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【发明授权】一种高精度滚珠式蠕动泵_四川轻化工大学_201910671170.5 

申请/专利权人:四川轻化工大学

申请日:2019-07-24

公开(公告)日:2020-12-25

公开(公告)号:CN110332099B

主分类号:F04B43/12(20060101)

分类号:F04B43/12(20060101)

优先权:

专利状态码:有效-授权

法律状态:2020.12.25#授权;2019.11.08#实质审查的生效;2019.10.15#公开

摘要:本发明公开了高精度滚珠式蠕动泵,包括固定件、转动件和若干个滚珠;固定件包括底盘和主体,底盘上设置有中心孔;主体具有容纳腔和软管保持通道,以及对应设置在容纳腔上下底面的一对滚珠保持槽;转动件设置在容纳腔中,转动件设置有T形中间孔且侧表面具有若干个滚珠容纳槽,电机的转动轴穿过底盘的中心孔并插入固定在转动件的T形中心孔内;若干个滚珠布置在转动件的若干个滚珠容纳槽中且位于一对滚珠保持槽之间;软管安装在软管保持通道中。本发明利用随电机同步转动的转动件来驱动滚珠的转动,同时依靠圆形轨迹的滚珠保持槽来固定滚珠的转动轨迹,确保作为挤压单元的滚珠对软管的稳定挤压程度,极大提升滚珠式蠕动泵的稳定性与可靠性。

主权项:1.一种高精度滚珠式蠕动泵,其特征在于,所述蠕动泵包括固定件、转动件和若干个滚珠;所述固定件包括主体,主体具有容纳腔和软管保持通道,软管保持通道位于容纳腔外侧并与容纳腔连通,主体还具有对应设置在容纳腔上下底面的一对滚珠保持槽;所述转动件设置在容纳腔中,转动件设置有T形中心孔且侧表面具有由齿隔开的若干个滚珠容纳槽,电机的转动轴穿过固定件并插入固定在转动件的T形中心孔内;所述若干个滚珠分别布置在转动件的若干个滚珠容纳槽中并且位于主体的一对滚珠保持槽之间,所述滚珠保持槽为与转动件同心的环形槽且槽宽度为0.2~1mm,所述一对滚珠保持槽的槽中心位置高度比滚珠直径大且槽边缘高度比滚珠直径小,滚珠能够随着转动件的转动而转动并且能够在滚珠容纳槽中自由转动而不脱出;其中,在转动件转动的过程中,存在至少1个滚珠能够实现对安装在软管保持通道中软管的完全挤压。

全文数据:一种高精度滚珠式蠕动泵技术领域本发明涉及蠕动泵的技术领域,更具体地讲,涉及一种高精度滚珠式蠕动泵。背景技术蠕动泵是一种常用的液体输送装置,在液体输运过程中具有较好的稳定性,被大范围应用于需要准确定量及微流速液体输运领域。目前,常用的蠕动泵根据挤压部件的不同有滚柱式和滚珠式两种。其中,滚柱式蠕动泵在运转过程中,作为挤压单元的滚柱需要围绕设置于滚柱中心的中心轴进行转动,很难做到微型化。而滚珠式蠕动泵由于取消了中心的中心轴设置,用滚珠代替传统的滚柱,在微型化、多通道应用领域具有较大的技术优势,并且在微升级别及以下的微流量应用领域,其脉动非常小,稳定性好,弥补了传统蠕动泵无法真正实现微流量连续进样的缺陷。然而,现有的滚珠式蠕动泵,所采用的滚珠均是设置在其内部随电机轴同步转动的转动件上,受加工工艺及加工精度的影响,很难保证每个滚轴保持部位的一致性,从而造成每个滚珠对软管的挤压程度不同,直接影响了蠕动泵流量的稳定性及一致性。发明内容为了解决现有技术中存在的问题,本发明的目的是提供一种流量稳定性及一致性更高的高精度滚珠式蠕动泵。本发明公开了一种高精度滚珠式蠕动泵,所述蠕动泵包括固定件、转动件和若干个滚珠;所述固定件包括主体,主体具有容纳腔和软管保持通道,软管保持通道位于容纳腔外侧并与容纳腔连通,主体还具有对应设置在容纳腔上下底面的一对滚珠保持槽;所述转动件设置在容纳腔中,转动件设置有T形中间孔且侧表面具有由齿隔开的若干个滚珠容纳槽,电机的转动轴穿过固定件并插入固定在转动件的T形中心孔内;所述若干个滚珠分别布置在转动件的若干个滚珠容纳槽中并且位于主体的一对滚珠保持槽之间,滚珠能够随着转动件的转动而转动并且能够在滚珠容纳槽中自由转动而不脱出;其中,在转动件转动的过程中,存在至少1个滚珠能够实现对安装在软管保持通道中软管的完全挤压。根据本发明高精度滚珠式蠕动泵的一个实施例,所述转动件为齿轮状结构,每个齿位于两个滚珠之间,齿的个数与滚珠容纳槽的个数和滚珠的个数相同。根据本发明高精度滚珠式蠕动泵的一个实施例,所述若干个滚珠均匀地分布在滚珠保持槽内,所述滚珠为满珠分布或嫌隙分布。根据本发明高精度滚珠式蠕动泵的一个实施例,所述滚珠保持槽为与转动件同心的环形槽且槽宽度为0.2~1mm,所述一对滚珠保持槽的槽中心位置高度比滚珠直径大且槽边缘高度比滚珠直径小。根据本发明高精度滚珠式蠕动泵的一个实施例,所述滚珠能够在滚珠保持槽中绕转动件的中心轴自由转动且不会掉出滚珠保持槽,所有滚珠的运动轨迹均为圆形且相对于转动件的中心轴的距离恒定不变。根据本发明高精度滚珠式蠕动泵的一个实施例,所述软管保持通道由位于固定件的主体内侧的圆弧状凹槽和位于所述圆弧状凹槽两端并由主体内侧贯穿至主体外侧的孔状通道组成。根据本发明高精度滚珠式蠕动泵的一个实施例,所述圆弧状凹槽与滚珠的位置相对应并且滚珠与软管保持通道的圆弧状凹槽之间形成月牙状间隙,软管的被挤压段位于所述月牙状间隙内。根据本发明高精度滚珠式蠕动泵的一个实施例,所述主体中设置有1根或多根软管保持通道,软管保持通道的数量等于蠕动泵的输送液体通道数。根据本发明高精度滚珠式蠕动泵的一个实施例,所述固定件还包括顶盖和底盘并且所述固定件由底盘、主体和顶盖装配而成,所述底盘上设置有中心孔和固定孔,固定件通过底盘上的固定孔安装在电机的端面上,电机的转动轴穿过底盘的中心孔插入固定在转动件的T形中心孔内。本发明提供的高稳定性滚珠式蠕动泵,利用随电机同步转动齿轮状结构来驱动滚珠的转动,同时依靠圆形轨迹的滚珠保持槽结构来固定滚珠的转动轨迹,确保了作为挤压单元的滚珠对软管的稳定挤压程度,极大提升了滚珠式蠕动泵的稳定性与可靠性。附图说明图1示出了根据本发明示例性实施例的高精度滚珠式蠕动泵的横向剖面结构示意图。图2示出了根据本发明示例性实施例的高精度滚珠式蠕动泵的纵向半剖结构示意图。附图标记说明:1-固定件、11-底盘、111-固定孔、112-中心孔、12-主体、121-软管保持通道、122-滚珠保持槽、123-容纳腔、13-顶盖、2-转动件、21-T形中心孔、22-滚珠容纳槽、3-电机、4-滚珠、5-软管。具体实施方式本说明书中公开的所有特征,或公开的所有方法或过程中的步骤,除了互相排斥的特征和或步骤以外,均可以以任何方式组合。本说明书中公开的任一特征,除非特别叙述,均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即,除非特别叙述,每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。下面结合附图对本发明的高精度滚珠式蠕动泵进行具体说明。图1示出了根据本发明示例性实施例的高精度滚珠式蠕动泵的横向剖面结构示意图,图2示出了根据本发明示例性实施例的高精度滚珠式蠕动泵的纵向半剖结构示意图。如图1和图2所示,根据本发明的示例性实施例,所述高精度滚珠式蠕动泵包括固定件1、转动件2和若干个滚珠4,固定件1为固定不动的容纳基础组件,转动件2能够与电机3配合实现转动,滚珠4作为挤压单元能够在转动件2的带动下和固定件1的限位作用下实现对软管5的稳定挤压,软管5用于实现流体的输送。具体地,本发明的固定件1包括主体12,还包括底盘11和顶盖13并且固定件1由底盘11、主体12和顶盖13装配而成,实现对整体蠕动泵的密封。底盘11上设置有固定孔111和中心孔112,则固定件1可以通过底盘11上的固定孔11固定在电机3上并由电机3作为蠕动泵的动力源。主体12具有容纳腔123和软管保持通道121,软管保持通道121位于容纳腔123外侧并与容纳腔123连通,主体12还具有对应设置在容纳腔123上下底面的一对滚珠保持槽122。其中,容纳腔123主要用于容纳转动件2和滚珠4并提供二者运动的空间,软管保持通道121则用于容纳软管5并且其设置应该能够使置于其中的软管5与滚珠4和转动件2配合实现管体液体的挤压输送。转动件2设置在主体12的容纳腔123中,转动件2设置有T形中间孔21且侧表面具有由齿隔开的若干个滚珠容纳槽22,电机3的转动轴穿过底盘11的中心孔112并插入固定在转动件2的T形中心孔21内。优选地,转动件2为齿轮状结构,安装后转动件的每个齿位于两个滚珠之间,齿的个数与滚珠容纳槽的个数和滚珠的个数相同。若干个滚珠4分别布置在转动件2的若干个滚珠容纳槽22中并且位于主体的一对滚珠保持槽122之间,滚珠4同时能够随着转动件2的转动而转动并且能够在滚珠容纳槽中自由转动而不脱出。其中,若干个滚珠4均匀地分布在滚珠保持槽122内,滚珠4为满珠分布或嫌隙分布,但优选为满珠分布,可以最大程度降低蠕动泵的脉动并提高输液稳定性。软管5安装在主体的软管保持通道121中,在电机带动转动件转动的过程中,存在至少1个滚珠能够实现对软管的完全挤压,从而保证蠕动泵的输送效果。由此,当电机3转动时,电机的转动轴带动转动件2同步转动,而转动件2的齿又拨动滚珠4沿着滚珠保持槽122转动,从而滚珠相对于转动件的对面形成对蠕动泵的挤压,进而实现对管内液体的输运。优选地,本发明中的滚珠保持槽122为与转动件2同心的环形槽且槽宽度为0.2~1mm,该一对滚珠保持槽122的槽中心位置高度比滚珠4直径大且槽边缘高度比滚珠直径小。滚珠4安装于滚珠保持槽122后,可以沿着滚珠保持槽122绕转动件的中心轴自由转动,同时又不会掉出滚珠保持槽122。同时,受滚珠保持槽的位置限制作用,所有滚珠的运动轨迹均为圆形且相对于转动件的中心轴的距离将恒定不变,从而其对软管的挤压程度相同,最大限度保证了蠕动泵流速的准确性及稳定性。并且,如图1所示,本发明中的软管保持通道121由位于固定件111的主体内侧的圆弧状凹槽和位于圆弧状凹槽两端并由主体内侧贯穿至主体外侧的孔状通道组成。圆弧状凹槽与滚珠的位置相对应,滚珠4与软管保持通道121的圆弧状凹槽之间形成月牙状间隙,软管5的被挤压段位于该月牙状间隙内,从而滚珠4的移动能够实现对软管5的挤压。其中,圆弧状凹槽的弧长由滚珠的分布情况决定,需要保证在转动过程中,必须有1个及以上的滚珠4能实现对软管5的完全挤压。优选地,主体12中设置有1根或多根软管保持通道121,软管保持通道的数量等于蠕动泵的输送液体通道数。如图1中示出的示例性实施例,主体12中设置有两根软管保持通道121,则能够实现两路液体输送。综上所述,本发明利用随电机同步转动齿轮状结构的转动件来驱动滚珠的转动,同时依靠圆形轨迹的滚珠保持槽结构来限制固定滚珠的转动轨迹,确保了作为挤压单元的滚珠对软管的稳定挤压程度,极大提升了滚珠式蠕动泵的稳定性与可靠性。本发明并不局限于前述的具体实施方式。本发明扩展到任何在本说明书中披露的新特征或任何新的组合,以及披露的任一新的方法或过程的步骤或任何新的组合。

权利要求:1.一种高精度滚珠式蠕动泵,其特征在于,所述蠕动泵包括固定件、转动件和若干个滚珠;所述固定件包括主体,主体具有容纳腔和软管保持通道,软管保持通道位于容纳腔外侧并与容纳腔连通,主体还具有对应设置在容纳腔上下底面的一对滚珠保持槽;所述转动件设置在容纳腔中,转动件设置有T形中间孔且侧表面具有由齿隔开的若干个滚珠容纳槽,电机的转动轴穿过固定件并插入固定在转动件的T形中心孔内;所述若干个滚珠分别布置在转动件的若干个滚珠容纳槽中并且位于主体的一对滚珠保持槽之间,滚珠能够随着转动件的转动而转动并且能够在滚珠容纳槽中自由转动而不脱出;其中,在转动件转动的过程中,存在至少1个滚珠能够实现对安装在软管保持通道中软管的完全挤压。2.根据权利要求1所述的高精度滚珠式蠕动泵,其特征在于,所述转动件为齿轮状结构,每个齿位于两个滚珠之间,齿的个数与滚珠容纳槽的个数和滚珠的个数相同。3.根据权利要求1或2所述的高精度滚珠式蠕动泵,其特征在于,所述若干个滚珠以满珠分布或嫌隙分布的方式均匀地分布在滚珠保持槽内。4.根据权利要求1所述的高精度滚珠式蠕动泵,其特征在于,所述滚珠保持槽为与转动件同心的环形槽且槽宽度为0.2~1mm,所述一对滚珠保持槽的槽中心位置高度比滚珠直径大且槽边缘高度比滚珠直径小。5.根据权利要求5所述的高精度滚珠式蠕动泵,其特征在于,所述滚珠能够在滚珠保持槽中绕着转动件的中心轴自由转动且不会掉出滚珠保持槽,所有滚珠的运动轨迹均为圆形且相对于转动件的中心轴的距离恒定不变。6.根据权利要求1所述的高精度滚珠式蠕动泵,其特征在于,所述软管保持通道由位于固定件的主体内侧的圆弧状凹槽和位于所述圆弧状凹槽两端并由主体内侧贯穿至主体外侧的孔状通道组成。7.根据权利要求6所述的高精度滚珠式蠕动泵,其特征在于,所述圆弧状凹槽与滚珠的位置相对应并且滚珠与软管保持通道的圆弧状凹槽之间形成月牙状间隙,软管的被挤压段位于所述月牙状间隙内。8.根据权利要求1、6和7中任一项所述的高精度滚珠式蠕动泵,其特征在于,所述主体中设置有1根或多根软管保持通道,软管保持通道的数量等于蠕动泵的输送液体通道数。9.根据权利要求1所述的高精度滚珠式蠕动泵,其特征在于,所述固定件还包括顶盖和底盘并且所述固定件由底盘、主体和顶盖装配而成,所述底盘上设置有中心孔和固定孔,固定件通过底盘上的固定孔安装在电机的端面上,电机的转动轴穿过底盘的中心孔插入固定在转动件的T形中心孔内。

百度查询: 四川轻化工大学 一种高精度滚珠式蠕动泵

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