CN102182664B - 一种四腔恒速恒压计量泵 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种四腔恒速恒压计量泵，包括微机、减速机构、伺服电机和由两个结构相同且相互平行的部分组成的泵部。泵部的每个部分均包括上、下活塞杆，由上、下活塞杆旋合组成的活塞，套在活塞外侧的缸体，和与活塞杆轴心线相平行的滚珠丝杠。所说的上、下活塞杆的出口端部分别连接有三通、排出阀、吸入阀和压力传感器。所说的缸体上下两端分别设有堵头，所说上、下活塞杆的外径和缸体的内径之间，形成有环形夹缝，所说的环形夹缝与活塞的上、下端平台及缸体的上、下堵头内腔平面之间分别形成两个空腔。本发明可以提供高精度的速度恒定的流体和高精度的压力恒定的流体，计量精度高，排量调节范围宽。泵的结构简单，容易制造，便于维修。
Description
技术领域
本发明涉及一种计量泵,具体地说，涉及一种四腔恒速恒压计量泵。
背景技术
在油田科研过程和超临界微粒制粒过程中（如药物微粒、工业微粉），需要高精度的流体和精确计量的泵，现有的恒速恒压计量泵，存在着以下不足之处：
1）为一个缸体对应一只活塞和一个泵腔，甲乙两部平行布置，泵的甲部和乙部共形成了两个空腔，工作原理和两只针筒打针差不多，多为国外进口，排量小，排量调节范围窄，制造难度大。
2）现有的恒速恒压计量泵，为活塞运动，一个活塞运动，对应一个泵腔体积变化。一个泵腔排液时，另一泵腔作吸液和预压等多个动作，这从时间上限制了泵的排液速度，即限制了泵的排量调节范围。
3）现有的恒速恒压计量泵的泵腔吸液、排液口开在堵头上，丝杠与泵腔的中心在一条轴线上，泵的结构长、体积大。
4）使用了一只滚珠丝杠螺母，轴向载荷小。
5) 活塞密封泄漏、需拆开缸体堵头，用专用工具才能修理。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术的不足之处，提供一种新的双缸四腔恒速恒压计量泵。
本发明的四腔恒速恒压计量泵，包括微机、减速机构、伺服电机和由两个结构相同且相互平行的部分组成的泵部，泵部的每个部分均包括上、下活塞杆，由上、下活塞杆旋合组成的活塞，套在活塞外侧的缸体，和与活塞杆轴线相平行的滚珠丝杠，所说的上、下活塞杆的出口端部分别连接有三通、排出阀、吸入阀和压力传感器，所说的缸体上下两端分别设有堵头，所说的滚珠丝杠上设有两只丝杠螺母，两只丝杠螺母分别由连接板与缸体外径两端连接，所说上下活塞杆的外径和缸体的内径之间，形成有环形夹缝，所说的环形夹缝与活塞的上下端平台及缸体的上下堵头内腔平面之间分别形成两个空腔，泵部的两个部分有四个空腔和四个活塞杆的端部出口，四个活塞杆的端部出口的四只排出阀合并构成泵的总出口；四个活塞杆的端部出口的四只吸入阀合并构成泵的总进口。
优选地，
所说的缸体上下两端分别设有密封组件和压帽。
所说的活塞外径上设有密封组件，所说的活塞两端与上、下活塞杆的交界处设有小孔，所述小孔与活塞杆内部小孔相连通。
所说的计量泵还包括与活塞杆、滚珠丝杠轴心线相平行的两根拉杆，两根拉杆的两端将上下固定板固定，其中一根拉杆上装有两只光电开关。
所说的滚珠丝杠的两端分别有轴承和轴承盖。
本发明的双缸四腔恒速恒压计量泵，解决了如下问题。
1.可以提供高精度的速度恒定的流体和高精度的压力恒定的流体，计量精度高，排量调节范围宽。泵的结构简单，容易制造，便于维修；
2.本发明提供了一种全新的恒速恒压计量泵，即一个缸体对应一只活塞、两个泵腔，甲乙两部平行布置，泵的甲部和乙部共形成了四个空腔。泵为缸体运动，一个缸体运动，对应一个活塞两边的两个泵腔体积同时变化。泵的一个泵腔排液时，反向的泵腔同时吸液，节约了一个吸液时间，使泵的排量调节范围增加一倍，使泵的排量也增加了近一倍；
3.本发明的泵腔吸液、排液口开在上下活塞杆的端部，通过活塞杆中心的小孔，与活塞端面小孔联通。泵的丝杠与活塞杆、缸体的中心平行布置，这些使得本发明的结构精巧、简单；
4.本发明使用了两只滚珠丝杠螺母，这样可以去除滚珠丝杠副传动间隙，提高了传动精度，增大了滚珠丝杠副的轴向载荷，解决了滚珠丝杠副的轴向载荷小的缺陷；
5.本发明中计量泵的活塞是由上、下活塞杆旋合组成，如活塞密封泄漏，不需拆开缸体堵头，不用专用工具，只需将上、下活塞杆旋紧即可。
附图说明
下面结合说明书附图和具体实施方式来对本发明作进一步地详细说明。
图1是本发明的四腔恒速恒压计量泵的主视图；
图2是本发明的四腔恒速恒压计量泵的侧视图；
图3是本发明的四腔恒速恒压计量泵工作过程中A、B腔吸液时的结构图；
图4是本发明的四腔恒速恒压计量泵工作过程中A腔排液C腔吸液时的结构图；
图5是本发明的四腔恒速恒压计量泵工作过程中B腔排液D腔吸液时的结构图；
图6是本发明的四腔恒速恒压计量泵工作过程中C腔排液A腔吸液时的结构图；
图7是本发明的四腔恒速恒压计量泵工作过程中D腔排液B腔吸液时的结构图。
其中，1为微机，2为减速机构，3为伺服电机，4-1为上活塞杆，4-2为下活塞杆，5为活塞，6为缸体，6-1为堵头，6-2为压帽，6-3为密封组件，7为滚珠丝杠，7-1为丝杠螺母，8为排出阀，9为吸入阀，10为压力传感器，11为连接板，12为固定板，13为拉杆，14为光电开关，15为轴承。
具体实施方式
如图1、2所示，本发明的四腔恒速恒压计量泵，包括微机1、减速机构2、伺服电机3和由两个结构相同且相互平行的部分（甲部和乙部）组成的泵部，泵部的每个部分均包括上、下活塞杆4-1、4-2、由上、下活塞杆4-1、4-2旋合组成的活塞5、套在活塞5外侧的缸体6和与活塞杆轴线线相平行的滚珠丝杠7，上、下活塞杆4-1、4-2的出口端部分别连接有三通、排出阀8、吸入阀9和压力传感器10，缸体6上下两端分别设有堵头6-1、密封组件6-3和压帽6-2，所说上下活塞杆4-1、4-2的外径和缸体6的内径之间，形成有环形夹缝，环形夹缝与活塞的上下端平台及缸体的上下堵头内腔平面之间分别形成两个空腔，甲部空腔为A腔和C腔，乙部空腔为B腔和D腔，泵部的两个部分有四个空腔和四个活塞杆的端部出口，四出口端的四只排出阀8合并构成泵的总出口；四出口端的四只吸入阀9合并构成泵的总进口。缸体6上下两端分别设有。所说的活塞两端与上、下活塞杆的交界处设有小孔，与活塞杆内部小孔相连通。计量泵还包括与活塞杆、滚珠丝杠7轴心线相平行的两根拉杆13，两根拉杆13的两端将上下固定板12固定，其中一根拉杆13上装有两只光电开关14。滚珠丝杠7上设有两只丝杠螺母7-1，两块连接板11分别将两只丝杠螺母7-1与缸体6外径两端连接。滚珠丝杠7的两端分别有轴承15和轴承盖。
本发明的四腔恒速恒压计量泵的工作流程如下：
如图3所示，根据微机1的指令，伺服电机3带动滚珠丝杠7旋转，丝杠螺母7-1带动缸体6作直线位移，使与缸体6相对应的泵腔体积发生变化，同时排出阀8、吸入阀9根据微机1的指令适时开关，形成了泵的排液和吸液。甲部C腔吸液的过程，便是A腔排液的过程；相反，C腔排液的过程，便是A腔吸液的过程。同理，乙部D腔吸液的过程，便是B腔排液的过程；相反，D腔排液的过程，便是B腔吸液的过程。缸体作直线位移的量乘以环空面积，即是泵腔的排液和吸液的量。
如图4所示，设恒速工作模式，甲部A腔首先工作：A腔排出阀打开，吸入阀关闭，甲部缸体向下位移，流体从A腔排出。与A腔相对应的C腔排出阀关闭、吸入阀打开，流体吸入C腔。同时乙部B腔排出阀、吸入阀关闭, 乙部缸体向上位移，B腔预增压至A腔工作压力。与B腔相对应的D腔排出阀关闭、吸入阀打开，D腔吸液。
如图5所示，当甲部A腔工作行程进入后五分之一时，甲部伺服电机作匀减速运动，乙部伺服电机作匀加速运动，B腔排出阀打开，AB腔开始工作切换，流体从AB腔共同排出。甲部伺服电机减速至零，乙部伺服电机加速至工作速度，A腔排出阀关闭，AB腔工作切换完成，流体从B腔排出。
如图6、7所示，参照上述过程，可依次进行BC、CD、DA……腔的工作切换，这样便形成了一个A、B、C、D腔的8字无限循环工作链。微机根据伺服系统、压力传感器反回的信息，经过处理，便得到了泵的工作压力、瞬时流量和累计流量。
Claims (4)
1.一种四腔恒速恒压计量泵，其特征在于，包括微机、减速机构、伺服电机和由两个结构相同且相互平行的部分组成的泵部，泵部的每个部分均包括上、下活塞杆，由上、下活塞杆旋合组成的活塞，套在活塞外侧的缸体，和与活塞杆轴线相平行的滚珠丝杠，所说的上、下活塞杆的出口端部分别连接有三通、排出阀、吸入阀和压力传感器，所说的缸体上下两端分别设有堵头，所说的滚珠丝杠上设有两只丝杠螺母，两只丝杠螺母分别由连接板与缸体外径两端连接，所说上下活塞杆的外径和缸体的内径之间，形成有环形夹缝，所说的环形夹缝与活塞的上下端平台及缸体的上下堵头内腔平面之间分别形成两个空腔，泵部的两个部分有四个空腔和四个活塞杆的端部出口，四个活塞杆的端部出口的四只排出阀合并构成泵的总出口；四个活塞杆的端部出口的四只吸入阀合并构成泵的总进口。
2.根据权利要求1所述的四腔恒速恒压计量泵，其特征在于，所说的缸体上下两端分别设有密封组件和压帽。
3.根据权利要求1所述的四腔恒速恒压计量泵，其特征在于，所说的活塞外径上设有密封组件，所说的活塞两端与上、下活塞杆的交界处设有小孔，所述小孔与活塞杆内部小孔相连通。
4.根据权利要求1所述的四腔恒速恒压计量泵，其特征在于，所说的计量泵还包括与活塞杆、滚珠丝杠轴心线相平行的两根拉杆，两根拉杆的两端将上下固定板固定，其中一根拉杆上装有两只光电开关。
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