一种流体输送计量系统及流体输送装置的制作方法

1.本发明属于流体输送技术领域，具体涉及一种流体输送计量系统及流体输送装置。


背景技术：

2.目前，人们对于进行流体输送通常采用蠕动泵、活塞泵、隔膜泵。这些泵产品结构形态有蠕动挤压、活塞、隔膜单向阀。
3.其中，蠕动泵又叫恒流泵或软管泵，其机械原理十分简单，是通过对泵的弹性输送软管交替进行挤压和释放来泵送流体，其在运作时会产生一个脉冲流，从而影响流体流动的稳定性和连续性；长时间工作后，由于管路弹性及泵片与泵门之间间隙的变化，流体流速也会发生相应变化，从而影响流体输送的精确度。
4.现有的活塞泵靠活塞往复运动使得泵腔工作容积周期变化，实现流体的吸入和排出，其容积相对固定，没有持续吸入和排出的功能，为了控制精度需要付出较高的成本代价。
5.隔膜泵是容积泵中较为特殊的一种形式，它是依靠一个隔膜片的来回鼓动改变工作室容积从而吸入和排出液体的，因隔膜泵流量通常不会太大，因此多数应用在小系统中，而且膜片寿命较短，容易损坏；更重要的是，由于流体出口就是有脉冲，从而可能影响对流体输送的精确控制。
6.因此，提供一种结构设计合理、容量适用范围宽泛、流体流速控制精确度高、使用安全可靠的流体输送计量系统及流体输送装置是非常必要的。


技术实现要素：

7.本发明的目的在于针对现有技术的不足之处，提供一种结构设计合理、容量适用范围宽泛、流体流速控制精确度高、使用安全可靠的流体输送计量系统及流体输送装置。
8.本发明的目的是这样实现的：一种流体输送计量系统，包括筒体、盖体和转动缸体，所述转动缸体的顶端面固定有连接轴，所述连接轴与盖体的顶端面旋转连接，所述转动缸体内设置有上下滑动的活塞，所述活塞上连接有推进机构，所述转动缸体的内部靠近底端的位置处连接有旋转座，所述活塞将转动缸体内部旋转座上方的区域分为第一密封腔和第二密封腔两个腔体，所述旋转座包括底座和上座，所述底座的上表面与上座的下表面之间紧密贴合且旋转连接，所述底座固定连接在筒体内部靠近底端的位置处，所述上座与转动缸体的内侧面固定连接、随转动缸体一起相对筒体和盖体相对旋转，所述底座上左右对称的设置有两个连接通孔a，两个所述连接通孔a分别交替地通过第一连接通道和第二连接通道与第一密封腔和第二密封腔相连，两个所述连接通孔a的底端分别与筒体的侧面上靠近底端位置处的进液口和排液口相连通。
9.进一步地，所述推进机构采用旋转推进联动机构，使得所述活塞可以随转动缸体的旋转同步地沿转动缸体的轴线方向上下移动。
10.进一步地，所述推进机构包括固定在盖体内侧面上的升降导轨，所述升降导轨内滑动的设置有导向杆，所述导向杆上下滑动的设置在转动缸体侧面上的导向槽内，所述活塞包括上下两个活塞头及连接在两个活塞头之间的活塞杆，两个活塞头分别位于转动缸体内部导向槽的上方和下方且分别与转动缸体的内侧面上下滑动连接，所述导向杆的内端固定在活塞杆上，导向杆在升降导轨和导向槽的约束下带动活塞随着转动缸体一起旋转的同时在转动缸体内上下滑动，从而使得第一密封腔和第二密封腔两个腔体的容积发生变化，进而实现第一密封腔和第二密封腔两个腔体内流体的吸排。
11.进一步地，所述底座的上表面180度对称的设置有两个弧形槽，且两个连接通孔a的顶端分别位于两个弧形槽的中心位置处，所述第一连接通道和第二连接通道的底端分别通过不同的弧形槽与相应的连接通孔a相连通，通过弧形槽的设计可以保证第一密封腔和第二密封腔内流体的持续排吸，进而实现流体的持续输注。
12.进一步地，所述第一连接通道包括设置在上座内的连接孔及两端分别与第一密封腔和连接孔相连的连接管，所述连接孔的另一端与底座上表面的弧形槽相连通，在底座与上座相对旋转的过程中，第一密封腔依次通过连接管、连接孔及弧形槽交替地与两个连接通孔a连通，实现第一密封腔内流体的排吸。
13.进一步地，所述第二连接通道包括设置在上座内的连接通孔b，所述连接通孔b的顶端与第二密封腔相连通、底端与底座上表面的弧形槽相连通，在底座与上座相对旋转的过程中，第二密封腔通过连接通孔b及弧形槽交替地与两个连接通孔a连通，实现第二密封腔内流体的排吸。
14.进一步地，所述连接轴采用正多边形机构，或在连接轴上设置有沿其轴向方向上的定位槽，以便于实现连接轴与驱动电机输出轴的快速连接。
15.本发明还提供了一种流体输送装置，包括流体输送计量系统，所述筒体通过可拆卸的方式插接在控制箱体的底端面上且所述连接轴与控制箱体内驱动电机的输出轴相连，所述控制箱体的底端连接有底壳，所述底壳与控制箱体之间通过卡扣可拆卸的连接，所述进液口和排液口分别与进液管和排液管相连。
16.进一步地，所述底壳的下表面固定连接有药盒，所述进液管与药盒内设置的药袋相连通。
17.进一步地，所述控制箱体内还设置有控制器和电池，所述控制器分别与驱动电机、显示器、控制按钮和电池电连接，通过控制器可以根据需要对驱动电机的转速进行调节控制，从而实现对流体输送装置中流体的流速进行调节和控制。
18.本发明的有益效果：1、本发明可以通过控制转动缸体的旋转速度而实现控制流速，更为可观的效果是密封腔体内的流体都是通过旋转180度来实现排吸，再加上通过控制电机的步进量，可以实现高精度的流体输送。
19.2、本发明采用的材料可以是低成本的塑料和陶瓷，从而实现良好的成本效益。
20.3、本发明具有宽泛的流速流量范围，低剪切力，从而可以实现宽泛的应用范围。
21.除了上面所描述的本发明解决的技术问题、构成的技术方案的技术特征以及有这些技术方案的技术特征所带来的优点之外，本发明的其他技术特征及这些技术特征带来的优点，将结合附图作出进一步说明。
附图说明
22.图1是本发明一种流体输送计量系统的结构示意图。
23.图2是本发明一种流体输送计量系统的剖面结构示意图。
24.图3是本发明一种流体输送计量系统中转动缸体的结构示意图。
25.图4是本发明一种流体输送计量系统中旋转座的剖面结构示意图。
26.图5是本发明一种流体输送计量系统中底座的结构示意图。
27.图6是本发明一种流体输送计量系统中盖体的结构示意图。
28.图7是本发明一种流体输送计量系统中活塞的结构示意图。
29.图8是本发明一种流体输送装置在连接药盒的状态下的结构示意图。
30.图9是本发明一种流体输送装置中控制箱体的内部的结构示意图。
31.图中：1、筒体 2、盖体 3、连接轴 4、进液口 5、排液口 6、转动缸体 7、活塞 8、第一密封腔 9、第二密封腔 10、上座 11、底座 12、连接通孔a13、升降导轨 14、导向杆 15、导向槽 16、连接管 17、连接孔 18、连接通孔b19、定位槽 20、活塞杆 21、活塞头 22、控制箱体 23、底壳 24、进液管 25、排液管 26、卡扣 27、电池 28、驱动电机 29、显示器 30、控制按钮 31、控制器 32、弧形槽33、药盒。
具体实施方式
32.为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
33.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、
ꢀ“
顶”、“底”、“内”、
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外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
34.实施例1如图1、图2、图4和图5所示，一种流体输送计量系统，包括筒体1、盖体2和转动缸体6，所述转动缸体6的顶端面固定有连接轴3，所述连接轴3与盖体2的顶端面旋转连接，所述转动缸体6的内部靠近底端的位置处连接有旋转座，所述旋转座包括底座11和上座10，所述底座11与上座10旋转连接，底座11的上表面和上座10的下表面相贴合的面为类似陶瓷片的光滑面，使其既能顺利的做相对运动又能保证密封作用以使流体按规定的腔道流动，所述底座11固定连接在筒体1内部靠近底端的位置处，所述上座10与转动缸体6的内侧面固定连接，在通过连接轴3带动转动缸体6旋转的过程中，旋转座中的上座10相对于底座11旋转，所述活塞7将转动缸体6内部上座10上方的区域分为第一密封腔8和第二密封腔9两个腔体，所述底座11上左右对称的设置有两个连接通孔a12，两个所述连接通孔a12分别通过第一连接通道和第二连接通道与第一密封腔8和第二密封腔9相连，所述底座11的上表面对称的设置有两个弧形槽32，且两个连接通孔a12的顶端分别位于两个弧形槽32的中心位置处，所述第一连接通道和第二连接通道的底端分别通过不同的弧形槽32与相应的连接通孔a12相连通，通过弧形槽32可以保证第一密封腔8、第二密封腔9分别与进液口4和排液口5的持续连
通，两个所述连接通孔a12的底端分别与筒体1的侧面上靠近底端位置处的进液口4和排液口5相连通，在上座10相对于底座11旋转的过程中，两个连接通孔a12交替地分别通过第一连接通道和第二连接通道与第一密封腔8和第二密封腔9相连通，第一密封腔8和第二密封腔9分别与两个连接通孔a12同时连通或断开，使得第一密封腔8和第二密封腔9交替地与进液口4和排液口5相连通，所述转动缸体6内上下滑动的连接有活塞7，所述活塞7上连接有推进机构，在第一密封腔8和第二密封腔9循环着交替地与进液口4和排液口5相连通的过程中，推进机构推动活塞7不断地沿转动缸体6的内侧壁上下滑动，且旋转缸体6每旋转一周活塞正好完成两个行程，即从一个极限位置运行至另一极限位置后又回至原位，从而不断地将第一密封腔8内的流体从排液口5排出、并同步地从进液口4向第二密封腔9内抽吸流体或将第二密封腔9内的流体从排液口5排出、并同步地从进液口4向第一密封腔8内抽吸流体，通过控制转动缸体6的转速及活塞7上下滑动的速度，可以精确控制单位时间内该流体输送计量系统的输送量。
35.具体工作过程：（1）初始位置：活塞位于转动缸体的中心位置处，第一连接通道和第二连接通道的底端均分别与两连接通孔a的位置相对应，此时第一密封腔和第二密封腔内的流体体积相同均为0.5v；（2）连接轴带动转动缸体旋转90
°
，此过程中，第一密封腔通过第一连接通道、相应的弧形槽及连接通孔a与排液口相连通、第二密封腔通过第二连接通道、相应的弧形槽及连接通孔a与进液口相连通，推进机构推动活塞从转动缸体的中心位置处沿转动缸体的轴线方向向上移动至上极限位置处，从而逐渐将第一密封腔内的流体从排液口排出，并同时从进液口向第二密封腔内抽吸流体，直至第一连接通道与第二连接通道的底端分别对称的位于底座的上表面上两弧形槽之间的位置处时，此时，第一密封腔与排液口、第二密封腔与进液口分别断开连通，此时，第一密封腔内流体体积为0，第二密封腔内流体体积为v；（3）驱动电机带动转动缸体继续旋转180
°
，此时，第一密封腔逐渐与进液口相连通、第二密封腔逐渐与排液口相连通，此过程中，推进机构推动活塞从转动缸体的上极限位置处沿转动缸体的轴线方向向下移动至下极限位置处，从而逐渐将第二密封腔内的流体从排液口排出，并同时从进液口向第一密封腔内抽吸流体，直至第一连接通道与第二连接通道的底端分别对称的位于底座的上表面上两弧形槽之间的位置处时，此时，第一密封腔与进液口、第二密封腔与排液口分别断开连通，此时，第一密封腔内流体体积为v，第二密封腔内流体体积为0；（4）驱动电机带动转动缸体继续旋转180
°
，此过程中，第一密封腔与排液口相连通、第二密封腔与进液口相连通，推进机构推动活塞从转动缸体的下极限位置处沿转动缸体的轴线方向向上移动至上极限位置处，从而逐渐将第一密封腔内的流体从排液口排出，并同时从进液口向第二密封腔内抽吸流体，直至第一连接通道与第二连接通道的底端分别对称的位于底座的上表面上两弧形槽之间的位置处时，此时，第一密封腔与排液口、第二密封腔与进液口分别断开连通，此时，第一密封腔内流体体积为0，第二密封腔内流体体积为v；重复上述（3）和（4）两个步骤，实现流体的持续输送。
36.如图8和图9所示，一种流体输送装置，包括流体输送计量系统，所述筒体1通过可
拆卸的方式插接在控制箱体22的底端面上且所述连接轴3与控制箱体22内驱动电机28的输出轴相连，所述控制箱体22的底端连接有底壳23，所述底壳23与控制箱体22之间通过卡扣26可拆卸的连接，所述进液口4和排液口5分别与进液管24和排液管25相连，所述连接轴3上设置有沿其轴向方向上的定位槽19，使用时，将进液管24与排液管25分别与进液口4和排液口5相连，然后将上述输送机构的筒体1通过插接的方式固定在控制箱体22底端面上的插接口内，连接轴3通过插接的方式与驱动电机28的输出轴固定连接，之后将底壳23通过卡扣26快速的与控制箱体22进行固定，有效防止输送机构从控制箱体22的底端面上脱落。
37.实施例2如图1-7所示，一种流体输送计量系统，包括筒体1、盖体2和转动缸体6，所述转动缸体6的顶端面固定有连接轴3，所述连接轴3与盖体2的顶端面旋转连接，所述转动缸体6的内部靠近底端的位置处连接有旋转座，所述旋转座包括底座11和上座10，所述底座11与上座10旋转连接，底座11的上表面和上座10的下表面相贴合的面为类似陶瓷片的光滑面，使其既能顺利的做相对运动又能保证密封作用以使流体按规定的腔道流动，所述底座11固定连接在筒体1内部靠近底端的位置处，所述上座10与转动缸体6的内侧面固定连接，在通过连接轴3带动转动缸体6旋转的过程中，旋转座中的上座10相对底座11旋转，所述活塞7将转动缸体6内部上座10上方的区域分为第一密封腔8和第二密封腔9两个腔体，所述底座11上左右对称的设置有两个连接通孔a12，两个所述连接通孔a12分别通过第一连接通道和第二连接通道与第一密封腔8和第二密封腔9相连通，所述底座11的上表面180度对称的设置有两个弧形槽32，且两个连接通孔a12的顶端分别位于两个弧形槽32的中心位置处，所述第一连接通道包括设置在上座10内的连接孔17及两端分别与第一密封腔8和连接孔17相连的连接管16，所述连接孔17的另一端与底座11上表面的其中一个弧形槽32相对应，所述第二连接通道包括设置在上座10内的连接通孔b18，所述连接通孔b18的顶端与第二密封腔9相连通，底端与底座11上表面的另一个弧形槽32相对应，所述第一连接通道包括设置在转动缸体6中心的连接管16及设置在上座10内的连接孔17，所述连接管16的顶端与第一密封腔8相连通、底端与连接孔17相连，所述连接孔17的另一端与连接通孔a12的顶端相对应，所述第二连接通道包括设置在上座10内的连接通孔b18，所述连接通孔b18的顶端与第二密封腔9相连通、底端与连接通孔a12的顶端位置相对应，通过弧形槽32可以保证第一密封腔8、第二密封腔9分别与进液口4和排液口5的持续连通，两个所述连接通孔a12的底端分别与筒体1的侧面上靠近底端位置处的进液口4和排液口5相连通，在上座10相对于底座11旋转的过程中，上座10内的连接孔17及连接通孔b18交替地与两个连接通孔a12分别相连通，从而使得两个连接通孔a12交替地分别与第一密封腔8和第二密封腔9相连通，从而使得第一密封腔8和第二密封腔9交替地与进液口4和排液口5相连通，所述转动缸体6内上下滑动的连接有活塞7，所述活塞7包括上下两个活塞头21及连接在两个活塞头21之间的活塞杆20，两个活塞头21分别位于转动缸体6内部导向槽15的上方和下方且分别与转动缸体6的内侧面上下滑动连接，所述导向杆14的内端固定在活塞杆20上，所述导向杆14上下滑动的设置在转动缸体6侧面上的导向槽15内，且所述导向杆14的外端滑动的设置在盖体2内侧面上的升降导轨13内，在转动缸体6旋转的过程中，导向杆14随转动缸体6一起旋转，此时在升降导轨13的推动下，导向杆14带动活塞7沿转动缸体6的轴线方向向上或向下移动，旋转缸体6每旋转一周活塞正好完成两个行程，即从一个极限位置运行至另一极限位置后又回至原位，在第一密
封腔8和第二密封腔9循环着交替地与进液口4和排液口5相连通的过程中，推进机构推动活塞7不断地沿转动缸体6的内侧壁上下滑动，从而不断地将第一密封腔8内的流体从排液口5排出、并同步地从进液口4向第二密封腔9内抽吸流体或将第二密封腔9内的流体从排液口5排出、并同步地从进液口4向第一密封腔8内抽吸流体，通过控制转动缸体6的转速及活塞7上下滑动的速度，可以精确控制单位时间内该流体输送计量系统的输送量。
38.该流体输送计量系统具体工作过程同实施例1。
39.如图8和图9所示，一种流体输送装置，包括流体输送计量系统，所述筒体1通过可拆卸的方式插接在控制箱体22的底端面上且所述连接轴3与控制箱体22内驱动电机28的输出轴相连，所述控制箱体22的底端连接有底壳23，所述底壳23与控制箱体22之间通过卡扣26可拆卸的连接，所述进液口4和排液口5分别与进液管24和排液管25相连，所述连接轴3上设置有沿其轴向方向上的定位槽19，所述底壳23的下表面固定连接有药盒33，所述进液管24与药盒33相连通，使用时，将进液管24与排液管25分别与进液口4和排液口5相连，然后将上述输送机构的筒体1通过插接的方式固定在控制箱体22底端面上的插接口内，连接轴3通过插接的方式与驱动电机28的输出轴快速连接，之后将底壳23通过卡扣26快速的与控制箱体22进行固定，有效防止输送机构从控制箱体22的底端面上脱落；所述控制箱体22内还设置有控制器31和电池27，所述控制器31分别与驱动电机28、显示器29、控制按钮30和电池27电连接，通过控制按钮30和控制器31可以对驱动电机28的转速进行调节，进而控制流体的输送速度，通过显示器29可以直观地显示流体的流速或驱动电机的转速，所述电池27包括锂电池和干电池，既可以外接电源使用、也可在不方便插接电源时独立使用。
40.除非另作定义，此处使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本技术说明书以及权利要求书中如使用“一个”或者“一”等类似词语也不必然表示数量限制。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。
41.最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。