CN114412758B - 一种脉冲式流体混合隔膜泵及其混合配比设计方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种脉冲式流体混合隔膜泵及其混合配比设计方法，包括盖板(11)、阀座(12)、隔膜座(13)和驱动机构(14)，所述隔膜座(13)上均匀分布设置若干个隔膜囊的隔膜(30)，所述驱动机构(14)驱动隔膜(30)圆周往复运动，若干个隔膜囊顺序地压缩和拉伸隔膜囊抽吸流体，其特征在于所述隔膜(30)包括用于第一流体抽吸的一个以上的第一隔膜囊(301)和用于第二流体抽吸的一个以上的第二隔膜囊(302)，所述的盖板(11)和阀座(12)设置卡槽配合密封成出口通道腔(21)和入口通道腔(22)。实现隔膜泵的集成式成比例的脉冲式混合抽取流体的功能。
Description
技术领域
本发明涉及微型泵装置，具体涉及具有可实现气液混合的通道模型结构的微型隔膜泵，特别是一种脉冲式流体混合隔膜泵及其混合配比设计方法。
背景技术
通常微型隔膜泵用于气体和液体等流体的抽吸和传输，经常会需要将两种流体的混合传输，特别是如一些清洁冲洗产品，抽吸传输水或其它液体的同时需要在液体中混入空气，或者一些需要产生泡沫的清洁产品中使用的泡沫泵，需要混入环境中的空气，来产生更多的泡沫，实现更好的清洁效果。而目前很多脉冲式清洗设备中，通常的做法是在水泵中加入单独的气泵，才能实现空气和水的脉冲混合式的冲洗功能，而生活中日用产品却日益需求精致化和小型化的使用体验，非常有必要对其进行集成式的改进，以增加产品使用功能的同时，不增大产品体积和制作成本。
以及，微型隔膜泵一般用于日常生活，而在泵的抽吸传输过程中，通常都会产生一定的噪音干扰，非常影响日常生活对产品品质的体验效果，因此降低微型泵的噪音效果是目前很多微型泵所需求。
针对以上缺点问题，本发明采用如下技术方案进行改善。
发明内容
本发明的目的提供一种脉冲式流体混合隔膜泵及其混合配比设计方法，公开的技术方案如下：
一种脉冲式流体混合隔膜泵，包括盖板(11)、阀座(12)、隔膜座(13)和驱动机构(14)，所述隔膜座(13)上均匀分布设置若干个隔膜囊的隔膜(30)，所述驱动机构(14)驱动隔膜(30)圆周往复运动，若干个隔膜囊顺序地压缩和拉伸隔膜囊抽吸流体，其特征在于所述隔膜(30)包括用于第一流体抽吸的一个以上的第一隔膜囊(301)和用于第二流体抽吸的一个以上的第二隔膜囊(302)，所述的盖板(11)和阀座(12)设置卡槽配合密封成出口通道腔(21)和入口通道腔(22)。
其中，还包括设置于所述盖板(11)和阀座(12)之间外围交接处的与外部环境连通的缺槽(20)、以及通过缺槽(20)连通形成直接与外部环境连通的第二流体入口通道腔(23)，其中所述第二流体入口通道腔(23)直接连通于第二隔膜囊(302)。
进一步的，所述的缺槽(20)为设置于盖板(11)或阀座(12)外围侧壁上的长条形缺口，盖板(11)和阀座(12)安装扣合后形成长条形缝隙结构。
进一步的，所述的隔膜(30)包括三个隔膜囊，设置其中的两个隔膜囊为用于第一流体抽吸的第一隔膜囊(301)，设置其中的一个隔膜囊为用于第二流体抽吸的第二隔膜囊(302)。
进一步的，所述的隔膜(30)包括四个隔膜囊，设置其中的三个隔膜囊为用于第一流体抽吸的第一隔膜囊(301)，设置其中的一个隔膜囊为用于第二流体抽吸的第二隔膜囊(302)；或设置其中的两个隔膜囊为用于第一流体抽吸的第一隔膜囊(301)，设置其中的两个隔膜囊为用于第二流体抽吸的第二隔膜囊(302)；或设置其中的一个隔膜囊为用于第一流体抽吸的第一隔膜囊301，设置其中的三个隔膜囊为用于第二流体抽吸的第二隔膜囊302。
进一步的，所述的隔膜(30)包括五个隔膜囊，设置其中的四个隔膜囊为用于第一流体抽吸的第一隔膜囊(301)，设置其中的一个隔膜囊为用于第二流体抽吸的第二隔膜囊(302)；或设置其中的三个隔膜囊为用于第一流体抽吸的第一隔膜囊(301)，设置其中的两个隔膜囊为用于第二流体抽吸的第二隔膜囊(302)；或设置其中的两个隔膜囊为用于第一流体抽吸的第一隔膜囊(301)，设置其中的三个隔膜囊为用于第二流体抽吸的第二隔膜囊(302)；或设置其中的一个隔膜囊为用于第一流体抽吸的第一隔膜囊301，设置其中的四个隔膜囊为用于第二流体抽吸的第二隔膜囊302。
所述的第一流体为水，第二流体为空气。
其中，驱动机构(14)包括安装设置于壳体(142)内的电机(141)、偏心轮(143)、传动杆(144)、传动支架(145)，其中电机(141)传动偏心轮(143)旋转，两端分别适配固定于偏心轮(143)和传动支架(145)的传动杆(144)，带动整个传动支架(145)在泵的径向面上做圆周形往复摆动，实现隔膜囊的顺序地压缩和拉伸隔膜囊抽吸流体，当其中若干个为第一流体即流体水，第二流体为空气时，形成脉冲式的气液混合。
以及，较佳设计中，所述出口通道腔(21)设置于泵的盖板(11)、阀座(12)中心处密封，通过出口阀片(18)与出口(16)相通连接，所述入口通道腔(22)密封形成于出口通道腔(21)外围，通过第一流体入口阀片(17)与入口(15)相通连接，由密封凹槽(111)和密封凸条(121)适配密封；以及通过第二流体入口阀片(19)形成与泵外部环境相连接的第二流体入口通道腔(23)，由长条形的缺槽(20)形成大面积的与外部环境连通，实现降低噪音的效果。
本发明还公开一种脉冲式流体混合隔膜泵的流体混合配比设计方法，用于隔膜泵的两种不同流体按照一定配比混合的设计方法，其特征在于通过不同的多个隔膜囊的个数比例进行设计流体混合比例的方法，具体步骤如下：
a.预估和计算隔膜泵所需要实现流体混合功能中，第一流体和第二流体需要达到的比例值；
b.设计实现a步骤中相应隔膜泵的所需要的用于第一流体抽吸的第一隔膜囊和用于第二流体抽吸的第二隔膜囊的个数配比；
c.根据步骤b中的隔膜囊配比设计，进行出口通道腔、入口通道腔相应密封，以及形成第二流体入口通道腔。
进一步的，一种脉冲式流体混合隔膜泵的流体混合配比设计方法，其特征在于所述的比例值计算预估设置为一定流量比例范围值，设定隔膜囊个数为三个、四个、或五个时，根据流量比例范围值选择相应的隔膜囊数量配比。
如三个隔膜囊时，可以设置其中的两个隔膜囊为用于第一流体抽吸的第一隔膜囊，设置其中的一个隔膜囊为用于第二流体抽吸的第二隔膜囊；或者可以设置其中的一个隔膜囊为用于第一流体抽吸的第一隔膜囊，设置其中的两个隔膜囊为用于第二流体抽吸的第二隔膜囊。
如四个隔膜囊时，设置其中的三个隔膜囊为用于第一流体抽吸的第一隔膜囊，设置其中的一个隔膜囊为用于第二流体抽吸的第二隔膜囊；或设置其中的两个隔膜囊为用于第一流体抽吸的第一隔膜囊，设置其中的两个隔膜囊为用于第二流体抽吸的第二隔膜囊；或设置其中的一个隔膜囊为用于第一流体抽吸的第一隔膜囊，设置其中的三个隔膜囊为用于第二流体抽吸的第二隔膜囊。
如五个隔膜囊时，设置其中的四个隔膜囊为用于第一流体抽吸的第一隔膜囊，设置其中的一个隔膜囊为用于第二流体抽吸的第二隔膜囊；或设置其中的三个隔膜囊为用于第一流体抽吸的第一隔膜囊，设置其中的两个隔膜囊为用于第二流体抽吸的第二隔膜囊；或设置其中的两个隔膜囊为用于第一流体抽吸的第一隔膜囊，设置其中的三个隔膜囊为用于第二流体抽吸的第二隔膜囊；或设置其中的一个隔膜囊为用于第一流体抽吸的第一隔膜囊，设置其中的四个隔膜囊为用于第二流体抽吸的第二隔膜囊。
进一步的，一种脉冲式流体混合隔膜泵的流体混合配比设计方法，其特征在于还包括通过a步骤中第一流体和第二流体的比例范围值设定总的隔膜囊个数后，再进行b步骤中的隔膜囊个数配比划分。
进一步的，一种脉冲式流体混合隔膜泵的流体混合配比设计方法，其特征在于所述的第一流体和第二流体分别为水和空气的气水混合隔膜泵中，当气水隔膜泵需要在抽取水中脉冲式混入三份之一空气时，设定隔膜囊个数为三个，设置其中的两个隔膜囊用于抽吸水，设置其中的一个隔膜囊用于抽吸空气。
据以上技术方案，本发明具有以下有益效果：
一、本发明脉冲式流体混合隔膜泵中，利用传动机构带动隔膜支架在泵的径向面上做圆周形往复摆动，实现隔膜囊的顺序地压缩和拉伸隔膜囊抽吸流体，以及配比设置第一流体的第一隔膜囊和第二流体的第二隔膜囊中隔膜囊的个数，结合各个隔膜囊为顺序轮流的往复式抽吸流体，因而实现隔膜泵的集成式成比例的脉冲式混合抽取流体的功能，当其中若干个为第一流体即流体水，第二流体为空气时，形成脉冲式的空气和混合功能，在清洁产品中，实现更佳的冲洗效果；
二、本发明脉冲式流体混合隔膜泵中，通过设置长条形的缺槽，作为与外部环境的连通装置，实现空气的大面积接触，在增加隔膜泵气水混合功能的同时，降低在空气吸入过程中产生的噪音；
三、本发明一种脉冲式流体混合隔膜泵的流体混合配比设计方法，通过隔膜囊的个数配比来实现第一流体（水）和第二流体（空气）的混合比例，不但在结构实施上实现通过简单设计实现流量的比例混合，而且隔膜囊的个数选择，实现两种流体（空气和水）在一定比例范围内混合的效果。
附图说明
图1为本发明最佳实施例的隔膜泵整体结构示意图;
图2为本发明最佳实施例的隔膜泵结构爆炸分解示意图;
图3为本发明最佳实施例的隔膜泵内部结构A-A剖面示意图;
图4为本发明最佳实施例的隔膜泵内部结构剖面示意图局部B-B放大示意图；
图5为本发明最佳实施例的隔膜泵内部结构剖面示意图另一局部C-C放大示意图;
图6为本发明最佳实施例的隔膜泵流体混合通道模型立体俯视结构分解示意图;
图7为本发明最佳实施例的隔膜泵流体混合通道模型立体仰视结构分解示意图；
图8为本发明最佳实施例的隔膜泵盖板形成流体通道腔的示意图；
图9为本发明最佳实施例的隔膜泵阀座形成流体通道腔的示意图；
图10为本发明另一较佳实施例隔膜泵的四个隔膜囊的流体混合通道设计示意图；
图11为本发明另一较佳实施例隔膜泵的五个隔膜囊的流体混合通道设计示意图；
图中，泵10，盖板11，阀座12，隔膜座13，驱动机构14，入口15，出口16，第一流体入口阀片17，出口阀片18，第二流体入口阀片19；
密封凹槽111，密封凸条121，
电机141，壳体142，偏心轮143，传动杆144，传动支架145；
缺槽20，出口通道腔21，入口通道腔22，第二流体入口通道腔23，盖板口通道腔211，盖板入口通道腔221，盖板第二流体入口通道腔231，阀座口通道腔212，阀座入口通道腔222，阀座第二流体入口通道腔232；
隔膜30，第一隔膜囊301，第二隔膜囊302。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式，对本发明做进一步说明。
如图1至9所示的隔膜泵，一种脉冲式流体混合隔膜泵，包括盖板11、阀座12、隔膜座13和驱动机构14，隔膜座13上均匀分布设置若干个隔膜囊的隔膜30，驱动机构14驱动隔膜30圆周往复运动，若干个隔膜囊顺序地压缩和拉伸隔膜囊抽吸流体，隔膜30包括用于第一流体抽吸的一个以上的第一隔膜囊301和用于第二流体抽吸的一个以上的第二隔膜囊302，盖板11和阀座12设置卡槽配合密封成出口通道腔21和入口通道腔22。
如图4中所示，设置于盖板11和阀座12之间外围交接处的与外部环境连通的缺槽20、以及通过缺槽20连通形成直接与外部环境连通的第二流体入口通道腔23，其中第二流体入口通道腔23直接连通于第二隔膜囊302。
如图1中所示，缺槽20为设置于盖板11或阀座12外围侧壁上的长条形缺口，盖板11和阀座12安装扣合后形成长条形缝隙结构。
如图6和7中所示，隔膜30包括三个隔膜囊，设置其中的两个隔膜囊为用于第一流体抽吸的第一隔膜囊301，设置其中的一个隔膜囊为用于第二流体抽吸的第二隔膜囊302。
如图10中所示，隔膜30包括四个隔膜囊，N1中设置其中的三个隔膜囊为用于第一流体抽吸的第一隔膜囊301，设置其中的一个隔膜囊为用于第二流体抽吸的第二隔膜囊302；或N2中设置其中的两个隔膜囊为用于第一流体抽吸的第一隔膜囊301，设置其中的两个隔膜囊为用于第二流体抽吸的第二隔膜囊302；也可以如N3中，设置其中的一个隔膜囊为用于第一流体抽吸的第一隔膜囊301，设置其中的三个隔膜囊为用于第二流体抽吸的第二隔膜囊302。
如图11中所示，隔膜30包括五个隔膜囊，如M1中设置其中的四个隔膜囊为用于第一流体抽吸的第一隔膜囊301，设置其中的一个隔膜囊为用于第二流体抽吸的第二隔膜囊302；或如M2中设置其中的三个隔膜囊为用于第一流体抽吸的第一隔膜囊301，设置其中的两个隔膜囊为用于第二流体抽吸的第二隔膜囊302；或如M3中设置其中的两个隔膜囊为用于第一流体抽吸的第一隔膜囊301，设置其中的三个隔膜囊为用于第二流体抽吸的第二隔膜囊302；或如M4中设置其中的一个隔膜囊为用于第一流体抽吸的第一隔膜囊301，设置其中的四个隔膜囊为用于第二流体抽吸的第二隔膜囊302。
较佳实施方式中，第一流体为水，第二流体为空气。
如图2中所示，驱动机构14包括安装设置于壳体142内的电机141、偏心轮143、传动杆144、传动支架145，其中电机141传动偏心轮143旋转，两端分别适配固定于偏心轮143和传动支架145的传动杆144，带动整个传动支架145在泵的径向面上做圆周形往复摆动，实现隔膜囊的顺序地压缩和拉伸隔膜囊抽吸流体，当其中若干个为第一流体即流体水，第二流体为空气时，形成脉冲式的气液混合。
如图6和图7中所示，较佳设计中，出口通道腔21设置于隔膜泵的盖板11、阀座12中心处密封，通过出口阀片18与出口16相通连接，入口通道腔22密封形成于出口通道腔21外围，通过第一流体入口阀片17与入口15相通连接，由密封凹槽111和密封凸条121适配密封；以及通过第二流体入口阀片19形成与泵外部环境相连接的第二流体入口通道腔23，由长条形的缺槽20形成大面积的与外部环境连通，实现降低噪音的效果。
以及如图6至9中的隔膜泵的盖板11和阀座12形成的流体混合通道中，分别成型设置于盖板11和阀座12的盖板口通道腔211和阀座口通道腔212形成出口通道腔21、由盖板入口通道腔221和阀座入口通道腔222形成入口通道腔22、以及由盖板第二流体入口通道腔231和阀座第二流体入口通道腔232形成第二流体入口通道腔23。
本发明还公开一种脉冲式流体混合隔膜泵的流体混合配比设计方法，用于隔膜泵的两种不同流体按照一定配比混合的设计方法，通过不同的多个隔膜囊的个数比例进行设计流体混合比例的方法，具体步骤如下：
a.预估和计算隔膜泵所需要实现流体混合功能中，第一流体和第二流体需要达到的比例值；
b.设计实现a步骤中相应隔膜泵的所需要的用于第一流体抽吸的第一隔膜囊和用于第二流体抽吸的第二隔膜囊的个数配比；
c.根据步骤b中的隔膜囊配比设计，进行出口通道腔、入口通道腔相应密封，以及形成第二流体入口通道腔。
一种脉冲式流体混合隔膜泵的流体混合配比设计方法，比例值计算预估设置为一定流量比例范围值，设定隔膜囊个数为三个、四个、或五个时，根据流量比例范围值选择相应的隔膜囊数量配比。
如图6和图7中，设置三个隔膜囊时，可以设置其中的两个隔膜囊为用于第一流体抽吸的第一隔膜囊301，设置其中的一个隔膜囊为用于第二流体抽吸的第二隔膜囊302；或者可以设置其中的一个隔膜囊为用于第一流体抽吸的第一隔膜囊301，设置其中的两个隔膜囊为用于第二流体抽吸的第二隔膜囊302。
如图10中，设置为四个隔膜囊时，如N1中设置其中的三个隔膜囊为用于第一流体抽吸的第一隔膜囊301，设置其中的一个隔膜囊为用于第二流体抽吸的第二隔膜囊302；或如N2设置其中的两个隔膜囊为用于第一流体抽吸的第一隔膜囊301，设置其中的两个隔膜囊为用于第二流体抽吸的第二隔膜囊302；或如N3设置其中的一个隔膜囊为用于第一流体抽吸的第一隔膜囊301，设置其中的三个隔膜囊为用于第二流体抽吸的第二隔膜囊302。
如图11中所示，设置五个隔膜囊时，如M1中设置其中的四个隔膜囊为用于第一流体抽吸的第一隔膜囊301，设置其中的一个隔膜囊为用于第二流体抽吸的第二隔膜囊302；或如M2中设置其中的三个隔膜囊为用于第一流体抽吸的第一隔膜囊301，设置其中的两个隔膜囊为用于第二流体抽吸的第二隔膜囊302；或如M3中设置其中的两个隔膜囊为用于第一流体抽吸的第一隔膜囊301，设置其中的三个隔膜囊为用于第二流体抽吸的第二隔膜囊302；或如M4中设置其中的一个隔膜囊为用于第一流体抽吸的第一隔膜囊301，设置其中的四个隔膜囊为用于第二流体抽吸的第二隔膜囊302。
一种脉冲式流体混合隔膜泵的流体混合配比设计方法，还包括通过a步骤中第一流体和第二流体的比例范围值设定总的隔膜囊个数后，再进行b步骤中的隔膜囊个数配比划分。
一种脉冲式流体混合隔膜泵的流体混合配比设计方法，第一流体和第二流体分别为水和空气的气水混合隔膜泵中，当气水隔膜泵需要在抽取水中脉冲式混入三份之一空气时，设定隔膜囊个数为三个，设置其中的两个隔膜囊用于抽吸水，设置其中的一个隔膜囊用于抽吸空气。
以上为本发明的其中一种实施方式。此外，需要说明的是，凡依本专利构思所述的构造、特征及原理所做的等效或简单变化，均包括于本专利的保护范围内。
Claims (8)
1.一种脉冲式流体混合隔膜泵，包括盖板(11)、阀座(12)、隔膜座(13)和驱动机构(14)，所述隔膜座(13)上均匀分布设置若干个隔膜囊的隔膜(30)，所述驱动机构(14)驱动隔膜(30)圆周往复运动，若干个隔膜囊顺序地压缩和拉伸隔膜囊抽吸流体，其特征在于所述隔膜(30)包括用于第一流体抽吸的一个以上的第一隔膜囊(301)和用于第二流体抽吸的一个以上的第二隔膜囊(302)，所述的盖板(11)和阀座(12)设置卡槽配合密封成出口通道腔(21)和入口通道腔(22)；其中，
还包括设置于所述盖板(11)和阀座(12)之间外围交接处的与外部环境连通的缺槽(20)、以及通过缺槽(20)连通形成直接与外部环境连通的第二流体入口通道腔(23)，其中所述第二流体入口通道腔(23)直接连通于第二隔膜囊(302)；所述的缺槽(20)为设置于盖板(11)或阀座(12)外围侧壁上的长条形缺口，盖板(11)和阀座(12)安装扣合后形成长条形缝隙结构。
2.根据权利要求1所述的一种脉冲式流体混合隔膜泵，其特征在于所述的隔膜(30)包括三个隔膜囊，设置其中的两个隔膜囊为用于第一流体抽吸的第一隔膜囊(301)，设置其中的一个隔膜囊为用于第二流体抽吸的第二隔膜囊(302)。
3.根据权利要求1所述的一种脉冲式流体混合隔膜泵，其特征在于所述的隔膜(30)包括四个隔膜囊，设置其中的三个隔膜囊为用于第一流体抽吸的第一隔膜囊(301)，设置其中的一个隔膜囊为用于第二流体抽吸的第二隔膜囊(302)；或设置其中的两个隔膜囊为用于第一流体抽吸的第一隔膜囊(301)，设置其中的两个隔膜囊为用于第二流体抽吸的第二隔膜囊(302)；或设置其中的一个隔膜囊为用于第一流体抽吸的第一隔膜囊(301)，设置其中的三个隔膜囊为用于第二流体抽吸的第二隔膜囊(302)。
4.根据权利要求1所述的一种脉冲式流体混合隔膜泵，其特征在于所述的隔膜(30)包括五个隔膜囊，设置其中的四个隔膜囊为用于第一流体抽吸的第一隔膜囊(301)，设置其中的一个隔膜囊为用于第二流体抽吸的第二隔膜囊(302)；或设置其中的三个隔膜囊为用于第一流体抽吸的第一隔膜囊(301)，设置其中的两个隔膜囊为用于第二流体抽吸的第二隔膜囊(302)；或设置其中的两个隔膜囊为用于第一流体抽吸的第一隔膜囊(301)，设置其中的三个隔膜囊为用于第二流体抽吸的第二隔膜囊(302)；或设置其中的一个隔膜囊为用于第一流体抽吸的第一隔膜囊(301)，设置其中的四个隔膜囊为用于第二流体抽吸的第二隔膜囊(302)。
5.根据权利要求1所述的一种脉冲式流体混合隔膜泵，其特征在于所述的第一流体为水，第二流体为空气。
6.一种根据权利要求1至5中任一权利要求所述的脉冲式流体混合隔膜泵的流体混合配比设计方法，用于隔膜泵的两种不同流体按照一定配比混合的设计方法，其特征在于通过不同的多个隔膜囊的个数比例进行设计流体混合比例的方法，具体步骤如下：
a.预估和计算隔膜泵所需要实现流体混合功能中，第一流体和第二流体需要达到的比例值；
b.设计实现a步骤中相应隔膜泵的所需要的用于第一流体抽吸的第一隔膜囊和用于第二流体抽吸的第二隔膜囊的个数配比；
c.根据步骤b中的隔膜囊配比设计，进行出口通道腔、入口通道腔相应密封，以及形成第二流体入口通道腔；
其中，还包括通过a步骤中第一流体和第二流体的比例范围值设定总的隔膜囊个数后，再进行b步骤中的隔膜囊个数配比划分。
7.根据权利要求6所述的脉冲式流体混合隔膜泵的流体混合配比设计方法，其特征在于所述的比例值计算预估设置为一定流量比例范围值，设定隔膜囊个数为三个、四个、或五个时，根据流量比例范围值选择相应的隔膜囊数量配比。
8.根据权利要求6所述的脉冲式流体混合隔膜泵的流体混合配比设计方法，其特征在于所述的第一流体和第二流体分别为水和空气的气水混合隔膜泵中，当气水隔膜泵需要在抽取水中脉冲式混入三份之一空气时，设定隔膜囊个数为三个，设置其中的两个隔膜囊用于抽吸水，设置其中的一个隔膜囊用于抽吸空气。
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