一种高集成度动圈式电磁直驱计量泵制造技术

本实用新型专利技术涉及一种高集成度动圈式电磁直驱计量泵，包括位移传感器、连接板、端盖，外磁轭、内磁轭、线圈、骨架、永磁阵列、连接盘、缸体、膜片、膜片压盘、膜片压板、簧片阀坐、簧片，其特征在于：外磁轭与内磁轭之间为气隙，采用Halbach永磁阵列层增强气隙磁场，磁轭、端盖、缸体、膜片压板、簧片阀坐固连，做定子；线圈组绕制在骨架上置于气隙中，骨架通过连接盘与膜片压盘直接驱动膜片往复运动，做动子；膜片始终处于拉伸状态，使得计量泵不工作时膜片位于吸液的起点位置，控制器通过位移传感器反馈信号对计量泵膜片位置进行实时控制；两相同的簧片阀坐装配簧片之后相对装配，形成进/出液单向阀；本实用新型专利技术有效提升计量泵的集成度以及计量精度。

【技术实现步骤摘要】
一种高集成度动圈式电磁直驱计量泵
本技术涉及计量泵
，尤其涉及一种电磁直驱计量泵。
技术介绍
计量泵也称定量泵,具有计量精准、配量可调等优点，被广泛应用于流量需要调节且计量精度高的石油化工、制药、食品等领域。其中膜片计量泵使用简单、价格较低，可以实现高流量输出，在工业中广泛应用。随着电机技术的发展以及对于强腐蚀性、强挥发性危险化学品的需求增加，采用高性能旋转电机通过曲柄连杆机构，将旋转运动转变为往复直线运动，滑杆与隔膜片直接连接，驱动计量泵的膜片来回鼓动，实现高效、低泄露以及无动密封成为的计量泵发展的一个重要趋势。然而，由于存在运动转换机构，机械隔膜计量泵结构比较复杂，计量精度以及高能耗等问题更加突出。如何简化计量泵结构、提高计量泵的集成度及计量精度，成为了技术发展的难点。本技术的一种高集成度动圈式电磁直驱计量泵，采用基于Halbach永磁阵列的直线电机，动子直接驱动计量泵的膜片来回鼓动，在单向簧片阀组的配流下完成液体的泵吸，同时控制器通过位移传感器反馈信号对计量泵膜片位置进行实时控制，有效提高计量泵的集成度、计量精度。
技术实现思路
设计一种高集成度动圈式电磁直驱计量泵，采用基于Halbach永磁阵列的直线电机，动子直接驱动计量泵的膜片来回鼓动，在单向簧片阀组的配流下完成液体的泵吸，同时控制器通过位移传感器反馈信号对计量泵膜片位置进行实时控制，有效提高计量泵的集成度、计量精度。一种高集成度动圈式电磁直驱计量泵，包括位移传感器（1）、连接板（2）、端盖（3）、外磁轭（4），永磁阵列（5）、线圈骨架（6）、内磁轭（7）、线圈（8）、连接盘（9）、膜片（10）、膜片压盘（11）、缸体（12）、膜片压板（13）、簧片阀体（14）以及簧片（15），其特征包括：永磁阵列（5）为由轴向充磁永磁体和径向充磁永磁体相互交替紧贴排布构成的Halbach永磁阵列层，永磁阵列（5）表贴于外磁轭（4）内侧；内磁轭（7）与外磁轭（4）通过端盖（3）同轴固定，其间为气隙；外磁轭（4）一端与端盖（3）、位移传感器（1）同轴固连，外磁轭（4）另一端与缸体（12）、膜片压盘（11）、簧片阀体（14）以及膜片（10）外轮廓固连，作定子；线圈（8）绕制在线圈骨架（6）的凹槽中，并可在气隙内做往复直线运动；线圈骨架（6）一端通过连接盘（9）、膜片压盘（11）与膜片（10）同轴固定，作动子；簧片阀体（14）加工有出液流道（14.1）与进液流道（14.2），出液流道（14.1）处安装簧片（15）；两个装有簧片（15）的簧片阀体（14）相对装配，靠近膜片（10）端的簧片阀体（14）的出液流道（14.1）与另一簧片阀体（14）的进液流道（14.2）同轴，与簧片（15）一同构成出液阀；靠近膜片（10）端的簧片阀体（14）的进液流道（14.2）与另一簧片阀体（14）的出液流道（14.1）同轴，与另一簧片（15）一同构成进液阀。所述线圈（8）由正向绕组线圈及反向绕组线圈组成，相邻绕组的线圈缠绕方向相反，其中，正向绕组数为m个，反向绕组数为n个，m、n均为正整数，m=n或m-n=±1；永磁阵列（5）中径向充磁永磁体数目为（m+n）个，轴向充磁永磁体数目相等且为（m+n+1）个。所述膜片（10）始终处于拉伸状态，使得计量泵不工作时膜片（10）位于吸液的起点位置；控制器通过位移传感器（1）反馈信号对计量膜片（10）的运动幅值、频率进行实时控制，进而实现输出流量的精确控制。所述连接板（2）、端盖（3）、线圈骨架（6）、连接盘（9）、膜片压盘（11）、缸体（12）、膜片压板（13）为隔磁材料制成。所述膜片（10）圆心以及圆周均加工有圆形安装孔，膜片（10）厚度略大于膜片压板（13）中凹槽深度，膜片（10）圆周处安装孔径小于膜片压板（13）中凹槽宽度。所述簧片（15）由三部分组成：内盘（15.1）、梁臂（15.2）以及外环（15.3）；其中外环（15.3）由两个簧片阀体（14）固定，内盘（15.1）可在簧片阀体进液流道（14.2）中运动，梁臂（15.2）始终处于弹性形变状态。所述簧片阀体出液流道（14.1）为圆形孔，出液流道（14.1）直径小于簧片内盘（15.1）的直径；进液流道（14.2）中轴线端部加工有簧片（15）限位块。所述膜片压盘（11）圆盘厚度等于膜片压板（13）厚度减去膜片压板（13）中凹槽深度。本技术的一种高集成度动圈式电磁直驱计量泵，采用基于Halbach永磁阵列的直线电机，动子直接驱动计量泵的膜片来回鼓动，在单向簧片阀组的配流下完成液体的泵吸，同时控制器通过位移传感器反馈信号对计量泵膜片位置进行实时控制，有效提高计量泵的集成度、计量精度。本技术的一种高集成度动圈式电磁直驱计量泵，采用基于Halbach永磁阵列的直线电机作为驱动单元，其直线电机动子直接驱动计量泵的膜片，取消了旋转到直线的运动转换机构，动力传递路径缩短，效率提高、功耗降低、响应迅速；动圈式直线电机控制精度高、响应迅速，有效提高计量泵动态响应性能；采用Halbach永磁阵增强气隙中径向磁场的强度，在直线电机体积不变情况下，提升了执行器输出的驱动力，有利于提高计量泵的集成度。本技术的一种高集成度动圈式电磁直驱计量泵，采用膜片在不工作时保持在泵液结束位置（吸液起始位置），实现每次工作之间无动密封，提升流量控制计量精度；线圈中的电流由控制器控制，通过控制器改变动子线圈中电流，继而实现液压泵动子运动幅值、频率的调节，进而实现输出流量以及压力的精确控制。本技术的一种高集成度动圈式电磁直驱计量泵，采用簧片与阀体组合而成的簧片式单向阀实现配流，单向阀流道加工于阀体之上，单向阀轴向尺寸显著减小，有效提升了计量泵的集成度。本技术的一种高集成度动圈式电磁直驱计量泵具有高集成度、高计量精度、结构简单等优点，投入产业化应用后将带来巨大的经济效益。附图说明图1为本技术的一种高集成度动圈式电磁直驱计量泵结构示意图。图2为本技术的一种高集成度动圈式电磁直驱计量泵的膜片示意图。图3为本技术的一种高集成度动圈式电磁直驱计量泵的簧片示意图。具体实施方式下面结合附图和具体实施方式对本技术作进一步的详细说明。如图1至3所示，一种高集成度动圈式电磁直驱计量泵，包括位移传感器（1）、连接板（2）、端盖（3）、外磁轭（4），永磁阵列（5）、线圈骨架（6）、内磁轭（7）、线圈（8）、连接盘（9）、膜片（10）、膜片压盘（11）、缸体（12）、膜片压板（13）、簧片阀体（14）以及簧片（15），其特征包括：永磁阵列（5）为由轴向充磁永磁体和径向充磁永磁体相互交替紧贴排布构成的Halbach永磁阵列层，永磁阵列（5）表贴于外磁轭（4）内侧；内磁轭（7）与外磁轭（4）通过端盖（3）同轴固定，其间为气隙；外磁轭（4）一端与端盖（3）、位移传感器（1）同轴固连，外磁轭（4）另一端与缸体（12）、膜片压盘（11）、簧片阀体（14）以及膜片（10本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高集成度动圈式电磁直驱计量泵，包括位移传感器（1）、连接板（2）、端盖（3）、外磁轭（4），永磁阵列（5）、线圈骨架（6）、内磁轭（7）、线圈（8）、连接盘（9）、膜片（10）、膜片压盘（11）、缸体（12）、膜片压板（13）、簧片阀体（14）以及簧片（15），其特征包括：永磁阵列（5）为由轴向充磁永磁体和径向充磁永磁体相互交替紧贴排布构成的Halbach永磁阵列层，永磁阵列（5）表贴于外磁轭（4）内侧；内磁轭（7）与外磁轭（4）通过端盖（3）同轴固定，其间为气隙；外磁轭（4）一端与端盖（3）、位移传感器（1）同轴固连，外磁轭（4）另一端与缸体（12）、膜片压盘（11）、簧片阀体（14）以及膜片（10）外轮廓固连，作定子；线圈（8）绕制在线圈骨架（6）的凹槽中，并可在气隙内做往复直线运动；线圈骨架（6）一端通过连接盘（9）、膜片压盘（11）与膜片（10）同轴固定，作动子；簧片阀体（14）加工有出液流道（14.1）与进液流道（14.2），出液流道（14.1）处安装簧片（15）；两个装有簧片（15）的簧片阀体（14）相对装配，靠近膜片（10）端的簧片阀体（14）的出液流道（14.1）与另一簧片阀体（14）的进液流道（14.2）同轴，与簧片（15）一同构成出液阀；靠近膜片（10）端的簧片阀体（14）的进液流道（14.2）与另一簧片阀体（14）的出液流道（14.1）同轴，与另一簧片（15）一同构成进液阀。/n...

【技术特征摘要】
1.一种高集成度动圈式电磁直驱计量泵，包括位移传感器（1）、连接板（2）、端盖（3）、外磁轭（4），永磁阵列（5）、线圈骨架（6）、内磁轭（7）、线圈（8）、连接盘（9）、膜片（10）、膜片压盘（11）、缸体（12）、膜片压板（13）、簧片阀体（14）以及簧片（15），其特征包括：永磁阵列（5）为由轴向充磁永磁体和径向充磁永磁体相互交替紧贴排布构成的Halbach永磁阵列层，永磁阵列（5）表贴于外磁轭（4）内侧；内磁轭（7）与外磁轭（4）通过端盖（3）同轴固定，其间为气隙；外磁轭（4）一端与端盖（3）、位移传感器（1）同轴固连，外磁轭（4）另一端与缸体（12）、膜片压盘（11）、簧片阀体（14）以及膜片（10）外轮廓固连，作定子；线圈（8）绕制在线圈骨架（6）的凹槽中，并可在气隙内做往复直线运动；线圈骨架（6）一端通过连接盘（9）、膜片压盘（11）与膜片（10）同轴固定，作动子；簧片阀体（14）加工有出液流道（14.1）与进液流道（14.2），出液流道（14.1）处安装簧片（15）；两个装有簧片（15）的簧片阀体（14）相对装配，靠近膜片（10）端的簧片阀体（14）的出液流道（14.1）与另一簧片阀体（14）的进液流道（14.2）同轴，与簧片（15）一同构成出液阀；靠近膜片（10）端的簧片阀体（14）的进液流道（14.2）与另一簧片阀体（14）的出液流道（14.1）同轴，与另一簧片（15）一同构成进液阀。


2.根据权利要求1所述的高集成度动圈式电磁直驱计量泵，其特征在于所述线圈（8）由正向绕组线圈及反向绕组线圈组成，相邻绕组的线圈缠绕方向相反，其中，正向绕组数为m个，反向绕组数为n个，m、n均为正整数，m=n或m-n=±1；永磁阵列（5）中径向充磁永磁体数目为（m+n）...

【专利技术属性】
技术研发人员：鲁应涛，谭草，葛文庆，李波，孙宾宾，陆佳瑜，
申请(专利权)人：山东理工大学，
类型：新型
国别省市：山东;37