[发明专利]一种容积泵装置

说明书

技术领域

本发明涉及机电设备领域，特别是一种容积泵装置。

背景技术

目前在机电设备领域中，隔膜泵是应用较为广泛的容积泵装置之一。现有的隔膜泵主要由缸体、隔膜和驱动机构组成，其中，隔膜能够将工作介质与目标介质有效隔离。隔膜泵的工作原理主要是通过驱动机构来驱动隔膜在缸体内的往复运动，以改变隔膜外部的目标介质的流体流量，从而完成对目标介质的泵送。

然而，现有技术中隔膜泵的隔膜形状基本为片状，其行程小，冲次高。隔膜的这种结构一方面会导致隔膜在泵送目标介质时运行不够平稳；另一方面，现有技术中，工作介质闭式循环时，必须设置对工作介质的压力检测及补偿机构，否则隔膜极易损坏，因而增加了隔膜泵的故障几率和制造成本；同时，现有隔膜泵的高冲次容易造成进、排阀及换向机构提前损坏，降低了隔膜泵的使用寿命。

针对上述技术存在的问题，在本领域中希望寻求一种具有长行程、低冲次的新型容积泵装置，使容积泵运行更平稳的同时降低生产和管理成本。

发明内容

本发明提供了一种容积泵装置，包括缸体、设置于缸体内的伸缩囊，以及用于驱动伸缩囊伸缩的驱动机构。其中，伸缩囊的外表面与缸体的内表面之间形成用于输送目标介质的第一区域，伸缩囊的内表面与驱动机构连通形成用于循环工作介质的第二区域。

根据本发明，伸缩囊能够将工作介质和目标介质完全隔离，并由驱动机构直接驱动工作介质对伸缩囊作用来完成伸缩囊的伸缩，从而使伸缩囊外部的容积发生变化以完成泵送过程。其中，工作介质的循环驱动伸缩囊伸缩使第二区域的容积发生变化，同时伸缩囊的伸缩对位于其外部的第一区域内的目标介质进行作用，使第一区域的容积发生变化，从而完成对目标介质的泵送。在本发明中使用了伸缩囊而非现有技术中的隔膜。根据本发明，可通过设计适合的伸缩囊结构来达到伸缩囊的更大的行程以及更低的冲次，这样可使伸缩囊工作更加平稳，提高了容积泵的泵送效率。另外，本发明的容积泵装置仅需设置驱动机构即可达到泵送目标介质的目的，无需在伸缩囊上增设额外的监测、压力补偿以及保护装置，使得该容积泵的结构更加简单，从而降低了生产和管理成本。

在一些实施方案中，缸体的个数至少为两个，并且缸体内分别设置相应的伸缩囊。多个缸体和相应伸缩囊的设置可提高容积泵的泵送效率。

在一些实施方案中，驱动机构包括循环泵组件，循环泵组件与伸缩囊相连通。该循环泵用于循环驱动第二区域内的工作介质，通过改变循环泵组件的循环方向可实现工作介质的循环，从而带动第二区域容积发生变化，进而使第一区域容积发生变化完成对目标介质的泵送。

在一些实施方案中，循环泵组件包括换向阀和液压泵，换向阀与伸缩囊相连通，液压泵与换向阀相连通。当容积泵设置多个缸体及相应伸缩囊时，可通过设置换向阀来实现多个伸缩囊容积的变化，实现对目标介质的多缸泵送。

在一些实施方案中，驱动机构还包括用于容纳工作介质的容纳箱，容纳箱一端与液压泵相连通，一端与换向阀相连通。该容纳箱一方面用于储存工作介质，为容积泵提供液压源，另一方面，当容积泵停止工作时，工作介质可回流到容纳箱中，避免工作介质留存在伸缩囊内，影响伸缩囊的使用寿命。

在一些实施方案中，A与B的比值大于等于0.5并且小于等于300。其中，A为伸缩囊伸缩的容积最大变化量，B为伸缩囊上的最大横截面的面积与最大横截面上相距最远的两点连线的长度的乘积。通过这种设置该比值可使伸缩囊平稳地向外推进来对工作介质进行作用，以实现长行程、低冲次泵送目标介质。

在一些实施方案中，伸缩囊为管状体，并且管状体伸缩变化的最大长度与管状体的横截面上相距最远的两点连线的长度的比值大于等于0.5并且小于等于300。由于管状的伸缩囊易于制造，且其几何形状易于达到更好的泵送目标介质的目的，因此选用管状的伸缩囊来降低伸缩囊的冲次并提高其行程。

在一些实施方案中，缸体包括缸体吸入口和缸体排出口，缸体吸入口和缸体排出口处分别设置有缸体吸入阀和缸体排出阀。当伸缩囊内的容积减小时，吸入阀打开、排出阀关闭，完成对目标介质的吸入；当伸缩囊内的容积增大时，吸入阀关闭、排出阀打开，完成对目标介质的排出。

本发明提供的容积泵装置相对于现有技术中的容积泵装置具有以下优点：

1)本发明的容积泵装置中伸缩囊的设置相比于现有技术中的隔膜，具有长行程，低冲次的特点，从而使伸缩囊的运行更平稳，大大降低了容积泵的吸空现象，同时提高了容积泵的工作效率。

2)本发明的容积泵装置中伸缩囊相比于现有技术的隔膜应力变化小，使用寿命长。