一种新型防飞溅灌装头的制作方法

本发明涉及蠕动泵配件结构领域，特别适用于减小脉动、防止飞溅、防止滴液的新型灌装头。

背景技术：

蠕动泵是一种特种容积泵，主要应用于流体的分配或输送。蠕动泵泵头工作时，滚轮旋转，在两个辊子之间的一段泵管形成“枕”形流体，通过对泵的弹性输送软管交替进行挤压和释放来泵送流体。

蠕动泵作为一种特殊的借助外力驱动液体按照规律性流动的泵体，一般用作输送液体或者灌装液体，在使用过程中其具有以下几个缺点：

①蠕动泵泵送流体的方式，决定了泵头工作时，泵送的流体必然会产生脉动。

②流体在软管中的流动形态为湍流，流体运动的质点极不规则，相互掺杂，运动无序，因此流体落入液面时，会产生各个方向的运动，造成飞溅。

③在一次流体的分配或输送完成后，泵头停止工作，软管出口端的液体，会无规律的出现一滴或几滴的滴落现象。

④泵体在进行灌装过程中，因为脉动、飞溅等缺陷的影响往往灌装结束时，响应时间慢，造成液体冗余、溢出，难以实现精准灌装，一般的若要实现减少脉动只能替换滚轮型号增加滚轮密度，其拆装过程复杂，费时费力。

技术实现要素：

发明目的，本发明针对上述现有的蠕动泵的缺点，而提供了一种新型灌装头，可以减小泵送流体的脉动、防止流体飞溅、防止滴落现象。

本发明所要解决的问题是由以下技术方案实现的：

提供了一种新型防飞溅灌装头，包括灌装管1，灌装管具有进液端和出液端，其特征在于：在灌装管内或者灌装管的进液端处或者灌装管的出液端处设有阻液块2；所述的阻液块上开有供液通道2b，供液通道的长度大于供液通道的内径，供液通道的内径小于灌装管的内径。

进一步的，设定供液通道的内径为N，设定灌装管的内径为H，N的与H的比例关系为：

进一步的，设定供液通道的径向截面面积为Y，设定灌装管的径向截面面积为X，Y的与X的比例关系为：

进一步的，所述的阻液块的顶端开有蓄液槽2a，蓄液槽为口径渐变缩小的锥形，蓄液槽的缩口端与供液通道相接通。

进一步的，所述的蓄液槽的容积为S，设定灌装管的容积为W，W的与S的比例关系为：S≤W。

进一步的，所述的蓄液槽的高度小于供液通道的长度。

进一步的，所述的灌装管的底部为缩口端。

本发明相对于现有而言具有的有益效果：

采用在输液管内部设置阻液块，阻液块上开供液通道，通过设置供液通道的口径使得灌装管的口径瞬间变小，流经此处的液体冲击阻液块的顶端近而分散沿供液通道流动，实现平衡水流的效果。

阻液块上的锥形开口形成过渡作用的蓄流口，当水流不足时从蓄流口内可以补充液体，当水流断开时即蠕动泵停止工作，蓄流口内的锥形结构决定了各层流之间的粘滞力较大完全可以捕捉住各个层流，进而稳定水流可以大大降低脉动效果。

通过在阻液块顶端开设的锥形开口，在液体经过后水流蓄流在锥形开口中，一旦断流，流体在大气压的作用下于阻液块底部开口处停止流动，防止滴落，并且锥形开口内的液体可以衔接供液通道与灌装管内的液体，防止二段液体隔开。

液体质点作有条不紊的运动，彼此不相混掺的形态称为层流。管内流体的平均流速与最大流速之比等于0.5；液体质点作不规则运动、互相混掺、轨迹曲折混乱的形态叫做紊流,管内流体的平均流速与最大流速之比等于0.75-0.9。

层流的流体状态平稳，流体落入液面时不会产生飞溅；紊流使液体内部分子碰撞会产生各个方向的运动，流体落入液面时会产生飞溅。由前述可知，在阻液管的作用下，流体在灌装管c中的最大流速远大于流体在软管a中的最大流速，因此Vc/Vcmax较Va/Vamax更为接近0.5，流体在灌装管c中的流体状态较a更为接近层流，因此，此种结构的灌装头，可以防止飞溅。而且，层流较紊流而言，本身脉动即小，从而也有减小脉动的作用。

因为阻液头的加入，使管道变细，由于φd2内径很小，c中对液体的吸引力远大于未加阻液管时主要为分子间的范德华作用力，故当泵头停止工作后，灌装管c内未流下的液体在c中液体截面的吸引力，表面张力、大气压力等作用下，不会滴落。

采用灌装头实现降低脉动的效果，其抗脉动效果强于增加滚轮的方式方法，采用不同方式达到了新的更优的技术效果，并且同时解决了滴液、飞溅等问题，具备良好的可实施性，易于推广使用。

附图说明

图1是本发明整体结构图；

图2是图1中A处放大图；

图3是液体流动路径图；

图4是流速曲线示意图；

图5是脉动振幅示意图；

其中，灌装管1、阻液块2、供液通道2b、蓄液开口2a。

第一直流段a，蓄流段b，滞留段c,第二直流段d。

φd1为a处直径、φd2为c处直径、φD为d处直径。

具体实施方式

参照图1、图2所示，提供了一种新型防飞溅灌装头，包括灌装管1，灌装管为刚性软管或灌装管为塑管，灌装管具有进液端和出液端，在灌装管内或者灌装管的进液端处或者灌装管的出液端处设有阻液块2，所述的阻液块上开有供液通道2b，供液通道2b贯穿阻液块，所述的供液通道的轴线与灌装管的轴线重合，供液通道的长度大于供液通道的内径，供液通道的内径小于灌装管的内径。

如图2所示，所述的阻液块的顶端开有蓄液开口2a，蓄液开口为口径渐变缩小的锥形腔，蓄液开口的缩口端与供液通道相接通，所述的蓄液开口的高度小于供液通道的长度，为保证适用性，所述的灌装管的底部为缩口端。

如图2和图3所示，供液通道的尺寸和锥形腔的容积与灌装管的内径之间都有严格的比例要求，

为保证蓄流效果和滞留效果，设定蓄液槽的容积为S，设定灌装管的容积为W，W的与S的比例关系为：S≤W。

为保证抵抗稳流效果，设定供液通道的内径为N，设定灌装管的内径为H，N的与H的比例关系为：

为进一步保证抵抗稳流效果，设定供液通道的径向截面面积为Y，设定灌装管的径向截面面积为X，Y的与X的比例关系为：

以下根据附图对本发明做进一步说明：

在使用过程中蠕动泵徐徐将液体输入至灌装管，当液体流经阻液块时，首先流经第一直流段a，当液体在阻液块的格挡下逐渐汇聚在蓄液开口内，液体降速，并且产生湍流不同股的液体相融合，紊乱的湍流在滞留段c的作用下逐渐转化为层流，并且因为特殊的比例配合，滞留段内的液体粘滞力较大，可以平稳输出至第二直流段d输出，当停止供液时，锥形开口内的液体可以衔接供液通道与灌装管内的液体，供液通道内的液体在粘滞力及其底部大气压作用下停动，停止滴落。

如下图3、图4和图5所示，具体的抵抗脉动原理为：软管、阻液管、灌装头的截面积分别为S_a、S_c、S_d，根据流体的连续性方程，S_aV_a＝S_cV_c＝S_dV_d，由于φd1＜φd2＜φD，所以S_c＜S_d＜S_a，因此V_c＞V_d＞V_a。根据斯托克斯定律，粘滞力F＝6πηvr，可见v越大，阻力也越大，那么，液体流过c所受到的阻力要比a管内的阻力大，从而单位时间内，流经c的液量相比于未加阻液管时要小的多。因此减小了脉动，

由图2和图4和图5所示所示，在阻液管的作用下，在阻液管的作用下，流体在灌装管c中的最大流速远大于流体在软管a中的最大流速，因此Vc/Vcmax较Va/Vamax更为接近0.5，流体在灌装管c中的流体状态较a更为接近层流，因此，此种结构的灌装头，可以防止飞溅。而且，层流较紊流而言，本身脉动即小，从而也有减小脉动的作用。