專利名稱：具有起動結(jié)構(gòu)的分配泵的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種預(yù)壓泵，該泵具有一個用來排出截留在泵室中的空氣從而有助于起動該泵的結(jié)構(gòu)。更詳細地說，本發(fā)明涉及一種預(yù)壓泵，該泵使用了能形成尺寸非常小的可以越過泵活塞上的兩個密封的間隙的結(jié)構(gòu)，該小尺寸間隙允許被截留的空氣通過，但是由于泵室中液體粘度的存在而不允許液體通過泵活塞上的密封。
許多不同的專利中介紹了具有用來從泵室中排出空氣從而有助于起動該泵的結(jié)構(gòu)的預(yù)壓泵。例如美國專利3746260；3774849；4051983；4144987；4317531；4365729；4437588；4530499；5064105和歐洲專利0346167中都示出了采用凸起和凹槽形式的機械結(jié)構(gòu)，這些結(jié)構(gòu)圍繞泵活塞的單個密封或閥密封形成一個通道，從而為液體由泵室排出形成一個通道。
在預(yù)壓泵中使用現(xiàn)有技術(shù)的起動結(jié)構(gòu)特征遇到了不少困難。例如，通過入口閥把泵室中的空氣和/或液體排出的起動結(jié)構(gòu)，如同例如美國專利4051983；4144987；和4437588中的情況，可能造成空氣剩留在入口閥下面的汲取管中。這種結(jié)構(gòu)布置的結(jié)果是可能會引起劑量大小的不希望有的變化，因為泵室中不是由液體而是由液體/空氣混合物所充滿。此外，通過泵活塞把泵室中的空氣和/或液體排出的起動結(jié)構(gòu)，如同例如美國專利3774849；4317531；4365729；4530449；5064105和歐洲專利0347167的情況，將會在該泵活塞的下部密封的區(qū)域之上留下剩余物，這種剩余物可能妨礙泵的操作。此外，這些圍繞泵活塞的起動結(jié)構(gòu)常常要求把排氣孔設(shè)置在上部和下部泵活塞密封之間的泵室側(cè)壁上。該排氣孔可能模壓比較困難并且可能妨礙泵活塞的運動范圍或設(shè)計。
現(xiàn)有技術(shù)的起動結(jié)構(gòu)與活塞和泵體直徑相比，通常具有較大的尺寸，使得單個凹槽或凸起就可以提供足夠大的通過面積來從泵中排出壓縮空氣。這種大尺寸的起動結(jié)構(gòu)可能會引起該被跨越的密封產(chǎn)生不合要求的大的偏轉(zhuǎn)變形，從而導(dǎo)致該密封最靠近該凸或凹槽的部分發(fā)生擦傷或疲勞。因此可能使該泵的壽命縮短或在一個長期連續(xù)工作期間的工作效能降低。
本發(fā)明的一個目的是為預(yù)壓泵提供一種能消除現(xiàn)有技術(shù)起動結(jié)構(gòu)中的許多問題的起動結(jié)構(gòu)。在本發(fā)明中，起動是通過提供一對起動結(jié)構(gòu)來完成的，一個起動結(jié)構(gòu)可用來跨越泵活塞的每個上部和下部密封。該起動結(jié)構(gòu)構(gòu)成得應(yīng)能圍繞該泵活塞密封形成許多尺寸非常小的間隙或通道。因此空氣可以從這些通道中通過，而液體則將由于該液體的粘度和表面張力特性而受到阻止不能從這些通道通過。
本發(fā)明的起動結(jié)構(gòu)可以通過幾種不同的方式形成。在一個實施例中，該起動結(jié)構(gòu)是通過圍繞泵室壁的內(nèi)周圍上的一系列平面形成的，該壁上形成的平面具有一個限定泵室壁的內(nèi)圓周的一根弦的表面，緊靠該沿軸最向內(nèi)的平面有用來幫助空氣通過泵活塞下部密封的凹槽。本發(fā)明的起動結(jié)構(gòu)還可以通過在泵室的內(nèi)壁上制出的粗糙表面而形成。該表面是由經(jīng)過光化學腐蝕的一個用來模壓該泵體的型芯制成的。該實施例還可以包括用來幫助空氣通過泵活塞下部密封的凹槽。這些起動結(jié)構(gòu)可以互相聯(lián)合在一起使用，也可以和其他起動結(jié)構(gòu)聯(lián)合使用。在兩個實施例中，圍繞每個泵活塞密封都形成了供空氣通過的許多個間隙。這些小尺寸間隙可以允許空氣，但卻有阻止或降低液體通過各個間隙的能力，因為液體都具有其一定的粘度和表面張力。


圖1示出了包括本發(fā)明的起動結(jié)構(gòu)的本發(fā)明的泵的側(cè)剖視裝配圖2示出了與本發(fā)明的起動結(jié)構(gòu)的第一實施例互相配合的本發(fā)明的泵活塞密封的側(cè)剖視細部圖；圖3示出了與本發(fā)明的起動結(jié)構(gòu)的第一實施例互相配合的泵活塞密封的頂剖視細部圖；圖4示出了本發(fā)明第一實施例的下部起動結(jié)構(gòu)的透視圖；圖5示出了本發(fā)明第二實施例的起動結(jié)構(gòu)的透視圖。
圖1示出了包括本發(fā)明的起動結(jié)構(gòu)的泵的第一實施例。該泵一般來說屬于在美國專利No.5277559中所示出和說明的這種類型的泵。該泵包括泵體1，泵活塞2在該泵體中滑動。泵活塞2包括一個通向霧化噴嘴4的出口通道4。霧化噴嘴4裝在一個致動組件5中。泵體1可以通過一個安裝帽6裝在一個容器或罐(未示出)上，該安裝帽包括一個適當?shù)拿芊庋b置7。供空氣從該泵中排出和進入該容器的通道11在泵活塞2和安裝帽6的壁12之間形成。
裝在泵體1內(nèi)的是閥桿8。閥桿8包括一個座落在泵活塞2的閥座表面10上的上端和一個下端部分。彈簧22對閥桿8施加偏壓使它沿軸向向外與閥座10相嚙合。閥桿8的結(jié)構(gòu)應(yīng)能使得當入口閥被關(guān)閉后，在泵室32內(nèi)有一個沿軸向向外的端面凈表面積，從而使得出口閥8、10只有在泵室32內(nèi)產(chǎn)生有足夠的壓力時才能打開。一個滑動的入口密封件25打開或關(guān)閉通向泵體1內(nèi)的泵室32的入口，從而在泵活塞2的上行程期間可使液體充滿該泵室，而在泵活塞2的下行程期間則將通向泵室32的入口關(guān)閉。
如圖1所示，在泵活塞2沿軸向的最內(nèi)端，起動結(jié)構(gòu)40，41(詳見圖2-5)圍繞泵活塞2的上部密封30和下部密封31產(chǎn)生間隙或通道，從而使壓縮空氣通過箭頭A所示的路徑的通道11從泵室32中排出。如下文中所說明的，通過起動結(jié)構(gòu)40、41所產(chǎn)生的小間隙或通道G，空氣(而不是液體)可以從泵活塞2的上部密封30和下部密封31與泵體1的內(nèi)壁33之間排出。
圖2示出了本發(fā)明的起動結(jié)構(gòu)40，41的第一實施例與本發(fā)明泵活塞2的上部密封30和下部密封31之間的相互作用的側(cè)剖視圖。為便于說明，圖2中所示的起動結(jié)構(gòu)40，41的尺寸是放大了的。上部和下部起動結(jié)構(gòu)40和41沿泵體1的內(nèi)壁33所處于的軸向位置應(yīng)使它們能在泵活塞2的下行程的軸向最內(nèi)位置處與泵活塞2的上部和下部密封30、31相互作用。
圖3示出了用來作為本發(fā)明第一實施例的起動結(jié)構(gòu)40、41的一部分的平面50的頂剖視細部圖。該平面50是沿泵體1的內(nèi)壁33的周邊的平坦部分，該部分稍微超出泵體1的內(nèi)壁33的位置而伸入泵室32中。例如，在一個具有內(nèi)壁33的直徑為0.300英寸的泵中，該平面50的寬度約為0.024英寸，其深度d約為0.0005～0.001英寸，這是在與泵體1的內(nèi)壁33相切的線(平行于平面52)和平面52之間所測得的。因此，平面深度與內(nèi)壁33的直徑的比值R約為1∶600至1∶300。因而間隙G所具有的深度Δ不大于約0.001英寸。如圖4所示，該平面50的高度為H，其值在0.020～0.060英寸之間。深度d越小，間隙G的尺寸也就越小，結(jié)果高度H必須加大以保證有足夠的時間將所有殘留空氣從泵室32中排出。對于一個深度d為0.005英寸的平面50，高度H約為0.60英寸是合乎要求的；對于一個深度d為約0.001英寸的平面50，高度H約為0.04英寸是合乎要求的。該平面50包括限定泵體1的內(nèi)壁33的一根弦的平表面52。該平面50在鄰近其邊緣51處的該平面50的兩側(cè)形成間隙G。
采取平面50形式的下部起動結(jié)構(gòu)41的軸向內(nèi)端或下端能與泵體1的泵活塞擋60相接觸。一個排氣凹槽61位于活塞擋60中并且直接位于平面50的至少一個邊緣51的下面。排氣凹槽61的這個位置保證了從壓力室32的內(nèi)部通向泵活塞的下部密封31和泵體壁33之間形成的間隙的一條直接的排氣通路。在本發(fā)明的第一最佳實施例中，兩個上部平面50用來從泵活塞3的上部密封30的周圍排出空氣，4～8個下部平面50用來從泵活塞3的下部密封31的周圍排出空氣。8個排氣凹槽61用來保證壓縮空氣通向由下部平面50形成的間隙G。該排氣凹槽61的寬度W最好在0.010～0.020英寸之間，其高度h在0.002～0.005英寸之間。
平面50產(chǎn)生近似于三角形的排氣間隙G，該三角形具有一個約162°的鈍角。該鈍角可以保證泵活塞密封30，31不會由于任何銳角而變形，因而不會產(chǎn)生由于起動結(jié)構(gòu)40、41造成的活塞密封30、31的變形而引起的各種問題，如活塞密封30，31過早的過度磨損、擦傷或者疲勞等。此外，該間隙G的構(gòu)形可以保證該空氣通過間隙G的尺寸足夠小從而使得液體粘度和表面張力將可阻止任何液體通過該間隙G，但空氣可以自由地通過該間隙G。最好提供幾個平面50以保證當間隙G都被打開、以清除泵室32中的壓縮空氣時，由這些平面50所產(chǎn)生的間隙G的累積尺寸足以從泵室32中排出相當大量的空氣。例如，兩個平面50最好用來作為旁路泵活塞3的上部密封30的起動結(jié)構(gòu)40，因而可以產(chǎn)生4個間隙G(兩個平面50中的每個平面的兩側(cè)各有一個)。因此，空氣可以成功地從泵室32中排空而液體則不能通過可能妨礙工作性能或引起劑量大小變化的間隙G。當活塞3處于其行程的下部位置時，上部和下部起動結(jié)構(gòu)40、41就產(chǎn)生一個通路A，以便空氣從壓力室32的內(nèi)部圍繞兩個活塞密封30，31通過，并從泵體1流出。因此，壓縮空氣就從位于泵行程的下部位置處的泵室32中排出。
圖5示出了本發(fā)明的起動結(jié)構(gòu)的第二實施例，在圖5的實施例中，圖2～4的實施例中的平面50用粗糙表面區(qū)域70、71來代替。形成泵體1的內(nèi)表面33的模芯的表面通過光化學腐蝕以產(chǎn)生粗糙表面。這種光化學腐蝕所產(chǎn)生的粗糙表面具有凸起和/或凹入形狀的表面粗糙度，其高度和/或深度范圍為0.001～0.002英寸。這些凸起和/或凹入在活塞密封30、31和泵體1的內(nèi)壁33之間形成了許多很小的間隙(該內(nèi)壁33的直徑可為約0.300英寸)，以便空氣從泵體1的內(nèi)壁33與活塞密封30、31之間通過。因此，粗糙度的高度/深度與內(nèi)壁33的直徑的比R可以約為1∶1500～1∶300。泵室32中的壓縮空氣通過這些間隙G，從而旁路了密封30、31而將泵室32的任何殘留空氣排出。該間隙G的尺寸應(yīng)使在該泵室中的任何液體的表面張力和粘度能阻止該液體通過間隙G從泵室32排出，并且該間隙G的深度不就超過約0.001英寸。如同圖2～4的實施例一樣，本實施例也用了一個排氣凹槽61以使空氣通過在該泵室32的軸向內(nèi)端處的活塞擋60。
本發(fā)明對上述最佳實施例設(shè)計了許多不同的變化。應(yīng)當指出，上述說明只是對最佳實施例的，其它泵結(jié)構(gòu)和其它結(jié)構(gòu)的起動結(jié)構(gòu)也可以和本發(fā)明一起使用。本發(fā)明范圍通過下面所述的權(quán)利要求來衡量。
權(quán)利要求
1.一種分配泵，包括一個泵體，該泵體包括一個內(nèi)壁；一個可往復(fù)移動地安裝在該泵體中的泵活塞，該泵活塞包括多個封靠在該內(nèi)壁上的密封，該泵活塞在該泵體中往復(fù)地從軸向向外的第一位置移動到軸向向內(nèi)的第二位置；在該泵體內(nèi)壁上的多個起動結(jié)構(gòu)，在該泵活塞的該第二位置處的該內(nèi)壁上的該密封的每個位置上都設(shè)有一個該起動結(jié)構(gòu)，每個該起動結(jié)構(gòu)在每個該密封與該內(nèi)壁之間至少形成一個間隙。
2.如權(quán)利要求1所述的分配泵，其特征在于該起動結(jié)構(gòu)包括在該內(nèi)壁上的粗糙表面。
3.如權(quán)利要求2所述的分配泵，其特征在于該粗糙表面包括具有其高度在0.001～0.0002英寸之間的表面粗糙度。
4.如權(quán)利要求2所述的分配泵，其特征在于該粗糙表面包括具有其深度在0.001～0.0002英寸之間的表面粗糙度。
5.如權(quán)利要求1所述的分配泵，其特征在于每個該起動結(jié)構(gòu)包括多個平面，該平面具有一個限定該內(nèi)壁的一根弦的表面。
6.如權(quán)利要求5所述的分配泵，其特征在于該內(nèi)壁包括一個泵活塞擋，該泵活塞擋包括多個排氣凹槽，該排氣凹槽位于沿軸向向內(nèi)并鄰近該起動結(jié)構(gòu)的軸向最向內(nèi)的邊緣處。
7.如權(quán)利要求5所述的分配泵，其特征在于該平面具有一個約為0.0005～0.001英寸的深度，該深度是從限定一根弦的該表面到一條與限定一根弦的該表面相平行并且與該內(nèi)壁相切的線之間測量的。
8.如權(quán)利要求5所述的分配泵，其特征在于該平面的深度與內(nèi)壁的直徑的比約為1∶600～1∶300，該深度是從限定一根弦的該表面到一條與限定一根弦的該表面相平行并且與該內(nèi)壁相切的線之間測量的。
9.如權(quán)利要求1所述的分配泵，其特征在于該至少一個間隙包括一個鈍角。
10.如權(quán)利要求9所述的分配泵，其特征在于該鈍角約為162°。
11.一個分配泵，包括一個泵體，該泵體包括一個內(nèi)壁；一個可往復(fù)移動地安裝在該泵體中的泵活塞，該泵活塞包括至少一個封靠在該內(nèi)壁上的密封，該泵活塞在該泵體中往復(fù)地從軸向向外的第一位置移動到軸向向內(nèi)的第二位置；在該泵體內(nèi)壁上的至少一個起動結(jié)構(gòu)，該至少一個的起動結(jié)構(gòu)位于在該泵活塞的該第二位置處的該內(nèi)壁上的該至少一個密封的位置處，該起動結(jié)構(gòu)在該至少一個的密封與該內(nèi)壁之間形成至少一個間隙，該至少一個的間隙具有的深度不大于約0.001英寸。
12.如權(quán)利要求11所述的分配泵，其特征在于該至少一個起動結(jié)構(gòu)包括一個在該內(nèi)壁上的粗糙表面。
13.如權(quán)利要求11所述的分配泵，其特征在于該至少一個起動結(jié)構(gòu)包括多個平面，該平面具有一個限定該內(nèi)壁的一根弦的表面。
14.如權(quán)利要求13所述的分配泵，其特征在于該平面的深度與內(nèi)壁的直徑的比約為1∶600～1∶300，該深度是從限定一根弦的該表面到一條與限定一根弦的該表面相平行并且與該內(nèi)壁相切的線之間測量的。
15.如權(quán)利要求2所述的分配泵，其特征在于這些粗糙表面是由經(jīng)過光化學腐蝕的一個用來模壓該內(nèi)壁的型芯而產(chǎn)生的。
16.如權(quán)利要求12所述的分配泵，其特征在于該粗糙表面是由經(jīng)過光化學腐蝕的一個用來模壓該內(nèi)壁的型芯而產(chǎn)生的。
17.一種分配泵，包括一個泵體，該泵體包括一個內(nèi)壁；一個可往復(fù)移動地安裝在該泵體中的泵活塞，該泵活塞包括至少一個封靠在該內(nèi)壁上的密封，該泵活塞在該泵體中往復(fù)地從軸向向外的第一位置移動到軸向向內(nèi)的第二位置；在該泵體內(nèi)壁上的至少一個起動結(jié)構(gòu)，該至少一個的起動結(jié)構(gòu)位于在該泵活塞的該第二位置處的該內(nèi)壁上的該至少一個密封的位置處，該起動結(jié)構(gòu)在該至少一個密封與該內(nèi)壁之間形成至少一個間隙，該至少一個間隙包括一個鈍角。
18.如權(quán)利要求17所述的分配泵，其特征在于該至少一個起動結(jié)構(gòu)包括多個平面，該平面具有一個限定該內(nèi)壁的一根弦的表面。
19.如權(quán)利要求17所述的分配泵，其特征在于該鈍角約為162°。
20.一種從泵室中排出空氣的方法，包括下列步驟提供一個泵體，其中該泵體包括一個內(nèi)壁；提供一個可往復(fù)移動地安裝在該泵體中的泵活塞，其中該泵活塞包括至少一個封靠在該內(nèi)壁上的密封以及該泵活塞在該泵體中往復(fù)地從軸向向外的第一位置移動到軸向向內(nèi)的第二位置；在該泵體內(nèi)壁上提供至少一個起動結(jié)構(gòu)；使該至少一個的密封與該至少一個起動結(jié)構(gòu)在該泵活塞的該第二位置上相嚙合；使在該至少一個的密封與該內(nèi)壁之間形成至少一個間隙，其中該至少一個間隙應(yīng)足夠小，以使空氣能通過該至少一個的間隙而液體不能通過該至少一個的間隙；以及將空氣通過該至少一個的間隙排出。
21.如權(quán)利要求20中所述的方法，其特征在于該提供至少一個起動結(jié)構(gòu)的步驟包括在該內(nèi)壁上加工一個粗糙表面的步驟。
22.如權(quán)利要求21所述的方法，其特征在于該加工一個粗糙表面的步驟包括用光化學方法腐蝕一個用來模壓該內(nèi)壁的型芯的步驟。
23.如權(quán)利要求20中所述的方法，其特征在于該提供至少一個起動結(jié)構(gòu)的步驟包括在該內(nèi)壁上形成多個平面，其中該平面具有一個限定該內(nèi)壁的一根弦的表面。
24.如權(quán)利要求20中所述的方法，其特征在于該形成至少一個間隙的步驟包括形成一個包括一個鈍角的間隙。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種預(yù)壓泵，該泵具有一個用來排出截留在泵室中的空氣從而有助于起動該泵的結(jié)構(gòu)。該泵使用了能形成尺寸非常小的跨越泵活塞上的兩個密封的間隙的結(jié)構(gòu)，該小尺寸間隙允許被殘留的空氣通過，但是由于泵室中液體粘度的存在而不允許液體通過泵活塞密封。限定該泵體壁的內(nèi)圓周的一根弦的平面可以用來形成適當?shù)拈g隙。此外，形成該內(nèi)圓周的型芯可以用光化學方法進行腐蝕，以提供一個具有能形成該適當間隙的表面粗糙度的粗糙表面。
文檔編號B05B11/00GK1152082SQ9610820
公開日1997年6月18日 申請日期1996年6月19日 優(yōu)先權(quán)日1995年6月20日
發(fā)明者E·梅施堡, P·米勒, R·舒爾茨 申請人:埃姆森有限公司