[發明專利]液壓驅動泵的隔膜位置控制

有效

• 申請號: 200680018326.0
• 申請日: 2006-04-26
• 公開（公告）號: CN101203676A
• 公開（公告）日: 2008-06-18
• 發明（設計）人: 理查德·D.·亨布里
• 申請（專利權）人: 萬納工程公司
• 主分類號: F04B43/067
• 分類號: F04B43/067
• 代理公司: 北京銀龍知識產權代理有限公司
• 代理人: 張敬強

發明背景

本申請以Wanner?Engineering，Inc.，除美國以外所有國家指定的申請人，和Richard?D.Hembree，美國公民，僅指定為美國的申請人的名義，作為PCT國際專利申請于2006年4月26日提交，并且要求2005年4月26日提交的序列號No.11/114,706的美國申請的優先權。

技術領域

本發明總體涉及液壓泵，更具體地，涉及液壓驅動隔膜泵。

背景技術

液壓驅動隔膜泵可分為至少兩種。第一種包括對液壓活塞或柱塞使用與隔膜不同行程的泵。這些泵可稱為異步泵。異步泵通常用于大隔膜泵中的測量，其中期望具有只發生少量偏移(短行程)的大直徑隔膜。短行程隔膜通常由更長行程的液壓柱塞或活塞驅動。活塞的長行程使得活塞使用小直徑成為可能，這導致曲軸和曲軸箱上加載更小的必須使活塞移動經過其行程的載荷。

第二種包括其中隔膜中心與液壓活塞移動相同距離的泵。這些泵可稱為同步泵。同步泵中的隔膜位置通過活塞中的閥來控制，所述閥使活塞和隔膜中心之間保持恒定距離。

US?3,884,598(Wanner)中公開了同步泵中用于隔膜位置控制的示例性排量調節系統，其通過參考并入本文。Wanner公開了一種感測隔膜相對于活塞的位置、然后運行來保持隔膜位置恒定的系統。Wanner系統對于必須在高速下操作或泵送研磨材料的泵很有用，因為該系統允許使用彈性隔膜，所述彈性隔膜無需在行程末端與止動部表面形成接觸。但是，如果活塞移動超過隔膜的移動距離，則該系統將不能正確保持隔膜后面用于泵正確運行的液壓液體量。

US5,246,351(Horn)，US5,667,368(Augustyn)和US4,883,412(Malizard)中描述了一些示例性的異步泵。這些示例性泵都使用相似的方法來進行隔膜位置控制。這些泵的每一個泵在每一個行程的頂部或底部瞬間調節油量。當隔膜向前移動很遠并且到達行程極限時，檢測到過度充滿情況。這導致液壓液體的壓力高于正常的壓力，使閥瞬間打開并釋放一些過多液體。當隔膜到達止動部或僅到達需要高壓將隔膜進一步移動的偏移端點時，產生該過度壓力。該壓力沒有傳送到泵送的液體，因此橫跨隔膜產生不平衡的壓降。該解決由過度充滿產生的壓力的方法要求隔膜包括足以處理該不平衡壓力而不會導致隔膜破壞的材料和結構。該隔膜材料和設計上的限制導致使用非常大直徑、低偏移的隔膜，這大大增加了泵的尺寸和成本。

已知的異步液壓驅動泵由于至少上面討論的這些原因，不允許使用相對小的并且能夠經受大偏移的高柔韌彈性隔膜。結果，這些類型隔膜的使用限于同步泵。該同步泵中的活塞行程必須相對短，因為其受限于隔膜行程。這使得曲軸和曲軸箱承受更大直徑活塞的更高的載荷，從而使泵的驅動側更昂貴。

US3,769,879(Lofquist)中公開了另一個示例性液壓驅動泵。Lofquist公開了一種滑閥，其與每一個隔膜行程一起移動來在活塞行程端部處瞬間打開在隔膜后面的儲液池和液壓室(例如傳送室)之間的端口。

Lofquist在未充滿和過度充滿的極限情況(例如，由泵送液體的非常低或非常高的泵入口壓力產生的情況)下具有一些明顯的缺點。在過度充滿的極限情況下，每一個行程允許的液體的小脈沖不足以迅速校正過度充滿，這導致隔膜的應力，直到進行足夠的行程來校正過度充滿情況。Lofquist的另一個缺點涉及隔膜偏壓的方向。在極限情況下(例如，由于例如泵入口堵塞引起的泵送液體低入口和出口壓力)，Lofquist系統試圖向傳送室增加油，而沒有向隔膜施加任何偏壓，否則所述傳送室將釋放過度充滿的油。結果，不能解決過度充滿，并且該隔膜將失效。

因此需要隔膜的位置控制，以在同步和異步液壓泵中都允許使用相對小的并且能夠經受大偏移的高柔韌彈性隔膜。

發明內容