一种冰淇淋机用球形膨化泵的制作方法

本专利涉及一种食品机械，特别是一种冰淇淋机用球形膨化泵。

背景技术：

膨化泵属于冰淇淋机的膨化系统，是冰淇淋机的重要部件。现在市面的冰淇淋机，绝大多数都采用内置的膨化泵，由于涉及到食品卫生，每天冰淇淋机工作结束后，商户(用户)需要把膨化泵从冰淇淋机上拆下后进行清洗，所以冰淇淋机用膨化泵要求简单、方便拆卸和清洗。目前市面最常用的冰淇淋机用膨化泵有齿轮泵、活塞泵、蠕动泵等，虽然具体的泵体结构不同，但是都是用于实现空气与冰淇淋液体原料的膨化。

活塞膨化泵具有结构简单，容易拆洗，价格便宜等优点，但是冰淇淋奶浆进入活塞泵往复运动，频率大概每分钟运动40-50次，气孔吸进的空气和奶浆不能充分、均匀混合，从而影响到奶浆的膨化率，也达不到冰淇淋机最大效率；另外活塞膨化泵的进气口经常堵塞，出现“堵泵”现象。齿轮膨化泵结构简单，膨化率较好，但由于膨化泵吸入外界空气在塑料齿轮上形成汽蚀现象，齿轮容易掉块产生食品卫生安全问题。

近年来下吸料的冰淇淋机市场应用比较广泛，吸料的同时也会吸入一定的空气，这样在满足口感条件下，提高冰淇淋奶浆膨化率，提升冰淇淋机的竞争力，增加买冰淇淋商家的经济效益。但是齿轮泵和蠕动泵自吸能力差，不能把奶浆从奶浆槽吸入到泵体内，需要增加一个辅助泵或者把料浆置于泵体上方。

技术实现要素：

本专利的目的就是设计一种冰淇淋机用球形膨化泵，利用最新发明并投入应用的球形泵技术，设计出一款结构简单、拆卸方便、清洗方便、奶浆混合混匀、自吸能力强的冰淇淋机专用膨化泵。

本专利的技术方案是：一种冰淇淋机用球形膨化泵，其特征是：包括球形泵、卡板和进气阀，球形泵的进液孔与奶浆槽接通吸入奶浆原料，进气阀连接在进液孔通道上吸入空气，球形泵的排液孔与冰淇淋机的冷冻缸进液口连通；泵座固定在冰淇淋机上，其端部突出于冰淇淋机奶浆槽内壁；球形泵的缸体通过卡板机械连接在泵座端部，球形泵的主轴通过连接轴与置于冰淇淋机内的电机轴机械连接传输动力；

所述泵座端部外圆周上固定设置有圆柱销和环形槽；在球形泵的缸体下端面上设置有与所述圆柱销相对应的u形销孔，在缸体外圆周两侧设置有与所述环形槽相对应的卡槽；缸体下端面的u形销孔卡持在泵座上的圆柱销上使球形泵径向固定在泵座上；所述卡板的两个u形内侧边分别卡持在缸体两侧卡槽和泵座圆周上的环形槽中使球形泵轴向固定在泵座上；

在所述卡板上设置有操作孔；

所述球形泵的主轴下端设置有三角轴头，连接轴在冰淇淋机内的一端与电机轴机械连接传输动力，连接轴的外端部设置有与所述三角轴头相配的三角轴孔，主轴下端的三角轴插入连接轴端部的三角轴孔中；

所述球形泵包括缸体、缸盖、活塞、转盘和主轴，缸体和缸盖具有半球形内腔，通过滚花螺钉连接后形成球形泵球形内腔，在缸盖内球面上设置有活塞轴孔、进液槽和排液槽，进液槽和排液槽分别与设置在缸盖上端面的进液孔和排液孔接通；转盘下端的滑靴插入主轴上端的滑槽中形成滑槽摆动机构，主轴的轴线与活塞轴的轴线形成一夹角且均通过球形内腔的球心；活塞轴插入活塞轴孔内，活塞和转盘通过柱面铰链铰接形成转子，活塞球面、转盘球面与球形内腔具有相同的球心并形成密封动配合，柱面铰链的各配合面之间形成密封动配合，主轴驱动转盘转动，活塞和转盘绕柱面铰链相对摆动，在所述转盘的上端面、所述活塞的两侧面与所述球形内腔之间形成容积交替变化的v1工作室和v2工作室；

所述滚花螺钉的头部圆周上设置有十字孔，在滚花螺钉的头部顶面设置有一字槽，在头部圆周上设置有滚花纹。

本专利的优点是：结构简单、拆洗方便；膨化率可以根据进气孔的大小和电机转速来调节，空气和奶浆充分混合；自吸能力强，便于奶浆槽的配置。

附图说明

图1：球型膨化泵主视图；

图2：球形膨化泵左视图；

图3：图1中a-a剖视图；

图4：缸盖结构示意图；

图5：图4中b-b剖视图；

图6：图4中c-c剖视图；

图7：主轴结构示意图；

图8：缸体结构示意图；

图9：图8中d-d剖视图；

图10：转子结构示意图；

图11：图10中e-e剖视图；

图12：活塞结构示意图；

图13：转盘结构示意图：

图14：电机连接轴结构示意图；

图15：滚花螺钉结构示意图；

图16：卡板结构示意图；

图17：泵座结构剖面图；

图18：泵座及圆柱销连接结构示意图。

图中：1-转子；2-缸盖；3-缸体；4-卡板；5-主轴；6-泵座；7-电机连接轴；8-轴套；9-圆柱销；10-缸体套；11-滚花螺钉；12-进气阀；

101-活塞；1011-活塞轴；1012-活塞销座；102-转盘；1021-滑靴；1022-转盘销座；201-进液孔；202-排液孔；203-进液槽；204-排液槽；205-活塞轴孔；301-卡槽；302-u形销孔；401-操作孔；501-圆柱轴头；502-三角轴头；503-滑槽；601-环形槽；602-销孔；701-三角轴孔；111-十字孔；112-一字槽；

100-密封圈ⅰ；200-密封圈ⅱ；300-密封圈ⅲ。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本专利进行详细说明。

如图1到图6所示，本专利所述的一种冰淇淋机用球形膨化泵，包括球形泵、卡板4和进气阀12，其中，球形泵的进液孔201与奶浆槽接通吸入奶浆原料，进气阀12连接在进液孔201的进液通道上吸入空气，通过进气阀12调节进入泵体内的气体量大小；球形泵的排液孔202与冰淇淋机的冷冻缸进液口连通；冰淇淋泵的电机置于冰淇淋机体内，泵座6固定在冰淇淋机上，其端部突出于冰淇淋机奶浆槽内壁(奶浆槽即冰淇淋原料浆，也可以是装其他液体配料)；球形泵壳体通过卡板4机械连接在泵座6端部，球形泵的主轴5通过连接轴7与置于冰淇淋机内的电机轴机械连接传输动力；如图7、图14所示，球形泵的主轴5下端设置有三角轴头502，主轴5的上端为圆柱轴头501，在圆柱轴头501的端面中央设置有滑槽503；连接轴7的外端设置有与三角轴头502相配的三角轴孔701，连接轴7位于冰淇淋机内的一端与电机轴机械连接，主轴5的下端三角轴头502插入连接轴7外端的三角轴孔701中，从而把电机的动力传输到主轴5，电机转动驱动主轴5转动。在主轴5的圆柱轴头501与缸体3的下端轴孔之间设置有缸体套10，在连接轴7的中间轴径与泵座6的轴孔之间设置有轴套8，从而形成轴系的旋转支撑。

如图17、图18所示，泵座6突出于冰淇淋机体的端部外圆周上固定设置有两个销孔602和一个环形槽601，两个圆柱销9分别插入两个销孔602中固定，两个圆柱销9对称布置在泵座6端部外圆周上并突出于外圆周表面；如图8、图9所示，在球形泵的缸体3下端面上设置有与所述圆柱销9相对应的两个u形销孔302，u形销孔302的直径与圆柱销9的直径相配，在缸体3外圆周两侧设置有与所述环形槽601相对应的卡槽301，两侧卡槽301径向穿透缸体侧壁且平行设置；主轴5的下端的三角轴头插入连接轴7的外端的三角轴孔701后，缸体3下端面的两个u形销孔302分别卡持在两个圆柱销9上使球形泵径向固定在泵座6上；如图16所示，所述卡板4为u形板状结构，卡板4的两个u形内侧边分别卡持在缸体3两侧的卡槽301和泵座6圆周上的环形槽601中使球形泵轴向固定在泵座6上。在所述卡板4上设置有操作孔401，便于卡板4拆卸时用手或者工具卡持。

所述球形泵包括缸体3、缸盖2、活塞101、转盘102和主轴5，活塞101和转盘102铰接形成转子1，如图4-图6、图8、图9所示，缸体3和缸盖2分别具有半球形内腔，通过滚花螺钉11固定连接后组合成球形泵球形内腔，在缸盖2的内球面上设置有活塞轴孔205、进液槽203和排液槽204，进液槽203和排液槽204分别与设置在缸盖2上端面的进液孔201和排液孔202接通；缸盖2的半球形内腔和缸体3的半球形内腔具有相同的球心，缸体3的上法兰面和缸盖2的下法兰面贴合，且都是通过球心的斜面，这样便于转子1安装和拆卸；在缸盖2下法兰面上设置有螺钉过孔，在缸体3的上法兰面上设置有相应的螺钉孔，缸体3和缸盖2通过滚花螺钉11连接，如图15所示，在滚花螺钉11的头部圆周上设置有十字孔111，在滚花螺钉11的头部端部顶面设置有一字槽112，在头部圆周上设置有滚花纹；安装和拆卸时通过杆状工具快插到十字孔111中拧紧和松开滚花螺钉11，也可以通过平口起子插入一字槽112中拧紧或者松开滚花螺钉11，工具选择方便。

如图10到图13所示，活塞101具有球形顶面和两个侧面，在球形顶面的中央设置有活塞轴1011，在活塞101两侧面的下端设置有活塞销座1012；转盘102具有转盘球面，在转盘球面的下部中央设置有转盘轴，在转盘轴的下端设置有滑靴1021，在转盘球面的上端设置有转盘销座1022；活塞销座1012为在活塞101下端突出的半圆柱体，半圆柱体的圆柱中心轴线与活塞轴1011的轴线垂直且通过活塞球形表面的球心，半圆柱体的两端为活塞球形表面；转盘销座1022为开口向上的半圆柱孔，半圆柱孔的中心轴线与转盘轴的轴线垂直，半圆柱孔与半圆柱体相配，活塞销座1012的半圆柱体插入转盘销座1022的半圆柱孔中形成c型的柱面铰链；转盘轴端部的滑靴1021插入主轴5上端的滑槽503中形成滑槽摆动机构，滑靴1021的两侧面和滑槽503的两侧面贴合形成滑动配合，主轴5下端设置有三角轴头502，三角轴头502与连接轴7外端部的三角轴孔701相配，三角轴头502插入三角轴孔701中使连接轴7转动带动主轴5转动，从而形成转动配合；主轴5的轴线与活塞轴1011的轴线形成一定的夹角且均通过球形内腔的球心；活塞轴1011插入活塞轴孔205内，活塞101和转盘102通过柱面铰链铰接形成转子1，活塞球面、转盘球面与球形内腔的内表面具有相同的球心并形成密封动配合，柱面铰链的各配合面之间形成密封动配合，电机通过连接轴7驱动转盘102转动，活塞101和转盘102绕柱面铰链相对摆动，在所述转盘102的上端面、所述活塞101的两侧面与所述球形内腔之间形成容积交替变化的v1工作室和v2工作室；转子转动过程中，v1工作室和v2工作室容积交替变化，并交替与进液槽203和排液槽204接通：v1工作室容积开始增大时，进液槽203与v1工作室接通吸入液体，当v1工作室容积达到或者接近到最大状态时，进液槽203与v1工作室断开并停止进液，v1工作室吸液完成后开始压缩，容积又开始变小；此时v2工作室的容积开始减小，液体压力增大，当压力增大到设定压力时，排液槽204与v2工作室接通开始排出高压液体，当v2工作室容积达到或者接近到最小状态时，排液槽204与v2工作室断开停止排液，v2工作室排完高压液体后容积又开始增大；这样循环往复完成液体的压缩工作。

为了防止奶浆泄漏，在连接轴7的中部轴颈与轴套8之间设置有密封圈ⅰ100，在连接轴7的外端部轴颈与泵座6端部内轴孔之间设置有密封圈ⅱ200。在缸体3与缸盖2连接面之间设置有“o型”密封圈ⅲ。

对于冰淇淋机，膨化泵电机、连接轴7和泵座6作为固定部件一般不拆卸，使用中只需对膨化泵主体进行拆卸和清洗，膨化泵安装拆卸清洗过程为：安装时先把球形膨化泵的主轴5下端的三角轴头502插入到连接轴7的外端部三角轴孔701内，使缸体3下端的u形销孔302对准并卡持在泵座6上的圆柱销9上后，再把卡板4卡入到缸体3外圆周上的卡槽301中，这样膨化泵就固定在泵座6上；使用后需要拆洗膨化泵时，先从缸体3上径向抽拔出卡板4，再沿轴向整体抽出球形泵，再快速拆卸缸盖2上的滚花螺钉11，打开缸盖2后取出主轴5和转子1，对每个零件进行冲洗。