CN110886726B - 一种隔膜泵出口双缓冲器 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种隔膜泵出口双缓冲器，解决现有隔膜泵的出口缓冲装置缓冲效果较差、对隔膜泵出口压力补偿效果差以及维护成本较高的问题。其包括出口缓冲管、低压缓冲组件和高压缓冲组件，低压缓冲组包括低压蓄能器和低压控制装置，高压缓冲组包括高压蓄能器和高压控制装置；低压蓄能器通过低压控制装置安装在出口缓冲管上，高压蓄能器通过高压控制装置安装在出口缓冲管上，出口缓冲管包括缓冲壳体、入口法兰、出口法兰、内软管和外软管；缓冲壳体为套筒结构，内软管套装在外软管内，外软管设置在缓冲壳体内，且通过设置在缓冲壳体两端的入口法兰、出口法兰压紧；低压控制装置和高压控制装置结构相同，包括阀座、阀芯、弹簧和衬套。

Description

一种隔膜泵出口双缓冲器

技术领域

本发明涉及隔膜泵，具体涉及一种隔膜泵出口双缓冲器。

背景技术

隔膜泵通过往复运动实现介质的输送，其输出的瞬间流量随时间按三角函数关系脉动变化，若要确保出口管路压力的稳定，此时必须对压力进行补偿。目前，通过在隔膜泵出口管路安装单个蓄能器，以降低隔膜泵出口压力和流量脉动。但是，此种方法仅采用蓄能器，且蓄能器直接与输出管路相通，蓄能器与管路接通面积较小，对隔膜泵出口压力补偿效果较差。其次，蓄能器直接与输出管路连通，使得蓄能器直接与物料接触，蓄能器所受冲击大，使得蓄能器不仅容易损坏且使用寿命缩短，需经常停泵更换蓄能器，维护及使用成本较高。

发明内容

本发明的目的是解决现有隔膜泵的出口缓冲装置缓冲效果较差、对隔膜泵出口压力补偿效果差以及维护成本较高的问题，提供一种隔膜泵出口双缓冲器。

本发明的技术方案如下：

一种隔膜泵出口双缓冲器，包括出口缓冲管、低压缓冲组件和高压缓冲组件，所述低压缓冲组件包括低压蓄能器和低压控制装置，所述高压缓冲组件包括高压蓄能器和高压控制装置；所述低压蓄能器通过低压控制装置安装在出口缓冲管上，所述高压蓄能器通过高压控制装置安装在出口缓冲管上；所述出口缓冲管包括缓冲壳体、入口法兰、出口法兰、内软管和外软管；所述缓冲壳体为套筒结构，所述内软管套装在外软管内，所述外软管设置在缓冲壳体内，且通过设置在缓冲壳体两端的入口法兰、出口法兰压紧；所述低压控制装置和高压控制装置结构相同，包括阀座、阀芯、弹簧和衬套；所述阀座包括固定设置内筒体和外筒体，且内筒体和外筒体之间设置有过流通孔，所述阀芯设置在内筒体内，且阀芯与内筒体之间设置有衬套，所述弹簧的一端套装在阀芯底端，另一端套装在内筒体的外周面上；所述低压控制装置安装在缓冲壳体上的通孔内，低压控制装置的阀座顶端与低压蓄能器连通，阀芯的底端设置在缓冲壳体和外软管之间的腔体内；所述高压控制装置安装在缓冲壳体上的通孔内，高压控制装置的阀座顶端与高压蓄能器连通，阀芯的底端设置在缓冲壳体和外软管之间的腔体内。

进一步地，所述缓冲壳体的内表面为向内凹的曲面。

进一步地，所述缓冲壳体与入口法兰之间设置有入口薄法兰，所述缓冲壳体与出口法兰之间设置有出口薄法兰，所述内软管和外软管的两端均设置有压紧凸台，所述内软管右侧的压紧凸台被入口薄法兰与入口法兰压紧，左侧的压紧凸台被出口薄法兰与出口法兰压紧，所述外软管右侧的压紧凸台被入口薄法兰与缓冲壳体压紧，左侧的压紧凸台被出口薄法兰与缓冲壳体压紧。

进一步地，所述内软管右侧的压紧凸台与外软管右侧的压紧凸台之间设置有压膜环，所述内软管左侧的压紧凸台与外软管左侧的压紧凸台之间设置有压膜环。

进一步地，所述低压蓄能器通过低压缓冲转接块与低压控制装置连通，所述高压蓄能器通过高压缓冲转接块与高压控制装置连通，所述低压缓冲转接块与高压缓冲转接块均为套筒结构，均固定设置在缓冲壳体上。

进一步地，所述低压蓄能器的出口与低压缓冲转接块之间设置有密封圈，所述高压蓄能器的出口与高压缓冲转接块之间设置有密封圈。

进一步地，所述阀芯的末端设置有螺母，用于对阀芯的轴向运动进行限位。

进一步地，还包括软管故障监测装置，所述软管故障监测装置包括故障监测阀和压力传感器，所述故障监测阀的进口与双软管之间的间隙连通，出口与压力传感器连接；所述故障监测阀包括壳体、上螺塞、下螺塞、导向套、阀芯球和压缩弹簧；所述壳体内设置有进口流道、出口流道和中间流道；所述中间流道为贯穿壳体轴向的通孔，所述进口流道的一端与双软管之间的间隙连通，另一端与中间流道连通；所述出口流道的一端与压力传感器连通，另一端与中间流道连通；所述上螺塞设置在壳体的上端，用于封闭中间流道的上端，所述下螺塞设置在壳体的下端，用于封闭中间流道的下端；所述阀芯球、压缩弹簧、导向套均设置在中间流道内，所述阀芯球用于阻断进口流道与出口流道之间的通道，所述压缩弹簧的一端与阀芯球接触，另一端通过导向套限位，所述导向套固定设置在中间流道内，其底端设置有豁口，所述豁口的径向尺寸大于阀芯球的直径。

进一步地，所述导向套的内表面设置有限位凸台，所述压缩弹簧通过限位凸台进行安装和轴向限位。

进一步地，所述导向套通过挡圈轴向固定在中间流道内。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

1.本发明隔膜泵出口双缓冲器有效降低了隔膜泵的出口压力、流量脉动，使得出口管路压力、流量稳定。

2.本发明提供的隔膜泵出口双缓冲器中，低压缓冲组件、高压缓冲组件通过出口缓冲管与出口管路连接，使得低压蓄能器和高压蓄能器的使用寿命大大提高，使用、维护成本大大降低。

3.本发明隔膜泵出口双缓冲器设置有故障监测阀和压力传感器，该装置用于监测双软管间的压力，当软管出现故障，内软管破裂，软管间压力就会迅速上升，软管故障监测装置测得压力超出设定值，软管故障监测装置报警。

附图说明

图1为本发明隔膜泵出口双缓冲器结构图；

图2为本发明隔膜泵出口双缓冲器中高压控制装置的结构图；

图3为本发明隔膜泵出口双缓冲器中出口缓冲管的结构图；

图4为本发明软管故障监测装置的结构图；

图5为本发明故障监测阀中导向套的结构示意图；

图6为图5的B-B剖视图。

附图标记：1-低压蓄能器，2-低压控制装置，3-出口缓冲管，4-高压蓄能器，5-高压控制装置，6-低压缓冲转接块，7-缓冲液，8-压力传感器，9-故障监测阀，10-高压缓冲转接块，31-缓冲壳体，32-入口法兰，33-出口法兰，34-内软管，35-外软管，36-入口薄法兰，37-出口薄法兰，38-压紧凸台，39-压膜环，51-阀座，52-阀芯，53-弹簧，54-衬套，55-螺母，511-内筒体，512-外筒体，513-过流通孔，93-壳体，94-上螺塞，95-下螺塞，96-导向套，97-阀芯球，98-压缩弹簧，99-进口流道，910-出口流道，911-中间流道，912-挡圈，913-限位凸台，914-第一密封圈，915-豁口。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本发明的内容作进一步详细描述。

本发明隔膜泵出口双缓冲器安装在隔膜泵出口，有效降低隔膜泵的出口压力、流量脉动，确保出口管路压力、流量的稳定。

如图1至图3所示，本发明提供的隔膜泵出口双缓冲器包括出口缓冲管3、低压缓冲组件、高压缓冲组件、故障监测阀9和压力传感器8，低压缓冲组件包括低压蓄能器1和低压控制装置2，低压蓄能器1的容积大、压力低；高压缓冲组包括高压蓄能器4和高压控制装置5，高压蓄能器4的容积小、压力高；低压蓄能器1通过低压控制装置2安装在出口缓冲管3上，高压蓄能器4通过高压控制装置5安装在出口缓冲管3上。

如图3所示，出口缓冲管3包括缓冲壳体31、入口法兰32、出口法兰33、内软管34和外软管35；缓冲壳体31为套筒结构，内软管34套装在外软管35内，外软管35设置在缓冲壳体31内，且通过设置在缓冲壳体31两端的入口法兰32、出口法兰33压紧。具体的，缓冲壳体31与入口法兰32之间设置有入口薄法兰36，缓冲壳体31与出口法兰33之间设置有出口薄法兰37，内软管34和外软管35的两端均设置有压紧凸台38，内软管34右侧的压紧凸台38被入口薄法兰36与入口法兰32压紧，左侧的压紧凸台38被出口薄法兰37与出口法兰33压紧，外软管35右侧的压紧凸台38被入口薄法兰36与缓冲壳体31压紧，左侧的压紧凸台38被出口薄法兰37与缓冲壳体31压紧。内软管34右侧的压紧凸台38与外软管35右侧的压紧凸台38之间设置有压膜环39，内软管34左侧的压紧凸台38与外软管35左侧的压紧凸台38之间设置有压膜环39，压膜环39支撑内软管34，保证内外软管35间有一定间隙。

缓冲壳体31的内表面为向内凹的曲面，从而增大缓冲壳体31与外软管35接触面积，缓冲壳体31中装有双软管(内软管34和外软管35)，内软管34与物料接触，外软管35与缓冲液7接触。缓冲液7与外软管35接触面积较大，输送物料与内软管34接触面积同样较大，通过这样的结构，低压蓄能器1、高压蓄能器4与出口缓冲管3的接触面积大幅增加，从而明显改善了隔膜泵出口压力补偿效果，使得缓冲效果明显改善。

如图2所示，低压控制装置2和高压控制装置5结构相同，均包括阀座51、阀芯52、弹簧53和衬套54；阀座51包括固定设置内筒体511和外筒体512，且内筒体511和外筒体512之间设置有过流通孔513，阀芯52设置在内筒体511内，且阀芯52与内筒体511之间设置有衬套54，弹簧53的一端套装在阀芯52底端，另一端套装在内筒体511的外周面上；低压控制装置2安装在缓冲壳体31上的通孔内，阀座51顶端与低压蓄能器1连通，阀芯52的底端设置在缓冲壳体31和外软管35之间的腔体内；高压控制装置5同样安装在缓冲壳体31上的通孔内，阀座51顶端与高压蓄能器4连通，阀芯52的底端设置在缓冲壳体31和外软管35之间的腔体内。具体的，低压蓄能器1通过低压缓冲转接块6与低压控制装置2连通，高压蓄能器4通过高压缓冲转接块10与高压控制装置5连通，低压缓冲转接块6与高压缓冲转接块10均为套筒结构，均固定设置在缓冲壳体31上。低压蓄能器1的出口与低压缓冲转接块6之间设置有密封圈，高压蓄能器4的出口与高压缓冲转接块10之间设置有密封圈。阀芯52的末端设置有螺母55，用于对阀芯52的轴向运动进行限位。

故障监测阀9和压力传感器8用于监测双软管间的压力，当软管出现故障，内软管34破裂，软管间压力就会迅速上升，软管故障监测装置测得压力超出设定值，软管故障监测装置报警。故障监测阀的进口与双软管之间的间隙连通，出口与压力传感器8连接。故障监测阀的开启压力为2bar，而双软管间正常压力≤2bar，所以软管在正常工作状态时，故障监测阀不会开启，压力传感器处无油压，压力传感器此时并不工作；当内软管34破裂时，双软管腔压力会突然增大，物料会推开单向阀，到达压力传感器8，压力传感器8工作，发出报警信号。

如图4、图5和图6所示，故障监测阀包括壳体93、上螺塞94、下螺塞95、导向套96、阀芯球97和压缩弹簧98。壳体93内设置有进口流道99、出口流道910和中间流道911；进口流道99设置在壳体93的下端，出口流道910设置在壳体93的上端，进口流道99、出口流道910平行设置，且与中间流道911垂直设置；中间流道911为贯穿壳体93轴向的通孔，进口流道99的一端与双软管之间的间隙连通，另一端与中间流道911连通；出口流道910的一端与压力传感器8连通，另一端与中间流道911连通。上螺塞94设置在壳体93的上端，用于封闭中间流道911的上端，下螺塞95设置在壳体93的下端，用于封闭中间流道911的下端；壳体93的顶端安装有上螺塞94，拆掉上螺塞94，可有效排出双软管腔内的空气。壳体93的底端安装有下螺塞95，拆掉下螺塞95，亦可有效排出故障监测阀内残留的介质。同时，上螺塞94和壳体93的接触面上设置有密封圈，下螺塞95和壳体93的接触面上设置有密封圈，壳体93与缓冲壳体31的接触面上设置有密封圈，密封圈可为O型密封圈，可对中间流道911故障监测阀的流道进行密封，防止外界环境对故障监测阀内压力的影响，同时也防止外界水或灰尘进入壳体93内。

阀芯球97、压缩弹簧98、导向套96均设置在中间流道911内，阀芯球97用于阻断进口流道99与出口流道910之间的通道，压缩弹簧98的一端与阀芯球97接触，另一端通过导向套96限位，导向套96固定设置在中间流道911内，其底端设置有豁口915，豁口915的径向尺寸大于阀芯球97的直径。具体的，导向套96通过挡圈912轴向固定在中间流道911内，导向套96的内表面设置有限位凸台913，压缩弹簧98通过限位凸台913进行安装和轴向限位。导向套96的豁口915的数量为四个，沿导向套96底端周向均布。当故障监测阀完全打开，阀芯球97压在导向套96倒角棱边上，阀芯球97与导向套96在四处豁口915处形成了狭小的过流通道，形成了有效的液压阻尼，对物料压力冲击起到了有效缓冲作用，有效保护了压力传感器8。

在隔膜泵的工作过程中，缓冲液7通过高压控制装置5与高压蓄能器4相通，通过低压控制装置2与低压蓄能器1相通。缓冲液7被压缩，压力升高，流入蓄能器，此时高压控制装置5和低压控制装置2的阀芯52上下两侧压力差若发生变化，阀芯52就会发生相应移动。压差增大，高压控制装置5和低压控制装置2的阀芯52会逐渐向上移动，阀芯52与阀座51间的过流阀口会被逐渐关小，阀口过流面积会逐渐减小；压差减小，高压控制装置5和低压控制装置2的阀芯52会逐渐向下移动，阀芯52与阀座51间的过流阀口会被逐渐增大，阀口过流面积会逐渐增大。压力差增大，过流面积减小，压力差减小，过流面积增大，缓冲液7流量脉动有效降低，很好的满足了缓冲软管得缓冲需要。故当缓冲液7被压缩，压力升高，流入蓄能器时，通过高压控制装置5和低压控制装置2可有效降低缓冲液7流量脉动。(若没有高压控制装置5和低压控制装置2，缓冲液7与蓄能器的通流面积固定，当缓冲液7压力升高，缓冲液7流入蓄能器，其流量只与压力差有关，缓冲液7流量脉动较大，对蓄能器冲击较大，蓄能器寿命短，同时缓冲器缓冲效果较差。)同时，当缓冲液7由蓄能器流出时，低压控制装置2和高压控制装置5的阀口是全开的，充分保证缓冲液7的迅速流出，满足容腔的充液要求。通过低压控制装置2和高压控制装置5，缓冲液7流入蓄能器流量基本是均匀稳定的，迅速流出蓄能器，很好的满足软管(出口缓冲器)的缓冲要求。

本发明蓄能器工作过程更为平缓、稳定，缓冲液7流入蓄能器流量更为均匀稳定，流出蓄能器更为迅速，更好的满足软管(出口缓冲器)的缓冲要求。本发明采用低压缓冲组件、高压缓冲组件实现缓冲，低压控制装置2、高压控制装置5与低压蓄能器1、高压蓄能器4一对一匹配，缓冲液7流入蓄能器的流量更为均匀稳定，流出蓄能器更为迅速，更好的满足软管(出口缓冲器)的缓冲要求。两个缓冲部件合理匹配设置，充液时，低压缓冲部件先单独工作，然后两个缓冲部件同时工作；排液时，缓冲部件工作顺序与充液时相反。

若只采用一个控制装置与两个蓄能器相接，控制装置要兼顾与两个蓄能器匹配，所以控制装置与蓄能器并不完全匹配。本发明的低压缓冲组件由低压蓄能器1与低压控制装置组成。高压缓冲组件由高压蓄能器4与高压控制装置组成。低压控制装置与高压控制装置是不同的两个部件，低压控制装置、高低压控制装置与蓄能器一对一匹配。低压控制装置、高压控制装置根据蓄能器的参数及流入蓄能器的缓冲液7的流量进行设计的，与蓄能器完全匹配，流入蓄能器的缓冲液7流量脉动与单缓冲相比进一步降低。低压缓冲组件、高压缓冲组件分别与出口缓冲管3连接(并联)，其效果与单缓冲并联是一样的。与单缓冲相比，总体来说双缓冲对缓冲液7的缓冲效果更好，缓冲器的缓冲效果进一步提高，进一步降低了隔膜泵出口压力、流量脉动。

若只采用一个稳压控制装置与两个蓄能器相接，单缓冲蓄能器与出口缓冲管3间只有一个接通口。本发明双缓冲有两个单独的蓄能器，两个蓄能器分别与出口缓冲管3接通，双缓冲有两个接通液口，且处于出口缓冲管3的两端。出口缓冲管3上有两个缓冲口(蓄能器接通口)，且处于两端，能对缓冲液7产生较为均匀的缓冲效果；单缓冲出口缓冲管3上只有一个缓冲口，与双缓冲相比，单缓冲对缓冲液7缓冲的均匀性要差一些。与单缓冲相比，双缓冲液7缓冲的更为均匀，缓冲液7流量脉动进一步降低，缓冲器的缓冲效果进一步提高，进一步降低了隔膜泵出口压力、流量脉动。

本发明出口缓冲管3、低压缓冲组件、高压缓冲组件组成了出口缓冲器。出口缓冲管3增加了蓄能器与管路的接触面积，同时低压缓冲组件、高压缓冲组件合理匹配，使得缓冲液7流入蓄能器流量更为均匀稳定，流出蓄能器更为迅速，蓄能器工作过程更为平缓、稳定，从而有效降低了隔膜泵出口的压力、流量脉动，出口管路压力、流量稳定。

Claims (9)

1.一种隔膜泵出口双缓冲器，其特征在于：包括出口缓冲管(3)、低压缓冲组件、高压缓冲组件和软管故障监测装置，所述低压缓冲组件包括低压蓄能器(1)和低压控制装置(2)，所述高压缓冲组件包括高压蓄能器(4)和高压控制装置(5)；所述低压蓄能器(1)通过低压控制装置(2)安装在出口缓冲管(3)上，所述高压蓄能器(4)通过高压控制装置(5)安装在出口缓冲管(3)上；

所述出口缓冲管(3)包括缓冲壳体(31)、入口法兰(32)、出口法兰(33)、内软管(34)和外软管(35)；所述缓冲壳体(31)为套筒结构，所述内软管(34)套装在外软管(35)内，所述外软管(35)设置在缓冲壳体(31)内，且通过设置在缓冲壳体(31)两端的入口法兰(32)、出口法兰(33)压紧；

所述低压控制装置(2)和高压控制装置(5)结构相同，包括阀座(51)、阀芯(52)、弹簧(53)和衬套(54)；所述阀座(51)包括固定设置内筒体(511)和外筒体(512)，且内筒体(511)和外筒体(512)之间设置有过流通孔(513)，所述阀芯(52)设置在内筒体(511)内，且阀芯(52)与内筒体(511)之间设置有衬套(54)，所述弹簧(53)的一端套装在阀芯(52)底端，另一端套装在内筒体(511)的外周面上；

所述低压控制装置(2)安装在缓冲壳体(31)上的通孔内，低压控制装置(2)的阀座(51)顶端与低压蓄能器(1)连通，阀芯(52)的底端设置在缓冲壳体(31)和外软管(35)之间的腔体内；

所述高压控制装置(5)安装在缓冲壳体(31)上的通孔内，高压控制装置(5)的阀座(51)顶端与高压蓄能器(4)连通，阀芯(52)的底端设置在缓冲壳体(31)和外软管(35)之间的腔体内；

所述软管故障监测装置包括故障监测阀(9)和压力传感器(8)，所述故障监测阀(9)的进口与内软管(34)、外软管(35)之间的间隙连通，出口与压力传感器(8)连接；

所述故障监测阀包括壳体(93)、上螺塞(94)、下螺塞(95)、导向套(96)、阀芯球(97)和压缩弹簧(98)；所述壳体(93)内设置有进口流道(99)、出口流道(910)和中间流道(911)；所述中间流道(911)为贯穿壳体(93)轴向的通孔，所述进口流道(99)的一端与内软管(34)、外软管(35)之间的间隙连通，另一端与中间流道(911)连通；所述出口流道(910)的一端与压力传感器(8)连通，另一端与中间流道(911)连通；所述上螺塞(94)设置在壳体(93)的上端，用于封闭中间流道(911)的上端，所述下螺塞(95)设置在壳体(93)的下端，用于封闭中间流道(911)的下端；所述阀芯球(97)、压缩弹簧(98)、导向套(96)均设置在中间流道(911)内，所述阀芯球(97)用于阻断进口流道(99)与出口流道(910)之间的通道，所述压缩弹簧(98)的一端与阀芯球(97)接触，另一端通过导向套(96)限位，所述导向套(96)固定设置在中间流道(911)内，其底端设置有豁口(915)，所述豁口(915)的径向尺寸大于阀芯球(97)的直径。

2.根据权利要求1所述的隔膜泵出口双缓冲器，其特征在于：所述缓冲壳体(31)的内表面为向内凹的曲面。

3.根据权利要求2所述的隔膜泵出口双缓冲器，其特征在于：所述缓冲壳体(31)与入口法兰(32)之间设置有入口薄法兰(36)，所述缓冲壳体(31)与出口法兰(33)之间设置有出口薄法兰(37)，所述内软管(34)和外软管(35)的两端均设置有压紧凸台(38)，所述内软管(34)右侧的压紧凸台(38)被入口薄法兰(36)与入口法兰(32)压紧，左侧的压紧凸台(38)被出口薄法兰(37)与出口法兰(33)压紧，所述外软管(35)右侧的压紧凸台(38)被入口薄法兰(36)与缓冲壳体(31)压紧，左侧的压紧凸台(38)被出口薄法兰(37)与缓冲壳体(31)压紧。

4.根据权利要求3所述的隔膜泵出口双缓冲器，其特征在于：所述内软管(34)右侧的压紧凸台(38)与外软管(35)右侧的压紧凸台(38)之间设置有压膜环(39)，所述内软管(34)左侧的压紧凸台(38)与外软管(35)左侧的压紧凸台(38)之间设置有压膜环(39)。

5.根据权利要求4所述的隔膜泵出口双缓冲器，其特征在于：所述低压蓄能器(1)通过低压缓冲转接块(6)与低压控制装置(2)连通，所述高压蓄能器(4)通过高压缓冲转接块(10)与高压控制装置(5)连通，所述低压缓冲转接块(6)与高压缓冲转接块(10)均为套筒结构，均固定设置在缓冲壳体(31)上。

6.根据权利要求5所述的隔膜泵出口双缓冲器，其特征在于：所述低压蓄能器(1)的出口与低压缓冲转接块(6)之间设置有密封圈，所述高压蓄能器(4)的出口与高压缓冲转接块(10)之间设置有密封圈。

7.根据权利要求6所述的隔膜泵出口双缓冲器，其特征在于：所述阀芯(52)的末端设置有螺母(55)，用于对阀芯(52)的轴向运动进行限位。

8.根据权利要求1至7任一所述的隔膜泵出口双缓冲器，其特征在于：所述导向套(96)的内表面设置有限位凸台(913)，所述压缩弹簧(98)通过限位凸台(913)进行安装和轴向限位。

9.根据权利要求8所述的隔膜泵出口双缓冲器，其特征在于：所述导向套(96)通过挡圈(912)轴向固定在中间流道(911)内。

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