CN2314351Y - 平流计量泵 - Google Patents

Abstract

一种平流计量泵。采用在两根导向轴上有与导向轴垂直的弹簧固定柱,与凸轮成一定角度的弹簧固定柱两端连接有拉伸弹簧;导向轴的一端有凹槽,凹槽内有滚动套轴,滚动套轴上有可自由转动的滚动套,在两对称布置的拉伸弹簧的作用下两滚动套与凸轮无间隙接触的结构,使传动部件受力均匀,具有磨损小、寿命长、结构简单、体积小、噪声低、输送流体无脉动、计量精度高的优点,可广泛应用于化工、医药、食品、水电、炼油、造纸及原子能等行业。

Description

平流计量泵

本实用新型涉及一种能够平稳输送流体的平流计量泵，特别适用于要求流体输送平稳、计量精度高的场合。

在已有技术中，由于计量泵的特殊特性，计量泵的型式几乎毫无例外地采用了带有行程调节的往复式泵。为了调节行程，采用了多种不同形式的结构设计，如摇杆、曲柄滑块、可调偏心轮、旋转斜盘、N轴等。目前已制造出的传动机构都是用来产生往复运动的，一般通过曲柄的运动来驱动，因此吸入和排出的液流有脉动，脉动的曲线近似于正弦波。为消除流量的不均匀性，通常采用多缸泵、缓冲室及设计特殊的传动机构等措施来解决。但是，采用多缸泵或者增加缓冲室来消除液体的脉动，需增加设备投资，非常不经济。所以设计特殊的传动机构，使流体流量均匀就成为计量泵设计的目标。

目前，维持柱塞杆与凸轮始终保持接触的方式，最普遍的是采用压缩弹簧。如美国的液相色谱仪上的微量泵采用的是对称布置结构，一个凸轮驱动二柱塞杆，柱塞杆回程靠压缩弹簧的作用。日本机械计装株式会社的无脉动泵的结构采用平行布置结构，二个凸轮驱动二柱塞杆，柱塞杆的回程亦靠压缩弹簧的作用。采用压缩弹簧这种结构的优点是加工精度要求较低，结构简单，易装配。但采用这种结构，弹簧的压缩量(工作长度)等于泵的行程长度，导向轴与凸轮接触处的接触应力随泵的排出、吸入过程，即弹簧的压缩、回弹过程的周期性变化而变化，易产生金属疲劳损坏和擦伤磨损。

本实用新型的目的是为了改进导向轴与凸轮接触处的受力情况，使导向轴与凸轮接触处受力均匀，延长其使用寿命。

为了实现该目的，本实用新型采用在两根导向轴上分别有一与导向轴垂直的弹簧固定柱，两弹簧固定柱的两端分别有拉伸弹簧连接；导向轴的一端有凹槽，凹槽内有滚动套轴，凹槽内的滚动套轴上套有可自由转动的滚动套，在两对称布置的拉伸弹簧作用下，两滚动套与凸轮无间隙接触。导向轴上的弹簧固定柱相对于水平放置的凸轮的夹角α是30°～60 °。

拉伸弹簧替代压缩弹簧是因为：压缩弹簧在整个行程长度上，随柱塞的移动而压缩，其压缩量即为行程长度。而弹簧力与弹簧的变形量成正比，因此压缩量越大，弹簧力也就越大。要使弹簧力在整个行程长度的变化中变化越小，就需将弹簧设计得细且长，这样，泵体的结构就需加大，而且笨重。对于等速凸轮-拉伸弹簧结构，拉伸弹簧的变形量将比使用压缩弹簧减少四分之三，即拉伸弹簧的拉伸变化量为整个行程长度的四分之一，这样由于拉伸弹簧的变化量比压缩弹簧的变化量小许多，因此凸轮所受的弹簧力变化也小许多，这就使得凸轮受力比采用压缩弹簧时均匀，接触点的接触应力变化小，避免了导向轴与凸轮接触时受力不均匀，易产生金属磨损、擦伤的现象。再者在导向轴的一端设计一凹槽，凹槽内有滚动套轴，滚动套轴上套有可自由转动的滚动套，由于拉伸弹簧的作用滚动套与凸轮无间隙接触，在导向轴上设计有一定位孔，孔的位置与滚动套轴在同一轴平面内并与凸轮安装位置垂直，保证组装时，滚动套与凸轮完全对中，导向轴在运动时不发生扭转现象，使凸轮平稳运动，可减少磨损，降低噪声，延长了泵主体传动部件的使用寿命。凸轮与滚动套的材料选用轴承钢或工具钢等，必须经热处理后达到HRC50～60。另外，拉伸弹簧的安装，充分利用整个传动机构的原有空间，因此整个泵的结构紧凑，体积小。

本实用新型的平流计量泵的导向轴上的弹簧固定柱相对于水平放置的凸轮的夹角α最好是40°～50°。

本实用新型的平流计量泵的滚动套材料的硬度是HRC50～60；可以是轴承钢或工具钢中的一种。

下面将结合对实施本实用新型的一实施例的详细描述及附图的说明，对本实用新型的结构组成、工作原理及其优点作一介绍。

本实用新型的附图是：

图1是本实用新型的结构示意图。

图2是本实用新型部分传动部件的主视结构示意图。

图3是本实用新型部分传动部件的侧视结构示意图。

本实用新型的平流计量泵的工作原理是：泵通过电机驱动无级变速器，经蜗轮、蜗杆减速，蜗轮转动带动蜗轮轴及装于蜗轮轴上的特殊凸轮同时转动，凸轮驱动相位差为180°的二导向轴，在拉伸弹簧的作用下，导向轴上的滚动套与凸轮无间隙接触，安装在导向轴上的柱塞杆随导向轴的往复运动而运动，二柱塞的运动速度之和为一常数，从而使所输送的液体平稳无脉动。流量调节采用无级变速电机调节行程次数而得。

如图1、图2和图3所示，本实施例所示的平流计量泵主要由电机、无级变速器、泵头部分(包括安全、补油阀9、出口单向阀10、隔膜11、泵盖12、进口单向阀13、泵缸14、柱塞2、柱塞密封组8)、中间联体1、导向轴3、导向轴固定座7、弹簧固定柱4、拉伸弹簧5、滚动套轴21、滚动套20、凸轮6、蜗杆15、蜗轮18、蜗轮轴17、单列向心球轴承16等组成。

电机驱动无级变速器带动蜗杆15传动，通过蜗轮18减速，同时带动蜗轮轴17旋转，从而使平键连接、安装在蜗轮轴17上的凸轮6同速传动，凸轮6驱动二相位差为180°的导向轴3，二导向轴3的滚动套20在拉伸弹簧5的作用下与凸轮6无间隙接触。凸轮6在升程角度内旋转，推动柱塞2移动，柱塞2以相当其行程容积的量推动液压室19中的液压油，使隔膜11向前发生弹性变形，打开出口单向阀10，排出介质。当凸轮6旋转至回程时，柱塞11靠拉伸弹簧5作用，随凸轮6的回程而移动，隔膜11向后发生弹性变形，进口单向阀13打开，吸入介质。由于凸轮6不断转动，使液压室19容积不断发生周期性变化，隔膜11随柱塞2作同步的周期性变化，从而将介质不断吸入和排出。当一泵头在排液时，由于相位差为180°，另一泵头正为吸液过程，经过一定的时间后，一泵头排液结束，开始吸液，而另一泵头吸液结束，开始排液，两泵头交叉吸、排液，使整台泵始终有介质排出。由于传动元件凸轮6是特殊设计的，因此所排出的介质平稳无脉动。

本实用新型的平流计量泵的两导向轴3上分别有与导向轴3垂直的弹簧固定柱4，每一弹簧固定柱4的两端与另一弹簧固定柱4的两端有拉伸弹簧5连接。导向轴3的一端有凹槽，凹槽内有滚动套轴21，滚动套轴21固定在凹槽上，凹槽内的滚动套轴21上套有可自由转动的滚动套20。在两对称布置的拉伸弹簧5作用下，两滚动套20与水平放置的凸轮6无间隙接触。导向轴3上的弹簧固定柱4相对于水平放置的凸轮6的夹角α是30°～60°，最佳是40°～50°。将导向轴上的弹簧固定柱设计成与水平放置的凸轮成一定角度，可使整个泵的结构紧凑、体积小。滚动套20的材料是达到HRC50～60的轴承钢。凸轮为特殊设计的匀速凸轮，它的型线保证了二柱塞杆的移动速度之和为一常数。由于本实用新型采用了拉伸弹簧的结构，使凸轮与导向轴上的滚动套间的接触点的接触应力趋于均匀。

本实用新型的平流计量泵具有以下优点：1、传动部件受力均匀，延长了使用寿命；2、泵的结构简单、性能优良、噪声小；3、输送液体基本无脉动，计量精度高，容积效率高，可广泛应用于化学、炼油、医药、原子能、水电、造纸、精细化工及食品等行业。该泵的计量精度≤±1％，容积效率＞97％，达到了计量泵国家标准的要求。压力脉动率＜3％，满足了生产上操作工艺要求压力波动在2～6％的要求，提供平稳的压力，使生产系统处于良好的运作状况，得到高品质的产品，适合对产品质量要求高及需要连续平流输送定量液体的场合。

Claims (4)

1、一种平流计量泵，主要包括电机、无级变速器、中间联体[1]、柱塞[2]、导向轴[3]、凸轮[6]、出口单向阀[10]、隔膜[11]、泵盖[12]、进口单向阀[13]、泵缸[14]、蜗杆[15]、蜗轮[18]、蜗轮轴[17]、单列向心球轴承[16]等，其特征是：两根导向轴[3]上分别有一与导向轴[3]垂直的弹簧固定柱[4]，一弹簧固定柱[4]的两端与另一弹簧固定柱[4]的两端各有拉伸弹簧[5]相连，每一导向轴[3]的一端有一凹槽，凹槽内有滚动套轴[21]，凹槽内的滚动套轴[21]上套有一可自由转动的滚动套[20]，在两对称布置的拉伸弹簧[5]作用下两滚动套[20]与凸轮[6]无间隙接触，导向轴[3]上的弹簧固定柱[4]相对于水平放置的凸轮[6]的夹角α是30°～60°。

2、根据权利要求1所述的平流计量泵，其特征是弹簧固定柱[4]相对于水平放置的凸轮[6]的夹角α是40°～50°。

3、根据权利要求1所述的平流计量泵，其特征是滚动套[20]材料的硬度是HRC50～60。

4、根据权利要求1或3所述的平流计量泵，其特征是滚动套[20]的材料是轴承钢或工具钢中的一种。

Images