CN103470481B - 一种双向电磁隔膜泵 - Google Patents

Abstract

一种双向电磁隔膜泵，涉及电磁隔膜泵制造技术领域隔膜A、隔膜B连接在泵轴两端，衔铁A、衔铁B对称固定于泵轴上，线圈A、线圈B分别套在衔铁A、衔铁B外，弹簧A、弹簧B分别连接在泵壳与衔铁A、衔铁B上，霍尔传感器A、霍尔传感器B对称固定于泵壳上，朝向泵轴的方向，环形永磁铁A、环形永磁铁B对称固定于泵轴中部，在霍尔传感器A、霍尔传感器B轴向位置之间；线圈A、线圈B通电产生磁力，霍尔传感器A、霍尔传感器B分别与环形永磁铁A、环形永磁铁B感应时线圈通电方向反向，带动泵轴往复左右吸排液体。使用双泵头依次吸排液可增加泵流量，双泵头交替吸排液，可减小流量脉动，使用双向电磁铁替代电机驱动可提高泵效率。

Description

一种双向电磁隔膜泵

技术领域

本发明属于电磁隔膜泵制造技术领域，特别涉及一种双向电磁隔膜泵领域。

背景技术

目前的隔膜泵种类可分为以压缩空气为动力的气动隔膜泵、以液压油介质为动力的液动隔膜泵和以电力为动力的电动隔膜泵。其中气动隔膜泵和液动隔膜泵需要附带的空气压缩机和液压泵等装置，尺寸较大，限定了安装的空间尺寸；电动隔膜泵可分为电机驱动的隔膜泵和电磁铁驱动的计量泵，电机驱动的电动隔膜泵结构复杂，机械效率低，且易受电源电压、频率的影响，电磁铁驱动的隔膜泵用电磁铁取代电机部分，直接输出直线方向的力，其结构简单，尺寸小，特别适用于抽送特殊液体，以及作为光伏发电非逆变直流负载。但目前的电磁隔膜泵仅有单泵头的电磁隔膜计量泵用于计量用途，其流量较小，流量脉动大，限制了电磁隔膜泵的应用范围。

经检索，与本发明相关的专利申请有：动圈式电磁隔膜泵公开号：CN2084524U，是单泵头电磁隔膜泵的改进，特点泵在一定电磁参数下可实现较大功率输出，实现小型化，节省空间，但是该发明结构将线圈置于隔膜上随隔膜往复运动，增加线圈及隔膜的设计难度。

电磁隔膜计量泵公开号：CN2818842Y，该专利为一般单泵头电磁隔膜计量泵，特点是用电磁力驱动，泵结构精简，体积小，噪音低，使用寿命长，但是仍然存在流量脉动大，流量小的不足。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，电磁隔膜泵流量小、流量脉动大和泵效率低的缺陷，提出一种双向电磁隔膜泵，这种双向电磁隔膜泵径向尺寸小、结构简单、流量脉动小并且运行效率高。

本发明的技术方案是：一种双向电磁隔膜泵，包括泵头、单向阀、隔膜、泵轴、衔铁、线圈、弹簧、泵壳等基本部件，还包括用于输入改变线圈电流方向信号的环形永磁铁和霍尔传感器。泵头A、泵头B、泵壳位于泵头A和泵头B组成一个中空的长方体的结构中，中空结构的四角处设有连接泵头A、泵头B和泵壳单向阀A、单向阀B、单向阀C、单向阀D，泵壳是由两个凸体结构组成，一个凸体底部中央设有进口，另一凸体底部中央设有出口，两凸体结构中间泵轴，隔膜A、隔膜B连接在泵轴两端，衔铁A、衔铁B对称固定于泵轴上，线圈A、线圈B分别在衔铁A、衔铁B与泵壳之间，弹簧A、弹簧B分别连接在泵壳与衔铁A、衔铁B上，霍尔传感器A、霍尔传感器B不对称固定于泵壳凸面上，朝向泵轴的方向，环形永磁铁A、环形永磁铁B对称固定于泵轴中部，在霍尔传感器A、霍尔传感器B轴向位置之间；线圈A，线圈B为串联形式，两端接场效应管组合电路，霍尔传感器A、霍尔传感器B接单片机解码，通过场效应管A、场效应管B、场效应管C、场效应管D控制线圈A，线圈B电流方向，线圈A、线圈B通电产生磁力，驱动衔铁A、衔铁B带动泵轴直线运动，霍尔传感器A、霍尔传感器B分别与环形永磁铁A、环形永磁铁B感应时线圈通电方向反向，带动泵轴往复左右吸排液体。

两侧的泵头及隔膜对称，衔铁A、衔铁B对称固定于泵轴上，线圈A、线圈B分别套在衔铁A、衔铁B外，弹簧A、弹簧B分别连接在泵壳与衔铁A、衔铁B上，用于缓冲电磁力带动衔铁运动的冲击。这些元件对称布置是为了泵轴向两侧运动时使泵轴对称运动，减小流量脉动。

环形永磁铁A、环形永磁铁B呈环形，套在泵轴上，位于泵轴中部，环形永磁铁宽2～3mm，内外径差4～5mm，环形永磁铁A与环形永磁铁B轴向间距大于25～35mm。这是为了既能使环形电磁铁提供足够的磁场，又使两个环形电磁铁间不产生干扰。

霍尔传感器A、霍尔传感器B对称固定于泵壳上，朝向泵轴的方向，霍尔传感器A、霍尔传感器B分别在环形永磁铁A、环形永磁铁B两侧，并与环形永磁铁A、环形永磁铁B相距一个冲程的距离。这是为了减小两霍尔传感器间干扰，并用于换向。

线圈A，线圈B为串联形式；环形永磁体随泵轴运动到霍尔传感器下方时，霍尔传感器受之感应，霍尔传感器A、霍尔传感器B电压状态通过单片机解码，通过场效应管控制线圈A，线圈B的电流方向，改变电磁力方向，驱动泵轴反向运动。周期往复，带动泵轴往复左右吸排液体。

本发明的有益效果是：泵头、隔膜、衔铁及线圈轴向对称布置，泵轴受力对称，结构简单，维修方便；使用霍尔传感器与环形永磁铁感应来改变线圈电流方向，控制简单可靠；线圈电磁力驱动泵轴双向运动，两侧泵头依次吸排液，泵流量提高一倍，且两泵头交替吸排液，流量连续，脉动小，泵运行效率高。

附图说明

图1为一种双向电磁隔膜泵结构总图。

图2为泵轴示意图。

图3为控制电路示意图。

图中：1.泵头A，2.泵头B，3.隔膜A，4.隔膜B，5.泵轴，6.衔铁A，7.衔铁B，8.线圈A，9.线圈B，10.弹簧A，11.弹簧B，12.霍尔传感器A，13.霍尔传感器B，14.环形永磁体A，15.环形永磁体B，16.进口，17.出口，18.单向阀A，19.单向阀B，20.单向阀C，21.单向阀D，22.泵壳，23.单片机，24.场效应管A，25.场效应管B，26.场效应管C，27.场效应管D。

具体实施方式

结合图1，本发明所述的一种双向电磁隔膜泵，包括泵头、单向阀、隔膜、泵轴、衔铁、线圈、弹簧、泵壳等基本部件，还包括用于输入改变线圈电流方向信号的环形永磁铁和霍尔传感器。泵头A、泵头B、泵壳位于泵头A和泵头B组成一个中空的长方体的结构中，中空结构的四角处设有连接泵头A、泵头B和泵壳单向阀A、单向阀B、单向阀C、单向阀D，泵壳是由两个凸体结构组成，一个凸体底部中央设有进口，另一凸体底部中央设有出口，两凸体结构中间泵轴，隔膜A、隔膜B连接在泵轴两端，衔铁A、衔铁B对称固定于泵轴上，线圈A、线圈B分别在衔铁A、衔铁B与泵壳之间，弹簧A、弹簧B分别连接在泵壳与衔铁A、衔铁B上，霍尔传感器A、霍尔传感器B不对称固定于泵壳凸面上，朝向泵轴的方向，环形永磁铁A、环形永磁铁B对称固定于泵轴中部，在霍尔传感器A、霍尔传感器B轴向位置之间；线圈A、线圈B通电产生磁力，驱动衔铁A、衔铁B带动泵轴直线运动，霍尔传感器A、霍尔传感器B分别与环形永磁铁A、环形永磁铁B感应时线圈通电方向反向，带动泵轴往复左右吸排液体。

结合图2，本发明中所述的环形永磁铁A、环形永磁铁B呈环形，套在泵轴上，位于泵轴中部，环形永磁铁宽2～3mm，内外径差4～5mm，环形永磁铁A与环形永磁铁B轴向间距大于25～35mm。这样可使环形电磁铁提供足够的磁场，又使两个环形电磁铁间不产生干扰。

结合图3，本发明中所述的线圈A，线圈B为串联形式；霍尔传感器A、霍尔传感器B与单片机相连，通过单片机后分别与场效应管A、B、C、D的中间栅极相连；场效应管A与C串联，B与D串联，之后两串联组再并联接入电路，线圈A和线圈B串联，线圈的两端分别接在串联的场效应管A、C之间和串联的场效应管B、D之间；环形永磁体随泵轴运动到霍尔传感器下方时，霍尔传感器受之感应，霍尔传感器A、霍尔传感器B电压状态通过单片机解码，给场效应管A、B、C、D状态参数控制其通断，控制控制线圈A，线圈B的电流方向，改变电磁力方向，驱动泵轴反向运动。周期往复，带动泵轴往复左右吸排液体。

工作过程如下：

当双向电磁隔膜泵工作时，线圈A8、线圈B9在正向通电状态下产生电磁力驱动衔铁6、衔铁7带动泵轴5向左运动，泵头A1此时容积减小，单向阀A关闭，单向阀B打开，泵头A排液，与此同时泵头B2此时容积增大，单向阀C打开，单向阀D关闭，泵头B吸液；泵轴5上的环形永磁体A14运动到霍尔传感器A12下方时，霍尔传感器A12发出感应电压信号，单片机23根据霍尔传感器A12、霍尔传感器B13的状态解码，控制场效应管A24、场效应管B25、场效应管A26、场效应管A27状态分别为断、通、通、断，线圈A8、线圈B9通电方向反向，产生反向电磁力驱动泵轴5向右运动，泵头A1此时容积增大，单向阀A打开，单向阀B关闭，泵头A吸液，与此同时泵头B2此时容积减小，单向阀C关闭，单向阀D打开，泵头B排液；当环形永磁体B15运动到霍尔传感器B13下方时，与上述流程一样，此时场效应管A24、场效应管B25、场效应管A26、场效应管A27状态分别为通、断、断、通。线圈A8、线圈B9通电方向变为正向，如此循环往复。

Claims (4)

1.一种双向电磁隔膜泵，包括泵头A(1)、泵头B(2)、泵壳(22)，泵壳(22)位于泵头A(1)和泵头B(2)组成一个中空的长方体的结构中，中空结构的四角处设有连接泵头A(1)、泵头B(2)和泵壳(22)的单向阀A(18)、单向阀B(19)、单向阀C(20)、单向阀D(21)，泵壳(22)是由两个凸体结构组成，一个凸体底部中央设有进口(16)，另一凸体底部中央设有出口(17)，两凸体结构具有中间泵轴(5)，隔膜A(3)、隔膜B(4)连接在泵轴(5)两端，衔铁A(6)、衔铁B(7)对称固定于泵轴(5)上，线圈A(8)在衔铁A(6)与泵壳(22)之间，线圈B(9)在衔铁B(7)与泵壳(22)之间，弹簧A(10)连接在泵壳(22)与衔铁A(6)上，弹簧B(11)连接在泵壳(22)与衔铁B(7)上，弹簧A(10)、弹簧B(11)呈对称形式；霍尔传感器A(12)、霍尔传感器B(13)不对称固定于泵壳(22)凸面上，朝向泵轴(5)的方向，环形永磁铁A(14)、环形永磁铁B(15)对称固定于泵轴(5)中部，在霍尔传感器A(12)、霍尔传感器B(13)轴向位置之间；线圈A(8)，线圈B(9)为串联形式，两端接场效应管组合电路，霍尔传感器A(12)、霍尔传感器B(13)接单片机(23)解码，通过场效应管A(24)、场效应管B(25)、场效应管C(26)、场效应管D(27)控制线圈A(8)，线圈B(9)电流方向，线圈A(8)、线圈B(9)通电产生磁力，驱动衔铁A(6)、衔铁B(7)带动泵轴直线运动，霍尔传感器A(12)、霍尔传感器B(13)分别与环形永磁铁A(14)、环形永磁铁B(15)感应时线圈通电方向反向，带动泵轴往复左右吸排液体；所述线圈A(8)，线圈B(9)在衔铁外，也为对称布置。

2.根据权利要求1所述的一种双向电磁隔膜泵，其特征在于：所述环形永磁铁A(14)、环形永磁铁B(15)呈环形，套在泵轴(5)上，位于泵轴(5)中部，环形永磁铁宽2～3mm，内外径差4～5mm，环形永磁铁A(14)与环形永磁铁B(15)轴向间距在25～35mm。

3.根据权利要求1所述的一种双向电磁隔膜泵，其特征在于：所述霍尔传感器A(12)、霍尔传感器B(13)不对称固定于泵壳(22)上，朝向泵轴(5)的方向，霍尔传感器A(12)、霍尔传感器B(13)分别在环形永磁铁A(14)、环形永磁铁B(15)两侧，并与环形永磁铁A(14)、环形永磁铁B(15)相距一个冲程的距离。

4.根据权利要求1所述的一种双向电磁隔膜泵，其特征在于：所述线圈A(8)，线圈B(9)为串联形式；受环形永磁铁A(14)、环形永磁铁B(15)感应，由霍尔传感器A(12)、霍尔传感器B(13)接单片机(23)解码，通过场效应管A(24)、场效应管B(25)、场效应管C(26)、场效应管D(27)控制线圈A(8)，线圈B(9)电流方向。