CN111765070A - 一种隔膜泵及具有该隔膜泵的咖啡机 - Google Patents

一种隔膜泵及具有该隔膜泵的咖啡机 Download PDF

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Abstract

一种隔膜泵及具有该隔膜泵的咖啡机，其中一种隔膜泵，包括马达、与马达固定连接的壳体以及位于壳体内的气囊和用于挤压和释放气囊的摆动机构，摆动机构包括相互连接的摆盘和连接件，摆盘包括一体成型的连接盘和连接轴，连接盘的周边与气囊连接，连接盘具有相对的第一侧和第二侧，连接轴自连接盘的第二侧突出延伸，连接件具有相对的第一端和第二端，连接件内设有一倾斜孔和一轴孔，倾斜孔自连接件的第一端朝向连接件的第二端延伸，轴孔自连接件的第二端朝向连接件的第一端延伸，且倾斜孔的轴线与轴孔的轴线不平行，连接轴插入倾斜孔内并可在倾斜孔内转动，马达的输出轴插入轴孔内并使得连接件可带动摆盘的连接轴随输出轴旋转。本发明的隔膜泵简化了摆动机构的结构和装配过程。

Description

一种隔膜泵及具有该隔膜泵的咖啡机
技术领域
本发明涉及一种泵，具体涉及一种隔膜泵及具有该隔膜泵的咖啡机。
背景技术
泵式咖啡机在人们的生活中应用得越来越普遍。现有的咖啡机通常使用隔膜泵作为其动力源，隔膜泵通常包括马达和泵头两部分，泵头部分包括壳体以及设在壳体内的摆动机构和气囊，其中气囊用于形成可扩张和收缩的泵室。所述壳体与马达的壳体固定连接，所述摆动机构连接在马达的输出轴和气囊之间，用于利用马达的输出轴的扭矩压缩和拉伸气囊，使得气囊形成的泵室排气和吸气。然而现有的摆动机构结构复杂，装配过程繁琐，制造成本高。
发明内容
有鉴于此，本发明旨在提供一种可以解决上述问题的隔膜泵以及具有该隔膜泵的咖啡机。
为此，本发明一方面提供一种隔膜泵，包括马达、与马达固定连接的壳体以及位于壳体内的气囊和用于挤压和释放气囊的摆动机构，所述摆动机构包括相互连接的摆盘和连接件，所述摆盘包括一体成型的连接盘和连接轴，所述连接盘的周边与所述气囊连接，连接盘具有相对的第一侧和第二侧，所述连接轴自连接盘的第二侧突出延伸，所述连接件具有相对的第一端和第二端，所述连接件内设有一倾斜孔和一轴孔，所述倾斜孔自连接件的第一端朝向连接件的第二端延伸，所述轴孔自连接件的第二端朝向连接件的第一端延伸，且倾斜孔的轴线与轴孔的轴线不平行，所述连接轴插入所述倾斜孔内并可在所述倾斜孔内转动，所述马达的输出轴插入所述轴孔内并使得所述连接件可带动所述摆盘的连接轴随所述输出轴旋转。
在一些实施例中，所述连接件大致呈圆柱体状，所述倾斜孔和所述轴孔分别分布于所述连接件的轴线的两侧。
在一些实施例中，所述连接件的倾斜孔的轴线垂直于所述连接件的第一端。
在一些实施例中，所述连接盘的第二侧具有一围绕所述连接轴的凸缘，所述凸缘的背向所述连接盘的第一侧的一面与所述连接件的第一端面完全接触。
在一些实施例中，所述凸缘与所述连接轴之间形成一环形的空隙，用于收纳润滑脂。
在一些实施例中，所述倾斜孔和所述轴孔均为非贯穿孔。
在一些实施例中，所述连接件在倾斜孔的内壁还设有与倾斜孔连通的凹槽，用于储存润滑脂。
在一些实施例中，所述连接件内还设有自连接件的第一端朝向所述轴孔延伸的与轴孔相连通的穿孔。
在一些实施例中，所述连接件靠近所述倾斜孔的侧壁具有沿垂直于所述轴孔的轴线方向延伸的配重块。
在一些实施例中，所述连接盘包括若干沿周向分布的分支，所述分支自连接盘的中央向外并向连接件方向倾斜延伸，所述气囊有多个，所述多个分支分别与所述多个气囊连接，所述连接轴自连接盘的中心垂直延伸。
另一方面，本发明还提供一种咖啡机，所述咖啡机包括咖啡机本体和前述的隔膜泵，所述隔膜泵安装在所述咖啡机本体内。
本发明通过提供一种隔膜泵，其只需要通过摆盘和连接件即可提供一种摆动机构，进而压缩和释放气囊，有效减少了摆动机构的零件数量，简化了摆动机构的结构和装配过程，进而降低了隔膜泵的制造成本。
附图说明
图1是本发明第一实施例的隔膜泵的立体组装图。
图2是图1所示隔膜泵的立体分解图。
图3是图1所示隔膜泵的俯视图。
图4是图3所示隔膜泵沿A-A的剖视图。
图5是图2所示隔膜泵的连接座的立体图。
图6是图5所示连接座的另一角度的立体图。
图7是图2所示隔膜泵的摆动机构和马达的装配示意图。
图8是图2所示隔膜泵的连接件的立体图。
图9是图8所示连接件的剖视图。
图10是图2所示隔膜泵的摆盘的立体图。
图11是图2所示隔膜泵的气囊的立体图。
图12是图11所示气囊安装在支撑座上的示意图。
图13是图2所示隔膜泵中的支撑座的立体图。
图14是图13所示支撑座的另一角度的立体图。
图15是图14所示支撑座沿B-B的剖视图。
图16是图2所示隔膜泵的隔板的仰视图。
图17是图16所示隔板的立体图。
图18示出了图1所示隔膜泵工作时的空气流动过程，其中隔膜泵的部分零件被移除。
图19是本发明咖啡机的结构框图。
具体实施方式
以下将结合附图以及具体实施方式对本发明进行详细说明，以使得本发明的技术方案及其有益效果更为清晰明了。可以理解，附图仅提供参考与说明用，并非用来对本发明加以限制，附图中显示的尺寸仅仅是为了便于清晰描述，而并不限定比例关系。
参考图1至图4，本发明第一实施例的隔膜泵包括马达10、与马达10固定连接的筒状壳体20以及位于壳体20内的摆动机构30、气囊40和隔板50。本实施例中，所述壳体20大致呈圆筒状，并包括与马达10连接的连接座23、与连接座23连接的支撑座22和与支撑座22连接的盖板21。所述气囊40被支撑在所述支撑座22上，所述隔板50安装于盖板21和支撑座22之间并位于气囊40的上方。所述壳体20的内部空间划分为进气腔24、若干压缩腔25和排气腔26，所述进气腔24由所述连接座23、支撑座22、气囊40的外部共同限定，所述若干压缩腔25由所述气囊40的内部和隔板50共同限定，所述排气腔26由所述隔板50和盖板21围合而成。所述摆动机构30位于所述进气腔24内并与所述气囊40连接，可在马达10的驱动下上下摆动进而压缩或拉伸所述气囊40。
本实施例中，所述盖板21、支撑座22和连接座23通过轴向贯穿盖板21、支撑座22和连接座23的侧壁的紧固件27固定连接。具体地，所述盖板21、支撑座22以及连接座23的侧壁分别向内延伸形成具有穿孔的连接柱210、220、230，所述紧固件27依次贯穿连接柱210、220、230的穿孔，进而将盖板21、支撑座22和连接座23固定连接。优选地，所述紧固件27为长螺钉。本实施例中，长螺钉的数量为三个，均匀地分布在壳体20的周向上。
进一步地，所述连接座23的连接柱230突出于连接座23的侧壁的顶端。所述支撑座22的连接柱220的一端突出于支撑座22的侧壁的顶端，另一端形成位于支撑座22侧壁底端的第一缺口221，所述第一缺口221用于容纳所述连接座23的连接柱230的突出部分，使得连接座23和支撑座22的侧壁紧密配合。所述盖板21的连接柱210突出于盖板21的侧壁的底端。所述隔板50的周缘形成有径向延伸的第二缺口500，用于容纳盖板21的连接柱210的突出部分和支撑座22的连接柱220的突出部分，从而使得隔板50紧密配合在盖板21和支撑座22之间。
同时参考图5和图6，本实施例中，所述连接座23包括一底板231，连接座23的侧壁自所述底板231的外周延伸而成。所述底板231的中心开设有中心孔232，所述马达10的输出轴100贯穿所述中心孔232而进入连接座23内。底板231与马达10的外壳通过两个螺钉110固定连接，进而将整个壳体20与马达10固定连接。所述底板231的底部还设有进气口233，所述进气口233由连接座23的侧壁沿所述底板231的径向向内延伸至底板231的中心孔232，进气口233贯穿侧壁与外界连通，如此，外界的空气可经由进气口233、进入中心孔232，从而进入进气腔24。
以下将结合图4、图7至图10详细说明本实施例的摆动机构30。本实施例中，所述摆动机构30包括相互连接的连接件31和摆盘32。
所述连接件31大致呈圆柱体状，具有相对的第一端和第二端，连接件31内设有一倾斜孔310和一轴孔311，所述倾斜孔310和轴孔311均为非贯穿孔。所述倾斜孔310自连接件31的第一端沿与连接件31的轴线相交的方向延伸，所述轴孔311自连接件31的第二端沿平行于连接件31的轴线的方向延伸，因而，倾斜孔310的轴线方向与轴孔311的轴线方向不平行。优选地，倾斜孔310的轴线和轴孔311的轴线分别分布于连接件31的轴线的两侧，即倾斜孔310和轴孔311均偏心设置在连接件31内。本实施例中，所述倾斜孔310包括邻近所述连接件31的第一端的大直径段和远离所述连接件31的第一端的小直径段。所述摆盘32包括一体成型的连接盘320和连接轴321。连接盘320具有相对的顶面和底面，并包括位于中央的主体部和若干沿主体部周缘分布的分支322。每一分支322自主体部向外向下倾斜延伸，且各分支322上均形成有一固定孔323，固定孔323贯穿连接盘320的顶面和底面。所述连接轴321自连接盘320的底面突出延伸。优选地，连接轴321垂直于连接盘320的中心。连接轴321可与连接件31的倾斜孔310插接配合，且连接轴321可相对倾斜孔310转动。本实施例中，连接轴321对应倾斜孔310也相应地包括大直径段和小直径段，使得连接轴321更容易成型，且强度更高。
装配时，将所述摆盘32的连接轴321插入连接件31的倾斜孔310内，所述马达10的输出轴100插入所述连接件31的轴孔311内即可，其中，连接轴321与倾斜孔310间隙配合，输出轴100与轴孔311过盈配合或固定连接。当马达10的输出轴100转动时，连接件31随其同步转动，摆盘32不转动，但连接轴321相对倾斜孔310转动并随连接件31相对于输出轴100的轴线转动。由于连接轴321随倾斜孔310的倾斜设置，进而与连接轴321一体成型的连接盘320也倾斜设置，连接轴321相对于输出轴100转动，使得与连接轴321一体成型的连接盘320的分支322相对轴孔311的轴线交替上行和下移，从而使得每一分支322实现上下往复运动。具体地，当连接轴321朝向一分支322所在侧转动时，该分支322即相应地逐渐向上运动，当连接轴321朝远离该分支322所在侧转动时，该分支322即相应地逐渐向下运动。本实施例只通过一摆盘32和一连接件31即可实现利用马达10的输出轴100的转动而挤压和拉伸气囊，有效地减少了摆动机构30的零件数量，简化了摆动机构30的结构和装配过程，进而降低了制造成本。
优选地，所述倾斜孔310的轴线垂直于连接件31的第一端，即连接件31的第一端相对其第二端倾斜设置。优选地，所述连接盘320的底面凸伸有一围绕所述连接轴321的凸缘324。本实施例中，所述凸缘324呈环状。所述凸缘324的端面与所述连接件31的第一端面接触，如此，所述连接件31的第一端面可提供对摆盘32的支撑。凸缘324与连接轴321之间形成一环形的空隙325，用于收纳润滑脂，可为凸缘324的端面与连接件31的第一端面之间提供润滑。
优选地，所述连接件31在倾斜孔310内还设有凹槽312，用于储存润滑脂。所述凹槽312沿着倾斜孔310的轴线方向设置于倾斜孔310的内壁上并与倾斜孔310连通。本实施例中，凹槽312的数量为两个，并相对设置。如此，可为连接件31的倾斜孔310和摆盘32的连接轴321之间提供更好的润滑作用。
优选地，所述连接件31内还设有自连接件31的第一端朝向轴孔311延伸的与轴孔311贯穿的穿孔313，起到排气的作用。本实施例中，所述穿孔313的直径自连接件31的第一端朝向轴孔311逐渐变小。还优选地，连接件31靠近倾斜孔310的侧壁具有一配重块314，配重块314沿垂直于轴孔311的轴线方向向外延伸。如此，配重块314在连接件31的安装过程中可起到定位的作用，同时，配重块314可增大连接件31的倾斜孔310一侧的重量，从而提高连接件31的静平衡。
同时参考图11和图12，本实施例中，所述气囊40由弹性材料制成，包括大致呈平面状的安装部41和自安装部41的顶面向另一侧延伸形成的若干压缩部42，其中，所述气囊40通过所述安装部41支撑在所述支撑座22上。所述若干压缩部42与所述摆盘32的若干分支320的固定孔322一一对应。所述安装部41的顶面在每相邻两个压缩部42之间的周缘区域设有一凹槽411，凹槽411的底部设有一沿着凹槽411的侧壁形成的C形槽412和一由C形槽412环绕形成的进气阀410。所述安装部41的顶面环绕每一压缩部42与相邻的其中一进气阀410形成一不规则的环状的凸缘413。所述凸缘413抵顶隔板50，起到对该相邻的压缩部42与进气阀410的密封的作用。所述压缩部42包括依次连接的大致呈圆柱体状的气室段420、压缩段421、连接段422和限位段423，其中，气室段420、压缩段421以及连接段422的直径逐渐变小，而限位段423的直径大于连接段422的直径。所述气室段420中空，用于形成所述压缩腔25。所述连接段422的直径小于所述摆盘32的分支320的固定孔322的直径，使得所述压缩部42的连接段422可插入固定孔322内。所述限位段423的直径大于所述摆盘32的分支320的固定孔322的直径，所述压缩部42的连接段422变形穿过固定孔322后弹性恢复不会从固定孔322内脱出，进而实现摆盘32的分支320在上下运动的过程中压缩或者拉伸所述压缩部42。本实施例中，气囊40具有三个压缩部42，且三个压缩部42环绕所述安装部41的中心均匀地分布在安装部41的周向上。相应地，所述摆盘32的分支320的数量、进气阀410的数量及环状的凸缘413的数量也均为三个。在其他实施例中，根据实际需要，压缩部42、摆盘32的分支320及进气阀410的数量可以改变。
具体地，同时参考图13至图15，本实施例中，所述支撑座22大致呈圆筒状，包括一自其侧壁向内垂直延伸形成的支撑部222。所述支撑座22的支撑部222与支撑座22侧壁的顶端之间形成一容纳空间223，用于容纳所述气囊40的安装部41。所述支撑部222环绕其中心对应所述三个压缩部42设有三个安装孔224，用于容纳三个压缩部42的气室段420。安装时，将所述气囊40的三个压缩部42分别对应插入支撑部222的三个安装孔224中，气囊40的安装部41即被支撑在支撑部222上，从而通过支撑座22实现支撑所述气囊40。所述支撑部222上设有若干进气通道225，所述进气通道225大致沿支撑部222的径向延伸，所述气囊40上的进气阀410分别对应所述进气通道225设置，并用于选择性地打开或者关闭进气通道225。每两相邻的安装孔224之间设置一所述进气通道225，所述进气通道225的数量与所述压缩腔25的数量相等，即本实施例中，进气通道225的数量也为三个。
具体地，本实施例中，每一进气通道225包括相互连通的第一进气通道226和第二进气通道227。所述支撑部222具有相对的第一侧和第二侧，所述第一进气通道226位于所述支撑部222的第一侧(本实施例中为所述支撑座22的支撑部222的底面)并靠近所述支撑部222的中心，所述第二进气通道227位于所述支撑部222的第二侧(本实施例中为所述支撑座22的支撑部222的顶面)并相较所述第一进气通道226远离所述支撑部222的中心。第一进气通道226及第二进气通道227均沿远离所述支撑部222的中心的方向延伸，并且一连接口2251设置于所述第一进气通道226与第二进气通道227的交界处，使第一进气通道226和第二进气通道227通过连接口2251连通。因此，进气腔24中的气体在进入第一进气通道226后能经过连接口2251后从第二进气通道227排出。所述第一进气通道226和第二进气通道227在支撑部222的径向上错开，并在轴向上部分重叠，此设计可减小气流通过时的噪音。同时，通过直接在支撑座22上开设进气通道225，可省去现有技术中额外增设的用于开设气流通道的零部件，如此，不仅能简化空气流动路径，减小风阻，从而提高泵的效率，而且还降低了制造成本，使得制造过程简单化。
所述气囊40的安装部41贴合于该支撑部222的顶面，所述气囊40的安装部41上的进气阀410覆盖所述第二进气通道227远离支撑部222的中心的一端；而安装部41的与进气阀410相邻的部分则与第二进气通道227其余部分形成密封，使得进气通道225内的气体将只能从进气阀410排出。从进气通道225经进气阀410排出的气体紧接着通过所述隔板50进入由隔板50和气囊40共同限定的所述压缩腔25内。
具体地，参考图16和图17所示，所述隔板50大致呈圆盘状，并具有相对的第一侧51和第二侧52。所述隔板50的第一侧51设有若干用于连通所述进气通道225和压缩腔25的连通通道53，具体地，每一连通通道53对应一环状的凸缘413内的进气阀410和压缩部42的压缩腔25，连通通道53的径向一端位于所述进气阀410的上方，径向另一端位于所述压缩腔25的上方。当进气阀410打开时，所述进气通道225中的气体即进入连通通道53的一端，并经由连通通道53的另一端而进入所述压缩腔25内。优选地，所述连通通道53包括相互连通的弧形通道530和条形通道531，所述弧形通道530位于所述进气阀410的上方并与所述进气阀410的弧形结构配合；所述条形通道531远离所述弧形通道530的一端位于对应的压缩腔25的上方。本实施例中，所述连通通道53的数量和进气通道225的数量相等，即本实施例中连通通道53的数量也为三个。
所述隔板50上设有若干对应所述压缩腔25的排气孔54，用于连通压缩腔25和由隔板50、盖板21围合而成的排气腔26。具体地，所述隔板50的第二侧52对应压缩腔25设有若干凹陷的密封区55，所述排气孔54贯穿隔板50的第一侧51和密封区55。如图4和图17所示，每一密封区55设置有一排气阀56(图17只示出了一个排气阀56)，用于选择性地打开或者关闭排气孔54。本实施例中，每一密封区55的中心设有一贯穿隔板50的第一侧51和密封区55的贯穿孔57，用于安装所述排气阀56的固定部561；每一密封区55于贯穿孔57的两侧分别设有一排气孔54。优选的，所述密封区55的横截面积由靠近隔板50的第一侧51朝远离隔板50的第一侧51的方向逐渐变大。本实施例中，所述密封区55呈圆锥状，所述排气阀56的阀体562呈圆锥形。不同于现有技术中常用的平面状的密封区55，本实施例中的密封区55的横截面积由下至上逐渐变大，由此，可显著增大密封面积，从而减小空气泄露，维持更高的空气压力。当排气阀56打开时，压缩腔25内的气体即通过排气孔54进入排气腔26内。如图4和图18所示，所述盖板21的中心形成有用于连通排气腔26与外界的排气口211，即进入排气腔26内的气体可通过排气口211直接排至外界。
下面将结合图4和图18对本实施例的隔膜泵的空气流动过程进行整体性描述。
外界的气体通过连接座23的进气口233、中心孔232进入进气腔24内。吸气时，气囊40在摆盘32的向下运动过程中被拉伸或拉至不变形的原始的释放状态，相应的进气阀410由于气压差被打开而排气阀56关闭。如图18中箭头所示方向，进气腔24内的气体依次通过支撑座22上的进气通道225、气囊40上的进气阀410、隔板50上的连通通道53即可进入气囊40内的压缩腔25。排气时，气囊40在摆盘32的向上运动过程中被压缩，相应的进气阀410被关闭而排气阀56由于气压差被打开。压缩腔25内的气体通过隔板50上的排气孔54进入排气腔26内，再通过盖板21上的排气口211排出至外界。
参照图19所示，本发明的另一实施例提供了一种咖啡机，所述咖啡机包括咖啡机本体1和前述实施例的隔膜泵2，所述隔膜泵2安装在咖啡机本体1内。咖啡机本体可采用常规构造，因此，在本申请中不再详述。
以上所述仅为本发明较佳的具体实施方式，本发明的保护范围不限于以上列举的实施例，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，可显而易见地得到的技术方案的简单变化或等效替换均落入本发明的保护范围内。

Claims (11)

1.一种隔膜泵，包括马达、与马达固定连接的壳体以及位于壳体内的气囊和用于挤压和释放气囊的摆动机构，其特征在于，所述摆动机构包括相互连接的摆盘和连接件，所述摆盘包括一体成型的连接盘和连接轴，所述连接盘的周边与所述气囊连接，连接盘具有相对的第一侧和第二侧，所述连接轴自连接盘的第二侧突出延伸，所述连接件具有相对的第一端和第二端，所述连接件内设有一倾斜孔和一轴孔，所述倾斜孔自连接件的第一端朝向连接件的第二端延伸，所述轴孔自连接件的第二端朝向连接件的第一端延伸，且倾斜孔的轴线与轴孔的轴线不平行，所述连接轴插入所述倾斜孔内并可在所述倾斜孔内转动，所述马达的输出轴插入所述轴孔内并使得所述连接件可带动所述摆盘的连接轴随所述输出轴旋转。
2.根据权利要求1所述的隔膜泵，其特征在于，所述连接件大致呈圆柱体状，所述倾斜孔和所述轴孔分别分布于所述连接件的轴线的两侧。
3.根据权利要求1所述的隔膜泵，其特征在于，所述连接件的倾斜孔的轴线垂直于所述连接件的第一端。
4.根据权利要求3所述的隔膜泵，其特征在于，所述连接盘的第二侧具有一围绕所述连接轴的凸缘，所述凸缘的背向所述连接盘的第一侧的一面与所述连接件的第一端面完全接触。
5.根据权利要求4所述的隔膜泵，其特征在于，所述凸缘与所述连接轴之间形成一环形的空隙，用于收纳润滑脂。
6.根据权利要求1所述的隔膜泵，其特征在于，所述倾斜孔和所述轴孔均为非贯穿孔。
7.根据权利要求6所述的隔膜泵，其特征在于，所述连接件在倾斜孔的内壁还设有与倾斜孔连通的凹槽，用于储存润滑脂。
8.根据权利要求1所述的隔膜泵，其特征在于，所述连接件内还设有自连接件的第一端朝向所述轴孔延伸的与轴孔相连通的穿孔。
9.根据权利要求1所述的隔膜泵，其特征在于，所述连接件靠近所述倾斜孔的侧壁具有沿垂直于所述轴孔的轴线方向延伸的配重块。
10.根据权利要求1所述的隔膜泵，其特征在于，所述连接盘包括若干沿周向分布的分支，所述分支自连接盘的中央向外并向连接件方向倾斜延伸，所述气囊有多个，所述多个分支分别与所述多个气囊连接，所述连接轴自连接盘的中心垂直延伸。
11.一种咖啡机，其特征在于，包括咖啡机本体和根据权利要求1-10中任一项所述的隔膜泵，所述隔膜泵安装在所述咖啡机本体内。
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