CN109236620B - 一种膜片泵 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种膜片泵。包括顶盖、阀座、壳体、弹性膜片、压片、连杆、轴承、偏心轮和电机；电机安装在壳体的外侧，电机的输出轴插入壳体内与偏心轮连接，偏心轮通过轴承与连杆连接，连杆另一端通过压片与弹性膜片连接，壳体的顶部依次固定着阀座和顶盖，弹性膜片压接在阀座与壳体之间。所述偏心轮包括轮体，轮体一侧的几何中心设置有定位轴台，另一侧设置有偏心轴承柱；定位轴台内有与电机输出轴匹配的D形轴孔；偏心轴承柱内有凹槽。本发明保证偏心轮的重心处于轮体的轴线位置，提高了偏心轮在配合其他零部件使用时的平稳性；偏心轮的偏心轴承柱与轴承孔配合连接，不易松动，安装牢固，大大提高了偏心轮的装配稳定性和装配精度。

Description

一种膜片泵

技术领域

本发明涉及微型气泵技术领域，具体涉及一种膜片泵。

背景技术

膜片泵主要由电机、偏心轮机构、弹性膜片、阀座、阀片、壳体和顶盖组成。膜片泵是通过偏心轮机构将电机的旋转运动转化为弹性膜片的上下往复运动，从而循环通过阀片实现膜片泵吸气、排气过程。

现有的膜片泵，由于偏心轮的设计缺陷，造成偏心轮与轴承连接不顺畅，松紧度不一致，容易产生“打滑”、噪音、现象，影响偏心轮机构的传动稳定性和不合格率增加，甚至影响到电机启动失效，产品质量大打折扣。偏心轮的重心不能落在旋转中心上，偏心轮高速转动时会产生离心力，导致重力偏心，寿命减短。偏心轮为金属单件加工成型，尺寸精度无法保证，装配压入力不一致，装配后轴承不顺畅甚至损坏。而且金属偏心轮通过机加工只能加工成圆形轴孔，装配在在电机的输出轴上，为了防止发生相对转动，往往需要在偏心轮径向增加圆孔，并通过螺钉紧固，工艺复杂，而且随着偏心轮高速旋转，螺钉易松动，使电机与偏心轮脱离。

综上所述，急需一种膜片泵以解决现有技术中存在的问题。

发明内容

本发明目的在于提供一种膜片泵，以解决偏心轮与轴承连接不牢固、噪音不一致、偏心轮的重心不能落在旋转中心上等问题。

为实现上述目的，本发明提供了一种膜片泵，包括顶盖、阀座、壳体、弹性膜片、压片、连杆、轴承、偏心轮和电机；电机安装在壳体的外侧，电机的输出轴插入壳体内与偏心轮连接，偏心轮通过轴承与连杆连接，连杆另一端通过压片与弹性膜片连接，壳体的顶部依次固定着阀座和顶盖，弹性膜片压接在阀座与壳体之间。

所述偏心轮包括轮体，所述轮体一侧的几何中心设置有定位轴台，所述轮体的另一侧设置有偏心轴承柱；定位轴台内有与电机输出轴匹配的D形轴孔，偏心轴承柱与轴承连接；偏心轴承柱内有凹槽。

所述轮体为一端面封闭的空心盘状结构，轮体沿中心轴线所在平面分为第一部分和第二部分；定位轴台为半圆柱凸台，处于第一部分；偏心轴承柱为圆柱形凸台，处于第二部分；所述轮体的第二部分内有加强筋，所述第二部分端面开有通孔；所述轮体的第一部分内有内有加强柱，第一部分与定位轴台重量之和等于第二部分与偏心轴承柱重量之和，偏心轮的重心落在轮体的轴线上。

优选地，所述连杆上部设有一圆形连接端面，连接端面中心设有定位柱形沉孔，弹性膜片中心有通孔，压片设置在弹性模片上，压片下端中心有定位柱，定位柱穿过弹性膜片与连杆的定位柱形沉孔套接，并通过螺钉紧固。

优选地，所述顶盖的侧面设置有进气口和出气口，顶盖的下端面设有分别与进气口、出气口连通的进气凹槽和出气凹槽，进气凹槽和出气凹槽相互隔离。

优选地，所述阀座上有与顶盖的进气凹槽和出气凹槽相匹配的进气通道和出气通道，所述进气凹槽通过进气通道连通弹性膜片的上端面，进气通道上装有进气阀片，所述出气凹槽通过出气通道连通弹性膜片的上端面，出气通道上装有出气阀片。

优选地，所述阀座的下端面设有一凹腔与弹性膜片的上端面相配合，所述的进气通道和出气通道连通所述凹腔的顶部。

优选地，所述壳体远离电机一侧装有一个可拆卸L形端盖。

优选地，所述偏心轮采用弹性塑胶材料一体注塑成型。

应用本发明的技术方案，具有以下有益效果：

(1)本发明中，偏心轮轮体的第一部分内设置有加强柱，轮体的第二部分内设置了加强筋并开槽了通孔，使得第一部分与定位轴台重量之和等于第二部分与偏心轴承柱重量之和，保证偏心轮的重心处于轮体的轴线位置，提高了偏心轮在配合其他零部件使用时的平稳性，同时也提高了偏心轮的使用寿命。

(2)本发明中，偏心轮的偏心轴承柱与轴承孔配合连接，由于偏心轴承柱内有开有凹槽，且采用弹性塑胶材料制作，使得偏心轴承柱可以沿径向压缩、回弹。偏心轴承柱压缩状态时插入轴承孔内，轴和孔存在间隙，使得装配简单；偏心轴承柱插入轴承孔内之后，偏心轴承柱会缓慢回弹恢复到原来的形状，使轴和孔之间存在张紧力，轴、孔紧密贴合，不易松动，安装牢固，大大提高了偏心轮的装配稳定性和装配精度。

(3)本发明中，偏心轮采用D形轴孔与电机的输出轴配合，装配工艺简单，可以一次到位，不需要使用其他紧固件，就能达到装配要求，避免了电机与偏心轮脱离的风险，提高了膜片泵的安全性能。

除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本发明还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本发明作进一步详细的说明。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是膜片泵剖面结构示意图；

图2是膜片泵的立体图；

图3是顶盖仰视立体图；

图4是阀座俯视立体图；

图5是阀座仰视立体图；

图6是连杆立体图；

图7是偏心轮立体图；

图8是偏心轮剖面结构示意图；

图9是膜片泵噪音试验对比曲线图；

图10是偏心轮压入力测试对比曲线图。

其中，1、顶盖，1.1、进气口，1.2、出气口，1.3、进气凹槽，1.4、出气凹槽，2、阀座，2.1、进气通道，2.2、出气通道，2.3、进气阀片，2.4、出气阀片，2.5、凹腔，3、壳体，4、弹性膜片，5、压片，6、连杆，6.1、连接端面，6.2、定位柱形沉孔，7、轴承，8、偏心轮，8.1、轮体，8.2、定位轴台，8.3、偏心轴承柱，9、电机，10、端盖。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的实施例进行详细说明，但是本发明可以根据权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。

实施例1：

参见图1～图8，一种膜片泵包括顶盖1、阀座2、壳体3、弹性膜片4、压片5、连杆6、轴承7、偏心轮8和电机9；电机9安装在壳体3的外侧，电机9的输出轴插入壳体3内与偏心轮8连接，偏心轮8通过轴承7与连杆6连接，连杆6另一端通过压片5与弹性膜片4连接，壳体3的顶部依次固定着阀座2和顶盖1，弹性膜片4压接在阀座2与壳体3之间；所述壳体3远离电机9一侧装有一个可拆卸L形端盖10。

所述偏心轮8包括轮体8.1，所述轮体8.1一侧的几何中心设置有定位轴台8.2，所述轮体8.1的另一侧设置有偏心轴承柱8.3；定位轴台8.2内有与电机9输出轴匹配的轴孔，偏心轴承柱8.3与轴承7连接；偏心轴承柱8.3内有凹槽；所述偏心轮8采用非金属弹性材料一体注塑成型。

所述轮体8.1为一端面封闭的空心盘状结构，轮体8.1沿中心轴线所在平面分为第一部分和第二部分；定位轴台8.2为半圆柱凸台，处于第一部分；偏心轴承柱8.3为圆柱形凸台，处于第二部分；所述轮体8.1的第二部分内有加强筋，所述第二部分端面开有通孔；所述轮体8.1的第一部分内有内有加强柱，第一部分与定位轴台8.2重量之和等于第二部分与偏心轴承柱8.3重量之和，偏心轮8的重心落在轮体8.1的轴线上。

所述连杆6上部设有一圆形连接端面6.1，连接端面6.1中心设有定位柱形沉孔6.2，弹性膜片4中心有通孔，压片5设置在弹性模片上，压片5下端中心有定位柱，定位柱穿过弹性膜片4与连杆6的定位柱形沉孔6.2套接，并通过螺钉紧固。

所述顶盖1的侧面设置有进气口1.1和出气口1.2，顶盖1的下端面设有分别与进气口1.1、出气口1.2连通的进气凹槽1.3和出气凹槽1.4，进气凹槽1.3和出气凹槽1.4相互隔离。

所述阀座2上有与顶盖1的进气凹槽1.3和出气凹槽1.4相匹配的进气通道2.1和出气通道，所述进气凹槽1.3通过进气通道2.1连通弹性膜片4的上端面，进气通道2.1上装有进气阀片2.3，所述出气凹槽1.4通过出气通道2.2连通弹性膜片4的上端面，出气通道2.2上装有出气阀片2.4。

所述阀座2的下端面设有一凹腔2.5与弹性膜片4的上端面相配合，所述的进气通道2.1和出气通道2.2连通所述凹腔2.5的顶部。

上述一种膜片泵工作原理：通电后，电机高速旋转，电机的输出轴带动偏心轮转动，偏心轮通过轴承带动连杆上下往复运动，连杆带动弹性膜片做拉伸和压缩运动。当连杆处于低点时，弹性膜片被拉伸，弹性膜片上端面和阀座下端面围成的气腔体积增大，产生真空，进气阀片将进气通道打开，出气阀片将出气通道关闭，气流就沿着进气管、进气凹槽、进气通道进入到弹性膜片上端面和阀座下端面围成的气腔中，完成吸气过程。当连杆处于高点时，弹性膜片被压缩，弹性膜片上端面和阀座下端面围成的气腔体积减小，产生气压，进气阀片将进气通道关闭，出气阀片将出气通道打开，气流就从弹性膜片上端面和阀座下端面围成的气腔中沿着出气通道、出气凹槽、出气口排出，完成排气过程。电机持续转动，膜片泵就可以循环实现吸气、排气过程。

选取常规膜片泵中使用的五金偏心轮和本实施例中采用的塑胶偏心轮进行噪音试验对比，

试验环境：温度27℃，湿度70％的静音房。

试验方法：

(1)外接12V电压，进出口全开，启动膜片泵。

(2)先用分贝仪测量环境噪音大小，环境噪音应低于40db；再将分贝仪置于微型泵上方0CM处测试1次。

(3)每种偏心轮各采集10组数据，记录试验结果，并绘制曲线图。

试验结果如下表所示：

由试验结果可知，采用五金偏心轮的膜片泵，噪音平均值为66.37分贝；而采用塑胶偏心轮的膜片泵，噪音平均值为57.75分贝，塑胶偏心轮产生的噪音远小于五金偏心轮产生的噪音，降噪效果明显。根据试验结果绘制出曲线图，如图9所示，横坐标表示试样编号，纵坐标表示噪音大小。通过计算可以求出五金偏心轮10组噪音数据的标准差为4.28，塑胶偏心轮10组噪音数据的标准差为1.78，标准差越小，说明离散程度低，稳定性好。

选取常规膜片泵中使用的五金偏心轮和本实施例中采用的塑胶偏心轮进行压入力试验对比，试验方法如下：

(1)将入偏心轮工装按标准固定到精密伺服压机上；

(2)调试好压机，并设置好压力参数，将偏心轮压入到轴承中；

(3)采集10组数据绘制曲线图。

试验结果如下表所示：

由试验结果可知，五金偏心轮压入力的平均值为157.02N；塑胶偏心轮的压入力为157.56N，两种偏心轮压入力的平均值大小相当。根据试验结果绘制出曲线图，如图10所示，横坐标表示试样编号，纵坐标表示压入力大小。通过计算可以求出五金偏心轮10组压入力的标准差为80.04，塑胶偏心轮10组压入力的标准差为15.41，五金偏心轮压入力的标准差远大于塑胶偏心轮压入力的标准差，标准差越小，说明离散程度低，稳定性好。

上述一种膜片泵中，偏心轮轮体的第一部分内设置有加强柱，轮体的第二部分内设置了加强筋并开槽了通孔，使得第一部分与定位轴台重量之和等于第二部分与偏心轴承柱重量之和，保证偏心轮的重心处于轮体的轴线位置，提高了偏心轮在配合其他零部件使用时的平稳性，同时也提高了偏心轮的使用寿命。

上述一种膜片泵中，偏心轮的偏心轴承柱与轴承孔配合连接，由于偏心轴承柱内有开有凹槽，且采用非金属弹性材料制作，使得偏心轴承柱可以沿径向压缩、回弹。偏心轴承柱压缩状态时插入轴承孔内，轴和孔存在间隙，使得装配简单；偏心轴承柱插入轴承孔内之后，偏心轴承柱会缓慢回弹恢复到原来的形状，使轴和孔之间存在张紧力，轴、孔紧密贴合，不易松动，安装牢固，大大提高了偏心轮的装配稳定性和装配精度。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种膜片泵，其特征在于，包括顶盖（1）、阀座（2）、壳体（3）、弹性膜片（4）、压片（5）、连杆（6）、轴承（7）、偏心轮（8）和电机（9）；电机（9）安装在壳体（3）的外侧，电机（9）的输出轴插入壳体（3）内与偏心轮（8）连接，偏心轮（8）通过轴承（7）与连杆（6）连接，连杆（6）另一端通过压片（5）与弹性膜片（4）连接，壳体（3）的顶部依次固定着阀座（2）和顶盖（1），弹性膜片（4）压接在阀座（2）与壳体（3）之间；

所述偏心轮（8）采用弹性塑胶材料一体注塑成型，且偏心轮（8）包括轮体（8.1），所述轮体（8.1）一侧的几何中心设置有定位轴台（8.2），所述轮体（8.1）的另一侧设置有偏心轴承柱（8.3）；定位轴台（8.2）内有与电机（9）输出轴匹配的D形轴孔，偏心轴承柱（8.3）与轴承（7）连接；偏心轴承柱（8.3）内有凹槽；

所述轮体（8.1）为一端面封闭的空心盘状结构，轮体（8.1）沿中心轴线所在平面分为第一部分和第二部分；定位轴台（8.2）为半圆柱凸台，处于第一部分；偏心轴承柱（8.3）为圆柱形凸台，处于第二部分；所述轮体（8.1）的第二部分内有加强筋，所述第二部分端面开有通孔；所述轮体（8.1）的第一部分内有加强柱，第一部分与定位轴台（8.2）重量之和等于第二部分与偏心轴承柱（8.3）重量之和，偏心轮（8）的重心落在轮体（8.1）的轴线上；

所述连杆（6）上部设有一圆形连接端面（6.1），连接端面（6.1）中心设有定位柱形沉孔（6.2），弹性膜片（4）中心有通孔，压片（5）设置在弹性模片上，压片（5）下端中心有定位柱，定位柱穿过弹性膜片（4）与连杆（6）的定位柱形沉孔（6.2）套接，并通过螺钉紧固。

2.根据权利要求1所述的一种膜片泵，其特征在于，所述顶盖（1）的侧面设置有进气口（1.1）和出气口（1.2），顶盖（1）的下端面设有分别与进气口（1.1）、出气口（1.2）连通的进气凹槽（1.3）和出气凹槽（1.4），进气凹槽（1.3）和出气凹槽（1.4）相互隔离。

3.根据权利要求1所述的一种膜片泵，其特征在于，所述阀座（2）上有与顶盖（1）的进气凹槽（1.3）和出气凹槽（1.4）相匹配的进气通道（2.1）和出气通道，所述进气凹槽（1.3）通过进气通道（2.1）连通弹性膜片（4）的上端面，进气通道（2.1）上装有进气阀片（2.3），所述出气凹槽（1.4）通过出气通道（2.2）连通弹性膜片（4）的上端面，出气通道（2.2）上装有出气阀片（2.4）。

4.根据权利要求3所述的一种膜片泵，其特征在于，所述阀座（2）的下端面设有一凹腔（2.5）与弹性膜片（4）的上端面相配合，所述的进气通道（2.1）和出气通道（2.2）连通所述凹腔（2.5）的顶部。

5.根据权利要求1所述的一种膜片泵，其特征在于，所述壳体（3）远离电机（9）一侧装有一个可拆卸L形端盖（10）。