一种电磁输流泵的制作方法

本发明属于流体机械范畴，具体涉及一种基于磁流体的电磁输送流体泵或压缩流体泵。

背景技术：

泵是用于输送或增压流体的机械，泵的种类很多，各种泵都有各自的特点和用途。就容积泵而言，它是依靠包容流体密封工作空间容积周期性变化，使流体压力增加后强行排出。隔膜泵是容积泵的一种，隔膜式容积泵分为机械传动式、液力传动式、压缩空气传动式和电磁传动式等。在电磁传动式中，一种是通过电力线圈直接驱动隔膜往复运动，产生泵腔的容积变化，输送流体，如中国专利号200520112033.1公开的【一种电磁双动往复水泵】。另一种是通过开关电源的通断形成的间歇磁场驱动铁磁流体产生形状变化抽吸压送流体，例如：中国专利号201310410119.1公开的【一种利用电磁铁驱动磁性流体的容积泵】，该容积泵由：下电磁铁、进液管或进液口、进液腔、出液管、上电磁铁、出液口、压液腔、磁性液体、可变形封囊、容积泵机壳、进液口单向阀或出液口单向阀组成；上电磁铁和下电磁铁对称分布于容积泵机壳正上方与正下方，容积泵机壳从形式上可分为上下两部分，且下部比上部宽，通电后产生变化的磁场；可变形封囊在磁场对封囊中的磁性流体作用下进行交变变形，从而抽吸输送液体。该泵存在着输送流体不连续，铁磁流体形成的磁路太长，磁阻大等问题。还有一种是磁性流体行波泵，例如中国专利号201110070867.0公开的【带有螺线管的磁性流体行波泵】，该泵适用于输送磁流体本身的而非通过磁流体输送其它流体。 此外，中国专利号201110025745.X公开的【一种铸造用插入式柱形行波磁场感应器】是一种输送液态金属的装置。

通常人们所说磁流体是一种新型功能材料，它既具有液体的流动性，又具有固体磁性材料的磁性。该流体在静态时无磁性吸引力，当外加磁场作用时，才表现出磁性，正因为如此，它才在实际中有着广泛的应用。例如可用于设计出软磁路等。

本发明所述磁流体包括通常人们所说的磁流体、也包括在外力作用下可流动的固体磁粉体以及固体磁粉体与润滑物的混合体，或固体铁磁性砂（珠）子以及固体铁磁性砂（珠）子与润滑物的混合体。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是：提供一种磁路磁阻小 ，能耗低，噪声小，输出流体稳定的电磁驱动泵。

为达到上述目的和解决上述技术问题，本发明提出的技术方案是：

一种电磁输流泵，由励磁组件、输流组件、进流组件、出流组件、壳座等构成，所述励磁组件由成对配置的励磁磁路磁极、励磁线圈组成，励磁线圈套装在励磁磁路磁极上；所述输流组件由输流磁路、输流腔壁、输流隔膜、隔膜支架、磁流体等组成，输流磁路由磁枢、位于磁枢上的并注满磁流体的磁流体腔、磁流体通道、磁流体储存腔构成，所述磁枢是能使磁场低阻通过的磁路并起关键和枢纽作用的器件，所述输流腔壁是位于励磁磁路磁极与输流隔膜之间的壳壁，所述隔膜支架是位于磁枢表面或与磁枢融为一体的带有通孔的隔膜支撑体，输流隔膜是位于输流腔壁与隔膜之间或磁枢表面之间的弹性体，输流隔膜与输流腔壁之间形成泵流腔，输流隔膜与磁枢表面之间形成磁流体腔，磁流体腔或泵流腔与各励磁磁路的磁极相对应配置，输流磁路的磁枢上的磁流体通道使各磁流体腔之间及磁流体储存腔与各磁流体腔之间的磁流体连通，磁流体注入磁流体腔或磁流体储存腔内，注入磁流体的总体积量是各磁流体腔、磁流体储存腔和磁流通道容积的总和，输流隔膜、输流腔壁、隔膜支架和磁枢的两端分别固定有进流组件和出流组件，进流组件、出流组件、励磁磁路等固定在壳座上，各励磁绕组上接有励磁电源。上述输流腔壁整体上可以是非磁性非导体材料，也可以是位于各磁极之间部分为非磁性或隔磁材料，其余部分为磁性非导电材料。所述磁流体材料可以是纳米铁磁流体材料，也可以是非纳米其它磁性材料，包括通常人们所说的磁流体、也包括在外力作用下可流动的固体磁粉体以及固体磁粉体与润滑物的混合体，或固体铁磁性砂（珠）子以及固体铁磁性砂（珠）子与润滑物的混合体。所述输流磁路的磁枢可以是磁性金属材料，也可以是充满磁流体与非金属骨架组合成磁路。所述励磁电源可以根据磁极和绕组的空间排列配备适应的控制电路和电源。所述输流隔膜优先推荐弹性隔膜。所述磁路材料可以是矽钢片也可以是非晶磁性材料等。磁流体腔与泵流腔所占空间，在运行过程中是相互动态转换的。

上述的一种电磁输流泵，可供选择的技术方案是，所述励磁组件同轴心安装在输流组件外，励磁磁路磁极与泵流腔及磁流体腔对称安装在同一径向截面上，所述进流组件是一装有进流单向阀的端盖，进流组件安装在电磁输流泵的进流端上；所述出流组件是一装有出流单向阀的端盖，出流组件安装在电磁输流泵的出流端上。

上述的一种电磁输流泵，可供选择的技术方案是，由两组及以上励磁组件、输流组件沿同一轴向串联构成；在空间上，两组励磁组件中心线之间相隔一个磁极角度，在时间上，接入相邻的励磁线圈的励磁电源的相位差也是一个磁极角度。

上述的一种电磁输流泵，可供选择的技术方案是，所述各励磁组件同轴心安装在输流组件外，励磁绕组组件的各绕组、励磁磁路磁极与泵流腔及磁流体腔沿轴向并列安装配置，所述进流组件是一装在电磁输流泵的一端进流整流器，所述出流组件是一装在电磁输流泵的另一端出流整流器。所述整流器根据需要可采用渐缩喷管式，也可以是渐扩喷管式。所述电磁输流泵的截面形状可以是圆形，也可以是扁平形。

上述的一种电磁输流泵，可供选择的技术方案是，所述励磁组件同轴心安装在输流组件内，励磁磁路磁极与泵流腔及磁流体腔对称安装在同一径向截面上，所述进流组件是一装有进流单向阀的端盖，进流组件安装在电磁输流泵的进流端；所述出流组件是一装有出流单向阀的端盖，出流组件安装在电磁输流泵的出流端。

上述的一种电磁输流泵，可供选择的技术方案是，所述各励磁组件同轴心安装在输流组件内，励磁绕组组件的各绕组、励磁磁路磁极与泵流腔及磁流体腔沿轴向并列安装配置，所述进流组件是一装在电磁输流泵的一端进流整流器，所述出流组件是一装在电磁输流泵的另一端出流整流器。

上述的一种电磁输流泵，可供选择的技术方案是，各励磁绕组、励磁磁极沿轴向围绕输流组件外螺旋布置，螺旋升角为1°—89°，各输流腔壁、输流磁路、输流隔膜及由其所形成的磁流体腔和泵流腔沿轴向围绕励磁组件内壁螺旋布置，螺旋升角1°—89°，上述螺旋方向为顺时针或为逆时针，螺旋方向一致。

上述的一种电磁输流泵，各励磁绕组、励磁磁极沿轴向在输流组件内螺旋布置，即励磁组件在内，输流组件在外，螺旋升角为1°—89°，各输流腔壁、输流磁路、输流隔膜及由其所形成的磁流体腔和泵流腔沿轴向围绕励磁组件外螺旋布置，螺旋升角1°—89°，上述螺旋方向为顺时针或为逆时针，螺旋方向一致。

上述的任何一种电磁输流泵，可供选择的技术方案是，在输流磁路的磁枢上镶嵌有永磁体。

上述的一种电磁输流泵，可供选择的技术方案是，在输流磁路上或在泵壳座外设有磁流体储存腔体，储存腔与与磁流体腔连通，磁流体储存腔内装有吸液材料和永磁体。在泵壳外设磁流体储存腔体时，其磁流体储存腔体优先推荐柔性腔体。

上述的任一一种电磁输流泵，可供选择的技术方案是，在输流磁路上或在泵壳座外设有的磁流体储存腔体内与被输送流体之间装有热管，热管的吸热段装在磁流体储存腔体内与磁流体接触，热管的散热段装在被输送流体内与被输送流体接触。上述采用的热管散热方式也可以采用其它可行的散热方式取代之。

有益效果：本发明的一种电磁输流泵，由于采用超顺磁材料的铁磁流体或其它可流动的磁性体形成软磁路结构，使得磁路磁阻减小、能耗降低；由于磁场通过驱动磁流体产生体积力推动输送流体输出，使得隔膜寿命提高以及泵的噪声降低；又由于采用热管散热方式，可将磁流体中的热量散到被输送流体中，同步可使被输送流体升温。

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明。

附图说明：

图1为本发明的一种励磁组件在外，输流组件在内的行波式电磁输流泵的结构原理示意图。

图2为本发明的一种励磁组件在外，输流组件在内的行波式电磁输流泵的功率变换器与三相绕组的连接示意图。为本发明的一种电磁输流泵的一种结构原理示意图。

图3为本发明的一种呼吸式电磁输流泵的基本结构原理示意图。

图4为图3中的A-A的剖视图。

图5为本发明的一种励磁组件在内输流组件在外的行波式电磁输流泵的基本结构原理示意图。

图6为本发明的一种励磁组件在内输流组件在外的行波式电磁输流泵的功率变换器与三相绕组的连接示意图。

具体实施方式

附图1为本发明的一种励磁组件在外，输流组件在内的行波式电磁输流泵的结构原理示意图。图2为本发明的一种励磁组件在外，输流组件在内的行波式电磁输流泵的功率变换器与三相绕组的连接示意图。

该行波式电磁输流泵由励磁组件、输流组件、进流组件、出流组件、壳座等构成，所述励磁组件由成对配置的励磁磁路磁极1、励磁线圈2沿轴向并列组成，励磁线圈2夹装在励磁磁路磁极1上；所述输流组件由输流腔壁3、输流磁路4、输流隔膜10、隔膜支架11、支撑杆13、吸水体14、出流端支撑架15、进流端支撑架16、磁流体6等组成，输流磁路4由磁枢5、位于磁枢5上的并注满磁流体6的磁流体腔7、磁流体通道8、磁流体储存腔9构成，所述磁枢5是能使磁场低阻通过的磁路并起关键和枢纽作用的器件，所述输流腔壁3是位于励磁磁路磁极1与输流隔膜10之间的筒形壳壁，所述隔膜支架11是位于磁枢5表面的带有通孔的隔膜支撑体，输流隔膜10是位于输流腔壁3与隔膜支架11之间的弹性体，输流隔膜10与输流腔壁3之间形成泵流腔12，输流隔膜10与磁枢5表面之间形成磁流体腔7，输流磁路的磁枢5上的磁流体通道8使各磁流体腔之间及磁流体储存腔9与各磁流体腔之间的磁流体连通，磁流体6注入磁流体腔7或磁流体储存腔9内，所述注入磁流体的总体积量是各磁流体腔、磁流体储存腔和磁流通道容积的总和，输流隔膜10、输流腔壁3、隔膜支架11和输流磁路的磁枢5的两端分别固定有进流组件和出流组件，所述进流组件是一装在电磁输流泵的进流端的进流整流器17，进流整流器17是一沿着进流方向渐缩的喷筒，所述出流组件是一装在电磁输流泵的出流端的出流整流器18，出流整流器18是沿着出流方向渐扩的喷筒。在支撑杆13上安装有热管式散热器19，热管19的吸热段通过支撑杆13与磁流体接触，热管的散热段装在输出整流器18内与被输送流体接触。

将图1中的各个绕组A、B、C接入图2的顺序开关电源电路上，该开关电源电路可在泵流腔内产生行波磁场，行波磁场吸聚磁流体，并形成行波运动磁流体，行波磁流体推动泵流腔内的流体运动，行波磁流体的运动是循环的，所以泵流腔内的流体输送是连续的。磁流体腔与泵流腔所占空间，在运行过程中是相互动态转换的。

附图3为本发明的一种呼吸式电磁输流泵的结构原理示意图，图4为图3中的A-A的剖视图。该电磁输流泵由励磁组件、输流组件、进流组件、出流组件、壳座等构成，所述励磁组件由成对配置的励磁磁路磁极1、励磁线圈2组成，励磁线圈2套装在励磁磁路磁极1上；所述输流组件由输流腔壁3、输流磁路4、输流隔膜10、隔膜支架11、支撑杆13、永磁体14、出流端支撑螺栓15、进流端支撑螺栓16、磁流体6等组成，输流磁路4由磁枢5、位于磁枢5上的并注满磁流体6的磁流体腔7、磁流体通道8、磁流体储存腔9构成，所述磁枢5是能使磁场低阻通过的磁路的枢纽器件，所述输流腔壁3是位于励磁磁路磁极1与输流隔膜10之间的壳壁，所述隔膜支架11是位于磁枢5表面或与磁枢外表融为一体的带有通孔的隔膜支撑体，输流隔膜10是位于输流腔壁3与隔膜支架11之间或磁枢表面之间的弹性体，输流隔膜10与输流腔壁3之间形成泵流腔12，输流隔膜10与磁枢5表面之间形成磁流体腔7，磁流体腔7或泵流腔12与各励磁磁路的磁极相对应配置，磁流体腔与泵流腔所占空间，在运行过程中是相互动态转换的，输流磁路的磁枢5上的磁流体通道8使各磁流体腔之间及磁流体储存腔9与各磁流体腔之间的磁流体连通，磁流体6注入磁流体腔7或磁流体储存腔9内，所述注入磁流体的总体积量是各磁流体腔、磁流体储存腔和磁流通道容积的总和，输流隔膜10、输流腔壁3、隔膜支架11和输流磁路的磁枢5的两端分别固定有进流组件和出流组件，进流组件、出流组件、励磁磁路等固定在壳座上，所述进流组件由进流端盖17和装在进流端盖上的4个进流单向阀19组成；所述出流组件由出流端盖18和装在出流端盖18上的4个出流单向阀20组成。将4个绕组中每两个串联或并联在一起组成两相绕组，两相绕组接入两相开关电源电路或交变电源电路上，当一相电源电路导通时，另一相电源断开，磁流体向通电两磁极间聚集，同时磁流体挤压两磁极间的泵流腔中的液体，所在泵流腔的进流单向阀关闭、出流单向阀打开输送被挤压的液体。如此磁流体向通电两磁极间聚集的同时，另两磁流体腔中的磁流体被抽吸，带动其隔膜运动，同步关闭所在泵流腔的出流单向阀，打开所在泵流腔的进流单向阀，吸入拟泵液体。当这一相电源断开，而另一相电源导通时，磁流体向另一相导通的磁极间集聚，同时磁流体挤压两磁极间的泵流腔中的液体，所在泵流腔的进流单向阀关闭、出流单向阀打开输送被挤压的液体。如此周而复始循环运行。

附图5为本发明的一种励磁组件在内输流组件在外的行波式电磁输流泵的结构原理示意图。图6为本发明的一种励磁组件在内输流组件在外的行波式电磁输流泵的功率变换器与三相绕组的连接示意图。

该行波式电磁输流泵由励磁组件、输流组件、进流组件、出流组件、壳座等构成，所述励磁组件由成对配置的励磁磁路磁极1、励磁线圈2沿轴向并列组成，励磁线圈2夹装在励磁磁路磁极1上；所述输流组件由输流腔壁3、输流磁路4、输流隔膜10、隔膜支架11、支撑壳体13、吸水体14、永磁体20、磁流体储存囊21、出流端支撑架15、进流端支撑架16、磁流体6等组成，输流磁路4由磁枢5、位于磁枢5上的并注满磁流体6的磁流体腔7、磁流体通道8、磁流体储存腔9构成，所述磁枢5是能使磁场低阻通过的磁路的枢纽器件，所述输流腔壁3是位于励磁磁路磁极1与输流隔膜10之间的筒形壳壁，所述隔膜支架11是位于磁枢5内表面的带有通孔的隔膜支撑体，输流隔膜10是位于输流腔壁3与隔膜支架11之间的弹性体，输流隔膜10与输流腔壁3之间形成泵流腔12，输流隔膜10与磁枢5表面之间形成磁流体腔7，输流磁路的磁枢5上的磁流体通道8使各磁流体腔之间及磁流体储存腔9与各磁流体腔之间的磁流体连通，磁流体6注入磁流体腔7或磁流体储存腔9内，所述注入磁流体的总体积量是各磁流体腔、磁流体储存腔和磁流通道容积的总和，输流隔膜10、输流腔壁3、隔膜支架11和输流磁路的磁枢5的两端分别固定有进流组件和出流组件，所述进流组件是一装在电磁输流泵的进流端的进流整流器17，进流整流器17是一沿着进流方向渐缩的喷筒，所述出流组件是一装在电磁输流泵的出流端的出流整流器18，出流整流器18是沿着出流方向渐扩的喷筒。

将图5中的各个绕组A、B、C接入图6的顺序开关电源电路上，该开关电源电路可在泵流腔内产生行波磁场，行波磁场吸聚磁流体，并形成行波运动磁流体，行波磁流体推动泵流腔内的流体运动，行波磁流体的运动是循环的，所以泵流腔内的流体输送是连续的。

尽管已经结合优选实施方式描述了本发明的装置，但是本发明不限于本文所述的具体形式，相反，其目的在于覆盖理所当然会落入所述权利要求书限定的本发明范围内的各种替代方式、改型、各种特征要素的再组合而衍生的新组合和等同体。