CN100532845C

CN100532845C - 微型气泵

Info

Publication number: CN100532845C
Application number: CN 200510132095
Authority: CN
Inventors: 敖腾; 陈林; 王健
Original assignee: BYD Co Ltd
Current assignee: BYD Co Ltd
Priority date: 2005-12-21
Filing date: 2005-12-21
Publication date: 2009-08-26
Anticipated expiration: 2025-12-21
Also published as: CN1987105A

Abstract

本发明提供一种汽车用微型气泵，包括气缸盖、汽缸体、气缸底座和驱动电机，其中，气缸盖上具有贯通的进气口和排气口，该进气口和排气口与汽缸体内的空腔连通，在空腔内具有由驱动电机的转轴驱动旋转的偏心轮，在偏心轮的圆周上具有多个沟槽，在沟槽内设置有叶片，所述多个叶片的外端与汽缸体的内表面、汽缸盖的下表面以及气缸底座的上表面之间形成多个工作气腔。本发明采用车载电源，气泵工作时，气体从进气口进入气腔，经叶片压缩后从排气口输出。进气口和排气口都没有传统气泵所常用的单向阀，整体结构简单、安装方便、制造成本低廉，可广泛应用于机动车辆的各种功能上，如座椅腰部支撑、启动中控门锁。

Description

微型气泵

技术领域

本发明涉及微型气泵，该微型气泵典型地应用于汽车上。

背景技术

气泵广泛应用于各行各业，例如印刷行业、电池行业、汽车行业。

随着汽车技术的快速发展，汽车配置的功能也越来越多，许多功能的实现都需要气源，比如：座椅腰部支撑，气动中控门锁等。当前的气泵大多结构复杂，造价昂贵，而且占用较大的安装空间，这些不足之处都在一定程度上影响了这些功能的普及。

为了适应汽车价格下降的趋势，降低气泵的制造成本，CN 2601890Y公开了一种汽车用微型气泵，包括驱动电机、泵壳上端的气缸内装有活塞，气缸与缸盖之间装有排气门座，气门孔通过单向阀与泵的排气口可开闭连通，其特征在于活塞连杆下端安装在由电机转轴驱动的偏心轮上，活塞开有上下贯通的进气孔，孔上端面盖有可开闭阀片，在活塞下方的泵壳侧壁开有泵的进气口。

另外，其中的单向阀由一端相向固定的簧片和档片构成。可开闭阀片由上面压有螺旋弹簧的簧片构成，螺旋弹簧套于固定在活塞顶面的螺栓。驱动电机与泵体呈L形连接。

在上述的汽车用微型气泵中，其结构和原理都类似于现有技术，即通过驱动电机带动活塞上下运动，当活塞下降时，气体通过单向阀进入到气腔中，然后在活塞上升时，将气腔中的气体压缩并将压缩的气体从排气口排出。因此，这种微型气泵对于现有技术而言并无太大改进，不能有效地简化气泵结构和降低气泵的制造成本。

发明内容

本发明的目的是提供一种结构简单、安装方便、制造和使用成本低廉的微型气泵。

本发明的微型气泵包括气缸盖、汽缸体、气缸底座和驱动电机，其中，气缸盖上具有贯通的进气口和排气口，该进气口和排气口与汽缸体内的空腔连通，在空腔内具有由驱动电机的转轴驱动旋转的偏心轮，在偏心轮的圆周上具有多个沟槽，在沟槽内设置有叶片，所述多个叶片的外端与汽缸体的内表面、汽缸盖的下表面以及气缸底座的上表面之间形成多个工作气腔。

本发明采用车载电源，气泵工作时，气体从进气口进入气腔，经叶片压缩后从排气口输出。进气口和排气口都没有传统气泵所常用的单向阀，整体结构简单、安装方便、制造成本低廉，可广泛应用于机动车辆的各种功能上，如座椅腰部支撑、启动中控门锁。

附图说明

图1是本发明的微型气泵的示意图；

图2是图1中气缸盖的仰视图；

图3是气缸盖的局部剖视主视图；

图4是图1中微型气泵的俯视图；

图5是图4中的B-B剖视图；

图6是图1中的A-A剖视图。

具体实施方式

下面参照附图详细说明本发明的微型气泵的具体实施方式。

如图所示，本发明的微型气泵包括气缸盖6、汽缸体3、气缸底座2和驱动电机1，其中，气缸盖6上具有贯通的进气口8和排气口9，该进气口8和排气口9与汽缸体3内的空腔连通，在空腔内具有由驱动电机1的转轴12驱动旋转的偏心轮5，在偏心轮5的圆周上具有多个沟槽51，在沟槽51内设置有叶片4，所述多个叶片4的外端与汽缸体3的内表面、汽缸盖6的下表面以及气缸底座2的上表面之间形成多个工作气腔41。

气缸盖6、汽缸体3、气缸底座2和驱动电机1可以依次轴向安装在一起，以大致形成直筒形的微型气泵。因此，形成的微型气泵结构简单且安装方便。气缸盖6、汽缸体3、气缸底座2和驱动电机1之间的连接首端可以采用现有技术，例如通过多根长的螺栓10将它们连接在一起。

另外，为了保护气缸盖6，防止气缸盖6被具有较大紧固力的螺栓10所破坏，在与螺栓连接处可以使用一些常用的垫圈或者其他零件。如图1所示，在本发明的一种实施例中，可以在气缸盖6上设置压板7，螺栓穿过该压板7与气缸盖6连接，从而通过分散螺栓10对气缸盖6的压力，可以减小气缸盖6上表面所受到的压应力。

关于气缸盖6、汽缸体3、气缸底座2和驱动电机1的形状以及尺寸等因素，不是本发明的重点，均可以采用现有技术。例如，驱动电机1可以使用常规的串激式电机；气缸盖6、汽缸体3和气缸底座2一般为圆柱形，与驱动电机1的外形对应；汽缸体3中一般要具有空腔或者气腔，以便容纳工作元件如叶片等。

如图1、图5及图6所示，本发明的微型气泵总体上包括气缸盖6、汽缸体3、气缸底座2以及驱动电机1。在气缸盖6上具有进气口8和排气口9，在汽缸体3内具有空腔，进气口8和排气口9与空腔连通。所述空腔同轴地形成于汽缸体3内，即使得汽缸体3形成为圆筒形。驱动电机1的转轴12穿过气缸底座2的下部而伸入到汽缸体3内，与偏心轮5固定连接，连接方式可以通过常用的键连接实现。通过驱动电机1的转轴12的旋转运动，可以驱动偏心轮5在气腔41内相对于气腔5偏心旋转。

如图2和图3所示，为了延长单位工作循环中的有效进气时间以及有效排气时间，可以在气缸盖6下表面沿圆周方向布置进气槽81和排气槽91，该进气槽81和排气槽91分别与进气口8和排气口9连通。单位工作循环里有效进气时间和有效排气时间的增加大大降低了气泵运作时的进、排气的噪音，亦提高了气泵的工作效率。

其中，进气槽81的开度夹角为α，排气槽91的开度夹角为β，由于进气压力相对低，为了使气泵工作时气流平缓，α的取值一般比β大3～4倍。在日常应用中，α以及β数值的设置可以根据偏心距δ、叶片4个数、电机转轴12的运转角速度ω、偏心轮5的外径和气缸3的内径等各个参数合理确定，例如，在本发明的实施例中，α可以是120°，β可以是30°。

参照图6，偏心轮5偏心地设置在汽缸体3内，O₁和O₂分别表示气缸体3和偏心轮5的中心点，δ表示偏心轮5与气缸体3之间的偏心距，电机转轴12与偏心轮5的中心轴保持一致。因此，在驱动电机1的转轴12驱动偏心轮5旋转时，所述偏心轮5在汽缸体3内偏心地旋转。其中，偏心轮5的外缘与汽缸体3的内表面之间的最小距离和最大距离以及所述偏心距δ可以根据实际需要合理确定。

另外，在偏心轮5的边缘具有多个沟槽51，在每个沟槽51内安置有一个叶片4。在驱动电机1驱动偏心轮5在汽缸体3内旋转时，在离心力的作用下，所述叶片4的外端将始终抵靠在汽缸体3的内壁上。因此，通过汽缸体3的内壁、气缸盖6的下表面以及气缸底座2的上表面，在相邻的两个叶片4之间可以形成一个工作气腔41。

在偏心轮5的偏心旋转过程中，随着叶片4沿着汽缸体3的内壁运动，工作气腔41中的气体将在压缩状态到膨胀状态之间不断循环。具体而言，当偏心轮5按照图示的箭头方向ω旋转时，两个叶片4之间的工作气腔41在越过排气口9(在有排气槽91的情况下，越过排气槽)之后，工作气腔41中的容积将不断增加，气体压力将逐渐减小。当该工作气腔41到达进气口8(在有进气槽81的情况下，到达进气槽)时，由于工作气腔41中的压力非常小，明显低于外部大气压，因此，外部空气将通过进气口8迅速进入到该工作气腔41中。然后，当工作气腔41继续旋转而越过进气槽81之后，工作气腔41中的气体将被压缩。当工作气腔41再次到达排气槽91时，其中的压缩气体由于压力非常大，将迅速地从排气口91中排出，执行相应的动作。

如图6所示，在本发明的一种实施例中，所述沟槽51的数量为6个，且这些沟槽51沿着偏心轮5的圆周方向均匀设置。显然，根据具体的需要以及考虑到加工工艺及制造成本方面的因素，所述沟槽的数量可以是两个以上，理论上可以具有任意多个。

另外，由于工作过程中压缩气体会对叶片4产生压力，同时气缸3内壁和沟槽51表面对叶片4存在摩擦力，为了在降低外部所施加的力对叶片4产生的不良影响，偏心轮5的边缘均匀分布的多个沟槽51的中心线被设置为偏离径向方向，两者之间的夹角为λ。所述夹角λ优选是是75度至82度。

当气泵工作时，偏心轮5绕中心点O₂以角速度ω如图中所示方向旋转，叶片4跟随着偏心轮5绕O₂作旋转运动，由于离心力的作用，叶片4的最外端始终紧贴在气缸3的内表面。由于沟槽51和气缸3内表面对叶片的约束，叶片4始终在沟槽51内作相对偏心轮5的往复运动。

从图6中还可以看出，所述进气口8设置在偏心轮5边缘贴近汽缸体3内壁部分的旋转上游侧附近，所述排气口9则设置在偏心轮5边缘贴近汽缸体3内壁部分的旋转下游侧附近。由此，工作气腔41经过进气口8时所接收的气体将经过偏心轮边缘贴近汽缸体内壁部分被压缩，然后压缩之后的气体立即通过排气口9排出，从而能提高本发明微型气泵的工作效率。

另外，从图中还可以看出，所述叶片4偏离径向的方向最好是朝着偏心轮5的旋转方向偏转，由此在叶片受到工作气腔内的压缩气体的压力时，叶片不会被压缩到沟槽51内。

另外，为了防止叶片4在压缩气体的压力作用下而退回到沟槽51内，还可以在沟槽51内设置弹性元件例如弹簧(未图示)，以便将叶片始终抵靠在汽缸体3的内壁上。

另外，从图6中还可以看出，所述偏心轮5的旋转中心与其几何中心相同，偏心轮5的偏心旋转是通过使偏心轮5的旋转中心O₂相对于汽缸体3的中心O₁偏心设置来实现，因此偏心轮的边缘与汽缸体的内壁之间的距离关系是确定的。即，如图6所示，在图面的下部，偏心轮的边缘距离汽缸体的内壁最近(定义为位置1)，在相反的上部，偏心轮的边缘距离汽缸体的内壁最远(定义为位置2)，在偏心轮的旋转过程中将一直保持这种状态不变。因此，可以在合适的位置设置进气口和排气口，例如将进气口设置在旋转上游侧的位置1和位置2之间，优选设置在位置2处，因为在此处工作气腔中的容积最大，从而能获得最多的气体；同时，将排气口设置在位置1的旋转下游侧并紧靠位置1，因为在位置1处工作气腔中的容积最小，因此在工作气腔中的气体被最大程度地压缩后将立即从紧跟着位置1后面的排气口排出，从而能显著提高本发明微型气泵的工作效率。

另外，在本发明的微型气泵中，气缸盖、汽缸体、气缸底座、偏心轮以及叶片优选可以采用耐磨的自润滑材料制造，因此在气泵的工作过程中，基本上不需要添加润滑油，并且性能可靠，大大降低了日常工作的维护费用。

另外，本发明的微型气泵优选用于汽车上，作为汽车的标准配件使用。在本发明的微型气泵用于汽车上时，该气泵可以采用车载电源，气泵工作时，气体从进气口进入气腔，经叶片压缩后从排气口输出。进气口和排气口都没有传统气泵所常用的单向阀，整体结构简单、安装方便、制造成本低廉，可广泛应用于机动车辆的各种功能上，如座椅腰部支撑、启动中控门锁。

Claims

1、一种微型气泵，包括气缸盖、汽缸体、气缸底座和驱动电机，其特征在于，在气缸盖上具有贯通的进气口和排气口，该进气口和排气口与汽缸体内的空腔连通，在空腔内具有由驱动电机的转轴驱动旋转的偏心轮，在偏心轮的圆周上具有多个沟槽，在沟槽内设置有叶片，所述叶片的外端与汽缸体的内表面、汽缸盖的下表面以及气缸底座的上表面之间限定了多个工作气腔；

其中，在气缸盖下表面沿圆周方向具有进气槽和排气槽，该进气槽和排气槽分别与进气口和排气口连通，

并且其中，偏心轮边缘与汽缸体内壁距离最近的位置为第一位置，偏心轮边缘与汽缸体内壁距离最远的位置为第二位置，所述进气口位于第二位置附近，所述排气口位于第一位置的偏心轮旋转下游附近。

2、如权利要求1所述的微型气泵，其中，气缸盖、汽缸体、气缸底座和驱动电机依次轴向安装成直筒形结构。

3、如权利要求2所述的微型气泵，其中气缸盖上具有压板。

4、如权利要求1所述的微型气泵，其中，所述进气槽的开度夹角α为所述排气槽的开度夹角β的3～5倍。

5、如权利要求2所述的微型气泵，其中，所述沟槽的中心线偏离偏心轮的径向方向。

6、如权利要求5所述的微型气泵，其中，所述沟槽的中心线与偏心轮的径向方向之间的夹角λ为75度至82度。

7、如权利要求2所述的微型气泵，其中，所述气缸盖、汽缸体、气缸底座、偏心轮以及叶片中的至少一个由耐磨的自润滑材料制造。

8、如上述权利要求中的任意一项所述的微型气泵，该微型气泵作为汽车配件使用。