CN110388311A - 一种自维护滚珠式蠕动泵 - Google Patents

一种自维护滚珠式蠕动泵 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种自维护滚珠式蠕动泵,包括固定件、滚珠保持件、转动支撑件和若干个滚珠,在静止状态下,转动支撑件的支撑柱能够在复位弹片的作用下位于滚珠保持件中缺口的中央位置,滚珠位于滚珠支撑面的中心位置并且对设置在至少一根软管保持通道中的软管无挤压作用;在运行状态下,转动支撑件的支撑柱从缺口的中央位置偏移至最左侧或最右侧,滚珠移动至滚珠支撑面的边缘位置并且存在至少一个滚珠对设置在至少一根软管保持通道中的软管具有完全挤压作用。本发明在运行时可自动将滚珠调节至挤压位置,完成对泵管的挤压从而实现泵送液体功能,而在泵停止运行时,又可以自动将滚珠转移至放松位置,避免了对泵管的静止挤压,实现了自维护功能。

Description

一种自维护滚珠式蠕动泵
技术领域
本发明涉及蠕动泵的技术领域,更具体地讲,涉及一种自维护滚珠式蠕动泵。
背景技术
蠕动泵是一种常用的液体输送装置,在液体输运过程中具有较好的稳定性,被大范围应用于需要准确定量及微流速液体输运领域。目前,常用的蠕动泵根据挤压部件的不同有滚柱式和滚珠式两种。其中,滚柱式蠕动泵在运转过程中,作为挤压单元的滚柱需要围绕设置于滚柱中心的中心轴进行转动,很难做到微型化。而滚珠式蠕动泵由于取消了中心的中心轴设置,用滚珠代替传统的滚柱,在微型化、多通道应用领域具有较大的技术优势,并且在微升级别及以下的微流量应用领域,其脉动非常小,稳定性好,弥补了传统蠕动泵无法真正实现微流量连续进样的缺陷。
然而,跟传统蠕动泵一样,滚珠式蠕动泵在静止状态下,滚珠将会对其所接触的泵管部位形成长时间的静止挤压,这种挤压作用将会造成泵管的不可逆的永久性形变,严重时还会造成泵管内部表面的粘连,极大影响了蠕动泵的稳定性及可靠性。在现有技术条件下,静止挤压问题一般均需要利用人工手动进行松管操作,放松挤压件对泵管的挤压,而在使用时有需要人工进行押管操作,费时费力。并且,在一些设备集成应用场合中,这种人工操作方式本来就很难实施。
发明内容
为了解决现有技术中存在的问题,本发明的目的是提供一种能够解决泵管需要频繁进行人工维护问题的自维护滚珠式蠕动泵。
本发明提供了一种自维护滚珠式蠕动泵,所述蠕动泵包括固定件、滚珠保持件、转动支撑件和若干个滚珠,
所述固定件包括底盘、主体和顶盖,所述主体中设置有容纳腔;
所述滚珠保持件通过支撑限位单元可转动地设置在主体的容纳腔中,滚珠保持件的外圈环设有U形槽并且所述U形槽的上下表面具有相对设置的条状曲面凹槽,滚珠保持件的U形槽侧底面设置有与滚珠数量相对应的若干个缺口,所述若干个滚珠设置在U形槽内并且能够自由转动且沿着条状曲面凹槽远离或靠近滚珠保持件的中心轴位置而不脱出;
所述转动支撑件具有中心圆周部以及设置在中心圆周部外周且与滚珠数量相对应的若干个支撑柱,转动支撑件设置在滚珠保持件的中心处并且所述若干个支撑柱分别插入所述滚珠保持件的若干个缺口中,电机的转动轴穿过底盘的中心孔与中心圆周部连接并且能够带动转动支撑件和滚珠保持件一同转动,每根支撑柱的两侧设有复位弹片并且支撑柱能够在缺口内小幅移动,支撑柱的端面为滚珠支撑面并支撑滚珠;
所述固定件的主体中设置有至少一根软管保持通道;
其中,在静止状态下,转动支撑件的支撑柱能够在复位弹片的作用下位于滚珠保持件中缺口的中央位置,滚珠位于滚珠支撑面的中心位置并且对设置在所述至少一根软管保持通道中的软管无挤压作用;在运行状态下,转动支撑件的支撑柱从缺口的中央位置偏移至最左侧或最右侧,滚珠移动至滚珠支撑面的边缘位置并且存在至少一个滚珠对设置在所述至少一根软管保持通道中的软管具有完全挤压作用。
根据本发明自维护滚珠式蠕动泵的一个实施例,所述滚珠支撑面为两侧边缘位置高于中心位置的U形凹曲面,所述支撑柱的直径小于缺口的直径。
根据本发明自维护滚珠式蠕动泵的一个实施例,所述转动支撑件的中心圆周部具有T形中心孔,所述电机的转动轴穿过底盘的中心孔并插入固定在所述T形中心孔内。
根据本发明自维护滚珠式蠕动泵的一个实施例,所述支撑限位单元包括环状槽和支撑限位球,所述环状槽包括相对地设置在顶盖和底盘的内表面上的上环状槽和下环状槽,所述支撑限位球设置在上环状槽与滚珠保持件的上表面之间以及下环状槽与滚珠保持件的下表面之间并且呈满珠分布。
根据本发明自维护滚珠式蠕动泵的一个实施例,所述滚珠保持件和转动支撑件在支撑限位单元的作用下位于主体的容纳腔中央位置,能够围绕中心轴自由转动的同时不会跟固定件接触摩擦。
根据本发明自维护滚珠式蠕动泵的一个实施例,所述滚珠均匀分布在U形槽内且滚珠的数量为4~12颗,软管保持通道的数量为2~4根。
根据本发明自维护滚珠式蠕动泵的一个实施例,所述软管保持通道由位于固定件的主体内侧的圆弧状凹槽和位于所述圆弧状凹槽两端并由主体内侧贯穿至主体外侧的孔状通道组成,其中,所述圆弧状凹槽与滚珠的位置相对应并且滚珠与软管保持通道的圆弧状凹槽之间形成月牙状间隙,软管的被挤压段位于所述月牙状间隙内。
根据本发明自维护滚珠式蠕动泵的一个实施例,所述固定件由底盘、主体和顶盖装配而成,所述底盘上设置有固定孔并且固定件通过底盘上的固定孔安装于电机上。
本发明提供的自维护滚珠式蠕动泵在运行时可自动将滚珠调节至挤压位置,完成对泵管的挤压从而实现泵送液体功能,而在泵停止运行时,又可以自动将滚珠转移至放松位置,避免了对泵管的静止挤压,实现了自维护功能。在保证滚珠式蠕动泵的高稳定、高准确性、高可靠性特性的基础上,又可以有效避免滚珠的静止挤压对泵管造成的变形及损耗问题。本发明解决了目前所有类型的蠕动泵均需要人工手动频繁的对泵管进行维护的技术难题。
附图说明
图1示出了根据本发明示例性实施例的自维护滚珠式蠕动泵的横向剖面结构示意图。
图2示出了根据本发明示例性实施例的自维护滚珠式蠕动泵的纵向剖面结构示意图。
附图标记说明:
1-固定件、11-底盘、111-固定孔、112-中心孔、12-主体、121-软管保持通道、122-容纳腔、13-顶盖、14-环状槽、15-支撑限位球、2-滚珠保持件、21-U形槽、22-缺口、23-条状曲面凹槽、3-转动支撑件、31-支撑柱、32-滚珠支撑面、33-复位弹片、34-T形中心孔、4-滚珠、5-软管、6-电机、61-转动轴。
具体实施方式
本说明书中公开的所有特征,或公开的所有方法或过程中的步骤,除了互相排斥的特征和/或步骤以外,均可以以任何方式组合。
本说明书中公开的任一特征,除非特别叙述,均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即,除非特别叙述,每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。
下面结合附图对本发明的自维护滚珠式蠕动泵进行具体说明。
图1示出了根据本发明示例性实施例的自维护滚珠式蠕动泵的横向剖面结构示意图,图2示出了根据本发明示例性实施例的自维护滚珠式蠕动泵的纵向剖面结构示意图。
如图1和图2所示,根据本发明的示例性实施例,所述自维护滚珠式蠕动泵包括固定件1、滚珠保持件2、转动支撑件3和若干个滚珠4,其中固定件1为提供支承和容纳作用的基础组件,滚珠保持件2用于容纳和安装滚珠4,转动支撑件3与滚珠保持件2配合滚珠4实现对软管5的挤压和复位。
接下来对各组件进行具体说明。具体地,固定件1包括底盘11、主体12和顶盖13,主体12中设置有容纳腔122。优选地,固定件1由底盘11、主体12和顶盖13装配而成,底盘11上设置有固定孔111并且固定件1通过底盘11上的固定孔111安装于电机6上。
滚珠保持件2通过支撑限位单元可转动地设置在主体11的容纳腔122中,滚珠保持件2的外圈环设有U形槽21并且U形槽21的上下表面具有相对设置的条状曲面凹槽23,滚珠保持件2的U形槽21侧底面设置有与滚珠4数量相对应的若干个缺口22,若干个滚珠22设置在U形槽21内并且能够自由转动且沿着条状曲面凹槽23远离或靠近滚珠保持件2的中心轴位置而不脱出。
优选地,本发明的支撑限位单元包括环状槽14和支撑限位球15,环状槽14包括相对地设置在顶盖13和底盘11的内表面上的上环状槽和下环状槽,支撑限位球15设置在上环状槽与滚珠保持件2的上表面之间以及下环状槽与滚珠保持件2的下表面之间并且呈满珠分布,由此形成类似双轴承结构。由此,滚珠保持件2和转动支撑件3在支撑限位单元的作用下位于主体12的容纳腔122中央位置,能够围绕中心轴自由转动的同时不会跟固定件接触摩擦。
转动支撑件3具有中心圆周部以及设置在中心圆周部外周且与滚珠4数量相对应的若干个支撑柱31,转动支撑件3设置在滚珠保持件2的中心处并且若干个支撑柱31分别插入滚珠保持件2的若干个缺口22中,由此转动支撑件3能够带动滚珠保持件2和其中的滚珠4与之一起转动。电机6的转动轴61穿过底盘11的中心孔112与中心圆周部连接并且能够带动转动支撑件3和滚珠保持件2一同转动,每根支撑柱31的两侧设有复位弹片33并且支撑柱能够在缺口22内小幅移动,支撑柱31的端面为滚珠支撑面32并支撑滚珠4。
其中,滚珠支撑面32优选为两侧边缘位置高于中心位置的U形凹曲面,由此能够使滚珠4位于滚珠支撑面的不同位置实现不同的挤压效果。支撑柱31的直径小于缺口22的直径,由此支撑柱31能够在缺口22内小幅移动。
并且,转动支撑件3的中心圆周部可以具有T形中心孔,则电机6的转动轴61穿过底盘1的中心孔112并插入固定在T形中心孔34内,带动转动支撑件3转动。
当转动支撑件3插接安装至滚珠保持件2的中心后,滚珠整体处于滚珠保持件2所设U形槽21上呈均匀分布的条状曲面凹槽22内,可以在条状曲面凹槽内自由转动且可以沿着条状曲面凹槽远离或靠近滚珠保持件2的中心轴位置,并且转动支撑件3所设支撑柱31的滚珠支撑面32与滚珠4接触实现支撑作用。优选地,滚珠4均匀分布在U形槽21内且滚珠4的数量为4~12颗.
并且,固定件1的主体12中设置有至少一根软管保持通道121,软管则安装在软管保持通道121中。优选地,软管保持通道的数量为2~4根。
具体地,软管保持通道121由位于固定件1的主体12内侧的圆弧状凹槽和位于圆弧状凹槽两端并由主体12内侧贯穿至主体12外侧的孔状通道组成,其中,圆弧状凹槽与滚珠4的位置相对应并且滚珠4与软管保持通道121的圆弧状凹槽之间形成月牙状间隙,软管5的被挤压段位于月牙状间隙内,由此能够在滚珠4的挤压作用下实现流体输送。
当转动支撑件3相对于滚珠保持件2在圆周方向产生位移时,滚珠4将处于滚珠支撑面32的不同位置。由于滚珠支撑面为U形凹曲面,因此当转动支撑件3转动时,其支撑柱32相对于滚珠保持件2的缺口22处于中心位置时,滚珠4将处于滚珠支撑面32的中心位置,此时滚珠将最为接近滚珠保持件2的中心轴位置,其对设置在软管保持通道121中的软管5的挤压处于完全放松状态;而当转动支撑件3的支撑柱31处于滚珠保持件2所设缺口22的最左侧或者最右侧时,滚珠4将处于滚珠支撑面32的边沿位置,此时滚珠4将远离中心轴位置,对设置在软管保持通道121中的软管5实现完全挤压。
进一步地,当电机处于静止状态时,转动支撑件3的支撑柱31能够在复位弹片33的作用下位于滚珠保持件2中缺口22的中央位置,此时滚珠4随着滚珠支撑面32下落并也位于滚珠支撑面32的中心位置,此时滚珠4对设置在至少一根软管保持通道121中的软管5无挤压作用,软管被放松且在自身弹力作用下恢复原有尺寸形状。当电机处于运行状态时,转动支撑件3的支撑柱31从缺口22的中央位置偏移至最左侧或最右侧,此时支撑柱31与缺口22的一侧内表面接触,将同步带动滚珠保持件2转动,此时滚珠也将跟随滚珠保持件2一起转动,由于支撑柱31的位置偏移而使滚珠在滚珠支撑面的作用下上升移动至滚珠支撑面32的边缘位置,此时存在至少一个滚珠对设置在至少一根软管保持通道121中的软管5具有完全挤压作用。由此,蠕动泵将处于正常工作状态,软管内的液体将在滚珠的交替挤压下实现输送。
综上所述,本发明通过结构的优化设计,在保证滚珠式蠕动泵的高稳定、高准确性、高可靠性特性的基础上,又可以有效避免滚珠的静止挤压对泵管造成的变形及损耗问题,解决了目前所有类型的蠕动泵均需要人工手动频繁的对泵管进行维护的技术难题。
本发明并不局限于前述的具体实施方式。本发明扩展到任何在本说明书中披露的新特征或任何新的组合,以及披露的任一新的方法或过程的步骤或任何新的组合。

Claims (8)

1.一种自维护滚珠式蠕动泵,其特征在于,所述蠕动泵包括固定件、滚珠保持件、转动支撑件和若干个滚珠,
所述固定件包括底盘、主体和顶盖,所述主体中设置有容纳腔;
所述滚珠保持件通过支撑限位单元可转动地设置在主体的容纳腔中,滚珠保持件的外圈环设有U形槽并且所述U形槽的上下表面具有相对设置的条状曲面凹槽,滚珠保持件的U形槽侧底面设置有与滚珠数量相对应的若干个缺口,所述若干个滚珠设置在U形槽内并且能够自由转动且沿着条状曲面凹槽远离或靠近滚珠保持件的中心轴位置而不脱出;
所述转动支撑件具有中心圆周部以及设置在中心圆周部外周且与滚珠数量相对应的若干个支撑柱,转动支撑件设置在滚珠保持件的中心处并且所述若干个支撑柱分别插入所述滚珠保持件的若干个缺口中,电机的转动轴穿过底盘的中心孔与中心圆周部连接并且能够带动转动支撑件和滚珠保持件一同转动,每根支撑柱的两侧设有复位弹片并且支撑柱能够在缺口内小幅移动,支撑柱的端面为滚珠支撑面并支撑滚珠;
所述固定件的主体中设置有至少一根软管保持通道;
其中,在静止状态下,转动支撑件的支撑柱能够在复位弹片的作用下位于滚珠保持件中缺口的中央位置,滚珠位于滚珠支撑面的中心位置并且对设置在所述至少一根软管保持通道中的软管无挤压作用;在运行状态下,转动支撑件的支撑柱从缺口的中央位置偏移至最左侧或最右侧,滚珠移动至滚珠支撑面的边缘位置并且存在至少一个滚珠对设置在所述至少一根软管保持通道中的软管具有完全挤压作用。
2.根据权利要求1所述的自维护滚珠式蠕动泵,其特征在于,所述滚珠支撑面为两侧边缘位置高于中心位置的U形凹曲面,所述支撑柱的直径小于缺口的直径。
3.根据权利要求1所述的自维护滚珠式蠕动泵,其特征在于,所述转动支撑件的中心圆周部具有T形中心孔,所述电机的转动轴穿过底盘的中心孔并插入固定在所述T形中心孔内。
4.根据权利要求1所述的自维护滚珠式蠕动泵,其特征在于,所述支撑限位单元包括环状槽和支撑限位球,所述环状槽包括相对地设置在顶盖和底盘的内表面上的上环状槽和下环状槽,所述支撑限位球设置在上环状槽与滚珠保持件的上表面之间以及下环状槽与滚珠保持件的下表面之间并且呈满珠分布。
5.根据权利要求4所述的自维护滚珠式蠕动泵,其特征在于,所述滚珠保持件和转动支撑件在支撑限位单元的作用下位于主体的容纳腔中央位置,能够围绕中心轴自由转动的同时不会与固定件接触摩擦。
6.根据权利要求1所述的自维护滚珠式蠕动泵,其特征在于,所述滚珠均匀分布在U形槽内且滚珠的数量为4~12颗,软管保持通道的数量为2~4根。
7.根据权利要求1所述的自维护滚珠式蠕动泵,其特征在于,所述软管保持通道由位于固定件的主体内侧的圆弧状凹槽和位于所述圆弧状凹槽两端并由主体内侧贯穿至主体外侧的孔状通道组成,其中,所述圆弧状凹槽与滚珠的位置相对应并且滚珠与软管保持通道的圆弧状凹槽之间形成月牙状间隙,软管的被挤压段位于所述月牙状间隙内。
8.根据权利要求1所述的自维护滚珠式蠕动泵,其特征在于,所述固定件由底盘、主体和顶盖装配而成,所述底盘上设置有固定孔并且固定件通过底盘上的固定孔安装于电机的端面上。
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