排气式双隔离双隔膜隔膜泵的制作方法

1.本实用新型属于活塞直接致动用于输送矿浆类流体的容积泵体技术领域，具体涉及一种排气式双隔离双隔膜隔膜泵。


背景技术：

2.目前，用于输送具有颗粒状磨损性介质如矿浆的隔膜泵设计中，以授权公告号为cn1666023a说明书附图1公开的隔膜泵为例。该类别隔膜泵通过柱塞连接到驱动单元，通过柱塞的抽吸往复运动，使工作流体在抽吸作用力下以一定的频率进行连续的抽排输送行程，利用隔膜室内形成的负压，抽排一定量的泥浆。
3.该类隔膜泵使用过程中存在的问题在于：由于输送的是诸如矿浆等磨损性流体介质，长时间使用后，隔膜腔内安装的橡胶隔膜极易出现摩擦损耗，而橡胶隔膜一旦磨损，在大压力抽排作用力下，将会导致部分矿浆介质进入柱塞机构液压缸内，进一步引起柱塞机构中柱塞的磨损；此时，需要更换的不仅仅是橡胶隔膜，连同柱塞机构整体也需更换，严重影响设备使用寿命，同时导致维修成本的攀升，给用户带来极大的经济负担。
4.此外，隔膜泵在第一次开机时，隔膜腔在进浆压力下，隔膜腔内会聚集大量富余空气；而且，隔膜泵工作中由于浆体的波动性，原来溶解在浆体中的空气从浆体中逸出后及选矿药剂中遗留的气体，也要聚集在隔膜腔的上部；由于空气的可压缩性和空气的气阻现象，容易造成隔膜泵不能开机和容积效率降低的问题。对此，现提出如下改进技术方案。


技术实现要素：

5.本实用新型解决的技术问题：提供一种排气式双隔离双隔膜隔膜泵，采用带过滤隔膜的重力隔离室，通过双重隔离，双重隔膜的结构解决现有技术下抽排矿浆类隔膜泵隔膜容易损坏，以及隔膜损坏后矿浆溢入液压缸，连环引起柱塞机构损坏的技术问题；采用在隔膜腔设置排气装置的技术方案解决隔膜泵不能开机和容积效率降低的问题。
6.本实用新型采用的技术方案：排气式双隔离双隔膜隔膜泵，包括柱塞机构，所述柱塞机构连接隔膜腔一端，所述隔膜腔通过三通管连接进浆管道和排浆管道；其特征在于：所述进浆管道、排浆管道与隔膜腔连通段设有竖直设置、截面尺寸大于任意管道截面尺寸的重力隔离室；所述重力隔离室内侧上部横截式固定安装过滤隔膜；所述重力隔离室上方设有隔膜腔；所述隔膜腔腔体内设有隔膜；所述隔膜腔腔体制有排气口；所述排气口安装排气装置。
7.上述技术方案中，进一步地：所述排气装置为手动排气装置或自动排气装置。
8.上述技术方案中，进一步地：所述自动排气装置包括排气电磁阀、电接点压力表、延时断开时间继电器、循环延时时间继电器。
9.上述技术方案中，进一步地：所述过滤隔膜为制有过滤通孔的圆形橡胶隔膜或过滤网式隔膜；所述过滤隔膜安装高度高于进浆管道安装高度。
10.上述技术方案中，进一步地：圆形橡胶隔膜纵截面为波浪形结构，且外侧端制有凸
缘密封圈。
11.上述技术方案中，进一步地：所述重力隔离室上端连接隔膜腔下端；所述重力隔离室下端通过连接弯管连接三通管一端；所述三通管另两端分别连接排浆管道和进浆管道。
12.上述技术方案中，进一步地：所述隔膜同轴固连导杆；所述导杆外侧同轴套装导向套；所述导杆沿导向套移动；所述导向套与柱塞机构的油缸缸体内侧壁同轴固连为一体。
13.上述技术方案中，进一步地：所述隔膜为实心的圆伞形结构，圆伞形结构的隔膜边缘制有凸缘结构的密封圈。
14.上述技术方案中，进一步地：所述进浆管道设有进浆阀箱；所述排浆管道设有排浆阀箱；所述进浆阀箱箱体内竖直安装进浆逆止阀；所述排浆阀箱箱体内竖直安装排浆逆止阀；所述进浆逆止阀和排浆逆止阀交替导通或截止。
15.本实用新型与现有技术相比的优点：
16.1、本实用新型隔膜腔下方与进、排浆管道之间设置具有重力自沉降功能的重力隔离室6，且重力隔离室6内设置过滤隔膜7；重力隔离室6形成第一重隔离，重力隔离室上方设有的隔膜腔2为第二道隔离；利用流体重力过滤阻挡大颗粒、带刺、尖锐矿浆颗粒进入隔膜腔；有效保护隔膜腔内隔膜，防止隔膜以及柱塞机构磨损，设备关键部件的寿命显著延长，降低维修成本。
17.2、本实用新型过滤隔膜7采用波浪结构设计，较平面结构而言可有效增加过滤面积。
18.3、本实用新型排气装置为自动或手动排气装置，主要用于初次开机排气以及正常开机后的逸出气体排气，避免气阻现象造成的隔膜泵不能开机和容积效率降低问题的出现。
19.4、本实用新型排重力隔离室下端通过连接弯管12转折式连接下沉式安装的进浆管道和排浆管道；增设连接弯管，用于起到降低设备纵向高度的效果，同时减少设备做功。
附图说明
20.图1为本实用新型结构示意图。
21.图2为图1中重力隔离室的放大细节结构示意图。
22.图3为图1中隔膜腔的局部放大细节结构示意图。
23.图4为本实用新型隔膜腔顶部手动排气装置方案示意图。
24.图5为本实用新型隔膜腔顶部自动排气装置方案示意图。
25.图6为本实用新型图5实施例自动排气装置的控制原理电路图。
具体实施方式
26.下面结合附图1
‑
6描述本实用新型的具体实施例。
27.排气式双隔离双隔膜隔膜泵，包括柱塞机构1。（如图1所示）需要说明的是，所述柱塞机构1通过驱动单元驱动柱塞1
‑
1往复运动，使工作流体在一定的正、负压抽排作用力下，以一定的频率进行连续的抽排输送行程，利用隔膜腔2内形成的正、负压，抽排一定量的泥浆。
28.实际应用时，排气式双隔离双隔膜隔膜泵包含最少一套最多五套，含单作用的柱
塞1
‑
1或双作用的活塞的油缸1
‑
2，油缸1
‑
2的前面是充满液压油的连接管，连接管以法兰或焊接的方式连接隔膜腔2及其它管道结构。
29.（如图1所示方位）所述柱塞机构1的柱塞缸缸体连接隔膜腔2的腔体，所述隔膜腔2腔体优选为弯管结构实施例，且隔膜腔2下端通过三通管3连接进浆管道4和排浆管道5。通过转折结构，一方面防止隔膜腔内隔膜磨损，另一方面用于减小设备纵向高度。
30.本实用新型在上述结构基础上的改进在于：所述进浆管道4、排浆管道5与隔膜腔2腔体之间连通段设有竖直设置、截面尺寸大于任意管道截面尺寸的重力隔离室6。
31.采用重力隔离室6实现流体介质内固体颗粒物的自然沉降。因此应当理解的是，凡是能实现重力隔离功能的重力隔离室6结构均适用于本案。
32.所述重力隔离室6横截式固定安装过滤隔膜7。为充分且进一步地防止质量较大的固体颗粒物向上移动接近隔膜腔2，采用在重力隔离室6横截式固定安装过滤隔膜7的措施，通过过滤隔膜7的过滤作用，主动过滤。
33.实际使用效果为：重力隔离室6上部为低浓度浆体或清水，下部为沉降后的浓度较高的浆体。通过自沉降作用，防止大颗粒、带刺、尖锐矿浆颗粒物进入过滤隔膜7上方，防止接触磨损隔膜腔2内隔膜9。
34.在此基础上，所述重力隔离室6上方设有隔膜腔2；所述隔膜腔内设有隔膜9。因此，使得泥浆内的颗粒物被下方的重力隔离室6内的过滤隔膜7过滤阻挡，防止颗粒物接近隔膜腔2磨损隔膜9。
35.为实现重力自沉降功能：所述隔膜腔2和过滤隔膜7的安装高度高于进浆管道4安装高度，防止大颗粒、带刺、尖锐矿浆颗粒物进入隔膜腔2。
36.在此基础上，所述隔膜腔2内设有隔膜9。所述隔膜9竖直安装，且隔膜9正对隔膜腔2的的内凹面横移运动变形，所述隔膜9的变形运动方向与过滤隔膜7相互垂直。即就是将隔膜腔2与重力隔离室6之间采用弯管进行连接，形成直角转折结构，进一步防止隔膜9摩擦损耗问题的出现。应当理解的是，将隔膜腔2与重力隔离室采用6直管进行连接的实施例属于本案的直接替换。
37.此外，所述隔膜腔2腔体顶端密封用的盖体中心制有排气口10；所述排气口10安装排气装置11。所述排气装置11为手动排气装置或自动排气装置。
38.当为手动排气装置时，（如图4所示）所述排气装置11包括手动排气阀门1101、压力表、排放管道1102。
39.上述实施例中，进一步地：当为自动排气装置时，（如图5所示）所述自动排气装置包括排气电磁阀1104、电接点压力表1103、延时断开时间继电器、循环延时时间继电器、排放管道1102。具体工作原理以及电路连接方式参见图6以及后文描述。
40.上述实施例中，进一步地：所述过滤隔膜7为制有过滤通孔的圆形橡胶隔膜或过滤网式隔膜。优选采用橡胶过滤隔膜。采用过滤网式隔膜的结构改进同样落入本案的保护范围内。
41.优选地，圆形橡胶结构的过滤隔膜7外侧端制有凸缘密封圈701。保证圆形橡胶结构的过滤隔膜7安装牢固度的同时，实现法兰连接处的密封可靠连接。
42.上述实施例中，进一步地：所述过滤隔膜7纵截面为波浪形结构。采用波浪结构，以增大过滤面积，更加高效的过滤，从而更加充分地防止大颗粒、带刺、尖锐矿浆颗粒进入上
方隔膜腔2内。
43.上述实施例中，进一步地：所述重力隔离室6上端连接隔膜腔2下端；所述重力隔离室6下端通过连接弯管12连接三通管3一端；增设连接弯管12，用于起到降低设备纵向高度的效果，同时减少设备做功。
44.所述三通管3另两端分别连接排浆管道5和进浆管道4。一般而言，将排浆管道5设在三通管3上方，将进浆管道4设在三通管3近端下方，方便抽吸。
45.上述实施例中，进一步地：所述隔膜腔2内设有隔膜9。
46.上述实施例中，进一步地：所述隔膜9为实心的圆伞形结构。实心结构，较现有技术的空心结构，结构强度更高，寿命更长；伞形结构，更利于隔膜腔2容积的改变。
47.此外，圆伞形结构的隔膜9边缘制有凸缘结构的密封圈901。密封圈901一方面方便隔膜9的压紧式固定安装，另一方面起到密封作用。
48.（如图2所示）所述隔膜9中心设有与橡胶隔膜中心同轴复合固连为一体的金属连接件；金属连接件中心制有螺纹连接孔，并通过该螺纹孔紧固式同轴旋合适配连接导杆2
‑
1一端；所述导杆2
‑
1另一端用于检测导杆2
‑
1随隔膜9的横移位置。
49.具体检测实施例为：垂直于导杆2
‑
1轴向移动方向，所述油缸1
‑
2缸体伸入缸体内密封支撑安装设有传感器检测元件。所述传感器检测元件的探测端纳入油缸缸体内，并用于探测导杆2
‑
1随隔膜9变形的横移位置，进而朝控制器发出电信号，确定抽排运行状态是否正常。一般导杆的横移行程正常，则表明抽排机构稳定运行，没有损坏。
50.为解决导杆2
‑
1的直线导向支撑问题：（如图2所示）所述导杆2
‑
1外侧同轴套装2
‑
2；所述导杆2
‑
1沿导向套2
‑
2移动；所述导向套2
‑
2与柱塞机构1的油缸缸体内侧壁同轴固连为一体。如图2所示，导向套2
‑
2通过油缸缸体内侧壁制有的凸台结构，将导向套2
‑
2与油缸缸体轴向压紧式固连为一体。导向套2
‑
2优选为铸件。
51.上述实施例中，进一步地：所述进浆管道4设有进浆阀箱4
‑
1；所述排浆管道5设有排浆阀箱5
‑
1；所述进浆阀箱4
‑
1箱体内竖直安装进浆逆止阀；所述排浆阀箱5
‑
1箱体内竖直安装排浆逆止阀；所述进浆逆止阀和排浆逆止阀交替导通或截止。即当进浆逆止阀导通时，排浆逆止阀处于截止状态；排浆逆止阀导通时，进浆逆止阀处于截止状态，从而实现仅能单向导通的周期抽排作业。
52.具体地，隔膜腔2和重力隔离室6内形成朝上的抽吸力时，进浆逆止阀上移导通，排浆逆止阀下移截止，为吸浆行程；隔膜腔2和重力隔离室6内形朝下的推挤排放力时，进浆逆止阀下移截止，排浆逆止阀上移导通，为排浆行程。
53.上述实施例中，进一步地：所述隔膜腔设有排气口。所述排气口用于泵体第一次启动时和使用中的防爆排气。
54.前文描述所涉及的管道连接方式，主要包括法兰式连接方式和焊接式连接方式。
55.本实用新型的工作原理为：当柱塞机构1中的柱塞1
‑
1朝如图1所示方位的右后方移动时：隔膜腔2内的隔膜9变化为如图1所示向右内凹的状态，此时，隔膜腔2体积膨胀，隔膜腔2、重力隔离室6、连接弯管12、三通管3内气压下降形成抽吸力，进浆管道4内进浆逆止阀上移，进浆管道4抽吸矿浆；排浆逆止阀下移，单向截止封堵排浆管道5排放口，矿浆从进浆管道4下端流入三通管3内；接着柱塞机构1中的柱塞1
‑
1朝左侧移动：隔膜腔2内的隔膜9朝左侧变形凸出；隔膜腔2体积变小产生朝下推排压力，推送进浆管道4内进浆逆止阀朝下
移动，进浆逆止阀单向截止封堵进浆管道4抽吸口，排浆管道5的排浆逆止阀上移导通排放口，矿浆从排浆管道5左侧排出，完成一个抽排周期。以此往复，连续抽排矿浆。由于三通管3和隔膜腔2之间设有竖直的重力隔离室6，且重力隔离室6内设有过滤隔膜7，过滤隔膜7的高度高于进浆管道4高度，因此较为清澈的浆水会在过滤隔膜7上面涌动，而大颗粒、坚硬或者带刺的矿浆被过滤隔膜7挡住，不直接进入隔膜腔2中，防止隔膜9损坏，从而延长隔膜9和柱塞1
‑
1的寿命，延长维保周期，降低维保经费支出。
56.本实用新型自动排气的工作原理为：
57.初次开机排气模式：由于是第一次开机，在进浆压力下，管道内和隔膜腔2内的空气全部被压缩到了隔膜腔2上部；为避免气阻现象造成的隔膜泵不能开机和容积效率降低问题的出现，自动排气装置需要根据设定的时间和频率开启排气电磁阀连续排气；直至延时到时后，停止排气。
58.（参见图6）具体地：当隔膜泵主机运行后，隔膜泵继电器（ka1）、喂料泵（km）吸合，延时断开时间继电器（kt）线圈得电，排气电磁阀1104（yc）得电，开始自动排气，待延时断开时间继电器（kt）延时结束后，延时断开时间继电器（kt）辅助触头断开，排气电磁阀1104（yc）失电，排气自动停止。
59.其中，需要说明的是：延时断开时间继电器（kt）排气时间的设定，依据在工厂出厂试验时，排出空气后的时间基础上放大一定的量，作为第一次排气时间基准。
60.开机运行过程中的自动排气工作原理：当隔膜腔2上部已经充满了浓度较低的矿浆或半清的水，由于压力的变化，原来溶解在浆体中的空气从浆体中逸出及选矿药剂中遗留的气体，慢慢的聚集在隔膜腔2上部；自动排气装置根据设定的时间和频率断续排气。（参见图6）具体地：隔膜泵在运行过程中，电接点压力表1103检测到的实测压力高于设定压力时，电接点压力表1103的触点（p＞）吸合，控制排气电磁阀1104（yc）得电导通，开始排气泄压；当压力排放到低于设定值时，电接点压力表1103断开，排气电磁阀1104（yc）失电，泄压停止。从而实现自动排气装置根据根据电接点压力表监测下的自动排气功能。
61.不仅如此，隔膜泵在运行过程中：隔膜泵继电器（ka1）处于吸合状态，基于循环延时时间继电器（kt1）的循环时间可调，循环延时时间继电器（kt1）线圈得电，循环延时时间继电器（kt1）通过辅助触头的循环闭合、断开来进行隔膜泵运行过程中的间隔延时自动排气。从而实现自动排气装置根据设定的时间和频率断续排气功能。
62.通过以上描述可以发现：本实用新型隔膜腔2下方与进、排浆管道之间设置具有重力自沉降功能的重力隔离室6，且重力隔离室6内设置过滤隔膜7；利用流体重力过滤且阻挡大颗粒、带刺、尖锐矿浆颗粒进入隔膜腔2；有效保护隔膜腔2内隔膜9，防止隔膜9磨损，延长设备寿命与隔膜寿命，降低维修成本。
63.本实用新型柱塞机构1水平安装，过滤隔膜7与隔膜9相互垂直，利用转折结构即弯管连接，以及相当于“双隔膜”的防护结构共同作用，充分防止颗粒物磨损隔膜9，延长隔膜9使用寿命。
64.本实用新型过滤隔膜7采用波浪结构设计，较平面结构而言可有效增加过滤面积。
65.本实用新型重力隔离室6形成第一重隔离，重力隔离室6上方设有的隔膜腔2为第二道隔离，且重力隔离室内过滤隔膜7安装高度高于进浆管道4的安装高度，因此大颗粒、带刺、尖锐浆液不会进入隔膜腔2，仅在重力隔离室6内过滤隔膜7的上方具有低浓度浆体或清
水，充分有效避免了隔膜腔2内隔膜9摩擦损耗问题的出现，设备关键部件的寿命显著延长。
66.综上所述，本实用新型双隔离、双隔膜隔膜泵，结构简单，容易实现，显著提升了隔膜寿命，抽吸力增大，过滤有效，降低维修成本，为用户维保减负，适合推广；排气装置，有效保障泵体持久稳定运行。
67.应当理解的是，虽然本说明书按照一个实施方式加以描述，但并非该实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，该实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
68.上述较佳实施例，并非用来限制本实用新型实施范围，故凡以本实用新型权利要求所述内容所做的等效变化，均应包括在本实用新型权利要求范围之内；上述实施例中所用的部件以及材料，如无特殊说明，均为市售。