專利名稱：水力驅(qū)動(dòng)泵的裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是涉及水力驅(qū)動(dòng)泵的裝置，更具體地是依據(jù)“水錘”原理工作的驅(qū)動(dòng)泵的裝置。
相信還沒有完全了解的水錘泵的原理是利用運(yùn)動(dòng)的水柱突然停止，會(huì)迫使一部分水流入排泄管。實(shí)踐中，從小河等來(lái)的水通過(guò)入口傳送管進(jìn)入一個(gè)密封腔，一個(gè)緩沖閥受流過(guò)它的水流的作用強(qiáng)制關(guān)閉，即使傳送管中水流突然停止，由此產(chǎn)生的沖擊壓力類似“水錘”，它使不回流的泄流閥打開與出口管接通，傳送管中一部分水就通過(guò)該泄流閥進(jìn)入出口管。這轉(zhuǎn)換的動(dòng)能耗散，泄流閥中的水壓把泄流管關(guān)閉，而一個(gè)彈簧之類的裝置偏壓緩沖閥到完全開啟的位置，上述過(guò)程得以重復(fù)。
Glockemann Peck Engineering Pty Limited制造的一種現(xiàn)有技術(shù)的泵利用這一原理操作作為驅(qū)動(dòng)裝置的膜來(lái)從河中抽水供給傳送水。
這些現(xiàn)有的泵只能將流過(guò)傳送管的部分水抽出，且是單向作用。為了保證緩沖閥常開，通常需要設(shè)置彈簧或配重之類的偏壓裝置。另外泵的起動(dòng)和調(diào)整較困難，而且并不很有效。
本發(fā)明的目的是要克服以上缺點(diǎn)。本發(fā)明提供了一種水力驅(qū)動(dòng)泵的裝置，包括一個(gè)有一外壁和兩個(gè)相對(duì)端壁構(gòu)成的柱形或棱形的缸體；可在缸體內(nèi)滑動(dòng)的一個(gè)活塞，它與各端壁把缸體分成第一腔和第二腔；在所述缸體的壁上設(shè)置兩個(gè)傳送管入口；第一出口設(shè)在所述缸體的一個(gè)端壁；第二出口設(shè)在所述缸體另一端壁；驅(qū)動(dòng)桿與所述的活塞固定聯(lián)接，并在所述的活塞各例延伸，密封穿過(guò)所述的缸體的兩端壁。所述的活塞沿所述的缸體運(yùn)動(dòng)時(shí)，使用來(lái)驅(qū)動(dòng)柱塞泵的所述的驅(qū)動(dòng)桿運(yùn)動(dòng)；一個(gè)縱向延伸的滑桿可滑動(dòng)地穿過(guò)所述的活塞，并與所述的第一出口和第二出口對(duì)齊；一個(gè)設(shè)在所述的滑動(dòng)桿上的第一緩沖閥；和一個(gè)設(shè)在所述的滑動(dòng)桿上的第二緩沖閥，它與所述的第一緩沖閥隔得較遠(yuǎn)；所述的第一和第二緩沖閥設(shè)置成當(dāng)一個(gè)緩沖閥完全密封缸體的相應(yīng)的出口，另一個(gè)緩沖閥處于完全打開的位置，使得使用中，各緩沖閥適于被流過(guò)它通過(guò)各自出口的驅(qū)動(dòng)水關(guān)水，因而使移離緩沖閥的所述的活塞把推動(dòng)力供到驅(qū)動(dòng)桿上。
以下參照附圖，對(duì)本發(fā)明的一些實(shí)例作一闡述，附圖中

圖1示出本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的水力驅(qū)動(dòng)裝置的局部剖視圖，圖示位置是該裝置的第一工作位置；圖2示出圖1的水力驅(qū)動(dòng)裝置的第二工作位置；圖3示出圖1的水力驅(qū)動(dòng)裝置的底視圖；圖4示出圖1的水力驅(qū)動(dòng)裝置的端視圖；圖5示出圖1的水力驅(qū)動(dòng)裝置中緩沖閥與閥座的示意圖；圖6是圖1的水力驅(qū)動(dòng)裝置的緩沖閥設(shè)置的部分切去視圖7是本發(fā)明的水力驅(qū)動(dòng)裝置另一實(shí)施例的圖；圖8是圖7所示的水力驅(qū)動(dòng)裝置端視圖；圖9是本發(fā)明另一實(shí)施例的水力驅(qū)動(dòng)裝置的部分切去的視圖；圖10是本發(fā)明又一實(shí)施例的水力驅(qū)動(dòng)裝置的部分切去的視圖；圖11是圖10裝置中用的緩沖閥的示意圖；圖12是與本發(fā)明一實(shí)施例的活塞一起使用的滑套的一個(gè)結(jié)構(gòu)形式圖；圖13是圖12滑套的分解圖。
本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的驅(qū)動(dòng)裝置示于圖1至圖6。該裝置包括一缸體2和兩端壁3和4。
本發(fā)明使用港灣或河流的水流來(lái)驅(qū)動(dòng)泵。上游的水流從入口或傳送管(未表示)經(jīng)入口5進(jìn)入由缸體2、端壁3和活塞7組成的第一腔6。該腔(6)內(nèi)設(shè)有緩沖閥8，安裝在滑桿9上?；瑮U9可滑動(dòng)地穿過(guò)活塞7。
水流沿箭頭10方向流入第一腔6，繞過(guò)緩沖閥8流出出口11。由于緩沖底閥8的設(shè)置，繞過(guò)緩沖閥8的水流使緩沖閥8突然密封閥座12，如圖2所示。緩沖閥8的突然關(guān)閉，將傳送管(未示出)中的流水的動(dòng)能轉(zhuǎn)化為壓力波，作用在活塞上，使活塞作遠(yuǎn)離端壁3的運(yùn)動(dòng)，驅(qū)動(dòng)桿14右移。
滑桿9可滑動(dòng)地穿過(guò)活塞7內(nèi)的滑套15?；瑮U的另一端是第二緩沖閥16，設(shè)在第二腔17中，該腔17由缸體2、活塞7和端壁4組成。另有第二傳送管(未表示)從入口18連到該腔17。
兩緩沖閥8和16沿滑桿9設(shè)置成使得當(dāng)一個(gè)閥8處于閉合狀態(tài)時(shí)，另一個(gè)閥16則處于全開狀態(tài)。如圖1所示。
以壓力波形式出現(xiàn)的能量耗散后，如圖2所示的底閥16就會(huì)在繞過(guò)該閥16通過(guò)出口20的水流作用下關(guān)閉(如圖1)。然后重新產(chǎn)生壓力波使活塞7左移。
由于兩緩沖閥8，16通過(guò)滑桿9連接，一閥關(guān)閉時(shí)另一閥打開，從而使驅(qū)動(dòng)裝置沿驅(qū)動(dòng)桿14的運(yùn)動(dòng)的兩方向工作，這是雙向作用。
活塞7的外圓周設(shè)有O型密封圈。但是最好采用迷宮式密封，特別是曲折軌跡密封21，如圖1和圖2。為了保證活塞7無(wú)旋轉(zhuǎn)的滑動(dòng)，可設(shè)一導(dǎo)向桿22，通過(guò)滑套23穿過(guò)活塞7。
經(jīng)證實(shí)，當(dāng)出口閥的面積與傳送管入口面積之比至少為1.1∶1時(shí)，驅(qū)動(dòng)裝置才會(huì)有高效率。
在圖3，4，6所示的本發(fā)明的實(shí)施例中，每一個(gè)壓力腔內(nèi)設(shè)有兩個(gè)出口11和兩個(gè)緩沖閥8。每個(gè)緩沖閥8和8’、16和16’安裝于各自的滑桿9和9’上。伸出缸體端壁3和4的滑桿9，9’各端用橋接件24和24’連在一起，使閥8和8’與閥16和16’保持同步。由于每個(gè)閥都用各自的鎖緊螺母25，25’和26，26’來(lái)調(diào)整，因此這些閥的位置都是浮動(dòng)可調(diào)的。當(dāng)然，如果需要的話，可另設(shè)外導(dǎo)向件以保證閥設(shè)置成對(duì)齊。
如圖4，5所示，閥座(27)外部可以制成各種需要的形式，而內(nèi)部可以是圓柱形而不是如圖1，2，5所示的錐形。而緩沖閥是錐形的或者兩者都是錐形的。
另一實(shí)施例示于圖7和圖8。與上面實(shí)施例的唯一不同之處是每個(gè)腔6和17中只有一個(gè)緩沖閥28或28’。
此驅(qū)動(dòng)裝置的缸體2的直徑增加以允許緩沖閥28的尺寸增加。具體工作原理如前所述。
在上述兩實(shí)施例中，這些裝置的驅(qū)動(dòng)能力可通過(guò)改變傳送管的長(zhǎng)度實(shí)現(xiàn)調(diào)整，這樣改變了水柱量及活塞的位移。
還有一個(gè)實(shí)施例如圖9所示，其中活塞用一種柔性隔膜29，柔性膜29與缸體及驅(qū)動(dòng)桿9和14固定，緩沖閥28和28’在外部的連接借助于連接桿30進(jìn)行。
緩沖閥的外部連接也可以用在其他實(shí)施例中。
這種驅(qū)動(dòng)裝置的工作原理也同前所述。
在驅(qū)動(dòng)裝置1的各端，驅(qū)動(dòng)桿14可以連接一個(gè)柱塞泵，最好是一個(gè)活塞柱塞泵。如果需要的話，一個(gè)分離的活塞柱塞泵可連接到驅(qū)動(dòng)桿的兩端。
當(dāng)缸體中一個(gè)腔的水柱由在缸體一端的緩沖閥的關(guān)閉而突然停止，由于動(dòng)量改變產(chǎn)生的能量就強(qiáng)制驅(qū)動(dòng)活塞運(yùn)動(dòng)，并把能量傳給缸體另一端的柱塞泵，就可抽出任何液體(凈水或其他液體)。當(dāng)動(dòng)量耗散后，水會(huì)流過(guò)另一壓力腔然后被另一腔或相對(duì)的腔的緩沖閥的作用而關(guān)閥，然后重復(fù)前述過(guò)程，如此往復(fù)。由于這種結(jié)構(gòu)形式的泵不僅可以雙向運(yùn)作，還可以自行發(fā)動(dòng)。唯一需要調(diào)整的就是緩沖閥的位移距離，以便相應(yīng)于各腔內(nèi)水柱達(dá)到最大速度所需的時(shí)間改變頻率，以期獲得最大的動(dòng)能。
圖10所示的是另一種實(shí)施例，其中滑桿9上設(shè)有彈簧39，位于緩沖閥8和彈簧座40之間。彈簧39壓縮時(shí)的偏壓作用在緩沖閥8上，增加了它們的開閉度及便于更精確調(diào)整。
各種形式的緩沖閥都可以被采用，如圖11所示，其中閥座27具平行的壁的孔，而緩沖閥具有凸形的密封面幫助密封。由于閥的兩側(cè)具有同樣表面弧度，當(dāng)某一面磨損后，閥可反轉(zhuǎn)。
兩個(gè)柱塞泵41設(shè)在驅(qū)動(dòng)桿14的端部，由活塞7驅(qū)動(dòng)。
如圖12和圖13所示的滑套可用來(lái)固定活塞(未示出)?；追譃橐煌剐渭?1和一凹形件32。凸形件31中間有孔。凸形件(31)的腿(35)擠壓在一起，并穿過(guò)緊貼環(huán)形盤或止擋33的活塞的孔。腿35再被壓在一起，凹形件32推過(guò)腿35。腿35彈出，凸塊36延伸到孔38外，活塞夾在圓盤33和37之間。驅(qū)動(dòng)桿14或滑動(dòng)桿9或?qū)驐U22穿過(guò)凸形件31的孔，其尺寸如圖12所示，可防止腿35毀損，因而把凸塊36鎖定對(duì)著凹形件32的端部。
因此，由于有兩個(gè)傳送管交替作用在活塞兩側(cè)，它們各自有緩沖閥，產(chǎn)生了雙向作用，一般不要求偏壓裝置(如彈簧等)來(lái)偏壓緩沖閥至它們?nèi)_位置。另外本發(fā)明的驅(qū)動(dòng)裝置可用來(lái)泵吸除傳送水外的其它流體。
元件可由鋸式塑料或合成橡膠制造。
如果要求，可在各腔的最低點(diǎn)設(shè)置排污裝置來(lái)排出沉淀物。
很明顯對(duì)本專業(yè)的技術(shù)人員，可在本發(fā)明的精神范圍內(nèi)對(duì)上述實(shí)施例作出多種變化及改型。
權(quán)利要求
1.一種水力驅(qū)動(dòng)泵的裝置，包括一個(gè)有一外壁和兩個(gè)相對(duì)端壁構(gòu)成的柱形或棱形的缸體；可在缸體內(nèi)滑動(dòng)的一個(gè)活塞，它與各端壁把缸體分成第一腔和第二腔；在所述缸體的壁上設(shè)置兩個(gè)傳送管入口；第一出口設(shè)在所述缸體的一個(gè)端壁；第二出口設(shè)在所述缸體另一端壁；驅(qū)動(dòng)桿與所述的活塞固定聯(lián)接，并在所述的活塞各側(cè)延伸密封穿過(guò)所述缸體的兩端壁所述的活塞沿所述的缸體運(yùn)動(dòng)時(shí)，使用來(lái)驅(qū)動(dòng)柱塞泵的所述的驅(qū)動(dòng)桿運(yùn)動(dòng)；一個(gè)縱向延伸的滑桿可滑動(dòng)地穿過(guò)所述的活塞，并與所述的第一出口和第二出口對(duì)齊；一個(gè)設(shè)在所述的滑動(dòng)桿上的第一緩沖閥；和一個(gè)設(shè)在所述的滑動(dòng)桿上的第二緩沖閥，它與所述的第一緩沖閥隔得較遠(yuǎn)；所述的第一和第二緩沖閥設(shè)置成當(dāng)一個(gè)緩沖閥完全密封缸體的相應(yīng)的出口，另一個(gè)緩沖閥處于完全打開的位置，使得使用中，各緩沖閥適于被流過(guò)它通過(guò)各自出口的驅(qū)動(dòng)水關(guān)住，因而使移離緩沖閥的所述的活塞把推動(dòng)力供到驅(qū)動(dòng)桿上。
2.按照權(quán)利要求1所述的水力驅(qū)動(dòng)泵的裝置，其特征在于所述的緩沖閥具有由曲面的密封面。
3.按照權(quán)利要求1或2所述的水力驅(qū)動(dòng)泵的裝置，其特征在于設(shè)有兩個(gè)出口，設(shè)在缸體的各端壁上，與緩沖閥配合。
4.按照上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的水力驅(qū)動(dòng)泵的裝置，其特征在于設(shè)有一個(gè)彈簧用來(lái)幫助緩沖閥的初始打開或關(guān)閉。
5.一個(gè)襯套，包括一凸形件及一凹形件，所述的凹形件具有一環(huán)形盤及孔，所述的凸形形具有一個(gè)環(huán)形盤及一凸出的管，該管中有通孔，端接多個(gè)腿，其中有向外延伸的凸塊，其中在使用時(shí)，所述的凸出的管壓推穿過(guò)凹形件的孔，使得向外延伸的凸塊伸出孔外，還有一軸，其被推入凸形件的孔中把凹形件及凸形件鎖定在一起。
6.一種水力驅(qū)動(dòng)泵的裝置，如參照附圖所說(shuō)明。
7.一種襯套，如參照附圖12，13所說(shuō)明。
全文摘要
一種往復(fù)水錘驅(qū)動(dòng)泵的裝置(1)，具有柱形缸體，內(nèi)有活塞(7)在缸體內(nèi)滑動(dòng)并形成兩腔(6，17)，各有進(jìn)出口，滑動(dòng)桿(9)穿過(guò)活塞(7)，桿的兩端有緩沖閥可選擇地關(guān)閉腔(6，17)當(dāng)一個(gè)出口孔打開，另一個(gè)關(guān)閉，流過(guò)一個(gè)腔(6，17)的水有助于閥到全關(guān)閉位置，把流水的動(dòng)能轉(zhuǎn)成腔中的壓力波，強(qiáng)制活塞離開關(guān)閉的閥，使驅(qū)動(dòng)桿(14)與它一起運(yùn)動(dòng)。在壓力波散失后，由于全打開的閥，水流進(jìn)另一腔(6，17)，把閥推到全關(guān)閉位置，把另一腔中的流水的動(dòng)能轉(zhuǎn)成壓力波，使活塞(7)及驅(qū)動(dòng)桿(14)朝相反方向移動(dòng)。另外也公開了一種襯套，包括凹形件(32)及凸形件(31)，各有通孔，及驅(qū)動(dòng)桿(14)的尺寸可穿過(guò)裝配狀態(tài)襯套的凸形件(31)的孔中。
文檔編號(hào)F04F7/00GK1139976SQ94193697
公開日1997年1月8日 申請(qǐng)日期1994年10月7日 優(yōu)先權(quán)日1993年10月7日
發(fā)明者克勞斯·齊默爾-福豪斯, 亞歷山大·雷維爾 申請(qǐng)人:克勞斯·齊默爾-福豪斯