CN109268269A - 真空泵 - Google Patents

Abstract

本发明涉及泵技术领域，公开了一种真空泵，包括泵体和从泵体中伸出的动力输入轴，动力输入轴用于与从外部的动力机构延伸出的动力传递轴相连接，在泵体内设有泵腔并且在泵体上开设有进油口，进油口与泵腔之间通过进油道相连通，在泵腔上还开设有进气口，进气口与泵腔之间通过进气道相连通，真空泵还包括油道阀门，油道阀门安装于进油道处，用于控制进油道的通断。本发明提供的真空泵设置有油道阀门，通过控制油道阀门的启闭以及启闭的时间，即可控制真空泵供油的启闭以及启闭的时间，真空泵的供油时间和流量均为可控状态。此时，可以按需给真空泵供油，真空泵的供油更为有效，节约了发动机的能量消耗，提高了真空泵的使用寿命。

Description

真空泵

技术领域

本发明涉及泵技术领域，特别涉及一种真空泵。

背景技术

真空泵是指利用机械、物理、化学或物理化学的方法对被抽容器进行抽气而获得真空的器件或设备。通俗来讲，真空泵是用各种方法在某一封闭空间中改善、产生和维持真空的装置。

随着经济持续高速的发展，真空泵成为国民经济各行业应用真空工艺过程中必不可少的主力泵，并广泛用于冶金、化工、食品、电子镀膜等行业，例如对于汽车刹车系统所采用的真空泵。常见的有膜片式、旋片式、活塞式等多种形式的真空泵，其中，以旋片式的应用最为普遍。在现有技术中，传统的真空泵，其开启和关闭的可控度低。以汽车刹车系统所采用的真空泵为例，其动力通常来自于发动机，只要发动机开启并处于运转状态，真空泵就会一直工作，持续地抽取真空，并一直处于供油状态。但是，对于汽车刹车系统的真空泵而言，通常在发动机启动后的十数秒内，就可以达到所需的真空。此后，真空泵的持续运转将占用发动机的输出功率，造成能源的浪费。此外，连续工作的真空泵容易出现无法有效供油、过热、发动机的能量消耗大等问题，极大地降低了真空泵的使用寿命。

发明内容

本发明针对上述技术问题而提出，目的在于提供一种真空泵，本发明的真空泵通过设置油道阀门，对供油的时间和流量进行控制，按需给真空泵供油，使得真空泵的供油可控度高，大大节约了发动机的能量消耗，提高真空泵的使用寿命。

具体来说，本发明提供了一种真空泵，包括泵体和从所述泵体中伸出的动力输入轴，所述动力输入轴用于与从外部的动力机构延伸出的动力传递轴相连接，在所述泵体内设有泵腔并且在所述泵体上开设有进油口，所述进油口与所述泵腔之间通过进油道相连通，在所述泵腔上还开设有连接至外部的真空设备的进气口，所述进气口与所述泵腔之间通过进气道相连通，所述真空泵还包括油道阀门，所述油道阀门安装于所述进油道处，用于控制所述进油道的通断。

相较于现有技术而言，本发明提供的真空泵设置有油道阀门，通过控制油道阀门的启闭以及启闭的时间，即可控制真空泵供油与否以及供油时间，真空泵的供油时间和流量均为可控状态。此时，可以按需给真空泵供油，真空泵的供油更为有效，节约了发动机的能量消耗，提高了真空泵的使用寿命。

另外，作为优选，所述真空泵还包括设置于所述动力输入轴与所述动力传递轴之间的离合器，所述离合器设置为能够控制所述动力输入轴与所述动力传递轴的相联或者分离。

根据该优选方案，利用离合器的动作控制动力输入轴与动力传递轴的相联或者分离，真空泵的开启和关闭均为可控状态。此时，可以按需开启或者关闭真空泵，避免真空泵过热，并且能够节约发动机的能量消耗，提高真空泵的使用寿命。

进一步地，作为优选，所述泵腔内设置有用于检测所述泵腔内的真空度的真空计；

当所述真空计检测到的真空度低于设定值时，所述离合器通电而工作，所述动力输入轴与所述动力传递轴相联，所述真空泵开始工作；

当所述真空计检测到的真空度高于设定值时，所述离合器断电而停止工作，所述动力输入轴与所述动力传递轴分离，所述真空泵停止工作。

根据该优选方案，利用真空计检测泵腔内的真空度，并将真空计的测量结果与离合器的动作相关联。当测得的真空度低于设定值时，离合器通电而动作，使得动力输入轴与动力传递轴相联，真空泵开始工作。反之，当测得的真空度高于设定值时，离合器断电而动作，使得动力输入轴与动力传递轴分离，真空泵停止工作。此时的离合器根据泵腔内的真空度进行动作，能够更加精准控制真空泵的工作，按需开启或者关闭真空泵，节约了发动机的能量消耗，提高了真空泵的使用寿命。

另外，作为优选，所述离合器包括电枢以及内置有线圈的转子，所述电枢配置在所述转子的轴向侧方，所述电枢能够通过从所述线圈产生的磁力吸附于所述转子的侧面；所述电枢包括从所述转子侧层叠的第一电枢板和第二电枢板，所述第一电枢板与所述动力输入轴相联，所述第二电枢板用于与所述动力传递轴相联。

根据该优选方案，离合器为电磁离合器，其能够利用电磁力产生压紧力，从而控制动力输入轴与动力传递轴的相联或者分离，电磁离合器的结构简单，控制动作快速，制动平稳。

具体地，转子内的线圈通电后，产生较强的磁场，离合器的第一电枢板和第二电枢板分别吸合动力输入轴以及动力传递轴，进而使得动力输入轴以及动力传递轴相联。反之，转子内的线圈停止通电后，磁场消失，电磁离合器的第一电枢板和第二电枢板分别断开动力输入轴和动力传递轴，动力输入轴以及动力传递轴分离。

进一步地，作为优选，所述油道阀门包括阀体、阀芯以及连接所述阀体和所述阀芯的驱动件，所述驱动件驱动所述阀芯作往复运动以控制所述进油道的通断。

根据该优选方案，驱动件动作，驱动阀芯作往复运动，利用能够往复运动的阀芯控制进油道的通断，进而控制真空泵的供油时间和流量，达到按需给真空泵供油的目的。

另外，作为优选，所述进油道的两端分别为开设在所述泵体的外壳上的进油一口以及开设在所述泵体的内壁上的进油二口，所述进油道按照所述进油一口朝向所述进油二口的方向依次包括第一进油段、第二进油段以及第三进油段，所述阀体与所述阀芯设置于所述第二进油段内并控制所述第三进油段的通断。

根据该优选方案，将阀芯设置在第二进油段内，阀芯既不会影响第一进油段的进油，也可以更好地闭合第三进油段，进而关闭进油道。阀芯设置在第二进油段内，第二进油段还可以在油道阀门启闭第三进油段的过程中缓存部分的油，缓存的油可以避免进油道的干涸。

另外，作为优选，所述阀芯沿其朝向所述第三进油段的方向的外径逐渐减小，所述阀芯靠近所述第三进油段的一端的外径大于所述第三进油段的通道截面积。

根据该优选方案，阀芯远离第三进油段的外径大、靠近第三进油段的外径小，在不影响阀芯闭合第三进油段的前提下，第二进油段能够缓存更多的油，进一步地避免进油道的干涸。

另外，作为优选，在所述进油道内设置有用于检测所述进油道处的压力的压力传感器；

当所述压力传感器检测到的压力值低于设定值时，所述油道阀门打开所述进油道，开始供油；

当所述压力传感器检测到的压力值高于设定值时，所述油道阀门关闭所述进油道，停止供油。

根据该优选方案，利用压力传感器检测进油道处的压力，并将压力传感器的测量结果与油道阀门的动作相关联。当测得的压力值低于设定值时，油道阀门动作并打开进油道，开始对真空泵供油。反之，当测得的压力值高于设定值时，油道阀门动作并关闭进油道，停止对真空泵供油。此时的油道阀门根据进油道处的压力值进行动作，能够更加精准控制真空泵的供油时间和流量，按需给真空泵供油，节约了发动机的能量消耗，提高了真空泵的使用寿命。

另外，作为优选，所述油道阀门为电磁阀或者电动阀。

根据该优选方案，利用电磁阀或者电动阀具有的启闭精准、迅速等优点，可以精准、快速地控制进油道的通断，按需对真空泵供油，减少发动机的能源消耗。

另外，作为优选，所述真空泵还包括控制器，所述控制器与所述真空泵为通信连接。

根据该优选方案，利用控制器具有的控制精准、稳定等优点，可以精准、稳定地控制真空泵的动作，真空泵的工作精度高，有利于减少发动机的能源消耗。

附图说明

图1是本发明真空泵的结构示意图；

图2是本发明真空泵的中左视图的局部示意图；

图3是本发明真空泵的后视图；

图4是本发明离合器的结构示意图；

图5是本发明中离合器的电枢的结构示意图；

图6是本发明真空泵中油道阀门与进油道的配合示意图。

附图标记说明：

1、泵体；11、泵腔；12、动力输入轴；21、动力传递轴；22、联轴器；3、进油口；31、进油一口；32、进油二口；4、进油道；41、第一进油段；42、第二进油段；43、第三进油段；44、第一限油段；45、第二限油段；5、进气口；6、进气道；7、油道阀门；71、阀体；72、阀芯；73、驱动件；74、电磁线圈；75、磁芯；8、离合器；81、电枢；82、线圈；83、转子；84、第一电枢板；85、第二电枢板；9、控制器；91、真空计；92、计时器；93、压力传感器。

具体实施方式

下面结合说明书附图，对本发明进行进一步的详细说明。附图中示意性地简化示出了真空泵的结构等。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

本发明的第一实施方式提供了一种真空泵，参见图1以及图2所示，包括泵体1、设置在泵体1内的泵腔11以及动力输入轴12，动力输入轴12从泵体1中伸出、并能够与从外部的动力机构延伸出的动力传递轴21相连接。特别地，本实施方式中的外部的动力机构为电机，其动力传递轴21为凸轮轴，动力输入轴12与凸轮轴之间通过联轴器22相联。参见图1和图3所示，在泵体1上开设有进油口3以及进气口5，进油口3与泵腔11之间通过进油道4相连通，进气口5用于连接至外部的真空设备的进气口5，进气口5与泵腔11之间通过进气道6相连通。此时，传统的真空泵只要发动机开启，就一直处于供油状态，其供油量是一定值，不可以通过排油量的大小调整供油量，发动机的能量消耗大，无法有效为真空泵供油。

因此，本发明的真空泵还设置有油道阀门7，该油道阀门7安装于进油道4处，能够用来控制进油道4的通断。相较于现有技术而言，本发明提供的真空泵设置有油道阀门7，通过控制油道阀门7的启闭以及启闭的时间，即可控制真空泵供油与否以及供油时间，真空泵的供油时间和流量均为可控状态。此时，可以按需给真空泵供油，真空泵的供油更为有效，节约了发动机的能量消耗，提高了真空泵的使用寿命。

参见图2和图3所示，真空泵还包括离合器8，离合器8设置于动力输入轴12与动力传递轴21之间，离合器8能够控制动力输入轴12与动力传递轴21的相联或者分离。根据上述技术方案，根据进油道4内的油压，利用离合器8的动作控制动力输入轴12与动力传递轴21的相联或者分离，真空泵的开启和关闭均为可控状态。此时，可以按需开启或者关闭真空泵，避免真空泵过热，并且能够节约发动机的能量消耗，提高真空泵的使用寿命。

其中，当油道阀门7打开进油道4、真空泵处于供油状态时，离合器8可以控制动力输入轴12与动力传递轴21相联，从而控制真空泵开启。经过十几秒后，当检测到真空泵的真空度达到要求后，可以使得离合器8控制动力输入轴12与动力传递轴21分离，从而控制真空泵关闭。

在本实施方式中，油道阀门7与离合器8能够配合使用以控制真空泵的启闭，使得真空泵的供油状态和真空泵的启闭同步进行，达到统一。此时，真空泵的供油状态与启闭状态均的可控精度高，按需同步开始供油与开启真空泵，或者同步停止供油与关闭真空泵，提高真空泵的控制精度，进一步避免真空泵过热，大大节约了发动机的能量消耗，提高真空泵的使用寿命。

参见图4和图5所示，离合器8包括电枢81以及内置有线圈82的转子83，电枢81配置在转子83的轴向侧方，电枢81能够通过从线圈82产生的磁力吸附于转子83的侧面；电枢81包括从转子83侧层叠的第一电枢板84和第二电枢板85，第一电枢板84与动力输入轴12相联，第二电枢板85用于与动力传递轴21相联。设置离合器8为电磁离合器8，其能够利用电磁力产生压紧力，从而控制动力输入轴12与动力传递轴21的相联或者分离，电磁离合器8的结构简单，控制动作快速，制动平稳。

具体地，转子83内的线圈82通电后，产生较强的磁场，电磁离合器8的第一电枢板84和第二电枢板85分别吸合动力输入轴12以及动力传递轴21，进而使得动力输入轴12以及动力传递轴21相联。反之，转子83内的线圈82停止通电后，磁场消失，电磁离合器8的第一电枢板84和第二电枢板85分别断开动力输入轴12和动力传递轴21，动力输入轴12以及动力传递轴21分离。

参见图1所示，真空泵还包括控制器9，控制器9与真空泵为通信连接。利用控制器9具有的控制精准、稳定等优点，可以精准而稳定地控制真空泵的动作，真空泵的工作精度高，有利于减少发动机的能源消耗。特别地，在本实施方式中，控制器9为ECU(E l ectron ic Contro l Un i t)电子控制单元。当然，在其他实施方式中，控制器9也可以是其他控制单元。特别地，设置离合器8与控制器9通信连接，离合器8在控制器9的控制下进行动作，离合器8的动作精准、高效且快速。

参见图2所示，泵腔11内设置有用于检测泵腔11内的真空度的真空计91，优选地，真空计91与控制器9通信连接。图2中真空计91的位置只是示例，它也可以设置在泵腔11中能够检测真空度的其他任意位置。当真空计91检测到的真空度低于设定值时，离合器8通电而工作，动力输入轴12与动力传递轴21相联，真空泵开始工作。当真空计91检测到的真空度高于设定值时，离合器8断电而停止工作，动力输入轴12与动力传递轴21分离，真空泵停止工作。

此时，利用真空计91检测泵腔11中的真空度，并将真空计91的测量结果与离合器8的动作相关联。当测得的真空度低于设定值时，离合器8通电而动作，使得动力输入轴12与动力传递轴21相联，真空泵开始工作。反之，当测得的真空度高于设定值时，离合器8断电而动作，使得动力输入轴12与动力传递轴21分离，真空泵停止工作。此时的离合器8根据泵腔11内的真空度进行动作，能够更加精准控制真空泵的工作，按需开启或者关闭真空泵，节约了发动机的能量消耗，提高了真空泵的使用寿命。

进一步地，参见图2所示，真空泵中还具有计时器92，用于对真空计91的测量结果进行计时。只有当真空计91测得的真空度高于设定值超过一定时间后，离合器8才会断电，并使得动力输入轴12与动力传递轴21分离，真空泵停止工作，提高真空泵的开启或者关闭的精确度。图2中计时器92的位置只是示例，计时器92也可以设置在泵体1中的任意位置，或者设置在控制器9中，与控制器9通信连接。

具体地，离合器8控制汽车启动的步骤如下：

1、当汽车启动时，控制器9发出开始信号，离合器8通电，推动动力输入轴12与动力传递轴21相联。真空泵开始工作；

2、计时器92计时，约十几秒后，真空计91检测到真空度达到要求后，控制器9发出停止信号，控制机构在收到该控制信号时，离合器8停止通电，并推动动力输入轴12与动力传递轴21分离。真空泵停止工作；

3、每当真空计91检测到真空度下降到预设的值以下时，控制器9重复以上的步骤，以使得真空度保持在要求的范围之内。

特别地，油道阀门7的启闭与真空计91的检测结果进行配合，当油道阀门7打开进油道4时，离合器控8如前文所述工作，控制汽车的启动。

参见图6所示，油道阀门7包括阀体71、阀芯72以及连接阀体71和阀芯72的驱动件73，驱动件73驱动阀芯72作往复运动以控制进油道4的通断。驱动件73动作并驱动阀芯72作往复运动，利用能够往复运动的阀芯72控制进油道4的通断，进而控制真空泵的供油时间和流量，达到按需给真空泵供油的目的。在本实施方式中，油道阀门7为电磁阀，驱动件73为电磁线圈74以及磁芯75，磁芯75与阀芯72连接(电磁阀的结构以及工作原理均为现有技术，在此不做赘述)。此时，油道阀门7通电，第三进油段43被关闭，油道阀门7断电，第三进油段43被打开。特别地，油道阀门7与控制器9通信连接，油道阀门7在控制器9的控制下进行动作，精准、高效且快速。

在其他实施方式中，油道阀门7也可以为电动阀。利用电磁阀或者电动阀具有的启闭精准、迅速等优点，可以精准、快速地控制进油道4的通断，按需对真空泵供油，减少发动机的能源消耗

参见图6所示，进油道4的两端分别为开设在泵体1的外壳上的进油一口31以及开设在泵体1的内壁上的进油二口32，进油道4按照进油一口31朝向进油二口32的方向依次包括第一进油段41、第二进油段42以及第三进油段43，阀体71与阀芯72设置于第二进油段42处并控制第三进油段43的通断。根据该优选方案，将阀芯72设置在第二进油段42内，阀芯72既不会影响第一进油段41的进油，也可以更好地闭合第三进油段43，进而关闭进油道4。阀芯72设置在第二进油段42内，第二进油段42还可以在油道阀门7启闭第三进油段43的过程中缓存部分的油，缓存的油可以避免进油道4的干涸。

阀芯72沿其朝向第三进油段43的方向的外径逐渐减小，阀芯72靠近第三进油段43的一端的外径大于第三进油段43的通道截面积。此时，在不影响阀芯72闭合第三进油段43的前提下，第二进油段42能够缓存更多的油，进一步地避免进油道4的干涸。

参见图6所示，其中，第一进油段41与第二进油段42的径向垂直且与第二进油段42的侧壁相连通，第三进油段43与第二进油段42的端部相连通，第一进油段41的通道大小小于第一进油段41的通道大小并大于第三进油段43的通道大小。在第一进油段41、第二进油段42之间以及第二进油段42、第三进油段43之间分别形成有第一限油段44以及第二限油段45，第一限油段44的通道大小小于第一进油段41和第二进油段42的通道大小，第二限油段45的通道大小小于第二进油段42和第三进油段43的通道大小。第一限油段44、第二限油段45的设置可以对油的进入进行限流，使得最终通过第三进油段43进入泵腔11的油量稳定。具体的，当油道阀门7打开第三进油段43时，机油依次经过第一进油段41-第一限油段44-第二进油段42-第二限油段45-第三进油段43进入泵腔11，并带5bar的压力。

参见图6所示，在进油道4内设置有用于检测进油道4处的压力的压力传感器93，优选地，压力传感器93与控制器9通信连接。图6中压力传感器93的位置只是示例，它也可以设置在进油道4中能够检测到油压的其他任意位置。当压力传感器93检测到的压力值低于设定值时，油道阀门7打开进油道4，开始供油。当压力传感器93检测到的压力值高于设定值时，油道阀门7关闭进油道4，停止供油。利用压力传感器93检测进油道4处的压力，并将压力传感器93的测量结果与油道阀门7的动作相关联。

具体地，当测得的压力值低于设定值时，油道阀门7动作并打开进油道4，开始对真空泵供油。反之，当测得的压力值高于设定值时，油道阀门7动作并关闭进油道4，停止对真空泵供油。此时的油道阀门7根据进油道4处的压力值进行动作，能够更加精准控制真空泵的供油时间和流量，按需给真空泵供油，节约了发动机的能量消耗，提高了真空泵的使用寿命。

当然，也可以设置一计时器对压力传感器93的测量数值进行计时，设定只有当压力传感器93所测得的压力值高于设定值超过一定时间后，油道阀门7才会关闭进油道4，停止对真空泵供油，提高真空泵供油的精确度。

对于本领域技术人员来说，在本发明技术思想的范围内能够根据需要而对于上述控制方法的各个步骤进行删减或者顺序调整。

本领域的普通技术人员可以理解，在上述的各实施方式中，为了使读者更好地理解本申请而提出了许多技术细节。但是，即使没有这些技术细节和基于上述各实施方式的种种变化和修改，也可以基本实现本申请各权利要求所要求保护的技术方案。因此，在实际应用中，可以在形式上和细节上对上述实施方式作各种改变，而不偏离本发明的精神和范围。

Claims (10)

1.一种真空泵，包括泵体和从所述泵体中伸出的动力输入轴，所述动力输入轴用于与从外部的动力机构延伸出的动力传递轴相连接，其特征在于，在所述泵体内设有泵腔并且在所述泵体上开设有进油口，所述进油口与所述泵腔之间通过进油道相连通，在所述泵腔上还开设有连接至外部的真空设备的进气口，所述进气口与所述泵腔之间通过进气道相连通，所述真空泵还包括油道阀门，所述油道阀门安装于所述进油道处，用于控制所述进油道的通断。

2.根据权利要求1所述的真空泵，其特征在于，所述真空泵还包括设置于所述动力输入轴与所述动力传递轴之间的离合器，所述离合器设置为能够控制所述动力输入轴与所述动力传递轴的相联或者分离。

3.根据权利要求2所述的真空泵，其特征在于，所述泵腔处设置有用于检测所述泵腔内的真空度的真空计；

当所述真空计检测到的真空度低于设定值时，所述离合器通电而工作，所述动力输入轴与所述动力传递轴相联，所述真空泵开始工作；

当所述真空计检测到的真空度高于设定值时，所述离合器断电而停止工作，所述动力输入轴与所述动力传递轴分离，所述真空泵停止工作。

4.根据权利要求2或3所述的真空泵，其特征在于，所述离合器包括电枢以及内置有线圈的转子，所述电枢配置在所述转子的轴向侧方，所述电枢能够通过从所述线圈产生的磁力吸附于所述转子的侧面；所述电枢包括从所述转子侧层叠的第一电枢板和第二电枢板，所述第一电枢板与所述动力输入轴相联，所述第二电枢板用于与所述动力传递轴相联。

5.根据权利要求1-3中的任一项所述的真空泵，其特征在于，所述油道阀门包括阀体、阀芯以及连接所述阀体和所述阀芯的驱动件，所述驱动件驱动所述阀芯作往复运动以控制所述进油道的通断。

6.根据权利要求5所述的真空泵，其特征在于，所述进油道的两端分别为开设在所述泵体的外壳上的进油一口以及开设在所述泵体的内壁上的进油二口，所述进油道按照所述进油一口朝向所述进油二口的方向依次包括第一进油段、第二进油段以及第三进油段，所述阀体与所述阀芯设置于所述第二进油段内并控制所述第三进油段的通断。

7.根据权利要求6所述的真空泵，其特征在于，所述阀芯沿其朝向所述第三进油段的方向的外径逐渐减小，所述阀芯靠近所述第三进油段的一端的外径大于所述第三进油段的通道截面积。

8.根据权利要求1-3、6、7中的任一项所述的真空泵，其特征在于，在所述进油道内设置有用于检测所述进油道处的压力的压力传感器；

当所述压力传感器检测到的压力值低于设定值时，所述油道阀门打开所述进油道，开始供油；

当所述压力传感器检测到的压力值高于设定值时，所述油道阀门关闭所述进油道，停止供油。

9.根据权利要求1-3、6、7中的任一项所述的真空泵，其特征在于，所述油道阀门为电磁阀或者电动阀。

10.根据权利要求1所述的真空泵，其特征在于，所述真空泵还包括控制器，所述控制器与所述真空泵为通信连接。