膜片泵的制作方法
【专利摘要】本发明涉及膜片泵，包括：电磁执行器（1）；膜片适配器（2），至少贯穿有彼此间隔开的第一端口（21）和第二端口（22）；阀（3），至少具有由密封坝（33）间隔开的第一膜片（34）和第二膜片（35）；阀座（4），具有入口（41）和出口（42）；电磁执行器和膜片适配器之间形成密封腔（5），第一端口能由电磁执行器打开和关闭，以与外界产生压差，所述阀设置在膜片适配器和阀座之间，入口和出口由密封坝间隔开，在不工作状态下，第一膜片关闭入口，第二膜片关闭第二端口，在电磁执行器打开和关闭第一端口的过程中，所述压差使得第一和第二膜片交替打开和关闭，从而控制膜片泵经由入口和出口交替吸入和排出流体。本发明的膜片泵的体积小、成本低。
【专利说明】膜片泵
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种膜片泵，特别涉及一种具有紧凑结构的膜片泵。
【背景技术】
[0002]在车辆的废气处理(EGT)选择性氧化还原(SCR)系统中，使用膜片泵来排出介质。出于市场需求，整个系统必须体积小并且价格便宜。因此，该系统的子部件也必须达到减小尺寸和降低成本的目标。同时，在发动机停止运转之后，必须将液压线路中的尿素液(DEF)排空到罐中，否则，在冬天产生的冰压力将损坏SCR系统的正常运转。基于上述目标，需要开发一种具有紧凑结构的膜片泵，也称为清洗泵。
【发明内容】
[0003]本发明要解决的技术问题是提供一种具有紧凑结构的膜片泵，其体积小、成本低并且能实现排空介质的功能。
[0004]根据本发明，提供了一种膜片泵，其包括:电磁执行器；膜片适配器，其至少贯穿有彼此间隔开的第一端口和第二端口 ；阀，其至少具有由密封坝间隔开的第一膜片和第二膜片；阀座，其具有能够与外界流体连通的入口和出口 ；其中，所述电磁执行器和膜片适配器之间形成膜片泵的密封腔，膜片适配器的第一端口能够由电磁执行器打开和关闭，以改变密封腔的体积从而与外界产生压差，以及其中，所述阀设置在所述膜片适配器和所述阀座之间，所述入口和所述出口由所述密封坝间隔开，在电磁执行器处于不工作状态下，所述阀的第一膜片关闭入口，并且所述阀的第二膜片关闭第二端口，在电磁执行器打开和关闭第一端口的过程中，在所述密封腔与外界之间产生的所述压差使得第一膜片和第二膜片交替打开和关闭，从而控制膜片泵经由所述入口和出口交替吸入和排出流体。本发明的膜片泵由电磁执行器控制运转，故尺寸非常小并且大大减低了成本。
[0005]优选地，所述电磁执行器包括磁体和电枢以及设置于其间的偏压件，在电磁执行器处于不工作状态下，所述偏压件偏压所述电枢使其远离磁体。
[0006]优选地，所述电枢形成为柱状，其与膜片适配器相对的一端设有弹性体，所述弹性体在电枢和膜片适配器之间密封形成所述密封腔。
[0007]优选地，所述弹性体包覆模制到所述电枢的端部。
[0008]优选地，所述膜片适配器形成为圆盘状，所述第一端口位于所述膜片适配器的中心，所述第二端口位于所述第一端口的径向外侧，所述膜片适配器与所述阀相连的一侧设有用于容纳所述阀的凹腔。
[0009]优选地，膜片适配器的第一端口与第一膜片相对并与之间隔，以提供第一膜片的运动空间；并且阀座的出口与第二膜片相对并与之间隔，以提供第二膜片的运动空间。
[0010]优选地，膜片适配器在与第一膜片相对的位置以及阀座在与第二膜片相对的位置分别设置突出部，以阻止第一膜片和第二膜片的进一步运动。
[0011]优选地，所述入口和/或所述第二端口内设有用于分别防止第一膜片和/或第二膜片被吸入的止挡件。
[0012]优选地，所述止挡件为十字形支架。
[0013]优选地，阀为实质上矩形的翼形阀，所述第一膜片和第二膜片相对于密封坝对称布置。
[0014]优选地，所述阀座形成为板状，在阀座的周边设置用于安装到电磁执行器的安装件。
[0015]优选地，所述磁体是电磁螺线管，所述偏压件是弹簧。
【专利附图】
【附图说明】
[0016]图1示出了根据本发明的膜片泵的立体分解图；
[0017]图2示出了根据本发明的膜片泵组装后的立体图；
[0018]图3是图2中膜片泵的底部视图；
[0019]图4 (a)、4 (b)是根据本发明膜片泵中的膜片适配器俯视及仰视方向的立体图；
[0020]图5是根据本发明膜片泵中的翼形阀的立体图；
[0021]图6是根据本发明膜片泵中的阀座的立体图；
[0022]图7是根据本发明的膜片泵组装后的剖视图。
【具体实施方式】
[0023]下面参照附图描述本发明的优选实施例。
[0024]图1示出了根据本发明的膜片泵的立体分解图。如图1所示，膜片泵包括电磁执行器1、膜片适配器2、阀3以及阀座4。电磁执行器I包括能够产生磁力的磁体11、偏压件12和电枢13。
[0025]所述磁体11优选为螺线管执行器，其受电路控制以产生磁力。所述磁体为大体上的圆柱形，其一端(即图1中的下端)沿其圆周以均匀的间隔设有三个凸耳110以固定到SCR系统内。该磁体11还设有用于与控制电路相连的连接器111，用于连接电源线以及信号线。该连接器111可以如图1所示形成为插头的形状，但本发明并不限于此，只要该连接器111能够对磁体I输送电信号实现控制即可。该磁体11还在周向设有配合件114比如卡凸以与阀座4配合。该磁体的另一端即图1中的上端设有匹配件用于与SCR系统内的其它部件相装配。此外，图7是该膜片泵组装后的剖视图。如图7所示，该磁体11内部设有第一容纳腔112以及与其连通的第二容纳腔113。第一容纳腔112用于容纳偏压件12，第二容纳腔113用于容纳电枢13。第一容纳腔112以及第二容纳腔113优选沿磁体11的中心线顺序布置。
[0026]所述偏压件12能够产生偏压力，在电磁执行器I处于不工作状态时，所述偏压件12将电枢13偏压远离磁体11。而在电磁执行器I工作时,所述磁体11产生的磁力能够克服偏压件12产生的偏压力从而吸引电枢13。所述偏压件12优选为弹簧，但是也可以为其它弹性体。
[0027]所述电枢13包括由钢制成的柱状部131，该柱状部131优选为圆柱形，在该柱状部131的一端沿其轴向设有偏压件容纳腔1310，用于容纳偏压件12。但是，该偏压件容纳腔1310不是必须的，偏压件12的末端可以直接顶靠在柱状部131的端面上。该柱状部131在另一端设有围绕柱状部131的整个圆周的弹性体132比如橡胶体。该弹性体132形成为膜片式结构，其可以从柱状部131的圆周边向外延伸形成为大致的环形，也可以包覆模制到柱状部131的整个端部形成为大致的圆形，当然，弹性体132的外围也可以形成为其它形状。该弹性体132用于承接于膜片适配器2内，与膜片适配器2之间形成膜片泵的密封腔5，实现电磁执行器I与膜片适配器2之间的流体密封。
[0028]如图4 (a)、4 (b)所示，膜片适配器2形成为圆盘状，在其中心设有第一端口 21，在该第一端口 21的径向外侧设有第二端口 22。第一端口 21和第二端口 22用于实现密封腔5与外界的流体连通。膜片适配器2的与弹性体132相连的一侧形成第一凹腔23以容纳弹性体132，该第一凹腔23的形状与弹性体132的外围形状相对应。膜片适配器2的与该第一凹腔23相反的一侧，即与阀3相连的一侧形成第二凹腔24，以容纳阀3。该第二凹腔24与第一端口 21和第二端口 22连通，第二凹腔24在与第一端口 21对应的位置比与第二端口 22对应的位置凹陷得更深，并且在第一端口 21附近设置突出部26，以防止第一端口21被阀3的第一膜片34 (下文将详细描述)阻挡。另外，为了防止阀3的第二膜片35被吸进第二端口 22，优选在第二端口 22内设置第二膜片止挡件25，该第二膜片止挡件25优选为十字形支架，从而使得应力分布均匀。
[0029]如图5所示，阀3例如是翼形阀，其形成为大体上的矩形，由弹性体制成，以能够变形移动，起到回复阀的功能。但是，该阀3的形状并不限于此，只要其能安装到膜片适配器2的第二凹腔24内即可，即，只要阀3的形状与第二凹腔24的形状相对应即可。该阀3包括第一部分31和第二部分32，第一部分31和第二部分32之间由密封坝33隔开，防止两者之间流体连通。第一部分31包括能够变形的上述第一膜片34，其用于打开和关闭阀座4的入口 41 (见下文所述)。并且，为了使第一膜片34更加易于变形，在第一膜片34的相反两侧分别形成一个切除部36。与第一部分31类似，第二部分32包括能够变形的第二膜片35，其用于打开和关闭膜片适配器2的第二端口 22。同样，为了使第二膜片35更加易于变形，在第二膜片35的相反两侧分别形成一个切除部37。该阀3的结构简单，易于制造。
[0030]请参阅图6所示，阀座4例如形成为板状，其包括入口 41和出口 42，入口 41可由阀3的第一膜片34打开和关闭。同样，为了防止第一膜片34被吸进入口 41，在入口 41内设置第一膜片止挡件43。该第一膜片止挡件43优选为十字形支架，从而使得应力分布均匀。在与阀3相连的一侧，出口 42相对于入口 41从阀座4的表面凹陷，并且在出口 42附近设置突出部44，以防止出口 42被阀3的第二膜片35阻挡。其中，阀座4是实现膜片泵组装的底座，优选由塑料制成。为了方便将阀座4与电磁执行器I相连，在阀座4的周边间隔设置若干导向件45 (图中示出为两个)，并且还设置安装件46比如卡扣件以与磁体11上的配合件114比如卡凸配合。
[0031]下面参照图7描述上述各个部件在组装之后的状态。
[0032]如图7所示，磁体11、偏压件12、电枢13、膜片适配器2、阀3和阀座4顺序组装在一起。
[0033]偏压件12位于磁体11和电枢13之间，偏压件12的一端位于磁体11的第一容纳腔112内，而另一端位于电枢13的偏压件容纳腔1310内。电枢13设置在磁体11的第二容纳腔113内。在初始状态(不工作状态)下，电枢13在偏压件12的偏压力的作用下朝向远离磁体I的方向偏置，从而在电枢13的设置有偏压件12的一端与磁体11之间产生间隙G。在工作状态下，随着磁体11的不断通断电，电枢13相应地在该间隙G内往复运动。磁体11、偏压件12、电枢13构成电磁执行器1，其控制膜片泵的流体输送。
[0034]电枢13的设置有弹性体132的另一端形成为锥形，就座于膜片适配器2的第一凹腔23内，并且在初始状态下，该端部关闭膜片适配器2的第一端口 21而露出第二端口 22。膜片适配器2的第二凹腔24内设有阀3，阀3的密封坝33将第二凹腔24分为彼此隔开的两部分，其中一部分与第一端口 21连通,并且与阀3的第一膜片34相对应,另一部分能够与第二端口 22连通，并且与阀3的第二膜片35相对应。阀座4将膜片适配器2和阀3固定到电磁执行器I。
[0035]在初始状态下，由于第二凹腔24在与第一端口 21对应的位置比与第二端口 22对应的位置凹陷得更深，并且由于出口 42比入口 41凹陷，所以如图7所示，第一膜片34与第一端口 21间隔开并且关闭阀座4的入口 41，而第二膜片35与出口 42间隔开并且关闭第二端口 22。
[0036]下面描述根据本发明的膜片泵的工作流程。
[0037]在膜片泵运行时，电磁执行器I的一个驱动循环被划分为两个状态:
[0038]状态1:
[0039]磁体11受控制电路控制通电产生磁力，从而吸引电枢13。当该磁力大于偏压件12的偏压力以及其它阻力比如摩擦力时，电枢13向上运动。与此同时，第一端口 21打开。密封腔5由于体积变大导致压力降低，在压差的作用下，第一膜片34向上运动，从而阀座4的入口 41打开，而由于压差的作用第二膜片35仍关闭第二端口 22。另外，由于突出部26的存在，第一膜片并不会运动到与第一端口 21接触，故流体将从入口 41吸入密封腔5内。
[0040]状态I1:
[0041]磁体11受控制电路控制而断电，导致磁力逐渐消失。在偏压件12的偏压力大于磁力时，电枢13向下运动，直到关闭第一端口 21回到初始位置。此时，由于密封腔5的体积减小，腔内压力增大，在压差的作用下，第一膜片34向下运动关闭入口 41，而第二膜片35向下运动打开第二端口 22。从而，密封腔5内的流体经由第二端口 22从出口 42流出。
[0042]其中，磁体11通断电的频率和占空比受控制电路的控制,这直接导致膜片泵抽吸以及压力改变的频率和占空比循环。频率和占空比之间的完美匹配将使膜片泵获得更大的流量。
[0043]变形
[0044]本发明并不限于上述具体结构，而是可以产生各种变形。
[0045]例如，膜片适配器2中端口的数量并不限于两个，而是可以根据需要设置多个。同样，翼形阀中膜片的数量也不限于两个，也可以为多个。而阀座4中的入口和出口的数量也不限于两个，也可以为多个。只要能够通过一个或多个膜片的移动实现各个端口与入口和出口之间的流通交替进行即可。
[0046]对于本领域技术人员而言，其它优点和变型是显而易见的。并且，本发明的各个部件之间可以任意组合，除非这种组合将违反本发明的目的或者无法实现。因此本发明就其更宽泛的意义而言不限于所示和所述的具体细节、代表性结构以及示例性示例。
【权利要求】
1.一种膜片泵，其包括: 电磁执行器(I); 膜片适配器(2)，其至少贯穿有彼此间隔开的第一端口(21)和第二端口(22); 阀(3)，其至少具有由密封坝(33)间隔开的第一膜片(34)和第二膜片(35); 阀座(4)，其具有能够与外界流体连通的入口(41)和出口(42)； 其中，所述电磁执行器(I)和膜片适配器(2)之间形成膜片泵的密封腔(5)，膜片适配器(2)的第一端口( 21)能够由电磁执行器(I)打开和关闭，以改变密封腔(5)的体积从而与外界产生压差，以及 其中，所述阀(3)设置在所述膜片适配器(2)和所述阀座(4)之间，所述入口(41)和所述出口(42)由所述密封坝(33)间隔开，在电磁执行器(I)处于不工作状态下，所述阀(3)的第一膜片(34)关闭入口(41)，并且所述阀(3)的第二膜片(35)关闭第二端口(22)，在电磁执行器(I)打开和关闭第一端口(21)的过程中，在所述密封腔(5)与外界之间产生的所述压差使得第一膜片(34)和第二膜片(35)交替打开和关闭，从而控制膜片泵经由所述入口(41)和出口(42)交替吸入和排出流体。
2.根据权利要求1所述的膜片泵，其中，所述电磁执行器(I)包括磁体(11)和电枢(13)以及设置于其间的偏压件(12)，在电磁执行器(I)处于不工作状态下，所述偏压件(12)偏压所述电枢(13 )使其远离磁体(11)。
3.根据权利要求2所述的膜片泵，其中，所述电枢(13)形成为柱状，其与膜片适配器(2)相对的一端设有弹性体(132)，所述弹性体(132)在电枢(13)和膜片适配器(2)之间密封形成所述密封腔(5)。
4.根据权利要求3所述的膜片泵，其中，所述弹性体(132)包覆模制到所述电枢(13)的端部。
5.根据权利要求1-4任一项所述的膜片泵，其中，所述膜片适配器(2)形成为圆盘状，所述第一端口(21)位于所述膜片适配器(2)的中心，所述第二端口(22)位于所述第一端口(21)的径向外侧，所述膜片适配器(2)与所述阀(3)相连的一侧设有用于容纳所述阀(3)的凹腔(24)。
6.根据权利要求1-5任一项所述的膜片泵，其中，膜片适配器(2)的第一端口(21)与第一膜片(34)相对并与之间隔，以提供第一膜片(34)的运动空间；并且阀座(4)的出口(42)与第二膜片(35)相对并与之间隔，以提供第二膜片(35)的运动空间。
7.根据权利要求6所述的膜片泵，其中，膜片适配器(2)在与第一膜片(34)相对的位置以及阀座(4)在与第二膜片(35)相对的位置分别设置突出部(26，44)，以阻止第一膜片(34)和第二膜片(35)的进一步运动。
8.根据权利要求1-4任一项所述的膜片泵，其中，所述入口(41)和/或所述第二端口(22)内设有用于分别防止第一膜片(34)和/或第二膜片(35)被吸入的止挡件(43，25)。
9.根据权利要求1-4任一项所述的膜片泵，其中，阀(3)为实质上矩形的翼形阀，所述第一膜片(34)和第二膜片(35)相对于密封坝(3)对称布置。
10.根据权利要求1-4任一项所述的膜片泵，其中，所述磁体(11)是电磁螺线管，所述偏压件(12)是弹簧。
【文档编号】F04B45/047GK103821702SQ201210433629
【公开日】2014年5月28日 申请日期:2012年11月2日 优先权日:2012年11月2日
【发明者】颜帮华, 陈静, 方武, 郭军 申请人:博世汽车柴油系统有限公司