專利名稱：帶電磁氣泵的水泵的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及用于水族館、魚缸、庭院池塘的水泵，具體是一種帶電磁氣泵的水
泵，其將沉水泵和電磁氣泵結合成一體，電磁氣泵采用雙電磁驅動機構，直接由沉水泵定子 的矽鋼片組上的次級繞組產生的交流低壓電源驅動，不需另接電源。
背景技術：
目前，用于水族館、魚缸、庭院池塘等的沉水泵、氣泵的種類很多，但多為單一功能 之產品，使用時需要分別配置沉水泵和氣泵，沉水泵和氣泵以市電直接供電需分別布線，且 氣泵還需要另配置一交流電源適配器，成本會增加。
氣泵多為電磁氣泵，電磁氣泵的原理為在一缸體上設置一彈性膜片，該彈性膜片
與缸體之間形成一氣室；缸體設有將該氣室與氣室外部相連通的吸氣孔和排氣孔，吸氣孔
和排氣孔均為單向，且方向相反；氣泵的彈性膜片通常要連接一L型臂來帶動，L型臂一端
帶有一塊磁鐵，另一端多固定在氣泵外殼上并繞固定端轉動，在L型臂的中間部位與彈性
膜片連接，加交流電后電磁鐵和磁鐵相互作用，使L型臂繞固定端左右擺動，進而使彈性膜
片上下動作，完成吸氣與排氣。由于L型臂一端固定，使彈性膜片在沿L型臂方向、連接頭
兩側受力極不均勻，長期對彈性膜片產生疲勞應力，使彈性膜片的使用壽命降低。 另，這種電磁氣泵中排氣閥多采用排氣孔加膜片的方式，如遇到氣缸內壓力過大
或柔性排氣閥片粘連失效時，氣缸內之氣壓無法泄放，可能導致氣泵爆裂。

發明內容為了避免現有技術存在的上述問題，本實用新型提供一種帶電磁氣泵的水泵，其 將沉水泵和電磁氣泵集成一體，電磁氣泵內設雙電磁驅動機構，由沉水泵定子的矽鋼片組 上的次級繞組產生的交流低壓電源直接驅動氣泵，省去傳統的交流適配電源，以取代水族 館、魚缸、庭院池塘使用的傳統水泵和氣泵。
本實用新型帶電磁氣泵的水泵以下述方式實現。它包括 —具有泵體的沉水泵，泵體內設置定子容腔和轉子容腔，轉子容腔外側有葉輪室， 葉輪室上邊設出水口 ，定子的矽鋼片組和定子線圈灌封于該定子容腔內，永磁轉子通過轉 子軸裝于該轉子容腔內，永磁轉子一端的葉輪位于葉輪室內； —具有殼體的電磁氣泵，該氣泵的下殼體和該沉水泵的泵體互相連接成一體，該 氣泵內設雙電磁驅動機構；該雙電磁驅動機構含兩端對稱安裝一個永磁體的橫臂，橫臂中 部與緊套接于缸體的彈性膜片的頂部連接，和，安裝于上殼體內頂面的兩個電磁鐵，兩者分 別與所述兩個永磁體上下對應； 所述沉水泵的定子的矽鋼片組上還設置至少一個次級繞組，該次級繞組的輸出端 連接所述電磁氣泵的兩個電磁鐵的線圈；所述沉水泵工作時，被所述次級繞組產生的低壓 交流電壓激勵的所述兩個電磁鐵分別與對應的永磁體相互作用，并通過所述橫臂帶動所述 彈性膜片相對于所述缸體往復運動。[0010] 其中，所述電磁氣泵包括上殼體和下殼體，于下殼體內底面的支撐部分設有缸
體，缸體上緊套接彈性膜片形成一氣室，缸體內設有進氣孔和排氣孔，在進氣孔處分別設
置一單向閥；下殼體設有與缸體的進氣孔和排氣孔分別連通的進氣接頭和排氣接頭；一橫
臂，橫臂中部與所述彈性膜片的頂部連接，橫臂的兩端對稱安裝一個永磁體；和，兩個電磁
鐵，兩者均安裝于所述上殼體內頂面，并分別與所述兩個永磁體上下對應。 所述沉水泵的泵體和所述電磁氣泵的下殼體最好是注塑成型的整體構件。所述電
磁氣泵的下殼體一側面與所述沉水泵的泵體之間也可通過插接部分結合成一體。 所述電磁氣泵的兩個電磁鐵的鐵心(或矽鋼片組)是T型鐵芯或者C型鐵芯。 所述沉水泵定子的矽鋼片組上的次級繞組的輸出電壓為6-32VAC。 所述沉水泵可進一步包括一交流輸出控制電路，它以電路板為載體灌封于所述定
子容置腔內，用于控制連接到所述氣泵的兩個電磁鐵的交流電壓，使電磁氣泵間歇工作。 —種具有雙電磁驅動機構的電磁氣泵，包括 上殼體和下殼體，于下殼體內底面的支撐部分設有缸體，缸體上緊套接彈性膜片 形成一氣室，缸體內設有進氣孔和排氣孔，在進氣孔處分別設置一單向閥；下殼體設有與缸 體的進氣孔和排氣孔分別連通的進氣接頭和排氣接頭； —橫臂，橫臂中部與所述彈性膜片的頂部連接，橫臂的兩端對稱分別安裝一個永 磁體，和，兩個電磁鐵，兩者均安裝于所述上殼體內頂面，并分別與所述兩個永磁體上下對應。 本實用新型將沉水泵和電磁氣泵結合成一體，結構緊湊，電磁氣泵由沉水泵定子 的矽鋼片組上的次級繞組產生的交流低壓電源直接驅動，不需另接電源，使用安全可靠，節 省成本。 電磁氣泵采用平衡式雙電磁驅動機構，橡膠膜片受力均勻，解決了傳統由L型臂 帶動的橡膠膜片工作受力不均的問題，使用壽命提高。 其電磁氣泵采用帶泄壓閥的排氣單向閥，如遇到氣缸內壓力過大或柔性排氣閥套 粘連失效時，泄壓閥可自動開啟，泄放氣缸內之氣壓避免氣泵爆裂。 其沉水泵設置有交流輸出控制電路，對提供給氣泵的交流低壓電源進行控制使氣 泵間歇工作，滿足用戶的多種需求。 其氣泵部分可以作為一個獨立的電磁氣泵代替傳統氣泵使用。
圖1為本實用新型實施例1的結構示意圖； 圖2為圖1中氣泵的橫向剖視圖； 圖3為圖1中氣泵的縱向剖視圖； 圖4為圖1中沉水泵配置的交流輸出控制電路圖； 圖5為本實用新型實施例2的縱向剖視圖； 圖6為圖5中氣泵采用的單向排氣泄壓閥示意圖； 圖7為本實用新型實施例3的結構示意圖。
具體實施方式
以下結合實施例對本實用新型進行詳細說明。 參照圖1-3，實施例1帶電磁氣泵的水泵包括沉水泵和電磁氣泵兩部分，電磁氣泵 下殼體一側面與沉水泵的泵體之間通過插接部分結合成一體，電磁氣泵的交流低壓電源由 沉水泵的定子的矽鋼片組上的次級繞組提供。 沉水泵9和傳統沉水泵主要結構、原理相同。該沉水泵9包括泵體91，泵體91內 設置定子容腔92和轉子容腔，轉子容腔外側有葉輪室，葉輪室上邊設出水口 97，定子的矽 鋼片組93和定子線圈96灌封于該定子容腔92內，永磁轉子通過轉子軸裝于該轉子容腔 內，永磁轉子一端的葉輪位于葉輪室內。 該沉水泵9的定子的矽鋼片組93上還設置至少一個次級繞組95，該次級繞組95 和定子線圈96采用同一骨架94，次級繞組95和定子線圈96分別繞制于該骨架94的低壓 槽和高壓槽內。沉水泵9中定子的矽鋼片組93上的定子繞組96和附加繞組95構成內部 降壓變壓器，沉水泵工作時該附加繞組95感應出的交流低壓作為電磁氣泵的工作電源。 在沉水泵9的一側掛接電磁氣泵。該氣泵包括上殼體2和下殼體1，于下殼體1內 底面的支撐部分11設有缸體4和彈性膜片3，彈性膜片3緊套接于缸體4上形成一氣室，在 缸體4內設有進氣孔43和排氣孔44，在進、排氣孔處分別設置一進氣單向閥41、排氣單向 閥42 ;下殼體1設有與缸體的進氣孔和排氣孔分別連通的進氣接頭13和排氣接頭14 ;缸 體4與下殼體1內底面的缸體支撐部分11之間放有與缸體4截面相似的橡膠墊5，用螺栓 12固定連接，在其間形成密封的進氣腔和排氣腔，下殼體1的進氣接頭13通過該進氣腔與 缸體的進氣孔43連通，下殼體1的排氣接頭14通過該排氣腔與缸體的排氣孔44連通；其 中，排氣單向閥42為柔性閥片，如橡膠閥片等，柔性閥片的上表面一側延伸有定位柱，該定 位柱向上插入排氣孔44旁邊的定位孔中固定，使柔性閥片封閉排氣孔44。彈性膜片3結構 可同現有產品，采用橡膠等具有彈性材料制成。 該電磁氣泵進一步包括一雙電磁驅動機構。該驅動機構包含一橫臂7，橫臂7中 部與所述彈性膜片3的頂部通過連接件32 (也可用螺栓、螺母)連接，橫臂7的兩端對稱分 別安裝一個永磁體6、6';和，兩個電磁鐵8、8'，兩個電磁鐵8、8'通過連接片23分別安裝于 所述上殼體1的兩個插槽21內，并分別與所述兩個永磁體6、6'上下對應。兩個電磁鐵8、 8'的鐵心是T型鐵芯或者C型鐵芯等，如電磁鐵8由T型鐵芯(或矽鋼片組)81和繞制在 骨架82上的線圈83組成。圖中上殼體2內頂面設有兩個插槽21，插槽21兩側各設置兩個 螺柱22，通過連接片23和螺栓24使矽鋼片組81的水平部分固定于插槽21內。氣泵的下 殼體1和上殼體2中間放置了橡膠墊16，通過螺栓25和與之對應的螺柱15使下殼體1、橡 膠墊16和上殼體2形成一密封體。 該電磁氣泵的兩個電磁鐵8、8'的線圈83、83'通過防水連接器99、導線連接到沉 水泵9的定子的矽鋼片組93上的次級繞組95的輸出端。插接電源插頭，接入交流市電沉 水泵9工作時，被所述次級繞組95產生的低壓交流電壓激勵的所述兩個電磁鐵8、8'分別 與對應的永磁體6、6'相互作用，并通過所述橫臂7帶動所述彈性膜片3相對于所述缸體4 往復運動，使缸體4和彈性膜片3內的氣室擴張、壓縮，不斷地吸氣與排氣。 上述沉水泵9定子的矽鋼片組93上可設置1-3個次級繞組95，次級繞組95輸出 電壓為6-32VAC或更高。沉水泵工作時，氣泵的兩個電磁鐵8、8'的線圈的交流電壓可以由一個次級繞組95提供。如果設置DC電源，該DC電源的交流輸入電壓也由來自沉水泵定子 的矽鋼片組上的同一次級繞組95或另一次級繞組提供。 圖1沉水泵9的定子容腔92內灌封有一電路板98，該電路板98設有一交流輸出 控制電路，用于控制連接到所述電磁氣泵的兩個電磁鐵8、8'的交流電壓，使電磁氣泵間歇 工作。例如，工作20分鐘，停止5分鐘等。 圖4為圖1中沉水泵9配置的交流輸出控制電路實例圖。沉水泵工作時，其定子 的矽鋼片組93上的次級繞組95產生交流6-32VAC，經整流器Dl整流，電容C6等濾波，三 端穩壓器Ul穩壓，C3、C7濾波，向方波發生器U2、觸發電路等提供DC電源。雙向可控硅Q2 一端接所述次級繞組95，雙向可控硅Q2另一端和所述次級繞組95的另一端分別連接電磁 氣泵的兩端(即電磁氣泵內兩個電磁鐵8、8'的線圈)。圖4中，96為沉水泵定子的矽鋼片 組93上的定子繞組。 觸發電路含有一光耦合器U3和三極管Ql等組成的反相放大器，光耦合器U3的光 發射二極管串聯于反相放大器的輸出回路中，光耦合器U3的輸出端接所述雙向可控硅Q2 的觸發端；三極管Ql采用PNP管，發射極接直流電源正端，集電極通過電阻R7、光耦合器U3 的光發射二極管到地，基極通過電阻R5接直流電源正端。 方波發生器U2輸出端接三極管Ql基極，它產生的方波信號通過所述雙向可控硅 Q2使電磁氣泵間歇工作。當方波發生器U2輸出低電平時，使三極管Q1導通通過光耦合器 U3觸發雙向可控硅Q2導通，電磁氣泵工作；當方波發生器U2輸出高電平時，使三極管Ql截 止，光耦合器U3不工作，關斷雙向可控硅Q2 ，從而使電磁氣泵停止工作，如此循環。 參照圖5、6，實施例2帶電磁氣泵的水泵包括沉水泵和電磁氣泵兩部分，電磁氣泵 的下殼體1 一側面與沉水泵的泵體之間通過插接部分結合成一體，氣泵的交流低壓電源由 沉水泵提供。它和實施例l主要結構相同，區別是氣泵中缸體內的排氣孔處的排氣用單向 閥42的結構不同，實施例2采用了一個帶泄壓閥的排氣單向閥42'。圖6所示帶泄壓閥的 排氣單向閥42'包括一閥體42r，該閥體421'內設排氣通道，該排氣通道的中間段為錐 面腔部分，進口段的直徑比出口段的直徑小；該閥體421'上段為帶外螺紋的安裝部，中部 徑向環設若干小氣孔425'，并緊套裝能覆蓋該小氣孔425'的一柔性排氣閥套427'; —閥座 420'，底部設泄壓口 4201'，與閥體421'下部螺接；及，一球形閥芯428'和一彈簧429'，兩 者上下置于所述閥座420'和閥體421'內，憑借該彈簧429'的彈力使該球形閥芯428'與所 述閥體421'內排氣通道中間段的錐面部分緊密接觸。在閥座420'內、底面的泄壓口 4201' 周圍可以設置一凸環4202'，彈簧429'下端套裝于該凸環上，使彈簧429'更好地定位。旋 轉閥座420'使彈簧429'的壓力變化即可調節設定泄壓壓力。 其中，柔性排氣閥套427'采用橡膠等材料制成，該閥套427'覆蓋于若干小氣孔 425'上的部分壁薄，上部分壁較厚。閥體421'上段設外螺紋(即小氣孔425'以上部分)， 在柔性排氣閥套427'上面、于閥體421'上螺接一護套426'，以保護柔性排氣閥套427'。安 裝時，將其閥體421'的安裝部插進氣泵缸體4內的排氣孔44，上下設密封墊423'、424'，用 螺母422'緊固即可。 該帶泄壓閥的排氣單向閥正常情況下作為排氣單向閥使用，氣缸內氣體經閥體 421'內排氣通道、閥體421'上的若干小氣孔425'排出。如遇到柔性排氣閥套粘連失效或 氣缸內壓力過大時，在氣缸內氣體壓力作用下，推動球形閥芯428'下移，氣缸內氣體通過閥座420'底部泄壓口 4201'排出，泄放氣缸內之氣壓避免氣泵爆裂。 圖7為實施例3的帶電磁氣泵的沉水泵，其沉水泵9的泵體部分91和電磁氣泵的 上殼體是注塑成型的整體構件，電磁氣泵的下殼體1為另一構件，下殼體1中間、四角部均 開螺釘孔。在該整體構件內，泵體部分91設置定子容腔和轉子容腔，定子容腔外側為用于 安裝電磁氣泵的兩個電磁鐵部分的開口容腔，該開口容腔和定子容腔之間用一隔板90隔 開；該隔板90(可對應圖1上殼體2的內頂面)上設有兩組插槽，兩個電磁鐵8、8'的安裝 端各插進一組插槽安裝于該隔板90上，并分別與氣泵的下殼體1內的兩個永磁體6、6'上 下對應，該隔板90上還有低壓電源線過孔901，四角部設連接用螺柱(圖中為示出)。 實施例3中，沉水泵和電磁氣泵兩部分的內部結構和實施例1相同，裝配好后，在 電磁氣泵部分的下殼體l 口部放置橡膠墊圈16，對置到整體構件的開口容腔的口部，通過 螺栓和隔板四角部的螺柱將下殼體1、橡膠墊圈16和整體構件連接為一體。 實施例3的電磁氣泵的交流低壓電源仍由沉水泵的定子的矽鋼片組上的次級繞 組提供。由于實施例3沉水泵的泵體部分和電磁氣泵的上殼體是一個整體構件，該氣泵的 兩個電磁鐵8、8'的線圈的電源進線可穿過隔板90上的低壓電源線過孔901，直接連接到沉 水泵9的定子的矽鋼片組上的次級繞組的輸出端。 接入交流市電沉水泵9工作時，被所述次級繞組產生的低壓交流電壓激勵的所述
兩個電磁鐵8、8'分別與對應的永磁體6、6'相互作用，并通過橫臂7帶動彈性膜片3相對
于缸體往復運動，使缸體和彈性膜片內的氣室擴張、壓縮，不斷地吸氣與排氣。 根據上述氣泵部分的結構、原理，本實用新型提供了一種具有雙電磁驅動機構的
電磁氣泵。該電磁氣泵包括上殼體和下殼體，于下殼體內底面的支撐部分設有缸體，缸體
上緊套接彈性膜片形成一氣室，缸體內設有進氣孔和排氣孔，在進氣孔處分別設置一單向
閥；下殼體設有與缸體的進氣孔和排氣孔分別連通的進氣接頭和排氣接頭；一橫臂，橫臂
中部與所述彈性膜片的頂部連接，橫臂的兩端對稱分別安裝一個永磁體；和，兩個電磁鐵，
兩者均安裝于所述上殼體內頂面，并分別與所述兩個永磁體上下對應。該電磁氣泵可以代
替傳統氣泵使用。
權利要求一種帶電磁氣泵的水泵，包括一具有泵體的沉水泵，泵體內設置定子容腔和轉子容腔，定子的矽鋼片組和定子線圈灌封于該定子容腔內，永磁轉子通過轉子軸裝于該轉子容腔內；其特征是進一步包括一具有殼體的電磁氣泵，該氣泵的下殼體和該沉水泵的泵體互相連接成一體，該氣泵內設雙電磁驅動機構，該雙電磁驅動機構含兩端對稱安裝一個永磁體的橫臂，橫臂中部與緊套接于缸體的彈性膜片的頂部連接，和，安裝于上殼體內頂面的兩個電磁鐵，兩者分別與所述兩個永磁體上下對應；所述沉水泵的定子的矽鋼片組上還設置至少一個次級繞組，該次級繞組的輸出端連接所述電磁氣泵的兩個電磁鐵的線圈；所述沉水泵工作時，被所述次級繞組產生的低壓交流電壓激勵的所述兩個電磁鐵分別與對應的永磁體相互作用，并通過所述橫臂帶動所述彈性膜片相對于所述缸體往復運動。
2. 如權利要求1所述帶電磁氣泵的水泵，其特征是所述電磁氣泵包括 上殼體和下殼體，于下殼體內底面的支撐部分設有缸體，缸體上緊套接彈性膜片形成一氣室，缸體內設有進氣孔和排氣孔，在進氣孔處分別設置一單向閥；下殼體設有與缸體的進氣孔和排氣孔分別連通的進氣接頭和排氣接頭；一橫臂，橫臂中部與所述彈性膜片的頂部連接，橫臂的兩端對稱分別安裝一個永磁體；和，兩個電磁鐵，兩者均安裝于所述上殼體內頂面，并分別與所述兩個永磁體上下對應。
3. 如權利要求1或2所述帶電磁氣泵的水泵，其特征是所述電磁氣泵的兩個電磁鐵 的鐵心是T型鐵芯或者C型鐵芯。
4. 如權利要求1或2所述帶電磁氣泵的水泵，其特征是所述沉水泵定子的矽鋼片組 上的次級繞組的輸出電壓為6-32VAC。
5. 如權利要求1或2所述帶電磁氣泵的水泵，其特征是所述沉水泵的泵體和所述電 磁氣泵的下殼體是注塑成型的整體構件。
6. 如權利要求1或2所述帶電磁氣泵的水泵，其特征是所述電磁氣泵的下殼體一側 面與所述沉水泵的泵體之間通過插接部分結合成一體。
7. 如權利要求1或2所述帶電磁氣泵的水泵，其特征是在所述電磁氣泵中，所述缸體 內的排氣孔處的排氣用單向閥是一個帶泄壓閥的排氣單向閥；該帶泄壓閥的排氣單向閥包 括一閥體，該閥體內設排氣通道，該排氣通道的中間段為錐面腔部分，進口段的直徑比出 口段的直徑小；該閥體上段為安裝部，中部徑向環設若干小氣孔，并緊套裝能覆蓋該若干小 氣孔的一柔性排氣閥套；一閥座，底部設泄壓孔，與所述閥體下部螺接；及，一球形閥芯和一彈簧，兩者上下置于所述閥座和閥體內，憑借該彈簧的彈力使該球形 閥芯與所述閥體內的排氣通道中間段的錐面部分緊密接觸。
8. 如權利要求1或2所述帶電磁氣泵的水泵，其特征是所述沉水泵進一步包括一交 流輸出控制電路，它以電路板為載體灌封于所述定子容置腔內，用于控制連接到所述電磁 氣泵的兩個電磁鐵的交流電壓。
9. 如權利要求8所述帶電磁氣泵的水泵，其特征是所述交流輸出控制電路包括 一DC電源，該DC電源的交流輸入端連接所述定子的矽鋼片組上的次級繞組；一雙向可控硅，其一端接所述次級繞組，另一端和所述次級繞組的另一端分別連接所 述氣泵的兩個電磁鐵的線圈；一觸發電路，它含有光耦合器和反相放大器，光耦合器的光發射二極管串聯于反相放 大器的輸出回路中，光耦合器的輸出端接所述雙向可控硅的觸發端；及，一方波發生器，輸出接所述反相放大器的輸入端，它產生的方波信號通過所述雙向可 控硅使所述電磁氣泵間歇工作。
10. —種具有雙電磁驅動機構的電磁氣泵，其特征是包括上殼體和下殼體，于下殼體內底面的支撐部分設有缸體，缸體上緊套接彈性膜片形成一氣室，缸體內設有進氣孔和排氣孔，在進氣孔處分別設置一單向閥；下殼體設有與缸體的進氣孔和排氣孔分別連通的進氣接頭和排氣接頭；一橫臂，橫臂中部與所述彈性膜片的頂部連接，橫臂的兩端對稱分別安裝一個永磁體；和，兩個電磁鐵，兩者均安裝于 述上殼體內頂面，并分別與所述兩個永磁體上下對應。
專利摘要一種帶電磁氣泵的水泵，包括沉水泵，泵體內設定子容腔和轉子容腔，定子的矽鋼片組和定子線圈灌封于該定子容腔內，永磁轉子裝于該轉子容腔內；電磁氣泵，氣泵內設雙電磁驅動機構，氣泵殼體和沉水泵的泵體連接成一體；該沉水泵的定子的矽鋼片組上設置至少一個次級繞組，該次級繞組感應出的交流低壓是該氣泵的工作電源；沉水泵工作時，所述次級繞組的低壓交流電壓直接驅動該氣泵工作。其水、氣泵結合成一體，結構緊湊，氣泵由沉水泵定子的矽鋼片組上的次級繞組產生的交流低壓直接驅動，不需另接電源，使用安全可靠，節省成本。氣泵采用平衡式雙電磁驅動機構，橡膠膜片受力均勻，解決了傳統氣泵的橡膠膜片受力不均的問題，使用壽命提高。
文檔編號F04B23/04GK201531388SQ20092020529
公開日2010年7月21日 申請日期2009年9月30日 優先權日2009年9月30日
發明者黃文筆 申請人:勝鵬電子(深圳)有限公司