[发明专利]双主动阀流体压力操作的正排量泵

说明书

一种双主动阀正排量泵包括：保持泵的组件的壳体。具有内部腔体的活塞，该内部腔体通过自由移动的隔膜分为两个流体隔离的容积，两个容积中的一个与活塞和壳体之间的包含来自压力源的驱动器压力的容积流体连接。在正驱动器压力或负驱动器压力下，活塞可在壳体内往复移动。当驱动器压力大于泵入口端口处的最大压力时，可通过驱动器压力操作的主动入口阀致动。当驱动器压力小于泵出口端口处的最小压力时，可通过驱动器压力操作的主动出口阀致动。隔膜将泵送流体与用于使隔膜在活塞腔体内移动的工作流体分离，并且在入口阀打开时在入口端口处传输压力，并且在出口阀打开时在出口端口处传输压力。

技术领域

本发明总体上涉及一种用于泵送流体的设备，该设备是准确且可靠的，并且提供了精确的流速和恒定的冲程容积。

背景技术

在泵送流体的领域中，经常期望提供精确的流速或冲程容积。正排量泵(positivedisplacement pump)可以用于此类应用，但是通常馈送泵腔体的阀是被动的，只能通过入口端口或出口端口之间的压力与泵腔体内部的压力的差来操作。这种阀通常是叶片阀，并且由于其打开和关闭可通过未知的压力差进行操作，因此它们的操作正时和速度是未知且可变的，从而导致泵吞吐量或冲程容积的变化不受控制。

更复杂的正排量泵利用主动驱动阀来确保恒定且准确的打开和关闭正时和速度。这些主动阀可以通过与主泵送致动器分开的电致动器、磁致动器或液压致动器来操作，这些致动器被添加到基本泵设计中，从而使其更加复杂且可靠性更低。

下面给出了波纹管泵(bellows pump)、膜式泵(membrane pump)或正排量泵的示例。

授予Peer M.Portner等人的专利(美国专利No.4,265,241)公开了一种波纹管泵，该波纹管泵包括由螺线管控制的电枢致动的活塞波纹管。活塞波纹管的移动倾向于增加或减小泵送室的容积。当泵室的容积最大时，泵送流体从保持在正压的储存器通过输入的被动止回阀被迫进入泵室。当波纹管活塞被致动时，泵室处于最小容积，并且流体通过另一个输出被动止回阀被迫离开室。

授予Portner等人的美国专利No.4,360,019描述了一种正排量泵，其使用弹性体隔膜，该弹性体隔膜由螺线管经由柱塞驱动。隔膜的移动改变泵腔体中的容积，从而导致流体经由被动弹簧加载式入口阀流入腔体，或经由不同的被动弹簧加载式出口阀流出腔体。

授予Norman F.Moody等人的美国专利No.4,152,098公开了一种具有隔膜的泵，该隔膜形成入口阀、出口阀，并且是改变泵送室中的容积的可移动构件。螺线管致动的球被驱动与隔膜接触，以改变泵送室中的容积。尽管隔膜保持与球一致，但输入阀两端的压力差将导致该现有技术泵的冲程容积变化。

以上引用的几个参考文献教导了使用顺从性隔膜或波纹管，其导致泵冲程容积随储存器压力或环境压力条件的变化而变化。另外，所有以上引用的参考文献教导了使用被动入口阀和出口阀。由于通过阀的流速取决于阀两端的压力差，因此通过入口阀的流速以及因此冲程容积取决于环境压力和储存器压力。因此，利用各种类型的泵的现有技术研究和实验还没有提供具有准确且恒定的冲程容积的正排量泵。

因此，迫切需要提供一种泵，其泵吞吐量或冲程容积没有不受控制的变化，其中操作流体和泵送流体之间没有接触，没有压力传感器与泵送流体接触，从而测量输入压力和输出压力，但在输入管线或输出管线上都不需要压力传感器。

发明内容

本发明的目的是公开一种用于泵送流体的系统，该系统是准确且可靠的并且提供精确的流速和恒定的冲程容积。

本发明的另一个目的是公开一种正排量泵，其包括：

壳体，其具有用于使可泵送流体流入和流出泵的至少两个泵送端口，以及用于使操作压力流入和流出泵的至少一个控制端口；