TWI509154B - 微型氣泵 - Google Patents

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    • F04B49/00—Control, e.g. of pump delivery, or pump pressure of, or safety measures for, machines, pumps, or pumping installations, not otherwise provided for, or of interest apart from, groups F04B1/00 - F04B47/00
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Description

微型氣泵
本發明是有關於一種微型氣泵裝置。
微型泵故名思義是一種體積縮小版的泵。因為體積縮小的緣故，所使用的馬達也只能是較小功率的馬達。因此，微型泵的效率就有賴於其閥門單元與壓縮單元設計的良窳。
習知微型泵常會有輸出壓力不足的問題，如何在體積不擴大與使用相同功率馬達的狀況下提高輸出壓力，是目前各廠家急欲改善的問題。
因此，本發明之一目的是在提供一種改良的微型泵藉以解決上述的問題。
根據上述本發明之目的，提供一種微型氣泵，其包含一驅動單元及一氣流控制單元。氣流控制單元受驅動單元的驅動使氣體吸進或排出氣流控制單元。氣流控制單元包含一活塞固定座、一活塞單元、一第一閥門座、一第一出氣閥門、一第二閥門座以及一第二出氣閥門。活塞固定座具有至少一第一進氣通孔。活塞單元具有至少一進氣閥門及至少一氣缸部，進氣閥門覆蓋於對應的第一進氣通孔上。第一閥門座位於活塞單元上，第一閥門座之底面具有 至少一導引槽。導引槽跨接於對應的進氣閥門與氣缸部之間。第一閥門座具有至少一第一出氣通孔分別對準對應的氣缸部，第一閥門座還具有一環形牆圍繞於第一出氣通孔。第一出氣閥門覆蓋於第一出氣通孔上。第二閥門座連接於環形牆而共同形成一壓縮腔，且第二閥門座具有至少一第二出氣通孔連通至壓縮腔。第二出氣閥門覆蓋於該些第二出氣通孔上。當氣缸部被壓縮時，氣缸部內的氣體依序經第一出氣通孔、第一出氣閥門、壓縮腔、第二出氣通孔以及第二出氣閥門輸出。當氣缸部被擴張時，外部氣體經第一進氣通孔、進氣閥門及導引槽而被吸入氣缸部內。
依據本發明另一實施例，第一出氣閥門為一梅花型閥門。
依據本發明另一實施例，第二出氣閥門為一傘型閥門。
依據本發明另一實施例，第一出氣閥門之覆蓋面積大於第二出氣閥門之覆蓋面積。
依據本發明另一實施例，微型氣泵還包含一上蓋，其覆蓋於第一閥門座和第二閥門座上，其中活塞固定座、活塞單元、第一閥門座以及上蓋均具有連通的第二進氣通孔。
依據本發明另一實施例，第二閥門座具有一雙重環形牆結構圍繞於第二出氣通孔。
依據本發明另一實施例，上蓋具有一出氣口，其連通至雙重環形牆結構所圍繞的區域。
依據本發明另一實施例，微型氣泵還包含一密封環，其位於雙重環形牆結構之溝槽內。
依據本發明另一實施例，驅動單元包含一馬達及一斜臂連動桿，斜臂連動桿連接於馬達之旋轉軸。
依據本發明另一實施例，斜臂連動桿具有複數連接槽，每一連接槽固定至對應的氣缸部之底端。
因此，當微型氣泵運作時，氣流經活塞單元之氣缸部壓縮下，經第一出氣閥門的第一次加壓，再經第二出氣閥門的第二次加壓，因此得以提升至較高的輸出壓力。當氣流逆流時，因第一出氣閥門與第二出氣閥門為單向閥，可以有效阻隔空氣逆流而提升壓力值。
雖然本發明已以實施方式揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何熟習此技藝者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作各種之更動與潤飾，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。
200‧‧‧微型氣泵
202‧‧‧螺絲
204‧‧‧上蓋
204a‧‧‧出氣口
204b‧‧‧第二進氣通孔
205‧‧‧密封環
206‧‧‧第二出氣閥門
208‧‧‧第二閥門座
208a‧‧‧圓盤體
208b‧‧‧雙重環形牆結構
208c‧‧‧溝槽
208d‧‧‧第二出氣通孔
208e‧‧‧定位孔
208f‧‧‧抵壓件
208g‧‧‧定位柱
210‧‧‧第一出氣閥門
210b‧‧‧十字定位部
210c‧‧‧閥門部
212‧‧‧第一閥門座
212a‧‧‧第二進氣通孔
212b‧‧‧導引槽
212c‧‧‧環形牆
212d‧‧‧壓縮腔
212e‧‧‧第一出氣通孔
212f‧‧‧十字溝槽
212h‧‧‧定位孔
213‧‧‧密封環
214‧‧‧活塞單元
214a‧‧‧氣缸部
214b‧‧‧第二進氣通孔
214c‧‧‧進氣閥門
216‧‧‧活塞固定座
216a‧‧‧第一進氣通孔
216b‧‧‧第二進氣通孔
216c‧‧‧容置孔
218‧‧‧斜臂連動桿
218a‧‧‧連接槽
219‧‧‧鋼針
220‧‧‧偏心轉軸
224‧‧‧馬達固定座
224a‧‧‧螺絲
226‧‧‧馬達
226a‧‧‧旋轉軸
第1圖繪示根據本發明一實施例之微型氣泵的爆炸圖。
第2圖繪示第1圖之微型氣泵組裝後的剖面圖。
第3圖繪示第1圖之微型氣泵部份元件的放大圖。
第4圖繪示第1圖之微型氣泵其中第一閥門座的放大圖。
第5圖繪示第1圖之微型氣泵其中第二閥門座的放大圖。
第6圖繪示第5圖之第二閥門座沿6-6’的剖面圖。
第7圖繪示第1圖之微型氣泵其中第一出氣閥門的放大圖。
第8圖繪示第7圖之第一出氣閥門沿8-8’的剖面圖。
第9圖繪示第7圖之第一出氣閥門沿9-9’的剖面圖。
請參照第1圖，其繪示根據本發明一實施例之微型氣泵的爆炸圖。微型氣泵200基本上包含一驅動單元以及一氣流控制單元，氣流控制單元受驅動單元的驅動，使氣體吸進或排出氣流控制單元，藉以執行微型氣泵的功能。
驅動單元基本上包含一馬達226、一馬達固定座224以及一斜臂連動桿218等。馬達固定座224藉複數根螺絲224a與馬達226鎖固在一起。斜臂連動桿218藉鋼針219、偏心轉軸220連接於馬達226之旋轉軸226a，因此馬達226能驅動斜臂連動桿218運動。
氣流控制單元基本上包含一活塞固定座216、活塞單元214、第一閥門座212、第一出氣閥門210、第二閥門座208、第二出氣閥門206及上蓋204等。活塞固定座216具有複數個容置孔216c，藉以供活塞單元214的複數個氣缸部214a分別容置於其內。氣缸部214a的數量並不固定，可依需求增減。活塞固定座216之容置孔216c的數量則依 氣缸部214a數量增減。當活塞固定座216與活塞單元214組合後，第一閥門座212則裝設於活塞固定座216與活塞單元214上。為了增加微型氣泵的輸出壓力，微型氣泵200具有雙層級逆流結構，即第一閥門座212、第一出氣閥門210、第二閥門座208與第二出氣閥門206所組合而成的雙層級逆流結構。最後，藉多根螺絲202穿過上蓋204、第一閥門座212與活塞固定座216之相應的通孔而鎖附於馬達固定座224四個角落的螺孔，進而固定微型氣泵200之氣流控制單元。上蓋204與第一閥門座212之間也需要一或多個密封環213以增加氣密的程度。在本實施中，第一出氣閥門210可為一梅花型閥門，但不以此為限；第二出氣閥門206可為一傘型閥門，但亦不以此為限。
此外，斜臂連動桿218具有複數連接槽218a位於其端部。每一連接槽218a用以固定至對應的氣缸部214a之底端。當馬達226驅動斜臂連動桿218運動時，即帶動該些氣缸部214a依續壓縮及擴張，進而執行微型氣泵的功能。
請同時參照第2、3圖，第2圖繪示第1圖之微型氣泵組裝後的剖面圖，第3圖繪示第1圖之微型氣泵部份元件的放大圖。微型氣泵基本功能是供應氣流，微型氣泵需要吸入氣體後才能輸出氣體。當微型氣泵200吸入氣體時，氣缸部214a處於動態的擴張，吸入路徑為氣流沿方向100a通過上蓋204、第一閥門座212、活塞單元214與活塞 固定座216之連通的第二進氣通孔(204b、212a、214b、216b)，沿方向100b進入活塞固定座216與馬達固定座224所共同形成的空腔內，接著沿方向100c進入通過活塞固定座216之第一進氣通孔216a、活塞單元214之進氣閥門214c，並經第一閥門座212之底面的導引槽212b導入氣缸部214a內。導引槽212b跨接於對應的進氣閥門214c與氣缸部214a之間。當微型氣泵200輸出氣體時，氣缸部214a處於動態的壓縮，輸出路徑為氣流沿方向100d從氣缸部214a經第一出氣通212e穿越第一閥門座212與第一出氣閥門210進入壓縮腔212d，接著沿方向100e經第二出氣通孔208d穿越第二閥門座208與第二出氣閥門206，最後沿方向100f經出氣口204a輸出。在本實施中，第一出氣閥門210之覆蓋面積(即覆蓋於第一閥門座上的面積)大於第二出氣閥門206之覆蓋面積(即覆蓋於第二閥門座上的面積)。此外，上蓋204具有一出氣口204a，其連通至雙重環形牆結構208b所圍繞的區域，藉以輸出氣體。
請同時參照第4~6圖，第4圖繪示第1圖之微型氣泵其中第一閥門座的放大圖，第5圖繪示第1圖之微型氣泵其中第二閥門座的放大圖，第6圖繪示第5圖之第二閥門座沿6-6’的剖面圖。第5、6圖中的第二閥門座208係用以固定於第4圖中第一閥門座212上的環形牆212c上，使得的第一閥門座212之環形牆212c與第二閥門座208共同形成一壓縮腔212d。環形牆212c用以圍繞於第一出氣通孔212e(數量可為一或多個)。當第一閥門座212之環形牆 212c與第二閥門座208組裝後，第二閥門座208具有至少一第二出氣通孔208d連通至壓縮腔212d。第二閥門座208具有一雙重環形牆結構208b圍繞於第二出氣通孔208d(數量可為一或多個)。雙重環形牆結構208b具有一環形的溝槽208c，可供一密封環(參照第1圖之密封環205)置入其內。為了第二閥門座208能準確的定位於環形牆212c上，第二閥門座208之圓盤體208a下還設計有定位柱208g，藉以插入環形牆212c上的定位孔212h。此外，第二閥門座208之中心的定位孔208e用以供第二出氣閥門206之桿體插入；第二閥門座208底面之抵壓件208f係用以抵接第一出氣閥門210的頂面(參照第7圖)，使第一出氣閥門210定位於上述的壓縮腔212d內。
請同時參照第7~9圖，第7圖繪示第1圖之微型氣泵其中第一出氣閥門的放大圖，第8圖繪示第7圖之第一出氣閥門沿8-8’的剖面圖，第9圖繪示第7圖之第一出氣閥門沿9-9’的剖面圖。第一出氣閥門210係用以覆蓋於第一閥門座212之環形牆212c所圍繞的第一出氣通孔212e上。第一出氣閥門210包含十字定位部210b以及閥門部210c。十字定位部210b用以卡合於第一閥門座212之十字溝槽212f內，使第一出氣閥門210之多個閥門部210c能覆蓋於對應的第一出氣通孔212e上。在本實施中，第一出氣閥門210可為一梅花型閥門，其具有4個閥門部210c能覆蓋於4個對應的第一出氣通孔212e上，但不以此為限。
由上述本發明之實施例可知，當微型氣泵運作時， 氣流經活塞單元之氣缸部壓縮下，經第一出氣閥門的第一次加壓，再經第二出氣閥門的第二次加壓，因此得以提升至較高的輸出壓力。當氣流逆流時，因第一出氣閥門與第二出氣閥門為單向閥，可以有效阻隔空氣逆流而提升壓力值。
200‧‧‧微型氣泵
202‧‧‧螺絲
204‧‧‧上蓋
204a‧‧‧出氣口
205‧‧‧密封環
206‧‧‧第二出氣閥門
208‧‧‧第二閥門座
210‧‧‧第一出氣閥門
212‧‧‧第一閥門座
213‧‧‧密封環
214‧‧‧活塞單元
214a‧‧‧氣缸部
216‧‧‧活塞固定座
216c‧‧‧容置孔
218‧‧‧斜背連動桿
218a‧‧‧連接槽
219‧‧‧鋼針
220‧‧‧偏心轉軸
224‧‧‧馬達固定座
224a‧‧‧螺絲
226‧‧‧馬達
226a‧‧‧旋轉軸

Claims (10)

  1. 一種微型氣泵，包含：一驅動單元；以及一氣流控制單元，受該驅動單元的驅動使氣體吸進或排出該氣流控制單元，其中該氣流控制單元至少包含：一活塞固定座，具有至少一第一進氣通孔；一活塞單元，具有至少一進氣閥門及至少一氣缸部，該進氣閥門覆蓋於對應的該第一進氣通孔上；一第一閥門座，位於該活塞單元上，該第一閥門座之底面具有至少一導引槽，其跨接於對應的該進氣閥門與該氣缸部之間，該第一閥門座具有至少一第一出氣通孔分別對準對應的該氣缸部，該第一閥門座還具有一環形牆圍繞於該第一出氣通孔；一第一出氣閥門，覆蓋於該第一出氣通孔上；一第二閥門座，連接於該環形牆而共同形成一壓縮腔，且該第二閥門座具有至少一第二出氣通孔連通至該壓縮腔；以及一第二出氣閥門，覆蓋於該第二出氣通孔上；當該氣缸部被壓縮時，該氣缸部內的氣體依序經該第一出氣通孔、該第一出氣閥門、該壓縮腔、該第二出氣通孔以及該第二出氣閥門輸出，當該氣缸部被擴張時，外部氣體經該第一進氣通孔、該進氣閥門及該導引槽而被吸入該氣缸部內。
  2. 如請求項1所述之微型氣泵，其中該第一出氣閥門為一梅花型閥門。
  3. 如請求項2所述之微型氣泵，其中該第二出氣閥門為一傘型閥門。
  4. 如請求項3所述之微型氣泵，其中該第一出氣閥門之覆蓋面積大於該第二出氣閥門之覆蓋面積。
  5. 如請求項1所述之微型氣泵，還包含一上蓋，其覆蓋於該第一閥門座和第二閥門座上，其中該活塞固定座、該活塞單元、該第一閥門座以及該上蓋均具有連通的第二進氣通孔。
  6. 如請求項5所述之微型氣泵，其中該第二閥門座具有一雙重環形牆結構圍繞於該第二出氣通孔。
  7. 如請求項6所述之微型氣泵，其中該上蓋具有一出氣口，其連通至該雙重環形牆結構所圍繞的區域。
  8. 如請求項7所述之微型氣泵，還包含一密封環，其位於該雙重環形牆結構之溝槽內。
  9. 如請求項1所述之微型氣泵，其中該驅動單元包含一馬達及一斜臂連動桿，該斜臂連動桿連接於該馬達之旋轉軸。
  10. 如請求項9所述之微型氣泵，其中該斜臂連動桿具 有複數連接槽，每一該連接槽固定至對應的該氣缸部之底端。
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