CN101553663B - 设有用于停用的装置的真空泵 - Google Patents

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Abstract

一种真空泵，其在泵送腔室(13)内包括阀(10，20)，所述阀(10，20)用于通过在所述泵的吸入和排放周期期间打开和关闭来控制操作，其中，所述阀(10，20)或者与其连接的部件至少部分由铁磁性材料形成；磁感应器(4)施加在所述泵的所述泵送腔室(13)的由非铁磁性材料形成的壁(2)的外部；铁磁性材料形成的传导元件(11)安装在所述泵送腔室(13)内，所述传导元件(11)适于将由所述感应器(4)直接或者间接产生的磁通传导到靠近在停用状态下所述阀(10，20)或者与其连接的部件采取的位置的极点(12)，以便当所述感应器操作时将阀磁性吸引在停用位置，由此停止泵的气动操作，甚至不需要停止其之后会空闲的动作。优选的是，所述阀(10，20)安装在容纳于所述泵送腔室(13)中的转子(7)中，所述铁磁性传导元件(11)也安装在所述泵转子(7)中，并且磁通传导元件(11)具有限制相应的阀(10，20)的开放位移的位于靠近止动构件(12)的位置的极点(12)。

Description

设有用于停用的装置的真空泵
技术领域
本发明涉及一种真空泵，其设有用于在不需要该真空泵的功能的期间使得该泵停止操作的停用装置。
背景技术
在汽车领域，使用泵，通常称为“真空泵”，大多数为叶片泵，其功能是在空气箱中产生和维持低压。该低压主要用于操作气动伺服电动机用于辅助制动，并且该低压还用于操作其他在操作中需要低压的设备。在初始已经产生低压之后，这些泵的操作用于补偿由与低压空气箱连接的设备产生的低压消耗，并且补偿泄漏。由于这些设备不是永久是活性的，泄漏是有限的，因此存在显著的持续时间段不需要泵的操作。但是，根据通常的技术，这些泵持续被发动机驱动。其导致了不必要的能量损耗并且因此导致了燃料消耗增加和燃烧的气体的释放，并且导致了泵的部件的不必要的磨损。
在不需要泵的操作的时间段使泵停用允许减小发动机所需的总体能量，因此减小了燃料消耗和燃烧气体的排放，以及减小了部件的磨损，由此增加了耐用性，此外通过减小材料的赢利，可以选择替代的更经济的材料来制造泵的部件。为此，已经开发了一些装置，用于在不需要泵操作期间来停止真空泵的驱动。
在意大利专利申请No.TO2004A000530中描述了用于该目的的明显改进的装置。该装置插置于泵的旋转系统和发动机的将驱动力传送给泵的部件之间，以便当需要泵的操作时传递运动，并且在不需要所述操作期间停止运动传送，这样在所述期间使得泵不运动或者大致不运动。但是，该装置需要额外的部件插入于泵的该驱动系统中。
发明内容
鉴于上述问题，本发明的主要目的在于提供一种真空泵，其包括在不需要泵操作期间使得泵的操作停用的装置，而不会中断泵的机械驱动，因此不需要在泵的驱动系统中插入额外的部件。本发明的另一目的在于采用相对简单、可靠并且经济的方式实现上述主要目的。
本发明特别适用于这样类型的真空泵，其中，该泵在泵送腔室内部包括一些阀，用于通过在泵的抽吸和排放周期期间打开和关闭来控制泵的操作。这种真空泵的例子在意大利专利申请No.TO2006A000673中进行了描述。在该专利文献描述的泵中，控制操作的阀安装在泵转子内部。
本发明的主要目的通过一种真空泵实现，其在泵送腔室内包括阀，所述阀用于通过在所述泵的吸入和排放周期期间打开和关闭来控制操作，其特征在于：所述阀或者与其连接的部件至少部分由铁磁性材料形成；磁感应器施加在所述泵的所述泵送腔室的由非铁磁性材料形成的壁的外部；铁磁性材料形成的传导元件安装在所述泵送腔室内，所述传导元件适于将由所述感应器直接或者间接产生的磁通传导到靠近在停用状态下所述阀或者与其连接的部件采取的位置的极点，以便当所述感应器操作时将阀磁性吸引在停用位置，由此停止泵的气动操作，甚至不需要停止其之后会空闲的动作。
特别的是，在所述阀安装在容纳于所述泵送腔室中的转子中的情况下，所述铁磁性传导元件也安装在所述泵转子中。更具体地说，在所述阀的停用状态对应于其打开位置的情况下，每个磁通传导元件具有限制相应的阀的开放位移的位于靠近止动构件的位置的极点。
特别的是，与所述阀连接的铁磁性部件可以是布置成用于接收磁场作用并机械地作用在所述阀上的中间铁磁性构件。由传导磁通的所述元件传导的磁通可以直接是由所述感应器产生的磁通，或者由传导磁通的所述元件传导的磁通可以是由所述感应器以通过作用在位于所述泵送腔室内的电绕组上的方式产生的磁通。这里，所述位于所述泵送腔室内的电绕组可以安装在固定位置，在这种情况下，所述感应器产生交变磁通，或者所述内部电绕组安装在所述泵的旋转部件上，并且其由于在由所述外部感应器产生的感应磁场中的自身运动接收电磁感应。
在这种情况下，所述外部感应器可以是由通直流的电缆供应的电磁感应器，或者所述外部感应器可以是永磁体。在后一情况下，可以设有用于接纳或者截取朝着所述泵送腔室传送的由所述感应器产生的磁通的装置。
应当理解，在本发明中定义的“铁磁性材料”包括任何具有高的磁化率的材料，因此包括铁合金和其他金属合金或者具有高的磁化率的合成材料，这些材料可以由于其自身的性质或者通过存在具有高磁化率的电荷而具有高的磁化率。
附图说明
下面通过对优选的但非限制性的实施方式的描述结合附图，清楚地了解本发明的这些和其他特征、目的和优点，在附图中：
图1示出了根据本发明装备的真空泵的外部立体图。
图2示意性示出了具有阀的转子的第一实施方式的上部视图和下部剖视图，其作为根据本发明装备的真空泵的一部分。
图3以类似于图2的方式示出了具有阀的转子的第二实施方式，其作为根据本发明装备的真空泵的一部分。
图4以类似于图2的方式示出了具有阀的转子的第三实施方式，其作为根据本发明装备的真空泵的一部分。
图5示出了根据图4中使用的铁磁体桥的构造的透视图。
具体实施方式
根据本发明的装置特别适用于根据意大利专利申请No.TO2006A000673中的汽车使用的真空泵的应用，为此，下面的描述针对于所述应用，但是，本发明适用于所有的其中用于控制泵的操作的一个或者多个阀安装在泵送腔室内部的固定位置或者位于泵转子内的真空泵。
参照图1，其示出了真空泵的外部视图，该真空泵包括主体1，泵送腔室位于所述主体1中，所述主体1被盖子2关闭并且具有抽吸连接通路3。这些部件与传统的相应部件相同，因此这里不需要详细描述。本发明的特征在于磁性感应器4施加在泵送腔室的壁外部，在该例子中优选为盖2外部，所述壁由非铁磁性材料形成。在所示的实施方式中，感应器4电磁感应器并且具有用于电力供应的电缆5，这些电缆5终止于连接尖6。其上施加感应器的壁(在该例子中为盖2)需要是非铁磁性材料，以便感应器4产生的磁场在泵送腔室的内部延伸。
图2示出了上部视图和下部剖视图，其中转子7插入于泵送腔室中，盖泵送腔室由环绕转子7的空间13表示。泵送腔室13容纳在泵主体1中。
在所示的实施方式中，转子7与意大利专利申请No.TO2006A000673中图3所示的转子基本上一致。对于这种转子的操作的细节，请参见该专利申请中的描述，对于与本发明的特征有关的情况，请参照下面的描述。
转子7包括四个阀，用于控制泵送腔室13中的空气通过四个开口8通过，在这四个开口中的两个在图2的下部剖视图中可见。这些阀是由弹性板簧9的端部10形成的。这些阀可在所示的关闭停靠位置和打开位置之间运动，在所述关闭停靠位置，阀10靠在环绕开口8的边缘上并且关闭这些开口，在所述打开位置，板簧9的端部10从开口8抬起并靠在止动构件12上。这些移动是通过转子7的相应开口8的区域中的在泵送腔室13中存在的压力导致的。如果所有的阀10是打开的，转子7会停机并且泵会停止其操作。
在本发明的应用中，弹性板簧9由具有减小的磁滞的铁磁性材料形成，例如合适质量的不锈钢，止动构件12由拱形桥11的端部形成。拱形桥11在图2的上部中完全可见，在图2的下部剖视图中，仅仅可见形成止动构件12的相应桥的端部可见。桥11和其端部12应该由具有减小的磁滞的铁磁性材料形成，例如铁。上述提到的材料应具有减小的磁滞的原因是它们不应该在经历感应磁场之后保持显著的永久磁化。
在没有电磁感应器4的情况下，在容纳转子7的泵送腔室13中没有任何感应磁场，转子7以通常的方式操作，其中阀10根据作用在其上的压力周期性地打开和关闭。泵以通常的方式操作。
相反，当电磁感应器4通过经由电缆5供应给其的电流激励时，感应器4产生感应磁场，因为盖2是由非铁磁性材料形成的，该场延伸到由盖2限定的泵送腔室13中，并且因此也延伸到由转子7占据的空间中。由铁磁性材料形成的桥11经历该感应磁场从而具有磁偶极子，并且其形成止动构件的面对板簧9的端部10的端部12变成磁极并且磁性吸引形成泵的阀的端部10。
因此阀10靠在止动构件12上，确定了其打开位置，只要感应器4供应有电流，它们保持在该位置。然后由于阀10持续打开，泵处于空闲，该情况持续，只要感应器4被激励。转子7继续以正常的方式旋转，但是其不会导致任何空气通过连接通路3吸入。当感应器4停止被激励时，感应器产生的感应磁场被取消，桥11不再被磁化，其极性端部12停止磁性吸引阀10。然后阀10又进行正常操作，泵又开始通过连接通路3进行其抽吸动作。
因此，足以通过电的方式控制感应器4的激励来控制真空泵的起动和停用。真空泵继续持久旋转，但是在其停用期间其没有反抗旋转的阻力，除了其部件的摩擦，因此其吸收实际上无效的机械能量并且经历最小的应力和磨损。
图3示出了转子7的一种实施方式，上部为平面视图，下部为剖视图，该转子7与图2所示的转子7基本上一致。相对于前面实施方式的区别在于桥11，其端部形成磁极12用于磁性吸引阀0。在该实施方式中，桥11是直线形而不是拱形的。操作上是一致的。应当注意，桥11的形状对于操作不是重要的，但是合适的形状选择允许最好的利用由感应器4产生的感应磁场，因为考虑到泵送腔室内的磁场的路径，该路径取决于为感应器4选择的形状构造。
图4示出了转子7的一种实施方式，上部为平面视图，下部为剖视图，该转子7与意大利专利申请No.TO2006A000673的图7所示的转子基本上一致。在该实施方式中使用的桥11-12的总的构造显示在图5中。在该例子中，阀20不是由板簧的端部形成，而是它们是与转子枢转7连接的叠置的平衡件20-21的部件。该枢转连接可以通过如下方式实现：将每个平衡件的圆柱形中央部分与转子7的合适结构连接，并且特别是如图所示，连接在摇篮形状的部分22和瓦片形状的部分23之间。在该例子中，阀20的闭合位置不由板簧的弹性确定，而是通过由于转子7的旋转的离心力确定，其适当地由与阀部分20相对的平衡件的部分20的平衡作用缓和。还是在该例子中，至少形成阀的平衡部分20应该由具有减小的磁滞的铁磁性材料形成。很容易理解，该实施方式的操作与前面实施方式的操作相同。当激励的感应器4在泵送腔室内以及在由转子7占据的空间13内产生感应磁场时，阀20被桥11的形成止动构件的磁极12磁性吸引。
前面已经提到，形成阀10或者20的部件应该是铁磁性材料，以便被形成止动构件的极12磁性吸引，使得阀处于其打开位置。但是，当然，阀本身可以由任何非铁磁性材料形成，如果它们与由适于被磁极12吸引的铁磁性材料形成的其他部件形成一体时。有利的是，提供中间铁磁性构件，用于接收磁场的作用并且机械地作用到阀上。清楚的是，当这合适时，用于磁性吸引阀的极12可以与阀的止动构件分离，如果它们的位置适于进行所需的磁性吸引到阀上。
在不同的实施方式中，其中泵的停用需要阀保持在关闭位置而不是打开位置，磁性吸引阀的磁极应该以相应的方式定位。当感应器在泵送腔室内产生直接作用在磁极操作阀的吸引的磁感应构件上的磁场时，本发明的装置实现其最大的简化。但是，在一些情况下，优选的是，感应器4在泵送腔室内产生的感应磁场被位于泵送腔室内的电绕组利用，该电绕组用于形成用于磁性吸引阀的感应磁场。在该情况下，感应器4以间接的方式操作，但是实现相同的效果。
应当理解，本发明不限于上面描述的和示出的作为例子的实施方式。在描述过程中已经阐述了一些可能的修改，本领域技术人员容易设计其他修改。可以对已经描述和显示的进行这些和其他变性，以及任何技术上等同的替代，不背离本发明的精神和本申请的由权利要求书限定的范围。

Claims (10)

1.一种真空泵，其在泵送腔室(13)内包括阀(10，20)，所述阀(10，20)用于通过在所述泵的吸入和排放周期期间打开和关闭来控制操作，其特征在于：
所述阀(10，20)或者与其连接的部件至少部分由铁磁性材料形成；
磁感应器(4)施加在所述泵的所述泵送腔室(13)的由非铁磁性材料形成的壁(2)的外部；
铁磁性材料形成的传导元件(11)安装在所述泵送腔室(13)内，所述传导元件(11)适于将由所述磁感应器(4)直接或者间接产生的磁通传导到靠近在停用状态下所述阀(10，20)或者与其连接的部件采取的位置的极点(12)，
以便当所述磁感应器操作时将阀磁性吸引在停用位置，由此停止泵的气动操作，甚至不需要停止其之后会空闲的动作。
2.根据权利要求1所述的真空泵，其特征在于，在所述阀(10，20)安装在容纳于所述泵送腔室(13)中的转子(7)中的情况下，所述铁磁性材料形成的传导元件(11)也安装在所述泵的转子(7)中。
3.根据权利要求2所述的真空泵，其特征在于，在所述阀(10，20)的停用状态对应于其打开位置的情况下，每个磁通传导元件(11)具有限制相应的阀(10，20)的开放位移的位于靠近止动构件(12)的位置的极点(12)，或者本身形成止动构件(12)。
4.根据权利要求1所述的真空泵，其特征在于，与所述阀(10，20)连接的铁磁性部件是布置成用于接收磁场作用并机械地作用在所述阀(10，20)上的中间铁磁性构件。
5.根据权利要求1所述的真空泵，其特征在于，由传导磁通的所述传导元件(11)传导的磁通直接是由所述磁感应器(4)产生的磁通。
6.根据权利要求1所述的真空泵，其特征在于，由传导磁通的所述传导元件(11)传导的磁通是由所述磁感应器(4)以通过作用在位于所述泵送腔室(13)内的电绕组上的方式产生的磁通。
7.根据权利要求6所述的真空泵，其特征在于，所述位于所述泵送腔室内的电绕组安装在固定位置，所述磁感应器(4)产生交变磁通。
8.根据权利要求6所述的真空泵，其特征在于，所述电绕组安装在所述泵的转子(7)上，并且其由于在由所述磁感应器(4)产生的感应磁场中的自身运动接收电磁感应。
9.根据权利要求8所述的真空泵，其特征在于，所述磁感应器(4)是由通直流的电缆(5)供应的电磁感应器。
10.根据权利要求8所述的真空泵，其特征在于，所述磁感应器(4)是永磁体，该永磁体设有用于接纳或者截取朝着所述泵送腔室(13)传送的由所述磁感应器(4)产生的磁通的装置。
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