CN107191349A - 一种双柱塞变量泵及其使用方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种双柱塞变量泵，其无需使用阀门就能控制流体介质的进出，避免了使用阀门的响应迟滞，同时流体介质的泵送量精确可控，包括同时设置在一个柱塞套内的可移动的第一柱塞和第二柱塞，所述柱塞套上设置有泵出口和吸入口，所述泵出口和所述吸入口交错设置位于所述柱塞套的两个不同的径向平面内，同时本发明还提供了该双柱塞变量泵的使用方法。

Description

一种双柱塞变量泵及其使用方法
技术领域
本发明涉及一种流体输送用泵技术领域，具体为一种双柱塞变量泵及其使用方法。
背景技术
常见的柱塞泵通常是由单个柱塞在柱塞套内往复运动，引发柱塞套内容积发生变化，从而吸入和压出流体。此类泵需要在流体入口和出口各设置一个阀来控制流体介质的进出，亦即在吸入行程里截断已压出介质的回流，在压出行程里防止已吸入介质回流。但是，不管是普通的单向阀还是动力驱动的旋转阀，在柱塞吸入流体介质完成到压出的行程转换瞬间，阀芯的复位动作都无法做到及时准确，并对已吸入介质的容积产生扰动，导致每一柱塞行程的泵出量与柱塞套内容积变化无法形成恒定的对应关系，也就是说柱塞泵的输出与其工作频率呈非线性关系。
随着柱塞泵运转频率的提高，阀的开闭响应越发变差，泵送高粘度介质时开闭延迟尤为严重，到一定程度时，泵的输出效率将急剧降低，对泵输出流量的精准控制更加困难。
上述情况严重限制了柱塞泵在精确计量场合的应用，同时，大多数使用普通单向阀的各类泵也都面临同样的问题，采用动力驱动旋转阀的情形稍好，但计量精度也不是很高。
发明内容
针对上述问题，本发明提供了一种双柱塞变量泵，其无需使用阀门就能控制流体介质的进出，避免了使用阀门的响应迟滞，同时流体介质的泵送量精确可控，同时本发明还提供了该双柱塞变量泵的使用方法。
其技术方案是这样的：一种双柱塞变量泵，其特征在于：包括同时设置在一个柱塞套内的可移动的第一柱塞和第二柱塞，所述柱塞套上设置有泵出口和吸入口，所述泵出口和所述吸入口交错设置位于所述柱塞套的两个不同的径向平面内。
进一步的，所述第一柱塞和所述第二柱塞分别连接有驱动机构。
进一步的，所述驱动机构能够驱动所述第一柱塞和所述第二柱塞同步运动。
进一步的，所述柱塞套的内径前后保持一致。
进一步的，所述第一柱塞设置在靠近吸入口的一侧，所述第二柱塞设置在靠近泵出口的一侧。
一种如上述的一种双柱塞变量泵的使用方法，其特征在于：包括以下步骤：
步骤S1: 移动第一柱塞和第二柱塞，将第一柱塞的端面和第二柱塞的端面贴合后朝吸入口一侧同步移动第一柱塞和第二柱塞，使得第一柱塞的端面超过吸入口的靠近泵出口一侧的圆周;
步骤S2：保持第一柱塞不动，将第二柱塞朝泵出口移动，随着第二柱塞的移动吸入口被打开，介质通过吸入口被吸入柱塞套中，第二柱塞的端面不超过所述泵出口的靠近吸入口的圆周使得泵出口保持关闭；
步骤S3：朝泵出口同步移动第一柱塞和第二柱塞，使得第二柱塞的端面的超过所述泵出口的靠近吸入口一侧的圆周，泵出口被打开，吸入口被关闭，同时第一柱塞的端面未超过泵出口的远离吸入口一侧的圆周；
步骤S4：保持第二柱塞不动，将第一柱塞朝第二柱塞移动，随着第二柱塞的移动，介质从泵出口被压出，直至第一柱塞的端面和第二柱塞的端面贴合，完成泵送。
进一步的，在步骤S2中，第二柱塞的端面与泵出口的靠近吸入口的圆周之间的距离大于泵出口的直径。
进一步的，在不使用双柱塞变量泵时，移动第一柱塞和第二柱塞，将第一柱塞的端面和第二柱塞的端面移动至泵出口和吸入口之间封闭泵出口和吸入口。
进一步的，双柱塞变量泵的介质的吸入速度的控制因素包括了第一柱塞与吸入口形成的介质入口大小；双柱塞变量泵的介质的泵出速度、泵出压力的控制因素包括了第二柱塞与泵入口形成的介质出口大小。
进一步的，双柱塞变量泵的介质的吸入量和泵出量的的控制因素包括了柱塞套的内径、泵出口和吸入口之间的距离以及步骤2中第二柱塞泵移动的距离。
本发明具柱塞泵有如下优点：
1、柱塞与柱塞套之间的相对运动，实现了吸入口和泵出口的开闭与柱塞的运动同步，省却了额外的单向阀，避免了二者之间的响应迟滞。
2、驱动机构能够控制第一柱塞和第二柱塞的同步运动，使得在吸入口和泵出口开闭的过程中柱塞套中的流体介质容积保持恒定，能够达成精确流体介质的泵送量。
3、流体介质的吸入参数和泵送参数独立可调，无论是泵出量、速度还是泵出压力都具备从零到最大值的宽幅输出特性，大幅度拓展了工程应用范围。
4、建立了泵输出与柱塞运动频率之间的线性关系，为实现精确的流体变流量控制奠定了基础。
附图说明
图1为本发明的双柱塞变量泵的结构示意图；
图2为本发明的双柱塞变量泵的使用方法的流程图。
具体实施方式
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，所描述的实施例仅仅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做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。
见图1，图2，本发明的一种双柱塞变量泵，包括同时设置在一个柱塞套1内的可移动的第一柱塞2和第二柱塞3，柱塞套1呈水平放置，柱塞套1的内径前后保持一致柱塞套1上设置有泵出口4和吸入口5，泵出口4和吸入口5交错设置位于柱塞套1的两个不同的径向平面内，泵出口4设置在柱塞套1一侧的上端，吸入口5设置在柱塞套1另一侧的下端，第一柱塞2设置在靠近吸入口5的一侧，第二柱塞2设置在靠近泵出口4的一侧，第一柱塞2和第二柱塞3分别连接有驱动机构（图中未给出），驱动机构（图中未给出）能够驱动第一柱塞2和第二柱塞3同步运动，在本实施例中，泵出口4和吸入口5的直径一致。
以下具体描述本发明的双柱塞变量泵的使用方法，参见图2，显示了双柱塞变量一个完整的工作循环中所包含的四个步骤，描绘了每一步骤中第一柱塞、第二柱塞与柱塞套之间的相对位置关系和运动轨迹，具体包括以下步骤：
步骤S1:通过驱动机构移动第一柱塞2和第二柱塞3，将第一柱塞2的端面21和第二柱塞3的端面31贴合后朝柱塞套的吸入口一侧同步移动第一柱塞2和第二柱塞3，使得第一柱塞的端面21超过吸入口5的靠近泵出口一侧的圆周61，且与吸入口5的远离泵出口一侧的圆周64齐平，在移动的过程中保持第一柱塞2的端面21和第二柱塞3的端面31贴合；
步骤S2：保持第一柱塞2不动，将第二柱塞3朝泵出口4移动，随着第二柱塞3的移动吸入口5被打开，介质7与泵出口4连通，因柱塞套1内的负压，介质7通过吸入口5被吸入柱塞套1中，第二柱塞3的端面31不超过泵出口4的靠近吸入口5的圆周62使得泵出口3保持关闭，且第二柱塞的端面32与泵出口4的靠近吸入口5的圆周62之间的距离L大于泵出口4的直径d，保证泵出口4和吸入口5不同时接通；
步骤S3：朝泵出口4同步移动第一柱塞2和第二柱塞3，使得第二柱塞3的端面31超过泵出口4的靠近吸入口5一侧的圆周62，且第二柱塞3的端面31与泵出口4的远离吸入口5一侧的圆周63齐平，泵出口4被打开，介质7与泵出口4连通，吸入口5被关闭，同时第一柱塞的端面未超过泵出口4的远离吸入口5一侧的圆周63；
步骤S4：保持第二柱塞3不动，将第一柱塞2朝第二柱塞3移动，随着第二柱塞3的移动，介质7从泵出口4被压出，直至第一柱塞2的端面21和第二柱塞3的端面31贴合，完成泵送。
在不使用双柱塞变量泵时，移动第一柱塞2和第二柱塞3，将第一柱塞的端面21和第二柱塞的端面31移动至泵出口4和吸入口5之间封闭泵出口4和吸入口5，防止介质回流泄漏。
本发明的双柱塞变量泵的介质的吸入速度的控制因素包括了第一柱塞与吸入口形成的介质入口大小，双柱塞变量泵的介质的泵出速度、泵出压力的控制因素包括了第二柱塞与泵入口形成的介质出口大小，双柱塞变量泵的介质的吸入量和泵出量的的控制因素包括了柱塞套的内径、泵出口和吸入口之间的距离以及步骤2中第二柱塞泵移动的距离，介质的吸入量和泵出量可以独立调节，实际使用中，介质的泵出量可以远小于吸入量，实现微量流体泵送，泵出速度也可无极调节。
本发明具柱塞泵有如下优点：
1、柱塞与柱塞套之间的相对运动，实现了吸入口和泵出口的开闭与柱塞的运动同步，省却了额外的单向阀，避免了二者之间的响应迟滞。
2、驱动机构能够控制第一柱塞和第二柱塞的同步运动，使得在吸入口和泵出口开闭的过程中柱塞套中的流体介质容积保持恒定，能够达成精确流体介质的泵送量。
3、流体介质的吸入参数和泵送参数独立可调，无论是泵出量、速度还是泵出压力都具备从零到最大值的宽幅输出特性，大幅度拓展了工程应用范围。
4、建立了泵输出与柱塞运动频率之间的线性关系，为实现精确的流体变流量控制奠定了基础。
以上，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉该技术的人在本发明所揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种双柱塞变量泵，其特征在于：包括同时设置在一个柱塞套内的可移动的第一柱塞和第二柱塞，所述柱塞套上设置有泵出口和吸入口，所述泵出口和所述吸入口交错设置位于所述柱塞套的两个不同的径向平面内。
2.根据权利要求1所述的一种双柱塞变量泵，其特征在于：所述第一柱塞和所述第二柱塞分别连接有驱动机构。
3.根据权利要求1所述的一种双柱塞变量泵，其特征在于：所述驱动机构能够驱动所述第一柱塞和所述第二柱塞同步运动。
4.根据权利要求1所述的一种双柱塞变量泵，其特征在于：所述柱塞套的内径前后保持一致。
5.根据权利要求1所述的一种双柱塞变量泵，其特征在于：所述第一柱塞设置在靠近吸入口的一侧，所述第二柱塞设置在靠近泵出口的一侧。
6.一种权利要求5所述的一种双柱塞变量泵的使用方法，其特征在于：包括以下步骤：
步骤S1: 移动第一柱塞和第二柱塞，将第一柱塞的端面和第二柱塞的端面贴合后朝吸入口一侧同步移动第一柱塞和第二柱塞，使得第一柱塞的端面超过吸入口的靠近泵出口一侧的圆周;
步骤S2：保持第一柱塞不动，将第二柱塞朝泵出口移动，随着第二柱塞的移动吸入口被打开，介质通过吸入口被吸入柱塞套中，第二柱塞的端面不超过所述泵出口的靠近吸入口的圆周使得泵出口保持关闭；
步骤S3：朝泵出口同步移动第一柱塞和第二柱塞，使得第二柱塞的端面的超过所述泵出口的靠近吸入口一侧的圆周，泵出口被打开，吸入口被关闭，同时第一柱塞的端面未超过泵出口的远离吸入口一侧的圆周；
步骤S4：保持第二柱塞不动，将第一柱塞朝第二柱塞移动，随着第二柱塞的移动，介质从泵出口被压出，直至第一柱塞的端面和第二柱塞的端面贴合，完成泵送。
7.根据权利要求1所述的一种双柱塞变量泵的使用方法，其特征在于：在步骤S2中，第二柱塞的端面与泵出口的靠近吸入口的圆周之间的距离大于泵出口的直径。
8.根据权利要求1所述的一种双柱塞变量泵的使用方法，其特征在于：在不使用双柱塞变量泵时，移动第一柱塞和第二柱塞，将第一柱塞的端面和第二柱塞的端面移动至泵出口和吸入口之间封闭泵出口和吸入口。
9.根据权利要求1所述的一种双柱塞变量泵的使用方法，其特征在于：双柱塞变量泵的介质的吸入速度的控制因素包括了第一柱塞与吸入口形成的介质入口大小，双柱塞变量泵的介质的泵出速度、泵出压力的控制因素包括了第二柱塞与泵入口形成的介质出口大小。
10.根据权利要求1所述的一种双柱塞变量泵的使用方法，其特征在于：双柱塞变量泵的介质的吸入量和泵出量的的控制因素包括了柱塞套的内径、泵出口和吸入口之间的距离以及步骤2中第二柱塞泵移动的距离。
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