[发明专利]改进的皱形隔膜泵

说明书

技术领域

本发明涉及一种改进的波动隔膜泵。

背景技术

从文献FR 2 744 769中可以了解到这样的泵，其具有安装在推进腔室内的隔膜，以便在至少一个线性电磁致动器的驱动下在形成腔室的两个端板之间波动，用来从泵的入口流向泵的出口推进流体。

致动器的可动部分通常直接联接到在推进腔室入口旁边延伸的隔膜的外边缘，其赋予隔膜外边缘以横向振动，由此，使得隔膜垂直于其平面波动。波动和流体之间的联接效应是用来推进流体从推进腔室的入口流向出口。

一般地，推进腔室内流体的流动横截面从推进腔室的入口朝向泵的出口减小，因为流量保持守恒，因此，引起流体加速并由此提高了推进腔室各个横截面内测得的流体平均速度，该速度从推进腔室的入口朝向出口逐渐地增加。

发明内容

本发明寻求提出一种效率可能更高的隔膜泵。

为了达到该目的，本发明提供一种波动隔膜泵，其具有用来接纳所述隔膜的推进腔室，隔膜具有从推进腔室入口朝向推进腔室出口变化的机械特性，变化的方式如下：当隔膜被致动而随从推进腔室入口朝向出口传播的行进波变形以便推动流体时，波在隔膜内任一横截面的相对于推进腔室内流体运动的传播速度，等于或大于所述截面内流体的平均流动速度。

这确保隔膜波在推进腔室内所有点处前进的速度大于正在推进的流体的速度，还确保隔膜在波沿隔膜的全部传播长度上将其机械能传递到流体。波动隔膜和流体之间的联接因此得到优化，由于隔膜全部表面面积是推进的，因此隔膜的运动更加有效，由此提高泵的效率。

因此有可能提高推进腔室出口处流体的速度并可获得相对大的流率，有可能减小隔膜直径和泵头的总体尺寸。此外，这能够避免能量从流体到隔膜的任何正向传递，否则的话，会带来致使隔膜与端板接触的危险。这种接触会引起噪声并带来隔膜损坏的风险。还可减小推进腔室出口处的压力和流率的脉动。

在本发明的特别实施例中，该隔膜被赋予可变的刚度，该刚度从推进腔室的入口朝向出口增大。已经知道，为确定使隔膜变形的行进波的传播速度，该刚度是重要的参数。

附图说明

借助于附图，可以更好地理解本发明，附图中：

图1是本发明波动隔膜泵示意的半剖视图；

图2是本发明各种特别实施例中盘形隔膜局部剖切的立体图；

图3是本发明另一特别实施例中配装具有颈部的隔膜的波动隔膜泵的剖视图；

图4、5、6、7和8是本发明其它特别实施例中的隔膜的立体图。

具体实施方式

参照图1，本发明波动隔膜泵包括延伸在两个端板2之间的隔膜，两个端板构成流体推进腔室。致动器(未示出)连接到隔膜边缘3，并横向地致动隔膜边缘3，使得隔膜随着从隔膜边缘3朝向中心4传播的行进波而波动。因此流体在两个端板之间从隔膜周缘处的推进腔室入口向位于隔膜中心处的推进腔室的出口传递。

如果Z是泵的转动轴线，且如果在围绕该轴线Z的圆柱上假想剖开，则可见位于端板2之间的圆柱那部分形成了可让流体通过的工作部分，忽略隔膜与圆柱相交的那部分。自然，越靠近隔膜中心，工作部分的面积就减小，这是因为圆柱半径在减小，还因为两个端板更加靠近在一起。对于如液体那样的不可压缩流体，推进腔室入口和出口之间的流量守恒，致使通过各个工作部分的流体平均速度增加，该增加正比于工作部分面积的减小。

本发明寻求提出一种隔膜，其考虑到流体推进腔室入口和出口之间的流体平均速度的该种变化。

参照图1，流体流动部分位于隔膜和端板之间，以波的传播速度前进的波峰形成截面的收缩。收缩处上游的压力P1和收缩处下游的压力P2之间的压差，取决于波传播速度和流体平均速度之间的速度差。该压差(P1-P2)乘以所述截面的平均流量的乘积，对应于局部传递到流体的液压功率。

在推进腔室的全部横截面上保持正的速度差，能够确保波在沿着隔膜的全部传播长度上(在此实例中，即，在隔膜全部的工作半径上)对流体有正的功率传递。

因此，波的状态建立起一系列收缩和压差，它们从推进腔室的入口压力延伸到出口压力。入口压力和出口压力之间的压差乘以平均流量，对应于传递到流体的平均液压功率。在此实例中，可以确保隔膜在其全部工作半径上将其机械能传递到流体，在推进腔室的全部横截面上传播的隔膜内的行进波以一定速度传播，该速度快于流体行进通过推进腔室的所述截面的速度。