CN110030172B - 一种可精确计量的多泵头恒流泵自动化系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种可精确计量的多泵头恒流泵自动化系统，属于化工器械领域，所述系统包括恒流泵和称重装置，恒流泵与称重装置由通信线连接。所述恒流泵包括箱体，所述箱体内设有伺服电机、驱动器、PLC控制器、泵体，所述称重装置包括称台和称重模块，所述称重模块与伺服电机的信号都经PLC控制器控制，在箱体外安装有触摸屏实现交互控制，本发明高精度、高智能、耐高压、低脉冲、可记忆，能够连续定量低脉冲输出液体，设计流量大，可以接触介质材料耐强酸强碱等有机溶剂的腐蚀蚀。

Description

一种可精确计量的多泵头恒流泵自动化系统

技术领域

本发明属于化工器械领域，特别涉及一种可精确计量的多泵头恒流泵自动化系统。

背景技术

恒流泵广泛应用于石油化工、医药化工、染料化工、农药化工及各种化学反应等各个领域。恒流泵精准、耐用、输送流量稳定，连续可调有较高的压力和扬程，而且输送物质不与外界接触，防止污染，各种流量加液抽液，有微量输送，也可作小型罐装用。目前为止人们对恒流泵进行了许多深入的研究，取得了不少技术成果，如CN105986985A公开了一种恒流泵装置，包括柱塞筒，在柱塞筒内往复运动的柱塞，柱塞将柱塞筒分隔为密闭的第一腔室和第二腔室，以及分别与第一腔室和第二腔室相连的第一换向阀和第二换向阀。其中，第一换向阀与第二换向阀并联后一端与外部进液口相连通，另一端与外部出液口相连通。本发明能够实现双向连续恒流，同时还能实现在动态恒压流动系统中，对多个通道进行双向连续恒流。

CN105986985A公开了一种恒压恒流泵，能够实现压力、流量稳定控制。两套液体输出装置交替运行，可以实现压力液体的连续输出；在一套液体输出装置处于运行状态时，通过控制器控制另一套液体输出装置的压力与压力液体保持相等，在两套液体输出装置切换时，因无压力差，从而保证了整体输出压力的平稳。

CN109538439A公开了一种液相色谱仪高压恒流泵，包括泵体和泵盖，泵盖的前侧壁设有前面板，泵体安装于前面板上，泵体内设有伺服电机、凸轮、以及进液口和出液口，伺服电机的输出轴连接凸轮，进而驱动凸轮转动，进液口上连接有进液软管，出液口上连接有流量计，流量计的另一端口连接有出液软管；前面板上设有触摸屏，触摸屏内设有电源开关按键、分装按键和数据显示屏；泵盖内设有控制器，泵盖外设有脚踏开关，脚踏开关为电接触开关，电源开关按键、分装按键、脚踏开关和流量计分别连接控制器，控制器分别连接伺服电机和数据显示屏。本发明可实现对恒流泵的出液进行稳定地分装，减少了人工的工作量，操作轻松，并且工作稳定性好。

以上所述，现有技术中公开了多种不同类型的恒流泵装置，不能实现连续精准进行计量，不能够连续定量低脉冲输出液体，缺少与其他系统结合的多功能性，开放控制接口可与其它自控系统通信，实时监控流量调整流速及偏差报警。

发明内容

为了克服以上所述的技术问题，本发明人对此进行了深入研究，在付出了大量创造性劳动后，提供一种不同于现有技术方案的一种可精确计量的多泵头恒流泵自动化系统，本发明高精度、高智能、耐高压、低脉冲、可记忆，能够连续定量低脉冲输出液体，设计流量大，可以接触介质材料耐强酸强碱等有机溶剂的腐蚀。

本发明提供了的技术方案具体为，一种可精确计量的多泵头恒流泵自动化系统，包括恒流泵和称重装置，所述恒流泵和称重装置由通信线连接。

恒流泵包括箱体，所述箱体内设有伺服电机、驱动器、PLC控制器、泵体，称重装置包括称台和称重模块，称重模块设置在称台下方，所述箱体外设置有航空插头，所述称台与航空插头由通信线连接。称重模块与伺服电机的信号都经PLC控制器控制，驱动器控制伺服电机与PLC控制器的通信。在箱体外安装有触摸屏实现交互控制，所述触摸屏设有显示屏和电源开关。

所述伺服电机上装有小同步带轮，所述泵体上装有轴承，两端轴承之间装有曲轴，所述曲轴上装有大同步带轮，大、小同步带轮由同步带驱动将伺服电机的动力驱动到曲轴，所述曲轴上装有多个凸轮，所述凸轮上装有连杆，所述连杆上装有柱塞，所述柱塞前端装有泵头，所述泵头固定在箱体外侧。

所述泵头上下分别装有上单向阀与下单向阀，所述泵头的上单向阀通过高压波纹软管与上横条的接口连接，所述泵头的下单向阀通过高压波纹软管与下横条的接口连接，所述上横条、下横条分别上下相对固定在箱体外，上下横条上有多个接口，每个接口相通，上横条前端设有出液口，下横条前端设有进液口。

所述上横条后端安装有压力传感器，其反馈信号接入到PLC控制器，在显示屏上设置最高压力上限设置值，当上横条出液口与其相应连接的管道堵塞时压力升高至上限设置值时，PLC控制器会暂停伺服电机运转，直至压力下降至上限以下，可实现异常超压保护。

当柱塞往后退时，下单向阀经柱塞向后的吸力将下单向阀的阀珠打开，液体经泵头的吸力通过进液口、高压波纹管被吸进泵头的腔体内，当柱塞向前推进时，上单向阀的阀珠被泵头腔体内的液体打开，液体通过高压波纹管、出液口被输送到指定地方，以此类推。

可优选的，曲轴上装有多个凸轮根据需求可以增加，当凸轮在最后位置时经曲轴旋转其它凸轮位置相对应为前后变化，当凸轮越多输送出来的液体脉冲会越小。

在显示屏上设定每分钟泵输出流量，当泵运转时PLC控制器通过称重模块反馈信号计算出当前流速与设定流速的偏差值，来实时给伺服电机控制信号，以调整伺服电机的转速，来实现精准计量。

可优选的，所述泵头内孔装有密封圈，所述密封圈与柱塞前端密封。

可优选的，所述柱塞后端和泵体采用直线轴承来导向，大大的提高直线运动的精度，提高了密封圈的使用寿命。

可优选的，所述柱塞、上下单向阀均采用氧化锆陶瓷材质。

可优选的，所述箱体内侧设有冷却风扇，对应箱体外侧设有通风孔。

可优选的，所述箱体内设有线槽。

可优选的，所述泵头有多个，至少为三个。三个泵头，脉冲很小，如果需要更小脉冲可以增加泵头数量。

可优选的，所述称重模块有两块。

本发明的有益效果：

1、高精度，能够连续定量低脉冲输出液体；

2、适用范围广，可用在微化工工艺，各类制备液相，微通道反应器，流化床，固定床，加氢反应器，加药和滴加系统；

3、低脉冲，采用三柱塞结构，密封圈寿命长，柱塞、上单向阀、下单向阀均采用氧化锆陶瓷，耐受性强；

4、高智能，采用PLC控制系统，可与电脑485通信，可自由增加程序和模块；

5、可记忆，流量与压力实时显示，设定可记忆，压力报警、错误报警、远程控制以及短信通知；

6、设计流量大，耐高压，接触介质材料耐强酸强碱等有机溶剂的腐蚀。

附图说明

图1为本发明实施例自动化系统的结构示意图；

图2、图3为本发明实施例中恒流泵的结构示意图；

其中：1、箱体，11、冷却风扇，12、通风口，13、线槽，2、伺服电机，21、大同步带轮，22、小同步带轮，23、同步带，3、驱动器，4、PLC控制器，5、泵体，51、轴承，52、曲轴，53、凸轮，54、连杆，55、柱塞，6、泵头，61、上单向阀，62、下单向阀，63、高压波纹软管，64、上横条，65、下横条，66、出液口，67、压力传感器，68、进液口，7、触摸屏，71、显示屏，72、电源开关，8、称重装置，81、称台，82、称重模块。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。但这些实施方式的用途和目的仅用来例举本发明，并非对本发明的实际保护范围构成任何形式的任何限定，更非将本发明的保护范围局限于此。

如图1和图2所示，一种可精确计量的多泵头恒流泵自动化系统，包括恒流泵和称重装置8，称重装置8包括称台81和两块称重模块82，恒流泵包括箱体1，箱体1内设有伺服电机2、驱动器3、PLC控制器4、泵体5，称重模块82与伺服电机2的信号都经PLC控制器4控制，在箱体1外安装有触摸屏7实现交互控制，触摸屏7设有显示屏71和电源开关72，箱体内侧设有冷却风扇11，对应箱体外侧设有通风孔12，箱体内设有线槽13。

伺服电机2上装有小同步带轮22，泵体5上装有轴承51，两端轴承51之间装有曲轴52，曲轴52上装有大同步带轮21，大同步带轮21、小同步带轮22由同步带23驱动将伺服电机2的动力驱动到曲轴52，曲轴52上装有多个凸轮53，凸轮53上装有连杆54，连杆54上装有柱塞55，柱塞55前端装有泵头6，泵头6数目为三个，泵头6固定在箱体1外侧，泵头6内孔装有密封圈，密封圈与柱塞55前端密封，柱塞55后端和泵体5采用直线轴承51来导向。泵头6上下分别装有上单向阀61与下单向阀62，柱塞55、上单向阀61、下单向阀62均采用氧化锆陶瓷。

泵头6的上单向阀61通过高压波纹软管63与上横条64的接口连接，泵头6的下单向阀62通过高压波纹软管63与下横条65的接口连接，上横条64、下横65条分别上下相对固定在箱体1外，上下横条上有多个接口，每个接口相通，上横条64前端设有出液口66，上横条64后端安装有压力传感器67，下横条65前端设有进液口68。

使用本发明恒流泵时，将物料放在称重模块的称台上，经进液管道与下横条65的进液口68连接，每个接口通过高压波纹软管63与泵头6的下单向阀65连接，随着曲轴52的旋转，柱塞55在前后运动，当柱塞55往后退时，下单向阀65经柱塞55向后的吸力将下单向阀65的阀珠打开，液体经泵头6的吸力通过进液口68、高压波纹管63被吸进泵头6的腔体内，当柱塞55向前推进时，上单向阀61的阀珠被泵头6腔体内的液体打开，液体通过高压波纹管63、出液口66被输送到指定地方。

在显示屏71上设定每分钟泵输出流量，当泵运转时PLC控制器4通过称重模块反馈信号计算出当前流速与设定流速的偏差值，来实时给伺服电机2控制信号，以调整伺服电机2的转速，来实现精准计量。

泵头6的上横条64后端安装的压力变送器67，其反馈信号接入到PLC控制器4，在显示屏71上设置最高压力上限设置值，当上横条64上的出液口66与其相应连接的管道堵塞时堵塞时压力升高至上限设置值时PLC控制器4会暂停伺服电机2运转直至压力下降至上限以下，可实现异常超压保护。

如图3所示，本发明设备实施的具体步骤如下：

S1、设备开机：将设备随带的电源线接到AC220V电源，按下设备右下方的电源开关72按钮可完成开机，开机后显示屏71会进入程序主界面。

S2、设定流速：在开始运行之前需要先设置好运行流速，点击流速输入框会弹出输入流速的界面，在输入流速值后点击“Enter”按钮完成流速设置

S3、上限压力设置：该设置用于保护泵在该压力下正常运行，开机后进入设置主界面，在上限压力右侧输入框内点击进入设置压力值的界面，上限压力值范围，在输入需要的压力后点击“Enter”按钮完成压力设置。

S4、定时关闭：该功能用于设置在指定的时间内运行，达到指定时间后泵会自动停止运行。

设置方法：先点击定时右侧的输入框进入设置定时时间的界面，在输入要定时的值(分钟)后点击“Enter”按钮完成时间设置，然后点击后面的“开启”按钮，再点击“开始运行”时系统会自动计时，达到时间后会自动停止。

S5、开始/停止运行：点击开始运行前先检查流速设置及压力设置是否正常，以及检查管路是否连接完好，然后点击“开始运行”按钮可开始运行，如需停止可点击“停止运行”按钮。

应当理解，这些实施例的用途仅用于说明本发明而非意欲限制本发明的保护范围。此外，也应理解，在阅读了本发明的技术内容之后，本领域技术人员可以对本发明做各种改动、修改和/或变型，所有的这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种可精确计量的多泵头恒流泵自动化系统，其特征在于，包括恒流泵和称重装置，所述恒流泵和称重装置由通信线连接；

包括箱体，所述箱体内设有伺服电机、驱动器、PLC控制器、泵体，所述伺服电机上装有小同步带轮，所述泵体上装有轴承，两端轴承之间装有曲轴，所述曲轴上装有大同步带轮，大、小同步带轮由同步带驱动将伺服电机的动力驱动到曲轴，所述曲轴上装有多个凸轮，所述凸轮上装有连杆，所述连杆上装有柱塞，所述柱塞前端装有泵头，所述泵头固定在箱体外侧；

所述泵头上下分别装有上单向阀与下单向阀，所述泵头的上单向阀通过高压波纹软管与上横条的接口连接，所述泵头的下单向阀通过高压波纹软管与下横条的接口连接，所述上横条、下横条分别上下相对固定在箱体外，上下横条上有多个接口，每个接口相通，所述上横条前端设有出液口，后端安装有压力传感器，所述下横条前端设有进液口；

所述箱体外装有触摸屏，所述触摸屏设有显示屏和电源开关；

所述泵头内孔装有密封圈，所述密封圈与柱塞前端密封；

柱塞后端和泵体采用直线轴承来导向；

所述称重装置包括称台和称重模块，所述称重模块设置在称台下方，所述箱体外设置有航空插头，所述称台与航空插头由通信线连接；当泵运转时PLC控制器通过称重模块反馈信号计算出当前流速与设定流速的偏差值，来实时给伺服电机控制信号，以调整伺服电机的转速，来实现精准计量；

通过将物料放在称重模块的称台上，经进液管道与下横条的进液口连接，每个进液口通过高压波纹软管与泵头的下单向阀连接，随着曲轴的旋转，柱塞在前后运动，当柱塞往后退时，下单向阀经柱塞向后的吸力将下单向阀的阀珠打开，液体经泵头的吸力通过进液口、高压波纹管被吸进泵头的腔体内，当柱塞向前推进时，上单向阀的阀珠被泵头腔体内的液体打开，液体通过高压波纹管、出液口被输送到指定地方；

泵头的上横条后端安装有压力变送器，所述压力变送器的反馈信号接入到PLC控制器，在显示屏上设置最高压力上限设置值，当上横条上的出液口与其相应连接的管道堵塞时压力升高至上限设置值时PLC控制器会暂停伺服电机运转直至压力下降至上限以下。

2.由权利要求1所述的可精确计量的多泵头恒流泵自动化系统，其特征在于，所述柱塞、上下单向阀均采用氧化锆陶瓷材质。

3.由权利要求1所述的可精确计量的多泵头恒流泵自动化系统，其特征在于，所述曲轴设有多个凸轮。

4.由权利要求1所述的可精确计量的多泵头恒流泵自动化系统，其特征在于，所述箱体内侧设有冷却风扇，对应箱体外侧设有通风孔。

5.由权利要求1所述的可精确计量的多泵头恒流泵自动化系统，其特征在于，所述箱体内设有线槽。

6.由权利要求1所述的可精确计量的多泵头恒流泵自动化系统，其特征在于，所述泵头有多个，至少为三个。

7.由权利要求2所述的可精确计量的多泵头恒流泵自动化系统，其特征在于，所述称重模块有两块。