具有集成泵盖安装座的插装式流体泵组件

文档序号:384904 发布日期:2021-12-10 浏览:18次 >En<

阅读说明:本技术 具有集成泵盖安装座的插装式流体泵组件 (Cartridge fluid pump assembly with integrated pump cap mount ) 是由 R·D·罗西斯基 于 2020-03-31 设计创作,主要内容包括:一种流体泵包含定子。转子能够相对于定子旋转操作。驱动轴从转子延伸到泵组件,该泵组件将流体从入口输送到出口。泵壳体包含内腔,该内腔含有定子、转子和泵组件。泵盖设置在泵壳体的端部。泵盖限定内腔的端部。弹簧组件沿轴向将泵盖偏置向泵组件。(A fluid pump includes a stator. The rotor is rotatably operable relative to the stator. The drive shaft extends from the rotor to a pump assembly that delivers fluid from an inlet to an outlet. The pump housing contains an inner cavity containing a stator, a rotor, and a pump assembly. The pump cover is disposed at an end of the pump housing. The pump cap defines an end of the interior cavity. A spring assembly axially biases the pump cover toward the pump assembly.)

具有集成泵盖安装座的插装式流体泵组件

技术领域

本发明总体上涉及流体泵,更具体地,涉及包含安装在泵壳体内的无紧固件泵组件的插装式流体泵。

背景技术

在传统流体泵中,流体泵的内部部件通过各种紧固件附接,该紧固件通常将固定部件附接到泵的壳体上。这些固定部件可包含附接到外壳体的各种泵组件以及固定附接到壳体的其余部分的各种控制器和盖。在插装式泵中,泵插入发动机、变速器或其他流体处理机构内,用于将流体从一个位置移动到另一个位置。插装式泵通常采用独立组件的形式,该组件可附接到装置的电气系统和某种形式的流体或气体储存器内,使得泵可以运行以将材料移动通过插装式泵。

发明内容

根据本发明的一个方面,一种流体泵包含定子。转子能够相对于定子旋转操作。驱动轴从转子延伸到泵组件,该泵组件将流体从入口输送到出口。泵壳体包含内腔,该内腔含有定子、转子和泵组件。泵盖设置在泵壳体的端部。泵盖限定内腔的端部。弹簧组件沿轴向将泵盖朝向泵组件偏置。

根据本发明的另一方面,一种流体泵包含具有内腔的泵壳体。泵元件定位在内腔内并且将流体从入口输送到出口。泵盖限定内腔的端部。弹簧组件将泵盖轴向朝向泵元件偏置。弹簧组件、泵盖和泵元件在不使用紧固件的情况下固定在泵壳体的周边固定通道内。

根据本发明的另一方面,一种流体泵包含具有内腔的泵壳体。展成转子定位在内腔内并且将流体从入口输送到出口。泵盖限定内腔的端部。预加载环形弹簧将泵盖轴向朝向展成转子偏置。固定环相对于泵壳体旋转和轴向固定。固定环、预加载环形弹簧和泵盖在不使用紧固件的情况下定位在泵壳体的周边固定通道内。

本领域技术人员在研究以下说明书、权利要求和附图后将理解和领会本发明的这些和其他方面、目的和特征。

附图说明

在附图中:

图1是无紧固件流体泵的一个方面的侧透视图;

图2是图1的无紧固件流体泵的另一侧透视图;

图3是图1的无紧固件流体泵的分解透视图;

图4是图1的无紧固件流体泵的沿线IV-IV的剖视图;

图5是图1的无紧固件流体泵的沿线V-V的横向剖视图;

图6是无紧固件流体泵的侧透视图,示出了安装在泵壳体内的定子和转子;

图7是图6的无紧固件流体泵的侧透视图,其中泵体安装在泵壳体中;

图8是图7的无紧固件流体泵的侧透视图,其中齿轮转子组件安装在泵体内;

图9是图8的无紧固件流体泵的侧透视图,其中泵盖安装在泵壳体的锁定凹槽内;

图10是图9的无紧固件流体泵的侧透视图,其中预加载弹簧安装在泵壳体的锁定凹槽内;以及

图11是图10的无紧固件流体泵的侧透视图,其中固定环安装在泵壳体的锁定凹槽内。

具体实施方式

出于本文描述的目的,术语“上”、“下”、“右”、“左”、“后”、“前”、“垂直”、“水平”及其派生词应如图1取向与本发明相关。然而,应当理解,除非明确指出相反,否则本发明可以采用各种替代取向。还应当理解,附图中示出的以及以下说明书中描述的具体装置和过程仅仅是所附权利要求中限定的发明构思的示例性实施例。因此,除非权利要求另有明确说明,否则与本文公开的实施例相关的特定尺寸和其他物理特性不应被认为是限制性的。

如图1-11所示,附图标记10通常指包含无紧固件组件机构的流体泵,由此流体泵10的各种部件可以在不使用外部紧固件诸如螺钉、螺栓和其他类似紧固机构的情况下固定在泵壳体12内。流体泵10通常可以是可滑动地安装在流体处理组件14内的插装式流体泵10的形式,其中可以启动流体泵10以将流体、气体或其他流体类型的材料从储存器移动到一个单独的位置。根据装置的各个方面,流体泵10包含定子16和能够相对于定子16旋转操作的转子18。驱动轴20从转子18延伸到泵组件22。泵壳体12包含内腔24,该内腔含有定子16、转子18和泵组件22。泵盖26设置在泵壳体12的端部28,其中泵盖26限定用于泵壳体12的内腔24的端部28。弹簧组件30定位并固定在泵壳体12的固定通道32内。弹簧组件30用于在大体轴向34上将泵盖26朝向泵组件22并沿着驱动轴20的旋转轴线36偏置。泵盖26能够在周边固定通道32内可滑动操作以吸收热膨胀力38以及一系列制造的泵壳体12中可能存在的制造公差。膨胀力38可由热膨胀以及经由流体泵10移动的流体的粘度变化产生。

如图1-5所示,流体泵10可包含定子16,该定子由包覆成型材料50包覆成型以形成泵壳体12。泵壳体12可包含接收印刷电路板(PCB)54的控制侧52,其中PCB 54可包含用于操作流体泵10的各种控制器56。PCB垫圈58可以安装在PCB 54附近,以在PCB 54的各种电气和加工部件周围提供密封。PCB盖60也可以在PCB 54之上延伸以接合PCB垫圈58。各种壳体紧固件62可以设置在PCB盖60内,用于将PCB盖60固定到泵壳体12上。PCB盖60和泵壳体12还可协作限定各种附接孔64,该附接孔可用于将流体泵10紧固到流体泵10在其中操作的流体处理组件14。

再次参考图1-5,泵壳体12还可包含马达端70,其中流体泵10的定子16包覆成型在泵壳体12的一部分内。泵壳体12可限定内腔24,该内腔限定用于接收转子18和泵组件22的空间。为接收转子18,泵壳体12可包含轴承板72,该轴承板包含轴承组件74,驱动轴20和转子18抵靠该轴承组件放置以在泵壳体12的内腔24内进行旋转操作。当定子16的一部分通过施加穿过定子16的绕组76的电流而被激励时,与定子16电磁通信的转子18在内腔24内旋转。泵体78可包含泵套筒80,该泵套筒围绕驱动轴20的一部分延伸并进入转子通道82,该转子通道至少部分地限定在转子18的主体84和驱动轴20之间。使用泵套筒80提供了围绕驱动轴20延伸的定位特征和支撑特征。泵套筒80至少部分地覆盖驱动轴20并有助于将驱动轴20支撑在泵壳体12的内腔24内。

为了保持泵体78在泵壳体12内的位置,泵壳体12可包含一个或多个一体形成在泵壳体12的材料内的对齐特征90。泵体78通常包含偏移配置并且包含接收齿轮转子组件94诸如展成转子的泵座92。泵座92通常以偏移配置定位在泵体78内。由于此偏移配置,需要泵体78在泵壳体12内的特定旋转对齐。使用限定在泵壳体12内的对齐特征90提供此定位特征,使得不需要附加的紧固件来相对于泵壳体12定位泵体78。限定在泵壳体12内的对齐特征90用于将泵体78相对于泵壳体12和转子18的驱动轴20旋转对齐。

限定在泵壳体12内的定位或对齐特征90还用于将泵盖26相对于泵壳体12对齐。相应地,泵壳体12的对齐特征90用于将泵体78、齿轮转子组件94和泵盖26旋转对齐或旋转固定在泵壳体12内。流体泵10的各种部件的此对齐配置使得制造过程容易且一致,该制造过程可用于生产重复且一致的制造产品,该产品不使用外部紧固件诸如螺栓、螺钉和其他类似外部紧固件即可安装。换言之,泵盖26、泵体78和齿轮转子组件94在泵壳体12内自对齐并且只能以极有限量的旋转配置安装。通常,泵体78和泵盖26只能安装在相对于泵壳体12的单一旋转位置。此单一旋转位置由泵壳体12的对齐特征90促进。使用对齐特征90还允许至少泵盖26的轴向移动,如下文将更充分地描述。

齿轮转子组件94包含内齿轮100,该内齿轮位于泵壳体12的中心并附接到驱动轴20。在转子18旋转期间,齿轮转子组件94的内齿轮100在齿轮转子组件94的偏心外部部件102内旋转以操作流体泵10的泵组件22。

为了将泵体78、齿轮转子组件94和泵盖26固定在泵壳体12内,将用于流体泵10的弹簧组件30安装在泵壳体12的固定通道32内。此固定通道32限定在泵壳体12的内表面110内并且靠近泵壳体12的马达端70的外缘112。泵盖26的外边缘114与偏置构件116和固定环118一起安装在固定通道32内。固定环118有助于将泵盖26、泵体78和偏置构件116固定在固定通道32内。以此方式,将固定环118固定在固定通道32的锁定凹槽122内。偏置构件116通常呈预加载弹簧120的形式。此预加载弹簧120可以是具有多个或一系列弹性波动的环形构件的形式,用于提供偏置构件116,该偏置构件将泵盖26远离固定在锁定凹槽122内的固定环118偏置。偏置构件116用于将泵盖26和固定环118分开。这些特征包含在泵壳体12的固定通道32内。弹簧组件30还在不使用外部紧固件的情况下朝向轴承组件74偏置转子18。

使用限定在固定环118和泵盖26之间的预加载弹簧120使泵盖26在固定通道32内沿轴向34的滑动运动130最小化。此外,对齐特征90的配置提供了泵盖26的旋转对齐,同时还提供了沿平行于转子18的旋转轴线36的轴向方向34的滑动运动130。在流体泵10的操作期间,滑动运动130的最小化允许流体泵10的各种部件的一定量的热膨胀。在装置的某些方面,固定环118还可以在锁定凹槽122内进行一些有限的运动。

作为示例而非限制,流体泵10可用于移动可能经历大范围温度波动的流体。当流体经历这些温度波动时,温度波动可能改变流体的粘度,并且在装置的某些方面,还可能导致各种流体泵10的部件经历类似的温度波动。这些温度波动可能导致流体泵10的各种部件的膨胀和/或收缩。流体泵10的流体和部件的这种热膨胀和收缩可由流体泵10的预加载弹簧120吸收。因为流体泵10在泵体78、泵组件22和泵盖26内不包含任何外部紧固件,所以允许流体和流体泵10的各种材料发生热膨胀和收缩。允许这些运动由预加载弹簧120吸收。相应地,通过提供吸收流体的各种粘度波动和流体泵10的各种材料的内部尺寸波动的机构来最小化内部应力。

此外,虽然制造过程相对一致,但不同的制造部件之间可能会存在制造公差。相应地,使用设置在固定环118和泵盖26之间的预加载弹簧120允许存在机构来吸收不同流体泵10的制造部件之间可能存在的各种公差。相应地,可以考虑这些制造公差,并且在流体泵10的各种部件的制造期间所制造的部件的一定量的变化是可以接受的。通过增加流体泵10内可接受的尺寸公差,可以降低制造成本并且还可以减少制造过程中产生的浪费。

如图5所示,流体泵10可包含相对于定子16操作的转子18。定子16可包含多个定子极140,该定子极接收缠绕在各个极140周围的绕组76。随着绕组76接收电流,这些绕组76通电并提供定子16的绕组76和位于转子18的主体84内的各种磁体142之间的电磁通信。随着绕组76通电,电磁通信产生电磁力,使定子16内的转子18旋转。如上所述,定子16、绕组76和定子极140可由形成泵壳体12的包覆成型材料50包覆成型。

如图6-11所示,流体泵10的组装可包含各种可重复的步骤,该步骤可以在不需要将各种部件固定到泵壳体12的外部紧固件的情况下完成。如图6所示,转子18可设置在定子16内,该定子在形成泵壳体12的材料内包覆成型。当转子18定位时,泵体78可以安装在泵壳体12内(如图7所示),并且泵套筒80可以插入转子通道82中以至少部分地围绕转子18的驱动轴20。安装泵体78之后,齿轮转子组件94可安装在泵体78的泵座92内(如图8所示)。

如前所述,泵体78的泵座92通常可定位在相对于转子18和驱动轴20的非正中位置或偏心位置。齿轮转子组件94的中央内齿轮100通常在泵壳体12内居中对齐以通过驱动轴20旋转。安装齿轮转子组件94之后,将泵盖26安装在齿轮转子组件94的顶部(如图9所示)。如上所述,泵壳体12包含各种对齐特征90,该对齐特征用于在泵壳体12内提供泵体78和泵盖26的单一旋转取向。如上所述,这些定位特征用于在泵壳体12内旋转对齐流体泵10的部件,使得不需要附加的紧固件来旋转定位泵体78和泵盖26。

安装泵盖26后,将预加载弹簧120和固定环118定位在泵壳体12的固定通道32内(如图10和11所示)。相应地,泵盖26的外边缘114也定位在固定通道32内,并且预加载弹簧120将泵盖26朝向泵体78偏置并远离固定在锁定凹槽122内的固定环118。通过此配置,泵壳体12的对齐特征90用于旋转对齐泵体78和泵盖26。同时,预加载弹簧120用于将泵盖26、泵体78和转子18轴向定位在泵壳体12内,同时还在流体泵10内提供公差吸收空间和膨胀和收缩吸收空间。

通过预加载弹簧120的此配置和泵壳体12的对齐特征90,流体泵10的部件可以在泵壳体12内旋转和轴向对齐,同时还在流体泵10内提供有限的运动,从而可以吸收热膨胀和收缩运动以及制造部件的各种制造公差。

根据装置的各个方面,泵壳体12的外表面150可包含密封槽152,该密封槽可固定一个或多个O型环154,该O型环可用于相对于其内安装有流体泵10的流体处理组件14密封泵壳体12的外表面150。

根据装置的各个方面,流体泵10可包含各种配置,其中流体入口162和流体出口164可定位在泵壳体12和/或泵盖26的各个部分上。相应地,流体入口162和流体出口164可各自定位在泵盖26内。可替代地,流体入口162可安装在泵壳体12的侧壁160内并且流体出口164可安装在泵盖26内,反之亦然。相应地,流体泵10可制造成安装在各种流体处理组件和各种流体处理组件配置内。这些流体处理组件可包含但不限于变速器、流体输送机构和其他类似的流体处理组件。

应当理解,在不背离本发明的概念的情况下可以对上述结构进行变化和修改,并且进一步应当理解,这些概念旨在被以下权利要求覆盖,除非这些权利要求在其表述中另有明确说明。

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