一种基于曲柄滑块的行程可调的多级往复泵

1.本发明属于民航地面特种设备技术领域，尤其是可以适应各种工况的，流量可调的，流量脉动率低的往复泵，具体为一种基于曲柄滑块的行程可调的多级往复泵。


背景技术：

2.在寒冷天气下，停机坪上的温度极低，会造成飞机机身和机翼表面结冰，改变其气动外形，使得飞机无法正常起降。
3.在民航领域，使用除冰液进行除冰是一种高效的除冰方式，相比于物理方法除冰更具有长效性、稳定性，同时不会损伤机翼及机身表面。而除冰液是一种具有高粘度的化合物，其作为有机物所具有的高分子链易通过挤压和冲击损坏，所以喷涂除冰液需要采用一种不会剪切到液体的往复泵。而传统的往复泵流量脉动、振动和噪声都较大，泵的使用寿命也因此受到很大的影响，这对飞机的维护工作造成了不小的损失。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种基于曲柄滑块的行程可调的多级往复泵，以解决上述背景技术中提出的问题。
5.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种基于曲柄滑块的行程可调的多级往复泵，包括机架、电机、伸缩杆组件，所述机架包括底座，所述底座的上端面两侧相对设置有一级外支撑板，两个所述一级外支撑板相连接的水平线上垂直设置有两个相对分布的二级外支撑板，且两个所述二级外支撑板同样设置在底座的端面两侧，两个所述一级外支撑板相近的端面均设置有一级内支撑板，两个所述二级外支撑板相近的端面均设置有二级内支撑板，两个所述一级内支撑板和两个所述二级内支撑板围成的空间内设置有十字架，所述电机设置在底座的端面中心，所述电机的输出轴通过平键设置有轮盘，且所述轮盘为阶梯圆柱形结构，所述轮盘与所述十字架之间设置有一个法兰轴承，所述轮盘的底面中心固定设置有端盖，两个所述一级外支撑板和两个所述二级外支撑板的外侧面分别设置有活塞缸，且每一级设置的活塞缸两两相对，每个所述活塞缸的外端面均设有上下分布的进液口和出液口，每个所述活塞缸内腔设置有活塞头，所述活塞头的端面固定设置有活塞杆，两个相对分布的所述活塞杆间通过第二法兰固定设置有滑槽，所述伸缩杆组件水平安装在轮盘顶面，所述伸缩杆组件顶端设置有滑块，所述轮盘顶面水平设置有滑块槽，所述滑块的下部设有螺纹孔，所述滑块在螺纹孔处通过螺钉与伸缩杆组件顶端的第一法兰连接，且所述滑块上部的圆柱形结构在两层滑槽内滑动设置。
6.优选的，所述底座四端外侧设置有第一卡槽，且四端外侧所述第一卡槽与两个所述一级外支撑板和两个所述二级外支撑板的下端以间隔的方式呈口字形固定设置，两个所述一级内支撑板和两个所述二级内支撑板的下端同样以间隔的方式呈口字形固定在底座四端内侧，且所述底座四端内侧设置有第二卡槽。
7.优选的，所述十字架的中部设置有圆形孔，所述十字架的四周外端分别通过螺栓
和螺母固定设置在两个一级内支撑板的一级上卡槽和两个二级内支撑板的二级上卡槽。
8.优选的，所述电机的顶面中部固定设置有电机架，且所述电机架呈十字形结构，所述电机架的中部设有一个第一中心孔，且所述电机的输出轴向上穿过电机架的第一中心孔，所述电机架的四周外端分别固定设置在两个一级内支撑板的一级下卡槽和两个二级内支撑板的二级下卡槽。
9.优选的，所述进液口和所述出液口分别用于连接外部除冰液的进液管和出液管。
10.优选的，每个所述活塞杆均为方形，四个所述活塞杆连接滑槽穿过两个一级内支撑板端面的一级方孔和两个二级内支撑板端面的二级方孔，且所述活塞杆分别在一级方孔和二级方孔相配合使用。
11.优选的，所述端盖的中部设置有一个第二中心孔，所述端盖、所述十字架与所述法兰轴承形成轴向定位。
12.优选的，所述伸缩杆组件由伸缩杆套筒、步进电机和伸缩杆轴构成，所述步进电机设置在伸缩杆套筒上，所述伸缩杆轴通过步进电机驱动并在伸缩杆套筒内运动，所述伸缩杆轴贯穿通过轮盘的圆心，所述伸缩杆组件的伸缩范围为轮盘的半径，且所述伸缩杆轴与所述滑块槽在同一水平线上。
13.优选的，所述轮盘的直径为l，所述滑块的移动范围长度为l/2，所述活塞杆的往复运动范围为0～l。
14.优选的，所述一级外支撑板和所述二级外支撑板端面沿竖直方向分别设置有三个及三个以上活塞缸，所述滑块和所述滑槽的数量与所述活塞缸数量相匹配。
15.与现有技术相比，本发明的有益效果是：
16.1、本发明采用了曲柄滑块机构，其中用轮盘作为曲柄，将轮盘的旋转通过滑块与滑槽的滑动连接转化为两个方向直线往复运动，使本发明具有很强的供液能力，同时使得流量脉动率和振动较低；
17.2、本发明曲柄行程可调节，滑块固定在伸缩杆组件上，可以通过控制伸缩杆组件来调节滑块的位置从而调节曲柄的行程；
18.3、本发明采用多级式结构，可视工作情况调节滑块的长度，改变流量。同时叠加滑槽和活塞杆、活塞头和活塞缸，拓展多级布局，进一步提高往复泵的供液能力。
附图说明
19.图1为本发明提供的基于曲柄滑块的行程可调的多级往复泵结构示意图；
20.图2为本发明提供的基于曲柄滑块的行程可调的多级往复泵中调节结构示意图；
21.图3为本发明提供的基于曲柄滑块的行程可调的多级往复泵中一组活塞杆结构示意图；
22.图4为本发明提供的基于曲柄滑块的行程可调的多级往复泵中机架示意图；
23.图5为本发明提供的基于曲柄滑块的行程可调的多级往复泵中十字架结构示意图；
24.图6为本发明提供的基于曲柄滑块的行程可调的多级往复泵中一级内支撑板结构示意图；
25.图7为本发明提供的基于曲柄滑块的行程可调的多级往复泵中二级内支撑板结构
示意图；
26.图8为本发明提供的基于曲柄滑块的行程可调的多级往复泵中电机架结构示意图；
27.图9为本发明提供的基于曲柄滑块的行程可调的多级往复泵中轮盘连接结构示意图；
28.图10为本发明提供的基于曲柄滑块的行程可调的多级往复泵中端盖结构示意图；
29.图11为本发明提供的基于曲柄滑块的行程可调的多级往复泵中滑块与伸缩杆轴连接结构示意图；
30.图12为本发明提供的基于曲柄滑块的行程可调的多级往复泵中多级曲柄结构示意图。
31.图中：1、机架；1-1、底座；1-1-1、第一卡槽；1-1-2、第二卡槽；1-2、一级外支撑板；1-3、二级外支撑板；1-4、一级内支撑板；1-4-1、一级上卡槽；1-4-2、一级下卡槽；1-4-3、一级方孔；1-5、二级内支撑板；1-5-1、二级上卡槽；1-5-2、二级下卡槽；1-5-3、二级方孔；1-6、十字架；1-6-1、圆形孔；2、电机；3、电机架；3-1、第一中心孔；3-2、；4、轮盘；4-1、平键；5、伸缩杆组件；5-1、伸缩杆套筒；5-2、步进电机；5-3、伸缩杆轴；5-3-1、第一法兰；6、滑块；6-1、螺纹孔；7、滑块槽；8、滑槽；9、活塞杆；9-1、第二法兰；10、活塞头；11、活塞缸；11-1、进液口；11-2、出液口；12、法兰轴承；13、端盖；13-1、第二中心孔。
具体实施方式
32.下面将结合本发明实施例中的附图，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，都属于本发明保护的范围。
33.请参阅图1-12，本发明提供一种技术方案：一种基于曲柄滑块的行程可调的多级往复泵，包括机架1、电机2、伸缩杆组件5，机架1包括底座1-1，底座1-1的上端面两侧相对安装有一级外支撑板1-2，两个一级外支撑板1-2相连接的水平线上垂直安装有两个相对分布的二级外支撑板1-3，且两个二级外支撑板1-3同样通过螺栓和螺母固定在底座1-1的端面两侧，两个一级外支撑板1-2相近的端面均安装有一级内支撑板1-4，两个二级外支撑板1-3相近的端面均安装有二级内支撑板1-5，两个一级内支撑板1-4和两个二级内支撑板1-5围成的空间内安装有十字架1-6，电机2安装在底座1-1的端面中心，电机2的输出轴通过平键4-1连接有轮盘4，且轮盘4为阶梯圆柱形结构，轮盘4与十字架1-6之间安装有一个法兰轴承12，轮盘4的底面中心螺栓固定安装有端盖13，两个一级外支撑板1-2和两个二级外支撑板1-3的外侧面分别螺钉安装有活塞缸11，且每一级布置安装的活塞缸11两两相对，每个活塞缸11的外端面均设有上下分布的进液口11-1和出液口11-2，每个活塞缸11内腔安装有活塞头10，活塞头10的端面焊接固定安装有活塞杆9，两个相对分布的活塞杆9间通过第二法兰9-1螺钉连接有滑槽8，伸缩杆组件5水平安装在轮盘4顶面，伸缩杆组件5顶端安装有滑块6，轮盘4顶面水平安装有滑块槽7，滑块6的下部开设有螺纹孔6-1，滑块6在螺纹孔6-1处通过螺钉与伸缩杆组件5顶端的第一法兰5-3-1连接，且滑块6上部的圆柱形结构在两层滑槽8内滑动连接。
34.底座1-1四端外侧安装有第一卡槽1-1-1，且四端外侧第一卡槽1-1-1与两个一级外支撑板1-2和两个二级外支撑板1-3的下端以间隔的方式呈口字形通过螺栓和螺母固定安装，两个一级内支撑板1-4和两个二级内支撑板1-5的下端同样以间隔的方式呈口字形通过螺栓和螺母固定在底座1-1四端内侧，且底座1-1四端内侧安装有第二卡槽1-1-2。
35.十字架1-6的中部开设有圆形孔1-6-1，十字架1-6的四周外端分别通过螺栓和螺母固定安装在两个一级内支撑板1-4的一级上卡槽1-4-1和两个二级内支撑板1-5的二级上卡槽1-5-1。
36.电机2的顶面中部固定安装有电机架3，且电机架3呈十字形结构，电机架3的中部贯穿开设有一个第一中心孔3-1，且电机2的输出轴向上穿过电机架3的第一中心孔3-1，电机架3的四周外端分别固定安装在两个一级内支撑板1-4的一级下卡槽1-4-2和两个二级内支撑板1-5的二级下卡槽1-5-2。
37.进液口11-1和出液口11-2分别用于连接外部除冰液的进液管和出液管。
38.每个活塞杆9均为方形，四个活塞杆9连接滑槽8穿过两个一级内支撑板1-4端面的一级方孔1-4-3和两个二级内支撑板1-5端面的二级方孔1-5-3，且活塞杆9分别在一级方孔1-4-3和二级方孔1-5-3相配合使用，防止活塞杆9绕轴心转动，限制了活塞杆9的自由度，使得活塞杆9只能做直线往复运动。
39.端盖13的中部开设有一个第二中心孔13-1，端盖13、十字架1-6与法兰轴承12形成轴向定位，实现了轮盘4的轴向固定。
40.伸缩杆组件5由伸缩杆套筒5-1、步进电机5-2和伸缩杆轴5-3构成，步进电机5-2安装在伸缩杆套筒5-1上，伸缩杆轴5-3通过步进电机5-2驱动并在伸缩杆套筒5-1内运动，伸缩杆轴5-3贯穿通过轮盘4的圆心，伸缩杆组件5的伸缩范围为轮盘4的半径，且伸缩杆轴5-3与滑块槽7在同一水平线上。
41.轮盘4的直径为l，滑块6的移动范围长度为l/2，活塞杆9的往复运动范围为0～l。
42.一级外支撑板1-2和二级外支撑板1-3端面沿竖直方向分别安装有三个及三个以上活塞缸11，滑块6和滑槽8的数量与活塞缸11数量相匹配，所有活塞杆9的轴线所在直线在水平面内投影的夹角为360/n度，其中n为活塞缸11的数量。
43.工作原理：在使用时，该发明在利用该泵进行除冰液供液时，首先启动电机2，利用电机2驱动轮盘4进行转动，轮盘4的转动将传递给在伸缩杆组件5顶部安装的滑块6，此时圆柱体结构的滑块6的圆心相对于轮盘4的轴线进行圆周运动，同时，滑块6相切在滑槽8内侧与滑槽8形成滑动连接，将带动滑槽8进行有规律的运动，滑槽8两侧中部安装活塞杆9，活塞杆9定位在一级内支撑板1-4的一级方孔1-4-3中和二级内支撑板1-5的二级方孔1-5-3中，使得滑槽8的有规律运动转化为有规律的直线往复运动，从而带动相应的四个活塞杆9进行往复运动，由此将电机2的转动转换为活塞杆9的平动，可利用活塞杆9及活塞头10将通过进液管及进液口11-1进入活塞缸11内部的除冰液进行压缩，最后经过压缩的除冰液将通过出液口11-2及出液管向外排出，活塞杆9的轴线所在直线在水平面上的投影呈90度相位差，这样可使同级的两根活塞杆9，一根处于推程的时候，另一根处于回程，因此能够合理分配吸液、排液顺序，使得泵送过程稳定，降低了流量的脉动，另外，滑块6对多级活塞杆9的约束下，不同层级的四根活塞杆9中，当一根处于推程时，与之不同级的两根活塞杆9，一根先处于推程后处于回程，另一根先处于回程后处于推程，四根活塞杆9的运动可使流量叠加，减
小脉动，当一级外支撑板1-2和二级外支撑板1-3上沿上下方向设置三个及三个以上的活塞缸11时，只需增加相应级的滑块6及相应数量的滑槽8，同时调整活塞杆9轴线间的夹角，即可进一步增加流量，减小流量脉动率，安装在轮盘4顶面的伸缩杆组件5，用于调节曲柄长度，伸缩杆组件5通过轮盘4的圆心，通过伸缩杆套筒5-1上安装的步进电机5-2驱动伸缩杆轴5-3和其顶端连接的滑块6的运动，其伸缩范围为轮盘4的半径。
44.需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
45.尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。