一种串联隔膜机构及包含该机构的串联式流体泵
阅读说明：本技术 一种串联隔膜机构及包含该机构的串联式流体泵 (Series diaphragm mechanism and series fluid pump comprising same ) 是由 许清香 于 2021-08-09 设计创作，主要内容包括：本申请涉及隔膜泵领域,其包括一种串联隔膜机构,该串联隔膜机构包括泵体和泵头；泵头包括阀座和泵盖,泵体包括隔膜体和隔膜座,隔膜体具有吸入活动囊和排出活动囊,在吸入活动囊和排出活动囊之间设置有吸入流体孔和排出流体孔,在阀座上设置有吸入流体通道和排出流体通道,吸入流体孔与吸入囊腔通过吸入流体通道连通,排出流体孔与排出囊腔通过排出流体通道连通,隔膜座设置有连通槽,从而形成一条流体通道。组成该流体通道的吸入流体孔和排出流体孔位于隔膜体上,其他通道都位于不易变形的阀座和隔膜体上,以使得该隔膜机构在运行过程中,流体通道不容易出现通道横截面积变化的情况,从而保证该隔膜机构的流体输出稳定。(The application relates to the field of diaphragm pumps, which comprises a serial diaphragm mechanism, a diaphragm pump and a diaphragm pump, wherein the serial diaphragm mechanism comprises a pump body and a pump head; the pump head includes disk seat and pump cover, the pump body includes diaphragm body and diaphragm seat, the diaphragm body has inhales movable bag and discharges movable bag, it inhales fluid hole and discharges the fluid hole to be provided with between inhaling movable bag and discharging movable bag, be provided with on the disk seat and inhale fluid passage and discharge fluid passage, inhale fluid hole and inhale the bag chamber and pass through inhaling fluid passage intercommunication, discharge fluid hole and discharge bag chamber pass through discharge fluid passage intercommunication, the diaphragm seat is provided with the intercommunication groove, thereby form a fluid passage. The suction fluid hole and the discharge fluid hole which form the fluid channel are positioned on the diaphragm body, and other channels are positioned on the valve seat and the diaphragm body which are not easy to deform, so that the cross section area of the channel is not easy to change in the operation process of the diaphragm mechanism, and the stable fluid output of the diaphragm mechanism is ensured.)
技术领域
本申请涉及隔膜泵领域，尤其是涉及一种串联隔膜机构及包含该机构的串联式流体泵。
背景技术
微型隔膜泵是一种通过内部机械装置使泵内部的隔膜做往复运动的流体泵，其具备一进一出的流体吸入嘴和流体排出嘴，隔膜泵在流体吸入嘴能够持续形成负压，流体排出嘴处持续形成正压。由于微型隔膜泵体积小巧、噪音低以及稳定性好等优点广泛用于化工计量、环保、印刷等行业中。
相关技术手段中，隔膜泵主要由隔膜机构和驱动机构组成，隔膜机构安装于驱动机构上并受驱动机构驱使运转。隔膜机构的主要功能部件为隔膜座和活动囊，通过在活动囊上设置沟槽，沟槽与活动囊的囊腔相互连通，隔膜座与活动囊配合形成一条用于流体供流体通过的单向流体通道。再通过活动囊的容积变化，从而使得流体通道内的流体能够进行单向流动。
针对上述相关技术手段，活动囊由于需要进行体积变化以对流体产生挤压作用力，所以活动囊上一般由软胶材料构成。由于活动囊的沟槽与容腔相互连通且活动囊有软胶材料构成，驱动机构驱使活动囊容积发生改变时，隔膜座与活动囊之间的流通通道会发生变形，从而影响到流体泵的流体输出稳定性。
发明内容
为了提高流体泵的流体输出稳定性，本申请提供一种串联隔膜机构及包含该机构的串联式流体泵。
第一方面，本申请提供的一种串联隔膜机构，采用如下的技术方案：
一种串联隔膜机构，包括泵体和设置于泵体端面的泵头；
泵头包括阀座和设置于阀座远离泵体一侧的泵盖，泵盖设置有流体吸入嘴和流体排出嘴；阀座设置有吸入流体通道和排出流体通道，吸入流体通道与流体吸入嘴单向连通，排出流体通道与流体排出嘴单向连通；阀座还设置有单向阀组件，单向阀组件用于控制流体沿着工作方向流动；
泵体包括具有弹性的隔膜体和设置于隔膜体远离阀座一侧的隔膜座，隔膜体具有吸入活动囊和排出活动囊，吸入活动囊和排出活动囊对应设置有吸入囊腔和排出囊腔；吸入活动囊与排出活动囊之间设置有吸入流体孔和排出流体孔，吸入流体孔与吸入囊腔通过吸入流体通道单向连通，排出流体孔与排出囊腔通过排出流体通道连通，隔膜座设置有用于连通吸入流体孔和排出流体孔的连通槽。
通过采用上述技术方案，在吸入活动囊和排出活动囊之间设置有吸入流体孔和排出流体孔，同时，在阀座上设置有吸入流体通道和排出流体通道，吸入流体孔与吸入囊腔通过吸入流体通道连通，排出流体孔与排出囊腔通过排出流体通道连通，隔膜座设置有用于连通吸入流体孔和排出流体孔的连通槽，从而形成一条流体通道。组成该流体通道的吸入流体孔和排出流体孔位于隔膜体上，其他通道都位于不易变形的阀座和隔膜体上，且吸入流体孔与吸入囊腔并没有直接在隔膜体上进行连通，排出流体孔与排出囊腔并没有直接在隔膜体上进行连通，以使得该隔膜机构在运行过程中，流体通道不容易出现通道横截面积变化的情况，从而保证该隔膜机构的流体输出稳定。且受限于隔膜体的体积大小，简化了隔膜体的结构，降低了隔膜体的开模成本。
可选的，排出流体孔的孔壁设置有用于控制连通槽与排出流体孔内的流体沿着工作方向单向流动的单向阀片，单向阀片与连通槽靠近隔膜体所在的端面贴合。
通过采用上述技术方案，隔膜体上的单向阀片与连通槽靠近隔膜体所在的端面贴合，在吸入流体孔与排出流体孔之间的通道上增加一个单向调节的结构，以提高整个流体通道的止回及防渗漏功能。从而保证在增加该隔膜机构的输出功率时，整个流体通道的止回能力更强，从而保证该隔膜机构的流体输出更加稳定。
可选的，单向阀片与隔膜体一体成型。
通过采用上述技术方案，单向阀片与隔膜体一体成型，从制造的角度来说更加容易，相比于在隔膜体的排出流体孔上安装一个单向阀片，安装单向阀片所需要的结构会使得隔膜体需要设计得更加复杂，受限与隔膜体的体积以及隔膜体的材质，为了降低隔膜体的制造成本，单向阀片与隔膜体一体成型具有更好的经济性与实用性。
可选的，阀座靠近隔膜体所在的一侧设置有限位柱，限位柱部分伸入排出流体孔内，限位柱能够与单向阀片形成抵挡。
通过采用上述技术方案，由于单向阀片设置在排出流体孔的侧壁上，吸入活动囊收缩，排出活动囊扩张，流体从连通槽流向排出流体孔时会将单向阀片推开；吸入活动囊扩张，排出活动囊收缩，流体将单向阀片压紧于隔膜座上。单向阀片会被流体推动反复弯折，为了改善单向阀片被过度弯折后出现弹性疲劳，在阀座上设置限位柱，限位柱部分伸入排出流体孔内且能够与单向阀片形成抵挡，以使得单向阀片的弯折角度在合理范围内，从而改善单向阀片出现弹性疲劳的情况。
可选的，隔膜座靠近隔膜体所在的一侧设置有防粘滞槽，防粘滞槽位于单向阀片与连通槽相互贴合的位置。
通过采用上述技术方案，吸入活动囊扩张，排出活动囊收缩，流体将单向阀片压紧于隔膜座上，由于一些流体具有粘性，在吸入活动囊收缩，排出活动囊扩张的过程中，流体从连通槽将单向阀片推开时会出现一定的阻力，通过在隔膜座靠近隔膜体所在的一侧设置有防粘滞槽，防粘滞槽能够减小单向阀片与隔膜座的接触面积，从而减小单向阀片受到的粘滞力，提高该隔膜机构的流体输出稳定性。
可选的，隔膜体朝向阀座所在的一侧设置有隔离凸台，隔离凸台将吸入囊腔、排出囊腔、吸入流体孔以及排出流体孔相互隔离。
通过采用上述技术方案，隔离凸台将吸入囊腔、排出囊腔、吸入流体孔以及排出流体孔相互隔离，以使得吸入流体孔与吸入囊腔不会直接在隔膜体上进行连通，排出流体孔与排出囊腔不会直接在隔膜体上进行连通，当吸入活动囊或者排出活动囊对流体产生挤压力时，吸入活动囊或排出活动囊内的流体挤压力被均匀分散，改善吸入活动囊或排出活动囊出现受力集中而发生局部变形的情况，从而提高吸入活动囊以及排出活动囊的工作效率以及稳定性。
可选的，泵盖靠近阀座所在一侧的表面设置有用于将吸入流体通道与流体吸入嘴连接处进行超声焊接密封的第一凸环，泵盖靠近阀座所在一侧的表面还设置有用于将排出流体通道与流体排出嘴连接处进行超声焊接密封的第二凸环。
通过采用上述技术方案，使用超声波焊接工艺将吸入流体通道与流体吸入嘴连接处通过第一凸环进行超声焊接密封，将排出流体通道与流体排出嘴连接处通过第二凸环进行超声焊接密封，从而保证泵盖与阀座之间流体通道的密封性，同时，超声波焊接密封性能稳定，加工方便。
可选的，泵盖与阀座之间设置有密封垫，密封垫将吸入流体通道与流体吸入嘴连接处进行密封，密封垫还将排出流体通道与流体排出嘴连接处进行密封。
通过采用上述技术方案，在泵盖与阀座之间设置密封垫，以使得吸入流体通道与流体吸入嘴连接处形成密封，同时能够将排出流体通道与流体排出嘴连接处进行密封，密封垫的维护与更换更加方便，同时不会对泵盖与阀座造成损伤，密封垫具有更好的维护便利性。
第二方面，本申请提供的一种串联式流体泵，采用如下的技术方案：
一种串联式流体泵，包含上述的一种串联隔膜机构，该流体泵还包括用于驱动串联隔膜机构运转的驱动机构，驱动机构与串联隔膜机构可拆卸连接。
通过采用上述技术方案，包括有上述串联隔膜机构的串联式流体泵，驱动机构能够驱使串联隔膜机构运转，该串联式流体泵在运转过程中，流体通道不容易出现通道横截面积变化的情况，从而保证该隔膜机构的流体输出稳定。且受限于隔膜体的体积大小，简化了隔膜体的结构，降低了隔膜体的开模成本。驱动机构与串联隔膜机构可拆卸连接，以使得驱动机构与串联隔膜机构能够分开进行维护与更换，能够提高该串联式流体泵的维护便利性。
可选的，驱动机构包括安装于隔膜座远离隔膜体所在一侧的底座，底座安装有驱动电机，驱动电机的输出轴上同轴固定有偏心轮，偏心轮上安装有钢针，钢针远离偏心轮的一端安装有连杆，钢针的中心轴线与偏心轮的中转轴线存在一定夹角，连杆设置有驱动安装孔，隔膜体靠近连杆所在的一侧设置有驱动安装柱，驱动安装柱与驱动安装孔卡接配合。
通过采用上述技术方案，驱动电机驱使偏心轮发生转动，倾斜设置于偏心轮上的钢针带动连杆运动，由于连杆上的驱动安装孔与隔膜体上的驱动安装柱卡接配合，以使得安装在连杆上的驱动安装柱带动隔膜体发生周期性运动，从而实现连杆对隔膜体周期性输出动力。
综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：
1.吸入流体孔与吸入囊腔通过吸入流体通道连通，连通槽连通吸入流体孔和排出流体孔从而形成一条流体通道，排出流体孔与排出囊腔通过排出流体通道连通。吸入流体孔与吸入囊腔并没有直接在隔膜体上进行连通，排出流体孔与排出囊腔并没有直接在隔膜体上进行连通。组成该流体通道的吸入流体孔和排出流体孔位于隔膜体上，其他通道都位于不易变形的阀座和隔膜体上，该隔膜机构在运行过程中，流体通道不容易出现通道横截面积变化的情况，从而保证该隔膜机构的流体输出稳定。
2防粘滞槽能够减小单向阀片与隔膜座的接触面积，从而减小单向阀片受到的粘滞力，提高该隔膜机构的流体输出稳定性。限位柱部分伸入排出流体孔内且能够与单向阀片形成抵挡，以使得单向阀片的弯折角度在合理范围内，从而改善单向阀片出现弹性疲劳的情况。
3.驱动机构能够驱使串联隔膜机构运转，该串联式流体泵在运转过程中，流体通道不容易出现通道横截面积变化的情况，从而保证该隔膜机构的流体输出稳定。驱动机构与串联隔膜机构可拆卸连接，以使得驱动机构与串联隔膜机构能够分开进行维护与更换，能够提高该串联式流体泵的维护便利性。
附图说明
图1是本申请实施例中整体结构的爆炸示意图；
图2是本申请实施例中泵头的爆炸结构示意图；
图3是本申请实施例中密封垫的安装结构示意图；
图4是本申请实施例中密封环的安装结构示意图；
图5是本申请实施例中泵头另一视角的爆炸结构示意图；
图6是本申请实施例中泵体的爆炸结构示意图；
图7是本申请实施例中泵体另一视角的爆炸结构示意图；
图8是本申请实施例中整体结构的剖面结构示意图。
附图标记说明：
100、串联隔膜机构；
110、泵头；
111、泵盖；1111、流体吸入嘴；1112、流体排出嘴；1113、第一凸环；1114、第二凸环；
112、阀座；1121、吸入流体通道；1121a、吸入孔段；1121b、吸入留存段；1121c、吸入输出段；1122、排出流体通道；1122a、排出孔段；1122b、排出留存段；1122c、排出输入段；1123、单向阀组件；1123a、吸入单向阀；1123b、排出单向阀；1124、限位柱；
113、密封垫；
114、密封圈；
120、泵体；
121、隔膜体；1211、吸入活动囊；1212、排出活动囊；1213、吸入流体孔；1214、排出流体孔；1215、单向阀片；1216、隔离凸台；1217、驱动安装柱；1217a、防脱凸台；
122、隔膜座；1221、连通槽；1222、防粘滞槽；
200、驱动机构；
210、底座；
220、驱动电机；
230、偏心轮；
240、钢针；
250、连杆；251、驱动安装孔；
300、卡钩。
具体实施方式
以下结合附图1-8对本申请作进一步详细说明。
本申请实施例公开一种包含串联隔膜机构的串联式流体泵。参照图1，一种串联式流体泵，包括串联隔膜机构100以及安装于串联隔膜机构100下方的驱动机构200，驱动机构200用于给串联隔膜机构100提供运转动力，驱动机构200与串联隔膜机构100通过卡钩300扣合连接。
参照图1和图2，串联隔膜机构100包括泵头110和泵体120，泵头110与泵体120通过卡钩300进行扣合，实现可拆卸固定连接。泵头110包括泵盖111和阀座112，泵盖111安装于阀座112的上方。泵盖111上设置有用于连接管道的流体吸入嘴1111和流体排出嘴1112，流体吸入嘴1111和流体排出嘴1112的内部都设置有用于流体通过的通道。泵盖111朝向阀座112所在的一侧表面设置有第一凸环1113和第二凸环1114。其中，第一凸环1113围绕流体吸入嘴1111内部的通道设置，第二凸环1114环绕流体排出嘴1112内部的通道设置。
参照图1和图2，阀座112大体呈长方体设置，阀座112的上表面设置有用于流体通过的吸入流体通道1121以及排出流体通道1122，阀座112的上表面设置有第一凸环1113以及第二凸环1114相配合的凹槽，第一凸环1113以及第二凸环1114的高度略高于凹槽的深度。通过使用超声波焊接的方式，能够将泵盖111与阀座112熔接在一起，以使得吸入流体通道1121与流体吸入嘴1111的连接处保持密封状态，同时使得排出流体通道1122与流体排出嘴1112的连接处保持密封状态。
在一些具体实施例中，泵盖111与阀座112之间还能通过密封垫113进行密封。参照图3，在泵盖111与阀座112之间设置密封垫113，密封垫113将吸入流体通道1121与流体吸入嘴1111连接处进行密封，密封垫113还将排出流体通道1122与流体排出嘴1112连接处进行密封。
在一些具体实施例中，泵盖111与阀座112之间还能通过密封圈114进行密封。参照图4，在泵盖111与阀座112之间设置密封圈114，能够起到与密封垫113相同的作用。
参照图2和图5，吸入流体通道1121以及排出流体通道1122从阀座112的上表面延伸至阀座112的下表面，阀座112还设置有单向阀组件1123，单向阀组件1123用于控制流体沿着工作方向流动，单向阀组件1123包括吸入单向阀1123a以及排出单向阀1123b。吸入流体通道1121分为三段，分别为吸入孔段1121a、吸入留存段1121b以及吸入输出段1121c，吸入孔段1121a上下贯穿整个阀座112，吸入留存段1121b以及吸入输出段1121c设置于阀座112的下表面。其中，吸入留存段1121b大体圆槽状设置，吸入输出段1121c大体呈长腰型槽设置。吸入单向阀1123a安装于吸入留存段1121b，吸入单向阀1123a用于将吸入孔段1121a单向封闭，以使得流体只能从吸入孔段1121a进入到吸入留存段1121b内。
排出流体通道1122分为三段，分别为排出孔段1122a、排出留存段1122b以及排出输入段1122c，排出孔段1122a上下贯穿整个阀座112，排出留存段1122b以及排出输入段1122c设置于阀座112的下表面。其中，排出留存段1122b大体圆槽状设置，排出输入段1122c大体呈长腰型槽设置。排出单向阀1123b安装于阀座112的上表面，排出单向阀1123b用于将排出孔段1122a单向封闭，以使得流体只能从排出留存段1122b进入到排出孔段1122a，从而改善流体倒流的情况发生。
参照图1和图6，泵体120包括隔膜体121以及隔膜座122，隔膜座122安装于隔膜体121下方。隔膜体121具有弹性，在本实施例中，隔膜体121由软性材料构成，隔膜体121具有吸入活动囊1211和排出活动囊1212，吸入活动囊1211和排出活动囊1212对应设置有吸入囊腔和排出囊腔，吸入活动囊1211和排出活动囊1212在受到挤压的情况下能够发生变形，从而将吸入囊腔和排出囊腔内的流体挤出。吸入活动囊1211和排出活动囊1212的底部均设置有驱动安装柱1217，驱动安装柱1217的底部设置有防脱凸台1217a。
参照图6，吸入活动囊1211与排出活动囊1212之间还设置有吸入流体孔1213和排出流体孔1214，吸入流体孔1213呈圆柱状设置，排出流体孔1214的水平横截面积呈扇形设置，排出流体孔1214的孔壁一体成型有单向阀片1215。隔膜体121的上表面设置有隔离凸台1216，隔离凸台1216将吸入囊腔、排出囊腔、吸入流体孔1213以及排出流体孔1214相互隔离。
参照图6和图7，隔膜座122大体呈长方体设置，隔膜座122的上表面设置有两个用于容置吸入活动囊1211与排出活动囊1212的容置孔，两个容置孔之间设置有连通槽1221，连通槽1221用于将吸入流体孔1213和排出流体孔1214进行连通。
参照图5和图6，吸入留存段1121b位于吸入囊腔的正上方，吸入输出段1121c与吸入流体孔1213相互连通；排出留存段1122b位于排出囊腔的正上方，排出输入段1122c与排出流体孔1214相互连通。流体能够从流体吸入嘴1111进入到泵盖111内，经过吸入孔段1121a进入到吸入留存段1121b，再经过吸入输出段1121c进入到吸入流体孔1213内，再经过连通槽1221进入到排出流体孔1214内，再经过排出输入段1122c进入到排出留存段1122b和排出囊腔中，从排出孔段1122a进入到流体排出嘴1112，从而排出该串联隔膜机构100。
参照图6和图7，单向阀片1215与连通槽1221靠近排出流体孔1214所在一侧的上端面贴合，以保证单向阀片1215能够控制所述连通槽1221与所述排出流体孔1214内的流体沿着工作方向单向流动。本实施例中串联隔膜机构100的工作方向是指，流体从吸入活动囊1211流动到排出活动囊1212的方向。其中，隔膜座122在单向阀片1215与连通槽1221相互贴合的位置设置有防粘滞槽1222，防粘滞槽1222能够改善单向阀片1215与连通槽1221的上端面发生粘合的情况，提高该串联隔膜机构100的运行稳定性。
参照图5和图7，为了改善单向阀片1215由于流体压力太大而发生过度弯折，阀座112的底部设置有限位柱1124，限位柱1124位于排出流体孔1214的正上方且限位柱1124部分伸入排出流体孔1214内，限位柱1124能够与单向阀片1215形成抵挡，以使得单向阀片1215的弯曲程度在有效范围内。
参照图1和图8，驱动机构200包括底座210、驱动电机220、偏心轮230、钢针240以及连杆250，底座210安装于隔膜座122的底部，驱动电机220安装于底座210的下端面，偏心轮230安装在驱动电机220的输出轴上，钢针240的一端与偏心轮230转动连接，钢针240的另一端与连杆250转动连接。钢针240的中心轴线与偏心轮230的中转轴线存在一定夹角，在本实施例中，上述夹角为8°。连杆250大体呈“T”字形设置，钢针240安装于连杆250的底部。连杆250的顶端设置有两个驱动安装孔251，驱动安装孔251与驱动安装柱1217一一对应，且驱动安装柱1217与驱动安装孔251卡接配合，防脱凸台1217a与驱动安装孔251的底端抵接，以使得驱动安装柱1217不会从驱动安装孔251内脱离。
本申请实施例一种串联式流体泵的实施原理为：驱动电机220驱使偏心轮230发生转动，倾斜设置于偏心轮230上的钢针240带动连杆250运动，以使得安装在连杆250上的驱动安装柱1217带动隔膜体121发生周期性运动。吸入活动囊1211扩张，吸入囊腔内形成负压，流体经过流体吸入嘴1111进入到吸入囊腔内；吸入活动囊1211收缩，排出活动囊1212扩张，安装于吸入留存段1121b的吸入单向阀1123a将吸入孔段1121a单向封闭，以使得流体被挤压至吸入输出段1121c并进入到隔膜体121的吸入流体孔1213内，流体再经过连通槽1221进入到排出流体孔1214内，单向阀片1215与连通槽1221靠近排出流体孔1214所在一侧的上端面贴合，以保证单向阀片1215能够控制所述连通槽1221与所述排出流体孔1214内的流体沿着工作方向单向流动。流体再经过排出输入段1122c进入到排出留存段1122b和排出囊腔中，吸入活动囊1211扩张，排出活动囊1212收缩，由于排出单向阀1123b安装于阀座112的上表面，排出单向阀1123b使得流体只能从排出留存段1122b进入到排出孔段1122a，从而将流体从流体排出嘴1112排出，实现单向输送流体的功能。
以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围。其中，相同的零部件用相同的附图标记表示。需要说明的是，下面描述中使用的词语“前”、“后”、“左”、“右”、“上”和“下”指的是附图中的方向，词语“内”和“外”分别指的是朝向或远离特定部件几何中心的方向。故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。
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