专利名称：泵以及该泵的制造方法
技术领域：
本发明涉及一种泵，该泵包括一个具有一入口和一出口的泵腔，泵腔在一第一主壁和一第二主壁之间延伸。
第一主壁，其是泵体的一部分或与该泵体相连，第二主壁，其是泵座的一部分或与该泵座相连，泵体可相对于泵座运动，因而泵腔的容积是可变的。
所述泵包括分别用来有选择地关闭入口或出口的一入口阀和一出口阀。
本发明还涉及一种电熨斗，它包括一个可通过本发明的泵连接至一喷雾嘴或一蒸汽出口的蓄水器。
本发明还涉及该泵的制造方法。
从美国专利文件US-A-4,042,309可获知这样一种泵，在这种已知的泵中，泵座由一圆柱体形成，泵体制成一活塞形式，其可以沿直线运动，因而可以增大或减小由圆柱体和活塞所构成的泵腔的容积。该泵还包括一吸入单向阀和一排出单向阀，以便在通过活塞的运动而反复增大和减小泵腔容积时实现泵吸作用。这种已知的泵的缺点是元件过多以及装配困难。
本发明的一个目的是提供一种易于装配的泵。本发明的另一目的是提供一种适合于低成本批量生产的泵。为实现上述目的，本发明的泵特征在于出口阀由泵体的一第一部分构成，当泵体被迫压住出口时，所述第一部分便关闭出口，在出口保持关闭的同时，泵体可围绕着所述第一部分相对于泵座进行倾斜，入口阀由泵体的一第二部分构成，当泵体被迫压住入口时，所述第二部分便关闭入口，在入口保持关闭的同时，泵体可围绕着所述第二部分相对于泵座进行倾斜。
如下面将要说明的那样，由于这些措施，泵体便能够实现一活塞以及一阀的功能。在泵的一工作循环的一第一阶段，泵体围绕着泵的第一部分从一第一位置倾斜到一第二位置，其中在第一位置中泵的第一主壁和第二主壁相互间靠得很近，而在第二位置中泵的第一主壁和第二主壁相互间离得很远，因此，在出口保持关闭时由于泵腔容积的增大，上述倾斜导致了从入口向泵腔中的吸入。在泵的工作循环的一第二阶段，泵体从第二位置运动和/或倾斜到一第三位置，在第三位置中泵的第二部分关闭入口而出口刚被打开。在泵的工作循环的一第三阶段，泵体围绕着泵的第二部分从第三位置倾斜到第一位置。在泵循环的此第三阶段中，由于泵腔容积减小以及入口保持关闭，因而泵腔中的至少一部分内容物被压出出口。应当注意，为了获得一泵吸作用并非需要完全关闭出入口。当出口和入口之间的压力差不是很大时，出入口的局部关闭就足以产生一泵吸作用，这是因为即便是大开口两侧的压力差小于小开口两侧的压力差，较大的开口也比小开口能够允许更多的流体(液体或气体)通过。由于泵体的组合功能，就不再需要单独的阀，因而大大减少了零件总数以及使泵更易于装配。此外，由于阀通常包括很小的精密零件，这些零件成本高又难装配，因此本发明也简化了批量生产。
根据本发明的泵的一个实施例，其特征是泵体的所述第一部分和所述第二部分都包括一部分球体段。当泵体围绕着泵体的其中一个所述部分倾斜时，球体部分段能够有效地关闭相应的出入口。
根据本发明的泵的一个实施例，其特征在于，泵座和/或泵体包含一种弹性材料。这一措施使泵工作时无噪声，即便泵抽干时亦是如此。这点对于一种日用消费品(例如电熨斗)来说尤为重要。当泵体和泵座使用硬质材料时，从出入口中的一个或从泵体和泵座之间的交界处将发生泵腔的泄漏。使用一种弹性材料就能够关闭出入口其中之一以及在泵体和泵座之间实现密封。从而使泵体可以倾斜以及允许零件尺寸上的制造误差。一种柔性材料允许泵体和/或泵座在倾斜时轻微变形，而这一变形产生出使泵体和泵座的两壁保持相互接触的作用力，从而消除泄漏。现已发现，硅橡胶的泵座可提供一令人满意的密封效果，因而当泵进行吸水时，该泵能够产生高达1巴的压力。
根据本发明的泵的一个实施例，其特征在于，所述第一主壁和所述第二主壁是多边形的，以及入口和出口位于相邻的两个角部。由于这一措施，就可以在泵的工作循环中从第一阶段转向第二阶段时，同时关闭出口和入口，从而可以防止这两个开口同时被打开。由于在泵压作用下出口处的压力通常高于入口处的压力，因而两个开口同时开启会造成从出口向入口的倒流。显然，这种倒流是不希望发生的，因为它消弱了泵压作用。
根据本发明的泵的一个实施例，其特征在于，所述第一主壁和所述第二主壁是三角形的，以及泵座包括梯形形状的侧壁，侧壁与第二主壁构成锐角，使得泵座和泵体之间在泵体倾斜时保持一密封。
现已发现，所述形状能够实现一有效的泵吸作用，以及倾斜的侧壁能够在泵体倾斜时由于泵座和泵体侧壁之间接触压力的增加而提供更好的泵腔密封。
根据本发明的泵的一个实施例，其特征在于，所述第一主壁和所述第二主壁具有相配的表面，以及该泵包括用以使第一主壁和第二主壁在其大致整个面积上相互压靠的施压装置。由于这些措施，当泵未启动时泵腔的容积实际为零。这一实施例的优点在于，由于泵腔中没有残余流体，该泵是自行起动和自行清洁的。例如，当泵进行吸水时，上述这些措施可以防止泵被长期闲置时在泵腔的壁上结垢。
根据本发明的泵的一个实施例，其特征在于，泵体和泵座通过一柔性膜片相互连接。这一措施防止了通过泵体和泵座之间交界处的泄漏。
根据本发明的泵的一个实施例，其特征在于，该泵包括驱动装置，该驱动装置用于沿着一闭合环曲线对泵体上远离所述第一主壁的一部分进行驱动，所述闭合环曲线位于一平面中，该平面垂直于所述第二主壁的中心处的法线。由于泵体的侧壁由泵座定位，因此沿着所述闭合环对远离所述第一主壁的泵体的一部分进行驱动就将使泵体依次以泵体的第一部分和第二部分与泵座相配。这样，为实现泵吸作用所需的泵体的倾斜就可以以简单的装置来产生，例如用一个旋转马达沿着环形回路驱动所述泵体远端部分。
根据本发明的泵的一个实施例，其特征在于，驱动装置包括至少两个朝着不同方向取向的线性致动器。通过相位差方式驱动这些致动器，泵体就可以围绕着其第一部分或第二部分而倾斜。这些致动器例如可以是电磁致动器或压电致动器，从而获得一种耐用的小型电子泵。
本发明的电熨斗包括一个蓄水器，蓄水器可通过本发明的泵连接至一喷雾嘴或一蒸汽出口。本发明的泵尤其适合用于一电熨斗，这是因为它可以低成本制造；可以为喷雾作业建立起足够的压力；无噪音；它是自行起动的，因而当泵抽干时使用者也不会遇到问题；以及它是自行清洁的，因而在泵中不会发生积垢，这就保证了正常工作。
根据本发明的方法，其特征在于，将泵体相对于一支承件定位，支承件围绕着泵体的端部并靠近其第一主壁保持一段间隙，以及通过在泵体和支承件之间模注一弹性材料而成形出泵座。通过采用本发明的方法，可将泵的装配步骤减至最少，以及可以保证泵体和泵座的良好配合，这就防止了泵的泄漏。
下面将结合附图更详细地描述本发明的一些实施例，其中
图1是本发明的泵的一第一实施例的横截面图，其泵体处在一第一位置；图2表示为图1所示泵其泵体已倾斜至一第二位置时的情形；图3是图1和图2所示泵的示意性俯视图；图4表示为图1和图2所示泵其泵体已倾斜至一第三位置时的情形；图5表示图1、图2和图4所示的泵，其泵体已倾斜至一第四位置时的情形；图6是图1～图5所示泵以及用于驱动该泵的驱动装置的横截面图；图7是图1、2、4和5所示泵的另一示意性俯视图；图8是图1所示泵的泵体以及用于驱动该泵的其它驱动装置的俯视图；图9是类似于图3，表示本发明的泵的一第二实施例；图10是本发明的泵的第三实施例的横截面图；图11表示图10所示泵其泵体已倾斜至一第二位置时的情形。
图12表示本发明的泵在其制造时的布置；和图13表示一采用本发明的熨斗。
图1是本发明的泵1的横截面图。泵1包括一个具有一入口22和一出口21的泵腔2(见图2)。泵腔2在一第一主壁30和一第二主壁40之间延伸。在第一主壁30是一三角形底壁的情况下，第一主壁成为一泵体3的一部分。在第二主壁40是一泵槽4的三角形底壁的情况下，第二主壁成为一泵座的一部分。泵体3可相对于泵槽4运动，这样就可以改变泵腔2的容积。在图1中泵体3处在一第一位置，此时泵腔2的容积为最小。泵1包括一个在泵腔2的容积增大时用以关闭出口21的出口阀，以及一个在泵腔2的容积减小时用以关闭入口22的入口阀。出口阀由泵体3的一第一部分31构成。当泵体被迫压住出口21时，泵体的此第一部分31便关闭出口。入口阀由泵体3的一第二部分32构成。当泵体被迫压住出口21时，泵体的此第二部分32便关闭入口。在图1所示的泵体的第一位置中，入口22和出口21都被关闭。
图2表示图1所示泵其泵体3已围绕着泵体的第一部分31相对于泵槽4发生了倾斜，处在一第二位置。在从图1所示泵体的第一位置向图2所示泵体的第二位置的倾斜过程中，以及在泵体的第二位置时，出口21由泵体3的第一部分31保持关闭。由于所述倾斜，第二部分32移离开入口22，因而入口22不再被关闭。所述倾斜还使泵腔2的容积增大。泵体3紧密地装配在泵槽4，因而泵腔在泵体3和泵槽4的交界处是密封的。因此，泵腔2的容积的增大将导致从入口22抽吸到泵腔2中。这里，所述第一部分31和所述第二部分32各自包括一部分球体段，以便当泵体围绕着其中一个所述部分倾斜时，能够很好地封闭住出口21和入口22。泵槽4由一种弹性材料构成，以改善泵体3和泵槽4交界处的密封，以及改善由泵体3的第一部分31和第二部分32分别对出口21和入口22的密封。泵槽4具有梯形的侧壁45和46，它们分别与泵槽4的底壁40构成一个锐角。当泵体3倾斜时，泵体3略微压入到弹性材料中，从而泵体3和泵槽4的两表面之间的接触压力增大，这样就会增加对由于泵腔内部与其周围之间的压力差而引起的泄漏的阻力。因此，通过侧壁45和46防止泵体3升高，从而当泵腔2中加压时使出口21保持关闭。
图3是图1和图2所示泵的示意性俯视图。图中的闭合环形回路60是远离泵体的底壁30的泵体3的一部分34(见图1)在该泵运行期间可能遵循的一路径的示例。闭合环曲线60处在一个平面中，该平面垂直于所述第二主壁40的中心处的法线43(见图4)。图1所示泵体3的第一位置对应着参考标号11，图2所示泵体3的第二位置对应着参考标号12，图4所示泵体3的一第三位置对应着参考标号13，以及图5所示泵体3的一第四位置对应着参考标号14。
图4表示图1和图2所示泵其泵体已倾斜至由图3中的参考标号13所示的第三位置时的情形。在这个第三位置中，泵体在垂直于图面的方向中已经相对于第一位置发生了倾斜。尽管在图4中看不出，但第一主壁和第二主壁以与图2所示的类似方式相互分离。在这个第三位置时，出口21和入口22分别由泵体3的所述第一部分31和所述第二部分32关闭。
图5表示图1、图2和图4所示泵其泵体已经倾斜至由图3中的参考标号14所示的第四位置时的情形。在从图4所示泵体的第三位置向图5所示泵体的第四位置的倾斜过程中，以及在泵体的第四位置时，入口22由泵体3的第二部分32保持关闭。由于所述倾斜，第一部分31移离开出口21，因而出口21不再被关闭。
在泵的一工作循环的最后阶段，泵体3从图5所示的第四位置倾斜至图1所示的第一位置。在从图5所示泵体的第四位置向图1所示泵体的第一位置的倾斜过程中，以及在泵体3的第四位置时，入口22由泵体3的第二部分32保持关闭。所述倾斜使泵腔2的容积减小。如前所述，泵体3紧密地配装在泵槽4中，因而泵腔在泵体3和泵槽4的交界处是密封的。因此，泵腔2的容积的所述减小将使得泵腔2的内容物经过出口21而排出。
图6表示图1至图5所示泵以及用于驱动该泵的驱动装置在垂直于图1的横截面的方向截取的横截面图。为了驱动泵工作，通过对远离泵体的底壁30的泵体的一部分34的驱动，就可以使泵体3倾斜。通过一个旋转马达72和一个带有一偏心孔74的盘73，就可以沿着图3所示的一闭合圆环曲线60驱动该远端部分34。闭合圆环曲线60位于一个平面中，该平面垂直于所述第二主壁40的中心处的法线43。泵体3的底壁30和泵槽4的底壁40具有相配的表面，而该泵还包括一弹簧75形式的施压部件，以便将泵体和泵槽的两壁30和40在其整个面积上相互压靠。这样，当泵体处在其第一位置时，泵腔2的容积几乎为零，其优点是由于泵腔2中没有残余流体，该泵是自行起动和自行清洁的。
图7是图1、2、4和5所示泵的另一示意性俯视图。图中的闭合曲线61是远离泵体3的底壁30的泵体3的一部分34(见图6)在该泵运行时可能遵循的路径的另一个示例。闭合回路61也处在一平面内，该平面垂直于所述第二主壁40的中心处的法线43(见图6)。图1所示的泵体3的第一位置对应着参考标号111，图2所示的泵体3的第二位置对应着参考标号112，图4所示的泵体3的第三位置对应着参考标号113，以及图5所示的泵体3的第四位置对应着参考标号114。
图8是图1所示泵的泵体3以及用于驱动该泵的其它驱动装置的俯视图。为了驱动泵工作，通过对远离泵体的底壁的泵体的部分34的驱动，就可以使泵体3反复倾斜。通过三个相互间隔120的线性致动器81，就可以沿着图7所示的一闭合回路61驱动该远端部分34。每个致动器81包括一永久磁铁82和一电磁铁83。通过这些致动器，也可以沿着图3所示的环形回路60驱动该远端部分34。事实上，在大致平行于泵体3的底壁30的一平面中朝着不同方向取向的两个致动器81就足以沿着(见图3)环形回路60或(见图7)闭合回路61驱动该远端部分34。
图9是类似于图3的视图，其表示出另一个实施例，其中第一主壁和第二主壁具有一方形的形状。方形比图3所示的三角形易于制造。入口22和出口21位于相邻的两角处，这样，当沿着环形回路60驱动该泵时，图1，2，4和5的情形也适用于该方形的实施例，以及可以防止出口21和入口22同时被打开。当出口21和入口22位于相对的两角时，就有可能发生出、入口同时开启的情况。由于在泵压作用下出口21处的压力通常高于入口22处的压力，因而同时开启会造成从出口22向入口21的倒流。显然，这种倒流是不希望发生的，因为它消弱了泵压作用。
图10是本发明泵的另一实施例100的横截面图。泵100包括一个具有一入口122和一出口121的泵腔102。泵腔102在一第一主壁130和一第二主壁140之间延伸。第一主壁130是一泵体103的一底壁。第二主壁140是一泵座104的一部分。泵体3可相对于泵座104移动，这样就可以改变泵腔102的容积。在图10中，所示泵体103处在一第一位置，此处泵腔102的容积最小。泵100包括一个在泵腔102的容积增大时用以关闭出口121的出口阀，以及一个在泵腔102的容积减小时用以关闭入口122的入口阀。出口阀由泵体103的一第一部分131构成。当泵体被迫压住出口121时，泵体的该第一部分131便关闭了出口121。入口阀由泵体103的一第二部分132构成。当泵体被迫压住入口122时，泵体的该第二部分132便关闭了入口122。在图10所示的泵体的第一位置时，入口122和出口121都被关闭。
图11表示图10所示泵其泵体103已围绕着泵体的第一部分131相对于泵座104发生了倾斜，处在一第二位置。泵座的制有出口121和入口122的两部分141和142凸入到泵腔中并且由一种弹性材料构成。由于这些措施，在从图10所示泵体的第一位置向图11所示泵体的第二位置的倾斜过程中，以及在泵体的第二位置时，出口121由泵体103的第一部分131保持关闭。由于所述倾斜，第二部分132移离开入口122，因而入口122不再被关闭。所述倾斜还使泵腔102的容积增大。泵体103和泵座104通过一柔性膜片180相互连接，因而泵腔在泵体103和泵座104的交界处是密封的。因此，泵腔102的容积的所述增大将导致从入口122吸入到泵腔2中。或者，所述第一部分131和所述第二部分132各自包括球体的一部分，以便当泵体围绕其中一个所述部分倾斜时，能保证对出口121和入口122的正确密封。该实施例的运行与图1～图9所示的泵相同。
图12表示本发明的泵在其制造时的布置。一泵体203由一上模206定位，上模206与一支承件205一起构成一模具207。泵体203相对于支承件205这样定位，以使支承件围绕着泵体的端部靠近其第一主壁230保持一段间隙，于是在泵体和支承件之间有一空间250。使用挤出机210将一种弹性材料，例如热塑性合成橡胶，压入到泵体230和支承件205之间的空间240中，以形成前面所述的泵座或泵槽204。一入口和出口可在模制时或模制后形成。在弹性材料固化之后将上模206去掉。用这种方法制造的泵，其泵体203精确地与泵槽204相配装，从而获得很好的密封。
图13表示带有本发明的泵的一个电熨斗。电熨斗300包括一个蓄水器302，一水管303从蓄水器302引向泵301的一入口。另一水管304从泵301的出口引向两位阀305，以便将水分发到一喷雾嘴306或一蒸汽出口307处。本发明的泵301尤其适合用于电熨斗300中，这是因为它可以低成本制造；可以为喷雾作业建立起足够的压力；它是自行起动的，因而当泵抽干时，使用者也不会遇到问题；以及它是自行清洁的，因而在泵中不会发生积垢，这就保证了正常工作。
上面已针对泵体被驱动的实施例对本发明作了描述，然而应当注意，也可以对支承件进行驱动。其它的实施例可包括将一线性运动转变为一旋转运动得以驱动泵体的传动装置，从而该泵可以手工操纵。还应当注意，在所示的实施例中，泵是对称的，这样就可以通过简单地改变闭合回路60或61的运行方向而使流体的传输方向反向。这一反向的结果也将使入口和出口的功能相互交换。
权利要求
1.一种泵(1，100)，其包括一个具有一入口(22，122)和一出口(21，121)的泵腔(2，102)，泵腔在一第一主壁(30，130)和一第二主壁(40，140)之间延伸；第一主壁是泵体(3，103)的一部分或与该泵体相连；第二主壁是泵座(4，104)的一部分或与该泵座相连；泵体可相对于泵座运动，因而泵腔的容积是可变的；所述泵包括分别用来有选择地关闭入口或出口的一入口阀和一出口阀，其特征在于，出口阀由泵体的一第一部分(31，131)构成，当泵体被迫压住出口时，所述第一部分便关闭出口，在出口保持关闭的同时，泵体可围绕着所述第一部分相对于泵座进行倾斜；入口阀由泵体的一第二部分(32，132)构成，当泵体被迫压住入口时，所述第二部分便关闭入口，在入口保持关闭的同时，泵体可围绕着所述第二部分相对于泵座进行倾斜。
2.如权利要求1所述的泵，其特征在于，泵体(3，103)的所述第一部分(31，131)和第二部分(3，132)包括一部分球体段。
3.如前述任一项权利要求所述的泵，其特征在于，泵座(4，104)和/或泵体(3，103)包含一种弹性材料。
4.如前述任一项权利要求所述的泵，其特征在于，所述第一主壁(30，130)和所述第二主壁(40，140)是多边形的，以及入口(22，122)和出口(21，121)位于相邻的两个角部。
5.如前述权利要求3或4所述的泵，其特征在于，所述第一主壁(30)和所述第二主壁(40)是三角形的，以及泵座(4)包括梯形的侧壁(45，46)，这些侧壁与第二主壁构成一锐角，使得泵座和泵体(3)之间在泵体倾斜时保持密封。
6.如前述任一项权利要求所述的泵，其特征在于，所述第一主壁(30)和所述第二主壁(40)具有相配的表面，以及该泵包括用以使第一主壁和第二主壁在其大致整个面积上相互压靠的施压装置(75)。
7.如前述任一项权利要求所述的泵，其特征在于，泵体(103)和泵座(104)通过一种柔性元件(180)相互连接。
8.如前述任一项权利要求所述的泵，其特征在于，该泵包括用于沿着一闭合环曲线(60，61)对泵体上远离所述第一主壁(30)的泵体的一部分(34)进行驱动的驱动装置(72，73，74，75，81)，所述闭合环曲线位于一平面内，该平面垂直于所述第二主壁(40)的中心处的法线(43)。
9.如权利要求8所述的泵，其特征在于，驱动装置(72，73，74，75，81)包括至少两个朝着不同方向取向的线性致动器(81)。
10.一种电熨斗(300)，其包括可通过前述任一项权利要求所述的泵(301)与一喷雾嘴(306)或一蒸汽出口(307)相通的蓄水器(302)。
11.前述任一项权利要求所述的泵的制造方法，其特征在于，将泵体相对于一支承件定位，支承件围绕着泵体的端部靠近其第一主壁保持一段间隙，以及通过向泵体和支承件之间模注一种弹性材料而成形出泵座。
全文摘要
泵(1)包括具有一入口(22)和一出口(21)的泵腔(2)。泵腔(2)在一第一主壁(30)和一第二主壁(40)之间延伸。第一主壁(30)是一泵体(3)的一三角形底壁。第二主壁(40)是一泵槽(4)的一三角形底壁的一部分。泵体(3)可相对于泵槽(4)倾斜，因而泵腔(2)的容积是可变的。泵(1)包括一个在泵腔(2)的容积增大时用以关闭出口(21)的出口阀，以及一个在泵腔(21)的容积减小时用以关闭入口的入口阀。出口阀由泵体(3)的一第一部分(31)构成，当泵体被迫压住出口(21)时，泵体的该第一部分(31)便关闭出口。入口阀由泵体(3)的一第二部分(32)构成，当泵体被迫压住出口(22)时，泵体的该第二部分(32)便关闭入口。
文档编号F04B17/04GK1165549SQ96191084
公开日1997年11月19日 申请日期1996年9月11日 优先权日1995年9月20日
发明者E·L·G·M·范休曼, J·F·戴克斯曼, W·F·佐特利夫 申请人:菲利浦电子有限公司