專利名稱：全封閉活塞式雙作用往復(fù)泵的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種中小流量，揚(yáng)程范圍大，自吸程高的全封閉活塞式雙作用往復(fù)泵。該泵是把機(jī)械與液壓原理結(jié)合于一體的小型設(shè)備，它廣泛適合于各種液體的輸送，特別是在無電區(qū)——山旱區(qū)、沙漠區(qū)、牧區(qū)的人畜飲水場合。
山旱區(qū)、沙漠區(qū)、牧區(qū)的人畜飲水主要靠井水。其井水絕大多數(shù)在地下拾米以下，有的數(shù)拾米，個(gè)別的上百米深處。目前牧民已證實(shí)用柴油機(jī)或汽油機(jī)直接驅(qū)動(dòng)離心泵，從地下拾米深處的井水中無法再提出水了，因?yàn)楸玫淖晕棠芰_(dá)不到拾米。故只好是內(nèi)燃機(jī)發(fā)電后，用潛水電泵提水飲牲畜了。用內(nèi)燃機(jī)發(fā)電提水，不但一次性設(shè)備投入占用資金大，而且油耗和設(shè)備維修費(fèi)居高不下；更令人擔(dān)心的是該地區(qū)的井，用人工打的敞口井，由于柴油機(jī)的柴油和潤滑油的滲漏，與井水隔離不徹底，結(jié)果井水日益被污染嚴(yán)重，人畜飲上了帶有油污的水。如果不用內(nèi)燃機(jī)發(fā)電提水，用人工從地下拾米深處的井水中水斗打水，每日飲數(shù)百只(有的上千只)牲畜群，那勞動(dòng)強(qiáng)度一個(gè)人無法承擔(dān)的，尤其是烈日、刮風(fēng)或下雪情況下是受不了。
基于上述情況，本實(shí)用新型的解決任務(wù)是1、研制的泵具備10至20米的自吸程能力。
2、整個(gè)設(shè)備輕、省力，一個(gè)人就從井口驅(qū)動(dòng)泵提水，滿足牲畜群的飲水量。
3、適合山區(qū)畜牧業(yè)，水在山下，畜群在山上，飲用水向山上打上去，泵有較高的揚(yáng)程。
4、泵對人畜飲水無污染。
本實(shí)用新型的任務(wù)是以如下方式完成的1、往復(fù)泵一端用堵盤封死；另一端活塞桿用高壓橡膠密封圈封閉；活塞用活塞上下接盤、耐磨活塞環(huán)、高壓橡膠密封圈等組成，使活塞組前后腔壓力經(jīng)得起200kg/cm2壓力；泵腔通道用各自成90°形狀的閥座和閥門封閉；使整個(gè)往復(fù)泵內(nèi)腔缸筒[0]和通道孔[c]、[d]始終與大氣壓隔絕，形成全封閉狀態(tài)，而且是高度封閉——不管泵處于靜態(tài)還是動(dòng)態(tài)，都沒有任何內(nèi)外泄氣或漏水。即用氣壓或水壓測試泵結(jié)構(gòu)靜態(tài)和動(dòng)態(tài)密封性能時(shí)不泄氣或漏水。往復(fù)泵只要工作，其吸水通道孔以及吸水鋼管中產(chǎn)生10-3至10-5托的負(fù)壓，再加大氣壓力，其吸程高度實(shí)現(xiàn)了10至20米的水平。
2、為了得到中等流量，該泵采用了活塞結(jié)構(gòu)形式，并且其泵機(jī)體兩端分別應(yīng)用了兩組錐形進(jìn)出水閥門組，實(shí)現(xiàn)了雙向出水作用。同時(shí)特別注意到機(jī)體中缸筒[0]的直徑與通道孔[a]、[b]、[c]、[d]的直徑比值在2.5倍，與活塞桿[24]的直徑比值在3.3倍，與閥座[66]、[71]、[88]、[90]的直徑比值在2倍，與進(jìn)出水閥門[64]、[75]、[87]、[92]的90°錐端封閉直徑比值在2.4倍的幾何關(guān)系。
3、該泵向山上打水揚(yáng)程的實(shí)現(xiàn)，泵結(jié)構(gòu)本身沒有什么改動(dòng)，只是相應(yīng)調(diào)整了進(jìn)出水閥彈簧的彈力。要求泵有10至20米的自吸程高度時(shí)，出水閥彈簧的彈力大于進(jìn)水閥彈簧的彈力。要求泵有較高的揚(yáng)程時(shí)，出水閥彈簧的彈力隨著揚(yáng)程高度的增加接近進(jìn)水閥彈簧的彈力。
4、該泵使用了機(jī)械杠桿省力形式，其鉸鏈杠桿組中的加力桿的長度，操作者根據(jù)自已的體力情況，在1至3米范圍內(nèi)任意選擇。同時(shí)指出的是該泵零部件選用了高強(qiáng)度耐磨性好、抗腐蝕性的不銹鋼等材料，其加工精度IT5至IT6范圍，粗糙度在0.8微米以下，所以使用中不需要潤滑，也就不存在井水飲用污染之事。
以下將結(jié)合附圖對實(shí)用新型作說明


圖1是本實(shí)用新型安裝于井口(井口以虛線圓畫出)[43]俯視圖(正合人用手向外推或拉加力桿做工位置)中加力桿[21]、加力桿座[20]、銷軸[18]、開口銷[19]、連接板[17]、銷軸[15]、開口銷[16]、活塞桿[24]、銷軸[22]、開口銷[23]，活塞組——活塞上接盤[9]、V型橡膠密封圈[8]、[6]活塞環(huán)[7]、活塞下接盤[5]等工作時(shí)位置變動(dòng)示范圖。
圖2是本實(shí)用新型的側(cè)視剖面圖——即與井口[43]中心線平行位置切剖中升降式底閥總成[49]、吸水鋼管[47]、固定活?yuàn)A[44]、活節(jié)頭[55]、進(jìn)水口接頭[56]、進(jìn)水口接盤[57]、進(jìn)水通道[a]，進(jìn)水閥門組——開口銷[61]、[84]，進(jìn)水閥門滑動(dòng)壓套[62]、[85]、進(jìn)水閥彈簧[63]、[86]、進(jìn)水閥門[64]、[87]、閥座[66]、[88]；出水閥門組——閥座[71]、[90]、出水閥門[75]、[92]、山水閥彈簧[73]、[93]、出水閥堵盤[76]、[78]、出水通道[b]和出水口接盤[81]等的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖3為圖2中的局部示意圖——出水口接頭[94]、出水口彎頭[95]、出水口膠管鋼接頭[96]和出水口膠管[97]等。
參照
圖1至圖3往復(fù)泵機(jī)體[4]缸筒[0]的密封后端由橡膠墊圈[36]、堵盤[37]、六角頭螺栓[41]和彈簧墊圈[42]封閉。
前端由橡膠墊圈[29]、壓盤[28]、六角頭螺栓[69]、彈簧墊圈[70]、緊盤[27]、雙頭螺柱[30]、六角螺母[25]、彈簧墊圈[26]、活塞桿[24]和V形橡膠密封圈[31]封閉。
缸筒[0]的兩端與通道[c]和[d]相通。通道[c]和[d]右側(cè)(從
圖1中看)，由死堵[34]封閉，并用錐端緊定螺釘[33]鎖死。
通道[c]和[d]中間與進(jìn)水通道[a]和出水通道[b]雖相通，但由閥座——[66]、[71]、[88]、[90]，閥座O型橡膠密封圈——[67]、[72]、[89]、[91]，閥座緊固錐端緊定螺釘——[65]、[68]，進(jìn)水閥門——[64]、[87]，出水閥門——[75]、[92]，進(jìn)水閥彈簧——[63]、[86]，出水閥彈簧——[73]、[93]，進(jìn)水閥門滑動(dòng)壓套——[62]、[85]，開口銷——[61]、[84]，出水閥堵盤——[76]、[78]以及六角頭螺栓等封閉。
通道[a]和[b]后端由死堵[80]封閉，并用錐端緊定螺釘[82]鎖死。
通道[a]側(cè)端上下兩孔由橡膠墊圈[52]和[60]，進(jìn)水閥堵盤[54]和[59]，六角頭螺栓[50]和彈簧墊圈[51]封閉。
通道[a]中間孔由橡膠墊圈[58]、進(jìn)水口接盤(用六角頭螺栓和彈簧墊圈緊固)[57]、進(jìn)水口接頭[56]、六角鎖母[53]、活節(jié)頭[55]、固定活?yuàn)A[44]、六角頭螺栓[45]、六角螺母[46]、吸水鋼管[47]、六角鎖母[48]和升降式底閥總成[49]等封閉。
通道[b]側(cè)端上下兩孔由橡膠墊圈[77]和[79]，出水閥堵盤[76]和[78]以及六角頭螺栓、彈簧墊圈等封閉。
通道[b]中間孔由橡膠墊圈[83]、出水口接盤(用六角頭螺栓和彈簧墊圈緊固)[81]、出水口接頭[94]、六角鎖母[74]、出水口彎頭[95]、出水口膠管鋼接頭[96]、出水口膠管[97]和緊固線夾[98]等聯(lián)接。
往復(fù)泵缸筒[0]前腔與后腔的密封隔離活塞桿[24]下端與活塞下接盤[5]過渡配合，并用4個(gè)內(nèi)六角圓柱端緊定螺釘[35]鎖死。在活塞下接盤[5]上套有V形橡膠密封圈[6]和[8]、耐磨尼龍活塞環(huán)[7]。活塞上接盤[9]上套有O形橡膠密封圈[32]?；钊辖颖P[9]與活塞下接盤[5]用4組六角頭螺栓(或螺柱)[12]和墊圈(或六角螺母)[13]聯(lián)接緊固為一體——活塞組?；钊M與缸筒[0]之間的間隙松緊度也用這4組螺栓(或螺母)來調(diào)整?；钊M與缸筒(0)的運(yùn)動(dòng)形成了前腔和后腔。前腔和后腔之間的壓力差高達(dá)200kgf/cm2時(shí)也不會(huì)有泄漏。
往復(fù)泵機(jī)體[4]由前后兩橫架[38]支承并用六角頭螺栓[39]和彈簧墊圈[40]緊固。前后兩橫架[38]兩端分別與機(jī)架[1]用六角頭螺栓[2]和螺母[3]聯(lián)接為一個(gè)整體。抽水時(shí)機(jī)架[1]固定于井口[43]。升降式底閥總成[49]潛入井水中(
圖1中用虛線示)，其吸水鋼管[47]與機(jī)架[1]上的承桿用固定活?yuàn)A[44]、六角頭螺栓[45]和六角螺母[46]聯(lián)接緊固，減輕進(jìn)水口接盤[57]的載荷。
本活塞式雙作用往復(fù)泵經(jīng)測試其活塞組前后腔工作面每平方厘米產(chǎn)生的吸力和壓力在16至25公斤力，活塞桿[24]承載力達(dá)1800公斤力以上，故選擇了鉸鏈杠桿省力機(jī)構(gòu)。支力架[14]用4組六角頭螺栓[10]和彈簧墊圈[11]緊固于機(jī)體[4]。支力架[14]上端與銷軸[15]、連接板[17]、銷軸[18]、加力桿座[20]、銷軸[22]和活塞桿[24]鉸鏈。
該活塞式雙作用往復(fù)泵的工作過程把兩米長的加力桿[21](根據(jù)使用者的體力情況自由選擇加力桿的長度)插入加力桿座[20]中用手向外推，活塞桿[24]伸出，活塞組前腔空氣被壓縮，后腔從[d]孔處開始產(chǎn)生真空，此時(shí)進(jìn)水閥門[87]被吸動(dòng)，脫離閥座[88]之間的密封，進(jìn)水閥彈簧[86]壓縮，進(jìn)水閥門滑動(dòng)壓套[85]滑動(dòng)，進(jìn)水鋼管[47]中的空氣被吸入缸筒[0]中；同時(shí)活塞組前腔被壓縮的空氣頂開出水閥門[75]，脫離閥座[71]之間的密封，出水閥彈簧[73]壓縮，被壓縮的空氣經(jīng)出水口接盤[81]進(jìn)入大氣?；钊M到達(dá)上死點(diǎn)，人用手往回拉加力桿[21]、活塞桿[24]下移回縮，活塞組由上死點(diǎn)反向運(yùn)動(dòng)(此時(shí)活塞組前腔成了后腔，后腔成了前腔)，活塞組前腔壓縮缸筒[0]中的空氣，后腔從[c]孔處開始產(chǎn)生真空，此時(shí)出水閥門[75]和進(jìn)水閥門[87]在彈簧作用下快速與閥座[71]和[88]自動(dòng)關(guān)閉；而進(jìn)水閥門[64]被吸動(dòng)，脫離閥座[66]之間的密封，進(jìn)水閥彈簧[63]壓縮，進(jìn)水閥門滑動(dòng)壓套[62]滑動(dòng)，進(jìn)水鋼管[47]中的空氣進(jìn)一步被吸入缸筒[0]中，缸筒[0]中前腔壓縮氣頂開出水閥門[92]，脫離閥座[90]之間的密封，出水閥彈簧[93]壓縮，被壓縮的空氣經(jīng)出水口接盤[81]進(jìn)入大氣?；钊M到達(dá)下死點(diǎn)，人用手向外推加力桿[21]，活塞桿[24]伸出，活塞組由下死點(diǎn)反向運(yùn)動(dòng)(前后腔又更替)，活塞組前腔缸筒[0]中的空氣開始壓縮，后腔從[d]孔處產(chǎn)生真空，此時(shí)進(jìn)水閥門[64]和出水閥門[92]在彈簧作用下快速與閥座[66]和[90]自動(dòng)關(guān)閉；而進(jìn)水閥門[87]和出水閥門[75]又被打開……就這樣往復(fù)循環(huán)運(yùn)動(dòng)結(jié)果，進(jìn)水鋼管[47]中的空氣全部被吸完，而且進(jìn)水鋼管[47]中產(chǎn)生了高真空度(此時(shí)人推拉加力桿[21]的手感力越來越沉)，升降式底閥總成[49]中的升降閥門被高真空度自動(dòng)吸開，水在高真空度負(fù)壓作用下(當(dāng)然也有大氣壓在水面上作用力)流進(jìn)缸筒[0]中，隨又被活塞組、閥門組工作，水經(jīng)出水口接盤[81]、出水口膠管[97]等擠出(出水以后人推拉加力桿[21]的手受力感就不再變了)。出水以后停運(yùn)往復(fù)泵的工作后，再起運(yùn)泵，水就隨時(shí)出，泵中不再有空氣排了。
該活塞式雙作用往復(fù)泵從結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、材質(zhì)選用、加工組裝，嚴(yán)精的結(jié)果，泵產(chǎn)生了高真空度負(fù)壓作用，達(dá)到了自吸程14米的高度(如果把進(jìn)水鋼管[47]管徑換細(xì)，那么自吸程高度上20米)。泵無空行程，只要把加力桿[21]插入加力桿座[20]中推或拉都在出水，每小時(shí)提水量1000公斤至2400公斤(因人體力不一樣出水量也不一樣)。該泵只是活塞組到達(dá)了上下死點(diǎn)，反向時(shí)產(chǎn)生水流脈動(dòng)，這一點(diǎn)不如目前動(dòng)力式抽水泵那樣流量穩(wěn)定，不過我們可以不斷完善不斷地改進(jìn)該泵結(jié)構(gòu)。
權(quán)利要求1.由鉸鏈杠桿組——加力桿[21]、加力桿座[20]、連接板[17]、支力架[14]、機(jī)體[4]、活塞桿[24]、銷軸[15]、[18]、[22]，缸筒[0]，活塞組——活塞桿[24]、活塞上接盤[9]、橡膠密封圈[6]、[8]、[32]、活塞環(huán)[7]、活塞下接盤[5]，閥門組——閥座[66]、[71]、[88]、[90]，進(jìn)出水閥門[64]、[75]、[87]、[92]、進(jìn)出水閥彈簧[63]、[73]、[86]、[93]、進(jìn)水閥門滑動(dòng)壓套[62]、[85]、進(jìn)出水閥堵盤[54]、[59]、[76]、[78]等組成了全封閉活塞式雙作用往復(fù)泵，其特征在于往復(fù)泵一端用堵盤[37]封死，另一端的活塞桿[24]用高壓橡膠密封圈[31]封閉，其缸筒[0]一側(cè)兩端開了通道孔[c]、[d]，并由活塞組封閉隔離成前后兩腔，泵腔兩端通道用各自成90°形狀的閥座和閥門封閉，使整個(gè)往復(fù)泵內(nèi)腔缸筒[0]和通道孔[c]、[d]始終與大氣壓隔絕，形成了全封閉雙作用狀態(tài)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的全封閉活塞式雙作用往復(fù)泵的特征是機(jī)體[4]缸筒[0]的直徑與通道孔[a]、[b]、[c]、[d]的直徑比值在2.5倍，與活塞桿[24]的直徑比值在3.3倍，與閥座[66]、[71]、[88]、[90]的直徑比值在2倍，與進(jìn)出水閥門[64]、[75]、[87]、[92]的90°錐端封閉直徑比值在2.4倍，以上部件選用了高強(qiáng)度耐磨性好，抗腐蝕性的不銹鋼等材料，其加工精度IT5至IT6范圍，粗糙度在0.8微米以下。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的全封閉活塞式雙作用往復(fù)泵，其特征是活塞組中活塞上接盤[9]與活塞下接盤[5]之間用高壓橡膠密封圈[6]、[8]、[32]、耐磨尼龍活塞環(huán)[7]過盈配合，同時(shí)使整個(gè)活塞組與機(jī)體[4]缸筒[0]之間的配合精度還可用六角頭螺栓[12]來調(diào)整。
專利摘要本實(shí)用新型把機(jī)械與液壓原理結(jié)合于一體,用人工獲得自吸程高的往復(fù)泵,它突破了動(dòng)力式泵自吸程不超10米的問題;用該泵在無電區(qū)人工提取各種液體,特別是在人畜飲水困難的牧區(qū)可從井中提水。此泵特征有:杠桿省力機(jī)構(gòu)—加力桿(21)、加力桿座(20)、連接板(17)、銷軸(15)、活塞桿(24)……和產(chǎn)生高真空度的活塞組—活塞上接盤(9)、活塞環(huán)(7)、活塞下接盤(5)……以及無泄漏的閥門組—閥門彈簧(63)、(73)、(86)、(93),閥座(66)、(71)(88)、(90),進(jìn)出液閥門(64)、(75)、(87)、(92)等。
文檔編號F04B47/00GK2288292SQ9621334
公開日1998年8月19日 申請日期1996年8月5日 優(yōu)先權(quán)日1996年8月5日
發(fā)明者華旭, 烏德巴拉, 阿瑛 申請人:華旭