CN115288987A - 高压隔膜泵球形泵头及其制作方法和包括该泵头的隔膜泵 - Google Patents

Abstract

本发明公开了高压隔膜泵球形泵头及其制作方法和包括该泵头的隔膜泵，该泵头包括泵壳、隔膜和泵盖，泵壳呈球形，泵壳内设有内球体；泵壳和内球体的中心重合且泵壳和内球体之间设有环状隔板，隔板的内圆与内球体对应固定连接，隔板的外圆与泵壳内壁对应固定连接，从而将泵壳和内球体之间的区域分成第一腔室和第二腔室；其中第一腔室与进油口连通，第二腔室与接料口和检修口连通；内球体中空设置且具有与进油口正对的连通口以及与检修口正对的进液口，隔膜设置在内球体内且隔膜的外缘可拆卸密封固定在进液口处，从而将内球体分割成液压油区和输送介质区。该泵头承压强度高，占地面积小，且隔膜的伸缩变化体积大，能有效提高隔膜泵的输送效率。

Description

高压隔膜泵球形泵头及其制作方法和包括该泵头的隔膜泵

技术领域

本发明属于隔膜泵技术领域，具有涉及高压隔膜泵球形泵头及其制作方法和包括该泵头的隔膜泵。

背景技术

隔膜泵是借助隔膜将输送介质（包括有颗粒的矿浆）与传递动力的移动活塞及缸体隔开，从而保护活塞和缸体不受冲蚀和磨蚀。隔膜泵工作时，曲柄连杆机构在电动机的驱动下，通过十字头带动活塞作往复运动，活塞的运动通过液缸内的工作液体（一般为液压油）而传到隔膜，使隔膜来回鼓动，从而达到输送介质的目的。

现有的隔膜泵的泵头一般为筒形结构，其简图如图1所示，在电动机驱动下，输送介质从进口单向阀6处输入，并经输送管道4进入泵头增压，然后经输送管道4输出并经出口单向阀5处输出，从而达到输送介质的目的。该类隔膜泵存在以下缺点：

1、筒形泵头左边近似为平板的结构在压力作用下受力不好，承压强度有限，为保证泵头的承压强度，泵壳1和泵盖3需采用厚度较大的材料制成，占地面积大，经济性差；

2、隔膜2呈平板型，图1中隔膜2处于原始状态，电动机驱动下，隔膜2能达到的最大伸展位置为图中a处，隔膜的伸缩变化体积有限，影响隔膜泵的输送效率。

发明内容

针对现有技术存在的上述不足，本发明的目的就在于提供一种高压隔膜泵球形泵头及其制作方法和包括该泵头的隔膜泵，该高压隔膜泵球形泵头承压强度高，占地面积小，且隔膜的伸缩变化体积大，能有效提高隔膜泵的输送效率。

本发明的技术方案是这样实现的：

一种高压隔膜泵球形泵头，包括泵壳、隔膜和泵盖，所述泵壳上设有接料口、检修口和进油口，所述接料口处设有第一连接法兰，用于连接输送管道；所述进油口处设有第二连接法兰，用于连接液力管；所述隔膜设于泵壳内；所述泵盖设置在检修口处，以将检修口封闭。

所述泵壳呈球形，泵壳内设有内球体；泵壳和内球体的中心重合且泵壳和内球体之间设有环状隔板，所述隔板的内圆与内球体对应固定连接，隔板的外圆与泵壳内壁对应固定连接，从而将泵壳和内球体之间的区域分成第一腔室和第二腔室；其中第一腔室与进油口连通，所述第二腔室与接料口和检修口连通。

内球体中空设置且具有与进油口正对的连通口以及与检修口正对的进液口，所述进液口的尺寸小于检修口的尺寸，所述隔膜设置在内球体内且隔膜的外缘可拆卸密封固定在进液口处，从而将内球体分割成液压油区和输送介质区。

进一步地，所述隔膜伸展最大时呈球状。

进一步地，所述隔膜外缘设有向外翻的环状凸起，内球体进液口设有与凸起对应的环状承台，隔膜外缘的凸起放置在承台上，在隔膜外缘的凸起外侧设有环状压套，所述压套与内球体固定，从而将隔膜外缘压设固定在内球体的进液口处。

进一步地，第一腔室对应的泵壳顶部设有排气口，并在排气口处设有排气阀，用于控制排气口的启闭。

进一步地，液压油区对应的内球体顶部设有排气孔，用于排出内球体内的气体。

进一步地，位于液压油区侧的隔膜上设有导杆连接孔，用于连接导杆；对应地，在进油口处设有支架，所述支架包括供导杆通过的环状导筒，便于导杆沿导筒做直线往复运动；同时在导筒和进油口之间均匀分布有若干支撑杆，用于支撑导筒。

进一步地，第一腔室对应的泵壳底部设有排油口，并在排油口处设有放油阀，用于控制排油口的启闭。

本发明还提供了一种隔膜泵，该隔膜泵包括前面所述的一种高压隔膜泵球形泵头。

本发明还提供了一种高压隔膜泵球形泵头的制作方法，包括以下步骤：

（1）根据设计图纸，沿泵壳东北直径方向将泵壳分割成上半泵壳和下半泵壳，将内球体分割成上半内球体和下半内球体，预先制作上半内球体、下半内球体、上半泵壳和下半壳体，并在上半内球体上制作连通口和排气孔，在下半内球体上制作进液口，在上半泵壳上制作进油口、排气口和排油口，在下半泵壳上制作接料口和检修口；

（2）将上半内球体和下半内球体对应焊接固定，从而完成内球体的焊接，并将隔板焊接固定在上半泵壳上并进行无损检测，同时使隔板和上半泵壳的焊缝距离上半泵壳和下半泵壳待焊接焊缝具有一定距离；

（3）隔板外圆处无损检测合格后，将内球体置于上半泵壳内，将隔板和上半内球体对应焊接固定，然后将下半泵壳与上半泵壳对应焊接固定，再对所有对接焊缝进行射线检测；

（4）对接焊缝检测合格后，再分别在接料口和进油口处焊接第一连接法兰和第二连接法兰；

（5）然后将隔膜从检修口处放入内球体内并将隔膜外缘密封固定在进液口处，然后再将泵盖固定在检修口处，从而完成泵头的制作。

进一步地，在焊接第二连接法兰前，先在进油口处焊接支架，所述支架包括供导杆通过的环状导筒，便于导杆沿导筒做直线往复运动；同时在导筒和进油口之间均匀分布有若干支撑杆，用于支撑导筒。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

1、相对于现有的筒形泵头，本发明的泵壳为球形，其承压强度高，当承受压力一定时，本发明的泵壳和泵盖可以采用较薄的材料制成，从而能有效减小泵头的占地面积，降低生产成本，提高经济性。

2、本发明的隔膜为球形，相对于现有平板型的隔膜，球状隔膜的伸缩体积变化大，在相同直径尺寸情况下，球状隔膜的容积率更高，输送介质的效率更快。而在单次输送介质容积一定时，采用球状隔膜可以有效减小泵头的直径和体积，进一步使得泵头的结构更加紧凑，占地面积更小。

附图说明

图1-筒形隔膜泵泵头的结构示意图。

图2-本发明所述隔膜泵泵头的结构示意图。

图3-隔膜伸展的说明图。

图4-本发明所述隔膜泵泵头使用状态下的结构示意图。

图5-隔膜泵泵头制作流程图。

其中：1-泵壳；2-隔膜；3-泵盖；4-输送管道；5-出口单向阀；6-进口单向阀；7-压盖；8-内球体；9-第一连接法兰；10-隔板；11-放油阀；12-支架；13-第二连接法兰；14-连接孔；15-排气孔；16-排气口；17-排气阀；18-导杆；19-液力管；20-补油阀；21-排油阀。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明。

参见图2，一种高压隔膜泵球形泵头，包括泵壳1、隔膜2和泵盖3，所述泵壳1上设有接料口、检修口和进油口，所述接料口处设有第一连接法兰9，用于连接输送管道，便于输送介质进入泵壳1内；所述进油口处设有第二连接法兰13，用于连接液力管，便于液力管内的液压油进入泵壳1内；所述隔膜2设于泵壳内；所述泵盖3设置在检修口处，以将检修口封闭。

所述泵壳1呈球形，泵壳1内设有内球体8；泵壳1和内球体8的中心重合且泵壳1和内球体8之间设有环状隔板10，所述隔板10的内圆与内球体8对应固定连接，隔板10的外圆与泵壳1内壁对应固定连接，从而将泵壳1和内球体8之间的区域分成第一腔室和第二腔室；其中第一腔室与进油口连通，所述第二腔室与接料口和检修口连通。

内球体8中空设置且具有与进油口正对的连通口以及与检修口正对的进液口，所述进液口的尺寸小于检修口的尺寸，所述隔膜2设置在内球体8内且隔膜2的外缘可拆卸密封固定在进液口处，从而将内球体8分割成液压油区和输送介质区。

一般地，隔膜采用橡胶制成，相对于现有的筒形泵头，这里泵壳呈球形结构，检修口的尺寸也相对于较小，泵盖的尺寸也就较小，同时球形泵壳的受力好和各向均匀，在承压压力一定时，泵壳和泵盖可以采用较薄的材料制成，从而能有效减小泵头的占地面积，降低生产成本，提高经济性。

内球体不承受压力，仅用于支撑隔膜，以及在隔膜伸展过程中，对隔膜进行约束限位，控制隔膜的变形边界。所以内球体也可采用较薄的材料制成，从而能有效降低内内球体的成本。

参见图2，隔膜左侧对应的内球体部分为液压油区，隔膜右侧对应的内球体部分为输送介质区。本实施例中在检修口对应的泵壳外侧设有凸台，并在凸台上均匀分布有若干螺栓孔，然后在泵盖上设有与螺栓孔对应的连接孔，并通过紧固螺栓将泵盖固定在泵壳上，从而将检修口封闭；也可以在检修口对应的泵壳外侧设置法兰盘，通过法兰盘和泵盖固定，在此不做限定。

参见图3，具体实施时，所述隔膜2伸展最大时呈球状。

这里所说球状为类似球状结构，在靠近隔膜边缘处将球体切割，使得隔膜边缘形成左右球体腔室的外缘。在隔膜泵运行过程中，隔膜从初始状态（最右点）逐渐伸展至中间点，然后伸展最大时（最左点），在隔膜伸缩过程中，相对于现有平板型的隔膜，球状隔膜的伸缩体积变化大，在相同直径情况下，球状隔膜的容积率更高，输送介质的效率更快。而在输送介质容积一定时，采用球状隔膜可以有效减小泵头的直径和体积，进一步使得泵头的结构更加紧凑，占地面积更小。

具体实施时，所述隔膜2外缘右侧设有向外翻的环状凸起，内球体进液口设有与凸起对应的环状承台，隔膜2外缘的凸起放置在承台上，在隔膜2外缘的凸起外侧设有环状压套7，所述压套7与内球体8固定，从而将隔膜2外缘压设固定在内球体8的进液口处。

因隔膜两侧的压力始终一致而不单独承压，所以这里只需要在进液口处设置若干螺纹孔，压套上设置若干与螺纹孔一一对应的通孔，然后通过很小的螺栓就可以将压盖固定在进液口上，从而将隔膜压紧固定在进液口上。

具体实施时，第一腔室对应的泵壳1顶部设有排气口16，并在排气口16处设有排气阀17，用于控制排气口16的启闭。

具体实施时，液压油区对应的内球体8顶部设有排气孔15，用于排出内球体8内的气体。

这样，内球体内的气体可以依次通过排气孔、泵壳上的排气口排出，使得内球体的液压油区被液压油充满，保证隔膜的容积效率，从而保证泵头的输送效率。

具体实施时，参见图2和4，位于液压油区侧的隔膜2上设有导杆连接孔14，用于连接导杆18；对应地，在进油口处设有支架12，所述支架12包括供导杆18通过的环状导筒，便于导杆18沿导筒和隔膜位置响应一致做直线往复运动；同时在导筒和进油口之间均匀分布有若干支撑杆，用于支撑导筒。

这样，液力管19外侧的位置感应器可以通过检测导杆上的位置信号，确定隔膜的拉伸变形情况，进而通过与液力管19上的补油阀20和排油阀21配合，控制隔膜处于最优位置，使得隔膜的拉伸变形小，以延长隔膜的使用寿命。

具体实施时，第一腔室对应的泵壳1底部设有排油口，并在排油口处设有放油阀11，用于控制排油口的启闭。

在检修时，可以通过开启放油阀，排出第一腔室内的液压油。

参见图4，一种隔膜泵，包括前面所述的一种高效紧凑型高压隔膜泵球形泵头。输送管道的连接法兰与泵头接料口处的第一连接法兰9固定连接，液力管19的连接法兰与泵头的第二连接法兰13固定连接。

参见图5，前面所述的一种高压隔膜泵球形泵头的制作方法，包括以下步骤：

（1）根据设计图纸，沿泵壳东北直径方向将泵壳分割成上半泵壳和下半泵壳，将内球体分割成上半内球体和下半内球体，预先制作上半内球体、下半内球体、上半泵壳和下半壳体，并在上半内球体上制作连通口和排气孔，在下半内球体上制作进液口，在上半泵壳上制作进油口、排气口和排油口，在下半泵壳上制作接料口和检修口；

（2）将上半内球体和下半内球体对应焊接固定，从而完成内球体的焊接，并将隔板焊接固定在上半泵壳上并进行无损检测，同时使隔板和上半泵壳的焊缝距离上半泵壳和下半泵壳待焊接焊缝具有一定距离，为后边上下泵壳对接焊缝的射线检测留出位置；

（3）隔板外圆无损检测合格后，将内球体置于上半泵壳内，将隔板和上半内球体对应焊接固定，然后将下半泵壳与上半泵壳对应焊接固定，再对所有对接焊缝进行射线检测；

（4）对接焊缝检测合格后，在进油口处焊接支架，然后再分别在接料口和进油口处焊接第一连接法兰和第二连接法兰；

（5）然后将隔膜从检修口处放入内球体内并用压套将隔膜外缘密封固定在进液口处，然后再将泵盖固定在检修口处，从而完成泵头的制作。

在对隔膜进行检修时，打开泵盖，拆下压套，就可以将隔膜取出进行检修或更换，检修完毕后，再将隔膜放入内球体内，并用压套压紧固定在进液口处，最后再将泵盖固定在泵壳上即可，操作方便。

最后需要说明的是，本发明的上述实施例仅是为说明本发明所作的举例，而并非是对本发明实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其他不同形式的变化和变动。这里无法对所有的实施方式予以穷举。凡是属于本发明的技术方案所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之列。

Claims (10)

1.一种高压隔膜泵球形泵头，包括泵壳、隔膜和泵盖，所述泵壳上设有接料口、检修口和进油口，所述接料口处设有第一连接法兰，用于连接输送管道；所述进油口处设有第二连接法兰，用于连接液力管；所述隔膜设于泵壳内；所述泵盖设置在检修口处，以将检修口封闭；其特征在于：

所述泵壳呈球形，泵壳内设有内球体；泵壳和内球体的中心重合且泵壳和内球体之间设有环状隔板，所述隔板的内圆与内球体对应固定连接，隔板的外圆与泵壳内壁对应固定连接，从而将泵壳和内球体之间的区域分成第一腔室和第二腔室；其中第一腔室与进油口连通，所述第二腔室与接料口和检修口连通；

内球体中空设置且具有与进油口正对的连通口以及与检修口正对的进液口，所述进液口的尺寸小于检修口的尺寸，所述隔膜设置在内球体内且隔膜的外缘可拆卸密封固定在进液口处，从而将内球体分割成液压油区和输送介质区。

2.根据权利要求1所述的一种高压隔膜泵球形泵头，其特征在于，所述隔膜伸展最大时呈球状。

3.根据权利要求2所述的一种高压隔膜泵球形泵头，其特征在于，所述隔膜外缘设有向外翻的环状凸起，内球体进液口设有与凸起对应的环状承台，隔膜外缘的凸起放置在承台上，在隔膜外缘的凸起外侧设有环状压套，所述压套与内球体固定，从而将隔膜外缘压设固定在内球体的进液口处。

4.根据权利要求1所述的一种高压隔膜泵球形泵头，其特征在于，第一腔室对应的泵壳顶部设有排气口，并在排气口处设有排气阀，用于控制排气口的启闭。

5.根据权利要求4所述的一种高压隔膜泵球形泵头，其特征在于，液压油区对应的内球体顶部设有排气孔，用于排出内球体内的气体。

6.根据权利要求1所述的一种高压隔膜泵球形泵头，其特征在于，位于液压油区侧的隔膜上设有导杆连接孔，用于连接导杆；对应地，在进油口处设有支架，所述支架包括供导杆通过的环状导筒，便于导杆沿导筒做直线往复运动；同时在导筒和进油口之间均匀分布有若干支撑杆，用于支撑导筒。

7.根据权利要求1所述的一种高压隔膜泵球形泵头，其特征在于，第一腔室对应的泵壳底部设有排油口，并在排油口处设有放油阀，用于控制排油口的启闭。

8.一种隔膜泵，其特征在于，包括权利要求1~7任一所述的一种高压隔膜泵球形泵头。

9.权利要求1~7任一所述的一种高压隔膜泵球形泵头的制作方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）根据设计图纸，沿泵壳东北直径方向将泵壳分割成上半泵壳和下半泵壳，将内球体分割成上半内球体和下半内球体，预先制作上半内球体、下半内球体、上半泵壳和下半壳体，并在上半内球体上制作连通口和排气孔，在下半内球体上制作进液口，在上半泵壳上制作进油口、排气口和排油口，在下半泵壳上制作接料口和检修口；

（2）将上半内球体和下半内球体对应焊接固定，从而完成内球体的焊接，并将隔板焊接固定在上半泵壳上并进行无损检测，同时使隔板和上半泵壳的焊缝距离上半泵壳和下半泵壳待焊接焊缝具有一定距离；

（3）隔板外圆处无损检测合格后，将内球体置于上半泵壳内，将隔板和上半内球体对应焊接固定，然后将下半泵壳与上半泵壳对应焊接固定，再对所有对接焊缝进行射线检测；

（4）对接焊缝检测合格后，再分别在接料口和进油口处焊接第一连接法兰和第二连接法兰；

（5）然后将隔膜从检修口处放入内球体内并将隔膜外缘密封固定在进液口处，然后再将泵盖固定在检修口处，从而完成泵头的制作。

10.根据权利要求9所述的一种高压隔膜泵泵头的制作方法，其特征在于，在焊接第二连接法兰前，先在进油口处焊接支架，所述支架包括供导杆通过的环状导筒，便于导杆沿导筒做直线往复运动；同时在导筒和进油口之间均匀分布有若干支撑杆，用于支撑导筒。

Images