CN102112743A - 效率提高的具有皱形隔膜的隔膜泵 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种具有波形隔膜(2)的泵，波形隔膜(2)安装成在来自至少一个电磁致动器的驱动下在两个端板(1)之间波动，以便在泵的入口和泵的出口之间传递流体，该泵包括适配装置(6；20；30)，其将隔膜支承件连接到致动器的可动部分(12)，以缩短致动器可动质量的行程，这样，其行程短于隔膜支承件(3)的行程。

Description

效率提高的具有皱形隔膜的隔膜泵

技术领域

本发明涉及效率提高的波形隔膜泵。

背景技术

例如，从文献2 744 769中可以了解到波形的隔膜泵，其中，隔膜安装成可在来自于至少一个线性电磁致动器的驱动下在两个端板之间波动，以便在隔膜和端板之间将流体从泵的入口传递到泵的出口。

隔膜固定在刚性隔膜支承件上。致动器的可动部分通常直接连接到隔膜支承件，并使隔膜的外边缘横向地摆动，由此，引起隔膜垂直于其平面的波动，该波动具有推进流体从泵入口流动到出口的作用。

有利地，选择致动器为可动磁体型的或实际为磁阻型。然而，通过该类型致动器实施运动的质量相当大，因为质量例如包括：磁体、磁体支承件、连接到隔膜支承件上的各部分，以及悬置的弹簧。在这种泵中，致动器可动部分的质量不仅影响波形隔膜和流体之间的联接、隔膜运动的有效性以及泵头的效率，而且限制了致动器可能的操作频率，并导致令人讨厌的噪音和振动。

对可动质量关联悬置弹簧并不解决上述运行问题。

发明内容

本发明的目的是提供效率提高的波形隔膜泵，其不具有上述的缺点。

为了达到该目的，提供具有波形隔膜的泵，波形隔膜安装在支承件上，使其在来自至少一个电磁致动器的驱动下在两个端板之间波动，以便在泵的入口和泵的出口之间传递流体。根据本发明，该泵包括适配装置，其将隔膜支承件连接到致动器的可动部分，以缩短致动器可动质量的行程，这样，其行程短于隔膜支承件的行程。

致动器可动部分的这种行程减小，用来改进波形隔膜和流体之间的联接，通过优化其反作用力来提高隔膜运动的效率，因此，提高了推进效率。在致动器中，它能够使得操作频率提高，并减小与摩擦和粘滞损失相关的机械损失。自然，减小行程有利于减小由致动器产生的并由泵承受的振动。该种减小还能提高力/质量比，由此，能够减小与质量运动相关的动能损失，并因此提高泵的总效率。这些改进导致泵头有更好的效率，并致使致动器更加紧凑。

在本发明的特别实施例中，适配装置包括至少一个杠杆，其一端铰接到隔膜支承件上，而另一端铰接到固定点上，致动器的可动部分联接到该杠杆上，这样，其行程短于隔膜支承件的行程。

附图说明

根据附图可以更好地理解本发明，附图中：

图1是实施本发明第一原理的泵的实施例的示意剖视图；

图2是实施本发明第二原理的泵的第一实施例的剖视图；

图2B是实施本发明第二原理的泵的第二实施例的剖视图；

图3是实施本发明第三原理的泵的示意剖视图；以及

图4是实施本发明第四原理的泵的示意剖视图。

具体实施方式

参照图1，根据本发明的第一实施原理，所示泵包括两个大致盘形的端板1，端板具有在两板之间延伸的同样为盘形的波形隔膜2。隔膜通过其外边缘固定到刚性的隔膜支承件3上，将振荡赋加到该支承件3上而致使隔膜2波动，并迫使液体从泵入口4朝向出口5流动。隔膜2的支承件3的振荡由如下所述的机电致动器10所产生。

该泵包括适配装置，在此实例中，具体地为两个杠杆6，它们各自首先铰接到固定点7，其次铰接到隔膜支承件3。致动器10具有两个可动部分11，在此实例中，每个可动部分形成为与弹簧13关联的可动质量12，弹簧13联接到固定点上，举例来说，联接到固定到端板上的部分。使弹簧13具有一定的刚度，使得由可动质量和弹簧形成的组件具有接近于泵运行频率的共振频率。在此实例中，可动质量12在位于杠杆6两端之间的某一点14处联接到杠杆6上。由相关固定线圈15产生的对可动质量12的电磁激励，致使可动质量12沿着垂直于隔膜2的平均平面的方向Z摆动，由此，使得隔膜支承件3振荡，因此，引起隔膜2在端板1之间波动，该波动来自于行进波的传播，所述隔膜构成了该运动波的介质。该实例中的可动质量12承载有永久磁体。

在图1中，L是杠杆的长度(平行于隔膜平均平面测得)，而d是平行于L测得的介于杠杆6的固定端和该杠杆联接到致动器10的可动质量12的那点之间的距离。在此实例中，可以看到，该距离d小于距离L，因此，致动器10的行程小于隔膜支承件3的移动，因为该行程正比于所述的移动，即，比值d/L。此外，该泵的特性就好像隔膜支承件的内部质量M增加了量d.m/L，其中，m是可动质量12的质量。添加的惯性质量因此小于现有技术泵中添加的惯性质量，在现有技术泵中，致动器直接联接到隔膜支承件，其质量等于m。这些设置有利于提高隔膜的效率，使得可能的运行频率提高，并使泵的振动减小。

对于以上解释的本发明的原理，图2示出了该原理实际实施的实例。在该实例中，隔膜支承件3在直径向两个相对点处被致动。两个杠杆6在该实例中由单一金属板片20构成，其切割并弯折成形。

具体来说，金属板片20具有中心部分21，其形成为可挠曲的U形，中心部分构成了返回弹簧，其固定到泵体上。金属板片20延伸有两个形成杠杆的臂6，臂6具有翻折的边缘22，以增大臂的弯曲刚度。臂终止在用于连接到隔膜支承件的连接部分23。每个臂在基本上为其中间的点14处与致动器配合。因此，单个部分既构成了杠杆又构成了返回弹簧。该弹簧部分的刚度可设置为一定值，使得其与可动质量的质量关联时振荡的共振频率接近于泵所要的运行频率。

使用一个或多个选配联接的杠杆，它们可选配地与返回弹簧关联，使其能够从杠杆铰接到泵体那点的另一侧让致动器与杠杆配合，由此在本发明中可实施多种不同的变型。

在图2B所示的本发明实施例中，形成杠杆的臂6承载多个永久磁体45，这些磁体经受线圈15的作用，这样，被磁体本身加重的这些臂形成了由线圈激励的致动器的可动质量。磁体45在离隔膜支承件一定距离处被臂所承载，最好在杠杆的铰接点和杠杆联接到隔膜支承件的那点之间，使得可动部分的行程确实小于隔膜支承件的移动。该种设置使得组件特别地简单和紧凑。

根据本发明另一实施原理，如图3所示，适配装置包括连接或悬置弹簧25，该弹簧介于隔膜支承件3和致动器10的可动质量12之间。对于隔膜支承件3给定的行程，悬置弹簧25用来减小致动器可动质量12的行程。该种设置导致一种致动器，其中，可动质量12以较小幅值摆动，至少在给定的激励频率范围内，使得振动可被减小。该实例中的弹簧13由弯曲的可弹性变形的片簧构成。

在本发明另一实施例中，如图4所示，泵包括呈气动或液压的行程致动器30的适配装置。在此实例中，可动质量12是环形的，并在来自固定线圈15的电磁驱动下，前后地滑动。行程致动器30包括隔膜A和隔膜B，它们形成密封的腔室32，合适的话，可用气体或液体填充该腔室。隔膜A联接到可动质量12，而隔膜B通过臂34联接到隔膜支承件3。

隔膜A具有压紧的边缘A1并具有形成活塞的刚性底A2，活塞联接到可动质量12，并通过波纹管A3连接到边缘A1。隔膜B具有固定的边缘B1，固定到联接到臂34的中心套筒B3，中心套筒B3通过波纹管B2连接到边缘B1。

隔膜A的面积大于隔膜B的面积。因此，当可动质量12移过给定行程，它赋予隔膜B的套筒B3以移动，该移动大于可动质量12的行程。其结果，可动质量12移过在比隔膜支承件3短的距离。

本发明不局限于以上的描述，相反却涵盖了落入由权利要求书定义的范围内的任何变型。特别是，尽管本文显示的发明应用于盘形的波形隔膜泵，但显然本发明适用于是环形的或直线形的波形隔膜泵。

本发明适用于任何类型的致动器，尤其是，适用于直线的或转动的致动器，或实施角度运动的致动器，。

Claims (7)

1.一种具有波形隔膜(2)的泵，所述波形隔膜在支承件(3)上安装成在来自至少一个电磁致动器的驱动下在两个端板(1)之间波动，以便在所述泵的入口与所述泵的出口之间传递流体，其特征在于，所述泵包括适配装置(6；20；30)，所述适配装置将所述隔膜支承件连接到所述致动器的可动部分(12)，以缩短所述致动器的可动质量的行程，使得所述可动质量的行程短于所述隔膜支承件(3)的行程。

2.如权利要求1所述的波形隔膜泵，其特征在于，所述适配装置包括杠杆(6)，所述杠杆(6)首先铰接到所述隔膜支承件，并其次铰接到固定点，所述致动器的所述可动部分联接到所述杠杆的一点上。

3.如权利要求2所述的波形隔膜泵，其特征在于，具有两个杠杆(6)，所述两个杠杆(6)形成在金属板片(20)的一部分内，所述金属板片(20)切割并成形为呈中心桥(21)，所述中心桥(21)形成使所述致动器的所述可动部分悬置的弹簧，所述两个杠杆从所述中心桥延伸出来。

4.如权利要求3所述的波形隔膜泵，其特征在于，所述弹簧具有一定的刚度，所述刚度与所述可动质量关联地设定成，由所述可动质量和所述弹簧形成的组件具有接近于所述泵的运行频率的共振频率。

5.如权利要求2所述的波形隔膜泵，其特征在于，具有两个杠杆(6、6)，所述两个杠杆(6、6)形成用于所述致动器的所述可动质量(45)的支承件。

6.如权利要求1所述的波形隔膜泵，其特征在于，所述适配装置包括介于所述隔膜支承件与所述致动器的所述可动部分(12)之间的悬置件(25)。

7.如权利要求1所述的波形隔膜泵，其特征在于，所述适配装置包括气动或液压的行程适配器(30)，所述形成适配器(30)用于将连接到所述隔膜支承件的臂(34)联接到所述致动器的所述可动部分，使得所述致动器的所述可动部分具有的行程比所述臂的行程短。

Images