CN201546937U - 结构简化的液压隔膜往复泵 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及往复式泵，旨在提供一种结构简化的液压隔膜往复泵。该液压隔膜往复泵包括液力端与动力端；液力端包括与泵头相接的缸体，泵头与缸体之间设膜片；动力端包括柱塞，柱塞的后端与曲轴相连；柱塞活动安设于柱塞套管中并可在其内部往复滑动，柱塞与柱塞套管之间由密封件实现密封，柱塞套管的前端通过油管连接于缸体，并连通至膜片的液压油侧；泄压排空阀组与补油阀组分别通过管路连接至一个独立的油池，并分别通过内设于缸体中的通道连通至膜片的液压油侧。其结构和外部形状更为简单，降低了制造难度和制造成本，节约了大量人工成本，可以减轻安装、维护、修理工作强度，极大提高效率，降低成本，还具有灵活的配置方式。

Description

结构简化的液压隔膜往复泵

技术领域

本实用新型涉及一种往复式泵。更具体地说，本实用新型涉及一种结构简化的液压隔膜往复泵。

背景技术

目前的液压隔膜往复泵(或称往复式隔膜泵)中，一般将位于膜片之后并为膜片提供变形张力的静态系统称为液力端，包括缸体、液压油腔、液压油内循环管路或油池等部位；将为液力端提供液压的动态系统称为动力端，包括电机、凸轮、曲轴、柱塞或柱塞填料等部位。但是，通常的液压隔膜往复泵的液力端与动力端的布局是混为一体的，例如在中国实用新型专利“内循环压力平衡超高压液压隔膜式计量泵”(公开号CN1724868A)中，其柱塞的固定部位就直接是缸体的一部分，而缸体又是构成油缸整体的一个部分，且成为与泵头相对应的膜板的支撑件。其功能的多样化，决定了缸体这个部件形状的多样性和不规则性，因而大大增加了制造难度和成本，也给柱塞及填料的后期维护带来了大量人工成本，且不具备可替代性。而在中国实用新型专利“高压液压隔膜式计量泵”(公开号CN1975163A)中，仍未摆脱这种混杂的结构布局。

中国实用新型专利“一种分体式液压柱塞隔膜泵”(公开号CN200982285Y)中，虽然实现了柱塞与泵头部位的分离，但其柱塞实际上仍旧是被置于油缸体之中。如果要对其柱塞的密封等进行维护时，还是要对油缸体进行拆解，因而仍然存在维护难度大、成本高的问题。

在需要提供高压、大流量的流体时，柱塞式高压往复泵是常用设备，但它存在着泄漏量大、柱塞填料易磨损的缺点。在流体中夹杂颗粒固体时，则故障率更高，无法适应工艺需要。现有的高压隔膜柱塞往复泵虽能完成含杂质流体的输送需求，但其液压端的结构复杂相当复杂，通常会包括冲洗油泵、推进液油泵，还需配备电磁换向阀、压力检测、PLC等电气设备，导致整机体积庞大，价格昂贵，难以普及。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是提供一种结构更为简化的，使用、安装更为方便的液压隔膜往复泵。

为了解决上述问题，本实用新型提供了一种结构简化的液压隔膜往复泵，包括液力端与动力端；液力端包括与泵头相接的缸体，泵头与缸体之间设膜片；动力端包括柱塞，柱塞的后端与曲轴相连；柱塞活动安设于柱塞套管中并可在其内部往复滑动，柱塞与柱塞套管之间由密封件实现密封；柱塞套管的前端通过油管连接于缸体，并连通至膜片的液压油侧；泄压排空阀组与补油阀组分别通过管路连接至一个独立的油池，并分别通过内设于缸体中的通道连通至膜片的液压油侧。

本实用新型中，所述柱塞与柱塞套管之间的密封件是环设于柱塞套管内壁的填料函。

本实用新型中，所述柱塞套管与油管之间、油管与缸体之间是通过螺纹或法兰连接的。

本实用新型中，所述柱塞的直径尺寸大于油管的内径尺寸。

本实用新型中，所述动力端包括至少两个柱塞，与柱塞套管前端连接的液力端部件的数量与柱塞的数量相匹配。

本实用新型中，往复泵包括至少两根油管，每根油管分别连接各自对应的缸体。

本实用新型中，往复泵包括后置式护膜板结构，所述后置式护膜板结构由带导杆的后护膜板、弹簧和缸体组成，缸体中开有一个导杆通孔；后护膜板位于膜片的液压油侧，其导杆活动安装于导杆通孔中，导杆的另一端活动连接于缸体上；在后护膜板处的缸体上设有适合于后护膜板形状与厚度的凹陷沉孔，凹陷沉孔内设有至少一个连接通孔。

本实用新型中，往复泵包括前置式护膜板结构，所述前置式护膜板结构由带导杆的前护膜板、弹簧和泵头组成，泵头中开有一个导杆通孔；前护膜板位于膜片的介质侧，其导杆活动安装于导杆通孔中，导杆的另一端活动连接于泵头上；在前护膜板处的泵头上设有适合于前护膜板形状与厚度的凹陷沉孔，凹陷沉孔内设有至少一个连接通孔。

本实用新型中，所述泵头外侧还连接有泵头端盖或泵头组合阀。

本实用新型中，往复泵的泵头连接一个泵头组合阀；该泵头组合阀包括阀体，阀体上设有用于连接介质的进口和出口；阀体内依次顺序设有进液阀导向座、组合阀座和排液阀导向座，进液阀导向座与组合阀座、组合阀座与排液阀导向座分别固定连接；

所述组合阀座的中心有一贯穿的中心孔，中心孔的周围一圈环设若干个与中心孔的轴心平行的非贯穿的进液通道，进液通道穿过组合阀座的壁并与阀体的入口连通；

所述进液阀导向座的中心套设一个进液阀芯；进液阀芯的阀板连接一个柄部，柄部设有进液阀弹簧；在进液阀导向座的端部环设若干个贯穿的通孔，该贯穿的通孔通过设于泵头上的连接通孔与膜片的介质侧相通；

所述排液阀导向座的中心套设一个排液阀芯，排液阀芯的阀板连接一个柄部，柄部设排液阀弹簧；排液阀导向座的壁上设若干通孔与阀体的出口连通；

所述进液阀芯的阀板在进液阀弹簧作用下，贴合于组合阀座中心孔周围的进液通道端部并实现密封；所述排液阀芯的阀板在排液阀弹簧作用下，贴合于组合阀座中心孔的端部边缘并实现密封。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

1、本实用新型的缸体部件形状与现有技术中的缸体相比，其结构和外部形状更为简单，因而大大降低了制造难度和制造成本。

2、泄压排空阀组、补油阀组和独立的油池，组成了一个完全独立的液压油循环体系，完全可以实现超压时泄压、长时间运行后排气、油压不足时补油的功能，且是在设备运行期间自动完成，无需另外配置价格高昂、结构复杂、维护难度大的PLC、液压油泵等液压油维持系统，大大降低了制造和使用成本。

3、由于液力端不再有活动部件，因此易损耗部件基本就只涉及动力端。因为摒弃了以往的全包围式的油缸结构，对柱塞及填料进行后期维护时，不再需要拆卸油缸，只需拆开油管与柱塞套管即可。这大大降低了维修难度，节约了大量人工成本。

4、由于柱塞套管与油管、油管与缸体是通过螺纹或法兰连接，因而具备相当大的工艺灵活性。例如可对油管的弯曲方向进行选择从而优化现场设备安放条件，或者在紧急情况下，使用备用的动力端或液力端随时替换故障的部分，大大减少因设备检修给工艺生产连续性生产带来的困扰。这一点，是以往任何一种往复泵都无法实现的。

5、本实用新型的液压隔膜往复泵还具有灵活的配置方式。例如，通过多个柱塞连接曲轴的方式，可实现多个泵头同时工作；也可通过一个柱塞输出多路液压至多个泵头。通过增加电机的转速控制器，可随时根据工况调整电机运行状况。

6、本实用新型的柱塞直径尺寸大于油管内径尺寸，可以实现通过柱塞小位移量获得膜片液压油侧单位面积上更大的液体压强。

7、本实用新型提供的泵头组合阀结构简单、安全可靠、维护方便、经济性强，以该泵头组合阀替换其他同类泵分别设置于泵头上下端的进口单向阀和出口单向阀，可以减轻安装、维护、修理工作强度，极大提高效率，降低成本。

附图说明

图1是本实用新型中液压隔膜往复泵的剖面结构示意图；

图2是图1中液力端的缸体及泵头的剖面结构示意图；

图3是图2中泵头组合阀的纵向剖面结构示意图(排液状态)；

图4是图2中泵头组合阀的另一个工作状态示意图(进液状态)；

图5是图3中排液阀导向座的纵向剖面结构示意图；

图6是图5的左视图；

图7是图3中组合阀座的纵向剖面结构示意图；

图8是图7的左视图；

图9是图3中进液阀导向座的纵向剖面结构示意图；

图10是图9的左视图。

图11是在缸体和泵头之间装配了膜片破损报警功能构件的纵向剖面结构示意图。

图12是图11中呈“山”字形的导流环的截断面示意图。

具体实施方式

参考附图，下面对本实用新型进行详细描述。

本实施例中，液压隔膜往复泵包括液力端与动力端。液力端包括与泵头1相接的缸体2、液压油腔、液压油内循环管路和油池10，泵头1与缸体2之间设膜片3；动力端包括电机、凸轮、曲轴、柱塞4和填料函，柱塞4的后端与曲轴相连；柱塞4活动安设于柱塞套管5中，并可在其内部往复滑动，柱塞4与柱塞套管5之间由密封件6实现密封，该密封件是环设于柱塞套管5内壁的填料函。柱塞套管5的前端通过油管7连接于缸体2，柱塞套管5与油管7之间、油管7与缸体2之间是通过法兰连接的，当然，也可选择螺纹连接方式；柱塞4的直径尺寸大于油管7的内径尺寸。

泄压排空阀组8通过管路连接缸体2与一个独立的油池10，补油阀组9通过管路连接缸体2与油池10(见图1)。泄压排空阀组8、补油阀组9分别通过内设于缸体中的通道连通至膜片的液压油侧，其具体结构参见本案申请实用新型人在中国实用新型专利(公开号CN1724868A)“内循环压力平衡超高压液压隔膜式计量泵”中所揭示的泄压排气二组阀与补油阀总成的结构方案。泄压排空阀组8、补油阀组9和独立的油池10，组成了一个完全独立的液压油循环体系，完全可以实现超压时泄压、长时间运行后排气、油压不足时补油的功能，且是在设备运行期间自动完成，无需另外配置价格高昂、结构复杂、维护难度大的PLC、液压油泵等液压油维持系统，大大降低了制造和使用成本。

该往复泵包括前置式护膜板结构，前置式护膜板结构由带导杆12的前护膜板11、弹簧和泵头1组成，泵头1中开有一个导杆通孔13；前护膜板11位于膜片3的介质侧，其导杆12活动安装于导杆通孔13中，导杆12的另一端活动连接于泵头1上；在前护膜板11处的泵头1上设有适合于前护膜板1形状与厚度的凹陷沉孔14，凹陷沉孔14内设有两个连接通孔15(见图2)。

本实用新型中前护膜板11的导杆12的另一端是活动连接于泵头1上的，相对于“高压液压隔膜式计量泵”(公开号CN1975163A)中通过弹簧活动连接于泵头的端盖上的方式，这是一种全新的改进。改进的出发点是：在先的申请方案中，介质通道位于泵头端盖与泵头主体之间，为避免导杆堵塞介质通道，需要在其侧面对穿至少一组小孔。但是，当输送的介质中存在颗粒物或杂质时，这样的方案很容易造成介质通道堵塞。因此，本实用新型中导杆12的尾端连接的方式更具有灵活性：可以使用旧式的泵头端盖，利用端盖与泵头之间的介质通道输送介质，也可利用本实用新型后面提及的一种新设计的泵头组合阀，以替代通常使用的泵头出入口管路上的两个单向阀。

该往复泵还包括后置式护膜板结构，所述后置式护膜板结构由带导杆的后护膜板、弹簧和缸体组成，缸体中开有一个导杆通孔；后护膜板位于膜片的液压油侧，其导杆活动安装于导杆通孔中，导杆的另一端活动连接于缸体上；在后护膜板处的缸体上设有适合于后护膜板形状与厚度的凹陷沉孔，凹陷沉孔内设有至少一个连接通孔(见图2)。

本实施例中，往复泵的泵头1连接一个泵头组合阀；该泵头组合阀包括阀体16，包括阀体16，阀体16上设有用于连接介质的进口17和出口18，阀体16内依次顺序设有进液阀导向座19、组合阀座20和排液阀导向座21，进液阀导向座19与组合阀座20、组合阀座20与排液阀导向座21分别通过内六角螺钉22、23实现固定连接。进液阀导向座19的外侧面和排液阀导向座21两端的外侧面上分别环设凹槽，凹槽中内置密封件，分别在进液阀导向座19与阀体16、排液阀导向座21与阀体16之间形成密封；密封件分别由O型圈24和挡圈25组成。

进液阀导向座19在与组合阀座20相对应的一端是中空的，其中心设有限位套管26，限位套管26具有贯穿的中心孔；进液阀芯27具有环形的阀板，阀板连接中空的管状柄部，其柄部置于限位套管26内，柄部内设有进液阀弹簧28；在进液阀导向座19的端部，沿限位套管26的周围一圈环设若干个与中心孔的轴心平行的贯穿的通孔；

组合阀座20的中心有一贯穿的中心孔，中心孔的周围一圈环设若干个与中心孔的轴心平行的非贯穿的进液通道29，进液通道29穿过组合阀座20的壁并与阀体16的入口连通；

排液阀导向座21与组合阀座20相对应的一端是中空的，其中心设有限位套管30；排液阀芯31具有阀板，阀板的中心连接中空的柄部，其柄部置于限位套管30内，柄部内设排液阀弹簧32；排液阀导向座1的壁上设若干通孔33连接限位套管30的外侧与阀体的出口；

进液阀芯27的环形阀板的表面在进液阀弹簧28作用下，贴合于组合阀座20中心孔周围的进液通道29的端部并实现密封；排液阀芯31的阀板的表面在排液阀弹簧32作用下，贴合于组合阀座20中心孔的端部边缘并实现密封。排液阀芯31的阀板具有圆弧状的外部表面曲线，以强化贴合效果，提升密封性能。

本实用新型中的泵头组合阀用于往复泵的运行过程说明如下：

该泵头组合阀的进液阀导向座19外侧的一端通过连接头或法兰连接于泵头1，阀体16的出口18和入口17分别连接输送介质的工艺管线的出口34和入口35。

在泵头组合阀中充满介质后，启动隔膜泵，膜片3的脉动通过介质经进液阀导向座19上贯穿的通孔和中心孔给进液阀芯27、排液阀芯31以推动力和牵引力。

当膜片3带动介质向着远离进液阀导向座19运动时：排液阀芯31的阀板在排液阀弹簧32的作用下贴合于组合阀座20中心孔的端部边缘并实现密封；与此同时，原本密封进液阀导向座19内腔与组合阀座20的进液通道29的进液阀芯27的环形阀板的两侧形成压差，进液阀弹簧28被压缩，阀体16入口17处的介质由组合阀座20的进液通道29进入组合阀座20的中心孔(见图4)。

当液力端带动介质向着进液阀导向座19运动时：进液阀芯31的环形阀板的表面在进液阀弹簧32作用下，贴合于组合阀座20中心孔周围的进液通道端部并实现密封；与此同时，原本密封排液阀导向座21内腔与组合阀座20中心孔的排液阀芯31的阀板的两侧形成压差，排液阀弹簧32被压缩，组合阀座20中心孔中的介质由排液阀导向座1的壁上通孔33送至阀体16的出口18处(见图3)。

在本实用新型的另一个实施例中，膜片3由两个叠放的单层膜片36、37组成；在两个单层膜片36、37之间，设置一个环形的导流环38，导流环38的截断面呈“山”字形(见图12)，其中间的突出部位伸入两个单层膜片36、37之间，两边的突出部位包围住两个单层膜片36、37的外缘；导流环38与一个压力传感器39连接，压力传感器39通过信号线连接至报警装置(见图11)。

在本实用新型的一个新的实施例中，动力端可以是包括至少两个柱塞，即多个柱塞通过各自独立的曲轴、凸轮连接电机转动轴，而与柱塞套管前端连接的液力端的部件数量与柱塞的数量相匹配。通过这种方式，可以实现由一个电机同步带动多个泵头运行，以满足不同工艺需求。

在本实用新型的另一个新的实施例中，往复泵可以是包括至少两根油管，即多个油管连接至一个柱塞，每根油管分别连接各自对应的缸体，由一个柱塞的往复运动提供多个泵头运行所需的液压动力。此时，动力端的电机可连接至一个转速控制器，当停用某个泵头时可对电机运行速度进行调节，避免因液力端压力增加致使膜片工况变化太大导致故障。

最后，还需要注意的是，以上列举的仅是本实用新型的具体实施例。显然，本实用新型不限于以上实施例，还可以有许多变形。本领域的普通技术人员能从本实用新型公开的内容直接导出或联想到的所有变形，均应认为是本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种结构简化的液压隔膜往复泵，包括液力端与动力端；液力端包括与泵头相接的缸体，泵头与缸体之间设膜片；动力端包括柱塞，柱塞的后端与曲轴相连；柱塞活动安设于柱塞套管中并可在其内部往复滑动，柱塞与柱塞套管之间由密封件实现密封，其特征在于，柱塞套管的前端通过油管连接于缸体，并连通至膜片的液压油侧；泄压排空阀组与补油阀组分别通过管路连接至一个独立的油池，并分别通过内设于缸体中的通道连通至膜片的液压油侧。

2.根据权利要求1所述的液压隔膜往复泵，其特征在于，所述柱塞与柱塞套管之间的密封件是环设于柱塞套管内壁的填料函。

3.根据权利要求1所述的液压隔膜往复泵，其特征在于，所述柱塞套管与油管之间、油管与缸体之间是通过螺纹或法兰连接的。

4.根据权利要求1所述的液压隔膜往复泵，其特征在于，所述柱塞的直径尺寸大于油管的内径尺寸。

5.根据权利要求1至4所述的任意一种液压隔膜往复泵，其特征在于，所述动力端包括至少两个柱塞，与柱塞套管前端连接的液力端部件的数量与柱塞的数量相匹配。

6.根据权利要求1至4所述的任意一种液压隔膜往复泵，其特征在于，该往复泵包括至少两根油管，每根油管分别连接各自对应的缸体。

7.根据权利要求1至4所述的任意一种液压隔膜往复泵，其特征在于，该往复泵包括后置式护膜板结构，所述后置式护膜板结构由带导杆的后护膜板、弹簧和缸体组成，缸体中开有一个导杆通孔；后护膜板位于膜片的液压油侧，其导杆活动安装于导杆通孔中，导杆的另一端活动连接于缸体上；在后护膜板处的缸体上设有适合于后护膜板形状与厚度的凹陷沉孔，凹陷沉孔内设有至少一个连接通孔。

8.根据权利要求1至4所述的任意一种液压隔膜往复泵，其特征在于，该往复泵包括前置式护膜板结构，所述前置式护膜板结构由带导杆的前护膜板、弹簧和泵头组成，泵头中开有一个导杆通孔；前护膜板位于膜片的介质侧，其导杆活动安装于导杆通孔中，导杆的另一端活动连接于泵头上；在前护膜板处的泵头上设有适合于前护膜板形状与厚度的凹陷沉孔，凹陷沉孔内设有至少一个连接通孔。

9.根据权利要求8所述的液压隔膜往复泵，其特征在于，所述泵头外侧还连接有泵头端盖或泵头组合阀。

10.根据权利要求1、2、3、4或9中所述的任意一种液压隔膜往复泵，其特征在于，该往复泵的泵头连接一个泵头组合阀；该泵头组合阀包括阀体，阀体上设有用于连接介质的进口和出口；阀体内依次顺序设有进液阀导向座、组合阀座和排液阀导向座，进液阀导向座与组合阀座、组合阀座与排液阀导向座分别固定连接；

所述组合阀座的中心有一贯穿的中心孔，中心孔的周围一圈环设若干个与中心孔的轴心平行的非贯穿的进液通道，进液通道穿过组合阀座的壁并与阀体的入口连通；

所述进液阀导向座的中心套设一个进液阀芯；进液阀芯的阀板连接一个柄部，柄部设有进液阀弹簧；在进液阀导向座的端部环设若干个贯穿的通孔，该贯穿的通孔通过设于泵头上的连接通孔与膜片的介质侧相通；

所述排液阀导向座的中心套设一个排液阀芯，排液阀芯的阀板连接一个柄部，柄部设排液阀弹簧；排液阀导向座的壁上设若干通孔与阀体的出口连通；

所述进液阀芯的阀板在进液阀弹簧作用下，贴合于组合阀座中心孔周围的进液通道端部并实现密封；所述排液阀芯的阀板在排液阀弹簧作用下，贴合于组合阀座中心孔的端部边缘并实现密封。

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