CN103206358B - 容积式泵 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种容积式泵，其包括一个泵头，在泵头内设有至少一个泵室；包括配设给所述至少一个泵室的至少一个泵膜片，泵膜片将泵室与行程驱动装置分离；并包括一个具有沿纵向可动地被引导的磁衔铁的行程驱动装置，磁衔铁作用在泵膜片的远离泵室的扁平侧上且磁衔铁能借助线圈以电磁方式克服复位力位移到吸入行程内；其特征在于：线圈与磁轭元件配合作用；磁衔铁在导向套内可移动地被引导，导向套贯穿设在磁轭元件的彼此远离的侧面上的穿插孔；靠近泵室的穿插孔由导向套的通过传导套形成的区段贯穿，而远离泵室的穿插孔由导向套的通过定子形成的区段贯穿；由导磁材料制成的传导套和定子由导向套的通过由不导磁材料制成的绝缘套所形成的区段磁分离。

Description

容积式泵
技术领域
本发明涉及一种容积式泵、特别是行程衔铁-或螺线管-容积式泵，该容积式泵包括一个泵头，在该泵头内设有至少一个泵室；包括配设给所述至少一个泵室的至少一个泵膜片，该泵膜片将泵室与行程驱动装置分离；并且包括一个具有沿纵向方向可移动地被引导的磁衔铁的行程驱动装置，该磁衔铁作用在泵膜片的远离泵室的扁平侧上并且该磁衔铁能借助线圈以电磁方式克服复位力位移到吸入行程内。
背景技术
已知开头所述类型的构造为行程衔铁泵的容积式泵，这些容积式泵具有一个泵头，在该泵头中设有至少一个例如可以构造为截球形的泵室。所述至少一个泵室配设有至少一个泵膜片，该泵膜片将泵室与行程驱动装置分离。行程驱动装置具有沿纵向方向被引导的磁衔铁，该磁衔铁作用在膜片的远离泵室的扁平侧上并且该磁衔铁能借助电磁铁克服复位力位移到吸入行程内。
如果已知的行程衔铁泵在输送运行中工作，则压力弹簧具有实施压缩行程的任务。吸入行程借助通过电磁铁的线圈在磁回路中构建的力来实施。在此，决定性的是，通过电磁铁构建的磁回路尽可能优化地通过泵的导磁的构件被引导并传递到促成泵运动的磁衔铁上。
发明内容
因此，本发明的任务特别是在于，创造一种开头所述类型的容积式泵，该容积式泵的突出之处在于优化的磁回路和因此效率高的特殊的有效功率。
该任务的按照本发明的解决方案在开头所述类型的泵中特别是在于：按照本发明的容积式泵包括一个泵头，在该泵头内设有至少一个泵室；所述容积式泵包括配设给所述至少一个泵室的至少一个泵膜片，该泵膜片将泵室与行程驱动装置分离；并且所述容积式泵包括一个具有沿纵向方向可移动地被引导的磁衔铁的行程驱动装置，该磁衔铁作用在泵膜片的远离泵室的扁平侧上并且该磁衔铁能借助线圈以电磁方式克服复位力位移到吸入行程内；所述容积式泵的特征在于：线圈与磁轭元件配合作用；磁衔铁在导向套内可移动地被引导，该导向套贯穿设在磁轭元件的彼此远离的侧面上的穿插孔；靠近泵室的穿插孔由导向套的通过传导套形成的区段贯穿，而远离泵室的穿插孔由导向套的通过定子形成的区段贯穿；以及由导磁材料制成的传导套和定子由导向套的通过由不导磁材料制成的绝缘套所形成的区段磁分离。
在按照本发明的容积式泵中，电磁铁的线圈与导磁的磁轭元件配合作用。该磁轭元件在其彼此远离的侧面上具有彼此对准的、被一导向套贯穿的穿插孔，磁衔铁在该导向套中可移动地被引导。靠近泵室的穿插孔由导向套的通过传导套形成的区段贯穿，而在远离泵室的穿插孔内设有导向套的通过定子形成的区段。传导套和定子由导磁材料制成并且由导向套的通过绝缘套形成的区段彼此磁分离。
因为按照本发明的容积式泵的吸入行程借助通过线圈在磁回路内构建的力来实施，所以决定性的是，该磁回路尽可能优化地通过泵的导磁构件，即通过磁轭元件、传导套、定子和磁衔铁被引导。在此决定性的是，除了在定子与磁衔铁之间的工作气隙之外，在各个构件之间仅形成尽可能小的寄生气隙，因为这些寄生气隙非常强地妨碍磁通。在按照本发明的容积式泵中，借助基本上由传导套、绝缘套和定子组成的导向套减少这些气隙并优化磁回路，其中，同时也确保磁衔铁在导向套内的良好引导。磁通经由传导套从磁轭元件被传导向磁衔铁。只要线圈被通电，就经由磁轭元件、传导套、磁衔铁以及定子产生磁回路，该磁回路使与膜片连接的磁衔铁克服复位力朝向定子移动。如果线圈不再被通电，则磁衔铁以及与其连接的膜片借助复位力朝向泵室运动。
为了能够将基本上由传导套、绝缘套和定子组成的导向套联合成一个单元，符合目的的是，导向套的传导套、绝缘套和定子相互熔焊、粘接、压紧、钎焊或类似地连接。
为了能够在泵运动期间良好地引导磁衔铁，有利的是，磁衔铁在导向套的通过绝缘套形成的区段内被引导。
为了将磁通从磁轭元件传导向磁衔铁和同时阻止传导套与磁衔铁直接接触，有利的是，导向套的通过传导套形成的区段带有间隙地围绕磁衔铁。
按照本发明的一种特别简单并且同时有效的实施方式规定，至少一个压力弹簧用作作用到磁衔铁上的复位力。
在此有利的是，所述至少一个压力弹簧支撑在传导套上。压力弹簧利用其一个端部区域支撑在传导套上，而压力弹簧利用其远离传导套的端部区域这样作用在磁衔铁上，使得该磁衔铁在压缩行程期间朝向泵室运动。
有利的是，定子限制衔铁在导向套内的吸入行程。
按照本发明的一种特别有利的进一步扩展方案规定：所述至少一个泵膜片的行程位移是可调整的；以及所述泵具有泵壳体，导向套为此沿纵向方向可调整地设置在该泵壳体内。通过沿远离泵室的方向对导向套的调整运动，行程位移和利用该行程位移按照本发明的泵的输送功率在需要时能够被扩大。
为此，本发明的一种优选的实施形式规定，导向套至少在其外周的一个区段内带有外螺纹，该外螺纹与相对于泵壳体位置固定的内螺纹相啮合。通过在导向套上的螺旋运动，因此能够以所希望的程度扩大或缩小行程位移。
特别有利的是：传导套具有优选构造为横截面扩展部的、带有外螺纹的套头；以及内螺纹设在泵壳体上和优选设在泵壳体的中间板上。
为了这样实施磁衔铁在导向套内的滑动引导，使得该滑动引导允许以尽可能小的摩擦进行尽可能大量的行程运动，并且为了使磁回路的尽可能多的能量(电驱动能量)转化成能够用于泵功能的机械功(行程乘以行程力)，符合目的的是，导向套和特别是绝缘套在内周侧具有减少摩擦的滑动层，和/或磁衔铁在外周侧具有减少摩擦的滑动层。在此，按照本发明的一种优选的实施形式规定，该滑动层实施为聚合物层，特别是实施为聚四氟乙烯层或二硫化钼层。
按照本发明的容积式泵的磁轭元件可以构成为例如构造为U形的线圈轭铁。但也可能的是，按照本发明的容积式泵的磁轭元件构成为导磁套，该导磁套在其彼此远离的端面上具有用于导向套的穿插孔。
附图说明
按照本发明的进一步扩展方案结合附图的说明得出。下面借助优选的实施例还更详细地描述本发明。
图中以示意图：
图1以纵剖视图示出一个构造为螺线管容积式泵的容积式泵，该容积式泵具有一个构成为线圈轭铁的磁轭元件，在该磁轭元件上保持有一个导向套，在该导向套内一个磁衔铁可移动地被引导；
图2示出一个与图1相当构造的和同样以纵剖视图示出的容积式泵，其中，这里所示的容积式泵具有一个构成为导磁套的磁轭元件；以及
图3示出图1和2中所示的容积式泵实施方式的纵剖的导向套。
具体实施方式
在图1和2中以两种实施方式示出构造为螺线管容积式泵的容积式泵1。按照图1和2的、优选用作液体泵的容积式泵1具有一个泵壳体2，该泵壳体具有一个泵头3、一个驱动装置壳体4和一个设在驱动装置壳体4与泵头3之间的中间板5。在泵头3内设有至少一个可以例如如这里构造为截球形的泵室6。泵室6经由至少一个进口26与一个吸入通道27连接并且经由至少一个出口28与一个压力通道29连接。位于吸入通道27内的止回阀30允许输送介质朝向泵室6的吸入，而设在压力通道29内的止回阀31则阻止输送介质向泵室6返回的回流。
泵室6配设有一个由弹性材料制成的泵膜片7，该泵膜片夹紧在泵头3与中间板5之间并且将泵室6与行程驱动装置分离。泵膜片7这里构成为成型膜片，该成型膜片在其面向泵室6的中心区域内具有与泵室大致互补的外轮廓。
行程驱动装置具有一个沿纵向方向可移动地被引导的磁衔铁8。磁衔铁8在远离泵室6的扁平侧上作用在泵膜片7上。磁衔铁8能借助一个线圈9以电磁方式克服复位力位移到吸入行程内。线圈9为此与一个导磁的磁轭元件10配合作用。在此，利用磁轭元件10包围电磁铁的线圈9，该磁轭元件在其彼此远离的侧面11、12上具有彼此对准的穿插孔13、14。这些穿插孔13、14由一个导向套15贯穿，在该导向套中磁衔铁8可移动地被引导。为将该导向套15与磁轭元件10固定地连接，导向套15被捅穿过穿插孔13、14。在此，靠近泵室6的穿插孔13由导向套15的一个通过一个传导套16形成的区段贯穿，而远离泵室6的穿插孔14由导向套15的一个通过一个定子17形成的区段贯穿。由导磁材料和特别是由软磁材料制成的传导套16和定子17被导向套15的通过一个绝缘套18形成的区段彼此磁分离，该绝缘套18为此由不导磁的材料制成。导向套15的具有不同磁特性的组成部分，即传导套16、绝缘套18和定子17，在这里借助粘接或焊接方法、例如通过激光焊接同中心地连接。
绝缘套18不仅能将传导套16与定子17相互连接并且同时能阻止直接的磁搭铁(Rückschluss)，而且在绝缘套18内也可移动地引导实施泵运动的并传递该泵运动到泵膜片7上的膜片衔铁8。
传导套16与此相比具有相对于磁衔铁8的外周稍微更大的净内径，从而图3中还更详细地示出的导向套15的通过传导套16形成的区段带有间隙地围绕磁衔铁8。传导套16因此不是引导磁衔铁8，而是取而代之地具有如下任务，即，将磁通从磁轭元件10传导向磁衔铁8。在此，这样选择在传导套16与磁衔铁8之间的公差，使得在传导套16与磁衔铁8之间形成尽可能小的气隙，但也足够用来阻止传导套16与磁衔铁8的直接接触。如果传导套16同样由不导磁的材料制成，则传导套16的整个材料厚度将会如同气隙一样起作用并且磁回路的有效功率将会低很多并且磁回路的效率下降。
在这里所示的容积式泵1中，磁衔铁8的行程位移和因此还有容积式泵1的输送功率是可调整的。为此，导向套15沿纵向方向可调整地设置在泵壳体2内。导向套15至少在其外周的一个区段内带有外螺纹19，该外螺纹与相对于泵壳体2位置固定的内螺纹相啮合。在这里所示的泵实施方式中，传导套16具有一个在这里构造为横截面扩展部的、带有外螺纹19的套头20。与外螺纹19配合作用的内螺纹设在泵壳体2上和优选设在泵壳体2的中间板5上。通过设在导向套15上的外螺纹19能够沿轴向调整导向套15在泵壳体2内的位置。由此能够调整在磁衔铁8与定子17之间的距离。根据导向套15的位置在需要时可以改变能利用行程膜片7产生的行程容积。为此在从外部可达到的并且远离泵室6的端部上设有工具作用面，该工具作用面在这里构造为用于插入螺丝刀的缝隙25。
容积式泵1的吸入行程借助通过线圈9在磁回路中构建的力来实施。为了在线圈9通电期间尽可能优化地通过容积式泵1的导磁构件即通过磁轭元件10、传导套16、定子17和磁衔铁8引导磁回路，决定性的是，除了在定子16与磁衔铁8之间的保留的工作气隙21之外，在各个构件之间形成尽可能小的寄生气隙，因为这些寄生气隙非常强地妨碍磁通。在容积式泵1中，借助基本上由传导套16、绝缘套18和定子17组成的导向套15减少这些气隙并优化磁回路，其中，同时也确保磁衔铁8在导向套15内的良好引导。磁通经由传导套16从磁轭元件10被传导向磁衔铁8。只要线圈9被通电，就经由磁轭元件10、传导套16、磁衔铁8以及定子17产生磁回路，该磁回路使与泵膜片7连接的磁衔铁8克服复位弹簧22的复位力朝向定子17移动。如果线圈9不再被通电，则磁衔铁8以及与其连接的泵膜片7借助复位弹簧22朝向泵室2运动。
压力弹簧22支撑在传导套16上。传导套16为此在其面向泵室2的端面上具有一个凹处，在该凹处中设置有围绕磁衔铁8的压力弹簧22的其中一个端部区域。磁衔铁8在其面向泵室2的端部区域上具有一个环形法兰23，压力弹簧22的面向泵室2的端部区域贴靠或作用在该环形法兰上。在线圈9的无电流的状态中，压力弹簧22将磁衔铁8压入到中间板5的膜片室24内。只要线圈9被通电，就经由磁轭元件10、传导套16、磁衔铁8和定子17产生一个磁回路。在此，在磁衔铁8与定子17之间存在工作气隙21时构建如下的力，该力超过压力弹簧22的力并且利用该力因此能够将磁衔铁8拉到定子17上。利用随磁衔铁8共同运动的泵膜片7，最终例如可以将液体吸入到中间板5的膜片室24内，如果线圈9不再被通电，则液体然后接着借助压力弹簧22重新被排出。
容积式泵1的图1和2中所示实施方式的区别仅在于其导磁的磁轭元件10的构造形式。在此，图1中所示的容积式泵的磁轭元件10构成为线圈轭铁，该线圈轭铁构造为大致U形的并且在其用作彼此远离的侧面的轭铁端部11、12上具有彼此对准的穿插孔13、14。与此相比，图2中所示的容积式泵1的磁轭元件10构造为套管形的并且例如通过一个圆形或矩形的管区段32形成，在该管区段的彼此远离的端面上分别设有一个环形盘33、34，其中，这些环形盘33、34的环形孔形成彼此对准的穿插孔13、14。
为了达到磁衔铁8在导向套15内良好的滑动引导并且为了将尽可能多的电驱动能量转化成供泵功能使用的机械功，导向套15特别是在其绝缘套18的区域内在内周侧具有减少摩擦的滑动层，和/或磁衔铁8在外周侧具有减少摩擦的滑动层。在此优选一种实施方式，在该实施方式中滑动层构造为聚合物层，例如构造为聚四氟乙烯层或二硫化钼层。
附图标记列表
1 容积式泵
2 泵壳体
3 泵头
4 驱动装置壳体
5 中间板
6 泵室
7 泵膜片
8 磁衔铁
9 线圈
10 磁轭元件
11 磁轭元件的(上)侧面
12 磁轭元件的(下)侧面
13 (上)穿插孔
14 (下)穿插孔
15 导向套
16 传导套
17 定子
18 绝缘套
19 外螺纹
20 (在传导套16上的)套头
21 工作气隙
22 压力弹簧
23 环形法兰
24 膜片室
25 工具作用面
26 进口
27 吸入通道
28 出口
29 压力通道
30 (在吸入通道27内的)止回阀
31 (在压力通道29内的)止回阀
32 (作为按照图2的磁轭元件的)管区段
33 (按照图2的磁轭元件的)(上)环形盘
34 (按照图2的磁轭元件的)(下)环形盘

Claims (15)

1.容积式泵(1)，包括一个泵头(3)，在该泵头(3)内设有至少一个泵室(6)；包括配设给所述至少一个泵室(6)的至少一个泵膜片(7)，该泵膜片(7)将泵室(6)与行程驱动装置分离；并且包括一个具有沿纵向方向可移动地被引导的磁衔铁(8)的行程驱动装置，该磁衔铁(8)作用在泵膜片(7)的远离泵室(6)的扁平侧上并且该磁衔铁(8)能借助线圈(9)以电磁方式克服复位力位移到吸入行程内；其特征在于：所述线圈(9)与磁轭元件(10)配合作用；所述磁衔铁(8)在导向套(15)内可移动地被引导，该导向套(15)贯穿设在磁轭元件(10)的彼此远离的侧面(11、12)上的穿插孔(13、14)；靠近所述泵室(6)的穿插孔(13)由导向套(15)的通过传导套(16)形成的区段贯穿，而远离所述泵室(6)的穿插孔(14)由导向套(15)的通过定子(17)形成的区段贯穿；以及由导磁材料制成的所述传导套(16)和定子(17)由导向套(15)的通过由不导磁材料制成的绝缘套(18)所形成的区段磁分离。
2.按照权利要求1所述的容积式泵，其特征在于，所述导向套(15)的传导套(16)、绝缘套(18)和定子(17)相互焊接或粘接。
3.按照权利要求1或2所述的容积式泵，其特征在于，所述磁衔铁(8)在导向套(15)的通过绝缘套(18)形成的区段内被引导。
4.按照权利要求1或2所述的容积式泵，其特征在于，所述导向套(15)的通过传导套(16)形成的区段带有间隙地围绕磁衔铁(8)。
5.按照权利要求1或2所述的容积式泵，其特征在于，至少一个压力弹簧(22)用作作用到所述磁衔铁(8)上的复位力。
6.按照权利要求5所述的容积式泵，其特征在于，所述至少一个压力弹簧(22)支撑在传导套(16)上。
7.按照权利要求1或2所述的容积式泵，其特征在于，所述定子(17)限制磁衔铁(8)在导向套(15)内的吸入行程。
8.按照权利要求1或2所述的容积式泵，其特征在于：所述至少一个泵膜片(7)的行程位移是可调整的；以及所述泵(1)具有泵壳体(2)，导向套(15)为此沿纵向方向可调整地设置在该泵壳体(2)内。
9.按照权利要求8所述的容积式泵，其特征在于，所述导向套(15)至少在其外周的一个区段内带有外螺纹(19)，该外螺纹与相对于泵壳体(2)位置固定的内螺纹相啮合。
10.按照权利要求9所述的容积式泵，其特征在于：所述传导套(16)具有一个带有外螺纹(19)的套头(20)；以及内螺纹设在泵壳体(2)上。
11.按照权利要求1或2所述的容积式泵，其特征在于，所述导向套(15)在其绝缘套(18)的区域内在内周侧具有减少摩擦的滑动层，和/或所述磁衔铁(8)在外周侧具有减少摩擦的滑动层。
12.按照权利要求11所述的容积式泵，其特征在于，所述滑动层构造为聚合物层。
13.按照权利要求1或2所述的容积式泵，其特征在于，所述磁轭元件(10)构成为U形构造的线圈轭铁。
14.按照权利要求1或2所述的容积式泵，其特征在于，所述磁轭元件具有导磁套，该导磁套在其彼此远离的端面(11、12)上具有用于导向套(15)的穿插孔(13、14)。
15.按照权利要求14所述的容积式泵，其特征在于，所述磁轭元件(10)的导磁套通过圆形或矩形的管区段(32)形成，在该管区段的彼此远离的端面上分别设有一个环形盘(33、34)，其中，这些环形盘(33、34)的环形孔形成彼此对准的穿插孔(13、14)。
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