專利名稱：一種氣壓輸液泵的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種輸液泵，特別是指一種利用外源壓縮空氣作動力，用于腐蝕性液體配送的氣壓輸液泵。
電磁驅(qū)動泵由于采用了封閉隔離結(jié)構(gòu)，泵體和葉輪均由塑料制成，較好地解決了耐腐蝕問題。但它的輸液原理仍是利用葉片的機(jī)械運(yùn)動來實(shí)現(xiàn)，加上它的隔離結(jié)構(gòu)，不可避免地造成葉輪與泵體間的潤滑性能差(只能靠輸送介質(zhì)潤滑)，磨損嚴(yán)重的致命缺點(diǎn)，影響使用壽命。
隔膜泵綜合性能較好，但主要工作部件——隔膜片的使用壽命不理想，加上性能較佳的進(jìn)口隔膜計量泵價格昂貴，用戶難于接受，影響了它的普及。
經(jīng)檢索中國專利(申請)發(fā)現(xiàn)，有關(guān)的專利多是針對上述三種泵所存在的問題提出的改進(jìn)方案，在此基礎(chǔ)上對泵的整體結(jié)構(gòu)及工作原理做出突破性、實(shí)質(zhì)性改進(jìn)的尚未見報道。
根據(jù)上述目的設(shè)計了一種氣壓輸液泵，包括機(jī)殼體、控制電路，機(jī)殼體上設(shè)置有包括進(jìn)液單向閥、進(jìn)液口及其管道的進(jìn)液組件和設(shè)置有包括出液單向閥、出液口及其管道的出液口組件，其機(jī)殼體呈缸體狀，缸口由缸蓋密封形成密閉容器，缸體上設(shè)置有進(jìn)液組件和出液組件。前述的缸體由雙缸體組成，每個缸體上設(shè)置有獨(dú)立的進(jìn)液組件和出液組件，每個缸體上還設(shè)置有獨(dú)立的加壓管道及配套的加壓電磁閥，獨(dú)立的減壓通道及配套的減壓電磁閥。該缸體是一次成型的完整缸體，進(jìn)液組件、出液組件及加壓組件、減壓組件設(shè)置在缸蓋、缸壁或者缸底上，缸蓋與缸體間借助耐腐蝕密封圈及螺栓固定連接。每個缸體內(nèi)還設(shè)置有獨(dú)立的、探測缸內(nèi)液位并向控制電路提供信號的液面探頭。液面探頭呈柱狀，外套可沿柱表面上下滑動的液面浮子，液面浮子內(nèi)裝有永久磁鐵；探頭柱下端設(shè)置有與永久磁鐵配套并向控制電路提供信號的低液位干簧管，上端設(shè)置有與永久磁鐵配套并向控制電路提供信號的高液位干簧管。
所述的控制電路包括電源電路，電源電路有與市電連接的變壓器T1，與T1連接的整流橋D1將直流電輸送給三端穩(wěn)壓器IC1和IC2，線路中還并聯(lián)有濾波電容器C1、E1、E2、E3?？刂齐娐愤€包括檢測控制電路，檢測控制電路中的集成片IC3接收來自高、低液位干簧管的信號或者超聲波或紅外線探頭的信號后將信號傳送給單片機(jī)IC4，傳送電路中接有電平上拉電阻R2～R9，集成片IC5將IC4發(fā)出的信號傳送到執(zhí)行電路。該集成片IC4還與由晶振XT1、電容C2、C3組成的振蕩電路連接，還與由電阻R14、電容E4組成的復(fù)位電路連接，還連接有報警蜂鳴電路。另外，控制電路還包括有執(zhí)行電路，執(zhí)行電路還包括起控制及隔離作用的三極管Q1～Q4及其基極電阻，由三極管控制的繼電器線圈J1～J4和相應(yīng)的控制電磁閥動作的繼電器觸點(diǎn)開關(guān)。
本實(shí)用新型利用外源壓縮空氣作動力，運(yùn)行時除電磁閥和單向閥作開啟和關(guān)閉動作及液位浮子隨液面變化作升降動作外，沒有其它的機(jī)械運(yùn)動，最大限度減少了設(shè)備因磨損的故障，具有良好的運(yùn)行性能，故障率低，實(shí)用性強(qiáng)。
本實(shí)用新型與輸送介質(zhì)接觸的部件全部采用防腐材料鑄成，在制造選材上，針對各種化學(xué)液體的腐蝕特性，選用如PP、UPVC、PVDF等工程塑料，更好地解決了腐蝕問題。適用輸送介質(zhì)包括酸、堿、鹽等絕大多數(shù)的有腐蝕性液體，廣泛適用于化工、制藥、環(huán)保等領(lǐng)域，特別是在環(huán)保領(lǐng)域污水處理系統(tǒng)中的應(yīng)用。實(shí)地使用時，可根據(jù)使用要求簡單連接各種功能的配置(如流量計、計量設(shè)施等)，滿足各種不同工藝的化學(xué)液體的精確配送投加。
本實(shí)用新型采用外源壓縮空氣作動力，在多臺使用的場合可共用一臺壓縮空氣源，也可利用現(xiàn)場已有的壓縮空氣源，并可根據(jù)使用要求通過調(diào)節(jié)壓縮空氣的氣壓來改變輸送揚(yáng)程，加上本實(shí)用新型的不空轉(zhuǎn)功能，節(jié)能效果顯著。
目前在眾多的生產(chǎn)工藝系統(tǒng)使用各種化學(xué)液體時，往往是同一化學(xué)液體多點(diǎn)面使用，即同一化學(xué)液體需輸送到幾個使用點(diǎn)，若使用現(xiàn)有泵類設(shè)備時，則一個使用點(diǎn)需用一臺泵(若幾點(diǎn)同時供液時可以共用，否則不行)，而本實(shí)用新型則可通過分管道將被輸送液送到各個使用點(diǎn)，而且可以根據(jù)各使用點(diǎn)的需要進(jìn)行供液，實(shí)現(xiàn)一機(jī)多用。例如在電鍍廠的污水自動處理系統(tǒng)中，H2SO4使用點(diǎn)多數(shù)有三個，一是鉻還原池，二是二級破氰池，三是排放PH值調(diào)整池。各使用點(diǎn)的投加時間和投加量是由各使用點(diǎn)的PH值控制儀自動檢測PH值后，按各使用點(diǎn)的工藝要求，控制各使用點(diǎn)的電磁驅(qū)動泵或隔膜泵對各使用點(diǎn)投加硫酸，由于其投加量和投加時間不一致，所以必須一個使用點(diǎn)用一臺泵。而本實(shí)用新型則三個使用點(diǎn)可共用一臺氣壓輸液泵，用三條輸送管道供應(yīng)三個使用點(diǎn)，各使用點(diǎn)的PH值控制儀通過控制各自的管道上的防腐電磁閥開啟和關(guān)閉，就能按各自的工藝要求投加量投加。
參照附圖
3?？刂齐娐钒娫?、檢測控制及執(zhí)行控制三部分。
市電經(jīng)變壓器T1和整流橋D1轉(zhuǎn)化成直流電并輸送給三端穩(wěn)壓器IC1和IC2，經(jīng)穩(wěn)壓后分別輸出穩(wěn)定的12V和5V直流電。5V作為檢測控制電路電源，12V是執(zhí)行控制電路電源，C1、E1、E2、E3為濾波電容。
由于是雙缸結(jié)構(gòu)和采用性能價格比較高的干簧管式液位探頭，兩個液位探頭共有四個液面檢測點(diǎn)為單片機(jī)CPU即核心控制芯片IC4提供檢測信號，電阻R2～R9為電平上拉電阻。集成塊IC3將探頭上檢測點(diǎn)發(fā)來的信號傳送給CPU，集成塊IC5將CPU發(fā)來的控制信號傳送給執(zhí)行控制電路。電阻R10～R13起輸出限流作用；晶振XT1及電容C2、C3為CPU提供振蕩源；電阻R14、電容E4是CPU復(fù)位電路；還有由三極管Q5驅(qū)動的故障報警蜂鳴器。通電后，該檢測電路即開始工作，首先CPU通過IC3檢測四個液位檢測點(diǎn)的信號狀態(tài)，再根據(jù)CPU內(nèi)程序設(shè)定判斷邏輯關(guān)系，輸出相應(yīng)的控制信號給IC5，由IC5將CPU發(fā)出的控制信號傳送到執(zhí)行控制電路，實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的控制。
在執(zhí)行控制電路中，三極管Q1～Q4起電流放大及隔離作用，由繼電器線圈J1～J4控制的觸點(diǎn)開關(guān)JK1～JK4是電磁閥的開關(guān)。檢測控制電路發(fā)出的信號使執(zhí)行控制電路的三極管分別導(dǎo)通或截止，控制相應(yīng)的繼電器動作，實(shí)現(xiàn)了對電磁閥的控制，使CPU發(fā)出的指令得到執(zhí)行，從而實(shí)現(xiàn)了輸液工作的自動控制。
下面簡述一下工作步驟初始狀態(tài)時，先接通電源，此時兩缸均為空缸，液位浮子位于低液位干簧管的位置，干簧管在永久磁鐵的作用下向CPU控制電路發(fā)出信號，控制減壓電磁閥通電開啟，單向進(jìn)液閥體在自身重力和液體的壓力作用自然開啟。由于液體儲存桶與本實(shí)用新型進(jìn)液口處在同一水平面或略高，這時若打開外部液體儲存桶開關(guān)，液體自然流入缸內(nèi)且兩缸同時進(jìn)液。也可先打開液體儲存桶開關(guān)，液體自然流入缸內(nèi)，液位浮子隨液面的上升而離開低液位干簧管，這時缸內(nèi)的空氣未完全外排，液位浮子不可能達(dá)到高液位干簧管的位置。接通電源時，四干簧管均不發(fā)出信號，CPU則控制減壓電磁閥通電開啟，向兩個缸內(nèi)進(jìn)液。
液位浮子隨液面上升，當(dāng)其先于液面到達(dá)高液位干簧管的位置時，高液位干簧管在永久磁鐵的作用下發(fā)出信號，CPU根據(jù)高液位干簧管發(fā)出的信號關(guān)閉減壓通道開啟加壓通道。加壓是通過外源壓縮空氣來實(shí)現(xiàn)的，在CPU的控制下，壓縮空氣先經(jīng)某一缸的加壓閥進(jìn)入該缸，單向進(jìn)液閥體在壓力的作用下閉合，缸內(nèi)的液體在氣壓的作用下經(jīng)輸出單向閥輸出，進(jìn)入輸液狀態(tài)。
在壓力作用下，另一缸內(nèi)的單向輸出閥將阻止流經(jīng)出液管道的液體向其缸內(nèi)倒灌。在前缸輸出液體的同時，該缸繼續(xù)進(jìn)液，當(dāng)進(jìn)液缸的液位浮子達(dá)到高液位干簧管處時，干簧管在永久磁鐵的作用下發(fā)出信號，CPU根據(jù)信號關(guān)閉減壓通道停止進(jìn)液，此時該缸處于待命狀態(tài)。
隨著出液的進(jìn)行，出液缸的液位浮子隨液面下降至低液位干簧管處時，干簧管在永久磁鐵的作用下發(fā)出信號，CPU根據(jù)信號關(guān)閉加壓通道，停止向出液缸加壓。但出液缸繼續(xù)利用缸內(nèi)的余壓將剩余的液體繼續(xù)向外輸出。同時或經(jīng)過一定的延時后，開啟處待命狀態(tài)的另一缸進(jìn)入輸液狀態(tài)，接替前缸繼續(xù)輸出液體。當(dāng)另一缸開啟輸出液體一段時間后，CPU控制前缸開啟減壓，當(dāng)該缸氣壓減至與缸外大氣壓平衡時，進(jìn)液單向閥在自身重力和液體的壓力作用下開啟，該缸重新開始進(jìn)液過程，并周而復(fù)始地重復(fù)前述過程。
在正常工作中如出現(xiàn)斷電被迫中斷工作情況，重新接通電源時本實(shí)用新型會判斷兩個缸內(nèi)的液面狀態(tài)后才執(zhí)行下步工作程序。在自動智能控制下可實(shí)現(xiàn)故障提示功能，如液體儲存桶內(nèi)沒有液體時；輸出流量超過設(shè)計的額定流量造成輸出斷流時；進(jìn)液管堵塞，造成進(jìn)液速度太慢；輸出箱的液體已排完，而進(jìn)液箱的液體未進(jìn)滿時等。上述原因造成不能正常工作，本實(shí)用新型就會停止工作，并發(fā)出蜂鳴聲提示，待處理后恢復(fù)至初始狀態(tài)繼續(xù)工作，此功能確保了不會空轉(zhuǎn)造成浪費(fèi)。
工作中，外源壓縮空氣利用氣壓減壓閥將輸入本實(shí)用新型的氣壓嚴(yán)格控制在額定工作壓力內(nèi)；當(dāng)缸內(nèi)氣壓超壓時，減壓通道將自動減壓；另外還可設(shè)置壓力安全閥。
權(quán)利要求1.一種氣壓輸液泵，包括機(jī)殼體、控制電路，機(jī)殼體上設(shè)置有包括進(jìn)液單向閥(9)、進(jìn)液口及其管道(3)的進(jìn)液組件和設(shè)置有包括出液單向閥(11)、出液口及其管道(4)的出液口組件，其特征是機(jī)殼體呈缸體狀，缸口由缸蓋密封形成密閉容器，缸體上設(shè)置有進(jìn)液組件和出液組件。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的輸液泵，其特征是所述的缸體由雙缸體組成，每個缸體上設(shè)置有獨(dú)立的進(jìn)液組件和出液組件，每個缸體上還設(shè)置有獨(dú)立的加壓管道(1)及配套的加壓電磁閥(7)，獨(dú)立的減壓通道(2)及配套的減壓電磁閥(8)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的輸液泵，其特征是所述的缸體是一次成型的完整缸體，進(jìn)液組件、出液組件及加壓組件、減壓組件設(shè)置在缸蓋、缸壁或者缸底上，缸蓋與缸體間借助耐蝕密封圈及螺栓固定連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的輸液泵，其特征是所述的每個缸體內(nèi)還設(shè)置有獨(dú)立的、探測缸內(nèi)液位并向控制電路提供信號的液面探頭(15)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的輸液泵，其特征是液面探頭呈柱狀，外套可沿柱表面上下滑動的液位浮子(14)，液位浮子內(nèi)裝有永久磁鐵(13)；探頭柱下端設(shè)置有與永久磁鐵配套并向控制電路提供信號的低液位干簧管(17)，上端設(shè)置有與永久磁鐵配套并向控制電路提供信號的高液位干簧管(16)。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的輸液泵，其特征是所述的液面探頭是與超聲波或紅外線發(fā)生器配套的探頭。
7.根據(jù)權(quán)利要求4或5或6所述的輸液泵，其特征是所述的控制電路包括電源電路，電源電路有與市電連接的變壓器T1，與T1連接的整流橋D1將直流電輸送給三端穩(wěn)壓器IC1和IC2，線路中還并聯(lián)有濾波電容器C1、E1、E2、E3。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的輸液泵，其特征是控制電路還包括檢測控制電路，檢測控制電路中的集成片IC3接收來自高、低液位干簧管的信號或者超聲波或紅外線探頭的信號后將信號傳送給單片機(jī)IC4，傳送電路中接有電平上拉電阻R2～R9，集成片IC5將IC4發(fā)出的信號傳送到執(zhí)行電路。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的輸液泵，其特征是所述的集成片IC4還與由晶振XT1、電容C2、C3組成的振蕩電路連接，還與由電阻R14、電容E4組成的復(fù)位電路連接，還連接有報警蜂鳴電路。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的輸液泵，其特征是所述的執(zhí)行電路也屬于控制電路，包括起控制及隔離作用的三極管Q1～Q4及其基極電阻，由三極管控制的繼電器線圈J1～J4和相應(yīng)的控制電磁閥動作的繼電器觸點(diǎn)開關(guān)。
專利摘要一種氣壓輸液泵，包括雙缸體、控制電路，每個缸體上有獨(dú)立的進(jìn)液組件和出液組件，缸口由缸蓋密封形成密閉容器，每個缸體上還有獨(dú)立的加壓管道及加壓電磁閥和減壓通道及減壓電磁閥，上述各組件均設(shè)置在缸蓋上。每個缸體內(nèi)還有獨(dú)立的、探測缸內(nèi)液位并向控制電路提供信號的液面探頭組件，包括液面浮子，低及高液位干簧管。本實(shí)用新型利用密封的雙缸結(jié)構(gòu)，根據(jù)缸內(nèi)液位探頭探測的液位狀況，經(jīng)CPU控制兩缸的加、減壓電磁閥使外源壓縮空氣進(jìn)入缸內(nèi)加壓排液和減壓進(jìn)液，兩缸交替循環(huán)，平穩(wěn)而不間斷地輸出液體，改變了目前設(shè)備靠機(jī)械運(yùn)動的輸液原理，主要用于各種腐蝕性液體的配送投加，較好地解決了易磨損和耐腐蝕性差的問題。
文檔編號F04F1/00GK2545412SQ01276738
公開日2003年4月16日 申請日期2001年12月11日 優(yōu)先權(quán)日2001年12月11日
發(fā)明者徐佛明, 黃偉標(biāo) 申請人:徐佛明, 黃偉標(biāo)