[发明专利]一种利用电磁铁驱动磁性流体的容积泵

说明书

技术领域

本发明涉及一种利用电磁铁驱动磁性流体的泵，特别涉及一种容积泵，尤其涉及一种利用电磁铁驱动磁性流体的容积泵。

背景技术

泵是输送液体或使液体增压的流体机械，它将原动机的机械能或其它外部能量传送给液体，使液体能量增加。泵主要用来输送水、油、酸碱液、乳化液、悬乳液和液态金属等液体，也可输送液气混合物及含悬浮固体物的液体。目前常用泵主要有离心泵和容积泵，离心泵在工作前需在进水口注入一定量的液体，操作很不方便且负载变化时（即扬程变化）流量也发生变化，因此不能满足一些要求流量稳定的应用场合。容积泵依靠包容液体密封工作空间容积周期性变化，使液体压力增加后强行排出，所以容积泵不但具有很好的自吸特性且在负载发生变化时也有很稳定的流量。容积泵目前主要分往复泵和转子泵，其中往复泵具有高压力和小流量的特点，适宜输送清洁液体或气液混合物，往复泵主要有盘状活塞式、柱塞式、隔膜式。盘状活塞式往复泵虽然具有泵缸长度较短、流量大的优点，但是存在泵缸分为两空间，有压力差易泄漏等缺点；柱塞式往复泵虽然具有承压高，但是存在加工成本高的缺点；隔膜式往复泵虽然具有耐磨损和耐腐蚀，但是传动效率低。转子泵具有较高真空度和排放压力的特点，但是存在物料中不能含有焊渣、铁屑等硬性杂质，所以须安装过滤网。同时，现有容积泵采用传统机械结构，其传动与连接运用多个零部件，使得泵体的结构复杂且不易拆装造成维护困难。传统设计的容积泵因为运用多个零部件使得其在转动运动中会有大量的摩擦热损失，进而降低了泵的效率，也加快了泵的老化从而影响使用寿命。此外，传统容积泵在进液口与出液口均采用单向阀，这不仅增多了泵的零件，而且使泵的结构更加复杂。

磁流体，又称磁性液体、铁磁流体或磁液，是一种功能材料，其既具有液体的流动性又具有固体磁性材料的磁性。该磁流体是由直径为纳米量级（10纳米以下）的磁性固体颗粒、基载液以及界面活性剂三者混合而成的一种稳定的胶状液体，它在静态时无磁性吸引力，当外加磁场作用时，才表现出磁性，正因如此它在实际中有着广泛的应用，在理论上具有很高的学术价值。用纳米金属及合金粉末生产的磁流体性能优异，可广泛应用于各种苛刻条件的磁性流体密封、减震、医疗器械、声音调节、光显示、磁流体选矿等领域。

为克服传统容积泵诸多缺点同时提升和改进容积泵传动特性，本发明提出一种利用电磁铁驱动磁性流体的容积泵，该容积泵采用磁性液体替代传统容积泵机械零部件，与传统容积泵相比省去了复杂的结构与繁多的零件，同时减少了由于机械传动与摩擦产生的无用功。此外，本发明与一般的容积泵进出液体都需要单向阀不同，它可省去液体进口或出口其中一个单向阀进一步简化了结构。

发明内容

本发明的目的在于提供一种利用电磁铁驱动磁性流体的容积泵，该容积泵将磁性液体技术与传统泵的结构特点有机结合，利用磁性液体在电磁场作用下变形的特点，有效地降低了传统机械零部件的摩擦、简化了泵体复杂的结构。

为实现上述目的本发明采用的技术方案为一种利用电磁铁驱动磁性流体的容积泵，该容积泵包括下电磁铁、进液管或进液口、进液腔、出液管、上电磁铁、出液口、压液腔、磁性液体、可变形封囊、容积泵机壳、进液口单向阀或出液口单向阀；上电磁铁和下电磁铁对称分布于容积泵机壳正上方与正下方，通电后产生变化的磁场；容积泵机壳从形状上可分为上下两部分，且下部比上部宽大，整个容积泵的内腔形状呈上面狭窄下面宽大；可变形封囊在容积泵机壳底部与容积泵机壳连接，从而与容积泵机壳下部形成进液腔与容积泵机壳上部形成压液腔；磁性液体在可变形封囊的包裹下在未受电磁力作用时为球体，当电磁铁通电后产生磁场，可变形封囊变形为扁长椭圆体将进液腔与压液腔隔开；电磁铁中的电流为零时电磁力为零，可变形封囊的形状恢复为球体。