CN108361179A - 端面式蠕动泵 - Google Patents

Abstract

本发明涉及端面式蠕动泵领域，目的在于提供一种能耗小、脉动小、损耗小、精度高、稳定性好的蠕动泵。采用的技术方案是：端面式蠕动泵包括固定件、转动件和泵管，所述转动件和固定件均为同轴布置的圆柱状，中心设有传动轴安装孔，转动件围绕转动轴安装孔设有多个同心的环状沟槽，环状沟槽上端设有滚珠容纳槽，滚珠容纳槽设有滚珠；柱状凹槽底部设有多段圆弧状凹槽，弧状凹槽与上盖上端面的泵管接头相连通。本发明便于面板安装及泵管的更换维护。另外，泵管挤压结构采用滚珠及弧状凹槽设计，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，同时非常有效的改善了低转速条件下的脉动问题，提高液体传输的稳定性。

Description

端面式蠕动泵

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。目前蠕动泵基本都采用侧面挤压式，即利用围绕转动同向放置的多个滚柱对泵管进行挤压从而带动流体的输送。因此，泵管的安装方向都位于转动轴的垂直方向。

在多通道应用领域，传统的蠕动泵只能通过沿转动轴叠加的方式来实现流体多通道输送，此时同一位置纵向重叠安装的泵管不易识别及维护。而多通道的使用也造成蠕动泵在轴向的长度加长，转动轴及延长端过长易出现颤动，容易对驱动器产生损伤，因此需要额外的固定装置。另外，在一些设备集成领域，蠕动泵常采用面板式安装，多通道蠕动泵的泵头过长，不利于安装、携带、使用及维护，同时造成设备空间的浪费。

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：一种端面式蠕动泵，包括转动件、固定件和泵管，所述转动件和固定件均为同轴布置的圆柱状，固定件一侧表面上设置柱状凹槽，所述转动件位于该柱状凹槽内；转动件上均匀设置多个滚珠容纳槽，滚珠容纳槽内设置滚珠，滚珠上部显露于转动件外，多个滚珠容纳槽围绕转动件轴心呈环状分布；固定件上设置圆弧状凹槽，圆弧状凹槽横截面呈圆弧形；滚珠容纳槽与圆弧状凹槽分别位于转动件和固定件的相对表面上且位置相对；所述固定件上设置连通圆弧状凹槽的泵管导孔，泵管导孔至少有两个，且孔口位于固定件的背向转动件的表面上；所述泵管位于滚珠外圈与圆弧状凹槽之间的弧状间隙区域内并从泵管导孔延伸到固定件外。

优选的，所述的泵管导孔相邻两个为一组，并设置多组，每组分别布置泵管。

优选的，所述的滚珠容纳槽、圆弧状凹槽沿转动件轴心设置多层，并相应适配有滚珠、泵管、泵管导孔。

优选的，所述的泵管导孔与圆弧状凹槽衔接处具有沿泵管延伸的弧度、孔口处设置有泵管接头。

优选的，所述滚珠由高精度陶瓷球构成，所述滚珠容纳槽为半球状凹槽。

优选的，所述滚珠容纳槽的半径大于所述滚珠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，在所述滚珠容纳槽底部位置还设有围绕转动件轴心的环状沟槽，环状沟槽与滚珠容纳槽连通，环状沟槽沿转动件的圆周方向是贯通的，所述滚珠上半端裸露于转动件外圈，中间端位于滚珠容纳槽内，滚珠的底端与环状沟槽的底面接触并被其支撑。

优选的，所述滚珠容纳槽剩余的槽壁厚度为1～3mm。

优选的，所述环状沟槽内填充有润滑油或润滑脂。

本发明具有以下有益技术效果：泵管的输入及输出方向均正面垂直于上盖端面，便于面板安装及泵管的更换维护，同时兼具多通道的特点。另外，泵管挤压结构采用滚珠及弧状凹槽设计，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，同时非常有效的改善了低转速条件下的脉动问题，提高液体传输的稳定性。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为图1的右视图。

具体实施方式

结合图1、2所示的蠕动泵，包括转动件2、固定件1和泵管3，所述转动件2和固定件1均为同轴布置的圆柱状，固定件1一侧表面上设置柱状凹槽15以匹配转动件2的外形，所述转动件2位于该柱状凹槽15内。转动件2上均匀设置多个滚珠容纳槽23，所述滚珠容纳槽23例如为半球状凹槽或者U形凹槽。滚珠容纳槽23内设置滚珠24，滚珠24上部显露于转动件2外，多个滚珠容纳槽23围绕转动件2轴心呈环状分布。

相应的，固定件1上设置圆弧状凹槽25，圆弧状凹槽25横截面呈圆弧形；滚珠容纳槽23与圆弧状凹槽25分别位于转动件2和固定件1的相对表面上且位置相对。所述固定件1上设置连通圆弧状凹槽25的泵管导孔12，泵管导孔12至少有两个，且孔口位于固定件1的背向转动件2的表面上。所述泵管3位于滚珠24外圈与圆弧状凹槽25之间的弧状间隙区域内并从泵管导孔12延伸到固定件1外。

这样转动件2转动的时候带动滚珠24滚动，间断的滚珠24不断滚动就间断挤压泵管3，使得泵管3内的流体持续向前输送。泵管3的输入及输出方向均正面垂直于固定件1和转动件2端面，便于固定件1或转动件2的安装及泵管3的更换维护。泵管3挤压结构采用滚珠24及弧状凹槽设计，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3的磨损，同时非常有效的改善了低转速条件下的脉动问题，提高液体传输的稳定性。

同时，这样的结构方便拓展安装多泵管3、实现多通道输送。具体来说，所述的泵管导孔12相邻两个为一组，每组分别布置泵管3。这样可以设置多组，例如图2中为4组8个泵管导孔12。还可以将所述的滚珠容纳槽23、圆弧状凹槽25沿转动件2轴心设置多层，并相应适配有滚珠24、泵管3、泵管导孔12。图2中就是设置了内两圈的结构。所述的泵管导孔12与圆弧状凹槽25衔接处具有沿泵管3延伸的弧度、孔口处设置有泵管接头11。所述圆弧状凹槽25与导出孔12的内径相同，两者交汇处的弧度也可以叫做圆角连接，圆角半径为泵管3外径的1～2倍，使泵管3顺畅延伸，避免折角和磨损。泵管接头11也就是固定在固定件1表面的一端管子，可以是一体加工的也可以是焊接或者螺纹安装的，方便泵管3与其他结构连接，也可以扶持本泵管3，使得管路顺畅，降低流体输送阻力。

所述的转动件2中心设有传动轴安装孔21，转动件2通过传动轴安装孔21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2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21为T型圆孔，也就是传动轴安装孔21横截面为圆形切去边缘部分的样子；这样转动件2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21内的转轴也可以通过减速器再连接到电机的转动轴。

更好的改进是，在所述滚珠容纳槽23底部位置还设有围绕转动件2轴心的环状沟槽22，环状沟槽22与滚珠容纳槽23连通，环状沟槽22沿转动件2的圆周方向是贯通的，所述滚珠24上半端裸露于转动件2外圈，中间端位于滚珠容纳槽23内，滚珠24的底端与环状沟槽22的底面接触并被其支撑。这样有了环状沟槽22后，所述滚珠容纳槽23剩余的槽壁厚度优选为1～3mm。所述环状沟槽22内填充有润滑油或润滑脂，起到更好的润滑效果。

所述滚珠24的底端与环状沟槽22底面接触并被其支撑。所述环状沟槽22内填充有润滑油或润滑脂。滚珠24放置于滚珠容纳槽23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22点接触。这样滚珠24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，滚珠24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滚珠24，滚珠24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22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，避免对滚珠容纳槽23底部的球面加工。

所述滚珠24最好由表面光滑度高且耐腐蚀的高精度陶瓷球构成，所述滚珠容纳槽23的半径大于所述滚珠24约0.1～0.15mm。以降低转动过程中摩擦所带来的能量损失，同时最大限度降低滚珠24对泵管3挤压过程中所带来的泵管3磨损。有了环状沟槽22之后，所述滚珠容纳槽23剩余的壁厚高度约为1～3mm；也就是说与环状沟槽22相贯后，滚珠容纳槽23只剩下薄壁，该薄壁厚度约为1～3mm。这样使得所述滚珠24的中心与所述滚珠容纳槽23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，便于泵管3安装。

本发明提供端面式蠕动泵安装使用方式，步骤包括：

步骤1、端面式蠕动泵安装：将所述转动件2通过传动轴安装孔21间接或直接固定安装于驱动器转动轴，转动件2可以在转动轴带动下转动。固定件1通过固定孔14直接或间接固定。转动件2位于固定件1的柱状凹槽15内，转动件2表面滚珠容纳凹槽23与上盖圆弧状凹槽2525在圆周方向相对应。

步骤2、泵管3安装：启动驱动器，转动件2在驱动器带动下转动。将一定长度的泵管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12的直径。将未连接接头的泵管3一端从其中的一个泵管接头11手动插入，此时泵管3将沿着泵管导入孔12伸入至圆弧状凹槽25，当泵管3接触到滚珠24时停止手动插入。滚珠24对接触到的泵管3部分产生挤压，并随着转动件2的转动带动泵管3在圆弧状凹槽25延伸；

在同一组的泵管导出孔12处用一个前端具有弧形的金属杆或金属管沿着泵管导出孔12的弧度伸入进去，最后插入到泵管3内，使得泵管沿着该金属杆或金属管钻出泵管导出孔12，完成泵管3的安装。

步骤3、泵管3移除：移除泵管3端口的接头，泵管3将在转动件2的带动下从圆弧状凹槽25及泵管导入孔12中移出。

Claims (10)

1.一种端面式蠕动泵，包括转动件、固定件和泵管，其特征在于：所述转动件和固定件均为同轴布置的圆柱状，固定件一侧表面上设置柱状凹槽，所述转动件位于该柱状凹槽内；转动件上均匀设置多个滚珠容纳槽，滚珠容纳槽内设置滚珠，滚珠上部显露于转动件外，多个滚珠容纳槽围绕转动件轴心呈环状分布；固定件上设置圆弧状凹槽，圆弧状凹槽横截面呈圆弧形；滚珠容纳槽与圆弧状凹槽分别位于转动件和固定件的相对表面上且位置相对；所述固定件上设置连通圆弧状凹槽的泵管导孔，泵管导孔至少有两个，且孔口位于固定件的背向转动件的表面上；所述泵管位于滚珠外圈与圆弧状凹槽之间的弧状间隙区域内并从泵管导孔延伸到固定件外。

2.根据权利要求1所述的端面式蠕动泵，其特征在于：所述的泵管导孔相邻两个为一组，并设置多组，每组分别布置泵管。

3.根据权利要求1或2所述的端面式蠕动泵，其特征在于：所述的滚珠容纳槽、圆弧状凹槽沿转动件轴心设置多层，并相应适配有滚珠、泵管、泵管导孔。

4.根据权利要求3所述的端面式蠕动泵，其特征在于：所述的泵管导孔与圆弧状凹槽衔接处具有沿泵管延伸的弧度、孔口处设置有泵管接头。

5.根据权利要求4所述的端面式蠕动泵，其特征在于：所述滚珠由高精度陶瓷球构成，所述滚珠容纳槽为半球状凹槽。

6.根据权利要求5所述的端面式蠕动泵，其特征在于：所述滚珠容纳槽的半径大于所述滚珠0.1～0.15mm。

7.根据权利要求5所述的端面式蠕动泵，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。

8.根据权利要求3所述的端面式蠕动泵，其特征在于：在所述滚珠容纳槽底部位置还设有围绕转动件轴心的环状沟槽，环状沟槽与滚珠容纳槽连通，环状沟槽沿转动件的圆周方向是贯通的，所述滚珠上半端裸露于转动件外圈，中间端位于滚珠容纳槽内，滚珠的底端与环状沟槽的底面接触并被其支撑。

9.根据权利要求8所述的端面式蠕动泵，其特征在于：所述滚珠容纳槽剩余的槽壁厚度为1～3mm。

10.根据权利要求7所述的端面式蠕动泵，其特征在于：所述环状沟槽内填充有润滑油或润滑脂。