一种直线驱动往复式柱塞泵的制作方法
【专利摘要】一种直线驱动往复式柱塞泵。泵体内在腔吸口阀与排口阀之间的吸段、中段、排段空间形成圆柱活塞缸；吸端阀、永磁体N极端、永磁体S极端和排端阀通过连杆和连接架的联结结构构成圆柱活塞；活塞由驱动电路通过N极电磁线圈和S极电磁线圈驱动。吸口阀紧密装配在吸口的内侧，排口阀紧密装配在排口的内侧。吸端阀通过连杆与永磁体N极端连接；永磁体S极端通过连杆和连接架与排端阀连接。N极电磁线圈和S极电磁线圈分别套装在泵体的吸段和排段。泵体结构大大简化，工作方式简单、直接，并且由此可使泄漏大大降低，效能/体积比大大提高；也由此而使生产成本大大降低，生产周期大大缩短；产品维护难度大大减小，产品有效寿命大大提高。
【专利说明】一种直线驱动往复式柱塞泵
【技术领域】
[0001 ] 本实用新型涉及一种柱塞泵结构。
【背景技术】
[0002]许多泵，特别是柱塞泵以其泄漏小、适合压力高等诸多优势而成为广泛使用的产品。而柱塞泵均通过旋转电机带动旋转机械，再由旋转机械带动柱形活塞来运行的。它是首先将电能转换为旋转机械能，然后，再将旋转运动机械能转化为直线运动机械能。这两个过程除大量的能量损耗外，还有更大的机械损耗，造成了很低的能效和机械效率，加之复杂的结构造成的泄漏，综合工作效率大大降低。而其广泛领域的使用面，必将产生不可估量的诸如电能、机械能、结构、材料等方面的节能、增效问题。解决这些问题的有效方法之一，就是改变这种泵的结构和运行方式，使之在某一方面或某几方面的效率大大提高。
【发明内容】
[0003]为尽可能多地提高能效和机械效率，本实用新型提供一种直线驱动往复式柱塞泵。泵体内在腔吸口阀与排口阀之间的吸段、中段、排段空间形成圆柱活塞缸；吸端阀、永磁体N极端、永磁体S极端和排端阀通过连杆和连接架的联结结构构成圆柱活塞；活塞由驱动电路通过N极电磁线圈和S极电磁线圈驱动。吸口阀紧密装配在吸口的内侧，排口阀紧密装配在排口的内侧。吸端阀通过连杆与永磁体N极端连接；永磁体S极端通过连杆和连接架与排端阀连接。N极电磁线圈和S极电磁线圈分别套装在泵体的吸段和排段。
[0004]本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是:
[0005]泵体内腔在吸口阀与排口阀之间的吸段、中段、排段空间形成圆柱活塞缸；吸端阀、永磁体N极端、永磁体S极端和排端阀通过连杆和连接架的联结结构构成圆柱活塞；活塞由驱动电路通过N极电磁线圈和S极电磁线圈驱动。
[0006]吸口作为气、液吸入口和与吸管配合的安装端，处于泵体的吸端；排口作为气、液排出口和与排管配合的安装端，处于泵体的排端。吸口阀作为单向助吸止排的静部件结构，紧密装配在吸口的内侧，即吸段的左端；排口阀作为单向助排止吸的静部件结构，紧密装配在排口的内侧，即排段的右端。吸端阀作为单向助吸止排的动部件结构和活塞吸端，通过连杆与作为吸段驱动部件机电转换结构的永磁体N极端连接。永磁体S极端作为排段驱动部件机电转换结构，通过连杆和连接架，与作为单向助排止吸动部件结构和活塞排端的排端阀连接。
[0007]本实用新型的有益效果是:泵体结构大大简化，工作方式简单、直接，并且由此可使泄漏大大降低，效能/体积比大大提高；也由此而使生产成本大大降低，生产周期大大缩短；产品维护难度大大减小，产品有效寿命大大提高；在电能、机械能、结构、材料等方面产生可观的节能、增效效果。
【专利附图】
【附图说明】[0008]下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。
[0009]图1是本实用新型实施例一直线驱动柱塞泵剖视图。
[0010]图2是柱塞泵驱动电路结构图。
[0011 ] 图3是工作电源变换电路结构图。
[0012]图4是直线驱动柱塞泵配套示意图。
[0013]在图1?4中:1.吸口，2.吸口阀，3.吸端阀，4.连杆，5.永磁体N极端，6.N极电磁线圈,7.接线室，P为N极电磁线圈同名接线端，g为电磁线圈接地端，η为S极电磁线圈异名接线端。8.S极电磁线圈，9.永磁体S极端，10.连接架，11.排端阀，12.排口阀，13.排口，14.调速器，15.电源线，16.电源开关按键。
[0014]在图2、3中=R1为振荡器延时电阻，G1为振荡器延时调节电位器，R2为振荡器延时电阻，C1为振荡器延时电容，U1为555定时器芯片，C2为振荡器滤波电容，R3为振荡信号负载电阻，s为振荡信号接线端，G2为交跃调节电位器，LCp为正侧光耦器件，LCn为负侧光耦器件，TVS为隧道二极管，Rpi为正侧负载电阻，Rni为负侧负载电阻，Qp为P沟道MOSFET器件，E为正电源接线端，Rp2为正侧耦合电阻，Rn2为负侧耦合电阻，Qn为N沟道MOSFET器件，-E为负电源接线端，L1为N极电磁线圈等效电感，L2为S极电磁线圈等效电感，D1为电感L1续流二极管，D2为电感L2续流二极管。
[0015]在图3中:K为总电源开关，Br为整流桥，C3为第一滤波电容，C2为振荡器滤波电容，C4为吸收电容，R4为吸收电阻，D3为吸收二极管，U2为PWM控制器芯片，C5为第二滤波电容，C5为第二滤波电容，C6为缓冲电容，R5为分压电阻，LCf为反馈光耦器件，Tr为输出变压器，R6为限流电阻，D6为整流二极管，D4为正输出整流二极管，C7为正输出第一滤波电容，L3为正输出滤波电感，C8为正输出第二滤波电容，D5为负输出整流二极管，C9为负输出第一滤波电容，L4为负输出滤波电感，C10为正输出第二滤波电容，R7为反馈限流电阻，R8为反馈分压第一电阻，C11为自激吸收电容，U3为基准电压源器件，R9为反馈分压第二电阻。
【具体实施方式】
[0016]在图1所示的本实用新型实施例一直线驱动柱塞泵剖视图中:
[0017]按从左至右顺序，将直线驱动柱塞泵泵体划分为吸端、吸段、中段、排段、排端。泵体内在腔吸口阀2与排口阀12之间的吸段、中段、排段空间形成圆柱活塞缸；吸端阀3、永磁体N极端5、永磁体S极端9和排端阀11通过连杆4和连接架10的联结结构构成圆柱活塞。活塞由驱动电路通过N极电磁线圈6和S极电磁线圈8驱动。
[0018]吸口 I作为气、液吸入口和与吸管配合的安装端，处于泵体的吸端；吸口阀2作为单向助吸止排的静部件结构，紧密装配在吸口 I的内侧，即吸段的左端；吸端阀3作为单向助吸止排的动部件结构和活塞吸端，通过连杆4与作为吸段驱动部件机电转换结构的永磁体N极端5连接。N极电磁线圈6作为吸段驱动部件的机电转换结构，套装在泵体的吸段。接线室7作为N极电磁线圈6和S极电磁线圈8与驱动电力线连接的空间，配置在泵体的中段。在接线室7内，N极电磁线圈同名接线端P作为与驱动电力正极线的接线端子，连接到N极电磁线圈6的同名端；电磁线圈接地端g作为与驱动电力接地线的接线端子，连接到N极电磁线圈6的异名端和S极电磁线圈8的同名端；S极电磁线圈异名接线端η作为与驱动电力负极线的接线端子，连接到S极电磁线圈8的异名端。S极电磁线圈8作为排段驱动部件的机电转换结构，套装在泵体的排段。永磁体S极端9作为排段驱动部件机电转换结构，通过连杆4和连接架10，与作为单向助排止吸动部件结构和活塞排端的排端阀11连接；排口阀12作为单向助排止吸的静部件结构，紧密装配在排口 13的内侧，即排段的右端；排口 13作为气、液排出口和与排管配合的安装端，处于泵体的排端。
[0019]在图2所示的柱塞泵驱动电路结构图中:
[0020]柱塞泵驱动电路为以NE555型555定时器芯片UpP沟道MOSFET器件Qp和N沟道MOSFET器件Qn为核心器件的方波交变驱动电路，包括驱动信号产生、转换放大和开关执行三部分。
[0021]振荡器延时电阻&的一端连接到正电源接线端E，振荡器延时电阻&的另一端连接到调速器14的振荡器延时调节电位器G1之一静臂端；调速器14的振荡器延时调节电位器G1之另一静臂端连接到振荡器延时电阻R2的一端，调速器14的振荡器延时调节电位器G1之动臂端连接到555定时器芯片U1的7脚；振荡器延时电阻R2的另一端与振荡器延时电容仏的正极端连接，该连接点同时与555定时器芯片U1的2、6脚连接。555定时器芯片U1的4、8脚同时连接到正电源接线端E，555定时器芯片U1的I脚接地，555定时器芯片U1的5脚通过振荡器滤波电容C2接地，555定时器芯片U1的3脚通过振荡信号负载电阻R3连接到正电源接线端E，并作为振荡信号接线端S，与交跃调节电位器G2的动臂端连接。
[0022]正侧光耦器件LCp的I脚连接到正电源接线端E，正侧光耦器件LCp的2脚与交跃调节电位器G2的一静臂端连接，正侧光耦器件LCp的3脚接地，正侧光耦器件LCp的4脚通过正侧负载电阻Rpi连接到正电源接线端E。负侧光耦器件LCn的I脚与交跃调节电位器G2的另一静臂端连接，负侧光耦器件LCn的2脚与隧道二极管TVS的正极连接，负侧光耦器件LCn的3脚通过负侧负载电阻Rni连接到负电源接线端-E，负侧光耦器件LCn的4脚接地。
[0023]P沟道MOSFET器件Qp的源极连接到正电源接线端E，P沟道MOSFET器件Qp的门极通过正侧耦合电阻Rp2与正侧光耦器件LCp的4脚连接，P沟道MOSFET器件Qp的漏极与电感L1续流二极管D1的正极连接。P沟道MOSFET器件Qp漏极与电感L1续流二极管D1正极的连接点连接到N极电磁线圈同名接线端P ；电感LI续流二极管Dl的负极接地。N沟道MOSFET器件Qn的漏极连接到负电源接线端-E，N沟道MOSFET器件Qn的门极通过负侧耦合电阻Rn2与负侧光耦器件LCn的4脚连接，N沟道MOSFET器件Qn的源极与电感L2续流二极管D2的负极连接。N沟 道MOSFET器件Qn源极与电感L2续流二极管D2负极的连接点连接到S极电磁线圈异名接线端η ；电感L2续流二极管D2的正极接地。N极电磁线圈6的N极电磁线圈等效电感LI之同名端连接到N极电磁线圈同名接线端P，其异名端连接到电磁线圈接地端g并接地；S极电磁线圈8的S极电磁线圈等效电感L2之异名端连接到S极电磁线圈异名接线端n，其同名端连接到电磁线圈接地端g并接地。
【权利要求】
1.一种直线驱动往复式柱塞泵，其特征是:泵体内腔在吸口阀与排口阀之间的吸段、中段、排段空间形成圆柱活塞缸；吸端阀、永磁体N极端、永磁体S极端和排端阀通过连杆和连接架的联结结构构成圆柱活塞；活塞由驱动电路通过N极电磁线圈和S极电磁线圈驱动； 吸口作为气、液吸入口和与吸管配合的安装端，处于泵体的吸端；排口作为气、液排出口和与排管配合的安装端，处于泵体的排端；吸口阀作为单向助吸止排的静部件结构，紧密装配在吸口的内侧，即吸段的左端；排口阀作为单向助排止吸的静部件结构，紧密装配在排口的内侧，即排段的右端；吸端阀作为单向助吸止排的动部件结构和活塞吸端，通过连杆与作为吸段驱动部件机电转换结构的永磁体N极端连接；永磁体S极端作为排段驱动部件机电转换结构，通过连杆和连接架，与作为单向助排止吸动部件结构和活塞排端的排端阀连接。
2.根据权利要求1所述的直线驱动往复式柱塞泵，其特征是:N极电磁线圈和S极电磁线圈作为吸段和排段驱动部件的机电转换结构，分别套装在泵体的吸段和排段；接线室作为N极电磁线圈和S极电磁线圈与驱动电力线连接的空间，配置在泵体的中段；在接线室内，N极电磁线圈同名接线端作为与驱动电力正极线的接线端子，连接到N极电磁线圈的同名端；电磁线圈接地端作为与驱动电力接地线的接线端子，连接到N极电磁线圈的异名端和S极电磁线圈的同名端；S极电磁线圈异名接线端作为与驱动电力负极线的接线端子，连接到S极电磁线圈的异名端。
3.根据权利要求1所述的直线驱动往复式柱塞泵，其特征是:柱塞泵驱动电路为以NE555型555定时器芯片、P沟道MOSFET器件和N沟道MOSFET器件为核心器件的方波交变驱动电路，包括驱动信号产生、转换放大和开关执行三部分。
4.根据权利要求3所述的直线驱动往复式柱塞泵，其特征是:驱动信号产生部分的振荡器延时电阻R1的一端连接到正电源接线端E，振荡器延时电阻R1的另一端连接到调速器的振荡器延时调节电位器G1之一静臂端；调速器的振荡器延时调节电位器G1之另一静臂端连接到振荡器延时电阻民的一端，调速器的振荡器延时调节电位器G1之动臂端连接到555定时器芯片U1的7脚；振荡器延时电阻R2的另一端与振荡器延时电容C1的正极端连接，该连接点同时与555定时器芯片U1的2、6脚连接；555定时器芯片U1的4、8脚同时连接到正电源接线端E，555定时器芯片U1的I脚接地，555定时器芯片U1的5脚通过振荡器滤波电容C2接地，555定时器芯片U1的3脚通过振荡信号负载电阻R3连接到正电源接线端E，并作为振荡信号接线端s，与交跃调节电位器G2的动臂端连接。
5.根据权利要求3所述的直线驱动往复式柱塞泵，其特征是:转换放大部分的正侧光耦器件LCp的I脚连 接到正电源接线端E，正侧光耦器件LCp的2脚与交跃调节电位器G2的一静臂端连接，正侧光耦器件LCp的3脚接地，正侧光耦器件LCp的4脚通过正侧负载电阻Rpi连接到正电源接线端E ;负侧光耦器件LCn的I脚与交跃调节电位器G2的另一静臂端连接，负侧光耦器件LCn的2脚与隧道二极管TVS的正极连接，负侧光耦器件LCn的3脚通过负侧负载电阻Rni连接到负电源接线端-E，负侧光耦器件LCn的4脚接地。
6.根据权利要求3所述的直线驱动往复式柱塞泵，其特征是:开关执行部分的P沟道MOSFET器件Qp的源极连接到正电源接线端E，P沟道MOSFET器件Qp的门极通过正侧耦合电阻Rp2与正侧光耦器件LCp的4脚连接，P沟道MOSFET器件Qp的漏极与电感L1续流二极管D1的正极连接；P沟道MOSFET器件Qp漏极与电感L1续流二极管D1正极的连接点连接到N极电磁线圈同名接线端P ;电感L1续流二极管D1的负极接地；N沟道MOSFET器件Qn的漏极连接到负电源接线端-E，N沟道MOSFET器件Qn的门极通过负侧耦合电阻Rn2与负侧光耦器件LCn的4脚连接，N沟道MOSFET器件Qn的源极与电感L2续流二极管D2的负极连接；N沟道MOSFET器件Qn源极与电感L2续流二极管D2负极的连接点连接到S极电磁线圈异名接线端η ；电感L2续流二极管D2的正极接地；Ν极电磁线圈6的N极电磁线圈等效电感L1之同名端连接到N极电磁线圈同名接线端P，其异名端连接到电磁线圈接地端g并接地；S极电磁线圈8的S极电磁线圈等效电感L2之异名端连接到S极电磁线圈异名接线端n，其同名端连接到电磁 线圈接地端g并接地。
【文档编号】H02K33/00GK203584710SQ201320707635
【公开日】2014年5月7日 申请日期:2013年11月11日 优先权日:2013年11月11日
【发明者】屈百达 申请人:江南大学