流體分配系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種流體分配系統(tǒng)，包括泵（4）和具有至少一個噴嘴的分配器噴射頭，待分配的流體通過噴嘴輸出，泵（4）包括定子（14）和裝配在定子的腔室中的轉(zhuǎn)子（12），轉(zhuǎn)子關(guān)于定子（14）圍繞旋轉(zhuǎn)軸線（Ar）并在軸向上沿軸線（Ar）可旋轉(zhuǎn)地移動，轉(zhuǎn)子的軸向位移在第一軸向方向（A1）上構(gòu)造為產(chǎn)生泵填充操作并且在相反的第二軸向方向（A2）上構(gòu)造為產(chǎn)生分配操作，泵填充操作使流體經(jīng)由入口（8）吸入定子腔室中，分配操作使腔室中的流體經(jīng)由泵的出口（10）壓出。泵的出口布置在轉(zhuǎn)子中，并且分配器噴射頭與泵的出口流體式連接，并且位于轉(zhuǎn)子的軸向輸出端（19）處或靠近所述轉(zhuǎn)子的軸向輸出端（19），分配器噴射頭構(gòu)造成至少部分地在徑向方向（R）上圍繞旋轉(zhuǎn)軸線進(jìn)行流體分配。
【專利說明】流體分配系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種以噴射形式分配流體、特別是液體的系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]存在許多需要對液體進(jìn)行噴射的應(yīng)用，由此所需的噴射構(gòu)造將取決于該應(yīng)用，并且可以包括例如待分配液體的流速和量、液滴尺寸、流體射流直徑、流體輸出速度以及液體的空間分散性等參數(shù)。除液體特性(例如，粘度)和壓力特性之外，噴射構(gòu)造將取決于噴嘴的幾何形狀等，這在傳統(tǒng)系統(tǒng)中是靜態(tài)的，有時通過可調(diào)間隙或出口形狀來改變噴射構(gòu)造。然而，傳統(tǒng)的分配器系統(tǒng)不善于以精確可控的方式對流體進(jìn)行廣泛的空間分布，特別是精準(zhǔn)劑量的廣泛空間分布。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的一個目的是提供一種能夠使流體進(jìn)行良好可控且一致性的空間輸送的分配系統(tǒng)。
[0004]對于某些應(yīng)用，優(yōu)選地提供一種能夠通過精準(zhǔn)控制而沿徑向向外地對流體進(jìn)行分配的流體分配系統(tǒng)。
[0005]對于某些應(yīng)用，優(yōu)選地提供一種能夠通過精準(zhǔn)控制而對少量流體進(jìn)行分配的流體分配系統(tǒng)。
[0006]對于某些應(yīng)用，優(yōu)選地提供一種能夠以一致的輸送率對流體進(jìn)行分配的流體分配系統(tǒng)。
[0007]對于某些應(yīng)用，優(yōu)選地提供一種能夠以離散方式整合在容器內(nèi)并且兼容寬泛的容器設(shè)計(jì)構(gòu)造的流體分配系統(tǒng)。
[0008]優(yōu)選地，提供一種緊湊且具備成本效益的流體分配系統(tǒng)。
[0009]優(yōu)選地，提供一種易于操作的流體分配系統(tǒng)。
[0010]本發(fā)明的目的通過提供一種根據(jù)權(quán)利要求1所述的分配系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)。
[0011]本文公開了一種包括泵和分配器噴射頭的流體分配系統(tǒng)，所述分配器噴射頭包括至少一個噴嘴，待分配流體通過所述噴嘴輸出。所述泵包括定子和裝配在所述定子的腔室中的轉(zhuǎn)子，所述轉(zhuǎn)子關(guān)于所述定子圍繞旋轉(zhuǎn)軸線并在軸向上沿所述軸線可旋轉(zhuǎn)地移動，所述轉(zhuǎn)子的軸向位移在第一軸向方向上構(gòu)造為產(chǎn)生泵填充操作，并且在相反的第二軸向方向上構(gòu)造為產(chǎn)生分配操作，其中所述泵填充操作經(jīng)由入口將流體吸入定子腔室中，所述分配操作經(jīng)由所述泵的出口將所述腔室中的流體壓出。所述泵的出口布置在所述轉(zhuǎn)子中，并且所述分配器噴射頭與所述泵的出口流體式連接，并且位于或靠近所述轉(zhuǎn)子的軸向輸出端，所述分配器噴射頭構(gòu)造成至少部分地在徑向方向上圍繞所述旋轉(zhuǎn)軸線對流體進(jìn)行分配。
[0012]待分配流體可以包括液體、氣體、氣液混合物、凝膠，以及其他可流動物質(zhì)。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的流體分配系統(tǒng)特別適用于噴射液體。
[0013]在一優(yōu)選實(shí)施例中，所述轉(zhuǎn)子包括第一和第二軸向延伸部以及第一和第二密封件，所述第一和第二軸向延伸部的直徑不同，并且裝配在所述定子腔室的相應(yīng)的第一和第二腔室部分中，所述第一和第二密封件裝配裝在所述定子殼體中，并密封地包圍所述第一和第二軸向轉(zhuǎn)子延伸部，所述轉(zhuǎn)子延伸部包括流體供應(yīng)通道，其與各個密封環(huán)相結(jié)合地用作閥門，以作為泵轉(zhuǎn)子的角位移的函數(shù)而分別打開和關(guān)閉所述泵的入口與所述腔室部分之間的連通以及所述腔室部分與所述泵的出口之間的連通。
[0014]在一優(yōu)選實(shí)施例中，所述泵的出口布置在所述轉(zhuǎn)子的第二軸向延伸部中，并且所述轉(zhuǎn)子的第二軸向延伸部具有的直徑小于所述轉(zhuǎn)子的第一軸向延伸部的直徑。所述泵的出口可優(yōu)選地從所述轉(zhuǎn)子的軸向輸出端處離開。
[0015]在一優(yōu)選實(shí)施例中，所述入口布置成與所述旋轉(zhuǎn)軸線成一直線，并且與所述轉(zhuǎn)子的軸向輸出端相對。所述泵的出口布置在所述轉(zhuǎn)子的第二軸向延伸部中，其優(yōu)選地包括與所述出口和所述分配器頭部流體式相連的輸出腔。所述轉(zhuǎn)子的第二軸向延伸部具有的直徑大于所述轉(zhuǎn)子的第一軸向延伸部的直徑。
[0016]在一優(yōu)選實(shí)施例中，所述分配器噴射頭固定不動地裝配于所述轉(zhuǎn)子的軸向輸出端或者從所述轉(zhuǎn)子的軸向輸出端延伸，并且與所述轉(zhuǎn)子一起旋轉(zhuǎn)。
[0017]所述分配器噴射頭可以是裝配于所述轉(zhuǎn)子的軸向輸出端上的獨(dú)立部件的形式，但也可以具有與所述轉(zhuǎn)子一體成型為單個部件的噴射頭。
[0018]所述分配器噴射頭可以具有直徑大于所述轉(zhuǎn)子的軸向輸出端的直徑，或者可以具有直徑等于或小于所述轉(zhuǎn)子的軸向輸出端的直徑。
[0019]所述分配器噴射頭優(yōu)選地包括多個噴嘴，所述噴嘴關(guān)于徑向方向以一個或多個角度(α )進(jìn)行定向。所述噴嘴的投射方向可以是任意選定角度，例如在-80° <α〈+90°的范圍中，或例如-60° <α〈+90°的更小范圍中。泵排出范圍的角度旋轉(zhuǎn)位置優(yōu)選地處在60°至120°的范圍中，例如90°或大約90°，這取決于泵的構(gòu)造并由所述泵的構(gòu)造來確定，并允許選擇所述泵排出的開始和結(jié)束位置，由此來配置形成了繞所述旋轉(zhuǎn)軸線的噴射角度分布的啟動角度和停止角度。通過所述流體供應(yīng)通道的位置、所述密封件的形狀和位置以及所述轉(zhuǎn)子的軸向位移特性，將所述泵的閥門的配置確定為旋轉(zhuǎn)的函數(shù)。因此，能夠通過配置如下參數(shù)的組合來產(chǎn)生較大范圍的不對稱或?qū)ΨQ的噴射模式:流體通量、各個噴嘴相對于徑向R的角度方向、每個噴嘴元件的角度張開寬度、噴嘴的數(shù)目和空間分布，以及可確定流體排出操作的旋轉(zhuǎn)角度的所述泵閥門構(gòu)造。這例如能夠使更多的流體進(jìn)入到距離設(shè)備相對遠(yuǎn)的某噴射區(qū)域中，以及使較少的流體和/或以不同角度進(jìn)入相對近的噴射區(qū)域中，例如位于所述分配系統(tǒng)側(cè)面附近或背后。
[0020]所述多個噴嘴可以全部以相對于徑向方向的相同角度進(jìn)行定向，或者可以定向在兩個或多個不同的角度。
[0021]在優(yōu)選實(shí)施例中，所述轉(zhuǎn)子的軸向輸出端延伸到所述定子外部。
[0022]在另一實(shí)施例中，所述分配系統(tǒng)可包括分配器噴射頭，其固定且靜態(tài)地裝配在所述定子的殼體端壁上，與布置在所述殼體內(nèi)的所述轉(zhuǎn)子的輸出端相鄰。
[0023]所述分配器噴射頭可以包括撓性帽部，所述帽部具有抵靠在所述定子殼體的端壁上的外圍唇部，其可以在流體壓力的作用下移動，從而與所述定子殼體的端壁一起限定出噴嘴，例如環(huán)狀噴嘴。
[0024]所述轉(zhuǎn)子和定子可以優(yōu)選地包括互補(bǔ)式凸輪機(jī)構(gòu)，其可實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)子在兩個相反軸向方向上的作為轉(zhuǎn)子角位移的函數(shù)的軸向位移。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0025]本發(fā)明的其他目的和有利特征將通過權(quán)利要求、【具體實(shí)施方式】以及附圖變得直觀，在圖中:
[0026]圖1a和Ib是根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的流體分配系統(tǒng)的剖視圖，圖1a示出了泵循環(huán)在排出狀態(tài)的端部，并且圖1b示出了泵循環(huán)在填充狀態(tài)的端部；
[0027]圖1c是圖la、lb的分配系統(tǒng)的分配頭部插入件的立體放大視圖；
[0028]圖2是根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的分配器頭部的示意性剖視圖；
[0029]圖3是根據(jù)本發(fā)明第三實(shí)施例的分配器頭部的示意性剖視圖；
[0030]圖4是根據(jù)本發(fā)明第四實(shí)施例的分配器頭部的示意性剖視圖；
[0031]圖5是根據(jù)本發(fā)明第五實(shí)施例的分配器頭部的示意性剖視圖；
[0032]圖6是根據(jù)本發(fā)明第六實(shí)施例的沿旋轉(zhuǎn)軸線對半切開的分配器頭部的立體視圖；
[0033]圖7a是根據(jù)本發(fā)明第七實(shí)施例的分配器頭部的示意性剖視圖；
[0034]圖7b是圖7a的實(shí)施例的轉(zhuǎn)子的立體視圖；
[0035]圖8是根據(jù)本發(fā)明第八實(shí)施例的分配器頭部的示意性剖視圖。
【具體實(shí)施方式】
[0036]參考附圖，根據(jù)本發(fā)明的各種實(shí)施例的分配系統(tǒng)2包括分配器泵4和安裝于該泵的出口處的分配器噴射頭16、26、36、46、56、66。泵包括入口 8，該入口 8與包含有待分配流體(例如液體)的容器(未示出)內(nèi)部相連通，或者與連接于待分配流體的來源或供應(yīng)源的管部或其他導(dǎo)管相連。
[0037]除本文所描述的區(qū)別以外，分配器泵4可以優(yōu)選地具有類似于W02007/074363中披露的構(gòu)造和泵送動作。泵4包括定子14和可旋轉(zhuǎn)地安裝在定子中的轉(zhuǎn)子12。定子14包括殼體34和界定了腔室18a、18b (下文稱為泵腔)的密封閥系統(tǒng)20，在該泵腔內(nèi)裝配有轉(zhuǎn)子的第一和第二軸向延伸部17a、17b。密封閥系統(tǒng)20包括裝配在定子殼體14中的第一和第二密封件20a、20b，并且限定出分別密封地包圍轉(zhuǎn)子的第一和第二軸向延伸部17a、17b的密封環(huán)。流體供應(yīng)通道22a、22b設(shè)置在轉(zhuǎn)子的第一和第二軸向延伸部中。
[0038]如圖1至5所示，轉(zhuǎn)子的第一軸向延伸部17a具有大致圓筒的形態(tài)，并且在某些實(shí)施例中其直徑Dl大于也具有大致圓筒形態(tài)的第二軸向延伸部17b的直徑D2。在圖6至8所示的實(shí)施例中，轉(zhuǎn)子的第一軸向延伸部17a的直徑Dl小于第二軸向延伸部17b的直徑D2。具有流體供應(yīng)通道22a、22b的軸向延伸部分別與第一和第二密封件配合，以作為轉(zhuǎn)子的角位移及軸向位移的函數(shù)來創(chuàng)建可以打開和關(guān)閉跨越各個密封件的流體連通的第一和第二閥門。
[0039]在圖6至8所示的實(shí)施例中，入口 8布置成與旋轉(zhuǎn)軸線Ar在一直線上，并且與轉(zhuǎn)子12的軸向輸出端19相對。如圖6至圖8所示的入口 8的布置允許例如將供應(yīng)待分配的流體的外部管件(未示出)與轉(zhuǎn)子12的中心軸成一直線地進(jìn)行連接。這種布置的優(yōu)點(diǎn)在于分配系統(tǒng)的直徑較小。根據(jù)本實(shí)施例，入口可因此與轉(zhuǎn)子軸線成一直線或垂直于軸線。在根據(jù)圖6至8的實(shí)施例中，流體經(jīng)由第一流體供應(yīng)通道22a，泵腔18a、18b以及第二流體供應(yīng)通道22b而從入口 8泵入到輸出腔47中，流體從該輸出腔47進(jìn)行分配。出口 10與第二流體供應(yīng)通道22b和輸出腔47流體式相連。輸出腔47布置在轉(zhuǎn)子12中，從轉(zhuǎn)子12的軸向輸出端19向轉(zhuǎn)子的第一軸向延伸部17a延伸，并且分別與分配器頭部16、66和噴嘴32、32’流體式連接。在泵的操作期間，輸出腔47的容積不會改變。
[0040]圖6至8的實(shí)施例包括相對較大的輸出腔47 ;但是，只要輸出腔47與泵4的出口10流體式連接，那么輸出腔47就可以例如圖1a和Ib所示的那樣小。
[0041]在直徑比轉(zhuǎn)子的第一軸向延伸部17a的直徑更小或更大的轉(zhuǎn)子的第二軸向延伸部17b中的第二流體供應(yīng)通道22b也形成了通向分配器頭部16、26、36、46、56、66的泵4的出口 10。在所示實(shí)施例中，第二流體供應(yīng)通道包括埋入轉(zhuǎn)子中、從出口 10向第二軸向延伸部17b的表面處的孔40延伸的通道?？?0構(gòu)造為在轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)期間穿過第二密封件20b，從而分別在流體分配循環(huán)階段期間進(jìn)入泵腔18b，在泵腔的填充循環(huán)階段期間退出腔室18b以關(guān)閉出口。所埋入的出口通道10可以如各個實(shí)施例所示的那樣延伸到轉(zhuǎn)子的軸向端部19，或者可以在到達(dá)轉(zhuǎn)子的軸向末端之前沿徑向退出轉(zhuǎn)子。
[0042]第一流體供應(yīng)通道20a可以是轉(zhuǎn)子表面中的溝槽或開放通道的形式，或者除了通到轉(zhuǎn)子表面上的孔之外可以埋在轉(zhuǎn)子表面以下。
[0043]在圖1-4所示的實(shí)施例中，轉(zhuǎn)子的第二軸向延伸部17b穿過定子的主殼體部分34在定子外部延伸，從而可從定子的外部接觸到。在圖6-8所示的實(shí)施例中，轉(zhuǎn)子也在定子的外部向著可從定子外接觸到的轉(zhuǎn)子出口端19延伸，但是轉(zhuǎn)子的第二軸向延伸部17b依然完全位于定子殼體內(nèi)。
[0044]然而，在例如如圖5所示的變型中，轉(zhuǎn)子的第二軸向延伸部也可以包含在定子殼體內(nèi)，即不延伸出定子殼體，并且與泵出口 10連通的分配器頭部至少部分地布置在定子殼體外部。
[0045]在轉(zhuǎn)子的第二軸向延伸部包含在定子殼體內(nèi)并且分配器頭部連接于轉(zhuǎn)子的輸出端19的一種變型(未示出)，分配器頭部可以延伸到定子殼體中，從而相對于轉(zhuǎn)子第二軸向延伸部固定。
[0046]在圖la_lc、2、3、4和6至8所不的實(shí)施例中，分配器噴射頭16、26、36、46、6優(yōu)選
地裝配在轉(zhuǎn)子的輸出端19上，并因此與轉(zhuǎn)子一起旋轉(zhuǎn)。分配器噴射頭包括一個或多個噴嘴32，其定向?yàn)橹辽俨糠值匮貜较蛳蛲?，并且?gòu)造成繞旋轉(zhuǎn)軸線Ar沿徑向向外噴射流體。每個噴嘴可以關(guān)于與軸線Ar正交的一平面以從-90°至90°的任何選定角度α進(jìn)行定向，該角度優(yōu)選地位于從-80°至80°的范圍內(nèi)，這取決于所需的噴射分布，即從向前定向(在方向Al上)的窄錐體噴射到在R方向上的徑向投射噴射以有到向后定向(在方向Α2上)的噴射。在具有多個噴嘴32、32’的變型中，噴嘴可相對于軸線Ar以相同的角度進(jìn)行定向，或定向在不同的角度上以產(chǎn)生不同的噴射錐體。由此，可以產(chǎn)生較大范圍的流體噴射構(gòu)造。噴嘴在操作中的組合效應(yīng)可構(gòu)造為產(chǎn)生一個或多個繞軸線Ar高達(dá)360°的噴射錐體，或者例如繞軸線覆蓋小于180° (例如每個噴嘴為90°或更小)的局部噴射錐體。根據(jù)本發(fā)明的流體分配系統(tǒng)可以由此產(chǎn)生結(jié)合了關(guān)于徑向R的選定輸出角度α與繞軸線Ar的可小于180°甚至小于90°的所需分布角度的噴射幾何形狀，這取決于泵的密封件和在泵排出液體的期間用于確定旋轉(zhuǎn)角度Ω的流體通道構(gòu)造。
[0047]噴嘴可以具有構(gòu)造成產(chǎn)生具有諸如圓柱形或矩形的選定橫截面輪廓的精準(zhǔn)或稍欠精準(zhǔn)的流體射流的各種尺寸和孔形態(tài)。噴射頭的直徑D3也可以具有各種尺寸以提供噴嘴32，其中噴嘴32可如圖1a-1c及4中的實(shí)施例(其中噴射頭直徑基本上等于(或小于)轉(zhuǎn)子的第二軸向延伸部的直徑D2)那樣在旋轉(zhuǎn)軸線Ar的附近離開，或者如圖2和3 (其中噴射頭直徑D3大于轉(zhuǎn)子的第二軸向延伸部的直徑D2)所示地更遠(yuǎn)離該軸線。
[0048]在圖1a-1c和6至8的實(shí)施例中，分配器噴射頭16、66包括固定于轉(zhuǎn)子的輸出端19處并具有芯部44的插入件42，該芯部44延伸到轉(zhuǎn)子的輸出腔47中，且構(gòu)造為將流體引導(dǎo)至每個噴嘴32。作為幾個獨(dú)立的噴嘴32的替代，本實(shí)施例中還可以提供具有完全包圍了噴射頭的單個環(huán)狀噴嘴的變型。插入件可以由注射塑料或另一種材料制成，并且粘合或焊接于轉(zhuǎn)子或者通過機(jī)械手段(例如，鎖扣凸部)固定于轉(zhuǎn)子。
[0049]根據(jù)圖6和7的實(shí)施例的分配器頭部66具有裝配在錐形輸出腔47中的錐形芯部44。保持元件64圍繞錐形芯部44布置。保持元件64構(gòu)造為與轉(zhuǎn)子12中的對應(yīng)槽68接合，從而使分配器頭部66可以與轉(zhuǎn)子12連接。分配器頭部66進(jìn)一步包括多個噴嘴32(參見圖6的放大細(xì)節(jié))，流體可以通過該多個噴嘴32分配?？蛇x地，噴嘴元件形成在轉(zhuǎn)子的相應(yīng)的軸向端部上，同時分配器頭部具有與轉(zhuǎn)子端面相互作用的平坦的相對表面。
[0050]在圖2和3的實(shí)施例中，分配器的噴射頭26是裝配在轉(zhuǎn)子輸出端19上的獨(dú)立部件，并且其可以由注射塑料或另一種材料制成，并且粘合或焊接于轉(zhuǎn)子或者通過機(jī)械手段(例如鎖扣凸部)固定于轉(zhuǎn)子上。在圖2的變型中，存在指向不同角度α的多個噴嘴32、32’，然而在圖3的變型中，噴嘴指向同一角度，在所示示例中相對于軸線Ar成90°。在后者的實(shí)施例中，噴嘴形成在裝配在噴射頭主體50中的插入件48中。由此能使噴嘴以與主體不同的材料來形成，和/或能夠形成比噴射頭36內(nèi)的流體流動通道52的尺寸更精細(xì)的噴嘴。
[0051]在圖4的實(shí)施例中，噴射頭46包括帽部42’，該帽部42’固定在轉(zhuǎn)子輸出端19上，且具有基本上與轉(zhuǎn)子端部相同的直徑，并且具有直接形成在該帽部42’中的噴嘴32、32’。
[0052]在圖5的實(shí)施例中，分配器噴射頭56沒有裝配在轉(zhuǎn)子上，而是形成在定子殼體上，轉(zhuǎn)子輸出端19布置在殼體內(nèi)。分配器噴射頭包括彈性或撓性的帽部57，其例如由彈性體制成，固定在定子殼體的端壁58上，并且包括沿圓周壓靠在端壁58上的撓性唇部60。一個或多個輸出孔62橫穿過端壁58，以允許流體經(jīng)由端壁58泵出并且由撓性帽部沿徑向重新引導(dǎo)，由此，撓性唇部在泵送流體的壓力作用下離開端壁，從而限定了噴嘴間隙。帽部57可包括用于將帽部固定于定子殼體上的中央固定螺栓55，該定子殼體設(shè)有互補(bǔ)的通孔。
[0053]在優(yōu)選實(shí)施例中，轉(zhuǎn)子12的軸向運(yùn)動(A)優(yōu)選地由雙凸輪機(jī)構(gòu)24以作為轉(zhuǎn)子角位移Ω的函數(shù)的方式來產(chǎn)生，該雙凸輪機(jī)構(gòu)24限定了在兩個軸向方向上的軸向位移，即在泵送動作方向Al和泵填充方向Α2上的軸向位移。凸輪機(jī)構(gòu)24包括轉(zhuǎn)子凸輪25和定子凸輪28。定子凸輪可以是一個或多個突起30a、30b的形式，并且轉(zhuǎn)子凸輪可以是環(huán)狀凸輪面29a、29b的形式，或者反之亦然。
[0054]在圖1-5的實(shí)施例中，轉(zhuǎn)子的第一凸輪面29a與第一定子凸輪突起30a配合操作，以限定泵分配動作(即將流體壓出泵中)，并且轉(zhuǎn)子的相對的第二凸輪面29b與第二定子凸輪突起30b配合操作，以限定泵填充動作(即將流體吸進(jìn)泵中)。定子凸輪突起也可以是如下形式的突起，即其沿徑向R從定子的側(cè)壁向內(nèi)凸出，并且容納在轉(zhuǎn)子的周向槽中。
[0055]凸輪機(jī)構(gòu)也可以反過來，即定子提供了環(huán)狀凸輪面，而轉(zhuǎn)子的第一和第二凸輪突起處于定子環(huán)狀凸輪的兩側(cè)。在圖6-8的實(shí)施例中，轉(zhuǎn)子的第一凸輪突起29a與第一定子面30a配合操作，以限定泵填充動作(即將流體吸入泵中)，并且轉(zhuǎn)子的相對的第二凸輪突起29b與第二定子凸輪面30b配合操作，以限定泵分配動作(即將流體壓出泵中)。
[0056]上述雙凸輪機(jī)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)在于，凸輪元件可以由注射塑料或其他材料制造，并且可以通過極具成本效益的構(gòu)造分別與泵的轉(zhuǎn)子和定子進(jìn)行組裝或一體形成。與根據(jù)本發(fā)明的泵相結(jié)合的雙凸輪機(jī)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)還在于，一個凸輪能夠在兩個方向上進(jìn)行泵送，這可以通過從噴嘴將流體抽回的方式來防止液體在泵關(guān)閉后從噴射頭滴落。
[0057]在圖1所示的實(shí)施例中，定子殼體14可以包括環(huán)繞轉(zhuǎn)子腔室的主殼體部分34，以及將轉(zhuǎn)子鎖定在主殼體中的帽部37。帽部37也可以優(yōu)選地由注射塑料制成，但也可以具有成本效益的構(gòu)造由沖壓成形的金屬板制成，并且通過彈性閂鎖38或允許將帽部快速裝配到主殼體部分上的其它機(jī)械固定裝置而固定到主殼體部分上，無需額外的固定裝置。帽部也可以通過粘合或焊接(例如，超聲焊接)的方式固定在主殼體部分上。作為單個元件，密封閥系統(tǒng)20可以優(yōu)選地通過彈性材料注射模制在定子的主殼體部分中。對于極具成本效益的組裝來說，分配器系統(tǒng)部件的組裝可以優(yōu)選地主要通過或僅僅通過在軸向方向A上插入部件的方式來執(zhí)行。轉(zhuǎn)子可以優(yōu)選地通過沿軸向插入到定子主殼體部分及密封閥系統(tǒng)20中的方式進(jìn)行組裝，隨后將帽部按壓到主體部分的開放端上，直至閂鎖38夾持并鎖定在帽部上，并將分配器噴射頭插入并裝配到轉(zhuǎn)子輸出端19上。
[0058]可以通過電驅(qū)動器來驅(qū)動轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)，該電驅(qū)動器例如包括定子中的電磁體64 (參見圖3)，其圍繞著設(shè)有永磁體的轉(zhuǎn)子的驅(qū)動部分。轉(zhuǎn)子也可以通過與轉(zhuǎn)子機(jī)械連接的機(jī)械驅(qū)動器或電驅(qū)動器進(jìn)行驅(qū)動，例如通過在分配系統(tǒng)的遠(yuǎn)離噴射頭的那一端處從轉(zhuǎn)子中延伸出的傳動小齒輪66 (參見圖2)進(jìn)行驅(qū)動。在圖6-8所示的實(shí)施例中，轉(zhuǎn)子包括與外部驅(qū)動器(例如，其一部分31示出于圖6中)嚙合的一個或多個槳片27。
[0059]本發(fā)明可以優(yōu)選地用于產(chǎn)生沿徑向分布或錐體分布的流體噴射，諸如液體噴射。
[0060]由于許多原因，在流體分配系統(tǒng)中使用如本文所述的泵是特別優(yōu)選的。首先，該泵可以低于大氣壓的壓力從容器中吸入流體，即創(chuàng)建部分容積，這使得無需用環(huán)境空氣來置換離開貯存器的已分配流體的體積就能夠吸出包含在貯存器中的流體。分配流體的量只取決于泵的轉(zhuǎn)子所產(chǎn)生的轉(zhuǎn)數(shù)，而不取決于流體貯存器與環(huán)境壓力之間的壓力差，也不依賴于在泵或噴嘴中對分配流體的流動阻力。根據(jù)本發(fā)明的分配系統(tǒng)通過圍繞噴射頭并徑向向外地進(jìn)行極均勻分布的方式，能夠精準(zhǔn)可控地噴射極少量的流體。另外，本發(fā)明中使用的泵能夠?qū)崿F(xiàn)分配流體的精確劑量，并且由于泵本身整合有閥門功能，因此省去了對閥門的需要。
【權(quán)利要求】
1.一種流體分配系統(tǒng)，包括泵(4)和具有至少一個噴嘴的分配器噴射頭，待分配的流體通過所述噴嘴輸出，所述泵(4)包括定子(14)和裝配在所述定子的腔室中的轉(zhuǎn)子(12)，所述轉(zhuǎn)子關(guān)于所述定子(14)圍繞旋轉(zhuǎn)軸線(Ar)并在軸向上沿所述軸線(Ar)可旋轉(zhuǎn)地移動，所述轉(zhuǎn)子的軸向位移在第一軸向方向(Al)上構(gòu)造為產(chǎn)生泵填充操作，并且在相反的第二軸向方向(A2)上構(gòu)造為產(chǎn)生分配操作，所述泵填充操作使流體經(jīng)由入口(8)吸入所述定子腔室中，所述分配操作使所述腔室中的流體經(jīng)由所述泵的出口( 10)壓出，其中，所述泵的出口布置在所述轉(zhuǎn)子中，并且所述分配器噴射頭與所述泵的出口流體式連接，并且位于所述轉(zhuǎn)子的軸向輸出端(19)處或靠近所述轉(zhuǎn)子的軸向輸出端(19)，所述分配器噴射頭構(gòu)造成至少部分地在徑向方向(R)上圍繞所述旋轉(zhuǎn)軸線對流體進(jìn)行分配。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的流體分配系統(tǒng)，其中，所述轉(zhuǎn)子包括第一和第二軸向延伸部(17a，17b)以及第一和第二密封件(20a，20b)，所述第一和第二軸向延伸部的直徑不同，并且裝配在所述定子腔室的相應(yīng)的第一和第二腔室部分(18a，18b)中，所述第一和第二密封件裝配在所述定子殼體中，并密封地包圍所述第一和第二軸向轉(zhuǎn)子延伸部，所述轉(zhuǎn)子延伸部包括流體供應(yīng)通道(22a，22b)，所述流體供應(yīng)通道與各個密封環(huán)相結(jié)合地用作閥門，以作為泵轉(zhuǎn)子角位移的函數(shù)而分別打開和關(guān)閉所述泵的入口(8)與所述腔室部分之間的連通以及所述腔室部分與所述泵的出口( 10)之間的連通。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的流體分配系統(tǒng)，其中，所述泵的出口布置在所述轉(zhuǎn)子的第二軸向延伸部中，并且所述轉(zhuǎn)子的第二軸向延伸部具有的直徑(D2)小于所述轉(zhuǎn)子的第一軸向延伸部的直徑(Dl )。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的流體分配系統(tǒng)，其中，所述入口(8)布置成與所述旋轉(zhuǎn)軸線(Ar)成一直線，并且與所述轉(zhuǎn)子的軸向輸出端(19)相對，其中所述泵的出口布置在所述轉(zhuǎn)子的第二軸向延伸部中，并且所述轉(zhuǎn)子的第二軸向延伸部具有的直徑大于所述轉(zhuǎn)子的第一軸向延伸部的直徑。
5.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的流體分配系統(tǒng)，其中，所述泵的出口(10)在所述轉(zhuǎn)子的軸向輸出端(19)處離開。
6.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的流體分配系統(tǒng)，其中，所述分配器噴射頭固定不動地裝配于所述轉(zhuǎn)子的軸向輸出端上或者從所述轉(zhuǎn)子的軸向輸出端中延伸，并且與所述轉(zhuǎn)子一起旋轉(zhuǎn)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的流體分配系統(tǒng)，其中，所述分配器噴射頭是裝配于所述轉(zhuǎn)子的軸向輸出端的獨(dú)立部件的形式。
8.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的流體分配系統(tǒng)，其中，所述分配器噴射頭具有的直徑(D3)大于所述轉(zhuǎn)子的軸向輸出端的直徑。
9.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的流體分配系統(tǒng)，其中，所述分配器噴射頭具有的直徑等于或小于所述轉(zhuǎn)子的軸向輸出端的直徑。
10.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的流體分配系統(tǒng)，其中，所述分配器噴射頭包括多個噴嘴，所 述噴嘴關(guān)于徑向方向(R)以一個或多個角度(α )進(jìn)行定向，其中-80。<α〈+90。，優(yōu)選地-60。<α〈+90。。
11.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的流體分配系統(tǒng)，其中，所述多個噴嘴全部以相對于徑向方向(R)的相同角度進(jìn)行定向。
12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的流體分配系統(tǒng)，其中，所述多個噴嘴中的某些噴嘴以相對于徑向方向(R)不相同的角度進(jìn)行定向。
13.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的流體分配系統(tǒng)，其中，所述轉(zhuǎn)子的軸向輸出端(19)延伸到所述定子外部。
14.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的流體分配系統(tǒng)，其中，所述泵的分配操作的旋轉(zhuǎn)角度在60°至120°的范圍內(nèi)。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的流體分配系統(tǒng)，其中，所述泵的分配操作的旋轉(zhuǎn)角度大約為 90。。
16.根據(jù)權(quán)利要求1-5中任一項(xiàng)所述的流體分配系統(tǒng)，其中，所述分配器噴射頭(56)固定地裝配在所述定子殼體的端壁上，與布置在所述殼體內(nèi)的所述轉(zhuǎn)子的軸向輸出端(16)相鄰。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的流體分配系統(tǒng)，其中，所述分配器噴射頭包括撓性帽部，所述帽部具有抵靠在所述定子殼體的端壁上的外圍唇部(60)，并且能在流體壓力的作用下移動，從而與所述定子殼體的端壁一起限定出噴嘴。
18.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的流體分配系統(tǒng)，其中，所述轉(zhuǎn)子和定子包括互補(bǔ)式凸輪機(jī)構(gòu)(29a，29b, 30a, 30b),所述互補(bǔ)式凸輪機(jī)構(gòu)限定了轉(zhuǎn)子在兩個相反軸向方向上的作為轉(zhuǎn)子角位移的函數(shù)的軸向位移。
【文檔編號】F04B19/00GK103842650SQ201280047993
【公開日】2014年6月4日 申請日期:2012年9月27日 優(yōu)先權(quán)日:2011年9月28日
【發(fā)明者】海爾姆特·蒂默, 瑞加納·馬博特, 亞歷山大·佩里爾 申請人:森西勒Pat股份公司