CN215486497U - 隔膜泵或隔膜压缩机 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种隔膜泵或隔膜压缩机，包括：工作腔室，动力腔室，密封设置于工作腔室和动力腔室之间的隔膜片，为隔膜片提供驱动力的电机；该包括：飞轮，其设于电机向隔膜片的驱动路径上，以从电机获取驱动力，并向隔膜片提供驱动力；动力流体存储腔，其与动力腔室连通，用于接收从动力腔室排出的动力流体以及向动力腔室提供动力流体；阀，其设于动力流体存储腔与所述动力腔室的连通路径上，用于导通和切断所述动力流体存储腔与所述动力腔室的连通路径。本申请的隔膜泵或隔膜压缩机能够长时间间歇式地提供大的短时功率和/或大的短时动力，有助于其完成原本难以完成的部分任务。

Description

隔膜泵或隔膜压缩机

技术领域

本申请涉及一种隔膜泵或隔膜压缩机。

背景技术

隔膜泵和隔膜压缩机的结构类似，二者都包括：工作腔室，动力腔室，设于工作腔室和动力腔室之间的隔膜片，以及提供动力的电机。工作时，电机通过动力传送系统驱动隔膜片运动，使隔膜片挤压工作腔室中的工作流体做功。

然而，在实际应用中，由于种种原因，比如在供电功率较小的情形下(如小型的光伏供电)，又比如在可放置设备的空间非常拮据的情形下，无法在隔膜泵或隔膜压缩机中配置超大功率的电机，从而导致其无法完成某些工作，例如无法将低处的水输送至数百米高处，无法将作为制冷剂的二氧化碳压缩成高压态甚至液态，应用场景受到较大限制。

发明内容

本申请要解决的技术问题是：提出一种隔膜泵或隔膜压缩机，其能够长时间间歇式地提供大的短时功率和/或大的短时动力，有助于完成原本难以完成的部分任务。

本申请的技术方案是：

一种隔膜泵或隔膜压缩机，包括：

工作腔室，

动力腔室，

密封设置于所述工作腔室和所述动力腔室之间的隔膜片，以及

为所述隔膜片提供驱动力的电机；

还包括：

飞轮，其设于所述电机向所述隔膜片的驱动路径上，以从所述电机获取驱动力，并向所述隔膜片提供驱动力；

动力流体存储腔，其与所述动力腔室连通，用于接收从所述动力腔室排出的动力流体以及向所述动力腔室提供动力流体；

阀，其设于所述动力流体存储腔与所述动力腔室的连通路径上，用于导通和切断所述动力流体存储腔与所述动力腔室的连通路径。

本申请在上述技术方案的基础上，还可以包括以下优选方案中的一个或多个：

所述阀是与控制器通信连接的电控阀，所述控制器被配置为：控制所述阀打开或关闭。

所述控制所述阀打开或关闭，包括：

在所述电机运行的过程中，控制所述阀以第一频率交替地打开和关闭。

还包括用于检测所述电机的转速、并且与所述控制器通信连接的电机转速传感器，所述控制器被配置为：从所述电机转速传感器获取所述电机的转速，基于所述转速控制所述阀打开或关闭。

所述飞轮向所述隔膜片的驱动路径上设置有减速器。

所述减速器设于所述飞轮的传动下游侧。

所述电机至所述隔膜片的驱动路径上还设置有：

活动布置于所述动力腔室中的活塞，

填充于所述动力腔室内的动力流体，以及

传动连接所述减速器和所述活塞的曲柄连接机构。

所述电机至所述隔膜片的驱动路径上还设置有：

所述动力腔室的至少一部分形成其内的皮囊，

填充于所述动力腔室内的动力流体，

传动连接所述减速器和所述皮囊的曲柄连杆机构。

所述动力流体存储腔布置于所述动力腔室上方。

本申请至少具有如下有益效果：

本申请的隔膜泵或隔膜压缩机配置了连接于电机向隔膜片驱动路径上的飞轮以及与动力腔室液相连通的动力流体存储腔，并在二者的连通路径上设置阀。在电机运行的过程中，可按照设定的频率交替地打开和关闭前述阀，进而以该频率交替地断开和接合飞轮向隔膜片的驱动路径，从而使得飞轮和隔膜片在前述频率的每一个周期时间中间歇式地做功，电机周期性地向飞轮蓄能。一般在前述频率的每一个周期时间内，持续运行的电机提供的能量与仅在部分时段做功的隔膜片的做功耗能保持平衡，那么该隔膜泵或隔膜压缩机便能够持续稳定运行、并能够长时间间歇式地提供大的短时功率和/或大的短时动力有助于隔膜泵或隔膜压缩机完成原本难以完成或不能完成的部分任务，比如使工作流体能够顺利输送至所需位置或者将工作流体压缩成所需的状态。

附图说明

图1是本申请实施例一中隔膜泵的外形示意图。

图2是本申请实施例一中隔膜泵的纵向剖视图。

图3是本申请实施例一中传动系统的局部结构示意图。

图4是本申请实施例一中隔膜泵的局部剖视图。

图5是本申请实施例一中传动系统的局部结构示意图。

图6是本申请实施例一中传动系统的传动原理图。

图7是本申请实施例一中第一连杆下端移速与夹角β的关系图。

图8是活塞移速与夹角β的关系图。

图9是图6的一种变形图。

图10是图1中阀的控制系统的结构框图。

图11是本申请实施例二中隔膜泵的纵向剖视图。

图12是图11中离合器的控制系统的结构框图。

图13本申请实施例三中隔膜泵的纵向剖视图。

图14是图13的X3部放大图。

图15是本申请实施例三中隔膜泵的横向剖视图。

为了便于读者更加清晰地观察隔膜泵或隔膜压缩机的结构，部分附图特意隐去了工作流体和动力流体，部分附图隐去了导移座。

具体实施方式

在本申请说明书和权利要求书的描述中，若存在术语“第一”、“第二”等，仅用于区分所描述的对象，不具有任何顺序或技术含义。由此，限定有“第一”、“第二”等的对象可以明示或者隐含地包括一个或者多个该对象。并且，“一个”或者“一”等类似词语，不表示数量限制，而是表示存在至少一个，“多个”表示不少于两个。本申请所说的“多个”，表示不少于两个。

在本申请说明书和权利要求书的描述中，若存在术语“连接”、“安装”、“固定”等，如无特别说明，均应做广义理解。例如，“连接”可以是分体连接，也可以是一体地连接；可以是直接相连，也可以是通过中间媒介间接相连；可以是不可拆卸地连接，也可以是可拆地连接。对于本领域的技术人员而言，可以根据具体情况理解前述术语在本申请中的具体含义。

在本申请说明书和权利要求书的描述中，若存在术语“上”、“下”、“水平”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，仅是为了便于清楚且简化地描述本申请，而不是指示或暗示所指的元件必须具有特定的方向、以特定的方位构造和操作，这些方向性术语是相对的概念，用于相对于的描述和澄清，可以根据附图中部件所放置的方位的变化而相应地发生变化。例如，若图中装置被翻转，被描述为在其他元件“下方”的元件将被定位在其他元件的“上方”。

在本申请说明书和权利要求书的描述中，若存在术语“基于”、“根据”，用于描述影响确定的一个或多个因素。该术语不排除影响确定的附加因素。即，确定可仅基于这些因素或至少部分地基于这些因素。例如短语“基于A来确定B”，这种情况下，A为影响B的确定的因素，此短语不排除B的确定可能还基于C。

在本申请说明书和权利要求书的描述中，若存在术语“被配置为”，取决于上下文，通常可以与“具有…能力”、“被设计为”、“用于”或“能够”互换。

现在，参照附图描述本申请的实施例。

实施例一：

图1和图2示出了一种隔膜泵，与现有的一些隔膜泵相同的是，本实施例的隔膜泵也包括工作流体a的进入口6和排出口7，流体连接于进入口6和排出口7之间的工作腔室1，动力腔室2，密封设置于工作腔室和动力腔室之间的隔膜片3，活动设置于动力腔室内的活塞4，通过传动系统与活塞连接以驱动活塞往复运动的电机5。进入口6与工作腔室1之间设置吸入阀8，排出口7与工作腔室1之间设置排出阀9。可以理解，本实施例隔膜泵的结构同样适用于隔膜压缩机。

前文所说的“密封设置于工作腔室和动力腔室之间的隔膜片3”，是指隔膜片3不仅设于工作腔室1和动力腔室2之间，而且将工作腔室1和动力腔室2密封隔开，使得工作腔室1中的工作流体a不会进入动力腔室2，动力腔室2中的动力流体b也不会进入工作腔室1。

吸入阀8和排出阀9均为单向阀。参照图2所示，使用时，动力腔室2中填充动力流体b。当电机5驱动活塞4在图2中向左移动时，动力腔室2的内部压力＜工作腔室1的内部压力，隔膜片3向左变形。工作腔室1容积增大，内部压力减小。此时，吸入阀8因左侧压力小于右侧压力而打开，排出阀9因左侧压力小于右侧压力而关闭。进入口6处流动态的工作流体a通过打开的吸入阀8进入工作腔室1。当电机5驱动活塞4在图2中向右推动动力流体b移动时，隔膜片3向右变形，工作腔室1容积减小。此时，吸入阀8因左侧压力大于右侧压力而关闭，排出阀9因左侧压力大于右侧压力而打开。工作腔室1中的工作流体a通过打开的排出阀9排至排出口7，经排出口7排出。运行的电机5带动活塞4在图2中沿左右方向往复运动，进而不断地将提供至进入口6的工作流体吸入工作腔室1，再将吸入工作腔室1中的工作流体a排至排出口7，从排出口7排出。如此往复，连续输送工作流体a。

电机5通过传动系统间接带动活塞4往复运动，运动的活塞4借助填充于动力腔室的动力流体b间接带动隔膜片3运动，从而完成对工作流体a的抽入和推出。电机5运行的目的在于驱动隔膜片3做功，而连接电机和活塞的前述传动系统、活塞4、以及填充于动力腔室的动力流体b都设置在电机5向隔膜片3的驱动路径上，电机5向隔膜片3的驱动路径包括前述传动系统、活塞4以及填充于动力腔室的动力流体b。

具有上述功能的吸入阀8和排出阀9在隔膜泵和隔膜压缩机领域非常常见，而且可直接采购于市场，故在此不作赘述。

上述动力流体b通常为液压油，工作流体a通常为水，隔膜泵多用于对水的输送。

再参照图2所示，该隔膜泵还配置有动力流体存储腔10以及除了上述吸入阀8和排出阀9之外的第三个阀11。其中，动力流体存储腔10与动力腔室2连通，用于接收从动力腔室2排出的动力流体b以及向动力腔室2提供动力流体b。阀11设于动力流体存储腔10与动力腔室2的连通路径上，用于导通和切断动力流体存储腔10与动力腔室2的连通路径。

此外，该隔膜泵在电机5与活塞4的传动路径上也即前述传动系统上，还设置了飞轮24和减速器12。其中，飞轮24连接在电机5和减速器12之间，减速器12连接在飞轮24和活塞4之间。飞轮24连接在电机5和减速器12之间，电机5提供的动力需经过飞轮24才能传递至减速器12。减速器12连接在飞轮24和活塞4之间，飞轮24提供的动力需经过减速器12才能传递至下游的活塞4和隔膜片3。减速器12的作用在于减小传动比以提升扭矩，进而提升活塞4和隔膜片3受到的驱动力。飞轮24的作用在于存蓄能量，为隔膜片3提供足够大的驱动功率和驱动力。

本实施例的隔膜泵设置上述的动力流体存储腔10、阀11和飞轮24，在电机5自身输出功率较小的情况下，能够间歇式地大功率地对外做功。具体分析如下：

参照图2所示。在电机5的启动阶段，电机5和飞轮24的转速较低，飞轮动能较小，电机5和飞轮24无法驱动隔膜片3大功率做功。此时，打开阀11。活塞4右移时，动力腔室2中作为动力流体b的液压油在活塞4的推力作用下经阀11轻松地流入动力流体存储腔10，动力腔室2的液压油并不会明显地推动较高负载的隔膜片3变形做功。活塞4左移时，动力流体存储腔10的液压油又被轻松地抽入动力腔室2。显然，无论是将动力腔室2的液压油推入动力流体存储腔10，还是将动力流体存储腔10的液压油抽入动力腔室2，都不会消耗较多的功率。在该过程中，电机5和飞轮24向活塞4提供的功率较小，电机5主要对飞轮24做功，电机5输出的机械能主要转化为飞轮24的动能，使飞轮24的转速越来越高，动能越来越大。显然，电机5的转速与飞轮24的转速正相关。具体在本实施例中，电机5与飞轮24转速比为1。当电机5的转速提升至一设定值后，例如电机5到达额定转速时，关闭阀11。动力流体存储腔10与动力腔室2的连通路径被切断，动力腔室2的液压油无法进入动力流体存储腔10。向右移动的活塞4只能推动动力腔室2中的液压油向右挤压隔膜片3，使隔膜片3向右变形挤压工作腔室1中的工作流体a做功。即便这时该隔膜泵的工作负载很大，存储着大量动能的飞轮24可对活塞4施加大的向右推力，进而通过动力腔室2中的液压油大力度地推动隔膜片3向右变形，向工作腔室1中的工作流体a施加足够大的压力，完成对工作流体a的大功率做功——比如将水推至数百米高空。

该隔膜泵的动力源头为电机5，电机5依次通过运动的飞轮24和活塞4带动隔膜片3运动而做功。基于此，显然存在这样的动力关系：电机5为飞轮24、活塞4和隔膜片3提供驱动力，飞轮24为活塞4和隔膜片3提供驱动力，活塞4为隔膜片3提供驱动力。

如果在电机5运行的过程中，阀11始终保持在关闭状态。作为动力源头的电机5因功率较小，并不能提供让隔膜片3持续大功率做功的能量。隔膜片3做功所消耗的能量来源于电机5对新增电能的转化以及原本存储于飞轮24中的动能。所以，在电机5持续提供的新增能量无法满足隔膜片3持续做功需求的情况下，飞轮24为隔膜片3的工作提供补充能量。这导致飞轮24动能持续降低，转速越来越小。这不仅导致电机5运转速度不稳定，而且最终使得隔膜片3因没有足够的能量供给而无法工作。由此，本实施例提供了下述的隔膜泵控制方法以解决前述问题，该控制方法包括：

S101,在电机5运行的过程中，控制上述阀11以第一频率交替地打开和关闭。

即，在电机5运行的过程中，按照设定的第一频率将阀11交替地打开第二十三时长-关闭第二十四时长-打开第二十三时长-关闭第二十四时长……。也即，控制飞轮24向隔膜片3的驱动路径(或称驱动力传送路径)以第一频率交替地断开和接合。在该第一频率的每个周期中，阀11具有连续的打开时长和连续的关闭时长，打开时长与关闭时长的值可根据需要设定。可以理解，阀11的打开时长与关闭时长的比值越大，在每个周期中飞轮24的蓄能时间占比越大；阀11的打开时长与关闭时长的比值越小，在每个周期中飞轮24的蓄能时间占比越小。

例如，在电机运行的过程中，以10次/分、且每次打开2秒关闭4秒的频率交替地打开和关闭阀11。其中，10次/分表示每1分钟打开阀10次，关闭阀10次，而且打开和关闭交替地进行。具体的，打开阀2秒(打开并保持打开2秒)-关闭阀4秒(关闭并保持关闭4秒)-打开阀2秒-关闭阀4秒-打开阀2秒-关闭阀4秒……。

在电机5运行的过程中，使阀11按照设定的第一频率交替地打开和关闭，从而使得飞轮24向隔膜片3的驱动路径交替地断开和接合，进而使得飞轮24和隔膜片3在第一频率的每一个周期时间中间歇式地做功，电机5周期性地向飞轮24蓄能。一般在每一个周期时间内，例如上述的2+4＝6秒内，持续运行的电机5提供的能量与仅在部分时段(例如上述的4秒)做功的隔膜片3的做功耗能保持平衡，那么该隔膜泵便能够持续稳定运行。

可以理解，阀11关闭时，飞轮24向隔膜片3的驱动路径接合，阀的关闭时长＝飞轮向隔膜片的驱动路径的接合时长。阀11打开时，飞轮24向隔膜片3的驱动路径断开，阀的打开时长＝飞轮向隔膜片的驱动路径的断开时长。为了方便描述，在此，将飞轮24向隔膜片3的驱动路径的接合时长简称为“驱动路径的接合时长”，将飞轮24向隔膜片3的驱动路径的断开时长简称为“驱动路径的断开时长”。

如果在电机5转速很低(比如刚刚启动)时就采用该S101的控制策略并不合适。因此，可在确定电机5的转速处于设定的第一转速区间时，才采用该S101的控制策略。即，在电机5运行的过程中，如果确定电机5当前的转速处于第一转速区间，则控制飞轮24向隔膜片3的驱动路径以第一频率交替地断开和接合。

上述第一转速区间优选为电机5的额定转速附近的区间。例如，若电机5的额定转速为10000转/分，则第一转速区间可选定为9000-11000转/分的区间。

当然，也可以在电机5处于不同的转速区间时对应地调整阀11的开关频率。比如如果确定电机5的转速处于与第一转速区间不同且没有交集的、并且比第一转速区间小的第二转速区间，使阀11以不同于第一频率的第二频率交替地打开和关闭。即，如果确定电机5的转速处于第二转速区间，则控制飞轮24向隔膜片3的驱动路径以第二频率交替地断开和接合。第二频率与第一频率的不同主要体现在：第二频率的每个周期中飞轮向隔膜片驱动路径的接合时长与断开时长的比值≠第一频率的每个周期中飞轮向隔膜片驱动路径的接合时长与断开时长的比值。

S102,在上述S101控制阀11以第一频率交替地打开和关闭的过程中，如果检测到电机5的转速第一时长内连续减小，则控制阀11以第三频率交替地打开和关闭；其中，第三频率的每个周期中阀11的关闭时长与打开时长的比值＜第一频率的每个周期中阀11的关闭时长与打开时长的比值。前述第一时长通常是第一频率单个周期的数倍至数十倍。

即，在S101控制飞轮24向隔膜片3的驱动路径以第一频率交替地断开和接合的过程中，如果确定电机5的转速在第一时长内连续减小，则控制飞轮24向隔膜片3的驱动路径以第三频率交替地断开和接合。其中，第三频率的每个周期中驱动路径的接合时长与断开时长的比值＜第一频率的每个周期中驱动路径的接合时长与断开时长的比值。

在电机5运行的过程中，其转速可能会因为某些因素而发生变化，如果检测到电机5的转速在设定的较长的第一时长内例如两分钟内连续地减小，说明在该第一时长内，电机5提供的能量小于隔膜片3的做功耗能。所以，需要减小隔膜片3的做功时间占比，或者说增加飞轮24的空载蓄能时间占比。由此，在检测到电机5的转速在第一时长内连续减小时，则控制阀11以第三频率交替地打开和关闭。其中，第三频率的每个周期中驱动路径的接合时长与断开时长的比值＜第一频率的每个周期中驱动路径的接合时长与断开时长的比值。

示例性的，第三频率可以是：打开阀4秒-关闭阀2秒-打开阀4秒-关闭阀2秒-打开阀4秒-关闭阀2秒……，每分钟仍然循环开关10次。当然，也可以将第三频率调整为每分钟循环开关3次、6或20次等等。

本领域技术人员知晓，判断电机5的转速在设定的第一时长内是否连续地减小，可以这样实现：在上述S101控制阀11以第一频率交替地打开和关闭的过程中，周期性地获取电机5的转速，如果在连续N个周期中获取的N个电机转速呈逐渐减小的趋势，且前述N个周期的总时长等于或大于第一时长，则说明电机5的转速在第一时长内连续减小。在一些实施例中，还可以设置减小阈值，只有在电机5的转速于第一时长内连续地减小且减小值超过设定的减小阈值时，才控制阀11以第三频率交替地打开和关闭。显然，这种设置减小阈值的控制方式，被包含在“如果检测到电机5的转速第一时长内连续减小，则控制阀11以第三频率交替地打开和关闭”的范围内。

S103,在上述S102控制阀11以第三频率交替地打开和关闭的过程中，如果检测到电机5的转速在第二时长内连续减小，则控制阀11以第四频率交替地打开和关闭；其中，第四频率的每个周期中阀11的关闭时长与打开时长的比值＜第三频率的每个周期中阀11的关闭时长与打开时长的比值。

即，在S102控制飞轮24向隔膜片3的驱动路径以第三频率交替地断开和接合的过程中，如果确定电机5的转速在第二时长内连续减小，控制飞轮24向隔膜片3的驱动路径以第四频率交替地断开和接合；其中，第四频率的每个周期中驱动路径的接合时长与断开时长的比值＜第三频率的每个周期中驱动路径的接合时长与断开时长的比值。

电机5的转速在第二时长内连续地减小，说明在该第二时长内，电机5提供的能量仍然小于隔膜片3的做功耗能。所以，需要进一步减小隔膜片3的做功时间占比，或者说进一步增加飞轮24的空载蓄能时间占比。由此，在检测到电机5的转速在第二时长内继续地连续减小时，则控制阀11以上述第四频率交替地打开和关闭。

示例性的，在该第四频率上：打开阀5秒-关闭阀1秒-打开阀5秒-关闭阀1秒-打开阀5秒-关闭阀1秒……，每分钟仍然循环10次。又示例性地，打开阀10秒-关闭阀2秒-打开阀10秒-关闭阀2秒-打开阀10秒-关闭阀2秒……。

S104，在上述S102控制阀11以第三频率交替地打开和关闭的过程中，如果检测到电机5的转速在第三时长内连续增大，则控制阀11以第五频率交替地打开和关闭；其中，第一频率的每个周期中阀11的关闭时长与打开时长的比值＞第五频率的每个周期中阀11的关闭时长与打开时长的比值＞第三频率的每个周期中阀11的关闭时长与打开时长的比值。

即，在S102控制飞轮24向隔膜片3的驱动路径以第三频率交替地断开和接合的过程中，如果确定电机5的转速在第三时长内连续增大，则控制飞轮24向隔膜片3的驱动路径以第五频率交替地断开和接合；其中，第一频率的每个周期中驱动路径的接合时长与断开时长的比值＞第五频率的每个周期中驱动路径的接合时长与断开时长的比值＞第三频率的每个周期中驱动路径的接合时长与断开时长的比值。

电机5的转速在第三时长内连续地增大，说明在该第三时长内，电机5提供的能量大于隔膜片3的做功耗能。所以，可适当增加隔膜片3的做功时间占比，或者说适当减小飞轮24的空载蓄能时间占比，以提升电机5的做功效率。由此，在检测到电机5的转速在第三时长内连续增大时，则控制阀11以上述第五频率交替地打开和关闭。

示例性的，在该第五频率上：打开阀3.5秒-关闭阀2.5秒-打开阀3.5秒-关闭阀2.5秒-打开阀3.5秒-关闭阀2.5秒……。

S105，在上述S101控制阀11以第一频率交替地打开和关闭的过程中，如果检测到电机5的转速在第四时长内连续增大，则控制阀11以第六频率交替地打开和关闭；其中，第六频率的每个周期中阀11的关闭时长与打开时长的比值＞第一频率的每个周期中阀11的关闭时长与打开时长的比值。

即，在S101控制飞轮24向隔膜片3的驱动路径以第一频率交替地断开和接合的过程中，如果确定电机5的转速在第四时长内连续增大，控制飞轮24向隔膜片3的驱动路径以第六频率交替地断开和接合；其中，第六频率的每个周期中驱动路径的接合时长与断开时长的比值＞第一频率的每个周期中驱动路径的接合时长与断开时长的比值。

电机5的转速在第四时长内连续地减小，说明在该第四时长内，电机5提供的能量大于隔膜片3的做功耗能。所以，可以增加隔膜片3的做功时间占比，或者说缩短飞轮24的空载蓄能时间占比，以提升电机5的做功效率。由此，在检测到电机5的转速在第四时长内连续减小时，则控制阀11以第六频率交替地打开和关闭。

示例性的，第六频率可以是：打开阀4秒-关闭阀11秒-打开阀4秒-关闭阀11秒-打开阀4秒-关闭阀11秒……，每分钟循环开关4次。

S106，在上述S105控制阀11以第六频率交替地打开和关闭的过程中，如果检测到电机5的转速在第五时长内连续增大，则控制阀11以第七频率交替地打开和关闭。其中，第七频率的每个周期中阀11的关闭时长与打开时长的比值＞第六频率的每个周期中阀11的关闭时长与打开时长的比值。

即，在S105控制飞轮24向隔膜片3的驱动路径以第六频率交替地断开和接合的过程中，如果确定电机5的转速在第五时长内连续增大，控制飞轮24向隔膜片3的驱动路径以第七频率交替地断开和接合；其中，第七频率的每个周期中驱动路径的接合时长与断开时长的比值＞第六频率的每个周期中驱动路径的接合时长与断开时长的比值。

电机5的转速在第五时长内连续地增大，说明在该第五时长内，电机5提供的能量仍然大于隔膜片3的做功耗能。所以，可进一步增加隔膜片3的做功时间占比，或者说进一步减小飞轮24的空载蓄能时间占比，从而进一步提升电机5的做功效率。由此，在检测到电机5的转速在第五时长内继续地连续减小时，则控制阀11以上述第七频率交替地打开和关闭。

示例性的，在该第七频率上：打开阀4秒-关闭阀12秒-打开阀4秒-关闭阀12秒-打开阀4秒-关闭阀12秒……。

S107，在上述S105控制阀11以第六频率交替地打开和关闭的过程中，如果检测到电机5的转速在第六时长内连续减小，则控制阀11以第八频率交替地打开和关闭；其中，第六频率的每个周期中阀11的关闭时长与打开时长的比值＞第八频率的每个周期中阀11的关闭时长与打开时长的比值＞第一频率的每个周期中阀11的关闭时长与打开时长的比值。

即，在S105控制飞轮24向隔膜片3的驱动路径以第六频率交替地断开和接合的过程中，如果确定电机5的转速在第六时长内连续增大，控制飞轮24向隔膜片3的驱动路径以第八频率交替地断开和接合；其中，第六频率的每个周期中驱动路径的接合时长与断开时长的比值＞第八频率的每个周期中驱动路径的接合时长与断开时长的比值＞第一频率的每个周期中驱动路径的接合时长与断开时长的比值。

电机5的转速在第六时长内连续地减小，说明在该第六时长内，电机5提供的能量小于隔膜片3的做功耗能。所以，可适当减小隔膜片3的做功时间比，或者说适当增加飞轮24的空载蓄能时间比。由此，在检测到电机5的转速在第六时长内连续增大时，则控制阀11以上述第八频率交替地打开和关闭。

示例性的，在该第八频率上：打开阀4秒-关闭阀10秒-打开阀4秒-关闭阀10秒-打开阀4秒-关闭阀10秒……。

S108，如果检测到电机5的转速小于第一转速阈值，则控制阀11持续打开；其中第一转速阈值小于上述第一转速区间的下限。

即，如果确定电机5的转速小于一个比较小的第一转速阈值，控制飞轮24向隔膜片3的驱动路径持续断开。

第一转速阈值是一个比较小的值，其小于上述第一转速区间的下限。当电机5的转速小于该较小的第一转速阈值时，说明电机5和飞轮24的能量已经严重不足，所以这时可将阀11持续打开，使飞轮24向隔膜片3的驱动路径保持在断开状态，以避免电机5严重过载。

S109，在上述S108控制阀11持续打开的过程中，如果检测到电机5的转速大于第二转速阈值，则控制阀11持续关闭；其中，第二转速阈值不小于上述第一转速阈值。

即，在控制飞轮24向隔膜片3的驱动路径持续断开的过程中，如果确定电机5的转速大于第二转速阈值，控制飞轮24向隔膜片3的驱动路径持续接合；其中，第二转速阈值不小于第一转速阈值。

可以理解，在执行上述S108之后，飞轮24始终保持在空载蓄能状态，电机5提供的能量全部转换为飞轮24的动能。当电机5和飞轮24的转速足够高，动能足够大时，若仍然将阀11持续保持在打开状态，该隔膜泵空载运行，存在能量的浪费。由此，可在检测到电机5的转速大于第二转速阈值时，将阀11由持续打开状态切换至持续关闭状态，以使飞轮24向隔膜片3的驱动路径持续地接合，使飞轮24持续地驱动隔膜片3做功。

可以理解，在本申请中，“持续打开”和“持续关闭”中的“持续”与“交替地打开和关闭”中的“交替”为相对概念。持续打开表示将阀保持在打开状态，持续关闭表示将阀保持在关闭状态；而交替地打开和关闭阀，则表示按照设定频率周期性地打开阀预设时长和关闭阀预设时长。

可以理解，S109的执行并非必须以S108为前提。在另一些实施例中，无论此时阀11处于何种工作状态，只要检测到电机5的转速大于第二转速阈值，即可控制阀11持续关闭。

第二转速阈值不应小于第一转速阈值，而且第二转速阈值优选为不处于上述第一转速区间的值。更优选地，第二转速阈值为大于第一转速区间的上限的值。

显然，在上述S109控制阀11持续关闭的过程中，如果检测到电机5的转速回归至前述第一转速区间，则可控制阀11继续以第一频率交替地打开和关闭。

另外，我们也可以舍弃上述S101-S107的策略，单独使用S108和S109的策略来控制该隔膜泵：

即，如果确定电机5的转速小于第一转速阈值，控制飞轮24向隔膜片3的驱动路持续断开。如果确定电机5的转速大于第二转速阈值，控制飞轮24向隔膜片3的驱动路径持续接合；其中，第二转速阈值不小于第一转速阈值。在这种单独使用S108和S109策略的控制方式下，第二转速阈值通常可与第一转速阈值相等。缺点是：电机5的转速会很不稳定。

如图10所示，为了更好地实现上述S101-S109的控制策略，本实施例的阀11采用了可电控打开和关闭的电控阀，并且还配置了用于检测电机5转速的电机转速传感器34，电机转速传感器34和阀11均与控制器35通信连接。控制器35用于从电机转速传感器34获取电机5的转速，并基于该转速控制阀11的打开和关闭，以实现上述控制方法。有必要指出的是，控制阀11的打开和关闭也可以不基于电机5的转速。在本申请的另一些实施例中，移除了电机转速传感器34，仅利用与阀11通信连接的控制器35控制该阀11“以第一频率交替地打开和关闭”。

具体的，上述控制器35包括存储器、与存储器相连的处理器、储存于前述存储器中并可由前述处理器执行的计算机指令,当该计算机指令被处理器执行时实现上述各种控制方法。

比如：

在电机5运行的过程中，控制器35从电机转速传感器34获取电机5的转速；

如果确定电机5的转速处于第一转速区间，控制器35向电控的阀11发送控制指令，从而控制阀11以第一频率交替地打开和关闭。

又比如：

在电机5运行的过程中，控制器35从电机转速传感器34获取电机5的转速；

如果确定电机5的转速小于第一转速阈值，控制器35向电控的阀11发送命令信号以控制阀11持续地打开；

如果确定电机5的转速大于第二转速阈值，控制器35向电控的阀11发送不同的命令信号以控制阀11持续地关闭；其中，第二转速阈值不小于上述第一转速阈值。

再比如：

在电机5运行的过程中，控制器35通过接收用户指令(例如按下与控制器连接的操作钮)而使阀11以第一频率交替地打开和关闭。

在上述控制方法的描述中，“打开”阀11，通常包括两种情形：1)若阀11原本处于关闭状态，则控制器35向阀11发送命令信号，以控制该阀11切换为打开状态。2)若阀11原本已经处于打开状态，比如阀11为常开阀，则控制器35可对阀11不作为，也可向阀11发送让阀11做打开动作的命令信号。

相似地，对“关闭”阀11，通常也包括两种情形：1)若阀11原本处于打开状态，则控制器35向阀11发送命令信号，以控制该阀11切换为关闭状态。2)若阀11原本已经处于关闭状态，比如阀11为常闭阀，则控制器35可对阀11不作为，也可向阀11发送让阀11做关闭动作的命令信号。

由此，如果阀11为常闭阀,“控制阀11以第一频率交替地打开和关闭”，就可以这样实现：控制器35以第一频率交替地向阀11发送和停止发送使阀打开的命令信号。控制器35发送使阀11打开的命令信号时，阀11打开；控制器35停止发送使阀11打开的命令信号时，阀11自动关闭。控制器35停止发送使阀11打开的命令信号，让常闭的阀11自动关闭，也属于本申请所说的“控制阀关闭”的范畴。特别之处仅在于，其通过停止发送相关信号的方式或者称作不作为的方式来“控制”阀11关闭。

阀11一般为电磁阀，为了简化控制，阀11优选为常闭阀或常开阀。

本领域的技术人员可以理解：对电机5转速信息的获取是能够顺利实施上述S101-S109控制方法的条件之一，示例性地，可以在电机5运行的过程中实时获取电机5的转速，一旦确定电机转速满足相应的条件，则控制阀11做出相对应的响应动作——比如在确定电机转速处于预设的第一转速区间时控制阀11以第一频率交替地打开和关闭，又比如在确定电机转速大于预设的第二转速阈值时控制阀11持续打开。

上已述及，之所以让电机5在高速运转时才对外做功，其中一个原因是这时候飞轮24也处于高速运动状态，具有较大的动能，利用高速运转的存储有大量动能的飞轮24可向外大功率做功。因此，我们可以通过适当加大飞轮24的质量，优选5kg以上，以提升飞轮24在高速状态下动能，飞轮24的质量进而提升该隔膜泵的短时功率。

飞轮24一般采用金属或碳纤维材质。

有些电机5在刚启动时或低速运行时的输出功率较小，只有在电机5转速达到一定值后，才具有可观的输出功率，这也是我们采用上述设计的原因之一。

不难理解，即便电机5在高速运行时，其功率没有明显提升。只要此时飞轮24的动能足够大，仅依靠飞轮24的惯性便能够向外大功率做功。飞轮24的动能主要来源于其速度，飞轮24的速度上限又取决于电机5，故而我们可将上述电机5选为额定转速不小于10000r/min的高速电机。当然，传送系统和活塞4的速度也不能过快，否则容易造成机械损伤。所以当电机5的额度转速较大时，优选在传动系统中配置减速器12，一方面可减小机械损伤，另一方面可提升隔膜片3受到的驱动力。

需要说明的是，电机转速传感器34可以直接检测电机5的转速，也可以通过检测与电机5传动连接的其他元件的速度而间接地获知电机5的转速，比如通过直接检测飞轮24或减速器12或下述曲轴13的转速而间接地获知电机5的转速。甚至，还可以通过检测与电机转速关联的其他物理量间接判断电机5的转速，只要这种传感器检测的相关物理量与电机5的转速存在高度关联性，都可视为电机转速传感器。电机转速传感器34对电机5转速的检测可以是直接的，也可以是间接的，本申请对此不作限制。

本实施例将动力流体存储腔10布置在动力腔室2的上方，以在阀11处于打开状态时，动力流体存储腔10中的动力流体b(液压油)在自身重力作用下自动流入体积变大(活塞回退时)的动力腔室2内，使得动力流体b在动力流体存储腔10和动力腔室2之间的传输更加通畅。

动力流体存储腔10具体形成于一个方形的油箱内。

用于连接活塞4和电机5的上述传动系统采用了曲轴连杆结构，具体如下：

参照图2-图4所示，该传动系统包括沿着传动方向依次布置的上述飞轮24、上述减速器12、曲轴13、第一连杆14、第二连杆15和推拉杆16。其中，减速器12的输入轴通过联轴器25与电机5的输出轴连接，减速器12的输出轴通过联轴器25与曲轴13的一端连接。曲轴13的另一端枢转支撑在该隔膜泵的壳体33上。第一连杆14的一端与曲轴13的曲部枢转连接，另一端通过枢轴22与第二连杆15的一端枢转连接。第二连杆15的另一端通过第二个枢轴22与推拉杆16枢转连接。推拉杆16的另一端与上述活塞4固定连接，当然也可将推拉杆16的前述另一端与活塞4枢转连接。

上述曲轴13、第一连杆14、第二连杆15和推拉杆16收容在形成于壳体33内的传动腔17中。推拉杆16是左右延伸(也即沿着活塞4运动方向直线延伸)的直线杆。

再参照图2所示，为了确保在运行过程中，枢转连接第二连杆15和推拉杆16的那个枢轴22只能在图2中垂直于纸面沿前后方向水平移动，进而更好地将曲轴13的旋转运动转化为推拉杆16的左右移动，本实施例在上述传动腔17中固定设置导移座23，导移座23上制有在图2中垂直于纸面前后延伸(垂直于活塞的运动方向)的导移槽23a，并将枢转连接第二连杆15和推拉杆16的那个枢轴22滑动布置在该导移槽23a中。

本实施例中，上述导移座23与该隔膜泵的壳体33连为一体，即导移座23一体形成于壳体33内，如图2和图4。当然，该导移座23也可以是与壳体33分体连接的独立部件，如图5。

工作时，电机5通过减速器12带动曲轴13绕着枢转轴线O枢转转动。曲轴13带动第一连杆14的一端绕着曲轴的枢转轴线O转动(公转)。第一连杆14的另一端带动第二连杆15的一端沿着导移槽23a往复移动。第二连杆15另一端带动推拉杆16在图2中沿左右方向往复移动。

显然，上述结构设计同样适用于隔膜压缩机，以用于压缩工作流体。

许多应用场景下，在隔膜泵或隔膜压缩机的活塞4在向隔膜片3方向移动的过程中，工作腔室1的容积越来越小，当工作腔室中的工作流体a在此过程中未被排出或者来不及排出时，工作腔室的内部压力越来越大(尤其是对工作腔室中的气态流体做压缩处理时)。所以，活塞4受到的动力流体b施加的远离隔膜片3方向的反作用力越来越大，这就要求推拉杆16必须有能力向活塞4提供越来越大的推动力，以保证隔膜泵或隔膜压缩机正常运行，这对电机5的输出功率提出了更高的要求。巧妙的是，即便在此过程中本实施例中电机5的输出功率尤其是输出扭矩没有改变，在活塞4右移的过程中，推拉杆16对活塞4施加的驱动力却能够越来越大，与前述应用场景完美适配，具体分析如下：

如图6并参考图4和图5所示，设第二连杆15与推拉杆16的锐角夹角为α，曲轴13的曲部与水平面的夹角为β，图5中β＝0。当曲轴13在该图6的绕其枢转轴线O沿顺时针转动时，曲轴13的曲部会通过第一连杆14带动第二连杆15的左端部向下移动，进而推动推拉杆16向右移动，在此过程中，夹角β逐渐增大，夹角α逐渐减小。在减速器12的减速比固定时，电机5至曲轴13的传动比为一定值，所以电机5每转动一个角度，β就同比例地变化相应的角度值，在任一个相等的短时长，△β(即β的变化值)相同。通过简单的几何分析可以估推：在曲轴13的曲部由图5所示的状态转动至向下的竖直状态的过程中。一方面，夹角β由零匀速地增加至90°(Π/2)，对应地，在第一阶段，第一连杆14下端(或第二连杆15的左端)下移速度首先逐渐增大，直至第一连杆14与曲轴的曲部(即图6中附图标记13指示的部分)大致垂直时，第一连杆14下端的下移速度达到最大；之后，在第二阶段，第一连杆14下端下移速度越来越小，当图6中第一连杆14与曲轴曲部处于一条直线上时，第一连杆14下端的瞬时下移速度降为零，此时活塞4运动至右侧极限位置；之后，在第三阶段，第一连杆14下端上移，带动活塞4向左回退。可见，在活塞4右移至极限位置之前的后半时段，也即前述第二阶段，第一连杆14下端的下移速度是越来越小的。另一方面，在前述第一和第二阶段，夹角α始终是逐渐减小的，对应地，即便第一连杆14的下端和第二连杆15的左端匀速下移，在α角度越来越小时，推拉杆16的右移速度也必然逐渐减缓，更何况在第二阶段，第二连杆15左端的下移速度逐渐放缓，故而在第二阶段，活塞4的右移速度会降低，而该第二阶段恰巧就是活塞4做右移动作的后半时段。

为了让读者更加直观地理解上述推断，再参照图6所示，在该图6中，点O、A、B、C、D、E分别表示曲轴13的枢转轴线、第一连杆14与曲轴曲部的转接点、第一连杆14与第二连杆15的转接点、第二连杆15与推拉杆16的转接点、导移槽23a上的在活塞运动方向上与第二连杆和推拉杆转接点平齐的位置点、导移槽23a上的在活塞运动方向上与曲轴枢转轴线平齐的位置点。OA为已知的曲轴13上曲部的径向尺寸，也即第一连杆14与曲轴13转接点到曲轴枢转轴线O的距离。AB为已知的第一连杆14的长度。BC为已知的第二连杆15的长度。DE长度已知,EO长度已知。

设曲轴3的曲部与水平面的夹角为β。

通过几何运算可知CD的长度为：

对方程(1)求导，可知在β处于0至Π/2范围时，CD长度的变化率为：

设AO＝2,E0＝2,AB＝8,BC＝8,DE＝10，根据上述方程式(2)可以得出，CD长度的变化率也即活塞4的速度，与夹角β的关系图如图8，从该图8不难看出：随着β在0至Π/2范围内逐渐增大时，CD变长的速度越来越慢，即电机5至活塞4的传动比越来越小(减速比越来越大)，活塞4右移速度越来越慢，在电机5输出功率一定的情况下，活塞4受到的驱动力越来越大，印证了上述推断。更巧妙的是，从图8中可以看出，活塞4到达右侧极限位置前的较长一段时间内，均保持非常低的运行速度。这与隔膜泵或隔膜压缩机，尤其是隔膜压缩机，在实际应用中的许多工况完美适配。比如将这种结构的隔膜压缩机应用在空调系统以将气态制冷剂压缩成高压态甚至液态后从排出阀9排出。显然，在制冷剂排出的过程中，隔膜片3只需提供相对稳定的推力便能将工作腔室1中的制冷剂推出，推拉杆16对活塞4施加的驱动力无需大幅度增加，这种工况与图8的曲线完美匹配——末段的减速比并没有急剧减小，而是相对缓和的减小，活塞基本保持在一个比较合理的、相对缓和的速度。如此，在不降低活塞驱动力的同时，使得工作腔室中被压缩的制冷剂能够较快地排出，有助于提升工作效率。

此外，我们还通过几何计算得出第一连杆14下端(即B点)的速度与夹角β的关系图如图7，不难看出，第一连杆14下端的运行速度先增大，再减小，后反向上移，同样印证了上述估推。

为了更好地利用上述特性，在图6中，当曲轴360°旋转时，优选保证第二连杆15的左端部(B点)始终在第二连杆与推拉杆转接部(C点)的上方或平齐位置来回移动，即B点始终在直线CD的同一侧(包括B点与直线CD重叠)移动。直线CD是一条平行于活塞4运动方向且过C点的直线。换言之，B点始终在那条过C点且平行于活塞4运动方向的直线的同一侧(图9的上侧)移动。

显然，若曲轴13曲部的径向尺寸(图6中A0长度,也即第一连杆与曲轴转接部和枢转轴线的距离)与第一连杆14长度尺寸之和，不大于ED的长度，必然能够实现上述功能。

可见，该传动系统越是在活塞4进行做功动作(图2中向右移动)的后段，减速比越大，越在做功动作的后段，活塞4受到的向右驱动力越大，而且在活塞到达做功极限位置前的较长的时长内，活塞4受到的驱动力均能保持在(相对稳定的)较大值，这与隔膜泵和隔膜压缩机在实际应用中的许多工况完美适配。

进一步地，本实施例将导移槽23a与枢转轴线O布置在同一平面内且二者相互垂直，即图6中E点与O点的距离为零。如此，当第一连杆14与曲轴13转接点在图9中转动至最低点时，第一连杆14与曲轴13的曲部刚好在一条直线上。进一步地，还可将图9中曲轴曲部的径向尺寸与第一连杆14的长度之和，设置为等于枢转轴线与第二连杆和推拉杆转接点的竖向间距。这样，当曲轴13的曲部朝第二连杆15的方向转动至且与第一连杆14处于同一条直线上时(图9中的竖向直线)，第一连杆14与第二连杆15刚好垂直，而且第二连杆15刚好平行于活塞4的运动方向。这有助于提升传动系统的结构紧凑度。

为了提升隔膜片3向左和向右变形的适应能力，进而提升隔膜片3的使用寿命，本实施例的隔膜片3上一体设置有在该隔膜片的厚度方向上向右凸出的环形的变形褶皱3a。

电机5运行的主要目的在于为隔膜片3提供驱动力，以驱动隔膜片3运动，进而挤压和抽取工作流体。活塞4以及连接电机和活塞的包括飞轮24在内的传动系统都设置在电机5向隔膜片3传送驱动力的驱动路径上，活塞4以及连接电机和活塞的传动系统均为电机5向隔膜片3的驱动路径的组成部分。其中，曲轴13位于减速器12的传动下游侧，第一连杆14位于曲轴13的传动下游侧，第二连杆15位于第一连杆14的传动下游侧，活塞4位于传动系统的传动下游侧。

填充在动力腔室2中的动力流体b也设置在电机5向隔膜片3传送驱动力的驱动路径上，具有向隔膜片3传递驱动力的作用，故填充在动力腔室2中的动力流体b也是电机5(或飞轮24,或活塞4)向隔膜片3的驱动路径的组成部分。

进一步地，变形褶皱3a为圆环形结构，以适应隔膜片3向左和向右的变形特点。隔膜片3由收容于工作腔室1和动力腔室2内部的第一部分以及位于工作腔室1和动力腔室2外部的第二部分构成，变形褶皱3a具体形成于前述第一部分上。

变形褶皱3a靠近隔膜片第一部分的外缘边布置，以使得变形褶皱3a的围合面积尽可能大，如此设置的目的在于提升隔膜片3向左和向右的变形量，进而提升对工作流体的挤压量。

变形褶皱3a的围合面积优选不小于隔膜片第一部分的面积的80％。

实施例二：

图11示出了第二种隔膜泵，该隔膜泵的结构与实施例一相似，不同在于：

本实施例并没有配置与动力腔室连通的动力流体存储腔以及连通路径上的阀，而是在飞轮24至活塞4的传动系统上设置了一个离合器37——离合器37串接于飞轮24和活塞4之间。显然，该离合器37设置在电机5向隔膜片3的驱动路径上，离合器37也属于电机5向隔膜片3的驱动路径的组成部分。

离合器37可操作地分离和接合。离合器37处于分离状态时，飞轮24至隔膜片3的驱动路径断开；离合器37处于接合状态时，飞轮24至隔膜片3的驱动路径接合。可见，该离合器37具有与实施例一中动力流体存储腔10和阀11相同的功能。

如图12所示，为了让离合器37能够根据电机5的转速高低自动地接合或分离，该离合器37采用了可电控接合、电控分离的电控离合器，并且配置了检测电机5转速的电机转速传感器34以及与电机转速传感器34和离合器37通信连接的控制器35。控制器35用于从电机转速传感器34获取电机5的转速，并基于该转速控制离合器37的接合和分离，以实现下述的与实施例一基本相同的控制方法：

本实施例提供了该隔膜泵如下的控制方法：

S201,在电机5运行的过程中，控制离合器37以第一频率交替地分离和接合。

即，在电机5运行的过程中，控制飞轮24向隔膜片3的驱动路径以第一频率交替地断开和接合。

优选地，在电机5运行的过程中，如果确定电机5的转速处于设定的第一转速区间，控制飞轮24向隔膜片3的驱动路径以第一频率交替地断开和接合。

在另一些实施例中，可以不配置电机转速传感器34，仅通过向控制器35施加的用户指令，使控制器35控制离合器37以第一频率交替地分离和接合。

S202,在上述S201控制离合器37以第一频率交替地分离和接合的过程中，如果检测到电机5的转速在第一时长内连续减小，则控制离合器37以第三频率交替地分离和接合；其中，第三频率的每个周期中离合器37的接合时长与分离时长的比值＜第一频率的每个周期中离合器37的接合时长与分离时长的比值。

即，在控制飞轮24向隔膜片3的驱动路径以第一频率交替地断开和接合的过程中，如果确定电机5的转速在第一时长内连续减小，则控制飞轮24向隔膜片3的驱动路径以第三频率交替地断开和接合。其中，第三频率的每个周期中(飞轮24向隔膜片3的驱动路径)的接合时长与断开时长的比值＜第一频率的每个周期中驱动路径的接合时长与断开时长的比值。

S203,在上述S202控制离合器37以第三频率交替地分离和接合的过程中，如果检测到电机5的转速在第二时长内连续减小，则控制离合器37以第四频率交替地分离和接合。其中，第四频率的每个周期中离合器37的接合时长与分离时长的比值＜第三频率的每个周期中离合器37的接合时长与分离时长的比值。

即，在控制飞轮24向隔膜片3的驱动路径以第三频率交替地断开和接合的过程中，如果确定电机5的转速在第二时长内连续减小，控制飞轮24向隔膜片3的驱动路径以第四频率交替地断开和接合。其中，第四频率的每个周期中驱动路径的接合时长与断开时长的比值＜第三频率的每个周期中驱动路径的接合时长与断开时长的比值。

S204，在上述S202控制离合器37以第三频率交替地分离和接合的过程中，如果检测到电机5的转速在第三时长内连续增大，则控制离合器37以第五频率交替地分离和接合；其中，第一频率的每个周期中离合器37的接合时长与分离时长的比值＞第五频率的每个周期中离合器37的接合时长与分离时长的比值＞第三频率的每个周期中离合器37的接合时长与分离时长的比值。

即，在控制飞轮24向隔膜片3的驱动路径以第三频率交替地断开和接合的过程中，如果确定电机5的转速在第三时长内连续增大，控制飞轮24向隔膜片3的驱动路径以第五频率交替地断开和接合；其中，第一频率的每个周期中驱动路径的接合时长与断开时长的比值＞第五频率的每个周期中驱动路径的接合时长与断开时长的比值＞第三频率的每个周期中驱动路径的接合时长与断开时长的比值。

S205，在上述S201控制离合器37以第一频率交替地分离和接合的过程中，如果检测到电机5的转速在第四时长内连续增大，则控制离合器37以第六频率交替地分离和接合；其中，第六频率的每个周期中离合器37的接合时长与分离时长的比值＞第一频率的每个周期中离合器37的接合时长与分离时长的比值。

即，在控制飞轮24向隔膜片3的驱动路径以第一频率交替地断开和接合的过程中，如果确定电机5的转速在第四时长内连续增大，控制飞轮24向隔膜片3的驱动路径以第六频率交替地断开和接合；其中，第六频率的每个周期中驱动路径的接合时长与断开时长的比值＞第一频率的每个周期中驱动路径的接合时长与断开时长的比值。

S206，在上述S205控制离合器37以第六频率交替地分离和接合的过程中，如果检测到电机5的转速在第五时长内连续增大，则控制离合器37以第七频率交替地分离和接合。其中，第七频率的每个周期中离合器37的接合时长与分离时长的比值＞第六频率的每个周期中离合器37的接合时长与分离时长的比值。

即，在控制飞轮24向隔膜片3的驱动路径以第六频率交替地断开和接合的过程中，如果确定电机5的转速在第五时长内连续增大，控制飞轮24向隔膜片3的驱动路径以第七频率交替地断开和接合；其中，第七频率的每个周期中驱动路径的接合时长与断开时长的比值＞第六频率的每个周期中驱动路径的接合时长与断开时长的比值。

S207，在上述S205控制离合器37以第六频率交替地分离和接合的过程中，如果检测到电机5的转速在第六时长内连续减小，则控制离合器37以第八频率交替地打开和关闭。其中，第六频率的每个周期中离合器37的接合时长与分离时长的比值＞第八频率的每个周期中阀的关闭时长与打开时长的比值＞第一频率的每个周期中离合器37的接合时长与分离时长的比值。

即，在控制飞轮24向隔膜片3的驱动路径以第六频率交替地断开和接合的过程中，如果确定电机5的转速在第六时长内连续增大，控制飞轮24向隔膜片3的驱动路径以第八频率交替地断开和接合；其中，第六频率的每个周期中驱动路径的接合时长与断开时长的比值＞第八频率的每个周期中驱动路径的接合时长与断开时长的比值＞第一频率的每个周期中驱动路径的接合时长与断开时长的比值

S208，如果检测到电机5的转速小于第一转速阈值，则控制离合器37持续分离；其中第一转速阈值小于S201中第一转速区间的下限。

即，如果确定电机5的转速小于一个比较小的第一转速阈值，控制飞轮24向隔膜片3的驱动路径持续断开；其中第一转速阈值小于第一转速区间的下限。以避免电机5严重过载。

S209，如果检测到电机5的转速大于第二转速阈值，则控制离合器37持续接合；其中，第二转速阈值不小于S208中的第一转速阈值。

即，在控制飞轮24向隔膜片3的驱动路径持续断开的过程中，如果确定电机5的转速大于第二转速阈值，则控制飞轮24向隔膜片3的驱动路径持续接合；其中，第二转速阈值不小于第一转速阈值。

优选地，第二转速阈值大于S201中第一转速区间的上限。

在另一些实施例中，也可以舍弃上述S201-S207的策略，仅使用S208和S209的策略来控制该隔膜泵：

即，如果确定电机5的转速小于第一转速阈值，则控制飞轮24向隔膜片3的驱动路径持续断开。如果确定电机5的转速大于第二转速阈值，则控制飞轮24向隔膜片3的驱动路径持续接合；其中，第二转速阈值不小于第一转速阈值。在这样的控制方式下，第二转速阈值通常可与第一转速阈值相等。缺点是：电机5的转速会很不稳定。

配置在本实施例隔膜泵中的上述控制器35也包括存储器、与该存储器相连的处理器、储存于存储器中并可由处理器执行的计算机指令，当该计算机指令被处理器执行时实现上述控制方法。

为保障离合器37具有较长的使用寿命，离合器37可选用柔性离合器。而且，优选地将该柔性离合器串接于飞轮24和减速器12之间、而非减速器12的下游侧，以减小柔性离合器的受力。

实施例三：

图13示出了第三种隔膜泵，该隔膜泵的结构与实施例一相似，主要不同在于：

本实施例并没有配置活塞，而是配置了一个可轴向伸缩变形的为回转体结构的皮囊26。利用该皮囊26的伸缩变形推动动力腔室2中的动力流体驱动隔膜片3变形，进而挤压工作腔室1中的工作流体做功。皮囊26的轴线在图15中沿左右方向直线延伸。

如图14并参考图13所示，动力腔室2的一部分形成于皮囊26内部，其余部分则位于皮囊26外部。工作时，皮囊26内部和外部的动力腔室2均被动力流体填充。电机5通过传动系统与皮囊26的左端部连接，以驱动皮囊沿轴向(图14中的左右方向)伸缩变形。皮囊26的右端部与隔膜泵的壳体33固定。

参考图15和图14所示，本实施例中传动系统与实施例一中传动系统的结构相同，区别仅在于实施例一中的推拉杆与活塞连接，而本实施例中的推拉杆16与皮囊26连接。该传动系统也配置了串接在电机5和减速器12之间的飞轮24。工作时，推拉杆16带动皮囊26的左端部在图13中左右移动，进而使得皮囊26轴向伸缩变形。当皮囊26在飞轮24的驱动下轴向收缩时，若阀11处于打开状态，动力腔室2内的一部分液压油进入动力流体存储腔10；若阀11处于关闭状态，动力腔室2内的液压油挤压隔膜片3向右变形，对工作流体做功。

皮囊26为橡胶材质，具有一定的厚度，内部可承受强大的径向压力而不变形(不径向变形)，与汽车领域使用的空气弹簧减震器所配置的皮囊结构基本相同。

皮囊26上一体设置多个褶皱环，这些褶皱环沿着皮囊的轴线方向紧密排布，且各个褶皱环环绕于皮囊轴线的外围，以提升该皮囊26的轴向变形能力。

为便于说明，现将动力腔室2划分为两部分，处于皮囊26内的动力腔室2称为第一半腔2a，处于皮囊26外部的动力腔室2称为第二半腔2b，如图14。

皮囊26的左右两端均为开口结构，推拉杆16的右端将皮囊左端的开口封堵。皮囊26右端的开口用于连通皮囊外部的动力腔室——第二半腔2b，从而让动力流体b能够在皮囊内、外的动力腔室之间也即第一半腔2a和第二半腔2b之间流动。

如果不对皮囊26右端的开口做特别处理，当隔膜片3向左变形时，会在该开口位置过度变形，减短其使用寿命。对此，本实施例在皮囊26右端的开口处固定设置了隔挡网27，以阻挡隔膜片3的过度变形。第一半腔2a和第二半腔2b分别位于隔挡网27的左右两侧，第二半腔2b形成于隔膜片3和隔挡网27之间。

进一步地，第二半腔2b是大端朝向隔膜片3的锥形腔，隔挡网27设于该锥形腔的小端，以更好地适应隔膜片3的向左变形，当隔膜片向左变形时能够整体贴靠在第二半腔2b的腔壁和隔膜片3的右侧面。类似地，将工作腔室1也设置为大端朝向隔膜片3的锥形腔，当隔膜片向右变形时亦能够大面积贴靠在工作腔室1的腔壁。显然，上述实施例一和实施二也采用了类似设计。

当皮囊26被推拉杆16拉伸至一定长度后，隔膜片3向左变形，并贴靠在与第二半腔2b的腔壁面以及隔档网27朝向第二半腔2b的侧表面贴靠布置。当皮囊26被推拉杆16压缩至一定长度后，隔膜片3向右变形，与工作腔室1的腔壁面贴靠布置。

推拉杆16、皮囊26和隔膜片3同轴布置，隔挡网27与隔膜片3平行布置。皮囊26的轴线垂直于隔膜片3，并且皮囊26的轴线的延长线通过隔膜片3的中心。

前已述及，电机5运行的主要目的在于为隔膜片3提供驱动力，以驱动隔膜片3运动进而挤压和抽取工作流体。本实施例的皮囊26以及连接电机和皮囊的传动系统都设置在电机5向隔膜片3传送驱动力的驱动路径上，皮囊26以及连接电机和皮囊的传动系统均属于电机5向隔膜片3的驱动路径的组成部分。

填充在动力腔室2中的动力流体b也设置在电机5向隔膜片3传送驱动力的驱动路径上，具有向隔膜片3传递驱动力的作用，故填充在动力腔室2中的动力流体b也是电机5向隔膜片3的驱动路径的组成部分。

Claims (18)

1.一种隔膜泵，包括：

工作腔室(1)，

动力腔室(2)，

密封设置于所述工作腔室和所述动力腔室之间的隔膜片(3)，以及

为所述隔膜片提供驱动力的电机(5)；

其特征在于，还包括：

飞轮(24)，其设于所述电机(5)向所述隔膜片(3)的驱动路径上，以从所述电机(5)获取驱动力，并向所述隔膜片(3)提供驱动力；

动力流体存储腔(10)，其与所述动力腔室(2)连通，用于接收从所述动力腔室(2)排出的动力流体(b)以及向所述动力腔室(2)提供动力流体(b)；

阀(11)，其设于所述动力流体存储腔(10)与所述动力腔室(2)的连通路径上，用于导通和切断所述动力流体存储腔(10)与所述动力腔室(2)的连通路径。

2.如权利要求1所述的隔膜泵，其特征在于，所述阀(11)是与控制器(35)通信连接的电控阀，所述控制器(35)被配置为：控制所述阀(11)打开或关闭。

3.如权利要求2所述的隔膜泵，其特征在于，所述控制所述阀(11)打开或关闭，包括：

在所述电机(5)运行的过程中，控制所述阀(11)以第一频率交替地打开和关闭。

4.如权利要求2所述的隔膜泵，其特征在于，还包括用于检测所述电机(5)的转速、并且与所述控制器(35)通信连接的电机转速传感器(34)，所述控制器(35)被配置为：从所述电机转速传感器(34)获取所述电机(5)的转速，基于所述转速控制所述阀(11)打开或关闭。

5.如权利要求1所述的隔膜泵，其特征在于，所述飞轮(24)向所述隔膜片(3)的驱动路径上设置有减速器(12)。

6.如权利要求5所述的隔膜泵，其特征在于，所述减速器(12)设于所述飞轮(24)的传动下游侧。

7.如权利要求6所述的隔膜泵，其特征在于，所述电机(5)至所述隔膜片(3)的驱动路径上还设置有：

活动布置于所述动力腔室(2)中的活塞(4)，

填充于所述动力腔室(2)内的动力流体(b)，以及

传动连接所述减速器(12)和所述活塞(4)的曲柄连接机构。

8.如权利要求6所述的隔膜泵，其特征在于，所述电机(5)至所述隔膜片(3)的驱动路径上还设置有：

所述动力腔室(2)的至少一部分形成其内的皮囊(26)，

填充于所述动力腔室(2)内的动力流体(b)，

传动连接所述减速器(12)和所述皮囊(26)的曲柄连杆机构。

9.如权利要求1至8任一项所述的隔膜泵，其特征在于，所述动力流体存储腔(10)布置于所述动力腔室(2)上方。

10.一种隔膜压缩机，包括：

工作腔室(1)，

动力腔室(2)，

密封设置于所述工作腔室和所述动力腔室之间的隔膜片(3)，以及

为所述隔膜片提供驱动力的电机(5)；

其特征在于，还包括：

飞轮(24)，其设于所述电机(5)向所述隔膜片(3)的驱动路径上，以从所述电机(5)获取驱动力，并向所述隔膜片(3)提供驱动力；

动力流体存储腔(10)，其与所述动力腔室(2)连通，用于接收从所述动力腔室(2)排出的动力流体(b)以及向所述动力腔室(2)提供动力流体(b)；

阀(11)，其设于所述动力流体存储腔(10)与所述动力腔室(2)的连通路径上，用于导通和切断所述动力流体存储腔(10)与所述动力腔室(2)的连通路径。

11.如权利要求10所述的隔膜压缩机，其特征在于，所述阀(11)是与控制器(35)通信连接的电控阀，所述控制器(35)被配置为：控制所述阀(11)打开或关闭。

12.如权利要求11所述的隔膜压缩机，其特征在于，所述控制所述阀(11)打开或关闭，包括：

在所述电机(5)运行的过程中，控制所述阀(11)以第一频率交替地打开和关闭。

13.如权利要求11所述的隔膜压缩机，其特征在于，还包括用于检测所述电机(5)的转速、并且与所述控制器(35)通信连接的电机转速传感器(34)，所述控制器(35) 被配置为：从所述电机转速传感器(34)获取所述电机(5)的转速，基于所述转速控制所述阀(11)打开或关闭。

14.如权利要求10所述的隔膜压缩机，其特征在于，所述飞轮(24)向所述隔膜片(3)的驱动路径上设置有减速器(12)。

15.如权利要求14所述的隔膜压缩机，其特征在于，所述减速器(12)设于所述飞轮(24)的传动下游侧。

16.如权利要求15所述的隔膜压缩机，其特征在于，所述电机(5)至所述隔膜片(3)的驱动路径上还设置有：

活动布置于所述动力腔室(2)中的活塞(4)，

填充于所述动力腔室(2)内的动力流体(b)，以及

传动连接所述减速器(12)和所述活塞(4)的曲柄连接机构。

17.如权利要求15所述的隔膜压缩机，其特征在于，所述电机(5)至所述隔膜片(3)的驱动路径上还设置有：

所述动力腔室(2)的至少一部分形成其内的皮囊(26)，

填充于所述动力腔室(2)内的动力流体(b)，

传动连接所述减速器(12)和所述皮囊(26)的曲柄连杆机构。

18.如权利要求10至17任一项所述的隔膜压缩机，其特征在于，所述动力流体存储腔(10)布置于所述动力腔室(2)上方。

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