CN102996740B - 一种用于微量柱塞泵的螺杆驱动机构及该微量柱塞泵 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种分析仪中的重要器件微量柱塞泵的螺杆驱动机构。螺杆驱动机构的螺杆上套有螺母驱动杆，螺母驱动杆上安装有防旋转定位销，所述螺母驱动杆安装在设有若干条带有机油回流槽的螺母驱动杆外的滑套中，螺杆驱动机构的两端分别设有右端密封环和左端密封环。本发明是针对上述现有螺杆驱动机构的改进，将定位用的光电检测器设置在驱动机构外部，将整个螺杆驱动机构密封起来，增加了储油空间，使用普通机油润滑，实现机油自动循环，这样，提高了润滑效果，可减少螺杆驱动机构的磨损，延长寿命，同时，在寿命期内，不需要拆开机构进行保养，必要时，只需更换里面的机油即可。

Description

一种用于微量柱塞泵的螺杆驱动机构及该微量柱塞泵

技术领域

    本发明涉及一种分析仪中的重要器件微量柱塞泵的螺杆驱动机构。

背景技术

用于检测分析的色谱分析类仪器，是光、机、电一体化仪器，主要由输液泵，液体控制阀、色谱分离柱、紫外光色谱检测器、电路控制板及控制与分析软件等组成，其中，微量柱塞泵是其中一个重要部件，它必须能对流量精密控制，通常它的流量在每分钟2 ml左右，压力工作范围在1.5-10 MPa。它的技术性能也是分析仪的主要技术性能之一。

目前在色谱检测分析仪中普遍使用的微量高压泵，多采用柱塞泵，驱动方式有凸轮、偏心轮和螺杆驱动方式等，由于螺杆驱动方式，体积比较小，有一定的使用率。因为该微量高压泵压力高，致使驱动螺杆上承受很大的压力，多数自润滑的工程塑料，不能承受如此高的压力，目前使用的螺杆驱动机构，多使用钢和黄铜、青铜来制造螺杆和螺母，因为其中还必须使用光电检测器来实现精确定位，只能使用润滑脂润滑。

如图 1是现有螺杆驱动微量柱塞泵的剖视图；从图1可以看出，因为光电检测器5和左右移动定位销6，装在螺杆螺母驱动腔内，为了能够让光电检测器的光线能顺利通过，在这个部位不能灌注机油，所以该***内部不能密封，只好采用较高黏度的润滑脂，润滑脂不易自然流到螺杆螺母啮合面，润滑效果不理想。这样的缺点是，经过一段时间运行就必须由人工加油，将旧的润滑脂擦干净，补充新的润滑脂。而这一过程，必须拆开螺杆驱动机构进行，费时费力，很不方便。

发明内容

本发明的目的是解决上述现有技术的不足，提出一种用于微量柱塞泵的螺杆驱动机构，螺杆驱动机构的螺杆11上套有螺母驱动杆10，螺母驱动杆10上安装有防旋转定位销8，其特点在于，所述螺母驱动杆10安装在滑套9中，滑套9上设有若干条机油回流槽13，螺杆驱动机构的两端分别设有右端密封环16和左端密封环24。

上述的螺杆11与步进电机12同轴。

上述右端密封环16和左端密封环24是U 型截面的。

上述右端密封环16和左端密封环24 是用自润滑的工程塑料做成的密封环。

上述螺母驱动杆外的滑套9上部设有上部储油室15、螺母驱动杆外的滑套9下部设有下部储油室21，上部储油室15通过通孔20与下部储油室21连接。

上述螺杆驱动机构内设有可储油的螺母驱动杆左边空腔4、螺母驱动杆右边空腔19。

上述上部储油室15设有注油孔，下部储油室21设有排油孔；所述注油孔和排油孔分别安装有螺丝和密封垫片14。

在上部储油室中设有进油深孔26和前端带密封圈的长杆螺丝25。

进一步的，本发明提出一种采用上述螺杆驱动机构的微量柱塞泵，其特点在于，在步进电机转轴17的右端安装有控制螺母驱动杆10及柱塞泵活塞3位移量的光栅18和光电检测器5。

所述的光栅18可精确控制电机旋转角度，对比现有技术中采用以毫米为单位的长度来控制位移量，精度进一步得到提高。

本发明是针对上述现有螺杆驱动机构的改进，将定位用的光电检测器设置在驱动机构外部，将整个螺杆驱动机构密封起来，增加了储油空间，使用普通机油润滑，实现机油自动循环，这样，提高了润滑效果，可减少螺杆驱动机构的磨损，延长寿命，同时，在寿命期内，不需要拆开机构进行保养，必要时，只需更换里面的机油即可。

为了提高密封环的使用寿命，在储油空间增加了进油深孔和一个活塞式密封推杆，可使储油空间的空气压缩，使横截面是U型的密封环产生径向压力。在密封环使用一段时间后因磨损，密封程度有所下降的时候，将密封螺丝更换为带活塞推杆的密封螺丝，可提高储油空间的压力，密封环寿命能延长1倍左右。

附图说明

图 1是现有螺杆驱动微量柱塞泵的剖视图。

图 2是本发明螺杆驱动机构实施例1的剖视图。

图 3是本发明螺杆驱动机构实施例2的剖视图。

图 4是图3中A部的局部放大图。

图中：

1、单向阀，2、管路接头，3、柱塞泵活塞，4、螺母驱动杆左边空腔，5、光电检测器，6、左右移动定位销，7、滑动定位槽，8、防旋转定位销，9、螺母驱动杆外的滑套，10、螺母驱动杆，11、连接在电机轴上的螺杆，12、步进电机，13、机油回流槽，14、螺丝和密封垫片，15、上部储油室，16、右端密封环，17、步进电机转轴，18、光栅，19、螺母驱动杆的右边空腔，20、通孔、21、下部储油室，22、螺母驱动杆空腔，23、外壳，24、左端密封环，25、前端带密封圈的长杆螺丝，26、进油深孔， 27、螺纹，28、密封圈。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方案作详细描述。

实施例1

如图 2是本发明螺杆驱动机构实施例1的剖视图。左面是柱塞泵，右面是步进电机，中间是螺杆驱动机构剖面示意图。

图中，柱塞泵、螺杆驱动机构、步进电机12同轴安装。柱塞泵的单向阀1、管路接头2结构不变，螺杆11安装在步进电机12轴上，或者电机轴前端加工成螺纹，螺杆上套有螺母驱动杆10，螺母驱动杆10上安装有防旋转定位销8，使得螺杆在正向或反向旋转时，只能在螺母驱动杆外的滑套9内，沿着外面装有滑动定位槽7左右移动，当电机在驱动电流的作用下，不停地正转、反转，螺母驱动杆左右移动，就带动固定在其上的柱塞泵活塞3往复运动。

螺母驱动杆外的滑套9上还有数条机油回流槽13，当螺母驱动杆左右移动时，因为空腔机油在回流槽内流动，促进了机油循环，因机油回流槽都位于下部储油室21上方，故由摩损产生的金属微粒会沉积在下部储油室21的底部。

在驱动机构中，螺母驱动杆左边空腔4、螺母驱动杆的右边空腔19、上部储油室15、下部储油室21均可储油。 

右端密封环16和左端密封环24 是用自润滑的工程塑料做成的密封环。

步进电机转轴17的右端安装了光栅18和光电检测器5，与控制电路一起，可精确控制电机旋转角度，也就控制了螺母驱动杆10及柱塞泵活塞3的位移量。

使用时，在储油室内加入大约三分之二的机油，螺母驱动杆10向左移动时，螺母驱动杆左边空腔4 、螺母驱动杆空腔22的容积同时变大，螺母驱动杆的右边空腔19的容积变小，机油通过回流槽13、通孔20、上部储油室15、下部储油室21向螺母驱动杆的右边空腔19 流动。当螺母驱动杆10向右移动时，机油向相反的方向流动。

这样，就实现了机油的自动循环，保证了螺杆驱动机构上有足够的机油，同时，磨损产生的金属微粒通过通孔20会自动沉积在下部储油室21的底部。能有效的提高螺杆驱动机构的寿命。

更换机油时，先打开上部的螺丝和密封垫片14，再打开下面的螺丝14就可以排出废机油，将下部的螺丝14拧上，加入适量的新机油后，拧好上部的螺丝和密封垫片14即可。

实施例2

如图3是本发明螺杆驱动机构实施例2的剖视图，其结构大部分与实施例1的图2相同，但是上部储油空间增加了一个进油深孔26，使用前端带密封圈的长杆螺丝25来密封上部油孔。参见图4的A部局部放大图，图中外壳23，螺纹27，密封圈28。

右端密封环16、左端密封环24加工时，使其外径略大于放置密封环的空腔，内径略小于柱塞和螺杆，这样，安装后，密封环会产生适当张力，能保持良好的密封，在该装置使用大部分时间，可密封良好，上部进油孔使用普通螺丝和密封垫片14来密封。但是随着使用期的延长，右端密封环16和左端密封环24中间运动部分因滑动摩擦，仍有些磨损，使得密封张力下降，在这个时候，可将上端的普通螺丝14换成前端带密封圈的长杆螺丝25来密封上部油孔，当将其往下安装时，活塞向下，可压缩储油室内的空气，使得储油室内压力上升，并传递到右端密封环16和左端密封环24的U形截面上，使得密封环能有足够的密封径向压力，能保持良好的密封。

本发明微量柱塞泵的螺杆驱动机构是针对现有螺杆驱动机构的改进，增加了储油空间，使用普通机油，实现机油自动循环，提高了润滑效果，可减少螺杆驱动机构的磨损，延长寿命，在寿命期内，不需要拆开机构进行保养，必要时，只需更换里面的机油即可。还增加了一个带密封圈的长杆螺丝，可以在储油室形成适当压力，保持了密封环的径向压力，可延长密封环的使用寿命。

进一步的，该螺杆驱动机构的寿命取决于螺杆螺母的螺纹磨损和密封环的磨损使得密封失效，使用前端带密封圈的长杆螺丝25来密封上端油孔，可使得密封环的寿命大于螺纹的磨损寿命，在寿命期，不需更换密封圈28。

Claims (9)

1.一种用于微量柱塞泵的螺杆驱动机构，螺杆驱动机构的螺杆（11）上套有螺母驱动杆（10），螺母驱动杆（10）上安装有防旋转定位销（8），其特征在于，所述螺母驱动杆（10）安装在滑套（9）中，滑套（9）上设有若干条机油回流槽（13），螺杆驱动机构的两端分别设有右端密封环（16）和左端密封环（24）。

2.根据权利要求1所述的一种用于微量柱塞泵的螺杆驱动机构，其特征在于，所述的螺杆（11）与步进电机（12）同轴。

3.根据权利要求1所述的一种用于微量柱塞泵的螺杆驱动机构，其特征在于，所述右端密封环（16）和左端密封环（24）是U 型截面的。

4.根据权利要求1或3所述的一种用于微量柱塞泵的螺杆驱动机构，其特征在于，所述右端密封环（16）和左端密封环（24） 是用自润滑的工程塑料做成的密封环。

5.根据权利要求1所述的一种用于微量柱塞泵的螺杆驱动机构，其特征在于，所述螺母驱动杆外的滑套（9）上部设有上部储油室（15）、螺母驱动杆外的滑套（9）下部设有下部储油室（21），上部储油室（15）通过通孔（20）与下部储油室（21）连接。

6.根据权利要求1所述的一种用于微量柱塞泵的螺杆驱动机构，其特征在于，所述螺杆驱动机构内设有可储油的螺母驱动杆左边空腔（4）、螺母驱动杆右边空腔（19）。

7.根据权利要求1所述的一种用于微量柱塞泵的螺杆驱动机构，其特征在于，所述上部储油室（15）设有注油孔，下部储油室（21）设有排油孔；所述注油孔和排油孔分别安装有螺丝和密封垫片（14）。

8.根据权利要求1所述的一种用于微量柱塞泵的螺杆驱动机构，其特征在于，所述上部储油室中设有进油深孔（26）和前端带密封圈的长杆螺丝（25）。

9.一种采用所述权利要求1螺杆驱动机构的微量柱塞泵，其特征在于，在步进电机转轴（17）的右端安装有控制螺母驱动杆（10）及柱塞泵活塞（3）位移量的光栅（18）和光电检测器（5）。