TWM570362U - Diaphragm pump and valve plate with limit structure - Google Patents

Abstract

一種隔膜泵包括一閥座、一氣嘴蓋體及一對閥片。閥座的表面凹陷地形成一容置槽；容置槽具有一流道口、一對臂槽、及一對限位槽，該對臂槽位於流道口的兩側，該對限位槽分別連接於該對臂槽的外端。氣嘴蓋體蓋合於閥座。閥片置於容置槽內；其中閥片具有一密封部、一對延伸臂、及一對限位件，密封部具有二相對的半圓弧邊且置於流道口上，該對延伸臂由密封部以等寬度向外延伸且分別置於該對臂槽內，該對限位件分別連接於該對延伸臂的末端，該對限位件可動地分別位於該對限位槽內，限位件的寬度大於臂槽的寬度，延伸臂的寬度小於臂槽的寬度，延伸臂的長度大於臂槽的長度。

Description

隔膜泵及具有限位結構的閥片

本創作涉及一種隔膜泵及具有限位結構的閥片，特別是指一種用以輸送氣體或液體的隔膜泵，以及位於隔膜泵內用以控制氣體或液體流向的閥片。

小型裝置用以輸送氣體或液體，通常需要閥片以控制流體的單向流動，例如隔膜泵。隔膜泵通常具有一工作隔膜、及一輸送機構，輸送機構向上及向下移動工作隔膜以進行輸送流體。此外，隔膜泵通常包括一對閥片分別控制流體的輸入與輸出。

以往閥片被收容於一閥座內，為著合適的定位閥片，一種方式是在為閥片的周圍採取單側固定、雙側固定或中心固定的方式。或者，另一種方式，採用閥座的幾何外型來限制閥片的自由度，藉此在較小的有效移動距離下達到密封效果。

上述第一種固定方式，雖有效限制其中心位置，但缺點在於，閥片移動的方式是靠閥片的懸臂擺動來位移到密封位置。此種懸臂式的擺動方式會造成隔膜泵系統較大的負載。再者，閥片擺動的自由度會因材料以及設計上的不同有較大影響，導致閥片開闔速度跟不上隔膜泵的作動頻率，進而影響流量以及量產的穩定性不好。特別不適用於高頻的隔膜泵。另外，在閥片的壽命上，閥片擺動的方式導致閥片彈性疲乏而降低其密封效果。

上述第二種固定方式，雖無前述的擺臂運動產生彈性疲乏的問題，但缺點在於，無法有效的控制閥片運動時的中心位置，導 致閥片在作動路徑上造成多餘的移動路徑，以及與限位外型造成磨擦阻力，導致減低閥片的作動效率使密封效果變差。

為改善第一種固定方式的問題，有習知的閥片採用較軟的材料，以提高密封性以及減少隔膜泵的系統負載。然而，較軟的材料會反向導致閥片的密封側變形量太大，增加輸送機構的負載，以及在閥片的非密封側更多堵住流體出口的面積，而影響其流量。

本創作所要解決的技術問題，在於提供一種隔膜泵，採用閥片與閥座的對應幾何設計，使閥片在較小的有效移動路徑以及能量損耗下達到密封效果，以有效控制閥片的中心位置。

為解決上述技術問題，根據本創作的其中一種方案，提供一種隔膜泵，其包括一閥座、一氣嘴蓋體及一對閥片。所述閥座的表面凹陷地形成一容置槽；其中所述容置槽具有一流道口、一對臂槽、及一對限位槽，一對所述臂槽位於所述流道口的兩側，一對所述限位槽分別連接於一對所述臂槽的外端。所述氣嘴蓋體蓋合於所述閥座。所述閥片置於所述容置槽內；其中所述閥片具有一密封部、一對延伸臂、及一對限位件，所述密封部具有二相對的半圓弧邊且置於所述流道口上，一對所述延伸臂由所述密封部以等寬度向外延伸且分別置於一對所述臂槽內，一對所述限位件分別連接於一對所述延伸臂的末端，一對所述限位件可動地分別位於一對所述限位槽內，所述限位件的寬度大於所述臂槽的寬度，所述延伸臂的寬度小於所述臂槽的寬度，所述延伸臂的長度大於所述臂槽的長度。

本創作所要解決的技術問題，還在於提供一種具有限位結構的閥片，閥片能在較小的有效移動路徑以及能量損耗下達到密封效果，以有效控制閥片的中心位置。

為解決上述技術問題，根據本創作的其中一種方案，提供一 種具有限位結構的閥片，其收容於一隔膜泵的一閥座內，所述閥片包括一密封部、一對延伸臂、及一對限位件，所述密封部具有二相對的半圓弧邊，一對所述延伸臂由所述密封部以等寬度向外延伸，一對所述限位件分別連接於一對所述延伸臂的末端，所述限位件的寬度大於所述所述延伸臂的寬度。

本創作具有以下有益效果：本創作採用閥片與閥座具有相對應的幾何結構，該對限位件可動地置於閥座內，藉此以有效控制閥片的中心位置。閥片可以在較小的有效移動路徑以及能量損耗下達到密封效果。

為了能更進一步瞭解本創作為達成既定目的所採取的技術、方法及功效，請參閱以下有關本創作的詳細說明、圖式，相信本創作的目的、特徵與特點，當可由此得以深入且具體之瞭解，然而所附圖式與附件僅提供參考與說明用，並非用來對本創作加以限制。

1‧‧‧泵殼體

2‧‧‧馬達

3、3b、3c、3d、3e‧‧‧閥座

30、30b、30c、30d、30e‧‧‧容置槽

31‧‧‧中央槽

310‧‧‧流道口

32‧‧‧臂槽

33、33b、33c、35、37‧‧‧限位槽

331、351、371‧‧‧底邊

332、352、372‧‧‧斜邊

39‧‧‧隔膜腔

4、4b、4c‧‧‧氣嘴蓋體

40b、40c‧‧‧上容置槽

41‧‧‧上中央槽

410‧‧‧上流道口

412‧‧‧中心定位槽

43b、43c‧‧‧上限位槽

48‧‧‧入口

49‧‧‧出口

480、490‧‧‧腔室

5‧‧‧連桿組件

6‧‧‧隔膜片組件

7、7b、7c、7d、7e‧‧‧閥片

71‧‧‧密封部

712‧‧‧定位凸塊

7s‧‧‧密封層

7h‧‧‧非密封層

72‧‧‧延伸臂

73、73b、73c、75、77‧‧‧限位件

752‧‧‧內伸弧形臂

772‧‧‧外伸弧形臂

8‧‧‧上蓋

L1、W1‧‧‧寬度

L2、W2‧‧‧長度

圖1為本創作的隔膜泵的局部剖視圖。

圖2為本創作的隔膜泵的另一局部剖視圖。

圖3為本創作第一實施例的閥座局部及閥片的組合圖。

圖4為本創作第一實施例的閥座局部及閥片平面分解圖。

圖5為本創作第一實施例的閥座局部及閥片的俯視圖。

圖6為本創作第二實施例的氣嘴蓋體、閥片及閥座的平面分解圖。

圖7為本創作第二實施例閥片的側視圖。

圖8為本創作第二實施例的氣嘴蓋體、閥片及閥座的組合剖視圖。

圖9為本創作第三實施例的氣嘴蓋體、閥片及閥座的平面分解圖。

圖10為本創作第三實施例閥片的側視圖。

圖11為本創作第三實施例的氣嘴蓋體、閥片及閥座的組合剖視圖。

圖12為本創作第四實施例的閥座與閥片的平面分解圖。

圖13為本創作第四實施例閥座與閥片的俯視組合圖。

圖14為本創作第五實施例的閥座與閥片的平面分解圖。

圖15為本創作第五實施例閥座與閥片的俯視組合圖。

圖16為本創作的閥座與閥片的剖視示意圖。

請參閱圖1至圖2，本創作提供一種隔膜泵，包括一泵殼體1、馬達2、一閥座3、一氣嘴蓋體4、一連桿組件5、一隔膜片組件6、一對閥片7、及一上蓋8。

馬達2安裝在泵殼體1的一側，閥座3及氣嘴蓋體4依序安裝在泵殼體1的另一側上。氣嘴蓋體4蓋合於閥座3，上蓋8覆蓋於氣嘴蓋體4的外側。氣嘴蓋體4具有一入口48及一出口49，可用以分別輸入及輸出流體。閥座3及氣嘴蓋體4之間形成兩個腔室480、490以容置該對閥片7。隔膜片組件6收容於泵殼體1內且位於閥座3的下方。連桿組件5設置於泵殼體1內，且連桿組件5連接於馬達2及隔膜片組件6之間。

如圖2所示，右邊的閥片7配合入口48，在右側的腔室480內，對於氣嘴蓋體4而言為密封側，對於閥座3而言為非密封側；左邊的閥片7配合出口49，在左邊的腔室490內，對於氣嘴蓋體4而言為非密封側，對於閥座3而言為密封側。藉此，該對閥片7分別控制流體能單向地輸入與單向地輸出。兩個腔室480與490的結構，大致上可視為是上下相反而具有類似的結構。

當馬達2轉動時，可驅動連桿組件5產生往復運動，使連桿組件5可帶動隔膜片組件6做往復振動，以改變隔膜片組件6和閥座3之間所形成的隔膜腔39的容積，再由該對閥片7的配合，提供吸入流體和排出流體的功能。該隔膜泵為利用隔膜片的變形，形成隔膜腔39的容積變化來產生負壓及正壓，其負壓為吸入流體，再由正壓將流體排出，所述的流體可為氣體或液體。上述 隔膜泵的構造僅為本創作可應用的一種實施，本創作並不限制於上述隔膜泵的構造。

[第一實施例]

請參閱圖3至圖5，分別為本創作第一實施例的閥座局部及閥片的組合圖、平面分解圖及俯視圖。本實施例以局部的閥座3配合一片閥片7為例說明。閥座3的表面凹陷地形成一容置槽30。容置槽30具有中央槽31、一流道口310、一對臂槽32、及一對限位槽33。中央槽31呈圓形，流道口310由中央槽31進一步凹陷並且連通至閥座3底部的隔膜腔39。該對臂槽32位於流道口310的兩側，該對限位槽33分別連接於該對臂槽32的外端。

在本實施例，閥片7置於所述容置槽30內；其中閥片7具有一密封部71、一對延伸臂72、及一對限位件73。所述密封部71具有二相對的半圓弧邊且置於所述流道口310上，該對延伸臂72由所述密封部71以等寬度向外延伸且分別置於該對臂槽32內。本實施例的延伸臂72的數量可以是至少一個，也可以是多個而呈等角度向外延伸。限位件73呈圓柱形，該對限位件73分別連接於該對延伸臂72的末端，該對限位件73可動地分別位於該對限位槽33內。限位件73的截面積小於限位槽33的面積，可動地置限位槽33。

本實施例的閥片7的上表面與下表面均呈平坦狀。然而，本創作不限制於此，閥片7的密封側維持平面設計，以確保密封性。另外，閥片7的非密封側可不限制為平面。

請參閱圖4及圖5，本實施例閥片7的限位件73的寬度大於所述臂槽32的寬度，因此本創作的該對限位件73被限制於限位槽33內，而位在臂槽32的外端。另外，本實施例的延伸臂72的寬度L1小於所述臂槽32的寬度W1，再者，本實施例的所述延伸臂72的長度L2大於所述臂槽32的長度W2。因此延伸臂72的兩側被限制在臂槽32內而同時又略有自由度可往兩側擺動，藉此， 本實施例可確保閥片7的密封部71的中心位置被保持在一定範圍內，並自動校正中心位置。

本實施例的每一限位槽33具有一對斜邊332，該對斜邊332沿著遠離所述流道口310的方向朝外延伸。更具體的說，其中每一限位槽33呈等腰三角形，各具有一對斜邊332及一底邊331。每一限位件73的兩側可以分別抵接於該對斜邊332。藉此其接觸接觸區域形成點或線接觸，大幅降低接觸阻力並兼顧閥片7有效移動路徑的限制。更具體的說，本實施例的限位槽33的該對斜邊332連接於臂槽32，所述限位件73呈圓柱形，限位件73的兩側分別能抵接於該對斜邊332。本實施例的限位槽33的優點之一在於，限位件73與該對斜邊332以及該底邊331的三邊最短距離大致相同。

[第二實施例]

請參閱圖6至圖8，圖6為本創作第二實施例的氣嘴蓋體4b、閥片7b及閥座3b的平面分解圖，圖7為第二實施例閥片的側視圖，圖8為第二實施例的氣嘴蓋體、閥片及閥座的組合剖視圖。

圖6顯示本創作第二實施例的氣嘴蓋體4b的仰視圖、閥片7b的俯視圖及閥座3b的俯視圖，閥座3b為是密封側，氣嘴蓋體4b為非密封側。氣嘴蓋體4b也具有一上容置槽40b，上容置槽40b的形狀相似於閥座3b的容置槽30b。可理解的變化方式是，圖6可應用於隔膜泵的另一個閥片，兩者結構相反，標號(3b)可作為另一側的氣嘴蓋體的結構，標號(4b)可作為另一側的閥座的結構。

與上述實施例的差異在於，第一實施例的閥片7整體具有相同的厚度。本實施例中，閥片7b的密封部71與延伸臂72具有相同的厚度，限位件73b則垂直地突出於延伸臂72的上下兩側，限位件73b呈圓柱形，兩端呈半圓球狀。如圖7及圖8所示，限位件73b大致呈一膠囊狀，並且限位件73b的兩端分別高過所述延伸臂72的兩側面。此外，本實施例中，容置槽30b兩側的限位槽 33b呈圓形，限位件73b的截面積小於限位槽33b的面積。更進一步的說，其中每一限位槽33b呈圓形，並且如圖8所示，該對限位槽33b的底面進一步凹陷低於所述臂槽32的底面。

本實施例，除了具有類似於上述第一實施例相似的結構與比例之外，另外的優點在於，限位件73b與限位槽33b周圍的距離完全相等。再者，閥片7b不僅沿著縱長方向被適當限制，限位件73b還被進一步限制在限位槽33b內上下移動，此結構更能精準地確保閥片7的密封部71的中心位置被保持在一定範圍內，並自動校正中心位置。

上容置槽40b具有上中央槽41、及位於兩端呈凹陷狀的上限位槽43b。本實施例的上限位槽43b的直徑小於限位槽33b的直徑，又略大於限位件73b的直徑。上限位槽43b、限位件73b與限位槽33b三者的中心位於同一直線上。上容置槽40b的上限位槽43b更能進一步限制閥片7的密封部71的中心位置被保持在一定更小的範圍內，可避免遮住上中央槽41內的上流道口410。

[第三實施例]

請參閱圖9至圖11，圖9為本創作第三實施例的氣嘴蓋體4c、閥片7c及閥座3c的平面分解圖，圖10為第三實施例閥片的側視圖，圖11為第三實施例的氣嘴蓋體、閥片及閥座的組合剖視圖。此實施例大部分的結構相似於第二實施例，閥片7c具有限位部71、一對延伸臂72、及一對限位件73c。閥座3c的容置槽30c具有中央槽31、流道口310、一對臂槽32、及一對限位槽33c。該對限位件73c可動地置於該對限仁槽33c內。氣嘴蓋體4c的上容置槽40c具有上中央槽41、及位於兩端的上限位槽43c。

此實施例與第二實施例主要的差異在於，其中閥片7c的密封部71的一表面中心進一步突出一定位凸塊712，氣嘴蓋體4c形成一中心定位槽412在上容置槽40c的中心部分，定位凸塊712置於中心定位槽412內。中心定位槽412、定位凸塊712、與中央槽 31三者中心位於同一直線上。可理解的變化方式是，圖9可應用於隔膜泵的另一個閥片，兩者結構相反，標號(3c)可作為另一側的氣嘴蓋體的結構，標號(4c)可作為另一側的閥座的結構。在此種變化的方式下，中心定位槽可以形成於閥座。

上述優點在於，閥座與閥片的對應位置形成定位特徵，藉由閥片7c的定位凸塊712配合氣嘴蓋體4c的中心定位槽412，該定位特徵可以提供閥片自動導向的功用，並可作為組裝時的定位點，從而增加組裝的方便性。

[第四實施例]

請參閱圖12至圖13，圖12為本創作第四實施例的閥座3d、閥片7d的平面分解圖，圖13為第四實施例閥座3d、閥片7d的俯視組合圖。本實施例的閥片7d具有相同的厚度，其具有密封部71、一對延伸臂72、及一對限位件75。所述限位件75呈圓弧形且具有一對內伸弧形臂752，該對內伸弧形臂752分別由延伸臂72的末端向兩側延伸並且朝向密封部71延伸，如同懸臂。也就是說，限位件75的開口朝向密封部71。

本實施例的閥座3d表面凹陷地形成一容置槽30d，容置槽30d具有中央槽31、一流道口310、一對臂槽32、及一對限位槽35。限位槽35為具有錐度的幾何形狀，本實施例的限位槽35呈等腰三角形，具有一底邊351及一對斜邊352。底邊351連接於臂槽32，並且垂直於延伸臂72。內伸弧形臂752的自由端能抵接於限位槽35的底邊351，或者，內伸弧形臂752的外圓弧邊能抵接於限位槽35的該對斜邊352。

本實施例的優點在於，閥片7d兩側採用半圓弧形設計，此種圓弧形的設計與閥座3d的錐度幾何形成自動校正中心作用，並且延伸臂72的末端兩側形成具有如同彈性懸臂的內伸弧形臂752，功用在於可以幫助閥片7d超過限位時與閥座3d產生反作用力回到限位區域。

[第五實施例]

請參閱圖14至圖15，圖14為本創作第五實施例的閥座3e與閥片7e的平面分解圖，圖15為第五實施例的閥座3e與閥片7e的俯視組合圖。本實施例的閥片7e具有相同的厚度，其具有密封部71、一對延伸臂72、及一對限位件77。限位件77呈圓弧形且具有一對外伸弧形臂772，該對外伸弧形臂772分別由延伸臂72的末端向兩側延伸並且朝遠離密封部71延伸，如同懸臂。

本實施例的閥座3e表面凹陷地形成一容置槽30e，容置槽30e具有中央槽31、一流道口310、一對臂槽32、及一對限位槽37。限位槽37也是呈等腰三角形，具有一底邊371及一對斜邊372。如圖15所示，該對外伸弧形臂772的外弧邊能抵接於限位槽37的斜邊372。或者，該對外伸弧形臂772的自由端能抵接於限位槽37的底邊371。

本實施例的優點在於，閥片7e兩側採用半圓弧形設計，此種圓弧形的設計與閥座3e的錐度幾何形成自動校正中心作用，並且延伸臂72的末端兩側形成具有如同彈性懸臂的外伸弧形臂772，功用在於可以幫助閥片7e超過限位時與閥座3e產生反作用力回到限位區域。

請參閱圖16，圖16為本創作的閥座與閥片的剖視示意圖。補充說明，閥片7具有一密封層7s及一非密封層7h，適用於本創作的上述各種實施例。閥片7在密封層7s以及非密封層7h採用不同硬度設計。更具體的說，密封層7s的硬度小於非密封層7h的硬度。此種結構可以透過局部上膠、硬化處理或是異料貼合的方式實現。密封層7s採用較軟的硬度使其密封性較好，非密封測7h採用較硬的硬度來增加其強度。此種設計的優點在於，一面可以確保非密封層7h不會因為材質太軟而變形，避免阻擋出口流道的面積並影響流量，另一面，不需要透過變更閥片7的幾何形狀來增加強度，避免影響閥片7厚度以及製程。

本創作的特點及功能至少在於，本創作採用閥片與閥座具有相對應的幾何結構，藉此以有效控制閥片的中心位置。此外，閥片可以在較小的有效移動路徑以及能量損耗下達到密封效果。閥片的兩側具有不同硬度，藉此可以減少非密封區域的過度變形，因而達到在最小的有效移動路徑以及最小的能量損耗下，達到密封效果。

以上所述僅為本創作的較佳可行實施例，凡依本創作申請專利範圍所做的均等變化與修飾，皆應屬本創作的涵蓋範圍。

Claims (18)

1. 一種隔膜泵，包括：一閥座，所述閥座的表面凹陷地形成一容置槽；其中所述容置槽具有一流道口、一對臂槽、及一對限位槽，一對所述臂槽位於所述流道口的兩側，一對所述限位槽分別連接於一對所述臂槽的外端；一氣嘴蓋體，所述氣嘴蓋體蓋合於所述閥座；及一閥片，所述閥片置於所述容置槽內；其中所述閥片具有一密封部、一對延伸臂、及一對限位件，所述密封部具有二相對的半圓弧邊且置於所述流道口上，一對所述延伸臂由所述密封部向外延伸且分別置於一對所述臂槽內，一對所述限位件分別連接於一對所述延伸臂的末端，一對所述限位件可動地分別位於一對所述限位槽內，所述限位件的寬度大於所述臂槽的寬度，所述延伸臂的寬度小於所述臂槽的寬度，所述延伸臂的長度大於所述臂槽的長度。
2. 如請求項1所述的隔膜泵，其中每一所述限位槽具有一對斜邊，每一所述限位件的兩側分別抵接於一對所述斜邊，該對斜邊沿著遠離所述流道口的方向朝外延伸。
3. 如請求項2所述的隔膜泵，其中每一所述限位槽呈等腰三角形，各具有一對所述斜邊及一底邊。
4. 如請求項3所述的隔膜泵，其中所述限位槽的一對所述斜邊連接於所述臂槽，所述限位件呈圓柱形，所述限位件的兩側分別能抵接於一對所述斜邊，所述限位件與一對所述斜邊以及該底邊的三邊最短距離大致相同。
5. 如請求項3所述的隔膜泵，其中所述限位槽的一對所述斜邊連接於所述臂槽，所述限位件呈圓弧形且具有一對外伸弧形臂，一對所述外伸弧形臂分別由所述延伸臂的末端向兩側延伸並且朝遠離所述密封部延伸，所述外伸弧形臂的外弧邊能 抵接於所述限位槽的所述斜邊。
6. 如請求項3所述的隔膜泵，其中所述限位槽的所述底邊連接於所述臂槽，並且垂直於所述延伸臂，所述限位件呈圓弧形且具有一對內伸弧形臂，一對所述內伸弧形臂分別由所述延伸臂的末端向兩側延伸並且朝向所述密封部延伸，所述內伸弧形臂的自由端能抵接於所述限位槽的所述底邊。
7. 如請求項1所述的隔膜泵，其中每一所述限位槽呈圓形，所述限位件呈圓柱形，所述限位件的截面積小於所述限位槽的面積。
8. 如請求項1所述的隔膜泵，其中每一所述限位槽呈圓形，並且一對所述限位槽的底面進一步凹陷低於所述臂槽的底面，所述限位件大致呈一膠囊狀，所述限位件的兩端分別高於所述延伸臂的兩側面。
9. 如請求項8所述的隔膜泵，其中所述密封部的一表面中心進一步突出一定位凸塊，所述閥座或所述氣嘴蓋體形成一中心定位槽，所述定位凸塊置於所述中心定位槽內。
10. 如請求項1所述的隔膜泵，其中所述閥片具有一密封層及一非密封層，所述密封層的硬度小於所述非密封層的硬度。
11. 如請求項1所述的隔膜泵，其中該對延伸臂由所述密封部以等寬度向外延伸。
12. 一種具有限位結構的閥片，收容於一隔膜泵的一閥座內，所述閥片包括：一密封部、一對延伸臂、及一對限位件，所述密封部具有二相對的半圓弧邊，一對所述延伸臂由所述密封部以等寬度向外延伸，一對所述限位件分別連接於一對所述延伸臂的末端，所述限位件的寬度大於所述所述延伸臂的寬度。
13. 如請求項12所述的具有限位結構的閥片，其中所述限位件呈圓柱形。
14. 如請求項12所述的具有限位結構的閥片，其中所述限位件呈圓弧形且具有一對外伸弧形臂，一對所述外伸弧形臂分別由所述延伸臂的末端向兩側延伸並且朝遠離所述密封部延伸。
15. 如請求項12所述的具有限位結構的閥片，其中所述限位件呈圓弧形且具有一對內伸弧形臂，一對所述內伸弧形臂分別由所述延伸臂的末端向兩側延伸並且朝向所述密封部延伸。
16. 如請求項12所述的具有限位結構的閥片，其中所述限位件大致呈一膠囊狀，所述限位件的兩端分別高於所述延伸臂的兩側面。
17. 如請求項12所述的具有限位結構的閥片，其中所述密封部的一表面中心進一步突出一定位凸塊。
18. 如請求項12所述的具有限位結構的閥片，其中所述閥片具有一密封層及一非密封層，所述密封層的硬度小於所述非密封層的硬度。