CN105257496A - 微量计量泵及其使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种微量计量泵及其使用方法，主要解决现有技术中存在的现有计量泵现有计量装置不能同时实现高粘度流体的运输和精确计量；现有精确计量装置，价格昂贵，使用维护成本较高的问题。该发明包括可编程控制器、步进电机、活塞杆、具有出口及流体腔的泵体；可编程控制器的控制端与步进电机的驱动信号输入端电连；活塞杆位于流体腔内，其一端连接有活塞，另一端与位于泵体外的步进电机的转轴连接；泵体上设有位置传感器，位置传感器的输出端与可编程控制器的信号输入端电连；泵体的出口连接有开关阀。通过上述方案，本发明达到了远程自动化精确计量的目的。

Description

微量计量泵及其使用方法

技术领域

本发明涉及一种粘稠流体的计量装置，具体地说，是涉及一种微量计量泵。

背景技术

计量泵是流体输送机械的一种；使用计量泵可以同时完成输送、计量和随时调节流体流量和流出速度,从而简化生产工艺流程；使用多台计量泵,可以将几种介质按准确比例输入工艺流程中进行混合；其被广泛地应用于石油化工、制药、食品、电子、新能源等各工业领域中；流体中包括各种粘稠流体，此类流体的输送通常采用电动齿轮泵或电动螺杆泵。

现有用于粘稠流体的计量泵存在的缺陷有：普遍使用流量计、电动齿轮泵、电动螺杆泵，电动齿轮泵通过电机带动齿轮旋转运输流体，故其不能计量或只能粗略计量，不能用于精确计量，在流体中存在杂质时，齿轮极易被卡住不能转动，最终会造成电机的损坏；流量计常用于低粘度流体、气体的计量、不适用于高粘度流体的计量；现有电动螺杆泵通过螺杆的旋转运动挤出流体，而螺杆与缸套之间具有间隙，造成缸体中的流体不能精确计量，故其不能用于精确计量；现有的流体计量装置仅具有运输及粗略计量的功能，精确计量需要采用其他设备，现有计量装置不能同时实现高粘度流体的运输和精确计量；目前，也具有高粘度流体的计量装置，但价格很昂贵，使用维护成本较高。

发明内容

本发明要解决的问题是现有计量泵现有计量装置不能同时实现高粘度流体的运输和精确计量；现有精确计量装置，价格昂贵，使用维护成本较高。

为了解决上述问题，本发明提供如下技术方案：

微量计量泵包括可编程控制器、步进电机、活塞杆、具有出口及流体腔的泵体；可编程控制器的控制端与步进电机的驱动信号输入端电连；活塞杆位于流体腔内，其一端连接有活塞，另一端与位于泵体外的步进电机的转轴连接。

进一步的，泵体上设有位置传感器，位置传感器的输出端与可编程控制器的信号输入端电连。

具体地，泵体的出口连接有开关阀，开关阀的控制端与可编程控制器的开关阀控制端电连。

具体地，可编程控制器分别连接有显示屏及输入设备；显示屏使人们能直观的看到活塞杆的上下行程；输入设备为键盘、鼠标、触摸屏等能输入信息的设备。

具体地，活塞杆与流体腔相配合，活塞杆与流体腔的形状均为便于计算体积的规则形状，能根据活塞杆的运动行程可得出泵出的流体量；活塞杆与流体腔可均为圆柱体，也可为其他规则形状，活塞杆能相对流体腔上下移动。

微量计量泵的使用方法包括以下步骤：

(a)将所需流体的重量通过输入设备输入可编程控制器，可编程控制器计算流体腔的容积，并根据所需流体的重量计算出活塞杆的上下行程；

(b)可编程控制器发出信号驱动开关阀打开；

(c)可编程控制器根据活塞杆的上下行程发出驱动信号至步进电机；

(d)步进电机带动活塞杆先上后下到所需距离。

具体地，在活塞杆到达设定的上下换向点时，位置传感器发送信号至可编程控制器，可编程控制器通过控制步进电机使活塞杆转换运行方向，连续工作。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

(1)本发明通过输入设备输入流体重量至可编程控制器，可编程控制器计算出活塞杆的上下行程，然后驱动步进电机带动活塞杆先上后下到所需距离，实现了对流体的远程自动化计量运输。

(2)本发明在活塞杆底部到达流体腔底部时，位置传感器发送信号至可编程控制器，可编程控制器通过控制步进电机使活塞杆停止下移；防止活塞继续下移使流体腔底部被损坏，延长了泵体的使用寿命。

(3)步进电机旋转一圈可以细分到用数千个脉冲来驱动，故本发明对流体的计量识别最小可达到0.01ml以上，相对于流体腔，流体压力和杂质对其计量几乎没有影响，提高了本发明计量的精确度和可靠性；通过活塞杆的位移距离和流体重量的对应关系，实现对流体进行自动微量精密计量输送。

附图说明

图1为本发明的主视图。

图2为图1B-B方向上的剖视图。

图3为本发明立体图。

上述附图中，附图标记对应的部件名称如下：

1-可编程控制器，2-步进电机，3-活塞杆，4-出口，5-流体腔，6-泵体，7-位置传感器，8-开关阀，9-显示屏，10-输入设备。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明，本发明的实施方式包括但不限于下列实施例。

实施例1

如图1至图3所示，微量计量泵包括可编程控制器1、步进电机2、活塞杆3、具有出口4及流体腔5的泵体6；可编程控制器1的控制端与步进电机2的驱动信号输入端电连；活塞杆3位于流体腔5内，其一端连接有活塞，另一端与位于泵体6外的步进电机2的转轴连接；泵体6的出口4连接有开关阀8，开关阀8的控制端与可编程控制器1的开关阀8控制端电连；可编程控制器1分别连接有显示屏9及输入设备10；显示屏9使人们能直观的看到活塞的上下行程，记录所需的流体量；输入设备10为键盘、鼠标、触摸屏等能输入信息的设备。

其中，活塞杆3与流体腔5相配合，活塞杆3与流体腔5的形状均为便于计算体积的规则形状，能根据活塞杆的运动行程可得出泵出的流体量；活塞杆3与流体腔5可均为圆柱体，也可为其他规则形状，活塞杆3能相对流体腔5上下移动；开关阀8优选气动开关阀。

实施例2

如图1至图3所示，本实施例与实施例1的不同点在于，泵体6上设有位置传感器7，位置传感器7的输出端与可编程控制器1的信号输入端电连；在活塞杆3到达设定的上下换向点时，位置传感器7发送信号至可编程控制器1，可编程控制器1通过控制步进电机2使活塞杆3换向运行。

微量计量泵的使用方法包括以下步骤：

1.1将所需流体的重量通过输入设备输入可编程控制器，可编程控制器计算流体腔的容积，并根据所需流体的重量计算出活塞杆的上下行程；

1.2可编程控制器发出信号驱动开关阀打开；

1.3可编程控制器根据活塞杆的上下行程发出驱动信号至步进电机；

1.4步进电机带动活塞杆先上后下到所需距离。

完成步骤1.1至1.4则完成微量计量泵的计量过程；在活塞杆到达设定的上下换向点时，位置传感器发送信号至可编程控制器，可编程控制器通过控制步进电机使活塞杆转换运行方向，连续工作。

如图1至图3所示，本发明中步进电机2每旋转一圈，便驱动活塞产生对应的直线运动；活塞在流体腔5内的任一位置变化，都会形成一一对应的流体腔5容积，能建立起活塞杆位移距离和流体重量的对应关系；可通过活塞杆位移距离和流体重量的对应关系，对流体进行微量精密计量输送；不同流体的密度不一样，则其重量和体积不一样，与流体腔5的对应关系不一样，故在这里不具体描述流体和流体腔5的对应关系；本发明通过输入设备10输入流体重量至可编程控制器1，可编程控制器1计算出活塞杆3的上下行程，然后驱动步进电机2带动活塞杆3先上后下到所需距离，实现了对流体的远程自动化计量运输。

步进电机2旋转一圈可以细分到用数千个脉冲来驱动，故本发明对流体的计量识别最小可达到0.01ml以上，相对于流体腔5，流体压力和杂质对其计量几乎没有影响，提高了本发明计量的精确度和可靠性。

经试验证明本发明能对高粘度流体进行精确计量，可输送和计量的最大粘度达200万厘泊的流体；计量精度为0.01％以上。

按照上述实施例，便可很好地实现本发明。值得说明的是，基于上述结构设计的前提下，为解决同样的技术问题，即使在本发明上做出的一些无实质性的改动或润色，所采用的技术方案的实质仍然与本发明一样，故其也应当在本发明的保护范围内。

Claims (7)

1.一种微量计量泵，其特征在于，包括可编程控制器(1)、步进电机(2)、活塞杆(3)、具有出口(4)及流体腔(5)的泵体(6)；可编程控制器(1)的控制端与步进电机(2)的驱动信号输入端电连；活塞杆(3)位于流体腔(5)内，其一端连接有活塞，另一端与位于泵体(6)外的步进电机(2)的转轴连接。

2.根据权利要求1所述的微量计量泵，其特征在于，泵体(6)上设有位置传感器(7)，位置传感器(7)的输出端与可编程控制器(1)的信号输入端电连。

3.根据权利要求2所述的微量计量泵，其特征在于，泵体(6)的出口(4)连接有开关阀(8)，开关阀(8)的控制端与可编程控制器(1)的开关阀(8)控制端电连。

4.根据权利要求3所述的微量计量泵，其特征在于，可编程控制器(1)分别连接有显示屏(9)及输入设备(10)。

5.根据权利要求4所述的微量计量泵，其特征在于，活塞杆(3)与流体腔(5)相配合，活塞杆(3)与流体腔(5)的形状均为便于计算体积的规则形状。

6.根据权利要求1-5任一项所述的微量计量泵的使用方法，其特征在于，包括以下步骤：

(a)将所需流体的重量通过输入设备输入可编程控制器，可编程控制器计算流体腔的容积，并根据所需流体的重量计算出活塞杆的上下行程；

(b)可编程控制器发出信号驱动开关阀打开；

(c)可编程控制器根据活塞杆的上下行程发出驱动信号至步进电机；

(d)步进电机带动活塞杆先上后下到所需距离。

7.根据权利要求6所述的微量计量泵的使用方法，其特征在于，在活塞杆到达设定的上下换向点时，位置传感器发送信号至可编程控制器，可编程控制器通过控制步进电机使活塞杆转换运行方向，连续工作。