CN109611324A - 隔膜泵隔膜报警密封结构 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种隔膜泵隔膜报警密封结构，包括两隔膜，两隔膜之间夹设有取压环，两隔膜的边缘和取压环被夹紧于缸体和缸盖之间，取压环上沿径向开设有取压孔；缸盖朝向缸体的端面上设有一圈凸缘以在该端面形成安装沉台，缸体的对应端伸入安装沉台并将两隔膜和取压环夹紧于其端面和安装沉台的底面之间；取压环的两侧面的外缘位置分别凸起设有一圈环形凸台，缸体的端面和安装沉台的底面上分别设有与环形凸台对应的环形凹槽；凸缘上沿径向开设有贯穿的取压通道并与取压孔连通；凸缘内壁与缸体外壁之间设有密封圈。通过对隔膜的有效夹紧及抗蠕变压缩量控制方式，可提高隔膜使用寿命，隔膜破损后能通过外接压力表或传感器即时报警并能保证有效密封。

Description

隔膜泵隔膜报警密封结构

技术领域

本发明属于液体变容式机械中泵的技术领域，具体涉及一种隔膜泵隔膜报警密封结构。

背景技术

隔膜泵的工作原理是依靠缸体内的隔膜来回鼓动，从而改变介质腔室的容积达到吸入和排出泵送介质的目的。隔膜的工况比较恶劣，特别是在高温高压及交变载荷的作用下，容易破损失效或持续蠕变脱出导致失效，隔膜的使用寿命较短。

目前也有关于隔膜破裂检测方面的研究，如CN204476717U，公开了一种金属隔膜破裂检测结构，但通过压力表测压来报警，只是一种隔膜破裂后的处理措施；研究方向还应该落在如何延长隔膜的使用寿命上，并进一步改进。

发明内容

针对现有技术的上述不足，本发明要解决的技术问题是提供一种隔膜泵隔膜报警密封结构，避免隔膜容易持续蠕变导致使用寿命短的问题，取得提高隔膜的使用寿命、隔膜破损后能即时报警并保证有效密封的效果。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

隔膜泵隔膜报警密封结构，包括并列设置的两隔膜，两隔膜之间夹设有取压环，两隔膜的边缘和取压环被夹紧于缸体和缸盖之间，取压环上沿径向开设有贯穿的取压孔；所述缸盖朝向缸体的端面上设有一圈凸缘以在该端面形成安装沉台，缸体的对应端伸入所述安装沉台并将所述两隔膜的边缘和取压环夹紧于其端面和安装沉台的底面之间；取压环的两侧面的外缘位置分别凸起设有一圈环形凸台，缸体的端面和安装沉台的底面上分别设有与环形凸台对应的环形凹槽；所述凸缘上沿径向开设有贯穿的取压通道，所述取压通道与取压孔连通；所述凸缘的内壁与缸体的外壁之间设有密封圈。

本发明的隔膜报警密封结构，通过缸体和缸盖夹紧两隔膜的边缘和取压环，同时设置了环形凸台和对应的环形凹槽通过内撑、外压来夹持住隔膜的边缘，使隔膜被夹持部位有一定的预变形，不同于现有结构中的平面夹持方式，本发明通过隔膜的预变形来提高夹紧效果，即使隔膜夹持部位预紧力下降，由于隔膜预变形的作用，在隔膜挠曲过程中就不容易出现隔膜边缘向中心滑移、持续蠕变脱出的现象，因此隔膜在挠曲过程中不会出现皱褶现象，可有效提高隔膜的使用寿命；如果隔膜出现破损，压力变化可通过取压孔和取压通道传递，由取压通道外端连接的压力表或压力传感器显示、报警，其中，通过凸缘的设置，使取压通道可以沿径向开设，可直接一次钻削加工而成，降低加工难度，凸缘内壁与缸体外壁之间设有密封圈，即使隔膜破损、隔膜的密封连接失效，液压油或介质也不会从该处泄漏，加强了隔膜破损时的密封可靠性。

进一步完善上述技术方案，所述缸体的外壁上凸起设有限位凸台，所述限位凸台与所述凸缘的端面相对且限位凸台与凸缘之间具有用于控制隔膜预压缩量的间隙。

这样，设计时根据使用温度、压力及隔膜厚度等因素确定出隔膜安装时的隔膜预压缩量——即用于控制隔膜预压缩量的间隙（从构造上反应）。装配时，通过螺栓方式连接缸体缸盖，将两隔膜的边缘和取压环初步夹紧之后，再进一步紧固，消除该用于控制隔膜预压缩量的间隙，通过控制隔膜预变形量及压缩限位来提高夹紧密封效果，并使缸体限位凸台与缸盖凸缘的两端面直接刚性接触，这样，隔膜按设计的预压缩量被压紧，进一步准确保证了预紧力，而缸体与缸盖是依靠对应的凸台刚性抵接，使用过程中就不会因隔膜在交变载荷作用下造成持续蠕变而使隔膜脱出失效或反复被挤压变薄而失去密封效果，进而有效延长隔膜使用寿命。需要说明的是，相对的，现有的类似结构中，虽然都是通过缸体和缸盖将隔膜夹紧，但缸体和缸盖之间没有刚性抵接，非金属隔膜的压缩量未能按设计得到有效控制且最终连接状态的缸体和缸盖之间存在间隙，使用过程中就会造成隔膜受交变载荷作用，持续蠕变而脱出或反复被挤压变薄而失去密封效果。

进一步地，所述取压环由沿径向对半剖分的两个取压环片构成，在两取压环片相对的面上分别开设有凹槽并形成为所述取压孔。

这样，降低取压孔的加工难度，并保证取压孔的有效性；取压环的厚度本身较薄，径向钻削加工取压孔难度较大，容易钻偏而造成报废，通过两个取压环片相对的形式，在取压环片相对的面上铣削加工或刻出凹槽，代替一体式取压环的取压孔的钻削加工，降低加工难度，同时，凹槽位于两取压环片相对的面上，而不是朝向隔膜，不会造成夹紧时隔膜变形挤占凹槽空间而造成取压孔失效的问题，可保证凹槽的通畅从而保障有效性。

进一步地，取压环片上的凹槽为沿周向等分均布的若干条；所述一圈凸缘的内径与其内的缸体段的外径对应，所述一圈凸缘的内径与两隔膜及取压环的外径对应；凸缘的内壁开设有取压环槽，所有凹槽与取压环槽连通，取压通道的内端与取压环槽连通，取压通道的外端连接压力表或压力传感器。

这样，保证压力传递、通过压力表或压力传感器检查报警的及时性，通过均布的凹槽及取压环槽，隔膜无论在哪个部位破坏，都可以及时报警；需要说明的是，装配时，两取压环片上的凹槽不需要相对设置来组合构成取压孔，任一凹槽都可以独立构成一个取压孔，优选两取压环片上均布的凹槽在周向上交替设置。

进一步地，取压环的侧面上因凸设环形凸台而形成的台阶位置为圆弧过渡，缸体的端面和安装沉台的底面上因设置环形凹槽而形成的台阶位置也为对应的圆弧过渡。

这样，隔膜的预变形更自然，挠曲过程中不会出现破损，保障使用寿命。

进一步地，取压环上两侧面的内沿的棱边均作倒圆角处理。

这样，隔膜在挠曲变形时不会被取压环上的尖角刺破，可降低隔膜的破损机率。

相比现有技术，本发明具有如下有益效果：

1、本发明通过缸体和缸盖夹紧两隔膜的边缘和取压环，同时设置了环形凸台和对应的环形凹槽通过内撑、外压来夹持住隔膜的边缘，使隔膜被夹持部位有一定的预变形，通过隔膜的预变形来提高夹紧效果，在隔膜挠曲过程中不易出现隔膜边缘向中心滑移、持续蠕变脱出的现象，有效提高隔膜的使用寿命。

2、本发明在隔膜出现破损时，压力变化可通过取压孔和取压通道传递，由取压通道外端连接的压力表或压力传感器显示、报警，凸缘内壁与缸体外壁之间设有密封圈，即使隔膜破损、隔膜的密封连接失效，液压油或介质也不会从该处泄漏，加强了隔膜破损时的密封可靠性。

3、本发明的取压通道、取压孔及密封形式结构简单，加工难度低，降低制造成本。

4、本发明通过设计时根据使用温度、压力及隔膜厚度等因素确定隔膜安装时的隔膜预压缩量。装配时，通过螺栓方式连接缸体缸盖并使得缸体与缸盖的两对应端面直接接触，这样就不会因隔膜在交变载荷作用下造成持续蠕变而产生隔膜脱出失效或反复被挤压变薄而失去密封效果，进而有效延长隔膜使用寿命。

附图说明

图1-具体实施例的隔膜泵隔膜报警密封结构的结构示意图；

图2-图1的I部放大图（2:1）；

其中，缸体1，限位凸台11，间隙2，取压环3，倒角31，圆弧过渡32，取压孔33，倒圆角34，环形凸台35，取压环片36，隔膜4，缸盖5，取压环槽51，取压通道52，凸缘53，安装沉台54，密封圈6，环形凹槽7。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步的详细说明。

参见图1、图2，具体实施例的隔膜泵隔膜报警密封结构，包括并列设置的两隔膜4，两隔膜4之间夹设有取压环3，两隔膜4的边缘和取压环3被同时夹紧于缸体1和缸盖5之间，取压环3上沿径向开设有贯穿的取压孔33；取压环3上两侧面的内沿的棱边均作倒圆角34处理。所述缸盖5朝向缸体1的端面上凸起设有一圈凸缘53从而在该端面相对形成安装沉台54，缸体1的对应端伸入所述安装沉台54并将所述两隔膜4的边缘和取压环3夹紧于其端面和安装沉台54的底面之间；所述一圈凸缘53的内径与其内的缸体1段的外径对应，所述一圈凸缘53的内径与两隔膜4及取压环3的外径对应；取压环3的两侧面的外缘位置分别凸起设有一圈环形凸台35，缸体1的端面和安装沉台54的底面上分别设有与对应侧的环形凸台35相对应的环形凹槽7；取压环3的侧面上因凸设环形凸台35而形成的台阶位置为圆弧过渡32，缸体1的端面和安装沉台54的底面上因设置环形凹槽7而形成的台阶位置也为对应的圆弧过渡，所述凸缘53上沿径向开设有贯穿的取压通道52，所述取压通道52的内端与取压孔33连通，外端连接压力表（图中未示出）；所述凸缘53的内壁与其内的缸体1段的外壁之间设有密封圈6。

具体实施例的隔膜报警密封结构，通过缸体1和缸盖5夹紧两隔膜4的边缘和取压环3，同时设置了环形凸台35和对应的环形凹槽7通过内撑、外压来夹持住隔膜4的边缘，使隔膜4被夹持部位有一定的预变形，不同于现有结构中的平面夹持方式，通过隔膜4的预变形提高了夹紧效果，即使隔膜4夹持部位预紧力下降，由于隔膜4预变形的作用，在隔膜4挠曲过程中就不容易出现隔膜4边缘向中心滑移、持续蠕变脱出的现象，因此隔膜4在挠曲过程中不会出现皱褶现象，可有效提高隔膜4的使用寿命；如果隔膜4出现破损，压力变化可通过取压孔33和取压通道52传递，由取压通道52外端连接的压力表显示、报警，其中，通过凸缘53的设置，使取压通道52可以沿径向开设，可直接一次钻削加工而成，降低加工难度，凸缘53内壁与缸体1外壁之间设有密封圈6，即使隔膜4破损、隔膜4的密封连接失效，液压油或介质也不会从该处泄漏，加强了隔膜4破损时的密封可靠性。

其中，所述缸体1的外壁上凸起设有限位凸台11，所述限位凸台11与所述凸缘53的端面相对且限位凸台11与凸缘53之间具有用于控制隔膜4预压缩量的间隙2。这样，可以进一步保证预紧力；设计时，根据使用温度、压力及隔膜厚度等因素确定出隔膜4安装时的隔膜预压缩量——即用于控制隔膜预压缩量的间隙2，装配时，缸盖5和缸体1通过螺栓（图中未示出）栓接的方式连接，并按设计要求保证对两隔膜4的边缘和取压环3夹紧的预紧力，具体为先将两隔膜4的边缘和取压环3初步夹紧如图1所示状态，然后再通过栓接进一步紧固，消除该用于控制隔膜预压缩量的间隙2，通过控制隔膜4预变形量及压缩限位来提高夹紧密封效果，并使限位凸台11与凸缘53的两端面直接刚性接触，这样，隔膜4按设计的预压缩量被压紧，进一步准确保证了预紧力，而缸体1与缸盖5是依靠对应的凸台刚性抵接，使用过程中就不会因隔膜4在交变载荷作用下造成持续蠕变而使隔膜4脱出失效或反复被挤压变薄而失去密封效果，进而有效延长隔膜4使用寿命。需要说明的是，相对的，现有的类似结构中，虽然都是通过缸体1和缸盖5将隔膜4夹紧，但缸体1和缸盖5之间没有刚性抵接，非金属类隔膜的压缩量未能按设计得到有效控制且最终连接状态的缸体1和缸盖5之间也存在间隙，使用过程中就会造成隔膜受交变载荷作用，持续蠕变而脱出或反复被挤压变薄而失去密封效果。而本发明刻意增设的限位凸台11、凸缘53、间隙2以及对应的使用连接方式，可避免上述问题。

其中，所述取压环3由沿径向对半剖分的两个取压环片36构成，在两取压环片36相对的面上分别开设有凹槽并形成为所述取压孔33，凹槽的外端作倒角31处理。这样，降低取压孔33的加工难度，并保证取压孔33的有效性；取压环3的厚度本身较薄，径向钻削加工取压孔33难度较大，容易钻偏而造成报废，通过两个取压环片36相对的形式，在取压环片36相对的面上铣削加工或刻出凹槽，代替一体式取压环3的取压孔33的钻削加工，降低加工难度，同时，凹槽位于两取压环片36相对的面上，而不是朝向隔膜4，不会造成夹紧时隔膜4变形挤占凹槽空间而造成取压孔33失效的问题，可保证凹槽的通畅从而保障有效性。

进一步完善，取压环片36上的凹槽为沿周向等分均布的若干条；凸缘53的内壁开设有取压环槽51，所有凹槽与取压环槽51连通，取压通道52的内端与取压环槽51连通。这样，保证压力传递，通过压力表检查报警的及时性，通过均布的凹槽及取压环槽51，隔膜4无论在哪个部位破坏，都可以及时报警；需要说明的是，装配时，两取压环片36上的凹槽不需要相对设置来组合构成取压孔33，任一凹槽都可以独立构成一个取压孔33，优选两取压环片36上均布的凹槽在周向上交替设置。

实施时，所述取压环片36采用金属材质制成，所述隔膜4为四氟隔膜；实施时，为了便于加工装配，缸盖5和缸体1还可以进一步分解加工，如本实施例中，缸体1实际也拆分为了缸体和限制板加工，缸体通过限制板伸入安装沉台54并将所述两隔膜4的边缘和取压环3夹紧，限位凸台11也设置在限制板的外壁上，这并不影响本发明的实施，同时，类似简单的拆分替换，也应落入本发明的保护范围中。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (6)

1.隔膜泵隔膜报警密封结构，包括并列设置的两隔膜（4），两隔膜（4）之间夹设有取压环（3），两隔膜（4）的边缘和取压环（3）被夹紧于缸体（1）和缸盖（5）之间，取压环（3）上沿径向开设有贯穿的取压孔（33）；其特征在于：所述缸盖（5）朝向缸体（1）的端面上设有一圈凸缘（53）以在该端面形成安装沉台（54），缸体（1）的对应端伸入所述安装沉台（54）并将所述两隔膜（4）的边缘和取压环（3）夹紧于其端面和安装沉台（54）的底面之间；取压环（3）的两侧面的外缘位置分别凸起设有一圈环形凸台（35），缸体（1）的端面和安装沉台（54）的底面上分别设有与环形凸台（35）对应的环形凹槽（7）；所述凸缘（53）上沿径向开设有贯穿的取压通道（52），所述取压通道（52）与取压孔（33）连通；所述凸缘（53）的内壁与缸体（1）的外壁之间设有密封圈（6）。

2.根据权利要求1所述隔膜泵隔膜报警密封结构，其特征在于：所述缸体（1）的外壁上凸起设有限位凸台（11），所述限位凸台（11）与所述凸缘（53）的端面相对且限位凸台（11）与凸缘（53）之间具有用于控制隔膜（4）预压缩量的间隙（2）。

3.根据权利要求1所述隔膜泵隔膜报警密封结构，其特征在于：所述取压环（3）由沿径向对半剖分的两个取压环片（36）构成，在两取压环片（36）相对的面上分别开设有凹槽并形成为所述取压孔（33）。

4.根据权利要求3所述隔膜泵隔膜报警密封结构，其特征在于：取压环片（36）上的凹槽为沿周向等分均布的若干条；所述凸缘（53）的内径与其内的缸体1段的外径对应，所述凸缘（53）的内径与两隔膜（4）及取压环（3）的外径对应；凸缘（53）的内壁开设有取压环槽（51），所有凹槽与取压环槽（51）连通，取压通道（52）与取压环槽（51）连通。

5.根据权利要求1所述隔膜泵隔膜报警密封结构，其特征在于：取压环（3）的侧面上因凸设环形凸台（35）而形成的台阶位置为圆弧过渡（32），缸体（1）的端面和安装沉台（54）的底面上因设置环形凹槽（7）而形成的台阶位置也为对应的圆弧过渡。

6.根据权利要求1所述隔膜泵隔膜报警密封结构，其特征在于：取压环（3）上两侧面的内沿的棱边均作倒圆角（34）处理。