CN103147962B - 由圆锥摆动推力轴驱动的隔膜泵 - Google Patents

Abstract

一种由圆锥摆动推力轴驱动的隔膜泵，其包括泵体和对合连接于泵体两侧的第一端盖和第二端盖，在第一端盖内设有容置腔，容置腔内设有推力板，第一端盖上设有带轴肩的传动轴，在传动轴的轴肩与推力板及轴肩与第一端盖之间设有多个滚珠，在所述泵体内设有多个液体压力腔，在液体压力腔内设有隔膜，泵体上活动地设有推力杆，在液体压力腔侧壁上设有进液单向阀和出液单向阀，在第二端盖上设有与进液单向阀和出液单向阀连通的进液管孔及出液管孔。当传动轴转动时，其通过多个滚珠推动推力板做圆锥摆动，并驱动推力杆带动隔膜作往复式运动，实现液体的吸入或排出。本发明具有体积小，运行效率高，使用寿命长，工作可靠等特点。

Description

由圆锥摆动推力轴驱动的隔膜泵

【技术领域】

本发明涉及液体输送机械，特别是涉及一种由圆锥摆动推力轴驱动的隔膜泵。

【背景技术】

在机械领域中，许多场合都需要将机械的圆周运动转变为往复式运动，实现这种转变的机械通常为凸轮机构、曲轴连杆机构、偏心轮机构等，这类机构通过电机带动轴旋转，再通过装在轴的输出端的凸轮、连杆、偏心轮等带动一个直线运行部件作往复运动。这些机构中，轴除了承受扭矩外，还会承受弯矩、剪切力等力的作用，这些外力的作用会导致轴的使用寿命的降低，更重要的是，为了承受这些外力作用，通常是将轴的尺寸加大，通过加大体积来承载作用力，而轴的尺寸的增加又会导致设备体积的增大。另一方面，凸轮、连杆等机构中均存在滑动部件，这些滑动部件在运行中存在滑动摩擦，导致机构运行效率的降低并影响设备的使用寿命。

另一方面，在工业生产中广泛使用着各种泵，其中的隔膜泵广泛应用于化工、制药、液压传动等领域。现有的隔膜泵由偏心轴驱动，因此体积较大。

【发明内容】

本发明旨在解决上述问题，而提供一种体积小，运行效率高，使用寿命长，工作可靠的由圆锥摆动推力轴驱动的隔膜泵。

为实现上述目的，本发明提供一种由圆锥摆动推力轴驱动的隔膜泵，该隔膜泵包括泵体和对合连接于泵体两侧的第一端盖和第二端盖，在第一端盖内设有容置腔，容置腔内设有推力板，第一端盖上设有从端盖外延伸至端盖的容置腔内并带有轴肩的传动轴，所述轴肩的与传动轴相交一端的第一端面与传动轴的轴线相垂直，轴肩的远离传动轴的第二端面倾斜于所述的第一端面，在传动轴的轴肩与推力板及轴肩与第一端盖之间设有多个滚珠，在所述泵体内设有多个液体压力腔，在液体压力腔内设有隔膜，泵体上活动地设有分别与推力板和隔膜接触的推力杆，在每个液体压力腔侧壁上设有至少一个进液单向阀和至少一个出液单向阀，在第二端盖上设有与所述进液单向阀和出液单向阀连通的进液管孔及出液管孔，且

当传动轴转动时，其通过多个滚珠推动推力板做圆锥摆动，并驱动推力杆带动隔膜作往复式运动，实现液体的吸入或排出。

泵体上与第一端盖的容置腔相对一侧的中央为向所述容置腔内凸起的锥形部，在泵体内设有液体压力腔，液体压力腔上部设有压盖孔，压盖孔内螺纹连接有压盖，该压盖中央开有推力杆孔，在液体压力腔底部各设有至少一个进液单向阀孔和至少一个出液单向阀孔，在所述进液单向阀孔下部设有环形进液槽，在出液单向阀孔下部设有出液腔。

传动轴的轴肩与传动轴同轴线，在轴肩的第一端面和第二端面上分别设有第一环形滚珠槽和第二环形滚珠槽。

推力板为圆形板状体，其设于轴肩的第二端面的相对侧，推力板与所述轴肩的第二端面相平行，推力板的与轴肩的第二端面相对的一面上设有与所述第二环形滚珠槽相对应的第三环形滚珠槽。

第一端盖的中心设有轴孔，其内侧设有容置所述推力板及传动轴的轴肩的圆柱形的容置腔，在该容置腔的底面上设有与轴肩的第一环形滚珠槽对应的第四环形滚珠槽。

第二端盖上设有进液管孔和出液管孔，该进液管孔和出液管孔为两段直径不同的孔构成的阶状孔。

多个滚珠分别装在所述第一环形滚珠槽与第四环形滚珠槽及第二环形滚珠槽与第三环形滚珠槽之间。

推力杆活动设置于所述推力杆孔内，其一端与所述推力板接触，另一端与受力部件相接触。

传动轴轴肩的第二端面倾斜于所述的第一端面的倾角α为0⁰<α<45⁰，所述泵体的锥形部的锥面与泵体的垂直于中心轴线的平面的夹角与所述第二端面与第一端面的倾角α相同。

本发明的贡献在于，其有效解决了现有技术中存在的诸多问题。本发明通过倾斜式推力板与第二端盖的锥形结构的配合，使得传动轴的圆周运动转变为推力杆的往复式运动多点、多相位的往复式运动，其尤其适合承受高压的场合使用。此外，由于将多个阀门及管路集成于装置内，使装置的体积大大缩小。该装置相比现有装置运行效率高，使用寿命长，工作可靠等突出的特点。

【附图说明】

图1是本发明的整体结构剖视图。

图2是本发明的传动轴结构示意图，其中，图2A为主视图，图2B为图2A的俯视图。

图3是本发明的推力板结构示意图，其中，图3A为主视图，图3B为图3A的俯视图。

图4是本发明的第一端盖结构示意图，其中，图4A为剖视图，图4B为图4A的仰视图。

图5是本发明的泵体结构示意图，中，图5A为剖视图，图5B为图5A的俯视图，图5C为图5A的仰视图。

图6是本发明的第二端盖结构示意图，其中，图6A为剖视图，图6B为图6A的俯视图。

图7是本发明的压盖结构示意图，其中，图7A为剖视图，图7B为图7A的仰视图。

【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，本发明的由圆锥摆动推力轴驱动的隔膜泵包括泵体10、第一端盖20、第二端盖30、推力板40、传动轴50、滚珠60及推力杆70。

如图5A～图5C所示，所述泵体10为柱状体，泵体10的上侧中央为向上凸起的锥形部13，该锥形部13的锥面与泵体的垂直于其中心轴线的平面的夹角α为0⁰<α<45⁰，本实施例中α为4⁰。在泵体10内设有多个液体压力腔11，本实施例中，泵体10内的圆周方向十字对称地设有四个液体压力腔11，液体压力腔11上部设有压盖孔14。在液体压力腔11底部各设有一个进液单向阀孔111和一个出液单向阀孔112，在进液单向阀孔111和出液单向阀孔112内分别装有进液单向阀81和出液单向阀82。在所述进液单向阀孔111下部设有环形进液槽113，在出液单向阀孔112下部设有出液腔114，进液槽113和出液腔114下部由第二端盖30密封。在压盖孔14内螺纹连接有压盖15，该压盖15中央开有推力杆孔151，在四个推力杆孔151内各活动地装有一根推力杆70，推力杆70的两端分别与推力板40和隔膜12相接触，推力杆70可在推力杆孔151内往复运动，用于将推力板40的推力传递给隔膜12。

如图4A、图4B所示，在所述泵体10上部设有第一端盖20，该第一端盖20的中心设有轴孔21，用于穿置传动轴50。第一端盖20的内侧设有圆柱形的容置腔22，用于容置所述推力板40及传动轴的轴肩51。在该容置腔22的底面上设有第四环形滚珠槽221。

如图6A、图6B所示，在所述泵体10下部设有第二端盖30，该第二端盖30为板状体，其上设有进液管孔31和出液管孔32，该进液管孔31和出液管孔32为两段直径不同的孔构成的阶状孔。在进液管孔31和出液管孔32内分别装有进液管91和出液管92。

如图1，所述的泵体10、第一端盖20及第二端盖30用螺栓对合连接为一体。

如图2A、图2B所示，在第一端盖20的轴孔21内穿置有传动轴50，该传动轴50的上端与设于外部的电机(图中未示出)，传动轴50穿过第一端盖20，并延伸至端盖的容置腔22内。在传动轴50的下端部设有与之同轴线的轴肩51，轴肩51的与传动轴50相交一端的第一端面511(上端面)与传动轴50的轴线相垂直，轴肩51的远离传动轴50的第二端面512(下端面)向下倾斜于所述的第一端面511。所述第二端面512倾斜于所述的第一端面511的倾角α为0⁰<α<45⁰，本实施例中α为4⁰。在轴肩51的第一端面511和第二端面512上分别设有用于装设滚珠的第一环形滚珠槽5111和第二环形滚珠槽5121。

如图3A、图3B所示，在第一端盖20的容置腔22内设有推力板40，该推力板40为摆动部件，其可在传动轴的轴肩51的推动下摆动。该推力板40为圆形板状体，其设于轴肩51的第二端面512的相对侧，且推力板与所述轴肩的第二端面512相平行，推力板40的上表面上设有与轴肩51的所述第二环形滚珠槽5121相对应的第三环形滚珠槽41。所述的第一环形滚珠槽5111、第二环形滚珠槽5121、第三环形滚珠槽41及第四环形滚珠槽221均为圆弧形槽。

如图1，在所述第一环形滚珠槽5111与第四环形滚珠槽221及第二环形滚珠槽5121与第三环形滚珠槽41之间装有多个滚珠60，用于将传动轴50的驱动力传递到推力板40。

再如图1，在液体压力腔11内设有隔膜12，其可以是任何公知的隔膜，该隔膜密封连接于液体压力腔11的开口端，用于在推力杆70的作用下作作往复运动，实现液体的吸入或排出。在液体压力腔11的侧壁上各设有一个进液单向阀81和一个出液单向阀82，分别用于控制液体的进出。

如图1所示，当传动轴50由电机驱动转动时，其通过设置在第一环形滚珠槽5111与第四环形滚珠槽221及第二环形滚珠槽5121与第三环形滚珠槽41之间的多个滚珠60推动推力板40做圆锥摆动，并由推力板40驱动推力杆70带动隔膜12作往复式运动，实现液体的吸入或排出。

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 (9)

1.一种由圆锥摆动推力轴驱动的隔膜泵，其特征在于，该隔膜泵包括泵体(10)和对合连接于泵体(10)两侧的第一端盖(20)和第二端盖(30)，在第一端盖(20)内设有容置腔(22)，容置腔(22)内设有推力板(40)，第一端盖(20)上设有从端盖外延伸至端盖的容置腔(22)内并带有轴肩(51)的传动轴(50)，所述轴肩(51)的与传动轴(50)相交一端的第一端面(511)与传动轴(50)的轴线相垂直，轴肩(51)的远离传动轴(50)的第二端面(512)倾斜于所述的第一端面(511)，在传动轴的轴肩(51)与推力板(40)及轴肩(51)与第一端盖(20)之间设有多个滚珠(60)，在所述泵体内设有多个液体压力腔(11)，在液体压力腔(11)内设有隔膜(12)，泵体(10)上活动地设有分别与推力板(40)和隔膜(12)接触的推力杆(70)，在每个液体压力腔(11)侧壁上设有至少一个进液单向阀(81)和至少一个出液单向阀(82)，在第二端盖(30)上设有与所述进液单向阀(81)和出液单向阀(82)连通的进液管孔(31)及出液管孔(32)，且

当传动轴(50)转动时，其通过多个滚珠(60)推动推力板(40)做圆锥摆动，并驱动推力杆(70)带动隔膜(12)作往复式运动，实现液体的吸入或排出。

2.如权利要求1所述的由圆锥摆动推力轴驱动的隔膜泵，其特征在于，所述泵体(10)上与第一端盖的容置腔(22)相对一侧的中央为向所述容置腔内凸起的锥形部(13)，在泵体内设有液体压力腔(11)，液体压力腔(11)上部设有压盖孔(14)，压盖孔(14)内螺纹连接有压盖(15)，该压盖(15)中央开有推力杆孔(151)，在液体压力腔(11)底部各设有至少一个进液单向阀孔(111)和至少一个出液单向阀孔(112)，在所述进液单向阀孔(111)下部设有环形进液槽(113)，在出液单向阀孔(112)下部设有出液腔(114)。

3.如权利要求1所述的由圆锥摆动推力轴驱动的隔膜泵，其特征在于，所述传动轴(50)的轴肩(51)与传动轴(50)同轴线，在轴肩(51)的第一端面(511)和第二端面(512)上分别设有第一环形滚珠槽(5111)和第二环形滚珠槽(5121)。

4.如权利要求1所述的由圆锥摆动推力轴驱动的隔膜泵，其特征在于，所述推力板(40)为圆形板状体，其设于轴肩(51)的第二端面(512)的相对侧，推力板与所述轴肩的第二端面(512)相平行，推力板(40)的与轴肩的第二端面(512)相对的一面上设有与所述第二环形滚珠槽(5121)相对应的第三环形滚珠槽(41)。

5.如权利要求1所述的由圆锥摆动推力轴驱动的隔膜泵，其特征在于，所述第一端盖(20)的中心设有轴孔(21)，其内侧设有容置所述推力板(40)及传动轴的轴肩(51)的圆柱形的容置腔(22)，在该容置腔(22)的底面上设有与轴肩的第一环形滚珠槽(5111)对应的第四环形滚珠槽(221)。

6.如权利要求1所述的由圆锥摆动推力轴驱动的隔膜泵，其特征在于，所述第二端盖(30)上设有进液管孔(31)和出液管孔(32)，该进液管孔(31)和出液管孔(32)为两段直径不同的孔构成的阶状孔。

7.如权利要求3至5中任一条所述的由圆锥摆动推力轴驱动的隔膜泵，其特征在于，所述多个滚珠(60)分别装在所述第一环形滚珠槽(5111)与第四环形滚珠槽(221)及第二环形滚珠槽(5121)与第三环形滚珠槽(41)之间。

8.如权利要求2所述的一种由圆锥摆动推力轴驱动的隔膜泵，其特征在于，所述推力杆(70)活动设置于所述推力杆孔(151)内，其一端与所述推力板(40)接触，另一端与受力部件相接触。

9.如权利要求1或2所述的一种由圆锥摆动推力轴驱动的隔膜泵，其特征在于，所述传动轴轴肩的第二端面(512)倾斜于所述的第一端面(511)的倾角α为0°<α<45°，所述泵体(10)的锥形部(13)的锥面与泵体的垂直于中心轴线的平面的夹角与所述第二端面(512)与第一端面(511)的倾角α相同。