CN206035815U - 电动真空泵 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种电动真空泵，包括电机及泵体，泵体包括沿中心线依次套装在电机输出轴上的基座、异型O形圈、定子座、联轴器及转子，转子剖面为圆形，其外套有定子，定子内壁剖面为椭圆形或近椭圆形，定子、转子、定子座及定子盖之间形成的空腔被多个叶片分隔成多个不同体积的泵室，基座上设进气口及排气口，进气口与基座内气体缓冲室连通，气体缓冲室经定子座上的进气开槽与空腔连通，空腔经定子盖上的排气开槽与基座和压盖之间形成的密封区连通，密封区与压盖上的密封区内排气孔连通，密封区内排气孔与基座上的排气孔连通。本实用新型具有结构简单、体积小、能耗低、使用寿命长、噪音小等特点。

Description

电动真空泵

技术领域

本实用新型涉及汽车零部件技术领域，尤其涉及一种电动真空泵。

背景技术

随着石油资源日趋减少，排放法规日益严格，节能减排已成为汽车设计考虑的关键因素。传统机械式真空泵功率消耗大，噪音响，且在发动机运转过程中持续工作能力差，已经不能满足目前车辆能耗需求。同时，纯电动车辆的发展，需要一种不依赖于发动机动力，且能适时提供制动所需真空的装置。现有的电动真空泵存在以下问题：1，结构复杂、体积庞大、能耗高、制造成本高；2，运转过程中冲击负荷大、噪音大，使用寿命低。3，通常的湿式真空泵，增加了体积的同时密封性要求更高。

发明内容

本实用新型的目的是为了解决上述技术问题，提供一种结构简单、使用寿命长、体积小、负荷小、能耗低、噪音小，适于纯电动车辆使用的电动真空泵。

为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案，电动真空泵，包括电机及泵体，所述泵体包括沿中心线依次套装在电机输出轴上的基座、定子座、转子、叶片及联轴器，所述转子剖面为圆形，所述转子外套有定子，所述定子内壁剖面为椭圆形或近椭圆形，所述转子的圆周面上均匀设有多个叶片槽，所述叶片的一端插入叶片槽中，所述叶片的另一端与定子内壁接触，所述定子设有定子盖，所述基座上设有压盖，所述定子、转子、定子座、联轴器及定子盖之间形成空腔，所述空腔被多个叶片分隔成多个不同体积的泵室，定子内壁剖面为椭圆形，转子剖面为圆形，转子在定子内旋转，转子与定子内壁椭圆的长轴端之间空隙最大，此处可形成最大体积的泵室，而转子与定子内壁椭圆的短轴端之间空隙最小，此处可形成最小体积的泵室；所述基座上设有进气口及排气口，所述进气口与定子座内设置的气体缓冲室连通，所述定子座上设有进气开槽，所述气体缓冲室经进气开槽与空腔连通，所述定子盖上设有排气开槽，所述空腔经排气开槽与基座和外壳之间形成的密封区连通，所述密封区与基座上的排气口连通。

作为优选，所述定子座上进气开槽的位置接近泵室最大体积处，所述定子盖上排气开槽的位置接近泵室最小体积处。进气开槽和排气开槽的设计位置可以考虑遵循以下原理，即：当转子转动时，形成任一泵室的相邻两个叶片中的第二个叶片转至进气开槽末端位置时，该泵室正好位于泵室最大体积处区域，其体积达到最大值：转子继续转动，上述相邻两个叶片中的第二个叶片转至排气开槽末端位置时，该泵室正好位于泵室最小体积处区域，其体积达到最小值。

作为优选，所述定子座的进气开槽和定子盖上的排气开槽均有两个。转子位于定子内中心位置，因此转子与定子内壁形成的泵室最大体积处和泵室最小体积处各有两个，相互对称，相应的进气开槽和排气开槽与其一一对应，分别设置两个。

作为优选，所述叶片槽的轴线与转子的圆周面的切线之间角度为60°～90°。在此角度下，运转过程中叶片由于离心力而对定子内壁产生的正压力适中，能够在保证叶片与内壁较小摩擦阻力的同时，获得较好的密封性能。

作为优选，所述转子半径与定子内壁的最小半径差为0.15～0.31mm。定子内壁的最小半径即为椭圆形的短轴半径。

作为优选，所述电机为无刷电机。本方案优选采用无刷电机，其具有效率高、能耗低、易于调节的优点。

作为优选，所述转子及叶片采用石墨材料。

作为优选，所述压盖内设有隔音套。隔音套有消音功能，可有效的减小电动真空泵的噪音。

本方案中，对现有泵体结构进行了改进，基座、异型O型圈、定子座、联轴器及转子均沿中心线套装在电机的输出轴上，当电机输出轴转动时，能带动联轴器使转子沿其圆心转动，转子转动时，叶片的另一端会由于离心力的存在始终保持与定子内壁的接触状态，这样，多个叶片就将定子、转子、定子座及定子盖之间形成的空腔分隔多个泵室；由于本方案对定子内壁的剖面形状进行设计，将其设计为椭圆形或近似椭圆形，而转子的剖面为圆形，优选转子半径与定子内壁的最小半径差为0.15～0.31mm，这样相邻两个叶片之间的泵室会在叶片转动时，由于对应不同位置的定子壁面而发生体积变化，当任意相邻两个叶片转至定子的最短半径区域时，此时该两个叶片间的泵室的体积最小，当转至定子最长半径区域时，此时该两个叶片间的泵室的体积最大；由于定子内壁为椭圆形或近似椭圆形，叶片有多个，每个泵室旋转一圈会经历两次小体积向大体积的变化的过程，即产生两次吸气、排气的过程，因此在定子座设两个进气开槽，在定子盖上设两个排气开槽，以满足进、排气的要求，同时最好设计进气开槽在定子座上的位置，使其接近理论上泵室处于最大体积的位置处，而排气开槽在定子盖上的位置最好接近理论上泵室处于最小体积的位置处；压盖罩于基座上可起到保护泵体内各部件的作用，同时压盖与基座间形成的密封区又能起到连通泵室及排气口的作用。

由于叶片及转子处于高度运转状态，离心作用会使叶片的一端受定子内壁的限位在转子上的叶片槽中伸缩，另一端会与定子内壁摩擦，长时间使用对叶片及转子的强度、抗折性能、耐磨性能要求极高，这里转子及叶片优选采用进口石墨材料，进一步的，将石墨材料的转子和叶片浸渍树脂后，在满足零部件强度要求的同时，保证了润滑及耐磨性能延长泵体的使用寿命。

为保证密封性能，泵体各部件件的连接可根据需要加装密封件，如在定子座和基座间加装异型O形密封圈等；并且电动真空泵应用于车辆，还应考虑减振效果，必要时也可根据需要加装减震胶座、定位销部件。

本方案的有益效果是：1)泵体在电机输出轴的带动下可实现进气口吸气、排气口排气功能，采用平衡式泵体设计，大大减轻了运转过程中的冲击负荷和噪音，延长了实用寿命(寿命相比同类型偏心式真空泵，可提高寿命30％以上)；2)电动真空泵为干式真空泵，体积更小、密封性要求较湿式真空泵低，降低了制造成本，安装及维护更为简便(寿命相比同类型湿式真空泵，可增加寿命20％以上，质量可降低30％左右)；3)压盖结构增加消音结构，有效的减小电动真空泵的噪音；4)结构简单、体积小、能耗低、实用寿命长，可靠性高。

附图说明

图1为本实用新型的一种外部结构示意图。

图2为本实用新型的一种剖面结构示意图。

图3为本实用新型的一种结构爆开图。

图4为本实用新型的转子、叶片及定子的安装结构示意图。

图5为本实用新型的进气开槽和排气开槽的结构示意图。

图6为本实用新型的基座的俯视图。

图7为本实用新型工作时的气体流向图。

图8为本实用新型压盖消音结构示意图。

图中：1、电机 2、异型O形密封圈 3、定子座 4、联轴器

5、转子 6、定子 7、叶片 8、定子盖 9、压盖

10、隔音套 11、电机输出轴 12、基座 13、密封堵

14、护罩 15、定位销 16、胶座 17、防尘护套 18、泵室

19、空腔 191、泵室最大体积处 192、泵室最小体积处

20、排气开槽 21、进气开槽 22、进气口 23、排气口

24、气体缓冲室 25、叶片槽 26、密封区 27、密封区内排气口。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型进一步解释说明：

如图1-3所示，电动真空泵，包括电机1及泵体，电机1采用无刷电机，电机1外侧设有护罩14，电机输出轴11上沿中心线依次套装有基座12，异型O形圈2，定子座3，联轴器4，以及转子5，基座12和定子座3之间设有异型O形密封圈2以保证两者之间的密封性；如图4-5所示，转子5外套有定子6，转子5上均匀开有多个供叶片7插入的叶片槽25(本实施例中共8个)，叶片7的一端插入叶片槽25中，另一端与定子6的内壁接触，叶片槽25的轴线与转子5的圆周面的切线之间的角度a为60°～90°(例如选为75°)，定子6的内壁剖面(径向面)为椭圆形或近似椭圆形，转子5的剖面(径向面)为圆形，转子半径与定子内壁的最小半径差为0.15～0.31mm，使转子5在定子6内壁的最小半径处形成间隙配合，定子6的上表面覆盖有定子盖8，定子座3，转子5，定子6以及定子盖8共同形成一个环形密封的空腔19，该空腔19被8个叶片7对应分隔成8个泵室18，如图6-8所示，压盖9密封罩在基座12上，在基座12和压盖9之间形成一个密封区26，该密封区26与排气口23连通，基座12上设有进气口22和排气口23，基座12内开有气体缓冲室24，进气口22与气体缓冲室24连通，基座12外侧还安装有定位销15固定的胶座16，压盖9内设有隔音套10；

图4和图5为定子6，转子5叶片7，及定子座3的局部组装俯视图(未画出盖板8)，在图中标出了定子座3上对称的两个进气开槽21位置，标出了对应定子盖8上对称的两个排气开槽20在空腔19中的投影位置，定子座3上进气开槽21的位置接近泵室最大体积处191区域，定子盖8上排气开槽20的位置接近泵室最小体积处192区域；

如图4-5所示，定子座3上设计两个进气开槽21，在定子盖8上对应设计两个排气开槽20，这样就可以形成进气口22、气体缓冲室24、进气开槽21、空腔18、排气开槽20、密封区域26、密封区,内排气孔27、排气口23依次连通状态，气体可沿上述通道由进气口22向排气口23单向流通，实现真空泵的功能；叶片7及转子5采用石墨材料，并于成形后浸渍树脂后制得；本实用新型电动真空泵采用平衡式泵体设计，更适用于各种纯电动车。

具体实施方式：

无刷电机启动正常工作后，电机输出轴11转动，依次带动联轴器4和转子5转动。由于离心作用，八个叶片7的另一端均能保持与定子6内壁的贴合状态，当任一叶片7旋转至定子6的较长半径处时，则叶片7沿叶片槽25部分伸出以保持叶片7的另一端与内定子6内壁的接触状态；当转至定子6的较短半径处时，则受定子6内壁的限位作用，叶片7沿叶片槽25部分回缩，叶片槽25的深度应该保证叶片7在最大伸出状态下不会脱出，在最小回缩状态下也不会与壁面发生卡滞，影响转子5的转动。当8个叶片7开始旋转，任一相邻的两个叶片7形成的泵室18由空腔19内的泵室最小体积处192区域向泵室最大体积处191区域旋转时，受转旋的离心力及定子6内壁限位共同作用，叶片7逐渐伸出，泵室18的体积逐渐增大，该泵室18内形成负压(此时该泵室18正好对应定子座3上的进气开槽21)，气体由进气口22进入气体缓冲室24，再经排气开槽20被吸入泵室18中，直至泵室18转至泵室最大体积处191区域时体积为最大(此时，形成泵室18的第二个叶片已转至进气开槽21末端位置时，完成一次吸气动作)；转子5在电机输出轴11的带动下继续转动，该泵室18由空腔19内的泵室最大体积处191区域向泵室最小体积处192区域旋转，叶片7受定子6内壁限位逐渐回缩，泵室18的体积逐渐减小，该泵室18内形成正压，泵室18内的气体经定子盖8上的排气开槽20排入密封区26，再经排气口23排出，直至泵室18转至泵室最小体积处192区域时体积为最小(此时，形成泵室18的第二个叶片已转至排气开槽20末端位置时)，完成一次排气动作；同上，转子5继续转动，泵室18由泵室最小体积处192区域向泵室最大体积处191区域转动，体积逐渐增大，再次产生吸气动作。

本实施例中，转子5每旋转一周，单个泵室18吸气、排气各两次，由于有8个叶片，即可构成8个泵室18，无刷电机带动转子5运转一周，8个泵室18合计完成16次抽排气过程。

本实施例中，气体从定子盖8排气开槽20中排出时，噪音比较响，特设计了压盖消音结构，参见图7，增加隔音套10，套在压盖9底部的结构上，压盖9底部套上隔音套10后，留有密封区内排气口27与排气口23连通，气体最终从排气口23流出，参见图7，箭头方向为气体流向。

Claims (8)

1.一种电动真空泵，包括电机及泵体，其特征在于，所述泵体包括沿中心线依次套装在电机输出轴上的基座、定子座、转子、叶片及联轴器，所述转子剖面为圆形，所述转子外套有定子，所述定子内壁剖面为椭圆形或近椭圆形，所述转子的圆周面上均匀设有多个叶片槽，所述叶片的一端插入叶片槽中，所述叶片的另一端与定子内壁接触，所述定子设有定子盖，所述基座上设有压盖，所述定子、转子、定子座、联轴器及定子盖之间形成空腔，所述空腔被多个叶片分隔成多个不同体积的泵室，所述基座上设有进气口及排气口，所述进气口与定子座内设置的气体缓冲室连通，所述定子座上设有进气开槽，所述气体缓冲室经进气开槽与空腔连通，所述定子盖上设有排气开槽，所述空腔经排气开槽与基座和外壳之间形成的密封区连通，所述密封区与基座上的排气口连通。

2.根据权利要求1所述的电动真空泵，其特征在于，所述定子座上进气开槽的位置接近泵室最大体积处，所述定子盖上排气开槽的位置接近泵室最小体积处。

3.根据权利要求2所述的电动真空泵，其特征在于，所述定子座的进气开槽和定子盖上的排气开槽均有两个。

4.根据权利要求1所述的电动真空泵，其特征在于，所述叶片槽的轴线与转子的圆周面的切线之间角度为60°～90°。

5.根据权利要求1所述的电动真空泵，其特征在于，所述转子半径与定子内壁的最小半径差为0.15～0.31mm。

6.根据权利要求1所述的电动真空泵，其特征在于，所述电机为无刷电机。

7.根据权利要求1所述的电动真空泵，其特征在于，所述转子及叶片采用石墨材料。

8.根据权利要求1所述的电动真空泵，其特征在于，所述压盖内设有隔音套，所述基座进气口上设有防尘护套。