一种隔膜真空泵

技术领域

本公开涉及一种隔膜真空泵。

背景技术

隔膜真空泵的基本原理是使用电机通过机械机构驱动隔膜在泵腔内往复运动，利用泵腔进气侧和排气侧的单向阀实现气体在低压下的输送过程，从而达到形成真空的目的。

最简单的隔膜真空泵使用电机带动一个隔膜泵泵头单元。电机主轴通过一个偏心的凸轮旋转带动通过轴承安装在凸轮上的曲柄进行往复运动，曲柄的末端一般安装在一个膜片的中心，膜片的四周通过压紧密封的方式和膜片上方的泵头形成泵腔，进气腔和出气腔分别连接进气口和出气口的管路，进气腔和出气腔和膜片腔之间各有一个方向相反的单向阀，从而在膜片不断将膜片腔的气体压缩与扩大的过程中，实现从进气腔到出气腔之间气体的运输。由于电机的强大扭矩可以使得膜片的运动在真空低压下进行，从而达到形成真空的目的。当隔膜泵需要增大流量，同时也进一步降低真空度的时候，人们开始使用泵头之间的串联来提高真空度，使用泵头之间的并联来增大抽气的速率。在泵头和膜片的大小不变的前提下，增加泵头的数量显然是实现大流量或者获得更高真空度的泵的直接方法。

为此目的，一些隔膜真空泵使用具有两端出轴的电机，在电机的两端同一侧安装两个泵头，也可以在单输出轴的电机的轴的两侧安装两个相对的泵头。

例如，CN105003426A涉及一种隔膜真空泵，其所公开的泵在电机两端都有输出轴，两个泵头均分布在电机轴的一侧。CN203742958U、CN104976105所公开的泵的结构则是在一个主轴两侧对面安装两个泵头。以上这两种结构必须考虑到运转过程中产生的离心力的问题，因此通常在轴上安装平衡块以保证泵在运转过程中的力矩平衡，从而实现泵的顺利启动，消除抖动的现象。这样的结构相对而言占用更大的空间，增加了泵的整体重量和体积，也增加了泵运行所需要的功率。

发明内容

为至少部分地克服现有技术中存在的上述问题，本公开提供了一种隔膜真空泵，其可以减轻泵的振动，并且不需要在主轴上安装平衡块。

根据本公开实施例的一方面，提供了一种隔膜真空泵，其包括：主轴，主轴用于连接至驱动电机的输出轴；一个或多个泵头组；其中，每个泵头组包括在垂直于主轴的纵向中心轴线的平面中围绕纵向中心轴线均匀间隔开的四个泵头，每个泵头距离所述主轴的纵向中心轴线的距离相等；每个泵头内设有泵腔，泵腔中设置有隔膜膜片述隔膜膜片经由偏心曲柄连接至主轴，并且主轴的旋转运动驱动隔膜膜片往复运动。隔膜膜片在泵腔中的往复运动实现了输送气流，形成真空的功能。

在根据本公开的一些实施例中，每个泵头组中的相对设置的两个泵头设置在垂直于所述主轴的纵向中心轴线的平面内，以抵消相对设置的两个泵头运转时的离心力。并且可以防止泵在运行中因为振动造成的可能的位移。

在根据本公开的一些实施例中，主轴上设置有多个并列布置的偏心轮。主轴在驱动电机的驱动下做旋转运动并驱动偏心轮的偏心旋转运动。

在根据本公开的一些实施例中，与相对设置的两个泵头相对应的两个偏心轮彼此相邻地布置。

在根据本公开的一些实施例中，偏心曲柄经由轴承可旋转地安装在主轴的偏心轮上，主轴的旋转运动经由偏心曲柄驱动隔膜膜片往复运动。

在根据本公开的一些实施例中，偏心曲柄的末端连接至隔膜膜片的中心。

在根据本公开的一些实施例中，多个泵头组的出气管路汇聚地连接到出气均配器，进气管路汇聚地连接到进气均配器。

在根据本公开的一些实施例中，多个泵头组串联和/或并联地连接至彼此。

在根据本公开的一些实施例中，每个泵头组的各个泵头串联和/或并联地连接至彼此。

在根据本公开的一些实施例中，多个泵头组中的一些泵头组的进气口的管路汇聚地连接到所述进气均配器，出气口连接到分流出气口；多个泵头组中的其他泵头组的进气口连接到所述分流出气口，分流出气口通过单向阀与所述出气均配器连接，该其他泵头组的出气管路与所述出气均配器的出口汇聚。

所公开的隔膜真空泵通过设置在垂直于主轴的纵向中心轴线的平面中围绕纵向中心轴线均匀间隔开的四个泵头，各个泵头之间的力矩在运行过程中可以互相平衡，减轻了泵的振动，而不需要在主轴上安装平衡块。

附图说明

图1是根据本公开的隔膜真空泵在平行于主轴方向的剖视图；

图2是图1的隔膜真空泵沿线C-C的截面图；

图3是根据本公开的主轴的立体视图；

图4是图3的主轴的一个平面视图；

图5是沿垂直于图4中的A-A方向截取的穿过主轴的纵向中心轴线的横截面图；

图6示出了根据本公开的泵头连接方式的一个实施例。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本发明公开的隔膜真空泵作进一步详细说明。根据以下详细说明和权利要求书，本发明的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比率，仅用于方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。

参照附图，图1和图2示出了根据本公开的隔膜真空泵，其包括驱动电机1、连接至驱动电机1的输出轴的主轴2、以及一个或多个泵头组3。例如，隔膜真空泵可以包括两个泵头组3。

驱动电机1可以为交流单相异步电机、变频电机或者大功率的直流无刷电机。驱动电机1可以内置于隔膜真空泵设置，或外置于隔膜真空泵。驱动电机1的外置设计可以有更大的灵活性，采用防爆或者防护等级高的电机可以使泵整体适应各种严苛的工作环境，例如矿井下环境等。

主轴2可以通过连轴装置(例如联轴器)安装在驱动电机1的输出轴上，并与该输出轴一体旋转。

每个泵头组3包括围绕主轴2均匀间隔开的四个泵头4，也即每个泵头4围绕主轴2的纵向中心轴线X-X以90度角的间隔均匀布置，并且每个泵头4距离2主轴的纵向中心轴线的距离相等。如图2所示，每个泵头4在垂直于主轴2的纵向中心轴线并穿过线C-C的平面的投影中彼此间隔开90度角。

每个泵头4内设有泵腔，泵头4可以限定泵腔的尺寸，泵腔中设置有隔膜膜片7。隔膜膜片7与泵腔内壁压紧密封，隔膜膜片7经由偏心曲柄5连接主轴2，例如，偏心曲柄5优选地连接至隔膜膜片5的中心处。主轴2与偏心曲柄5的连接被配置成，主轴2的旋转运动驱动偏心曲柄5，以及因此隔膜膜片7的往复运动。隔膜膜片7所在的泵腔安装具有单向阀的双室泵腔，在隔膜膜片7的往复运动中实现了输送气流，形成真空的功能。

偏心曲柄5经由轴承6安装至主轴2。主轴2在驱动电机1的带动下旋转时带动偏心曲柄5往复运行，偏心曲柄5的往复运行从而带动隔膜膜片7在泵腔内，在垂直于主轴2的纵向中心轴线的方向上做往复运动，使得隔膜膜片7与泵头4形成的气腔容积发生变化。与相对设置的泵头4对应的偏心曲柄5优选地点对称地设置，使得可以抵消相对设置的两个泵头运转时，由于运动的偏心曲柄5所产生的离心力，并且可以防止泵在运行中因为振动造成的可能的位移。

参照图3至图5，其示出了根据本公开的主轴2的立体视图、平面视图和横截面图。主轴2上设置有多个并列布置的偏心轮8。主轴2在驱动电机1的驱动下做旋转运动并驱动偏心轮8的偏心旋转运动。轴承6可旋转地安装在偏心轮8上，偏心曲柄5经由轴承6可旋转地安装在主轴2的偏心轮8上，使得主轴2的旋转运动经由偏心曲柄5驱动隔膜膜片7往复运动。与单个泵头组3相对应的偏心轮8优选地沿纵向中心轴线彼此间隔开相等的距离。并且还优选地，相对设置的两个偏心轮8彼此相邻，相应地，与相对设置的泵头4相对应的两个偏心曲柄5分别安装在该两个相邻的偏心轮8上。偏心轮8的偏心旋转运动驱动偏心曲柄5在垂直于纵向中心轴线的平面中往复运动。

每个泵头4围绕主轴2以90度角的间隔均匀布置，使得每个泵头组3包括两对围绕主轴2呈180度角相对设置的泵头4，即在垂直于主轴2的纵向中心轴线的平面中相对于该中心轴线对称设置。相应地，偏心曲柄5和隔膜膜片7也围绕主轴2以90度角的间隔均匀布置，偏心曲柄5和隔膜膜片7也垂直于主轴2的纵向中心轴线的平面中相对于该中心轴线对称设置。以这种方式，泵头4、偏心曲柄5和隔膜膜片7的两两对称布置使得在各泵头4运转时，作用于主轴2上的作用力矩相互平衡，因此不需要另外安装偏心配重块，从而减轻泵运行过程中的振动并提高了泵的运行效率，并减轻了泵的整体重量。

具体地，例如，对于每个泵头组3，在主轴2上紧凑地安装四个偏心曲柄5，在垂直于纵向中心轴线的平面11、12上分别安装两个泵头4，四个泵头4与纵向中心轴线的距离相等；同样地，对于第二泵头组3，在垂直于纵向中心轴线的平面13、14上分别安装两个泵4头，四个泵头4与纵向中心轴线的距离相等。每个泵头4均可起到抽气的作用，各泵头4之间可以通过串联和并联的组合方式连接至彼此，以达到需要的抽气速度和真空度的要求。

以下结合图1和图6，简要说明泵头之间的连接方式。多个泵头组4的出气管路可以汇聚地连接到出气均配器，进气管路可以汇聚地连接到进气均配器。具体地，作为示例，泵头组a，b，c进气口的管路汇聚地连接到进气均配器，泵头组a，b，c的出气口连接到分流出气口，泵头组d的进气口连接在分流出气口，分流出气口通过单向阀和出气均配器连接，泵头组d出气管路与出气均配器的出口汇聚。这种连接方式是为了达到均衡气流，最大化地挥每个泵头的抽气作用的目的。同时避免个别泵头负载过大的情况，实现了泵头效能的均衡运用。模块化的设计有利于产品的批量生产。

在具体实施例中，泵头组可以串联和/或并联地连接至彼此，例如，泵头组a-d串联。应当理解的是，可以根据所需的抽气速度和真空度的要求，相应地修改泵头之间和泵头组之间的连接方式，而不限于附图中所示的特定连接方式。

所公开的隔膜真空泵，由于泵头4的均布式的设计，各泵头4之间的力矩在运行过程中可以互相平衡，而不需要如现有技术中的单泵头或者180度对面安装的泵头所必须的平衡块结构。泵体本身在运转过程中的抖动和偏移问题因为力矩的平衡已经得到解决，可以使用支撑的方式安装整个四周都有泵头的泵体。可以得到结构紧凑的泵体，例如，与两端出轴的180度泵头安装方式比较，具有八个泵头的泵体的体积大大缩小。泵体的部分大多数都是金属结构，因此整个泵的重量的减轻幅度很大，可以形成一种很紧凑轻便而性能指标很高的泵。

在本公开的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”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，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置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发明的限制。

此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

在本公开和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。还应当理解，本文中使用的术语“和/或”是指并包含一个或多个相关联的列出项目的任何或所有可能组合。

在本公开和所附权利要求书中的“多个”、“多种”，如无特殊说明，其所指为两个或两个以上。

显然，本领域的技术人员可以对本发明所公开的隔膜真空泵进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。