專利名稱：高壓清洗機用的活塞泵的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種高壓清洗機用的活塞泵，它包括一個泵殼，泵殼內(nèi)設(shè)至少一個具有進(jìn)口閥和出口閥的泵箱，泵箱內(nèi)密封地插入一個往復(fù)運動的活塞，此泵殼包括泵體和泵頭，它們在分界面互相緊密貼靠，在這里，泵箱和/或連接管道密封地穿過分界面并在分界面的區(qū)域內(nèi)安裝可從分界面那里插入泵箱和/或連接管道內(nèi)的插件，當(dāng)插件處于插入位置時固定在泵體和泵頭之間。
為力求使高壓清洗機用的活塞泵結(jié)構(gòu)越來越緊湊和輕巧，人們反復(fù)考慮也采用塑料制造泵殼。然而在設(shè)計高壓泵時存在的困難是由于在泵體與泵頭之間的分界面區(qū)會產(chǎn)生很大的力。這是插裝在泵箱和連接管道內(nèi)的插件引起的，這些插件被夾緊在泵頭與泵體之間的分界面區(qū)域內(nèi)。由于被輸送介質(zhì)的高壓，在這些插件上可沿軸向作用大的力，在傳統(tǒng)的泵結(jié)構(gòu)中這些力必須通過將泵頭和泵體彼此夾緊來承受。在這種情況下必須采取復(fù)雜的安全措施，以防由于在泵的沖程中產(chǎn)生的脈沖式壓力沖擊使泵殼發(fā)生“呼吸”，例如泵頭必須用金屬罩包覆。
本發(fā)明的目的是設(shè)計一種按此類型的活塞泵，避免在泵頭與泵體的鄰接區(qū)內(nèi)產(chǎn)生此類力。
在前言所述類型的活塞泵中，按本發(fā)明為達(dá)到此目的采取的措施是，泵箱和連接管道在插件的安裝區(qū)以及插件本身用可加熱軟化的塑料制造；以及，插件通過焊接與安裝它們的泵箱或連接管道的壁連接。
與已知的結(jié)構(gòu)不同，插件并不是通過將它們夾緊在泵頭與泵體之間來固定在泵箱和連接管道內(nèi)的，而是將這些插件與泵頭或泵體圍繞著它們的壁永久焊接在一起。
此外可以規(guī)定，泵體和泵頭至少在分界面的區(qū)域內(nèi)用一種可軟化的塑料制造并通過焊接互相在分界面處連接。這樣一來不再需要麻煩的螺釘連接，因為焊接足以將泵體和泵頭持久地互相連接在一起，尤其是考慮到插件是通過焊接固定在連接管道和/或泵箱內(nèi)的，因而減小了在泵頭與泵體之間鄰接區(qū)內(nèi)的力。
在另一種優(yōu)選的實施形式中可以規(guī)定，泵殼有一個含閥插件用于抽吸化學(xué)制品的接頭，閥插件裝在泵殼的安裝座內(nèi)；以及，閥插件和安裝座至少在它們的接觸區(qū)用可軟化的塑料制造并在此接觸區(qū)通過焊接互相連接。因此，在這種設(shè)計中，通過焊接可軟化的塑料將閥插件固定在安裝座中，不僅在分界面的區(qū)域內(nèi)實施，而且也在其他閥插件處進(jìn)行，在這里的情況下，是在用于抽吸化學(xué)制品的閥插件處進(jìn)行。
按優(yōu)選的實施形式，焊接可按不同的方式實施，例如焊接可以是超聲波焊、振動焊、摩擦焊或?qū)p焊。
在超聲波焊的情況下要焊接的部分以小振幅和高頻率相對運動，例如繞泵箱或連接管道的縱軸線相對轉(zhuǎn)動，由于這一運動在接觸區(qū)強烈生熱，以致不僅周圍的壁而且插件的塑料均被熔化。熔化的塑料互相混合并在冷卻和與之相聯(lián)系地固化后在插件與周圍的壁之間形成可靠的焊接。這種焊接的優(yōu)點不僅在于將插件永久固定在泵箱或連接管道內(nèi)的插入位置，而且還可以通過焊接承受所有的軸向力，所以在泵頭與泵體之間的分界面區(qū)域內(nèi)不必傳遞任何在工作中可能導(dǎo)致泵殼“呼吸”的軸向力。最后，在插件及周圍的壁之間獲得最佳的密封，從而可以免去在此區(qū)域內(nèi)附加的密封裝置，例如不再有必要在插件外圓周上設(shè)O型密封圈。
在振動焊的情況下要焊接的部分以比超聲波焊時低得多的頻率相對運動，而且借助于兩個要焊接的部分之一相對于另一個振動。由于要焊接的部分之間此時發(fā)生的相對運動以及摩擦實現(xiàn)了加熱，導(dǎo)致要焊接的材料軟化。
在摩擦焊的情況下按類似的方式進(jìn)行，其中要焊接的部分通過或多或少的連續(xù)運動和由此產(chǎn)生的摩擦熱加熱和熔化。
最后，在對縫焊的情況下在兩個要互相連接的接觸面區(qū)域內(nèi)插入薄的加熱元件，在鄰接的材料熔化后將加熱元件熱拆除。已熔化的材料便可互相密切混合并構(gòu)成焊接。對于裝入泵箱或孔內(nèi)的插件，薄的加熱元件可例如按旋轉(zhuǎn)快門的方式設(shè)計，在材料加熱后將它們沿徑向向內(nèi)拉入插件內(nèi)部，然后在形成焊接后可從插件中拔出。
有利的是插件是一個襯套。
在一種優(yōu)選的實施形式中可以規(guī)定，襯套背對分界面的邊設(shè)計為閥體的密封面。這樣一種閥體沿軸向在其密封面上施加大的力，此力可通過超聲波焊接從插件直接傳入周圍的壁，不會將這些力傳給泵殼的其他部分。
還有利的是襯套設(shè)計為密封襯套并從分界面伸出。伸出的部分可分別插入在泵殼另一部分內(nèi)的相應(yīng)的泵箱或連接管道中，并在那里的分界面區(qū)域內(nèi)造成密封。
在另一種優(yōu)選的實施形式中規(guī)定，插件用作彈簧的支承，彈簧將閥體朝密封面推移。
有一種設(shè)計是特別有利的，按此設(shè)計規(guī)定，插件和安裝插件的泵箱或連接管道帶有環(huán)形臺階，在插件插入時它們互相擋靠，并在它們的材料通過超聲波焊接加熱軟化后在插件進(jìn)一步推入時變形并互相焊接。
因此在這種設(shè)計中環(huán)形臺階沿插入方向互相碰靠，在超聲波焊和由此產(chǎn)生的兩個部分的微量運動時環(huán)形臺階在此鄰接區(qū)被加熱，所以在此區(qū)域內(nèi)的材料熔化并混合。以此方式在壓入插件時獲得最佳的材料滲透并因而可靠的焊接，這一焊接沿軸向?qū)嶋H上從插件和泵箱或連接管道的環(huán)形臺階第一次接觸開始沿插件的整個插入深度延伸。
也可以在插件和泵箱或連接管道彼此面對的壁內(nèi)加工環(huán)槽，這些環(huán)槽用于容納熔化的材料，并附加地導(dǎo)致插件與周圍的壁的一種形封閉和材料封閉的連接。
下面結(jié)合附圖進(jìn)一步說明本發(fā)明優(yōu)選的實施形式。其中

圖1通過高壓清洗機用的活塞泵的縱剖面圖；圖2在實施焊接前泵體與已置入的一個超聲波焊接工具的剖面放大詳圖；以及圖3類似于圖2的視圖但已實施超聲波焊接和沒有超聲波焊工具。
下面以一種活塞泵為例說明本發(fā)明，其中互相平行地布置三個活塞，它們借助于圖中未表示的斜盤驅(qū)動。但是應(yīng)理解本發(fā)明也可以應(yīng)用于其他不同結(jié)構(gòu)的活塞泵，其中泵殼分為沿分界面互相貼靠的兩部分。
在圖中表示的高壓泵1包括一個含泵體3和泵頭4的殼體2。泵體3和泵頭4沿平的分界面5互相平靠并借助圖中未表示的夾緊件彼此夾緊，例如用螺釘。
泵體3有泵箱6，其中分別插入一個圓柱形活塞7，活塞7借助于恰當(dāng)?shù)拿芊庋b置8、9、10相對于泵箱6密封?；钊?被一個圖中未表示的擺動式斜盤推入泵箱6內(nèi)并被一個圍繞著活塞的螺旋彈簧11重新從泵箱內(nèi)拉出，從而周期性地改變泵箱6的容積。
泵箱6通過一個穿過分界面5的連接管道12與抽吸管13連接，抽吸管設(shè)在泵頭4上。按類似的方式，連接管道14從泵箱6出發(fā)穿過分界面5通向泵頭4內(nèi)的壓力管15，高壓管道16連接在此壓力管15上，被輸送的清洗介質(zhì)通過高壓管道16按已知的方式輸送給一排出裝置，例如噴槍。
連接管道12和14在分界面5區(qū)域內(nèi)借助襯套狀插件17、18彼此密封，它們向分界面5的兩側(cè)埋入連接管道12或14內(nèi)并在那里局部借助于置入環(huán)槽19中的O型密封圈20造成相對于周圍的壁的密封。
在連接管道12內(nèi)的插件17基本上是一圓柱形襯套，它面朝泵箱6的邊21設(shè)計為沿縱向移動的閥體22的密封面，閥體22被閥門彈簧23壓靠在邊21上。這一配置構(gòu)成了泵箱6的一個抽吸閥。
襯套狀插件17在其外側(cè)制有多個凸肩或環(huán)形臺階24，它們沿徑向有很小的延伸量，并與連接管道12內(nèi)壁26上凸出的環(huán)形臺階25相對應(yīng)。
當(dāng)插件17插入連接管道12中時，環(huán)形臺階24和25彼此擋靠并以此方式防止完全推入。在此位置，在插件17從泵體3伸出的那一端裝上超聲波焊接工具27，在通過它加入超聲波的同時它將插件17壓入連接管道12并使插件17相對于周圍的內(nèi)壁26作微量的振動運動。由于這種加壓以及同時周期性的運動，在環(huán)形臺階24和25之間的接觸區(qū)內(nèi)使材料強烈加熱，這種加熱導(dǎo)致接觸區(qū)的材料熔化。環(huán)形臺階24和25熔化的材料互相混合，并通過由超聲波焊接工具27實施的軸向送進(jìn)可將插件17逐漸更深地插入連接管道12中，在這種情況下導(dǎo)致以內(nèi)壁26為一方和以插件17為另一方已熔化材料在接觸區(qū)內(nèi)的互相混合。
以此方式將插件17在連接管道12內(nèi)推移規(guī)定的送進(jìn)距離，例如1至5mm，并沿此插入深度實現(xiàn)焊接，在材料冷卻后這種焊接不僅將插件17可靠地固定在連接管道12中，而且還造成插件17相對于周圍內(nèi)壁26的全面密封。
圖2表示焊接過程前插件17的狀態(tài)，而圖3中表示焊接過程結(jié)束后的狀況。在這里，插件與內(nèi)壁26的材料為形成焊接而互相混合的區(qū)域只是非常示意性地或通過插件或通過內(nèi)壁來表示。實際上材料在接觸區(qū)互相混合并因而既屬于插件也屬于內(nèi)壁。
現(xiàn)在由閥體22作用在插件17上大的軸向力僅通過此焊接傳入泵體3的內(nèi)壁26，泵頭4并沒有受到此軸向力加載。
按類似的方式將插件18設(shè)計為襯套狀連接件，它在分界面5區(qū)域內(nèi)跨接連接管道14，并借助于O型密封圈相對于在泵體3和泵頭4內(nèi)的連接管道14內(nèi)壁密封。
此插件18按與插件17相似的方法借助超聲波焊壓入并焊入連接管道14在泵體一側(cè)的端部內(nèi)。完全可以取消插件18上在泵體一側(cè)的O型密封圈，因為通過焊接已經(jīng)實現(xiàn)了可靠的密封。
在圖示的實施例中，壓力彈簧28支承在襯套狀插件18面朝泵箱6的端部，壓力彈簧將閥體29朝泵體一側(cè)的密封面30推移。此配置構(gòu)成了泵箱6的一個壓力閥，以及此配置還導(dǎo)致襯套狀插件18受高的軸向力負(fù)荷。此軸向力同樣通過焊接全部傳入泵體3內(nèi)，所以在這種情況下也沒有任何軸向力傳給泵頭4。
因此在總體上提供了這樣的可能性，即，在無需采取特殊的軸向保險措施的情況下將泵頭4與泵體3連接起來，從而顯著簡化了總的結(jié)構(gòu)。尤其是由此還提供了可能性，將泵頭4與泵體3借助焊接互相連接，例如泵體3和泵頭4可用可軟化的塑料制成，它可以按在連接插件與泵體時類似的方式焊接。
在圖示和說明的實施例中插件與泵體的連接通過超聲波焊接實現(xiàn)連接，但在不同的實施例中這種連接也可以借助其他類型的焊接來完成，尤其是借助摩擦焊、振動焊或?qū)p焊。
所說明的連接技術(shù)也可以應(yīng)用在泵殼的其他部位，例如為了將閥插件31固定在泵頭4的安裝座32中，此閥插件插接在化學(xué)制品抽吸管路中。閥插件31至少在與安裝座32的接觸區(qū)內(nèi)與安裝座一樣用可軟化的塑料制造，所以這兩個部分可通過焊接互相持久地連接在一起。
權(quán)利要求
1．高壓清洗機用的活塞泵包括一個泵殼，泵殼內(nèi)設(shè)至少一個具有進(jìn)口閥和出口閥的泵箱，泵箱內(nèi)密封地插入一個往復(fù)運動的活塞，此泵殼包括泵體和泵頭，它們在分界面互相緊密貼靠，在這里，泵箱和/或連接管道密封地穿過分界面并在分界面的區(qū)域內(nèi)安裝可從分界面那里插入泵箱和/或連接管道內(nèi)的插件，當(dāng)它們處于插入位置時固定在泵體和泵頭之間，其特征為泵箱(6)和連接管道(12、14)在插件(17、18)的安裝區(qū)以及插件(17、18)本身用可加熱軟化的塑料制造；以及，插件(17、18)通過焊接與安裝它們的泵箱(6)或連接管道(12、14)的壁連接。
2．按照權(quán)利要求1所述的活塞泵，其特征為泵體(3)和泵頭(4)至少在分界面的區(qū)域內(nèi)用一種可軟化的塑料制造，并通過焊接互相在分界面處連接。
3．按照權(quán)利要求1或權(quán)利要求2所述的活塞泵，其特征為泵殼(2)有一個含閥插件(31)用于抽吸化學(xué)制品的接頭，閥插件(31)裝在泵殼(2)的安裝座(32)內(nèi)；以及，閥插件(31)和安裝座(32)至少在它們的接觸區(qū)用可軟化的塑料制造并在此接觸區(qū)通過焊接互相連接。
4．按照前列諸權(quán)利要求之一所述的活塞泵，其特征為焊接是超聲波焊接。
5．按照權(quán)利要求1至3之一所述的活塞泵，其特征為焊接是振動焊。
6．按照權(quán)利要求1至3之一所述的活塞泵，其特征為焊接是摩擦焊。
7．按照權(quán)利要求1至3之一所述的活塞泵，其特征為焊接是對縫焊接。
8．按照前列諸權(quán)利要求之一所述的活塞泵，其特征為插件(17、18)是一襯套。
9．按照權(quán)利要求8所述的活塞泵，其特征為襯套背對分界面(5)的邊(21)設(shè)計為閥體(22)的密封面。
10．按照權(quán)利要求8所述的活塞泵，其特征為襯套設(shè)計為密封襯套并從分界面(5)伸出。
11．按照前列諸權(quán)利要求之一所述的活塞泵，其特征為插件(14)用作彈簧(28)的支承，彈簧將閥體(29)朝密封面(30)推移。
12．按照前列諸權(quán)利要求之一所述的活塞泵，其特征為插件(17、18)和安裝插件的泵箱(6)或連接管道(12、14)帶有環(huán)形臺階(24或25)，在插件(17、18)插入時它們互相擋靠，并在它們的材料通過焊接加熱軟化后在插件(17、18)進(jìn)一步推入時變形并互相焊接。
全文摘要
本發(fā)明涉及高壓清洗機用的活塞泵,它包括一個泵殼,泵殼內(nèi)設(shè)至少一個具有進(jìn)口閥和出口閥的泵箱,泵箱內(nèi)密封地插入一個往復(fù)運動的活塞,此泵殼包括泵體和泵頭,它們在分界面互相緊密貼靠,在這里,泵箱和/或連接管道密封地穿過分界面并在分界面的區(qū)域內(nèi)安裝可從分界面那里插入泵箱和/或連接管道內(nèi)的插件,當(dāng)它們處于插入位置時固定在泵體和泵頭之間,為了簡化其整體結(jié)構(gòu)建議,泵箱和連接管道在插件的安裝區(qū)以及插件本身用可加熱軟化的塑料制造;以及,插件通過焊接與安裝它們的泵箱或連接管道的壁連接。
文檔編號F04C15/06GK1285898SQ98813136
公開日2001年2月28日 申請日期1998年12月1日 優(yōu)先權(quán)日1998年1月14日
發(fā)明者托馬斯·巴林, 羅伯特·內(nèi)森, 約阿希姆·戴斯 申請人:阿爾弗萊德凱歇爾兩合公司