排出口60。如果要求的話，每個分配槽26可與其自有的排出口流體連通，使得泵可供應兩個分配系統。然而，兩個排出口線路中的流體壓力在一些應用中可能需要保持相等，以避免滑閥22上的徑向載荷。
圖14為沿圖3的線14-14所得剖視圖。在圖14的示例性泵中，由于從動齒輪通過驅動銷84與氣缸體18相耦合，故驅動齒輪78和從動齒輪80相對于凸輪16和閥門設置22旋轉氣缸體18。在圖14看來，氣缸體18以順時針方向旋轉。氣缸體18的旋轉導致多個活塞14(在示例性實施例中為十個活塞)中的每個活塞根據凸輪16的徑向輪廓在其活塞筒12內徑向移動。在泵送流體的進入壓力的影響下在氣缸12內徑向向外地推動活塞14(進給沖程)，并且由凸輪16的輪廓在氣缸12內徑向向內地推動活塞14(排出沖程)。
在進給沖程期間，流體從通路116通過橫孔118移動并進入進入槽24。設置有四個橫孔118以確保從流體通路116到進入槽24的自由流動。這消除了當柄112擰入孔116時孔118和槽24之間的對齊問題(見圖5)。來自進入槽24的流體壓力徑向向外地推動活塞14，使得滾子136在氣缸體18旋轉期間按照凸輪表面28的輪廓。凸輪16的輪廓形成為產生活塞14所期望的排出沖程。在排出沖程期間，活塞14將流體從其各自的氣缸12轉移至分配槽26，該分配槽26與排出口60流體連通(圖13)。因此，每個活塞14根據凸輪的輪廓交替執行進給沖程和排出沖程，其中運行閥門設置22以控制正時。
活塞14在排出沖程終止時基本上設置在氣缸12的徑向最深邊緣處。因此，在排出沖程完成后，基本上所有的流體從活塞筒12排出。為此，由于氣缸中幾乎沒有或沒有流體從排出沖程繼續至下一個進給沖程，故泵10大致實現先入先出(FIFO)運行。
因此，滑閥22在不利用止回閥的情況下控制流體流入活塞筒12和流出活塞筒12的進入正時和排出正時。當氣缸體18旋轉時凸輪16控制活塞14的進給沖程和排出沖程的速度和正時。凸輪16與滑閥22的幾何形狀相配合，使得進入槽24在凸輪輪廓的進給沖程部分期間敞開至氣缸12，分配槽26在凸輪輪廓的分配部分或排出部分期間敞開至氣缸。因此，泵具有定時輸出原理。
滑閥22用于在泵10運行期間完全隔離進入流動路徑和排出流動路徑。滑閥22的槽脊121寬于每個氣缸14的寬度。因此，每個氣缸不會同時暴露于進入口24和排出口26。
通過這種方式，泵10作為真正的容積泵運行，其中分配流動獨立于進入壓力，并因此為活塞14在排出沖程期間移動速度的函數。活塞14在排出沖程期間的速度由凸輪所選擇的輪廓和由驅動機構36旋轉氣缸體18的速度確定。因此，即使在非常低的流速時也可實現非常精確的流速。
圖14表示凸輪輪廓可包括許多不同的部分和功能。凸輪16的第一部分160為最靠近滑閥22的部分，因而對應于排出沖程的終止部分。第二部分162的特征為成陡角度的表面輪廓(意味著每單位弧長的凸輪表面28的半徑顯著增大)。這種設置使得活塞14在進給沖程期間可以迅速地徑向向外移動。第三部分164的特征為成稍微小角度的凸輪表面輪廓。這使得活塞在排出沖程期間的移動略慢于進給沖程期間的移動。此外，如下文所述，這提供了實現控制活塞的加速和減速的重疊所需的長度。可設計用于排出沖程的凸輪輪廓的半徑的變化率，使得流體從活塞筒的排出速率恒定或接近恒定。這為需要來自泵的流體的平穩流動的應用的可選特征。此外，凸輪輪廓的第四部分166可用于各種進給沖程部分和排出沖程部分之間，其特征為凸輪表面的恒定半徑(在橫截面為“平的”)。這些部分當活塞固定時可理解為停留時間。
如圖7和14所示，排出槽或分配槽26大于進入槽24。換句話說，分配槽26所對的弧大于進入槽24的弧。在該示例中，進入槽24的尺寸為使得在進給沖程期間至多兩個活塞筒12敞開至每個進入槽24；因此，在凸輪輪廓的進給沖程部分期間每次填充至多總共四個氣缸。然而，分配槽或排出槽26足夠大使得在凸輪輪廓的排出部分期間三個氣缸可以旋轉至與每個分配槽26流體連通。然而，凸輪16的輪廓平衡活塞速度，使得泵10可分配相當于以下容量的流體容量，即對于四個氣缸的總容量，每個排出沖程時兩個活塞筒進入每個分配槽時的流體容量。
具體而言，關于圖14中的A-C，兩個外側活塞A和C以根據凸輪輪廓的互補方式工作，即意味著當一個外側活塞(例如圖14中的活塞C)減速時(即終止其排出沖程)，另一個外側活塞A加速的(即開始其排出沖程)。平衡活塞C的減速率和活塞A的加速率，使得他們累加起來提供與中間活塞B相同的活塞速度和排出速率。此時中間活塞B大致與排出槽26中心對齊。凸輪16的輪廓使得活塞12在大部分的排出沖程期間恒速移動。因此，凸輪輪廓在大多數排出沖程期間提供大致恒定的活塞速度并且重疊活塞的加速和減速，以當泵的轉速大致恒定時使來自泵的排出速率大致恒定。
圖14中的示例性實施例由于凸輪輪廓確保在任何給定時刻四個氣缸等效地處于分配沖程順序而實現來自泵的流體的連續流動。因此，泵出的流體為恒量。此外，由于分配氣缸的累加速度大致恒定，故泵不會制造脈動流動。然而，如果需要脈動流動，可修改凸輪輪廓使得活塞不重疊運行地排出。
活塞14可設計為在氣缸12內具有緊配合以防止潤滑油滲漏至排出槽26內。此外，閥門設置22的槽脊121可與氣缸蓋18上的開口132的內表面緊配合，以便防止流體從進入槽24橫越至排出槽26或使其最少。由于移動金屬零件之間的緊密加工公差和余隙，故可以預料僅僅潤滑油潤滑可能不足以減少緊密間隔的金屬零件之間的滑動摩擦系數，諸如例如活塞14和氣缸12之間以及滑閥22和氣缸體18之間的滑動摩擦系數。因此，可根據需要加工暴露于與其它表面潛在高摩擦接觸的表面以降低摩擦系數。例如，可使用固體表面處理，諸如例如非晶似金剛石涂層(Amorphous Diamond Like Coating)(ADLC)。該工藝包括通過等離子輔助化學氣相淀積工藝將涂層應用至表面，其已為本領域的技術人員所知，同時作為市場上可提供的工藝。根據需要可使用其它工藝或涂層，諸如例如可從離子鍵中獲得的MOSTTM工藝。然而，一些泵的設計和應用也許只能依賴于潤滑油潤滑。
參考圖14，傳感器組件50以接近傳感器170的形式實現，該接近傳感器170諸如例如為本領域的技術人員所熟知的感應式接近傳感器。傳感器170可安裝在形成在凸輪16中的孔172內。如下所述，孔172一直通過凸輪16延伸，使得傳感器端174設置成與凸輪16的內表面28相鄰近或大致齊平，以便傳感器可檢測活塞14的存在。傳感器170可由例如信號線電氣連接至傳感器安裝設置176，該傳感器安裝設置176可安裝至輪轂40的外圓周。傳感器設置50可包括電插頭178(圖2和3)以允許傳感器170輸出信號連接至分析電路。
傳感器170可用于檢測進給沖程期間朝凸輪16完全徑向延伸的每個活塞14。當完全延伸時，接近傳感器170當活塞14旋轉經過傳感器170時檢測每個活塞14的外部遠端。然后，傳感器170信號可相比于傳統方法所測量的泵10的轉速，以檢測是否有任何活塞14沒有正確運行，其中傳統方法諸如例如轉速計(未示出)或其它速度計。例如，遺漏的“計數”可表明進入壓力不足以填充氣缸12，或者在泵10內存在泄漏或其它異常。可選地，可結合傳感器170使用進入壓力傳感器(未示出)以提供進入流體壓力測量。當傳感器170的“計數”與泵的轉速相一致時可確認泵正確運行并證明進入壓力是足夠的。
圖15和16表示用于根據本發明的示例性泵的活塞的另一個實施例。活塞14′為大致圓柱形并包括第一端部200和第二端部202。除了第一部分200不包括活塞14的密封元件142和可選的密封柱149之外，第一端部200基本上與圖11-12的活塞14的第一部分144相似。然而，如果需要的話，活塞14′可設置成包括密封元件。
第二端部分202包括形成對齊唇部206的軸向延伸槽204。對齊唇部206形成將在下文中描述的對齊機構207的一部分。活塞14′還包括彎曲的“跟隨”表面208。選擇表面208以提供與凸輪16的低摩擦接觸，雖然低摩擦接觸優選為線接觸，但是未必為線接觸。
圖17表示根據本發明的示例性泵的氣缸體的另一個實施例。在該實施例中，氣缸體18′的基本設計和特征與圖9-10的氣缸體18上述的基本設計和特征相同。即氣缸體18′為大致圓柱形并包括多個圓周間隔的活塞筒200以及用于容納閥門設置22(未示出)的中心口212。
然而，在該示例中，活塞筒200不包括與圖10的氣缸12的肩部126相似的肩部。相反，氣缸體18′上的活塞筒200為基本直線以使其輪廓與活塞14′相配合。此外，氣缸體18′還沿其外表面216包括臺階214。臺階214在每個氣缸200上形成切口218，以及在外表面216上形成軸向延伸肩部220。
當每個活塞14′正確地插入其氣缸200中時，唇部206必須與切口218對齊。活塞保持環222(圖18)壓配合地安裝在鄰近氣缸200的切口部分218的肩部220上。肩部220形成為氣缸12的一部分，以便當安裝環222時，內圓周部分224延伸進入活塞狹槽204內(見圖19)。通過這種方式，環222防止活塞14′在組裝泵期間從氣缸體18′中脫離。環222可包括一系列切口226，每個切口226與各自的氣缸200相對齊以允許潤滑油在氣缸200內流動。
因此，該示例性實施例的對齊機構207可包括活塞狹槽204、氣缸切口218和保持環222。這種設置確保泵運行期間活塞14′與凸輪16的正確對齊。
本發明已經參考優選實施例進行描述。在閱讀和了解本說明書之后其它人將想到修改和變更。本發明的意圖是包括歸入附加權利要求或其等同物的范圍之內的所有這種改進和變更。
權利要求
1.一種旋轉泵，包括布置在主體中的腔室；布置在腔室中用于在所述腔室中往復移動的位移構件，其中來自進入所述腔室的流體的正壓將所述位移構件從第一位置移動至第二位置；和驅動構件，該驅動構件響應于所述驅動構件和所述主體之間的相對旋轉將所述位移構件從所述第二位置移動至所述第一位置。
2.如權利要求1所述的旋轉泵，其中，當所述位移構件從所述第二位置移動至所述第一位置時，基本上所有的流體被從所述腔室分配。
3.如權利要求1所述的旋轉泵，其中，所述主體是可以圍繞軸線旋轉的。
4.如權利要求1所述的旋轉泵，其中，所述驅動構件包括非圓形驅動表面。
5.如權利要求1所述的旋轉泵，其中，所述位移構件從所述第二位置至所述第一位置的運動慢于所述位移構件從所述第一位置至所述第二位置的運動。
6.如權利要求1所述的旋轉泵，其中，所述主體和所述驅動構件在軸線上居中。
7.一種旋轉泵，包括布置在主體中的腔室，所述主體具有中心軸線；布置在所述腔室中用于在所述腔室中往復移動的位移構件；和沿所述軸線居中的驅動構件，該驅動構件響應于所述驅動構件和所述主體之間的相對旋轉在所述腔室內移動所述位移構件。
8.如權利要求7所述的旋轉泵，其中，所述主體能夠圍繞所述軸線旋轉。
9.如權利要求7所述的旋轉泵，其中，所述驅動構件為大致環形凸輪，該大致環形凸輪沿著徑向內表面具有非圓形凸輪輪廓。
10.如權利要求9所述的旋轉泵，其中，所述凸輪輪廓為大致橢圓形。
11.如權利要求7所述的旋轉泵，其中，當所述相對旋轉的速度大致恒定時所述泵以大致恒定的流速排出流體。
12.如權利要求7所述的旋轉泵，其中，所述位移構件包括用于防止所述位移構件在所述腔室內旋轉的對齊裝置。
13.如權利要求12所述的旋轉泵，其中，所述對齊裝置包括容納在徑向槽中的對齊銷。
14.如權利要求7所述的旋轉泵，其中，所述位移構件包括用于接合所述驅動構件的滾子。
15.如權利要求7所述的旋轉泵，還包括閥門設置，該閥門設置用于控制所述腔室何時與所述泵的進口和出口流體連通。
16.如權利要求15所述的旋轉泵，其中，所述閥門設置包括一對沿直徑方向相對的進入口和一對沿直徑方向相對的排出口。
17.如權利要求7所述的旋轉泵，還包括布置在所述主體內的多個腔室；和多個位移構件，每個位移構件布置在所述多個腔室中的一個腔室中以用于在其中往復移動，其中所述多個腔室的三個腔室能同時與排出口流體連通，其中所述三個腔室的兩個腔室中的所述位移構件的累加速度基本上等于在第三氣缸中的所述位移構件的速度。
18.一種旋轉泵，包括主體；布置在所述主體中的腔室；布置在所述腔室中用于在所述腔室中往復移動的可移動構件；和凸輪，該凸輪響應于所述主體和所述凸輪之間的相對旋轉以在所述腔室內移動所述可移動構件，其中所述凸輪具有非圓形驅動表面。
19.如權利要求18所述的活塞泵，其中，所述非圓形驅動表面具有大致橢圓形輪廓。
20.如權利要求18所述的旋轉泵，其中，所述主體能夠圍繞軸線旋轉。
21.如權利要求18所述的旋轉泵，其中，所述主體和凸輪在基本上相同的軸線上居中。
22.如權利要求18所述的旋轉泵，其中，所述位移構件包括用于接合所述驅動構件的滾子。
23.一種旋轉泵，包括可旋轉的主體，該主體包括腔室；布置在所述腔室中以在所述腔室中往復移動的可移動構件；用于在所述腔室內移動所述可移動構件的裝置；用于控制所述腔室何時與所述泵的進口和出口流體連通的裝置。
24.如權利要求23所述的活塞泵，其中，用于控制的所述裝置包括多個沿著直徑方向相對的進入口和多個沿著直徑方向相對的排出口。
25.如權利要求23所述的旋轉泵，其中，用于控制的所述裝置包括進入口和排出口，所述排出口大于所述進入口。
26.如權利要求23所述的旋轉泵，其中，用于移動所述可移動構件的所述裝置包括非圓形驅動表面。
27.一種旋轉泵，包括布置在主體中的腔室，該主體能夠圍繞軸線旋轉；布置在所述腔室中的位移構件，用于在第一位置和第二位置之間在所述腔室中往復移動；用于檢測所述位移構件何時處于所述第二位置中的傳感器。
28.如權利要求27所述的旋轉泵，其中，所述第一位置比所述第二位置沿著徑向更加接近于所述軸線。
29.如權利要求27所述的旋轉泵，其中，所述傳感器鄰近于凸輪表面設置。
30.如權利要求27所述的旋轉泵，其中，所述傳感器為感應式接近傳感器。
31.如權利要求27所述的旋轉泵，還包括用于旋轉所述主體的驅動機構；和用于測量所述驅動機構的轉速的裝置。
32.一種旋轉泵，包括相對于徑向閥門設置可旋轉的活塞筒，所述閥門設置包括多個沿著直徑方向相對的進入口和多個沿著直徑方向相對的排出口，其中所述閥門設置控制所述氣缸與所述進入口和排出口流體連通時刻的正時。
33.一種提供流體的連續流動的旋轉活塞泵，該泵包括進口和出口；在軸線上居中的氣缸體；布置在所述氣缸體中的多個徑向延伸活塞筒；多個活塞，每個活塞布置在所述多個活塞筒中的一個活塞筒中用于在所述活塞筒中往復移動；具有非圓形驅動表面輪廓的凸輪環，其響應于所述氣缸體和所述凸輪之間的相對旋轉在所述氣缸內移動所述多個活塞；徑向閥門設置，其響應于所述氣缸體和所述閥門設置之間的相對旋轉控制所述多個活塞筒的每一個與所述進口和所述出口流體連通時刻的正時。
34.如權利要求33所述的旋轉泵，其中，所述徑向閥門設置包括多個沿著直徑方向相對的進入口和多個沿著直徑方向相對的排出口。
35.如權利要求34所述的旋轉泵，其中，所述多個排出口中的每個排出口能同時與三個腔室流體連通，其中所述三個腔室的兩個腔室中的所述位移構件的累加速度基本上等于第三氣缸中的所述位移構件的速度。
36.如權利要求33所述的旋轉泵，其中，所述凸輪環在所述軸線上基本上居中。
37.如權利要求33所述的旋轉泵，其中，在進給沖程期間進入流體壓力驅動所述活塞，在排出沖程期間所述凸輪環驅動所述活塞。
38.一種泵送流體的方法，包括以下步驟將流體在正進入壓力下灌注到旋轉泵的主體中的腔室內；圍繞軸線旋轉所述主體；和從所述腔室排出流體。
39.如權利要求38所述的方法，還包括以下步驟響應于所述主體的旋轉選擇性地使所述腔室與進入口和排出口流體連通。
40.如權利要求38所述的方法，其中，所述旋轉泵為權利要求1所述的旋轉泵。
41.一種利用旋轉泵泵送流體的方法，包括以下步驟使主體中的腔室與流體進入口流體連通；利用流體填充所述腔室；旋轉所述主體以使所述腔室與流體排出口流體連通；和從所述腔室排出流體，從而使得基本上所有的流體被從所述腔室移出。
42.如權利要求41所述的方法，其中，所述旋轉泵為權利要求1所述的旋轉泵。
43.如權利要求41所述的方法，其中，從所述腔室排出流體的所述步驟還包括利用驅動構件在所述腔室內徑向移動位移構件。
44.如權利要求41所述的方法，還包括將傳感器設置成鄰近所述驅動構件以檢測所述位移構件的步驟。
45.一種在表面上分配粘性材料的方法，該方法包括使所述粘性材料填充旋轉泵的主體中的腔室；在所述主體和驅動構件之間產生相對旋轉；和從所述腔室通過徑向閥門設置排出所述粘性材料。
46.如權利要求45所述的方法，其中，所述旋轉泵為權利要求1所述的旋轉泵。
47.如權利要求45所述的方法，其中，所述粘性材料為膠粘劑。
全文摘要
提供一種旋轉泵，其具有布置在主體中的腔室和布置在腔室中用于在該腔室中往復移動的位移構件。使用驅動構件以響應于主體和驅動構件之間的相對旋轉而在腔室內移動位移構件。可使用徑向閥門設置，從而為腔室與泵的進入口和排出口流體連通的時刻定時。
文檔編號F04B1/04GK101048594SQ200580036858
公開日2007年10月3日 申請日期2005年10月28日 優先權日2004年10月28日
發明者馬里奧·羅馬寧 申請人:諾信公司