一种微型流体泵的制作方法

本实用新型涉及一种微型流体泵，特别是一种微型液泵。本实用新型更具体地涉及一种微型水泵。

背景技术：

微型流体泵用于将流体，诸如液体或气体(例如，水或空气)，引入泵体内，对所述流体进行加热和/或加压，然后以预定的参数排出泵。根据微型流体泵的应用场合的不同，所述预定的参数可以是所排出流体的压力、温度、流量、总体积等。此外，在一些情况下，还希望泵的噪音尽可能低。

微型流体泵对流量精度和稳定性要求很高，通常容差不超过3％。以水泵为例，作为用于吸气和排气的关键部件的水囊会显著影响上述的精度和稳定性。比如，水囊膨胀过大会造成出水量太大，且同时会造成部件之间的干涉。水囊与其他部件之间的密封不严，会造成水的泄漏等。

技术实现要素：

本实用新型提出一种微型流体泵，其克服了上述缺陷，且具有稳定精确的输出流量。

根据本实用新型的微型流体泵，其特征在于，所述流体泵包括电机，用于提供所述流体泵进行工作的动力；泵体，安装至所述电机，且包括隔膜组件。所述隔膜组件包括隔膜部，关于其中心规则地布置有多个可压缩隔膜单元，每个所述隔膜单元具有腔体，所述腔体具有开口、挤压实体、以及位于所述开口和所述挤压实体之间的柔性腔壁，所述腔壁包括厚度均匀部分和靠近所述开口的直线加厚部分；隔膜座，具有接收侧，所述接收侧上设置有用于接收所述隔膜部的接收凹部，所述接收凹部设置有用于容纳相应隔膜单元的腔壁的多个安装孔。所述隔膜组件还包括隔膜变形控制结构，其包括所述隔膜单元的腔体的腔壁的直线加厚部分；与所述直线加厚部分相配合的、所述安装孔的内侧壁的直线部，用于控制腔壁上部的变形；以及与所述厚度均匀部分相配合的、所述安装孔的内侧壁的扩张避让部分；且其中，所述腔壁的厚度均匀部分的厚度为0.5毫米，所述直线加厚部分沿纵向方向的长度为 0.9毫米，以及所述安装孔的内侧壁的直线部沿所述纵向方向的长度为0.85 毫米。安装孔的内侧壁的直线部与隔膜单元的腔壁的直线加厚部分相配合，约束了腔壁的上部部分的径向向外膨胀，确保完全避免腔壁上部部分对其他部件的干涉。当腔壁膨胀时，扩张壁让部对其进行阻挡，避免相邻隔膜单元的腔壁外侧的相互刮擦。

优选地，所述隔膜单元具有圆形横截面，所述直线加厚部分的外直径 10.1毫米，所述安装孔的内侧壁的直线部的内直径为10.2毫米。

优选地，所述隔膜部具有隔膜安装部，其将各个隔膜单元连接成一体，并被接收在所述接收凹部中，所述隔膜安装部沿纵向方向的长度为1.2毫米。

优选地，所述隔膜部还包括设置在所述隔膜安装部上的多个密封部，每个所述密封部围绕相应的隔膜单元且从所述隔膜安装部纵向地突出，所述密封部沿纵向方向的长度为0.5毫米。

当流体泵组装好之后，阀座压在隔膜座上，隔膜安装部与密封部与隔膜座相配合，保证足够的密封能力，且不会由于压得过紧而造成橡胶反作用力太大，致使隔膜座与阀座的配合出现反弹间隙。

优选地，所述隔膜单元还包括从所述挤压实体朝向所述隔膜座延伸的安装柱，所述安装柱具有止挡部。止挡部可防止在隔膜单元的腔体的挤压和释放期间曲柄从安装柱脱出。

优选地，所述止挡部具有球形形状，其直径为3.8毫米。止挡部形成为球形形状有利于在隔膜部安装至曲柄时安装部更容易穿过曲柄的套孔。

优选地，所述安装柱还包括位于所述止挡部与所述挤压实体之间的缩颈部，所述缩颈部直径为3毫米。该缩颈部确保在小体积的流体泵的情况下当隔膜部工作时，曲柄稳定地联接该缩颈部，保证稳定地排出流体。

优选地，所述挤压实体与所述腔壁的厚度均匀部分之间为圆弧过渡。这样的设置能够保证隔膜单元在工作时的实体部分的有效面积加大，从而确保稳定的压缩比，以精确的流量输出流体。

优选地，所述挤压实体的连接至所述缩颈部的一侧的至少一部分形成为平面。该平面能够保证曲柄与挤压实体之间具有加大的接触面积，改进运动的稳定性。

优选地，其中，所述隔膜部设置有隔膜部定位装置，所述隔膜部定位装置包括位于所述隔膜部的中心区域中的隔膜部中心定位凸起和邻接每个所述隔膜单元的周边布置的隔膜部周边定位凸起，且所述接收凹部设置有与所述隔膜部中心定位凸起以及所述隔膜部周边定位凸起相对应的接收中间定位凹孔和接收周边定位凹部，且其中，所述隔膜部周边定位凸起中的每相邻两个构成一组，每组隔膜部周边定位凸起关于所述隔膜部的中心等角度间隔开。这样的设置实现了对作为整体的隔膜部的中心对称保持，使每个隔膜单元受力平均，协同且稳定的工作，避免其中一个隔膜单元过早损坏而造成整个泵的使用寿命缩短。

附图说明

通过下面的附图，本领域技术人员将对本实用新型有更好的理解，并且本实用新型的优点将被更清楚地体现。这里描述的附图仅为了说明实施例的目的，而不是全部可行的实施方式，且不意图限制本实用新型的范围。

图1示出了根据本实用新型的微型流体泵的一个实施例的整体视图；

图2示出了根据本实用新型的微型流体泵的一个实施例的泵盖的分解图；

图3示出了根据本实用新型的隔膜部的一个隔膜单元的纵向截面图，隔膜单元的纵向轴线穿过该纵向截面；

图4示出了根据本实用新型的隔膜座的纵向截面图；

图5示出了图4中的隔膜座的俯视图；以及

图6示出了根据本实用新型的隔膜部的俯视图。

具体实施方式

以下将结合附图对根据本实用新型的优选实施例进行详细说明。通过附图以及相应的文字说明，本领域技术人员将会进一步理解本实用新型的特点和优势。显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对结合附图提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，“顶侧”“底侧”“上”“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，或者是本领域技术人员惯常理解的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

请参考图1，其示出了根据本实用新型的流体泵100，其是隔膜泵。根据不同的应用，流体泵100可以是水泵或气泵。

如图1所示，流体泵100可包括泵体20、覆盖在泵体20上的泵盖10。泵体20可包括阀座21、隔膜座22和壳体23。隔膜座22上可设置有可压缩隔膜部60。流体泵100可还包括电机30，用于提供使所述流体泵进行工作的动力。流体泵100可具有用于流体流入的进入通道和用于排出流体的排出通道，该进入通道和排出通道可通过流体泵100的多个部件上的相应部分来建立。以图1和2中所示的取向，泵盖10、阀座21、隔膜座22和壳体23 以该顺序从上至下组装在一起，例如，通过卡簧40组装在一起。电机30安装至壳体23。流体泵100可限定纵向轴线Y，即，从电机30至泵盖10延伸所沿的轴线。

在图2所示的例子中，泵体20的阀座21上可设置有用于排出流体的流出通路和用于引入流体的流入通路，它们形成所述流体泵的排出通道和进入通道的至少一部分。在图2所示的例子中，阀座21的流出通路位于所述阀座21的中央区域中，而流入通路围绕流出通路设置。阀座21可还安装有用于流入通路的进入阀70和用于流出通路的排出阀80。

流体泵100的隔膜座22可安装有隔膜部60，隔膜部60与隔膜座22可构成泵体20的隔膜组件。隔膜部60关于其中心规则地布置有多个可压缩隔膜单元60U。图中示出了三联体隔膜部60，应理解，根据不同应用的需要，可设置二联体、四联体等类型的隔膜部。此外，泵体可包括传动机构，所述传动机构被容纳在壳体23中，且用于将电机输出轴31的旋转运动转换为隔膜部60的沿纵向轴线Y的往复压缩运动。传动机构可包括安装至隔膜部60 的隔膜单元60U的曲柄231、转轮50、和在曲柄231和转轮50之间的摆轴232。摆轴232的两端分别插入曲柄231和转轮50的相应孔中。

接下来参考图3和4来描述上述隔膜组件。隔膜组件可包括隔膜部60 和隔膜座22。隔膜部60的每个隔膜单元60U可具有腔体60C，如图3所示，腔体60C可具有开口601、柔性腔壁602和挤压实体603，柔性腔壁602位于开口601和挤压实体603之间。腔体60C可具有大致碗形的形状或倒钟形的形状。

隔膜单元60U可还包括从挤压实体603朝向隔膜座22延伸的安装柱 604，安装柱604可具有止挡部605。此外，安装柱604可还包括在止挡部 605与挤压实体603之间的缩颈部606，该缩颈部606两端分别连接至止挡部605和挤压实体603。当流体泵100组装好之后，安装柱604穿过曲柄231 的套孔2311，且套孔2311套设在止挡部605与挤压实体603的缩颈部606 处。缩颈部606与曲柄231的套孔2311相配合，以当流体泵100工作时，曲柄231可通过其套孔2311带动可压缩的隔膜单元60U往复运动。例如，缩颈部606的直径可以大致为3毫米，以确保在小体积的流体泵的情况下当隔膜部60工作时，曲柄稳定地联接该缩颈部606，保证稳定地排出流体。具体地，在曲柄231的作用下，挤压实体603不断地挤压和释放隔膜单元60U 的腔体60C，从而将腔体60C中的流体排出。在此期间，止挡部605可防止在上述挤压和释放期间曲柄231从安装柱604脱出，其可具有球形形状，直径例如大致为3.8毫米。止挡部605形成为球形形状有利于在隔膜部60安装至曲柄231时安装部更容易穿过曲柄231的套孔2311。

进一步地，挤压实体603的连接至缩颈部606的一侧的至少一部分形成为平面603A，具体为围绕缩颈部606的环形平面。该环形平面603A能够保证曲柄231与挤压实体603之间具有加大的接触面积，改进运动的稳定性。

腔壁602可包括厚度均匀部分6021和靠近开口601的直线加厚部分 6022。厚度均匀部分6021位于直线加厚部分6022与挤压实体603之间，其厚度大致为0.5毫米。厚度均匀部分6021的厚度是确保流体泵100的精确流量的重要因素。如果厚度太薄，腔体60C会膨胀的很大，所排出流体的流量会很大，这与微型流体泵的精确控制流量的目标是相悖的。在本实用新型中，腔壁602的厚度均匀部分6021的0.5毫米的厚度D1能够抑制腔体60C的膨胀，保证每次工作循环的压缩比一致，有助于使流体泵100以精确且稳定的流量输出流体。

此外，直线加厚部分6022与厚度均匀部分6021相连接且靠近开口601。该直线加厚部分6022的涵义是其径向外侧面沿直线延伸，即，该直线加厚部分6022形成一圆环体，该圆环体的外侧面沿直线延伸，例如沿纵向轴线 Y延伸的长度L1大致为0.9毫米，且其厚度大于厚度均匀部分6021的厚度。隔膜单元60U可由此具有圆形横截面，其直线加厚部分的外直径DI1可大致为10.1毫米。在靠近开口601处设置直线加厚部分也有助于控制腔体60C 的膨胀程度。

下面请参见图4，其示出了隔膜座22的纵向截面。如图4所示，隔膜座 22可具有接收侧222，其上设置有用于接收隔膜部60的接收凹部223。接收凹部223可设置有用于容纳相应隔膜单元的腔壁的多个安装孔222U。

在本实用新型中，隔膜组件可还包括隔膜变形控制结构200，用于控制当隔膜部组装在隔膜座上时在隔膜部的柔性腔壁被反复挤压期间隔膜单元的变形。具体地，隔膜变形控制结构200可包括腔壁602的直线加厚部分6022 以及隔膜座22的上述安装孔222U的内侧壁的直线部2222和扩张避让部 2221。该直线部2222与腔壁602的直线加厚部分6022相配合，用于控制腔壁602上部的变形，其内直径可大致为10.2毫米。例如，在流体泵100工作期间，隔膜单元60U在压力下操作，腔体602受到挤压，腔壁602极易径向向外膨胀，造成各隔膜单元之间的相互干涉或腔壁602外侧接触到其他部件从而影响隔膜部的正常运动。在本实用新型中，安装孔222U的内侧壁的直线部2222与隔膜单元60U的腔壁602的直线加厚部分6022相配合，其沿纵向方向Y的长度L3为0.85毫米，约束了腔壁602的上部部分的径向向外膨胀，确保完全避免腔壁602上部部分对其他部件的干涉。

扩张避让部2221可与直线部2222相连接，且背向接收侧222沿纵向轴线Y延伸且径向张开，如图4所示的。该扩张避让部2221与腔壁602的厚度均匀部分6021相对应且与之配合。具体地，在流体泵100操作期间，在腔壁602的直线部分6022与安装孔的直线部2222配合从而控制腔壁上部的变形的情况下，腔壁602的厚度均匀部分6021仍可能产生较大程度的径向向外膨胀，安装孔内侧壁的扩张壁让部2221相对于纵向轴线向外倾斜，从而厚度均匀部分6021的最大膨胀程度就是其外侧接触该扩张壁让部2221。扩张壁让部2221目的在于当腔壁602膨胀时对其进行阻挡，避免相邻隔膜单元60U的腔壁602外侧的相互刮擦。

此外，挤压实体63与腔壁602的厚度均匀部分6021之间为圆弧过渡。这样的设置能够保证隔膜单元在工作时的实体部分的有效面积加大，从而确保稳定的压缩比，以精确的流量输出流体。

请继续参见图3，隔膜部可具有隔膜安装部61，其将各个隔膜单元60U 连接成一体，并被接收在隔膜座22的接收凹部223中。隔膜安装部沿纵向方向的长度L2为1.2毫米。隔膜部60可还包括设置在隔膜安装部61上的多个密封部64，每个密封部64围绕相应的隔膜单元60U且从隔膜安装部61 纵向地突出。密封部沿纵向方向的长度为0.5毫米。当流体泵100组装好之后，阀座21压在隔膜座22上，隔膜安装部61与密封部64一起与隔膜座22 相配合，保证足够的密封能力，且不会由于压得过紧而造成橡胶反作用力太大，致使隔膜座22与阀座21的配合出现反弹间隙。

在一个实施例中，如图5和6所示，隔膜部60可设置有隔膜部定位装置，隔膜部定位装置包括位于隔膜部的中心区域中的隔膜部中心定位凸起62 和邻接每个隔膜单元60U的周边布置的隔膜部周边定位凸起63。接收凹部 223设置有与隔膜部中心定位凸起62以及隔膜部周边定位凸起63相对应的接收中间定位凹孔224和接收周边定位凹部225。所述隔膜部周边定位凸起 63中的每相邻两个构成一组，每组隔膜部周边定位凸起63关于隔膜部的中心等角度间隔开。具体地，如图6所示，一个隔膜单元60U1可设置有两个隔膜部周边定位凸起63，它们构成一组，且它们之间的连线的中垂线为H1；类似地，限定其他两组隔膜部周边定位凸起63的中垂线H2和H3。中垂线 H1、H2和H3也以等角度(例如120度)间隔开。此外，还如图6所示，一个隔膜单元60U1的其中一个隔膜部周边定位凸起63与另一隔膜单元60U2 的与其相邻的一个隔膜部周边定位凸起63也可构成一组，它们之间的连线的中垂线为HA1(可与H2重合)；类似地，限定其他两组隔膜部周边定位凸起63的中垂线HA2和HA3。中垂线HA1、HA2和HA3也以等角度(例如120 度)间隔开。这样的设置实现了对作为整体的隔膜部60的中心对称保持，使每个隔膜单元受力平均，协同且稳定的工作，避免其中一个隔膜单元过早损坏而造成整个泵的使用寿命缩短。

请参见图5，其示出了隔膜座22的中心对称设置。对于每一个安装孔 222U，围绕其的两个接收周边定位凹部225可构成一组，每组接收周边定位凹部关于所述隔膜座22的中心等角度间隔开。如图5所示，一个安装孔22U 可设置有两个接收周边定位凹部225，它们构成一组，且它们之间的连线的中垂线为G1；类似地，限定其他两组接收周边定位凹部225的中垂线G2和 G3。中垂线G1、G2和G3也以等角度(例如120度)间隔开。此外，还如图 5所示，一个安装孔22U的其中一个接收周边定位凹部225与另一安装孔22U 的与其相邻的一个接收周边定位凹部225也可构成一组，它们之间的连线的中垂线为GA1(可与G2重合)；类似地，限定其他两组接收周边定位凹部225 的中垂线GA2和GA3。中垂线GA1、GA2和GA3也以等角度(例如120度)间隔开。隔膜座22的这种中心对称结构的设置除了能够与隔膜单元60良好配合外，也能够使其自身结构受力均匀，从而能将均匀的力传递给与其连接的部件，实现流体泵100在操作期间的整体平衡，有利于减少振动和噪声。

尽管已经对执行本实用新型的较佳模式进行了详尽的描述，但是本领域技术人员可得知在所附的权利要求的范围内的用来实施本发明的许多替换设计和实施例。