[实用新型]气动管形隔膜泵

说明书

本实用新型涉及容积式泵，特别是隔膜泵。

现有隔膜泵都是采用园盘形隔膜，两个隔膜工作腔对置布置的双隔膜泵，隔膜往复位移和速率受到限制（＜200rpm）。园盘形隔膜构成的工作腔也不适应高压工作。因此，双隔膜泵不仅工作压力低（＜8MPa）、流量小，而且有明显的流量和压力脉动；而多隔膜多腔结构则很笨重，限制了隔膜泵性能的提高和应用范围。

本实用新型的气动管形隔膜泵，采用管形隔膜，借气压径向推压管形隔膜，使隔膜产生径向向内变形的容积变化来实现无泄漏地输送液体。管形隔膜内腔设置支撑架，以限定隔膜的变形形式，并能提高其变形恢复率。管形隔膜允许高频高速地径向往复运动（最高可达1500rpm／分）。管形隔膜径向承压平衡，外套以金属套管，能承受较高压力。泵体采取多管（十管）径向布置、轴向排列，充分地利用了泵体的空间容积，不仅结构简单紧凑，而且输出流量和压力更趋平稳。本实用新型的目的是发展出一种比功率大，并能够安全平稳地、无泄漏地输送各种特种液体（如易燃易爆的、腐蚀性的、污染的、高粘度的液体）的完全新型的气动隔膜泵。

按照本实用新型制作的气动管形隔膜泵，上述的目的即可达到。

本实用新型的结构是（图1）：各管形隔膜（1）分别装在内径稍大的金属套管（3）内。管形隔膜两端依靠支撑架（2）两端的锥形锁块来实现对金属套管的密封连接；各套管的下端设吸入阀（4），上端设排出阀（6），并分别与上、下端的公共的吸入环管（7）和排出环管（8）连通。于是，吸入环管的液体可经吸入阀、通过管形隔膜内腔和排出阀，输送到排出环管。因此，管形隔膜的外表面与金属套管内表面之间的环形容积构成隔膜的气动驱动腔，管形隔膜内部形成输液腔。压缩空气通入驱动腔时，径向推压管形隔膜向内变形，管内液体被压而压力上升，使吸入阀关闭、排出阀开启，管内液体被排入排出环管。当驱动腔压缩空气排出（释放）时，排出环管中液体压力使排出阀关闭，隔膜逐渐恢复管形，管内容积增大，形成局部真空，吸入环管中液体在大气压力作用下，推开吸入阀，隔膜内输液腔重新充液，实现吸、压以输送液体。十根金属套管呈径向均匀布置、轴向排列，依靠泵壳体（5）与配气阀（9）定位。各金属套管的中部设输气口，与配气阀气口连通。配气阀能为径向布置的十管气动驱动腔轮流供气和排气，使各腔在进气时，输液腔输出液体；在向外排气时，则吸入液体，同时依靠进气反馈机构即径向柱塞式气马达驱动配气阀芯同步转动。其配气工作原理如图2所示。当各管形隔膜的工作腔（驱动腔和输液腔）和配气阀芯位于图示位置，阀芯配气槽的中间隔墙（K）位于水平位置，a、f管的输气口正处于被隔墙关闭的进、回气中断状态。设隔墙下边通进气，则压缩空气这时输入b、c、d、e管的气动驱动腔，径向压缩管形隔膜向内运动，这时其吸入阀关闭，管内液体压力增大，推开排出阀，管形隔膜内的液体输入排出环管；与此同时，c、e管进气反馈驱动气马达c’、e’缸，于是其活塞连杆通过偏心园对曲轴旋转中心产生转矩，使曲轴逆时针方向转动；隔墙上边通回气，g、h、i、j管驱动腔的压缩空气排入大气，于是排出阀关阀，管内容积增大，形成局部真空，吸入环管中液体在大气压力作用下，推开吸入阀充入管内，管形恢复。随着曲轴带动配气阀阀芯逆时针方向旋转，由于各管相应的隔膜驱动腔的输气通道与配气阀阀芯的相位相互配合，在对各管输气的同时又通过反馈控制机构，使配气阀阀芯同步同向转动。因此，无论配气阀阀芯转到任何位置，在连续供气条件下，十个管形隔膜的驱动腔中总有四个或五个在压缩空气的作用下，使其输液腔输出液体，又总有另五个或四个管的驱动腔通回气，使其相应的输液腔容积增大，吸入液体。同时反馈气马达带动配气阀同步同向旋转，为十管轮流配气，以实现连续工作。十管的输液腔各吸、压液体一次，配气阀阀芯也同步同向转一周，为十管各配气一次。如果在配气阀之前设流量阀，可通过节流调节输气量实现流量无级调节。

参照附图，本实用新型的气动管形隔膜泵通常包括：管形隔膜（1），管内支撑架（2），金属套管（3），吸入阀（4），泵壳（5），排出阀（6），吸入环管（7），排出环管（8），配气阀（9），反馈气马达（10）和泵座（11）。

本实用新型的主要特点是：采用管形隔膜与其外套同心装配的金属套管组成气动驱动腔和输液腔，依靠管形隔膜向内变形来改变输液腔容积，以实现液体输送。因此，本实用新型完全保留了传统气动隔膜泵具有良好自吸性能，能够安全可靠无泄漏地输送各种特殊液体的优点。同时泵体采取多管（十管）的径向布置、轴向排列，更为有效合理地利用了泵体空间，结构紧凑合理，输出平稳可靠，通过改变管数、管径或供气压力方式可形成不同的压力、流量系列。采用管形隔膜的突出优点是它允许高速、高频率的向内往复运动，同时管形隔膜受力改善，金属套管能够承受高压。因此，可以实现高压、大流量、无泄漏地输送各种液体，与现有的隔膜泵比较，同体积的新型隔膜泵在运动速率相同的情况下，其流量可增大一倍，如果将速率提高，则输出流量提高多倍。增大输气压力，可以使其工作压力和扬程得到相应提高。因此，本实用新型的气动管形隔膜泵在结构、性能和应用上均较现有隔膜泵有重大的突破。