CN108087230A - 电磁驱动柱塞泵 - Google Patents
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Abstract
本发明适用于柱塞泵设计技术领域，提供了一种电磁驱动柱塞泵，包括壳体、柱塞、固定电磁组件、滑动电磁组件、连接杆、第一限位开关、第二限位开关、三相电换向器和处理器；固定电磁组件固定安装在壳体的内侧，固定电磁组件的表面设有滑动轨道，滑动电磁组件安装在固定电磁组件表面的滑动轨道上，滑动电磁组件可在滑动轨道上滑动，滑动电磁组件连接连接杆一端，连接杆的另一端连接柱塞，柱塞位于壳体内部，第一限位开关和第二限位开关分别固定安装在固定电磁组件两端的表面上；第一限位开关、第二限位开关、三相电换向器均连接处理器，三相电换向器分别连接外部电源和固定电磁组件。本装置具有结构简单、体积小、能够在井下使用的特点。
Description
技术领域
本发明属于柱塞泵设计技术领域，尤其涉及一种电磁驱动柱塞泵。
背景技术
柱塞泵是一种常见的用于输送液体的容积泵，其工作时是通过柱塞在缸体中的往复运动，使密封工作腔的容积发生变化来实现抽取和排出液体，具有工作效率高，额定压力高的特点，广泛应用于高压、大流量的场合。
但是，现有的柱塞泵大多是通过旋转电机、减速器、曲轴、曲柄连杆机构的组合传动装置或者是旋转电机、凸轮机构、弹簧的组合传动装置来驱动柱塞往复运动的，这种驱动方式结构复杂，体积大，不适用于结构的轻小型化，且无法在井下使用。
发明内容
本发明要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，提供一种电磁驱动柱塞泵，解决传统柱塞泵结构复杂、体积大、无法在井下使用的问题，具有结构简单、体积小、能够在井下使用的特点。
为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：一种电磁驱动柱塞泵，包括壳体、柱塞、固定电磁组件、滑动电磁组件、连接杆、第一限位开关、第二限位开关、三相电换向器和处理器；
所述壳体上设有出液口和进液口，所述固定电磁组件固定安装在所述壳体的内侧，所述固定电磁组件的表面设有滑动轨道，所述滑动电磁组件安装在所述固定电磁组件表面的滑动轨道上，所述滑动电磁组件可在所述滑动轨道上滑动，所述滑动电磁组件连接所述连接杆一端，所述连接杆的另一端连接所述柱塞，所述柱塞位于所述壳体内部，所述第一限位开关和所述第二限位开关分别固定安装在所述固定电磁组件两端的表面上；
所述第一限位开关、所述第二限位开关、所述三相电换向器均连接所述处理器，所述三相电换向器分别连接外部电源和所述固定电磁组件，外部电源通过所述三相电换向器为所述固定电磁组件提供电源使所述固定电磁组件产生磁场，所述处理器接收所述第一限位开关和所述第二限位开关的信号控制所述三相电换向器改变输出电的相序。
进一步地，电磁驱动柱塞泵还包括两个密封圈，两个所述密封圈分别固定安装在所述柱塞两端。
进一步地，电磁驱动柱塞泵还包括两个防撞器，两个所述防撞器均固定安装在所述固定电磁组件的表面，两个所述防撞器分别位于所述第一限位开关和所述第二限位开关的侧部。
进一步地，所述出液口和所述进液口位于所述壳体的同一侧，所述出液口和所述进液口处均安装有一个单向导通阀。
进一步地，所述进液口为若干个，所述进液口围绕所述出液口周围均匀分布。
进一步地，所述固定电磁组件内部设有铁芯和三相电线圈绕组，所述三相电线圈绕组围着所述铁芯缠绕，所述三相电线圈绕组连接所述三相电换向器。
进一步地，所述滑动电磁组件内部设有若干个固定排列的闭合线框。
进一步地，所述滑动电磁组件和所述连接杆的连接方式为焊接或铰接。
进一步地，所述处理器和所述三相电换向器均固定安装在所述壳体内部，所述壳体设有线孔，连接所述三相电换向器的线缆通过线孔和外部电源连接。
进一步地，所述线孔处安装有密封圈。
采用上述技术方案所产生的有益效果在于：本发明通过设计电磁驱动柱塞泵，包括壳体、柱塞、固定电磁组件、滑动电磁组件、连接杆、第一限位开关、第二限位开关、三相电换向器和处理器；壳体上设有出液口和进液口，固定电磁组件固定安装在壳体的内侧，固定电磁组件的表面设有滑动轨道，滑动电磁组件安装在固定电磁组件表面的滑动轨道上，滑动电磁组件可在滑动轨道上滑动，滑动电磁组件连接连接杆一端，连接杆的另一端连接柱塞，柱塞位于壳体内部，第一限位开关和第二限位开关分别固定安装在固定电磁组件两端的表面上；第一限位开关、第二限位开关、三相电换向器均连接处理器，三相电换向器分别连接外部电源和固定电磁组件，外部电源通过三相电换向器为固定电磁组件提供电源使固定电磁组件产生磁场，处理器接收第一限位开关和第二限位开关的信号控制三相电换向器改变输出电的相序。电磁柱塞泵工作时，外部电源通过三相电换向器为固定电磁组件进行供电，固定电磁组件产生磁场，滑动电磁组件位于磁场之中，在磁场的作用下，滑动电磁组件沿着固定电磁组件表面上的滑动轨道滑动，当滑动电磁组件碰触到第一限位开关或第二限位开关时，第一限位开关或第二限位开关动作，处理器检测到第一限位开关或第二限位开关信号控制三相电换向器改变输出电能的相序，使固定电磁组件产生相反的磁场，滑动电磁组件沿着相反方向运动，通过此种技术手段实现滑动电磁组件在滑动轨道上做往复运动，滑动电磁组件往复运动带动柱塞往复运动，由此电磁柱塞泵通过进液口将外部液源抽入柱塞泵内，通过出液口将柱塞泵内的液体排除，实现液体的输送。本设计中的装置相比于现有的柱塞泵结构更加简单，易实现小型化；同时本装置通过柱塞将控制部分和液体容积部分进行分离，可在井下使用。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例提供的电磁驱动柱塞泵的结构示意图；
图2是本发明实施例提供的电磁驱动柱塞泵的原理框图。
图中：1、出液口；2、进液口；3、壳体；4、柱塞；5、连接杆；6、滑动电磁组件；7、固定电磁组件；8、第一限位开关；9、第二限位开关；10、处理器；11、三相电换向器；12、防撞器；13、密封圈。
具体实施方式
以下描述中，为了说明而不是为了限定，提出了诸如特定系统结构、技术之类的具体细节，以便透彻理解本发明实施例。然而，本领域的技术人员应当清楚，在没有这些具体细节的其它实施例中也可以实现本发明。在其它情况中，省略对众所周知的系统、装置、电路以及方法的详细说明，以免不必要的细节妨碍本发明的描述。
为了说明本发明所述的技术方案，下面通过具体实施例来进行说明。
如图1和图2所示，分别为本发明实施例提供的电磁驱动柱塞泵的结构示意图和原理框图，电磁驱动柱塞泵包括壳体3、柱塞4、固定电磁组件7、滑动电磁组件6、连接杆5、第一限位开关8、第二限位开关9、三相电换向器11和处理器10；壳体3上设有出液口1和进液口2，固定电磁组件7固定安装在壳体3的内侧，固定电磁组件7的表面设有滑动轨道，滑动电磁组件6安装在固定电磁组件7表面的滑动轨道上，滑动电磁组件6可在滑动轨道上滑动，滑动电磁组件6连接连接杆5一端，连接杆5的另一端连接柱塞4，柱塞4位于壳体3内部，第一限位开关8和第二限位开关9分别固定安装在固定电磁组件7两端的表面上；第一限位开关8、第二限位开关9、三相电换向器11均连接处理器10，三相电换向器11分别连接外部电源和固定电磁组件7，外部电源通过三相电换向器11为固定电磁组件7提供电源使固定电磁组件7产生磁场，处理器10接收第一限位开关8和第二限位开关9的信号控制三相电换向器11改变输出电的相序。
电磁柱塞泵工作时，外部电源通过三相电换向器11为固定电磁组件7进行供电，固定电磁组件7产生磁场，滑动电磁组件6位于磁场之中，在磁场的作用下，滑动电磁组件6沿着固定电磁组件7表面上的滑动轨道滑动，当滑动电磁组件6碰触到第一限位开关8或第二限位开关9时，第一限位开关8或第二限位开关9动作，处理器10检测到第一限位开关8或第二限位开关9信号控制三相电换向器11改变输出电能的相序，使固定电磁组件7产生相反的磁场，滑动电磁组件6沿着相反方向运动，通过此种技术手段实现滑动电磁组件6在滑动轨道上做往复运动，滑动电磁组件6往复运动带动柱塞4往复运动，由此电磁柱塞泵通过进液口2将外部液源抽入柱塞泵内，通过出液口1将柱塞泵内的液体排除，实现液体的输送。本设计中的装置相比于现有的柱塞泵结构更加简单，易实现小型化；同时本装置通过柱塞4将控制部分和液体容积部分进行分离，可在井下使用。
本发明的一个实施例中，固定电磁组件7内部设有铁芯和三相电线圈绕组，三相电线圈绕组围着铁芯缠绕，三相电线圈绕组连接三相电换向器11。在固定电磁组件7的内部设有铁芯和按一定规律缠绕的三相电线圈绕组，当三相电线圈绕组通电时会在固定电磁组件7表面产生磁场，该磁场沿着滑动轨道方向呈正弦分布，且沿着滑动轨道方向平行移动，固定电磁组件7内部缠绕的三相电线圈绕组的排列方式、匝数、电流大小与柱塞泵的流量和扬程有关。
本发明的一个实施例中，滑动电磁组件6内部设有若干个固定排列的闭合线框，在固定电磁组件7所产生的平行移动的正弦磁场作用下，滑动电磁组件6内部的闭合线框中将产生感应电流，感应电流受磁场作用将产生电磁推力，推动滑动电磁组件6沿着固定电磁组件7表面的滑动轨道滑动。
本发明的一个实施例中，滑动电磁组件6通过焊接或者铰接的方式与柱塞4连接杆5相连；滑动电磁组件6沿着滑动轨道滑动时将通过连接杆5驱动柱塞4沿着柱塞泵壳体3运动。
当柱塞4沿着柱塞泵壳体3向下运动时，柱塞4和柱塞泵壳体3之间的密闭工作腔容积将会增大，压力减小，这时液体将通过进液口2进入柱塞泵密闭工作腔；当柱塞4沿着柱塞泵壳体3向上移动式，柱塞4和柱塞泵壳体3之间的密闭工作腔容积将会减小，压力增大，这时液体通过出液口1排出。
本发明的一个实施例中，出液口1和进液口2位于壳体3的同一侧，出液口1和进液口2处均安装有一个单向导通阀，进液口2为若干个，进液口2围绕出液口1周围均匀分布。通过此种设计能够保证进液口2只能允许液体进入，出液口1只能允许液体排出，提高了柱塞泵工作的稳定性。
本发明的一个实施例中，还包括两个防撞器12，两个防撞器12均固定安装在固定电磁组件7的表面，两个防撞器12分别位于第一限位开关8和第二限位开关9的侧部。
当滑动电磁组件6向上运动经过第一限位开关8时，第一限位开关8被触动，将向处理器10发出位置反馈信号，处理器10接收到第一限位开关8反馈的位置信号后将向三相电换向器11发出控制信号，三相电换向器11改变固定电磁组件7内部的三相电线圈绕组的相序，使得固定电磁组件7表面产生的正弦磁场向反方向平移，这样滑动电磁组件6内部的闭合线框受力方向也随之改变，滑动电磁组件6将向反方向运动。同理，当滑动电磁组件6向下运动经过第二限位开关9时也会换向，由此来实现柱塞4的往复运动。
第一限位开关8和第二限位开关9在固定电磁组件7上下两端的位置设置要求为，当柱塞4向上运动时要及时换向，避免柱塞4撞上柱塞泵壳体3的上端面，当柱塞4向下运动时要及时换向，避免柱塞4撞上固定电磁组件7的上部；设置在固定电磁组件7上下两端的防撞器12可以起到防护作用，避免柱塞4与柱塞泵壳体3上端面或固定电磁组件7上部发生意外碰撞。
本发明的一个实施例中，还包括两个密封圈13，两个密封圈13分别固定安装在柱塞4两端。
在柱塞4的上下两端均设有O型密封圈，可以防止柱塞泵密闭工作腔内的液体通过柱塞4和柱塞泵壳体3之间的缝隙泄漏到柱塞泵壳体3下部，对安装在柱塞泵壳体3下部内的电气元件进行防水保护。
本发明的一个实施例中，处理器10和三相电换向器11均固定安装在壳体3内部，壳体3设有线孔，连接三相电换向器11的线缆通过线孔和外部电源连接，线孔处安装有密封圈。
以上所述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，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种电磁驱动柱塞泵，其特征在于，包括壳体(3)、柱塞(4)、固定电磁组件(7)、滑动电磁组件(6)、连接杆(5)、第一限位开关(8)、第二限位开关(9)、三相电换向器(11)和处理器(10)；
所述壳体(3)上设有出液口(1)和进液口(2)，所述固定电磁组件(7)固定安装在所述壳体(3)的内侧，所述固定电磁组件(7)的表面设有滑动轨道，所述滑动电磁组件(6)安装在所述固定电磁组件(7)表面的滑动轨道上，所述滑动电磁组件(6)可在所述滑动轨道上滑动，所述滑动电磁组件(6)连接所述连接杆(5)一端，所述连接杆(5)的另一端连接所述柱塞(4)，所述柱塞(4)位于所述壳体(3)内部，所述第一限位开关(8)和所述第二限位开关(9)分别固定安装在所述固定电磁组件(7)两端的表面上；
所述第一限位开关(8)、所述第二限位开关(9)、所述三相电换向器(11)均连接所述处理器(10)，所述三相电换向器(11)分别连接外部电源和所述固定电磁组件(7)，外部电源通过所述三相电换向器(11)为所述固定电磁组件(7)提供电源使所述固定电磁组件(7)产生磁场，所述处理器(10)接收所述第一限位开关(8)和所述第二限位开关(9)的信号控制所述三相电换向器(11)改变输出电的相序。
2.根据权利要求1所述的电磁驱动柱塞泵，其特征在于，还包括两个密封圈(13)，两个所述密封圈(13)分别固定安装在所述柱塞(4)两端。
3.根据权利要求1所述的电磁驱动柱塞泵，其特征在于，还包括两个防撞器(12)，两个所述防撞器(12)均固定安装在所述固定电磁组件(7)的表面，两个所述防撞器(12)分别位于所述第一限位开关(8)和所述第二限位开关(9)的侧部。
4.根据权利要求1所述的电磁驱动柱塞泵，其特征在于，所述出液口(1)和所述进液口(2)位于所述壳体(3)的同一侧，所述出液口(1)和所述进液口(2)处均安装有一个单向导通阀。
5.根据权利要求1所述的电磁驱动柱塞泵，其特征在于，所述进液口(2)为若干个，所述进液口(2)围绕所述出液口(1)周围均匀分布。
6.根据权利要求1所述的电磁驱动柱塞泵，其特征在于，所述固定电磁组件(7)内部设有铁芯和三相电线圈绕组，所述三相电线圈绕组围着所述铁芯缠绕，所述三相电线圈绕组连接所述三相电换向器(11)。
7.根据权利要求1所述的电磁驱动柱塞泵，其特征在于，所述滑动电磁组件(6)内部设有若干个固定排列的闭合线框。
8.根据权利要求1所述的电磁驱动柱塞泵，其特征在于，所述滑动电磁组件(6)和所述连接杆(5)的连接方式为焊接或铰接。
9.根据权利要求1所述的电磁驱动柱塞泵，其特征在于，所述处理器(10)和所述三相电换向器(11)均固定安装在所述壳体(3)内部，所述壳体(3)设有线孔，连接所述三相电换向器(11)的线缆通过线孔和外部电源连接。
10.根据权利要求9所述的电磁驱动柱塞泵，其特征在于，所述线孔处安装有密封圈。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| CB02 | Change of applicant information |
Address after: 050051 No. 81, cooperation Road, Shijiazhuang, Hebei Applicant after: Hebei Mechanical Research and Design Institute Co.,Ltd. Address before: 050051 No. 81, cooperation Road, Shijiazhuang, Hebei Applicant before: MECHANICAL SCIENCE RESEARCH & DESIGN INSTITUTE OF HEBEI PROVINCE |
|
| CB02 | Change of applicant information |