CN2165262Y - 电子计量泵 - Google Patents

Abstract

一种电子计量泵，属于电子自动控制计液体量的 泵。在于提供一种泵体和电子计量显示电路结构新 颖的高精度、高压力的定量输送泵，适于食品、化工、 医药、石化等行业广为使用。计量精度高，输出压力 高，生产成本低，使用方便，用途广泛。它由泵体和电 子计量显示电路构成，电子计量显示电路由耦合电 路、分频电路、计数显示电路、停机控制电路四个部分 依次相联组成，且泵体通过皮带轮、三角皮带、轴与机 架上的电机联动。

Description

本实用新型属于电子自动控制计液体量的泵。

在食品和化工行业中，用各种泵输送液态物质应用很广。随着食品、化工行业加工工艺的不断发展，对泵的性能要求越来越高，泵的研制工作正朝多功能化方向发展。计量输送泵就是食品、化工行业中较为新颖的一种泵类产品，如YJB－1025饮料计量泵，DJB－IV型计量泵等，它们除有一般输送泵的功能外还能预置和显示输送量，并且在输送定量结束后自动停机。目前市场上已有的计量泵均是在原离心式饮料泵的基础上附加一套以流量计为主的计量***组合而成的。这类产品属离心式饮料泵的升级产品，它使离心式饮料泵功能更趋完善但尚有一些缺陷。首先，这种计量泵的计量精度不高，其相对误差一般达±0.3～0.6％；其次泵的出口压力不高，最大不超过0.3Mpa，不能适应某些工艺要求，如：过滤、反渗透，及高位输送等等。

针对上述问题，本实用新型的目的在于提供一种泵体和电子计量显示电路结构新颖的高精度、高压力的定量输送泵，适于食品、化工、医药、石化等行业广为使用。

本实用新型技术方案如下：它由泵体和电子计量显示电路构成，且泵体通过皮带轮15、三角皮带14轴21与机架上的电机联动。泵体由泵身和泵座构成。泵身包括进液咀1、垫片2、螺栓、端盖4、中环5、端盖6、轴10、齿轮20、轴21、出液咀23，两根转轴10、21均为单边支承方式，前支承点有轴承9两只，后支承点有轴承9一只，齿轮20啮合处于悬臂状，在两轴上各装有一机械密封圈7及挡油圈8，轴10通过闷盖12轴向限位，轴21通过透盖13轴向限位，在轴21端部装有皮带轮15和信号孔盘16，该信号孔盘16用端垫1和螺钉18紧固在轴21端部，进液嘴1、出液嘴23均由螺纹固定在端盖4上；泵座包括机座11、闷盖12、透盖13；泵身通过6个螺栓3、两个圆柱销24以及轴承9与泵座的机座11相联；机座11用4个螺钉22与机架相连；电子计量显示电路的光电传感器19（GK）也用螺钉固定在机架上。电子计量显示电路由耦合电路、分频电路、计数显示电路、停机控制电路四个部分组成，耦合电路与分频电路联接；分频电路通过开关K与计数显示电路联接，计数显示电路与停机控制电路联接。

耦合电路由一只带有施密特电路的光电传感器（GK）和电阻R37组成，它与固定在轴21上的信号孔盘16相配合，传感器GK的输出端77与分频电路中IC1的时钟脉冲端子1相连，其电源输入端78接电源正极。电阻R37接于端子77与78之间；

分频电路包括四块集成片IC1、IC2、IC3、IC4，四只拨码开关BK1、BK2、BK3、BK4，18只电阻R1～R16、R33、R34，两只电容C1、C2，两只按键开关T1、T2。其中四块集成电路均为CC14522——可预置数的二——十进制1／N计数器，其联接如下：IC1时钟脉冲端1与耦合电路的输出端子相联；IC1计数输出端10与IC2时钟脉冲端11相连；IC2计数输出端20与IC3时钟脉冲端21相连；IC3计数输出端30与IC4时钟脉冲端31相连；IC1级联反馈输入端9与IC2级联输出端18相连；IC2级联反馈输入端19与IC3级联输出端28相连；IC3级联反馈输入端29与IC4极联输出端38相连；IC4级联反馈输入端39接电源正极；四块集成片预置数据输入端子4～37分别与拨码开关BK1、BK2、BK3、BK4相联，四个端子为一组，拨码开关均接至电源正极，在端子4～37上和分别旁接电阻R1～R16起保护作用；四块集成片的预置允许端2、12、22、32与IC1级联输出端8共同相连。此结点一端经置数开关T与电源正极相连，另一端接至计数显示电路中的转换开关K，此结点为分频电路输出端子，将四块集成片的清零控制端3、13、23、33共同连为一点，此结点一端经清零开关T2与电源正极相连，另一端传至停机控制电路中IC6的5输入端子65，在开关T1、T2上并联有电容C1、C2并各旁接一电阻R33、R34起保护作用；

计数显示电路主要器件IC5是一只四位显示的可逆计数显示器CL412，它是CMOS－LED光电组合件，除此以外该电路还包括有四只拨码开关BK5、BK6、BK7、BK8、18只电阻R17、R32、R35、R36，三只开关K、T3、T4两只电容C3、C4一只稳压管WD，其联接如下预置数据输入端41～57；每四脚一组，分别与拨码开关BK5、BK6、BK7、BK8相联，并各自旁接一电阻R17～R32起保护作用，电源正极接至拨码开关BK5、BK6、BK7、BK8以及IC5的电源输入端40，IC5预置数允许端62经开关T3接至电源正极，开关T3上并联一电容C3，旁接一电阻R35端子62同时接至停机控制电路中IC6的输入端66，IC5清零控制端61，经开关T4与电源正极相连，开关T4上并联一电容C4，旁接一电阻R36起保护作用，IC5中显示管公共负极59串接稳压管WD与电源负极端子58相连，IC5借位输出端60与停机控制电路中IC7的输入端T3相连，为计数显示电路的输出端子；

停机控制电路由集成片IC6（或门CC4075）、IC7（反相C4069）、IC8（D触发器CO43），电阻R38、R39，三极管DK1、DK2二极管D，继电器JQX组成，其联接如下：IC6、输出端67与IC8置数允许端74相连，IC8输入端69与自身的反相输出端（ 端）68相连，IC7输出端72与IC8时钟脉冲冲端71相连，IC8输出端70经电阻R38与三极管DK1基极相连，DK1基极与发射极之间并接一电阻R39，DK1、DK2集电极相连，再串接继电器后与电源正极相连。继电器两端并联二极管D起保护作用。

本实用新型优点如下：

1、计量精度高、输出压力高。电子计量泵的计量精度比食品、化工行业中现有的离心式计量泵高出10倍以上。并且只需更换个别零件，该泵的精度还可数10倍、成百倍甚至成千倍地提高。这是电子计量泵计量***的主要优点之一，可称为“无限精度计量***”。现有离心式计量泵的计量精度完全依赖于计量***中传感仪表（流量计）的精度，其相对误差一般达±0.3～0.6％，从这点看，以流量计为传感元件的计量***其精度是有限的，不可能随意提高。这种新型电子计量泵克服了现有产品计量精度低输出压力低两大弱点，与现有计量泵相比，这种电子计量泵相对误差值缩小10倍以上（±0.046％）；输出压力最高可达0.8Mpa，是现有产品的2.6倍。

2、生产成本低。电子计量泵计量***的生产成本仅为现行离心式计量泵计量***（以流量计为主的计量***）的1／20，并且由于广泛采用集成元件，性能稳定可靠。

3、使用方便。电子计量泵可按累加或递减两种模式计量显示，并自动停机。计量单位可按使用要求变换（如：升、公斤、吨等）

4、用途广泛。电子计量泵最大出口压力达0.8Mpa，为现有离心式计量泵的2.66倍。输出压力高使本机用途更加广泛，可用于过滤加工、反渗透、高位输送等工艺，这是离心式计量泵所不及的。

现结合附图对本实用新型作进一步详细说明。

图1是本实用新型泵体结构图，为主视图；

图2是本实用新型泵体结构图，为左视图；

图3是图1的K向视图；

图4是电子计量显示电路方框图；

图5是电子计量显示电路图。

参照图5，电路主要器件型号及管脚代号如下：

19（GK）        带施密特电路的光电传感器GK985L

77        传感器输出端

78        传感器电源端

IC1、IC2、IC3、IC4：可预置数的二——十进制1／N计数器CC14522

1、11、21、31        各集成块时钟脉冲端

2、12、22、32        各集成块预置允许端

9、19、29、39        级联反馈输入端

8、18、28、38        级联输出端

10、20、30        计数输出端

3、13、23、33        清零控制端

4～37        预置数据输入端

IC5        可逆计数显示器CL412是CMOS－LED光电组合件，四位显示

41～57        预置数据输入端

40        电源负极端

58        电源输入端

59        显示管公共负极端

60        计数器借位输出端

61        计数器清零控制端

62        预置数允许端

63        加法计数时钟脉冲输入端

64        减法计数时钟脉冲输入端

IC6        三3输入端或门集成块    C4075

65、66        输入端

67        输出端

IC7        六反相器C4069

73        输入端

72        输出端

IC8        双主从D型触发器CO43

69        输入端

70        输出端

71        时钟脉冲端

68 反相输出端（ 端）

74        置数允许端

JQX        直流继电器        JQX－10F／2Z

75、76        输入端脚

DK1        三极管        3DK2B

DK2        三极管        3DK4B

D        二极管        2CP12

参照图1～图5，这种电子计量泵充分利用齿轮泵每转理论排量为恒定值的特性，采取光电耦合的方式从泵的一根转轴上获取脉冲电信号，再对此信号进行分频处理，最终使电脉冲信号与实用的计量单位（如：公斤、吨、升、立方米等）之间建立一一对应的关系，并以此驱动计数显示器动态显示输送量和定时停机。工作原理和运行过程如下：泵中齿轮20的每一个齿槽与泵身内壁都形成一个恒定容积的微小密闭空间，入口处的液体在齿轮20转动形成的负压作用下充盈到这些封闭空间中，随着齿轮20转动而被推送至出液口。齿轮20上所有齿槽与泵身内壁形成的微小密闭空间容积之和便构成泵的理论排量，即泵每转的输送量。对于一定结构的齿轮泵，理论排量是个恒定值。由于在泵的一根转轴21上安装有信号孔盘16，齿轮泵每转动一圈，通过光电耦合便能取得一个脉冲信号，因此建立起了电脉冲信号与泵的输送量之间的对应关系。即耦合电路中的每一个脉冲信号对应一个排量的输送液。泵的排量设计得很小，实用计量单位，如：公斤、吨、升、立方米等相当于若干排量的总和（即相当于泵的排量的若干倍），由于耦合到的脉冲信号只与一个排量的输送液一一对应，因而不能直接用来驱动计数显示器，为此在耦合电路与计数显示电路之间设置了分频电路。分频电路的作用是对耦合电路输出的脉冲信号进行运算处理，使最终的脉冲信号与选定的实用计量单位之间建立一一对应的关系，并以这种信号直截驱动计数显示电路进行计数（量）和动态显示输送量由于分频电路可预置分频数，因而可以随意更换计量单位，能够有效地对计量误差进行补偿，保持足够精度。当预定的输送量完成后，计数显示电路便向停机控制电路发出一脉冲信号，使停机控制电路中的继电器得电，继电器得电后，其串联在电机电源上的常闭触头断开，截断电机电源而停机。

运行过程：

第一步：对分频电路置数

根据所使用的计量单位与泵的设计排量之间的比例关系确定出分频电路应预置的分频数N。将分频数N的个、十、百、千位通过拨码开关BK1、BK2、BK3、BK4置入集成片IC1、IC2、IC3、IC4的数据输入端的4～37。然后，按下置数开关T1，便完成置数。使用中若不更换计量单位，只需置数一次。改变计量单位必须对分频电路重新置数。

第二步：设定好计量显示模式

在触头63、64之间转换开关K便可更换计量模式。K向左为减法计量模式，即显示器按预置数字递减计数，到零停机。K向右为加法计量模式，即显示器从零累加到预置数量后回零并停机。

第三步：预置好输送量。

端子57～54，53～50、49～45、44～41分别是输送量个、十、百、千位的置数端。经拨码开关BK8、BK7、BK6、BK5将输送量的个、十、百、千位分别置好，然后按下置数控制开关T3，全部数据进入计数器并显示。置数完毕。

第四步：启动泵：

接通电机电源（380V，50f），电机经皮带14及皮带轮15带动泵转动。被输送液开始从进液嘴1经泵身后流向出液嘴23。与此同时信号孔盘16随轴21每转一圈，光电传感器19（GK）便获取一个脉冲信号。该脉冲信号经分频电路后传至计数显示电路，使显示器动态地显示输送值并在内部自动计数。

第五步：停机

当计数显示电路内部计数到达预置数时，端脚60输出一脉冲信号到停机电路的73号端子，经IC7反相后传至IC8的时钟脉冲端71，从而使IC8的输出端70处于高电位，于是三极管DK1、DK2导通，继电器JQX得电。继电器得电后其串联在电机电源路上的常闭触头断开，电机电源被截断而停机。

以上是正常工作循环运行过程，如果操作时，置数数据有误，按下清零钮T2可清除分频电路数据重新置数，按下开关T4，则可清除计数显示器内的数据重新置数。如因泵的磨损或其它原因造成计量精度的超标，可通过适当调整分频电路的分频数进行补偿。

Claims (1)

1、一种电子计量泵，其特征在于：它由泵体和电子计量显示电路构成，且泵体通过皮带轮(15)、三角皮带(14)、轴(21)与机架的电机联动；

泵体由泵身和泵座构成；泵身包括进液嘴(1)、垫片(2)、螺栓(3)、端盖(4)、中环(5)、端盖(6)、轴(10)、齿轮(20)、轴(21)、出液嘴(23)，两根转轴(10)、(21)均为单边支承方式，前支承点有轴承(9)2只，后支承点有轴承(9)1只，齿轮(20)啮合处于悬臂状，在两轴上各装有1机械密封圈(7)及挡油圈(8)，轴(10)通过闷盖(12)轴向限位，轴(21)通过透盖(13)轴向限位，在轴(21)端部装有皮带轮(15)，和信号孔盘(16)，该信号孔盘(16)用端垫(17)和螺钉(18)紧固在轴(21)端部，进液嘴(1)、出液嘴(23)均由螺纹固定在端盖(4)上；泵座包括机座(11)、闷盖(12)、透盖(13)；泵身通过6个螺栓(3)、2个圆柱销(24)以及轴承(9)与泵座的机座(11)固定；机座(11)用4个螺钉(22)与机架相联；电子计量显示电路的光电传感器〖19〗(GK)也用螺钉固定在机架上；

电子计量显示电路由耦合电路、分频电路、计数显示电路、停机控制电路四个部分组成，耦合电路与分频电路联接，分频电路通过开关K与计数显示电路联接，计数显示电路与停机控制电路联接；

耦合电路由一只带有施密特电路的光电传感路(GK)和电阻(R37)组成，它与固定在轴(21)上的信号孔盘(16)相配合，传感器(GK)的输出端77与分频电路中(IC1)的时钟脉冲端子1相连，其电源输入端78接电源正极。电阻(R37)接于端子77与78之间；

分频电路包括四块集成片(IC1)、(IC2)、(IC3)、(IC4)，四只拨码开关(BK1)、(BK2)、(BK3)、(BK4)，18只电阻(R1)～(R16)、(R33)、(R34)，两只电容(C1)、(C2)，两只按键开关(T1)、(T2)，其中四块集成电路均为CC14522-可预置数的二-十进制1/N计数器，其联接如下：(IC1)时钟脉冲端1与耦合电路的输出端子相连；(IC1)计数输出端10与(IC2)时钟脉冲端11相连；(IC2)计数输出端20与(IC3)时钟脉冲端21相连；(IC3)计数输出端30与(IC4)时钟脉冲端31相连；(IC1)级联反馈输入端9与(IC2)级联输出端18相连；(IC2)级联反馈输入端19与(IC3)级联输出端28相连；(IC3)级联反馈输入端29与(IC4)级联输出端38相连；(IC4)级联反馈输入端39接电源正极；四块集成片预置数据输入端子4～37分别与拨码开关(BK1)、(BK2)、(BK3)、(B4K)相联，每四个端子为一组；拨码开关均接至电源正极，在端子4～37上和分别旁接电阻(R1)～(R16)；四块集成片的预置允许端2、12、22、32与(IC1)级联输出端8共同相连，此结点一端经置数开关(T1)与电源正极相连，另一端接至计数显示电路中的转换开关(K)，此结点为分频电路输出端子，将四块集成片的清零控制端3、13、23、33共同连为一点，此结点一端经清零开关(T2)与电源正极相连，另一端传至停机控制电路中(IC6)的输入端子65，在开关(T1)、(T2)上并联有电容(C1)、(C2)并各旁接一电阻(R33)、(R34)；

计数显示电路主要器件(IC5)是一只四位显示的可逆计数显示器(CL412)，它是CMOS-LED光电组合件，除此以外该电路还包括有四只拨码开关(BK5)、(BK6)、(BK7)、(BK8)、18只电阻(R17)～(R32)、(R35)、(R36)，三只开关(K)、(T3)、(T4)两只电容(C3)、(C4)一只稳压管(WD)，其联接如下：预置数据输入端41～57，每四脚一组，分别与拨码开关(BK5)、(BK6)、(BK7)、(BK8)相联，并各自旁一电阻(R17)～(R32)电源正极接至拨码开关(BK5)、(BK6)、(BK7)、(BK8)以及(IC5)的电源输入端40，(IC5)预置数允许端62经开关(T3)接至电源正极，开关(T3)上并联一电容(C3)，旁接一电阻(R35)，端子62同时接至停机控制电路中(IC6)的输入端66，(IC5)清零控制端61，经开关(T4)与电源正极相连，开关(T4)上并联一电容(C4)，旁接一电阻(R36)起保护作用，(IC5)中显示管公共负极59串接稳压管(WD)与电源负极端子58相连(IC5)借位输出端60与停机控制电路中(IC7)的输入端73相连，为计数显示线电路的输出端子；

停机控制电路由集成片(IC6)(或门CC4075)、(IC7)(反相器C4069)、(IC8)(D触发器CO43)，电阻(R38)(R39)，三极管(DK1)、(DK2)二极管(D)，继电器(JQX)组成，其联接如下：(IC6)输出端67与(IC8)置数允许端74相连，(IC8)输入端69与自身的反相输出端(Q端)68相连，(IC7)输出端72与(IC8)时钟脉冲端71相连，(IC8)输出端70经电阻R38与三B极管(DK1)基极相连，(DK1)发射极与(DK2)相联，在(DK2)基极与发射极之间并接一电阻(R39)，(DK1)、(DK2)集电极相连，再串接继电器后与电源正级相连，继电器两端并联二极管(D)起保护作用。

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