CN111706495A - 一种节能外控式气动隔膜泵 - Google Patents

一种节能外控式气动隔膜泵 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种节能外控式气动隔膜泵，包括有泵体，泵体上设置有进气口P，泵体的两侧对应设置有工作腔A和工作腔B，工作腔A内设置有第一膜片而分隔成驱动腔A0和物料输送腔A1，驱动腔A0经电磁换向阀与进气口P相通，工作腔B内设置有第二膜片而分隔成驱动腔B0和物料输送腔B1，驱动腔B0经电磁换向阀与进气口P相通；电磁换向阀上设置有电磁铁D1和电磁铁D2，第一膜片和第二膜片之间连接有活塞杆；工作腔A内设置有第一压力传感器，工作腔B内设置有第二压力传感器，第一压力传感器和第二压力传感器分别与控制器反馈连接，控制器与电磁铁D1、电磁铁D2控制连接。其优点在于：结构合理、紧凑，能够节约过充部分压缩空气。

Description

一种节能外控式气动隔膜泵
技术领域
本发明涉及气动控制技术领域，特别涉及气动隔膜泵的节能技术，尤其指的是一种节能外控式气动隔膜泵。
背景技术
气动隔膜泵是一种新型输送机械，是目前国内最新颖的一种泵类。采用压缩空气为动力源，对于各种腐蚀性液体，带颗粒的液体，高粘度、易挥发、易燃、剧毒的液体，均能予以抽光吸尽。因为气动隔膜泵具有以上特点，所以气动隔膜泵自从诞生以来正逐步侵入其他泵的市场，如：喷漆、陶瓷业中气动隔膜泵已占有绝对的主导地位，而在其他的一些行业中，像环保、废水处理、建筑、排污、精细化工中正在不可阻挡地扩大它的市场份额。
气动隔膜泵本质上是一种以压缩空气为动力，由膜片往复变形造成容积变化的容积泵；外控式气动隔膜泵的往复运动受外部信号强制控制。
现有的气动隔膜泵，为了提高生产率，输入气动隔膜泵的压缩空气的压力一般调得比负载所需的压力高很多。而且在工作容腔最大时，将压力升到最高值；然后在反向运动时，又全部排到空气当中去；因此，存在大量过量压缩空气进入隔膜泵而在反向运动中被排出而白白浪费掉。因此，现有气动隔膜泵的结构需要进一步改进。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的现状，提供结构合理、紧凑，能够节约过充部分压缩空气的一种节能外控式气动隔膜泵。
本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：
一种节能外控式气动隔膜泵，包括有泵体，泵体上设置有进气口P，泵体的两侧对应设置有工作腔A和工作腔B，工作腔A内设置有第一膜片而分隔成驱动腔A0和物料输送腔A1，驱动腔A0经电磁换向阀与进气口P相通，物料输送腔A1与A腔进出料口相通，工作腔B内设置有第二膜片而分隔成驱动腔B0和物料输送腔B1，驱动腔B0经电磁换向阀与进气口P相通，物料输送腔B1与B腔进出料口相通；
电磁换向阀上设置有电磁铁D1和电磁铁D2，第一膜片和第二膜片之间连接有活塞杆；工作腔A内设置有第一压力传感器，工作腔B内设置有第二压力传感器，第一压力传感器和第二压力传感器分别与控制器反馈连接，控制器与电磁铁D1、电磁铁D2控制连接。
泵体包括有中心架，中心架的一侧固定有第一腔壳，该第一腔壳上固定有第一腔盖，中心架的另一侧固定有第二腔壳，该第二腔壳上固定有第二腔盖。
优化的技术措施还包括：
上述的中心架的截面呈“工”字形结构，活塞杆从所述中心架中心穿过。
上述的电磁换向阀为三位五通电磁阀。
上述的第一膜片的中部设置有两片第一压片，两片第一压片平压于第一膜片两侧。
上述的第二膜片的中部设置有两片第二压片，两片第二压片平压于第二膜片两侧。
上述的第一膜片通过第一固定螺钉固定于活塞杆的一端，第二膜片通过第二固定螺钉固定于活塞杆的另一端。
上述的驱动腔A0设置于第一膜片的内侧，物料输送腔A1设置于第一膜片的外侧。
上述的驱动腔B0设置于第二膜片的内侧，物料输送腔B1设置于第二膜片的外侧。
本发明的一种节能外控式气动隔膜泵，结构合理，气动隔膜泵的工作腔A的第一膜片和工作腔B的第二膜片通过活塞杆联动，并通过电磁换向阀的设置实现两工作腔之间切换，从而构成外控式结构，结构紧凑；通过在工作腔内设置压力传感器来检测实时压力，当实时压力超过设定压力时，停止充气，从而避免出现过充现象，进而将过充部分压缩空气节约下来，达到节能的目的。
附图说明
图1是本发明的剖视结构图；
图2是图1中泵体的剖视结构图；
图3是本发明的应用状态图；
图4是本发明的隔膜泵工作腔的压力循环曲线图。
具体实施方式
以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。
如图1至图4所示为本发明的结构示意图，
其中的附图标记为：进气口P、工作腔A、驱动腔A0、物料输送腔A1、工作腔B、驱动腔B0、物料输送腔B1、泵体1、A腔进出料口1a、B腔进出料口1b、中心架11、第一腔壳12、第一腔盖13、第二腔壳14、第二腔盖15、第一膜片2、第一压片21、第二膜片3、第二压片31、电磁换向阀4、电磁铁D1、电磁铁D2、活塞杆5、第一固定螺钉51、第二固定螺钉52、第一压力传感器61、第二压力传感器62、控制器7。
如图1至图4所示，
一种节能外控式气动隔膜泵，包括有泵体1，泵体1上设置有进气口P，泵体1的两侧对应设置有工作腔A和工作腔B，工作腔A内设置有第一膜片2而分隔成驱动腔A0和物料输送腔A1，驱动腔A0经电磁换向阀4与进气口P相通，物料输送腔A1与A腔进出料口1a相通，工作腔B内设置有第二膜片3而分隔成驱动腔B0和物料输送腔B1，驱动腔B0经电磁换向阀4与进气口P相通，物料输送腔B1与B腔进出料口1b相通；
电磁换向阀4上设置有电磁铁D1和电磁铁D2，第一膜片2和第二膜片3之间连接有活塞杆5；工作腔A内设置有第一压力传感器61，工作腔B内设置有第二压力传感器62，第一压力传感器61和第二压力传感器62分别与控制器7反馈连接，控制器7与电磁铁D1、电磁铁D2控制连接。
泵体1包括有中心架11，中心架11的一侧固定有第一腔壳12，该第一腔壳12上固定有第一腔盖13，中心架11的另一侧固定有第二腔壳14，该第二腔壳14上固定有第二腔盖15。
实施例中，中心架11的截面呈“工”字形结构，活塞杆5从所述中心架11中心穿过。
实施例中，电磁换向阀4为三位五通电磁阀。
实施例中，第一膜片2的中部设置有两片第一压片21，两片第一压片21平压于第一膜片2两侧。
实施例中，第二膜片3的中部设置有两片第二压片31，两片第二压片31平压于第二膜片3两侧。
实施例中，第一膜片2通过第一固定螺钉51固定于活塞杆5的一端，第二膜片3通过第二固定螺钉52固定于活塞杆5的另一端。
实施例中，驱动腔A0设置于第一膜片2的内侧，物料输送腔A1设置于第一膜片2的外侧。
实施例中，驱动腔B0设置于第二膜片3的内侧，物料输送腔B1设置于第二膜片3的外侧。
工作原理：
本发明的节能外控式气动隔膜泵， 如图1和图2所示，气动隔膜泵设置有两个变容工作腔，即工作腔A和工作腔B，工作腔A内设置有第一膜片2而分隔成驱动腔A0和物料输送腔A1，驱动腔A0经电磁换向阀4与进气口P相通，物料输送腔A1与A腔进出料口1a相通，工作腔B内设置有第二膜片3而分隔成驱动腔B0和物料输送腔B1，驱动腔B0经电磁换向阀4与进气口P相通，物料输送腔B1与B腔进出料口1b相通。每个变容工作腔内都设置有一个驱动腔和一个物料输送腔，驱动腔位于膜片内侧，驱动腔的作用是输入压缩空气作为隔膜泵工作的动力；物料输送腔位于膜片外侧，物料输送腔的作用是输送目标流体(油漆，废水等）。当电磁换向阀4的电磁铁D1和电磁铁D2都失电时，气动隔膜泵关闭，活塞杆5保持不动。当电磁铁D1得电，电磁铁D2失电时，电磁换向阀4切换到左边功能框位置，压缩空气从进气口P进入后经电磁换向阀4进入驱动腔A0，从而推动活塞杆5向左运动，物料输送腔A1容积变小，泵出目标流体；同时，驱动腔B0中的压缩空气通过电磁换向阀4排出，物料输送腔B1容积变大，吸入目标流体。当电磁铁D2得电，电磁铁D1失电时，电磁换向阀4切换到右边功能框位置，压缩空气从进气口P进入后经电磁换向阀4进入驱动腔B0，从而推动活塞杆5向右运动，物料输送腔B1吸入的目标流体被泵出；同时，物料输送腔A1容积变大，目标流体被吸入到物料输送腔A1内。电磁换向阀4的电磁铁D1和电磁铁D2交替得电或者失电，控制气动隔膜泵作往复运动。
如图3所示，气动隔膜泵在输送目标流体时，A腔进出料口1a通过单向阀S1与物料吸入口相连，A腔进出料口1a通过单向阀S3与物料压出口相连，B腔进出料口1b通过单向阀S2与物料吸入口相连，B腔进出料口1b通过单向阀S4与物料压出口相连。当工作腔A吸入目标流体时，工作腔B输出目标流体；反之，当工作腔A输出目标流体时，工作腔B吸入目标流体。具体地说，当工作腔A吸入目标流体时，被输送的目标流体从物料吸入口经单向阀S1吸入到物料输送腔A1中，此时，单向阀S2和单向阀S3关闭，工作腔B输出目标流体为高压状态，物料输送腔B1的目标流体经单向阀S4被输送到物料压出口。反之，当工作腔B吸入目标流体时，被输送的目标流体从物料吸入口经单向阀S2吸入到物料输送腔B1中，此时，单向阀S1和单向阀S4关闭，工作腔A输出目标流体为高压状态，物料输送腔A1中的目标流体经单向阀S3输送到物料压出口。物料压出口经外部管道，输送至目的地。
为了提高生产率，输入气动隔膜泵的压缩空气的压力一般调得比负载所需的压力高很多，为了避免过充现象。本外控式气动隔膜泵，在工作腔A内设置有第一压力传感器61，工作腔B内设置有第二压力传感器62，通过压力传感器来检测工作腔内的实时压力，并反馈至控制器7。假设控制器7发出指令电磁铁D1得电，电磁换向阀4(三位五通电磁阀)切换到左边功能框工作，则气动隔膜泵的工作腔A进气，工作腔B排气，推动活塞杆5向左运动；这时，工作腔A出料把物料输出至目的地，同时，工作腔B吸入物料。气动隔膜泵运行过程中，第一压力传感器61实时检测工作腔A内压力，当工作腔A内压力上升至设定压力时，控制器7发出指令使电磁铁D1失电，电磁换向阀4回到中位，切断压缩空气进一步进入隔膜泵而避免过充；工作腔A内的压缩空气作热膨胀，继续推动活塞杆5向左运动。反之，当控制器7发出指令电磁铁D2得电，电磁换向阀4(三位五通电磁阀)切换到右边功能框工作，则气动隔膜泵的工作腔B进气，工作腔A排气，推动活塞杆5向右运动；这时，工作腔B出料把物料输出至目的地，同时，工作腔A吸入物料。气动隔膜泵运行过程中，第二压力传感器62实时检测工作腔B内压力，当工作腔B内压力上升至设定压力时，控制器7发出指令使电磁铁D2失电，电磁换向阀4回到中位，切断压缩空气进一步进入隔膜泵而避免过充；工作腔B内的压缩空气作热膨胀，继续推动活塞杆5向右运动。隔膜泵就如此循环而产生往复运动，把目标流体源源不断地输送到目的地。
图4是隔膜泵工作腔的压力循环曲线图，“+”表示得电，“-”表示失电，如“D1+”表示电磁铁D1得电，“D2-”表示电磁铁D2失电。其中，压力曲线A1和压力曲线B1分别表示未设置压力传感器时，气动隔膜泵工作腔A和工作腔B中压力变化情况；压力曲线A2和压力曲线B2表示本发明的气动隔膜泵设置了压力传感器后，气动隔膜泵工作腔A和工作腔B中压力变化情况。从压力曲线图中，可以看出压力曲线A2和压力曲线B2的峰值明显低于压力曲线A1和压力曲线B1的峰值，能够有效达到节能目的。
本发明的最佳实施例已阐明，由本领域普通技术人员做出的各种变化或改型都不会脱离本发明的范围。

Claims (9)

1.一种节能外控式气动隔膜泵，包括有泵体(1)，所述的泵体(1)上设置有进气口P，其特征是：所述的泵体(1)的两侧对应设置有工作腔A和工作腔B，所述的工作腔A内设置有第一膜片(2)而分隔成驱动腔A0和物料输送腔A1，驱动腔A0经电磁换向阀(4)与进气口P相通，物料输送腔A1与A腔进出料口(1a)相通，所述的工作腔B内设置有第二膜片(3)而分隔成驱动腔B0和物料输送腔B1，驱动腔B0经电磁换向阀(4)与进气口P相通，物料输送腔B1与B腔进出料口(1b)相通；
所述的电磁换向阀(4)上设置有电磁铁D1和电磁铁D2，所述的第一膜片(2)和第二膜片(3)之间连接有活塞杆(5)；所述的工作腔A内设置有第一压力传感器(61)，所述的工作腔B内设置有第二压力传感器(62)，所述的第一压力传感器(61)和第二压力传感器(62)分别与控制器(7)反馈连接，所述的控制器(7)与电磁铁D1、电磁铁D2控制连接。
2.根据权利要求1所述的一种节能外控式气动隔膜泵，其特征是：所述的泵体(1)包括有中心架(11)，所述的中心架(11)的一侧固定有第一腔壳(12)，该第一腔壳(12)上固定有第一腔盖(13)，所述的中心架(11)的另一侧固定有第二腔壳(14)，该第二腔壳(14)上固定有第二腔盖(15)。
3.根据权利要求2所述的一种节能外控式气动隔膜泵，其特征是：所述的中心架(11)的截面呈“工”字形结构，所述的活塞杆(5)从所述中心架(11)中心穿过。
4.根据权利要求3所述的一种节能外控式气动隔膜泵，其特征是：所述的电磁换向阀(4)为三位五通电磁阀。
5.根据权利要求4所述的一种节能外控式气动隔膜泵，其特征是：所述的第一膜片(2)的中部设置有两片第一压片(21)，两片第一压片(21)平压于第一膜片(2)两侧。
6.根据权利要求5所述的一种节能外控式气动隔膜泵，其特征是：所述的第二膜片(3)的中部设置有两片第二压片(31)，两片第二压片(31)平压于第二膜片(3)两侧。
7.根据权利要求6所述的一种节能外控式气动隔膜泵，其特征是：所述的第一膜片(2)通过第一固定螺钉(51)固定于活塞杆(5)的一端，所述的第二膜片(3)通过第二固定螺钉(52)固定于活塞杆(5)的另一端。
8.根据权利要求7所述的一种节能外控式气动隔膜泵，其特征是：所述的驱动腔A0设置于第一膜片(2)的内侧，所述的物料输送腔A1设置于第一膜片(2)的外侧。
9.根据权利要求8所述的一种节能外控式气动隔膜泵，其特征是：所述的驱动腔B0设置于第二膜片(3)的内侧，所述的物料输送腔B1设置于第二膜片(3)的外侧。
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