CN116538058A - 一种四相隔膜泵 - Google Patents

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姬广超
彭光杰
洪世明
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Jiangsu University
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Abstract

本发明公开了一种四相隔膜泵，该泵为对称结构，包括储液腔壁面、进水管球阀、进水管道、储液腔、工作腔外壁面、工作腔内壁面、工作腔、隔膜、传送带、旋转部件、出水管球阀和出水管道。首先工作腔中最上方旋转部件中的滑轮在电机的驱动下逆时针旋转，传送带随之逆时针旋转，进而带动其余滑轮逆时针旋转，使活塞往复运动，令工作腔内的体积发生变化，隔膜往复收缩扩张，利用压差完成液体运输的工作。在进水管道处和出水管道处分别设置进水管球阀和出水管球阀，确保了液体只能由进水管道进入泵内并从出水管道排出，有效地防止了回流现象对泵所造成的损害。相较于传统隔膜泵，本发明在显著提升泵工作效率的同时，保证了泵运行的安全性和稳定性。

Description

一种四相隔膜泵
技术领域
本发明属于隔膜泵领域，尤其涉及一种四相隔膜泵。
背景技术
隔膜泵具有结构简单、占地面积小、可输送不易流动的介质等优点，因此广泛应用于工业生产的许多工艺过程中，如化工生产、电力冶金、污水处理等。但受限于隔膜泵的工作原理，传统的隔膜泵具有工作压力低的严重缺点，使其不能用于某些对压力要求较高的场合。长时间工作过还会使而管路内的液体发生堵塞，不但增加了能量损失，且易产生冲击，造成水锤现象，并会降低泵的运行效率，影响隔膜泵的正常运行。
发明内容
针对现有技术中存在不足，本发明提供了一种四相隔膜泵，该泵通过自身结构形式，令泵内体积发生均匀变化，利用压差完成液体运输的工作，相较于传统隔膜泵，该泵在显著提升泵工作效率的同时，也保证了泵运行的安全性和稳定性。
本发明是通过以下技术手段实现上述技术目的的。
一种四相隔膜泵，该泵为对称结构，包括储液腔壁面、进水管球阀、进水管道、储液腔、工作腔外壁面、工作腔内壁面、工作腔、隔膜、传送带、旋转部件、出水管球阀和出水管道；
进水管球阀和出水管球阀安装在泵底端，确保了液体只能由进水管道进入泵内并从出水管道排出，有效地防止了回流现象对泵所造成的损害；
旋转部件在在电机的驱动下逆时针旋转，令工作腔内的体积发生变化，隔膜往复收缩扩张，利用压差完成液体运输的工作。
进水管球阀安装在进水管道内部，其设有球阀底座、球体、弹簧、圆形金属板和通孔；
球阀底座两侧与进水管道内测壁面紧密贴合，在初始状态下，其顶端与球体底端紧密贴合，球体顶端由弹簧连接，弹簧顶端固定在圆形金属板中心处，圆形金属板两侧设有通孔，通孔以圆形金属板的竖直中心线对称设置。
出水管球阀安装在出水管道内部，其结构与进水管球阀一致。
工作腔外壁面安装在工作腔内壁面外侧，用于防止高速流动的液体对工作腔内壁面造成冲蚀。
隔膜固定安装在工作腔内壁面外侧，沿工作腔内壁面的圆周方向均匀设置，共有4个，将储液腔和工作腔分隔为独立的腔室。
旋转部件安装在工作腔内部，沿工作腔内壁面的圆周方向均匀设置，共有4个，其设有滑轮、主轴、活塞固定器和活塞。
滑轮安装在活塞固定器上方，其外侧与传送带贴合，主轴用于固定连接滑轮和活塞固定器，位于最上方的主轴外接电机驱动，活塞固定器上方设有活塞，活塞上方与工作腔内壁面内测紧密贴合。
进一步的，进水管道和出水管道的长度比为1:1。
进一步的，储液腔壁面内测、工作腔外壁面外侧和工作腔内壁面内侧的半径比为5:4:2。
本发明的有益效果：
1、本发明通过进水管球阀和出水管球阀实现了液体的单向流动，确保了液体只能由进水管道进入，流经各级储液腔并从出水管道排出，有效地限制了液体回流，防止因液体回流形成的水锤对泵造成的伤害。
2、本发明通过旋转部件中的各装置的配合实现了对泵内体积的调节，进而令泵内压力发生变化，工作腔内提供了足够的压力，解决了传统隔膜泵压力低的问题，有效地完成运输液体的工作，此外还具有随时开机停机、无水启动和易移动等优点。
3、本发明仅通过一台电机驱动旋转部件实现了4个旋转部件的工作运行，进而令隔膜往复收缩和扩张，相较于传统单一膜片的隔膜泵，减少了能源消耗并极大提升了泵的工作效率。
4、本发明通过泵内自身结构形式实现了泵内流量的均匀分配，隔膜与工作腔壁面组成近似圆形的结构，从而使泵内流道为圆环形，防止因流量分配不均导致发生堵塞及冲蚀现象，保证了泵的稳定运行。
附图说明
图1为本发明一种四相隔膜泵主视剖面图，
图2为进水管球阀结构放大图，
图3为旋转部件结构放大图，
图中：
1、储液腔壁面；2、进水管球阀；21、球阀底座；22、球体；23、弹簧；24、圆形金属板；25、通孔；3、进水管道；4、储液腔；5、工作腔外壁面；6、工作腔内壁面；7、工作腔；8、隔膜；9、传送带；10、旋转部件；101、滑轮；102、主轴；103、活塞固定器；104、活塞；11、出水管球阀；12、出水管道。
具体实施方式
下面结合附图以及具体实施例对本发明作进一步说明，但本发明的保护范围并不限于此。
如图1所示，一种四相隔膜泵，该泵为对称结构，包括储液腔壁面1、进水管球阀2、进水管道3、储液腔4、工作腔外壁面5、工作腔内壁面6、工作腔7、隔膜8、传送带9、旋转部件10、出水管球阀11和出水管道12；
进水管球阀2和出水管球阀11安装在泵底端，确保了液体只能由进水管道进入泵内并从出水管道排出，有效地防止了回流现象对泵所造成的损害；
旋转部件10在在电机的驱动下逆时针旋转，令工作腔7内的体积发生变化，隔膜8往复收缩扩张，利用压差完成液体运输的工作；
进水管球阀2安装在进水管道3内部，其设有球阀底座21、球体22、弹簧23、圆形金属板24和通孔25；
球阀底座21两侧与进水管道3内测壁面紧密贴合，在初始状态下，其顶端与球体22底端紧密贴合，球体22顶端由弹簧23连接，弹簧23顶端固定在圆形金属板24中心处，圆形金属板24两侧设有通孔25，通孔25以圆形金属板24的竖直中心线对称设置；
出水管球阀11安装在出水管道12内部，其结构与进水管球阀2一致；
工作腔外壁面5安装在工作腔内壁面6外侧，用于防止高速流动的液体对工作腔内壁面6造成冲蚀；
隔膜8固定安装在工作腔内壁面6外侧，沿工作腔内壁面6的圆周方向均匀设置，共有4个，将储液腔4和工作腔7分隔为独立的腔室；
旋转部件10安装在工作腔7内部，沿工作腔内壁面6的圆周方向均匀设置，共有4个，其设有滑轮101、主轴102、活塞固定器103和活塞104；
滑轮101安装在活塞固定器103上方，其外侧与传送带9贴合，主轴102用于固定连接滑轮101和活塞固定器103，位于最上方的主轴102外接电机驱动，活塞固定器103上方设有活塞104，活塞104上方与工作腔内壁面6内测紧密贴合；
可选的，进水管道3和出水管道12的长度比为1:1；
可选的，储液腔壁面1内测、工作腔外壁面5外侧和工作腔内壁面6内侧的半径比长度比为5:4:2。
本发明的工作过程如下：
启动与主轴102相连的电机，最上方的滑轮101开始做逆时针匀速旋转运动，驱动与其通过主轴102相连的活塞固定器103一起做逆时针匀速旋转运动，同时与滑轮101外侧贴合的传送带9也开始做逆时针旋转运动，带动其余3个滑轮101一起做逆时针匀速旋转运动，由于活塞104与活塞固定器相连，因此在活塞固定器103逆时针旋转的过程中，活塞104不断向下移动，令隔膜8与活塞104顶部之间组成的腔室体积不断增大，压力不断减小，为平衡腔室压力，隔膜8不断向下移动，由扩张状态转变为收缩状态，此时储液腔4的体积不断增大，压力不断减小，进水管球阀2中的球体22不断向上移动，令外界与泵内形成连通，液体不断流入泵内。
当滑轮101旋转180°时，活塞固定器103的顶端位于最下方，此时活塞104也位于最下方，隔膜8收缩至最大限度，其底端与工作腔内壁面6外侧紧密贴合，此后滑轮101继续做逆时针旋转运动，活塞104不断上移，令隔膜8与活塞104顶部之间组成的腔室体积不断减小，同理，隔膜8不断向上移动，由收缩状态转变为扩张状态，此时储液腔4的体积不断减小，压力不断增大，出水管球阀11中的球体22不断向上移动，液体被不断排出至泵外。
当滑轮101旋转一周时，泵内各装置再次恢复至初始状态，即当各滑轮101每旋转一周，就完成4次隔膜的收缩与扩张的过程和一次完整的吸液与排液的过程，相较于传统单一膜片的隔膜泵，极大地提升了工作效率，此后泵一直稳定运行，当泵停止运行时，进水管球阀2和出水管球阀11中的球体22受到液体重力的作用，将回落至初始状态，此时球体22底端与球阀底座21顶端紧密贴合，防止了液体的回流，并实现了对泵的密封，有效降低关机时水锤造成的伤害，维持了泵的稳定运行，当泵再次启动时，可直接进入运行状态，运行过程同上。
所述实施例为本发明的优选的实施方式，但本发明并不限于上述实施方式，在不背离本发明的实质内容的情况下，本领域技术人员能够做出的任何显而易见的改进、替换或变型均属于本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种四相隔膜泵，其特征在于，该泵为对称结构，包括储液腔壁面（1）、进水管球阀（2）、进水管道（3）、储液腔（4）、工作腔外壁面（5）、工作腔内壁面（6）、工作腔（7）、隔膜（8）、传送带（9）、旋转部件（10）、出水管球阀（11）和出水管道（12）；
所述进水管球阀（2）设置于进水管道（3）内，所述出水管球阀（11）设置于出水管道（12）内，确保了液体只能由进水管道（3）进入泵内并从出水管道（12）排出，有效地防止了回流现象对泵所造成的损害；
所述旋转部件（10）在电机的驱动下逆时针旋转，令工作腔（7）内的体积发生变化，隔膜（8）往复收缩扩张，利用压差完成液体运输的工作。
2.根据权利要求1所述的一种四相隔膜泵，其特征在于，所述进水管球阀（2）安装在进水管道（3）内部，其设有球阀底座（21）、球体（22）、弹簧（23）、圆形金属板（24）和通孔（25）；
所述球阀底座（21）两侧与进水管道（3）内测壁面紧密贴合，在初始状态下，其顶端与球体（22）底端紧密贴合，所述球体（22）顶端由弹簧（23）连接，所述弹簧（23）顶端固定在圆形金属板（24）中心处，所述圆形金属板（24）两侧设有通孔（25），所述通孔（25）以圆形金属板（24）的竖直中心线对称设置。
3.根据权利要求1所述的一种四相隔膜泵，其特征在于，所述出水管球阀（11）安装在出水管道（12）内部，其结构与进水管球阀（2）一致。
4.根据权利要求1所述的一种四相隔膜泵，其特征在于，所述工作腔外壁面（5）安装在工作腔内壁面（6）外侧，用于防止高速流动的液体对工作腔内壁面（6）造成冲蚀。
5.根据权利要求1所述的一种四相隔膜泵，其特征在于，所述隔膜（8）固定安装在工作腔内壁面（6）外侧，沿工作腔内壁面（6）的圆周方向均匀设置，共有4个，将储液腔（4）和工作腔（7）分隔为独立的腔室。
6.根据权利要求1所述的一种四相隔膜泵，其特征在于，所述旋转部件（10）安装在工作腔（7）内部，沿工作腔内壁面（6）的圆周方向均匀设置，共有4个，其设有滑轮（101）、主轴（102）、活塞固定器（103）和活塞（104）；
所述滑轮（101）安装在活塞固定器（103）上方，其外侧与传送带（9）贴合，所述主轴（102）用于固定连接滑轮（101）和活塞固定器（103），位于最上方的主轴（102）外接电机驱动，所述活塞固定器（103）上方设有活塞（104），所述活塞（104）上方与工作腔内壁面（6）内测紧密贴合。
7.根据权利要求1所述的一种四相隔膜泵，其特征在于，所述进水管道（3）和出水管道（12）的长度比为1:1。
8.根据权利要求1所述的一种四相隔膜泵，其特征在于，所述储液腔壁面（1）内侧、工作腔外壁面（5）外侧和工作腔内壁面（6）内侧的半径比为5:4:2。
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