CN105927516A - 一种流量可精确控制的微型水泵 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种流量可精确控制的微型水泵，包括上盖、阀座、水囊座、底座壳体、水囊、曲杆、驱动轴、偏心轮、电机、光电开关和输出电路板，上盖形成出水接口和进水接口，阀座具有进水孔和出水孔，水囊座上安装有将水吸入进水孔或推出出水孔的水囊，水囊由曲杆、驱动轴和偏心轮带动工作，电机和光电开关安装在底座壳体上，偏心轮或电机轴上安装有光电遮挡片，光电开关和输出电路板电连接，输出电路板用于和外部的电机控制器电连接。本发明通过输出的转数信息，使用者可通过该转数信息结合外部电机控制器即可准确的控制电机的转数，从而获得不同量、不同背压下的稳定水流量，具有流量控制精确，工作稳定顺畅，使用寿命长的特点。

Description

一种流量可精确控制的微型水泵

技术领域

本发明涉及微型水泵，特别涉及一种流量可精确控制的微型水泵。

背景技术

隔膜式的微型水泵，是由电机提供圆周运动，再通过机械装置使水泵内部的隔膜（隔膜形式有很多）做往复式运动，从而压缩、拉伸泵腔内的空气，在单向阀片作用下，在出水口或进水口与外界大气压间产生压力差，在压力差的作用下，将水压入进水口，再从出水口排出。这种微型水泵已在小家电、医疗器械等场合得到较好的应用，然而现有的微型水泵难以达到流量的精确调节。

鉴于此，本发明人为此研制出一种流量可精确控制的微型水泵，有效的解决了上述问题，本案由此产生。

发明内容

本发明提供的一种流量可精确控制的微型水泵，可精确控制流量，且工作稳定、顺畅，使用寿命长。

为了实现上述目的，本发明的技术方案如下：

一种流量可精确控制的微型水泵，包括上盖、阀座、水囊座、底座壳体、水囊、曲杆、驱动轴、偏心轮、电机、光电开关和输出电路板；

电机和光电开关安装在底座壳体上，电机的电机轴伸入底座壳体后直接和底座壳体内的偏心轮连接，偏心轮或电机轴的径向对应光电开关形成有光电遮挡片，光电遮挡片和光电开关配合使用用于检测电机转数，光电开关和输出电路板电连接，输出电路板用于和外部电机控制器电连接并将电机转数信息发送至外部电机控制器；

偏心轮上开设倾斜的偏心孔，驱动轴的一端插置在偏心孔中，另一端和曲杆连接，曲杆的上端由中心向外辐射形成两个以上的支架，驱动轴带动支架作重复的挤压摆动动作；

水囊座密封安装在底座壳体上，水囊座对应支架形成两个以上的安装孔，每个安装孔对应密封安装有水囊，水囊上部开口，每个水囊的下部对应安装在支架上，支架带动水囊作重复的挤压摆动动作；

阀座密封安装在水囊座上，阀座上对应每个水囊的上部开口开设进水孔和出水孔，进水孔和出水孔分别安装有开启方向相反的单向阀；

上盖密封安装在阀座上，上盖形成出水接口和进水接口，进水接口和各进水孔连通，出水接口和各出水孔连通。

所述单向阀为伞形阀，伞形阀包括伞棒和翻伞面，阀座形成有伞棒安装孔，伞棒插置安装在伞棒安装孔上，进水孔或出水孔由围绕伞棒安装孔的若干小进水孔或小出水孔组成，翻伞面则盖于小进水孔或小出水孔上，改变翻伞面位于阀座上表面或下表面的位置即可改变进出水的方向。

所述翻伞面的内表面为开口朝向伞棒的碗状面。

所述翻伞面靠近伞棒的内表面为外翻的小角度倾斜面。

所述阀座上表面开设相隔离的外圈进水通道和内圈出水通道，进水孔开设在外圈进水通道上，出水孔开设在内圈出水通道上。

所述出水孔上的单向阀为膜片组，该膜片组包括中心柱和由中心柱向外辐射的两个以上膜片，内圈出水通道开设供中心柱插置安装的中心孔，出水孔围绕中心孔布置，每个膜片对应盖于每个出水孔上。

所述膜片组的中心柱在两膜片之间形成定位条，内圈出水通道对应每个定位条均形成两相对的挡板，定位条置于两挡板之间，定位条的外端部形成定位粒，内圈出水通道对应每个定位粒形成定位孔，定位粒插置在定位孔中，通过挡板和定位孔的限制作用防止定位条移动，膜片和中心柱的连接处形成减少厚度的沉槽。

所述水囊包括上部开口呈碗状的囊腔体和下部安装柱，囊腔体碗口的四周形成厚度大于囊腔体碗壁厚度的安装面，安装面外侧形成定位凸起，相应的水囊座在安装孔处形成沉槽面，沉槽面四周形成定位槽孔，定位凸起插置在定位槽孔上，安装面通过阀座密封压置在沉槽面上，安装柱形成有缩颈，对应的支架开设柱孔，缩颈插置在柱孔上完成安装柱在支架上的安装，囊腔体和安装柱的连接处形成直径大于安装柱的挤压实体。

所述曲杆上支架之间具有平滑过渡段，支架和曲杆的上端连接处为厚度增加的加强区，支架和曲杆呈锐角布置。

所述上盖、阀座、水囊座和底座壳体的外侧壁开设卡簧槽，卡簧槽中安装卡簧，卡簧的上端和下端分别压在上盖和底座壳体上使上盖、阀座、水囊座和底座壳体固定在一起。

所述偏心轮和底座壳体之间安装有耐磨片，底座壳体形成有凸台，耐磨片安装在该凸台上。

采用上述方案后，本发明通过精度较高的水囊来控制进出水，以确保一定挤压幅度下，每次进出水量保持一致，保证水泵稳定、顺畅的工作，从而提高水泵的使用寿命。

通过光电开关检测电机的转数，输出电路板将该转数发送向外部的电机控制器，以便于电机控制器精确的控制电机的转数，从而获得不同量、且在不同背压下的稳定水流量。还专门针对微型水泵体积小的特点，直接将偏心轮和电机连接，省去了多余复杂的传动件。

附图说明

图1是本实施例的结构示意图；

图2是本实施例的结构分解图一；

图3是本实施例的结构分解图二；

图4是本实施例的结构剖视图；

图5是本实施例偏心轮的结构示意图；

图6是本实施例水囊的结构示意图；

图7是本实施例水囊的结构剖视图；

图8是本实施例曲杆的结构示意图；

图9是本实施例曲杆的结构剖视图；

图10是本实施例阀座的结构示意图；

图11是本实施例一种伞形阀的结构剖视图；

图12是本实施例另一种伞形阀的结构剖视图；

图13是本实施例膜片组的结构示意图；

图14是本实施例底座的另一种结构示意图；

图15是本实施例上盖平行的出水接口和进水接口示意图（大）；

图16是本实施例上盖平行的出水接口和进水接口示意图（小）。

标号说明

上盖1，出水接口11，进水接口12；阀座2，进水孔21，小进水孔211，出水孔22，外圈进水通道23，内圈出水通道24，中心孔241，挡板242，定位孔243，伞棒安装孔25；水囊座3，安装孔31，沉槽面32，定位槽孔33；底座壳体4，凸台41；水囊5，囊腔体51，安装柱52，缩颈521，安装面53，定位凸起54，挤压实体55；曲杆6，支架61，柱孔611，平滑过渡段62，加强区63；驱动轴7，耐磨片81；偏心轮8，光电遮挡片82，偏心孔83；电机9，电机轴91；光电开关10，输出电路板20；卡簧槽30，卡簧40；伞形阀50，伞棒501，翻伞面502，碗状面502a,小角度倾斜面502b；膜片组60，中心柱601，膜片602，定位条603，定位粒604，沉槽605。

具体实施方式

为了进一步解释本发明的技术方案，下面通过具体实施例来对本发明进行详细阐述。

如图1-4所示，是本发明揭示的一种流量可精确控制的微型水泵，包括上盖1、阀座2、水囊座3、底座壳体4、水囊5、曲杆6、驱动轴7、偏心轮8、电机9、光电开关10和输出电路板20。

上盖1、阀座2、水囊座3和底座壳体4至上而下依次密封安装，并且外侧壁均开设卡簧槽30，卡簧槽30中安装卡簧40。卡簧40的上端和下端分别压在上盖1和底座壳体4上，使上盖1、阀座2、水囊座3和底座壳体4固定在一起。

电机9和光电开关10安装在底座壳体4上，电机9的电机轴91伸入底座壳体4后直接和底座壳体4内的偏心轮8连接。

当泵的工作背压较大时，偏心轮8和底座壳体4之间的磨损将急剧增加，而影响出水量。为此，如图14所示，在偏心轮8和底座壳体4之间安装有耐磨片81，底座壳体4形成有凸台41，耐磨片81安装在该凸台41上。以防止偏心轮8和底座壳体4之间产生摩擦而发生磨损。

在电机轴或偏心轮8的径向对应光电开关10形成有光电遮挡片82，本处所指的电机轴可以为电机外露轴、电机尾端输出轴或电机传动轴。本实施例在偏心轮8的径向直接形成有光电遮挡片82，光电开关10和输出电路板20电连接。光电遮挡片82和光电开关10配合使用用于检测电机9的转速，输出电路板20用于和外部的电机控制器电连接，以便于电机控制器精确的控制电机的转数，从而获得不同量、且在不同背压下的稳定水流量。比如，外部电机控制器将检测到的转数和预先写入的转数进行比较，当该转数和预写入的转数一致时，外部电机控制器控制电机9停止工作，此过程泵送出的流量即为所需的流量，控制精准度高，需改变出水流量时，通过改变预写入转数即可。

结合图5所示，偏心轮8上开设倾斜的偏心孔83，驱动轴7的一端插置在偏心孔83中，从而呈倾斜状。返回图4所示，偏心轮8的另一端和曲杆6连接,偏心轮8带动驱动轴7绕圈转动，由于驱动轴7为倾斜状，因此可带动曲杆6摆动。曲杆6的上端由中心向外辐射形成两个以上的支架61，本实施例优选为三个。曲杆6摆动则带动支架61作重复的挤压摆动动作。

水囊座3密封安装在底座壳体4上。如图2和3所示，水囊座3对应支架61形成两个以上的安装孔31，本实施例优选为三个。每个安装孔31对应密封安装有水囊5。水囊5上部开口，每个水囊5的下部对应安装在支架61上。水囊5的具体结构结合图6和7所示，水囊5包括上部的囊腔体51和下部安装柱52。囊腔体51上方开口呈碗状，囊腔体51碗口的四周形成厚度大于囊腔体51的碗壁511厚度的安装面53，安装面53外侧形成定位凸起54。相应的水囊座3在安装孔31处形成沉槽面32，沉槽面32四周形成定位槽孔33，定位凸起54插置在定位槽孔33上，安装面53通过阀座2密封压置在沉槽面32上，通过该结构即可将囊腔体51稳定的固定在水囊座3上，防止水囊座3上部变形而影响流量的精度。

安装柱52形成有缩颈521，对应的支架61开设柱孔611，缩颈521插置在柱孔611上完成安装柱52在支架61上的安装。支架61带动水囊5作重复的挤压摆动动作，从而完成吸水和排水。其中囊腔体51和安装柱52的连接处形成直径大于安装柱52的挤压实体55，通过该强度高的挤压实体55受力，即可防止连接处变形而影响囊腔体51的挤压幅度，从而提高流量的控制精度。

如图8和9所示，各支架61之间具有平滑过渡段62，支架61和曲杆6的上端连接处为厚度增加的加强区63，通过平滑过渡段62和加强区63来保证体积较小的曲杆6具有足够的防变形强度，减少变形量，增加流量控制精度。其中支架61和曲杆6呈锐角布置，由于支架61是作上下摆动的动作，因此该锐角角度的设置可以减少支架61对安装柱52的横向作用力，减少安装柱52的变形量，从而保证囊腔体51的挤压幅度，提高流量控制精度。

阀座2密封安装在水囊座3上。如图2所示，阀座2上对应每个水囊5的碗口开设进水孔21和出水孔22，进水孔21和出水孔22分别安装有开启方向相反的单向阀。上盖1密封安装在阀座2上，上盖1形成出水接口11和进水接口12，进水接口12和各进水孔21连通，出水接口11和各出水孔22连通。其中如图4和图15所示为三种不同出水接口11和进水接口12的布置形式，如图15和图16所示为不同接口大小的出水接口11和进水接口12。

如图3和10所示，阀座2上表面开设相隔离的外圈进水通道23和内圈出水通道24，进水孔21开设在外圈进水通道23上，出水孔22开设在内圈出水通道24上。

其中本实施例外圈进水通道23上的进水孔21优选的单向阀为伞形阀50，而内圈出水通道24上的出水孔22则采用另外一种单向阀（详见下述），当然出水孔22也可采用伞形阀50。

如图3、4、11和12所示，伞形阀50包括伞棒501和翻伞面502。阀座2形成有伞棒安装孔25，伞棒501插置安装在伞棒安装孔25上。如图2和10所示，进水孔21由围绕伞棒安装孔25的若干小进水孔211组成，翻伞面502位于阀座2的下表面并盖于小进水孔211上。支架61向下拉水囊5时，水囊5内部气压下降，水推开翻伞面502进入水囊5，相反的，支架61向上压水囊5时，水囊5内部气压上升，翻伞面502被压置在阀座2上，而关闭进水孔21。

如图12所示，其中翻伞面502的内表面为开口朝向伞棒501的碗状面502a，碗状面502a由于弹性大，因此密封性能好，但碗状面502a易沉积异物，导致后续密封不良。如图11所示，翻伞面502靠近伞棒501的内表面为外翻的小角度倾斜面502b，该结构虽然密封性稍差，但对于微型水泵来说该密封性能已足够，且不会沉积异物，因此密封性能更佳。

本实施例由于出水孔22集中在阀座2内部，因此其单向阀优选采用膜片组60。结合图10和13所示，该膜片组60主要包括中心柱601和由中心柱601向外辐射的两个以上膜片602（本实施例为三个）。内圈出水通道24开设供中心柱601插置安装的中心孔241，出水孔22围绕中心孔241布置，每个膜片602对应盖于每个出水孔22上。膜片组60的中心柱601在两膜片602之间还形成定位条603，内圈出水通道24对应每个定位条603均形成两相对的挡板242，定位条603置于两挡板242之间。定位条603的外端部形成定位粒604，内圈出水通道24对应每个定位粒604形成定位孔243，定位粒604插置在定位孔243中。通过挡板242和定位孔243的双重限制作用，防止定位条603变形和移动，从而起到防止膜片602移位的作用，提高出水精度。膜片602和中心柱601的连接处形成减少厚度的沉槽605，该沉槽605可增加膜片602的灵活性，使膜片602更容易打开或关闭。工作时，支架61向上压水囊5时，水囊5内的水进入出水孔22，将膜片602冲开，实现出水，相反的支架61向下拉水囊5时，出水孔22内气压降低，膜片602被压置在阀座2上而关闭出水孔22。

本实施例使得在不同背压下，电机9转一圈所泵出的水量均一致，结合光电开关10检测电机9的转数，外部的电机控制器即可准确的控制电机的转数，从而准确的控制出水流量。还专门针对微型水泵体积小的特点，直接将偏心轮8和电机9连接，省去了多余复杂的传动件。

以上仅为本发明的较佳实施例，并非对本发明的保护范围的限定。凡依本案的设计思路所做的等同变化，均落入本案的保护范围。

Claims (11)

1.一种流量可精确控制的微型水泵，其特征在于：包括上盖、阀座、水囊座、底座壳体、水囊、曲杆、驱动轴、偏心轮、电机、光电开关和输出电路板；

电机和光电开关安装在底座壳体上，电机的电机轴伸入底座壳体后直接和底座壳体内的偏心轮连接，偏心轮或电机轴的径向对应光电开关形成有光电遮挡片，光电遮挡片和光电开关配合使用用于检测电机转数，光电开关和输出电路板电连接，输出电路板用于和外部电机控制器电连接并将电机转数信息发送至外部电机控制器；

偏心轮上开设倾斜的偏心孔，驱动轴的一端插置在偏心孔中，另一端和曲杆连接，曲杆的上端由中心向外辐射形成两个以上的支架，驱动轴带动支架作重复的挤压摆动动作；

水囊座密封安装在底座壳体上，水囊座对应支架形成两个以上的安装孔，每个安装孔对应密封安装有水囊，水囊上部开口，每个水囊的下部对应安装在支架上，支架带动水囊作重复的挤压摆动动作；

阀座密封安装在水囊座上，阀座上对应每个水囊的上部开口开设进水孔和出水孔，进水孔和出水孔分别安装有开启方向相反的单向阀；

上盖密封安装在阀座上，上盖形成出水接口和进水接口，进水接口和各进水孔连通，出水接口和各出水孔连通。

2.如权利要求1所述的一种流量可精确控制的微型水泵，其特征在于：所述单向阀为伞形阀，伞形阀包括伞棒和翻伞面，阀座形成有伞棒安装孔，伞棒插置安装在伞棒安装孔上，进水孔或出水孔由围绕伞棒安装孔的若干小进水孔或小出水孔组成，翻伞面则盖于小进水孔或小出水孔上，改变翻伞面位于阀座上表面或下表面的位置即可改变进出水的方向。

3.如权利要求2所述的一种流量可精确控制的微型水泵，其特征在于：所述翻伞面的内表面为开口朝向伞棒的碗状面。

4.如权利要求2所述的一种流量可精确控制的微型水泵，其特征在于：所述翻伞面靠近伞棒的内表面为外翻的小角度倾斜面。

5.如权利要求1所述的一种流量可精确控制的微型水泵，其特征在于：所述阀座上表面开设相隔离的外圈进水通道和内圈出水通道，进水孔开设在外圈进水通道上，出水孔开设在内圈出水通道上。

6.如权利要求5所述的一种流量可精确控制的微型水泵，其特征在于：所述出水孔上的单向阀为膜片组，该膜片组包括中心柱和由中心柱向外辐射的两个以上膜片，内圈出水通道开设供中心柱插置安装的中心孔，出水孔围绕中心孔布置，每个膜片对应盖于每个出水孔上。

7.如权利要求6所述的一种流量可精确控制的微型水泵，其特征在于：所述膜片组的中心柱在两膜片之间形成定位条，内圈出水通道对应每个定位条均形成两相对的挡板，定位条置于两挡板之间，定位条的外端部形成定位粒，内圈出水通道对应每个定位粒形成定位孔，定位粒插置在定位孔中，通过挡板和定位孔的限制作用防止定位条移动，膜片和中心柱的连接处形成减少厚度的沉槽。

8.如权利要求1所述的一种流量可精确控制的微型水泵，其特征在于：所述水囊包括上部开口呈碗状的囊腔体和下部安装柱，囊腔体碗口的四周形成厚度大于囊腔体碗壁厚度的安装面，安装面外侧形成定位凸起，相应的水囊座在安装孔处形成沉槽面，沉槽面四周形成定位槽孔，定位凸起插置在定位槽孔上，安装面通过阀座密封压置在沉槽面上，安装柱形成有缩颈，对应的支架开设柱孔，缩颈插置在柱孔上完成安装柱在支架上的安装，囊腔体和安装柱的连接处形成直径大于安装柱的挤压实体。

9.如权利要求1所述的一种流量可精确控制的微型水泵，其特征在于：所述曲杆上支架之间具有平滑过渡段，支架和曲杆的上端连接处为厚度增加的加强区，支架和曲杆呈锐角布置。

10.如权利要求1所述的一种流量可精确控制的微型水泵，其特征在于：所述上盖、阀座、水囊座和底座壳体的外侧壁开设卡簧槽，卡簧槽中安装卡簧，卡簧的上端和下端分别压在上盖和底座壳体上使上盖、阀座、水囊座和底座壳体固定在一起。

11.如权利要求1所述的一种流量可精确控制的微型水泵，其特征在于：所述偏心轮和底座壳体之间安装有耐磨片，底座壳体形成有凸台，耐磨片安装在该凸台上。