用以提高装配可靠性的隔膜泵结构

摘要

提供一种可用于汽车柴油机的柴油滤清器的隔膜泵。该隔膜泵包括本体、隔膜和盖，其中该隔膜安装在该本体的一开口端，以在该本体内限定出一泵室，该盖被拧紧在该本体上，以便将该隔膜夹在该盖和该本体之间，从而在该盖内限定出一气室。该隔膜泵还包括一转锁，该转锁被置于保持该隔膜的该本体和该盖形成的间隙中。在该盖被拧紧在该本体上时，该转锁用以阻止隔膜随着本体和盖的相对旋转而转动，从而避免了隔膜的破裂或重装错误。

说明书

技术领域

本发明涉及用于汽车柴油机的燃料滤清器中的隔膜泵，尤其涉及用以提高其装配可靠性的该隔膜泵的改进结构。

背景技术

图17示出用于汽车柴油机的典型公用管路(共轨)燃油系统。该燃油系统基本上由喷射泵1、公用管路2、喷射器3(为简洁起见，仅示出一个)、燃油箱4和柴油滤清器5。喷射泵1工作，从而将加压的燃油供应到公用管路2，其反过来又从存储在发动机的各个气缸中的喷射器3被喷射。黑色的箭头表示燃油从燃油箱4到喷射器3的流动。白色的箭头表示燃油从喷射器3返回到燃油箱4的流动。

通常，燃油掺有杂质如灰尘、铁锈、碳、淤渣和水汽，为了避免机械磨损和喷射器3生锈，这些杂质有待从燃油中去除，以确保发动机操作的持久性和稳定性。利用柴油滤清器5将这种杂质从燃油中除去。当沉积在柴油滤清器5的底部的杂质量超出一给定的界限时，将排泄旋塞打开，从而将杂质排出柴油滤清器5，但是通常有少量的杂质残留在柴油滤清器5内。而且，侵入到燃油中的空气将会在燃油传输到喷射器3的过程中产生一些问题。为解决这种问题，柴油滤清器5设有手动隔膜泵6，如图18所示，该手动隔膜泵工作，从而将水与进入燃油系统中的燃油或空气相隔离地排出。

如图18所示，手动隔膜泵6被安装在柴油滤清器5的顶部。隔膜泵6包括限定出一外泵壳的本体7、连接到本体7上的流体入口管9和出口管10以及形成在本体7内的泵室8。

隔膜11置于本体7的上端。一盖12在本体7的上周边上卷边，从而将隔膜11牢牢地夹在盖12和本体7之间。一手动旋钮14安装在盖12内，以紧靠隔膜11可垂直滑动。一气室13限定在盖12和隔膜11之间。

在泵室8内，设置有阀15和盘簧16。盘簧16被保持在隔膜11和阀15之间，以便一直在使泵室8体积增大的方向上推动隔膜11。在柴油滤清器5的正常操作模式中，如黑色箭头所示，燃油沿着路径a、b、c和d流过柴油滤清器5，在柴油滤清器5中，杂质从燃油中被滤出并沿着路径e从流体出口管10排出。通过反复地推动旋钮14而垂直移动隔膜11，可以除去聚积在柴油滤清器5内的水或排出侵入燃油系统内的空气。

如上所述，通过将盖12的周边卷曲在本体7的上周边上，从而将隔膜11夹在上述二者之间，可以将隔膜11安装在本体7上。在卷曲之前，盖12具有一平直向下延伸的环形端17，如图18中的虚线A所示。按以下步骤将盖12卷曲。首先，将盖12放在本体7的上端。接下来，一卷边机18的辊18a邻接盖12的环形端17的外表面放置，然后在如白色箭头f所示的方向上挤压，直到环形端17以直角弯曲，如实线B所示，同时在箭头g所示的方向上旋转隔膜泵6。

然而，隔膜泵6在卷曲盖12的过程中存在下述问题。如果在隔膜泵6沿方向g旋转时隔膜泵6包含与卷边机18干涉的部分，那么必须在盖12被卷曲之后装配该部分。这将导致受限制的装配顺序，并降低了隔膜泵6的设计自由度。

近年来，当汽车被刮擦时，需要将各部件分离成树脂、金属、橡胶等，以循环利用或丢弃它们。然而，卷曲造成在隔膜泵6的拆卸，也就是说，将各个部件分离成不同材料类型的过程中出现困难。

为避免这种问题，可将盖12通过螺纹拧接在本体7上，但是，其遇到了其他问题，即由于盖12由树脂制成，且隔膜泵11由橡胶制成，将盖12旋转以将其固定到本体7上将造成隔膜泵11随着盖12的旋转而旋转，这会导致隔膜泵11的磨损或在隔膜泵11的安装中出现错误，且螺钉固定使得盖12易于从本体7上松开，因此一旦盖12从本体7上拆下，其将造成隔膜泵11的破裂或者隔膜泵11的重装错误。

日本公开特许No.9-133059公开了上述类型的隔膜泵。

发明内容

因此，本发明的主要目的是避免现有技术的缺陷。

本发明的另一个目的是提供一种改进的隔膜泵结构，该隔膜泵用以将盖方便容易地固定到本体上，而不产生隔膜泵的不期望旋转，而是使得将盖从本体上拆下变得困难。

根据本发明的一个方面，提供一种隔膜泵，该隔膜泵可被安装在用于汽车的燃油系统中的柴油滤清器上。该隔膜泵包括：(a)限定出一外泵壳的本体，该本体具有一开口端；(b)隔膜，其安装在该本体上，以封闭该开口端，从而在该本体内限定出一泵室；(c)盖，其(通过螺纹连接)拧接在该本体上，以便将隔膜夹在盖和本体之间，从而在盖内限定出一气室；(d)手动操作部件，该手动操作部件用以使隔膜弹性变形；(e)流体入口和出口路径，其通向泵室；(f)阀机构，该阀机构工作，以有选择地建立和阻塞泵室和流体入口路径以及泵室和流体出口路径之间的连通；(g)弹簧，该弹簧用以推动该手动操作部件，以使该隔膜在沿泵室体积持续增大的方向上变形；以及(h)转锁，其置于保持该隔膜的该本体和该盖形成的间隙中。该转锁用以将当该盖被拧紧在本体上时隔膜随着盖和本体之间的相对旋转而产生的旋转锁定。

上述结构将使得本体和盖之间的连接更加容易。转锁的使用将隔膜随着本体和盖之间的相对旋转而旋转的可能性排除，因此避免了其泄漏或者隔膜的重装错误。

在本发明的优选模式中，转锁具有泄漏检查路径，该路径用以监控隔膜和本体之间的流体泄漏。

该泄漏检查路径可由孔形成，该孔延伸穿过转锁，以连通转锁的内部和外部。

盖可具有垂直壁和形成在其外表面上的斜面。该垂直壁从盖的外表面垂直地延伸，以便接收沿盖被固定到本体上的方向上的扭矩，从而使得盖与本体的连接更加容易。该斜面的几何形状这样构造，以释放沿盖从本体上松开的方向作用在其上的扭矩，从而增大将盖从本体上拆卸的难度。

可在该斜面内形成一凹槽或一孔，一工具可配合在该凹槽或孔内，从而将盖从本体上松开。

该隔膜泵可安装在一柴油滤清器上。

附图说明

从下文给出的关于本发明的优选实施例的详细说明和附图中，可以更全面地理解本发明，然而，不应认为本发明局限于这些具体实施例中，相反，这些优选实施例仅仅为了解释和理解的目的而给出。

在附图中：

图1是示出本发明的第一实施例的设有隔膜泵的柴油滤清器的纵截面视图；

图2是示出图1中所示的隔膜泵的内部结构的局部放大截面图；

图3是示出图2所示的隔膜泵的转锁和泵体的俯视图；

图4是示出一改进的盖的俯视图，其被设计为使得易于将该盖固定到泵体上；

图5是图4的侧视图；

图6是示出一改进的转锁的局部截面图；

图7是图6的俯视图；

图8是示出第二种改进的盖的俯视图，其被设计为便于该盖从泵体上松开；

图9是图8的侧视图；

图10是示出第三种改进的盖的俯视图，其被设计为便于将该盖固定到泵体上；

图11是图10的侧视图；

图12是示出第四种改进的盖的俯视图，其被设计为便于该盖从泵体上松开；

图13是示出用于将盖固定到泵体上的紧固工具的侧视图；

图14是图13的俯视图；

图15是示出用于将盖从泵体上松开的松开工具的侧视图；

图16是图15的俯视图；

图17是示出用于汽车柴油机的典型公用管路燃油系统的方框图；

图18是示出安装在如图17所示的柴油滤清器上的传统隔膜泵的内部结构的局部截面图。

具体实施方式

参考附图，其中相同的附图标记表示若干附图中的相同部件，特别参看图1，其示出了根据本发明设有柴油滤清器20的隔膜泵35，其可被安装在汽车柴油机的燃油系统中。

柴油滤清器20包括限定出一外壳的杯形壳体21、可拆卸地安装在壳体21的一开口端的帽22和置于壳体21内的过滤装置23。

壳体21由树脂质的中空圆筒制成，其带有一上部开口。在壳体21的上端的外圆周上切有螺纹21a。

过滤装置23由燃油路径管23a、过滤元件23b、开有孔(未示出)的上端板23c和开有孔(未示出)的下端板23d组成，其中由与该燃油路径管23a同轴滚压的一个(或多个)片材形成该过滤元件23b。燃油路径管23a延伸穿过过滤装置23的纵向中心。

过滤装置23被置于壳体21内，并限定了壳体21内的上腔室25和下腔室26。从燃油中分离出的水通常滞留在下腔室26内。一排泄旋塞和一水位指示传感器(均未示出)被安装在壳体21内。当水量到达一给定的界限时，排泄旋塞被打开，从而将水从下腔室26内排出。

帽22由树脂制成，且与隔膜泵35一体形成。帽22具有连接到其上侧壁上的燃油供应管27和燃油排放管28。燃油供应管27通向形成在帽22内的泵室46，如图1和2所示。燃油排放管28通向壳体21的上腔室25。第一止回阀29被置于燃油供应管27和泵室46之间，用于仅仅容许燃油流向泵室46。第二止回阀30被自由泵室46和过滤装置23的燃油路径管23a之间，用以仅仅容许燃油从泵室46流向燃油路径管23a。

通过将过滤装置23置于壳体21内、利用衬垫24将帽22装配在壳体21的上部开口端中以及将一联结环31固定以建立与螺纹21a的紧密啮合，可将帽盖22连接到壳体21上，其中该衬垫24安装在形成于帽下部的环形凹槽内。当需要更换过滤装置16时，按照与上述相反的顺序将帽22拆下。

在帽22连接到壳体21上之后，燃油沿着路径流动，如箭头A、B、C、D和E所示。具体地说，一旦其进入燃油供应管27，燃油首先沿着路径A通过第一止回阀29流入泵室46。燃油然后沿着路径B和C通过第二止回阀30和燃油路径管23a，并到达下腔室26。在下腔室26内，将水从燃油中分离出。之后，燃油通过过滤装置23，沿着路径D和E流动，并流出燃油排放管28，其中在该过滤装置23内将杂质从燃油中去除。

如上所述，隔膜泵35与帽22的上部整体成形。隔膜泵35由本体40、盖50、隔膜60、手动旋钮65和转锁70组成。本体40起到外壳的作用，并在其上端形成有开口41。盖50装配在本体40上，以封闭开口41。隔膜60被夹在本体40和盖50之间。旋钮65可被手动旋转，以垂直地移动隔膜60，如图所示。转锁70被置于隔膜60和盖50之间，用以制止它们之间的相对旋转。

本体40由树脂制成，且与帽22整体成形。本体40具有上部开口41和形成在上部开口41周围的厚壁42。为定位隔膜60并与隔膜60建立紧密密封，厚壁42具有形成在其外圆周上的螺纹43和形成在其上端的环形凹槽44。如图3中清晰地所示，以等角间隔在本体40的上端设置四个凸起45，该凸起45用以保持转锁70。

盖50呈圆盘形，且由树脂制成。如图2所示，盖50具有形成在其中心部分上的小直径的圆柱部分51。该圆柱部分51具有开口52。盖50也包含第一平壁53、第二平壁54和外圆周壁55。第一平壁53自圆柱部分51径向延伸。第二平壁54也径向延伸且位于比第一平壁53低的平面内。第一和第二平壁53、54可垂直于盖50的轴线延伸。外圆周壁55自第二平壁54延续且垂直地延伸。外圆周壁55具有形成在内表面上的螺纹56，该螺纹56与本体40的厚壁42上的螺纹啮合。

隔膜60由橡胶圆盘制成，并具有形成在其中心的开口68。隔膜60在其外圆周的下表面上形成一环形凸起61，该环形凸起61被置于本体40的环形凹槽44内，从而将隔膜60固定在所需的位置上。通过将凸起61置于环形凹槽44内并将盖50固定到本体40的厚壁42上以牢牢地夹住隔膜60，可以将隔膜60安装，从而在本体40内限定出泵室46，并在盖50内限定出气室57。

金属杆64具有圆柱形凸台64a，该圆柱形凸台64a内形成有螺纹。金属杆64也包括自凸台64a的底部水平延伸的环形凸缘64b和半球形头部64c，一上圆盘62、隔膜60和一下圆盘63安装在该半球形头部64c的周围。具体地说，如上所述，隔膜60具有中心开口68。类似地，上圆盘62和下圆盘63也具有中心开口，如图2中清晰地所示。通过将隔膜60、上圆盘62和下圆盘63的开口与头部64c的周边配合，可以将隔膜60、上圆盘62和下圆盘63安装在头部64c上。在这一步骤之后，头部64c的端部被柱桩支撑，以将隔膜60牢牢地保持在上圆盘62和下圆盘63之间。

树脂制的旋钮65被安装在盖50的上部，并以手动方式使隔膜60弹性地变形。旋钮65包括手指可触的头部65a、中心凸台65b和入螺钉孔65c，中心凸台65b从手指可触的头部65a的下侧向下延伸。螺钉孔65c形成在头部65a的中心。中心凸台65b与杆64的凸台64a的内螺纹啮合。通过将盖50放在杆64的凸缘64b上、将旋钮65的中心凸台65b与杆64凸台64a配合、将螺钉66插入螺钉孔65c内和将螺钉上紧从而建立凸台65c和杆64的凸台64a之间的螺旋啮合，从而获得旋钮65与杆64的连接。

中心凸台65的下部滑动配合在盖50的圆柱部分51内。尽管没有示出，一个(或多个)凹槽形成在中心凸台65b的外圆周上或者盖50的圆柱部分51的内圆周上，以便建立气室57和大气环境之间的连通。

盘簧67被置于旋钮65的头部65a的下侧和盖50的第一平壁53的上表面之间，并用以一直推动旋钮65，以便扩大或增大泵室46的体积。换句话说，旋钮65和隔膜60被盘簧67一直向上推动，如图2所示。当用手向下推动头部65a时，将会造成中心凸台65b在盖50的圆柱部分51内滑动，从而在本体40内向下移动隔膜60。一旦释放作用于头部65a上的压力，旋钮65就和隔膜60一起返回到其初始位置。具体地说，作用于头部65a上的多次推进作用致使隔膜60以泵送方式在本体内垂直地移动。在更换过滤装置23之后或者当该过滤装置23需要从柴油滤清器20内排放水时，通常使用隔膜泵35。隔膜泵35的操作与如本申请的引言部分所述的隔膜泵类似，且在此省略对它的详细解释。

如上所述，随着本体40的厚壁42的外螺纹43与盖50的外圆周壁55的内螺纹56啮合，借此将隔膜60牢牢地保持在盖50和本体40之间，从而完成隔膜泵35与本体40的连接。隔膜60由弹性材料如橡胶制成，因此致使隔膜60在当其固定到本体40上时随着盖50的旋转而旋转，这将导致隔膜60的磨损或安装错误。

如上所述，转锁70被置于盖50和隔膜60之间，并用以避免隔膜60的上述不期望的旋转。如图2和3所示，转锁70由环形树脂盘制成，其具有四个以相等间隔形成在其外圆周上的切口71。转锁70内形成有密封检查路径72，该密封检查路径72径向延伸穿过该转锁70的厚度，从而将切口71与转锁70的内部(即气室57)连通。转锁70可由金属或膜片制成。

各切口71具有一圆周长度，该圆周长度稍大于凸起45的圆周长度，其中该凸起45形成在或附着在本体40的厚壁42的上表面上。如图3所示，通过将每个切口71配合到本体40的其中一个凸起45上，可以将转锁70安装到隔膜60上。当盖50被拧接在本体40上时，第二平壁50的下侧与转锁70的上表面邻接，从而致使转锁70旋转。然而，通过凸起45与转锁70的切口71啮合，将转锁70连接到本体40的厚壁42上，从而控制转锁70不随盖50的旋转而旋转。这也抑制了隔膜60的旋转。

密封检查路径72用以检查本体40的厚壁42的环形凹槽44与隔膜60的环形凸起61之间的密封程度。通常通过将加压空气加入气室57或泵室46内以监控此处的空气泄漏的方式检查这种密封。

插入在盖50和隔膜60之间的转锁70起到在盖50的第二平壁53的内表面和转锁70的上表面之间产生相对较低程度密封的作用。通常，将强度稍低的粘合剂应用于本体40的螺纹43和盖50的螺纹56之间的结合，这也能造成相对较低程度的密封。

如果在最需要密封的本体40的凹槽44和隔膜60的凸起61之间发生泄漏，如上所述，产生于盖50的第二平壁54的内表面和转锁70的上表面之间以及本体40的螺纹43和盖50的螺纹56之间的密封便发生作用，以阻止空气泄漏，这样便在监控和检查凹槽44和凸起61之间的泄漏方面造成困难。当然，如果盖50的第二平壁54的内表面和转锁70的上表面之间以及本体40的螺纹43和盖50的螺纹56之间的间隙被完全密封，则不会有什么问题。然而，非常有可能的是，隔膜泵35在被安装在汽车内之后，由于其机械振动而造成这种密封效果降低。因此，检查本体40的凹槽44和隔膜60的凸起61之间的密封是很重要的。

当盖50的第二平壁54的内表面和转锁70的上表面之间以及本体40的螺纹43和盖50的螺纹56之间的间隙被完全密封时，密封检查路径72被用于检查本体40的凹槽44和隔膜60的凸起61之间的密闭密封程度。具体地说，如上所述，密封检查路径72由孔形成，这些孔自切口71的内壁径向延伸且在转锁70的内圆周上敞开，从而建立与气室57之间的连通，如图1和2所示。因此，可通过将加压的空气加入泵室46内并监控从密封检查路径72到气室57的空气泄漏，以检查本体40的凹槽44和隔膜60的凸起61之间的密闭密封程度。

转锁70由树脂制成，从而避免了在盖50拧紧在本体40上时发生在密封检查路径72上的阻塞。密封检查路径72位于比本体40的厚壁42的上表面上的凸起45高的水平面上。换句话说，在水平方向上，密封检查路径72在凸起45之上敞开，因此没有被阻塞。

如图6和7所示，可替换地，可由凹槽形成密封检查路径72，该凹槽形成在转锁70的上表面中且在转锁70的径向方向上自切口71的内壁径向延伸至转锁70的内圆周。这种结构比图1和2中示出的结构容易加工。也易于得到所要求的该密封检查路径72的深度，以能够避免当盖50被拧紧在本体40上时密封检查路径72的阻塞。

如图4和5所示，在盖50的第二平壁54的上表面上整体形成四个楔形的凸起58，用于使盖50更容易地固定在本体40上，并且一旦盖50被固定到本体40上，使盖50难以拆卸下来。

具体地说，每个凸起58具有垂直壁58a和斜面58b。垂直壁58a在盖50被固定到本体40上的方向上(即顺时针方向，如图4所示)位于凸起58的前端，而斜面58b沿顺时针方向(即左侧，如图4和5所示)倾斜。斜面58b呈弧形，如俯视图所示。在图5中，“A”指示垂直壁58a，“B”指示斜面58b。

通过利用操作者的手指沿顺时针方向(如图中的箭头所示)推动凸起58的一些或所有垂直壁58a从而使盖50旋转，可以将盖50固定到本体40上。可替换地，也可通过使用紧固工具80来进行这种固定，如图13和14所示。

紧固工具80由十字形本体80a、多个翅片80c和十字形握柄80b组成，其中十字形本体80a由金属杆制成，翅片80c自本体80a的杆的下部垂直地延伸，十字形握柄80c安装在本体80a的上表面的中心部分上。通过将翅片80c与凸起58的垂直壁58a邻接，且沿顺时针方向旋转握柄80b以将扭矩施加到垂直壁58a上，可以实现将盖50固定到本体40上。

通过几何学原理设计凸起58的斜面58b，以使得难以沿逆时针方向推动凸起58，换句话说，难以沿逆时针方向将施加在凸起58上的扭矩释放，从而避免了将盖50从本体40上无意中拆卸下来。

图8和9示出盖50的改进结构，其被设计为能够使得该盖50从本体40上被拆卸下来，从而将隔膜泵35拆卸。各个凸起58具有两个形成在斜面58b上的狭槽59，该两个狭槽59在第二平壁54的周向方向上延伸，并用以容许特殊工具配合或啮合在其内。通过将特殊工具与凸起58的狭槽59配合并在逆时针方向上旋转该特殊工具以放松盖50，可以将盖50拆卸下来。可替换地，各个凸起58可具有形成在斜面58b内的孔，而不是狭槽59。

图15和16示出用以放松图8和9中示出的盖50的特殊工具的示例。放松工具81由十字形本体81a、多个翅片81c和十字形握柄81b组成，其中十字形本体81b由金属杆制成，翅片81c自本体81a的杆的下部垂直地延伸，十字形握柄81c安装在本体81a的上表面的中心部分。通过将翅片81c与形成在凸起58的斜面58b内的狭槽59配合，且在逆时针方向旋转握柄81b以将扭矩施加到垂直壁58a的内部以放松盖50，可以将盖50从本体40上拆卸下来。

图10和11示出改进的盖50，该盖50具有形成在其外圆周上的四个楔形凸起58。具体地说，凸起58以等角度间隔形成在盖50的外圆周壁55上。

如图4和5所示，各个凸起58具有垂直壁58a和斜面58b。垂直壁58a在盖50固定到本体40上的方向上(即顺时针方向，如图10所示)位于凸起58的前端，而斜面58b沿顺时针方向倾斜(即，左侧，如图10和11所示)。在图11中，“A”指示垂直壁58a，“B”指示斜面58b。

通过利用操作者的手指沿顺时针方向(如图中的箭头所示)推动凸起58的一些或所有垂直壁58a从而使盖50旋转，可以将盖50固定到本体40上。可替换地，也可通过使用改进的紧固工具80来进行这种固定，如图13和14所示，其中改进后的紧固工具80的径向相对的两个翅片80c之间的距离大于图13和14中的距离。

图12示出图10和11中示出的凸起58的改进形式，其用以使得盖50能够从本体40上拆卸下来，从而将隔膜泵35拆卸。各个凸起58具有形成在斜面58b中的两个狭槽59，该两个狭槽59在外圆周壁55的周向方向上延伸，并用以容许特殊工具配合或啮合在其内。通过将特殊工具与凸起58的狭槽59配合，并在逆时针方向上旋转该特殊工具以放松盖50，可以将盖50拆卸下来。可替换地，每个凸起58具有形成于斜面58b中的孔，而不是狭槽59。如图15和16所示，可以通过改进的工具81来实现该特殊工具，其中翅片81c的端部被向内弯曲成直角，因而其可与狭槽59配合。

尽管为了更好地理解本发明，已经通过优选实施例披露了本发明，但是易于理解，在不偏离本发明的原理的情况下，本发明可由各种实现方式。因此，本发明应被理解为包括可在不偏离附属权利要求给出的本发明的原理的情况下实施的对所示出的实施例中的所有可能改进和变型。例如，可替换地，隔膜泵35可以被用作公用泵，而不是用于柴油滤清器。