一种内建单向止回结构的低噪音电子真空泵的制作方法

本发明涉及汽车领域的电子真空泵，更具体地说，涉及一种内建单向止回结构的低噪音电子真空泵。

背景技术：

随着法规对汽车油耗和碳排放要求的逐步提高，小排量涡轮增压发动机和电动汽车成为越来越多汽车厂商的选择。

配备小排量涡轮增压发动机的汽车，其真空助力制动系统在某些工况下会出现真空度不足的情况，影响行车安全。此时，电子真空泵能够为其提供额外的真空源，确保真空助力器正常工作，确保行车安全。

配备真空助力制动系统的电动车，由于没有发动机提供真空，需要额外的装置专门提供真空，电子真空泵是一个很好的选择。

但是，现有技术的电子真空泵，如图1、图2所示，其预消音机构是一个圆柱形橡胶套筒，气流从泵室出来后直接冲击顶部消音罩，噪声直接穿透消音罩进入外部大气中，存在噪声较大问题。

而且，当真空泵停止工作后，出气口内部产生的负压将潮湿的空气中的水及杂质吸入，一来产生噪音，二来导致泵室内部凝结大量的水或存在杂质，如果泵室内部有水或者杂质，叶片在高速运转时，这些水或者杂质会增加叶片运转阻力，容易使叶片碎裂。

中国发明专利申请201680068579.2公开了一种带消声装置和止回阀的真空泵，前消声器元件具有一体成型的且指向底板的凸出部，且中间形成指向底板的凸出部，该凸出部带有穿行过该凸出部的空气通道。其中，在真空泵运行中，该凸出部与端面底板相间隔地布置，以及在真空泵停止运转时，该凸出部由于前消声器元件的弹性变形而贴靠到端面上，因此空气通道被关闭且形成了止回阀的功能。

但上述发明专利申请的技术方案中，消声装置中的消音路径短，形成的腔室少，消音不彻底。而且消声装置内的气路呈直线，孔与孔之间无法形成阻挡，无法防止进入真空泵内的水及杂质被吸入泵室，如果泵室内部有水或者杂质，叶片在高速运转时，这些水或者杂质会增加叶片运转阻力，容易使叶片碎裂。

中国发明专利申请201610986715.8公开了一种低噪音的车用电子真空泵，通过消音件形成多个腔室，以达到消音的目的。但其消音件无法实现单向止回作用，也无法防止水或杂质吸入的问题。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种内建单向止回结构的低噪音电子真空泵，能够有效消除噪音，并且通过内建的单向止回结构防止水及杂质吸入泵室内。

本发明的技术方案如下：

一种内建单向止回结构的低噪音电子真空泵，消音罩与泵室盖板之间密封设置有消音套，消音套通过弹性隔膜分离为进气室、缓冲室，弹性隔膜上开设有若干过气孔，进气室内设置有路径延长止回件，泵室盖板与过气孔之间的直线路径通过路径延长止回件形成延长的曲折气路；当真空泵工作时，气流迫使弹性隔膜发生形变，通过路径延长止回件形成的曲折气路导通，气流经曲折气路到达过气孔；当真空泵停止工作时，弹性隔膜由于弹性隔膜内外压差发生形变，阻断通过路径延长止回件形成的曲折气路，实现止回。

作为优选，路径延长止回件包括支撑板，支撑板的四周与消音套的进气室的内侧密封贴合，支撑板与弹性隔膜的过气孔错位开设有通气孔，曲折气路在通气孔的位置朝向过气孔弯折。

作为优选，支撑板朝向弹性隔膜的一面设置有凸起的沿口凸筋，沿口凸筋包围通气孔；当弹性隔膜紧贴于沿口凸筋，曲折气路阻断。

作为优选，支撑板朝向弹性隔膜的一面靠近边沿位置设置有凸起的支撑壁，支撑壁顶抵于弹性隔膜，支撑壁的外壁横向延伸出卡装筋条，通过卡装筋条与进气室的内壁形成过盈配合。

作为优选，支撑板朝向泵室盖板的一面设置有若干凸起的支撑块，支撑板通过支撑块保持与泵室盖板形成间隔。

作为优选，“t”型结构的支撑块围绕通气孔呈放射状均布设置，“t”型结构的支撑块的直段部朝向通气孔，横段部朝向支撑板的边沿。

作为优选，在自然状态下，弹性隔膜朝向通气孔形成弧面。

作为优选，弹性隔膜的厚度小于进气室的侧壁厚度，进气室的侧壁厚度小于缓冲室的内壁厚度。

作为优选，进气室朝向泵室盖板的端部内壁设开设倒角，形成喇叭口；气室朝向泵室盖板的端部外壁设开设倒角。

作为优选，消音罩的内顶面与弹性隔膜相对的位置设置至少一层环形消音槽，相邻的环形消音槽之间通过若干过气缺口相通；环形消音槽由消音罩的内顶面朝向弹性隔膜凸起的若干层环形壁围成，环形壁上开设有若干过气缺口；缓冲室与消音罩的安装凸环过盈配合，呈套设连接；缓冲室与安装凸环之间设置过气口，气流经环形消音槽、过气口挤压流出消音套。

作为优选，安装凸环设置若干横向内凹的让位凹面，让位凹面与缓冲室的侧壁之间的间隙形成过气口；消音套的外壁横向延伸有分隔翼边，消音罩的内顶面与分隔翼边相对的位置设置下压凸环，下压凸环与分隔翼边相抵；下压凸环开设有泄气缺口；气流挤压流出消音套后，再经泄气缺口挤压流出。

本发明的有益效果如下：

本发明所述的内建单向止回结构的低噪音电子真空泵，通过路径延长止回件使进气室内的气流路径形成弯折延长，进而延长消音路径，增强消音效果。路径延长止回件通过在支撑板上设置凸起的沿口凸筋，进而在进气室内的气流路径上形成两个缓冲腔室，通过缓冲腔室的缓冲，进一步增强消音效果。从而，通过路径延长止回件的结构设计，实现双重降噪作用，进而降低真空泵的工作噪声。

基于路径延长止回件与弹性隔膜的配合，构成内建的单向止回结构，实现单向止回功能，可有效地防止真空泵回吸液体、颗粒等异物。在真空泵工作抽气时，弹性隔膜在气流冲击作用下，朝向缓冲室膨胀鼓起，沿口凸筋打开，气流路径导通；同时，弹性隔膜的变形可吸收气流冲击，对于气流具有缓冲作用，有效降低气流噪声。当真空泵停止工作时，弹性隔膜紧贴沿口凸筋，气流路径截止，实现止回效果，形成单向止回结构，有效防止真空泵倒吸。

消音罩的环形消音槽使得气流进入缓冲室后，分别经过气缺口、过气口、泄气缺口等位置挤压流出，挤压流出的过程中利用声音传播路径的截面突变，可使沿路径传播的声波形成反射，从而降低真空泵的工作噪声。

本发明在气流路径上通过路径延长止回件、消音套、消音罩的特征结构，既延长噪声传播路径，又使得噪声传播路径的截面突变，从原理上通过两种方式实现双重降噪，从结构上通过多种结构实现多重降噪，最终最大限度地降低真空泵的工作噪声。

附图说明

图1是现有技术的预消音机构的结构示意图；

图2是现有技术的电子真空泵的气流示意图；

图3是本发明的结构剖视图(工作状态)；

图4是本发明的结构剖视图(停止工作状态)；

图5是路径延长止回件的结构示意图一；

图6是路径延长止回件的结构剖视图；

图7是路径延长止回件的结构示意图二；

图8是消音套的结构示意图；

图9是消音套的结构剖视图；

图10是消音罩的结构示意图；

图11是消音罩的结构剖视图；

图中：10是消音罩，11是环形消音槽，111是过气缺口，12是环形壁，13是安装凸环，131是让位凹面，14是过气口，15是下压凸环，151是泄气缺口，20是消音套，21是进气室，211是喇叭口，22是缓冲室，23是弹性隔膜，231是过气孔，232是弧面，24是分隔翼边，30是路径延长止回件，31是通气孔，32是沿口凸筋，33是支撑壁，34是卡装筋条，35是支撑块，351是直段部，352是横段部，36是缓冲凹槽，37是导向斜面，38是支撑板，40是泵室盖板，51是第一腔室，52是第二腔室，53是第三腔室，54是第四腔室，55是第五腔室。

具体实施方式

以下结合附图及实施例对本发明进行进一步的详细说明。

本发明为了解决现有技术存在的降噪效果差、需要增加设置止回阀等不足，提供一种内建单向止回结构的低噪音电子真空泵，从技术原理与结构设计等多个方向实现多重降噪，并通过在前消音机构上实现单向止回，进而在真空泵内部形成内建的单向止回结构。

如图3、图4所示，本发明所述的内建单向止回结构的低噪音电子真空泵，主要通过前消音机构与消音罩10的配合，实现降噪与单向止回。前消音机构主要包括消音套20与路径延长止回件30，消音套20与路径延长止回件30的配合还构成内建的单向止回结构。本发明中，消音罩10与泵室盖板40之间密封设置有消音套20，消音套20通过弹性隔膜23分离为进气室21、缓冲室22，弹性隔膜23上开设有若干过气孔231。进气室21内设置有路径延长止回件30，泵室盖板40与过气孔231之间的直线路径通过路径延长止回件30形成延长的曲折气路。理论上，孔与孔之间的气流为直线路径，进而噪声传播路径最短，则工作噪声最大。本发明通过路径延长止回件30延长过气孔231与泵室盖板40之间的噪声传播路径；而且通过消音套20的弹性隔膜23与路径延长止回件30配合，对气流路径的通断进行控制，进而实现单向止回。当真空泵工作时，气流迫使弹性隔膜23发生形变，通过路径延长止回件30形成的曲折气路导通，气流经曲折气路到达过气孔231；当真空泵停止工作时，弹性隔膜23由于弹性隔膜23内外压差发生形变，阻断通过路径延长止回件30形成的曲折气路，实现止回。

本实施例中，路径延长止回件30在进气室21内通过横向结构进行纵向分隔，进而实现气流路径的弯折延长，将进气室21分隔为至少两个腔室，作为缓冲腔室，实现噪声传播路径的截面突变，以达到降噪的目的。如图5、图6、图7所示，所述的路径延长止回件30包括横向设置在进气室21内的支撑板38，支撑板38的四周与消音套20的进气室21的内侧密封贴合，支撑板38与弹性隔膜23的过气孔231错位开设有通气孔31，曲折气路在通气孔31的位置朝向过气孔231弯折；当真空泵停止工作时，弹性隔膜23封闭通气孔31，曲折气路阻断。本实施例中，先通过支撑板38将进气室21进行纵向分隔，再通过支撑板38上的通气孔31使得两个腔室相通。由于弹性隔膜23可封闭通气孔31，显然地，弹性隔膜23上的过气孔231不设置在与通气孔31相对的位置，进而，如图3、图4所示，通气孔31与过气孔231之间由于横向错位，使得通气孔31与过气孔231之间的气流路径具有一定距离的横向跨度。进气室21内的气流路径为泵室盖板40至通气孔31，以及通气孔31至过气孔231，分别为纵向延伸与横向延伸，纵向延伸与横向延伸的气路相连即为所述的曲折气路。

为了使弹性隔膜23在封闭通气孔31时，不影响支撑板38上方的腔室的形成，支撑板38朝向弹性隔膜23的一面设置有凸起的沿口凸筋32，沿口凸筋32包围通气孔31；当弹性隔膜23紧贴于沿口凸筋32，曲折气路阻断。同时，由于沿口凸筋32具有一定的高度，则在沿口凸筋32的支撑限位作用下，避免弹性隔膜23在朝向支撑板38发生形变时，与支撑板38存在较大面积的贴合，进而有助于支撑板38上方的腔室的形成，并保证支撑板38上方的腔室的大小。

本实施例中，支撑板38朝向弹性隔膜23的一面靠近边沿位置设置有凸起的支撑壁33，支撑壁33顶抵于弹性隔膜23，以使得支撑板38朝上形成稳定的支撑。实施时，可将支撑板38的轮廓与进气室21的内部轮廓对应设置，则支撑壁33即可贴合弹性隔膜23朝向进气室21一侧的边沿进行支撑。弹性隔膜23在该位置的强度最高，能够更稳定地为路径延长止回件30提供支撑作用，保证路径延长止回件30设置于进气室21内的稳定性。同时，沿口凸筋32与支撑壁33围成围绕通气孔31的缓冲凹槽36，保证支撑板38上方的缓冲腔室的形成。

为了保证支撑板38与进气室21的侧壁之间的稳固安稳与密封连接，支撑壁33的外壁横向延伸出卡装筋条34，通过卡装筋条34与进气室21的内壁形成过盈配合。同时，为了方便将路径延长止回件30安装入进气室21内，卡装筋条34(或者卡装筋条34与支撑壁33)朝向安装入方向的一面设置为导向斜面37。对应地，进气室21朝向泵室盖板40的端部内壁开设倒角，形成喇叭口211。喇叭口211与导向斜面37进行斜面配合，进一步提高路径延长止回件30装入的便利性。喇叭口211的设置，还能够增加进气室21对于泵室盖板40的罩设范围。进气室21朝向泵室盖板40的端部外壁也开设倒角，能够为泵室盖板40上的螺钉提供更大的让位空间，便于结构设计，以及泵室盖板40表面的相关部件的位置布局。

卡装筋条34形成过盈配合的尺寸略大于进气室21的内侧尺寸，支撑壁33及支撑板38的外侧尺寸略小于进气室21的内侧尺寸，在保证卡装筋条34与消音套20之间为过盈密封配合的基础上，又不会使消音套20产生过大变形。如果消音套20产生过大变形，则会导致进气室21的下边缘不能与泵室盖板40形成密封，进而导致气流直接由泵室盖板40上的出气孔经泵室盖板40与进气室21之间的非密封连接位置，直接流至泵室盖板40与消音套20之间的空间，最终导致前消音机构无法起到消音作用。

为了保证在支撑板38的下方形成腔室，实现降噪，并且保证气流从泵室流出后，能够顺利从通气孔31流过。本实施例中，支撑板38朝向泵室盖板40的一面设置有若干凸起的支撑块35，支撑板38通过支撑块35保持与泵室盖板40形成间隔。由于支撑块35具有一定的高度，则当支撑块35与泵室盖板40接触时，仍然能够使支撑板38在通气孔31的位置与泵室盖板40保持距离，供气流通过。

本实施例还可以将支撑块35进行功能复用，即实施为具备引流功能的结构。本实施例中，将支撑块35设置为“t”型结构，“t”型结构的支撑块35围绕通气孔31呈放射状均布设置，“t”型结构的支撑块35的直段部351朝向通气孔31，横段部352朝向支撑板38的边沿。即横段部352在靠近支撑板38边沿的一侧围成断开的环状，直段部351将横段部352围成的空间分隔为若干间隔区域，进而可进一步延长气流路径，辅助提高降噪效果。

为了得到更有效稳定的单向止回效果，如图8、图9所示，在自然状态下，弹性隔膜23朝向通气孔31形成弧面232。本实施例中，弹性隔膜23大致为平面，在正对通气孔31一定范围区域朝向通孔气形成略带弧度的下凹弧面232，当真空泵从工作状态切换到停止工作状态进而进气室21与缓冲室22产生气压差时，能够保证弹性隔膜23对沿口凸筋32形成密封。同时，为了保证在极端条件下(如环境温度过低导致弹性隔膜23冻结而较难产生形变)，真空泵在工作的起始状态时，气流路径即为导通，弹性隔膜23可实施为：在自然状态下不对沿口凸筋32形成密封。对于环境条件未超出弹性隔膜23的物理极限的应用场景，可根据实施需求，将弹性隔膜23设置为：在自然状态下对沿口凸筋32形成密封，或者不密封。

本实施例中，弹性隔膜23的厚度小于进气室21的侧壁厚度，进气室21的侧壁厚度小于缓冲室22的内壁厚度；优选的，缓冲室22的侧壁厚度大于进气室21的侧壁厚度的1倍。以平衡消音套20的整体强度与弹性隔膜23的变形性能，避免进气室21或缓冲室22的侧壁过薄，支撑强度较弱，无法稳固安装；同时，避免弹性隔膜23过厚，无法产生膨胀形变，或者膨胀形变程度较低，无法达到理想的降噪效果。

理论上，消音套20的进气室21与缓冲室22均需要与消音罩10、泵室盖板40形成密封连接，保证气密性。本实施例中，缓冲室22与消音罩10的安装凸环13过盈配合，呈套设连接。如图10、图11所示，消音罩10的内顶面与弹性隔膜23相对的位置设置至少一层环形消音槽11，相邻的环形消音槽11之间通过若干过气缺口111相通。环形消音槽11由消音罩10的内顶面朝向弹性隔膜23凸起的若干层环形壁12围成，环形壁12上开设有若干过气缺口111。环形消音槽11能够对气流进行引流，并延长噪声传播路径；过气缺口111能够使噪声传播路径的截面突变，进一步地降低真空泵的工作噪声。

缓冲室22与安装凸环13之间设置过气口14，气流经环形消音槽11、过气口14挤压流出消音套20。本实施例中，安装凸环13设置若干横向内凹的让位凹面131，让位凹面131与缓冲室22的侧壁之间的间隙形成过气口14。过气口14也可通过其他结构形成，例如缓冲室22与安装凸环13形成周圈完整的密封连接，在安装凸环13位于缓冲室22上方的位置开设通孔，作为过气口14，也可实现气流的挤压流出。

为了形成多一个缓冲腔室，消音套20的外壁横向延伸有分隔翼边24，消音罩10的内顶面与分隔翼边24相对的位置设置下压凸环15，下压凸环15与分隔翼边24相抵，进而将消音套20以外、消音罩10以内的空间分隔了两个。下压凸环15开设有泄气缺口151；气流挤压流出消音套20后，再经泄气缺口151挤压流出。

本发明的实施例共形成五个缓冲腔室，分别为：支撑板38与泵室盖板40之间的第一腔室51，支撑板38的缓冲凹槽36与弹性隔膜23之间的第二腔室52，弹性隔膜23与消音罩10之间的第三腔室53，安装凸环13、分隔翼边24与下压凸环15之间的第四腔室54，下压凸环15、消音套20之外的消音罩10内的第五腔室55。进而，气流路径为：真空泵工作时，泵室盖板40出气，从第一腔室51经支撑板38的通气孔31流至第二腔室52，第二腔室52经弹性隔膜23的过气孔231流至第三腔室53，第三腔室53经消音罩10与缓冲室22之间的过气口14流至第四腔室54，第四腔室54经泄气缺口151流经第五腔室55，再由第五腔室55从电机法兰的出气孔排到真空泵以外。真空泵停止工作时，支撑板38与泵室盖板40之间(即第一腔室51)立即产生负压，弹性隔膜23产生向下的弹性形变，弹性隔膜23紧贴沿口凸筋32，可阻止污物进入泵室盖板40上的出气孔。

本实施例中，前消音机构中的各部位设计，尽量以均布或对称等位置关系进行设置，以保证在各个位置的降噪性能的平衡性。如泵室盖板40、消音套20、路径延长止回件30(包括支撑板38)、消音罩10的内部结构，均实施为圆形结构。弹性隔膜23的过气孔231设置四个，并围绕中心均布设置；通气孔31与沿口凸筋32设置于支撑板38的中心位置，支撑块35围绕中心均布设置；消音罩10的内顶面正对弹性隔膜23的中心的位置，作为参考中心，环形消音槽11围绕参考中心均布设置；安装凸环13、下压凸环15与环形消音槽11以同心圆的位置关系与形状进行设置；两个让位凹面131呈中心对称；泄气缺口151均匀于下压凸环15上。

上述实施例仅是用来说明本发明，而并非用作对本发明的限定。只要是依据本发明的技术实质，对上述实施例进行变化、变型等都将落在本发明的权利要求的范围内。