專(zhuān)利名稱(chēng)：隔膜泵的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種隔膜泵。
背景技術(shù)：
日本未審查實(shí)用新型出版物No.7-141179披露了隔膜泵。如圖3所示，隔膜92通過(guò)隔膜套91的固定表面(連接表面)91a支承在其外周部分92a處。隔膜套91和隔膜92在隔膜套91內(nèi)限定泵腔93。隔膜92在其中心安裝驅(qū)動(dòng)件(桿)94，該驅(qū)動(dòng)件可被驅(qū)動(dòng)以便通過(guò)例如電馬達(dá)(未示出)的驅(qū)動(dòng)源往復(fù)運(yùn)動(dòng)。由于驅(qū)動(dòng)件94的往復(fù)運(yùn)動(dòng)造成隔膜92變形(移位)，泵腔的容積增加和減小，由此使得流體流入泵腔93或排出泵腔93。
在隔膜泵中，在排放行程中泵腔93內(nèi)的壓力升高時(shí)，雖然與驅(qū)動(dòng)件94接觸的隔膜92的部分通過(guò)驅(qū)動(dòng)件94支承，與驅(qū)動(dòng)件94不接觸的隔膜92的外側(cè)部分不直接通過(guò)驅(qū)動(dòng)件94支承，并通常朝著泵腔93的相反側(cè)膨脹。由于即使在排放行程的最后階段，泵腔93的容器不能充分減小，不從泵腔93排出并保持在泵腔93內(nèi)的流體增加，其結(jié)果是隔膜泵的泵效率退化。
但是在隔膜泵中，驅(qū)動(dòng)件94包括安裝隔膜92的安裝構(gòu)件95和形成在安裝構(gòu)件95的外側(cè)部分上的凸緣96。當(dāng)隔膜92朝著泵腔93變形時(shí)，凸緣96與隔膜92接觸，由此在排放行程中防止隔膜92的外側(cè)部分朝著泵腔93的相反側(cè)膨脹。
但是在圖3所示的隔膜泵的驅(qū)動(dòng)件94中，由于接觸隔膜92的安裝構(gòu)件95的表面95a不與接觸隔膜92的凸緣96的表面96a形成連續(xù)，表面95a和96a之間的邊界傾斜。因此，在排放行程中變形的隔膜92以一個(gè)偏轉(zhuǎn)角度接觸傾斜的邊界，因此降低隔膜92的耐用性。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對(duì)一種改進(jìn)隔膜耐用性并保持高的泵效率的隔膜泵。
本發(fā)明提供以下特征。隔膜泵包括隔膜、隔膜套和驅(qū)動(dòng)件。隔膜具有中點(diǎn)和外周部分。隔膜套在其外周部分支承隔膜，由此在隔膜套內(nèi)限定泵腔。驅(qū)動(dòng)件在其中點(diǎn)保持隔膜。當(dāng)驅(qū)動(dòng)件往復(fù)運(yùn)動(dòng)時(shí)隔膜變形，由此實(shí)現(xiàn)流體流入和排出泵腔。驅(qū)動(dòng)件包括安裝構(gòu)件和凸緣。安裝構(gòu)件安裝隔膜，并具有接觸隔膜的第一表面。凸緣形成在安裝構(gòu)件外部。凸緣具有在隔膜朝著泵腔變形時(shí)接觸隔膜的第二表面。凸緣的第二表面具有與安裝構(gòu)件的第一表面形成連續(xù)的第一凸起表面區(qū)域。
結(jié)合附圖，通過(guò)實(shí)例說(shuō)明本發(fā)明的原理，本發(fā)明的其他方面和優(yōu)點(diǎn)將從以下說(shuō)明中變得清楚。


在所附權(quán)利要求中特別提出確信為新穎的本發(fā)明的特征。本發(fā)明及其目的和優(yōu)點(diǎn)可通過(guò)參考當(dāng)前優(yōu)選實(shí)施例以及附圖的以下說(shuō)明得以清楚地連接，附圖中圖1是表示本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的隔膜泵的截面圖；圖2是表示本發(fā)明另一優(yōu)選實(shí)施例的隔膜泵的截面圖；以及圖3是表示現(xiàn)有技術(shù)隔膜泵的截面圖。
具體實(shí)施例方式
現(xiàn)在參考圖1說(shuō)明本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的隔膜泵。在當(dāng)前優(yōu)選的實(shí)施例中，隔膜泵適用于供應(yīng)氣體。
圖1是表示隔膜泵的截面圖。如圖1所示，隔膜泵具有包括塊體11、固定連接到塊體11上的圓形張力板12和容納塊體11和張力板12的主體套13。主體套12形成圓柱形覆蓋形狀，其覆蓋部分位于上側(cè)，如圖1所示。塊體11和張力板12容納在主體套13內(nèi)，使得塊體11位于覆蓋側(cè)上。
塊體11在其面向張力板12的端表面上形成凹入部分11a。凹入部分11a通過(guò)介于塊體11和張力板12之間的隔膜14閉合，由此限定泵腔15。隔膜14由彈性金屬材料制成并具有圓形形狀。塊體11和張力板12支承隔膜14，以便通過(guò)在塊體11和張力板12的結(jié)合部處或者在塊體11的固定表面31和面向固定表面31的張力板12的固定表面36之間保持隔膜14的外周部分14a的環(huán)形區(qū)域，使得隔膜14變形(移位)。
主體套13在其中形成與外部低壓管路(未示出)連接的抽吸通道17和與外部高壓管路(未示出)連接的排放通道18。塊體11在其中間形成將泵腔15連接到抽吸通道17的抽吸口25和將泵腔15連接到排放通道18的排放口。以簧片閥為形式的抽吸閥21設(shè)置在塊體11內(nèi)的抽吸口25和主體套13內(nèi)的抽吸通道17之間。以簧片閥為形式的排放閥22設(shè)置在塊體11內(nèi)的排放口26和主體套13內(nèi)的排放通道18之間。
驅(qū)動(dòng)隔膜14的驅(qū)動(dòng)單元24連接到隔膜14上。驅(qū)動(dòng)單元24形成用作驅(qū)動(dòng)件的桿45，驅(qū)動(dòng)件被驅(qū)動(dòng)以便通過(guò)例如電馬達(dá)(未示出)的驅(qū)動(dòng)源往復(fù)運(yùn)動(dòng)。桿45在其中央將隔膜14保持在布置在泵腔15外部并安裝隔膜14的的安裝構(gòu)件46和布置在泵腔15內(nèi)部并固定到安裝構(gòu)件46上的固定構(gòu)件47之間。因此，當(dāng)桿45往復(fù)運(yùn)動(dòng)時(shí)隔膜14變形(移位)，由此增加并減小泵腔15的容積。
特別是，當(dāng)桿45在桿45離開(kāi)泵腔15(圖1向下)的方向上運(yùn)動(dòng)時(shí)，隔膜14朝著泵腔15的相反側(cè)變形，并且泵腔15的容積增加。當(dāng)隔膜14朝著泵腔15的相反側(cè)變形的抽吸過(guò)程中，氣體從抽吸通道17引入泵腔室15，并推開(kāi)抽吸閥21。相比之下，當(dāng)桿45朝著泵腔15變形并且泵腔15的容積減小。在隔膜14朝著泵腔15變形的排放過(guò)程中，泵腔15內(nèi)的氣體排放到排放通道18，并推開(kāi)排放閥22。
桿45包括安裝構(gòu)件46和位于安裝構(gòu)件46外部的圓形凸緣49。當(dāng)隔膜14朝著泵腔15變形時(shí)，凸緣49與隔膜14接觸，由此防止在排放行程中隔膜14的外側(cè)部分朝著泵腔15相反側(cè)膨脹。由于即使在排放行程的最后階段，泵腔15的容積充分減小，不從泵腔15排放并保持在泵腔15內(nèi)的流體減少，其結(jié)果是改善隔膜泵的泵效率。
接觸隔膜14的凸緣49的表面49a具有與接觸隔膜14的安裝構(gòu)件46的表面46a(平面)連續(xù)的凸起表面區(qū)域51，以便不形成傾斜。因此，在隔膜14朝著泵腔15變形的情況下，即使隔膜14與安裝構(gòu)件46的接觸表面46a和凸緣49的接觸表面49a之間邊界附近接觸，凸起表面區(qū)域51將沒(méi)有偏轉(zhuǎn)角度，使得改善隔膜14的耐用性。
凸緣49的接觸表面49a除了所述的凸起表面區(qū)域51之外還具有凹入表面區(qū)域52。凸起表面區(qū)域51在靠近環(huán)形區(qū)域內(nèi)的安裝構(gòu)件46的凸起表面區(qū)域51的部分處接觸隔膜14。凹入表面區(qū)域52與凸起表面區(qū)域51形成連續(xù)并在靠近環(huán)形區(qū)域內(nèi)的外周部分14a的凹入表面區(qū)域52的部分處接觸隔膜14。
如圖2所示，在凸緣49的接觸表面49a只通過(guò)凸起表面區(qū)域形成的情況下，當(dāng)隔膜14朝著泵腔15以相對(duì)大的曲率半徑變形時(shí)，靠近外周部分14a的隔膜14的部分在不通過(guò)凸緣49的接觸表面49a支承的隔膜14的部分處以相對(duì)大的曲率半徑彎曲，使得隔膜14的所述部分介于接觸表面49a和固定表面31之間。在圖2雙虛線(xiàn)表示的隔膜14中，隔膜14的所述部分由箭頭“M”表示。
在當(dāng)前實(shí)施例中，但是當(dāng)隔膜14朝著泵腔15以相對(duì)大的曲率半徑變形時(shí)，靠近外周部分14a的隔膜14的部分彎曲以便與凸緣49的接觸表面49a(或凹入表面區(qū)域52)相符，即在隔膜14的所述部分通過(guò)接觸表面49a支承的狀態(tài)下，隔膜14的所述部分彎曲，使得隔膜14的所述部分介于接觸表面49a和固定表面31之間。這種結(jié)構(gòu)防止隔膜14在不通過(guò)凸緣49的接觸表面49a支承的隔膜14的部分處以相對(duì)大的曲率半徑彎曲，其結(jié)果是改善隔膜14的耐用性。
凸起表面區(qū)域51和凸緣49的接觸表面49a的凹入表面區(qū)域52的曲率半徑是相同的。為了更加明確，在垂直于在其平位置的隔膜14并穿過(guò)隔膜14的中點(diǎn)P的平面(即圖1的平面)上觀看，凸起表面區(qū)域51的曲線(xiàn)X1的曲率半徑R1和凹入表面區(qū)域52的曲線(xiàn)X2的曲率半徑R2是相同的。
因此，當(dāng)隔膜14以相對(duì)大的曲率半徑朝著泵腔15變形時(shí)，接觸凸緣49的任一個(gè)凸起表面區(qū)域51和凹入表面區(qū)域52的隔膜14的部分防止以比隔膜14其他部分大的曲率半徑彎曲，由此防止不均勻施加在與凸緣49的接觸表面49a接觸的隔膜14上的彎矩造成的應(yīng)力。因此，進(jìn)一步改善隔膜14的耐用性。
塊體11在泵腔15的內(nèi)表面的中間形成保留凹口48。如圖1雙虛線(xiàn)所示，當(dāng)朝著泵腔15變形的隔膜14位于其頂部死點(diǎn)時(shí)，在該點(diǎn)處泵腔15的容積最小，保留凹口48容納固定桿45的固定構(gòu)件47。除了保留凹口48之外，塊體11的泵腔15的內(nèi)表面形成對(duì)于隔膜14朝著其頂部死點(diǎn)的變形提供限制的調(diào)節(jié)表面32。即當(dāng)朝著泵腔15變形的隔膜14位于頂部死點(diǎn)時(shí)，面向泵腔15的隔膜14的表面與調(diào)節(jié)表面32接觸，由此防止隔膜14進(jìn)一步彈性變形。
調(diào)節(jié)表面32成形為與凸緣49的接觸表面49a相符。因此，在隔膜14位于其頂部死點(diǎn)的狀態(tài)下，隔膜14大致夾在桿45(凸緣49)的整個(gè)接觸表面49a和塊體11的整個(gè)調(diào)節(jié)表面32之間，泵腔泵腔15的容積變成大致為零，因此，進(jìn)一步改善隔膜泵的泵效率。
特別是，調(diào)節(jié)表面32包括成形為與凸緣49的接觸表面49a的凹入表面區(qū)域52相符的凸起表區(qū)域33和成形為與接觸表面49a的凸起表面區(qū)域51相符的凹入表面區(qū)域34。凸起表面區(qū)域33與固定表面31形成平滑連續(xù)，使其邊界沒(méi)有形成角度。凸起表面區(qū)域33在靠近環(huán)形區(qū)域內(nèi)的外周部分14a的凸起表面區(qū)域22的部分處支承位于朝著其頂部死點(diǎn)變形的極限處的隔膜14。凹入表面區(qū)域34與凸起表面區(qū)域33形成平滑連續(xù)，使其邊界沒(méi)有形成角度。凹入表面區(qū)域34在靠近環(huán)形區(qū)域內(nèi)的隔膜14的中點(diǎn)P的凹入表面區(qū)域34的部分處支承位于朝著其頂部死點(diǎn)變形的極限處的隔膜14。
因此，即使隔膜14位于朝著其頂部死點(diǎn)變形的極限處，并成形為與調(diào)節(jié)表面32相符，固定表面31和調(diào)節(jié)表面32之間以及凸起表面區(qū)域33和凹入表面區(qū)域34之間的邊界附近將沒(méi)有偏轉(zhuǎn)角度，防止由偏轉(zhuǎn)造成的隔膜14的塑性變形，并因此防止隔膜14的耐用性的降低。
凸起表面區(qū)域33和凹入表面區(qū)域34的曲率是相同的。另外，凸起表面區(qū)域33和凹入表面區(qū)域34的曲率與凸起表面區(qū)域51和凹入表面區(qū)域52的曲率相同。為了更加明確，在垂直于平位置上的隔膜14并穿過(guò)隔膜14的中心P的平面(即圖1的平面)上觀看，凸起表面區(qū)域33的曲線(xiàn)X3的曲率半徑R1、曲率半徑R2、曲率半徑R3和凹入表面區(qū)域34的曲線(xiàn)X4的曲率半徑R4是相同的。
因此，當(dāng)隔膜14位于朝著其頂部死點(diǎn)變形的極限處時(shí)，防止介于調(diào)節(jié)表面32的凸起表面區(qū)域33和凸緣49的凹入表面區(qū)域52之間以及介于調(diào)節(jié)表面32的凹入表面區(qū)域34和凸緣49的凸起表面區(qū)域51之間的隔膜14的部分的曲率是不同的，由此進(jìn)一步改善防止不均勻施加在位于朝著其頂部死點(diǎn)變形極限處的隔膜14上的彎矩造成的應(yīng)力。
注意到以下實(shí)施例可以在不偏離本發(fā)明目的的情況下實(shí)施。
如圖2所示，桿45的凸緣49的接觸表面49a只通過(guò)凸起表面區(qū)域形成。另外，隔膜套10(或塊體11)的調(diào)節(jié)表面32只通過(guò)凹入表面區(qū)域形成，以便成形為與只由凸起表面區(qū)域形成的凸緣49的接觸表面49a相符。
在優(yōu)選實(shí)施例的可選擇實(shí)施例中，凸緣49的接觸表面49a的凸起表面區(qū)域51和凹入表面區(qū)域52的曲率相互不同。在優(yōu)選實(shí)施例的另一可選擇實(shí)施例中，調(diào)節(jié)表面32的凸起表面區(qū)域33和凹入表面區(qū)域34的曲率相互不同。在前一和后一實(shí)施例組合的情況下，如果調(diào)節(jié)表面32的凹入表面區(qū)域34的曲率與凸緣49的凸起表面區(qū)域51的曲率相同，并且如果調(diào)節(jié)表面32的凸起表面區(qū)域33的曲率與凸緣49的凹入表面區(qū)域52的曲率相同，調(diào)節(jié)表面32成形為與凸緣49的接觸表面49a相符。
盡管在所示的實(shí)施例中，本發(fā)明的隔膜泵適用于處理氣體的隔膜泵，本發(fā)明的隔膜泵不局限于所述的隔膜泵，而可適用于處理液體的隔膜泵。
因此，本發(fā)明的實(shí)例和實(shí)施例認(rèn)為是示例性的并沒(méi)有限制含義，并且本發(fā)明不局限于這里給出的細(xì)節(jié)，而可以進(jìn)行調(diào)整。
權(quán)利要求
1.一種隔膜泵，包括具有中點(diǎn)和外周部分的隔膜；用于在其外周部分支承隔膜的隔膜套，由此在隔膜套內(nèi)限定泵腔；用于在其中點(diǎn)保持隔膜的驅(qū)動(dòng)件，當(dāng)驅(qū)動(dòng)件往復(fù)運(yùn)動(dòng)時(shí)隔膜變形，由此實(shí)現(xiàn)流體流入和排出泵腔，該驅(qū)動(dòng)件包括用于安裝隔膜的安裝構(gòu)件，安裝構(gòu)件具有接觸隔膜的第一表面；以及形成在安裝構(gòu)件外部的凸緣，凸緣具有當(dāng)隔膜朝著泵腔變形時(shí)接觸隔膜的第二表面，其中凸緣的第二表面具有與安裝構(gòu)件的第一表面形成連續(xù)的第一凸起表面區(qū)域。
2.如權(quán)利要求1所述的隔膜泵，其特征在于，除了第一凸起表面區(qū)域之外，凸緣的第二表面具有第一凹入表面區(qū)域，第一凸起表面區(qū)域在靠近安裝構(gòu)件的第一凸起表面區(qū)域的部分處接觸隔膜，第一凹入表面區(qū)域與第一凸起表面區(qū)域形成連續(xù)，第一凹入表面區(qū)域在靠近隔膜的外周表面的凹入表面區(qū)域處接觸隔膜。
3.如權(quán)利要求2所述的隔膜泵，其特征在于，凸緣的第二表面的第一凸起表面區(qū)域和第一凹入表面區(qū)域的曲率是相同的。
4.如權(quán)利要求1項(xiàng)所述的隔膜泵，其特征在于，隔膜套具有形成泵腔的內(nèi)表面的調(diào)節(jié)表面，并成形為與凸緣的第二表面相符，由此為隔膜朝著泵腔變形提供限制。
5.如權(quán)利要求4所述的隔膜泵，其特征在于，隔膜套具有在其外周部分處支承隔膜的固定表面，調(diào)節(jié)表面與固定表面形成連續(xù)，調(diào)節(jié)表面具有在靠近隔膜的外周表面的第二凹入表面區(qū)域的部分處支承隔膜的第二凸起表面區(qū)域和與第二凸起表面區(qū)域形成連續(xù)以便在靠近隔膜中點(diǎn)的第二凹入表面區(qū)域的部分處支承隔膜的第二凹入表面區(qū)域。
6.如權(quán)利要求5所述的隔膜泵，其特征在于，隔膜套的調(diào)節(jié)表面的第二凸起表面區(qū)域和第二凹入表面區(qū)域的曲率是相同的。
7.如權(quán)利要求6所述的隔膜泵，其特征在于，除了第一凸起表面區(qū)域之外，凸緣的第二表面具有第一凹入表面區(qū)域，第二表面的第一凸起表面區(qū)域在靠近安裝構(gòu)件的第一凸起表面區(qū)域的部分處接觸隔膜，第二表面的第一凹入表面與第一凸起表面區(qū)域形成連續(xù)，第一凹入表面區(qū)域在靠近隔膜的外周部分的第一凹入表面區(qū)域的部分處接觸隔膜，凸緣的第二表面的第一凸起表面區(qū)域和第一凹入表面區(qū)域的曲率和調(diào)節(jié)表面的第二凸起表面區(qū)域和第二凹入表面區(qū)域的曲率相同。
全文摘要
一種隔膜泵包括隔膜、隔膜套和驅(qū)動(dòng)件。隔膜具有中點(diǎn)和外周部分。隔膜套在其外周部分支承隔膜，由此在隔膜套內(nèi)限定泵腔。驅(qū)動(dòng)件在其中點(diǎn)保持隔膜，當(dāng)驅(qū)動(dòng)件往復(fù)運(yùn)動(dòng)時(shí)隔膜變形，由此實(shí)現(xiàn)流體流入和排出泵腔。該驅(qū)動(dòng)件包括安裝構(gòu)件和凸緣。安裝構(gòu)件安裝隔膜并具有接觸隔膜的第一表面。凸緣形成在安裝構(gòu)件外部，凸緣具有當(dāng)隔膜朝著泵腔變形時(shí)接觸隔膜的第二表面。第二表面具有與安裝構(gòu)件的第一表面形成連續(xù)的第一凸起表面區(qū)域。
文檔編號(hào)F04B45/00GK1621716SQ20041009587
公開(kāi)日2005年6月1日 申請(qǐng)日期2004年11月26日 優(yōu)先權(quán)日2003年11月28日
發(fā)明者山本真也, 越坂亮介, 內(nèi)山理 申請(qǐng)人:株式會(huì)社豐田自動(dòng)織機(jī)