机械式隔膜行程控制装置

《机械式隔膜行程控制装置》涉及液压隔膜泵，尤其涉及液压隔膜泵上的机械式隔膜行程控制装置，属于隔膜泵技术领域。

隔膜泵是一种重要的泵的类型，隔膜的变形量需得到有效控制，否则可能造成隔膜的过度拉伸引起破坏，影响产品的正常使用。2015年前，中国国内外使用的隔膜位置控制机构主要为电磁感应方式，如图1所示，它是由活塞21、缸套22、补油阀23、排油阀26、电磁控制杆28、补油电磁探头24、排油电磁探头27、油腔29、隔膜30、吸入阀31、排出阀32、缓冲器33及油站34等组成，该机构通过控制杆磁体25和电磁探头产生电磁信号，控制补油阀23及排油阀26工作，以补偿不足的油或排出多余的油。该装置能有效的控制隔膜泵液压腔的油量，使隔膜的变形量得到有效控制，但信号转换的元器件过多，成本高，控制系统复杂，可靠性低。当某一元器件出故障，整个系统就不能正常工作。

图1为2015年12月之前技术的结构示意图。

图2为《机械式隔膜行程控制装置》隔膜行程控制装置结构示意图。

图3为《机械式隔膜行程控制装置》补油滑阀结构示意图。

2020年7月14日，《机械式隔膜行程控制装置》获得第二十一届中国专利奖优秀奖。 2100433B

参见图2，从图上可以看出，《机械式隔膜行程控制装置》包括缸体1、液力管2、隔膜3、带有油道的导杆4、排油单向阀5、补油单向阀6和导杆支架7。液力管2与缸体1固定连接，隔膜3周边通过压盖安装在缸体1上，隔膜3中心与导杆4一端通过螺栓固定连接，导杆4另一端位于液力管2腔内。在缸体1中心设有安装孔，所述导杆支架7安装在缸体安装孔内并伸入液力管2内。在导杆支架7中心设有导向孔，导杆4穿过导向孔进入液力管2内。在导杆支架7上设有排油通道8，排油通道8与排油单向阀5连通。在液力管2上通过螺栓安装有补油阀体9，补油阀体9一端径向伸入液力管2内，补油阀体9另一端位于液力管2外并在该端设有所述补油单向阀6，在补油阀体9内设有与补油单向阀6连通的补油通道10。在补油阀体9位于液力管内的那端设有补油滑阀11，补油滑阀11用于将补油通道10和液力管2内腔连通或者断开，补油滑阀11上控制补油滑阀通断的阀杆12与导杆4位于同一直线上，当导杆4向阀杆12方向运动时，可推动阀杆12一起运动。该结构由导杆控制阀杆的运动，当导杆推动阀杆移动到某位置时，补油滑阀将补油通道和液力管内腔连通，此时整个补油路径相通，可以进行补油。否则补油路径断开，不能补油。

参见图3，除了阀杆12，所述补油滑阀11还包括阀座13和压簧14，阀座13固定安装在补油阀体9上，阀座13上设有相互垂直贯通的阀杆孔和补油孔15，补油孔15和补油通道10相通。阀杆12安装在阀杆孔中并将补油孔15断开，阀杆12上设有可将断开的补油孔15连通的连通孔16。阀杆12两端从阀杆孔伸出，阀杆12靠近导杆一端设有压簧座17，压簧14套在阀杆12上并位于压簧座17和阀座13之间，在压簧14作用下，阀杆12始终具有向导杆4方向运动的趋势。在阀杆12另一端设有卡槽，卡槽内设有限位卡簧18，限位卡簧18突出于卡槽并抵在阀座13端面上以避免阀杆在压簧作用下从阀座脱落。

所述导杆4和导杆支架7之间为间隙密封。所述阀座13和和补油阀体9之间、补油阀体9和液力管2之间分别设有密封圈。

《机械式隔膜行程控制装置》设有独立的补油滑阀，当液压油量不足时，导杆触发补油阀杆往左运动，当运动到阀杆上的连通孔与补油孔连通时，整个补油路径接通，即可实现自动补油。当液压油过量时，导杆上的油道与导杆支架上的排油通道接通，实现自动排油，达到精确控制隔膜行程的目的。由于隔膜的重心靠近导杆支架上的排油通道，隔膜自重起到一定的密封作用，故可适当增大密封间隙，加上采用该装置时间隙密封位置只有一处，减小了导杆与导杆支架间的运动阻力，避免了隔膜异常拉伸，优化了隔膜的受力状态。

该装置的补油滑阀只在补油时需要与导杆接触，平时不工作，也不产生运动摩擦，由此提高了补油相关部件的寿命。同时，补油滑阀通过导杆触碰而导通，导杆自身的安装精度要求大大降低，液力管和缸体是否同心，导杆是否居中对补油的进行没有影响，只要导杆能够在运行路径上触碰到阀杆即可，因此大大降低了加工和安装要求。

机械式隔膜行程控制装置专利目的

针对2015年12月之前技术存在的上述不足，《机械式隔膜行程控制装置》的目的是提供一种机械式隔膜行程控制装置，该隔膜行程控制装置大大提高了密封可靠性，同时补油单向阀寿命也得以提高。

机械式隔膜行程控制装置技术方案

《机械式隔膜行程控制装置》包括缸体、液力管、隔膜、带有油道的导杆、排油单向阀、补油单向阀和导杆支架；液力管与缸体固定连接，隔膜周边通过压盖安装在缸体上，隔膜中心与导杆一端固定连接，导杆另一端位于液力管腔内；在缸体中心设有安装孔，所述导杆支架安装在缸体安装孔内；在导杆支架中心设有导向孔，导杆穿过导向孔进入液力管内；在导杆支架上设有排油通道，排油通道与排油单向阀连通；在液力管上设有补油阀体，补油阀体一端伸入液力管内，补油阀体另一端位于液力管外并在该端设有补油单向阀，在补油阀体内设有与补油单向阀连通的补油通道；在补油阀体位于液力管内的那端设有补油滑阀，补油滑阀用于将补油通道和液力管内腔连通或者断开，补油滑阀上控制补油滑阀通断的阀杆与导杆位于同一直线上。

进一步地，所述补油滑阀还包括阀座和压簧，阀座固定安装在补油阀体上，阀座上设有相互垂直贯通的阀杆孔和补油孔，补油孔和补油通道相通；阀杆安装在阀杆孔中并将补油孔断开，阀杆上设有可将断开的补油孔连通的连通孔；阀杆两端从阀杆孔伸出，阀杆靠近导杆一端设有压簧座，压簧套在阀杆上并位于压簧座和阀座之间，在压簧作用下，阀杆始终具有向导杆方向运动的趋势，在阀杆另一端设有限位卡簧，限位卡簧抵在阀座端面上以避免阀杆在压簧作用下从阀座脱落。

所述导杆和导杆支架之间为间隙密封。

所述阀座和和补油阀体之间、补油阀体和液力管之间分别设有密封圈。

机械式隔膜行程控制装置有益效果

1、补油单向阀独立设置，密封长度短，制造简单，提高了其密封可靠性。

2、缺油时补油单向阀才会动作，提高了补油单向阀的寿命。

3、缸体和液力管的同心度要求低，只要导杆能够触碰补油滑阀上的阀杆即可；降低装配、调试难度，提高了操作简便性。

4、密封结构可靠，减少了密封泄漏点。

1.《机械式隔膜行程控制装置》包括缸体、液力管、隔膜、带有油道的导杆、排油单向阀、补油单向阀和导杆支架；液力管与缸体固定连接，隔膜周边通过压盖安装在缸体上，隔膜中心与导杆一端固定连接，导杆另一端位于液力管腔内；其特征在于：在缸体中心设有安装孔，所述导杆支架安装在缸体安装孔内；在导杆支架中心设有导向孔，导杆穿过导向孔进入液力管内；在导杆支架上设有排油通道，排油通道与排油单向阀连通；在液力管上设有补油阀体，补油阀体一端伸入液力管内，补油阀体另一端位于液力管外并在该端设有补油单向阀，在补油阀体内设有与补油单向阀连通的补油通道；在补油阀体位于液力管内的那端设有补油滑阀，补油滑阀用于将补油通道和液力管内腔连通或者断开，补油滑阀上控制补油滑阀通断的阀杆与导杆位于同一直线上。

2.根据权利要求1所述的机械式隔膜行程控制装置，其特征在于：所述补油滑阀还包括阀座和压簧，阀座固定安装在补油阀体上，阀座上设有相互垂直贯通的阀杆孔和补油孔，补油孔和补油通道相通；阀杆安装在阀杆孔中并将补油孔断开，阀杆上设有可将断开的补油孔连通的连通孔；阀杆两端从阀杆孔伸出，阀杆靠近导杆一端设有压簧座，压簧套在阀杆上并位于压簧座和阀座之间，在压簧作用下，阀杆始终具有向导杆方向运动的趋势，在阀杆另一端设有限位卡簧，限位卡簧抵在阀座端面上以避免阀杆在压簧作用下从阀座脱落。

3.根据权利要求1所述的机械式隔膜行程控制装置，其特征在于：所述导杆和导杆支架之间为间隙密封。

4.根据权利要求2所述的机械式隔膜行程控制装置，其特征在于：所述阀座和和补油阀体之间、补油阀体和液力管之间分别设有密封圈。

行程开关，位置开关（又称限位开关）的一种，是一种常用的小电流主令电器。利用生产机械运动部件的碰撞使其触头动作来实现接通或分断控制电路，达到一定的控制目的。通常，这类开关被用来限制机械运动的位置或行程，使运动机械按一定位置或行程自动停止、反向运动、变速运动或自动往返运动等。

一般的加工机械如车床等在未接触工作时需加速进给节省时间，开始切削则应慢速进给，以保证加工质量。或是液压缸千金时本身冲力太大，需要在行程的末端使其减速，以便液压缸能顺利停止，此时都需要用到行程调速阀来控制速度。

在盾构前面的刃口处，装上和盾构直径相应的切削刀盘，以实现全断面的切削开挖。如地层能够自立，或采取辅助措施后能自立时，可用开胸的机械式盾构；如地层较差,又不采取辅助措施时;则需采用闭胸的机械式盾构。