CN102247780B - 液体计量加液器 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种液体计量加液器，包括筒状量具和驱动单元，筒状量具内对应滑动塞装有步进盘，在所述筒状量具的底部设置有出液口，步进盘与筒状量具止旋配合，驱动单元与步进盘之间设置有驱动步进盘沿筒状量具轴线滑动的丝杆传动单元，丝杆传动单元与驱动单元传动配合。该液体计量加液器，驱动单元通过丝杆传动单元驱动步进盘在筒状量具滑动，将液体从出液口挤出。由于驱动单元可以精确的控制丝杆传动单元的转动，而丝杆传动单元的转动又转化为步进盘的平动，在精确控制丝杆传动单元的同时，也就精确的控制了步进盘的平动，通过精确控制步进盘的平移量，就可以精确的控制液体的挤出量，因而达到了精确加注液体的目的，保证了实验的准确性。

Description

液体计量加液器

技术领域

本发明涉及液体计量装置技术领域，尤其涉及一种液体计量加液器。

背景技术

在试验过程中，液体计量的精准度对试验结果的准确性存在至关重要的影响。因此，如何在试验中对所用液体进行精确计量，是长期困扰科研工作者的一个问题。

目前，在试验过程中，对液体的加注主要采用滴管来进行。为了便于观察加注液体的容量，则滴管多由玻璃材质制得。其包括一个管体，在管体的一端设置收口结构，此收口结构便于控制出液量，在管体的另一端安装有一个橡胶帽。使用时，挤压橡胶帽，使其内部的空气排出，在松开橡胶帽时，橡胶帽回弹复位，使得管体内形成负压，在大气压的作用下，液体进入到管体内。在需要加注所吸取的液体时，挤压橡胶帽，液体便从管体内流出，由于在挤压橡胶帽时，很难控制出液量，因此无法保证实验结果的准确性。

发明内容

本发明提供一种液体计量加液器，以解决现有技术中采用滴管进行液体加注，无法精确控制液体加注量，导致实验结果不准确、甚至无法达到实验目的的问题。

本发明提供的一种液体计量加液器，包括筒状量具和驱动单元，所述筒状量具内对应滑动塞装有步进盘，且在所述筒状量具的底部设置有出液口，所述步进盘与所述筒状量具止旋配合，所述驱动单元与所述步进盘之间设置有驱动所述步进盘沿所述筒状量具轴线滑动的丝杆传动单元，所述丝杆传动单元与所述驱动单元传动配合。

如上所述的液体计量加液器，其中，所述驱动单元包括步进电机和单片机控制系统，所述单片机控制系统包括单片机，所述单片机的控制信号输出端与所述步进电机的控制信号输入端电连接。

如上所述的液体计量加液器，其中，所述筒状量具的内壁面与所述步进盘的外周面之间设置有相互配合的固定棱和滑槽，所述固定棱的长度方向与所述筒状量具的轴向一致。

如上所述的液体计量加液器，其中，所述丝杆传动单元包括设置于所述步进盘上的螺纹孔，所述螺纹孔内螺接有驱动丝杆，所述驱动丝杆与所述驱动单元传动配合，所述驱动丝杆的轴向与所述筒状量具的轴向一致。

如上所述的液体计量加液器，其中，所述丝杆传动单元包括固定设置于所述步进盘上的驱动丝杆，所述驱动丝杆上螺接有驱动螺母，所述驱动螺母与所述驱动单元传动配合，所述驱动丝杆的轴向与所述筒状量具的轴向一致。

如上所述的液体计量加液器，其中，所述驱动丝杆位于所述筒状量具外侧的一端固定连接有加液齿轮，所述驱动单元中的步进电机的动力输出轴上固定安装有步进齿轮，所述加液齿轮与所述步进齿轮啮合。

如上所述的液体计量加液器，其中，所述驱动螺母上设置有加液齿轮，所述驱动单元中的步进电机的动力输出轴上固定安装有步进齿轮，所述加液齿轮与所述步进齿轮啮合。

如上所述的液体计量加液器，其中，所述固定棱一体化设置于所述筒状量具的内壁面上，所述滑槽设置于所述步进盘的外周面上。

如上所述的液体计量加液器，其中，所述固定棱一体化设置于所述步进盘的外周面上，所述滑槽设置于所述筒状量具的内壁面上。

如上所述的液体计量加液器，其中，所述出液口上连接有出液管，所述出液管上设置有阀门。

本发明提供的液体计量加液器中，驱动单元通过丝杆传动单元驱动步进盘在筒状量具内滑动，在步进盘向筒状量具底部滑动时，会将液体从出液口挤出。由于驱动单元可以精确的控制丝杆传动单元的转动，而丝杆传动单元的转动又转化为步进盘的平动，在精确控制丝杆传动单元的同时，也就是精确的控制了步进盘的平动，通过精确控制步进盘的平移量，就可以精确的控制液体的挤出量，因而达到了在实验中精确加注液体的目的，保证了实验的准确性，达到了实验的要求，而且使用比较方便。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1为本发明液体计量加液器的结构示意图；

图2为图1的A-A剖视图。

附图标记：

1-筒状量具；    2-固定棱；    3-步进盘；

4-单片机控制系  5-连接线；    6-步进电机；

统；

7-步进齿轮；    8-加液齿轮；  9-驱动丝杆；

10-出液管；     11-阀门。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1、2所示，本发明液体计量加液器的实施例，包括一个筒状量具1和驱动单元，筒状量具1内对应滑动塞装有步进盘3，且在所述筒状量具1的底部设置有出液口，步进盘3与筒状量具1止旋配合，驱动单元与步进盘3之间设置有驱动步进盘3沿筒状量具1轴线滑动的丝杆传动单元，丝杆传动单元与驱动单元传动配合。

具体来说，所述的筒状量具1是一个横截面(垂直于筒状量具轴向的方向为横向)为圆形的筒，但不仅仅限于圆形，方形、椭圆形等形状均可以，为了方便观测加注溶液的容量，可以在筒状量具1的外周面上设置刻度线。在筒状量具1中空的空腔内安装有一个与筒状量具1的内壁面相接触的步进盘3，步进盘3与筒状量具1的内壁面相接触，以达到密封的效果，防止容纳于步进盘3与筒状量具1底面之间的溶液从内壁面与步进盘3接触处漏出，在液体不能从上述接触处漏出的情况下，有利于提高加注液体容量的精确性。同时，步进盘3用于在筒状量具1内的空腔中进行上下的滑动来挤出相应容量的液体。

在筒状量具1的横截面为圆形时，为了使步进盘3只能在筒状量具1内进行平动，而不能产生转动，特别在筒状量具的内壁面上设置了8条(不仅仅限于8条)固定棱2，固定棱2与筒状量具1为一体结构，且固定棱2的长度方向与筒状量具1的轴向一致。在步进盘3的外周面上设置有与固定棱2对应配合的滑槽。固定棱2与滑槽相互配合一方面起到了止旋的作用，另一方面也起到了导向的作用。另外，滑槽也可以设置在筒状量具的内壁面上，而固定棱一体设置在步进盘上，这种互换在止旋及导向效果上是一致的。当然了，在筒状量具的横截面不为圆形时，就可以不用设置相互配合的固定棱和滑槽。

用于驱动步进盘3在筒状量具1内滑动的丝杆传动单元包括设置在步进盘上的螺纹孔，螺纹孔与步进盘3同轴设置，当然，螺纹孔与步进盘3也可以是偏心设置。由于，它们在同轴设置时，步进盘3几乎不受侧向力，其与筒状量具1之间的磨损小，有利于提高使用寿命，同时也有利于提高步进盘3滑动的平顺性。在螺纹孔内对应螺接一根驱动丝杆9。驱动丝杆9的上端，即外露于筒状量具1的一端可以直接与驱动单元连接来传递驱动单元的动力，来驱动步进盘3滑动，也可以通过齿轮结构来传递驱动单元的动力。在该实施例中，采用了齿轮来传递动力，在驱动丝杆9的上端固定安装了一个加液齿轮8，在驱动单元的步进电机6的动力输出轴上固定安装了一个步进齿轮7，加液齿轮8与步进齿轮7相互啮合。

作为一个替代方案，丝杆传动单元也可以包括一个与步进盘固定连接的驱动丝杆，驱动丝杆的轴向与筒状量具的轴向一致。在驱动丝杠上螺接一个螺母，该螺母与驱动单元连接来传递动力。此时，螺母上固定连接一个加液齿轮，此加液齿轮与固定安装在驱动单元的步进电机的动力输出轴上的步进齿轮相互啮合。

其中，上述的驱动单元包括一个步进电机6和单片机控制系统4，单片机控制系统4中的单片机的控制信号输出端与步进电机6的控制信号输入端之间通过连接线5电连接。由于，采用单片机控制系统来对步进电机6的转动实施控制属于现有技术，这里不对其进行赘述。

还有，为了方便将加注的液体输送到所需的容器内，在筒状量具1底部的出液口上连接了一个出液管10，在出液管上安装了一个阀门11。

该液体计量加液器在使用时，可以直接向单片机控制系统输入所需液体的体积参数，该单片机控制系统将液体的体积参数计算获得步进电机所需转动的圈数，并输出相应的控制信号来控制步进电机转动。此处根据体积参数来计算步进电机的转动圈数，主要是由丝杠的螺距、筒状量具的横截面积及齿轮的传动比决定的。为了简化计算，这里设定加液齿轮与步进齿轮的传动比为1∶1，则，

排出的液体体积＝驱动丝杆运动距离×筒状量具的横截面积；

驱动丝杆运动距离＝(步进盘的转动度数×螺距)/360。

由上可以看出，在筒状量具一定的情况下，很容易得出在所需体积的液体时，步进要转动的圈数。通过上述方式，步进电机精确的转动，并带动驱动丝杆进行精确的转动，通过螺纹配合，驱动丝杠的转动转化为了步进盘的平动，步进盘向下运动，将步进盘与筒状量具底面之间所需容量的液体通过出液管排出。由于步进盘的滑动是受步进电机精确控制的，则其输出的液体的体积也势必是精确的，在加注液体体积精确的情况下，势必提高了实验的准确性。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (5)

1.一种液体计量加液器，其特征在于，包括筒状量具和驱动单元，所述筒状量具内对应滑动塞装有步进盘，且在所述筒状量具的底部设置有出液口，所述步进盘与所述筒状量具止旋配合，所述驱动单元与所述步进盘之间设置有驱动所述步进盘沿所述筒状量具轴线滑动的丝杆传动单元，所述丝杆传动单元与所述驱动单元传动配合；

所述丝杆传动单元包括设置于所述步进盘上的螺纹孔，所述螺纹孔内螺接有驱动丝杆，所述驱动丝杆与所述驱动单元传动配合，所述驱动丝杆的轴向与所述筒状量具的轴向一致，所述驱动丝杆位于所述筒状量具外侧的一端固定连接有加液齿轮，所述驱动单元中的步进电机的动力输出轴上固定安装有步进齿轮，所述加液齿轮与所述步进齿轮啮合；或者，

所述丝杆传动单元包括固定设置于所述步进盘上的驱动丝杆，所述驱动丝杆上螺接有驱动螺母，所述驱动螺母与所述驱动单元传动配合，所述驱动丝杆的轴向与所述筒状量具的轴向一致，所述驱动螺母上设置有加液齿轮，所述驱动单元中的步进电机的动力输出轴上固定安装有步进齿轮，所述加液齿轮与所述步进齿轮啮合；

所述驱动单元包括步进电机和单片机控制系统，所述单片机控制系统包括单片机，所述单片机的控制信号输出端与所述步进电机的控制信号输入端电连接。

2.根据权利要求1所述的液体计量加液器，其特征在于，所述筒状量具的内壁面与所述步进盘的外周面之间设置有相互配合的固定棱和滑槽，所述固定棱的长度方向与所述筒状量具的轴向一致。

3.根据权利要求2所述的液体计量加液器，其特征在于，所述固定棱一体化设置于所述筒状量具的内壁面上，所述滑槽设置于所述步进盘的外周面上。

4.根据权利要求2所述的液体计量加液器，其特征在于，所述固定棱一体化设置于所述步进盘的外周面上，所述滑槽设置于所述筒状量具的内壁面上。

5.根据权利要求1-4任一所述的液体计量加液器，其特征在于，所述出液口上连接有出液管，所述出液管上设置有阀门。