專利名稱：效率提高的具有皺形隔膜的隔膜泵的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及效率提高的波形隔膜泵。
背景技術：
例如，從文獻2 744 769中可以了解到波形的隔膜泵，其中，隔膜安裝成可在來自 于至少一個線性電磁致動器的驅(qū)動下在兩個端板之間波動，以便在隔膜和端板之間將流體 從泵的入口傳遞到泵的出口。隔膜固定在剛性隔膜支承件上。致動器的可動部分通常直接連接到隔膜支承件， 并使隔膜的外邊緣橫向地擺動，由此，引起隔膜垂直于其平面的波動，該波動具有推進流體 從泵入口流動到出口的作用。有利地，選擇致動器為可動磁體型的或?qū)嶋H為磁阻型。然而，通過該類型致動器實 施運動的質(zhì)量相當大，因為質(zhì)量例如包括磁體、磁體支承件、連接到隔膜支承件上的各部 分，以及懸置的彈簧。在這種泵中，致動器可動部分的質(zhì)量不僅影響波形隔膜和流體之間的 聯(lián)接、隔膜運動的有效性以及泵頭的效率，而且限制了致動器可能的操作頻率，并導致令人 討厭的噪音和振動。對可動質(zhì)量關聯(lián)懸置彈簧并不解決上述運行問題。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供效率提高的波形隔膜泵，其不具有上述的缺點。為了達到該目的，提供具有波形隔膜的泵，波形隔膜安裝在支承件上，使其在來自 至少一個電磁致動器的驅(qū)動下在兩個端板之間波動，以便在泵的入口和泵的出口之間傳遞 流體。根據(jù)本發(fā)明，該泵包括適配裝置，其將隔膜支承件連接到致動器的可動部分，以縮短 致動器可動質(zhì)量的行程，這樣，其行程短于隔膜支承件的行程。致動器可動部分的這種行程減小，用來改進波形隔膜和流體之間的聯(lián)接，通過優(yōu) 化其反作用力來提高隔膜運動的效率，因此，提高了推進效率。在致動器中，它能夠使得操 作頻率提高，并減小與摩擦和粘滯損失相關的機械損失。自然，減小行程有利于減小由致動 器產(chǎn)生的并由泵承受的振動。該種減小還能提高力/質(zhì)量比，由此，能夠減小與質(zhì)量運動相 關的動能損失，并因此提高泵的總效率。這些改進導致泵頭有更好的效率，并致使致動器更 加緊湊。在本發(fā)明的特別實施例中，適配裝置包括至少一個杠桿，其一端鉸接到隔膜支承 件上，而另一端鉸接到固定點上，致動器的可動部分聯(lián)接到該杠桿上，這樣，其行程短于隔 膜支承件的行程。
根據(jù)附圖可以更好地理解本發(fā)明，附圖中圖1是實施本發(fā)明第一原理的泵的實施例的示意剖視圖2是實施本發(fā)明第二原理的泵的第一實施例的剖視圖；圖2B是實施本發(fā)明第二原理的泵的第二實施例的剖視圖；圖3是實施本發(fā)明第三原理的泵的示意剖視圖；以及圖4是實施本發(fā)明第四原理的泵的示意剖視圖。
具體實施例方式參照圖1，根據(jù)本發(fā)明的第一實施原理，所示泵包括兩個大致盤形的端板1，端板 具有在兩板之間延伸的同樣為盤形的波形隔膜2。隔膜通過其外邊緣固定到剛性的隔膜支 承件3上，將振蕩賦加到該支承件3上而致使隔膜2波動，并迫使液體從泵入口 4朝向出口 5流動。隔膜2的支承件3的振蕩由如下所述的機電致動器10所產(chǎn)生。該泵包括適配裝置，在此實例中，具體地為兩個杠桿6，它們各自首先鉸接到固定 點7，其次鉸接到隔膜支承件3。致動器10具有兩個可動部分11，在此實例中，每個可動部 分形成為與彈簧13關聯(lián)的可動質(zhì)量12，彈簧13聯(lián)接到固定點上，舉例來說，聯(lián)接到固定到 端板上的部分。使彈簧13具有一定的剛度，使得由可動質(zhì)量和彈簧形成的組件具有接近于 泵運行頻率的共振頻率。在此實例中，可動質(zhì)量12在位于杠桿6兩端之間的某一點14處 聯(lián)接到杠桿6上。由相關固定線圈15產(chǎn)生的對可動質(zhì)量12的電磁激勵，致使可動質(zhì)量12 沿著垂直于隔膜2的平均平面的方向Z擺動，由此，使得隔膜支承件3振蕩，因此，引起隔膜 2在端板1之間波動，該波動來自于行進波的傳播，所述隔膜構成了該運動波的介質(zhì)。該實 例中的可動質(zhì)量12承載有永久磁體。在圖1中，L是杠桿的長度(平行于隔膜平均平面測得)，而d是平行于L測得的 介于杠桿6的固定端和該杠桿聯(lián)接到致動器10的可動質(zhì)量12的那點之間的距離。在此實 例中，可以看到，該距離d小于距離L，因此，致動器10的行程小于隔膜支承件3的移動，因 為該行程正比于所述的移動，即，比值d/L。此外，該泵的特性就好像隔膜支承件的內(nèi)部質(zhì)量 M增加了量d.m/L，其中，m是可動質(zhì)量12的質(zhì)量。添加的慣性質(zhì)量因此小于現(xiàn)有技術泵中 添加的慣性質(zhì)量，在現(xiàn)有技術泵中，致動器直接聯(lián)接到隔膜支承件，其質(zhì)量等于1。這些設置 有利于提高隔膜的效率，使得可能的運行頻率提高，并使泵的振動減小。對于以上解釋的本發(fā)明的原理，圖2示出了該原理實際實施的實例。在該實例中， 隔膜支承件3在直徑向兩個相對點處被致動。兩個杠桿6在該實例中由單一金屬板片20 構成，其切割并彎折成形。具體來說，金屬板片20具有中心部分21，其形成為可撓曲的U形，中心部分構成了 返回彈簧，其固定到泵體上。金屬板片20延伸有兩個形成杠桿的臂6，臂6具有翻折的邊緣 22，以增大臂的彎曲剛度。臂終止在用于連接到隔膜支承件的連接部分23。每個臂在基本 上為其中間的點14處與致動器配合。因此，單個部分既構成了杠桿又構成了返回彈簧。該 彈簧部分的剛度可設置為一定值，使得其與可動質(zhì)量的質(zhì)量關聯(lián)時振蕩的共振頻率接近于 泵所要的運行頻率。使用一個或多個選配聯(lián)接的杠桿，它們可選配地與返回彈簧關聯(lián)，使其能夠從杠 桿鉸接到泵體那點的另一側讓致動器與杠桿配合，由此在本發(fā)明中可實施多種不同的變型。在圖2B所示的本發(fā)明實施例中，形成杠桿的臂6承載多個永久磁體45，這些磁體經(jīng)受線圈15的作用，這樣，被磁體本身加重的這些臂形成了由線圈激勵的致動器的可動質(zhì) 量。磁體45在離隔膜支承件一定距離處被臂所承載，最好在杠桿的鉸接點和杠桿聯(lián)接到隔 膜支承件的那點之間，使得可動部分的行程確實小于隔膜支承件的移動。該種設置使得組 件特別地簡單和緊湊。根據(jù)本發(fā)明另一實施原理，如圖3所示，適配裝置包括連接或懸置彈簧25，該彈簧 介于隔膜支承件3和致動器10的可動質(zhì)量12之間。對于隔膜支承件3給定的行程，懸置 彈簧25用來減小致動器可動質(zhì)量12的行程。該種設置導致一種致動器，其中，可動質(zhì)量12 以較小幅值擺動，至少在給定的激勵頻率范圍內(nèi)，使得振動可被減小。該實例中的彈簧13 由彎曲的可彈性變形的片簧構成。在本發(fā)明另一實施例中，如圖4所示，泵包括呈氣動或液壓的行程致動器30的適 配裝置。在此實例中，可動質(zhì)量12是環(huán)形的，并在來自固定線圈15的電磁驅(qū)動下，前后地 滑動。行程致動器30包括隔膜A和隔膜B，它們形成密封的腔室32，合適的話，可用氣體或 液體填充該腔室。隔膜A聯(lián)接到可動質(zhì)量12，而隔膜B通過臂34聯(lián)接到隔膜支承件3。隔膜A具有壓緊的邊緣Al并具有形成活塞的剛性底A2，活塞聯(lián)接到可動質(zhì)量12， 并通過波紋管A3連接到邊緣Al。隔膜B具有固定的邊緣Bi，固定到聯(lián)接到臂34的中心套 筒B3，中心套筒B3通過波紋管B2連接到邊緣Bi。隔膜A的面積大于隔膜B的面積。因此，當可動質(zhì)量12移過給定行程，它賦予隔 膜B的套筒B3以移動，該移動大于可動質(zhì)量12的行程。其結果，可動質(zhì)量12移過在比隔 膜支承件3短的距離。本發(fā)明不局限于以上的描述，相反卻涵蓋了落入由權利要求書定義的范圍內(nèi)的任 何變型。特別是，盡管本文顯示的發(fā)明應用于盤形的波形隔膜泵，但顯然本發(fā)明適用于是環(huán) 形的或直線形的波形隔膜泵。 本發(fā)明適用于任何類型的致動器，尤其是，適用于直線的或轉動的致動器，或?qū)嵤?角度運動的致動器。
權利要求
1.一種具有波形隔膜(2)的泵，所述波形隔膜在支承件(3)上安裝成在來自至少一個 電磁致動器的驅(qū)動下在兩個端板(1)之間波動，以便在所述泵的入口與所述泵的出口之間 傳遞流體，其特征在于，所述泵包括適配裝置(6 ；20 ；30)，所述適配裝置將所述隔膜支承件 連接到所述致動器的可動部分(12)，以縮短所述致動器的可動質(zhì)量的行程，使得所述可動 質(zhì)量的行程短于所述隔膜支承件(3)的行程。
2.如權利要求1所述的波形隔膜泵，其特征在于，所述適配裝置包括杠桿(6)，所述杠 桿(6)首先鉸接到所述隔膜支承件，并其次鉸接到固定點，所述致動器的所述可動部分聯(lián) 接到所述杠桿的一點上。
3.如權利要求2所述的波形隔膜泵，其特征在于，具有兩個杠桿(6)，所述兩個杠桿(6) 形成在金屬板片(20)的一部分內(nèi)，所述金屬板片(20)切割并成形為呈中心橋(21)，所述中 心橋(21)形成使所述致動器的所述可動部分懸置的彈簧，所述兩個杠桿從所述中心橋延 伸出來。
4.如權利要求3所述的波形隔膜泵，其特征在于，所述彈簧具有一定的剛度，所述剛度 與所述可動質(zhì)量關聯(lián)地設定成，由所述可動質(zhì)量和所述彈簧形成的組件具有接近于所述泵 的運行頻率的共振頻率。
5.如權利要求2所述的波形隔膜泵，其特征在于，具有兩個杠桿(6、6)，所述兩個杠桿 (6,6)形成用于所述致動器的所述可動質(zhì)量(45)的支承件。
6.如權利要求1所述的波形隔膜泵，其特征在于，所述適配裝置包括介于所述隔膜支 承件與所述致動器的所述可動部分(12)之間的懸置件(25)。
7.如權利要求1所述的波形隔膜泵，其特征在于，所述適配裝置包括氣動或液壓的行 程適配器(30)，所述形成適配器(30)用于將連接到所述隔膜支承件的臂(34)聯(lián)接到所述 致動器的所述可動部分，使得所述致動器的所述可動部分具有的行程比所述臂的行程短。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種具有波形隔膜(2)的泵，波形隔膜(2)安裝成在來自至少一個電磁致動器的驅(qū)動下在兩個端板(1)之間波動，以便在泵的入口和泵的出口之間傳遞流體，該泵包括適配裝置(6；20；30)，其將隔膜支承件連接到致動器的可動部分(12)，以縮短致動器可動質(zhì)量的行程，這樣，其行程短于隔膜支承件(3)的行程。
文檔編號F04B43/09GK102112743SQ200980130970
公開日2011年6月29日 申請日期2009年7月23日 優(yōu)先權日2008年8月1日
發(fā)明者J·B·德勒韋 申請人:Ams R&D聯(lián)合股份有限公司