CN217029197U - 一种带有休止角的凸轮 - Google Patents
一种带有休止角的凸轮 Download PDFInfo
- Publication number
- CN217029197U CN217029197U CN202220227407.8U CN202220227407U CN217029197U CN 217029197 U CN217029197 U CN 217029197U CN 202220227407 U CN202220227407 U CN 202220227407U CN 217029197 U CN217029197 U CN 217029197U
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- cam
- angle
- repose
- plunger
- far
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Landscapes
- Reciprocating Pumps (AREA)
Abstract
本实用新型涉及一种带有休止角的凸轮,包括:各柱塞吐出量的总和始终保持不变的条件下在凸轮驱动多柱塞计量泵连续运行的凸轮,凸轮上设置近休止角和远休止角;近休止角设置在凸轮转角0°至0°±α的范围内,其中,0°<α≤15°,且凸轮半径为常数;远休止角设置在凸轮转角180°至180°±β的范围内,其中,0°<β≤15°,且凸轮半径为常数;本实用新型的优点是:在凸轮上设计了近休止角和远休止角,使每根柱塞都以五种速度变换做吐出运行。停歇是凸轮转角进入近休止角区域或远休止角区域时让柱塞处于静止不动,这样柱塞前部既没有容积变化,阀座与柱塞之间没有液体流动,单向阀的阀芯依靠自重和弹簧复位能力回落关闭阀门,因此抑制了流量和压力脉动。
Description
技术领域
本实用新型涉及凸轮技术领域,具体涉及一种带有休止角的凸轮。
背景技术
目前,多柱塞计量泵的驱动机构里有一种是凸轮驱动机构,它一般由凸轮,驱动轴,轴承等零件构成,凸轮依靠外形曲面控制柱塞速度并驱动柱塞做吸入吐出的往复运动。
凸轮驱动的三柱塞计量泵的吐出是每根柱塞以三种不同的速度(加速,匀速,减速) 进行连续地往复运动,即使柱塞到了上止点或下止点都不会停歇而是瞬间转换运动方向继续运行,这样泵内的单向阀的阀芯回落相对速度较慢无法瞬间关闭,且因柱塞瞬间回程产生容积和压力变化,直到阀芯坐落到阀座上时已经有少量液体急速回流,因此吐出侧的流量和压力会有周期性的下降,即发生脉动和容积效率下降。当计量泵的吐出压力越高,转速越高,脉动表现就越差,同时当流体为低粘度液体或为液化高压气体时容积效率显著下降。如图1所示,单一凸轮的速度曲线,表明速度没有间断区域。
三柱塞计量泵的凸轮驱动柱塞做吸入吐出的无间隙连续的往复运动中,柱塞到达上止点时无间歇地瞬间由推进转换为回程,柱塞前部开始要形成真空状态,而吐出腔的单向阀阀芯回落需要时间无法瞬间关闭,当阀芯下降到完全关闭的瞬间,阀芯与阀座之间的部分液体在真空的吸入下以及在液体压力和阀芯自重的作用下急速回流,如图2所示,致使吐出腔内出现流量和压力下降,这种现象是周期性的,因此就发生了因凸轮设计不良产生的脉动现象。
当柱塞回程到下止点时瞬间由回程变换为推进,同理,吸入腔的单向阀也无法在瞬间关闭阀门,阀芯下降到完全关闭阀门的瞬间内会有少量液体在柱塞的推力下急速回流,如图3所示,使流量下降发生容积效率下降。当流体是低粘度的时候,效率下降现象更加显著。
对工业应用的影响各种树脂材料的致密的精细发泡工艺,汽车行业的锂电池用薄膜生产工艺,微化工技术应用以及各种高端新材料研发生产,都对计量泵的流量精度和脉动率有较高的要求。
实用新型内容
鉴于上述问题,本实用新型的目的是提供一种带有休止角的凸轮,用于在柱塞做吐出吸入和吸入吐出的转换瞬间,在凸轮上对应的转角区域内设计近休止角和远休止角,使凸轮转动进入休止角范围内柱塞处于停歇状态,这时阀芯回落到阀座上的瞬间不会发生逆流。以此来解决因凸轮设计不足导致的脉动问题,以克服上述现有技术的不足。
本实用新型提供的带有休止角的凸轮,包括:安装在多柱塞计量泵中的凸轮,其中,在凸轮驱动多柱塞计量泵连续运行中的各柱塞吐出量总和始终保持不变,所做的改进是,所述凸轮上设置近休止角和远休止角;
所述近休止角设置在凸轮转角0°至0°±α的范围内,其中,0°<α≤15°,且凸轮半径为常数(凸轮半径相等);
所述远休止角设置在凸轮转角180°至180°±β的范围内,其中,0°<β≤15°,且凸轮半径为常数(凸轮半径相等)。
作为本实用新型的优选结构,在所述近休止角和所述远休止角以外的变速区转角范围内设计凸轮半径R随转角θ变化而变化,即所述凸轮半径R=f(θ)。在凸轮转角90°区域设计一个匀速区以补偿因进入休止角柱塞停止时断流的吐出量。
本实用新型的优点及积极效果是:
1、本实用新型在凸轮上设计了近休止角和远休止角,使每根柱塞都以五种速度变换 (停歇,加速,匀速,减速,停歇)做吐出运行。其中停歇是凸轮转角进入近休止角区域或远休止角区域时让柱塞处于静止不动,这样柱塞前部既没有容积变化,阀座与柱塞之间没有液体流动,单向阀的阀芯依靠自重和弹簧复位能力回落关闭阀门,避免了柱塞在上止点和下止点时因柱塞动作与阀芯关闭动作的不协调产生的液体急速回流,因此抑制了流量和压力脉动。并且本申请中凸轮的转角0°区域设计了近休止角,在转角180°区域设计了远休止角,使得在凸轮驱动的多柱塞计量泵中避免阀芯关闭过程中产生液体回流现象。凸轮之间的径向相位差的配置方法限定了休止角范围,在休止角允许的范围内,休止角范围设计得越大避免回流效果越好。
2、本实用新型解决了因柱塞与泵的内部单向阀动作的不协调产生的脉动问题,其中脉动是柱塞计量泵的流量精度和压力脉动的两大性能指标之一。
3、本实用新型中通过近休止角设置在凸轮转角0°至0°±α的范围内,远休止角设置在凸轮转角180°至180°±β的范围内,可以通过凸轮之间径向相位差的选定计算凸轮曲线时设计较大的α和β,这样抑制脉动效果好,对低粘度液体和液化压缩气体的输送注入应用时改善容积效率的效果比较好。
4、本实用新型的凸轮可以应用于超高精度无脉动柱塞计量泵上。这种计量泵的用途:在各种致密精细发泡的生产工艺,比如通讯电缆的树脂层发泡,其它行业的树脂发泡。在各种致密精细薄膜的生产工艺,比如汽车行业的锂电池用薄膜。微通道反应技术里对高精度和无脉动需要提供了新的选项。高端材料的研发和生产,对高精度无脉动有较高要求的材料研发和生产提供了新的选项。为越来越多的高端化工产品的研发和生产提供了高精度无脉动的研发和制造设备。
附图说明
通过参考以下结合附图的说明,并且随着对本实用新型的更全面理解,本实用新型的其它目的及结果将更加明白及易于理解。在附图中:
图1为现有技术中的凸轮及凸轮的速度曲线(无间歇)示意图。
图2为现有技术中的吐出侧的阀芯与阀座之间液体急速回流示意图。
图3为现有技术中的吸入侧的阀芯与阀座之间液体急速回流示意图。
图4本实用新型实施例中的凸轮休止角示意图。
图5本实用新型实施例中的凸轮的吐出速度曲线示意图。
图6本实用新型实施例中的凸轮进入远休止角示意图。
图7本实用新型实施例中的凸轮要离开远休止角示意图。
图8本实用新型实施例中的凸轮转入近休止角示意图。
图9本实用新型实施例中的凸轮要离开近休止角示意图。
图10本实用新型实施例中的凸轮示意图。
具体实施方式
在下面的描述中,出于说明的目的,为了提供对一个或多个实施例的全面理解,阐述了许多具体细节。然而,很明显,也可以在没有这些具体细节的情况下实现这些实施例。在其它例子中,为了便于描述一个或多个实施例,公知的结构和设备以方框图的形式示出。
图1-10示出了根据本实用新型实施例的整体结构示意图。
如图1-10所示,本实用新型实施例提供的带有休止角的凸轮,包括:安装在多柱塞计量泵中的凸轮,其中,在凸轮驱动多柱塞计量泵连续运行中的各柱塞吐出量总和始终保持不变,所述凸轮上设置近休止角和远休止角;
所述近休止角设置在凸轮转角0°至0°±α的范围内,其中,0°<α≤15°,且凸轮半径为常数(凸轮半径相等);
本实施例中在休止角内柱塞暂停推进,为吸入阀门关闭赢得时间,避免阀芯关闭过程中产生液体回流现象。
所述远休止角设置在凸轮转角180°至180°±β的范围内,其中,0°<β≤15°,且凸轮半径为常数(凸轮半径相等)。
本实施例中在休止角内柱塞暂停返回,为吐出阀门关闭赢得时间,避免阀芯关闭过程中产生液体回流现象。
本实施例中所述近休止角和所述远休止角以外的变速区转角范围内设计的凸轮半径R 随转角θ变化而变化,即所述凸轮半径R=f(θ)。在凸轮转角90°区域设计一个匀速区以补偿因进入休止角柱塞停止时断流的吐出量。
本实施例中的凸轮是指机械的偏心回转轮零件,它把回转运动通过紧靠其边缘的滚轮变换成直线运动介于活塞传递给柱塞。也就是说凸轮通过滚轮介于活塞带动柱塞进行往复运行同时也把力传递给了柱塞。本实施例中的凸轮驱动是指驱动轴是通过带动凸轮回转驱使滚轮介于活塞带动柱塞做往复运动,这里滚轮与活塞一端固连,另一端与柱塞相固连,通过凸轮边缘的曲线控制柱塞的速度并把负荷能力传递给柱塞。本实施例中的凸轮转角是指凸轮回转时的转过的角度。本实施例中的凸轮休止角为凸轮半径不变的转角区域。凸轮转角进入此区域柱塞静止不做往复运动。本实施例中的凸轮近休止角:在凸轮转角0°附近区域设计的休止角为近休止角。凸轮转动进入近休止角到离开近休止角时,因凸轮半径不变,柱塞处于停歇静止不动状态,离开近休止角时柱塞开始推进。凸轮远休止角:在凸轮转角180°附近区域设计的休止角为远休止角。凸轮转动进入远休止角到离开远休止角时,因凸轮半径不变,柱塞处于停歇静止不动状态,离开远休止角时柱塞开始返回。本实施例中休止角的范围越宽柱塞停歇的时间就越长,抑制脉动效果就越好。柱塞停歇的时间大于阀芯回落到阀座的时间就能抑制脉动的发生。本实施例中的单向阀:单向阀由阀体,阀芯,阀座构成,其功能是阀芯通过弹簧,液体压力和阀芯自重使阀芯坐在阀座上起密封作用。吐出侧压力即使超过入口侧压力,也不会逆流。只有单向阀的入口侧的压力超过吐出侧的压力流体才能由入口侧流向吐出侧。即只能单方向流动,即叫单向阀。在泵头里,每根柱塞联通吐出侧一个吐出单向阀,联通吸入侧一个吸入单向阀。本实施例中的脉动及脉动现象:流体在管道里以流动中流量或压力定期性发生变动,叫脉动,也叫脉动现象。测试评价时一般使用脉动率,多指压力脉动。压力脉动影响薄膜,涂层以及微通道反应等的质量。也影响高质量发泡精度。本实施例中的液化高压气体:常温气体,经过压缩和降温使其变成液态,这叫液化高压气体。本实施例中的容积效率:容积效率=实际吐出量/理论吐出量×100%,即理论吐出量=实际吐出量+内部泄漏量,内部泄漏量越多,容积效率越低。液化高压气体的粘度非常低,泵的内部只要一点的内泄缝隙在高压的作用下流体就会急速泄漏,所以流体若是液化高压气体的话,计量泵的容积效率就显得非常重要了。本实施例中的柱塞计量泵及流量精度:柱塞计量泵是凸轮驱动柱塞做吸入吐出的往复运行的具有流量精度的容积式泵。这里的流量精度指流量再现性精度,即, 流量再现性精度=容积效率Max-容积效率Min,容积效率=(实际吐出量/理论吐出量)×100%流量精度也是是指单位时间内的吐出量之差且具有再现性,单位时间内的吐出量之差越小流量精度越高。进行流量精度计算时,一般需要同条件测定数组吐出量数据进行容积效率计算进而取容积效率的最大值和最小值进行流量精度计算。本实施例中的驱动轴的径向和轴向:驱动轴的径向是沿直径或半径的直线方向。轴向是旋转中心轴线的方向。
工作原理:凸轮的转角0°区域设计了近休止角,在转角180°区域设计了远休止角,在凸轮的休止角区域内使柱塞有停歇动作。在休止角区域内凸轮半径不随转角变化而变化,因此当凸轮转角处于休止角的范围内,柱塞静止不动即处于停歇状态。
凸轮的吐出速度曲线上转角0°附近设计了停歇动作,在转角180°附近也设计了停歇动作,如图5所示。因此凸轮驱动柱塞运行在上止点和下止点时会有静止动作。休止角越大柱塞停歇时间越长就越有利于阻止液体回流,抑制脉动。采用这种有休止角的凸轮驱动柱塞做间歇往复运行,通过对凸轮的速度设计使其控制柱塞的运行速度,达到各柱塞吐出量的总和不变。
凸轮上设计具有近休止角和远休止角的速度曲线,会依据凸轮在驱动轴上的径向相位差配置不同而不同,在设计变速区时其对应的转角范围越大其速度斜率就越小,越有利于凸轮的动力性和运动性。比如径向相位差120°和90°的配置方法,在保持相同的速度斜率条件下,可设计的休止角的转角范围很不一样,本实施例中就通过将α设置在0°< α≤15°之间,将β设置在0°<β≤15°之间,可通过凸轮相位差的选择配置,在上述休止角范围内选α和β最大值设计凸轮速度曲线,以保证其为最合理状态。
凸轮上设计的远休止角180±β的具体作用,当凸轮转到转角180-β度,进入远休止角时,即把柱塞推进到上止点。柱塞开始停歇,如图6所示,柱塞前部的液体容积和压力都不变,此时吐出腔的单向阀的阀芯因自重以及弹簧等因素开始向阀座回落直至坐落到阀座上关闭阀门,此时液体没有回流内泄。当凸轮转到180+β度,即离开远休止角,柱塞开始离开上止点转入回程,如图7所示。这时吸入腔的单向阀启动液体开始进入泵里。因此休止角的作用就是协调柱塞和单向阀关闭动作,并抑制了脉动发生。再有,依据在轴向不同的相位差配置凸轮的情况,尽可能设计比较大的远休止角,为柱塞停歇赢得更多的时间,这样有利于提高凸轮的转速。
凸轮上设计的远休止角0±α的具体作用:当凸轮转到转角0-α度,进入近休止角时,柱塞进入了下止点,柱塞开始停歇,如图8所示,在无柱塞推力的情况下,吸入腔的单向阀阀芯因自重等因素回落直至回落到阀座关闭阀门。所以不会发生因柱塞推力的液体急速回流。当凸轮转到0+α度,即离开近休止角,柱塞开始离开下止点转入推进行程如图9所示。休止角的作用是在吸入侧能避免因柱塞推力产生的内泄,提高了容积效率。这对输送注入液化高压气体时效果很明显。
以上,仅为本实用新型的具体实施方式,但本实用新型的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内,可轻易想到变化或替换,都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此,本实用新型的保护范围应以权利要求的保护范围为准。
Claims (2)
1.一种带有休止角的凸轮,包括:连续运行中的各柱塞吐出量总和始终保持不变的多柱塞计量泵,驱动多柱塞计量泵连续运行的凸轮,所述凸轮安装在多柱塞计量泵中,其特征在于,所述凸轮上设置近休止角和远休止角;
所述近休止角设置在凸轮转角0°至0°±α的范围内,其中,0°<α≤15°,且凸轮半径为常数;
所述远休止角设置在凸轮转角180°至180°±β的范围内,其中,0°<β≤15°,且凸轮半径为常数。
2.根据权利要求1所述的一种带有休止角的凸轮,其特征在于,在所述近休止角和所述远休止角以外的变速区转角范围设计凸轮半径R随转角θ变化而变化,即所述凸轮半径R=f(θ)。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202220227407.8U CN217029197U (zh) | 2022-01-27 | 2022-01-27 | 一种带有休止角的凸轮 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202220227407.8U CN217029197U (zh) | 2022-01-27 | 2022-01-27 | 一种带有休止角的凸轮 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN217029197U true CN217029197U (zh) | 2022-07-22 |
Family
ID=82449866
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202220227407.8U Active CN217029197U (zh) | 2022-01-27 | 2022-01-27 | 一种带有休止角的凸轮 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN217029197U (zh) |
-
2022
- 2022-01-27 CN CN202220227407.8U patent/CN217029197U/zh active Active
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN1096561C (zh) | 操作高压液压泵的方法和操作柴油机燃料泵系统的方法 | |
US7588423B2 (en) | Pump for liquid chromatograph | |
JP4206308B2 (ja) | 液体クロマトグラフ用ポンプ | |
CN109790829A (zh) | 无脉动泵 | |
CN217029197U (zh) | 一种带有休止角的凸轮 | |
US8651840B2 (en) | Plunger pump for fabricating soft capsules | |
CN217029194U (zh) | 一种四柱塞计量泵用凸轮驱动机构 | |
CN114215715A (zh) | 一种计量泵 | |
JP2804825B2 (ja) | 容積型ポンプと定容圧送方法 | |
CN104454488B (zh) | 柱塞泵及其容积效率的测定方法和柱塞行程的调整方法 | |
US10655615B2 (en) | High pressure fluid system | |
US6398081B2 (en) | Volumetric pump | |
US20090092511A1 (en) | Heart-shaped cam constant flow pump | |
CN114754292B (zh) | 一种智能控制的液料连续精准定量输出系统及其运行方法 | |
CN217262141U (zh) | 一种智能控制的液料连续精准定量输出系统 | |
CN115898835A (zh) | 一种恒流计量泵 | |
KR101299954B1 (ko) | 정밀 사축형 실린더 펌프 | |
EP0486556B1 (en) | Pulseless piston pump | |
WO2021202698A1 (en) | Electrically operated pump for a plural component spray system | |
JPS61178569A (ja) | 送液ポンプの制御方法 | |
JPH06147102A (ja) | 多連式無脈動定量ポンプ | |
JP4585730B2 (ja) | 歯車ポンプ及び歯車ポンプの組立方法 | |
SU1763711A1 (ru) | Мембранный дозировочный насос | |
CN104454502B (zh) | 柱塞泵 | |
CN218816898U (zh) | 一种恒流计量泵 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |