專利名稱：一種電磁水泵及其控制輸出流量的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電磁水泵技術(shù)領(lǐng)域，特指一種可控制輸出流量的電磁水泵，以及該電磁水泵控制輸出流量的方法。
背景技術(shù)：
目前，小型的柱塞式電磁水泵在各個領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用，特別是微型柱塞式水泵以其結(jié)構(gòu)小巧精密得到了廣泛應(yīng)用，它可以應(yīng)用于在咖啡機(jī)、蒸氣發(fā)生裝置等產(chǎn)品中。 柱塞式電磁水泵的原理是柱塞不是利用曲軸或外部作用力，柱塞是在外部磁場作用下受力，進(jìn)行往復(fù)的運行。其中外部磁場是半波運行，電磁場僅僅對柱塞施加壓縮方向(正向運行)的力，而柱塞復(fù)位(反向運行)時的受力來自于水泵內(nèi)部的彈簧。在電磁力和彈簧彈力的作用下，柱塞往復(fù)運行，將水由進(jìn)水口吸入，由出水口泵出。電磁泵中柱塞每往返運行一次，出水口就會泵出一個單位流量的液體。它是一種脈沖式的工作方式，如果連續(xù)給出這種通斷電脈沖，泵就可以連續(xù)脈沖式的泵出液體。要想增大(或減小)泵的流量，只需要增加(或減少)電磁泵的通斷電脈沖的次數(shù)就可以了。所以，當(dāng)供給電磁泵中的電流頻率不變的情況下，目前電磁泵泵水的流量理論上來講是保持不變的。但是在實際使用過程中，由于外部原因，將導(dǎo)致電磁泵的流量無法保持穩(wěn)定，容易出現(xiàn)變化。具體原因如下，隨著電磁泵泵體工作溫度的升高，各運動部件之間的間隙、摩擦力等均會發(fā)生變化，從而造成每次脈沖泵出的液量會有變化，也就是整體的流量會有變化。 也因為這個原因，限制了電磁泵的一些應(yīng)用范圍。目前解決上述問題的方法是在電磁泵的線圈上安裝一只溫度傳感器，通過測量溫度的變化，來對電磁泵的脈沖數(shù)量進(jìn)行補償，也就對流量進(jìn)行了補償，這就改善了電磁泵的流量穩(wěn)定性。但是通過測量線圈溫度的方法會增加溫度傳感器，增加了成本，另外還要增加接線，故障率會增加，同時溫度的測量又容易受環(huán)境溫度的影響，而且也不能準(zhǔn)確地測量到線圈內(nèi)部的真實溫度(僅能測量線圈表面的溫度)，所以這種補償效果不是太理想。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于克服現(xiàn)有技術(shù)所存在的不足，提供一種可控制輸出流量的電磁水泵，應(yīng)用于不同使用場合的需求，本發(fā)明是通過對電流進(jìn)行取樣分析，根據(jù)電流的變化調(diào)整其頻率，從而實現(xiàn)電磁泵流量保持恒定。為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用了下述技術(shù)方案本可控制輸出流量的電磁水泵包括泵體、安裝在泵體外部的電磁線圈模組以及安裝在泵體內(nèi)部的磁芯柱塞，通過電磁線圈產(chǎn)生的脈沖式電磁場推動磁芯柱塞往復(fù)運行，該電磁水泵還具有一控制電路，在控制電路與電磁線圈模組中的線圈之間設(shè)置有一電流取樣元件和開關(guān)控制元件，通過對線圈中電流的取樣分析控制開關(guān)控制元件，調(diào)整開關(guān)控制元件，改變輸入至線圈中的電流頻率。進(jìn)一步而言，上述技術(shù)方案中，所述的電流取樣元件為與控制電路連接的電阻。進(jìn)一步而言，上述技術(shù)方案中，所述的開關(guān)控制元件為可控硅。
進(jìn)一步而言，上述技術(shù)方案中，所述的泵體內(nèi)設(shè)置有作用在柱塞上的復(fù)位彈簧，通過電磁線圈模組產(chǎn)生的磁場力和復(fù)位彈簧的彈力驅(qū)動磁芯柱塞往復(fù)運行。本發(fā)明所要解決的另一個技術(shù)問題在于提供一種電磁水泵控制輸出流量的方法。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案為該方法為對電磁水泵中線圈的電流數(shù)值進(jìn)行取樣，將獲取的電流數(shù)值反饋至控制電路，由控制電路根據(jù)數(shù)值發(fā)出相應(yīng)的指令，控制輸入至電磁水泵中線圈的電流脈沖頻率，即控制電路根據(jù)電流的變化量，按照預(yù)先的規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)對電流脈沖進(jìn)行相應(yīng)的補償，控制電磁水泵的流量保持恒定。進(jìn)一步而言，上述技術(shù)方案中，所述對線圈的電流數(shù)值取樣的方式為在電路中增加一個電流取樣電阻，該電阻將通過其自身的電流反饋至控制電路。進(jìn)一步而言，上述技術(shù)方案中，所述的控制電路與一可控硅連接，由控制電路根據(jù)電流取樣數(shù)值控制可控硅的導(dǎo)通頻率，從而控制輸入至電磁水泵中線圈的電流脈沖頻率。綜上所述，本發(fā)明采用上述兩個技術(shù)方案，其在控制電路與電磁泵線圈之間增加了電流取樣元件和開關(guān)控制元件，通過控制電路控制開關(guān)控制元件(例如可控硅)控制電磁泵的工作，當(dāng)加快(或減慢)可控硅在單位時間內(nèi)的導(dǎo)通次數(shù)時(即改變脈沖式電流的頻率)，就可以加大(或減小)電磁泵的流量。本發(fā)明中的電流取樣元件將電磁泵的工作電流檢測出來，送到控制電路中進(jìn)行運算處理，控制電路會根據(jù)電流的變化量，按照設(shè)定的補償算法自動計算出相應(yīng)的補償量，以此來修正(增大或減小)可控硅的導(dǎo)通次數(shù)，從而實現(xiàn)電磁泵流量恒定的效果。本發(fā)明針對電磁泵流量隨泵體溫度變化的影響，采用通過測量線圈電流的變化， 來補償流量的變化。其工作原理是溫度的變化直接會影響電流的變化，而且這個溫度是線圈的整體溫度，更直接更準(zhǔn)確更不易有外界溫度干擾。另一方面，電流的大小還與流量的大小有部分的相關(guān)性，用電流變化量來補償流量變化會更有利。本方案有以下優(yōu)點1、無溫度傳感器，電路更簡單可靠性更高；2、不易受外界溫度影響，受外界干擾影響小。3、電流與線圈整體溫度相關(guān)，更能反映泵體的溫度，補償效果更好。


圖1是本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本發(fā)明電路原理圖。
具體實施例方式
下面結(jié)合具體實施例和附圖對本發(fā)明進(jìn)一步說明。本發(fā)明所采用的方法為對電磁水泵中線圈的電流數(shù)值進(jìn)行取樣，將獲取的電流數(shù)值反饋至控制電路，由控制電路根據(jù)數(shù)值發(fā)出相應(yīng)的指令，控制輸入至電磁水泵中線圈的電流脈沖頻率，即控制電路根據(jù)電流的變化量，按照預(yù)先的規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)對電流脈沖進(jìn)行相應(yīng)的補償，控制電磁水泵的流量保持恒定。具體而言，本方法需要建立相應(yīng)的數(shù)據(jù)表，即測試電磁水泵中線圈電流發(fā)生變化時對水泵流量的影響。即需要測試在確保水泵流量恒定的情況下，當(dāng)線圈中電流發(fā)生變化時，電流的脈沖頻率發(fā)生的變化，并將不同的電流數(shù)值與至對應(yīng)的電流脈沖頻率建立數(shù)學(xué)變化曲線或者建立相應(yīng)的數(shù)據(jù)表，并將該數(shù)學(xué)變化曲線或數(shù)據(jù)表輸入至控制電路，以便于控制電路可以根據(jù)該曲線或表格控制電流的脈沖頻率。下面結(jié)合具體實施對本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步說明，見圖1所示，本實施例采用的是一種半波電磁水泵，其包括泵體1、電磁線圈模組2、柱塞3和復(fù)位彈簧4。其中，電磁線圈模組2安裝在泵體1外部，采用磁芯制作的柱塞3安裝在泵體1內(nèi)部腔體中，復(fù)位彈簧4設(shè)置在泵體1內(nèi)，復(fù)位彈簧4作用在柱塞3上，復(fù)位彈簧4作用在柱塞3上的彈力方向與電磁線圈模組2作用在柱塞3上的電磁場力方向相反。見圖2所示，這是本實施例的電路原理圖，整個電路接入工作電源中，控制電路5 與電磁線圈模組2中的線圈之間設(shè)置有一電流取樣元件6和開關(guān)控制元件7。本實施例中電流取樣元件6為連接于工作電路中的電阻，開關(guān)控制元件7采用可控硅。當(dāng)然，也可根據(jù)需要采用其他電子元件取代?？刂齐娐?控制開關(guān)控制元件7的導(dǎo)通頻率，在額定的工作電流I下，其導(dǎo)通的頻率為A。當(dāng)隨著電磁泵的工作時間增加，線圈中產(chǎn)生的熱量令其溫度升高后，線圈的電阻R 將纏身變化，這樣將導(dǎo)致工作電流由I改變?yōu)镮I，從而引發(fā)電磁泵的泵水量。本發(fā)明通過對電路中電流的取樣，實時了解線圈的工作電流，檢測到工作電流為II，此時控制電路5將根據(jù)目前的電流數(shù)值改變開關(guān)控制元件7的導(dǎo)通頻率，將頻率由A調(diào)整至Al，從而形成對電磁泵的工作狀態(tài)進(jìn)行修正，恢復(fù)到原始的泵水流量，從而實現(xiàn)電磁泵流量恒定的效果。由上所述，本發(fā)明相對于目前的所采用的方式，其具有以下優(yōu)點1、本發(fā)明無需在電路中安裝溫度傳感器，只需要增加一個電流取樣元件即可，電路更簡單，可靠性更高；2、本發(fā)明由于不采用溫度傳感，即不是以溫度數(shù)值來控制電流的脈沖頻率，所以其不易受外界溫度影響，受外界干擾影響小。3、本發(fā)明直接測試線圈的電流，這是因為電流與線圈整體溫度相關(guān)，根據(jù)電流的變化更能反映泵體的溫度，控制電路所做出的補償效果更好。當(dāng)然，以上所述僅為本發(fā)明的具體實施例而已，并非來限制本發(fā)明實施范圍，凡依本發(fā)明申請專利范圍所述構(gòu)造、特征及原理所做的等效變化或修飾，均應(yīng)包括于本發(fā)明申請專利范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種電磁水泵，包括泵體、安裝在泵體外部的電磁線圈模組以及安裝在泵體內(nèi)部的磁芯柱塞，通過電磁線圈產(chǎn)生的脈沖式電磁場推動磁芯柱塞往復(fù)運行，其特征在于該電磁水泵還具有一控制電路，在控制電路與電磁線圈模組中的線圈之間設(shè)置有一電流取樣元件和開關(guān)控制元件，通過對線圈中電流的取樣分析控制開關(guān)控制元件，調(diào)整開關(guān)控制元件，改變輸入至線圈中的脈沖電流的頻率。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電磁水泵，其特征在于所述的電流取樣元件為與控制電路連接的電阻。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電磁水泵，其特征在于所述的開關(guān)控制元件為可控硅。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電磁水泵，其特征在于所述的泵體內(nèi)設(shè)置有作用在柱塞上的復(fù)位彈簧，通過電磁線圈模組產(chǎn)生的磁場力和復(fù)位彈簧的彈力驅(qū)動磁芯柱塞往復(fù)運行。
5.一種電磁水泵控制輸出流量的方法，其特征在于該方法為對電磁水泵中線圈的電流數(shù)值進(jìn)行取樣，將獲取的電流數(shù)值反饋至控制電路，由控制電路根據(jù)數(shù)值發(fā)出相應(yīng)的指令，控制輸入至電磁水泵中線圈的電流脈沖頻率，即控制電路根據(jù)電流的變化量，按照預(yù)先的規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)對電流脈沖進(jìn)行相應(yīng)的補償，控制電磁水泵的流量保持恒定。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種電磁水泵控制輸出流量的方法，其特征在于所述對線圈的電流數(shù)值取樣的方式為在電路中增加一個電流取樣電阻，該電阻將通過其自身的電流反饋至控制電路。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種電磁水泵控制輸出流量的方法，其特征在于所述的控制電路與一可控硅連接，由控制電路根據(jù)電流取樣數(shù)值控制可控硅的導(dǎo)通頻率，從而控制輸入至電磁水泵中線圈的電流脈沖頻率。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種可控制輸出流量的電磁水泵，以及該電磁水泵控制輸出流量的方法。本發(fā)明的電磁水泵包括泵體、安裝在泵體外部的電磁線圈模組以及安裝在泵體內(nèi)部的磁芯柱塞，通過電磁線圈產(chǎn)生的脈沖式電磁場推動磁芯柱塞往復(fù)運行，該電磁水泵還具有一控制電路，在控制電路與電磁線圈模組中的線圈之間設(shè)置有一電流取樣元件和開關(guān)控制元件，通過對線圈中電流的取樣分析控制開關(guān)控制元件，調(diào)整開關(guān)控制元件，改變輸入至線圈中的電流頻率。本發(fā)明采用通過測量線圈電流的變化，來補償流量的變化。本方案有以下優(yōu)點1、無溫度傳感器，電路更簡單可靠性更高；2、不易受外界溫度影響，受外界干擾影響小。3、電流與線圈整體溫度相關(guān)，更能反映泵體的溫度，補償效果更好。
文檔編號F04B49/06GK102562553SQ20121005110
公開日2012年7月11日 申請日期2012年3月1日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月1日
發(fā)明者劉顯武, 鄒愛貞 申請人:深圳華星恒泰泵閥有限公司, 深圳市朗科電器有限公司