一種高精度計量泵的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種高精度計量泵，包括液力端和動力端；液力端包括缸體、左端蓋和右端蓋；所述動力端包括驅(qū)動裝置、絲桿和活塞機構(gòu)；所述活塞機構(gòu)包括活塞桿和活塞；所述活塞桿插入缸體空腔中并與左端蓋和右端蓋上的活塞孔形成滑動密封；所述驅(qū)動裝置與絲桿傳動連接，絲桿通過絲桿螺母與活塞桿傳動連接。本發(fā)明液力端為單缸雙作用泵，保證活塞兩側(cè)沒有空行程，提高整個裝置的運行效率；活塞與缸體內(nèi)壁的密封力分布均勻，活塞兩側(cè)的密封效果好，避免內(nèi)漏對計量精度的影響。液力端排液管上設(shè)置流量穩(wěn)定裝置，有效消除活塞換向時的流量脈動。通過步進電機直接通過絲杠螺母機構(gòu)控制活塞行程和速度，良好的控制和實現(xiàn)實時流量控制，計量精度高。
【專利說明】
一種高精度計量泵
技術(shù)領(lǐng)域
[0001 ]本發(fā)明涉及流體機械技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種高精度計量栗。
【背景技術(shù)】
[0002]栗屬于一種流體機械，是工業(yè)流程的重要組成部分。在許多流程性工業(yè)生產(chǎn)中，原料、半成品和產(chǎn)品是液體，為了保證連續(xù)性的管道化生產(chǎn)，栗作為產(chǎn)品生產(chǎn)的能量提供設(shè)備和物質(zhì)流通的輸送設(shè)備，對液體增壓和輸送。另外，管道化生產(chǎn)還常常根據(jù)流量的調(diào)節(jié)來改變?nèi)鐪囟?、壓力等工藝參?shù)，如不另外安裝調(diào)節(jié)閥，栗還應(yīng)兼有控制流量的功能。
[0003]為解決流量控制和輸送兩項要求，應(yīng)采用計量栗。由于原理誤差、傳動系統(tǒng)誤差和結(jié)構(gòu)設(shè)計的局限問題，普通的計量栗難以實現(xiàn)實時流量控制，且計量精度低，達不到管路系統(tǒng)的最佳工況點。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為了克服上述所存在的技術(shù)缺陷，本發(fā)明的目的在于提供一種密封性好，計量精度高，實時流量控制，高精度流量調(diào)節(jié)控制的單缸雙作用計量栗。
[0005]為了達到上述目的，本發(fā)明通過以下技術(shù)方案實現(xiàn):
本技術(shù)方案為一種高精度計量栗，包括液力端和動力端;液力端包括缸體、左端蓋和右端蓋;所述左端蓋上部設(shè)有左排液單向閥，下部設(shè)有左進液單向閥;所述右端蓋上部設(shè)有右排液單向閥，下部設(shè)有右進液單向閥;所述左端蓋外設(shè)有配液板;配液板上分別設(shè)有與左排液單向閥相連通的排液管，與左進液單向閥相連通的進液管;所述動力端包括驅(qū)動裝置、絲桿和活塞機構(gòu);所述活塞機構(gòu)包括活塞桿和活塞;所述活塞桿插入缸體空腔中并與左端蓋和右端蓋上的活塞孔形成滑動密封;所述驅(qū)動裝置與絲桿傳動連接，絲桿通過絲桿螺母與活塞桿傳動連接。
[0006]計量栗工作時，動力端的步進電動機通過絲桿和螺母驅(qū)動液力端的活塞運動。當(dāng)活塞向左運動時，右進液單向閥和左排液單向閥打開，左進液單向閥和右排液單向閥關(guān)閉，液體通過進液管，由右進液單向閥吸入由活塞隔斷的缸體右腔，同時左腔的液體由排液管輸出到與其直接相連接的管路系統(tǒng)中；當(dāng)活塞向右運動時，左進液單向閥和右排液單向閥打開，右進液單向閥和左排液單向閥關(guān)閉，液體通過進液管，由右進液單向閥吸入由活塞隔斷的缸體左腔，同時右腔的液體由排液管輸出到與其直接相連接的管路系統(tǒng)中。
[0007]作為優(yōu)化，所述驅(qū)動裝置為步進電動機，步進電動機輸出端穿過連接板通過聯(lián)軸器與絲桿傳動連接，步進電動機直接通過絲杠螺母控制活塞的行程和速度，能實現(xiàn)實時流量控制，計量精度高。
[0008]作為優(yōu)化，所述活塞的左右兩端桿行程終點上都分別設(shè)有與步進電動機電連接的左感應(yīng)開關(guān)和右感應(yīng)開關(guān)。左、右兩側(cè)位置感應(yīng)開關(guān)控制動力端的步進電動機的正反轉(zhuǎn)，實現(xiàn)活塞的左右往復(fù)運動，液體連續(xù)吸排。
[0009]作為優(yōu)化，所述排液管上設(shè)有流量穩(wěn)定裝置，有效消除活塞換向時的流量脈動。
[0010]作為優(yōu)化，所述活塞桿為中空結(jié)構(gòu)且其外表面為光面?；钊麠U外表面為光面與端蓋之間行程良好的機械動密封，密封效果好，有效控制外漏對計量精度的影響;活塞桿為中空結(jié)構(gòu)，質(zhì)量輕，可以減小活塞運動的往復(fù)慣性力對行程的影響，提高計量精度。
[0011]作為優(yōu)化，所述進液單向閥和排液單向閥為球閥。球閥的啟閉件為球體，與閥座配合形成線密封結(jié)構(gòu)，密封力小，密封可靠和開閉及時，避免閥關(guān)閉不嚴(yán)和啟閉閥門延時對計量精度的影響。
[0012]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明能實時進行流量調(diào)節(jié)，且各部件密封性好，計量精度高。液力端為單缸雙作用栗，保證活塞兩側(cè)沒有空行程，提高整個裝置的運行效率;活塞與缸體內(nèi)壁的密封力分布均勻，活塞兩側(cè)的密封效果好，避免內(nèi)漏對計量精度的影響。液力端排液管上設(shè)置流量穩(wěn)定裝置，有效消除活塞換向時的流量脈動。通過步進電機直接通過絲杠螺母機構(gòu)控制活塞行程和速度，良好的控制和實現(xiàn)實時流量控制，計量精度高?；钊麠U外表面為光面與端蓋之間行程良好的機械動密封，密封效果好，有效控制外漏對計量精度的影響;活塞桿為中空結(jié)構(gòu)，質(zhì)量輕，可以減小活塞運動的往復(fù)慣性力對行程的影響，提高計量精度。進液單向閥和排液單向閥安裝在缸體端面，最大限度減少缸體的余隙容積，避免殘留的高壓液體影響吸液量，有利于提高裝置輸液量精度。進液單向閥和排液單向閥為球閥，啟閉件為球體，與閥座配合形成線密封結(jié)構(gòu)，密封力小，密封可靠和開閉及時，避免閥關(guān)閉不嚴(yán)和啟閉閥門延時對計量精度的影響。
【附圖說明】
[0013]
本發(fā)明將通過例子并參照附圖的方式說明，其中:
圖1是本發(fā)明的主視圖。
[0014]圖2是本發(fā)明的俯視圖。
[0015]圖3是圖2中的A向剖視圖。
[0016]圖中標(biāo)記:配液板1、左端蓋2、缸體3、活塞桿4、活塞5、絲桿螺母6、右端蓋7、右排液單向閥8、連接板9、絲桿1、聯(lián)軸器11、連接板12、步進電動機13、右進液單向閥14、端蓋密封件15、活塞密封件16、彈簧卡圈17、進液管18、排液管19、流量穩(wěn)定裝置20、左排液單向閥21、左進液單向閥22、左側(cè)位置感應(yīng)開關(guān)23和右側(cè)位置感應(yīng)開關(guān)24。
【具體實施方式】
[0017]下面結(jié)合附圖，對本發(fā)明作詳細(xì)的說明。
[0018]為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實施例，對本發(fā)明進行進一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
[0019]實施例1，如圖1、圖2和圖3中所示，本發(fā)明為一種高精度計量栗，包括液力端和動力端;液力端包括缸體3、左端蓋2和右端蓋7;所述左端蓋2上部設(shè)有左排液單向閥21，下部設(shè)有左進液單向閥22;所述右端蓋7上部設(shè)有右排液單向閥8，下部設(shè)有右進液單向閥14;所述左端蓋2外設(shè)有配液板I;配液板I上分別設(shè)有與左排液單向閥21相連通的排液管19，與左進液單向閥22相連通的進液管18;所述動力端包括驅(qū)動裝置、絲桿10和活塞機構(gòu);所述活塞機構(gòu)包括活塞桿4和活塞5，活塞5通過彈簧卡圈17與活塞桿4密封連接，活塞5通過活塞密封件16與缸體I內(nèi)表面密封連接;所述活塞桿4插入缸體3空腔中并與左端蓋2和右端蓋7上的活塞孔形成滑動密封，活塞桿4與左右端蓋之間通過端蓋密封件15滑動密封;所述驅(qū)動裝置與絲桿10傳動連接，絲桿10通過絲桿螺母6與活塞桿4傳動連接。
[0020]本發(fā)明為一種可調(diào)正排量栗，能實時調(diào)節(jié)流量，計量精度可控制在±0.1%的范圍，適用于對輸送液體量要求誤差小的管路系統(tǒng)。解決了一般計量栗流量調(diào)節(jié)不及時、計量精度低，導(dǎo)致管路系統(tǒng)的工藝參數(shù)因為流量輸出誤差產(chǎn)生的波動對工藝過程影響的問題。本發(fā)明中液力端主要由缸體3，左端蓋2，右端蓋7，活塞5，左、右進液單向閥22和14，左、右排液單向閥21和8，活塞密封件16，進液管18和排液管19組成一個單缸雙作用栗，完成液體連續(xù)吸排。動力端由活塞桿4，絲桿10，絲桿螺母6，聯(lián)軸器11和步進電動機13組成，完成將原動機的能量傳給液力端。
[0021]計量栗工作時，動力端的步進電動機13通過絲桿10和螺母6驅(qū)動液力端的活塞5運動。當(dāng)活塞5向左運動時，右進液單向閥14和左排液單向閥21打開，左進液單向閥22和右排液單向閥8關(guān)閉，液體通過進液管18，由右進液單向閥14吸入由活塞5隔斷的缸體3右腔，同時左腔的液體由排液管19輸出到與其直接相連接的管路系統(tǒng)中；當(dāng)活塞5向右運動時，左進液單向閥22和右排液單向閥8打開，右進液單向閥14和左排液單向閥21關(guān)閉，液體通過進液管18，由右進液單向閥14吸入由活塞5隔斷的缸體3左腔，同時右腔的液體由排液管19輸出到與其直接相連接的管路系統(tǒng)中。
[0022]左、右進液單向閥和左、右排液單向閥安裝在缸體3端面，最大限度減少缸體3的余隙容積，避免殘留的高壓液體影響吸液量，有利于提高裝置輸液量精度。液力端為單缸雙作用栗，保證活塞5兩側(cè)沒有空行程，提高整個裝置的運行效率;活塞5與缸體3內(nèi)壁的密封力分布均勻，活塞5兩側(cè)的密封效果好，避免內(nèi)漏對計量精度的影響。驅(qū)動裝置通過絲桿螺母6控制活塞5的行程和速度，實現(xiàn)實時流量控制，計量精度高。為了預(yù)防液力端的內(nèi)漏，活塞5與缸體3的內(nèi)壁、活塞5與活塞桿4連接處采用密封件密封。為了預(yù)防液力端的外漏，活塞桿5與左、右端蓋2和7之間，缸體3與左、右端蓋2和7之間也均采用密封件密封。液力端裝置的結(jié)構(gòu)設(shè)計充分考慮了余隙容積、內(nèi)漏和外漏對流量精度的影響。
[0023]實施例2，在實施例1的基礎(chǔ)上對驅(qū)動裝置及驅(qū)動裝置與絲桿10的連接方式進行優(yōu)化設(shè)計，所述驅(qū)動裝置為步進電動機，步進電動機13輸出端穿過連接板12通過聯(lián)軸器11與絲桿10傳動連接。計量栗排出液體的體積或質(zhì)量與活塞5累計位移和計量栗的通流截面積成正比，因此，通過控制脈沖信號的脈沖數(shù)控制步進電動機轉(zhuǎn)過的角位移來實現(xiàn)計量栗排出的液體總體積或總質(zhì)量的計量，而通過控制脈沖信號的頻率控制步進電動機13的轉(zhuǎn)速來實現(xiàn)液體計量快慢的控制。步進電動機13直接通過絲杠螺母6控制活塞5的行程和速度，能實現(xiàn)實時流量控制，計量精度高。
[0024]實施例3，在實施例1或?qū)嵤├?的基礎(chǔ)上對步進電動機13的運行方式進行優(yōu)化設(shè)計，所述活塞桿4的左右兩端行程終點上都分別設(shè)有與步進電動機13電連接的左感應(yīng)開關(guān)23和右感應(yīng)開關(guān)24。
[0025]為了實現(xiàn)液體的連續(xù)吸排過程，做到精確實時的流量控制，通過左、右兩側(cè)位置感應(yīng)開關(guān)23和24控制動力端的步進電動機13的正反轉(zhuǎn)，實現(xiàn)活塞5的左右自動往復(fù)運動。步進電動機13正轉(zhuǎn)驅(qū)動活塞5向左運動，當(dāng)運動到左側(cè)行程終點時，右側(cè)位置感應(yīng)開關(guān)24發(fā)出信號控制步進電動機13反轉(zhuǎn)向右運動，當(dāng)運動右側(cè)行程終點時，左側(cè)位置感應(yīng)開關(guān)23發(fā)出信號控制步進電動機13正轉(zhuǎn)向左運動，如此反復(fù)循環(huán)實現(xiàn)活塞左右自動往復(fù)運動控制。
[0026]實施例4，在實施例3的基礎(chǔ)上對排液管19的結(jié)構(gòu)進行優(yōu)化設(shè)計，所述排液管19上設(shè)有流量穩(wěn)定裝置20。為了進一步提高實時計量精度，在液力端的排液管19上采用了流量穩(wěn)定裝置20，以減小液力端的活塞5在換向時的流量脈動。
[0027]實施例5，在實施例1或?qū)嵤├?的基礎(chǔ)上對活塞桿4的機構(gòu)進行優(yōu)化設(shè)計，所述活塞桿4為中空結(jié)構(gòu)且其外表面為光面?；钊麠U4與左右端蓋的接觸面為光面且其內(nèi)部為中空結(jié)構(gòu)。活塞桿4外表面與端蓋間的密封屬于機械動密封，對密封表面的要求高，為了避免密封面為螺紋面，設(shè)計了絲桿螺母裝置，活塞桿4內(nèi)加工內(nèi)螺紋即可滿足與絲桿螺母6的連接要求，動密封表面為光滑外圓柱面，相比螺紋密封，動密封裝置結(jié)構(gòu)簡單，壽命長，密封效果好，有效控制外漏對計量精度的影響。由于活塞桿4為中空結(jié)構(gòu)，質(zhì)量輕，可以減小活塞6運動的往復(fù)慣性力對行程的影響，更好地提高計量精度。
[0028]實施例6，在實施例1的基礎(chǔ)上對進液單向閥和排液單向閥進行優(yōu)選設(shè)計，所述進液單向閥和排液單向閥為球閥。球閥的啟閉件為球體，與閥座配合形成線密封結(jié)構(gòu)，密封力小，密封可靠和開閉及時，避免閥關(guān)閉不嚴(yán)和啟閉閥門延時對計量精度的影響。
[0029]以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種高精度計量栗，其特征在于:包括液力端和動力端;液力端包括缸體(3)、左端蓋(2)和右端蓋(7);所述左端蓋(2)上部設(shè)有左排液單向閥(21)，下部設(shè)有左進液單向閥(22);所述右端蓋(7)上部設(shè)有右排液單向閥(8)，下部設(shè)有右進液單向閥(14);所述左端蓋(2)外設(shè)有配液板(I);配液板(I)上分別設(shè)有與左排液單向閥(21)相連通的排液管(19)，與左進液單向閥(22)相連通的進液管(18)； 所述動力端包括驅(qū)動裝置、絲桿(10)和活塞機構(gòu);所述活塞機構(gòu)包括活塞桿(4)和活塞(5);所述活塞桿(4)插入缸體(3)空腔中并與左端蓋(2)和右端蓋(7)上的活塞孔形成滑動密封;所述驅(qū)動裝置與絲桿(10)傳動連接，絲桿(10)通過絲桿螺母(6)與活塞桿(4)傳動連接。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高精度計量栗，其特征在于:所述驅(qū)動裝置為步進電動機，步進電動機輸出端穿過連接板(12)通過聯(lián)軸器(11)與絲桿(10)傳動連接。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種高精度計量栗，其特征在于:所述活塞桿的左右兩端行程終點上都分別設(shè)有與步進電動機(13)電連接的左感應(yīng)開關(guān)(23)和右感應(yīng)開關(guān)(24)。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種高精度計量栗，其特征在于:所述排液管(19)上設(shè)有流量穩(wěn)定裝置(20)。5.根據(jù)權(quán)利要求1或4所述的一種高精度計量栗，其特征在于:所述活塞桿(4)為中空結(jié)構(gòu)且其外表面為光面。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高精度計量栗，其特征在于:所述進液單向閥和排液單向閥為球閥。
【文檔編號】F04B13/00GK105840446SQ201610329071
【公開日】2016年8月10日
【申請日】2016年5月18日
【發(fā)明人】石艷, 余玲, 趙虎, 廖映華
【申請人】四川理工學(xué)院