具有补水装置的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，具体涉及一种具有补水装置的双隔膜隔膜泵。


背景技术：

2.目前，隔膜泵一般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，抽排流体介质。
3.但是，应用于矿浆领域的隔膜泵，往往存在以下问题：1、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；2、隔膜泵在初次运行时，由于矿浆流质粘稠度较高，往往存在抽吸阻力过大的问题。对此，现提出如下改进技术方案。


技术实现要素：

4.本实用新型解决的技术问题：提供一种具有补水装置的双隔膜隔膜泵，首先采用在隔膜腔和抽排管道之间增设重力隔离室，在重力隔离室内增设带孔式过滤隔膜的双隔膜、双隔离结构改进，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；其次采用在隔膜腔内增设补水装置，补水稀释粘稠流质，解决隔膜泵启动时抽排阻力大的技术问题。
5.本实用新型采用的技术方案：具有补水装置的双隔膜隔膜泵，包括柱塞机构、隔膜腔、进浆管道和排浆管道；其特征在于：所述进浆管道、排浆管道与隔膜腔之间设有竖直设置的重力隔离室，所述重力隔离室内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；所述隔膜腔内设有隔膜；所述隔膜腔安装补水装置。
6.上述技术方案中，进一步地：所述补水装置包括手动补水装置和自动补水装置。
7.上述技术方案中，进一步地：所述自动补水装置包括补水电磁阀和循环延时时间继电器。
8.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。
9.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。
10.上述技术方案中，进一步地：所述重力隔离室的管道内径与三通管、进浆管道、排浆管道的管道内径相等。
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设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.上述技术方案中，进一步地：所述隔膜腔设有排气口。
16.本实用新型与现有技术相比的优点：
17.1、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。
18.2、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。
19.3、本实用新型隔膜腔设有补水装置，通过补水装置朝隔膜腔内补水稀释，一方面解决隔膜泵启动时抽排阻力大的技术问题；另一方面，当双隔离、双隔膜隔膜泵长时间运行后，由于隔膜腔内矿浆浓度升高，通过补加清水，能够降低稀释矿浆浓度，防止隔膜损坏，提高隔膜泵寿命。
附图说明
20.图1为本实用新型结构示意图。
21.图2为图1中隔膜腔的局部放大细节结构示意图。
22.图3为图1中重力隔离室的放大细节结构示意图。
23.图4为本实用新型隔膜泵驱动电机与电源开关的电路图。
24.图5为本实用新型自动补水装置的电路接线控制原理图。
具体实施方式
25.下面结合附图1
‑
5描述本实用新型的具体实施例。
26.具有补水装置的双隔膜隔膜泵，包括柱塞机构1。（如图1所示）需要说明的是，所述驻塞机构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负压抽吸作用力下，以一定的频率进行连续的抽排输送行程，利用隔膜腔2内形成的负压，抽排一定量的泥浆。
27.实际应用时，具有补水装置的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其它管道结构。
28.（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。
29.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腔体之间设有竖直设置的重力隔离室6。
30.采用重力隔离室6，借助高度差，实现流体介质内固体颗粒物的实现自然沉降。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。
31.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。
32.实际使用效果为：重力隔离室6过滤隔膜7上方具有少量的矿浆或较为清澈的清水，过滤隔膜7充分防止颗粒物进入滤隔膜7上方，防止接触磨损隔膜腔2内隔膜9。
33.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。
34.此外，所述隔膜腔2安装补水装置11。所述补水装置11包括手动补水装置和自动补水装置。
35.当为手动补水装置时，包括手动阀门、压力表、补水管道、水源罐、增压泵。手动操作阀门的启闭和增压泵的启停。操作员根据经验，开机时开启阀门补水；或在设备运行一定时间后，手动开启阀门。其中，设置增压泵的目的在于，以大于隔膜泵额定压力的泵水压力，将小流量的清水往隔膜腔内高压、低流量补水，实现手动补水功能。
36.当为自动补水装置时，（如图4所示），所述自动补水装置包括补水电磁阀1102和循环延时时间继电器（kt）；在此基础上，与手动补水用途相同，还包括压力表1101、补水管道1103、水源、增压泵。
37.补水电磁阀1102和循环延时时间继电器（kt）实现自动补水装置的工作原理为：（参见图4、图5）隔膜泵在每次开机时，合上总电源开关（qf）,隔膜泵电机开始运行，引自隔膜泵运行的继电器（ka）触点吸合,循环延时时间继电器（kt）线圈得电；循环延时时间继电器（kt）辅助触头通过循环延时断开、闭合，控制接触器（km）线圈得电，从而实现补水电磁阀1102（yc）根据循环延时时间继电器（kt）发出的信号，进行隔膜泵运行过程中的自动补水或停止补水切换运行工作。从而实现自动补水装置根据设定的时间和频率断续自动补水功能。
38.通过补水装置11的设置，目的在于,在开机时：可以输送一段时间的清水用于稀释矿浆，减小抽排阻力。而当隔膜泵工作一段时间后，虽然有双重隔离在起作用，但隔膜腔内的清水也会逐渐浑浊及浓度升高，这时，通过补水装置11，补加一定量的清水，就可以保证隔膜腔里的矿浆浓度维持在较低水平，从而提高隔膜使用寿命。
39.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的安装高度，防止大颗粒、带刺、尖锐矿浆颗粒沉淀在管道内。
40.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。
41.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。
42.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。
43.上述实施例中，进一步地：所述过滤隔膜7纵截面为为波浪形结构。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。
44.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10连接三通管3一端；增设连接弯管10，用于起到降低设备纵向高度的效果，同时减少设备做功。
45.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。
46.所述隔膜腔2内设有隔膜9。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边缘设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外侧同轴套装导向套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10、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的高度高于排浆管道5的高度，因此浓度较低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.隔膜泵补水原理参见前文描述，不再赘述。
57.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。
58.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。
59.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。
60.本实用新型重力隔离室6形成第一重隔离，重力隔离室6上方设有的隔膜腔为第二道隔离，且隔膜腔2和重力隔离室内的过滤隔膜7安装高度高于进浆管道4的安装高度，因此浆液不会进入隔膜腔2，仅在重力隔离室6内过滤隔膜7的上方具有少量的矿浆或较为清澈的清水，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。
61.本实用新型补水装置的设置，开启运行时，和长时间运行后均可用于补充清水，稀释浆液。减小泵吸阻力，延长泵体寿命。
62.综上所述，本实用新型具有补水装置的双隔膜隔膜泵，结构简单，容易实现，有助减小起始抽吸的抽排阻力，泵体长时间运行后能主动稀释隔膜腔内变浓后的浆液，显著提升了隔膜寿命，过滤有效，降低维修成本，为用户维保减负，适合推广。
63.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。
64.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。