隔膜泵用金屬波紋管式膜片以及具有該膜片的隔膜泵的製作方法

2023-04-24 12:31:46 1

本發明涉及一種隔膜泵。特別是涉及一種隔膜泵用金屬波紋管式膜片以及具有該膜片的隔膜泵。

背景技術：

隔膜泵又稱控制泵，它藉助動力操作去改變流體的流量。隔膜泵有四種材質：塑料、鋁合金、鑄鐵、不鏽鋼。它的膜片材質根據不同的物料液體分別採用丁腈橡膠、氯丁橡膠、氟橡膠、聚偏氟乙烯、聚四六乙烯以滿足要求。安置在特殊場合，用來抽送各種常規泵不能抽吸流體物料。

如圖1所示，現有的隔膜泵是在泵殼10內通過隔板15分隔為兩個對稱的空腔，每個空腔又分別通過一個隔膜泵膜片13分隔為一個空氣驅動室2/4和一個液體物料室1/3，其中，兩個空腔中的空氣驅動室2/4相對稱設置且位於隔板15的兩側，兩個液體物料室1/3也是相對稱的設置且位於遠離隔板15的一側。分別設置在兩個空間中的兩個隔膜泵膜片13的底面13a通過一個貫穿隔板15的膜片聯接軸19相連，兩個隔膜泵膜片13的側面13b分別連接在所述的泵殼10上。其中，兩個空氣驅動室2/4分別各通過一條氣管7/8連接換向閥9，所述的兩個液體物料室1/3的下端分別各通過一條進液管11/12以及分別設置在所述進液管11/12上的兩個單向閥14連接液體物料進口5，所述的兩個液體物料室1/3的上端分別各通過一條出液管17/18以及分別設置在所述出液管17/18上的兩個單向閥16連接液體物料出口6。隔膜泵通過換向閥9的調控，通過對兩個空氣驅動室2/4內的空氣進行不同的壓縮推動隔膜泵膜片13來改變兩個液體物料室1/3內的壓力，從而改變流體流量，通過進液管11/12和出液管17/18來抽送各種液體介質。

圖1、圖2、圖3是現有技術的隔膜泵工作過程的三種狀態示意圖，圖1是在換向閥9的調控下液體物料室3抽吸液體介質，液體物料室1排出液體介質。圖2是在換向閥9的調控下轉向液體物料室1抽吸介質，液體物料室3排出介質的中間過程。圖3是在換向閥9的調控下液體物料室1抽吸液體介質，液體物料室3排出液體介質。由圖2看到：當聯接軸17位於中間過程範圍的位置時，因為隔膜泵膜片13的側面13b處於鬆弛狀態，所以它的形狀總是在一定範圍內自由變化，這樣必然使液體物料的容積隨之發生變化，因此我們就無法用聯接軸的精確位移來精確調整液體物料的容積去實現精確控制液體物料流量的目的。

現有隔膜泵的中隔膜泵膜片13的材質大都是丁腈橡膠、氯丁橡膠、氟橡膠、聚偏氟乙烯、聚四六乙烯等非金屬材質。這種非金屬材質存在以下的問題：

1、耐低溫和高溫能力差，工作溫度只能在-10—180℃之內。

2、耐腐蝕能力差和耐溶脹能力也差。

3、底面和側面是一體的，動作的時候同時參與伸縮，伸縮不是沿著唯一的軸線進行位移來實現，也就是說液體物料容積的變化量與膜片底面(聯接軸)的軸向位移的變化量沒有規律可循，甚至於軸向處於靜止，但液體物料的容積卻在大小變化著，液體物料的容積變化與膜片的動作之間沒有規律，所以不但無法用視窗來直接觀察動作的位置，而且無法布置位移傳感器進行精確控制，靈敏度差。

4、無法建立固定的數學函數模型，只有依靠現場調試和人的經驗來確定液體物料的的排出量，因此不可能做到時刻精確控制，也不可能做到每一批次的產品成分的比例完全高精度一致。不但影響產品質量和工作效率，還造成產品和原料不必要的浪費。

5、膜片浸泡在腐蝕性、溶脹性的介質裡極其容易塊狀脫落，堵塞管線，造成誤操作。

6、變形範圍小，每一周期的容積變形範圍小，所以振動頻率高。

技術實現要素：

本發明所要解決的技術問題是，提供一種能夠使隔膜泵具有承受更高溫度和更低溫度能力的隔膜泵用金屬波紋管式膜片以及具有該膜片的隔膜泵。

本發明所採用的技術方案是：一種隔膜泵用金屬波紋管式膜片，包括有金屬膜片底面、能夠自由伸縮的金屬波紋管和固定件，其中，所述的金屬膜片底面為圓形結構，所述金屬波紋管的一端固定連接在所述金屬膜片底面的圓周邊上，所述金屬波紋管的另一端固定連接在固定件的一端，所述固定件的另一端用於固定連接在隔膜泵的泵殼上。

所述固定件包括有圓環體，一體形成在所述圓環體一端並向圓環體內側凸出的用於連接所述金屬波紋管的波紋管連接端，以及一體形成在所述圓環體另一端並向圓環體外側凸出的用於與隔膜泵的泵殼相固定的固定端。

一種具有金屬波紋管式膜片的隔膜泵，包括泵殼，徑向位於泵殼內，將泵殼內分割為左右兩個對稱的空腔的隔板，能夠移動的軸向貫穿所述隔板的中心且兩端分別位於左右兩個空腔內的聯接軸，用於驅動泵殼的氣腔通過進氣管和出氣管來抽送空氣的換向閥，以及用於泵殼的液腔通過進液管和出液管來抽送介質的單向閥，所述聯接軸的兩端分別各固定連接一組用於將所述的左空腔和右空腔分別分割為與進液管和出液管相連通的液體物料室和與進氣管或出氣管相連通的空氣驅動室的金屬波紋管式膜片，所述金屬波紋管式膜片的外周邊固定連接在所述泵殼的內周邊上，所述液體物料室構成液腔，所述空氣驅動室構成氣腔。

所述的金屬波紋管式膜片包括有金屬膜片底面、能夠自由伸縮的金屬波紋管和固定件，其中，所述的金屬膜片底面為圓形結構，所述金屬波紋管的一端固定連接在所述金屬膜片底面的圓周邊上，所述所述金屬波紋管的另一端固定連接在固定件的一端，所述固定件的另一端用於固定連接在隔膜泵的泵殼上，其中，所述固定件包括有圓環體，一體形成在所述圓環體一端並向圓環體內側凸出的用於連接所述金屬波紋管的波紋管連接端，以及一體形成在所述圓環體另一端並向圓環體外側凸出的固定端，所述固定端插入到沿徑向形成在所述泵殼圓周上的固定槽內，並通過螺栓與所述的固定槽固定連接。

本發明的隔膜泵用金屬波紋管式膜片以及具有該膜片的隔膜泵，具有如下效果：

1、可以大幅度提高耐低溫和耐高溫能力，工作溫度可達-260—700℃。

2、因為金屬波紋管式蓄壓器裡沒有橡膠材料製成的元件，所以可以大幅度提高耐腐蝕能力和耐溶脹能力。

3、金屬波紋管的伸縮是沿著唯一的軸線進行位移來實現，所以不但可以用視窗來直接觀察動作的位置，而且還可以布置位置傳感器進行精確控制、靈敏度高。

4、金屬波紋管的伸縮是沿著唯一的軸線進行位移來實現，也就是說液體物料容積的變化量與膜片底面軸向位移的變化量有規律可循，所以無論隔膜泵的內腔形狀多麼複雜都可以建立固定的數學函數模型y＝V(x)，事先精確計算出膜片底面的位移量來精確控制液體物料的的排出量，不但可以穩定產品成分的比例來提高產品質量、減少甚至取消調試來提高工作效率達到避免浪費的目的；還能為將來計算機的精確控制奠定基礎。上式中：

y：函數，表示液體物料容積的變化量。

V：體積。

x：自變量，表示膜片底面的位移量。

5、尤其是受交變載荷時，金屬波紋管的疲勞極限遠高於橡膠件等非金屬材質的疲勞極限，所以，可以大幅度提高疲勞壽命。

6、把膜片的外形安裝尺寸製作得跟現有技術膜片的外形安裝尺寸一模一樣，達到互換。

7、避免了現有技術的膜片浸泡在腐蝕性、溶脹性的介質裡極其容易塊狀脫落，堵塞管線，造成誤操作，能有效地提高使用壽命，確保設備即穩定又安全地運轉。

8、變形範圍大，每一周期的容積變形範圍大，所以振動頻率低。

附圖說明

圖1是現有技術隔膜泵的第一狀態時的結構示意圖；

圖2是現有技術隔膜泵由第一狀態向第二狀態過渡處於中間範圍位置時的結構示意圖；

圖3是現有技術隔膜泵的第二狀態時的結構示意圖；

圖4是本發明具有金屬波紋管式膜片的隔膜泵的第一狀態時的結構示意圖；

圖5是本發明金屬波紋管式膜片中固定件的結構示意圖；

圖6是本發明具有金屬波紋管式膜片的隔膜泵由第一狀態處於中間範圍位置向第二狀態過渡結構示意圖；

圖7是本發明具有金屬波紋管式膜片的隔膜泵的第二狀態時的結構示意圖。

圖中

1：液體物料室 2：空氣驅動室

3：液體物料室 4：空氣驅動室

5：液體物料進口 6：液體物料出口

7、8：氣管 9：換向閥

10：泵殼 11、12：進液管

13：隔膜泵膜片 14：單向閥

15：隔板 16：單向閥

17、18：出液管 19：聯接軸

20：支架 101：金屬膜片底面

102：金屬波紋管 103：固定件

1031：圓環體 1032：波紋管連接端

1033：固定端 111：泵殼

112：隔板 113：聯接軸

114：液體物料室 115：空氣驅動室

116：金屬波紋管式膜片 117：換向閥

118：固定槽 119：螺栓

1110：液體物料進口 1111：液體物料出口

1112：單向閥 1113：進液管

1114：出液管 1115：支架

具體實施方式

下面結合實施例和附圖對本發明的隔膜泵用金屬波紋管式膜片以及具有該膜片的隔膜泵做出詳細說明。

如圖4所示，本發明的隔膜泵用金屬波紋管式膜片，包括有金屬膜片底面101、能夠自由伸縮的金屬波紋管102和固定件103，其中，所述的金屬膜片底面101為圓形結構，所述金屬波紋管102的一端固定連接在所述金屬膜片底面101的圓周邊上，所述所述金屬波紋管102的另一端固定連接在固定件103的一端，所述固定件103的另一端用於固定連接在隔膜泵的泵殼111上。

所述固定件103包括有圓環體1031，一體形成在所述圓環體1031一端並向圓環體1031內側凸出的用於連接所述金屬波紋管102的波紋管連接端1032，以及一體形成在所述圓環體1031另一端並向圓環體1031外側凸出的用於與隔膜泵的泵殼111相固定的固定端1033。

如圖5所示，本發明的具有金屬波紋管式膜片的隔膜泵，包括泵殼111，徑向位於泵殼111內，將泵殼111內分割為左右兩個對稱的空腔的隔板112，能夠移動的軸向貫穿所述隔板112的中心且兩端分別位於左右兩個空腔內的聯接軸113，用於驅動泵殼111的氣腔通過進氣管和出氣管來抽送空氣的換向閥117，以及用於泵殼111的液腔通過進液管1113和出液管1114來抽送介質的單向閥1112，所述聯接軸113的兩端分別各固定連接一組用於將所述的左空腔和右空腔分別分割為與進液管和出液管相連通的液體物料室114和與進氣管或出氣管相連通的空氣驅動室115的金屬波紋管式膜片116，所述金屬波紋管式膜片116的外周邊固定連接在所述泵殼111的內周邊上，所述液體物料室114構成液腔，所述空氣驅動室115構成氣腔。

所述的金屬波紋管式膜片116如圖4所示，包括有金屬膜片底面101、能夠自由伸縮的金屬波紋管102和固定件103，其中，所述的金屬膜片底面101為圓形結構，所述金屬波紋管102的一端固定連接在所述金屬膜片底面101的圓周邊上，所述所述金屬波紋管102的另一端固定連接在固定件103的一端，所述固定件103的另一端用於固定連接在隔膜泵的泵殼111上，其中，所述固定件103包括有圓環體1031，一體形成在所述圓環體1031一端並向圓環體1031內側凸出的用於連接所述金屬波紋管102的波紋管連接端1032，以及一體形成在所述圓環體1031另一端並向圓環體1031外側凸出的固定端1033，所述固定端1033插入到沿徑向形成在所述泵殼111圓周上的固定槽118內，並通過螺栓119與所述的固定槽118固定連接。

圖4、圖6、圖7是本發明的具有金屬波紋管式膜片的隔膜泵工作過程的三種狀態示意圖，圖5是在換向閥117的調控下右側的液體物料室114抽吸液體介質，左側的液體物料室114排出液體介質。圖7是在換向閥117的調控下轉向左側液體物料室114抽吸液體介質，右側液體物料室114排出介質的中間範圍過程位置。圖7是在換向閥117的調控下左側液體物料室114抽吸液體介質，右側液體物料室114排出液體介質。

從圖7的中間位置可以看到：構成金屬波紋管式膜片116的金屬膜片底面101是一個圓形鋼板，它的面積始終是一個常數，金屬波紋管式膜片116的側周面是由一個長短可以自由伸縮的金屬波紋管102構成，金屬波紋管的伸縮方向完全與聯接軸113位移的方向一致，伸縮的長度完全與聯接軸113位移量的大小一致。在隔膜泵工作的這個過程中，液體物料的容積變化從始至終完全取決於聯接軸113位移量的大小、方向和位移變化量的速度。因此，通過精確控制隔膜泵的聯接軸的位移量和位移的速度與方向就能夠精確地控制液體物料的排出流量。