CN110107486B - 一种波纹管挤压形式的液压蠕动泵 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种波纹管密封挤压的液压蠕动泵，包括：缸体，具有主流道和密闭腔体以及通道，通道连通主流道和密闭腔体；管状隔膜，设置于主流道内，管状隔膜的外侧壁与主流道的内侧壁之间存在间隙；出口管和出水阀组，设置于管状隔膜的一端；进口管和进口阀组，设置于管状隔膜的另一端；波纹管，位于密闭腔体内，波纹管的一端与通道连通，并与腔体的内壁密封连接，波纹管的另一端封闭；推杆，一端与波纹管的另一端连接；及驱动单元，与推杆的另一端连接，用于驱动推杆沿轴向往复运动。本发明解决了现有技术的隔膜泵中隔膜仅在一个方向上产生的形变问题，以及由此带来的潜在泄漏问题。

Description

一种波纹管挤压形式的液压蠕动泵

技术领域

本发明涉及流体泵技术领域，尤其涉及一种波纹管挤压形式的液压蠕动泵。

背景技术

无泄漏容积泵是一种可以安全输送危险流体或珍贵液体的机器，由于无泄漏泵变动密封为静密封，有效解决了泄漏和润滑问题。因而可以广泛应用于化工生产中的腐蚀性介质输送、氯水废水处理和加酸工艺，有色金属冶炼中的电解液输送、汽车制造中的酸洗工艺，及制药、石油、电力、电镀、染料、农药、造纸、食品、纺织等众多行业。

现今，市场上的无泄漏容积泵主要有两种形式，一种是机械隔膜泵，如现有技术公开了公开了一种机械隔膜泵，该种装置通过电机驱动柱塞挤压液压油，进而带动隔膜的变形。以便使容积发生变化，从而抽取液体。此外，在此基础上衍生出了一种波纹管隔膜泵，通过驱动在泵内所设置波纹管，波纹管内液压油产生压力变化，进而带动隔膜变形，用于抽取液体。

另一种典型的无泄漏容积式泵则是蠕动泵。如现有技术公开了一种含有滚花轴的蠕动泵，该装置通过电机驱动转头，进而周期性的在挤压软管，造成软管内的空间发生周期性变化。进而不停的抽取液体。

然而，以上装置各有不足，对于机械隔膜泵来说，虽然通过隔膜实现了所要输送液体的完全密封，但由于柱塞推动的液压油仍然是动密封挤压的密封。长此以往，必定会造成柱塞密封处损坏，液压油发生泄露，进而影响驱动效果且污染环境。波纹管泵虽然并不存在柱塞处的泄漏问题，但由于隔膜的厚度相当有限且隔膜只能在轴向方向上较大的变形，当泵抽送浆体时，很容易挤破隔膜。因而隔膜的寿命有限，不能很好的较为长久的安全运行。而蠕动泵中的软管因转头的作用，软管上各个位置受到随时间改变的不均匀循环应力的影响，因而软管容易受到转头的机械损伤而发生变形失效。此外，软管的有效变形仅仅只存在于与转头接触的那一部分，而软管的其他部分并未产生较大的形变。因而这一部分的区域在泵实际工作过程中被浪费掉了。此外，每个转头与每个与转头间的其他位置也被浪费掉了。

发明内容

针对现有技术中存在不足，本发明提供了一种波纹管密封挤压的液压蠕动泵，解决了现有技术的隔膜泵中隔膜仅在一个方向上产生的形变问题，以及由此带来的潜在泄漏问题。

本发明是通过以下技术手段实现上述技术目的的。

一种波纹管密封挤压的液压蠕动泵，包括：

缸体，具有主流道和密闭腔体以及通道，所述通道连通所述主流道和所述密闭腔体；

管状隔膜，设置于所述主流道内，所述管状隔膜的外侧壁与所述主流道的内侧壁之间存在间隙；

出口管和出口管阀组，设置于所述管状隔膜的一端；

进口管和进口阀组，设置于所述管状隔膜的另一端；

波纹管，位于所述密闭腔体内，所述波纹管的一端与所述通道连通，并与所述腔体的内壁密封连接，所述波纹管的另一端封闭；

推杆，一端与所述波纹管的另一端连接；及

驱动单元，与所述推杆的另一端连接，用于驱动所述推杆沿轴向往复运动。

优选地，所述驱动单元包括：

驱动源，用于提供动力；

蜗轮和蜗杆，所述蜗杆的一端与所述驱动源连接，所述驱动源能够驱动所述蜗杆绕自身轴线转动；

蜗轮轴，所述蜗轮轴具有依次连接的第一轴段、第二轴段和第三轴段，所述第一轴段和所述第三轴段同轴，所述第二轴段与所述第一轴段和所述第三轴段不同轴，所述蜗轮同轴安装于所述第一轴段上；

减磨轴承，同轴安装于所述第二轴段上；及

凸轮，所述凸轮上设有通孔，所述通孔与所述凸轮的基圆同轴，所述通孔位于所述减磨轴承的周向外侧，且所述通孔与所述第一轴段同轴，所述凸轮与所述推杆的另一端固定连接。

优选地，所述驱动源为电机，所述电机的电机轴通过联轴器与所述蜗杆的一端连接。

优选地，所述缸体上设有进口管，所述进口管与所述波纹管连通，所述进口管上设有注油螺母。

优选地，所述波纹管的一端与所述密闭腔体的内壁之间设有密封圈。

优选地，

所述出口阀组外套与所述缸体的外壁连接，所述出口阀组外套内设有阶梯通孔，所述阶梯通孔包括依次连通的第一通孔和第二通孔，第一通孔的直径大于第二通孔的直径，所述第一通孔的直径略大于所述出口阀套的外径，所述第二通孔的直径略小于所述出口阀球的直径；

所述出口管阀组包括出口阀套和出口阀球，所述出口阀套为圆柱状，所述出口阀套上沿轴线方向设有四个第三通孔，且四个所述第三通孔以中轴线为中心沿圆周方向均匀分布，所述出口阀套的底部中心设有第一盲孔，所述第一盲孔与四个第三通孔相交，所述第一盲孔的直径大于所述出口阀球的直径；

所述出口阀球位于所述第一盲孔内，所述出口阀套位于所述第一通孔内，且所述出口阀套的底部朝向所述第二通孔，所述第二通孔与所述管状隔膜连通，所述第一通孔的顶部设有螺纹，所述出口管与第一通孔通过螺纹连接。。

优选地，还包括箱体，所述蜗轮、所述蜗轮轴、所述减磨轴承和所述凸轮均位于所述箱体内，所述蜗杆通过轴承支撑在所述箱体相对的侧壁上，所述推杆的另一端伸入至箱体内。

优选地，还包括复位弹簧，所述复位弹簧套设于所述推杆上并位于所述箱体内，所述复位弹簧的一端与所述凸轮抵接，另一端与置于所述箱体内壁的定位套表面抵接。

本发明的有益效果：

1)本发明的隔膜软管相较于传统膜片泵中的隔膜来说，由于所受液压力平均作用于隔膜软管的表面各处，因而管状隔膜可以在空间上而不是在单一方向上产生均匀变形，用以输送所需的流体，由此，可以延长隔膜的使用寿命，可以较为长久的安全运行。

2)本发明中波纹管与腔体内壁之间为静密封结构，不仅从根源上解决了现有技术中泵内动密封潜在的泄露风险，也延长了密封件的使用寿命，因而现有密封方式安全可靠。

3)本发明相较于传统的管道泵来说，由于前部采用液压驱动，省去了复杂的机械转子结构，提高了空间的利用率。因而整体尺寸可以制造的更小，成本更低，并且可维护性与稳定性也更高。

附图说明

图1为根据本发明实施例的一种波纹管密封挤压的液压蠕动泵的结构示意图。

图2为根据本发明实施例的蜗轮轴系剖面图。

图3为根据本发明实施例的蜗轮轴系结构示意图。

图4为根据本发明实施例的出口阀套的结构示意图一。

图5为根据本发明实施例的出口阀套的结构示意图二。

图6为根据本发明实施例的出口管的结构示意图。

图7为根据本发明实施例的进口阀组外套结构示意图。

图8为根据本发明实施例的出口管阀组结构示意图。

图9为根据本发明实施例的进水阀组结构示意图。

附图标记：

1.出口管；2.出口管阀组；201.出口阀套，202.出口阀球，3.出口阀组外套；4.上部法兰盘；5.缸体；6.管状隔膜；7.下部法兰盘，8.进口管阀组外套，9.进口阀组，901.进口套筒，902.进口阀球；10进口管，11.注油螺母，12波纹管13.箱体14.推杆15.复位弹簧16.电机，17.联轴器，18.涡杆，19.上端盖，20.上轴承，21.减磨轴承，22.凸轮轴，23.蜗轮，24.凸轮，25.下轴承，26.下端盖，27.销钉，28.定位套筒，29.垫片。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“轴向”、“径向”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

下面首先结合附图具体描述根据本发明实施例的一种波纹管密封挤压的液压蠕动泵。

请参阅图1至图7，根据本发明实施例的一种波纹管密封挤压的液压蠕动泵，包括缸体5、管状隔膜6、出口管1、出口管阀组2、进口管、进口阀组9、波纹管12、推杆14、驱动单元和箱体13。

具体的，缸体5内设有垂直向的主流道、密闭腔体和通道，通道用于连通主流道和密闭腔体。管状隔膜6设置于主流道内，并与主流道同轴，管状隔膜6的两端伸出缸体5外，并与缸体5的外壁固定连接，位于主流道内的管状隔膜6的外壁与主流道的内壁之间设有间隙，使得管状隔膜6能够沿各个方向产生形变。

出口管1的一端和出口管阀组2均位于出口管阀组外套3内，出口管阀组外套3通过螺钉固定于缸体5的外壁上，并位于管状隔膜6的一端，出口管阀组外套3与管状隔膜6的一端端部之间设有上部法兰盘4，用于将管状隔膜6的一端端部紧密固定在缸体5的外壁上，出口管阀组2位于出口管1一端与管状隔膜6的一端之间，出口管阀组2打开，则出口管1与管状隔膜6连通。

进一步地，如图8所示，本发明实施例中出口管阀组2包括出口阀套201和出口阀球202，出口阀球202为密度一定流量下可以被推动的小球，其密度略大于水，可以由三氧化二铝或其他较为轻质的材料制作。如图7所示，出口管阀组外套3内设有阶梯通孔，包括依次连通的第一通孔和第二通孔，第一通孔的直径大于第二通孔的直径，第一通孔的直径略大于出口阀套201的直径，以便于出口阀套201放入，第二通孔的直径略小于出口阀球202的直径。如图4和图5所示，出口阀套201为圆柱状，沿轴线方向设有四个第三通孔，且四个第三通孔以中轴线为中心沿圆周方向均匀分布，出口阀套201的底部中心设有第一盲孔，该第一盲孔与四个第三通孔相交，第一盲孔的直径略大于出口阀球202的直径，安装时，如图7所示，将出口阀球202置于盲孔内，并将出口阀套201放入至第一通孔内，使得出口阀套201的底部朝向第二通孔，第二通孔与管状隔膜6连通。第一通孔的顶部设有螺纹，出口管1与第一通孔通过螺纹连接，且进口管1与第一通孔之间设有垫片29。

进口管10的一端和进口阀组9均位于进口管阀组外套8内，进口管阀组外套8通过螺钉固定于缸体5的外壁上，并位于管状隔膜6的另一端，进口管阀组外套8与管状隔膜6的另一端端部之间设有下部法兰盘7，用于将管状隔膜6的另一端端部紧密固定在缸体5的外壁上，进口阀组9位于进口管10的一端与管状隔膜6的另一端之间，进口阀组9打开，则进口管10与管状隔膜6连通。

进一步地，如图9所示，本发明实施例中进口阀组9包括进口阀套901和进口阀球902，进口阀球902与出口阀球202相同，进口管阀组外套8的结构与出口管阀组外套3的结构相同，并关于缸体5的轴线对称设置。进口阀套901与出口阀套201的结构相同，安装时，进口阀球902位于进口阀套901的盲孔内，进口阀套901的底部朝向进口管10，其余安装方式与出口阀套201与出口阀组外套3的安装方式相同。

如图1所示，波纹管12位于所述密闭腔体内，波纹管12的一端与所述通道连通，并与所述腔体的内壁用螺钉固定连接，并且波纹管12的一端与腔体的内壁之间设有密封圈，用于防止波纹管12内的液压油泄漏，波纹管12的另一端封闭。

缸体5上设有进口管10，所述进口管10与所述波纹管12连通，所述进口管10上设有注油螺母11，从进口管10内向波纹管12内补入液压油。

箱体13通过若干螺钉与缸体5连接，所述蜗轮23、所述蜗轮轴22、所述减磨轴承21和所述凸轮24均位于所述箱体13内，蜗杆18通过轴承支撑在所述箱体13相对的侧壁上，蜗杆18的一端与所述驱动源连接，所述驱动源能够驱动所述蜗杆18绕自身轴线转动。如图2所示，所述蜗轮轴22具有依次连接的第一轴段、第二轴段和第三轴段，所述第一轴段和所述第三轴段同轴，所述第二轴段与所述第一轴段和所述第三轴段不同轴，所述蜗轮23同轴安装于所述第一轴段上，蜗轮23与蜗杆18相配合。

如图2和图3所示，减磨轴承21同轴安装于所述第二轴段上，凸轮24上设有通孔，所述通孔与所述凸轮24的基圆同轴，所述通孔位于所述减磨轴承21的周向外侧，且凸轮24上的通孔与所述第一轴段同轴，所述凸轮24与所述推杆14的另一端通过销钉27固定连接，推杆14的一端穿过箱体13伸入缸体5内，并与波纹管12的另一端固定连接。

复位弹簧15套设于所述推杆14上并位于所述箱体13内，所述复位弹簧15的一端与所述凸轮24抵接，另一端与所述箱体13的内壁抵接，并在与箱体13的抵接处设有定位套28。

本发明的工作原理：

启动前，拧开注油螺母11，往波纹管12内灌满液压油，当波纹管12、通道以及主流道与管状隔膜6的间隙之间充满液压油，启动电机16，在联轴器17的作用下，电机16的电机主轴带动涡杆18旋转，进而带动蜗轮23旋转。蜗轮23带动凸轮轴22旋转，由此带动嵌套在凸轮轴22上的减磨轴承21转动，由于减磨轴承21与凸轮轴22的第一轴段不同轴，因此减磨轴承21相对于第一轴段偏心运动，由于凸轮24位于减磨轴承21的周向外侧，并且凸轮24的通孔与第一轴段同轴，因此，减磨轴承21沿着凸轮24的通孔内做偏心运动，从而推动凸轮24沿着垂直于凸轮轴22的轴线方向做往复直线运动，进而带动推杆14拉动波纹管12执行往复运动，波纹管12内的液压油被来回压缩与释放，由此带动波纹管12内液体压强的变化。而管状隔膜6也随波纹管12内液体压强的变化，在表面各处承受着均匀变化的液压力。由此，管状隔膜6可以在各个方向上实现均匀的变形。

当波纹管12处于拉伸状态时，管状隔膜6在液压油的作用下处于膨胀状态，管状隔膜6内压力减小，上部出口阀球202堵塞住出口阀组外套3的第二通孔，下部进口阀球902在输送流体的作用下被推至进口阀套901的盲孔顶部，使得进口管阀组外套8的第二通孔与进口管10连通，所需输送流体从进口外套901的四个小孔内流入管状隔膜6，液体被吸入。

当波纹管12处于压缩状态时，管状隔膜6在液压力的作用下被压缩，管状隔膜内压力增加，下部进口阀球902堵塞住进口管10，使进口管10与进口阀套10不连通；上部出口阀球202被推至出口阀套201盲孔顶部，使得出口管1与出口管阀组外套3的第二通孔连通，输送流体从出口管阀组外套3的四个小孔中流出。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (6)

1.一种波纹管密封挤压的液压蠕动泵，其特征在于，包括：

缸体(5)，具有主流道和密闭腔体以及通道，所述通道连通所述主流道和所述密闭腔体；

管状隔膜(6)，设置于所述主流道内，所述管状隔膜(6)的外侧壁与所述主流道的内侧壁之间存在间隙；

出口管(1)和出口管阀组(2)，设置于所述管状隔膜(6)的一端；

进口管(10)和进口阀组(9)，设置于所述管状隔膜(6)的另一端；

出口阀组外套(3)，所述出口阀组外套(3)与所述缸体(5)的外壁连接，所述出口阀组外套(3)内设有阶梯通孔，所述阶梯通孔包括依次连通的第一通孔和第二通孔，第一通孔的直径大于第二通孔的直径；

所述出口管阀组(2)包括出口阀套(201)和出口阀球(202)，所述出口阀套(201)为圆柱状，所述第一通孔的直径略大于所述出口阀套(201)的外径，所述第二通孔的直径略小于所述出口阀球(202)的直径，所述出口阀套(201)上沿轴线方向设有四个第三通孔，且四个所述第三通孔以中轴线为中心沿圆周方向均匀分布，所述出口阀套(201)的底部中心设有第一盲孔，所述第一盲孔与四个第三通孔相交，所述第一盲孔的直径大于所述出口阀球202的直径；

所述出口阀球(202)位于所述第一盲孔内，所述出口阀套(201)位于所述第一通孔内，且所述出口阀套(201)的底部朝向所述第二通孔，所述第二通孔与所述管状隔膜(6)连通，所述第一通孔的顶部设有螺纹，所述出口管(1)与第一通孔通过螺纹连接；

波纹管(12)，位于所述密闭腔体内，所述波纹管(12)的一端与所述通道连通，并与所述腔体的内壁密封连接，所述波纹管(12)的一端与所述密闭腔体的内壁之间设有密封圈，所述波纹管(12)的另一端封闭；

推杆(14)，一端与所述波纹管(12)的另一端连接；及

驱动单元，与所述推杆(14)的另一端连接，用于驱动所述推杆(14)沿轴向往复运动。

2.根据权利要求1所述的波纹管密封挤压的液压蠕动泵，其特征在于，所述驱动单元包括：

驱动源，用于提供动力；

蜗轮(23)和蜗杆(18)，所述蜗杆(18)的一端与所述驱动源连接，所述驱动源能够驱动所述蜗杆(18)绕自身轴线转动；

蜗轮轴(22)，所述蜗轮轴(22)具有依次连接的第一轴段、第二轴段和第三轴段，所述第一轴段和所述第三轴段同轴，所述第二轴段与所述第一轴段和所述第三轴段不同轴，所述蜗轮(23)同轴安装于所述第一轴段上；

减磨轴承(21)，同轴安装于所述第二轴段上；及

凸轮(24)，所述凸轮(24)上设有通孔，所述通孔与所述凸轮(24)的基圆同轴，所述通孔位于所述减磨轴承(21)的周向外侧，且所述通孔与所述第一轴段同轴，所述凸轮(24)与所述推杆(14)的另一端固定连接。

3.根据权利要求2所述的波纹管密封挤压的液压蠕动泵，其特征在于，所述驱动源为电机(16)，所述电机(16)的电机轴通过联轴器(17)与所述蜗杆(18)的一端连接。

4.根据权利要求1所述的波纹管密封挤压的液压蠕动泵，其特征在于，所述缸体(5)上设有进油口，所述进油口与所述波纹管(12)连通，所述进油口上设有注油螺母(11)。

5.根据权利要求2所述的波纹管密封挤压的液压蠕动泵，其特征在于，还包括箱体(13)，所述蜗轮(23)、所述蜗轮轴(22)、所述减磨轴承(21)和所述凸轮(24)均位于所述箱体(13)内，所述蜗杆(18)通过轴承支撑在所述箱体(13)相对的侧壁上，所述推杆(14)的另一端伸入至箱体(13)内。

6.根据权利要求5所述的波纹管密封挤压的液压蠕动泵，其特征在于，还包括复位弹簧(15)，所述复位弹簧(15)套设于所述推杆(14)上并位于所述箱体(13)内，所述复位弹簧(15)的一端与所述凸轮(24)抵接，另一端与放置于所述箱体(13)内壁的定位套(28)抵接。