CN105673384B - 一种双电机单管双腔注射泵机构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种单管双腔注射泵机构(双电机)。本发明包括单管双腔注射泵、转向电机、丝杆电机、传动装置、感应装置和控制装置；传动装置包括传动支架和两个齿轮，两个齿轮设置在传动支架内，且相互啮合；单管双腔注射泵的丝杆贯穿丝杆电机并与传动装置中的一个齿轮相连接；转向电机的输出轴与传动装置中的另一个齿轮相连接；传动装置上设置有感应装置。本发明单管双腔注射泵为特殊设计，丝杆电机拉动注射轴运动时，一个介质腔向出口端注射介质的同时，另一个介质腔从进口端吸入介质。往复运动并在转向的时候对换凹槽与进出口的对应关系，使得该结构能保持持续单方向输出介质的能力。

Description

一种双电机单管双腔注射泵机构

技术领域

本发明属于机械技术领域，具体涉及一种双电机单管双腔注射泵机构及其使用方法。

背景技术

目前，市场上传统注射泵其工作方式是间歇性的。所谓间歇性是指注射泵吸入介质的时候，会失去泵出能力；而在泵出介质的时候，会失去吸入介质的能力。如果需要同时工作，则需要两个泵协同交替运作共同实现持续输送介质的功能。为了保持注射泵的高精度、宽泛的输出压强范围等特点，同时排除或者极大地消除其间歇性工作的缺陷，兹发明了这一款单管双腔注射泵机构(双电机)。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种双电机单管双腔注射泵机构及其使用方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案如下：

一种双电机单管双腔注射泵机构，包括单管双腔注射泵、转向电机、丝杆电机、传动装置、感应装置和控制装置；传动装置包括传动支架和两个齿轮，两个齿轮设置在传动支架内，且相互啮合；单管双腔注射泵的丝杆贯穿丝杆电机并与传动装置中的一个齿轮相连接；转向电机的输出轴与传动装置中的另一个齿轮相连接；转向电机由电机和减速器组成；传动装置上设置有感应装置。

所述的丝杆电机的丝杆与单管双腔注射泵的丝杆共用；即单管双腔注射泵的丝杆贯穿丝杆电机后，再贯穿传动装置中的一个齿轮；该丝杆的尾端贯穿齿轮部分呈扁形，与该丝杆相连的齿轮的中间通孔为矩形，从而与丝杆的尾端相匹配，齿轮与丝杆构成转动副；同时，在丝杆电机的作用下，丝杆能够沿轴向移动，并在该齿轮通孔中沿轴向滑动，从而带动注射轴沿轴向运动。

所述的转向电机、传动装置和丝杆的设计构成转向机构，用于完成转向运动；当转向电机工作时，带动传动装置中的两个齿轮，进而带动丝杆和注射轴一同旋转。

所述的感应装置包括丝杆感应单元和转向感应单元，设置在传动装置的传动支架上；丝杆感应单元为光耦传感器，用于感应丝杆沿轴向移动的位置；在丝杆电机的作用下丝杆沿轴向往外运动，丝杆的尾端触发光耦传感器，从而触发信号，此信号被控制装置用来判定丝杆移动到达特定位置；转向感应单元包括光耦遮挡盘和光耦传感器，且光耦遮挡盘为半圆形，设置在与转向电机相连的齿轮的另一端；在转向电机的作用下，光耦遮挡盘随之转动；光耦遮挡盘的两个径向直边作为光耦传感器的两个信号触发点，相距180°转角关系；当中其任意一条边经过光耦传感器时，即触发相应的信号，此信号被控制装置用来判定转向过程中的两个停止位置。

所述的单管双腔注射泵包括泵体轴套、注射轴、壳体和密封装置，且泵体轴套上开有轴套介质进口端和轴套介质出口端；注射轴的外侧壁开有两条长条形的凹槽，且两条凹槽的一端均封闭，另一端均开放且开放端分别与注射轴两端齐平；注射轴设置在泵体轴套内，泵体轴套的一端与密封装置密封连接，使得注射轴的一个端面、泵体轴套内侧壁以及密封装置构成一侧腔体；注射轴的另一个端面、泵体轴套内侧壁以及与壳体上圆柱孔的内底面构成另一个腔体，注射轴的外圆与泵体轴套的内圆紧密配合，分隔了两个腔体。注射轴能在泵体轴套内沿轴向前后运动，从而改变两个腔体的容积。

所述的轴套介质进口端和轴套介质出口端设置在泵体轴套侧壁的中间位置，且轴套介质进口端和轴套介质出口端对称设置。所述注射轴上的两个凹槽位置以注射轴中轴的中心为准对称。所述的注射轴中间开有通孔，丝杆贯穿该通孔后与注射轴通孔内侧壁紧密相连；其超出注射轴的一端贯穿密封装置，且与密封装置密封连接。

所述的壳体设置在泵体轴套外部，壳体上设置有与轴套介质进口端和轴套介质出口端位置对应的进出口端；且壳体上的介质进出口端能够根据需要进行方向的变动，具体的：可根据方向在壳体内设置介质进、出口通槽。壳体的圆柱孔内壁与泵体轴套外壁密封，壳体上圆柱孔的内底面起到密封泵体轴套一个端面的作用。

所述的密封装置内设置有密封圈，该密封圈与丝杆紧密连接，且密封装置与壳体通过紧固件密闭装配连接，起到密封泵体轴套一个端面的作用。

所述的密封装置上设置有对称的介质溢流孔，使得溢漏的介质能通过密封装置上的溢流孔流出而不会直接通过丝杆到达电机。

所述的泵体轴套和注射轴的材料均为陶瓷。所述的壳体和密封装置均为金属材质，优选为金属铝和钢。

一种双电机单管双腔注射泵机构的使用方法，具体如下：

首先壳体上的介质进口端和介质出口端均与外置的介质输入装置和介质输出装置密封连接。控制装置启动转向装置运转并停止在复位方向上，此停止位置由转向感应单元的光耦遮挡盘某一条边定位。所谓复位方向，即是由密封装置构成的一侧介质腔体与轴套介质出口端经注射轴某一侧的凹槽连通，同时另一侧介质腔体经注射轴的另一侧凹槽与轴套介质进口端连通；注射轴的两条凹槽分别正对轴套介质进口端和轴套介质出口端。控制装置启动丝杆电机拉动注射轴，使得注射轴向丝杆电机方向移动，由注射轴的一个端面、泵体轴套内侧壁以及密封装置构成的一侧腔体容积变小，腔体内介质(初始的时候有空气或者空气与介质的混合体)经凹槽泵出；同时，另一侧的介质腔体(该介质腔由注射轴的另一个端面、泵体轴套内侧壁以及与壳体上圆柱孔的内底面构成)容积变大，且介质经该侧的凹槽被吸入腔体。当丝杆电机拉动注射轴行走接近密封装置的端面时，丝杆尾端触发丝杆感应单元，控制装置根据此触发信号停止丝杆电机，然后启动转向装置运转并停止在与复位方向相反的方向上，此停止位置由转向感应单元的光耦遮挡盘的另一条边定位。所谓与复位方向相反的方向，即以复位方向为基准，转向运动180°后的位置，此时注射轴两侧凹槽位置完成对换，原来正对轴套介质进口端的一侧凹槽变成正对轴套介质出口端，此时与该凹槽相通的介质腔内充满了介质并与轴套介质出口端连通；原来正对轴套介质出口端的另一侧凹槽变成正对轴套介质进口端，与该凹槽相通的介质腔已排空介质并与轴套介质进口端连通。控制装置启动丝杆电机并反向运转，将注射轴推离丝杆电机方向，由此改变注射轴两侧腔体的容积，使一侧腔体继续泵出介质的同时，另一侧腔体吸入介质，同时控制装置开始累计注射轴和丝杆的行程。当注射轴被推离丝杆电机达到设定行程时，控制装置停止丝杆电机，然后启动转向装置运转并再次停止在复位方向上。如此循环往复，除了转向装置执行转向动作时有短暂停止外，该单管双腔注射泵机构可持续不断泵出介质。

本发明的有益效果：

本发明结构简单，且注射轴上的两条凹槽开口分别在注射轴的两个不同端面，结合丝杆拉动注射轴运动方向不同，使得一个介质腔在向出口端注射介质的同时，另一个介质腔从进口端吸入介质。往复运动并在转向的时候对换凹槽与进出口的对应关系，使得该注射泵能保持持续单方向输出介质的能力。

本发明的控制装置和感应装置，精确控制转向机构和丝杆电机，交替执行转向动作和推拉注射轴和丝杆的动作，实现对该种注射泵的操控和运行。

本发明的泵体轴套和注射轴的材料以陶瓷为佳，尤其是针对高粘度的介质，能够高精度配合起到密封作用以隔离两个介质腔，并且达到耐磨、转动滑动阻力小的效果。

本发明的泵体轴套和注射轴也可以采用其他材料和密封方法，具体的：可以是金属材料和橡胶密封技术，以适用于水、清油和气体等流动性强、粘度低的介质。

附图说明

图1为本发明的整体结构图；

图2为本发明剖视图；

图3为本发明侧视图；

图4为本发明单管双腔注射泵的整体结构图；

图5为本发明泵体轴套结构图；

图6为本发明注射轴结构图；

图7为本发明壳体结构图。

图中，转向电机1、泵壳2、泵体轴套3、注射轴4、丝杆5、密封圈挡片6、密封装置7、密封圈8、丝杆电机9、传动支架10、齿轮11、丝杆传感器12、转向传感器13、转向传感器挡片14、齿轮15。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

如图1和2所示，一种双电机单管双腔注射泵机构，包括单管双腔注射泵、转向电机1、丝杆电机9、传动装置、感应装置和控制装置；传动装置包括传动支架10和两个齿轮，两个齿轮设置在传动支架10内，且相互啮合；单管双腔注射泵的丝杆5贯穿丝杆电机9并与传动装置中的一个齿轮11相连接；转向电机1的输出轴与传动装置中的另一个齿轮15相连接；转向电机1由电机和减速器组成；传动装置上设置有感应装置。

所述的丝杆电机9的丝杆5与单管双腔注射泵的丝杆5共用；即单管双腔注射泵的丝杆5贯穿丝杆电机9后，再贯穿传动装置中的一个齿轮11；该丝杆5的尾端贯穿齿轮11部分呈扁形，与该丝杆5相连的齿轮11的中间通孔为矩形，从而与丝杆5的尾端相匹配，齿轮11与丝杆5构成转动副；同时，在丝杆电机9的作用下，丝杆5能够沿轴向移动，并在该齿轮11通孔中沿轴向滑动，从而带动注射轴4沿轴向运动。

所述的转向电机1、传动装置和丝杆5的设计构成转向机构，用于完成转向运动；当转向电机1工作时，带动传动装置中的两个齿轮，进而带动丝杆5和注射轴4一同旋转。

如图3所示，所述的感应装置包括丝杆感应单元和转向感应单元，设置在传动装置的传动支架10上；丝杆感应单元为光耦传感器12，用于感应丝杆5沿轴向移动的位置；在丝杆电机9的作用下丝杆5沿轴向往外运动，丝杆5的尾端触发光耦传感器12，从而触发信号，此信号被控制装置用来判定丝杆5移动到达特定位置；转向感应单元包括光耦遮挡盘14和光耦传感器13，且光耦遮挡盘14为半圆形，设置在与转向电机1相连的齿轮15的另一端；在转向电机1的作用下，光耦遮挡盘14随之转动；光耦遮挡盘14的两个径向直边作为光耦传感器13的两个信号触发点，相距180°转角关系；当中其任意一条边经过光耦传感器13时，即触发相应的信号，此信号被控制装置用来判定转向过程中的两个停止位置。

如图4、5和6所示，所述的单管双腔注射泵包括泵体轴套3、注射轴4、泵壳2和密封装置7，且泵体轴套3上开有轴套介质进口端和轴套介质出口端3-1和3-2；注射轴4的外侧壁开有两条长条形的凹槽4-1和4-2，且两条凹槽的一端均封闭，另一端均开放且开放端分别与注射轴4两端齐平；注射轴4设置在泵体轴套3内，泵体轴套3的一端与密封装置7密封连接，使得注射轴4的一个端面、泵体轴套3内侧壁以及密封装置7构成一侧腔体；注射轴4的另一个端面、泵体轴套3内侧壁以及与泵壳2上圆柱孔的内底面构成另一个腔体，注射轴4的外圆与泵体轴套3的内圆紧密配合，分隔了两个腔体。注射轴4能在泵体轴套3内沿轴向前后运动，从而改变两个腔体的容积。

如图5和6所示，所述的轴套介质进口端和轴套介质出口端设置在泵体轴套3侧壁的中间位置，且轴套介质进口端和轴套介质出口端对称设置。所述注射轴4上的两个凹槽位置以注射轴4中轴的中心为准对称。所述的注射轴4中间开有通孔4-3，丝杆5贯穿该通孔后与注射轴4通孔内侧壁紧密相连；其超出注射轴4的一端贯穿密封装置7，且与密封装置7密封连接。

如图7所示，所述的泵壳2设置在泵体轴套3外部，泵壳2上设置有与轴套介质进口端和轴套介质出口端位置对应的进出口端；且泵壳2上的介质进出口端能够根据需要进行方向的变动，具体的：可根据方向在泵壳2内设置介质进、出口通槽。泵壳2的圆柱孔内壁与泵体轴套3外壁密封，泵壳2上圆柱孔的内底面起到密封泵体轴套3一个端面的作用。

所述的密封装置7内设置有密封圈8，该密封圈8与丝杆5紧密连接，且密封装置7与泵壳2通过紧固件密闭装配连接，起到密封泵体轴套3一个端面的作用。

所述的密封装置7上设置有对称的介质溢流孔，使得溢漏的介质能通过密封装置7上的溢流孔流出而不会直接通过丝杆5到达电机。

所述的泵体轴套3和注射轴4的材料均为陶瓷。所述的泵壳2和密封装置7均为金属材质，优选为金属铝和钢。

一种双电机单管双腔注射泵机构的使用方法，具体如下：

首先泵壳2上的介质进口端和介质出口端均与外置的介质输入装置和介质输出装置密封连接。控制装置启动转向装置运转并停止在复位方向上，此停止位置由转向感应单元的光耦遮挡盘某一条边定位。所谓复位方向，即是由密封装置7构成的一侧介质腔体与轴套介质出口端经注射轴4某一侧的凹槽连通，同时另一侧介质腔体经注射轴4的另一侧凹槽与轴套介质进口端连通；注射轴4的两条凹槽分别正对轴套介质进口端和轴套介质出口端。控制装置启动丝杆电机9拉动注射轴4，使得注射轴4向丝杆电机9方向移动，由注射轴4的一个端面、泵体轴套3内侧壁以及密封装置7构成的一侧腔体容积变小，腔体内介质(初始的时候有空气或者空气与介质的混合体)经凹槽泵出；同时，另一侧的介质腔体(该介质腔由注射轴4的另一个端面、泵体轴套3内侧壁以及与泵壳2上圆柱孔的内底面构成)容积变大，且介质经该侧的凹槽被吸入腔体。当丝杆电机9拉动注射轴4行走接近密封装置7的端面时，丝杆5尾端触发丝杆感应单元12，控制装置根据此触发信号停止丝杆电机9，然后启动转向装置运转并停止在与复位方向相反的方向上，此停止位置由转向感应单元的光耦遮挡盘14的另一条边定位。所谓与复位方向相反的方向，即以复位方向为基准，转向运动180°后的位置，此时注射轴4两侧凹槽位置完成对换，原来正对轴套介质进口端的一侧凹槽变成正对轴套介质出口端，此时与该凹槽相通的介质腔内充满了介质并与轴套介质出口端连通；原来正对轴套介质出口端的另一侧凹槽变成正对轴套介质进口端，与该凹槽相通的介质腔已排空介质并与轴套介质进口端连通。控制装置启动丝杆电机9并反向运转，将注射轴4推离丝杆电机9方向，由此改变注射轴4两侧腔体的容积，使一侧腔体继续泵出介质的同时，另一侧腔体吸入介质，同时控制装置开始累计注射轴4和丝杆5的行程。当注射轴4被推离丝杆电机9达到设定行程时，控制装置停止丝杆电机9，然后启动转向装置运转并再次停止在复位方向上。如此循环往复，除了转向装置执行转向动作时有短暂停止外，该单管双腔注射泵机构可持续不断泵出介质。

Claims (12)

1.一种双电机单管双腔注射泵机构，其特征在于包括单管双腔注射泵、转向电机、丝杆电机、传动装置、感应装置和控制装置；传动装置包括传动支架和两个齿轮，两个齿轮设置在传动支架内，且相互啮合；单管双腔注射泵通过丝杆电机与传动装置中的一个齿轮相连接；转向电机的输出轴与传动装置中的另一个齿轮相连接；传动装置上设置有感应装置；感应装置包括伸缩感应单元和转向感应单元；伸缩感应单元为光耦传感器，设置在传动装置的传动支架上，用于感应丝杆沿轴向移动的位置；转向感应单元包括光耦遮挡盘和光耦传感器，设置在与减速器相连的齿轮另一端；控制装置用于控制转向电机和丝杆电机的运动；

所述的单管双腔注射泵包括泵体轴套、注射轴、壳体和密封装置，且泵体轴套上开有轴套介质进口端和轴套介质出口端；注射轴的外侧壁开有两条长条形的凹槽，且两条凹槽的一端均封闭，另一端均开放且开放端分别与注射轴两端齐平；注射轴设置在泵体轴套内，泵体轴套的一端与密封装置密封连接，使得注射轴的一个端面、泵体轴套内侧壁以及密封装置构成一个腔体，注射轴的另一个端面、泵体轴套内侧壁以及与壳体上圆柱孔的内底面构成另一个腔体，注射轴的外圆与泵体轴套的内圆紧密配合，分隔了两个腔体；注射轴能在泵体轴套内沿轴向前后运动，从而改变两个腔体的容积。

2.如权利要求1所述的一种双电机单管双腔注射泵机构，其特征在于光耦遮挡盘为半圆形，光耦遮挡盘的两个径向直边作为光耦传感器的两个信号触发点，用于控制转向电机的旋转度数。

3.如权利要求1所述的一种双电机单管双腔注射泵机构，其特征在于所述的丝杆电机的丝杆与单管双腔注射泵的丝杆共用；即与单管双腔注射泵相连的丝杆贯穿丝杆电机后，再贯穿传动装置中的一个齿轮，且该丝杆的尾端贯穿齿轮部分呈扁形，与该丝杆相连的齿轮的中间通孔为矩形，从而与丝杆的尾端相匹配，齿轮与丝杆构成转动副；丝杆在丝杆电机的作用下能够沿轴向移动，并在该齿轮通孔中沿轴向滑动，从而带动注射轴沿轴向运动。

4.如权利要求1所述的一种双电机单管双腔注射泵机构，其特征在于所述的轴套介质进口端和轴套介质出口端设置在泵体轴套侧壁的中间位置，且轴套介质进口端和轴套介质出口端对称设置。

5.如权利要求4所述的一种双电机单管双腔注射泵机构，其特征在于所述注射轴上的两个凹槽位置以注射轴中轴的中心为准对称。

6.如权利要求1、4或5所述的一种双电机单管双腔注射泵机构，其特征在于注射轴中间开有通孔，丝杆贯穿该通孔后与注射轴通孔内侧壁紧密相连；其超出注射轴的一端贯穿密封装置，且与密封装置密封连接。

7.如权利要求6所述的一种双电机单管双腔注射泵机构，其特征在于所述的壳体设置在泵体轴套外部，壳体上设置有与轴套介质进口端和轴套介质出口端位置对应的进出口端；且壳体上的介质出口端能够根据需要进行方向的变动，具体的：可根据方向在壳体内设置介质进、出口通槽；壳体的圆柱孔内壁与泵体轴套外壁密封，壳体上圆柱孔的内底面起到密封泵体轴套一个端面的作用。

8.如权利要求7所述的一种双电机单管双腔注射泵机构，其特征在于所述的密封装置内设置有密封圈，该密封圈与丝杆紧密连接，且密封装置与壳体通过紧固件密闭装配连接，起到密封泵体轴套一个端面的作用。

9.如权利要求8所述的一种双电机单管双腔注射泵机构，其特征在于所述的密封装置上设置有对称的介质溢流孔，使得溢漏的介质能通过密封装置上的溢流孔流出而不会直接通过丝杆到达电机。

10.如权利要求1所述的一种双电机单管双腔注射泵机构，其特征在于所述的泵体轴套和注射轴的材料均为陶瓷。

11.如权利要求7所述的一种双电机单管双腔注射泵机构，其特征在于所述的壳体和密封装置均为金属材质。

12.如权利要求1、2、3、4、5、6、8、9或10所述的一种双电机单管双腔注射泵机构的使用方法，其特征在于具体步骤如下：

首先壳体上的介质进口端和介质出口端均与外置的介质输入装置和介质输出装置密封连接；控制装置启动转向装置运转并停止在复位方向上，此时停止位置由转向感应单元的光耦遮挡盘某一条边定位；所谓复位方向，即是由密封装置构成的一侧介质腔体与轴套介质出口端经注射轴某一侧的凹槽连通，同时另一侧介质腔体经注射轴的另一侧凹槽与轴套介质进口端连通；注射轴的两条凹槽分别正对轴套介质进口端和轴套介质出口端；控制装置启动丝杆电机拉动注射轴，使得注射轴向丝杆电机方向移动，由注射轴的一个端面、泵体轴套内侧壁以及密封装置构成的一侧腔体容积变小，腔体内介质经凹槽泵出；同时，另一侧的介质腔体容积变大，且介质经该侧的凹槽被吸入腔体；当丝杆电机拉动注射轴行走接近密封装置的端面时，丝杆尾端触发丝杆感应单元，控制装置根据此触发信号停止丝杆电机，然后启动转向装置运转并停止在与复位方向相反的方向上，此停止位置由转向感应单元的光耦遮挡盘的另一条边定位；所谓与复位方向相反的方向，即以复位方向为基准，转向运动180°后的位置，此时注射轴两侧凹槽位置完成对换，原来正对轴套介质进口端的一侧凹槽变成正对轴套介质出口端，此时与该凹槽相通的介质腔内充满了介质并与轴套介质出口端连通；原来正对轴套介质出口端的另一侧凹槽变成正对轴套介质进口端，与该凹槽相通的介质腔已排空介质并与轴套介质进口端连通；控制装置启动丝杆电机并反向运转，将注射轴推离丝杆电机方向，由此改变注射轴两侧腔体的容积，使一侧腔体继续泵出介质的同时，另一侧腔体吸入介质，同时控制装置开始累计注射轴和丝杆的行程；当注射轴被推离丝杆电机达到设定行程时，控制装置停止丝杆电机，然后启动转向装置运转并再次停止在复位方向上；如此循环往复，除了转向装置执行转向动作时有短暂停止外，该单管双腔注射泵机构可持续不断泵出介质。