CN104295473A - 液压容积泵 - Google Patents

Abstract

本发明涉及泵领域，公开了一种液压容积泵。该泵包括吸入口、输出口、驱动管以及两个泵体，泵体包括有密闭的外壳，外壳中设置有可压缩构件，可压缩构件将外壳内部空间分隔为泵室和驱动室；两个泵体的驱动室通过驱动管连接，驱动室与驱动管中均充满工作液，驱动管内设置有活塞体，驱动管上设置有动磁体直线驱动机构，该电机包括定子和动子，驱动管套装于定子中，驱动管内的活塞体即为电机的动子；泵室设置有泵室入口和泵室出口，两个泵体的泵室入口分别通过入口单向阀与吸入口连接，两个泵体的泵室出口分别通过出口单向阀与输出口连通。该泵的输出介质的压力大，而且能源利用率更高，可运用于腐蚀性液体、剧毒液体、易挥发液体等危险介质的输送。

Description

液压容积泵

技术领域

本发明涉及泵领域，尤其是一种容积式泵。

背景技术

泵是输送液体或使液体增压的机械。它将原动机的机械能或其他外部能量传送给液体，使液体能量增加。泵主要用来输送水、油、酸碱液、乳化液、悬乳液和液态金属等液体，也可输送液、气混合物及含悬浮固体物的液体。泵通常可按工作原理分为容积式泵、动力式泵和其他类型泵三类。

容积式泵是靠工作部件的运动造成工作容积周期性地增大和缩小而吸排液体，并靠工作部件的挤压而直接使液体的压力能增加。包括有活塞泵和柱塞泵，有齿轮泵、螺杆泵等等。

叶轮式泵是靠叶轮带动液体高速回转而把机械能传递给所输送的液体。包括有离心泵、轴流泵、混流泵、旋涡泵等等。

采用传统的离心泵、齿轮泵等设备对剧毒或易挥发的危险介质进行时，传统的输送泵无法达到其高密闭性的要求。气动隔膜泵是一种新型输送机械，采用压缩空气为动力源，对于各种腐蚀性液体，带颗粒的液体，高粘度、易挥发、易燃、剧毒的液体，均能予以抽光吸尽，将其安置在各种特殊场合，用来抽送种常规泵不能抽吸的介质，均取得了满意的效果，采用此泵可以很好地达到危险介质的输送要求。

如图1所示，即为气动隔膜泵的示意图，其包括两个工作室，在两个工作室中均设置有膜瓣9，两个工作室的膜瓣9通过连接轴连接，膜瓣9将工作室分隔为驱动室6和泵室5。其工作时，通过压缩空气使其中一个驱动室6压缩，另一个驱动室6膨胀，在单向阀的辅助下，使一个泵室5膨胀，吸入介质，另一个泵室5缩小，排出介质，之后连接轴反向运动，使之前吸入介质的泵室5排出介质，之前排出介质的泵室5吸入介质，如此反复循环即可使气动隔膜泵实现液体介质的输送功能。

虽然气动隔膜泵具有诸多优点，但是因为其动力源为压缩空气，所以其输出介质的压力较小，而且空气压缩过程中会增加内能，所以其能源利用率较低。此外，气动隔膜泵的膜瓣9两面分别与气体和液体接触，气体的可压缩性高，极易造成膜瓣9的工作不稳定，降低其使用寿命。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种液压容积泵，该泵的输出介质的压力大，而且能源利用率更高。

本发明公开的液压容积泵，包括吸入口、输出口、驱动管以及两个泵体，所述泵体包括有密闭的外壳，所述外壳中设置有可压缩构件，所述可压缩构件将外壳内部空间分隔为泵室和驱动室；

所述两个泵体的驱动室通过驱动管连接，所述驱动室与驱动管中均充满工作液，所述驱动管内设置有活塞体，所述驱动管上设置有动磁体直线驱动机构，所述动磁体直线驱动机构包括定子和动子，所述驱动管套装于定子中，所述驱动管内的活塞体即为动磁体直线驱动机构的动子；

所述泵室设置有泵室入口和泵室出口，所述两个泵体的泵室入口分别通过入口单向阀与吸入口连接，所述两个泵体的泵室出口分别通过出口单向阀与输出口连通。

优选地，所述可压缩构件为波纹管，所述可压缩构件一端密闭，另一端连接于外壳上。

优选地，所述可压缩构件为金属波纹管。

优选地，所述外壳包括有顶盖、主壳体和连接圈，所述顶盖、连接圈和主壳体依次通过焊接的方式连接，所述可压缩构件连接于连接圈上，所述可压缩构件内表面与顶盖围成的空间即为泵室，所述可压缩构件外表面与主壳体围成的空间即为驱动室。

优选地，所述驱动管连接于两个泵体的底部。

优选地，所述可压缩构件底部为刚性压片，所述顶盖底部设置有压台，所述压台底部延伸入泵室内，所述压片与压台位置相对应。

优选地，所述驱动管与定子之间设置有绝缘介质。

优选地，所述泵体的泵室出口位于泵室的顶部。

本发明的有益效果是：本发明公开的液压容积泵采用了与气动隔膜泵相似的原理，但相比于传统的气动隔膜泵，其采用了液压传动，输出介质能够达到更大压力，更能满足各种场合的使用需求。液压传动相较于气压传动的能量传导效率更高，所以这种液压容积泵的能源利用率能够达到很高的水平。此外，采用双泵体可以有效地解决活塞体的微泄漏问题，并提高输出脉动的频率。如同气动隔膜泵一样，该液压容积泵没有动密封结构，密闭性很高，可以代替传统的气动隔膜泵，运用于腐蚀性液体、剧毒液体、易挥发液体等危险介质的输送。

附图说明

图1是现有技术中气动隔膜泵的示意图；

图2是本发明的液压容积泵示意图。

附图标记：1-吸入口，2-输出口，3-驱动管，4-可压缩构件，5-泵室，6-驱动室，7-活塞体，8-定子，9-膜瓣，10-入口单向阀，11-出口单向阀，12-顶盖,13-主壳体，14-连接圈，15-压片，16-压台，17-绝缘介质。

图1中空心箭头表示压缩空气的进入方向，图1和图2中的实心箭头均表示介质的流动输送方向。

具体实施方式

下面结合附图对本发明进一步说明。

如图1所示，液压容积泵，包括吸入口1、输出口2、驱动管3以及两个泵体，所述泵体包括有密闭的外壳，所述外壳中设置有可压缩构件4，所述可压缩构件4将外壳内部空间分隔为泵室5和驱动室6；

所述两个泵体的驱动室6通过驱动管3连接，所述驱动室6与驱动管3中均充满工作液，所述驱动管3内设置有活塞体7，所述驱动管3上设置有动磁体直线驱动机构，所述动磁体直线驱动机构包括定子8和动子，所述驱动管3套装于定子8中，所述驱动管3内的活塞体7即为动磁体直线驱动机构的动子；

所述泵室5设置有泵室入口和泵室出口，所述两个泵体的泵室入口分别通过入口单向阀10与吸入口1连接，所述两个泵体的泵室出口分别通过出口单向阀11与输出口2连通。

其中，动磁体直线驱动机构可以是动磁体直线电机或者动磁执行器等，其工作原理是通过线圈产生磁场与永磁体相互作用，从而产生直线运动。具体就本发明中的动磁体直线驱动机构而言，由于动子(即活塞体7)处于驱动管3内，无法连接电路，因此动子选择为永磁体，包裹驱动管3的定子8绕有线圈，在接通电源后定子8内产生磁场，位于驱动管3中的动子在磁场作用向沿驱动管3做直线运动，此后，定子8产生的磁场方向改变，动子在磁场作用下做反向运动，如此反复，动子就可在驱动管3中做直线往复运动。

该液压容积泵的工作原理如下：

如图2所示，首先动磁体直线驱动机构接通电源，作为电机动子的活塞体7在磁场作用下，沿驱动管3向泵体A运动，在活塞体7的推动下，泵体A的驱动室6的工作液，挤压泵体A中的可压缩构件4，将泵体A的泵室5中的液体或者气体从泵室5出口挤压排出，再通过出口单向阀11从输出口2输出，由于泵体B的泵室出口也连接有出口单向阀11，所以，从泵体A排出的液体或气体只能输出口2输出；与此同时，在活塞体7的作用下，泵体B的泵室5扩张，内部压力降低，将输送的介质从吸入口1经泵体B的泵室入口进入泵体B的泵室5，同样，由于泵体A的泵室入口连接有入口单向阀10，所以泵体A的泵室5中的液体或气体不会从泵体A的泵室入口被抽出；之后，定子8产生的磁场方向改变，带有动子9的活塞体7向泵体B方向运动，使泵体B的泵室5中介质从容积泵的输出口2输出，同时泵体A的泵室5从吸入口1吸入介质。上述过程周而复始，即可实现介质的输送。

相比于气体，液体的可压缩性更低，所以，采用液压传动可以使容积泵的输出压力更高，而且液压传动的能量传导效率更高，使液压容积泵的能源利用率相比于气动隔膜泵能量利用率可以得到大大地提高。此外，采用双泵体可以有效地解决活塞体7的微泄漏问题，具体地说，若活塞体7因长期使用磨损等原因造成其密闭不严的情况发生后，当活塞体7向一边运动时，由于压力作用部分工作液从活塞体7的受压的一边泄漏到了另一边，而当活塞体7反向运动时，在压力作用下，又会有部分工作液通过密封不严的活塞体7回到原来的一边，从而实现自动平衡，避免了活塞体7因为微泄漏而出现偏移的状况，保证系统正常运行。

可压缩构件4可以采用与气动隔膜泵的膜瓣9相同的材料和结构，也可采用如囊状构造等，但是，在对高温介质或者低温介质进行输送时，普通的可压缩构件4在温度变化下，其性能可能会发生较大改变，影响输送效率，为解决这一问题，作为优选方式，所述可压缩构件4为波纹管，所述可压缩构件4一端密闭，另一端连接于外壳上。温度变化对于波纹管的性能影响较小，从而可以使该液压容积泵适宜输送高温或者低温介质，并且可以在极端温度环境下正常工作。此外，相同直径的波纹管的输送效率相较于膜瓣型可压缩构件的输送效率更高，这就意味着在相同的泵体内径下，适当增加泵体高度采并采用波纹管可能达到更高的输送效率。

为进一步提高液压容积泵对高低温介质的适应性，作为优选方式，所述可压缩构件4为金属波纹管。

采用波纹管作为可压缩构件4时，可以将波纹管内部空间作为泵室5，也可以将其内部作为驱动室6，而作为优选方式，所述外壳包括有顶盖12、主壳体13和连接圈14，所述顶盖12、连接圈14和主壳体13依次通过焊接的方式连接，所述可压缩构件4连接于连接圈14上，所述可压缩构件4内表面与顶盖12围成的空间即为泵室5，所述可压缩构件4外表面与主壳体13围成的空间即为驱动室6。将波纹管内部空间作为泵室5，可以使泵室5在工作时被压缩地更加彻底，从而尽可能多地排出泵室5内介质。此外，通过焊接方式连接顶盖12、主壳体13和连接圈14，可以最大限度地防止出现泄露问题，从而提高输送危险介质的安全性

若驱动管3连接于泵体中部或上部，泵体工作时，工作液会对可压缩构件4侧面产生一定冲击，所以，作为优选方式，所述驱动管3连接于两个泵体的底部。如此，可以减小工作液对可压缩构件4侧面产生冲击，从而提高其使用寿命，尤其是对于波纹管作用更加明显。

为提高可压缩构件4工作的稳定性，作为优选方式，所述可压缩构件4底部为刚性压片，所述顶盖12底部设置有压台16，所述压台16底部延伸入泵室5内，所述压片15与压台16位置相对应。如此通过压台16和压片15相互作用就可限定可压缩构件4的压缩量，从而提高其工作稳定性，延长可压缩构件4的使用寿命。

在输送低温介质时，容积泵外表面会出现结冰现象，为提高容积泵的安全性，作为优选方式，所述驱动管3与定子8之间设置有绝缘介质。该容积泵的整个泵体只有定子8通电，而定子8与驱动管3之间设置有绝缘介质，如此可以极大地提高其安全性，使其可以输送易燃易爆等危险液体。

在采用该容积泵开始输送低温介质时，泵室扩张形成负压将介质抽入泵室中，介质在泵室内常温和低气压作用下，会出现部分汽化现象，若泵室出口位置较低，则会首先将液体介质排出，而气体介质难以排出，从而出现囤气现象，可能会使容积泵失去工作能力，为解决这一问题，作为优选方式，所述泵体的泵室5出口位于泵室5的顶部。如此，若介质出现汽化现象，则气体被首先排除，从而有效防止囤气现象的发生。

Claims (8)

1.液压容积泵，其特征在于：包括吸入口(1)、输出口(2)、驱动管(3)以及两个泵体，所述泵体包括有密闭的外壳，所述外壳中设置有可压缩构件(4)，所述可压缩构件(4)将外壳内部空间分隔为泵室(5)和驱动室(6)；

所述两个泵体的驱动室(6)通过驱动管(3)连接，所述驱动室(6)与驱动管(3)中均充满工作液，所述驱动管(3)内设置有活塞体(7)，所述驱动管(3)上设置有动磁体直线驱动机构，所述动磁体直线驱动机构包括定子(8)和动子，所述驱动管(3)套装于定子(8)中，所述驱动管(3)内的活塞体(7)即为动磁体直线驱动机构的动子；

所述泵室(5)设置有泵室入口和泵室出口，所述两个泵体的泵室入口分别通过入口单向阀(10)与吸入口(1)连接，所述两个泵体的泵室出口分别通过出口单向阀(11)与输出口(2)连通。

2.如权利要求1所述的液压容积泵，其特征在于：所述可压缩构件(4)为波纹管，所述可压缩构件(4)一端密闭，另一端连接于外壳上。

3.如权利要求2所述的液压容积泵，其特征在于：所述可压缩构件(4)为金属波纹管。

4.如权利要求2或3所述的液压容积泵，其特征在于：所述外壳包括有顶盖(12)、主壳体(13)和连接圈(14)，所述顶盖(12)、连接圈(14)和主壳体(13)依次通过焊接的方式连接，所述可压缩构件(4)连接于连接圈(14)上，所述可压缩构件(4)内表面与顶盖(12)围成的空间即为泵室(5)，所述可压缩构件(4)外表面与主壳体(13)围成的空间即为驱动室(6)。

5.如权利要求4所述的液压容积泵，其特征在于：所述驱动管(3)连接于两个泵体的底部。

6.如权利要求5所述的液压容积泵，其特征在于：所述可压缩构件(4)底部为刚性压片，所述顶盖(12)底部设置有压台(16)，所述压台(16)底部延伸入泵室(5)内，所述压片(15)与压台(16)位置相对应。

7.如权利要求1所述的液压容积泵，其特征在于：所述驱动管(3)与定子(8)之间设置有绝缘介质。

8.如权利要求1或2所述的液压容积泵，其特征在于：所述泵体的泵室(5)出口位于泵室(5)的顶部。