一种螺杆驱动活塞运动的柱塞泵及其控制方法与流程

1.本发明涉及柱塞泵技术领域，具体为一种螺杆驱动活塞运动的柱塞泵及其控制方法。


背景技术：

2.目前市场上的柱塞泵都是曲轴连杆驱动机构或类似机构，这种机构在电机匀速运动的过程中活塞运动并非匀速运动，这给需要精准计量带来困难，且单缸柱塞泵在行程过程中受力变化不均，负载变化大，需要大功率驱动越过死点或飞轮储能结构协助越过死点，这样能量利用率降低，主流的计量泵多是隔膜泵、齿轮泵和蠕动泵。
3.公开号为cn208153270u的中国专利《一种高效的柱塞泵》，包括进油管道和出油管道，所述进油管道和出油管道的两端设置有左压缩单元和右压缩单元，所述左压缩单元包括第一电机和左压缩缸，所述左压缩缸内活动安装有左活塞柱，所述左活塞柱的底部活动连接有左推杆，所述第一电机上连接有左飞轮，左飞轮通过固定设置在其上的偏心轴与所述左推杆的底部活动连接，第二压缩单元包括第二电机和右压缩缸，所述右压缩缸内活动安装有右活塞柱，右活塞柱的底部活动连接有右推杆，所述第二电机上连接有右飞轮，右飞轮通过固定设置在其上的偏心轴与所述右推杆的底部活动连接。本发明可以实现吸油、压油，提高液压系统的工作效率，具有结构简单、使用方便、使用效果好的优点。
4.上述柱塞泵虽然能够通过飞轮带动推杆进一步使活塞柱在柱塞泵内推动进而完成吸油、压油，但是使用飞轮进行带动活塞柱移动，飞轮在转动过程中，在电机停止后还会根据惯性转动，导致活塞柱依旧向前移动，进而难以控制出油量，不能精确的根据所需的油量精确排出。


技术实现要素：

5.(一)解决的技术问题
6.针对现有技术的不足，本发明提供了一种螺杆驱动活塞运动的柱塞泵及其控制方法，具备精准控制油量排出的优点。
7.(二)技术方案
8.为实现上述精准控制油量排出的目的，本发明提供如下技术方案：本发明提供了一种螺杆驱动活塞运动的柱塞泵，包括缸筒和驱动件，所述驱动件与缸筒端部的基座固定连接，所述驱动件包括电机及电机输出端的螺杆，所述缸筒内设置有连接筒，连接筒的端部设置有与螺杆适配的螺母座，其特征在于，连接筒的另一端安装有活塞头，活塞头活动套接在缸筒内，所述缸筒的端部设置有y型三通，所述y型三通上设置有单向阀，单向阀的端部用于连接外接管线。
9.优选的，所述缸筒上固定连接有用于缸筒的支架。
10.优选的，支架上设置有左侧板和右侧板，所述连接筒的端部设置有挡片，左侧板和右侧板之间设置有缝隙，挡板位于缝隙内；所述左侧板上设置有与挡板适配的光电开关一。
11.优选的，该活塞泵还包括转数计数件。
12.优选的，所述转数计数件包括：
13.码盘，设置在螺杆上，且码盘的两侧设置有锁紧螺母；
14.光电开关二，与码盘相适配，所述光电开关二设置在支架上。
15.优选的，该活塞泵还包括线路板，所述线路板上设置有芯片，所述线路板分别与光电开关一、光电开关二、螺杆电机电连接。
16.优选的，所述芯片包括数据储存模块、数据处理模块、控制模块，所述数据储存模块与光电开关二信号连接，所述数据处理模块与光电开关一电连接，所述控制模块与螺杆电机电连接。
17.优选的，缸筒内还安装有o型密封圈，且o型密封圈呈环形结构设置在活塞头的外沿。
18.优选的，y型三通包括输入管和输出管，输入管上设置有输入单向阀，输出管上设置有输出单向阀。
19.本发明还提供一种螺杆驱动活塞运动的柱塞泵的控制方法，包括以下步骤：
20.s1：提供线路板，所述线路板上芯片包括数据储存模块、数据处理模块、控制模块，所述数据储存模块与光电开关二信号连接，所述数据处理模块与光电开关一电连接，所述控制模块与螺杆电机电连接；
21.s2：启动电源，数据处理模块收集光电开关一与挡片的位置关系，并将数据传输至控制模块，控制模块根据光电开关一与挡片位置关系判断使螺杆电机正转或反转；
22.s3：螺杆电机启动后，带动码盘转动，光电开关一将数据传输至数据储存模块，所述数据储存模块将数据通过数据处理模块传输至控制模块，当转数达到阈值时，控制螺杆电机反转或正转；
23.s4：循环s2、s3步骤。
24.(三)有益效果
25.与现有技术相比，本发明提供了一种螺杆驱动活塞运动的柱塞泵及其控制方法，具备以下有益效果：
26.1、通过安装螺杆电机，螺杆电机输出端的螺杆与活塞螺母座适配，使螺杆电机转动时能够带动活塞总成移动；并在活塞上设置有挡片，支架上还设置有光电开关一，通过挡片与光电开关一组合将位置信号传入芯片，由芯片控制电机运转并通过螺杆转动精准控制活塞位移，从而精确的计量抽取或排出的液体容积。
27.2、在支架上设置有光电开关二，在螺杆上设置有码盘，光电开关二感应码盘计数，通过控制螺杆转的圈数，控制活塞前进或后退的距离，从而可以精准控制排出液体的容积，从而精确地控制流量。
附图说明
28.图1为本发明结构示意图；
29.图2为本发明结构俯视图；
30.图3为本发明结构侧视图；
31.图4为本发明线路板控制模块框图。
32.图中：1、y型三通；2、缸筒；3、连接板；4、左侧板；5、挡片；6、光电开关一；7、光电开关二；8、线路板；9、锁紧螺母；10、螺杆电机；11、基座；12、码盘；13、底架；14、螺母座；15、连接筒；16、支架；17、活塞头；18、o型圈；19、输入管；20、输入单向阀；21、外接管线；22、输出单向阀；23、输出管；24、右侧板。
具体实施方式
33.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。
34.实施例一
35.请参阅图1-4，本实施例提出一种驱动螺杆驱动活塞运动的柱塞泵，包括缸筒2，缸筒上固定连接有用于缸筒的支架16，本实施例中的缸筒2为圆柱形中空结构，且缸筒2内设置有活塞(活塞有活塞头17、连接筒15、螺母座14和挡片5组焊而成)。具体地，挡片5焊接在连接筒15的外壁，且位于靠近螺母座14的位置。活塞头17和螺母座14分别位于连接筒15的两端。活塞连接筒15一端与活塞头17焊接密封，连接筒15另一端与活塞螺母座14焊接。
36.连接筒15的外壁直径与缸筒2的内壁直径相配合，且本实施例中的活塞外侧还安装有o型密封圈18，o型密封圈18为橡胶材质。并且o型密封圈18呈环形结构设置在活塞头17的外沿，使活塞头与缸筒2内壁形成密封。
37.缸筒2的一端插装有y型三通1，基座的外侧固定安装有螺杆电机10，螺杆电机10的输出端是减速器和螺杆，螺杆电机10转动时通过减速器驱动螺杆转动。
38.本实施例中，连接筒15是中空的管状结构，以便螺杆伸缩，需要说明的是，活塞连接筒15内孔直径大于螺杆电机10的螺杆直径，使得驱动螺杆能够相对活塞在管中移动。
39.缸筒2远离螺杆电机10的一端设置有y型三通1，y型三通1的两个口与输入管19和输出管23连接，输入管连接有输入单向阀20，输出管连接有输出单向阀22，输入单向阀20和输出单向阀22分别通过外连接管线21与外界连接，从而在活塞移动时只能单向进液和单向出液。
40.缸筒2焊接在缸筒支架16上，缸筒支架16安装在基座11上，基座11上设置有螺杆电机10，螺杆电机10设置有变速器和驱动螺杆，而活塞的端部设置有与驱动螺杆相匹配活塞螺母座14，使驱动螺杆在转动时，能够带动活塞在缸筒2内移动，而使用驱动螺杆与活塞螺母座14的配合，能够精确的计量抽取或排出的液体容积。
41.实施例二
42.请继续参阅图1、2、3，本实施例提出一种驱动螺杆驱动活塞运动的柱塞泵，相较于实施例一，区别在于，
43.支架16上设置有左侧板4和右侧板24，连接筒15的端部设置有挡片5，左侧板4和右侧板24之间设置有缝隙，挡板5位于缝隙内；左侧板4上设置有与挡板5适配的光电开关一6。
44.该活塞泵还包括计数件，计数件包括：码盘12，设置在螺杆上，且码盘12的两侧设置有锁紧螺母9；
45.光电开关二7，与码盘12相适配，光电开关二7设置在支架16上。
46.该活塞泵还包括线路板8，线路板上设置有芯片，线路板分别与光电开关一6、光电开关二7、螺杆电机10电连接。
47.请参阅图4，芯片包括数据储存模块、数据处理模块、控制模块，数据储存模块与光电开关二7信号连接，数据处理模块与光电开关一6电连接，控制模块与螺杆电机10电连接。
48.光电开关二7与码盘12组合给芯片提供转数参数，在缸筒支架16还安装有光电开关一6，在驱动活塞上还装有挡片5，光电开关一6和挡片5给芯片提供驱动活塞上死点位置信号，下死点有芯片控制转数确定。
49.使用时，开启起动开关或接到其他起动信号，芯片控制螺杆电机10顺时针转动(即活塞上行)，如果此时活塞处于上死点即挡片5遮挡光电开关一6的信号，芯片检测不到光电开关一6的信号，芯片即判断活塞处于上死点，瞬时切换螺杆电机10正负级信号，使螺杆电机10立即逆时针旋转。
50.同时通过码盘12计算电机转数，芯片通过电机转数计算下死点位置。
51.当活塞到达下死点时芯片立即切换螺杆电机10正负极使电机顺时针旋转，直至挡片5上升至上死点位置挡住并切断光电开关一6信号。
52.如此反复循环，直至活塞往复下行总位移达到设定排量为止，排量由芯片根据缸筒直径和活塞下行总行程计算，电机顺时针旋转时芯片不计码盘转数，因为此时泵处于抽液状态，没有排出。
53.如果起动时活塞不在上死点位置即光电开关一6通路(上死点外的任意位置)芯片都首先控制电机顺时针旋转至上死点位置再往复循转并计算下行总转数。螺杆电机10工作时将驱动变速器和螺杆在活塞螺母座14内转动，进一步的，活塞螺母座14将带动活塞在缸筒2内移动(上行)，缸筒2内处于抽液状态，螺杆电机10顺时针转动时，驱动螺杆将通过活塞螺母座14带动活塞缸在筒2向远离y型三通1的方向移动，此时输出单向阀22关闭，液体将通过输入单向阀20进入，在活塞移动时，挡片5跟随移动，当挡片5上移到一定位置时光电开关一6感应关闭，此时芯片接收信号后停止螺杆电机10运转，并将此位置位记忆为零位后控制螺杆电机10逆时针运转，此时活塞向下运行，输入单向阀20关闭，输出单向阀22开起，泵处于排液装态，芯片控制螺杆电机10运转额定转数后停止逆时针运转，重复顺时针运转，如此循环往复实现抽排液工作，通过按健设置排液量，芯片通过运算控制活塞下行次数和位移量实现精准控制。
54.需要补充的是，本发明中表示的活塞移动，为本领域技术人员所知晓的公知常识，具体为，螺杆电机10运行时，带动螺杆转动，进一步带动螺母座14靠近或远离螺杆电机10做直线移动。
55.螺母座14将带动挡片5、连接筒15、活塞头17及o型密封圈18同步移动，活塞头17在缸筒2内移动，实现了抽取或排除缸筒2内的液体。
56.实施例三
57.本实施例与实施例一、实施例二的区别是，本实施例提供了一种螺杆驱动活塞运动的柱塞泵的控制方法，本控制方法用于控制实施例二中提到的一种螺杆驱动活塞运动的柱塞泵。
58.参阅图1至图4，一种螺杆驱动活塞运动的柱塞泵的控制方法，包括以下步骤：
59.s1：提供线路板8，线路板8上芯片包括数据储存模块、数据处理模块、控制模块，所
述数据储存模块与光电开关二7信号连接，所述数据处理模块与光电开关一6电连接，所述控制模块与螺杆电机10电连接。
60.s2：启动电源，数据处理模块收集光电开关一6与挡片5的位置关系，并将数据传输至控制模块，控制模块根据光电开关一6与挡片5位置关系判断使螺杆电机正转或反转；
61.s3：螺杆电机10启动后，带动码盘12转动，光电开关一6将数据传输至数据储存模块，所述数据储存模块将数据通过数据处理模块传输至控制模块，当转数达到阈值时，控制螺杆电机10反转或正转；
62.s4：循环s2、s3步骤。
63.进一步的，数据储存模块为内存，由于螺杆上安装有码盘12，码盘12与光电开关二7适配，光电开关二7就可以将螺杆电机10的顺时针或逆时针转动的圈数传输至数据储存模块进行储存。
64.进一步的，数据储存模块还储存有连接筒15和缸筒2的直径信息。通过记录螺杆电机10顺时针或逆时针的圈数，即可得出活塞头17上行或下行的总量，即可计算出抽液及排出量。
65.而码盘12的作用是能够记录一个完整的循环，由于连接筒15和缸筒2的直径固定，因此一个完整循环的抽液及排出量也是固定的。
66.通过设置排液量，芯片通过运算控制活塞下行次数和位移量实现精准控制。
67.具体地，将具体需要的排液量输入至数据储存模块，数据处理模块实时将设置的数据与运算得到的抽液及排出量进行对比，当数据一致时，控制模块立即使螺杆电机10断电。
68.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。

技术特征：
1.一种螺杆驱动活塞运动的柱塞泵，包括缸筒和驱动件，所述驱动件与缸筒端部的基座固定连接，所述驱动件包括电机及电机输出端的螺杆，所述缸筒内设置有连接筒，连接筒的端部设置有与螺杆适配的螺母座，其特征在于，连接筒的另一端安装有活塞头，活塞头活动套接在缸筒内，所述缸筒的端部设置有y型三通，所述y型三通上设置有单向阀，单向阀的端部用于连接外接管线。2.根据权利要求1所述的一种螺杆驱动活塞运动的柱塞泵，其特征在于：所述缸筒上固定连接有用于缸筒的支架。3.根据权利要求2所述的一种螺杆驱动活塞运动的柱塞泵，其特征在于：支架上设置有左侧板和右侧板，所述连接筒的端部设置有挡片，左侧板和右侧板之间设置有缝隙，挡板位于缝隙内；所述左侧板上设置有与挡板适配的光电开关一。4.根据权利要求3所述的一种螺杆驱动活塞运动的柱塞泵，其特征在于：该柱塞泵还包括转数计数件。5.根据权利要求4所述的一种螺杆驱动活塞运动的柱塞泵，其特征在于：所述转数计数件包括：码盘，设置在螺杆上，且码盘的两侧设置有锁紧螺母；光电开关二，与码盘相适配，所述光电开关二设置在支架上。6.根据权利要求5所述的一种螺杆驱动活塞运动的柱塞泵，其特征在于：该柱塞泵还包括线路板，所述线路板上设置有芯片，所述线路板分别与光电开关一、光电开关二、螺杆电机电连接。7.根据权利要求6所述的一种螺杆驱动活塞运动的柱塞泵，其特征在于：所述芯片包括数据储存模块、数据处理模块、控制模块，所述数据储存模块与光电开关二信号连接，所述数据处理模块与光电开关一电连接，所述控制模块与螺杆电机电连接。8.根据权利要求6所述的一种螺杆驱动活塞运动的柱塞泵，其特征在于：缸筒内还安装有o型密封圈，且o型密封圈呈环形结构设置在活塞头的外沿。9.根据权利要求6所述的一种螺杆驱动活塞运动的柱塞泵，其特征在于：y型三通包括输入管和输出管，输入管上设置有输入单向阀，输出管上设置有输出单向阀。10.一种螺杆驱动活塞运动的柱塞泵的控制方法，其特征在于：包括以下步骤：s1：提供线路板，所述线路板上芯片包括数据储存模块、数据处理模块、控制模块，所述数据储存模块与光电开关二信号连接，所述数据处理模块与光电开关一电连接，所述控制模块与螺杆电机电连接；s2：启动电源，数据处理模块收集光电开关一与挡片的位置关系，并将数据传输至控制模块，控制模块根据光电开关一与挡片位置关系判断使螺杆电机正转或反转；s3：螺杆电机启动后，带动码盘转动，光电开关一将数据传输至数据储存模块，所述数据储存模块将数据通过数据处理模块传输至控制模块，当转数达到阈值时，控制螺杆电机反转或正转；s4：循环s2、s3步骤。

技术总结
本发明涉及柱塞泵技术领域，且公开了一种螺杆驱动活塞运动的柱塞泵及其控制方法，包括缸筒和驱动件，所述驱动件与缸筒端部的基座固定连接，所述驱动件包括电机及电机输出端的螺杆，所述缸筒内设置有连接筒，连接筒的端部设置有与螺杆适配的螺母座，连接筒的另一端安装有活塞头，活塞头活动套接在缸筒内，所述缸筒的端部设置有Y型三通，所述Y型三通上设置有单向阀，单向阀的端部用于连接外接管线。S1：提供线路板；S2：启动电源，控制模块根据光电开关一与挡片位置关系判断使螺杆电机正转或反转；S3：螺杆电机启动后，当转数达到阈值时，控制螺杆电机反转或正转；S4：循环S2、S3步骤。S3步骤。S3步骤。


技术研发人员：胡晓红
受保护的技术使用者：胡晓红
技术研发日：2023.07.27
技术公布日：2023/9/9