CN101755123B - 具有浮动活塞的液压电磁式电动泵 - Google Patents

Abstract

一种具有浮动活塞的液压电磁式电动泵，包括：容器本体，该容器本体在其外面部分中部分地被线圈限定；位于所述本体中的入口管和对置的出口管；一对对置的磁性轴承，所述一对对置的磁性轴承在它们之间间隔开并放置在上述本体和线圈之间；输送活塞，该输送活塞放置在本体内部并在本体内部滑动，所述输送活塞被前面弹簧和后面弹簧支承；和磁性套管，该磁性套管放置在容器本体面对入口管的中心下面部分中，磁性套管在工作状况下提供面对输送活塞的上面锥形部分。

Description

具有浮动活塞的液压电磁式电动泵

技术领域

本发明涉及一种具有浮动活塞的液压电磁式电动泵。 

更具体地说，本发明涉及一种特别适合于在流体运动，尤其是水中使用的具有浮动活塞的液压电磁式电动泵。 

这种类型电动泵适用于各种不同设备，如熨斗、电咖啡机、蒸汽发生器、灌流系统和另外在汽车工业中应用。 

背景技术

液压电磁式(具有浮动活塞)电动泵从EP 1205663，US 4749343，EP 1001167和EP 0288216中已知。尤其是，EP 1205663公开一种具有浮动活塞的液压电磁式电动泵，该电动泵具有权利要求1的前序的特征。 

上述电动泵的运行基于线圈的存在，该线圈与一对磁性轴承配合，线圈通电并引起浮动活塞或输送活塞以交替动作的方式轴向运动。线圈放置在电动泵的本体的外部，而磁性轴承位于一环形底座中，该环形底座在同一线圈和安置上述活塞的套筒之间形成。上述活塞由对置的螺旋弹簧弹性支承，螺旋弹簧可供选择地在浮动期间被压缩，以便提供流体从入口管到输送管的通道。已知的阀、环和与活塞及相关套筒有关的橡胶密封衬保证在电动泵本体内部移动的流体的密封。 

这些电动泵存在一重要的缺点主要是涉及能得到的压力水平，同时考虑有时对于特殊使用需要高流体增压。众所周知，通过过大尺寸的线圈能够得到增加磁场的强度的增加流体增压。 

这意味着由于绕组线圈的增加而不可避免地增加电动泵尺寸和相当大的额外成本。整个电动泵本体的更大尺寸有时不适合将电动泵安装在目标设备上，或者它至少要求同一设备的结构改变。甚至成本的 增加是可能导致制造没有竞争力产品的重要因素。 

发明内容

因此，本发明的目的是消除上述缺点。 

更具体地说，本发明的目的是提供具有浮动活塞的液压电磁式电动泵，其中能在不使线圈尺寸过大而随之增加它的尺寸和生产成本的情况下增加输送流体的压力水平。 

本发明的另一个目的是提供一种能及时保证高阻力和可靠性水平并容易制造的上述类型电动泵。 

很显然，本发明的目的是提供一种具有增强磁效率的电动泵，或者换句话说，提供一种在使用最少磁性材料情况下具有更好性能的泵。 

最后但不是最不需要的，本发明打算提供一种电动泵，其中运行噪音最小。 

附图说明

按照本发明，这些和另一些目的(例如像该说明中进一步陈述的那样)通过所附权利要求书所述的电动泵得到。 

本发明的电动泵的制造和操作特征从下面参照附图所作的说明更好理解，附图提供作为非限制性例子给出的优选实施例，其中： 

-图1是本发明的改进的电动泵处在第一工作状况(活塞的最大上面位置)下的剖视图； 

-图2是图1的电动泵处在另一工作状况(活塞的最小和“零“下面位置)下的剖视图；和 

-图3是图1的电动泵处在另一工作状况(活塞的最小和“非零”下面位置)下的剖视图。 

具体实施方式

参见上述图，本发明的电动泵在图2中整体用附图标记10表示，包括：入口管44′；对置的出口管36；容器本体12，该容器本体12其外面部分由线圈14部分限定；一对对置的磁性轴承46、46′，所述磁性轴承46、46′在它们之间间隔开，并放置在容器本体12和线圈14之间；输送活塞16，该活塞16放置在本体12中，在所述本体12中滑动，且被前面螺旋弹簧20和被后面螺旋弹簧20′弹性支承。

在活塞16的前面，面对输送管22的部分中，通常放置输送活塞16的密封阀24。 

密封阀24与支承轴承28和与橡胶密封衬30配合，该橡胶密封衬30被另一个螺旋弹簧32弹性张紧。 

弹簧32和橡胶密封衬30部分地安置在输送管22的基座内部，输送管22的直径适合于安置由橡胶密封衬30和螺旋弹簧32所形成的整体，且一般高于出口管或输送管22的孔36的直径。 

锁紧环38具有凸缘配置，并与一配件接合(例如，通过搭锁配合或诸如此类)，该配件拧在容器本体12的外面部分中，锁紧环38放在上述输送管22上。 

管形容器本体12，包括：前面部分，该前面部分具有较大的直径，所述前面部分面对出口管36；相邻的中间部分，该中间部分具有较小的直径，所述直径比自身限定活塞16的滑动轴向腔室的前面部分的直径小；和末端部分44，该末端部分44的直径小于中间部分的直径，中间部分限定入口管44′。 

对置的磁性轴承46和46′如有必要可用间隔元件相互间隔开，磁性轴承46和46′装配在本体12的中间部分的外侧表面上；线圈14也装配在本体12上，以便它能包括轴承46、46′。 

线圈14用下述装置保持稳定，该装置例如用成形的弹性环和凸肩制成，所述弹性环与线圈的表面配合，而凸肩放在本体12上在前面部分和中间部分之间，凸肩具有较小的直径与相对的表面配合。 

在容器本体12内部，面向入口管44′的中心下面部分中，有利地放置一磁性套管52，该磁性套管52优选地用具有低磁残留量的钢制成。 

有利地，磁性套管52提供上面锥形部分52′，该锥形部分52′在工作状况下面对输送活塞16；同时，输送活塞16提供锥形的下面的里面部分16′。 

在本发明的特别有效的实施例中，下面的里面部分16′形状与上述上面锥形部分52′相反：这在图2中是显而易见的，其中图2显示，两个相互面对的锥形部分的斜度相等。 

上述磁性套管52的外侧表面具有不同的直径，并限定一后面区域和相邻的前面区域，所述后面区域面对入口管44′，具有一直径为等于或稍小于本体12的中间部分的内径，而前面区域面对出口孔或导管36，具有较小的直径。 

参见附图，磁性套管52的后面区域和前面区域具有不同的直径，它们形成用于后面弹簧20′的配合凸肩，而磁性套管52的下端在限定入口管44′的末端部分44的变窄部分附近的中间部分中与本体12配合。 

活塞16的轴向滑动返回通过装置如上述一对与活塞配合的螺旋弹簧20和20′得到。 

线圈14的供电例如通过一对快速接通式电连接装置得到。 

本发明的电动泵目的在于由于存在磁性套管52而十分有效：更详细地，磁性套管52用它两端中的一端与活塞16的滑动轴线对准，该磁性套管52位于活塞附近(并因此位于活塞和两个磁性套管(46、46′)的其中之一之间的较小距离处)，因此它能动态放置在后面弹簧20′(一般在本体12的末端部分44附近)的加载期间活塞16所到达的位置中。 

套管52和两个轴承46、46′之间的相互作用产生磁场，该磁场的强度仅大于两个轴承46、46′的强度，并因此增加了施加在活塞16上的磁吸力和施加在离开输送管22的流体上的磁吸力。 

在使用套管52的情况下，即使保持只用两个轴承46、46′所产生的效率水平，显然也能减少线圈14的绕组数，同时显著节约了生产成本。 

为了实现本发明的目的，磁性套管52优选由具有低磁残余量的钢制成。 

按照本发明的另一个有利的特征，电动泵还可以包括隔离装置，该隔离装置在输送活塞16和磁性套管52之间操作式起作用，以便在活塞16自身的振荡运动期间保持活塞16和套管52之间的最小非零距离。 

换句话说，刚提及的隔离装置的设置及其功能涉及在活塞16的高频振荡期间避免活塞16和套管52的相互接触：通过避免这种重复接触，达到在电动泵运行期间显著的噪音降低。 

从结构的观点看，隔离装置可以用许多方法实现，只要它们完成上述技术任务：例如，隔离装置可以包括后面弹簧20′(其弹性常数可以适当地选择)和/或用于将预定的预加载荷施加到后面弹簧20′自身的装置。 

从几何学的观点看，活塞16和套管52之间的距离可以从倾斜/锥形表面上对应的同轴点处测量，或者可以在位于活塞16和套管52二者面对的表面的中心部分上的两个同轴点之间测量。 

实际上，参见图2和3，可以看出，即使当锥形部分16′和52′处于相互接触时，活塞和套管二者的“中心部分”也是保持“非零”距离。 

按照本发明，隔离装置可以设定到操作中，而与活塞16和/或套管52的形状无关；更具体地，即使下面的里面部分16′和/或上面的锥形部分52′不存在，上述隔离装置也可以存在于电动泵中。 

本发明得到一些显著的优点。 

首先，由于存在锥形部分，更增强了活塞16和套管之间的磁耦合，并因此很容易达到更高的性能水平。 

同时，上面提到的锥形部分的独特的几何形状能更好的对接泵的可动部件(相对于“固定的”部件)，并因此减小了机械应力和磨损。 

另外，锥形部分的相互对接使得在活塞接近套管的任何时候都显著降低“冲压效应”，同时协调输送压力和流量。 

按照上述说明制造的电动泵不意味着由线圈和相关接线线圈的尺寸增加所引起的障碍或另外的成本，而同时磁性套管52能很容易以低 成本得到和安装。 

最后但非最不重要的，应该注意，隔离装置和磁性套管及输送活塞的独特形状之间的配合大大减少了噪音产生，因为避免了装置的这些两个部件之间的重复接触。 

即使本发明已参照一个可行的实施例进行了说明，该实施例规定作为举例说明和非限制性例子，但按照上述说明，该领域的技术人员能在元件的布置中进行许多改变和变动。 

因此，应该理解，本发明意味着包括元件的布置中的所有改变和变动，它们都属于下面权利要求书的精神和保护范围内。 

Claims (10)

1.一种液压电磁式电动泵(10)，包括：

-容器本体(12)，该容器本体(12)在其外部被线圈(14)部分地限定；

-位于上述本体(12)中的入口管(44′)和对置的出口管(36)；

-一对对置的磁性轴承(46、46′)，所述一对对置的磁性轴承(46、46′)相互间隔开，并放置在上述本体(12)和上述线圈(14)之间；

-浮动输送活塞(16)，该浮动输送活塞(16)放置在本体(12)的内部并在其内部滑动，上述浮动输送活塞(16)由前面弹簧(20)和后面弹簧(20′)支承；

-磁性套管(52)，该磁性套管(52)放置在容器本体(12)面对入口管(44′)的中心下面部分中，

其特征在于，磁性套管(52)提供一上面锥形部分(52′)，该锥形部分(52′)在工作状况下面对浮动输送活塞(16)。

2.按照权利要求1所述的电动泵，其特征在于，浮动输送活塞(16)提供锥形的下面的里面部分(16′)，该下面的里面部分(16′)与上述上面锥形部分(52′)的形状相反。

3.按照权利要求1或2所述的电动泵，其特征在于，磁性套管(52)的下端在靠近限定入口管(44′)的末端部分(44)的中间部分中与容器本体(12)配合，所述磁性套管(52)与所述一对对置的磁性轴承(46、46′)相互作用，以便增强磁场，并因此增大施加在浮动输送活塞(16)上的磁吸力。

4.按照权利要求1所述的电动泵，其特征在于，上述前面弹簧(20)和/或上述后面弹簧(20′)是螺旋形的。

5.按照权利要求1所述的电动泵，其特征在于，上述本体(12)包括：

-前面部分，该前面部分具有较大的直径，并面对出口管(36)；

-相邻的中间部分，该中间部分具有比前面部分的直径小的直径，该中间部分限定浮动输送活塞(16)的滑动腔室；和

-末端部分(44)，该末端部分(44)的直径小于中间部分的直径，该末端部分(44)限定入口管(44′)。

6.按照权利要求1所述的电动泵，其特征在于，磁性套管(52)的外侧表面包括：

-后面区域，该后面区域面对入口管(44′)，该入口管的直径等于或稍小于本体(12)的中间部分的内径；和

-相邻的前面区域，该前面区域面对出口管(36)，该出口管的直径较小，

上述后面区域和面对出口管的上述前面区域限定一配合凸肩，该凸肩用于后面弹簧(20′)。

7.按照权利要求1所述的电动泵，其特征在于，磁性套管(52)的下端在邻近末端部分(44)的变窄部分的中间部分中与容器本体(12)配合，所述末端部分(44)限定入口管(44′)，上述磁性套管(52)和浮动输送活塞(16)的相对端之间的距离小于浮动输送活塞(16)与两个磁性轴承(46、46′)中的至少一个之间的距离，磁性轴承(46、46′)放置于在后面弹簧(20′)加载步骤期间浮动输送活塞(16)所到达的位置中。

8.按照权利要求1所述的电动泵，其特征在于，上述磁性套管(52)用具有低磁残留量的钢制成。

9.按照权利要求1所述的电动泵，其特征在于，所述电动泵自身还包括隔离装置，该隔离装置操作式在浮动输送活塞(16)和磁性套管(52)之间起作用，以便在浮动输送活塞(16)自身的振荡运动期间在浮动输送活塞(16)和磁性套管(52)自身之间保持最小的非零距离。

10.按照权利要求9所述的电动泵，其中上述隔离装置包括后面弹簧(20′)和/或用于将预定的预加载荷施加到上述后面弹簧(20′)的装置。

Images