[发明专利]高效隔膜泵

说明书

隔膜泵具有很多优点并被广泛应用。隔膜泵可采用往复驱动装置。也可采用章动盘或摇摆盘驱动装置来驱动隔膜泵，这种结构已在美国专利第4,153,391号和4,610,605号公报中加以表示。上述每一专利所披露的全部内容均作为参考包括在这里。尽管摇摆盘驱动装置提供了某种形式的前后运动，但这与直线往复运动大不相同。

上述美国专利所公开的泵具有很令人满意的性能。但是，提供一种具有更多优点的泵也很有益。

已有技术中的摇摆盘泵采用了球轴承，该球轴承以摩擦形式装配，从而保证轴承相对于摇摆盘定位。这种摩擦装配的结果是在摇摆盘上产生很大应力，使得摇摆盘可能断裂或损坏。特别是当摇摆盘由聚合材料制成时，这更容易发生。

泵(例如摇摆盘泵)的隔膜一般包括可作为受驱动活塞的柔性区域。由于这种柔性，这些区域极易磨损，从而降低了隔膜的寿命。

本发明的目的是提供一种隔膜泵或隔板泵，最好是一种摇摆盘泵，它易于低成本地制造和装配，并具有优良性能、高效率和较长有效寿命。

依据本发明的第一方面，所述的泵包括：一个包括第一和第二壳体部分的壳体、位于第一和第二壳体部分之间的隔板或隔膜、至少一个用于将第一和第二壳体部分夹持在一起的紧固件、第一泵送元件或活塞、和一个诸如包括所述摇摆盘的用于驱动泵送元件的驱动装置。壳体至少带有第一泵室、一进口、一输入通道、一出口和一排出通道，所述输入通道位于壳体中并从进口引入泵室，所述排出通道也位于壳体中并从泵室引入出口。第一泵送元件可在第一泵室中运动，从而在吸入冲程中将液体从输入通道吸入第一泵室，在排出冲程中将第一泵室中的液体排到排出通道。第一泵送元件最好与隔膜制成一体。在吸入和排出冲程中，驱动装置驱动泵送元件。泵送元件可操作地固定在驱动装置上。最好是驱动装置包括一个可操作地固定在泵送元件上的摇摆盘，用于驱动泵送元件和安装在壳体内的摇摆机构，以将摇摆运动传递给摇摆盘。

依据本发明的一个特征，驱动装置包括一个安装在球轴承上并可操作地固定在泵送元件上的摇摆盘。该摇摆盘内包括一个挡圈装置，它有效地将球轴承定位。挡圈装置包括大致与摇摆盘的章动轴线平行的第一段或隔板、相对于章动轴线以锐角(最好在大约30°到大约60°的范围内)取向的第二段或隔板、以及大致平行于章动轴线的第三段或隔板。这种泵的一个特定例子是如美国专利4,610,605所公开的、并如上述形式加以改进的泵，这种改进可以是例如使泵带有所述的挡圈装置。

本发明中使用的挡圈装置可有效地维持或保持球轴承相对于摇摆盘的正确位置，并且在定位球轴承时，不需要以摩擦、受力或受压的形式装配。有时，需要在轴承和摇摆盘之间进行这种摩擦或受压装配，以保证能量适当和有效地传递给摇摆盘。由于挡圈装置的作用，摇摆盘上承受较小的应力，使该元件的寿命增长。当为了降低成本和重量而将摇摆盘用聚合材料制成时，这点显得特别有利。

本发明的挡圈装置使得球轴承能插入到由摇摆盘包围的位置上，一旦球轴承处于该位置，挡圈装置就这样取向，即让球轴承有效地锁定在该位置上。这是在摇摆盘上没有产生过大的应力或力的情况下完成的。

在一个特别有用的实施例中，第一、第二和第三段或隔板位于一可移动的平台上，所述平台在摇摆盘侧壁上的两个间隔的开口之间形成。特别是，挡圈装置包括两个或三个或多个这样的可移动平台。摇摆盘侧壁上的开口最好带有第一和第二端，所述第一端敞开而第二端封闭。这有助于按需要选定并限制平台的移动。

壳体最好带有第二泵室，且带有从进口引入第二泵室的输入通道和从第二泵室引入出口的排出通道。泵最好包括可在第二泵室中移动的第二泵送元件，从而在吸入冲程中将液体从输入通道吸入第二泵室，在排出冲程中将第二泵室中的液体排到排出通道。第二泵送元件最好与隔膜或隔板制成一体，并且基本上象第一泵送元件的那种结构，第二泵送元件可操作地固定在驱动装置上。泵最好包括三个泵送元件和三个泵室。