CN101846054A - 一种电动气泵 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种电动气泵，包括设置在外壳内的活塞式充气结构和离心式充气结构，离心式充气结构包括具有出气口和进气口的泵壳，泵壳内安装有风轮，活塞式充气结构的出气口和泵壳的出气口与接头连接，接头内具有与活塞式充气结构的出气口和泵壳的出气口连通的充气孔；其特征在于：泵壳的出气口处设有仅允许泵壳内气体排向充气孔的第一单向阀片，泵壳的底部设有连通进气口和外界的进气通道，进气通道中部设有阀口，阀口处设有第二单向阀片，第二单向阀片内设有磁铁，泵壳外部固定有仅在第二单向阀片闭合状态下能感应到所述磁铁的干簧管。它是一种能够根据被充气设备内的实时压力自动且稳定的切换充气方式的电动气泵。

Description

一种电动气泵

技术领域

本发明涉及一种电动气泵。

背景技术

现有的电动充气泵主要有两种结构方式：一种为活塞式电动充气泵，包括具有充气口的外壳，外壳内固定有缸套，缸套前端设有进气口和出气口，出气口和外壳的充气口连通，进气口处设有仅允许外界气体进入缸套内的单向阀结构，出气口处设有仅允许缸套内气体排向充气口的单向阀结构，缸套内设有活塞，活塞周侧与缸套内壁之间设有密封圈密封，外壳内还设有带动活塞在缸套内往复移动的活塞驱动结构。活塞驱动结构包括设置在外壳内的活塞杆、电机、主动齿轮和从动齿轮，从动齿轮通过轴承安装在外壳内，主动齿轮为小齿轮，从动齿轮为大齿轮，主动齿轮与电机的输出轴相连，即主动齿轮由电机带动旋转，而主动齿轮则与从动齿轮啮合，活塞杆的前端通过万向球连接结构或铰接结构与活塞的后端面连接，活塞杆的后端从缸套的另一端伸出通过销轴与从动齿轮的端面转动连接。这种电动充气泵具有充气压力大，但充气速度慢、产气量小的特点。如一专利号为ZL92210139.6(公告号为CN2112705Y)的中国实用新型专利《高压多用往复泵》就公开了一种活塞式电动充气泵。

另一种为离心风机式电动充气泵，包括带有进气口和排气口的泵壳，设置在泵壳内的叶轮，及带动叶轮旋转的电机。这种电动气泵具有充气量大，充气速度快，但充气压力低的特点。如一专利号为ZL200920053275.6(公告号为CN201372940Y)的中国实用新型专利《高压多用往复泵》就公开了这样一种充气产品用的内置式电动气泵。

针对前述技术现状，有人发明了一种能进行高低压充气的电动气泵，如一专利号为ZL200820121455.9(公告号为CN201258841Y)的中国实用新型专利《一种高低压充气泵》均披露的电动充气泵，包括壳体，设置在所述壳体内的第一电机，由第一电机所驱动的第一活塞，所述第一活塞设置在第一气缸内，第一气缸上设有出气口和入气口，所述出气口连接出气管，其特征在于：所述第一电机连接单片机控制模块的第一控制信号输出端，单片机控制模块的第二控制信号输出端连接第二电机，所述第二电机驱动离心风机，所述离心风机的入口连通大气，所述离心风机的出口连接所述出气管；所述出气管内设有用于感应被充气物体的内腔压力的第一压力传感器，所述第一压力传感器连接所述单片机控制模块的第一压力信号输入端，所述出气管的入气口处设有限制气流流向的单向阀。该充气泵即可快速充气，又可在高压下充气，特别适合用于皮划艇、冲锋舟等充气产品的充气。

这种高低压电动气泵存在以下问题：

1、其通过设置在出气管内的压力传感器实时检测出气管内的压力，当压力值达到传送给单片机控制模块预设的压力值时，切换电机工作，实现充气方式的转换，由于电动气泵一般使用蓄电池作为工作电源，当蓄电池的电力不足时，离心风机对被充气设备进行充气，充气设备的压力不会达到压力传感器预设的压力值，这样该电动气泵就不能完成充气方式的切换，即始终是离心风机对充气设备充气，而活塞式充气结构不工作，这样该电动气泵就不能继续对充气设备进行充气，导致电动气泵不能正常使用；再有当蓄电池电力充足状态下，即使充气设备的压力达到压力传感器预设的压力值，此时离心风机还能继续对充气设备进行充气，但由于达到设定压力值，充气方式转换成活塞充气方式，这样会影响整个充气过程的充气效率。

2、其在缸套前端面处除设置出气口外，还设有进气口，并在进气口处设有仅允许外界气体进入缸套内的单向阀结构，故要在进气口处预留出用以设置前述单向阀结构的空间，这样当活塞在缸套内前移的充气过程中，有一部分气体会存在进气口处用以安装前述单向阀结构的空间内，这样这部分气体不能从出气口排出以对充气设备进行充气，因此其充气效率低。

3、再有现有充气泵中用以密封活塞和缸套之间的密封圈易被磨损，而使在充气过程中有漏气的情况发生，进一步影响充气效率。

4、现有电动气泵的活塞驱动结构存在以下问题，从动齿轮在转动的过程中，从动齿轮与活塞杆连接的位置处会受到活塞杆的推力作用，而从动齿轮的其它位置责没有外界的推力作用，这样从动齿轮在旋转过程中受力不均，从动齿轮在旋转过程中易发生振动，导致带动气泵在工作过程中噪音大，而且会出现主动齿轮与从动齿轮出现咬合松动，而损坏从动齿轮和主动齿轮，降低电动气泵的使用寿命。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术现状而提供一种结构新颖的电动充气泵，其能够根据被充气设备内的实时压力自动且稳定的切换充气方式，以达到快速高效充气的目的。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种电动气泵，包括设置在外壳内由第一电机带动动作的活塞式充气结构，活塞式充气结构的出气口连接有接头，外壳内还设有离心式充气结构，所述离心式充气结构包括具有出气口和进气口的泵壳，泵壳内安装有由第二电机带动旋转的风轮，所述泵壳的出气口也与所述接头连接，接头内具有与活塞式充气结构的出气口和泵壳的出气口连通的充气孔；其特征在于：所述泵壳的出气口处设有仅允许泵壳内气体排向充气孔的第一单向阀片，泵壳的底部设有连通进气口和外界的进气通道，进气通道中部设有阀口，该阀口处设有仅允许空气从泵壳的进气口通过泵壳的出气口并使阀口保持常闭状态的第二单向阀片，该第二单向阀片内设有磁铁，所述泵壳外部固定有仅在第二单向阀片闭合状态下能感应到所述磁铁的干簧管。

上述活塞式充气结构包括一个设置在外壳内的缸套，缸套前端设有出气口，出气口处设有仅允许缸套内气体排出的单向阀结构，缸套设有能前后滑移的活塞，活塞周侧与缸套内壁之间设有密封圈密封，外壳内还设有带动活塞在缸套内往复移动的活塞驱动结构；所述活塞的端面上开有进气口，进气口处设有仅允许外界气体从缸套后端开口进入缸套内的第三单向阀片，该第三单向阀片固定在活塞的前端面上并能覆盖住所述进气口。

由于前述活塞充气结构在缸套的前端面只设置有出气口，吸气时，活塞后移，第二单向阀打开，气体从缸套后端开口处经活塞的进气口，充气时第一单向阀打开，而第二单向阀关闭，这样活塞在前移的充气过程中，不会有多余的气体残留在缸套内，确保缸套内的气体能被活塞充分挤出以对充气设备进行充气，因此其充气效率大大提高。当然活塞充气结构还可采用现有各种活塞充气结构，还可采用两个前述缸套，只是最后通过接气管将缸套的两个出气口合并形成一个出气口即可。

上述活塞上的进气口为沿圆周均布的多个通孔。这样第三单向阀片与活塞前端面的接触面积大，使第三单向阀片与活塞前端面贴合更牢靠。

上述单向阀结构设置在所述接头的充气孔内为佳，这样能简化缸套内的结构，单向阀结构包括阀杆和阀片，所述阀片连接在阀杆后端并能将缸套上的出气口封堵住，所述充气孔内成型有安装座，所述阀杆插设在安装座内并能前后滑移，所述阀杆上还套设有弹簧，该弹簧支撑在安装座和阀片之间以使阀片保持向后封堵住缸套上的出气口的趋势。以上为充气泵中较常采用且简单的单向阀结构。

上述活塞驱动结构包括有活塞杆、主动齿轮和从动齿轮，所述主动齿轮由所述第一电机带动旋转，所述从动齿轮转动安装在外壳内并与主动齿轮相啮合，所述活塞杆的一端与活塞的后端面转动连接，活塞杆的另一端通过销轴与从动齿轮的端面转动连接，所述从动齿轮端面上还设置有一配重块。

前述活塞驱动结构在从动齿轮端面上还设置有一配重块，这样配重块对从动齿轮的重力作用，能抵消活塞杆对从动齿轮的推力，保证从动齿轮的旋转轴心的两端受力平衡，有效保证从动齿轮能平稳旋转，故从动齿轮在转动过程中不易发生振动，使电动气泵在工作过程中噪音小，并使主动齿轮和从动齿轮啮合平稳，延长从动齿轮的使用寿命。

为进一步保证从动齿轮在旋转过程中振动小，上述配重块的重心与销轴的轴心之间的连线经过从动齿轮的旋转轴心，且配重块的重心及销轴的轴心到从动齿轮的旋转轴心之间的间距相等。这样能更方便的使从动齿轮在销轴的轴心位置处受到活塞杆的推力大小与配重块对从动齿轮的压力大小相对从动齿轮的旋转轴心达到平衡。

上述活塞周侧与缸套内壁之间的密封圈为开口环，开口环的开口处相互搭接而成环状，开口环的开口处具有相互搭接在一起的台阶面。该密封圈结构即使周缘被磨损，开口环固有的张力会使开口环向四周张开，以补偿被磨损部分，有效保证活塞四周与缸套内壁之间良好的气密性，提高电动气泵的充气效率。

为使本电动气泵具有电动排气功能，上述外壳上还设有与泵壳上的进气口连通的排气孔。排气时将被充气设备的充气口通过软管与排气孔相连，便可将被充气设备内的气体从排气孔吸入，再通过离心风机从电动气泵的充气口排出外界。

与现有技术相比，本发明的优点在于：本电动气泵通过比较第二单向阀片两侧的气体压力，即比较离心式充气结构中风轮所提供的充气压力和被充气设备内的气体压力，当离心式充气结构中风轮所提供的充气压力大于被充气设备内的气体压力，则第二单向阀片处于打开状态，干簧管没有被第二单向阀片内的磁铁感应，干簧管处于断开状态，干簧管通过控制模块控制第二电机工作，而让第一电机停止工作，也就是说只有离心式充气结构对被充气设备进行快速低压充气；而当离心式充气结构中风轮所提供的充气压力小于或等于被充气设备内的气体压力，第二单向阀片在自身弹性作用下将阀口封闭，干簧管被第二单向阀片内的磁铁感应，干簧管处于闭合状态，干簧管通过控制模块控制第一电机工作，而让第二电机停止工作，也就是说只有活塞式充气结构对被充气设备进行高压但慢速的充气；也就是说本电动气泵能达到无缝切换充气方式，不会因为给电动气泵提供动力的蓄电池电力不足，而产生不能切换充气方式的可能，故本电动气泵能够根据被充气设备内的实时压力自动且稳定的切换充气方式；再有本电动气泵能让离心式充气结构充分工作，以达到快速高效充气的目的。

附图说明

图1为本发明实施例的立体结构示意图；

图2为本发明实施例去掉上部分外壳后的立体分解图；

图3为本发明实施例去掉下部分外壳及进气通道的底盖后的立体示意图(第二单向阀片将阀口遮蔽状态)；

图4为本发明实施例去掉下部分外壳及进气通道的底盖后的俯视图(第二单向阀片将阀口打开状态)；

图5为本发明实施例去掉上部分外壳后的结构剖视图；

图6为本发明实施例中活塞式充气结构的立体分解图；

图7为本发明实施例中磁铁安装在第二单向阀片上的立体分解示意图；

图8为本发明实施例中配重块安装到从动齿轮上的立体分解示意图；

图9为发明实施例中密封圈的立体结构示意图；

具体实施方式

以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。

如图1～9所示，为本发明的一个优选实施例。

一种电动气泵，包括设置在外壳1内由第一电机11带动动作的活塞式充气结构，如图5、6、8、9所示，活塞式充气结构包括一个设置在外壳1内的缸套12，缸套12前端设有出气口121，出气口121处设有仅允许缸套12内气体排出的单向阀结构，缸套的前端面处通过螺钉固定有接头2，接头2伸出外壳1，接头2和缸套12的前端面之间设有密封圈，接头2的外周设有便于和待充气设备的充气管连接的外螺纹，接头2内具有与缸套的出气口121连通的充气孔21。

出气口121处的单向阀结构设置在接头2的充气孔21内，单向阀结构包括阀杆16和阀片17，阀片17连接在阀杆16后端并能将缸套上的出气口121封堵住，充气孔21内成型有安装座22，阀杆16插设在安装座22内并能前后滑移，阀杆16上还套设有弹簧18，该弹簧18支撑在安装座22和阀片17之间以使阀片17保持向后封堵住缸套上的出气口121的趋势。

缸套12设有能前后滑移的活塞13，活塞13周侧与缸套12内壁之间设有密封圈14密封，该密封圈14为开口环，开口环的开口处相互搭接而成环状，开口环的开口处具有相互搭接在一起的台阶面141。

外壳1内还设有带动活塞13在缸套12内往复移动的活塞驱动结构，活塞驱动结构包括有活塞杆19、主动齿轮20和从动齿轮23，主动齿轮20直接安装在第一电机11的输出轴上，这样第一电机11便能带动主动齿轮20旋转，且主动齿轮20为小齿轮，当然主动齿轮20也可以通过减速轮系与电机的输出轴相连；从动齿轮23通过轴承转动安装在外壳1内并与主动齿轮20相啮合，动齿轮23为大齿轮，这样主动齿轮20的旋转便能带动从动齿轮23旋转；活塞杆19的一端与活塞13的后端面转动连接，活塞杆19的另一端通过销轴24与从动齿轮23的端面转动连接。

本活塞式充气结构的主要改进点在于，从动齿轮23端面上还设置有一配重块25，配重块5呈圆柱状，该配重块5以嵌设的方式固定在从动齿轮23上，即先在从动齿轮23的端面上设有安装孔231，然后将配重块25嵌入安装孔231内即可，配重块25的重心与销轴24的轴心之间的连线经过从动齿轮23的旋转轴心，同时，配重块25的重心及销轴24的轴心到从动齿轮23的旋转轴心之间的间距相等。

由于配重块25对从动齿轮23的重力作用，能抵消活塞杆19对从动齿轮23的推力，保证从动齿轮23在转动过程中受力平衡，从动齿轮23在转动过程中不易发生振动，使电动气泵在工作过程中噪音小，并使主动齿轮20和从动齿轮23啮合平稳，延长从动齿轮23的使用寿命。

再有，活塞13的端面上开有进气口131，进气口131为沿圆周均布的多个通孔，进气口131处设有仅允许外界气体从缸套12后端开口进入缸套12内的第三单向阀片15，第三单向阀片15为柔性膜片，该第三单向阀片15固定在活塞13的前端面上并能覆盖住进气口131。

充气时，活塞13在缸套12内前移，气体将第三单向阀片15顶开，将缸套12内的气体经缸套上的出气口121、接头内的充气孔21排出给待充气设备充气，整个充气过程活塞13能将缸套12内气体全部排出，充气效率高。吸气时，活塞13在缸套12内后移，第三单向阀片15在弹簧18作用下将出气口封堵住，而从缸套12后端开口进入的气体顶开第三单向阀片15，气体从缸套12后端开口经进气口进入缸套12内，完成吸气过程。

如图1～5所示，外壳1内还设有离心式充气结构，离心式充气结构包括具有出气口31和进气口32的泵壳3，泵壳3内安装有由第二电机4带动旋转的风轮5，泵壳的出气口31也与接头2连接，且泵壳的出气口31也与接头的充气孔21连通；泵壳的出气口31处设有仅允许泵壳3内气体排向充气孔21的第一单向阀片6，第三单向阀片6也为柔性膜片，泵壳3的底部设有连通泵壳的进气口32和外界的进气通道7，进气通道7中部设有阀口71，该阀口71处设有仅允许空气空气从泵壳的进气口32通过泵壳的出气口31并使阀口71保持常闭状态的第二单向阀片8，第二单向阀片8为由橡胶材质支撑的块状物，第二单向阀片8的一端嵌设在进气通道7内，进气通道7底部通过螺钉连接有底盖密封，这样第二单向阀片8便能绕嵌设点翻转，第二单向阀片8内设有磁铁9，泵壳3外部固定有仅在第二单向阀片8闭合状态下能感应到所述磁铁9的干簧管10。

外壳1上还设有与泵壳上的进气口32连通的排气孔26。

当然前述干簧管10与一控制选择第一电机11或第二电机4工作的控制模块27相连，该控制模块27具有3秒的延时，这种控制模块27的程序控制不是本发明所要保护的点，本领域技术人员可根据需要随意设计。

本电动气泵的工作原理及过程如下：

充气时，充气管将被充气设备与接头2相连，接通电源，虽然在开始瞬间，第二单向阀片8在自身弹性作用下将阀口封闭，干簧管被第二单向阀片8内的磁铁感应，干簧管处于闭合状态，由于控制模块27有一定延伸功能，在延时期间(设定为3秒延时)，控制模块27控制第二电机4工作，而第一电机11停止工作，即只有离心式充气结构对被充气设备进行快速低压充气，第二单向阀片8打开，气体经由泵壳的进气口32、接头的充气孔21给被充气设备充气，由于第二单向阀片8打开，第二单向阀片8内的磁铁远离干簧管10，干簧管10内的触点打开，这样即使延时期间过后，也只有离心式充气结构对被充气设备进行快速低压充气；随着被充气设备内的气压逐渐升高，当离心式充气结构中风轮5所提供的充气压力小于或等于被充气设备内的气体压力，第二单向阀片8在自身弹性作用下将阀口71封闭，气体不再通过进气通道7，干簧管10被第二单向阀片8内的磁铁9感应，干簧管10处于闭合状态，干簧管10通过控制模块27控制第一电机11工作，而让第二电机4停止工作，也就是说只有活塞式充气结构对被充气设备进行高压但慢速的充气。

综上所述，本电动气泵能达到无缝切换充气方式，不会因为给电动气泵提供动力的蓄电池电力不足，而产生不能切换充气方式的可能；再有本电动气泵能让离心式充气结构充分工作，以达到快速高效充气的目的。

Claims (8)

1.一种电动气泵，包括设置在外壳(1)内由第一电机(11)带动动作的活塞式充气结构，所述活塞式充气结构的出气口(121)连接有接头(2)，外壳(1)内还设有离心式充气结构，所述离心式充气结构包括具有出气口(31)和进气口(32)的泵壳(3)，泵壳(3)内安装有由第二电机(4)带动旋转的风轮(5)，所述泵壳的出气口(31)也与所述接头(2)连接，接头(2)内具有与活塞式充气结构的出气口(121)和泵壳的出气口(31)连通的充气孔(21)；其特征在于：所述泵壳的出气口(31)处设有仅允许泵壳(3)内气体排向充气孔(21)的第一单向阀片(6)，泵壳(3)的底部设有连通进气口(32)和外界的进气通道(7)，进气通道(7)中部设有阀口(71)，该阀口(71)处设有仅允许空气从泵壳的进气口(32)通过泵壳的出气口(31)并使阀口(71)保持常闭状态的第二单向阀片(8)，该第二单向阀片(8)内设有磁铁(9)，所述泵壳(3)外部固定有仅在第二单向阀片(8)闭合状态下能感应到所述磁铁(9)的干簧管(10)。

2.根据权利要求1所述的电动气泵，其特征在于：所述活塞式充气结构包括一个设置在外壳(1)内的缸套(12)，缸套(12)前端设有出气口(121)，出气口(121)处设有仅允许缸套(12)内气体排出的单向阀结构，缸套(12)设有能前后滑移的活塞(13)，活塞(13)周侧与缸套(12)内壁之间设有密封圈(14)密封，外壳(1)内还设有带动活塞(13)在缸套(12)内往复移动的活塞驱动结构；所述活塞(13)的端面上开有进气口(131)，进气口(131)处设有仅允许外界气体从缸套(12)后端开口进入缸套(12)内的第三单向阀片(15)，该第三单向阀片(15)固定在活塞(13)的前端面上并能覆盖住所述进气口(131)。

3.根据权利要求2所述的电动气泵，其特征在于：所述活塞上的进气口(131)为沿圆周均布的多个通孔。

4.根据权利要求2所述的电动气泵，其特征在于：所述单向阀结构设置在所述接头(2)的充气孔(21)内，单向阀结构包括阀杆(16)和阀片(17)，所述阀片(17)连接在阀杆(16)后端并能将缸套上的出气口(121)封堵住，所述充气孔(21)内成型有安装座(22)，所述阀杆(16)插设在安装座(22)内并能前后滑移，所述阀杆(16)上还套设有弹簧(18)，该弹簧(18)支撑在安装座(22)和阀片(17)之间以使阀片(17)保持向后封堵住缸套上的出气口(121)的趋势。

5.根据权利要求2所述的电动气泵，其特征在于：所述活塞驱动结构包括有活塞杆(19)、主动齿轮(20)和从动齿轮(23)，所述主动齿轮(20)由所述第一电机(11)带动旋转，所述从动齿轮(23)转动安装在外壳(1)内并与主动齿轮(20)相啮合，所述活塞杆(19)的一端与活塞(13)的后端面转动连接，活塞杆(19)的另一端通过销轴(24)与从动齿轮(23)的端面转动连接，所述从动齿轮(23)端面上还设置有一配重块(25)。

6.根据权利要求5所述的电动气泵，其特征在于：所述配重块(25)的重心与销轴(24)的轴心之间的连线经过从动齿轮(23)的旋转轴心，且配重块(25)的重心及销轴(24)的轴心到从动齿轮(23)的旋转轴心之间的间距相等。

7.根据权利要求2所述的电动气泵，其特征在于：所述活塞(13)周侧与缸套(12)内壁之间的密封圈(14)为开口环，开口环的开口处相互搭接而成环状，开口环的开口处具有相互搭接在一起的台阶面(141)。

8.根据权利要求1～7中任一权利要求所述的电动气泵，其特征在于：所述外壳(1)上还设有与泵壳上的进气口(32)连通的排气孔(26)。

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