CN106232989A - 隔膜筒以及具有隔膜筒的泵 - Google Patents

Abstract

一种隔膜泵，其包括隔膜筒组件。隔膜筒是具有膜片、座部的独立式的单元，膜片限定了抽运流体侧部和液压流体侧部，座部接收膜片的液压流体侧部，并且具有中心开口。偏置杆在膜片流体侧部上安装于膜片，并且延伸穿过座部的开口。阀导向器在偏置杆的延伸端部，并且滑阀可滑动地安装在阀导向器上。偏置元件与座部和阀导向器接合。泵还可包括阀筒，阀筒包括组合的进入止回阀和排出止回阀。

Description

隔膜筒以及具有隔膜筒的泵

本申请作为PCT国家专利申请提交于2014年10月30日，并且要求了提交于2013年10月31日的美国临时专利申请序列第61/898366号的优先权，其主题通过引用被整体地包含。

技术领域

本发明涉及一种隔膜泵，并且特别地涉及具有可移除的独立式隔膜筒的液压驱动隔膜泵。

背景技术

隔膜泵是液压驱动泵，其中抽运的流体通过被液压流体压力偏转的膜片位移。该泵提供良好的价值和效率，同时是可靠的。该隔膜泵使用控制在膜片的液压侧部上油量的阀系统。该系统例如在亨布里(Hembree)的转让给万纳工程公司(Wanner Engineering,Inc)的美国专利第7425120号中被示出。隔膜泵的阀系统被构造为，膜片的中心被附接于杆部，杆部通常被称为偏置杆，其致动滑阀，并且还提供用于弹簧的附接，弹簧给膜片施加偏置力。

尽管该泵系统提供了良好的性能和可靠性，进一步的改进是可行的。隔膜泵需要周期性地维护，并且在具有该阀系统的泵中，膜片必须从杆部拆卸，以获取阀构件和其他泵构件。该阀系统的弹簧必须被支撑，或者被附接于在膜片后面的不移动的表面，并且需要进一步的拆装和组装，以移除膜片。因此，如果膜片必须被替换，还需要移除杆部附接件。在该泵中，膜片必须被向前拉动，以从偏置杆分离，以获取杆部。而且，如果滑阀和偏置杆组件被移除，在膜片后面的板部也必须被移除。其他已知的设计需要穿过膜片的紧固件，但其仍然需要到达在膜片后面的杆部，以便它能在紧固件未拧紧时被保持。所有的这些结构需要移除且拆装多个构件来进行维护，并且在获取和/或抓取构件以移除它们方面产生困难。通过使得必须被附接及分离以及可从组件被推进的张紧的弹簧，或者从泵或膜片推进其他构件，构成构件的组装和拆装，因而产生了部件可能丢失的可能性。

因此，可见，需要新的改进的具有隔膜筒的隔膜泵，其允许用于移除膜片和阀的更简单系统，而不需要从杆部拆卸膜片。而且，该隔膜泵和阀系统应该避免必须除移除流体头部以获取膜片之外地拆卸泵。本发明解决了与隔膜泵和阀系统相关的这些问题以及其他问题。

发明内容

本发明涉及一种具有可移除的独立式隔膜筒的隔膜泵。隔膜筒可作为组件被移除，并且被维护或者被另一隔膜筒单地替换。隔膜筒的移除不需要移除其他元件，并且不需要用于操纵膜片的特别的工具。隔膜筒包括被连接到偏置杆的膜片，偏置杆被连接到阀导向器。滑阀在阀导向器的减小厚度部分中滑动，并且在窄部的相对的端部的肩部之间移动。滑阀移动以打开或关闭过满阀和未充满阀。在正常的操作条件下，滑阀均覆盖过满阀和未充满阀。

膜片和偏置杆通过弹簧被保持为抵靠膜片座部。隔膜筒通过对齐销被正确地定向，以确保在膜片的顶部的通道与放气管路对齐。膜片在上止点的向前位置和回缩位置之间的往复运动中偏转，以提供流体抽运作用。在一个实施方式中，隔膜筒被放置在液压板和溢漏检测板之间，溢漏检测板被夹持在集合管和液压板之间。

隔膜筒包括具有膜片、偏置杆、阀导向器、滑阀、膜片座部和弹簧的独立式的组件。因此，整个筒可被移除，而不需要筒的多种元件的任何拆卸。而且，隔膜筒避免了使用需要连接到液压板的弹簧附接件或单独的阀。膜片座部可容易进入且接合，以致筒不需要如现有技术设计通常所需要的到达膜片的后面以及特殊的工具。进一步的益处是，当更换或维护膜片时，液压板可被留在原处，并且因此，油可被留在曲轴箱中。

根据本发明的进一步的方面，止回阀筒也可与隔膜筒结合使用。多种止回阀筒可被用于单个泵中，其中每个膜片具有相应的止回阀筒。每个止回阀筒被构造为进入止回阀和排出止回阀的组合。如同隔膜筒，止回阀筒是完全独立式的组件，并且被构造且达到为，以致不需要移除额外的元件来维护且到达进入止回阀和/或排出止回阀。

特别是在使用需要拆装多个不同的元件的现有技术的隔膜泵不可行的领域中执行维修时，通过使用被构造有筒的系统，本发明提供了一种用于进入和维修的更可靠、更容易且更简单的系统。

这些成为本发明特征的新颖的特点和多种其他益处特别地在其所附的权利要求中被指出，并且形成了其一部分。然而，为了更好的理解本发明、其益处以及通过它的使用所获得的目的，应该对形成了其进一步的部分的附图以及伴随的描述进行参考，其中，示出且描述了本发明的优选的实施方式。

附图说明

现在参考附图，其中，在所有几幅视图中，相似的附图标记和数字表示相应的结构：

图1是根据本发明的原理的隔膜泵的立体视图；

图2是图1中所述的隔膜泵的侧剖视图，其中膜片在第一位置；

图3是图1中所述的隔膜泵的侧剖视图，其中膜片在第二位置；

图4是隔膜筒的侧视图，其中膜片在图2中所示的位置；

图5是隔膜筒的侧视图，其中膜片在图3中所示的位置；

图6是隔膜筒的侧剖视图，其中膜片在图2中所示的位置；

图7是隔膜筒的侧剖视图，其中膜片在图3中所示的位置；

图8是图2中所示的隔膜筒的立体视图；

图9是图2中所示的隔膜筒的分解立体视图；

图10是根据本发明的原理的隔膜泵的第二实施方式的部分的侧剖视图；

图11是用于图1中所示的泵的集合管的剖视图；

图12是用于图1中所示的泵的止回阀筒的立体视图；

图13是图12中所示的止回阀筒的第一侧视图；

图14是图12中所示的止回阀筒的第二侧视图；

图15是沿图13的线15-15截取的止回阀筒的剖视图，并且其中止回阀在第一位置中；

图16是沿图13的线15-15截取的止回阀筒的剖视图，但其中止回阀在第二位置中；以及

图17是图12中所示的止回阀筒的分解立体视图。

具体实施方式

现在参考附图，并且特别地参考图1，示出了诸如液压驱动隔膜泵的流体泵，通常标记为(20)。隔膜泵通过连接到被安装在曲轴箱(22)中的旋转曲轴(36)被驱动。集合管(26)包括容纳一个或多个止回阀的入口通道(146)和出口通道(148)。壳体可包括多个膜片和被连接到曲轴(36)的对应构件。

现在参考图2和3，泵(20)包括通常被标记为(50)的独立式隔膜筒，其包括膜片(52)。膜片(52)被包含在液压室(30)中、在贮存器(28)和柱塞室(32)和泵室(34)中的液压流体驱动。液压流体通过液压室(30)到达隔膜筒(50)。液压流体按压膜片，以偏转膜片(52)的液压侧部，并且引起泵抽吸作用。活塞壳体(24)限定了贮存器(28)、传输液压室(30)和柱塞室(32)。泵室(34)包括过满阀(72)和未充满阀(74)。曲轴(36)包括在曲轴箱(22)中被附接到滑动件(40)的连接杆(38)。滑动件(40)被连接到活塞式柱塞(42)，其往复运动且驱动来自液压室(30)的液压流体，以接合膜片(52)。通道(66)提供了在柱塞(42)和膜片(52)之间的流体连通。而且，滑阀孔(76)提供了到膜片(52)的进一步的流体连通。应了解的是，在某些实施方式中，曲轴(36)在相同的泵中可附接于多个不同的膜片，并且包括沿轴的偏移部，以便单独的膜片在抽运冲程的不同的阶段同步抽运。穿过集合管(26)的通道被膜片(52)抽吸进入液压室(30)及通过液压室(30)排出。膜片(52)通常在直径方面相对的大，并且被构造以偏转相对小的量。膜片(52)的短冲程通过柱塞(42)的大冲程驱动。柱塞(42)的较长的冲程允许柱塞(42)使用较小的直径，并且在泵(20)的曲轴(36)和曲轴箱(22)上施加较小的负载，并且因此施加更小的压力。

集合管(26)容纳进入和排出止回阀。在一个实施方式中，泵(20)包括组合的进入止回阀和排出止回阀组件，其在下面被说明，其可被构造作为止回阀筒(100)，止回阀筒(100)包括用于每个膜片(52)的进入止回阀(102)和排出止回阀(104)。止回阀提供用于将抽运的流体抽吸到入口通道(146)以及通过出口通道(148)将抽运的流体排出。

现在参考图4至8，隔膜筒(50)是容易移除作为用于维护和维修的单元的独立式组件。隔膜筒(50)包括被连接到偏置杆(54)的膜片(52)。偏置杆(54)通过附接螺钉(58)附接到阀导向器(56)。阀导向器(56)具有减小直径的部分以及滑阀(60)，滑阀(60)在具有由阀导向器(56)产生的减小直径的部分的空间中滑动。滑阀(60)在被形成在阀导向器(56)的减小直径部分的相对端部上的肩部之间移动。如图2和3所示，滑阀(60)可移动以覆盖过满阀(72)以及未充满阀(74)的开口。在正常的操作条件下，滑阀(60)均覆盖过满阀(72)和未充满阀(74)的开口。滑阀(60)从正常位置可移动到滑阀(60)覆盖过满阀(72)的开口的第二位置，但不覆盖未充满阀(74)的开口，以在贮存器(28)和液压室(30)之间提供流体流动。滑阀(60)也可移动到第三位置，在第三位置中，滑阀(60)覆盖未充满阀(74)的开口但暴露过满阀(72)的开口，以提供到柱塞室(32)的流体流通。滑阀(60)、未充满阀(74)和过满阀(72)确保的是，维持了适当的液压流体水平。

膜片(52)和偏置杆(54)通过弹簧(64)被保持为抵靠膜片座部(62)。膜片座部(62)限定了用于偏置杆(54)的中心开口，并且包括位于膜片(52)的顶部的通道(66)。如图2和3所示，因此，通道(66)用于通气，以便任何被困在隔膜室的顶部的空气都通过放气部(78)被排出且离开系统。

在一个实施方式中，当筒(50)被插入到泵(20)中时，销(68)被用于在正确地定向隔膜筒(50)，使通道(66)位于膜片(52)顶部。在图7中，隔膜筒(50)被示出放置为膜片(52)位于延伸的位置。偏置杆(54)与膜片(52)一同移动，并且压缩弹簧(64)。在图6中，膜片(52)被示出为，被移动到最向后回缩的位置，而偏置弹簧(64)向后推动偏置杆(54)，或者被移动到如图5至7中所示的右侧。

如图2和3所示，膜片筒(50)被夹持在液压板(80)和溢漏检测板(82)之间。溢漏检测板(82)位于集合管(26)和液压板(80)之间。溢漏检测板(82)包括允许流体逸出以指示溢漏的通道(86)。而且，在图10中所示的进一步的实施方式中，隔膜筒(50)和泵(20)可被构造为不具有溢漏检测系统，并且被安装在由集合管(26)和液压板(80)形成的空间中。

在本发明的一个实施方式中，如图10和11所示，泵(20)包括通常被标记为(100)的一个或多个止回阀筒，其安装在集合管(26)中。如图11最清楚地示出的，多个止回阀筒(100)沿入口通道(146)以及出口通道(148)连接。泵室通道(152)从每个阀筒通向到用于与每个筒(100)相关的膜片(52)的相关的泵室(32)。

现在参考图12至17，止回阀筒(100)包括下壳体(110)、中心壳体(120)和上壳体(130)。下壳体(110)通过可移除的第一销(118)连接到中心壳体(120)。第一销(118)在没有被安装时可移除，一旦被插入到集合管(140)中则保持到位。相似地，中心壳体(120)通过可移除的第二销(132)附接到上壳体(130)。类似于第一销(118)，可移除的第二销(132)在筒(100)被插入时通过集合管(140)的壁部被保持到位。因此，止回阀筒(100)被分成进入止回阀模块和排出止回阀模块。下壳体(110)包括连接到集合管(26)的入口通道(146)的入口通道(112)，其形成了穿过集合管(26)的头部。下壳体形成进入止回阀(102)，而中心壳体(120)与上壳体(130)形成排出止回阀(104)。进入止回阀(102)包括阀球(116)，阀球(116)在关闭时密封进入止回阀座部(114)。进入止回阀(102)包括O形环式垫圈或密封件(150)，O形环式垫圈或密封件(150)包括接合止回阀球(116)的密封件。而且，柱状内衬(138)被插入到每个止回阀中，以对齐止回阀球(116)，并且将垫圈(150)保持在正确的位置中。

在阀(102)和(104)之间，中心壳体(120)形成了通道(122)，通道(122)连接到在集合管(26)中形成的泵室通道(152)。中心壳体(120)形成了接收O形环式垫圈(150)以及将垫圈保持到位的柱状插入件(138)的座部(128)。当排出止回阀(104)在关闭位置中时，排出阀球(126)接合垫圈(150)。销(132)将中心壳体(120)连接到上壳体(130)，并且作为用于排出阀球(126)的行程限制器。

上壳体(130)包括六角顶部(106)或者允许与常规的扳手、套筒或类似的工具接合的其他形状，其允许使用工具转动筒(100)。上壳体(130)还包括螺纹部(134)，螺纹部(134)与集合管(26)的互补螺纹(142)匹配以固定筒(100)。如果需要维修或更换，该结构提供了使用传统工具将整个止回阀筒(100)容易且简单的移除和互换。上壳体(130)还形成了孔口(136)，孔口(136)与被形成在集合管(26)中的出口通道(56)对齐。

止回阀筒(100)包括被膜片(52)的抽运作用自动地致动的进入止回阀(102)和排出止回阀(104)。在膜片的抽吸部分冲程期间，阀球(116)和阀球(126)被放置为如图15所示。来自膜片(52)的抽吸将进入阀球(116)朝上拉动，以与座部(114)和垫圈(150)分离，以便流体可穿过入口通道(112)，穿过进入阀(102)并且穿过连接到通往泵室(34)的泵室通道(152)的通道(122)。进入阀球(116)的移动被下部销(118)限制，并且允许流体在阀球(116)周围经过，并且穿过进入止回阀(102)。

在膜片(52)的抽运冲程期间，排出阀球(126)仍然与排出止回阀座部(128)和垫圈(150)接合。该结构防止抽运的流体通过膜片(52)回流。

现在参考图16，在膜片冲程的排出部分期间，进入止回阀(102)关闭，并且排出止回阀(104)打开。膜片(52)迫使流体穿过泵室(34)和通道(152)及(122)，以接合排出阀球(126)，并且阀球(126)升起，以不与座部(128)和它的各自的垫圈(150)接合。排出阀球(126)的移动被销(132)限制，但是允许流体在阀球(126)周围流动。抽运的流体穿过与出口通道(148)对齐的横向的孔口(136)，抽运的流体从集合管(26)迫使流入出口通道(148)。

在膜片(52)冲程的抽运部分期间，进入止回阀(102)关闭，进入阀球(116)接合进入阀座部(114)和它的各自的垫圈(150)。

可见，止回阀筒(100)提供了简单且可靠的操作，其中，仅阀球(116、126)移动，并且具有响应来自泵(20)的抽吸或排出行程的压力变化自动地限制每个阀球(116)和(126)的移动的几何形状。通过使用常规的扳手或套筒简单地拧松筒(100)，整个筒(100)能被移除且替换，或者移除且维护或维修。而且，筒(100)是完全独立式的组件，并且被构造且达到为，以致没有附加元件需要被移除，以维护和到达进入止回阀(102)和/或者排除止回阀(104)。

在操作中，曲轴(36)旋转，以使得活塞或柱塞(42)往复运动。在液压室(30)中的液压油压倒膜片(52)，以使得膜片往复运动，并且提供抽运作用。膜片(52)的延伸且随后缩回的偏转抽吸且排出抽运的流体。

隔膜筒(50)包括全都在独立式组件中的膜片(52)、偏置杆(54)、阀导向器(56)、滑阀(60)、膜片座部(62)和弹簧(64)。因此，整个隔膜筒(50)可作为单个单元被移除，而不被拆装。没有需要连接到液压板(50)的弹簧附接件或单独的阀。而且，筒(50)能被移除，而不需要进入在膜片后面的区域或者移除其他泵元件。因此，当更换膜片或者给隔膜筒组件(50)提供其他的维修或维护时，液压板(80)能被留在原处，并且曲轴箱(22)能保持满油。而且，止回阀筒(100)是完全独立式的组件，并且被构造且达到为，以致不需要移除额外的元件，以维护和到达进入止回阀(102)和/或者排除止回阀(104)。该结构更简单，并且实现了少耗时的维修，其消除了当提供维护或维修现有技术的隔膜泵时可能出现的在弹簧的偏置力下丢失小部件的可能性。然而，应理解的是，尽管在前面的描述中列出了本发明的众多特征和益处以及本发明的详细的结构和功能，本公开仅仅是说明性的，并且在本发明的原理范围内，对于所附的权利要求表达的术语的广义的含义所表示的整个范围，可在细节上进行改变，特别在部件的形状、尺寸和布局方面。

Claims (18)

1.一种隔膜泵，其包括：

隔膜筒组件；

膜片，其限定了抽运流体侧部和液压流体侧部；

座部，其接收膜片的液压流体侧部，并且具有中心开口；

偏置杆，其在液压流体侧部被安装到膜片，并且延伸穿过座部的开口；

阀导向器，其在偏置杆的延伸端部；

滑阀，其被可滑动地安装在阀导向器上；

偏置元件，其接合座部和阀导向器。

2.根据权利要求1所述的隔膜泵，其进一步包括放气管路，放气管路在座部的上部，放气管路与液压流体侧部流体连通。

3.根据权利要求2所述的隔膜泵，其进一步包括放气装置，放气装置在膜片组件上，以有助于通过放气管路移除空气。

4.根据权利要求1所述的隔膜泵，其进一步包括对齐元件。

5.根据权利要求3所述的隔膜泵，其进一步包括对齐元件，对齐元件在膜片组件上，以将放气装置与放气管路对齐。

6.根据权利要求1所述的隔膜泵，其中，泵包括多个隔膜筒组件。

7.根据权利要求1所述的隔膜泵，其中，泵包括曲轴，曲轴驱动柱塞，柱塞推动流体抵靠膜片。

8.根据权利要求1所述的隔膜泵，其进一步包括溢漏检测系统。

9.根据权利要求1所述的隔膜泵，其进一步包括止回阀筒，止回阀筒包括入口止回阀和出口止回阀。

10.根据权利要求10所述的隔膜泵，其进一步包括集合管，集合管包括入口和出口。

11.根据权利要求1所述的隔膜泵，其包括多个隔膜筒组件和集合管，集合管包括入口和出口，其中，集合管包括多个止回阀筒。

12.根据权利要求11所述的隔膜泵，其中，集合管包括多个止回阀筒，止回阀筒包括入口止回阀和出口止回阀。

13.根据权利要求12所述的隔膜泵，其中，多个隔膜筒组件中的每一个都与多个止回阀筒中的相关的一个流体连通。

14.根据权利要求1所述的隔膜泵，其中，泵包括曲轴，曲轴驱动多个柱塞，柱塞推动液压流体抵靠多个隔膜筒组件的相关的膜片。

15.一种用于隔膜泵的隔膜筒组件，其包括：

膜片，其限定了抽运流体侧部和液压流体侧部；

座部，其接收膜片的液压流体侧部，并且具有中心开口；

偏置杆，其在液压流体侧部上被安装到膜片，并且延伸穿过座部的中心开口；

阀导向器，其在偏置杆的延伸端部；

滑阀，其被可滑动地安装在阀导向器上；

偏置元件，其接合座部和阀导向器。

16.根据权利要求15所述的隔膜筒组件，其中，隔膜筒组件是可移除的独立式筒。

17.根据权利要求15所述的隔膜筒组件，其进一步包括放气管路，放气管路在座部的上部。

18.根据权利要求15所述的隔膜筒组件，其进一步包括对齐元件。