CN112963325A - 直线电机驱动流体泵 - Google Patents

Abstract

本发明揭示了一种直线电机驱动流体泵，包括一内部中空的壳体，所述壳体内固设有定子组件，所述定子组件内穿设有一做轴向直线往复运动的动子组件，所述动子组件内具有与之连成一体的动子支撑件，所述动子支撑件内具有一中空的轴向延伸的流通管道，且所述动子支撑件至少有一端形成有活塞部，所述活塞部的端面与连接组件或壳体的内壁之间形成第一腔体和第二腔体，所述第一腔体和/或第二腔体连通有输入端和/或输出端，所述第一腔体、第二腔体和所述流通管道相连通，并随着所述动子组件的移动而与所述壳体的外部形成压力差。本发明效率高、体积小、适用范围广。

Description

直线电机驱动流体泵

技术领域

本发明涉及流体电磁动力工具技术领域，具体地涉及一种直线电机驱动流体泵。

背景技术

目前市场上的吹吸机、气泵、水泵、清洗机等流体泵动力工具，民用市场几乎以旋转电机的离心增压方式实现，这样有几个问题，一是体积大，二是效率相对低，需要更多的能耗带动转换机构，三是精度变低，成本变高，增压效果弱。

直线电机是一种将电能直接转换成直线运动机械能，而不需要任何中间转换机构的传动装置。市场上常用的各种直线电机，采用如申请号201711454263.X、201820182974.X所揭示的直线电机结构，这种结构成本高，尺寸大，功率低，对于仅有狭小安装空间的动力工具不适用，尤其是手持的电动工具。

因此，研究出一种使用直线电机的适用于民用领域的流体泵是目前急需解决的问题。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术存在的不足，提供一种直线电机驱动流体泵。

本发明的目的通过以下技术方案来实现：

直线电机驱动流体泵，包括一内部中空的壳体，所述壳体内固设有定子组件，所述定子组件内穿设有一做轴向直线往复运动的动子组件，所述动子组件内具有与之连成一体的动子支撑件，所述动子支撑件内具有一中空的轴向延伸的流通管道，且所述动子支撑件至少有一端形成有活塞部，所述活塞部的端面与连接组件或壳体的内壁之间形成第一腔体和第二腔体，所述第一腔体和/或第二腔体连通有输入端和/或输出端，所述第一腔体、第二腔体和所述流通管道相连通，并随着所述动子组件的移动而与所述壳体的外部形成压力差。

优选的，所述壳体的内部两端设置有与所述动子组件滑动连接的所述连接组件，所述连接组件包括支撑定位件，所述支撑定位件卡设于所述壳体内，其内壁与所述动子支撑件的活塞部滑动连接，所述支撑定位件、壳体和所述活塞部的端面共同形成所述第一腔体或第二腔体。

优选的，所述连接组件还包括端面承接件，所述端面承接件卡设在所述壳体内，所述支撑定位件至少部分嵌设于所述端面承接件内。

优选的，所述输入端和输出端共轴设置，所述输入端位于所述第一腔体的端面承接件上，所述输出端位于所述第二腔体的端面承接件上。

优选的，所述输入端与所述第一腔体之间具有一单向阀，用以控制所述第一腔体的外部流体向其内部单向流入；和/或所述第一腔体与所述流通管道之间也设置有一单向阀，用以控制所述第一腔体的内部流体向所述流通管道单向流入。

优选的，所述输入端位于所述第一腔体上，所述第二腔体连通有一与所述输入端结构对称的第二输入端，所述第二输入端与所述流通管道相连通，所述输出端设置于所述壳体的一侧，所述动子支撑件的内部具有一流通分支管道，所述流通分支管道连通所述流通管道和所述输出端，所述动子支撑件的内部具有一流通分支管道，所述流通分支管道连通所述流通管道和所述输出端。

优选的，所述输入端与所述第一腔体之间、所述第一腔体与所述流通管道之间分别设置有一单向阀，用以控制所述第一腔体的外部流体输入所述第一腔体后流入所述流通管道内；和/或所述第二输入端与所述第二腔体之间、所述第二腔体与所述流通管道之间也分别设置有一单向阀，用以控制所述第二腔体的外部流体输入所述第一腔体后流入所述流通管道内。

优选的，所述第一腔体的侧壁上设有一组通气孔，所述通气孔为所述输入端；所述第二腔体的侧壁上远离所述端面承接件且靠近所述活塞部移动的极限位置设有一组第二通气孔，所述第二通气孔为第二输入端；所述输出端设置于所述壳体的一侧，所述动子支撑件的内部具有一流通分支管道，所述流通分支管道连通所述流通管道和所述输出端，所述动子支撑件的内部具有一流通分支管道，所述流通分支管道连通所述流通管道和所述输出端。

优选的，所述第一腔体的侧壁上设有一组通气孔，所述通气孔为所述输入端，所述输出端位于构成所述第二腔体的端面承接件上。

优选的，构成所述第一腔体的支撑定位件的外侧具有一空腔，所述通气孔与所述空腔相连通，所述空腔的侧壁均布有一组第一通孔。

本发明的有益效果主要体现在：

1、在壳体内部形成两个腔体，利用直线电机直线往复运动的特点，使得动子支撑件在壳体内部做活塞运动，不断形成压力差进行流体的输入输出，提高流体泵的效率的同时还极大缩小了流体泵的体积，使其可以用于体积较小的电动工具以及其他民用领域，有效扩大了适用范围；

2、使用两个腔体可以同时连接输入端进行外部流体的输入与增压，可以进一步提高流体泵的工作效率；

3、动子支撑件的内部中空形成流体通道，不仅可以有效输出增压流体，同时有利于整个设备的散热降温；

4、输入端、输出端不同位置、不同数量的设置来满足不同功率需求的电动工具，扩大适用范围；

5、设置单向阀和/或通气孔来适用不同状态的流体输入要求，以满足不同的适用领域或设备。

附图说明

下面结合附图对本发明技术方案作进一步说明：

图1：本发明第一实施例的示意图；

图2：图1中A部分的放大图；

图3：本发明第一实施例另一状态的示意图；

图4：本发明第二实施例的示意图；

图5：本发明第二实施例另一状态的示意图；

图6：本发明第三实施例另一状态的示意图；

图7：本发明第三实施例另一状态的示意图；

图8：本发明第四实施例的示意图；

图9：本发明第四实施例另一状态的示意图。

具体实施方式

以下将结合附图所示的具体实施方式对本发明进行详细描述。但这些实施方式并不限于本发明，本领域的普通技术人员根据这些实施方式所做出的结构、方法、或功能上的变换均包含在本发明的保护范围内。

在方案的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“竖直”、“水平”、“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。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。并且，在方案的描述中，以操作人员为参照，靠近操作者的方向为近端，远离操作者的方向为远端。

下面结合附图对本发明揭示的直线电机驱动流体泵进行阐述，其可运用于电动工具行业、日用行业、清洗泵业行业、部分工业等直线型工作机领域，更具体的如吹尘机，打气泵，清洗机，水枪，水泵等等。

本技术方案主要针对柱形直线型电机及电磁铁直线型动力机，更优先形成圆柱形封闭磁路直线动力机，这样的结构更方便于在手持动力工具中使用，以下实施例中主要以圆柱形闭环磁路直线动力机为例进行描述。

如图1至图9所示，本发明揭示了一种直线电机驱动流体泵，包括一内部中空的壳体1，所述壳体1内固设有定子组件2，所述定子组件2内穿设有一做轴向直线往复运动的动子组件14，所述动子组件14内具有与之连成一体的动子支撑件3，其特征在于：所述动子支撑件3内具有一中空的轴向延伸的流通管道301，且所述动子支撑件3至少有一端形成有活塞部302，所述活塞部302的端面与所述连接组件或壳体1的内壁之间形成第一腔体4和第二腔体5，所述第一腔体4和/或第二腔体5连通有输入端6和/或输出端7，所述第一腔体4、第二腔体5和所述流通管道301相连通，并随着所述动子组件14的移动而与所述壳体1的外部形成压力差。

本发明的工作原理为：由于动子组件14做直线往复运动，使得第一腔体4和第二腔体5形成可变化的腔体，首先所述动子组件14挤压所述第二腔体5，使得所述第一腔体4内形成负压，使得外部流体从所述输入端6进入所述第一腔体4内，所述动子组件14再挤压第一腔体4，使得所述第一腔体4内的流体进行增压形成高压，并流入所述流通管道301内，从所述输出端7输出。此时所述动子组件14向第二腔体5移动，所述第一腔体4内的流体输出后又形成负压使得外部流体输入，如此形成往复循环的连续泵流效果。

在本方案中所述动子支撑件3固设于所述动子组件14的轴芯，二者连成一体并同步移动。为了保证所述动子支撑件3的强度能够承载流体的压力、不阻碍流体的流动，本发明中的所述动子支撑件3优选由不导磁材料制成，例如7075铝合金、316不锈钢等。在其他可行的实施例中，所述动子组件14也可以与动子支撑件3滑动连接，使得所述动子支撑件3与壳体1固接，所述动子组件14沿所述动子支撑件3移动。

如图1至图3所示是本发明的第一实施例，所述壳体1的内部两端设置有与所述动子组件14滑动连接的连接组件，所述连接组件包括支撑定位件8，所述支撑定位件8卡设于所述壳体1内，其内壁与所述动子支撑件3的活塞部302滑动连接，所述支撑定位件8、壳体1和所述活塞部302的端面共同形成所述第一腔体4或第二腔体5。所述支撑定位件8主要对所述动子组件14、动子支撑件3起到导向作用，提高所述动子组件14移动的稳定性。

进一步的，所述连接组件还包括端面承接件9，所述端面承接件9卡设在所述壳体1内，所述支撑定位件8至少部分嵌设于所述端面承接件9内。在优选实施例中，所述端面承接件9也作为所述第一腔体4和第二腔体5的一部分，所述端面承接件9主要对所述活塞部302起到定位作用。在其他可行的实施例中，也可以不设置端面承接件9，所述动子组件14和动子支撑件3可以与所述壳体1的内壁直接接触；所述支撑定位件8、壳体1和所述活塞部302的端面共同形成所述第一腔体4或第二腔体5。

为了最大化提高效率，所述第一腔体4和第二腔体5优选为密封结构，保证所述第一腔体4和第二腔体5内的密封性，每个所述端面承接件9的内端面与所述支撑定位件8的端面之间设置有密封件10。所述密封件10可由高密度的弹性材质制成，例如橡胶。

进一步为了保证所述第一腔体4和第二腔体5内的密封性，每个所述活塞部302的外周壁与所述壳体1的内壁之间至少设置有一密封圈11，以密封二者之间的间隙。所述密封圈11可固设于所述活塞部302的外周壁上，也可以固设于所述支撑定位件8的内壁上。当然，在其他可行的实施例中，所述第一腔体4和第二腔体5可以是不密封的。

第一实施例中所示的流体泵为单进单出结构，所述输入端6和输出端7共轴设置，所述输入端6位于所述第一腔体4的端面承接件9上，所述输出端7位于所述第二腔体5的端面承接件9上。具体的，所述输入端6和输出端7分别为所述端面承接件9上的外凸口，并分别连接有连接座20，并且所述连接座20内部具有密封垫圈以保证其与所述输入端6、输出端7之间连接的密封性。

为了控制流体的流动方向，所述输入端6与所述第一腔体4之间具有一单向阀12，用以控制所述第一腔体4的外部流体向其内部单向流入。

进一步的，所述第一腔体4与所述流通管道301之间也设置有一单向阀12，用以控制所述第一腔体4的内部流体向所述流通管道301单向流入。

如图4、图5所示是本发明的第二实施例，其大体结构如上所述，其与第一实施例的区别点在于第二实施例中的流体泵为双进单出结构。

具体的，所述输入端6位于所述第一腔体4的端面承接件9上，所述第二腔体5的端面承接件9上具有一与所述输入端6结构对称的第二输入端13，所述第二输入端13与所述流通管道301相连通，所述输出端7设置于所述壳体1的一侧，所述动子支撑件3的内部具有一流通分支管道303，所述流通分支管道303连通所述流通管道301和所述输出端7，所述动子支撑件3的内部具有一流通分支管道303，所述流通分支管道303连通所述流通管道301和所述输出端7。当所述动子支撑件3向所述第二腔体5移动时，外部流体从所述输入端6进入；当所述动子支撑件3向所述第一腔体4移动时，外部流体从所述第二输入端13进入，使得所述动子支撑件3的直线移动过程中持续有外部流体输入，所述输出端7始终有流体输出，相比于第一实施例进一步提高了流体泵的效率。

为了控制流体的流动方向，所述输入端6与所述第一腔体4之间具有一单向阀12，用以控制所述第一腔体4的外部流体向其内部单向流入；所述第二输入端13与所述第二腔体5之间也具有一单向阀12，用以控制所述第二腔体5的外部流体向其内部单向流入。

同理，所述第一腔体4与所述流通管道301之间设置有一单向阀12，用以控制所述第一腔体4的内部流体向所述流通管道301单向流入；所述第二腔体5与所述流通管道301之间也设置有一单向阀12，用以控制所述第二腔体5的内部流体向所述流通管道301单向流入。

如图6、图7所示为本发明的第三实施例，其大体结构如上所述，其与第二实施例所示的流体泵一样是双进单出结构，所述第三实施例与第二实施例的区别点在于外部流体的输入结构不一样。

具体的，所述第一腔体4的侧壁上远离所述端面承接件9且靠近所述活塞部302移动的极限位置设有一组通气孔801，所述通气孔801为所述输入端6；所述第二腔体5的侧壁上远离所述端面承接件9且靠近所述活塞部302移动的极限位置设有一组第二通气孔802，所述第二通气孔802为第二输入端13；所述输出端7设置于所述壳体1的一侧，所述动子支撑件3的内部具有一流通分支管道303，所述流通分支管道303连通所述流通管道301和所述输出端7，所述动子支撑件3的内部具有一流通分支管道303，所述流通分支管道303连通所述流通管道301和所述输出端7。在不设置所述端面承接件9的实施例中，所述通气孔801和/或第二通气孔802可以直接设置于所述壳体1上。

为了使得所述第一腔体4和第二腔体5的效率最大，在优选实施例中中，所述通气孔801和第二通气孔802都设置于所述第一腔体4和第二腔体5的极限位置。当所述动子支撑件3向第二腔体5移动到其极限位置时，所述通气孔801露出，外部流体输入至第一腔体4中；当所述动子支撑件3向第一腔体4移动到其极限位置时，所述第二通气孔802露出，外部流体输入至第二腔体5中，如此反复循环，使得所述动子支撑件3的直线移动过程中持续有外部流体输入，所述输出端7始终有流体输出，以保持流体泵具有较高的效率。在其他可行的实施例中，所述通气孔801和/或第二通气孔802可设置于所述第一腔体4和/或第二腔体5的任意位置，具体的位置根据不同的输出或压缩需求来确定。

为了保证有足够的流体进入，构成所述第一腔体4的支撑定位件8的外侧具有一空腔15，所述通气孔801与所述空腔15相连通；所述第二通气孔802直接与外部流体相连通。当然，在其他可行的实施例中，所述第一腔体4的外部可以不设置所述空腔15，所述通气孔801与所述壳体1的外部直接连通。

如图8、9所示是本发明的第四实施例，第四实施例与第三实施例的大体结构相同，其区别点在于第四实施例为单进单出结构。

具体的，所述第一腔体4的侧壁上远离所述端面承接件9且靠近所述活塞部302移动的极限位置设有一组通气孔801，所述通气孔801为所述输入端6，所述输出端7位于构成所述第二腔体5的端面承接件9上。

为了保证有足够的流体进入，构成所述第一腔体4的外侧具有一空腔15，所述通气孔801与所述空腔15相连通，所述空腔15的侧壁均布有一组第一通孔1501。所述第一通孔1501直接与外部流体相连通，在给所述第一腔体4补充流体的同时，可以过滤掉外部空气中的较大杂质颗粒，并且具有一定的散热功能。 当然，在其他可行的实施例中，所述第一腔体4的外部可以不设置所述空腔15，所述通气孔801与所述壳体1的外部直接连通。

应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施方式中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本发明的可行性实施方式的具体说明，它们并非用以限制本发明的保护范围，凡未脱离本发明技艺精神所作的等效实施方式或变更均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.直线电机驱动流体泵，包括一内部中空的壳体（1），所述壳体（1）内固设有定子组件（2），所述定子组件（2）内穿设有一做轴向直线往复运动的动子组件（14），所述动子组件（14）内具有与之连成一体的动子支撑件（3），其特征在于：所述动子支撑件（3）内具有一中空的轴向延伸的流通管道（301），且所述动子支撑件（3）至少有一端形成有活塞部（302），所述活塞部（302）的端面与连接组件或壳体（1）的内壁之间形成第一腔体（4）和第二腔体（5），所述第一腔体（4）和/或第二腔体（5）连通有输入端（6）和/或输出端（7），所述第一腔体（4）、第二腔体（5）和所述流通管道（301）相连通，并随着所述动子组件（14）的移动而与所述壳体（1）的外部形成压力差。

2.根据权利要求1所述的直线电机驱动流体泵，其特征在于：所述壳体（1）的内部两端设置有与所述动子组件（14）滑动连接的所述连接组件，所述连接组件包括支撑定位件（8），所述支撑定位件（8）卡设于所述壳体（1）内，其内壁与所述动子支撑件（3）的活塞部（302）滑动连接，所述支撑定位件（8）、壳体（1）和所述活塞部（302）的端面共同形成所述第一腔体（4）或第二腔体（5）。

3.根据权利要求2所述的直线电机驱动流体泵，其特征在于：所述连接组件还包括端面承接件（9），所述端面承接件（9）卡设在所述壳体（1）内，所述支撑定位件（8）至少部分嵌设于所述端面承接件（9）内。

4.根据权利要求1-3任一所述的直线电机驱动流体泵，其特征在于：所述输入端（6）和输出端（7）共轴设置，所述输入端（6）位于所述第一腔体（4）的端面承接件（9）上，所述输出端（7）位于所述第二腔体（5）的端面承接件（9）上。

5.根据权利要求4所述的直线电机驱动流体泵，其特征在于：所述输入端（6）与所述第一腔体（4）之间具有一单向阀（12），用以控制所述第一腔体（4）的外部流体向其内部单向流入；和/或所述第一腔体（4）与所述流通管道（301）之间也设置有一单向阀（12），用以控制所述第一腔体（4）的内部流体向所述流通管道（301）单向流入。

6.根据权利要求1-3任一所述的直线电机驱动流体泵，其特征在于：所述输入端（6）位于所述第一腔体（4）上，所述第二腔体（5）连通有一与所述输入端（6）结构对称的第二输入端（13），所述第二输入端（13）与所述流通管道（301）相连通，所述输出端（7）设置于所述壳体（1）的一侧，所述动子支撑件（3）的内部具有一流通分支管道（303），所述流通分支管道（303）连通所述流通管道（301）和所述输出端（7），所述动子支撑件（3）的内部具有一流通分支管道（303），所述流通分支管道（303）连通所述流通管道（301）和所述输出端（7）。

7.根据权利要求6所述的直线电机驱动流体泵，其特征在于：所述输入端（6）与所述第一腔体（4）之间、所述第一腔体（4）与所述流通管道（301）之间分别设置有一单向阀（12），用以控制所述第一腔体（4）的外部流体输入所述第一腔体（4）后流入所述流通管道（301）内；和/或所述第二输入端（13）与所述第二腔体（5）之间、所述第二腔体（5）与所述流通管道（301）之间也分别设置有一单向阀（12），用以控制所述第二腔体（5）的外部流体输入所述第一腔体（4）后流入所述流通管道（301）内。

8.根据权利要求7所述的直线电机驱动流体泵，其特征在于：所述第一腔体（4）的侧壁上设有一组通气孔（801），所述通气孔（801）为所述输入端（6）；所述第二腔体（5）的侧壁上远离所述端面承接件（9）且靠近所述活塞部（302）移动的极限位置设有一组第二通气孔（802），所述第二通气孔（802）为第二输入端（13）；所述输出端（7）设置于所述壳体（1）的一侧，所述动子支撑件（3）的内部具有一流通分支管道（303），所述流通分支管道（303）连通所述流通管道（301）和所述输出端（7），所述动子支撑件（3）的内部具有一流通分支管道（303），所述流通分支管道（303）连通所述流通管道（301）和所述输出端（7）。

9.根据权利要求1-3任一所述的直线电机驱动流体泵，其特征在于：所述第一腔体（4）的侧壁上设有一组通气孔（801），所述通气孔（801）为所述输入端（6），所述输出端（7）位于构成所述第二腔体（5）的端面承接件（9）上。

10.根据权利要求9所述的直线电机驱动流体泵，其特征在于：构成所述第一腔体（4）的支撑定位件（8）的外侧具有一空腔（15），所述通气孔（801）与所述空腔（15）相连通，所述空腔（15）的侧壁均布有一组第一通孔（1501）。

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