专利名称：分离型往复式液压隔膜泵的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种输送温度和压力范围广泛、介质呈液态单相体或液固二相体、有腐蚀或非腐蚀性液体的分离型往复式液压隔膜泵。
背景技术：
目前，在容积泵类中，使用最广泛的是多缸(2～5缸)型往复泵和单缸型液压隔膜泵，以下以三缸往复泵为技术背景进行阐述。
三缸型往复泵，其液力部分一般是柱塞式结构。用于输送普通介质时，具有介质脉动小、工作压力高、投资省、操作维护简便等优点。但在输送强腐蚀、有毒、带放射性介质或带颗粒的二相流体时，由于输送介质与柱塞和密封填料密切接触，不可避免存在着摩擦和磨损，直接影响其密封效果和柱塞的运行寿命，严重时会发生输送介质大量泄漏，不仅降低了泵的使用效果，还严重污染环境和影响人身健康和安全。
单缸型隔膜泵，其液力部分借助于隔膜将被输送介质隔开，使其不与柱塞和填料接触，从而避免了介质的泄漏，解决了有毒的、易燃易爆的、强腐蚀危险的、带放射性、有强刺激气味以及含颗粒二相流体等介质的输送难题。
但这种隔膜泵都是由一个传动机座对应一个隔膜泵头，即直接联结组成单缸型隔膜泵。由于受到传动功率、工作压力、隔膜尺寸和结构强度的限制，单缸隔膜泵不可能做得太大，输送介质的流量范围也受到很大限制。另外，由于单缸泵产生单脉冲的流量越大，介质的脉动和管路振动越利害，甚者会造成泵和管路的早期破坏，尤其在高压大流量介质的场合下，单缸型隔膜泵已无法进行正常输送了。
那么，直接在三缸往复泵上搞隔膜式结构是否可行？推其工作原理是可行的，但实际上受到很大的限制。这是因为三缸往复泵的传动部分，由三拐曲轴和曲柄连杆机构组成，由于往复泵通常流量较大、工作压力也比较高，其柱塞推力就很大，一般都在20~300kN之间，有的高达500kN以上。若要保证隔膜泵头能有效地均布在传动机座前端，并能适应较大的流量范围，两柱塞之间的距离就要设置得很大才行，为保证足够的曲轴结构强度，势必增加其相应尺寸和采用更高级的材料。这样同功率的泵会变得体积又大又笨重，泵的材料和制造成本会大大增加，也就失去了市场的竞争力。
发明内容
本实用新型的目的在于提供一种分离型往复式液压隔膜泵。
本实用新型的目的可以通过以下技术措施来达到，即泵的动力部分仍采用现行多缸往复[柱塞式]泵的传动机座，作为液力脉冲发生源。液力部分则根据输送介质的物理化学性质、压力和流量大小，配以一个以上相对独立的隔膜泵头，用柔性或刚性管子组成液力传导管，将传动机座与隔膜泵头相连结，形成多个独立液压动力腔，共同构成一种分离型往复式液压隔膜泵。
隔膜泵头可根据工艺流程或实际位置需求进行任意安装如可按三角形”/“一字形”/“品字形”/“梯形”/“门字形”分布；尤其是在输送有毒危险品、放射性介质需将隔膜泵头隔离或远离的场合，这种灵活的分布方式的优越性便会显现出来，隔膜泵头可根据工艺流程或实际位置需求进行任意安装，既能满足同种介质又能满足多种不同性质介质无泄漏的输送要求，特别是当仅输送同一介质时，能得到相当大程度的脉动平衡。当配上交流变频器还可对泵的流量进行调节。
液力传导管包括由外编织型软管和无编织型软管、金属钢管和带散热肋片或带冷却水夹层的钢管组成。输送高温浆液时，液力传导管可做成风冷肋片式或水冷夹套式钢制管道，以降低管内液压油的温度，减少高温对传动机座温升的影响，确保润滑效果不降低、传动机构能正常运转。
在隔膜泵头结构上，根据输送介质的物理化学特性和介质重要程度，除配单片隔膜外，还可配中间充惰性液体的双片隔膜、能报警停车的压敏型或化敏型双隔膜以及管状隔膜，以提高输送介质的可靠性，拓宽泵的使用范围。在隔膜材料上，输送各种常温型介质选用聚四氟乙烯，输送高温高压无腐蚀性介质时，隔膜就可用不锈钢金属材料制作。
按照上述组装而成的分离型往复式液压隔膜泵，既能有效地避免现有多缸往复泵输送介质从柱塞与填料处泄漏，又能达到比单缸隔膜泵流量范围大得多、介质脉动性小得多，以及体积小、重量轻、成本低、投资省、用途广的总体效果。可广泛用于石油开采、煤和石油化工、污水处理等领域。
图1为本实用新型分离型往复式液压隔膜泵的液力发生机构的外形结构图；图2为图1的俯视图；图3为图2A-A局部剖视放大图，该图主要表达了液力发生装置与液力分配体连接后的内部结构；图4为图2所示的液力传导管的一种结构形式；图5为图2所示的液力传导管的另一种结构形式；图6为本实用新型分离型往复式液压隔膜泵的隔膜泵头布局的形式之一；图7为本实用新型分离型往复式液压隔膜泵的隔膜泵头布局的形式之二；图8为本实用新型分离型往复式液压隔膜泵的隔膜泵头布局的形式之三；图9为本实用新型分离型往复式液压隔膜泵的隔膜泵头布局的形式之四；图10为本实用新型分离型往复式液压隔膜泵的隔膜泵头布局的形式之五；图11为本实用新型的隔膜泵头结构图。
具体实施方式
参见图1、2，本实用新型分离型往复式液压隔膜泵，包括电机3、联轴器5、护罩4、传动机座1，并依次装在公共底座2上，用螺栓连接紧固，其关键在于作为液力脉冲发生源的传动机座1前端与液力分配体7相连；液力部分则根据输送介质的物理化学性质、压力和流量大小，配以一个以上相对独立的隔膜泵头，用柔性/刚性管子组成液力传导管6，通过连接体9与传动机座1相连接。
参见图3、4、5、11，本实用新型的液力发生装置，有一个柱塞衬套17、密封填料16、填料压盖15组合装入填料箱体18内，插入柱塞14，再旋盖上填料螺母13，用螺栓12将填料箱体18紧固在液力分配体7上。液力分配体7上有数个液压腔，其数目与柱塞数相匹配，各液压腔是相互独立互不相通的，液压腔内充满液压油。左边连结填料箱部件，上下两端各用一个螺塞11封堵，右边连结有一至数个连结体9，其数目根据隔膜泵头具体结构而定，密封垫10压在液力分配体7与连结体9之间，起密封液压油作用。
液力传导管6两端带有压板/螺盖8，一端通过连结体9接到液力分配体7上，另一端联接到隔膜泵头后缸体20上。当两个以上泵头与一个液力传导管6连接时，在通往泵头后缸体20前对应有一个节流阀19，以调节液力传导管6管内液压油的流量。
所述的隔膜泵头参见图11，该隔膜泵头的后缸头20上设有安全阀22和限位补油阀21，当液压油不足时补油阀21自动补偿，当液压油过多或压力太高时安全阀22会自动起跳排放。
在液缸体32与后缸头20之间夹有隔膜限制板28、30，其间又夹有非金属或金属隔膜片29和密封垫以及用于双隔膜泵的另一片隔膜31，并用螺柱螺母33压紧密封。液缸体32上下方分别装有排阀组和吸阀组，阀组有多种结构形式，可根据不同的输送介质选用的排阀组和吸阀组包括球形阀/蘑菇阀/平板阀。本实施例以翼形锥阀为例，在液缸体上依次装有阀座27、排出阀26、吸入阀37、弹簧36、阀套35、限位器34、密封垫38、吸入管子39和排出管子23，分别通过压板25和螺栓24紧固密封。
为确保隔膜泵头能平稳可靠工作，在隔膜泵头下方设有固定支架40，调节螺杆41一端与支架40连接，另一端与后缸体20连接，隔膜泵头位置调整合适后用螺母42锁紧防松。
参见图6-10，其中图6、图7的隔膜泵头分别呈“三角形”和“一字形”分布，泵的液力发生装置中的一个独立液压腔与一个隔膜泵头连通，多适于小流量泵。
图8、图9的隔膜泵头分别呈“品字形”和“梯形”排布，泵的液力发生装置中的一个独立液压腔与两个或三个隔膜泵头连通，多适于大流量泵。
图10的隔膜泵头呈“门字形”布局，泵的液力发生装置中的一个独立液压腔与更多的隔膜泵头连通，多适于超大流量泵。
按照上述组装而成的分离型往复式液压隔膜泵，其工作原理是电动机3通过联轴器5，带动小齿轮、大齿轮和曲轴转动，通过曲柄连杆机构，将曲轴的旋转运动变为十字头的直线往复运动。柱塞14与十字头直联也来回抽动，由柱塞14、液力分配体7、连结体9、液力传导管6、后缸体20、安全阀22和限位补油阀组21、隔膜限制板28、30和隔膜29等组成的密闭液压腔内充满液压油。当柱塞向曲轴方向抽回后形成一个行程容积的真空，在大气压或进口压力作用下隔膜向后鼓动变形，吸入阀37打开，输送介质被吸入；当柱塞向泵头方向移动时，隔膜在液压力作用下向前鼓动，吸入阀37关闭，排出阀26打开，介质被挤出，使泵达到输送介质的目的。
权利要求1.一种分离型往复式液压隔膜泵，包括电机(3)、联轴器(5)、护罩(4)、传动机座(1)，并依次装在公共底座(2)上，用螺栓连接紧固，其特征在于作为液力脉冲发生源的传动机座(1)前端与液力分配体(7)相连；液力部分则根据输送介质的物理化学性质、压力和流量大小，配以一个以上相对独立的隔膜泵头，用柔性/刚性管子组成液力传导管(6)，通过连接体(9)与传动机座(1)相连接。
2.根据权利要求1所述的分离型往复式液压隔膜泵，其特征在于隔膜泵头呈“三角形”/“一字形”/“品字形”/“梯形”/“门字形”分布。
3.根据权利要求1所述的分离型往复式液压隔膜泵，其特征在于传动机座(1)的液力发生装置包括柱塞衬套(17)、密封填料(16)、填料压盖(15)，三者组合装入填料箱体(18)内，插入柱塞(14)，再旋盖上填料螺母(13)，用螺栓(12)将填料箱体(18)紧固在液力分配体(7)上。
4.根据权利要求1、3所述的分离型往复式液压隔膜泵，其特征在于液力分配体(7)上有一个以上的液压腔，其数目与液力发生装置的柱塞数相匹配，各液压腔是相互独立互不相通的，液压腔内充满液压油，左边连结填料箱部件，上下两端各用一个螺塞(11)封堵，右边连结有一个以上连结体(9)，起密封液压油作用的密封垫(10)压在液力分配体(7)与连结体(9)之间。
5.根据权利要求1所述的分离型往复式液压隔膜泵，其特征在于液力传导管(6)可做成风冷肋片式/水冷夹套式钢制管道。
6.根据权利要求1、5所述的分离型往复式液压隔膜泵，其特征在于液力传导管(6)两端带有压板/螺盖(8)，一端通过连结体(9)接到液力分配体(7)上，另一端联接到隔膜泵头后缸体(20)上。
7.根据权利要求1所述的分离型往复式液压隔膜泵，其特征在于所述的隔膜泵头，在后缸头(20)上设有安全阀(22)和限位补油阀(21)；在液缸体(32)与后缸头(20)之间夹有隔膜限制板(28)、(30)，其间又夹有非金属/金属隔膜片(29)和密封垫以及用于双隔膜泵的另一片隔膜(31)，并用螺柱螺母(33)压紧密封；液缸体(32)上下方分别装有根据不同输送介质情况选用的不同的排阀组和吸阀组；在隔膜泵头下方设有固定支架(40)，调节螺杆(41)一端与支架(40)连接，另一端与后缸体(20)连接，泵头位置调整合适后用螺母(42)锁紧。
8.根据权利要求1、7所述的分离型往复式液压隔膜泵，其特征在于根据不同输送介质选用的排阀组和吸阀组包括球形阀/蘑菇阀/平板阀。
9.根据权利要求1所述的分离型往复式液压隔膜泵，其特征在于隔膜片用聚四氟乙烯、聚四氟氯乙烯、橡胶与聚四氟乙烯复合、不锈钢金属材料制成；管式隔膜用橡胶/聚四氟乙烯制成。
专利摘要一种分离型往复式液压隔膜泵，包括电机、联轴器、护罩、传动机座，并依次装在公共底座上，用螺栓连接紧固，其关键在于作为液力脉冲发生源的传动机座前端与液力分配体相连；液力部分则根据输送介质的物理化学性质、压力和流量大小，配以一个以上相对独立的隔膜泵头，用柔性/刚性管子组成液力传导管，通过连接体与传动机座相连接。从根本上克服了一般往复泵因结构限制无法采用零泄漏的液压隔膜泵头的配置，具有输送流体无泄漏、比单缸隔膜泵流量范围更大、介质脉动更小、工作压力高等优势，广泛用于石油开采、煤和石油化工、污水处理等领域。
文档编号F04B15/04GK2677660SQ20032010472
公开日2005年2月9日 申请日期2003年12月26日 优先权日2003年12月26日
发明者陈晴, 杨海泉 申请人:重庆水泵厂有限责任公司