專利名稱：隔膜泵系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種包括隔膜泵的泵系統(tǒng)，特別用于但不是專用于向噴漆系統(tǒng)提供液體油漆。
背景技術(shù)：
眾所周知，隔膜泵包括一個部分地被可移動隔膜所界定的泵送腔，通過應(yīng)用加壓流體可移動該隔膜以減小泵送腔的容積，從而從泵送腔中排出流體，通常為液體。通常，隔膜泵構(gòu)造成為雙作用泵，即有兩個泵送腔，每個泵送腔具有相關(guān)的隔膜，兩隔膜本身相互連接，因此當(dāng)一個隔膜移動以減小泵送腔的容積從而從泵送腔排出流體時，相對隔膜沿增加泵送腔容積的方向移動，以便將流體從流體供應(yīng)源抽吸到泵送腔中。但是可以理解的是，在最簡單的方面，盡管實際中通常使用雙作用隔膜泵，本發(fā)明也可應(yīng)用于單作用(單隔膜)泵，因此整個本說明書的其余部分僅參考雙作用泵而不是單作用泵。
隔膜泵所泵送的流體通常為液體，而且，應(yīng)用到隔膜以便使隔膜進行泵送沖程的加壓流體通常為壓縮空氣。通常，隔膜泵的壓力比為1∶1，其中將1巴壓力的空氣應(yīng)用到泵以便驅(qū)動泵，在泵的輸出管線中產(chǎn)生的液體壓力也為1巴。已知可向壓力泵提供增加的壓力比，即，例如1巴的氣壓驅(qū)動泵在泵的液體輸出管線產(chǎn)生3巴的輸出壓力。但是，盡管這種隔膜泵顯著大于1∶1比的泵，并且生產(chǎn)成本較高，但是不排除它們在根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)中的使用。為方便起見，在本說明書下文中假設(shè)泵的比率為1∶1。
在油漆噴涂工業(yè)中，油漆噴涂車間通常提供有額定標稱為5巴的氣壓供給源。實際上，氣壓不可能低于5巴，而是可以達到6巴。另外，人們意識到在很多應(yīng)用中需要以10巴的標稱最小壓力將液體、例如油漆從隔膜泵中供給到噴漆系統(tǒng)中，本發(fā)明的一個目的在于提供一種包括隔膜泵的泵送系統(tǒng)，通過這種系統(tǒng)可容易簡便地實現(xiàn)上述目的，應(yīng)理解，本發(fā)明具有廣泛的應(yīng)用，不局限于在提供有標稱為5巴的空氣的噴漆系統(tǒng)中獲得標稱為10巴的油漆壓力。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明，提供一種泵送系統(tǒng)，包括一個隔膜泵和與其相連的增壓器，該增壓器從一個供給源接收加壓驅(qū)動流體，該增壓器使得驅(qū)動流體的壓力超過其供給壓力，并以所述升高的壓力將驅(qū)動流體供給到所述隔膜泵中，從而產(chǎn)生泵的泵送沖程，該沖程產(chǎn)生的輸出壓力超過驅(qū)動流體供給壓力。
適宜地，所述增壓器至少為兩倍增壓器(優(yōu)選為2.5倍增壓器)，并且該泵的輸入與輸出壓力比一般為1∶1，因此泵的輸出管線中的壓力為供給到增壓器中的驅(qū)動流體的供給壓力的兩倍(優(yōu)選2.5倍)。
理想的，將該增壓器整合到隔膜泵中。
適宜地，該隔膜泵為雙作用隔膜泵，該增壓器整合到一個軸閥中，該軸閥控制驅(qū)動流體供給到雙作用隔膜泵的隔膜。
優(yōu)選的，該隔膜泵具有1∶1的輸入與輸出壓力比。


下面將參照附圖描述本發(fā)明的一個實施例，其中圖1是雙作用隔膜泵的概略橫截面視圖；圖2和3是圖1中所示泵一部分的概略表示，示出了泵的工作；和圖4和5是與圖1、2和3所示的隔膜泵組合使用的增壓泵的可選結(jié)構(gòu)的概略橫截面視圖。
具體實施例方式
參照附圖，圖1、2和3示出已知形式的隔膜泵，其中大致為圓柱狀的中央金屬主體11具有一個軸向通孔12，并在其相對兩端分別裝配有第一個第二端板13、14。主體11的位于端板13處的面是凹陷的，端板13朝向主體11的面也是凹陷的。端板13和主體11的凹面限定一個內(nèi)腔，該內(nèi)腔被一個柔性金屬隔膜17分成驅(qū)動腔15和泵送腔16，柔性金屬隔膜17的外圍圈閉在端板13和主體11的外圍區(qū)域之間。主體11的相對軸向端的結(jié)構(gòu)相似，即內(nèi)腔通過隔膜17a分成驅(qū)動腔15a和泵送腔16a。一個連桿18可滑動地容納在主體的孔12中，并且其軸向相對的兩端分別連接到隔膜17、17a。連桿18在每一端穿過相應(yīng)的隔膜，直徑不同的隔膜控制墊圈19、21通過螺母22夾緊到隔膜的相對表面上，螺母22接合到連桿18的螺紋端。圖1示出的隔膜泵由壓縮空氣驅(qū)動，用于泵送液體油漆。在本應(yīng)用的其余部分將繼續(xù)參照所提及的驅(qū)動空氣和泵送液體，但是可以理解的是在其他應(yīng)用中，泵送除液體油漆之外的流體，采用除壓縮空氣之外的流體驅(qū)動泵。
每個端板13、14都包括一個液體入口通路23，該通路通過通常為止回球閥形式的單向閥24與相應(yīng)的泵送腔16、16a連通。同樣，每個端板13、14都包括一個液體出口通路25，該通路通過通常為止回球閥形式的單向閥26與相應(yīng)的腔16、16a連通。端板14的液體入口通路具有一個開口單元27，因此入口通路可連接到在使用中被泵送的液體供應(yīng)源上。端板14的入口通路，即相應(yīng)單向閥的上游，通過在主體11中軸向延伸的橫向通路28連接到端板13的入口通路23，即單向閥24的上游。
端板13的液體出口通路25具有一個開口單元29，用于連接到被供給泵送液體的裝置，例如噴漆系統(tǒng)。單元29位于端板13的單向閥26的下游，并且與通路28平行的橫向通路31在主體11中軸向延伸，以便將位于端板14的單向閥的下游的液體出口通路連接于位于單向閥26的下游的端板13的通路25。液體通過單元27進入雙作用隔膜泵，從腔16或者從腔16a中被泵送，不論哪個腔進行泵送沖程，泵送液體都會通過單元29從泵中排出。
連桿兩端的中間形成軸閥32的一部分，該閥用于控制壓縮空氣進入到泵的驅(qū)動腔15、15a中。
軸閥32形成泵轉(zhuǎn)換閥結(jié)構(gòu)的一部分，并與轉(zhuǎn)換閥33組合工作，轉(zhuǎn)換閥33的外殼形成主體11的一部分或緊固在其上。轉(zhuǎn)化閥33具有第一工作位置(如圖2所示)，在該位置處，其被壓縮空氣推動到閥的一端；和第二工作位置(如圖3所示)，在該位置處，其被閥的復(fù)位彈簧34推動。一個與液體泵送系統(tǒng)相連的標準供氣源(在圖2和3中以“B”示出)向軸閥32的壓縮空氣入口35供給壓縮空氣。為本實施例的目的，可假設(shè)該標準供給管線B的壓力為5巴。閥33的氣壓入口36提供有來自標準供氣源、經(jīng)過中間設(shè)備增壓器37(圖4)的壓縮空氣。該增壓器37為2.5倍增壓器，因此供給管線“A”中從增壓器37到入口36的壓力為12.5巴。
圖2示出在其行程的右手端的雙作用隔膜泵，其中隔膜17a已向端板14移動，因此腔16a進行了一次泵送沖程。在連桿18相對于主體11的行程中達到該點時，軸閥32使得口35與連接到閥33的壓力傳感口的出口38相連通。從主體11的口38供給到閥33的標準供氣源氣壓頂著彈簧34將閥33驅(qū)動到一個位置，在該位置處，增壓供應(yīng)源“A”通過管線39連接到泵的腔15，同時腔15a通過管線41和閥33連接到大氣，因此腔15a中的壓力可被釋放出。因此，12.5巴的壓縮空氣通過閥33供給到腔15中，將活塞17連通連桿18和活塞17a驅(qū)動到左邊。腔16中的液體通過隔膜17的這種運動排出，并通過泵的單向閥26和壓力供給口29從腔16中流出。泵16入口側(cè)的單向閥24保持緊密關(guān)閉，因此泵的左手端(如圖1所示)進行泵送沖程。同時，當(dāng)腔16a的容積增加時，泵右手側(cè)的腔16a壓力減小，因此腔16a出口側(cè)的單向閥保持緊密閉合，但是腔16a入口側(cè)的單向閥打開使得新的液體從液體供給管27吸入到腔16a中。
當(dāng)隔膜17向左達到最大位移時，即到達腔16泵送沖程的端部時，與連桿18一起移動的軸閥32到達這樣的位置，在該位置處，閥33的壓力傳感口連接到主體11的排放口44，在彈簧34的作用下，轉(zhuǎn)換閥33的位置切換使得管線39通過閥33與大氣連通，并使得管線41在“A”處與增壓空氣連通。因此，此時腔15a具有壓力，從而隔膜17a進行泵送沖程，同時隔膜17回退，腔16容積增加。使得液體從入口單元27通過通路28和閥24吸入到腔16中。通過隔膜17a的移動，從腔16a中泵送的液體流過腔16a出口處單向閥并流過通路31，進入泵的出口單元29。
只要在“A”和“B”處有壓縮空氣，泵就在軸閥32和轉(zhuǎn)換閥33的控制下以上述方式連續(xù)往復(fù)移動。因為泵為1∶1泵，并且提供到隔膜17、17a的氣壓為12.5巴，因此從單元29泵送出的液體的標稱壓力(忽略通常的工作損失)為12.5巴。
圖4中示出的2.5倍增壓器37為已知的、商業(yè)提供的形式，并將連接在系統(tǒng)的標準氣壓供氣源和轉(zhuǎn)換閥33的口36之間。但是，可以理解，可將實現(xiàn)增壓器37功能的增壓器機械地整合到包括軸閥32和轉(zhuǎn)化閥33的轉(zhuǎn)化系統(tǒng)中，從而將系統(tǒng)的元件數(shù)降低到最小，并確保泵包括增壓器，因此可簡單地連接到現(xiàn)有壓縮空氣和液體供給裝置上。
圖4所示的增壓器使用不同直徑的活塞，這些直徑形成為適當(dāng)?shù)某叽缫员阋?.5∶1的比例實現(xiàn)增壓?？梢岳斫獾氖?，當(dāng)上述噴漆系統(tǒng)需要2∶1的增壓時，其它應(yīng)用可能需要其它增壓比。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員知道，使用基于圖4設(shè)計的增壓器，根據(jù)所需比例調(diào)節(jié)它們的相對尺寸，可獲得其它增壓比。
圖5示出另一增壓器設(shè)計，其采用等直徑的活塞以達到2∶1的增壓比，其在適當(dāng)?shù)膽?yīng)用中可替換圖4的設(shè)計。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可理解圖4和5所示增壓器的結(jié)構(gòu)和工作。
盡管上述泵在輸入空氣和輸出液體之間具有1∶1的增壓比，可以理解，如果需要，本發(fā)明可采用具有其它輸入與輸出比的泵。
權(quán)利要求
1.一種泵送系統(tǒng)，其特征在于一個隔膜泵(11、13、14、17)和與其相連的增壓器(37)，該增壓器從一個供給源接收加壓驅(qū)動流體，該增壓器使得驅(qū)動流體的壓力超過其供給壓力，并以所述升高的壓力將驅(qū)動流體供給到所述隔膜泵中，從而產(chǎn)生泵的泵送沖程，該沖程產(chǎn)生的輸出壓力超過驅(qū)動流體供給壓力。
2.如權(quán)利要求1所述的泵送系統(tǒng)，其特征在于所述增壓器至少為兩倍增壓器，并且該泵的輸入與輸出壓力比一般為1∶1，因此泵的輸出管線中的壓力為供給到增壓器中的驅(qū)動流體的供給壓力的兩倍。
3.如權(quán)利要求1所述的泵送系統(tǒng)，其特征在于所述增壓器至少為2.5倍增壓器，并且該泵的輸入與輸出壓力比一般為1∶1，因此泵的輸出管線中的壓力為供給到增壓器中的驅(qū)動流體的供給壓力的2.5倍。
4.如權(quán)利要求1到3中任一項所述的泵送系統(tǒng)，其特征在于該增壓器整合在隔膜泵中。
5.如前述任一權(quán)利要求所述的泵送系統(tǒng)，其特征在于所述增壓器(37)整合到形成泵組件一部分的控制閥中。
6.如權(quán)利要求1到5中任一項所述的泵送系統(tǒng)，其特征在于該隔膜泵為雙作用隔膜泵，該增壓器整合到一個軸閥(32)中，該軸閥控制驅(qū)動流體供給到雙作用隔膜泵的隔膜(17、17a)。
7.如權(quán)利要求1所述的泵送系統(tǒng)，其特征在于該隔膜泵具有1∶1的輸入與輸出壓力比。
全文摘要
一種泵送系統(tǒng)，包括一個隔膜泵和與其相連的增壓器，該增壓器從一個供給源接收加壓驅(qū)動流體，該增壓器使得驅(qū)動流體的壓力超過其供給壓力，并以所述升高的壓力將驅(qū)動流體供給到所述隔膜泵中，從而產(chǎn)生泵的泵送沖程，該沖程產(chǎn)生的輸出壓力超過驅(qū)動流體供給壓力。
文檔編號F04B43/073GK1621686SQ20041004317
公開日2005年6月1日 申請日期2004年5月13日 優(yōu)先權(quán)日2003年5月13日
發(fā)明者奈杰爾·查理斯·伍德 申請人:Itw有限公司