專(zhuān)利名稱(chēng):泵裝置及其操作方法
本發(fā)明總的來(lái)說(shuō)與流體泵設(shè)備有關(guān)，特別是同特殊設(shè)計(jì)的高壓液壓泵裝置有關(guān)，這種裝置使用特殊設(shè)計(jì)的液壓泵。
為了提供一種裝置能以連續(xù)、無(wú)脈沖的形式抽水或抽其他液體，眾所周知的方法是把幾個(gè)流體驅(qū)動(dòng)泵連結(jié)起來(lái)，例如可參看美國(guó)專(zhuān)利3，816，029(BOWEN和他的同事)。在需要提供高壓輸出流體，如在20，000PSi左右或更高的地方，經(jīng)常應(yīng)用液壓驅(qū)動(dòng)類(lèi)的泵。這樣的泵包括典型地用油往復(fù)驅(qū)動(dòng)的大活塞，它依次驅(qū)動(dòng)在活塞兩面較小的柱塞以交替地產(chǎn)生高壓液流。驅(qū)動(dòng)壓力直接與驅(qū)動(dòng)活塞同輸出柱塞的面積比和出口壓力的乘積有關(guān)。
剛才引述的這類(lèi)泵一般是作為增壓器，現(xiàn)在使用的一種部分略示在圖1。一般用數(shù)字10表示，在圖中特殊顯示的裝置包括增壓器活塞12，它有兩個(gè)相對(duì)的柱塞14，位于氣缸套16內(nèi)。用包括主滑閥18和導(dǎo)向閥20的控制裝置驅(qū)動(dòng)活塞在氣缸套內(nèi)來(lái)回運(yùn)動(dòng)。當(dāng)活塞到達(dá)它沖程的終點(diǎn)時(shí)，它和銷(xiāo)22機(jī)械接觸(在氣缸套每一端有一個(gè)銷(xiāo))，這銷(xiāo)作用到推壓鋼索24上，使構(gòu)成導(dǎo)向閥的導(dǎo)向滑閥26移動(dòng)。結(jié)果導(dǎo)向閥使油通過(guò)孔板到構(gòu)成主閥18的主滑閥28的終端，使主滑閥在它的閥套30內(nèi)軸向移動(dòng)。通過(guò)改變兩滑閥之間控制孔板32的尺寸可以控制主滑閥的移動(dòng)速度。一旦移動(dòng)結(jié)束，就不再繼續(xù)對(duì)活塞運(yùn)動(dòng)進(jìn)行控制。它完全由高壓氣缸內(nèi)的水壓和液壓泵的特性所決定。
在剛才描述的系統(tǒng)內(nèi)有兩種液壓沖擊。第一種是在主滑閥跨過(guò)中心時(shí)，它一般對(duì)液壓回路產(chǎn)生不同的阻力，接著閥被全打開(kāi)，使油作用到活塞上。所以在回路內(nèi)壓力和流動(dòng)必須迅速調(diào)整到新的狀態(tài)導(dǎo)致液壓沖擊。通過(guò)研磨主滑閥使跨過(guò)時(shí)的條件與增壓器的操作負(fù)荷相適應(yīng)以稍微減輕這種情況，如美國(guó)專(zhuān)利3，811，795和4，029，440描述的那樣。
液壓沖壓的第二個(gè)原因或理由與增壓器活塞所抽的水或其他液體的可壓縮性有關(guān)。當(dāng)活塞開(kāi)始它的沖程時(shí)所抽的流體壓力相對(duì)較低，以水為例，大約在100PSi。在增壓器出口壓力達(dá)到，例如60，000左右之前活塞必須移動(dòng)大約它沖程的1/8。壓力補(bǔ)償?shù)囊簤罕闷髨D在沖程的壓縮段增加它的流量來(lái)維持壓力不變，使流速產(chǎn)生很大波動(dòng)。另一方面，定容積泵使流速恒定但浪壓力下降引起輸出壓力劇烈降低。在這兩種情況下，在增壓器沖程的這一段產(chǎn)生瞬態(tài)過(guò)程。曾試圖利用在液壓回路內(nèi)裝設(shè)蓄液罐以提供沖程壓縮段所需的全部油，以平滑和減輕這些瞬態(tài)過(guò)程。但是一般來(lái)說(shuō)在壓力線路上的蓄液罐會(huì)引起回復(fù)線路上的脈沖。
曾發(fā)現(xiàn)以特殊的方式控制組成整個(gè)泵系統(tǒng)的每個(gè)增壓器中活塞的動(dòng)作可以減輕上面所討論的問(wèn)題。還有將如以后要詳細(xì)描述的那樣，在本發(fā)明的優(yōu)先實(shí)施方案中使用這樣的兩個(gè)增壓器，控制它們各自活塞的運(yùn)動(dòng)以保證(1)至少一個(gè)活塞，它的加壓驅(qū)動(dòng)流體入口是全開(kāi)的沒(méi)有任何流動(dòng)約束和(2)每個(gè)活塞經(jīng)過(guò)它沖程中壓縮段時(shí)以節(jié)流來(lái)控制它的運(yùn)動(dòng)。
為了控制增壓器中活塞的運(yùn)動(dòng)，希望能連續(xù)監(jiān)測(cè)那種運(yùn)動(dòng)并通過(guò)反饋裝置提供所希望的控制?，F(xiàn)有的各種裝置是利用反饋方案，如不是控制至少也是監(jiān)測(cè)活塞的運(yùn)動(dòng)。在美國(guó)專(zhuān)利3，318，197和3，816，029中頒布了這兩種技術(shù)。后面將要更詳細(xì)地描述，本發(fā)明還提供另一種方法，將會(huì)看到它并不復(fù)雜而且相當(dāng)可靠。
鑒于上述的討論，本發(fā)明的目標(biāo)是提供一種整個(gè)泵的裝置，它用并不復(fù)雜而可靠的方式使上面討論的問(wèn)題減輕到最低限度。
本發(fā)明的另一目標(biāo)是提供一種改進(jìn)的增壓器，它是這樣設(shè)計(jì)用并不復(fù)雜的方式對(duì)它活塞的往復(fù)運(yùn)動(dòng)進(jìn)行可靠的控制。
本發(fā)明更特殊的目標(biāo)是提供整個(gè)泵的裝置，它至少使用兩個(gè)上述的增壓器，它驅(qū)動(dòng)這些增壓器的活塞使得(1)在驅(qū)動(dòng)活塞的液壓回路或輸出水回路中不需要蓄液罐(2)能達(dá)到很高的沖程速率而沒(méi)有液壓沖擊和(3)不需要液壓泵去迅速補(bǔ)償每個(gè)沖程的壓縮段。
本發(fā)明另一特殊的目標(biāo)是提供不復(fù)雜而可靠的技術(shù)，以達(dá)到上面提到的另一目標(biāo)的方式來(lái)協(xié)調(diào)構(gòu)成整個(gè)泵裝置的兩個(gè)增壓器活塞的運(yùn)動(dòng)。
將如下面要更詳盡地描述的那樣，這里公開(kāi)的增壓器的特殊類(lèi)型包括由氣缸套和在套內(nèi)相對(duì)的第一和第二出入口之間可來(lái)回移動(dòng)的活塞所組成的機(jī)構(gòu)。構(gòu)成第一和第二泵室的機(jī)構(gòu)與活塞相對(duì)的兩端及所抽流體的供應(yīng)源相配合，通過(guò)活塞從鄰近一個(gè)室的位置移到鄰近另一室位置的動(dòng)作把流體抽入到一個(gè)室內(nèi)，而同時(shí)把流體壓出另一個(gè)室。這樣活塞來(lái)回的運(yùn)動(dòng)交替地產(chǎn)生相對(duì)一室是吸入沖程而相對(duì)另一室則是輸出沖程。作為開(kāi)始，注意到下述事實(shí)是很重要的，輸出沖程包括兩段，初始?jí)嚎s段在此期間泵室內(nèi)的流體尚未壓縮到足夠的壓力以從該室排出，接著是排出段在此期間泵室內(nèi)的流體已有足夠的壓力而從室內(nèi)排出。
還要描述這里公布的特殊增壓器，它使用的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括加壓驅(qū)動(dòng)流體的供應(yīng)源，還包括控制裝置用來(lái)引導(dǎo)加壓驅(qū)動(dòng)流體從它的供應(yīng)源以流動(dòng)受控的方式交替通過(guò)每個(gè)出入口進(jìn)入到氣缸套。同時(shí)其他的各口維持流體與相對(duì)加壓驅(qū)動(dòng)流體來(lái)說(shuō)壓力相當(dāng)?shù)偷墓艿老噙B通，從而使活塞離開(kāi)接受加壓流體的口，而移向另一口以完成吸入和輸出沖程。設(shè)計(jì)和裝設(shè)了控制裝置，它可以作用到增壓器的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)上使得(1)在活塞輸出沖程的排出段，接受加壓驅(qū)動(dòng)流體以提供這樣運(yùn)動(dòng)的出入口是連續(xù)維持在全開(kāi)狀態(tài)和(2)在輸出沖程的壓縮段，同一個(gè)出入口的作用是作為帶有活塞位置反饋控制的伺服閥，使活塞在它的壓縮段移動(dòng)緩慢。
將如下面詳細(xì)描述的那樣，本發(fā)明的一方面是提供一種高壓泵裝置，它使用兩個(gè)上述的增壓器包括剛剛說(shuō)過(guò)的控制閥裝置。這種控制閥裝置以上述的方式操作活塞，也使兩個(gè)增壓器的活塞以相互間固定的相位關(guān)系交替進(jìn)行往復(fù)的吸入和輸出沖程，因而保證這些閥中至少一個(gè)在輸出沖程的排出段，總是全開(kāi)的。
如上所示，這里公開(kāi)的這類(lèi)增壓器包括可在氣缸套內(nèi)來(lái)回移動(dòng)的活塞和使活塞以這種方式運(yùn)動(dòng)的液壓驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)。為了控制在壓縮段活塞的位置，驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括控制閥，例如前面描述過(guò)的滑閥，它可圍繞它自己的軸旋轉(zhuǎn)?？刂崎y與活塞通過(guò)鋼索機(jī)構(gòu)互相連結(jié)使得活塞來(lái)回運(yùn)動(dòng)引起鋼索機(jī)構(gòu)以與活塞來(lái)回運(yùn)動(dòng)相對(duì)應(yīng)的方式使控制滑閥圍繞自己的軸旋轉(zhuǎn)，從而在增壓器操作期間控制滑閥在任意一點(diǎn)的旋轉(zhuǎn)位置與活塞沿著它運(yùn)動(dòng)路徑中某一特定位置相對(duì)應(yīng)。還有通過(guò)螺桿將旋轉(zhuǎn)位置轉(zhuǎn)換成軸向位置，這樣提供反饋去關(guān)閉閥以響應(yīng)開(kāi)閥引起的活塞運(yùn)動(dòng)。
依照本發(fā)明的另一方面，上述的驅(qū)動(dòng)裝置包括加壓流體的供應(yīng)源和通過(guò)液壓回路相互連結(jié)的低壓通道，液壓回路伸展在供應(yīng)源、氣缸套和低壓通道之間。鋼索機(jī)構(gòu)全部位于液壓回路之內(nèi)，因而不必要進(jìn)行鋼索相對(duì)周?chē)髿獾拿芊?。按照本發(fā)明的另一方面剛剛上述的鋼索機(jī)構(gòu)包括將活塞和控制滑閥相互連結(jié)的第一和第二分離的兩鋼索，從而活塞的運(yùn)動(dòng)同時(shí)使得各鋼索分別繞上或松開(kāi)控制滑閥，使后者以與活塞運(yùn)動(dòng)相對(duì)應(yīng)的方式旋轉(zhuǎn)。
上面簡(jiǎn)單描述的本發(fā)明的各個(gè)目標(biāo)和特征，將在下面與下列各圖一起進(jìn)行詳細(xì)的描述。
圖1圖示簡(jiǎn)略說(shuō)明現(xiàn)有技術(shù)的增壓器，它的活塞運(yùn)動(dòng)控制的設(shè)計(jì)與本發(fā)明不一樣;
圖2圖示說(shuō)明整個(gè)高壓泵裝置，它包括按照本發(fā)明一個(gè)實(shí)施方案設(shè)計(jì)的增壓器;
圖3和4圖示說(shuō)明在兩個(gè)終端操作條件下圖2的增壓器;
圖5A-C圖示說(shuō)明圖2的增壓器怎樣以往復(fù)的方式操作移動(dòng)它的活塞;
圖6說(shuō)明和圖2的增壓器相配合的控制裝置，以受控的方式移動(dòng)增壓器的活塞;
圖7圖示說(shuō)明使用兩個(gè)如圖2和圖7-9類(lèi)型的增壓器的整個(gè)泵裝置;
圖8圖示說(shuō)明按照本發(fā)明相互連結(jié)的兩個(gè)增壓器的壓力輸出;
圖9圖示說(shuō)明與圖10A裝置的增壓器相配合的控制裝置，用來(lái)按照本發(fā)明控制增壓器活塞的運(yùn)動(dòng);
圖10圖示說(shuō)明按照本發(fā)明第二實(shí)施方案設(shè)計(jì)的全反饋型的增壓器;
圖11圖示說(shuō)明圖10表示的這類(lèi)二個(gè)增壓器之間的連結(jié)。
現(xiàn)在來(lái)看這些圖，其中相同的部件在各圖中全部使用相同的參考號(hào)碼，由于圖1已在上面討論過(guò)，請(qǐng)把注意力集中到圖2、3和4。圖2圖示說(shuō)明一般以34指示的用來(lái)抽流體的裝置，為了說(shuō)明方便，流體將假定是高壓水。例如壓力在12，000PSi或更高。
顯示的裝置包括按照本發(fā)明設(shè)計(jì)的增壓器36，由箭頭38指出的機(jī)構(gòu)能從40水源把要抽的水送到增壓器和由箭頭42指出的機(jī)構(gòu)是引導(dǎo)加壓的泵出水從增壓器到需要它們的地方44。
與圖3、4一起繼續(xù)參看圖2，顯示的36增壓器包括(氣)液壓缸套46，它包含軸向延伸的(氣)液壓缸室48和軸向間距一定距離的驅(qū)動(dòng)出入口50和52，分別位于(氣)液壓缸室的兩端?；钊?4是安裝在48室內(nèi)，在出入口50和52之間以下面將要描述的方式作往復(fù)運(yùn)動(dòng)。如圖2-4顯示，活塞帶有兩個(gè)同軸柱塞56和58，從活塞的兩邊向外伸展。柱塞56通過(guò)(氣)液壓缸套46中相配合的開(kāi)口59伸入到由柱塞套62確定的泵室60。以同樣的方式柱塞58通過(guò)配合的開(kāi)口63伸入到由柱塞套66確定的柱塞室64。泵室60和64分別通過(guò)柱塞套的流體口72和74和閥門(mén)68和70與流體連通管線連結(jié)。由于下面馬上要討論的理由，閥門(mén)68包括入口和傳送止回閥76和78，和閥門(mén)70包括入口和傳送止回閥80和82。
整個(gè)增壓器36包括下面將要詳細(xì)討論的裝置84，如圖3和4清楚顯示的那樣，它使活塞54在口50和52之間作來(lái)回往復(fù)運(yùn)動(dòng)。假定活塞的初始位置如圖3所示，在出入口50附近，被移向出入口52如圖4所示，這使柱塞56運(yùn)動(dòng)通過(guò)泵室60離開(kāi)閥門(mén)68，而同時(shí)使柱塞58移動(dòng)進(jìn)入它的泵室移向閥門(mén)70。當(dāng)柱塞56離開(kāi)閥門(mén)68時(shí)，止回閥76保持開(kāi)啟而止回閥78閉合。這使水從水源抽到閥最后進(jìn)入泵室60。同時(shí)，入口止回閥80保持關(guān)閉而出口止回閥82打開(kāi)。這樣當(dāng)柱塞58移向閥門(mén)70時(shí)，在泵室64內(nèi)的水被壓出孔板74，閥門(mén)70和止回閥82，以加壓的形式送到需要它的地方44。
為了描述的目的，上述形式柱塞56的運(yùn)動(dòng)可看作是吸入沖程，因?yàn)樗鼘⑺氲奖檬?0，而柱塞58的運(yùn)動(dòng)可看作是輸出沖程，因?yàn)樗淖饔檬前阉訅簭谋檬?4內(nèi)排出?；钊蛳喾捶较虻倪\(yùn)動(dòng)，從圖4它在52口附近的位置移到圖3在出入口50附近的位置使得柱塞56移動(dòng)經(jīng)過(guò)輸出沖程而柱塞58運(yùn)動(dòng)經(jīng)過(guò)吸入沖程。為了使止回閥76，78和80，82在上述適當(dāng)?shù)臅r(shí)刻開(kāi)啟和閉合，這些閥用合適的機(jī)構(gòu)(未顯示)進(jìn)行控制。
顯示的驅(qū)動(dòng)裝置84包括驅(qū)動(dòng)泵86用來(lái)供應(yīng)加壓驅(qū)動(dòng)流體，如油和控制機(jī)構(gòu)88，控制機(jī)構(gòu)用來(lái)引導(dǎo)加壓的驅(qū)動(dòng)流體從供應(yīng)源86交替通過(guò)出入口50和52進(jìn)入到氣缸室48，而保持這兩口中的一口與壓力相當(dāng)?shù)偷耐ǖ老噙B通，例如與驅(qū)動(dòng)流體貯槽90相連，如圖2專(zhuān)門(mén)顯示的那樣，貯槽使泵86的入口與返回流體相連通。這樣輪流使活塞54從接受加壓流體的口離開(kāi)，如圖3中的口50和圖4中的口52，并移向另一口，因而為了使活塞54在圖3和圖4的兩個(gè)終端位置之間往復(fù)運(yùn)動(dòng)，出入口50和52是交替地與從泵86來(lái)的加壓流體接通，而另一口同時(shí)與貯槽90連通。如下面將會(huì)看到的那樣，控制機(jī)構(gòu)88與將要描述的驅(qū)動(dòng)機(jī)械聯(lián)合完成這個(gè)功能，同時(shí)監(jiān)測(cè)活塞54在氣缸室48內(nèi)整個(gè)往復(fù)運(yùn)動(dòng)的位置。
仍參考圖2-4，將可看到控制機(jī)構(gòu)88的作用象是四通的控制閥，它包括閥套92，它包含終端開(kāi)口的閥室94與先前討論的出入口50和52連通，一個(gè)入口通道96將從供應(yīng)泵86來(lái)的加壓流體與閥室連通，一個(gè)出口通道98將閥室和貯槽90連通。
控制機(jī)構(gòu)88還包括控制閥或滑閥100，滑閥包括圓筒形的終端部分102和104以及中間的圓柱形塞106和108，它們由直徑縮小的圓柱體110互相連結(jié)?？刂苹y可以是由圖2-4圖示的形狀或其他任意能滿意地完成整個(gè)控制機(jī)構(gòu)所需操作的合適形狀。在任何情況下，控制閥或滑閥是安裝在閥室94內(nèi)圍繞它自己的軸旋轉(zhuǎn)，同時(shí)在圖3顯示的第一終端位置和圖4顯示的另一終端位置之間作往復(fù)運(yùn)動(dòng)，如圖3所示位置它將出入口50和52分別與驅(qū)動(dòng)泵86和貯槽90連通，在圖4所示位置正好把出入口和泵、貯槽的連結(jié)反過(guò)來(lái)。這樣當(dāng)滑閥移到它最左邊如圖3所示，讓從驅(qū)動(dòng)泵86來(lái)的加壓流體進(jìn)入到閥室48活塞54的后面，而閥室里活塞前面的驅(qū)動(dòng)流體則與貯槽90相連通，因而使活塞從它的最左邊位置移到它的最右邊位置。以同樣的方式，當(dāng)控制滑閥移到最右邊時(shí)，如圖4所示，產(chǎn)生相反的作用使活塞向相反方向移動(dòng)。在這種運(yùn)動(dòng)中，止逆閥76，78和80，82以上面討論過(guò)的方式適當(dāng)?shù)亻_(kāi)啟和閉合。
注意到下述情況是很重要的，因?yàn)榭刂苹y100是在它的終端位置間運(yùn)動(dòng)，如圖2所示它移動(dòng)通過(guò)中間位置時(shí)會(huì)瞬間同時(shí)關(guān)閉兩個(gè)出入口50和52與驅(qū)動(dòng)泵86和貯槽90的連通。這樣為了使活塞54反向，有必要完全閉合各出入口和重新將它們打開(kāi)。如后面將要詳細(xì)討論的那樣，本發(fā)明的一個(gè)方面是控制速度，通過(guò)控制速度來(lái)控制泵裝置的整個(gè)操作，以使液壓沖擊減到最小，省去與驅(qū)動(dòng)泵相連的蓄液罐，也無(wú)必要使驅(qū)動(dòng)泵在活塞的每個(gè)輸出沖程壓縮段進(jìn)行快速補(bǔ)償。
如前面指出的那樣，控制機(jī)構(gòu)88不僅開(kāi)啟和閉合出入口50和52與泵86和貯槽90的連通，而且當(dāng)活塞54在(氣)液壓缸室48中移動(dòng)時(shí)還連續(xù)監(jiān)測(cè)它的位置。這由鋼索機(jī)構(gòu)將活塞和控制滑閥相互連接來(lái)完成，從而活塞在出入口之間的來(lái)回運(yùn)動(dòng)通過(guò)鋼索機(jī)構(gòu)使滑閥圍繞它自身的軸在閥室94內(nèi)以相應(yīng)的方式旋轉(zhuǎn)，所以在任意給定時(shí)刻滑閥的旋轉(zhuǎn)位置相應(yīng)于活塞在(氣)液壓缸套內(nèi)那個(gè)時(shí)刻的位置。在圖2-4所示特定的實(shí)施方案中，單鋼索112的一端，是固定連結(jié)到活塞54的一邊，而單鋼索的另一端是繞到控制滑閥的終端102上。滾輪113支持在兩個(gè)終端位置中間的鋼索。同時(shí)控制滑閥的另一端包含有內(nèi)螺紋、軸向伸展的通道，可同軸接受外螺紋的驅(qū)動(dòng)軸114，軸由116號(hào)機(jī)構(gòu)支持，可圍繞它自身的軸旋轉(zhuǎn)但不能軸向移動(dòng)。負(fù)荷彈簧118是放在控制滑閥102的終端部分104和116機(jī)構(gòu)之間。這樣來(lái)選擇該彈簧和控制滑閥與驅(qū)動(dòng)軸之間的螺紋連接使得負(fù)荷彈簧總是迫使控制滑閥圍繞自身的軸以一定的方向旋轉(zhuǎn)，這方向就是使鋼索112繞到終端102上的方向，因而總是保持鋼索拉緊著。
后面將會(huì)看到，驅(qū)動(dòng)軸114是控制滑閥100位置因而也控制活塞54運(yùn)動(dòng)的整個(gè)裝置的一部分。但是對(duì)某一時(shí)刻，假設(shè)這個(gè)裝置把滑閥放在圖3顯示的位置，而活塞從它的圖2中心位置開(kāi)始移向右邊。在活塞運(yùn)動(dòng)的最初時(shí)刻，滑閥是在和活塞位置相對(duì)應(yīng)的特定旋轉(zhuǎn)位置。當(dāng)活塞移向右邊，它拉著鋼索112跟著它走，因而使得鋼索從滑閥上松開(kāi)，依次使滑閥以與活塞運(yùn)動(dòng)相應(yīng)的方式反時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)(從102部件處看)直到后者到達(dá)它在圖2的位置停止運(yùn)動(dòng)。這是預(yù)先假設(shè)由于活塞運(yùn)動(dòng)的結(jié)果鋼索所加的力大于負(fù)荷彈簧118引起的反轉(zhuǎn)矩，在設(shè)計(jì)整個(gè)增壓器時(shí)必須考慮到這一因素?，F(xiàn)在假設(shè)滑閥100是在它圖4位置的時(shí)刻，使活塞54向左移動(dòng)回到它圖2的位置。這使鋼索112重新繞到滑閥上，又因?yàn)樨?fù)荷彈簧118加到滑閥上的轉(zhuǎn)矩，使得滑閥順時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)(也是從104終端處看)回到它原來(lái)的旋轉(zhuǎn)位置。當(dāng)再次到達(dá)它圖2的位置時(shí)，油的流動(dòng)停止，運(yùn)動(dòng)結(jié)束。
這樣對(duì)應(yīng)軸114在它運(yùn)動(dòng)中每一個(gè)位置，活塞54有它唯一的靜止的軸向位置。所描述的機(jī)械提供完全的伺服反饋系統(tǒng)用軸114的角輸入124來(lái)控制活塞54的運(yùn)動(dòng)。這種反饋控制也可由光學(xué)方法來(lái)完成或者任何不背離本發(fā)明的其他合適方法來(lái)完成?；钊?4的位置最好用鋼索112來(lái)監(jiān)測(cè)，但也可用其他的方法來(lái)監(jiān)測(cè)，不直接與滑閥連接并不背離本發(fā)明某些領(lǐng)域。例如活塞的位置可用電子的、光學(xué)的或兩者結(jié)合的方法來(lái)檢測(cè)，相對(duì)圖7將在下面進(jìn)一步討論這個(gè)問(wèn)題。
簡(jiǎn)略地參看圖10(這圖將在下面更詳細(xì)地討論)，圖解說(shuō)明修正的增壓器340。圖中顯示這個(gè)增壓器的活塞120和滑閥280及連結(jié)活塞和滑閥的兩條鋼索430而不是只有一條鋼索。顯示的兩條鋼索是在活塞的兩邊并與其固定連接，繞在控制滑閥280的兩終端上。第二條鋼索代替負(fù)荷彈簧118。更特殊的是，如圖10中所見(jiàn)當(dāng)活塞從它的左邊移向右邊時(shí)，使得一條鋼索從滑閥上松開(kāi)而另一條鋼索繞到滑閥上。當(dāng)活塞從它右邊移到左邊時(shí)情況剛好相反。這種雙重作用不僅使負(fù)荷彈簧沒(méi)有必要而且還發(fā)現(xiàn)解決了因使用負(fù)荷彈簧引起的粘結(jié)問(wèn)題。下面將討論增壓器340的其他特性。
回到圖2-4，應(yīng)該注意鋼索112從活塞室48內(nèi)伸出到周?chē)髿庵校诖髿庵兴@到控制滑閥100上。這就需要在圖2中沒(méi)有顯示的機(jī)構(gòu)，當(dāng)鋼索離開(kāi)閥套46時(shí)適當(dāng)密封鋼索在閥套中的通道。這可用適當(dāng)?shù)臋C(jī)構(gòu)來(lái)完成，按照本發(fā)明的另一方面，在下面圖10顯示的增壓器340的討論中將可看到?jīng)]有必要進(jìn)行這類(lèi)密封?，F(xiàn)在完全可以說(shuō)剛才上面討論的后一種增壓器包括兩條鋼索，這兩條都在增壓器的液壓驅(qū)動(dòng)回路之內(nèi)，一點(diǎn)也沒(méi)有暴露在大氣中。由于這樣，就不必要進(jìn)行出口密封。
如上所指，增壓器84包含123所指的裝置(請(qǐng)看圖2)用來(lái)驅(qū)動(dòng)滑閥100在它的兩個(gè)終端位置之間運(yùn)動(dòng)，驅(qū)動(dòng)軸114是這裝置的一部分。使驅(qū)動(dòng)軸圍繞自己的軸旋轉(zhuǎn)的機(jī)構(gòu)也是該裝置的一部分，如雙箭頭124所指。為了解釋這個(gè)裝置怎樣操作，將假定增壓器初始是在靜止的無(wú)抽入狀態(tài)，活塞54和滑閥100在如圖2顯示的位置。特別注意活塞位于活塞室48的中間位置，滑閥100位于閥室94中的相似位置，因而入口50和52都關(guān)閉。在該位置的增壓器為了將活塞移到圖2中的右邊，軸114必須向合適的方向旋轉(zhuǎn)，例如從滑閥到軸方向看是反時(shí)針，以使滑閥旋出軸也就是使滑閥移向左邊。一旦滑閥開(kāi)始移向左邊，兩口50和52就都打開(kāi)，從泵86來(lái)的加壓流體開(kāi)始將活塞移向右邊，因?yàn)槌鋈肟诓⒉皇且幌氯_(kāi)，移動(dòng)有點(diǎn)慢。同時(shí)鋼索112使滑閥以與驅(qū)動(dòng)軸相同的方向旋轉(zhuǎn)，也就是反時(shí)針，因而使得滑閥想移向右邊。只要驅(qū)動(dòng)軸114的旋轉(zhuǎn)速度是大于滑閥的旋轉(zhuǎn)速度，那么滑閥將繼續(xù)向左運(yùn)動(dòng)直到它碰到整個(gè)增壓器一部分的固定制動(dòng)器126。那個(gè)時(shí)候，滑閥在它的最左邊位置，各出入口都全開(kāi)。同時(shí)活塞繼續(xù)向右移動(dòng)，因而使滑閥繼續(xù)反時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)。在那個(gè)時(shí)刻驅(qū)動(dòng)軸的反時(shí)針旋轉(zhuǎn)可能已停止，在這種情況下滑閥的繼續(xù)旋轉(zhuǎn)將使后者移向右邊返回到它的初始位置關(guān)閉出入口?；钊突y運(yùn)動(dòng)之間的相互聯(lián)系是這樣，當(dāng)活塞移到圖4所示的右邊位置時(shí)出入口關(guān)閉。沒(méi)有驅(qū)動(dòng)軸114的進(jìn)一步動(dòng)作，增壓器的操作將停止。
為了將活塞移回到它的中間位置，使驅(qū)動(dòng)軸以相反的方向旋轉(zhuǎn)，例如順時(shí)針，使滑閥移向右邊如圖4所示，因而打開(kāi)出入口以使活塞移向左邊。只要驅(qū)動(dòng)軸的旋轉(zhuǎn)速度大于活塞運(yùn)動(dòng)所引起的滑閥旋轉(zhuǎn)速度，滑閥將一直移到右邊碰到第二個(gè)固定的制動(dòng)器128。如果驅(qū)動(dòng)軸的旋轉(zhuǎn)在那個(gè)時(shí)候結(jié)束，滑閥將旋回到它的中心位置因而在活塞到達(dá)它的中心點(diǎn)時(shí)關(guān)閉出入口。為了將活塞一直移到左邊，驅(qū)動(dòng)軸必須重新順時(shí)針旋轉(zhuǎn)，并足夠到使滑閥移回到右邊，從而使活塞進(jìn)一步移向左邊，這樣驅(qū)動(dòng)活塞回到它的中心位置。
剛才描述的動(dòng)作是預(yù)先假設(shè)增壓器84的操作是步進(jìn)式的。但是有可能旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)軸114使活塞54在活塞室48內(nèi)作連續(xù)往復(fù)運(yùn)動(dòng)。為了理解這是怎樣產(chǎn)生的，假設(shè)活塞最初是在它的最左邊位置如圖3所示，并假定驅(qū)動(dòng)軸以反時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)，足夠快將滑閥移向左邊碰到制動(dòng)器126。在這個(gè)時(shí)候，活塞正開(kāi)始向右邊移動(dòng)，因而使鋼索112從滑閥上松開(kāi)。只要驅(qū)動(dòng)軸反時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)的速度等于由鋼索引起的滑閥反時(shí)針旋轉(zhuǎn)的速度，滑閥將軸向靜止不動(dòng)地壓在制動(dòng)器126上，因而出入口保持在它們的全開(kāi)狀態(tài)。通過(guò)驅(qū)動(dòng)軸的這種旋轉(zhuǎn)作用，滑閥可以保持在它的最左邊位置直到活塞到達(dá)圖4它的最右邊位置，如前描述的那樣這可由控制滑閥的旋轉(zhuǎn)位置來(lái)檢測(cè)。注意，因?yàn)榛钊倪\(yùn)動(dòng)是對(duì)滑閥旋轉(zhuǎn)的響應(yīng)，所以驅(qū)動(dòng)軸的這種旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)被活塞運(yùn)動(dòng)所限制，并是活塞運(yùn)動(dòng)的函數(shù)。一旦當(dāng)活塞到達(dá)它的最右邊位置，驅(qū)動(dòng)軸可以反向旋轉(zhuǎn)以使滑閥從它的圖3中最左邊位置移到圖4所示的它的最右邊位置，因而使增壓器84的操作反向。這個(gè)程序可以不斷重復(fù)以使活塞作連續(xù)往復(fù)運(yùn)動(dòng)。
適當(dāng)?shù)臋C(jī)構(gòu)可很容易監(jiān)測(cè)滑閥的軸向位置和它的旋轉(zhuǎn)位置以便適當(dāng)控制驅(qū)動(dòng)軸114的速度和方向。
根據(jù)驅(qū)動(dòng)軸114的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)來(lái)描述驅(qū)動(dòng)裝置123的操作。在驅(qū)動(dòng)裝置另一實(shí)施方案中，如圖5A-5C所示，顯示的驅(qū)動(dòng)裝置123′中驅(qū)動(dòng)軸是不旋轉(zhuǎn)的，但由來(lái)回的箭頭130，132指出的合適機(jī)構(gòu)使它軸向離開(kāi)或移向控制滑閥。圖5a圖解說(shuō)明活塞54初始在它的最左邊位置而滑閥被軸向移向左邊碰到制動(dòng)器126，如箭頭130所指。這使各出入口都全開(kāi)，因而使活塞開(kāi)始移向右邊。接著如箭頭134所指使滑閥反時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)，因而使滑閥向右旋轉(zhuǎn)經(jīng)過(guò)驅(qū)動(dòng)軸114，如箭頭136所指。只要驅(qū)動(dòng)軸是連續(xù)推向左邊并與滑閥想移向右邊的速度相等(滑閥速度取決于活塞速度)，滑閥將繼續(xù)壓在制動(dòng)器126上，各出入口將仍保持全開(kāi)。這樣，控制滑閥100可保持在它圖5A的位置上直到活塞到達(dá)它的最右邊位置。如圖5b中箭頭132所指，在那時(shí)可把驅(qū)動(dòng)軸從它的最左邊位置拉向它的最右邊位置。注意在這個(gè)動(dòng)作過(guò)程中滑閥與出入口交叉，瞬態(tài)關(guān)閉各出入口。由圖5C可見(jiàn)一旦滑閥跨過(guò)出入口，活塞開(kāi)始移向左邊使得滑閥如箭頭137所示，向相反方向旋轉(zhuǎn)，因而旋出有螺紋的驅(qū)動(dòng)軸到達(dá)它的左邊如箭頭139所指。同時(shí)將滑閥以較快的速率移到右邊直到它碰到制動(dòng)器128。在那時(shí)驅(qū)動(dòng)軸向右的運(yùn)動(dòng)等于滑閥移向驅(qū)動(dòng)軸左邊的運(yùn)動(dòng)，因而保持滑閥在最右邊壓在制動(dòng)器128的位置?；y保持在這個(gè)位置直到活塞到達(dá)它的最左邊位置，整個(gè)程序可以重復(fù)進(jìn)行，從而使活塞在室48內(nèi)來(lái)回運(yùn)動(dòng)。
從剛才上面的說(shuō)明中很清楚看到通過(guò)控制與滑閥100運(yùn)動(dòng)有關(guān)的驅(qū)動(dòng)軸114的往復(fù)運(yùn)動(dòng)，就可控制與活塞位置有關(guān)的滑閥的軸向位置。例如，當(dāng)活塞在它的兩個(gè)終端位置之間運(yùn)動(dòng)的整個(gè)過(guò)程中，可以使滑閥停留在最左邊或最右邊位置，以使出入口如描述的那樣保持全開(kāi)，然后滑閥能以最快的速度在它的兩個(gè)終端位置之間移動(dòng)以使出入口全部關(guān)閉的時(shí)間減到最小。另一方面，可以控制滑閥的軸向移動(dòng)以便通過(guò)節(jié)流使出入口開(kāi)啟減慢。下面將可看到，用兩個(gè)增壓器構(gòu)成整個(gè)泵裝置是最好的。還有每次活塞54從一個(gè)終端移向另一終端時(shí)它的柱塞56或58中一個(gè)是在它的泵室里進(jìn)行輸出沖程。正因?yàn)槭禽敵鰶_程，它必須首先在泵室內(nèi)把水或其他液體壓縮到足夠的壓力直到這些液體可被壓出泵室。例如在水的情況下，當(dāng)柱塞開(kāi)始它的沖程時(shí)在泵室內(nèi)的水，在實(shí)際工作的實(shí)施方案中大約是100PSi。在同一實(shí)施方案中，在壓力增加到出口壓力例如60，000PSi之前，柱塞必須移動(dòng)1/8左右的沖程。這樣輸出沖程可以分成兩段，初始的壓縮段和排出段。后面將可看到，對(duì)包含兩個(gè)增壓器的裝置來(lái)說(shuō)，增壓器是這樣操作使得與某一給定的增壓器相連的出入口在輸出沖程的壓縮段總是開(kāi)得很慢，也就是進(jìn)行節(jié)流。當(dāng)使用驅(qū)動(dòng)裝置123或123′時(shí)，可很容易做到相對(duì)活塞運(yùn)動(dòng)來(lái)控制該滑閥的軸向位置。
已經(jīng)描述過(guò)的驅(qū)動(dòng)裝置123′包括外螺紋的驅(qū)動(dòng)軸114和使驅(qū)動(dòng)軸產(chǎn)生軸向移動(dòng)沒(méi)有顯示的合適機(jī)構(gòu)，如箭頭130和132所指。圖6顯示能完成這種功能的機(jī)械。參考號(hào)為140的這種機(jī)械包括一對(duì)剛性連桿140和142，在其公共端用樞軸互相連接。同時(shí)，連桿142在它的另一端與驅(qū)動(dòng)軸114的自由端樞軸連結(jié)，而連桿144的另一自由端是固定安裝到轉(zhuǎn)動(dòng)部件146上，當(dāng)146旋轉(zhuǎn)時(shí)使連桿象曲柄一樣旋轉(zhuǎn)。部件146通過(guò)環(huán)形的驅(qū)動(dòng)皮帶由馬達(dá)150帶動(dòng)。同時(shí)通過(guò)適當(dāng)?shù)膶?dǎo)軌152限制驅(qū)動(dòng)軸僅作軸向運(yùn)動(dòng)。這樣連桿式曲柄144圍繞部件146中心的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)使驅(qū)動(dòng)軸114沿著它自身的軸作來(lái)回往復(fù)運(yùn)動(dòng)。150馬達(dá)可以是速度可變的馬達(dá)，也可是轉(zhuǎn)矩恒定的馬達(dá)、可停轉(zhuǎn)馬達(dá)或任何適合的馬達(dá)以按照活塞54的運(yùn)動(dòng)來(lái)控制驅(qū)動(dòng)軸114的運(yùn)動(dòng)，使控制滑閥100產(chǎn)生所希望的運(yùn)動(dòng)。在任何可以控制驅(qū)動(dòng)軸來(lái)回運(yùn)動(dòng)的合適機(jī)構(gòu)中，已經(jīng)特別說(shuō)明過(guò)140機(jī)械，因?yàn)樗菢?gòu)成驅(qū)動(dòng)二個(gè)增壓器裝置更復(fù)雜機(jī)構(gòu)的一部分，將在下面進(jìn)行詳細(xì)描述。
仍參看140機(jī)械，復(fù)述如下，驅(qū)動(dòng)軸114的一類(lèi)運(yùn)動(dòng)是，當(dāng)活塞54運(yùn)動(dòng)時(shí)如果要使控制滑閥停留在碰到制動(dòng)器126，128中某一個(gè)的位置上，這需要驅(qū)動(dòng)軸的軸向移動(dòng)速度等于控制滑閥100的速度，而方向相反。這樣用140機(jī)械來(lái)完成這個(gè)功能，它為了維持控制滑閥固定在一個(gè)制動(dòng)器上，要限制曲柄144的轉(zhuǎn)動(dòng)使驅(qū)動(dòng)軸僅作必要的運(yùn)動(dòng)，環(huán)形帶148也一樣。因而在這些條件下，148帶的運(yùn)動(dòng)被活塞本身的運(yùn)動(dòng)所限制，因此重要的是馬達(dá)150可以停轉(zhuǎn)，要么對(duì)這種情況進(jìn)行補(bǔ)償。
現(xiàn)在參看圖7，圖解說(shuō)明整個(gè)泵裝置200包括二個(gè)與前面描述過(guò)的增壓器84幾乎一樣的增壓器84′和84″。因沒(méi)有顯示，兩個(gè)增壓器84′和84″的閥門(mén)是相互連接到同一個(gè)輸送流體源，相當(dāng)于前面引述過(guò)的源40，需要流體送入的地點(diǎn)，相當(dāng)前面引述的地點(diǎn)44。為了說(shuō)明方便，構(gòu)成兩個(gè)泵一部分的兩個(gè)活塞將分別說(shuō)為活塞A和活塞B，它們各自的柱塞將都用數(shù)字1和2區(qū)別。用一個(gè)驅(qū)動(dòng)泵86′，相當(dāng)于驅(qū)動(dòng)泵86，來(lái)驅(qū)動(dòng)活塞A和B。同時(shí)也用一個(gè)貯槽相當(dāng)于貯槽90，圖中未顯示。每個(gè)增壓器84′和84″可以包含它自己的控制裝置，未顯示，相當(dāng)于裝置88利用可旋轉(zhuǎn)和軸向可移動(dòng)的控制滑閥如滑閥100。以這種方式，活塞A和B往復(fù)來(lái)回運(yùn)動(dòng)使得一個(gè)活塞的一個(gè)柱塞是在經(jīng)過(guò)吸入沖程而它的另一個(gè)柱塞是在輸出沖程，后者如前述一樣包括壓縮段和排出段。
仍按照本發(fā)明的另一方面，提供適當(dāng)?shù)臋C(jī)構(gòu)來(lái)控制構(gòu)成兩個(gè)增壓器84′和84″一部分的控制滑閥的運(yùn)動(dòng)，以使增壓器各自的活塞來(lái)回往復(fù)運(yùn)動(dòng)經(jīng)過(guò)吸入和輸出沖程時(shí)相互間有固定的相位關(guān)系，以便保持下面的關(guān)系。第一，在整個(gè)裝置的操作期間，至少有一個(gè)泵的活塞相對(duì)該泵的泵室總是處于輸出沖程的排出段;第二，在它輸出沖程的排出段，接受用來(lái)移動(dòng)上述活塞的加壓驅(qū)動(dòng)流體的出入口總是保持全開(kāi)狀態(tài);第三每個(gè)泵的活塞通過(guò)它每個(gè)輸出沖程的初始?jí)嚎s段時(shí)總是維持接受加壓驅(qū)動(dòng)流體的出入口在該時(shí)刻僅僅是部分開(kāi)啟式是在沖程的整個(gè)壓縮段處于節(jié)流狀態(tài)以便通過(guò)部分開(kāi)啟的口使加壓流體的壓力慢慢上升。圖8很好說(shuō)明兩個(gè)活塞之間的這種相互關(guān)系。圖7說(shuō)明增壓器84′的活塞A運(yùn)動(dòng)經(jīng)過(guò)它輸出沖程的排出段。注意如圖示說(shuō)明的那樣這時(shí)各出入口是全開(kāi)的。同時(shí)顯示的增壓器84″的活塞B是經(jīng)過(guò)它沖出沖程的壓縮段。注意在各出入口是節(jié)流的。
如剛才上面說(shuō)明的那樣，增壓器84′和84″之間的相互關(guān)系使得它們有可能使用一個(gè)驅(qū)動(dòng)泵而不需要蓄液罐，驅(qū)動(dòng)泵本身也不需要迅速補(bǔ)償在每個(gè)輸出沖程壓縮段產(chǎn)生的瞬態(tài)過(guò)程。更重要的是液壓沖擊減到最低限度。
說(shuō)明的兩個(gè)增壓器84′和84″包括控制裝置，它應(yīng)用如前描述的相當(dāng)于滑閥100的控制滑閥。不言而喻，用來(lái)控制A、B每個(gè)活塞位置的控制裝置并不限于這一種，可以是任何其他類(lèi)型能以所希望的方式控制活塞的裝置。例如，可用如圖7中161所指的電的或光電的機(jī)構(gòu)，來(lái)檢測(cè)每個(gè)活塞的位置并提供合適的反饋信號(hào)，以適當(dāng)?shù)姆绞酵ㄟ^(guò)開(kāi)啟和閉合各出入口來(lái)控制它們的運(yùn)動(dòng)。但是假定增壓器84′和84″包括與前述機(jī)構(gòu)88相當(dāng)?shù)目刂蒲b置，就需要合適的驅(qū)動(dòng)裝置以適當(dāng)?shù)姆绞饺ヒ苿?dòng)與它們相連的控制滑閥。圖9中140′圖示說(shuō)明這樣一種驅(qū)動(dòng)裝置。這種機(jī)械包括兩個(gè)相同的輔機(jī)械140a和140b，它們與前面講過(guò)的圖6表示的機(jī)械140基本相似。因而輔機(jī)械140a包括相應(yīng)的連桿142a和144a及相應(yīng)的旋轉(zhuǎn)部件146a。輔機(jī)械140b包括相應(yīng)的連桿142b和144b和相應(yīng)的旋轉(zhuǎn)部件146b。連桿142a和142b在它們的自由端與螺紋驅(qū)動(dòng)軸114′和114″的自由端樞軸相連，這些驅(qū)動(dòng)軸是增壓器84′和84″的構(gòu)成部分，它們的作用與前面敘述的驅(qū)動(dòng)軸114相對(duì)應(yīng)。兩個(gè)部件146a和146b由一個(gè)與馬達(dá)150相當(dāng)?shù)鸟R達(dá)150′拖動(dòng)，并通過(guò)與驅(qū)動(dòng)帶148功能相同的環(huán)形帶148′驅(qū)動(dòng)，使這兩部件同時(shí)旋轉(zhuǎn)，速度相等。為了下面所討論的理由，馬達(dá)150′設(shè)計(jì)成可停轉(zhuǎn)的。
輔機(jī)械140′與構(gòu)成增壓器84′和84″的各控制滑閥互相連結(jié)使得它們各自的活塞A和B相互間的相位差為90°。還有把一個(gè)控制滑閥驅(qū)動(dòng)到它的終端碰到一個(gè)輔機(jī)械的制動(dòng)器時(shí)，在控制滑閥保持在該位置的整個(gè)時(shí)間內(nèi)，因上述理由相應(yīng)活塞的運(yùn)動(dòng)限制和滑閥相連的146a或146b部件的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。例如，如果輔機(jī)械140b作用在它的控制滑閥上以維持后者壓在制動(dòng)器上，如圖9所示，那么144b和146b部件的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)就被與這滑閥相連的活塞運(yùn)動(dòng)所限制。這限制了環(huán)形帶148′的運(yùn)動(dòng)，因而也限制連桿144a和相連部件146a的運(yùn)動(dòng)，使之成為相同的運(yùn)動(dòng)，所以最后限制了另一個(gè)控制滑閥的運(yùn)動(dòng)。換句話說(shuō)，一個(gè)活塞和它的控制機(jī)構(gòu)(滑閥)之間的反饋?zhàn)饔每刂婆c另一活塞相連的控制滑閥的運(yùn)動(dòng)。這種聯(lián)合作用提供并不復(fù)雜而可靠的力學(xué)機(jī)械使活塞有圖7和8所說(shuō)明的關(guān)系。
現(xiàn)在與圖8一起參看圖10和11，請(qǐng)注意按照本發(fā)明實(shí)際工作的實(shí)施方案設(shè)計(jì)的流體泵裝置340。為便于說(shuō)明，將假設(shè)裝置是抽高壓水，壓力例如在10，000PSi或更高。圖10顯示活塞120和在氣缸400內(nèi)操作的抽水柱塞140，它交替地把水從室410壓出和吸入。產(chǎn)生泵作用的止回閥與通道420連接，但它們是現(xiàn)有的技術(shù)，這里沒(méi)有顯示。鋼索430的一端通過(guò)滑輪440與活塞120相連，它的另一端是以這種方式繞在并固定在滑閥280上，使得活塞的運(yùn)動(dòng)使滑閥旋轉(zhuǎn)在其一端松開(kāi)鋼索，而另一端繞上鋼索。
閥有壓力入口450，滑閥280有縱向孔460使得兩個(gè)470室總是在液壓泵的輸出壓力。480室是連結(jié)在回液壓貯槽的管線或液壓泵的吸入線上，從而使得480室和通道490總是在低壓。鋼索430是在通路500A和500B內(nèi)運(yùn)行，而這些通道又作為油路使油流過(guò)閥作用到活塞120上。通道500A和500B由脊510使其與各470和480室密封。
在滑閥280的中心是旋入螺母530中的螺桿520，螺母530的頂部橫有與曲柄540的曲柄銷(xiāo)550嚙合的槽。如曲柄540在某一位置保持不動(dòng)，情況將如說(shuō)明的那樣脊510密封各口500A和500B，所有的部件都將保持不動(dòng)。裝置的操作如下當(dāng)曲柄540轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，譬如說(shuō)它使滑閥向右。脊510就不再蓋住各口500A和500B讓油從壓力室470流入通道500A，并讓油從通道500B經(jīng)過(guò)480室回去。這就使活塞120移向右邊，鋼索使滑閥旋轉(zhuǎn)。當(dāng)滑閥旋轉(zhuǎn)時(shí)，螺桿520使它在螺母530中向左移動(dòng)，然后再一次關(guān)閉500A和500B口?？偟男Ч鞘够钊S螺母530的運(yùn)動(dòng)。
但是，如果限制活塞120的速度，譬如說(shuō)由油的流動(dòng)或所抽水的流阻造成，有可能使滑閥280碰到終端塞570或入口560。在這種情況下閥保持全開(kāi)，活塞120的速度限制螺母530和曲柄540的運(yùn)動(dòng)，因?yàn)樗够y280旋轉(zhuǎn)以讓螺母530沿著螺桿520運(yùn)動(dòng)。
這樣閥的功能有兩種模式(1)作為節(jié)流閥，當(dāng)螺母相對(duì)活塞運(yùn)動(dòng)較慢和螺母的速度確定活塞的速度時(shí)。
(2)作為全開(kāi)閥，活塞的運(yùn)動(dòng)支配螺母的速度。
如下面解釋那樣，兩個(gè)增壓器可以連結(jié)起來(lái)使得在某一給定時(shí)刻每個(gè)操作在一種模式。
在討論多個(gè)增壓器的操作之前，還必須澄清幾點(diǎn)關(guān)于一個(gè)增壓器的操作。首先，選擇曲柄540的沖程使得當(dāng)曲柄銷(xiāo)550在圖10中它的最左或最右位置時(shí)活塞120分別在它的左邊和右邊位置。曲柄沖程大小取決于螺桿520的螺紋間距。鋼索繞在滑閥部分的直徑和活塞120的沖程，所以很容易計(jì)算。
本發(fā)明還有一方面是基于這樣的認(rèn)識(shí)，活塞120當(dāng)它在160室內(nèi)來(lái)回運(yùn)動(dòng)時(shí)有輕微旋轉(zhuǎn)漂移的傾向，所以采取措施來(lái)消除這種漂移。如圖10所說(shuō)明的那樣，特別在活塞120上裝設(shè)尖頭的銷(xiāo)釘580，設(shè)計(jì)與活塞套終端中相配合的孔590嚙合。結(jié)果在活塞每次第二沖程的終了，使活塞旋回到它的零位，從而消除旋轉(zhuǎn)漂移。
在實(shí)踐中已經(jīng)發(fā)現(xiàn)有必要使用球軸承的螺桿螺母和在滑閥280接觸終端塞570和入口560的地方使用球軸承止推軸承以把摩擦力減到最小。還發(fā)現(xiàn)選用尖齒的螺桿520是有用的，使得曲柄銷(xiāo)550所加的力引起螺桿旋轉(zhuǎn)。那么鋼索430作為旋轉(zhuǎn)器的制動(dòng)器而不是提供拖動(dòng)力結(jié)果使操作得到很大的改善。
圖11是兩個(gè)曲柄540A和540B及驅(qū)動(dòng)鏈輪610的頂視圖。圖中還顯示螺母530A和530B，但圖10中其他部分機(jī)械為了簡(jiǎn)化都省略，曲柄銷(xiāo)釘如圖示保持90°相位差，鏈600把它們與驅(qū)動(dòng)馬達(dá)鏈輪610連結(jié)起來(lái)并帶動(dòng)它們。
用有限的轉(zhuǎn)矩拖動(dòng)驅(qū)動(dòng)鏈輪610，但速度足夠把兩個(gè)滑閥中的一個(gè)推到圖10中的終端制動(dòng)器560和570。如前解釋那樣驅(qū)動(dòng)鏈輪610的旋轉(zhuǎn)速度由活塞120的速度決定。在圖11中是增壓器A限制了速度，因?yàn)榍?40B正在通過(guò)頂部中心的死區(qū)，沒(méi)有任何運(yùn)動(dòng)傳給螺母530B。當(dāng)曲柄540B通過(guò)頂部中心死區(qū)后，螺母530B與上述在節(jié)流模式操作的增壓器B一起，速度慢慢增加。在45°點(diǎn)增壓器B完成它的壓縮段，現(xiàn)在兩個(gè)增壓器以相同的速度運(yùn)動(dòng)。超過(guò)45°，增壓器B是在全開(kāi)模式，現(xiàn)在活塞B的速度支配鏈輪610的速度。同時(shí)當(dāng)曲柄銷(xiāo)550A通過(guò)底部中心死區(qū)時(shí)活塞A節(jié)流到停止，并平穩(wěn)地反向?，F(xiàn)在過(guò)程重復(fù)，增壓器A執(zhí)行B先前進(jìn)行的程序。
從這種運(yùn)動(dòng)得到的壓力圖現(xiàn)顯示在圖8。我們看到只少有一個(gè)氣缸總是在全壓輸送流體到負(fù)載。雖然在每個(gè)壓縮段要求從液壓泵抽入一些額外的流量，輸入輸出兩個(gè)流動(dòng)相對(duì)平穩(wěn)。但是普通尺寸的壓力補(bǔ)償泵由于在壓縮段進(jìn)行節(jié)流，在傳送這種流動(dòng)時(shí)將沒(méi)有很陡的瞬態(tài)過(guò)程。
前面是討論用兩個(gè)泵的整個(gè)泵裝置，其中每個(gè)泵包括在它自身氣缸套內(nèi)可移動(dòng)的驅(qū)動(dòng)活塞，在空間上分開(kāi)布置的出入口之間交替地經(jīng)過(guò)吸入和輸出沖程。當(dāng)一個(gè)活塞以全功率通過(guò)它輸出沖程中排出段時(shí)(它的入口全開(kāi))，這活塞的運(yùn)動(dòng)使用圖9或11顯示的控制裝置限制另一活塞(被節(jié)流活塞)的運(yùn)動(dòng)。如果整個(gè)裝置包含兩個(gè)以上的泵，并至少包括一個(gè)小于全功率驅(qū)動(dòng)的泵(即被節(jié)流)，這些沒(méi)有顯示，被節(jié)流活塞的運(yùn)動(dòng)將被那些以全功率運(yùn)動(dòng)的活塞中最慢的一個(gè)所限制。
權(quán)利要求
1.流體驅(qū)動(dòng)泵，其特征包括(a)由汽缸套和第一第二分開(kāi)布置的供流體進(jìn)出此套的出入驅(qū)動(dòng)口所構(gòu)成的機(jī)構(gòu)；(b)裝在汽缸套內(nèi)在出入口之間作往復(fù)運(yùn)動(dòng)的活塞；(c)包括加壓流體源和控制機(jī)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，控制機(jī)構(gòu)引導(dǎo)加壓流體從供應(yīng)源交替通過(guò)第一第二出入口中的一個(gè)進(jìn)入汽缸套，同時(shí)保持另一口與壓力足夠低的管道連通以使活塞從接受加壓流體的這個(gè)口離開(kāi)移向另一口；(d)組成控制機(jī)構(gòu)的控制閥，包括(1)由閥室構(gòu)成的機(jī)構(gòu)，與第一第二出入口，加壓流體供應(yīng)源及低壓管道相連通，和(2)裝在閥室內(nèi)的滑閥在第一和第二終端位置間作往復(fù)運(yùn)動(dòng)，在第一終端位置時(shí)將加壓流體供應(yīng)源和低壓管道分別與第一第二出入口連通，第二個(gè)終端位置時(shí)將加壓流體供應(yīng)源和低壓管道分別與第二和第一出入口連通，在第三個(gè)中間位置時(shí)關(guān)閉到供應(yīng)源和低壓管道的兩個(gè)出入口。(e)用來(lái)監(jiān)測(cè)活塞在兩個(gè)出入口之間來(lái)回運(yùn)動(dòng)時(shí)位置的機(jī)構(gòu)是控制機(jī)構(gòu)的組成部分；和(f)閥驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)是控制機(jī)構(gòu)的組成部分，它反應(yīng)活塞在汽缸套內(nèi)的位置，以便(1)至少在活塞從第一出入口移到第二出入口的這部分時(shí)間內(nèi)保持滑閥固定在它的第一位置，(2)當(dāng)活塞從第一口到達(dá)到第二口時(shí)將滑閥從第一位置通過(guò)第三位置移動(dòng)到第二位置，和(3)至少在活塞從第二口移到第一口的時(shí)間內(nèi)保持滑閥在它的第二位置，和(4)當(dāng)活塞從第二口到達(dá)第一口時(shí)將滑閥從它的第二位置通過(guò)第三位置移回到第一位置。
2.按照權(quán)利要求
1所述的泵，其特征是，泵中滑閥是安裝在該閥室內(nèi)繞自身軸旋轉(zhuǎn)，泵中位置監(jiān)測(cè)機(jī)構(gòu)包括連結(jié)活塞和滑閥的鋼索機(jī)構(gòu)，使得活塞在出入口之間的來(lái)回運(yùn)動(dòng)通過(guò)鋼索機(jī)構(gòu)，使滑閥以對(duì)應(yīng)的方式繞自身軸旋轉(zhuǎn)，因此在泵的操作期間任一給定時(shí)刻，滑閥的旋轉(zhuǎn)位置與那時(shí)活塞在汽缸套內(nèi)的位置相對(duì)應(yīng)。
3.按按權(quán)利要求
2所述的泵，其特征是泵中閥驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括第一機(jī)構(gòu)，它與滑閥以這種方式配合，使得鋼索機(jī)構(gòu)引起滑閥的旋轉(zhuǎn)想使滑閥在閥室內(nèi)向關(guān)閉接受加壓流體入口的方向作軸向運(yùn)動(dòng)，第二機(jī)構(gòu)對(duì)第一機(jī)構(gòu)起作用，只要活塞正在從一個(gè)出入口向另一個(gè)出入口運(yùn)動(dòng)，此機(jī)構(gòu)防止滑閥在閥室內(nèi)進(jìn)行軸向運(yùn)動(dòng)而不阻止它的轉(zhuǎn)動(dòng)。
4.按照權(quán)利要求
3所述的泵，其特征是泵中第一機(jī)構(gòu)包括與滑閥的一端同軸螺紋連接的軸機(jī)構(gòu)，第二機(jī)構(gòu)包括以可控方式使軸機(jī)構(gòu)圍繞與滑閥相關(guān)的自身軸旋轉(zhuǎn)的機(jī)構(gòu)。
5.按按權(quán)利要求
3所述的泵，其特征是泵中第一機(jī)構(gòu)包括與滑閥一端同軸螺紋連接的軸機(jī)構(gòu)，第二機(jī)構(gòu)包括以可控方式軸向移動(dòng)該軸機(jī)構(gòu)和滑閥的機(jī)構(gòu)。
6.按照權(quán)利要求
3所述的泵，其特征是泵中第一機(jī)構(gòu)包括與滑閥的外螺紋段相嚙合的螺母，和能旋轉(zhuǎn)的與螺母相連的曲柄以便使螺母和滑閥作軸向運(yùn)動(dòng)，其中第二機(jī)構(gòu)包括以可控方式使曲柄旋轉(zhuǎn)的機(jī)構(gòu)。
7.按照權(quán)利要求
2所述的泵，其特征是泵中驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括將汽缸套與加壓流體供應(yīng)源及低壓管道相互連接的整個(gè)液壓回路，泵中鋼索機(jī)構(gòu)至少包括一根完全放置在液壓回路內(nèi)的鋼索。
8.按照權(quán)利要求
2所述的泵，其特征是泵中鋼索機(jī)構(gòu)全部放置在連接汽缸套與加壓流體供應(yīng)源和低壓管道的液壓回路內(nèi)。
9.按照權(quán)利要求
2所述的泵，其特征是泵中鋼索機(jī)構(gòu)包括第一第二兩個(gè)分離的鋼索，它們將活塞和滑閥互相連結(jié)以便活塞在兩個(gè)出入口之間的來(lái)回運(yùn)動(dòng)使得鋼索交替地卷繞在滑閥上和從滑閥上松開(kāi)，使滑閥以與活塞來(lái)回運(yùn)動(dòng)相應(yīng)的方式旋轉(zhuǎn)。
10.按照權(quán)利要求
1所述的泵，其特征是泵包括構(gòu)成泵室的機(jī)構(gòu)，它與活塞的一端和流體供應(yīng)源合作，通過(guò)活塞從第一口向第二口的運(yùn)動(dòng)將被輸送的流體吸入泵室，通過(guò)活塞從第二口向第一口的運(yùn)動(dòng)，將抽入的液體在加壓狀況下從泵室排出，將抽入流體壓縮到足夠的壓力以從泵室排出之前，活塞從第二口朝第一口須移動(dòng)一定的距離，一旦當(dāng)抽入流體充分壓縮可排出時(shí)，泵中的滑閥保持固定在第二個(gè)位置上。
11.按照權(quán)利要求
10所述的泵，其特征是泵包括構(gòu)成第二個(gè)泵室的機(jī)構(gòu)，它與活塞的另一端和流體供應(yīng)源合作，通過(guò)活塞從第二口向第一口的運(yùn)動(dòng)將被輸送流體抽入泵室，通過(guò)活塞從第一口向第二口的運(yùn)動(dòng)將輸送流體在加壓狀況下從該室排出，將抽入流體充分壓縮以使它可從室內(nèi)排出之前活塞須從第一口向第二口移動(dòng)一定的距離，一旦當(dāng)流體充分壓縮可排出時(shí)，該滑閥保持固定在第一個(gè)位置。
12.流體驅(qū)動(dòng)泵，其特征包括(a)由汽缸套和第一第二分開(kāi)布置供流體進(jìn)出此套的出入驅(qū)動(dòng)口所構(gòu)成的機(jī)構(gòu);(b)裝在汽缸套內(nèi)在兩個(gè)出入口之間作往復(fù)運(yùn)動(dòng)的活塞;(c)包括加壓流體供應(yīng)源和控制機(jī)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，控制機(jī)構(gòu)引導(dǎo)加壓流體從流體供應(yīng)源交替通過(guò)第一第二出入口中的一個(gè)進(jìn)入汽缸套，同時(shí)保持另一出入口與壓力足夠低的管道連通以使活塞從接受加壓流體的這個(gè)口離開(kāi)移向另一口;(d)組成控制機(jī)構(gòu)的控制閥，包括(1)由閥室構(gòu)成的機(jī)構(gòu)與第一第二出入口、加壓流體供應(yīng)源及低壓管道相連通，和(2)裝于閥室內(nèi)的滑閥繞自身軸旋轉(zhuǎn)并在第一和第二終端位置間作往復(fù)運(yùn)動(dòng)，在第一終端位置時(shí)，將加壓流體供應(yīng)源和低壓管道分別與第一和第二出入口連通，在第二終端時(shí)將加壓流體供應(yīng)源和低壓管道分別與第二和第一出入口連通，在第三中間位置時(shí)關(guān)閉到流體供應(yīng)源和低壓管道的兩個(gè)出入口，(e)用來(lái)監(jiān)測(cè)活塞在第一第二出入口之間來(lái)回運(yùn)動(dòng)時(shí)位置的機(jī)構(gòu)是控制機(jī)構(gòu)的組成部分，該位置監(jiān)測(cè)機(jī)構(gòu)包括連結(jié)活塞和滑閥的鋼索機(jī)構(gòu)，使得活塞在出入口之間的來(lái)回運(yùn)動(dòng)通過(guò)鋼索機(jī)構(gòu)使滑閥以對(duì)應(yīng)的方式繞自身軸旋轉(zhuǎn)，因此在泵的操作期間任一給定時(shí)刻，滑閥的旋轉(zhuǎn)位置與那時(shí)活塞在汽缸套內(nèi)的位置相對(duì)應(yīng)，該鋼索機(jī)構(gòu)完全放置在連結(jié)汽缸套與加壓流體供應(yīng)源和低壓管道的液壓回路內(nèi)，和(f)閥驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)至少將滑閥從第三個(gè)位置移到第一第二兩個(gè)位置中的任一位置。
13.流體驅(qū)動(dòng)泵，其特征包括(a)由汽缸套和第一第二分開(kāi)布置的供流體進(jìn)出該套用的出入驅(qū)動(dòng)口所構(gòu)成的機(jī)構(gòu);(b)裝于汽缸套內(nèi)的活塞在兩個(gè)出入口之間作往復(fù)運(yùn)動(dòng);(c)包括加壓流體供應(yīng)源和控制機(jī)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，控制機(jī)構(gòu)引導(dǎo)加壓流體從流體供應(yīng)源輪換通過(guò)第一第二出入口中的一個(gè)進(jìn)入汽缸套，而保持另一口與壓力足夠低的管道連通，以使活塞從接受加壓流體的這個(gè)口離開(kāi)移向另一口;(d)組成控制機(jī)構(gòu)的控制閥，包括(1)由閥室構(gòu)成的機(jī)構(gòu)，與第一第二出入口、加壓流體供應(yīng)源和低壓管道連通，和(2)裝于閥室內(nèi)的滑閥，它繞自身軸旋轉(zhuǎn)并在第一和第二終端位置之間往復(fù)運(yùn)動(dòng)，在第一個(gè)終端位置時(shí)，將加壓流體供應(yīng)源和低壓管道分別與第一和第二出入口連通，在第二終端位置時(shí)，將加壓流體供應(yīng)源和低壓管道分別與第二和第一出入口連通，在第三中間位置時(shí)關(guān)閉到流體供應(yīng)源和低壓管道的出入口，(e)用于監(jiān)測(cè)活塞在第一第二出入口之間來(lái)回運(yùn)動(dòng)時(shí)位置的機(jī)構(gòu)是控制機(jī)構(gòu)的組成部分，該位置監(jiān)測(cè)機(jī)構(gòu)包括連結(jié)活塞和滑閥的鋼索機(jī)構(gòu)，使活塞在出入口之間的來(lái)回運(yùn)動(dòng)通過(guò)鋼索機(jī)構(gòu)使滑閥以對(duì)應(yīng)的方式繞自身軸旋轉(zhuǎn)，因此在泵的操作期間任一給定時(shí)刻，該滑閥的旋轉(zhuǎn)位置與那時(shí)活塞在汽缸套內(nèi)的位置相對(duì)應(yīng)，該鋼索機(jī)構(gòu)包括連結(jié)活塞和滑閥的第一第二分開(kāi)的鋼索，以便活塞在出入口之間的來(lái)回運(yùn)動(dòng)使鋼索交替地卷繞在滑閥上和從滑閥上松開(kāi)，使滑閥以與活塞的來(lái)回運(yùn)動(dòng)相對(duì)應(yīng)的方式旋轉(zhuǎn);和(f)閥驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)至少使滑閥從第三位置運(yùn)動(dòng)到第一第二兩個(gè)位置中任一位置。
14.流體驅(qū)動(dòng)泵，其特征包括(a)由汽缸套和在套內(nèi)相對(duì)的第一第二位置之間來(lái)回運(yùn)動(dòng)的活塞所構(gòu)成的機(jī)構(gòu);和(b)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括加壓流體供應(yīng)源、低壓管道和液壓回路，該回路延伸在流體供應(yīng)源、汽缸套和低壓管道之間，該機(jī)構(gòu)液壓驅(qū)動(dòng)活塞在汽缸套內(nèi)第一第二位置之間作來(lái)回運(yùn)動(dòng)，該驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)還包括能繞自身軸旋轉(zhuǎn)的控制機(jī)構(gòu)和完全放置在液壓回路內(nèi)連結(jié)活塞與該控制機(jī)構(gòu)的鋼索機(jī)構(gòu)，從而活塞在第一第二位置之間的來(lái)回運(yùn)動(dòng)通過(guò)鋼索機(jī)構(gòu)使控制機(jī)構(gòu)以與活塞的來(lái)回運(yùn)動(dòng)相對(duì)應(yīng)的方式繞自身軸旋轉(zhuǎn)，因此在泵的操作期間任意時(shí)刻的控制機(jī)構(gòu)的旋轉(zhuǎn)位置與活塞在它的運(yùn)動(dòng)軌道上的某一特定位置相對(duì)應(yīng)。
15.流體驅(qū)動(dòng)泵，其特征包括(a)由汽缸套和能在該套內(nèi)在相對(duì)的第一第二位置之間來(lái)回運(yùn)動(dòng)的活塞構(gòu)成的機(jī)構(gòu);和(b)液壓驅(qū)動(dòng)活塞在汽缸套內(nèi)兩個(gè)位置間來(lái)回運(yùn)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，該驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括能繞自身軸旋轉(zhuǎn)的控制機(jī)構(gòu)和將該活塞與控制機(jī)構(gòu)連結(jié)起來(lái)的鋼索機(jī)構(gòu)，使得活塞在第一第二位置間的來(lái)回運(yùn)動(dòng)通過(guò)鋼索機(jī)構(gòu)引起控制機(jī)構(gòu)以與活塞來(lái)回運(yùn)動(dòng)相對(duì)應(yīng)的方式繞自身軸旋轉(zhuǎn)，因此在泵的操作期間任意某個(gè)時(shí)刻的控制機(jī)構(gòu)的旋轉(zhuǎn)位置與活塞在其運(yùn)動(dòng)路徑上的某一特定位置相對(duì)應(yīng)，鋼索機(jī)構(gòu)包括連結(jié)活塞與控制機(jī)構(gòu)的第一第二分開(kāi)的兩鋼索，使得活塞在第一第二位置間的來(lái)回運(yùn)動(dòng)使鋼索交替地在控制機(jī)構(gòu)上繞緊和松開(kāi)，引起控制機(jī)構(gòu)以與活塞的來(lái)回運(yùn)動(dòng)相對(duì)應(yīng)的方式旋轉(zhuǎn)。
16.流體驅(qū)動(dòng)泵，其特征包括(a)由汽缸套和第一第二分開(kāi)布置的供流體進(jìn)出此套的出入驅(qū)動(dòng)口所構(gòu)成的機(jī)構(gòu);(b)裝在汽缸套內(nèi)在出入口間作往復(fù)運(yùn)動(dòng)的活塞;(c)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括加壓流體供應(yīng)源和控制機(jī)構(gòu)，控制機(jī)構(gòu)引導(dǎo)加壓流體從供應(yīng)源交替通過(guò)第一第二出入口進(jìn)入汽缸套，而保持另一口與壓力足夠低的管道連通，以使活塞從接受加壓流體的口離開(kāi)移向另一個(gè)口，該驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括能在它自己的第一第二位置間運(yùn)動(dòng)的控制機(jī)構(gòu)以便交替地將與加壓流體源連通的第一第二出入口中的一個(gè)全開(kāi)而保持另一口與低壓管道連通和用來(lái)控制該控制機(jī)構(gòu)位置的機(jī)構(gòu)，使得控制機(jī)構(gòu)至少在活塞從那口移向另一口的大部分運(yùn)動(dòng)時(shí)間內(nèi)保持接受加壓流體的口全開(kāi)。
17.按照權(quán)利要求
16所述的泵，其特征是泵包括構(gòu)成泵室的機(jī)構(gòu)，它與活塞的一端和輸送流體供應(yīng)源合作，通過(guò)活塞從第一口向第二口的運(yùn)動(dòng)將被輸送流體抽入泵室，通過(guò)活塞從第二口向第一口的運(yùn)動(dòng)將流體在加壓狀態(tài)從泵室排出，將抽入的流體壓縮到足夠的壓力以從泵室排出之前，活塞從第二口朝第一口須移動(dòng)一定的距離，一旦當(dāng)抽入流體被充分壓縮可排出時(shí)，控制裝置保持在第二位置以保持第二口全開(kāi)。
18.按照權(quán)利要求
16所述的泵，其特征是泵中用來(lái)控制該控制機(jī)構(gòu)位置的機(jī)構(gòu)保持后者處在這樣的位置使第二口僅僅部分開(kāi)啟，直到活塞在從第二口向第一口移動(dòng)過(guò)程中到達(dá)該特定的距離。
19.泵的裝置，其特征包括(a)將特定流體從它的供應(yīng)源抽出的第一第二流體驅(qū)動(dòng)泵，每個(gè)泵包括(1)由汽缸套和在套內(nèi)相對(duì)的第一第二出入口間來(lái)回運(yùn)動(dòng)的活塞所構(gòu)成的機(jī)構(gòu)，(2)包含分別與第一第二口相鄰的第一第二泵室的機(jī)構(gòu)，它與活塞相對(duì)的兩端和輸送流體供應(yīng)源合作，通過(guò)活塞從它鄰近一個(gè)泵室的位置向鄰近另一泵室的位置運(yùn)動(dòng)，將流體從供應(yīng)源吸入這個(gè)泵室同時(shí)從另一個(gè)泵室排出流體，這樣活塞的往復(fù)運(yùn)動(dòng)交替地相對(duì)一個(gè)泵室為吸入沖程相對(duì)另一個(gè)泵室為輸出沖程，輸出沖程包括兩段，當(dāng)另一泵室內(nèi)的流體沒(méi)有充分壓縮到可從那室排出時(shí)為開(kāi)始的壓縮段，接著是排出段，那泵室內(nèi)流體已充分壓縮可從那排出，和(3)包括加壓驅(qū)動(dòng)流體源和控制機(jī)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，控制機(jī)構(gòu)引導(dǎo)加壓流體從它的供應(yīng)源交替通過(guò)第一第二出入口中的每一個(gè)，以受控流動(dòng)的方式進(jìn)入汽缸套，而保持另一口與相對(duì)于加壓驅(qū)動(dòng)流體來(lái)說(shuō)壓力足夠低的管道連通，從而使活塞離開(kāi)接受加壓流體的口而向另一口運(yùn)動(dòng)，以完成吸入和輸出沖程;(b)作用在第一第二每個(gè)泵驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)上的控制裝置使它們各自的活塞互相以固定的相位關(guān)系來(lái)回往復(fù)通過(guò)吸入和輸出沖程，使得(1)在這整個(gè)泵裝置的操作期間至少有一個(gè)泵的活塞相對(duì)那個(gè)泵的泵室總是處在輸出沖程的排出段，同時(shí)在它的輸出沖程的排出段接受加壓驅(qū)動(dòng)流體使上述活塞運(yùn)動(dòng)的出入口保持全開(kāi)，和(2)每個(gè)泵的活塞在運(yùn)動(dòng)經(jīng)過(guò)它輸出沖程的初始?jí)嚎s段時(shí)，在整個(gè)壓縮段維持接受加壓驅(qū)動(dòng)流體以提供上述運(yùn)動(dòng)的出入口在部分開(kāi)啟狀態(tài)，以便讓流過(guò)部分開(kāi)啟口的加壓流體的壓力緩慢上升。
20.按照權(quán)利要求
19所述的泵，其特征是泵裝置中控制裝置對(duì)每臺(tái)泵的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)起作用，以便在泵裝置的整個(gè)操作期間保持兩個(gè)活塞相互間的相位差90°。
21.按照權(quán)利要求
19所述的泵，其特征是泵裝置中控制裝置除了驅(qū)動(dòng)馬達(dá)及其動(dòng)力線路外全部由機(jī)械結(jié)構(gòu)組成。
22.按照權(quán)利要求
19所述的泵，其特征是泵裝置中兩臺(tái)泵的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括一個(gè)共用的驅(qū)動(dòng)泵為每臺(tái)泵提供加壓液體。
23.按照權(quán)利要求
19所述的泵，其特征是泵裝置中每臺(tái)泵的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括控制機(jī)構(gòu)，該控制機(jī)構(gòu)能在它自己的兩個(gè)位置之間移動(dòng)，交替地將加壓流體供應(yīng)源與那泵的第一第二出入口中的一個(gè)連通而同時(shí)保持另一口與低壓管道連通，控制裝置直接作用到每個(gè)控制機(jī)構(gòu)以移動(dòng)每臺(tái)泵的活塞通過(guò)它們的吸入和輸出沖程。
24.按照權(quán)利要求
23所述的泵，其特征是泵裝置中的控制裝置包括第一第二曲柄連桿機(jī)構(gòu)，分別直接與第一第二臺(tái)泵的控制機(jī)構(gòu)相連，還包括將第一第二曲柄連桿機(jī)構(gòu)相互連結(jié)起來(lái)的單根驅(qū)動(dòng)鋼索和驅(qū)動(dòng)該鋼索機(jī)構(gòu)的馬達(dá)裝置。
25.按照權(quán)利要求
24所述的泵，其特征是泵裝置中的控制裝置使它的輸出沖程排出段的活塞運(yùn)動(dòng)限制另一活塞的運(yùn)動(dòng)。
26.用來(lái)從供應(yīng)源抽吸某種特殊液體的流體驅(qū)動(dòng)泵，其特征包括(a)由汽缸套和能在套內(nèi)相對(duì)的第一第二出入口之間來(lái)回運(yùn)動(dòng)的活塞所構(gòu)成的機(jī)構(gòu);(b)由分別位于第一第二口附近的第一第二泵室構(gòu)成的機(jī)構(gòu)，它與活塞相對(duì)的兩端及輸送流體供應(yīng)源合作，通過(guò)活塞從與一個(gè)室相鄰的位置運(yùn)動(dòng)到與另一室相鄰的位置，把流體吸入一個(gè)室而同時(shí)從另一室排出流體，因此活塞的來(lái)回運(yùn)動(dòng)交替地使相對(duì)一室為吸入沖程和相對(duì)另一室為輸出沖程，輸出沖程包括兩段，開(kāi)始為壓縮段，在此期間一個(gè)室內(nèi)的流體還沒(méi)有充分壓縮到可從那室內(nèi)排出，接著是排出段，那個(gè)室內(nèi)的流體被充分壓縮而從室內(nèi)排出;(c)包括加壓驅(qū)動(dòng)流體供應(yīng)源和控制機(jī)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，控制機(jī)構(gòu)引導(dǎo)加壓驅(qū)動(dòng)流體從它的供應(yīng)源交替通過(guò)出入口中的每一個(gè)，以受控流動(dòng)的方式進(jìn)入汽缸套，而保持另一口與相對(duì)加壓驅(qū)動(dòng)流體來(lái)說(shuō)壓力足夠低的管路相通，以使活塞離開(kāi)接受加壓流體的口移向另一口，從而完成吸入和輸出沖程;和(d)對(duì)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)起作用的控制裝置，使活塞來(lái)回往復(fù)交替通過(guò)吸入和輸出沖程，活塞通過(guò)它每個(gè)輸出沖程的初始?jí)嚎s段時(shí)，在整個(gè)壓縮段維持接受加壓驅(qū)動(dòng)流體以提供上述運(yùn)動(dòng)的出入口在部分開(kāi)啟狀態(tài)，而在該活塞通過(guò)它每個(gè)輸出沖程的排出段的時(shí)間內(nèi)維持上述的出入口在全開(kāi)狀態(tài)。
27.泵裝置，其特征包括(a)若干流體驅(qū)動(dòng)泵，每一個(gè)泵包括(1)驅(qū)動(dòng)活塞能在它自己汽缸套內(nèi)運(yùn)動(dòng)，在一對(duì)分開(kāi)布置的出入口之間交替經(jīng)過(guò)吸入和輸出沖程，輸出沖程包括壓縮段和排出段，和(2)包括適合驅(qū)動(dòng)流體以可控的方式流經(jīng)各口的機(jī)構(gòu)以推動(dòng)活塞按相應(yīng)的可控方式經(jīng)過(guò)它的各個(gè)沖程;和(b)在泵的所有出入口控制驅(qū)動(dòng)流體流動(dòng)的機(jī)構(gòu)，從而(1)在裝置操作時(shí)，至少有一個(gè)泵的活塞正在運(yùn)動(dòng)經(jīng)過(guò)它的輸出沖程的排出段，(2)當(dāng)任何一個(gè)泵的活塞運(yùn)動(dòng)經(jīng)過(guò)它沖程的排出段時(shí)，它是在驅(qū)動(dòng)流體的全功率下工作，和(3)當(dāng)任何一個(gè)泵的活塞運(yùn)動(dòng)通過(guò)它的輸出沖程的壓縮段時(shí)，它在節(jié)流功率下工作。
28.按照權(quán)利要求
27所述的泵裝置，其特征是裝置中控制機(jī)構(gòu)包括檢測(cè)每個(gè)活塞位置的機(jī)構(gòu)。
29.按照權(quán)利要求
28所述的泵裝置，其特征是裝置中檢測(cè)機(jī)構(gòu)是機(jī)械的。
30.按照權(quán)利要求
28所述的泵裝置，其特征是裝置中檢測(cè)機(jī)構(gòu)包括電子機(jī)構(gòu)。
31.按照權(quán)利要求
27所述的泵裝置，其特征是裝置中控制機(jī)構(gòu)包括將所有泵的活塞相互連結(jié)起來(lái)的機(jī)構(gòu)，使得每個(gè)活塞的運(yùn)動(dòng)都依賴于那個(gè)移動(dòng)經(jīng)過(guò)輸出沖程排出段最慢活塞的運(yùn)動(dòng)，并受到它的限制。
32.泵裝置，其特征包括(a)若干流體驅(qū)動(dòng)泵，每一個(gè)包括(1)驅(qū)動(dòng)活塞，能在它自己的汽缸套內(nèi)運(yùn)動(dòng)，在一對(duì)分開(kāi)布置的出入口之間交替通過(guò)吸入和輸出沖程，輸出沖程包括壓縮段和排出段，和(2)包括適合驅(qū)動(dòng)流體以可控方式流經(jīng)各口的機(jī)構(gòu)，以推動(dòng)活塞以相應(yīng)的可控方式經(jīng)過(guò)它的各個(gè)沖程;和(b)在泵所有的出入口控制驅(qū)動(dòng)流體流動(dòng)的機(jī)構(gòu);從而(1)在裝置操作時(shí)，至少有一個(gè)泵的活塞正在運(yùn)動(dòng)經(jīng)過(guò)它的輸出沖程的排出段，(2)當(dāng)任何一個(gè)泵的活塞運(yùn)動(dòng)經(jīng)過(guò)它的沖程的排出段時(shí)，它在驅(qū)動(dòng)流體的滿功率下工作，和(3)在小于全功率下驅(qū)動(dòng)的每個(gè)活塞的運(yùn)動(dòng)都依賴于那個(gè)移動(dòng)經(jīng)過(guò)輸出沖程壓縮段最慢活塞的運(yùn)動(dòng)，并受到它的限制。
專(zhuān)利摘要
這里公布用來(lái)從供應(yīng)源平穩(wěn)地抽吸可壓縮流體的整個(gè)泵裝置和作為裝置組成部分的兩個(gè)增壓器，以及驅(qū)動(dòng)相互間有特定相位關(guān)系的增壓器的控制裝置。每個(gè)增壓器包括它自己的往復(fù)活塞和控制機(jī)構(gòu)，該控制機(jī)構(gòu)以反饋形式與活塞相連以便跟隨活塞的運(yùn)動(dòng)。公開(kāi)的每個(gè)特定的增壓器中，它的活塞和控制機(jī)構(gòu)通過(guò)鋼索機(jī)構(gòu)相互連結(jié)，以使控制機(jī)構(gòu)以與活塞運(yùn)動(dòng)相應(yīng)的方式繞自身軸旋轉(zhuǎn)。
文檔編號(hào)F04B9/117GK87100647SQ87100647
公開(kāi)日1987年8月26日 申請(qǐng)日期1987年2月10日
發(fā)明者約翰·H·奧爾森 申請(qǐng)人:流程工業(yè)公司導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan