专利名称：电液比例定量泵的制作方法
技术领域：
本实用新型属于流体定量领域，具体涉及一种用于化学试剂精确定量的电液比例
定量泵。
背景技术：
目前，在化工、制药、医疗分析仪器等领域的流体(化学试剂)精确定量和分配系统中，一般采用的方法为膜片式定量泵、柱塞式定量泵和注射器。膜片式定量泵的驱动方式主要包括气动或液压驱动和电机驱动。在气动或液压传动中，靠正负压交替作用，驱动膜片分别与气室壁和液室壁贴合，实现吸排液动作，该种方式需要构建包括气源、流体控制与传动元件在内的流体传动系统，系统复杂，成本高，而且受制于泵室容腔大小，只能实现单一容量的精确定量；电机驱动方式是通过凸轮等传动机构，把电机旋转运动转化为推杆的往复运动，推拉膜片实现吸排液，这种定量泵传动系统复杂，成本高，体积较大，排量单一固定；柱塞式定量泵一般为轴向流道结构，动力元件与流体相接触，一般用于油等无腐蚀液体的定量；注射器一般为电机驱动丝杆、凸轮、带轮等传动系统，推动活塞或柱塞往复运动，实现流体的吸排与定量，其传动复杂，成本高，体积较大， 密封副寿命短，且存在微量渗漏等不足。
发明内容为了解决现有流体定量系统存在的定量体积单一，系统复杂，成本高、体积大、寿命不足等问题，本实用新型提供一种电液比例定量泵，该电液比例定量泵体积小，成本低， 免维护，而且可以实现多种容积的精确定量。本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是一种电液比例定量泵，包括泵体和固定在泵体外侧的电磁铁。所述的泵体包括泵头、膜片和泵座，泵头与泵座固定连接， 膜片位于两者之间，与泵头合围成一泵室，所述的泵室至少有一个出口与外部连通，所述的电磁铁的动铁芯具有第一、第二两个极限位置，在第一极限位置时，动铁芯在弹簧力作用下伸出，并被泵座上的限位块限位，在第二极限位置时，动铁芯在电磁力作用下克服弹簧力回缩，被挡铁挡住限位，在第一与第二位置之间的区域为工作区。所述的动铁芯在工作区域内往复运动，推动膜片往复运动实现液体的定量吸排。改变电流大小，亦可以改变动铁芯动作平衡位置，实现不同液量的吸排。本实用新型的有益效果是1、采用电磁铁作为驱动元件，结构和驱动简单，体积小，成本低廉、寿命长。2、电磁铁挡铁位置精确可调，可以实现不同排量的精确标定；3、电磁铁采用比例电磁铁，可以通过改变驱动电流实现不同的排液量，改变以往排量单一的问题； 4、流体与传动元件隔离，可以广泛使用在各种腐蚀性流体中。
以下结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。[0008]
图1是本实用新型的一个实施例的剖视示意图。图2是本实用新型的一个实施例的泵体部分剖视示意图。图3a是普通开关电磁铁在不同电流下动铁芯位移与电磁力曲线示意图。图北是比例电磁铁在不同电流下动铁芯位移与电磁力曲线示意图。图中1.泵头，2.泵座，3.端盖，4.电磁铁壳，5.隔磁环，6.电磁线圈，7.挡铁，8.锁紧螺母，9.轴承，10.套筒，11.动铁芯，12.弹簧，13.膜片，14.泵室，15.上出口，16.排气孔，17.骨架，18.橡胶膜片，19.下出口。
具体实施方式
以下结合附图及实施例对本实用新型做进一步描述参见附
图1 图2，一种电液比例定量泵，包括泵体和安装在泵体外侧的电磁铁， 所述的泵体包括泵头1、膜片13和泵座2，泵头1与泵座2固定连接，所述的膜片13位于泵体内，与泵头1内腔围成一泵室14。泵室14截面为圆形，至少有一个出口与外部连通，在本实施例中，有两个出口连通泵室与外侧，上出口 15和下出口 19均沿泵室14截面的径向分布，两者间隔180°。所述的膜片13是由橡胶膜片18包覆在刚性骨架17表面构成，呈圆盘形，其靠近泵室14的一侧为工作表面，其表面被橡胶膜片18全部包住。所述的泵座2有一过孔，供推杆从中穿过并导向，侧面另有至少一个排气孔16，以免膜片13往复运动时因气流阻滞而产生阻力。所述的电磁铁包括电磁线圈6、动铁芯11、挡铁7、电磁铁壳4、端盖3、隔磁环5、弹簧12、锁紧螺母8和轴承9，所述的动铁芯11与推杆合成一体，前端穿过泵座2导向孔与膜片骨架17连接，所述的动铁芯11前部有阶梯形轴肩。在电磁铁未通电时，动铁芯在弹簧12 的作用下，运动到第一极限位置，其轴肩前侧抵住泵座2过孔处的端面。所述的弹簧12两端分别抵住动铁芯11轴肩的后侧和端盖3端面，并套在动铁芯11上。当电磁铁通电时，在电磁力作用下，动铁芯11被挡铁7吸合，动铁芯运动到第二极限位置。在第二极限位置，动铁芯11端面与挡铁7端面贴合，并被挡铁7限位。动铁芯在前后往复运动中，分别被固定的泵座2和挡铁7挡住限位，形成第一极限位置和第二极限位置，即动铁芯只能在所述的第一极限位置和第二极限位置之间运动。所述的挡铁7由非导磁性材料制成，与电磁铁壳4螺纹连接，其位置可调，在电磁铁壳4外侧有锁紧螺母8，将位置调整好的挡铁7锁紧定位。本实施例的工作过程如下在使用前，先对所述的电液比例定量泵进行灌注和精确标定。灌注时，在下出口 19 外接注射器推液或其它液体输入源输入液体，使液体充满泵室14并从上出口 15排出，通过灌注过程把泵室14内气体排出。亦可以给电磁铁多次通电，执行吸排动作，直至泵室14中气泡被全部排出。接下来进行排量标定，先松开锁紧螺母8，调整挡铁7位置并锁紧螺母8， 然后执行吸排动作。对比吸排液量与设定液量之间的差值，如果满足要求，则标定完成，否则松开螺母8，调整挡铁7位置后重复标定动作，直至吸排液量满足精度要求。在使用中，下出口 15和上出口 19分别作为入液口和排液口，亦可以出入液口共用一个出口，另一个液口堵住，电磁铁通电，动铁芯11在电磁力作用下，克服弹簧力回缩，带动膜片13向电磁铁一侧运动，使泵室14内产生一定负压，液体从入口处被吸入泵室14内， 如果电流增大到一定程度，使得电磁力一直大于弹簧力，则动铁芯11在电磁力作用下到达第二极限位置，即动铁芯11被挡铁7挡住限位。电磁铁断电，则电磁力消失，动铁芯11在弹簧力的作用下伸出，动铁芯11在弹簧力作用下运动到第一极限位置，其轴肩抵住泵座2 上的相应过孔端面，动铁芯11运动推动膜片13向泵头1运动，压缩泵室14内的液体从出口排出。在上出口 15和下出口 19的外侧，应加单向阀，防止液体反流。所述的电磁铁通电过程中，动铁芯11受电磁力、弹簧力和吸入液体阻力，动铁芯 11到达一定位置时，三者达到平衡。电磁铁磁力与位移和电流的关系曲线如图3所示。图 3b所示为典型的比例电磁铁电磁力与动铁芯位移关系曲线，由于隔磁环5和磁路的恰当设计，当电流恒定时，在工作区内电磁力近似为固定值，而弹簧力是线性的，所以当电流固定时，在工作区域内某一点，电磁力和弹簧力及液体阻力三者达到平衡，电磁铁每次通电和断电时，动铁芯11在该平衡位置和第一极限位置之间的区域内动作，实现固定的吸排液量。 通过改变电流大小，调节动铁芯11的不同工作区间，实现不同液量的定量。当电流增大到一定程度，电磁力大于在第二极限位置的弹簧力，则动铁芯11被挡铁7限位，动铁芯11被吸合到第二极限位置，动铁芯11只能在第一和第二极限位置之间运动，此时实现最大排量。调节挡铁7的位置，就可以精确设定最大吸排液量。所述的电磁铁如改为普通电磁铁，则取消隔磁环5，挡铁7采用软磁性材料，其动铁芯运动位移与电磁力的关系图3a所示， 电磁力与位移关系为单调降低，即动铁芯距离挡铁位移越远，则电磁力越小，不存在电磁力固定的区域。在气隙区间内电磁力不固定，此时动铁芯11只在第一极限位置和第二极限位置被挡住限位时才为稳定状态，定量泵标定好后，只能实现单一容积液体的定量吸排。通常情况下，定量泵靠挡铁7限位工作的定量精度要优于在工作区内靠调节电流定位的排液精度。本实用新型中，膜片13亦可以用柱塞加密封圈或者活塞代替，也可以实现相同的效果，动铁芯与膜片也可以通过推杆连接或由端盖等其他元件进行运动限位，弹簧也可以
由拉簧代替。以上内容是结合具体的优选实施方式对本实用新型所作的进一步详细说明，不能认定本实用新型的具体实施只局限于这些说明。对于本实用新型所属的技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干推演或替换，都应当视为属于本实用新型的保护范围。
权利要求1.一种电液比例定量泵，包括泵体和固定在泵体外侧的电磁铁，其特征是所述的泵体包括泵头、膜片和泵座，泵头与泵座固定连接，膜片位于两者之间，与泵头合围成一泵室， 所述的泵室至少有一个出口与外部连通，所述的电磁铁的动铁芯具有第一、第二两个极限位置，在第一极限位置时，动铁芯在弹簧力作用下伸出，并被泵座上的限位块限位，在第二极限位置时，动铁芯在电磁力作用下克服弹簧力回缩，被挡铁挡住限位，在第一与第二位置之间的区域为工作区。
2.根据权利要求1所述的电液比例定量泵，其特征是所述的电磁铁挡铁为软磁性材料，与电磁铁壳螺纹连接，其位置可调，并可以用锁紧螺母锁紧定位。
3.根据权利要求1所述的电液比例定量泵，其特征是所述的电磁铁为比例电磁铁，其挡铁为非导磁性材料，与电磁铁壳螺纹连接，其位置可调，并可以用锁紧螺母锁紧定位。
4.根据权利要求1所述的电液比例定量泵，其特征是所述的泵室截面为圆形，具有两个出口，两个出口沿泵室截面径向分布。
5.根据权利要求1所述的电液比例定量泵，其特征是所述的膜片为刚性骨架与橡胶的复合件，其骨架朝向泵室的一侧被橡胶膜片完全包覆。
6.根据权利要求1所述的电液比例定量泵，其特征是所述的膜片为外缘具有柔性的活塞或柱塞与密封圈组合件。
7.根据权利要求1所述的电液比例定量泵，其特征是两个出口间隔角度为180°。
专利摘要一种可以实现多个排量精确定量的电液比例定量泵，包括泵体和安装在泵体外侧的电磁铁，所述的泵体包括泵头、膜片和泵座，泵头和泵座固定连接，膜片位于泵头和泵座中间，并与泵头合围成泵室，所述的泵室至少有一个出口与外部连通。所述的电磁铁动铁芯穿过泵座与膜片连接，并在电磁力和弹簧力的作用下带动膜片往复运动，实现液体的定量吸排，所述的动铁芯运动两侧极限点分别被泵座和挡铁限位。采用电磁铁作为驱动，可以简化定量泵结构，降低成本，提高使用寿命，电磁铁采用比例电磁铁，可以实现在工作区域内多个排量的定量，改变以往定量泵只能实现一种体积定量的弊端。
文档编号F04B13/00GK201943911SQ201020560178
公开日2011年8月24日 申请日期2010年10月12日 优先权日2010年10月12日
发明者肖桂连 申请人:肖桂连