CN212360154U - 一种隔膜泵柱塞与动力端连接装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种隔膜泵柱塞与动力端连接装置，解决现有隔膜泵中柱塞重量较大安装不便捷；柱塞易磨损变形同时造成密封件使用寿命变短；柱塞与十字头易脱落造成设备故障的问题。装置包括十字头、顶套、柱塞、卡环组件、螺纹卡套、锁紧螺母；十字头一端开设有带内螺纹的盲孔；顶套设在盲孔底部，其外端面为凹球面；柱塞包括工作轴段和连接轴段；连接轴段伸入盲孔内，且端面为与凹球面配合的凸球面，工作轴段为空腔结构；连接轴段伸入盲孔一端设有卡环槽；螺纹卡套为设在连接轴段和十字头盲孔间的法兰结构，螺纹卡套外表面设有与内螺纹配合的外螺纹；螺纹卡套内端面为台阶结构；卡环组件卡装在台阶结构和卡环槽之间；锁紧螺母用于锁紧螺纹卡套。

Description

一种隔膜泵柱塞与动力端连接装置

技术领域

本实用新型涉及隔膜泵技术，具体涉及一种隔膜泵柱塞与动力端连接装置。

背景技术

在隔膜泵中，通过曲轴将减速机的自身旋转运动转化为曲柄销(曲轴的组成部分)的圆周运动，曲柄销的圆周运动通过连杆转化为十字头的直线往复运动，进而十字头带动柱塞往复直线运动。

现有隔膜泵中柱塞重量较大，使得安装不便捷，且柱塞在往复直线运动过程中，由于柱塞自重，使得柱塞出现不正常磨损变形，同时造成密封件的使用寿命变短，增加设备检修次数，影响系统整体运行效率。另外，现有柱塞的小轴径轴端加工外螺纹，该外螺纹与十字头的内螺纹采用螺纹硬连接，以及柱塞与十字头连接时采用分半的卡套进行连接，使用螺钉对卡套进行紧固，由于柱塞与十字头为螺纹硬连接，机组振动、液压油压力波动等原因会造成十字头或柱塞有任何一个零件偏离轴心，导致柱塞运动轨迹偏离理论运动轨迹，并且不能快速自动恢复至两个轴心的对中状态，与此同时卡套会受到很大的拉力，造成卡套变形损坏，影响卡套的使用寿命；当拉力达到一定的数值时，会拉断螺钉，容易造成十字头与柱塞脱落，进而造成设备重大故障，隔膜泵无法正常运行。

实用新型内容

为了解决现有隔膜泵中柱塞重量较大，安装不便捷；柱塞易磨损变形，同时造成密封件使用寿命变短；另外柱塞与十字头通过螺纹及卡套连接，存在十字头与柱塞易脱落，造成设备故障的技术问题，本实用新型提供了一种隔膜泵柱塞与动力端连接装置。

为实现上述目的，本实用新型提供的技术方案是：

一种隔膜泵柱塞与动力端连接装置，其特殊之处在于：包括十字头、顶套、柱塞、卡环组件、螺纹卡套、锁紧螺母；所述卡环组件包括2个扣合的半卡环和用于箍紧2个半卡环的密封圈；

所述十字头一端沿轴向开设有带内螺纹的盲孔；

所述顶套设置在盲孔底部，其外端面为凹球面；

所述柱塞包括同轴固连的工作轴段和连接轴段，所述工作轴段的直径大于连接轴段的直径；连接轴段伸入所述盲孔内，且端面为与凹球面配合的凸球面，工作轴段为空腔结构；

所述连接轴段伸入盲孔的一端沿圆周方向开设有与卡环配合的卡环槽；

所述螺纹卡套为设置在连接轴段和十字头盲孔之间的法兰结构，螺纹卡套外表面设有与所述内螺纹配合的外螺纹；

所述螺纹卡套内端面为台阶结构；

所述卡环组件卡装在台阶结构和卡环槽之间；

所述锁紧螺母用于锁紧螺纹卡套。

进一步地，所述螺纹卡套沿圆周方向开设至少2个第一径向装配孔；所述锁紧螺母沿圆周方向开设至少2个第二径向装配孔。

进一步地，所述盲孔为台阶孔，包括第一通孔和第二通孔，所述第一通孔的直径大于第二通孔的直径且靠近柱塞设置；

所述顶套位于第二通孔内，且外端面伸出第二通孔；

所述顶套的直径大于连接轴段的直径；

所述内螺纹设置在第一通孔上。

进一步地，所述半卡环外表面设有用于容置密封圈的环形槽。

进一步地，所述工作轴段设有开口于端面的空腔，空腔的开口处设有用于密封空腔的柱塞封头，形成所述空腔结构；

所述工作轴段的外圆面喷涂合金材料。

进一步地，所述顶套外端面中部开设有安装螺纹孔；所述连接轴段外端面开设有带螺纹的中心孔。

进一步地，柱塞封头外端面设有至少2个螺纹装配孔和1个中心锥孔。

进一步地，所述工作轴段和连接轴段连接处设有与空腔相通的排气孔；

所述柱塞封头与工作轴段采用螺纹连接，且连接处设有密封垫。

进一步地，十字头盲孔上的内螺纹、螺纹卡套的外螺纹、锁紧螺母的内螺纹均为细牙螺纹。

进一步地，所述工作轴段和连接轴段为圆滑过渡连接。

与现有技术相比，本实用新型的优点是：

1、本实用新型连接装置中柱塞包括工作轴段和连接轴段，工作轴段的外圆面为工作面，可将工作轴段设计为空腔结构，同时将连接轴段的直径设计为小于工作轴段，减少柱塞自身重量，降低运动惯性冲击，延长密封件及磨损件的使用寿命；以及在十字头内安装顶套，顶套与柱塞为球面接触，若柱塞与十字头的位置稍有偏移，通过球面可以快速恢复至对中位置，便于柱塞与十字头定位对中；本实用新型连接装置通过螺纹卡套外表面与十字头螺纹连接，内表面通过柱塞上的卡环进行轴向限位，当十字头向靠近柱塞一侧运动时，十字头通过顶套推动柱塞运动；十字头向远离柱塞一侧运动时，十字头与螺纹卡套连接为一体，由于卡环的限位作用，螺纹卡套通过卡环带动柱塞运动，因此，在十字头的往复工作中，十字头和柱塞的连接稳固性好。

2、本实用新型在螺纹卡套和锁紧螺母上均设有径向装配孔，便于使用工装对螺纹卡套和锁紧螺母的安装、拆卸。

3、本实用新型为了便于安装密封圈，在半卡环外表面设环形槽。

4、本实用新型在工作轴段外圆面喷涂合金材料，增强柱塞的耐磨性能。

5、本实用新型在顶套上加工安装螺纹孔，使用工装安装在安装螺纹孔中，便于顶套安装和拆卸于十字头盲孔内；

连接轴段外端面加工带螺纹的中心孔的作用,首先是可以在加工时使用中心孔对中磨工作轴段的外圆，其次可以在装配过程中使用吊环螺钉安装于中心孔起吊柱塞，便于安装。

6、本实用新型柱塞封头上的螺纹装配孔便于使用工装对柱塞封头进行安装和拆卸。

7、本实用新型柱塞上可设有排气孔，通过加工的排气孔可排出工作轴段外圆面加工过程中产生的热量，保证加工过程正常进行。

8、本实用新型十字头和螺纹卡套、锁紧螺母均采用细牙螺纹，保证连接的可靠性。

附图说明

图1是本实用新型隔膜泵柱塞与动力端连接装置的结构示意图；

图2是本实用新型隔膜泵柱塞与动力端连接装置中柱塞与螺纹卡套、锁紧螺母的装配示意图；

图3是图2的Ⅰ处局部放大示意图；

图4是本实用新型隔膜泵柱塞与动力端连接装置中顶套安装在十字头中的结构示意图；

图5是本实用新型隔膜泵柱塞与动力端连接装置中柱塞的结构示意图；

其中，附图标记如下：

1-柱塞，11-工作轴段，12-连接轴段，121-中心孔，13-柱塞封头，131-螺纹装配孔，132-中心锥孔，14-空腔，15-密封垫，16-卡环槽，17-凸球面，18-排气孔，2-螺纹卡套，21-台阶结构，22-第一径向装配孔，3-锁紧螺母，31-第二径向装配孔，4-卡环组件，41-半卡环42-密封圈，5-顶套，51-凹球面，52-安装螺纹孔，6-十字头，61-盲孔，611-第一通孔，612-第二通孔，7-吊环螺钉。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本实用新型的内容作进一步详细描述。

如图1至图3所示，一种隔膜泵柱塞与动力端连接装置，包括十字头6、顶套5、柱塞1、卡环组件4、螺纹卡套2、锁紧螺母3。

十字头6用于连接柱塞1的一端中心沿轴向开设有带内螺纹的盲孔61。

如图4所示，顶套5设置在盲孔61底部，其内端面与盲孔61孔底接触，外端面(靠近柱塞1的端面)为凹球面51，顶套5外端面中部开设有安装螺纹孔52，该安装螺纹孔52内安装工装，便于通过工装将顶套5安装在十字头6的盲孔61内。

如图5所示，柱塞1包括同轴固连的工作轴段11和连接轴段12，工作轴段11的直径大于连接轴段12的直径；工作轴段11和连接轴段12为圆滑过渡连接，在工作轴段11的外圆面喷涂合金材料，喷涂合金材料增强柱塞1的耐磨性能；工作轴段11为空腔结构，具体为工作轴段11设有开口于端面的空腔14，空腔14的开口处设有用于密封空腔的柱塞封头13，形成所述空腔结构；柱塞封头13与工作轴段11采用螺纹连接，且连接处设有密封垫15。本实施例柱塞1采用空心结构，减少自身重量，降低运动惯性冲击，延长密封件及磨损件的使用寿命，更换密封件及磨损件的次数相应减少。

连接轴段12的一端伸入盲孔61内，且端面为与凹球面51配合的凸球面17，柱塞1与十字头6接触位置为球面接触，柱塞1的连接轴段12与十字头6发生轴心偏移时不能自动使轴心快速恢复至同心位置，本实施例连接轴段12外端面为凸球面17，该端面用于与动力端配合，可实现柱塞1与动力端接触位置为球面接触，若柱塞1与十字头6的位置稍有偏移，通过球面可以快速恢复至对中位置。

连接轴段12伸入盲孔61的一端沿圆周方向开设有与卡环配合的卡环槽16。

连接轴段12外端面开设有带螺纹的中心孔121，可以在加工时使用中心孔121对中磨工作轴段11的外圆，也可以在装配过程中使用吊环螺钉7安装于中心孔121起吊柱塞1，便于加工和安装。

柱塞封头13外端面设有至少2个螺纹装配孔131和1个中心锥孔132；2个螺纹装配孔131可安装工装，通过工装便于将柱塞封头13安装和拆卸于工作轴段11的空腔开口处。

螺纹卡套2为设置在连接轴段12和十字头6盲孔61之间的法兰结构，螺纹卡套2外表面设有与内螺纹配合的外螺纹，十字头6盲孔61上的内螺纹和螺纹卡套2的外螺纹均为细牙螺纹，保证连接的可靠性。螺纹卡套2内端面(靠近十字头6的端面)为台阶结构21。

卡环组件4卡装在台阶结构21和卡环槽16之间，卡环组件4包括2个扣合的半卡环41和用于箍紧2个半卡环41的密封圈42，2个半卡环41套装在柱塞1的卡环槽16内，且外端面伸出卡环槽16，并通过密封圈42进行紧固，2个半卡环41伸出的部分位于螺纹卡套2的台阶结构21内。便于密封圈42的定位安装，在半卡环41外表面设有用于容置密封圈42的环形槽。

锁紧螺母3位于螺纹卡套2和十字头6之间，用于锁紧螺纹卡套2。

螺纹卡套2沿圆周方向开设8个均布的第一径向装配孔22，在第一径向装配孔22内安装工装，通过工装便于将螺纹卡套2转动安装在连接轴段12和十字头6盲孔61之间，同理，锁紧螺母3沿圆周方向开设8个均布的第二径向装配孔31，便于安装和拆卸。

十字头6上的盲孔61为台阶孔，便于顶套5的安装，台阶孔包括第一通孔611和第二通孔612，第一通孔611的直径大于第二通孔612的直径且靠近柱塞1设置；顶套5位于第二通孔612内，且外端面伸出第二通孔612；顶套5的直径大于连接轴段12的直径；则相应地，内螺纹设置在第一通孔611上。

工作轴段11和连接轴段12连接处设有与空腔相通的排气孔18，在对柱塞1的工作轴段11外圆面加工时会产生大量的热量，可通过排气孔18将加工过程中产生的热量排出，保证加工过程正常进行。

螺纹卡套2包括套筒和环形板，套筒位于柱塞1和十字头6之间，环形板设置在套管远离十字头6的一端。

本实施例连接装置中柱塞1的加工方法，包括以下步骤：

1)加工柱塞封头13、工作轴段11和连接轴段12；

其中，在柱塞封头13上加工有多个沿圆周均布的多个螺纹装配孔131；

2)在工作轴段11的外端面加工空腔；

3)在工作轴段11和连接轴段12连接处加工排气孔18；

4)将柱塞封头13封装在空腔开口处；

5)在连接轴段12外端面及柱塞封头13外端面中心加工工艺孔；

6)以两个工艺孔定位，精加工工作轴段11的外圆柱面。

7)在连接轴段12外端面加工带螺纹的中心孔121。

本实施例连接装置的装配过程：

1)在顶套5的安装螺纹孔52中安装工装，通过工装将顶套5安装在十字头6的盲孔61内，顶套5与十字头6为间隙配合；

2)将2个半卡环41卡装在连接轴段12的卡环槽16内，并通过密封圈42进行密封紧固；

3)将螺纹卡套2套装在柱塞1的连接轴段12，且2个半卡环41的外端面卡入螺纹卡套2的台阶结构21内；

4)将装配有螺纹卡套2的连接轴段12设置在十字头6的盲孔61内，通过转动螺纹卡套2，进而推动柱塞1移动，直至连接轴段12端面的凸球面17与顶套5外端面的凹球面51为球面接触，

5)通过锁紧螺母3将螺纹卡套2锁紧；

当十字头6和柱塞1需要拆卸时，只需松开锁紧螺母3，从十字头6的盲孔61内旋出螺纹卡套2，同时使柱塞1向外移动。

本实施例连接装置的工作过程：

当十字头6向靠近柱塞1一侧运动，即图1所示的向左运动时，十字头6通过顶套5推动柱塞1向左运动；当十字头6向远离柱塞1一侧运动，即图1所示的向右运动时，十字头6与螺纹卡套2连接为一体，由于卡环的限位作用，螺纹卡套2通过卡环带动柱塞1向右运动。

以上仅是对本实用新型的优选实施方式进行了描述，并不将本实用新型的技术方案限制于此，本领域技术人员在本实用新型主要技术构思的基础上所作的任何公知变形都属于本实用新型所要保护的技术范畴。

Claims (10)

1.一种隔膜泵柱塞与动力端连接装置，其特征在于：包括十字头(6)、顶套(5)、柱塞(1)、卡环组件(4)、螺纹卡套(2)、锁紧螺母(3)；所述卡环组件(4)包括2个扣合的半卡环(41)和用于箍紧2个半卡环(41)的密封圈(42)；

所述十字头(6)一端沿轴向开设有带内螺纹的盲孔(61)；

所述顶套(5)设置在盲孔(61)底部，其外端面为凹球面(51)；

所述柱塞(1)包括同轴固连的工作轴段(11)和连接轴段(12)，所述工作轴段(11)的直径大于连接轴段(12)的直径；连接轴段(12)伸入所述盲孔(61)内，且端面为与凹球面(51)配合的凸球面(17)，工作轴段(11)为空腔结构；

所述连接轴段(12)伸入盲孔(61)的一端沿圆周方向开设有与卡环配合的卡环槽(16)；

所述螺纹卡套(2)为设置在连接轴段(12)和十字头盲孔(61)之间的法兰结构，螺纹卡套(2)外表面设有与所述内螺纹配合的外螺纹；

所述螺纹卡套(2)内端面为台阶结构(21)；

所述卡环组件(4)卡装在台阶结构(21)和卡环槽(16)之间；

所述锁紧螺母(3)用于锁紧螺纹卡套(2)。

2.根据权利要求1所述隔膜泵柱塞与动力端连接装置，其特征在于：所述螺纹卡套(2)沿圆周方向开设至少2个第一径向装配孔(22)；

所述锁紧螺母(3)沿圆周方向开设至少2个第二径向装配孔(31)。

3.根据权利要求2所述隔膜泵柱塞与动力端连接装置，其特征在于：所述盲孔(61)为台阶孔，包括第一通孔(611)和第二通孔(612)，所述第一通孔(611)的直径大于第二通孔(612)的直径且靠近柱塞(1)设置；

所述顶套(5)位于第二通孔(612)内，且外端面伸出第二通孔(612)；

所述顶套(5)的直径大于连接轴段(12)的直径；

所述内螺纹设置在第一通孔(611)上。

4.根据权利要求1或2或3所述隔膜泵柱塞与动力端连接装置，其特征在于：所述半卡环(41)外表面设有用于容置密封圈(42)的环形槽。

5.根据权利要求4所述隔膜泵柱塞与动力端连接装置，其特征在于：所述工作轴段(11)设有开口于端面的空腔(14)，空腔(14)的开口处设有用于密封空腔(14)的柱塞封头(13)，形成所述空腔结构；

所述工作轴段(11)的外圆面喷涂合金材料。

6.根据权利要求5所述隔膜泵柱塞与动力端连接装置，其特征在于：所述顶套(5)外端面中部开设有安装螺纹孔(52)；所述连接轴段(12)外端面开设有带螺纹的中心孔(121)。

7.根据权利要求6所述隔膜泵柱塞与动力端连接装置，其特征在于：柱塞封头(13)外端面设有至少2个螺纹装配孔(131)和1个中心锥孔(132)。

8.根据权利要求7所述隔膜泵柱塞与动力端连接装置，其特征在于：所述工作轴段(11)和连接轴段(12)连接处设有与空腔(14)相通的排气孔(18)；

所述柱塞封头(13)与工作轴段(11)采用螺纹连接，且连接处设有密封垫(15)。

9.根据权利要求8所述隔膜泵柱塞与动力端连接装置，其特征在于：十字头(6)盲孔(61)上的内螺纹、螺纹卡套(2)的外螺纹、锁紧螺母(3)的内螺纹均为细牙螺纹。

10.根据权利要求8所述隔膜泵柱塞与动力端连接装置，其特征在于：所述工作轴段(11)和连接轴段(12)为圆滑过渡连接。

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