一种微小流量高压力液压隔膜计量泵的制作方法

1.本发明涉及计量泵技术领域，特别涉及一种微小流量高压力液压隔膜计量泵。


背景技术：

2.计量泵广泛应用于化工、炼油、制药、电力、造纸、食品、城市供水、工业用水、环境保护等场合。计量泵属于容积泵的一种，分柱塞泵与隔膜泵两大类，隔膜泵可细分为液压式隔膜泵与机械隔膜泵。液压式隔膜泵因膜片材质不同又可分为金属隔膜计量泵与非金属隔膜计量泵，目前国内外市场使用的产品主要是非金属隔膜计量泵。计量泵的主要特点是计量准确，输出压力高，流量可无级调节。柱塞式计量泵主要特点是结构简单、输出压力高，但易泄漏。液压式隔膜计量泵主要特点是结构较复杂，密封性好，无泄漏，因而广泛用于有毒、腐蚀、易燃、易爆等场合。
3.另外，在化工、医药和色谱分析等领域，通常会应用到微量计量泵，其对于精度的要求极为严格，为此，其需要进行微量介质的传输，输送的液体流量通常在0.1~0.5l/h，为此，对于计量泵中的流道其通径通常规格较小，通常通径尺寸在3mm~5mm，为了实现微量介质的传输，且还需保持高压输送，其对于计量泵的要求相对较高，为此，如何实现在微量传输过程中实现高压输送是现今微量计量泵的研究重点之一。


技术实现要素：

4.针对上述问题，本发明旨在提供一种微小流量高压力液压隔膜计量泵，优化柱塞组件，可以实现计量泵的高压微量输出。
5.本发明所解决的技术问题可以采用以下技术方案来实现：一种微小流量高压力液压隔膜计量泵，包括泵头和泵体，所述泵头和泵体之间设有隔膜件，泵头，包括泵头本体、设置于所述泵头本体上的进料阀和出料阀，所述泵头本体内设有介质流道，所述介质流道的通径不大于5mm；泵体，包括泵体本体、设置于泵体本体内的柱塞组件，所述柱塞组件通过往复运动实现对隔膜件的驱动，所述柱塞组件包括缸套，所述缸套内部设有柱塞腔，所述柱塞腔内配合设有柱塞，所述柱塞腔内设有至少一个补油腔体，所述补油腔体呈环形环绕于所述柱塞轴体外部，所述柱塞和所述缸套之间还设有组合密封机构；所述组合密封机构包括压紧环、密封填料和顶帽，所述压紧环一端用以与缸套内的抵触壁抵触配合，所述压紧环另一端用以与密封填料配合，所述密封填料另一端与所述顶帽抵触配合，所述柱塞贯穿所述组合密封机构，所述密封填料内端面贴合于所述柱塞轴体表面，所述密封填料与所述抵触壁之间形成有填充密封腔。
6.所述密封填料包括填料本体、扩口环壁和嵌槽腔，所述嵌槽腔用以与压紧环嵌装配合，当所述压紧环持续向嵌槽腔抵触时，所述扩口环壁可沿径向向外扩张。
7.所述填充密封腔内用以填充胶状密封介质，所述补油腔体数量为2~5个，所述补油腔体呈等距间隔排布。
8.压紧环包括环座和压环部，所述压环部用以与嵌槽腔配合，所述压环部厚度尺寸
大于所述嵌槽腔槽腔尺寸。
9.所述扩口环壁包括外环扩口环壁和内环扩口环壁，所述外环扩口壁用以抵触于缸套内壁上，所述内环扩口壁用以抵触于柱塞轴体上。
10.密封填料中部设有柱塞通孔，所述柱塞通孔相邻于顶帽端的为大孔端，所述柱塞通孔相邻于压紧环端的为小孔端。
11.所述密封填料采用四氟材质制成。
12.隔膜件通过第一衬板和第二衬板配合安装于泵头和泵体之间，所述第一衬板位于所述泵头处，所述第二衬板位于所述泵体处，所述第一衬板内设有若干介质通道，所述第二衬板内设有若干液压流道。
13.所述第二衬板与柱塞组件之间形成有液压油腔，所述第二衬板与隔膜件之间形成有隔膜油腔，所述隔膜油腔和液压油腔通过液压流道贯通，所述液压油腔随着柱塞的往复移动实现容积大小的变化。
14.所述第二衬板上设有液压流道槽，所述液压流道槽内排布有若干液压流道，所述液压流道槽位于所述第二衬板相邻于柱塞组件的侧壁上，泵体本体内设有泄压流道和补压流道，所述液压流道槽通过泄压流道与泄压阀连通，所述液压流道槽通过补压流道与补油阀连通。
15.本发明通过与现有技术相比具有如下有益效果：本发明通过优化柱塞组件，利用长轴形柱塞，形成小容量液压油腔，随着柱塞的快速往复运动，可以实现对隔膜件的高频率小规模往复作业，适用于泵头内小规格通径的介质流道的传输，实现微量高压输出；优化组合密封机构，结合补油腔体，用以保证长轴形柱塞往复运动的稳定性和可靠性。
16.本发明的特点可参阅本案图式及以下较好实施方式的详细说明而获得清楚地了解。
附图说明
17.图1为本发明的整体剖视结构示意图一；图2为本发明的图1中a部局部放大结构示意图；图3为本发明的泵头和泵体部分剖视结构示意图；图4为本发明的图3中b部局部放大结构示意图；图5为本发明的整体剖视结构示意图二；图6为本发明的整体结构示意图；图7为本发明的缸套剖视结构示意图；图8为本发明的柱塞和组合密封机构剖视结构示意图；图9为本发明的第二衬板结构示意图；图10为本发明的密封填料结构示意图；图11为本发明的密封填料剖视结构示意图；图12为本发明的微小流量单向阀剖视结构示意图；图13为本发明的补油阀剖视结构示意图。
实施方式
18.为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本发明。
19.结合附图1至13所示，本实施例公开了一种微小流量高压力液压隔膜计量泵，包括泵头和泵体，泵头和泵体之间设有隔膜件；泵头100，包括泵头本体、设置于泵头本体上的进料阀110和出料阀120，泵头本体内设有介质流道130，介质流道130的通径不大于5mm，其中进料阀110用以对接待传输介质，出料阀120用以对接完成高压微量传输的设备，实现介质的微量高压传输使用。
20.其中，进料阀110和出料阀120均采用微小流量单向阀，结合图12所示，优选采用双球阀硬性密封结构的单向阀，具体结构中，括第一阀体111，第一阀体111内设有第一阀腔115，第一阀腔115内配合设有三个间隔排布的第一阀座113，相邻两个第一阀座113之间配合设有第一阀芯112，第一阀芯112内配合有第一阀球114，其中，第一阀球114优选采用陶瓷阀球材质制成，第一阀座113包括第一阀座本体117、位于第一阀座本体117内的第一阀座流道116和位于第一阀座本体117外侧环的密封环座118，密封环座118上表面和下表面上均设有密封凸起，密封凸起截面呈锥形或锥台形结构。
21.上述结构中，利用采用硬性密封结构，优选密封凸起结构特征，利用锥形或锥台形结构与平面紧密贴合，实现良好密封，优化第一阀座结构，利用双面第一阀座结构，第一阀座可以实现双面更好，提高使用寿命。
22.其中，泵体200，包括泵体本体210、设置于泵体本体210内的柱塞组件600，柱塞组件600通过往复运动实现对隔膜件800的驱动，其中柱塞组件600中的柱塞620通过连接连轴器530，连轴器530另一端连接有拉杆轴520，拉杆轴520通过凸轮摆臂510实现往复传动，凸轮摆臂510通常配合电机轴410实现传动，电机轴410通过电机400完成输出；其中，优选的，凸轮摆臂510通常配套有柱塞调解机构300，用以实现对凸轮摆臂510位置的调整，实现对柱塞620伸缩量的调整，从而实现对液压油腔250容积的调整，用以适用于不同计量的调解。
23.优选的，柱塞组件600包括缸套610，泵体本体210内部设有装配腔体，缸套610与装配腔体实现固定配合安装，缸套610内部设有柱塞腔612，柱塞腔612内配合设有柱塞620，柱塞620沿柱塞腔612进行往复伸缩活动，柱塞腔612内设有至少一个补油腔体611，补油腔体611呈环形环绕于柱塞620轴体外部，补油腔体611数量为2~5个，优选数量为3个，补油腔体611呈等距间隔排布，补油腔体611内用以填充润滑油，使得柱塞620沿柱塞腔612往复移动时更为顺畅。
24.优选的，柱塞620和缸套610之间还设有组合密封机构700，柱塞腔612另一端外侧对应设有密封装配腔613，密封装配腔61用以配合组合密封机构700的装配安装，组合密封机构700包括压紧环710、密封填料720和顶帽730，压紧环710包括环座711和压环部712，压紧环710中的环座711一端用以与缸套610内的抵触壁614抵触配合，压紧环710另一端用以与密封填料720配合，具体为，压环部712用以实现与密封填料720的紧密贴合，密封填料720另一端与顶帽730抵触配合，通过顶帽730实现对密封填料720的限位设置，顶帽730通常为直接与缸套610紧固安装，可以为螺纹紧固安装，顶帽730还可以配套安装于机体上，实现对密封填料720的限位作用，柱塞620贯穿组合密封机构700，持续向隔膜件800处延伸，嵌装在柱塞腔612内，密封填料720内端面贴合于柱塞620轴体表面，密封填料720与抵触壁614之间
形成有填充密封腔740，填充密封腔740内用以填充胶状密封介质，胶状密封介质形成柔性密封结构。
25.其中，密封填料720包括填料本体721、扩口环壁和嵌槽腔723，嵌槽腔723用以与压紧环710嵌装配合，当压紧环710持续向嵌槽腔723抵触时，扩口环壁可沿径向向外扩张；在具体结构中，压环部712用以与嵌槽腔723配合，压环部712厚度尺寸大于嵌槽腔723槽腔尺寸，扩口环壁包括外环扩口环壁725和内环扩口环壁724，外环扩口壁725用以抵触于缸套610内壁上，内环扩口壁724用以抵触于柱塞620轴体上；若压环部712持续与嵌槽腔723进行抵触，使得嵌槽腔723向外扩张，使扩口环壁发生形变，扩口环壁沿径向向外扩张，使得外环扩口壁725和缸套610内壁更为紧密贴合，增加密封效果，内环扩口壁724和柱塞62轴体更为紧密贴合，增加密封效果；在长期使用过程中，优选设计形成扩口环壁结构，利用顶帽730可以实现密性的二次贴合；随着填充密封腔740中因泄漏物的渗透，导致内部出现挤压，其同样会使得扩口环壁发生外扩形变，增加整体密封性。
26.结合上述，优选设计采用了填充密封腔内设置胶状密封介质形成柔性密封结构，同时结合密封填料实现可外扩型的硬性密封结构，实现双层密封结构，极大保障了柱塞往复运动的密封效果。
27.优选的，密封填料720中部设有柱塞通孔722，柱塞通孔722相邻于顶帽730端的为大孔端，柱塞通孔722相邻于压紧环端的为小孔端，优化柱塞通孔722结构，使得柱塞620与密封填料720配合更为紧密，有利于增加密封效果，密封填料720优选采用四氟材质制成。
28.结合上述，隔膜件800通过第一衬板140和第二衬板24配合安装于泵头100和泵体200之间，第一衬板140位于泵头100处，第二衬板240位于泵体200处，第一衬板140内设有若干介质通道141，介质通道141用以与泵头100内的介质流道130贯通，用以实现介质的传输；第二衬板240内设有若干液压流道241，第二衬板240与柱塞组件600之间形成有液压油腔250，第二衬板240与隔膜件800之间形成有隔膜油腔260，隔膜油腔260和液压油腔250通过液压流道241贯通，液压油腔250随着柱塞620的往复移动实现容积大小的变化，使得隔膜油腔260内的液压油出现涨退，从而使得隔膜件800完成往复运动，从而带动泵头100内介质实现传输。
29.其中，第二衬板240上设有液压流道槽242，液压流道槽242内排布有若干液压流道241，液压流道槽242位于第二衬板240相邻于柱塞组件600的侧壁上，泵体本体210内设有泄压流道211和补压流道212，液压流道槽242通过泄压流道211与泄压阀220连通，用以实现泄压作业，液压流道槽242通过补压流道212与补油阀230连通，用以实现对液压油的补充。
30.其中，泄压阀220采用一体式过载排气阀，泵体本体210内设有用以固定配合的装配腔，泄压阀220部分内嵌固定安装于装配腔内，实现一体固定安装。
31.其中，结合图13所示，补油阀230采用硬质阀球的液压隔膜计量泵用微量补油阀，包括第二阀体231，第二阀体231通过螺纹配合直接与泵体本体210配合安装，第二阀体231内设有第二阀腔232，第二阀腔22内配合设有阀芯组件，阀芯组件包括第二阀座233、硬质阀球237、弹簧件236和阀球座235，第二阀座233内设有补油流道232，补油流道232相邻于硬质阀球237处设有封油口238，硬质阀球237通过弹簧件236抵触于封油口238，第二阀座233与阀球座235之间设有密封垫圈234，密封垫圈234采用紫铜材质制成。
32.结合上述，补油阀230优化采用硬质阀球配合硬质阀座，特别优选采用陶瓷阀球，
实现高精度微量流道的配合安装，优化设置密封垫圈结构，用以降低阀座对阀球座的磨损。
33.本发明通过优化柱塞组件，利用长轴形柱塞，形成小容量液压油腔，随着柱塞的快速往复运动，可以实现对隔膜件的高频率小规模往复作业，适用于泵头内小规格通径的介质流道的传输，实现微量高压输出，最高压力可以达到20mpa，其中流量保持在0.1~0.5l/h，优化后本发明精度可以控制在
±
1%；优化组合密封机构，结合补油腔体，用以保证长轴形柱塞往复运动的稳定性和可靠性。
34.以上所述，仅是本发明的较佳实施方式，并非对发明作任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术原理对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化或修饰，仍属于本发明技术方案的范围内。

技术特征：
1.一种微小流量高压力液压隔膜计量泵，包括泵头和泵体，所述泵头和泵体之间设有隔膜件，其特征在于：泵头，包括泵头本体、设置于所述泵头本体上的进料阀和出料阀，所述泵头本体内设有介质流道，所述介质流道的通径不大于5mm；泵体，包括泵体本体、设置于泵体本体内的柱塞组件，所述柱塞组件通过往复运动实现对隔膜件的驱动，所述柱塞组件包括缸套，所述缸套内部设有柱塞腔，所述柱塞腔内配合设有柱塞，所述柱塞腔内设有至少一个补油腔体，所述补油腔体呈环形环绕于所述柱塞轴体外部，所述柱塞和所述缸套之间还设有组合密封机构；所述组合密封机构包括压紧环、密封填料和顶帽，所述压紧环一端用以与缸套内的抵触壁抵触配合，所述压紧环另一端用以与密封填料配合，所述密封填料另一端与所述顶帽抵触配合，所述柱塞贯穿所述组合密封机构，所述密封填料内端面贴合于所述柱塞轴体表面，所述密封填料与所述抵触壁之间形成有填充密封腔。2.根据权利要求1所述的一种微小流量高压力液压隔膜计量泵，其特征在于：所述密封填料包括填料本体、扩口环壁和嵌槽腔，所述嵌槽腔用以与压紧环嵌装配合，当所述压紧环持续向嵌槽腔抵触时，所述扩口环壁可沿径向向外扩张。3.根据权利要求1所述的一种微小流量高压力液压隔膜计量泵，其特征在于：所述填充密封腔内用以填充胶状密封介质，所述补油腔体数量为2~5个，所述补油腔体呈等距间隔排布。4.根据权利要求2所述的一种微小流量高压力液压隔膜计量泵，其特征在于：压紧环包括环座和压环部，所述压环部用以与嵌槽腔配合，所述压环部厚度尺寸大于所述嵌槽腔槽腔尺寸。5.根据权利要求2所述的一种微小流量高压力液压隔膜计量泵，其特征在于：所述扩口环壁包括外环扩口环壁和内环扩口环壁，所述外环扩口壁用以抵触于缸套内壁上，所述内环扩口壁用以抵触于柱塞轴体上。6.根据权利要求5所述的一种微小流量高压力液压隔膜计量泵，其特征在于：密封填料中部设有柱塞通孔，所述柱塞通孔相邻于顶帽端的为大孔端，所述柱塞通孔相邻于压紧环端的为小孔端。7.根据权利要求6所述的一种微小流量高压力液压隔膜计量泵，其特征在于：所述密封填料采用四氟材质制成。8.根据权利要求1至7中任意一项所述的一种微小流量高压力液压隔膜计量泵，其特征在于：隔膜件通过第一衬板和第二衬板配合安装于泵头和泵体之间，所述第一衬板位于所述泵头处，所述第二衬板位于所述泵体处，所述第一衬板内设有若干介质通道，所述第二衬板内设有若干液压流道。9.根据权利要求8所述的一种微小流量高压力液压隔膜计量泵，其特征在于：所述第二衬板与柱塞组件之间形成有液压油腔，所述第二衬板与隔膜件之间形成有隔膜油腔，所述隔膜油腔和液压油腔通过液压流道贯通，所述液压油腔随着柱塞的往复移动实现容积大小的变化。10.根据权利要求9所述的一种微小流量高压力液压隔膜计量泵，其特征在于：所述第二衬板上设有液压流道槽，所述液压流道槽内排布有若干液压流道，所述液压流道槽位于所述第二衬板相邻于柱塞组件的侧壁上，泵体本体内设有泄压流道和补压流道，所述液压流道槽通过泄压流道与泄压阀连通，所述液压流道槽通过补压流道与补油阀连通。

技术总结
本发明公开了一种微小流量高压力液压隔膜计量泵，包括泵头和泵体，所述泵头和泵体之间设有隔膜件，泵头，包括泵头本体、进料阀和出料阀；泵体，包括泵体本体和柱塞组件，柱塞组件通过往复运动实现对隔膜件的驱动，柱塞组件包括缸套，缸套内部设有柱塞腔，柱塞腔内配合设有柱塞，柱塞腔内设有至少一个补油腔体，柱塞和缸套之间还设有组合密封机构。本发明通过优化柱塞组件，利用长轴形柱塞，形成小容量液压油腔，随着柱塞的快速往复运动，可以实现对隔膜件的高频率小规模往复作业，适用于泵头内小规格通径的介质流道的传输，实现微量高压输出。出。出。


技术研发人员：陈道伟 屈波 朱启发
受保护的技术使用者：浙江力高泵业科技有限公司
技术研发日：2023.05.19
技术公布日：2023/8/21