專利名稱：便攜式無源真空泵的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種將各種真空容器抽制成真空狀態(tài)的真空泵。具體涉及 一種不用電源的便攜式無源真空泵。尤其適合攜帶到，沒有電源及空間狹小的 現(xiàn)場使用。
(二)
背景技術(shù)：
目前，真空泵種類和型號很多。真空度高、排氣量大的真空泵很難兼?zhèn)潴w 積小、重量輕、價(jià)格低，攜帶方便的特點(diǎn)。并且，都離不開電源。都受到無電 和停電的困擾。由于重量和體積都很大，攜帶很不方便。尤其用于曰常生活更 是不便。
一些節(jié)能產(chǎn)品運(yùn)行中不需要電源，例如，窗外懸掛式鋸齒面真空平板太陽 能集熱器、室內(nèi)外真空保溫輸水管、真空保溫輸油管、果菜真空保鮮運(yùn)輸容器、 家庭食品真空保鮮容器、真空保鮮袋等。都需要一種不受電源限制、攜帶方便、 真空度高、排氣量大、價(jià)格低的真空泵。
如果有該真空泵的配套，頻繁、重復(fù)抽制真空的表壓可達(dá)負(fù)0.1Mpa的食 品真空保鮮容器就有了存在的基礎(chǔ)。使無電源的牧區(qū)、邊疆、海島、偏遠(yuǎn)地區(qū)， 可以用上經(jīng)濟(jì)實(shí)用的"電冰箱"。即解決了生活問題，又促進(jìn)了節(jié)能減排。
目前，不用電源、攜帶方便、真空度高、排氣量大、使用簡單方便的真空 泵，還處于空白狀態(tài)。
(三) 發(fā)明內(nèi)容
為了填補(bǔ)不用電源真空泵的空白，解決生活中的問題，促進(jìn)一批節(jié)能產(chǎn)品 的發(fā)展。本實(shí)用新型提供一種，真空度高、排氣量大、重量輕、體積小、價(jià)格 低、使用簡單方便快捷、無觸電危險(xiǎn)的便攜式無源真空泵。外形如自行車充氣 筒。
本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問題-
在于不用電源，采用活塞方式構(gòu)成真空泵。用雙手或者用雙腳和一只手完 成抽制真空。具體是，在換氣室上設(shè)計(jì)吸氣閥、排氣閥，設(shè)計(jì)新穎的吸氣閥的 閥門控制機(jī)構(gòu)的密封，設(shè)計(jì)新穎的方向傳感器、位置傳感器、閥門自鎖機(jī)構(gòu)、 兩閥門之間的互鎖及相互延吋機(jī)構(gòu)，設(shè)計(jì)新的活塞外直徑膨脹機(jī)構(gòu)，設(shè)計(jì)萬向 節(jié)。難點(diǎn)在于，以最少的器件最小的空間，將信號采集、傳遞、自鎖、互鎖、 相互延時(shí)、控制、驅(qū)動(dòng)構(gòu)成閉環(huán)控制系統(tǒng)。并且，系統(tǒng)的動(dòng)力全部取之于手柄。
3泵體要最小化。本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案
一種便攜式無源真空泵，其特征在于，它主要由換氣室、活塞、吸氣閥、方向傳感器、吸氣閥自鎖機(jī)構(gòu)所構(gòu)成，往返運(yùn)動(dòng)的活塞設(shè)置在換氣室內(nèi)，方向傳感器和吸氣閥安裝在換氣室的底部，方向傳感器是由相對反方向運(yùn)動(dòng)的兩個(gè)物體組合成動(dòng)配合的一體，吸氣閥自鎖機(jī)構(gòu)固定在方向傳感器的其中一個(gè)運(yùn)動(dòng)物體上，活塞、吸氣閥、方向傳感器、吸氣閥自鎖機(jī)構(gòu)的機(jī)械動(dòng)力都取之于手柄。
根據(jù)上述方案，本實(shí)用新型還有如下措施該泵還包含有排氣閥、位置傳感器、排氣閥自鎖機(jī)構(gòu)、兩閥門之間的互鎖和相互延時(shí)機(jī)構(gòu)，所說的排氣閥安裝在換氣室的底部，位置傳感器的主要部件在換氣室的外面，排氣閥自鎖機(jī)構(gòu)、兩閥門之間的互鎖和相互延吋機(jī)構(gòu)固定在方向傳感器的其中一個(gè)運(yùn)動(dòng)物體上。該泵還包含有腳踏板和萬向節(jié)，萬向節(jié)安裝在腳踏板上，萬向節(jié)的軸由兩根或兩根以上構(gòu)成，兩條軸線呈十字型。所說的吸氣閥包含有密封機(jī)構(gòu)，密封機(jī)構(gòu)由密封袋構(gòu)成，其形狀如米袋子，用聚乙烯或其它有機(jī)材料制成。所說的活塞，包含有活塞外直徑膨脹機(jī)構(gòu)，該機(jī)構(gòu)由單向脹圈構(gòu)成，其形狀為彈性圓環(huán)，用硅膠或耐油耐溫橡膠制成。
兩個(gè)閥門都采用外力開啟和關(guān)閉的雙向閥，不損耗有限的真空度。不采用技術(shù)難度低的用氣體壓力差開啟的單向閥，例如，自行車高壓充氣筒的閥門結(jié)構(gòu)，或用與活塞面積相同的金屬薄片配小彈簧構(gòu)成單向闊門。這種閥門需要用真空泵的有限真空度換取。
吸氣閥的閥門控制機(jī)構(gòu)的密封性能如何，決定了該泵的壽命，是技術(shù)難度之一。該泵采用杠桿位移配以密封袋，回避了傳統(tǒng)的旋轉(zhuǎn)軸加密封圈或摩擦片。好處在于，將直接硬連接的旋轉(zhuǎn)軸變?yōu)殚g接連接的杠桿位移。消除了旁路漏氣的現(xiàn)象和壽命短的問題。這種新的密封方式，密封口是靜止的，不存在動(dòng)態(tài)磨損。比其它方式，密封好、壽命長、結(jié)構(gòu)簡單、耐疲勞性好，
活塞性能如何，決定了能否以最小的手柄推拉力，獲取足夠的換氣能力，保證真空度。這里是靠足夠的可調(diào)外力實(shí)現(xiàn)活塞周期性膨脹，不是象自行車充氣筒的皮碗靠有限的氣體壓力差實(shí)現(xiàn)周期性膨脹。
方向傳感器、位置傳感器、自鎖機(jī)構(gòu)、互鎖機(jī)構(gòu)、相互延時(shí)機(jī)構(gòu)是該泵的控制中心。該泵不允許兩閥門同時(shí)處于打開的狀態(tài)，互鎖機(jī)構(gòu)能避免靜態(tài)時(shí)兩閥門同時(shí)處于打開狀態(tài)。卻避免不了動(dòng)態(tài)時(shí)兩閥門同時(shí)處于打開的狀態(tài)。因?yàn)?，兩閥門同時(shí)進(jìn)行狀態(tài)變換時(shí)，當(dāng)兩閥門的活塞同時(shí)移動(dòng)到中間位置時(shí)，會(huì)出現(xiàn)瞬間同時(shí)打開的狀態(tài)。所以，必須建立兩閥門狀態(tài)互換時(shí)的相互延時(shí)機(jī)構(gòu)。方向傳感器是用來檢測活塞的動(dòng)態(tài)方向。位置傳感器是用來檢測活塞起點(diǎn)和終點(diǎn)的位置。自鎖機(jī)構(gòu)是維持必要的工作狀態(tài)?；ユi機(jī)構(gòu)是防止兩閥門之間靜態(tài)時(shí)氣體短路。相互延時(shí)機(jī)構(gòu)是防止兩閥門之間動(dòng)態(tài)時(shí)氣體短路。
用于家庭的泵體積相對很小，雙手即可操作。用于工程的泵由于體積相對較大，需要腳踩手拉操作。此時(shí)，如果沒有萬向節(jié)，手柄向上拉起時(shí)，傾斜力會(huì)彎曲手柄桿或損壞其它部件。
本實(shí)用新型的有益效果
適用于無電源以及場地狹小復(fù)雜的各種現(xiàn)場使用。該真空泵集真空度高、排氣量大、體積小、重量輕、價(jià)格低、操作簡單、攜帶方便、可維護(hù)性強(qiáng)于一身。
真空度一l(T^pa lpa。(雙閥門)
(用低精度、單吸氣閥、活塞排氣，表壓達(dá)負(fù)0.099Mpa的簡易實(shí)驗(yàn)樣機(jī)，估計(jì)出雙闊門的真空度。)
排氣量346CmV每次。(氣室內(nèi)體積4>3.5Cm，高度36Cm)氣室外體積4>4Cm，高40Cm?？傞L度55Cm。重量UKg。
價(jià)格明顯低于其它真空泵。注根據(jù)民用或工程使用的區(qū)別，體積可適當(dāng)縮小或增大，此為實(shí)驗(yàn)樣機(jī)尺寸。


圖(1)便攜式無源真空泵，(01)上滑車，(02)豎導(dǎo)軌，(03)排氣觸頭，(04)排氣撬板，(05)限位孔，(06)吸氣撬板，(07)豎滑車，(08)吸氣觸頭，(09)防護(hù)罩，(10)密封袋，(11)下滑車，(12)密封圈，(13)氣室底板，(14)密封碗，(15)金屬活塞，(16)單向脹圈，(17)傳動(dòng)環(huán)，(18)萬向節(jié)，(19)腳踏板，(20)外筒，(21)內(nèi)筒，(22)上導(dǎo)軌，(23)排氣桿，(24) T型支架，(25)吸氣桿，(26)吸氣驅(qū)動(dòng)桿，(27)抽制口， (28)彈簧，(29)下導(dǎo)軌，(30)吸氣活塞，(31)排氣活塞，(32)傳動(dòng)連桿，(33)換氣室，(34)圓環(huán)，(35)緩沖彈簧，(36)復(fù)位觸頭，(37)手柄，(38)氣室蓋。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖進(jìn)一步介紹本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)，如圖所示換氣室(33)是
由一定長度的圓管、氣室底板(13)、密封圈(12)、氣室蓋(38)構(gòu)成。其形狀為圓柱形的容器。
活塞往返運(yùn)動(dòng)在換氣室里。活塞主要由金屬活塞(15)、密封碗(14)、圓環(huán)(34)、單向脹圈(16)構(gòu)成。密封碗(14)、圓環(huán)(34)、單向脹圈(16)按順序動(dòng)配合地套在金屬活塞(15)上，密封碗(14)的活動(dòng)行程小于單向脹圈(16)的活動(dòng)行程。密封碗(14)和單向脹圈(16)是用彈性有機(jī)材料制成。向外拉動(dòng)手柄(37)，此時(shí)，活塞的作用是密封。手柄(37)推入時(shí)，換氣室(33)中的氣體從金屬活塞(15)與密封碗(14)之間的縫隙排出。
該泵包含有吸氣閥、排氣閥時(shí)，將金屬活塞(15)和密封碗(14)制成一體，保留單向脹圈(16)的功能?？梢郧宄钊麚Q向時(shí)，縫隙產(chǎn)生的微量殘留空氣。使真空泵的真空度更高。
吸氣閥主要由吸氣桿(25)、吸氣活塞(30)、彈簧(28)、吸氣驅(qū)動(dòng)桿(26)、密封袋(10)、防護(hù)罩(09)、抽制口 (27)構(gòu)成。其作用是，使換氣室(33)與抽制口 (27)中的氣體貫通或阻斷。即使換氣室(33)與被加工的真空容器中的氣體貫通或阻斷。吸氣桿(25)的一端固定在吸氣活塞(30)上，另一端與吸氣驅(qū)動(dòng)桿(26)滑動(dòng)連接，吸氣驅(qū)動(dòng)桿(26)的另一端露在閾體的外面。露在閥體外面的部分，被密封袋(10)封閉在閥體內(nèi)。密封袋(10)的形狀如米袋子，用彈性軟材料制成。硬質(zhì)材料制成的防護(hù)罩(09)套在密封袋(10)的外面，防止吸氣撬板(06)損壞密封袋(10)。套在吸氣桿(25)上的壓力彈簧(28)使吸氣閥不受外力時(shí)自動(dòng)關(guān)閉吸氣閥。吸氣閥安裝在換氣室(33)的底部。
吸氣閥自鎖機(jī)構(gòu)，主要由吸氣觸頭(08)、豎滑車(07)、豎導(dǎo)軌(02)、外筒(20)、內(nèi)筒(21)、構(gòu)成。吸氣閥自鎖機(jī)構(gòu)固定在方向傳感器的其中一個(gè)運(yùn)動(dòng)物體上，吸氣觸頭(08)、豎滑車(07)、豎導(dǎo)軌(02)依次固定在外筒(20)上。外筒(20)與內(nèi)筒(21)動(dòng)配合地組裝在一起。吸氣觸頭(08)的特定位置將吸氣閥門自鎖。機(jī)械構(gòu)成的方向傳感器和自鎖機(jī)構(gòu)，完成信號采集、傳遞、控制、自鎖、驅(qū)動(dòng)。傳感器、活塞、吸氣閥等機(jī)械動(dòng)力都取之于手柄。
方向傳感器是由相對反方向運(yùn)動(dòng)的兩個(gè)物體組合成動(dòng)配合的一體。具體是由外筒(20)、內(nèi)筒(21)構(gòu)成。外筒(20)動(dòng)配合地套在內(nèi)筒(21)上。內(nèi)筒(21)上的限位孔(05)和孔內(nèi)的螺絲構(gòu)成傳感器的限位。
吸氣閥上的密封機(jī)構(gòu)，主要由密封袋(10)構(gòu)成。由于，吸氣閥由于閥門控制機(jī)構(gòu)，使閥門里側(cè)與外側(cè)產(chǎn)生交界面，密封袋(10)的作用是隔斷交界的氣體對流。密封袋(10)的形狀如米袋子，用彈性軟材料制成。特點(diǎn)是密封性好、壽命長、更換方便。
活塞外直徑膨脹機(jī)構(gòu)，主要由單向脹圈(16)、圓環(huán)(34)、密封碗(14)構(gòu)成。單向脹圈(16)的坡面對著密封碗的開口處，動(dòng)配合地套在金屬活塞(15)上。圓環(huán)(34)在密封碗(14)和單向脹圈(16)之間，用來調(diào)節(jié)膨脹力度。用以獲取足夠的活塞密封和最小的手柄推拉力。手柄(37)拉出時(shí)，單向脹圈(16)在換氣室管壁摩擦力的作用下擠脹密封碗(14)，密封碗(14)在外力的作用下，其開口的外徑增大。手柄(37)推入時(shí)，密封碗(14)開口的外徑恢復(fù)原始外徑。而自行車充氣筒中的皮碗，周期性膨脹是氣體壓力差的原故。其力度是有限和不可調(diào)的。
該真空泵還包含以下措施，下面進(jìn)一步介紹措施的結(jié)構(gòu)排氣閥，主要由排氣活塞(31)、排氣桿(23)、排氣撬板(04)構(gòu)成。排氣桿(23)的一端固定在排氣活塞(31)上，另一端與排氣撬板(04)滑動(dòng)連接。吸氣撬板(06)和排氣撬板(04)的軸都固定在內(nèi)筒(21)上。排氣閥的作用是使大氣與換氣室(33)之間的氣體貫通或阻斷。排氣閥安裝在換氣室的底部。
位置傳感器，主要由傳動(dòng)連桿(32)、緩沖彈簧(35)、復(fù)位觸頭(36)、傳動(dòng)環(huán)(17)、構(gòu)成。主要部件傳動(dòng)連桿(32)在換氣室(33)的外面。傳動(dòng)連桿(32)的一端與T型連桿的一端滑動(dòng)連接，另一端與傳動(dòng)環(huán)(17)滑動(dòng)連接。緩沖彈簧(35)和傳動(dòng)環(huán)(17)套在手柄桿上。復(fù)位觸頭(36)固定在靠近手柄(37)的手柄桿上。位置傳感器與互鎖機(jī)構(gòu)、延時(shí)機(jī)構(gòu)相關(guān)連。
排氣閥自鎖機(jī)構(gòu)、兩閥門之間的互鎖機(jī)構(gòu)，主要由豎導(dǎo)軌(02)、豎滑車(07)、上導(dǎo)軌(22)、上滑車(01)、下導(dǎo)軌(29)、下滑車(11)、吸氣觸頭(08)、排氣觸頭(03)、 T型支架(24)、 T型連桿，以及豎滑車(07)兩端的一字型連桿組成。豎滑車(07)、上滑車(01)、下滑車(11)分別動(dòng)配合地組裝在豎導(dǎo)軌(02)、上導(dǎo)軌(22)、下導(dǎo)軌(29)上。各導(dǎo)軌都固定在外筒(20)上。兩根一字型連桿， 一端分別可轉(zhuǎn)動(dòng)地連接在豎滑車(07)的兩端上，另一端分別可轉(zhuǎn)動(dòng)地連接在上滑車(01)和下滑車(11)上。T型連桿中的兩端，分別滑動(dòng)連接在上滑車(01)和下滑車(11)上，第三端與傳動(dòng)連桿(32)滑動(dòng)連接。T型支架(24)固定在外筒(20)上。
排氣閥和吸氣閥狀態(tài)互換時(shí)的相互延時(shí)機(jī)構(gòu)，主要由排氣觸頭(03)和吸氣觸頭(08)構(gòu)成，吸氣觸頭(08)和排氣觸頭(03)保持一定距離地固定在豎滑車(07)上。以其之間的特定距離構(gòu)成延時(shí)。
該泵還包含有腳踏板和萬向節(jié)，萬向節(jié)安裝在腳踏板上。萬向節(jié)的軸，由兩根或兩根以上構(gòu)成，兩條軸線呈十字型。
只要手柄(37)瞬間不受外力，泵體的自重就會(huì)使吸氣閥瞬間自動(dòng)關(guān)閉。該泵停止工作時(shí)不存在慢漏氣的現(xiàn)象，不損耗有限真空度。
工作程序手柄(37)向上拉起，由于活塞與換氣室(33)管壁之間的摩擦阻力遠(yuǎn)大于外筒(20)與內(nèi)筒(21)之間的摩擦阻力。內(nèi)外筒之間首先相對運(yùn)動(dòng)，排氣觸頭(03)首先脫離排氣撬板(04)，排氣閥關(guān)閉。延時(shí)之后，吸氣觸頭(08)推動(dòng)吸氣撬板(06)，撬板推動(dòng)吸氣驅(qū)動(dòng)桿(26)，驅(qū)動(dòng)桿將吸氣桿(25)拉出，使吸氣閥開啟，并進(jìn)入自鎖。內(nèi)外筒的相對行程距離被限位孔(05)限制在3毫米?；钊砰_始向上移動(dòng)。移動(dòng)到上方終點(diǎn)，緩沖彈簧(35)壓迫傳動(dòng)環(huán)(17)，傳動(dòng)環(huán)(17)拉動(dòng)傳動(dòng)連桿(32)，上、下滑車上的一字型連桿在T型連桿的推動(dòng)下相對反方向運(yùn)動(dòng)，使豎滑車(07)向氣室底板(13)方向運(yùn)動(dòng)，進(jìn)而使吸氣觸頭(08)首先脫離吸氣撬板(06)，使吸氣閥關(guān)閉。延時(shí)之后，排氣觸頭(03)推動(dòng)排氣撬板(04)，使排氣閥開啟，并進(jìn)入自鎖?；钊_始向下移動(dòng)。換氣室(33)中的空氣從排氣閥排出。(單吸氣閥時(shí)，換氣室(33)中的空氣從活塞排出)活塞移動(dòng)到下方終點(diǎn)，換氣室中的氣體排凈。復(fù)位觸頭(36)向里推動(dòng)傳動(dòng)環(huán)(17)，通過傳動(dòng)連桿(32)使豎滑車(07)向手柄方向運(yùn)動(dòng)，使相關(guān)部件復(fù)位。
權(quán)利要求1、一種便攜式無源真空泵，其特征在于，它主要由換氣室、活塞、吸氣閥、方向傳感器、吸氣閥自鎖機(jī)構(gòu)所構(gòu)成，往返運(yùn)動(dòng)的活塞設(shè)置在換氣室內(nèi)，方向傳感器和吸氣閥安裝在換氣室的底部，方向傳感器是由相對反方向運(yùn)動(dòng)的兩個(gè)物體組合成動(dòng)配合的一體，吸氣閥自鎖機(jī)構(gòu)固定在方向傳感器的其中一個(gè)運(yùn)動(dòng)物體上，活塞、吸氣閥、方向傳感器、吸氣閥自鎖機(jī)構(gòu)的機(jī)械動(dòng)力都取之于手柄。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的便攜式無源真空泵，其特征在于，它還包含有排 氣閥、位置傳感器、排氣閥自鎖機(jī)構(gòu)、兩閥門之間的互鎖和相互延時(shí)機(jī)構(gòu)，所 說的排氣閥安裝在換氣室的底部，位置傳感器的主要部件在換氣室的外面，排氣閥6鎖機(jī)構(gòu)、兩閥門之間的互鎖和相互延吋機(jī)構(gòu)固定在方向傳感器的其中一個(gè)運(yùn)動(dòng)物體上。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的便攜式無源真空泵，其特征在于，它還包含 有腳踏板和萬向節(jié)，萬向節(jié)安裝在腳踏板上，萬向節(jié)的軸由兩根或兩根以上構(gòu) 成，兩條軸線呈十字型。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的便攜式無源真空泵，其特征在于所說的 吸氣閥包含有密封機(jī)構(gòu)，密封機(jī)構(gòu)由密封袋構(gòu)成，其形狀如米袋子，用聚乙烯 或其它有機(jī)材料制成。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1或2或3或4所述的便攜式無源真空泵，其特征在于 所說的活塞，包含有活塞外直徑膨脹機(jī)構(gòu)，該機(jī)構(gòu)由單向脹圈構(gòu)成，其形狀為彈 性圓環(huán)，用硅膠或耐油耐溫橡膠制成。
專利摘要一種不用電源的便攜式無源真空泵。形狀如自行車充氣筒，適用于在各種現(xiàn)場使用。由換氣室、吸氣閥、排氣閥、活塞、方向及位置傳感器構(gòu)成。吸氣閥包含有密封袋?；钊谢钊庵睆脚蛎洐C(jī)構(gòu)。自鎖、互鎖、相互延時(shí)機(jī)構(gòu)固定在方向傳感器的其中一個(gè)運(yùn)動(dòng)物體上。該泵集真空度高、排氣量大、體積小、重量輕、操作簡單、攜帶方便于一身。該泵使表壓達(dá)負(fù)0.1MPa的食品真空保鮮容器、真空保鮮袋有了存在的基礎(chǔ)，無電源的牧區(qū)、邊疆、海島、偏遠(yuǎn)地區(qū)，也可以用上經(jīng)濟(jì)實(shí)用的“電冰箱”。一些不用電源的節(jié)能產(chǎn)品，例如，窗外懸掛式鋸齒面真空平板太陽能集熱器、室內(nèi)外真空保溫輸水管、果菜真空保鮮運(yùn)輸容器等，使用和維護(hù)不用受停電、無電的困擾。
文檔編號F04B33/00GK201269182SQ20082001519
公開日2009年7月8日 申請日期2008年8月25日 優(yōu)先權(quán)日2008年8月25日
發(fā)明者劉永杰 申請人:劉永杰