一种液下平流柱塞计量泵的制作方法

本发明涉及柱塞计量泵，具体是一种液下平流柱塞计量泵。

背景技术：

1、液下平流柱塞计量泵是一种将液力端设置于储液容器液面以下，并按照设定流量对液体进行连续、定量输送的容积式泵送设备。其利用工作腔容积的周期性变化完成液体的吸入和输出，并可根据工艺要求对单位时间内的输送量进行调节。该设备通常应用于化工配料、水处理加药、制药生产、石油化工及精细化工等需要精确控制液体添加量的场合。

2、传统柱塞计量泵在输送含有结晶物、颗粒杂质或易沉积介质时，球阀的阀球、阀座及其周围流道容易发生杂质附着和堆积，使球阀出现启闭不畅、密封不严甚至堵塞，从而导致计量泵吸液不足、排液受阻及实际输送流量偏离设定值。现有球阀发生堵塞后，通常需要停机并拆卸阀体进行人工清洗，清洁过程不仅操作繁琐、耗时较长，而且清堵效率低。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种液下平流柱塞计量泵，以解决现有技术中存在的球阀堵塞后清理效率低的问题。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种液下平流柱塞计量泵，包括泵体、进液防堵阀和出液防堵阀，泵体上安装有驱动件，泵体内安装有减速传动机构，驱动件输出轴与减速传动机构连接，泵体内安装有柱塞组件，柱塞组件与减速传动机构连接，泵体内安装有隔膜，柱塞组件与隔膜连接，泵体内安装有行程调节机构，行程调节机构与柱塞组件连接，进液防堵阀安装在泵体上；

3、出液防堵阀包括阀体和启动器，阀体安装在泵体上，阀体内滑动安装有笼体，笼体与阀体之间安装有第一弹性件，笼体内活动安装有堵球，阀体内转动安装有振动轮盘，笼体内安装有若干锁定器，启动器安装在泵体内，启动器与振动轮盘啮合传动。

4、驱动件为驱动电机。第一弹性件和第二弹性件可为弹簧。柱塞计量泵外接有控制系统，控制系统可操控柱塞计量泵。

5、进液防堵阀和出液防堵阀整体结构一致，区别在于进液防堵阀内的堵球与笼盖接触时，可将笼盖封堵；而与笼座接触时，无法将笼座封堵，笼座与堵球存在可让液体通过的间隙。相反的，出液防堵阀内的堵球与笼座接触时，可将笼座封堵；而与笼盖接触时，无法将笼盖封堵，笼盖和堵球间存在可让液体通过的间隙。

6、进液防堵阀代替传统的进液单向阀，出液防堵阀代替传统的排液单向阀使用，使液体进入和排出，两组阀上下对称设置，泵体内的输液腔位于进液防堵阀和出液防堵阀之间。

7、驱动件可通过输出轴将动力传递至减速传动机构，减速传动机构将旋转运动转换为柱塞组件的往复运动，柱塞组件带动隔膜周期性变形，使输液腔的容积交替增大和减小，从而完成液体的吸入和排出；行程调节机构通过调节柱塞组件的有效往复行程，改变隔膜的变形幅度，从而控制输液腔的单次吸排液体积，实现计量泵输送流量的调节。

8、进一步的，笼体包括笼盖和笼座，笼盖和笼座滑动安装在阀体内，笼盖和笼座之间环向安装有若干清洁笼板，笼盖和笼座上均设有流通口，笼座底端安装有第一唇环，笼座底端安装有起振环，起振环可与振动轮盘嵌合。

9、柱塞组件带动隔膜向扩大输液腔容积的方向运动时，输液腔内压力降低，进液防堵阀外侧的液体压力高于输液腔内压力，液体推动进液防堵阀内的堵球向笼座方向运动。由于堵球与笼座接触时，堵球与笼座之间仍保留供液体通过的间隙，因此液体能够经笼盖上的流通口进入笼体，并依次经过堵球与若干清洁笼板之间的间隙进入输液腔。与此同时，排液管路内的液体压力高于输液腔内压力，排液防堵阀内的堵球被压向笼座，并与笼座形成封堵，从而阻止排液管路内的液体回流至输液腔。

10、柱塞组件带动隔膜向减小输液腔容积的方向运动时，输液腔内压力升高，输液腔内的液体推动进液防堵阀内的堵球向笼盖方向运动，使堵球与笼盖接触并封堵笼盖上的流通口，从而阻止输液腔内的液体由进液防堵阀倒流；与此同时，输液腔内的液体推动排液防堵阀内的堵球向笼盖方向运动。由于排液防堵阀内的堵球与笼盖接触时，堵球与笼盖之间仍保留供液体通过的间隙，因此液体能够经过堵球与笼盖之间的间隙向排液管路排出。通过进液防堵阀和排液防堵阀的交替开启与关闭，使液体按照设定方向完成吸入和排出。

11、进液防堵阀和排液防堵阀的进口侧及出口侧分别设有压力检测件，用于检测对应位置的液体压力。控制系统根据柱塞组件当前处于吸液行程还是排液行程，计算相应防堵阀两侧的压力差。正常情况下，堵球运动至非封堵位置后，液体能够顺利通过，防堵阀两侧的压力差会较快恢复至正常范围；当流通口、堵球、清洁笼板或阀体内附着有杂质并导致有效流通面积减小时，液体流动阻力增大，相应防堵阀两侧的压力差会持续偏高，控制系统据此判断对应的进液防堵阀或排液防堵阀的堵塞情况。

12、进一步的，锁定器包括锁定头和电磁体，锁定头可与阀体嵌合，锁定头一端安装有吸附头，锁定头与起振环滑动连接，锁定头与起振环之间安装有第二弹性件，电磁体安装在起振环内。

13、电磁体断电时，锁定头端部伸出起振环并伸入阀体，实现笼体与阀体的锁定，笼体无法在阀体内上下滑动；电磁体通电后可将吸附头吸附，吸附头靠向电磁体时带动锁定头缩入起振环内，第二弹性件被压缩，锁定头端部脱离阀体，实现笼体与阀体的解锁，笼体可在阀体内上下滑动。

14、进一步的，启动器包括清洁电机，清洁电机安装在泵体上，清洁电机输出轴上安装有传动杆，传动杆一端贯穿泵体和阀体并安装有锥齿轮，锥齿轮与振动轮盘啮合传动。

15、当控制系统判定其中一组防堵阀发生堵塞后，向对应防堵阀中的电磁体通电，使锁定头端部脱离阀体，解除笼体与阀体之间的锁定，使笼体能够沿阀体上下滑动。控制系统启动清洁电机，清洁电机的输出轴带动传动杆旋转，传动杆通过锥齿轮带动锥齿环在阀体内旋转，使若干起振端子同步转离凹槽，并将起振环顶起。起振环带动笼体向上移动，第一弹性件被压缩，当起振端子转动并嵌入下一凹槽时，第一弹性件回弹并推动笼体向下滑动复位。多个起振端子连续转过多个凹槽，使笼体在阀体内连续进行轴向往复运动，从而形成振动。通过改变清洁电机的转速、起振端子的数量以及起振端子与凹槽之间的高度差，可以调节笼体的振动频率和振幅。

16、笼体往复振动时，带动堵球在笼体内产生不规则跳动和翻滚，使堵球对附着在流通口边缘、笼体上的堵塞物形成反复冲击，促使堵塞物松动、开裂并逐渐破碎；与此同时，堵球在运动过程中不断与不同位置的清洁笼板接触，清洁笼板对堵球表面形成间歇性刮扫，以去除附着于堵球表面的堵塞物。清洁笼板随笼体相对阀体往复移动时，还能够对笼体与阀体内壁之间的沉积物进行扰动和刮带，而笼盖和笼座的往复运动则反复改变笼体内部及其周围局部空间的容积，使液体在阀体内形成周期性冲刷。由此，通过堵球冲击、清洁笼板刮扫以及液体变向冲刷的共同作用，同步完成对堵球、笼体和阀体内部堵塞物的清理。

17、进一步的，振动轮盘包括锥齿环，锥齿环上安装有若干起振端子，起振端子可与起振环底端嵌合，锥齿环转动安装在阀体内，锥齿环与锥齿轮啮合传动。

18、进一步的，阀体内安装有第二唇环，第二唇环与笼盖滑动连接。

19、第一唇环和第二唇环在笼体振动过程中持续与相应的滑动面配合，对笼体进行轴向导向，减少笼体振动时的偏斜和卡滞。同时，还对笼体外周的液体流动进行约束，使液体更多地经过流通口、堵球周围及清洁笼板之间的易堵区域，从而增强对堵塞物的冲刷作用。

20、进一步的，起振环底端设有若干凹槽，起振端子端部可通过凹槽与起振环嵌合。

21、进一步的，泵体内设有输液腔，阀体与输液腔连通，进液防堵阀与输液腔连通。

22、清堵时，控制系统将柱塞计量泵的进液端切换至清洁液源，并控制柱塞组件带动隔膜往复运动，使清洁液经进液防堵阀进入输液腔，再经排液防堵阀向外排出。在此过程中，发生堵塞的防堵阀内的笼体和堵球持续振动，使附着于流通口、堵球、清洁笼板及阀体内壁上的堵塞物受到冲击、扰动和刮扫而逐渐松动、破碎并脱离；清洁液流经堵球与笼盖或笼座之间的通流间隙以及相邻清洁笼板之间的间隙时，对脱离的堵塞物进行冲刷和携带，并将其随清洁液排出柱塞计量泵，从而形成振动松动、冲击破碎、刮扫剥离和液流携带排出的连续清堵过程。

23、清堵完成后，控制系统采集对应出液防堵阀两侧的压力值，当出液防堵阀两侧的压力差恢复至正常范围，则判定堵塞已经基本清除。控制系统控制起振端子停留在对应凹槽内，使笼体在第一弹性件作用下返回初始位置。笼体复位后，控制系统切断电磁体的电源，电磁体对吸附头的磁吸力消失，第二弹性件回弹并推动锁定头向外伸出，使锁定头端部重新嵌入阀体的锁定位置，从而将笼体重新锁定在阀体内。

24、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

25、1.通过分别设置进液防堵阀和出液防堵阀，并使两组防堵阀中的堵球分别与笼盖或笼座形成不同的封堵配合，能够在输液腔容积变化时实现进液通道和出液通道的交替启闭，防止液体反向流动，保证柱塞计量泵正常完成液体的定向吸入和排出。

26、2.通过锁定器在正常运行时将笼体固定于阀体内，能够避免笼体受柱塞计量泵正常压力脉动影响而产生无效振动，减少对堵球正常启闭的干扰；发生堵塞时，电磁体能够使锁定头退出阀体，从而快速释放笼体，实现正常输送状态与清堵状态之间的切换。

27、3.通过清洁电机、锥齿轮、振动轮盘、起振端子及第一弹性件的配合，使笼体在阀体内连续往复振动，并带动堵球产生不规则跳动和翻滚，能够对流通口、笼体及阀体内的堵塞物形成反复冲击和扰动；同时，清洁笼板能够对堵球表面的不同区域进行刮扫，从而同步完成堵球、笼体及阀体内部多个易堵位置的清理。

28、4.通过将机械振动与清洁液冲刷相结合，能够先使附着或压实的堵塞物松动、开裂和脱离，再利用流经堵球周围及清洁笼板之间的清洁液将脱落杂质携带排出，避免清理后的杂质继续滞留并再次堵塞，从而提高防堵阀清堵效果。