一种油水分离结构及水泵的制作方法

1.本实用新型属于水泵密封技术领域，尤其涉及一种油水分离结构及水泵。


背景技术：

2.高压水泵喷雾方法在现代造雾方法中属于一种相对噪音低、能耗低、喷雾量大的方法，在工厂加湿降温、农业大棚加湿、喷洒农药、园林喷雾造景、公共区域降尘、室内加湿等领域得到广泛应用。高压水泵喷雾除了要具有喷雾加湿功能，还需要进行喷洒消毒液，以实现大面积的消毒。
3.无论是喷雾加湿还是喷洒消毒液，在高压水泵运行中，无论采用包括曲轴式、偏心轮式、斜盘式在内的任何一种方式实现将把电机的旋转动作转换成往复动作，均面临需要将润滑油和水分离的问题，由于水泵中的传动机构浸泡在润滑油中工作，且工作过程中需要对水或者消毒液等液体进行加压，因此在水泵中油腔和水腔之间的密封就非常重要，如果油腔和水腔之间的密封效果差，当油腔中的润滑油渗入到水腔中的水或者消毒液等液时，一是出现润滑油减少的问题，二是出现润滑油随着喷雾一起喷向室内，如果被人吸入肺部，这种含有的雾气对肺部会产生极大的危害，甚至会引起血管堵塞等心血管疾病，随着人们对自身健康越来越重视，对环境要求越来越高，亟需解决此类问题。
4.参照图1，但是目前的现有技术中，一般是分别在油腔和水腔上设置对应的密封胶圈9，两端的密封胶圈9靠着缸体2的连接实现压合密封，但是在柱塞1 的长期摩擦下，由于柱塞1与密封胶圈9之间是发生滑动摩擦的，即密封胶圈9 保持不动，柱塞1在密封圈的内圈表面上来回摩擦，在柱塞1的高速往复运动中，密封胶圈9的表面会带着一层非常薄的油膜，油膜会与水腔中的液体混合，密封胶圈9会逐渐磨损，密封效果变差，油水分离的效果就更差，漏油的隐患无法消除。


技术实现要素：

5.本实用新型的目的在于克服上述现有技术存在的不足，提供一种油水分离结构及水泵，解决了现有技术中柱塞与密封圈之间会发生滑动摩擦所带来的的密封圈磨损漏油的问题，克服了油水分离效果不佳的缺陷。
6.本实用新型提供一种油水分离结构，包括柱塞、缸体和隔膜，所述缸体设有密封内腔，所述隔膜设于所述密封内腔中，所述柱塞穿设于所述密封内腔，所述隔膜包括密封外圈、密封内圈和连接部，所述密封外圈和密封内圈通过所述连接部连接，所述密封外圈与所述缸体密封连接，所述密封内圈与所述柱塞密封连接，所述连接部具有弹性。
7.进一步地，所述密封外圈与所述缸体的密封面设于所述密封内腔的内壁。
8.进一步地，还包括密封圈，所述密封外圈的内壁设有凹槽，所述密封圈内嵌于所述凹槽，所述密封外圈的外径等于所述密封内腔的直径，所述密封圈的外径大于所述凹槽所围环形安装空间的最外沿的直径。
9.进一步地，所述缸体包括低压缸、高压缸和密封座，所述低压缸和高压缸通过所述
密封座密封连接。
10.进一步地，所述密封外圈与所述缸体的密封面设于所述密封座的端面。
11.进一步地，还包括密封环，所述密封外圈设有向水平往外方向延伸的密封凸环，所述密封环的一端抵接于所述密封内腔的端面，所述密封环的另一端抵接于所述密封凸环，所述密封凸环与所述密封座紧密连接。
12.进一步地，所述柱塞的外径为d3，所述密封内圈的内径为d41，d41小于或等于d3。
13.进一步地，还包括紧箍圈，所述密封内圈的外壁设有紧箍槽，所述紧箍圈内嵌于所述紧箍槽，所述紧箍圈的内径小于所述紧箍槽的槽底所围环形圈的直径。
14.进一步地，所述密封内圈的内壁设有密封凸起，所述密封凸起均布在所述密封内圈的内壁。
15.第二方面，本实用新型提供一种水泵，包括缸体、联动装置、至少一个柱塞和至少一个隔膜，所述缸体内设有至少一个密封内腔，所述每个密封内腔连接对应的柱塞，所述柱塞与密封内腔之间通过所述隔膜密封连接，所述联动装置与所述柱塞连接，所述联动装置驱动所述柱塞在所述密封内腔内作直线往返移动。
16.本实用新型的有益效果：
17.本实用新型提供一种油水分离结构及水泵，隔膜密封连接在柱塞和缸体之间，其中密封外圈与所述缸体密封连接，密封内圈与所述柱塞密封连接，当柱塞作直线往复移动时，密封内圈随之一起移动，通过具有弹性的连接部实现密封外圈和密封内圈之间的连接，实现了密封内圈与柱塞之间的相对静止，避免了滑动摩擦现象的出现，减少密封内圈的老化磨损情况，而连接部在合理的弹性形变范围内，通过此弯曲形变达到疲劳老化的时间非常长，可忽略不计，从而实现良好的油水分离效果，使用寿命长。
附图说明
18.利用附图对本实用新型作进一步说明，但附图中的实施例不构成对本实用新型的任何限制，对于本领域的普通技术人员，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据以下附图获得其它的附图。
19.图1是现有技术中柱塞与密封胶圈的剖面配合结构示意图。
20.图2是本实施例1的一种油水分离结构中密封外圈与缸体的一种实施方式的剖面结构示意图。
21.图3是在图2的实施方式中隔膜的剖面结构示意图。
22.图4是在图2的实施方式中密封圈的剖面结构示意图。
23.图5是在图2的实施方式中a部的局部结构放大示意图。
24.图6是本实施例1的一种油水分离结构中密封外圈与缸体的另一种实施方式的剖面结构示意图。
25.图7是在图6的实施方式中隔膜的剖面结构示意图。
26.图8是在图6的实施方式中密封环的剖面结构示意图。
27.图9是在图6的实施方式中b部的局部结构放大示意图。还要保证隔膜3 的密封内圈32与柱塞1之间的密封效果，
28.图10是本实施例1的一种油水分离结构中密封内圈与柱塞的一种实施方式的剖面
结构示意图。
29.图11是本实施例1的一种油水分离结构中密封内圈与柱塞的另一种实施方式的剖面结构示意图。
30.图12是在图11的实施方式中隔膜的剖面结构示意图。
31.图13是在图11的实施方式中紧箍圈的剖面结构示意图。
32.图14是本实施例1的一种油水分离结构中柱塞处于最高行程时的剖面结构示意图。
33.图15是本实施例1的一种油水分离结构中柱塞处于最低行程时的剖面结构示意图。
34.图16是本实施例2的一种水泵的剖面结构示意图。
具体实施方式
35.下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
36.在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
37.实施例1：
38.参照图2至图15，实施例1提供一种油水分离结构，包括柱塞1、缸体2 和隔膜3，缸体2设有密封内腔4，隔膜3设于密封内腔4中，柱塞1穿设于密封内腔4，隔膜3包括密封外圈31、密封内圈32和连接部33，密封外圈31和密封内圈32通过连接部33连接，密封外圈31与缸体2密封连接，密封内圈32 与柱塞1密封连接，连接部33具有弹性。
39.需要说明的是，在缸体2内，密封内腔4中，隔膜3同时密封连接缸体2 和柱塞1，柱塞1上的油膜，被密封内圈32隔绝开，杜绝润滑油渗入至水腔中，因此隔膜3还分隔开缸体2中的油腔和水腔，当柱塞1作直线往复移动时，密封内圈32随之一起移动。更具体地，参照图14，当柱塞1向水腔一侧移动，柱塞1行程达到最高位，连接部33的弯曲形变量最大；参照图15，当柱塞1向油腔一侧移动，柱塞1行程达到最低位，连接部33的弯曲形变量最小，在最高位行程和最低位行程变化过程中，连接部33不停地发生往复的弹性形变，弯曲形变量在最大和最小之间来回变化，通过具有弹性的连接部33实现密封外圈31 和密封内圈32之间的连接，实现了密封内圈32与柱塞1之间的相对静止，不管柱塞1处于哪个状态，隔膜3的密封内圈32均与柱塞1保持相对静止，没有磨损，避免了滑动摩擦现象的出现，减少密封内圈32的老化磨损情况，而连接部33在合理的弹性形变范围内，通过此弯曲形变达到疲劳老化的时间非常长，可忽略不计，从而实现良好的油水分离效果，使用寿命长。另外地，本隔膜3 整体材料可用软胶一体成型制成，兼具弹性、韧性、密封性等功能，适应连接部33往复形变次数多的情况。
40.其中，对于隔膜3的密封外圈31与缸体2之间的密封方式可分为两种：
41.参照图2至图5，作为一种实施方式，密封外圈31与缸体2的密封面设于密封内腔4的内壁，密封外圈31的外壁面与密封内腔4的内壁紧密连接，密封面与柱塞1直线运动的方向相平行，而且为一曲面。
42.在本实施方式中，为了在此密封面上增加压紧力，提高密封效果，本油水分离结构还包括密封圈51，密封外圈31的内壁设有凹槽52，密封圈51内嵌于凹槽52，密封外圈31的外径等于密封内腔4的直径，密封圈51的外径大于凹槽52所围环形安装空间的最外沿的直径，即密封外圈31的外径与密封内腔4 的直径紧密连接，在密封外圈31的内壁方向，通过卡设密封圈51，由于此密封圈51的外径大于凹槽52所围环形安装空间的最外沿的直径，密封圈51会挤压凹槽52相对应背面的密封外圈31，通过此压紧力，紧紧将密封外圈31压在密封内腔4的内壁上。
43.作为一种优选方式，密封圈51的内径等于密封外圈31的内径，即在安装状态下，密封外圈31的内壁与密封圈51的内壁处于同一平面，在此配合面上平滑齐平，不会产生干涉。
44.更具体地，密封外圈31的外径为d11，隔膜3的料厚为t，凹槽52所围环形安装空间的最外沿的直径d12＝d11-2t，密封外圈31的内径d13＝d11-4t，密封圈51的外径d12＝d11-t，密封圈51的内径等于d13，密封内腔4的直径等于d11，密封圈51对密封外圈31的压缩量为t/2，且密封圈51沿着其外环一圈对密封外圈31施加压迫，即密封外圈31单边压缩后的厚度为t/2。
45.参照图6至图9，作为另一种实施方式，缸体2包括低压缸21、高压缸22 和密封座23，低压缸21和高压缸22通过密封座23密封连接，高压缸22内供水或者消毒液流动，给水或者消毒液提供压力，低压缸21内供柱塞1的动力驱动，柱塞1横跨低压缸21和高压缸22，低压缸21、高压缸22的连接面区分开油腔和水腔，密封座23内嵌在高压缸22的连接面处，密封座23、低压缸21和柱塞1共同围成了密封内腔4，密封外圈31与缸体2的密封面设于密封座23的端面，即此密封面与柱塞1直线运动的方向相垂直，而且为一平面。
46.在本实施方式中，为了在此密封面上增加压紧力，提高密封效果，本油水分离结构还包括密封环61，密封外圈31设有向水平往外方向延伸的密封凸环62，此延伸方向与柱塞1直线运动的方向相垂直，密封环61的一端抵接于密封内腔4的端面，密封环61的另一端抵接于密封凸环62，密封凸环62与密封座 23紧密连接，在安装过程中，先在低压缸21的密封内腔4内放入密封环61，在放入隔膜3，此时隔膜3中密封外圈31的密封凸环62与密封环61朝外的一端相配合，在合上高压缸22时，在高压缸22和密封环61的挤压下，密封座23 与密封凸环62过盈配合，通过压紧密封凸环62，提高密封效果，安装方便，效果好。
47.更具体地，密封凸环62的外径为d21，隔膜3的料厚为t，密封外圈31的外径d22＝d21-2t，密封外圈31的内径d23＝d21-4t，密封环61的外径d24小于或等于d21，密封内腔4的直径等于d21，密封环61的内径等于d22，密封环61的内径与密封外圈31的外径相同，密封环61的料厚同样为t。更进一步地，在安装状态下，密封环61对密封凸环62的压缩量为t/2，此压缩量的压缩变形方向与柱塞1直线运动方向相同。
48.在本实施例中，除了保证隔膜3的密封外圈31与缸体2之间的密封效果，还要保证隔膜3的密封内圈32与柱塞1之间的密封效果，对于隔膜3的密封内圈32与柱塞1之间的密封方式可分为两种：
49.参照图10，作为一种实施方式，柱塞1的外径为d3，密封内圈32的内径为d41，d41小于或等于d3，利用隔膜3的弹性特性，将密封内圈32的内径设置成小于或等于柱塞1的外径，使得密封内圈32和柱塞1之间保持紧密连接。
50.优选地，密封内圈32的内径d41为三分之二的柱塞1外径d3，在此参数下的密封内圈32的紧密度高，弹性形变范围合适。
51.优选地，隔膜3的料厚为t，密封内圈32的外径d42＝d41+4t。
52.参照图11至图13，作为另一种实施方式，为了在提高密封内圈32与柱塞 1之间的密封效果，本油水分离结构还包括紧箍圈71，同样利用外力加固的原理，密封内圈32的外壁设有紧箍槽72，紧箍圈71内嵌于紧箍槽72，紧箍圈71 的内径小于紧箍槽72的槽底所围环形圈的直径，通过直径更小的紧箍圈71向密封内圈32的紧箍槽72施加压力，保证密封内圈32与柱塞1之间的密封强度。
53.优选地，紧箍圈71的外径等于密封内圈32的外径，在此配合面上平滑齐平，不会产生干涉。
54.优选地，隔膜3的料厚为t，密封内圈32的内径d41等于柱塞1的外径d3，紧箍槽72的槽底所围环形圈的直径d42＝d41+3t，密封内圈32的外径d43＝ d41+4t，紧箍圈71的内径d42＝d41+2t，紧箍圈71的外径等于d43，紧箍圈 71对密封内圈32的压缩量为t/2，且紧箍圈71沿着其内环一圈对密封内圈32 施加压迫，即密封内圈32单边压缩后的厚度为t。
55.作为一种优选方式，用于密封外圈31的密封圈51和密封环61，用于密封内圈32的紧箍圈71，均由不锈钢材料制成，尺寸固定，强度可靠。
56.参照图10，作为一种优选方式，密封内圈32的内壁设有密封凸起73，密封凸起73均布在密封内圈32的内壁，为了提高密封内圈32与柱塞1之间的摩擦系数，通过此密封凸起73增加阻力。
57.作为一种优选方式，柱塞1的外壁上设有限位槽，密封内圈32至少有一部分与限位槽重合，密封内圈32的重合部分镶嵌于限位槽，密封内圈32通过嵌于此限位槽，进一步防止密封内圈32与柱塞1之间的相对滑动，相应地，紧箍圈71也可相对地设于此限位槽外围。
58.实施例2：
59.参照图16，本实施例提供一种水泵，包括缸体2、联动装置、至少一个柱塞1和至少一个隔膜3，缸体2内设有至少一个密封内腔4，每个密封内腔4连接对应的柱塞1，柱塞1与密封内腔4之间通过隔膜3密封连接，联动装置与柱塞1连接，联动装置驱动柱塞1在密封内腔4内作直线往返移动，其中，隔膜3 与柱塞1、缸体2之间的密封连接具体情况如实施例1中描述，在此不作进一步展开说明。
60.作为一种实施方式，缸体2包括低压缸21、高压缸22和密封座23，低压缸21和高压缸22通过密封座23密封连接，高压缸22内供水或者消毒液流动，给水或者消毒液提供压力，低压缸21内供柱塞1的动力驱动，柱塞1横跨低压缸21和高压缸22，低压缸21、高压缸22的连接面区分开油腔和水腔，密封座 23内嵌地设于高压缸22的连接面，密封座23中设有通孔，柱塞1穿设于通孔，低压缸21和高压缸22通过密封座23密封连接。
61.相应地，联动装置包括电机81、轴承82、传动轴83和斜盘84，电机81连接传动轴83，传动轴83固定有斜盘84，连接轴通过轴承82与低压缸21连接，斜盘84的斜面与各个柱塞1的端部抵接。
62.当然地，本油水分离结构除了应用在柱塞式水泵，还可提供到其他需要油水分离的其他形式水泵中。
63.相对于现有技术，本实用新型提供一种油水分离结构及水泵，隔膜3密封连接在柱塞1和缸体2之间，其中密封外圈31与缸体2密封连接，密封内圈32 与柱塞1密封连接，当柱塞1作直线往复移动时，密封内圈32随之一起移动，通过具有弹性的连接部33实现密封外圈31和密封内圈32之间的连接，实现了密封内圈32与柱塞1之间的相对静止，避免了滑动摩擦现象的出现，减少密封内圈32的老化磨损情况，而连接部33在合理的弹性形变范围内，通过此弯曲形变达到疲劳老化的时间非常长，可忽略不计，从而实现良好的油水分离效果，使用寿命长。
64.最后需要强调的是，本实用新型不限于上述实施方式，以上仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。