CN107829919A - 滚珠式蠕动泵及泵管安装方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及输送流体的泵，具体是一种蠕动泵，包括转动件、固定件和泵管，所述转动件为圆盘状，周面设有均匀分布的回转体容纳槽，回转体容纳槽内布置有回转体，所述固定件中心设有转动件保持孔，转动件位于转动件保持孔内，转动件保持孔沿圆周方向设有圆弧状凹槽，圆弧状凹槽横截面呈圆弧形，圆弧状凹槽两端分别连接延伸到固定件外表面的导出孔；转动件上安装的回转体与固定件上的圆弧状凹槽对应，所述泵管位于回转体外圈与圆弧状凹槽之间的弧状间隙区域内并从导出孔延伸到固定件外。转动件转动过程中位于转动件上与圆弧状凹槽对应位置的回转体对泵管产生挤压输运液体。本发明具有尺寸小、能耗小、脉动小、损耗小、精度高、稳定性好等优点。
Description
技术领域
本发明涉及输送流体的泵，具体涉及一种蠕动泵。
背景技术
蠕动泵是一种常用的流体输送装置，其原理是通过对弹性输送软管交替进行挤压和释放来输送流体；具有无污染、精度高、低剪切力、密封性好、维护简单等优点。目前传统的蠕动泵均使用滚柱式挤压结构，由于受材料性能、加工精度等因素的影响，滚柱体积较大，且自身转动会带来较多的能量损失，一般需要较大的转动力矩才能实现对泵管的连续挤压从而达到泵送流体的目的。因此，滚柱式蠕动泵受电机尺寸、滚柱尺寸的影响，很难实现蠕动泵的微型化。
同时，受滚柱表面加工光洁度的影响，滚柱表面与泵管接触时摩擦力较大，会对泵管产生过度拉伸而造成形变，影响流速稳定性，泵管的磨损也较大，影响泵管使用寿命以及泵管使用周期内流体流速的稳定性。另外，在蠕动泵转速较低的场合，由于滚柱尺寸较大，造成相邻滚柱之间的间隔较大，且柱式结构对泵管的挤压程度大，从而造成非常明显的脉动现象。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种蠕动泵，该蠕动泵具有尺寸小、能耗小、脉动小、损耗小、精度高、稳定性好等优点。
为实现上述发明目的，本发明所采用的技术方案是：一种蠕动泵，包括转动件、固定件和泵管，所述转动件为圆盘状，周面设有均匀分布的回转体容纳槽，回转体容纳槽内布置有回转体，回转体的回转轴与转动件的中心轴平行，回转体容纳槽的形状与回转体吻合，回转体上部显露于转动件外；所述固定件中心设有转动件保持孔，转动件位于转动件保持孔内，转动件保持孔沿圆周方向设有圆弧状凹槽，圆弧状凹槽横截面呈圆弧形，圆弧状凹槽两端分别连接延伸到固定件外表面的导出孔；转动件上安装的回转体与固定件上的圆弧状凹槽对应，所述泵管位于回转体外圈与圆弧状凹槽之间的弧状间隙区域内并从导出孔延伸到固定件外。
优选的，所述转动件中心设有用于连接传动轴的传动轴安装孔，所述传动轴安装孔为T型圆孔。
优选的，所述回转体为圆球形，且由高精度陶瓷球构成，所述回转体容纳槽为半球状凹槽。
优选的，所述回转体容纳槽的半径大于所述回转体0.1～0.15mm。
优选的，所述弧状间隙区域两端的直线宽度小于两倍泵管厚度0.1～0.2mm。
优选的，所述圆弧状凹槽与导出孔的内径相同，两者交汇处采用圆角连接，圆角半径为泵管外径的1～2倍。
优选的，所述的圆弧状凹槽包绕转动件外圈的大部分；或者圆弧状凹槽有多段，并均匀排布在转动件外圈，每一段圆弧状凹槽两端分别连接延伸到固定件外表面的导出孔。
优选的，在所述转动件外圈的回转体容纳槽底部位置还设有围绕中心轴的环状沟槽，环状沟槽与回转体容纳槽连通，环状沟槽沿转动件的圆周方向是贯通的，所述回转体上半端裸露于转动件外圈，中间端位于回转体容纳槽内，回转体的底端与环状沟槽的底面接触并被其支撑。
优选的，所述回转体容纳槽的高度为1～3mm。
优选的，所述环状沟槽内填充有润滑油或润滑脂。
相应的，本发明提供所述蠕动泵的泵管装配方法，步骤包括：
步骤1、泵管的一端连接至宝塔式二通接头的一端，二通接头的中心处直径需大于导出孔直径；
步骤2、将未连接二通接头的泵管端头从其中的一个导出孔手动插入，此时泵管将沿着导出孔伸入至圆弧状凹槽，当泵管接触到回转体时停止手动插入；
步骤3、转动转动件，回转体对接触到的泵管部分产生挤压，并随着转动件的转动带动泵管在圆弧状凹槽内延伸前进，最终从圆弧状凹槽的另外一个端口伸出至导出孔并伸出至泵体之外；
步骤4、转动件继续转动，回转体继续带动泵管运动，最终连接二通接头的一端卡在导出孔的外端口，完成蠕动泵管的安装与固定。
本发明具有以下有益效果：转动件转动过程中位于转动件上与圆弧状凹槽对应位置的回转体对泵管产生挤压，带动管体内液体的输运。转动件停止转动则对泵管挤压消失，管内流体停止输送。本发明的回转体无需使用传统蠕动泵中的带有中心轴的滚柱结构，因此可以使用很小尺寸的回转体，回转体之间的布置可以最大限度的接近，从而有效的降低泵管挤压过程中产生的脉动现象。同时转动件的结构及回转体的使用极大降低了泵体转动过程中能量的损耗，有助于蠕动泵的微型化，降低泵管的磨损。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为图1的A-A向视图。
具体实施方式
结合图1、2所示的蠕动泵，包括转动件1和固定件2，所述转动件1为圆盘状也可以称为短的圆柱状，圆盘外圈设有绕中心轴均匀分布的回转体容纳槽13，回转体容纳槽13内布置有回转体14，回转体14的回转轴与转动件1的中心轴平行，回转体容纳槽13的形状与回转体14吻合，回转体14上部显露于转动件1外。所述固定件2中心设有转动件保持孔21，转动件1可以通过转动件保持孔21安装在固定件2中心位置并可绕轴心转动。转动件保持孔21沿圆周方向设有圆弧状凹槽22，圆弧状凹槽22横截面呈圆弧形，圆弧状凹槽22两端分别连接导出孔23，导出孔23延伸到固定件2之外。所述固定件2与所述转动件1之间设有泵管3。转动件1上均匀安装的回转体14与固定件2上的圆弧状凹槽22对应，所述泵管3就位于回转体14外圈与圆弧状凹槽22之间的弧状间隙区域内并从导出孔23延伸到固定件2外，方便用户通过接头定位固定并连接外部液体流路。圆弧状凹槽22横截面并不是几何上的圆弧状，而是为了方便泵管3安装定位的弧形。固定件2可以是整体式结构；也可以是两半结构，由固定孔24固定为一体，便于圆弧状凹槽22加工。
所述的圆弧状凹槽22可以是图1所示的整体呈半圆弧或大半个圆弧状，包绕转动件1外圈的大部分，也就是圆弧超过180°。或者圆弧状凹槽22有多段，并均匀排布在转动件1外圈，每一段圆弧状凹槽22两端分别连接延伸到固定件2外表面的导出孔23(未图示)。这样就可以装配多个泵管3，只要每个泵管3至少与一个回转体14接触即可工作，并实现在一蠕动泵上布置多个独立的流体通路。
所述转动件1中心设有传动轴安装孔11，转动件1通过传动轴安装孔11与电机、液压马达等类似动力器件的转动轴连接固定，工作时转动件1在转动轴带动下进行转动；具体可以采用花键孔和花键配合等连接方式。优选地，所述传动轴安装孔11为T型圆孔，也就是传动轴安装孔11横截面为圆形切去边缘部分的样子；这样转动件1可以通过T型圆孔套接于大多数常用电机的转动轴，不需要额外的连接件，降低能量损失，结构紧凑；如有必要的情况下，传动轴安装孔11内的转轴也可以通过减速器再连接到电机的转动轴。
所述回转体14例如是圆球形、椭圆球形、胶囊形等，如果是椭圆球形和胶囊形则长轴与转动件1的轴心平行。优选为所述转动件1为圆球形，也就是回转体14为一滚珠，滚珠为表面光滑度高且耐腐蚀的高精度陶瓷球，以降低转动过程中摩擦所带来的能量损失，同时最大限度降低回转体14对泵管3挤压过程中所带来的泵管3磨损。所述回转体容纳槽13的半径大于所述回转体14约0.1～0.15mm，有了环状沟槽12之后，所述回转体容纳槽13的高度约为1～3mm；也就是说与环状沟槽12相贯后，回转体容纳槽13只剩下薄壁，该薄壁厚度也就是图中的L约为1～3mm。这样使得所述回转体14的中心与所述回转体容纳槽13的中心基本上处于重合状态。弧状间隙两端的直线宽度小于两倍泵管3厚度0.1～0.2mm。所述圆弧状凹槽22与导出孔23的内径相同，两者交汇处采用圆角连接，圆角半径为泵管3外径的1～2倍。
在所述转动件1外圈的回转体容纳槽13底部位置还设有围绕中心轴的环状沟槽12，环状沟槽12与回转体容纳槽13连通，环状沟槽12沿转动件1的圆周方向是贯通的。所述回转体容纳槽13内设有的回转体14上半端裸露于转动件1外圈，下半端位于环状沟槽12内，中间端位于回转体容纳槽13内。所述回转体14的底端与环状沟槽12的底面接触并被其支撑。所述环状沟槽12内填充有润滑油或润滑脂。回转体14放置于球面凹槽内后可以自由转动，同时被凹槽曲面限制其在圆周方向的位移，在底部与环状沟槽12点接触。回转体14转动时的摩擦小，降低能量损失，降低蠕动泵转动所需扭矩要求，便于泵的微型化及多通道。同时，回转体14无需使用传统蠕动泵中的带有中心轴的滚柱结构，因此可以使用很小尺寸的回转体14，回转体14之间的布置可以最大限度的接近，从而有效的降低泵管3挤压过程中产生的脉动现象。环状沟槽12不仅可以容纳润滑油或润滑脂起到润滑作用，同时加工的时候也可以降低加工精度，避免对回转体容纳槽13底部的球面加工。
本发明的蠕动泵工作原理是：转动件1转动过程中位于转动件1上与圆弧状凹槽22对应位置的回转体14对泵管3产生挤压，带动管体内液体的输运。转动件1停止转动则对泵管3挤压消失，管内流体停止输送。
本发明还提供了本发明蠕动泵的泵管3装配方法，步骤包括：
步骤1、泵管3的一端连接至宝塔式二通接头的一端，二通接头的中心处直径需大于导出孔23直径；
步骤2、将未连接二通接头的泵管3端头从其中的一个导出孔23手动插入，此时泵管3将沿着导出孔23伸入至圆弧状凹槽22，当泵管3接触到回转体14时停止手动插入；
步骤3、转动转动件1，回转体14对接触到的泵管3部分产生挤压，并随着转动件1的转动带动泵管3在圆弧状凹槽22内延伸前进，最终从圆弧状凹槽22的另外一个端口伸出至导出孔23并伸出至泵体之外；
步骤4、转动件1继续转动，回转体14继续带动泵管3运动，最终连接二通接头的一端卡在导出孔23的外端口，完成蠕动泵管3的安装与固定。
需要更换或者取下泵管3时，可移除泵管3端口的二通接头，然后在转动件1的转动下移除泵管3。
Claims (10)
1.一种蠕动泵，包括转动件、固定件和泵管，其特征在于：所述转动件为圆盘状，周面设有均匀分布的回转体容纳槽，回转体容纳槽内布置有回转体，回转体的回转轴与转动件的中心轴平行，回转体容纳槽的形状与回转体吻合，回转体上部显露于转动件外；所述固定件中心设有转动件保持孔，转动件位于转动件保持孔内，转动件保持孔沿圆周方向设有圆弧状凹槽，圆弧状凹槽横截面呈圆弧形，圆弧状凹槽两端分别连接延伸到固定件外表面的导出孔；转动件上安装的回转体与固定件上的圆弧状凹槽对应，所述泵管位于回转体外圈与圆弧状凹槽之间的弧状间隙区域内并从导出孔延伸到固定件外。
2.根据权利要求1所述的蠕动泵，其特征在于：所述回转体为圆球形，且由高精度陶瓷球构成，所述回转体容纳槽为半球状凹槽。
3.根据权利要求2所述的蠕动泵，其特征在于：所述回转体容纳槽的半径大于所述回转体0.1～0.15mm。
4.根据权利要求2所述的蠕动泵，其特征在于：所述弧状间隙区域两端的直线宽度小于两倍泵管厚度0.1～0.2mm。
5.根据权利要求2所述的蠕动泵，其特征在于：所述圆弧状凹槽与导出孔的内径相同，两者交汇处采用圆角连接，圆角半径为泵管外径的1～2倍。
6.根据权利要求2所述的蠕动泵，其特征在于：所述的圆弧状凹槽包绕转动件外圈的大部分；或者圆弧状凹槽有多段，并均匀排布在转动件外圈，每一段圆弧状凹槽两端分别连接延伸到固定件外表面的导出孔。
7.根据权利要求2～6中任意一项所述的蠕动泵，其特征在于：在所述转动件外圈的回转体容纳槽底部位置还设有围绕中心轴的环状沟槽，环状沟槽与回转体容纳槽连通，环状沟槽沿转动件的圆周方向是贯通的，所述回转体上半端裸露于转动件外圈，中间端位于回转体容纳槽内，回转体的底端与环状沟槽的底面接触并被其支撑。
8.根据权利要求7所述的蠕动泵，其特征在于：所述回转体容纳槽的高度为1～3mm。
9.根据权利要求7所述的蠕动泵，其特征在于：所述环状沟槽内填充有润滑油或润滑脂。
10.根据权利要求1～9中任意一项所述蠕动泵的泵管装配方法，步骤包括：
步骤1、泵管的一端连接至宝塔式二通接头的一端，二通接头的中心处直径需大于导出孔直径；
步骤2、将未连接二通接头的泵管端头从其中的一个导出孔手动插入，此时泵管将沿着导出孔伸入至圆弧状凹槽，当泵管接触到回转体时停止手动插入；
步骤3、转动转动件，回转体对接触到的泵管部分产生挤压，并随着转动件的转动带动泵管在圆弧状凹槽内延伸前进，最终使泵管从圆弧状凹槽的另外一个端口伸出至导出孔并伸出至泵体之外；
步骤4、转动件继续转动，回转体继续带动泵管运动，最终泵管连接二通接头的一端卡在导出孔的外端口，完成蠕动泵管的安装与固定。
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