CN114483514B - 一种多组合恒流泵 - Google Patents

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Abstract

本申请公开了一种多组合恒流泵，涉及恒流泵领域，其包括架体、泵头、泵送电机和与泵头一一对应的连接套，泵头和泵送电机均固设于架体，泵头间隔排布有n个；泵头包括缸筒和柱塞，柱塞的一端滑动配合于缸筒内，柱塞位于缸筒内的一端的外周壁上设置有切面；缸筒上设置有前入液口和前出液口；柱塞背离缸筒的一端连接有柱塞座，柱塞座上设置有柱塞销轴，架体上转动配合有与柱塞销轴一一对应的连接套，连接套中安装有角支轴承，柱塞销轴与角支轴承连接，泵送电机的输出轴与其中一个连接套同轴固定，多个连接套之间设置有用于带动多个连接套同步转动的传动机构。本申请具有实现恒流泵无间歇的连续泵送的效果。

Description

一种多组合恒流泵
技术领域
本发明涉及恒流泵领域，尤其是涉及一种多组合恒流泵。
背景技术
恒流泵因其精准、耐用、输送流量稳定等特性，广泛应用于医药、化工、环保等领域中。
相关技术中，柱塞泵通过设置灌装量调节装置对其单次灌装量进行调节，但这种调节方式的调节范围有限，当灌装量较大时，仍需通过设置多个柱塞泵，并控制泵送电机的启闭，以控制其中一个柱塞泵吸液完成后，另一个柱塞泵开启，以达到预设的灌装量。
但上述相关技术中，泵送电机依次开启时，容易因泵送电机的延迟等原因，造成多个柱塞泵工作的间断，难以实现多个柱塞泵无间歇的连续泵送。
发明内容
为了实现恒流泵无间歇的连续泵送，本申请提供一种多组合恒流泵。
本申请提供的一种多组合恒流泵采用如下的技术方案：
一种多组合恒流泵，包括架体、泵头、泵送电机和与泵头一一对应的连接套，所述泵头和泵送电机均固设于架体，所述泵头间隔排布有n个，n个所述泵头的轴线相互平行；
所述泵头包括缸筒和柱塞，所述柱塞的一端滑动配合于缸筒内，所述柱塞位于缸筒内的一端的外周壁上设置有切面，n个所述泵头中的柱塞上的切面之间的相位差等于360︒/n；
所述缸筒上设置有前入液口和前出液口，所述前入液口和前出液口位于缸筒径向的两端；
所述柱塞背离缸筒的一端连接有柱塞座，所述柱塞座上设置有柱塞销轴，所述架体上转动配合有与柱塞销轴一一对应的连接套，所述连接套中安装有角支轴承，所述柱塞销轴与角支轴承连接，所述泵送电机的输出轴与其中一个连接套同轴固定，多个所述连接套之间设置有用于带动多个连接套同步转动的传动机构。
通过采用上述技术方案，当所需液体的灌装量较大时，启动泵送电机，多个连接套在泵送电机和传动机构的作用下转动，进而通过角支轴承和柱塞销轴带动柱塞于缸筒中往复移动，同时柱塞绕自身轴向转动，柱塞往复移动一次为柱塞的一个运动周期，柱塞远离缸筒移动且切面朝向前出液口时，泵头向外泵送液体，柱塞朝向缸筒移动且切面朝向前入液口时，泵头向内吸入液体，由于多个柱塞的运动轨迹以及切面的相位差的设置，使得多个柱塞移动时，始终有一个泵头处于向外泵送的状态，以及始终有一个泵头处于向内吸入的状态，持续向外泵送恒定流量的液体，恒流泵于任意一个柱塞的一个运动周期内的最大灌装量为单个泵头的最大灌装量的n倍，以此达到预设的灌装量，通过单一动力源、传动机构以及多个泵头的配合，实现了灌装量较大时的液体的泵送，避免因泵送电机的延迟造成的恒流泵工作的间断，实现恒流泵无间歇的连续泵送。
优选的，所述缸筒的内壁上开设有环状槽，所述环状槽位于前入液口靠近连接套的一侧，且所述环状槽位于切面的移动范围之外，所述缸筒上还开设有与环状槽连通的后入液口和后出液口。
通过采用上述技术方案，通过设置后入液口和后出液口，并于后入液口中通入液体，液体存留于环状槽中，对缸筒中的液体进行液封，提高了缸筒中用于容纳吸入的液体的空腔的密封性，另外，恒流泵使用一段时间后，柱塞的外壁及缸筒的内壁上会出现液体结晶，于后入液口中通入清水能对结晶进行清洗，提高了缸筒及柱塞的洁净程度。
优选的，所述架体上开设有用于将多个前入液口连通的前入液通道，所述前入液通道的一端封闭、另一端与外界连通，所述架体上开设有用于将多个前出液口连通的前出液通道，所述前出液通道的一端封闭、另一端与外界连通。
通过采用上述技术方案，通过单一的入液通道的端口实现液体的泵入或通过单一的出液通道的端口实现液体的泵出，简化了多组合恒流泵外部连接的管路，提高了设备的便携性和操作的方便性。
优选的，所述架体包括泵头支架，所述泵头支架包括固定架和活动架，所述泵头设置于固定架，所述前入液通道和后入液通道开设于活动架，所述活动架上于前入液通道的入液端设置有前入液管，所述活动架上于前出液通道的出液端设置有前出液管。
通过采用上述技术方案，使用者可以先将前入液管和前出液管安装于活动架上，再将活动架安装于固定架，便于装配。
优选的，所述连接套上同轴固定有连接轴，所述泵送电机的输出轴固定于其中一个连接轴，与所述泵送电机连接的连接轴为主动轴，其他所述连接轴为从动轴，所述传动机构包括设置于主动轴和从动轴之间的皮带传动组件。
通过采用上述技术方案，实现了对多个连接轴之间的同步传动，传动同步性高。
优选的，所述架体上设置有与皮带传动组件中的皮带一一对应的支撑辊，所述支撑辊抵接于皮带的侧壁使皮带处于张紧状态。
通过采用上述技术方案，支撑辊的设置对皮带传动组件中的皮带起到了支撑作用，使皮带始终保持张紧的状态，减少了因皮带松弛对相邻连接轴的同步性造成的影响。
优选的，所述泵头设置为三个。
通过采用上述技术方案，对泵头的数量进行合理设置，实现恒流泵的连续泵送。
优选的，所述架体包括泵头支架、连接套支架和电机支架，所述泵头支架包括固定架和活动架，所述泵头设置于固定架；
所述固定架包括与泵头一一对应的单泵架，相邻所述单泵架之间可拆卸连接，所述连接套支架包括与连接套一一对应的单套架，相邻所述单套架之间可拆卸连接，所述单套架可拆卸连接于电机支架。
通过采用上述技术方案，多组合恒流泵使用过程中，当其中一个泵头或连接套出现故障时，仅需将该泵头、连接套以及相对应的单泵架、单套架拆卸进行更换即可，更换操作简单，操作所需时间短。
优选的，所述支撑辊可滑动的连接于电机支架。
通过采用上述技术方案，需要将连接套及与其连接的连接轴拆下时，移动支撑辊，调整支撑辊相对于电机支架的固定位置，使皮带处于松弛状态，便于对皮带进行拆卸。
综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：
1. 通过单一动力源、传动机构以及多个泵头的配合，实现了灌装量较大时的液体的泵送，避免因泵送电机的延迟造成的恒流泵工作的间断，实现恒流泵无间歇的连续泵送；
2. 通过设置后入液口和后出液口，并于后入液口中通入液体，液体存留于环状槽中，对缸筒中的液体进行液封，提高了缸筒中用于容纳吸入的液体的空腔的密封性；
3. 恒流泵使用一段时间后，柱塞的外壁及缸筒的内壁上会出现液体结晶，于后入液口中通入清水能对结晶进行清洗，提高了缸筒及柱塞的洁净程度。
附图说明
图1是实施例一中显示恒流泵整体结构的结构示意图。
图2是实施例一中显示泵头、连接套以及二者之间的连接关系的局部剖面示意图。
图3是实施例一中显示前入液管、前入液通道、前出液管、前出液通道以及三个柱塞的切面的角度关系的局部剖面示意图。
图4是实施例一中显示三个柱塞的流量与运动周期的函数关系的示意图；
图5是实施例二中显示恒流泵结构的整体结构示意图。
图6是实施例二中显示架体结构的局部爆炸示意图。
附图标记说明：
1、架体；11、电机支架；12、连接套支架；121、单套架；13、泵头支架；131、固定架；1311、单泵架；132、活动架； 14、支杆；15、侧板；2、泵头；21、缸筒；211、前入液口；212、前出液口；213、环状槽；214、后入液口；215、后出液口；22、柱塞；221、切面；23、柱塞座；24、柱塞销轴；3、连接套；31、轴承；32、角支轴承；33、连接轴；4、泵送电机；5、传动机构；51、皮带传动组件；511、主动轮；512、从动轮；513、皮带；52、支撑辊；61、前入液通道；62、前入液管；63、前出液通道；64、前出液管；71、后入液通道；72、后入液管；73、后出液通道；74、后出液管；81、插接槽；82、插接块；91、卡接槽；92、卡接块。
具体实施方式
以下结合附图1-6对本申请作进一步详细说明。
本申请实施例公开一种多组合恒流泵。
实施例一
参照图1，一种多组合恒流泵，包括架体1、泵头2、连接套3和泵送电机4，泵头2并列间隔排布有多个，连接套3与泵头2一一对应，多个泵头2的轴线相互平行，本实施例中，泵头2优选为三个。多个连接套3之间设置有用于使其同步转动的传动机构5，泵送电机4通过驱动多个连接套3同步转动，控制多个泵头2实现液体的无间歇连续泵送。
架体1包括依次设置的用于安装泵送电机4的电机支架11、用于安装连接套3的连接套支架12和用于安装泵头2的泵头支架13，电机支架11和连接套支架12通过多根支杆 14固定，连接套支架12和泵头支架13之间通过两个对称设置的侧板15固定。
参照图2，泵头2包括设置于泵头支架13中的缸筒21，缸筒21呈内腔中空的圆筒状设置，缸筒21的一端设置有端盖，缸筒21的另一端设置有柱塞22，柱塞22与缸筒21同轴设置；柱塞22的上部套设于缸筒21内，柱塞22的外壁与缸筒21的内壁接触，柱塞22的下部固定有柱塞座23，柱塞座23上设置有柱塞销轴24，柱塞销轴24的轴线方向与柱塞22的轴线方向垂直。
连接套3通过轴承31转动连接于连接套支架12，连接套3的轴线方向与柱塞22的轴线方向呈角度设置，连接套3的内壁上安装有角支轴承3231，柱塞销轴24背离柱塞22的一端与角支轴承3231连接，连接套3在泵送电机4的作用下转动时，驱动柱塞22绕自身轴线方向转动的同时沿缸筒21的轴线方向往复移动。
结合图2和图3，柱塞22的上部的外壁上设置有切面221，切面221始终位于缸筒21中，三个泵头2中的切面221和该泵头2中的柱塞销轴24的位置关系相同，三个泵头2中的柱塞22上的切面221的相位差等于120︒。
缸筒21上设置有贯穿其侧壁的前入液口211和前出液口212，前入液口211和前出液口212分别位于缸筒21径向的两端。柱塞22往复移动一次为柱塞22的一个运动周期，柱塞22远离缸筒21移动且切面221朝向前出液口212时，泵头2向外泵送液体，柱塞22朝向缸筒21移动且切面221朝向前入液口211时，泵头2向内吸入液体，实现液体的吸入和泵出。
参照图4，本实施例中，柱塞22的运动轨迹为正弦函数，三个柱塞22的流量与运动周期满足如下公式：
Q1=ksint；
Q2=ksin(t+2π/3)；
Q3= ksin(t+π/3)；
A=Q1+Q2+Q3；
其中，Q为单个泵头2的流量，t为时间，k为单个泵头2的最大流量；
A为该恒流泵的流量。
三个柱塞22泵在运动过程中，持续向外泵送恒定流量A的液体，恒流泵于柱塞22的一个运动周期内的最大灌装量为单个泵头2的最大灌装量的三倍。
回看图1和图2，泵头支架13包括固定架131和活动架132，固定架131的两侧开设有容纳槽，活动架132嵌入于容纳槽中，活动架132通过螺栓可拆卸连接于固定架131。
由于泵头2设置有多个，为便于通过单一的入口或出口进行液体的吸入或泵出，将泵头支架13设置为固定架131和位于固定架131两侧的活动架132，活动架132嵌入于固定架131中且通过螺栓可拆卸连接于固定架131，泵头2设置于固定架131中。
位于上方的活动架132中开设有前入液通道61，前入液通道61包括沿泵头2的分布方向延伸的总路和与前入液口211一一连通的支路，支路与前入液口211相互靠近的两端之间设置有密封圈，总路的一端封闭、另一端与外界连通，入液通道与外界连通的一端为入液端，活动架132上于前入液通道61的入液端设置有前入液管62。
位于上方的活动架132上开设有前出液通道63，前出液通道63包括总路和与前出液口212一一连通的支路，支路与前出液口212相互靠近的两端之间设置有密封圈，总路的一端封闭、另一端与外界连通，出液通道与外界连通的一端为出液端，活动架132上于前出液通道63的出液端设置有前出液管64，前出液管64与前入液管62相互背离。
在此，恒流泵吸入液体时，液体依次经由前入液管62、总路和支路通过前入液口211进入于缸筒21的内腔中，恒流泵泵出液体时，液体依次经由前出液口212、支路和总路最后通过前出液管64泵出。
参照图1，泵送电机4对多个连接套3的具体驱动方式为，连接套3上同轴固定有连接轴33，泵送电机4的输出轴同轴固定于位于中间的连接轴33背离连接套3的一端，与泵送电机4连接的连接轴33为主动轴，其余连接轴33为从动轴。
传动机构5包括设置于主动轴和从动轴之间的皮带传动组件51，皮带传动组件51包括同轴固定于主动轴的主动轮511、同轴固定于从动轴的从动轮512和设置于主动轮511与从动轮512之间的皮带513。泵送电机4驱动主动轴转动时，从动轴在皮带传动组件51的作用下与主动轴同步转动，进而实现对多个连接套3的同步驱动。
为减少因皮带513松弛对相邻连接轴33的同步性造成的影响，连接套支架12上设置有与皮带传动组件51一一对应的支撑辊52，支撑辊52抵接于皮带513的外壁，对皮带513施加作用力，使皮带513保持张紧状态。
参照图2，缸筒21的内壁上开设有环状槽213，环状槽213与缸筒21同轴设置，环状槽213位于前入液口211靠近连接套3的一侧，且切面221移动过程中不会使缸筒21的内腔与环状槽213连通。
缸筒21上还开设有后入液口214和后出液口215，后入液口214和后出液口215与环状槽213连通，后入液口214和后出液口215分别位于缸筒21径向的两侧，且后入液口214与前入液口211位于缸筒21外周面的同侧，后出液口215与前出液口212位于缸筒21外周面的同侧。
活动架132上设置有用于将多个后入液口214连通的后入液通道71，后入液通道71的入液端设置有后入液管72；活动架132上设置有用于将多个后出液口215连通的后出液通道73，后出液通道73的出液端设置有后出液管74。后入液通道71、后入液管72与前入液通道61、前出液管64的结构相同，后出液通道73、后出液管74和前出液通道63、前出液管64的结构相同，在此不再赘述。
于后入液管72中通入液体，液体经过后入液管72、后入液通道71和后入液口214最终存留于环状槽213中，对缸筒21中的液体进行液封，此时通入的液体不与缸筒21中的液体发生反应；另外，恒流泵使用一段时间后，柱塞22的外壁及缸筒21的内壁上会出现液体结晶，于后入液口214中通入清水能对结晶进行清洗，提高了缸筒21及柱塞22的洁净程度。
本申请实施例一种多组合恒流泵的实施原理为：
当所需液体的灌装量较大时，启动泵送电机4，多个连接套3在泵送电机4和皮带传动组件51的作用下同步转动，进而通过角支轴承3231和柱塞销轴24带动柱塞22于缸筒21中往复移动，同时柱塞22绕自身轴线转动，柱塞22往复移动一次为柱塞22的一个运动周期，柱塞22远离缸筒21移动且切面221朝向前出液口212时，泵头2向外泵送液体，柱塞22朝向缸筒21移动且切面221朝向前入液口211时，泵头2向内吸入液体，由于多个柱塞22的运动轨迹以及切面221的相位差的设置，使得多个柱塞22移动时，使得多个柱塞22移动时，始终有一个泵头2处于向外泵送的状态，以及始终有一个泵头2处于向内吸入的状态，持续向外泵送恒定流量的液体，恒流泵于任意一个柱塞22的一个运动周期内的最大灌装量为单个泵头2的最大灌装量的三倍，以此达到预设的灌装量，通过单一动力源、传动机构5以及多个泵头2的配合，实现了灌装量较大时的液体的泵送，减少因泵送电机4的延迟造成的恒流泵工作的间断，实现恒流泵无间歇的连续泵送。
实施例二
结合图5和图6，一种多组合恒流泵，与实施例一不同之处在于，固定架131包括与泵头2一一对应的单泵架1311，相邻单泵架1311之间可拆卸连接，相邻两个单泵架1311之间的具体连接方式为，相邻两个单泵架1311相互靠近的两侧壁上分别设置有插接槽81和插接块82，插接块82插入于插接槽81中并通过螺栓压紧连接。
连接套支架12包括与连接套3一一对应的单套架121，相邻单套架121之间可拆卸连接，相邻两个单套架121之间的具体连接方式为，其中一个单套架121的侧壁上开设有卡接槽91，卡接槽91为梯形槽，另一个单套架121的侧壁上上设置有卡接块92，卡接块92插入于卡接槽91中且通过螺栓压紧连接。
侧板15固定于位于两侧的两个单泵架1311与单套架121之间，支杆 14可拆卸连接于单套架121与电机支架11之间。
为便于拆卸皮带传动组件51，支撑辊52可滑动的连接于电机支架11，支撑辊52与电机支架11之间的连接方式可以为，电机支架11上开设有滑槽，滑槽的横截面为梯形，支撑辊52上设置有滑移连接于滑槽中的滑块，滑块通过螺栓压紧于滑槽中。
上述实施例的实施原理为：
多组合恒流泵使用过程中，当其中一个泵头2或连接套3出现故障时，移动支撑辊52，调整支撑辊52相对于电机支架11的固定位置，使皮带513处于松弛状态，对皮带513进行拆卸，再将该泵头2、连接套3以及相对应的单泵架1311、单套架121拆卸进行更换即可，更换操作简单，操作所需时间短。
以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种多组合恒流泵，其特征在于：包括架体(1)、泵头(2)、泵送电机(4)和与泵头(2)一一对应的连接套(3)，所述泵头(2)和泵送电机(4)均固设于架体(1)，所述泵头(2)间隔排布有n个，n个所述泵头(2)的轴线相互平行；
所述泵头(2)包括缸筒(21)和柱塞(22)，所述柱塞(22)的一端滑动配合于缸筒(21)内，所述柱塞(22)位于缸筒(21)内的一端的外周壁上设置有切面(221)，n个所述泵头(2)中的柱塞(22)上的切面(221)之间的相位差等于360︒/n；
所述缸筒(21)上设置有前入液口(211)和前出液口(212)，所述前入液口(211)和前出液口(212)位于缸筒(21)径向的两端；
所述柱塞(22)背离缸筒(21)的一端连接有柱塞座(23)，所述柱塞座(23)上设置有柱塞(22)销轴，所述架体(1)上转动配合有与柱塞(22)销轴一一对应的连接套(3)，所述连接套(3)中安装有角支轴承(32)，所述柱塞(22)销轴与角支轴承(32)连接，所述泵送电机(4)的输出轴与其中一个连接套(3)同轴固定，多个所述连接套(3)之间设置有用于带动多个连接套(3)同步转动的传动机构(5)；
所述连接套(3)上同轴固定有连接轴(33)，所述泵送电机(4)的输出轴固定于其中一个连接轴(33)，与所述泵送电机(4)连接的连接轴(33)为主动轴，其他所述连接轴(33)为从动轴，所述传动机构(5)包括设置于主动轴和从动轴之间的皮带传动组件(51)；
所述架体(1)上设置有与皮带传动组件(51)中的皮带(513)一一对应的支撑辊(52)，所述支撑辊(52)抵接于皮带(513)的侧壁使皮带(513)处于张紧状态；
所述架体(1)包括泵头支架(13)、连接套支架(12)和电机支架(11)，所述泵头支架(13)包括固定架(131)和活动架(132)，所述泵头(2)设置于固定架(131)；
所述固定架(131)包括与泵头(2)一一对应的单泵架(1311)，相邻所述单泵架(1311)之间可拆卸连接，所述连接套支架(12)包括与连接套(3)一一对应的单套架(121)，相邻所述单套架(121)之间可拆卸连接，所述单套架(121)可拆卸连接于电机支架(11)；
所述支撑辊(52)可滑动的连接于电机支架(11)；
所述缸筒(21)的内壁上开设有环状槽(213)，所述环状槽(213)位于前入液口(211)靠近连接套(3)的一侧，且所述环状槽(213)位于切面(221)的移动范围之外，所述缸筒(21)上还开设有与环状槽(213)连通的后入液口(214)和后出液口(215)。
2.根据权利要求1所述的一种多组合恒流泵，其特征在于：所述架体(1)上开设有用于将多个前入液口(211)连通的前入液通道(61)，所述前入液通道(61)的一端封闭、另一端与外界连通，所述架体(1)上开设有用于将多个前出液口(212)连通的前出液通道(63)，所述前出液通道(63)的一端封闭、另一端与外界连通。
3.根据权利要求2所述的一种多组合恒流泵，其特征在于：所述架体(1)包括泵头支架(13)，所述泵头支架(13)包括固定架(131)和活动架(132)，所述泵头(2)设置于固定架(131)，所述前入液通道(61)和后入液通道(71)开设于活动架(132)，所述活动架(132)上于前入液通道(61)的入液端设置有前入液管(62)，所述活动架(132)上于前出液通道(63)的出液端设置有前出液管(64)。
4.根据权利要求1所述的一种多组合恒流泵，其特征在于：所述泵头(2)设置为三个。
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