精密注液泵的制作方法
【专利摘要】本实用新型提供了精密注液泵，包括注液头、PLC控制器、进出液组件以及进出液控制组件，还包括设于柱塞与电机控制组件之间的由PLC控制器控制的精密控制组件，精密控制组件包括第一触点、第二触点以及触头。本实用新型所提供的精密注液泵上增设了能精密控制注液泵内柱塞移动相对距离的精密控制组件，该精密控制组件包括两相对设置的第一触点和第二触点，该第一触点与第二触点之间的相对距离决定了注液泵每次的注液量，该触头上的第三触点分别与设置在两端的第一触点和第二触点接触后，能够精确控制每次柱塞移动过程中所控制的注液泵的进液量和出液量，从而保证每次柱塞在注液泵内往复移动时的每次进液量和出液量能够精确控制。
【专利说明】精密注液泵
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及计量泵领域，尤其是涉及一种精密注液泵。
【背景技术】
[0002]注液泵为计量泵中的一种，注液泵主要用于电池注液、液态药品注液、口服液灌装等有关液体液体灌装的行业中使用。随着目前工业水平的不断发展，对注液泵的注液精度要求也逐渐提高。因此注液泵的进液量和出液量以及注液泵每次的注液量的精确度和控制、调节都有严格的要求。注液泵的注液精度主要由三个方面决定:1、千分尺(决定行程)；
2、气压及流量的稳定性；3、时间的匹配。即:在设定好的时间内，气压及流量稳定，柱塞如果能走完行程，注液量及注液精度可以得到保证。当改变注液量时，以上三项都要调，对操作人员有较高的要求。因此调节注液量时不好操作，很复杂，很不容易调准，人为因素影响很大。
实用新型内容
[0003]本实用新型的目的在于解决现有注液泵的注液量难以精确控制及调节的缺点，提供一种精密注液泵。
[0004]本实用新型解决其技术问题采用的技术方案是:精密注液泵，包括设有溶液腔的注液头、PLC控制器、由所述PLC控制器控制的、与所述注液头的溶液腔连通的进出液组件以及由所述PLC控制器控制的进出液控制组件；所述进出液控制组件包括设于所述溶液腔内的柱塞、控制所述柱塞在所述注液腔内往复移动的移动控制组件、控制所述柱塞在所述注液腔内往复移动距离的电机控制组件，还包括设于所述柱塞与所述电机控制组件之间的由所述PLC控制器控制的精密控制组件，所述精密控制组件包括与所述PLC控制器连接的可通过所述电机控制组件调节相对设置距离的第一触点和第二触点，以及设于所述第一触点与所述第二触点之间的与所述柱塞固定连接、且与所述柱塞同步移动的触头。
[0005]具体地，所述精密控制组件的第一触点设于靠近所述柱塞一端的注液头侧壁上，所述第二触点设于固定在所述电机控制组件一端的直线移动轴上，所述触头包括与所述柱塞的前端固定连接的第一柱体以及位于所述第一柱体前端的第三触点，所述触头的第三触点设于所述第一触点与所述第二触点之间并随着所述柱塞在所述第一触点与所述第二触点之间往复移动。
[0006]具体地，所述精密控制组件的第一触点、第二触点与所述第三触点之间为红外线感应触点。
[0007]具体地，所述精密控制组件的第一触点、第二触点与所述第三触点之间为电磁感应触点。
[0008]具体地，所述精密控制组件的第一触点、第二触点与所述第三触点之间为电导体触点。
[0009]进一步地，所述电机控制组件包括调节所述柱塞移动距离的电机以及由所述PLC控制器控制所述电机的电机驱动器。
[0010]本实用新型的有益效果在于:本实用新型所提供的精密注液泵上增设了能够有效控制注液泵内柱塞移动相对距离的精密控制组件，该精密控制组件包括两端相对设置的第一触点和第二触点，该第一触点与第二触点之间的相对距离决定了注液泵每次的注液量。注液泵开始工作时，柱塞向电机方向移动，输入单向阀动作，开始吸液，当触头上的第三触点与第二触点接触后，注液泵吸液完成，同时给出信号，电磁阀换向，柱塞向相反方向移动，将吸进来的液体从输出单向阀推出去，与第一触点接触后，完成定量注液。此设计能够不用调节气、压流量和时间，第三触点只有分别接触第一触点和第二触点才能控制电磁阀换向，带动柱塞作往复运行，因此只需调节第一触点和第二触点之间的相对距离，就能调节柱塞的行程，而第一触点和第二触点之间的相对距离是由电机来控制的，因此，这种调节能够在触摸屏上直接输入注液量参数，由电机执行，调节第一触点和第二触点之间的相对距离，能够非常方便地调节注液量，同时能精确、稳定地控制注液精度。
【专利附图】
【附图说明】
[0011]图1是本实用新型实施例提供的精密注液泵的立体结构全剖示意图；
[0012]图2是本实用新型实施例提供的精密注液泵出液状态时的立体结构全剖示意图；
[0013]图3是本实用新型实施例提供的精密注液泵出液完成状态时的立体结构全剖示意图；
[0014]图4是本实用新型实施例提供的精密注液泵进液状态时的立体结构全剖示意图；
[0015]图5是本实用新型实施例提供的精密注液泵调节注液量状态时的立体结构全剖示意图；
[0016]图中:100-精密注液泵
[0017]10-注液头11-溶液腔20-PLC控制器
[0018]30-进出液组件 31-输入组件311-输入单向阀
[0019]32-输出组件321-输出单向阀 40-柱塞
[0020]50-电机控制组件 51-电机52-电机驱动器
[0021]60-移动控制组件 61-第一限流阀 62-第二限流阀
[0022]63-电磁阀
[0023]70-精密控制组件 71-第一触点72-第二触点
[0024]73-触头731-第一柱体 732-第三触点。
【具体实施方式】
[0025]为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
[0026]参见图1-5，为本实用新型所提供的精密注液泵100的立体结构剖视图。在该精密注液泵100中，其主要包括了注液头10、PLC控制器20、进出液组件30、进出液控制组件(40,50,60)以及精密控制组件70五大部分。其中注液头10内设有溶液腔11，定量的液体通过进出液组件30的输入组件31进入溶液腔11内，再通过输出组件32从注液泵100中定量推出，其中输出组件32上通过管道(图中未示出)与注液嘴(图中未示出)连接，并通过注液嘴推送到需要注液的容器中完成定量注液。而在注液头10的的溶液腔11的定量进液和定量出液过程均是由进出液控制组件(40、50、60)完成的，而该进出液控制组件(40、50,60)受到PLC控制器20的控制完成，并且本实用新型所提供的精密注液泵100由于在注液头10与进出液控制组件(40、50、60)之间加设了由PLC控制器20控制的精密控制组件70，该精密控制组件70不仅可以精确地控制注液泵100的注液量，同时还能够精确的控制精确注液泵100每次能注液的注液量。
[0027]接着，参见图1，详细阐述本实用新型所提供的精密注液泵100的具体结构。该精密注液泵100包括设有溶液腔11的注液头10、PLC控制器20、由PLC控制器20控制的、与注液头10的溶液腔11连通的进出液组件30以及由PLC控制器20控制的进出液控制组件(40、50、60)。其中，注液头10内的溶液腔11主要用于每次进液后液体的容置,而该PLC控制器20通过进出液组件30控制了的输入组件31和输出组件32的开关闭合，同时通过进出液控制组件(40、50、60)控制了液体进入溶液腔11的注液量以及进入溶液腔11和推出溶液腔11。
[0028]具体地，该进出液组件30包括分别由PLC控制器20控制的输入组件31和输出组件32，输入组件31和输出组件32分别与溶液腔11连通。在输入组件31上设有由PLC控制器20控制的输入单向阀311，输出组件32上设有由PLC控制器20控制的输出单向阀321。在精密注液泵100吸入液体时，PLC控制器20控制输入组件31的输入单向阀311打开，同时保证输出组件32的输出单向阀321呈关闭状态，再通过进出液控制组件(40、50、60)的柱塞40在溶液腔10内形成负压，将液体吸入注液头10的溶液腔11内，但液体的吸入量达到注液泵100的注液量时，PLC控制器20控制输入单向阀311关闭，同时依然保证输出组件32的输出单向阀321呈关闭状态，从而完成注液泵100的进液过程。在精密注液泵100推出液体时，PLC控制器20控制输出组件32的输出单向阀321打开，同时保证输入组件31的输入单向阀311呈关闭状态，再通过进出液控制组件(40、50、60)的柱塞40推动溶液腔11内的溶液向注液头10外推出，当溶液腔11内的液体被完全推出后，PLC控制器20控制输出单向阀321关闭，同时依然保证输入组件31的输入单向阀311呈关闭状态，从而完成注液泵100的出液过程。
[0029]接着，该精密注液泵100的进出液控制组件(40、50、60)通过PLC控制器20完成溶液腔11内液体的注入和输出。具体地，该进出液控制组件(40、50、60)包括设于溶液腔11内的柱塞40、控制柱塞40在溶液腔11内往复移动的移动控制组件60、控制柱塞40在溶液腔11内往复移动距离的电机控制组件50。该PLC控制器20通过移动控制组件60完成对溶液腔11内的柱塞40的往复运动的控制，再通过电机控制组件50完成柱塞40在溶液腔11内每次往复移动距离的控制。该柱塞40在溶液腔11内的每次往复运动决定了精密注液泵100的能够完成每次的进液和出液过程。而该柱塞40在溶液腔11内每次往复运动的距离就决定了精密注液泵100每次吸入和输出液体的注液量。
[0030]具体地，该电机控制组件50包括调节柱塞40移动距离的电机51以及由PLC控制器20控制电机51的电机驱动器52。该电机51用于调节柱塞40位于溶液腔11内的相对位置，调节柱塞40位于溶液腔11内的相对位置是为了调节溶液腔11内每次可吸入的液体的容积，即每次吸入液体的量。该PLC控制器20控制电机驱动器52带动电机51运动，该电机51运动将会调节柱塞40在溶液腔11内的相对位置。因此，该电机控制组件50只有在调节精密注液泵100的注液量时才会使用。
[0031]具体地，该移动控制组件60包括固定于注液头10上与溶液腔11连通的两个用于控制柱塞40在溶液腔11内往复移动的限流阀出1、62)、由PLC控制器20控制两限流阀(61,62)的电磁阀63。该限流阀(61、62)设置在注液头10上，并与溶液腔11内的柱塞40连通，通过气压控制柱塞40在溶液腔11内进行往复移动。而PLC控制器20通过电磁阀63控制两个限流阀(61、62)的进气与出气。并且，在本实施例中，该两个限流阀(61、62)均为限出阀，电磁阀63为三位五通电磁阀，PLC控制器20只有通过三位五通电磁阀63才能控制两限出阀(61、62)的进出气压。具体操作过程详见精密注液泵100的工作原理。
[0032]而该本实用新型所提供的精密注液泵100能够较传统的注液泵100更为精准的控制注液泵100每次注液量的大小以及每次进液和出液的量，那是在注液泵100内增设了精密控制组件70。该精密控制组件70设于柱塞40与电机控制组件50之间，且由PLC控制器20控制。请再参见图1，该精密控制组件70包括与PLC控制器20连接的可通过电机控制组件50调节相对设置距离的第一触点71和第二触点72，以及设于第一触点71与第二触点72之间的与柱塞40固定连接、且与柱塞40同步移动的触头73。通过该精密控制组件70能够使得PLC控制器20能够很好的监控注液泵100内部的柱塞40的移动情况，并可根据柱塞40的移动情况用以控制注液泵100内的进液和出液量。
[0033]进一步地，该精密控制组件70的第一触点71设于靠近柱塞40 —端的注液头10的侧壁上，第二触点72设于固定在电机控制组件50 —侧的直线移动轴上，触头73包括与柱塞40的前端固定连接的第一柱体731以及位于第一柱体731前端的第三触点732，触头73的第三触点732设于第一触点71与第二触点72之间并随着柱塞40在第一触点71与第二触点72之间往复移动。该精密控制组件70的触头73与柱塞40固定连接，使得触头73可以随着柱塞40 —起在注液头10的溶液腔11内随着柱塞40往复移动，并且该触头73上的第三触点732在第一触点71和第二触点72之间往复移动，并通过分别与第一触点71和第二触点72接触，使得PLC控制器20能够精确的确定柱塞40在溶液腔11内的相对位置移动，从而精确控制注液头10内的溶液的进液量和出液量。并且第一触点71和第二触点72之间的相对距离也可通过电机控制组件50进行调节，所以第一触点71和第二触点72之间的相对距离既是决定了柱塞40在溶液腔11内的相对移动距离，就是溶液腔11内每次注液量的大小，故该精密控制组件70同时可以精确掌控精密注液泵100内每次注液量的大小。
[0034]具体地，该精密控制组件70中该第一触点71、第二触点72与第三触点732之间可以为红外线感应触点。当三者均为红外线感应触点时，红外感应到第一触点71和第三触点732接触或者第二触点72与第三触点732接触之后，PLC控制器20即刻控制柱塞40停止并向相反方向移动。通过触点接触的方式确定柱塞40在溶液腔11内的准确移动值，从而控制柱塞40的往复移动。而该精密控制组件70的第一触点71、第二触点72与第三触点732之间还可以是为电磁感应触点。触点之间通过电磁感应的方式传导到PLC控制器20上，并通过PLC控制器40控制柱塞40停止并向相反方向移动。同时，该精密控制组件70的第一触点71、第二触点72与第三触点732之间还可以是电导体触点。通过第一触点71与第三触点732之间或者第二触点72与第三触点73之间的电连通，使得PLC控制器20确定柱塞40的位移，从而控制柱塞40停止并向相反方向移动。当然该精密控制组件70的的第一触点71、第二触点72与第三触点732之间不仅限以上三种接触方式，还包括其他可实现的接触方式使得PLC控制器20能够准确地确定柱塞40位于溶液腔11内的移动距离，从而控制柱塞40在溶液腔11中的移动。
[0035]接着，结合图2-5详细阐述本实用新型所提供的精密注液泵100的精确控制进液的工作过程、精确控制出液的工作过程以及精确调节注液量的工作过程。
[0036]精确控制出液工作过程如下:
[0037]参见图1，为本实用新型实施例所提供的精密注液泵100的初始状态下示意图。此时，在注液头10的溶液腔11内时已经具有充满整个溶液腔11的溶液，准备进入出液的过程。在初始状态时，柱塞40处于停止状态，此时的柱塞40前端与精密控制组件70的固定连接的触头73也停止移动。此时触头73前端的第三触点732与精密控制组件70内的第二触点72保持接触。而此刻的进出液组件30的输入单向阀311和输出单向阀321均处于关闭的状态，而移动控制组件60的电磁阀63受到PLC控制器20的驱动，使得电磁阀63向第一限流阀61通气，而第二限流阀62之间无气压。并且，在整个出液过程中，电机控制组件50始终保持静止状态。
[0038]接着，参见图2，为本实用新型实施例所提供的精密注液泵100在出液过程中的示意图。此时，柱塞40受到PLC控制器20所控制的移动控制组件60的作用向左移动，推动溶液腔11内的溶液向左移动。具体地，移动控制组件60受到PLC控制器20的驱动，使得第一限流阀61内的限制气体流出的速度，用以控制柱塞40移动的速度，同时向第二限流阀62内通气，使得柱塞40在第二限流阀62所通的气体推动柱塞40向左移动。同时，进出液组件30的输入单向阀311受到PLC控制器20的控制始终保持关闭状态，输出单向阀321被打开用于出液。在溶液腔11内的溶液由于受到了柱塞40向左的推动力，使得溶液必须从注液头10的输出组件31处排出。此刻的精密控制组件70内的触头73随着柱塞40 —起向左移动，使得触头73前端的第三触点732从初始状态下的与第二触点72接触到远离第二触点72，朝着第一触点71处移动。
[0039]最后，参见图3，为本实用新型实施例所提供的精密注液泵100在出液完成时的示意图。当精密控制组件70中的第三触点732与第一触点71接触上时，精密控制组件70可能迅速感应两者接触，并通过PLC控制器20对移动控制组件60进行控制，停止柱塞40继续向左移动，完成柱塞40的出液过程。当第三触点732与第一触点71接触后，首先进出液组件30上的输入单向阀311和输出单向阀321均受到PLC控制器20的控制处于关闭的状态。而移动控制组件60内第一限流阀61内的气体受到柱塞40向左移动的挤压已经完全流出，无气压或者仅有少量的气体。但是电磁阀63对第二限流阀62内进行通气，有气体流通，如图3所示。此刻溶液腔11内的溶液被完全推出输出组件31完成出液过程。
[0040]精确控制进液工作过程如下:
[0041]请再参见图3，图3为本实用新型实施例所提供的精密注液泵100在出液完成时的示意图，也是进液前的初始状态。此时，在注液头10的溶液腔11内已经完全排空，准备进入进液的过程。此刻的精密控制组件70的触头73上的第三触点732与第一触点71接触。并且，在整个进液过程中，电机控制组件50始终保持静止状态。
[0042]然后，参见图4，为本实用新型实施例所提供的精密注液泵100在进液过程中的示意图。此时，柱塞40受到PLC控制器20所控制的移动控制组件60的作用向右移动。同时，进出液组件30的输出单向阀321受到PLC控制器20的控制始终保持关闭状态，而输入单向阀311被打开用于进液。由于注液头10内的溶液腔11内的柱塞40向右移动过程中，使得溶液腔11内产生负压，因此容易很容易就从输入组件31的输入单向阀311内流入溶液腔11当中。具体地，移动控制组件60受到PLC控制器20的驱动，使得第二限流阀62内的限制气体流出的速度，用以控制柱塞40移动的速度，同时向第一限流阀61内通气，使得柱塞40在第一限流阀61所通的气体推动柱塞40向右移动。此刻的精密控制组件70内的触头73随着柱塞40 —起向右移动，使得触头73前端的第三触点732从初始状态下的与第一触点71接触到远离第一触点71，朝着第一触点72处移动。
[0043]最后，请再参见图1，为本实用新型实施例所提供的精密注液泵100在进液完成时的示意图。当精密控制组件70中的第三触点732与第二触点72接触上时，精密控制组件70可能迅速感应两者接触，并通过PLC控制器20对移动控制组件60进行控制，停止柱塞40继续向右移动，完成柱塞40的进液过程。当第三触点732与第二触点72接触后，首先进出液组件30上的输入单向阀311和输出单向阀321均受到PLC控制器20的控制处于关闭的状态。而移动控制组件60内第二限流阀62内的气体受到柱塞40向右移动的挤压已经完全流出，无气压或者仅有少量的气体。但是电磁阀63对第一限流阀61内进行通气，有气体流通。此刻溶液腔11内被溶液所充满，完成出液过程。
[0044]精确控调节注液量的工作过程如下:
[0045]本实用新型实施例所提供的精密注液泵100通过电机控制组件50调节柱塞40位于溶液腔11内的相对移动距离，并通过精密控制组件70实现对相对移动距离的精密控制。具体增大注液量过程和缩小注液量过程如下:
[0046]一、增大注液泵的注液量的过程:
[0047]如图5所示，当需要增大注液泵100内注液量时，通过电机控制组件50对柱塞40在溶液腔11内的相对位置进行调整。PLC控制器20控制电机驱动器52控制电机51转动，电机51转动带动柱塞向右移动。此时的精密控制组件70的触头73上的第三触点732始终与第二触点72接触。由于精密控制组件70的第一触点10固定于靠近柱塞40 —侧的注液头10的侧壁上，因此第一触点71在注液头10上的位置始终保持不变。而第二触点72随着柱塞40的向右移动一起向右移动，使得第二触点72相对于第一触点71之间的距离逐渐增大。由于第一触点71与第二触点72之间的相对距离决定了柱塞40位于溶液腔11内每次往复移动的移动距离，既是溶液腔11内所能容纳的溶液的容积大小。因此，当第一触点71与第二触点72之间的相对距离增大时，柱塞40在溶液腔11内所移动的距离越大，故溶液腔11内所能容纳的溶液的容积也就越大，从而提高了每次注液泵100的注液量，并能够通过精密控制组件70的第一触点71、第二触点72以及第三触点732精确控制每次的注液量。
[0048]二、减小注液泵的注液量的过程:
[0049]如图5所示，当需要减小注液泵100内注液量时，PLC控制器20控制电机驱动器52控制电机51转动，电机51转动带动柱塞向左移动。此时的精密控制组件70的触头73上的第三触点732始终与第二触点72接触。由于精密控制组件70的第一触点10固定于靠近柱塞40 —侧的注液头10的侧壁上，因此第一触点71在注液头10上的位置始终保持不变。而第二触点72随着柱塞40的向左移动一起向左移动，使得第二触点72相对于第一触点71之间的距离逐渐缩小，即柱塞40在溶液腔11内所移动的距离缩小，故溶液腔11内所能容纳的溶液的容积也就缩小，从而减小每次注液泵100中注液量，并能够通过精密控制组件70的第一触点71、第二触点72以及第三触点732精确控制每次的注液量。
[0050]综上所述，本实用新型所提供的精密注液泵100由于在注液泵100内增设了精密控制组件70，并通过该精密控制组件70反馈注液头10内的柱塞40在溶液腔11内的每次移动的距离以及相对移动的距离的数据到PLC控制器20内，使得PLC控制器20能够更为精确地对注液泵100的每次注液量的控制以及注液量的调节，较传统的注液泵100的进出液更为稳定和精确，并且非常方便调节，其精密注液泵100的内部结构简单，容易实现，易于操作。
[0051]以上仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
【权利要求】
1.精密注液泵，包括设有溶液腔的注液头、PLC控制器、由所述PLC控制器控制的、与所述注液头的溶液腔连通的进出液组件以及由所述PLC控制器控制的进出液控制组件；所述进出液控制组件包括设于所述溶液腔内的柱塞、控制所述柱塞在所述注液腔内往复移动的移动控制组件、控制所述柱塞在所述注液腔内往复移动距离的电机控制组件，其特征在于，还包括设于所述柱塞与所述电机控制组件之间的由所述PLC控制器控制的精密控制组件，所述精密控制组件包括与所述PLC控制器连接的可通过所述电机控制组件调节相对设置距离的第一触点和第二触点，以及设于所述第一触点与所述第二触点之间的与所述柱塞固定连接、且与所述柱塞同步移动的触头。
2.如权利要求1所述的精密注液泵，其特征在于，所述精密控制组件的第一触点设于靠近所述柱塞一端的注液头侧壁上，所述第二触点设于固定在所述电机控制组件一端的直线移动轴上，所述触头包括与所述柱塞的前端固定连接的第一柱体以及位于所述第一柱体前端的第三触点，所述触头的第三触点设于所述第一触点与所述第二触点之间并随着所述柱塞在所述第一触点与所述第二触点之间往复移动。
3.如权利要求2所述的精密注液泵，其特征在于，所述精密控制组件的第一触点、第二触点与所述第三触点之间为红外线感应触点。
4.如权利要求2所述的精密注液泵，其特征在于，所述精密控制组件的第一触点、第二触点与所述第三触点之间为电磁感应触点。
5.如权利要求2所述的精密注液泵，其特征在于，所述精密控制组件的第一触点、第二触点与所述第三触点之间为电导体触点。
6.如权利要求1-5任一项所述的精密注液泵，其特征在于，所述电机控制组件包括调节所述柱塞移动距离的电机以及由所述PLC控制器控制所述电机的电机驱动器。
【文档编号】F04B49/06GK204061078SQ201420334584
【公开日】2014年12月31日 申请日期:2014年6月20日 优先权日:2014年6月20日
【发明者】何仁雄 申请人:深圳市恒瑞兴自动化设备有限公司