一种高精度自动调整型隔膜式计量泵

摘要

本发明公开了一种高精度自动调整型隔膜式计量泵，包括泵体，泵体通过行程段与传动箱体一端连接，传动箱体另一端连接设有微调段，泵体内部设有隔膜片，传动箱体内部设有驱动组件，传动箱体外侧安装有第一伺服电机，第一伺服电机与驱动组件驱动连接，行程段内部的行程腔中活动设有活塞杆，活塞杆外侧套设有弹簧，活塞杆一端与隔膜片相连接，活塞杆另一端与驱动组件驱动连接；微调段内部形成有微调腔，微调腔内部靠近于传动箱体一端设有配合件，配合件内部沿长度方向设有通孔，通孔内螺纹连接有调节丝杆，微调腔内设有位移调节组件，调节丝杆一端通过位移调节组件与位于行程段外侧的第二伺服电机相连接，调节丝杆另一端与驱动组件作用连接。

说明书

技术领域

本发明涉及计量泵技术领域，具体涉及一种高精度自动调整型隔膜式计量泵。

背景技术

机械隔膜式计量泵通过曲轴或柱塞推动隔膜进行往复运动，改变隔膜腔的大小，并通过单向阀来进行液体物质的输送。其因其成本相对低，结构简单，维护方便，流量可以在0-100％范围内无级调节，可以满足各种严格的工艺流程需要，被广泛应用在水处理行业以及部分化学品的领域。

现有的机械隔膜式计量泵的结构如图1所示，包括泵体1'、箱体2'、主动力电机3'和手动微调旋钮4'；工作时，通过主动力电机3'带动箱体2'内驱动组件(如曲轴组件、柱塞组件)运动，从而控制活塞杆和其端部的隔膜片进行往复运动，以达到移动液体的目的，在主动力电机3'和箱体2'内驱动组件带动下，隔膜片向后运动时泵体1'内空间变大，泵体1'内产生真空，泵体1'入口端的单向阀打开液体填充到泵体1'里，当主动力电机3'和箱体2'内驱动组件带动隔膜片向前运动时，隔膜片挤压泵体1'内空间，此时泵体1'入口端的单向阀关闭，泵体1'出口端的单向阀打开，液体被挤压出去，达到液体移送的目的；通过手动转动手动微调旋钮4'可以改变隔膜片单冲程的大小，从而改变单冲程出液量的多少，实现了对单冲程出液量进行微调。

具有上述结构的机械隔膜式计量泵在使用时存在如下缺陷：主动力电机为感应电机，无法精确控制隔膜片的往复运转次数和隔膜片的往复移动位置，导致出液量精度不高；手动微调旋钮需要工作人员介入手动操作，无法实现实时的自动调整单循环计量泵的出液量，从而无法实时精准调控泵的出液量，因此无法实施智能化远程控制。

发明内容

为了解决上述背景技术中存在的问题，本发明提供一种高精度自动调整型隔膜式计量泵，其可精确控制隔膜片的往复次数和隔膜片的停止起始位置，并可及时自动调整单冲程出液量，从而实现了高精度的液体定量移送，设备的自动化程度高，实时可控性强。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

本发明提供一种高精度自动调整型隔膜式计量泵，包括泵体、行程段、传动箱体、第一伺服电机、第二伺服电机和微调段；

所述泵体通过行程段与所述传动箱体一端连接，所述传动箱体另一端连接设有微调段，所述泵体内部设有隔膜片，所述传动箱体内部设有驱动组件，所述传动箱体外侧安装有第一伺服电机，所述第一伺服电机与所述驱动组件驱动连接，所述行程段内部的行程腔中活动设有活塞杆，所述活塞杆外侧套设有弹簧，所述活塞杆一端与所述隔膜片相连接，所述活塞杆另一端与所述驱动组件驱动连接；

所述微调段内部形成有微调腔，所述微调腔内部靠近于所述传动箱体一端设有配合件，所述配合件内部沿长度方向设有通孔，所述通孔内螺纹连接有调节丝杆，所述微调腔内设有位移调节组件，所述调节丝杆一端通过位移调节组件与位于所述行程段外侧的第二伺服电机相连接，所述调节丝杆另一端与所述驱动组件作用连接，在所述位移调节组件和所述第二伺服电机的带动下对所述调节丝杆伸入至所述传动箱体内的长度进行调整。

进一步地改进在于，所述调节组件包括滑块，所述滑块一端通过联轴器与所述第二伺服电机的输出端相连接，所述调节丝杆位于所述微调腔内一端开设有滑移槽，所述滑动另一端设置在所述滑移槽内，所述滑块外侧与所述滑移槽内侧壁之间设有用于带动所述调节丝杆同时进行旋转运动和轴向直线移动的滑移旋转组件。

工作时，通过第二伺服电机带动滑块旋转，在滑移旋转组件的作用下，带动调节丝杆在配合件上的通孔内做旋转运动的同时进行轴向直线移动，调节丝杆与滑块相对运动，从而可对调节丝杆伸入至传动箱体内的长度进行调整，进而可对传动箱体内部驱动组件的冲程大小进行调整，以达到微调出液量的目的。

进一步地改进在于，所述滑移旋转组件为滚珠花键。

在实际使用时，滑移旋转组件并不局限于上述选择，也可采用其他具有相同功能的结构组件。

进一步地改进在于，所述驱动组件包括第一齿轮、第二齿轮、偏心轴和凸轮，所述第一伺服电机的输出轴伸入至所述传动箱体内，且其外侧安装有第一齿轮，所述偏心轴转动安装在所述传动箱体内，所述偏心轴上安装有第二齿轮和凸轮，所述第二齿轮与所述第一齿轮相啮合，所述凸轮外侧与所述活塞杆端部接触连接，且所述调节丝杆端部可与所述凸轮外侧活动接触。

现有技术中是通过步进电机直接带动偏心轴转动，由于偏心轴的偏心运动会对步进电机造成影响，导致其寿命减小，本申请中通过第一齿轮和第二齿轮的啮合配合，第一伺服电机将动力间接传动给偏心轴，偏心轴的偏心运动对第一伺服电机的影响较小，有效延长了设备的使用寿命。

进一步地改进在于，所述泵体上侧设有出液口，所述出液口处连接有出口单向阀，所述泵体下侧设有进液口，所述进液口处连接有进口单向阀。

工作时，通过相啮合设置的第一齿轮和第二齿轮，第一伺服电机将动力传动给偏心轴，偏心轴旋转产生偏心运动，通过凸轮将偏心运动传递给活塞杆，凸轮运转至最大端时，其推动活塞杆克服弹簧的作用力带动隔膜片向前运动发生变形，向泵体中隔膜腔内推进，缩小了隔膜腔的容积，此时，泵体内的液体受到挤压，通过出口单向阀向外排出，凸轮运转至最小端时，受弹簧的回拉作用，隔膜片被拉回，此时，由于出口单向阀的作用，在隔膜腔内产生负压，由进口单向阀向隔膜腔内注入液体，完成一次工作过程，如此往复，实现连续定量泵送液体的目的。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

本发明中设备通过第一伺服电机和驱动组件的配合，可精确控制隔膜片的往复次数和隔膜片的停止起始位置；

通过调节丝杆、行程段内的配合件、位移调节组件和第二伺服电机的配合作用，可对驱动组件的冲程大小进行调整，从而对隔膜片的往复移动距离进行调整，进而达到自动、及时、精确的调整单冲程出液量的目的，实现了高精度的液体定量移送，并可根据不同的产品需求实时改变注液量；

第一伺服电机和第二伺服电机可与控制器配合使用，设备使用时的自动化程度高，实时可控性强。

附图说明

下面结合附图与具体实施例对本发明作进一步详细说明。

图1为现有技术中机械隔膜式计量泵的结构示意；

图2为本发明中高精度自动调整型隔膜式计量泵的整体结构示意图；

图3为本发明中微调段内部结构示意图；

图4为本发明中传动箱体内部结构示意图；

其中，具体附图标记为：泵体1'，箱体2'，主动力电机3'，手动微调旋钮4'，泵体1，出液口2，出口单向阀3，进液口4，进口单向阀5，行程段6，活塞杆7，弹簧8，第一伺服电机9，传动箱体10，第一齿轮11，第二齿轮12，偏心轴13，凸轮14，微调段15，微调腔16，配合件17，调节丝杆18，滑移槽19，滑移旋转组件20，滑块21，联轴器22，第二伺服电机23。

具体实施方式

为了使发明实现的技术手段、目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

本发明的实施例公开了一种高精度自动调整型隔膜式计量泵，如图2至图4所示，包括泵体1、行程段6、传动箱体10、第一伺服电机9、第二伺服电机23和微调段15；

泵体1通过行程段6与传动箱体10一端连接，传动箱体10另一端连接设有微调段15，泵体1内部设有隔膜片，传动箱体10内部设有驱动组件，传动箱体10外侧安装有第一伺服电机9，第一伺服电机9与驱动组件驱动连接，行程段6内部的行程腔中活动设有活塞杆7，活塞杆7外侧套设有弹簧8，活塞杆7一端与隔膜片相连接，活塞杆7另一端与驱动组件驱动连接；

微调段15内部形成有微调腔16，微调腔16内部靠近于传动箱体10一端设有配合件17，配合件17内部沿长度方向设有通孔，通孔内螺纹连接有调节丝杆18，微调腔16内设有位移调节组件，调节丝杆18一端通过位移调节组件与位于行程段6外侧的第二伺服电机23相连接，调节丝杆18另一端与驱动组件作用连接，在位移调节组件和第二伺服电机23的带动下对调节丝杆18伸入至传动箱体10内的长度进行调整。

其中，调节组件包括滑块21，滑块21一端通过联轴器22与第二伺服电机23的输出端相连接，调节丝杆18位于微调腔16内一端开设有滑移槽19，滑动另一端设置在滑移槽19内，滑块21外侧与滑移槽19内侧壁之间设有用于带动调节丝杆18同时进行旋转运动和轴向直线移动的滑移旋转组件20。

工作时，通过第二伺服电机23带动滑块21旋转，在滑移旋转组件20的作用下，带动调节丝杆18在配合件17上的通孔内做旋转运动的同时进行轴向直线移动，调节丝杆18与滑块21相对运动，从而可对调节丝杆18伸入至传动箱体10内的长度进行调整，进而可对传动箱体10内部驱动组件的冲程大小进行调整，以达到微调出液量的目的。

其中，滑移旋转组件20为滚珠花键。在实际使用时，滑移旋转组件20并不局限于上述选择，也可采用其他具有相同功能的结构组件。

其中，驱动组件包括第一齿轮11、第二齿轮12、偏心轴13和凸轮14，第一伺服电机9的输出轴伸入至传动箱体10内，且其外侧安装有第一齿轮11，偏心轴13转动安装在传动箱体10内，偏心轴13上安装有第二齿轮12和凸轮14，第二齿轮12与第一齿轮11相啮合，凸轮14外侧与活塞杆7端部接触连接，且调节丝杆18端部可与凸轮14外侧活动接触；泵体1上侧设有出液口2，出液口2处连接有出口单向阀3，泵体1下侧设有进液口4，进液口4处连接有进口单向阀5。现有技术中是通过步进电机直接带动偏心轴13转动，由于偏心轴13的偏心运动会对步进电机造成影响，导致其寿命减小，本申请中通过第一齿轮11和第二齿轮12的啮合配合，第一伺服电机9将动力间接传动给偏心轴13，偏心轴13的偏心运动对第一伺服电机9的影响较小，有效延长了设备的使用寿命。

工作时，通过相啮合设置的第一齿轮11和第二齿轮12，第一伺服电机9将动力传动给偏心轴13，偏心轴13旋转产生偏心运动，通过凸轮14将偏心运动传递给活塞杆7，凸轮14运转至最大端时，其推动活塞杆7克服弹簧8的作用力带动隔膜片向前运动发生变形，向泵体1中隔膜腔内推进，缩小了隔膜腔的容积，此时，泵体1内的液体受到挤压，通过出口单向阀3向外排出，凸轮14运转至最小端时，受弹簧8的回拉作用，隔膜片被拉回，此时，由于出口单向阀3的作用，在隔膜腔内产生负压，由进口单向阀5向隔膜腔内注入液体，完成一次工作过程，如此往复，实现连续定量泵送液体的目的。

该设备通过第一伺服电机9和驱动组件的配合，可精确控制隔膜片的往复次数和隔膜片的停止起始位置；通过调节丝杆18、行程段6内的配合件17、位移调节组件和第二伺服电机23的配合作用，可对驱动组件的冲程大小进行调整，从而对隔膜片的往复移动距离进行调整，进而达到自动、及时、精确的调整单冲程出液量的目的，实现了高精度的液体定量移送，并可根据不同的产品需求实时改变注液量；第一伺服电机9和第二伺服电机23可与控制器配合使用，设备使用时的自动化程度高，实时可控性强。

具体工作时示例如下：

在实际应用时，一个电池的注液量是965克，这就需要该计量泵精确的吐出965克的电解液，第一伺服电机9旋转一圈吐出液体量为60克，先计算出第一伺服电机9的最多旋转圈数为965÷60＝16.08，采用取整加一的方式，需要17个冲程；然后再计算出每转的出液量965÷17＝56.764克，在通过第二伺服电机23带动调节丝杆18移动至每转出液量为56.764克的位置，启动第一伺服电机9并运转17转，即可达到精确控制出液量为965克的目的。

以上应用了具体个例对本发明进行阐述，只是用于帮助理解本发明，并不用以限制本发明。对于本发明所属技术领域的技术人员，依据本发明的思想，还可以做出若干简单推演、变形或替换。