一种液体泵出装置的制作方法

本发明属于机械工程技术领域，涉及用于输送液体的机械装置，具体地说涉及一种泵。

背景技术：

当前实际应用中具有计量能力的小型和微型泵，其类型有齿轮泵、电磁泵、隔膜泵、蠕动泵、螺杆泵、注射泵、柱塞泵等多种，由于它们结构和工作方式不同，在各种性能指标上各有千秋。齿轮泵的特点是高流量、高扬程，但在小流量工况下计量精度下降；电磁泵的特点是高频率脉冲式喷射能保证微流量和高精度，但是流量能力比较低，也不能适用于高粘度介质；隔膜泵的流量比电磁泵高，但也不能用于高粘度介质；蠕动泵计量精确，流量可控范围大，但也是在高粘度介质工况下，计量精确度降低甚至不能适用；螺杆泵能适用于高粘度介质，在微小流量工况下能保证精确度，但其弹性体定子零件为易损件且造型复杂，制造成本和使用成本高，而且输入输出两端介质压强变化影响流量；注射泵的特点是高精度、微量控制能力，也适用于高粘度介质，但缺乏连续工作能力；柱塞泵，如果低速运行则与注射泵类似不能连续输送介质，如果高频高速运行则不适用于高粘度介质。现有的各类型泵中尚没有一种类型能同时满足微量输送、高精度、高粘稠度、结构简单、体积娇小、低造价、低使用成本等诸多要求。

技术实现要素：

本发明目的在于综合考量现有几种泵所存在各种不足，以提高泵的定量输出精度、实现微量输出功能、扩大液体介质的适用范围为出发点，提出一种新的泵的形式。

为实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：

一种液体泵出装置，包括第一部件、第二部件和第三部件，第二部件相对于第一部件按固定方式运动，第一部件和第二部件的接触面中至少一部分呈液密性滑动配合；

第一部件的与第二部件呈液密性滑动配合的接触面上设有介质进口和介质出口，所述介质进口和介质出口互相不连通；第二部件的与第一部件呈液密性滑动配合的接触面上设有至少一个凹槽，所述凹槽随着第二部件的运动，在呈液密性滑动配合的接触面范围内沿固定路径运动；所述凹槽的运动路径分别经过第一部件上的介质进口、介质出口以及第三部件，当所述凹槽经过第三部件，第三部件至少部分地进入凹槽内并横向填满凹槽；此处所述横向是指垂直于凹槽的运动方向；

所述第三部件设置在介质出口的凹槽正向运动的方向的一侧，当凹槽正向运动经过第三部件，第三部件进入凹槽的部分将凹槽内介质向介质出口挤出。

所述第二部件相对于第一部件的运动，可以由第一部件固定而第二部件运动的设置方式实现，也可以由第二部件固定而第一部件运动的设置方式实现。其运动方式可以为旋转，或者移动，或者是旋转和移动的组合。

进一步地，为了实现反转回吸功能，所述第三部件同时位于介质进口的凹槽反向运动的方向的一侧，当凹槽反向运动经过第三部件，第三部件进入凹槽的部分将凹槽内介质向介质进口挤出。

所述第三部件可以与介质出口/介质进口无间隔设置，第三部件的凹槽反/正向运动的方向的一侧作为介质出口/介质进口边缘的一部分与介质出口/介质进口自然连通，被第三部件从凹槽内挤出的介质直接进入介质出口/介质进口。

或者，所述第三部件与介质出口/介质进口间隔设置，但隔断较薄，在凹槽不经过时，第三部件的凹槽反/正向运动的方向的一侧与介质出口/介质进口不相连通，当凹槽经过介质出口/介质进口和第三部件时，第三部件的凹槽反/正向运动的方向的一侧与介质出口/介质进口通过经过的凹槽瞬态连通。此时，在第三部件的挤推作用下，凹槽内介质从凹槽与介质出口/介质进口连通的部分进入介质出口/介质进口。

所述介质进口/介质出口可以由两部分组成，第一部分与外部连通，第二部分起通道作用连通第一部分和第三部件的凹槽反/正向运动的方向的一侧。例如：第一部件的与第二部件呈液密性滑动配合的接触面上作为介质出口/介质进口的第二部分的槽形通道，槽形通道连通介质出口/介质进口的第一部分和第三部件的凹槽反/正向运动的方向的一侧。

可选地，所述介质进口和介质出口为第一部件上形成的一个开口的两部分，由第三部件从中隔开形成相互不连通的介质进口和介质出口。

可选地，所述凹槽包括至少一组，每组至少包括一个凹槽，每组内凹槽运动路径相同且与其他组凹槽运动路径不同，每组内若干凹槽沿运动路径均匀排布。

可选地，所述介质进口、介质出口、第三部件包括多组，每组包括一个介质进口、一个介质出口、和设置于介质进口和介质出口之间的一个第三部件，各组的介质进口和介质出口沿凹槽运动路径交替设置。

可选地，所述凹槽的内表面为圆滑曲面，所述凹槽的前后端边缘圆滑过渡。

可选地，所述第三部件上设有与所述凹槽适配的弹性凸部。至少弹性凸部的介质出口侧与介质出口连通。进一步地，第三部件的弹性凸部的介质进口侧与介质进口也连通。

优选地，所述凹槽横截面为弧形，所述第三部件的弹性凸部横截面也为弧形。

可选地，所述第一部件与第二部件的接触面为平面，第二部件依垂直于接触面的轴线旋转运动，或者第二部件沿接触面按固定路径平面滑动。

可选地，所述第二部件的运动为旋转运动，第一部件和第二部件呈液密性滑动配合的接触面为垂直于第二部件旋转轴心的平面或以第二部件旋转轴心为轴心的旋转曲面。

可选地，所述第一部件为缸套，第二部件为旋转体芯体，芯体在缸套内相对缸套旋转工作，所述缸套内侧面轮廓与芯体侧面轮廓吻合，缸套内侧面与芯体侧面液密性滑动配合；所述介质进口和介质出口设置在与芯体侧面液密性滑动配合的一段缸套内侧面上，所述凹槽设置在与缸套内侧面液密性滑动配合的一段芯体侧面上；所述第三部件设置在介质出口的芯体正转方向侧，芯体正向旋转时，当芯体侧面的凹槽随芯体正转运动经过第三部件，第三部件进入凹槽的部分将凹槽内介质向介质出口挤出。

被从凹槽内挤出的介质进入介质出口后，在后续进入介质出口的介质挤推作用下从介质出口送出。

进一步地，所述第三部件位于介质进口的芯体反转方向侧，芯体反向旋转时，当芯体侧面凹槽随芯体反转运动经过第三部件，第三部件进入凹槽的部分将凹槽内介质向介质进口挤出。

以一个凹槽为例，其工作原理如下：凹槽随芯体旋转，当凹槽与介质进口连通，介质进口内的介质进入凹槽，芯体进一步旋转，凹槽与进口端分离后，与缸套内侧面紧配，构成密封腔体并腔内充满介质。芯体进一步旋转，凹槽先与介质出口连通，然后经过第三部件，第三部件端面紧贴芯体侧面，当芯体侧面凹槽经过第三部件，第三部件自身发生弹性形变或在外力推动作用下，部分挤入凹槽，导致凹槽内储存的介质被挤出，流向介质出口并进一步被输出，第三部件保持横向填满凹槽，位于后面的介质无法通过第三部件到达凹槽的前面。芯体继续旋转，凹槽与第三部件分离，并且再次与介质进口连通，重复周期动作。

作为一种选择，所述第三部件选用一种柔软的材质，例如柔软且富有弹性的橡胶，将第三部件设置在闭合的空间内，向芯体方向挤压第三部件，当凹槽随芯体旋转经过第三部件时，柔软且富有弹性的第三部件的一部分挤入凹槽并至少在一个轴向截面上填满凹槽，凹槽进一步旋转，其内的介质被向旋转反向侧挤出。

进一步地，所述凹槽前后端与芯体表面圆滑过渡，进一步地，所述凹槽曲面与芯体曲面的相贯曲线圆滑过渡。

进一步地，所述缸套上设有第三部件安装孔，所述第三部件侧面与第三部件安装孔之间弹性密封。

进一步地，所述第三部件设弹性凸部的前端面为与芯体侧面弧度相匹配的弧面，所述第三部件前端面与芯体侧面始终保持贴紧密封。

进一步地，所述第三部件为空腔结构，其后端开口，第三部件的空腔内设有弹簧，所述弹簧同时向前和向四周顶压前端壁和侧壁。

作为一选择，所述凹槽沿周向均匀排布。

进一步地，所述凹槽可以有多排，每排凹槽沿周向均匀排布。

进一步地，任两排凹槽在芯体旋转方向上前后错位设置。

进一步地，所述第三部件的弹性凸部包括与每排凹槽对应的多个。

优选地，所述芯体为柱体结构，所述缸套为柱形套筒。所述柱体结构的芯体可以是圆柱，缸套为圆柱形套筒。或者芯体是具有一个较小的锥度的锥柱，对应地所述缸套为与芯体锥度相同的锥柱形套筒。设置一个较小的锥度，可以较好地适应零件加工误差，保证接触面之间的装配液密性。

进一步地，芯体轴心设芯轴，并与芯体固定连接。驱动装置通过芯轴驱动芯体旋转。所述芯体上下两个端面分别设密封圈和密封圈压环，以防止介质外漏。两端的密封圈压环外设卡簧。缸套内侧面两端设卡簧槽，用以安装卡簧。

可选地，所述缸套即为泵的壳体。作为一种改进，所述缸套为设置在泵的壳体内的独立部件。所述缸套外侧面与壳体紧配固定。所述壳体上对应缸套上介质进口、介质出口、第三部件安装孔处，同样设置介质进口、介质出口、第三部件安装孔，泵壳上的介质进口和介质出口连接泵的进出管路，泵壳上的第三部件安装孔外侧设有盖板。由于缸套与芯体相摩擦，将缸套设计为相对于壳体独立的部件，有利于针对缸套的功能单独选择材料。

进一步地，所述缸套和芯体均为陶瓷材质。

本发明的有益效果是：在钢性芯体上设置旋转中可先后经过进口和出口的凹槽作为运送液体从进口到出口的容器，进而实现液体从进口端到出口端的输送，每次运送的液体量由凹槽的容积确定，对液体的定量不关系到任何弹性件部件，排除了因弹性件的弹性变形而导致的定量不确定性。基于本发明的液体泵，其原理非常有利于控制泵的输出计量精度。

附图说明

图1是本发明所述液体泵出装置的一种结构形式示意图。

图2是图1所示液体泵出装置横向剖面结构示意图。

图3是图1所示液体泵出装置纵向剖面结构示意图。

图4是图1所示液体泵出装置芯体表面结构示意图。

图5是本发明所述液体泵出装置的另一种结构形式示意图。

图6是图5所示液体泵出装置的a-o-o-a向剖面图。

图7是介质出口与第三部件的凹槽反向运动的方向的一侧由槽形通道常态连通的结构示意图。

图8是介质出口与第三部件的凹槽反向运动的方向的一侧通过经过的凹槽瞬态连通的结构示意图。

图9是第三部件的凹槽反向运动的方向的一侧与介质出口直接常态连通的结构示意图。

标记说明：1、壳体，2、缸套，3、密封圈压环，4、芯体，5、盖板，6、芯轴，7、密封圈，8、第三部件，9、弹簧，10、凹槽，11、卡簧，12、介质进口，13、介质出口，14、弹性凸部，21、第一部件，22、第二部件。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明所述液体泵出装置的原理和基本结构做进一步的解释说明。

图1-4所示为本发明所述液体泵出装置可选的一种结构形式，整体呈柱状结构，第一部件为筒状，第二部件为柱状，两者同轴心装配，第二部件旋转运动。

参照图1，在本例中，装置包括壳体1、缸套2、芯体4、和第三部件8四大主要组成部分。缸套2相对于壳体1独立，可以选择比壳体硬度更高、耐磨性更好的材料。缸套2是一个圆柱形套筒，与壳体1紧配固定。芯体4为圆柱体结构，装配在缸套2内，缸套2内侧面与芯体4侧表面液密性滑动配合。缸套2与壳体1一起组成泵体，泵体两侧分别设介质进口12和介质出口13，所述介质进口12和介质出口13内端开口位于缸套2内侧面上，外端开口位于壳体1外表面上。介质进口12和介质出口13之间设有第三部件安装孔，所述第三部件8设置在第三部件安装孔内。芯体4侧面设有凹槽10，在芯体旋转过程中，所述凹槽10先后经过介质进口12的内端开口和介质出口13的内端开口；第三部件8设置在介质出口13的芯体正转方向侧。第三部件8前端面设有弹性凸部14。

参照图2，芯体4侧面沿周向均匀排布四个凹槽10。各凹槽大小相等形状相同，所述凹槽在芯体圆周方向上的长度小于介质进口的内端开口与介质出口内端开口之间的最小间隔弧长。每个凹槽周边与芯体轮廓表面圆滑过渡，凹槽的任一处截面均为弧度相同的弓形。弹性凸部的头部轮廓具有相匹配的弧度。所述弹性凸部的后侧空间通过通道与介质出口连通。

第三部件8侧面与第三部件安装孔之间密封，第三部件为空腔结构，其后端开口，第三部件的空腔内设有弹簧9，所述弹簧同时向前和向四周顶压前端壁和侧壁。第三部件前端面为与芯体侧面弧度相同的弧面，第三部件前端面与芯体侧面始终保持贴紧密封。第三部件安装孔外侧设有盖板5，盖板5通螺钉或卡扣的方式装配在壳体1上。

参照图3，芯体4轴心设芯轴6，芯轴6与芯体4固定连接。驱动装置通过芯轴驱动芯体旋转。所述芯体上下两个端面分别设密封圈7和密封圈压环3，以防止介质外漏。两端的密封圈压环3外设卡簧11。缸套内侧面两端设卡簧槽，用以安装卡簧11。

参照图4，所述凹槽10可以有多排，本例为两排，每排包括六个凹槽，每排的六个凹槽沿芯体表面周向均匀布置。所述第三部件的弹性凸部包括分别与每排凹槽对应的多个。两排凹槽在圆周方向上相互错位30度设置。

图5、6所示为本发明所述液体泵出装置另一种可选的结构形式，装置整体呈盘状结构，第一部件21和第二部件22均选用圆形平面结构体，两者之间的液密性滑动配合的接触面为一个平面，第二部件22依圆心旋转运动，以顺时针方向旋转为正向旋转，第二部件22上分别沿两条凹槽运动路径101、102设置两组凹槽10，每组6个，两组凹槽径向交错排布。第一部件21上沿周向顺时针方向依次设置有第一介质进口121、第一介质出口131、第一第三部件81、第二介质进口122、第二介质出口132、第二第三部件82。其中第一介质出口131临近第一第三部件81设置，第二介质出口132临近第二第三部件82设置。第一介质进口121、第一介质出口131、第一第三部件81、第二介质进口122、第二介质出口132、第二第三部件82的径向宽度大于两组凹槽径向总宽度。

参照图7-9，该组图具体展示了介质出口13与第三部件8的介质出口侧实现连通的三种典型形式。其中，图7所示为介质出口与第三部件8的介质出口侧由槽形通道1301常态连通的结构示意图。介质出口由第一部分1302和作为第二部分的槽形通道1301组成。第二部件正向运动方向如箭头所示，凹槽10随第二部件22正向运动，依次经过介质进口12、介质出口、第三部件8。凹槽10运动经过介质进口12时，因凹槽10内负压作用，介质进口内的介质进入并填满凹槽；当凹槽10经过第三部件8时，第三部件下端挤入凹槽，将凹槽内介质向外挤出，并进入介质出口的槽形通道1301内。槽形通道1301内原有介质在新入介质的挤推作用下被挤入介质出口的第一部分1302内。

图8所示是介质出口与第三部件的凹槽反向运动的方向的一侧通过经过的凹槽瞬态连通的结构示意图。介质出口13与第三部件之间间隔一段较薄的隔段。在凹槽不经过时，介质出口13与第三部件的凹槽反向运动的方向的一侧不连通。当凹槽经过时，第三部件的凹槽反向运动的方向的一侧与介质出口13通过凹槽瞬态连通。此时，在第三部件的挤推作用下，凹槽内介质从凹槽10与介质出口连通的部分进入介质出口13。

图9所示是第三部件的凹槽反向运动的方向的一侧与介质出口直接常态连通的结构示意图。所述介质出口13不包括槽形通道部分。凹槽经过介质出口13和第三部件时，由第三部件从凹槽内挤出的介质直接进入介质出口13。