專利名稱：裝有軟管的蠕動(dòng)泵的插裝筒及由其裝配的蠕動(dòng)泵的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及裝有軟管的蠕動(dòng)泵的插裝筒及由其裝配的蠕動(dòng)泵。該插裝筒包括一外殼，在靠近它的兩端面內(nèi)側(cè)各有一圓柱形的座圈，有多個(gè)斜齒輪可對(duì)著座圈作用及轉(zhuǎn)動(dòng)，這些斜齒輪可把設(shè)置在兩座圈之間的軟管壓扁。
歐洲專利EP-0041267公開了一種這樣的插裝筒。所公開的插裝筒相當(dāng)復(fù)雜，使它的使用受到了限制。
本發(fā)明的目的在于提供一種上述類型的插裝筒，但具有簡(jiǎn)單及耐用的結(jié)構(gòu)，可以有效地泵送流體和擴(kuò)大這種泵的應(yīng)用。
按照本發(fā)明，提供了一種上述類型的裝有軟管的蠕動(dòng)泵的插裝筒，其特征在于所述的斜齒輪是管狀的并且是可活動(dòng)地裝在外殼內(nèi)，位于軟管構(gòu)成的凹部?jī)?nèi)，所述的外殼包括至少在其一端設(shè)置的中心孔，該孔的直徑大到可比直接由裝有可嚙合到管狀斜齒輪內(nèi)的行星齒輪的轉(zhuǎn)盤或由在管狀斜齒輪之間內(nèi)嚙合的軸來(lái)驅(qū)動(dòng)斜齒輪。
這樣，所述的插裝筒可以直接由一個(gè)圓盤驅(qū)動(dòng)，這一方法可在任一時(shí)刻精確地知道圓盤以及斜齒輪的角位置。插裝筒也可以直接用高轉(zhuǎn)速的中心軸來(lái)驅(qū)動(dòng)。這些斜齒輪結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單且便宜，它們可活動(dòng)地安裝在插裝筒中對(duì)泵的操作是有利的。
當(dāng)從電機(jī)上拆下插裝筒時(shí)，在軟管靜止壓力下斜齒輪回到中心，軟管保持打開，使得可方便地徹底消毒。
所述的外殼內(nèi)最好設(shè)有一凹形截面的內(nèi)槽，軟管座在其中，而所述的斜齒輪有一桶形部分，它的凸形曲面與外殼內(nèi)的槽的凹形曲面相配合，對(duì)著軟管，每個(gè)斜齒輪還包括在它兩側(cè)的圓柱形部分，它們可在相應(yīng)的座圈內(nèi)滾動(dòng)，外殼內(nèi)的凹形結(jié)構(gòu)保證軟管的斜齒輪的自動(dòng)對(duì)中。
所述的外殼最好有一個(gè)圓柱形的中心冕狀齒輪，在該齒輪的兩側(cè)通過(guò)棘齒固定著凸緣，每個(gè)凸緣包括一個(gè)內(nèi)座圈，位于驅(qū)動(dòng)電機(jī)一側(cè)的凸緣包括一大體上為截頭錐形的齒環(huán)，通過(guò)該齒環(huán)和與電機(jī)外殼相連的帶齒冕狀齒輪的全周邊上設(shè)置的齒之間互相配合，可保證外殼固定在電機(jī)外殼上。
所述的管狀斜齒輪一般由有彈性的塑料制成。
本發(fā)明還涉及裝有上述插裝筒的蠕動(dòng)泵，該泵包括一可驅(qū)動(dòng)管狀斜齒輪的電機(jī)。
該泵電機(jī)最好在其輸出軸設(shè)置一圓盤，盤上支撐了多個(gè)軸，在軸上松松地裝著可以嚙合入管狀斜齒輪中的輥，所述的圓盤還包括一位于電機(jī)軸的延伸段的軸，在該軸上松松地裝著一中心輥，該軸與輥之間有較大的自動(dòng)對(duì)中間隙，可以與斜齒輪的外表面相配合。
所述的插裝筒的外殼一般在離開電機(jī)的一側(cè)用一個(gè)鑲蓋封住，斜齒輪的一座圈設(shè)置在該蓋的內(nèi)側(cè)面。
在一個(gè)實(shí)施例中，泵的圓盤具有四個(gè)規(guī)則分布的輥和一個(gè)中心輥輥，而插裝筒具有四個(gè)斜齒輪。
除掉上述結(jié)構(gòu)外，本發(fā)明還包括一些其它結(jié)構(gòu)，下面將參照附圖詳細(xì)解釋具體的實(shí)施例，但這些只是作為說(shuō)明用，而不是作為限制的范圍。


圖1是本發(fā)明的蠕動(dòng)泵的透視圖，圖中插裝筒與圓盤已分開。
圖2是沿圖5中Ⅱ-Ⅱ線方向所示的圓盤的一個(gè)視圖。
圖3是沿圖4中Ⅲ-Ⅲ線方向所示的插裝筒的一個(gè)視圖;
圖4是沿圖3中Ⅳ-Ⅳ線的插裝筒的剖面圖;
圖5是圖2所示的圓盤的可抽出零件的左視圖;
圖6是本發(fā)明泵的縱剖圖，部分示出了外部零件，縱剖圖中圓盤已安裝在插裝筒的內(nèi)部。
圖7是本發(fā)明泵的另一實(shí)施例的剖視圖，插裝筒以剖視示出;
圖8是作為插裝筒支架的帶齒冕狀齒輪沿圖7中Ⅷ-Ⅷ線方向的視圖;
圖9是另一個(gè)實(shí)施例的插裝筒的剖面圖。
參見(jiàn)附圖，蠕動(dòng)泵1包括構(gòu)成泵體的由塑料制成的軟管2。該管裝在圓柱形外殼3和內(nèi)輥4之間，這些內(nèi)輥4可以與一中心傳動(dòng)元件5相配合，而后者又由電機(jī)6驅(qū)動(dòng)。
該泵1包括一可拆的插裝筒7，該插裝筒7包括在內(nèi)部裝著所述管2的圓柱形外殼8，以及管狀斜齒輪9，在所述的實(shí)施例中有四個(gè)斜齒輪。
這些斜齒輪9形成內(nèi)輥4，這些齒輪最好用塑性材料制成。一些塑性材料擠壓制成的管子也可以形成斜齒輪9。
所述的管子2大體包括在外殼8內(nèi)的半圓形部分，還有通過(guò)孔10穿出外殼8的平行的管腳11。
如圖1，3和4所示，在移開插裝筒后，這些斜齒輪9在外殼中是不受約束的并且管2實(shí)際上是不受壓的。
準(zhǔn)備用來(lái)對(duì)著電機(jī)6接觸的泵殼面12包括一中心孔13，孔的直徑足夠大到可以驅(qū)動(dòng)斜齒輪9，這將在下面說(shuō)明。而泵殼面12的直徑比外殼8的直徑大，并且形成徑向從泵殼8上突起的凸緣，其中，凸緣上設(shè)置了兩個(gè)徑向相對(duì)的鎖孔14，可把插裝筒7固定到電機(jī)6上，電機(jī)上設(shè)置了卡爪15，卡爪上有可與鎖孔14相配合的頭。
插裝筒的外殼8包括在軸向，靠近它的兩端內(nèi)側(cè)的圓柱形座圈16，17(見(jiàn)圖4)，管形的斜齒輪9可對(duì)著該座圈16，17作用及轉(zhuǎn)動(dòng)，軟管2設(shè)置在所述的兩座圈之間，對(duì)著直徑比座圈16，17的直徑大的圓柱形內(nèi)表面18。
在對(duì)著泵的驅(qū)動(dòng)電機(jī)的另一端，外殼8用一鑲蓋19封住，在蓋19上設(shè)置了座圈17，該座圈形成了在外殼8內(nèi)的蓋19的中心環(huán)的內(nèi)表面。該蓋19的內(nèi)表面包括一中心槽20。
斜齒輪9在軸向保持在蓋19的內(nèi)表面和在外殼內(nèi)側(cè)沿著孔13的臺(tái)肩21之間(圖4)。
在蓋19的內(nèi)表面和孔13的臺(tái)肩21之間的軸向間距離l僅比斜齒輪19的軸向長(zhǎng)度h略長(zhǎng)，以保證很好保持這些斜齒輪的位置及避免傾斜。而l與h的差最好小于或等于0.2mm。
松松地裝在由圓盤24支撐的軸23上的輥22可以穿過(guò)孔13嚙合到斜齒輪9內(nèi)，輥22繞圓盤24的軸線均勻地分布。輥22數(shù)量等于斜齒輪9的數(shù)量，在本實(shí)施例中等于4。
每個(gè)輥22在離開圓盤24的那一端25帶有一截頭錐形，以使輥能較方便地插進(jìn)相應(yīng)的斜齒輪9中。軸23的一端設(shè)有軸頭26，可在軸向保持住輥22。
輥22的直徑d比斜齒輪9的內(nèi)徑f略小(圖4)，間隙f-d最好落在0.3mm范圍內(nèi)。
中心輥27可自由轉(zhuǎn)動(dòng)地裝在軸28上，當(dāng)圓盤24固定到電機(jī)軸上時(shí)，軸28裝在電機(jī)軸6的延長(zhǎng)段上。
中心輥27也包括一座入凹槽20內(nèi)的截頭錐形端(圖6)，該軸28的頭完全座入設(shè)置在輥27端頭的中心孔內(nèi)。
由圖5可知，輥27的長(zhǎng)度比輥22的長(zhǎng)度略長(zhǎng)。這樣，當(dāng)組件插入插裝筒7的孔13內(nèi)時(shí)，輥27的頭部首先穿入在斜齒輪9之間的空間29(圖3)，把斜齒輪分開，這樣使輥22可容易地嚙合入所述的斜齒輪內(nèi)。
輥27較大的徑向自動(dòng)對(duì)中間隙0.5mm裝在它的軸28上，該間隙也就是輥27內(nèi)孔直徑和軸28的外徑之間的差值。
由于有較大的自動(dòng)對(duì)中間隙，輥27可對(duì)各方面的壓力提供動(dòng)平衡。
可以用任意的裝置，例如用徑向鎖緊螺釘30(圖1)把圓盤24固定到電機(jī)的輸出軸上。
當(dāng)從電機(jī)6和輥22和27拆下插裝筒7存放時(shí)，在管2靜止壓力下斜齒輪9回到中心(見(jiàn)圖3)，該管2保持打開狀態(tài)直到斜齒輪穩(wěn)定在相對(duì)的支撐的切向位置。這樣就避免了在存放時(shí)管壁之間粘住，在以壓扁狀態(tài)存放管時(shí)會(huì)發(fā)生這種粘住現(xiàn)象。
管2可由兩個(gè)焊接的止動(dòng)環(huán)保持在位置上，可以在與插裝筒的蓋組成整體的支撐環(huán)的壓力下被夾在精密的凹槽中。
當(dāng)成批制造時(shí)，管2可迅速地裝入插裝管中。
泵的操作將在下面說(shuō)明。
在把插裝筒7放在圓盤5上后，輥22裝入管形斜齒輪9內(nèi)，這些齒輪靠著中心輥27。稍微轉(zhuǎn)動(dòng)插裝筒7，使卡爪15嚙合入鎖孔14較大直徑部分中，再移動(dòng)到鎖孔14的較窄部分，卡爪15的頭不能從該較窄的部分滑出，這樣將插裝筒安裝在電機(jī)的框架上。
傳動(dòng)輥22以比較小的間隙裝入管形斜齒輪9內(nèi)，而中心支撐輥27對(duì)斜齒輪9的外面施加壓力，斜齒輪9就被推開一直到把泵體管2壓緊固定住。這些裝配步驟可以用一只手在幾秒鐘內(nèi)完成。
當(dāng)電機(jī)6開始轉(zhuǎn)動(dòng)，使圓盤5和斜齒輪驅(qū)動(dòng)，泵就開始工作。
由圓盤5驅(qū)動(dòng)的輥22個(gè)直接與泵體管2相配合，這樣可避免使泵體管朝輸送孔拉伸，也避免使吸孔關(guān)閉。這樣就得到按轉(zhuǎn)速變化的比較規(guī)則的泵的輸送曲線。自由的中心輥27就提供了支撐以及對(duì)所有操作壓力的動(dòng)平衡。
通過(guò)適當(dāng)?shù)剡x擇斜齒輪9的壁厚，可影響所泵送的流體的出口壓力。
參見(jiàn)圖7和8，圖中示出了本發(fā)明的插裝筒和泵的另一實(shí)施例。圖7和8中有和前幾圖的元件具有一或類似作用的元件，則用相應(yīng)元件的標(biāo)號(hào)加上100作為該元件的標(biāo)號(hào)，并且不再詳細(xì)說(shuō)明。
插裝筒107的外殼108包括一圓柱形的中心冕狀齒輪31，在該齒輪的兩側(cè)通過(guò)棘齒固定凸緣32和33，每個(gè)凸緣32和33包括一個(gè)座圈116和117。凸緣33形成蓋119，蓋119在軸向與用來(lái)通過(guò)棘齒裝在冕狀齒輪31上的齒環(huán)相補(bǔ)償。
裝在位于驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)106一側(cè)的凸緣32包括大體上截頭錐形的齒環(huán)34，該齒環(huán)的直徑往電機(jī)106的方向增大。通過(guò)所述的齒環(huán)34和與電機(jī)106的外殼相連的帶齒的冕狀齒輪36的全周邊上設(shè)置的齒35之間互相配合，可把外殼和插裝筒107固定在驅(qū)動(dòng)電機(jī)106上。
齒35相對(duì)于冕狀齒輪的中面徑向突出，如圖7所示，并沿著整個(gè)圓周均勻分布，如圖8所示，兩相鄰的齒之間隔著間隙37。每個(gè)齒35在徑向有一定的彈性，通過(guò)在齒根處彎曲使它可套過(guò)齒環(huán)34大直徑的端頭并卡住該齒環(huán)的截頭錐形表面，由齒35和齒環(huán)34的斜表面所產(chǎn)生的斜面作用可以在徑內(nèi)位于齒35內(nèi)的冕狀齒輪36的區(qū)域前面對(duì)凸緣32施加上軸向力。
冕狀齒輪36形成特別簡(jiǎn)單而方便的插裝筒的支座，可用一個(gè)手來(lái)安放插裝筒，而不要相對(duì)于電機(jī)外殼106預(yù)先對(duì)插裝筒107定向。
在圖7所示實(shí)施例中，傳動(dòng)元件105是內(nèi)嚙合在管形斜齒輪104之間的一根軸。
圖9示出了本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例，圖中示出的與圖1到6相同或類似的元件，用相應(yīng)元件的標(biāo)號(hào)加上200來(lái)表示該元件。
外殼208具有橫截面為中凹的凹槽37，可對(duì)外殼的軸線定向，在該槽內(nèi)裝有軟管202。斜齒輪209的外部具有凸曲面的圓筒形狀38，該凸曲面38與外殼的凹槽的凹面37相配合。
斜齒輪209的筒形部分38的兩側(cè)各有一圓柱形部分38和39，可以分別在相配合的座圈216和217中滾動(dòng)。斜齒輪204可具有圓柱形內(nèi)殼以與和圖1中齒輪相類似的行星齒輪相配合。
圖9中殼體208具有凹形的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，可使管和斜齒輪209自動(dòng)對(duì)中，因此在斜齒輪的兩側(cè)實(shí)際上不再需要臺(tái)肩以在軸向保持斜齒輪，這使得斜齒輪的磨損減少，并使插裝筒的壽命更長(zhǎng)。另外，也減少了發(fā)熱。而在凹面37和斜齒輪的凸表面38之間也就是在接合處壓扁管202而造成的密封效果更好。對(duì)于同樣的輸送率，可使泵的輸送壓力更高，并節(jié)省能量。
本發(fā)明的插裝筒和泵具有很多優(yōu)點(diǎn)。在泵和電機(jī)之間能自動(dòng)對(duì)中，沒(méi)有徑向壓力，可保護(hù)電機(jī)的軸承座?？蓪?shí)行間隙的自動(dòng)補(bǔ)償，可取消輥在軸向的定位。
泵工作時(shí)無(wú)噪音，成批制造時(shí)易裝配。低成本及易裝配允許使用可方便拆卸的插裝筒，如用在醫(yī)用上。
泵體抗磨損性好，而不另外加工的模壓制成的塑料零件容易保證其制造公差。
通過(guò)靜止插裝筒的開放的管的周圍循環(huán)孔，可以用環(huán)氧乙烷來(lái)消毒。
只少量零件是運(yùn)動(dòng)零件，減少了摩擦，動(dòng)平衡好，提供很好的機(jī)械輸出，并可使用不太貴的但是可靠的低功率電機(jī)。在操作時(shí)自然通風(fēng)很好，避免過(guò)分發(fā)熱。
由于有精確的尺寸，使把泵體管自動(dòng)裝入插裝管中能更標(biāo)準(zhǔn)化，因而泵的輸送率也更精確。
安裝在傳動(dòng)軸上的傳動(dòng)圓盤可很方便地互換，并且元件由塑料制成，因而成本低。
如已指出的那樣，通過(guò)把擠壓管割成段可以以低成本來(lái)制造斜齒輪9，并避免用更貴的制造模具。
本發(fā)明的泵與步進(jìn)電機(jī)或齒輪傳動(dòng)伺服電機(jī)有很好的相容性。
可以用高電阻材料如聚酰亞胺、碳纖維等很方便地制造轉(zhuǎn)動(dòng)零件以用于先進(jìn)技術(shù)應(yīng)用中。
可在生產(chǎn)線的端頭很方便地對(duì)插裝筒進(jìn)行質(zhì)量控制，精確地校準(zhǔn)插裝筒的流率。
應(yīng)注意，對(duì)于有四個(gè)斜齒輪的插裝筒，管2至少在2處通過(guò)壓扁而關(guān)閉。
權(quán)利要求
1.裝有軟管的蠕動(dòng)泵的插裝筒，包括一外殼，在它的兩端附近各有一圓柱形的座圈，有多個(gè)斜齒輪可對(duì)著座圈作用及轉(zhuǎn)動(dòng)，這些斜齒輪可把設(shè)置在兩座圈之間的軟管壓扁，其特征在于所述的斜齒輪(9，109，209)是管狀的并且是可活動(dòng)地裝在外殼(8，108，208)內(nèi)，位于軟管構(gòu)成的凹部?jī)?nèi)，所述的外殼包括至少在其一端設(shè)置的中心孔(13，113，213)，該孔的直徑大到可以直接由裝有可嚙合到管狀斜齒輪內(nèi)的行星齒輪(22)的轉(zhuǎn)盤(5)或由在管狀斜齒輪之間內(nèi)嚙合的軸來(lái)驅(qū)動(dòng)斜齒輪。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的插裝筒，其特征在于當(dāng)從電機(jī)上拆下插裝筒時(shí)，在軟管(2，102，202)靜止壓力下斜齒輪(9，109，209)回到中心，軟管保持打開，使得可方便地徹底消毒。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2的插裝筒，其特征在于所述的外殼(208)內(nèi)設(shè)有一凹形截面的內(nèi)槽(37)，軟管(202)座在其中，而所述的斜齒輪(209)具有一桶形部分(38)，它的凸形曲面與外殼內(nèi)的槽(37)的凹形曲面相配合，對(duì)著軟管，每個(gè)斜齒輪(209)，還包括在它兩側(cè)的圓柱形部分(39，40)，它們可在相應(yīng)的座圈(216，217)內(nèi)滾動(dòng)，外殼內(nèi)的凹形結(jié)構(gòu)(37)保證軟管和斜齒輪的自動(dòng)對(duì)中。
4.根據(jù)權(quán)利要求1～3中任一項(xiàng)的權(quán)利要求，其特征在于所述的外殼(108)有一個(gè)圓柱形的中心冕狀齒輪(31)，在該齒輪的兩側(cè)通過(guò)棘齒固定著凸緣(32，33)，每個(gè)凸緣包括一個(gè)內(nèi)座圈(116，117)，位于驅(qū)動(dòng)電機(jī)(106)一側(cè)的凸緣(32)包括一大體上為截頭錐形的齒環(huán)(34)，通過(guò)該齒環(huán)(34)和與電機(jī)外殼相連的帶齒冕狀齒輪(36)的全周邊上設(shè)置的齒之間互相配合，可保證外殼(108)固定在電機(jī)外殼上。
5.根據(jù)權(quán)利要求1～4中任一項(xiàng)的插裝筒，其特征在于所述的管狀斜齒輪(9，109，209)由有彈性的塑料制成。
6.裝有權(quán)利要求1～5中任一項(xiàng)的插裝筒的蠕動(dòng)泵，其特征在于包括一電機(jī)，該電機(jī)的輸出軸設(shè)置了圓盤(24)，盤上支撐了多個(gè)軸(23)，在軸(23)上松松地裝著可以嚙合入管狀斜齒輪中的輥(22)，所述的圓盤還包括一位于電機(jī)軸的延伸段的軸(28)，在該軸(28)上松松地裝著一中心輥(27)，該軸與輥之間有較大的自動(dòng)對(duì)中間隙。
7.根據(jù)權(quán)利要求6的泵，其特征在于所述的插裝筒的外殼在離開電機(jī)的一側(cè)用一個(gè)鑲蓋(19)封住，斜齒輪(9)的一座圈設(shè)置在該蓋(19)的內(nèi)側(cè)面。
8.根據(jù)權(quán)利要求6或7的泵，其特征在于所述的圓盤(24)上裝著4個(gè)輥(22)和一個(gè)中心輥(27)。
全文摘要
插裝筒包括一外殼，在靠近它的兩端內(nèi)側(cè)各有一圓柱形的座圈，斜齒輪可對(duì)著座圈作用及轉(zhuǎn)動(dòng)，該斜齒輪可把設(shè)置在兩座圈之間的軟管壓扁，斜齒輪是管狀的并且是可活動(dòng)地裝在外殼內(nèi)，位于軟管構(gòu)成的凹部?jī)?nèi)，所述的外殼包括至少在其一端設(shè)置的中心孔，該孔的直徑大到可以直接裝有可嚙合到管狀斜齒輪內(nèi)的行星齒輪的盤或由在管狀齒輪之間內(nèi)嚙合的軸來(lái)驅(qū)動(dòng)斜齒輪。本發(fā)明的裝置簡(jiǎn)單、耐用、效率高。
文檔編號(hào)F04C5/00GK1045634SQ90101318
公開日1990年9月26日 申請(qǐng)日期1990年3月13日 優(yōu)先權(quán)日1989年3月13日
發(fā)明者馬勒比克·愛(ài)德華 申請(qǐng)人:馬勒比克·愛(ài)德華