CN105317666A - 气动隔膜泵 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种气动隔膜泵，包括泵体外壳、止回阀、中间体、隔膜、中轴、换向轴、换向杆、气阀、活塞、换向滑块和配气滑块，其中，活塞中间位置设有可连通活塞左、右两端的换向滑块，换向滑块的左右滑动控制活塞右端腔室的通气和排气，活塞左端截面积小于活塞右端的截面积，活塞的左右移动带动配气滑块反向的左右滑动以控制左、右气室通气口的导通和关闭，从而实现左、右隔膜室的通气和排气。由于活塞两端面积的不一样，通气时两端一直存在压差，活塞不可能停在中间位置；气阀两端面的进气和排气随活塞的移动只存在接通和断开两种状态，不可能会出现半接通状态；从而实现换向过程完全没有死点。

Description

气动隔膜泵

技术领域

本发明涉及隔膜泵技术领域，特别公开一种气动隔膜泵。

背景技术

隔膜泵借助动力操作去改变流体流量，安置在各种特殊场合，用来抽送各种常规泵不能抽吸的介质。隔膜泵是容积泵中较为特殊的一种形式，它是依靠一个隔膜片的来回鼓动而改变工作室容积来吸入和排出液体的。

气动隔膜泵可以输送高粘度、大颗粒介质，可输送易然、易爆介质，具有自吸能力，还可置于介质内运行。气动隔膜泵主要由传动部分和隔膜缸头两大部分组成。传动部分是带动隔膜片回来鼓动的驱动机构，它的传动形式有机械传动、液压传动和气压传动等。

气动隔膜泵缸头部分主要由一隔膜片将被输送的液体和工作液体分开，当隔膜片向传动机构一边运动，泵缸内工作时为负压而吸入液体，当隔膜片向另一边运动时，则排出液体。被输送的液体在泵缸内被膜片与工作液体隔开，只与泵缸、吸入阀、排出阀及膜片的泵内一侧接触，而不接触柱塞以及密封装置。

气动式双隔膜泵的结构一般为在泵的两个对称工作腔中各装有一块隔膜，由中心联杆将其连结成一体，例如专利CN200943571Y公开的气动双隔膜泵，专利CN101936282A公开的气动式双隔膜泵，专利CN202628469U公开的一种气动隔膜泵，CN202468240U公开的滑阀换向机构气动式双隔膜泵。其工作原理为：压缩空气从泵的进气口进入配气阀，通过配气机构将压缩空气引入其中一腔，推动腔内隔膜运动，而另一腔中气体排出；一旦到达行程终点，配气机构自动将压缩空气引入另一工作腔，推动隔膜朝相反方向运动，从而使两个隔膜连续同步地往复运动。

其中，气阀是隔膜泵最重要的组成部分，控制隔膜泵的换向。对于气动隔膜泵气阀的技术改进不断，例如专利CN200964933Y公开了一种气动隔膜泵的不平衡配气阀，泵体(8)、左内端盖(1)、右内端盖(9)、连动杆(12)、隔膜(10)、左隔膜垫片(2)、右隔膜垫片(11)、气流转换板(7)、主阀座(6)、主阀块(5)、主阀连动件(4)、主阀套(3)、动力阀块(14)、左动力杆(13)和右动力杆(15)，所述左内端盖(1)和右内端盖(9)分别设置于泵体(8)的左侧和右侧，连动杆(12)横向穿置于左内端盖(1)、泵体(8)和右内端盖(9)中心通孔内，隔膜(10)有两件，左、右各一件，分别设置于左内端盖(1)、右内端盖(9)的左侧和右侧，并分别套置于连动杆(12)的左端和右端，左隔膜垫片(2)和右隔膜垫片(11)各有两片，分别夹置于左、右两件隔膜(10)的左侧和右侧；所述泵体(8)顶部中间设置有一气源室(8.7)，气流转换板(7)置于该气源室(8.7)内，气流转换板(7)后部中间竖向开设有排气口(7.1)，左、右两边竖向开设有左气流转换口I和右气流转换口II，相应于该排气口(7.1)、左气流转换口I和右气流转换口II，气流转换板(7)下方的泵体(8)上开设有与之相对应的排气口(8.1)、左阀口(8.2)和右阀口(8.3)，左阀口(8.2)和右阀口(8.3)分别连通至泵体(8)的左端面和右端面，主阀座(6)置于气流转换板(7)上，主阀块(5)置于主阀座(6)上，主阀连动件(4)有两件，左、右各一件，分别连接于主阀块(5)的左侧和右侧，并分别嵌置于泵体(8)的左端面和右端面上，主阀套(3)也有两件，左、右各一件，分别套置于左、右两件主阀连动件(4)上；所述气流转换板(7)前部中间竖向开设有排气口(7.2)，左、右两边竖向开设有左气流转换口III和右气流转换口IV，相应于该排气口(7.2)、左气流转换口III和右气流转换口IV，气流转换板(7)下方的泵体(8)上开设有与之相对应的排气口(8.4)、左阀口(8.5)和右阀口(8.6)，左阀口(8.5)和右阀口(8.6)分别连通至泵体(8)的左端面和右端面，动力阀块(14)置于气流转换板(7)上，左动力杆(13)和右动力杆(15)分别连接于动力阀块(14)的左侧和右侧，并分别穿过泵体(8)、左内端盖(1)和右内端盖(9)，左动力杆(13)左端和右动力杆(15)右端分别与左隔膜垫片(2)和右隔膜垫片(11)相配合。专利CN202612081U公开了一种用于气动隔膜泵的气阀，包括有阀芯轴、中心阀芯、阀芯套、端部阀芯等部件，阀芯轴中心设有环形凸起部，环形凸起部的环形外壁上设有环形的中心槽；阀芯轴的环形凸起部上滑动套装有中心阀芯，中心阀芯与阀芯轴之间围成有环形的中心环形腔；中心阀芯两端分别设有台阶腔；所述中心阀芯的环形外壁上设有环形的凹槽，中心阀芯外套装有阀芯套，阀芯套与中心阀芯之间形成有环形的进气腔；阀芯轴两侧位于环形凸起部的台阶部位分别滑动套装有端部阀芯，端部阀芯与阀芯轴之间围成有环形的侧部环形腔，其结构设计巧妙，可以连续工作很长时间，其内部气流不断流动，可以实现自动散热，不会卡死，维修方便。专利CN203516023U公开了一种气动隔膜泵，包括两个隔膜腔、换气阀，排气罩和导阀；所述两个隔膜腔固定于换气阀的两侧；所述换气阀块包括气阀主体、圈，活动轴、密封塞子、换气阀块；所述圈，活动轴、密封塞子、换气阀块固定于气阀主体上；所述两个隔膜腔上设有塑胶垫片、套筒、鸭嘴阀和型圈；所述排气罩设有海绵、排气后盖、橡胶密封片；导阀上设有活动杆、垫圈、圈和间隔快。其构简单可靠，生产工艺简单，采用压缩空气为动力源节能环保不易泄漏能对各种强性的液体颗粒状固体进行输送并抽光吸尽。专利CN102705207A公开了一种气动隔膜泵，包括有泵体，泵体中心安装有中心体，中心体上设有中心孔和气阀安装孔，中心孔中套装有中心轴，安装孔中套装有气阀；中心体两侧分别安装有隔膜片，中心轴两端分别固定在对应的隔膜片上；所述隔膜片与中心体之间形成有气腔，隔膜片与泵体之间形成有液体腔，泵体底部设有与两个液体腔均连通的进水三通，泵体顶部设有与两个液体腔均连通的出水三通，气阀包括有阀芯轴、中心阀芯、阀芯套、端部阀芯等部件。其结构设计合理，安装方便，不易泄漏，防腐、防爆，避免二次污染，但是活塞两端中只有进气口是随着活塞的运动完全接通和断开，气阀的端面排气口有可能会出现半接通状态。类似的，上述专利的气动隔膜泵气阀都没有完全消除换向过程中的死点。

发明内容

本发明的目的在于提供一种气动隔膜泵，其采用换向滑块和活塞的相对移动实现换向，避免换向滑块停留在中间位置而导致不能完全换向的问题，从而实现换向过程完全没有死点。

本发明提供一种气动隔膜泵包括

泵体外壳，泵体外壳的上、下两端分别设有出液口和进液口；

止回阀，设置于泵体外壳和出口管、进口管之间；

中间体，设置于泵体外壳内部中间位置；

隔膜，设置于中间体的两侧，位于中间体和泵体外壳之间，并形成左、右隔膜室；

中轴，贯穿于中间体的中心，用于同轴连接左、右隔膜室，

换向轴，穿过中间体到达左、右隔膜室；

换向杆，穿过换向轴的中间孔连接换向滑块；

气阀，包括进气口、排气口和左、右气室通气口，左气室通气口与左隔膜室相连通，右气室通气口与右隔膜室相连通，其主体中设有可容纳活塞左右移动的活塞腔体；

活塞，设于气阀的活塞腔体内，活塞左端腔室与排气口相联，活塞右端腔室由气阀盖密封，其左、右端两端设有通气孔；活塞中间位置设有可连通活塞左、右两端的换向滑块，换向滑块的左右滑动控制活塞右端腔室的通气和排气；其中，活塞左端截面积小于活塞右端的截面积；和

配气滑块，设于活塞的中间位置，活塞的左右移动带动配气滑块反向的左右滑动以控制左、右气室通气口的导通和关闭，从而实现左、右隔膜室的通气和排气。

本发明的气动隔膜泵，其换向滑块和活塞是相对移动的，换向过程中，当活塞左端半通状态时，活塞的相对移动能完成活塞左端的完全连通，避免换向滑块停留在中间位置而导致不能完全换向。由于活塞两端面积的不一样，通气时两端一直存在压差，活塞不可能停在中间位置；气阀两端面的进气和排气随活塞的移动只存在接通和断开两种状态，不可能会出现半接通状态；从而实现换向过程完全没有死点。此外，只需控制活塞大面积的一端通断气流就可以控制活塞换向，简化了气路；整个气路部分外置，便于维护，出现故障只需拆下气阀便可维修整个气路部分。换向滑块的移动由换向杆控制，隔膜压板的少许移动可以通过换向杆放大成明显的换向信号。

较佳的，活塞左端截面积为活塞右端的截面积的1/3至2/3，包括比如活塞左端截面积为活塞右端的截面积的1/3、1/2或2/3，但不限于此。

较佳的，隔膜的两侧面设置压板，并采用螺丝分别固定于中轴的两端。

较佳的，所述活塞与气阀活动连接间设置橡胶密封圈，采用活塞和配气滑块控制整个气路的通断，使得整个气阀中只有两个活动密封圈，减少了易损件，减少了故障率。

较佳的，排气口连接有消音器。

本发明的有益效果有：

1、换向滑块和活塞是相对移动的，换向过程中，活塞左端半通状态时，活塞的相对移动能完成活塞左端的完全连通，避免换向滑块停留在中间位置而导致不能完全换向。

2、由于活塞两端面积的不一样，通气时两端一直存在压差，活塞不可能停在中间位置；气阀两端面的进气和排气随活塞的移动只存在接通和断开两种状态，不可能会出现半接通状态；从而实现换向过程完全没有死点。

3、只需控制活塞大面积的一端通断气流就可以控制活塞换向，简化了气路；整个气路部分外置，便于维护，出现故障只需拆下气阀便可维修整个气路部分。

4、换向滑块的移动由换向杆控制，隔膜压板的少许移动可以通过换向杆放大成明显的换向信号。

5、设于中间体上的换向轴和换向杆等部件，与气阀的连接关系紧凑，所需中间体的尺寸小，整个气动隔膜泵结构紧凑，生产成本降低，安装占地少。

下面将结合附图和具体实施方式对本发明做进一步说明。

附图说明

图1为本发明气动隔膜泵的主体结构示意图。

图2为本发明气动隔膜泵的气阀与左右隔膜室连接结构示意图。

图3为本发明气动隔膜泵气阀与中间体连接结构示意图。

图4为本发明气动隔膜泵气阀的气阀换向示意图。

图5为本发明气动隔膜泵的工作流程示意图。

图中，1-出口管，2-球，3-球座，4-中间体，5-泵体外壳，6-中轴，7-压板螺丝，8-隔膜，9-进口管，10-换向滑块，11-气阀，12-活塞，13-换向杆，14-换向轴，15-压板，16-密封圈，17-消音器，18-进液口，19-出液口，20-进气口，21-气阀密封圈，22-活塞右端通气孔，23-活塞左端通气孔，24-左气室通气口，25-排气口，26-右气室通气口，27-配气滑块，28-气阀侧盖。

具体实施方式

通过下面给出的本发明的具体实施例和对比实施例可以进一步清楚地了解本发明，但它们不是对本发明的限定。具体实施例和对比实施例中没有详细叙述的部分是采用现有技术、公知技术手段和行业标准获得的。

请结合参看附图1至5，本发明的气动隔膜泵包括泵体外壳5，泵体外壳5的上下两端分别设有出液口19和进液口18，用于流体的流入和输出；止回阀，设置于泵体外壳5和出口管1、进口管9之间，由球2和球座3组成；中间体4，设置于泵体外壳5内部中间位置；隔膜8，设置于中间体4的两侧，位于中间体4和泵体外壳5之间，并形成左、右隔膜室，隔膜8的两侧面设置压板15，通过压板螺丝7分别固定于中轴6的两端；中轴6，贯穿于中间体4的中心位置，用于同轴连接左、右隔膜室，其与中间体4间采用密封圈16密封连接；换向轴14，穿过中间泵体4到达左右隔膜室，其与中间体4间同样采用密封圈16密封连接；换向杆13穿过换向轴14上的中间孔连接换向滑块10；气阀11，设有左、右气室通气口(24，26)和进气口20、排气口25，左气室通气口24与左隔膜室相连通，右气室通气口26与右隔膜室相连通，排气口25连接有消音器17，其主体中设有可容纳活塞12左右移动的活塞腔体；活塞12，设于气阀11的活塞腔体内，活塞12左端腔室与排气口25相联，活塞12右端腔室由气阀侧盖28密封，其左、右端两端设有通气孔(22，23)；活塞12中间位置设有可连通活塞12左、右两端的换向滑块10，换向滑块10的左右滑动控制活塞12右端腔室的通气和排气，其中，活塞12左端截面积为活塞右端的截面积的1/2，活塞12与气阀11活动连接间设置气阀密封圈21；和配气滑块27，设于活塞12的中间位置，活塞12的左右移动相应带动配气滑块27的左右滑动以控制左、右气室通气口(24，26)的导通和关闭，从而实现左、右隔膜室的通气和排气。

其工作过程是：启动气动隔膜泵工作时，压缩空气通过进气口20进入气阀11，换向滑块10连通活塞左端通气孔23和活塞右端通气孔22，活塞12左端腔室与排气口25相连通，因为活塞12两端的截面差形成的压力差，使得活塞12向右端移动，并带动配气滑块27向右边移动，压缩空气通过左气室通气口24给左隔膜室通气，右气室通气口26连通排气口25，隔膜8向左移动，左液腔排出流体，右液腔则吸入液体。到达终点时，压板15推动换向轴14，作用于换向轴14上的换向杆13并带动换向滑块10向右移动，随着换向滑块10的向右移动，活塞右端通气孔22逐渐连通压缩空气，推动活塞12向左移动，活塞12和换向滑块10则相对移动，活塞右端通气孔22完全接通，活塞12带动配气滑块27向左移动，左气室通气口24连通排气口25开始排气，压缩空气通过右气室通气口26气室给右隔膜室通气，完成换向。

现有技术中的气动隔膜泵在换向过程中，活塞一端从通气变为排气，另一端从排气变为通气，死点的原因是换向时活塞两端的连接口处于半通断状态，活塞移动到中途，活塞排气端不能排气，进气端也没有完全连通，活塞两端压力平衡，活塞处于中间状态，左、右隔膜室不能通气和排气，隔膜压板也不推动换向轴，换向滑块10不会动作，无法完成换向。本发明的气动隔膜泵的换向过程中，活塞12和换向滑块10是相对移动的，换向滑块10连接接活塞右端通气孔22和活塞左端通气孔23处于半通断时，活塞12轻微的移动就能迅速结束两端该半通断状态，避免活塞12处于中间状态，并且利用换向杆13放大了隔膜压板15的移动信号，缩短了活塞12两端的半通断状态的时间，保证气动隔膜泵的可靠换向。

以上所揭露的仅为本发明的优选实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明申请专利范围所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。

Claims (6)

1.一种气动隔膜泵，包括

泵体外壳，泵体外壳的上、下两端分别设有出液口和进液口；

止回阀，设置于泵体外壳和出口管、进口管之间；

中间体，设置于泵体外壳内部中间位置；

隔膜，设置于中间体的两侧，位于中间体和泵体外壳之间，并形成左、右隔膜室；

中轴，贯穿于中间体的中心，用于同轴连接左、右隔膜室，和换向轴，穿过中间体到达左、右隔膜室，其特征在于：还包括换向杆，穿过换向轴的中间孔连接换向滑块；

气阀，包括进气口、排气口和左、右气室通气口，左气室通气口与左隔膜室相连通，右气室通气口与右隔膜室相连通，其主体中设有可容纳活塞左右移动的活塞腔体；

活塞，设于气阀的活塞腔体内，活塞左端腔室与排气口相联，活塞右端腔室由气阀盖密封，其左、右端两端设有通气孔；活塞中间位置设有可连通活塞左、右两端的换向滑块，换向滑块的左右滑动控制活塞右端腔室的通气和排气；其中，活塞左端截面积小于活塞右端的截面积；和

配气滑块，设于活塞的中间位置，活塞的左右移动带动配气滑块反向的左右滑动以控制左、右气室通气口的导通和关闭，从而实现左、右隔膜室的通气和排气。

2.根据权利要求1所述的气动隔膜泵，其特征在于：活塞左端截面积为活塞右端的截面积的1/3至2/3。

3.根据权利要求2所述的气动隔膜泵，其特征在于：活塞左端截面积为活塞右端的截面积的1/2。

4.根据权利要求1所述的气动隔膜泵，其特征在于：隔膜的两侧面设置压板，并采用螺丝分别固定于中轴的两端。

5.根据权利要求1所述的气动隔膜泵，其特征在于：所述活塞与气阀活动连接间设置橡胶密封圈。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的气动隔膜泵，其特征在于：排气口连接有消音器。