CN103256198B - 柱塞泵以及带有该柱塞泵的水净化装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种柱塞泵以及带有该柱塞泵的水净化装置。该柱塞泵，包括：泵体，该泵体设置有缸筒；活塞，该活塞的一端安装在缸筒内；摇杆，该摇杆提供活塞往复运动的驱动力，并且能够枢转地安装在泵体上；所述活塞包括有伸出缸筒外部的伸出部分，在该伸出部分上设置有槽，该槽在活塞轴向两个内侧设置有V型突起，该V型突起的表面是两个从活塞外周向内倾斜的平面，该两个平面相交而形成的棱线与活塞的轴线垂直；所述摇杆插入该槽中。该柱塞泵具有结构简单、安装方便、减少体积和重量的特点。

Description

柱塞泵以及带有该柱塞泵的水净化装置

技术领域

本发明涉及一种柱塞泵。本发明还涉及带有柱塞泵的水净化装置。

背景技术

柱塞泵是通过操纵摇杆带动柱塞泵的活塞进行往复运动，从而对流体进行压缩来产生压缩的流体。

通常使用的柱塞泵，摇杆与柱塞泵的活塞后端连接。典型地，在活塞的端部形成一个铰接部，摇杆通过销轴与活塞的端部进行连接，这样就可以将驱动动力传输到柱塞泵的活塞上。

例如，图5中示出了一个典型地双活塞柱塞泵，其包括两个活塞和缸筒，摇杆的一端与动力输入机构(或者手柄)相连，而摇杆上设置了两个孔，通过两个销子分别与柱塞泵的两个活塞铰接，而在摇杆的两个孔之间设置有销轴。通过动力输入机构的摆动，两个柱塞泵交替地进行工作，从而不断地压缩流体。根据上述结构，摇杆需要2个铰接部和2个销轴分别与活塞的端部进行铰接。因此，现有的结构需要的部件数目较多，要求的空间较大，并且也导致了柱塞泵本身的体积和重量的增加。

一般使用铰接结构的柱塞泵的活塞直径都在14毫米以上，而要在10～12毫米的活塞采用铰接结构，从制造和装配来说就有一定难度。

现有的便携式水净化设备，需要使用柱塞泵尤其是手动柱塞泵作为压力的来源。而这种便携式水净化设备需要方便携带，因此对体积和重量的要求很严格，需要尽可能地减小设备的体积和重量。

有些便携式水净化设备要求随身携带，体积和重量都很小，柱塞泵的直径有时要求在10毫米以下。而在这种设备中使用铰接结构对动力输入机构和活塞进行连接，无论是在制造工艺、装配以及生产成本都有较高要求。因此，如何设计出体积小、重量轻并且效率高的产品是设计者面临的重要议题。

发明内容

鉴于上述现有技术的缺点，本发明所要解决的技术问题是提供一种新颖的柱塞泵，其具有结构简单、安装方便、减少体积和重量的特点。

本发明所要解决的另外的技术问题是提供一种新颖的便携式水净化设备，其装配有上述新颖的柱塞泵。

为了解决上述技术问题，根据本发明的第一方面，一种柱塞泵，包括：泵体，该泵体设置有缸筒；活塞，该活塞的一端安装在缸筒内；摇杆，该摇杆提供活塞往复运动的驱动力，并且能够枢转地安装在泵体上；所述活塞包括有伸出缸筒外部的伸出部分，在该伸出部分上设置有槽，该槽在活塞轴向两个内侧设置有V型突起，该V型突起的表面由两个从活塞外周向内倾斜的平面构成，该两个平面相交而形成的棱线与活塞的轴线垂直；所述摇杆插入该槽中。

上述方案中的“从活塞外周向内倾斜”中的“内”是指相对于外周的内侧。

根据本发明的第二方面，所述摇杆通过销轴安装在泵体上。

根据本发明的第三方面，所述柱塞泵为包括两个缸筒和活塞的双柱塞泵。

根据本发明的第四方面，所述销轴设置两个活塞中间。

根据本发明的第五方面，所述V型突起为非对称V型。

根据本发明的第六方面，所述非对称的V型突起棱线位于距活塞外周1/3直径位置。

根据本发明的第七方面，所述活塞和摇杆为不锈钢、钛合金、铝合金或者工程塑料制成。

根据本发明的第八方面，所述柱塞泵为手动柱塞泵。

根据本发明的第九方面，所述柱塞泵为包括两个缸筒和活塞的手动双柱塞泵，所述摇杆通过设置两个活塞中间的销轴安装在泵体上，所述V型突起为非对称V型，所述非对称的V型突起棱线位于距活塞外周1/3直径位置，所述活塞和摇杆为不锈钢、钛合金、铝合金或者工程塑料制成。

根据本发明的第十方面，本发明还提供了一种水净化装置，其包括上述本发明的第一至第九方面中任一所述的柱塞泵。

本发明的有益效果；本发明采用了在活塞开槽并且设置V型突起的结构，并且通过将摇杆插入活塞的槽中而可以将动力输入到活塞，从而避免了使用传统的铰接结构，由此减少了连接部件的数目，减少了体积和空间。

下面通过说明书附图以及与附图一起用于说明本发明的原理的具体实施方式，本发明的其它特征和优点将变得清楚或得以更为具体地说明。

附图说明

图1是示出了本发明示例性实施例的手动柱塞泵的示意图，其中手柄处于压下位置。

图2是示出图1的手动柱塞泵的示意图，其中手柄处于提升位置。

图3是示出图1的手动柱塞泵的示意图，其中手柄处于中间位置。

图4是示出了不对称V型突起(a)与对称V型(b)的比较视图。

图5是示出现有技术中的柱塞泵的示意图，其中通过铰接结构摇杆与活塞相连。

图6是示出使用本发明柱塞泵的水净化装置的示意图。

附图中主要部件说明：

1：泵体；2：摇杆；

3：手柄；4：销轴；

5：第一活塞；6：第二活塞；

7：第一槽；8：第二槽；

9：上V型突起；10：下V型突起。

具体实施方式

下面结合附图1-3对本发明示例性实施例的柱塞泵进行详细说明。

本发明示例性实施例的柱塞泵为手动双柱塞泵。该柱塞泵包括泵体1，泵体1上设置有两个柱塞泵的缸筒、进水通道(未示出)、出水通道以及单向阀。其中活塞分别是第一活塞5和第二活塞6；两个活塞分别安装在各自的柱塞泵缸筒中。

柱塞泵的活塞5、6一端安装有密封件并且安装到柱塞泵的缸筒中以用于对水进行压缩，被压缩的水沿着出水通道由单向阀排出；活塞5、6的另一端从缸筒伸出。所述活塞5、6包括有伸出缸筒外部的伸出部分，该伸出部分在活塞5、6的压缩冲程也不会进入到缸筒中。活塞5、6伸出部分分别设置有第一槽7和第二槽8，这些槽7、8沿着活塞5、6的轴向延伸，优选该槽7、8相对于穿过活塞直径的中心平面对称。为了节约空间，该槽7、8优选地设置靠近伸出部分的端部。

在该槽7、8内沿轴向的上、下两侧分别设置有向内突出的V型突起，即上V型突起9和下V型突起10(参见图2)。该V型突起9、10的表面是两个从活塞5、6的外周向活塞内侧倾斜的平面，两个平面相交形成一个棱线。优选地，该棱线与活塞的轴线垂直(也与槽的中心平面垂直)，即该棱线不是与槽平面的平行的方向延伸。

摇杆2一端与手柄3相连，并且摇杆2穿过两个活塞5、6的槽7、8。该摇杆2上设置有孔，销轴4穿过该孔而将摇杆2铰接在泵体1上。虽然本实施例中使用销轴4对摇杆2进行铰接，但是也可以使用其他可以使摇杆2相对于泵体1转动结构。该销轴2设置在两个活塞5、6之间，优选为活塞5、6之间的中间位置，从而使摇杆2对于两个活塞5、6的力臂是相等的。通过提升和下压手柄3而带动摇杆2逆时针和顺时针摆动，从而带动两个柱塞泵活塞5、6往复运动。

在图1-3中示出的实施例中，V型突起为不对称V型。也就是说，该V字由两个相交的斜线构成，即V型突起为两个斜面构成；如果将两个柱塞泵之间距离较近的一侧称之为内侧，而将两个柱塞泵之间距离较远的一侧称之为外侧，则靠近活塞5、6外侧的斜线短于活塞内侧的斜线，也就是说，该V型的顶点不是位于穿过活塞5、6直径的平面上，而是与其平行的平面。即V型槽棱线与活塞5、6的直径不重合。

图4中示出了不对称V型突起(a)与对称V型(b)的比较视图。虽然本发明实施例中示出的是不对称V型突起的外侧边短于内侧边，但是也可以根据需要进行变化，例如可以使V型突起的外侧边长于内侧边，这种变化同样落入本发明的保护范围内。

虽然在本实施例中销轴4两侧的摇杆2长度基本上相等；但是该两侧的摇杆2长度也可以是不相等的。

优选，从外侧测量，该棱线位于直径1/3处。例如活塞直径为10毫米，那么棱线位于距离活塞外侧的周边3.3毫米处。

由于摇杆2通过作用在V型槽的斜面上而使活塞5、6运动，因此会对活塞5、6产生径向的分力；如果该棱线向外偏离中心太多，则活塞侧面与缸筒之间的摩擦力会变得较大的，会增大驱动时的摩擦阻力。

活塞5、6和摇杆2的材料可选用但不限于不锈钢、钛合金、铝合金、工程塑料等等；其制造方法可选用但不限于浇铸、压铸、注塑、机加工等等。优选地，活塞的材料为工程塑料；而摇杆因受力优选为不锈钢。工程塑料和不锈钢之间的摩擦力较小，因此可以减少相互之间的阻力并且工程塑料有自润滑的特点而可以解决润滑的问题。

虽然本发明结合了具有两个柱塞泵的实施例进行了说明，但是本发明还可以用于其他数目的柱塞泵，例如1个或者4个等等。其也可以用于其他类型的泵，而不限于柱塞泵。

在用于一个柱塞泵的时候，可以将图1-3中示出的两个柱塞泵中的任一个删除即可。即销轴位于活塞的外侧(可以为内侧和外侧)，而摇杆穿过活塞。

当用于4个柱塞泵时，可以为每两个柱塞泵设置一个摇杆，然后将摇杆的端部用连杆连接在一起，连杆再与手柄连接。这样手柄就可以带动4个柱塞泵一起运动。

下面结合附图说明本发明的柱塞泵的操作过程。

如图1所示，当手柄3下压的时候，手柄3带动摇杆2顺时针转动，由此使柱塞泵第一活塞5向上运动而压缩缸筒内的水，同时柱塞泵第二活塞6向下运动而将水吸入缸筒内；此时，两个活塞5、6的V型槽9、10外侧部分(V字形的短边)受力；当摇杆达到图1中的手柄3下止点位置的时候，手柄3停止下压动作，第一活塞5的行程也达到其最高点，而第二活塞6的行程也达到其最低点。

图2示出了摇杆2位于中间位置的状态。

然后继续操作手柄3向上运动，手柄3带动摇杆2逆时针转动，由此使柱塞泵第二活塞6向上运动而压缩缸筒内的水，同时柱塞泵第一活塞5向下运动而将水吸入缸筒内，如图3所示；此时，两个活塞的V型槽9、10内侧部分(V字形的长边)受力；当摇杆2达到图2中的手柄3上止点位置的时候，手柄3停止向上的动作，第二活塞6的行程也达到其最高点，而第一活塞5的行程也达到其最低点。

虽然上面说明书以手动柱塞泵为例进行了说明，但是本发明的结构不仅限于手动柱塞泵，也可以使用电力、液压或者其他动力带动的柱塞泵，仅是将由手柄输入的动力改为其他的动力部件输入，例如将实施例中手柄改为有电机带动偏心轮从而实现往复运动的机构，其结构对于本领域技术人员来说是显而易见的，在此就不做过多的描述；而其原理没有任何变化。因此其也落入本发明的保护范围。

下面结合图6说明配备了本发明柱塞泵的便携式水净化装置。

该便携式水净化装置包括有前端泵体部分、中间膜管和滤芯部分和后端卸荷排污部分。中间膜管和滤芯部分分别与前端泵体部分和后端卸荷排污部分用螺纹连接。

泵体部分包括有进水和出水单向阀、柱塞泵、摆杆和手柄。通过摇动摆杆而带动手柄使柱塞泵进行往复运动而吸入待净化的水，并且将该水加压后排出泵体，进入到中间膜管和滤芯部分。

在中间膜管和膜芯滤芯部分，待净化的水通过反渗透而生成符合要求的淡水，多余的浓污水排出到后端卸荷排污部分。

在后端卸荷排污部分，淡水从淡水管排出，而浓污水从污水管排出。

上面结合附图对本发明进行了示例性描述，显然本发明的具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种改进，或者未经改进将本发明的构思和技术方案直接应用于其他场合的，均在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种柱塞泵，包括：

泵体，该泵体设置有缸筒；

活塞，该活塞的一端安装在缸筒内；

摇杆，该摇杆提供活塞往复运动的驱动力，并且能够枢转地安装在泵体上；

其特征在于：

所述活塞包括有伸出缸筒外部的伸出部分，在该伸出部分上设置有槽，该槽在活塞轴向的两端向内设置有V型突起，该V型突起的表面由两个从活塞外周向内倾斜的平面构成，该两个平面相交而形成的棱线与活塞的轴线垂直；所述摇杆插入该槽中。

2.根据权利要求1所述的柱塞泵，其特征在于：所述摇杆通过销轴安装在泵体上。

3.根据权利要求2所述的柱塞泵，其特征在于：所述柱塞泵为包括两个缸筒和两个活塞的双柱塞泵。

4.根据权利要求3所述的柱塞泵，其特征在于：所述销轴设置两个活塞中间。

5.根据权利要求1所述的柱塞泵，其特征在于：所述V型突起为非对称V型。

6.根据权利要求5所述的柱塞泵，其特征在于：所述非对称的V型突起棱线位于距活塞外周1/3直径位置。

7.根据权利要求1所述的柱塞泵，其特征在于：所述活塞为不锈钢、钛合金、铝合金或者工程塑料制成，所述摇杆为不锈钢、钛合金、铝合金或者工程塑料制成。

8.根据权利要求1所述的柱塞泵，其特征在于：所述柱塞泵为手动柱塞泵。

9.根据权利要求1所述的柱塞泵，其特征在于：所述柱塞泵为包括两个缸筒和活塞的手动双柱塞泵，所述摇杆通过设置两个活塞中间的销轴安装在泵体上，所述V型突起为非对称V型，所述非对称的V型突起棱线位于距活塞外周1/3直径位置，所述活塞和摇杆为不锈钢、钛合金、铝合金或者工程塑料制成。

10.一种水净化装置，其包括权利要求1-9中任一项所述的柱塞泵。