CN104747432A - 单柱塞式计量泵及其泵头组件 - Google Patents

单柱塞式计量泵及其泵头组件 Download PDF

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CN104747432A CN201510146568.9A CN201510146568A CN104747432A CN 104747432 A CN104747432 A CN 104747432A CN 201510146568 A CN201510146568 A CN 201510146568A CN 104747432 A CN104747432 A CN 104747432A
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顾岱鸿
舒大伟
杨朋钊
刘广峰
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China University of Petroleum Beijing
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Xi'an Hai Zhi Mechanical & Electronic Equipment Corp Ltd
China University of Petroleum Beijing
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Abstract

本发明提供了一种单柱塞式计量泵的泵头组件,包括泵头、填料函和柱塞,泵头具有纵向贯通的流体通道,流体通道的上下两端均设有单向阀;填料函与泵头相互垂直,填料函具有横向贯通与流体通道相连通的工作腔;柱塞能滑动的密封插装于所述工作腔内,填料函的侧壁上开设有与工作腔及流体通道相连通的回流通道,回流通道上设有能阻止流体从流体通道流入工作腔的止回阀。本发明还提供了一种单柱塞式计量泵,包括如上所述的泵头组件。本发明提供的单柱塞式计量泵及其泵头组件通过设置回流通道,使进入柱塞与填料函之间的流体流入回流通道中,且在吸液时能够将回流通道中的流体吸入流体通道中,设置在回流通道上的止回阀可以防止流体倒流,防止流体泄漏。

Description

单柱塞式计量泵及其泵头组件
技术领域
本发明涉及一种计量泵,尤其是指一种单柱塞式计量泵。
背景技术
单柱塞式计量泵的泵头组件(液力端)的密封工作腔由进口单向阀、出口单向阀,以及通过填料压盖将填料和压环压紧来实现密封。柱塞的一端伸入密封工作腔中,使用时,通过柱塞往复运动,使密封工作腔的容积发生变化来实现吸液、压液,柱塞往复运动一次,吸液和排液各一次,完成一次循环。在泵的往复中形成连续有压力、定量的吸排液体。其中,在进行吸液的过程中,柱塞向退出密封工作腔的方向运动,此时容易导致密封工作腔中的液体会被柱塞带出至密封工作腔外部,从而导致单柱塞式计量泵泄漏。
发明内容
本发明的目的是提供一种能防止工作腔内的流体在吸液过程中被柱塞带出至工作腔外部的单柱塞式计量泵及其泵头组件。
为达到上述目的,本发明提供了一种单柱塞式计量泵的泵头组件,包括:
泵头,所述泵头具有纵向贯通的流体通道,所述流体通道的上下两端均设有单向阀;
填料函,所述填料函与所述泵头相互垂直设置,所述填料函具有横向贯通的工作腔,所述工作腔与所述流体通道相连通;
柱塞,所述柱塞能滑动的密封插装于所述工作腔内;其中,
在所述填料函的侧壁上开设有与所述工作腔及所述流体通道相连通的回流通道,在所述回流通道上设有能阻止流体从所述流体通道流入所述工作腔的止回阀。
如上所述的单柱塞式计量泵的泵头组件,其中,所述回流通道位于所述填料函的底部侧壁的内部。
如上所述的单柱塞式计量泵的泵头组件,其中,所述流体通道的下端的单向阀为进口单向阀,所述流体通道的上端的单向阀为出口单向阀。
如上所述的单柱塞式计量泵的泵头组件,其中,所述填料函远离所述泵头的一侧的内壁上形成有容置槽,所述容置槽中设有密封组件,所述密封组件的一端抵靠所述容置槽靠近所述泵头的端部内壁,且所述密封组件与所述柱塞的外壁紧密贴合接触,所述密封组件上设有能连通所述回流通道与所述工作腔的通孔。
如上所述的单柱塞式计量泵的泵头组件,其中,所述密封组件包括第一密封件和第一压环,所述第一密封件的一端抵靠所述容置槽靠近所述泵头的端部内壁,所述第一压环压装于所述第一密封件的另一端,所述第一压环的侧壁上设有能连通所述回流通道与所述工作腔的通孔。
如上所述的单柱塞式计量泵的泵头组件,其中,所述第一密封件为多个顺次插接的Y型密封件,多个所述Y型密封件的密封唇均朝向所述泵头。
如上所述的单柱塞式计量泵的泵头组件,其中,所述密封组件还包括第二密封件和第二压环,所述第二密封件的一端抵靠在所述第一压环上,且所述第二密封件与所述第一密封件分别位于所述第一压环的两端,所述第二压环压装于所述第二密封件的另一端。
如上所述的单柱塞式计量泵的泵头组件,其中,所述第二密封件为盘根。
如上所述的单柱塞式计量泵的泵头组件,其中,所述单柱塞式计量泵的泵头组件还包括填料压盖,所述填料压盖盖设于所述填料函远离所述泵头的端部,且所述填料压盖顶抵所述第二压环,所述填料压盖上设有能供所述柱塞穿过的横向通孔。
如上所述的单柱塞式计量泵的泵头组件,其中,所述柱塞的外壁上覆设有光滑镀层表面。
如上所述的单柱塞式计量泵的泵头组件,其中,所述光滑镀层表面的粗糙度不大于0.025微米。
本发明还提供了一种单柱塞式计量泵,其中,所述单柱塞式计量泵包括如上所述的单柱塞式计量泵的泵头组件,且所述单柱塞式计量泵还包括泵体组件、泵头连接件、流量调节组件、电机和传动组件,所述单柱塞式计量泵的泵头组件通过所述泵头连接件与所述泵体组件连接,所述电机通过所述传动组件与所述泵体组件连接,所述流量调节组件与所述泵体组件连接。
与现有技术相比,本发明的优点如下:
1、本发明提供的单柱塞式计量泵及其泵头组件通过在填料函的内壁上设置回流通道,可以使进入柱塞与填料函之间的缝隙中的流体在到达回流通道时流入回流通道中,并且在吸液时,由于流体通道内的压强减小,能够将回流通道中的流体吸入流体通道中,同时通过在回流通道上设置止回阀可以有效防止流体沿回流通道流回至柱塞与填料函之间的缝隙中,防止流体从柱塞与填料函之间的缝隙泄漏。
2、本发明提供的单柱塞式计量泵及其泵头组件通过使第一密封件的两端分别抵靠容置槽的端部内壁和第一压环,将第一密封件以被压缩的方式安装于容置槽中,同时将第一密封件设为多个顺次插接的Y型密封件,可以通过多个Y型密封件的密封唇的过盈量以及第一压环和容置槽的端部内壁对多个Y型密封件施加的压力,使多个Y型密封件沿径向扩张,通过弹性变形产生自紧作用,堵住与容置槽内壁以及柱塞之间的缝隙,进一步提升密封效果,防止流体泄漏。
3、本发明提供的单柱塞式计量泵及其泵头组件通过在柱塞表面覆设光滑镀层表面,可以降低柱塞表面的粗糙度,从而减少柱塞往复运动过程中对第一密封件和第二密封件的磨损,保证了第一密封件和的密封件的使用寿命,降低了本发明的使用成本。
附图说明
以下附图仅旨在于对本发明做示意性说明和解释,并不限定本发明的范围。其中:
图1是本发明提供的单柱塞式计量泵的泵头组件的结构示意图;
图2是本发明提供的单柱塞式计量泵的泵头组件的密封组件结构示意图;
图3是本发明提供的单柱塞式计量泵的主视图;
图4是本发明提供的单柱塞式计量泵的俯视图;
图5是本发明提供的单柱塞式计量泵的侧视图。
附图标号说明:
1    泵头组件
11   泵头
111  流体通道
12   进口单向阀
13   出口单向阀
14  填料函
141 回流通道
142 止回阀
15  柱塞
16  密封组件
161 第一密封件
162 第一压环
163 第二密封件
164 第二压环
17  填料压盖
2   泵体组件
3   泵头连接件
4   电机
5   传动组件
6   流量调节组件
具体实施方式
为了对本发明的技术方案、目的和效果有更清楚的理解,现结合附图说明本发明的具体实施方式。
如图1所示,本发明提供了一种单柱塞式计量泵的泵头组件,包括泵头11、填料函14和柱塞15,泵头11的内部具有纵向贯通的流体通道111,流体通道111的上下两端均设有单向阀,流体从流体通道111的下端通过单向阀进入流体通道111内部,并从流体通道111的上端穿过单向阀从流体通道111内部流出;填料函14与泵头11相互垂直设置,填料函14具有横向贯通的工作腔,工作腔与流体通道111相连通,流体通过流体通道111下端的单向阀进入流体通道111以及工作腔的内部;柱塞15能滑动的密封插装于工作腔内,柱塞15向远离泵头11的方向滑动时,工作腔的容积增大,流体通道111以及工作腔中的压强减小,流体通过流体通道111下端的单向阀被吸入流体通道111及工作腔中,完成吸液;柱塞15向靠近泵头11的方向滑动时,工作腔的容积缩小,流体通道111及工作腔中的压强增大,流体从流体通道111上端的单向阀处被压出至流体通道111外部,完成排液;其中,在填料函14的侧壁上开设有与工作腔及流体通道111相连通的回流通道141,在柱塞15往复运动过程中,进入柱塞15与填料函14之间的缝隙中的流体在到达回流通道141时,会流入回流通道141中,在柱塞15向远离泵头11的方向运动时,由于工作腔的容积变大,工作腔和流体通道111中的压强减小,将会回流通道141中的流体吸入流体通道111中,在回流通道141上设有能阻止流体从流体通道111流入工作腔的止回阀,可以在工作腔及流体通道111内的压强增大时,防止流体从流体通道111被压入回流通道141,从而防止流体从柱塞15与填料函14之间的缝隙泄漏。
进一步地,如图1所示,本发明提供的单柱塞式计量泵的泵头组件,其中,回流通道141位于填料函14的底部侧壁的内部。柱塞15运动的过程中,流体会进入柱塞15和填料函14之间的环形的缝隙中,而这些流体受重力的影响会向下流动,所以将回流通道141设置在填料函14的底部侧壁的内部,可以有效保证进入柱塞15与填料函14之间的缝隙中的流体会流至回流通道141中。
进一步地,如图1所示,本发明提供的单柱塞式计量泵的泵头组件,其中,流体通道111的下端的单向阀为进口单向阀12,流体通道111的上端的单向阀为出口单向阀13。将进口单向阀12设在流体通道111的下方,在流体从进口单向阀12进入流体通道111的内部后,通过流体自身的重力作用可以对进口单向阀12施加作用力使进口单向阀12关闭,同时,在排液过程中,工作腔及流体通道111中的压力增大时流体施加在单向阀上使其关闭的作用力也会随之增大,可以有效防止流体从进口单向阀12泄漏。
进一步地,如图1所示,本发明提供的单柱塞式计量泵的泵头组件,其中,填料函14远离泵头11的一侧的内壁上形成有容置槽,即填料函14在远离泵头11的一侧的内壁沿径向外扩,在填料函14的内壁上形成台阶以及容置槽,容置槽中设有密封组件16,密封组件16的一端抵靠容置槽靠近泵头11的端部内壁,即密封组件16的一端抵靠在台阶上,且密封组件16与柱塞15的外壁紧密贴合接触,此时密封组件16分别与柱塞15的外壁,容置槽的内壁紧密贴合接触,可以密封柱塞15与填料函14之间的缝隙,从而提高本发明的密封性能,密封组件16上设有能连通回流通道141与工作腔的通孔,进入密封组件16与柱塞15之间的缝隙中的流体可以通过通孔进入回流通道141中。
更进一步地,如图1及图2所示,本发明提供的单柱塞式计量泵的泵头组件,其中,密封组件16包括第一密封件161和第一压环162,第一密封件161的一端抵靠容置槽靠近泵头11的端部内壁,即第一密封件161的一端抵靠在台阶上,第一压环162压装于第一密封件161的另一端,通过第一压环162对第一密封件161施加压力,从而将第一密封件161压紧在柱塞15与填料函14之间的缝隙中,第一压环162的侧壁上设有能连通回流通道141与工作腔的通孔,进入密封组件16与柱塞15之间的缝隙中的流体可以通过通孔进入回流通道141中。
作为优选,如图2所示,本发明提供的单柱塞式计量泵的泵头组件,其中,第一密封件161为多个顺次插接的Y型密封件,其中,Y型密封件为现有结构,再此不再赘述,多个Y型密封件的密封唇均朝向泵头11,由于第一密封件161以被压缩的方式安装于容置槽中,也就是多个Y型密封件以被压缩的方式安装于容置槽中,从图中可以看出,当多个Y型密封件被压缩时,每个Y型密封件的密封唇会沿径向朝向柱塞15和容置槽的内壁扩张,通过弹性形变形成自紧作用,将柱塞15与容置槽之间的缝隙尽可能的填满,也就是将柱塞15与填料函14之间的缝隙填满,大大提高了本发明的密封性能。
作为优选,如图1及图2所示,本发明提供的单柱塞式计量泵的泵头组件,其中,第一压环162的内外两侧,在对应连通回流通道与工作腔的通孔的位置处均设有环形凹槽,当第一压环162安装于容置槽中时,在第一压环162的内外两侧分别形成一个缓冲腔,使得柱塞15与填料函14之间的缝隙中的流体可以通过第一压环162上的通孔从第一压环162外侧的缓冲腔进入第一压环162内侧的缓冲腔,或从第一压环162内侧的缓冲腔进入至第一压环162外侧的缓冲腔,并最终流入至回流通道141中。通过设置缓冲腔,在进入柱塞15和填料函14之间的缝隙中的流体较多时,可以提供一个空间供流体缓冲及暂时存放,从而避免在流体较多时出现流体泄漏的情况。
更进一步地,如图1及图2所示,本发明提供的单柱塞式计量泵的泵头组件,其中,密封组件16还包括第二密封件163和第二压环164,第二密封件163的一端抵靠在第一压环162上,且第二密封件163与第一密封件161分别位于第一压环162的两端,第二压环164压装于第二密封件163的另一端,即第一密封件161、第一压环162、第二密封件163、第二压环164顺次相互压迫抵靠的安装于容置槽中。通过设置第二密封件163和第二压环164可以在柱塞15和填料函14之间增加一层密封,能够进一步提高本发明的密封性能。
作为优选,如图1所示,本发明提供的单柱塞式计量泵的泵头组件,其中,第二密封件163为盘根。其中,第二密封件163还可以采用其他任何形式的能够起到密封作用的密封件,本发明并不以此为限。
进一步地,如图1所示,本发明提供的单柱塞式计量泵的泵头组件,其中,单柱塞式计量泵的泵头组件还包括填料压盖17,填料压盖17盖设于填料函14远离泵头11的端部,且填料压盖17顶抵第二压环164,填料压盖17上设有能供柱塞15穿过的横向通孔,即通过填料压盖17将密封组件16紧密压装于容置槽中。
作为优选,本发明提供的单柱塞式计量泵的泵头组件,其中,柱塞15的外壁上覆设有光滑镀层表面,光滑镀层表面可以为陶瓷镀层或金属镀层等能提高物体表面光滑度的镀层。
作为优选,本法明提供的单柱塞式计量泵的泵头组件,其中,光滑镀层表面的粗糙度不大于0.025微米。当光滑镀层表面的粗糙度不大于0.025微米时,可以有效减少柱塞15与第一密封件161、第二密封件163之间的摩擦,从而保证第一密封件161、第二密封件163的使用寿命,降低本发明的使用成本。
如图3~图5所示,本发明还提供了一种单柱塞式计量泵,其中,单柱塞式计量泵包括如上所述的单柱塞式计量泵的泵头组件1,且单柱塞式计量泵还包括泵体组件2、泵头连接件3、流量调节组件6、电机4和传动组件5,单柱塞式计量泵的泵头组件1通过泵头连接件3与泵体组件2连接,电机4通过传动组件5与泵体组件2连接,流量调节组件6与泵体组件2连接。
本发明提供的单柱塞式计量泵及其泵头组件在使用时,吸液过程中,柱塞15向远离泵头11的方向运动,工作腔的容积变大,工作腔及流体通道111中的压强减小,进口单向阀12开启,流体被吸入流体通道111及工作腔中,排液过程中,柱塞15向靠近泵头11的方向运动,工作腔的容积变小,工作腔及流体通道111中的压强增大,出口单向阀13开启,流体从出口单向阀13被压出至流体通道111外部;其中,在柱塞15完成一次吸液排液时,进入柱塞15与填料函14(或密封组件16)之间的缝隙中会残留有流体,流体通过自身的重力作用会(穿过密封组件16上的通孔)流入回流通道141中,在下一次吸液时,回流通道141中的流体会被吸入流体通道111中。
与现有技术相比,本发明的优点如下:
1、本发明提供的单柱塞式计量泵及其泵头组件通过在填料函的内壁上设置回流通道,可以使进入柱塞与填料函之间的缝隙中的流体在到达回流通道时流入回流通道中,并且在吸液时,由于流体通道内的压强减小,能够将回流通道中的流体吸入流体通道中,同时通过在回流通道上设置止回阀可以有效防止流体沿回流通道流回至柱塞与填料函之间的缝隙中,防止流体从柱塞与填料函之间的缝隙泄漏。
2、本发明提供的单柱塞式计量泵及其泵头组件通过使第一密封件的两端分别抵靠容置槽的端部内壁和第一压环,将第一密封件以被压缩的方式安装于容置槽中,同时将第一密封件设为多个顺次插接的Y型密封件,可以通过多个Y型密封件的密封唇的过盈量以及第一压环和容置槽的端部内壁对多个Y型密封件施加的压力,使多个Y型密封件沿径向扩张,通过弹性变形产生自紧作用,堵住与容置槽内壁以及柱塞之间的缝隙,进一步提升密封效果,防止流体泄漏。
3、本发明提供的单柱塞式计量泵及其泵头组件通过在柱塞表面覆设光滑镀层表面,可以降低柱塞表面的粗糙度,从而减少柱塞往复运动过程中对第一密封件和第二密封件的磨损,保证了第一密封件和的密封件的使用寿命,降低了本发明的使用成本。
以上所述仅为本发明示意性的具体实施方式,并非用以限定本发明的范围。任何本领域的普通技术人员,在不脱离本发明的构思和原则的前提下所作出的等同变化与修改,均应属于本发明保护的范围。

Claims (12)

1.一种单柱塞式计量泵的泵头组件,包括:
泵头,所述泵头具有纵向贯通的流体通道,所述流体通道的上下两端均设有单向阀;
填料函,所述填料函与所述泵头相互垂直设置,所述填料函具有横向贯通的工作腔,所述工作腔与所述流体通道相连通;
柱塞,所述柱塞能滑动的密封插装于所述工作腔内;其特征在于,
在所述填料函的侧壁上开设有与所述工作腔及所述流体通道相连通的回流通道,在所述回流通道上设有能阻止流体从所述流体通道流入所述工作腔的止回阀。
2.根据权利要求1所述的单柱塞式计量泵的泵头组件,其特征在于,所述回流通道位于所述填料函的底部侧壁的内部。
3.根据权利要求1所述的单柱塞式计量泵的泵头组件,其特征在于,所述流体通道的下端的单向阀为进口单向阀,所述流体通道的上端的单向阀为出口单向阀。
4.根据权利要求1所述的单柱塞式计量泵的泵头组件,其特征在于,所述填料函远离所述泵头的一侧的内壁上形成有容置槽,所述容置槽中设有密封组件,所述密封组件的一端抵靠所述容置槽靠近所述泵头的端部内壁,且所述密封组件与所述柱塞的外壁紧密贴合接触,所述密封组件上设有能连通所述回流通道与所述工作腔的通孔。
5.根据权利要求4所述的单柱塞式计量泵的泵头组件,其特征在于,所述密封组件包括第一密封件和第一压环,所述第一密封件的一端抵靠所述容置槽靠近所述泵头的端部内壁,所述第一压环压装于所述第一密封件的另一端,所述第一压环的侧壁上设有能连通所述回流通道与所述工作腔的通孔。
6.根据权利要求5所述的单柱塞式计量泵的泵头组件,其特征在于,所述第一密封件为多个顺次插接的Y型密封件,多个所述Y型密封件的密封唇均朝向所述泵头。
7.根据权利要求5所述的单柱塞式计量泵的泵头组件,其特征在于,所述密封组件还包括第二密封件和第二压环,所述第二密封件的一端抵靠在所述第一压环上,且所述第二密封件与所述第一密封件分别位于所述第一压环的两端,所述第二压环压装于所述第二密封件的另一端。
8.根据权利要求7所述的单柱塞式计量泵的泵头组件,其特征在于,所述第二密封件为盘根。
9.根据权利要求7所述的单柱塞式计量泵的泵头组件,其特征在于,所述单柱塞式计量泵的泵头组件还包括填料压盖,所述填料压盖盖设于所述填料函远离所述泵头的端部,且所述填料压盖顶抵所述第二压环,所述填料压盖上设有能供所述柱塞穿过的横向通孔。
10.根据权利要求1所述的单柱塞式计量泵的泵头组件,其特征在于,所述柱塞的外壁上覆设有光滑镀层表面。
11.根据权利要求10所述的单柱塞式计量泵的泵头组件,其特征在于,所述光滑镀层表面的粗糙度不大于0.025微米。
12.一种单柱塞式计量泵,其特征在于,所述单柱塞式计量泵包括如权利要求1-11任一项所述的单柱塞式计量泵的泵头组件,且所述单柱塞式计量泵还包括泵体组件、泵头连接件、流量调节组件、电机和传动组件,所述单柱塞式计量泵的泵头组件通过所述泵头连接件与所述泵体组件连接,所述电机通过所述传动组件与所述泵体组件连接,所述流量调节组件与所述泵体组件连接。
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