用于液化天然气的低温泵的制作方法

文档序号:14031199阅读:226来源:国知局
用于液化天然气的低温泵的制作方法

本发明总体上涉及用于将液化天然气输送到内燃机的低温泵,并且更具体地涉及用于驱动低温泵的液压驱动系统。



背景技术:

许多大型移动和/或固定式机器,例如矿用卡车、机车、海上设备、泵、压缩机、发电机等近来已开始使用替代燃料(单独或与传统燃料结合)为其内燃机提供动力。替代燃料的一个实例是天然气,其可以是液化天然气或压缩天然气的形式,并且与更传统的化石燃料源相比,其可以提供成本和/或环境优势。由于天然气在正常环境条件下占用体积大且处于气相状态,所以天然气通常转化为高度压缩状态或冷凝成液相以易于处理、运输和储存。天然气转化为这些压缩或液化形式需要天然气在低温下(例如在大约-160℃的温度下)保持高度加压状态。

为了在移动式机器上储存和利用压缩或液化形式的冷却天然气,需要专门的储罐和燃料输送系统。该设备可以包括双壁低温罐和用于将lng或压缩天然气输送到内燃机进行燃烧的泵。泵可以被特别配置以维持罐内的低温,使得lng不会过早地蒸发。共同未决的美国专利第6,481,218号(′218申请)中描述了一种用于从低温罐中泵送诸如lng的低温流体的低温泵的一个实例,该专利名称为“输送低温液体的泵系统(pumpsystemfordeliveringcryogenicliquids)”,其申请人为林德气体公司。该′218专利描述了多个泵送元件,其可以设置在与可以接收低温液体的储罐连通的容器中。泵送元件可以以互动的方式启动以将低温液体输送到设备中,同时保持液体状态。在一个实施例中,′218申请描述了低温液体可以用作燃料源。本发明还涉及用于将低温液体从储存器输送到设备的低温泵。



技术实现要素:

在一个方面,本发明描述了一种用于将液化天然气从低温罐泵送到内燃机的低温泵。低温泵可以具有浸没在存储液化天然气的低温罐内的泵组件,和能够液压驱动泵组件以从罐中泵送液化天然气的驱动组件。低温泵还可以包括在驱动组件和泵组件之间延伸以限定泵轴线的连杆壳体。低温泵的驱动组件进一步包括具有多个滑阀的滑阀壳体,滑阀围绕泵轴线同心地布置在滑阀中,每个滑阀与高压液压流体供给源流体连通。驱动组件还包括挺杆壳体,所述挺杆壳体具有多个挺杆孔,每个挺杆孔包括可滑动挺杆,所述挺杆孔也围绕泵轴线同心地布置,每个孔与所述多个滑阀中的一个滑阀流体连通。驱动端还包括具有用于收集来自挺杆孔的液压流体并容纳多个推杆弹簧的收集腔的弹簧壳体。为了通过低温泵进行轴向运动,多个推杆延伸穿过弹簧壳体,每个推杆都具有突出到挺杆孔中以接触挺杆的第一端,以及通过设置在弹簧壳体底板中的推杆孔口突出以接触至少一个连杆的第二端。推杆与弹簧壳体中的推杆弹簧可操作地相关联,以正常地将第一端推入挺杆孔中。

本发明还描述了一种用于运行低温泵以将液化天然气从低温罐输送到内燃机的方法。该方法涉及一种低温泵,其具有驱动组件和位于驱动组件对面以限定泵轴线的泵组件。根据该方法,在设置在低温泵的驱动组件中的液压流体入口处接收来自与液压流体入口流体连通的高压液压流体供给源的液压流体。随后致动滑阀,以将来自液压流体入口的液压流体引导至同样设置在驱动组件中的挺杆孔。液压流体将可滑动地设置在挺杆孔中的挺杆推向推杆,该推杆部分地设置在平行于泵轴线的弹簧壳体中,并连接到设置在低温泵的泵组件中的往复柱塞。根据该方法,液压流体被收集在设置在弹簧壳体中的收集腔中,其中液压流体能够被引导至与液压储存器流体连通的液压流体出口。

另一方面,本发明还提供了一种液化天然气(lng)动力系统,其具有用于储存液化天然气的低温罐,与低温罐可操作地相关联以接收液化天然气的内燃机,以及包括液压泵和液压储存器的液压系统。液化天然气动力系统还包括具有驱动组件和泵组件的低温泵,所述泵组件沿着泵轴线布置,并具有多个总体上在驱动组件和泵组件之间延伸的连杆。驱动组件还包括与液压泵流体连通的液压流体入口和与液压流体储存器流体连通的液压流体出口。低温泵的驱动组件包括滑阀壳体、挺杆壳体和弹簧壳体。滑阀壳体具有与液压流体入口流体连通的多个滑阀。挺杆壳体轴向布置在滑阀壳体的下方,并且具有与多个滑阀中的一个可操作地相关联的多个挺杆孔口。每个挺杆孔口可以包括可滑动地设置在其中以推压多个推杆中的一个的挺杆。弹簧壳体可以容纳所述多个推杆并且被轴向布置在挺杆壳体的下方。弹簧壳体还包括与挺杆壳体的所述多个挺杆孔口流体连通以将液压流体引导至液压流体出口的收集腔。

附图说明

图1是代表液化天然气(lng)动力系统的示意性方块图,其中液化天然气通过低温泵从低温罐引导至内燃机进行燃烧。

图2是图1的从低温箱中移出的低温泵的侧视图,该低温泵具有液压驱动的向上定位的驱动组件和沿泵轴线垂直对齐的潜水下泵组件。

图3是沿图2的线3-3截取的低温泵的剖面侧视图,示出了上驱动组件和下泵组件的部件。

图4是低温泵的驱动组件的剖视图,详细描述了内部部件的布置,并且通过箭头示出了液压流体在驱动组件内部和通过驱动组件的流动。

图5是具有盘状杆凸缘的推杆的另一实施例的侧视图。

图6是弹簧壳体的一个实施例的顶部透视图,该弹簧壳体具有部分地由多个局部孔口形成的收集腔室,该收集腔室具有敞开的中心区域。

图7是弹簧壳体的另一实施例的顶部透视图,该弹簧壳体具有收集腔室,该收集腔室部分地由具有中心柱的多个圆柱形孔口以及将径向相邻的孔口互连的通道形成。

图8是显示泵法兰和设置在其中的致动器腔室的实施例的剖面侧视图,其中多个致动器由模制屏蔽线连接。

具体实施方式

本发明涉及使保持在低温下的压缩天然气(cng)或液化天然气(lng)在内燃机中燃烧以提供动力的移动或固定式机器。参考图1,其中相同的附图标记表示相似的元件,示出了用于将lng燃烧并转换成机器的动力的lng动力系统100的代表性示意图。该机器可以是用于在诸如采矿、建筑、农业、运输或本领域已知的任何其他行业中执行某种类型的工作的任何各种类型的机器。例如,该机器可以是土方机械,例如轮式装载机、挖掘机、自卸卡车、反铲挖土机、平地机、材料处理机、矿用卡车等。在其他实施例中,该机器可以是用于为泵、压缩机、发电机等供电的固定式机器。lng动力系统100的上述用途仅是代表性的,不应被认为是对本发明的权利要求的限制。所描述的lng动力系统100可以替代地用于压缩天然气。

lng动力系统100可以包括内燃机102,内燃机102能够从可以位于机器上或紧邻机器的低温罐104接收lng燃料。内燃机102可以包括活塞、气缸、空气质量流量系统和其他可操作地布置成燃烧lng并且将其中的化学能量通过如本领域中已知的公知的内部燃烧过程转化为机械动力的其他部件。然而,在其他实施例中,内燃机可以用其他类型的燃烧发动机(例如涡轮机)代替。为了将lng从低温罐104连通至内燃机102,lng动力系统100可以包括低温软管等形式的燃料管线106。在一个实施例中,为了促进燃烧过程,在通过设置在燃料管线106中的蒸发器108将lng引入内燃机102之前,lng可以转化回到气相或蒸发相。

为了在低温下将lng以液相储存,低温罐104可以是像杜瓦瓶一样的双壁真空密封结构或类似的高度绝热的结构,并且可以具有任何合适的尺寸或储存体积。因此,低温罐104包括暴露于周围环境的正常温度和压力的外壳109,并将lng以低温状态封入其中。例如,lng可以保持在零下160℃或更低的温度以及约100千帕(kpa)至约1700千帕(kpa)的压力下,然而,其他储存条件也可以。

为了将lng从低温罐104引导到内燃机102,适于在低温下操作的低温泵110部分地设置在罐内。在所示实施例中,低温泵110相对于低温罐104垂直布置,其中泵法兰112安装到外壳109的顶板上。低温泵110可以具有细长的形状以延伸到低温罐104的底部附近。由于其细长的形状,低温泵110具有与泵法兰112相关联的驱动组件114和设置在低温罐104底部的泵组件116,其中泵法兰112与外壳109热连接,外壳109可以暴露于环境大气温度(俗称“热端”),当罐是满的并且暴露于lng的低温(俗称“冷端”)时,泵组件116可以浸没在诸如lng的低温流体中。低温泵110的特征还在于泵轴线118在泵的间隔开的驱动组件和泵组件114、116之间延伸。当安装在低温罐104中时,泵轴线118和相关联的泵的细长延伸部分可以垂直定向,尽管在其他实施例中低温泵可能具有其它方位。此外,细长布置使得当lng在低温罐104中的液位降低时,泵组件116能够保持浸没。

为了驱动低温泵110,驱动组件114可以被配置为与设置在驱动组件116中的泵送元件可操作地相关联的液压驱动器。驱动组件114因此可以与同lng动力系统100相关联的液压系统120流体连通。为了储存液压流体,液压系统120可以包括具有任何合适容积的液压储存器122,并且液压储存器122通常可以保持液压流体接近大气压力。为了加压和引导液压流体通过液压系统120,第一液压管线124可以建立液压储存器122与液压泵126之间的连通。液压泵126可以具有任何合适的结构,并且可以是计量或可变容积泵,用于可调节地控制通过液压系统引导的液压流体的量。第二液压管线128可以建立液压泵126的出口与低温泵110的驱动组件114之间的流体连通。为了将液压流体返回到液压系统120,第三液压管线130从驱动组件114延伸回到液压储存器122。第三液压管线130也可以在离开低温泵110之后通过冷却器132或热交换器,用于冷却与内燃机102可操作地相关联的一种或多种流体。在图1所示的实施例中,液压储存器122可以位于比液压系统120的相关部件更高的相对高度处,以帮助引导液压流体通过系统。

为了控制lng动力系统100和/或液压系统120,电子控制器136可以与系统的如虚线所示的部件可操作地相关联并且与其电子通信。控制器136可以是微处理器、专用集成电路的形式,或者可以包括其他适当的电路并且可以具有存储器或其他数据存储能力。控制器136还可以包括或能够执行保存在只读存储器或另一电子可访问存储介质中并可执行的功能、步骤、例程、数据表、数据图、图表等,以控制lng动力系统和/或液压系统。尽管在图1所示的实施例中,控制器被示出为单个分立单元,在其他实施例中,控制器及其功能可以分布在多个不同且分离的组件中。控制器还可以与布置在系统周围的各种传感器、输入装置和控制装置可操作地相关联,其中使用数字或模拟信号通过诸如电线、专用总线和无线电波的通信线路建立部件之间的电子通信。

参考图2,示出了具有从泵法兰112向下延伸的驱动组件114和设置用于浸没在储存在低温罐中的lng中的泵组件116的低温泵110。低温泵110还可以包括连杆本体140,连杆本体140具有细长、大体管状的形状,其在驱动组件114和泵组件116之间延伸并且将驱动组件114和泵组件116互连。当安装在低温罐中时,连杆本体140可限定与细长低温泵110的垂直延伸部分对齐的泵轴线118。为了支撑向下垂入低温罐的低温泵110,泵法兰112包括从泵轴线118径向向外突出的法兰肩部142,法兰肩部142可以连接到或搁置在罐的外壳顶上。为了能够在低温下运行,低温泵的各个部件的外表面可以由任何合适的材料制成,例如高级铝或不锈钢。

参考图3,为了泵送lng,泵组件116可以包括多个泵送元件144,所述泵送元件144为适于相对于泵轴线118上下移动并由此产生泵送动作的往复柱塞的形式。泵送元件144可以以顺序且交替的方式移动,以使lng从低温泵110的输出保持一致。在一个实施例中,泵组件116可以包括围绕泵轴线118同心布置的六个泵送元件144,但是在其他实施例中,可以考虑不同数量和布置的泵送元件,其也落入本发明的范围内。

为了驱动泵送元件144,驱动组件114构造成液压驱动器,该液压驱动器将与液压流体相关联的液压转换为大致平行于泵轴线的往复运动。液压到往复运动的转换通过驱动组件114的部件的配合动作来实现。这些部件可以包括位于泵法兰112下方的最上面的滑阀壳体150,垂直布置在滑阀壳体下方的挺杆壳体152以及垂直布置在挺杆壳体下方的弹簧壳体154。挺杆壳体152可以包括多个挺杆156,其可滑动地设置,可以在挺杆壳体152中竖向移动,并且抵靠部分地容纳在弹簧壳体154中的多个推杆158。推杆158可以垂至弹簧壳体154的下方以抵靠在相应数量的连杆160上,连杆160从驱动组件114延伸穿过管状连杆壳体140到达泵组件116,并且与泵送元件144可操作地相关联。因此,当通过液压流体的力驱动挺杆和推杆沿着泵轴线118往复运动时,连杆160将上下运动传递到泵送元件144。驱动组件114的不同部件可以通过一个或多个螺纹紧固件159以垂直对齐的方式固定在一起。

参考图4,为了接收和排出液压流体,低温泵110的驱动组件114包括布置在泵法兰112的法兰肩部142中的液压流体入口170和液压流体出口172。液压流体入口170和液压流体出口172可以定向成垂直于泵轴线118并且可以彼此径向相对。液压流体入口170可以接收来自液压储存器和液压泵的加压液压流体,而液压流体出口172将低压液压流体排出并返回到液压系统。而且,液压流体入口170和出口172可以具有内螺纹以与螺纹连接器配合,或者构造成能够与液压系统的相应液压管线流体连接。

为了调节驱动组件114内的液压流体的流动,布置在泵法兰112下方的滑阀壳体150可以容纳多个滑阀180。如本领域已知的,滑阀180是用于控制液压流体的流动方向的液压阀。每个滑阀180可以包括阀体182,其限定内部滑阀孔口184,梭阀或阀芯186可滑动地容纳在内部滑阀孔口184内。阀芯186可以在阀体182内往复运动,这部分是由于滑阀弹簧188对阀芯位置的推压或偏置的影响。阀体182可以进一步具有设置在其中的多个通道,通过阀芯186的受控移动,多个通道可以相对于滑阀孔口184选择性地打开或关闭。如本领域技术人员所熟悉的,阀体182中的通道的不同布置将决定滑阀180的操作,诸如滑阀是否构造为双向阀、三通阀等等。所述多个滑阀180可围绕泵轴线118同心地布置,其中阀芯186在滑阀孔口184中的运动方向平行于泵轴线。在具有六个泵送元件144的低温泵110的实施例中,滑阀壳体150可以包括六个与泵送元件分别相关联并且独立激活泵送元件的滑阀180。

为了将高压液压流体引导至滑阀180,泵法兰112和滑阀壳体150可以限定由各种流体通道组成的高压回路190,这些流体通道将来自液压流体入口170的液压流体引导至滑阀。泵法兰112还可以包括类似地与液压流体出口172流体连通的低压回路191。为了使进入的高压液压流体循环到多个滑阀180中的每一个,高压回路190可以包括围绕滑阀壳体150的外部周向布置的高压环形空间192,该高压环形空间192与各个滑阀流体连通。滑阀壳体150可以进一步包括多个挺杆通道194,所述挺杆通道194在滑阀180和下面的挺杆壳体152之间建立流体连通。阀芯182在阀体182中的位置可以移动,以选择性地建立挺杆通道194与高压回路190之间经由高压环形空间192的流体连通或者与低压回路191之间的流体连通,以适当地将液压流体向下引导至挺杆壳体152或从挺杆壳体152向上引导。应该理解的是,滑阀可以布置成与挺杆通道以不同于图4中所示的配置与挺杆通道连通。

为了致动阀芯186在阀体182内的运动,并由此选择性地引导液压流体流动,每个滑阀180可以与多个致动器196中的一个致动器相关联。每个致动器196可以安装在阀体182的顶部并且可以在滑阀壳体150上方突出。为了容纳顶部安装的致动器196,可以在泵法兰112中布置致动器腔室198。致动器腔室198可以将所述多个致动器196共同封闭在内,泵法兰112的顶部在上方延伸。在一个实施例中,致动器196可以是螺线管致动的先导阀,其经由通过法兰肩部142布置的导线与lng动力系统的控制器电气通信。当通电时,致动器196可以打开和关闭设置在泵法兰112和滑阀180中的各种先导通道199,以将少量的高压液压流体转移到阀孔184和从阀孔184转移到别处。液压流体的先导加料可帮助移动阀芯186以选择性地将高压液压流体引导至挺杆通道194和从挺杆通道194引导至别处。然而,在其他实施例中,致动器196可以包括直接连接至阀芯186的螺线管操作的柱塞,以使阀芯在阀芯孔184内移动。

当滑阀180被致动时,阀芯186在滑阀壳体182中向上移动以对高压回路190开放挺杆通道194,从而挺杆壳体152接收高压液压流体并利用它来滑动地移动容纳在其中的挺杆156。为了促进这一操作,挺杆壳体152可以包括多个垂直布置在其中并且围绕泵轴线118沿周向延伸的挺杆孔口200,挺杆孔口的数量对应于挺杆156的数量。每个挺杆孔口200的深度可以大于挺杆156的高度,以允许挺杆在孔口内垂直上下运动,其中挺杆通道194设置在挺杆壳体152中并且通过挺杆孔口的向上的面。为了便于挺杆156的滑动运动,可以将多个挺杆引导件202,例如通过压装或螺纹连接,分别安装到多个挺杆孔口200中。挺杆引导件202可以是适当的低摩擦材料的管状物体,其限定挺杆孔口200,并且其大小设置成与插入其中的挺杆156滑动接触。在其他实施例中,挺杆孔口可以被直接加工到挺杆壳体152中。

挺杆156本身可以是圆柱形的活塞状物体,其具有对应于挺杆孔口200的形状的圆柱形外围204,以及基本上平坦并且限定挺杆高度的第一端面206和第二端面208。当完全插入推杆孔口200中时,第一端面206可以抵靠孔口的顶部以阻挡推杆通道194。第二端面208可以相对于垂直泵轴线118面向下,并且可以位于凹入挺杆孔口200中的位置处。像挺杆孔口200一样,安装在其中的挺杆156围绕泵轴线118沿圆周布置。可以理解的是,挺杆156的数量和挺杆孔口200的数量可以对应于泵组件中的泵送元件的数量,例如六个。

容纳在布置在挺杆壳体152下方的弹簧壳体154中的推杆158可以具有细长的杆延伸部210,该杆延伸部210大体上呈杆状并且具有相对小的直径,其在第一杆端212和第二杆端214之间延伸。第一杆端212和第二杆端214之间的距离可以被确定为使得第一杆端向上突出到挺杆孔口200中,而第二杆端突出弹簧壳体154。推杆158还可以包括推杆凸缘216,该推杆凸缘216从杆延伸部210向外延伸,从第一杆端212延伸出大约为杆延伸部的三分之一的长度。在所示实施例中,推杆凸缘216可以具有下部倒角面218,该下部倒角面218可以相对于杆延伸部210成大约45°的角。但是,简单参考图5,在其它实施例中,推杆凸缘219可以具有其他形状,诸如围绕推杆158的细长杆延伸部210径向向外延伸的平坦的盘状形状。

再次参考图4,为了容纳所述多个推杆158,弹簧壳体154可以具有布置在其中的收集腔室220,或者推杆位于其中的封闭空间。在所示的实施例中,封闭的收集腔室220可以由从弹簧壳体底板224向上延伸并限定泵轴线118的周壁222形成。为了使推杆158能够延伸穿过弹簧壳体154,弹簧壳体底板224可以包括设置在其中的多个推杆孔口226,并且杆延伸部210的第二端214可以穿过该孔口。推杆孔口226可以围绕泵轴线118径向向外地朝向周壁222周向地分布。容纳在弹簧壳体154中的推杆158的数量,以及相应地,推杆孔口226的数量,可以与泵组件中的泵送元件的数量相同,例如六个。收集腔室220可以通过与推杆孔口226可操作地相关联的多个推杆密封组件228与低温泵的泵组件封离,所述推杆密封组件228可以包括多个零件以相对于杆延伸部210密封,但能够相对于杆延伸部210滑动运动。

为了将多个推杆158垂直地定位在弹簧壳体154内,多个推杆弹簧230可以设置在收集腔室内并且与每个推杆可操作地相关联。特别地,推杆弹簧230可以是设置在推杆158上的推杆凸缘216与弹簧壳体底板224之间的螺旋弹簧,或者在所示实施例中是与弹簧壳体底板224相邻的推杆密封组件228。推杆弹簧230可以具有特定尺寸并且具有构造成通常垂直向上推压推杆158的弹簧常数。在垂直向上的位置,推杆的第一端212从弹簧壳体154延伸出直至挺杆孔口200中,以接触挺杆156的第二端面208,将挺杆向上推压到挺杆孔口中,并且可能抵靠挺杆通道194。类似地,第二端214部分地缩回到推杆孔口226中。然而,推杆弹簧230是可压缩的,并且可以允许推杆158相对于弹簧壳体154垂直向下移动。

收集腔室220由此限定内部空间,以容纳和促进包括推杆凸缘216的推杆158在弹簧壳体154内的竖直运动。参考图6,在设计成帮助推杆158在弹簧壳体154内对齐的实施例中,周壁222可包括垂直设置在其中的多个局部孔口240。所述多个局部孔口240可以相对于彼此径向间隔开,以形成沿周壁222的内表面的一系列半圆形切口242,其在形状和尺寸上与推杆的杆凸缘相对应。因此,当推杆上下移动时,半圆形切口242有助于保持相关推杆相对于泵轴线以及相对于彼此的径向位置。在图6所示的实施例中,收集腔室220的中心区域244是完全敞开的空间;然而,在其他实施例中,收集腔室可以具有不同的构造。

例如,参考图7,收集腔室220可以由多个圆柱形孔口250形成,所述圆柱形孔口250竖直设置在弹簧壳体154中并且围绕泵轴线118沿圆周径向布置。由于圆柱形孔口250的圆柱形形状,收集腔室220的中心可以包括从弹簧壳体底板224向上突出的中心柱252,中心柱252的一部分有助于限定孔口的圆柱形形状。圆柱形孔口250的尺寸可以设计成容纳推杆的杆凸缘,并因此引导推杆的垂直运动。另外,多个圆柱形孔口250中的每一个都可以容纳用于垂直向上推压推杆的多个推杆弹簧中的一个。而且,多个圆柱形孔口250可以相对于彼此径向隔开,以与相邻的圆柱形孔口相交并在其间形成通道254。通道254以围绕泵轴线118的圆周方式将多个圆柱形孔口250互连。

工业实用性

参考图4,将描述低温泵110中的液压流体的循环和利用。诸如油之类的高压液压流体由低温泵110通过液压流体入口170接收,并且如箭头260所示由高压回路190向下引导。高压液压流体经由高压环形空间192进一步围绕滑阀壳体150周向分布。在电子控制器的操作下,单独的致动器196可以被致动以进一步以适当的方式或模式在不同的位置之间致动相关滑阀180,以引导液压流体通过低温泵。例如,多个滑阀180可以被移位,以围绕泵轴线118以连续顺时针的方式一次一个地对高压回路190开放挺杆通道194。然而,在其他实施例中,多个滑阀可以同时打开和关闭。此外,持续时间和顺序可以在操作中变化,取决于燃烧过程所需的lng的量。

当滑阀180被适当地定位时,高压液压流体能够通过设置在挺杆壳体152中的挺杆通道194流入挺杆孔口200中。加压的液压流体可以在挺杆孔口200中相对于泵轴线118垂直向下推压和滑动挺杆156。可以理解的是,挺杆的向下运动还使得与特定挺杆相关联的推杆158相对于弹簧壳体154向下移动,并且将相关推杆弹簧230压靠在弹簧壳体底板224和推杆密封组件228上。由于推杆和连杆之间的连接,可以进一步理解的是,推杆的向下运动也使得相关连杆向下类似地移动,最终激活泵组件中的泵送元件,使得它们将lng朝向内燃机引导。

只要相关滑阀180保持在将高压液压流体引导至挺杆通道194的位置,则特定的挺杆156可以保持向下设置在挺杆孔口200中。然而,当滑阀180被定位成阻止高压液压流体流入挺杆通道194中,而是允许流体从挺杆孔口200排出时,推杆弹簧230可以将推杆158垂直向上推回并进入挺杆孔口,从而将推杆156可滑动地推抵挺杆孔口的向上的面。推杆158的垂直向上运动也将允许相关连杆垂直向上移动并脱离泵组件中的泵送元件。

挺杆156在挺杆孔口200中向上的运动将使包含在其中的液压流体移位。液压流体的一部分可以被引导回相应的挺杆通道194,并且可能被引导至与特定挺杆通道相关联的滑阀180中,并且可能经由滑阀排出通道189返回到致动器腔室198中。然而,尽管挺杆和挺杆引导件202之间滑动接触,但是一些液压流体也可以在挺杆156和相关挺杆孔口200之间向下流动。为了将液压流体保持在驱动组件中,形成在弹簧壳体154中的收集腔室220布置在挺杆壳体152的下方,挺杆孔口200的底部暴露于收集腔室。此外,由于与穿过弹簧壳体底板224布置的推杆孔口226相关联的推杆密封组件228,收集腔室220提供密封外壳以容纳液压流体并且防止其进一步泄漏到泵组件或低温罐。

由于收集腔室的容积,并且因为上游滑阀可能关闭,所以收集在收集腔室中的液压流体的压力可以低于液压流体入口170处存在的流体的压力。然而,多个挺杆的重复运动以及液压流体不断地排放到收集腔室中会导致收集腔室中的流体压力和液位升高,特别是如果滑阀妨碍挺杆孔口上游的液压流体的排放时。在各种实施例中,可以继续将液压流体从多个挺杆孔口收集到收集腔室中,直到充满腔室。

为了移除收集腔室220中收集的液压流体,驱动组件114可以包括返回路径262,该返回路径262将液压流体向上引导并且如箭头264所示离开收集腔室。返回路径262可以部分地由设置在挺杆壳体152中的挺杆壳体返回孔口266和设置在滑阀壳体150中的滑阀壳体返回孔口268形成。在所示实施例中,返回路径262与泵轴线118居中对齐,但是在其他实施例中,可以以不同的方式布置在驱动组件114内。挺杆壳体返回孔口266和滑阀壳体返回孔口268还可以与在泵法兰112中形成的致动器腔室198连通,该致动器腔室又通过低压回路191与液压流体出口172连通。因此,持续升高的低压液压流体可以在返回路径262中通过致动器腔室198垂直向上流动,然后经由低压回路191和液压流体出口172从驱动组件114向外流动。在这样的实施例中,返回路径262和致动器腔室198可以浸没在循环通过驱动组件的连续的液压流体流中。参考图1,从低温泵110排出的液压流体尽管压力低于从液压泵126接收的液压流体的压力,仍然可以具有足以经由第三液压管线130和可能的油冷却器132返回到液压储存器122的压力,液压储存器122可以相对于低温罐104处于更高的位置。

为了促进液压流体在返回路径262上向上流动,在低温泵110的可能的进一步实施例中,多个挺杆156的上下运动可以提供低压泵以帮助排出收集腔室220中的流体。特别地,挺杆156的向下运动将容纳在挺杆孔口200中和收集腔室220中的液压流体向上推向致动器腔室196。当挺杆156再次向上往复运动时,例如通过推杆弹簧230的作用,挺杆可以将一定体积的液压流体从挺杆孔口204排放回挺杆通道194,该液压流体最初是由于挺杆向下移动而进入挺杆孔口中的。然而,容纳在挺杆孔口200中的液压流体的一部分可以在挺杆156和挺杆导向件202之间向下通过,并且可以填充到挺杆孔口的现在未被填充的下部空间中。当挺杆156在下一个循环期间再次被迫下降时,来自挺杆孔口204的下部的液压流体移位到收集腔室200中,可以增加其中的流体压力。在另一种意义上,多个挺杆156的上下运动可以引起液压流体向收集腔室200的体积净转移。因此,在这个可能的实施例中,多个挺杆可以相对于低温泵110的驱动组件114中的液压流体产生低压泵送效应,以从驱动组件排出流体。在其他实施例中,上下运动可以引起收集腔室200中液压流体的附加搅动。

为了促进液压流体从收集腔室220继续通过液压流体出口172流出,驱动组件114可以利用推杆158的竖直运动。特别地,随着每个推杆158上下移动,相应的推杆凸缘216将在可能被液压流体填充的收集腔室220内移位。推杆158和推杆凸缘216的运动将搅动液压流体,使其围绕收集腔室循环或运动,并且可能向上进入返回路径262。推杆凸缘216包括倒角面218的推杆158的那些实施例可以进一步协助液压流体的搅动。液压流体的搅动可以有利地防止在容纳在弹簧壳体154中,尤其是接近弹簧壳体底板224,的流体内形成冷袋,冷袋可以与泵组件热和/或包含在低温罐中的低温流体热连通。冷点可以导致液压流体聚结并且污染或干扰驱动组件114的操作,包括滑阀180的可移动部分、挺杆156和推杆158。除了搅动之外,液压流体从挺杆孔口200缓慢但连续地流入收集腔室220并且沿着由箭头264指示的流动方向向上的流动,可以有利地热平衡低温泵110的驱动组件114。特别地,流体的循环可以防止驱动组件114变得太冷,同时去除由内部部件的运动和摩擦产生的热量。

为了进一步辅助或改善液压流体的搅动,形成在弹簧壳体中的收集腔室的形状可以被设计为使流体围绕腔室充分循环。例如,参考图6,在弹簧壳体154的该实施例中的空的中心区域244允许液压流体通过推杆的移动而从垂直布置的局部孔口240沿着周壁222朝向腔室的中心排出。在通过上部挺杆壳体和滑阀壳体的液压流体的返回路径与位于中心的泵轴线对齐的那些实施例中,空的中心区域使得流体能够基本畅通无阻地流动到返回路径中。参考图7的实施例,具有垂直中心柱252,该中心柱可以包括垂直定向的中心孔口256,以容纳液压流并将其向上重新引导至返回路径。中心孔口256可以接收来自靠近弹簧壳体底板的中心柱252中的开口的流体。进一步地,当推杆按顺序上下移动时,互连圆柱形孔口250的通道254允许液压流体在相邻的孔口之间移动。这意味着液压流体可以围绕收集腔室和围绕泵轴线顺时针或逆时针循环,从而进一步搅动流体。这样的实施例可以确保离开低温泵的驱动组件的液压流体具有足以返回到液压储存器的压力。

除了从收集腔室排出液压流体之外,液压流体出口172也可以接收其他来源的液压流体。例如,滑阀180能够将进入的液压流体从液压流体入口170旁通至致动器腔室198,或者将容纳在滑阀中的液压流体的一部分排出到致动器腔室。进一步地,在致动器196从先导通道接收一部分进入的液压流体以致动滑阀180的那些实施例中,致动器还可以将该流体排回到致动器腔室中以从驱动组件移除。参考图8,因为可以有大量的液压流体流过布置在泵法兰112中的致动器腔室198,所以作为电气装置的致动器196可以设计成在存在液压流体的情况下运行。例如,致动器196可以通过一根或多根模制屏蔽线270接收电力和控制信号,所述模制屏蔽线270可以通过泵法兰112的法兰肩部142布置,并且具有密封的闷头配件272以用于电连接到泵外部的控制器。模制屏蔽线和闷头配件以可能导致电短路或者干扰驱动组件114的操作的方式防止液压流体接触任何单独的电线或电连接。

应该认识到,前面的描述提供了所公开的系统和技术的示例。然而,可以设想,本发明的其他实施方式可以与前述示例在细节上互不相同。对本发明或其示例的所有引用旨在涉及此处讨论的特定示例,并不旨在更普遍地暗示对本发明的范围的任何限制。所有关于某些特征的区别和贬低语言旨在表示对这些特征缺乏偏好,但是除非另有说明,否则不是将这些完全排除在本发明的范围之外。

除非这里另有说明,这里所述的数值的范围仅仅用作分别指代该范围内的每个独立的值的简化方法,并且每个独立的值与它在这里被单独引述一样引用到说明书中。在此描述的所有方法可以以任何合适的顺序执行,除非在此另有指示或者与上下文明显矛盾。

在描述本发明的上下文(特别是在下面的权利要求书的上下文中)中使用的术语“一个”和“该”以及“至少一个”和类似的指示物被解释为包括单数和复数形式,除非本文另有说明或与上下文明显矛盾。用在一个或多个项目(例如,“a和b中的至少一个”)的列表前面的术语“至少一个”应理解为是指选自所列项目(a或b)的一个项目或所列项目(a和b)中的两个或更多个的任何组合,除非本文另有指示或与上下文明显矛盾。

因此,如适用的法律所允许的,本发明包括所附权利要求中记载的主题的所有修改和等同物。此外,除非在此另外指出或者明显与上下文矛盾,否则本发明内容涵盖上述要素的所有可能的变型的任何组合。

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