[实用新型]超声波分散注射泵

说明书

所属技术领域

本实用新型涉及一种液体输送泵，特别涉及用于均匀分散并输送含固体颗粒液体的注射泵。

背景技术

目前在诸多工业和实验领域，尤其是喷涂工序中需要输送含微细固体颗粒的悬浮液或浆液。例如陶瓷泥浆液、碳黑墨水及碳纳米管悬浮液、燃料电池催化剂溶液等，这些液体中均含有直径从十几纳米到几十微米的固体颗粒。此种固体颗粒通常存在凝聚性，且密度较大容易沉淀。在输送过程中，需要让固体颗粒保持均匀地悬浮分布在液体内部，防止其凝聚或沉淀。

通常的液体输送泵有齿轮泵、蠕动泵和注射泵等。齿轮泵在输送过程中，液体需要与泵体内部结构接触，所以固体颗粒会残留在泵体内不易清理，而且输送纳米悬浮液的领域通常需要很小的流量，如喷涂燃料电池催化剂的流量通常在1ml/min以内，齿轮泵的流量过大，故此不适合使用。蠕动泵输送过程中会有脉动，造成流量不稳，不适合用于悬浮液的喷涂工序中。注射泵可以工作在极低流量且精度高，故此通常被作为纳米悬浮液或浆料的输送装置。

为了让固体颗粒能保持均匀的悬浮在液体中，通常是将液体样本放在磁力搅拌、超声搅拌或超声波清洗槽等装置中进行分散搅拌，需要使用时再将悬浮液吸入注射器中将液体通过注射泵输送到设备中。但是在输送过程中，由于没有搅拌和分散作用，较短时间后固体颗粒便会发生沉淀或凝聚现象，通常20分钟后固体颗粒就会完全沉淀在注射器底部，致使所需的固体颗粒无法到设备中。所以在实际应用中，只能使用容量很小的注射器并缩短液体输送的时间，但这样就会造成工作效率下降，操作过程繁琐。

因此，如何提供一种既能确保精确输送流量，又能在输送过程中实时地均匀分散固体颗粒悬浮液的输送装置是本领域一直以来需要解决的问题。

实用新型内容

本实用新型是鉴于这种问题而提出的，其目的是提供一种利用超声波均匀分散固体颗粒悬浮液并输送的注射泵。

本实用新型所述超声波分散注射泵包括超声波注射器、注射器推进装置和注射泵控制单元。该注射器推进装置由注射泵泵头、插装于泵头内并能做往复运动的丝杠以及与丝杠末端连接的步进电机组成。该超声波注射器与注射泵头连接，步进电机转动带动丝杠做直线运动，丝杠推动泵头和与泵头连接的超声波注射器来实现注射器中的液体输送。步进电机与注射泵控制单元连接。

该超声波注射器包括注射器针筒、活塞柱和超声波发射头。该超声波发射头包括压电振子和发射头外壳。压电振子的形状通常为圆形或方形，压电振子安装于发射头外壳。根据具体使用需要的不同，超声波发射头发出的超声波频率通常在100kHz至5MHz之间，超声波注射器的容量在1ml至200ml之间。超声波发射头与活塞柱前端连接组成注射器的活塞。超声波发射头向注射器中含有固体颗粒的混合液发射高频超声波振荡，使固体颗粒均匀的分散在液体中。带有超声波发射头的注射器与注射泵控制单元连接。

该注射泵控制单元包括高频超声波脉冲发生模块和步进电机驱动模块。高频超声波脉冲发生模块发出与超声波发射头相匹配的超声波脉冲来激励超声波发射头发出超声波。高频超声波脉冲发生模块的电路由电容反馈式自激振荡电路或它激功放实现。超声波分散注射泵的输送流量由超声波注射器的容积和注射器推进装置的推进速度决定，注射器推进装置的推进速度通过步进电机驱动模块对步进电机转速的控制来实现。注射泵控制单元通过RS232或RS485接口与上位机电脑进行外部通讯，上位机电脑向注射泵控制单元发出指令，控制超声波分散注射泵的工作状态。

本实用新型与现有技术相比具有如下优点和有益效果：

本实用新型在注射泵的注射器活塞上安装了超声波发射头，当注射泵对含有固体颗粒的混合液输送时，超声波发射头向注射器中的混合液发射高频超声波，通过高频超声波振荡将固体颗粒均匀分散在液体中，从而避免了输送过程中悬浮液中的固体颗粒沉淀或凝聚。

附图说明

图1为本实用新型的一种实施方式的超声波分散注射泵的结构示意图；

图2为本实用新型超声波注射器的结构示意图。

具体实施方式：

如图1所示，本实用新型公开了一种超声波分散注射泵，其包括超声波注射器、注射器推进装置和注射泵控制单元。注射器推进装置包括注射泵泵头22、插装于注射泵泵头22内并能做往复运动的丝杠21以及与丝杠21末端连接的步进电机23。超声波注射器与注射泵泵头22连接，步进电机23转动带动丝杠21做直线运动，丝杠21推动注射泵泵头22和与注射泵泵头22连接的超声波注射器，将超声波注射器中的液体送出。步进电机23与注射泵控制单元相连，注射泵控制单元通过控制步进电机23的转速来控制注射器推进装置的推进速度。