CN111456930A - 一种蠕动泵泵头、蠕动泵以及蠕动泵的流量调节方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种蠕动泵泵头、蠕动泵以及蠕动泵的流量调节方法，所述蠕动泵泵头，包括壳体、转轴以及转子装置，所述壳体上设置有第一开口及第二开口作为弹性软管进出端口，所述转轴设置于所述壳体内部，所述转子装置与所述转轴套接，所述弹性软管穿过所述第一开口及第二开口并设置于所述转子装置与所述壳体之间，所述转子装置在相应位置时能够挤压所述弹性软管；所述转子装置包括转子支架、调节机构以及转子，所述转子支架与所述转轴套接，所述转子通过所述转子支架与所述转轴连接，所述转子在相应位置时能够挤压所述弹性软管，本发明所述蠕动泵流量调节为无级调节，在不更换蠕动泵泵头或弹性软管型号、内径的前提下，针对每一枕流量进行调节，能够在一个连续的流量调节区间内调节出所需的任意流量，实现了蠕动泵传输流量的连续调节，扩大了流量调节范围。

Description

一种蠕动泵泵头、蠕动泵以及蠕动泵的流量调节方法

技术领域

本申请涉及蠕动泵领域，具体而言，涉及一种蠕动泵泵头、蠕动泵以及蠕动泵的流量调节方法。

背景技术

蠕动泵用于液体或固液混合体的传输，原理是通过转子不断压迫和释放弹性软管，达到传输液体或固液混合体的目的。伴随着蠕动泵产品应用领域的不断扩大，市场对其传输流量的可调节范围要求越来越精细化，可调精度要求越来越高。

现有技术中，通常将蠕动泵分为大小不同型号，以应对不同级别的流量需求。对于同一种型号的蠕动泵，其输出流量为转动1周的输出量与转速的乘积，当驱动器转速一定时，可以通过更换不同内径的弹性软管来实现局部范围内流量的调整；当蠕动泵型号、驱动器转速一定时，对于同一型号、相同内径的弹性软管，常规做法是通过拉伸弹性软管改***管内径的方法或者通过改变对弹性软管的挤压程度进行传输流量的微调，但无论是通过拉伸弹性软管长度还是改变对弹性软管的挤压程度来调节流量的方法存在明显缺陷：1.弹性软管被拉伸，在改变内径的同时弹性软管壁也随之变薄，影响蠕动泵工作间隙，导致弹性软管承压能力下降，极易造成弹性软管破裂，液体从弹性软管涔出流入泵头内，造成设备故障和损伤；2.不同材质弹性软管拉伸特性不同，通用性欠佳；3.经过拉伸或者挤压程度增加的弹性软管较未拉伸或挤压程度未增加的弹性软管使用寿命明显降低；4.在不更换弹性软管型号的情况下，通过改变对弹性软管的挤压程度并不能达到可调范围内任意流量需求。

现有技术中还存在一种直线型蠕动泵，通过改变挤压部件挤压弹性软管的行程实现对流量的精细调节，但其结构和工作原理更接近于注射泵，其组成结构与传统通用型蠕动泵结构相比较为复杂，配件材质要求和技术实现成本高得多，并且该直线型蠕动泵无法实现流体连续传输，工作效率不高限制了其应用范围，蠕动泵应用领域中通过旋转驱动来实现液量传输仍然占主导地位。

但现有旋转驱动蠕动泵产品并不能实现在不更换软管管径的情况下对传输流量的精细化调节的同时又能保证软管使用寿命，因此，在不更换弹性软管型号和内径的前提下，如何找到一种即能实现对流量的精准化调节，又能保证弹性软管使用寿命，还能做到技术易行结构简单且流体连续传输的蠕动泵流量调节方法和蠕动泵产品，成为了本领域亟待解决的技术难题。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的不足，提供一种蠕动泵泵头、蠕动泵以及蠕动泵流量调节方法。

所述蠕动泵泵头，包括壳体、转轴以及转子装置，所述壳体上设置有第一开口及第二开口作为弹性软管进出端口，所述转轴设置于所述壳体内部，所述转子装置与所述转轴套接，所述弹性软管穿过所述第一开口及第二开口并设置于所述转子装置与所述壳体之间，所述转子装置在相应位置时能够挤压所述弹性软管；

所述转子装置包括转子支架、调节机构以及转子，所述转子支架与所述转轴套接，所述转子通过所述转子支架与所述转轴连接，所述转子在相应位置时能够挤压所述弹性软管；

所述调节机构通过所述转子支架与所述转轴连接，所述调节机构固定设置于所述转子支架上，所述调节机构能够向所述弹性软管移动并在相应位置时挤压所述弹性软管，所述调节机构设置于所述转子的同心圆周内，所述调节机构具有锁紧结构，所述调节机构上设置有测量机构。

进一步的，所述调节机构包括自锁式伸缩结构以及调节件，所述自锁式伸缩结构一端通过所述转子支架与所述转轴连接，所述自锁式伸缩结构另一端与所述调节件连接，所述自锁式伸缩结构能够控制所述调节件向所述弹性软管移动并在相应位置时能够使所述调节件挤压所述弹性软管。

进一步的，所述调节件为调节轮，所述自锁式伸缩结构为自锁式伸缩杆，所述自锁式伸缩杆一端通过所述转子支架与所述转轴连接，所述自锁式伸缩杆另一端与所述调节轮连接，所述自锁式伸缩杆能够控制所述调节轮向所述弹性软管移动并在相应位置时能够使所述调节轮挤压所述弹性软管。

进一步的，所述调节件为调节块，所述自锁式伸缩结构为自锁式伸缩杆，所述自锁式伸缩杆一端通过所述转子支架与所述转轴连接，所述自锁式伸缩杆另一端与所述调节块连接，所述自锁式伸缩杆能够控制所述调节块向所述弹性软管移动并在相应位置时能够使所述调节块挤压所述弹性软管，所述调节块与所述弹性软管的挤压面为光滑的圆弧面，所述光滑的圆弧面向所述弹性软管方向凸起。

进一步的，所述调节机构包括滑轨、第一压杆、第二压杆、第一压块以及第二压块，所述滑轨设置于所述转子支架上，所述第一压杆以及第二压杆分别平行的设置于所述滑轨的两侧并与滑轨滑动连接，所述第一压块以及第二压块分别与所述第一压杆以及第二压杆连接，所述弹性软管穿过所述第一压块以及第二压块之间，所述第一压杆以及第二压杆能够通过在所述滑轨上移动并控制所述第一压块以及第二压块向所述弹性软管移动并在相应位置时能够使所述调节块挤压所述弹性软管，所述第一压块以及第二压块与所述弹性软管的挤压面为光滑的圆弧面，所述光滑的圆弧面向所述弹性软管方向凸起，所述第一压杆以及第二压杆能够通过螺母在所述滑轨上锁紧。

进一步的，所述转子支架包括第一轮盘、第二轮盘以及转轴套管，所述第一轮盘以及第二轮盘平行的套接在所述转轴上，所述转轴套管套接于所述第一轮盘以及第二轮盘之间的转轴上，并与所述第一轮盘以及第二轮盘连接，所述第一轮盘以及所述第二轮盘相同位置上均匀的分布有销孔，所述销孔位于同一圆周面上，所述转子通过所述销孔与所述第一轮盘以及第二轮盘转动连接，所述转子的轴线与所述转轴的轴线平行。

进一步的，所述转子以及调节机构设置多个，所述转子均匀分布于同一圆周面上，所述调节机构固定的设置于相邻两个所述转子之间的相同位置。

进一步的，所述调节机构上设置有测量机构。

一种蠕动泵，包括本发明所述的蠕动泵泵头。

本发明所述蠕动泵的流量调节方法，包括以下步骤：

步骤1，通过调节转轴转速将蠕动泵泵头内弹性软管流量初步调节；

步骤2，通过调节机构调节蠕动泵泵头内调节件的位置，使调节件对弹性软管进行挤压，对蠕动泵泵头内弹性软管流量进行精细调节。

相对于现有技术，本发明所述蠕动泵泵头、蠕动泵以及蠕动泵的流量调节方法具有以下显著的优越效果：

1.本发明所述蠕动泵流量调节为无级调节，在不更换蠕动泵泵头或弹性软管型号、内径的前提下，针对每一枕流量进行调节，能够在一个连续的流量调节区间内调节出所需的任意流量，实现了蠕动泵传输流量的连续调节，扩大了流量调节范围；

2.本发明所述蠕动泵在多泵头级联运行时，能够更准确的减小不同通道之间流量存在的误差，保证泵头各通道间流量的一致性。

3.本发明所述蠕动泵泵头调节件针对每一枕进行非密封性挤压调节，在调节流量的同时还能够保证弹性软管使用寿命。

附图说明

图1为本发明所述蠕动泵泵头的调节件为调节轮时，蠕动泵泵头结构示意图；

图2为本发明所述蠕动泵泵头的调节件为调节块时，蠕动泵泵头结构示意图；

图3为本发明所述蠕动泵泵头的调节件为压块时蠕动泵泵头结构示意图。

图中标记：1-壳体，11-第一开口，12-第二开口；2-转轴；3-转子装置，31-转子支架，32-转子，33-调节机构，331-自锁式伸缩结构，332-调节件，333-滑轨，334-第一压杆，335-第二压杆，336-第一压块，337-第二压块；4-弹性软管；5-挤压层。

具体实施方式

实施例1：

蠕动泵流量调节方法，包括以下步骤：

步骤1，通过改变转轴的转速初步调整蠕动泵泵头内弹性软管的流量；

步骤2，通过调节机构调节蠕动泵泵头内调节件的位置，使调节件对弹性软管进行挤压，对蠕动泵泵头内弹性软管流量进行精细调节。

进一步的，步骤2中包括以下步骤：

步骤2.1，通过调整调节机构的位置，使弹性软管受到调节件的挤压，弹性软管发生部分形变，弹性软管的容积发生变化，从而控制弹性软管容纳的液量，通过控制每一枕输出液量达到控制流量的目的。

通过上述步骤1以及步骤2的配合，能够使每一枕输出流量能够是从零流量到弹性软管原本可输出液量范围内的任意值，且通过步骤1以及步骤2的配合能够实现对输出流量的无级调节。

在上述实施例中，当同一个驱动器带动多个蠕动泵泵头级联运行时，通过适当调整调节机构的位置，能够做到在不改变弹性软管内径的情况下，最大限度的降低流量误差，使不同蠕动泵泵头内弹性软管的流量基本相同。

实施例2：

蠕动泵流量调节方法，包括以下步骤：

步骤1，通过改变转轴的转速初步调整蠕动泵泵头内弹性软管的流量；

步骤2，通过调节机构调节蠕动泵泵头内调节件的位置，使调节件对弹性软管进行挤压，对蠕动泵泵头内弹性软管流量进行精细调节。

进一步的，步骤2中包括以下步骤：

步骤2.1，通过调节调节机构的位置，使弹性软管受到第一调节块以及第二调节块的挤压，使弹性软管发生部分形变，弹性软管容积发生变化，从而控制弹性软管容纳的液量，通过控制每一枕输出液量达到控制流量的目的。

通过上述步骤1以及步骤2的配合，能够使每一枕输出流量能够是从零流量到弹性软管原本可输出液量范围内的任意值，且通过步骤1以及步骤2的配合能够实现对输出流量的无级调节。

在上述实施例中，当同一个驱动器带动多个蠕动泵泵头级联运行时，通过适当调整调节机构的位置，能够做到在不改变弹性软管内径的情况下，最大限度的降低流量误差，使不同蠕动泵泵头内弹性软管的流量基本相同。

实施例3：

如图1、图2所示，一种基于实施例1中的蠕动泵流量调节方法的蠕动泵泵头，包括壳体1、转轴2以及转子装置3，所述壳体1上设置有第一开口11及第二开口12作为弹性软管4进出端口，所述转轴2设置于所述壳体1内部，所述转子装置3与所述转轴2套接，所述弹性软管4穿过所述第一开口11及第二开口12并设置于所述转子装置3与所述壳体1之间，所述转子装置3在相应位置时能够挤压所述弹性软管4；

所述转子装置3包括转子支架31、调节机构33以及转子32，所述转子支架31与所述转轴2套接，所述转子32通过所述转子支架31与所述转轴2连接，所述转子32在相应位置时能够挤压所述弹性软管4；

所述调节机构33通过所述转子支架31与所述转轴2连接，所述调节机构33固定设置于所述转子支架31上，所述调节机构33能够向所述弹性软管4移动并在相应位置时挤压所述弹性软管4，所述调节机构33设置于所述转子32的同心圆周内，所述调节机构33具有锁紧结构。

进一步的，所述调节机构33包括自锁式伸缩结构331以及调节件332，所述自锁式伸缩结构331为自锁式伸缩杆，所述调节件332为调节轮，所述自锁式伸缩杆一端通过所述转子支架31与所述转轴2连接，所述自锁式伸缩杆另一端与所述调节轮连接，所述自锁式伸缩杆能够控制所述调节轮向所述弹性软管4移动并在相应位置时能够使所述调节轮挤压所述弹性软管4，能够使弹性软管4容积发生改变，所述伸缩杆能够通过螺纹或摩擦自锁，所述伸缩杆上设置有测量机构(图中未示)，如刻度测量，激光测距等，调节轮能够保持在固定位置上，实现精准控制流量。

在上述实施例中，所述转子32以及调节机构33设置多个，所述转子32均匀分布于同一圆周面上，所述调节机构33固定的设置于相邻两个所述转子32之间的相同位置，在相邻的两个所述转子32之间，所述调节机构33能够设置多个，所述调节机构33分布于所述转子32的同心圆周内，相邻两个所述转子32之间所述调节机构33数量越多，则流量调节的越精密，对所述弹性软管4的损耗越小。

在上述实施例中，调节轮还能够为调节块，所述调节块与所述弹性软管4挤压面为光滑的圆弧面，所述光滑的圆弧面向所述弹性软管4方向凸起，用于减小所述调节块对所述弹性软管4挤压时弹性软管4负担，减小弹性软管4损耗，保证弹性软管4的使用寿命。

在上述实施例中，所述调节块或调节轮与弹性软管4接触顶点的径向尺寸R₁与所述壳体1内径R、弹性软管4的外壁直径D以及弹性软管4的壁厚d的关系为：(R-D)≤R₁＜(R-2d)。

在上述实施例中，所述转子装置3与所述壳体1之间设置有挤压层5，所述挤压层5固定设置于所述壳体1与所述转子装置3之间的内壁上，所述弹性软管4通过所述第一开口11以及第二开口12设置于所述转子装置3与所述挤压层5之间，所述调节块或调节轮与弹性软管4接触顶点的径向尺寸R₁与所述挤压层5的内径R'、弹性软管4的外壁直径D以及弹性软管4的壁厚d的关系为：(R'-D)≤R₁＜(R'-2d)，所述挤压层5能够减小所述壳体1受到的压力，延长壳体1使用寿命。

在上述实施例中，所述蠕动泵泵头还能够与外部驱动装置连接，实现伸缩杆的移动以及自锁，如驱动电机、液压缸或气压缸。

实施例4：

如图3所示，一种基于实施例2中的蠕动泵流量调节方法的蠕动泵，在本实施例中，除调节机构33外，其他结构与实施例3中相同，所述调节机构33包括：滑轨333、第一压杆334、第二压杆335、第一压块336以及第二压块337，所述滑轨333设置于所述转子支架31上，所述第一压杆334以及第二压杆335分别平行的设置于所述滑轨333的两侧并与所述滑轨333滑动连接，所述第一压块336以及第二压块337分别与所述第一压杆334以及第二压杆335连接，所述弹性软管4穿过所述第一压块336以及第二压块337之间，所述第一压杆334以及第二压杆335能够通过在所述滑轨333上移动并控制所述第一压块336以及第二压块337向所述弹性软管4移动并在相应位置时能够使所述调节块挤压所述弹性软管4，所述第一压块336以及第二压块337与所述弹性软管4的挤压面为光滑的圆弧面，所述光滑的圆弧面向所述弹性软管4方向凸起，当所述第一压块336以及第二压块337在与所述弹性软管4接触后，能够通过所述光滑的圆弧面将所述弹性软管4挤压进入所述第一压块336以及第二压块337之间，同时能够减小所述弹性软管4损耗，保证弹性软管4使用寿命，所述第一压杆334以及第二压杆335能够控制所述第一压块336以及第二压块337相互压合，在压合的过程中，所述弹性软管4受到第一压块336以及第二压块337的挤压后使相邻两个转子32之间的弹性软管4容积发生改变，所述滑轨333两端设置有测量机构，如刻度测量，激光测距等，能够确定所述第一压杆334以及第二压杆335移动的距离，所述第一压杆334以及第二压杆335能够通过螺母(图中未示)在所述滑轨333上锁紧。

在上述实施例中，所述转子32以及调节机构33设置多个，所述转子32均匀分布于同一圆周面上，所述调节机构33固定的设置于相邻两个所述转子32之间的相同位置，在相邻的两个所述转子32之间，所述调节机构33能够设置多个，所述调节机构33分布于所述转子32的同心圆周内，相邻两个所述转子32之间所述调节机构33数量越多，则流量调节的越精密。

在上述实施例中，所述第一压块336及第二压块337之间的径向尺寸R₂与所述蠕动泵泵头壳体1内径R以及弹性软管4外壁直径D的关系为：(R-1/3D)≤R₂＜R，所述第一压块336和第二压块337与弹性软管4接触的顶点之间的轴向间距d₁与弹性软管4壁厚d的关系为：d₁＞2d。

在上述实施例中，所述转子装置3与所述壳体1之间设置有挤压层5，所述挤压层5固定设置于所述壳体1与所述转子装置3之间的内壁上，所述弹性软管4通过所述第一开口11以及第二开口12设置于所述转子装置3与所述挤压层5之间，所述第一压块336及第二压块337之间的径向尺寸R₂与所述挤压层5的内径R'以及弹性软管4外壁直径D的关系为：(R'-1/3D)≤R₂＜R'，所述第一压块336和第二压块337与弹性软管4接触的顶点之间的轴向间距d₁与弹性软管4壁厚d的关系为：d₁＞2d，所述挤压层5能够减小所述壳体1受到的压力，延长壳体1使用寿命。

在上述实施例中，所述蠕动泵泵头还能够与外部驱动装置连接，实现第一压杆334以及第二压杆335的移动以及自锁，如驱动电机、液压缸或气压缸。

在上述实施例中，所述第一压块336以及第二压块337还能够用滚轮替代，用滚动摩擦代替滑动摩擦，进一步减小弹性软管4损耗，保证弹性软管4的使用寿命。

在本申请中，还提出一种蠕动泵，包括本申请中所述蠕动泵泵头及蠕动泵流量调节方法。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种蠕动泵泵头，其特征在于，包括壳体、转轴以及转子装置，所述壳体上设置有第一开口及第二开口作为弹性软管进出端口，所述转轴设置于所述壳体内部，所述转子装置与所述转轴套接，所述弹性软管穿过所述第一开口及第二开口并设置于所述转子装置与所述壳体之间，所述转子装置在相应位置时能够挤压所述弹性软管；

所述转子装置包括转子支架、调节机构以及转子，所述转子支架与所述转轴套接，所述转子通过所述转子支架与所述转轴连接，所述转子在相应位置时能够挤压所述弹性软管；

所述调节机构通过所述转子支架与所述转轴连接，所述调节机构固定设置于所述转子支架上，所述调节机构能够向所述弹性软管移动并在相应位置时挤压所述弹性软管，所述调节机构设置于所述转子的同心圆周内，所述调节机构具有锁紧结构，所述调节机构上设置有测量机构。

2.根据权利要求1所述的蠕动泵泵头，其特征在于，所述调节机构包括自锁式伸缩结构以及调节件，所述自锁式伸缩结构一端通过所述转子支架与所述转轴连接，所述自锁式伸缩结构另一端与所述调节件连接，所述自锁式伸缩结构能够控制所述调节件向所述弹性软管移动并在相应位置时能够使所述调节件挤压所述弹性软管。

3.根据权利要求2所述的蠕动泵泵头，其特征在于，所述自锁式伸缩结构为自锁式伸缩杆，所述调节件为调节轮，所述自锁式伸缩杆一端通过所述转子支架与所述转轴连接，所述自锁式伸缩杆另一端与所述调节轮连接，所述自锁式伸缩杆能够控制所述调节轮向所述弹性软管移动并在相应位置时能够使所述调节轮挤压所述弹性软管。

4.根据权利要求2所述的蠕动泵泵头，其特征在于，所述自锁式伸缩结构为自锁式伸缩杆，所述调节件为调节块，所述自锁式伸缩杆一端通过所述转子支架与所述转轴连接，所述自锁式伸缩杆另一端与所述调节块连接，所述自锁式伸缩杆能够控制所述调节块向所述弹性软管移动并在相应位置时能够使所述调节块挤压所述弹性软管，所述调节块与所述弹性软管的挤压面为光滑的圆弧面，所述光滑的圆弧面向所述弹性软管方向凸起。

5.根据权利要求1所述的蠕动泵泵头，其特征在于，所述调节机构包括滑轨、第一压杆、第二压杆、第一压块以及第二压块，所述滑轨设置于所述转子支架上，所述第一压杆以及第二压杆分别平行的设置于所述滑轨的两侧并与滑轨滑动连接，所述第一压块以及第二压块分别与所述第一压杆以及第二压杆连接，所述弹性软管穿过所述第一压块以及第二压块之间，所述第一压杆以及第二压杆能够通过在所述滑轨上移动并控制所述第一压块以及第二压块向所述弹性软管移动并在相应位置时能够使所述调节块挤压所述弹性软管，所述第一压块以及第二压块与所述弹性软管的挤压面为光滑的圆弧面，所述光滑的圆弧面向所述弹性软管方向凸起，所述第一压杆以及第二压杆能够通过螺母在所述滑轨上锁紧。

6.根据权利要求1所述的蠕动泵泵头，其特征在于，所述转子支架包括第一轮盘、第二轮盘以及转轴套管，所述第一轮盘以及第二轮盘平行的套接在所述转轴上，所述转轴套管套接于所述第一轮盘以及第二轮盘之间的转轴上，并与所述第一轮盘以及第二轮盘连接，所述第一轮盘以及所述第二轮盘相同位置上均匀的分布有销孔，所述销孔位于同一圆周面上，所述转子通过所述销孔与所述第一轮盘以及第二轮盘转动连接，所述转子的轴线与所述转轴的轴线平行。

7.根据权利要求1所述的蠕动泵泵头，其特征在于，所述转子以及调节机构设置多个，所述转子均匀分布于同一圆周面上，所述调节机构固定的设置于相邻两个所述转子之间的相同位置。

8.根据权利要求1所述的蠕动泵泵头，其特征在于，所述调节机构上设置有测量机构。

9.一种蠕动泵，其特征在于，包括权利1～8任一所述的蠕动泵泵头。

10.根据权利要求1～8所述的蠕动泵泵头的流量调节方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1，通过调节转轴转速将蠕动泵泵头内弹性软管流量初步调节；

步骤2，通过调节机构调节蠕动泵泵头内调节件的位置，使调节件对弹性软管进行挤压，对蠕动泵泵头内弹性软管流量进行精细调节。

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