[實(shí)用新型]超聲波分散注射泵

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201320326608.4
• 申請(qǐng)日: 2013-06-07
• 公開（公告）號(hào): CN203285638U
• 公開（公告）日: 2013-11-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 咸威;咸壽榮
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京東方金榮超聲電器有限公司
• 主分類號(hào): F04B15/02
• 分類號(hào): F04B15/02;F04B53/00;F04B49/06;B06B1/06
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

所屬技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及一種液體輸送泵，特別涉及用于均勻分散并輸送含固體顆粒液體的注射泵。

背景技術(shù)

目前在諸多工業(yè)和實(shí)驗(yàn)領(lǐng)域，尤其是噴涂工序中需要輸送含微細(xì)固體顆粒的懸浮液或漿液。例如陶瓷泥漿液、碳黑墨水及碳納米管懸浮液、燃料電池催化劑溶液等，這些液體中均含有直徑從十幾納米到幾十微米的固體顆粒。此種固體顆粒通常存在凝聚性，且密度較大容易沉淀。在輸送過程中，需要讓固體顆粒保持均勻地懸浮分布在液體內(nèi)部，防止其凝聚或沉淀。

通常的液體輸送泵有齒輪泵、蠕動(dòng)泵和注射泵等。齒輪泵在輸送過程中，液體需要與泵體內(nèi)部結(jié)構(gòu)接觸，所以固體顆粒會(huì)殘留在泵體內(nèi)不易清理，而且輸送納米懸浮液的領(lǐng)域通常需要很小的流量，如噴涂燃料電池催化劑的流量通常在1ml/min以內(nèi)，齒輪泵的流量過大，故此不適合使用。蠕動(dòng)泵輸送過程中會(huì)有脈動(dòng)，造成流量不穩(wěn)，不適合用于懸浮液的噴涂工序中。注射泵可以工作在極低流量且精度高，故此通常被作為納米懸浮液或漿料的輸送裝置。

為了讓固體顆粒能保持均勻的懸浮在液體中，通常是將液體樣本放在磁力攪拌、超聲攪拌或超聲波清洗槽等裝置中進(jìn)行分散攪拌，需要使用時(shí)再將懸浮液吸入注射器中將液體通過注射泵輸送到設(shè)備中。但是在輸送過程中，由于沒有攪拌和分散作用，較短時(shí)間后固體顆粒便會(huì)發(fā)生沉淀或凝聚現(xiàn)象，通常20分鐘后固體顆粒就會(huì)完全沉淀在注射器底部，致使所需的固體顆粒無法到設(shè)備中。所以在實(shí)際應(yīng)用中，只能使用容量很小的注射器并縮短液體輸送的時(shí)間，但這樣就會(huì)造成工作效率下降，操作過程繁瑣。

因此，如何提供一種既能確保精確輸送流量，又能在輸送過程中實(shí)時(shí)地均勻分散固體顆粒懸浮液的輸送裝置是本領(lǐng)域一直以來需要解決的問題。

實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型是鑒于這種問題而提出的，其目的是提供一種利用超聲波均勻分散固體顆粒懸浮液并輸送的注射泵。

本實(shí)用新型所述超聲波分散注射泵包括超聲波注射器、注射器推進(jìn)裝置和注射泵控制單元。該注射器推進(jìn)裝置由注射泵泵頭、插裝于泵頭內(nèi)并能做往復(fù)運(yùn)動(dòng)的絲杠以及與絲杠末端連接的步進(jìn)電機(jī)組成。該超聲波注射器與注射泵頭連接，步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)絲杠做直線運(yùn)動(dòng)，絲杠推動(dòng)泵頭和與泵頭連接的超聲波注射器來實(shí)現(xiàn)注射器中的液體輸送。步進(jìn)電機(jī)與注射泵控制單元連接。

該超聲波注射器包括注射器針筒、活塞柱和超聲波發(fā)射頭。該超聲波發(fā)射頭包括壓電振子和發(fā)射頭外殼。壓電振子的形狀通常為圓形或方形，壓電振子安裝于發(fā)射頭外殼。根據(jù)具體使用需要的不同，超聲波發(fā)射頭發(fā)出的超聲波頻率通常在100kHz至5MHz之間，超聲波注射器的容量在1ml至200ml之間。超聲波發(fā)射頭與活塞柱前端連接組成注射器的活塞。超聲波發(fā)射頭向注射器中含有固體顆粒的混合液發(fā)射高頻超聲波振蕩，使固體顆粒均勻的分散在液體中。帶有超聲波發(fā)射頭的注射器與注射泵控制單元連接。

該注射泵控制單元包括高頻超聲波脈沖發(fā)生模塊和步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊。高頻超聲波脈沖發(fā)生模塊發(fā)出與超聲波發(fā)射頭相匹配的超聲波脈沖來激勵(lì)超聲波發(fā)射頭發(fā)出超聲波。高頻超聲波脈沖發(fā)生模塊的電路由電容反饋式自激振蕩電路或它激功放實(shí)現(xiàn)。超聲波分散注射泵的輸送流量由超聲波注射器的容積和注射器推進(jìn)裝置的推進(jìn)速度決定，注射器推進(jìn)裝置的推進(jìn)速度通過步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊對(duì)步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)速的控制來實(shí)現(xiàn)。注射泵控制單元通過RS232或RS485接口與上位機(jī)電腦進(jìn)行外部通訊，上位機(jī)電腦向注射泵控制單元發(fā)出指令，控制超聲波分散注射泵的工作狀態(tài)。

本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下優(yōu)點(diǎn)和有益效果：

本實(shí)用新型在注射泵的注射器活塞上安裝了超聲波發(fā)射頭，當(dāng)注射泵對(duì)含有固體顆粒的混合液輸送時(shí)，超聲波發(fā)射頭向注射器中的混合液發(fā)射高頻超聲波，通過高頻超聲波振蕩將固體顆粒均勻分散在液體中，從而避免了輸送過程中懸浮液中的固體顆粒沉淀或凝聚。

附圖說明

圖1為本實(shí)用新型的一種實(shí)施方式的超聲波分散注射泵的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本實(shí)用新型超聲波注射器的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式：

如圖1所示，本實(shí)用新型公開了一種超聲波分散注射泵，其包括超聲波注射器、注射器推進(jìn)裝置和注射泵控制單元。注射器推進(jìn)裝置包括注射泵泵頭22、插裝于注射泵泵頭22內(nèi)并能做往復(fù)運(yùn)動(dòng)的絲杠21以及與絲杠21末端連接的步進(jìn)電機(jī)23。超聲波注射器與注射泵泵頭22連接，步進(jìn)電機(jī)23轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)絲杠21做直線運(yùn)動(dòng)，絲杠21推動(dòng)注射泵泵頭22和與注射泵泵頭22連接的超聲波注射器，將超聲波注射器中的液體送出。步進(jìn)電機(jī)23與注射泵控制單元相連，注射泵控制單元通過控制步進(jìn)電機(jī)23的轉(zhuǎn)速來控制注射器推進(jìn)裝置的推進(jìn)速度。