CN110425122A - 一种正负压两用微型气泵 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种正负压两用微型气泵，包括缸体、电机和泵体，缸体安装在泵体的上方且与泵体相连，电机置于泵体的侧面且与泵体相连，电机的电机轴上装有偏心轴，偏心轴的外圆周上装有轴承，所述轴承连接有连杆，所述缸体上端连接有阀板和缸盖，阀板安装在缸体和缸盖之间，缸盖通过螺钉与缸体以及泵体相连，螺钉与缸盖的连接处设置有弹性垫圈和平垫圈。本发明结构设计合理，缸盖可以更加牢固地与缸体相连，不会出现脱落的情况，采用内六角不锈钢螺钉牢固程度更好，加上弹簧垫圈可以吸震，进气口和排气口设置为左右对称，可以方便客户安装进排气管接头。

Description

一种正负压两用微型气泵

技术领域

本发明属于输气设备技术领域，具体地说是涉及一种正负压两用微型气泵。

背景技术

微型气泵是指体积小巧、工作介质为气态、主要用于气体采样、气体循环、真空吸附、真空保压、抽气、打气以及增压等多种用途的一种气体输送装置。微型气泵按用途分为：微型负压泵、微型真空泵、微型气体循环泵、微型气泵、微型气体采样泵、微型打气泵、微型抽气泵和微型抽气打气两用泵等；按工作原理分：有隔膜式、电磁式、叶轮式和活塞式等。一般医疗卫生、科研、实验室、环保、仪器仪表、化工、机器人等行业适用广泛的微型气泵主要指微型真空泵，另外，其功耗较高，会增加用户的使用成本，传统的气泵大多采用铁质螺钉对顶盖固定，其牢固程度较差，不宜长时间使用。目前国内现有技术中已有的微型气泵，大多数为单一用途，主要用于抽真空或者打正压，而且即使有类似的产品功耗一般较高，不能很好地满足用户需求，本发明针对以上问题提出了一种新的解决方案。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术存在的不足，提供一种正负压两用微型气泵。

本发明是通过以下技术方案实现的：本发明公开了一种正负压两用微型气泵，缸体安装在泵体的上方且与泵体相连，电机安装在泵体的侧面且与泵体相连，电机的电机轴连接有偏心轴，偏心轴的外圆周连接有轴承，所述轴承连接有连杆，所述连杆包括杆体，杆体下半部分设置有承接孔，轴承安装在承接孔中，杆体的顶端还设置有托盘，托盘上方设置有压盖，压盖和托盘之间设置有皮碗，所述连杆上端设置有皮碗，所述连杆一端设置在泵体内部，另一端延伸至缸体内部，所述缸体上端连接有阀板和缸盖，阀板安装在缸体和缸盖之间，缸盖通过螺钉与缸体以及泵体相连，螺钉与缸盖的连接处设置有弹性垫圈和平垫圈。缸盖内部设置有通道，该通道相对于传统缸盖中的通道进行了优化，可以大幅度降噪，其是通过3D打印技术制作而成，传统的工艺方法则无法实现其结构。

电机的电机轴上还连接有配重块，配重块通过配重顶丝与电机的电机轴相连。配重块的一端设置有空缺部，空缺部的一侧设置有沿边。

阀板和缸体之间设置有进气阀片，缸盖和阀板之间设置有排气阀片，缸盖上设置有与进气阀片和排气阀片相对应的进气口和排气口，阀板上设置有与进气口和排气口相对应的进气孔和排气孔。所述进气孔和排气孔的局部剖面形状为锥形，进气孔和排气孔形状相同，且分别以阀板的中心线对称设置。偏心轴通过偏心顶丝与电机的电机轴相连。

连杆和皮碗通过压盖和连杆螺钉连接固定，压盖对皮碗产生挤压，压盖通过连杆螺钉与连杆相连。缸体上设置有O型圈。

排气阀片的上端面和下端面分别设置有第一垫片和第二垫片，缸盖与第一垫片相连。缸盖上设置有两个腔室，分别为进气腔和排气腔。

泵体上还设置有后盖。螺钉为不锈钢内六角螺钉。排气阀片和进气阀片至少一个为不锈钢材质，排气阀的孔径Φ4mm～Φ5mm，有降噪的效果。

缸体为铝合金材质且采用CNC加工制得。阀板上进气口设置为圆弧结构。连杆截面为工字形连杆。

进气阀片和排气阀片为相同设置，进气阀片和排气阀片的上半部分分别设置有通孔，下半部分分别设置有舌簧片。

连杆的下半部分还设置有镂空结构，该镂空结构设置在承接孔的上方。

电机输出轴驱动偏心轴，并局部铣出扁平，其由偏心顶丝固定连接，使得偏心轴与电机轴同步转动。偏心轴装在轴承上，同时与连杆大孔相连，做旋转运动；连杆上端装有皮碗，由压盖和连杆螺钉压住并连接固定，皮碗由连杆驱动在缸体内做平面（往复直线+摆动）运动。阀板上有进气孔和排气孔，其上装有进气阀片和排气阀片，连杆向下运动时，进气阀片打开，排气阀片关闭，实现进气抽真空的动作，反之亦然。缸体上有O型圈，其起密封作用。排气阀片的上、下分别有一个第一垫片和第二垫片密封。缸盖压在第一垫片上。缸盖上有两个腔，分别为进气腔和排气腔，最终通过缸盖上输出口提供真空压力（负压）或排气压力（正压）。缸盖上有缸盖螺钉、弹垫和平垫圈，连接缸盖、进排气阀片、垫片、缸体和泵体。

本发明使用的是球轴承+偏心轴的结构，连杆的圆心套在轴承+偏心轴上，随其转动，电机的输出轴不变，带动连杆上下移动，本发明能够正负压两用，一个口进气，一个口排气，吸气和排气实现正负压两用。在连杆上设置有镂空结构，镂空结构的连杆能够使连杆减重。配重块的下半部分设置有缺口，配重块缺口的位置和偏心的位置是相互对应的，这种设置方式能够减少设备的振动，使得设备的运行更加稳定。由于配重块的顶部缺了一块，所以给配重块增加了一个不平衡力矩，能够抵消偏心带来的振动，配重块的顶部切掉一块还留了一个凸沿，凸沿具有挡风的作用，阻止气流吹向连杆的工字型缺口部分，减小气流噪声。

本发明的有益效果是：本发明中的正负压两用微型气泵结构设计合理，缸盖可以更加牢固地与缸体相连，不会出现脱落的情况，采用内六角不锈钢螺钉牢固程度更好，加上弹簧垫片可以吸震。优异的结构设计实现了-90KPa的真空和1.0 MPa的正压，可以使用一个泵来分别实现。同时还兼顾了功耗，振动和噪声的降低。另外，将阀板上的进气口和排气口设置为左右对称，这样可以方便客户安装进排气管接头，使得微型气泵可以更好地应用于不同技术领域，使其用途更加多样化。

附图说明

图1是本发明正负压两用微型气泵的整体结构正面主视图；

图2是本发明正负压两用微型气泵的整体结构侧视图；

图3是本发明正负压两用微型气泵的整体结构背面主视图；

图4是本发明正负压两用微型气泵中连杆的结构示意图；

图5是本发明正负压两用微型气泵中进气阀片的结构示意图；

图6是本发明正负压两用微型气泵中阀板的剖面图；

图7是本发明正负压两用微型气泵中阀板的俯视图；

图8是本发明正负压两用微型气泵中配重块的剖面图；

图9是本发明缸盖的剖面图。

图中：1-缸盖螺钉；2-缸盖；3-第一垫片；4-排气阀片；5-第二垫片；6-阀板；7-进气阀片；8-缸体；9-第一调整垫片；10-第二调整垫片；11-皮碗；12-压盖；13-连杆螺钉；14-连杆；15-后盖；16-配重块；17-轴承；18-偏心轴；19-配重顶丝；20-偏心顶丝；21-电机螺钉；22-泵体；23-电机；24-通孔；25-舌片；26-进气口；27-排气口；28-镂空结构；29-空缺部；30-沿边；31-通道；141-杆体；142-承接孔；143-托盘。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施方式对本发明作详细描述。

实施例1：

如图1至图9所示，本发明公开了一种正负压两用微型气泵，包括缸体8、电机23和泵体22，缸体8安装在泵体22的上方且与泵体22相连，电机23安装在泵体22的侧面且与泵体22相连，电机23的电机轴连接有偏心轴18，偏心轴18的外圆周连接有轴承17，所述轴承17连接有连杆14，所述连杆14包括杆体141，杆体14下半部分设置有承接孔142，轴承17安装在承接孔142中，杆体14的顶端还设置有托盘143，托盘143上方设置有压盖12，压盖12和托盘143之间设置有皮碗11，所述连杆14一端设置在泵体22内部，另一端延伸至缸体8内部，所述缸体8上端连接有阀板6和缸盖2，阀板6安装在缸体8和缸盖2之间，缸盖2通过螺钉与缸体8以及泵体22相连，螺钉与缸体22的连接处设置有弹性垫圈和平垫圈。

为了更好地使用阀板，所述阀板6和缸体8之间设置有进气阀片7，缸盖和阀板6之间设置有排气阀片7，缸盖2上设置有与进气阀片7和排气阀片4相对应的进气口和排气口，阀板6上设置有与进气口和排气口相对应的进气孔26和排气孔27。这样可以方便客户安装进出气管接头。如果放在一侧的话，接头尺寸会产生干涉。对称放置进排气口可以方便以后做双头泵串联或者并联管路。另外阀板6采用CNC加工，平面度，尺寸公差0.01mm，进气孔采用圆弧结构，减少通气阻力。在本实施例中进气阀片7和排气阀片4为相同设置，阀片的上半部分设置有通孔24，下半部分设置有舌片25，从而可以更好的进气和出气。另外，阀板的进气孔26和排气孔27的剖面形状分别为锥形，进气孔和排气孔形状相同，且分别以阀板的中心点对称设置。

为了更好地将偏心轴与电机相连，偏心轴1通过偏心顶丝与电机23的电机轴相连，电机轴上局部铣扁，使得其连接更加牢固。

为了更好地将连杆和皮碗相连，连杆14和皮碗11通过压盖12和连杆14螺钉连接固定，压盖12对皮碗产生挤压，压盖12通过连杆螺钉13与连杆14相连，使得皮碗11与连杆14连接更加牢固。

为了更好地使用缸体，缸体8上设置有O型圈。O型圈的设计使得缸体密封性更好。

为了更好地使用排气阀片，排气阀片4的上端面和下端面分别设置有第一垫片9和第二垫片10，缸盖与第一垫片9相连。

为了更好地使用缸盖，缸盖2上设置有两个腔室，分别为进气腔和排气腔，通过进气腔和排气腔可以更好的输气。

为了更好地使用本体，泵体22上还设置有后盖15，通过后盖15可以更好的对泵体进行防护。

为了更好地使用螺钉，螺钉为不锈钢内六角螺钉，其牢固程度更好。

为了更好地使用排气阀片和进气阀片，排气阀片4和进气阀片7均为不锈钢材质，使得其表面不会生锈，疲劳强度性能优异，大大延长了其使用寿命。另外，不锈钢排气阀片4和进气阀片7采用尺寸：长30mm宽30mm，厚0.07~0.08mm，其具有功耗低，寿命长，安装方便，不用加螺钉和压板，孔径Φ4-Φ5mm，有降噪效果。

为了更好地使用缸体，缸体8为铝合金材质且采用CNC加工制得。经硬质阳极氧化后增强硬度，耐磨寿命20000小时。缸体机构前面设置了凸台，可以挡住塑料盖板，减少了安装工序，减少成本，不用螺钉固定。

阀板6上进气口设置为圆弧结构。连杆14为工字形连杆。电机23的电机轴上还连接有配重块16。配重块通过配重顶丝19与电机的电机轴相连，其具有惯性轮的功效，使振动小，功耗低、运行平稳。缸体和后盖之间设置有第一调整垫片和第二调整垫片，第一调整垫片与第二调整垫片相连。

为了更好地实现缸盖中的通道结构，缸盖内部设置有通道31，该通道31相对于传统缸盖中的通道进行了优化，可以大幅度降噪，其是通过3D打印技术制作而成，传统的工艺方法则无法实现其结构。

实施例2：

如图1至图8所示，在实施例1的基础上，本发明正负压两用微型气泵的工作原理为：电机23输出轴驱动偏心轴18，其由偏心顶丝20固定连接，使得偏心轴20与电机25轴同步转动。偏心轴18装在轴承17上，同时与连杆14大孔相连，做旋转运动；连杆14上端装有皮碗11，由压盖12和连杆螺钉13压住并连接固定，皮碗11由连杆14驱动在缸体8内做平面运动。阀板6上有进气和排气口，其上装有进气阀片7和排气阀片4，连杆14向下运动时，进气阀片7打开，排气阀片4关闭，实现进气抽真空的功能；反之亦然。缸体8上有O型圈26，起密封作用。排气阀片4上下各有一个第一垫片3和第二垫片5密封。缸盖2压在第一垫片3上。缸盖2上有2个腔，分别为进气腔和排气腔，最终通过缸盖2上输出口提供真空压力（负压）或排气压力（正压）。缸盖2上有缸盖螺钉1、弹垫2和平垫圈3，连接缸盖2、进排气阀片4、垫片、缸体8和泵体22。后盖17装在泵体24上。

第一调整垫片9和第二调整垫片10，可根据需要采取不同厚度或相同厚度的组合，以实现调整压力和流量大小。不采用石棉垫片，符合ROHS标准。

阀板6内部在进出口侧做成30度角，方便进出气，减少空气阻力和噪声。这样泵的有用功耗更好，无用功耗低。

电机23转速为3500转，保证了最小的体积，最大的压力1.0MPa和流量18L/MIN。

空压机缸盖2内部是经过优化设计的通道，可以大幅度降噪。因传统工艺无法实现其结构，只有目前有了3D打印技术才使得这种结构成为可能。

本发明正负压两用微型气泵的各项参数为：缸径：Φ25～Φ30mm

；皮碗厚度：0.55mm～0.65mm；皮碗材质PTFE；缸体材质6061，并做硬质阳极氧化处理；电机转速3000r/min～4000r/min；偏心距2.5mm～3.5mm；泵体材质：ADC12压铸；连杆材质：ADC12 压铸。

另外，在本实施例中所述的连杆14上设置有镂空结构28，该镂空结构28主要是为了将连杆14减重，使得其在工作中的功耗更小。

在本实施例中配重块16的下半部分残缺一块，即将配重块16的一侧铣掉一部分，即为空缺部29，其与偏心轴18对应设置，从而使得配重块产生一个不平衡力矩，减少设备的运行振动，并有惯性轮的作用，使其运行更加平稳，另外，在削掉一部分后保留一个沿边30，该结构的目的是为阻止（或减少）配重缺口与连杆工字型结构相对运动中的气流撞击产生的噪声。

最后应当说明的是，以上内容仅用以说明本发明的技术方案，而非对本发明保护范围的限制，本领域的普通技术人员对本发明的技术方案进行的简单修改或者等同替换，均不脱离本发明技术方案的实质和范围。

Claims (10)

1.一种正负压两用微型气泵，其特征在于，包括缸体、电机和泵体，缸体安装在泵体的上方且与泵体相连，电机安装在泵体的侧面且与泵体相连，电机的电机轴连接有偏心轴，偏心轴的外圆周连接有轴承，所述轴承连接有连杆，所述连杆包括杆体，杆体下半部分设置有承接孔，轴承安装在承接孔中，杆体的顶端还设置有托盘，托盘上方设置有压盖，压盖和托盘之间设置有皮碗，所述连杆上端设置有皮碗，所述连杆一端设置在泵体内部，另一端延伸至缸体内部，所述缸体上端连接有阀板和缸盖，阀板安装在缸体和缸盖之间，缸盖通过螺钉与缸体以及泵体相连，螺钉与缸盖的连接处设置有弹性垫圈和平垫圈，所述缸盖内部设置有顺滑通道，该通道通过3D打印技术制作而成。

2.根据权利要求1所述的一种正负压两用微型气泵，其特征在于：所述电机的电机轴上还连接有配重块，配重块通过配重顶丝与电机的电机轴相连。

3.根据权利要求2所述的一种正负压两用微型气泵，其特征在于：所述配重块的一端设置有空缺部，空缺部的一侧设置有沿边。

4.根据权利要求1所述的一种正负压两用微型气泵，其特征在于：所述阀板和缸体之间设置有进气阀片，缸盖和阀板之间设置有排气阀片，缸盖上设置有与进气阀片和排气阀片相对应的进气口和排气口，阀板上设置有与进气口和排气口相对应的进气孔和排气孔。

5.根据权利要求4所述的一种正负压两用微型气泵，其特征在于：所述进气孔和排气孔的局部剖面形状分别为锥形，进气孔和排气孔形状相同，且分别以阀板的中心线左右对称设置。

6.根据权利要求4所述的一种正负压两用微型气泵，其特征在于：所述排气阀片的上端面和下端面分别设置有第一垫片和第二垫片，缸盖与第一垫片相连。

7.根据权利要求1所述的一种正负压两用微型气泵，其特征在于：所述压盖和连杆通过连杆螺钉紧固连接。

8.根据权利要求4所述的一种正负压两用微型气泵，其特征在于：进气阀片和排气阀片为相同设置，进气阀片和排气阀片的上半部分分别设置有通孔，下半部分分别设置有舌片。

9.根据权利要求1所述的一种正负压两用微型气泵，其特征在于：连杆的下半部分还设置有镂空结构，该镂空结构设置在承接孔上方。

10.根据权利要求4所述的一种正负压两用微型气泵，其特征在于：所述排气阀片和进气阀片的尺寸均为：长度30mm、宽度30mm以及厚度0.07-0.08mm。