專(zhuān)利名稱(chēng)：一種隔膜泵的驅(qū)動(dòng)裝置及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及到一種隔膜泵，更具體的，涉及關(guān)于隔膜泵的一種驅(qū)動(dòng)裝置及方法。
背景技術(shù)：
現(xiàn)在，隔膜泵的驅(qū)動(dòng)方式有氣動(dòng)式，液壓式，電動(dòng)式。用氣動(dòng)方式作用于隔膜泵的隔膜，需要另外有一個(gè)有一定壓力的氣源。液壓式，需要有個(gè)一定壓力的液壓源。電動(dòng)式則要用電動(dòng)機(jī)來(lái)驅(qū)動(dòng)隔膜泵的隔膜。綜合以上的幾種方法，有個(gè)共同特點(diǎn)有個(gè)旋轉(zhuǎn)的動(dòng)力，如電動(dòng)機(jī)，通過(guò)復(fù)雜的過(guò)程，將旋轉(zhuǎn)方式的能量變成氣壓或液壓方式的能量，再轉(zhuǎn)變?yōu)轵?qū)動(dòng)隔膜泵的隔膜來(lái)回往復(fù)的直線運(yùn)動(dòng)；電動(dòng)式也一樣，電動(dòng)機(jī)經(jīng)過(guò)齒輪減速后，經(jīng)曲軸連桿機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)變?yōu)閬?lái)回往復(fù)的直線運(yùn)動(dòng)，來(lái)驅(qū)動(dòng)隔膜泵的隔膜。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中的上述問(wèn)題，本發(fā)明要披露的隔膜泵的驅(qū)動(dòng)方法，是直接用來(lái)回往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)的電磁鐵驅(qū)動(dòng)隔膜泵的隔膜。實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案如下一種隔膜泵的驅(qū)動(dòng)裝置，包括隔膜泵泵腔體和連接于泵腔體內(nèi)的隔膜，所述的隔膜泵有一組線圈，所述的隔膜泵有一個(gè)活塞，所述的隔膜泵的活塞通過(guò)連桿連接隔膜，所述的隔膜泵有一個(gè)操作的控制器，其特征在于，所述的隔膜泵的活塞和隔膜之間用連桿連接，傳遞活塞動(dòng)能外，還可以用液壓油來(lái)替代連桿傳遞活塞作用于隔膜的動(dòng)能。所述的隔膜泵的活塞是由軟鐵或帶有磁性的磁鋼組成。所述的隔膜泵的一組線圈是有一個(gè)或幾個(gè)獨(dú)立繞組組成。所述的隔膜泵在活塞腔壁上，埋有若干霍爾元件，或若干電容位置檢測(cè)元件，或若干磁感應(yīng)式傳感器。一種隔膜泵的驅(qū)動(dòng)方法，通過(guò)直接用電磁鐵的方法來(lái)驅(qū)動(dòng)活塞，活塞通過(guò)連桿連接于隔膜泵泵腔體內(nèi)的隔膜，所述的隔膜泵有一組驅(qū)動(dòng)活塞的線圈，其特征在于，由控制器控制線圈依次有序通電，驅(qū)動(dòng)活塞左右運(yùn)動(dòng)，活塞左右運(yùn)動(dòng)帶動(dòng)隔膜的左右運(yùn)動(dòng)。所述的隔膜泵的位置檢測(cè)元件檢測(cè)活塞的運(yùn)行方向和位置。所述的隔膜泵的活塞左右來(lái)回運(yùn)動(dòng)的頻率f是可變的，其隔膜泵的輸出流量可以從零無(wú)級(jí)調(diào)到最大設(shè)定值。所述的隔膜泵的活塞因故卡住，在η個(gè)tl時(shí)間內(nèi)保護(hù)性關(guān)機(jī)，并報(bào)警。本發(fā)明的隔膜泵的驅(qū)動(dòng)方法，是用電磁鐵的方法，直接將電能轉(zhuǎn)換成來(lái)回往復(fù)的直線運(yùn)動(dòng)。用本發(fā)明的隔膜泵的驅(qū)動(dòng)方法制造的隔膜泵，可以通過(guò)改變線圈的通電頻率f，來(lái)改變隔膜泵的輸出流量，其輸出流量可以從零無(wú)級(jí)調(diào)到最大設(shè)定值。用本發(fā)明的隔膜泵的驅(qū)動(dòng)方法制造的隔膜泵，縮小了的隔膜泵的體積和重量，降低制造成本。


圖I是本發(fā)明隔膜泵的驅(qū)動(dòng)裝置和方法的一個(gè)實(shí)施例的示意圖。圖2是圖I示意圖的一個(gè)局部圖，在隔膜泵在活塞腔壁上，埋有若干霍爾元件。圖3是隔膜泵控制器的流程方框圖。圖4是控制器輸出的波形時(shí)序和活塞運(yùn)行方向圖。圖5是本發(fā)明隔膜泵的驅(qū)動(dòng)裝置和方法的只有一個(gè)泵腔體的隔膜泵實(shí)施例的示意圖。圖6是用液壓油來(lái)替代連桿傳遞活塞動(dòng)能的示意圖。
具體實(shí)施例方式參考附圖，圖I示出了本發(fā)明隔膜泵的驅(qū)動(dòng)裝置和方法的一個(gè)實(shí)施例的示意圖。圖中，活塞02的右邊通過(guò)連桿03連接隔膜06，隔膜06與泵腔體22相連；活塞02的左邊通過(guò)連桿11連接隔膜14，隔膜14與泵腔體21相連。泵腔體21和泵腔體22分別通過(guò)單向閥13和單向閥04與隔膜泵的出液口 01相通；泵腔體21和泵腔體22分別通過(guò)單向閥12和單向閥05與隔膜泵的進(jìn)液口 10相通。線圈繞組09、08和07依次排列在活塞運(yùn)動(dòng)腔體23壁的外側(cè)。在活塞運(yùn)動(dòng)腔體23與線圈繞組之間依次埋有霍爾檢測(cè)元件15、16、17、18、19和20。也可以用電容位置檢測(cè)元件來(lái)取代霍爾檢測(cè)元件，或磁感應(yīng)式傳感器，或其他相同功能的檢測(cè)元件，或多種檢測(cè)元件并用。在線圈繞組中埋有溫度傳感器23、24和25。在圖I中，當(dāng)活塞02向左運(yùn)動(dòng)，通過(guò)連桿11和連桿03，帶動(dòng)隔膜14和隔膜06向左運(yùn)動(dòng)。在左邊，泵腔體21由于隔膜14的向左運(yùn)動(dòng)，擠壓泵腔體21的空間，使泵腔體21的容積變小，泵腔體21內(nèi)的液體由于隔膜擠壓的壓力將單向閥12關(guān)閉，單向閥13打開(kāi)，泵腔體21內(nèi)的液體經(jīng)單向閥13流向出液口 01 ;在右邊，隔膜06向左運(yùn)動(dòng)，泵腔體22容積變大，泵腔體22產(chǎn)生負(fù)壓，此時(shí)，單向閥04關(guān)閉，單向閥05打開(kāi)，液體由大氣壓力經(jīng)進(jìn)液口 10和打開(kāi)的單向閥05，進(jìn)入泵腔體22。當(dāng)活塞向右運(yùn)動(dòng)時(shí)，與上述的過(guò)程相反，單向閥05關(guān)閉，單向閥04打開(kāi)，泵腔體22的液體經(jīng)打開(kāi)的單向閥04流向出液口 01 ;同時(shí)，單向閥13關(guān)閉，單向閥12打開(kāi)，液體經(jīng)進(jìn)液口 10通過(guò)打開(kāi)的單向閥12，流入泵腔體21?；钊麃?lái)回往復(fù)，不斷重復(fù)上述過(guò)程。圖2是圖IA的部位的圖。示意霍爾元件的位置。圖3是隔膜泵的控制流程方框圖?？刂破?2將方波發(fā)生器31送來(lái)的方波整形后，由信號(hào)采集器36送來(lái)活塞運(yùn)動(dòng)軌跡同步信號(hào)觸發(fā)，分送功力輸出33、34、和35，進(jìn)行電壓和電流的功率輸出。功率輸出33、34、和35的功率，送至圖I中的線圈繞組09、08和07以驅(qū)動(dòng)活塞的運(yùn)動(dòng)。
信號(hào)采集器36的輸入端15、16、17、18、19和20分別對(duì)應(yīng)圖I中的霍爾檢測(cè)元件
傳感器，由信號(hào)采集器36對(duì)其采集的信號(hào)進(jìn)行分組組合和相互組合并處理，得出活塞的運(yùn)動(dòng)軌跡和位置，處理結(jié)果送至控制器32。在圖3中，顯示屏37顯示由控制器32送出的活塞工作頻率，或顯示隔膜泵的輸出流量。頻率由方波發(fā)生器31可調(diào)，頻率調(diào)到0，即活塞停止運(yùn)動(dòng)；隔膜泵停止工作。頻率由0無(wú)極調(diào)到最大設(shè)定值，隔膜泵的輸出流量也相應(yīng)由0到最大值。
圖4示出了圖3控制流程方框圖輸出至線圈各繞組的波形。在圖中，用波形說(shuō)明了隔膜泵的驅(qū)動(dòng)方法。在圖中，橫坐標(biāo)是時(shí)間t，縱坐標(biāo)是輸出電壓V。坐標(biāo)LI顯示的是圖3功率輸出33，對(duì)應(yīng)圖I的線圈繞組09的波形；L2顯示的是圖3功率輸出34，對(duì)應(yīng)圖I的線圈繞組08的波形山3顯示的是圖3功率輸出35，對(duì)應(yīng)圖I的線圈繞組07的波形。在圖中，設(shè)定活塞在停止?fàn)顟B(tài)時(shí)的位置在圖I所示的中間，線圈09、08和07依次得到LI、L2和L3的波形電壓。坐標(biāo)S是表示當(dāng)前時(shí)間段活塞的運(yùn)動(dòng)方向。坐標(biāo)T是表示圖3信號(hào)采集器36的活塞運(yùn)動(dòng)軌跡的同步觸發(fā)信號(hào)，由此同步觸發(fā)信號(hào)，經(jīng)控制器32處理后，觸發(fā)得到LI、L2和L3的波形。在t0_tl3時(shí)間段LI正向輸出，線圈09得電，有強(qiáng)磁場(chǎng)的磁鋼組成的，左右水平方 向?yàn)槟媳睒O的活塞(以下簡(jiǎn)稱(chēng)活塞)由中間位置向左運(yùn)動(dòng)，見(jiàn)坐標(biāo)S的活塞運(yùn)動(dòng)方向sll。在延時(shí)一個(gè)tO-tll時(shí)間后，活塞運(yùn)行到中間位置偏左，在til時(shí)，L2反向輸出，線圈08反向得電，由線圈08的反向磁場(chǎng)推動(dòng)加上線圈09的正向磁場(chǎng)的吸引，與活塞本身的磁場(chǎng)作用，活塞繼續(xù)向左運(yùn)行?；钊\(yùn)行到tl2時(shí)間，即活塞到達(dá)向左的預(yù)定極限位置前，由信號(hào)采集器36發(fā)出觸發(fā)信號(hào)tl2，得到tl2信號(hào)后，控制器32至功率輸出33和34輸出波形的LI和L2在延時(shí)tl2-tl3時(shí)間后，正相和反相減小至0，活塞在tl3時(shí)到達(dá)向左的預(yù)定極限位置。當(dāng)活塞到達(dá)向左的預(yù)定極限位置，由信號(hào)采集器36發(fā)出信號(hào)tl3，控制器32進(jìn)入tl3-tl6時(shí)段。在tl3，L2波形由反向過(guò)0后轉(zhuǎn)為正向，線圈08得電，活塞由向左的極限位置返回，向右運(yùn)行，見(jiàn)sl2。同樣，在延時(shí)一個(gè)tl3-tl4時(shí)間后，活塞離開(kāi)了左的極限位置，在tl4時(shí)LI反向輸出，線圈09反向得電，線圈09的反向磁場(chǎng)推動(dòng)和線圈08正向磁場(chǎng)的吸引活塞繼續(xù)向右運(yùn)行。活塞繼續(xù)向右運(yùn)行，由左向右運(yùn)行到接近中間位置時(shí)，由信號(hào)采集器36發(fā)出信號(hào)tl5，LI反向波形截止為0 ;同時(shí)L3正向觸發(fā)輸出。此時(shí)，活塞在線圈08和線圈07的雙重磁場(chǎng)吸引下，越過(guò)中間位置，向右運(yùn)行。在活塞運(yùn)行到線圈08和線圈07之間，即tl6時(shí)間，L2由正向過(guò)0變反向，線圈08的反向磁場(chǎng)推動(dòng)加上線圈07的正向磁場(chǎng)的吸引活塞繼續(xù)向右運(yùn)行,見(jiàn)sl3?；钊竭_(dá)向右的預(yù)定極限位置前，由信號(hào)采集器36發(fā)出信號(hào)tl7，L3和L2在延時(shí)tl7-tl8時(shí)間后，正相和反相減小至0，活塞在tl8時(shí)到達(dá)向右的預(yù)定極限位置。當(dāng)活塞到達(dá)向右的極限位置，在tl8時(shí)，L2由反向過(guò)0轉(zhuǎn)為正向，線圈08得正向電勢(shì)，活塞由向右的極限位置返回，向左運(yùn)行。進(jìn)入tl8-t21時(shí)段，見(jiàn)sl4。活塞離開(kāi)向右的極限位置，在tl9時(shí)，L3反向輸出，線圈07反向得電，線圈07的反向磁場(chǎng)推動(dòng)和線圈08的正向磁場(chǎng)的吸引活塞繼續(xù)向左運(yùn)行?；钊\(yùn)行到線圈07和線圈08之間的tl時(shí)段，L3反向回到0關(guān)斷。同時(shí)在tl時(shí)，LI正向輸出，線圈09得電，在線圈08和線圈09的雙重磁場(chǎng)吸引下，活塞越過(guò)中間位置，繼續(xù)向左運(yùn)行，見(jiàn)s21。在t21時(shí)，活塞運(yùn)行到中間位置偏左，L2由正向變反向，線圈08的反向磁場(chǎng)推動(dòng)加上線圈09的正向磁場(chǎng)的吸引活塞繼續(xù)向左運(yùn)行。至此，和前所述的tO-tl時(shí)段相同。從圖4可以看出，t0 —tl是一個(gè)完整的周期，活塞由中間運(yùn)行到左，再由左越過(guò)中間運(yùn)行到右，再由右回到中間，向左運(yùn)行。t0 —tl = tl —t2周而復(fù)始。tO — tl用了 tl的時(shí)間，改變tl的時(shí)長(zhǎng)，也就改變了頻率f。從t0到tl3，中間要經(jīng)過(guò)tl2，只有活塞到達(dá)接近向左的預(yù)定位置后，信號(hào)采集器36才有tl2的觸發(fā)信號(hào)；同理，tl7也一樣，只有活塞到達(dá)接近向右的預(yù)定位置后，信號(hào)采集器36才有tl7的觸發(fā)信號(hào)?；钊\(yùn)行時(shí)，受到大于設(shè)定的阻力，或者活塞卡住，活塞運(yùn)行時(shí)間延長(zhǎng)，到不了 tl2和tl7的位置，就沒(méi)有tl2和tl7的觸發(fā)信號(hào)，則整個(gè)t0-tl2或tl5-tl7的時(shí)間在等待中延長(zhǎng)?；钊竭_(dá)預(yù)定的位置，才有tl2和tl7的觸發(fā)信號(hào)。無(wú)論是t0-tl2還是tl5-tl7時(shí)間的延長(zhǎng)，就是整個(gè)tl的時(shí)間延長(zhǎng)。當(dāng)tl時(shí)間延長(zhǎng)為n個(gè)設(shè)定的11時(shí)間，則保護(hù)性關(guān)機(jī)，并報(bào)警。n可以設(shè)定大于等于4個(gè)tl的時(shí)間，n的最大取值以線圈繞組連續(xù)通電，能承受的安全發(fā)熱溫度的時(shí)限為限。線圈繞組的溫度由埋在線圈繞組的溫度傳感器來(lái)監(jiān)測(cè)。圖5是圖I的一個(gè)變形的實(shí)用例。圖I是左右對(duì)稱(chēng)的，有二個(gè)隔膜腔，活塞左右運(yùn)行，一個(gè)隔膜腔吸液，一個(gè)隔膜腔排液，相互推挽運(yùn)行；圖5只有圖I的右半部分，只有一個(gè)隔膜腔，用在需要的場(chǎng)合。圖5的圖中標(biāo)號(hào)和圖I 一樣。圖6和圖I的不同是圖6沒(méi)有圖I中的連桿，用液壓油61取代了連桿，用液壓油傳遞活塞左右運(yùn)行的動(dòng)能。顯然，根據(jù)以上所述，本發(fā)明的許多修正和變型是可能的。例如，在圖4中的反向推動(dòng)電壓可以不加；例如，改變圖中的波形形狀和改變波形交叉的時(shí)序；例如，變3個(gè)線圈繞組為n個(gè)線圈繞組，只要能使活塞左右運(yùn)行。因此，應(yīng)當(dāng)理解，在所附權(quán)利要求的范圍內(nèi)，本發(fā)明可通過(guò)不同于上述具體描述的其他方式實(shí)施。權(quán)利要求
1.一種隔膜泵的驅(qū)動(dòng)裝置，包括隔膜泵泵腔體和連接于泵腔體內(nèi)的隔膜，所述的隔膜泵有一組線圈，所述的隔膜泵有一個(gè)活塞，所述的隔膜泵的活塞通過(guò)連桿連接隔膜，所述的隔膜泵有一個(gè)操作的控制器，其特征在于，所述的隔膜泵的活塞和隔膜之間用連桿連接，傳遞活塞動(dòng)能外，還可以用液壓油來(lái)替代連桿傳遞活塞作用于隔膜的動(dòng)能。
2.如權(quán)利要求I所述的一種隔膜泵的驅(qū)動(dòng)裝置，所述的隔膜泵的活塞是由軟鐵或帶有磁性的磁鋼組成。
3.如權(quán)利要求I所述的一種隔膜泵的驅(qū)動(dòng)裝置，所述的隔膜泵的一組線圈是有一個(gè)或幾個(gè)獨(dú)立繞組組成。
4.如權(quán)利要求I所述的一種隔膜泵的驅(qū)動(dòng)裝置，所述的隔膜泵在活塞腔壁上，埋有若干霍爾元件，或若干電容位置檢測(cè)元件，或若干磁感應(yīng)式傳感器。
5.一種隔膜泵的驅(qū)動(dòng)方法，通過(guò)直接用電磁鐵的方法來(lái)驅(qū)動(dòng)活塞，活塞通過(guò)連桿連接于隔膜泵泵腔體內(nèi)的隔膜，所述的隔膜泵有一組驅(qū)動(dòng)活塞的線圈，其特征在于，由控制器控制線圈依次有序通電，驅(qū)動(dòng)活塞左右運(yùn)動(dòng)，活塞左右運(yùn)動(dòng)帶動(dòng)隔I吳的左右運(yùn)動(dòng)。
6.如權(quán)利要求5所述的一種隔膜泵的驅(qū)動(dòng)方法，所述的隔膜泵的位置檢測(cè)元件檢測(cè)活塞的運(yùn)行方向和位置。
7.如權(quán)利要求5所述的一種隔膜泵的驅(qū)動(dòng)方法，所述的隔膜泵的活塞左右來(lái)回運(yùn)動(dòng)的頻率f是可變的，其隔膜泵的輸出流量可以從零無(wú)級(jí)調(diào)到最大設(shè)定值。
8.如權(quán)利要求5所述的一種隔膜泵的驅(qū)動(dòng)方法，所述的隔膜泵的活塞因故卡住，在η個(gè)tl時(shí)間內(nèi)保護(hù)性關(guān)機(jī)，并報(bào)警。
全文摘要
本發(fā)明的隔膜泵的驅(qū)動(dòng)方法，是用電磁鐵的方法，直接將電能轉(zhuǎn)換成來(lái)回往復(fù)的直線運(yùn)動(dòng)。用本發(fā)明的隔膜泵的驅(qū)動(dòng)方法制造的隔膜泵，可以通過(guò)改變線圈的通電頻率f，來(lái)改變隔膜泵的輸出流量，其輸出流量可以從零無(wú)級(jí)調(diào)到最大設(shè)定值。用本發(fā)明的隔膜泵的驅(qū)動(dòng)方法制造的隔膜泵，縮小了的隔膜泵的體積和重量，降低制造成本。
文檔編號(hào)F04B43/02GK102635537SQ201210138529
公開(kāi)日2012年8月15日 申請(qǐng)日期2012年5月4日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月4日
發(fā)明者項(xiàng)炳榮 申請(qǐng)人:項(xiàng)炳榮