CN105697342A - 并联扩展式直流隔膜电磁泵 - Google Patents

Abstract

本发明涉及并联扩展式直流隔膜电磁泵，可有效解决电磁泵工作稳定、能量损耗少、维护率低、使用寿命长同时可根据生产情况自行多级并联扩展的问题，技术方案是，泵体内设置有隔膜片，隔膜片将泵体的内腔隔置的两个互不连通的第一压缩空间和第二压缩空间，隔膜片中心设置有永磁体，永磁体两侧分别设置有向外伸出的第一呼吸管、第二呼吸管，第一呼吸管的外壁上缠绕有第一电磁线圈，其与第一压缩空间连接一端的口部所在的内壁上设置有与永磁体相对应的第一霍尔传感器，第二呼吸管的外壁上缠绕有第二电磁线圈，其与第二压缩空间连接一端的口部所在的内壁上设置有与永磁体相对应的第二霍尔传感器，本发明可自动调节输出流量，使用方便，效果好。

Description

并联扩展式直流隔膜电磁泵

技术领域

本发明涉及电磁泵，特别是一种并联扩展式直流隔膜电磁泵。

背景技术

电磁隔膜泵是用于输送常规液体、气体或化工、印染行业中的腐蚀性、危险性液体的动力泵，其通过电磁线圈产生磁场，利用电磁作用力驱动活塞在泵体中运动，从而产生推动力，使流体流动。目前的隔膜泵分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，系统复杂而庞大，限定了安装的空间和运行的范围；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，难以整周期全幅输送，机械效率低，电磁铁驱动的隔膜泵用电磁铁取代电机，直接输出直线方向的力，结构简单，尺寸小，特别适用于抽送特殊流体或用于定量计量。但目前的电磁隔膜泵结构上泵膜中心的磁铁上需要有衔铁或滑动轴，衔铁的质量很大，大大增加了膜片往复鼓动过程的能量损失，滑动轴需要与膜片中心滑动部分密封，增加了膜片往复鼓动过程的摩擦力，也增加了泄露的风险，而且现有技术都是单体泵，不能根据流量抽送要求增加或减少泵体单元，因此现有技术仅有用于计量用途的单体电磁泵，因其流量小流量脉动大等因素影响了其应用范围。因此，其改进和创新势在必行。

发明内容

针对上述情况，为克服现有技术之缺陷，本发明之目的就是提供一种并联扩展式直流隔膜电磁泵，可有效解决电磁泵工作稳定、能量损耗少、维护率低、使用寿命长同时可根据生产情况自行多级并联扩展的问题。

本发明解决的技术方案是，一种并联扩展式直流隔膜电磁泵，包括泵体和连接管，泵体为中空结构，泵体内设置有隔膜片，隔膜片将泵体的内腔隔置的两个互不连通的第一压缩空间和第二压缩空间，隔膜片中心设置有永磁体，永磁体两侧在第一压缩空间、第二压缩空间所在的泵体上分别设置有向外伸出的第一呼吸管、第二呼吸管，第一呼吸管的外壁上缠绕有第一电磁线圈，其与第一压缩空间连接一端的口部所在的内壁上设置有与永磁体相对应的第一霍尔传感器，另一端设置有用于与连接管相连接的第一法兰，第二呼吸管的外壁上缠绕有第二电磁线圈，其与第二压缩空间连接一端的口部所在的内壁上设置有与永磁体相对应的第二霍尔传感器，另一端设置有用于与连接管相连接的第二法兰，连接管为两端开口的中空管状结构，其中段部分的两侧对称设置有两个同轴外开的第一呼吸孔和第二呼吸孔，第一呼吸孔和第二呼吸孔之间，在连接管内部轴线上与两呼吸孔截面平行的位置设置有隔板，隔板长度大于两呼吸孔的直径，隔板两端与连接管内壁之间有四个用于控制流体的流动方向的单向阀，第一呼吸孔的口部上设置有用于与第一法兰或第二法兰连接的第三法兰，第二呼吸孔的口部上设置有用于与第一法兰或第二法兰连接的第四法兰，第一呼吸孔或第二呼吸孔的口部与第二呼吸管或第二呼吸管的口部经相对应的法兰呈密封连接。

所述的第一霍尔传感器和第二霍尔传感器分别与控制器的输入端相连，控制器的输出端与双刀双掷继电器的3个静触点相连，第一电磁线圈和第二电磁线圈接近泵体一侧的抽头连接在一起，共端与双刀双掷继电器的其中一个动触点相连，第一电磁线圈和第二电磁线圈远离泵体一侧的抽头连接在一起，共端与双刀双掷继电器的另一个动触点相连，总电源连接在控制器的电源输入端，构成自动控制结构。

本发明结构新颖独特，简单合理，可以根据应用情况增减泵体单元，可以根据应用需求同时独立输送不同流体，各流体的输送是独立操作的，各单元也是独立操作的，互相之间不产生影响，也可以使多种流体在输送的同时进行混合，能够较好的输出流体，流量流速稳定守口如瓶，可自动调节输出流量，可空转，应用结束可排干泵体中残余流体，无转动与密封部件，不会发生对流体的污染，适用于多种液体的输送，特别是化工、石油、食品生产等行业流体，易于操作，寿命长，使用方便，效果好，是流体输送设备的创新，有良好的社会和经济效益。

附图说明

图1为本发明泵体的剖面示意图。

图2为本发明连接管的剖面示意图。

图3为本发明单体使用的使用状态图。

图4为本发明并联扩展使用的使用状态图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细说明。

由图1-4给出，本发明包括泵体和连接管，泵体1为中空结构，泵体内设置有隔膜片2，隔膜片2将泵体的内腔隔置的两个互不连通的第一压缩空间21和第二压缩空间21a，隔膜片2中心设置有永磁体3，永磁体3两侧在第一压缩空间21、第二压缩空间21a所在的泵体上分别设置有向外伸出的第一呼吸管6、第二呼吸管6a，第一呼吸管6的外壁上缠绕有第一电磁线圈4，其与第一压缩空间连接一端的口部所在的内壁上设置有与永磁体3相对应的第一霍尔传感器5，另一端设置有用于与连接管相连接的第一法兰7，第二呼吸管6a的外壁上缠绕有第二电磁线圈4a，其与第二压缩空间连接一端的口部所在的内壁上设置有与永磁体3相对应的第二霍尔传感器5a，另一端设置有用于与连接管相连接的第二法兰7a，连接管为两端开口的中空管状结构，其中段部分的两侧对称设置有两个同轴外开的第一呼吸孔12和第二呼吸孔12a，第一呼吸孔12和第二呼吸孔12a之间，在连接管内部轴线上与两呼吸孔截面平行的位置设置有隔板20，隔板长度大于两呼吸孔的直径，隔板两端与连接管内壁之间有四个用于控制流体的流动方向的单向阀，即第一出流单向阀14、第二出流单向阀14a、第一入流单向阀15和第二入流单向阀15a，使两侧的第一呼吸孔和第二呼吸孔互不导通，第一呼吸孔12的口部上设置有用于与第一法兰或第二法兰连接的第三法兰13，第二呼吸孔12a的口部上设置有用于与第一法兰或第二法兰连接的第四法兰13a，第一呼吸孔或第二呼吸孔的口部与第二呼吸管或第二呼吸管的口部经相对应的法兰呈密封连接。

为保证使用效果，所述的第一霍尔传感器5和第二霍尔传感器5a分别与控制器10的输入端相连，控制器10的输出端与双刀双掷继电器9的3个静触点相连，第一电磁线圈和第二电磁线圈接近泵体一侧的抽头连接在一起，共端与双刀双掷继电器9的其中一个动触点相连，第一电磁线圈和第二电磁线圈远离泵体一侧的抽头连接在一起，共端与双刀双掷继电器9的另一个动触点相连，总电源11连接在控制器10的电源输入端，构成自动控制结构；

所述的连接管的吸入口18、排出口16上分别设置有用于与外部管道连接的第五法兰19、第六法兰17；

所述的泵体是由两中空的圆台形大口端正对拼装在一起构成的中空结构，二者的大口端的外壁上设置有相对应的连接法兰8，隔膜片2的两端固定在两连接法兰的接触面之间；

所述的第一电磁线圈和第二电磁线圈的绕线方向一致；如可从各自对应的呼吸管与泵体相连一端向另一端方向顺时针向前绕装。

所述的泵体1内壁角度与隔膜片2向第一呼吸管6或第二呼吸管6a两侧完全拉伸后形成的角度基本一致；

所述的泵体1材料避免使用导磁材料，目的是不使第一电磁线圈4和第二电磁线圈4a产生的磁场被屏蔽，无法对永磁体3产生驱动力；

所述的第一呼吸管6和第二呼吸管6a材料使用增磁材料，以增强电磁线圈4和电磁线圈4a产生的磁场对永磁体3的驱动力；

所述的永磁体3的磁极方向在泵体1的横向轴线上，即N、S两极分别正对着第一呼吸管6和第二呼吸管6a；

所述的隔膜片为市售产品，如西安兰多泵业的系列隔膜片；

所述的第一霍尔传感器5和第二霍尔传感器5a为市售产品，如上海川悦自动化系统有限公司的LJ4A系列霍尔传感器；

所述的控制器10为市售产品，如芯片单片机如8501控制器，控制器10可预留有足够数量的泵体单元扩展接口，用于用户增加泵体单元的供电与控制，即在本发明的电磁泵单元并联扩展后，控制器仍然只有一个；

所述的双刀双掷继电器为市售产品，如tianbo牌PCB继电器；

本发明的使用情况是：

一、单体使用(如图3所示)

1.将连接管第一呼吸孔口部上的第三法兰13与泵体第一呼吸孔上的第一法兰7连接，用螺栓固定，第二呼吸口上的第四法兰13a处用法兰盲板封堵，另取一支连接管，将连接管第一呼吸孔口部上的第三法兰13与泵体第二呼吸孔上的第二法兰7a连接，用螺栓固定，第二呼吸口上的第四法兰13a处用法兰盲板封堵，两支连接管轴线平行，且单向阀开启方向相同。两连接管的排出口16可以根据需要用外管道连接到一个出口处，两连接管的吸入口也可以根据需要用外管道连接到一个入口处；

2.将吸入口浸没在待抽送流体中，打开总电源，第一电磁线圈4和第二电磁线圈4a被供电，产生电磁场，由于两电磁线圈绕线方向一致，且接近泵体1一侧抽头连接同一个电极，另一侧抽头连接另一个电极，所以第一电磁线圈4和第二电磁线圈4a产生的电磁场磁极方向相反，即无论双刀双掷继电器9的电极怎么切换，第一电磁线圈4和第而电磁线圈4a在靠近泵体1一侧的磁极总是相同的。假定永磁体3的N极在第一呼吸管侧，S极在第二呼吸管侧，当两个电磁线圈在泵体1一侧的磁极是N极时，第一电磁线圈4对永磁体3的作用力是斥力，第二电磁线圈4a对永磁体3的作用力是引力，于是永磁体3便向第二呼吸管6a的一端运动，隔膜片2在永磁体3的带动下向第二呼吸管6a一端鼓起，对第二呼吸管6a一端的流体产生压力，流体进入该端的第一呼吸口12，推动第一出流单向阀14打开、第一入流单向阀15关闭，流体从排出口16排出，同时，隔膜片2在第一呼吸管的一侧形成负压，流体从第一呼吸管进入泵体1中，使该侧连接管中的第一入流单向阀15开启，第一出流单向阀14关闭，流体从吸入口18经第一呼吸口12进入泵体1中；

3.当永磁体3接近第二霍尔传感器5a时，隔膜片2已接近完全展开，此时第二霍尔传感器5a测到永磁体3的信号，通过馈线将信息传递给控制器10，控制器10通过馈线发送指令给双刀双掷继电器9，双刀双掷继电器9切换第一电磁线圈4和第二电磁线圈4a的电极，于是，两电磁线圈的磁极发生转换，第二电磁线圈4a对永磁体3产生斥力，第一电磁线圈4对永磁体3产生引力，驱动永磁体3向第一呼吸管6的一端运动，隔膜片2在永磁体3的带动下向第一呼吸管6的一端鼓起，对第一呼吸管6一端的流体产生压力，在第二呼吸管6a一端产生负压，连接在第一呼吸管6一端的连接管内的第一出流单向阀14打开，第一入流单向阀15关闭，流体从排出口16排出，而连接在第二呼吸管6a一端的连接管内的第一出流单向阀14关闭，第一入流单向阀15打开，流体从吸入口18经吸入呼吸口12进入泵体1中；

4.当永磁体3接近第一霍尔传感器5时，隔膜片2已接近完全展开，此时第一霍尔传感器5测到永磁体3的信号，通过馈线将信息传递给控制器10，控制器10通过馈线发送指令给双刀双掷继电器9，双刀双掷继电器9切换电磁线圈4和电磁线圈4a的电极，如此重复，电磁泵往复的工作。

当两个霍尔传感器给控制器10传递的信息频率过低时，可能是泵内压力过大，电磁泵的输送会变慢，此时控制器10会增加电源输入功率，第一电磁线圈4和第二电磁线圈4a对永磁体3的磁场作用力增强，永磁体3带动隔膜片2鼓动的力增大，提高对输送流体的压力，从而提高对流体的输送流量。当两个霍尔传感器给控制器10传递的信息频率过高时，可能是泵内压力过小，电磁泵的输送会变快，此时控制器10会减小电源输入功率，第一电磁线圈4和第二电磁线圈4a对永磁体3的磁场作用力减小，流体输送就是变慢下来。当两个霍尔传感器给控制器10传递的信息频率持续过低、持续过高或无信息传递时，有可能是管道堵塞或泄露，控制器10切断电磁泵电源并发出警报，提示工作人员进行检查维修。

当把两个连接管的吸入口分别浸入两种不同的流体中时，电磁泵可以同时输送两种流体，两种流体在泵内不会发生混合且两种流体输送量相同。

二、并联扩展使用(如图4所示)

1.每台泵体1的第一法兰7和第二法兰7a连接连接管的第三法兰13或第四法兰13a，每支连接管的第三法兰13和第四法兰13a连接泵体1的第一法兰7或第二法兰7a，形成一个泵体1与连接管交替连接的结构，并联泵体单元数量达到用户要求时，两端最末端的连接管的第三法兰13和第四法兰13a分别用法兰盲片封堵，所有连接管轴线平行且所有单向阀开启方向一致，每台电磁泵的双刀双掷继电器9的电源均接入控制器10的电源扩展接口，每台电磁泵的双刀双掷继电器9的馈线与两个霍尔传感器的馈线接入控制器10的控制信号扩展接口。输送流体是一种时，可以用外部管道将每连接管的排出口16端连接到一个总排出口，可以用外部管道将每连接管的吸入口18连接到一个总吸入口，输送多种流体且互不混合时，连接管的排出口16不能连接到总排出口、吸入口18不能连接到总吸入口，输送多种流体且最终混合到一起时，吸入口18不能连接到总吸入口、排出口16可以连接到总排出口。

2.将吸入口浸入待输送流体中(一种或多种)，开启总电源，每台泵的工作过程与单体使用过程完全一样。

3.连接管中有如下几种情况：(1)第一呼吸口12和第二呼吸口12a同时吸入，则第一出流单向阀14和第二出流单向阀14a关闭、第一入流单向阀15和第二入流单向阀15a打开，流体由吸入口18进入连接管经第一呼吸口12和第二呼吸口12a进入两边的泵体1；(2)第一呼吸口12和第二呼吸口12a同时排出，则排出第一出流单向阀14和第二出流单向阀14a开启、第一入流单向阀15和第二入流单向阀15a关闭，流体由第一呼吸口12和第二呼吸口12a排出经连接管从排出口16排出；(3)第一呼吸口12和第二呼吸口12a一侧吸入一侧排出，假定第一呼吸口12吸入，第二呼吸口12a排出，则第一出流单向阀14关闭，第一入流单向阀15开启，第二出流单向阀14a开启，第二入流单向阀15a关闭，流体从吸入口18进入连接管经呼吸口12进入第一法兰13一侧的泵体、流体从第二法兰13a一侧的泵体中排出从经第二呼吸口12a从排出口16排出。

4.控制器10可以根据每个泵体单元霍尔传感器的信号频率独立调整电源输入功率，可以独立切断可能故障的泵体单元电源并发出警报，指示工作人员对可能故障泵体单元进行检修而不影响其他泵体单元工作。

由上述可以清楚的看出，本发明结构新颖独特，简单合理，可以根据应用情况增减泵体单元，可以根据应用需求同时独立输送不同流体，各流体的输送是独立操作的，各单元也是独立操作的，互相之间不产生影响，也可以使多种流体在输送的同时进行混合，能够较好的输出流体，流量流速稳定守口如瓶，可自动调节输出流量，可空转，应用结束可排干泵体中残余流体，无转动与密封部件，不会发生对流体的污染，适用于多种液体的输送，特别是化工、石油、食品生产等行业流体，易于操作，寿命长，使用方便，效果好，是流体输送设备的创新，有良好的社会和经济效益。

Claims (5)

1.一种并联扩展式直流隔膜电磁泵，包括泵体和连接管，其特征在于，泵体(1)为中空结构，泵体内设置有隔膜片(2)，隔膜片(2)将泵体的内腔隔置的两个互不连通的第一压缩空间(21)和第二压缩空间(21a)，隔膜片(2)中心设置有永磁体(3)，永磁体(3)两侧在第一压缩空间(21)、第二压缩空间(21a)所在的泵体上分别设置有向外伸出的第一呼吸管(6)、第二呼吸管(6a)，第一呼吸管(6)的外壁上缠绕有第一电磁线圈(4)，其与第一压缩空间连接一端的口部所在的内壁上设置有与永磁体(3)相对应的第一霍尔传感器(5)，另一端设置有用于与连接管相连接的第一法兰(7)，第二呼吸管(6a)的外壁上缠绕有第二电磁线圈(4a)，其与第二压缩空间连接一端的口部所在的内壁上设置有与永磁体(3)相对应的第二霍尔传感器(5a)，另一端设置有用于与连接管相连接的第二法兰(7a)，连接管为两端开口的中空管状结构，其中段部分的两侧对称设置有两个同轴外开的第一呼吸孔(12)和第二呼吸孔(12a)，第一呼吸孔(12)和第二呼吸孔(12a)之间，在连接管内部轴线上与两呼吸孔截面平行的位置设置有隔板(20)，隔板长度大于两呼吸孔的直径，隔板两端与连接管内壁之间有四个用于控制流体的流动方向的单向阀，第一呼吸孔(12)的口部上设置有用于与第一法兰或第二法兰连接的第三法兰(13)，第二呼吸孔(12a)的口部上设置有用于与第一法兰或第二法兰连接的第四法兰(13a)，第一呼吸孔或第二呼吸孔的口部与第二呼吸管或第二呼吸管的口部经相对应的法兰呈密封连接。

2.根据权利要求1所述的并联扩展式直流隔膜电磁泵，其特征在于，所述的第一霍尔传感器(5)和第二霍尔传感器(5a)分别与控制器(10)的输入端相连，控制器(10)的输出端与双刀双掷继电器(9)的3个静触点相连，第一电磁线圈和第二电磁线圈接近泵体一侧的抽头连接在一起，共端与双刀双掷继电器(9)的其中一个动触点相连，第一电磁线圈和第二电磁线圈远离泵体一侧的抽头连接在一起，共端与双刀双掷继电器(9)的另一个动触点相连，总电源(11)连接在控制器(10)的电源输入端，构成自动控制结构。

3.根据权利要求1所述的并联扩展式直流隔膜电磁泵，其特征在于，所述的连接管的吸入口(18)、排出口(16)上分别设置有用于与外部管道连接的第五法兰(19)、第六法兰(17)。

4.根据权利要求1所述的并联扩展式直流隔膜电磁泵，其特征在于，所述的泵体是由两中空的圆台形大口端正对拼装在一起构成的中空结构，二者的大口端的外壁上设置有相对应的连接法兰(8)，隔膜片(2)的两端固定在两连接法兰的接触面之间。

5.根据权利要求1所述的并联扩展式直流隔膜电磁泵，其特征在于，所述的第一电磁线圈和第二电磁线圈的绕线方向一致。