CN118640153B - 一种多功能泵 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种多功能泵，属于机械自动化技术领域，该多功能泵包括壳体，壳体内设有通道，通道内活动设置有柱塞，通道包括分隔且彼此密闭的主腔和副腔，主腔和副腔分别连接有用于介质流通的阀组，通道内还设有用于改变副腔容纳介质空间的隔膜，通道内设有密封圈，密封圈配合柱塞分隔主腔和副腔，隔膜与副腔内壁以及柱塞固定，副腔通过隔膜形成彼此隔离的第一腔和第二腔，第一腔靠近主腔，第一腔管路连接有接收罐，接收罐能收集介质。本发明能实现多股原料定比例输送，且不需要动力端即可实现高效清洗，大大降低了使用和维护成本。

Description

一种多功能泵

技术领域

本发明涉及机械自动化技术领域，具体涉及一种多功能泵。

背景技术

柱塞式往复泵为容积泵之一，主要包含的结构有动力端、液力端、原动机、共同底座、转动部件等。动力端的主要部件包含有曲轴、连杆、十字头及联接液力端的柱塞的中间杆，当曲轴旋转运动时推动连杆、十字头、中间杆，从而带动联接液力端的柱塞作往复运动。

但是柱塞泵是动密封，存在高压密封圈的渗漏风险。为了解决该风险问题，工业中采用的方式是采用柱塞隔膜，即将柱塞换成隔膜，换成柱塞隔膜后，将输送的介质与其它介质分离，避免密封圈渗漏；但是隔膜泵的脉冲在很多应用领域是无法接受的，另外设计泵的体积过大等问题，第三，无法适应小流量物料的输送；解决该问题的第二个方式是设置柱塞清洗，通过清洗柱塞以避免高压密封圈受损，常用的方式是采用手工的方式往柱塞腔加入液体进行冲洗，部分公司采用外置式的蠕动泵进行清洗，但是受到外部蠕动泵的制约，容易出现泵管腐蚀问题。第四，在一些特殊的反应中，一种物料要求的精度很高，另外一种物料要求的精度不高，但是必须与高精度物料保持一定的比例，常用的做法是采用两个不同的泵进行输送，但是势必造成比例的不稳定和成本问题。

申请号为US18028166的美国发明专利公开了一种乳化液柱塞泵及其泵头组件，该泵头组件包括泵头本体、吸液阀组件、排液阀、隔套组件和端盖；泵头本体具有中空腔室；吸液阀组件包括吸液阀座、吸液阀芯、第一复位弹簧；吸液阀芯滑动连接在隔套组件上；第一复位弹簧位于隔套组件与吸液阀芯之间；端盖可拆卸地连接于泵头本体的一端。该泵头组件内部结构合理，具有使用寿命长的优点。然而，该发明在以下问题上还存在技术进步的空间：清洗腔室时需要外置动力并注入清洗液，成本较高；在不拆装的前提下，难以做到高程度的清洗，容易影响下一次输送的介质。

发明内容

本发明的目的在于提供一种能多股料定比例稳定输送的多功能泵。

为解决上述技术问题，本发明具体提供下述技术方案：

一种多功能泵，包括：壳体，壳体内设有通道，通道内活动设置有柱塞，通道包括被密封分隔的主腔和副腔，主腔和副腔分别连接有用于介质流通的阀组，通道内还设有用于改变副腔容纳介质空间的隔膜。柱塞连接有驱动端，使得柱塞能够在通道内沿轴线方向往复运动，使得主腔和副腔的容纳介质的体积不断变化，当柱塞远离主腔时，主腔内容积增大，外部液体介质通过阀组被抽吸进入主腔体，随后柱塞回退，主腔内容积变小，将吸入的液体介质通过阀组快速单向排出，实现主腔中介质的高效输送。

优选地，通道内设有密封圈，密封圈配合柱塞分隔主腔和副腔。通道内紧固安装密封圈，柱塞在密封圈内配合并能往复轴向移动，密封圈配合滑移的柱塞形成主腔和副腔的阻断，实现动密封，避免主腔中的介质泄漏到副腔中形成污染，影响液体介质的输送效率和输送比例。

优选地，主腔位于通道前端，副腔位于通道后端，副腔具有位于柱塞外侧的环形容纳空间。环形的容纳空间便于隔膜的安装和移动。

优选地，隔膜与副腔内壁以及柱塞固定，副腔通过隔膜形成彼此隔离的第一腔和第二腔，第一腔靠近主腔，第一腔管路连接有接收罐，当密封圈渗漏时，主腔中的介质能进入第一腔被接收罐接收。柱塞在往复运动过程中，密封圈在装配位置容易产生磨损，导致主腔中的液体介质向后渗漏至副腔，当密封圈的动密封性良好时，主腔中的液体介质正常输入和输出，当密封圈渗漏时，部分主腔中的液体介质能到达第二腔后能够被接收罐收集，从而判断密封圈的磨损，实现对密封圈的检测；上述对密封圈动密封性的检测不需要关闭泵体，即使是密封圈发生渗漏，主腔内的液体介质依然能够正常工作而不影响输送物料，实现密封圈检测的同时，减少了维护检测时间，提高了效率。

优选地，第一腔具有对向布设的进液口和出液口，进液口连接有进液单向阀，出液口连接有出液单向阀。隔膜通过副腔内壁和柱塞将环形容纳空间分割成第一腔和第二腔，第一腔和第二腔均为密闭的环形腔体，当柱塞在往复运动过程中，柱塞能携带隔膜相对副腔内壁移动，从而不断改变第一腔和第二腔的容积，当柱塞靠近主腔时，第一腔的容积增大，此时第二种液体介质通过进液单向阀被吸入第一腔，当柱塞回退远离主腔时，第一腔的容积缩小，第一腔内的第二种液体介质被挤压通过出液单向阀向外输出，由此，配合主腔的液体介质输送，一方面不需要设置多个泵体即可实现两股液体介质的同时输送，降低了多液体原料输送时的输送成本，另一方面，由于柱塞进行往复运动，使得主腔与第一腔各自吸入以及输出的液体量保持不变，即两种液体介质能够按照固定的比例进行输送，当柱塞运动快时，液体介质的输送量大，当柱塞运动慢时，液体介质的输送量小，但是比例不变；

由于柱塞在通道内是动密封，因此需要再油液输入完成后对柱塞以及通道清洗，以防止腐蚀，延长密封圈以及柱塞的寿命，当需要对副腔清洗时，保持柱塞的运动，通过向进液单向阀注入清洗液，柱塞在往复运动下能够不断将清洗液从进液单向阀吸入，并从出液单向阀排出，即在不需要外置动力的情况下实现副腔的清洗，降低了泵体清洗所需的成本和所需能耗，也延长了密封圈的寿命。

优选地，阀组还包括连通主腔的入口单向阀和出口单向阀。柱塞往复滑移远离主腔时，油液经过入口单向阀进入主腔填充，柱塞回退靠近主腔，此时在压力作用下入口单向阀关闭，出口单向阀打开，实现；料液的输出。

优选地，副腔内设有压块，副腔内设有容纳隔膜外沿的卡槽，隔膜外围在卡槽内被压块压紧并固定。压块在副腔内对隔膜固定，可通过写下压块对隔膜进行拆卸，以便于清洗以及更换。

优选地，柱塞包括同轴装配的滑移端和压紧端，滑移端用于在通道内轴向滑移，滑移端和压紧端在装配处对隔膜内侧压紧并固定。滑移端和压紧端可以通过螺纹配合形成连接，形成隔膜内侧的夹紧。

优选地，隔膜是弹性膜，也可以是波纹管。弹性膜和波纹管都具有伸缩能力，能伴随柱塞的移动实现第一腔和第二腔的改变。

优选地，第一腔内转动设有转盘，转盘具有能通过柱塞的通孔，转盘能沿柱塞轴线方向转动，转盘在一侧的端面上环绕布设有流通槽，流通槽连通转盘外侧曲壁与通孔，流通槽与进液口以及出液口的端口配合设置。在介质通过进液单向阀进入第一腔时，液体介质由进液口进入并作用转盘的流通槽，能够使得转盘发生旋转，此时部分液体介质经过流通槽能够输送至中部的通孔，从而均匀地到达柱塞，有助于降低输入的液体介质对柱塞的单侧冲击干涉，从而稳定柱塞的运动，提高柱塞的运动流畅度以及精度；

对副腔注入清洗液进行清洗时，清洗液在转盘的转动作用下形成旋流，旋流能够更好地接触副腔的内壁，有助于对副腔内壁的液体附着物形成清洁，优化了清洁效果，提高了密封圈的使用寿命，同时也能够避免附着物污染下一次输送的介质，保证了输送洁净度。

本发明与现有技术相比较具有如下有益效果：隔膜形成密闭的第一腔，通过接收罐能够检测密封圈的渗漏，且能保障输送工作，提高了的效率；柱塞配合第一腔的进液、出液单向阀能实现第两股介质的同时输送，降低了输送成本；隔膜伴随柱塞腔移动，保证主腔与副腔内的两股介质等比例输送，提高了定比例输送的稳定性；隔膜配合柱塞形成容积可变的第一腔体，能在无外置动力前提下实现清洗，降低了成本提高了清洗效率；介质流过能驱动转盘旋转，实现介质均衡输入，降低了单侧冲击，提高了柱塞运动稳定性；转盘旋转形成旋流，促进清洗液清洗附着介质，提高清洗效果。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是示例性的，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图引伸获得其它的实施附图。

图1为本发明整体结构剖视示意图；

图2为转盘结构示意图；

图3为转盘另一角度示意图；

图4为图1中A区域放大示意图；

图5为本发明实施例3的一种多功能泵剖视示意图；

图6为图5中B区域放大示意图。

附图标号：壳体1；主腔21；入口单向阀211；出口单向阀212；副腔22；进液单向阀221；出液单向阀222；柱塞3；滑移端31；压紧端32；密封圈4；隔膜5；压块7；辅助气路71；转盘8；通孔81；流通槽82；凹槽83；装配环9；凸起91；环形槽92。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。

下面首先结合附图对本申请所涉及的概念进行说明。在此需要指出的是，以下对各个概念的说明，仅为了使本申请的内容更加容易理解，并不表示对本申请保护范围的限定；同时，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。

实施例1：

参见附图1，一种多功能泵，包括：壳体1，壳体1内设有通道，通道内活动设置有柱塞3，通道包括被密封分隔的主腔21和副腔22，主腔21和副腔22分别连接有用于介质流通的阀组，通道内还设有用于改变副腔22容纳介质空间的隔膜5。

柱塞3伸出壳体1且连接有驱动端，驱动端能使柱塞3在其轴线方向上往复运动。

柱塞3连接有驱动端，使得柱塞3能够在通道内沿轴线方向往复运动，使得主腔21和副腔22的容纳介质的体积不断变化，当柱塞3远离主腔21时，主腔21内容积增大，外部液体介质通过阀组被抽吸进入主腔21体，随后柱塞3回退，主腔21内容积变小，将吸入的液体介质通过阀组快速单向排出，实现主腔21中介质的高效输送。

通道内设有密封圈4，密封圈4配合柱塞3分隔主腔21和副腔22的密封圈4。通道内紧固安装密封圈4，柱塞3在密封圈4内配合并能往复轴向移动，密封圈4配合滑移的柱塞3形成主腔21和副腔22的阻断，实现动密封，避免主腔21中的介质泄漏到副腔22中形成污染，影响液体介质的输送效率和输送比例。

壳体1包括顺序连接的第一基体、第二基体和第三基体，密封圈4设置在第一基体与第二基体装配处。

主腔21位于通道前端，副腔22位于通道后端，副腔22具有位于柱塞3外侧的环形容纳空间。环形的容纳空间便于隔膜5的安装和移动。

主腔21与副腔22均为圆柱形腔体，副腔22的内径大于主腔21。

隔膜5与副腔22内壁以及柱塞3固定，副腔22通过隔膜5形成彼此隔离的第一腔和第二腔，第一腔靠近主腔21，第一腔管路连接有接收罐，当密封圈4渗漏时，主腔21中的介质能进入第一腔被接收罐接收。

柱塞3在往复运动过程中，密封圈4在装配位置容易产生磨损，导致主腔21中的液体介质向后渗漏至副腔22，当密封圈4的动密封性良好时，主腔21中的液体介质正常输入和输出，当密封圈4渗漏时，部分主腔21中的液体介质能到达第一腔后能够被接收装置收集，从而通过接收装置能够判断密封圈4的磨损，实现对密封圈4的检测；上述对密封圈4动密封性的检测不需要关闭泵体，即使是密封圈4发生渗漏，主腔21内的液体介质依然能够正常工作而不影响输送物料，实现密封圈4检测的同时，减少了维护检测时间，提高了效率。

接收罐能够连接检测器，检测器用于检测接收罐内收集液体容量并发出信号，用于提示操作人员渗漏量，以便于判断密封圈的损耗程度。

需要说明的是，为了保证隔膜5一端固定于副腔22内壁，另一端能够跟随柱塞3移动，隔膜5具有弹性，隔膜5在环形容纳空间内的部分具有用于拉伸性变的弯曲部。

第一腔具有对向布设的进液口和出液口，进液口连接有进液单向阀221，出液口连接有出液单向阀222。

隔膜5通过副腔22内壁和柱塞3将环形容纳空间分割成第一腔和第二腔，第一腔和第二腔均为密闭的环形腔体，当柱塞3在往复运动过程中，柱塞3能携带隔膜5相对副腔22内壁移动，从而不断改变第一腔和第二腔的容积，当柱塞3靠近主腔21时，第一腔的容积增大，此时第二种液体介质通过进液单向阀221被吸入第一腔，当柱塞3回退远离主腔21时，第一腔的容积缩小，第一腔内的第二种液体介质被挤压通过出液单向阀222向外输出，由此，配合主腔21的液体介质输送，一方面不需要设置多个泵体即可实现两股液体介质的同时输送，降低了多液体原料输送时的输送成本，另一方面，由于柱塞3进行往复运动，使得主腔21与第一腔各自吸入以及输出的液体量保持不变，即两种液体介质能够按照固定的比例进行输送，当柱塞3运动快时，液体介质的输送量大，当柱塞3运动慢时，液体介质的输送量小，但是比例不变；

由于柱塞3在通道内是动密封，因此需要再油液输入完成后对柱塞3以及通道清洗，以防止腐蚀，延长密封圈4以及柱塞3的寿命，当需要对副腔22清洗时，保持柱塞3的运动，通过向进液单向阀221注入清洗液，柱塞3在往复运动下能够不断将清洗液从进液单向阀221吸入，并从出液单向阀222排出，即在不需要外置动力的情况下实现副腔22的清洗，降低了泵体清洗所需的成本和所需能耗，也延长了密封圈4的寿命。

阀组还包括连通主腔21的入口单向阀211和出口单向阀212。主腔21连通有入口管路和出口管路，入口管路和出口管路对向布设，入口单向阀211连通入口管路用于介质单向进入主腔21，出口单向阀212连通出口管路用于介质单向离开主腔21。

副腔22内设有压块7，副腔22内设有容纳隔膜5外沿的卡槽，隔膜5外围在卡槽内被压块7压紧并固定。压块7在副腔22内对隔膜5固定，可通过写下压块7对隔膜5进行拆卸，以便于清洗以及更换。

柱塞3包括同轴装配的滑移端31和压紧端32，滑移端31用于在通道内轴向滑移，滑移端31和压紧端32在装配处对隔膜5内侧压紧并固定。滑移端31和压紧端32可以通过螺纹配合形成连接，形成隔膜5内侧的夹紧。

隔膜5是弹性膜，也可以是波纹管。弹性膜和波纹管都具有伸缩能力，能伴随柱塞3的移动实现第一腔和第二腔的改变。在本实施例中，隔膜5采用弹性膜。

参见附图2-附图3，第一腔内转动设有转盘8，转盘8具有能通过柱塞3的通孔81，转盘8能沿柱塞3轴线方向转动，转盘8在一侧的端面上环绕布设有流通槽82，流通槽82连通转盘8外侧曲壁与通孔81，流通槽82与进液口以及出液口的端口配合设置。在介质通过进液单向阀221进入第一腔时，液体介质由进液口进入并作用转盘8的流通槽82，能够使得转盘8发生旋转，此时部分液体介质经过流通槽82能够输送至中部的通孔81，从而均匀地到达柱塞3，有助于降低输入的液体介质对柱塞3的单侧冲击干涉，从而稳定柱塞3的运动，提高柱塞3的运动流畅度以及精度；

对副腔22注入清洗液进行清洗时，清洗液在转盘8的转动作用下形成旋流，旋流能够更好地接触副腔22的内壁，有助于对副腔22内壁的液体附着物形成清洁，优化了清洁效果，提高了密封圈4的使用寿命，同时也能够避免附着物污染下一次输送的介质，保证了输送洁净度。

转盘8在设有流通槽82的同侧环绕设置有凹槽83，凹槽83单侧连通转盘8外侧曲壁。从进液口向第一腔注入的液体介质能够被凹槽83收集，且伴随转盘8的旋转，到达进液口并存有液体介质的凹槽83能旋转到达另一侧的出液口，形成部分液体介质的搬运，能够防止液体粘度过大在进液口堵塞的可能，提高了高粘度介质输送的效率和稳定性；上述通过凹槽83旋转转移部分介质的方式也能相对减少介质对柱塞3的侧向冲击，进一步增强了输送时柱塞3的运动稳定性；凹槽83增加了与介质的接触面，提高了转盘8旋转的速率，提高了介质输出速度；

流通槽82以及凹槽83的槽面能有效地对流通的介质形成搅拌，有助于促进高粘度介质的均质化，提高输送效率。

第一腔体内固定有装配环9，装配环9一侧具有球状凸起91，装配环9另一侧封堵在第一腔靠近主腔21的端口，转盘8不设有流通槽82的一侧具有环形槽92，凸起91能在环形槽92内活动。装配环9卡接在第一腔体内，通过球状的凸起91与环形槽92形成装配，使得转盘8能在装配环9上旋转。

装配环还形成了密封圈一侧的封挡，降低了主腔内介质渗漏入副腔的可能，有助于避免介质渗漏互相污染。

需要说明的是，为了防止转盘8直接封堵液体转盘8的外边缘与第一腔的内壁存在间距。

实施例2：

在本案实施例1的基础上，压块7设有辅助气路71，辅助气路71一端连通至第二腔，辅助气路71另一端连通至隔膜5被压紧的外沿。

当柱塞3往复滑移时，能够挤压第二腔内的密封气体，气体受压后部分通过辅助气路71到达隔膜5被压紧的外沿，实现气压对隔膜5的辅助压紧，有助于降低隔膜5密封不严导致介质的可能，提高了第二腔中介质输送的稳定性，从而提高了两股介质同步输送时的比例稳定性；同理，当柱塞3往复滑移时能扩大第二腔的容积，此时在压力作用下隔膜5局部被紧密吸附在辅助气路71的端口，同样提高了隔膜5与压块7的连接紧密型，实现稳定介质等比例输送的效果。

辅助气路71的设置降低了压块7的重量和制造成本，降低了柱塞3的运动过程中压块7脱落的可能。

实施例3：

参见附图4-附图5，在本案实施例2的基础上，隔膜5采用波纹管，即隔膜5位于环形容纳空间中的可拉伸部分为波纹形，此时通过调节波纹的状态能够获得不同容积的第一腔，从而可获得不同比例的双组截止分输送。不需要外置动力调整即实现了比例调控，降低了制造成本和使用成本。

以上所述的实施例及/或实施方式，仅是用以说明实现本发明技术的较佳实施例及/或实施方式，并非对本发明技术的实施方式作任何形式上的限制，任何本领域技术人员，在不脱离本发明内容所公开的技术手段的范围，当可作些许的更动或修改为其它等效的实施例，但仍应视为与本发明实质相同的技术或实施例。

本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的方法及其核心思想。以上所述仅是本申请的优选实施方式，应当指出，由于文字表达的有限性，而客观上存在无限的具体结构，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请原理的前提下，还可以作出若干改进、润饰或变化，也可以将上述技术特征以适当的方式进行组合；这些改进润饰、变化或组合，或未经改进将发明的构思和技术方案直接应用于其他场合的，均应视为本申请的保护范围。

Claims (6)

1.一种多功能泵，包括：壳体（1），所述壳体（1）内设有通道，所述通道内活动设置有柱塞（3），其特征是：所述通道包括被密封分隔的主腔（21）和副腔（22），所述主腔（21）和副腔（22）分别连接有用于介质流通的阀组，所述通道内还设有用于改变所述副腔（22）容纳介质空间的隔膜（5）；

所述通道内设有密封圈（4），所述密封圈（4）配合所述柱塞（3）分隔所述主腔（21）和所述副腔（22）；

所述隔膜（5）与所述副腔（22）内壁以及所述柱塞（3）固定，所述副腔（22）通过所述隔膜（5）形成彼此隔离的第一腔和第二腔，所述第一腔靠近所述主腔（21），所述第一腔管路连接有接收罐，当所述密封圈（4）渗漏时，所述主腔（21）中的介质能进入所述第一腔被所述接收罐接收；

所述第一腔具有对向布设的进液口和出液口，所述进液口连接有进液单向阀（221），所述出液口连接有出液单向阀（222）；

柱塞（3）配合第一腔的进液单向阀（221）、出液单向阀（222）实现两种介质的同时输送；

第一腔内转动设有转盘（8），所述转盘（8）具有能通过所述柱塞（3）的通孔（81），所述转盘（8）能沿所述柱塞（3）轴线方向转动，所述转盘（8）在一侧的端面上环绕布设有流通槽（82），所述流通槽（82）连通所述转盘（8）外侧曲壁与所述通孔（81），所述流通槽（82）与所述进液口以及所述出液口的端口配合设置；

转盘（8）在设有流通槽（82）的同侧环绕设置有凹槽（83），凹槽（83）单侧连通转盘（8）外侧曲壁；第一腔内固定有装配环（9），装配环（9）一侧具有球状的凸起（91），装配环（9）另一侧封堵在第一腔靠近主腔（21）的端口，转盘（8）不设有流通槽（82）的一侧具有环形槽（92），凸起（91）能在环形槽（92）内活动，装配环（9）卡接在第一腔体内，通过球状的凸起（91）与环形槽（92）形成装配，使得转盘（8）能在装配环（9）上旋转。

2.根据权利要求1所述的一种多功能泵，其特征是：所述主腔（21）位于所述通道前端，所述副腔（22）位于所述通道后端，所述副腔（22）具有位于所述柱塞（3）外侧的环形容纳空间。

3.根据权利要求1所述的一种多功能泵，其特征是：所述阀组还包括连通所述主腔（21）的入口单向阀（211）和出口单向阀（212）。

4.根据权利要求1所述的一种多功能泵，其特征是：所述副腔（22）内设有压块（7），所述副腔（22）内设有容纳所述隔膜（5）外沿的卡槽，所述隔膜（5）外围在所述卡槽内被所述压块（7）压紧并固定。

5.根据权利要求1所述的一种多功能泵，其特征是：所述柱塞（3）包括同轴装配的滑移端（31）和压紧端（32），所述滑移端（31）用于在所述通道内轴向滑移，所述滑移端（31）和所述压紧端（32）在装配处对所述隔膜（5）内侧压紧并固定。

6.根据权利要求1所述的一种多功能泵，其特征是：所述的隔膜（5）是弹性膜。