一种智能数字化调节流量的计量泵的制作方法

1.本实用新型涉及一种智能数字化调节流量的计量泵，属于计量泵技术领域。


背景技术：

2.计量泵是一种对液体介质进行计量的容积泵类产品。是一种为科研以及生产企业化学品定量投加过程中定量投加装置提供高精度定量投加化学品流体和压力源的容积泵类设备。例如，中国专利文献cn106762510b公告了一种快速精确手动调节型恒速恒压计量泵，包括涡轮、蜗杆、伺服电机、减速机、电机支架，减速机的输入端与伺服电机的电机轴连接。恒速恒压计量泵还包括手动调节机构，手动调节机构含有第一转轴、第二转轴、箱体、第一齿轮、第二齿轮、快调手柄、微调手柄，第一转轴、第二转轴均与箱体活动连接。其优势在于，克服因局部松动会对计量泵的精度造成的影响，进一步简洁传动装置的结构，搬运更加轻便，拆卸更方便。又如，中国专利文献cn209925159u公开了一种液体伺服计量泵，包括泵壳以及安装在泵壳内的伺服电机、推杆与丝杠，泵壳上连接有计量筒，推杆可左右移动的设置在泵壳内，推杆的右侧固定设置有活塞和活塞套，计量筒的右侧固定设置有泵头泵头，泵头与计量筒以及活塞围合成液体容纳腔，泵头上设置有第一单向阀与第二单向阀，丝杠转动设置在泵壳内，丝杠的左端设置有从动带轮，丝杠的右端与推杆的左侧螺接，伺服电机的输出轴上固定设置有主动带轮，主动带轮与从动带轮通过同步带连接。本实用新型通过控制伺服电机的参数，可以实现活塞极限位置的调整，进而实现灌装液体体积的调整，非常方便，并且能够精确的对活塞的行程进行控制，可有效的提升灌装液体的计量精度。
3.目前，现有市面上的计量泵存在以下不足之处：
4.1)采用手动流量调节，一般通过手柄进行调节，缺点是流量不能实现自动调节，精准度较差。
5.2)采用变频调节，通过计量泵上驱动变频电机，利用变频器对驱动电机频率在线调整改变电机转速，达到对计量泵流量自动调整的目的，缺点是不能模拟计量泵流量。
6.3)利用步进电机内置于计量泵泵体内，驱动计量泵内置冲程连杆，通过调节连杆冲程频率值，调节计量泵流量。缺点是计量泵体积变大，不能做大流量计量泵，拆装维修困难。


技术实现要素：

7.针对现有技术的不足，本实用新型提供一种智能数字化调节流量的计量泵，利用伺服电机取代普通电机，利用伺服电机控制器对计量泵流量进行自动调节，借助plc控制器进行编程，对伺服电机控制器发送给伺服电机的转速脉冲频率进行编程控制，并通过伺服电机控制器反馈信号如转速型号反馈至显示屏上并模拟计量泵流量值。
8.本实用新型的技术方案如下：
9.一种智能数字化调节流量的计量泵，包括计量泵泵体、伺服电机和伺服电机控制器；
10.计量泵泵体包括泵箱体和泵头，泵箱体内设置有连杆、偏心机构、蜗轮和蜗杆，蜗杆与蜗轮相啮合，蜗轮安装在偏心机构上，偏心机构与连杆一端铰接，连杆的另一端通过柱塞与泵头连接；
11.蜗杆的顶端伸出泵箱体与伺服电机的输出轴传动连接，伺服电机与伺服电机控制器连接。
12.优选的，所述伺服电机控制器连接液晶显示屏。
13.优选的，所述伺服电机控制器先连接plc控制器，plc控制器再连接液晶显示屏。
14.优选的，所述偏心机构中心与手动流量调节机构相连。
15.优选的，所述蜗杆的底端通过轴承固定在泵箱体内。
16.优选的，所述伺服电机通过法兰安装在泵箱体外侧。
17.优选的，所述伺服电机的输出轴通过联轴器与蜗杆顶端连接。
18.优选的，所述泵头的上下两侧分别连接入口单向阀和出口单向阀。
19.优选的，所述伺服电机选用松下mhmf系列电机。
20.优选的，所述伺服电机控制器选用松下mbdln或安川控制器。
21.优选的，所述plc控制器选用西门子plcs7
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200或三菱plc控制器。
22.优选的，所述显示屏选用西门子6av6641液晶屏。
23.本实用新型的技术特点和有益效果：
24.本实用新型智能数字化调节流量的计量泵采用plc控制器进行程序编制，由伺服电机控制器根据plc控制器内部程序运行，伺服电机控制器可通过外部接线端口如rs232、rs485接受外部控制信号经过伺服电机控制器内部电路处理形成对应的伺服电机脉冲控制信号，伺服电机依照输入的脉冲信号控制伺服电机的转速，伺服电机依照收到的脉冲信号频率工作，频率高则转速高，频率低则转速低，可真正实现计量泵流量的智能控制和调节，可完全代替手动调节。
附图说明
25.图1为本实用新型计量泵的结构示意图；
26.图2为单泵头结构示意图；
27.图3为调速整流前流量曲线图；
28.图4为调速后流量曲线图；
29.图5为整流后流量曲线图；
30.图6为双泵头结构示意图；
31.图7为调速整流前流量曲线图；
32.图8为调速后流量曲线图；
33.图9为整流后流量曲线图；
34.图10为管路加装脉动阻尼器整流后流量曲线图；
35.其中：1
‑
出口单向阀，2
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泵头，3
‑
入口单向阀，4
‑
泵箱体，5
‑
偏心机构，6
‑
蜗轮，7
‑
轴承，8
‑
蜗杆，9
‑
连杆，10
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柱塞，11
‑
伺服电机控制器，12
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plc控制器，13
‑
显示屏，14
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法兰，15
‑
伺服电机，16
‑
偏心连接铰轴。
具体实施方式
36.下面通过实施例并结合附图对本实用新型做进一步说明，但不限于此。
37.实施例1：
38.如图1所示，本实施例提供一种智能数字化调节流量的计量泵，包括计量泵泵体、伺服电机15和伺服电机控制器11；
39.计量泵泵体包括泵箱体4和泵头2，泵箱体4内设置有连杆9、偏心机构5、蜗轮6和蜗杆8，蜗杆8与蜗轮6相啮合，蜗轮6安装在偏心机构5上，偏心机构5与连杆9一端通过偏心连接铰轴16铰接，连杆9的另一端通过柱塞10与泵头2连接；
40.蜗杆8的顶端伸出泵箱体4与伺服电机15的输出轴传动连接，伺服电机15与伺服电机控制器11连接。
41.蜗杆8的底端通过轴承7固定在泵箱体4内。伺服电机15通过法兰14安装在泵箱体4外侧。伺服电机15的输出轴通过联轴器与蜗杆8顶端连接。伺服电机15的源动力传递给蜗杆8，蜗杆8带动蜗轮6旋转，蜗轮6旋转的同时带动偏心机构5转动，从而使偏心机构5上的连杆9带动柱塞10在泵头2内往复运动，由柱塞的往复运动产生出负压和正压，柱塞向泵箱体方向移动时产生负压时使得化学品流体在计量泵入口单向阀进入泵头内部，从而实现对入口单向阀口的开启、出口阀的关闭，柱塞向泵头方向移动时入口单向阀关闭，出口单向阀开启，化学品流体从出口单向阀流出，计量泵可反复重复上述操作实现计量泵化学品投加。
42.泵头2的上下两侧分别连接入口单向阀3和出口单向阀1。伺服电机15选用松下mhmf系列电机。伺服电机控制器11选用松下mbdln或安川控制器。
43.本实施例中的伺服电机也可以用步进电机替代，伺服电机控制器同时也可以用步进电机控制器替代。
44.计量泵柱塞前端与化学品接触的部位可换成耐化学腐蚀的材料如ptfe或不锈钢隔膜，机械隔膜计量泵如市面上现有的米顿罗g系列、胜瑞兰mb、mc单头双头系列；又或者计量泵柱塞前端与化学品接触的部位可换成液压油，由柱塞推动液压油，液压油另外一端设为耐化学品腐蚀的隔膜如：ptfe或不锈钢，液压隔膜计量泵如市面上现有的米顿罗mroy系列单头双头计量泵，胜瑞兰he、hg、hk系列单头双头计量泵。
45.实施例2：
46.一种智能数字化调节流量的计量泵，结构如实施例1所述，其不同之处在于：伺服电机控制器11连接液晶显示屏13，液晶显示屏13选用西门子6av6641液晶屏。可供现场工作人员实时查看伺服电机的运行参数，并可将运行参数换算成流量参数和脉冲频率参数。
47.实施例3：
48.一种智能数字化调节流量的计量泵，结构如实施例2所述，其不同之处在于：伺服电机控制器11先连接plc控制器12，plc控制器12再连接液晶显示屏13。plc控制器12选用西门子plcs7
‑
200或三菱plc控制器。
49.本实施例技术方案采用plc控制器，通过向plc控制器内部写入程序，对伺服电机控制器输入脉冲信号，使伺服电机控制器来控制伺服电机的整个运作过程，从而实现对计量泵流量的调速和整流。
50.实施例4：
51.一种智能数字化调节流量的计量泵，结构如实施例1所述，其不同之处在于：偏心
机构中心与手动流量调节机构相连(图中未示出)。在不采用plc控制器智能化作业时，可通过泵箱体外侧的手动流量调节机构来人为控制偏心机构的旋转冲程位移度，来调节计量泵流量。
52.实施例5：
53.一种智能数字化调节流量的计量泵的工作方法，利用实施例1所述的计量泵，针对单泵头的应用场合，具体工作过程如下：伺服电机控制器根据plc控制器的程序指令，对伺服电机输入控制转速的脉冲信号；伺服电机依照收到的脉冲信号频率工作；
54.通过plc控制器对输出脉冲信号编程，实现对计量泵流量的自动调节，通过显示屏可将计量泵冲程次数换算成流量值实时在显示屏上显示。
55.图2为单泵头的结构示意，图3为在没有通过plc控制器作用下的计量泵的流量曲线图，图4为利用plc控制器调速后的流量曲线图。
56.图5为针对计量泵流量曲线正弦波，通过对流量偏小段伺服电机加速，让流量值增加，如图5所示正弦曲线初始段加速让流量达到水平线平均值，对正弦曲线峰值段流量利用伺服电机转速减速(降速)使流量曲线接近水平线平均值，可使流量曲线呈现水平直线，即为稳定流体。
57.实施例6：
58.一种智能数字化调节流量的计量泵的工作方法，利用实施例1所述的计量泵，针对双泵头的应用场合，具体工作过程如下：伺服电机控制器根据plc控制器的程序指令，对伺服电机输入控制转速的脉冲信号；伺服电机依照收到的脉冲信号频率工作；
59.通过plc控制器对输出脉冲信号编程，实现对计量泵流量的自动调节，通过显示屏可将计量泵冲程次数换算成流量值实时在显示屏上显示。
60.图6为双泵头的结构示意，图7为在没有通过plc控制器作用下的计量泵的正弦波流量曲线图，图8为伺服电机调速(减速)后的曲线图，显示流量减小。
61.图9为针对计量泵流量曲线正弦波，通过对流量偏小段伺服电机加速，让流量值增加，如图9所示正弦曲线初始段加速让流量达到水平线平均值，对正弦曲线峰值段流量利用伺服电机转速减速(降速)使流量曲线接近水平线平均值，可使流量曲线呈现水平直线，即为稳定流体。
62.图10为在投加管路上增设脉动阻尼器后，经过脉动阻尼器再整流，双头泵输出流量曲线趋于水平直线。这样做的好处是，针对化工、日化、铸造、造纸、烟草、水处理，实验室等要求稳定精准投加化学品工艺，有了一种更加可靠的投加设备，可显著提高后期产品优良率，节约化学品投量，为计量泵精准投加开拓更加广泛的领域。
63.以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。