專利名稱：用于膜片泵的膜片的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及膜片泵的膜片。


圖1顯示了一個用于換向滲透水凈化系統(tǒng)的膜片泵，膜片泵10包括一個活塞12，泵10的泵腔16中的擺板組件14帶動作活塞12作往復(fù)運(yùn)動。擺板通常由一個電動機(jī)驅(qū)動(圖中未示)?；钊?2往復(fù)運(yùn)動將水從泵腔16中抽出并通過泵10的排出口。在一般情況下，三個分開的活塞同時運(yùn)動，不斷從裝置中抽水，活塞12與膜片18相連接，膜片18由泵室外殼20固定。膜片18的外沿有一個凸緣22，其作用是密封泵室。
膜片18未被支撐的部分必須有足夠的強(qiáng)度承受產(chǎn)生于泵腔內(nèi)的水壓。同時，膜片必須能夠反復(fù)彎曲而不被破壞。
膜片由熱固合成橡膠材料制成，并使其圍繞一個強(qiáng)化的纖維墊固化。據(jù)觀察，當(dāng)膜片彎曲時，其織物結(jié)構(gòu)的每個條紋會互相擠壓，直到最后磨損至失效點。傳統(tǒng)的橡膠材料太堅硬，不能作為膜片來承受彎曲。然而在一份塑料聚合物的基礎(chǔ)上加入一定量的合成橡膠填料，這種“熱塑合成橡膠材料”具有理想的彎曲特性。Montasanto公司出售一種商標(biāo)為“Santoprene”的熱塑合成橡膠，近來被廣泛應(yīng)用于膜片工業(yè)。
宏觀上，熱塑合成橡膠是各向同性的，條件是材料被均勻混于材料中。熱塑合成橡膠不含纖維條紋，這種纖維條紋在循環(huán)力的作用下發(fā)生磨損和失效。盡管熱塑合成橡膠有彎曲的能力，但其中的“塑性”組份通常會使其表面硬度高于先前使用的纖維強(qiáng)化合成橡膠膜片的合成橡膠(橡膠)的表面硬度。表面較硬會影響密封特性。
合成橡膠的硬度可通過加入組份中附加橡膠來降低。不過，附加橡膠同時降低了膜片的拉力。比較理想的情況是提供一種膜片具有一定強(qiáng)度，彎曲性能，同時又有良好的密封性能。
本發(fā)明是一種泵的膜片，它由相同基礎(chǔ)聚合物的兩種不同肖氏硬度的材料組成，膜片包括一個堅固層，能承受水壓力，一個或多個柔軟層，能夠變形從而獲得理想的密封結(jié)構(gòu)。膜片是這樣制造的首先用一種熱塑材料，其中含有百分比較低的橡膠填料，將其注入模腔中并讓第一種材料固化。第一個模腔使膜片形成彎曲和支撐部分形狀。硬化了的第一種材料被接著置入第二個模腔。
第二種熱塑材料含有相同的基礎(chǔ)聚合物，但有相對百分比較高的橡膠填料。將其注入第二個模腔，第一種和第二種材料含有相同的基礎(chǔ)聚合物，因此當(dāng)熔化時，它們不僅具有相同的熔化溫度，而且彼此有很強(qiáng)的混合傾向性。第二種材料在被送入模腔時，其溫度會使第一種材料的表面熔化。當(dāng)?shù)诙N材料及其表面硬化后，兩層就化學(xué)上焊合起來。第二個模腔使膜片形成密封部分的形狀。如此作成的膜片有一個很強(qiáng)的各向同性層和一個柔軟層，各向同性層可承受水壓，而柔軟層形變后填人密封凸緣，從而易于調(diào)整形狀并在配合的表面起密封作用。
本領(lǐng)域的其它技術(shù)人員在閱讀了如下的說明和附圖后，將更清楚的了解本發(fā)明的目的和優(yōu)點，其中圖1是現(xiàn)有膜片泵的剖面圖；圖2是本發(fā)明膜片的立體圖；圖3是放入第一種熱塑材料的模子的截面圖；圖4的剖面圖顯示第二種熱塑材料被注入模腔，其中含有一個硬化的膜片插入物；圖5是本發(fā)明膜片的剖面圖；圖6是膜片放入泵中的剖面圖。
參見附圖，圖2顯示本發(fā)明的膜片50。膜片50包括彎曲部分52和密封部分54。彎曲部分52包括許多孔56，作為膜片泵的活塞的間隙孔。密封部分54有一對外凸緣58和59對泵室起密封作用。外凸緣58和59的肖氏硬度數(shù)低于彎曲部分52的。因此外凸緣58和59較軟且具有比彎曲部分52更好的密封特性。
如圖3所示，膜片50最好首先在第一個模具62的內(nèi)腔中注入第一種熱塑材料60。如圖4所示，第一種材料固化后被放入第二個模具64的內(nèi)腔。第二種熱塑材料66被注入第二個模具64的外部分68。第二種材料66在其溫度高于第一種材料的熔化溫度時被注入模腔，從而使已硬化的第一種材料表面70熔化。如圖5所示，第一種和第二種材料硬化成為一個膜片。
最佳實施例中，第一和第二種熱塑材料都是MONSANTO公司的商標(biāo)為SANTOPRENE的以EPDM填充的彈性聚合物。各熱塑材料填充有不同量的EPDM，使得材料的肖氏硬度數(shù)不同。最佳實施例中，第一種熱塑材料填充EPDM使得肖氏硬度數(shù)不小于80A，第二種熱塑材料填充EPDM使得肖氏硬度數(shù)不大于60A。
第一和第二種熱塑材料有相同的熔化溫度，從而使第二種材料在材料固化時擴(kuò)散進(jìn)入第一種材料。擴(kuò)散的第二種材料形成單個膜片，該膜片有一個相對較強(qiáng)的，只含第一種材料的彎曲部分52，和以第一種材料為基礎(chǔ)，上端為第二種熱塑材料凸緣的相對柔軟的密封部分54。
圖4顯示了裝入膜片泵72的膜片50。泵72有用螺釘76連接的第一外殼73和第二外殼74。第一外殼73的第一內(nèi)腔78中有一個擺板組件80，與擺板組件80連接的三個活塞(只顯示一個)在相應(yīng)的泵腔84中運(yùn)動，泵腔位于第二外殼74的內(nèi)腔86中?；钊?2通過螺釘88與擺動板80相連，螺釘穿過膜片50的孔56。壓力室84對應(yīng)泵進(jìn)、出口(未示出)。當(dāng)活塞82運(yùn)動至抽吸位置時，泵腔將流體從進(jìn)口抽入，而當(dāng)活塞運(yùn)動至沖程位置，流體沿出口從泵腔中排出。擺板組件80上帶有一個輸出軸90，該軸與一個電動機(jī)(圖中未示)相聯(lián)，電動機(jī)驅(qū)動輸出軸轉(zhuǎn)動，并使活塞82在抽吸和沖程位置間往復(fù)運(yùn)動。
膜片50穿過泵將第一內(nèi)腔78和第二內(nèi)腔86分開，膜片50的外凸緣58和59被外殼73和74支持住。外凸緣58和59相對較軟的第二種熱塑材料有一定的彎曲，從而保證泵四周的密封。與活塞82連接的膜片50的彎曲部分52有相對較強(qiáng)的材料來承受泵運(yùn)行施加的循環(huán)力。本發(fā)明的這種膜片既有一定的強(qiáng)度，又為泵系統(tǒng)提供足夠的密封性能。
在附圖中說明并顯示了一個給定的實施例。應(yīng)該理解這一裝置僅僅是說明性的，而不是對發(fā)明范圍的限制。同時，本發(fā)明不應(yīng)被限制于說明和顯示的裝置和結(jié)構(gòu)上，因為，本領(lǐng)域技術(shù)入員可對此作各種改進(jìn)。
權(quán)利要求
1.一種膜片泵的膜片，該膜片泵包括一個在泵室中的活塞，泵室包括第一外殼和第二外殼，膜片包括膜片的密封部分位于第一和第二外殼之間，起到密封泵室的作用，與活塞連接的是彎曲部分。其中所述的密封部分具有的肖氏硬度數(shù)低于所述的彎曲部分的第二種肖氏硬度數(shù)。
2.如權(quán)利要求1中所述的膜片，其中所述的彎曲部分包括第一種熱塑材料，所述的密封部分包括第二種熱塑材料，它被所述的第一種熱塑材料支持。
3.如權(quán)利要求2所述的膜片，其中所述的第一種肖氏硬度數(shù)不高于60A，所述的第二種肖氏硬度數(shù)不低于80A。
4.如權(quán)利要求1中所述的膜片，其中所述的外部有外凸緣。
5.如權(quán)利要求1中所述的膜片，其中所述的膜片有一個孔。
6.一種膜片泵，它包括具有第一內(nèi)腔第一外殼；具有與所述第一外殼成對的第二內(nèi)腔的第二外殼。一個膜片，它將所述第一內(nèi)腔和第二內(nèi)腔分開，所述膜片的彎曲部分具有第一肖氏硬度數(shù)；位于第一外殼和第二外殼間的密封部分具有第二肖氏硬度數(shù)，其中所述第二肖氏硬度數(shù)小于所述第一肖氏硬度數(shù)；和，一個與所述膜片的所述彎曲部分連接的活塞。
7.如權(quán)利要求6中所述泵，其中所述彎曲部分包括第一種熱塑材料，其中所述密封部分包括第二種熱塑材料，被所述第一種熱塑材料支持。
8.如權(quán)利要求7種所述的泵，其中所述第一肖氏硬度至少為80A，所述第二肖氏硬度數(shù)不高于60A。
9.如在權(quán)利要求6中所述的泵，其中所述外部有的外凸緣被第一和第二外殼擠壓。
10.如在權(quán)利要求6中所述的泵，其中所述膜片有一個孔，該孔放置所述的活塞。
11.如在權(quán)利要求6中所述的泵，它還包括一個擺板組件，該機(jī)構(gòu)使活塞在泵腔中的第一與第二位置間移動。
12.一種制造膜片泵的膜片的方法，包括的步驟是a)置入一個未固化的具有第一肖氏硬度數(shù)的材料于第一模腔中；b)固化所述的第一種材料；c)將固化的第一種材料放入第二模腔中，該模腔為未填充的密封部分；d)將未固化的第二種材料置入所述的第二模腔的外部分，所述第二種材料具有第二肖氏數(shù)低于第一肖氏數(shù)；e)固化所述第一，第二種材料。
13.如權(quán)利要求12中所述方法，其中所述的第二種材料在一定溫度下被置入所述第二模腔，其溫度高于所述第一種材料的熔化溫度。
14.如權(quán)利要求12中所述的方法，其中所述第一，第二種材料包含一種普通基礎(chǔ)聚合物，所述第二種材料含有比所述第一種材料百分比高的合成橡膠填料。
全文摘要
一種膜片，由相同基礎(chǔ)聚合物的兩種不同肖氏硬度的材料組成。膜片的制造是首先將一種含有較低百分比橡膠填料的第一熱塑材料注入模腔中并使其固化。接著將硬化了的第一材料置入第二個模腔。再將含有相同基礎(chǔ)聚合物但有相對高百分比橡膠填料的第二熱塑材料注入第二個模腔。第二材料以會使第一材料表面熔化的溫度注入模腔。制成的膜片有一個能承受水壓力的同質(zhì)的堅固層和一個能變形填入密封凸緣的柔軟層，該層易于變形以密封住配合表面。
文檔編號F04B43/00GK1151483SQ9611224
公開日1997年6月11日 申請日期1996年8月7日 優(yōu)先權(quán)日1995年8月7日
發(fā)明者I·舍恩邁耶 申請人:阿夸特克水力系統(tǒng)公司