CN104662295B - 具有除气系统的隔膜计量泵 - Google Patents

Abstract

隔膜计量泵包括具有头部的泵体，该头部包括限定流动路径的吸入侧和排出侧。在吸入侧和排出侧中的一者处设置有阀座，并且在阀座处设置有止回阀。除气系统包括操作性地连接至止回阀的止回阀致动器。止回阀致动器被选择性地启用以使止回阀从阀座移开从而允许被阻留在头部中的气体穿过排出侧。

Description

具有除气系统的隔膜计量泵

技术领域

示例性实施方式涉及隔膜计量泵的领域，并且更具体地涉及具有除气系统的隔膜计量泵。

背景技术

隔膜计量泵通常以第一压力将流体从源抽吸至入口并且以第二压力使流体通过出口排出。时常地，流体中夹带的气体或由于泵送而产生的气体可能被阻留在泵的头部中从而引起气阻情况。在这种情形下，可能减少甚至阻止流体排出。为了减轻气阻，许多隔膜计量泵包括放泄阀，该放泄阀被手动地或自动地启用以允许被阻留的气体排出。在某些情况下，被阻留的气体排出至周围环境中。在其它情况下，被阻留的气体连同排出的流体的一部分通过管道系统被传递回至源。

发明内容

公开的是隔膜计量泵，该隔膜计量泵包括具有头部的泵体，该头部包括限定流动路径的吸入侧和排出侧。在排出侧处设置有阀座并且在阀座处设置有止回阀。除气系统包括操作性地连接至止回阀的止回阀致动器。止回阀致动器被选择性地启用以使止回阀从阀座移开，从而允许被阻留在头部中的气体穿过排出侧。

还公开了对隔膜计量泵进行除气的方法。该方法包括：通过隔膜计量泵的吸入侧从液体源抽吸液体，使液体从吸入侧进入隔膜计量泵的头部，将液体从头部经由止回阀引导至隔膜计量泵的排出侧，以及启动止回阀致动器以使止回阀移开，从而允许聚集在头部中的气体穿过排出部。

附图说明

以下描述不应被认为是以任何方式进行限制。参照附图，相同的元件被指定相同的附图标记：

图1是根据示例性实施方式的具有除气系统的隔膜计量泵的截面平面图；

图2是图1的除气系统的截面平面图；

图3是根据示例性实施方式的另一方面的除气系统的截面平面图；

图4是根据示例性实施方式的又一方面的除气系统的截面平面图；

图5是根据示例性实施方式的再一方面的除气系统的截面平面图；

图6是根据示例性实施方式的又再一方面的除气系统的截面平面图；以及

图7是根据示例性实施方式的还再一方面的除气系统的截面平面图。

具体实施方式

在此参照附图通过例证性而非限制性的方式呈现所公开的设备和方法的一个或更多个实施方式的详细描述。

在图1中总体上以2示出根据示例性实施方式的隔膜计量泵。隔膜计量泵2包括具有致动器部6和头部8的泵体4。致动器部6包括联接至偏心机构12的旋转轴10。偏心机构12联接至连杆14，该连杆14与泵隔膜16连接。偏心机构12和连杆14在泵隔膜16处引起往复运动，该往复运动导致由头部8承载的泵室20内的压力变化。此处应当理解，致动器部6的特定形式可以改变。泵室20包括吸入侧23以及压力或排出侧25。吸入侧23流体地联接至流体源28。排出侧25流体地联接至排出流动路径30，该排出流动路径30通向流体终点32。流体终点32可以采用多种形式。

吸入侧23包括入口配件36，该入口配件36包括止回阀38，该止回阀38示出为呈选择性地搁置于阀座43上的止回球40的形式。术语“止回阀”应当被理解为指的是具有止回元件的阀，该止回元件构造成允许流体沿一个方向通过并且阻止流体沿相反的方向流动。当然，止回阀38的特定形式可以改变。止回阀38在吸入行程期间允许流体从流体源28进入泵室20，并且在压力行程期间阻碍流体通过入口配件36离开。排出配件56通过止回阀58流体地连接至排出侧25。在所示出的示例性实施方式中，止回阀58示出为呈选择性地搁置于阀座62上的止回球60的形式。止回阀58在压力行程期间允许流体从泵室20朝向流体终点32流动，并且在吸入行程期间阻碍流体通过排出配件56吸入泵室20中。

根据示例性实施方式，隔膜计量泵2设置有除气系统66，该除气系统66流体地连接至泵室20的排出侧25。如图2中所示，除气系统66包括支承构件71，该支承构件71具有安装表面75和出口76。安装表面75在排出侧25处紧固至头部8。出口76包括容置止回球60和阀座62的止回阀接纳部77。支承构件71包括第一通道78和第二通道79。第一通道78包括第一端83，该第一端83从安装表面75延伸至与止回阀接纳部77流体地连接的第二端84。第二通道79包括通向第二端部87的第一端部86，该第二端部87与第一通道78和止回阀接纳部77流体地连接。此处应当理解，第二通道79不引导流体而是用作通道，如下文将更加充分描述的。

除气系统66包括止回阀致动器96，该止回阀致动器96通过安装块97连接至安装表面75。止回阀致动器96采取线性致动器99的形式，该线性致动器99示出为呈螺线管100的形式。螺线管100包括线圈104和柱塞107。柱塞107作用于致动销组件109上，该致动销组件109沿与排出流动路径30大致平行的路径穿过第二通道79而伸出。具体地，当电流施加于线圈104时，柱塞107作用于致动销组件109。致动销组件109沿第二通道79延伸、接触止回球60并且使止回球60移开，从而允许被阻留在泵室20内的气体从排出流动路径30传送至流体终点32。除气系统66还示出为包括密封构件110，该密封构件110采取隔离隔膜或密封件113的形式，该隔离隔膜或密封件113绕致动销组件109延伸以防止流体离开第二通道79。此外，止回阀致动器96包括复位弹簧115，该复位弹簧115将致动销组件109偏压至如图2中所示的预备位置中。

现在将参照图3——其中，相同的附图标记代表相应视图中对应的部分——以描述根据示例性实施方式的另一方面的除气系统120。除气系统120包括支承构件124，该支承构件124具有第一安装表面126和第二安装表面128。第一安装表面126联接至头部8。支承构件124还包括出口133和止回阀接纳部136，该止回阀接纳部136容置止回球60和阀座62。出口133设置成与止回阀接纳部136相对并且与排出配件56流体地连接。第一通道140和第二通道141在支承构件124内延伸。第一通道140包括第一端144，该第一端144从止回阀接纳部136延伸至第二端145，该第二端145流体地连接至出口133。第二通道141包括第一端部147，该第一端部147从止回阀接纳部136延伸至第二端部148、第二安装表面128处。

除气系统120还示出为包括从第二安装表面128支承的止回阀致动器154。止回阀致动器154采取线性致动器156的形式。线性制动器156示出为具有柱塞161的螺线管158，该柱塞161通过间隔件163和隔膜密封件164而作用于致动销162。螺线管158还示出为包括复位弹簧165，该复位弹簧165将致动销162偏压至比如图3中示出的预备位置中。柱塞161选择性地作用于致动销162以使止回球60从阀座62移位，从而允许积聚在头部8中的气体流动通过排出配件56。致动销162沿与排出流动路径30大致垂直的路径穿过第二通道141而伸出，以直接接触止回球60并且使止回球60移开。

现在将参照图4——其中，相同的附图标记代表相应视图中对应的部分——以描述根据示例性实施方式的另一方面的除气系统170。除气系统170包括支承构件174，该支承构件174具有第一安装表面176、第二安装表面178以及第三安装表面179。第一安装表面176连接至头部8。支承构件174还示出为包括流体地连接至排出配件56的出口183以及延伸进入第二端195的止回阀接纳部186。止回阀接纳部186容置阀座62。支承构件174包括第一通道190和第二通道191。第一通道190包括第一端194，该第一端194从止回阀接纳部186经由成角度部196延伸至第二端195。第二端195流体地连接至出口183。第二通道191包括第一端部197，该第一端部197从第三安装表面179延伸至第二端部198，该第二端部198在成角度部196处与第一通道190连接。

除气系统170包括安装至第三安装表面179的止回阀致动器204。止回阀致动器204示出为呈线性制动器206的形式。线性致动器206被描述为通过大致U形的支架210从第三安装表面179被支承的螺线管208。螺线管208包括联接至致动销214的柱塞211。致动销214包括第一端部段216和第二端部段217，该第一端部段216机械地连结至柱塞211，该第二端部段217限定呈止回球220形式的止回阀219。致动销214穿过密封构件222进入第二通道191并且部分地由复位弹簧225围绕。复位弹簧225构造成将致动销214偏压至预备位置中。致动销214构造成响应于泵室20中的压力变化以允许流体进入第一通道190并且穿过排出配件56。致动销214还构造成通过柱塞211而受到螺线管208的作用，以使止回球220选择性地从阀座62移开，从而使积聚在头部8中的气体穿过排出配件56。在所示出的示例性布置中，致动销214沿与排出流动路径30大致一致的路径而选择性地移位。

现在将参照图5——其中，相同的附图标记代表相应视图中对应的部分——以描述根据示例性实施方式的再一方面的除气系统230。除气系统230包括具有第一支承元件233的支承构件232，该第一支承元件233通过结合部或相接面235结合至第二支承元件234。第一支承元件233包括联接至头部8的第一安装表面236。第二支承元件234包括第二安装表面238。第一支承元件233还示出为包括流体地连接至排出配件56的出口243。止回阀接纳部246在相接面235处被封装在第一支承元件233内。

支承构件232容置有第一通道250和第二通道251。第三通道252容置于第二支承元件234中。第一通道250包括第一端256，该第一端256从排出流动路径30延伸至第二端257，该第二端257终止于相接面235处并且与止回阀接纳部246选择性地流体连接。第二通道251包括第一端部259，第一端部259与止回阀接纳部246流体连接并且从相接面235经由成角度部261延伸至第二端部260。第二端部260终止于出口243并且与出口243流体地连接。第三通道252包括第一端部段263，该第一端部段263从第二安装表面238延伸至终止于相接面235处的第二端部段264。

除气系统230包括示出为呈线性致动器270形式的止回阀致动器268。线性致动器270采取螺线管272的形式，该螺线管272通过大致为U形的支架274安装至第二安装表面238。螺线管272包括柱塞277。柱塞277机械地连结至联接器279。联接器279机械地连结至延伸通过第三通道252的致动销282。致动销282包括第一端284，该第一端284延伸至第二端285。第一端284包括与联接器279可拆卸地接合的夹子286。第二端285与用作止回阀的隔膜阀287连接。复位弹簧290连结至致动销282并且构造成将致动销282偏压至预备位置中。通过这种设置，隔膜阀287响应于泵室20内的压力变化以允许流体流动通过第一通道250和第二通道251并且穿过排出配件56。隔膜阀287还响应于柱塞277的位置变化以选择性地允许被阻留在头部8内的气体穿过排出配件56。

现在将参照图6——其中，相同的附图标记代表相应视图中对应的部分——以描述根据示例性实施方式的又再一方面的除气系统300。除气系统300包括支承构件304，该支承构件304具有联接至头部8的第一安装表面307以及第二安装表面308。支承构件304还包括接纳排出配件56的出口311以及容置阀座62的止回阀接纳部314。支承构件304还示出为包括第一通道317和第二通道318。第一通道317包括第一端320，该第一端320从第一安装表面307延伸至第二端321。第二通道318包括第一端部323，该第一端部323与居间部(未单独标记)流体地连接并且从该居间部延伸至第二端部324，该第二端部324与出口311流体地连接。

止回阀致动器329在第二安装表面308处附接至支承构件304。止回阀致动器329示出为呈电磁致动器331的形式。电磁致动器331采取具有线圈334的螺线管333的形式。线圈334构造成产生作用于柱塞336的电动势。柱塞336包括采取止回球340的形式的一体式止回阀338。柱塞336和止回球340在重力的作用下返回至预备位置。通过这种设置，止回球340响应于泵室20内的压力变化以允许流体从流动路径30流动通过第一通道317和第二通道318，并且穿过排出配件56。当电磁致动器331被通电从而使柱塞336朝向线圈334被拉动时，止回球340也被移开以选择性地允许被阻留在头部8内的气体穿过排出配件56。

现在将参照图7——其中，相同的附图标记代表相应视图中的对应的部分——以描述根据示例性实施方式的还再一方面的除气系统350。除气系统350包括支承构件354，支承构件354具有联接至头部8的第一安装表面357以及第二安装表面358。支承构件354还包括与排出配件56流体地连接的出口360以及止回阀接纳部362。止回阀接纳部362设置成邻近第一安装表面357并且容置止回阀60和阀座62。支承构件354还示出为包括第一通道364和第二通道365。第一通道364包括第一端367，该第一端367与止回阀接纳部362流体地连接并且从止回阀接纳部362延伸至第二端368，该第二端368与出口360流体地连接。第二通道365包括第一端部370，该第一端部370与止回阀接纳部362流体地连接并且从止回阀接纳部362延伸至第二端部371，该第二端部371以流体的方式暴露于第二安装表面358处。

止回阀致动器375支承在第二安装表面358处。止回阀致动器375采取线性致动器377的形式。线性致动器377示出为呈螺线管379的形式，该螺线管379包括操作性地连接至储存器构件381的柱塞380，该储存器构件381联接至第二安装表面358。储存器构件381包括储存器383和隔膜387。隔膜387连接至柱塞380。通过这种设置，止回阀60响应于泵室20中的压力变化。更具体地，止回阀致动器375间接地作用于止回阀60。在气体积累于头部8中的情况下，螺线管379被启用以使柱塞380移位，从而引起隔膜387通过第二通道365传递液体脉冲。液体脉冲使止回球60从阀座62移开，从而允许任何被阻留的气体穿过第一通道364并且从排出配件56排出。

此处应当理解，示例性实施方式提供了用于减轻在隔膜计量泵的头部中的气体积累的系统。示例性实施方式包括致动器，该致动器直接地作用于排出止回阀或间接地作用于排出止回阀以允许所积累的气体流动通过出口。此外，与使一部分液体排出至液体源以进行除气的现有技术系统形成对比，示例性实施方式允许所积累的气体通过泵出口流动至液体终点。以这种方式，示例性实施方式消除对附加的管路、阀或其它硬件的需要，并且还确保了所有穿过排出部件的液体通过出口。此外，虽然描述为使用线性致动器，但示例性实施方式可以使用包括气动致动器、液压致动器、电动致动器或非线性致动器的各种致动器以使止回阀移开，从而允许气体通过出口。

此外，尽管止回阀示出并且描述为止回球和隔膜阀，但可以采用其它类型的止回元件。例如，示例性实施方式可以采用提升阀、瓣阀、簧片阀、膜片式阀、或可以被采用以允许流体在一个方向上流动通过通道并且抑制或阻止流体在相反方向上流动通过通道的其它元件。此外，尽管安装支架被描述为是大致U形的，但可以采用包括宽范围的几何形状的其它类型支架。更进一步地，应当理解，气体的积聚可以通过使用多种技术/装置而被感测到，并且可以根据这些技术和/或来自这些装置的信号而使止回阀移开以减轻气体积累，替代性地，止回阀可以基于时间而周期性地离开阀座。

虽然已经参照示例性实施方式描述了本发明，但本领域的技术人员应当理解，在不脱离本发明的范围的情况下，可以做出各种改变并且可以用等同物代替它的元件。此外，在不脱离本发明的基本范围的情况下，可以做出许多修改以使特定的情况或材料适于本发明的教示。因此，意图是，本发明不限制于作为预期用于实现本发明的最佳模式而公开的特定实施方式，而是本发明将包括落入权利要求范围内的所有实施方式。

Claims (19)

1.一种隔膜计量泵，包括：

泵体，所述泵体具有头部，所述头部包括限定流动路径的吸入侧和排出侧，其中，所述排出侧包括出口，其中，所述出口包括阀座和止回阀，所述阀座设置在所述排出侧处，所述止回阀设置在所述阀座处；以及

除气系统，所述除气系统包括操作性地连接至所述止回阀的止回阀致动器，基于所述头部中的被感测到的气体的积聚，所述止回阀致动器被选择性地启用以使所述止回阀从所述阀座移开，从而允许被阻留在所述头部中的所述气体穿过所述排出侧，其中，所有穿过排出部件的液体通过所述出口。

2.根据权利要求1所述的隔膜计量泵，其中，所述止回阀致动器构造并且设置成沿与所述流动路径大致平行的轴线作用于所述止回阀。

3.根据权利要求1所述的隔膜计量泵，其中，所述止回阀致动器构造并且设置成沿相对于所述流动路径成角度地延伸的轴线作用于所述止回阀。

4.根据权利要求1所述的隔膜计量泵，其中，所述止回阀致动器构造并且设置成沿与所述流动路径一致的轴线作用于所述止回阀。

5.根据权利要求1所述的隔膜计量泵，其中，所述止回阀致动器包括具有柱塞的螺线管。

6.根据权利要求5所述的隔膜计量泵，其中，所述柱塞作用于致动器销，所述致动器销直接地作用于所述止回阀。

7.根据权利要求5所述的隔膜计量泵，其中，所述柱塞间接地作用于所述止回阀。

8.根据权利要求5所述的隔膜计量泵，其中，所述止回阀与所述柱塞一体地形成。

9.根据权利要求5所述的隔膜计量泵，其中，所述止回阀以能够拆卸的方式连接至所述柱塞。

10.根据权利要求1所述的隔膜计量泵，其中，所述止回阀包括止回球。

11.根据权利要求1所述的隔膜计量泵，其中，所述止回阀包括隔膜阀。

12.一种对隔膜计量泵除气的方法，包括：

通过隔膜计量泵的吸入侧从液体源抽吸液体；

将所述液体从所述吸入侧传送至所述隔膜计量泵的头部中；

将所述液体从所述头部经由止回阀引导至所述隔膜计量泵的排出侧；

启动止回阀致动器以使所述止回阀移开，从而允许聚集在所述头部中的气体穿过所述排出侧；以及

感测从所述隔膜计量泵的所述排出侧通过的所述液体的参数，其中，所述止回阀致动器响应于从所述泵的所述排出侧通过的所述液体的所述参数而被启动。

13.根据权利要求12所述的方法，其中，所述止回阀致动器响应于经过预定量的时间而被启动。

14.根据权利要求12所述的方法，其中，启动所述止回阀致动器包括启用具有柱塞的线性致动器。

15.根据权利要求14所述的方法，其中，使所述止回阀移开包括将所述柱塞引导成与所述止回阀相接触。

16.根据权利要求14所述的方法，其中，使所述止回阀移开包括通过所述柱塞的操作产生液体脉冲。

17.根据权利要求12所述的方法，其中，使所述止回阀移开包括使所述止回阀沿所述液体流动通过所述隔膜计量泵的方向移动离开阀座。

18.根据权利要求12所述的方法，其中，使所述止回阀移开包括使所述止回阀沿与所述液体流动通过所述隔膜计量泵的方向大致垂直的方向移动离开阀座。

19.根据权利要求12所述的方法，其中，使所述止回阀移开包括使所述止回阀响应于由所述止回阀致动器产生的电磁力而从阀座移动。