可進行校正的容積式計量泵的制作方法

專利名稱：可進行校正的容積式計量泵的制作方法
技術領域：
本實用新型屬于容積式泵，具體涉及了一種計算機控制的可進行校正的 容積式計量泵。
背景技術：
在工業生產中普遍使用的計量泵是依靠柱塞的往復運動直接以壓力能 的形式向液體提供能量的往復泵的一種，它正是利用往復泵流量固定這一特 點而發展起來的。它主要是采用電動機帶動偏心輪從而實現柱塞的往復運 動。偏心輪的偏心度可以調整，柱塞的沖程就發生變化，以此來實現流量的 調節。計量泵主要應用在一些要求精確地輸送液體至某一設備的場合，或將 幾種液體按精確的比例輸送。
蠕動泵，又稱軟管泵，是一種新型的工業用泵，它是現代工業發展的產 物，廣泛應用于制藥、食品、化工等行業，輸送一些帶有敏感性的、容易被 污染的、粘稠的、強腐蝕性的或者具有磨削作用的、純度要求髙的、以及含 有一定顆粒狀物料的介質。軟管作為容積式泵，流量大小一般在0.15-40m3/h 的范圍，它的流量和轉速是一個線形的恒定關系，即驅動裝置輸出的轉速是 一個確定值。由于該泵在結構和材料上的限制，泵的轉速不易太髙、壓力也 不易太大， 一般在2-4bar,特殊的設計可達到15bar。根據不同的工藝要求、 配置不同型號的軟管泵就尤為重要。
蠕動泵具有輸送的介質不與泵體接觸，這樣有利于輸送一些對金屬腐蝕 性較強的介質，例如各種酸、堿溶液，或者一些含氯離子的鹽溶液；清洗、 拆卸簡單快捷。由于介質只在軟管內流動，清洗僅針對軟管即可，而且蠕動 泵軟管的安裝和拆卸都比較簡單，只要點動電機，就可完成安裝、拆卸操作； 可控制轉速和流量。用于蠕動泵的電機經過減速機的減速以后，轉速都不高， 一般最大轉速不超過165轉/分鐘，而且在電機的選型上可采用手動調速和 變頻調速，從而更好地控制流量；由于壓輥工作時從切向擠壓軟管，而且具 有較低的轉速，因此在輸送一些比較敏感，易破損的介質時具有其獨特的優 勢。中國專利ZL 87102727于1988年11月2日公開了 一種計算機控制的酸、 堿液計量、輸送裝置。該裝置由電動機、減速機、帶耐蝕筒形波紋隔膜的柱 塞泵，帶緩沖減震器的閥組成。該專利中采用計算機采集光電傳感脈沖量為 計算基值，控制柱塞泵動作實現自動計量輸送，該整套裝置耐腐蝕、精度髙。 由于該專利技術方案采用柱塞泵來完成液體的輸入輸出。當柱塞泵的柱塞在 柱塞孔中作往復運動時，由柱塞與柱塞孔所構成密閉腔的容積產生變化，從 而實現吸入和壓出工作。但柱塞泵的缺點是結構比較復雜，成本較髙，而且 柱塞泵對液壓液體污染較為敏感，而且柱塞的損耗有可能污染液體。
中國專利ZL 88217552.1于1989年9月20日公開了一種容積式計量泵 類，能形成不同流量和壓力的管式蠕動計量泵系列，適用于計量輸送清液。 強腐蝕性、放射性，髙粘度、髙純度，劇毒的懸浮液、貴重液體等流體。該 泵利用滾輪勻速旋轉，擠壓放置于泵殼通道內的彈性管，使彈性管內產生真 空和壓力，連續輸送流體。采用速比準確能夠平滑無級變速的機械無級變速 器，通過和泵軸聯接，調節泵軸速度，改變滾輪擠壓彈性管的速度。因自吸 式，無泄漏，所以對液體不影響。流量是泵軸轉速的單值函數，泵軸速度不 同，流量即不相同，故較能準確計量。但彈性管經過一段時間使用后，彈性 管的彈性會發生一定變化，如不進行校正，單位時間內該泵的流量將會改變。 而現有技術中的計量泵并未考慮到這一點，本發明正由此而來。

實用新型內容
本實用新型提供了一種可進行校正的容積式計量泵，解決了現有技術中 柱塞泵造價成本高、液壓液體容易污染柱塞泵以及現有的計量泵不能校正泵 的單位流量等問題。
為了解決現有技術中存在的上述問題，本實用新型提供的解決方案如
下
一種可進行校正的容積式計量泵，包括計算機控制的計量泵、計量泵后 端連接的確定容積的計量管其特征在于所述的計量泵側面設置光電檢測 器，計量泵工作時光電檢測器將獲得的光電信息通過線路傳送給控制計量泵 的計算機。
優選的，所述的光電檢測器設置在計量泵的前端側面，光電檢測器包括計量泵輸入管道兩側分布的計量發射源和計量接受源。
優選的，所述的光電檢測器設置在計量泵的后端側面，光電檢測器包括 計量泵輸入管道兩側分布的計量發射源和計量接受源，計量接受源接受計量 發射源發出的光信號后通過光電轉換電路傳送給計算機。
優選的，所述的光電檢測器設置在計量泵后端連接的確定容積的計量管 的側面，所述光電檢測器包括計量管兩側分布的計量發射源和計量接受源， 計量接受源接受計量發射源發出的光信號后通過光電轉換電路傳送給計算 機。
優選的，所述的容積式計量泵為蠕動泵，其內設置有泵殼通道內的彈性 管，所述彈性管后端連接確定容積的計量管。
優選的，所述的容積式計量泵的驅動機構為多軸步進電機，所述的計算 機連接在所述多軸步進電機上，所述多軸步進電機旋轉時其滾輪擠壓彈性管 輸送液體。
優選的，所述的多軸步進電機為八軸步進電機，所述的彈性管為聚四氟 乙烯透明軟管。
優選的，所述的計量泵通過計算機的可編程邏輯控制器來控制。
優選的，所述光電檢測器還包括光電傳感器，光電傳感器將接受的信號 經光電電路板傳送給控制計量泵的可編程邏輯控制器。
優選的，當計算機可編程邏輯控制器接受到光電檢測器的信號信息后， 可編程邏輯控制器發出指令控制計量泵的動力機構進行調整。
眾所周知，通過流體輸送裝置計量泵的流體的流量是建立在流體體積與 時間的關系的基礎上。即Q=V*t，其中Q表示經過計量泵的流體的流量； V表示單位時間內流經計量泵的流體體積；t表示流經計量泵流體的時間。 當使用蠕動泵作為流體輸送裝置時，通過蠕動泵的流體的流量是通過蠕動泵 驅動機構如步進電機的一個脈沖量和單位脈沖內蠕動泵吸入或壓出的流體 體積的定量關系來獲知流體的流量，即Q=V*N,其中Q表示經過計量泵的 流體的流量V表示一個脈沖數內流經計量泵的流體體積；N表示驅動機構 一個脈沖量的脈沖數。這里單位時間內脈沖數可以通過改變驅動機構的控制 參數而變化。
本發明的技術方案中采用在計量泵后端設置的已知確切體積的計量管
6來校正計量泵，從而獲得驅動機構如步進電機的每一個脈沖量與流體體積的 關系。 一方面，通過可以通過已知確切體積的計量管測定一個脈沖量流經計 量泵的流體體積可以得到實際應用中流經計量泵實時的流體用量。而常用的 計量泵缺乏后續的計量管對其精確測定，使得長時間使用后計量泵的精確度 大大降低。
本發明的技術方案優選采用蠕動泵，而融合了蠕動泵自吸式、無泄漏的 優點。本發明優選方案中采用可編程邏輯控制器與計量泵的泵軸連接，而光 電檢測器又通過光電信號與可編程邏輯控制器溝通，當計量泵的單位時間內 流體體積發生變化時，可以通過調節泵軸速度，從而改變流量。當優選使用 蠕動泵時，可編程邏輯控制器可調節泵軸速度，改變驅動機構如步進電機滾 輪的旋轉速度，從而改變流量。正是通過指定管不定期的校準脈沖量與流體 量之間的關系，反饋給可編程邏輯控制器控制系統，由控制系統做出調整， 然后在作用于此計量泵，這樣就形成可進行校正的容積式計量泵。
本發明適用于計量輸送清液，強腐蝕性、放射性、高粘度、髙純度、劇 毒、懸浮液、貴重液體等流體，如污水或廢水中重鉻酸鉀指數(CODcr)、
氨氮(NH3)、髙錳酸鹽指數(CODMn)等水質在線自動監測儀測定水樣時 準確抽取試劑。


圖1是本實用新型實施例計量泵的結構示意圖； 圖2是本實用新型實施例計量泵中光電檢測器的結構示意圖； 圖3是本實用新型實施例計量泵光電計量管的電路示意圖 圖4是本實用新型實施例計量泵步進電機的電路示意圖。 圖5是本實用新型應用例水中氨氮監測儀的結構示意圖。 其中，l為蠕動計量泵，2為聚四氟乙烯透明軟管，3為計量管，4為光 電檢測器，5為滴定液儲存裝置，6為消解吹脫瓶，7為反應裝置，8為溫度 控制裝置、IO為多向選擇閥，ll為無氨水瓶，12為廢液瓶，13為樣品瓶， 14為吸收劑瓶、15為逐出劑瓶；41為光線發射源；42為光線接受源。
具體實施方式
為了詳細說明本實用新型的技術方案，以下通過具體實施例和應用例來 詳細說明
實施例可進行校正的蠕動計量泵
如圖l-4所示，該可進行校正的蠊動計量泵，包括計算機控制的計量泵 1、計量泵后端連接的確定容積的計量管3;所述的計量泵側面設置光電檢測 器4,光電檢測器設置在計量泵后端連接的確定容積的計量管的側面，光電 檢測器包括計量泵輸入管道兩側分布的計量光線發射源41和計量光線接受 源42,計量接受源接受計量發射源發出的光信號后通過光電轉換電路傳送給 計算機。
蟠動計量泵內設置有泵殼通道內的彈性管2，所述彈性管后端連接確定 容積的計量管，蠕動計量泵的動力機構為八軸步進電機，計算機連接在所述 八軸步進電機上，所述多軸步進電機旋轉時其滾輪擠壓聚四氟乙烯透明軟管 2輸送液體。
計量泵l通過旋轉產生對軟管的擠壓，實現對流體的抽取，泵中步進電 機的脈沖數控制泵的旋轉速度，脈沖數受PLC的控制。當需要吸取固定體 積的試劑時，通過設定脈沖數來準確吸取試劑的體積。當需要知道流體的體 積時，可以通過已知的脈沖數算出流體的體積。
計算機通過可編程邏輯控制器(PLC)來控制光電檢測器和八軸步進電 機，其連接方式如圖3、 4。光電檢測器的光電傳感器檢測的信號，通過光電 電路板傳送給PLC的AI端；經PLC內部設定的程序對AI端接受的信號進 行分析，根據PLC的CPU指令，PLC的DO端向八軸步進電機發出校正操 作。
應用例具有可校正的蠊動計量泵的水質氨氮監測儀 如圖5， 一種水質氨氮自動在線監測儀，包括依次管路連接的具有堿性 解吸吹脫液的消解吹脫瓶6、反應裝置7、滴定液儲存裝置5，在樣品提供裝 置、反應裝置之間以及反應裝置、滴定液儲存裝置之間分別設置具有可校正 的蠕動計量泵，該蠕動計量泵為后端設置有光電計量管的蠕動泵1，蠕動泵 內設置有泵殼通道內的彈性管2，彈性管內側為八軸步進電機的滾輪，所述 的可編程邏輯控制器連接在所述多軸步進電機上。該光電計量管包括確定容積的計量管3,計量管外側設置有光電檢測器4，光電檢測器包括處于計量 管兩側分布的計量發射源和計量接受源，計量接受源接受計量發射源發出的 光信號后通過光電轉換電路傳送給可編程邏輯控制器。在反應裝置外側設置 有滴定反應檢測器2，滴定反應檢測器包括處于反應裝置兩側分布的發射源 和接受源，滴定反應檢測器也通過線路與控制蠕動泵的可編程邏輯控制器相 連。
在樣品提供裝置和反應裝置間設置有多向選擇閥10，所述多向選擇閥 單向選擇啟閉樣品提供裝置、計量裝置、無氨水瓶11、廢液瓶12、吸收劑 瓶14、洗液瓶、逐出劑瓶15以及樣品瓶13的連通。
樣品提供裝置為具有堿性解吸吹脫液的消解吹脫瓶，在所述的反應裝置 里設置有氨氣吸收液，從消解吹脫瓶釋放的氣體通過管路通入氨氣吸收液 中。氨氮監測裝置還設置有溫度控制裝置8，包括吹脫熱電偶和吸收熱電偶， 所述吹脫熱電偶設置在解吸吹脫瓶中，所述吸收熱電偶設置在反應裝置下 端，溫度控制裝置分別與反應裝置、樣品提供裝置連通加熱。
當測量循環過程開始后，用新的水樣沖洗各連接管路、計量管和樣品提 供裝置前端設置的消解裝置，以除去殘留在管路上的干擾物以及樣品中的干 擾物。使用計量裝置蠕動泵將水樣和解吸吹脫液先后加到解吸吹脫瓶中，在 髙溫和堿性條件下解吸吹脫20min，氨氣被空氣吹脫而進入反應裝置中，在 反應裝置被特配的吸收液在嚴格控制溫度(如的條件吸收。在解吸和 吸收過程中可以通過鼓泡混合液體，保證解吸吹脫瓶、反應裝置中的溶液完 全混合，以具有很好解吸和吸收條件。然后在嚴格控制溫度的條件下，用鹽 酸標準溶液進行滴定，利用滴定反應檢測器如光電檢測器判斷滴定終點。該 裝置可以利用空白鹽酸標準溶液的用量、鹽酸標準溶液用量、水樣的體積， 計算得到水樣的氨氮。
在該儀器內設置了蠊動計量泵，通過設定脈沖數來吸取滴定液和樣品， 最后通過可編程邏輯控制器記錄的脈沖數來算滴定液的體積，最終完成對水 中氮氮的測定。從本實施例中可以看出，由于設置了確定容積的計量管和光 電檢測器對計量泵的流體體積進行校正，一方面可以達到通過設定脈沖數來 準確抽取試樣，另一方面可以根據已知的脈沖數精確算出滴定時所消耗的溶 液的體積，這樣就能很精確的計算出污水中氨氮的污染程度。
9由于測量中水樣和溶液采用蠕動泵負壓吸入方式，不直接與蠕動泵管接 觸杜絕了泵管對液體的污染和避免了泵管的腐蝕和干擾物污染，同時采用光 電計量管，防止由于蠕動泵流量變化而造成的加液量的誤差。采用髙性能的 光電技術，大大提高了滴定終點的判斷準確度，并且不直接和液體接觸，避 免了電極法的問題電極對液體污染、電極使用壽命較短。
當然，該可校正的蠕動計量泵還可應用于其他儀器中，如應用于水中髙 錳酸鹽指數監測儀器以及水中重鉻酸鉀指數監測儀器等其他需要精確知道 液體體積或流量的實驗和研究中。
上述實例只為說明本實用新型的技術構思及特點，其目的在于讓熟悉此 項技術的人是能夠了解本實用新型的內容并據以實施，并不能以此限制本實 用新型的保護范圍。凡根據本實用新型精神實質所做的等效變換或修飾，都 應涵蓋在本實用新型的保護范圍之內。
權利要求1、一種可進行校正的容積式計量泵，包括計算機控制的計量泵、計量泵后端連接的確定容積的計量管；其特征在于所述的計量泵側面設置光電檢測器，計量泵工作時光電檢測器將獲得的光電信息通過線路傳送給控制計量泵的計算機。
2、 根據權利要求1所述的可進行校正的容積式計量泵，其特征在于所 述的光電檢測器設置在計量泵的前端側面，光電檢測器包括計量泵輸入管道 兩側分布的計量發射源和計量接受源。
3、 根據權利要求1所述的可進行校正的容積式計量泵，其特征在于所 述的光電檢測器設置在計量泵的后端側面，光電檢測器包括計量泵輸入管道 兩側分布的計量發射源和計量接受源，計量接受源接受計量發射源發出的光 信號后通過光電轉換電路傳送給計算機。
4、 根據權利要求1所述的可進行校正的容積式計量泵，其特征在于所 述的光電檢測器設置在計量泵后端連接的確定容積的計量管的側面，所述光 電檢測器包括計量管兩側分布的計量發射源和計量接受源，計量接受源接受 計量發射源發出的光信號后通過光電轉換電路傳送給計算機。
5、 根據權利要求1所述的可進行校正的容積式計量泵，其特征在于所 述的容積式計量泵為蠕動泵，其內設置有泵殼通道內的彈性管，所述彈性管 后端連接確定容積的計量管。
6、 根據權利要求5所述的可進行校正的容積式計量泵，其特征在于所 述的容積式計量泵的動力機構為多軸步進電機，所述的計算機連接在所述多 軸步進電機上，所述多軸步進電機旋轉時其滾輪擠壓彈性管輸送液體。
7、 根據權利要求5所述的可進行校正的容積式計量泵，其特征在于所 述的多軸步進電機為八軸步進電機，所述的彈性管為聚四氟乙烯透明軟管。
8、 根據權利要求1所述的可進行校正的容積式計量泵，其特征在于所 述的計量泵通過計算機的可編程邏輯控制器來控制。
9、 根據權利要求8所述的可進行校正的容積式計量泵，其特征在于所 述光電檢測器還包括光電傳感器，光電傳感器將接受的信號經光電電路板傳 送給控制計量泵的可編程邏輯控制器。
10、 根據權利要求8所述的可進行校正的容積式計量泵，其特征在于當 計算機可編程邏輯控制器接受到光電檢測器的信號信息后，可編程邏輯控制器發出指令控制計量泵的動力機構進行調整。
專利摘要本實用新型公開了一種可進行校正的容積式計量泵，包括計算機控制的計量泵、計量泵后端連接的確定容積的計量管；其特征在于所述的計量泵側面設置光電檢測器，計量泵工作時光電檢測器將獲得的光電信息通過線路傳送給控制計量泵的計算機。該計量泵可以不定期的校準脈沖量與流體量之間的關系，從而調整計量泵。
文檔編號F04B43/12GK201330694SQ20082019976
公開日2009年10月21日 申請日期2008年12月26日 優先權日2008年12月26日
發明者馬三劍 申請人:馬三劍