CN102635537A

CN102635537A - 一种隔膜泵的驱动装置及方法

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Publication number: CN102635537A
Application number: CN2012101385290A
Authority: CN
Inventors: 项炳荣
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2012-05-04
Filing date: 2012-05-04
Publication date: 2012-08-15

Abstract

本发明的隔膜泵的驱动方法，是用电磁铁的方法，直接将电能转换成来回往复的直线运动。用本发明的隔膜泵的驱动方法制造的隔膜泵，可以通过改变线圈的通电频率f，来改变隔膜泵的输出流量，其输出流量可以从零无级调到最大设定值。用本发明的隔膜泵的驱动方法制造的隔膜泵，缩小了的隔膜泵的体积和重量，降低制造成本。

Description

一种隔膜泵的驱动装置及方法

技术领域

本发明涉及到一种隔膜泵，更具体的，涉及关于隔膜泵的一种驱动装置及方法。

背景技术

现在，隔膜泵的驱动方式有：气动式，液压式，电动式。用气动方式作用于隔膜泵的隔膜，需要另外有一个有一定压力的气源。液压式，需要有个一定压力的液压源。电动式则要用电动机来驱动隔膜泵的隔膜。综合以上的几种方法，有个共同特点：有个旋转的动力，如电动机，通过复杂的过程，将旋转方式的能量变成气压或液压方式的能量，再转变为驱动隔膜泵的隔膜来回往复的直线运动；电动式也一样，电动机经过齿轮减速后，经曲轴连杆机构转变为来回往复的直线运动，来驱动隔膜泵的隔膜。

发明内容

针对现有技术中的上述问题，本发明要披露的隔膜泵的驱动方法，是直接用来回往复直线运动的电磁铁驱动隔膜泵的隔膜。

实现上述目的，本发明的技术方案如下：

一种隔膜泵的驱动装置，包括：隔膜泵泵腔体和连接于泵腔体内的隔膜，所述的隔膜泵有一组线圈，所述的隔膜泵有一个活塞，所述的隔膜泵的活塞通过连杆连接隔膜，所述的隔膜泵有一个操作的控制器，其特征在于，所述的隔膜泵的活塞和隔膜之间用连杆连接，传递活塞动能外，还可以用液压油来替代连杆传递活塞作用于隔膜的动能。

所述的隔膜泵的活塞是由软铁或带有磁性的磁钢组成。

所述的隔膜泵的一组线圈是有一个或几个独立绕组组成。

所述的隔膜泵在活塞腔壁上，埋有若干霍尔元件，或若干电容位置检测元件，或若干磁感应式传感器。

一种隔膜泵的驱动方法，通过直接用电磁铁的方法来驱动活塞，活塞通过连杆连接于隔膜泵泵腔体内的隔膜，所述的隔膜泵有一组驱动活塞的线圈，其特征在于，由控制器控制线圈依次有序通电，驱动活塞左右运动，活塞左右运动带动隔膜的左右运动。

所述的隔膜泵的位置检测元件检测活塞的运行方向和位置。

所述的隔膜泵的活塞左右来回运动的频率f是可变的，其隔膜泵的输出流量可以从零无级调到最大设定值。

所述的隔膜泵的活塞因故卡住，在n个t1时间内保护性关机，并报警。

本发明的隔膜泵的驱动方法，是用电磁铁的方法，直接将电能转换成来回往复的直线运动。

用本发明的隔膜泵的驱动方法制造的隔膜泵，可以通过改变线圈的通电频率f，来改变隔膜泵的输出流量，其输出流量可以从零无级调到最大设定值。

用本发明的隔膜泵的驱动方法制造的隔膜泵，缩小了的隔膜泵的体积和重量，降低制造成本。

附图说明

图1是本发明隔膜泵的驱动装置和方法的一个实施例的示意图。

图2是图1示意图的一个局部图，在隔膜泵在活塞腔壁上，埋有若干霍尔元件。

图3是隔膜泵控制器的流程方框图。

图4是控制器输出的波形时序和活塞运行方向图。

图5是本发明隔膜泵的驱动装置和方法的只有一个泵腔体的隔膜泵实施例的示意图。

图6是用液压油来替代连杆传递活塞动能的示意图。

具体实施方式

参考附图，图1示出了本发明隔膜泵的驱动装置和方法的一个实施例的示意图。图中，活塞02的右边通过连杆03连接隔膜06，隔膜06与泵腔体22相连；活塞02的左边通过连杆11连接隔膜14，隔膜14与泵腔体21相连。泵腔体21和泵腔体22分别通过单向阀13和单向阀04与隔膜泵的出液口01相通；泵腔体21和泵腔体22分别通过单向阀12和单向阀05与隔膜泵的进液口10相通。线圈绕组09、08和07依次排列在活塞运动腔体23壁的外侧。在活塞运动腔体23与线圈绕组之间依次埋有霍尔检测元件15、16、17、18、19和20。也可以用电容位置检测元件来取代霍尔检测元件，或磁感应式传感器，或其他相同功能的检测元件，或多种检测元件并用。在线圈绕组中埋有温度传感器23、24和25。

在图1中，当活塞02向左运动，通过连杆11和连杆03，带动隔膜14和隔膜06向左运动。在左边，泵腔体21由于隔膜14的向左运动，挤压泵腔体21的空间，使泵腔体21的容积变小，泵腔体21内的液体由于隔膜挤压的压力将单向阀12关闭，单向阀13打开，泵腔体21内的液体经单向阀13流向出液口01；在右边，隔膜06向左运动，泵腔体22容积变大，泵腔体22产生负压，此时，单向阀04关闭，单向阀05打开，液体由大气压力经进液口10和打开的单向阀05，进入泵腔体22。当活塞向右运动时，与上述的过程相反，单向阀05关闭，单向阀04打开，泵腔体22的液体经打开的单向阀04流向出液口01；同时，单向阀13关闭，单向阀12打开，液体经进液口10通过打开的单向阀12，流入泵腔体21。活塞来回往复，不断重复上述过程。

图2是图1A的部位的图。示意霍尔元件的位置。

图3是隔膜泵的控制流程方框图。控制器32将方波发生器31送来的方波整形后，由信号采集器36送来活塞运动轨迹同步信号触发，分送功力输出33、34、和35，进行电压和电流的功率输出。功率输出33、34、和35的功率，送至图1中的线圈绕组09、08和07以驱动活塞的运动。

信号采集器36的输入端15、16、17、18、19和20分别对应图1中的霍尔检测元件传感器，由信号采集器36对其采集的信号进行分组组合和相互组合并处理，得出活塞的运动轨迹和位置，处理结果送至控制器32。

在图3中，显示屏37显示由控制器32送出的活塞工作频率，或显示隔膜泵的输出流量。频率由方波发生器31可调，频率调到0，即活塞停止运动；隔膜泵停止工作。频率由0无极调到最大设定值，隔膜泵的输出流量也相应由0到最大值。

图4示出了图3控制流程方框图输出至线圈各绕组的波形。在图中，用波形说明了隔膜泵的驱动方法。

在图中，横坐标是时间t，纵坐标是输出电压v。坐标L1显示的是图3功率输出33，对应图1的线圈绕组09的波形；L2显示的是图3功率输出34，对应图1的线圈绕组08的波形；L3显示的是图3功率输出35，对应图1的线圈绕组07的波形。在图中，设定活塞在停止状态时的位置在图1所示的中间，线圈09、08和07依次得到L1、L2和L3的波形电压。坐标S是表示当前时间段活塞的运动方向。坐标T是表示图3信号采集器36的活塞运动轨迹的同步触发信号，由此同步触发信号，经控制器32处理后，触发得到L1、L2和L3的波形。

在t0-t13时间段L1正向输出，线圈09得电，有强磁场的磁钢组成的，左右水平方向为南北极的活塞(以下简称活塞)由中间位置向左运动，见坐标S的活塞运动方向s11。在延时一个t0-t11时间后，活塞运行到中间位置偏左，在t11时，L2反向输出，线圈08反向得电，由线圈08的反向磁场推动加上线圈09的正向磁场的吸引，与活塞本身的磁场作用，活塞继续向左运行。活塞运行到t12时间，即活塞到达向左的预定极限位置前，由信号采集器36发出触发信号t12，得到t12信号后，控制器32至功率输出33和34输出波形的L1和L2在延时t12-t13时间后，正相和反相减小至0，活塞在t13时到达向左的预定极限位置。

当活塞到达向左的预定极限位置，由信号采集器36发出信号t13，控制器32进入t13-t16时段。在t13，L2波形由反向过0后转为正向，线圈08得电，活塞由向左的极限位置返回，向右运行，见s12。同样，在延时一个t13-t14时间后，活塞离开了左的极限位置，在t14时L1反向输出，线圈09反向得电，线圈09的反向磁场推动和线圈08正向磁场的吸引活塞继续向右运行。

活塞继续向右运行，由左向右运行到接近中间位置时，由信号采集器36发出信号t15，L1反向波形截止为0；同时L3正向触发输出。此时，活塞在线圈08和线圈07的双重磁场吸引下，越过中间位置，向右运行。在活塞运行到线圈08和线圈07之间，即t16时间，L2由正向过0变反向，线圈08的反向磁场推动加上线圈07的正向磁场的吸引活塞继续向右运行，见s13。

活塞到达向右的预定极限位置前，由信号采集器36发出信号t17，L3和L2在延时t17-t18时间后，正相和反相减小至0，活塞在t18时到达向右的预定极限位置。

当活塞到达向右的极限位置，在t18时，L2由反向过0转为正向，线圈08得正向电势，活塞由向右的极限位置返回，向左运行。进入t18-t21时段，见s14。活塞离开向右的极限位置，在t19时，L3反向输出，线圈07反向得电，线圈07的反向磁场推动和线圈08的正向磁场的吸引活塞继续向左运行。活塞运行到线圈07和线圈08之间的t1时段，L3反向回到0关断。同时在t1时，L1正向输出，线圈09得电，在线圈08和线圈09的双重磁场吸引下，活塞越过中间位置，继续向左运行，见s21。在t21时，活塞运行到中间位置偏左，L2由正向变反向，线圈08的反向磁场推动加上线圈09的正向磁场的吸引活塞继续向左运行。至此，和前所述的t0-t1时段相同。从图4可以看出，t0→t1是一个完整的周期，活塞由中间运行到左，再由左越过中间运行到右，再由右回到中间，向左运行。t0→t1＝t1→t2周而复始。t0→t1用了t1的时间，改变t1的时长，也就改变了频率f。

从t0到t13，中间要经过t12，只有活塞到达接近向左的预定位置后，信号采集器36才有t12的触发信号；同理，t17也一样，只有活塞到达接近向右的预定位置后，信号采集器36才有t17的触发信号。活塞运行时，受到大于设定的阻力，或者活塞卡住，活塞运行时间延长，到不了t12和t17的位置，就没有t12和t17的触发信号，则整个t0-t12或t15-t17的时间在等待中延长。活塞到达预定的位置，才有t12和t17的触发信号。无论是t0-t12还是t15-t17时间的延长，就是整个t1的时间延长。当t1时间延长为n个设定的t1时间，则保护性关机，并报警。n可以设定大于等于4个t1的时间，n的最大取值以线圈绕组连续通电，能承受的安全发热温度的时限为限。线圈绕组的温度由埋在线圈绕组的温度传感器来监测。

图5是图1的一个变形的实用例。图1是左右对称的，有二个隔膜腔，活塞左右运行，一个隔膜腔吸液，一个隔膜腔排液，相互推挽运行；图5只有图1的右半部分，只有一个隔膜腔，用在需要的场合。图5的图中标号和图1一样。

图6和图1的不同是：图6没有图1中的连杆，用液压油61取代了连杆，用液压油传递活塞左右运行的动能。

显然，根据以上所述，本发明的许多修正和变型是可能的。例如，在图4中的反向推动电压可以不加；例如，改变图中的波形形状和改变波形交叉的时序；例如，变3个线圈绕组为n个线圈绕组，只要能使活塞左右运行。因此，应当理解，在所附权利要求的范围内，本发明可通过不同于上述具体描述的其他方式实施。

Claims

1.一种隔膜泵的驱动装置，包括：隔膜泵泵腔体和连接于泵腔体内的隔膜，所述的隔膜泵有一组线圈，所述的隔膜泵有一个活塞，所述的隔膜泵的活塞通过连杆连接隔膜，所述的隔膜泵有一个操作的控制器，其特征在于，所述的隔膜泵的活塞和隔膜之间用连杆连接，传递活塞动能外，还可以用液压油来替代连杆传递活塞作用于隔膜的动能。

2.如权利要求1所述的一种隔膜泵的驱动装置，所述的隔膜泵的活塞是由软铁或带有磁性的磁钢组成。

3.如权利要求1所述的一种隔膜泵的驱动装置，所述的隔膜泵的一组线圈是有一个或几个独立绕组组成。

4.如权利要求1所述的一种隔膜泵的驱动装置，所述的隔膜泵在活塞腔壁上，埋有若干霍尔元件，或若干电容位置检测元件，或若干磁感应式传感器。

5.一种隔膜泵的驱动方法，通过直接用电磁铁的方法来驱动活塞，活塞通过连杆连接于隔膜泵泵腔体内的隔膜，所述的隔膜泵有一组驱动活塞的线圈，其特征在于，由控制器控制线圈依次有序通电，驱动活塞左右运动，活塞左右运动带动隔膜的左右运动。

6.如权利要求5所述的一种隔膜泵的驱动方法，所述的隔膜泵的位置检测元件检测活塞的运行方向和位置。

7.如权利要求5所述的一种隔膜泵的驱动方法，所述的隔膜泵的活塞左右来回运动的频率f是可变的，其隔膜泵的输出流量可以从零无级调到最大设定值。

8.如权利要求5所述的一种隔膜泵的驱动方法，所述的隔膜泵的活塞因故卡住，在n个t1时间内保护性关机，并报警。