[发明专利]用于膜片泵的膜片

说明书

本发明涉及膜片泵的膜片。

图1显示了一个用于换向渗透水净化系统的膜片泵，膜片泵10包括一个活塞12，泵10的泵腔16中的摆板组件14带动作活塞12作往复运动。摆板通常由一个电动机驱动(图中未示)。活塞12往复运动将水从泵腔16中抽出并通过泵10的排出口。在一般情况下，三个分开的活塞同时运动，不断从装置中抽水，活塞12与膜片18相连接，膜片18由泵室外壳20固定。膜片18的外沿有一个凸缘22，其作用是密封泵室。

膜片18未被支撑的部分必须有足够的强度承受产生于泵腔内的水压。同时，膜片必须能够反复弯曲而不被破坏。

膜片由热固合成橡胶材料制成，并使其围绕一个强化的纤维垫固化。据观察，当膜片弯曲时，其织物结构的每个条纹会互相挤压，直到最后磨损至失效点。传统的橡胶材料太坚硬，不能作为膜片来承受弯曲。然而在一份塑料聚合物的基础上加入一定量的合成橡胶填料，这种“热塑合成橡胶材料”具有理想的弯曲特性。Montasanto公司出售一种商标为“Santoprene”的热塑合成橡胶，近来被广泛应用于膜片工业。

宏观上，热塑合成橡胶是各向同性的，条件是材料被均匀混于材料中。热塑合成橡胶不含纤维条纹，这种纤维条纹在循环力的作用下发生磨损和失效。尽管热塑合成橡胶有弯曲的能力，但其中的“塑性”组份通常会使其表面硬度高于先前使用的纤维强化合成橡胶膜片的合成橡胶(橡胶)的表面硬度。表面较硬会影响密封特性。

合成橡胶的硬度可通过加入组份中附加橡胶来降低。不过，附加橡胶同时降低了膜片的拉力。比较理想的情况是提供一种膜片具有一定强度，弯曲性能，同时又有良好的密封性能。

本发明是一种泵的膜片，它由相同基础聚合物的两种不同肖氏硬度的材料组成，膜片包括一个坚固层，能承受水压力，一个或多个柔软层，能够变形从而获得理想的密封结构。膜片是这样制造的：首先用一种热塑材料，其中含有百分比较低的橡胶填料，将其注入模腔中并让第一种材料固化。第一个模腔使膜片形成弯曲和支撑部分形状。硬化了的第一种材料被接着置入第二个模腔。

第二种热塑材料含有相同的基础聚合物，但有相对百分比较高的橡胶填料。将其注入第二个模腔，第一种和第二种材料含有相同的基础聚合物，因此当熔化时，它们不仅具有相同的熔化温度，而且彼此有很强的混合倾向性。第二种材料在被送入模腔时，其温度会使第一种材料的表面熔化。当第二种材料及其表面硬化后，两层就化学上焊合起来。第二个模腔使膜片形成密封部分的形状。如此作成的膜片有一个很强的各向同性层和一个柔软层，各向同性层可承受水压，而柔软层形变后填人密封凸缘，从而易于调整形状并在配合的表面起密封作用。

本领域的其它技术人员在阅读了如下的说明和附图后，将更清楚的了解本发明的目的和优点，其中：

图1是现有膜片泵的剖面图；

图2是本发明膜片的立体图；

图3是放入第一种热塑材料的模子的截面图；

图4的剖面图显示第二种热塑材料被注入模腔，其中含有一个硬化的膜片插入物；

图5是本发明膜片的剖面图；

图6是膜片放入泵中的剖面图。

参见附图，图2显示本发明的膜片50。膜片50包括弯曲部分52和密封部分54。弯曲部分52包括许多孔56，作为膜片泵的活塞的间隙孔。密封部分54有一对外凸缘58和59对泵室起密封作用。外凸缘58和59的肖氏硬度数低于弯曲部分52的。因此外凸缘58和59较软且具有比弯曲部分52更好的密封特性。    

如图3所示，膜片50最好首先在第一个模具62的内腔中注入第一种热塑材料60。如图4所示，第一种材料固化后被放入第二个模具64的内腔。第二种热塑材料66被注入第二个模具64的外部分68。第二种材料66在其温度高于第一种材料的熔化温度时被注入模腔，从而使已硬化的第一种材料表面70熔化。如图5所示，第一种和第二种材料硬化成为一个膜片。

最佳实施例中，第一和第二种热塑材料都是MONSANTO公司的商标为SANTOPRENE的以EPDM填充的弹性聚合物。各热塑材料填充有不同量的EPDM，使得材料的肖氏硬度数不同。最佳实施例中，第一种热塑材料填充EPDM使得肖氏硬度数不小于80A，第二种热塑材料填充EPDM使得肖氏硬度数不大于60A。

第一和第二种热塑材料有相同的熔化温度，从而使第二种材料在材料固化时扩散进入第一种材料。扩散的第二种材料形成单个膜片，该膜片有一个相对较强的，只含第一种材料的弯曲部分52，和以第一种材料为基础，上端为第二种热塑材料凸缘的相对柔软的密封部分54。