專利名稱：便攜式無源真空泵的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種將各種真空容器抽制成真空狀態的真空泵。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場 使用。
(二)
背景技術：
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備體 積小、重量輕、價格低，攜帶方便的特點。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。尤其用于日常生活更 是不便。
一些節能產品運行中不需要電源，例如，窗外懸掛式鋸齒面真空平板太陽 能集熱器、室內外真空保溫輸水管、真空保溫輸油管、果菜真空保鮮運輸容器、 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、價格低的真空泵。
如果有該真空泵的配套，頻繁、重復抽制真空的表壓可達負O.lMpa的食 品真空保鮮容器就有了存在的基礎。使無電源的牧區、邊疆、海島、偏遠地區， 可以用上經濟實用的"電冰箱"。即解決了生活問題，又促進了節能減排。
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。
(三)
發明內容
為了填補不用電源真空泵的空白，解決生活中的問題，促進一批節能產品 的發展。本發明提供一種，真空度高、排氣量大、重量輕、體積小、價格低、 使用簡單方便快捷、無觸電危險的便攜式無源真空泵。外形如自行車充氣筒。 本發明要解決的技術問題在于不用電源，采用活塞方式構成真空泵。用雙手或者用雙腳和一只手完 成抽制真空。具體是，在換氣室上設計吸氣閥、排氣閥，設計新穎的吸氣閥的 閥門控制機構的密封，設計新穎的方向傳感器、位置傳感器、閥門自鎖機構、 兩閥門之間的互鎖及相互延時機構，設計新的活塞外直徑膨脹機構，設計萬向 節。難點在于，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、控制、驅動構成閉環控制系統。并且，系統的動力全部取之于手柄。 泵體要最小化。
本發明采用的技術方案
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、吸氣閥自鎖機構所構成，往返運動的活塞設置在換氣室內，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動的兩個 物體組合成動配合的一體，吸氣閥自鎖機構固定在方向傳感器的其中一個運動 物體上，活塞、吸氣閥、方向傳感器、吸氣閥自鎖機構的機械動力都取之于手 柄。
根據上述方案，本發明還有如下措施該泵還包含有排氣閥、位置傳感器、 排氣閥自鎖機構、兩閥門之間的互鎖和相互延時機構，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，排氣閥自鎖機構、兩閥 門之間的互鎖和相互延時機構固定在方向傳感器的其中一個運動物體上。該泵 還包含有腳踏板和萬向節，萬向節安裝在腳踏板上，萬向節的軸由兩根或兩根 以上構成，兩條軸線呈+字型。所說的吸氣閥包含有密封機構，密封機構由密 封袋構成，其形狀如米袋子，用聚乙烯或其它有機材料制成。所說的活塞，包 含有活塞外直徑膨脹機構，該機構由單向脹圈構成，其形狀為彈性圓環，用硅 膠或耐油耐溫橡膠制成。
兩個閥門都采用外力開啟和關閉的雙向閥，不損耗有限的真空度。不采用 技術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 構，或用與活塞面積相同的金屬薄片配小彈簧構成單向閥門。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構的密封性能如何，決定了該泵的壽命，是技術難度 之一。該泵采用杠桿位移配以密封袋，回避了傳統的旋轉軸加密封圈或摩擦片。 好處在于，將直接硬連接的旋轉軸變為間接連接的杠桿位移。消除了旁路漏氣 的現象和壽命短的問題。這種新的密封方式，密封口是靜止的，不存在動態磨 損。比其它方式，密封好、壽命長、結構簡單、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外力實現活塞周期性膨脹，不是象自行車充 氣筒的皮碗靠有限的氣體壓力差實現周期性膨脹。
方向傳感器、位置傳感器、6鎖機構、互鎖機構、相互延時機構是該泵的 控制中心。該泵不允許兩閥門同時處于打開的狀態，互鎖機構能避免靜態時兩 閥門同時處于打幵狀態。卻避免不了動態時兩闊門同吋處于打開的狀態。因為， 兩閥門同時進行狀態變換時，當兩閥門的活塞同時移動到中間位置時，會出現 瞬間同時打開的狀態。所以，必須建立兩閥門狀態互換時的相互延時機構。方 向傳感器是用來檢測活塞的動態方向。位置傳感器是用來檢測活塞起點和終點
的位置。自鎖機構是維持必要的工作狀態。互鎖機構是防止兩閥門之間靜態時 氣體短路。相互延時機構是防止兩閥門之間動態時氣體短路。
用于家庭的泵體積相對很小，雙手即可操作。用T工程的泵由于體積相對 較大，需要腳踩手拉操作。此時，如果沒有萬向節，手柄向上拉起時，傾斜力 會彎曲手柄桿或損壞其它部件。
本發明的有益效果
適用于無電源以及場地狹小復雜的各種現場使用。該真空泵集真空度高、 排氣量大、體積小、重量輕、價格低、操作簡單、攜帶方便、可維護性強于一 身。
真空度-10-2pa lpa。(雙閥門)
(用低精度、單吸氣閥、活塞排氣，表壓達負0.099Mpa的簡易實 驗樣機，估計出雙闊門的真空度。)
排氣量346CmV每次。(氣室內體積4>3.5Cm,高度36Cm)
氣室外體積小4Cm，髙40Cm。
總長度55Cm。
重量1.1Kg。
價格明顯低于其它真空泵。 注根據民用或工程使用的區別，體積可適當縮小或增大，此為實驗樣機尺寸。
(四)
圖1便攜式無源真空泵，(01)上滑車，(02)豎導軌，(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)傳動環，(18)萬向節， (19)腳踏板，(20)外筒，(21)內筒，(22)上導軌，(23)排氣桿，(24) T 型支架，(25)吸氣桿，(26)吸氣驅動桿，(27)抽制口， (28)彈簧，(29)下 導軌，(30)吸氣活塞，(31)排氣活塞，(32)傳動連桿，(33)換氣室，(34) 圓環，(35)緩沖彈簧，(36)復位觸頭，(37)手柄，(38)氣室蓋。
(五)
具體實施例方式
下面結合附圖進一步介紹本發明的結構，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)構成。其形狀為 圓柱形的容器。
活塞往返運動在換氣室里。活塞主要由金屬活塞U5)、密封碗(14)、圓 環(34)、單向脹圈(16)構成。密封碗(14)、圓環(34)、單向脹圈(16)按 順序動配合地套在金屬活塞(15)上，密封碗(14)的活動行程小于單向脹圈
(16)的活動行程。密封碗(14)和單向脹圏(16)是用彈性有機材料制成。 向外拉動手柄(37),此時，活塞的作用是密封。手柄(37)推入時，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，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。可以清除活塞換向時，縫隙產生的微量殘留 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)、吸氣驅動桿(26)、 密封袋(10)、防護罩(09)、抽制口 (27)構成。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 與吸氣驅動桿(26)滑動連接，吸氣驅動桿(26)的另一端露在閥體的外面。 露在閥體外面的部分，被密封袋(10)封閉在闊體內。密封袋(10)的形狀如 米袋子，用彈性軟材料制成。硬質材料制成的防護罩(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自動關閉吸氣閥。吸氣閥安裝在換氣室(33)的 底部。
吸氣閥自鎖機構，主要由吸氣觸頭(08)、豎滑車(07)、豎導軌(02)、外 筒(20)、內筒(21)、構成。吸氣閥自鎖機構固定在方向傳感器的其中一個運 動物體上，吸氣觸頭(08)、豎滑車(07)、豎導軌(02)依次固定在外簡(20) 上。外筒(20)與內筒(21)動配合地組裝在一起。吸氣觸頭(08)的特定位 置將吸氣閥門自鎖。機械構成的方向傳感器和自鎖機構，完成信號采集、傳遞、 控制、自鎖、驅動。傳感器、活塞、吸氣閥等機械動力都取之于手柄。
方向傳感器是由相對反方向運動的兩個物體組合成動配合的一體。具體是 由外筒(20)、內筒(21)構成。外筒(20)動配合地套在內筒(21)上。內筒 (21)上的限位孔(05)和孔內的螺絲構成傳感器的限位。
吸氣閥上的密封機構，主要由密封袋(10)構成。由于，吸氣閥由于閥門 控制機構，使閥門里側與外側產生交界面，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。特點是密封性 好、壽命長、更換方便。
活塞外直徑膨脹機構，主要由單向脹圈(16)、圓環(34)、密封碗(14) 構成。單向脹圈(16)的坡面對著密封碗的開口處，動配合地套在金屬活塞(15) 上。畫環(34)在密封碗(14)和單向脹圈(16)之間，用來調節膨脹力度。 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，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，密封碗(14)開口的外徑恢 復原始外徑。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的。
該真空泵還包含以下措施，下面進一步介紹措施的結構
排氣閥，主要由排氣活塞(31)、排氣桿(23)、排氣撬板(04)構成。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)滑動連 接。吸氣撬板(06)和排氣撬板(04)的軸都固定在內筒(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，主要由傳動連桿(32)、緩沖彈簧(35)、復位觸頭(36)、傳 動環(17)、構成。主要部件傳動連桿(32)在換氣室(33)的外面。傳動連桿 (32)的一端與T型連桿的--端滑動連接，另一端與傳動環(17)滑動連接。 緩沖彈簧(35)和傳動環(17)套在手柄桿上。復位觸頭(36)固定在靠近手 柄(37)的手柄桿上。位置傳感器與互鎖機構、延時機構相關連。
排氣閥6鎖機構、兩閥門之間的互鎖機構，主要由豎導軌(02)、豎滑車(07)、 上導軌(22)、上滑車(01)、下導軌(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)分別動配合地組裝在豎導 軌(02)、上導軌(22)、下導軌(29)上。各導軌都固定在外筒(20)上。兩 根一字型連桿， 一端分別可轉動地連接在豎滑車(07)的兩端上，另一端分別 可轉動地連接在上滑車(01)和下滑車(11)上。T型連桿中的兩端，分別滑 動連接在上滑車(01)和下滑車(11)上，第三端與傳動連桿(32)滑動連接。 T型支架(24)固定在外簡(20)上。
排氣閥和吸氣閥狀態互換時的相互延時機構，主要由排氣觸頭(03)和吸 氣觸頭(08)構成，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成延時。
該泵還包含有腳踏板和萬向節，萬向節安裝在腳踏板上。萬向節的軸，由 兩根或兩根以上構成，兩條軸線呈十字型。
只要手柄(37)瞬間不受外力，泵體的自重就會使吸氣閥瞬間自動關閉。 該泵停止工作時不存在慢漏氣的現象，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 擦阻力遠大于外筒(20)與內筒(21)之間的摩擦阻力。內外筒之間首先相對 運動，排氣觸頭(03)首先脫離排氣撬板(04)，排氣閥關閉。延時之后，吸氣 觸頭(08)推動吸氣撬板(06),撬板推動吸氣驅動桿(26)，驅動桿將吸氣桿(25)拉出，使吸氣閥開啟，并進入自鎖。內外筒的相對行程距離被限位孔(05) 限制在3毫米。活塞才開始向上移動。移動到上方終點，緩沖彈簧(35)壓迫 傳動環(17)，傳動環(17)拉動傳動連桿(32)，上、下滑車上的一字型連桿 在T型連桿的推動下相對反方向運動，使豎滑車(07)向氣室底板(13)方向 運動，進而使吸氣觸頭(08)首先脫離吸氣撬板(06),使吸氣閥關閉。延時之后，排氣觸頭(03)推動排氣撬板(04)，使排氣閾開啟，并進入自鎖。活塞開始向下移動。換氣室(33)中的空氣從排氣閥排出。(單吸氣閥時，換氣室(33) 中的空氣從活塞排出)活塞移動到下方終點，換氣室中的氣體排凈。復位觸頭(36)向里推動傳動環(17)，通過傳動連桿(32)使豎滑車(07.)向手柄方向 運動，使相關部件復位。
權利要求
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、吸氣閥自鎖機構所構成，往返運動的活塞設置在換氣室內，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動的兩個物體組合成動配合的一體，吸氣閥自鎖機構固定在方向傳感器的其中一個運動物體上，活塞、吸氣閥、方向傳感器、吸氣閥自鎖機構的機械動力都取之于手柄。
2、 根據權利要求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、排氣閥自鎖機構、兩閥門之間的互鎖和相互延時機構，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 氣閥自鎖機構、兩閥門之間的互鎖和相互延時機構固定在方向傳感器的其中一 個運動物體上。
3、 根據權利要求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，萬向節安裝在腳踏板上，萬向節的軸由兩根或兩根以上構 成，兩條軸線呈十字型。
4、 根據權利要求l至3所述的便攜式無源真空泵，其特征在于所說的吸氣 閥包含有密封機構，密封機構由密封袋構成，其形狀如米袋子，用聚乙烯或其 它有機材料制成。
5、 根據權利要求1至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構，該機構由單向脹圈構成，其形狀為彈性圓環，用 硅膠或耐油耐溫橡膠制成。
全文摘要
一種不用電源的便攜式無源真空泵。形狀如自行車充氣筒，適用于在各種現場使用。由換氣室、吸氣閥、排氣閥、活塞、方向及位置傳感器構成。吸氣閥包含有密封袋。活塞包含有活塞外直徑膨脹機構。自鎖、互鎖、相互延時機構固定在方向傳感器的其中一個運動物體上。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。該泵使表壓達負0.1MPa的食品真空保鮮容器、真空保鮮袋有了存在的基礎，無電源的牧區、邊疆、海島、偏遠地區，也可以用上經濟實用的“電冰箱”。一些不用電源的節能產品，例如，窗外懸掛式鋸齒面真空平板太陽能集熱器、室內外真空保溫輸水管、果菜真空保鮮運輸容器等，使用和維護不用受停電、無電的困擾。
文檔編號F04B39/10GK101344080SQ200810012919
公開日2009年1月14日 申請日期2008年8月25日 優先權日2008年8月25日
發明者劉永杰 申請人:劉永杰