一种新型液压计量泵及其测量方法与流程

本发明涉及计量泵技术领域，特别涉及一种新型液压计量泵。

背景技术：

计量泵也称定量泵或比例泵，是一种可以满足各种严格的工艺流程需要，流量可以在|0-100％范围内无级调节，用来输送液体的一种特殊容积泵。是流体输送机械的一种,其突出特点是可以保持与排出压力无关的恒定流量。使用计量泵可以同时完成输送、计量和调节的功能,从而简化生产工艺流程，由于其自身的突出特点,计量泵如今已被广泛地应用于化工、制药、食品等各工业领域中。

现有的技术中，计量泵一般采用隔膜式或柱塞式等结构，隔膜式计量泵由于隔膜在动作时发生一定程度的形变，且形变对于不同粘稠度的液体有所不同，故难以做到高精确度；传统的柱塞式计量泵虽可以达到较高的精确度，但也有一些缺点限制其应用：一是柱塞与缸壁摩擦损耗，会导致气密性下降，造成吸入液体量不足，影响计量精度；二是结构较复杂，零部件较多且难以全部采用耐腐蚀原材料制作，故无法保证其长期耐用性；三是制造成本高，限制了其推广。

计量泵用于腐蚀性液体计量时，对于计量泵本身的耐腐蚀性有较高的要求，要求计量泵在保持较高计量精度的同时结构简单可靠，性能稳定。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种新型液压计量泵，以解决上述背景技术中提出的计量泵用于腐蚀性液体的高精确度计量的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：包括泵体，所述泵体通过设置的隔板将所述泵体内腔分成上腔和下腔，所述上腔滑动密封配合上腔柱塞，所述上腔柱塞将上腔分成计量腔和上压力腔，所述下腔滑动密封配合下腔柱塞，所述下腔柱塞、所述隔板与所述下腔内壁形成下压力腔，所述下腔柱塞通过设置的连杆与所述上腔柱塞相连接，所述连杆通过连杆密封圈与隔板内孔壁滑动密封配合，所述上压力腔固定连接上腔加压电磁阀及上腔泄压电磁阀，所述下压力腔固定连接下腔加压电磁阀及下腔泄压电磁阀，所述计量腔固定连接进料阀和出料阀及液位传感器。

作为本发明的一种优选技术方案，所述下腔柱塞固定连接挡光板，所述挡光板穿过所述泵体底部。

作为本发明的一种优选技术方案，所述挡光板为一块实心不透光的板上一侧开有一个透光的限位孔，另外一侧开有若干均匀排列的透光的计量孔。

作为本发明的一种优选技术方案，所述泵体底部设有与所述挡光板的限位孔相配合的限位光电传感器和与计量孔相配合的计量光电传感器，所述限位光电传感器与计量光电传感器均由光发射器与光接收器组成，挡光板位于所述的光发射器与光接收器中间。

作为本发明的一种优选技术方案，所述计量腔内设有液位传感器，所述液位传感器、所述进料阀及所述出料阀均设置在所述泵体顶部，所述液位传感器检测计量腔中的待测液体位置，当检测到待测液面位置未达到设定高度时停止记录计量光电传感器的脉冲数量。

作为本发明的一种优选技术方案，所述计量腔、所述上压力腔、所述下压力腔均设置为封闭内腔。

作为本发明的一种优选技术方案，所述进料阀和所述出料阀均设置为单向阀。

作为本发明的一种优选技术方案，所述连杆与所述隔板内壁之间设置有连杆密封圈及压盖。

作为本发明的一种优选技术方案，包括以下步骤：

第一步，控制器上电时，限位光电传感器由于挡光板实心部分的遮挡，使得其光接收器处于未接收到光信号状态，此时，控制器控制下腔加压电磁阀及上腔泄压电磁阀打开，作为动力源的压力液体通过下腔加压电磁阀被导入到下压力腔，而上压力腔内的液体可以通过上腔泄压电磁阀流出；下腔柱塞在压力推动下向下运动带动挡光板同向运动，直到挡光板上透光的限位孔到达与限位光电传感器对应的位置，控制器检测到限位光电传感器的光接收器接收到光信号后关闭下腔加压电磁阀及上腔泄压电磁阀，这被称为吸料步骤；

第二步，控制器控制上腔加压电磁阀及下腔泄压电磁阀打开，作为动力源的压力液体通过上腔加压电磁阀被导入到上压力腔，而下压力腔内的液体可以通过下腔泄压电磁阀流出；上腔柱塞在压力推动下带动连杆、下腔柱塞及挡光板一起向上运动，此时控制器检测液位传感器的输出信号，直到检测到液位传感器输出液位到达的信号，这被称为排气步骤；

第三步，此时挡光板上的计量孔连续通过计量光电传感器，计量光电传感器的光接收器随之连续发出脉冲信号，控制器检测并记录计量光电传感器的光接收器输出的脉冲数，这被称为测量步骤；

第四步，控制器根据接收到的脉冲数、计量孔间距及计量腔截面积计算出排出泵体的待测液体量，这被称为计算步骤。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1.计量腔结构简单，对于待计量的液体尤其是腐蚀性液体可以保证计量的可靠性和耐用性。

2.柱塞式结合光电式的计量方法精确度高，抗干扰力强，且只需要缩短计量孔间距即可有效地提高计量的分辨力与精确度。

3.使用液压尤其是水压力作为动力源相比于电动等驱动方式较易于获得。

4.相比于传统的柱塞式计量泵，泵体驱动部分充满液体可以弥补柱塞长期应用的气密性下降问题。

附图说明

图1为本发明液压计量泵的结构示意图；

图2为沿着图1中的箭头a方向观察的光电传感器与挡光板正视图；

图3为挡光板正视图。

图4为本发明液压计量泵的测量方法的流程图；

图5为本发明液压计量泵的测量方法的一个具体实施例的流程图。

图中标记说明：1、进料阀；2、出料阀；3、液位传感器；4、泵体；5、计量腔；6、上腔柱塞；7、上压力腔；8、隔板；9、连杆密封圈；10、连杆；11、压盖；12、下压力腔；13、下腔柱塞；14、挡光板；15、限位光电传感器；151、限位光电传感器光发射器；152、限位光电传感器光接收器；16、计量光电传感器；161、计量光电传感器光发射器；162、计量光电传感器光接收器；17、下腔加压电磁阀；18、下腔泄压电磁阀；19、上腔加压电磁阀；20、上腔泄压电磁阀；21、限位孔；22、计量孔；

具体实施方式

下面对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应属于本发明保护的范围。

请参阅图1-3，本发明提供了一种新型液压计量泵的技术方案：

根据图1所示，包括泵体4，泵体4通过设置的隔板8将泵体4内腔分成上腔和下腔，上腔内表面为圆柱形且滑动密封配合上腔柱塞6，上腔柱塞6将上腔分成计量腔5和上压力腔7，下腔内表面为圆柱形且滑动密封配合下腔柱塞13，下腔柱塞13、隔板8与下腔内壁形成下压力腔12，下腔柱塞13通过设置的连杆10与上腔柱塞6相连接，连杆10通过连杆密封圈9与隔板8内孔壁滑动密封配合，下压力腔12固定连接下腔加压电磁阀17及下腔泄压电磁阀18，上压力腔7固定连接上腔加压电磁阀19及上腔泄压电磁阀20，计量腔5固定连接进料阀1和出料阀2及液位传感器3，通过通入液压等方式推动上腔柱塞6向上滑动，使得计量腔5腔体内部体积减小，从而将腔体内的液体排出，或通过通入液压等方式推动下腔柱塞13向下滑动并通过连杆10带动上腔柱塞6同向运动，使得计量腔5内部的体积增大造成真空从而吸入液体；计量孔22通过计量光电传感器16一次为一个脉冲信号，通过检测该信号，并根据脉冲信号之间时间间隔泵体排出的液体量可以计算出排出泵体4的总液体量，完成精准计量。

下腔柱塞13固定连接不透光的挡光板14，挡光板14穿过泵体4底部，挡光板14上一侧开有一个透光的限位孔21，另外一侧开有若干均匀排列的透光的计量孔22，参照图3。

泵体4底部设有与挡光板14的限位孔21相配合的限位光电传感器15和与计量孔22相配合的计量光电传感器16，限位光电传感器15与计量光电传感器16均由光发射器与光接收器组成，挡光板14位于限位光电传感器15与计量光电传感器16的光发射器与光接收器中间。

计量腔5设有液位传感器3，液位传感器3、进料阀1及出料阀2均设置在泵体4顶部，液位传感器3检测计量腔5中的液体位置，在液位传感器3未输出液位到达信号时停止记录计量光电传感器16发出的脉冲数量，计量腔5、上压力腔7、下压力腔12均设置为封闭内腔，进料阀1和出料阀2均设置为单向阀，其中进料阀1内的流动方向为泵体外向泵体内，进料阀2内的流动方向为泵体内向泵体外，连杆10与隔板8内壁之间设置有连杆密封圈9及压盖11，保证连杆10与上腔和下腔连接处的密封性。

一种新型液压计量泵的测量方法，包括以下步骤：

第一步，控制器上电时，限位光电传感器15由于挡光板14不透光的实心部分的遮挡，使得其光接收器152处于未接收到光发射器151发射的光信号状态，此时，控制器控制下腔加压电磁阀17及上腔泄压电磁阀20打开，下腔柱塞13在液体压力推动下向下运动带动挡光板14同向运动，直到限位孔21到达与限位光电传感器15对应的位置，控制器检测到限位光电传感器15的光接收器接收到光信号后关闭下腔加压电磁阀17及上腔泄压电磁阀20，这被称为吸料步骤；

第二步，打开上腔加压电磁阀19及下腔泄压电磁阀18，上腔柱塞6在液体压力推动下带动连杆10、下腔柱塞13及挡光板14一起向上运动，此时控制器检测液位传感器3的输出信号，直到检测到液位传感器3输出液位到达的信号，这被称为排气步骤；

第三步，此时挡光板14上的计量孔22连续通过计量光电传感器16，控制器检测并记录计量光电传感器16的光接收器162输出的脉冲数，这被称为测量步骤；

第四步，控制器根据接收到的脉冲数、计量孔之间的间距及计量腔5截面积计算出排出泵体4的待测液体量，这被称为计算步骤。

通过上述第一步到第四步完成液压计量泵的计量。

具体使用时，本发明一种新型液压计量泵，上腔加压电磁阀19与下腔加压电磁阀17进口端连接有液压，上腔柱塞6与上腔内壁滑动密封配合，下腔柱塞13与下腔内壁滑动密封配合。当下腔加压电磁阀17打开后，将压力导入下压力腔12，而上腔泄压电磁阀20打开，此时压力推动下腔柱塞13向下运动，上腔柱塞6在连杆10的带动下向下运动，在计量腔5内形成真空，待测液体通过进料阀1进入到计量腔5中。当下腔柱塞13带动挡光板14到达下限位，即限位光电传感器15检测到信号时关闭下腔加压电磁阀17及上腔泄压电磁阀20，此时进入吸满状态；

当上腔加压电磁阀19与下腔泄压电磁阀18打开时，上腔柱塞6在压力作用下向上运动，将待测液体从出料阀2中排出，此时计量光电传感器16检测到若干个脉冲信号，记录下脉冲信号的个数，并根据脉冲信号之间时间间隔内泵体排出的液体量可以计算出排出泵体4的总液体量，此时完成计量；

当空气通过进料阀1进入到计量腔5时，液位传感器3的浮子向下运动，使液位传感器3导通，此时需要先排掉空气后再计量，当上腔柱塞6向上运动时，控制器检测到液位传感器3处于检测到液位到达信号状态则证明空气已排完，此时可以准确计量。

以上仅为本发明的优选实施例，并不用于限定本发明。对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。