CN103133301B - 高压隔膜泵的耐高压复合式隔膜 - Google Patents

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Abstract

一种高压隔膜泵的耐高压复合式隔膜，该耐高压复合式隔膜包括一层非金属弹性密封膜片（10）和复合于所述非金属弹性密封膜（10）上的一层或多层金属弹性膜片（20），所述非金属弹性密封膜片（10）和一层或多层金属弹性膜片（20）密封连接于高压隔膜泵的液体腔（31）的开口处，所述一层或多层金属弹性膜片（20）通过弹性变形改变液体腔的体积，实现液体的吸入或排出。本发明的复合式隔膜既具有良好的密封性，又具有较高强度以承受高压，且通过弹性变形可改变液体腔体积。

Description

高压隔膜泵的耐高压复合式隔膜
【技术领域】
本发明涉及流体输送机械，特别是涉及一种可耐高压的高压隔膜泵的耐高压复合式隔膜。
【背景技术】
泵是一种流体输送机械，其中的高压泵广泛应用于化工、制药、液压传动等领域。目前应用的高压泵大多为柱塞泵，这种泵存在某些缺陷，一是由于其活塞需要做往复运动，因此对活塞和液压缸的制造精度要求很高；二是由于柱塞泵活塞的往复运动常会造成活塞和液压缸的磨损，因而影响泵的使用寿命；其次，一般的柱塞泵体积都较大，因此限制了其应用领域。另一类广泛应用的泵为隔膜泵，其虽克服了柱塞泵的缺陷，但由于现有隔膜泵的隔膜是由橡胶等非金属弹性材料制成，这类材料均不能承受高压，因此现有隔膜泵不能应用于较高压力的场合。
【发明内容】
本发明旨在解决上述问题，而提供一种既具有良好的密封性，又具有较高强度以承受高压，且通过弹性变形可改变液体腔体积的高压隔膜泵的耐高压复合式隔膜。
为实现上述目的，本发明提供一种高压隔膜泵的耐高压复合式隔膜，该耐高压复合式隔膜包括一层非金属弹性密封膜片和复合于所述非金属弹性密封膜上的一层或多层金属弹性膜片，所述非金属弹性密封膜片和一层或多层金属弹性膜片密封连接于高压隔膜泵的的液体腔的开口处，所述一层或多层金属弹性膜片通过弹性变形改变液体腔的体积，实现液体的吸入或排出。
非金属弹性密封膜片和金属弹性膜片为大小相同的圆形片状体。
非金属弹性密封膜片由可变形的非金属材料制成，所述金属弹性膜片由弹簧钢制成。
非金属弹性密封膜片与金属弹性膜片粘接或铆接固定。
多层金属弹性膜片叠置在一起。
金属弹性膜片为曲面状膜片。
金属弹性膜片为凸凹相间的曲面状膜片。
金属弹性膜片上设有多条径向的缝隙，该缝隙的一端延伸至膜片的近边缘处，另一端延伸至膜片的近圆心处，且该缝隙从金属弹性膜片的一面贯通至另一面。
在非金属弹性密封膜片与多层金属弹性膜片之间设有一层带孔金属弹性膜片，其上设有多个与多层金属弹性膜片上的缝隙数量相对应的通孔。
带孔金属弹性膜片的各通孔与金属弹性膜片上的多条缝隙相错位，使得带孔金属弹性膜片的各通孔之间的部分盖住金属弹性膜片上的多条径向的缝隙。
本发明的贡献在于，其有效解决了普通隔膜泵不能承受高压的问题。本发明的复合式隔膜由非金属弹性材料和金属弹性材料复合而成，其既可通过非金属弹性材料达到良好的密封性能，又可通过高强度金属材料来承受高的压力，并通过复合式隔膜的特殊的曲面形状及结构在其弹性变形范围内的形变使液体腔体积产生较大改变，实现隔膜的功能。本发明还具有结构简单，易于实施，用途广泛等特点。
【附图说明】
图1是本发明的整体结构示意图。
图2是本发明的非金属弹性密封膜片结构示意图，其中，图2A为俯视图，图2B为断面图。
图3是本发明的金属弹性膜片结构示意图，其中，图3A为俯视图，图3B为断面图。
图4是本发明的带孔金属弹性膜片结构示意图，其中，图4A为俯视图，图4B为断面图。
图5是本发明在隔膜泵中的应用示意图。
【具体实施方式】
下列实施例是对本发明的进一步解释和说明，对本发明不构成任何限制。
参阅图1、图5，本发明的高压隔膜泵的耐高压复合式隔膜100包括非金属弹性密封膜片10、金属弹性膜片20及高压隔膜泵的液体腔31及带孔金属弹性膜片40。
如图2A、图2B所示，所述非金属弹性密封膜片10是由可变形的非金属材料，如橡胶、塑胶等制成的圆形膜片，其通过常规方法密封连接于高压隔膜泵30的液体腔31的开口处，用于将所述液体腔31与隔膜、压头等部件隔离密封。
如图1，在所述非金属弹性密封膜片10上粘接或铆接有一层或多层金属弹性膜片20，金属弹性膜片20的层数根据所要耐压的强度确定，层数越多，耐压强度越高。在图1所示的实施例中，该金属弹性膜片20为多层，多层金属弹性膜片20叠放在一起。该金属弹性膜片20是与非金属弹性密封膜片10大小相同的膜片，其由高强度金属弹性材料，如不锈钢、弹簧钢等金属片材制成。金属弹性膜片20为曲面状膜片，具体地说，其为凸凹相间的曲面状膜片。在图3A、图3B所示的一个较佳实施例中，该金属弹性膜片20的近边缘处为环状平面22，其便于和高压隔膜泵30的压头32相连接。金属弹性膜片20的中央部分为圆形平面23，在金属弹性膜片的环状平面22与圆形平面23之间为凸起的环状弧面24。由于该金属弹性膜片20为金属制成，其不具有伸缩性，但又必须适应往复式移动过程，为此，在金属弹性膜片20上设置了缝隙式结构。如图3A、图3B，在金属弹性膜片20上设有多条呈辐射状分布的径向缝隙21，该径向缝隙21的多少根据金属弹性膜片的强度及工作位移的设计要求确定。各缝隙21的一端延伸至金属弹性膜片20的近边缘处，另一端延伸至金属弹性膜片20的近圆心处，且该金属弹性膜片20从其一面贯通至另一面，使得金属弹性膜片20可通过缝隙21的张开和收合来适应其重复式工作时的位移。该金属弹性膜片20通过弹性变形改变隔膜泵30的液体腔31的体积，实现液体的吸入或排出。
如图4A、图4B，在本发明的另一实施例中，在非金属弹性密封膜片10与多层金属弹性膜片20之间可设置一层带孔金属弹性膜片40，其上设有多个与多层金属弹性膜片20上的缝隙21数量相对应的通孔41，本实施例中，所述通孔41呈扇形，其与金属弹性膜片20上的多条缝隙21相错位，使得相邻的两通孔41之间的实心部分盖住金属弹性膜片20上的多条径向缝隙21，以防止非金属弹性密封膜片10在工作时嵌入金属弹性膜片20的缝隙21，所述带孔金属弹性膜片的通孔41中则可填入粘接剂与非金属弹性密封膜片10粘接固定。
本发明在隔膜泵中的应用及工作原理如图5所示，当隔膜泵30的压头32加压时，复合式隔膜100向液体腔31方向移动，移动过程中，金属弹性膜片20产生弹性变形，膜片上的缝隙21的不同部位缝隙宽度同时发生改变，此时圆周方向的变形由缝隙的张开和闭合的变化而实现，径向的变形则是由径向曲线的曲率的变化来实现，使得膜片在其弹性变形范围内向液体腔31方向实现较大位移，从而达到液体腔体积有较大的改变。
尽管通过以上实施例对本发明进行了揭示，但本发明的保护范围并不局限于此，在不偏离本发明构思的条件下，对以上各构件所做的变形、替换等均将落入本发明的权利要求范围内。

Claims (8)

1.一种高压隔膜泵的耐高压复合式隔膜，其特征在于，该耐高压复合式隔膜包括一层非金属弹性密封膜片(10)和复合于所述非金属弹性密封膜片(10)上的一层或多层金属弹性膜片(20)，所述金属弹性膜片(20)为曲面状膜片，所述金属弹性膜片(20)上设有多条径向的缝隙(21)，所述缝隙(21)的一端延伸至金属弹性膜片(20)的近边缘处，另一端延伸至金属弹性膜片(20)的近圆心处，且该缝隙(21)从金属弹性膜片(20)的一面贯通至另一面，所述非金属弹性密封膜片(10)和一层或多层金属弹性膜片(20)密封连接有高压隔膜泵的液体腔(31)的开口处，所述一层或多层金属弹性膜片(20)通过弹性变形改变液体腔的体积，实现液体的吸入或排出。
2.如权利要求1所述的高压隔膜泵的耐高压复合式隔膜，其特征在于，所述非金属弹性密封膜片(10)和金属弹性膜片(20)为大小相同的圆形片状体。
3.如权利要求1所述的高压隔膜泵的耐高压复合式隔膜，其特征在于，所述非金属弹性密封膜片(10)由可变形的非金属材料制成，所述金属弹性膜片(20)由弹簧钢制成。
4.如权利要求1所述的高压隔膜泵的耐高压复合式隔膜，其特征在于，所述非金属弹性密封膜片(10)与金属弹性膜片(20)粘接或铆接固定。
5.如权利要求1所述的高压隔膜泵的耐高压复合式隔膜，其特征在于，所述多层金属弹性膜片(20)叠置在一起。
6.如权利要求1所述的高压隔膜泵的耐高压复合式隔膜，其特征在于，所述金属弹性膜片(20)为凹凸相间的曲面状膜片。
7.如权利要求1所述的高压隔膜泵的耐高压复合式隔膜，其特征在于，在非金属弹性密封膜片(10)与多层金属弹性膜片(20)之间设有一层带孔金属弹性膜片(40)，其上设有多个与多层金属弹性膜片(20)上的缝隙数量相对应的通孔(41)。
8.如权利要求7所述的高压隔膜泵的耐高压复合式隔膜，其特征在于，所述带孔金属弹性膜片(40)的各通孔(41)与金属弹性膜片(20)上的多条缝隙(21)相错位，使得带孔金属弹性膜片(40)的各通孔(41)之间的部分盖住金属弹性膜片(20)上的多条缝隙(21)。
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