专利名称：电子微型泵的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种电子微型泵。该泵与一微型电驱动器连接，用于对例如香水、化妆品或药剂等液体进行分配和/或计量。
这种泵在与出口阀相连的喷嘴顶上还设有一个按钮，其作用是当手动将按钮按下时，推动活塞进入所述计量腔以增加液体的压力。
但是，在一些情况下，如果仅为了在使用时更加方便，更好的作法是通过类似于具有推进气体的雾剂分配器的连续喷射，使这种泵的操作自动化。
不幸的是，已有泵的结构不适合连续的操作模式，特别是因为该阀具有的机械和水力特性，与微型电驱动器例如马达的通常频率不一致，尤其是当该微型电驱动器具有更大的惯性时。
根据本发明，通过微型泵实现上述目的。其特征在于，该活塞连到外部往复式驱动器上，并且至少有一个所述阀由一个阀部件构成。该阀部件适合于连续在一个方向和另一方向上通过与所述活塞的摩擦接触而被平移驱动。其在所述计量腔内的冲程比所述活塞的冲程短。
根据一个有利特征，所述阀部件包括至少一个壁，用于周期性地以密封方式关闭该出孔和入孔。
在一个变型例中，所述壁具有一个支撑缘。
在第一实施例中，所述圆柱体的侧壁上具有出口，所述阀部件由一个圆柱形和圆锥形衬套构成，该衬套具有一个底壁，其形成入口阀，还具有一个顶壁，其形成出口阀。
根据一个特殊的特征，所述衬套的底部具有至少一个通槽。
根据本发明的另一特征，所述衬套的侧壁具有与计量腔内壁接触的导向肋。
优选地，活塞内部在侧壁上开设有凹槽(fluting)，并且设有顶部具有起密封和冲程顶部支撑面作用的凸缘。
在一特殊变型中，衬套的底壁和/或顶壁带有一外围支撑缘，形成向下或向上的密封面，根据不同情况分别靠在计量腔的壁上。
在第二实施例中，出孔在轴向开口进所述计量腔内，并且，出口阀的所述阀部件由一根杆构成，该杆首先与活塞孔摩擦配合，其次，其具有一个带有横向壁的头部。该横向壁刚好密封该轴向出孔。
优选地，所述头部容纳进入一个腔内，该腔的横向壁形成冲程末端的支撑面。
在另一实施例中，在所述圆柱体的侧壁上具有一个入孔。并且，该入孔的阀部件由一个套管构成。该套管与其内的活塞摩擦接触。
优选地，所述套管与该圆柱体的内侧壁上形成的环形肩台配合，以限制其冲程。
由于驱动器的高运行频率(30Hz到150Hz)使得允许液体连续和规律地分配，因此，本发明的微型泵在使用中具有很高的适应性。
由于具有阻滞作用的摩擦力的存在，阀部件进行非常快的运动时不产生摇摆振动。
通过例子，通过在活塞和阀部件之间使用少量径向夹具，可以实现摩擦连接。
结合附图，阅读下面的详细描述将更清楚地理解本发明。
图2是
图1所示微型泵的第一变型例的剖视图。
图3是图1所示微型泵的第二变型例在两种完全不同的状态下的两个半剖视图。
图4是根据本发明的微型泵的第二实施例的剖视图。
图5是图4所示微型泵的第一变型例的剖视图。
图6是图4所示微型泵的第二变型例的剖视图。
由于计量腔10是由端部2a能够伸入到该计量腔中的活塞2限定的，因此计量腔10的容积是可变化的。
计量腔10首先通过一个在合适的位置与一插管4连接的入孔10a与一个液体槽(未画出)相通。其次，通过与管道5连接的出孔10b与外界相通。
入孔10a具有一个入口阀，相应的，出孔10b具有一个出口阀。
根据本发明，活塞2具有与往复式驱动器，例如一个微型电机连接的外部部分2b，还可能连接到一个传动元件(未画出)，该传动元件适合于将旋转运动转换为平移运动，并传递给活塞使其作轴向往复运动。已有的方式中，在抽出方向上该运动在计量腔10内产生吸力，使得能够从液体槽中吸入液体P。而在相反的方向，即推进方向上，通过入孔10a挤压液体P，通过出孔10b将其挤出，传送到计量腔外。
不过，本发明与已有泵不同，已有泵中，通过手动操作按钮驱动活塞，通过一个返回元件使其返回到高处。在这种情况下，活塞以很高的频率快速作往复平移运动，而输送少量体积的液体P，而且，这需要专用阀。
再根据本发明，入口阀和出口阀的至少其中一个由一个阀部件构成。通过与活塞2的内部2a的摩擦接触，该阀部件能够被驱动进行往复平移运动。这样，计量腔10内的冲程比活塞的冲程短。
该阀部件具有至少一个壁，用于周期性地以密封方式关闭该入孔10a和出孔10b。
在图1的实施例中，入孔10a轴向形成于计量腔10的底部位置，而出孔10b是在圆柱体1的接近顶端打通侧壁形成。
活塞2是底端带有导角的坚硬的圆柱杆。
这种情况下，该阀部件由一个圆柱和圆锥衬套3构成，其平面底壁3a形成入口阀，形成其顶部侧边3b的圆柱侧壁形成出口阀。
衬套3的底部具有至少一个通槽30，其使得在液体进入期间衬套内充满液体P。
活塞2的内部2a具有侧凹槽20，和顶部外围凸缘21，该凸缘21与圆柱体1的肩台11配合密封，并形成冲程顶部支撑面。
侧凹槽20形成一个圆柱形支撑面，其与衬套3的内部滑动壁摩擦接触。
衬套3的外壁具有导向肋31，与计量腔10的内壁接触。
衬套3的底部3a，在这种情况下还有其顶部轮缘3c，分别支撑支撑缘33，支撑缘33紧靠在计量腔10底部13a的孔10a的周围，或孔10b边上的顶部13b上，起到密封的作用。
这样，顶阶13b和底部13a之间的距离就限定了计量腔10内的衬套3的轴向冲程。活塞2的冲程由驱动器的平移幅度来决定。
在液体进入阶段，活塞2从圆柱体1中向外轴向抽出。该情况下，通过驱动器，靠摩擦力，活塞2带动计量腔10内的衬套3向上运动离开底部13a。
这种形成泵的运行周期的第一阶段的平移提起衬套的底部3a，从而打开孔10a。活塞2的凸缘21进一步的回抽增加了计量腔10的空腔容积，因此产生吸力，使液体P通过孔10a快速进入计量腔10的空腔内。同时，出孔10b被衬套3的顶部侧壁3b封上。这样，可以避免液体从出孔沿缝隙倒流入腔内。当衬套3的顶端3b在计量腔10内移动时，其与圆柱体1的内侧壁保持密封接触。
这样，通槽30形成一个通路，使液体P被限制沿其流向孔10b。
当顶部轮缘3c的支撑缘33到达顶部13b时，衬套由于顶部顶靠而停止移动。但在第二阶段，活塞2可以继续向上运动，直到其凸缘21与圆柱体1的肩台11相接触。
在这个位置，如图1所示，液体P充满计量腔10内的整个内部空间。并且由于通槽30，包括衬套内部，也充满液体P。由于侧凹槽20，活塞周围也充满液体。
第一个两阶段冲程的持续时间在1/60到1/300秒，因此，微型电机工作频率在30Hz到150Hz范围内。
在随后的释放冲程中，活塞2由驱动器轴向推进到圆柱体1中。在第一阶段，由于摩擦接触，活塞2的这种运动带动衬套3在计量腔10内向下运动。
当衬套3向下运动时，松开出孔10b，打开出口阀。在活塞2产生的压力下，液体P通过管道5流走。当底部3a的支撑缘33到达计量腔的底部13a时，入口阀关闭，以避免液体从入孔10a发生不期望的泄露。
最后，在第二阶段，活塞2继续向下运动，挤压计量腔10内剩余的液体，使液体通过通槽30和侧凹槽20流向出孔10b，直到活塞2到达其冲程末端。
此时，一个四阶段循环周期终止。随即，下一循环周期的新的进入阶段开始。
如图2所示的变型例中，如同出孔10b一样，入孔10a也穿透计量腔10的侧壁而形成，不同的是，其靠近计量腔10的底部，并且在这种情况中，其处于与出孔10b刚好相对的位置。
通槽30沿中心穿透衬套3的底部3a而形成。
这种结构易于加工，并且从包装过程中泵的整体尺寸这一点来看，是有优势的。
在如图3所示的变型中，圆柱体1由分别由底部1a和顶部1b两部分构成，两部分由紧固部件14连接起来。
左边的半剖视图显示该变型在释放阶段末端位置，而右边的半剖视图显示其在进入阶段的最后位置。
该情况下，活塞2的内部被加工成连接的套管22的型式，适合于磨擦套合在由衬套3带动的圆柱形中心毂32上。活塞2在其顶部还包括一个外围凸缘23，用于与计量腔10的内壁密封滑动接触。
套管22的顶边通过一个卡箍24连接到其与驱动器连接的外部2b上。
套管22的侧壁25相对衬套3的侧壁34留有间隙。
在上述变型中，衬套3的侧壁34的顶边形成出口阀的阀部件3b。入口阀由衬套的底部3a构成。该衬套具有一个外围支撑缘33，其以密封方式同轴围在入孔10a的外围。
通槽30贯通底部3a，并处于支撑缘33的径向外侧。
出口阀的阀部件3b从衬套3的侧壁34径向偏离一定距离。衬套3的外径稍稍大于计量腔10的内径，并且由于衬套侧壁是柔性的，衬套3在弹力作用下容纳进圆柱体的顶部1b内。这样，当壁3b对准出孔10b时，其像塞子一样密封地挤压在所述孔上，如右边的半剖视图所示。
在图4所示的实施例中，出孔10b从计量腔10的顶部轴向伸出，而入孔10a从侧面伸出。
该情况下，出口阀的阀部件由一根杆6构成。该杆首先与活塞2的中心孔26摩擦接触，其次，其具有一个带有平头锥形壁6b的头部61。该锥形壁在进入阶段适合于以密封方式紧靠在出孔10b上，出孔10b具有一个类似的平头锥形形状，这样，就形成了一个阀座。
在释放阶段，阀的头部61通过形成在头部61顶部上的肋或沟槽6c与内肩台10e接触。这些肋或沟槽6c允许液体流过。
头部61的最大直径比杆6的圆柱部分6a大。
头部61被置于腔10c内可以自由地平移，这样，其横向壁形成两个冲程末端的支撑面，并通过一个圆柱形管10d与计量腔10相通。
腔10c的向上的横向壁的形状形成一个阀座并限定出一个出孔10b，其与头部61的壁6b的平头锥形相匹配。
入口阀的阀部件由活塞2的侧壁25构成，活塞2在必要处，可以在其圆周上设置密封圈27。
如图5所示的第一变化的实施例中，入口阀的阀部件由一个套管7构成。该套管内具有与之同轴配合的活塞2的内部2a，该配合是摩擦接触。
套管7有两段直径不同的部分，这样，其可以与圆柱体1内壁上形成的环形外肩台17配合，以限制套管的冲程。
特别地，肩台17的位置可以随套管7的高度而变化。因此，在释放阶段，套管7外壁的自由边7a能够密封地关闭入孔10a。
活塞2因此与两个独立的阀部件摩擦接触，这两个阀部件可以各自最优化调整其冲程。
在活塞抽出的过程中，这种变型同时可能获得连续将液体P吸入计量腔10内的吸力，而不是将液体全部置于冲程的端部。
仍在该变型中，输送管10b，其与腔10c的向上壁交叉，形成了一个楔形部分10f，其与壁6b接触，当出口阀在其关闭位置时形成一圆形密封线。
如图6所示的第二变化的实施例中，该泵具有一个盖8，其通过螺钉或咬合件可拆卸地固定在圆柱体1的顶部。该情况下，头61是圆柱形，其具有一个支撑缘66，该支撑缘通过以密封方式与斜面上的一圆周线接触，从而关闭出孔10b。盖8上具有一个喷射孔80，从此处往上在其侧壁上形成有一排涡流通道(未画出)。
另外，出口阀部件的杆6通过一根心轴60延伸穿过头部61。用于在释放阶段，心轴处于最高位置时，堵住涡流通道。心轴60与杆6加工为一体，从头部61伸出。
当该泵处于不工作状态，盖8通过螺钉或咬合件作用，向心轴60施加压力，使得杆头部的壁6b紧靠在孔10b的壁上。这种主动接触使得不管电驱动器停止于什么位置，都可确保系统的完整密封。但是，当驱动器停止时，活塞2静止于一个任一位置。
权利要求
1.一种微型泵，其具有一个包含一计量腔(10)的圆柱体(1)，该计量腔由活塞(2)限定，该圆柱体首先通过一个具有入口阀的入孔(10a)与一液体槽相通，其次，通过一个具有出口阀的出孔(10b)与外界相通，该微型泵特征在于活塞(2)连到一外部往复式驱动器上，并且至少一个所述阀由阀部件(3，6，7)构成，该阀部件适合于通过与所述活塞(2)摩擦接触被驱动，连续向一个方向，接着向另一方向平移，其在计量腔(10)内的冲程比所述活塞的冲程短。
2.根据权利要求1所述的微型泵，其特征在于，所述阀部件(3，6，7)包括至少一个壁(3a，3b，6b，7a)，用于周期性地以密封方式关闭出孔(10b)或入孔(10a)。
3.根据权利要求2所述的微型泵，其特征在于，所述壁(3a，3b，6b，7a)具有一个支撑面(33，66)。
4.根据前面任一项权利要求所述的微型泵，其特征在于，所述出孔(10b)设置在所述圆柱体(1)的侧壁上，并且，所述阀部件由圆柱形和圆锥型衬套(3)构成，该衬套具有一个形成入口阀的底壁(3a)，和一个形成出口阀的顶部侧壁(3b)。
5.根据权利要求4所述的微型泵，其特征在于，所述衬套(3)的底部包括至少一个通槽(30)。
6.根据权利要求4或5所述的微型泵，其特征在于，所述衬套(3)的侧壁包括与计量腔(10)的内侧壁相接触的导向肋(31)。
7.根据权利要求4到6中任一项所述的微型泵，其特征在于，活塞(2)的内部(2a)具有侧凹槽(20)，和顶部凸缘(21)，该凸缘(21)提供密封和冲程顶部支撑面。
8.根据权利要求4到7中任一项所述的微型泵，其特征在于，衬套(3)的底壁(3a)和/或顶壁(3b)带有一环向支撑缘，形成向下或向上的密封面，根据不同情况分别靠在计量腔(10)的壁上。
9.根据权利要求1到3中任一项所述的微型泵，其特征在于，出孔(10b)轴向开口进所述计量腔(10)内，并且，出口阀的所述阀部件由一根杆(6)构成，该杆首先与活塞(2)的孔(26)摩擦配合，其次，其具有一个带有横向壁(6b)的头部(61)。该横向壁刚好密封该轴向出孔(10b)。
10.根据权利要求9所述的微型泵，其特征在于，所述头部(61)被容纳进一个腔内，该腔的横向壁形成冲程末端的支撑面。
11.根据权利要求9或10所述的微型泵，其特征在于，入孔(10a)形成在所述圆柱体(1)的侧壁上，并且，入口阀的阀部件由套管(7)构成，该套管内具有与之摩擦接触的活塞(2)的内部(2a)。
12.根据权利要求11所述的微型泵，其特征在于，所述套管(7)与该圆柱体(1)的内侧壁上形成的环形肩台(17)配合，以限制其冲程。
全文摘要
一种微型泵，其具有一个包含一计量腔(10)的圆柱体(1)，该计量腔由活塞(2)限定，该圆柱体首先通过一个具有入口阀的入孔(10a)与一液体槽相通，其次，通过一个具有出口阀的出孔(10b)与外界相通，该微型泵特征在于活塞(2)连到一外部往复式驱动器上，并且至少一个所述阀由阀部件(3，6，7)构成，该阀部件适合于通过与所述活塞(2)摩擦接触被驱动，连续向一个方向，接着向另一方向平移，其在计量腔(10)内的冲程比所述活塞的冲程短。
文档编号B05B9/08GK1479653SQ0182047
公开日2004年3月3日 申请日期2001年12月11日 优先权日2000年12月12日
发明者J-L·布加蒙, P·迪蒙, J-L 布加蒙 申请人:雷克斯姆分配系统股份公司