一种伺服电机驱动的槽凸轮式微流量柱塞泵，包括泵体，上端盖上固定的伺服电机与谐波减速器组件连接，谐波减速器组件的输出刚轮通过套筒与轴的上端连接，轴中部开有槽凸轮；泵体沿圆周均布柱塞孔，柱塞下部与柱塞孔通过密封圈形成滑动密封配合，柱塞上部与直线轴承形成滑动配合，直线轴承通过内板安装在泵体上，连杆的台肩上装有塑料轴承，塑料轴承安装在槽凸轮内，与槽凸轮形成滚动配合；轴下部连接配油盘，配油盘和柱塞孔配合，当轴转动时，配油盘分别经吸(排)液孔、吸(排)液环形流道与泵体上的吸液口和排液口连通，实现配油，本发明槽凸轮结构一体化，具有排液过程稳定、输出流量可调并稳定的优点。
1.一种伺服电机驱动的槽凸轮式微流量柱塞泵，包括泵体(6)，泵体(6)与上端盖(2)和下端盖(14)固定连接并密封，其特征在于：上端盖(2)上固定的伺服电机(1)的电机轴与谐波减速器组件(4)连接，谐波减速器组件(4)包括相互配合的输入刚轮(25)和输出刚轮(24)，输入刚轮(25)与上端盖(2)固定连接，输出刚轮(24)与套筒(23)固定连接，套筒(23)、输出刚轮(24)通过第一轴承(3)连接在泵体(6)内壁，套筒(23)与轴(16)的上端连接，轴(16)中部开有槽凸轮(18)，槽凸轮(18)是由轴(16)中部的两平行曲面与圆柱面围成的环形槽道，曲面形状是由两周期曲线首尾连接，围绕轴(16)一周所得的形状；
泵体(6)中部沿圆周均布4个柱塞孔(17)，柱塞(21)下部与柱塞孔(17)通过密封圈形成滑动密封配合，柱塞(21)上部与直线轴承(22)形成滑动配合，直线轴承(22)安装在内板(5)上，内板(5)安装在泵体(6)的台肩上，连杆(20)与柱塞(21)作为整体加工成一体，连杆(20)的台肩上装有塑料轴承(19)，塑料轴承(19)安装在槽凸轮(18)内，与槽凸轮(18)形成滚动配合；
轴(16)的下端通过第二轴承(15)安装在下端盖(14)内，轴(16)下部连接配油盘(7)，配油盘(7)与泵体(6)通过多个密封圈在配油盘(7)的径向和端面形成动密封配合，配油盘(7)和柱塞孔(17)配合。
2.根据权利要求1所述的一种伺服电机驱动的槽凸轮式微流量柱塞泵，其特征在于：所述的配油盘(7)上设有2个吸液槽(8)和2个排液槽(13)，在吸液槽(8)的底部开有环形吸液流道(12)，在排液槽(13)的底部开有环形排液流道(10)，吸液槽(8)的底部通过配油盘(7)上的吸液孔(9)与环形吸液流道(12)连通，排液槽(13)的底部通过配油盘(7)上的排液孔(11)与环形排液流道(10)连通，泵体(6)上设有与环形吸液流道(12)连通的吸液口(P)，以及与环形排液流道(10)连通的排油口(A)。
3.根据权利要求1所述的一种伺服电机驱动的槽凸轮式微流量柱塞泵，其特征在于：所述的伺服电机(1)结合槽凸轮(18)的曲线进行调速，改变转速大小和波动，实时调节泵的输出流量，并维持输出流量稳定。
一种伺服电机驱动的槽凸轮式微流量柱塞泵
技术领域
[0001] 本发明属于高压微流量泵技术领域，具体涉及一种伺服电机驱动的槽凸轮式微流量柱塞泵。
背景技术
[0002] 高压微流量泵是医用液相色谱仪的重要部件，其输出流量的精度及平稳性将直接影响色谱检测的结果。液相色谱仪在检测溶液时，一般只需少量溶液即可进行分析，故需要一种流速范围可控、输出流量稳定的微流量泵。
[0003] 目前市场上常见的高压微流量泵多采用双柱塞往复泵结构，步进电机带动凸轮转动，从而驱动主副泵头的往复运动，实现流动相的连续输送，调节步进电机的转速可控制流动相的输出流量。但这种泵的流量控制精度较差，在低流速运行时流量波动明显，造成色谱检测误差；配流采用的单向阀加工工艺复杂，容易堵塞，清洗不便，成本较高。此外，一般柱塞泵需采用弹簧实现柱塞的回复运动，增加了柱塞尺寸，并且由于弹簧有一定刚度，加大了排液时的负载，同时对吸液过程的动态性能产生影响；柱塞泵的主副凸轮分散安装在同一根轴上，吸排液过程不够平稳。
发明内容
[0004] 为了克服上述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种伺服电机驱动的槽凸轮式微流量柱塞泵，保证流动相的稳定输出，实现泵输出流量的精确控制。
[0005] 为了达到上述目的，本发明采取的技术方案为：
[0006] 一种伺服电机驱动的槽凸轮式微流量柱塞泵，包括泵体6，泵体6与上端盖2和下端盖14固定连接并密封，上端盖2上固定的伺服电机1的电机轴与谐波减速器组件4连接，谐波减速器组件4包括相互配合的输入刚轮25和输出刚轮24，输入刚轮25与上端盖2固定连接，输出刚轮24与套筒23固定连接，套筒23、输出刚轮24通过第一轴承3连接在泵体6内壁，套筒23与轴16的上端连接，轴16中部开有槽凸轮18，槽凸轮18是由轴16中部的两平行曲面与圆柱面围成的环形槽道，曲面形状是由两周期曲线首尾连接，围绕轴16一周所得的形状；
[0007] 泵体6中部沿圆周均布4个柱塞孔17，柱塞21下部与柱塞孔17通过密封圈形成滑动密封配合，柱塞21上部与直线轴承22形成滑动配合，直线轴承22安装在内板5上，内板5安装在泵体6的台肩上，连杆20与柱塞21作为整体加工成一体，连杆20的台肩上装有塑料轴承19，塑料轴承19安装在槽凸轮18内，与槽凸轮18形成滚动配合；
[0008] 轴16的下端通过第二轴承15安装在下端盖14内，轴16下部连接配油盘7，配油盘7与泵体6通过多个密封圈在配油盘7的径向和端面形成动密封配合，配油盘7和柱塞孔17配合。
[0009] 所述的配油盘7上设有2个吸液槽8和2个排液槽13，在吸液槽8的底部开有环形吸液流道12，在排液槽13的底部开有环形排液流道10，吸液槽8的底部通过配油盘7上的吸液孔9与环形吸液流道12连通，排液槽13的底部通过配油盘7上的排液孔11与环形排液流道10连通，泵体6上设有与环形吸液流道12连通的吸液口P，以及与环形排液流道10连通的排油口A。
[0010] 所述的伺服电机1结合槽凸轮18的曲线进行调速，改变转速大小和波动，实时调节泵的输出流量，并维持输出流量稳定。
[0011] 本发明与现有技术相比，具有以下优点：采用槽凸轮一体化结构，去除了原有的弹簧回复结构，排液过程连续稳定，可通过控制电机转速实时调节并稳定输出流量，流速范围广。
附图说明
[0012] 图1是本发明柱塞21处于高位的结构示意图。
[0013] 图2是本发明柱塞21处于低位的结构示意图。
[0014] 图3是本发明槽凸轮18的三维示意图。
[0015] 图4是本发明配油盘7的俯视图。
[0016] 图5是图4的B-B截面的剖视图。
具体实施方式
[0017] 下面结合附图对本发明作进一步的详细说明。
[0018] 参照图1、图2、图3、图4和图5，一种伺服电机驱动的槽凸轮式微流量柱塞泵，包括泵体6，泵体6与上端盖2和下端盖14固定连接并密封，上端盖2上固定的伺服电机1的电机轴与谐波减速器组件4连接，谐波减速器组件4包括相互配合的输入刚轮25和输出刚轮24，输入刚轮25与上端盖2固定连接，输出刚轮24与套筒23固定连接，套筒23、输出刚轮24通过第一轴承3连接在泵体6内壁，第一轴承3的外圈通过上端盖2和泵体6定位，内圈通过输出刚轮24和套筒23的台肩定位，套筒23通过键与轴16的上端连接，轴16中部开有槽凸轮18；
[0019] 泵体6中部沿圆周均布4个柱塞孔17，柱塞21下部与柱塞孔17通过密封圈形成滑动密封配合，柱塞21上部与直线轴承22形成滑动配合，限制柱塞21仅在轴向往复运动，直线轴承22安装在内板5沿圆周均布的4个孔中，直线轴承22两端均用弹簧挡圈固定，内板5安装在泵体6的台肩上，并通过弹簧挡圈固定，连杆20与柱塞21作为整体加工成一体，连杆20的台肩上装有塑料轴承19，塑料轴承19另一端用弹簧挡圈固定，塑料轴承19安装在槽凸轮18内，与槽凸轮18形成滚动配合；
[0020] 轴16的下端通过第二轴承15安装在下端盖14内，轴承15的外圈通过下端盖14定位，内圈通过弹簧挡圈定位，轴16下部连接配油盘7，配油盘7与泵体6通过多个密封圈在配油盘7的径向和端面形成动密封配合，配油盘7和柱塞孔17配合。
[0021] 参照图3，所述的槽凸轮18是由轴16中部的两平行曲面与圆柱面围成的环形槽道，曲面形状是由两周期曲线首尾连接，围绕轴16一周所得的形状，曲线方程可自行设计，但起伏曲线需与配油盘7配合。
[0022] 参照图4和图5，所述的配油盘7上设有2个吸液槽8和2个排液槽13，在吸液槽8的底部开有环形吸液流道12，在排液槽13的底部开有环形排液流道10，吸液槽8的底部通过配油盘7上的吸液孔9与环形吸液流道12连通，排液槽13的底部通过配油盘7上的排液孔11与环形排液流道10连通，泵体6上设有与环形吸液流道12连通的吸液口P，以及与环形排液流道10连通的排油口A。
[0023] 所述的伺服电机1结合槽凸轮18的曲线进行调速，改变转速大小和波动，实时调节泵的输出流量，并维持输出流量稳定。
[0024] 本发明的工作原理为：
[0025] 伺服电机1驱动谐波减速器组件4转动并减速，套筒23在输出刚轮24的带动下转动，并带动轴16转动，配油盘7随轴16一起转动，槽凸轮18与塑料轴承19的接触位置不断发生变化并形成滚动配合，带动连杆20和柱塞21上下往复运动。当槽凸轮18带动塑料轴承19向上运动时，柱塞21向上运动，配油盘7的吸液槽8与柱塞孔17连通并产生相对滑动，液体经吸液口P进入环形吸液流道12，再经吸液孔9进入吸油槽8，最后进入柱塞孔17内；当槽凸轮18带动塑料轴承19向下运动时，柱塞21向下运动，配油盘7的排液槽13与柱塞孔17连通并产生相对滑动，柱塞孔17中的液体被压入到排液槽13内，经排液孔11进入环形排液流道10，最后由泵体6上的排液口A排出。槽凸轮18的曲面包含两个周期，轴16转动一周，柱塞20上下往复运动两次，吸排液各两次；当轴16连续转动时，所有柱塞同时工作，在任意时刻，必有两个柱塞吸液，两个柱塞排液，即实现连续不断地从吸液口P吸入溶液并从排液口A排出，泵的输出流量可通过控制电机的转速来调节。
