CN106121963A - 一种小型膜制氧用真空泵 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种小型膜制氧用真空泵，特点是，真空泵的两个气缸同轴线地分置于偏心轴机构两侧，偏心轴机构中心孔与电机转动轴固定连接，偏心轴外围套装有两个轴承，两个轴承外围再分别套装两个活塞杆，活塞杆端部依次分别套装并固定有活塞压块、活塞环、活塞压盖，两个单向阀片分别嵌装于端盖座的凹槽中，端盖座固定有两个铜弯接头，两个密封塞将密封垫圈压紧在密封塞与端盖座之间，端盖座固定在气缸一端，端盖座与气缸之间设置有密封圈。本发明的条状活塞杆结构，为真空泵动平衡设计提供了参数选择，本发明带风扇叶片电机既改善散热效果，也起到了减振、降噪作用。本发明采用的单向阀片食品级硅橡胶材料，性能优异，气密性好，成本较低，还减少了噪声。
Description
技术领域
本发明涉及泵，尤其为一种小型膜制氧用的活塞式真空泵。
背景技术
应用于便携式制氧机中的真空泵，既要求其体积小、重量轻，还要求其噪声低、振动小，这样才可以在家庭、汽车以及公共场合使用。传统的活塞泵，由于活塞做往复运动，加之活塞之间的轴向间隙，当电机驱动轴转动时，就会产生一力矩或振动力偶。如果不对活塞泵整体做动平衡和减震设计，噪音和振动比较明显。此外，传统活塞真空泵采用金属单向阀，这也是产生噪声的原因之一。
目前国内市场，出现大量生产富氧膜的企业，其产品若要应用于便携式供氧，开拓更广泛市场，尤其解决高原地区的供氧难题，选配适合的小型真空泵，成为一大技术关键。
发明内容
本发明的目的是提供一种适用于膜制氧的小型真空泵，在动平衡和降噪方面有所改进。
为实现上述目的，本发明的技术方案是，此种小型膜制氧用真空泵，构成包括有气缸、活塞杆及活塞、偏心轴机构、电机，其特征在于：所述真空泵由两个气缸和两个端盖座构成，两个气缸分置于偏心轴两侧，且两个气缸轴线是平行的，偏心轴机构的中心孔与电机转动轴以销钉方式固定连接，偏心轴外围套装有两个轴承，两个轴承外围再分别套装两个活塞杆，在两个活塞杆的端部分别依次套装有活塞压块、活塞环、活塞压盖，通过能旋入活塞杆端头螺纹孔的螺钉将活塞压块、活塞环、活塞压盖固定于活塞杆的端头处，两个单向阀片分别嵌装于端盖座的凹槽中，两个铜弯接头以螺纹方式固定于端盖座，两个密封塞以螺纹方式旋入端盖座，密封塞将密封垫圈压紧在密封塞与端盖座之间，端盖座以螺钉方式固定在气缸一端，端盖座与气缸之间设置有O型密封圈，盖板固定于机壳的一侧面。
在上述技术方案中，所述活塞杆为条状，该条状活塞杆中部设置有圆孔，所述圆孔两端分别有长臂和短臂，且所述长臂和所述短臂同轴线设置，该条状活塞杆长臂端部依次分别套装有活塞压块、活塞环、活塞压盖，通过能旋入该条状活塞杆长臂端头螺纹孔的沉头螺钉将活塞压块、活塞环、活塞压盖固定于该条状活塞杆的长臂端头处，该条状活塞杆的圆孔套装于轴承外围，该轴承套装于偏心轴机构的偏心轴。
在上述技术方案中，所述单向阀片采用食品级硅橡胶制成。
在上述技术方案中，所述电机为直流无刷外转子电机，该外转子电机的旋转壳体上设 置有能连动的风扇叶片。
本发明的优点是，
第一、本发明采用了独特的条状活塞杆结构，为此，在真空泵设计时，即可以通过改变条状活塞杆长臂与短臂的长度以及改变短臂形状来进行动平衡参数设计的选择，从而降低振动力偶，使真空泵的两个条状活塞杆作用在驱动偏心轴轴上的力矩接近平衡，减小振动，降低噪声。
第二、本发明的单向阀片材质采用耐低高温的食品级硅橡胶（-40℃~200℃），具有以下特点，其一、无毒、无气味、透明度高、不黄变、不喷霜；其二、柔软、弹性好，耐扭结不变形；其三、不开裂、使用寿命长、耐寒耐高温，可以在-40℃的低温至+200℃高温的环境正常工作；其四、具有更高的抗撕强度和优越的电气性能。本发明用食品级硅橡胶单向阀片来取代了目前普遍使用的金属簧片、黑色和蓝色胶管，既提升了性能优势，增强了气密性，降低了成本，还减少了噪声。
第三、本发明采用的是低转速、大扭矩的设计思维，以目前市场其它泵有较大区别，即输入功率低，动件寿命长的特点，特制的气缸和高分子材料制成的活塞环可保证电机连续平稳运动2万小时以上。
第四、本发明产品使用外转子电机作为动力源，具有体积小、能耗低、噪音低、惯量大等特点，在外转子电机的旋转壳体附设风扇叶片，一方面能增加电机的散热效果，另一方面还为真空泵整体动平衡提供一种可调节设计参数。
第五、本发明产品的零部件全部为国产，因而成本相对较低，据初步估计，本发明产品的售价是分子筛（psa）真空泵的二分之一，是同类进口真空泵的十分之一。
附图说明
图1是本发明实施例一的构成及装配示意图。
图2是本发明实施例一的结构剖视图。
图3是本发明实施例二的构成及装配示意图。
以上附图中，1是密封塞，2是O型密封圈，3是内六角螺栓，4是端盖座，5是铜弯接头，6是单向阀片，7是O型密封圈，8是内六角沉头螺钉，9是活塞压盖，10是活塞环，11是活塞压块，12是气缸，13是机壳，14是直流无刷电机，15是轴承，16是盖板，17是活塞杆，18是偏心轴，21是密封塞，22是O型密封圈，23是内六角螺栓，24是端盖座，25是铜弯接头，26是单向阀片，27是O型密封圈，28是内六角沉头螺钉，29是活塞压盖，30是活塞环，31是活塞压块，32是气缸，33是机壳，34是带风扇叶片直流无刷外转子电机，34A是旋转外壳，34B是风扇叶片，34C是固定板，34D是电机转动轴，35是轴承，36是盖板，37是活塞杆，38是偏心轴。
具体实施方式
实施例一，本实施例的构成及装配如附图1所示，其结构剖视图如附图2所示。
本实施例真空泵由两个气缸12和两个端盖座16和机壳13构成，两个气缸12分置0于偏心轴18两侧，且两个气缸12的轴线是平行的，偏心轴18中心孔与电机14的转动轴以销钉方式固定连接，偏心轴18外围套装有两个轴承15，两个活塞杆17中部设置有圆孔，活塞杆的圆孔套装于轴承15外围，该活塞杆圆孔两端分别有长臂和短臂，同一个活塞杆的长臂和短臂同轴线，在活塞杆长臂的端部依次分别套装有活塞压块11、活塞环10、活塞压盖9，通过能旋入活塞杆端头螺纹孔的内六角沉头螺钉8将活塞压块11、活塞环10、活塞压盖9固定于活塞杆的长臂端头处。两个单向阀片6分别嵌装于端盖座4的凹槽中，两个铜弯接头5以螺纹方式固定于端盖座4，两个密封塞1以螺纹方式旋入端盖座4，密封塞1将O型密封圈2压紧在密封塞1与端盖座4之间，端盖座4以螺钉方式固定在气缸12的端口处，端盖座4与气缸12之间设置有O型密封圈7，盖板16固定于机壳13的侧面。
本实施例产品中，单向阀片采用食品级硅橡胶制成。众所周知，在往复式活塞泵中，吸气阀和排气阀是非常重要的部件且是易损部件，它们工作的好坏直接影响往复泵的极限压力、抽气速率、功率消耗以及运行的可靠性。食品级硅橡胶制成的单向阀片能耐-40℃低温至+200℃高温，并具有良好的机械性能。用食品级硅橡胶单向阀片来取代了目前普遍使用的金属簧片，既提升了性能优势，增强了气密性，降低了成本，还减少了噪声。
本实施例产品中，采用了直流无刷变频外转子驱动电机，电机供电可以为直流12V或交流220V，广泛适用于便携式、车载式、室内等无害气体空间。
本实施例产品中，电控系统具有在-30℃条件下正常工作的耐寒能力。在保证绝对真空度必须是很高的气密性能情况下，且气缸能承载压力-80kpa，能连续工作2万小时以上。
经市场调研，目前市场上可供6L/min、重量约为0.8kg的便携式真空泵不多，几乎找不到在-80KPa下流量为6L/min的真空泵。本实施例产品在海拔6000米以下地区，与国内企业生产的富氧膜配合使用，在氧浓度小于30%±1%，流量3~6L/min，可供1~2人呼吸用氧。
实施例二，本实施例的构成及装配如附图3所示。
本实施例与实施例一的区别在于电机的不同。
本实施例电机34的旋转壳体34A与电机转动轴34D连动，六个风扇叶片34B设置在电机旋转壳体34A外围。电机固定板34C与真空泵的机壳33通过螺栓固定连接。
本实施例采用了带风扇叶片的外转子电机，一方面能提高该电机的散热效果，另一方面还为真空泵整体动平衡提供一种可调节设计参数。
本实施例的其它特性及优点同实施例一，在此不重复描述。
Claims (4)
1.一种小型膜制氧用真空泵，构成包括有气缸、活塞杆及活塞、偏心轴机构、电机，其特征在于：所述真空泵由两个气缸和两个端盖座构成，两个气缸分置于偏心轴机构两侧，且两个气缸轴线是平行的，偏心轴机构的中心孔与电机转动轴以销钉方式固定连接，偏心轴外围套装有两个轴承，两个轴承外围再分别套装两个活塞杆，在两个活塞杆的端部分别依次套装有活塞压块、活塞环、活塞压盖，通过能旋入活塞杆端头螺纹孔的螺钉将活塞压块、活塞环、活塞压盖固定于活塞杆的端头处，两个单向阀片分别嵌装于端盖座的凹槽中，两个铜弯接头以螺纹方式固定于端盖座，两个密封塞以螺纹方式旋入端盖座，密封塞将密封垫圈压紧在密封塞与端盖座之间，端盖座以螺钉方式固定在气缸一端，端盖座与气缸之间设置有O型密封圈，盖板固定于机壳的一侧面。
2.根据权利要求1所述的一种小型膜制氧用真空泵，其特征在于：所述活塞杆为条状，该条状活塞杆中部设置有圆孔，所述圆孔两端分别有长臂和短臂，且所述长臂和所述短臂同轴线设置，该条状活塞杆长臂端部依次分别套装有活塞压块、活塞环、活塞压盖，通过能旋入该条状活塞杆长臂端头螺纹孔的沉头螺钉将活塞压块、活塞环、活塞压盖固定于该条状活塞杆的长臂端头处，该条状活塞杆的圆孔套装于轴承外围，该轴承套装于偏心轴机构的偏心轴。
3.根据权利要求1所述的一种小型膜制氧用真空泵，其特征在于：所述单向阀片采用食品级硅橡胶制成。
4.根据权利要求1所述的一种小型膜制氧用真空泵，其特征在于：所述电机为直流无刷外转子电机，该外转子电机的旋转壳体上设置有能连动的风扇叶片。
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