专利名称：柴油发动机用的用以输送废气后处理介质特别是尿素－水溶液的泵的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用以输送废气后处理介质特别是尿素—水溶液的泵，用于柴油发动机，如权利要求1的前序部分所述。
柴油车辆上所用的净化装置是众所周知的，利用这些净化装置用一种介质特别是32.5％的尿素—水溶液来处理柴油发动机的废气，以还原或者完全清除废气中的氮氧化物。为了输送上述介质，配置了一个泵，该泵将介质从一储存容器中输送出去。
本发明的目的是设计出这样一种泵，利用它可以妥善地并且在柴油车辆上出现的各种条件下可靠地输送废气后处理介质。
按照本发明，上述目的在这种泵中是通过权利要求1特征部分的特征实现的。
在本发明提出的泵中，泵送元件是由一个活塞构成的，该活塞在泵送过程中可克服一个反作用力而移动。相对被泵送的介质，活塞通过隔膜与其分开。利用本发明提出的泵，可以达到足够高的压力。由于活塞相对介质是通过隔膜分开的，所以活塞是防腐蚀的，因为它根本就不与介质接触。隔膜将活塞密封，所以在介质所接触的区域内就不需要轴封。这种泵的特点是结构简单和使用寿命长。
本发明的其它特征包含在其它各项权利要求中以及说明书和附图中。
下面将参照在附图中所示的两个实施例对本发明做详细的说明。附图表示
图1和2分别在两个泵送位置上的本发明的泵的轴向剖面，图3图2所示本发明的泵的第二个实施例，图4图3中的局部Z的放大图。
这种泵可优先用于柴油发动机的废气后处理装置。它当然也可以用于其它泵送作业。
该泵具有一个外壳1，该外壳在其端面上配有一个圆筒形的凸出部2。在外壳1中嵌置了至少一个励磁线圈3。外壳1还具有一个中央轴向容纳室4，在该容纳室的内壁上贴附着一个套筒形的滑动轴承5。该滑动轴承以它的一个端贴在一个依径向朝内的环形凸肩面6上，该凸肩面从容纳室4的内壁7凸出。
在滑动轴承5中有一个杯状的活塞8，该活塞可以克服至少一个压力弹簧9的力而沿轴向活动。压力弹簧9的一端支撑在活塞8的一个底部10上，其另一端则支撑在一个调节螺旋11的底边上，该调节螺旋拧在凸出部2中。利用调节螺旋11，可以无级地调节压力弹簧9的预力。为使压力弹簧9对中，调节螺旋11在其底边上配有一个中心突出部12，该突出部伸入到压力弹簧9的相应端部中。
活塞8在其朝向调节螺旋11的一端上配有一个径向朝外的法兰13，该法兰在活塞8的一个位置(图2)上时，贴靠在容纳室4的内壁7上的一个径向朝外的凸肩面14上。调节螺旋11在其圆周面上有一个环形壁15，活塞8的法兰13沿着该环形壁的内壁被导引。
在外壳1上，在对置于调节螺旋11的端面上连接着一个泵头16，最好是利用螺纹拧紧。泵头16有一个外壳17，外壳上带有一个径向朝外的凸缘18，泵头16利用该凸缘可面接触地严密贴紧在外壳1的端面上。沿着凸缘18的边缘有一些固定螺钉19，泵头16利用这些固定螺钉旋紧在外壳1上。固定螺钉19的头最好埋在凸缘18中。
在泵头中有两个彼此有一定间距的止回阀20、21，它们分别安置在泵头16的一个容纳室22、23中。在容纳室22中有一个阀体24，该阀体的外径小于容纳室22的直径。阀体24通过至少一个压力弹簧25在朝向其在图1所示的关闭位置受到加载，在此关闭位置上该阀体关闭泵头16上的一个孔26。平行于轴线的孔26将容纳室22同一个泵腔27连通起来，该泵腔由一隔膜28加以封闭。泵腔27基本上是由泵头16的一个端侧的凹部形成的。隔膜28具有一个增厚的环绕边缘29，该边缘夹紧在外壳1与泵头16的凸缘18之间。隔膜28在其朝向活塞8的一侧具有一个中心凸头30，该凸头穿过活塞8的底部10的一个中心孔31。在凸头30的自由端上有一个加粗部分32，该加粗部分用于使隔膜28相对于活塞8的轴向定位。加粗部分32贴紧在活塞底部10的内侧，并且是如此设计的，使得隔膜28不可脱落地与活塞8相连。
在对置于泵头16的孔26的一边，有一个孔33通入到容纳室32中，该孔设在一个连接板34上。该连接板密封地固定在泵头16的背向外壳1的端面上。
在泵头16的容纳室23中也有一个阀体35，该阀体的结构与阀体24相同，只是相对于后者旋转180°安置在容纳室23中。利用阀体35将一孔36关闭，该孔平行于孔33地设置在连接板34上。阀体35通过至少一个压力弹簧37在容纳室23中朝向其关闭位置(图2)受到加载。阀体35的外径小于容纳室23的直径。有一个孔38通入到容纳室23中，该孔设在泵头16上并与孔26相平行。孔38将泵腔27同容纳室23连通起来。
止回阀20的压力弹簧25以它的一个端支撑在连接板34上，以它的另一端支撑在阀体24上。压力弹簧37以它的一个端支撑在容纳室23的底上，以它的另一端支撑在阀体35上。
孔33、36通入到接口39、40中，这两个接口设在连接板34的背向泵头16的端面上，被输送的介质经过这两个接口而被吸入或排出。
在图1所示的位置上，励磁线圈3被通电，使得活塞8克服压力弹簧9的力如此程度地被推移，直到活塞以它的法兰13贴靠在调节螺旋11上(图1)。隔膜28由于它在轴向与活塞8固定地相连，所以被携带而去，从而它在孔26、38中产生一个负压。由此产生的后果是由压力弹簧25的力所支持的阀体24达到它的关闭位置，在此位置上该阀体将孔26关闭。阀体35在吸力下克服压力弹簧37的力而从连接板34被抬起。这样，介质便经过接口40和孔36而进入容纳室23。于此，被吸入的介质便从阀体35旁边流过，并经过孔38而进入泵腔27。
随后关断励磁线圈3的通电。其结果是活塞8在压力弹簧9的力的作用下被推回到如此程度，直到它以它的法兰13贴紧在泵外壳1的凸肩面14上(图2)。在上述轴向推移过程中，隔膜28被携带随行，并得以弹性变形。这样，处于泵腔27中的介质被置于压力之下。其导致的结果是受到压力弹簧37的力的支持，介质将阀体35推入到它的在图2中所示的关闭位置中。从而使连接板34上的孔36被封堵。与此同时，阀体24则通过处于压力之下的介质而克服压力弹簧25的力被推回，从而使泵头16上的孔26被释放。于此，介质进入容纳室22中，并经过阀体24流入到孔33中，进而流入到接口39中。
泵压力的高度取决于压力弹簧9的弹簧强度，活塞8是由该弹簧来操纵的。利用调节螺旋11可以在安装之后对泵压力进行精密调节。
最好将活塞底部10的朝向隔膜28的端面41设计为呈拱形(图1)，使得隔膜28在图2所示的偏移位置上可面接触地贴紧在端面41上(图2)。这样，隔膜28获得最佳支撑，因而相应地磨损甚小。
该泵体现了一种摆式活塞泵和一种隔膜泵的结合。摆式活塞部分以活塞8用作为不需维护的驱动装置，而隔膜28则形成泵送机构。在泵送过程中，只有隔膜28与介质相接触，而不是活塞8。这样，隔膜28的材料可以最佳地与被泵送的介质相匹配。活塞8不与这种介质相接触，因此可用相对廉价的材料制造而成。
使用这种泵可达到的压力例如为大约5巴这一数量级。该泵能够抗水溶液侵蚀，这是因为摆式活塞部分通过隔膜28而相对介质密封。在隔膜泵部分中没有设置轴封，因而不会产生与此相关联的问题。所述的泵是防冻的，因为泵活塞8在静态时(未通电的励磁线圈，图2)处于最小的泵死点容积的位置27上。在介质凝结时所产生的附加量可由克服弹簧9而退回的活塞8所接收。泵可以经过励磁线圈3立即得到加热，从而使得在万一凝结之后介质仍可能自行解冻。这种泵不需维护地工作，至少可超过其上加装了该泵的车辆的寿命。
图3和4所示的泵与前面所述的结构形式的基本区别在于配置了一个与隔膜28相结合的盘形弹簧9′以代替活塞弹簧9，该盘形弹簧被隔膜严密地包围住。盘形弹簧9′支撑在一个固定部件42上，该固定部件也是被嵌置在隔膜28中，并从其上伸出一个凸头30，该凸头从隔膜28中探出，并且是作为螺纹销设计成形的。该凸头被旋入到活塞8的底部10中。固定部件42和凸头30最好设计成彼此成为一整体。隔膜28最好用热塑性的或硫化的弹性体材料制成。
图3示出活塞8，其所处的位置与前一实施例的图2所示相当。励磁线圈3未通电，活塞8在盘形弹簧9′的力的作用之下，被推移到如此程度，使得它以其法兰13贴靠在泵外壳1的凸肩面14上。隔膜28面接触地贴合在活塞底10的拱起的端面41上。
如果励磁线圈3通电，则活塞8克服盘形弹簧9′的力被推移到如此程度，直到它以其法兰13贴合在调节螺旋11上。
此外，泵的功能与图1和图2所示的实施例相同。
权利要求
1.用以输送废气后处理介质特别是尿素一水溶液的泵，用于柴油发动机，所述泵具有一个泵外壳，在泵外壳中安置一个泵送元件，利用此泵送元件可以将介质从至少一个入口输送到至少一个出口，其特征在于泵送元件是一个活塞(8)，该活塞可克服一个反作用力移动，并通过一个隔膜(28)与介质分开。
2.按权利要求1所述的泵，其特征在于所述活塞(8)是一个空心活塞。
3.按权利要求1或2所述的泵，其特征在于所述活塞(8)可以克服至少一个弹簧(9，9′)的力而移动。
4.按权利要求3所述的泵，其特征在于所述弹簧(9)是一个压力弹簧。
5.按权利要求3所述的泵，其特征在于所述弹簧(9′)是一个盘形弹簧。
6.按权利要求5所述的泵，其特征在于所述盘形弹簧(9′)被结合到所述隔膜(28)中。
7.按权利要求6所述的泵，其特征在于所述盘形弹簧(9′)被隔膜(28)严密地包住。
8.按权利要求1至7中任一项所述的泵，其特征在于所述隔膜(28)用热塑性的或硫化的弹性体材料制成。
9.按权利要求1至8中任一项所述的泵，其特征在于所述活塞(8)由至少一个励磁线圈(3)包围。
10.按权利要求9所述的泵，其特征在于所述活塞(8)可借助所述励磁线圈(3)的通电而移动。
11.按权利要求1至10中任一项所述的泵，其特征在于所述活塞(8)具有一个底部(10)。
12.按权利要求11所述的泵，其特征在于所述隔膜(28)与活塞(8)尤其是与活塞底部(10)沿活塞(8)的移动方向固定连接。
13.按权利要求11或12所述的泵，其特征在于隔膜(28)以一个凸头(30)伸过活塞(8)的底部(10)。
14.按权利要求13所述的泵，其特征在于所述凸头(30)从一个嵌置在隔膜(28)中的固定部件(42)探出。
15.按权利要求14所述的泵，其特征在于所述盘形弹簧(9′)被保持在所述固定部件(42)上。
16.按权利要求14或15所述的泵，其特征在于所述凸头(30)设计为螺纹销。
17.按权利要求14至16中任一项所述的泵，其特征在于所述凸头(30)被旋进到活塞(8)的底部(10)中。
18.按权利要求1至17中任一项所述的泵，其特征在于所述隔膜(28)在未操作励磁线圈(3)的情况下面接触地贴紧在活塞(8)的底部(10)上。
19.按权利要求1至18中任一项所述的泵，其特征在于隔膜(28)以其边缘(29)夹紧在所述泵外壳(1)与一个泵头(16)之间。
20.按权利要求1至19中任一项所述的泵，其特征在于所述隔膜(28)限界一个泵腔(27)。
21.按权利要求20所述的泵，其特征在于所述泵腔(27)设在所述泵头(16)中。
22.按权利要求1至21中任一项所述的泵，其特征在于所述入口(40)可通过一个止回阀(21)相对泵腔(27)封堵。
23.按权利要求1至22中任一项所述的泵，其特征在于所述出口(39)可通过一个止回阀(20)加以封堵。
24.按权利要求22或23所述的泵，其特征在于两个止回阀(20，21)彼此反向地工作。
25.按权利要求22至24中任一项所述的泵，其特征在于所述止回阀(20，21)各自具有一个阀体(24，35)，该阀体被安置在一个容纳室(22，23)中。
26.按权利要求25所述的泵，其特征在于所述阀体(24，35)的外径小于所述容纳室(22，23)的内径。
27.按权利要求25或26所述的泵，其特征在于所述容纳室(22，23)与所述泵腔(27)是以管路连通的。
全文摘要
柴油发动机用的用以输送废气后处理介质特别是尿素—水溶液的泵。该泵具有一个泵外壳，在泵外壳中安置一个泵送元件，利用该泵送元件将介质从一储存容器送往出口。为了使废气后处理介质能够妥善地和在柴油车辆上出现的各种条件下可靠地得到输送，泵送元件是一个活塞，该活塞可克服一个反作用力移动，并通过一个隔膜与介质相分开。这样，活塞不受腐蚀，因为它不与介质相接触。隔膜密封着活塞，因而在介质所接触的区域内不需要轴封。该泵用在柴油发动机所用的废气后处理装置上。
文档编号F04B17/04GK1846059SQ200480025239
公开日2006年10月11日 申请日期2004年8月19日 优先权日2003年9月2日
发明者R·梅耶, D·迈什, S·克罗茨 申请人:液压环有限公司