CN110821799B - 一种串联隔膜机构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种串联隔膜机构，涉及隔膜泵技术领域。包括隔膜、隔膜座、支撑组件、第一活动囊和第二活动囊，隔膜座上设有第一容腔、第二容腔和第三容腔，所述隔膜座设置有和第一容腔相连通的第一通道，以及分别和第二容腔相连通的第二通道和第三通道；第一活动囊和第二活动囊串联在一起，第一通道和第二通道分别和第一活动囊的第一囊腔相连通，第三通道和第三容腔分别和第二活动囊的第二囊腔相连通。本发明的隔膜泵具有可以长期稳定工作，隔膜机构不会发生失效的有益效果。

Description

一种串联隔膜机构

技术领域

本发明涉及隔膜泵的技术领域，特别是指一种带止回及防渗漏功能的隔膜泵的串联隔膜机构。

背景技术

隔膜式液泵是由电机提供圆周运动，再由机械装置使液泵内的隔膜做往复式运动，从而压缩、拉伸泵腔内的空气，在单向阀片的作用下，在出水孔或者进水口与外界大气压间产生压力差，在压力差的作用下，将水压入进水口，再从出水口排出。这种隔膜液泵已在小家电、医疗器械等场合得到较好的应用。

现有的一种由马达、偏心轮、钢针、曲杆、下座、钟形座、钟形、中层板、伞形、膜片、上盖、卡簧组成的隔膜泵；马达通电动作后，带动偏心轮做伞形运动，曲杆带动钟形做拉伸和压缩运动，钟形做拉伸运动时，钟形与围成的空间产生真空，进水止回伞形打开，出水膜片关闭；钟形做压缩运动时，进水止回伞形关闭，出水膜片打开。这样流体介质就可以成进水端流向出水端，再从出水端流出。在出水端连接一个单项止回阀，这样就形成一个防逆流和防滴漏的系统。

上述现有的隔膜泵存在以下缺陷：

（1）：现有的隔膜泵自身不具备止回系统，需要外接一个单项止回阀，这样造成了体积大、成本高、装配效率低。

（2）：现有隔膜泵采用2个伞形阀和1个膜片作为进出水系统，伞形阀容易发粘，易造成水泵开启压力偏大或者伞形阀打不开；而且伞形阀过异物能力差，在实际使用过程中，水中会夹杂着各种尺寸大小的异物颗粒，在水泵过水时，伞形阀容易吸附颗粒，造成进出水口堵塞，使隔膜泵不能工作。

（3）：现有隔膜泵的两个钟形囊是并联结构，产品的真空度和最大水压是由单个囊的压缩比决定的，所以产品真空度和最大水压相对比较小。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足而提供一种隔膜泵的串联隔膜机构，其开启压力稳定，可长期稳定工作。

为了达成上述目的，本发明的解决方案是：

一种串联隔膜机构，其包含：隔膜、隔膜座、支撑组件、第一活动囊和第二活动囊，所述隔膜设于隔膜座上，隔膜座、第一活动囊和第二活动囊支撑在所述支撑组件上，隔膜座上设有第一容腔、第二容腔和第三容腔，所述隔膜座设置有和所述第一容腔相连通的第一通道，以及分别和所述第二容腔相连通的第二通道和第三通道；所述第一活动囊和第二活动囊串联在一起，所述隔膜设置有容置于所述第一容腔的第一膜片，以及容置于所述第二容腔的第二膜片，所述第一活动囊包括设置有第一囊腔的第一囊形部，所述第二活动囊包括设置有第二囊腔的第二囊形部，所述第一通道和所述第二通道分别和所述第一囊腔相连通，所述第三通道和所述第三容腔分别和所述第二囊腔相连通。

作为进一步优化，所述第一膜片和所述第二膜片为配置在所述隔膜且能够上下活动并复位的片状几何体。

作为进一步优化，所述支撑组件包括底座，以及支撑在所述底座的支撑座，所述隔膜座支撑在所述支撑座上。

作为进一步优化，所述第一活动囊包括配置在所述第一囊形部且向下延伸的第一活动杆，所述第二活动囊包括配置在所述第二囊形部且向下延伸的第二活动杆，所述第一活动杆和所述第二活动杆分别连接驱动机构。

通过采用上述技术方案，本发明可以取得以下技术效果：

本发明的隔膜泵具有可以长期稳定工作，隔膜机构不会发生失效的有益效果。具体地，本案的隔膜泵在工作时，驱动机构将会驱动第一活动囊和第二活动囊交错上下活动，即：第一活动囊向下活动，且第二活动囊向上活动；或者第一活动囊向上活动，且第二活动囊向下活动。具体工作原理如下：当第一活动囊向下活动时，第一囊腔能够形成一定的负压，能够驱动外部的溶液自进液通道经第一容腔和第一通道，流入第一囊腔；且第一囊腔内的负压还能够驱动第二膜片向下活动并封住第二通道，防止第二囊腔内的溶液流入第一囊腔。当第二活动囊向上活动时，第二囊腔内的压力将会变大，能够驱动位于第二囊腔的溶液经第三容腔，并自出液通道流出；且在这个过程中由于第二囊腔内的压力将会进一步让第二膜片封住第二通道。当第一活动囊向上活动，以及第二活动囊向下活动时，将会让第一囊腔的压力变大，而第二囊腔的压力变小形成负压。因此，第一活动囊将会驱动第一膜片向上活动并封住进液通道，同时会顶开第二膜片，让位于第一囊腔的溶液能够经第二通道、第二容腔和第三通道，流入第二囊腔。本案的隔膜泵通过上述两个步骤即可稳定的经进液通道抽取外部的溶液，并从出液通道排出。在上述的两个步骤过程中，第一膜片和第二膜片能够上下活动，分别起到封住及打开进液通道和第二通道的作用，由于第一膜片和第二膜片在长期工作过程中，并不会出现发粘等失效作用，因此可以保证隔膜泵长期稳定的工作。

同时，本案的隔膜泵将第一活动囊及第二活动囊串联在一起，在隔膜泵在工作时，第一活动囊和第二活动囊交错上下活动，可以让第一囊腔和第二囊腔，处于负压和增压的情况是交错的。因此，第一囊腔和第二囊腔可以起到相互辅助的作用，让第一囊腔和第二囊腔可以形成更大的负压和增压，增加本案隔膜泵工作的动力。

相较于现有的隔膜泵，本发明在隔膜上设计第一膜片及第二膜片作为进出水端的止回阀片，相较于现有装配2个伞形和1个膜片的隔膜泵，本发明结构更简单，装片效率更高；第一膜片及第二膜片与伞形相比，不易发粘，且过异物能力更强。其次，本发明将第一活动囊及第二活动囊串联在一起，相比两囊体并联的隔膜泵，本发明可以节约空间体积，提高打水效率，真空度和最大水压都有很大的提高。

附图说明

图1是具有本发明串联隔膜机构的隔膜泵的轴侧结构示意图；

图2是图1所示的A-A方向的第一剖面示意图；

图3是图1的分解示意图；

图4是图1所示的A-A方向的第二剖面示意图；

图5是图1所示隔膜泵的分解断面结构示意图；

图6是具有本发明串联隔膜机构的隔膜泵第二实施例剖面结构示意图。

图中标记：

1-壳体机构；2-上盖；3-隔膜座；4-支撑组件；5-支撑座；6-底座；7-复位弹簧；8-止回球；9-止逆机构；10-隔膜；11-第一活动囊；12-第二活动囊；13-隔膜机构；14-摆动件；15-电机；16-驱动机构；17-进液通道；18-出液通道；19-第一膜片；20-第二膜片；21-第一通道；22-第二通道；23-第三通道；24-第一容腔；25-第二容腔；26-第三容腔；27-第一囊腔；28-第二囊腔；29-第一囊形部；30-第一活动杆；31-第二囊形部；32-第二活动杆；33-卡簧；34-第一开口；35-导向柱；36-活动通道；37-活动凹槽。

具体实施方式

为了进一步解释本发明的技术方案，下面通过具体实施例来对本发明进行详细阐述。

如图1、图2和图3所示，一种具有本发明串联隔膜机构的隔膜泵，包含：壳体机构1，其包括支撑组件4、支撑在支撑组件4的隔膜座3，以及支撑在隔膜座3且设置有进液通道17和出液通道18的上盖2；上盖2和隔膜座3之间夹持有第一容腔24、第二容腔25和第三容腔26，进液通道17能够和第一容腔24相连通，出液通道18能够和第三容腔26相连通；隔膜座3设置有和第一容腔24相连通的第一通道21，以及分别和第二容腔25相连通的第二通道22和第三通道23；隔膜机构13，其包括夹于上盖2和隔膜座3之间的隔膜10，支撑在支撑组件4且串联的第一活动囊11和第二活动囊12；隔膜10设置有容置于第一容腔24的第一膜片19，以及容置于第二容腔25的第二膜片20，第一活动囊11包括设置有第一囊腔27的第一囊形部29，第二活动囊12包括设置有第二囊腔28的第二囊形部31，第一通道21和第二通道22分别和第一囊腔27相连通，第三通道23和第三容腔26分别和第二囊腔28相连通；驱动机构16，其用以驱动第一活动囊11和第二活动囊12交错上下活动；止逆机构9，其包括止回球8和复位弹簧7，止回球8支撑在第二囊腔28和第三容腔26相连通的第一开口34处，复位弹簧7支撑在止回球8和上盖2之间；第一活动囊11向下活动，能够驱动外部的溶液自进液通道17经第一容腔24和第一通道21，流入第一囊腔27，且能够驱动第二膜片20向下活动并封住第二通道22；第二活动囊12向上活动，能够驱动位于第二囊腔28的溶液经第三容腔26，并自出液通道18流出；第一活动囊11向上活动，以及第二活动囊12向下活动，能够驱动第一膜片19向上活动并封住进液通道17，且能够驱动位于第一囊腔27的溶液经第二通道22、第二容腔25和第三通道23，流入第二囊腔28。具体地，由图3和图4所示，本实施例的隔膜泵在工作时，驱动机构16将会驱动第一活动囊11和第二活动囊12交错上下活动，即：第一活动囊11向下活动，且第二活动囊12向上活动；或者第一活动囊11向上活动，且第二活动囊12向下活动。其中，本实施例的隔膜泵，具体工作原理如下：A：当第一活动囊11向下活动时，第一囊腔27能够形成一定的负压，能够驱动外部的溶液自进液通道17经第一容腔24和第一通道21，流入第一囊腔27；且第一囊腔27内的负压还能够驱动第二膜片20向下活动并封住第二通道22，防止第二囊腔28内的溶液流入第一囊腔27。当第二活动囊12向上活动时，第二囊腔28内的压力将会变大，能够驱动位于第二囊腔28的溶液经第三容腔26，并自出液通道18流出；且在这个过程中由于第二囊腔28内的压力将会进一步让第二膜片20封住第二通道22。B：当第一活动囊11向上活动，以及第二活动囊12向下活动时，将会让第一囊腔27的压力变大，而第二囊腔28的压力变小形成负压。因此，第一活动囊11将会驱动第一膜片19向上活动并封住进液通道17，同时会顶开第二膜片20，让位于第一囊腔27的溶液能够经第二通道22、第二容腔25和第三通道23，流入第二囊腔28。

本实施例的隔膜泵通过上述A、B步骤即可稳定的经进液通道17抽取外部的溶液，并从出液通道18排出。在上述的两个步骤过程中，第一膜片19和第二膜片20能够上下活动，分别起到封住及打开进液通道17和第二通道22的作用，由于第一膜片19和第二膜片20在长期工作过程中，并不会出现发粘等失效作用，因此可以保证隔膜泵长期稳定的工作。同时，本案的隔膜泵其第一活动囊11和第二活动囊12是串联的，在隔膜泵在工作时，第一活动囊11和第二活动囊12交错上下活动，可以让第一囊腔27和第二囊腔28，处于负压和增压的情况是交错的。因此，第一囊腔27和第二囊腔28可以起到相互辅助的作用，让第一囊腔27和第二囊腔28可以形成更大的负压和增压，增加本案隔膜泵工作的动力。

此外，由图3和图4所示，在本实施例中，当第二活动囊12向上活动时，第二囊腔28内的溶液会顶开止回球8并压缩复位弹簧7。当第二活动囊12向下活动，复位弹簧7会驱动止回球8封住第一开口34。当然，需要说明的是，当隔膜泵处于不工作时，复位弹簧7也会驱动止回球8封住第一开口34。通过上述止逆机构9，一方面可以保证第二囊腔28的溶液排出时，具有更好和更稳定的压力。另一面，在第二囊腔28处于负压时，外部的溶液不会经过出液通道18逆流到第二囊腔28。

由图4所述，在本实施例中，隔膜座3设置有向上延伸且位于第三容腔26的导向柱35，该导向柱35设置有和第一开口34相通的活动通道36，止回球8和复位弹簧7均位于活动通道36。当第二活动囊12向上活动时，第二囊腔28内的溶液会顶开止回球8，让止回球8沿活动通道36向上活动并压缩复位弹簧7。当第二活动囊12向下活动，复位弹簧7会驱动止回球8沿活动通道36向下活动，以封住第一开口34。在本实施例中，止回球8为钢球。在另一实施例中，止回球8可以为其他材质制成的球体。此外，在本实施例中，第一开口34为开口朝上的锥形口，第一开口34的侧面所夹的角度J为60°，止回球8与第一开口34的相切点距第一开口34底部的距离L为0.15mm。在另一实施例中，第一开口34的侧面所夹的角度J可以为50°~70°，止回球8与第一开口34的相切点距第一开口34底部的距离可以为0.1~0.2mm。上述结构和参数的第一开口34在保证具有良好出水效率的同时，还具有良好的过异物能力。

由图3所示，在本实施例中，第一膜片19和第二膜片20为配置在隔膜10且能够上下活动并复位的片状几何体。具体地，隔膜10为柔性密封材料，如：采用硅胶、NBR等制成的片状几何体。其中，第一膜片19和第二膜片20通过镂空手法设置于隔膜10上，第一膜片19和第二膜片20受到外力作用时，能够实现向上和向下的适当变形活动。由图4所示，隔膜10夹于上盖2和隔膜座3之间，不仅能够起到密封上盖2和隔膜座3的边缘，同时可以让第一容腔24、第二容腔25和第三容腔26相对隔离，让第一容腔24、第二容腔25和第三容腔26之间不能通过端面连通。

由图2所示，在本实施例中，支撑组件4内置有用以容置隔膜机构13的容腔，支撑组件4包括底座6，以及支撑在底座6的支撑座5，隔膜座3支撑在支撑座5上。具体地，底座6再支撑在电机15上，支撑组件4可以起到保护隔膜机构13和驱动机构16的作用。

由图3所示，在本实施例中，第一活动囊11包括配置在第一囊形部29且向下延伸的第一活动杆30，第二活动囊12包括配置在第二囊形部31且向下延伸的第二活动杆32，第一活动杆30和第二活动杆32分别配置在驱动机构16。由图2和图3所示，驱动机构16包括电机15，以及向内倾斜配置在电机15输出端且呈“T”字形的摆动件14，该摆动件14能够相对电机15输出端旋转。其中，第一活动杆30和第二活动杆32分别配置在摆动件14的上部的左右两端。当电机15旋转时，由于摆动件14倾斜配置在电机15输出端，且摆动件14能够相对电机15输出端旋转，因此摆动件14将会左右反复翘动。

由图1和图5所示，在本实施例中，壳体机构1包括一对分别套置在壳体机构1左右两侧的卡簧33，该卡簧33能够将上盖2、隔膜座3、支撑座5，以及底座6连接卡合在一起。

第二实施例：

由图6所示，在本实施例中，止逆机构9也包括止回球8和复位弹簧7。具体地，上盖2设置有和复位弹簧7、止回球8均相适配的活动凹槽37，复位弹簧7位于活动凹槽37。当第二活动囊12向上活动时，第二囊腔28内的溶液会顶开止回球8，让止回球8向上活动并压缩复位弹簧7。当第二活动囊12向下活动，复位弹簧7会驱动止回球8向下活动，以封住第一开口34。其中，活动凹槽37可以起到定位复位弹簧7的作用。同时，相较于第一实施例，本案的活动凹槽37为倒置于上盖2的凹槽，不会堆积异物，过异物的能力更强，保证止逆机构9能够长期稳定的工作。此外，本实施例隔膜泵的其他结构均和第一实施例相同，在此不再赘述。

上述实施例和图式并非限定本发明的产品形态和式样，任何所属技术领域的普通技术人员对其所做的适当变化或修饰，皆应视为不脱离本发明的专利范畴。

Claims (3)

1.一种串联隔膜机构，其特征在于，包含：隔膜（10）、隔膜座(3)、支撑组件(4)、第一活动囊(11)和第二活动囊(12)，所述隔膜(10)设于上盖(2)与隔膜座(3)之间，隔膜(10)为柔性密封材料，隔膜座（3）、第一活动囊(11)和第二活动囊(12)支撑在所述支撑组件（4）上，隔膜座(3)上设有第一容腔(24)、第二容腔(25)和第三容腔(26)，所述隔膜座(3)设置有和所述第一容腔(24)相连通的第一通道(21)，以及分别和所述第二容腔(25)相连通的第二通道(22)和第三通道(23)；所述第一活动囊(11)和第二活动囊(12)串联在一起，所述隔膜(10)设置有容置于所述第一容腔(24)的第一膜片(19)，以及容置于所述第二容腔(25)的第二膜片(20)，所述第一活动囊(11)包括设置有第一囊腔(27)的第一囊形部(29)，所述第二活动囊(12)包括设置有第二囊腔(28)的第二囊形部(31)，所述第一通道(21)和所述第二通道(22)分别和所述第一囊腔(27)相连通，所述第三通道(23)和所述第三容腔(26)分别和所述第二囊腔(28)相连通，隔膜（10）让第一容腔（24）、第二容腔（25）和第三容腔（26）相对隔离，让第一容腔（24）、第二容腔（25）和第三容腔（26）之间不能通过端面连通；

第一活动囊（11）向下活动时，第一囊腔（27）形成一定的负压，能够驱动外部的溶液自进液通道（17）经第一容腔（24）和第一通道（21），流入第一囊腔（27）；且第一囊腔（27）内的负压还能够驱动第二膜片（20）向下活动并封住第二通道（22），防止第二囊腔（28）内的溶液流入第一囊腔（27）；第二活动囊（12）向上活动时，第二囊腔（28）内的压力将会变大，能够驱动位于第二囊腔（28）的溶液经第三容腔（26），并自出液通道（18）流出；且在这个过程中由于第二囊腔（28）内的压力将会进一步让第二膜片（20）封住第二通道（22）；第一活动囊（11）向上活动，以及第二活动囊（12）向下活动，将会让第一囊腔（27）的压力变大，而第二囊腔（28）的压力变小形成负压，第一活动囊（11）将会驱动第一膜片（19）向上活动并封住进液通道（17），同时会顶开第二膜片（20），让位于第一囊腔（27）的溶液能够经第二通道（22）、第二容腔（25）和第三通道（23），流入第二囊腔（28），

所述第一膜片(19)和所述第二膜片(20)为配置在所述隔膜(10)且能够上下活动并复位的片状几何体。

2.根据权利要求1所述的一种串联隔膜机构，其特征在于：所述支撑组件(4)内置有用以容置所述隔膜机构(13)的容腔，所述支撑组件(4)包括底座(6)，以及支撑在所述底座(6)的支撑座(5)，所述隔膜座(3)支撑在所述支撑座(5)上。

3.根据权利要求1所述的一种串联隔膜机构，其特征在于：所述第一活动囊(11)包括配置在所述第一囊形部(29)且向下延伸的第一活动杆(30)，所述第二活动囊(12)包括配置在所述第二囊形部(31)且向下延伸的第二活动杆(32)，所述第一活动杆(30)和所述第二活动杆(32)分别连接驱动机构(16)。

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