膜破裂检测装置及其在泵上的安装方法和配备该装置的泵

摘要

本发明涉及液压驱动泵的膜破裂检测装置，包括中空体，其中第一腔设置在中空体的第一端，管道把第一腔连接至中空体的第二端，并在管道中配备止回阀，以便流体从中空体的第二端通向第一腔。该装置包括活塞，该活塞安装成可在中空体中平移运动，该活塞包括第一部分和第二部分，该第一部分密封地与第一腔协配，而且具有直径大于止回阀自由滚珠直径的孔穿过，该第二部分能够密封地与第一部分协配，以形成活塞的远离中空体第二端的闭合端。本发明还涉及该装置在泵上的安装方法以及液压驱动膜式泵。采用本发明的装置，同样的泵由不同的操作者投入运行时，提供相当一致的流量，由于在该中空体内保持抽吸作用，排气过程是连续进行的。

说明书

技术领域

本发明涉及液压驱动泵的膜破裂检测装置。本发明还涉及这样一种装置在泵上的安装方法和配备这样一种装置的泵。 

背景技术

液压驱动泵最好包括至少两个膜。通过监测存在于这两膜之间空间内的压力，可以简单地检测这两个膜中一个的破裂。 

于是，人们知道液压驱动的膜式泵包括复合膜，该复合膜由两个薄膜构成，且较厚的中间膜呈可弹性变形的拱顶形式。该泵包括形成在该中间膜厚度中的管道，该管道的一端开往泵外，而一端连接于至少一个排放通道。该排放通道同样设置在泵膜的厚度中，以将该管道连接于在该中间膜每一个面和面向的薄膜之间延伸的空间。膜破裂检测装置通常在该中间膜中装在管道的出口处。 

但已证实，这些薄膜并不总是良好地装配在该中间膜上。不利的是，存在于每个薄膜和中间膜之间空间的空气会使该泵的性能大大退化。对于流量小的泵这个缺点更加严重。 

因而宜排除保持夹持在这些薄膜和中间膜之间的空气。已知各种除气处理，以在该泵投入运行期间除去该空气。 

这样的排气过程的一个实例包含第一步骤，例如，使用注射器把油注入中间膜中的管道内。然后，油填充该排放通道以及这些薄膜和泵膜之间的空间。 

在第二步骤，注射器用于对油进行抽吸，以此把夹持在这些薄膜和该中间膜之间的一部分空气排出。 

在第三步骤，把检测装置装配在该泵上，使该泵投入运行，逐渐增大负载，其结果是在复合膜任一侧的抽吸作用下把仍旧存在于这些薄膜和中间膜之间的空气排出。 

但是，这样一个排气过程被证实时间长，而且难以执行。 

为了缓解该缺点，已知在中间膜管道的出口处，在装入膜破裂检测装置之前，装入自动排气系统。 

但是，这样一个系统被证实成本极高而且使用复杂。 

发明内容

本发明的目的是提出一种改善液压驱动泵排气过程的装置。 

为此，提出一种液压驱动泵的膜破裂检测装置，包括： 

●中空体，其中第一腔形成在中空体的第一端上，管道把该第一腔连接至中空体的第二端；以及 

●止回阀，该止回阀设置在该管道中，用以使流体能从中空体第二端通向第一腔。 

按照本发明，该装置包括活塞，该活塞安装成可在该中空体内平移运动，该活塞包括第一部分和第二部分，该第一部分密封地与第一腔协配并有直径大于止回阀自由滚珠直径的孔穿过；，第二部分适合于密封地与该第一部分协配，以便形成该活塞的远离中空体第二端的闭合端。 

这样便可以从一开始便把破裂检测装置设置在液压驱动泵上，并直接使用该装置来对该泵进行排气。这显著地简化该泵的排气过程。 

事实上，在第一阶段上，把按照本发明的装置设置在该泵上，而不放入止回阀的自由滚珠和活塞的第二部分。接着，直接通过活塞的第一部分注入该泵排气所需要的油。然后，油通过中空体中的管道朝向泵逸出。 

在第二阶段上，活塞的第一部分，例如，用活塞的第二部分闭合。然后，该活塞在第一腔内上升，接着在后续阶段下降，由此允许把在膜之间捕获在泵中的一部分空气逐出。 

在第三阶段上，移除活塞的第二部分。把止回阀的自由滚珠插入到第一部分的孔中，使之自然坐落在止回阀的基座上。然后，将活塞的第二部分设置在该第一部分上，以便闭合活塞的端部。然后，使该泵投入运行，并逐渐地增大负载，其结果是把仍旧存在于该泵内各膜之间的空气逐出。 

于是，除了用于检测膜破裂以外，按照本发明的装置还可执行用排气所需要的油填充该泵的阶段，并执行排气阶段。 

通过使用单个装置进行填充、排气和检测目的，有利地允许在中空体的第 一腔内维持较小程度的抽吸作用。于是，保持捕获在泵内各膜之间的小部分空气连续被抽出，这提高了按照本发明装置执行排气过程的效率。 

按照一个优选的实施例，第二腔在第一腔和管道之间设置在中空体内，该第二腔的直径大于活塞第一部分的直径。 

这样，一旦已执行了上述第一和第二阶段，便将活塞的第二部分抽出，把活塞的第一部分降到该第二腔的水平。这时，把止回阀的自由滚珠插入到该第一部分的孔中，使之自然落在止回阀的基座上。然后，把活塞的第二部分设置在第一部分上，将活塞的端部闭合。然后，使该活塞上升，直到活塞密封地与第一腔协配为止，其结果是在第一腔和第二腔中形成抽吸作用。于是，仍旧存在于该泵内各膜之间的空气自然地从所述腔中排出。不再需要通过停止和启动泵来干扰排气过程，因为空气被连续地从该膜驱赶至按照本发明的装置。 

于是，该泵用按照本发明的装置排气被证实效率更高。 

更优越的是，该活塞包括挡块，用来与该第一腔协配，限制活塞的行程，阻止活塞的第一部分进入第二腔。 

这样，当该活塞上升时，活塞的第一部分与该第一腔密封地保持接触，这允许在中空体内保持抽吸作用。于是排气是连续地进行的，无需操作者或额外的系统来使活塞密封地与该第一腔保持接触，这会进一步改善排气过程。 

事实上，在先有技术中，当操作者认为保持捕获在这些薄膜和中间膜之间的空气被完全排出时，将排气过程中断。操作者根据泵的流量对此进行估计，经常被证明，几个同样的泵由不同的操作者投入运行时，按照操作者中断排气过程的时刻，提供不同的流量。于是注意到该流量差达10％至15％。对于流量小的泵这个缺点更加严重。 

采用本发明的装置，同样的泵由不同的操作者投入运行时，提供相当一致的流量，由于在该中空体内保持抽吸作用，排气过程是连续进行的。这时流量差低于5％。 

本发明还涉及这样一种装置在泵上的安装方法和配备这样一种装置的泵。 

附图说明

阅读下文对本发明的非限制性具体实施方式的描述将能更好地理解本发明。 

描述中将引用附图，附图中： 

图1是具有本发明装置的膜式泵的部分剖面示意图； 

●图2a、2b、2c、2d、2e以及2f是在图1所示装置在安装于该泵上的同时处于其不同阶段的部分剖面示意图；以及 

●图3a和3b是构成本发明变型的装置在与图2e和2f相同的安装阶段的部分剖面示意图。 

具体实施方式

参见图1，在该示例中该液压驱动泵包括复合膜1，该复合膜包括在第一薄膜3和第二薄膜4之间的中间膜2。中间膜2是较厚的而且呈现可弹性变形的拱顶形式。该泵具有设置在中间膜2的厚度中的管道5，该管道的第一端通向泵外，而第二端连接于至少一个排放通道。在该示例中，该第二端连接于第一排放通道6和第二排放通道7。每个排放通道也都设置在该中间膜的厚度中，在该示例中相对于管道5横向地延伸，以将管道5连接于在中间膜2的每一面和面向的薄膜之间延伸的空间。 

该泵还包括在该示例中同时由第一薄膜3和泵头部11限定的泵腔10。泵头部11包括用于待计量流体的抽吸管道12a和输送管道12b，这些管道都通入泵腔10。该泵还包括驱动腔13，该驱动腔充填有流体并在该示例中由第二薄膜4、泵体14和活塞15的前部限定，该活塞可移动地安装在所述驱动腔13内，用以使流体在所述腔内的移动。 

运行中，复合膜1受流体在驱动腔13中移动的作用而变形。这使得驱动腔13的容积与活塞15在所述驱动腔13中的移动相应地变化，并由复合膜1传递到泵腔10。 

在现有技术中这样一种泵是众所周知的，故该示例中不再赘述。这样一种泵，例如，在法国专利申请FR2934332或实际上在法国专利申请FR2670537中有所描述。这样一种泵由于具有两个薄膜而被认为是双膜泵。 

在该示例中，该泵包括本发明的破裂检测装置20，该破裂检测装置可检测复合膜1中薄膜之一的破裂。该装置20在中间膜2中管道5的出口处安装在泵上。 

参见图2e，所述装置20包括中空体21，在中空体21的第一端处形成有第 一腔22。管道23把第一腔22连接至中空体21的第二端。在该示例中，装置20设置在泵上，使得中空体21中的管道23连接至中间膜2中的管道5。 

装置20还包括止回阀24，该止回阀设置在管道23中，以使流体从中空体的第二端通向第一腔22。止回阀24通常包括自由滚珠25，该自由滚珠抵靠在形成于管道23中的基座上。 

在本发明中，装置20包括活塞26，该活塞安装成在中空体21内平移运动。活塞26包括第一部分27，该第一部分密封地与第一腔22协配并有孔穿过其中，且该孔的直径大于自由滚珠25的直径。 

按照一个优选的实施例，第一部分27成形为具有活塞头27a和活塞杆27b，活塞头27a是该第一部分27的适合于与第一腔22密封地协配的部分。为此，在该示例中，活塞头27a包括凹槽，该凹槽容纳用来与第一腔22的壁部协配的垫圈28。 

较佳的是，中空体21的第一端包括第一挡块29，用以限制活塞26的行程，并因而防止活塞26的活塞头27a从中空体21脱出。在该示例中，中空体21的第一端包括凹槽，该凹槽容纳用以形成第一挡块29的弹性环。在该示例中该弹性环与活塞头27a协配，以限制活塞的行程。 

活塞26还包括第二部分33，该第二部分适合于密封地与活塞杆27b协配，以形成活塞26的远离中空体第二端的闭合端。 

按照一个优选的实施例，第二腔30在第一腔22和中空体21的管道23之间设置在中空体21内，第二腔30的直径大于活塞第一部分27的直径。 

较佳的是，活塞杆27b包括第二挡块32，用以限制活塞的行程并防止活塞头27b穿入第二腔30。在该示例中，活塞杆27b包括凹槽，该凹槽容纳用于形成第二挡块32的弹性环。形成第二挡块32的弹性环在该示例中与形成第一挡块29的弹性环协配，用以限制活塞行程。 

于是，由于这两个档块，活塞头27b可仅仅在第一腔22内平移运动。 

在该示例中装置20还包括用于覆盖中空体21的覆盖装置，该覆盖装置设置在中空体21的第一端上，用以形成装置20的闭合顶部，该闭合定位远离装置20的与泵接触的部分。按照一个特定的实施例，中空体21的覆盖装置包括透明罩31，该透明罩设置在中空体21的第一端上，用以形成装置20的顶部，该顶部远离装置与该泵接触的部分，在该示例中该透明罩31成形为使得活塞26 具有远达第一挡块29延伸的形成。活塞26的第二部分33则较佳地是彩色的。 

装置20如下所述安装在该泵上。 

参见图2a，中空体21安装在该泵上，使得中空体21中的管道23密封地连接于中间膜2中的管道5。接着，把活塞的第一部分27插入中空体21，以密封地与第一腔22接触。 

在这位置上，对该泵进行排气所需要的流体，例如，油直接通过活塞的第一部分27注入。然后，油经由中空体21的管道23、中间膜2中的管道5和排放通道6、7而排向每个薄膜和中间膜2之间形成的空间。较佳的是，倒入油，直到充满第二腔30的一部分为止。 

一旦注入油，就将活塞第一部分27中的孔闭合，以形成远离中空体21第二端的活塞26闭合端。在该示例中，塞子34设置在活塞的第一部分27上，用以密封地与该第一部分中的孔协配。 

参见图2b，然后活塞26在中空体21内上升，之后在后续阶段下降，活塞头27a始终保持密封地与第一腔22的壁部接触。然后，存在于薄膜和中间膜2之间的一部分空气，由于活塞26引起的泵送作用，被吸入到第二腔30中油容积的表面。 

于是，通过本发明的装置来执行一部分排气。 

参见图2c，将塞子从活塞的第一部分27拔出。较佳地，从活塞杆27b去除第二挡块32的弹性环，且活塞的第一部分27较佳地下降，以使第一部分的活塞头27a与第二腔30齐平。然后，第一腔22和第二腔30中的压力等于大气压。 

把自由滚珠25插入到第一部分27的孔中，使之仅仅由于重量而自然地占据止回阀24的基座上的位置。然后，将活塞的第二部分33设置在第一部分27上，以闭合活塞26的端部。 

参见图2d，然后活塞26上升，直至活塞头27a密封地与第一腔22协配。 

然后，第一腔22和第二腔30内存在的压力变得低于大气压，由此在所述腔中产生抽吸作用。然后，仍旧存在于薄膜和中间膜之间的空气由于该抽吸作用而被自然地吸入至第二腔30中油容积的表面。 

有利的是，通过保持在这些腔内的抽吸作用而连续且自动地执行泵的排气。因此，排气可以在泵的操纵和运输到客户的过程中执行，使得客户起动该泵时，薄膜和中间膜之间几乎没有剩余空气。薄膜则极其紧密地压靠于中间膜，由此 保证泵一起动就具有良好的效率。 

有利的是，操作者非常容易知道活塞头27a仍旧与第二腔22齐平还是与第二腔30齐平，即使操作者不能用视觉检查都能知道。当垫圈28配合抵靠于该第一腔22的壁部时，这会产生摩擦力，且操作者能非常清晰地感到活塞26上升的阻力。 

较佳的是，活塞26上升，直到第二挡块32的弹性环能够在活塞杆27b上推回就位为止，就是说，直到两个档块彼此协配为止。 

活塞26保持在上升位置，其中，活塞头27a密封地与第一腔22协配，这两个档块之间的协配防止活塞头27a在第二腔30内向下运动。因而，第一腔22和第二腔30内的抽吸作用得以维持，而不需要操作者或额外的系统来把该活塞保持在该上升位置。 

参见图2d，一旦活塞26升起，便把罩31安装在该装置上。 

参照图2e和2f，当这两个薄膜之一破裂时，存在于薄膜3，4和中间膜2之间的油和/或待计量的流体和/或填充驱动腔13的流体输送到排放通道6，7并进入中间膜2中的管道5，直至上升到装置20的管道23中为止。由于油和/或要计量的流体和/或填充驱动腔的流体所施加的压力，自由滚珠25升起，而且该液体上升进入第二腔30，接着进入第一腔22，使活塞从第二挡块32移动到第一挡块29。 

这时，由于可以容易地通过透明罩31看见活塞26的彩色第二部分33，操作者不难察觉膜破裂的问题。 

本发明的装置可执行除检测这些膜之一的破裂以外的其他功能，诸如用排气所需要的油填充该泵，然后对泵进行排气。该装置特别适宜于包括两个膜的低流量的泵，其中捕获在两个薄膜之间的最小容积的空气也会使该泵的性能和精度退化。 

本发明不限于刚才的描述，而正好相反，它包含权利要求书所定义的范围内的所有方案。 

特别是，按照本发明的装置可以设置在该示例中所描述的以外的其他类型的泵上。例如，该装置可以设置在这样一种包括两个膜的液压驱动泵上，这两个膜在它们的周缘处密封地夹紧在固定结构上，该结构包括插在该两个膜之间的环形件、该两个膜之间的内部空间，该内部空间与形成在环形件的厚度中的 至少一个管道连通，所述管道连接于按照本发明装置的管道。这样一种泵，例如，在法国专利申请FR2624922中有所描述。 

活塞的各个部件可以形成为与已经描述的不同的形状。例如，第一部分27可以形成活塞头，而该第二部分33形成活塞杆。 

该装置的中空体可以不包括第一腔22和装置20的管道23之间的第二腔30。但是，其上安装了该装置的泵的排气，在该装置没有第二腔的情况下效率较差，因为这时在该中空体中不能建立抽吸作用。 

该装置可以不包括覆盖装置。例如，若要用可视方法实现膜的破裂检测，则该装置可以不包括透明罩31。较佳地，活塞26的第二部分33是彩色的。 

尽管在该示例中膜的破裂检测可视化，但是破裂的检测可以用电子方法进行。例如，参照图3a和3b，该装置包括用于中空体21的覆盖装置，该覆盖装置包括设置在中空体第一端上的覆盖件40，用以形成装置的顶部，该顶部远离装置与泵接触的部分，该覆盖件40形成为使得活塞26能通过一定行程运动至第一挡块29。在覆盖件40上设置有电感传感器，以便在由覆盖件40、中空体21和活塞26所限定的闭合容积中产生电磁场。活塞26的第二部分33用导电材料，例如，金属材料制成。在这些膜之一破裂的情况下，活塞26的运动会致使活塞的第二部分33改变由电感传感器所产生的电磁场，这允许发现所述膜的破裂。 

盖板40较佳地是透明的。于是，若该电感传感器检测到所产生的电磁场发生变化，操作者便可以用视觉检查该活塞26是否移动，并因而保证查出膜是否破裂的问题。 

将装置20安装在该泵上的各个步骤可以与上文所述不同地进行描述。特别是，虽然在该示例中塞子34设置在活塞的第一部分27上，以便在第一排气阶段密封地与第一部分27的孔协配，人们可以把活塞的第二部分33设置成能够在所述第二排气阶段密封地与第一部分27的孔协配。