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CN107051832A - 液态覆盖物涂敷系统的供应泵 - Google Patents

液态覆盖物涂敷系统的供应泵 Download PDF

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CN107051832A
CN107051832A CN201611048720.0A CN201611048720A CN107051832A CN 107051832 A CN107051832 A CN 107051832A CN 201611048720 A CN201611048720 A CN 201611048720A CN 107051832 A CN107051832 A CN 107051832A
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cam type
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Abstract

本发明涉及液态覆盖物涂敷系统的供应泵。该供应泵(1)包括对至少两个活塞进行驱动的马达(3)以及由该马达转动的滚筒(9)，该滚筒包括具有凸轮型槽(92)的外柱面(90)，所述活塞分别固定于杆体(51，61)上，杆体上还固定有滚轮(53，63)，滚轮沿凸轮型槽(92)滚动，从而使得与滚轮相连的活塞在滚筒(9)转动的作用下沿相应的平移轴线(X5，X6)做平移运动。凸轮型槽(92)与其中一个滚轮的接触位置相对于凸轮型槽与另一滚轮的接触位置具有偏移角，从而使得当一个活塞抵达其运动方向上的反向点时，另一活塞处于运动状态。所述泵还包括补偿装置(10)，该补偿装置用于在当一个活塞抵达其运动方向上的反向点时，对另一个活塞进行加速。

Description

液态覆盖物涂敷系统的供应泵
技术领域
本发明涉及一种液态覆盖物涂敷系统的供应泵。
背景技术
油漆等液态覆盖物涂敷系统的供应泵通常由电动或气动马达、液压泵以及将所述马达连接至该液压泵的连接装置组成。电动泵是指具有电动马达的供应泵，气动泵是指具有气动马达的供应泵。优选使用电动泵的原因在于其具有更好的性能和更低的使用成本，但是在将电动泵的电动马达的旋转运动转换为液压泵的交替线性运动的过程中存在问题。当液压泵的运动方向反向时，其活塞的运动速度达到零，从而导致该泵出口处产生压力降。因此，所使用的电动泵必须对此类反向进行补偿。
已知的某些泵中采用连杆-曲柄系统驱动的单个活塞。此类泵中，对电动马达的转速进行控制，以获得恒定的流量。US2015/219819A中描述了一种采用齿条驱动的单个活塞的泵。其中，通过齿条的不同齿实现所述反向，以减少其磨损。这些系统均不能避免泵出口处的压力降。
还有一种已知泵中采用沿直径相对设置的两个活塞，即π(Pi)弧度相移泵，所述活塞在心形凸轮旋转的作用下发生移动，该心形凸轮的形状和相应机制设置为，在所述两活塞中的一个发生运动反向时，另一个活塞并不完全位于其行程的终点。然而，由于该系统使得待由马达提供的扭矩发生连续变化，因此仍然不能获得完全满意的效果。此外，在所述已知心形凸轮设计下，该心形凸轮的机制设置为仅有一个用于推动液压泵活塞的装置。因此，为了实现活塞在相反方向上的运动，还需设置返回机构。
发明内容
本发明的目的在于通过提出一种新型液态覆盖物涂敷系统的供应泵以解决上述缺点，该供应泵可更加有效地对其活塞的反向进行补偿。
为实现此目的，本发明涉及一种液态覆盖物涂敷系统的供应泵，所述供应泵包括对至少两个活塞进行驱动的马达。该供应泵还包括在所述马达的驱动下进行转动运动的滚筒，该滚筒包括具有凸轮型槽的外柱面；所述活塞固定于杆体上，所述杆体上还固定有滚轮，所述滚轮沿所述凸轮型槽滚动，从而使得经所述杆体与所述活塞连接的所述滚轮在滚筒的转动运动的作用下沿相应的平移轴线进行平移运动；所述凸轮型槽与所述滚轮的其中一个的接触位置相对于所述凸轮型槽与所述滚轮的其中另一个的接触位置具有偏移角，从而使得当所述活塞中的一个抵达其运动方向上的反向点时，所述活塞中的另一个处于平移运动状态；所述供应泵还包括补偿装置，所述补偿装置用于在当所述活塞中的一个抵达其运动方向上的反向点时，对所述活塞中的另一个的平移运动的速度进行加速。
根据本发明，在一个活塞进行运动反向期间，通过对另一个活塞的平移运动的速度进行加速，可实现压力降的有效补偿。泵出口处所获得的压力总体恒定。
根据本发明的有利可选方面，上述泵可包括以下一个特征，或任何技术上可实现的多个特征的组合：
-所述补偿装置包括加速装置，该加速装置用于在所述活塞中的一个经过其反向点之前或之后的预设时长内对所述滚筒的转动运动的转速进行加速：在此实施方式中，在运动反向时，马达转速上升而转矩降低，从而使得所需的马达功率保持恒定；
-所述加速装置为对所述马达的转速进行从动控制的控制单元；
-所述补偿装置还包括设置于所述活塞下游的压力传感器，所述加速装置用于根据该压力传感器所测量的压力值提升所述滚筒的转动运动的转速；
-所述补偿装置由所述凸轮型槽的两个角度区域形成，所述角度区域相对于与所述滚筒的旋转轴线垂直的平面具有倾斜角，该倾斜角大于所述凸轮型槽的剩余角度区域的倾斜角：在此实施方式中，在实现补偿的同时，可保持恒定的速度和马达转矩；
-形成所述补偿装置的所述凸轮型槽的角度区域的倾斜角的值为该凸轮型槽剩余角度区域的倾斜角的值的两倍；
-所述供应泵包括在角度上相互偏移90°的两个活塞；
-所述凸轮型槽包括两个螺旋槽，所述两个螺旋槽中的每一个均延伸所述滚筒的圆周的一半，所述两个螺旋槽相对于经过旋转轴线的平面对称；
-所述滚轮之间的偏移角为70°至100°；
-所述滚轮之间的偏移角为90°。
附图说明
通过以下对根据本发明原理的供应泵的描述，本发明将更易理解，而且其其他优点将更为清晰。所述供应泵仅作为非限制性实施例，而且其描述参考附图。附图中：
图1为根据本发明第一实施方式的泵的立体图；
图2为图1中细节II处的放大图；
图3为图1和图2泵的俯视图；
图4为沿图3的IV-IV面的截面图；
图5为转速相对于图1至图4所示泵的马达的角度位置的变化曲线；
图6为与图4相类似的视图，并且为根据本发明第二实施方式的泵的放大图，其中，仅示出该泵的滚筒和滚轮；以及
图7为根据本发明第三实施方式的泵的与图1相类似的视图。
具体实施方式
图1至图4所示为根据本发明第一实施方式的液态覆盖物涂敷系统(未图示)的供应泵。泵1包括具有旋转轴线X-X'的电动马达3。
所述马达用于驱动两个活塞5和6，每个活塞均安装于腔室8中，且可沿各自的平行于旋转轴线X-X'的平移轴线X5和X6进行滑动。活塞5和6在腔室8中的运动使得油漆等加压液态覆盖物得以输送。
马达3通过传动系统驱动活塞5和6，该传动系统包括滚筒9，该滚筒由马达3驱动绕旋转轴线X-X'旋转。马达3的旋转向滚筒9的传动既可为直接传动，也可通过齿轮减速系统(未图示)间接实现。
滚筒9包括以旋转轴线X-X'为中心的柱形外表面90。外表面90具有凸轮型槽92。活塞5和6分别固定于第一杆体51和第二杆体61，该第一杆体和第二杆体上还固定有第一滚轮53和第二滚轮63，滚轮53和63沿凸轮型槽92滚动，从而使得分别经杆体51和61与该滚轮53和63连接的活塞5和6在滚筒9转动的作用下沿平行于旋转轴线X-X'的平移轴线X5和X6做平移运动。
在图示实施例中，凸轮型槽92由连续槽形成，该连续槽包括两段螺旋槽94和95，每段螺旋槽均延伸滚筒9外周的一半，且相对于通过滚筒的旋转轴线X-X'的平面P1对称。螺旋槽94包括圆柱底面94a、上螺旋壁94b以及下螺旋壁94c，螺旋槽95包括圆柱底面95a、上螺旋壁95b以及下螺旋壁95c。滚轮53和63沿垂直于旋转轴线X-X'的接触线(未图示)选择性地与上螺旋壁94b和95b和下螺旋壁94c和95c中的一方相接触。
在图4中，因切割平面IV-IV的几何形状，马达3、滚筒9和滚轮53和63均分别出现两次。
当滚筒9绕旋转轴线X-X'自转时，螺旋壁94b，95b，94c，95c与滚轮53和63之间的接触使得杆体51和61发生平移运动，该运动传递至活塞5和6后，使得其可交替地对所述覆盖物进行抽吸并其后将其经泵1的出口加压排出。
活塞5和6均具有与其平移运动方向上的反向点对应的顶部止点和底部止点。在各反向过程中，活塞5和6的线性速度降低，然后经过速度零点，从而导致泵出口处的压力被切断。因此，当活塞5和6的其中一个因到达其反向点而速度减缓时，必须利用另一个活塞对该速度的减缓进行补偿。因此，根据本发明，凸轮型槽92与滚轮53和63的其中一个的接触点位置与凸轮型槽92与另一滚轮接触点位置之间具有相对的角度偏移，该角度偏移使得当活塞5和6的其中一个处于其运动方向上的反向点时，另一个处于运动状态。有利地，如图4所示，滚轮53和63的各自位置使得，当滚轮53到达其顶部反向点时，滚轮63正大约处于其向上运动的中途位置。这可部分补偿因活塞的运动反向导致的压力降。
滚轮53和63的偏移角A优选处于70°和100°之间。优选地，所述滚轮53和63的偏移角A为90°。该角度A也是平移轴线X5和X6分别与旋转轴线X-X'所形成的平面之间的夹角。该偏移角不可为180°，因为在此角度下，活塞5和6将同时抵达其反向点，从而无法实现相互补偿。
因此，如图3所示，滚轮53和63相互偏移滚筒9转动一周的四分之一，这表示，当滚轮63到达螺旋槽95的中间位置时(此过程与活塞6位于行程的一半相对应)，滚轮53抵达螺旋槽94和95的交界处。
为了更有效地补偿活塞的运动反向，根据本发明，泵1还包括适于当活塞5和6中的一个到达其反向点时对另一个进行加速的补偿装置。
根据本发明的第一实施方式，所述补偿装置包括在活塞5和6中的一个经过其反向点之前或之后的预设时长内对滚筒9的转速进行加速的装置，即图1中示意性示出的控制单元10。因此，在其中一个活塞减速后经过速度零点，然后再加速的整个期间，控制单元10对滚筒9的转速进行加速，以使得另一个活塞的平移速度也被加速，从而实现对前述活塞速度减缓的补偿。该方法如图5中曲线所示，该图所示为滚筒9的转速V作为滚筒9的角度位置的函数而演化的过程。该速度曲线由控制单元10以电信号S10的形式发送至马达3。每当滚筒9旋转其一圈的四分之一时，即旋转π/2的弧度时，活塞5或6发生运动反向，并随即通过提升此角度位置附近下的滚筒转速V进行补偿。
举例而言，滚筒9的转速可增加每分钟5转至10转。
控制单元10优选为对马达3的转速实施从动控制的电子单元。
举例而言，活塞通过其反向点前后的角度区间，即对滚筒9的转速进行加速的角度区间，可以为0.14至0.28的弧度。
图6所示为本发明的第二实施方式。在此实施方式中，与第一实施方式相同的元件以相同附图标记标注，而且工作方式也相同。以下仅对其与第一实施方式的不同点进行概述。
图6中，为了清楚起见，仅示出了处于图4截面图所示两位置处的滚筒9，以及滚轮53和63。
在图6所示实施方式中，所述补偿装置可以以替代上述用于对滚筒9的转速进行加速的装置的方式包括，或者在该装置之外同时包括，凸轮型槽92上的两个角度区域97，其中，相对于与旋转轴线X-X'垂直的平面P2的倾斜角A97大于凸轮型槽92的剩余角度区域的标称倾斜角A92。所述剩余角度区域定义为延伸于角度区域97之外的凸轮型槽92的部分。螺旋槽94和95的中间部分均设有斜度更大的角度区域97。如此，对于相互偏移90°的滚轮53和63而言，当滚轮53抵达反向点时(如图6左侧所示)，滚轮63与角度区域97相接触(如图6右侧所示)。在这种方式中，由于槽壁94b，95b，94c和95c的斜度加大，滚轮63沿轴线X-X'的平移速度获得了提升。因此，固定至滚轮63的活塞6的加速可对活塞5的减速和经过速度零点进行补偿。这可使得当活塞5和6中的一个到达其反向点时，使得泵1出口处的压力仅发生相对较小的变化。
根据本发明的有利可选方面，倾斜角A97的值优选为倾斜角A92的值的两倍。
当然，角度区域97在螺旋槽94和95中间点处的位置与滚轮53和63在90°下的取向相关。
图7所示为本发明的第三实施方式。根据第三实施方式，泵1还可包括位于活塞5和6的两个液压出口管道C1和C2的下游的压力传感器100，从而可对泵1出口处的压力以及其中一个活塞抵近反向点后的压力降进行测量。压力传感器100包含于所述补偿装置中，且连接至控制单元10，或连接至其他任何适于根据压力传感器100所测量的且以电信号SP方式发送至控制单元10的压力值提升滚筒9的转速的装置。为此，可在所述泵出口处的压力值降至例如为15巴的阈值以下时，触发对滚筒9转速的提升。
根据本发明的一种实施方式(未图示)，泵1可包括两个以上的活塞。
上述实施方式的特征及替代方案可相互组合，以形成新的本发明实施方式。

Claims (10)

1.一种用于液态覆盖物涂敷系统的供应泵(1)，所述供应泵包括对至少两个活塞(5，6)进行驱动的马达(3)，其特征在于：还包括在所述马达(3)的驱动下进行转动运动的滚筒(9)，所述滚筒(9)包括具有凸轮型槽(92)的外柱面(90)；所述活塞(5，6)固定于杆体(51，61)上，所述杆体上还固定有滚轮(53，63)，所述滚轮沿所述凸轮型槽(92)滚动，从而使得经所述杆体(51，61)与所述滚轮(53，63)连接的所述活塞(5，6)在滚筒(9)的转动运动的作用下沿相应的平移轴线(X5，X6)进行平移运动；所述凸轮型槽(92)与所述滚轮的其中一个的接触位置相对于所述凸轮型槽(92)与所述滚轮的其中另一个的接触位置具有偏移角(A)，从而使得当所述活塞(5，6)中的一个抵达其运动方向上的反向点时，所述活塞(5，6)中的另一个处于平移运动状态；所述供应泵(1)还包括补偿装置，所述补偿装置用于在当所述活塞(5，6)中的一个抵达其运动方向上的反向点时，对所述活塞(5，6)中的另一个的平移运动的速度进行加速。
2.根据权利要求1所述的供应泵(1)，其特征在于，所述补偿装置包括加速装置(10)，该加速装置(10)用于在所述活塞(5，6)中的一个经过其反向点之前或之后的预设时长内对所述滚筒(9)的转动运动的转速进行加速。
3.根据权利要求2所述的供应泵(1)，其特征在于，所述加速装置(10)为对所述马达(3)的转速进行从动控制的控制单元。
4.根据权利要求2所述的供应泵(1)，其特征在于，所述补偿装置还包括设置于所述活塞(5，6)下游的压力传感器(100)，所述加速装置(10)用于根据该压力传感器(100)所测量的压力值(SP)提升所述滚筒(9)的转动运动的转速(V)。
5.根据权利要求1所述的供应泵(1)，其特征在于，所述补偿装置由所述凸轮型槽(92)的两个角度区域(97)形成，所述角度区域(97)相对于与所述滚筒(9)的旋转轴线(X-X')垂直的平面(P2)具有倾斜角(A97)，该倾斜角(A97)大于所述凸轮型槽(92)的剩余角度区域的倾斜角(A92)。
6.根据权利要求5所述的供应泵(1)，其特征在于，形成所述补偿装置的所述凸轮型槽(92)的角度区域(97)的倾斜角(A97)的值为该凸轮型槽(92)剩余角度区域的倾斜角(A92)的值的两倍。
7.根据权利要求1所述的供应泵(1)，其特征在于，包括在角度上相互偏移90°的两个活塞(5，6)。
8.根据权利要求1所述的供应泵(1)，其特征在于，所述凸轮型槽(92)包括两个螺旋槽(94，95)，所述两个螺旋槽(94，95)中的每一个均延伸所述滚筒(9)的圆周的一半，所述两个螺旋槽(94，95)相对于经过所述滚筒(9)的旋转轴线(X-X')的平面(P1)对称。
9.根据权利要求1所述的供应泵(1)，其特征在于，所述滚轮(53，63)之间的偏移角(A)为70°至100°。
10.根据权利要求9所述的供应泵(1)，其特征在于，所述滚轮(53，63)之间的偏移角(A)为90°。
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