CN103615366B - 一种直线驱动往复式柱塞泵 - Google Patents

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Abstract

一种直线驱动往复式柱塞泵。泵体内在腔吸口阀与排口阀之间的吸段、中段、排段空间形成圆柱活塞缸；吸端阀、永磁体N极端、永磁体S极端和排端阀通过连杆和连接架的联结结构构成圆柱活塞；活塞由驱动电路通过N极电磁线圈和S极电磁线圈驱动。吸口阀紧密装配在吸口的内侧，排口阀紧密装配在排口的内侧。吸端阀通过连杆与永磁体N极端连接；永磁体S极端通过连杆和连接架与排端阀连接。N极电磁线圈和S极电磁线圈分别套装在泵体的吸段和排段。

Description

一种直线驱动往复式柱塞泵
技术领域
本发明涉及一种柱塞泵结构。
背景技术
许多泵，特别是柱塞泵以其泄漏小、适合压力高等诸多优势而成为广泛使用的产品。而柱塞泵均通过旋转电机带动旋转机械，再由旋转机械带动柱形活塞来运行的。它是首先将电能转换为旋转机械能，然后，再将旋转运动机械能转化为直线运动机械能。这两个过程除大量的能量损耗外，还有更大的机械损耗，造成了很低的能效和机械效率，加之复杂的结构造成的泄漏，综合工作效率大大降低。而其广泛领域的使用面，必将产生不可估量的诸如电能、机械能、结构、材料等方面的节能、增效问题。解决这些问题的有效方法之一，就是改变这种泵的结构和运行方式，使之在某一方面或某几方面的效率大大提高。
发明内容
为尽可能多地提高能效和机械效率，本发明提供一种直线驱动往复式柱塞泵。泵体内在腔吸口阀与排口阀之间的吸段、中段、排段空间形成圆柱活塞缸；吸端阀、永磁体N极端、永磁体S极端和排端阀通过连杆和连接架的联结结构构成圆柱活塞；活塞由驱动电路通过N极电磁线圈和S极电磁线圈驱动。吸口阀紧密装配在吸口的内侧，排口阀紧密装配在排口的内侧。吸端阀通过连杆与永磁体N极端连接；永磁体S极端通过连杆和连接架与排端阀连接。N极电磁线圈和S极电磁线圈分别套装在泵体的吸段和排段。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
泵体内腔在吸口阀与排口阀之间的吸段、中段、排段空间形成圆柱活塞缸；吸端阀、永磁体N极端、永磁体S极端和排端阀通过连杆和连接架的联结结构构成圆柱活塞；活塞由驱动电路通过N极电磁线圈和S极电磁线圈驱动。
吸口作为气、液吸入口和与吸管配合的安装端，处于泵体的吸端；排口作为气、液排出口和与排管配合的安装端，处于泵体的排端。吸口阀作为单向助吸止排的静部件结构，紧密装配在吸口的内侧，即吸段的左端；排口阀作为单向助排止吸的静部件结构，紧密装配在排口的内侧，即排段的右端。吸端阀作为单向助吸止排的动部件结构和活塞吸端，通过连杆与作为吸段驱动部件机电转换结构的永磁体N极端连接。永磁体S极端作为排段驱动部件机电转换结构，通过连杆和连接架，与作为单向助排止吸动部件结构和活塞排端的排端阀连接。
本发明的有益效果是：泵体结构大大简化，工作方式简单、直接，并且由此可使泄漏大大降低，效能/体积比大大提高；也由此而使生产成本大大降低，生产周期大大缩短；产品维护难度大大减小，产品有效寿命大大提高；在电能、机械能、结构、材料等方面产生可观的节能、增效效果。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是本发明实施例—直线驱动柱塞泵剖视图。
图2是柱塞泵驱动电路结构图。
图3是直线驱动柱塞泵配套示意图。
在图1～3中：1.吸口，2.吸口阀，3.吸端阀，4.连杆，5.永磁体N极端，6.N极电磁线圈，7.接线室，p为N极电磁线圈同名接线端，g为电磁线圈接地端，n为S极电磁线圈异名接线端。8.S极电磁线圈，9.永磁体S极端，10.连接架，11.排端阀，12.排口阀，13.排口，14.调速器。
在图2中：R1为振荡器延时电阻，G1为振荡器延时调节电位器，R2为振荡器延时电阻，C1为振荡器延时电容，U1为555定时器芯片，C2为振荡器滤波电容，R3为振荡信号负载电阻，s为振荡信号接线端，G2为交跃调节电位器，LCP为正侧光耦器件，LCN为负侧光耦器件，TVS为隧道二极管，RP1为正侧负载电阻，RN1为负侧负载电阻，QP为P沟道MOSFET器件，E为正电源接线端，RP2为正侧耦合电阻，RN2为负侧耦合电阻，QN为N沟道MOSFET器件，-E为负电源接线端，L1为N极电磁线圈等效电感，L2为S极电磁线圈等效电感，D1为电感L1续流二极管，D2为电感L2续流二极管。
在图3中：15.电源线，16.电源开关按键。
具体实施方式
在图1所示的本发明实施例—直线驱动柱塞泵剖视图中：
按从左至右顺序，将直线驱动柱塞泵泵体划分为吸端、吸段、中段、排段、排端。泵体内在腔吸口阀2与排口阀12之间的吸段、中段、排段空间形成圆柱活塞缸；吸端阀3、永磁体N极端5、永磁体S极端9和排端阀11通过连杆4和连接架10的联结结构构成圆柱活塞。活塞由驱动电路通过N极电磁线圈6和S极电磁线圈8驱动。
吸口1作为气、液吸入口和与吸管配合的安装端，处于泵体的吸端；吸口阀2作为单向助吸止排的静部件结构，紧密装配在吸口1的内侧，即吸段的左端；吸端阀3作为单向助吸止排的动部件结构和活塞吸端，通过连杆4与作为吸段驱动部件机电转换结构的永磁体N极端5连接。N极电磁线圈6作为吸段驱动部件的机电转换结构，套装在泵体的吸段。接线室7作为N极电磁线圈6和S极电磁线圈8与驱动电力线连接的空间，配置在泵体的中段。在接线室7内，N极电磁线圈同名接线端p作为与驱动电力正极线的接线端子，连接到N极电磁线圈6的同名端；电磁线圈接地端g作为与驱动电力接地线的接线端子，连接到N极电磁线圈6的异名端和S极电磁线圈8的同名端；S极电磁线圈异名接线端n作为与驱动电力负极线的接线端子，连接到S极电磁线圈8的异名端。S极电磁线圈8作为排段驱动部件的机电转换结构，套装在泵体的排段。永磁体S极端9作为排段驱动部件机电转换结构，通过连杆4和连接架10，与作为单向助排止吸动部件结构和活塞排端的排端阀11连接；排口阀12作为单向助排止吸的静部件结构，紧密装配在排口13的内侧，即排段的右端；排口13作为气、液排出口和与排管配合的安装端，处于泵体的排端。
在图2所示的柱塞泵驱动电路结构图中：
柱塞泵驱动电路为以NE555型555定时器芯片U1、P沟道MOSFET器件QP和N沟道MOSFET器件QN为核心器件的方波交变驱动电路，包括驱动信号产生、转换放大和开关执行三部分。
振荡器延时电阻R1的一端连接到正电源接线端E，振荡器延时电阻R1的另一端连接到调速器14的振荡器延时调节电位器G1之一静臂端；调速器14的振荡器延时调节电位器G1之另一静臂端连接到振荡器延时电阻R2的一端，调速器14的振荡器延时调节电位器G1之动臂端连接到555定时器芯片U1的7脚；振荡器延时电阻R2的另一端与振荡器延时电容C1的正极端连接，该连接点同时与555定时器芯片U1的2、6脚连接。555定时器芯片U1的4、8脚同时连接到正电源接线端E，555定时器芯片U1的1脚接地，555定时器芯片U1的5脚通过振荡器滤波电容C2接地，555定时器芯片U1的3脚通过振荡信号负载电阻R3连接到正电源接线端E，并作为振荡信号接线端s，与交跃调节电位器G2的动臂端连接。
正侧光耦器件LCP的1脚连接到正电源接线端E，正侧光耦器件LCP的2脚与交跃调节电位器G2的一静臂端连接，正侧光耦器件LCP的3脚接地，正侧光耦器件LCP的4脚通过正侧负载电阻RP1连接到正电源接线端E。负侧光耦器件LCN的1脚与交跃调节电位器G2的另一静臂端连接，负侧光耦器件LCN的2脚与隧道二极管TVS的正极连接，负侧光耦器件LCN的3脚通过负侧负载电阻RN1连接到负电源接线端-E，负侧光耦器件LCN的4脚接地。
P沟道MOSFET器件QP的源极连接到正电源接线端E，P沟道MOSFET器件QP的门极通过正侧耦合电阻RP2与正侧光耦器件LCP的4脚连接，P沟道MOSFET器件QP的漏极与电感L1续流二极管D1的正极连接。P沟道MOSFET器件QP漏极与电感L1续流二极管D1正极的连接点连接到N极电磁线圈同名接线端p；电感L1续流二极管D1的负极接地。N沟道MOSFET器件QN的漏极连接到负电源接线端-E，N沟道MOSFET器件QN的门极通过负侧耦合电阻RN2与负侧光耦器件LCN的4脚连接，N沟道MOSFET器件QN的源极与电感L2续流二极管D2的负极连接。N沟道MOSFET器件QN源极与电感L2续流二极管D2负极的连接点连接到S极电磁线圈异名接线端n；电感L2续流二极管D2的正极接地。N极电磁线圈6的N极电磁线圈等效电感L1之同名端连接到N极电磁线圈同名接线端p，其异名端连接到电磁线圈接地端g并接地；S极电磁线圈8的S极电磁线圈等效电感L2之异名端连接到S极电磁线圈异名接线端n，其同名端连接到电磁线圈接地端g并接地。

Claims (6)

1.一种直线驱动往复式柱塞泵，其特征是：泵体内腔在吸口阀与排口阀之间的吸段、中段、排段空间形成圆柱活塞缸；吸端阀、永磁体N极端、永磁体S极端和排端阀通过连杆和连接架的联结结构构成圆柱活塞；活塞由驱动电路通过N极电磁线圈和S极电磁线圈驱动；
吸口作为气、液吸入口和与吸管配合的安装端，处于泵体的吸端；排口作为气、液排出口和与排管配合的安装端，处于泵体的排端；吸口阀作为单向助吸止排的静部件结构，紧密装配在吸口的内侧，即吸段的左端；排口阀作为单向助排止吸的静部件结构，紧密装配在排口的内侧，即排段的右端；吸端阀作为单向助吸止排的动部件结构和活塞吸端，通过连杆与作为吸段驱动部件机电转换结构的永磁体N极端连接；永磁体S极端作为排段驱动部件机电转换结构，通过连杆和连接架，与作为单向助排止吸动部件结构和活塞排端的排端阀连接。
2.根据权利要求1所述的直线驱动往复式柱塞泵，其特征是：N极电磁线圈和S极电磁线圈作为吸段和排段驱动部件的机电转换结构，分别套装在泵体的吸段和排段；接线室作为N极电磁线圈和S极电磁线圈与驱动电力线连接的空间，配置在泵体的中段；在接线室内，N极电磁线圈同名接线端作为与驱动电力正极线的接线端子，连接到N极电磁线圈的同名端；电磁线圈接地端作为与驱动电力接地线的接线端子，连接到N极电磁线圈的异名端和S极电磁线圈的同名端；S极电磁线圈异名接线端作为与驱动电力负极线的接线端子，连接到S极电磁线圈的异名端。
3.根据权利要求1所述的直线驱动往复式柱塞泵，其特征是：柱塞泵驱动电路为以NE555型555定时器芯片、P沟道MOSFET器件和N沟道MOSFET器件为核心器件的方波交变驱动电路，包括驱动信号产生、转换放大和开关执行三部分。
4.根据权利要求3所述的直线驱动往复式柱塞泵，其特征是：驱动信号产生部分的振荡器延时电阻R1的一端连接到正电源接线端E，振荡器延时电阻R1的另一端连接到调速器的振荡器延时调节电位器G1之一静臂端；调速器的振荡器延时调节电位器G1之另一静臂端连接到振荡器延时电阻R2的一端，调速器的振荡器延时调节电位器G1之动臂端连接到555定时器芯片U1的7脚；振荡器延时电阻R2的另一端与振荡器延时电容C1的正极端连接，该连接点同时与555定时器芯片U1的2、6脚连接；555定时器芯片U1的4、8脚同时连接到正电源接线端E，555定时器芯片U1的1脚接地，555定时器芯片U1的5脚通过振荡器滤波电容C2接地，555定时器芯片U1的3脚通过振荡信号负载电阻R3连接到正电源接线端E，并作为振荡信号接线端s，与交跃调节电位器G2的动臂端连接。
5.根据权利要求3所述的直线驱动往复式柱塞泵，其特征是：转换放大部分的正侧光耦器件LCP的1脚连接到正电源接线端E，正侧光耦器件LCP的2脚与交跃调节电位器G2的一静臂端连接，正侧光耦器件LCP的3脚接地，正侧光耦器件LCP的4脚通过正侧负载电阻RP1连接到正电源接线端E；负侧光耦器件LCN的1脚与交跃调节电位器G2的另一静臂端连接，负侧光耦器件LCN的2脚与隧道二极管TVS的正极连接，负侧光耦器件LCN的3脚通过负侧负载电阻RN1连接到负电源接线端-E，负侧光耦器件LCN的4脚接地。
6.根据权利要求3所述的直线驱动往复式柱塞泵，其特征是：开关执行部分的P沟道MOSFET器件QP的源极连接到正电源接线端E，P沟道MOSFET器件QP的门极通过正侧耦合电阻RP2与正侧光耦器件LCP的4脚连接，P沟道MOSFET器件QP的漏极与电感L1续流二极管D1的正极连接；P沟道MOSFET器件QP漏极与电感L1续流二极管D1正极的连接点连接到N极电磁线圈同名接线端p；电感L1续流二极管D1的负极接地；N沟道MOSFET器件QN的漏极连接到负电源接线端-E，N沟道MOSFET器件QN的门极通过负侧耦合电阻RN2与负侧光耦器件LCN的4脚连接，N沟道MOSFET器件QN的源极与电感L2续流二极管D2的负极连接；N沟道MOSFET器件QN源极与电感L2续流二极管D2负极的连接点连接到S极电磁线圈异名接线端n；电感L2续流二极管D2的正极接地；N极电磁线圈的N极电磁线圈等效电感L1之同名端连接到N极电磁线圈同名接线端p，其异名端连接到电磁线圈接地端g并接地；S极电磁线圈的S极电磁线圈等效电感L2之异名端连接到S极电磁线圈异名接线端n，其同名端连接到电磁线圈接地端g并接地。
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