CN110735782B - 一种隔膜泵的柔性气动驱动方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种隔膜泵的柔性气动驱动方法，其步骤在于：首先，配气阀与第一单向阀相配合交替对主动气缸中的左气室与右气室进行配气，主动活塞将带动往复杆往复运动，从动气缸与泵本体连接接通并且对泵本体进行柔性驱动；而后，排气阀与交替配气机构将受压缩的左气室/右气室内的气体排出并且推动配气阀芯滑动至配气阀腔的左端/右端，使配气阀交替对左气室/右气室进行配气；在上述步骤中，当密闭气室体积增大并且转变为负压状态，吸入阀自动切换至打开状态并且输送液体流入至工作室内；当密闭气室体积逐渐减小并且转变为正压状态，排出阀自动切换至打开状态并且使工作室内的液压经过排液管排出至指定点。

Description

一种隔膜泵的柔性气动驱动方法

技术领域

本发明涉及一种隔膜泵，具体涉及一种隔膜泵的柔性气动驱动方法。

背景技术

隔膜泵具有十分广泛的应用场景，其具有广阔的发展前景，其依靠一个隔膜片的来回鼓动改变工作室容积从而吸入和排出液体的，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，泵缸内的工作室为负压而吸入液体，当隔膜片向另一边运动时，对吸入的液体进行加压排出，现有隔膜片的往复鼓动往往通过机械驱动机构进行直接驱动，机械驱动机构的驱动端与电机连接、输出端与隔膜片连接，采取该种驱动方式的弊端在于，刚性驱动极易导致隔膜片的撕裂损坏，为此，本发明人设计一种结构巧妙、原理简单、传动效率高，通过压缩空气对隔膜片进行柔性鼓动的隔膜泵的柔性气动驱动方法。

发明内容

为解决现有技术的不足，本发明的目的是提供一种结构巧妙、原理简单、传动效率高，通过压缩空气对隔膜片进行柔性鼓动的隔膜泵的柔性气动驱动方法。

为实现上述技术目的，本发明所采用的技术方案如下。

一种隔膜泵的柔性气动驱动方法，其步骤在于：

（一）往复驱动阶段；

S1：配气阀与第一单向阀相配合交替对主动气缸中的左气室与右气室进行配气，主动活塞在缸体一内进行左右往复运动，主动活塞将带动往复杆同步运动；

主动气缸包括固定安装于安装架上且两端开口布置的缸体一，缸体一的左开口处设置有与其构成密封连接配合的左端盖、右开口处设置有与其构成密封连接配合的右端盖，缸体一内设置有与其构成密封式滑动导向配合的主动活塞，主动活塞上同轴固定设置有往复杆且往复杆沿其轴向的中部位置与主动活塞固定连接，往复杆的端部分别由左端盖、右端盖延伸至外部，主动活塞与左端盖之间构成了左气室、主动活塞与右端盖之间构成了右气室；

所述配气阀包括固定安装于安装架上且位于缸体一一侧的配气阀体，配气阀体内设置有呈柱状中空且轴向平行往复杆轴向的配气阀腔，配气阀腔上开设有与高压气源连接接通的总入口、与左气室相连接的左出口、与右气室相连接的右出口，总入口位于配气阀腔沿其轴向的中部位置，左出口与右出口位于同侧且与总入口相对布置，左出口与右出口沿总入口的轴向左右对称布置，为了能够使总入口与左出口连接接通或者总入口与右出口连接接通，所述配气阀腔内设置有与其构成密封式滑动导向配合的配气阀芯，配气阀芯包括等大柱状的左芯体、右芯体以及同轴固定连接两者的心轴，心轴的直径小于左芯体的直径，左芯体用于对左出口进行封堵、右芯体用于对右出口进封堵，左芯体与配阀腔左端之间的最大距离等于左出口与配气阀腔左端之间的距离，右芯体与配气阀腔右端之间的最大距离等于右出口与配气阀腔右端之间的距离；

所述左出口与左气室之间设置有第一单向阀，所述右出口与右气室之间设置有第一单向阀；

配气阀与第一单向阀相互配合对左气室进行配气的过程中，当配气阀芯滑动至配气阀腔的左端时，右芯体对右出口进行封堵，此时，总入口与左出口接通，高压气体将由输入导管进入单向阀体的输入端，高压气体将推动密封筒体克服密封弹簧的弹力作用朝向环形台阶滑动，直至密封筒体与环形台阶相贴合，此时，对接孔将与对接槽对齐接通，高压气体将依次经过对接孔、对接槽进入输出导管，输出导管将高压气体输出至左气室内，配气阀对右气室配气的过程中与其对左气室配气的过程中一致，不再赘述；

S2：往复杆将带动两从动气缸内的从动活塞同步运动，从动气缸与泵本体连接接通并且对泵本体进行柔性驱动；

从动气缸设置有两个并且分别与往复杆的端部位置相连接，从动气缸包括与安装架固定连接且两端开口布置的缸体二，缸体二与缸体一同轴布置，缸体二内设置有与其构成密封式滑动导向配合的从动活塞，缸体二背离缸体一一端开口处设置有与其构成密封连接配合的密封盖、缸体二靠近缸体一一端开口处设置有与其匹配的漏气盖，从动活塞与密封盖之间构成了密闭气室，从动活塞与往复杆之间同轴固定设置有用于连接两者的连杆且连杆活动穿过漏气盖，配气阀用于对左气室/右气室进行配气；

泵本体设置有两个并且与从动活塞一一对应，泵本体用于接受从动气缸传动的气动动力并且对输送液体进行负压吸入高压排出，泵本体的输入端与输送液体源连接接通、输出端指向输送液体的排放点；

S3：排气阀与交替配气机构将受压缩的左气室/右气室内的气体排出并且推动配气阀芯滑动至配气阀腔的左端/右端，使配气阀交替对左气室/右气室进行配气；

（二）吸入液体阶段；

S4：当从动活塞靠近主动气缸滑动时，密闭气室体积增大并且转变为负压状态，隔膜片将朝向泵壳一鼓动并且使工作室转变为负压状态，此时，吸入阀自动切换至打开状态并且在外界大气压力的作用下输送液体将经过进液管流入至工作室内，吸入阀将自动切换至关闭状态；

所述的泵本体包括与密封盖同轴固定连接且呈圆鼓状的泵壳一，泵壳一背离密封盖的开口处同轴固定设置有与其扣合且呈圆鼓状的泵壳二，泵壳一与泵壳二之间固定设置有圆形隔膜片，隔膜片与泵壳一之间构成了腔体一且腔体一与密闭气室连接接通，隔膜片与泵壳二之间构成了腔体二，腔体二连通设置有储液管且该连通处位于储液管的输入端与输出端之间，腔体二与储液管共同构成容积可变的工作室，所述两储液管的输入端之间设置有三通的进液管，进入管的输入端与输送液体源连接接通、输出端与储液管的输入端连接且该连接处设置有用于使输送液体由进液管单向流向储液管内的吸入阀，所述两出储液管的输出端之间设置有三通的排液管，排液管的输出端指向排放点、输入端与储液管的输出端连接且该连接处设置有用于使输送液体由储液管单向流向排液管内的排出阀，初始状态下吸入阀与排出阀均处于关闭状态，吸入阀可在工作室处于负压状态下自动打开，排出阀可在工作室处于正压状态下自动打开；

（三）排出液体阶段；

S5：当从动活塞将远离主动气缸滑动时，密闭气室体积逐渐减小并且转变为正压状态，隔膜片将朝向泵壳二鼓动并其对工作室内吸入的液体进行加压，此时，排出阀自动切换至打开状态并且使工作室内的液压经过排液管排出至指定点。

作为本方案进一步的优化或者改进。

第一单向阀包括单向阀体且单向阀体内设置有柱形中空内腔，单向阀体的输入端与左出口/右出口之间设置有用于连接接通两者的输入导管，单向阀体的输出端与左端盖/右端盖之间设置有用于连接接通两者的输出导管，所述单向阀体内腔靠近其输出端一端同轴固定设置有环形台阶，单向阀体内腔内还同轴设置有与其构成密封式滑动导向配合的密封筒体，密封筒体靠近单向阀体输出端一端开口布置、靠近单向阀体输入端一端封闭布置，密封筒体内设置有密封弹簧，密封弹簧一端与密封筒体的封闭端抵触、另一端与环形台阶抵触并且密封弹簧的弹力始终由环形台阶指向密封筒体的封闭端，所述单向阀体内腔内同轴开设有环形对接槽且环形对接槽位于环形台阶与单向阀体的输入端之间，所述密封筒体的外圆面上开设有与其内部接通的对接孔且对接孔靠近密封筒体的封闭端布置，对接孔设置有多个并且沿密封筒体所在圆周方向阵列布置，对接孔与对接槽之间的距离等于密封筒体与环形台阶之间的距离。

作为本方案进一步的优化或者改进。

所述的排气阀包括两个排气阀体与一个共用的排气阀芯，两个排气阀体左右对称布置并且与左端盖、右端盖一一对应布置，位于左侧的排气阀体用于将左气室受压缩的气体排出、位于右侧的排气阀体用于将右气室受压缩的气体排出，排气阀芯用于控制排气阀芯内部的通断；

所述排气阀还包括固定安装于安装架上且位于缸体一另一侧的固定板且排气阀体固定安装于固定板上，排气阀体上开设有左右两端开口布置的柱状内腔且该内腔的轴向平行于往复杆的轴向，排气阀体背离固定板一端开设有与其内腔接通的排气入口、靠近固定板一端开设有与其内腔接通的排气出口且排气出口与外界接通，排气入口与排气出口正对布置，所述排气入口与同侧的第一单向阀之间设置有对接导管一，对接导管一的输入端与第一单向阀的内腔连接接通且该接通处位于环形台阶与初始状态下的密封筒体之间、对接导管一的输出端与排气入口连接接通，所述排气阀芯设置成轴向平行于往复杆轴向的杆状结构，排气阀芯沿其轴向的端部位置活动插接于排气阀体的内腔内且与其构成密封式滑动导向配合，排气阀芯沿其轴向端部位置的外圆面上开设有对接平槽且初始状态下对接平槽用于连接接通排气进口与排气出口；

所述排气阀芯沿其轴向中部位置上同轴固定套设有外置凸台，排气阀芯的外部活动套接有复位弹簧，复位弹簧设置有两个并且分别位于外置凸台的一侧，复位弹簧一端与外置凸台抵触、另一端与排气阀体抵触并且复位弹簧的弹力始终由排气阀体指向外置凸台，初始状态下两复位弹簧的弹力相互平衡并且使外置凸台位于两排气阀体中间。

作为本方案进一步的优化或者改进。

所述的外置凸台靠近缸体一一侧面固定设置有长度方向平行于往复杆轴向的矩形连接板，连接板沿长度方向的中部位置与外置凸台固定连接，连接板沿其长度方向的一端设置有朝向缸体一延伸至的触发板，两触发板之间的距离小于主动活塞左右运动的距离，所述往复杆的端部位置上固定设置有联动架，联动架上固定设置有触发凸块且初始状态下触发凸块位于两触发板的中间位置。

作为本方案进一步的优化或者改进。

所述的交替配气机构设置有两个，其中一交替配气机构设置于位于左侧的对接导管一与配气阀腔的右端之间，另一交替配合机构设置于位于右侧对接导管一与配气阀腔的左端之间，交替配气机构包括第二单向阀、对接导管二以及开设有若干排气孔的排气管，第二单向阀的输出端与排气阀腔的左端/右端连接接通，对接导管二的输入端与对接导管一连接接通，对接导管二的输出端与第二单向阀的输入端连接接通，第二单向阀的结构、大小、形状与第一单向阀完全一致，外排管的输入端与第二单向阀的内腔连接接通且该接通处位于第二单向阀中的环形台阶与初始状态下的密封筒体之间。

本发明与现有技术相比的有益效果在于结构巧妙、原理简单、传动效率高，其通过高压气体直接驱动气动活塞缸往复运动，再通过往复运动压缩空气对隔膜片的鼓动进行间接驱动，对隔膜片的冲击降低、延长隔膜片的使用寿命，同时往复运动同时驱动两个隔膜片进行交替鼓动，提升了气动传动效率。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图。

图2为本发明的整体结构示意图。

图3为本发明工作状态的结构示意图。

图4为本发明工作状态的结构示意图。

图5为气动往复装置的结构示意图。

图6为气缸的结构示意图。

图7为主动气缸与从动气缸的连接图。

图8为主动气缸与从动气缸的剖视图。

图9为主动气缸与配气阀、第一单向阀的连接图。

图10为配气阀与第一单向阀的连接图。

图11为配气阀的结构示意图。

图12为配气阀的剖视图。

图13为配气阀的剖视图。

图14为第一单向阀的结构示意图。

图15为第一单向阀的剖视图。

图16为第一单向阀的剖视图。

图17为第一单向阀的局部结构示意图。

图18为泵本体与从动气缸的配合图。

图19为泵本体的局部结构示意图。

图20为泵本体的局部剖视图。

图21为泵本体的隔膜片的结构示意图。

图22为排气阀与交替配气机构的连接图。

图23为排气阀与第一单向阀的连接图。

图24为排气阀的局部结构示意图。

图25为排气阀的局部结构示意图。

图26为排气阀的局部结构示意图。

图27为排气阀与主动气缸的配合图。

图28为排气阀关闭状态的结构示意图。

图29为配气机构的结构示意图。

图30为交替配气机构与配气阀的连接图。

图31为交替配气机构与配气阀的连接图。

具体实施方式

一种隔膜泵的柔性气动驱动方法，其步骤在于：

（一）往复驱动阶段；

S1：配气阀130与第一单向阀140相配合交替对主动气缸120a中的左气室124与右气室125进行配气，主动活塞122在缸体一121内进行左右往复运动，主动活塞122将带动往复杆123同步运动；

主动气缸120a包括固定安装于安装架110上且两端开口布置的缸体一121，缸体一121的左开口处设置有与其构成密封连接配合的左端盖121a、右开口处设置有与其构成密封连接配合的右端盖121b，缸体一121内设置有与其构成密封式滑动导向配合的主动活塞122，主动活塞122上同轴固定设置有往复杆123且往复杆123沿其轴向的中部位置与主动活塞122固定连接，往复杆123的端部分别由左端盖121a、右端盖121b延伸至外部，主动活塞122与左端盖121a之间构成了左气室124、主动活塞122与右端盖121b之间构成了右气室125；

所述配气阀130包括固定安装于安装架110上且位于缸体一121一侧的配气阀体131，配气阀体131内设置有呈柱状中空且轴向平行往复杆123轴向的配气阀腔132，配气阀腔132上开设有与高压气源连接接通的总入口133、与左气室124相连接的左出口134、与右气室124相连接的右出口135，总入口133位于配气阀腔132沿其轴向的中部位置，左出口134与右出口135位于同侧且与总入口133相对布置，左出口134与右出口135沿总入口133的轴向左右对称布置，为了能够使总入口133与左出口134连接接通或者总入口133与右出口135连接接通，所述配气阀腔132内设置有与其构成密封式滑动导向配合的配气阀芯136，配气阀芯136包括等大柱状的左芯体、右芯体以及同轴固定连接两者的心轴，心轴的直径小于左芯体的直径，左芯体用于对左出口134进行封堵、右芯体用于对右出口135进封堵，左芯体与配阀腔132左端之间的最大距离等于左出口134与配气阀腔132左端之间的距离，右芯体与配气阀腔132右端之间的最大距离等于右出口135与配气阀腔132右端之间的距离；

所述左出口134与左气室124之间设置有第一单向阀140，所述右出口135与右气室125之间设置有第一单向阀140；

配气阀130与第一单向阀140相互配合对左气室124进行配气的过程中，当配气阀芯136滑动至配气阀腔132的左端时，右芯体对右出口135进行封堵，此时，总入口133与左出口134接通，高压气体将由输入导管142进入单向阀体141的输入端，高压气体将推动密封筒体145克服密封弹簧146的弹力作用朝向环形台阶144滑动，直至密封筒体145与环形台阶144相贴合，此时，对接孔147将与对接槽148对齐接通，高压气体将依次经过对接孔147、对接槽148进入输出导管143，输出导管143将高压气体输出至左气室124内，配气阀130对右气室125配气的过程中与其对左气室124配气的过程中一致，不再赘述；

S2：往复杆123将带动两从动气缸120b内的从动活塞127同步运动，从动气缸120b与泵本体200连接接通并且对泵本体200进行柔性驱动；

从动气缸120b设置有两个并且分别与往复杆123的端部位置相连接，从动气缸120b包括与安装架110固定连接且两端开口布置的缸体二126，缸体二126与缸体一121同轴布置，缸体二126内设置有与其构成密封式滑动导向配合的从动活塞127，缸体二126背离缸体一121一端开口处设置有与其构成密封连接配合的密封盖126a、缸体二126靠近缸体一121一端开口处设置有与其匹配的漏气盖126b，从动活塞127与密封盖126b之间构成了密闭气室128，从动活塞127与往复杆123之间同轴固定设置有用于连接两者的连杆且连杆活动穿过漏气盖126b，配气阀130用于对左气室124/右气室125进行配气；

泵本体200设置有两个并且与从动活塞127一一对应，泵本体200用于接受从动气缸120b传动的气动动力并且对输送液体进行负压吸入高压排出，泵本体200的输入端与输送液体源连接接通、输出端指向输送液体的排放点；

S3：排气阀300与交替配气机构400将受压缩的左气室124/右气室125内的气体排出并且推动配气阀芯136滑动至配气阀腔132的左端/右端，使配气阀130交替对左气室124/右气室125进行配气；

（二）吸入液体阶段；

S4：当从动活塞127靠近主动气缸120a滑动时，密闭气室128体积增大并且转变为负压状态，隔膜片203将朝向泵壳一201鼓动并且使工作室转变为负压状态，此时，吸入阀208自动切换至打开状态并且在外界大气压力的作用下输送液体将经过进液管207a流入至工作室内，吸入阀208将自动切换至关闭状态；

所述的泵本体200包括与密封盖126a同轴固定连接且呈圆鼓状的泵壳一201，泵壳一201背离密封盖126a的开口处同轴固定设置有与其扣合且呈圆鼓状的泵壳二202，泵壳一201与泵壳二202之间固定设置有圆形隔膜片203，隔膜片203与泵壳一201之间构成了腔体一204且腔体一204与密闭气室128连接接通，隔膜片203与泵壳二202之间构成了腔体二205，腔体二205连通设置有储液管206且该连通处位于储液管206的输入端与输出端之间，腔体二205与储液管206共同构成容积可变的工作室，所述两储液管206的输入端之间设置有三通的进液管207a，进入管207a的输入端与输送液体源连接接通、输出端与储液管206的输入端连接且该连接处设置有用于使输送液体由进液管207a单向流向储液管206内的吸入阀208，所述两出储液管206的输出端之间设置有三通的排液管207b，排液管207b的输出端指向排放点、输入端与储液管206的输出端连接且该连接处设置有用于使输送液体由储液管206单向流向排液管207b内的排出阀209，初始状态下吸入阀208与排出阀209均处于关闭状态，吸入阀208可在工作室处于负压状态下自动打开，排出阀209可在工作室处于正压状态下自动打开；

（三）排出液体阶段；

S5：当从动活塞127将远离主动气缸120a滑动时，密闭气室128体积逐渐减小并且转变为正压状态，隔膜片203将朝向泵壳二202鼓动并其对工作室内吸入的液体进行加压，此时，排出阀209自动切换至打开状态并且使工作室内的液压经过排液管207b排出至指定点。

一种气动往复驱动隔膜泵，其包括气动往复装置100、泵本体200、排气阀300以及交替配气机构400，气动往复装置100包括安装架110、固定安装于安装架110上的气缸120以及配气阀130，气缸120包括主动气缸120a与从动气缸120b，主动气缸120a包括固定安装于安装架110上且两端开口布置的缸体一121，缸体一121的左开口处设置有与其构成密封连接配合的左端盖121a、右开口处设置有与其构成密封连接配合的右端盖121b，缸体一121内设置有与其构成密封式滑动导向配合的主动活塞122，主动活塞122上同轴固定设置有往复杆123且往复杆123沿其轴向的中部位置与主动活塞122固定连接，往复杆123的端部分别由左端盖121a、右端盖121b延伸至外部，主动活塞122与左端盖121a之间构成了左气室124、主动活塞122与右端盖121b之间构成了右气室125。

具体的，从动气缸120b设置有两个并且分别与往复杆123的端部位置相连接，从动气缸120b包括与安装架110固定连接且两端开口布置的缸体二126，缸体二126与缸体一121同轴布置，缸体二126内设置有与其构成密封式滑动导向配合的从动活塞127，缸体二126背离缸体一121一端开口处设置有与其构成密封连接配合的密封盖126a、缸体二126靠近缸体一121一端开口处设置有与其匹配的漏气盖126b，从动活塞127与密封盖126b之间构成了密闭气室128，从动活塞127与往复杆123之间同轴固定设置有用于连接两者的连杆且连杆活动穿过漏气盖126b，配气阀130用于对左气室124/右气室125进行配气。

更为具体的，泵本体200设置有两个并且与从动活塞127一一对应，泵本体200用于接受从动气缸120b传动的气动动力并且对输送液体进行负压吸入高压排出，泵本体200的输入端与输送液体源连接接通、输出端指向输送液体的排放点，排气阀300用于将受压缩的左气室124/右气室内部的气体向外排出，交替配气机构400用于接受排气阀30排出的部分气体并且自动触发使配气阀130交替对左气室124、右气室125进行配气。

泵送液体的过程中，当配气阀130对左气室124进行配气，主动活塞122向右运动并且带动往复杆123同步运动，右气室125内受压缩的气体将经过排气阀300向外排出一部分，接着排气阀300将受压缩的气体排出至交替配气机构400，交替配气机构400在主动活塞122向右运动至终点时使配气阀130切换至对右气室125进行配气，此时，主动活塞122向左运动并且带动往复杆123同步运动，左气室124内受压缩的气体将经过排气阀300向外排出一部分，接着排气阀300将受压缩的气体排出至交替配气机构400，交替配气机构400在主动活塞122向左运动至终点时使配气阀130切换至对左气室124进行配气，如此往复进行，使往复杆123带动从动活塞127沿着缸体二126往复运动运动并且实现对泵本体200的驱动，在此过程中，当密闭气室128增大时，泵本体200将输送液体负压吸入，当密闭气室128减小时，泵本体200将吸入的输送液体加压排。

所述的泵本体200包括与密封盖126a同轴固定连接且呈圆鼓状的泵壳一201，泵壳一201背离密封盖126a的开口处同轴固定设置有与其扣合且呈圆鼓状的泵壳二202，泵壳一201与泵壳二202之间固定设置有圆形隔膜片203，隔膜片203与泵壳一201之间构成了腔体一204且腔体一204与密闭气室128连接接通，隔膜片203与泵壳二202之间构成了腔体二205，腔体二205连通设置有储液管206且该连通处位于储液管206的输入端与输出端之间，腔体二205与储液管206共同构成容积可变的工作室，为了便于左右两个储液管206吸入液体，所述两储液管206的输入端之间设置有三通的进液管207a，进入管207a的输入端与输送液体源连接接通、输出端与储液管206的输入端连接且该连接处设置有用于使输送液体由进液管207a单向流向储液管206内的吸入阀208，所述两出储液管206的输出端之间设置有三通的排液管207b，排液管207b的输出端指向排放点、输入端与储液管206的输出端连接且该连接处设置有用于使输送液体由储液管206单向流向排液管207b内的排出阀209，初始状态下吸入阀208与排出阀209均处于关闭状态，吸入阀208可在工作室处于负压状态下自动打开，排出阀209可在工作室处于正压状态下自动打开。

泵本体200在工作过程中，当从动活塞127靠近主动气缸120a滑动时，密闭气室128体积增大并且转变为负压状态，隔膜片203将朝向泵壳一201鼓动并且使工作室转变为负压状态，此时，吸入阀208自动切换至打开状态并且在外界大气压力的作用下输送液体将经过进液管207a流入至工作室内，当外界与工作室内的气压差逐渐减小时，吸入阀208将自动切换至关闭状态，当从动活塞127将远离主动气缸120a滑动时，密闭气室128体积逐渐减小并且转变为正压状态，隔膜片203将朝向泵壳二202鼓动并其对工作室内吸入的液体进行加压，此时，排出阀209自动切换至打开状态并且使工作室内的液压经过排液管207b排出至指定点。

为了能够对左气室124/右气室125进行配气，所述配气阀130包括固定安装于安装架110上且位于缸体一121一侧的配气阀体131，配气阀体131内设置有呈柱状中空且轴向平行往复杆123轴向的配气阀腔132，配气阀腔132上开设有与高压气源连接接通的总入口133、与左气室124相连接的左出口134、与右气室124相连接的右出口135，总入口133位于配气阀腔132沿其轴向的中部位置，左出口134与右出口135位于同侧且与总入口133相对布置，左出口134与右出口135沿总入口133的轴向左右对称布置，为了能够使总入口133与左出口134连接接通或者总入口133与右出口135连接接通，所述配气阀腔132内设置有与其构成密封式滑动导向配合的配气阀芯136，配气阀芯136包括等大柱状的左芯体、右芯体以及同轴固定连接两者的心轴，心轴的直径小于左芯体的直径，左芯体用于对左出口134进行封堵、右芯体用于对右出口135进封堵，左芯体与配阀腔132左端之间的最大距离等于左出口134与配气阀腔132左端之间的距离，右芯体与配气阀腔132右端之间的最大距离等于右出口135与配气阀腔132右端之间的距离，通过使配气阀芯136滑动至配气阀腔132的左端，使总入口133与左出口134接通，通过使配气阀芯136滑动至配气阀腔132的右端，使总入口133与右出口135接通。

具体的，为了能够使左出口134排出的高压气体排出至左气室124内或者使右出口135排出的高压气体排出至右气室125内，所述左出口134与左气室124之间设置有第一单向阀140，所述右出口135与右气室125之间设置有第一单向阀140，第一单向阀140包括单向阀体141且单向阀体141内设置有柱形中空内腔，单向阀体141的输入端与左出口134/右出口135之间设置有用于连接接通两者的输入导管142，单向阀体141的输出端与左端盖121a/右端盖121b之间设置有用于连接接通两者的输出导管143，为了能够使单向阀体141内部能够由其输入端指向输出端单向导通，所述单向阀体141内腔靠近其输出端一端同轴固定设置有环形台阶144，单向阀体141内腔内还同轴设置有与其构成密封式滑动导向配合的密封筒体145，密封筒体145靠近单向阀体141输出端一端开口布置、靠近单向阀体141输入端一端封闭布置，密封筒体145内设置有密封弹簧146，密封弹簧146一端与密封筒体145的封闭端抵触、另一端与环形台阶144抵触并且密封弹簧146的弹力始终由环形台阶144指向密封筒体145的封闭端，所述单向阀体141内腔内同轴开设有环形对接槽148且环形对接槽148位于环形台阶144与单向阀体141的输入端之间，所述密封筒体145的外圆面上开设有与其内部接通的对接孔147且对接孔147靠近密封筒体145的封闭端布置，对接孔147设置有多个并且沿密封筒体145所在圆周方向阵列布置，对接孔147与对接槽138之间的距离等于密封筒体145与环形台阶144之间的距离，通过克服密封弹簧146的弹力作用使密封筒体145与环形台阶144相贴合，从而使对接孔147与对接槽148接通，进而使单向阀体141内部单向导通。

配气阀130与第一单向阀140相互配合对左气室124进行配气的过程中，当配气阀芯136滑动至配气阀腔132的左端时，右芯体对右出口135进行封堵，此时，总入口133与左出口134接通，高压气体将由输入导管142进入单向阀体141的输入端，高压气体将推动密封筒体145克服密封弹簧146的弹力作用朝向环形台阶144滑动，直至密封筒体145与环形台阶144相贴合，此时，对接孔147将与对接槽148对齐接通，高压气体将依次经过对接孔147、对接槽148进入输出导管143，输出导管143将高压气体输出至左气室124内，配气阀130对右气室125配气的过程中与其对左气室124配气的过程中一致，不再赘述。

若不将受压缩的左气室124/右气室125内的气体及时排出，高压气体将如何推动主动活塞122沿着缸体一121进行滑动，为此，所述的排气阀300包括两个排气阀体302与一个共用的排气阀芯304，两个排气阀体302左右对称布置并且与左端盖121a、右端盖121b一一对应布置，位于左侧的排气阀体302用于将左气室124受压缩的气体排出、位于右侧的排气阀体302用于将右气室125受压缩的气体排出，排气阀芯304用于控制排气阀芯302内部的通断。

具体的，所述排气阀300还包括固定安装于安装架110上且位于缸体一121另一侧的固定板301且排气阀体302固定安装于固定板301上，排气阀体302上开设有左右两端开口布置的柱状内腔且该内腔的轴向平行于往复杆123的轴向，排气阀体302背离固定板301一端开设有与其内腔接通的排气入口303a、靠近固定板一端开设有与其内腔接通的排气出口303b且排气出口303b与外界接通，排气入口303a与排气出口303b正对布置，为了便于将左气室124/右气室125受压缩的气体排出至排气阀体302内，所述排气入口303a与同侧的第一单向阀140之间设置有对接导管一309，对接导管一309的输入端与第一单向阀140的内腔连接接通且该接通处位于环形台阶144与初始状态下的密封筒体145之间、对接导管一309的输出端与排气入口303a连接接通，为了控制排气入口303a与排气出口303b之间的通断，所述排气阀芯304设置成轴向平行于往复杆123轴向的杆状结构，排气阀芯304沿其轴向的端部位置活动插接于排气阀体302的内腔内且与其构成密封式滑动导向配合，排气阀芯304沿其轴向端部位置的外圆面上开设有对接平槽304a且初始状态下对接平槽304a用于连接接通排气进口303a与排气出口303b。

更为具体的，所述排气阀芯304沿其轴向中部位置上同轴固定套设有外置凸台304b，排气阀芯304的外部活动套接有复位弹簧304c，复位弹簧304c设置有两个并且分别位于外置凸台304b的一侧，复位弹簧304c一端与外置凸台304b抵触、另一端与排气阀体302抵触并且复位弹簧304c的弹力始终由排气阀体302指向外置凸台304b，初始状态下两复位弹簧304c的弹力相互平衡并且使外置凸台304b位于两排气阀体302中间，保持对接平槽304a将排气入口303a与排气出口303b进行接通，排气阀体302导通，通过克服复位弹簧304c的弹力作用使排气阀芯304向左/向右滑动，使对接平槽304a与排气入口303a、排气出口303b错开，排气阀体302断开。

排气阀300首先将受压缩的左气室124/右气室125内部的气体向外排出一部分，而后切换至关闭状态并且将剩余部分的气体排出至交替配气机构400内用于对交替配气机构400的自动触发，因此，需要使主动活塞122滑动至缸体一121的左端终点/右端终点之前使排气阀300切换至关闭状态，为此，所述的外住凸台304b靠近缸体一121一侧面固定设置有长度方向平行于往复杆123轴向的矩形连接板305a，连接板305a沿长度方向的中部位置与外置凸台304b固定连接，连接板305b沿其长度方向的一端设置有朝向缸体一121延伸至的触发板305b，两触发板305b之间的距离小于主动活塞122左右运动的距离，所述往复杆123的端部位置上固定设置有联动架307，联动架307上固定设置有触发凸块308且初始状态下触发凸块308位于两触发板305b的中间位置，通过触发凸块308推动触发板305b向左/向右运动，带动排气阀芯304向左/向右滑动，从而使排气阀300切换至关闭状态。

作为本发明更为优化的方案，为了避免触发凸块308对触发板305b造成碰撞损坏，所述触发板305b上设置有缓冲组件，缓冲组件包括穿设于触发板305b上且平行于往复杆123轴向的缓冲导杆306，缓冲导杆306与触发板305b沿平行于往复杆123轴向构成滑动导向配合，为了避免缓冲导杆306与触发板305b的脱落，所述缓冲导杆306相互远离一端同轴设置有与其构成螺纹连接配合的螺栓306a且螺栓306a的直径大于缓冲导杆306的直径，缓冲导杆306相互靠近一端同轴设置有圆台306b且圆台306b的直径大于缓冲导杆306的直径，缓冲导杆306的外部活动套设有缓冲弹簧306c，缓冲弹簧306c一端与圆台306b抵触、另一端与触发板305b抵触并且缓冲弹簧306c的弹力始终由触发板305b指向圆台306b，触发凸块308首先与圆台306克服缓冲弹簧306c抵触，而后再带动触发板305b左右滑动，避免触发凸块308与触发板305b直接碰撞造成触发板305b的损坏。

排气阀300在工作过程中，对左气室124进行排气，主动活塞122向左滑动并且带动往复杆123同步运动，左气室124内部气体将被压缩并且经过左侧的第一单向阀140进入其连接的对接导管一309内，接着，受压缩的气体将依次经过排气入口303a、连通平槽304a、排气出口303b排出至空气中，在主动活塞122运动至左终点之前，触发凸块308将与克服缓冲弹簧306c的弹力作用与圆台306b抵触并且带动触发板305b向左运动，触发板305b将带动排气阀芯304同步向左运动并且使连通平槽304a与排气入口303a、排气出口303b错开，排气阀300将自动切换至关闭状态，此后，直至主动活塞122运动至左终点的过程中左气室124倍压缩的气体将进入交替配气机构400内，交替配气机构400自动触发使配气阀130切换至对左气室124进行配气；对右气室125进行排气的过程与对左气室124进行排气的过程一致，不再赘述。

为了能够控制配气阀芯136向左/向右滑动至配气阀腔132的端部位置，所述的交替配气机构400设置有两个，其中一交替配气机构400设置于位于左侧的对接导管一309与配气阀腔132的右端之间，另一交替配合机构400设置于位于右侧对接导管一309与配气阀腔132的左端之间，交替配气机构400包括第二单向阀401、对接导管二402以及开设有若干排气孔404的排气管403，第二单向阀401的输出端与排气阀腔132的左端/右端连接接通，对接导管二402的输入端与对接导管一309连接接通，对接导管二402的输出端与第二单向阀401的输入端连接接通，第二单向阀401的结构、大小、形状与第一单向阀140完全一致，外排管403的输入端与第二单向阀401的内腔连接接通且该接通处位于第二单向阀中的环形台阶144与初始状态下的密封筒体145之间。

交替配气机构400在工作过程中，当配气阀芯136位于配气阀腔132的左端时，配气阀130对左气室进124进行配气，右气室125受压缩并且受压缩的气体首先由排气阀300向外排出，当排气阀300切换至关闭状态时，受压缩的气体将排出至对接导管一402，位于左侧的第二单向阀401受气压作用将自动导通并且使受压缩的气体进入配气阀腔132的左端，推动配气阀芯136沿着配气阀腔132向右滑动，当配气阀芯136滑动至配气阀腔132的右端时，配气阀130对右气室125进行配气，左气室124受压缩并且受压缩的气体首先由排气阀300向外排出，当排气阀300切换至关闭状态时，受压缩的气体将排出至对接导管一402，位于右侧的第二单向阀401受气压作用将自动导通并且使受压缩的气体进入配气阀腔132的右端，推动配气阀芯136沿着配气阀腔132向左滑动，当配气阀芯136滑动至配气阀腔132的左端时，配气阀300对左气室124进行配气，如此往复进行，使配气阀130交替对左气室124、右气室125进行配气。

Claims (10)

1.一种隔膜泵的柔性气动驱动方法，其步骤在于：

（一）往复驱动阶段；

S1：配气阀与第一单向阀相配合交替对主动气缸中的左气室与右气室进行配气，主动活塞在缸体一内进行左右往复运动，主动活塞将带动往复杆同步运动；

主动气缸包括固定安装于安装架上且两端开口布置的缸体一，缸体一的左开口处设置有与其构成密封连接配合的左端盖、右开口处设置有与其构成密封连接配合的右端盖，缸体一内设置有与其构成密封式滑动导向配合的主动活塞，主动活塞上同轴固定设置有往复杆且往复杆沿其轴向的中部位置与主动活塞固定连接，往复杆的端部分别由左端盖、右端盖延伸至外部，主动活塞与左端盖之间构成了左气室、主动活塞与右端盖之间构成了右气室；

配气阀与第一单向阀相互配合对左气室进行配气的过程中，当配气阀芯滑动至配气阀腔的左端时，右芯体对右出口进行封堵，此时，总入口与左出口接通，高压气体将由输入导管进入单向阀体的输入端，高压气体将推动密封筒体克服密封弹簧的弹力作用朝向环形台阶滑动，直至密封筒体与环形台阶相贴合，此时，对接孔将与对接槽对齐接通，高压气体将依次经过对接孔、对接槽进入输出导管，输出导管将高压气体输出至左气室内，配气阀对右气室配气的过程中与其对左气室配气的过程中一致；

S2：往复杆将带动两从动气缸内的从动活塞同步运动，从动气缸与泵本体连接接通并且对泵本体进行柔性驱动；

从动气缸设置有两个并且分别与往复杆的端部位置相连接，从动气缸包括与安装架固定连接且两端开口布置的缸体二，缸体二与缸体一同轴布置，缸体二内设置有与其构成密封式滑动导向配合的从动活塞，缸体二背离缸体一一端开口处设置有与其构成密封连接配合的密封盖、缸体二靠近缸体一一端开口处设置有与其匹配的漏气盖，从动活塞与密封盖之间构成了密闭气室，从动活塞与往复杆之间同轴固定设置有用于连接两者的连杆且连杆活动穿过漏气盖，配气阀用于对左气室/右气室进行配气；

泵本体设置有两个并且与从动活塞一一对应，泵本体用于接受从动气缸传动的气动动力并且对输送液体进行负压吸入高压排出，泵本体的输入端与输送液体源连接接通、输出端指向输送液体的排放点；

S3：排气阀与交替配气机构将受压缩的左气室/右气室内的气体排出并且推动配气阀芯滑动至配气阀腔的左端/右端，使配气阀交替对左气室/右气室进行配气；

（二）吸入液体阶段；

S4：当从动活塞靠近主动气缸滑动时，密闭气室体积增大并且转变为负压状态，隔膜片将朝向泵壳一鼓动并且使工作室转变为负压状态，此时，吸入阀自动切换至打开状态并且在外界大气压力的作用下输送液体将经过进液管流入至工作室内，吸入阀将自动切换至关闭状态；

所述的泵本体包括与密封盖同轴固定连接且呈圆鼓状的泵壳一，泵壳一背离密封盖的开口处同轴固定设置有与其扣合且呈圆鼓状的泵壳二，泵壳一与泵壳二之间固定设置有圆形隔膜片，隔膜片与泵壳一之间构成了腔体一且腔体一与密闭气室连接接通，隔膜片与泵壳二之间构成了腔体二，腔体二连通设置有储液管且该连通处位于储液管的输入端与输出端之间，腔体二与储液管共同构成容积可变的工作室，两个储液管的输入端之间设置有三通的进液管，进入管的输入端与输送液体源连接接通、输出端与储液管的输入端连接且该连接处设置有用于使输送液体由进液管单向流向储液管内的吸入阀，两个储液管的输出端之间设置有三通的排液管，排液管的输出端指向排放点、输入端与储液管的输出端连接且该连接处设置有用于使输送液体由储液管单向流向排液管内的排出阀，初始状态下吸入阀与排出阀均处于关闭状态，吸入阀可在工作室处于负压状态下自动打开，排出阀可在工作室处于正压状态下自动打开；

（三）排出液体阶段；

S5：当从动活塞将远离主动气缸滑动时，密闭气室体积逐渐减小并且转变为正压状态，隔膜片将朝向泵壳二鼓动并其对工作室内吸入的液体进行加压，此时，排出阀自动切换至打开状态并且使工作室内的液压经过排液管排出至指定点。

2.根据权利要求1所述的一种隔膜泵的柔性气动驱动方法，所述配气阀包括固定安装于安装架上且位于缸体一一侧的配气阀体，配气阀体内设置有呈柱状中空且轴向平行往复杆轴向的配气阀腔，配气阀腔上开设有与高压气源连接接通的总入口、与左气室相连接的左出口、与右气室相连接的右出口，总入口位于配气阀腔沿其轴向的中部位置，左出口与右出口位于同侧且与总入口相对布置，左出口与右出口沿总入口的轴向左右对称布置。

3.根据权利要求2所述的一种隔膜泵的柔性气动驱动方法，所述配气阀腔内设置有与其构成密封式滑动导向配合的配气阀芯，配气阀芯包括等大柱状的左芯体、右芯体以及同轴固定连接两者的心轴，心轴的直径小于左芯体的直径，左芯体用于对左出口进行封堵、右芯体用于对右出口进封堵，左芯体与配阀腔左端之间的最大距离等于左出口与配气阀腔左端之间的距离，右芯体与配气阀腔右端之间的最大距离等于右出口与配气阀腔右端之间的距离。

4.根据权利要求3所述的一种隔膜泵的柔性气动驱动方法，所述左出口与左气室之间设置有第一单向阀，所述右出口与右气室之间设置有第一单向阀。

5.根据权利要求4所述的一种隔膜泵的柔性气动驱动方法，第一单向阀包括单向阀体且单向阀体内设置有柱形中空内腔，单向阀体的输入端与左出口/右出口之间设置有用于连接接通两者的输入导管，单向阀体的输出端与左端盖/右端盖之间设置有用于连接接通两者的输出导管，所述单向阀体内腔靠近其输出端一端同轴固定设置有环形台阶，单向阀体内腔内还同轴设置有与其构成密封式滑动导向配合的密封筒体，密封筒体靠近单向阀体输出端一端开口布置、靠近单向阀体输入端一端封闭布置，密封筒体内设置有密封弹簧，密封弹簧一端与密封筒体的封闭端抵触、另一端与环形台阶抵触并且密封弹簧的弹力始终由环形台阶指向密封筒体的封闭端，所述单向阀体内腔内同轴开设有环形对接槽且环形对接槽位于环形台阶与单向阀体的输入端之间，所述密封筒体的外圆面上开设有与其内部接通的对接孔且对接孔靠近密封筒体的封闭端布置，对接孔设置有多个并且沿密封筒体所在圆周方向阵列布置，对接孔与对接槽之间的距离等于密封筒体与环形台阶之间的距离。

6.根据权利要求1所述的一种隔膜泵的柔性气动驱动方法，所述的排气阀包括两个排气阀体与一个共用的排气阀芯，两个排气阀体左右对称布置并且与左端盖、右端盖一一对应布置，位于左侧的排气阀体用于将左气室受压缩的气体排出、位于右侧的排气阀体用于将右气室受压缩的气体排出，排气阀芯用于控制排气阀芯内部的通断。

7.根据权利要求6所述的一种隔膜泵的柔性气动驱动方法，所述排气阀还包括固定安装于安装架上且位于缸体一另一侧的固定板且排气阀体固定安装于固定板上，排气阀体上开设有左右两端开口布置的柱状内腔且该内腔的轴向平行于往复杆的轴向，排气阀体背离固定板一端开设有与其内腔接通的排气入口、靠近固定板一端开设有与其内腔接通的排气出口且排气出口与外界接通，排气入口与排气出口正对布置，所述排气入口与同侧的第一单向阀之间设置有对接导管一，对接导管一的输入端与第一单向阀的内腔连接接通且该接通处位于环形台阶与初始状态下的密封筒体之间、对接导管一的输出端与排气入口连接接通，所述排气阀芯设置成轴向平行于往复杆轴向的杆状结构，排气阀芯沿其轴向的端部位置活动插接于排气阀体的内腔内且与其构成密封式滑动导向配合，排气阀芯沿其轴向端部位置的外圆面上开设有对接平槽且初始状态下对接平槽用于连接接通排气进口与排气出口。

8.根据权利要求7所述的一种隔膜泵的柔性气动驱动方法，所述排气阀芯沿其轴向中部位置上同轴固定套设有外置凸台，排气阀芯的外部活动套接有复位弹簧，复位弹簧设置有两个并且分别位于外置凸台的一侧，复位弹簧一端与外置凸台抵触、另一端与排气阀体抵触并且复位弹簧的弹力始终由排气阀体指向外置凸台，初始状态下两复位弹簧的弹力相互平衡并且使外置凸台位于两排气阀体中间。

9.根据权利要求8所述的一种隔膜泵的柔性气动驱动方法，所述的外置凸台靠近缸体一一侧面固定设置有长度方向平行于往复杆轴向的矩形连接板，连接板沿长度方向的中部位置与外置凸台固定连接，连接板沿其长度方向的一端设置有朝向缸体一延伸至的触发板，两触发板之间的距离小于主动活塞左右运动的距离，所述往复杆的端部位置上固定设置有联动架，联动架上固定设置有触发凸块且初始状态下触发凸块位于两触发板的中间位置。

10.根据权利要求1所述的一种隔膜泵的柔性气动驱动方法，所述的交替配气机构设置有两个，其中一交替配气机构设置于位于左侧的对接导管一与配气阀腔的右端之间，另一交替配合机构设置于位于右侧对接导管一与配气阀腔的左端之间，交替配气机构包括第二单向阀、对接导管二以及开设有若干排气孔的排气管，第二单向阀的输出端与排气阀腔的左端/右端连接接通，对接导管二的输入端与对接导管一连接接通，对接导管二的输出端与第二单向阀的输入端连接接通，第二单向阀的结构、大小、形状与第一单向阀完全一致，外排管的输入端与第二单向阀的内腔连接接通且该接通处位于第二单向阀中的环形台阶与初始状态下的密封筒体之间。

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