CN116792281A - 智能撬装注剂装置 - Google Patents

Abstract

一种智能撬装注剂装置，包括液压隔膜式计量泵，包括：缸体，依次设置驱动组件、柱塞、流量调节组件，以及安全阀；电机，电机轴与驱动组件的蜗杆轴相连，蜗杆轴带动涡轮作回转运动，与涡轮一体设置的偏心轮通过连杆将回转运动转变为往复运动；柱塞，与连杆异于偏心轮的一端相连，在连杆的作用下作往复运动；流量调节组件，流量控制杆在调节端的作用下进行移动，进而控制旁路孔之开合程度；安全阀，在超压状态下可使释放的压力油通过内部油路传输回油箱；泵头，设置在缸体上，并分别设置进口单向阀和出口单向阀；隔膜，设置在泵头与所述缸体之间。本发明具有结构简化、运行稳定、无泄漏、安全可靠性高，日常维护工作量极小等优点，值得业内推广使用。

Description

智能撬装注剂装置

技术领域

本发明涉及计量泵技术领域，尤其涉及一种智能撬装注剂装置，具体涉及包括液压隔膜式计量泵的智能撬装注剂装置及液压隔膜式计量泵的流量调节方法。

背景技术

计量泵是流体输送机械的一种，其突出特点是可以保持与排出压力无关的恒定流量。使用计量泵可以同时完成输送、计量和调节的功能，从而简化生产工艺流程。使用多台计量泵，可以将几种介质按准确比例输入工艺流程中进行混合。由于其自身的突出优点，计量泵如今已被广泛地应用于石油化工、制药、食品等各工业领域中。计量泵一般包括蜗轮蜗杆驱动机构、偏心回转机构、柱塞往复机构和隔膜泵头机构，通过蜗轮蜗杆驱动机构带动偏心回转机构，偏心回转机构的偏心轮带动柱塞往复机构中的柱塞进行往复运动，柱塞带动隔膜泵头机构的隔膜变形，隔膜的变形会改变泵腔容积，从而达到输送介质的目的。

但是，传统柱塞式隔膜计量泵存在如下明显缺陷：第一、柱塞与泵体间多以填料密封，使用一段时间后不可避免地填料会磨损而产生泄露问题，柱塞也容易产生磨损。第二、调节偏心轮的调节组件在长期的使用过程中会发生磨损，导致偏心轮的偏心距离与旋钮上的刻度不相等，进而造成计量泵的实际流量与预设流量不一致，使得生产出现差错，实用性较低。第三、隔膜在使用过程中容易产生变形，变形会随着时间越来越大，逐步影响隔膜前后移动的距离和移动量的变化，从而影响吸入介质所需的负压压差，变形越大压差越小，介质的吸入性能就越差，无法提供足够的负压，就无法正常吸入介质，就无法正常输送介质。

故针对现有技术存在的问题，本案设计人凭借从事此行业多年的经验，积极研究改良，于是有了本发明液压隔膜式计量泵、智能撬装注剂装置及其流量调节方法。

发明内容

本发明的第一目的是针对现有技术中，传统柱塞式隔膜计量泵的柱塞与泵体间多以填料密封，使用一段时间后不可避免地填料会磨损而产生泄露问题，以及调节偏心轮的调节组件在长期的使用过程中会发生磨损，导致偏心轮的偏心距离与旋钮上的刻度不相等，进而造成计量泵的实际流量与预设流量不一致，同时隔膜在使用过程中也容易产生变形，影响吸入介质所需的负压压差，导致无法正常吸入介质等缺陷提供一种液压隔膜式计量泵。

本发明的第二目的是针对现有技术中，传统柱塞式隔膜计量泵的柱塞与泵体间多以填料密封，使用一段时间后不可避免地填料会磨损而产生泄露问题，以及调节偏心轮的调节组件在长期的使用过程中会发生磨损，导致偏心轮的偏心距离与旋钮上的刻度不相等，进而造成计量泵的实际流量与预设流量不一致，同时隔膜在使用过程中也容易产生变形，影响吸入介质所需的负压压差，导致无法正常吸入介质等缺陷提供一种液压隔膜式计量泵的流量调节方法。

本发明的第三目的是针对现有技术中，传统柱塞式隔膜计量泵的柱塞与泵体间多以填料密封，使用一段时间后不可避免地填料会磨损而产生泄露问题，以及调节偏心轮的调节组件在长期的使用过程中会发生磨损，导致偏心轮的偏心距离与旋钮上的刻度不相等，进而造成计量泵的实际流量与预设流量不一致，同时隔膜在使用过程中也容易产生变形，影响吸入介质所需的负压压差，导致无法正常吸入介质等缺陷提供一种具有所述液压隔膜式计量泵的智能撬装注剂装置。

为实现本发明之第一目的，本发明提供一种液压隔膜式计量泵，所述液压隔膜式计量泵，包括：

缸体，所述缸体内依次设置驱动组件的第一安装腔、柱塞的第二安装腔、流量调节组件的第三安装腔，以及安全阀的第四安装腔；

电机，所述电机的电机轴通过联轴器与驱动组件的蜗杆轴相连，所述蜗杆轴带动驱动组件的涡轮作回转运动，与所述涡轮一体设置的偏心轮通过连杆将回转运动转变为往复运动，并传递至柱塞；

柱塞，所述柱塞的外径与所述缸体的内径配合设置，并与所述连杆异于偏心轮的一端相连，进而在连杆的作用下作往复运动；

流量调节组件，所述流量调节组件设置在缸体的第三安装腔，所述流量调节组件的调节端设置在第三安装腔异于柱塞的端部，所述流量调节组件的流量控制杆一端活动设置在柱塞内，另一端抵设于调节端，所述流量控制杆在调节端的作用下进行移动，进而控制柱塞上径向设置在的旁路孔之开合程度；

安全阀，所述安全阀设置在缸体的第四安装腔内，并在超压状态下可使释放的压力油通过内部油路传输回油箱；

泵头，所述泵头设置在所述缸体上，并在所述泵头上分别设置进口单向阀和出口单向阀；

隔膜，所述隔膜设置在所述泵头与所述缸体之间，所述隔膜与所述泵头之间形成介质腔，所述隔膜与所述缸体之间形成液压腔，所述介质腔与所述进口单向阀和出口单向阀连通。

可选地，所述柱塞为不等径空心柱塞。

可选地，所述柱塞与所述流量控制杆连接一端的外径大于所述柱塞与所述连杆连接一端的外径。

可选地，所述流量控制杆一端活动设置在所述柱塞内，并可控制柱塞上径向设置在的旁路孔之开合程度。

可选地，液压油密封设置在缸体的活塞腔处。

可选地，所述柱塞以固定的行程作往复运动，在每个吸入行程最后和每个排出行程之初，均能使活塞腔和油箱短时间接通，在短时间接通的时间段空气或蒸汽从液压系统排出，失去的液压油被补充。

可选地，在对所述流量调节组件的调节端进行旋钮调节时，便可移动所述流量控制杆，使得所述柱塞上径向设置的旁通孔能在整个柱塞行程所预设的百分比位置关闭，以实现所述液压隔膜式计量泵的流量调节范围为0～100％。

为实现本发明之第二目的，本发明提供一种液压隔膜式计量泵的流量调节方法，所述液压隔膜式计量泵的流量调节方法，包括：

执行步骤S1：当所述流量控制杆调到100％流量，旁通孔将在柱塞的每个吸入行程终了处打开，然后在排出行程旁通孔立即关闭，使整个柱塞位移推动的液压油全部施加在弹性隔膜上；

执行步骤S2：当所述流量控制杆调到50％流量，旁通孔将在柱塞的吸入行程一半处打开，在下一个排出行程时，柱塞推动的液压油将在第一个50％行程通过柱塞径向打开的旁通孔从柱塞中心孔旁路到油箱中，之后旁通孔被流量控制杆关闭，余下的50％柱塞位移推动的液压油将施加到隔膜上，出口流量降为50％；

执行步骤S3：当所述流量控制杆调到0时，所述柱塞工作推动的液压油均通过柱塞径向打开的旁通孔从柱塞中心孔回到油箱中，没有液压油作用到隔膜。

可选地，在对所述流量调节组件的调节端进行旋钮调节时，便可移动所述流量控制杆，使得所述柱塞上径向设置的旁通孔能在整个柱塞行程所预设的百分比位置关闭，以实现所述液压隔膜式计量泵的流量调节范围为0～100％。

为实现本发明之第三目的，本发明提供一种具有所述液压隔膜式计量泵的智能撬装注剂装置，所述液压隔膜式计量泵的加药量采用现场手动调节或远程自动调节方式。

可选地，远程自动调节采用变频器改变频率从而改变液压隔膜式计量泵的速度来达到改变流量的目的。

可选地，所述液压隔膜式计量泵的入口设置Y型过滤器，出口设置压力表，压力表的入口设置隔离阀和脉冲稳压器，所述液压隔膜式计量泵的出口进一步设置安全阀及安全阀返回到溶液箱的管道，并配置出口压力回压阀，回压阀与安全阀排压管道连通后回溶液箱。

综上所述，本发明液压隔膜式计量泵具有结构简化、运行稳定、无泄漏、安全可靠性高，日常维护工作量极小等优点，值得业内推广使用。

附图说明

图1所示为本发明液压隔膜式计量泵结构剖视图；

图2所示为本发明液压隔膜式计量泵的泵头结构剖视图；

图3所示为本发明液压隔膜式计量剖视图；

图4所示为本发明液压隔膜式计量泵的流量调节方法流程图。

具体实施方式

为详细说明本发明创造的技术内容、构造特征、所达成目的及功效，下面将结合实施例并配合附图予以详细说明。

请参阅图1、图2、图3，图1所示为本发明液压隔膜式计量泵结构剖视图。图2所示为本发明液压隔膜式计量泵的泵头结构剖视图。图3所示为本发明液压隔膜式计量剖视图。所述液压隔膜式计量泵，包括：

缸体1，所述缸体1内依次设置驱动组件2的第一安装腔11、柱塞3的第二安装腔12、流量调节组件4的第三安装腔13，以及安全阀5的第四安装腔14；

电机6，所述电机6的电机轴61通过联轴器7与驱动组件2的蜗杆轴21相连，所述蜗杆轴21带动驱动组件2的涡轮22作回转运动，与所述涡轮22一体设置的偏心轮23通过连杆24将回转运动转变为往复运动，并传递至柱塞3；

柱塞3，所述柱塞3的外径与所述缸体1的内径配合设置，并与所述连杆24异于偏心轮23的一端相连，进而在连杆24的作用下作往复运动；

流量调节组件4，所述流量调节组件4设置在缸体1的第三安装腔13，所述流量调节组件4的调节端41设置在第三安装腔13异于柱塞3的端部，所述流量调节组件4的流量控制杆42一端活动设置在柱塞3内，另一端抵设于调节端41，所述流量控制杆42在调节端41的作用下进行移动，进而控制柱塞3上径向设置在的旁路孔31之开合程度；

安全阀5，所述安全阀5设置在缸体1的第四安装腔14内，并在超压状态下可使释放的压力油通过内部油路15传输回油箱；

泵头7，所述泵头7设置在所述缸体1上，并在所述泵头7上分别设置进口单向阀71和出口单向阀72；

隔膜8，所述隔膜8设置在所述泵头7与所述缸体1之间，所述隔膜8与所述泵头7之间形成介质腔81，所述隔膜8与所述缸体1之间形成液压腔82，所述介质腔81与所述进口单向阀71和出口单向阀72连通。

作为具体实施方式，所述柱塞3为不等径空心柱塞。更具体地，所述柱塞3与所述流量控制杆42连接一端的外径大于所述柱塞3与所述连杆24连接一端的外径。所述流量控制杆42一端活动设置在所述柱塞3内，并可控制柱塞3上径向设置在的旁路孔31之开合程度。所述柱塞3在连杆24的作用下于缸体1内作往复运动。液压油9密封设置在缸体1的活塞腔16处。所述柱塞3的外径与所述缸体1的内径配合设置。

作为本领域技术人员，容易理解地，当所述柱塞3向泵头7一端移动时，液压油9依次经过柱塞3的外径减小处、旁通孔31、柱塞中心孔传输至油箱。当所述柱塞3向泵头7一端继续移动时，所述柱塞3上径向设置的旁通孔31则被所述流量控制杆42的端部封堵，进而停止液压油旁路，液压油9便通过隔膜注入孔81输送至隔膜8处的液压腔82。

请继续参阅图1～图3，在对所述流量调节组件4的调节端41进行旋钮调节时，便可移动所述流量控制杆42，使得所述柱塞3上径向设置的旁通孔31能在整个柱塞3行程所预设的百分比位置关闭，以实现所述液压隔膜式计量泵的流量调节范围为0～100％。

当所述流量控制杆42向所述柱塞3移动时，所述流量控制杆42端部快速将所述柱塞3的旁通孔31封堵，则油旁路减少，工作油增加。同样地，当所述计量控制杆42远离所述柱塞3移动时，所述流量控制杆42端部较慢将所述柱塞3的旁通孔31封堵，则油旁路增多，工作油减少。所述柱塞3往复运动，通过隔膜注入孔81推吸液压油进出液压腔82。液压油推吸运动通过隔膜8作用于外界化学液体，再通过所述进口单向阀71和所述出口单向阀72实现液体输送。显然地，本发明所述液压隔膜式计量泵的流量调节是通过流量控制杆42调节旁路回油量得以实现，所述流量控制杆42在不同的位置可以实现不同的回油量，也即改变柱塞3的有效行程，从而改变流量。

为了更直观的揭露本发明之技术方案，凸显本发明之有益效果，现结合具体实施方式，对所述液压隔膜式计量泵的工作原理和流量调节方法进行阐述。在具体实施方式中，所述液压隔膜式计量泵的各功能部件规格、形状，以及流量调节方法的控制参数等仅为列举，不应视为对本发明技术方案的限制。

请参阅图4，并继续参阅图1～图3，图4所示为本发明液压隔膜式计量泵的流量调节方法流程图。所述液压隔膜式计量泵的流量调节方法，包括：

执行步骤S1：当所述流量控制杆42调到100％流量，旁通孔31将在柱塞3的每个吸入行程终了处打开，然后在排出行程旁通孔31立即关闭，使整个柱塞3位移推动的液压油全部施加在弹性隔膜8上；

执行步骤S2：当所述流量控制杆42调到50％流量，旁通孔31将在柱塞3的吸入行程一半处打开，在下一个排出行程时，柱塞3推动的液压油将在第一个50％行程通过柱塞3径向打开的旁通孔31从柱塞中心孔旁路到油箱中，之后旁通孔31被流量控制杆42关闭，余下的50％柱塞位移推动的液压油将施加到隔膜8上，出口流量降为50％；

执行步骤S3：当所述流量控制杆42调到0时，所述柱塞3工作推动的液压油均通过柱塞径向打开的旁通孔31从柱塞中心孔回到油箱中，没有液压油作用到隔膜8。

容易知晓地，由于所述柱塞3以固定的行程作往复运动，所以在每个吸入行程最后和每个排出行程之初，均能使活塞腔和油箱短时间接通，在短时间接通的时间段空气或蒸汽从液压系统排出，失去的液压油被补充，还允许由于温度变化引起的液压油收缩和膨胀。

非限制性地，一种智能撬装注剂装置具有本发明所述液压隔膜式计量泵，所述液压隔膜式计量泵的加药量既可现场手动调节，也可远程自动调节，远程自动调节采用变频器改变频率从而改变液压隔膜式计量泵的速度来达到改变流量的目的。所述液压隔膜式计量泵的入口设置Y型过滤器，出口设置压力表，压力表的入口设置隔离阀和脉冲稳压器。所述液压隔膜式计量泵的出口进一步设置安全阀及安全阀返回到溶液箱的管道，并配置出口压力回压阀，回压阀与安全阀排压管道连通后回溶液箱。

显然地，本发明所述液压隔膜式计量泵较同类型计量泵具有明显的优点，主要体现在以下方面：(1)柱塞密封技术，传统柱塞式隔膜计量泵柱塞与泵体间以填料密封，使用一段时间后不可避免地填料会磨损而产生泄漏问题，柱塞也容易产生磨损。本发明所述液压隔膜式计量泵的柱塞与缸体间不采用任何密封件密封，为柱塞与柱塞孔配合间隙密封，采用内部补油，内部回油，由于其自身的结构特点，杜绝了泄漏现象。所有驱动元件都在油箱内，所以磨损极小。(2)简化的液压系统，本发明所述液压隔膜式计量泵动力端取消了一套N型曲轴冲程长度调节机构，使柱塞以一个固定的行程作往复运动，保证了泵的容积效率和计量精度。在每个吸入行程最后和每个排出行程之初将活塞腔和油箱短时间接通，在这个接通的过程中空气或蒸汽从系统排出，失去的油从油箱里补充，由零件的机械运动来达到自动补油排汽功能。与柱塞式隔膜泵相比，就无需另外配置补油阀和排气阀部件，减少了故障产生点。(3)内置安全阀保护，在液压腔部分设有内部安全阀，一旦系统出现故障导致超压，高压油顶开安全阀弹簧，释放的压力油通过内部油路回油箱，以此保证泵的安全运行。由于安全阀完全设置在泵内部，一旦安全阀工作对泵的外部不会带来任何影响，排泄的油也不会有任何外漏，依然回油箱保证液压部分正常工作。(4)流量调节机构极其简化，本发明所述液压隔膜式计量泵的流量调节不是通常的计量泵调节偏心距，而是通过调节柱塞内控制杆的位置来调节液压油的回油量(旁路回油箱)而达到调节流量的目的。减少了一套复杂的偏心调节结构。柱塞以固定的行程工作，但是真正工作的液压油量是靠控制杆来调节的，当旁路回油箱的油小流量就大，旁路回油箱的油多流量就小，实际上是调节柱塞的有效行程。使流量调节准确、稳定、直观直控。(5)体积小巧，本发明所述液压隔膜式计量泵与传统柱塞式隔膜计量泵相比，由于减少了许多零部件，对保证零件的制造精度及装配精度带来了方便，也缩小了体积，该泵的体积只有同类产品的1/2。由于泵的结构简单，易损件很少，所以日常使用的维护量极少，使用方便，运行成本也极低。(6)膜片使用寿命长，由于液压隔膜计量泵的隔膜在工作过程中受力均匀，同时由于该型泵的补油和排气系统是靠柱塞的工作自动完成的，不会因为额外的补油阀和排气阀误动作造成液压部分超补油或缺油，使膜片受力不均衡。所以本型泵的膜片使用寿命较长，小流量的甚至可以超过5年。

综上所述，本发明液压隔膜式计量泵具有结构简化、运行稳定、无泄漏、安全可靠性高，日常维护工作量极小等优点，值得业内推广使用。

本领域技术人员均应了解，在不脱离本发明的精神或范围的情况下，可以对本发明进行各种修改和变型。因而，如果任何修改或变型落入所附权利要求书及等同物的保护范围内时，认为本发明涵盖这些修改和变型。

Claims (12)

1.一种液压隔膜式计量泵，其特征在于，所述液压隔膜式计量泵，包括：

缸体，所述缸体内依次设置驱动组件的第一安装腔、柱塞的第二安装腔、流量调节组件的第三安装腔，以及安全阀的第四安装腔；

电机，所述电机的电机轴通过联轴器与驱动组件的蜗杆轴相连，所述蜗杆轴带动驱动组件的涡轮作回转运动，与所述涡轮一体设置的偏心轮通过连杆将回转运动转变为往复运动，并传递至柱塞；

柱塞，所述柱塞的外径与所述缸体的内径配合设置，并与所述连杆异于偏心轮的一端相连，进而在连杆的作用下作往复运动；

流量调节组件，所述流量调节组件设置在缸体的第三安装腔，所述流量调节组件的调节端设置在第三安装腔异于柱塞的端部，所述流量调节组件的流量控制杆一端活动设置在柱塞内，另一端抵设于调节端，所述流量控制杆在调节端的作用下进行移动，进而控制柱塞上径向设置在的旁路孔之开合程度；

安全阀，所述安全阀设置在缸体的第四安装腔内，并在超压状态下可使释放的压力油通过内部油路传输回油箱；

泵头，所述泵头设置在所述缸体上，并在所述泵头上分别设置进口单向阀和出口单向阀；

隔膜，所述隔膜设置在所述泵头与所述缸体之间，所述隔膜与所述泵头之间形成介质腔，所述隔膜与所述缸体之间形成液压腔，所述介质腔与所述进口单向阀和出口单向阀连通。

2.如权利要求1所述液压隔膜式计量泵，其特征在于，所述柱塞为不等径空心柱塞。

3.如权利要求2所述液压隔膜式计量泵，其特征在于，所述柱塞与所述流量控制杆连接一端的外径大于所述柱塞与所述连杆连接一端的外径。

4.如权利要求1所述液压隔膜式计量泵，其特征在于，所述流量控制杆一端活动设置在所述柱塞内，并可控制柱塞上径向设置在的旁路孔之开合程度。

5.如权利要求1所述液压隔膜式计量泵，其特征在于，液压油密封设置在缸体的活塞腔处。

6.如权利要求5所述液压隔膜式计量泵，其特征在于，所述柱塞以固定的行程作往复运动，在每个吸入行程最后和每个排出行程之初，均能使活塞腔和油箱短时间接通，在短时间接通的时间段空气或蒸汽从液压系统排出，失去的液压油被补充。

7.如权利要求1所述液压隔膜式计量泵，其特征在于，在对所述流量调节组件的调节端进行旋钮调节时，便可移动所述流量控制杆，使得所述柱塞上径向设置的旁通孔能在整个柱塞行程所预设的百分比位置关闭，以实现所述液压隔膜式计量泵的流量调节范围为0～100％。

8.一种如权利要求1所述液压隔膜式计量泵的流量调节方法，其特征在于，所述液压隔膜式计量泵的流量调节方法，包括：

执行步骤S1：当所述流量控制杆调到100％流量，旁通孔将在柱塞的每个吸入行程终了处打开，然后在排出行程旁通孔立即关闭，使整个柱塞位移推动的液压油全部施加在弹性隔膜上；

执行步骤S2：当所述流量控制杆调到50％流量，旁通孔将在柱塞的吸入行程一半处打开，在下一个排出行程时，柱塞推动的液压油将在第一个50％行程通过柱塞径向打开的旁通孔从柱塞中心孔旁路到油箱中，之后旁通孔被流量控制杆关闭，余下的50％柱塞位移推动的液压油将施加到隔膜上，出口流量降为50％；

执行步骤S3：当所述流量控制杆调到0时，所述柱塞工作推动的液压油均通过柱塞径向打开的旁通孔从柱塞中心孔回到油箱中，没有液压油作用到隔膜。

9.如权利要求8所述液压隔膜式计量泵的流量调节方法，其特征在于，在对所述流量调节组件的调节端进行旋钮调节时，便可移动所述流量控制杆，使得所述柱塞上径向设置的旁通孔能在整个柱塞行程所预设的百分比位置关闭，以实现所述液压隔膜式计量泵的流量调节范围为0～100％。

10.一种具有如权利要求1所述液压隔膜式计量泵的智能撬装注剂装置，其特征在于，所述液压隔膜式计量泵的加药量采用现场手动调节或远程自动调节方式。

11.如权利要求10所述智能撬装注剂装置，其特征在于，远程自动调节采用变频器改变频率从而改变液压隔膜式计量泵的速度来达到改变流量的目的。

12.如权利要求10所述智能撬装注剂装置，其特征在于，所述液压隔膜式计量泵的入口设置Y型过滤器，出口设置压力表，压力表的入口设置隔离阀和脉冲稳压器，所述液压隔膜式计量泵的出口进一步设置安全阀及安全阀返回到溶液箱的管道，并配置出口压力回压阀，回压阀与安全阀排压管道连通后回溶液箱。