CN107742967A - 永磁式半波增氧泵 - Google Patents

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丁士来
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    • H02K33/16Motors with reciprocating, oscillating or vibrating magnet, armature or coil system with polarised armatures moving in alternate directions by reversal or energisation of a single coil system

Abstract

本发明提供了一种的永磁式半波增氧泵,其驱动原理是根据线圈绕组3接通半波单相交流电源时、在线圈铁芯2上感应产生的脉动磁极磁场与永磁体4不变的磁极磁场之间产生的相互排斥力、以及永磁体具有吸引铁磁质的属性而设计的。其基本特征在于:永磁体4的磁极极面和线圈铁芯2的磁极极面相对应;驱动气泵吸气和压缩排气的作用力的方向与磁极磁力线的法线方向平行;永磁体4与气泵的皮碗7直线连接;铁芯2固定安装在线圈骨架3a上。由于本发明所述的线圈绕组3上串联有二极管,该泵的吸气冲程是由永磁体4吸引线圈铁芯2的引力产生的,所以该泵具有较好的节能效果;由于永磁体4直接与皮碗7连接,所以皮碗7的行程长,泵的排气量大。

Description

永磁式半波増氧泵
技术领域
[0001] 本发明涉及增氧泵领域,具体涉及一种单栗体或双泵体永磁式半波增氧泵。
背景技术
[0002] 目前使用的单相交流增氧泵,一般分为单栗体增氧泵和双泵体增氧泵;从出气量 上一般分为两个档位,高档位接通单相交流的全波电源、低档位则是在线圈上串联一个二 极管接通的是半波电源。两种不同泵体的增氧栗驱动原理相同,其动力来源都是永磁体的 磁场与单相交流电流产生的磁场之间的相互作用。其特点一是永磁体的磁极极面与电流产 生的磁场极面在空间位置上相互错位装配,利用线圈电流产生的磁极磁场与永磁体的磁场 相互排斥和吸引产生的磁力驱动永磁体作往复运动;驱动气栗皮碗压缩空气的作用力的方 向与铁芯磁极磁力线的法线方向垂直;二是利用杠杆由永磁体推动皮碗从而实现增氧栗吸 气和压缩排气。附图1是表示双栗增氧栗的驱动原理示意图。当线圈3接通单相交流电源时, 根据电磁感应定律电流便在“山”字形铁芯2上产生交变的N极和S极磁场,两块永磁体4的磁 极极性不变,此时气泵的刚性连接板5在永磁体4和线圈3电流产生的交变磁场相互引力和 斥力的作用下,使气泵皮碗7在上下方向上产生振动,从而完成气泵的吸气和压缩冲程。刚 性连接板5的振动属性是以原点5a为支点在上下两个方向上振动,附图中空心箭头表示永 磁体4运动的方向,实心箭头表示排气体或进气体流动的方向。现有增氧泵的缺陷在于:由 于电流产生的磁极磁场的极面和永磁体的磁极磁场极面错位装配,也就是两极面的磁场只 有部分产生相互排斥力和吸引力,所以产生的磁驱动力小;再就是磁驱动力臂大于推动皮 碗的力臂,从而导致进气和排气的冲程短、泵的排气量小。
发明内容
[0003] 本发明要解决的向题是克服现有增氧栗存在的缺陷,提供一种驱动力大、吸气和 排气行程长、出气量多效率高的一种永磁式半波增氧栗,该泵分为双泵体永磁式半波增氧 泵和单泵体永磁式半波增氧泵,两种栗体的永磁式半波增氧栗其磁力驱动原理基本相同。 该技术方案能够解决背景技术所述的问题。
[0004] 为了解决以上技术问题,本发明主要针对永磁式半波增氧栗的磁力驱动部分提供 了一下技术方案:
[0005] 参见附图2和附图3,该附图表示双泵体永磁式半波增氧栗的基本结构形式和工作 原理的示意图。该泵的基本结构主要由壳体1、线圈铁芯2、线圈绕组3、永磁体4、连接件5b、 气栗体6、线圈骨架3a,皮碗7和一只二极管等元件组成。线圈骨架3a固定在壳体1的中间,两 个栗体6对称装配固定在壳体1的左右两侧,两个栗体6内安装有进气单向阀和排气单向阀, 外侧设计安装有进气孔8b和排气孔8a。线圈绕组3绕在线圈骨架3a上,铁芯2固定在线圈骨 架的中间,铁芯2的外形与线圈骨架3a的内空心部分的形状相同。两块永磁体4的不同磁极 极面对应铁芯2的磁极极面安装,永磁体4通过连接件f5b直接与泵体的皮碗7连接。永磁式半 波增氧泵由三个整体部分组成,一是栗的壳体部分、二是位于壳体1中间的线圈绕组部分、 三是位于泵体两侧的气泵。每块永磁体4和栗体6装配成一个整体,该整体结构在相对线圈 骨架的方向上能够调整它们之间的距离。
[0006] 永磁式半波增氧泵的驱动原理:如附图2所示,线圈绕组3串联有一只二极管。当线 圈绕组3接通单相交流电源且二极管处于正向导通(设交流电为正向31弧度)状态,其铁芯2 的右侧为N极左侧为S极;永磁体4面向铁芯的右侧为N极左侧为S极。根据磁场的同性磁极磁 场相互排斥的性质,此时两块永磁体4在铁芯2的磁场与永磁体4的磁场之间的相互排斥下, 带动气泵的皮碗7向气泵排气的方向运动,运动的方向与磁力线的法线方向平行。如附图3 所示,线圈绕组3接通单相交流电源,交流电为负向Ji弧度、此时二极管处于负向截止状态。 根据永磁体具有吸引铁磁质的属性,在这期间两块永磁体4吸引软磁质铁芯2。从而带动气 泵的皮碗7向着气栗吸气的方向运动。以上所述,是当单相交流电在一个周期内永磁式半波 增氧栗的工作情况,当线圈绕组3接通电源,该泵便连续周期性的完成气泵的吸气和压缩排 气工作。吸气和压缩排气的频率与单相交流电源的频率相同。
[0007] 综上所述,本发明所述的永磁式半波增氧荥,其驱动原理是根据线圈绕组接通半 波单相交流电源时、在线圈铁芯上感应产生的脉动磁极磁场与永磁体不变的磁极磁场之间 产生的相互排斥力,以及永磁体具有吸引铁磁质的属性而设计的。也就是,永磁式半波增氧 泵吸气靠永磁体4吸引铁芯2拉动皮碗7来完成、压缩排气靠永磁体4的磁场与线圈绕组3内 的电流产生的磁极磁场之间的相互排斥力推动皮碗7来完成。其基本特征在于:永磁体4的 磁极极面和线圈铁芯2的磁极极面相对应;驱动气泵吸气和压缩排气的作用力的方向与磁 极磁力线的法线方向平行;永磁体4与气栗的皮碗7直线连接;铁芯2固定安装在线圈骨架3a 上。由于本发明所述的线圈绕组3上串联有二极管,永磁式半波增氧栗工作时通过线圈绕组 3的电流小、又因该泵的吸气冲程是由永磁体吸引线圈铁芯的引力产生的,所以该泵具有较 好的节能效果。另外,永磁式半波增氧泵的磁场的利用率高、皮碗7受到的作用力大;由于永 磁体直接与皮碗连接,皮碗的行程长,栗的排气量大。
[0008] 本发明所述的永磁式半波增氧泵与同功率的现有增氧泵相比较,最大的不同点在 于:现有增氧栗的驱动力的方向与磁极磁力线法线的方向相互成垂直关系;永磁式半波增 氧栗的驱动力的方向与磁极磁力线法线的方向相互成平行关系。也就是现有增氧泵的永磁 体的磁极极面与电流产生的磁场磁极极面在空间位置上相互错位装配,而永磁式半波增氧 泵是永磁体4的磁极极面和线圈铁芯2的磁极极面相对应装配。两块永磁体4面向铁芯2—侧 的磁极属性与线圈电流在铁芯2上产生的磁极属性对应相同。所以永磁式半波增氧栗的极 面磁场利用率高、有明显的节能效果;再就是永磁体4直接与皮碗7连接可使增氧栗的结构 变得简单、由振动产生的噪音小、气栗的吸气和压缩排气冲程长、排气量大。
附图说明
[0009] 附图1表示现有双栗体增氧栗的基本结构和工作原理示意图。
[0010] 附图2表示双栗体永磁式半波增氧栗排气体状态时的基本结构和工作原理示意 图。
[0011] 附图3表示双泵体永磁式半波增氧泵吸气状态时的基本结构和工作原理示意图。
[0012] 附图4表示单泵体永磁式半波增氧泵排气状态时的基本结构和工作原理示意图。
[0013] 附图5表示单泵体永磁式半波增氧泵吸气状态时的基本结构和工作原理示意图。
[0014] 附图6表示永磁式半波增氧泵的线路连接示意图。 —
[0015] 附图7表示双栗体永磁式半波增氧泵的线圈骨架及铁芯的结构示意图。
[0016] 〈1>壳体,<2>铁芯,〈3>线圈绕组,<3a>线圈骨架,〈4>永磁体,<5>刚性连接板,<5a> 刚性连接板支点,<5b>连接件,<6>泵体,<6a>排气单向阀,<6b>进气单向阀,<7>皮碗,<8a> 排气孔,<8b>进气孔,<9>二极管,<l〇a>高档位开关,<l〇b>低档位开关,<11>电阻。
具体实施方式 _
[0017] 以上所述是双栗体永磁式半波增氧栗的基本结构和工作原理,附图4和附图5表示 单泵体永磁式半波增氧泵的结构工作原理示意图。单荥体永磁式半波增氧栗的基本特征在 于铁芯2为“U”字形,线圈绕组3绕在铁芯2上。两块永磁体4分别对应铁芯2的磁极且固定装 配在皮碗7上,两块永磁体4面向铁芯2的一侧为异性磁极;两块永磁体4的磁极属性与线圈3 电流在铁芯2上产生的磁极属性对应相同;永磁体4通过连接件5b直接与栗体6上的皮碗7连 接。其工作原理与双泵体永磁式半波增氧泵相同,两块永磁体受到磁力的方向与磁极磁力 线的法线方向相同。附图4表示单泵体永磁式半波增氧栗排气状态时的基本结构和工作原 理示意图。此时线圈绕组3接通单相交流电源且二极管9处于正向导通(设交流电为正向11弧 度)状态,两块永磁体的N极和S极与“U”线圈铁芯的N极和S极分别相斥,产生皮碗7排气的作 用力。也就说永磁式半波增氧栗永磁体4面向铁芯2 一侧的磁极属性与线圈3电流在铁芯2上 产生的磁极属性对应相同。附图5表示单栗体永磁式半波增氧栗吸气状态时的基本结构和 工作原理示意图。此时线圈绕组3接通单相交流电源且二极管9处于负向截止(设交流电为 负向弧度)状态,两块永磁体的N极和S极吸引“U”线圈铁芯,产生皮碗7吸气的作用力。
[0018] 永磁式半波增氧泵设有高档位和低档位,如附图7所示,图中设有高档位开关l〇a 和低档位开关l〇b,两开关分别控制高档位大排气量和低档位小排气量线路。低档位线路上 串联有电阻11,该线路能够减小线圈绕组的电流,使线圈铁芯2产生的磁场强度减小、使永 磁体的磁场与线圈电流产生的磁场的相互斥力减小,从而使栗的排气量减小。所以当开关 10a断开、开关1 Ob接通时,比开关1 〇a接通、开关1 Ob断开时排气量小。
[0019] 具体设计制造双泵体永磁式半波增氧泵时,其线圈骨架3a及铁芯2的结构形式如 附图7所示,线圈骨架3a应具有一定的强度,因为他是用来固定定位电磁线线圈和铁芯,不 能出现形变现象。线圈骨架加的中心为正方形空心体,该空心体用于固定安装铁芯2,铁芯2 为薄硅钢片叠压而成;线圈骨架3a中心的正方形空心体,也可为圆柱形空心体。皮碗7的材 质及厚度应设计合理,因为永磁式半波增氧栗的永磁体4通过连接件5b悬臂固定在皮碗7 上,尽管永磁体4和连接构件5b的重量很小,但不能因此影响永磁式半波增氧泵的使用寿 命。
[0020] 所述的连接件5b,可以用金属材料加工制造,也可用非金属材料加工。

Claims (4)

1. 一种永磁式半波增氧栗,其中双泵体永磁式半波增氧泵的基本特征在于:永磁体4的 磁极极面和线圈铁芯2的磁极极面相对应;驱动气泵吸气和压缩排气的作用力的方向与磁 极磁力线的法线方向平行;永磁体4通过连接件5b与气栗的皮碗7直线连接;线圈骨架3a的 中心为正方形空心体,正方形空心体用于固定安装铁芯2;单泵体永磁式半波增氧泵的基本 特征在于铁芯2为“U”字形,线圈绕组3绕在铁芯2上;两块永磁体4分别对应铁芯2的磁极且 固定装配在皮碗7上,两块永磁体面向铁芯2的一侧为异性磁极;永磁体4通过连接件防直接 与泵体6上的皮碗7连接;永磁式半波增氧泵设有高档位和低档位,低档位线路上串联有电 阻11;永磁式半波增氧泵的永磁体4面向铁芯2—侧的磁极属性与线圈3电流在铁芯2上产生 的磁极属性对应相同。
2. 根据权利要求1所述的永磁式半波增氧栗的铁芯2,其特征是铁芯2为薄硅钢片叠压 而成。
3. 根据权利要求1所述的双栗体永磁式半波增氧泵的线圈骨架3a中心的正方形空心 体,其特征是也可为圆柱形空心体。
4. 根据权利要求1所述的永磁式半波增氧栗的连接件5b,其特征是可以用金属材料加 工制造,也可用非金属材料加工。
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