CN101100989B - 隔膜泵 - Google Patents

Abstract

本发明涉及气体变容式机械领域，尤其是一种隔膜泵。具有机壳，在机壳内设置有隔膜泵组件，后端设置有用于驱动隔膜泵组件的电机；由凸台、隔膜部及驱动部构成一个吸排气功能单元；在机壳内部形成气流依次经过的进气孔、半圆形进气阀、泵室、筒状出气阀直至出气口的气流通道。本发明对泵体进、出气结构进行优化设计，降低了能耗及工作噪音。

Description

隔膜泵

技术领域

本发明涉及气体变容式机械领域，尤其是一种隔膜泵。

背景技术

现有的隔膜泵具有如图1所示的结构。在该图中，21是电机，22是电机21的输出轴，23是固定在输出轴22上的偏心轮，24是倾斜固定在偏心轮23上的驱动轴，26是可以相对于驱动轴24转动地安装的驱动体，27是机壳，28是气缸部，29是阀门罩。31是隔膜部，32是圆筒状的排出阀，该隔膜部31和排出阀32形成一体并构成隔膜主体30。该隔膜主体30通过气缸部28和阀门罩29而被固定住。此外，33、34是与阀门罩29成为一体的阀门室部(公共室)和排出口，35是吸入阀，36是吸入口。

具有这样结构的隔膜泵通过依赖于电机21驱动的输出轴22的转动而使得偏心轮23转动。通过该偏心轮23的转动，固定在偏心轮上的驱动轴24变化其倾斜方向。因此，驱动体26的倾斜方向也发生变化，安装在驱动体26上的隔膜部31的驱动部(活塞)31a往复运动，起到泵的作用。即，位于附图右侧的隔膜部的驱动部31a如果上升，泵室的容积就会减少，从而压力增加，打开圆筒状的排出阀32，流体从排出口34送出，另一方面，左侧的隔膜部的驱动部如果下降，泵室的容积增加，打开雨伞头状的吸入阀35，外部的流体流入。

这样，通过泵室的容积变化，流体通过吸入阀从外部流入泵室内，然后流入的流体打开排出阀从排出口进行供给，起到泵的作用。

以上所述的现有隔膜泵的气流结构为由上而下吸气，气流通过进气阀进入气囊后再经由出气阀排除，由于气囊空间较小，气流进出快速不安定，噪音大；雨伞状的进气阀结构复杂，制造困难，组装不易，成本高；连杆刚性固定于偏心轮，马达直接承受负载大，消耗电流大。

发明内容

为了克服上述隔膜泵存在的不足，本发明提供一种对泵体进、出气结构进行优化设计，且可降低能耗和工作噪音的隔膜泵。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种隔膜泵，具有机壳，在机壳内设置有隔膜泵组件，后端设置有用于驱动隔膜泵组件的电机；电机的输出轴上固定设置有转轮；所述隔膜泵组件包括与转轮偏心连接的连杆、与连杆固定连接的旋转架、设置于旋转架上表面的驱动部、与驱动部连接的隔膜部、以及与机壳相连接设置有出气口的出气盖，所述隔膜泵组件还包括设置于隔膜部上方的凸台，隔膜部为一端敞口的筒状结构，敞口端弹性包裹在凸台的外侧圆周面上进而在隔膜部内部形成泵室，在隔膜部与凸台结合处形成筒状出气阀；隔膜部的底部与驱动部的上表面贴合，在旋转架和驱动部上贯通设置有进气孔，在进气孔出口处的隔膜部上设置有半圆形进气阀；由凸台、隔膜部及驱动部构成一个吸排气功能单元，所述吸排气功能单元至少有两个，均匀分布于旋转架的圆周上；在机壳内部形成气流依次经过的进气孔、半圆形进气阀、泵室、筒状出气阀直至出气口的气流通道。本发明改变了通常隔膜泵进、出气结构，气体由泵体内部吸气后，最后由出气口对外释放，形成由内至外的气流流动方式。为了简化部件的加工工艺，进一步地：所述出气口的下方设置有出气室，在凸台的外围设置有固定圈架，由出气室、凸台及固定圈架组成一体结构的组合件，通过模具压铸成型即可，同时保证了结构的稳固性和安装位置的准确性。为了保证泵体气室的气密性，进一步地：在隔膜部的外围设置有隔膜主体，隔膜主体夹装在机壳和组合件之间对其间的连接面进行密封；在组合件和出气盖之间设置有垫片和密封圈。保证了气体在整个吸入至释放过程不会对外泄漏或回流，使气体按既定气流通路流动，确保泵的工作效率。

为了降低隔膜泵的工作噪音，进一步地：所述电机与机壳内壁之间有通道，并且在通道中安装减振海棉，在电机与隔膜泵组件之间设置有间壁，在间壁和出气盖之间形成气室；在间壁上开有进气孔通向气室，空气由电机内部经进气孔进入气室。通过形成与外界相对隔绝的气室，外壳包裹电机起到了隔音作用，另一方面，由电机内部通过安装孔进入到气室，在气体进入隔膜部时可以预先在气室在暂存稳流，有效降低了工作噪音。另外，使气体从电机内部流经，对电机起到了风冷散热的作用，确保了电机长时间正常工作，延长了电机的使用寿命，气室内的气体也可以对隔膜部进行冷却，防止橡胶材料的隔膜部加速老化。

为了减少由电机带动连杆时的能量损失，进一步地：在转轮正上方的机壳上固定设置有旋转架支承部，连杆的上、下端分别与旋转架支承部和转轮连接，旋转架支承部和转轮表面分别设置有上限位凹坑和下限位凹坑，连杆的上、下端分别伸入上限位凹坑和下限位凹坑内，在定位连杆的同时，给予连杆更多的自由度。

综合考虑隔膜泵的工作效率和泵体结构复杂程度、制作方便程度，更进一步地：所述吸排气功能单元优选采用四个。

综上述，本发明的有益效果：

1.气流结构：由泵体底部进入一个大空间的气室，稳流后再进入隔膜部送出空气，由此可得较安定的气流，噪音低。同时由于气体可以电机及隔膜部进行冷却，延长电机的使用寿命，延缓隔膜部的老化。

2.进气结构：在隔膜部底部做一半圆形进气阀，代替传统的雨伞头形进气阀，具有磨具机构简单，成本低，防漏气效果好等特点。

3.出气结构：进气时由于气压差的原因，隔膜部上部紧密包裹住凸台，起到止回阀的作用；出气时内部气压推开隔膜部上部出气阀，气体进入出气室(公共室)。该结构能有效防止空气逆流，生产制作简单，出气效果良好。

4.旋转模式：连杆与偏心轮分离运动，电机只需要较小的力即可带动连杆，可降低电力损耗，提高效率。

5.连杆固定模式：连杆与旋转架固定，与旋转架支承点分离运动，能有效降低由于隔膜部互拉带来的高电耗，减少能量损失。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是现有隔膜泵剖视图

图2是本发明剖视图

图3是本发明的隔膜部结构示意图。

图4是图3的侧面视图。

图中：1.机壳  2.电机  3.转轮  3-1.下限位凹坑  4-1.连杆  4-2.旋转架  4-3.驱动部  4-4.隔膜部  4-5.出气盖  4-7.凸台  5.出气口  6.泵室7.筒状出气阀  8.进气孔  9.半圆形进气阀  10.进气孔  11.间壁  12.气室13.减振海棉  14.旋转架支承部  14-1.上限位凹坑  15.出气室  16.固定圈架  17.组合件  18.隔膜主体  19-1.垫片  19-2.密封圈

具体实施方式

如图2所示的一种隔膜泵，具有机壳1，在机壳1内设置有隔膜泵组件，后端设置有用于驱动隔膜泵组件的电机2；电机2的输出轴上固定设置有转轮3；所述隔膜泵组件包括与转轮3偏心连接的连杆4-1、与连杆4-1固定连接的旋转架4-2、设置于旋转架4-2上表面的驱动部4-3、与驱动部4-3连接的隔膜部4-4、以及与机壳1相连接设置有出气口5的出气盖4-5，所述隔膜泵组件还包括设置于隔膜部4-4上方的凸台4-7，隔膜部4-4为一端敞口的筒状结构，敞口端弹性包裹在凸台4-7的外侧圆周面上进而在隔膜部4-4内部形成泵室6，在隔膜部4-4与凸台4-7结合处形成筒状出气阀7；隔膜部4-4的底部与驱动部4-3的上表面贴合，在旋转架4-2和驱动部4-3上贯通设置有进气孔8，在进气孔8出口处的隔膜部4-4上设置有半圆形进气阀9；由凸台4-7、隔膜部4-4及驱动部4-3构成一个吸排气功能单元，所述吸排气功能单元有四个，均匀分布于旋转架4-2的圆周上；在机壳1内部形成气流依次经过的进气孔8、半圆形进气阀9、泵室6、筒状出气阀7直至出气口5的气流通道。在电机2与隔膜泵组件之间设置有间壁11，在间壁11上有通向气室12的进气孔10；在间壁11和出气盖4-5之间形成气室12；电机2与机壳1内壁之间有通道，安装减振海棉13。在转轮3正上方的机壳1上固定设置有旋转架支承部14，连杆4-1的上、下端分别与旋转架支承部14和转轮3连接，旋转架支承部14和转轮3表面分别设置有上限位凹坑14-1和下限位凹坑3-1，连杆4-1的上、下端分别伸入上限位凹坑14-1和下限位凹坑3-1内。所述出气口5的下方设置有出气室15，在凸台4-7的外围设置有固定圈架16，由出气室15、凸台4-7及固定圈架16组成一体结构的组合件17。在隔膜部4-4的外围设置有隔膜主体18，隔膜主体18夹装在机壳1和组合件17之间对其间的连接面进行密封；在组合件17和出气盖4-5之间设置有垫片19-1和密封圈19-2。

本发明所述的隔膜泵，通过驱动电机2，使输出轴转动，然后使固定在输出轴上的偏心轮转动，带动连杆4-1的倾斜方向发生改变，并使旋转架4-2的倾斜方向发生变化，上下移动隔膜部4-4的驱动部4-3。在此过程中，连杆4-1与偏心轮没有刚性固定，两者属于分离运动，因此电机2只需要较小的力即可带动连杆4-1，可降低电力损耗，提高效率；同时连杆4-1与旋转架支撑部14也属于分离运动，能有效降低由于隔膜部4-4互拉带来的高电耗，减少能量损失。

通过该驱动部4-3的上下移动，泵室6的容积发生变化。当该隔膜部4-4的驱动部4-3上升时，泵室6的容积减少，泵室6内的压力增加，进气口8的半圆形进气阀9关闭，筒状出气阀7则被气流推开，空气通过凸台4-7与出气室之间的缝隙进入出气室15，从出气口5向外部供给。此时，与其它的隔膜部4-4对应的筒状出气阀7被关闭。

反之，当驱动部4-3下降，泵室6的容积增加，泵室6内压力降低，筒状出气阀7紧紧包裹住凸台4-7从而杜绝了空气的回流，而隔膜部4-4底部的半圆形进气阀9则向泵室6侧打开，空气由机壳1上的气孔13进入气室12内部，再流经旋转架4-2和驱动部4-3上的进气孔8，向上顶起半圆形进气阀9进入隔膜部4-4内。在此过程中，气体由泵体底部先进入大空间的气室12，稳流后再进隔膜部4-4送出空气，气流较稳定，噪音低。同时由于空气进入到旋转部，能有效降低马达产生的热以及橡胶气囊与塑胶摩擦的热，增长使用寿命。

通过重复这样的操作，该泵室6持续着气体的流入和流出，从而起到泵的作用。

此外，图2中没有出现的其它隔膜部也通过完全相同的操作起到泵的作用，利用驱动体的连续的倾斜方向的变化，通过具有一定位相差的各个隔膜部4-4的操作，能够实现近乎连续的流体的供给。

Claims (4)

1.一种隔膜泵，具有机壳(1)，在机壳(1)内设置有隔膜泵组件，后端设置有用于驱动隔膜泵组件的电机(2)；电机(2)的输出轴上固定设置有转轮(3)；所述隔膜泵组件包括与转轮(3)偏心连接的连杆(4-1)、与连杆(4-1)固定连接的旋转架(4-2)、设置于旋转架(4-2)上表面的驱动部(4-3)、与驱动部(4-3)连接的隔膜部(4-4)、以及与机壳(1)相连接设置有出气口(5)的出气盖(4-5)，所述隔膜泵组件还包括设置于隔膜部(4-4)上方的凸台(4-7)，隔膜部(4-4)为一端敞口的筒状结构，敞口端弹性包裹在凸台(4-7)的外侧圆周面上进而在隔膜部(4-4)内部形成泵室(6)，在隔膜部(4-4)与凸台(4-7)结合处形成筒状出气阀(7)；隔膜部(4-4)的底部与驱动部(4-3)的上表面贴合，在旋转架(4-2)和驱动部(4-3)上贯通设置有进气孔(8)，在进气孔(8)出口处的隔膜部(4-4)上设置有半圆形进气阀(9)；由凸台(4-7)、隔膜部(4-4)及驱动部(4-3)构成一个吸排气功能单元，所述吸排气功能单元至少有两个，均匀分布于旋转架(4-2)的圆周上；在机壳(1)内部形成气流依次经过的进气孔(8)、半圆形进气阀(9)、泵室(6)、筒状出气阀(7)直至出气口(5)的气流通道；出气口(5)的下方设置有出气室(15)，在凸台(4-7)的外围设置有固定圈架(16)，由出气室(15)、凸台(4-7)及固定圈架(16)组成一体结构的组合件(17)；其特征是：在隔膜部(4-4)的外围设置有隔膜主体(18)，隔膜主体(18)夹装在机壳(1)和组合件(17)之间；在组合件(17)和出气盖(4-5)之间设置有上盖(19-1)和密封圈(19-2)。

2.根据权利要求1所述的隔膜泵，其特征是：所述电机(2)与机壳(1)内壁之间填充减振海棉圆环带(13)，在电机(2)与隔膜泵组件之间设置有间壁(11)，在间壁(11)和出气盖(4-5)之间形成气室(12)，间壁上有进气孔(10)通向气室(12)。

3.根据权利要求1所述的隔膜泵，其特征是：在转轮(3)正上方的机壳(1)上固定设置有旋转架支承部(14)，连杆(4-1)的上、下端分别与旋转架支承部(14)和转轮(3)连接。

4.根据权利要求3所述的隔膜泵，其特征是：所述旋转架支承部(14)和转轮(3)表面分别设置有上限位凹坑(14-1)和下限位凹坑(3-1)，连杆(4-1)的上、下端分别伸入上限位凹坑(14-1)和下限位凹坑(3-1)内。

Images