CN113464408B - 一种波纹管泵泵壳及采用其的波纹管泵 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种波纹管泵泵壳及采用其的波纹管泵，泵壳内具有泵壳腔，泵壳腔通过第一内阀口与气室连通，还设置进气口和排气口泵壳腔内设有进排气机构，进排气机构将泵壳腔分隔为至少两个相互隔断的第一腔室和第二腔室；进气口、第一腔室和第一内阀口可连通形成进气通道，第一内阀口、第二腔室、排气口可连通形成排气通道，进气口、第一腔室和排气口可连通形成过压保护通道。本发明可减小进排气切换时间，提高进排气切换效率，减小或避免过压气体对波纹管泵所造成的损坏。

Description

一种波纹管泵泵壳及采用其的波纹管泵

技术领域

本发明涉及波纹管泵技术领域，具体涉及一种波纹管泵泵壳及采用其的波纹管泵。

背景技术

波纹管泵是利用波纹管可伸缩性质以吸排流体的无泄漏泵，配置在泵头两侧的波纹管在外侧驱动气体的作用下，于气室内往复移动，一侧的波纹管体积伸展实现介质的吸入，另一侧的波纹管体积缩小实现介质的泵送，两侧波纹管交替拉伸或收缩实现流体的持续泵送。

波纹管泵通常使用压缩空气驱动波纹管运动。气源提供压缩空气，经换向阀通入波纹管泵的气室；换向阀的选通状态决定了气流的流动方向，使压缩空气进入气室或者从气室排出。由于气室与换向阀之间有一定长度的管路，受到流动阻力的影响，当气体从气室排出时，管路阻力对排气速度有影响，进而影响波纹管的拉伸速度以及泵送液体的效率。另外，换向阀通常采用电磁阀以实现阀动作的自动控制，自控制器发出指令到换向阀作动切换流路之间有时延，也会降低气室排气的效率。

另一方面，由于波纹管泵工作过程中波纹管被反复拉伸和压缩，波纹管是一个容易老化和损坏的部件。波纹管泵的泵送流体常常具有较高的压力，向波纹管泵气室供给的压缩空气也具有较高的压力，波纹管的内外两侧都受到高压流体施压。理想地，希望波纹管泵两侧的压力相差不大，以保持波纹管的稳定运动需求为准；如果在泵送流体的压力突升、换向阀故障等意外情况下，可能出现气室中气体压力过高的情况，这样可能会引起波纹管的损坏或加速其老化。

发明内容

针对上述现有技术存在的技术问题，本发明提供了一种波纹管泵的泵壳及采用其的波纹管泵，针对现有波纹管泵存在的排气效率低的问题，于波纹管泵的泵壳中设置进排气机构以提高排气速度，提高进排气效率；当进气过程中出现气室压力过高的情况时，过压的压缩空气推动滑块于泵壳腔中移动，使得进气口直接与排气口相连通，使得过压气体能够经泵壳直接向外排出，减小或避免过压气体对波纹管泵所造成的损伤。

为实现上述技术目的，本发明采用以下技术方案：

一种波纹管泵泵壳，泵壳具有端板部和环状凸台部，端板部和环状凸台部环绕形成内部空腔，与波纹管泵的泵头及波纹管配合后形成气室，端板部内设有泵壳腔，泵壳腔经第一内阀口与气室连通；泵壳具有进气口和排气口，进气口和排气口均与泵壳腔连通，进气口用于连接气源，排气口用于连接排放环境；泵壳腔内设有进排气机构，进排气机构将泵壳腔分隔为至少两个相互隔断的第一腔室和第二腔室；进气口、第一腔室和第一内阀口可连通形成进气通道，第一内阀口、第二腔室、排气口可连通形成排气通道，进气口、第一腔室和排气口可连通形成过压保护通道；进排气机构受供气压力可发生定向移动或形变，选择性连通进气通道、排气通道和或过压保护通道的转换；当供气压力不足时，排气通道被连通。在波纹管泵的泵壳中设置排气通道，缩短了波纹管泵的气室排气距离，降低了排气阻力；设置进排气机构实现自动选择连通进气通道和排气通道，减小了进排气切换过程持续时间；提高进排气切换效率；且上述进排气机构具有过压保护功能效果，使得进气工况下的过压气体能够经泵壳中的过压保护通道直接向外排出，减小或避免过压气体对波纹管泵所造成的损伤。

作为本发明的优选方案之一，第一内阀口与排气口之间的距离小于第二腔室的长度。保证进排气机构的移动可实现各个通道的转换。

作为本发明的优选方案之一，进排气机构包括弹簧和滑块，滑块可于泵壳腔内往复运动，弹簧位于滑块和泵壳腔壁面之间。

作为本发明的优选方案之一，滑块包括两端的宽径段和设于宽径段之间的窄径段，靠近进气口的宽径段端面与泵壳腔配合形成第一腔室，窄径段的侧面与泵壳腔配合形成第二腔室。

作为本发明的优选方案之一，滑块的纵向长度小于排气口至泵壳腔顶部壁面之间的直线距离。保证滑块在过压的压缩空气的推动下可继续移动，以使得过压保护通道连通。

本发明还提供另外一种波纹管泵泵壳，泵壳具有端板部和环状凸台部，端板部和环状凸台部环绕形成内部空腔，与波纹管泵的泵头及波纹管配合后形成气室，端板部内设有泵壳腔，泵壳腔经第一内阀口与气室连通；泵壳具有进气口和排气口，进气口和排气口均与泵壳腔连通，进气口用于连接气源，排气口用于连接排放环境；泵壳腔还经第二内阀口与气室连通；泵壳腔内设有进排气机构，进排气机构将泵壳腔分隔为至少两个相互隔断的第一腔室和第二腔室；进气口、第一腔室和第一内阀口可连通形成进气通道，第二内阀口、第二腔室、排气口可连通形成排气通道，进气口、第一内阀口、第二内阀口、第一腔室和排气口可相互连通形成过压保护通道；进排气机构受供气压力可发生定向移动或形变，选择连通进气通道、排气通道或过压保护通道，当供气压力不足时，排气通道被连通。设置第二内阀口可以进一步减小排气通道的排气阻力，进一步提高排气效率。

作为本发明的优选方案之一，第二内阀口与排气口同轴心设置。使得经由第二内阀口排出的气体能够更为快速的从排气口中向泵外流出。

作为本发明的优选方案之一，第一内阀口和第二内阀口之间的最大距离小于滑块中靠近进气口一侧的宽径段的长度，使得第一内阀口与第一腔室相连通时，第二内阀口与第二腔室间的流道被滑块所阻断。

作为本发明的优选方案之一，泵壳腔的内侧固定安装有隔套，隔套开设有分别与第一内阀口、第二内阀口、进气口和排气口相对应的通孔，进排气机构设置于隔套中，避免滑块往复运动过程中对泵壳内侧壁造成的磨损。

本发明还提供一种波纹管泵，包括泵头，泵头两侧同轴对称固定连接所述的波纹管泵泵壳，两侧的泵壳与泵头间形成有两个互不连通的气室，气室内设有圆筒状波纹管和设于波纹管底部的法兰板，气室与第一内阀口连通，两侧泵壳的进气口均通过换向阀与压缩空气连通，两侧泵壳的排气口均与排放环境连通。

相对于现有技术，本发明具有如下优点：

本发明在泵壳中设置排气通道，缩短了波纹管泵的气室排气距离，降低了排气阻力；本发明中的进排气机构能够在排气工况下自动将进排气机构切换为排气状态；使得波纹管泵气室内的压缩空气能够更为快速和完全地向外排出，提高波纹管泵泵送效率。

本发明设置过压保护通道，使得在进气工况中过压气体能够经泵壳直接向外排出，减小或避免过压气体对波纹管泵所造成的损坏。

本发明的泵壳腔中开设有两个内阀口，其中第一内阀口用于进气，第二内阀口用于排气，第二内阀口与排气口正对设置，使得经由第二内阀口排出的气体能够更为快速的从排气口中向泵外流出，进一步减小排气时间，提高进排气切换效率。

附图说明

出于解释的目的，在以下附图中阐述了本发明技术的若干实施方案。以下附图被并入本文本并且构成具体实施方案的一部分。在一些情况下，以框图形式示出了熟知的结构和部件，以便避免使本发明主题技术的概念模糊。

图1为实施例4所述波纹管泵主视图；

图2为实施例4所述波纹管泵剖面结构主视图。

图3为实施例1所述波纹管泵泵壳剖面结构侧视图；

图4为实施例1所述波纹管泵泵壳中进气通道流程示意图；

图5为实施例1所述波纹管泵泵壳中过压保护通道流程示意图；

图6为实施例1所述波纹管泵泵壳中排气通道流程示意图；

图7为实施例2所述波纹管泵泵壳剖面结构侧视图；

图8为实施例2所述波纹管泵泵壳中进气通道流程示意图；

图9为实施例2所述波纹管泵泵壳中过压保护通道流程示意图；

图10为实施例2所述波纹管泵泵壳中排气通道流程示意图；

图11为实施例3所述波纹管泵泵壳剖面结构侧视图。

具体实施方式

下面示出的具体实施方案旨在作为本发明主题技术的各种配置的描述，并且，不旨在表示本发明主题技术可被实践的唯一配置。具体实施方案包括具体的细节旨在提供对本发明主题技术的透彻理解。然而，对于本领域的技术人员来说将清楚和显而易见的是，本发明主题技术不限于本文示出的具体细节，并且，可在没有这些具体细节的情况下被实践。

实施例1

如图1-3所示，本实施例提供一种波纹管泵泵壳2a，泵壳2a具有端板部13a 和环状凸台部14a，端板部13a和环状凸台部14a环绕形成内部空腔，与波纹管泵的泵头及波纹管配合后形成气室6a、6b，端板部13a内设有泵壳腔30，泵壳腔30经第一内阀口25与气室6连通；泵壳2a具有进气口23和排气口24，进气口23和排气口24均与泵壳腔30连通，进气口用于连接气源，排气口用于连接排放环境36；泵壳腔30内设有进排气机构101，进排气机构101将泵壳腔30 分隔为至少两个相互隔断的第一腔室30a和第二腔室30b；进气口23、第一腔室 30a和第一内阀口25可连通形成进气通道，第一内阀口25、第二腔室30b、排气口24可连通形成排气通道；进气口23、第一腔室30a和排气口24可连通形成过压保护通道，进排气机构101受供气压力可发生定向移动或形变，选择连通进气通道、排气通道或过压保护通道,当供气压力不足时，排气通道被连通。

进排气机构101由弹簧28和滑块29组成，弹簧28置于滑块29和泵壳腔 30壁面之间，滑块29可在泵壳腔30内往复移动；滑块29将泵壳腔30分隔成至少两个相互隔断的第一腔室30a和第二腔室30b，滑块29具有直径大小变化的窄径段29b和宽径段29a，第二腔室30b由窄径段29b的侧面和泵壳腔30配合形成，第一腔室30a由靠近进气口23一侧的宽径段29a端面和泵壳腔30配合形成。

图4-6示出了所述泵壳进行进气、过压保护和排气时的工作原理：

进气工况下，如图4所示，压缩空气通入换向阀35中，在换向阀35的控制下向位于波纹管泵一侧的泵壳流动，压缩空气经由泵壳中的进气口23通入泵壳腔30内。压缩空气推动滑块29压缩弹簧28，滑块29向远离进气口23一侧移动，使进气口23经由第一腔室30a与第一内阀口25相连通，也即选择连通进气通道，压缩空气自进气口23流入气室6a中。

进气工况下，如果出现泵送流体的压力突升、换向阀故障等意外情况，可能导致气室中气体压力过高，这样可能会引起波纹管的损坏或加速其老化。如图5 所示，当进气压力超过设定值时，弹簧28被过度压缩，滑块移动使得进气口23、排气口24以及第一内阀口25相互连通，也即选择连通过压保护通道；气体经排气口24向排放环境36排放，从而降低进气压力，避免气室内气压过高。当进气压力降低到设定值以下后，弹簧28推动滑块29向进气口一侧移动，堵塞排气口 24，重新选择连通进气通道，气体经进气口23向第一内阀口25流动，以保持气室内的压力。

排气工况下，换向阀35关闭气源与进气口之间的流路，进气压力降低。如图6所示，气体压力小于弹簧28的弹力，弹簧28推动滑块向进气口23一侧移动，封闭进气口23；同时，第一内阀口25经第二腔室30b与排气口连通，也即选择连通排气通道，使得气室内的压缩空气经排气通孔快速排放至排放环境36。

本发明的波纹管泵泵壳在进气工况下自动选通进气通道，在排气工况下自动选通排气通道；排气通道短、阻力小；使得波纹管泵能够快速的实现排进气间的状态转换，提高波纹管泵的运行效率。泵壳还能够在进气压力过高的情况下选通过压保护通道，避免进气压力过高造成波纹管损伤。

实施例2

图7-10示出了本发明所示波纹管泵泵壳的又一种实施例，与实施例1不同之处在于：

泵壳中位于波纹管泵内侧的端面上还设有第二内阀口26，第二内阀口26设置于第一内阀口25旁侧且远离进气口23一侧的位置处，第二内阀口26位于第一内阀口25之上；第一内阀口25和第二内阀口26间的最大距离小于滑块29 中靠近进气口23一侧的宽径段29a的长度距离，使得第一内阀口25与进气口 23及第一腔室30a相连通时，第二内阀口26与第二腔室30b间的流道被滑块29 所阻断；或是第二内阀口26与第二腔室30b相连通时，第一内阀口25与第一腔室30a间的流道被滑块29所阻断；第二内阀口26可以与排气口24相互正对，二者之间的流道基本是直线形，使得经由第二内阀口26排出的压缩空气能够更为快速地从排气口24中向泵外流出。进气口23、第一腔室30a与第一内阀口25 可连通形成进气通道；第二内阀口26、第二腔室30b与排气口24可连通形成排气通道；进气口23、第一腔室31a、第一内阀口25、第二内阀口26与排气口24 之间可相互连通形成过压排气通道。

如图8所示，在进气工况下，进排气机构101选择连通进气通道，使来自气源的压缩空气流入气室，此时第二内阀口26被滑块29封闭。

如图9所示，当进气压力过高时，弹簧28被大幅度压缩，滑块29大幅度移动，使第一内阀口25和第二内阀口26均与第一腔室30a连通，从而选通过压排气通道，使气室内的气体排出，降低气室压力；待气室压力降低后，弹簧28推动滑块29堵塞排气口24和第二内阀口26，切断过压排气通道。

如图10所示，在排气工况下，进排气机构101选择连通排气通道，使气室内的气体经排气通道向排放环境36排放，此时进气口23和第一内阀口25被滑块29封闭。第二内阀口26的位置可以设置为与排气口24接近，甚至第二内阀口26与排气口24同轴心设置，这样可以使排气流路的距离更短，形状更规整，气体能基本沿直线向排放环境36流动，因而排气阻力更小，排气效率更高。

其余实施方式同实施例1。

实施例3

图11示出了本发明所示波纹管泵泵壳的又一种实施例，该实施例与实施例 1或2区别之处在于：泵壳腔30中固定安装有隔套40，隔套40采用陶瓷或PTFE 等具有高耐磨性和自润滑性材料制成。

隔套40上开设有分别与进气口23、排气口24、第一内阀口25和第二内阀口26相对应的通孔，进排气机构101设置于隔套40中，进排气机构101可由弹簧28和滑块29组成，弹簧28一侧与隔套40内侧壁相连，弹簧28另一侧与滑块29相连，滑块29可于隔套40内往复移动；滑块29将隔套40内侧腔室分隔成至少两个相互隔断的第一腔室30a和第二腔室30b，滑块29具有直径大小变化的窄径段29b和宽径段29a，第二腔室30b由窄径段29b和隔套40内侧腔室配合形成，第一腔室30a由靠近进气口23一侧的宽径段29a和隔套40内侧腔室配合形成。

设置隔套可以避免滑块29直接摩擦泵壳材料，选择合适的隔套材料可以减小滑块29的摩擦阻力；隔套40可从泵壳腔30中装卸和替换，便于维修，延长泵壳使用寿命。

实施例4

本实施例提供一种波纹管泵，如图1、图2所示，该波纹管泵采用实施例1-3 中任一所述的泵壳，所述波纹管泵包括配置在中央位置处的泵头1，泵头1两侧同轴对称固定连接有作为壳体部件的泵壳2a、2b，泵壳2a由端板部13a和环状凸台部14a构成，泵壳2b由端板部13b和环状凸台部14b构成，端板部13a和端板部13b具有相同的结构，环状凸台部14a和环状凸台部14b具有相同的结构；泵壳2a、2b与泵头1之间的内部形成有相互对称且封闭的气室6a、6b,在气室 6a、6b内分别配置有一侧有底圆筒状的波纹管3a、3b，波纹管3a、3b可选用由氟树脂制成，波纹管3a、3b以开口相对的方式设置在泵头1两侧，波纹管3a、 3b的开口端固定安装于泵头1中，在波纹管3a、3b底圆筒状的底部固定安装有法兰板4a、4b，波纹管3a、3b分别与泵头1之间的内部形成有相互对称且封闭的泵腔5a、5b，泵头1中轴线上分别设有用于转移液体的泵腔吸入口16和泵腔排出口15，并于泵头1两侧的位置处分别与泵腔吸入口16相连通的设有吸液阀 33a、33b，与泵腔排出口15相连通的设有排液阀32a、32b，吸液阀33a、33b 和排液阀32a、32b均处于各自对应的泵腔5a、5b内。

在法兰板4a、4b外侧端面中心位置处固定安装有向外延伸的泵轴7a、7b，泵轴7a、7b外端分别通过螺母固定连接有连接板9a、9b，连接板9a和连接板 9b之间于上下两侧位置处分别通过螺栓固定连接有联动轴12a、12b，泵壳2a、 2b上与联动轴12a、12b同轴设有联动通孔，联动轴12a、12b贯穿和移动于联动通孔内，泵轴7a、7b贯穿泵壳2a、2b并带动连接板9a、9b和联动轴12a、 12b作往复移动。

应用本发明泵壳在内的波纹管泵运作时，通过在波纹管泵外侧设置换向阀 35和排放环境36，换向阀35一端与压缩空气相连通，换向阀35另一端通过外接管道分别与设置于泵壳2a和泵壳2b中的进气口23相连通，排放环境36通过外接管道分别与设置于泵壳2a和泵壳2b中的排气口24相连通。

压缩空气流入换向阀35中时，在换向阀35的控制下，压缩空气向位于波纹管泵一侧的泵壳流动，例如压缩空气向左经由进气口23通入泵壳2a内，压缩空气推动滑块29于泵壳腔30内移动，压缩空气通入第一腔室30a中；当第一腔室 30a与第一内阀口25相连通，第一腔室30a中的压缩空气经由第一内阀口25流入气室6a内，气室6a内的压力随压缩空气的通入而上升，压力作用于法兰板 4a端面上，推动法兰板4a和波纹管3a向泵头1所处方向移动，波纹管3a缩短，波纹管3a内的泵腔5a内的压力上升，进而迫使吸液阀33a关闭，排液阀32a 打开，待转移的液体自泵腔5a通过排液阀32a从排液口15处向外排出。

在换向阀35控制压缩空气流向左侧的泵壳2a时，为实现波纹管泵往复运动，无压缩空气流向右侧的泵壳2b中,位于右侧泵壳2b中的进排气机构101处于排气状态，泵壳腔30内的滑块29在弹簧28弹性力的作用下将进气口23与泵壳腔 30间的流道所阻断；第一内阀口25经由第二腔室30b与排气口24相连通，由于联动轴12a、12b和连接板9a、9b以及泵轴7a、7b的联动作用，另一侧的波纹管3b伸长，气室6a、6b内的压缩空气能够经由第一内阀口25、第二腔室30b 和排气口24向泵壳外侧排出，通入设置于泵壳外侧的排放环境内，波纹管3b内的泵腔5b内的压力下降,进而迫使吸液阀33b打开，排液阀32b关闭，待转移的液体通过吸液阀33a从吸液口16导入泵腔5b中。

如上述的，利用换向阀将压缩空气的流动方向在两侧不同的气室之间进行切换，使得两侧的波纹管反复交替伸缩，实现左右泵腔连续不断的吸液与排液动作。

另外，在以上公开的一些实施方案中，多个实施方案存在组合实施的可能，各种组合方案限于篇幅不再一一列举。本领域技术人员在具体实施时可以根据需求自由结合实施上实施方案，以获得更佳的应用体验。

本领域技术人员在实施本发明主题技术方案时，可以根据本发明的主题技术方案以及附图获得其它细节配置或附图，显而易见地，这些细节在不脱离本发明主题技术方案的前提下，这些细节仍属于本发明主题技术方案涵盖的范围。

Claims (8)

1.一种波纹管泵泵壳，其特征在于，

泵壳具有端板部和环状凸台部，端板部和环状凸台部环绕形成内部空腔，与波纹管泵的泵头及波纹管配合后形成气室，端板部内设有泵壳腔，泵壳腔经第一内阀口与气室连通；泵壳具有进气口和排气口，进气口和排气口均与泵壳腔连通，进气口用于连接气源，排气口用于连接排放环境；

泵壳腔内设有进排气机构，进排气机构将泵壳腔分隔为至少两个相互隔断的第一腔室和第二腔室；进气口、第一腔室和第一内阀口可连通形成进气通道，第一内阀口、第二腔室、排气口可连通形成排气通道，进气口、第一腔室和排气口可连通形成过压保护通道；进排气机构受供气压力可发生定向移动或形变，选择性连通进气通道、排气通道或过压保护通道；当供气压力不足时，排气通道被连通；

进排气机构包括弹簧和滑块，滑块可于泵壳腔内往复运动，弹簧位于滑块和泵壳腔壁面之间；

滑块包括两端的宽径段和设于宽径段之间的窄径段，靠近进气口的宽径段端面与泵壳腔配合形成第一腔室，窄径段的侧面与泵壳腔配合形成第二腔室。

2.根据权利要求1所述的波纹管泵泵壳，其特征在于，第一内阀口与排气口之间的距离小于第二腔室的长度。

3.根据权利要求1所述的波纹管泵泵壳，其特征在于，滑块的纵向长度小于排气口至泵壳腔顶部壁面之间的距离。

4.一种波纹管泵泵壳，其特征在于，

泵壳具有端板部和环状凸台部，端板部和环状凸台部环绕形成内部空腔，与波纹管泵的泵头及波纹管配合后形成气室，端板部内设有泵壳腔，泵壳腔经第一内阀口与气室连通；泵壳具有进气口和排气口，进气口和排气口均与泵壳腔连通，进气口用于连接气源，排气口用于连接排放环境；

泵壳腔还经第二内阀口与气室连通；

泵壳腔内设有进排气机构，进排气机构将泵壳腔分隔为至少两个相互隔断的第一腔室和第二腔室；进气口、第一腔室和第一内阀口可连通形成进气通道，第二内阀口、第二腔室、排气口可连通形成排气通道，进气口、第一内阀口、第二内阀口、第一腔室和排气口可相互连通形成过压保护通道；进排气机构受供气压力可发生定向移动或形变，选择连通进气通道、排气通道或过压保护通道，当供气压力不足时，排气通道被连通；

进排气机构包括弹簧和滑块，滑块可于泵壳腔内往复运动，弹簧位于滑块和泵壳腔壁面之间；

滑块包括两端的宽径段和设于宽径段之间的窄径段，靠近进气口的宽径段端面与泵壳腔配合形成第一腔室，窄径段的侧面与泵壳腔配合形成第二腔室。

5.根据权利要求4所述的波纹管泵泵壳，其特征在于，第二内阀口与排气口同轴心设置。

6.根据权利要求4所述的波纹管泵泵壳，其特征在于，第一内阀口和第二内阀口之间的最大距离小于滑块中靠近进气口一侧的宽径段的长度。

7.根据权利要求4所述的波纹管泵泵壳，其特征在于，泵壳腔的内侧固定安装有隔套，隔套开设有分别与第一内阀口、第二内阀口、进气口和排气口相对应的通孔，进排气机构设置于隔套中。

8.一种波纹管泵，其特征在于，

包括泵头，泵头两侧同轴对称固定连接权利要求1-7中任一项所述的波纹管泵泵壳，两侧的泵壳与泵头间形成有两个互不连通的气室，气室内设有圆筒状波纹管和设于波纹管底部的法兰板，气室与第一内阀口连通，两侧泵壳的进气口均通过换向阀与压缩空气连通，两侧泵壳的排气口均与排放环境连通。

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