CN110905866B - 一种隔膜泵出口单缓冲器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种隔膜泵出口单缓冲器，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、蓄能器和稳压控制装置；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；内软管套装在外软管内，外软管设置在缓冲壳体内，且内软管、外软管通过设置在缓冲壳体两端的入口法兰、出口法兰压紧；第一囊式蓄能器和第二囊式蓄能器的出口通过缓冲分配器并联设置；稳压控制装置包括阀座、阀芯、弹簧和衬套；阀座包括内筒体和外筒体，阀芯设置在内筒体内，且阀芯与内筒体之间设置有衬套，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。

Description

一种隔膜泵出口单缓冲器

技术领域

本发明涉及隔膜泵，具体涉及一种隔膜泵出口单缓冲器。

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，此时必须对压力进行补偿，从而确保出口管路压力的稳定。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，此种措施仅采用蓄能器，缓冲效果较差。其次，蓄能器直接与输出管路相通，蓄能器与管路接通面积较小(蓄能器入口面积)，对隔膜泵出口压力补偿效果较差。再次，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单缓冲器。

为了实现上述目的，本发明采用下述技术方案：

一种隔膜泵出口单缓冲器，包括出口缓冲管、蓄能器和稳压控制装置，所述蓄能器通过稳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，且内软管、外软管通过设置在缓冲壳体两端的入口法兰、出口法兰压紧；所述蓄能器包括第一囊式蓄能器和第二囊式蓄能器，所述第一囊式蓄能器为低压蓄能器，所述第二囊式蓄能器为高压蓄能器，且第一囊式蓄能器和第二囊式蓄能器的出口通过缓冲分配器并联设置；所述稳压控制装置包括阀座、阀芯、弹簧和衬套；所述阀座包括固定连接的内筒体和外筒体，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；所述稳压控制装置安装在缓冲壳体上的通孔内，阀座顶端与缓冲分配器连通，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，还包括软管故障监测装置，所述软管故障监测装置包括软管故障监测阀和压力传感器，所述软管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；所述软管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，所述导向套通过挡圈轴向固定在中间流道内，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缓冲壳体与出口法兰压紧，左侧的压紧凸台被缓冲壳体与入口法兰压紧，所述外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。

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，所述第一囊式蓄能器通过第一缓冲转接块与缓冲分配器连通，所述第二囊式蓄能器通过第二缓冲转接块与缓冲分配器连通。

进一步地，所述第一囊式蓄能器的出口与第一缓冲转接块之间设置有密封圈，所述第一缓冲转接块与缓冲分配器之间设置有密封圈，所述第二囊式蓄能器的出口与第二缓冲转接块之间设置有密封圈，所述第二缓冲转接块与缓冲分配器之间设置有密封圈。

进一步地，所述缓冲分配器的末端设置有与缓冲分配器内部腔体连通的排空孔。

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。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

1.本发明隔膜泵出口单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单缓冲器中，蓄能器通过稳压控制装置、出口缓冲管与出口管路连接，使得蓄能器的使用寿命大大提高，使用、维护成本大大降低。

3.本发明隔膜泵出口单缓冲器设置有软管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单缓冲器结构图；

图2为本发明隔膜泵出口单缓冲器中出口缓冲管的结构图；

图3为本发明隔膜泵出口单缓冲器中蓄能器的结构图；

图4为本发明隔膜泵出口单缓冲器中稳压控制装置的结构图；

图5为本发明软管故障监测装置的结构图；

图6为本发明软管故障监测阀中导向套的结构示意图；

图7为图6的B-B剖视图。

附图标记：1-出口缓冲管，2-蓄能器，3-稳压控制装置，4-压力传感器，5-软管故障监测阀，6-缓冲液，11-缓冲壳体，12-入口法兰，13-出口法兰，14-内软管，15-外软管，16-入口薄法兰，17-出口薄法兰，18-压紧凸台，19-压膜环，21-第一囊式蓄能器，22-第二囊式蓄能器，23-缓冲分配器，24-第一缓冲转接块，25-第二缓冲转接块，26-排空孔，31-阀座，32-阀芯，33-弹簧，34-衬套，35-螺母，311-内筒体，312-外筒体，313-过流通孔，53-壳体，54-上螺塞，55-下螺塞，56-导向套，57-阀芯球，58-压缩弹簧，59-进口流道，510-出口流道，511-中间流道，512-挡圈，513-限位凸台，514-第一密封圈，515-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。

本发明隔膜泵出口单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4所示，本发明提供的隔膜泵出口单缓冲器包括出口缓冲管1、蓄能器2、稳压控制装置3、软管故障监测装置，蓄能器2通过稳压控制装置3安装在出口缓冲管1上。

如图2所示，出口缓冲管1包括缓冲壳体11、入口法兰12、出口法兰13、内软管14和外软管15；缓冲壳体11为套筒结构，内软管14套装在外软管15内，外软管15设置在缓冲壳体11内，且内软管14、外软管15通过设置在缓冲壳体11两端的入口法兰12、出口法兰13压紧。具体的，缓冲壳体11与入口法兰12之间设置有入口薄法兰16，缓冲壳体11与出口法兰13之间设置有出口薄法兰17，内软管14和外软管15的两端均设置有压紧凸台18，内软管14右侧的压紧凸台18被缓冲壳体11与出口法兰13压紧，左侧的压紧凸台18被缓冲壳体11与入口法兰12压紧，外软管15右侧的压紧凸台18被入口薄法兰16与入口法兰12压紧，左侧的压紧凸台18被出口薄法兰17与出口法兰13压紧，通过此种方式，将内软管14和外软管15牢固的安装在缓冲壳体11内。内软管14右侧的压紧凸台18与外软管15右侧的压紧凸台18之间设置有压膜环19，内软管14左侧的压紧凸台18与外软管15左侧的压紧凸台18之间设置有压膜环19，压膜环19支撑内软管14，保证内外软管15间有一定间隙。

缓冲壳体11的内表面为向内凹的曲面，从而增大缓冲壳体11与外软管15接触面积，缓冲壳体11中装有双软管(内软管14和外软管15)，内软管14与物料接触，外软管15与缓冲液6接触。缓冲液6与外软管15接触面积很大，输送物料与内软管14接触面积同样很大，通过这样的结构，蓄能器2与出口缓冲管1的接触面积大大增加，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3所示，蓄能器2包括第一囊式蓄能器21和第二囊式蓄能器22，第一囊式蓄能器21为低压蓄能器，容积大、压力低，第二囊式蓄能器22为高压蓄能器，容积小、压力高。第一囊式蓄能器21和第二囊式蓄能器22的出口通过缓冲分配器23并联设置。具体的，第一囊式蓄能器21通过第一缓冲转接块24与缓冲分配器23连通，第二囊式蓄能器22通过第二缓冲转接块25与缓冲分配器23连通。第一囊式蓄能器21的出口与第一缓冲转接块24之间设置有密封圈，第一缓冲转接块24与缓冲分配器23之间设置有密封圈，第二囊式蓄能器22的出口与第二缓冲转接块25之间设置有密封圈，第二缓冲转接块25与缓冲分配器23之间设置有密封圈。

如图4所示，稳压控制装置3包括阀座31、阀芯32、弹簧33和衬套34；阀座31包括固定连接的内筒体311和外筒体312，且内筒体311和外筒体312之间设置有过流通孔313，阀芯32设置在内筒体311内，且阀芯32与内筒体311之间设置有衬套34，弹簧33的一端套装在阀芯32底端，另一端套装在内筒体311的外周面上。阀芯32的末端设置有螺母35，该螺母35与阀芯32螺纹连接，用于对阀芯32的轴向运动进行限位。

稳压控制装置3安装在缓冲壳体11上的通孔内，阀座31顶端与缓冲分配器23连通，阀芯32的底端设置在缓冲壳体11和外软管15之间的腔体内。缓冲分配器23的末端设置有与缓冲分配器23内部腔体连通的排空孔26。

软管故障监测装置包括软管故障监测阀5和压力传感器4，用于监测双软管间的压力。当软管出现故障，内软管14破裂，双软管间压力迅速上升，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。软管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4连接。软管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，软管故障监测阀不会开启，压力传感器4处无油压，压力传感器4此时并不工作；当内软管14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4，压力传感器4工作，发出报警信号。

如图5、图6、图7所示，软管故障监测阀包括壳体53、上螺塞54、下螺塞55、导向套56、阀芯球57和压缩弹簧58。壳体53内设置有进口流道59、出口流道510和中间流道511；进口流道59设置在壳体53的下端，出口流道510设置在壳体53的上端，进口流道59、出口流道510平行设置，且与中间流道511垂直设置；中间流道511为贯穿壳体53轴向的通孔，进口流道59的一端与双软管之间的间隙连通，另一端与中间流道511连通；出口流道510的一端与压力传感器4连通，另一端与与中间流道511连通。

上螺塞54设置在壳体53的上端，用于封闭中间流道511的上端，下螺塞55设置在壳体53的下端，用于封闭中间流道511的下端；壳体53的顶端安装有上螺塞54，拆掉上螺塞54，可有效排出双软管腔内的空气。壳体53的底端安装有下螺塞55，拆掉下螺塞55，同样可有效排出软管故障监测阀内残留的介质。同时，上螺塞54和壳体53的接触面上设置有密封圈，下螺塞55和壳体53的接触面上设置有密封圈，壳体53与缓冲壳体11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511软管故障监测阀的流道进行密封，防止外界环境对软管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53内。

阀芯球57、压缩弹簧58、导向套56均设置在中间流道511内，阀芯球57用于阻断进口流道59与出口流道510之间的通道，压缩弹簧58的一端与阀芯球57接触，另一端通过导向套56限位，导向套56固定设置在中间流道511内，其底端设置有豁口515，豁口515的径向尺寸大于阀芯球57的直径。具体的，导向套56通过挡圈512轴向固定在中间流道511内，导向套56的内表面设置有限位凸台513，压缩弹簧58通过限位凸台513进行安装和轴向限位。导向套56的豁口515的数量为四个，沿导向套56底端周向均布。当软管故障监测阀完全打开，阀芯球57压在导向套56倒角棱边上，阀芯球57与导向套56在四处豁口515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4。

在隔膜泵的工作过程中，缓冲液6通过稳压控制装置3与蓄能器2相通。缓冲液6被压缩，压力升高，流入蓄能器2，此时稳压控制装置3的阀芯32上下两侧压力差若发生变化，阀芯32就会发生相应移动。压差增大，稳压控制装置3的阀芯32会逐渐向上移动，阀芯32与阀座31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，稳压控制装置3的阀芯32会逐渐向下移动，阀芯32与阀座31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6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6被压缩，压力升高，流入蓄能器2时，通过稳压控制装置3可有效降低缓冲液6流量脉动。(若没有稳压控制装置3，缓冲液6与蓄能器2的通流面积固定，当缓冲液6压力升高，缓冲液6流入蓄能器2，其流量只与压力差有关，缓冲液6流量脉动较大，对蓄能器2冲击较大，蓄能器2寿命短，同时缓冲器缓冲效果较差。)

同时，当缓冲液6由蓄能器2流出时，稳压控制装置3阀口全开，充分保证缓冲液6的迅速流出，满足容腔的充液要求。通过稳压控制装置3，缓冲液6流入蓄能器2流量基本均匀稳定，流出蓄能器2迅速，很好的满足软管(出口缓冲器)的缓冲要求。

第一囊式蓄能器21为低压蓄能器，容积大、压力低，第二囊式蓄能器22为高压蓄能器，容积小、压力高，两个蓄能器2匹配合理。充液时，第一囊式蓄能器21先单独工作，然后两个蓄能器2同时工作；排液时，蓄能器2工作顺序与充液时相反，第二囊式蓄能器22先单独工作，然后两个蓄能器2同时工作。与传统技术相比，本发明蓄能器2工作过程更为平缓、稳定。

缓冲液6的流量、压力是有一定脉动的。充液开始时，流量较低，第一囊式蓄能器21工作，流入蓄能器2的流量、压力逐渐增加，当压力达到一定值时，

第二囊式蓄能器22开始工作，流入第一囊式蓄能器21的流量继续增加，但增加幅度大大降低，流入第二囊式蓄能器22的流量逐渐增加。本发明第一囊式蓄能器21和第二囊式蓄能器22的出口通过缓冲分配器23并联设置，进一步降低了缓冲液6流入蓄能器2的流量脉动。随着缓冲液6流量脉动的降低，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1、稳压控制装置3、蓄能器2一起组成了出口缓冲器的核心。出口缓冲管1增加了蓄能器2与管路的接触面积；稳压控制装置3使缓冲液6流入蓄能器2流量基本均匀稳定，流出蓄能器2迅速；蓄能器2工作过程平缓、稳定，以上特点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)

1.一种隔膜泵出口单缓冲器，其特征在于：包括出口缓冲管(1)、蓄能器(2)和稳压控制装置(3)，所述蓄能器(2)通过稳压控制装置(3)安装在出口缓冲管(1)上；

所述出口缓冲管(1)包括缓冲壳体(11)、入口法兰(12)、出口法兰(13)、内软管(14)和外软管(15)；所述缓冲壳体(11)为套筒结构，所述内软管(14)套装在外软管(15)内，所述外软管(15)设置在缓冲壳体(11)内，且内软管(14)、外软管(15)通过设置在缓冲壳体(11)两端的入口法兰(12)、出口法兰(13)压紧；

所述蓄能器(2)包括第一囊式蓄能器(21)和第二囊式蓄能器(22)，所述第一囊式蓄能器(21)为低压蓄能器，所述第二囊式蓄能器(22)为高压蓄能器，且第一囊式蓄能器(21)和第二囊式蓄能器(22)的出口通过缓冲分配器(23)并联设置；

所述稳压控制装置(3)包括阀座(31)、阀芯(32)、弹簧(33)和衬套(34)；所述阀座(31)包括固定连接的内筒体(311)和外筒体(312)，且内筒体(311)和外筒体(312)之间设置有过流通孔(313)，所述阀芯(32)设置在内筒体(311)内，且阀芯(32)与内筒体(311)之间设置有衬套(34)，所述弹簧(33)的一端套装在阀芯(32)底端，另一端套装在内筒体(311)的外周面上；

所述稳压控制装置(3)安装在缓冲壳体(11)上的通孔内，所述阀座(31)顶端与缓冲分配器(23)连通，阀芯(32)的底端设置在缓冲壳体(11)和外软管(15)之间的腔体内；

还包括软管故障监测装置，所述软管故障监测装置包括软管故障监测阀(5)和压力传感器(4)，所述软管故障监测阀(5)的进口与内软管(14)、外软管(15)之间的间隙连通，出口与压力传感器(4)连接；

所述软管故障监测阀(5)包括壳体(53)、上螺塞(54)、下螺塞(55)、导向套(56)、阀芯球(57)和压缩弹簧(58)；所述壳体(53)内设置有进口流道(59)、出口流道(510)和中间流道(511)；所述中间流道(511)为贯穿壳体(53)轴向的通孔，所述进口流道(59)的一端与内软管(14)、外软管(15)之间的间隙连通，另一端与中间流道(511)连通；所述出口流道(510)的一端与压力传感器(4)连通，另一端与中间流道(511)连通；所述上螺塞(54)设置在壳体(53)的上端，用于封闭中间流道(511)的上端，所述下螺塞(55)设置在壳体(53)的下端，用于封闭中间流道(511)的下端；所述阀芯球(57)、压缩弹簧(58)、导向套(56)均设置在中间流道(511)内，所述阀芯球(57)用于阻断进口流道(59)与出口流道(510)之间的通道，所述压缩弹簧(58)的一端与阀芯球(57)接触，另一端通过导向套(56)限位，所述导向套(56)固定设置在中间流道(511)内，其底端设置有豁口(515)，所述豁口(515)的径向尺寸大于阀芯球(57)的直径。

2.根据权利要求1所述的隔膜泵出口单缓冲器，其特征在于：所述导向套(56)通过挡圈(512)轴向固定在中间流道(511)内，所述导向套(56)的内表面设置有限位凸台(513)，所述压缩弹簧(58)通过限位凸台(513)进行安装和轴向限位。

3.根据权利要求1或2所述的隔膜泵出口单缓冲器，其特征在于：所述缓冲壳体(11)的内表面为向内凹的曲面。

4.根据权利要求3所述的隔膜泵出口单缓冲器，其特征在于：所述缓冲壳体(11)与入口法兰(12)之间设置有入口薄法兰(16)，所述缓冲壳体(11)与出口法兰(13)之间设置有出口薄法兰(17)，所述内软管(14)和外软管(15)的两端均设置有压紧凸台(18)，所述内软管(14)右侧的压紧凸台(18)被缓冲壳体(11)与出口法兰(13)压紧，左侧的压紧凸台(18)被缓冲壳体(11)与入口法兰(12)压紧，所述外软管(15)右侧的压紧凸台(18)被入口薄法兰(16)与入口法兰(12)压紧，左侧的压紧凸台(18)被出口薄法兰(17)与出口法兰(13)压紧。

5.根据权利要求4所述的隔膜泵出口单缓冲器，其特征在于：所述内软管(14)右侧的压紧凸台(18)与外软管(15)右侧的压紧凸台(18)之间设置有压膜环(19)，所述内软管(14)左侧的压紧凸台(18)与外软管(15)左侧的压紧凸台(18)之间设置有压膜环(19)。

6.根据权利要求5所述的隔膜泵出口单缓冲器，其特征在于：所述第一囊式蓄能器(21)通过第一缓冲转接块(24)与缓冲分配器(23)连通，所述第二囊式蓄能器(22)通过第二缓冲转接块(25)与缓冲分配器(23)连通。

7.根据权利要求6所述的隔膜泵出口单缓冲器，其特征在于：所述第一囊式蓄能器(21)的出口与第一缓冲转接块(24)之间设置有密封圈，所述第一缓冲转接块(24)与缓冲分配器(23)之间设置有密封圈，所述第二囊式蓄能器(22)的出口与第二缓冲转接块(25)之间设置有密封圈，所述第二缓冲转接块(25)与缓冲分配器(23)之间设置有密封圈。

8.根据权利要求7所述的隔膜泵出口单缓冲器，其特征在于：所述缓冲分配器(23)的末端设置有与缓冲分配器(23)内部腔体连通的排空孔(26)。

9.根据权利要求8所述的隔膜泵出口单缓冲器，其特征在于：所述阀芯(32)的末端设置有螺母(35)，用于对阀芯(32)的轴向运动进行限位。

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