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液泵失效专利 发明

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本发明涉及一种液泵,其类别在权利要求1中给出。 US-5310308已经通报了类似液泵。它用于输送发动机燃料,拥 有一个装备有翼片的泵转子,此泵转子受驱动旋转。泵转子被安装于泵腔内。沿 着转子轴线方向,泵腔各以一个腔壁件为界,其中一个腔壁件上开有一个吸入口, 而另一个腔壁件上则有一出口。两个腔壁件朝向转子的端面上各开有一条沿周长 始自吸入口而终止于出口的输送槽。这里在一个腔壁件上的吸入口通入其上输送 槽的始端。在另一个腔壁件上的出口则通入其上输送槽的末端。通入输送槽的出 口,在泵转子的旋转方向上又作为输送槽的末端,在此入形成了开口内壁,此内 壁与腔壁件朝向转子的端面相交于一条棱线作为其末端,它被施以倒角处理。此 外这个开口壁大致与腔壁件朝向转子的端面垂直。这种液泵的构造致使在出口区 形成强烈的液体湍流和涡流,从而导致传输压力的损失和液泵效率的降低。此外, 液泵运转时,产生噪音。其原因同样是出口区不合理的液流状态,由此引起液泵 零件,特别是腔壁件受迫振动。 本发明的优点 本发明的液泵,因具有权利要求1的特性,优点在于:通过出口的棱线的内 侧段的倾转构造实现了出口区液流状态的合理化,与已有液泵相比,此液泵具有 较高的传输压力及较高效率。 在相关的权利要求中给出了本发明的液泵的具有较多优点的完善和提高措施。 借助权利要求3和4的完善措施可以减少液体从入口所通入的输送槽中溢出时的 损失,从而提高输送压力和效率。此外以上措施可降低液泵运转时产生的噪音。 权利要求10和11的特性同样能达到类似目的,即减小液体溢出入口而通入的 输送槽时的损失,因而提高输送压力和效率。 附图说明 本发明的实施例在图例中示出,并将在随后的说明中给予进一步解释。图1 是液泵纵向截面的一部分,图2给出图1所示液泵在出口区域的局部的II-II剖 面,为一个横截面,图3是图1所示液泵III-III剖面在输送槽末端的局部,为横 截面,图4是液泵沿图2和图3中所给IV-IV线的柱面剖面的局部。 实施例说明 图1至4所示的液泵,特别用作从储油箱向汽车燃烧动力机械输送燃料。它 具有一个泵转子10,此转子10从两个端面看却有一个翼片12或叶片圈,圈 上装有彼此相间、位于转子10的外缘上的翼片12或叶片。翼片12在其径向 外端通过一个圆环13彼此连接起来。泵转子10可由图中未示出的电力马达通 过绕轴线16转动的转轴14驱动。泵转子10被安装于泵腔17内。此泵腔1 7在轴线16方向上各以腔壁件19和20为界,在参照此轴线16的径向上以 圆柱形腔壁件22为边。此柱形腔壁件22可以是独立的环件,置于两个腔壁件 19和20之间,也可以如图1所示的那样与腔壁件19或者20加工成一体件。 腔壁件20安装时靠到驱动马达上,被做成中间壳体。另一腔壁件19被做成吸 盖。泵转子10的驱动轴14穿过中间壳20进入泵腔17。 吸盖19朝向泵转子10的端面24上加工出一条环状输送槽25,它的位 置与泵转子10的翼片环12相对。吸入口26一侧通入到输送槽25的始端, 它在液泵的外侧则敞开着。中间壳20朝向泵转子10的端面28上同样加工有 一条环状输送槽29,与泵转子10上的翼片环12相对,出口30则通入此输 送槽29的末端。两条输送槽25与29的位置大致重叠,沿泵转子10的旋转 方向11自吸入口26延伸至出口30。两个输送槽25和29在吸入口26与 出口30的中间区域通过一个隔断32及33彼此分开,两槽的横截面均呈大致 的半圆形。 图2是液泵横截面放大图,其中可辨认出中间壳20及其上加工出来的输送 槽29。输送槽29沿径向朝向泵转子10的转轴线16方向以内沿34为界, 向外则止于外沿35。其径向上参照转轴线16的中间位置由其中线36示出。 出口30以通道形式从中间壳20的输送槽至其外表面39,如图4所示,这里 出口30相对于泵转子10的转轴线16是倾斜的,而且是沿转子10的旋转方 向11,自中间壳20的端面28开始到壳20的外表面39为止。出口30在 转向11上的界壁40与中间壳20朝向转子10的端面成一个大约为20到4 0°的倾角α,界壁40可以呈尖角式通入到端面28,也可以如图4所示那样, 以圆滑倒角从壁40过渡到端面28。出口30的形状满足:图4中以A和B标 示的位置之区域内,沿液流方向有效通流横截面保持不变或只略有增加,即变化 不超过约20%。出口30的转向11之逆方向的界壁41的倾角与界壁40大 约相同,而出口30的横截面呈大致圆形。 出口30在转向11方向的界壁40,其一端与中间壁20朝向泵转子10 的端面28相交,交线为一条棱线42,它构成了从输送槽29到隔断33的过 渡。从参照转轴线16的径向上看,棱线42具有一段内侧棱线段42a,它始 于输送槽29的内沿34,而延伸至其中心36。相对于假想的径向构造,如图 2中用点划线示出并标示以42’的那样,它沿泵转子10的转向11发生倾转。 内侧棱线段42a相对于径向构造在转向11上倾转了大约20°至50°的倾 转角β,它更优先选取30°至40°。此处倾转角β以输送槽29的中心36 作为其中心点。内侧棱线段42a可以如图2所示那样略有所弯曲,特别是沿转 向11呈凸出状输送槽29的内沿34向棱线42a的过渡是圆滑的。由此, 内侧棱线段42a大致与由此形成的液泵输送的液体的流线垂直。图2中通过箭 头线43示出了液体流线。这样一来在输送槽29的内侧区域的流动液体提前流 出液泵,并因而避免了回流到转子10的翼片12中的间隙中去。通过这种避免 回流使得在隔断区32、33中环流的液体的质流分数(massenstro manteil)明显降低,从而致使该区内冲撞明显减少,这是由于环流液 流的动能在隔断区消耗较少。与此相关联噪音明显减弱。 从参照转轴16的径向上看,棱线42拥有始自输送槽29的中线36而止 于其外沿35的外侧棱线段42b。相对于假想的将内侧棱线段42a沿径向直 线的延长,如虚线所标示的那样,此外侧棱线段42b沿泵转子10的转向11 又向前延伸了一段,从而使得输送槽29在其外沿35上具有一个相对于其内沿 34沿转向11多延伸出去的前突44。外侧棱线段42b在输送槽29的外沿 35上沿转向11的延伸长度较内侧棱线段42a的假想直线延长位置多了长为 S的一段。此段长度S大致相当于输送槽29的宽度b的一半至一倍,这里尚未 到达出口30所处区域的输送槽29的宽度b成为基准。外侧棱线段42b呈弯 曲状,沿转向11看上去优先呈S的镜中反形,在参照转轴线16的近似径向上 一直到与输送槽29的外沿35相接为止。 此外,吸盖19上的输送槽25的尾部区域也优先采用接下来描述的特殊构 造。图3给示出了液泵的一个经放大的横截面,其中吸盖19及其上加工出来的 输送槽25可以辨认出来。输送槽25朝向泵转子10的转轴16径向向内到内 沿46为止,向外止于外沿47。在参照转轴16径向上,输送槽25的中心以 其中线48为标志。在泵转子10的转向11方向上,输送槽25的尾部以壁5 0为界,此壁50与吸盖19的朝向泵转子10的端面24相交形成一条棱线5 2作为其末端,此线52构成了输送槽25向隔断32的过渡。壁50从输送槽 25的底到吸盖19的端面24的方向上向着转向11倾斜。参照转轴16的径 向上看,棱线52具有内侧棱线段52a,它始于输送槽25的内沿46而止于 其中心48。相对于假想的径向结构,它在图3中用点划线示出并标示为52’, 此内侧棱线段52a向泵转子10的转向11倾转,其倾转的角度γ大约为20° 至50°,更优先选取30°至40°。此处输送槽25的中心48作为角γ的 中心点。内侧棱线段52a可以如图3所示那样略微弯曲,特别是沿转向11呈 凸出状,而从输送槽25的沿46向棱线段52a的过渡区应处以倒角使之圆滑。 这样吸盖19上的内侧棱线段52a大致与此构造下形成的被输送液体的流线垂 直,就如同中间壳20上的内侧棱线段42a那样。由此使得向中间壳20上的 出口30的溢出流及早形成。 参照转轴16的径向上看,棱线52具有一个从输送槽25中心48开始直 到其外沿47的外侧棱线段52b。相对于以虚线标示的假想的内侧棱线段52 a沿径向的直线延长,它沿泵转子10的转向11又延伸了一段,使得输送槽2 5在其外沿47上拥有一个沿转向11超出其内沿46的前突54。与假想的内 侧棱线段52b的直线延长位置相比,此外侧棱线52b沿转向11向在输送槽 25的外沿47上长出一段1。1段大致相当于输送槽25宽度d的一半至一倍。 这里未达到其尾部时的输送槽宽度d成为基准。外侧棱线段52b呈弯曲状,沿 转向11看上去优先呈近似的S形,并大致沿参照转轴16的径向一直到与输送 槽25的外沿47相接为止。输送槽25的前突54的横截面呈大致的半圆形。 壁50的倾斜程度应满足:在输送槽25的中部48,壁50沿转向11的延伸 范围大致相当于输送槽25的宽度d的一半到一倍。 棱线42构成了中间壳20上输送槽29向隔断33的过渡,而棱线52则 是吸盖19上输送槽25向隔断32的过渡。这两条棱线在参照泵转子10的轴 线16的周长方向上优先选取相对错开的位置关系。这里参照转子10的轴线1 6,中间壳20上的棱线42沿转向11落后于吸盖19上的棱线52一个角度 φ出现,此角φ在输送槽25和29的各自中部36及48处大约为5°至15° 。沿泵转子10的轴线16方向看上去,输送槽29的起始处与吸口通入的输送 槽25的起始处相重叠。 通过从两条输送槽29及25上始于各自中部36及48而到各自外沿35 及47为止的前突44及54,达到了降低液体经吸盖19上的输送槽25从出 口30输送出来这一过程中损失的目的。通过以上所述的吸盖19上输送槽25 的尾部形状构造,还减小了液泵运转时产生的噪音,这是由于尤其是通过吸盖1 9的合适的导流不激发或只在很弱的程度上激发振动的缘故。 液泵运转时,通过吸盖19上的吸口26将发动机燃料吸入,而在输送槽2 5及29中将之传输。在输送槽25及29的尾部,发动机燃料在升高了的压力 作用下径出口30流出。这里它流过未示出的驱动马达,并通过未示出的导管到 达燃烧动力机械。 现有技术