CN102224342B - 用于家电设备的压电泵 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于家电设备的压电泵(101，200)，其包括活动壁(4，204)，该活动壁(4，204)被插入在第一壳体元件(1，201)和第二壳体元件(2，202)之间，第一壳体元件(1，201)与活动壁(4，204)一起限定泵送室(5，205)，第二壳体元件(2，202)对活动壁(4，204)的外围施加压力，以便将该活动壁(4，204)保持就位，所述活动壁(4，204)具有与压电致动器(41，241)接触的外面，压电致动器(41，241)设置用于使所述活动壁(4，204)移动，以便在所述压电致动器(41，241)的作用下引起泵送室(5，205)的体积的周期性变化，其特征在于，所述第一壳体元件(1，201)和所述第二壳体元件(2，202)借助弹性夹(9，209)被彼此保持在应力状态下，所述弹性夹(9，209)施加一倾向于将所述第一壳体元件(1，201)压紧到所述第二壳体元件(2，202)上的压力。

Description

用于家电设备的压电泵
本发明涉及用于家电设备的压电泵，并更具体地涉及这样的压电泵：该压电泵包括活动壁，该活动壁被插入在第一壳体元件和第二壳体元件之间，第一壳体元件与活动壁一起限定泵送室，第二壳体元件贴紧活动壁的外围以便将该活动壁保持就位。
专利申请JP62142597公开了一种熨斗，该熨斗包括压电泵，该压电泵向蒸发室提供来自储水器的水。该文献描述了这样的压电泵，该压电泵包括活动壁，该活动壁被插入在第一元件和第二元件之间，第一元件与活动壁一起限定泵送室，第二元件贴紧活动壁的外围以便将该活动壁保持就位。
通常，第一壳体元件和第二壳体元件通过粘贴、螺钉连接或者超声波焊接被彼此固定。然而，这样的组装装置具有的缺点是总是有可能出现压电泵各元件的某种松弛，尤其是在温度变化的作用下。当压电泵各元件是使用塑料制成时，该现象加重。
然而，压电泵的性能与泵送室的尺寸密切相关。因此，不同壳体部的组装装置的松弛现象会导致压电泵性能出现大幅下降。还由于这些相同原因而难以大批量生产具有一致性能的压电泵。
因此，本发明的目的是克服上述这些缺点，提供一种压电泵，在该压电泵中，压电泵的各元件组装允许获得总是具有稳定性能的泵送室。
为此，本发明的目的是提供一种用于家电设备的压电泵，压电泵包括活动壁，活动壁被插入在第一壳体元件和第二壳体元件之间，第一壳体元件与活动壁一起限定泵送室，第二壳体元件对活动壁的外围施加压力以便将该活动壁保持就位，活动壁具有与压电致动器接触的外面，压电致动器被设置用于使活动壁移动，以便在压电致动器的作用下引起泵送室的体积的周期性变化，压电泵的特征在于，第一壳体元件和第二壳体元件借助弹性夹被彼此保持在应力状态下，弹性夹施加一倾向于将第一壳体元件压紧到第二壳体元件上的压力。
根据本发明的另一特征，在活动壁和第一壳体元件之间插设有密封垫片。
根据本发明的又一特征，第二壳体元件包括突出部，突出部与密封垫片相对地贴紧活动壁，活动壁的外围被夹在密封垫片和突出部之间。
根据本发明的又一特征，活动壁包括覆盖有至少一个电绝缘黏合膜的下面，电绝缘黏合膜径向延伸超过活动壁并具有粘贴在第二壳体元件上的外围边缘。
根据本发明的另一特征，弹性夹在面对泵送室的区域内包括对第二壳体元件施加压力的部分。
根据本发明的另一特征，弹性夹包括至少一个配备有握持舌状部的端部。
根据本发明的另一特征，弹性夹由具有弹簧作用的金属带构成。
根据本发明的另一特征，第一和第二壳体元件包括互补形状，在借助弹性夹对压电泵进行组装时，该互补形状确保第一和第二壳体元件相对定位。
根据本发明的另一特征，压电泵具有第三元件，第三元件与第二元件相对地覆盖第一元件，第三元件包括分别与泵送室的入口和出口连通的输入管和输出管。
根据本发明的另一特征，第一和第三元件包括互补形状，在借助弹性夹对压电泵进行组装时，该互补形状确保第一和第三元件相对定位。
根据本发明的另一特征，弹性夹抵靠在第二和第三元件上。
本发明还涉及一种熨斗，该熨斗具有雾化管的或者蒸发室的供水装置，熨斗的特征在于，供水装置具有上述的压电泵。
参照附图，根据以下给出的以非限定性实施例表示的本发明的实施例的说明，将更好地了解本发明的目的、特征和优点，在附图中：
图1是配备有根据本发明的第一实施方式的压电泵的熨斗的示意性剖面图；
图2是图1的设备的压电泵的剖面图；
图3和图4是图2的压电泵的分解立体图，分别是俯视图和仰视图；
图5是组装好的图2的压电泵的立体图；
图6是根据本发明的第二实施方式的压电泵的剖面图；
图7是图6的压电泵的分解立体图；
图8和图9是组装好的图6的压电泵的立体图。
仅示出为理解本发明所需要的部件。为了便于阅读附图，相同部件在各图中附有相同标号。
图1示意性示出熨斗100，该熨斗100具有加热底板104，该加热底板104包括蒸发室103，该蒸发室103由与容器102连接的压电泵101供水。
在图2至图4中单独示出的压电泵101具有由支架1构成的第一壳体元件，该支架1采用玻璃纤维加强塑料制成，例如由填充有30％玻璃纤维的聚芳基酰胺(polyarylamide)制成。支架1具有圆形中央区1A，该圆形中央区1A与相对设置的活动壁4一起限定泵送室5，该活动壁优选地由黄铜膜片4构成，该膜片4具有朝向泵送室5的外部的外面，在该外面上固定有陶瓷制的压电致动器41。
支架1被夹在第二和第三壳体元件之间，该第二和第三壳体元件采用与用于支架1的材料相同的材料制成，该第二和第三壳体元件分别由盖2和基座3构成，盖2具有用于压电致动器41的供电的端子23、24，基座3允许流体在泵送室5内的循环。
端子23和24分别与跟膜片4接触的弹簧23A和跟压电致动器41接触的弹簧24A接触，并由交流电压供电，该交流电压引起压电致动器41朝泵送室5的体积的增大方向然后是减小方向的周期性变形。
优选地，压电致动器41的供电电压借助未图示的供电电路由家用电网直接提供，该供电电路不配备绝缘变压器。压电泵的这种供电电路例如在专利申请FR0801706中作了描述。
为了确保在承受电网电压的膜片4与存在于泵送室5内的水之间的电绝缘，根据在专利申请FR0803520中描述的解决方案，膜片4的下面覆盖有绝缘膜4A，该绝缘膜4A由借助黏合剂叠加保持的三层聚酯材料构成。
在图2和图3中可以更好地看出，压电泵101的基座3具有分别通向穿过支架1的入口11和出口12的输入管31和输出管32。
入口11和出口12之间优选地通过深度约1mm的沟槽13连接，该沟槽13在支架1的上面延伸并限定泵送室5内的死体积。
泵送室5由环形的密封垫片6侧向界定，该密封垫片6设置在形成于支架1的上面上的圆形凹槽14内，膜片4放置在密封垫片6上并具有一直径适合于正好接合在引导肋15A之间的圆形形状，这些引导肋15A由在支架1的上面上突出的定心套筒15承载。例如，密封垫片6是四瓣式垫片，具有约22mm的内径和约2mm的高度。
将膜片4紧靠密封垫片6保持是借助盖2来实现的，该盖2包括配备有圆形肋21的下面，该圆形肋21的直径相当于密封垫片6的直径，以使圆形肋21的下端部与密封垫片6相对地贴紧膜片4的外面。为了方便膜片4在压电致动器41的作用下进行变形，圆形肋21的下端部优选地具有一种圆形收敛形状。
根据图2和图4，盖2通过壁20径向延长超过肋21，当膜片4压紧密封垫片6时，壁20抵靠定心套筒15的上端部，定心套筒15和圆形肋21是这样来定义尺寸的，即，当盖2的壁20抵靠定心套筒15时，膜片4位于极接近支架1的上面之处，例如距离约为0.1mm。
盖2还配备有朝支架1的方向轴向延伸的圆形外围裙部22，该圆形外围裙部22的下端部压紧环形密封垫片7，该密封垫片7抵靠支架1的肩部16放置。该环形密封垫片7具有的优点是实现第二密封屏障，确保当在密封垫片6处发生泄漏时将液体封闭在压电泵101的壳体内。
根据图3和图4，盖2相对于支架1的定位是借助三个定位销15B来实现的，该三个定位销15B在支架1的定心套筒15的上端部突出，该三个定位销15B接合在盖2的下面的匹配腔20A内，这些定位销15B中的一个具有更大宽度，以便允许盖2根据单一定向接合在支架1上。
基座3在支架1上的定位自身是借助凸台30来实现的，这些凸台30由基座3的上面承载并接合在存在于支架1的下面上的匹配腔10内，这些凸台30中的一个具有更大尺寸，以便准许根据单一定向将基座3接合在支架1上。
泵送室5的入口11和出口12配备有在硅膜8内实现的阀81、82，该膜8被插设在支架1和基座3之间，该膜8具有凹口80，这些凹口80围绕凸台30接合，以便确保膜8在基座3上的正确定位。
阀81由面对入口11的马蹄铁形式的切口构成，当泵送室内的水由膜片4压缩时，阀81关闭，当压电致动器41朝泵送室5的体积增大方向变形时，阀81开启。
阀82也由面对出口12的马蹄铁形式的切口构成，当水在泵送室5内被压缩时，阀82开启，当压电致动器41朝泵送室5的体积增大方向变形时，阀82关闭。
更具体地，根据本发明并根据图5，支架1、盖2和基座3借助弹性夹9被彼此保持在应力状态下，弹性夹9优选地由宽度约8mm的具有弹簧作用的金属带构成。
弹性夹9具有一般的“U”形形状，其朝内弯曲的端部形成钩91，这些钩91钩挂在基座3之下，弹性夹9具有中央部90，该中央部90通过在抵靠膜片4的外围的圆形肋21的轴线上产生力，对盖2的整个中央区2A施加压力。
优选地，盖2和基座3在其外围具有引导肋25、35，这些引导肋25、35限定由弹性夹9接合所用的轨道，以确保弹性夹9的良好定位。
根据图2，盖的中央区2A具有加强刚度，以使由弹性夹9施加的压力不引起盖2的挠曲而通过圆形肋21被全部传递到膜片4的外围。为此，盖2在由圆形肋21限定的中央区2A内具有凹形下面，盖2在其中央具有约1.4mm的厚度并在圆形肋21的附近具有约2mm的厚度。
优选地，弹性夹9的钩91中的一个通过朝外弯曲的握持舌状部91A延长，这允许抓住弹性夹9并使该弹性夹9变形，以便于将弹性夹9围绕盖2和在基座3上进行就位或取出。
这样实现的压电泵101具有的优点是具有支撑压电致动器41的挠性膜片4，该膜片4的外围总是承受大致恒定的压力，弹性夹9总是使盖2保持在抵靠支架1和密封垫片6的压力下。而且，由弹性夹9施加的压力具有的优点是被均衡地分配在膜片4的整个外围上，这允许获得压电泵101的最佳性能。
由于这种特别的组装，可获得一种总是具有稳定性能的、实现起来经济的压电泵。最后，配备有这种固定夹的压电泵还具有的优点是可以迅速地组装或拆卸，特别是用于其维护。
图6至图9示出根据本发明的第二具体实施方式的压电泵200，其中，压电泵的电绝缘、尤其是液压部相对于承受电势的部分的绝缘得到改善。
根据图6，压电泵200具有填充有玻璃纤维的塑料制成的支架201，该支架201具有圆形中央区，该圆形中央区与面对面镶嵌的黄铜制的圆形膜片204一起限定泵送室205。
支架201被夹在盖202和基座203之间，盖202具有用于对固定在膜片204上的压电致动器241进行供电的端子223、224，基座203允许流体在泵送室205内循环。
供电端子223和224与膜片204和压电致动器241电连接，并由交流电压供电，该交流电压引起压电致动器241和挠性膜片204朝泵送室205的体积的增大方向然后是减小方向的周期性变形。
为了确保在承受电压的压电泵200各部和包含在泵送室205内的液体之间的电绝缘，膜片204的下面覆盖有绝缘膜204A，该绝缘膜204A由借助黏合剂叠加保持的三层聚酯材料构成，如在专利申请FR0803520中更确切地所述。该绝缘膜204A具有圆盘形状，并具有大于膜片204的直径的直径，以使绝缘膜204A具有径向超出膜片204约5mm的外围部。
压电泵201的液压支路是借助由基座203承载的输入管231和输出管232来实现的，该输入管231和输出管232分别通向穿过支架201的入口211和出口212。
根据图6，泵送室205由环形密封垫片206侧向界定，该密封垫片206与针对第一实施方式所述的密封垫片6相似。密封垫片206设置在形成于支架201的上面上的圆形凹槽214内且在泵送室205的边缘，并且膜片204的外围放置在密封垫片206上，该膜片204具有稍大于密封垫片206的直径的直径。
将膜片204抵靠密封垫片206保持是借助盖202来实现的，该盖202包括配备有突出的圆形肋221的下面，该圆形肋221具有圆形收敛的下端部，其直径相当于密封垫片206的直径，以使圆形肋221的下端部与密封垫片206相对地贴紧膜片204的外面。
盖202通过壁220径向延长超过肋221，该壁220连续地具有第二肋226和外围裙部222，该外围裙部222朝支架201的方向同轴延伸。第二肋226和外围裙部222各自具有环形下端部，在该环形下端部上粘贴绝缘膜204A的外围边缘，使得在垫片206处发生泄漏的情况下水不会与膜片204的上部接触。
根据图7和图8，支架201具有三个彼此以120°设置的、朝外径向突出的定心爪215，这些定心爪215具有弯曲端部，在这些弯曲端部之间接合有盖202的外围，以便确保盖202在支架201上的定心。这些定心爪215中的一个优选地具有更大宽度并接合在形成于盖202的外围的沟槽222A内，以便允许盖202根据单一定向接合在支架201上。
从图7可以看出，基座203在支架201上的角度定位优选地通过将定心爪215插入到存在于基座203的外围边缘上的匹配凹槽234内来实现。
硅膜208被插设在支架201和基座203之间，膜208在基座203上的定位是借助形成在膜208的外围的凹口280来确保的，这些凹口围绕凸台230接合。
膜208具有圆弧形的切口282，该切口282形成面对出口212的阀，当水在泵送室5内被压缩时，阀开启，当压电致动器241朝泵送室205的体积增大方向变形时，阀关闭。膜208还具有面对支架201的入口211的圆弧形的切口281，该切口281形成阀，当泵送室内的水由膜片204压缩时，阀关闭，当压电致动器241朝泵送室205的体积增大方向变形时，阀开启。
优选地，圆弧形的切口281和282成角度延伸不到180°并朝向同一方向以使一个大的材料带在切口281、282之间延伸。这种特征允许通过当在支架201和基座203之间压紧膜时尤其通过减少阀的变形危险，来获得膜在切口281、282边缘的良好稳定性。
与本发明的第一实施方式相似，支架201、盖202和基座203借助弹性夹209被彼此保持在应力状态下，弹性夹209具有一具有弹簧作用的金属带的形式，该金属带接合在分别形成于盖202和基座203的外围的引导肋225、235之间。
弹性夹209具有一般的“U”形形状，其朝内弯曲的端部形成钩291，这些钩291钩挂在基座203之下，弹性夹209具有中央部290，该中央部290对盖202的整个中央区202A施加轴向压力。
根据图6，盖的中央区202A具有加强刚度，以使由弹性夹209施加的压力不引起盖202的挠曲而通过圆形肋221被全部传递到膜片204的外围。
正如第一实施方式所示的压电泵那样，这样实现的压电泵201具有的优点是具有膜片204，该膜片204的外围总是承受大致恒定的压力，弹性夹209总是使盖202保持在抵靠支架201的压力下。而且，根据本实施方式的压电泵具有的优点是具有符合德国现行标准VDE的电绝缘。
当然，本发明绝非限于描述的和以示例的形式示出的实施方式。然而在不超出本发明保护范围的情况下，一些变型是可能的，特别是通过各种元件的构成或者技术的等价替换。
因此在本发明的一个实施变型例中，弹性夹可以通过具有例如四个彼此以90°分布的分支来具有一种不同形式。
因此在本发明的一个实施变型例中，压电泵的电绝缘可以借助绝缘变压器来实现。

Claims (11)

1.一种装备用于家电设备的压电泵(101，200)，所述压电泵(101，200)包括活动壁(4，204)，所述活动壁(4，204)被插入在第一壳体元件(1，201)和第二壳体元件(2，202)之间，所述第一壳体元件(1，201)与所述活动壁(4，204)一起定出泵送室(5，205)，所述第二壳体元件(2，202)对所述活动壁(4，204)的外围施加压力以便将所述活动壁(4，204)保持就位，所述活动壁(4，204)具有与压电致动器(41，241)接触的外面，所述压电致动器(41，241)被设置用于使所述活动壁(4，204)移动，以便在所述压电致动器(41，241)的作用下引起所述泵送室(5，205)的体积的周期性变化，其特征在于，所述第一壳体元件(1，201)和所述第二壳体元件(2，202)借助弹性夹(9，209)被彼此保持在应力状态下，所述弹性夹(9，209)施加一倾向于将所述第一壳体元件(1，201)压到所述第二壳体元件(2，202)上的压力，并且所述压电泵(101，200)包括第三元件(3，203)，所述第三元件(3，203)与所述第二壳体元件(2，202)相对地覆盖所述第一壳体元件(1，201)，所述第三元件(3，203)包括分别与所述泵送室(5，205)的入口(11，211)和出口(12，212)连通的输入管(31，231)和输出管(32，232)。
2.根据权利要求1所述的压电泵(101，200)，其特征在于，在所述活动壁(4，204)和所述第一壳体元件(1，201)之间插设有密封垫片(6，206)。
3.根据权利要求2所述的压电泵(101，200)，其特征在于，所述第二壳体元件(2，202)包括突出部(21，221)，所述突出部(21，221)与所述密封垫片(6，206)相对地贴紧所述活动壁(4，204)，所述活动壁(4，204)的外围被夹在所述密封垫片(6，206)和所述突出部(21，221)之间。
4.根据权利要求3所述的压电泵(101，200)，其特征在于，所述活动壁(4，204)包括覆盖有至少一个电绝缘黏合膜的下面，所述电绝缘黏合膜径向延伸超过所述活动壁(4，204)并具有粘贴在所述第二壳体元件(2，202)上的外围边缘。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的压电泵(101，200)，其特征在于，所述弹性夹(9，209)在面对所述泵送室(5，205)的区域内包括对所述第二壳体元件(2，202)施加压力的部分(90，290)。
6.根据权利要求1至4中任一项所述的压电泵(101)，其特征在于，所述弹性夹(9，209)包括至少一个配备有握持舌状部(91A)的端部。
7.根据权利要求1至4中任一项所述的压电泵(101，200)，其特征在于，所述弹性夹(9，209)由具有弹簧作用的金属带构成。
8.根据权利要求1至4中任一项所述的压电泵(101，200)，其特征在于，所述第一和第二壳体元件(1，201，2，202)具有互补形状，在借助所述弹性夹(9，209)对所述压电泵(101，200)进行组装时，所述互补形状确保所述第一和第二壳体元件相对定位。
9.根据权利要求1所述的压电泵(101，200)，其特征在于，所述第一壳体元件和第三元件(1，201，3，203)具有互补形状，在借助所述弹性夹(9，209)对所述压电泵(101，200)进行组装时，所述互补形式确保所述第一壳体元件和第三元件相对定位。
10.根据权利要求9所述的压电泵(101，200)，其特征在于，所述弹性夹(9，209)抵靠在所述第二壳体元件和第三元件(2，202，3，203)上。
11.一种熨斗，包括向雾化管或者蒸发室(103)供水的供水装置，其特征在于，所述供水装置包括根据权利要求1至10中任一项所述的压电泵(101，200)。
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