一种隔膜泵头及包括该隔膜泵头的隔膜增压泵
阅读说明：本技术 一种隔膜泵头及包括该隔膜泵头的隔膜增压泵 (Diaphragm pump head and diaphragm booster pump comprising same ) 是由 蔡应麟 徐兆火 于 2020-11-18 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种隔膜泵头及包括该隔膜泵头的隔膜增压泵,涉及水泵领域。该方案对隔膜片、活塞推块的结构进行改进,减少活塞推块在隔膜片上形成压痕,扩大了隔膜片可伸展的范围,为增大圆柱摆轮的摆动倾角创造条件,并极大地增加了隔膜片的耐拉扯性能,具有使用寿命长、可靠、稳定的优点。还提出一种基于改进后的隔膜泵头的隔膜增压泵,使用寿命长,可靠性、稳定性高。(The invention discloses a diaphragm pump head and a diaphragm booster pump comprising the same, and relates to the field of water pumps. The proposal improves the structure of the diaphragm and the piston push block, reduces the indentation formed on the diaphragm by the piston push block, enlarges the extendable range of the diaphragm, creates conditions for increasing the swing inclination angle of the cylindrical balance wheel, greatly increases the anti-pulling performance of the diaphragm, and has the advantages of long service life, reliability and stability. The diaphragm booster pump based on the improved diaphragm pump head is long in service life, and high in reliability and stability.)
技术领域
本发明涉及水泵领域，具体涉及一种隔膜泵头及包括该隔膜泵头的隔膜增压泵。
背景技术
目前，国内外的翻渗透滤水器中常采用隔膜增压泵，例如，申请号为201410214003.5中国专利公开了一种五增压腔隔膜泵的减震构造与摆轮结构，包括马达、马达前盖、倾斜偏心凸轮、摆轮座、泵头座、隔膜片、活塞推块、活塞阀体以及泵头盖，摆轮座上设置摆轮，在泵头座上设置作动穿孔，摆轮座穿设在作动穿孔内，通过固定螺丝穿过活塞推块上通过固定螺丝，将活塞推块、隔膜片固定于摆轮上；活塞阀体底部外周缘侧面向下凸设有一圈环凸条，环凸条塞入隔膜片中外凸条与内凸条之间的间隙中，从而活塞阀体紧固后，通过环凸条压实隔膜片，将隔膜片固定，且使活塞阀体的进水座与隔膜片顶面之间形成封闭的增压腔室。
该隔膜增压泵的工作过程为，通过马达带动倾斜偏心凸轮转动，从而倾斜偏心凸轮带动摆轮座及其上的摆轮作上下摆动运动，隔膜片随摆轮的摆动发生弹性变形，使得隔膜片与进水座之间的增压腔室的容积发生变化，从而进行吸水-增压排水的过程。
在摆轮运动的过程中，隔膜片随摆轮频繁发生往返移动发生变形，增压泵正常工作时依靠隔膜片材料本身的可变形能力缓冲摆轮的往复拉扯，参考该专利的附图118、119、120，活塞推块80通过固定螺丝1紧固于圆柱摆轮502上，圆柱摆轮502在泵头座60的通孔中上下摆动时带动隔膜片70变形，隔膜片70收到的剪切应力沿隔膜片70、活塞推块80以及圆柱摆轮502三者的连接位置向环凸条91的方向逐渐递减，而活塞推块80的下表面与隔膜片70的上表面接触，隔膜片70的下表面以及圆柱摆轮502接触，三者的接触表面均为平面，且隔膜片70为弹性材料，在紧固活塞推块80时，固定螺丝1为活塞推块80提供的锁紧力会使隔膜片70抵压于圆柱摆轮502的表面上并对隔膜片70造成挤压，一方面，由于活塞推块80与隔膜片70的接触面较大，隔膜片70可变形的范围变小，也即图1示意的L0，由于此距离较短，也即隔膜片可延展发生弹性变形的范围较小，从而限制了圆柱摆轮502上下摆动倾角的大小，进而限制圆柱摆轮设置的数量，对增压泵的流量提升造成阻碍；另一方面，在活塞推块80的挤压下，隔膜片70的厚度变薄，在隔膜片70上形成与活塞推块80下表面形状一致的压痕701(参考图2)，此压痕的产生将大大增加隔膜片70产生裂纹进而发生渗漏的风险，这将使隔膜片70的使用寿命缩减，从而影响隔膜泵的整体使用寿命。
因此，有必要提出一种密封性能佳、使用寿命长的隔膜增压泵方案。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明的第一目的在于提供一种隔膜泵头，其通过对隔膜片、活塞推块的结构进行改进，减少活塞推块在隔膜片上形成压痕，扩大了隔膜片可伸展的范围，为增大圆柱摆轮的摆动倾角创造条件，并极大地增加了隔膜片的耐拉扯性能，具有使用寿命长、可靠、稳定的优点。
为实现上述发明目的，本发明采取的技术方案如下：
一种隔膜泵头，包括泵头座、摆轮座、隔膜片、活塞推块、活塞阀座以及泵头盖，所述摆轮座上设置多个圆柱摆轮，所述圆柱摆轮上设置有定位凹槽，所述隔膜片包括膜片本体，所述膜片本体朝所述圆柱摆轮的一侧设置有与所述定位凹槽配合的定位凸沿，另一侧设置有具有通孔的定位凸柱，所述活塞推块通过螺钉穿过所述定位凸柱固定于所述摆轮座的圆柱摆轮上，所述膜片本体位于所述定位凸柱的外周还设置有抵压凹槽，所述活塞推块朝所述隔膜片的一侧设置有插接于所述抵压凹槽的抵压凸起，所述抵压凸起的高度大于所述抵压凹槽的深度。
通过这样设置，安装时，通过定位凸沿与定位凹槽配合，将将隔膜片定位于圆柱摆轮上；再将活塞推块逐一通过抵压凸起与抵压凹槽定位，再通过螺钉穿过活塞推块、经定位凸柱的通孔与圆柱摆轮连接，将活塞推块、隔膜片固定于圆柱摆轮上，在螺钉紧固活塞推块、隔膜片以及圆柱摆轮三者时，抵压凸起插接于抵压凹槽中，且抵压凸起的高度大于抵压凹槽的高度，对隔膜片位于定位凹槽内的部分进行挤压，使螺钉的紧固力对隔膜片产生的变形范围局限于定位凹槽内，安装完成后，活塞推块常态下与隔膜片平行的的表面与隔膜片保持间距，从而避免了活塞推块与隔膜片平行的表面与隔膜片直接接触而产生压痕，进而导致隔膜片耐拉扯性能下降的可能，另一方面，由于隔膜片的变形受压位置位于定位凹槽内，从而使得隔膜片位于定位凹槽外的部分可延展范围扩大，也使得有利于降低隔膜片的剪切应力，增强隔膜片的耐拉扯能力，使隔膜泵头的使用寿命延长，可靠性和稳定性提高，另外，使得隔膜片允许圆柱摆轮活动的倾角增大，为后续设计齿轮数量以及活动倾角的增大创造条件，也即为后续增大泵的流量创造条件。
作为优选，所述圆柱摆轮上位于所述定位凹槽内设置有供所述螺钉连接的螺纹孔，所述圆柱摆轮上位于所述螺纹孔的外周设置有定位凸起，所述定位凸起m的高度小于所述定位凹槽的深度n，所述定位凸沿上设置有与所述定位凸起配合的定位凹部。
通过这样设置，由于活塞推块挤压隔膜片变形的位置位于定位凹槽中，在定位凸沿上设置定位凹部，而在定位凹槽中设置定位凸起，能使定位凹部的底部与抵压凹槽之间的间距缩小，使得隔膜片更易于变形，更易于充盈定位凹槽中，增加防水效果。
作为优选，所述膜片本体的壁厚a0、所述抵压凹槽的底部到所述定位凹部的底部的距离a1、所述膜片本体与所述定位凸起之间过渡部分的壁厚a2以及所述定位凸柱的壁厚a4相等。
通过这样设置，使得隔膜片厚度均匀，降低制造工艺难度，有利于减少制造过程中次品的产生。
作为优选，所述膜片本体上位于所述抵压凹槽的外周还设置有辅助凸起，所述活塞推块上设置有容纳所述辅助凸起的容纳槽。
通过这样设置，进一步增加活塞推块、隔膜片与圆柱摆轮固定连接后的密封性，降低发生漏水的可能，提高隔膜泵头的可靠性。
作为一种替代的方案，本发明提供另一种隔膜泵头，包括泵头座、摆轮座、隔膜片、活塞推块、活塞阀座以及泵头盖，所述摆轮座上设置多个圆柱摆轮，所述隔膜片包括膜片本体，所述活塞推块上有定位凹槽，所述膜片本体朝所述活塞推块的一侧设置有与所述定位凹槽配合的定位凸沿，另一侧设置有抵压凹槽，所述抵压凹槽的中心设有具有通孔的定位凸柱，所述圆柱摆轮上设置有供所述定位凸柱插接的定位凹孔，所述定位凹孔外沿设置有插接于所述抵压凹槽的抵压凸起，所述抵压凸起的高度大于所述抵压凹槽的深度。
通过这样设置，此方案将定位凹槽设置于活塞推块上，而将定位凸沿设置于膜片本体上，膜片本体上还设有定位凸柱以及抵压凹槽，摆轮座上设置供定位凸柱插接的定位凹孔，并在定位凹孔外周设置抵压凸起，安装时，通过定位凸柱插接于定位凹孔中，并使抵压凸起插接于抵压凹槽中，将隔膜片与圆柱摆轮定位，再将活塞推块套于定位凸柱外，使定位凸沿与定位凹槽匹配；再通过螺钉穿过活塞推块、经定位凸柱的通孔，与圆柱摆轮螺纹连接固定，螺纹紧固的过程中，摆轮座上的抵压凸起插接于抵压凹槽中，对隔膜片挤压，因抵压凸起的高度大于抵压凹槽的深度，紧固完成后，活塞推块与隔膜片平行的表面也与隔膜片之间保持间距，隔膜片受到挤压发生变形的位置也是在定位凹槽内，从而避免了活塞推块与隔膜片平行的表面对隔膜片直接接触而在隔膜片上形成压痕，进而避免了降低隔膜片耐拉扯性能的可能，提高了隔膜片的耐拉扯能力，延长隔膜泵头的使用寿命，提高其使用的可靠性以及稳定性，另一方面，与第一种方案一致，由于隔膜片受挤压变形的范围仅限于定位凹槽中，从而使得隔膜片外可延展变形的范围增大，有利于降低隔膜片的剪切应力，增强隔膜片的耐拉扯能力，使隔膜片允许圆柱摆轮活动的倾角增大，为后续设计齿轮数量以及活动倾角的增大创造条件，也即为后续增大泵的流量创造条件。
作为优选，所述定位凹槽内设置有定位凸起，所述定位凸起的高度m小于所述定位凹槽的深度n，所述定位凸起上设置有与所述定位凸起配合的定位凹部。
通过这样设置，能使定位凹部的底部与抵压凹槽之间的间距缩小，使得隔膜片更易于变形，更易于充盈定位凹槽中，增加防水效果。
作为优选，所述膜片本体的壁厚a0、所述抵压凹槽的底部到所述定位凹部的底部的距离a1、所述膜片本体与所述定位凸起之间过渡部分的壁厚a2以及所述定位凸柱的壁厚a4相等。
通过这样设置，使得隔膜片厚度均匀，降低制造工艺难度，有利于减少制造过程中次品的产生。
基于同一发明构思，本发明的第二目的在于，提供一种隔膜增压泵，包括电机，还包括上述任意一种隔膜泵头，所述电机与所述隔膜泵头连接。
通过这样设置，由于采用上述隔膜泵头，当然地也具备以上的技术效果，即能是隔膜增压泵的使用寿命延长、可靠性以及稳定性增加，还能有利于增大隔膜增压泵的流量，具有较好的使用前景。
相对于现有技术，本发明取得了有益的技术效果：
1、提出一种隔膜泵头，通过对隔膜片、活塞推块以及圆柱摆轮的结构改进，避免在隔膜片上产生压痕，使隔膜片受压的面积减少，增大隔膜片可延展的范围，为大流量的隔膜增压泵提供设计参考，并有效提高隔膜泵头的使用寿命，增强其使用的可靠性以及稳定性。
2、提出一种基于改进后的隔膜泵头的隔膜增压泵，使用寿命长，可靠性、稳定性高。
附图说明
图1是现有技术中活塞推块、隔膜片以及圆柱摆轮三者连接的结构示意图；
图2是现有技术中使用一段时间后的隔膜片的结构示意图；
图3是本发明实施例1中隔膜泵头的整体结构的爆炸示意图；
图4是本发明实施例1中隔膜泵头的剖视图；
图5是图7中O部的放大图；
图6是本发明实施例1中隔膜片的结构示意图；
图7是本发明实施例2中隔膜泵头的剖视图；
图8是图7中P部的放大图；
图9是本发明实施例2中隔膜片的结构示意图；
图10是本发明实施例3中隔膜泵头的剖视图；
图11是图10中Q部的放大图；
图12是本发明实施例4中隔膜泵头的剖视图；
图13是图12中R部的放大图；
图14是本发明实施例4中隔膜片的结构示意图；
图15是本发明实施例5中膜增压泵的整体结构爆炸示意图。
其中，各附图标记所指代的技术特征如下：
1、螺钉；502、圆柱摆轮；5021、螺纹孔；60、泵头座；70、隔膜片；701、压痕；702、膜片本体；703、肋条；704、定位凸柱；705、辅助凸起；80、活塞推块；801、容纳槽；901、环凸条；11、隔膜泵头；110、摆轮座；111、活塞阀座；112、泵头盖；2、定位凹槽；201、定位凸起；3、定位凸沿；301、定位凹部；4、抵压凹槽；5、抵压凸起；6、定位凹孔；7、电机；700、前盖。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例对本发明进行进一步详细说明，但本发明要求保护的范围并不局限于下述具体实施例。
实施例1
参考图3～6，本实施例公开了一种隔膜泵头11，包括泵头座60、摆轮座110、隔膜片70、活塞推块80、活塞阀座111以及泵头盖112，还包括未图中示出的偏心凸轮、轴承等结构，未示出部分为现有技术。
参考图3～6，本实施例中，摆轮座110上设置有多个圆柱摆轮502，圆柱摆轮502上设置有定位凹槽2，隔膜片70包括膜片本体702，膜片本体702朝圆柱摆轮502的一侧设置有与定位凹槽2配合的定位凸沿3，另一侧设置有具有通孔(图中未标注)的定位凸柱704，活塞推块80通过螺钉1穿过定位凸柱704固定于摆轮座110的圆柱摆轮502上，膜片本体702上位于定位凸柱704的外周还设置有抵压凹槽4，活塞推块80朝隔膜片70的一侧设置有插接于抵压凹槽4的抵压凸起5，抵压凸起5的高度大于抵压凹槽4的深度，即H>h。
参考图2、图3、图4和图6，本实施例中的膜片本体702与现有技术中的隔膜片70的结构相同，均根据活塞推块80的数量通过多个肋条703结构分割成多个打水区(图中未标注)。
参考图4和图5，螺钉1产生的紧固力通过活塞推块80传递至隔膜片70，使隔膜片70发生变形的范围局限于定位凹槽2内，从而活塞推块80常态下与隔膜片70平行的的表面与隔膜片70保持间距，从而避免了活塞推块80与隔膜片70平行的表面与隔膜片70直接接触而产生压痕701，进而导致隔膜片70耐拉扯性能下降的可能，另一方面，由于隔膜片70的变形受压位置位于定位凹槽2内，从而使得隔膜片70位于定位凹槽2外的部分可延展范围扩大，即图纸中定位凹槽2到环凸条901的距离L1大于常规结构中的L0，也使得有利于降低隔膜片70的剪切应力，增强隔膜片70的耐拉扯能力，使隔膜泵头11的使用寿命延长，可靠性和稳定性提高，另外，使得隔膜片70允许圆柱摆轮502活动的倾角增大，为后续设计齿轮数量以及活动倾角的增大创造条件，也即为后续增大泵的流量创造条件。
作为优选，活塞推块80、隔膜片70固定于圆柱摆轮502上后，活塞推块80与隔膜片70平行的表面(图5中示意的表面P)与隔片上表面的间距为0.01～0.5mm。
实施例2
参考图7～9，基于实施例1，本实施例公开另一种隔膜泵头11，本实施例与实施例1区别的地方在于：
圆柱摆轮502上位于定位凹槽2内设置有供螺钉1连接的螺纹孔5021，圆柱摆轮502上位于螺纹孔5021的外周设置有定位凸起201，定位凸起201m的高度小于定位凹槽2的深度n，定位凸沿3上设置有与定位凸起201配合的定位凹部301。
优选地，m＝(1/4)n。
隔膜片70为热塑性硫化橡胶膜片，隔膜片70上的定位凸沿3、定位凸柱704、抵压凹槽4、定位凹部301与膜片本体702一体成型。
参考图9，膜片本体702的壁厚a0、抵压凹槽4的底部到定位凹部301的底部的距离a1、膜片本体702与定位凸起201之间过渡部分的壁厚a2以及定位凸柱704的壁厚a4相等。
实施例3
参考图10和图11，本实施例公开另一种隔膜泵头11，本实施例基于实施例1或实施例2，并与实施例1或实施例2区别的地方在于：
膜片本体702上位于抵压凹槽4的外周还设置有辅助凸起705，活塞推块80上设置有容纳辅助凸起705的容纳槽801。
隔膜片70的变形不仅发生在定位凹槽2内，还发生在容纳槽801中，容纳槽801正对于定位凹槽2设置，从而使得隔膜片70收到挤压的变形范围也位于定位凹槽2中，而隔膜片70的可延展弹性变形的范围，如图10中L2示意，L2同样能大于现有结构的L0，起到增强隔膜片70的耐拉扯能力，使隔膜泵头11的使用寿命延长，提高可靠性和稳定性的作用。
实施例4
参考图12～14，作为一种替代方式，本实施例公开了另一种隔膜泵头11，包括泵头座60、摆轮座110、隔膜片70、活塞推块80、活塞阀座111以及泵头盖112，摆轮座110上设置有多个圆柱摆轮502，隔膜片70包括膜片本体702，活塞推块80上有定位凹槽2，膜片本体702朝活塞推块80的一侧设置有与定位凹槽2配合的定位凸沿3，另一侧设置有抵压凹槽4，抵压凹槽4的中心设有具有通孔的定位凸柱704，圆柱摆轮502上设置有供定位凸柱704插接的定位凹孔6，定位凹孔6外沿设置有插接于抵压凹槽4的抵压凸起5，抵压凸起5的高度J大于抵压凹槽4的深度j。
更优地，定位凸沿3的高度I大于定位凹槽2的深度i。
参考图12和图13，隔膜片70位于定位凹槽2外的部分可延展范围扩大，即图纸中定位凹槽2到环凸条901的距离L3也大于常规结构中的L0，达到实施例1同样的技术效果，即有利于降低隔膜片70的剪切应力，增强隔膜片70的耐拉扯能力，使隔膜泵头11的使用寿命延长，可靠性和稳定性提高，另外，使得隔膜片70允许圆柱摆轮502活动的倾角增大，为后续设计齿轮数量以及活动倾角的增大创造条件，也即为后续增大泵的流量创造条件。
作为优选，活塞推块80、隔膜片70固定于圆柱摆轮502上后，活塞推块80与隔膜片70平行的表面(图13中示意的平面P)与隔片上表面的间距为0.01～0.5mm。
定位凹槽2内设置有定位凸起201，定位凸起201的高度m小于定位凹槽2的深度n，定位凸起201上设置有与定位凸起201配合的定位凹部301。
优选地，m＝(1/4)n。
参考图14，膜片本体702的壁厚a0、抵压凹槽4的底部到定位凹部301的底部的距离a1、膜片本体702与定位凸起201之间过渡部分的壁厚a2以及定位凸柱704的壁厚a4相等。
实施例5
参考图15，本实施例公开一种隔膜增压泵，包括电机7，还包括实施例1～3任一种隔膜泵头11，电机7的主轴与隔膜泵头11的偏偏新凸轮连接，电机7的前盖700与隔膜泵头11的泵头座60固定，电机7为隔膜泵头11提供转动动力，驱使偏心凸轮摆动，进而带动摆轮座110在泵头座60内作动，进而带动隔膜片70发生变形使隔膜泵头11内容腔发生变化，吸水和增压排水过程，其原理与现有技术相同，在此不再赘述，而采用上述实施例的隔膜泵头11，使得此隔膜增压泵的使用寿命长，可靠性以及稳定性高，可以设置更大流量，具有较好的市场运用前景。
根据上述说明书的揭示和教导，本发明所属领域的技术人员还可以对上述实施方式进行变更和修改。因此，本发明并不局限于上面揭示和描述的具体实施方式，对发明的一些修改和变更也应当落入本发明的权利要求的保护范围内。此外，尽管本说明书中使用了一些特定的术语，但这些术语只是为了方便说明，并不对发明构成任何限制。
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