CN109667746A - 卫生级气动隔膜泵球室 - Google Patents

Abstract

本发明涉及卫生级隔膜泵球室，包括相互连接的上球室和下球室，上球室内部为筒状通孔，通孔中部设有限制阀球冲出球室的限位部件；筒状通孔主要由顺序连通的圆柱形通孔e、圆台形通孔f和圆柱形或圆台形通孔g构成，相邻两个通孔的孔壁圆角过渡，限位部件为多块形状和尺寸相同且独立的限位块，限位块均匀分布在通孔f内壁上，其由类等腰三角形平面A、弓形平面B和曲面C围成，面A与孔f的中心轴平行同时与面B垂直，面A分别与孔f的孔壁和面B圆角过渡，面C与孔f的孔壁贴合；通孔孔壁、限位部件表面及下球室内壁的粗糙度≤4μm。本发明结构简单，成本低廉；采用卡箍固定，拆卸方便；流阻小，内壁光滑，无死角，满足了卫生级的要求。

Description

卫生级气动隔膜泵球室

技术领域

本发明属于隔膜泵领域，涉及一种卫生级气动隔膜泵球室。

背景技术

气动隔膜泵是一种新型液态物料输送设备。该泵具备体积小、重量轻、安装使用方便灵活等特点。因其可输送含固体颗粒的液体，不存在防爆方面的问题等优点，气动隔膜泵在食品、制药及自来水生产企业的使用越来越普遍。由于食品、制药及自来水行业对加工卫生的要求，对气动隔膜泵的卫生提高了更高的要求。

现有的气动隔膜泵球室如图1所示，主要是由阀球、球座、密封圈及限制阀球冲出球室的阻挡限制筋组成的，其中球座与密封圈之间有一定的间隙，阻拦筋与球室为一体式铸造结构，泵体与上、下接管及薄膜气室腔间的连接采用螺栓连接。球室内部呈胶囊状，阻拦筋一般为十字形，其隔断了球室，一方面，结构复杂易造成铸造缺陷(气孔或砂眼)，形成液流死角，结构复杂增大了流阻，另一方面铸造不便，由于锐角较多，难以进行抛光。此种结构的气动隔膜泵球室难以满足气动隔膜泵卫生级的要求。此外，泵体与各部件通过螺栓连接，不方便拆卸清洗。

因此，开发一种无液流死角、流阻小、拆卸便捷且满足卫生级要求的气动隔膜泵球室极具现实意义。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术中的不足，提供一种无液流死角、流阻小、拆卸便捷且满足卫生级要求的气动隔膜泵球室。本发明对上球室进行重新设计，在上球室内设置规则的限位部件，方便对球室内壁进行抛光，抛光后内壁表面粗糙度较小，使用时不易产生液滴残留，使其满足卫生级的要求。此外将球座与下球室一体成型，消除了内部的死角，简化了结构，减少了零部件。

为了达到上述目的，本发明采用了如下的技术方案：

卫生级隔膜泵球室，包括相互连接的上球室和下球室，上球室内部为筒状通孔，筒状通孔中部设有限制阀球冲出上球室的限位部件；筒状通孔孔壁、限位部件表面以及下球室内壁的粗糙度≤4μm。本发明的卫生级隔膜泵球室内壁容易进行抛光，抛光后粗糙度较小，在使用过程中不容易产生液体滞留，使用后内壁观察不到液滴残留，能够满足卫生级的要求。

作为优选的技术方案：

如上所述的卫生级隔膜泵球室，所述下球室与球座连接，二者为一体铸造成型件，一体铸造成型件内部中空且由顺序连通的圆柱形通孔a、圆台形通孔b、圆柱形通孔c和圆台形通孔d构成，相邻两个通孔的孔壁圆角过渡，通孔c和通孔d为球座的内部腔室；

通孔a的孔径等于通孔b的最大孔径，通孔b和通孔d的最小孔径等于通孔 c的孔径，通孔c的孔径小于阀球直径，通孔a的圆形横截面面积与阀球最大横截面积的差值大于通孔c的圆形横截面面积，即阀球在通孔a中运动时，通孔a 与阀球之间的环形面积要大于下球室进口端的面积，否则就会造成节流，无法达到设计要求的流量。

如上所述的卫生级隔膜泵球室，所述筒状通孔主要由顺序连通的圆柱形通孔 e、圆台形通孔f和圆柱形或圆台形通孔g构成，通孔g的具体形状与泵的规格相关，可根据规格进行调整，相邻两个通孔的孔壁圆角过渡，具体圆角的角度与隔膜泵的规格相关，可根据规格进行调整；

通孔f与通孔e连接的一端面积大于通孔f与通孔g连接的一端，通孔g的最小孔径等于通孔c的孔径，通孔e的圆形横截面面积与阀球最大横截面积的差值大于通孔c和通孔g的最大圆形横截面面积。

如上所述的卫生级隔膜泵球室，所述限位部件由多块独立的限位块组成，所述限位部件还可以是由多块限位块同时与一环状物内侧连接形成的整体。

如上所述的卫生级隔膜泵球室，所述限位块为3块以上，其在所述筒状通孔内壁上均匀分布。所述限位块的数量也可以小于3块，只是阀球的位置不容易固定，容易在水平方向滚动；所述限位块也可不均匀分布，只要能够实现限位即可。

如上所述的卫生级隔膜泵球室，所述限位块共有三块，其形状和尺寸相同，限位块位于通孔f内，其沿通孔f中心轴方向的高度与通孔f相同；限位块的形状及尺寸也可不同，限位块的具体位置及高度可根据实际情况进行选择，只要确保能够实现限位即可；

所述限位块由类等腰三角形平面A、弓形平面B和曲面C围成，类等腰三角形与等腰三角形的区别在于两腰为平滑曲线，且两腰之间平滑过渡连接，类等腰三角形的底边与弓形的弦重合，类等腰三角形的腰和弓形的弧与曲面C的边缘重合，平面A与通孔f的中心轴相互平行同时与平面B相互垂直，平面A分别与通孔f的孔壁和平面B圆角过渡，具体圆角的角度与隔膜泵的规格相关，可根据规格进行调整，曲面C与通孔f的孔壁贴合。平面A与平面B垂直，一方面降低了加工难度，另一方面如平面A与平面B夹角过大(大于95°)增大流阻，会影响流量。平面A与平面B的夹角为90～93°，对流阻影响不大，也可适用。圆角过渡一方面避免了球与球室撞击力度过大对结构造成的损伤，另一方面，减小了球室内流阻。

如上所述的卫生级隔膜泵球室，三块限位块中的平面B共平面，且弓形的弦分别位于等边三角形的三条边上，等边三角形的内接圆半径小于阀球半径，所述等边三角形的内接圆的具体半径根据实际情况进行设置。

如上所述的卫生级隔膜泵球室，所述上球室和三块限位块一体铸造成型。本发明的卫生级隔膜泵球室中所有通孔的高度以及限位块的位置应当保证阀球的运动高度大于球座孔直径(即通孔c的孔径)的四分之一，使管道能够达到全开的状态，阀球的运动高度不宜过高，否则会导致阀球的运动势能增加，造成能量消耗，进而降低设备的效率。

如上所述的卫生级隔膜泵球室，卫生级隔膜泵球室内通孔a和通孔e相邻，且二者的孔径相同，如两者孔径不同，连接处会出现台阶，一方面会对液体流动产生影响，另一方面会台阶处容易产生液滴残留，卫生级隔膜泵球室中上球室与下球室间设有密封圈，二者通过卡箍固定连接，通过卡箍固定方便后续拆卸清洗。

如上所述的卫生级隔膜泵球室，上球室、限位块、下球室、球座、阀球和卡箍的材质为食品级不锈钢，密封圈的材质为食品级三元乙丙橡胶。各部件的材质也可为其他食品级材料，只要满足使用需求即可。

发明机理：

本发明对上球室进行重新设计，将上球室的通孔设计为规则的形状(由顺序连通的圆柱形通孔e、圆台形通孔f和圆柱形或圆台形通孔g构成)，并在通孔f 孔壁设置规则的限位部件，限位部件为类三角形锥面结构，一方面，其限制了阀球向上运动，杜绝了阀球被吸出的可能，另一方面，限位部件的各面间及限位部件与通孔连接处进行圆角过渡，减小了流阻，方便了介质通过，还有规则的结构便于对球室内壁进行抛光，抛光后内壁表面粗糙度较小，使用时不易产生液滴残留，使其满足卫生级的要求。

本发明还通过一体成型球座与下球室，消除了内部的死角，简化了结构，减少了零部件；同时本发明采用了卡箍这种快拆方式固定各部件，极大的方便了操作者的清洗、检修等工作，降低了劳动成本。

有益效果：

(1)本发明的卫生级隔膜泵球室，结构简单，零部件少，便于加工制造，成本低廉；

(2)本发明的卫生级隔膜泵球室，采用卡箍固定各部件，极大的方便了拆卸工作，降低了劳动成本；

(3)本发明的卫生级隔膜泵球室，流阻小，内壁光滑，无死角，满足了卫生级的要求。

附图说明

图1为现有技术气动隔膜泵上球室的结构示意图；

图2为本发明的卫生级隔膜泵球室的结构示意图；

图3为本发明的上球室的主视剖面图；

图4为本发明的上球室的仰视图；

图5为本发明的上球室的示意图；

图6为本发明的上球室剖开后的示意图；

图7为本发明的下球室与球座的示意图；

其中，1-下球室，2-卡箍，3-密封圈，4-阀球，5-上球室，6-球座，7-通孔e， 8-通孔f，9-通孔g，10-限位部件，11-平面A，12-平面B，13-曲面C，14-通孔 a，15-通孔b，16-通孔c，17-通孔d。

具体实施方式

下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。

卫生级隔膜泵球室如图2所示，主要由球座6、下球室1、上球室5、卡箍2、密封圈3及阀球4组成，上球室5和下球室1相互连接，阀球4位于上下球室及球座6围成的空间内；

上球室5如图4和5所示，其内部为如图3所示的筒状通孔，筒状通孔主要由顺序连通的圆柱形通孔e 7、圆台形通孔f 8和圆台形通孔g 9构成，相邻两个通孔的孔壁圆角过渡，通孔f与通孔e连接的一端面积大于通孔f与通孔g连接的一端，通孔g可也为圆柱形，筒状通孔中部设有限制阀球冲出上球室的限位部件10，限位部件由形状和尺寸相同的三块独立的限位块组成，其在通孔f 8内壁上均匀分布，其沿通孔f 8中心轴方向的高度与通孔f 8相同。

限位块如图6所示，由类等腰三角形平面A 11、弓形平面B 12和曲面C 13 围成，类等腰三角形与等腰三角形的区别在于两腰为平滑曲线，且两腰之间平滑过渡连接，类等腰三角形的底边与弓形的弦重合，类等腰三角形的腰和弓形的弧与曲面C 13的边缘重合，平面A 11与通孔f 8的中心轴相互平行同时与平面B 12 相互垂直，平面A 11分别与通孔f 8的孔壁和平面B 12圆角过渡，曲面C 13与通孔f 8的孔壁贴合。

三块限位块中的平面B共平面，且弓形的弦分别位于等边三角形的三条边上，等边三角形的内接圆半径小于阀球半径；上球室和三块限位块一体铸造成型。

下球室与球座连接，二者为一体铸造成型件的组成部件，一体铸造成型件如图7所示，内部中空且由顺序连通的圆柱形通孔a 14、圆台形通孔b 15、圆柱形通孔c 16和圆台形通孔d 17构成，相邻两个通孔的孔壁圆角过渡，通孔c 16和通孔d 17为球座的内部腔室；

通孔a 14的孔径等于通孔b 15的最大孔径，通孔b 15和通孔d 17的最小孔径等于通孔c 16的孔径，通孔c 16的孔径等于阀球4直径的1/3，通孔a 14的圆形横截面面积与阀球4最大横截面积的差值大于通孔c 16的圆形横截面面积，其中通孔a 14和通孔e 7相邻且二者的孔径相同，通孔c 16的孔径等于通孔g 9 的最小孔径，通孔e 7的圆形横截面面积与阀球4最大横截面积的差值大于通孔 c 16和通孔g 9的最大圆形横截面面积。

卫生级隔膜泵球室中上球室5与下球室1间设有密封圈3，二者通过卡箍2 固定连接；上球室5、限位块、下球室1、球座6、阀球4和卡箍2的材质为食品级不锈钢，密封圈3的材质为食品级三元乙丙橡胶。

筒状通孔孔壁、限位部件表面以及下球室内壁的粗糙度≤4μm。

经验证，本发明的卫生级隔膜泵球室，结构简单，零部件少，便于加工制造，成本低廉；采用卡箍固定各部件，极大的方便了拆卸工作，降低了劳动成本；流阻小，内壁光滑，无死角，满足了卫生级的要求。

Claims (10)

1.卫生级隔膜泵球室，包括相互连接的上球室和下球室，其特征是：上球室内部为筒状通孔，筒状通孔中部设有限制阀球冲出上球室的限位部件；筒状通孔孔壁、限位部件表面以及下球室内壁的粗糙度≤4μm。

2.根据权利要求1所述的卫生级隔膜泵球室，其特征在于，所述下球室与球座连接，二者为一体铸造成型件的组成部件，一体铸造成型件内部中空且由顺序连通的圆柱形通孔a、圆台形通孔b、圆柱形通孔c和圆台形通孔d构成，相邻两个通孔的孔壁圆角过渡，通孔c和通孔d为球座的内部腔室；

通孔a的孔径等于通孔b的最大孔径，通孔b和通孔d的最小孔径等于通孔c的孔径，通孔c的孔径小于阀球直径，通孔a的圆形横截面面积与阀球最大横截面积的差值大于通孔c的圆形横截面面积。

3.根据权利要求2所述的卫生级隔膜泵球室，其特征在于，所述筒状通孔主要由顺序连通的圆柱形通孔e、圆台形通孔f和圆柱形或圆台形通孔g构成，相邻两个通孔的孔壁圆角过渡；

通孔f与通孔e连接的一端面积大于通孔f与通孔g连接的一端，通孔g的最小孔径等于通孔c的孔径，通孔e的圆形横截面面积与阀球最大横截面积的差值大于通孔c和通孔g的最大圆形横截面面积。

4.根据权利要求3所述的卫生级隔膜泵球室，其特征在于，所述限位部件由多块独立的限位块组成。

5.根据权利要求4所述的卫生级隔膜泵球室，其特征在于，所述限位块为3块以上，其在所述筒状通孔内壁上均匀分布。

6.根据权利要求5所述的卫生级隔膜泵球室，其特征在于，所述限位块共有三块，其形状和尺寸相同，限位块位于通孔f内，其沿通孔f中心轴方向的高度与通孔f相同；

所述限位块由类等腰三角形平面A、弓形平面B和曲面C围成，类等腰三角形与等腰三角形的区别在于两腰为平滑曲线，且两腰之间平滑过渡连接，类等腰三角形的底边与弓形的弦重合，类等腰三角形的腰和弓形的弧与曲面C的边缘重合，平面A与通孔f的中心轴相互平行同时与平面B相互垂直，平面A分别与通孔f的孔壁和平面B圆角过渡，曲面C与通孔f的孔壁贴合。

7.根据权利要求6所述的卫生级隔膜泵球室，其特征在于，三块限位块中的平面B共平面，且弓形的弦分别位于等边三角形的三条边上，等边三角形的内接圆半径小于阀球半径。

8.根据权利要求7所述的卫生级隔膜泵球室，其特征在于，所述上球室和三块限位块一体铸造成型。

9.根据权利要求8所述的卫生级隔膜泵球室，其特征在于，卫生级隔膜泵球室内通孔a和通孔e相邻，且二者的孔径相同，卫生级隔膜泵球室中上球室与下球室间设有密封圈，二者通过卡箍固定连接。

10.根据权利要求9所述的卫生级隔膜泵球室，其特征在于，上球室、限位块、下球室、球座、阀球和卡箍的材质为食品级不锈钢，密封圈的材质为食品级三元乙丙橡胶。