CN112922820A - 一种可微调冲程的无阀柱塞泵 - Google Patents

一种可微调冲程的无阀柱塞泵 Download PDF

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Abstract

一种可微调冲程的无阀柱塞泵，包括泵头、角度微调支架、联轴节以及电机，通过手拧螺母使齿轮产生旋转运动带动泵头旋转支架调节偏摆角，从而方便快速的调节无阀柱塞泵的冲程，并且通过光电传感器和光电感应片结合控制软件实现对运行过程中的丢步进行检测和自动补偿的功能；从而解决了现有的无阀柱塞泵存在的调节冲程不方便、结构复杂、成本较高的问题，以及缺少对无阀柱塞泵运行的过程监控的缺点。

Description

一种可微调冲程的无阀柱塞泵
技术领域
本发明涉及无阀柱塞泵领域，具体涉及一种可微调冲程的无阀柱塞泵。
背景技术
无阀柱塞泵由于具有耐磨、耐腐蚀、精度高和使用方便等优势，目前在医药、石油和化工领域取得广泛的应用。现有无阀柱塞泵还是以固定冲程为主，在终端的使用过程中无法根据实际的情况调整冲程。近几年由于终端调整冲程需求的增加，市场上逐渐出现可微调冲程的无阀柱塞泵，普遍采用螺杆和螺母配合带动连杆调节偏摆角，从而调节无阀柱塞泵的冲程，但是成本较高，组装和操作较复杂；而且，在无阀柱塞泵的工作过程中大部分只对启停位置做软件控制，缺少对无阀柱塞泵运行状态的监控，导致运行精度不受控。
因此，针对现有的无阀柱塞泵存在的调节冲程不方便、结构复杂、成本较高的问题，以及缺少对无阀柱塞泵运行的过程监控的缺点，本发明采用新的传动和结构形式，从加工、组装、测试和使用多个维度考虑，通过新的传动和结构形式，简化了无阀柱塞泵结构，让调节冲程方便易用，并且通过光电传感器和光电感应片结合控制软件实现对运行过程中的丢步进行检测和自动补偿的功能。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明的目的是提供一种可微调冲程的无阀柱塞泵，通过手拧螺母使齿轮产生旋转运动带动泵头旋转支架调节偏摆角，从而方便快速的调节无阀柱塞泵的冲程，并且通过光电传感器和光电感应片结合控制软件实现对运行过程中的丢步进行检测和自动补偿的功能。
为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案是一种可微调冲程的无阀柱塞泵，包括泵头(103)、角度微调支架(101)、联轴节(102)以及电机(1)，所述泵头(103)通过第三螺钉(27)与所述角度微调支架(101)的上端连接，所述电机(1)通过第一螺钉(6)与所述角度微调支架(101)的下端连接，所述第三螺钉(27)使得所述泵头(103)通过所述联轴节(102)与所述电机(1)活动连接；
所述泵头(103)包括柱塞(32)、缸体(24)、唇封(26)以及泵体外壳(23)，所述缸体(24)安装在所述泵体外壳(23)的内部，所述柱塞(32)活动安装于所述缸体(24)的内部，所述柱塞(32)的下端部连接有柱塞座(33)，所述柱塞座(33)上设有销轴(34)；
所述缸体(24)设有工作液体进液口(71)、工作液体出液口(81)、清洁液体进液口(72)以及清洁液体出液口(82)，所述工作液体进液口(71)用于进入工作液体，所述工作液体出液口(81)用于排出所述工作液体，所述清洁液体进液口(72)用于进入清洁液体以对所述缸体(24)的内部进行清洗，所述清洁液体出液口(82)用于排出所述清洁液体；
所述角度微调支架(101)包括泵头安装支架(20)、电机安装支架(3)、固定支架(2)和光电传感器(5)，所述泵头安装支架(20)和所述电机安装支架(3)通过转轴(21)活动连接，所述固定支架(2)通过所述第一螺钉(6)与所述电机(1)连接，所述电机安装支架(3)的侧面安装有齿轮(22)，所述齿轮(22)与手拧螺母(31)连接，所述手拧螺母(31)通过带动所述齿轮(22)转动，使得配合内齿(201)的所述泵头安装支架(20)围绕所述转轴(21)旋转，通过改变所述泵头(103)的倾角实现调整所述柱塞(32)的冲程；
所述联轴节(102)包括联轴器(11)、关节轴承(13)和光电感应片(15)，所述联轴器(11)与所述电机(1)输出轴通过第二螺钉(16)连接，所述关节轴承(13)安装于所述联轴器(11)的侧壁，所述关节轴承(13)与所述销轴(34)活动连接，所述电机(1)通过所述联轴节(102)传递旋转运动并将所述旋转运动转换成所述柱塞(32)的直线旋转运动。
进一步地，所述内齿(201)位于所述泵头安装支架(20)的侧面，所述内齿(201)在安装状态下与所述电机安装支架(3)的侧面安装的所述齿轮(22)啮合。
进一步地，所述电机安装支架(3)和所述泵头安装支架(20)侧面均设有对称轴孔；所述电机安装支架(3)通过转轴(21)与泵头安装支架20活动连接，所述泵头安装支架(20)与所述电机安装支架(3)在安装状态下可绕所述转轴(21)转动。
进一步地，所述转轴(21)的一侧设置台阶，所述台阶的中间设置螺纹。
进一步地，所述电机安装支架(3)通过所述转轴(21)与所述泵头安装支架(20)活动连接，所述泵头安装支架(20)与所述电机安装支架(3)在安装状态下可绕所述转轴(21)转动。
进一步地，所述电机安装支架(3)和所述泵头安装支架(20)通过锁紧螺丝(38)与所述转轴(21)活动连接。
进一步地，所述电机安装支架(3)和所述泵头安装支架(20)还通过所述锁紧螺钉(40)与所述转轴(21)连接；所述锁紧螺钉(40)处于松开状态时，所述手拧螺母(31)能够旋转以调整所述泵头(103)的倾角；所述锁紧螺钉(40)处于紧固状态时，所述电机安装支架(3)和所述泵头安装支架(20)被锁紧从而使得所述手拧螺母(31)不能旋转。
进一步地，所述柱塞(32)的上半部设有具有一定长度的楔状缺口，通过改变所述泵头(103)的倾角，使得所述柱塞(32)的楔状缺口与所述工作液体进液口(71)处于连通状态，则所述工作液体进液口(71)与所述工作液体出液口(81)处于不连通的状态；所述柱塞(32)往上运动时，所述工作液体从所述工作液体进液口(71)通过所述柱塞(32)的楔状缺口进入所述缸体(24)。
进一步地，所述柱塞(32)往上运动达到一个极限位置，所述柱塞(32)的楔状缺口与所述工作液体进液口(71)和所述工作液体出液口(81)都不连通，此时所述柱塞(32)开始往下运动，使得所述柱塞(32)的楔状缺口与所述工作液体出液口(81)连通，从而使得所述缸体(24)内的工作液体通过所述柱塞(32)的楔状缺口从所述工作液体出液口(81)排出。
进一步地，所述光电感应片(15)与所述光电传感器(5)配合控制软件实现丢步检测和自动补偿的功能，所述丢步检测和自动补偿的流程包括以下步骤：
S1：开始；
S2：判断所述柱塞(32)是否在原点；如果否，执行步骤S3；如果是，执行步骤S4；
S3：调整所述柱塞(32)返回原点；
S4：执行吸进液体的操作步骤；
S5：执行排出液体的操作步骤；
S6：判断是否丢步；如果是，执行步骤S7；如果否，执行步骤S8；
S7：通过控制软件补偿排出液体；
S8：是否连续执行吸排液；如果是，执行步骤S4；如果否，执行步骤S9；
S9：结束。
本发明的有益效果在于，本发明提供的一种可微调冲程的无阀柱塞泵，包括泵头、角度微调支架、联轴节以及电机，通过手拧螺母使齿轮产生旋转运动带动泵头旋转支架调节偏摆角，从而方便快速的调节无阀柱塞泵的冲程，并且通过光电传感器和光电感应片结合控制软件实现对运行过程中的丢步进行检测和自动补偿的功能；从而解决了现有的无阀柱塞泵存在的调节冲程不方便、结构复杂、成本较高的问题，以及缺少对无阀柱塞泵运行的过程监控的缺点。
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的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本实用实施例提供的一种可微调冲程的无阀柱塞泵的轴侧视图。
图2是本发明实施例提供的一种可微调冲程的无阀柱塞泵的剖视图。
图3是本发明实施例提供的一种可微调冲程的无阀柱塞泵的另一方向剖视图。
图4是本发明实施例提供的一种可微调冲程的无阀柱塞泵的吸排液原理图。
图5是本发明实施例提供的一种可微调冲程的无阀柱塞泵的对应吸排液原理Step01步骤时的光电传感器和光电感应片的位置关系示意图。
图6是本发明实施例提供的一种可微调冲程的无阀柱塞泵的对应吸排液原理Step02步骤时的光电传感器和光电感应片的位置关系示意图。
图7是本发明实施例提供的一种可微调冲程的无阀柱塞泵的对应吸排液原理Step03步骤时的光电传感器和光电感应片的位置关系示意图。
图8是本发明实施例提供的一种可微调冲程的无阀柱塞泵的对应吸排液原理Step04步骤时的光电传感器和光电感应片的位置关系示意图。
图9是本发明实施例提供的一种可微调冲程的无阀柱塞泵的丢步检测和自动补偿的流程图。
上述图中的标记为1、电机；2、固定支架；3、电机安装支架；4、光电支架；5、光电传感器；6、第一螺钉；7、进液口；8、出液口；9、陶瓷套；11、联轴器；13、关节轴承；15、光电感应片；16、第二螺钉；19、内六角螺钉；20、泵头安装支架；21、转轴；22、齿轮；23、泵体外壳；24、缸体；26、唇封；27、第三螺钉；30、定位销；31、手拧螺母；32、柱塞；33、柱塞座；34、销轴；38、锁紧螺丝；40、锁紧螺钉；101、角度微调支架；102、联轴节；103、泵头；201、内齿。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本发明的描述中，需要理解的是，若有术语“上”、“下”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。
以下结合附图与具体实施例，对本发明的技术方案做详细的说明。
参照图1至图9所示，为本发明提供较佳实施例。
参照图1至图3，本发明提供的一种可微调冲程的无阀柱塞泵，包括泵头103、角度微调支架101、联轴节102以及电机1，泵头103通过第三螺钉27与角度微调支架101的上端连接，电机1通过第一螺钉6与角度微调支架101的下端连接，第三螺钉27使得泵头103通过联轴节102与电机1活动连接；
泵头103包括柱塞32、缸体24、唇封26以及泵体外壳23，缸体24安装在泵体外壳23的内部，柱塞32活动安装于缸体24的内部，柱塞32的下端部连接有柱塞座33，柱塞座33上设有销轴34；
缸体24设有工作液体进液口71、工作液体出液口81、清洁液体进液口72以及清洁液体出液口82，工作液体进液口71用于进入工作液体，工作液体出液口81用于排出工作液体，清洁液体进液口72用于进入清洁液体以对缸体24的内部进行清洗，清洁液体出液口82用于排出清洁液体；
角度微调支架101包括泵头安装支架20、电机安装支架3、固定支架2和光电传感器5，泵头安装支架20和电机安装支架3通过转轴21活动连接，固定支架2通过第一螺钉6与电机1连接，电机安装支架3的侧面安装有齿轮22，齿轮22与手拧螺母31连接，手拧螺母31通过带动齿轮22转动，使得配合内齿201的泵头安装支架20围绕转轴21旋转，通过改变泵头103的倾角实现调整柱塞32的冲程；
联轴节102包括联轴器11、关节轴承13和光电感应片15，联轴器11与电机1输出轴通过第二螺钉16连接，关节轴承13安装于联轴器11的侧壁，关节轴承13与销轴34活动连接，电机1通过联轴节102传递旋转运动并将旋转运动转换成柱塞32的直线旋转运动。
上述技术方案提供的一种可微调冲程的无阀柱塞泵，包括泵头103、角度微调支架101、联轴节102以及电机1，通过手拧螺母使齿轮产生旋转运动带动泵头旋转支架调节偏摆角，从而方便快速的调节无阀柱塞泵的冲程，并且通过光电传感器和光电感应片结合控制软件实现对运行过程中的丢步进行检测和自动补偿的功能；从而解决了现有的无阀柱塞泵存在的调节冲程不方便、结构复杂、成本较高的问题，以及缺少对无阀柱塞泵运行的过程监控的缺点。
作为本发明的一种实施方式，内齿201位于泵头安装支架20的侧面，内齿201在安装状态下与电机安装支架3的侧面安装的齿轮22啮合。
作为本发明的一种实施方式，电机安装支架3和泵头安装支架20侧面均设有对称轴孔；电机安装支架3通过转轴21与泵头安装支架20活动连接，泵头安装支架20与电机安装支架3在安装状态下可绕转轴21转动。
作为本发明的一种实施方式，转轴21的一侧设置台阶，台阶的中间设置螺纹。
作为本发明的一种实施方式，电机安装支架3通过转轴21与泵头安装支架20活动连接，泵头安装支架20与电机安装支架3在安装状态下可绕转轴21转动。
作为本发明的一种实施方式，电机安装支架3和泵头安装支架20通过锁紧螺丝38与转轴21活动连接。
作为本发明的一种实施方式，电机安装支架3和泵头安装支架20还通过锁紧螺钉40与转轴21连接；锁紧螺钉40处于松开状态时，手拧螺母31能够旋转以调整泵头103的倾角；锁紧螺钉40处于紧固状态时，电机安装支架3和泵头安装支架20被锁紧从而使得手拧螺母31不能旋转。
作为本发明的一种实施方式，柱塞32的上半部设有具有一定长度的楔状缺口，通过改变泵头103的倾角，使得柱塞32的楔状缺口与工作液体进液口71处于连通状态，则工作液体进液口71与工作液体出液口81处于不连通的状态；柱塞32往上运动时，工作液体从工作液体进液口71通过柱塞32的楔状缺口进入缸体24。
作为本发明的一种实施方式，柱塞32往上运动达到一个极限位置，使得柱塞32的楔状缺口与工作液体进液口71和工作液体出液口81都不连通，此时柱塞32开始往下运动，使得柱塞32的楔状缺口与工作液体出液口81连通，从而使得缸体24内的工作液体通过柱塞32的楔状缺口从工作液体出液口81排出。
具体地，参照图4，吸进液体的操作步骤包括Step01和Step02，排出液体的步骤包括Step03和Step04，在step 01的时候，柱塞32的楔状缺口对着进工作液体进液口71，柱塞32与工作液体出液口81处于不连通的状态，柱塞32继续往上运动，工作液体从工作液体进液口71通过柱塞32的楔状缺口进入缸体24；然后柱塞32在step 02达到一个极限位置，柱塞32在该位置时，柱塞32的楔状缺口与工作液体进液口71和工作液体出液口81都不连通，此时柱塞32往下运动，使得柱塞32的楔状缺口与工作液体出液口81连通，从而使得缸体24内的工作液体通过柱塞32的楔状缺口从工作液体出口81排出；更进一步，柱塞32在step 03处于排液状态，柱塞32继续向下运动在step 04达到极限位置，此时柱塞32的楔状缺口与工作液体进液口71和工作液体出液口81都不连通；柱塞不断重复步骤Step01～Step04，从而实现了无阀柱塞泵的吸排液功能。
需要对缸体24进行清洗时，将柱塞32拆卸后，将清洁液体从清洁液体进液口72直接灌入缸体24，清洗结束后，缸体24内的清洁液体从清洁液出液口82排出，然后再将柱塞32装回。
作为本发明的一种实施方式，光电感应片15与光电传感器5配合控制软件实现丢步检测和自动补偿的功能；吸进液体的操作步骤Step01时的光电感应片15与光电传感器5的位置如图5所示，吸进液体的操作步骤Step02时的光电感应片15与光电传感器5的位置如图6所示，排出液体的操作步骤Step03时的光电感应片15与光电传感器5的位置如图7所示，排出液体的操作步骤Step04时的光电感应片15与光电传感器5的位置如图8所示；
参照图9，丢步检测和自动补偿的流程包括以下步骤：
S1：开始；
S2：判断柱塞32是否在原点；如果否，执行步骤S3；如果是，执行步骤S4；
S3：调整柱塞32返回原点；
S4：执行吸进液体的操作步骤；
S5：执行排出液体的操作步骤；
S6：判断是否丢步；如果是，执行步骤S7；如果否，执行步骤S8；
S7：通过控制软件补偿排出液体；
S8：是否连续执行吸排液；如果是，执行步骤S4；如果否，执行步骤S9；
S9：结束。
优选地，本发明所涉及的控制软件采用市面已有的公开的成熟的工业流程控制软件实现，本领域的技术人员根据本技术方案描述的功能可以轻易地找到市面已有的公开的成熟的工业流程控制软件来实现。
以上对本发明的实施例进行了详细的说明，但本发明的创造并不限于本实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下，还可以做出许多同等变型或替换，这些同等变型或替换均包含在本申请的权利要求所限定的保护范围内。

Claims (10)

1.一种可微调冲程的无阀柱塞泵，其特征在于，包括泵头(103)、角度微调支架(101)、联轴节(102)以及电机(1)，所述泵头(103)通过第三螺钉(27)与所述角度微调支架(101)的上端连接，所述电机(1)通过第一螺钉(6)与所述角度微调支架(101)的下端连接，所述第三螺钉(27)使得所述泵头(103)通过所述联轴节(102)与所述电机(1)活动连接；
所述泵头(103)包括柱塞(32)、缸体(24)、唇封(26)以及泵体外壳(23)，所述缸体(24)安装在所述泵体外壳(23)的内部，所述柱塞(32)活动安装于所述缸体(24)的内部，所述柱塞(32)的下端部连接有柱塞座(33)，所述柱塞座(33)上设有销轴(34)；
所述缸体(24)设有工作液体进液口(71)、工作液体出液口(81)、清洁液体进液口(72)以及清洁液体出液口(82)，所述工作液体进液口(71)用于进入工作液体，所述工作液体出液口(81)用于排出所述工作液体，所述清洁液体进液口(72)用于进入清洁液体以对所述缸体(24)的内部进行清洗，所述清洁液体出液口(82)用于排出所述清洁液体；
所述角度微调支架(101)包括泵头安装支架(20)、电机安装支架(3)、固定支架(2)和光电传感器(5)，所述泵头安装支架(20)和所述电机安装支架(3)通过转轴(21)活动连接，所述固定支架(2)通过所述第一螺钉(6)与所述电机(1)连接，所述电机安装支架(3)的侧面安装有齿轮(22)，所述齿轮(22)与手拧螺母(31)连接，所述手拧螺母(31)通过带动所述齿轮(22)转动，使得配合内齿(201)的所述泵头安装支架(20)围绕所述转轴(21)旋转，通过改变所述泵头(103)的倾角实现调整所述柱塞(32)的冲程；
所述联轴节(102)包括联轴器(11)、关节轴承(13)和光电感应片(15)，所述联轴器(11)与所述电机(1)输出轴通过第二螺钉(16)连接，所述关节轴承(13)安装于所述联轴器(11)的侧壁，所述关节轴承(13)与所述销轴(34)活动连接，所述电机(1)通过所述联轴节(102)传递旋转运动并将所述旋转运动转换成所述柱塞(32)的直线旋转运动。
2.根据权利要求1所述的一种可微调冲程的无阀柱塞泵，其特征在于，所述内齿(201)位于所述泵头安装支架(20)的侧面，所述内齿(201)在安装状态下与所述电机安装支架(3)的侧面安装的所述齿轮(22)啮合。
3.根据权利要求1所述的一种可微调冲程的无阀柱塞泵，其特征在于，所述电机安装支架(3)和所述泵头安装支架(20)侧面均设有对称轴孔；所述转轴(21)一侧设置台阶，中间设置螺纹，所述电机安装支架(3)通过转轴(21)与泵头安装支架(20)活动连接，所述泵头安装支架(20)与所述电机安装支架(3)在安装状态下可绕所述转轴(21)转动。
4.根据权利要求3所述的一种可微调冲程的无阀柱塞泵，其特征在于，所述转轴(21)的一侧设置台阶，所述台阶的中间设置螺纹。
5.根据权利要求4所述的一种可微调冲程的无阀柱塞泵，其特征在于，所述电机安装支架(3)通过所述转轴(21)与所述泵头安装支架(20)活动连接，所述泵头安装支架(20)与所述电机安装支架(3)在安装状态下可绕所述转轴(21)转动。
6.根据权利要求5所述的一种可微调冲程的无阀柱塞泵，其特征在于，所述电机安装支架(3)和所述泵头安装支架(20)通过锁紧螺丝(38)与所述转轴(21)活动连接。
7.根据权利要求6所述的一种可微调冲程的无阀柱塞泵，其特征在于，所述电机安装支架(3)和所述泵头安装支架(20)还通过锁紧螺钉(40)与所述转轴(21)连接；所述锁紧螺钉(40)处于松开状态时，所述手拧螺母(31)能够旋转以调整所述泵头(103)的倾角；所述锁紧螺钉(40)处于紧固状态时，所述电机安装支架(3)和所述泵头安装支架(20)被锁紧从而使得所述手拧螺母(31)不能旋转。
8.根据权利要求1所述的一种可微调冲程的无阀柱塞泵，其特征在于，所述柱塞(32)的上半部设有具有一定长度的楔状缺口，通过改变所述泵头(103)的倾角，使得所述柱塞(32)的楔状缺口与所述工作液体进液口(71)处于连通状态，则所述工作液体进液口(71)与所述工作液体出液口(81)处于不连通的状态；所述柱塞(32)往上运动时，所述工作液体从所述工作液体进液口(71)通过所述柱塞(32)的楔状缺口进入所述缸体(24)。
9.根据权利要求8所述的一种可微调冲程的无阀柱塞泵，其特征在于，所述柱塞(32)往上运动达到一个极限位置，使得所述柱塞(32)的楔状缺口与所述工作液体进液口(71)和所述工作液体出液口(81)都不连通，此时所述柱塞(32)开始往下运动，使得所述柱塞(32)的楔状缺口与所述工作液体出液口(81)连通，从而使得所述缸体(24)内的工作液体通过所述柱塞(32)的楔状缺口从所述工作液体出液口(81)排出。
10.根据权利要求1所述的一种可微调冲程的无阀柱塞泵，其特征在于，所述光电感应片(15)与所述光电传感器(5)配合控制软件实现丢步检测和自动补偿的功能，所述丢步检测和自动补偿的流程包括以下步骤：
S1：开始；
S2：判断所述柱塞(32)是否在原点；如果否，执行步骤S3；如果是，执行步骤S4；
S3：调整所述柱塞(32)返回原点；
S4：执行吸进液体的操作步骤；
S5：执行排出液体的操作步骤；
S6：判断是否丢步；如果是，执行步骤S7；如果否，执行步骤S8；
S7：通过控制软件补偿排出液体；
S8：是否连续执行吸排液；如果是，执行步骤S4；如果否，执行步骤S9；
S9：结束。
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