电磁隔膜泵制造技术

本发明专利技术公开了电磁隔膜泵，属于隔膜泵技术领域

【技术实现步骤摘要】
电磁隔膜泵


[0001]本专利技术涉及电磁隔膜泵，属于隔膜泵

。

技术介绍

[0002]电磁隔膜泵，也称电磁振动隔膜泵，在多个领域得到了广泛应用：在化工领域，它常用于输送腐蚀性介质和易燃易爆气体；在医疗设备中，电磁隔膜泵用于输送生物药品和医疗液体；在环保领域，它用于废水处理
、
污泥输送等应用
。
此外，电磁隔膜泵还广泛用于实验室
、
食品加工
、
造纸
、
电子制造等行业
。
与传统隔膜泵相比，电磁隔膜泵具有明显的优势
。
传统隔膜泵通常采用气压传动或曲柄连杆机构，而电磁隔膜泵采用电磁力驱动，无需外部气源或复杂机械传动，简化了系统结构
。
电磁隔膜泵具有响应速度快
、
噪音低和无需润滑等特点，适用于需要精确流量控制和调节的应用场景
。
其结构包括由橡胶制成的隔膜，吸入腔室
、
排出腔室以及压缩腔室，压缩腔室内设置活塞杆连接隔膜，具有磁体的振荡器与活塞杆两端相连，工作原理为磁场振荡做功带动膜片往复运动，改变压缩室容积，实现流体的吸入和排出
。
[0003]以专利公开号为
CN113090511A
为例，现有电磁隔膜泵技术中，电磁驱动组件采用直动式电磁，其在铁芯周围缠绕一定量的漆包线，并将导项连接至可调驱动电源，永磁体为
N52
材质，隔膜由聚四氟乙烯等材质制成，其中心通孔和永磁体固定通过螺钉连接；导线通电时磁极变化带动永磁体做功往复运动，进而带动波纹状表面的隔膜运动；磁性隔空的性质避免了直接的机械接触，减少了机械磨损的发生
。
但在实际使用中发现，具有较大自重的永磁铁芯运动做功会造成更多的功率损耗，铁芯往复运动所需的较大空隙也会造成其在高频工况下的机械震动噪音，并且没有保护与限位装置的情况下，此种直动式电磁结构极易发生铁芯与其他部件碰撞的安全问题，从而导致磁芯损坏失效或隔膜损坏漏液
。

技术实现思路

[0004]本专利技术针对上述
技术介绍
所提及的技术问题，而采用以下技术方案来实现：
[0005]电磁隔膜泵，包括主体腔室
、
膜片体
、
泵入管道
、
第一泵出管道
、
反应腔和若干个电磁驱动装置；
[0006]所述主体腔室分为若干个分腔室，每个所述分腔室的内部均设有膜阀，且所述分腔室的数量与电磁驱动装置的数量一致；
[0007]每个所述电磁驱动装置包括内部导磁体
、
外部导磁体
、
所述内部导磁体下端设有限位弹簧，所述内部导磁体和外部导磁体的间隙分别安装线圈架，所述线圈架上安装线圈，所述线圈通电带动线圈架在磁场中向上运动时，限位弹簧起缓冲作用；
[0008]所述线圈架的底部与膜片体连接，且所述膜片体设在分腔室的上方，
[0009]每个所述分腔室的一端连通泵入管道，另一端连通第一泵出管道，
[0010]若干个所述第一泵出管道的另一端共同与反应腔相连通，所述反应腔的内部设有缓流曲面平台，所述缓流曲面平台的顶部和设置在主体腔室中央的第一泵出管道之间设有
搅拌组件，用于对各个分腔室而来的物质在反应腔中进行搅拌混合作业
。
[0011]优选的，每个所述分腔室和泵入管道的底部均设有单向阀，所述膜阀包括泵入膜阀和泵出膜阀，每个所述分腔室和泵入管道的进水口上设有泵入膜阀，每个所述分腔室和第一泵出管道间设有泵出膜阀
。
[0012]需要说明的是，设置单向阀的目的是为了有效平衡水压，防止泵入膜阀不闭合状态出现，分腔室的底部开孔与泵入管道的底部开孔处于同一轴线上，此轴线与分腔室的径向直线内壁平行；
[0013]另外，泵入膜阀和泵出膜阀采用性能较高且耐腐蚀的橡胶材料，泵入管道的截面面积为第一泵出管道截面面积的
1/3
，即对于同高度的泵入管道和第一泵出管道，第一泵出管道中的液体体积为单个泵入管道泵入液体体积的2‑3倍，分腔室内部的截面面积大于泵入膜阀或泵出膜阀面积的2倍及以上，高度小于整个主体腔室高度的
1/3
，泵入管道经由狭窄的分腔室被泵出到第一泵出管道，其过程能增加水压，从而使非同种液体的工作情况下其能充分溶合反应
。
[0014]优选的，所述电磁驱动装置还包括圆柱磁铁
、
圆环磁铁，所述圆柱磁铁嵌套固定在圆环磁铁上，所述外部导磁体包裹圆环磁铁，并与圆柱磁铁的上端接触安装，呈现
S
极，所述内部导磁体的顶部与圆柱磁铁下端相接触，呈现
N
极，内部导磁体与外部导磁体所产生的磁场
B
方向向外，线圈以逆时针方向通入电流时，线圈受到的磁场力
F
方向向下
。
[0015]需要说明的是，本专利技术中磁场需聚集到两极片形成的窄缝中，对此器件结构，采用改进磁路结构与磁性材料替代改变线圈的宽度
、
间隔
、
匝数等几何结构
。
[0016]圆柱磁铁和圆环磁铁均使用具有较高的剩磁磁通密度和矫顽力的钕铁硼磁铁，即
N52
材质，外部导磁体和内部导磁体均为铁制薄壁，磁路结构为集中通量式，圆柱磁铁为直径
r、
高度
h
的圆柱体，充磁方向为轴向充磁，上端为
S
极，下端为
N
极，圆环磁铁和圆柱磁铁粘连嵌套，内环直径
r
，外环直径
3r
，高度
2h
，充磁方向为径向充磁，内环为
N
极，外环为
S
极，外部导磁体的薄片包裹于圆环磁铁外，内部导磁体的磁壁连接
N
极，外部导磁体的磁壁连接
S
极，外部导磁体的薄壁管长度为圆环磁铁高度与线圈架长度之和，内部磁导体的管壁自
2h
处当向外扩径
1/3r
宽度以卡合圆柱磁铁；
[0017]当
r≥20mm
时，内部导磁体的外部薄壁管同样自
2h
处向内缩径
1/3r
宽度，内部导磁体薄壁下端设置有塔形的限位弹簧，对线圈架起限位与减震缓冲的作用，能有效避免碰撞所产生的安全隐患；
[0018]线圈架为铝制套管，管壁设有开缝，在套管
1/2
处间隔一定距离对称设置劲肋结构以分隔两组线圈，线圈材质为铜包铝导线，套管一侧延伸出
30
°
倾斜的镂空支撑斜面，以向内收缩的结构与圆环卡扣固定连接，圆环卡扣和膜片体中央部分的凸起卡合安装，整体形成电磁驱动装置中的运动振荡部分；
[0019]基于
COMSOL Multiphysics
多物理场耦合仿真，其理论公式如下：
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
电磁隔膜泵，其特征在于：包括主体腔室
、
膜片体
、
泵入管道
、
第一泵出管道
、
反应腔和若干个电磁驱动装置；所述主体腔室分为若干个分腔室，每个所述分腔室的内部均设有膜阀，且所述分腔室的数量与电磁驱动装置的数量一致；每个所述电磁驱动装置包括内部导磁体
、
外部导磁体
、
所述内部导磁体下端设有限位弹簧，所述内部导磁体和外部导磁体的间隙分别安装线圈架，所述线圈架上安装线圈，所述线圈通电带动线圈架在磁场中向上运动时，限位弹簧对线圈架起限位与减震缓冲的作用，能有效避免碰撞所产生的安全隐患；所述线圈架的底部与膜片体连接，且所述膜片体设在分腔室的上方，每个所述分腔室的一端连通泵入管道，另一端连通第一泵出管道，若干个所述第一泵出管道的另一端共同与反应腔相连通，所述反应腔的内部设有缓流曲面平台，所述缓流曲面平台的顶部和设置在主体腔室中央的第一泵出管道之间设有搅拌组件，用于对各个分腔室而来的物质在反应腔中进行搅拌混合作业
。2.
根据权利要求1所述的电磁隔膜泵，其特征在于：每个所述分腔室和泵入管道的底部均设有单向阀，所述膜阀包括泵入膜阀和泵出膜阀，每个所述分腔室和泵入管道的进水口上设有泵入膜阀，每个所述分腔室和第一泵出管道间设有泵出膜阀
。3.
根据权利要求1所述的电磁隔膜泵，其特征在于：所述电磁驱动装置还包括圆柱磁铁
、
圆环磁铁，所述圆柱磁铁嵌套固定在圆环磁铁上，所述外部导磁体包裹圆环磁铁，并与圆柱磁铁的上端接触安装，呈现
S
极，所述内部导磁体的顶部与圆柱磁铁下端相接触，呈现
N
极，内部导磁体与外部导磁体所产生的磁场
B
方向向外，线圈以逆时针方向通入电流时，线圈受到的磁场力
F
方向向下
。4.
根据权利要求1所述的电磁隔膜泵，其特征在于：所述搅拌组件包括贯通杠和转动...

【专利技术属性】
技术研发人员：霍元明，周子鑫，陈昊，余雯翰，陈港，
申请(专利权)人：上海工程技术大学，
类型：发明
国别省市：