一种泵头、隔膜增压泵及水处理装置的制作方法

1.本技术涉及水处理技术领域，具体涉及一种泵头、隔膜增压泵及水处理装置。


背景技术：

2.目前，常用的隔膜增压泵通过隔膜片周期性的运动造成容积变化，带动橡胶阀周期性封闭和打开阀座上的进出水口，实现增压。
3.传统的隔膜增压泵，如图1和图2所示，隔膜增压泵关键部件包括电机、偏心轮、设有三摆轮的摆轮座、分为三个活塞作动区的隔膜片、三活塞、包含三组进水口和一组排水口的活塞室、三进水单向阀、一排水单向阀、含进水孔、排水孔；以及相互隔开的进水流道、排水流道的泵头盖，其中，泵头盖进水流道与活塞室之间形成源水腔，泵头盖排水流道与活塞室之间形成高压水腔，活塞室与隔膜片之间形成三个独立的增压水腔。
4.当电机转动后，会带动偏心轮旋转，摆轮由于受到限制不能转动，因此三个摆轮只能依次产生轴向往复作动，隔膜片的三个活塞作动区会受到摆轮的轴向往复运动进行同步的轴向扩容-压缩运动，当隔膜片活塞作动区向扩容方向运动时，进水单向阀打开，源水由进水口吸入增压水腔，当隔膜片活塞作动区向压缩方向运动时，排水单向阀打开，增压后的水被压出，由排水口进入高压水腔，经泵头盖排水孔排出泵外，提供所需的高压水。
5.上述隔膜增压泵的缺点是:工作过程中,三个摆轮会轮流顶推隔膜片,不断施加同一方向的力。在电机轴转速高达700-1200rpm时,由于三个摆轮轮流作动所产生的震动极大,从而产生较大噪音。此外,上述隔膜增压泵的流量较小。要增大流量,而要提高电机转速或增大泵体体积。然而,提高电机转速会导致震动及噪音问题更加严重,而体积增大会导致增压泵难以与现有设备配合安装。
6.背景技术部分的内容仅仅是公开发明人所知晓的技术，并不当然代表本领域的现有技术。


技术实现要素：

7.本技术旨在提供一种泵头、隔膜增压泵及水处理装置，解决了现有隔膜增压泵震动噪音大以及流量小的问题。
8.根据本技术的一方面，提出一种隔膜增压泵的泵头，包括驱动轴、偏心组件、摆轮组件和增压组件，其中，所述摆轮组件包括至少一对摆轮，所述至少一对摆轮安装于所述偏心组件上，所述驱动轴带动所述偏心组件旋转，每对摆轮上设置相位相差180
°
的凸轮沿所述驱动轴的轴向做相反运动，增压组件连接于所述摆轮组件上，使所述增压组件沿所述驱动轴的轴向发生扩容或者压缩。
9.所述偏心组件包括第一偏心轮和第二偏心轮，所述第一偏心轮连接于所述第二偏心轮，所述第一偏心轮的偏心方向与所述第二偏心轮的偏心方向平行。
10.根据一些实施例，所述至少一对摆轮包括：第一摆轮和第二摆轮，所述第一摆轮安装于所述第一偏心轮上，所述第二摆轮安装于所述第二偏心轮上，所述驱动轴带动所述偏
心组件旋转时，所述第一摆轮和所述第二摆轮上相位相差180
°
的凸轮沿所述驱动轴的轴向靠近或者远离。
11.根据一些实施例，所述第一摆轮和所述第二摆轮上均设置有多个凸轮，所述第一摆轮上设置的凸轮与所述第二摆轮上设置的凸轮沿所述驱动轴径向上相对应。
12.根据一些实施例，所述偏心组件旋转时，所述第一摆轮和所述第二摆轮上相位相差180
°
相对应设置的凸轮之间沿所述驱动轴轴向上摆动产生的合力为零且合力矩平衡。
13.根据一些实施例，所述第一偏心轮和所述第二偏心轮的偏心角相同，且在0.5
°
～10
°
的范围内。
14.根据一些实施例，所述第一偏心轮和所述第二偏心轮的偏心角相同，且在1
°
～5
°
的范围内。
15.根据一些实施例，所述增压组件包括第一增压组件和第二增压组件，所述第一摆轮作用于所述第一增压组件，所述第二摆轮作用于所述第二增压组件。
16.根据一些实施例，所述第一增压组件和所述第二增压组件均包括活塞室和隔膜片，其中，所述活塞室具有进水孔和出水孔，位于所述进水孔处设置有进水单向阀，位于所述出水孔处设置有出水单向阀；所述隔膜片设置于所述凸轮上，所述隔膜片与所述活塞室形成第一增压腔组和第二增压腔组，所述第一摆轮对应所述第一增压腔组，所述第二摆轮对应所述第二增压腔组。
17.根据一些实施例，所述隔膜片包括多个凸台，用于连接所述摆轮组件的凸轮。
18.根据一些实施例，所述第一增压腔组和所述第二增压腔组均包括多个增压腔，每个增压腔连通所述活塞室的进水孔和出水孔，所述多个增压腔依次扩容和压缩运动。
19.根据一些实施例，所述第一增压腔组或所述第二增压腔组的多个增压腔之间互不干涉。
20.根据一些实施例，所述第一增压腔组与所述第二增压腔组中相位相差180
°
的两个增压腔同时进行扩容和压缩运动。
21.根据一些实施例，所述第一增压腔组与所述第二增压腔组中的增压腔的数量相同。
22.根据一些实施例，所述驱动轴每转一圈，所述增压腔完成一次扩容和压缩循环。
23.根据一些实施例，所述的泵头还包括第一端盖和第二端盖，其中，所述第一端盖和所述第一增压组件的活塞室之间形成第一进水腔和第一出水腔，所述第一进水腔连通所述第一增压组件的活塞室的进水孔，所述第一出水腔连通所述第一增压组件的活塞室的出水孔；所述第二端盖和所述第二增压组件的活塞室之间形成第二进水腔和第二出水腔，所述第二进水腔连通所述第二增压组件的活塞室的进水孔，所述第二出水腔连通所述第二增压组件的活塞室的出水孔。
24.根据一些实施例，所述的泵头还包括第一摆轮座和第二摆轮座，其中，第一摆轮座包括进水口和出水口，所述进水口连通所述第一进水腔，所述出水口连通所述第一出水腔；第二摆轮座，所述第一进水腔和所述第二进水腔连通，所述第一出水腔和所述第二出水腔连通。
25.根据一些实施例，所述第一摆轮座和第二摆轮座中的每个均具有多个摆轮孔，用于限位所述第一摆轮和所述第二摆轮上的多个凸轮沿所述驱动轴的轴向往复运动。
26.根据本技术的一方面，提出一种隔膜增压泵，包括：如上所述的泵头；电机，所述电机耦接于所述泵头的驱动轴。
27.根据本技术的一方面，提出一种水处理装置，包括如上所述的泵头或者如上所述的隔膜增压泵。
28.基于上述的一种泵头、隔膜增压泵及水处理装置，本技术的隔膜增压泵相比现有隔膜增压泵，由于增压腔增多，泵流量明显提升，且双偏心轮设计实现所受合力始终为零，使隔膜增压泵的震动减小，噪音降低。
29.本技术的双偏心轮设计，利用第一偏心轮和第二偏心轮的偏心角度相同，且第一偏心轮的轴心和第二偏心轮的轴心平行，使得第一摆轮和第二摆轮上任一对相位相差180
°
的凸轮组分别沿驱动轴的轴向做相反运动，同时靠近或远离，所述摆轮组件在运动过程中轴向所受合力始终为零。任一对相位相差180
°
的增压腔同时进行扩容和压缩运动，使泵在工作过程中所受合力始终为零。相比传统隔膜增压泵一直受单方向的力，本技术隔膜泵工作时始终受力平衡，可大幅度减少震动和降低噪音，可以达到相对静音的效果。
30.为能更进一步了解本技术的特征及技术内容，请参阅以下有关本技术的详细说明与附图，但是此说明和附图仅用来说明本技术，而非对本技术的保护范围作任何的限制。
附图说明
31.下面结合附图详细说明本公开的实施方式。这里，构成本公开一部分的附图用来提供对本公开的进一步理解。本公开的示意性实施例及其说明用于解释本公开，并不构成对本公开的不当限定。附图中：
32.图1-2示出传统的隔膜增压泵的示意图。
33.图3示出根据本技术示例实施例的泵头的示意图。
34.图4示出根据本技术示例实施例的泵头的剖面示意图。
35.图5示出根据本技术示例实施例的偏心组件的示意图。
36.图6示出根据本技术示例实施例的传动部的示意图。
37.图7示出根据本技术示例实施例的摆轮组件的示意图。
38.图8示出根据本技术示例实施例的泵头的爆炸图。
39.图9示出根据本技术示例实施例的增压组件的示意图。
40.图10示出根据本技术示例实施例的隔膜片的示意图。
41.图11示出根据本技术示例实施例的活塞室的示意图。
42.图12示出根据本技术示例实施例的摆轮座的示意图。
具体实施方式
43.在下文中，仅简单地描述了某些示例性实施例。正如本领域技术人员可认识到的那样，在不脱离本技术的精神或范围的情况下，可通过各种不同方式修改所描述的实施例。因此，附图和描述被认为本质上是示例性的而非限制性的。
44.在本技术的描述中，需要理解的是，术语"中心"、"纵向"、"横向"、"长度"、"宽度"、"厚度"、"上"、"下"、"前"、"后"、"左"、"右"、"竖直"、"水平"、"顶"、"底"、"内"、"外"、"顺时针"、"逆时针"等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了
便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。此外，术语"第一"、"第二"仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有"第一"、"第二"的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个所述特征。在本技术的描述中，"多个"的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
45.在本技术的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语"安装"、"相连"、"连接"应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接:可以是机械连接，也可以是电连接或可以相互通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。
46.在本技术中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之"上"或之"下"可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征"之上"、"上方"和"上面"包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征"之下"、"下方"和"下面"包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
47.下文的公开提供了许多不同的实施方式或例子用来实现本技术的不同结构。为了简化本技术的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然，它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本技术。此外，本技术可以在不同例子中重复参考数字和/或参考字母，这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施方式和/或设置之间的关系。此外，本技术提供了的各种特定的工艺和材料的例子，但是本领域普通技术人员可以意识到其他工艺的应用和/或其他材料的使用。
48.以下结合附图对本技术的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本技术，并不用于限定本技术。
49.图3示出根据本技术示例实施例的泵头的示意图。图4示出根据本技术示例实施例的泵头的剖面示意图。
50.如图3-4所示，根据本技术示例实施例，本技术公开一种隔膜增压泵的泵头100，包括传动部和增压组件，传动部包括驱动轴13、偏心组件12、摆轮组件35，其中，摆轮组件35包括至少一对摆轮，至少一对摆轮安装于偏心组件12上，驱动轴13带动偏心组件12旋转，每对摆轮上设置相位相差180
°
的凸轮1001沿驱动轴13的轴向做相反运动，增压组件连接于摆轮组件35上，使增压组件沿驱动轴13的轴向发生扩容或者压缩。
51.图5示出根据本技术示例实施例的偏心组件的示意图。图6示出根据本技术示例实施例的传动部的示意图。图7示出根据本技术示例实施例的摆轮组件的示意图。图8示出根据本技术示例实施例的泵头的爆炸图。
52.如图5示出，根据本技术实施例，偏心组件12包括第一偏心轮1201和第二偏心轮1202。偏心组件12固定于驱动轴13上。
53.第一偏心轮1201与第二偏心轮1202相连接，第一偏心轮1201的偏心方向和第二偏心轮1202的偏心方向平行。
54.第一偏心轮1201和第二偏心轮1202的偏心角相同，且在0.5
°
～10
°
的范围内。优选
地，偏心角可以设置为0.5
°
、1
°
、1.5
°
、2.5
°
、3.5
°
、5
°
、7.5
°
或10
°
。
55.可选地，本技术中第一偏心轮1201和第二偏心轮1202的偏心角相同，且在1
°
～5
°
的范围内。
56.如图6-8示出，根据本技术实施例，至少一对摆轮包括第一摆轮10和第二摆轮15。
57.第一摆轮10安装于第一偏心轮1201上，第二摆轮15安装于第二偏心轮1202上，驱动轴13带动偏心组件12旋转时，第一摆轮10和第二摆轮15上相位相差180
°
的凸轮1001沿驱动轴13的轴向靠近或者远离。
58.第一摆轮10和第二摆轮15上均设置有多个凸轮1001，第一摆轮10上设置的凸轮1001与第二摆轮15上设置的凸轮1001沿驱动轴13径向上相对应。
59.根据本技术实施例，偏心组件12旋转时，第一摆轮10和第二摆轮15上相位相差180
°
相对应设置的凸轮1001之间沿驱动轴13轴向上摆动产生的合力为零且合力矩平衡，从而达到了隔膜增压泵的减震降噪的目的。
60.图9示出根据本技术示例实施例的增压组件的示意图。图10示出根据本技术示例实施例的隔膜片的示意图。图11示出根据本技术示例实施例的活塞室的示意图。图12示出根据本技术示例实施例的摆轮座的示意图。
61.根据本技术实施例，增压组件包括第一增压组件和第二增压组件，第一摆轮10作用于第一增压组件，第二摆轮15作用于第二增压组件。
62.如图9-12所示，根据本技术实施例，第一增压组件和第二增压组件均包括活塞室31和隔膜片33。
63.活塞室31具有进水孔403和出水孔404，位于进水孔403处设置有进水单向阀32，位于出水孔404处设置有出水单向阀30。
64.隔膜片33设置于凸轮1001上，隔膜片33与活塞室31形成第一增压腔组和第二增压腔组，第一摆轮10对应第一增压腔组，第二摆轮15对应第二增压腔组。
65.活塞室31包括第一活塞室4和第二活塞室22，隔膜片33包括第一隔膜片6和第二隔膜片20，进水单向阀32包括第一进水单向阀5和第二进水单向阀21，出水单向阀30包括第一出水单向阀3和第二出水单向阀23。
66.第一活塞室4、第一隔膜片6、第一进水单向阀5和第一出水单向阀3为第一增压组件中的构件，第一摆轮10上的凸轮1001作用于第一增压组件上。第二活塞室22、第二隔膜片20、第二进水单向阀21和第二出水单向阀23为第二增压组件中的构件，第二摆轮15上的凸轮1001作用于第二增压组件上。
67.参图10可见，隔膜片33包括多个凸台201，相应地，摆轮组件35的凸轮上具有与多个凸台201相匹配的多个凹部1002(参图7可见)，用于隔膜片33和凸轮1001的连接。
68.根据本技术实施例，第一增压腔组和第二增压腔组均包括多个增压腔，每个增压腔连通活塞室31的进水孔403和出水孔404，多个增压腔依次扩容和压缩运动。
69.与图1和图2中传统的隔膜增压泵的泵头相比，本技术提供的隔膜增压泵的泵头100从结构上由圆柱形改进为矩形结构，从而增加增压腔的数量，提高本技术隔膜增压泵的流量。
70.根据本技术实施例，第一增压腔组与第二增压腔组中的增压腔的数量相同。
71.第一增压腔组或第二增压腔组的多个增压腔之间互不干涉。
72.第一增压腔组与第二增压腔组中相位相差180
°
的两个增压腔同时进行扩容和压缩运动，且产生的合力为零且合力矩平衡，从而达到了隔膜增压泵的减震降噪的目的。此处，相位相差180
°
可以理解为第一增压腔组与第二增压腔组沿驱动轴13径向相对应的两个增压腔。
73.根据本技术实施例，驱动轴13每转一圈，摆轮组件上的相位相差180
°
的凸轮沿驱动轴的轴向完成一次靠近和远离循环，增压腔完成一次扩容和压缩循环。
74.根据本技术实施例，泵头100还包括第一端盖1和第二端盖25。
75.第一端盖1和第一增压组件的活塞室31之间形成第一进水腔和第一出水腔，第一进水腔连通第一增压组件的活塞室31的进水孔403，第一出水腔连通第一增压组件的活塞室31的出水孔404；第二端盖25和第二增压组件的活塞室31之间形成第二进水腔和第二出水腔，第二进水腔连通第二增压组件的活塞室31的进水孔403，第二出水腔连通第二增压组件的活塞室31的出水孔404。
76.第一端盖1与其相对应的活塞室31通过密封圈2进行密封连接。第二端盖25与其相对应的活塞室31通过密封圈24进行密封连接。
77.根据本技术实施例，泵头100还包括第一摆轮座9和第二摆轮座16。
78.第一摆轮座9包括进水口904、出水口905、第一进水通道902和第一出水通道903，进水口904连通第一进水通道902，第一进水通道902连通第一进水腔，出水口905连通第一出水通道903，第一出水通道903连通第一出水腔；第二摆轮座16具有第二进水通道1602和第二出水通道1603。活塞室包括第三进水通道401和第三出水通道402。
79.第一进水通道902、第二进水通道1602和各活塞室的第三进水通道401连通，使第一进水腔和第二进水腔连通，第一出水通道903、第二出水通道1603和各活塞室的第三出水通道402连通，使第一出水腔和第二出水腔连通。
80.第一摆轮座9和第二摆轮座16中的每个均具有多个摆轮孔36，用于限位第一摆轮10和第二摆轮15上的多个凸轮1001沿驱动轴13的轴向往复运动。摆轮孔36包括第一摆轮孔901和第二摆轮孔1601。第一摆轮座9上具有第一摆轮孔901，第二摆轮座16上具有第二摆轮孔1601。
81.第一端盖1和第一摆轮座9的四周通过密封圈7进行密封连接。驱动轴13顶端相应的第一端盖1和第一摆轮座9通过密封圈8进行密封连接。第一摆轮座9和第二摆轮座16也采用密封连接，以及第一进水通道902和第二进水通道1602、第一出水通道903和第二出水通道1603的周围通过密封圈17进行密封连接，第二端盖25和第二摆轮座16的四周通过密封圈18进行密封连接。第二摆轮座的中央设置有驱动轴的轴孔1604。轴孔1604周围相应的第二端盖25和第二摆轮座16通过密封圈19进行密封连接。
82.偏心组件12固定于驱动轴13上，摆轮组件35通过轴承34可相对旋转的设置于偏心组件12上。轴承34包括第一轴承11和第二轴承14，第一轴承11连接于第一摆轮10和第一偏心轮1201之间。第二轴承14连接于第二摆轮15和第二偏心轮1202之间。
83.水路流动过程：源水由进水口904进入泵头100，进入第一进水腔和第二进水腔，在增压腔扩容时，经装有进水单向阀32的增压腔的进水孔403进入增压腔，在增压腔压缩时，经装有出水单向阀30的增压腔的出水孔404排出增压腔，进入第一出水腔和第二出水腔经出水通道连通，最后由出水出水口905排出所需增压水。
84.根据本技术示例实施例，本技术公开一种隔膜增压泵，包括：如上的泵头100；电机，电机耦接于泵头100的驱动轴13。
85.隔膜增压泵的工作过程：
86.电机驱动驱动轴13旋转，驱动轴13带动偏心组件12进行偏心旋转，由于摆轮组件35的凸轮1001安装在摆轮座的摆轮孔36内无法旋转，只能进行沿驱动轴13的轴向往复运动，偏心组件12的偏心旋转带动摆轮组件35的凸轮1001进行轴向往复运动，摆轮组件35上的凸轮1001与隔膜片33相连，摆轮组件35上的凸轮1001沿轴向往复运动带动隔膜片33形变区向活塞室31方向进行挤压或背离活塞室31方向进行扩张，使增压腔进行压缩运动或扩容运动，从而产出所需的增压水。
87.根据本技术示例实施例，本技术公开一种水处理装置，包括如上的泵头100或者如上的隔膜增压泵。
88.根据本技术示例实施例，本技术公开一种用于控制隔膜增压泵减震降噪的方法，包括：
89.隔膜增压泵的驱动轴13带动第一偏心轮1201和第二偏心轮1202同时进行偏心旋转；
90.第一偏心轮1201带动第一摆轮10上的凸轮1001和第二偏心轮1202带动第二摆轮15上的凸轮1001沿驱动轴13的轴向摆动；
91.第一摆轮10上和第二摆轮15上相位相差180
°
的两个凸轮1001摆动方向相反，同时靠近或远离，使相位相差180
°
的两个凸轮1001摆动产生的合力为零。此处，相位相差180
°
可以理解为第一摆轮10上的一个凸轮和第二摆轮15上的一个凸轮沿驱动轴13径向相对应的两个凸轮。
92.第一摆轮10和第二摆轮15上的凸轮1001分别与隔膜片33相连接，凸轮1001沿驱动轴13轴向往复运动，带动隔膜片33的形变区向活塞室31方向进行挤压或背离活塞室31进行扩张，使增压腔进行压缩运动或扩容运动。
93.根据本技术实施例，当隔膜片33的形变区背离活塞室31进行扩张时，增压腔进行扩容运动，进水单向阀32打开，水经进水孔403吸入增压腔内。
94.根据本技术实施例，当隔膜片33的形变区向活塞室31方向进行挤压时，增压腔进行压缩运动，出水单向阀30打开，增压后的水经出水孔404排出增压腔。
95.最后应说明的是：以上所述仅为本公开的示例实施例而已，并不用于限制本公开，尽管参照前述实施例对本公开进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本公开的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本公开的保护范围之内。