[发明专利]带有线性电机的计量泵

说明书

本发明涉及一种用于移动流体的计量泵，具有计量头，所述计量头中有计量腔和可在第一位置和第二位置之间往复运动的排量元件，该排量元件界定了计量腔，并且排量元件处于第一位置时的计量腔容积大于排量元件处于第二位置时的计量腔容积。排量元件通过冲程元件与线性电机联接，使得在线性电机的运行期间，冲程元件在壳体中沿着运动轴线的方向以冲程长度H执行向前冲程和返回冲程，而排量元件在第一位置与第二位置之间往复运动。为了提供一种计量泵并改进由线性电机驱动的计量泵，因此本发明提出冲程元件具有垂直于运动轴线的横截面积Q，其中冲程长度H的平方至少比横截面积Q大四倍。

技术领域

本发明涉及一种用于移动流体的计量泵，包括计量头，所述计量头中有计量腔和可在第一和第二位置之间往复运动的排量元件，其中排量元件界定了计量腔，排量元件处于第一位置时的计量腔容积大于排量元件处于第二位置时的计量腔容积，其中，排量元件通过冲程元件与线性电机联接，在线性电机的运行中，冲程元件在壳体中沿着运动轴线的方向以冲程长度h执行向前冲程和返回冲程，而排量元件在第一位置与第二个位置之间往复运动。

背景技术

计量泵已从现有技术中为人所知。使用计量泵的大多数情况下，需要计量从压力较低的吸入容器输送到压力容器或压力较高的管道的流体的可调节输送流量。

因此此类计量泵常用于计量化学品。排量元件用于确保计量头中、更准确地说是计量腔中提供的计量泵进行的计量，该排量元件可在第一位置和第二位置之间往复运动并界定计量腔。排量元件的运动受驱动器的影响，该驱动器可以是例如电机或电机的一部分。

此类计量泵的计量腔还具有流体出口，容纳在计量腔中的输送流体可通过该流体出口运送出计量头。在这种情况下，从计量头输出的液体的运送会受到计量腔容积减小的影响。

如果此类计量泵仅通过流体出口运行，则可将其用作脉动器。脉动器可例如驱动萃取柱。然而，在大多数情况下，计量头将额外地具有流体入口，通过该流体入口可以将要传送的液体吸入计量头。在这种情况下，这种泵也可用于传送输送流体，当计量腔的容积增大时，额外的输送流体通过流体入口被吸入，并且当计量腔的容积减小时，流体可以通过流体出口运送出计量腔。输送流体的意外回流可以额外地通过适当布置的止回阀来加以避免。

举例来说，活塞可用作排量元件。作为其替代，排量元件也可以是隔膜。除排量元件之外，计量泵可额外地具有冲程元件，其中，冲程元件通过冲程元件和排量元件之间的力耦合来为排量元件提供驱动。在这方面，如果可能的话，排量元件和冲程元件可以是一体的，或者在排量元件和冲程元件之间存在连接。在这种连接中唯一应重点考虑的是排量元件和冲程元件之间的力耦合，使得冲程元件能够驱动排量元件。

该冲程元件可继而联接至电机，在本发明中为线性电机。线性电机基本上包括静止元件和关于静止元件线性移动的可移动元件。在这种情况下，冲程元件以由线性电机驱动的方式与线性电机联接，并且冲程元件沿着运动轴线方向以冲程长度h执行向前冲程和返回冲程。由于所述冲程元件的移动和冲程元件和排量元件之间的力耦合的缘故，排量元件得以完成在第一位置和第二位置之间的往复运动。

然而，冲程元件和排量元件之间的力耦合也可以涉及液压流体。在这种情况下，例如以隔膜形式的排量元件可以从液压腔中界定计量腔，液压流体设置在液压腔中。冲程元件由此为液压驱动器的一部分。

由于冲程元件和排量元件之间的力耦合的缘故，排量元件因此可以在两个位置之间往复运动，并且在每个冲程中，输送流体容积基本上对应于由排量元件的移动引起的计量腔容积的变化而传送。由于流体的可压缩性，输送流体的体积和计量腔容积的变化之间会出现偏差，尤其在高压(例如400巴)下，这一点不容忽视。

对于通过液压流体驱动的隔膜泵，通常很难进行精确的计量，这是因为将被计量的流体量往往与每次冲程运动所提供的输送量不完全一致的缘故。如果不再忽略液压流体的可压缩性，则这种情况尤其会在高压(例如400巴)下发生，并因此降低效率。因此，如果液压驱动系统中的滞流区尽可能得与不需要的会降低效率水平的液压流体容积一样小，则这将是有利的。