齿轮泵、包括齿轮泵的泵送装置、和包括齿轮泵的飞行器燃料系统的制作方法
齿轮泵、包括齿轮泵的泵送装置、和包括齿轮泵的飞行器燃料系统的制作方法
【专利摘要】本发明涉及齿轮泵、包括齿轮泵的泵送装置、和包括齿轮泵的飞行器燃料系统。泵送装置包括与增压泵流体连通的齿轮泵。齿轮泵包括泵壳体、第一齿轮和第二齿轮。第一齿轮和第二齿轮具有齿轮齿和在它们的相对侧的耳轴，并被设置在泵壳体中。第一齿轮和第二齿轮的齿轮齿在啮合区域中啮合。进口腔被限定为邻近第一齿轮和第二齿轮，在啮合区域的一侧。泵出口被限定在啮合区域的与进口腔相对的一侧。轴承被构造成支撑第一齿轮和/或第二齿轮中的至少一个耳轴。轴承界面被限定在轴承和至少一个耳轴之间。流动路径被限定在轴承界面和进口腔之间。
【专利说明】齿轮泵、包括齿轮泵的泵送装置、和包括齿轮泵的飞行器燃料系统
【技术领域】
[0001]本发明总体涉及齿轮泵，包括该齿轮泵的泵送装置，和包括该齿轮泵的飞行器燃料系统。特别地，本发明涉及通过利用稍微加压液体馈送来冷却齿轮泵的轴承从而提高泵送效率的齿轮泵，包括该齿轮泵的泵送装置，和包括该齿轮泵的飞行器燃料系统。
【背景技术】
[0002]典型的燃气涡轮发动机燃料供应系统包括燃料源，例如，燃料箱，和一个或多个泵，这些泵从燃料箱抽取燃料并将加压的燃料通过主供应管线传递到发动机燃烧室内的燃料歧管和燃料喷嘴。这些泵可包括飞行器或箱液面泵、增压泵、和高压泵。增压泵通常是离心泵而高压泵通常是齿轮泵，但是在一些应用中高压泵也可能是离心泵。在飞行器燃料系统中，加压燃料被从增压泵提供到高压泵。
[0003]齿轮泵通常包括泵壳体，第一齿轮和第二齿轮设置在泵壳体里。第一齿轮和第二齿轮具有在啮合区域啮合的齿轮齿，第一齿轮和第二齿轮的旋转加压液体馈送，例如在燃料供应系统中的燃料。在这方面，泵壳体大体限定在啮合区域的一侧的邻近第一齿轮和第二齿轮的进口腔，在啮合区域的与进口腔相对的一侧的邻近第一齿轮和第二齿轮的泵出口。泵出口包括由第一齿轮和第二齿轮的旋转对液体馈送的加压引起的高压液体馈送，而进口腔包括压力比泵出口压力低的液体馈送。
[0004]第一齿轮和第二齿轮每一个大体包括在第一齿轮和第二齿轮的相对侧上的耳轴以在旋转期间支撑第一齿轮和第二齿轮。由于第一齿轮和第二齿轮的旋转，耳轴通常产生可归因于摩擦的高温，并且通常采用液体馈送冷却流来冷却耳轴。耳轴通常通过将高压液体馈送的一部分从泵出口沿着耳轴的表面返回到进口腔来被冷却，由此利用了泵出口和进口腔之间的压力差来沿着耳轴的表面来驱动液体馈送流。不过，用来自泵出口的高压液体馈送来冷却耳轴不利地影响泵效率。
[0005]已经提出了采用来自进口腔的液体馈送的冷却齿轮泵中的耳轴的其它技术。一种这样的技术依赖于在齿轮齿分开时在啮合区域建立的低压区以将液体馈送吸入设置在啮合区域中的通道并且其迫使液体馈送从进口腔到达耳轴的表面。另一种这样的技术依赖于在液体馈送的进入进口腔的惯性流动路径中提供液体馈送到耳轴表面的通道的位置，第一齿轮和第二齿轮的旋转引起的抽吸将液体馈送吸入进口腔并且液体馈送的惯性使液体馈送流入通道而不是第一齿轮和第二齿轮。不过，这种技术经常提供对耳轴的不一致的冷却，因为达到耳轴的流体流的速度取决于多个因素，包括齿轮的旋转速度和齿轮泵内的动态流体流分布。
[0006]因此，期望提供一种齿轮泵，其通过利用来自齿轮泵的低压进口腔的液体馈送来冷却耳轴来提高在加压液体馈送例如燃料方面的效率，同时避免了与利用来自低压进口腔的液体馈送冷却耳轴的现有齿轮泵相关联的不一致的冷却。还期望提供包括齿轮泵的泵送装置和飞行器燃料系统。另外，本发明的其它令人满意的特征和特点将从下面对本发明的具体描述和所附的权利要求并结合附图以及本发明的该【背景技术】而变得易于理解。
【发明内容】
[0007]齿轮泵、泵送装置、和飞行器燃料系统被提供。在实施例中，泵送装置包括增压泵，其与液体馈送源流体连通，被构造成加压液体馈送以产生稍微加压液体馈送。齿轮泵，其与增压泵流体连通，被构造成接收来自增压泵的稍微加压液体馈送并进一步加压稍微加压液体馈送以产生高压液体馈送。齿轮泵包括泵壳体、第一齿轮和第二齿轮。第一齿轮和第二齿轮具有齿轮齿并且被设置在泵壳体内。第一齿轮的齿轮齿和第二齿轮的齿轮齿在啮合区域被啮合并且第一齿轮和第二齿轮每一个都包括相应的在它们的相对侧的耳轴。进口腔被限定在泵壳体并邻近第一齿轮和第二齿轮，位于啮合区域的一侧。进口腔被构造成迫使稍微加压液体馈送到第一齿轮和第二齿轮。泵出口被限定在泵壳体并邻近第一齿轮和第二齿轮，位于啮合区域的与进口腔相对的一侧。泵出口被构造成传送来自齿轮泵的高压液体馈送。轴承被构造成支撑第一齿轮和/或第二齿轮中的至少一个耳轴。轴承界面被限定在轴承和至少一个耳轴之间。流动路径被限定在轴承界面和进口腔之间以在增压泵的压力下提供稍微加压液体馈送到轴承界面。
[0008]在另一实施例中，飞行器燃料系统包括燃料箱、增压泵、齿轮泵和主燃料管线。增压泵与燃料箱流体连通并且被构造接收来自燃料箱的燃料并加压来自燃料箱的燃料以产生稍微加压燃料。齿轮泵，其与增压泵流体连通，被构造成接收来自增压泵的稍微加压燃料并进一步加压稍微加压燃料以产生高压燃料。主燃料管线与齿轮泵流体连通并构造成接收来自齿轮泵的高压燃料。齿轮泵包括泵壳体、第一齿轮和第二齿轮。第一齿轮和第二齿轮具有齿轮齿并且被设置在泵壳体内。第一齿轮的齿轮齿和第二齿轮的齿轮齿在啮合区域被啮合并且第一齿轮和第二齿轮每一个都包括相应的在它们的相对侧的耳轴。进口腔被限定在泵壳体并邻近第一齿轮和第二齿轮，位于哨合区域的一侧。进口腔被构造成迫使稍微加压液体馈送到第一齿轮和第二齿轮。泵出口被限定在泵壳体并邻近第一齿轮和第二齿轮，位于啮合区域的与进口腔相对的一侧。泵出口被构造成传送来自齿轮泵的高压液体馈送。轴承被构造成支撑第一齿轮和/或第二齿轮中的至少一个耳轴。轴承界面被限定在轴承和至少一个耳轴之间。流动路径被限定在轴承界面和进口腔之间以在增压泵的压力下提供稍微加压液体馈送到轴承界面。
[0009]在另一实施例中，齿轮泵包括泵壳体、第一齿轮和第二齿轮。第一齿轮和第二齿轮具有齿轮齿并且被设置在泵壳体内。第一齿轮的齿轮齿和第二齿轮的齿轮齿在啮合区域啮合并限定行进方式。第一齿轮和第二齿轮每一个都包括在其相对侧上的相应的耳轴。进口腔被限定在泵壳体并邻近第一齿轮和第二齿轮，位于啮合区域的一侧。进口腔被构造成迫使稍微加压液体馈送到第一齿轮和第二齿轮。泵出口被限定在泵壳体并邻近第一齿轮和第二齿轮，位于啮合区域的与进口腔相对的一侧。泵出口被构造成传送来自齿轮泵的高压液体馈送。轴承被构造成支撑第一齿轮和/或第二齿轮中的至少一个耳轴。轴承界面被限定在轴承和至少一个耳轴之间。流动路径被限定在轴承界面和进口腔之间。从进口腔通向流动路径的开口被径向地与第一齿轮的齿轮齿和第二齿轮的齿轮齿的行进方式间隔开。该开口被构造用于加压液体馈送横向于加压液体馈送流进入进口腔的方向地流入该流动路径以提供稍微加压液体馈送到轴承界面。【专利附图】
【附图说明】
[0010]此后将结合下面的附图描述本发明，其中相同的附图标记表示相同的元件；并且其中:
图1是根据实施例的包括增压泵、齿轮泵和主燃料管线的飞行器燃料系统的示意图； 图2是根据实施例的包括增压泵和齿轮泵的泵送装置的剖面侧视图；
图3是图2的泵送装置的部分透视图，其中泵壳体被从齿轮泵去除；
图4是图2的齿轮泵的第一齿轮和第二齿轮的部分截去透视图，其中轴承和相对轴承的一部分被去除；
图5是图2的齿轮泵的第一齿轮、第二齿轮和轴承的示意侧视图；
图6是图5中示出的齿轮的透视图；
图7是图6中示出的轴承的侧视图；以及 图8是轴承的另一实施例的侧视图。
【具体实施方式】
[0011]下面的具体描述本质上仅仅是示例性的，并非用于限定本发明、其应用或使用。而且，并不意在受在前面的【背景技术】或者后面的【具体实施方式】中出现的任何理论的约束。
[0012]在本文中齿轮泵、泵送装置、和飞行器燃料系统被提供。泵送装置包括齿轮泵和增压泵。虽然泵送装置和齿轮泵不限于任何特定的系统，但是在实施例中，齿轮泵和泵送装置被包括在飞行器燃料系统中。增压泵与液体馈送源流体连通，并且齿轮泵与增压泵流体连通。齿轮泵被构造成接收来自增压泵的稍微加压液体馈送并进一步加压该稍微加压液体馈送以产生高压液体馈送。齿轮泵包括第一齿轮和第二齿轮，该齿轮具有在第一齿轮和第二齿轮的相对侧上的耳轴。轴承被构造成支撑第一齿轮和/或第二齿轮的至少一个耳轴并且轴承界面被限定在轴承和至少一个耳轴之间。齿轮泵通过利用来自齿轮泵的低压进口腔的稍微加压液体馈送而不是利用来自齿轮泵的泵出口的高压液体馈送来冷却耳轴从而提高了在加压液体馈送，例如飞行器燃料系统中的燃料方面的效率。稍微加压液体馈送通过流动路径被提供到轴承界面，该流动路径被限定在轴承界面和进口腔之间。为了避免不一致的冷却，稍微加压液体馈送在泵送装置的增压泵的压力下被提供到轴承界面，其稍微加压到达齿轮泵的液体馈送以也最小化齿轮泵操作期间的空化。通过稍微加压液体馈送，或者稍微加压，其意思是增压泵将液体馈送的压力提高到来自液体馈送源的液体馈送的压力之上，但低于离开齿轮泵的高压液体馈送的压力。提供稍微加压液体馈送到轴承界面不会在实质地减少到达齿轮泵的稍微加压液体馈送的压力，并且因此对在齿轮泵的操作期间最小化空化有无关紧要的影响。因此，在稍微加压该液体馈送以避免齿轮泵中的空化外，在来自增压泵的压力下的稍微加压液体馈送还被用于冷却齿轮泵中的至少一个耳轴。因为稍微加压液体馈送被在来自增压泵的压力下提供到轴承界面，通向流动路径的开口的位置在进口腔中是不受约束的并且可被定位成避免对流向第一齿轮和第二齿轮的稍微加压液体馈送流的影响。
[0013]现在参照图1描述了飞行器燃料系统的示例性实施例。示例性飞行器燃料系统10包括增压泵12，燃料箱14、齿轮泵16、和主燃料管线18。增压泵12和齿轮泵16是飞行器燃料系统10内的泵送装置19的部件并且在图2中被详细示出。泵送装置19，以及增压泵12和齿轮泵16，可还包括互连流体管线21(在图1中示出)，其连接增压泵12和齿轮泵16。增压泵12可以是包括导流部分23和叶片部分25的离心泵12，其与燃料箱14流体连通并被构造接收来自燃料箱14的燃料并加压来自燃料箱14的燃料以产生稍微加压燃料。在飞行器燃料系统10中，增压泵12产生稍微加压燃料以最小化在齿轮泵16操作期间的空化，并且增压泵12也可被采用以维持主燃料管线18的恒定压力。在实施例中，来自增压泵12的稍微加压燃料具有的压力范围在约5到约IOOOKpa之间，这取决于飞行器燃料系统10操作的特定条件。
[0014]齿轮泵16，其与增压泵12流体连通，例如通过互连流体管线21，被构造成接收来自增压泵12的稍微加压燃料并进一步加压稍微加压燃料以产生高压燃料。例如，在实施例中，齿轮泵16产生的高压液体燃料具有从约1500到约9000Kpa的压力。主燃料管线18与齿轮泵16流体连通并被构造成接收来自齿轮泵16的高压液体燃料。燃料过滤器20被可选地设置在增压泵12和齿轮泵16之间，位于连接增压泵12和齿轮泵16的互连流体管线21内。如下面将具体公开的，来自增压泵12的压力也被用于提供稍微加压燃料用于齿轮泵16内的冷却。计量流动阀22可被设置在齿轮泵16之后且在主燃料管线18之前以控制从飞行器燃料系统10出来的燃料流，并且计量流动阀22可由飞行器的计算机控制模块24控制。旁通阀29可被设置在主燃料管线18内并在计量流动阀22之前且在齿轮泵16之后。
[0015]参照图2-5，现在将描述在泵送装置19内的齿轮泵16的示例性实施例。泵送装置19和齿轮泵16，虽然适用于飞行器燃料系统10，但不限于飞行器应用并且可在期望液体馈送的加压的任何系统中被采用。如在图2中所示，齿轮泵16包括泵壳体28，其围封齿轮泵16的大部分部件。在实施例中，驱动轴27延伸进入泵壳体28以驱动齿轮泵16。可选地，驱动轴27是与增压泵12，例如离心泵12的公共驱动轴27，如在图1和2中所示。
[0016]参照图2，齿轮泵16还包括设置在泵壳体28内的第一齿轮30和第二齿轮32。第一齿轮30和第二齿轮32在泵壳体28内旋转以加压通过正排量流过齿轮泵16的液体馈送。第一齿轮30和第二齿轮32每一个都包括各自的在它们的相对侧的耳轴26、34以在旋转期间支撑第一齿轮30和第二齿轮32。轴承36被构造成支撑第一齿轮30和/或第二齿轮32的至少一个耳轴26和/或34，轴承界面40被限定在轴承36和至少一个耳轴26和/或34之间。在本文中使用时，轴承36指的是连接在齿轮泵16的固定部分和第一齿轮30和/或第二齿轮32的一个或多个耳轴26和/或34之间的任何结构。在这方面，轴承36可以是本领域已知的任何类型的轴承，包括但不限于轴颈轴承、滚子轴承等。在实施例中，并如在图2中所示，轴承36是轴颈轴承并支撑在第一齿轮30和第二齿轮32的一侧的第一齿轮30和第二齿轮32的耳轴26。也如图2中所示，相对轴承38被构造成支撑在第一齿轮30和第二齿轮32的另一侧的第一齿轮30和第二齿轮32的耳轴34。以这种方式，轴承36和相对轴承38将第一齿轮30和第二齿轮32固定就位。如在图2的示例性齿轮泵16中所示，轴承36代表齿轮泵16的固定轴承而相对轴承38代表浮动轴承；不过，本文描述的轴承36和相对轴承38并不被如此约束到这种设计，并且术语仅反映轴承36和相对轴承38的相反本质。
[0017]图3-5示出了第一齿轮30，第二齿轮32，和第一齿轮30和第二齿轮32相互之间以及与齿轮泵16的轴承36和相对轴承38之间的关系。具体地，图3提供了第一齿轮30，第二齿轮32，和轴承36、38的透视图，其中泵壳体28被去除，图4提供了第一齿轮30和第二齿轮32的部分截去透视图，轴承36、38的一部分被截去以说明轴承36和相对轴承38，第一齿轮30，和第二齿轮32的内部特征，并且图5提供了第一齿轮30，第二齿轮32和轴承36的侧视图。第一齿轮30和第二齿轮32每一个都具有齿轮齿48,并且如图5所不,第一齿轮30的齿轮齿48和第二齿轮32的齿轮齿48限定了当第一齿轮30和第二齿轮32在泵壳体28内旋转时的行进方式50。如图5中所示，第一齿轮30和第二齿轮32在啮合区域52中啮合。如本文公开的，啮合区域52指的是第一齿轮30的齿轮齿48和第二齿轮32的齿轮齿48的行进方式50的交叠部分。
[0018]参照图4，耳轴26、34具有邻近相应的第一齿轮30或第二齿轮32的齿轮齿48的第一端54，并且耳轴26、34还具有与相应的第一齿轮30或第二齿轮32的齿轮齿48间隔开的第二端56。具体地，耳轴26、34的第一端54比耳轴26、34的第二端56更接近齿轮齿48，并且第一端54通常被邻近齿轮齿48地附接。
[0019]如图3和4中部分所示，齿轮泵16还包括限定在泵壳体28内的邻近第一齿轮30和第二齿轮32的，在第一齿轮30和第二齿轮32的啮合区域52的一侧的进口腔58。进口腔58被构造成迫使稍微加压液体馈送到达第一齿轮30和第二齿轮32。泵出口 60也被限定在泵壳体28内，邻近第一齿轮30和第二齿轮32，在啮合区域52的与进口腔58相对的一侦U。泵出口 60被构造成传送来自第一齿轮30和第二齿轮32的高压液体馈送并最终从齿轮泵16出来。在实施例中，如在图5和6中所示，轴承36和相对轴承38包括轴承本体44，轴承本体44限定进口腔58和泵出口 60的一部分，在进口腔58和泵出口 60之间的流体连通在齿轮泵16的操作期间由第一齿轮30和第二齿轮32有效地控制。具体地，在进口腔58和泵出口 60之间的流体流动被限制为经过第一齿轮30和第二齿轮32输送液体馈送，没有其它的流动路径来将液体馈送从泵出口 60返回到进口腔58。如图2中所示，轴承36和相对轴承38的轴承本体44具有外周表面62，该外周表面62抵接泵壳体28的内表面64。虽然为在图中示出，在齿轮泵16的操作期间作用在轴承本体44上的力保持轴承本体44靠在泵壳体28的内表面64上以有效地建立低压液体馈送和高压液体馈送的密封区。
[0020]在一个实施例中，如在图6和7中所示，轴承36还包括轴承表面46，轴承表面46和至少一个耳轴26和/或34限定它们之间的轴承界面40，如图4所示。密封表面66可被设置在至少一个耳轴26和/或34和齿轮齿48之间以防止流体从轴承界面40流到齿轮齿48之间的空间。具体地，如图4中所示，轴承本体44可限定密封表面66作为其设置在轴承表面46和进口腔58之间的一部分，并且密封表面66有效地隔离流体直接从轴承界面40流到进口腔58或者流到第一齿轮30和第二齿轮32之间的空间。
[0021]参照图3-8，流动路径68被限定在轴承界面40和进口腔58之间以在来自泵送装置19中的增压泵12的压力下提供稍微加压液体馈送到轴承界面40。为本文中的目的，从进口腔58到轴承界面40的流体流被限定到流动路径68，进口腔58和轴承界面40在其它方面被密封以防止它们之间的直接流体流动。因为增压泵12提供压力给稍微加压液体馈送，这驱动该液体馈送进入流动路径68，从进口腔58通向流动路径68的开口 70可被定位在需要齿轮泵16内的流动动力学来驱动液体馈送进入现有的齿轮泵的流动路径时不可能的位置。在实施例中，并且如图5中所示，从进口腔58通向流动路径68的开口 70与啮合区域52分隔开。啮合区域52由于在齿轮泵16的操作期间齿轮齿48的分开产生的真空而通常包括压力低于进口腔58内其余部分的液体馈送，并且通向流动路径68的开口 70与啮合区域52分隔开以避免受啮合区域52内建立的真空的干扰，使得进入流动路径68的稍微加压液体馈送的流动速率可预测。同样地，在这个实施例中，通向流动路径68的开口 70也可与第一齿轮30的齿轮齿48和第二齿轮32的齿轮齿48的行进方式50径向分隔开，同样以避免由齿轮齿48的旋转建立的压力差对进入流动路径68的稍微加压液体馈送流的影响。具体地，齿轮齿48的行进方式50通常是圆形的，并且通向流动路径68的开口 70被定位在齿轮齿48的圆形行进路径的外侧。如也在图5中所示，并且还参照图6，在实施例中，通向流动路径68的开口 70被构造用于稍微加压液体馈送横向于稍微加压液体馈送流入进口腔58的方向72地流入流动路径68，由此，最小化受稍微加压液体馈送的惯性流的干扰，使得由于增压泵12的压力而流入流动路径68的稍微加压液体馈送的流动速率可预测。
[0022]如图3-8所示，在实施例中，轴承36至少部分地限定轴承界面40和进口腔58之间的流动路径68。更具体地说，轴承36的轴承本体44至少部分地限定流动路径68。在实施例中，如在图8中所示，轴承36限定在轴承界面40和进口腔58之间的整个流动路径68。在另一实施例中，如图3和5-7中所示，轴承本体44的外周表面62限定流动路径68的第一部分74，其中第一部分74包括从进口腔58通向流动路径68的开口 70。在这个实施例中，如在图5中所示，流动路径68的第一部分74被限定在外周表面62和齿轮泵16的另一特征之间，例如泵壳体28的内表面64，其中外周表面62限定流动路径68的第一部分74作为沿着外周表面62延伸的槽74，并且槽74凹入轴承本体44。泵壳体28的内表面64和槽74限定流动路径68的第一部分74。在其它的实施例中，尽管没有示出，可行的是，泵壳体28的内表面64可限定用于和轴承本体44中限定的槽同样目的的流动凹部，轴承本体44此时是没有槽的。
[0023]参照图7，轴承本体44限定流动路径68的整个第二部分76，流动路径68的第二部分76连接到流动路径68的第一部分74。第二部分76包括从流动路径68到轴承界面40的出口 78。实际上，流动路径68的第一部分74将稍微加压液体馈送从进口腔58传递到流动路径68的第二部分76，其与进口腔58分隔开并且能实现对进口腔58和轴承界面40之间的流动的稳健限制。如图4和7所示，流动路径68在来自进口腔58的开口 70之后分叉为第一支路80和第二支路82。具体地，在这个实施例中，流动路径68在流动路径68的第二部分76中分叉以提供稍微加压液体馈送到由本实施例的轴承36支撑的第一齿轮30和第二齿轮32的相应的耳轴26或34。第一支路80与限定在轴承36和第一齿轮30的至少一个耳轴26和/或34之间的轴承界面40流体连通，且第二支路82与限定在轴承36和第二齿轮32的至少一个耳轴26和/或34之间的轴承界面40流体连通。当然，意识到，在其它的实施例中，尽管未示出，轴承36可支撑单个齿轮，在这种情况下流动路径68的分叉不是必须的。
[0024]在实施例中，并如图7所示，流动调节器84被设置在流动路径68中以限制被提供给轴承界面40的稍微加压液体馈送的量。在所示的实施例中，流动调节器84是塞并且被设置在流动路径68的第二部分76中。流动调节器84还在分叉成第一支路80和第二支路82之前被设置在流动路径68中。通过流动路径68的稍微加压液体馈送的流动可基于齿轮泵16的要求和使用齿轮泵16的特定应用而由流动调节器84准确设置，流动调节器84消除了设计流动路径68的其它特征以解决这种必须考虑的因素的需要。[0025]参照图4，从流动路径68到轴承界面40的出口 78被限定为邻近相应的耳轴26或34的第一端54，即出口 78被限定为与第二端56相比更接近相应的耳轴26或耳轴34的第一端54。稍微加压液体馈送流基本上从相应的耳轴26或34的第一端54前进到第二端56，沿着耳轴26、34的外表面86。在图2中所示的齿轮泵16的实施例中，稍微加压液体馈送前进以流过耳轴26、34的内腔88，流过泵壳体28内的低压区并到达构造成支撑齿轮泵16和增压泵12之间的驱动轴27的轴颈轴承90。
[0026]虽然已经在本发明的前面的具体描述中给出了至少一个示例性实施例，但应当意识到存在大量的变型。还应意识到，一个或多个示例性实施例仅为示例，并且决不是用来限制本发明的范围、应用性、或构造。更确切地说，前面的具体描述将给本领域技术人员提供用于实施本发明的示例性实施例的方便的路线图。应当理解的是，可在示例性实施例中描述的元件的功能和布置方面进行各种改变，而不超出由所附权利要求限定的本发明的范围。
【权利要求】
1.一种泵送装置，包括: 增压泵，其与液体馈送源流体连通，被构造成加压液体馈送以产生稍微加压液体馈送; 齿轮泵，其与增压泵流体连通，被构造成接收来自增压泵的稍微加压液体馈送并进一步加压稍微加压液体馈送以产生高压液体馈送，齿轮泵包括: 泵壳体； 第一齿轮，其具有齿轮齿并被设置在泵壳体中； 第二齿轮，其具有齿轮齿并被设置在泵壳体中，其中第一齿轮的齿轮齿和第二齿轮的齿轮齿在哨合区域中 哨合并且其中第一齿轮和第二齿轮每一个都包括在它们的相对侧的相应耳轴； 进口腔，其限定在泵壳体中，邻近第一齿轮和第二齿轮，在啮合区域的一侧，进口腔被构造成迫使稍微加压液体馈送到达第一齿轮和第二齿轮； 泵出口，其限定在泵壳体中，邻近第一齿轮和第二齿轮，在啮合区域的与进口腔相对的一侧，泵出口被构造成传送来自齿轮泵的高压液体馈送； 轴承，其构造成支撑第一齿轮和/或第二齿轮的至少一个耳轴，轴承界面被限定在轴承和至少一个耳轴之间，其中流动路径被限定在轴承界面和进口腔之间以在来自增压泵的压力下提供稍微加压液体馈送到轴承界面。
2.如权利要求1所述的泵送装置，其中从进口腔通向流动路径的开口与啮合区域分隔开。
3.如权利要求2所述的泵送装置,其中第一齿轮的齿轮齿和第二齿轮的齿轮齿限定行进方式，并且其中通向流动路径的开口与第一齿轮的齿轮齿和第二齿轮的齿轮齿的行进方式径向分隔开。
4.如权利要求2所述的泵送装置，其中通向流动路径的开口被构造用于稍微加压液体馈送横向于稍微加压液体馈送流入进口腔的方向地流入流动路径。
5.如权利要求1所述的泵送装置，还包括在至少一个耳轴和齿轮齿之间的密封表面，以防止流体从轴承界面流到齿轮齿之间的空间。
6.如权利要求1所述的泵送装置，其中轴承至少部分地限定在轴承界面和进口腔之间的流动路径。
7.如权利要求6所述的泵送装置，其中轴承包括轴承本体和轴承表面，轴承表面和至少一个耳轴限定它们之间的轴承界面，并且其中轴承本体具有外周表面，该外周表面限定流动路径的第一部分，该第一部分包括从进口腔通向流动路径的开口。
8.如权利要求7所述的泵送装置，其中外周表面限定流动路径的第一部分为沿着其延伸的槽，该槽凹入轴承本体。
9.如权利要求8所述的泵送装置，其中流动路径的第一部分还由泵壳体的内表面限定，泵壳体的内表面和槽限定流动路径的第一部分。
10.如权利要求1所述的泵送装置，其中耳轴具有邻近齿轮齿的第一端和与齿轮齿分隔开的第二端，并且其中从流动路径到轴承界面的出口被限定成邻近第一端。
11.如权利要求1所述的泵送装置，其中流动调节器被设置在流动路径中以限制被提供到轴承界面的稍微加压液体馈送的量。
12.如权利要求1所述的泵送装置，其中轴承被构造成支撑第一齿轮和第二齿轮的在它们的一侧的耳轴。
13.如权利要求12所述的泵送装置，其中流动路径在来自进口腔的开口之后分叉成第一支路和第二支路，第一支路与限定在轴承和第一齿轮的耳轴之间的轴承界面流体连通，而第二支路与限定在轴承和第二齿轮的耳轴之间的轴承界面流体连通。
14.一种飞行器燃料系统，包括: 燃料箱； 增压泵，其与燃料箱流体连通，被构造接收来自燃料箱的燃料并加压来自燃料箱的燃料以产生稍微加压燃料； 齿轮泵，其与增压泵流体连通，被构造成接收来自增压泵的稍微加压燃料并进一步加压稍微加压燃料以产生高压燃料，齿轮泵包括: 泵壳体； 第一齿轮，其具有齿轮齿并被设置在泵壳体中； 第二齿轮，其具有齿轮齿并被设置在泵壳体中，其中第一齿轮的齿轮齿和第二齿轮的齿轮齿在哨合区域中哨合并且其中第一齿轮和第二齿轮每一个都包括在它们的相对侧的相应耳轴； 进口腔，其限定在泵壳体中，邻近第一齿轮和第二齿轮，在啮合区域的一侧，进口腔被构造成应用稍微加压燃料到第一齿轮和第二齿轮； 泵出口，其限定在泵壳体中 ，邻近第一齿轮和第二齿轮，在啮合区域的与进口腔相对的一侧，泵出口被构造成传送来自齿轮泵的高压燃料； 轴承，其构造成支撑第一齿轮和/或第二齿轮的至少一个耳轴，轴承界面被限定在轴承和至少一个耳轴之间，其中流动路径被限定在轴承界面和进口腔之间以在来自增压泵的压力下提供稍微加压燃料到轴承界面；以及 主燃料管线，其与齿轮泵流体连通，构造成接收来自齿轮泵的高压燃料。
15.—种齿轮泵,包括: 泵壳体； 第一齿轮，其具有齿轮齿并被设置在泵壳体中； 第二齿轮，其具有齿轮齿并被设置在泵壳体中，其中第一齿轮的齿轮齿和第二齿轮的齿轮齿在啮合区域中啮合并限定行进方式，并且其中第一齿轮和第二齿轮每一个都包括在它们的相对侧的相应耳轴； 进口腔，其限定在泵壳体中，邻近第一齿轮和第二齿轮，在啮合区域的一侧，进口腔被构造成迫使稍微加压液体馈送到达第一齿轮和第二齿轮； 泵出口，其限定在泵壳体中，邻近第一齿轮和第二齿轮，在啮合区域的与进口腔相对的一侧，泵出口被构造成传送来自齿轮泵的高压液体馈送； 轴承，其被构造成支撑第一齿轮和/或第二齿轮的至少一个耳轴，轴承界面被限定在轴承和耳轴之间，其中流动路径被限定在轴承界面和进口腔之间，从进口腔通向流动路径的开口与第一齿轮的齿轮齿和第二齿轮的齿轮齿的行进方式径向分隔开，并被构造用于加压液体馈送横向于加压液体馈送流入进口腔的方向地流入流动路径，以提供稍微加压液体馈送到轴承界面。
【文档编号】F04B23/12GK103452838SQ201310215348
【公开日】2013年12月18日 申请日期:2013年6月3日 优先权日:2012年6月4日
【发明者】S.A.路易斯, D.劳伦斯 申请人:霍尼韦尔国际公司
【专利摘要】本发明涉及齿轮泵、包括齿轮泵的泵送装置、和包括齿轮泵的飞行器燃料系统。泵送装置包括与增压泵流体连通的齿轮泵。齿轮泵包括泵壳体、第一齿轮和第二齿轮。第一齿轮和第二齿轮具有齿轮齿和在它们的相对侧的耳轴，并被设置在泵壳体中。第一齿轮和第二齿轮的齿轮齿在啮合区域中啮合。进口腔被限定为邻近第一齿轮和第二齿轮，在啮合区域的一侧。泵出口被限定在啮合区域的与进口腔相对的一侧。轴承被构造成支撑第一齿轮和/或第二齿轮中的至少一个耳轴。轴承界面被限定在轴承和至少一个耳轴之间。流动路径被限定在轴承界面和进口腔之间。
【专利说明】齿轮泵、包括齿轮泵的泵送装置、和包括齿轮泵的飞行器燃料系统
【技术领域】
[0001]本发明总体涉及齿轮泵，包括该齿轮泵的泵送装置，和包括该齿轮泵的飞行器燃料系统。特别地，本发明涉及通过利用稍微加压液体馈送来冷却齿轮泵的轴承从而提高泵送效率的齿轮泵，包括该齿轮泵的泵送装置，和包括该齿轮泵的飞行器燃料系统。
【背景技术】
[0002]典型的燃气涡轮发动机燃料供应系统包括燃料源，例如，燃料箱，和一个或多个泵，这些泵从燃料箱抽取燃料并将加压的燃料通过主供应管线传递到发动机燃烧室内的燃料歧管和燃料喷嘴。这些泵可包括飞行器或箱液面泵、增压泵、和高压泵。增压泵通常是离心泵而高压泵通常是齿轮泵，但是在一些应用中高压泵也可能是离心泵。在飞行器燃料系统中，加压燃料被从增压泵提供到高压泵。
[0003]齿轮泵通常包括泵壳体，第一齿轮和第二齿轮设置在泵壳体里。第一齿轮和第二齿轮具有在啮合区域啮合的齿轮齿，第一齿轮和第二齿轮的旋转加压液体馈送，例如在燃料供应系统中的燃料。在这方面，泵壳体大体限定在啮合区域的一侧的邻近第一齿轮和第二齿轮的进口腔，在啮合区域的与进口腔相对的一侧的邻近第一齿轮和第二齿轮的泵出口。泵出口包括由第一齿轮和第二齿轮的旋转对液体馈送的加压引起的高压液体馈送，而进口腔包括压力比泵出口压力低的液体馈送。
[0004]第一齿轮和第二齿轮每一个大体包括在第一齿轮和第二齿轮的相对侧上的耳轴以在旋转期间支撑第一齿轮和第二齿轮。由于第一齿轮和第二齿轮的旋转，耳轴通常产生可归因于摩擦的高温，并且通常采用液体馈送冷却流来冷却耳轴。耳轴通常通过将高压液体馈送的一部分从泵出口沿着耳轴的表面返回到进口腔来被冷却，由此利用了泵出口和进口腔之间的压力差来沿着耳轴的表面来驱动液体馈送流。不过，用来自泵出口的高压液体馈送来冷却耳轴不利地影响泵效率。
[0005]已经提出了采用来自进口腔的液体馈送的冷却齿轮泵中的耳轴的其它技术。一种这样的技术依赖于在齿轮齿分开时在啮合区域建立的低压区以将液体馈送吸入设置在啮合区域中的通道并且其迫使液体馈送从进口腔到达耳轴的表面。另一种这样的技术依赖于在液体馈送的进入进口腔的惯性流动路径中提供液体馈送到耳轴表面的通道的位置，第一齿轮和第二齿轮的旋转引起的抽吸将液体馈送吸入进口腔并且液体馈送的惯性使液体馈送流入通道而不是第一齿轮和第二齿轮。不过，这种技术经常提供对耳轴的不一致的冷却，因为达到耳轴的流体流的速度取决于多个因素，包括齿轮的旋转速度和齿轮泵内的动态流体流分布。
[0006]因此，期望提供一种齿轮泵，其通过利用来自齿轮泵的低压进口腔的液体馈送来冷却耳轴来提高在加压液体馈送例如燃料方面的效率，同时避免了与利用来自低压进口腔的液体馈送冷却耳轴的现有齿轮泵相关联的不一致的冷却。还期望提供包括齿轮泵的泵送装置和飞行器燃料系统。另外，本发明的其它令人满意的特征和特点将从下面对本发明的具体描述和所附的权利要求并结合附图以及本发明的该【背景技术】而变得易于理解。
【发明内容】
[0007]齿轮泵、泵送装置、和飞行器燃料系统被提供。在实施例中，泵送装置包括增压泵，其与液体馈送源流体连通，被构造成加压液体馈送以产生稍微加压液体馈送。齿轮泵，其与增压泵流体连通，被构造成接收来自增压泵的稍微加压液体馈送并进一步加压稍微加压液体馈送以产生高压液体馈送。齿轮泵包括泵壳体、第一齿轮和第二齿轮。第一齿轮和第二齿轮具有齿轮齿并且被设置在泵壳体内。第一齿轮的齿轮齿和第二齿轮的齿轮齿在啮合区域被啮合并且第一齿轮和第二齿轮每一个都包括相应的在它们的相对侧的耳轴。进口腔被限定在泵壳体并邻近第一齿轮和第二齿轮，位于啮合区域的一侧。进口腔被构造成迫使稍微加压液体馈送到第一齿轮和第二齿轮。泵出口被限定在泵壳体并邻近第一齿轮和第二齿轮，位于啮合区域的与进口腔相对的一侧。泵出口被构造成传送来自齿轮泵的高压液体馈送。轴承被构造成支撑第一齿轮和/或第二齿轮中的至少一个耳轴。轴承界面被限定在轴承和至少一个耳轴之间。流动路径被限定在轴承界面和进口腔之间以在增压泵的压力下提供稍微加压液体馈送到轴承界面。
[0008]在另一实施例中，飞行器燃料系统包括燃料箱、增压泵、齿轮泵和主燃料管线。增压泵与燃料箱流体连通并且被构造接收来自燃料箱的燃料并加压来自燃料箱的燃料以产生稍微加压燃料。齿轮泵，其与增压泵流体连通，被构造成接收来自增压泵的稍微加压燃料并进一步加压稍微加压燃料以产生高压燃料。主燃料管线与齿轮泵流体连通并构造成接收来自齿轮泵的高压燃料。齿轮泵包括泵壳体、第一齿轮和第二齿轮。第一齿轮和第二齿轮具有齿轮齿并且被设置在泵壳体内。第一齿轮的齿轮齿和第二齿轮的齿轮齿在啮合区域被啮合并且第一齿轮和第二齿轮每一个都包括相应的在它们的相对侧的耳轴。进口腔被限定在泵壳体并邻近第一齿轮和第二齿轮，位于哨合区域的一侧。进口腔被构造成迫使稍微加压液体馈送到第一齿轮和第二齿轮。泵出口被限定在泵壳体并邻近第一齿轮和第二齿轮，位于啮合区域的与进口腔相对的一侧。泵出口被构造成传送来自齿轮泵的高压液体馈送。轴承被构造成支撑第一齿轮和/或第二齿轮中的至少一个耳轴。轴承界面被限定在轴承和至少一个耳轴之间。流动路径被限定在轴承界面和进口腔之间以在增压泵的压力下提供稍微加压液体馈送到轴承界面。
[0009]在另一实施例中，齿轮泵包括泵壳体、第一齿轮和第二齿轮。第一齿轮和第二齿轮具有齿轮齿并且被设置在泵壳体内。第一齿轮的齿轮齿和第二齿轮的齿轮齿在啮合区域啮合并限定行进方式。第一齿轮和第二齿轮每一个都包括在其相对侧上的相应的耳轴。进口腔被限定在泵壳体并邻近第一齿轮和第二齿轮，位于啮合区域的一侧。进口腔被构造成迫使稍微加压液体馈送到第一齿轮和第二齿轮。泵出口被限定在泵壳体并邻近第一齿轮和第二齿轮，位于啮合区域的与进口腔相对的一侧。泵出口被构造成传送来自齿轮泵的高压液体馈送。轴承被构造成支撑第一齿轮和/或第二齿轮中的至少一个耳轴。轴承界面被限定在轴承和至少一个耳轴之间。流动路径被限定在轴承界面和进口腔之间。从进口腔通向流动路径的开口被径向地与第一齿轮的齿轮齿和第二齿轮的齿轮齿的行进方式间隔开。该开口被构造用于加压液体馈送横向于加压液体馈送流进入进口腔的方向地流入该流动路径以提供稍微加压液体馈送到轴承界面。【专利附图】
【附图说明】
[0010]此后将结合下面的附图描述本发明，其中相同的附图标记表示相同的元件；并且其中:
图1是根据实施例的包括增压泵、齿轮泵和主燃料管线的飞行器燃料系统的示意图； 图2是根据实施例的包括增压泵和齿轮泵的泵送装置的剖面侧视图；
图3是图2的泵送装置的部分透视图，其中泵壳体被从齿轮泵去除；
图4是图2的齿轮泵的第一齿轮和第二齿轮的部分截去透视图，其中轴承和相对轴承的一部分被去除；
图5是图2的齿轮泵的第一齿轮、第二齿轮和轴承的示意侧视图；
图6是图5中示出的齿轮的透视图；
图7是图6中示出的轴承的侧视图；以及 图8是轴承的另一实施例的侧视图。
【具体实施方式】
[0011]下面的具体描述本质上仅仅是示例性的，并非用于限定本发明、其应用或使用。而且，并不意在受在前面的【背景技术】或者后面的【具体实施方式】中出现的任何理论的约束。
[0012]在本文中齿轮泵、泵送装置、和飞行器燃料系统被提供。泵送装置包括齿轮泵和增压泵。虽然泵送装置和齿轮泵不限于任何特定的系统，但是在实施例中，齿轮泵和泵送装置被包括在飞行器燃料系统中。增压泵与液体馈送源流体连通，并且齿轮泵与增压泵流体连通。齿轮泵被构造成接收来自增压泵的稍微加压液体馈送并进一步加压该稍微加压液体馈送以产生高压液体馈送。齿轮泵包括第一齿轮和第二齿轮，该齿轮具有在第一齿轮和第二齿轮的相对侧上的耳轴。轴承被构造成支撑第一齿轮和/或第二齿轮的至少一个耳轴并且轴承界面被限定在轴承和至少一个耳轴之间。齿轮泵通过利用来自齿轮泵的低压进口腔的稍微加压液体馈送而不是利用来自齿轮泵的泵出口的高压液体馈送来冷却耳轴从而提高了在加压液体馈送，例如飞行器燃料系统中的燃料方面的效率。稍微加压液体馈送通过流动路径被提供到轴承界面，该流动路径被限定在轴承界面和进口腔之间。为了避免不一致的冷却，稍微加压液体馈送在泵送装置的增压泵的压力下被提供到轴承界面，其稍微加压到达齿轮泵的液体馈送以也最小化齿轮泵操作期间的空化。通过稍微加压液体馈送，或者稍微加压，其意思是增压泵将液体馈送的压力提高到来自液体馈送源的液体馈送的压力之上，但低于离开齿轮泵的高压液体馈送的压力。提供稍微加压液体馈送到轴承界面不会在实质地减少到达齿轮泵的稍微加压液体馈送的压力，并且因此对在齿轮泵的操作期间最小化空化有无关紧要的影响。因此，在稍微加压该液体馈送以避免齿轮泵中的空化外，在来自增压泵的压力下的稍微加压液体馈送还被用于冷却齿轮泵中的至少一个耳轴。因为稍微加压液体馈送被在来自增压泵的压力下提供到轴承界面，通向流动路径的开口的位置在进口腔中是不受约束的并且可被定位成避免对流向第一齿轮和第二齿轮的稍微加压液体馈送流的影响。
[0013]现在参照图1描述了飞行器燃料系统的示例性实施例。示例性飞行器燃料系统10包括增压泵12，燃料箱14、齿轮泵16、和主燃料管线18。增压泵12和齿轮泵16是飞行器燃料系统10内的泵送装置19的部件并且在图2中被详细示出。泵送装置19，以及增压泵12和齿轮泵16，可还包括互连流体管线21(在图1中示出)，其连接增压泵12和齿轮泵16。增压泵12可以是包括导流部分23和叶片部分25的离心泵12，其与燃料箱14流体连通并被构造接收来自燃料箱14的燃料并加压来自燃料箱14的燃料以产生稍微加压燃料。在飞行器燃料系统10中，增压泵12产生稍微加压燃料以最小化在齿轮泵16操作期间的空化，并且增压泵12也可被采用以维持主燃料管线18的恒定压力。在实施例中，来自增压泵12的稍微加压燃料具有的压力范围在约5到约IOOOKpa之间，这取决于飞行器燃料系统10操作的特定条件。
[0014]齿轮泵16，其与增压泵12流体连通，例如通过互连流体管线21，被构造成接收来自增压泵12的稍微加压燃料并进一步加压稍微加压燃料以产生高压燃料。例如，在实施例中，齿轮泵16产生的高压液体燃料具有从约1500到约9000Kpa的压力。主燃料管线18与齿轮泵16流体连通并被构造成接收来自齿轮泵16的高压液体燃料。燃料过滤器20被可选地设置在增压泵12和齿轮泵16之间，位于连接增压泵12和齿轮泵16的互连流体管线21内。如下面将具体公开的，来自增压泵12的压力也被用于提供稍微加压燃料用于齿轮泵16内的冷却。计量流动阀22可被设置在齿轮泵16之后且在主燃料管线18之前以控制从飞行器燃料系统10出来的燃料流，并且计量流动阀22可由飞行器的计算机控制模块24控制。旁通阀29可被设置在主燃料管线18内并在计量流动阀22之前且在齿轮泵16之后。
[0015]参照图2-5，现在将描述在泵送装置19内的齿轮泵16的示例性实施例。泵送装置19和齿轮泵16，虽然适用于飞行器燃料系统10，但不限于飞行器应用并且可在期望液体馈送的加压的任何系统中被采用。如在图2中所示，齿轮泵16包括泵壳体28，其围封齿轮泵16的大部分部件。在实施例中，驱动轴27延伸进入泵壳体28以驱动齿轮泵16。可选地，驱动轴27是与增压泵12，例如离心泵12的公共驱动轴27，如在图1和2中所示。
[0016]参照图2，齿轮泵16还包括设置在泵壳体28内的第一齿轮30和第二齿轮32。第一齿轮30和第二齿轮32在泵壳体28内旋转以加压通过正排量流过齿轮泵16的液体馈送。第一齿轮30和第二齿轮32每一个都包括各自的在它们的相对侧的耳轴26、34以在旋转期间支撑第一齿轮30和第二齿轮32。轴承36被构造成支撑第一齿轮30和/或第二齿轮32的至少一个耳轴26和/或34，轴承界面40被限定在轴承36和至少一个耳轴26和/或34之间。在本文中使用时，轴承36指的是连接在齿轮泵16的固定部分和第一齿轮30和/或第二齿轮32的一个或多个耳轴26和/或34之间的任何结构。在这方面，轴承36可以是本领域已知的任何类型的轴承，包括但不限于轴颈轴承、滚子轴承等。在实施例中，并如在图2中所示，轴承36是轴颈轴承并支撑在第一齿轮30和第二齿轮32的一侧的第一齿轮30和第二齿轮32的耳轴26。也如图2中所示，相对轴承38被构造成支撑在第一齿轮30和第二齿轮32的另一侧的第一齿轮30和第二齿轮32的耳轴34。以这种方式，轴承36和相对轴承38将第一齿轮30和第二齿轮32固定就位。如在图2的示例性齿轮泵16中所示，轴承36代表齿轮泵16的固定轴承而相对轴承38代表浮动轴承；不过，本文描述的轴承36和相对轴承38并不被如此约束到这种设计，并且术语仅反映轴承36和相对轴承38的相反本质。
[0017]图3-5示出了第一齿轮30，第二齿轮32，和第一齿轮30和第二齿轮32相互之间以及与齿轮泵16的轴承36和相对轴承38之间的关系。具体地，图3提供了第一齿轮30，第二齿轮32，和轴承36、38的透视图，其中泵壳体28被去除，图4提供了第一齿轮30和第二齿轮32的部分截去透视图，轴承36、38的一部分被截去以说明轴承36和相对轴承38，第一齿轮30，和第二齿轮32的内部特征，并且图5提供了第一齿轮30，第二齿轮32和轴承36的侧视图。第一齿轮30和第二齿轮32每一个都具有齿轮齿48,并且如图5所不,第一齿轮30的齿轮齿48和第二齿轮32的齿轮齿48限定了当第一齿轮30和第二齿轮32在泵壳体28内旋转时的行进方式50。如图5中所示，第一齿轮30和第二齿轮32在啮合区域52中啮合。如本文公开的，啮合区域52指的是第一齿轮30的齿轮齿48和第二齿轮32的齿轮齿48的行进方式50的交叠部分。
[0018]参照图4，耳轴26、34具有邻近相应的第一齿轮30或第二齿轮32的齿轮齿48的第一端54，并且耳轴26、34还具有与相应的第一齿轮30或第二齿轮32的齿轮齿48间隔开的第二端56。具体地，耳轴26、34的第一端54比耳轴26、34的第二端56更接近齿轮齿48，并且第一端54通常被邻近齿轮齿48地附接。
[0019]如图3和4中部分所示，齿轮泵16还包括限定在泵壳体28内的邻近第一齿轮30和第二齿轮32的，在第一齿轮30和第二齿轮32的啮合区域52的一侧的进口腔58。进口腔58被构造成迫使稍微加压液体馈送到达第一齿轮30和第二齿轮32。泵出口 60也被限定在泵壳体28内，邻近第一齿轮30和第二齿轮32，在啮合区域52的与进口腔58相对的一侦U。泵出口 60被构造成传送来自第一齿轮30和第二齿轮32的高压液体馈送并最终从齿轮泵16出来。在实施例中，如在图5和6中所示，轴承36和相对轴承38包括轴承本体44，轴承本体44限定进口腔58和泵出口 60的一部分，在进口腔58和泵出口 60之间的流体连通在齿轮泵16的操作期间由第一齿轮30和第二齿轮32有效地控制。具体地，在进口腔58和泵出口 60之间的流体流动被限制为经过第一齿轮30和第二齿轮32输送液体馈送，没有其它的流动路径来将液体馈送从泵出口 60返回到进口腔58。如图2中所示，轴承36和相对轴承38的轴承本体44具有外周表面62，该外周表面62抵接泵壳体28的内表面64。虽然为在图中示出，在齿轮泵16的操作期间作用在轴承本体44上的力保持轴承本体44靠在泵壳体28的内表面64上以有效地建立低压液体馈送和高压液体馈送的密封区。
[0020]在一个实施例中，如在图6和7中所示，轴承36还包括轴承表面46，轴承表面46和至少一个耳轴26和/或34限定它们之间的轴承界面40，如图4所示。密封表面66可被设置在至少一个耳轴26和/或34和齿轮齿48之间以防止流体从轴承界面40流到齿轮齿48之间的空间。具体地，如图4中所示，轴承本体44可限定密封表面66作为其设置在轴承表面46和进口腔58之间的一部分，并且密封表面66有效地隔离流体直接从轴承界面40流到进口腔58或者流到第一齿轮30和第二齿轮32之间的空间。
[0021]参照图3-8，流动路径68被限定在轴承界面40和进口腔58之间以在来自泵送装置19中的增压泵12的压力下提供稍微加压液体馈送到轴承界面40。为本文中的目的，从进口腔58到轴承界面40的流体流被限定到流动路径68，进口腔58和轴承界面40在其它方面被密封以防止它们之间的直接流体流动。因为增压泵12提供压力给稍微加压液体馈送，这驱动该液体馈送进入流动路径68，从进口腔58通向流动路径68的开口 70可被定位在需要齿轮泵16内的流动动力学来驱动液体馈送进入现有的齿轮泵的流动路径时不可能的位置。在实施例中，并且如图5中所示，从进口腔58通向流动路径68的开口 70与啮合区域52分隔开。啮合区域52由于在齿轮泵16的操作期间齿轮齿48的分开产生的真空而通常包括压力低于进口腔58内其余部分的液体馈送，并且通向流动路径68的开口 70与啮合区域52分隔开以避免受啮合区域52内建立的真空的干扰，使得进入流动路径68的稍微加压液体馈送的流动速率可预测。同样地，在这个实施例中，通向流动路径68的开口 70也可与第一齿轮30的齿轮齿48和第二齿轮32的齿轮齿48的行进方式50径向分隔开，同样以避免由齿轮齿48的旋转建立的压力差对进入流动路径68的稍微加压液体馈送流的影响。具体地，齿轮齿48的行进方式50通常是圆形的，并且通向流动路径68的开口 70被定位在齿轮齿48的圆形行进路径的外侧。如也在图5中所示，并且还参照图6，在实施例中，通向流动路径68的开口 70被构造用于稍微加压液体馈送横向于稍微加压液体馈送流入进口腔58的方向72地流入流动路径68，由此，最小化受稍微加压液体馈送的惯性流的干扰，使得由于增压泵12的压力而流入流动路径68的稍微加压液体馈送的流动速率可预测。
[0022]如图3-8所示，在实施例中，轴承36至少部分地限定轴承界面40和进口腔58之间的流动路径68。更具体地说，轴承36的轴承本体44至少部分地限定流动路径68。在实施例中，如在图8中所示，轴承36限定在轴承界面40和进口腔58之间的整个流动路径68。在另一实施例中，如图3和5-7中所示，轴承本体44的外周表面62限定流动路径68的第一部分74，其中第一部分74包括从进口腔58通向流动路径68的开口 70。在这个实施例中，如在图5中所示，流动路径68的第一部分74被限定在外周表面62和齿轮泵16的另一特征之间，例如泵壳体28的内表面64，其中外周表面62限定流动路径68的第一部分74作为沿着外周表面62延伸的槽74，并且槽74凹入轴承本体44。泵壳体28的内表面64和槽74限定流动路径68的第一部分74。在其它的实施例中，尽管没有示出，可行的是，泵壳体28的内表面64可限定用于和轴承本体44中限定的槽同样目的的流动凹部，轴承本体44此时是没有槽的。
[0023]参照图7，轴承本体44限定流动路径68的整个第二部分76，流动路径68的第二部分76连接到流动路径68的第一部分74。第二部分76包括从流动路径68到轴承界面40的出口 78。实际上，流动路径68的第一部分74将稍微加压液体馈送从进口腔58传递到流动路径68的第二部分76，其与进口腔58分隔开并且能实现对进口腔58和轴承界面40之间的流动的稳健限制。如图4和7所示，流动路径68在来自进口腔58的开口 70之后分叉为第一支路80和第二支路82。具体地，在这个实施例中，流动路径68在流动路径68的第二部分76中分叉以提供稍微加压液体馈送到由本实施例的轴承36支撑的第一齿轮30和第二齿轮32的相应的耳轴26或34。第一支路80与限定在轴承36和第一齿轮30的至少一个耳轴26和/或34之间的轴承界面40流体连通，且第二支路82与限定在轴承36和第二齿轮32的至少一个耳轴26和/或34之间的轴承界面40流体连通。当然，意识到，在其它的实施例中，尽管未示出，轴承36可支撑单个齿轮，在这种情况下流动路径68的分叉不是必须的。
[0024]在实施例中，并如图7所示，流动调节器84被设置在流动路径68中以限制被提供给轴承界面40的稍微加压液体馈送的量。在所示的实施例中，流动调节器84是塞并且被设置在流动路径68的第二部分76中。流动调节器84还在分叉成第一支路80和第二支路82之前被设置在流动路径68中。通过流动路径68的稍微加压液体馈送的流动可基于齿轮泵16的要求和使用齿轮泵16的特定应用而由流动调节器84准确设置，流动调节器84消除了设计流动路径68的其它特征以解决这种必须考虑的因素的需要。[0025]参照图4，从流动路径68到轴承界面40的出口 78被限定为邻近相应的耳轴26或34的第一端54，即出口 78被限定为与第二端56相比更接近相应的耳轴26或耳轴34的第一端54。稍微加压液体馈送流基本上从相应的耳轴26或34的第一端54前进到第二端56，沿着耳轴26、34的外表面86。在图2中所示的齿轮泵16的实施例中，稍微加压液体馈送前进以流过耳轴26、34的内腔88，流过泵壳体28内的低压区并到达构造成支撑齿轮泵16和增压泵12之间的驱动轴27的轴颈轴承90。
[0026]虽然已经在本发明的前面的具体描述中给出了至少一个示例性实施例，但应当意识到存在大量的变型。还应意识到，一个或多个示例性实施例仅为示例，并且决不是用来限制本发明的范围、应用性、或构造。更确切地说，前面的具体描述将给本领域技术人员提供用于实施本发明的示例性实施例的方便的路线图。应当理解的是，可在示例性实施例中描述的元件的功能和布置方面进行各种改变，而不超出由所附权利要求限定的本发明的范围。
【权利要求】
1.一种泵送装置，包括: 增压泵，其与液体馈送源流体连通，被构造成加压液体馈送以产生稍微加压液体馈送; 齿轮泵，其与增压泵流体连通，被构造成接收来自增压泵的稍微加压液体馈送并进一步加压稍微加压液体馈送以产生高压液体馈送，齿轮泵包括: 泵壳体； 第一齿轮，其具有齿轮齿并被设置在泵壳体中； 第二齿轮，其具有齿轮齿并被设置在泵壳体中，其中第一齿轮的齿轮齿和第二齿轮的齿轮齿在哨合区域中 哨合并且其中第一齿轮和第二齿轮每一个都包括在它们的相对侧的相应耳轴； 进口腔，其限定在泵壳体中，邻近第一齿轮和第二齿轮，在啮合区域的一侧，进口腔被构造成迫使稍微加压液体馈送到达第一齿轮和第二齿轮； 泵出口，其限定在泵壳体中，邻近第一齿轮和第二齿轮，在啮合区域的与进口腔相对的一侧，泵出口被构造成传送来自齿轮泵的高压液体馈送； 轴承，其构造成支撑第一齿轮和/或第二齿轮的至少一个耳轴，轴承界面被限定在轴承和至少一个耳轴之间，其中流动路径被限定在轴承界面和进口腔之间以在来自增压泵的压力下提供稍微加压液体馈送到轴承界面。
2.如权利要求1所述的泵送装置，其中从进口腔通向流动路径的开口与啮合区域分隔开。
3.如权利要求2所述的泵送装置,其中第一齿轮的齿轮齿和第二齿轮的齿轮齿限定行进方式，并且其中通向流动路径的开口与第一齿轮的齿轮齿和第二齿轮的齿轮齿的行进方式径向分隔开。
4.如权利要求2所述的泵送装置，其中通向流动路径的开口被构造用于稍微加压液体馈送横向于稍微加压液体馈送流入进口腔的方向地流入流动路径。
5.如权利要求1所述的泵送装置，还包括在至少一个耳轴和齿轮齿之间的密封表面，以防止流体从轴承界面流到齿轮齿之间的空间。
6.如权利要求1所述的泵送装置，其中轴承至少部分地限定在轴承界面和进口腔之间的流动路径。
7.如权利要求6所述的泵送装置，其中轴承包括轴承本体和轴承表面，轴承表面和至少一个耳轴限定它们之间的轴承界面，并且其中轴承本体具有外周表面，该外周表面限定流动路径的第一部分，该第一部分包括从进口腔通向流动路径的开口。
8.如权利要求7所述的泵送装置，其中外周表面限定流动路径的第一部分为沿着其延伸的槽，该槽凹入轴承本体。
9.如权利要求8所述的泵送装置，其中流动路径的第一部分还由泵壳体的内表面限定，泵壳体的内表面和槽限定流动路径的第一部分。
10.如权利要求1所述的泵送装置，其中耳轴具有邻近齿轮齿的第一端和与齿轮齿分隔开的第二端，并且其中从流动路径到轴承界面的出口被限定成邻近第一端。
11.如权利要求1所述的泵送装置，其中流动调节器被设置在流动路径中以限制被提供到轴承界面的稍微加压液体馈送的量。
12.如权利要求1所述的泵送装置，其中轴承被构造成支撑第一齿轮和第二齿轮的在它们的一侧的耳轴。
13.如权利要求12所述的泵送装置，其中流动路径在来自进口腔的开口之后分叉成第一支路和第二支路，第一支路与限定在轴承和第一齿轮的耳轴之间的轴承界面流体连通，而第二支路与限定在轴承和第二齿轮的耳轴之间的轴承界面流体连通。
14.一种飞行器燃料系统，包括: 燃料箱； 增压泵，其与燃料箱流体连通，被构造接收来自燃料箱的燃料并加压来自燃料箱的燃料以产生稍微加压燃料； 齿轮泵，其与增压泵流体连通，被构造成接收来自增压泵的稍微加压燃料并进一步加压稍微加压燃料以产生高压燃料，齿轮泵包括: 泵壳体； 第一齿轮，其具有齿轮齿并被设置在泵壳体中； 第二齿轮，其具有齿轮齿并被设置在泵壳体中，其中第一齿轮的齿轮齿和第二齿轮的齿轮齿在哨合区域中哨合并且其中第一齿轮和第二齿轮每一个都包括在它们的相对侧的相应耳轴； 进口腔，其限定在泵壳体中，邻近第一齿轮和第二齿轮，在啮合区域的一侧，进口腔被构造成应用稍微加压燃料到第一齿轮和第二齿轮； 泵出口，其限定在泵壳体中 ，邻近第一齿轮和第二齿轮，在啮合区域的与进口腔相对的一侧，泵出口被构造成传送来自齿轮泵的高压燃料； 轴承，其构造成支撑第一齿轮和/或第二齿轮的至少一个耳轴，轴承界面被限定在轴承和至少一个耳轴之间，其中流动路径被限定在轴承界面和进口腔之间以在来自增压泵的压力下提供稍微加压燃料到轴承界面；以及 主燃料管线，其与齿轮泵流体连通，构造成接收来自齿轮泵的高压燃料。
15.—种齿轮泵,包括: 泵壳体； 第一齿轮，其具有齿轮齿并被设置在泵壳体中； 第二齿轮，其具有齿轮齿并被设置在泵壳体中，其中第一齿轮的齿轮齿和第二齿轮的齿轮齿在啮合区域中啮合并限定行进方式，并且其中第一齿轮和第二齿轮每一个都包括在它们的相对侧的相应耳轴； 进口腔，其限定在泵壳体中，邻近第一齿轮和第二齿轮，在啮合区域的一侧，进口腔被构造成迫使稍微加压液体馈送到达第一齿轮和第二齿轮； 泵出口，其限定在泵壳体中，邻近第一齿轮和第二齿轮，在啮合区域的与进口腔相对的一侧，泵出口被构造成传送来自齿轮泵的高压液体馈送； 轴承，其被构造成支撑第一齿轮和/或第二齿轮的至少一个耳轴，轴承界面被限定在轴承和耳轴之间，其中流动路径被限定在轴承界面和进口腔之间，从进口腔通向流动路径的开口与第一齿轮的齿轮齿和第二齿轮的齿轮齿的行进方式径向分隔开，并被构造用于加压液体馈送横向于加压液体馈送流入进口腔的方向地流入流动路径，以提供稍微加压液体馈送到轴承界面。
【文档编号】F04B23/12GK103452838SQ201310215348
【公开日】2013年12月18日 申请日期:2013年6月3日 优先权日:2012年6月4日
【发明者】S.A.路易斯, D.劳伦斯 申请人:霍尼韦尔国际公司
最新回复(0)