CN104863639A - 用于操作灌洗系统的真空马达 - Google Patents

Abstract

本发明涉及真空马达、具有真空马达的灌洗系统涉及利用真空或负压产生周期性运动的方法。真空马达具有做功活塞；内腔，做功活塞在内腔中能够在直线方向上运动；复位件，其至少在一段时间内对做功活塞施加作用力；进气口；和排气口。排气口能够与负压源连接，在做功活塞与内腔后侧之间设置控制活塞，控制活塞能够在内腔中直线运动，该控制活塞在第一位置上不覆盖排气口但覆盖进气口，在第二位置上不覆盖进气口但覆盖排气口，控制活塞能够相对于做功活塞运动，在做功活塞和/或控制活塞上设置有接合部件，接合部件在做功活塞朝向内腔前侧运动时将控制活塞转移到第一位置，并且接合部件在做功活塞朝向内腔后侧运动时将控制活塞转移到第二位置。

Description

用于操作灌洗系统的真空马达

技术领域

本发明涉及具有做功活塞和内腔的真空马达，做功活塞设置在内腔中并可直线方向移动。本发明还涉及带有这种真空马达的灌洗系统(Lavage-System)。

此外，本发明还涉及这种真空马达的应用和利用真空或负压产生周期性运动的方法以及利用这种方法产生喷射的方法。

因此，本发明的主题是简化的真空马达，其基本上可以由廉价的塑料制造并且用于在很短的见内驱动一次性装置，具体驱动由塑料制造的一次性医用冲洗装置。此外，还描述了一种通过所述真空马达驱动的液泵。另外，还提出了使用真空马达驱动用于分配一次性医用冲洗装置(即，灌洗系统)的冲洗液的泵。

背景技术

在手术中已经广泛采用了医用冲洗系统来清洗组织区。该冲洗系统被称为灌洗系统。灌洗系统和冲洗液产生喷射流，该喷射流冲击在待清洗的组织区上并对该组织区进行机械清洗作用。具体地说，在植入关节末端假体时和在败血症修复时，灌洗系统有着重要意义(R.M.Sherman等人:The role of lavage in preventing hemodynamic andblood-gas changes during cemented arthroplasty.J.Bone Joint.Surg.1983；65-A:500-506；S.J.Breusch等人:Zementierte Hüftendoprothetik:Verminderung des Fettembolierisikos inder zementierten Hüftendoprothetik mittels gepulster Druckspülung.2000；29:578-586；S.J.Breusch等人:Lavage technique in THA:Jet-lavage Produces Better CementPenetration Than Syringe-Lavage in the Proximal Femur.J.Arthroplasty.200；15(7):921-927；R.J.Byrick等人:High-volume,high pressure pulsatile lavage during cementedarthroplasty.J.Bone Joint Surg.1989；81-A:1331-1336；J.Christie等人:Medullary lavagereduces embolic phenomena and cardiopulmonary changes during cementedhemiarthorplasty.J.Bone Joint Surg.1995；77-B:456-459)。

例如从US 4,583,531 A、US 4,278,078 A和US 5,542,918 A中早已了解脉冲式灌洗系统。目前市售的灌洗系统通过电动机(如Stryker GmbH&Co.KG的JetLavage)或通过压缩空气(如Heraeus Medical GmbH的)来驱动。还已经证明手持式电动灌洗系统是有效的。然而，总是需要携带大型电池单元或蓄电池单元，由于其性质，电池单元或蓄电池单元只有有限的电量。电池和蓄电池单元就其环保性而言被认为是危险的。压缩气体驱动型灌洗系统的优点在于，在手术室中可以无限量地提供压缩空气，因而可以在任意时间内喷射冲洗液而没有能量供给的限制。

但在采用压缩空气驱动型灌洗系统时须使用双管系统，其中一根管子供应未消毒的压缩空气，而第二根管子排出未消毒的空气，并且在灌洗系统驱动压缩空气马达后，第二根管子在一定程度个膨胀。然而，利用压缩空气或其它压缩气体驱动的系统通常采用压缩气体马达来驱动。大多数灌洗系统的压缩气体马达是层流压缩气体马达。压缩气体马达产生转动，该转动随后被转换成线性摆动。利用线性摆动将动量传递至少量冲洗介质。在本文中，通常在驱动装置和冲洗液进口之间设置至少一个薄膜，以便将脉冲传递给冲洗液。由此产生脉冲速度高达2000至3000脉冲/分钟的喷射。就是说，必须很精确地制造压缩气体马达以承受如此高的转速。另外须设有足够稳定的支承。因此，压缩气体马达是一般压缩气体驱动型灌洗系统中最昂贵的部件。因此，该压缩气体马达一般设置在由金属或其它耐用材料制成的手柄中，使得该部件可以在适当回收和消毒之后被多次使用。压缩气体马达利用在驱动马达的压缩气体与环境大气压力之间的压力差。

WO 2012/038003A1公开了一种压缩气体马达。该文献所述的压缩气体马达具有由两个部分构成的活塞，其具有中间空间和穿过其中一个活塞的通道。由此，该马达的结构非常简单且成本低廉。

许多手术需要吸出分泌物和血液。采用通过负压操作的抽吸装置来吸出所述液体。为了运行这些装置，大多数手术室(OP)配备有固定式真空系统，这些真空系统一般提供0.8至0.9巴的负压。除此之外，还广泛采用移动式真空系统或负压产生系统。

人们总是期望获得低成本的马达。另外，也需要提供一种能够以较高频率和/或较大力运转的马达。

但是，这种真空马达不仅适用于灌洗系统，而且还能够用于可以获得真空或负压源并且优选低成本驱动装置的所有应用场合。所述要求是明显的，例如在振动设备中，散料或粉末需要运输、装入容器和/或分份。同样，所述压缩气体马达可以有利地用作提供润滑剂的泵。

发明内容

因此，本发明的目的在于克服现有技术的缺点。具体地说，本发明的目的在于发现可用于上述目的的低成本且可靠的真空马达。在此，本发明的一个目的在于研发出一种能够产生周期性线性活塞运动的最简单的活塞式真空马达。该真空马达可以与手术室中常用于吸出分泌物和血的固定式真空系统提供的真空配合运行，也可以与移动式抽吸系统配合运行。此外，还研发出一种用于产生线性周期性运动的方法，在该方法中将会使用或者至少可以使用研发的真空马达。此时重要的是，该真空马达无需复杂的高成本阀门系统就可以工作，并且简化到可以可以通过塑料注塑低成本地制造真空马达的部件。真空马达可以用于驱动医用冲洗装置。可以避免占据较大体积且必须与真空马达分开放置的阀门系统。因此，必要的阀门功能可以以最节约空间的方式整合到真空马达中，从而能够将真空马达作为手持灌洗系统的驱动装置。理想的是，应当适当进行阀门功能的时间控制，使得在活塞运动的任何点上没有“死点”。另外，可以与真空马达一起研发出整合到手持灌洗系统中的简化的泵。可以适当简化通过真空马达驱动的泵，使得可以低成本地制造这种泵以允许其用于一次灌洗系统。

通过真空马达实现本发明的目的，该真空马达具有做功活塞；内腔，所述做功活塞设置在所述内腔中并能够在直线方向上运动；复位件，其至少在一段时间内对做功活塞施加在内腔前侧的方向上作用的力；进气口，其用于将环境空气或压缩气体供应至所述内腔；和排气口，其用于从所述内腔排出气体，其中，排气口能够与负压源连接，其中，在做功活塞与内腔的后侧之间设置控制活塞，所述控制活塞能够在内腔中直线运动，其中，控制活塞在第一位置上不覆盖排气口但覆盖进气口，在第二位置上不覆盖进气口但覆盖排气口，控制活塞支撑在轴承上以能够相对于做功活塞运动，在做功活塞和/或控制活塞上设置有接合部件和/或隔离物，其中，接合部件在做功活塞朝向内腔前侧运动时将控制活塞转移到所述第一位置，并且其中，接合部件或隔离物在做功活塞朝向内腔后侧运动时将控制活塞转移到所述第二位置。

在本发明范围内，真空马达是指这样的马达，它可借助负压气体和高压气体之间的压力差来做功。此时，采用处于大气压、正常压力或更高压力的气体作为做功介质，优选采用来自真空马达周围环境的空气，并且该气体或空气利用真空或负压引导通过真空马达。气体且优选空气流过通过真空马达使做功活塞处于周期性运动。当环境压力高于负压时，就已经出现负压。在极端情况下，100hPa的压力差已经足够。根据本发明，优选的是，负压源的压力差为500hPa或更高，或者其绝对压力为500hPa或更低。

优选的是，复位件在做功活塞的任何位置都朝内腔前侧方向对做功活塞施加力。

当竖立安装真空马达(真空马达前侧向下朝着地面方向)时，甚至可以放弃实体的复位件，这是因为在这种情况下做功活塞可以通过重力复位。因此，本发明可以通过竖立安放真空马达来构成复位件，借此利用重力使做功活塞向前侧加速。真空马达于是具有特别简单的结构。但优选具有实体的复位件，以便在做功活塞上能施加较大的力并且使真空马达的功能与地面的取向无关。

优选的是，接合部件通过杆或接合杆与做功活塞(或者还有工作缸)相连。尤其优选的是，接合杆或杆根据情况可以是接合件与做功活塞为同一部件。

控制活塞与进气口和排气口一起构成阀门件，其中，通过控制活塞的运动，所述进气口和排气口重复地打开和关闭。

除了进气口和排气口以外，本发明提出在做功活塞和后侧之间的内腔都是封闭的。

可以更为确切地说，除了进气口和排气口以外，本发明在处于内腔前侧方向上最大位移位置的做功活塞与内腔后侧之间的内腔都是封闭的。

本发明的接合件在做功活塞远离控制活塞运动时将控制活塞拉向做功活塞并且将控制活塞转移至第一位置，并且该接合件或隔离物在做功活塞朝向控制活塞运动时将控制活塞推向后侧并将控制活塞转移至第二位置。

优选的是，本发明的真空马达设置成做功活塞和控制活塞可以沿同一轴线线性运动。此时，优选的是，做功活塞和控制活塞可以朝向内腔前侧和内腔后侧线性运动。

此外，在本发明的真空马达中，根据本发明还可以规定，控制活塞在第一位置和第二位置之间的第三位置上不仅覆盖进气口，还覆盖排气口。

由此保证了该真空马达不会停留在进气口和排气口同时打开的中间位置并因所谓的“短路”而停止。做功活塞的惯性和/或复位件的力可以使这两个开口不会永久保持关闭。

本发明还可以在控制活塞的朝向做功活塞的一侧设有至少一个隔离物和/或在做功活塞的朝向控制活塞的一侧或者在接合件尤其是接合杆上设有至少一个隔离物，从而在做功活塞和控制活塞相互接触时在它们之间产生中间空间。这里，本发明的一个改进方案可以规定进气口在第二位置通向该中间空间，因此，在做功活塞和控制活塞相互接触时，所述至少一个隔离物在做功活塞和控制活塞之间形成第二距离，该第二距离小于通过该接合件所形成的第一距离。

隔离物可以通过沿着内腔中心轴的管构成，接合件延伸穿过该管，或者接合杆或杆延伸穿过该管，在接合杆或杆上，接合件固定在做功活塞或控制活塞上。或者，所述至少一个隔离物也可以由销构成。隔离物或者这些隔离物优选与做功活塞或控制活塞一体构成。

对本发明重要的是，当复位件使做功活塞在远离后侧的方向上加速时，做功活塞和控制活塞之间的距离增大。由此实现了可以通过该接合件施加冲击或较大的力来加速控制活塞，从而真空马达不会因静止或受阻的控制活塞而停止。出于相同的目的，本发明也可以规定，做功活塞且尤其是固定连接有接合件的做功活塞具有比控制活塞更大的质量。

另外，本发明可以规定，复位件是弹性压缩弹簧，其设置在做功活塞和内腔后侧之间的内腔中。

由此提供了非常简单且低成本构造的真空马达，该真空马达可以工作而与其方向无关。另外，马达频率可以通过选择弹簧常数来调节。

在本文中，弹簧可以设置成接触做功活塞。但优选的是，弹簧不接触内腔后侧。相反，弹簧接触设置在内腔后侧和做功活塞之间的、且优选设置在控制活塞和做功活塞之间的支撑面。该支撑面可以由做功活塞在其中运动的内腔的中部或前部的限定壁提供。根据本发明，弹簧的弹簧常数优选在1N/cm和100N/cm之间。弹性压缩弹簧优选是螺旋弹簧或板簧。

不过，为了能就像在手持式灌洗系统中需要的那样能够相对于地面可变地定位该真空马达，和/或为了能够对做功活塞施加较大的动量，本发明可以规定复位件优选是实体复位件，尤其是弹性弹簧，例如钢弹簧和/或气动弹簧系统。弹性弹簧理论上也可以是拉伸弹簧。作为拉伸弹簧，在内腔前侧和做功活塞之间的内腔中设置弹性弹簧。为此，拉伸弹簧必须固定在内腔前侧和做功活塞上。但优选的是压缩弹簧。作为压缩弹簧，弹性弹簧设置在做功活塞和内腔后侧之间的内腔中。

另外，本发明提出，控制活塞在第一位置上由复位件通过接合件拉向前侧，其中，排气口通向控制活塞和内腔后侧之间的中间空间。

这种设计允许真空马达设置在起始位置(做功活塞和控制活塞的初始位置)，在没有气体经排气口从内腔抽出内腔的状态下，当气体通过排气口，真空马达从起始位置启动。

本发明还可以提供至少一个透气的通道，该通道设置在控制活塞中使控制活塞的朝向做功活塞的前侧与控制活塞的朝向内腔后侧的后侧透气连通。

控制活塞的整个外周面可以接触内腔的内壁。由此保证了控制活塞在内腔中的稳定的线性引导。

根据本发明的一个优选实施方式，本发明还可以规定做功活塞的整个外周面接触内腔的内壁，最好整个外周面通过密封件以气密且耐压的方式接触内腔。

因此，根据本发明，做功活塞优选像轴承那样紧密支撑在内腔内壁上。由此保证了压缩气体不会流过做功活塞以致降低真空马达的性能或功率。

对于根据本发明的产生机械运动的真空马达而言，本发明优选提供杆，尤其是活塞杆，所述杆连接在做功活塞的远离控制活塞的一侧并从内腔伸出，优选穿过内腔前侧伸出。

在此变型中，通过该杆产生周期性推进力。通过采用经由轴与做功活塞相连的活塞杆，做功活塞的周期性运动可以转换为转动。为此，活塞杆优选与曲轴相连或可以与曲轴相连。

本发明的优选实施方式的特点还可以在于，在与后侧对置的内腔前侧设有排出口并且在内腔的侧壁内和/或在前侧设有进液口，该进液口至少在一段时间内未被做功活塞或泵活塞覆盖并且在未覆盖状态下设置在做功活塞或泵活塞与内腔前侧之间。

通过这种设计，做功活塞的行程空间至少部分被用于容纳液体或容纳气液混合物。当做功活塞向内腔前侧运动时，液体或者气液混合物通过排出口排出。真空马达可以直接用于灌洗系统。

此时，本发明可以提供排出口，该排出口通过阀门件尤其是唇形阀与周围环境连通，其中该阀门件在相对于环境压力具有足够超压时打开，否则关闭，本发明可以提供带有止回阀的管或软管，该止回阀与进液口连接并在做功活塞或泵活塞与内腔前侧之间的内腔中具有负压时打开以允许液体进入内腔。

这允许液体自动注入内腔。由此获得用于灌洗系统的很简单且低成本的真空马达结构。对于足够压力的定义，可参见出于相似或相同目的的已知唇形阀。

另外，在这样的真空马达中可以规定，做功活塞的朝向前侧的一侧具有泵活塞，泵活塞的横截面面积比朝向后侧的做功活塞部分的横截面面积小至少50％，其中内腔的横截面与泵活塞的横截面和做功活塞的横截面相适应。

由此保证做功活塞的朝向后侧的部分在内腔中可以运动，并且泵活塞可通过做功活塞运动周期性打开和关闭进液口并且允许液体从排出口周期性排出。

根据本发明，泵活塞优选具有比做功活塞小至少75％的横截面面积。因此，如果泵活塞和做功活塞的几何形状是圆柱形，那么直径小50％。

本发明的真空马达还可以设置成，接合部件是连接在做功活塞和控制活塞上的绳、缆、线、链或弹性弹簧，或者接合部件具有连接在做功活塞或控制活塞上的杆、绳、线、链或弹性弹簧和连接在上面的接合件，该接合件在做功活塞周期性运动时接合做功活塞内或控制活塞内的突起部，在这里，接合件优选由固定在做功活塞上的杆构成，所述杆穿过控制活塞的通孔并且具有连接在上面的接合件，接合件不会穿过控制活塞的通孔而是与控制活塞的通孔后侧的通孔部分接合，以便在做功活塞为此足够远离控制活塞且在远离控制活塞的方向上运动时，拉动控制活塞。

在控制活塞被做功活塞拉动之前，利用所述接合件以结构简单的方式增加做功活塞和控制活塞之间的距离。由此可以改善马达效率并且减小马达停机危险。

本发明优选使接合件接触做功活塞或控制活塞的对置限位止挡件，在这里，当做功活塞向控制活塞运动且足够紧密定位在控制活塞上时，接合件接触控制活塞的限位止挡件。

在本发明的优选实施方式还可以规定，内腔的至少一部分呈柱形，或者在做功活塞的做功腔区域内或在该做功活塞和控制活塞的整个行程空间内呈柱形。

柱形内腔不一定完全是柱形的。做功活塞的行程空间是柱形就够了。控制活塞的行程空间优选也是柱形的。当在其中设有铣槽或其它缺口时(所述铣槽或缺口用于使气体或空气通过控制活塞进入控制活塞与内腔后侧之间的空间)，该控制活塞的行程空间不一定是柱形的。当其中没有设置泵活塞时，在做功活塞的朝向内腔前端的最大位移部与内腔前端之间的空间不一定是柱形的。但当内腔的该部分呈柱形时，真空马达的结构被简化。在本发明和普通定义的范围上，柱形是由两个平行的全等平面(底面和顶面)和一个周面或者柱面界定的物体，其中，该周面由许多平行的直线构成。也就是说，该柱体通过沿着不在同一平面的一条直线移动一个平面而形成。顶面和底面所处的两个平面之间的距离为柱体的高度。

如果这些直线垂直于底面和顶面，那么这种结构被称为正圆柱体。根据本发明，正圆柱体几何形状的内腔是优选的，但尤其优选的是仅涉及整个内腔的一个或多个局部区域。因此，正圆柱体的几何形状在本发明意义上只是柱体形状的一个特例。

做功活塞在所有位置上紧密封闭内腔的内壁，使得内腔总是通过做功活塞被分为至少两个相互分开的腔室。内腔优选通过做功活塞和泵活塞被分为三个相互分开的腔室。所述分隔优选是气密和耐压的。

本发明可以规定，控制活塞在内腔轴向上的长度至少等于从排气口到进气口的轴向距离与进气口和排气口的轴向横截面之和。该进气口和排气口的轴向横截面是所述进气口和排气口的在内腔轴向上的横截面。

做功活塞和控制活塞的线性运动优选沿直线进行，该直线对应于柱形内腔的对称轴。

根据本发明的一个优选变型，做功活塞具有两个不同尺寸的垂直于做功活塞直线运动方向的横截面，其中，内腔具有与所述不同横截面匹配的内壁，做功活塞的朝向后侧的一侧的横截面比做功活塞的对置前侧的横截面积大至少100％，优选的是，做功活塞的朝向后侧的一侧的横截面至少是做功活塞的对置前侧的横截面的四倍。在大多数情况下，该做功活塞的前侧部分被称为泵活塞。

这样是有利的，因为如果做功活塞的朝向后侧的部分(流过真空马达的气体对该部分做功)具有较大横截面，那么可以有较大的力作用，从而用较大的复位力拉紧复位件，这又导致了真空马达做功频率的提高。

根据本发明，做功活塞或多个做功活塞的朝向后侧的部分具有至少4厘米的直径。

以椭圆形或圆形横截面的做功活塞作为参考，可以涉及半径、直径或横截面而不是横截面面积。与此相应的是，以椭圆形或圆形横截面的做功活塞或者可用到横截面、半径或直径的其它横截面的做功活塞作为参考，根据本发明，做功活塞具有两个不同尺寸直径或横截面，该直径或横截面垂直于做功活塞运动方向，其中，内腔具有与不同直径或横截面匹配的内壁，并且做功活塞侧的朝向后侧的直径或横截面大于做功活塞的对置前侧的直径或横截面。这里，根据本发明，做功活塞的朝向后侧的一侧的直径或横截面至少是做功活塞的对置前侧的直径或横截面的两倍。

根据本发明的一个改进方案，在内腔中设有第二复位件，在真空马达运转时，所述第二复位件至少在一段时间内朝做功活塞的方向对该控制活塞施加力，其中，优选的是，所述第二复位件设置在控制活塞与内腔后侧之间，尤其优选的是弹性压缩弹簧作为第二复位件设置在控制活塞与内腔后侧之间。

这可以使控制活塞适当定位，从而在真空马达的静止状态时，排气口被暴露出来，就是说未被控制活塞覆盖。

根据本发明，真空马达由热塑性塑料制造，在此尤其优选由聚丙烯、聚乙烯、聚酰胺6和聚酰胺12制造。除此之外，所有工程中常见的塑料是合适的。

本发明的真空马达优选以500至2000周期/分钟的频率做功，尤其优选的是以1000至1500周期/分钟的频率做功。

本发明的与灌洗系统相关的目的通过一种灌洗系统实现，该灌洗系统具有至少一个根据前述权利要求中任一项所述的的真空马达，其中，利用一个或多个真空马达产生周期性液体喷射。

该灌洗系统可以设置成具有用于负压源的管接头和可手动操作控制阀，在这里，该控制阀通过气体管路与负压源相连并且真空马达的排气口通过气体管路与该控制阀相连。根据本发明，优选的是，真空马达的进液口与液体管路相连。

本发明的目的还通过将本发明真空马达用作灌洗系统的马达、敲击马达、振动马达、配料装置的驱动装置、振动马达或泵，尤其是润滑剂泵来实现。

本发明的根本目的还通过利用真空或负压产生周期性运动的方法来实现，尤其是通过利用本发明的真空马达来实现，其中，

A)在初始状态下，做功活塞和控制活塞位于内腔中并相距第一距离，其中，控制活塞将进气口封闭，将排气口打开；

B)经由排气口将所述做功活塞与所述控制活塞之间以及所述做功活塞与内腔后侧之间的气体排出内腔；

C)做功活塞通过作用在所述做功活塞的前侧与后侧的气压差在内腔后侧的方向上朝所述控制活塞加速并移动，其中，在做功活塞与控制活塞之间的距离减小，复位件通过所述做功活塞的运动而接收并储藏能量；

D)优选在达到第二距离时，做功活塞通过接合件或隔离物推动控制活塞；

E)控制活塞由于控制活塞的运动而关闭排气口；

F)控制活塞由于控制活塞的运动而打开进气口；

G)压缩气体或环境空气经进气口流入内腔，优选经由做功活塞和控制活塞之间的进气口流入内腔；

H)复位件在内腔前侧方向上加速做功活塞；

I)优选在达到第一距离时，做功活塞通过接合件拉动控制活塞并使其朝内腔前侧方向移动；

J)通过控制活塞的反向运动，再次将进气口关闭；并且

K)通过控制活塞的反向运动，再次将排气口打开，从而再次将做功活塞和内腔后侧之间的气体排出内腔。

这些步骤按照逻辑和时间顺序进行，其中，进行本发明步骤的各个时段有些在时间上可以重叠。真空马达优选通过复位件再次回到初始状态。但是，只有当排气口不再提供负压时，如果再次达到的初始状态，真空马达也可以工作。

根据本发明方法可以重复该循环，使得在做功活塞与内腔后侧之间的内腔中的气体不断排出。

另外，根据本发明，通过至少一个隔离物或接合部件调节做功活塞(12)与控制活塞之间的第二距离，通过接合部件，优选通过接合部件的长度调节做功活塞与控制活塞之间的第一距离。

第一距离优选被选择为是第二距离的至少1.5倍。

此外，根据本发明的方法，做功活塞在真空马达内的周期性直线运动可以单独地通过真空或负压的作用触发，而无需外部阀门的任何作用。

本发明优选的是，真空或负压相对于环境大气具有至少0.5巴的负压。

优选以500至2000次/分钟的频率重复本发明方法，尤其优选以1000至1500次/分钟的频率重复。

本发明的根本目的也通过产生喷射的方法来实现，该方法包括本发明的前述方法步骤，其中，在做功活塞尤其是做功活塞的泵活塞远离内腔后侧运动时，冲洗液或者气液混合物通过内腔前侧的排出口从做功活塞与内腔前侧之间的空间排出，并且在做功活塞尤其是做功活塞的泵活塞朝向内腔后侧运动时，液体或气液混合物通过进液口压入或吸入做功活塞尤其是泵活塞与内腔前侧之间的空间中。

根据本发明的方法，在做功活塞尤其是泵活塞朝内腔前侧运动时，在做功活塞尤其是泵活塞与内腔前侧之间的空间内的压力使排出口上的阀门打开和/或保持打开，使连接至进液口的止回阀关闭和/或保持关闭，并且在做功活塞尤其是泵活塞朝内腔后侧运动时，在做功活塞尤其是泵活塞与内腔前侧之间的空间内的较低压力使排出口上的阀门关闭和/或保持关闭，使连接至进液口的止回阀打开和/或保持打开。

本发明基于以下惊奇的发现，使做功活塞和控制活塞之间具有可变的距离能够提供一种简单但同时可靠运转的真空马达，该真空马达没有真空马达停机的死点，无需重新启动。根据本发明，避免所述“死点”在于，在真空马达中始终可以实现阀门(即控制活塞)的规定状态以及可以通过控制活塞覆盖进气口和排气口。规定状态是指阀门打开或关闭。所述规定状态通过由复位件产生的作用于做功活塞的力来保证。通过在真空马达运转过程中适当调节两个活塞(做功活塞和控制活塞)之间相对于彼此的两个距离，可以保证真空马达可以根据需要用于各种目的。具体地说，在使用真空马作为产生冲洗液喷射的泵时，真空马达可以通过简单方式来设计，其中，该做功活塞的行程空间直接被用作泵，因此优选的是，做功活塞的前部(在本发明中也被称为泵活塞)具有比做功活塞的后部更小的行程空间，而气体对后部做功。较小的行程空间通过在垂直于运动方向尤其是做功活塞的圆柱轴的方向上的较小横截面来获得。

真空马达可以利用在许多区域(尤其在手术室中)以任何方式存在的负压源或真空源来驱动真空马达或做功活塞。于是，不需要附加能量源来驱动真空马达。同时在这种情况下该负压或真空实际上没有量的限制。

做功活塞和控制活塞此时没有同时以恒定的相互距离运动。做功活塞首先运动。如果做功活塞距控制活塞小于某一距离且由此达到了一定速度，那么做功活塞会突然将控制活塞推向真空马达的内腔后侧，其中，接合件接触控制活塞或做功活塞的突起部(第二限位止挡件)，或者做功活塞的隔离物接触控制活塞，或者控制活塞的隔离物接触做功活塞，因此在所有这些情况下可以带动控制活塞。因此，具体地说，本发明的基本设想在于，通过控制活塞使阀门控制与做功活塞的运动在时间上脱离。这样，做功活塞明显可以获得强力的运动。与根据WO 2012/038003A1的具有两部分但固定相连的做功活塞的压缩气体马达相比，本发明可以获得真空马达的得做功活塞的强力运动，从而在做功活塞的每次运动时可以传递更大的力。。

由此可以使内腔的前部直接用作泵腔，无需增加力的齿轮或传动机构。可以利用做功活塞直接产生灌洗系统的冲洗液的喷雾或喷射。由此可以避免抽吸过程的能量损失。由此排除了齿轮或一部分传动机构出现故障。而且，与必须加装或安装这些部件的情况相比，结构更紧凑，成本更低廉。

这里，本发明基于以下设想并且可以实现为：在具有两个或三个不同直径的区域的空心柱内，复位件在空心柱的一侧的方向上或者在空心柱的一侧的相反方向上推动可轴向移动的做功活塞。在空心柱的周面内，进气口和排气口设置成相互分开并且与该空心柱的内腔以可透气方式连通。进气口位于做功活塞和复位件的方向上，而排气口与之相反地设置在该空心柱的不透气的封盖方向上。控制活塞或阀门件在空心柱内可轴向移动并且可以根据位置关闭进气口(此时排气口是打开的)或者关闭排气口(此时进气口是打开的)。

所述控制活塞或阀门件具有空腔，空腔在控制活塞或阀门件中轴向延伸。做功活塞的装有复位件的前侧具有设置在上面的接合杆，接合杆的端部设有接合件。接合杆可在阀门件的空腔内轴向移动。第一限位止挡件设置在阀门件上并位于做功活塞的装有接合杆的前侧的方向上，而第二限位止挡件设置在阀门件的另一狭窄侧。接合件可以在接合杆由于做功活塞向复位件运动而轴向运动时接触第二限位止挡件，并且在轴向运动时使阀门件在复位件的相反方向上运动。此时排气口关闭而进气口打开。当做功活塞由于复位件作用而反向运动时，接合件接触第一限位止挡件并且使阀门件朝做功活塞轴向移动，因而进气口关闭而排气口打开。

有利的是，做功活塞的与安装有接合杆的一侧相对的前侧设置至少一个间隔部件或隔离物，该间隔部件或隔离物使做功活塞端侧与空心缸壁间隔开，由此形成缝隙。需要该缝隙来防止做功活塞不希望地吸到空心缸壁上。

真空马达的工作如下：首先，通过打开的排气口抽真空。负压将做功活塞拉向复位件。此时复位件拉紧。同时，带有接合件的接合杆在阀门件内运动并且此时仍然正在运动。当做功活塞在阀门件内朝复位件方向进而朝接合件方向进一步运动时，接合杆接触第二限位止挡件，使得阀门件轴向移动。此时阀门件移动到排气口，进而将其关闭。此时排气口一直被阀门件关闭，直到通过阀门件的移动打开进气口。于是，环境空气流入空心柱。负压被解除。此时没有负压或只有低负压作用于做功活塞。因此，复位件伸展且使做功活塞回到其初始位置，因而复位件最大程度地释放。当做功活塞与复位件相反地轴向运动时，接合杆也在该方向上运动。于是接合件接触第一限位止挡件且使阀门件再次移动，因而进气口关闭，而排气口打开。然后，只要排气口处存在负压就会重复该过程。此时重要的是，阀门件的运动与做功活塞的运动不会同时进行。由于移动的做功活塞和接合杆的惯性，阀门件超过进气口和排气口。由于移动的做功活塞的惯性，可以超过所谓的“死点”，为此无需飞轮或类似装置。

这样，真空马达可以自动启动而无需真空的任何作用，这是因为复位件将做功活塞推到预定的初始位置(排气口打开且进气口被阀门件关闭)。由此，因为真空或负压可以在排气口打开时作用于做功活塞，所以保证真空马达随时自动启动。

根据本发明，采用设置在内腔中并可以在直线方向上移动的控制活塞作为阀门件。

为此，本发明的真空马达例如可以包括：

a)空心柱，在空心柱的周面上彼此分开地设置有至少一个排气口和一个进气口，

b)做功活塞，该做功活塞设置在空心柱内并可轴向运动，

c)弹性复位件，该弹性复位件设置在空心柱内并与做功活塞的一侧接合，

d)接合杆，接合杆设置在做功活塞的与复位件接合的一侧，

e)接合件，该接合件与接合杆相连，

f)控制活塞，该控制活塞可在空心柱内轴向移动，其轴向长度至少等于排气口和进气口之间的轴向距离之和，其中，该控制活塞在轴向移动到排气口上时以气密的方式关闭排气口，而此时进气口打开，该控制活塞在移动到进气口上时以气密的方式关闭进气口，而此时排气口打开，

g)控制活塞具有至少一个空腔，接合杆可在空腔内轴向运动，

h)控制活塞上的第一限位止挡件，该第一限位止挡件适当设置在控制活塞的朝向做功活塞的一侧，从而由于复位件释放引起的做功活塞在复位件方向上的运动使接合杆经过控制活塞的空腔，然后，设置在接合杆上的接合件接触第一限位止挡件，如果做功活塞继续运动，那么将使控制活塞在与复位件伸展方向相同的方向上运动，

i)控制活塞上的第二限位止挡件，该第二限位止挡件适当设置在控制活塞的远离做功活塞的一侧，从而由于真空与被压缩复位件的作用引起的做功活塞的运动使接合杆经过控制活塞的空腔，然后，设置在接合杆上的接合件接触第二限位止挡件，如果做功活塞继续运动，那么将使控制活塞在与复位件伸展方向相反的方向上运动，以及

j)不透气封盖，该封盖位于空心柱的端部，从而通过空心柱形成空腔，该空腔由做功活塞和不透气封盖界定，并且接合杆、接合件和控制活塞位于空腔中。

根据本发明的利用本发明真空马达产生周期性线性运动的方法例如可以实现为：

a)首先，复位件适当推动做功活塞，从而阀门件或控制活塞覆盖进气口以将其关闭并且打开排气口，

b)通过负压的作用将气体从空腔经过打开的排气口吸出，因而做功活塞与复位件反向移动，直到接合件到达第二限位止挡件，

c)然后，接合件接触控制活塞的第二限位止挡件，并且在做功活塞继续运动时使控制活塞轴线运动，由此排气口被控制活塞关闭而排气口打开，

d)然后，来自周围大气的空气流过打开的进气口，直到剩余负压低到复位件的回位力超过空心柱内存在的剩余负压的力，由此复位件沿轴向将做功活塞推向初始位置，从而接合件接触第一限位止挡件，然后使控制活塞轴向移动，使得控制活塞覆盖进气口以将其关闭，而打开排气口，以及

e)重复步骤a-d的过程。

只要真空或负压通过排气口与真空马达的空腔或内腔相连通，该过程就会重复。

用于本发明的另一个示例性实施例是包括本发明真空马达的负压驱动式液泵，包括：

a)空心柱，

b)空心柱内的排气口，

c)空心柱内的进气口，其中进气口与排气口分开布置，

d)空心柱内的进液口，

e)空心柱内的排液口，

f)做功活塞，该做功活塞在空心柱内可在轴向方向上运动并且具有第一侧和第二侧，

g)空心柱的两侧是封闭的，

h)空心柱与做功活塞的第一侧构成第一空腔A，其中进液口和排液口将第一空腔与进液和排液机构相连，

i)弹性复位件，该弹性复位件设置在空心柱内并接合在做功活塞的第二侧，

j)接合杆，该接合杆设置在做功活塞的与复位件接合的第二侧，

k)接合件，该接合件与接合杆相连，

l)控制活塞，该控制活塞可在空心柱内轴向移动，其轴向长度至少等于排气口和进气口之间的轴向距离之和，其中，该控制活塞在轴向移动到排气口上时以气密的方式关闭排气口，而此时进气口打开，该控制活塞在移动到进气口上时以气密的方式关闭进气口，而此时排气口打开，

m)控制活塞具有至少一个空腔，接合杆可在该空腔内被轴向移动，

n)控制活塞上的第一限位止挡件，该第一限位止挡件适当设置在控制活塞的朝向做功活塞的一侧，从而由于复位件释放引起的做功活塞的运动使接合杆经过控制活塞的空腔，然后，设置在接合杆上的接合件接触第一限位止挡件，如果做功活塞沿着复位件的伸展方向运动，那么将使控制活塞沿着相同方向运动，

o)控制活塞上的第二限位止挡件，该第二限位止挡件适当设置在控制活塞的远离做功活塞的一侧，从而由于真空与被压缩复位件的作用引起的做功活塞的运动使接合杆经过控制活塞的空腔，然后，设置在接合杆上的接合件接触第二限位止挡件，如果做功活塞继续运动，那么将使控制活塞在与复位件伸展方向相反的方向上运动，

p)不透气封盖，该封盖位于空心柱的端部，从而通过空心柱形成空腔，该空腔由做功活塞和不透气封盖界定，并且接合杆、接合件和控制活塞位于空腔中。

附图说明

以下将结合十一幅示意性的、不限制本发明范围的附图来描述本发明的其它示例性实施例，其中：

图1是本发明真空马达在初始状态和/或开始位置的示意横截面图，其中进气口关闭而排气口打开；

图2是根据图1的本发明真空马达的示意横截面图，其中做功活塞通过真空或压力差而运动；

图3是根据图1的本发明真空马达的示意横截面图，其中做功活塞的接合件顶靠控制活塞；

图4是根据图1的本发明真空马达的示意横截面图，其中做功活塞移动控制活塞，正好使得进气口和排气口关闭；

图5是根据图1的本发明真空马达的示意横截面图，其中做功活塞移动控制活塞，正好使得进气口打开而排气口关闭；

图6是根据图1的本发明真空马达的示意横截面图，其中做功活塞通过复位件相反运动并且控制活塞已经被拉向前侧；

图7是根据本发明的可选真空马达的示意横截面图，该真空马达包括在接合杆上的隔离物和在进液口处的止回阀；

图8是根据本发明的另一可选真空马达的示意横截面图，该真空马达包括在控制活塞上的隔离物和用于构成推进马达的杆；

图9是根据本发明的第四种可选真空马达的示意横截面图，该真空马达包括作为接合件的缆或绳和止回阀；

图10是根据本发明的第五种可选真空马达的示意横截面图，其中接合件紧固在控制活塞上；以及

图11是本发明的示意横截面图，该灌洗系统包括的本发明真空马达。

具体实施方式

在附图中，即使涉及不同的真空马达，在某种程度上也使用相同的附图标记表示相同或相似的部件。

图1-图6按时序示出了本发明真空马达1的一个做功周期的示意横截面图。横截面包含真空马达1的部件的对称轴，也就是说，示出沿着中心剖切的横截面。真空马达1具有空心体2，该空心体由塑料制成并且具有分为三部分的圆柱形内腔。内腔的前侧通过盖板4封闭，后侧通过背板6封闭。盖板4内设有用于排出一股液体的排出口8。因此，真空马达1适合且设计成从排出口8产生冲洗液的脉冲流。

排出口8通过唇形阀10关闭；在液体从前部内腔被排出时(即在前部内腔中的压力足够大时)，唇形阀打开。也就是说，前部内腔中的压力大于环境压力加上唇形阀10的弹力。背板6气密且耐压方式封闭空心体2的背侧(后部)内腔。在可被称为做功室的中部内腔中设有做功活塞12，该做功活塞可沿柱形内腔或者中部内腔的圆柱轴运动。在可被称为泵室的前部内腔中设有圆柱形泵活塞13，该泵活塞可沿柱形内腔或者前部内腔的圆柱轴运动。在可被称为阀室的后部内腔(但同样可以使真空马达1做功的气体通过)中设有控制活塞14，该控制活塞可沿柱形内腔或后部内腔的圆柱轴运动。做功活塞12的整个外周面接触中部内腔的缸壁，为此通过由橡胶或其它弹性材料制成的密封圈15相对于中部内腔的内壁密封。泵活塞13的整个周面接触前部内腔的缸壁，为此通过由橡胶或其它弹性材料制成的密封圈15相对于前部内腔的内壁密封。控制活塞14的整个周面接触后部内腔的缸壁。同样，控制活塞14也可以利用密封圈(未示出)相对于后部内腔的内壁密封。密封圈15的整个周面在四周都接触做功活塞12和泵活塞与空心体2的内壁。做功活塞12和泵活塞13优选一体构成且由塑料制造。

中部内腔的垂直于圆柱轴线的直径大致是前部内腔和后部内腔的直径的三倍，进而其横截面面积大致是前部内腔和后部内腔的横截面面积的九倍。由此，中部内腔具有位于前部的前壁和位于后部(后侧)的后壁，前壁和后壁将中部内腔的壁2与前部内腔和后部内腔的壁2相连。利用多个隔离物16使做功活塞12与中部内腔的前壁间隔一定距离，所述隔离物保证做功活塞12不会接触并吸住中内部腔的前壁。另外，在中部内腔的前壁上设有多个通风口19，通风口有利于中部内腔前壁与做功活塞12之间的区域与周围环境的气体交换。由此，该区域内的负压不会阻碍做功活塞12远离中部内腔前壁的运动，或者该区域内的超压不会阻碍做功活塞12朝向中部内腔前壁的运动。因此本发明可以提供由格栅实现的中部内腔前壁。因此，可以以很小的流动阻力实现气体交换。

控制活塞14也由塑料制造，其基本形状为具有前盖和后盖的管状，所述前盖和后盖垂直于圆柱轴。当然，所述盖也可以具有其它形状并且以其它角度倾斜。在所述盖中设有多个通道17，所述通道允许在控制活塞14的两侧气体交换。在隔离物16内设有位于对称轴上的其它中心通道。

控制活塞14设置在做功活塞12和背板6之间并且可以在后部内腔中移动。由接合杆18和接合件20构成的接合单元固定在做功活塞12上。接合杆18优选与做功活塞12一体构成并且同样由塑料制造。接合杆18是柱形杆，穿过控制活塞14前盖的轴向通道。接合件20是扁平板，无法穿过控制活塞14的盖板的中心通道。接合件20的形状并不重要，可以但不必匹配控制活塞14盖板的形状。

在中部内腔内，在中部内腔后壁与做功活塞12之间设有作为复位件22的钢弹簧22。控制活塞14覆盖侧进气口24，该进气口与压缩气体相通，或者根据本发明，该进气口优选地通向真空马达1的周围环境。在后一种情况下，当进气口24打开时，环境大气压下的环境空气可以供应至真空马达1。进气口24和排气口26在后部内腔中位于空腔2的侧壁(柱形外壁)上。钢弹簧22将做功活塞12压到位于中部内腔前壁的隔离物16上，从而当没有真空或负压(压力低于环境压力的气体)经由排气口26进入后部内腔且从那里进入中部内腔时，控制活塞14保持在所示位置。压缩弹簧22在真空马达1做功过程中对做功活塞12施加足够的复位力。优选的是，钢弹簧22的长度足以将做功活塞12推到隔离物16上，处于如图1所示的初始状态。由此可以保证当没有负压施加给真空马达1时排气口26保持打开，并且保证真空马达1始终转向根据图1的初始状态。

进气口24是在空心体2侧壁上的贯通开口。除了进气口24外，在空心体2的侧壁上还设有排气口26和进液口28。进液口28位于前部内腔(即，泵的内腔)的侧壁或柱形外壁上。排气口26在真空马达1的如图1所示的初始状态下未被控制活塞14封闭或者说覆盖。当排气口26被处于适当位置的控制活塞14打开时(如图1所示)，做功介质(气体和/或空气)通过排气口26从内腔被吸出。而进液口28设置在做功活塞12和/或泵活塞13与盖板4之间并且用于给前部内腔注充液体，然后液体在做功活塞12和/或泵活塞13的朝向盖板4的运动下(如图6所示)挤出通过排出口8，因而产生喷射流或锥形喷雾(未示出)。

图1示出了真空马达1的初始状态。负压通过排气口26施加给做功活塞12与背板6之间的内腔。在此中间空间内减小压力使做功活塞12朝背板6的方向(即，朝着真空马达1的后侧)加速。确切地说，中部内腔的做功活塞12前侧与中内腔的做功活塞12后侧之间的压力差使做功活塞12朝背板6的方向加速。控制活塞14此时保持在原位。压缩弹簧22在做功活塞12的运动下压缩和伸长。压缩弹簧22在此过程中吸收能量。图2示出了这种情况。

泵活塞13的运动使液体经由进液口28抽入前部内腔中。为此，除了进液口28之外，前部内腔通过带有密封件15的泵活塞13和带有盖板4的空腔2封闭。唇形阀10因前部内腔中的负压而关闭。只要做功活塞12和泵活塞13朝背板6的方向移动，就会连续供应液体。

在做功活塞12的运动过程中，做功活塞压缩弹簧件22。当做功活塞12朝向控制活塞14移动并达到距离后侧盖板上的后限位止挡件的长度被接合杆18和接合件20连接的程度时，接合件20接触控制活塞14的后侧盖板(如图3所示情况)并向后撞击后侧盖板。随后做功活塞12借助接合部件18、20推动控制活塞14。由此，控制活塞14朝着背板6移动。通过控制活塞14的运动，排气口26被覆盖或封闭。图4示出了这种情况。

在整个过程中，冲洗液通过进液口28注入泵活塞13与盖板4之间的前部内腔。由于做功活塞12和/或控制活塞14的惯性和/或做功活塞12与背板6之间的内腔中仍然存在负压，控制活塞14进一步向后运动，并且进气口24打开。图5示出了这种情况。

接着，气体从周围环境或从压缩气体储存容器经由进气口24流入做功活塞12与背板6之间的内腔。弹簧件22使做功活塞12朝盖板4的方向加速。由于泵活塞13与盖板4之间的空间缩小，因而产生超压并且唇形阀10打开。优选的是，在进液口28处设有止回阀(未示出)，止回阀可以阻止液体从做功活塞12和盖板4之间的中间空间流出至液体供应装置。在前部内腔中的液体或气液混合物利用泵活塞13经由排出口8压出或挤出前部内腔。从而产生冲洗液的喷射流。

做功活塞12的运动使接合件20脱离控制活塞14的后盖的限位止挡件。做功活塞12最后接触控制活塞14的前盖。由此，控制活塞14再次朝盖板4的方向移动，进气口24再次关闭而排气口26开始打开。图6示出了这种情况。

在排气口26完全打开后，弹簧件22使做功活塞12和控制活塞14回到如图1所示的初始状态。在此期间，冲洗液或气液混合物完全从做功活塞12和盖板4之间的中部间空间通过排出口8排出。再次从起点开始循环。。

控制活塞14及其运动起到进气口24和排气口26的自动阀门控制的作用，从而控制活塞14可以被理解为是阀门件。

通过复位件22的作用，当做功活塞12朝盖板4的方向运动时，空腔内存在的液体被挤出排出口8和排出阀10。设置在进液口28处的止回阀(未示出)阻止液体流到储液容器。在排气口26打开且做功活塞12朝背板6的方向运动之后，与压缩气体或环境压力相关的负压或真空的作用可以在前部内腔中产生负压。此时，止回阀打开且液体流入前部内腔。

在排气口26关闭后，复位件22使做功活塞12返回至其初始位置，在此，超压使止回阀关闭且液体被挤出前部内腔。随后，只要真空或负压施加给排气口26且液体位于储液容器中，就按照所述方式进行液体抽吸过程。

图7示出了本发明的一种可选真空马达1的示意横截面图，该真空马达带有位于接合杆18上的隔离物30。隔离物30可以像翅片那样在径向远离接合杆18的两个方向上延伸，或者可以由从接合杆18沿着径向垂直方向伸入中部内腔或后部内腔的内部(根据做功活塞12在空心体2中的位置)的圆盘形成。在本实施方式中，控制活塞14只需要前盖。相比于根据图1至图6的实施方式，在根据图7的实施方式中没有位于控制活塞14上的后盖。但是所述真空马达1的控制活塞14具有两个适合接合杆18上的接合件20和隔离物30的限位止挡件，这两个限位止挡件在本实施方式中通过一个(前)盖的前侧和后侧构成。在根据图1-6的实施方式中，这两个限位止挡件可以由前盖的后侧和后盖的前侧代替。

根据图7的真空马达1的控制活塞14穿过的通孔(接合杆18延伸穿过该通孔)也用于在做功活塞12与控制活塞14之间的中间空间以及在控制活塞14与背板6之间的中间空间的气体交换。理论上可以不需要附加通道17。为了对做功活塞12做功(即为了使真空作用在做功活塞12的后侧)，重要的是存在足够透气性的连接机构，该连接机构具有足够的横截面或者说小的气体流动阻力。除了通道17和接合杆18的通孔以外，控制活塞14与后部内腔的内缸壁之间的中间空间也可以用于此目的。为此，可以设有多个凹部，这些凹部控制活塞14的外壁的整个长度延伸和/或沿着控制活塞14的升降空间的整个长度在后部内腔的内壁2中延伸。

另外，图7所示的真空马达1还具有位于进液口28处的止回阀34。在其它方面，结构和工作方式与如图1-6所示和上文所述的功能和工作方式相同。

压缩弹簧22将做功活塞12推向盖板4，使得接合件20的前侧接触控制活塞14的盖的后侧，因而将控制活塞14拉向(盖板4)的前侧，使得排气口26暴露而进气口24关闭。优选的是，压缩弹簧22仍然向做功活塞12施加力，该力将做功活塞12推向盖板6。当真空或负压通过排气口26作用时，将做功活塞12拉向控制活塞14和/或拉向背板6，同时压缩弹簧22张紧。当隔离物30接触控制活塞14的盖的前侧时，控制活塞14朝背板6的方向加速。因此，与根据图1-6的实施方式的区别在于，隔离物30的后侧而不是接合件20的后侧使控制活塞14加速。在其它方面，根据图7的真空马达1的工作原理等同于根据图1-6的真空马达1的工作原理。

与根据图1-6的一种实施方式相同，根据本发明的其它真空马达的进液口28处的也设置有相同设计的止回阀34，该止回阀由圆球体构成，该圆球体利用钢弹簧被压在球座上。由此允许通过进液口28流入空心体2的前部内腔，而通过止回阀34阻止从内腔流出。因此，当真空马达1在泵活塞13和盖板4之间的内装物质通过做功活塞12朝向盖板4的运动而经排出口8喷出时，止回阀34防止内装物质进入供应管路。

压缩气体驱动式液泵1设置成在泵活塞13的端侧设有空腔(作为前部内腔的一部分)。该空腔与止回阀34以允许液体通过的方式相连，该止回阀允许液体从储液容器流入该空腔但阻止液体从该空腔回流向储液容器。而且，排出阀10与该空腔以允许液体通过的方式相连。所述排出阀允许液体从空腔流出且阻止液体回流入空腔。排出阀10在最简单情况下可以是唇形阀10。真空马达1的基本工作原理如上文所述。

图8是包括隔离物30和杆40的本发明第三可选真空马达1的示意横截面图，隔离物30设置在控制活塞14上和/或与控制活塞14一体构成，所述杆用于形成推进式真空马达1。真空马达1的结构与根据图1-6和图7的前述真空马达一样，在这里，除了前述差异之外还有以下不同之处。真空马达1包括空心体2，空心体只具有两部分的柱形内腔。前部内腔的前侧用盖板4覆盖，后部内腔的后侧用背板6以气密且耐压方施封闭。因此，与根据图1-7的实施方式相比，缺少了最前侧的内腔(根据图1-7的中部内腔对应于根据图8的前部内腔)。

做功活塞12设置在前部内腔中并可沿着内腔的圆柱轴直线移动。控制活塞14设置在做功活塞12和背板6之间并可沿着后部内腔的圆柱轴直线移动。做功活塞12和控制活塞14具有柱形外壁面，该外壁面对应于内腔的柱形内周面。

做功活塞12利用密封圈15相对于前部内腔的内壁密封。前部内腔的横截面大致是后部内腔的九倍。相应地，做功活塞12的直径大致是控制活塞14的三倍。在盖板4的后侧上设有呈截头锥体形的多个短隔离物16，这些隔离物可阻止做功活塞12接触盖板4。另外，盖板4具有多个通风口19，可经由通风口从真空马达1的环境吸入空气。因此，在做功活塞12的前侧和盖板4之间的中间空间内没有或只出现很小的压力波动，这种压力波动可能会抵制做功活塞12的运动。在控制活塞14内设有多个通道17，这些通道允许在控制活塞14的前侧和后侧之间交换空气。

在做功活塞12的后侧设有接合件部件，该接合部件由接合杆18和接合件20构成。接合杆18穿过控制活塞14内的通孔，从而接合件20可以接合在控制活塞14的垂直于圆柱轴的表面的后侧，以便当做功活塞12朝前侧方向(即，盖板4的方向)运动时，按照与做功活塞12间隔一定距离的方式拉动控制活塞14。所述表面或者限位止挡件对应于根据图1-6的前盖的后侧和根据图7的单个盖。

根据图8的实施方式在控制活塞14上设置呈柱形管的隔离物30，而不是在接合杆18上设置隔离物(如根据图7的实施例所提出)，柱形管的前表面用作第二限位止挡件，当做功活塞12朝背板6的方向运动时接触该第二限位止挡件。隔离物30也可以由杆或其它几何形状构成，只要不阻碍控制活塞14的前侧和后侧之间的气体交换以及弹簧件22和做功活塞12的运动即可。

前部内腔中做功活塞12与前部内腔的后壁和/或背板6之间设有弹簧件22，该弹簧件设置在前部内腔中并围绕接合杆18，作为将做功活塞12压向盖板4的压缩弹簧22。因此，图8示出了真空马达1的初始状态。

在空心体2侧壁上设有两个贯通的开口24、26。进气口24对外敞开，从而环境空气可进入真空马达1。在真空马达1的工作周期内，空气从在做功活塞12后面的空心体2的内腔经由排气口26部分或最大程度地吸出和/或者排出。如根据图1-6的第一示例性实施例所述进行该工作周期。

根据图8的真空马达1获得杆40的周期性推进，而不是像根据图1-7的灌洗泵那样周期性排出液体。杆40利用引导套管41通过盖板4的开口从内腔伸出。或者，活塞杆40利用引导通过盖板4的关节(未示出)与做功活塞12相连，而不是杆40与做功活塞12刚性连接。活塞杆40可以通过曲轴(未示出)将周期性直线运动转变为转动，其中曲轴通过关节固定在活塞杆40的前端。与此相应，根据图8的真空马达1不具有泵活塞。

根据图8的真空马达1也可以用于在灌洗系统中。为此，杆40的末端用于接触薄膜(未示出)。对薄膜的周期性冲击可用于周期性排出液体。同样，杆40的周期性运动也可以用作振动机构或敲击马达的驱动。

或者，如果配备有活塞杆40，真空马达1可以用于驱动切割盘或泵。

图9示出了本发明第四可选真空马达1的示意横截面图，该真空马达具有用作接合件42的绳42或缆42以及止回阀34。止回阀34的结构和布置对应于根据图7所描述的结构和布置。在这种真空马达1中，呈实心柱形式的隔离物30设置在做功活塞12的后侧。如前文所述，做功活塞12通过O形环15相对于空心体2的柱形中部内腔的内壁密封。

在图9所示的真空马达1的状态下，缆42被拉紧。做功活塞12通过缆42朝盖板4的方向以牵引的方式拉动控制活塞14，以关闭进气口24，然后打开排气口26。缆42固定在控制活塞14前侧的拴柱43上，例如环绕拴柱43打结。

当朝背板6的方向拉动做功活塞12时，缆42松驰地悬吊在做功活塞12和控制活塞14之间的中部内腔中。只有当通过做功活塞12拉动控制活塞14时，缆42或绳42拉伸并绷紧，如图9所示。

控制活塞14的前侧构成仅有的限位止挡件，做功活塞12或者做功活塞12的隔离物30接触限位止挡件以将控制活塞14推向背板6，由此关闭排气口26，然后打开进气口24。因此，根据图9的实施方式只有一个限位止挡件。进气口24和排气口26不一定彼此相邻，而是也可以如图9所示彼此相对地设置在圆柱外壁上，或者设置在后部内腔的圆柱轴的适当高度的不同位置上。

图10示出了本发明第五可选真空马达1的示意横截面图，其中接合部件18、20固定在控制活塞14上。在本实施方式中，接合部件18、20移入做功活塞12的空腔中。为此在做功活塞12的后侧设置一定的结构。因为接合杆18的长度大于做功活塞12的空腔的深度，所以接合杆还起到隔离物的作用，即，保证当做功活塞12朝背板6的方向推动控制活塞14时做功活塞12与控制活塞14保持一定距离。

控制活塞14中的通道17是必要的，以便在所述排气口被控制活塞14打开时，真空马达1内的气体能够从做功活塞12的后侧经由控制活塞14流向排气口26，然后最终经由排气口26流出。

因此，根据图10的实施方式形成两个限位止挡件，相对于控制活塞14的限位止挡件是通过接合件20的前侧和后侧而形成，相对于做功活塞12的限位止挡件是通过空腔内或者做功活塞12后侧结构中的前侧内表面以及通过做功活塞12后侧结构的空腔的后侧表面而形成。

图11示出了根据本发明的灌洗系统50的示意横截面图，该灌洗系统50可以单手手持并具有本发明真空马达1。真空马达1除了进气口24和排气口26的相对布置结构外与根据图1-6的真空马达1的结构是相同的，因而针对这些结构可以参见所述示例性实施例。除了图8的真空马达以外，其它示例性实施例可以通过简单调整作为本灌洗系统50中的真空马达1或泵马达1。

灌洗系统50具有塑料制成的壳体52，在壳体内设有真空马达1。真空或负压通过排气管路68引导至控制阀64。控制阀64可以使用握持灌洗系统50的同一只手通过手枪式扳机66手动操作。进气管路68从手动操作式控制阀64的下游延伸且连接至真空马达1的排气口26。

进液口28连接至冲洗液进液管路70，在该进液管路中设有止回阀34。在壳体52的顶部设有开口72，通过开口72，环境空气可以经由进气口24流入真空马达1。开口72可以用格栅和/或过滤器(未示出)覆盖以防止污染真空马达1内部。

排气管路68和/或连接至负压源或真空源的接管68引导穿过手枪式手柄的手柄部分74，在这里，手柄部分74由塑料壳体52构成。液体管路70也可以导出灌洗系统50(未示出)的手柄部分74的底侧。在灌洗系统50的前侧设有具有排出口78和漏斗79的管76，真空马达1的冲洗液流股经管76从灌洗系统50流出或排出。

在这样的灌洗系统50中优选设置抽吸机构(未示出)，借助抽吸机构经由漏斗79和管76吸走并排出多余液体和被液体冲掉的部分。优选的是，出于此目的，连接至抽吸机构的抽吸管路引导通过手柄部分74的底侧。当用扳机66操作控制阀64时，排气管路68是通畅的，空气从真空马达1和/或从真空马达1的后部内腔和中部内腔抽出。压缩弹簧22和/或复位件22位于空心体2的中部内腔中。如上所述，通过在做功活塞12的前侧(图11中的左侧)与做功活塞12的后侧(图11中的右侧)之间产生的压力差推动做功活塞12，经过一段时间之后推动使控制活塞14，真空马达1工作。同时，经由进液管路70从外储液容器(未示出)输送的冲洗液周期性地流入真空马达1的盖板4与泵活塞13之间的中间空间。

只要有真空或负压施加在排气口26上并且环境空气通过进气口24进入并通过真空马达1，冲洗液就从真空马达1以周期性流股形式经唇形阀10、管76和排出口78排出。当控制阀64不再操作且排气管路68中断和/或关闭时，该过程结束。例如借助弹性弹簧(未示出)使控制阀64恢复。通过真空马达1内的弹簧件22，做功活塞12和控制活塞14位于所示的初始位置(参见图1)，灌洗系统50立即准备再次工作。

除了只有一个真空马达1以外，灌洗系统50也可以具有至少两个真空马达1，其真空管接头并联设置。由此使所产生的喷射流加强，或者获得更高的脉冲速度，例如以两倍频率冲洗液流。

在真空马达的所有实施方式中也可以真空马达1之内或之上设置第二弹簧件(未示出)，第二弹簧件朝做功活塞12的方向推动控制活塞14。出于此目的，优选在后部内腔的背板6与控制活塞14之间设置第二压缩弹簧(未示出)。第二压缩弹簧提供额外的保证，使得在没有真空或负压施加于排气口26时可以达到初始位置。另外，这有利于越过死点(控制活塞14的第三位置)，在所述死点位置，进气口24和排气口26都被控制活塞14覆盖封闭。此外，第二弹簧件还可以用于调节真空马达1的工作频率，进而可以微调真空马达1。

在说明以及权利要求书、附图和示例性实施例中公开的本发明特征对于单独和以任何方式组合实施本发明的各个实施例而言是必要的。

附图标记列表

1真空马达

2空心体/壁

4盖板/内腔前侧

6背板/内腔后侧

8排出口

10唇形阀

13泵活塞

12做功活塞

14控制活塞

15密封/O形环

16隔离物/间隔件

17通道

18接合杆

19通风口

20接合件

22弹簧件/复位件/压缩弹簧/钢弹簧

24进气口

26排气口

28进液口

30隔离物

34止回阀

40杆/活塞杆

41引导套管

42缆/绳

43拴柱

50灌洗系统

52壳体

64控制阀

66扳机

68排气管路/至负压源的连接机构

70冲洗液进液管路

72开口

74把手

76管

78排出口

79漏斗

Claims (22)

1.一种真空马达(1)，具有：

做功活塞(12)；

内腔，所述做功活塞(12)设置在所述内腔中并能够在直线方向上运动；

复位件(22)，其至少在一段时间内对做功活塞(12)施加在内腔前侧(4)的方向上作用的力；

进气口(24)，其用于将环境空气或压缩气体供应至所述内腔；和

排气口(26)，其用于从所述内腔排出气体，

其中，排气口(26)能够与负压源连接，

其中，在做功活塞(12)与内腔的后侧(6)之间设置控制活塞(14)，所述控制活塞能够在内腔中直线运动，

其中，控制活塞(14)在第一位置上不覆盖排气口(26)但覆盖进气口(24)，在第二位置上不覆盖进气口(24)但覆盖排气口(26)，控制活塞(14)支撑在轴承上以能够相对于做功活塞(12)运动，在做功活塞(12)和/或控制活塞(14)上设置有接合部件(18，20，42)和/或隔离物(30)，

其中，接合部件(18，20，42)在做功活塞(12)朝向内腔前侧(4)运动时将控制活塞(14)转移到所述第一位置，并且

其中，接合部件(18，20，42)或隔离物(30)在做功活塞(12)朝向内腔后侧(6)运动时将控制活塞(14)转移到所述第二位置。

2.根据权利要求1所述的真空马达(1)，其特征是，除了所述进气口(24)和所述排气口(26)外，在所述做功活塞(12)与所述后侧(6)之间的内腔是封闭的。

3.根据权利要求1或2所述的真空马达(1)，其特征是，接合件部件(18，20，42)在所述做功活塞(12)远离所述控制活塞(14)运动时将所述控制活塞(14)拉向所述做功活塞(12)并将所述控制活塞(14)转移至所述第一位置，接合件(18，20，42)或隔离物(30)在所述做功活塞(12)朝向所述控制活塞(14)运动时将所述控制活塞(14)推向该后侧(6)并将所述控制活塞(14)转移至所述第二位置。

4.根据前述权利要求中任一项所述的真空马达(1)，其特征是，控制活塞(14)在所述第一位置与所述第二位置之间的第三位置上不仅覆盖进气口(24)，还覆盖排气口(26)。

5.根据前述权利要求中任一项所述的真空马达(1)，其特征是，复位件(22)是弹性压缩弹簧(22)，其设置在内腔中并位于做功活塞(12)与内腔的后侧(6)之间。

6.根据前述权利要求中任一项所述的真空马达(1)，其特征是，控制活塞(14)在所述第一位置上通过复位件(22)和接合部件(18，20，42)拉向前侧(4)，其中，排气口(26)通向在所述控制活塞(14)和内腔后侧(6)之间的中间空间。

7.根据前述权利要求中任一项所述的真空马达(1)，其特征是，在控制活塞(14)中设有至少一个透气通道(17)，所述通道以透气的方式将控制活塞(14)的朝向所述做功活塞(12)的前侧与控制活塞(14)的朝向内腔后侧(6)的后侧连通。

8.根据前述权利要求中任一项所述的真空马达(1)，其特征是，做功活塞(12)的整个外周面接触内腔的内壁，优选的是整个外周面通过密封件(15)以气密且耐压的方式接触内腔。

9.根据前述权利要求中任一项所述的真空马达(1)，其特征是，在内腔的与后侧(6)相对的前侧(4)中设有排出口(8)，在内腔的前侧(4)和/或侧壁(2)上设有进液口(28)，所述进液口至少在一段时间内未被做功活塞(12)覆盖并且所述进液口在未覆盖状态下位于做功活塞(12)与内腔的前侧(4)之间。

10.根据权利要求9所述的真空马达(1)，其特征是，排出口(8)通过阀门件(10)尤其是唇形阀(10)与周围环境相通，其中，阀门件(10)在相对于环境气压具有足够超压时打开，否则关闭，并且

在进液口(28)处连接有带止回阀(34)的管或软管，所述止回阀在所述做功活塞(12)与该内腔前侧(4)之间的内腔具有负压时打开并且允许液体进入内腔。

11.根据权利要求9或10所述的真空马达(1)，其特征是，做功活塞(12)的朝向前侧(4)的一侧具有泵活塞(13)，所述泵活塞的横截面面积比做功活塞(12)的朝向后侧(6)的部分至少小50％，其中，内腔的横截面与泵活塞(13)的横截面和做功活塞(12)的横截面相适应。

12.根据前述权利要求中任一项所述的真空马达(1)，其特征是，接合部件(18，20，42)是固定在做功活塞(12)和控制活塞(14)上的绳(42)、缆(42)、线、链或弹性弹簧，或者接合部件(18，20，42)具有固定在做功活塞(12)或控制活塞(14)上的杆(18)、绳、缆、线、链或弹性弹簧和连接在上面的接合件(20)，接合件在所述做功活塞(12)周期性运动时接合做功活塞(12)或控制活塞(14)的突起部，

其中，该接合部件(18，20，42)优选由固定在做功活塞(12)上的杆(18)构成，所述杆穿过控制活塞(14)的通孔并且具有连接在上面的接合件(20)，所述接合件不能穿过控制活塞(14)的通孔而是与控制活塞(14)的通孔后侧的通孔部分接合，以便在做功活塞(12)为此足够远离控制活塞(14)且在远离控制活塞的方向上运动时，拉动控制活塞(14)。

13.根据前述权利要求中任一项所述的真空马达(1)，其特征是，所述内腔的至少部分区域呈柱形，或者在做功活塞(12)的工作腔的区域内或在做功活塞(12)和控制活塞(14)的整个行程空间内呈柱形。

14.根据前述权利要求中任一项所述的真空马达(1)，其特征是，做功活塞(12)具有两个不同尺寸的垂直于做功活塞(12)直线运动方向的横截面，其中，内腔具有与所述不同横截面匹配的内壁，做功活塞(12)的朝向后侧(6)的一侧的横截面比做功活塞(12)的对置前侧的横截面积大至少100％，优选的是，做功活塞(12)的朝向后侧(6)的一侧的横截面至少是做功活塞(12)的对置前侧的横截面的四倍。

15.根据前述权利要求中任一项所述的真空马达(1)，其特征是，在内腔中设有第二复位件，在真空马达(1)运转时，所述第二复位件至少在一段时间内朝做功活塞(12)的的方向对该控制活塞(14)施加力，其中，优选的是，所述第二复位件设置在控制活塞(14)与内腔后侧(6)之间，尤其优选的是弹性压缩弹簧作为第二复位件设置在控制活塞(14)与内腔后侧(6)之间。

16.一种灌洗系统(50)，具有至少一个根据前述权利要求中任一项所述的真空马达(1)，其中，利用一个所述真空马达(1)或多个所述真空马达(1)产生周期性液体喷射。

17.将根据权利要求1至15中任一项所述的真空马达(1)用作灌洗系统(50)的马达、敲击马达、振荡马达、配料装置的驱动装置、振动电机或泵，尤其是润滑剂泵。

18.一种利用真空或负压产生周期性运动的方法，尤其涉及采用根据权利要求1至15中任一项所述的真空马达(1)产生周期性运动的方法，其特征是，

在初始状态下，做功活塞(12)和控制活塞(14)位于内腔中并相距第一距离，其中，控制活塞(14)将进气口(24)封闭，将排气口(26)打开；

经由排气口(26)将所述做功活塞(12)与所述控制活塞(14)之间以及所述做功活塞(12)与内腔后侧(6)之间的气体排出内腔；

做功活塞(12)通过作用在所述做功活塞(12)的前侧与后侧的气压差在内腔后侧(6)的方向上朝所述控制活塞(14)加速并移动，其中，在做功活塞(12)与控制活塞(14)之间的距离减小，复位件(22)通过所述做功活塞(12)的运动而接收并储藏能量，

优选在达到第二距离时，做功活塞(12)通过接合件(18，20，42)或隔离物(30)推动控制活塞(14)；

控制活塞(14)由于控制活塞(14)的运动而关闭排气口(26)；

控制活塞(14)由于控制活塞(14)的运动而打开进气口(24)；

压力气体或环境空气通过进气口(24)流入内腔；

复位件(22)在内腔前侧(4)方向上加速做功活塞(12)；

优选在达到第一距离时，做功活塞(12)通过接合件(18，20，42)拉动控制活塞(14)并使其朝内腔前侧(4)方向移动；

通过控制活塞(14)的反向运动，再次将进气口(24)关闭；并且

通过控制活塞(14)的反向运动，再次将排气口(26)打开，从而再次将做功活塞(12)和内腔后侧(6)之间的气体排出内腔。

19.根据权利要求18所述的方法，其特征是，重复该循环，使得在做功活塞(12)与内腔后侧(6)之间的内腔中的气体不断排出。。

20.根据权利要求18或19所述的方法，其特征是，通过至少一个隔离物(30)或接合部件(18，20，42)调节做功活塞(12)与控制活塞(14)之间的第二距离，通过接合部件(18，20，42)，优选通过接合部件(18，20，42)的长度调节做功活塞(12)与控制活塞(14)之间的第一距离。

21.一种产生喷射的方法，包括根据权利要求18至20中任一项所述的方法步骤，其特征是，

在做功活塞(12)尤其是做功活塞(12)的泵活塞(13)远离内腔后侧(6)运动时，冲洗液或者气液混合物通过内腔前侧(4)的排出口从做功活塞(12)与内腔前侧(4)之间的空间排出，并且

在做功活塞(12)尤其是做功活塞(12)的泵活塞(13)朝向内腔后侧(6)运动时，液体或气液混合物通过进液口(28)压入或吸入做功活塞(12)尤其是泵活塞(13)与内腔前侧(4)之间的空间中。

22.根据权利要求21所述的方法，其特征是，

在做功活塞(12)朝内腔前侧(4)运动时，在做功活塞(12)与内腔前侧(4)之间的空间内的压力使排出口(8)上的阀门(10)打开和/或保持打开，使连接至进液口(28)的止回阀(34)关闭和/或保持关闭，并且

在做功活塞(12)朝内腔后侧(6)运动时，在做功活塞(12)与内腔前侧(4)之间的空间内的较低压力使排出口(8)上的阀门(10)关闭和/或保持关闭，使连接至进液口(28)的止回阀(34)打开和/或保持打开。