CN116696706A - 恒流注射泵及控制系统 - Google Patents

Abstract

本公开提供一种恒流注射泵及控制系统。所述恒流注射泵，驱动注射器进行液体传输，包括：电机，包括输出轴，为恒流注射泵提供动力；丝杆，与电机的输出轴一体设置；丝杆外表面设有外螺纹；丝杆螺母套设于丝杆外，丝杆螺母内表面设有与外螺纹匹配的内螺纹；推板，与丝杆螺母及注射器的推杆固定连接；限位导向装置，限制推板围绕丝杆转动，并引导推板沿丝杆轴向运动；当恒流注射泵工作时，电机驱动丝杆转动，通过丝杆螺母与丝杆的内外螺纹配合，驱动丝杆螺母在丝杆上沿轴向移动，进而带动推板及注射器推杆沿轴向移动。本公开的恒流注射泵通过将电机与丝杆一体设置，使恒流注射泵在传动过程中平稳运行，且摩擦阻力小，从而提供稳定、恒定的流体。

Description

恒流注射泵及控制系统

技术领域

本公开涉及液体输送技术领域，尤其涉及一种恒流注射泵及控制系统。

背景技术

在一些实验设备中，需要提供平稳、恒定的流量供应。注射泵在液体传输方面具有，精度高、流量平稳的特征；相比于其他流量泵，注射泵在生物、医药、化工等领域得到广泛应用。

目前，现有的注射泵种类多样，并且传动方式大多数为同步带传动，从而导致传动不稳定。而且现有的注射泵适配注射器较为单一，适配容量范围窄，注射器频繁更换较为繁琐。

发明内容

有鉴于此，本公开的目的在于提出一种恒流注射泵及控制系统，可以提供稳定、恒定的流体。

基于上述目的，本公开提供了一种恒流注射泵，驱动注射器进行液体传输，包括：电机，包括输出轴，为恒流注射泵提供动力；丝杆，与所述电机的输出轴一体设置；所述丝杆外表面设有外螺纹；丝杆螺母，套设于所述丝杆外，所述丝杆螺母内表面设有与所述外螺纹匹配的内螺纹；推板，所述推板与所述丝杆螺母及所述注射器的推杆固定连接；限位导向装置，限制所述推板围绕所述丝杆转动，并引导所述推板沿所述丝杆轴向运动；当所述恒流注射泵工作时，所述电机驱动所述丝杆转动，通过所述丝杆螺母与所述丝杆的内外螺纹配合，驱动所述丝杆螺母在所述丝杆上沿轴向移动，进而带动所述推板及所述注射器推杆沿所述轴向移动。

可选的，所述恒流注射泵还包括主体，用于承载所述电机；所述主体上设有直线导轨，所述推板上设置有与所述直线导轨适配的滑块；所述推板在所述直线导轨和所述滑块的作用下与所述直线导轨滑动连接。

可选的，所述恒流注射泵还包括底板，所述底板可拆卸的设置在所述主体上，所述底板上设有沉孔；所述丝杆远离所述电机的一端设置有滚动轴承，所述滚动轴承设置在所述底板沉孔内。

可选的，所述恒流注射泵还包括锁块以及旋钮，通过所述锁块将所述注射器推杆固定在所述推板上，并通过所述旋钮紧固。

可选的，所述恒流注射泵还包括支撑板，所述支撑板可拆卸设置在所述主体上；

固定支架，所述固定支架可拆卸设置在所述支撑板上；所述电机通过所述固定支架可拆卸设置在所述支撑板上。

可选的，所述恒流注射泵还包括切换阀，所述切换阀可拆卸设置在所述固定支架上；所述切换阀包括注射器口，进液口以及排液口；

当所述注射器口与所述排液口连接时，通过所述恒流注射泵将注射器内的液体从所述排液口推出；

当所述注射器口和所述进液口连接时，通过所述恒流注射泵收缩，将外部液体从所述进液口吸入所述注射器。

可选的，所述恒流注射泵还包括至少一个传感器，用于检测所述推板运行的极限位置；所述推板上设有定位螺钉，通过检测所述定位螺钉的位置确定所述推板运行的极限位置；

所述传感器可拆卸的设置在所述主体上；固定所述传感器的孔位为腰型孔，用于调整所述传感器的位置；所述主体上还设有穿线孔位，用于穿越所述传感器的电线。

可选的，所述丝杆为滚珠丝杆。

可选的，所述电机具有抱闸功能，用于控制所述丝杆停止转动。

本公开还提供一种恒流注射泵控制系统，包括：

信号发送模块，用于发送传感器检测到的推板的运行位置的反馈信号；

信号接收模块，用于接收所述信号发送模块所发送的反馈信号；

控制模块，基于所述反馈信号，控制电机急停以及控制电机按照设定的速度和方向旋转；

电压切换模块，用于将输入电压转换为电机和切换阀可用电压。

从上面所述可以看出，本公开提供的恒流注射泵及控制系统，通过将电机与丝杆一体设置，使恒流注射泵在传动过程中平稳运行，且摩擦阻力小，从而提供稳定、恒定的流体。

附图说明

为了更清楚地说明本公开或相关技术中的技术方案，下面将对实施例或相关技术描述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公开的实施例，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为本公开实施例提供的恒流注射泵第一角度的立体图；

图2为本公开实施例提供的恒流注射泵第二角度的立体图；

图3为图1所示的恒流注射泵的侧视图；

图4为图1所示的恒流注射泵的主视图；

图5为本公开实施例提供的恒流注射泵中注射器与锁块配合的立体图；

图6为图5所示的恒流注射泵中注射器与锁块配合的主视图；

图7为图5所示的恒流注射泵中注射器与锁块配合的侧视图；

图8为本公开实施例提供的恒流注射泵中主体第一角度的立体图；

图9为本公开实施例提供的恒流注射泵中主体第二角度的立体图；

图10为图8所示的恒流注射泵中主体的主视图；

图11为图8所示的恒流注射泵中主体的侧视图；

图12为本公开实施例提供的恒流注射泵中电机的主视图；

图13为本公开实施例提供的恒流注射泵控制系统的示意图。

具体实施方式

为使本公开的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本公开进一步详细说明。

需要说明的是，除非另外定义，本公开实施例使用的技术术语或者科学术语应当为本公开所述领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本公开实施例中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应地改变。

结合参见图1-图4，本公开提供一种恒流注射泵，驱动注射器进行液体传输，包括：电机401，包括输出轴(图中未示出)，为恒流注射泵1提供动力；丝杆403，丝杆403与电机401的输出轴一体设置；丝杆403外表面设有外螺纹；丝杆螺母405，套设于丝杆403外，丝杆螺母405内表面设有与外螺纹相匹配内螺纹；推板103，推板103上设有与丝杆403匹配的通孔；推板103与丝杆螺母405及注射器的推杆201固定连接；限位导向装置，限制推板103围绕丝杆403转动，并引导推板103沿丝杆403轴向运动；当恒流注射泵1工作时，电机401驱动丝杆403转动，通过丝杆螺母405与丝杆403的内外螺纹配合，驱动丝杆螺母405在丝杆403上沿轴向移动，进而带动推板103及注射器推杆201沿轴向移动。通过将电机与丝杆一体设置，使恒流注射泵传动稳定；可以精确的控制液体的流速，使注射器平稳的移动。

结合参见图1-图4，恒流注射泵还包括主体10，用于承载电机401；主体10上设有直线导轨101，推板103上设置有与直线导轨101适配的滑块；推板103在直线导轨101和滑块的作用下与直线导轨101滑动连接。通过直线导轨101与滑块的配合，使推板103与直线导轨101滑动连接；使推板103可以在直线导轨101上滑动的做往复运动。直线导轨101与滑块还可以限制推板103的位移，使推板103可以围绕丝杆转动，并引导推板103沿丝杆403轴向运动。直线导轨101作为注射器推杆201运动的导向，使推板103及注射器推杆201沿轴向移动的过程中，注射器推杆201的运动稳定性更强。直线导轨101可以为滚珠直线导轨；滚珠直线导轨是由钢珠在滑块跟导轨之间无限滚动循环，从而使负载平台沿着导轨轻易的做高精度线性运动，并将摩擦系数降至平常传统滑动导轨的五十分之一，能轻易地达到很高的定位精度。将直线导轨设置为滚珠形式，减小推板103运动的摩擦阻力，使推板103运行更平稳，可以精确地控制注射器推杆201的移动，使注射器20进行液体传输时，具有平稳、恒定的流速。

结合参见图1-图4，恒流注射泵还包括底板15，底板15可拆卸的设置在主体10上，底板15上设有沉孔153；丝杆403远离电机401的一端设置有滚动轴承151，滚动轴承151设置在底板沉孔153内。

具体的，底板15通过螺钉可拆卸的固定在主体10的一端；在底板15上开设一个沉孔153，用于放置滚动轴承151；滚动轴承151与丝杆403远离电机401的一端相连接；以更好的使丝杆403平稳的转动。沉孔153是由某一物体表面向物体内部所加工的阶梯孔；可以保证孔口与孔中心线的垂直度，以便与孔连接的零件位置正确，连接更加可靠。

结合参见图5-图7，恒流注射泵还包括锁块18以及旋钮16，通过锁块18将注射器推杆201固定在推板103上，并通过旋钮16紧固。

具体的，注射器20下端通过锁块18将注射器推杆201固定在推板103上，再通过旋钮16顶紧固定注射器推杆201。旋钮16以及锁块18可以在推板103上自由活动，也可以将旋钮16以及锁块18拆卸下来。锁块18的设计尺寸与注射器推杆201后端的帽相关，可以根据注射器20规格设置相匹配的锁块18。一般来说，锁块可以适配多种规格的注射器，并不需要为每个注射器都设计相匹配的锁块。注射器装配方式简单，可以及时更换适合的注射器，使得恒流注射泵提供更精确的流量。

结合参见图1-图4，恒流注射泵还包括支撑板13，支撑板13可拆卸设置在主体10上；固定支架17，固定支架17可拆卸设置在支撑板13上；电机401通过固定支架17可拆卸设置在支撑板13上。

具体的，支撑板13通过螺钉可拆卸设置在主体10的另一端；固定支架17通过螺钉可拆卸连接在支撑板13上；电机401通过螺钉固定在固定支架17上，通过固定支架17将电机401固定在支撑板13上。通过支撑板13与固定支架17可以较为稳固的将电机401与主体10连接在一起，在电机401进行工作时，也不会因为电机401工作产生的震动，而导致注射器20内的液体不能提供平稳、恒定的流速，使恒流注射泵1在工作时更加稳定。

结合参见图1-图7，恒流注射泵还包括切换阀30，切换阀30可拆卸设置在固定支架17上；切换阀30包括注射器口，进液口以及排液口；当注射器口与排液口连接时，通过恒流注射泵1将注射器20内的液体从排液口推出；当注射器口和进液口连接时，通过恒流注射泵1收缩，将外部液体从进液口吸入注射器20。

具体的，切换阀30通过螺钉可拆卸设置在固定支架17上。固定支架17上留有孔位，便于切换阀阀头301穿过。切换阀30包括注射器口、进液口以及排液口；当注射器口与排液口连接时，通过恒流注射泵1将注射器20内的液体从排液口推出；当注射器口和进液口连接时，通过恒流注射泵1收缩，将外部液体从进液口吸入注射器20。如此循环操作，可以使恒流注射泵1连续工作，并且无需拆装注射器20。注射器20可以直接与切换阀30连接，切换阀阀头301的接口为螺纹，与注射器顶端螺纹203相匹配。装配注射器20时，将注射器20旋进切换阀30即可。在装配过程中无多余中间管线，减小恒流注射泵的体积。恒流注射泵可以适配多种规格的注射器。

进一步的，切换阀30还可以切换通路，配合电机正/反转，达到吸液或排液的功能，在无需拆卸注射器20的情况下可以连续作业。切换阀30还可以更换为更多接口的切换阀，可以吸液不同种类液体；例如可以吸液清液类溶液，可以通过切换阀30切换恒流注射泵1的吸排，达到清洗的目的。

结合参见图1-图4，恒流注射泵还包括至少一个传感器14，用于检测推板103运行的极限位置；推板103上设有定位螺钉1031，通过检测定位螺钉1031的位置确定推板103运行的极限位置；传感器14可拆卸的设置在主体10上；固定传感器14的孔位为腰型孔105，用于调整传感器14的位置；主体上还设有穿线孔位107，用于穿越传感器14的电线。

具体的，结合参见图8-图11，传感器14通过螺钉和螺母可拆卸的设置在本体10上；在本体10上设有腰型孔105，用于固定传感器14，并且便于传感器14位置的调整，以找到最佳极限控制位置；还可以根据不同注射器的规格相应的做出调整。主体10上还设有穿线孔位107，便于传感器14电线的穿越。推板103上设有定位螺钉1031，定位螺钉1031与传感器14间距离正好在传感器14的检测范围内。推板103在传感器14位置时可以被检测，将传感器14设置在推板103运行的极限位置，当推板103运行至极限位置时，传感器14检测到定位螺钉1031，确定推板103运行到极限位置。

结合参见图1-图4，可选的，传感器14设置有两个，分别设置在靠近电机401的极限位置与远离电机401的极限位置。使推板103运动到靠近电机401的极限位置时，可以及时停止移动；以及推板103运动到远离电机401的极限位置时，也可以及时停止移动。从而保护电机401及恒流注射泵1上的其他零件。当传感器14设置有两个时，主体10上的腰型孔105以及穿线孔位107同时设置有两个。腰型孔105以及穿线孔位107的数量与传感器14的数量相匹配。

结合参见图12，可选的，丝杆403为滚珠丝杆。滚珠丝杆转动顺畅，摩擦阻力更小，可以使运行更加平稳，并且滚珠丝杆以及与其配合使用的丝杆螺母405使用金属材质制成，增加滚珠丝杆的使用寿命。

结合参见图1-图4，可选的，丝杆403长度可以包括0.25ml-25ml。丝杆403长度可以根据注射器20的尺寸匹配设计，注射器20的选取可以是目前可以见到的专用注射器。丝杆403长度可以根据需求自行选择，在此并不做具体限定。

结合参见图1-图4，可选的，电机401具有抱闸功能，用于控制丝杆403停止转动。当丝杆403停止转动时，丝杆螺母405可能由于惯性或重力影响，从而继续滑动；使得丝杆403可以在停止的时候不会转动，防止滚珠丝杆螺母405由于惯性或重力影响，继续滑动，可以达到停的稳的效果。

结合参见图13，本公开还提供了一种恒流注射泵控制系统，包括：

信号发送模块，用于发送传感器检测到的推板的运行位置的反馈信号；

信号接收模块，用于接收信号发送模块所发送的反馈信号；

控制模块，基于反馈信号，控制电机急停以及控制电机按照设定的速度和方向旋转；

电压切换模块，用于将输入电压转换为电机和切换阀可用电压。

结合参加图1-图4，将注射器20通过锁块18和旋钮16稳固的安装到恒流注射泵1上后，将切换阀30的管线与注射器20相连接。接通电源后，电压切换模块将输入电压切换为电机401和切换阀30的可用电压。控制模块根据控制信号，使电机401的转轴按照设定的速度和方向进行旋转；带动与电机401的转轴一体设置的滚珠丝杆403，通过丝杆403上的外螺纹与丝杆螺母405的内螺纹相匹配，使丝杆螺母405在丝杆403上轴向移动，与丝杆螺母405固定连接的推板103在滚珠直线导轨101上移动，进而带动注射器推杆201移动，达到吸液和排液的效果。

如果推板103运动到传感器14检测的极限位置，传感器14检测到定位螺钉1031，确定推板103运行到极限位置；传感器14将检测到的推板103运行到极限位置的反馈信号，通过信号发送模块将反馈信号发送给信号接收模块；控制模块基于信号接收模块接收到的反馈信号，控制电机401急停，以此保护电机401及其他零件。

控制模块还可以控制切换阀30的切换，使切换阀30在吸液状态和排液状态之间进行切换。

从上面所述可以看出，本公开提供的恒流注射泵及控制系统，通过将电机与丝杆一体设置，使恒流注射泵在传动过程中平稳运行，且摩擦阻力小；丝杆与导轨配合使用，使注射器推杆平稳运行，从而提供稳定、恒定的流体。本公开的恒流注射泵结构紧凑，尺寸小巧，可以满足当前设备需要，可以固定安装在各种生产、试验仪器中。

所属领域的普通技术人员应当理解：以上任何实施例的讨论仅为示例性的，并非旨在暗示本公开的范围(包括权利要求)被限于这些例子；在本公开的思路下，以上实施例或者不同实施例中的技术特征之间也可以进行组合，步骤可以以任意顺序实现，并存在如上所述的本公开实施例的不同方面的许多其它变化，为了简明它们没有在细节中提供。

本公开实施例旨在涵盖落入所附权利要求的宽泛范围之内的所有这样的替换、修改和变型。因此，凡在本公开实施例的精神和原则之内，所做的任何省略、修改、等同替换、改进等，均应包含在本公开的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种恒流注射泵，驱动注射器进行液体传输，其特征在于，包括：

电机，包括输出轴，为恒流注射泵提供动力；

丝杆，与所述电机的输出轴一体设置；所述丝杆外表面设有外螺纹；

丝杆螺母，套设于所述丝杆外，所述丝杆螺母内表面设有与所述外螺纹匹配的内螺纹；

推板，所述推板与所述丝杆螺母及所述注射器的推杆固定连接；

限位导向装置，限制所述推板围绕所述丝杆转动，并引导所述推板沿所述丝杆轴向运动；

当所述恒流注射泵工作时，所述电机驱动所述丝杆转动，通过所述丝杆螺母与所述丝杆的内外螺纹配合，驱动所述丝杆螺母在所述丝杆上沿轴向移动，进而带动所述推板及所述注射器推杆沿所述轴向移动。

2.根据权利要求1所述的恒流注射泵，其特征在于，所述恒流注射泵还包括主体，用于承载所述电机；

所述主体上设有直线导轨，所述推板上设置有与所述直线导轨适配的滑块；所述推板在所述直线导轨和所述滑块的作用下与所述直线导轨滑动连接。

3.根据权利要求2所述的恒流注射泵，其特征在于，所述恒流注射泵还包括底板，所述底板可拆卸的设置在所述主体上，所述底板上设有沉孔；所述丝杆远离所述电机的一端设置有滚动轴承，所述滚动轴承设置在所述底板沉孔内。

4.根据权利要求1所述的恒流注射泵，其特征在于，所述恒流注射泵还包括锁块以及旋钮，通过所述锁块将所述注射器推杆固定在所述推板上，并通过所述旋钮紧固。

5.根据权利要求2所述的恒流注射泵，其特征在于，所述恒流注射泵还包括支撑板，所述支撑板可拆卸设置在所述主体上；

固定支架，所述固定支架可拆卸设置在所述支撑板上；所述电机通过所述固定支架可拆卸设置在所述支撑板上。

6.根据权利要求5所述的恒流注射泵，其特征在于，所述恒流注射泵还包括切换阀，所述切换阀可拆卸设置在所述固定支架上；所述切换阀包括注射器口，进液口以及排液口；

当所述注射器口与所述排液口连接时，通过所述恒流注射泵将注射器内的液体从所述排液口推出；

当所述注射器口和所述进液口连接时，通过所述恒流注射泵收缩，将外部液体从所述进液口吸入所述注射器。

7.根据权利要求2所述的恒流注射泵，其特征在于，所述恒流注射泵还包括至少一个传感器，用于检测所述推板运行的极限位置；所述推板上设有定位螺钉，通过检测所述定位螺钉的位置确定所述推板运行的极限位置；

所述传感器可拆卸的设置在所述主体上；固定所述传感器的孔位为腰型孔，用于调整所述传感器的位置；所述主体上还设有穿线孔位，用于穿越所述传感器的电线。

8.根据权利要求1所述的恒流注射泵，其特征在于，所述丝杆为滚珠丝杆。

9.根据权利要求1所述的恒流注射泵，其特征在于，所述电机具有抱闸功能，用于控制所述丝杆停止转动。

10.一种恒流注射泵控制系统，其特征在于，包括：

信号发送模块，用于发送传感器检测到的推板的运行位置的反馈信号；

信号接收模块，用于接收所述信号发送模块所发送的反馈信号；

控制模块，基于所述反馈信号，控制电机急停以及控制电机按照设定的速度和方向旋转；

电压切换模块，用于将输入电压转换为电机和切换阀可用电压。