专利名称：便携式无源真空泵的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种将各种真空容器抽制成真空状态的真空泵。具体涉及一种 不用电源的便携式无源真空泵。尤其适合携带到，没有电源及空间狭小的现场 使用。
(二)
背景技术：
目前，真空泵种类和型号很多。真空度高、排气量大的真空泵很难兼备体 积小、重量轻、价格低，携带方便的特点。并且，都离不开电源。都受到无电 和停电的困扰。由于重量和体积都很大，携带很不方便。尤其用于日常生活更 是不便。
一些节能产品运行中不需要电源，例如，窗外悬挂式锯齿面真空平板太阳 能集热器、室内外真空保温输水管、真空保温输油管、果菜真空保鲜运输容器、 家庭食品真空保鲜容器、真空保鲜袋等。都需要一种不受电源限制、携带方便、 真空度高、排气量大、价格低的真空泵。
如果有该真空泵的配套，频繁、重复抽制真空的表压可达负O.lMpa的食 品真空保鲜容器就有了存在的基础。使无电源的牧区、边疆、海岛、偏远地区， 可以用上经济实用的"电冰箱"。即解决了生活问题，又促进了节能减排。
目前，不用电源、携带方便、真空度高、排气量大、使用简单方便的真空 泵，还处于空白状态。
(三)
发明内容
为了填补不用电源真空泵的空白，解决生活中的问题，促进一批节能产品 的发展。本发明提供一种，真空度高、排气量大、重量轻、体积小、价格低、 使用简单方便快捷、无触电危险的便携式无源真空泵。外形如自行车充气筒。 本发明要解决的技术问题在于不用电源，采用活塞方式构成真空泵。用双手或者用双脚和一只手完 成抽制真空。具体是，在换气室上设计吸气阀、排气阀，设计新颖的吸气阀的 阀门控制机构的密封，设计新颖的方向传感器、位置传感器、阀门自锁机构、 两阀门之间的互锁及相互延时机构，设计新的活塞外直径膨胀机构，设计万向 节。难点在于，以最少的器件最小的空间，将信号采集、传递、自锁、互锁、 相互延时、控制、驱动构成闭环控制系统。并且，系统的动力全部取之于手柄。 泵体要最小化。
本发明采用的技术方案
一种便携式无源真空泵，其特征在于，它主要由换气室、活塞、吸气阀、 方向传感器、吸气阀自锁机构所构成，往返运动的活塞设置在换气室内，方向 传感器和吸气阀安装在换气室的底部，方向传感器是由相对反方向运动的两个 物体组合成动配合的一体，吸气阀自锁机构固定在方向传感器的其中一个运动 物体上，活塞、吸气阀、方向传感器、吸气阀自锁机构的机械动力都取之于手 柄。
根据上述方案，本发明还有如下措施该泵还包含有排气阀、位置传感器、 排气阀自锁机构、两阀门之间的互锁和相互延时机构，所说的排气阀安装在换 气室的底部，位置传感器的主要部件在换气室的外面，排气阀自锁机构、两阀 门之间的互锁和相互延时机构固定在方向传感器的其中一个运动物体上。该泵 还包含有脚踏板和万向节，万向节安装在脚踏板上，万向节的轴由两根或两根 以上构成，两条轴线呈+字型。所说的吸气阀包含有密封机构，密封机构由密 封袋构成，其形状如米袋子，用聚乙烯或其它有机材料制成。所说的活塞，包 含有活塞外直径膨胀机构，该机构由单向胀圈构成，其形状为弹性圆环，用硅 胶或耐油耐温橡胶制成。
两个阀门都采用外力开启和关闭的双向阀，不损耗有限的真空度。不采用 技术难度低的用气体压力差开启的单向阀，例如，自行车高压充气筒的阀门结 构，或用与活塞面积相同的金属薄片配小弹簧构成单向阀门。这种阀门需要用 真空泵的有限真空度换取。
吸气阀的阀门控制机构的密封性能如何，决定了该泵的寿命，是技术难度 之一。该泵采用杠杆位移配以密封袋，回避了传统的旋转轴加密封圈或摩擦片。 好处在于，将直接硬连接的旋转轴变为间接连接的杠杆位移。消除了旁路漏气 的现象和寿命短的问题。这种新的密封方式，密封口是静止的，不存在动态磨 损。比其它方式，密封好、寿命长、结构简单、耐疲劳性好，
活塞性能如何，决定了能否以最小的手柄推拉力，获取足够的换气能力， 保证真空度。这里是靠足够的可调外力实现活塞周期性膨胀，不是象自行车充 气筒的皮碗靠有限的气体压力差实现周期性膨胀。
方向传感器、位置传感器、6锁机构、互锁机构、相互延时机构是该泵的 控制中心。该泵不允许两阀门同时处于打开的状态，互锁机构能避免静态时两 阀门同时处于打幵状态。却避免不了动态时两阔门同吋处于打开的状态。因为， 两阀门同时进行状态变换时，当两阀门的活塞同时移动到中间位置时，会出现 瞬间同时打开的状态。所以，必须建立两阀门状态互换时的相互延时机构。方 向传感器是用来检测活塞的动态方向。位置传感器是用来检测活塞起点和终点
的位置。自锁机构是维持必要的工作状态。互锁机构是防止两阀门之间静态时 气体短路。相互延时机构是防止两阀门之间动态时气体短路。
用于家庭的泵体积相对很小，双手即可操作。用T工程的泵由于体积相对 较大，需要脚踩手拉操作。此时，如果没有万向节，手柄向上拉起时，倾斜力 会弯曲手柄杆或损坏其它部件。
本发明的有益效果
适用于无电源以及场地狭小复杂的各种现场使用。该真空泵集真空度高、 排气量大、体积小、重量轻、价格低、操作简单、携带方便、可维护性强于一 身。
真空度-10-2pa lpa。(双阀门)
(用低精度、单吸气阀、活塞排气，表压达负0.099Mpa的简易实 验样机，估计出双阔门的真空度。)
排气量346CmV每次。(气室内体积4>3.5Cm,高度36Cm)
气室外体积小4Cm，髙40Cm。
总长度55Cm。
重量1.1Kg。
价格明显低于其它真空泵。 注根据民用或工程使用的区别，体积可适当缩小或增大，此为实验样机尺寸。
(四)
图1便携式无源真空泵，(01)上滑车，(02)竖导轨，(03)排气触头， (04)排气撬板，(05)限位孔，(06)吸气撬板，(07)竖滑车，(08)吸气触 头，(09)防护罩'(10)密封袋，(11)下滑车，(12)密封圈，(13)气室底板， (14)密封碗，(15)金属活塞，(16)单向胀圈，(17)传动环，(18)万向节， (19)脚踏板，(20)外筒，(21)内筒，(22)上导轨，(23)排气杆，(24) T 型支架，(25)吸气杆，(26)吸气驱动杆，(27)抽制口， (28)弹簧，(29)下 导轨，(30)吸气活塞，(31)排气活塞，(32)传动连杆，(33)换气室，(34) 圆环，(35)缓冲弹簧，(36)复位触头，(37)手柄，(38)气室盖。
(五)
具体实施例方式
下面结合附图进一步介绍本发明的结构，如图所示换气室(33)是由一定长度的圆管、气室底板(13)、密封圈(12)、气室盖(38)构成。其形状为 圆柱形的容器。
活塞往返运动在换气室里。活塞主要由金属活塞U5)、密封碗(14)、圆 环(34)、单向胀圈(16)构成。密封碗(14)、圆环(34)、单向胀圈(16)按 顺序动配合地套在金属活塞(15)上，密封碗(14)的活动行程小于单向胀圈
(16)的活动行程。密封碗(14)和单向胀圏(16)是用弹性有机材料制成。 向外拉动手柄(37),此时，活塞的作用是密封。手柄(37)推入时，换气室(33) 中的气体从金属活塞(15)与密封碗(14)之间的缝隙排出。
该泵包含有吸气阀、排气阀时，将金属活塞(15)和密封碗(14)制成一 体，保留单向胀圈(16)的功能。可以清除活塞换向时，缝隙产生的微量残留 空气。使真空泵的真空度更高。
吸气阀主要由吸气杆(25)、吸气活塞(30)、弹簧(28)、吸气驱动杆(26)、 密封袋(10)、防护罩(09)、抽制口 (27)构成。其作用是，使换气室(33) 与抽制口 (27)中的气体贯通或阻断。即使换气室(33)与被加工的真空容器 中的气体贯通或阻断。吸气杆(25)的一端固定在吸气活塞(30)上，另一端 与吸气驱动杆(26)滑动连接，吸气驱动杆(26)的另一端露在阀体的外面。 露在阀体外面的部分，被密封袋(10)封闭在阔体内。密封袋(10)的形状如 米袋子，用弹性软材料制成。硬质材料制成的防护罩(09)套在密封袋(10) 的外面，防止吸气撬板(06)损坏密封袋(10)。套在吸气杆(25)上的压力弹 簧(28)使吸气阀不受外力时自动关闭吸气阀。吸气阀安装在换气室(33)的 底部。
吸气阀自锁机构，主要由吸气触头(08)、竖滑车(07)、竖导轨(02)、外 筒(20)、内筒(21)、构成。吸气阀自锁机构固定在方向传感器的其中一个运 动物体上，吸气触头(08)、竖滑车(07)、竖导轨(02)依次固定在外简(20) 上。外筒(20)与内筒(21)动配合地组装在一起。吸气触头(08)的特定位 置将吸气阀门自锁。机械构成的方向传感器和自锁机构，完成信号采集、传递、 控制、自锁、驱动。传感器、活塞、吸气阀等机械动力都取之于手柄。
方向传感器是由相对反方向运动的两个物体组合成动配合的一体。具体是 由外筒(20)、内筒(21)构成。外筒(20)动配合地套在内筒(21)上。内筒 (21)上的限位孔(05)和孔内的螺丝构成传感器的限位。
吸气阀上的密封机构，主要由密封袋(10)构成。由于，吸气阀由于阀门 控制机构，使阀门里侧与外侧产生交界面，密封袋(10)的作用是隔断交界的 气体对流。密封袋(10)的形状如米袋子，用弹性软材料制成。特点是密封性 好、寿命长、更换方便。
活塞外直径膨胀机构，主要由单向胀圈(16)、圆环(34)、密封碗(14) 构成。单向胀圈(16)的坡面对着密封碗的开口处，动配合地套在金属活塞(15) 上。画环(34)在密封碗(14)和单向胀圈(16)之间，用来调节膨胀力度。 用以获取足够的活塞密封和最小的手柄推拉力。手柄(37)拉出时，单向胀圈 (16)在换气室管壁摩擦力的作用下挤胀密封碗(14)，密封碗(14)在外力的作用下，其开口的外径增大。手柄(37)推入时，密封碗(14)开口的外径恢 复原始外径。而自行车充气筒中的皮碗，周期性膨胀是气体压力差的原故。其 力度是有限和不可调的。
该真空泵还包含以下措施，下面进一步介绍措施的结构
排气阀，主要由排气活塞(31)、排气杆(23)、排气撬板(04)构成。排 气杆(23)的一端固定在排气活塞(31)上，另一端与排气撬板(04)滑动连 接。吸气撬板(06)和排气撬板(04)的轴都固定在内筒(21)上。排气阀的 作用是使大气与换气室(33)之间的气体贯通或阻断。排气阀安装在换气室的 底部。
位置传感器，主要由传动连杆(32)、缓冲弹簧(35)、复位触头(36)、传 动环(17)、构成。主要部件传动连杆(32)在换气室(33)的外面。传动连杆 (32)的一端与T型连杆的--端滑动连接，另一端与传动环(17)滑动连接。 缓冲弹簧(35)和传动环(17)套在手柄杆上。复位触头(36)固定在靠近手 柄(37)的手柄杆上。位置传感器与互锁机构、延时机构相关连。
排气阀6锁机构、两阀门之间的互锁机构，主要由竖导轨(02)、竖滑车(07)、 上导轨(22)、上滑车(01)、下导轨(29)、下滑车(11)、吸气触头(08)、排 气触头(03)、 T型支架(24)、 T型连杆，以及竖滑车(07)两端的一字型连 杆组成。竖滑车(07)、上滑车(01)、下滑车(11)分别动配合地组装在竖导 轨(02)、上导轨(22)、下导轨(29)上。各导轨都固定在外筒(20)上。两 根一字型连杆， 一端分别可转动地连接在竖滑车(07)的两端上，另一端分别 可转动地连接在上滑车(01)和下滑车(11)上。T型连杆中的两端，分别滑 动连接在上滑车(01)和下滑车(11)上，第三端与传动连杆(32)滑动连接。 T型支架(24)固定在外简(20)上。
排气阀和吸气阀状态互换时的相互延时机构，主要由排气触头(03)和吸 气触头(08)构成，吸气触头(08)和排气触头(03)保持一定距离地固定在 竖滑车(07)上。以其之间的特定距离构成延时。
该泵还包含有脚踏板和万向节，万向节安装在脚踏板上。万向节的轴，由 两根或两根以上构成，两条轴线呈十字型。
只要手柄(37)瞬间不受外力，泵体的自重就会使吸气阀瞬间自动关闭。 该泵停止工作时不存在慢漏气的现象，不损耗有限真空度。
工作程序.-手柄(37)向上拉起，由于活塞与换气室(33)管壁之间的摩 擦阻力远大于外筒(20)与内筒(21)之间的摩擦阻力。内外筒之间首先相对 运动，排气触头(03)首先脱离排气撬板(04)，排气阀关闭。延时之后，吸气 触头(08)推动吸气撬板(06),撬板推动吸气驱动杆(26)，驱动杆将吸气杆(25)拉出，使吸气阀开启，并进入自锁。内外筒的相对行程距离被限位孔(05) 限制在3毫米。活塞才开始向上移动。移动到上方终点，缓冲弹簧(35)压迫 传动环(17)，传动环(17)拉动传动连杆(32)，上、下滑车上的一字型连杆 在T型连杆的推动下相对反方向运动，使竖滑车(07)向气室底板(13)方向 运动，进而使吸气触头(08)首先脱离吸气撬板(06),使吸气阀关闭。延时之后，排气触头(03)推动排气撬板(04)，使排气阈开启，并进入自锁。活塞开始向下移动。换气室(33)中的空气从排气阀排出。(单吸气阀时，换气室(33) 中的空气从活塞排出)活塞移动到下方终点，换气室中的气体排净。复位触头(36)向里推动传动环(17)，通过传动连杆(32)使竖滑车(07.)向手柄方向 运动，使相关部件复位。
权利要求
1、一种便携式无源真空泵，其特征在于，它主要由换气室、活塞、吸气阀、方向传感器、吸气阀自锁机构所构成，往返运动的活塞设置在换气室内，方向传感器和吸气阀安装在换气室的底部，方向传感器是由相对反方向运动的两个物体组合成动配合的一体，吸气阀自锁机构固定在方向传感器的其中一个运动物体上，活塞、吸气阀、方向传感器、吸气阀自锁机构的机械动力都取之于手柄。
2、 根据权利要求1所述的便携式无源真空泵，其特征在于，它还包含有排 气阀、位置传感器、排气阀自锁机构、两阀门之间的互锁和相互延时机构，所 说的排气阀安装在换气室的底部，位置传感器的主要部件在换气室的外面，排 气阀自锁机构、两阀门之间的互锁和相互延时机构固定在方向传感器的其中一 个运动物体上。
3、 根据权利要求1或2所述的便携式无源真空泵，其特征在于，它还包含 有脚踏板和万向节，万向节安装在脚踏板上，万向节的轴由两根或两根以上构 成，两条轴线呈十字型。
4、 根据权利要求l至3所述的便携式无源真空泵，其特征在于所说的吸气 阀包含有密封机构，密封机构由密封袋构成，其形状如米袋子，用聚乙烯或其 它有机材料制成。
5、 根据权利要求1至4所述的便携式无源真空泵，其特征在于所说的活塞， 包含有活塞外直径膨胀机构，该机构由单向胀圈构成，其形状为弹性圆环，用 硅胶或耐油耐温橡胶制成。
全文摘要
一种不用电源的便携式无源真空泵。形状如自行车充气筒，适用于在各种现场使用。由换气室、吸气阀、排气阀、活塞、方向及位置传感器构成。吸气阀包含有密封袋。活塞包含有活塞外直径膨胀机构。自锁、互锁、相互延时机构固定在方向传感器的其中一个运动物体上。该泵集真空度高、排气量大、体积小、重量轻、操作简单、携带方便于一身。该泵使表压达负0.1MPa的食品真空保鲜容器、真空保鲜袋有了存在的基础，无电源的牧区、边疆、海岛、偏远地区，也可以用上经济实用的“电冰箱”。一些不用电源的节能产品，例如，窗外悬挂式锯齿面真空平板太阳能集热器、室内外真空保温输水管、果菜真空保鲜运输容器等，使用和维护不用受停电、无电的困扰。
文档编号F04B39/10GK101344080SQ200810012919
公开日2009年1月14日 申请日期2008年8月25日 优先权日2008年8月25日
发明者刘永杰 申请人:刘永杰