專利名稱：齒輪泵的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種用于在壓力下輸送流體的齒輪泵。
背景技術：
傳統(tǒng)地，例如在日本公開專利說明書第2001-140770號中公開的齒輪泵是公知的。該齒輪泵具有如圖9所示的泵部101。泵部101具有兩級齒輪組111，而每一級齒輪組111具有兩對彼此相互嚙合的驅(qū)動齒輪111a和從動齒輪111b。在泵部101中，用于傳送流體的多個泵腔111c是由齒輪111a和111b確定的。兩個驅(qū)動齒輪111a都連接在驅(qū)動軸102上，以使得它們和驅(qū)動軸102一起整體旋轉(zhuǎn)，而兩個從動齒輪111b都由從動軸103來支撐。
當驅(qū)動軸102旋轉(zhuǎn)時，連接于該軸102上的兩個驅(qū)動齒輪111a都旋轉(zhuǎn)。當驅(qū)動齒輪111a旋轉(zhuǎn)時，由從動軸103支撐的、并與驅(qū)動齒輪111a相嚙合的相應從動齒輪111b，隨著驅(qū)動齒輪111a的旋轉(zhuǎn)而旋轉(zhuǎn)。因此，泵腔111c專送流體，從而提高流體的壓力。
在上述齒輪泵中，驅(qū)動軸102和從動軸103的每一個端部都是通過軸承104來支撐的。由于這種支撐結(jié)構的原因，在泵部101中靠近齒輪111a和111b的位置處，圍繞每一個軸102和103的圓柱表面都存在有間隙，即內(nèi)部空間105。因此，這將出現(xiàn)從泵腔111c泄漏流體到內(nèi)部空間105中的問題，從而將降低齒輪泵的效率這里有用于將例如二甲醚(此后縮寫為DME)的液化氣體燃料供給到汽車內(nèi)燃機中的燃料供給系統(tǒng)。該燃料供給系統(tǒng)有時使用上述齒輪泵。齒輪泵不具有膨脹沖擊。因此，齒輪泵在處理易于蒸發(fā)的DME時是具有優(yōu)越性的。
DME具有較低的粘度，因而其易于泄漏。因此，從上述泵腔111c泄漏到內(nèi)部空間105中的流體即DME將帶來一系列問題。安裝在汽車上的齒輪泵特別需要具有較小的尺寸。因此，在泵腔111c和內(nèi)部空間105之間的泄漏路經(jīng)上很難設置密封件。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種齒輪泵，其中它能減少從泵腔泄漏到內(nèi)部空間的流體。
為了實現(xiàn)上述的目的，本發(fā)明提供一種用于在壓力下傳送流體的齒輪泵。該齒輪泵包含吸入流體和排出加壓流體的泵部。泵部包含齒輪組、驅(qū)動軸和從動軸。齒輪組具有一對嚙合的齒輪。每個齒輪確定多個用于在泵部中傳送流體的泵腔。驅(qū)動軸具有圓柱表面，其中一個齒輪接合于驅(qū)動軸上，從而該齒輪和驅(qū)動軸一起整體旋轉(zhuǎn)。從動軸具有圓柱表面。從動軸支撐另一個齒輪。泵部具有內(nèi)部空間，其位于在鄰接于至少一個齒輪的位置處，并且相對于驅(qū)動軸和從動軸中的至少一個的圓柱表面設置。內(nèi)部空間中的壓力氣體是中間壓力氣體，其壓力介于吸入到泵部中流體的壓力和從泵部中排出流體的壓力之間。
通過結(jié)合附圖以實例的形式說明本發(fā)明的原理，本發(fā)明的其他方面和優(yōu)越性將從下面的說明中呈現(xiàn)出來。

下面通過結(jié)合附圖并參照當前優(yōu)選實施例的說明，將可以更好地理解本發(fā)明的目的及其優(yōu)越性。
圖1是按照本發(fā)明第一個實施例的泵的剖視圖；圖1A是由圖1中點劃線1A圍成區(qū)域的放大視圖；圖2是沿圖1中II-II線的剖視圖；圖3是沿圖1中III-III線的剖視圖；圖4是提供有圖1中泵的燃料供給系統(tǒng)的示意圖；圖5是按照本發(fā)明第二個實施例的泵的基本部分的放大剖視圖；圖6是按照本發(fā)明第三個實施例的泵的剖視圖；圖7是按照本發(fā)明第四個實施例的泵的剖視圖；圖8是按照本發(fā)明第五個實施例的泵的剖視圖；以及圖9是現(xiàn)有技術泵的剖視圖。
具體實施方式下面將描述本發(fā)明的第一個到第五個實施例。在第二個到第五個實施例中，僅僅解釋了與第一個實施例的不同點，即相同的參考標號用于表示相同或等同的元件，而省略了對它們的解釋。
如圖4所示，燃料供給系統(tǒng)具有兩級齒輪泵1。燃料供給系統(tǒng)將燃料供給到用于驅(qū)動汽車作為驅(qū)動源的內(nèi)燃機(發(fā)動機)中。泵1的吸入側(cè)通過吸入管3連接到燃料箱2上。燃料箱2存儲用作流體或液化氣體燃料的DME(二甲醚)。泵1的排出側(cè)通過排出管4連接到噴射泵5上。發(fā)動機6連接到噴射泵5的排出側(cè)上。噴射泵5在泵1的壓力下輸送DME，將其以高壓狀態(tài)供給到發(fā)動機6中。
如圖1所示，泵1具有泵殼7和泵蓋9。泵蓋9通過多個螺栓8固定于基本上為圓柱形的泵殼7底部的開口端上，即圖1中所示的左側(cè)端上。泵殼7和泵蓋9構成泵1的泵腔。泵1以圖1所示的左手側(cè)為上端、而其右手側(cè)為下端的狀態(tài)安裝在汽車上。泵殼7中容納有固定于泵蓋9內(nèi)表面上的馬達部10和連接于馬達部10上的泵部11。從而，泵1和馬達10組合在一起。換句話說，泵1不需要外部驅(qū)動源，并且泵1的內(nèi)部與外部密封隔開。在泵殼7中，馬達部10和泵部11的外部空間形成子燃料腔7a。在馬達部10和泵部11中，提供有穿過這些部件的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動軸12。
馬達部10具有底部基本上圓柱形的馬達殼體10a。馬達部10包含定子10b和轉(zhuǎn)子10c。每個定子10b具有沿著馬達殼體10a的內(nèi)圓周表面設置的繞組。轉(zhuǎn)子10c由定子10b圍繞著狀態(tài)設置的鐵心構成。在馬達部10中，即在馬達殼體10a中，容納定子10b和轉(zhuǎn)子10c的空間構成馬達腔60。轉(zhuǎn)子10c固定于驅(qū)動軸12上，并且和驅(qū)動軸12一起整體旋轉(zhuǎn)。每個定子10b的繞組連接于接線端15上。當電流從外部電源通過接線端15在定子10b的繞組中流過時，驅(qū)動軸12在電磁感應作用下，在繞組和轉(zhuǎn)子10c的鐵心之間轉(zhuǎn)動。
如圖1和1A所示，泵部11包含基塊16、連接板19、側(cè)板20、連接板21和端板22，并從馬達部10以此順序排列?；鶋K16和板19-22通過多個貫穿螺栓23(見圖2和3)，以驅(qū)動軸12插入在其中的狀態(tài)彼此相互固定。通過多個螺栓24(在圖1中僅示出了一個螺栓)將基塊16的法蘭部16a固定于馬達殼體10a上，從而將泵部11固定于馬達部10上。
驅(qū)動軸12延伸穿過基塊16和板19-22。驅(qū)動軸12的上端(圖1中的左側(cè)端)是通過軸承13由馬達殼體10a支撐的。在馬達殼體10a的端部表面上形成有向著泵蓋9打開的凹槽61。驅(qū)動軸12的上端和軸承13位于在凹槽61中。驅(qū)動軸12的下端(圖1中的右側(cè)端)是通過軸承14由端板22支撐的。端板22上形成有凹槽62。驅(qū)動軸12的下端和軸承14位于在凹槽62中。軸承13和14每一個均由用作磙子軸承的滾針軸承構成。
如圖1A所示，在驅(qū)動軸12部分外圓周表面上，即在其下端附近形成有槽12a。槽12a沿著驅(qū)動軸12的軸向方向延伸。具有基本上矩形截面的鍵25設置在槽12a中。
如圖1到3所示，在驅(qū)動軸12上提供有第一驅(qū)動齒輪26和第二驅(qū)動齒輪27，它們以此順序從下端沿著驅(qū)動軸12的軸向方向排列。在驅(qū)動齒輪26和27的外圓周表面上分別形成有齒26a和27a。在驅(qū)動齒輪26和27的內(nèi)圓周表面上分別形成有鍵槽26b和27b。通過使得鍵25接合鍵槽26b、27b確定的表面，從而使驅(qū)動齒輪26和27每一個均可和驅(qū)動軸12一起整體旋轉(zhuǎn)。
在泵部11中，容納有平行于驅(qū)動軸12的旋轉(zhuǎn)從動軸29。從動軸29延伸穿過構成泵部11的基塊16和構成泵部11的板19-22。從動軸29的上端(圖1中所示的左側(cè)端)是通過軸承30由基塊16支撐的?；鶋K16上形成有凹槽63。從動軸29的上端和軸承30位于在凹槽63中。從動軸29的下端(圖1中的右端)是通過軸承31由端板22支撐的。端板22上形成有凹槽64。從動軸29的下端和軸承31位于在凹槽64中。軸承30和31每一個均由用作磙子軸承的滾針軸承構成。
在從動軸29上，提供有第一從動齒輪32和第二從動齒輪33，它們以此順序從下端側(cè)沿著從動軸29的軸向方向排列。在從動齒輪32和33的外圓周表面上分別形成有齒32a和33a。提供第一從動齒輪32以使其可相對于從動軸29旋轉(zhuǎn)。第二從動齒輪33和從動軸29整體地形成。第一從動齒輪32與在驅(qū)動軸12上相應的第一驅(qū)動齒輪26嚙合，而第二從動齒輪33與在驅(qū)動軸12上相應的第二驅(qū)動齒輪27嚙合。
在泵殼7的外圓周表面上提供有吸入連接部35。吸入連接部35具有與子燃料腔7a連通的吸入口35a，并且與從燃料箱2(見圖4)延伸出來的吸入管3相連接。在燃料箱2中的DME通過吸入管3和吸入口35a導入，并存儲在子燃料腔7a中。當操作泵部11時，泵部11吸入在子燃料腔7a中的DME。泵部11將通過多個齒輪組增加DME的壓力。即泵部11是串聯(lián)形式的。
特別地，泵部11具有第一級齒輪組36和第二級齒輪組37，第一級齒輪組36即第一齒輪組或低壓側(cè)齒輪組，它由第一驅(qū)動齒輪26和第一從動齒輪32構成；第二級齒輪組37是由第二驅(qū)動齒輪27和第二從動齒輪33構成的第二齒輪組。第一級齒輪組36用作低壓側(cè)齒輪組。第二級齒輪組37用作高壓側(cè)齒輪組。通過使得DME連續(xù)流過第一級齒輪組36和第二級齒輪組37，泵部11將逐步增加DME的壓力。在泵蓋9的外部表面上提供有排出連接部39。排出連接部39具有排出口39a，并且與從噴射泵5(見圖4)延伸出來的排出管4相連接。泵部11將壓力升高了的DME通過第一泵部內(nèi)部通道(未示出)，從排出口39a排出到排出管4中。
如圖2所示，連接板21具有用于容納第一驅(qū)動齒輪26的孔21a、和用于容納第一從動齒輪32的孔21b。連接板21具有上游通道40和下游通道41。由于具有上游通道40和下游通道41，連接板21在第一驅(qū)動齒輪26和第一從動齒輪32嚙合部的兩側(cè)具有多個空間。上游通道40和下游通道41用作DME的通道。上游通道40通過第二泵部內(nèi)部通道(未示出)與子燃料腔7a相連通。雖然沒有示出，但連接板19也具有孔、上游通道和下游通道，它們與連接板21中的孔21a和21b、上游通道40和下游通道41相同。
驅(qū)動軸12沿著圖2中黑色箭頭的方向旋轉(zhuǎn)，即沿著順時針方向旋轉(zhuǎn)。從動軸29通過齒輪組36和37隨著驅(qū)動軸12的旋轉(zhuǎn)而旋轉(zhuǎn)。換句話說，從動軸29沿著圖2中白色箭頭指示的方向旋轉(zhuǎn)，即沿著逆時針方向旋轉(zhuǎn)。當驅(qū)動軸12和從動軸29旋轉(zhuǎn)時，已經(jīng)傳送到泵部11中的DME通過上游通道40流入到第一級齒輪組36中。第一級齒輪組36具有多個低壓泵腔36a和36b。到達第一級齒輪組36中的DME通過泵腔36a和36b向著下游通道41傳送。每一個泵腔36a是由第一驅(qū)動齒輪26的兩個相鄰齒26a和孔21a的內(nèi)圓周表面確定的。每一個泵腔36b是由第一從動齒輪32的兩個相鄰齒32a和孔21b的內(nèi)圓周表面確定的。
如圖3所示，側(cè)板20具有用于插入驅(qū)動軸12的孔20a和用于插入從動軸29的孔20b，這兩個孔20a和20b彼此相鄰設置?？?0a的直徑設置成大于驅(qū)動軸12的直徑。從而，在驅(qū)動軸12和孔20a之間提供有間隙?？?0b的直徑設置成大于從動軸29的直徑。從而，在從動軸29和孔20b之間提供有間隙。
側(cè)板20具有用于將第一級齒輪組36的下游通道41連接到第二級齒輪組37的上游通道42上的連通通道43。連通通道43包含第一通道43a、第二通道43b和第三通道43c。第一通道43a沿著泵1的徑向方向延伸。第二通道43b沿著泵1的軸向方向從第一級齒輪組36的下游通道41延伸，并且和第一通道43a相連通。第三通道43c沿著泵1的軸向方向從第二級齒輪組37的上游通道42延伸，并且和第一通道43a相連通。從而，由第一級齒輪組36加壓后的DME通過第二通道43b、第一通道43a和第三通道43c，并且以此順序從下游通道41傳送到第二級齒輪組37的上游通道42中。
第二級齒輪組37具有多個高壓泵腔37a和37b。如圖1A所示，到達第二級齒輪組37中的DME通過泵腔37a或37b傳送到排出口39a。每一個泵腔37a是由第二驅(qū)動齒輪27的兩個相鄰齒27a和在連接板19中相應孔的內(nèi)圓周表面確定的。每一個泵腔37b是由第二從動齒輪33的兩個相鄰齒33a和在連接板19中相應孔的內(nèi)圓周表面確定的。輸送到排出口39a的DME，在由第二級齒輪組37增加其壓力之后，通過排出管4供給到噴射泵5中。即泵部11通過泵腔36a到37b從流體傳送通道中排出吸入到其中的流體，其中流體傳送通道包含泵腔36a到37b。在流體傳送通道起始點的壓力是泵部11的吸入壓力，而在流體傳送通道結(jié)束點的壓力是泵部11的排出壓力。
泵蓋9上安裝有管道連接部54。管道連接部54與從燃料箱2(見圖4)延伸出來的泄漏管55相連接。管道連接部54具有用于將凹槽61的內(nèi)部空間連接到泄漏管55的泄漏口56。馬達殼體10a具有用于將凹槽61的內(nèi)部空間連接到馬達腔60中的連通孔65。馬達殼體10a的側(cè)壁提供有用于將馬達腔60連接到子燃料腔7a的上部空間中的排氣孔57。
在馬達部10中的滑動部件和在泵部11中的滑動部件，例如齒輪26、27、32和33，它們在滑動操作時將產(chǎn)生熱量。由于受到產(chǎn)生熱量的影響，在子燃料腔7a中的DME和從齒輪組36、37泄漏到馬達腔60中的DME將可以蒸發(fā)。在該實施例中，泵1的內(nèi)部與外部密封隔開。換句話說，組合馬達10的泵1是軸密封型的，其中驅(qū)動軸12密封在泵殼7和泵蓋9中。在軸密封型的泵1中，蒸發(fā)了的DME可能在子燃料腔7a或馬達腔60中聚積。然而，在子燃料腔7a中蒸發(fā)了的DME通過排氣孔57移動到馬達腔60中，而在馬達腔60中蒸發(fā)了的DME通過連通孔65、凹槽61的內(nèi)部空間、泄漏口56和泄漏管55，并以此順序回到燃料箱2中。因此，可以防止例如由充滿DME蒸汽而導致馬達部10不能充分冷卻的問題的發(fā)生。
在泵部11中，圍繞驅(qū)動軸12的圓柱表面12b在鄰接驅(qū)動齒輪26和27的位置處存在有內(nèi)部空間51。內(nèi)部空間51包含第一空間51a、第二空間51b和第三空間51c。第一空間51a位于在第一驅(qū)動齒輪26和軸承14之間。第一空間51a是提供在端板22中的凹槽62的一部分。第二空間51b位于在驅(qū)動齒輪26和27之間。第三空間51c位于在第二驅(qū)動齒輪27的上側(cè)。在驅(qū)動軸12上，從基塊16的中部到驅(qū)動軸12下端范圍部分的直徑小于其上部的直徑。第三空間51c位于在驅(qū)動軸12下端側(cè)的該小直徑部分與基塊16之間。
第一空間51a和第二空間51b通過圍繞鍵25和鍵槽12a的一些間隙彼此相互連通。同樣地，第二空間51b和第三空間51c通過圍繞鍵25和鍵槽12a的一些間隙彼此相互連通。如果需要的話，可以在第一驅(qū)動齒輪26上形成用于連接第一空間51a和第二空間51b的連通通道，或可以在第二驅(qū)動齒輪27上形成用于連接第二空間51b和第三空間51c的連通通道。
在端板22的凹槽62中，在超過軸承14的驅(qū)動軸12的下端面上存在有空間62a。空間62a通過軸承14所具有的間隙與第一空間51a相連通。第三空間51c通過基塊16和驅(qū)動軸12的大直徑部分之間的間隙、即連通孔67與馬達腔60相連通。如上所述，馬達腔10a中凹槽61的內(nèi)部空間通過在馬達殼體10a上的連通孔65與馬達腔60相連通。特別地，驅(qū)動軸12的上端面所處在的空間61a通過連通孔65與馬達腔60相連通。
因此，驅(qū)動軸12的上端面所處在空間61a的壓力氣體(pressure atmosphere)和驅(qū)動軸12的下端面所處在空間62a的壓力氣體，它們與馬達腔60中的壓力氣體是相同的。在馬達腔60中的壓力大約等于泵部11的吸入壓力。因此，基于凹槽61中壓力而施加到驅(qū)動軸12上端面上的力、和基于凹槽62中壓力而施加到驅(qū)動軸12下端面上的力是相互平衡的。其結(jié)果是，由于凹槽61中壓力和凹槽62中壓力的不平衡而施加到驅(qū)動軸12上的相對推動載荷將互相抵銷，從而降低由軸承13所承受的推動載荷，進而提高軸承13的耐用度。
此外，第一空間51a中的壓力氣體與位于鄰接第一空間51a處的第二空間51b中的壓力氣體相同，在它們之間帶有第一驅(qū)動齒輪26。因此，由于在第一空間51a中壓力和在第二空間51b中壓力的不平衡而施加到第一驅(qū)動齒輪26上的相對推動載荷將互相抵銷。其結(jié)果是，防止了第一驅(qū)動齒輪26的磨損和其他形式的損壞。同樣地，第二空間51b中的壓力氣體與位于鄰接第二空間51b處的第三空間51c中的壓力氣體相同，在它們之間帶有第二驅(qū)動齒輪27。因此，將彼此消除由于在第三空間51c中壓力和在第二空間51b中壓力的不平衡而施加到第二驅(qū)動齒輪27上的相對推動載荷。其結(jié)果是，防止了第二驅(qū)動齒輪27的磨損和其他形式的損壞。
在泵部11中，圍繞從動軸29的圓柱表面29a在鄰接從動齒輪32和33的位置處存在有內(nèi)部空間52。內(nèi)部空間52包含第一空間52a、第二空間52b和第三空間52c。第一空間52a位于在第一從動齒輪32和軸承31之間。即第一空間52a是提供在端板22中的凹槽64的一部分。第二空間52b位于在從動齒輪32和33之間。第三空間52c位于在第二從動齒輪33和軸承30之間。即第三空間52c是提供在基塊16中的凹槽63的一部分。
第一空間52a和第二空間52b通過在第一從動齒輪32和從動軸29的圓柱表面29a之間的一些間隙彼此相互連通。在端板22的凹槽64中，在從動軸29的下端面上存在有空間64a?？臻g64a通過軸承31所具有的間隙與第一空間52a相連通。在基塊16的凹槽63中，在從動軸29的上端面上存在有空間63a?？臻g63a通過軸承30所具有的間隙與第三空間52c相連通。在基塊16中處在從動軸29上端面處的空間63a，通過在從動軸29中形成的內(nèi)軸通道86，與在端板22中處在從動軸29下端面處的空間64a相連通。內(nèi)軸通道66沿著從動軸29的軸向方向延伸。
因此，從動軸29的上端面所處在空間63a的壓力氣體與從動軸29的下端面所處在空間64a的壓力氣體是相同的。因此，基于凹槽63中壓力而施加到從動軸29上端面上的力、和基于凹槽64中壓力而施加到從動軸29下端面上的力是相互平衡的。其結(jié)果是，將消除由于這兩個力的不平衡而施加到從動軸29上的推動載荷。此外，第二空間52b中的壓力氣體與位于鄰接第二空間52b處的第三空間52c中的壓力氣體相同，在它們之間帶有第二從動齒輪33。因此，將彼此消除由于在第二空間52b中壓力和在第三空間52c中壓力的不平衡而產(chǎn)生的推力、以及由于在凹槽63中壓力和在凹槽64中壓力的不平衡而產(chǎn)生的推力，而施加到第二從動齒輪33上的相對推動載荷。其結(jié)果是，防止了第二從動齒輪33的磨損和其他形式的損壞。
此外，第一空間52a中的壓力氣體與位于鄰接第一空間52a處的第二空間52b中的壓力氣體相同，在它們之間帶有第一從動齒輪32。因此，將彼此消除由于在第一空間52a中壓力和在第二空間52b中壓力的不平衡而施加到第一驅(qū)動齒輪32上的相對推動載荷。其結(jié)果是，防止了第一從動齒輪32的磨損和其他形式的損壞。
在用于將第一級齒輪組36連通到第二級齒輪組37上的連通通道43中的壓力等于第一級齒輪組36的排出壓力，換句話說，即第二級齒輪組37的吸入壓力。特別地，在連通通道43中的壓力高于第一級齒輪組36的吸入壓力，即泵部11的吸入壓力；而低于第二級齒輪組37的排出壓力，即泵部11的排出壓力。換句話說，連通通道43中的壓力氣體可以說成是泵部11中具有中間壓力的壓力氣體。在該實施例中，連通通道43用作中間壓力區(qū)域。
如圖1A和3所示，側(cè)板20具有壓力導入通道67。在靠近從動軸29的位置，壓力導入通道67將連通通道43的第一通道43a連接到內(nèi)部空間52的第二空間52b中。在連通通道43中的中間壓力通過壓力導入通道67導入到第二空間52b中。如上所述，第二空間52b連通到在端板22中的凹槽64的內(nèi)部空間中，即連通到第一空間52a和空間64a中。凹槽64的內(nèi)部空間連通到第三空間52c。因此，圍繞從動軸29圓柱表面29a的內(nèi)部空間中的壓力氣體、處在從動軸29上端面的空間63a中的壓力氣體、以及處在從動軸29下端面的空間64a中的壓力氣體，都與連通通道43中的壓力氣體、即泵部11中具有中間壓力的壓力氣體相同。
帶有上述結(jié)構的實施例具有下面的優(yōu)越性。
(1)靠近泵部11中從動軸29的內(nèi)部空間52中的壓力氣體，是泵部11中具有中間壓力的壓力氣體。因此，例如當對比內(nèi)部空間52中的壓力氣體與泵部11的吸入壓力或排出壓力、它們相同時，降低了在靠近從動軸29的泵腔36b、37b和內(nèi)部空間52之間產(chǎn)生的壓力差的最大值。
因此，例如當對比內(nèi)部空間52中的壓力等于泵部11的吸入壓力的情況時，降低了從高壓泵腔37b泄漏到內(nèi)部空間52中DME的泄漏量。此外，例如當對比內(nèi)部空間52中的壓力等于泵部11的排出壓力的情況時，降低了從內(nèi)部空間52泄漏到低壓泵腔36b中DME的泄漏量。其結(jié)果是，整體地提高了泵1的效率。
如上所述，由于降低了在靠近從動軸29的泵腔36b、37b和內(nèi)部空間52之間DME的泄漏量，而沒有使用密封件，從而可以制成較小尺寸的泵1。因此，該實施例的泵1適用于安裝在汽車上。
(2)按照該實施例，在泵部11中，內(nèi)部空間52通過壓力導入通道67連通于用作中間壓力區(qū)域的連通通道43。因此，通過例如壓力導入通道67的簡單結(jié)構，使得內(nèi)部通道52制成具有中間壓力的壓力氣體。
(3)連通第一級齒輪組36的排出側(cè)到第二級齒輪組37的吸入側(cè)的連通通道43形成中間壓力區(qū)域。例如，當?shù)谝患夶X輪組36用作中間壓力區(qū)域在壓力下傳送過程中，對比低壓泵腔36a、36b中的中間壓力時，第一級齒輪組36排出的一個高壓導入到內(nèi)部空間52中。因此，將進一步降低在泵腔36b、37b和內(nèi)部空間52之間產(chǎn)生的最大壓力差。其結(jié)果是，進一步提高泵1的效率。
此外，例如當在壓力下傳送沖擊的過程中，對比中間壓力區(qū)域設置在泵腔36a、36b、37a、37b的情況時，壓力導入通道67設置成是簡單形式，其在減小泵1尺寸上具有優(yōu)越性。
如圖5所示，在第二個實施例中，在基塊16和驅(qū)動軸12之間提供有軸密封裝置71。軸密封裝置71使得馬達腔60不與泵部11中內(nèi)部空間51的第三空間51c相連通。軸密封裝置71包含例如唇形密封的密封件。側(cè)板20具有壓力導入通道72。壓力導入通道72將連通通道43的第一通道43a連通到內(nèi)部空間51的第二空間51b上。
因此，連通通道43的中間壓力通過壓力導入通道72導入到內(nèi)部空間51的第二空間51b上。就是說，圍繞驅(qū)動軸12的圓柱表面12b的內(nèi)部空間51中的壓力氣體、和處在驅(qū)動軸12的下端面處的空間62a中的壓力氣體，都與泵部11中具有中間壓力的壓力氣體是相同的。
在該實施例中，因此也可以降低在靠近驅(qū)動軸12的泵腔36a、37a和內(nèi)部空間51之間產(chǎn)生的最大壓力差。其結(jié)果是，在靠近驅(qū)動軸12的泵腔36a、37a和內(nèi)部空間51之間的關系與上述第一個實施例的情況相同，即與靠近從動軸29的泵腔36b、37b和內(nèi)部空間52之間的關系相同，從而達到降低DME泄漏的效果。由于在靠近驅(qū)動軸12的泵腔36a、37a和內(nèi)部空間51之間的關系、以及在靠近從動軸29的泵腔36b、37b和內(nèi)部空間52之間的關系，在這二者中都降低了DME的泄漏，從而進一步提高了泵1的效率。
如圖6所示，在第三個實施例中，從上述第一個實施例中除去了在馬達殼體10a中的排氣孔57和在側(cè)板20中的壓力導入通道67。在凹槽63中處在從動軸29上端面的空間63a(見圖1A)，通過穿過基塊16的連通孔75與馬達腔60相連通。靠近驅(qū)動軸12的內(nèi)部空間51的第三空間51c(見圖1A)，通過在基塊16和驅(qū)動軸12的大直徑部分之間的間隙即連通孔76與馬達腔60相連通。因此，內(nèi)部空間51和52中的壓力氣體與馬達腔60中的壓力氣體相同。
在管道連接部54中泄漏口56的中點位置，設置有壓力調(diào)節(jié)閥77。壓力調(diào)節(jié)閥77是包含閥件77a和驅(qū)動彈簧77b的不同壓力調(diào)節(jié)閥。根據(jù)在馬達腔60側(cè)施加到77a上的壓力、和在燃料箱2(見圖4)側(cè)同樣施加到閥件77a上的壓力之間的壓力差，壓力調(diào)節(jié)閥77可以打開和關閉泄漏口56。
高壓泵腔37a和37b(見圖1A)用作高壓區(qū)域。在高壓區(qū)域中的壓力高于在內(nèi)部空間51和52中的壓力。由于從泵腔37a和37b中DME的泄漏、也就是壓力的泄漏，以及在馬達腔60中DME的蒸發(fā)，從而提高在內(nèi)部空間51、52和馬達腔60中的壓力。如果在內(nèi)部空間51、52和馬達腔60中的壓力變成高于預定值，壓力調(diào)節(jié)閥77的閥件77a將克服由驅(qū)動彈簧77b產(chǎn)生的沿著閥關閉方向的作用力、以及由連接到燃料箱2部分中的壓力產(chǎn)生的沿著閥關閉方向的作用力，沿著閥打開方向移動。因此，閥件77a釋放開泄漏口56。因而，通過泄漏口56將壓力傳送到燃料箱2中，使得在內(nèi)部空間51、52和馬達腔60中的壓力趨向于降低，從而壓力回到前面提到的預定值。
在泄漏口56打開的狀態(tài)中，如果在內(nèi)部空間51、52和馬達腔60中的壓力變成低于預定值，壓力調(diào)節(jié)閥77的閥件77a將在驅(qū)動彈簧77b沿著閥關閉方向的作用力下、以及在由連接到燃料箱2部分中的壓力產(chǎn)生的沿著閥關閉方向的作用力下，沿著閥關閉方向移動，從而關閉泄漏口56。因此，通過DME的泄漏和蒸發(fā)，使得在內(nèi)部空間51、52和馬達腔60中的壓力趨向于升高，從而壓力回到前面提到的預定值。
換句話說，壓力調(diào)節(jié)閥77自動地打開和關閉泄漏口56，以使得在內(nèi)部空間51、52和馬達腔60中的壓力保持在預定值。獨立型壓力調(diào)節(jié)閥77的結(jié)構比例如外部控制型的壓力調(diào)節(jié)閥的結(jié)構簡單。前面提到的預定值，即通過壓力調(diào)節(jié)閥77而實現(xiàn)的在內(nèi)部空間51、52和馬達腔60中的壓力調(diào)節(jié)目標，設置成在穩(wěn)定狀態(tài)操作條件下泵部11的中間壓力，例如設置成第一級齒輪組36的排出壓力。壓力調(diào)節(jié)目標的設置具體是通過調(diào)節(jié)驅(qū)動彈簧77b的彈簧力而實現(xiàn)的。因此，在上述第二個實施例的情況下，內(nèi)部空間51和52具有泵部11中具有中間壓力的壓力氣體。因此，降低了在泵腔36a、36b、37a、37b和相應內(nèi)部空間51、52之間DME的泄漏。
在該實施例中，通過改變壓力調(diào)節(jié)閥77的操作特性，例如驅(qū)動彈簧77b的彈簧力，可以容易地改變在內(nèi)部空間51和52中壓力的目標值。因此，通過簡單的工作，將泵與泵之間不同的在內(nèi)部空間51和52中的壓力校正到所希望的數(shù)值。例如，在上述第二個實施例中，為了校正泵與泵之間不同的在內(nèi)部空間51和52中的壓力，需要改變壓力導入通道67和72的直徑等。這樣改變直徑和其他尺寸的工作是較麻煩的。在該實施例中，壓力的校正來得更容易。
從泵部11中的壓力泄漏是不可避免的現(xiàn)象。壓力泄漏使得內(nèi)部空間51和52中的壓力升高。在該實施例中，由于泵部11中壓力泄漏是不可避免的，因此通過利用在內(nèi)部空間51和52中壓力升高的趨勢，使得內(nèi)部空間51和52具有中間壓力氣體。不類似于第二個實施例的泵1，在該實施例的泵1中，內(nèi)部空間51和52不需要與馬達腔60隔離開。在該實施例的泵1中，內(nèi)部空間51、52和馬達腔60彼此相互連通，例如從第二級齒輪組37泄漏的DME必然通過內(nèi)部空間51、51和連通孔75、76供給到馬達腔60中。其結(jié)果是，通過供給到馬達腔60中的液態(tài)DME更好的冷卻馬達部10。從而，保持馬達部10操作的穩(wěn)定。
在該實施例中，連通孔75和76、馬達腔60、連通孔65、凹槽61的內(nèi)部空間、泄漏口56、和泄漏管道55(見圖4)用作連接低壓區(qū)域的燃料箱2與內(nèi)部空間51、52的壓力調(diào)節(jié)通道。
如圖7中所示，在按照第四個實施例的泵1中，是對上述第三個實施例的泵1進行了改變。特別地，管道連接部54的泄漏口56的上游側(cè)連通到子燃料腔7a的上部空間。泵蓋9中具有用于將凹槽61的內(nèi)部空間連通到子燃料腔7a上部空間中的內(nèi)部通道79。在馬達腔60中蒸發(fā)的DME通過連通孔65、凹槽61的內(nèi)部空間、和內(nèi)部通道79排出，并且通過泄漏口56和泄漏管道55，和在子燃料腔7a中蒸發(fā)的DME一起回到燃料箱2中。
在內(nèi)部通道79中設置有壓力調(diào)節(jié)閥77，通過如上述第三個實施例中的相同操作，以將在馬達腔60中的壓力調(diào)節(jié)到中間壓力。在該實施例中，子燃料腔7a用作低壓區(qū)域。連通孔75和76、馬達腔60、連通孔65、凹槽61的內(nèi)部空間、和內(nèi)部通道79用作將內(nèi)部空間51、52連通到低壓區(qū)域、即子燃料腔7a的壓力調(diào)節(jié)通道。
如圖8中所示，在第五個實施例中，是對上述第三個實施例進行了改變。特別地，馬達部10設置在泵殼7的下部(圖8中所示的右手側(cè))，而泵部11設置在泵殼7的上部(圖8中所示的左手側(cè))。換句話說，泵1以泵部11在上部位置而馬達部10在下部位置的狀態(tài)安裝在汽車上。
通過這樣的結(jié)構，泵部11和安裝在泵蓋9上的排出連接部39設置成彼此靠近的形式。因此，容易設置用于將泵部11連通到排出連接部39的第一泵部內(nèi)部通道(未示出)，這在減小泵1的尺寸上具有優(yōu)越性。此外，由于馬達部10設置在泵殼7的下部，因此確保在馬達腔60中DME的液面位于在馬達腔60的上部。因此，定子10b和轉(zhuǎn)子10c較少可能處在DME液面的上面，從而可以由DME(液體)更好地冷卻它們。
在該實施例中，泄漏口56的上游側(cè)連通到在端板22中凹槽62的內(nèi)部空間中。泄漏口56和馬達腔通過靠近驅(qū)動軸12的內(nèi)部空間51和連通孔76彼此相互連通。因此，在馬達腔60中蒸發(fā)的DME通過連通孔76、內(nèi)部空間51、泄漏口56、和泄漏管道55(見圖4)排出到燃料箱2中。
在DME從用作高壓區(qū)域的高壓泵腔37a和37b(見圖1A)中泄漏的影響下，以及DME在馬達腔60中蒸發(fā)的影響下，在內(nèi)部空間51中的壓力趨向于升高。另一方面，在內(nèi)部空間51中的壓力通過泄漏口56和泄漏管道55釋放到燃料箱2中。通過調(diào)節(jié)泄口56的開口大小，以及調(diào)節(jié)從內(nèi)部空間51中釋放出壓力的程度，從而壓力調(diào)節(jié)閥77將在內(nèi)部空間51中的壓力調(diào)節(jié)成泵部11的中間壓力。
在該實施例中，省略了連通孔75。換句話說，靠近從動軸29的內(nèi)部空間52與馬達腔60隔離開。然而，內(nèi)部空間52通過壓力導入通道67連通到齒輪組36和37之間的連通通道43上。就是說，通過如上述第一個實施例中相同的方法，使得靠近從動軸29的內(nèi)部空間52制成具有泵部11中具有中間壓力的壓力氣體。
在該實施例中，在靠近驅(qū)動軸12的內(nèi)部空間51中的壓力是直接通過壓力調(diào)節(jié)閥77來調(diào)節(jié)的。相反地，例如在上述第三個實施例中，在馬達腔60中的壓力是直接調(diào)節(jié)的，而在馬達腔60中組合后的壓力反饋到內(nèi)部空間51中的壓力上。在該實施例中，因此當與上述第三個實施例對比時，壓力調(diào)節(jié)閥77的操作立即反饋到內(nèi)部空間51的壓力上。因此，將使得在內(nèi)部空間51中的壓力進一步穩(wěn)定。其結(jié)果是，將更有效地抑制在低壓泵腔36a、高壓泵腔37a和靠近驅(qū)動軸12的內(nèi)部空間51之間DME的泄漏。
在該實施例中，凹槽62的內(nèi)部空間、泄漏口56、和泄漏管道55(見圖4)用作連通內(nèi)部空間51和燃料箱2的壓力調(diào)節(jié)通道。
本發(fā)明可以以下面的形式來實施。
通過改變上述第一個或第二個實施例，在第一級齒輪組36或第二級齒輪組37中，泵腔36a、36b、37a、37b在壓力下傳送過程中作為中間壓力區(qū)域。特別地，在第一個實施例修改的情況中，內(nèi)部空間51通過壓力導入通道連通于中間壓力區(qū)域。在第二個實施例修改的情況中，內(nèi)部空間51和52通過壓力導入通道連通于中間壓力區(qū)域。
在上述第二個實施例中，省略了壓力導入通道67。換句話說，只有內(nèi)部空間51制成具有中間壓力。
在上述第三個到第五個實施例中，壓力調(diào)節(jié)閥77是獨立型的(壓差調(diào)節(jié)閥)。通過改變該閥，使用例如螺線閥的外部控制型閥用作壓力控制閥。在這種情況中，在第三個到第五個實施例的修改中提供有壓力傳感器和控制裝置(下面說明)。壓力傳感器檢測相應內(nèi)部空間51和52中的壓力，或檢測與所述空間具有相同壓力氣體的空間中的壓力。例如計算機的控制裝置根據(jù)從壓力傳感器傳送過來的檢測信息，控制壓力控制閥的打開和關閉。因此，可以根據(jù)在相應內(nèi)部空間低壓區(qū)域側(cè)中的壓力，來打開和關閉連通內(nèi)部空間51、52和低壓區(qū)域的壓力調(diào)節(jié)通道。因此，可以確保將在相應內(nèi)部空間51和52中的壓力調(diào)節(jié)成具有預定值。
在上述實施例中，本發(fā)明是以例如安裝在燃料箱2外側(cè)形式的泵1來實施的。通過改變這種形式，本發(fā)明可以以叫做燃料箱內(nèi)部型的齒輪泵來實施，該種形式的泵包含在燃料箱2的內(nèi)部。在這種情況中，可以省略泵殼7。
由齒輪泵操作的流體不僅限于是DME。本發(fā)明可以以操作不同于DME的液體(氣體)的齒輪泵來實施。
在上述實施例中，本發(fā)明是以兩級齒輪泵來實施的。然而，本發(fā)明不僅限于這種形式的齒輪泵。本發(fā)明可以以不同于兩級的多級齒輪泵來實施，例如三級或四級齒輪泵?？蛇x擇地，本發(fā)明可以以一級齒輪來實施。
在上述實施例中，齒輪泵是軸密封型的，即馬達組合在其中形式的。然而，齒輪泵可以是軸開放型的，即由外部馬達驅(qū)動泵部的形式的。
按照本發(fā)明的齒輪泵不僅限于在壓力下將液化氣體燃料輸送到內(nèi)燃機的汽車齒輪泵。本發(fā)明可以應用于例如在工具機床中的在壓力下用于輸送液壓流體等的齒輪泵。
這些實例和實施例應被認為是說明性的，而不是限定性的，并且本發(fā)明不僅限于這里給出的細節(jié)，而是可以在附加權利要求的范圍和等同變換內(nèi)進行修改。
權利要求
1.一種用于在壓力下傳送流體的齒輪泵，該齒輪泵包含一個吸入流體和排出加壓流體的泵部，其中該泵部包含具有一對嚙合齒輪的一齒輪組，其中每個齒輪確定多個用于在泵部中傳送流體的泵腔；具有圓柱表面的一驅(qū)動軸，其中一個齒輪接合于驅(qū)動軸上，從而該齒輪和驅(qū)動軸一起整體旋轉(zhuǎn)；以及具有圓柱表面的一從動軸，其中該從動軸支撐另一個齒輪，該泵的特征在于泵部具有一內(nèi)部空間，其位于在鄰接于至少一個齒輪的位置處，并且相對于驅(qū)動軸和從動軸中的至少一個的圓柱表面設置，并且其中該內(nèi)部空間的壓力氣體是一中間壓力氣體，其壓力介于吸入到泵部中流體的壓力和從泵部中排出流體的壓力之間。
2.如權利要求1所述的齒輪泵，其特征在于，泵部具有包含泵腔的一流體傳送通道，其中泵部通過泵腔從流體傳送通道中排出吸入到其中的流體，其中該流體傳送通道具有一中間壓力區(qū)域，該區(qū)域中壓力氣體的壓力是介于吸入到流體傳送通道中流體的壓力和從流體傳送通道中排出流體的壓力之間的一中間壓力，并且其中泵部具有一壓力導入通道，它將內(nèi)部空間與中間壓力區(qū)域相連通。
3.如權利要求2所述的齒輪泵，其特征在于，所述齒輪組是多個齒輪組中的一個，多個齒輪組包含至少一第一齒輪組和一第二齒輪組，其中流體傳送通道包含一連通通道，用于引導流體從第一齒輪組排出到第二齒輪組，并且其中該連通通道用作中間壓力區(qū)域。
4.如權利要求1所述的齒輪泵，其特征在于還包括一壓力調(diào)節(jié)閥，該壓力調(diào)節(jié)閥能夠釋放內(nèi)部空間的壓力，從而將內(nèi)部空間的壓力調(diào)節(jié)到一中間壓力，該壓力介于吸入到泵部中流體的壓力和從泵部中排出流體的壓力之間。
5.如權利要求4所述的齒輪泵，其特征在于，泵部具有包含泵腔的一流體傳送通道，其中泵部通過泵腔從流體傳送通道中排出吸入到其中的流體，其中該流體傳送通道具有一高壓區(qū)域，該區(qū)域中的內(nèi)部壓力高于內(nèi)部空間的壓力，并且其中所述壓力調(diào)節(jié)閥防止內(nèi)部空間的壓力由于壓力從高壓區(qū)域泄漏到內(nèi)部空間中而造成的升高。
6.如權利要求4所述的齒輪泵，其特征在于，內(nèi)部空間通過一壓力調(diào)節(jié)通道連通到料箱上，料箱存儲供給到泵部中的流體，并且其中壓力調(diào)節(jié)閥位于在該壓力調(diào)節(jié)通道中。
7.如權利要求6所述的齒輪泵，其特征在于包括，用于容納泵部的一殼體；以及一子料箱，其中該子料箱在殼體中存儲從料箱中供給來的流體，以將該流體供給到泵部中，其中該子料箱提供在位于在壓力調(diào)節(jié)閥和料箱之間的壓力調(diào)節(jié)通道的部分中。
8.如權利要求6所述的齒輪泵，其特征在于還包括，用于旋轉(zhuǎn)驅(qū)動軸的一馬達；以及用于容納泵部和馬達的一殼體，其中泵部具有用于容納齒輪的一齒輪殼體，以及其中泵部位于在壓力調(diào)節(jié)閥和馬達之間，并且其中齒輪殼體具有用于連通內(nèi)部空間和壓力調(diào)節(jié)閥的一通道。
9.如權利要求1至7中任意一個所述的齒輪泵，其特征在于包括，用于旋轉(zhuǎn)驅(qū)動軸的一馬達；以及用于容納泵部和馬達的一殼體。
10.如權利要求1至7中任意一個所述的齒輪泵，其特征在于，內(nèi)部空間是一對內(nèi)部空間中的一個，該一對內(nèi)部空間分別是由驅(qū)動軸的圓柱表面和從動軸的圓柱表面確定的，并且其中每一個內(nèi)部空間的壓力氣體是一中間壓力氣體，其壓力介于吸入到泵部中流體的壓力和從泵部中排出流體的壓力之間。
11.如權利要求1至7中任意一個所述的齒輪泵，其特征在于，流體是液化氣體燃料。
12.如權利要求1至7中任意一個所述的齒輪泵，其特征在于，齒輪泵是安裝在一汽車上的。
全文摘要
一種具有泵部的兩級齒輪泵。泵部具有位于在鄰接于從動齒輪、并相對從動軸圓柱表面設置的內(nèi)部空間。第一齒輪組的排出部通過連通通道與第二齒輪組的吸入部相連通。內(nèi)部空間通過壓力導入通道與連通通道相連通。連通通道中的壓力通過壓力導入通道導入到內(nèi)部空間中，從而內(nèi)部空間中的壓力氣體是一中間壓力氣體，其壓力介于泵部的吸入壓力和排出壓力之間。
文檔編號F04C15/00GK1534195SQ20041003523
公開日2004年10月6日 申請日期2004年3月12日 優(yōu)先權日2003年3月14日
發(fā)明者鈴木茂, 藤井俊郎, 郎 申請人:株式會社豐田自動織機