专利名称：隔膜式气动泵的膜片机构的制作方法
发明的背景本发明的领域属于隔膜式空气驱动泵。
由压缩空气驱动通过一个致动阀的，具有两个隔膜的泵已为众所周知，与此相应的可参考的已公开文献是美国专利No.5,213,485；美国专利为No.5,169,296；美国专利No.4,247,264；美国专利No.Des.294,946；美国专利No.Des.294,947；美国专利No.Des.275,858。在上述的泵中所采用的反馈控制系统中的致动阀也已在美国专利No.4,459,467和美国专利No.3,071,118中披露，所有上述文献均结合在此以供参考。双隔膜泵中已被采用的反馈控制系统已展示在其他专利中。这类泵中的隔膜片已公开在美国专利No.4,270,441和美国专利No.4,238,992中，这些公开文献亦结合在此以供参考。
这类泵均包括一个气室外壳，该气室外壳有一中心区段和面向中心区段之外的两个凹面圆盘，在两个凹面圆盘的对面就是泵室外壳，泵室外壳通过位于入口通道和出口通道上的止逆球阀和入口联箱和出口的联箱分别相联接。膜片向外延展至凹面圆盘与泵室外壳之间的配合面。膜片和凹面圆盘的一边与泵室外壳之间各自限定了一个气室或者是泵室。在中心部位，膜片是由泵活塞固定在其控制轴上，该控制轴滑动延伸穿过气室外壳。
与这类泵结合在一起的致动阀包括一个反馈控制机构。这类机构在附在膜片和阀活塞的控制轴上有一气路，压缩空气被通到阀活塞上。压缩空气是通过阀活塞交替地分配到气室中去的，阀活塞则被控制轴或泵活塞的位置所控制。而这些位置却又轮流被通过阀活塞的空气分配所控制。从而使压缩空气交替推动膜片前进或后退，于是，泵室就交替膨胀或收缩，以便将原料通过它而泵出。这类泵是可以泵动各类具有很宽稠度范围的原料。
在这类泵中使用的膜片可被作成多种形状。典型的设计是包括一个做成一个大圆盘的外部接触部，分别配置在气室外壳和泵室外壳内的相对通道中。圆盘上有一个小的唇封以保证可靠的密封，在膜片中心位置上有一个内部附着部，该部中容纳泵活塞，通常是设在内部附着部的两边而由控制轴统一夹持在一起。一个环状弯曲部位于内部附着部和外部接触部之间，并将这两部分用过渡部连接在一起。环状弯曲部往往是有各种各样的设计，当今忱种弯曲部的形状就有如球的一部分，这就是典型的穹形膜片。
已经发现，穹形膜在长期使用之后会产生永久变形，这种永久变形当然会在相应的形状下产生应力和缺陷。这种形状的曲率半径是常数，在径向剖面中可见。该膜片的环状部分的曲率半径的曲率中心的轴迹限定出一个处在平面中的圆，而该平面中也包含了内部附着部与过渡部的交界线，当采用织网加强件时，一般都将其设置在膜片体的中心位置。而膜片靠气室的未经加固的边缘处则在张力作用下可观察到有裂缝存在。于是湿气即由大气中侵入织网中，最终使膜片脱层。此外，由于被泵的材料与泵室侧面的磨擦而导致织网破损以及未加固的膜片的断裂。
本发明是一种用于隔膜式空气驱动泵中的膜片机构。膜片的形状包括一个环状弯曲部，采用已经完全地永久变形后的穹形膜片，在膜片的这种成形过程中要避免残余应力和不必要的变形损失。本发明的另一方面是织网加强件是设置在膜片的靠气室一侧处以便减少与气室侧壁拉伸引起的破坏和保护织网不致被更大程度地磨损。
因此，本发明的主要目的就是提供一种改良的用于气动往复泵中的膜片机构。而其余目的和优点则将在此后的描述中得到阐明。
附图的图面说明为
图1是第一膜片的平面视图；图2是图1膜片中沿图1的2-2线的剖面视图；图3是图1膜片中，在图2中标号为3的部分的剖视图；图4是包括图1膜片的膜片机构的分解后的剖面视图；图5是第二膜片的平面视图6是图5膜片中沿图5的6-6线的剖面视图；图7是图5膜片中，在图6中标号为7的部分的剖视图；图8是包括图5膜片的膜片机构的分解后的剖视图；图9是第三膜片的平面视图；图10是图9膜片中沿图9的10-10线的剖面视图；图11是图9膜片中，在图10中标号为11的部分的剖视图；图12是包括图9膜片的膜片机构的分解后的剖面视图；现结合附图详细描述三个实施例中的膜片机构。
每个实施例是用于尺寸各不相同的泵中，而它们在这里的使用目的都是实质上相同的。因此，各个实施例中相同的标号代表相同部件，仅仅作一次描述。
通常标号为20的膜片是一种模制结构。膜片20包括有在气动隔膜泵中的一个气室侧和一个泵室侧。这类膜片可以是氯丁二烯，腈，乙丙烯，或碳氟化合物，所有这些材料在现有的膜片中都可找到，膜片20可见包括有一个内部附着部22，内部附着部22是被模制成其外形在自然状态下和与相连的膜片活塞相一致。而且贯通内部附着部22的中心有一个孔24以便膜片活塞可以和膜片装配在一起。
图4、8和12中的膜片活塞是和一个控制杆26联接在一起的，并包括内外件在内。图4和图8中外件28还包括一个与之相连的螺杆30。在图12中控制杆26上又有螺纹段以与外件28中的螺纹孔相配合。外件28有一伸展的具有圆形周边的法兰，以便使其弯曲与膜片20有最好的适配。内件32包括有一中心孔34并呈盘状或有一弧形周边以便也使其弯曲与膜片相适配。图4和图8的机构和图12中机构的差别在于图4、8中的装置上安设有一柔垫片36。图4和8的机构比图12的机构要小一些。
内部附着部22的外面是一个内部过渡部38，内部过渡部38是完全贴在内部附着部22的周边上以便过渡到膜片的弯曲部分。这内部过渡部38很容易和自然状态下的外件28的外周边获得一致的曲率半径。
内部过渡部38的再外面是一个环状弯曲部40。这个内部过渡部38就是将内部附着部22和该环状弯曲部40联接起来的。环状弯曲部40的凹面是对着膜片20的气室一侧的，并且除了图1、5和9之外在所有附图中都可以看到该凹面的径向剖面，该环状弯曲部40有一固定的曲率半径。因为该弯曲部40是环状的，所以其固定曲率半径的曲率中心的轨迹是一个与气室侧壁离开一段距离的圆。该曲率是非常重要的，它必须使曲率中心的轨迹基本落在内部过渡部38的平面上，就如这些中心点42所指示的那样。在环状弯曲部40的凹面中有一些肋44，它们铺展在整个膜片20的周围，用以在膜片受到伸拉时不致于沿径向线产生弯曲从而避免其开裂。
在环状弯曲部分40的再外面就是一外部过渡部46，该外部过渡部46也很容易被构成具有一固定的曲率半径。该外部过渡部46就将环状弯曲部40和周边接触区联接在一起。
周边接触区是由一外部接触部48所提供。该接触部48包括一接收在泵结构之中的膜缘。
膜片20经过模制而构成的这种形状可提供一种结构，使它在中央位置时不受应力而且也不会产生永久应变。织网50是伸展在整个膜片20之中并与膜片模制在一起的。最佳实施例中的织网是10盎司/平方英寸的黑尼龙，编织成30×30结点/英寸。该尼龙织网50是铺设在膜片离该气室侧约膜片厚度三分之一处。这种设置是尤其重要的，因为此处膜片经受着主要的应力，而且，此处也是膜片泵室侧易于产生的磨损的地方。
泵和膜片20互相交界处的结构是包括在泵室结构54中有一道沟52，在气室结构58中也有一道沟56。泵、气室结构54和58在外部接触部48的膜缘的外面被夹在一起。
因此，本发明对隔膜式气动泵的改进了的膜片结构作了如上的公开。而且本发明的实施例和其应用也己阐明。本领域的技术人员可以此作更多不脱离本发明的范围的修改。除了所申请的权利要求书的宗旨外，本发明不受别的限制。
权利要求
1.一种用于隔膜式气动泵的膜片机构，其特征在于它包括一具有气室侧和泵室侧的膜片，该膜片包括一内部附着部，一外部接触部，一处在内部附着部和外部接触部之间的环状弯曲部，一连接内部附着部和环状弯曲部的内部过渡部以及一连接环状弯曲部和外部接触部的外部过渡部；环状弯曲部具有一在径向剖面中可见的固定曲率半径，固定曲率半径的曲率中心的轨迹基本上是和内部过渡部和内部附着部相交会的界线处在同一平面之中；环状弯曲部的凹面是对着气室一侧的；构造织网完全夹在膜片之中并贯通于整个膜片并与泵室一侧的比较而言略为靠近气室一侧。
2.一种如权利要求1所述的膜片机构，其特征在于其中的构造织网是夹在靠气室的一侧，距离大约为膜片厚度的三分之一。
3.一种如权利要求1所述的膜片机构，其特征在于它还包括顶在外部接触部上的泵室结构是在膜片的泵室一侧上；顶在外部接触部上的气室结构是在膜片的气室一侧上；膜片活塞保持在内部附着部上。
4.一种如权利要求1所述的膜片机构，其特征在于该膜片是由选自包括氯丁二烯，腈，乙丙烯和碳氟化合物的一组中的材料模制而成的。
5.一种如权利要求1所述的膜片机构，其特征在于该膜片在气室一侧有同心的肋。
全文摘要
一种用于圆形结构的隔膜式气动泵中的柔性膜片(20),具有内部附着部(22)、外部接触部(48),和通过过渡部与内附着部和外接触部相邻的环状弯曲部(40),其环状弯曲部在靠气室一侧有固定曲率半径的凹面,其曲率是使曲率中心基本上和内部附着部和环状弯曲部之间过渡部(38)处在同一平面内。膜片模制而成的形状可防止膜片使用后产生内应力和永久变形。贯通膜片设置的织网略靠近气室一侧并位于约离气室内侧1/3膜厚的地方。
文档编号F04B45/04GK1219993SQ9719499
公开日1999年6月16日 申请日期1997年3月10日 优先权日1996年3月27日
发明者威尔弗雷德·戴维·巴斯柯尔, 埃里克·L·福尔曼 申请人:怀尔登泵及工程公司