專利名稱：流體泵的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種流體泵，并且，更具體但不排他地，本發(fā)明涉及一種交流供電柱塞泵(AC plunger pump)，其用于在例如咖啡機(jī)中泵吸水。
背景技術(shù)：
密封件，包括密封環(huán)或O型環(huán)，是活塞和柱塞泵的組成部分，其用來(lái)將動(dòng)力流體與被泵吸的介質(zhì)分離或用來(lái)分離泵吸介質(zhì)的高、低壓腔。必須嚴(yán)密控制密封件、活塞或柱塞、以及氣缸的尺寸公差。
在理想條件下，O型環(huán)將僅在環(huán)的受高壓那一側(cè)(主要側(cè))只受到來(lái)自高壓側(cè)的高流體壓力，如圖6A所示。合力沿著大致平行于泵吸構(gòu)件運(yùn)動(dòng)方向的方向擠壓環(huán)，而不會(huì)影響泵吸構(gòu)件的運(yùn)動(dòng)。
在非理想條件下，由于例如制造的不準(zhǔn)確性或磨損，高壓流體經(jīng)常在O型環(huán)的外側(cè)到達(dá)O型環(huán)后，并將環(huán)擠壓靠向泵吸構(gòu)件并且使環(huán)變形，如圖6B所示。這將通過過度的摩擦而妨礙泵吸構(gòu)件的運(yùn)動(dòng)，并降低環(huán)的工作壽命。
本發(fā)明試圖通過提供一種改進(jìn)的流體泵來(lái)消除或至少減輕這種問題或缺點(diǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明，提供了一種流體泵，包括具有入口和出口的腔；以及泵吸構(gòu)件，所述泵吸構(gòu)件延伸到所述腔內(nèi)，并被支撐，以便沿著朝著所述腔外的一個(gè)方向在吸入沖程進(jìn)行滑動(dòng)運(yùn)動(dòng)來(lái)通過所述入口將流體引入所述腔，以及沿著朝著所述腔內(nèi)的、相反的方向在排出沖程進(jìn)行滑動(dòng)運(yùn)動(dòng)來(lái)強(qiáng)制流體通過所述出口流出所述腔。有用于沿著所述相反的方向滑動(dòng)所述泵吸構(gòu)件的驅(qū)動(dòng)器。密封環(huán)被設(shè)置在所述腔和所述泵吸構(gòu)件之間，同時(shí)還允許所述泵吸構(gòu)件相對(duì)所述腔進(jìn)行所述滑動(dòng)運(yùn)動(dòng)。所述密封環(huán)具有第一環(huán)部，所述第一環(huán)部牢固地夾在所述腔和所述泵吸構(gòu)件中的一個(gè)的壁內(nèi)；以及具有球形橫截面的第二環(huán)部，所述第二環(huán)部與所述腔和所述泵吸構(gòu)件中的另一個(gè)的壁滑動(dòng)密封接合。
優(yōu)選地，所述球形橫截面與所述第一環(huán)部相比相對(duì)較厚。
優(yōu)選所述球形橫截面至少部分是圓形的。
優(yōu)選地，所述第一環(huán)部和所述第二環(huán)部的橫截面關(guān)于共同的中心軸線對(duì)稱。
優(yōu)選所述第一環(huán)部的橫截面大致是平的。
優(yōu)選所述第一環(huán)部的橫截面大致是T形的。
優(yōu)選所述第一環(huán)部和所述第二環(huán)部的組合橫截面大致為啞鈴形的。
在優(yōu)選的實(shí)施例中，所述密封環(huán)具有外環(huán)部，所述外環(huán)部作為所述密封環(huán)的第一環(huán)部，其牢固地夾在所述腔的壁內(nèi)；以及內(nèi)環(huán)部，所述內(nèi)環(huán)部作為所述密封環(huán)的第二環(huán)部，其與所述泵吸構(gòu)件的壁滑動(dòng)密封接合。
更優(yōu)選地，所述密封環(huán)位于所述腔的開口處，所述泵吸構(gòu)件通過所述開口延伸進(jìn)入所述腔。
進(jìn)一步更優(yōu)選地，所述開口與所述腔的入口一致。
優(yōu)選地，所述密封環(huán)的所述第二環(huán)部的顯著部分(significant part)也夾在所述腔和所述泵吸構(gòu)件中所述一個(gè)的壁內(nèi)。
優(yōu)選所述泵吸構(gòu)件具有孔，所述孔充當(dāng)所述腔的入口。
優(yōu)選地，所述泵吸構(gòu)件包括柱塞。
優(yōu)選所述流體泵包括分別設(shè)置在所述入口和出口處的單向閥。
優(yōu)選所述驅(qū)動(dòng)器為機(jī)電驅(qū)動(dòng)器。
更優(yōu)選地，所述驅(qū)動(dòng)器通過螺線管來(lái)提供，所述螺線管包括圍繞鐵磁柱塞的電磁線圈，其中，所述鐵磁柱塞的前端充當(dāng)泵吸構(gòu)件。


現(xiàn)在將僅為了示例而參照附圖具體描述本發(fā)明，在附圖中圖1是根據(jù)本發(fā)明的流體泵的實(shí)施例的前視圖；圖2是圖1的泵的側(cè)視圖；
圖3是圖1的泵的橫截面視圖；圖3A是圖3的泵的一部分的放大橫截面視圖，其中包括密封環(huán)；圖4是與圖3A等效的橫截面視圖，圖示出密封環(huán)如何受到流體壓力；圖5是單獨(dú)隔離出來(lái)的密封環(huán)的橫截面?zhèn)纫晥D；圖6A是與圖4等效的橫截面視圖，圖示出傳統(tǒng)的密封環(huán)在理想條件下如何受到高流體壓力；圖6B是對(duì)應(yīng)于圖6A的橫截面視圖，圖示出該密封環(huán)在非理想條件下如何受到高流體壓力；圖7是根據(jù)本發(fā)明的流體泵的另一略微不同的實(shí)施例的橫截面視圖；以及圖7A是圖7的泵的一部分的放大橫截面視圖，其中包括密封環(huán)。
具體實(shí)施例方式
參照附圖的圖1至5，這里顯示了具體實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的流體泵10，流體泵10具有細(xì)長(zhǎng)的圓柱形金屬罩體100；從下面與罩體100首尾相接的金屬管200；圍繞罩體100的線圈300；以及罩體100內(nèi)的長(zhǎng)滑動(dòng)件400。罩體100具有小的管狀入口110，管狀入口110從其上面一端突起以便通過例如軟管連接至水箱。管200的下端充當(dāng)出口210(內(nèi)部帶螺紋)，以便向例如電熱鍋爐供應(yīng)水。罩體100和管200的相鄰的打開端120和220通過帶螺紋的圓柱形聯(lián)接器510接合在一起。聯(lián)接器510還憑借使用一對(duì)螺釘522來(lái)支撐用于線圈300的殼體520。
滑動(dòng)件400被罩體100支撐并被引導(dǎo)，以便像活塞在氣缸中那樣沿著相反的向上和向下的方向進(jìn)行軸向的滑動(dòng)運(yùn)動(dòng)。線圈300是電磁線圈，其作用于由鐵磁材料制成的滑動(dòng)件400并驅(qū)動(dòng)滑動(dòng)件400，這一起形成了機(jī)電裝置，即螺線管?；瑒?dòng)件400通過一對(duì)上、下盤簧610和620來(lái)定位，這對(duì)上、下盤簧610、620位于相對(duì)端處，分別與罩體100的上、下端協(xié)作，從而使滑動(dòng)件400靜止停留在從線圈300向下偏離的位置。
在被交流干線電源激勵(lì)時(shí)，線圈300間歇性地運(yùn)動(dòng)以抵抗彈簧610和620的作用而向上調(diào)整滑動(dòng)件400，由此，滑動(dòng)件400被驅(qū)動(dòng)沿著罩體100在垂直方向上作往復(fù)運(yùn)動(dòng)。
滑動(dòng)件400的下端減小成為細(xì)得多的一段，這一段充當(dāng)柱塞410。管200限定圓柱形腔230，柱塞410在管200的打開端220處延伸進(jìn)入腔230。在此打開端220處，設(shè)置有密封環(huán)700，密封環(huán)700作用于腔230和柱塞410之間，同時(shí)還允許柱塞410相對(duì)腔230滑動(dòng)。
滑動(dòng)件400沿著其中心軸線具有通孔401，通孔401從滑動(dòng)件400的最上端延伸直到柱塞410的最下端。穿過柱塞410的孔401具有相應(yīng)減小的直徑，其充當(dāng)腔230的入口240，該入口240設(shè)置在腔的打開端220以內(nèi)或與打開端220一致。
孔401作為整體允許通過入口110進(jìn)入的水從罩體100在滑動(dòng)件400以上的內(nèi)部、通過滑動(dòng)件400流下進(jìn)入到腔230內(nèi)。接合孔401的滑動(dòng)件400的底側(cè)孔402允許罩體100在滑動(dòng)件400以下的內(nèi)部與在滑動(dòng)件400以上的內(nèi)部連通并從而允許壓力平衡。
在腔230內(nèi)，包括球810的彈簧加載的單向閥從下面作用于柱塞410的最下端、即腔230的入口240。在腔230的下部中使用了另一彈簧加載的單向閥，其用于腔230的出口210，該單向閥通過閥構(gòu)件820來(lái)實(shí)現(xiàn)，閥構(gòu)件820從下面作用于由腔壁的環(huán)形凸緣提供的閥座821。
基于在電磁線圈300作用下的滑動(dòng)件400的上述垂直往復(fù)運(yùn)動(dòng)，柱塞410在腔230內(nèi)進(jìn)行泵吸作用。更具體地說(shuō)，柱塞410朝著腔230外在向上的吸入沖程滑動(dòng)、以通過腔230的入口240將水引入腔230，其中，入口閥810被打開同時(shí)出口閥820保持關(guān)閉。交替地，柱塞410在向下的排出沖程朝腔230內(nèi)滑動(dòng)、以強(qiáng)制水通過腔230的出口210流出腔230，其中，出口閥820被打開然后同時(shí)入口閥810現(xiàn)在被關(guān)閉。
密封環(huán)700是圓形的，其一體地具有矩形橫截面711大致為平的外環(huán)部710和橫截面721為球形的內(nèi)環(huán)部720。兩個(gè)橫截面711和721如所示關(guān)于共同的中心軸線對(duì)稱。球形橫截面721是圓形的或至少部分是圓形的，并在每一個(gè)相對(duì)側(cè)比鄰接的平的橫截面711略厚量H。
密封環(huán)700令其外環(huán)部710在腔230的上端220處牢固地夾在腔230的壁內(nèi)，同時(shí)，內(nèi)環(huán)部720與柱塞410的壁滑動(dòng)密封接合。為了夾住密封環(huán)700，采用倒轉(zhuǎn)的帽狀?yuàn)A緊構(gòu)件250，夾緊構(gòu)件250從上面裝配在管200的打開上端220上，并將密封環(huán)700夾在其間。夾緊構(gòu)件250具有中心孔，以便柱塞410通過。在上緊將管200接合至罩體100的帶螺紋的聯(lián)接器510時(shí)，構(gòu)件250被牢牢地?cái)D壓靠向管200，同時(shí)被罩體100的下端120以內(nèi)的環(huán)形肩部121支撐。
管200和夾緊構(gòu)件250的面對(duì)表面適當(dāng)?shù)貛_(tái)階、以緊緊地夾住整個(gè)外環(huán)部710并通過夾住密封環(huán)700的內(nèi)環(huán)部720的實(shí)部(substantial part)來(lái)容納它，其中，內(nèi)環(huán)部720的最外部被暴露以便接合柱塞410。
密封環(huán)700的設(shè)計(jì)僅允許高壓水向上推動(dòng)環(huán)700，并且沒有水能夠繞過到達(dá)環(huán)700的最外邊緣，并因而不會(huì)有壓力在那里聚集、從而作用在環(huán)700上并將環(huán)700擠壓靠著柱塞410。
通過減小H的值，能夠限制在圓形橫截面721外邊緣的周圍流動(dòng)并作用于圓形橫截面721外邊緣的高水壓的量。這能夠進(jìn)一步避免密封件700在高水壓期間被擠壓靠著柱塞410。
現(xiàn)在參照?qǐng)D7和7A，圖7和7A顯示出具體實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的另一流體泵10A，流體泵10A與上述第一流體泵10具有幾乎相同的構(gòu)造并以完全相同的方法操作，其中，等效的部分用相同的附圖標(biāo)記加后綴字母“A”來(lái)表示。
唯一的不同之處在于密封環(huán)700A的設(shè)計(jì)，以及夾緊構(gòu)件250A及管端220A的面對(duì)部分一起，其中，所述面對(duì)部分夾住并固定環(huán)700A。環(huán)700A同樣具有整體圓形結(jié)構(gòu)，它由橫截面711A大致為T形的外環(huán)部710A和具有球形橫截面721A的內(nèi)環(huán)部720A構(gòu)成。如所示，T形橫截面711A位于一側(cè)并與另一橫截面721A共享共同的對(duì)稱中心軸線。球形橫截面721A為圓形或至少部分為圓形，并且比T形橫截面711A的鄰接部略厚。
密封環(huán)700A通過令其外環(huán)部710A被夾緊構(gòu)件250A和管端220A夾住并夾在夾緊構(gòu)件250A和管端220A之間而夾在腔230A的壁內(nèi)從而被設(shè)置并固定，其中，令?yuàn)A緊構(gòu)件250A和管端220A的面對(duì)夾緊表面具有形狀基本與外環(huán)部710A的形狀互補(bǔ)的橫截面，以便牢固地夾住外環(huán)部710A。內(nèi)環(huán)部720A也被容納或接收在所述面對(duì)夾緊表面之間，其中，內(nèi)環(huán)部720A的最外部被暴露以便與柱塞410A的壁滑動(dòng)密封接合。
與第一密封環(huán)700相比，兩個(gè)環(huán)形部710A和720A的組合橫截面的形狀大致像啞鈴，從而使密封環(huán)700A通過其減小的厚度的中部而可被比較安全地夾住。
可預(yù)見到，本主題發(fā)明可應(yīng)用于包括往復(fù)式正排量泵的各種流體(液體或氣體)泵，不管它們是直接或間接作用泵、單缸或雙缸泵、單動(dòng)或雙動(dòng)泵、或動(dòng)力泵。
本發(fā)明已經(jīng)僅為了示例而被給出，并且，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在不脫離本發(fā)明的范圍的情況下對(duì)所述實(shí)施例作出許多其他的修改和/或變更，本發(fā)明的范圍在所附權(quán)利要求中予以規(guī)定。
權(quán)利要求
1.一種流體泵，包括具有入口和出口的腔；泵吸構(gòu)件，所述泵吸構(gòu)件延伸到所述腔內(nèi)并被支撐，以便沿著朝著所述腔外的一個(gè)方向在吸入沖程進(jìn)行滑動(dòng)運(yùn)動(dòng)、來(lái)通過所述入口將流體引入所述腔，以及沿著朝著所述腔內(nèi)的、相反的方向在排出沖程進(jìn)行滑動(dòng)運(yùn)動(dòng)來(lái)強(qiáng)制流體通過所述出口流出所述腔；用于沿著所述相反的方向滑動(dòng)所述泵吸構(gòu)件的驅(qū)動(dòng)器；以及密封環(huán)，所述密封環(huán)被設(shè)置在所述腔和所述泵吸構(gòu)件之間，同時(shí)還允許所述泵吸構(gòu)件相對(duì)所述腔進(jìn)行所述滑動(dòng)運(yùn)動(dòng)；其特征在于，所述密封環(huán)具有第一環(huán)部，所述第一環(huán)部牢固地夾在所述腔和所述泵吸構(gòu)件中的一個(gè)的壁內(nèi)；以及具有球形橫截面的第二環(huán)部，所述第二環(huán)部與所述腔和所述泵吸構(gòu)件中的另一個(gè)的壁滑動(dòng)密封接合。
2.如權(quán)利要求1所述的流體泵，其特征在于，所述球形橫截面與所述第一環(huán)部相比相對(duì)較厚。
3.如權(quán)利要求1所述的流體泵，其特征在于，所述球形橫截面至少部分是圓形的。
4.如權(quán)利要求1所述的流體泵，其特征在于，所述第一環(huán)部和所述第二環(huán)部的橫截面關(guān)于共同的中心軸線對(duì)稱。
5.如權(quán)利要求1所述的流體泵，其特征在于，所述第一環(huán)部的橫截面大致是平的。
6.如權(quán)利要求1所述的流體泵，其特征在于，所述第一環(huán)部的橫截面大致是T形的。
7.如權(quán)利要求1所述的流體泵，其特征在于，所述第一環(huán)部和所述第二環(huán)部的組合橫截面大致為啞鈴形。
8.如權(quán)利要求1至7中的任意一項(xiàng)所述的流體泵，其特征在于，所述密封環(huán)具有外環(huán)部，所述外環(huán)部作為所述密封環(huán)的第一環(huán)部，其牢固地夾在所述腔的壁內(nèi)；以及內(nèi)環(huán)部，所述內(nèi)環(huán)部作為所述密封環(huán)的第二環(huán)部，其與所述泵吸構(gòu)件的壁滑動(dòng)密封接合。
9.如權(quán)利要求8所述的流體泵，其特征在于，所述密封環(huán)位于所述腔的開口處，所述泵吸構(gòu)件通過所述開口延伸進(jìn)入所述腔。
10.如權(quán)利要求9所述的流體泵，其特征在于，所述開口與所述腔的入口一致。
11.如權(quán)利要求1至7中的任意一項(xiàng)所述的流體泵，其特征在于，所述密封環(huán)的所述第二環(huán)部的顯著部分也夾在所述腔和所述泵吸構(gòu)件中所述一個(gè)的壁內(nèi)。
12.如權(quán)利要求1至7中的任意一項(xiàng)所述的流體泵，其特征在于，所述泵吸構(gòu)件具有孔，所述孔充當(dāng)所述腔的入口。
13.如權(quán)利要求1至7中的任意一項(xiàng)所述的流體泵，其特征在于，所述泵吸構(gòu)件包括柱塞。
14.如權(quán)利要求1至7中的任意一項(xiàng)所述的流體泵，其特征在于，所述流體泵包括分別設(shè)置在所述入口和出口處的單向閥。
15.如權(quán)利要求1至7中的任意一項(xiàng)所述的流體泵，其特征在于，所述驅(qū)動(dòng)器為機(jī)電驅(qū)動(dòng)器。
16.如權(quán)利要求15所述的流體泵，其特征在于，所述驅(qū)動(dòng)器通過螺線管來(lái)提供，所述螺線管包括圍繞鐵磁柱塞的電磁線圈，其中，所述鐵磁柱塞的前端充當(dāng)所述泵吸構(gòu)件。
全文摘要
一種流體泵(10)，包括腔(230)；以及柱塞(410)，所述柱塞延伸到所述腔(230)內(nèi)，并被支撐，以便在吸入沖程進(jìn)行滑動(dòng)運(yùn)動(dòng)來(lái)將流體引入所述腔(230)，以及在排出沖程進(jìn)行滑動(dòng)運(yùn)動(dòng)來(lái)強(qiáng)制流體流出所述腔(230)。驅(qū)動(dòng)器(300)沿著相反的方向滑動(dòng)所述柱塞(410)。密封環(huán)(700)被設(shè)置在所述腔(230)和所述柱塞(410)之間，同時(shí)還允許所述柱塞的滑動(dòng)運(yùn)動(dòng)。所述密封環(huán)(700)具有橫截面(711)大致為平的外環(huán)部(710)，所述外環(huán)部牢固地夾在所述腔(230)的壁內(nèi)；以及具有球形橫截面(721)的內(nèi)環(huán)部(720)，所述內(nèi)環(huán)部與所述柱塞(410)滑動(dòng)密封接合。
文檔編號(hào)F04B17/03GK101029635SQ200710006300
公開日2007年9月5日 申請(qǐng)日期2007年2月7日 優(yōu)先權(quán)日2006年2月10日
發(fā)明者陳啟志, 何文定 申請(qǐng)人:德豐零件有限公司