陶瓷泵及其壳体的制作方法与工艺

文档序号:12510538
陶瓷泵及其壳体的制作方法与工艺
本发明涉及陶瓷的容积泵。本发明还涉及用于这种泵的壳体。

背景技术:
容积泵传统上由不锈钢制成,其允许入口和出口喷嘴内置于整体的圆柱中,但需要表面上的基于硬铬的涂层与产品接触以便起作用。钢或硬铬涂层和所泵送的流体之间的接触在一些化学反应产品的情况下是不可接受的。这些产品腐蚀用于制作泵的材料,或者通过与接触接触而修改它们的特征。现有技术陶瓷泵相比它们的金属对应物在硬度、耐磨损和耐蚀性、清洁性和热稳定性方面具有许多优点。活塞和圆柱的陶瓷表面具有低摩擦系数和高耐磨性,因此不需要任何涂层与所配给的产品接触以便操作。因此,避免了这种涂层的渐进式衰减和随之发生的产品中的外来粒子的释放的风险。由于这些原因,陶瓷在医学的、制药的、美容的和食品应用中是普遍使用的。文件CN203081672公开了具有陶瓷圆柱芯体、活塞和阀的陶瓷泵。芯体经由冷缩配合而紧固到使泵能够固定到支撑架并允许安装用于待配给的产品的吸气和排气的导管的钢套。导管由不锈钢制成且通常焊接到钢套或在钢套内加工而成。当待配给的产品不与金属接触时,这种设计不合适,因为当其流经喷嘴时,其仍使产品暴露于与金属接触。文件CN203081678还公开了带有陶瓷圆柱体和通过冷缩配合紧固在所述陶瓷体上的下夹套和上夹套的泵。夹套还包括入口和出口喷嘴,并且呈现了与来自现有技术的第一引用的文件相同的缺点。文件CN203081735公开了具有装配到钢套体中的陶瓷芯体的精密陶瓷泵,钢套体因此呈现了与之前讨论的现有技术相同的缺点。文件WO2007/119149公开了如下的泵,其包括可以从泵的主体拆卸的陶瓷圆柱和导管,它们在操作期间经由带有外套管的外钢套紧固到的主体。导管是由陶瓷或由可以组装到泵的主体且在使用期间通过金属外壳保持在适当位置中的其它非金属材料制成的独立的部件。套管直接紧固引起陶瓷壳体的壁上的径向力,该力随时间推移会使圆柱的内直径变形并在操作期间导致咬死。该缺点可以通过将陶瓷导管粘合到陶瓷壳体来解决,但即使在最复杂的技术和粘合材料的情况下,连接区域中的剩余的微孔隙度也会引起与待配给的产品接触的区域中的清洁性降低的风险。来自上述现有技术的所有装置都包括金属夹套,因为制造完全为陶瓷的、带有内置于芯体中的陶瓷喷嘴的泵的任何尝试由于如下的事实而失败:这些突出的陶瓷喷嘴在操纵期间尤其会暴露于冲击,且如果由陶瓷制成,则暴露于断裂的风险,例如如果陶瓷泵落到地面或无意中被机械工具撞击。特别地,喷嘴的断裂会引起泵的陶瓷芯体的不可避免的损失。此外,装配在陶瓷体上的金属外壳显著地增加泵的重量,这使它们难以操纵,尤其当泵装配在用于医药产品填充的绝缘体下的机器上时。重量尤其对于大型泵来说是严重的人类工程学问题。总之,即使基于陶瓷的泵提供了在装配有非金属导管时不与对金属敏感的产品进行反应的优点,但现有的技术要求有涉及对包括导管的不同部件的拆卸或复杂技术和程序的使用的复杂的清洁程序,以在不拆卸的情况下保证部件的高清洁标准。在任何情况下,这些泵的操作和清洁是精密的程序,通过用于大尺寸的泵的重量使该程序变得更加困难。

技术实现要素:
本发明的目的是提供克服了来自以上揭露的现有技术的缺点的用于陶瓷的容积泵的全陶瓷壳体,并且进一步改善这种壳体的可清洁性。为此,本发明提供了用于容积泵的壳体,所述壳体包括陶瓷的壁,其特征在于所述壁包括至少一个开口装置,其包括凹口、所述凹口底部中的通孔和在所述凹口内制成的喷嘴,所述喷嘴与所述通孔同心且具有低于凹口的深度的长度。这种布置提供了全陶瓷的喷嘴,其可以用作入口或出口。这种喷嘴、或换句话说这种喷口从凹口的底部突出,并且因此可以容易地紧固到导管。然而,这种喷嘴不从泵壳体突出,因为具体设计的凹口以如下方式在壳体的外表面上加工而成:喷嘴的长度小于喷嘴在其中所制成(独立于陶瓷壳体的几何结构)的凹口的深度,这保护其免受有害的冲击和断裂。当壳体为圆柱形的时,这种布置允许泵壳体在它自身上滚动,这进一步降低断裂的风险。此外,与现有技术相比,不再需要将陶瓷壳体装配在金属夹套内。这有力地减少泵的重量并使操纵和清洁更容易。此外,新的解决方案通过消除与产品接触的表面上的任何微孔隙度、且通过显著地减少制作完整的泵所需的独立的部件的数量,来显著地改善与入口和出口区域中的待配给产品接触的表面的可清洁性。首先,其避免了对金属敏感的产品与金属的任何接触,因为聚合物管直接连接到内置的陶瓷喷嘴。根据本发明的有利的实施例,至少一个开口装置包括两个开口装置。一个开口可以用作入口,而另一个可以用作泵的出口。根据本发明的有利的实施例,壳体由一件实心陶瓷加工而成。在这种实施例中,壳体由整体的实心陶瓷件构成,且带有内置的喷嘴以用于所配给的产品。用于清洁水或蒸汽的喷嘴也可内置于泵的陶瓷壳体内。在尤其有利的实施例中,用于壳体的实心陶瓷不包括任何涂层。根据本发明的尤其有利的实施例,壳体由一件实心陶瓷加工而成,其然后被烧制以便得到均匀高密度的制成品。根据本发明的有利实施例,喷嘴具有螺纹。这种螺纹允许使套管拧到喷嘴,以便将导管或适配器紧固到所述喷嘴。根据基于前一个的尤其有利的实施例,所述螺纹喷嘴包括没有螺纹的截头圆锥形末端。这种配置确实允许刚性导管、例如铁氟龙(Teflon)导管连接到泵壳体的开口装置。截头圆锥形末端确实适于插入半刚性导管内,该半刚性导管然后在聚合物套管的帮助下紧固到螺纹喷嘴。根据基于前一个的实施例,所述喷嘴连接到铁氟龙导管。根据尤其有利的实施例,铁氟龙导管为铁氟龙FEP(氟化乙烯丙烯)。根据本发明的有利的实施例,由喷嘴和通孔限定的孔能够容纳垫圈。这种垫圈确保喷嘴和外导管或随后连接到泵壳体的适配器之间的良好的连接。在前一个的有利的实施例中,由喷嘴和通孔限定的孔包括至少一个环形突出部。垫圈可以随后紧靠环形突出部。在前一个的另一有利的实施例中,由喷嘴和通孔限定的孔包括至少一个内部部分和一个外部部分,所述外部部分具有大于内部部分的横截面。垫圈可以随后容纳在所述外部部分的底部。根据本发明的有利的实施例,螺纹喷嘴包括带有两个突出部的末端。用于喷嘴的这种配置确实允许垫圈装配在喷嘴和聚合物适配器之间,聚合物适配器然后在套管的帮助下紧固到螺纹喷嘴。突出部意在防止适配器旋转。适配器的这种旋转在紧固期间确实会引起垫圈的旋转和剪切,这会减弱垫圈的紧密特性。根据其外部尺寸和轮廓,适配器可随后容纳带有各种直径和轮廓的不同类型的导管,这赋予根据本发明的该实施例的壳体最大灵活性。根据基于前一个的实施例,所述喷嘴在聚合物套管的帮助下连接到紧固于螺纹喷嘴的聚合物适配器。根据基于前一个的实施例,所述聚合物适配器和聚合物套管由PEEK(聚醚醚酮)制成。PEEK确实可以通过蒸汽、干热、伽马辐射非常有效地消毒。因此,其对于医学的、制药的或食品应用来说是非常适宜的材料选择。然而,也可以使用其它技术聚合物,如聚苯砜(Radel)。在有利的实施例中,喷嘴被凹口壁完全包围。在另一有利的实施例中,凹口具有U型轮廓,其带有两个壁和包围喷嘴的两个开口截面。本发明的另外的目的是提供陶瓷的容积泵,其克服来自以上揭露的现有技术的缺点。为此,本发明提供了包括根据本发明的壳体的泵、能够在所述壳体内滑动的活塞以及能够在所述壳体内旋转的旋转阀,所述旋转阀能够根据其旋转角度打开或关闭泵的入口和出口,如CN203081672U中所述(阀在说明书和图1中为附图标记4)。在抽吸冲程期间,旋转阀打开泵的入口并关闭其出口。在排放冲程期间,旋转阀旋转以便关闭泵的入口并打开其出口。在有利的实施例中,旋转阀包括带孔的空心圆柱。可替换地,泵包括根据本发明的壳体和在所述壳体中滑动的旋转活塞。旋转活塞包括能够根据活塞的旋转角度分别连接泵的入口和出口的凹槽,如CN203081735U中所述(旋转活塞在说明书和图1中为附图标记2)。在抽吸冲程期间,旋转活塞打开泵的入口并关闭其出口。在排放冲程期间,旋转活塞旋转以便关闭泵的入口并打开其出口。基于根据本发明的泵的一个有利的实施例,活塞和阀由陶瓷制成。附图说明将通过示例的方式并参考附图更详细地解释本发明的这些和另外的方面,其中:图1示出根据本发明的泵壳体的第一实施例的截面图;图2示出根据本发明的第二实施例的泵壳体的开口;图3示出根据本发明的第三实施例的泵壳体的开口;图4示出根据本发明的第四实施例的泵壳体;图5示出根据本发明的第五实施例的泵壳体;图6示出根据图5的实施例的横截面图。附图没有按比例绘制。通常,相同的部件在附图中由相同的附图标记表示。具体实施方式图1示出根据本发明的泵壳体1的第一实施例的截面图。壳体1包括带有一个开口装置的陶瓷的壁2,开口装置包括凹口3和在所述凹口的底部中的通孔4。螺纹喷嘴5在所述凹口3内制成。喷嘴5与所述通孔4同心且具有低于凹口的深度的长度。这种条件相当于说喷嘴没有从壳体突出。在该实施例中,喷嘴5被凹口壁3a完全包围。如可以在图1中看见,由喷嘴5和通孔4限定的孔包括一个内部部分7和一个外部部分8,外部部分8具有大于内部部分7的横截面。这种配置确实允许在喷嘴5和连接到导管的适配器(未表示)之间容纳垫圈10。图2示出根据本发明的第二实施例的泵壳体的开口的放大图。在该实施例中,螺纹喷嘴确实包括没有螺纹的截头圆锥形末端6。这种配置允许刚性导管、例如铁氟龙FEP导管连接到泵壳体的开口装置。截头圆锥形末端6确实适于插入在半刚性导管中,半刚性导管然后在聚合物套管的帮助下紧固到螺纹喷嘴5。喷嘴5的高度h1和凹口3的深度h2在该图2中表示。图3示出根据本发明的第三实施例的泵壳体的开口的放大。非螺纹的喷嘴5确实可以制成。喷嘴5的高度h1和凹口3的深度h2也在该图3中表示。图4示出根据本发明的第四实施例的泵壳体。所表示的实施例包括两个开口装置,以将入口和出口导管连接到泵。螺纹喷嘴5包括带有两个突出部9的末端。用于喷嘴的这种配置确实允许垫圈10装配在喷嘴5和PEEK适配器11之间,PEEK适配器11在聚合物套管(未表示)的帮助下紧固到螺纹喷嘴5。突出部意在防止PEEK适配器11旋转。PEEK适配器11的这种旋转在紧固期间确实会引起垫圈10的旋转和剪切,而这会减弱垫圈10的绝缘特性。在该实施例中,凹口3具有圆形形状。可以设想其它各种形状(正方形、三角形、矩形)。在该实施例中,喷嘴5因此被凹口壁3a完全包围。图5和图6示出根据本发明的第五实施例的泵壳体。在该实施例中,存在有在一个凹口3内制成的两个喷嘴5。如在其它实施例中一样,喷嘴5的长度低于凹口3的深度,使得喷嘴5没有从壳体突出。在该实施例中,凹口3具有U型轮廓,其带有包围喷嘴5的两个壁12和两个开口截面13。本领域技术人员应当明白,本发明不限于以上具体示出且描述的内容。本发明在于每一个新颖的特性特征和特性特征的每一个组合。权利要求书中的标识号不限制它们的保护范围。动词“包括”及其动词的词形变化的使用不排除除所述的那些外的元件的存在。元件前冠词“一个”或“一种”的使用不排除多个这些元件的存在。本发明已经依据具体实施例进行了描述,具体的实施例说明了本发明且不应被解释为限制性的。
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