專利名稱：平流計(jì)量泵的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種能夠平穩(wěn)輸送流體的平流計(jì)量泵，特別適用于要求流體輸送平穩(wěn)、計(jì)量精度高的場(chǎng)合。
在已有技術(shù)中，由于計(jì)量泵的特殊特性，計(jì)量泵的型式幾乎毫無(wú)例外地采用了帶有行程調(diào)節(jié)的往復(fù)式泵。為了調(diào)節(jié)行程，采用了多種不同形式的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，如搖桿、曲柄滑塊、可調(diào)偏心輪、旋轉(zhuǎn)斜盤(pán)、N軸等。目前已制造出的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)都是用來(lái)產(chǎn)生往復(fù)運(yùn)動(dòng)的，一般通過(guò)曲柄的運(yùn)動(dòng)來(lái)驅(qū)動(dòng)，因此吸入和排出的液流有脈動(dòng)，脈動(dòng)的曲線近似于正弦波。為消除流量的不均勻性，通常采用多缸泵、緩沖室及設(shè)計(jì)特殊的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)等措施來(lái)解決。但是，采用多缸泵或者增加緩沖室來(lái)消除液體的脈動(dòng)，需增加設(shè)備投資，非常不經(jīng)濟(jì)。所以設(shè)計(jì)特殊的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，使流體流量均勻就成為計(jì)量泵設(shè)計(jì)的目標(biāo)。
目前，維持柱塞桿與凸輪始終保持接觸的方式，最普遍的是采用壓縮彈簧。如美國(guó)的液相色譜儀上的微量泵采用的是對(duì)稱布置結(jié)構(gòu)，一個(gè)凸輪驅(qū)動(dòng)二柱塞桿，柱塞桿回程靠壓縮彈簧的作用。日本機(jī)械計(jì)裝株式會(huì)社的無(wú)脈動(dòng)泵的結(jié)構(gòu)采用平行布置結(jié)構(gòu)，二個(gè)凸輪驅(qū)動(dòng)二柱塞桿，柱塞桿的回程亦靠壓縮彈簧的作用。采用壓縮彈簧這種結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)是加工精度要求較低，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易裝配。但采用這種結(jié)構(gòu)，彈簧的壓縮量(工作長(zhǎng)度)等于泵的行程長(zhǎng)度，導(dǎo)向軸與凸輪接觸處的接觸應(yīng)力隨泵的排出、吸入過(guò)程，即彈簧的壓縮、回彈過(guò)程的周期性變化而變化，易產(chǎn)生金屬疲勞損壞和擦傷磨損。
本實(shí)用新型的目的是為了改進(jìn)導(dǎo)向軸與凸輪接觸處的受力情況，使導(dǎo)向軸與凸輪接觸處受力均勻，延長(zhǎng)其使用壽命。
為了實(shí)現(xiàn)該目的，本實(shí)用新型采用在兩根導(dǎo)向軸上分別有一與導(dǎo)向軸垂直的彈簧固定柱，兩彈簧固定柱的兩端分別有拉伸彈簧連接；導(dǎo)向軸的一端有凹槽，凹槽內(nèi)有滾動(dòng)套軸，凹槽內(nèi)的滾動(dòng)套軸上套有可自由轉(zhuǎn)動(dòng)的滾動(dòng)套，在兩對(duì)稱布置的拉伸彈簧作用下，兩滾動(dòng)套與凸輪無(wú)間隙接觸。導(dǎo)向軸上的彈簧固定柱相對(duì)于水平放置的凸輪的夾角α是30°～60 °。
拉伸彈簧替代壓縮彈簧是因?yàn)閴嚎s彈簧在整個(gè)行程長(zhǎng)度上，隨柱塞的移動(dòng)而壓縮，其壓縮量即為行程長(zhǎng)度。而彈簧力與彈簧的變形量成正比，因此壓縮量越大，彈簧力也就越大。要使彈簧力在整個(gè)行程長(zhǎng)度的變化中變化越小，就需將彈簧設(shè)計(jì)得細(xì)且長(zhǎng)，這樣，泵體的結(jié)構(gòu)就需加大，而且笨重。對(duì)于等速凸輪-拉伸彈簧結(jié)構(gòu)，拉伸彈簧的變形量將比使用壓縮彈簧減少四分之三，即拉伸彈簧的拉伸變化量為整個(gè)行程長(zhǎng)度的四分之一，這樣由于拉伸彈簧的變化量比壓縮彈簧的變化量小許多，因此凸輪所受的彈簧力變化也小許多，這就使得凸輪受力比采用壓縮彈簧時(shí)均勻，接觸點(diǎn)的接觸應(yīng)力變化小，避免了導(dǎo)向軸與凸輪接觸時(shí)受力不均勻，易產(chǎn)生金屬磨損、擦傷的現(xiàn)象。再者在導(dǎo)向軸的一端設(shè)計(jì)一凹槽，凹槽內(nèi)有滾動(dòng)套軸，滾動(dòng)套軸上套有可自由轉(zhuǎn)動(dòng)的滾動(dòng)套，由于拉伸彈簧的作用滾動(dòng)套與凸輪無(wú)間隙接觸，在導(dǎo)向軸上設(shè)計(jì)有一定位孔，孔的位置與滾動(dòng)套軸在同一軸平面內(nèi)并與凸輪安裝位置垂直，保證組裝時(shí)，滾動(dòng)套與凸輪完全對(duì)中，導(dǎo)向軸在運(yùn)動(dòng)時(shí)不發(fā)生扭轉(zhuǎn)現(xiàn)象，使凸輪平穩(wěn)運(yùn)動(dòng)，可減少磨損，降低噪聲，延長(zhǎng)了泵主體傳動(dòng)部件的使用壽命。凸輪與滾動(dòng)套的材料選用軸承鋼或工具鋼等，必須經(jīng)熱處理后達(dá)到HRC50～60。另外，拉伸彈簧的安裝，充分利用整個(gè)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的原有空間，因此整個(gè)泵的結(jié)構(gòu)緊湊，體積小。
本實(shí)用新型的平流計(jì)量泵的導(dǎo)向軸上的彈簧固定柱相對(duì)于水平放置的凸輪的夾角α最好是40°～50°。
本實(shí)用新型的平流計(jì)量泵的滾動(dòng)套材料的硬度是HRC50～60；可以是軸承鋼或工具鋼中的一種。
下面將結(jié)合對(duì)實(shí)施本實(shí)用新型的一實(shí)施例的詳細(xì)描述及附圖的說(shuō)明，對(duì)本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)組成、工作原理及其優(yōu)點(diǎn)作一介紹。
本實(shí)用新型的附圖是

圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2是本實(shí)用新型部分傳動(dòng)部件的主視結(jié)構(gòu)示意圖。
圖3是本實(shí)用新型部分傳動(dòng)部件的側(cè)視結(jié)構(gòu)示意圖。
本實(shí)用新型的平流計(jì)量泵的工作原理是泵通過(guò)電機(jī)驅(qū)動(dòng)無(wú)級(jí)變速器，經(jīng)蝸輪、蝸桿減速，蝸輪轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)蝸輪軸及裝于蝸輪軸上的特殊凸輪同時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)，凸輪驅(qū)動(dòng)相位差為180°的二導(dǎo)向軸，在拉伸彈簧的作用下，導(dǎo)向軸上的滾動(dòng)套與凸輪無(wú)間隙接觸，安裝在導(dǎo)向軸上的柱塞桿隨導(dǎo)向軸的往復(fù)運(yùn)動(dòng)而運(yùn)動(dòng)，二柱塞的運(yùn)動(dòng)速度之和為一常數(shù)，從而使所輸送的液體平穩(wěn)無(wú)脈動(dòng)。流量調(diào)節(jié)采用無(wú)級(jí)變速電機(jī)調(diào)節(jié)行程次數(shù)而得。
如圖1、圖2和圖3所示，本實(shí)施例所示的平流計(jì)量泵主要由電機(jī)、無(wú)級(jí)變速器、泵頭部分(包括安全、補(bǔ)油閥9、出口單向閥10、隔膜11、泵蓋12、進(jìn)口單向閥13、泵缸14、柱塞2、柱塞密封組8)、中間聯(lián)體1、導(dǎo)向軸3、導(dǎo)向軸固定座7、彈簧固定柱4、拉伸彈簧5、滾動(dòng)套軸21、滾動(dòng)套20、凸輪6、蝸桿15、蝸輪18、蝸輪軸17、單列向心球軸承16等組成。
電機(jī)驅(qū)動(dòng)無(wú)級(jí)變速器帶動(dòng)蝸桿15傳動(dòng)，通過(guò)蝸輪18減速，同時(shí)帶動(dòng)蝸輪軸17旋轉(zhuǎn)，從而使平鍵連接、安裝在蝸輪軸17上的凸輪6同速傳動(dòng)，凸輪6驅(qū)動(dòng)二相位差為180°的導(dǎo)向軸3，二導(dǎo)向軸3的滾動(dòng)套20在拉伸彈簧5的作用下與凸輪6無(wú)間隙接觸。凸輪6在升程角度內(nèi)旋轉(zhuǎn)，推動(dòng)柱塞2移動(dòng)，柱塞2以相當(dāng)其行程容積的量推動(dòng)液壓室19中的液壓油，使隔膜11向前發(fā)生彈性變形，打開(kāi)出口單向閥10，排出介質(zhì)。當(dāng)凸輪6旋轉(zhuǎn)至回程時(shí)，柱塞11靠拉伸彈簧5作用，隨凸輪6的回程而移動(dòng)，隔膜11向后發(fā)生彈性變形，進(jìn)口單向閥13打開(kāi)，吸入介質(zhì)。由于凸輪6不斷轉(zhuǎn)動(dòng)，使液壓室19容積不斷發(fā)生周期性變化，隔膜11隨柱塞2作同步的周期性變化，從而將介質(zhì)不斷吸入和排出。當(dāng)一泵頭在排液時(shí)，由于相位差為180°，另一泵頭正為吸液過(guò)程，經(jīng)過(guò)一定的時(shí)間后，一泵頭排液結(jié)束，開(kāi)始吸液，而另一泵頭吸液結(jié)束，開(kāi)始排液，兩泵頭交叉吸、排液，使整臺(tái)泵始終有介質(zhì)排出。由于傳動(dòng)元件凸輪6是特殊設(shè)計(jì)的，因此所排出的介質(zhì)平穩(wěn)無(wú)脈動(dòng)。
本實(shí)用新型的平流計(jì)量泵的兩導(dǎo)向軸3上分別有與導(dǎo)向軸3垂直的彈簧固定柱4，每一彈簧固定柱4的兩端與另一彈簧固定柱4的兩端有拉伸彈簧5連接。導(dǎo)向軸3的一端有凹槽，凹槽內(nèi)有滾動(dòng)套軸21，滾動(dòng)套軸21固定在凹槽上，凹槽內(nèi)的滾動(dòng)套軸21上套有可自由轉(zhuǎn)動(dòng)的滾動(dòng)套20。在兩對(duì)稱布置的拉伸彈簧5作用下，兩滾動(dòng)套20與水平放置的凸輪6無(wú)間隙接觸。導(dǎo)向軸3上的彈簧固定柱4相對(duì)于水平放置的凸輪6的夾角α是30°～60°，最佳是40°～50°。將導(dǎo)向軸上的彈簧固定柱設(shè)計(jì)成與水平放置的凸輪成一定角度，可使整個(gè)泵的結(jié)構(gòu)緊湊、體積小。滾動(dòng)套20的材料是達(dá)到HRC50～60的軸承鋼。凸輪為特殊設(shè)計(jì)的勻速凸輪，它的型線保證了二柱塞桿的移動(dòng)速度之和為一常數(shù)。由于本實(shí)用新型采用了拉伸彈簧的結(jié)構(gòu)，使凸輪與導(dǎo)向軸上的滾動(dòng)套間的接觸點(diǎn)的接觸應(yīng)力趨于均勻。
本實(shí)用新型的平流計(jì)量泵具有以下優(yōu)點(diǎn)1、傳動(dòng)部件受力均勻，延長(zhǎng)了使用壽命；2、泵的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、性能優(yōu)良、噪聲??；3、輸送液體基本無(wú)脈動(dòng)，計(jì)量精度高，容積效率高，可廣泛應(yīng)用于化學(xué)、煉油、醫(yī)藥、原子能、水電、造紙、精細(xì)化工及食品等行業(yè)。該泵的計(jì)量精度≤±1％，容積效率＞97％，達(dá)到了計(jì)量泵國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的要求。壓力脈動(dòng)率＜3％，滿足了生產(chǎn)上操作工藝要求壓力波動(dòng)在2～6％的要求，提供平穩(wěn)的壓力，使生產(chǎn)系統(tǒng)處于良好的運(yùn)作狀況，得到高品質(zhì)的產(chǎn)品，適合對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量要求高及需要連續(xù)平流輸送定量液體的場(chǎng)合。
權(quán)利要求1.一種平流計(jì)量泵，主要包括電機(jī)、無(wú)級(jí)變速器、中間聯(lián)體[1]、柱塞[2]、導(dǎo)向軸[3]、凸輪[6]、出口單向閥[10]、隔膜[11]、泵蓋[12]、進(jìn)口單向閥[13]、泵缸[14]、蝸桿[15]、蝸輪[18]、蝸輪軸[17]、單列向心球軸承[16]等，其特征是兩根導(dǎo)向軸[3]上分別有一與導(dǎo)向軸[3]垂直的彈簧固定柱[4]，一彈簧固定柱[4]的兩端與另一彈簧固定柱[4]的兩端各有拉伸彈簧[5]相連，每一導(dǎo)向軸[3]的一端有一凹槽，凹槽內(nèi)有滾動(dòng)套軸[21]，凹槽內(nèi)的滾動(dòng)套軸[21]上套有一可自由轉(zhuǎn)動(dòng)的滾動(dòng)套[20]，在兩對(duì)稱布置的拉伸彈簧[5]作用下兩滾動(dòng)套[20]與凸輪[6]無(wú)間隙接觸，導(dǎo)向軸[3]上的彈簧固定柱[4]相對(duì)于水平放置的凸輪[6]的夾角α是30°～60°。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的平流計(jì)量泵，其特征是彈簧固定柱[4]相對(duì)于水平放置的凸輪[6]的夾角α是40°～50°。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的平流計(jì)量泵，其特征是滾動(dòng)套[20]材料的硬度是HRC50～60。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的平流計(jì)量泵，其特征是滾動(dòng)套[20]的材料是軸承鋼或工具鋼中的一種。
專利摘要一種平流計(jì)量泵。采用在兩根導(dǎo)向軸上有與導(dǎo)向軸垂直的彈簧固定柱,與凸輪成一定角度的彈簧固定柱兩端連接有拉伸彈簧;導(dǎo)向軸的一端有凹槽,凹槽內(nèi)有滾動(dòng)套軸,滾動(dòng)套軸上有可自由轉(zhuǎn)動(dòng)的滾動(dòng)套,在兩對(duì)稱布置的拉伸彈簧的作用下兩滾動(dòng)套與凸輪無(wú)間隙接觸的結(jié)構(gòu),使傳動(dòng)部件受力均勻,具有磨損小、壽命長(zhǎng)、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、體積小、噪聲低、輸送流體無(wú)脈動(dòng)、計(jì)量精度高的優(yōu)點(diǎn),可廣泛應(yīng)用于化工、醫(yī)藥、食品、水電、煉油、造紙及原子能等行業(yè)。
文檔編號(hào)G01F1/00GK2314351SQ9724197
公開(kāi)日1999年4月14日 申請(qǐng)日期1997年10月23日 優(yōu)先權(quán)日1997年10月23日
發(fā)明者章序文, 吳訓(xùn)玉, 何建鏵 申請(qǐng)人:化學(xué)工業(yè)部上?；ぱ芯吭?br>