CN1196412A - 喷水织机用柱塞泵 - Google Patents

Abstract

保持高压下排水的喷水织机用柱塞泵的活塞的直线性使活塞能相对于缸筒作平滑移动。因此,在往复活塞驱动机构单元上设置了一种滚柱导轨。在从缸筒到导管的排水通道上形成一个弯管进一步降低了从缸筒排放水的阻力。活塞具有自由度使之可相对连接到泵凸轮和杠杆上的驱动件而移动。这样活塞便能在缸筒中以最小的阻力移动。

Description

喷水织机用柱塞泵

本发明涉及用于自动织机的一种柱塞泵，以便用喷水嘴插入纬纱。

图1示出了根据现有技术的柱塞泵的结构。该柱塞泵用作速度达到1,000r.p.m的高速织机的原动机，其一端配备有一个通往水源的吸水球阀1，而另一端配备有一根通往喷水嘴的导管3和一个高压水流溢流球阀或者锥形阀2。通过缸筒6中的活塞7的向前运动，水从导管3被引入缸筒6，活塞7被与泵凸轮4联锁的泵凸轮杠杆5驱动，当泵凸轮4处于不起作用的位置时，活塞7在弹簧机构9弹力作用下向后移动以高压水的形式排出引入的水，并从导管3通过球阀或者锥形阀进入喷水嘴。

图2是一个简图，表示了用于排放高压水的柱塞泵的喷水嘴单元排放的水的压力波形。如果压力波形沿虚线所示的曲线，那么该压力波形是理想的，如图所指出的，并且到达最大压力所费时间Δt最好短一点，从最大压力开始的压降的幅度Δp最好小一点。

事实上，时间Δt是由弹簧压力和喷嘴部的截面积之间的关系所确定的一个因数。因此，最重要的实际建立理想的高压水波形的因数是较小的压力幅值Δp和波形微小振幅的消除。因此，有必要使活塞7和缸筒6之间的运动平滑并减小流体阻力。

然而，在高速织机中，柱塞泵的弹簧压力超过200kgf，活塞7的外表面和缸筒6的内表面之间的间隙值沿直径方向为10/1,000mm到30/1,000mm，用螺纹将连接机构单元的一端拧入活塞7中，使该活塞7受朝向枢轴11方向的拉力和摆动机构或弹簧的振动压力的作用，从而使活塞7和缸筒倾斜抵触，如图3所示，导致不正常的磨损或不平滑的运动。这样，喷射水流便受到不利的影响，并因管道中排放水的扰动受到管道中流动阻力的影响，因此加压水的波形受到扰动，如图2中实线所示。

本发明的一个目的是要提供一种喷水织机柱塞泵的结构，它能在排放高压水的同时保持活塞的直线性，从而保持活塞和缸筒之间的平滑运动。

本发明的另一目的是要通过维持活塞的直线性以尽可能减少活塞和缸筒之间的间隙，从而消除水从活塞和缸筒的泄漏。

本发明还有一个目的是要减少为了保持活塞和缸筒的同心度而需作的细微调整，并降低为获得如此高的精度而加工缸筒内外直径所需成本。

本发明的另一目的是要消除排放水以紊流状态流入球阀或锥形阀的缺陷。

本发明的另一目的是要提供一种柱塞泵，该柱塞泵能消除泵的水压波形的振幅，从而通过消除最大水压的传播和减小图2的压力差Δp而保证在任何时候都能稳定可靠地插入纬纱。

在本发明中，在往复活塞驱动机构单元上设置了一个滚柱导轨以保持活塞的直线度。

而且在本发明中，从泵排放的水以紊流状态流入球阀或锥形阀的问题已被解决，办法是用一弯管连接在从缸筒排出的高压水的排放通道上，使它转动90度再进入导管，从而减少对从缸筒排出水的阻力，并且在球阀或锥形阀的上游还加装稳定器。

理想的做法是，在布置本发明的滚柱导轨时使用弯管的排放通道的形状就应一起做好，但也可采用这样的结构，将弯管专门添加在现有技术的柱塞泵上。

而且在本发明中，用来连接驱动件如与泵凸轮和杠杆联锁的连接机构单元，及活塞被装在具有一个自由度的结构内使该活塞可沿径向移动。

具体地说，该结构使该活塞在泵凸轮杠杆的作用下往复运动前的一瞬间能向具有最小阻力的径向位置移动，而且该结构的中心是自由的，活塞即使在被缸筒引导而往复运动时也能在径向上移动。结果，便能在活塞和缸筒之间保持平滑的运动，也即，活塞在缸筒中运动时具有最小阻力。

图1示出了现有技术的柱塞泵的结构；

图2显示了在喷水嘴部排放的水的压力波形；

图3是用来解释现有技术的柱塞泵所存在问题的简图；

图4示出了本发明的第一个实施例；

图5示出了本发明的第二个实施例；

图6示出了本发明的第三个实施例；

图7示出了本发明的第四个实施例；

图8详细示出了连接驱动件和活塞的连接机构单元，它与图7所示的泵凸轮联锁；

图9示出了另一个实施例，其中在柱塞泵管道中的溢流球阀或锥形阀的上游设置了一个稳定器；

图10示出了稳定器的矫直叶片的一种型式；

图11是图9中的柱塞泵具有稳定器而如图1那样装配时从该泵排放出的水的压力波形的累积的数据记录曲线；

图12是从图1中现有技术的柱塞泵排放出的水的压力波形的累积数据曲线；

图13是现有技术的柱塞泵排放出的水为每次投纬建立的水压波形。

图14的曲线记录了从本发明第六个实施例的柱塞泵排放出的水的压力波形的累积数据。

各图的参考标号具有下面的意义：

1代表吸水球阀；2代表溢流球阀或锥形阀；3代表导管；4代表泵凸轮；5代表杠杆；6代表缸筒；7代表活塞；8代表固定套筒；9代表弹簧机构；10代表移动套筒；11代表枢轴；12代表联锁架杆；13代表驱动件；14代表带有联锁架杆的基板；15代表滚柱导轨；16代表驱动件和活塞的连接机构单元；17代表活塞根端；18代表驱动件的引导端部；19代表连接机构单元的安装件；20代表安装件连板；21代表螺钉；22代表稳定器，31代表弯管，71代表活塞后延伸段；72代表活塞驱动件；81代表弹簧接收座；82代表弹簧机构的轴；83代表调节螺纹；84代表调节螺母。

联系下面的实施例，将对本发明的各种型式进行说明，但本发明不仅限于这些实施例。

图4示出了本发明的第一个实施例，其中使用了一个滚柱导轨15以及连接到从缸筒6到导管3的排水管线的一个弯管。

如图4所示，滚柱导轨15设置在活塞7的后延伸段71的周围，该活塞由与泵凸轮4联锁的泵凸轮杠杆5驱动。该滚柱导轨15并不总需要固定，而是自身可滑动的，其结构使之能把活塞7设置在最优位置以保持活塞7的直线性。

在此结构中，活塞7在缸筒6中当水从导管3排出而进入缸筒6时保持直线性，反之亦然，从而保证了活塞7的平滑运动。另外，如在水从缸筒6到导管3的排放通道部分形成一个弯管31，从缸筒排放的高压水的流动阻力能显著地降低从而能可靠地插入纬纱。

在图5所示的第二个实施例中，滚柱导轨15沿着活塞7的后延伸段71的外表面设置，并且在后延伸段的后端面设置了弹簧机构9。

弹簧机构9能够通过水平滑动的弹簧接收座81来把弹簧力传递到活塞7，并能通过前后移动调节螺母84的位置来调节其弹力，调节螺母84的移动是通过轴82上车出的调节螺纹83来实现的。

由于弹簧机构9的位置不同于缸筒6的位置，所以设计活塞7和缸筒6有更大的自由度，可以改变簧丝直径或卷绕直径来使弹簧机构9足够地具有所需的功能。这样就能充分地增强柱塞泵的功能。

图6示出的第三个实施例的结构可缩短本发明的柱塞泵的全长。在活塞7根部的端面上连接着杠杆5，如图6所示，杠杆5通过泵凸轮4绕枢轴11摆动，并连接有驱动件13和活塞驱动件72。而且，活塞7根部的端面通过基板14安装在多根联锁架杆12上。

这些联锁架杆12被活塞带动作往复运动，而且，联锁架杆12克服安装在缸筒6的外圆周上的弹簧机构9的偏置力移动，当处于泵凸轮4的不起作用的位置时，在弹簧机构9的弹性力作用下该联锁机构9会突然后移。因为这个原因，当水通过活塞7被吸入缸筒6时，在高压作用下有力地从弯管31排出而进入导管3并从溢流球阀或锥形阀2排出而进入喷嘴(未图示)。

滚柱导轨15设置在各联锁架杆12的至少一部分的周围以便使各联锁架杆12平行地围绕缸筒6，从而保证活塞7的平行往复运动，该活塞7与联锁架杆12相连。

图7示出第四个实施例，其中设在驱动件和活塞的连接机构单元上的活塞的中心自由的机构被应用在带有滚柱导轨的柱塞泵上。在此实施例中，具有弹簧机构9的联锁架杆12与杠杆5连接，该杠杆5通过泵凸轮4绕枢轴11摆动。当杠杆5往复摆动时，驱动件13使活塞在缸筒6中作往复运动并联锁装有联锁架杆12的基板14。此时，彼此平行移动的联锁架杆12和活塞7之间的直线性由滚柱导轨15保持，滚柱导轨15围绕联锁架杆12设置。

在此，围绕各联锁架杆12设置两个滚柱导轨15可以改善平行状态。

参考标号16代表与泵凸轮联锁的驱动件13和活塞7之间的连接机构单元。图8示出连接机构单元的细节。如图8所示，在缸筒6中作往复运动的活塞7的根端17，与摆动杠杆5连接的驱动件13的引导端装配部都安装于在基板14上形成的装配空间中，基板14安装着联锁架杆20，如图7所示，并且都通过连板20安装。参考标号19代表用于安装连接机构单元16的一个安装件，它由连板20和螺钉21组成。

在驱动件13的引导端装配部18和活塞7的凸缘根端7之间留下一个小间隙，在活塞7的根端17的外圆周和驱动件13的引导端装配部的内圆周之间形成的间隙允许活塞7沿径向自由运动。

活塞7在缸筒6中作往复运动之前和在作往复运动时，活塞7的根端17的径向间隙需要具有至少足够的自由度使活塞7能移动到具有最小阻力的径向位置。该间隙取决于活塞7的直径，但不能大于活塞7的外直径和缸筒6的内直径之差，通常例如为10/1,000mm。若该间隙小于10/1,000mm，那么即使活塞7只有轻微的偏斜，活塞7在缸筒6中的运动也会受到干扰，需要通过微调步骤来保持活塞7和缸筒6之间的同心度。

驱动件13的引导端装配部18和活塞7的根端17之间的间隙的尺寸做成与宽限时间相配合，该宽限时间用来在活塞从向后移动转变为向前移动的一瞬间使活塞以中心自由的状态自由地进入摩擦最小的位置。过大的间隙将导致咔搭作响的噪音和不正常的磨损。对此，该间隙在活塞从向前移动转变为向后移动的一瞬间也存在类似的情况。

在此柱塞泵中，根据连接机构单元16中摆动杠杆5的驱动件13的运动，联锁架杆12的安装基板14和活塞7的设凸缘的根端17克服弹簧机构9的偏置压力而移动。而且围绕缸筒6设置的联锁架杆12当处于泵凸轮4不起作用的位置时，会由于弹簧机构9的弹力而突然后移。同时，被活塞7吸入缸筒6的水在高压下会猛然从弯管向导管3排放，并进一步从溢流球阀或锥形阀2进入喷嘴(未图示)。

滚柱导轨15至少围绕各联锁架杆12的一部分设置以便使围绕缸筒6的联锁架杆12保持在平行状态。从而使活塞7保持平行的往复运动，活塞7与联锁架杆12联锁。结果，活塞7在缸筒6中可不受阻地移动。

而且，弹簧直径能从现有技术的10.5mm减小到8mm，其弹力能减小到60到70kgf，从而克服该力所需的驱动力能相应地减小。

图9示出第五个实施例，其中稳定器22由一系列矫直叶片组成，并设置在装配于柱塞泵的导管3中的溢流球阀或锥形阀2的上游。稳定器配备有一系列矫直叶片22b，这些叶片从圆筒件22a的内圆周向轴线延伸，如图10(a)和图10(b)中的俯视图和侧视图所示。

稳定器的效果是用在7,000r.p.m进行30秒的条件下所得到的从柱塞泵排放的水的压力波形来检验的。图11示出压力波形的累积数据。图12示出没有稳定器时压力波形的累积数据，通过比较可知，图11的带有稳定器的压力波形比图12的压力波形偏差(对于幅宽)较小。从而可以发现，这样便可得到压力振辐较小的稳定的高压水。

稳定器22例如可用众所周知的材料和形状，正如在喷水嘴中所采用的。

下面说明第六个实施例。将图9及图10(a)和10(b)所示的稳定器装配在图7所示的柱塞泵中进行试验。图14示出排放水的压力波形的累积数据的结果，其时柱塞泵的活塞直径为12.5mm，弹簧压力为70kgf，织造速度为1,040r.p.m，运行时间为30秒(或520次投纬)。该曲线表明对每次投纬的压力波形大致相同，排放出的水是非常稳定的。从而可以发现，喷出的水射流具有良好的会聚性，并且获得的织物是高级织物，没有任何织造缺陷。另外，每次投纬水的流动速率为1cc，纬纱能在这个极低的流动速率下被投入。

为了比较，对图1所示的现有技术的柱塞泵也进行了性能试验。当将预定的喷水嘴连接到柱塞泵上，而该柱塞泵的活塞直径为16mm，弹簧压力为200kgf，以800r.p.m的织造速率运行时，图13示出每次投纬(对应于活塞的一次往复)建立起来的排放水的压力波形的结果。在这个现有技术的例子中，如图所示，压力波形所具有连续而曲折的形状，表明喷射水流会聚性很差。另外，每次投纬的喷水流动速率为2.2到3cc。

根据本发明，能够为自动织机提供一种具有下列特征的柱塞泵。

(1)在高压高速下，能保持活塞在缸筒中良好的平行状态，从而能排放出相当稳定的水射流。

(2)能减小活塞在缸筒中的运动阻力从而显著地提高排放效率，并能在高压高速下平稳地排放出稳定的水射流。

(3)在丝毫不改变现有技术的基本结构的情况下，通过此简单结构便可提高排放效率。

(4)活塞的振动能显著地减小，从而可建立起压力不分散的喷水射流。

(5)活塞和缸筒很少破裂或不正常磨损，并具有改进的耐久性。

(6)可以减小活塞和缸筒之间的间隙，因而没有泄漏和压力减弱。

(7)织机很少因柱塞泵出现问题或纬纱插入失败而被中断，从而提高了工作速度。

(8)弹簧压力能减小到大约是现有技术压力的1/3(如70kgf)，这样操作能量消耗便可相应地降低。

(9)每次投纬的喷水流动速率能减小到现有技术的流动速率的一半(如1cc)或更小。

(10)通过水射流可以建立起稳定的排水压力，从而可消除纬纱张力的波动并能生产出具有良好组织的织物。

(11)能显著地提高从喷水嘴喷射的水射流的会聚性，从而可提高织机每分钟的转数。

Claims (7)

1.一种喷水织机用柱塞泵，其缸筒中的活塞在与泵凸轮联锁的泵凸轮杠杆的驱动下被推动向前，用来在高压下把水排放和供应到喷水嘴，并由于弹簧机构的弹力作用使活塞后移从而把水从导管引入缸筒，

其特征在于，在往复活塞驱动机构单元上设置了滚柱导轨以保持活塞的直线性。

2.根据权利要求1所述的喷水织机用柱塞泵，其特征在于，所述滚柱导轨设置在活塞的后延伸段，该延伸段被与泵凸轮联锁的泵凸轮杠杆驱动。

3.根据权利要求2所述的喷水织机用柱塞泵，其特征在于，所述弹簧机构面对活塞后端。

4.根据权利要求1所述的喷水织机用柱塞泵，其特征在于，所述滚柱导轨围绕多根连接在活塞根端的联锁架杆中的每一根架杆安装，并围绕缸筒设置。

5.一种喷水织机用柱塞泵，其缸筒中的活塞在与泵凸轮联锁的泵凸轮杠杆的驱动下被向前推动，用来在高压下将水排放和供应到喷水嘴，并在弹簧机构弹力作用下通过活塞后移将水从导管引入缸筒，

其特征在于，从缸筒排放的高压水通道通过一个弯管被弯转。

6.一种喷水织机用柱塞泵，其缸筒中的活塞在与泵凸轮联锁的泵凸轮杠杆的驱动下被向前推动，用来在高压下将水排放并供应到喷水嘴，并通过弹簧机构的弹力作用使活塞后移而将水从导管引入缸筒，

其特征在于，连接机构单元连接驱动件，而该驱动件与泵凸轮和杠杆联锁，连接机构单元和活塞的结构具有一个自由度允许活塞沿径向移动。

7.一种喷水织机用柱塞泵，其缸筒中的活塞在与泵凸轮联锁的泵凸轮杠杆的驱动下被向前推动，用来在高压下将水排放并供应到喷水嘴，并由于弹簧机构的弹力作用使活塞后移而将水从导管引入缸筒，

其特征在于，在溢流球阀或锥形阀的上游设置了一种稳定器，该稳定器用来矫直从缸筒中排放的高压水。

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