CN1283921C - 带有支承环的隔膜泵 - Google Patents

Abstract

本文揭示了一种摇摆隔膜泵，它具有一带有一敞开颈部的壳体。一摇摆活塞可以穿过敞开颈部并装配到泵的电动机轴上。一单独的支承环紧固到壳体上，以封闭敞开的颈部，并为隔膜提供一圆周支承表面。支承环还包括与壳体和一阀头中的凹进结构特征配合的锁住凸出部，以在装配的过程中正确地对齐和组装这些构件。

Description

带有支承环的隔膜泵

技术领域

本发明涉及泵，尤其是涉及摇摆式隔膜泵。

背景技术

如那些用于空气压缩机中的摇摆泵通常包括一个或多个装在一可旋转轴上的活塞，该旋转轴由一适合的电动机偏心地驱动，以在一压缩腔中往复各个活塞。一种类型的隔膜泵包括一适合的密封件或隔膜，该密封件或隔膜在其外围处固定在壳体上并且连接在活塞的凸起边沿上。当活塞往复运动时，隔膜向内和向外弯曲。使用带有吸入阀和排出阀(如瓣阀)的一适合的阀组件，该阀组件可以在吸入和泵送的冲程中分别交替地打开和关闭，往复的运动就能使空气进入或移出压缩腔。

普通的摇摆式隔膜泵所存在的一个问题是它们难于装配。具体地说，电动机单元的外壳通常压配合到轴颈安装有转子的壳体上。这样，活塞就必须通过将活塞连接杆向下插入通过在压缩腔的底部上的一孔并将其如所需地倾斜以配合在轴上方的连接杆中的一孔来安装在轴上。一轴承和偏心件也必须安装在该轴上，并且位于连接杆内。这使将连接杆正确地定位在轴上变得困难。无法正确地安装活塞可能会引起不对齐，这会导致泵起动方面的问题，如电动机停转、隔膜“拍打”、安培拖曳(amp draw)高于正常状态以及使用寿命缩短。

对于不带隔膜的传统的活塞泵，通过使用带有一敞开颈部的壳体使得活塞的装配简便一些。这使装配者能从壳体的一端将轴插入壳体，并将连接杆滑动通过敞开的颈部并滑动到轴上直至它位于轴上的适当位置上。一旦正确地安装好，可由一紧固到壳体上的端盖来封闭敞开的颈部。

尽管这对传统的活塞泵适用，但是摇摆式隔膜泵中的隔膜还必须沿着其整个圆周被向下保持住以形成密封并产生适合的压力差。如此，一敞开的颈部圆筒通常会使隔膜在颈部的间隙处无支承，因而不能用于这样的泵中。因此，人们需要一种能简单和更为精确地装配的摇摆式隔膜泵。

发明内容

本发明通过提供这样一种隔膜泵来解决现有技术的问题，这种隔膜泵的壳体带有一敞开的颈部和盖住敞开颈部并绕隔膜的整个圆周支承隔膜的一单独的支承环。

具体地说，本发明提供一种隔膜泵，它具有偏心地装于一可旋转轴的一端处的一摇摆活塞和连接在一相对端处的一顺从的密封件。泵还包括一壳体和一支承环。壳体形成轴向延伸超过轴到达一敞开的进入端部的一曲轴箱和垂直于轴的轴线延伸的一颈部。颈部具有一敞开的喉部，该喉部延伸到曲轴箱的进入端部。敞开的喉部允许活塞穿过其、相对该轴轴向移动并移动到轴上。支承环在喉部上方安装到壳体上以跨越喉部，并提供于其上安装密封件的圆周的一圆周支承表面。

在较佳的形式中，壳体与支承环具有互补的锁住结构特征，以将支承环与壳体对齐。此外，泵包括安装在支承环上与密封件相对的一阀头。支承环和阀头也具有互补的锁住结构特征，以将阀头与支承环对齐。支承环具有装配在壳体颈部的喉部内的一填塞空隙(stop-gap)部分。填塞空隙部分的尺寸相对支承环的其余部分是增大的，并且具有与壳体端部的曲率相符的一凸出的底部表面。这样的设置使流过壳体的冷却空气流不能太容易地通过喉部逃出。壳体较佳地是还包括围绕支承环圆周的一部分的一高起的壁。

本发明还提供一种装配上述隔膜泵的方法。具体地说，通过在壳体曲轴箱内部支承轴并穿过敞开的喉部相对该轴轴向地将活塞插入到轴上，使活塞在壳体的颈部中大致处于中心位置。支承环在颈部上方安装到壳体上，以跨越喉部。密封件由支承环从下方绕其圆周支承，并且被夹在支承环与阀头组件之间。

这样，本发明就提供了一种能以简单、成本合算的方式准确地进行装配的隔膜泵。这是通过使用允许活塞穿过曲轴箱滑动到电动机轴上的准确位置上的一敞开的颈部壳体来实现的。支承环填充喉部的间隙，并为密封件提供一圆周支承面。所提供的准确定位使前述装配困难的问题不再出现。

本发明的前述和其它的目的及优点会从下面的描述中变得清楚。在本说明书中，可参考构成其一部分的附图，且这些附图以示范本发明的一较佳实施例的方式进行图示。这样的实施例无需代表本发明的全部的保护范围，因此为了说明本发明的保护范围，必须参照权利要求书。

附图说明

图1是一双缸空气压缩机的立体图，该双缸空气压缩机具有两个分别位于一个端部的相同的敞开颈部壳体和靠近敞开颈部的间隙的单独支承环，且所述的壳体在壳体的进入端部上未带有端盖；

图2是图1所示泵的一个端部的分解图；以及

图3是沿着图1的线3-3截取的剖面图。

具体实施方式

本发明所提供的隔膜泵较佳地是用来在各种尺寸和容量的空气压缩机中提供强制的空气移动，但本发明也可以用于其它的泵送应用和介质。请参见图1，一双缸空气压缩机10包括诸如交流电(AC)电动机之类的一电动机12，用来驱动一对相同的隔膜泵单元14。应予注意的是，空气压缩机可以是单缸压缩机，在这种情况下可以使用交流电(AC)电动机或者直流电(DC)电动机。

请参见图1和2，各个泵单元14包括一壳体16，该壳体16容纳装于由电动机12旋转的一轴20上的一摇摆活塞18。尽管图1所示的压缩机10包括两个泵单元14，为了简洁，仅对两泵单元14中的一个进行详细描述。

请参见图2，各个壳体16有一电动机端部24和一敞开的进入端部26，适合地安装在壳体16上的一端盖(未图示)盖住进入端部26。壳体16形成一大体呈圆筒形且与轴20同心的曲轴箱28，并且由一分隔壁23与电动机的端部24分隔开，该分隔壁23有一用来接受一轴承25的开口，轴20穿过该开口布置以使轴颈安装在壳体16上(如图3所示)。较佳地是，电动机转子27固定在轴20上，并且定子外壳13压配合到壳体16的电动机端部24上。

壳体16还形成一大体呈圆筒形的颈部30，该颈部30在端部24与26之间垂直于曲轴箱28向上延伸。颈部30具有轴向敞开的一喉部32，与壳体16的进入端部26有共同之处。颈部30带有围绕其除了在开口的喉部32处的大多外圆周的高起的壁34和一平直凸起边沿36。凸起边沿36提供一用来支承一隔膜支承环38的平直表面，该隔膜支承环38装配在高起的壁34内。

隔膜支承环38有一尺寸增大的填塞空隙40，该填塞空隙向下延伸并其尺寸构造成紧密地配合在颈部30的喉部32内。填塞空隙40具有半径大致与腔体28相同的一凸出下表面42，以致使当隔膜支承环38装在壳体16上时，在进入端部26处有一大体为圆筒形的开口，从而可以使用大致圆形的端盖来盖住进入端部26。可以在轴20的端部上靠近进入端部26处安装一风扇(未图示)，并且在端盖中形成若干通风槽以用来将冷却空气抽吸入壳体16。基本关闭全部的喉部32可防止过多量的冷却空气通过其逃出。

隔膜支承环38有一对在填塞空隙40的各侧上向下凸出的凸起部44，该对凸起部44配合在壳体16中的凹进部46内，以将隔膜支承环38与颈部30对齐并将其在紧固之前保持在适当的位置上。隔膜支承环38还包括与壳体16中的带螺纹凹进部50对齐的孔48，以借助于向下延伸过板72、头部70及环38的适合的紧固件90来将隔膜支承环38固定到壳体16上(见图3)。

隔膜支承环38有一形成一圆形凸起边沿52的顶面，该圆形凸起边沿52用来绕其整个圆周支承一环形的弹性体隔膜密封件54。密封件54连接到摇摆活塞18的一连接杆58上。连接杆58具有一圆形凸缘60，该圆形凸缘60配合在形成于密封件54中的一倒置的凹进部62中。在倒置的凹进部62的顶面处的一支持板64通过穿过其中心布置且螺纹拧入连接杆58的一中心凸起部56的一适合的紧固件92固定到连接杆58上，从而将密封件54固定在连接杆58上。连接杆58有与凸缘60相对的一嵌入模制的轴承65，用来接受一偏心件66，该偏心件66通过诸如定位螺钉连接之类的适合的装置安装到轴20上。偏心件66有对其外直径偏心的一轴向孔79，以使活塞18能在轴20旋转时在颈部30内往复运动和摇摆。偏心件66还具有一轴向凸出的凸部67(见图3)，其尺寸构造成与轴承25接触以正确地定位活塞18。这个凸部67有一小接触表面，该接触表面跨在轴承25的内座圈上以为定位活塞18提供一限位挡块。

密封件54的外圆周夹于隔膜支承环的凸起边沿52与一阀头组件68之间。阀头组件68包括具有吸入和排出瓣阀(未图示)的一阀头70，这些瓣阀如本技术领域中已知地响应空气压力移动，并且与阀头70中的进入腔80和排出腔82连通。进入腔80和排出腔82各自与带有用来连接空气管线(未图示)的接头的三个进入口84和排出口86连通。一顶板72盖住阀头70的阀腔80和82，该顶板72通过延伸穿过孔75、阀头孔74以及隔膜支承环孔48并螺纹拧入壳体16的带螺纹凹进部50的螺纹紧固件90紧固在阀头70上。较佳地是，在阀头70与顶板72之间设置一适合的密封圈或垫圈94，以防止空气渗漏。

在一个较佳的形式中，壳体16和隔膜支承环38较佳地是用铝合金或玻璃填充的尼龙制成。活塞连接杆58和支持板64较佳地是用铝合金或聚邻苯二酰胺制成。密封件54较佳地是增强的EPDM。偏心件66是粉末金属制的，阀头70和顶板72是铝制的。

当电动机12运转时，轴20旋转并且偏心件66使活塞18前后往复运动并产生摇摆动作。密封件54和活塞18的往复运动的连接杆58在下降行程中通过吸入阀将空气抽吸入压缩腔30，在上升行程中迫使空气排出排出阀到达阀头组件68。阀头70的阀响应往复运动的活塞18交替地打开和关闭，以允许外界的空气通过进入口84被抽吸入并将压缩的空气通过排出口86排出，如本技术领域中已知的那样。

参见图2和3，通过将轴20轴颈安装到壳体16上并将外壳压配合到泵的电动机端部24上来装配各个泵14。然后，通过将支持板64和密封件54紧固到连接杆58上来装配活塞18。之后将装配好的活塞的连接杆58插入隔膜支承环38的开口中。然后连接杆58滑动通过敞开的喉部32进入曲轴箱，并籍助穿过轴承65插入轴20到达轴20上。然后，偏心件66装配到轴20上并以轻微的压配合进入连接杆轴承65。在轴20上滑动偏心件66，直至凸部67接触到轴承25并无法再滑动。在那个位置上，活塞18正确在压缩腔30中位于中心。通过将偏心件66紧固到轴20上来将连接杆58固定在适合的位置上。然后，在颈部30上方将隔膜支承环38安装到壳体16上，以封闭敞开的喉部32，并将凸起部44与壳体的凹进部46对齐，以使隔膜支承环38绕密封件54的整个圆周支承其。这样，密封件54的圆周就夹在隔膜支承环38与由螺纹紧固件90固定在壳体16上的阀头组件68之间。紧固在壳体16上的一端盖(未图示)盖住进入端部26。

这样，本发明提供了一种易于装配的隔膜泵，它能实现容易且准确的定位。这减轻或消除了装配方面的问题。

为了揭示一种实用的、可操作的结构，已详细描述了本发明的一个示范性实施例，借助于这样的结构可以有利地实践本发明。但本发明的创新特征可以不超出本发明保护范围地结合在其它的结构形式中。因此，为了告知公众本发明全部的保护范围，应参见下面的权利要求书。

Claims (12)

1.一种隔膜泵，它具有偏心地装于一可旋转轴的一端处的一摇摆活塞和连接在活塞的一相对的凸缘端处的一顺从的密封件，它包括：

一壳体，该壳体形成轴向延伸超过轴到达一敞开的进入端部的一曲轴箱和垂直于轴延伸的一颈部，该颈部具有一敞开的喉部，该喉部延伸穿过颈部并到达曲轴箱的进入端部，以允许活塞穿过喉部相对该轴轴向移动并移动到轴上；和

一支承环，该支承环在喉部上方安装到壳体上以跨越喉部，并提供于其上安装密封件的圆周的一圆周支承表面。

2.如权利要求1所述的隔膜泵，其特征在于，还包括将活塞偏心地安装到轴上的一偏心件。

3.如权利要求2所述的隔膜泵，其特征在于，偏心件包括一轴向延伸的凸部，该凸部提供一限位挡块以在颈部内大致同心地定位活塞。

4.如权利要求1所述的隔膜泵，其特征在于，壳体与支承环具有互补的锁住结构特征，以将支承环与壳体对齐。

5.如权利要求4所述的隔膜泵，其特征在于，还包括安装在支承环上与密封件相对的一阀头。

6.如权利要求5所述的隔膜泵，其特征在于，支承环和阀头具有互补的锁住结构特征，以将阀头与支承环对齐。

7.如权利要求1所述的隔膜泵，其特征在于，支承环具有装配在喉部内的一填塞空隙部分。

8.如权利要求7所述的隔膜泵，其特征在于，填塞空隙部分的尺寸相对支承环的其余部分是增大的。

9.如权利要求8所述的隔膜泵，其特征在于，填塞空隙部分具有一凸出的底部表面。

10.如权利要求1所述的隔膜泵，其特征在于，壳体包括围绕支承环圆周的一部分的一高起的壁。

11.一种装配一隔膜泵的方法，该种隔膜泵具有带有一颈部的一壳体和一敞开的喉部，该隔膜泵中设置有偏心地安装一摇摆活塞的一可旋转轴，且该摇摆活塞带有一顺从的密封件，该方法包括以下步骤：

在曲轴箱内部支承该轴；

穿过敞开的喉部相对该轴轴向地将活塞插入到轴上，使活塞在颈部中大致处于中心位置；

将活塞固定在该轴上；

将一支承环在颈部上方安装到壳体上，以跨越喉部；以及

将密封件绕其圆周紧固到支承环上。

12.如权利要求11所述的方法，其特征在于，还包括在将活塞固定到轴上之前将活塞插入支承环以使密封件能由支承环支承的步骤。

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