CN114893592A - 一种单向阀和电子真空泵 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种单向阀和电子真空泵，单向阀包括阀盖和阀芯，所述阀盖具有安装腔以及连通安装腔的气流通道和安装开口，所述阀芯装配于阀盖的安装腔内，所述阀芯包括相连的安装部和膜片，所述膜片对应气流通道以封堵所述气流通道，所述安装部装配于安装腔内，并开设有过气通道。采用该单向阀的电子真空泵，能够有效提高电子真空泵防异物侵入能力，防止异物在真空泵停止工作瞬间随快速回吸的空气进入泵体而造成损毁真空泵。

Description

一种单向阀和电子真空泵

技术领域

本发明涉及电子真空泵领域，具体涉及一种单向阀和具有该单向阀的电子真空泵。

背景技术

汽车电子真空泵应用于汽车制动***，配合真空助力器完成刹车助力动作。随着汽车油耗和排放要求的逐步提高，节能汽车和新能源汽车成为越来越多汽车厂商的选择。部分传统燃油汽车，其真空助力制动***在某些工况下会出现真空度不足的情况，导致制动踏板会***，进而可能导致制动距离增大，影响行车安全。此时，启动电子真空泵为其提供真空源，可确保真空助力器正常工作，确保行车安全。电子真空泵按需工作的模式可有效节约能源。对于不配备传统发动机或某些工况下发动机不工作的新能源汽车，可由电子真空泵为其真空助力制动***提供真空源。

现有的电子真空泵，在停止工作瞬间由于外部气压大于真空泵内气压，外部空气在压差下瞬间回吸进入真空泵，外部异物也随之进入真空泵，进而损毁真空泵，造成制动踏板***，制动距离加长，存在行车制动安全隐患。

发明内容

为此，本发明提供一种单向阀和具有该单向阀的电子真空泵，可有效降低真空泵停止工作瞬间外部异物随回吸空气进入真空泵的可能性。

为实现上述目的，本发明提供的技术方案如下：

一种单向阀，包括阀盖和阀芯，所述阀盖具有安装腔以及连通安装腔的气流通道和安装开口，所述阀芯装配于阀盖的安装腔内，所述阀芯包括相连的安装部和膜片，所述膜片对应气流通道以封堵所述气流通道，所述安装部装配于安装腔内，并开设有过气通道。

进一步的，所述阀盖具有一端部，所述气流通道开设于端部上，所述膜片对应所述端部的内壁。

进一步的，所述端部的内壁向安装腔内凸起有抵接环，所述膜片抵接于所述抵接环上；所述气流通道位于抵接环内。

进一步的，所述阀盖的内壁还向内凹陷有凹槽，所述凹槽位于膜片的***；所述阀盖靠近安装开口一侧的外周面为倾斜设置的倾斜导向面。

进一步的，所述气流通道的数量为多个，多个气流通道对应膜片的***位置并均匀分布；和/或，所述过气通道为开设于安装部的外周面的缺口，过气通道的数量为一个或多个。

进一步的，所述阀芯还包括连接部，所述连接部连接所述安装部和膜片；所述连接部连接于膜片的中部位置，所述气流通道对应膜片的***位置，通过***位置进行形变而实现封堵或开启气流通道。

进一步的，所述阀芯为一体连接结构，所述连接部的直径远小于所述安装部和所述膜片，所述阀芯和阀盖均采用柔性材料，且所述阀盖的硬度较所述阀芯的硬度大。

一种电子真空泵，包括真空泵主体和单向阀，所述单向阀设置于真空泵主体的出气通道内；所述单向阀为上述所述的单向阀；所述单向阀的气流通道连通出气通道的进气口，所述单向阀的过气通道连通出气通道的出气口。

进一步的，所述真空泵主体包括相连接的电机部分和泵体部分，所述电机部分的电机法兰端盖上开设有容纳槽和连通容纳槽的出气口，所述单向阀装配于容纳槽内，所述电机部分和泵体部分之间设有密封圈，所述密封圈还具有延伸至泵体部分和单向阀之间的单向阀固定部。

进一步的，所述泵体部分包括消音罩、消音垫和泵室组件，所述消音垫设置于消音罩和泵室组件之间，所述消音垫包括连接环和设置在连接环内的弹性隔膜，所述连接环、弹性隔膜和泵室组件的盖板共同围合形成进气室；所述消音垫、泵室组件、消音罩及电机法兰端盖的容纳槽共同围合形成所述出气通道，所述消音垫的连接环上还开设有连通进气室和出气通道的过气孔；所述单向阀和其中一个过气孔位于以进气室为中心的同一个径向方向上。

进一步的，所述阀芯的安装部在朝向安装开口的端部或者是容纳槽的槽底凸起有台阶，所述台阶位于安装部和容纳槽的槽底之间，从而使安装部与容纳槽的槽底之间形成连通出气口和过气通道的中间腔。

通过本发明提供的技术方案，具有如下有益效果：

当电子真空泵工作时，抽取的气流流经单向阀，从阀盖的气流通道进入并冲开阀芯上的膜片，之后进入安装腔，再经安装部的过气通道流至出气口，最终通过出气口排至外部。

当电子真空泵停止工作瞬间，由于真空泵外部气压大于真空泵内部气压，阀芯的膜片在压差及自身弹性作用下贴紧阀盖的内腔，进而封堵所述气流通道，使得真空泵内部空间与外部大气之间形成一道密封，真空泵外部气流无法快速回吸进入真空泵内，极大的降低了液体、颗粒等外部异物回吸进入泵体内的可能性。

附图说明

图1所示为实施例中单向阀的结构分解示意图；

图2所示为实施例中单向阀的剖视图；

图3所示为实施例中单向阀的阀盖的剖视图；

图4所示为实施例中单向阀的阀芯的立体结构示意图；

图5所示为实施例中单向阀的阀芯的正视图；

图6所示为实施例中单向阀的阀芯的剖视图；

图7所示为实施例中电子真空泵的外观示意图；

图8所示为实施例中电子真空泵的剖视图；

图9所示为实施例中电子真空泵在隐藏泵体部分的俯视图；

图10所示为实施例中电子真空泵在隐藏消音罩后的结构示意图；

图11所示为实施例中电子真空泵在隐藏消音罩和密封圈后的结构示意图；

图12所示为实施例中消音垫的结构示意图；

图13所示为实施例中消音垫在另一个角度下的结构示意图；

图14所示为实施例中消音垫的剖视图；

图15所示为实施例中消音罩的结构示意图。

具体实施方式

为进一步说明各实施例，本发明提供有附图。这些附图为本发明揭露内容的一部分，其主要用以说明实施例，并可配合说明书的相关描述来解释实施例的运作原理。配合参考这些内容，本领域普通技术人员应能理解其他可能的实施方式以及本发明的优点。图中的组件并未按比例绘制，而类似的组件符号通常用来表示类似的组件。

现结合附图和具体实施方式对本发明进一步说明。

参照图1至图6所示，本实施例提供一种单向阀100，包括阀盖10和阀芯20，所述阀盖10具有安装腔101以及连通安装腔101的气流通道111和安装开口102，所述阀芯20装配于阀盖10的安装腔101内，所述阀芯20包括相连的安装部21和膜片22，所述膜片22对应气流通道111以封堵所述气流通道111，所述安装部21装配于安装腔101内，并开设有过气通道211。在本实施例中，安装部21紧配于安装腔101内的紧配的方式为过盈配合或过渡配合等能够实现稳定连接的方式。

继续参照图7至图15所示，本实施例还提供一种电子真空泵，包括真空泵主体和单向阀，所述单向阀设置于真空泵主体的出气通道60内；具体的，所述单向阀为上述所述的单向阀100；所述单向阀100的气流通道111连通出气通道60的进气口(该进气口即为下述中消音垫410的过气孔4101)，所述单向阀100的过气通道211连通出气通道60的出气口61。

当电子真空泵工作时，抽取的气流流经该单向阀100，从阀盖10的气流通道111进入并冲开阀芯20上的膜片22，之后进入安装腔101，再经安装部21的过气通道211流至出气口61，最终通过出气口61排至外部。

当电子真空泵停止工作瞬间，由于真空泵外部气压大于真空泵内部气压，阀芯20的膜片22在压差及自身弹性作用下贴紧阀盖10的内腔，进而封堵所述气流通道111，使得真空泵内部空间与外部大气之间形成一道密封，真空泵外部气流无法快速回吸进入真空泵内，极大的降低了液体、颗粒等外部异物回吸进入泵体内的可能性。

同时，当电子真空泵不工作，且遭遇浸水的情况时，液体从出气口61反向进入，阀芯20的膜片22在水压的作用下能够贴紧安装腔101的内壁，从而很好的封堵气流通道111，有效防止液体进入电子真空泵内部，即使有水液进入也是少量，有效保护电子真空泵内部元件不被损坏，提高了电子真空泵的抗液体侵入性能和鲁棒性。

该单向阀100的设置，其膜片22的动作主要是由压差进行推动，相较于现有技术中通过弹簧的弹力实现封堵的结构，具有结构简单、损耗小、寿命长等特点。

具体的，本实施例中，所述真空泵主体包括相连接的电机部分30和泵体部分40，电机部分30包括电机和电机法兰端盖31，电机部分30的电机连接泵体部分40(具体连接泵体部分40的泵室组件的转子)，以驱动泵室组件运行，以实现抽真空。所述电机部分30的电机法兰端盖31上开设有容纳槽和连通容纳槽的出气口(该出气口即为出气通道60的出气口61)，该容纳槽为出气通道60的一部分；所述单向阀100装配于容纳槽内；所述电机部分30和泵体部分40之间设有密封圈50，通过密封圈50进行密封。装配时，先将单向阀100装入容纳槽，之后盖上密封圈50和泵体部分40，并固定，实现装配；如此，实现单向阀100的简易装配。

进一步的，所述密封圈50还具有延伸至泵体部分40和单向阀100之间的单向阀固定部51，如此，单向阀100被单向阀固定部51压住，单向阀固定部51被泵体部分40压住，能够保证单向阀100安装到位，且不会产生轴向移动。同时，密封圈50与单向阀固定部51一体成形，便于生产及安装。

具体的，单向阀100结构中，所述阀盖10具有一端部11，所述气流通道111开设于端部11上，所述膜片22对应所述端部11的内壁；当真空泵内部和外部存在压差时，膜片22能够贴合于阀盖10的端部11的内壁上而封堵气流通道111。

阀盖10的内壁跟膜片22接触部分在自然状态(真空泵抽气之前)可能过盈配合，也可能间隙配合，但抽真空泵结束的一瞬间因内外压差的作用使膜片22与阀盖10内壁密切接触，以形成密封结构。其中，阀盖10内壁跟膜片22接触部分在自然状态(真空泵抽气之前)呈间隙配合时，内外压差会克服阀芯20重力而顶起阀芯20，使阀芯20的膜片22与阀盖10内壁贴合。

进一步的，所述端部11的内壁向安装腔101内凸起有抵接环12，所述膜片22抵接于所述抵接环12上；所述气流通道111位于抵接环12内。该抵接环12的设置，能够有效提高膜片22与阀盖10贴合的紧密性。同时保证单向阀100在长期使用过程中阀芯20的膜片22与阀盖10的抵接环12一直保持紧密贴合，避免膜片22在长时间使用过程中因弹性失效而导致无法与阀盖10贴紧的问题，可靠性更好。当然的，在其它实施例中，也可以不设置该凸起的抵接环12，如直接为平面，通过内外压差的作用也可以使膜片22与阀盖10的平面内壁贴合而封堵气流通道111，只是在长时间使用过程中会比设置抵接环12的效果差些。

所述阀盖10的内壁还向内凹陷有凹槽13，所述凹槽13位于膜片22的***；本具体实施例中，所述凹槽13位于抵接环12的***，该凹槽13的设置，能够提供气流避让或缓冲空间，防止产生涡流、湍流，防止膜片22产生声学效果，即避免产生噪音。具体的，该凹槽13为环形凹槽。

所述阀盖10靠近安装开口102一侧的外周面为倾斜设置的倾斜导向面14，如此设置，将该单向阀100装配至真空泵主体内，具体装配至电机法兰端盖31的容纳槽内时，该倾斜导向面14具有一个导向的作用，有利于与电机法兰端盖31的安装配合。

优选的，所述气流通道111的数量为二个以上，更为优选的，数量为三个以上，本具体实施例中，所述气流通道111的数量为五个；如此，进入安装腔101内的气更为均匀。当然的，在其它实施例中，气流通道111的数量不局限于此，如也可以采用一个等。

本实施例提供的阀盖10的结构是其中一种较为优选的结构，当然的，在其它实施例中，阀盖10的结构不局限于此，如也可以不设置抵接环12、凹腔13和/或倾斜导向面14的结构等。

具体的，所述阀芯20还包括连接部23，所述连接部23连接所述安装部21和膜片22；所述连接部23连接于膜片22的中部位置，如此，膜片22的***位置均是可以产生形变的，所述气流通道111对应膜片22的***位置，通过***位置进行形变而实现封堵或开启气流通道111。

具体的，五个气流通道111均匀分布并对应膜片22的***位置，工作时，膜片22受到的作用力更为均匀。

再具体的，本实施例中，所述连接部23的直径远小于安装部21和膜片22，如此，安装部21和膜片22之间具有较大的空间以供膜片22形变让位。当然的，在其它实施例中，安装部21和膜片22的连接方式也可以不局限于此，如也可以直接连接等。

所述阀芯20的安装部21在朝向安装开口102的端部还凸起有台阶24，如此设置，当该单向阀100装入真空泵主体内，如电机法兰端盖31的容纳槽内时，单向阀100可以通过台阶24抵接在容纳槽的槽底，从而垫高安装部21，安装部21与容纳槽的槽底之间形成连通出气口和过气通道211的中间腔62，经过气通道211输出的气流，通过中间腔62后再由开设于容纳槽的槽底的出口流出，防止安装时因过气通道211与容纳槽的槽底的出口错开而导致气路阻塞。当然的，在其它实施例中，也可以不在单向阀上设置该台阶24，如也可以在容纳槽的槽底凸起形成台阶结构等。

所述过气通道211为开设于安装部21的外周面的缺口，该缺口容易加工。当然的，该过气通道211也可以是通孔结构。

进一步的，所述阀芯20为一体连接结构，即该阀芯20由弹性材料构成，如可以通过模具注塑等方式一体成型，制备容易。

再具体的，阀芯20和阀盖21均采用柔性材料，起柔性密封作用。且阀盖10的硬度较阀芯20的硬度大，其满足的条件如下：既要保证与泵体部分40过盈配合实现防水，又要防止结构变形来保证气流能够顺畅流通。

当然的，在其它实施例中，阀芯20的结构不局限于此。

进一步的，本实施例中，所述泵体部分40包括消音罩420、消音垫410和泵室组件430，电机部分30的电机转轴连接泵室组件430的转子，以驱动转子旋转而实现抽真空。

所述消音垫410设置于消音罩420和泵室组件430之间，所述消音垫410包括连接环411和设置在连接环411内的弹性隔膜412，所述连接环411、弹性隔膜412和泵室组件430的盖板共同围合形成进气室41；所述消音垫410、泵室组件430、消音罩420及电机法兰端盖31的容纳槽共同围合形成所述出气通道60。所述消音垫410的连接环411上还开设有连通进气室41和出气通道60的过气孔4101；经泵室组件430抽出的气流转入至进气室41，再由过气孔4101流出至出气通道60。具体的，该过气孔4101的数量为至少两个，本具体实施例中为两个，并均匀分布在消音垫410的连接环411上。

再具体的，如图8、图10、图11所示，所述单向阀100和其中一个过气孔4101位于以进气室41为中心的同一个径向方向上，即进气室41、单向阀100和相对应的过气孔4101位于同一条径向直线上。

所述消音罩420上设置有抵接至弹性隔膜412的***区域4123的消音罩固定环421；如此，就能够很好的将消音垫410固定住，使消音垫410能够稳定的抵接在泵室组件430的盖板上，实现消音垫410的稳定装配。再具体的，消音垫410与消音罩420通过消音垫410的连接环411与消音罩固定环421过盈配合实现固定，使消音垫410的连接环411能够稳定的抵接在泵室组件430的盖板上。

所述弹性隔膜412的中部区域4121朝消音罩420的方向拱起而高于消音罩固定环421抵接至弹性隔膜412上的抵接面。如此设置，增大了进气室41的体积，从而能够很好的增强消音减震效果。

具体的，消音罩固定环421的抵接面是抵接在至弹性隔膜412的***区域4123的表面的，因此，消音罩固定环421的抵接面与弹性隔膜412的***区域4123的表面基本平齐，因此，弹性隔膜412的中部区域4121的拱起高度请参照图14中的高度h；为中部区域4121的下表面与***区域4123的上表面之间的距离。

具体的，弹性隔膜412的中部区域4121的拱起是指无外力作用下的自然拱起，并非是受到外力(如吹气)而产生的形变。

所述弹性隔膜412与消音罩420呈间隔设置，所述连接环411、弹性隔膜412和消音罩420共同围合形成缓冲室42，缓冲室42和进气室41分别位于弹性隔膜412的上下两侧(如图8所示)，缓冲室42给予弹性隔膜412一定的缓冲距离，防止气流冲击时接触或拍打消音罩420顶部。

所述弹性隔膜412的中部区域4121和***区域4123之间通过弧形连接段4122实现过渡连接。即该弹性隔膜412包括位于中部位置的中部区域4121、位于***位置的***区域4123以及连接中部区域4121和***区域4123的弧形连接段4122。如此设置，中部区域4121和***区域4123之间的内壁41221为弧形内壁，具有导向作用，能够有效提高弹性隔膜412的横向截面的抗气流冲击强度，进一步的防止气流冲击时接触或拍打消音罩420顶部。

所述消音罩420上设置有用于连通缓冲室42内外的流通道，如此设置，从进气室41出来的气体(即出气通道60内的气体)通过所述过流通道至缓冲室42，充分利用消音垫410顶部与消音罩420之间的空隙(即缓冲室42的空间)，弥补因消音垫410的弹性隔膜412向上(即向消音罩420的方向)拱起而牺牲消音垫410顶部与消音罩420之间的空间，进一步降低噪声。同时，流入缓冲室42的气流还能有效的抵消弹性隔膜412的向上形变。

所述消音垫410的连接环411还向外延伸有环形的翼边413，所述消音罩420上还凸起设置有抵接至消音垫410的环形的翼边413上的外凸环422，该外凸环422抵接在消音垫410的环形的翼边413上。通过消音罩固定环421和外凸环422分别抵接在消音垫410的连接环411的内外位置，更有效的防止消音垫410因气压差的作用而造成脱位。

同时，上述流通道的具体实现方式是：所述消音罩固定环421和外凸环422上均开设有缺口，消音罩固定环421的缺口定义为内缺口4211，外凸环422的缺口定义为外缺口4221。所述缓冲室42通过内缺口4211和外缺口4221而实现与外部出气通道连通。即内缺口4211和外缺口4221组成流通道，结构设计简单。当然的，在其它实施例中，过气通道的结构不局限于此。

再具体的，消音罩固定环421上设置二个旋转对称的内缺口4211，外凸环422上设置多个周向均布的外缺口4221，内缺口4211和外缺口4221位置错开。进一步的，所述消音垫410上还设置有防错凸筋414，具体的，防错凸筋414设置二个，并且呈旋转对称。所述防错凸筋414配合于内缺口4211内实现定位装配，可确保消音垫410与消音罩420安装时的方位正确，如确保消音垫410的过气孔4101位置对准消音罩420与消音垫410之间空间距离较大的位置，如此，能够很好的避免消音垫410因安装方位不当而引发的噪声问题。所述防错凸筋414与消音罩固定环421的内缺口4211为配合间隙，以用于通气。所述消音垫410为一体连接结构，即可以通过模具注塑等方式一体制备成型，制备简便。

所述连接环411抵接于泵室组件430的盖板的抵接面4111为弧形面，如此，使得消音垫410与盖板的接触的初期为线接触，具有更好的贴合性，能更好的吸收振动、降低噪声。

进一步的，本实施例中，所述消音垫410上设置有用于让位泵室组件430的安装螺钉(定义为第一安装螺钉431)的第一避让凹槽416，具体的，第一避让凹槽416的数量为四个，如此，能够可确保消音垫410不与泵室组件430的安装螺钉(即第一安装螺钉425)干涉。

同时，所述过气孔4101与第一避让凹槽416相错开设置，如此设置，安装后，第一避让凹槽416的***是第一安装螺钉431，第一避让凹槽416被第一安装螺钉431遮挡的范围较大，没有充足的空间布局过气孔4101，因此，将过气孔4101与第一避让凹槽416相错开设置，过气孔4101的可布局空间大，不会被第一安装螺钉431所遮挡。

再具体的，所述消音罩420通过第二安装螺钉440安装在电机部分30上，消音罩420上设有让位第二安装螺钉440的第二避让凹槽425，可缩小整体体积。同时，消音罩420的第二避让凹槽425的内凹结构，使得与消音垫410之间的间隙较小，因此，本实施例中，所述过气孔4101还与第二避让凹槽425相错开设置，如此设置，使得过气孔4101能够对应消音罩420与消音垫410的较大间隙位置，以更好的降低噪音。

尽管结合优选实施方案具体展示和介绍了本发明，但所属领域的技术人员应该明白，在不脱离所附权利要求书所限定的本发明的精神和范围内，在形式上和细节上可以对本发明做出各种变化，均为本发明的保护范围。

Claims (11)

1.一种单向阀，其特征在于：包括阀盖和阀芯，所述阀盖具有安装腔以及连通安装腔的气流通道和安装开口，所述阀芯装配于阀盖的安装腔内，所述阀芯包括相连的安装部和膜片，所述膜片对应气流通道以封堵所述气流通道，所述安装部装配于安装腔内，并开设有过气通道。

2.根据权利要求1所述的单向阀，其特征在于：所述阀盖具有一端部，所述气流通道开设于端部上，所述膜片对应所述端部的内壁。

3.根据权利要求2所述的单向阀，其特征在于：所述端部的内壁向安装腔内凸起有抵接环，所述膜片抵接于所述抵接环上；所述气流通道位于抵接环内。

4.根据权利要求1或2或3所述的单向阀，其特征在于：所述阀盖的内壁还向内凹陷有凹槽，所述凹槽位于膜片的***；所述阀盖靠近安装开口一侧的外周面为倾斜设置的倾斜导向面。

5.根据权利要求1或2所述的单向阀，其特征在于：所述气流通道的数量为多个，多个气流通道对应膜片的***位置并均匀分布；和/或，所述过气通道为开设于安装部的外周面的缺口，过气通道的数量为一个或多个。

6.根据权利要求1所述的单向阀，其特征在于：所述阀芯还包括连接部，所述连接部连接所述安装部和膜片；所述连接部连接于膜片的中部位置，所述气流通道对应膜片的***位置，通过***位置进行形变而实现封堵或开启气流通道。

7.根据权利要求1或6所述的单向阀，其特征在于：所述阀芯为一体连接结构，所述连接部的直径远小于所述安装部和所述膜片，所述阀芯和阀盖均采用柔性材料，且所述阀盖的硬度较所述阀芯的硬度大。

8.一种电子真空泵，包括真空泵主体和单向阀，所述单向阀设置于真空泵主体的出气通道内；其特征在于：所述单向阀为权利要求1至7任一所述的单向阀；所述单向阀的气流通道连通出气通道的进气口，所述单向阀的过气通道连通出气通道的出气口。

9.根据权利要求8所述的电子真空泵，其特征在于：所述真空泵主体包括相连接的电机部分和泵体部分，所述电机部分的电机法兰端盖上开设有容纳槽和连通容纳槽的出气口，所述单向阀装配于容纳槽内，所述电机部分和泵体部分之间设有密封圈，所述密封圈还具有延伸至泵体部分和单向阀之间的单向阀固定部。

10.根据权利要求9所述的电子真空泵，其特征在于：所述泵体部分包括消音罩、消音垫和泵室组件，所述消音垫设置于消音罩和泵室组件之间，所述消音垫包括连接环和设置在连接环内的弹性隔膜，所述连接环、弹性隔膜和泵室组件的盖板共同围合形成进气室；所述消音垫、泵室组件、消音罩及电机法兰端盖的容纳槽共同围合形成所述出气通道，所述消音垫的连接环上还开设有连通进气室和出气通道的过气孔；所述单向阀和其中一个过气孔位于以进气室为中心的同一个径向方向上。

11.根据权利要求8所述的电子真空泵，其特征在于：所述阀芯的安装部在朝向安装开口的端部或者是容纳槽的槽底凸起有台阶，所述台阶位于安装部和容纳槽的槽底之间，从而使安装部与容纳槽的槽底之间形成连通出气口和过气通道的中间腔。

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