CN107503923A - 蠕动泵头及蠕动泵 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种蠕动泵头及蠕动泵，涉及液体传输设备设计技术领域，解决了现有蠕动泵流量的衰减导致的流量误差较大的技术问题。该装置包括密闭的泵壳、设置于泵壳内的转子以及导管；所述泵壳上设置有进液口和出液口，所述导管连接于所述进液口和出液口之间，用于将外界液体从进液出导入并从出液口导出；所述导管绕所述转子周向设置于所述转子与所述泵壳之间，所述转子转动时间歇性挤压所述导管，以使所述导管中的液体流动；所述泵壳内气压可调节。本发明可以使蠕动泵在吸程较高的情况下仍然可以保证与零吸程时相同的流速。
Description
技术领域
本发明涉及液体传输设备设计技术领域，尤其是涉及一种蠕动泵头及蠕动泵。
背景技术
传统蠕动泵是靠滚轮挤压软管向前推行液体，同时依靠软管自身弹性来抽取液体的。蠕动泵的软管在被挤压后，因为自身具有回弹力，会产生一个真空的腔体，液体会在大气压的作用下，迅速的充满腔体空间。在目前所有泵型中，蠕动泵是卫生等级最高的泵类产品，所以在食品药品机械上，从卫生等级上来说蠕动泵是最合适的流体传输设备。但是因为蠕动泵先天存在的一些缺陷，导致蠕动泵不能很好的达到精密灌装所需要的要求，无法大规模应用。
蠕动泵的吸程对液体流量的影响较大，在吸程提高的过程中，外界大气压是固定的，当软管被挤压后回弹过程中，因为蠕动泵吸程处已经有了一个较高的水柱，这个水柱顶端(软管回弹区域)的内部压力会随着吸程的增加而减小，而外部大气压是固定的，所以外部大气压会从外向内对软管有一个挤压的力量，阻止软管回弹，导致软管不能回弹或者回弹量减小，造成蠕动泵不上水或者流量的衰减。
所有的蠕动泵厂家在蠕动泵传输流速的坐标图上都会用一条具有一定斜率的直线来说明，实际上，蠕动泵真实的流速曲线线性度误差是比较大的，某些软管型号可能会有正负15％的线性度误差。这个误差的产生有几个方面的原因，一方面软管回弹需要时间，如果在软管还没有完全回弹时，滚轮再次挤压，那么这种情况下流速就会比理论值偏小；另一方面当流体传输速度较快时候，在蠕动泵进口处，当滚轮恰好将进口处的软管密封时候，软管被挤压过程中单位体积部位的软管会发生形状改变，理论上应该要有些液体回流，但是因为蠕动泵滚轮转速很快，使单位体积内的液体来不及回流就会被滚轮彻底压住密封，这样就导致单位体积内的液体体积增加，导致流速比理论值偏大。
此外蠕动泵软管在运行过程中，会随着滚轮的运行出现软管震动的现象，并且随着滚轮运行速度的变化，震动的情况会一直改变，有时候甚至会出现共振的现象，同样会对蠕动泵的流速产生影响。
发明内容
本发明的目的在于提供一种利用负压原理改进设计的蠕动泵头及蠕动泵，以解决或者至少在很大程度上改善现有技术中存在的上述技术问题，本发明提供的诸多技术方案中的优选技术方案所能产生的诸多技术效果详见下文阐述。
为实现上述目的，本发明提供了以下技术方案：蠕动泵头，包括密闭的泵壳、设置于泵壳内的转子以及导管；所述泵壳上设置有进液口和出液口，所述导管连接于所述进液口和出液口之间，用于将外界液体从进液出导入并从出液口导出；所述导管绕所述转子周向设置于所述转子与所述泵壳之间，所述转子转动时间歇性挤压所述导管，以使所述导管中的液体流动；所述泵壳内气压可调节。
优选地，所述泵壳上还设置有与外界连通的气孔，所述气孔连接于一气泵，用于从所述泵壳内抽出空气或者向所述泵壳内充入空气，以改变所述泵壳内的气压。
优选地，在一种使用状态下，所述泵壳内的气压低于所述泵壳外部气压。
优选地，所述泵壳内设置有压力传感器，用于检测所述泵壳内气压；所述压力传感器与一显示装置连接，用于显示所述泵壳内气压；或者，所述气孔处设置有压力表，用于指示所述泵壳内的气压。
本发明还要求保护一种蠕动泵，设置上述任一项所述的蠕动泵头，设置有用于驱动所述转子的电动机，所述电动机转轴与所述泵壳与所述转子连接，所述电动机转轴与所述泵壳之间设置有密封装置。
本发明还要求保护另一种蠕动泵，设置上述任一项所述的蠕动泵头，设置有用于驱动所述转子的电动机，所述电动机驱动部上设置有第一磁铁，所述转子上设置有与所述第一磁铁相对的第二磁铁，所述电动机利用磁力驱动所述转子旋转。
本发明还要求保护另一种蠕动泵，包括泵头，所述泵头包括转子和导管，所述导管围绕所述转子设置，所述转子转动时，能够间歇性挤压所述导管，使所述导管内液体单向流动；还包括一驱动装置，用于驱动所述转子转动；所述泵头和所述驱动装置设置于一密闭的壳体内，所述壳体上设置有进液口和出液口，所述所述壳体内气压可调节。
优选地，所述壳体内气压低于所述壳体外气压；或者，在至少一种使用状态下，所述壳体内的气压高于所述壳体外部气压。
优选地，所述驱动装置为包括电动机，所述电动机定子与所述壳体之间填充绝缘导热材料。
优选地，所述壳体外表面有散热片，用于辅助所述驱动装置电动机散热。
本发明所提供的上述蠕动泵，具有如下技术效果：
1、针对现有蠕动泵产品线性度差的问题，应用本发明可以有效提高产品的线性度，经测试一个线性度误差为±13％的软管，应用本发明后线性度误差可以控制在±3％以内。泵头内可调的气压，能够根据需要改变导管外部压力，辅助导管回弹。理由如下：由于本发明泵头内部空间是一个密封的环境，并且可以通过抽取空气形成负压环境，在蠕动泵正常使用过程中，使导管回弹区域处的导管外部空气压力小于相同位置处导管内部压力，这样这个压力差就会在软管回弹过程中成为动力，一方面提高导管回弹速度，另外一方面可以使软管每次都能够恢复至被挤压之前的形状，这样就能保证蠕动泵每一股的传输量的稳定性，相当于在软管尺寸不变的情况下，提高了软管的弹性，所以就能够减小蠕动泵软管传输流体的线性度误差。
2、可以很大程度上降低蠕动泵管的流量衰减情况，通过调节负压的大小还能恢复泵管的传输速度；
3、使用本发明的泵头和蠕动泵可以很轻松传输常规蠕动泵产品传输不了的粘性液体。本发明泵头和蠕动泵可以通过减小导管外部气压，软管回弹充分，顺利传输粘性液体，并且可以根据液体粘度调节导管外部气压，实现多种液体传输的需要。
4、对于温度较高的液体，应用本发明可以保证软管的传输稳定性。蠕动泵在传输温度较高的液体时，稳定性差，对外界条件的变化及其敏感。这是因为当传输的液体温度较高时，超过50摄氏度，软管就会变得很软，弹性就会变得很差，导致其对吸程的变化适应力会更差，直接影响流速的大小。改变泵头内、导管外的压力相当于增强了导管的弹性，使温度较高的液体传输变得容易。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明的蠕动泵头正面图。
图2是本发明的蠕动泵的实施例1侧面图。
图3是图2实施例的剖视图；
图4是本发明的蠕动泵的实施例2的侧面图。
图5是图3实施例的剖视图。
图中1、电动机引出线；2、电动机；21、第一磁铁；22、第二磁铁；3、泵壳；31、前端盖；32、密封垫；33、紧固螺丝；7、转子；71、凸起；8、导管；9、进液口；10、气孔；11、出液口
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本发明所保护的范围。
本发明提供了一种蠕动泵头，包括密闭的泵壳3、设置于泵壳3内的转子7以及设置于所述泵壳3与所述转子7之间的导管8。所述导管8两端通过进液口9和出液口11与泵壳3固定，且所述导管3与外界液体连通，以向导管内导入外界液体；所述转子7转动，间歇性挤压所述导管7，以实现导管7中的液体流动。
所述泵壳内气压可调。具体的，如图1所示，泵头包括基本上为圆柱形的泵壳3，泵壳3在相对的两端由前端盖5和后端盖(图中未示出)，二者皆封闭设置，使泵壳3与导管8共同形成一个封闭的泵腔。其中前端盖31和后端盖都可由适当的热塑性材料制成。泵壳3和/或一个或两个端盖可通过模塑制成。前端盖31可被旋转焊接或超声铆接在泵壳3上，以形成密封的泵腔。图2中，前端盖31利用紧固螺丝33固定于泵壳3侧壁上，前端盖31与泵壳3的侧壁之间还设置有密封圈31。圆柱形泵壳3限定泵头轴线。转子7沿泵头轴线延伸布置，被驱动装置驱动能够绕轴向旋转。在一种实施例下，转子向后延伸至穿过后端盖，与驱动装置连接。转子7外部均匀设置若干凸起71，凸起71表面为半球形或者半椭球形，导管8设置于凸起71和泵壳3的内壁之间，转子7旋转时，凸起71间歇地挤压导管8，使导管8内的液体在导管8中单向流动。
其中，泵壳4具有进液口9和出液口11，导管8两端分别连接进液口9和出液口11，使外界液体能够通过进液口9进入导管8，再在转子7作用下，经过出液口11流出导管8。进液口9与出液口11分别设置易于软管连接的金属连接头，软管连接于金属连接头，能够保证液体在软管与导管8连接处顺畅流动。需要说明的是，金属连接头与泵壳3连接处需进行密封处理，例如使用密封垫或者密封胶进行密封。
泵壳3上还设置用于改变泵腔内气压的气孔10，在需要时，泵腔的气压可以根据情况改变。泵腔内气压的改变能够减少或者增大导管8外部的压力，例如，当导管8内传导液体压力正常，例如与外界大气压相同时，可以减小泵腔内气压，使导管8充分回弹，以微量调整导出液体的流量；或者液体内的压力较大时，导管内承受较大的径向压力，此时可以通过增加泵腔内的压力，减少液体对导管8的压力，防止导管8破裂。
本发明泵腔内气压可变式的泵头设计，使泵头的适用范围更广泛，适用于多种液体传输，并且能够延长导管使用寿命，无需频繁更换导管，降低使用成本。需要注意的是，在实施本发明时，必须保证泵壳3与进液口9、出液口11之间以及泵壳3的前后端盖接缝处是完全密封的，以保持泵腔内的气压。泵腔内气压最低可减至接近真空，但是一般情况下并不需要真正实现真空环境。
在一种具体实施例中，在泵壳3的气孔10上连接有气泵，用于改变泵腔内的气压。由于实际产品中可能由于密封不严等因素，导致泵腔内的气压(尤其是负压)不能稳定保持，气泵可以随时对泵腔内气压进行调节。进一步，可以在泵腔内设置压力传感器，用于检测所述泵腔内的压力，并且，所述压力传感器可以与一显示装置连接，用于实时显示泵腔内的压力。上述的显示装置可以与蠕动泵的流量显示集成在一块液晶屏上，同时显示蠕动泵流量和泵腔内的压力。
作为一种简单的实施方式，还可以在气孔处设置压力表，直接测量与气孔连通的泵腔内的压力。
本发明还要求保护一种蠕动泵，设置上述任一项所述的蠕动泵头，设置有用于驱动所述转子的电动机，所述电动机转轴与所述泵壳与所述转子连接。
实施例1
使用上述泵头的蠕动泵，还应当包含一驱动装置，用于驱动上述转子。在本实施例中，驱动装置可以包括电动机。由于泵头的泵腔需要保持封闭，所以该电动机2与转子7之间最好是非接触式，例如使磁力驱动。在本实施例中，在转子7顶端靠近电动机2一侧设置第一磁铁21，同时在电动机2转轴端部设置对应的第二磁铁22，电动机2转轴在转动时，第一磁铁21和第二磁铁22相互作用，带动转子7旋转，可以在不破坏泵头密封性的情况下，实现驱动转子7旋转的目的。具体的，如图2和图3所示，在电动机2转轴设置轴向的延伸部，该延伸部内壁设置两个位置相对的第一磁铁21，并随着电动机2转轴的转动而转动。转子7向电动机方向设置延长部，伸入所述电动机转轴的延伸部中。转子7延长部也处于泵腔内，泵腔内的空间与电动机转轴延伸部内的空间相互独立，分别封闭。也就是说，转子7与电动机转轴不直接连接。转子7延长部外壁设置相对两个第二磁铁22，两个第二磁铁22对应于上述两个第一磁铁21。因此，当电动机驱动轴转动时，设置于电动机转轴内的两个第一磁铁21也开始转动。相应地，设置于转子7延长部内的两个第二磁铁22由于第一磁铁21的磁力作用(相吸或相斥)，也同时开始转动。
实施例2
本实施例与实施例1不同之处在于，也可以使泵头转子7直接与电动机2转轴机械连接，如图4和图5，此时电动机壳与泵壳3连接处需做密封处理，使电动机壳与泵壳3连通形成的密闭腔体内能够保持需要的低压或者高压。
需要注意的是，当腔体内部是低压的情况下，电动机运行过程中产生的热量将不易散发，电动机过热会影响到其功率，故需对电动机进行特殊散热处理。具体的，在电动机的定子与外壳可以之间填充绝缘导热材料，如导热硅脂材料等；此外，可以在电动机外壳上设置用于加强散热的翅片，本实施例中使用环绕环绕电动机外壳的翅片，尽量增加散热面积。
实施例3
本实施例与实施例1不同之处在于，泵头转子7直接与电动机2驱动轴连接，并且二者设置独立的壳体。具体地，设置于泵头转子7的主轴伸出泵壳3，与电动机2转轴通过连接机构连接；或者也可以是电动机2转轴深入到泵头转子7内部当做泵头转子7主轴，上述的电动机2驱动轴或者转子7的轴与泵壳7之间应当设置密封装置，例如设置油封，以保持泵壳3内的气压。
另外本发明还提供另一种蠕动泵，包括泵头，所述泵头包括转子和导管，所述导管围绕所述转子设置，所述转子转动时，能够间歇性挤压所述导管，使所述导管内液体单向流动；还包括一驱动装置，用于驱动所述转子转动；所述泵头和所述驱动装置设置于一密闭的壳体内，所述壳体上设置有进液口和出液口，所述所述壳体内气压可调节。本蠕动泵与以上的蠕动泵不同的是，将泵头与驱动装置连接后，直接设置于密闭的腔体内，并且该腔体内的气压可调节，同样是为了实现本发明中指出的技术问题。在本实施例中，进液口和出液口以及气孔可以设置于壳体上，导管8两端连接于进液口和出液口。气孔可连接于气泵，用于调节气压，使所述壳体内气压低于所述壳体外气压。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。
Claims (10)
1.一种蠕动泵头，其特征在于，包括密闭的泵壳(3)、设置于泵壳(3)内的转子(7)以及导管(8)；所述泵壳(3)上设置有进液口(9)和出液口(11)，所述导管(8)连接于所述进液口(9)和出液口(11)之间，用于将外界液体从进液口(9)导入并从出液口(11)导出；所述导管(8)绕所述转子(7)周向设置于所述转子(7)与所述泵壳(3)之间，所述转子(7)转动时间歇性挤压所述导管(8)，以使所述导管(8)中的液体流动；所述泵壳(3)内气压可调节。
2.根据权利要求1所述的蠕动泵头，其特征在于，所述泵壳(3)上还设置有与外界连通的气孔(10)，所述气孔(10)连接于一气泵，用于从所述泵壳内抽出空气或者向所述泵壳内充入空气，以改变所述泵壳(3)内的气压。
3.根据权利要求2所述的蠕动泵头，其特征在于，在至少一种使用状态下，所述泵壳(3)内的气压低于所述泵壳(3)外部气压；或者，在至少一种使用状态下，所述泵壳(3)内的气压高于所述泵壳(3)外部气压。
4.根据权利要求3所述的蠕动泵头，其特征在于，所述泵壳(3)内设置有压力传感器，用于检测所述泵壳内(3)气压；所述压力传感器与一显示装置连接，用于显示所述泵壳(3)内气压；或者，所述气孔处设置有压力表，用于指示所述泵壳(3)内的气压。
5.一种蠕动泵，其特征在于，设置权利要求1-4任意一项所述的蠕动泵头，设置有用于驱动所述转子的电动机，所述电动机转轴与所述泵壳与所述转子连接，所述电动机转轴与所述泵壳(3)之间设置有密封装置。
6.一种蠕动泵，其特征在于，设置权利要求1-4任意一项所述的蠕动泵头，还设置有用于驱动所述转子的电动机，所述电动机在驱动部上设置有第一磁铁，所述转子(7)上设置有与所述第一磁铁相对的第二磁铁，所述电动机利用磁力驱动所述转子(7)旋转。
7.一种蠕动泵，其特征在于，包括泵头，所述泵头包括转子和导管，所述导管围绕所述转子设置，所述转子转动时，能够间歇性挤压所述导管，使所述导管内液体单向流动；还包括一驱动装置，用于驱动所述转子转动；所述泵头和所述驱动装置设置于一密闭的壳体内，所述壳体上设置有进液口和出液口，所述所述壳体内气压可调节。
8.根据权利要求7所述的蠕动泵，其特征在于，所述壳体内气压低于所述壳体外气压；或者，在至少一种使用状态下，所述壳体内的气压高于所述壳体外部气压。
9.根据权利要求8所述的蠕动泵，其特征在于，所述驱动装置包括电动机，所述电动机定子与所述壳体之间填充绝缘导热材料。
10.根据权利要求9所述的蠕动泵，其特征在于，所述壳体外表面有散热片，用于辅助所述驱动装置散热。
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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Application publication date: 20171222 |
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