隔膜泵通常具有輸送腔室，該輸送腔室通過隔膜與液壓腔室分離開，其中輸送腔室既連接至抽吸連接件，又連接至壓力連接件?？商畛溆泄ぷ髁黧w的液壓腔室然后可以在脈動工作流體壓力的作用下動作。在脈動工作流體壓力下，隔膜在壓力位置與抽吸位置之間以脈動運(yùn)動往復(fù)，在壓力位置，輸送腔室的容積更小，而在抽吸位置，輸送腔室的容積更大。由此，當(dāng)輸送腔室的容積增加時(shí)，能夠通過抽吸連接件抽取輸送介質(zhì)，該抽吸連接件通過合適的止回閥連接至輸送腔室，并且當(dāng)輸送腔室的容積降低時(shí)，能夠再次通過壓力連接件排放輸送介質(zhì)，該壓力連接件通過合適的止回閥連接至輸送腔室。

通常，液壓油用作工作流體。然而，原則上還能夠使用其他合適的流體。

要輸送的介質(zhì)通過隔膜與驅(qū)動件分開，由此，一方面驅(qū)動件免受輸送介質(zhì)的損害影響，而另一方面，輸送介質(zhì)也可避免受到輸送介質(zhì)的損害影響，例如雜質(zhì)。

脈動工作流體壓力通常通過可移動活塞產(chǎn)生，該可移動活塞與工作流體接觸。例如，在這種情形下，活塞在中空氣缸件中往復(fù)運(yùn)動，由此液壓腔室的容積降低和增加，導(dǎo)致液壓腔室中壓力的升高和降低，并由此導(dǎo)致隔膜的運(yùn)動。實(shí)際中，盡管傾向于防止工作流體在活塞周圍流動的更寬范圍的不同壓力，在每個行程運(yùn)動中，不能排除小量的工作流體通過活塞與氣缸件之間留下的窄間隙損失的可能性，由此液體腔室中的工作流體量逐漸減少。

此外，氣體可滲入液壓腔室，且必須將該氣體從液壓腔室移除，以允許隔膜有完整的行程運(yùn)動。為此，通常將排氣閥連接至液壓腔室，在壓力行程中，可通過該排氣閥排出給定量的氣體和可能少量的工作流體。這也逐漸降低液壓腔室中工作流體量。

結(jié)果是隔膜不再完整地實(shí)施壓力行程，因?yàn)椴辉儆凶銐蚩捎玫墓ぷ髁黧w來用于隔膜的壓力行程運(yùn)動。

因此，例如DE 1 034 030已經(jīng)提出了通過插入閥(所謂泄漏補(bǔ)給閥)來將液壓腔室連接至工作流體供應(yīng)源。

如果所要求的工作流體可以通過泄漏補(bǔ)給閥被隨后引入液壓腔室。然而，在這方面，需要考慮確保不會有過多的工作流體被引入液壓腔室，因?yàn)槿绻@樣，壓力行程下的隔膜移動進(jìn)入輸送腔室太遠(yuǎn)，且在某些情形下與閥通路接觸或者泵計(jì)量頭的內(nèi)部輪廓接觸而被損壞。

正常運(yùn)行中，泄漏補(bǔ)給閥的設(shè)計(jì)為，確切地說是在抽吸行程的終點(diǎn)，即，基本上在抽吸位置補(bǔ)充在壓力行程期間損失的工作流體量。

所描述的計(jì)量泵通常用于相對應(yīng)的工藝裝置中，即是說其連接至相對應(yīng)的抽吸管線和壓力管線。然而，即使基本上不想要，也可能發(fā)生在工藝裝置中，壓力管線被誤關(guān)閉，從而計(jì)量泵對封閉容積進(jìn)行泵吸，由此會產(chǎn)生不可接受的高壓，并可導(dǎo)致?lián)p壞隔膜或泵的驅(qū)動部件。

因此，為了防止這樣，液壓腔室通常裝備有由限壓閥關(guān)閉的出口通路，該限壓閥設(shè)計(jì)成，如果液壓腔室中的壓力升高到預(yù)定最大值p_max以上，則限壓閥打開，從而工作流體可以通過出口通路離開液壓腔室并基本上返回入工作流體供應(yīng)。

由此，能夠防止壓力進(jìn)一步升高。

然而，由于機(jī)油循環(huán)，整個液壓系統(tǒng)的溫度顯著升高，尤其是限壓閥和液壓油。

尤其是如果液壓管線的堵塞存在相對長的時(shí)間，泵的溫度可以顯著升高，因?yàn)樵诿總€壓力行程中，液壓液體必須通過限壓閥再次排放，并通過泄漏補(bǔ)給閥返回。

然而，根據(jù)計(jì)量泵的相應(yīng)使用領(lǐng)域，某些溫度類別應(yīng)遵守歐盟ATEX指令。因此，僅允許泵的溫度升高一定程度。

為了符合ATEX指令的要求，現(xiàn)有技術(shù)中已知各種方式。例如，行程頻率且因此計(jì)量功率可以被限制成即使在壓力管線被堵住的情形下，在泵內(nèi)任何位置處，都不超過極限溫度。然而，該方式導(dǎo)致計(jì)量功率顯著降低，因?yàn)榧词乖趬毫芫€沒有被堵住的情形下，泵也在受限行程頻率下工作。此外，必須在相應(yīng)地復(fù)雜和耗力的程序下確定泵具體限制功率。

符合ATEX指令的另一可能方式涉及使用合適的溫度傳感器，其檢測泵的溫度，較佳地是限壓閥附近的溫度，并且當(dāng)超過限制溫度時(shí)，輸出可導(dǎo)致泵關(guān)閉的信號。然而，由于該方式，必須設(shè)置溫度傳感器。此外，由溫度傳感器提供的信號必須適當(dāng)?shù)販?zhǔn)備和處理。

另一可能的方案涉及在出口通路中使用流量監(jiān)控器，其在過壓情形下通過限壓閥檢測液壓油流量并用于關(guān)閉泵。

此處，涉及太多用于流量監(jiān)控器以及連接至其的電子信號處理系統(tǒng)的額外成本。

因此，考慮到所描述的現(xiàn)有技術(shù)狀態(tài)，本發(fā)明的目的是提供一種隔膜泵，其在過壓情形下自動地降低計(jì)量功率而不需使用額外的傳感器。

根據(jù)本發(fā)明，該目的如此實(shí)現(xiàn)，即工作流體供應(yīng)源布置在第一和第二腔室中，其中兩個腔室通過第一連接通路連接在一起。

該布置中，所述連接通路可關(guān)閉或者穿過所述連接通路的流量被節(jié)流或者至少可被節(jié)流，從而在過壓情形下，即是說當(dāng)液壓油已經(jīng)通過所述限壓閥離開所述液壓腔室，在行程期間，比可從所述第二腔室隨后流入所述第一腔室更多的液壓油隨后從所述第一腔室出來而進(jìn)入所述液壓腔室。

在出口通路連接至工作流體供應(yīng)源的情形中，該出口通路可連接至工作流體供應(yīng)源的第二腔室。

流過活塞的工作流體量還可返回至兩個腔室之一。

因此，取決于對應(yīng)的構(gòu)造，過壓情形的結(jié)果是，第一腔室中的壓力和/或第一腔室中的填充液位降低，因?yàn)榕c通過泄漏補(bǔ)給閥從第一腔室排放入液壓腔室相比，較少的工作流體可以隨后從第二腔室流入第一腔室。

然而，一旦第一腔室中的填充液位或者壓力落到給定值以下，氣體通過泄漏補(bǔ)給閥進(jìn)入液壓腔室。然而，如果液壓腔室中存在氣體，則由于該氣體的可壓縮性導(dǎo)致隔膜運(yùn)動減少，從而計(jì)量功率降低，且由此防止計(jì)量泵的溫度升高到預(yù)定最大溫度上方。

因此，根據(jù)本發(fā)明的方法確保了在過壓情形下，氣體進(jìn)入液壓腔室并由此防止泵溫度進(jìn)一步升高。

在一種實(shí)施例中，連接通路可通過閥關(guān)閉。

該閥在泵的運(yùn)行中通常關(guān)閉。已經(jīng)通過活塞或通氣閥逃逸的工作流體量通過泄壓補(bǔ)給閥來補(bǔ)給。然而，該量非常少，從而第一腔室中工作流體的液位僅非常慢地降低。第一腔室的尺寸可以是，在該情況下，泵可以運(yùn)行幾天或者甚至幾個星期而液位或者工作流體壓力不降低至使得氣體通過泄壓補(bǔ)給閥進(jìn)入液壓腔室的程度。

還能夠使流過活塞的工作流體返回至第一腔室，由此減慢流體液位的下降。

然而，在過壓情形下，待通過泄壓補(bǔ)給閥隨后引入的工作流體的量大大增加，從而液位或工作流體壓力快速下降且氣體進(jìn)入液壓腔室。

一旦氣體已經(jīng)滲入液壓腔室，泵的功能被干擾且排除溫度進(jìn)一步升高。

為了恢復(fù)泵的運(yùn)行，連接通路的閥必須被打開，從而第一腔室再次被填充工作流體。由于在每個工作行程中，當(dāng)液壓腔室中存在氣體時(shí)，給定體積的氣體被輸送出液壓腔室，且沒有其他氣體通過泄漏補(bǔ)給閥引入，泵可以再次正常運(yùn)行。

連接通路的閥可以定期短暫打開，更具體地或手動地(例如在故障情形中或者在定期檢查期間)或者自動地(例如以時(shí)間控制的方式每24小時(shí))打開，以增加第一腔室中工作流體的液位。

另一尤其優(yōu)選的實(shí)施例中，在第一腔室與第二腔室之間存在第二連接通路。

在該情形中，第二連接通路可以布置在第一連接通路上方，且優(yōu)選地在泄漏補(bǔ)給閥上方，尤其優(yōu)選地，第二連接通路布置在第二腔室中工作流體的液位上方。

如果第二連接通路布置在兩個腔室內(nèi)工作流體的液位上方，其提供第一腔室與第二腔室之間的壓力均衡。第二連接通路可以具有大的橫截面，從而第一腔室和第二腔室中的壓力總是相同。然而，第一連接通路的尺寸為，在過壓情形下，如上面已經(jīng)描述的，與能夠從第二腔室流入第一腔室的工作流體相比，更多的工作流體通過第一連接通路從第一腔室排入液壓腔室。

由此，第一腔室中的工作流體液位下降。一旦第一腔室中的工作流體的液位處于泄漏補(bǔ)給閥的高度處，較少的工作流體以及增加的氣體隨后被引入液壓腔室。然而，如果液壓腔室中存在氣體，則由于氣體的可壓縮性導(dǎo)致隔膜降低運(yùn)動，從而計(jì)量功率降低，且由此防止計(jì)量泵的溫度升高到預(yù)定最大溫度上方。一旦壓力管線的阻擋被移除，則不再有工作流體通過限壓閥從液壓腔室逃逸。然后，液壓腔室內(nèi)包含的氣體通過排氣閥連續(xù)排出。由于現(xiàn)在液壓腔室需要較少的液壓流體，第一腔室中工作流體的液位再次升高且計(jì)量功率再次升高。

一種替代實(shí)施例提出第一腔室具有這樣的設(shè)計(jì)，使得工作流體可以僅通過第一連接通路進(jìn)入第一腔室。因此，該情形中，沒有通過第二連接通路的壓力均衡是可能的。在過壓情況下，隨著比可以從第二腔室流動到第一腔室中的工作流體更多的工作流體通過泄漏補(bǔ)給閥從第一腔室輸送到液壓腔室中，這意味著第一腔室中工作流體的壓力顯著減少。由于壓力的降低，液壓油經(jīng)歷氣穴并因此將氣體運(yùn)送到液壓腔室中。因此，泵的液壓位移過程也受到嚴(yán)重干擾，使得驅(qū)動器的功率陡然下降，并且因此不發(fā)生液壓油的溫度的過度升高。

如果第二連接通路通過止回閥關(guān)閉，則在該實(shí)施例中第二連接通道可以是有幫助的，其中止回閥的通流方向沿所述第二腔室的方向布置。止回閥確保第二連接通道在泵的所有上述功能狀態(tài)中保持關(guān)閉。

然而，應(yīng)當(dāng)注意的是，對于安全閥或特別設(shè)計(jì)的泄漏補(bǔ)給閥的許多使用情況而言，可以適當(dāng)?shù)貙⒐ぷ髁黧w的至少一部分再次再循環(huán)到第一腔室中，以便在隔膜位置不符合所期望的位置時(shí)保護(hù)隔膜。這是例如在抽吸管線堵塞的情況下，如果隔膜沒有移回到抽吸位置并且因此太多的工作流體流入液壓腔室中的情形。在壓力行程期間，隔膜然后移動超過壓力位置，這可能導(dǎo)致隔膜的損壞。因此，可以提供安全閥或特別設(shè)計(jì)的泄漏補(bǔ)給閥，其在隔膜移動超過壓力位置的情況下打開。

如果安全閥或泄漏補(bǔ)給閥被設(shè)計(jì)成使得發(fā)出的工作流體返回到第一腔室，則在第二連接通路中使用止回閥是有利的，因?yàn)槿缓罂赡茉诘谝磺皇抑谐霈F(xiàn)的增加的壓力可以通過止回閥被輸送到第二腔室。

有利地，泄壓補(bǔ)給閥設(shè)計(jì)成具有關(guān)閉件，該關(guān)閉件在關(guān)閉位置與打開位置之間可往復(fù)運(yùn)動，在所述關(guān)閉位置，所述閥通路關(guān)閉，在所述打開位置，所述閥通路打開，以及所述關(guān)閉件通過壓力件被保持在所述關(guān)閉位置，其中所述壓力件設(shè)計(jì)成使得如果液壓腔室中的壓力小于設(shè)定壓力p_min，則關(guān)閉件沿打開位置的方向上移動。

在替代實(shí)施例中，第一連接通路布置得比泄漏補(bǔ)給閥更低。以這種方式，第二腔室可以具有相對緊湊的尺寸，因?yàn)閮H需要連接通道總是在第二腔室中的工作流體的液位之下。

根據(jù)本發(fā)明的裝置具有不需要外部電源的優(yōu)點(diǎn)。此外，不需要信號處理和評估，這使得根據(jù)本發(fā)明的措施無需維護(hù)和無磨損。不需要額外的組件。

從下文兩個優(yōu)選實(shí)施例和相關(guān)的附圖的描述中，其他優(yōu)點(diǎn)、特征和可能的使用將清楚明顯，附圖中：

圖1示出根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例的局部剖視圖，

圖2示出在正常運(yùn)行下的圖1中實(shí)施例的運(yùn)行模式的示意圖，

圖3示出在過壓運(yùn)行下的圖1中實(shí)施例的運(yùn)行模式的示意圖，

圖4示出根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施例的局部剖視圖，以及

圖5示出圖4的第二實(shí)施例的運(yùn)行模式的示意圖。

圖1示出根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例的局部剖視圖。隔膜(未圖示)布置在圖1的左外部并連接至泄漏補(bǔ)給閥5，泄漏補(bǔ)給閥5在液壓腔室6內(nèi)被彈性預(yù)加應(yīng)力，并關(guān)閉液壓腔室6與工作流體供應(yīng)源的第一腔室1之間的連接。工作流體布置在第一腔室1和第二腔室2中。第一腔室1和第二腔室2通過第一連接通路4連接在一起，這里，第一連接通路4呈噴嘴形式。

噴嘴橫截面的尺寸設(shè)計(jì)成，在過壓的情形下，與能夠通過噴嘴4添加的工作流體相比，更多的工作流體通過泄漏補(bǔ)給閥5被排入液壓腔室。此外，用作第二連接通路的開口3被布置在第一腔室1與第二腔室2之間。泄漏補(bǔ)給閥5被設(shè)計(jì)成：當(dāng)液壓腔室6中的工作流體太少時(shí)，尤其在抽吸行程結(jié)束處，即在抽吸位置，泄漏補(bǔ)給閥5打開，從而工作流體可以從第一腔室流入液壓腔室6。正常運(yùn)行中，必須通過泄漏補(bǔ)給閥來替換的工作流體的量是非常小的。在過壓情形下，即例如在壓力管線被堵住時(shí)，液壓腔室6中壓力快速升高，從而為了安全起見，工作流體通過限壓閥(圖未示)從液壓腔室6排出，并例如被輸送至工作流體供應(yīng)源的第二腔室2。在過壓情形下，泄漏補(bǔ)給閥5必須將顯著更大量的工作流體傳送出第一腔室。

本發(fā)明的計(jì)量泵的運(yùn)行模式將從圖2和3的示意圖中變得明顯。

圖2示出正常運(yùn)行模式下的狀態(tài)。能夠看到包括第一腔室1和第二腔室2的工作流體源，第一腔室1和第二腔室2通過噴嘴4連接在一起，噴嘴4布置在流體液位下方并用作第一連接通路。第二連接通路通過布置在工作流體液位上方的開口3來實(shí)施。在打開泄漏補(bǔ)給閥5時(shí)，工作流體流出第一腔室，流入液壓腔室，該液壓腔室在圖2的左邊連接至第一腔室。

在泄漏補(bǔ)給閥5打開的時(shí)刻，工作流體流出第一腔室1且第一腔室中流體的液位下降。只要泄漏補(bǔ)給閥5再次關(guān)閉，第一腔室1中工作流體的液位再次升高，因?yàn)楣ぷ髁黧w可以通過噴嘴4從第二腔室2流入第一腔室1。

在正常運(yùn)行模式下，液壓腔室中的工作流體損失非常輕微，以至于在整個行程期間，所補(bǔ)充的工作流體的量可以容易地通過第一連接通路4從第二腔室供應(yīng)入第一腔室。

然而，在過壓情形下，更大量的液壓流體從液壓腔室突然流出，并再次通過相對應(yīng)的限壓閥和饋送部7饋送至工作流體供應(yīng)源的第二腔室2。在過壓情形下，不僅在循環(huán)液壓油中，而且在限壓閥(圖未示)中，存在著不想要的溫度上升。

然而，根據(jù)本發(fā)明，工作流體供應(yīng)源被分成通過窄的第一連接通路連接的兩個腔室這一事實(shí)，在行程期間在過壓運(yùn)行模式下，不再能夠使足夠的工作流體從第二腔室流至第一腔室，以通過限壓閥補(bǔ)償工作流體損失。

由此，這意味著，如圖3所示意性示出的，第一腔室1中的工作流體的液位逐漸下降。然而，有時(shí)，第一腔室1中的工作流體的液位會在通向泄漏補(bǔ)給閥的開口的區(qū)域中，從而當(dāng)泄漏補(bǔ)給閥5打開時(shí)，氣體也穿過進(jìn)入液壓腔室。然而，一旦氣體在液壓腔室中，由于氣體的可壓縮性，計(jì)量功率顯著下降，由此更少的能量被引入泵并且不會發(fā)生溫度升高。

一旦過壓運(yùn)行模式結(jié)束，即是說壓力管線中可能存在的堵塞被移除，限壓閥不再打開且因此不會有更大量的液壓油離開液壓腔室。這種情形下，與通過泄漏補(bǔ)給閥5從第一腔室1流入液壓腔室的工作流體相比，更多的工作流體再次通過噴嘴4從第二腔室流入第一腔室，從而第一腔室1中的工作流體的液位再次升高。一旦液位已經(jīng)升高至泄漏補(bǔ)給閥再次完全位于工作流體的液位下方的程度，則不再有更多的氣體穿過進(jìn)入液壓腔室并且計(jì)量功率再次升高。液壓腔室內(nèi)包含的氣體可以通過排氣閥排出。

圖4示出根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施例的局部剖視圖。這與第一實(shí)施例的不同之處主要在于，沒有用作壓力均衡裝置的第二連接通路，以及第一腔室和第二腔室的連接由止回閥9關(guān)閉，止回閥9防止工作流體從第二腔室2流入第一腔室1并具有旁路10，旁路10具有小橫截面，從而工作流體可以在微小程度上從第二腔室2流入第一腔室1。

圖4a示出具有旁路10的止回閥9的放大圖?？梢钥吹?，旁路管線10提供第一腔室1與第二腔室2之間的直接連通。

圖5示出圖4的實(shí)施例的運(yùn)行模式的示意圖。

在正常運(yùn)行模式下，液壓腔室中的工作流體損失非常輕微，以至于在整個行程期間，經(jīng)由泄漏補(bǔ)給閥5添加的工作流體的量可以容易地旁路10從第二腔室供應(yīng)入第一腔室。

然而，在過壓情形下，更大量的液壓流體從液壓腔室突然流出并再次通過合適的限壓閥和饋送裝置7饋送至工作流體供應(yīng)源的第二腔室2。在過壓情形下，不僅在循環(huán)液壓油中，而且在限壓閥(圖未示)中，存在著不想要的溫度上升。

然而，根據(jù)本發(fā)明，工作流體供應(yīng)源被分成通過窄第一連接通路連接的兩個腔室的事實(shí)，使得在行程期間在過壓運(yùn)行模式下，不再能夠使足夠的工作流體從第二腔室流至第一腔室，以通過壓力補(bǔ)給閥補(bǔ)償工作流體損失。

由此，結(jié)果是，憑借在過壓情形下缺少壓力均衡，與通過旁路10從第二腔室2流入第一腔室1的工作流體相比，更多的工作流體從腔室1排入液壓腔室6，從而第一腔室內(nèi)的壓力快速下降。這帶來發(fā)生氣穴的后果，即是說工作流體除氣，且所得到的氣體通過泄漏補(bǔ)給閥輸送入液壓腔室，其同樣導(dǎo)致不完整的行程，由此引入泵的能量降低且溫度降低。

一旦過壓運(yùn)行模式結(jié)束，即是說壓力管線中可能存在的堵塞已經(jīng)被移除，限壓閥不再打開且因此不會有相對更大量的液壓油離開液壓腔室。這種情形下，與通過泄漏補(bǔ)給閥5從第一腔室1流入液壓腔室的工作流體相比，更多的工作流體再次通過旁路10從第二腔室流入第一腔室，從而第一腔室1中的壓力再次升高。一旦壓力已經(jīng)相應(yīng)地再次升高，就不會再發(fā)生進(jìn)一步的氣穴，且計(jì)量功率再次升高。液壓腔室內(nèi)包含的氣體可以通過排氣閥排出。

關(guān)于隔膜位置方面，在失穩(wěn)模式下，例如，在抽吸管線堵塞時(shí)，泄漏補(bǔ)給閥打開且過大體積的液壓油可以通過第一腔室1和開口止回閥9在稍微升高的壓力下流入第二腔室2而隔膜不遭受損壞。

附圖標(biāo)記列表

1 第一腔室

2 第二腔室

3 第二連接通路

4 噴嘴/第一連接通路

5 泄漏補(bǔ)給閥

6 液壓腔室

7 饋送裝置

9 止回閥

10 旁路