[发明专利]隔膜泵

说明书

技术领域

本发明涉及一种电磁驱动的隔膜泵。更准确地说，本发明涉及一种用于泵送流体的电磁驱动的隔膜泵。

背景技术

施加压力或负压的隔膜泵具有多种变形和尺寸，从大的工业隔膜泵到用于医学目的的非常小的隔膜泵被用于许多不同的应用。小的隔膜泵改进期间的重要问题是，将生产的成本效率方法与长寿命和高性能水平相结合的隔膜泵非常难于构造。

现有的最普通类型的隔膜泵由旋转电动机驱动，该旋转电动机借助于偏心使得隔膜执行摆动泵送运动。使用电动机驱动隔膜泵的优点在于，转子的直径可被选择用于产生适当的杠杆，以便达到所需力矩来执行泵送摆动运动。通过调整杠杆的长度，可以选择电动机输出的传动变化以与隔膜泵产生的压力相一致，以便例如利用最小的电动机输出就能获得高压。这类隔膜泵的另一个优点在于，隔膜泵获得很好限定的泵冲程端点。

使用旋转电动机驱动隔膜泵的主要缺点在于，泵的使用寿命较大程度地依赖于所使用电动机的类型。对隔膜泵的寿命和效率至关重要的是隔膜泵中的电动机枢于轴承中的方式以及电动机是否是无刷的等等。隔膜泵的寿命较小地依赖于隔膜或泵的其他部分。这导致了用于长寿命隔膜泵的电动机的成本成为隔膜泵总成本的相当大一部分。当具有长寿命的电动机是用机械方法和用电子方法地预备以随许多相应细节而制造时，则易于理解为何电动机是成本的相当大一部分。该问题还在专利文件US6589028中进行了描述，其中存在对这些类型泵的相似论述。

长期以来，所知晓的是，隔膜泵可借助于一个或多个电磁铁驱动。电磁铁产生往返运动，从而导致隔膜泵产生泵送运动。使用电磁铁代替旋转电动机驱动隔膜泵可能乍一看来似乎为最佳解决方案。电磁驱动的隔膜泵的优点在于，更紧密地联接于隔膜，与由旋转电动机驱动的隔膜泵相比其提供了对在实际泵壳内的整个冲程、频率和速度具有更好的控制的可能。

电磁泵仍不普遍，尽管其逻辑上应该制造便宜且比旋转电动机驱动的泵更易于控制。这是由若干问题导致的，这些问题共同导致了电磁铁与旋转电动机相比并非明显更好地驱动隔膜泵的事实。电磁驱动泵的重要问题在于，其难于在没有磁力驱动体丧失其直线运动的情况下加速。这经常还导致产生了另外的摩擦点，这些点上安装轴承是非常昂贵的。

另外的问题是，已存在的电磁驱动的隔膜泵由悬架和驱动隔膜的运动部件的轴承座组成，该运动部件由磁铁或磁性导体构成。为了使电磁驱动的隔膜泵获得长寿命和尽可能的高效，最好的是运动部分具有尽可能小的摩擦，优选是一点摩擦没有。为了最大化隔膜泵的寿命，更重要的是抵消隔膜与运动部分(轴或类似物)之间联接中的旋转。为了最大化隔膜的寿命，最重要的是抵消可减少隔膜寿命的横向负荷以及阻止隔膜伸展更多以冲击扭转位置。极重要的是，当泵处于不工作位置时，隔膜具有很好限定的中性点，所以在多次操作生产期间可获得性能上的相等。

基于电磁铁的泵的上述问题导致了十分复杂的包括多个使得生产昂贵的零件的设计。这样设计的例子，例如在专利文献US5360323中进行了描述。该专利的设计完全与本发明不同。

现有技术

在专利文献US3572980中，所描述的泵设计是为了增加流体压力。该设计由活塞与缸以及泵室组成。借助于片簧悬置的活塞是借助于螺线管运动。该片簧包括用来弹回活塞的复位弹簧以及用于密封泵室的复位弹簧。在专利文献中所述的片簧大大的不同于本发明，因为其均一的且缺少腿。在小的隔膜泵中使用均一弹簧的问题在于，由电磁铁给出的动力非常小以致于弹簧钢板必须非常薄才能实现隔膜泵的功能。在小的隔膜泵中均一片簧的使用期间产生了另一问题。该问题在于，当动力施加到该处时均一板在弹簧的中心实际上是弹性的。因此，不可能控制弹簧的弹力，这导致主应力以及附件的磨损。该磨损可能导致极大地缩短泵的寿命。此外，材料内部的全部应力将集中到有限区域，该处动力被施加但并非均匀分布地贯穿弹簧。该进一步促使缩短了弹簧和隔膜泵的寿命。均一弹簧因此并不适用于较小的隔膜泵。该设计仍不同于本发明，因为由本发明使用的弹簧具有更长的弹簧悬置长度。根据本发明的弹簧的弹簧悬置 长度由半径和弹性腿周长组成。

即使已有的电磁驱动隔膜泵多次达到了这些目的，但是其中并没有一个将由旋转电动机驱动的隔膜泵和由电磁铁驱动的隔膜泵两者的优点结合而没有任何两种类型伴有的缺点。因此，本发明的目的是提供一种包含各自类型隔膜泵的优点而基本上并没有其缺点的隔膜泵。

发明内容

本发明将在下文中结合所附的示意性的附图进行细节描述，这些附图以示例性的目的而示出了本发明的当前实施方式。