CN111255672A - 一种电磁式微型变量隔膜真空泵 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种电磁式微型变量隔膜真空泵，包括电磁线圈总成、静铁芯、动铁芯、束磁环、弹簧、导套、膜片、膜片台、泵盖、外壳；所述导套、弹簧、动铁芯均安装于所述电磁线圈总成的中间通道内，电磁线圈总成的中间通道的一端装有静铁芯，另一端装有束磁环；电磁线圈总成、静铁芯、束磁环、膜片、膜片台均内置于圆筒状的外壳内，外壳的两端各安装有一个泵盖，每个泵盖上均设有一个进气孔和一个排气孔，进气孔和排气孔均只能进行单向通气；所述电磁线圈总成与PWM信号相连，通过PWM控制电磁力的交替以及在弹簧弹力的共同作用下，实现动铁芯以接近PWM信号的频率在静铁芯和束磁环之间轴向往复运动，从而带动膜片变形实现吸气和排气动作。
Description
技术领域
本发明公开一种真空泵，尤其是一种电磁式微型变量隔膜真空泵。
背景技术
隔膜泵自被发明伊始，以其低噪音、高寿命、高可靠性以及对环境有更好的适应能力，已被广泛的应用于各种行业，譬如化工、汽车、医疗等行业。但目前隔膜现有技术基本以电机驱动，配合曲柄连杆机构来实现膜片变形来变形实现吸气、排气功能，导致整个泵体积较大；普通电机无其它附件只能实现定抽速，要实现变抽速功能，则需要增加大量成本。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术的不足，设计一种电磁式微型变量隔膜真空泵。
为实现本发明之目的，本发明的技术方案是：一种电磁式微型变量隔膜真空泵，包括电磁线圈总成、静铁芯、动铁芯、束磁环、弹簧、导套、膜片、膜片台、泵盖、外壳；所述导套、弹簧、动铁芯均安装于所述电磁线圈总成的中间通道内，所述电磁线圈总成的中间通道的一端装有静铁芯，另一端装有束磁环；所述静铁芯包括一块具有轴孔的圆盘状束磁板，所述动铁芯包括一根连杆以及设置在连杆上的凸台部，所述弹簧和导套穿设在动铁芯的连杆上且位于凸台部与静铁芯之间，所述动铁芯的连杆一端向外穿过束磁环的通孔，另一端向外穿过束磁板的轴孔，连杆两端的端部各与一块膜片固定连接，两块膜片均通过膜片台进行固定；所述电磁线圈总成、静铁芯、束磁环、膜片、膜片台均内置于圆筒状的外壳内，其中束磁板、外壳和束磁环三者共同组成束磁磁路；所述外壳的两端各安装有一个泵盖，每个泵盖上均设有一个进气孔和一个排气孔，进气孔和排气孔均只能进行单向通气；所述电磁线圈总成与PWM信号相连，通过PWM控制电磁力的交替以及在弹簧弹力的共同作用下，实现动铁芯以接近PWM信号的频率在静铁芯和束磁环之间轴向往复运动，从而带动膜片变形实现吸气和排气动作。
上述技术方案中，PWM信号是一种脉冲电信号，电磁线圈总成接通PWM信号后可以控制电磁力有、无交替，同时在弹簧弹力的作用下，使动铁芯在导套中轴向往复运动，从而带动膜片产生吸气和排气的效果。通过控制PWM信号频率能比较精确的控制本发明真空泵的抽气速率，并且由于本发明真空泵与同等抽气速率的电机驱动的曲柄连杆机构隔膜泵相比体积大为缩小，可将多个真空泵并联使用以获得更为宽的抽气速率调节范围。
进一步地，所述动铁芯的凸台部朝向静铁芯的一端设有直径小于凸台部的阶梯凸台，所述静铁芯上设有与所述阶梯凸台相对应的凹槽，阶梯凸台在动铁芯与静铁芯吸合过程中会伸进静铁芯的凹槽中。这样就能够提高动铁芯与静铁芯吸合过程中的响应速度。
进一步地，所述动铁芯的凸台部上设有轴向的气压平衡槽和环形的储油槽。气压平衡槽能够使动铁芯两侧气压平衡，储油槽能润滑动铁芯圆周面与导套，让两者之间一直有油膜存在，防止动铁芯与导套磨损。
在一个实施例中，所述泵盖的进气孔内装有单向阀片和进气堵塞，进气孔底部为平面底，与之相配合的进气堵塞设有堵塞锥面，单向阀片装配在泵盖进气孔与进气堵塞之间，实现进气单向阀的功能；所述泵盖的排气孔内装有单向阀片和排气堵塞，泵盖排气孔底部为锥面底，与之相配合的排气堵塞为平面，单向阀片装配在泵盖排气孔与排气堵塞之间，实现排气单向阀的功能。。
在一个实施例中，所述膜片台为非磁性材料压铸成形，膜片台上设有环形的膜片安装槽、气压平衡孔。
在一个实施例中，所述外壳的两端端部设有安装齿，所述泵盖的周缘设有与外壳安装齿相互交错的限位凸缘，所述膜片台的周缘设有限位块，外壳的安装齿配合泵盖的限位凸缘以及膜片台的限位块，能很好的保证零部件的安装位置。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、本发明与同等抽气速率的电机驱动的曲柄连杆机构隔膜泵相比，具有更小的体积和噪音，体积与之相比减小了近三分之一。
2、本发明与电机驱动的曲柄连杆机构隔膜泵相比，能够实现较为精确的抽气速率控制，由于具有更小的体积，能够将本发明并联使用，从而实现更宽的抽气速率控制范围。
3、本发明与电机驱动的曲柄连杆机构隔膜泵相比，成本具有明显优势。
附图说明
图1为本发明实施例中的真空泵整体结构***示意图；
图2本发明实施例中的真空泵的剖视图；
图3为图2中的A部分放大示意图；
图4为图2中的B部分放大示意图；
图5为本发明实施例中的泵盖结构示意图；
图6为本发明实施例中的动铁芯结构示意图；
图7为本发明实施例中的静铁芯结构示意图；
图8为本发明实施例中的膜片台结构示意图。
附图标记为：1-单向阀片；2-排气堵塞；3-膜片；4-膜片台；4a-限位块；4b-气压平衡孔；4c-膜片槽；5-束磁环；6-电磁线圈总成；7-泵盖；7a-锥面底；7b-进气孔；7c-排气孔；7d-限位凸缘；8-静铁芯；8a-束磁板；8b-凹槽；9-导套；10-弹簧；11-动铁芯；11a-气压平衡槽；11b-储油槽；11c-阶梯凸台；12-外壳；12a-安装齿；13-进气堵塞；13a-堵塞锥面。
具体实施方式
为了使发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不限于本发明。
如图1至8所示，本发明的优选实施例是：一种电磁式微型变量隔膜真空泵，包括电磁线圈总成6、静铁芯8、动铁芯11、束磁环5、弹簧10、导套9、膜片3、膜片台4、泵盖7、外壳12；其中，导套9、弹簧10、动铁芯11均安装于电磁线圈总成6的中间通道内，电磁线圈总成6的中间通道的一端装有静铁芯8，另一端装有束磁环5；静铁芯8包括一块具有轴孔的圆盘状束磁板8a，动铁芯11包括一根连杆以及设置在连杆上的凸台部，弹簧10和导套9穿设在动铁芯11的连杆上且位于凸台部与静铁芯8之间，所述动铁芯11的连杆一端向外穿过束磁环5的通孔，另一端向外穿过束磁板8a的轴孔，连杆两端的端部各与一块膜片通过螺纹连接，两块膜片3均通过膜片台4进行固定；电磁线圈总成6、静铁芯8、束磁环5、膜片3、膜片台4均内置于圆筒状的外壳12内，其中束磁板8a、外壳12和束磁环5三者共同组成束磁磁路；外壳12的两端各安装有一个泵盖7，每个泵盖7上均设有一个进气孔7b和一个排气孔7c，进气孔7b和排气孔7c均只能进行单向通气；电磁线圈总成6与PWM信号相连，通过PWM控制电磁力的交替以及在弹簧10弹力的共同作用下，实现动铁芯11以接近PWM信号的频率在静铁芯8和束磁环5之间轴向往复运动，从而带动膜片3变形实现吸气和排气动作。
PWM是一种脉冲电信号，电磁线圈总成6接通PWM脉冲信号后，可产生和PWM同频率的脉冲磁场，进而处在脉冲磁场中的动铁芯11与静铁芯8就会相应的产生互相吸引的脉冲电磁力。当有电磁力时，动铁芯11向静铁芯8运动；当电磁力消失时，弹簧10的弹力会使动铁芯11远离静铁芯8。基于这一原理，动铁芯8就能以接近PWM信号的频率在导套9中轴向往复运动，从而带动与之相连的膜片3变形产生吸气和排气的效果。
为了使动铁芯11在导套9中的往复运动能够更加顺畅，导套9采用非磁性材料制成，本实施例优选为铜管。
如图2、6、7所示，动铁芯11的凸台部上设有轴向的气压平衡槽11a和环形的储油槽11b,动铁芯11的凸台部朝向静铁芯8的一端设有直径小于凸台部的阶梯凸台11c，所述静铁芯8上设有与阶梯凸台11c相对应的凹槽8b，阶梯凸台11c在动铁芯11与静铁芯8吸合过程中会伸进静铁芯8的凹槽8b中。这样就能够提高动铁芯11与静铁芯8吸合过程中的响应速度。
如图2、3所示，泵盖7的排气孔7c内装有单向阀片1和排气堵塞2，泵盖排气孔7c底部为锥面底7a，与之相配合的排气堵塞2为平面，单向阀片1装配在泵盖排气孔7c与排气堵塞2之间，实现排气单向阀的功能。
如图2、4所示，泵盖7的进气孔7b内装有单向阀片1和进气堵塞13，进气孔7b底部为平面底，与之相配合的进气堵塞13设有堵塞锥面13a，单向阀片1装配在泵盖进气孔7b与进气堵塞13之间，实现进气单向阀的功能。
本实施例中的泵盖7为铝合金压铸件，进气堵塞13和排气堵塞2均为非金属件。进气堵塞13和排气堵塞2与泵盖7的进气孔7b和排气孔7c之间均为过盈配合。
如图1所示，外壳12的两端端部设有安装齿12a，如图5所示，泵盖的周缘设有与外壳12的安装齿12a相互交错的限位凸缘7d，如图8所示，膜片台4的周缘设有限位块4a，外壳12的安装齿12a配合泵盖7的限位凸缘7d以及膜片台4的限位块4a，这样能很好的保证零部件的安装位置。
如图8所示，膜片台4为非磁性材料压铸成形，膜片台4上还设有环形的膜片安装槽4c，膜片3的周缘可以嵌入到膜片安装槽4c内进行固定，此外，为了使动铁芯11的运动区域以及膜片3与动铁芯11连杆相连的一侧区域的气压相同，在膜片台4上还设有气压平衡孔4b用于连通外界。
上述实施例为本发明较佳的实现方案，除此之外，本发明还可以其它方式实现，在不脱离本技术方案构思的前提下任何显而易见的替换均在本发明的保护范围之内。
为了让本领域普通技术人员更方便地理解本发明相对于现有技术的改进之处，本发明的一些附图和描述已经被简化，并且为了清楚起见，本申请文件还省略了一些其它元素，本领域普通技术人员应该意识到这些省略的元素也可构成本发明的内容。
Claims (6)
1.一种电磁式微型变量隔膜真空泵，其特征在于：包括电磁线圈总成（6）、静铁芯（8）、动铁芯（11）、束磁环（5）、弹簧（10）、导套（9）、膜片（3）、膜片台（4）、泵盖（7）、外壳（12）；所述导套（9）、弹簧（10）、动铁芯（11）均安装于所述电磁线圈总成（6）的中间通道内，所述电磁线圈总成（6）的中间通道的一端装有静铁芯（8），另一端装有束磁环（5）；所述静铁芯（8）包括一块具有轴孔的圆盘状束磁板（8a），所述动铁芯（11）包括一根连杆以及设置在连杆上的凸台部，所述弹簧（10）和导套（9）穿设在动铁芯（11）的连杆上且位于凸台部与静铁芯（8）之间，所述动铁芯（11）的连杆一端向外穿过束磁环（5）的通孔，另一端向外穿过束磁板（8a）的轴孔，连杆两端的端部各与一块膜片（3）固定连接，两块膜片（3）均通过膜片台（4）进行固定；所述电磁线圈总成（6）、静铁芯（8）、束磁环（5）、膜片（3）、膜片台（4）均内置于圆筒状的外壳（12）内，其中束磁板（8a）、外壳（12）和束磁环（5）三者共同组成束磁磁路；所述外壳（12）的两端各安装有一个泵盖（7），每个泵盖（7）上均设有一个进气孔（7b）和一个排气孔（7c），进气孔（7b）和排气孔（7c）均只能进行单向通气；所述电磁线圈总成（6）与PWM信号相连，通过PWM控制电磁力的交替以及在弹簧（10）弹力的共同作用下，实现动铁芯（11）以接近PWM信号的频率在静铁芯（8）和束磁环（5）之间轴向往复运动，从而带动膜片（3）变形实现吸气和排气动作。
2.根据权利要求1所述的电磁式微型变量隔膜真空泵，其特征在于：所述动铁芯（11）的凸台部朝向静铁芯（8）的一端设有直径小于凸台部的阶梯凸台（11c），所述静铁芯（8）上设有与所述阶梯凸台（11c）相对应的凹槽（8b），动铁芯（11）阶梯凸台（11c）在动铁芯（11）与静铁芯（8）吸合过程中会伸进静铁芯（8）的凹槽（8b）中。
3.根据权利要求1或2所述的电磁式微型变量隔膜真空泵，其特征在于：所述动铁芯（11）的凸台部上设有轴向的气压平衡槽（11a）和环形的储油槽（11b）。
4.根据权利要求1或2所述的电磁式微型变量隔膜真空泵，其特征在于：所述泵盖（7）的进气孔（7b）内装有单向阀片（1）和进气堵塞（13），进气孔（7b）底部为平面，与之相配合的进气堵塞（13）设有堵塞锥面（13a），单向阀片（1）装配在泵盖进气孔（7b）与进气堵塞（13）之间，实现进气单向阀的功能；所述泵盖（7）的排气孔（7c）内装有单向阀片（1）和排气堵塞（2），泵盖排气孔（7c）底部为锥面底（7a），与之相配合的排气堵塞（2）为平面，单向阀片（1）装配在泵盖排气孔（7c）与排气堵塞（2）之间，实现排气单向阀的功能。
5.根据权利要求1或2所述的电磁式微型变量隔膜真空泵，其特征在于：所述膜片台（4）为非磁性材料压铸成形，膜片台（4）上设有环形的膜片安装槽（4c）、气压平衡孔（4b）。
6.根据权利要求1或2所述的电磁式微型变量隔膜真空泵，其特征在于：所述外壳（12）的两端端部设有安装齿（12a），所述泵盖（7）的周缘设有与外壳安装齿相互交错的限位凸缘（7d），所述膜片台（4）的周缘设有限位块（4a），外壳的安装齿（12a）配合泵盖（7）的限位凸缘（7d）以及膜片台（4）的限位块（4a），能很好的保证零部件的安装位置。
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