[發明專利]一種伺服電機驅動的槽凸輪式微流量柱塞泵

有效

• 申請號: 201610954125.7
• 申請日: 2016-11-03
• 公開（公告）號: CN106499608B
• 公開（公告）日: 2018-04-17
• 發明（設計）人: 李靖祥;邱皓;趙升噸;薛江鵬
• 申請（專利權）人: 西安交通大學;西安交通大學蘇州研究院
• 主分類號: F04B17/03
• 分類號: F04B17/03;F04B1/16;F04B53/00;F04B49/20
• 代理公司: 西安智大知識產權代理事務所61215
• 代理人: 賀建斌

技術領域

本發明屬于高壓微流量泵技術領域，具體涉及一種伺服電機驅動的槽凸輪式微流量柱塞泵。

背景技術

高壓微流量泵是醫用液相色譜儀的重要部件，其輸出流量的精度及平穩性將直接影響色譜檢測的結果。液相色譜儀在檢測溶液時，一般只需少量溶液即可進行分析，故需要一種流速范圍可控、輸出流量穩定的微流量泵。

目前市場上常見的高壓微流量泵多采用雙柱塞往復泵結構，步進電機帶動凸輪轉動，從而驅動主副泵頭的往復運動，實現流動相的連續輸送，調節步進電機的轉速可控制流動相的輸出流量。但這種泵的流量控制精度較差，在低流速運行時流量波動明顯，造成色譜檢測誤差；配流采用的單向閥加工工藝復雜，容易堵塞，清洗不便，成本較高。此外，一般柱塞泵需采用彈簧實現柱塞的回復運動，增加了柱塞尺寸，并且由于彈簧有一定剛度，加大了排液時的負載，同時對吸液過程的動態性能產生影響；柱塞泵的主副凸輪分散安裝在同一根軸上，吸排液過程不夠平穩。

發明內容

為了克服上述現有技術的缺點，本發明的目的在于提供一種伺服電機驅動的槽凸輪式微流量柱塞泵，保證流動相的穩定輸出，實現泵輸出流量的精確控制。

為了達到上述目的，本發明采取的技術方案為：

一種伺服電機驅動的槽凸輪式微流量柱塞泵，包括泵體6，泵體6與上端蓋2和下端蓋14固定連接并密封，上端蓋2上固定的伺服電機1的電機軸與諧波減速器組件4連接，諧波減速器組件4包括相互配合的輸入剛輪25和輸出剛輪24，輸入剛輪25與上端蓋2固定連接，輸出剛輪24與套筒23固定連接，套筒23、輸出剛輪24通過第一軸承3連接在泵體6內壁，套筒23與軸16的上端連接，軸16中部開有槽凸輪18，槽凸輪18是由軸16中部的兩平行曲面與圓柱面圍成的環形槽道，曲面形狀是由兩周期曲線首尾連接，圍繞軸16一周所得的形狀；

泵體6中部沿圓周均布4個柱塞孔17，柱塞21下部與柱塞孔17通過密封圈形成滑動密封配合，柱塞21上部與直線軸承22形成滑動配合，直線軸承22安裝在內板5上，內板5安裝在泵體6的臺肩上，連桿20與柱塞21作為整體加工成一體，連桿20的臺肩上裝有塑料軸承19，塑料軸承19安裝在槽凸輪18內，與槽凸輪18形成滾動配合；

軸16的下端通過第二軸承15安裝在下端蓋14內，軸16下部連接配油盤7，配油盤7與泵體6通過多個密封圈在配油盤7的徑向和端面形成動密封配合，配油盤7和柱塞孔17配合。

所述的配油盤7上設有2個吸液槽8和2個排液槽13，在吸液槽8的底部開有環形吸液流道12，在排液槽13的底部開有環形排液流道10，吸液槽8的底部通過配油盤7上的吸液孔9與環形吸液流道12連通，排液槽13的底部通過配油盤7上的排液孔11與環形排液流道10連通，泵體6上設有與環形吸液流道12連通的吸液口P，以及與環形排液流道10連通的排油口A。

所述的伺服電機1結合槽凸輪18的曲線進行調速，改變轉速大小和波動，實時調節泵的輸出流量，并維持輸出流量穩定。

本發明與現有技術相比，具有以下優點：采用槽凸輪一體化結構，去除了原有的彈簧回復結構，排液過程連續穩定，可通過控制電機轉速實時調節并穩定輸出流量，流速范圍廣。

附圖說明

圖1是本發明柱塞21處于高位的結構示意圖。

圖2是本發明柱塞21處于低位的結構示意圖。

圖3是本發明槽凸輪18的三維示意圖。

圖4是本發明配油盤7的俯視圖。

圖5是圖4的B-B截面的剖視圖。

具體實施方式

下面結合附圖對本發明作進一步的詳細說明。

參照圖1、圖2、圖3、圖4和圖5，一種伺服電機驅動的槽凸輪式微流量柱塞泵，包括泵體6，泵體6與上端蓋2和下端蓋14固定連接并密封，上端蓋2上固定的伺服電機1的電機軸與諧波減速器組件4連接，諧波減速器組件4包括相互配合的輸入剛輪25和輸出剛輪24，輸入剛輪25與上端蓋2固定連接，輸出剛輪24與套筒23固定連接，套筒23、輸出剛輪24通過第一軸承3連接在泵體6內壁，第一軸承3的外圈通過上端蓋2和泵體6定位，內圈通過輸出剛輪24和套筒23的臺肩定位，套筒23通過鍵與軸16的上端連接，軸16中部開有槽凸輪18；