民用微型電磁泵結(jié)構(gòu)原理

WWW.NEWJBT.COM新商務(wù)網(wǎng)民用微型電磁泵結(jié)構(gòu)原理1/7電磁泵（Solenoidpump）是一種電磁鐵驅(qū)動(dòng)的微型柱塞泵，亦稱為振動(dòng)柱塞泵(OscillatingorVibratingpistonpump)。電磁泵是一種特點(diǎn)突出的泵類產(chǎn)品，不需要驅(qū)動(dòng)軸，通電后線圈產(chǎn)生磁力，推動(dòng)柱塞運(yùn)動(dòng)，將電磁動(dòng)力和泵體直接結(jié)合為一體的高壓微型泵，體積小，結(jié)構(gòu)緊湊，易于布置在狹小空間，無泄漏，體積小，價(jià)格相對低廉，動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)特性好，輸出流量較小等特點(diǎn)。電磁泵的電源是交流過濾后的半波，或其它單向方波電流，一般城市電源為50或60Hz，整流后脈沖頻率也為50或60Hz，這樣流體就連續(xù)不斷的從電磁泵進(jìn)口流入,在電磁泵出口流出,滑桿左右運(yùn)動(dòng)的頻率也是50或60Hz。電磁泵由于形體小巧雖然便于安裝，但也決定了它的壓力和流量不會(huì)很高；主要應(yīng)用在飲料沖飲機(jī)、蒸汽清洗機(jī)、沖牙器、噴霧加濕器、過濾器增壓機(jī)、計(jì)量泵、地毯清洗機(jī)等需要小流量清水的場合，以民用設(shè)備為主。也可作為計(jì)量泵使用，通過改變電壓或者頻率來控制流量，或作為潤滑泵使用，特別適合主軸、導(dǎo)軌等需要微量潤滑且空間狹小的場合，及作為燃油輸送泵使用，為柴油機(jī)燃油系統(tǒng)供油，和需要微量循環(huán)液、冷卻液的場合，靠電磁泵來驅(qū)動(dòng)。電磁泵工作原理電磁泵的工作原理圖：圖中英文對應(yīng)中文意思:OutletPressure:Pout=出口壓力Pout;Plunger=滑桿InletPressurePin=進(jìn)口壓力Pin;PressureChamberPressureP=壓力倉壓力P;PlungerMotionDirection=滑桿運(yùn)動(dòng)方向LiquidFlowDirection=液體流動(dòng)方向A圖:電磁泵半波通電瞬間的狀態(tài)圖，B圖:電磁泵半波斷電瞬間的狀態(tài)圖.WWW.NEWJBT.COM新商務(wù)網(wǎng)民用微型電磁泵結(jié)構(gòu)原理2/7電磁泵工作原理就是用二極管和線圈串聯(lián)，接到交流220V的電壓上，線圈磁力推動(dòng)泵心壓油。一般城市電源整流后脈沖頻率為50或60Hz,滑桿左右運(yùn)動(dòng)的頻率也是50或60Hz.這樣流體就連續(xù)不斷的從進(jìn)口流入,出口流出。A圖:當(dāng)電磁鐵線圈半波通電時(shí),滑桿(Plunger)在電磁場力作用下向右運(yùn)動(dòng),密封倉(PressureChamber)容積增大,壓力(Pressure)P小于進(jìn)口氣壓(InletPressure)Pin時(shí),液體流入密封倉(PressureChamber)。B圖:當(dāng)電磁鐵線圈半波斷電時(shí),滑桿(Plunger)在彈簧力作用下向左運(yùn)動(dòng),密封倉(PressureChamber)容積減小,壓力P大于出口壓力(OutletWWW.NEWJBT.COM新商務(wù)網(wǎng)民用微型電磁泵結(jié)構(gòu)原理3/7Pressure)Pout時(shí),流體從出口流出。WWW.NEWJBT.COM新商務(wù)網(wǎng)民用微型電磁泵結(jié)構(gòu)原理4/7電磁泵設(shè)計(jì)注意一是保證磁回路的均勻同心；二是電磁驅(qū)動(dòng)部得發(fā)熱和冷卻的問題。電磁泵中較難保證磁回路的均勻性，為此首先必須合理設(shè)計(jì)電磁驅(qū)動(dòng)部和泵體部分的連接結(jié)構(gòu)和裝配精度。其次是合理的設(shè)計(jì)的柱塞和銜鐵的分開結(jié)構(gòu)。如果銜鐵和柱塞雖分開但是一整體，則必須在形位公差上保證其精度，如果銜鐵和柱塞分開且是兩體，則只需考慮徑向可調(diào)的連接結(jié)構(gòu)，對兩體的同軸度并不之分苛求。電磁驅(qū)動(dòng)部的發(fā)熱主要取決于兩個(gè)因素；一是磁導(dǎo)體材料和熱處理工藝，對交流電磁泵這個(gè)問題很嚴(yán)重，其磁導(dǎo)體一定要用高電阻率的材料制造；二是電磁線圈的合理設(shè)計(jì)。讓液體通過其電磁驅(qū)動(dòng)部排出，也有流體不通過電磁驅(qū)動(dòng)部而直接排出的，這種情況下需要考慮設(shè)計(jì)相應(yīng)的散熱結(jié)構(gòu)。電磁泵交流電磁回路部分的設(shè)計(jì)可按下列步驟進(jìn)行：⑴選定工作氣隙中磁感應(yīng)強(qiáng)度B根據(jù)泵的排出壓力、銜鐵和柱塞的慣性力、彈簧力，估算所需的電磁力F。由泵的流量（先設(shè)定柱塞直徑）初定行程，由此決定電磁鐵的結(jié)構(gòu)因素k在交流電磁鐵中這個(gè)參數(shù)沒有什么意義=F/10/k式中F—電磁吸力，N然后由—B曲線可以確定工作氣隙中磁感應(yīng)強(qiáng)度B?！曡F的行程（即柱塞的行程），cmk⑵有麥克斯韋電磁吸力公式求銜鐵的截面積Sm2S=2F/B20式中F—電磁吸力，NB—電磁感應(yīng)強(qiáng)度，T—空氣磁導(dǎo)率，=4107H/m00如果銜鐵為圓截面，責(zé)由此可得銜鐵直徑d4S/鐵⑶求電磁線圈的匝數(shù)NN=2VBS式中V—電源電壓，V—固頻率，2ff—電源頻率，Hz⑷確定安匝數(shù)IN安匝數(shù)可由下式計(jì)算IN1.14式中—?dú)庀禕v系數(shù)，=0.25~0.55v安匝數(shù)也可以由v查表所得⑸確定電磁線圈的線徑d線4Ij=d線式中j—電流密度，對長期工作制j=2~4A/mm2，使其圓整到標(biāo)準(zhǔn)線徑。⑹計(jì)算窗口面積QkWWW.NEWJBT.COM新商務(wù)網(wǎng)民用微型電磁泵結(jié)構(gòu)原理5/7Nd24Q=kf—充填系數(shù)，f1=0.5~0.8式中1f1⑺由窗口面積Q決定線圈的高度h和寬度b由此確定h/b值，值可以取k2~3，為了防止或減少來自磁導(dǎo)體的熱量，值取偏小有利，這時(shí)電磁線圈矮而粗。⑻驗(yàn)算線圈溫升，使在允許的范圍內(nèi)。I2RKhD式中R—線圈電阻，K—散熱系數(shù)，W/cmC，溫升65℃時(shí)，k為12104W/cm2℃2D—線圈外側(cè)表面周長，cm電磁泵的有關(guān)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)⑴為了使電磁泵能夠正常工作，必須使銜鐵長度l，和線圈長度L之間符合如1l2Ll1下條件：1因?yàn)楫?dāng)時(shí)，在線圈勵(lì)磁時(shí)，銜鐵將移出線圈外，當(dāng)線L2，圈再度勵(lì)磁時(shí)也不會(huì)產(chǎn)生電磁力。當(dāng)l1時(shí)，則銜鐵橫跨兩側(cè)厄鐵，沒有磁阻L變化，也無法產(chǎn)生電磁力。⑵據(jù)經(jīng)驗(yàn)，在要求長行程的地方，可以選擇較短的長度，并具有錐形端部形狀的銜鐵，在要求短行程和強(qiáng)驅(qū)動(dòng)力的地方，可以選擇具有適當(dāng)長度的平頭端部形狀的銜鐵。⑶從國內(nèi)外的電磁泵的結(jié)構(gòu)來看，組成其電磁回路的，大部分采用甲殼螺管式的磁路形式，如圖示W(wǎng)WW.NEWJBT.COM新商務(wù)網(wǎng)民用微型電磁泵結(jié)構(gòu)原理6/7漏a其主磁通產(chǎn)生的端頭力，漏磁通產(chǎn)生的螺管力，兩力的方向一致，都是主使銜鐵向檔鐵的方向位移，因此電磁吸力大，這樣泵能克服外部負(fù)載大，泵送的壓力可提高。b工作間隙較大，泵的往復(fù)行程較長，并且銜鐵是在線圈的內(nèi)腔中做直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)，便于柱塞密封。c螺管式電磁回路氣隙磁導(dǎo)最大，也是電磁吸力增大。d結(jié)構(gòu)簡單，加工工藝簡單。電磁泵的流量及變量途徑電磁泵的壓力可以大幅度的提高，但是流量較小。因?yàn)橐请姶疟玫牧髁吭龃螅皇且龃笾睆?，二是要提高柱塞的往?fù)行程和泵速。柱塞直徑加大，銜鐵的質(zhì)量就增加，需電磁吸力就增大，從而泵的結(jié)構(gòu)龐大，耗電大，失去其自身的優(yōu)。勢從理論上講當(dāng)交流電源的頻率一定，則電磁泵泵速就一定，因此柱塞行程和直徑大小就決定了泵流量的大小。電磁泵流量改變的方法：1改變柱塞的行程，這在結(jié)構(gòu)上比較簡單。2從控制線路上設(shè)置變頻電路，改變電源頻率，從而使泵速改變。（一）電磁泵的參數(shù)設(shè)計(jì)與選擇首先根據(jù)泵的排出壓力、銜鐵和柱塞的慣性力，估算所需的電磁力F。由泵的流量（先設(shè)定柱塞的直徑），初定行程，初步選定泵的流量500cc/min，Q60pv0.015d2pp—柱塞往復(fù)運(yùn)動(dòng)的頻率，設(shè)為50HZ—柱塞行程—柱塞移動(dòng)距離排出的液體體積v確定=5mm，=10mm根據(jù)計(jì)算d柱塞普通單向閥進(jìn)出口壓力差為0.2-0.3Mpa.由于初步選定的電磁泵為12bar，這樣在泵部由柱塞的壓力所形成的壓力為15bar。Fp由于公式是柱塞的截面積m2SS可以初步確定的大小F=PS=1500000pa*3.14*0.005*0.005/4FWWW.NEWJBT.COM新商務(wù)網(wǎng)民用微型電磁泵結(jié)構(gòu)原理7/7F=29.4375N，為方便計(jì)算先定F=30N有公式S=2F/B20式中S—銜鐵的截面積m2，銜鐵的截面積與柱塞截面積關(guān)系的確定F—電磁吸力，NB—電磁感應(yīng)強(qiáng)度，T—空氣磁導(dǎo)率，=4107H/m00有上公式確定B的大小為1.96T有公式F1IN確定的大小A2IN022IN=15.602VBS經(jīng)計(jì)算的=25759圓整取25000N有公式N根據(jù)上面所得的計(jì)算結(jié)果，確定I0.0024A4Ij有公式=d線確定=0.0319mm，圓整到標(biāo)準(zhǔn)的線徑d線窗口面積QkNd24Q=kf—充填系數(shù)，f=0.5~0.6取0.55