CN111441924A - 平流计量泵 - Google Patents

Abstract

本申请公开了平流计量泵，包括泵体、曲轴、半行程柱塞及全行程柱塞；所述泵体上设置有半行程腔及全行程腔，所述半行程柱塞以及全行程柱塞均滑动安装在泵体上，所述半行程柱塞一端位于半行程腔内，所述全行程柱塞位于所述全行程腔内；本发明具有如下有益效果：通过将全行程泵腔与半行程泵腔的的流量峰值相位互为180度，叠加后脉动大幅减小，流量平稳；且半行程泵腔吸液过程中半行程柱塞会产生一个反向的推力作用在曲轴上，为全行程柱塞泵头排液过程助力，降低能耗。

Description

平流计量泵

技术领域

本发明涉及泵领域，尤其涉及一种平流计量泵。

背景技术

计量泵具有流量精准可调，流量基本不受运行压力的影响，可在高压工况下高精度输送介质等特点，在能源、石化、火电、等行业得到广泛应用。

计量泵是一种容积泵，因此在输送介质时不可避免的存在脉动现象，会引起管路系统的震动，甚至会引发谐振，损坏管路附件。为了减小脉动，主要是在计量泵的进、出管道上安装缓冲器。

目前使用的缓冲器主要由四种结构：空气式、囊式、隔膜式及机械式，四种结构，四种结构都存在弊端：空气式缓冲器内部的气体很快就会溶入液体中而流失，需要经常加注压缩气体；囊式缓冲器的皮囊是橡胶制品，在许多化工溶剂中是不能使用的；隔膜式缓冲器只适用低压工况；机械式缓冲器在高压高速物料冲刷下，零件磨损很快，缓冲效果下降。

发明内容

本发明针对上述问题，提出了一种平流计量泵。

本发明采取的技术方案如下：

一种平流计量泵，包括泵体、曲轴、半行程柱塞及全行程柱塞；

所述泵体上设置有半行程腔及全行程腔，所述半行程柱塞以及全行程柱塞均滑动安装在泵体上，所述半行程柱塞一端位于半行程腔内，所述全行程柱塞位于所述全行程腔内；

所述半行程泵腔上设置有第一单向阀，所述全行程泵腔与半行程泵腔之间设置有第二单向阀，所述全行程泵腔上设置有第三单向阀及进液阀，所述第一单向阀用于控制液体单向流出半行程泵腔，所述第二单向阀用于控制液体由全行程泵腔单向流进半行程泵腔，所述第三单向阀用于控制液体单向流出全行程泵腔，所述进液阀用于控制液体单向流进全行程泵腔；

所述曲轴转动安装在泵体上，所述曲轴上设置有第一曲拐及第二曲拐，所述第一曲拐的偏心量是第二曲拐的偏心量的一半，所述第一曲拐与第二曲拐的相位角相隔180度，所述第一曲拐用于驱动半行程柱塞运动，所述第二曲拐用于驱动全行程柱塞运动。

本第一曲拐与第二曲拐的相位角相隔180度，所以半行程泵腔与全行成泵腔的进出液状态是完全相反的，即全行程泵腔处于进液状态时半行程泵腔处于排液状态，而全行程泵腔处于排液状态时半行程泵腔处于进液状态。这样就实现了全行程泵腔与半行程泵腔的流量峰值相位互为180度，叠加后脉动大幅减小，流量平稳；同时由于半行程柱塞泵头吸液是全行程柱塞泵头排液供给的高压流体，所以半行程泵腔在进液时半行程柱塞产生一个反向推力作用在曲轴上，为全行程柱塞泵头排液过程助力，这个过程就可以大幅降低能耗。

综上所述，本方案中通过将全行程泵腔与半行程泵腔的的流量峰值相位互为180度，叠加后脉动大幅减小，流量平稳；且半行程泵腔吸液过程中半行程柱塞会产生一个反向的推力作用在曲轴上，为全行程柱塞泵头排液过程助力，降低能耗。

可选的，还包括连杆，所述第一曲拐通过连杆驱动半行程柱塞运动，所述第二曲拐通过连杆驱动全行程柱塞运动。

因为曲轴转动是旋转运动，而全行程柱塞与半行程柱塞的运动都是直线运动，所以设置连杆，通过连杆的作用实现曲轴与全行程柱塞及半行程柱塞联动，具体连杆两端都是跟曲轴及全行程柱塞铰接配合在一起的。

可选的，还包括导液管及接头，所述导液管及接头联通所述全行程泵腔及半行程泵腔，且第二单向阀与所述接头或导液管相接。

可选的，还包括排液管，所述第一排液单向阀与第三排液单向阀通过所述排液管联通，所述排液管上开设有排液接口。

可选的，还包括柱塞填料函，所述全行程泵腔及半行程泵腔上均设置有所述柱塞填料函，所述全行程柱塞及半行程柱塞均与柱塞填料函滑动配合在一起。

可选的，还包括变频电机，所述变频电机通过蜗轮蜗杆驱动所述曲轴旋转。

变频电机及蜗轮蜗杆的作用是为了稳定驱动曲轴旋转，并且最大幅度地减少能耗。

可选的，所述泵体上设置有全行程泵头及半行程泵头，所述半行程泵腔设置在半行程泵头内，所述全行程泵腔设置在全行程泵头内。

可选的，所述进液阀上设置有进液接口。

可选的，所述全行程泵腔包括第一通孔及第二通孔，所述第一通孔与第二通孔相联通；所述半行程泵腔包括第一通孔及第二通孔，所述第一通孔与第二通孔相联通。

全行程泵腔与半行程泵腔均采用第一通孔与第二通孔的设计一则是为了便于快速安装第一排液阀、第二排液阀、第三排液阀以及全行程柱塞及半行程柱塞；二则是为了保证液体能够稳定流动。

本发明的有益效果是：通过将全行程泵腔与半行程泵腔的的流量峰值相位互为180度，叠加后脉动大幅减小，流量平稳；且半行程泵腔吸液过程中半行程柱塞会产生一个反向的推力作用在曲轴上，为全行程柱塞泵头排液过程助力，降低能耗。

附图说明：

图1是平流计量泵结构示意简图；

图2是图1中A-A向剖面示意简图；

图3是图1中B-B向剖面示意简图；

图4是平流计量泵工作原理示意简图。

图中各附图标记为：1、曲轴，2、连杆，3、半行程柱塞，4、半行程泵头，501、第一单向阀，502、第二单向阀，503、第三单向阀，6、排液接口，7、全行程泵头，8、进液阀，9、进液接口，10、柱塞填料函，11、全行程柱塞，1201第一曲拐，1202第二曲拐，13、第一通孔，14、第二通孔，15、接头，1601、导液管，1602、排液管，17、蜗轮，18、蜗杆，19、变频电机，20、半行程泵腔，21、全行程泵腔。

具体实施方式：

下面结合各附图，对本发明做详细描述。

如附图1、附图2及附图3所示，一种平流计量泵，包括泵体、曲轴1、半行程柱塞3及全行程柱塞11；

泵体上设置有半行程腔及全行程腔，半行程柱塞3以及全行程柱塞11均滑动安装在泵体上，半行程柱塞3一端位于半行程腔内，全行程柱塞11位于全行程腔内；

半行程泵腔20上设置有第一单向阀501，全行程泵腔21与半行程泵腔20之间设置有第二单向阀502，全行程泵腔21上设置有第三单向阀503及进液阀8，第一单向阀501用于控制液体单向流出半行程泵腔20，第二单向阀502用于控制液体由全行程泵腔21单向流进半行程泵腔20，第三单向阀503用于控制液体单向流出全行程泵腔21，进液阀8用于控制液体单向流进全行程泵腔21；

曲轴1转动安装在泵体上，曲轴1上设置有第一曲拐1201及第二曲拐1202，第一曲拐1201的偏心量是第二曲拐1202的偏心量的一半，第一曲拐1201与第二曲拐1202的相位角相隔180度，第一曲拐1201用于驱动半行程柱塞3运动，第二曲拐1202用于驱动全行程柱塞11运动。

本第一曲拐1201与第二曲拐1202的相位角相隔180度，所以半行程泵腔20与全行成泵腔的进出液状态是完全相反的，即全行程泵腔21处于进液状态时半行程泵腔20处于排液状态，而全行程泵腔21处于排液状态时半行程泵腔20处于进液状态。这样就实现了全行程泵腔21与半行程泵腔20的流量峰值相位互为180度，叠加后脉动大幅减小，流量平稳；同时由于半行程柱塞3泵头吸液是全行程柱塞11泵头排液供给的高压流体，所以半行程泵腔20在进液时半行程柱塞3产生一个反向推力作用在曲轴1上，为全行程柱塞11泵头排液过程助力，这个过程就可以大幅降低能耗。

综上，本方案中通过将全行程泵腔21与半行程泵腔20的的流量峰值相位互为180度，叠加后脉动大幅减小，流量平稳；且半行程泵腔20吸液过程中半行程柱塞3会产生一个反向的推力作用在曲轴1上，为全行程柱塞11泵头排液过程助力，降低能耗，可以节约25％的能耗。

如附图1、附图2及附图3所示，还包括连杆2，第一曲拐1201通过连杆2驱动半行程柱塞3运动，第二曲拐1202通过连杆2驱动全行程柱塞11运动。

因为曲轴1转动是旋转运动，而全行程柱塞11与半行程柱塞3的运动都是直线运动，所以设置连杆2，通过连杆2的作用实现曲轴1与全行程柱塞11及半行程柱塞3联动，具体连杆2两端都是跟曲轴1及全行程柱塞11铰接配合在一起的。

如附图1、附图2及附图3所示，还包括导液管1601及接头15，导液管1601及接头15联通全行程泵腔21及半行程泵腔20，且第二单向阀502与接头15或导液管1601相接。

如附图1、附图2及附图3所示，还包括排液管1602，第一排液单向阀与第三排液单向阀通过排液管1602联通，排液管1602上开设有排液接口6。

如附图1、附图2及附图3所示，还包括柱塞填料函10，全行程泵腔21及半行程泵腔20上均设置有柱塞填料函10，全行程柱塞11及半行程柱塞3均与柱塞填料函10滑动配合在一起。

如附图1、附图2及附图3所示，还包括变频电机19，变频电机19通过蜗轮17蜗杆18驱动曲轴1旋转。

变频电机19及蜗轮17蜗杆18的作用是为了稳定驱动曲轴1旋转，并且最大幅度地减少能耗。

如附图1、附图2及附图3所示，泵体上设置有全行程泵头7及半行程泵头4，半行程泵腔20设置在半行程泵头4内，全行程泵腔21设置在全行程泵头7内。

如附图1、附图2及附图3所示，进液阀8上设置有进液接口9。

如附图1、附图2及附图3所示，全行程泵腔21包括第一通孔13及第二通孔14，第一通孔13与第二通孔14相联通；半行程泵腔20包括第一通孔13及第二通孔14，第一通孔13与第二通孔14相联通。第一通孔13与第二通孔14相互垂直。

全行程泵腔21与半行程泵腔20均采用第一通孔13与第二通孔14的设计一则是为了便于快速安装第一排液阀、第二排液阀、第三排液阀以及全行程柱塞11及半行程柱塞3；二则是为了保证液体能够稳定流动。

结合附图4，对本平流计量泵的工作过程进一步描述，当全行程柱塞11向下(以附图4中所示的方向为准)运行时，全行程泵腔21体积增大，产生负压，此时第二单向阀502、第三单向阀503关闭，进液单向阀8开启，液体进入全行程泵腔21，此时半行程泵头4处在排液过程。当全行程柱塞11运行到后止点，吸液过程完成。

平流计量泵的排液过程：

当全行程柱塞11向前运行时，全行程泵腔21体积减小，产生正压，此时进液单向阀8关闭，第三单向阀503开启，一半的液体经第三单向阀503排出，另一半的液体经第二单向阀502排出，进入半行程泵腔20，此时半行程泵头4处在吸液过程。当全行程柱塞11运行到前止点，排液过程完成；

半行程泵体4与全行程泵头体7进排液相位相差180°，即全行程泵头体7吸液过程，半行程泵体4处在排液过程，全行程泵头体7排液过程，半行程泵体4处在吸液过程，流量相互调节补充，平缓了脉动。附图4中黑色箭头为液体的流向。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此即限制本发明的专利保护范围，凡是运用本发明说明书内容所作的等效变换，直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的保护范围内。

Claims (9)

1.一种平流计量泵，其特征在于，包括泵体、曲轴、半行程柱塞及全行程柱塞；

所述泵体上设置有半行程腔及全行程腔，所述半行程柱塞以及全行程柱塞均滑动安装在泵体上，所述半行程柱塞一端位于半行程腔内，所述全行程柱塞位于所述全行程腔内；

所述半行程泵腔上设置有第一单向阀，所述全行程泵腔与半行程泵腔之间设置有第二单向阀，所述全行程泵腔上设置有第三单向阀及进液阀，所述第一单向阀用于控制液体单向流出半行程泵腔，所述第二单向阀用于控制液体由全行程泵腔单向流进半行程泵腔，所述第三单向阀用于控制液体单向流出全行程泵腔，所述进液阀用于控制液体单向流进全行程泵腔；

所述曲轴转动安装在泵体上，所述曲轴上设置有第一曲拐及第二曲拐，所述第一曲拐的偏心量是第二曲拐的偏心量的一半，所述第一曲拐与第二曲拐的相位角相隔180度，所述第一曲拐用于驱动半行程柱塞运动，所述第二曲拐用于驱动全行程柱塞运动。

2.如权利要求1所述的平流计量泵，其特征在于，还包括连杆，所述第一曲拐通过连杆驱动半行程柱塞运动，所述第二曲拐通过连杆驱动全行程柱塞运动。

3.如权利要求1所述的平流计量泵，其特征在于，还包括导液管及接头，所述导液管及接头联通所述全行程泵腔及半行程泵腔，且第二单向阀与所述接头或导液管相接。

4.如权利要求1所述的平流计量泵，其特征在于，还包括排液管，所述第一排液单向阀与第三排液单向阀通过所述排液管联通，所述排液管上开设有排液接口。

5.如权利要求1所述的平流计量泵，其特征在于，还包括柱塞填料函，所述全行程泵腔及半行程泵腔上均设置有所述柱塞填料函，所述全行程柱塞及半行程柱塞均与柱塞填料函滑动配合在一起。

6.如权利要求1所述的平流计量泵，其特征在于，还包括变频电机，所述变频电机通过蜗轮蜗杆驱动所述曲轴旋转。

7.如权利要求1所述的平流计量泵，其特征在于，所述泵体上设置有全行程泵头及半行程泵头，所述半行程泵腔设置在半行程泵头内，所述全行程泵腔设置在全行程泵头内。

8.如权利要求1所述的平流计量泵，其特征在于，所述进液阀上设置有进液接口。

9.如权利要求1所述的平流计量泵，其特征在于，所述全行程泵腔包括第一通孔及第二通孔，所述第一通孔与第二通孔相联通；所述半行程泵腔包括第一通孔及第二通孔，所述第一通孔与第二通孔相联通。

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