CN112610461B - 一种具有自保护功能的电动隔膜泵 - Google Patents

Abstract

一种具有自保护功能的电动隔膜泵包括电机，扭矩调节机构，隔膜泵。所述扭矩调节机构包括外壳，端盖，气压联动机构，气压调节组件，以及调压阀。所述气压联动机构包括驱动组件，从动轴，第一密封腔，以及第二密封腔。所述驱动组件包括导轴，平键，以及磨盘轴。所述磨盘轴通过所述平键滑动设置在所述导轴上且与所述从动轴间隔设置。所述磨盘轴穿过所述第一密封腔且伸入所述第二密封腔。当所述从动轴负载的扭矩超过额定扭矩时，通过气压调节机构向所述第二密封腔输入气体，从而推动所述磨盘轴朝所述导轴的方向移动，使所述磨盘轴脱离所述从动轴，使所述电机空转，达到保护电机和隔膜泵的目的。

Description

一种具有自保护功能的电动隔膜泵

技术领域

本发明涉及隔膜泵技术领域，特别涉及一种具有自保护功能的电动隔膜泵。

背景技术

电动隔膜泵是一种新型的泵类，由于在隔膜材质上取得了突破性的进展，从而可以应用于石化、陶瓷、冶金等行业。其特点是不需灌引水，且自吸能力强。其工作原理是，在隔膜泵左右两个泵腔内，装有上下四个单向球阀，通过电机带动隔膜泵左右两端柱塞上的隔膜往复运动，迫使四个单向球阀交替地开启和关闭，造成工作腔内的容积的改变，从而将液体不断地吸入和排出。

现有技术中的电动隔膜泵，都是电机的从动轴直接与隔膜泵连接，从而驱动隔膜泵工作。但是当隔膜泵内部的压力过大时，电机的轴承会承受很大的负载，当负载过大时会让电机很快损坏。目前采用的方法是让电机的轴承损坏，并及时更换轴承，从而保护电机和隔膜泵。但是这样不仅成本高，而且需要停止工作进行拆卸更换，影响工作效率。

发明内容

有鉴于此，本发明提供具有自保护功能的电动隔膜泵，以解决上述技术问题。

一种具有自保护功能的电动隔膜泵，其包括一个扭矩调节机构，一个驱动所述扭矩调节机构的电机，以及一个设置在所述扭矩调节机构上的隔膜泵。所述扭矩调节机构包括一个外壳，一个设置所述外壳内的气压联动机构，以及一个设置在所述外壳上的气压调节组件。所述气压联动机构包括一个设置在所述电机上的驱动组件，一个与所述驱动组件间隔设置的从动轴，一个设置在所述驱动组件上的第一密封腔，以及一个设置在所述从动轴上的第二密封腔。所述驱动组件包括一个设置在所述外壳内的导轴，两个分别设置在所述导轴两侧的平键，以及一个滑动设置在两个所述平键上的磨盘轴。所述导轴带动所述磨盘轴旋转，两个所述平键分别设置在所述导轴一端的两侧，且位于所述导轴和所述磨盘轴之间，每一个所述平键的一个侧面与所述导轴的外侧面紧贴，而相对侧的另一个侧面与所述磨盘轴的内侧面紧贴。所述磨盘轴一端滑动设置在两个所述平键上且位于所述第一密封腔中，所述磨盘轴的另一端的端面为平面端且穿过所述第一密封腔伸入所述第二密封腔中，所述从动轴一端的端面为平面端且与所述磨盘轴的平面端间隔设置，所述从动轴另一端伸出所述外壳。所述气压调节组件包括一个设置在所述第一密封腔上且与所述第一密封腔连通的第一气管，一个设置在所述第二密封腔上且与所述第二密封腔连通的第二气管，一设置在所述第一、第二气管上的电磁阀，以及一个设置在所述外壳外侧的温度传感器。所述温度传感器用于检测所述从动轴和所述磨盘轴贴合处的温度。气体通过气压调节组件进入所述第一密封腔或进入所述第二密封腔，并带动所述磨盘轴作往复平动以使所述磨盘轴与所述从动轴相接触或断开。

进一步地，所述扭矩调节机构还包括一个设置在所述外壳一端上的端盖，所述从动轴穿设过所述端盖。

进一步地，所述扭矩调节机构还包括一个设置在所述气压调节组件上的调压阀，所述调压阀用于调节经过所述气压调节组件的气压强度。

进一步地，所述第一密封腔包括一个套设在所述导轴外侧的第一轴承，一个套设在所述导轴外侧的第一密封圈支架，一个设置在所述第一密封圈支架上且位于所述第一密封圈支架和所述第一轴承之间的第一唇形密封圈，一个套设在所述磨盘轴外侧的第二密封圈支架，以及一个设置在所述第二密封圈支架上的第二唇形密封圈。

进一步地，所述第二密封组件包括一个套设在所述从动轴外侧的第三密封圈支架，一个套设在所述从动轴外侧的推力球轴承，一个套设在所述从动轴外侧的第二轴承，以及一个设置在所述第三密封圈支架上的第三唇形密封圈。

进一步地，所述平键的设置方向与所述导轴的轴向平行。

与现有技术相比，本发明提供的具有自保护功能的电动隔膜泵通过在所述电机和所述隔膜泵之间设置所述扭矩调节机构，具体地，所述扭矩调节机构包括一个设置在所述电机上的外壳，一个设置在所述外壳一端上的端盖，一个设置在所述电机上且位于所述外壳内的气压联动机构，一个设置在所述外壳上的气压调节组件，以及一个设置在所述气压调节组件上的调压阀。所述气压联动机构包括一个设置在所述电机上的驱动组件，一个与所述驱动组件间隔设置的从动轴，一个设置在所述驱动组件上的第一密封腔，以及一个设置在所述从动轴上的第二密封腔。所述驱动组件包括导轴，两个平键，以及磨盘轴。所述磨盘轴滑动设置在两个所述平键上且穿过所述第一密封腔。当所述从动轴负载的扭矩超过额定扭矩时，通过气压调节组件向所述第二密封腔中输入高压气体，从而推动所述磨盘轴朝所述导轴的方向移动，使所述磨盘轴脱离所述从动轴，从而使所述电机空转，达到当扭矩过大时保护所述电机和所述隔膜泵的目的。而所述磨盘轴的输出扭矩的大小与所述第一气管充入的气压大小有关，当充入的气压大小越大时所述磨盘轴的输出扭矩就越大，反之则相反。通过设置在第一气管上的调压阀调整所述第一气管充入的气压大小，从而实现扭矩的可调。

附图说明

图1为本发明提供的一种具有自保护功能的电动隔膜泵的结构示意图。

图2为图1的具有自保护功能的电动隔膜泵所具有的扭矩调节机构的截面结构示意图。

实施方式

以下对本发明的具体实施例进行进一步详细说明。应当理解的是，此处对本发明实施例的说明并不用于限定本发明的保护范围。

如图1至图2所示，其为本发明提供的具有自保护功能的电动隔膜泵的结构示意图。所述具有自保护功能的电动隔膜泵包括一个电机10，一个设置在所述电机10上的扭矩调节机构20，以及一个设置在所述扭矩调节机构20上的隔膜泵30。可以想到的是，所述具有自保护功能的电动隔膜泵还包括其他的一些功能模块，如组装组件，安装组件，控制模块，以及电气连接组件等等，其为本领域技术人员所习知的技术，在此不再赘述。

所述电机10的输出端与所述扭矩调节机构20连接，所述电机10用于驱动所述扭矩调节机构20。其本身为现有技术，在此不再赘述。

所述扭矩调节机构20包括一个设置在所述电机10上的外壳21，一个设置在所述外壳21一端上的端盖22，一个设置在所述电机10上且位于所述外壳21内的气压联动机构23，一个设置在所述外壳21上的气压调节组件24，以及一个设置在所述气压调节组件24上的调压阀25。

所述外壳21呈空心筒状结构，用于连接所述电机10和所述隔膜泵30，其内部用于容纳所述气压联动机构23。所述外壳21的一端设置在所述电机10的输出方向上，且所述电机的输出端伸入所述外壳21内，所述外壳21的另一端设置有所述端盖22。

所述端盖22设置在所述外壳21一端，并与所述隔膜泵30连接，从而实现所述扭矩调节机构20与所述隔膜泵30的连接。

所述气压联动机构23包括一个设置在所述电机10上的驱动组件231，一个与所述驱动组件231间隔设置的从动轴232，一个设置在所述驱动组件231上的第一密封腔233，以及一个设置在所述从动轴232上的第二密封腔234。

所述驱动组件231包括一个设置在所述电机10的输出端上的导轴2311，两个分别设置在所述导轴2311两侧的平键2312，以及一个滑动设置在两个所述平键2312上的磨盘轴2313。

所述导轴2311一端设置在所述电机10的输出端上，从而通过电机10的输出端带动所述导轴2311旋转。两个所述平键2312分别设置在所述导轴2311另一端的两侧。所述平键2312为导向平键且位于所述导轴2311和所述磨盘轴2313之间。每一个所述平键2312的一个侧面与所述导轴2311的外侧面紧贴，而相对侧的另一个侧面与所述磨盘轴2313的内侧面紧贴。两个所述平键2312的设置方向与所述导轴2311的轴向平行。所述平键2312用于动联接所述磨盘轴2313并通过所述平键2312将扭矩传递给所述磨盘轴2313，从而使所述磨盘轴2313随所述导轴2311旋转。所述磨盘轴2313滑动设置在两个所述平键2312上且穿过所述第一密封腔233，所述磨盘轴2313一端滑动设置在两个所述平键2312上且位于所述第一密封腔233中，所述磨盘轴2313的另一端的端面为平面端且位于所述第二密封腔234中。所述气压调节组件24的作用下，所述磨盘轴2313通过两个所述平键2312沿所述导轴2311的轴向反复平动，其原理会在下面结合所述气压调节组件24一起说明。

所述从动轴232一端穿设过所述端盖22并与所述隔膜泵30连接，另一端的端面为平面端且与所述磨盘轴2313的平面端间隔设置，所述从动轴232位于所述外壳21内。当所述磨盘轴2313朝向所述从动轴232的方向轴向移动后并抵顶在盖从动轴232上时，所述磨盘轴2313和所述导轴2311的平面端相互紧贴，从而当所述磨盘轴2313旋转时，使所述磨盘轴2313和所述从动轴232之间产生静摩擦力，从而带动所述从动轴232旋转。

所述第一密封腔233包括一个套设在所述导轴2311外侧的第一轴承2331，一个套设在所述导轴2311外侧的第一密封圈支架2332，一个设置在所述第一密封圈支架242上的第一唇形密封圈2333，一个套设在所述磨盘轴2313外侧的第二密封圈支架2334，以及一个设置在所述第二密封圈支架2334上的第二唇形密封圈2335。

所述第一轴承2331套设在所述导轴2311的外侧且位于所述导轴2311和所述外壳21之间，所述第一轴承2331用于支承所述导轴2311转动并减少摩擦，从而有利于所述导轴2311旋转。所述第一密封圈支架2332套设在所述导轴2311外侧，所述第一密封圈支架2332用于容纳并固定所述第一唇形密封圈2333。所述第一唇形密封圈2333设置在所述第一密封圈支架2332内，且位于所述第一密封圈支架2332和所述第一轴承2331之间。所述第二密封圈支架2334套设在所述磨盘轴2313外侧且位于所述磨盘轴2313和所述外壳21之间。所述第二密封圈支架2334用于容纳并固定所述第二唇形密封圈2335。所述第二唇形密封圈2335设置在所述第二密封圈支架2334内且位于所述第二密封圈支架2334和所述磨盘轴2313之间。通过所述第一、第二唇形密封圈2334、2335的密封作用使所述第一、第二唇形密封圈2334、2335之间形成一个密闭腔体，即所述第一密封腔233。

所述第二密封腔234包括一个套设在所述从动轴232外侧的第三密封圈支架2341，一个套设在所述从动轴232外侧的推力球轴承2342，一个套设在所述从动轴232外侧的第二轴承2343，以及一个设置在所述第三密封圈支架2341上的第三唇形密封圈2344。

所述第三密封圈支架2341套设在所述从动轴232外侧，且位于所述从动轴232和所述外壳21之间，所述第三密封圈支架2341用于设置所述推力球轴承2342，第二轴承2343和第三唇形密封圈2344。所述推力球轴承2342套设在所述从动轴232外侧，且位于所述从动轴232和所述第三密封圈支架2341之间。所述推力球轴承2342用于承受所述磨盘轴2313和所述导轴2311的平面端相互紧贴后的轴向载荷，从而使所述从动轴232更稳定。所述第二轴承2343套设在所述从动轴232外侧，且位于所述从动轴232和所述第三密封圈支架2341之间。所述第二轴承2343用于支承所述从动轴232转动并减少摩擦，从而有利于所述从动轴232旋转。所述第三唇形密封圈2344设置在所述第三密封圈支架2341上，且位于所述第三密封圈支架2341和所述从动轴232之间。通过所述第二、第三唇形密封圈2335、2344的密封作用使所述第二、第三唇形密封圈2335、2344之间形成一个密闭腔体，即第二密封腔234。

所述气压调节组件24包括一个设置在所述第一密封腔233上且与所述第一密封腔233连通的第一气管241，一个设置在所述第二密封腔234上且与所述第二密封腔234连通的第二气管242，一设置在所述第一、第二气管241、242上的电磁阀243，以及一个设置在所述外壳21外侧的温度传感器243。

所述第一气管241一端与所述第一密封腔233连通，另一端与所述电磁阀243连接，从而连通所述电磁阀243与所述第一密封腔233，使气体可以通过第一气管241进入所述第一密封腔233中。所述第二气管242一端与所述第二密封腔234连通，另一端与所述电磁阀243连接，从而连通所述电磁阀243与所述第二密封腔234，使气体可以通过所述第二气管242进入所述第二密封腔234中。所述电磁阀243分别与所述第一、第二气管43、44和气缸（图未示）连接。所述电磁阀243用于控制气体流向，但其本身为现有技术，在此不再赘述。所述温度传感器243设置在所述外壳21外侧壁上且与控制模块（图未示）连接，所述温度传感器243位于所述磨盘轴2313和所述从动轴232之间，从而使所述温度传感器243可以检测所述磨盘轴2313和所述从动轴232贴合工作时的温度并将温度传递给控制模块。

当工作时，所述电机10启动并带动所述导轴2311和所述磨盘轴2313转动，所述气缸将高压气体通入所述电磁阀243中，通过所述电磁阀243控制使高压气体从所述第一气管241进入所述第一密封腔233中。由于所述磨盘轴2313通过两个所述平键2312滑动设置在所述导轴2311上，从而使高压气体可以推动所述磨盘轴2313朝所述从动轴232的方向移动，使所述磨盘轴2313的平面端与所述从动轴232的平面端相互紧贴，使所述磨盘轴2313和所述从动轴232之间产生静摩擦力，从而带动所述从动轴232旋转，以达到驱动所述隔膜泵30目的。当所述从动轴232负载的扭矩超过额定扭矩时，所述磨盘轴2313和所述从动轴232之间会产生干摩擦，使所述磨盘轴2313和所述从动轴232的接触面会很快的摩擦发热，同时热量会传递到所述外壳21上。而所述温度传感器243检测到高温，会将信号传递给控制模块，所述控制模块控制所述电磁阀243改变高压气体的输出方向，使高压气体通过所述第二气管242进入所述第二密封腔234中，此时高压气体会推动所述磨盘轴2313朝所述导轴2311的方向移动，使所述磨盘轴2313脱离所述从动轴232，从而使所述电机10空转，达到当扭矩过大时保护电机和隔膜泵的目的。当所述温度传感器243检测到温度下降到规定范围内时，将将信号传递给控制模块，所述控制模块控制所述电磁阀243改变高压气体的输出方向，依次循环，从而使电动隔膜泵具有自保护功能。

所述调压阀25设置在所述第一气管241上，所述调压阀25用于调节经过所述第一气管241的气体压强。所述磨盘轴2313的输出扭矩（M）等于力矩（L）乘所述磨盘轴2313的力（F），而力矩（L）就是所述电机10的转动力矩，其为一个定值，因此所述磨盘轴2313的输出扭矩（M）只与所述磨盘轴2313的力（F）的大小有关。而所述磨盘轴2313的力（F）等于所述磨盘轴2313的截面积（S）乘所述第一气管241充入的气压大小（P），所述磨盘轴2313的截面积（S）也为定值，因此所述磨盘轴2313的力（F）只与所述第一气管241充入的气压大小（P）有关。由此可以得出所述第一气管241充入的气压大小和所述磨盘轴2313的输出扭矩之间的关系，当充入的气压大小越大时所述磨盘轴2313的输出扭矩就越大，反之则相反。从而通过调压阀25调整所述第一气管241充入的气压大小，以实现扭矩的可调。

所述隔膜泵30设置在所述扭矩调节机构30上，且所述从动轴232伸入所述隔膜泵30内，从而通过所述从动轴232旋转带动所述隔膜泵30内左右两端的隔膜往复运动，造成所述隔膜泵30腔内的容积的改变，从而将液体不断地吸入和排出。其本身和工作原理为现有技术，在此不再赘述。

与现有技术相比，本发明提供的具有自保护功能的电动隔膜泵通过在所述电机10和所述隔膜泵30之间设置所述扭矩调节机构20，具体地，所述扭矩调节机构20包括一个设置在所述电机10上的外壳21，一个设置在所述外壳21一端上的端盖22，一个设置在所述电机10上且位于所述外壳21内的气压联动机构23，一个设置在所述外壳21上的气压调节组件24，以及一个设置在所述气压调节组件24上的调压阀25。所述气压联动机构23包括一个设置在所述电机10上的驱动组件231，一个与所述驱动组件231间隔设置的从动轴232，一个设置在所述驱动组件231上的第一密封腔233，以及一个设置在所述从动轴232上的第二密封腔234。所述驱动组件231包括导轴2311，两个平键2312，以及磨盘轴2313。所述磨盘轴2313滑动设置在两个所述平键2312上且穿过所述第一密封腔233。当所述从动轴232负载的扭矩超过额定扭矩时，通过气压调节组件24向所述第二密封腔234中输入高压气体，从而推动所述磨盘轴2313朝所述导轴2311的方向移动，使所述磨盘轴2313脱离所述从动轴232，从而使所述电机10空转，达到当扭矩过大时保护所述电机10和所述隔膜泵30的目的。而所述磨盘轴2313的输出扭矩的大小与所述第一气管241充入的气压大小有关，当充入的气压大小越大时所述磨盘轴2313的输出扭矩就越大，反之则相反。通过设置在第一气管241上的调压阀25调整所述第一气管241充入的气压大小，从而实现扭矩的可调。

以上仅为本发明的较佳实施例，并不用于局限本发明的保护范围，任何在本发明精神内的修改、等同替换或改进等，都涵盖在本发明的权利要求范围内。

Claims (6)

1.一种具有自保护功能的电动隔膜泵，其特征在于：所述具有自保护功能的电动隔膜泵包括一个扭矩调节机构，一个驱动所述扭矩调节机构的电机，以及一个设置在所述扭矩调节机构上的隔膜泵，所述扭矩调节机构包括一个外壳，一个设置所述外壳内的气压联动机构，以及一个设置在所述外壳上的气压调节组件，所述气压联动机构包括一个设置在所述电机上的驱动组件，一个与所述驱动组件间隔设置的从动轴，一个设置在所述驱动组件上的第一密封腔，以及一个设置在所述从动轴上的第二密封腔，所述驱动组件包括一个设置在所述外壳内的导轴，两个分别设置在所述导轴两侧的平键，以及一个滑动设置在两个所述平键上的磨盘轴，所述导轴带动所述磨盘轴旋转，两个所述平键分别设置在所述导轴一端的两侧，且位于所述导轴和所述磨盘轴之间，每一个所述平键的一个侧面与所述导轴的外侧面紧贴，而相对侧的另一个侧面与所述磨盘轴的内侧面紧贴，所述磨盘轴一端滑动设置在两个所述平键上且位于所述第一密封腔中，所述磨盘轴的另一端的端面为平面端且穿过所述第一密封腔伸入所述第二密封腔中，所述从动轴一端的端面为平面端且与所述磨盘轴的平面端间隔设置，所述从动轴另一端伸出所述外壳，所述气压调节组件包括一个设置在所述第一密封腔上且与所述第一密封腔连通的第一气管，一个设置在所述第二密封腔上且与所述第二密封腔连通的第二气管，一设置在所述第一、第二气管上的电磁阀，以及一个设置在所述外壳外侧的温度传感器，所述温度传感器用于检测所述从动轴和所述磨盘轴贴合处的温度，气体通过气压调节组件进入所述第一密封腔或进入所述第二密封腔，并带动所述磨盘轴作往复平动以使所述磨盘轴与所述从动轴相接触或断开。

2.如权利要求1所述的具有自保护功能的电动隔膜泵，其特征在于：所述扭矩调节机构还包括一个设置在所述外壳一端上的端盖，所述从动轴穿设过所述端盖。

3.如权利要求1所述的具有自保护功能的电动隔膜泵，其特征在于：所述扭矩调节机构还包括一个设置在所述气压调节组件上的调压阀，所述调压阀用于调节经过所述气压调节组件的气压强度。

4.如权利要求1所述的具有自保护功能的电动隔膜泵，其特征在于：所述第一密封腔包括一个套设在所述导轴外侧的第一轴承，一个套设在所述导轴外侧的第一密封圈支架，一个设置在所述第一密封圈支架上且位于所述第一密封圈支架和所述第一轴承之间的第一唇形密封圈，一个套设在所述磨盘轴外侧的第二密封圈支架，以及一个设置在所述第二密封圈支架上的第二唇形密封圈。

5.如权利要求1所述的具有自保护功能的电动隔膜泵，其特征在于：所述第二密封腔包括一个套设在所述从动轴外侧的第三密封圈支架，一个套设在所述从动轴外侧的推力球轴承，一个套设在所述从动轴外侧的第二轴承，以及一个设置在所述第三密封圈支架上的第三唇形密封圈。

6.如权利要求1所述的具有自保护功能的电动隔膜泵，其特征在于：所述平键的设置方向与所述导轴的轴向平行。