CN220354020U - 一种新型柱塞输液泵 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开的一种新型柱塞输液泵，包括：进液电动切换阀，进液电动切换阀具有至少一个进液阀口和至少两个出液阀口；第一、第二泵头单元，第一、第二泵头单元的进液端分别与进液电动切换阀对应的出液阀口连接；第一、第二压力传感器单元，第一、第二压力传感器单元的进液端与第一、第二泵头单元的出液端连接；出液电动切换阀，出液电动切换阀具有至少两个进液阀口和至少一个出液阀口，出液电动切换阀的其中两个进液阀口对应地与第一、第二压力传感器单元的出液端连接；以及控制器，控制器分别与进液电动切换阀、第一、第二泵头单元、第一、第二压力传感器单元和出液电动切换阀连接。本实用新型提高了柱塞输液泵的可靠性、稳定性和流量准确度。

Description

一种新型柱塞输液泵

技术领域

本实用新型涉及流体输送泵技术领域，尤其涉及一种新型柱塞输液泵。

背景技术

柱塞输液泵广泛应用于化工、生物、环保、制药、科研等行业的流体输送系统，具有流量精确、效率高、输送压力高、流量重复性好和性能可靠等优点。柱塞输液泵的工作原理主要是依靠柱塞杆在泵腔内往复直线运动，使得泵腔发生容积变化并利用单向阀控制流体的输送方向，来实现吸液和排液，实际使用中往往需要稳定的流量和尽量小的流量脉动。

在传统的设计中，经常采用的方式是双柱塞设计，通过两个柱塞配合工作，使得流量恒定，即两个柱塞的流量曲线叠加为一条直线，以保证柱塞泵在任何时候的总输出流量恒定。

参见图1，图中给出的是一种传统的柱塞输液泵，其包括泵体10、进液单向阀20、出液单向阀30、柱塞杆40以及凸轮驱动机构50。泵体10内形成有泵腔11，所述进液单向阀20和出液单向阀30安装在泵体10上并与泵腔11连通，柱塞杆40的一端延伸入泵体10的泵腔11内，另一端与凸轮驱动机构50连接，凸轮驱动机构50驱动柱塞杆40在泵腔11内往复直线运动，使得泵腔11发生容积变化，并利用进液单向阀20和出液单向阀30控制流体的输送方向，实现吸液和排液。

传统的柱塞输液泵中的进液单向阀20和出液单向阀30采用的是被动式单向阀，被动式单向阀主要利用出口端和进口端之间的压力差来控制阀门的开启和闭合，虽然被动式单向阀具有结构简单、性能稳定等优点，但是被动式单向阀存在以下问题：

1.当输送流量较大时，被动式单向阀存在因为开关频率过快而失效的问题；

2.当输送流量较小时，被动式单向阀的开启动作和闭合动作存在滞后性，影响输送精度；

3.当输送介质粘度较大时，导致被动式单向阀无法及时准确复位，造成阀门的故障。

为此，本申请人经过有益的探索和研究，找到了解决上述问题的方法，下面将要介绍的技术方案便是在这种背景下产生的。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题在于：针对现有技术的不足而提供一种提高输液可靠性、稳定性和流量准确度、适合不同种类的输送介质的新型柱塞输液泵。

本实用新型所要解决的技术问题可以采用如下技术方案来实现：

一种新型柱塞输液泵，包括：

进液电动切换阀，所述进液电动切换阀具有至少一个进液阀口和至少两个出液阀口；

第一、第二泵头单元，所述第一、第二泵头单元的进液端分别与所述进液电动切换阀对应的出液阀口连接；

第一、第二压力传感器单元，所述第一、第二压力传感器单元的进液端与所述第一、第二泵头单元的出液端连接；

出液电动切换阀，所述出液电动切换阀具有至少两个进液阀口和至少一个出液阀口，所述出液电动切换阀的其中两个进液阀口对应地与所述第一、第二压力传感器单元的出液端连接；以及

控制器，所述控制器分别与所述进液电动切换阀、第一、第二泵头单元、第一、第二压力传感器单元和出液电动切换阀连接。

在本实用新型的一个优选实施例中，所述进液电动切换阀和/或出液电动切换阀为电机切换阀或电磁切换阀。

在本实用新型的一个优选实施例中，所述第一、第二泵头单元包括：

泵体，所述泵体内构成有泵腔，其表面上设置有与所述泵腔连通的进液口和出液口，所述进液口、出液口作为所述第一、第二泵头单元的进液端、出液端；

柱塞杆，所述柱塞杆的一端延伸入所述泵体的泵腔内，其另一端向外延伸；以及

与所述控制器连接的直线驱动机构，所述直线驱动机构与所述柱塞杆的另一端连接，用于驱动所述柱塞杆在所述泵腔内往复直线运动。

在本实用新型的一个优选实施例中，所述泵体包括泵头以及盖设在所述泵头上的泵盖，所述泵头内形成有所述泵腔，所述进液口、出液口位于所述泵头的外侧面上并通过进液通道、出液通道与所述泵腔连通，所述柱塞杆的一端穿过所述泵盖后延伸入所述泵头内形成的泵腔内。

在本实用新型的一个优选实施例中，在所述泵头内靠近所述泵盖的位置处设置有与所述柱塞杆滑动密封配合的前密封圈，在所述泵盖内设置有与所述柱塞杆滑动密封配合的后密封圈。

在本实用新型的一个优选实施例中，所述直线驱动机构为丝杆驱动机构、曲轴驱动机构或凸轮驱动机构中一种。

在本实用新型的一个优选实施例中，所述第一、第二压力传感器单元包括：

压力传感器安装座，所述压力传感器安装座内构成有检测腔室，其外表面上开设有与所述检测腔室连通的压力检测进液口和压力检测出液口；以及

安装在所述压力传感器安装座上且与所述控制器连接的压力传感器，所述压力传感器的探测头位于所述检测腔室内。

在本实用新型的一个优选实施例中，在所述压力传感器安装座与压力传感器之间设置有密封垫圈。

在本实用新型的一个优选实施例中，所述进液电动切换阀具有阀口a、b、c，其中阀口a、b为出液阀口，阀口c为进液阀口，其具有三种工作状态，分别为阀口a、b、c处于截止状态、阀口c与阀口a处于连通状态以及阀口c与阀口b处于连通状态，所述进液电动切换阀的工作状态由所述控制器的控制信号进行控制。

在本实用新型的一个优选实施例中，所述出液电动切换阀具有阀口A、B、C、D，其中阀口A、B为进液阀口，阀口C为出液阀口，阀口D为备用出液阀口，其具有五种工作状态，分别为阀口A、B、C、D处于截止状态、阀口A与阀口C处于连通状态、阀口B与阀口C处于连通状态、阀口A与阀口D处于连通状态，阀口B与阀口D处于连通状态，所述出液电动切换阀的工作状态由所述控制器的控制信号进行控制。

由于采用了如上技术方案，本实用新型的有益效果在于：

1.本实用新型的进液电动切换阀和出液电动切换阀配合柱塞杆的往复直线运动，由控制器根据柱塞杆的工作状态发出信号来控制进液电动切换阀和出液电动切换阀流路的切换，进液电动切换阀和出液电动切换阀流路的切换只与控制信号有关，不会因为输送流量的大小和输送介质的粘度影响阀的切换，极大地提高了柱塞输液泵的可靠性、稳定性和流量准确度，适用于不同种类的输送介质；

2.本实用新型采用双柱塞并联设计，通过两柱塞杆配合吸液和排液，即可实现流量恒定，以保证柱塞泵在任何时候的总输出流量恒定，从而实现恒流输送介质。

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一些实施例，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是传统的柱塞输液泵的结构示意图。

图2是本实用新型的结构示意图。

图3是本实用新型的原理示意图。

图4是本实用新型的泵头单元的一种实施例的结构示意图。

图5是本实用新型的泵头单元的另一种实施例的结构示意图。

图6是本实用新型的泵头单元的又一种实施例的结构示意图。

图7是本实用新型的压力传感器的结构示意图。

图8是本实用新型的进液电动切换阀的工作状态示意图。

图9是本实用新型的出液电动切换阀的工作状态示意图。

具体实施方式

为了使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本实用新型。

参见图2和图3，图中给出的是一种新型柱塞输液泵，包括进液电动切换阀100、泵头单元200a、200b、压力传感器单元300a、300b、出液电动切换阀400以及控制器500。

进液电动切换阀100具有一个进液阀口110和两个出液阀口120、130。当然，进液电动切换阀100的进液阀口和出液阀口的数量应根据进液要求和泵头单元的数量而设置，不局限于本实施例中的数量。在本实施例中，进液电动切换阀100可以采用电机切换阀或电磁切换阀，优选地采用电机切换阀，电机切换阀使用电机作为驱动源，将电机输出轴与阀芯相连接，通过电机驱动信号使得电机正向或反向转动，从而实现阀流路的切换。

泵头单元200a、200b的进液端对应地与进液电动切换阀100的出液阀口120、130连接。具体地，参见图4，泵头单元200a、200b包括泵体210、柱塞杆220以及直线驱动机构230。

泵体210内构成有泵腔201，其表面上设置有与泵腔201连通的进液口202和出液口203，进液口202、出液口203作为泵头单元200a、200b的进液端、出液端。柱塞杆220的一端延伸入泵体210的泵腔201内，其另一端向外延伸。直线驱动机构230与控制器500连接，由控制器500产生的控制信号控制动作。直线驱动机构230与柱塞杆220的另一端连接，用于驱动柱塞杆220在泵腔201内往复直线运动，使得泵腔201的容积发生变化，再配合进液电动切换阀100和出液电动切换阀400即可实现吸液和排液的动作。

为了便于对泵体210的内部进行清洗，泵体210采用分体式结构，其包括泵头211以及固定盖设在泵头211上的泵盖212，泵头211内形成有泵腔201，进液口202、出液口203位于泵头211的外侧面上并通过进液通道2021、出液通道2031与泵腔201连通，柱塞杆220的一端穿过泵盖212后延伸入泵头211内形成的泵腔201内。

为了提高泵体210与柱塞杆220之间的密封性能，在泵头211内靠近泵盖212的位置处设置有与柱塞杆220滑动密封配合的前密封圈240，在泵盖212内设置有与柱塞杆220滑动密封配合的后密封圈250。

直线驱动机构230可采用不同型式的驱动机构，只要满足驱动柱塞杆220在泵腔201内往复直线运动的条件即可。例如，参见图4，直线驱动机构230采用的是丝杆驱动机构；参见图5，直线驱动机构230a采用的是曲轴驱动机构；参见图6，直线驱动机构230b采用的是凸轮驱动机构。

压力传感器单元300a、300b的进液端与泵头单元200a、200b的出液端连接。具体地，参见图7，压力传感器单元300a、300b包括压力传感器安装座310以及压力传感器320。

压力传感器安装座310内构成有检测腔室311，其外表面上开设有与检测腔室310连通的压力检测进液口312和压力检测出液口313，压力检测进液口312作为压力传感器单元300a、300b的进液端，压力检测出液口313作为压力传感器单元300a、300b的出液端。

压力传感器320安装在压力传感器安装座310上且与控制器500连接，压力传感器320的探测头位于检测腔室311内，其用于检测泵头单元200a、200b输出的输送介质压力，并将采集到的压力数据传输至控制器500。

为了提高压力传感器单元300a、300b的密封性能，在压力传感器安装座310与压力传感器320之间设置有密封垫圈330。

出液电动切换阀400具有两个进液阀口410、420和两个出液阀口430、440，出液电动切换阀400的进液阀口410、420对应地与压力传感器单元300a、300b的出液端连接。当然，出液电动切换阀400的进液阀口和出液阀口的数量应根据泵头单元的数量和出液要求而设置，不局限于本实施例中的数量。在本实施例中，出液电动切换阀400可以采用电机切换阀或电磁切换阀，优选地采用电机切换阀，电机切换阀使用电机作为驱动源，将电机输出轴与阀芯相连接，通过电机驱动信号使得电机正向或反向转动，从而实现阀流路的切换。

控制器500分别与进液电动切换阀100、泵头单元200a、200b、压力传感器单元300a、300b和出液电动切换阀400连接，用于控制各个阀门及单元进行协同工作。在本实施例中，控制器500可采用PLC控制器。

参见图8，进液电动切换阀100具有阀口a、b、c，其中阀口a、b为出液阀口并与泵头单元200a、200b的进液端连接，阀口c为进液阀口并作为柱塞输液泵的进液口，其具有三种工作状态，分别为阀口a、b、c处于截止状态、阀口c与阀口a处于连通状态以及阀口c与阀口b处于连通状态，进液电动切换阀100的工作状态由控制器500的控制信号进行控制。

参见图9，出液电动切换阀400具有阀口A、B、C、D，其中阀口A、B为进液阀口并与压力传感器单元300a、300b的出液端连接，阀口C为出液阀口并作为柱塞输液泵的出液口，阀口D为备用出液阀口并作为柱塞输液泵的备用出液口，其具有五种工作状态，分别为阀口A、B、C、D处于截止状态、阀口A与阀口C处于连通状态、阀口B与阀口C处于连通状态、阀口A与阀口D处于连通状态，阀口B与阀口D处于连通状态，出液电动切换阀400的工作状态由控制器500的控制信号进行控制。

本实用新型的新型柱塞输液泵采用双柱塞并联设计，泵头单元200a、200b通过配合进液电动切换阀100和出液电动切换阀400完成吸液和排液。当泵头单元200a吸液，泵头单元200b排液时，进液电动切换阀100和出液电动切换阀400的工作状态为进液电动切换阀100的阀口a和阀口c连通，出液电动切换阀400的阀口B和阀口C连通。反之，当泵头单元200a排液，泵头单元200b吸液时，进液电动切换阀100和出液电动切换阀400的工作状态为进液电动切换阀100的阀口b和阀口c连通，出液电动切换阀400的阀口A和阀口C连通，这样的设计就能实现流量恒定，以保证柱塞输液泵在任何时候的总输出流量恒定，从而实现恒流输送介质。

以上显示和描述了本实用新型的基本原理和主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (10)

1.一种新型柱塞输液泵，其特征在于，包括：

进液电动切换阀，所述进液电动切换阀具有至少一个进液阀口和至少两个出液阀口；

第一、第二泵头单元，所述第一、第二泵头单元的进液端分别与所述进液电动切换阀对应的出液阀口连接；

第一、第二压力传感器单元，所述第一、第二压力传感器单元的进液端与所述第一、第二泵头单元的出液端连接；

出液电动切换阀，所述出液电动切换阀具有至少两个进液阀口和至少一个出液阀口，所述出液电动切换阀的其中两个进液阀口对应地与所述第一、第二压力传感器单元的出液端连接；以及

控制器，所述控制器分别与所述进液电动切换阀、第一、第二泵头单元、第一、第二压力传感器单元和出液电动切换阀连接。

2.如权利要求1所述的新型柱塞输液泵，其特征在于，所述进液电动切换阀和/或出液电动切换阀为电机切换阀或电磁切换阀。

3.如权利要求1所述的新型柱塞输液泵，其特征在于，所述第一、第二泵头单元包括：

泵体，所述泵体内构成有泵腔，其表面上设置有与所述泵腔连通的进液口和出液口，所述进液口、出液口作为所述第一、第二泵头单元的进液端、出液端；

柱塞杆，所述柱塞杆的一端延伸入所述泵体的泵腔内，其另一端向外延伸；以及

与所述控制器连接的直线驱动机构，所述直线驱动机构与所述柱塞杆的另一端连接，用于驱动所述柱塞杆在所述泵腔内往复直线运动。

4.如权利要求1所述的新型柱塞输液泵，其特征在于，所述泵体包括泵头以及盖设在所述泵头上的泵盖，所述泵头内形成有所述泵腔，所述进液口、出液口位于所述泵头的外侧面上并通过进液通道、出液通道与所述泵腔连通，所述柱塞杆的一端穿过所述泵盖后延伸入所述泵头内形成的泵腔内。

5.如权利要求4所述的新型柱塞输液泵，其特征在于，在所述泵头内靠近所述泵盖的位置处设置有与所述柱塞杆滑动密封配合的前密封圈，在所述泵盖内设置有与所述柱塞杆滑动密封配合的后密封圈。

6.如权利要求3所述的新型柱塞输液泵，其特征在于，所述直线驱动机构为丝杆驱动机构、曲轴驱动机构或凸轮驱动机构中一种。

7.如权利要求1所述的新型柱塞输液泵，其特征在于，所述第一、第二压力传感器单元包括：

压力传感器安装座，所述压力传感器安装座内构成有检测腔室，其外表面上开设有与所述检测腔室连通的压力检测进液口和压力检测出液口；以及

安装在所述压力传感器安装座上且与所述控制器连接的压力传感器，所述压力传感器的探测头位于所述检测腔室内。

8.如权利要求7所述的新型柱塞输液泵，其特征在于，在所述压力传感器安装座与压力传感器之间设置有密封垫圈。

9.如权利要求1所述的新型柱塞输液泵，其特征在于，所述进液电动切换阀具有阀口a、b、c，其中阀口a、b为出液阀口，阀口c为进液阀口，其具有三种工作状态，分别为阀口a、b、c处于截止状态、阀口c与阀口a处于连通状态以及阀口c与阀口b处于连通状态，所述进液电动切换阀的工作状态由所述控制器的控制信号进行控制。

10.如权利要求9所述的新型柱塞输液泵，其特征在于，所述出液电动切换阀具有阀口A、B、C、D，其中阀口A、B为进液阀口，阀口C为出液阀口，阀口D为备用出液阀口，其具有五种工作状态，分别为阀口A、B、C、D处于截止状态、阀口A与阀口C处于连通状态、阀口B与阀口C处于连通状态、阀口A与阀口D处于连通状态，阀口B与阀口D处于连通状态，所述出液电动切换阀的工作状态由所述控制器的控制信号进行控制。