CN106499608A - 一种伺服电机驱动的槽凸轮式微流量柱塞泵 - Google Patents

一种伺服电机驱动的槽凸轮式微流量柱塞泵 Download PDF

Info

Publication number
CN106499608A
CN106499608A CN201610954125.7A CN201610954125A CN106499608A CN 106499608 A CN106499608 A CN 106499608A CN 201610954125 A CN201610954125 A CN 201610954125A CN 106499608 A CN106499608 A CN 106499608A
Authority
CN
China
Prior art keywords
grooved cam
plunger
axle
pump housing
oil distribution
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201610954125.7A
Other languages
English (en)
Other versions
CN106499608B (zh
Inventor
李靖祥
邱皓
赵升吨
薛江鹏
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Xian Jiaotong University
Suzhou Academy of Xian Jiaotong University
Original Assignee
Xian Jiaotong University
Suzhou Academy of Xian Jiaotong University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Xian Jiaotong University, Suzhou Academy of Xian Jiaotong University filed Critical Xian Jiaotong University
Priority to CN201610954125.7A priority Critical patent/CN106499608B/zh
Publication of CN106499608A publication Critical patent/CN106499608A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN106499608B publication Critical patent/CN106499608B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B17/00—Pumps characterised by combination with, or adaptation to, specific driving engines or motors
    • F04B17/03—Pumps characterised by combination with, or adaptation to, specific driving engines or motors driven by electric motors
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B1/00—Multi-cylinder machines or pumps characterised by number or arrangement of cylinders
    • F04B1/12—Multi-cylinder machines or pumps characterised by number or arrangement of cylinders having cylinder axes coaxial with, or parallel or inclined to, main shaft axis
    • F04B1/14—Multi-cylinder machines or pumps characterised by number or arrangement of cylinders having cylinder axes coaxial with, or parallel or inclined to, main shaft axis having stationary cylinders
    • F04B1/141—Details or component parts
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B1/00—Multi-cylinder machines or pumps characterised by number or arrangement of cylinders
    • F04B1/12—Multi-cylinder machines or pumps characterised by number or arrangement of cylinders having cylinder axes coaxial with, or parallel or inclined to, main shaft axis
    • F04B1/14—Multi-cylinder machines or pumps characterised by number or arrangement of cylinders having cylinder axes coaxial with, or parallel or inclined to, main shaft axis having stationary cylinders
    • F04B1/16—Multi-cylinder machines or pumps characterised by number or arrangement of cylinders having cylinder axes coaxial with, or parallel or inclined to, main shaft axis having stationary cylinders having two or more sets of cylinders or pistons
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B49/00—Control, e.g. of pump delivery, or pump pressure of, or safety measures for, machines, pumps, or pumping installations, not otherwise provided for, or of interest apart from, groups F04B1/00 - F04B47/00
    • F04B49/20—Control, e.g. of pump delivery, or pump pressure of, or safety measures for, machines, pumps, or pumping installations, not otherwise provided for, or of interest apart from, groups F04B1/00 - F04B47/00 by changing the driving speed

Abstract

一种伺服电机驱动的槽凸轮式微流量柱塞泵，包括泵体，上端盖上固定的伺服电机与谐波减速器组件连接，谐波减速器组件的输出刚轮通过套筒与轴的上端连接，轴中部开有槽凸轮；泵体沿圆周均布柱塞孔，柱塞下部与柱塞孔通过密封圈形成滑动密封配合，柱塞上部与直线轴承形成滑动配合，直线轴承通过内板安装在泵体上，连杆的台肩上装有塑料轴承，塑料轴承安装在槽凸轮内，与槽凸轮形成滚动配合；轴下部连接配油盘，配油盘和柱塞孔配合，当轴转动时，配油盘分别经吸(排)液孔、吸(排)液环形流道与泵体上的吸液口和排液口连通，实现配油，本发明槽凸轮结构一体化，具有排液过程稳定、输出流量可调并稳定的优点。

Description

一种伺服电机驱动的槽凸轮式微流量柱塞泵
技术领域
本发明属于高压微流量泵技术领域，具体涉及一种伺服电机驱动的槽凸轮式微流量柱塞泵。
背景技术
高压微流量泵是医用液相色谱仪的重要部件，其输出流量的精度及平稳性将直接影响色谱检测的结果。液相色谱仪在检测溶液时，一般只需少量溶液即可进行分析，故需要一种流速范围可控、输出流量稳定的微流量泵。
目前市场上常见的高压微流量泵多采用双柱塞往复泵结构，步进电机带动凸轮转动，从而驱动主副泵头的往复运动，实现流动相的连续输送，调节步进电机的转速可控制流动相的输出流量。但这种泵的流量控制精度较差，在低流速运行时流量波动明显，造成色谱检测误差；配流采用的单向阀加工工艺复杂，容易堵塞，清洗不便，成本较高。此外，一般柱塞泵需采用弹簧实现柱塞的回复运动，增加了柱塞尺寸，并且由于弹簧有一定刚度，加大了排液时的负载，同时对吸液过程的动态性能产生影响；柱塞泵的主副凸轮分散安装在同一根轴上，吸排液过程不够平稳。
发明内容
为了克服上述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种伺服电机驱动的槽凸轮式微流量柱塞泵，保证流动相的稳定输出，实现泵输出流量的精确控制。
为了达到上述目的，本发明采取的技术方案为：
一种伺服电机驱动的槽凸轮式微流量柱塞泵，包括泵体6，泵体6与上端盖2和下端盖14固定连接并密封，上端盖2上固定的伺服电机1的电机轴与谐波减速器组件4连接，谐波减速器组件4包括相互配合的输入刚轮25和输出刚轮24，输入刚轮25与上端盖2固定连接，输出刚轮24与套筒23固定连接，套筒23、输出刚轮24通过第一轴承3连接在泵体6内壁，套筒23与轴16的上端连接，轴16中部开有槽凸轮18，槽凸轮18是由轴16中部的两平行曲面与圆柱面围成的环形槽道，平行曲面与以轴16中轴为轴线的任意圆柱面的交线为幅值沿轴16轴向起伏的两周期封闭曲线；
泵体6中部沿圆周均布4个柱塞孔17，柱塞21下部与柱塞孔17通过密封圈形成滑动密封配合，柱塞21上部与直线轴承22形成滑动配合，直线轴承22安装在内板5上，内板5安装在泵体6的台肩上，连杆20与柱塞21作为整体加工成一体，连杆20的台肩上装有塑料轴承19，塑料轴承19安装在槽凸轮18内，与槽凸轮18形成滚动配合；
轴16的下端通过第二轴承15安装在下端盖14内，轴16下部连接配油盘7，配油盘7与泵体6通过多个密封圈在配油盘7的径向和端面形成动密封配合，配油盘7和柱塞孔17配合。
所述的配油盘7上设有2个吸液槽8和2个排液槽13，在吸液槽8的底部开有环形吸液流道12，在排液槽13的底部开有环形排液流道10，吸液槽8的底部通过配油盘7上的吸液孔9与环形吸液流道12连通，排液槽13的底部通过配油盘7上的排液孔11与环形排液流道10连通，泵体6上设有与环形吸液流道12连通的吸液口P，以及与环形排液流道10连通的排油口A。
所述的伺服电机1结合槽凸轮18的曲线进行调速，改变转速大小和波动，实时调节泵的输出流量，并维持输出流量稳定。
本发明与现有技术相比，具有以下优点：采用槽凸轮一体化结构，去除了原有的弹簧回复结构，排液过程连续稳定，可通过控制电机转速实时调节并稳定输出流量，流速范围广。
附图说明
图1是本发明柱塞21处于高位的结构示意图。
图2是本发明柱塞21处于低位的结构示意图。
图3是本发明槽凸轮18的三维示意图。
图4是本发明配油盘7的俯视图。
图5是图4的B-B截面的剖视图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步的详细说明。
参照图1、图2、图3、图4和图5，一种伺服电机驱动的槽凸轮式微流量柱塞泵，包括泵体6，泵体6与上端盖2和下端盖14固定连接并密封，上端盖2上固定的伺服电机1的电机轴与谐波减速器组件4连接，谐波减速器组件4包括相互配合的输入刚轮25和输出刚轮24，输入刚轮25与上端盖2固定连接，输出刚轮24与套筒23固定连接，套筒23、输出刚轮24通过第一轴承3连接在泵体6内壁，第一轴承3的外圈通过上端盖2和泵体6定位，内圈通过输出刚轮24和套筒23的台肩定位，套筒23通过键与轴16的上端连接，轴16中部开有槽凸轮18；
泵体6中部沿圆周均布4个柱塞孔17，柱塞21下部与柱塞孔17通过密封圈形成滑动密封配合，柱塞21上部与直线轴承22形成滑动配合，限制柱塞21仅在轴向往复运动，直线轴承22安装在内板5沿圆周均布的4个孔中，直线轴承22两端均用弹簧挡圈固定，内板5安装在泵体6的台肩上，并通过弹簧挡圈固定，连杆20与柱塞21作为整体加工成一体，连杆20的台肩上装有塑料轴承19，塑料轴承19另一端用弹簧挡圈固定，塑料轴承19安装在槽凸轮18内，与槽凸轮18形成滚动配合；
轴16的下端通过第二轴承15安装在下端盖14内，轴承15的外圈通过下端盖14定位，内圈通过弹簧挡圈定位，轴16下部连接配油盘7，配油盘7与泵体6通过多个密封圈在配油盘7的径向和端面形成动密封配合，配油盘7和柱塞孔17配合。
参照图3，所述的槽凸轮18是由轴16中部的两平行曲面与圆柱面围成的环形槽道，平行曲面与以轴16中轴为轴线的任意圆柱面的交线为幅值沿轴16轴向起伏的两周期封闭曲线，曲线方程可自行设计，但起伏曲线需与配油盘7配合。
参照图4和图5，所述的配油盘7上设有2个吸液槽8和2个排液槽13，在吸液槽8的底部开有环形吸液流道12，在排液槽13的底部开有环形排液流道10，吸液槽8的底部通过配油盘7上的吸液孔9与环形吸液流道12连通，排液槽13的底部通过配油盘7上的排液孔11与环形排液流道10连通，泵体6上设有与环形吸液流道12连通的吸液口P，以及与环形排液流道10连通的排油口A。
所述的伺服电机1结合槽凸轮18的曲线进行调速，改变转速大小和波动，实时调节泵的输出流量，并维持输出流量稳定。
本发明的工作原理为：
伺服电机1驱动谐波减速器组件4转动并减速，套筒23在输出刚轮24的带动下转动，并带动轴16转动，配油盘7随轴16一起转动，槽凸轮18与塑料轴承19的接触位置不断发生变化并形成滚动配合，带动连杆20和柱塞21上下往复运动。当槽凸轮18带动塑料轴承19向上运动时，柱塞21向上运动，配油盘7的吸液槽8与柱塞孔17连通并产生相对滑动，液体经吸液口P进入环形吸液流道12，再经吸液孔9进入吸油槽8，最后进入柱塞孔17内；当槽凸轮18带动塑料轴承19向下运动时，柱塞21向下运动，配油盘7的排液槽13与柱塞孔17连通并产生相对滑动，柱塞孔17中的液体被压入到排液槽13内，经排液孔11进入环形排液流道10，最后由泵体6上的排液口A排出。槽凸轮18的曲面包含两个周期，轴16转动一周，柱塞20上下往复运动两次，吸排液各两次；当轴16连续转动时，所有柱塞同时工作，在任意时刻，必有两个柱塞吸液，两个柱塞排液，即实现连续不断地从吸液口P吸入溶液并从排液口A排出，泵的输出流量可通过控制电机的转速来调节。

Claims (3)

1.一种伺服电机驱动的槽凸轮式微流量柱塞泵，包括泵体(6)，泵体(6)与上端盖(2)和下端盖(14)固定连接并密封，其特征在于：上端盖(2)上固定的伺服电机(1)的电机轴与谐波减速器组件(4)连接，谐波减速器组件(4)包括相互配合的输入刚轮(25)和输出刚轮(24)，输入刚轮(25)与上端盖(2)固定连接，输出刚轮(24)与套筒(23)固定连接，套筒(23)、输出刚轮(24)通过第一轴承(3)连接在泵体(6)内壁，套筒(23)与轴(16)的上端连接，轴(16)中部开有槽凸轮(18)，槽凸轮(18)是由轴(16)中部的两平行曲面与圆柱面围成的环形槽道，平行曲面与以轴(16)中轴为轴线的任意圆柱面的交线为幅值沿轴(16)轴向起伏的两周期封闭曲线；
泵体(6)中部沿圆周均布4个柱塞孔(17)，柱塞(21)下部与柱塞孔(17)通过密封圈形成滑动密封配合，柱塞(21)上部与直线轴承(22)形成滑动配合，直线轴承(22)安装在内板(5)上，内板(5)安装在泵体(6)的台肩上，连杆(20)与柱塞(21)作为整体加工成一体，连杆(20)的台肩上装有塑料轴承(19)，塑料轴承(19)安装在槽凸轮(18)内，与槽凸轮(18)形成滚动配合；
轴(16)的下端通过第二轴承(15)安装在下端盖(14)内，轴(16)下部连接配油盘(7)，配油盘(7)与泵体(6)通过多个密封圈在配油盘(7)的径向和端面形成动密封配合，配油盘(7)和柱塞孔(17)配合。
2.根据权利要求1所述的一种伺服电机驱动的槽凸轮式微流量柱塞泵，其特征在于：所述的配油盘(7)上设有2个吸液槽(8)和2个排液槽(13)，在吸液槽(8)的底部开有环形吸液流道(12)，在排液槽(13)的底部开有环形排液流道(10)，吸液槽(8)的底部通过配油盘(7)上的吸液孔(9)与环形吸液流道(12)连通，排液槽(13)的底部通过配油盘(7)上的排液孔(11)与环形排液流道(10)连通，泵体(6)上设有与环形吸液流道(12)连通的吸液口(P)，以及与环形排液流道(10)连通的排油口(A)。
3.根据权利要求1所述的一种伺服电机驱动的槽凸轮式微流量柱塞泵，其特征在于：所述的伺服电机(1)结合槽凸轮(18)的曲线进行调速，改变转速大小和波动，实时调节泵的输出流量，并维持输出流量稳定。
CN201610954125.7A 2016-11-03 2016-11-03 一种伺服电机驱动的槽凸轮式微流量柱塞泵 Expired - Fee Related CN106499608B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610954125.7A CN106499608B (zh) 2016-11-03 2016-11-03 一种伺服电机驱动的槽凸轮式微流量柱塞泵

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610954125.7A CN106499608B (zh) 2016-11-03 2016-11-03 一种伺服电机驱动的槽凸轮式微流量柱塞泵

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN106499608A true CN106499608A (zh) 2017-03-15
CN106499608B CN106499608B (zh) 2018-04-17

Family

ID=58321328

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201610954125.7A Expired - Fee Related CN106499608B (zh) 2016-11-03 2016-11-03 一种伺服电机驱动的槽凸轮式微流量柱塞泵

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN106499608B (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112855527A (zh) * 2021-01-19 2021-05-28 邵玉强 一种变量齿轮泵
WO2023077492A1 (en) * 2021-11-07 2023-05-11 Oms Investments, Inc. Fluid pump

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CH623631A5 (en) * 1978-07-18 1981-06-15 Paul Ernest Rey Rotary piston machine
JPH0783160A (ja) * 1993-09-14 1995-03-28 Tama Seiki Kogyo Kk 無脈動プランジャポンプとその用法
CN2781092Y (zh) * 2005-04-11 2006-05-17 方亮 一种新型内槽凸轮
CN103089562A (zh) * 2013-02-04 2013-05-08 方亮 一种凸轮式柱塞泵
CN104047823A (zh) * 2014-06-12 2014-09-17 陕西科技大学 一种圆柱凸轮驱动的多缸双向柱塞泵
CN203879700U (zh) * 2014-05-20 2014-10-15 西安交通大学 一种步进电机驱动的端面凸轮式微流量柱塞泵

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CH623631A5 (en) * 1978-07-18 1981-06-15 Paul Ernest Rey Rotary piston machine
JPH0783160A (ja) * 1993-09-14 1995-03-28 Tama Seiki Kogyo Kk 無脈動プランジャポンプとその用法
CN2781092Y (zh) * 2005-04-11 2006-05-17 方亮 一种新型内槽凸轮
CN103089562A (zh) * 2013-02-04 2013-05-08 方亮 一种凸轮式柱塞泵
CN203879700U (zh) * 2014-05-20 2014-10-15 西安交通大学 一种步进电机驱动的端面凸轮式微流量柱塞泵
CN104047823A (zh) * 2014-06-12 2014-09-17 陕西科技大学 一种圆柱凸轮驱动的多缸双向柱塞泵

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112855527A (zh) * 2021-01-19 2021-05-28 邵玉强 一种变量齿轮泵
WO2023077492A1 (en) * 2021-11-07 2023-05-11 Oms Investments, Inc. Fluid pump

Also Published As

Publication number Publication date
CN106499608B (zh) 2018-04-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN104379975B (zh) 滑动部件
CN104334938B (zh) 滑动部件
CN106104112B (zh) 滑动部件
US2217796A (en) Pumping apparatus
CN106089621A (zh) 二维锥滚轮活塞泵
CN106499608A (zh) 一种伺服电机驱动的槽凸轮式微流量柱塞泵
CN203879700U (zh) 一种步进电机驱动的端面凸轮式微流量柱塞泵
CN103939311B (zh) 一种采用双列滑阀配油的液压回程径向柱塞泵
CN205895515U (zh) 二维锥滚轮活塞泵
CN105909897B (zh) 一种自动补偿式高压回转接头
CN105649908A (zh) 一种多泵头径向柱塞泵
CN204283775U (zh) 一种多泵头径向柱塞泵
CN206825147U (zh) 一体化磨球机
CN105108018B (zh) 一种实现直线摆动的摆辗机
CN104612963B (zh) 适用于高压场景的转动装置及应用其的机械装置
CN207568675U (zh) 无极可调排量式机油泵
CN108266372B (zh) 一种阀式配流径向柱塞乳化液泵
CN108061167B (zh) 一种可调节流量的流体喷射装置
CN206092286U (zh) 一种壳转式液压马达配流器
CN105889008A (zh) 一种内曲线平面凸轮滚动轴承径向柱塞泵
CN205673870U (zh) 一种高速干切滚齿机用转台
CN208565556U (zh) 自驱动减压油封
CN106194637B (zh) 一种伺服电机直接驱动变量的浮杯式径向柱塞泵
CN109869301A (zh) 一种加药计量泵
CN104612926B (zh) 一种采用端面凸轮传动的斜盘式轴向柱塞泵伺服变量机构

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20180417

Termination date: 20201103