CN216044230U - 一种柱塞泵及用柱塞泵组成的流动注射分析装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种柱塞泵及用柱塞泵组成的流动注射分析装置，柱塞泵包括：泵壳体，其上有安装侧板；电机，其固定在安装侧板上；第一横向转轴，其两端均转动连接在泵壳体的两侧壁上，其上间隔套固有两个凸轮，电机的输出轴通过传动机构与第一横向转轴传动连接；第二横向转轴，其两端均转动连接在泵壳体的两侧壁上；两个摆轮，且其底端分别套固在第二横向转轴上，两个摆轮的顶部一侧分别与两个凸轮接触；泵头壳体，其内部设有相互独立的两个泵腔，两个泵腔内部均设有推杆，两个摆轮的顶部另一侧分别与两个推杆头端接触，每个泵腔上均连接有入口单向阀和出口单向阀，推杆上套设有复位弹簧。该分析装置中的柱塞泵的注射流量稳定，使用成本低廉。

Description

一种柱塞泵及用柱塞泵组成的流动注射分析装置

技术领域

本实用新型涉及水质检测技术领域，更具体的说是涉及一种柱塞泵及用柱塞泵组成的流动注射分析装置。

背景技术

流动注射分析(Flow Injection Analysis，简写为FIA)是1974年丹麦化学家鲁齐卡(Ruzicka J)和汉森(Hansen E H)提出的一种新型的连续流动分析技术。这种技术是把一定体积的试样溶液注入到一个流动着的，非空气间隔的试剂溶液(或水)载流中，被注入的试样溶液流入反应盘管，形成一个区域，并与载流中的试剂混合、反应，再进入到流通检测器进行测定分析及记录。由于试样溶液在严格控制的条件下在试剂载流中分散，因而，只要试样溶液注射方法，在管道中存留时间、温度和分散过程等条件相同，不要求反应达到平衡状态就可以按照比较法，由标准溶液所绘制的工作曲线测定试样溶液中被测物质的浓度。流动注射技术把吸光分析法、荧光分析法、原子吸收分光光度法、比浊法和离子选择电极分析法等分析流程管道化，除去了原来分析中大量而繁琐的手工操作，并由间歇式流程过渡到连续自动分析，避免了在操作中人为的差错。

例如流动注射检测水中COD的应用。COD(Chemical Oxygen Demand)又名化学需氧量，是水质污浊的指标之一，其显示了利用氧化剂使水样中所含的有机化合物等可氧化物质氧化时所消耗的氧化剂的量，作为氧当量。废水、废水处理厂出水口和受污染的水中，能被强氧化剂氧化的物质(一般为有机物)的氧当量。在河流污染和工业废水性质的研究以及废水处理厂的运行管理中，它是一个重要的而且能较快测定的有机物污染参数，常以符号COD表示，COD指标相比于BOD(生物需氧量)具有测定时间短且结果相对较为准确的优点。

现有的COD水质检测装置，其采用的流动注射是化学分析检测的一个重要手段，特别是近几年制定了很多应用这一技术的国家标准方法，用于对各种水质检测和分析。但流动注射的核心部件是由蠕动泵构成的液路系统，由于蠕动泵的工作原理是基于滚动轮对蠕动泵管压缩不同内径弹性泵管来实现液体的流动，而蠕动泵管存在着材料老化和挤压后内部管径变形等问题，这些问题造成了以这种方法构成的流量不稳定甚至断流等问题，所以要经常进行压力调节。特别是一种检测方法会用到多路蠕动泵，但多路蠕动泵混合就意味着多重不稳定因素的叠加，从而使得仪器的操作和维护存在着大量的故障隐患，同时对使用者也提出过高的技术能力和要求。另一方面，虽然蠕动泵有它的优势，比如设备成本比较低，但它的使用成本还是比较高的，因为蠕动泵管目前主要依赖进口，所以作为耗材和使用成本还是比较高的。

因此，如何提供一种注射流量稳定、液路系统稳定、使用成本低廉的柱塞泵及用柱塞泵组成的流动注射分析装置是本领域技术人员亟需解决的问题。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型提供了一种注射流量稳定、液路系统稳定、使用成本低廉的柱塞泵及用柱塞泵组成的流动注射分析装置。

为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种柱塞泵，包括：

泵壳体，所述泵壳体一侧固定有安装侧板；

电机，所述电机固定在所述安装侧板的内侧，且与所述泵壳体同侧布置，所述电机的输出轴穿过所述安装侧板设置；

第一横向转轴，所述第一横向转轴置于所述泵壳体内部，且所述第一横向转轴两端均转动连接在所述泵壳体的两侧壁上，所述第一横向转轴穿过所述安装侧板设置，所述第一横向转轴上间隔套固有两个凸轮，所述电机的输出轴通过传动机构与所述第一横向转轴的一端传动连接；

第二横向转轴，所述第二横向转轴置于所述泵壳体内部，且所述第二横向转轴两端均转动连接在所述泵壳体的两侧壁上；

摆轮，所述摆轮为两个，且其底端分别套固在所述第二横向转轴上，两个所述摆轮的顶部一侧分别与两个所述凸轮接触；

泵头壳体，所述泵头壳体穿固在所述泵壳体的前面板上，所述泵头壳体内部设有相互独立的两个泵腔，两个所述泵腔内部均设有推杆，两个所述摆轮的顶部另一侧分别与两个所述推杆头端接触，每个所述泵腔上均连接有入口单向阀和出口单向阀，所述推杆上套设有复位弹簧，所述复位弹簧一端与所述推杆杆壁固定，另一端与所述泵腔上的台阶面固定。

经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本实用新型公开提供了一种柱塞泵，电机通过传动机构带动第一横向转轴转动，进而使得其上的凸轮推动两个摆轮绕第二横向转轴摆动，摆轮推动推杆往复移动，进而实现柱塞泵上的入口单向阀的抽吸液和出口单向阀的推出液的动作。因此，该柱塞泵采用凸轮的传动方式替代传统的蠕动泵，由于凸轮是根据阿基米德曲线实现线性移动，所以溶液的流速和流量更加稳定，特别是在多路溶液混合时，每个泵不会受其他泵推力和产生压力的影响，在有些检测系统需要多路混合时，每一路都可以得到实验所设定的精确流量，并且能够精确控制注射器的注射流量，且使用成本低廉。

进一步的，两个所述凸轮的外凸方向相反布置。

采用上述技术方案产生的有益效果是，该柱塞泵为双泵工作方式，并且两个凸轮的外凸方向相反布置(相差180°布置)，使得两种试剂在流动过程形成推挽式工作方式，既两种试剂交替输出，这种工作方式更有利于试剂的混合。

进一步的，所述传动机构包括：

主动带轮，所述主动带轮套固在所述电机的输出轴上；

从动带轮，所述从动带轮套固在所述第一横向转轴的一端，

传动带，所述传动带套设在所述主动带轮和所述从动带轮上。

进一步的，两个所述摆轮均包括：

立板，所述立板为两个，其底端间隔套固在所述第二横向转轴上；

固定销，所述固定销为两个，且两个所述固定销均间隔固定在两个所述立板顶部之间；

滚轮，所述滚轮为两个，且分别套设在所述固定销上，且位于两个所述立板之间，其中一个所述滚轮与所述凸轮接触，另一个所述滚轮与所述推杆头端接触。

采用上述技术方案产生的有益效果是，凸轮转动时，凸轮的高点接触其中一个滚轮，使得摆轮摆动，另一个滚轮与推杆的头端接触，并推动推杆移动，完成推液动作，当凸轮转动到低点位置时，推杆在复位弹簧的作用下复位，完成抽吸动作。

进一步的，所述推杆上靠近其尾端的位置套设有耐腐蚀材料制成的密封圈。其原因是流动注射比较多的使用强酸强碱溶液同时避免溶液经入口单行阀吸入后，进入到泵腔后侧，并经推杆与泵腔口之间的间隙流出，从而提高了柱塞泵的密封性。

进一步的，所述泵头壳体、所述推杆、所述入口单向阀、所述出口单向阀构成泵头，其中，两个所述凸轮、两个所述摆轮、所述泵头为一组模块，该组模块可为多个。

采用上述技术方案产生的有益效果是，可实现多路试剂注射。

进一步的，所述泵壳体、所述安装侧板、所述第一横向转轴、所述凸轮、所述第二横向转轴、所述摆轮、所述泵头壳体、所述入口单向阀和所述出口单向阀均采用塑料材质制成，以降低柱塞泵的成本。

本实用新型提供的一种用柱塞泵组成的流动注射分析装置，包括：所述的柱塞泵、样品载流池、显色剂池、样品池、六通阀、自动抽样器、定量环、混合器、加热反应器、光度检测器；

其中，所述样品载流池和所述显色剂池分别通过管道与两个入口单向阀连接，两个出口单向阀分别通过管道与所述六通阀、所述混合器的第一入口连接，所述六通阀均与所述定量环、所述样品池、所述自动抽样器、所述混合器第二入口连接，所述混合器的出口通过管道与所述加热反应器的进口连接，所述加热反应器的出口通过管道与所述光度检测器的检测筒连接。

由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本实用新型公开提供了一种用柱塞泵组成的流动注射分析装置，因六通阀称作进样阀(为购买件)，其有六个接口，可以分别定义：a、b、c、d、e、f。且有两种状态，初始时a与b通，c与d通，e与f通。转动到另一个状态时：a与f通，b与c通，d与e通。工作时，柱塞泵上的一路泵将样品载流池中的载液(纯水)经入口单向阀、出口单向阀打入到六通阀f口进入到六通阀内，然后从e口出进入到混合器中。同样显色剂池通过另一路泵经入口单向阀、出口单向阀打入到混合器中，与载液混合进入到加热反应器中，然后进入到光度检测器，完成退色前的样品检测；之后，自动抽样器通过大量环从样品池中抽取样品(饮用水)并将定量环抽满，完成装载样品准备工作。然后系统自动转动六通阀，此时载液通过另一路泵进入到六通阀f口，通过六通阀a口出，将定量环中的样品带入到混合器中并与混合器中另一路泵泵入的显色剂进行混合，混合后的溶液进入到加热反应器中进行反应，之后由光度检测器进行检测，完成退色后的样品检测，然后根据标准样品的标定，得到样品中COD的浓度值。

在装置中，柱塞泵采用凸轮的传动方式，并结合单向阀替代传统的蠕动泵。由于凸轮是根据阿基米德曲线实现线性移动，所以溶液的流速和流量更加稳定。特别是在多路溶液混合时，每个泵不会受其他泵推力和产生压力的影响，在有些检测系统需要多路混合时，每一路都可以得到实验所设定的精确流量，从而使得检测数据更加稳定且具有更低的检出限和基线噪音。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有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实用新型的实施例，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，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1附图为本实用新型提供的一种柱塞泵的俯视结构示意图。

图2附图为本实用新型提供的一种柱塞泵的剖视结构示意图。

图3附图为第一横向转轴上设置外凸方向相反布置的两个凸轮的侧视结构示意图。

图4附图为应用在其他检测需要多路柱塞泵的三组模块的轴侧结构示意图。

图5附图为本实用新型提供的一种用柱塞泵组成的COD流动注射分析装置的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

参见图1-图4，本实用新型实施例公开了一种柱塞泵，包括：

泵壳体1，泵壳体1一侧固定有安装侧板2；

电机3，电机3固定在安装侧板2的内侧，且与泵壳体1同侧布置，电机3的输出轴穿过安装侧板2设置；

第一横向转轴4，第一横向转轴4置于泵壳体1内部，且第一横向转轴4两端均转动连接在泵壳体1的两侧壁上，第一横向转轴4穿过安装侧板2设置，第一横向转轴4上间隔套固有两个凸轮5，电机3的输出轴通过传动机构6与第一横向转轴4的一端传动连接；

第二横向转轴7，第二横向转轴7置于泵壳体1内部，且第二横向转轴7两端均转动连接在泵壳体1的两侧壁上；

摆轮8，摆轮8为两个，且其底端分别套固在第二横向转轴7上，两个摆轮8的顶部一侧分别与两个凸轮5接触；

泵头壳体9，泵头壳体9穿固在泵壳体1的前面板上，泵头壳体9内部设有相互独立的两个泵腔901，两个泵腔901内部均设有推杆10，两个摆轮8的顶部另一侧分别与两个推杆10头端接触，每个泵腔901上均连接有入口单向阀11和出口单向阀12，推杆10上套设有复位弹簧13，复位弹簧13一端与推杆10杆壁固定，另一端与泵腔901上的台阶面9011固定。

两个凸轮5的外凸方向相反布置。

传动机构6包括：

主动带轮61，主动带轮61套固在电机3的输出轴上；

从动带轮62，从动带轮62套固在第一横向转轴4的一端，

传动带63，传动带63套设在主动带轮61和从动带轮62上。

两个摆轮8均包括：

立板81，立板81为两个，其底端间隔套固在第二横向转轴7上；

固定销82，固定销82为两个，且两个固定销82均间隔固定在两个立板81顶部之间；

滚轮83，滚轮83为两个，且分别套设在固定销82上，且位于两个立板81之间，其中一个滚轮83与凸轮5接触，另一个滚轮83与推杆10头端接触。

推杆10上靠近其尾端的位置套设有耐腐蚀材料制成的密封圈23。

泵头壳体9、推杆10、入口单向阀11、出口单向阀12构成泵头，其中，两个凸轮5、两个摆轮8、泵头为一组模块，该组模块可为多个。

该柱塞泵由于使用压力比较低，所以有别于液相色谱的柱塞泵，其泵壳体1、安装侧板2、第一横向转轴4、凸轮5、第二横向转轴7、摆轮8、泵头壳体9、入口单向阀11和出口单向阀12均可采用塑料材质替代金属材料，这样可以极大的降低制作成本。

参见图5，本实用新型提供了一种用柱塞泵组成的流动注射分析装置，包括：上述的柱塞泵、样品载流池14、显色剂池15、样品池16、六通阀17、自动抽样器18、定量环19、混合器20、加热反应器21、光度检测器22；

其中，样品载流池14和显色剂池15分别通过管道与两个入口单向阀11连接，两个出口单向阀12分别通过管道与六通阀17、混合器20的第一入口连接，六通阀17均与定量环19、样品池16、自动抽样器18、混合器20第二入口连接，混合器20的出口通过管道与加热反应器21的进口连接，加热反应器21的出口通过管道与光度检测器22的检测筒连接。

六通阀17称作进样阀(为现有技术)，其有六个接口，可以分别定义：a、b、c、d、e、f。且有两种状态，初始时a与b通，c与d通，e与f通。转动到另一个状态时：a与f通，b与c通，d与e通。

工作时，柱塞泵上的一路泵将样品载流池14中的载液(纯水)经入口单向阀11、出口单向阀12打入到六通阀f口进入到六通阀内，然后从e口出进入到混合器20中。同样显色剂池15通过另一路泵经入口单向阀11、出口单向阀12打入到混合器20中，与载液混合进入到加热反应器21中，然后进入到光度检测器22，完成退色前的样品检测；之后，自动抽样器24通过大量环从样品池16中抽取样品(饮用水)并将定量环19抽满，完成装载样品准备工作。然后系统自动转动六通阀23，此时载液通过另一路泵进入到六通阀f口，通过六通阀a口出，将定量环19中的样品带入到混合器20中并与混合器中另一路泵泵入的显色剂进行混合，混合后的溶液进入到加热反应器21中进行反应，之后由光度检测器22进行检测，完成退色后的样品检测，然后根据标准样品的标定，得到样品中COD的浓度值。

在装置中，柱塞泵采用凸轮的传动方式，并结合单向阀替代传统的蠕动泵。由于凸轮是根据阿基米德曲线实现线性移动，所以溶液的流速和流量更加稳定。特别是在多路溶液混合时，每个泵不会受其他泵推力和产生压力的影响，在有些检测系统需要多路混合时，每一路都可以得到实验所设定的精确流量，从而使得检测数据更加稳定且具有更低的检出限和基线噪音。

另外，该装置用柱塞泵替代了传统的蠕动泵工作方式，降低了成本的同时，大大提高了系统液路的稳定性和数据的重现性，同时这一结构可以形成多种流动注射检测模块，且由于柱塞泵是连续工作方式，所以使得该分析装置可实现样品自动连续检测，大大提高了检测效率，具有非常广泛的市场前景和应用方向。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (8)

1.一种柱塞泵，其特征在于，包括：

泵壳体(1)，所述泵壳体(1)一侧固定有安装侧板(2)；

电机(3)，所述电机(3)固定在所述安装侧板(2)的内侧，且与所述泵壳体(1)同侧布置，所述电机(3)的输出轴穿过所述安装侧板(2)设置；

第一横向转轴(4)，所述第一横向转轴(4)置于所述泵壳体(1)内部，且所述第一横向转轴(4)两端均转动连接在所述泵壳体(1)的两侧壁上，所述第一横向转轴(4)穿过所述安装侧板(2)设置，所述第一横向转轴(4)上间隔套固有两个凸轮(5)，所述电机(3)的输出轴通过传动机构(6)与所述第一横向转轴(4)的一端传动连接；

第二横向转轴(7)，所述第二横向转轴(7)置于所述泵壳体(1)内部，且所述第二横向转轴(7)两端均转动连接在所述泵壳体(1)的两侧壁上；

摆轮(8)，所述摆轮(8)为两个，且其底端分别套固在所述第二横向转轴(7)上，两个所述摆轮(8)的顶部一侧分别与两个所述凸轮(5)接触；

泵头壳体(9)，所述泵头壳体(9)穿固在所述泵壳体(1)的前面板上，所述泵头壳体(9)内部设有相互独立的两个泵腔(901)，两个所述泵腔(901)内部均设有推杆(10)，两个所述摆轮(8)的顶部另一侧分别与两个所述推杆(10)头端接触，每个所述泵腔(901)上均连接有入口单向阀(11)和出口单向阀(12)，所述推杆(10)上套设有复位弹簧(13)，所述复位弹簧(13)一端与所述推杆(10)杆壁固定，另一端与所述泵腔(901)上的台阶面(9011)固定。

2.根据权利要求1所述的一种柱塞泵，其特征在于，两个所述凸轮(5)的外凸方向相反布置。

3.根据权利要求1所述的一种柱塞泵，其特征在于，所述传动机构(6)包括：

主动带轮(61)，所述主动带轮(61)套固在所述电机(3)的输出轴上；

从动带轮(62)，所述从动带轮(62)套固在所述第一横向转轴(4)的一端，

传动带(63)，所述传动带(63)套设在所述主动带轮(61)和所述从动带轮(62)上。

4.根据权利要求1所述的一种柱塞泵，其特征在于，两个所述摆轮(8)均包括：

立板(81)，所述立板(81)为两个，其底端间隔套固在所述第二横向转轴(7)上；

固定销(82)，所述固定销(82)为两个，且两个所述固定销(82)均间隔固定在两个所述立板(81)顶部之间；

滚轮(83)，所述滚轮(83)为两个，且分别套设在所述固定销(82)上，且位于两个所述立板(81)之间，其中一个所述滚轮(83)与所述凸轮(5)接触，另一个所述滚轮(83)与所述推杆(10)头端接触。

5.根据权利要求1所述的一种柱塞泵，其特征在于，所述推杆(10)上靠近其尾端的位置套设有耐腐蚀材料制成的密封圈(23)。

6.根据权利要求1所述的一种柱塞泵，其特征在于，所述泵头壳体(9)、所述推杆(10)、所述入口单向阀(11)、所述出口单向阀(12)构成泵头，其中，两个所述凸轮(5)、两个所述摆轮(8)、所述泵头为一组模块，该组模块可为多个。

7.根据权利要求1所述的一种柱塞泵，其特征在于，所述泵壳体(1)、所述安装侧板(2)、所述第一横向转轴(4)、所述凸轮(5)、所述第二横向转轴(7)、所述摆轮(8)、所述泵头壳体(9)、所述入口单向阀(11)和所述出口单向阀(12)均采用塑料材质制成。

8.一种用柱塞泵组成的流动注射分析装置，其特征在于，包括：权利要求1-7任一项所述的柱塞泵、样品载流池(14)、显色剂池(15)、样品池(16)、六通阀(17)、自动抽样器(18)、定量环(19)、混合器(20)、加热反应器(21)、光度检测器(22)；其中，所述样品载流池(14)和所述显色剂池(15)分别通过管道与两个入口单向阀(11)连接，两个出口单向阀(12)分别通过管道与所述六通阀(17)、所述混合器(20)的第一入口连接，所述六通阀(17)均与所述定量环(19)、所述样品池(16)、所述自动抽样器(18)、所述混合器(20)第二入口连接，所述混合器(20)的出口通过管道与所述加热反应器(21)的进口连接，所述加热反应器(21)的出口通过管道与所述光度检测器(22)的检测筒连接。

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