输送泵

本发明涉及一种带有被驱动而在泵壳中转动的叶轮的输送泵， 叶轮在其至少一个端面具有限定叶片腔的导向叶片的环，输送泵还 带有设置在导向叶片区域的在泵壳中被驱动的至少一个部分环状流 道，上述至少一个部分环状流道和叶片腔形成用于从入口向出口输 送液体的输送腔，还具有在限定的角度扇区内带有锥形截面的压缩 区。

作为这样的输送泵有公知的圆周泵或侧流道泵，并被经常用于 从燃料箱向汽车的内燃机输送燃料。在这种情况下，输送腔内的导 向叶片产生一种横向于导向叶片运动方向的循环流动。压缩腔用于 增加输送腔内的压力。结果，由于蒸汽压过大，热燃料中出现的气 态燃料的气泡凝结于液态燃料中。这在例如热起动汽车时是重要的， 因为在这种情况下，燃料的温度特别高，气泡因而经常通过入口被 吸入。利用输送泵，能同样可靠地输送通常不包含任何气泡的冷燃 料。

在实际的输送泵中，压缩区直接设置在与入口相连的部分环状 流道的区域。因而燃料从入口直接流入压缩区并在此产生涡流。这 种涡流具有高压区和低压区，因而妨碍气泡可靠地溶解。另外，在 这种输送泵中，在压缩区中，特别是在部分环状流道的壁上有可能 存在空隙现象。这种空隙现象最终会导致部分环状流道的壁的破坏 和输送泵排量的减少。

还知道另一种燃料泵，在入口和压缩流道之间具有一个截面稳 定改变区(DE196 07 573 A1)。燃料中所含的气体通过变化被径向向 内导引，收集在凹处并通过脱气孔排放出去。

另一种已知的燃料泵具有细长的蒸发流道，其截面在最后区段 减少(US5,284,4127)。在该例中，截面的减小设计成通向脱气孔。细 长蒸发流道中的燃料/气体混合物于是被导向脱气孔，使得气体通过 该孔被排放。

还知道另一种输送泵，与入口相连的部分环状流道的区域开始 时具有恒定截面的第一区。在该区的端部，在部分环状流道的径向 内侧端处的泵壳上加工出脱气孔。部分环状流道的截面随后骤减， 所述流道接着具有恒定的截面一直到出口区域(US4,591,311)。 在这种情况下，气 泡不凝结于燃料中，但能通过脱气孔而被排放。由于在第一区已经 形成了循环流动，气泡被燃料夹带并和液态燃料一起形成泡沫。这 就排除了气泡和燃料的可靠分离，进而也就排除了气泡通这脱气孔 的排放。另外，被输送的燃料中的一部分气泡受到显著的时间波动 的影响，其结果是，特别是在部分环状流道的截面骤变区域，泵壳 上出现空隙现象，并因而导致输送泵排量的减少。

本发明要解决的问题是设计一种涉及导论部分所提及类型的输 送泵，燃料中出现的气泡特别可靠地被凝结，可能的话，在部分环 状流道区域不出现空隙现象。

根据本发明，问题是这样解决的，部分环状流道在入口和压缩 区之间具有恒定截面的稳定区。

根据这种设计，通过入口吸入的燃料首先进入稳定区，在这里， 通过入口被导入的输送腔的涡流能衰减。在涡流衰减后，燃料连同 气泡进入压缩区，在这里，由于蒸气压过大，气泡可靠地凝结在燃 料中。由于燃料的涡流首先在稳定区被消除，部分环状流道的壁出 现空隙现象的可能被尽可能降低，能保证输送泵均匀的排量。

本发明特别涉及一种输送泵，其中，在叶轮的两侧设置有输送 腔，输送腔具有连接部，用于液体从一个输送腔溢流到另一个输送 腔，入口通向一个输送腔，而另一个输送腔通向出口。这样的输送 泵经常被用于获得高排量而尺寸特别小。根据本发明的一个优选的 变化，在冷和热燃料的情况下，从导向叶片的运动方向来看，当通 向出口的输送腔的部分环状流道具有连续的扩展截面时，输送泵具 有特别高的排量，扩展截面在与另一输送腔的部分环状流道的稳定 区的大致同样角度的扇区内扩展。

根据本发明另一优选的变化，当稳定区扩展大约50°角的扇区 时，经过入口流入的燃料的涡流特别可靠地衰减。

根据本发明另一优选的变化，当压缩区扩展经过大约70°角的 扇区时，燃料中的气泡特别可靠地凝结在燃料中。

在已知的输送泵中，从入口流入部分环状流道的燃料实际上垂 直撞击导向叶片，结果产生额外的涡流。根据本发明另一优选的变 化，如入口的区域中设置一个流动导向叶片，设计成用于将被泵送 的液体在切向导入输送腔的稳定区，别这种涡流可以用简单的方法 来防止。

流动导向叶片可被设计成能独立插入入口的部件。然而，根据 本发明另优选的变化，如所述流动导向叶片与泵壳制成一体，并被 设置在入口的避开部分环状流道的那侧，则输送泵由几个能以经济 成本制造的部件构成。

根据本发明另一优选的变化，如入口进入部分环状流道的稳定 区的过渡部分在位于与流动导向叶片相对的那侧是圆的，则是另一 稳定流入部分环状流道的燃料的贡献。

根据本发明另一优选的变化，如在压缩区端部，部分环状流道 具有穿通泵壳的排放孔，则在输送泵尚未充满燃料时，部分环状流 道中的空气可以以简单的方式逸出。

导向出口的部分环状流道的截面扩展区例如可以通过连续凹陷 制成具有恒定宽度的部分环状流道。

根据本发明另一优选的变化，如导向出口的部分环状流道的截 面扩展区是通过扩展部分环状流道而得到的，则循环流动能在部分 环状流道中特别快速地形成，输送泵的排量因此得到额外的增加。

如截面扩展区是通过径向内侧限定部分环状流道而形成的，从 流动方向来看，所述限定指向内侧，而同时有一连续凹陷，则输送 泵的排量可进一步提高。利用这种设计，由于导向叶片产生的离心 力作用，循环流动首先形成在导向叶片的径向外侧区域，在所有情 况下，这里的压力是最高的。

本发明允许多个实施例，为了进一步说明其基本原理，附图中 说明了其中之一，并描述如下。附图中，

图1示出了通过根据本发明的输送泵纵截面。

图2示出了沿II-II线通过图1的输送泵的切向截面。

图3示出了沿图1的III-III线通过输送泵的截面。

图4示出了沿图1的IV-IV线通过输送泵的截面。

图1示出了通过作为侧流道泵的根据本发明的输送泵纵截面， 具有泵壳1。叶轮2可转动地设置在泵壳1中。在叶轮的两端面3、 4加工出导向叶片6，6a，6b的环5。叶轮2固定地紧固在驱动轴7 的转动中心上。在导向叶片6，6a，6b区域，泵壳1在两侧都具有部 分环状流道8，9。部分环状流道8，9及在示于图2中且位于导向叶 片6，6a，6b之间的叶片腔10，10a，10b构成了输送腔11，12。当 叶轮2转动时，输送腔11，12中出现被传送的液体的循环流动。在 图1和图2中用箭头表示循环流动。通过叶片腔10，10a，10b的半 圆形截面的重叠，输送腔11，12彼此相通，具有连接部13。由于具 有该连接部13，液体可以从一个输送腔11溢流到另一个输送腔12 而几乎没有任何涡流。

在叶轮2的径向外侧区域和端面3，4处，叶轮2与泵壳1相对， 其间具有小的间隙。这就导致产生围绕叶轮2的密封间隙14，并把 输送腔11，12密封起来。

多个彼此相对的凹陷15，16被加工在叶轮2的端面3，4上， 从导向叶片6，6a，6b看时，它们位于径向内侧区域。在所有情况下， 两彼此相对的凹陷15，16通过通道17互相连通。被输送液体的少 量泄漏经过叶轮2和泵壳1之间的密封间隙14来到凹陷15，16。凹 陷15，16因而形成叶轮2的轴向滑动轴承。当输送泵运转时，叶轮 2因而在液膜上处于浮动状态，没有摩擦。

图2示出了II-II线通过图1的本发明的输送泵的切向截面。 为使附图更加清晰，示出了在导向叶片6，6a，6b区域的输送腔11， 12和叶轮2的展开图。泵壳1具有入口18和出口19，由底台20彼 此分开，底台20位于叶轮2的两侧。底台20妨碍基本上位于输送 腔11，12中的被输送液体的循环流动。入口18通向一个输送腔11， 而另一个输送腔12通向出口19。

通向入口18的输送腔11的部分环状流道8在进入侧具有一个 稳定区21，与压缩区22相接。压缩区22使部分环状流道8的截面 积减少大致一半。与压缩区22相连具有一个输送区23，输送区23 具有恒定的截面，直接处在端区24的底台20的上游。入口18中设 置一个流动导向叶片25，与泵壳1制成一体。从流动方向来看，通 向出口19的输送腔12的部分环状流道9在进入侧具有一个截面扩 展区26，它在与另一部分环状流道8的稳定区21同样角度的扇区内 扩展。截面恒定的输送区27与截面扩展区26相连。

图3示出了沿图1的III-III线的截面，部分环状流道8通向入 口18。在该图中，入口18由流动导向叶片25半遮着。部分环状流 道8的稳定区21扩展大约50°角的扇区，与上述流道相连的压缩区 22大约经过70°角的扇区。在压缩区22的端部，排放孔28穿通泵 壳1。该排放孔28主要用于当输送泵第一次充满时进行排放。

图4示出了部分环状流道9通向出口19的情况。可以清楚地看 到，部分环状流道9的径向外侧定界在整个角度扇区范围内具有恒 定的半径。在部分环状流道9起点处的截面扩展区26是通过径向内 侧限定而形成的。