一種實用新型往復式液壓隔膜泵的探究

姜新喜 范丘林

摘 要：針對現有技術的不足，為本實用新型提供一種往復式液壓隔膜泵，采用一種新的方式漸開線凸輪驅動柱塞工作。漸開線凸輪推動柱塞向前運動時呈勻速直線運動，兩個凸輪呈相對180°布置，可持續地勻速輸送介質，管路上不用加蓄能器即可形成平穩的壓力。

關鍵詞：實用;新型;往復式液壓隔膜泵

中圖分類號：TH323 文獻標識碼：A 文章編號：1671-2064（2020）13-0071-02

1背景技術

現有的往復泵多為曲軸或偏心塊驅動，在運行時形成正玄波式脈動曲線。脈動非常大，對液缸體強度要求較高，需增加材料以保證強度，同時管路上需再加裝蓄能器等緩沖裝置。

往復泵曲軸旋轉一周，通過連桿推動和拉動十字頭及柱塞往復一周，會有三處撞擊，一處為十字頭撞擊十字頭滑道，第二處為十字頭銷與連桿撞擊，第三處為曲軸與連桿撞擊，各處撞擊產生噪音及振動，造成環境污染。十字頭和柱塞在運行時有側向力，使其十字頭與滑道磨損，柱塞與填料偏磨，尤其是做功時，側向力可達到柱塞推力的10%，影響使用壽命。現在使用較多的為三柱塞結構，當輸送介質粘度較大時，運行轉速較低，其結構龐大、結構復雜、重量非常大、費用高、故障點多。同時會產生更多的廢品垃圾，造成環境污染[1]。

2使用新型內容

為解決以往的技術難關，本實用新型的技術方案如下：一種往復式液壓隔膜泵包括傳動箱體、兩個柱塞、液壓腔組件、隔膜頭組件、補油管路和回油管路，所述液壓腔組件內安裝有缸套，缸套由前堵壓緊，所述缸套內裝有柱塞;所述柱塞的末端均通過軸承銷安裝有柱塞軸承，所述柱塞軸承與漸開線凸輪接觸，所述漸開線凸輪與芯軸連接;所述柱塞上設有擋柱，擋柱與回位彈簧的一端連接，回位彈簧另一端與彈簧壓蓋連接[2]。

3往復式液壓隔膜泵

一種往復式液壓隔膜泵如圖1所示，其特征在于，包括傳動箱體1、兩個柱塞2、液壓腔組件11、隔膜頭組件18、補油管路20和回油管路21;液壓腔組件11內安裝有缸套13，缸套13由前堵14壓緊，缸套13內裝有柱塞2;柱塞2的末端通過軸承銷22安裝有柱塞軸承4，柱塞軸承4與漸開線凸輪3接觸，漸開線凸輪3與芯軸8連接;柱塞2上設有擋柱6，擋柱6與回位彈簧7的一端連接，回位彈簧7另一端與彈簧壓蓋15連接。

在實際應用中，主要注意以下幾個方面的內容：

（1）柱塞的中心線與漸開線凸輪軸心的垂直距離等于漸開線凸輪的基圓半徑。

（2）漸開線凸輪成對使用，兩個漸開線凸輪成相對180°布置。

（3）柱塞的一端開有導向槽，兩個柱塞之間設有導向架，導向架與柱塞上的導向槽配合，對柱塞進行導向。

（4）柱塞軸承選用雙列調心滾子軸承。

（5）液壓腔組件通過定位套與傳動箱體配合定位，液壓腔組件內填充液壓油，液壓腔組件的兩側均設有隔膜頭組件，背靠背布置。

（6）回位彈簧外設有彈簧護套。

（7）漸開線凸輪的軸孔內設有鍵槽，與芯軸通過鍵連接;所述芯軸與軸承通過軸承壓蓋安裝在傳動箱體上。

（8）軸承壓蓋的安裝孔大于漸開線凸輪的外圓。

與現有技術相比，本實用新型具有以下有益效果：本實用新型提供的泵在運行時柱塞中心線與軸心的垂直距離等于漸開線凸輪的基圓半徑，使其柱塞在做功時除重力外沒有其他側向力，不會產生偏磨現象。漸開線凸輪推動柱塞向前運動時勻速直線運動，兩個凸輪呈180°布置，可持續地勻速輸送介質，管路不用加蓄能器即可形成平穩的壓力。同時將隔膜頭布置于兩側可提高柱塞行程，單個柱塞排量大，結構緊湊，尤其在輸送粘度較大介質時，其結構優勢更為明顯。

4 實施方式

如圖1和圖2所示，一種往復式液壓隔膜泵，由傳動箱體1、柱塞2、漸開線凸輪3、柱塞軸承4、導向架5、擋柱6、回位彈簧7、芯軸8、軸承9、軸承壓蓋10、液壓腔組件11、定位套12、缸套13、前堵14、彈簧壓蓋15、彈簧護套16、蓋板17、隔膜頭組件18、閥組19、補油管路20、回油管路21、軸承銷22和鍵23等主要部件組成。

液壓腔組件11通過定位套12與傳動箱體1配合定位，液壓腔組件11內填充液壓油，隔膜頭組件18布置于液壓腔組件11的兩側，背靠背布置。液壓腔組件11內安裝有缸套13，缸套13由前堵14壓緊，缸套13內裝有柱塞2。柱塞2的末端均通過軸承銷22安裝有柱塞軸承4，柱塞軸承4由漸開線凸輪3驅動，柱塞2的中心線與漸開線凸輪軸心的垂直距離等于漸開線凸輪3的基圓半徑。漸開線凸輪3與芯軸8通過鍵23連接，芯軸8與軸承9通過軸承壓蓋10安裝在傳動箱體1上，軸承壓蓋10的安裝孔大于漸開線凸輪3的外圓，漸開線凸輪3與芯軸8繞軸心做旋轉運動，旋轉方向為逆時針。

柱塞2上設有擋柱6，擋柱6與回位彈簧7的一端連接，回位彈簧7另一端連接彈簧壓蓋15，回位彈簧7外設有彈簧護套16，柱塞在缸套13內由漸開線凸輪3和回位彈簧7推動做往復運動。

柱塞2的一端開有導向槽24，兩個柱塞之間設有導向架5，導向架5安裝在傳動箱體1內，導向架5與柱塞2上的導向槽24配合，對柱塞進行導向。

漸開線凸輪3成對使用，兩個漸開線凸輪呈相對180°布置，分別推動相應的柱塞往復運動。柱塞軸承4采用雙列調心滾子軸承，減少凸輪推動阻力，并且減少軸承的磨損。

液壓腔組件11內填充液壓油，液壓腔組件11的兩側均設有隔膜頭組件18，可以增大柱塞行程同時縮小整體結構，當柱塞2向前運動時，推動液壓油對隔膜做功，使隔膜頭組件18輸出高壓介質;當柱塞2向后運動時，降低液壓油壓力，使隔膜頭組件18吸入介質。

由于兩個漸開線凸輪3呈180°布置，推動柱塞運動時兩個柱塞的運動軌跡相反，當一個柱塞向前運動時，另一個柱塞向后運動，始終持續輸送介質，故流量是固定不變的，形成平穩的流量壓力。

由于柱塞2的中心線與軸心O的垂直距離等于漸開線凸輪3的基圓半徑，故柱塞2在向前運動時是勻速運動的，而且由于柱塞2的中心線與軸心O的距離等于漸開線凸輪3的基圓半徑，作用在柱塞2上的力的方向主要是沿柱塞2的中心線，其側向力非常小，可忽略，大大降低了柱塞及缸套的偏磨。

5 結語

綜上所述，本實用新型提供的隔膜泵在運行時柱塞與軸心的距離等于漸開線凸輪的基圓半徑，使柱塞在做功時除重力外沒有其他側向力，不會產生偏磨現象。漸開線凸輪推動柱塞向前運動時勻速直線運動，兩個凸輪呈180°布置，可持續地勻速輸送介質，管路不用加蓄能器即可形成平穩的壓力[3]。

參考文獻

[1] 高劍虹，楊曉翔.橡膠-鋼球支座非線性有限元分析[J].機械研究與應用，2007（6）：18-20.

[2] 胡少剛，周堃敏，褚輝生.面向液壓系統動態特性的數字仿真技術研究[J].現代機械，2008（1）：30-32.

[3] 劉曉明，么克威，汪建.國產隔膜泵在鞍鋼漿體長距離管道輸送中的應用[J].金屬礦山，2008（10）：107-109+115.

Abstract：In view of the deficiency of the existing technology， the utility model provides a reciprocating hydraulic diaphragm pump， which adopts a new way of involute CAM driving plunger to work.Involute CAM to push plunger forward motion uniform linear motion， the two cams into a relative 180? layout， sustainable uniform transmission medium， no accumulator on the pipeline， you can form a stable.

Key words：practical;new type;reciprocating hydraulic diaphragm pump pressure

收稿日期：2020-06-08

作者簡介：姜新喜（1982—），男，陜西蒲城人，本科，工程師，研究方向：往復泵設計及優化。