专利名称:定量电磁泵的制作方法
本实用新型涉及一种度磁泵，这类泵的动力不是取自于转动的马达而采用脉冲电磁驱动方式，本实用新型是属于一种精密控制流量的定量电磁泵。
现有的定量供液装置，较多采用一个大流量粗精度的电磁泵，加上定量控制的限流阀或复杂的电子控制系统组成，这样机构复杂，成本也高。
本实用新型的目的是，将现有技术中分离的电磁泵和限流阀组成一个整体，使泵和阀的功能集于一身，简化了构造，它采用了具有稳压、放大、振荡和开关功能的脉冲开关电路来控制电磁线圈进而控制柱塞的工作，并确保输送液体的定量精度，本实用新型的方案还为整个电磁泵的工作提供了较好的润滑和散热条件，而且润滑液和冷却液就是被输液本身。本实用新型的柱塞运动是受到上下二个弹簧控制的，而吸动柱塞的电磁线圈只采用一只，这种设计将保证排出的液流平滑，脉动小。本实用新型电磁泵，工作腔的容积设计能保证当柱塞运动到下止点时，工作腔的残留容积达到可能的最小值，从而提高了输出压力和定量精度。改变电路电阻值，可以设定流量。本实用新型的电磁泵具有构造简单，工作噪音小，泵的润滑、散热条件良好，输出液流平稳。脉冲小，排量可设定，排量可程控等优点。
图1、是一个完整的定量电磁泵的剖视图。
图2、是第1图的I－I断面图，图2A、图2B和图2C是三种可择的动力活塞横截面方案。
图3、是第1图的Ⅱ－Ⅱ断面图，图3D和图3E是可供选择的二种不同的工作缸筒外侧面与导向缸筒相配合的情况。
图4、是工作缸筒(10)的俯视零件图，反映沟槽(23)的布置。
图5、是图1的Ⅲ－Ⅲ剖面图，它反映铁法兰的另一种方案，下端面凸台上开有螺旋沟道或辐向沟道，图5F和图5G是可供选择的二种不同的铁法兰下端面。
图6、是工作缸筒另外一种方案的零件外形图。
图7、是电路方框图。
图8、是电路的详细构成图。
以下参照附图对本实用新型的一个实施例作具体说明。
从图1可见，整个电磁泵是与阀体总成结合成一个整体的，这是一个“二合一”的组合体。电磁泵部分包括铁闷头(1)、电磁线圈(3)、导向缸筒(27)铁法兰(9)、工作缸筒(10)、动力活塞(5)、柱塞(8)、被动力活塞分割出来的上腔(26)和下腔(25)以及座落在里面的上弹簧(4)和下弹簧(24)、阀体总成包括阀座(14)、进口接孔(19)、出口接孔(12)、进液止逆阀(18)、出液止逆阀(13)。动力活塞(5)将导向缸筒(27)分割为上腔(26)和下腔(25)，在上腔内放置上弹簧(4)，在下腔内放置下弹簧(24)、电磁线圈(3)是采用一只，它担负将动力活塞(5)吸上的任务，在动力活塞(5)被电磁力吸上的同时，上弹簧不断地被压缩，以积蓄能量，当电磁线圈(3)断电时，上弹簧在压缩时所积蓄起的能量就是柱塞(8)下行进行排液的动力来源。柱塞(8)在排液冲程时受到下弹簧(24)的缓冲使得被排出泵外的液流压力波动小，液流平滑，柱塞(8)也不会在运动到下死点时发生撞击金属的声音，因此，工作噪音大大减少。由于动力活塞是夹在上下二个弹簧当中，所以，柱塞(8)的运动在上下二个方向上都受到控制，工作时呈柔和的特性。下弹簧在柱塞下行时不但使柱塞(8)的运动获得缓冲，本身还不断积蓄起能量，以使柱塞越过下止点时能从下弹簧(24)获得一部分向上运动的动力，所以，上下二个弹簧发挥了缓冲，阻尼，动力多方面的功能。从图1中可以看到。动力活塞(5)和柱塞(8)是同轴连成一体的。前者在上、后者在下。动力活塞有比柱塞大得多的横截面积，这是为了使细长的柱塞(8)能够从电磁线圈(3)获得足够的吸上力。动力活塞(5)是与导向缸筒(27)相配的，它除了利用自身较大的横断面积使细长的柱塞能克服接受电磁力的截面积的不足之外，还使柱塞(8)的运动获得导向作用。导向缸筒(27)被动力活塞分割成上腔(26)和下腔(25)，这二个腔体必须是互通的，但是与外界大气是隔绝的。沟通上腔(26)与下腔(25)这二部分容积的通路是由动力活塞(5)提供的。图2显示了可供选择的几种动力活塞(5)的横断面形状，其中A和B横断面反映了当动力活塞(5)和导向缸筒(27)相配时所形成的通路(6)是由动力活塞(5)的外侧面所提供，B截面比A截面有更大的截面积，有利于获得更大的电磁吸力；横断面C是一种直接在动力活塞沿靠近圆周的位置沿纵向钻出若干贯通上下二个端面的通路来沟通二腔的方案。在电磁泵正常工作时，上腔(26)和下腔(25)内是充满被输送的液体的，在内的液体既起到冷却电磁泵的作用又起到使运动件获得润滑的作用。从图1中可见，工作缸筒是与柱塞(8)相配的，它的底部有一法兰端面(铜质)，工作缸筒(10)是由下往上被套进在导向缸筒(27)的下部，这二个缸筒的中心轴线是互相重合的，法兰端面起到了定位作用。法兰端面的另一个作用是，为上腔(26)和下腔(25)内的液体的进出提供一条通路，所以，在法兰上端面上开有若干条二头贯穿法兰圆周面的沟槽(23)。工作缸筒(10)的外侧面与导向缸筒(27)的内壁之间是存在间隙的，这一间隙形成的纵向直槽(7)将下腔(25)和沟槽(23)相互沟通。图3是反映工作缸筒(10)与导向缸筒(27)相互配合后形成间隙，即构成纵向直槽(7)的情况。其中D截面表明了工作缸筒(10)具有正多边形的横断面，正多边形的外接圆直径与导向缸筒(27)的内径相等。正多边形与外接圆之间的弓形间隙部分就构成纵向直槽(7)；D截面是本实施例所采用的，而E截面也是可供选择的一种工作缸筒(10)的横断面。E形截面的工作缸筒其外侧面为开有许多纵向直槽的圆柱面，这些纵向直槽(7)将下腔(25)和横向沟槽(23)相互沟通。图4显示了开有三条横向沟槽(23)的法兰上端面，工作缸筒的横截面为正六边形。亦可以不在工作缸筒法兰上开沟槽，而如图5所示，在铁法兰下端凸面上开辐向沟道(图5F)或螺旋沟道(图5G)，这些沟道都与纵向直槽(7)相通。图6则显示了另一种可供选择的工作缸筒(10)的形式，在柱体的厚壁上均匀地钻若干个纵向的通孔，而在法兰面内，贯穿法兰圆周侧面，分布着与上述纵向通孔相通的辐向小孔，从图1中可见，电磁线圈(3)只采用1只，它只担负吸上柱塞(8)的任务，柱塞(8)的下行(排液冲程)是由上弹簧(14)的弹力为动力的。不需要另外一只管柱塞下吸的电磁线圈。这样的省略还带来外电路结构上的简化，而又不失去用主副线圈或双线圈的方案所具有的功能，导向缸筒(27)和工作缸筒(10)采用铜材，导向筒(27)顶部铁闷头采用焊锡封固，使上腔(26)与外界隔绝，在电磁线圈骨架的外面套封一个铁外罩(2)，用螺钉固定。上述部分为电磁泵部分。如图1中所示，本实用新型电磁泵的磁闭合回路由铁外罩(2)，铁法兰(9)，柱塞(8)、动力活塞(5)、铁闷头(1)所组成。由于柱塞的上止点和下止点的部位落在铁法兰(9)的厚度范围内，所以当柱塞在运动时，整个磁回路始终是闭合的。本实用新型的底部是一个阀体总成。在圆柱的铜阀座(14)的一条直径上，对称地分布着一个进口接孔(19)和一个出口接孔(12)，以圆心为中心，二边各设有一只进液止逆阀(18)和出液止逆阀(13)，所以，进液和排液的方向是同一直线的相同方向。并且与柱塞的运动方向垂直。在阀座(14)的顶部以圆心为中心，加工出一个直径大于工作缸筒(10)法兰的外径，而深度等于该法兰厚度的一个圆形的大凹平台，这个大凹平台既用于容纳工作缸筒(10)的法兰，又起到沟通下腔(25)和进液道(20)的作用。本实用新型电磁泵的工作容积包括二部分容积一是柱塞(8)下部的工作缸筒容积，二是由进液止逆阀的钢珠(16)和出液止逆阀钢珠(15)之间包含的容积在阀座(14)中心的一个细小的中央通孔(11)将这二部分容积沟通。为了使柱塞(8)到达下止点时所剩的残留容积最小，进液止逆阀(18)和出液止止逆阀(13)近中心的二个端面之间的平行距离应尽可能地小，在本实施例中，这个距离正好等于中央通孔(11)的直径。在进液止逆阀(18)远离中心的那一端，沿该阀进口端的圆周外侧面上开有一圈环形的凹槽(17)，在该凹槽上被钻出一个与进液道(20)相通的垂直通孔(21)。在大凹平台离进液口距离最近的圆周位置向下钻出一个与环形凹槽(17)相通的斜通孔(22)，这就是最后构成了从上腔(26)→下腔(25)→进液道(20)的液体通路，在大凹平台的中心位置上再挖一个小直径的凹平台，在这个小凹平台的圆心位置上有一凸起的中空圆柱体桩头，该桩头是在工作缸筒(10)安装时定位用，其内孔正好就是阀座中央通孔(11)的延伸。
本实用新型采用恒流恒频脉冲开关电路。图7是电路整体与电磁线圈组合的方框图。图8则是本实施例的详细电路图，它由稳压、放大、振荡、开关四部份功能电路组成，本电路能在电源电压正20％至负30％的变化范围内使脉冲频率、脉冲幅度和脉冲宽度基本保持不变，也不会停止自激振荡。这样也就保证了本电磁泵的工作可靠性和定量精度。
由于被输液本身在被泵送的同时也使电磁泵自身获得润滑和散热等效果，所以电磁泵不需要专门的润滑液和冷却液。
由于柱塞的振动频率和每次运动的振幅一定，所以就起到比较精密的定量输送液体的作用。
只要简单地定时开闭供电电源，本实用新型定量电磁泵就可使排量符合程控要求。
权利要求
1.一种定量电磁泵，它包括电磁铁、电磁线圈(3)，柱塞、缸筒，其特征是A、一个电磁泵总成和一个阀体总成的组合体，阀体总成包括圆形的阀座(14)、进液止逆阀(18)和出液止逆阀(13)，阀体的进液方向和出液方向与泵体柱塞的运动方向垂直，B、细长的柱塞(8)在其顶部有一粗短的动力活塞(5)，二者连为一体，它们的中心轴线是重合的，柱塞(8)与工作缸筒(10)相配，而动力活塞(5)则与导向缸筒(27)相配；C、一个内含铁闷头(1)，上弹簧(4)，动力活塞(5)，下弹簧(24)和工作缸筒(10)的导向缸筒(27)，D、导向缸筒(27)被动力活塞(5)分割为上腔(26)与下腔(25)，每个腔内各有一只弹簧，E、一只作为动力源、用以吸动柱塞(8)的电磁线圈(3)，F、一个从上腔(26)，下腔(25)到进液道(20)的通道，G、一个使柱塞(8)的运动频率和振动幅度在电源电压发生变化时仍能保持恒定的恒流恒频脉冲开关电路，它包括稳压、放大、振荡和开关等电路，H、电磁泵的工作容积包括柱塞(8)以下的工作缸筒容积和阀体总成内进液止逆阀钢珠(16)出液止逆阀钢珠(15)之间所含的容积，有一位于阀座(14)中心的垂直中央通孔(11)把这二部分容积沟通，
I、电磁泵的铁外罩(2)、铁法兰(9)和柱塞(8)、动力活塞(5)、铁闷头(1)构成闭合磁回路。
2.如权利要求
1所述的定量电磁泵，其特征是，在圆形阀座直径上，以圆心为中心，对称地布置着进口接孔(19)和出口接孔(12)。
3.如权利要求
2所述的定量电磁泵，其特征是，在进出口接孔的中心轴线上，以阀座圆心为中心，二边分别设置有进液止逆阀(18)和出液止逆阀(13)。
4.如权利要求
3所述的定量电磁泵，其特征是，进液止逆阀(18)和出液止逆阀(13)近中心的二个端面之间的间距等于阀座中央通孔(11)的内径。
5.如权利要求
4所述的定量电磁泵，其特征是所述的进液止逆阀(18)在远离中心一端的外侧面上开有一条环形凹槽(17)，在环形凹槽的底部有一个或若干个与进液道(20)相连通的垂直通孔(21)。
6.如权利要求
1至5所述的定量电磁泵，其特征是所述的阀座(14)上端面中央部位设有一个凹形圆平台，在该凹台距进口接孔距离最近的圆周位置上钻一与环形凹槽(17)相通的斜通孔(22)。
7.如权利要求
6所述的定量电磁泵，其特征是在所述的凹台底面中央部位上再开设一个同心的圆形的小凹形平台，在小凹平台底面中央有一凸起的圆柱体桩头。
8.如权利要求
7所述的定量电磁泵，其特征是在所述的桩头中央有一个成为垂直中央通孔(11)延长部分的小孔。
9.如权利要求
1所述的定量电磁泵，其特征是所述的工作缸筒(10)是同轴地套在导向缸筒(27)的下端。
10.如权利要求
9所述的定量电磁泵，其特征是所述的工作缸筒的底部有一法兰端面。在法兰的上端面上开有若干条二头与法兰圆周面贯通的沟槽(23)。
11.如权利要求
10所述的定量电磁泵，其特征是，所述的工作缸筒(10)具有中空的正多边形的横截面，正多边形的外接圆直径等于导向缸筒(27)的内径，并且，工作缸筒(10)的外侧面与导向缸筒的内侧面之间所形成的纵向直槽(7)是和法兰上端面开有的若干条沟槽(23)相通的。
12.如权利要求
10所述的定量电磁泵，其特征是，所述的工作缸筒(10)具有环形横截面，环形的大直径等于导向缸筒(27)的内径在工作缸筒(10)的外侧面上开有若干条与法兰上端面的沟槽(23)相通的纵向直槽(7)。
13.如权利要求
10所述的定量电磁泵，其特征是，所述的工作缸筒的法兰，其厚度等于阀座(14)上部大凹台的深度。
14.如权利要求
1所述的定量电磁泵，其特征是，所述的动力活塞(5)其外侧面与导向缸筒(27)的内壁面之间所形成的通路(6)沟通上腔(26)和下腔(25)这二部分容积。
15.如权利要求
1所述的定量电磁泵，其特征是，所述的动力活塞(5)具有直径等于导向缸筒(27)内径的圆形横截面，但沿动力活塞纵向钻有若干沟通上腔(26)与下腔(25)的通路(6)。
16.如权利要求
1所述的定量电磁泵，其特征是，作为闭合磁路回路一部分的铁法兰(9)的厚度大于柱塞(8)的行程。
17.如权利要求
1所述的定量电磁泵，其特征是，铁法兰(9)的凸出部开有与纵向直槽(7)相通的辐向沟道 或螺旋沟道。
专利摘要
一种定量电磁泵，它不采用马达驱动而采用电磁脉冲作为泵的动力。它是泵和阀的组合体。一个稳压恒频的振荡电路保证了吸动柱塞的电磁线圈能获得频率不变，幅值和宽度均恒定不变的开关脉冲，从而保证了泵的定量精度。控制柱塞运动的有二个弹簧和一个电磁线圈，弹簧对柱塞的运动起到缓冲和提供动力的作用，从而输出液流平滑，压力波动小。被输液体本身成为泵工作时所需的润滑剂和冷却液。
文档编号F04B17/03GK86200316SQ86200316
公开日1986年11月26日 申请日期1986年1月24日
发明者方永川 申请人:方永川导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan