便携式燃料泵 |
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| 申请号 | CN201480056970.1 | 申请日 | 2014-10-17 | 公开(公告)号 | CN105723092A | 公开(公告)日 | 2016-06-29 |
| 申请人 | 塔特希尔公司; | 发明人 | J.J.贝里; | ||||
| 摘要 | 当前公开内容的说明性实施方式包括具有 转子 和多个 叶片 的 泵 。该转子被附接到在第一和第二方向上旋转其的 电机 并且位于空腔中。该多个叶片每个可枢转地联接到该转子，因此随着该转子旋转，该叶片选择性地推动来自入口端口的 流体 通过出口端口离开。该多个叶片每个具有从由叶瓣、无叶瓣、以及位于该叶瓣中的杆构成的组中选择的端部。该多个叶片的每个还包括被配置成适合位于转子中的对应容槽的枢轴销，使得该多个叶片的每个相对于在空腔内部的转子可枢转。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种泵，所述泵包括： |
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| 说明书全文 | 便携式燃料泵[0001] 当前申请涉及2013年10月17日递交的、名称为“便携式燃料泵”的美国临时专利申请No.61/892,058以及2014年10月16日递交的、名称为“便携式燃料泵”的美国专利申请No.14/516,143并要求其优先权。在这两个申请中公开的主题在此明确地结合到当前申请中。 技术领域[0002] 当前公开内容涉及旋片泵。更特别地，这个公开内容涉及便携式旋片泵，其包括增强该泵的操作和效用的多个改进特征。发明内容 [0003] 旋片泵对于例如从储存箱抽送诸如汽油和其他燃料的液体到车辆是特别有用的。要意识到的是，这样的泵可以被配置成用于任何种类的其他液体从任何种类的第一地点到任何种类的第二地点。根据说明性实施方式，这个公开内容的泵可以包括可变方向的端口。 特别地，入口和出口端口可以被调整使得它们每个能够在多个方向中被独立地导向。例如，该入口和出口端口可以与彼此成直线地定位。替代地，端口的一个（诸如出口端口）可以被重定位使其被定向垂直于入口端口，并且反之亦然。仍是替代地，两个端口可以平行于彼此定向。这给操作者提供了灵活性以匹配最好地服务于当时的特定需要的入口和出口端口的配置。 [0004] 当前公开内容的泵的另一个说明性实施方式可以包括可互换的叶片。预期到的是，该泵可以包括具有多个配置旨在实现特定结果的叶片。例如，一些叶片可以包括具有增加的质量的叶瓣和杆，其可以影响流量输出和排出压头。其他叶片可以不包括任何负载以降低质量，其可以降低流量输出和排出压头。这些叶片可以基于泵的需要而从转子上变化。然而，这些不同的叶片的每个具有相同的附接结构，因此尽管每个叶片产生不同的流动配置，但他们能够被附加到相同的转子。这转化成改变更少的零件以便改变泵的流动特性。叶片的几何形状在改变性能特性中也是重要的机构。任何配置的每组叶片还起作用以在泵送任何媒介之前在空腔壁上进行封闭，产生局部真空但是干燥的，其使泵能够实现自启动。 [0005] 当前公开内容的另一个实施方式包括铰接的叶片释放机构。典型的旋片泵需要旁通阀。对于那些泵，当泵的出口关闭时，流体经由旁通阀流回供应储液器。没有这样的阀门，压力将在驱动机构上引起过度的负载并且潜在地将其损坏。在泵的这个实施方式中，叶片被铰接，因此当出口关闭时，叶片由于压力不再能够封闭空腔壁。转子可以仍然旋转该叶片，但是没有流体移动。铰接的叶片是自我调整的并且对出口压力起反应。因此当出口再打开时，出口压力下降，引起叶片向回移动并封闭空腔壁并且开始再次移动流体，使泵不再正位移变化。 [0006] 当前公开内容的另一个说明性实施方式包括具有可反转转子的泵。典型地，电机、转子和叶片的旋转逆时针移动以抽送流体。该转子和叶片的配置允许它们在腔室中反转是通过去除作为单元的转子和叶片，并将它们翻转，并且然后将它们反向插入。根据当前公开内容，该泵中的叶片可以被反转，这允许其运行，但该叶片将不会从腔室壁解锁，并且因此不会创建任何旁通功能。如果电机的旋转方向被反转并且转子和叶片被翻转颠倒过来，那么该泵然后将转为顺时针方向并且该泵将运行带有旁通特征。这个配置在安装中可以是期望的，该安装需要入口端口位置然后变成出口端口，并且反之亦然。 [0007] 该泵的另一个说明性实施方式可以包括高压释放压盖。该压盖是位于泵空腔底部的开口或通道。利用这个压盖，一些流体体积可以吹回到之前铰接的空腔。通过允许在由转子创建的空腔之间的流体移动，来自一个腔室的高压流体可以被放置到相邻腔室中（例如，高压到低压）以协助防止空化，因此创建更连贯的流动。 [0008] 另一个说明性实施方式可以包括泵上的内嵌拨动开关。这个特征演示了电致动机构如何利用联接到直杆的商品开关以激活该泵。十字孔用于接合该开关触发器。在外壳中的通孔具有充足的长度用于具有两侧的圆柱形火焰路径接头。防爆电机和机壳中的这些类型接头的典型构造通常涉及过于复杂的机构和部件以致动开关。这个公开内容显著地简化了开关被致动的方式，同时实现防爆接头。直杆上的O形圈实现耐候型密封。 [0009] 另一个说明性实施方式包括改进的电源线，其可以包括下面特征的一个或多个：在电单元自身中确保适当电流和接地位置的键形设计；配置成容纳在内部灌封管脚连接上的接地管脚，其是更长的，使得当联接到泵时接地连接首先接触并且当从泵去除时接地连接最后断开；固定电源线连接到泵自身的联接器螺母，创建防风雨的密封；环是插头插座自身的整体部分；并且该环允许在电源线和泵壳体之间的符合UL标准的火焰路径。要意识到的是，该环可以由任何种类的适合材料制作，诸如铝、黄铜、青铜、钢和不锈钢。通过维持联接器螺母到插头几何体的相对位置，随着该螺母拧到壳体上或从壳体上拧下，在该连接连上或断开而仍然在危险位置通电的情况下实现安全的插入和去除。这通过利用联接器螺母维持螺纹接合同时在该连接在电源引线端子处断开的同时利用整体环维持火焰路径来实现。收容电容器的印刷电路板（PCB）还可以被包括以给泵提供电磁干扰（EMI）屏蔽。被适当定位的电容器在进入电源连接的入口处提供抑制EMI的有效机构。该电容器被联接到电源引线以及接地引线。该PCB位于在该板（其连接到接地引线）的接地面和配合壳体中的暴露接地表面之间提供可靠接触的位置。通过以这个方式将收容电容器的板接地，EMI被有效地抑制。 [0010] 当前公开内容的另一个说明性实施方式提供包括转子和多个叶片的泵。该转子被附接到在第一和第二方向上旋转其的电机并且位于空腔中。该多个叶片每个可枢转地联接到该转子因此随着该转子旋转，该叶片选择性地推动来自入口端口的流体通过出口端口离开。多个叶片每个具有端部，该端部从由叶瓣、无叶瓣、以及位于该叶瓣中的杆构成的组中选择。多个叶片的每个还包括被配置成适合位于转子中的对应容槽的枢轴销，使得多个叶片的每个相对于空腔内部的转子可枢转。 [0011] 在上面和其他说明性实施方式中，该泵可以进一步包括下面的任意一个或多个：相对于泵壳体经由紧固件选择性地可定位的入口端口；相对于泵壳体经由紧固件选择性地可定位的出口端口；在出口端口和入口端口之间的相对定位从由在泵上入口端口与出口端口同轴定位、入口端口定位垂直于出口端口和入口端口定位与出口端口平行构成的组中选择；该泵不包括旁通阀，但其中，多个叶片相对于转子可枢转并被配置成当该出口端口密封时不接合空腔壁，因此当该转子仍然旋转时，该叶片将不移动大量流体朝向出口端口，但将工作以构建/维持基于可变的叶片特性的指定的出口压力；该转子空腔包括与该空腔流体连通的压盖，使得该压盖横跨该转子上的臂以允许在该臂的一侧到该臂的另一侧之间的流体连通；通过在泵/电机壳体中来回直线地移动的杆接合的拨动开关，其允许该泵被激活或停止而不断开电源线；电源线包括的特征选自由以下特征构成的组：在电联合（electrical union）处确定电流和接地位置的键平面；接地管脚，其比其他电连接延伸更长使得当连接该泵时该接地管脚在电连接之前接合该泵，并且在该电连接从该泵断开后保持连接到该泵；以及联接器螺母；该转子在第一和第二方向上旋转；以及该转子定位偏置到空腔中的中心点。 [0012] 当前公开内容的另一个说明性实施方式提供包括转子、多个叶片、入口和出口端口以及电机的泵。该转子被附接到在第一和第二方向上旋转该转子的电机。该转子位于空腔中。多个叶片每个枢转地联接到转子，因此随着转子旋转，该叶片选择性地推动来自入口端口的流体通过出口端口离开。该入口端口相对于泵壳体经由紧固件选择性地可定位。该出口端口相对于泵壳体经由紧固件选择性地可定位。在出口端口和入口端口之间的相对定位选自由以下部分构成的组：在泵上入口端口与出口端口同轴定位、入口端口定位大约垂直于出口端口、以及入口端口定位大约与出口端口平行。 [0013] 在上面和其他说明性实施方式中，该泵可以进一步包括以下特征的任意一个或多个：多个叶片每个具有的端部选自由叶瓣、无叶瓣以及位于该叶瓣中的杆构成的组；多个叶片的每个包括被配置成适合位于转子中的对应容槽的枢轴销，使得多个叶片的每个相对于在空腔内部的转子可枢转；该泵不包括旁通阀，但其中，多个叶片相对于转子可枢转并被配置成当该出口端口密封时不接合空腔壁，因此当该转子仍然旋转时，该叶片将不移动大量流体朝向出口端口以构建压力；该转子空腔包括与该空腔流体连通的压盖，使得该压盖横跨该转子上的臂以允许在该臂的一侧到该臂的另一侧之间的流体连通；与在泵中来回直线运动的杆接合的拨动开关，其允许该泵被激活或停止而不断开电源线；电源线包括的特征选自由以下特征构成的组：在电联合处确定电流和接地位置的键平面，接地管脚，其比其他电连接延伸更长使得当连接该泵时该接地管脚在电连接之前接合该泵，并且在该电连接从该泵断开后保持连接到该泵，以及联接器螺母；该转子在第一和第二方向上旋转；以及该转子定位偏置到空腔中的中心点。 [0015] 以下将参考附图对当前公开内容进行描述，其仅作为非限制性示例给出，其中：图1是便携式燃料泵的顶部右侧透视图； 图2是便携式燃料泵的透视分解图； 图3是便携式燃料泵的横截面立视图，其显示了位于纵列配置中的转子和叶片以及入口和出口端口的实施方式。 [0016] 图4是另一个横截面正视图，其显示了出口端口定位大约垂直于入口端口；图5是泵的另一个横截面正视图，其显示了被调整到与彼此平行状态下的入口和出口端口； 图6是便携式燃料泵的另一个透视图，其显示了入口端口定位大约垂直于出口端口，其与图19中显示的定位相反。 [0018] 图8是泵的横截面前面立视图，其显示了附接到转子的图7b中的叶片。 [0019] 图9是便携式燃料泵的另一个横截面正视图，其显示了联接到转子的图7c中的叶片。 [0020] 图10是便携式燃料泵的另一个横截面视图，其显示了联接到转子的图7a中的叶片以及在叶片和转子之间的铰链配置如何促成不需要旁通阀；图11是便携式燃料泵的另一个横截面前面立视图，其显示了转子和叶片可以如何被配置成以顺时针和逆时针旋转； 图12是便携式燃料泵的另一个横截面前面立视图，其显示了出于说明目的一个叶片被去除的转子和叶片以显示位于泵空腔中的高压释放压盖； 图13是便携式燃料泵的另一个横截面正视图，其显示了转子和叶片定位成使得高压释放压盖与上部腔室和下部腔室连通，同时仍将在叶片之间的先前的容积腔相对入口端口封闭以便创建自启动所必需的干吸程。 [0021] 图14是便携式燃料泵的俯视横截面视图，其显示了内嵌拨动开关；图15是便携式燃料泵的俯视横截面视图，其显示了附接到泵的电机侧上的端口的电源线。 [0022] 图16是类似于图15中显示的泵的细节横截面视图，其显示了附接到泵上的电端口的电源线。 [0023] 图17是电源线和插口的局部剖视透视图；图18是在电源线上使用的插口的一部分，以及用于在接线盒区域中创建圆柱形火焰路径接头的环以及以抑制电磁干扰的方式安装的PCB、插孔和电容器的孤立细节视图；以及图19是位于容纳电源线插口的插头插座中的插孔的孤立透视图。 [0024] 贯穿该若干视图，对应的参考特征指示对应的零件。本文中陈述的范例说明了便携式燃料泵的实施方式，并且这样的范例不被解释为以任何方式限制便携式燃料泵的范围。 具体实施方式[0025] 图1中显示了便携式燃料泵2的顶部右侧透视图。这个视图显示了泵2，其包括附接到电机壳体6的泵壳体4。转子盖8附接到泵壳体4。入口和出口端口法兰10和12也分别地联接到泵壳体4并从泵壳体4延伸。把手14附接到泵2以及基底支架16。电源线18附接到泵2上的电源插座102（也见图15）以提供电源到电机。要意识到的是，如图所示，关于入口端口法兰10和出口端口法兰12，它们分别包括入口端口20和出口端口22。 [0026] 图2中显示了泵2的分解视图。像图1一样，这个视图显示了泵壳体4、电机壳体6、转子盖8、分别是入口和出口端口法兰10和12、把手14、基底支架16以及电源线18。这个视图进一步显示了电机组件24的部件，其包括磁体26、电枢28、旋转轴30以及电刷板（brushcard）组件（电刷支架/电路板）32，其包括电刷、分流导线、电刷支架、开关、热/电机过载保护器、电脚插孔以及PCB。轴承34、e形圈保持器36以及弹性保持圈38完成了电机组件24的说明性部件。如这个视图所示，说明性紧固件40将电机壳体6附接到泵壳体4。类似地，额外的紧固件40将把手14和基底支架16附接到泵壳体4。要意识到的是，紧固件40可以是全部相同的或是不同的尺寸和配置，这取决于泵的需要。同样地，额外的紧固件40将转子盖8附接到泵壳体4上。接头42被附接到电源线18和电刷板组件32。因为入口和出口端口法兰10和12相对于泵壳体4分别地是可调整的，所以它们可以经由紧固件44图示地附接到泵壳体4。此外，法兰密封件46可以跟随泵壳体4中的开口48的外周，这些开口与端口20和22流体连通，允许流体进入和离开泵壳体4。 [0027] 入口筛网50可以被放置在入口端口20和泵壳体4中的开口48之间以保持任何固体碎屑在其之外。开关致动器52可以位于泵壳体4中，致动器密封件54围绕外周，邻近其每一端。要意识到的是，开关致动器52可以接合拨动开关56以激活泵2。泵壳体4中的泵空腔58与端口48流体连通，并且转子60可以定位并联接到旋转轴30。铰接的叶片62可枢转地附接到转子60以将来自入口端口20的流体移动到出口端口22。而且，作为该组件的一部分，轴承64以及密封件66和68防止流体泄漏。 [0028] 当前公开内容的实施方式包括分别可调整的入口和出口端口法兰10和12。这些法兰（包括端口20和22）可以以多种定向被附接以使泵2的通用性大得多。如图3中所示，端口20和22以同轴型布置被定位使得该入口和出口形成所示的直线。要意识到的是，法兰10和 12经由紧固件44选择性地可附接到泵壳体4。法兰密封件46被定位在法兰10和12上，位于端口20、22和48之间，以在流体传输期间防止在壳体4与法兰10和12之间的任何流体泄漏。而且，如之前所讨论的，入口筛网50被定位在入口20和开口48之间以防止碎屑进入空腔58。 [0029] 图4中所示的视图演示了入口和出口端口法兰10和12的可调整性。例如，这里端口法兰10位于与图3中所示位置相同的位置，但法兰12已经被旋转，因此出口端口22基本上垂直于端口20延伸。还显然的是在这个视图中不论法兰10或12如何被移动，它们的关联端口总是经由开口48维持与空腔58流体连通。另外，图5中的视图现在显示法兰10移动到现在平行于法兰12的直立的位置。再次，端口20和22维持了它们与开口48的流体连通，其维持了与泵空腔58流体连通。如图6中所示，法兰12从法兰10被基本上回调90度使端口22基本上垂直于端口20。这被再次实现，同时维持与开口48流体连通。因此，这些独立可调端口的通用性是显然的。 [0030] 在当前公开内容的另一个说明性实施方式中，泵2，以及特别地转子60，被配置成以适应多种叶片配置。例如，如图7所示，叶片62、70和72的三个说明性实施方式可以被枢转地联接到转子60。改变叶片的能力可以实现不同的流率和排出压力，其对于与多种化学流体或下游管道配置的兼容性可以是有用的。该叶片可以用不同的材料制成，其能够改变它们的旋转质量，因此增加或降低流量而不改变电机特性。如图所示，叶片70包括被封装的杆74，其增加了叶片72的质量。这个增加的质量增加泵2的输出流量和可用的排出压头。叶片 62与叶片70类似，除了不包括封装的杆74。这意为着与如果使用叶片70相比，将会有不同的流量输出。最后，叶片72具有被去除的其叶瓣的部分，进一步降低了它的质量并且修改了叶片的几何形状，其降低了流量输出。要意识到的是，叶片可以被进一步配置成基于叶片的质量和几何形状影响化学品的流率。 [0031] 每个叶片包括每个叶片中的类似枢轴销的结构76并且被配置成被容纳在转子60中的容槽78中。这创建了用于任意叶片的模块式配件，同时允许它们相对于转子60枢转。在图8中的泵2的视图显示了联接到转子60的叶片62。类似地在图9中，叶片72在相同的转子60中替换了叶片62或70。这演示了用于与转子60一起使用的不同叶片的模块性。 [0032] 当前公开内容的另一个说明性实施方式包括在出口端口22关闭的情况下，不再需要释放阀的能力。传统地当这个情况发生时，存在旁通阀，因此转子在驱动机构上没有产生压力，并且叶片继续抽送流体。在这个情况下，因为每个叶片70（也适用于叶片62和72）在78处经由枢轴销76被铰接在转子60上，所以如果出口被关闭，叶片70由于压力不能封闭空腔壁80。没有这个密封，叶片70将继续旋转并在出口处对流体加压，但是将不移动任何流体。取决于由叶片质量和几何形状所规定的预定出口压力，该叶片将继续释放自身直到达到平衡位置，其意味着对于旁通阀不再有任何需要。如果出口端口22再次打开，出口压力将下降，使叶片再次密封空腔壁80或骑在薄流体膜轴承上（取决于下游配置）并且开始移动流体。这也使铰接的叶片通过对出口压力起反应而自我调节。 [0033] 在另一个实施方式中，泵2可以包括可反转的转子60和叶片62(或替代地叶片70和72)。在图11中显示的端视图是空腔58的立视图，该空腔58带有转子60在方向82上驱动叶片 62以移动流体离开出口端口22。在这个情况下，当在方向82上旋转转子60时，该泵仍然起作用，但叶片没有从空腔壁80解锁，因此没有旁通功能。如果电机的旋转方向是反向的并且转子和叶片是反向的（如上述提到的），该泵将转向方向84并且是带有旁通特征的完整功能的。 [0034] 在图12和13中显示的泵2的端视图帮助图示了其另一实施方式，其包括图示地位于空腔58的底面88中的高压释放压盖（gland）86。这个压盖86允许一些流体体积吹回到先前的铰接空腔部分90（也见图13）。如图所示，转子60可以被定位使得来自腔室90的高流体压力能够经由释放压盖86被放置到相邻的更低腔室92中。释放这个压力可以是有用的，因为它可以防止尾叶片后面的空化，其导致更连惯的流动（即减少脉冲）。 [0035] 这个当前公开内容的另一实施方式被描绘在图14中，其显示了内嵌拨动开关56。在这个实施方式中，开关56被联接到直杆96。O形圈98图示地位于直杆96的每一端以密封被图示地加工在泵2的壳体6中的十字孔100。杆96具有充足的长度用于具有两侧的圆柱形火焰路径接头。 [0036] 泵2的俯视横截面视图显示在图15中，其包括延伸到形成在泵壳体4中的插座102中的电源线18。如图所示，接头42连接电源线18到电刷板（电刷支架/开关支架/电路板）组件32的电路板部分以提供电源到电机组件24。该电源线组件可以进一步包括经由键平面的一致定向（这里显示为与接地连接相反）以在其自身的电联合中保证适当的电流和接地位置。接地管脚108显示在图16中在接头42处，作为更长的内部灌封管脚，使在联接时接地连接首先接触，并且在断开电线时最后中断。联接器螺母104固定电源线18到插座102以创建牢固并且潜在地防风雨的密封。符合火焰路径尺寸的环是插头插座自身的整体部分，其被封装在模制的插头壳体内。要意识到的是，该环可以由任何符合UL标准的材料制成，诸如铝、黄铜、青铜、钢和不锈钢。这允许符合UL标准的火焰路径在电源线和泵壳体之间。PCB板也被提供，其进而收容电容器以对泵提供EMI屏蔽。电容器在进入电源连接的入口处提供抑制EMI的有效机构。该电容器被联接到电源引线以及接地引线。PCB位于在板的接地平面（其被连接到接地引线）和在配合壳体中的暴露接地表面之间提供固体接触的位置。通过将以这个方式收容电容器的板接地，该EMI被有效地抑制。 [0037] 电源线18接合接头42以供应电源到电刷版组件32的电路板部分的细节视图显示在图16中。电线18以及电线18的关联结构显示在图17-19中。电机机壳的接线和布线（特别是防爆型的）在制造环境中造成许多困难并且在产品设计中能够占用大量的空间。通过整合大部分必需部件形成单个预布线并组装的电刷板组件32以及提供连接到配合电部件的机构，最终组件被极大地简化并且所述组件的总体空间约束被显著地压缩。利用接头42的直角插头以及已经被安装在泵/电机壳体中的开关杆96，然后该电刷板组件32能够使用如图2中所图示地显示的紧固件安装并紧固就位。这个动作同时地在电刷板组件32和接头42的管脚之间建立全部电连接，使开关杆96与开关56（安装在电刷板组件32的PCB上）的触发器接合，并且通过保持电刷板组件32就位的紧固件完成壳体的接地连接。一旦就位，该电刷板组件能够在接头42所位居的灌封空腔之上创建盖子，以便在接头42之上创建灌封的引导机构以完成防爆电机构造需求。 [0038] 尽管当前公开内容已经参考特定机构、材料和实施方式被描述，但是从前述描述中，本领域技术人员能够容易地确定当前公开内容的本质特性，并且可以做出各种改变和修改以适于各种用途和特性，而不脱离如在下述权利要求中所阐述的当前发明的精神和范围。 |
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