CN113027736B - 一种输液泵 - Google Patents

Abstract

一种输液泵，包括第一泵壳、第二泵壳、主轴、以及摆盘组件，第一泵壳与第二泵壳的相对侧分别设有用于夹持弹性管道的第一管道容置槽和第二管道容置槽，主轴上设有第一轴承座和第二轴承座，摆盘组件包括设于第一轴承座上的第一摆盘以及设于第二轴承座上的第二摆盘，第一摆盘上设有与第一管道容置槽配合的第一凸部，第二摆盘上设有与第二管道容置槽配合的第二凸部，第一摆盘与第二摆盘之间具有间距，若第一摆盘的中心线为L₁、第二摆盘的中心线为L₂、主轴的转动轴线为L₃，则L₁、L₂分别与L₃相交且L₁和L₂为异面直线。本发明具有结构简单、可靠，减少凸部与对应的弹性管道之间的摩擦，消除弹性管道内壁的摩擦，延长泵的使用寿命等优点。

Description

一种输液泵

技术领域

本发明涉及液体泵，尤其涉及一种输液泵。

背景技术

泵是一种输送液体或使液体增压的机械。它将原动机的机械能或其他外部能量传送给液体，使液体能量增加。泵广泛应用于输送水、油、酸碱液、乳化液、悬乳液和液态金属等液体，也可输送液、气混合物及含悬浮固体物的液体。传统的泵包括离心泵、隔膜泵、活塞泵，蠕动泵等。在化工、食品、制药、生物工程等领域，对流量脉动和流量精度有较高要求，而传统泵无法完全满足要求，使用中无法保证产品质量。传统的蠕动泵（管道泵）是通过对管道的压死点移动吸入或排出液体，其虽具有便于清洗消毒，成本低的特点，但由于管道压死点受力大且易于疲劳，导致其使用寿命低，且其具有流态差等缺陷。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种结构简单、可靠，有利于减少凸部与对应的弹性管道之间的摩擦，消除弹性管道内壁的摩擦，延长泵的使用寿命的输液泵。

为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：

一种输液泵，包括第一泵壳、第二泵壳、主轴、以及摆盘组件，所述第一泵壳与第二泵壳的相对侧分别设有用于夹持弹性管道的第一管道容置槽和第二管道容置槽，所述主轴上设有第一轴承座和第二轴承座，所述摆盘组件包括设于所述第一轴承座上的第一摆盘以及设于所述第二轴承座上的第二摆盘，所述第一摆盘上设有与所述第一管道容置槽配合的第一凸部，所述第二摆盘上设有与所述第二管道容置槽配合的第二凸部，所述第一摆盘与所述第二摆盘之间具有间距，若所述第一摆盘的中心线为L₁、所述第二摆盘的中心线为L₂、所述主轴的转动轴线为L₃，则L₁、L₂分别与L₃相交且L₁和L₂为异面直线。

作为上述技术方案的进一步改进：所述第一摆盘挤压弹性管道形成的流量脉冲与所述第二摆盘挤压弹性管道形成的流量脉冲之间的相位相差90°。

作为上述技术方案的进一步改进：所述第一凸部挤压弹性管道的面S1的中心点为O₁， L₁和L₃的交点与O₁重合，所述第二凸部挤压弹性管道的面S2的中心点为O₂，L₂和L₃的交点与O₂重合。

作为上述技术方案的进一步改进：所述主轴上设有相互抵接的第一支撑垫环和第二支撑垫环，所述第一支撑垫环与第一摆盘接触的一面与所述第一摆盘平行布置，所述第二支撑垫环与第二摆盘接触的一面与所述第二摆盘平行布置。

作为上述技术方案的进一步改进：所述第一管道容置槽两端的宽度小于中段的宽度且两端的深度大于中段的深度；所述第二管道容置槽两端的宽度小于中段的宽度且两端的深度大于中段的深度。

作为上述技术方案的进一步改进：所述第一管道容置槽和第二管道容置槽均包括两个相对布置的C形槽，各所述C形槽内分别设有一根所述弹性管道。

作为上述技术方案的进一步改进：还包括进液汇集腔和出液汇集腔，各所述弹性管道的进液端与所述进液汇集腔连通，出液端与所述出液汇集腔连通。

作为上述技术方案的进一步改进：所述弹性管道的进液端与进液汇集腔之间、以及出液端与出液汇集腔之间分别设有单向阀。

作为上述技术方案的进一步改进：所述单向阀包括阀体、设于阀体内的第一通道和第二通道、以及位于第一通道和第二通道之间的弹性膜片，所述第一通道内设有顶杆，所述顶杆与所述弹性膜片相连，所述第二通道出口处设有多个出液孔。

作为上述技术方案的进一步改进：所述第二轴承座与所述主轴之间设有传动键。

与现有技术相比，本发明的优点在于：本发明公开的输液泵，摆盘组件的第一摆盘和第二摆盘不是作为一个整体安装于主轴上，而是在主轴上设有第一轴承座和第二轴承座，第一摆盘、第二摆盘间隔安装于第一轴承座、第二轴承座上，第一摆盘和第二摆盘不再接触，主轴旋转时，第一摆盘、第二摆盘以各自的中心线绕与主轴的转动轴线的交点摆动（与圆锥摆相似），第一摆盘与第一管道容置槽配合挤压对应的弹性管道、第二摆盘与第二管道容置槽配合挤压对应的弹性管道，减少了凸部与对应的弹性管道之间的摩擦，消除了弹性管道内壁的摩擦，提高弹性管道的使用寿命，防止弹性管道内部产生微粒，并且也无需在第一摆盘和第二摆盘上设置凹陷并安装滚珠，可以简化摆盘组件的结构，同时第一摆盘和第二摆盘相对主轴的倾斜角度也无需保持一致，可以灵活进行选择，L₁和L₂为异面直线，也即既不平行也不相交，第一摆盘和第二摆盘旋转角度可以实现相差补偿，使泵的流量更加均匀，运行更加平稳。

附图说明

图1是本发明输液泵第一视角的剖视结构示意图。

图2是本发明输液泵第二视角的剖视结构示意图。

图3是本发明中的摆盘组件第一视角的立体结构示意图。

图4是本发明中的摆盘组件第二视角的立体结构示意图。

图5是本发明中的摆盘组件的剖视结构示意图。

图6是本发明中的第一泵壳或第二泵壳的立体结构示意图。

图7是本发明中的主轴、第一轴承座和第二轴承座的分解结构示意图。

图8是本发明中的单向阀打开状态的结构示意图。

图9是本发明中的进液汇集腔、出液汇集腔和弹性管道的立体结构示意图。

图10是本发明中的第一弹性管道的流量脉冲-相位示意图。

图11是本发明中的第二弹性管道的流量脉冲-相位示意图。

图12是本发明中的第三弹性管道的流量脉冲-相位示意图。

图13是本发明中的第四弹性管道的流量脉冲-相位示意图。

图14是本发明中的各弹性管道汇集后的流量脉冲-相位示意图。

图15是图2的局部放大图。

图中各标号表示：1、第一泵壳；11、第一管道容置槽；12、进液口；13、出液口；2、第二泵壳；21、第二管道容置槽；3、主轴；31、第一轴承座；32、第二轴承座；33、电机；34、传动键；35、第一支撑垫环；36、第二支撑垫环；4、摆盘组件；41、第一凸部；42、第二凸部；43、第一摆盘；44、第二摆盘；5、弹性管道；51、第一弹性管道；52、第二弹性管道；53、第三弹性管道；54、第四弹性管道；6、单向阀；61、阀体；62、第一通道；63、第二通道；65、弹性膜片；66、顶杆；67、出液孔；7、C形槽；81、进液汇集腔；82、出液汇集腔；91、第一限位环；92、第二限位环；93、第一轴承；94、第二轴承。

具体实施方式

以下结合说明书附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明。

图1至图15示出了本发明输液泵的一种实施例，本实施例的输液泵，包括第一泵壳1、第二泵壳2、主轴3、以及摆盘组件4，第一泵壳1与第二泵壳2的相对侧分别设有用于夹持弹性管道5的第一管道容置槽11和第二管道容置槽21，主轴3上设有第一轴承座31和第二轴承座32，摆盘组件4包括设于第一轴承座31上的第一摆盘43以及设于第二轴承座32上的第二摆盘44，第一摆盘43上设有与第一管道容置槽11配合的第一凸部41，第二摆盘44上设有与第二管道容置槽21配合的第二凸部42，第一摆盘43与第二摆盘44之间具有间距，若第一摆盘43的中心线为L₁、第二摆盘44的中心线为L₂、主轴3的转动轴线为L₃，则L₁、L₂分别与L₃相交且L₁和L₂为异面直线。其中，主轴3例如可以由常见的电机33等驱动旋转，第一轴承座31与主轴3之间例如可以采用轴孔配合的方式实现同步转动，第二轴承座32与主轴3之间采用传动键34实现同步转动，主轴3远离电机33的一端设置紧固件将第二轴承座32固定于主轴3上，便于输液泵的拆装维护。

该输液泵，摆盘组件4的第一摆盘43和第二摆盘44不是作为一个整体安装于主轴3上，而是在主轴3上设有第一轴承座31和第二轴承座32，第一摆盘43、第二摆盘44间隔安装于第一轴承座31、第二轴承座32上，第一摆盘43和第二摆盘44不再接触，主轴3旋转时，第一摆盘43、第二摆盘44分别以各自的中心线L₁、L₂与主轴的转动轴线L₃的交点摆动（与圆锥摆相似），第一摆盘43与第一管道容置槽11配合挤压对应的弹性管道5、第二摆盘44与第二管道容置槽21配合挤压对应的弹性管道5，减少了凸部与对应的弹性管道5之间的摩擦，消除了各弹性管道5上下内壁之间的摩擦，提高弹性管道5的使用寿命，防止弹性管道5内部产生微粒，并且也无需在第一摆盘43和第二摆盘44上设置碗装凹陷并安装滚珠，可以简化摆盘组件4的结构，同时第一摆盘43和第二摆盘44相对主轴3的倾斜角度也无需保持一致，可以灵活进行选择，从而进一步减少补偿角度，使流量更均匀，泵运行更平稳，L₁、L₂分别与L₃相交且L₁和L₂为异面直线，也即L₁和L₂既不平行也不相交，第一摆盘43和第二摆盘44摆动角度可以实现相差90°补偿，使泵的流量更加均匀，运行更加平稳。

进一步地，第一摆盘43挤压弹性管道5形成的流量脉冲与第二摆盘44挤压弹性管道5形成的流量脉冲之间的相位相差90°。具体参见图9至图14，本实施例中，上侧的第一管道容置槽11和下侧的第二管道容置槽21均包括两个相对布置的C形槽7，上侧的两C形槽7分别布置第一弹性管道51、第二弹性管道52，下侧的两C形槽7分别布置第三弹性管道53、第四弹性管道54，第一摆盘43交替挤压第一弹性管道51和第二弹性管道52，两者产生的流量脉冲的相位相差180°，第二摆盘44交替挤压第三弹性管道53和第四弹性管道54，两者产生的流量脉冲的相位相差180°，而第一弹性管道51和第三弹性管道53产生的流量脉冲相位相差90°，同样的第二弹性管道52和第四弹性管道54产生的流量脉冲相位也相差90°，四根弹性管道5汇集后（进液端在进液汇集腔81汇集，出液端在出液汇集腔82汇集）可以输出更连续（或者说流量脉冲间隔时间更短）、更均匀（或者说波峰与波谷之间的差值更小）的流量。为实现输出更连续、均匀的流量，例如可以将第一摆盘43沿左右方向倾斜布置，而第二摆盘44则沿前后方向倾斜布置（也即沿垂直于纸面方向倾斜布置），当然在其他实施例中，也可以保持第一摆盘43和第二摆盘44的相对位置不变，整体绕主轴3转动一定角度，也可实现目的。

参见图15，进一步地，第一凸部41挤压弹性管道5的面S1的中心点为O₁，L₁和L₃的交点与O₁重合，第二凸部42挤压弹性管道5的面S2的中心点为O₂，L₂和L₃的交点与O₂重合。当主轴3转动，第一摆盘43和第二摆盘44摆动时对弹性管道5只有摆动挤压，可以进一步减少弹性管道5上下内壁之间的摩擦。

作为优选的技术方案，主轴3上设有相互抵接的第一支撑垫环35和第二支撑垫环36，第一支撑垫环35远离第二支撑垫环36的一面与第一摆盘43平行布置（具体为上表面与第一摆盘43平行布置），与第二支撑垫环36抵接的一面与L₃垂直（具体为下表面与L₃垂直）；第二支撑垫环36远离第一支撑垫环35的一面与第二摆盘44平行布置（具体为下表面与第二摆盘44平行布置），与第一支撑垫环35抵接的一面与L₃垂直（具体为上表面与L₃垂直）。优选的，在第一轴承座31和第二轴承座32上分别设置第一限位环91，第一泵壳1与第一轴承座31上的第一限位环91之间、以及第二泵壳2与第二轴承座32上的第一限位环91之间分别设置第一轴承93，使得第一轴承座31、第二轴承座32可以相对第一泵壳1、第二泵壳2转动；在第一摆盘43和第二摆盘44上分别设置第二限位环92，第一支撑垫环35与第一摆盘43上的第二限位环92之间、第一摆盘43上的第二限位环92与第一轴承座31上的第一限位环91之间分别设置第二轴承94，实现对第一摆盘43的支撑；第二支撑垫环36与第二摆盘44上的第二限位环92之间、第二摆盘44上的第二限位环92与第二轴承座32上的第一限位环91之间也分别设置第二轴承94，实现对第二摆盘44的支撑，结构简单、可靠，保证第一摆盘43、第二摆盘44周期性挤压弹性管道5。

进一步地，本实施例中，第一管道容置槽11两端的宽度小于中段的宽度且两端的深度大于中段的深度；第二管道容置槽21两端的宽度小于中段的宽度且两端的深度大于中段的深度。弹性管道5布置于第一管道容置槽11、第二管道容置槽21内，当受到第一凸部41、第二凸部42的挤压时，弹性管道5内流体更容易形成压差，快速的吸液和排出液体。同时与第一凸部41和第二凸部42形成的这种特殊空间，有利于延长弹性管道5的使用寿命。

作为优选的技术方案，本实施例中，弹性管道5的进液端与进液汇集腔81之间、以及出液端与出液汇集腔82之间分别设有单向阀6。通过单向阀6方便控制弹性管道5内液体按照设计的方向流动。

进一步地，本实施例中，单向阀6包括阀体61、设于阀体61内的第一通道62和第二通道63、以及位于第一通道62和第二通道63之间的弹性膜片65，第一通道62内设有顶杆66，顶杆66与弹性膜片65相连，第二通道63出口处设有多个出液孔67。该结构的单向阀6，当液体从第一通道62向第二通道63流动时，弹性膜片65受压变形，有效地覆盖各出液孔67，有效地阻止液体流过；相反当液体从第二通道63向第一通道62流动时，在顶杆66的作用下弹性膜片65受压变形并保持弹性膜片65的安装位置不动，液体可以顺利流入第一通道62，液体完全通过之后，弹性膜片65恢复至初始状态，结构简单、可靠。

虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围的情况下，都可利用上述揭示的技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均应落在本发明技术方案保护的范围内。

Claims (10)

1.一种输液泵，包括第一泵壳（1）、第二泵壳（2）、主轴（3）、以及摆盘组件（4），所述第一泵壳（1）与第二泵壳（2）的相对侧分别设有用于夹持弹性管道（5）的第一管道容置槽（11）和第二管道容置槽（21），其特征在于：所述主轴（3）上设有第一轴承座（31）和第二轴承座（32），所述摆盘组件（4）由设于所述第一轴承座（31）上的第一摆盘（43）以及设于所述第二轴承座（32）上的第二摆盘（44）组成，所述第一摆盘（43）上设有与所述第一管道容置槽（11）配合的第一凸部（41），所述第二摆盘（44）上设有与所述第二管道容置槽（21）配合的第二凸部（42），所述第一凸部（41）位于第一摆盘（43）远离所述第二摆盘（44）的一侧，所述第二凸部（42）位于第二摆盘（44）远离所述第一摆盘（43）的一侧，所述第一摆盘（43）与所述第二摆盘（44）之间具有间距，若所述第一摆盘（43）的中心线为L₁、所述第二摆盘（44）的中心线为L₂、所述主轴（3）的转动轴线为L₃，则L₁、L₂分别与L₃相交且L₁和L₂为异面直线。

2.根据权利要求1所述的输液泵，其特征在于：所述第一摆盘（43）挤压弹性管道（5）形成的流量脉冲与所述第二摆盘（44）挤压弹性管道（5）形成的流量脉冲之间的相位相差90°。

3.根据权利要求1所述的输液泵，其特征在于：所述第一凸部（41）挤压弹性管道（5）的面S1的中心点为O₁， L₁和L₃的交点与O₁重合，所述第二凸部（42）挤压弹性管道（5）的面S2的中心点为O₂，L₂和L₃的交点与O₂重合。

4.根据权利要求1所述的输液泵，其特征在于：所述主轴（3）上设有相互抵接的第一支撑垫环（35）和第二支撑垫环（36），所述第一支撑垫环（35）与第一摆盘（43）接触的一面与所述第一摆盘（43）平行布置，所述第二支撑垫环（36）与第二摆盘（44）接触的一面与所述第二摆盘（44）平行布置。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的输液泵，其特征在于：所述第一管道容置槽（11）两端的宽度小于中段的宽度且两端的深度大于中段的深度；所述第二管道容置槽（21）两端的宽度小于中段的宽度且两端的深度大于中段的深度。

6.根据权利要求1至4中任一项所述的输液泵，其特征在于：所述第一管道容置槽（11）和第二管道容置槽（21）均包括两个相对布置的C形槽（7），各所述C形槽（7）内分别设有一根所述弹性管道（5）。

7.根据权利要求6所述的输液泵，其特征在于：还包括进液汇集腔（81）和出液汇集腔（82），各所述弹性管道（5）的进液端与所述进液汇集腔（81）连通，出液端与所述出液汇集腔（82）连通。

8.根据权利要求7所述的输液泵，其特征在于：所述弹性管道（5）的进液端与进液汇集腔（81）之间、以及出液端与出液汇集腔（82）之间分别设有单向阀（6）。

9.根据权利要求8所述的输液泵，其特征在于：所述单向阀（6）包括阀体（61）、设于阀体（61）内的第一通道（62）和第二通道（63）、以及位于第一通道（62）和第二通道（63）之间的弹性膜片（65），所述第一通道（62）内设有顶杆（66），所述顶杆（66）与所述弹性膜片（65）相连，所述第二通道（63）出口处设有多个出液孔（67）。

10.根据权利要求1至4中任一项所述的输液泵，其特征在于：所述第二轴承座（32）与所述主轴（3）之间设有传动键（34）。

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