CN204458279U - 液体供给用隔膜泵 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种液体供给用隔膜泵，其包括泵体、马达、马达驱动下的曲柄连杆机构、柱塞、液缸、隔膜、吸入阀和排出阀，膈膜两侧分别为操作室和液压室，所述膈膜两侧分别用高刚性的圆盘状垫板夹住，所述两侧的圆盘状垫板的圆心分别对应设在所述隔膜的圆心，且连杆与设置在膈膜液压室一侧的圆盘状垫板连接。本实用新型在膈膜两侧分别用高刚性的圆盘状垫板夹住，不用给膈膜施加过大的力，即隔膜不会发生过大的形变，也能够得到高的排出压力，因此可以减小膈膜的厚度，最终可以减小驱动力，且延长隔膜的使用寿命。

Description

液体供给用隔膜泵

技术领域

本实用新型属于机械技术领域，具体涉及一种隔膜泵。

背景技术

车用尿素隔膜泵是小型机械结构，能够实现高压，隔膜泵的用途之一是将尿素、轻油等还原剂喷射到排气管内，然后利用设置于气流中的还原剂进行催化还原反应。

隔膜泵使膈膜往复运动以改变泵室的容积，在扩大容积时吸入溶液，容积缩小时对溶液加压将其排出。通常膈膜采用薄橡胶材料制成，能够借助于往复运动容易地反复形成凹状与凸状。利用往复运动从凹状变为凸状，进行加压，排出液体的情况下，排出压力高时，压力使橡胶变形，能够以更高的压力排出。

喷射压力越高，喷射的液体与气体的混合效果越好，因此高压更好。隔膜泵外型小，比较容易得到高压，以适用于上述用途。但是随着高压的形成，膈膜的橡胶应当具备一定硬度。

首先，从泵的压缩排出工序依序说明隔膜泵的动作。膈膜开始移动，完成溶液的吸入后慢慢减小泵室的容积，泵室内的压力也开始上升。与此大致同时，泵室内的压力上升，利用该压力，将溶液吸入侧的止回阀关闭，泵室的压力越高，其密闭程度越高。膈膜借助于曲柄进一步移动，向使泵室容积缩小的一侧移动，同时进一步提高泵室压力。膈膜进一步移动，本室容积缩小，压力上升，使其压力达到排出侧的压力以上时，排出侧止回阀打开，伴随膈膜的进一步移动，泵室的液体被排出。在该工序中，随着泵室压力的升高，橡胶膈膜受泵室的压力而发生变形。膈膜由于压力而变形后，泵室的压力不进一步上升时，就是这种隔膜泵的排出压力的界限。为了减小这种变形，有必要增加其橡胶的厚度等，提高刚性，但是橡胶的刚性一旦提高，膈膜的往复运动需要的力大大提高，以小型而能够实现高排出压力为特征的隔膜泵的功能大大降低。

因此，需要设计一种辅助结构来提高膈膜的刚度，以及能确保其自身的柔韧性。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种能够产生高压、且具有较高耐久性的液体供给用隔膜泵。

一种液体供给用隔膜泵，其包括泵体、马达、马达驱动下的曲柄连杆机构、柱塞、液缸、隔膜、吸入阀和排出阀，膈膜两侧分别为操作室和液压室，其特征在于，所述膈膜两侧分别用高刚性的圆盘状垫板夹住，所述两侧的圆盘状垫板的圆心分别对应设在所述隔膜的圆心，且连杆与设置在膈膜液压室一侧的圆盘状垫板连接。

本实用新型的一优选的技术方案中，膈膜两侧的圆盘状垫板分别具有近隔膜表面，所述各个近隔膜表面分别为一曲面，且当膈膜位于泵作用上、下死点的中间位置时，两侧的圆盘状垫板的各个近隔膜表面的中央部分与膈膜接触，各个近隔膜表面从所述的中央部分越向其外周延展，两侧的各个近隔膜表面与膈膜的间隙越大。

本实用新型的一优选的技术方案中，设置于所述液压室一侧的圆盘状垫板的近隔膜表面的曲面是随着膈膜从下死点向压缩行程移动时，从膈膜的中央部分慢慢的配合接触近隔膜表面曲面的外周部分。

本实用新型的一优选的技术方案中，设置于所述操作室一侧的圆盘状垫板的近隔膜表面的曲面是随着膈膜从上死点向吸入行程移动时，从膈膜的中央部分慢慢的配合接触近隔膜表面曲面的外周部分。

本实用新型的一优选的技术方案中，膈膜两侧的圆盘状垫板分别具有近隔膜表面，所述各个近隔膜表面分别为一弧面，且当膈膜位于泵作用上、下死点的中间位置时，两侧的圆盘状垫板的各个近隔膜表面的中央部分与膈膜相切接触。

本实用新型的一优选的技术方案中，操作室一侧的圆盘状垫板的外径比液压室一侧的圆盘状垫板的外径小。

本实用新型的一优选的技术方案中，所述膈膜选自：丁腈橡胶、氯丁橡胶、氟橡胶、聚四氟乙烯、聚四六乙烯中的一种制备得到。当然还可以采用本领域技术人员公知的其它技术手段得到的隔膜。

本实用新型的一优选的技术方案，所述两侧的垫板由高刚性的金属制备而成。

本实用新型的液体供给用隔膜泵的效果：(1)由于本实用新型在膈膜两侧分别用高刚性的圆盘状垫板夹住，不用给膈膜施加过大的力，即隔膜不会发生过大的形变，也能够得到高的排出压力，因此可以减小膈膜的厚度，最终可以减小驱动力，且延长隔膜的使用寿命。

(2)且本实用新型的优选技术方案中，圆盘状垫板的近隔膜表面的曲面的形状能够配合膈膜在吸入行程终点(下死点)或压缩行程终点(上死点)时的形变，因而具有更大的支撑隔膜形变结构，能提供更大的应力。

(3)本实用新型提供适于隔膜泵的弹性隔膜的高刚性的圆盘状垫板，隔膜泵能够提供更大的压力排出液体、且延缓了隔膜的老化，增加了使用寿命。

附图说明

图1是本实用新型隔膜泵的隔膜及其两侧附属支撑的高刚性的圆盘状垫板的结构示意图。

图2为隔膜泵在吸入行程终点的下死点位置时，隔膜及其两侧的圆盘状垫板状体示意图。

图3为隔膜泵在压缩行程终点上死点位置时，隔膜及其两侧的圆盘状垫板状体示意图。

其中1为隔膜，2为(操作室一侧的)垫板，3为(液压室一侧的)垫板，4为操作室，5为液压室，6为连杆，7为(液体)排出口，8为(液体)吸入口，21为(操作室一侧的垫板的)近隔膜表面，211为中央部分，31为(液压室一侧的垫板的)近隔膜表面，311为中央部分，111为隔膜的中央部分。

具体实施方式

以下结合具体实施例对上述方案做进一步说明。应理解，这些实施例是用于说明本实用新型而不用于限制本实用新型的范围。实施例中采用的实施条件可以根据具体厂家的条件做进一步调整，未注明的实施条件通常为常规实验中的条件。

如图1所示的一种液体供给用隔膜泵，其包括泵体、马达、马达驱动下的曲柄机构、柱塞、液缸、隔膜、连接曲轴与膈膜的连杆、吸入阀和排出阀，膈膜1两侧分别为操作室4和液压室5，膈膜1两侧分别用高刚性的圆盘状垫板2，3夹住，且两侧的圆盘状垫板2，3的圆心分别对应设在所述隔膜1的圆心，在本实施例中，膈膜1两侧的圆盘状垫板2，3分别具有近隔膜表面21，31，且该近隔膜表面21，31分别为一曲面，当膈膜1位于泵作用上、下死点的中间位置时，两侧的圆盘状垫板2，3的各自的近隔膜表面21，31的中央部分211，311分别与膈膜1接触，圆盘状垫板的近隔膜表面从中央部分越向外周延展，两侧的近隔膜表面21，31与膈膜1的间隙越大。

本实用新型的一优选的实施例，所述操作室4一侧的圆盘状垫板2的近隔膜表面21的曲面，是随着膈膜1从上死点向吸入行程移动时，从膈膜中央部分111慢慢的配合接触曲面的外周部分。

本实用新型的一优选的实施例，设置于液压室5一侧的圆盘状垫板3的近隔膜表面31的曲面是随着膈膜1从下死点向压缩行程移动时，从膈膜1中央部分111慢慢的配合接触曲面的外周部分。

本实用新型的一优选的实施例，操作室4一侧的圆盘状垫板2的外径比液压室5一侧的圆盘状垫板3的外径小。

连杆6一端连接隔膜和圆盘状垫板2，3，另一端连接曲柄，利用旋转运动将上下运动传递给膈膜1。曲柄则借助于马达等进行旋转运动。

图2中的下死点位置是膈膜1吸入液体吸入行程终点结束的位置，由于连杆6作用膈膜1位于液压室5的最下侧。在该位置，膈膜1与液压室5侧的垫板几乎不接触，而且液体排出口7利用高压系统的压力关闭蝶阀。操作室4一侧的圆盘状垫板2的近隔膜表面21的曲面与膈膜1全面接触，能够借助于垫板承受橡胶膈膜的过大变形、应力。

图3中的上死点位置是膈膜1压出液体压缩行程终点结束的位置，由于连杆6作用膈膜1位于液压室5的最上侧。在该位置，膈膜1与操作室4侧的垫板几乎不接触，而且，液体吸入口8被打开。液压室5一侧的圆盘状垫板3的近隔膜表面31的曲面与膈膜1全面接触，能够借助于垫板承受橡胶膈膜的过大变形、应力。

而且如上述能够使垫板的支持配合膈膜的移动，从中心向外周部扩展开来，利用橡胶的弹性而又不发生局部的大的伸长。也就是说，垫板为平面时，膈膜在凹凸运动的中央几乎是平的，那时垫板与膈膜全面接触，在其后的排出工序中，只有膈膜中的没有得到垫板的支持的环状的圆周部分会发生弹性变形，膈膜局部过度拉伸。

本实用新型的液体供给用隔膜泵的工作原理及过程为：

膈膜1完成溶液的吸入后开始移动，曲柄旋转，借助于连杆6，膈膜1上升，开始对操作室4进行压缩，慢慢使泵室的容积减小，泵室内的压力也开始上升。当操作室4泵室内的压力上升的同时，溶液吸入侧的止回阀在该压力作用下关闭，操作室4压力越高，其密闭程度越高。膈膜1借助于曲柄进一步移动，向使泵室容积缩小的一侧移动，同时提高该泵室压力。

随着泵室压力的提高，膈膜慢慢受泵室的压力而要发生变形，但是设置于液压室5一侧的垫板3首先对膈膜1的中央部分111予以支持。

连杆6依然进一步上升，将操作室4的溶液压缩。当操作室4的压力与高压系统的压力相同时，将两者分离的蝶阀被打开，将操作室4的溶液从排出口排出。这个过程是随着连杆从下死点向中间点、上死点移动，膈膜1由于操作室4的压力，承受很大的力，要发生变形。这时，液压室5一侧的垫板3的近隔膜表面31从膈膜1的中央部分111慢慢与其接触，起先是垫板3的近隔膜表面31的中央部分311，使隔膜1能够承受上述压缩力，不会发生对隔膜1过大的力，能够在不发生不必要的形变和过大的应力的情况下使操作室4的溶液压缩，从溶液从排出口7排出高压溶液。

随着膈膜1进一步向压缩侧移动，垫板3对膈膜1的支持慢慢向外周部扩展，在排出步骤的压缩进程最终结束时垫板3的整个近隔膜表面31的曲面支持着膈膜1。这样，由于采用高刚性的金属等构成的垫板，泵即使是在高压力的情况下也能够工作。

相似地，膈膜1完成溶液的排出后，开始进入吸入行程时，曲柄旋转，借助于连杆6，膈膜1下降，开始背离操作室4方向进行运动，慢慢使泵室的容积增大，泵室内的压力也降低。当操作室4泵室内的压力下降的同时，溶液排出侧的止回阀在该压力作用下关闭，操作室4压力越高，其密闭程度越高。

随着连杆6依然进一步下行，膈膜慢慢受连杆拉力而要发生变形，设置于操作室4一侧的垫板2首先对膈膜1的中央部分111予以支持。

连杆6依然进一步下降，将操作室4的压力下降。当操作室4的压力与压力系统相应时，8为(液体)吸入口的阀门被打开，溶液从入口吸入。这个过程是随着连杆从上死点向中间点、下死点移动的，膈膜1由于收到操作室4的溶液压力及连杆拉力，承受较大的力，要发生变形。这时，操作室4一侧的垫板2的近隔膜表面21从膈膜1的中央部分111慢慢与其接触，起先是垫板2的近隔膜表面21的中央部分211，使隔膜1能够承受上述压缩力，不会发生对隔膜1过大的力，能够在不发生不必要的形变和过大的应力的情况下使操作室4的溶液流入，随着膈膜1进一步向下死点位置移动，垫板2对膈膜1的支持慢慢向外周部扩展，在排出步骤的压缩进程最终结束时垫板2的整个近隔膜表面21的曲面支持着膈膜1。

本实用新型的一优选的实施例中，液体供给用隔膜泵的曲柄机构连接一连杆，且该连杆与设置在膈膜液压室一侧的圆盘状垫板连接。

本实用新型的一优选的实施例中，所述膈膜选自：丁腈橡胶、氯丁橡胶、氟橡胶、聚四氟乙烯、聚四六乙烯中的一种制备得到。当然还可以采用本领域技术人员公知的其它技术手段得到的隔膜。

上述实例只为说明本实用新型的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人是能够了解本实用新型的内容并据以实施，并不能以此限制本实用新型的保护范围。凡根据本实用新型精神实质所做的等效变换或修饰，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种液体供给用隔膜泵，其包括泵体、马达、马达驱动下的曲柄连杆机构、柱塞、液缸、隔膜、吸入阀和排出阀，膈膜两侧分别为操作室和液压室，其特征在于，所述膈膜两侧分别用高刚性的圆盘状垫板夹住，所述两侧的圆盘状垫板的圆心分别对应设在所述隔膜的圆心，且连杆与设置在膈膜液压室一侧的圆盘状垫板连接。

2.根据权利要求1所述的液体供给用隔膜泵，其特征在于，膈膜两侧的圆盘状垫板分别具有近隔膜表面，所述各个近隔膜表面分别为一曲面，且当膈膜位于泵作用上、下死点的中间位置时，两侧的圆盘状垫板的各个近隔膜表面的中央部分与膈膜接触，且两侧的各个近隔膜表面从其中央部分越向其外周延展，两侧的各个近隔膜表面与膈膜的间隙就越大。

3.根据权利要求2所述的液体供给用隔膜泵，其特征在于，设置于所述液压室一侧的圆盘状垫板的近隔膜表面的曲面是随着膈膜从下死点向压缩行程移动时，从膈膜的中央部分慢慢的配合接触近隔膜表面曲面的外周部分。

4.根据权利要求2所述的液体供给用隔膜泵，其特征在于，设置于所述操作室一侧的圆盘状垫板的近隔膜表面的曲面是随着膈膜从上死点向吸入行程移动时，从膈膜的中央部分慢慢的配合接触近隔膜表面曲面的外周部分。

5.根据权利要求1所述的液体供给用隔膜泵，其特征在于，膈膜两侧的圆盘状垫板分别具有近隔膜表面，所述各个近隔膜表面分别为一弧面，且当膈膜位于泵作用上、下死点的中间位置时，两侧的圆盘状垫板的各个近隔膜表面的中央部分与膈膜相切接触。

6.根据权利要求1-5任一项所述的液体供给用隔膜泵，其特征在于，操作室一侧的圆盘状垫板的外径比液压室一侧的圆盘状垫板的外径小。

7.根据权利要求1所述的液体供给用隔膜泵，其特征在于，所述膈膜选自：丁腈橡胶、氯丁橡胶、氟橡胶、聚四氟乙烯、聚四六乙烯中的一种制备得到。

8.根据权利要求1所述的液体供给用隔膜泵，其特征在于，所述两侧的垫板由高刚性的金属制备而成。