CN102141020A - 一种水动力驱动的比例泵 - Google Patents

Abstract

本发明提出了一种用压力水作为动力的比例泵，将液体添加剂(药液或肥液)按比例直接吸入并溶入水流中，其结构是在其外壳内装有一驱动活塞，活塞外部两端装有橡胶密封圈，使其可沿着不同直径的内壁作密封滑动，内腔两端装有两个先导式单向阀，两个先导式单向阀通过一定的机构控制，自动交替开闭，使驱动活塞在内部作往复运动，活塞在作往复运动的同时，也通过一机杆带动一注射器内的小活塞运动，注射器内装有止流阀，其外面的液体添加剂只能吸入，随着小活塞的反向运动，吸入的液体添加剂被压入驱动的水流中。本装置不需外部动力驱动，使用方便。由于使用先导式单向阀，开关迅速，管道压力损失小，适用于大流量高水压运行。比例浓度控制精确。

Description

一种水动力驱动的比例泵

技术领域：

本发明属于农业灌溉和畜牧养殖技术领域，涉及农田灌溉设备，和畜牧养殖喂药装置。具体涉及在给作物灌溉的同时进行施肥和给饲养动物喂水的同时进行喂药的水驱动的比例泵。

背景技术：

水肥一体化代表一种先进的农业灌溉技术。它通过灌溉施肥设备将可溶性肥料和药液直接注入灌溉系统的压力管道中。具有节水、节肥、省工、省药的优点。随着微灌、滴灌、喷灌等技术的广泛应用，相关设备和技术也得到快速的发展和应用。目前的水动活塞式比例泵，以灌溉系统的管道里的压力水驱动活塞，随着活塞的运动吸入和注入肥液或药液，具有使用方便，浓度易于控制，运行费用低的优点。但现有的活塞式施肥注药泵大都是采用弹簧和机械联动机构，直接驱动两个膜片单向阀交替开闭实现活塞的往复运动，由于是使用弹簧的弹力直接顶开单向阀的阀片，所以单向阀的阀片一般作得很小，因为作大了开不了。由于上述的原因，造成比例泵在使用过程中管道的压力损失较大，也不适用高水压和大流量的情况。另外目前的产品还存在开始使用时需要先放气，出口需保持一定的水压等缺点。

发明内容：

本发明的目的是提出一种新型的活塞结构，它的内腔中的两个单向阀是采用先导式结构。先导式阀具有开闭迅速，控制力小的特点。虽然本发明中也应用了弹簧和机械联动机构，但它只需要一个很小的力就可迅速开闭两个先导式单向阀，并且可以将要关闭的那个阀提前一会关闭，将要开启那个阀延时一会打开。避免两个阀开闭瞬间，发生短时的贯通。这样可保证比例泵的比例精度。

所述的比例泵包括外壳、驱动活塞、吸注缸和吸注小活塞构成。

所述的比例泵，驱动活塞的两端装有橡胶密封圈，使活塞在沿内壁滑动时保持密封。

所述的比例泵，驱动活塞的两端一端大一端小，外壳下部是双层结构，这样就形成四个工作区域，一个是外壳上部和驱动活塞的大端形成的区域；一个是外壳上部、驱动活塞、外壳下部外层形成的区域；一个是驱动活塞内腔形成的区域；最后一个是驱动活塞下端和外壳下部内层形成的区域。

所述的比例泵，吸注缸设有吸注小活塞、单向止回阀。

所述的比例泵，驱动活塞的内腔装有两个先导式单向阀，通过一套弹簧和机械联动机构，控制两个先导阀的泻流孔的封堵和开通。这个力很小，并且不受流体压力的影响，这种结构的比例泵不单适应低压，也适应高压流体。由于先导阀开度较大，所以这种结构的比例泵也适应大流量的情况。

所述的比例泵，在使用时是串联在流体管路上，入口和上游管路连接，吸肥口和肥液容器连接，出口和灌溉设备连接。灌溉管道里的压力水通过输入口进入，因为两个先导阀只能是一个开，一个关，假定上面的阀开着，则下面的阀必定是关着，这时从输入口进入的水先流过上面的那个开着的先导阀，进入驱动活塞的大端和外壳上部形成的区域，然后通过驱动活塞上的管状通路进入驱动活塞的内腔，由于此时驱动活塞小端上的那个先导阀是关着的，这时压力水便会在驱动活塞的小端产生一个向下的压力，驱动活塞将向下滑动，其下部区域里的水将被排出。驱动活塞下移到一定的位置时，其上面的控制棒将会被压得向上移动，它在移动的时候带着一块转板向上转动，转板在转动时压缩弹簧，尽管如此，此时转板并没有拨动封堵先导阀泻流孔的动杆，当转板压着弹簧转到一定的角度时，被压缩的弹簧将反推转板向上继续转动，转板继续转动到一定的位置后，将拨动封堵先导阀泻流孔的动杆向上移动，封堵上面先导阀的泻流孔，打开下面先导阀的泻流孔，进而关闭上面的先导阀，打开下面的先导阀。此时进入比例阀的水由于没有进一步的出口，因而将在驱动活塞的大端的下面产生一个向上的压力。这个压力将推动活塞向上滑动，将驱动活塞大端以上区域里的水，通过驱动活塞上的管状通路进入它的内腔，再通过下面的已打开着的先导阀，进入驱动活塞下面的区域，进而被排出比例阀。当驱动活塞上移到一定的位置时，其上面的控制棒将会被压得向下移动，它在移动的时候带着转板向下转动，转板在转动时压缩弹簧，同样的原因，此时转板并没有拨动封堵先导阀泻流孔的动杆，当转板压着弹簧转到一定的角度时，被压缩的弹簧将反推转板向下继续转动，转板继续转动到一定的位置后，将拨动封堵先导阀泻流孔的动杆向下移动，封堵下面先导阀的泻流孔，打开上面先导阀的泻流孔，进而打开上面的先导阀，关闭下面的先导阀。

附图说明：

图一是本发明实施例的整体剖面示意图

图二是本发明实施例的驱动活塞的剖面示意图

图三是本发明实施例的驱动活塞外壳07上的管状通路、和端盖05固定结构示意图

图四是本发明实施例的构造装配示意图

图五是本发明实施例的中的转板13的剖面示意图

01.是比例阀的上部外壳，02.是比例阀外壳连接套，03.是比例阀的下部外壳，04.是驱动活塞大端的橡胶密封圈，05.是驱动活塞大端的端盖，也是上面先导阀的阀座，06.是控制上下两个先导阀开闭的控制棒，07.是驱动活塞外壳，08.是上面先导阀的膜片，09.是上面先导阀膜片骨架，10.是上面先导阀膜片的压簧，能让先导阀关闭严实，11.是上面先导阀的膜片压盖，12.是支撑两个先导阀的支架，13.是转板，14.是转板转轴，15.是上面先导阀泻流孔的橡胶堵头，16.是下面先导阀泻流孔的橡胶堵头，17.是连接两个泻流孔橡胶堵头的动杆，18.是弹簧支架，19.是弹簧，20.是下面先导阀的膜片压盖，21.是驱动活塞小端的端盖，也是下面先导阀的阀座，22.是下面先导阀的膜片，23.是下面先导阀膜片骨架，24.是下面的先导阀膜片的压簧，能让先导阀关闭严实，25.是驱动活塞小端的橡胶密封圈，26.是吸注缸里的橡胶吸注活塞，27.是弹簧，28.是橡胶吸注活塞支撑杆，29.是吸注缸连接套，30.是吸注缸，31.是弹簧，32.是吸注缸体内的止回阀阀球。

具体实施方式：

下面结合附图对本发明进行进一步的说明。

图一所示是本发明一种水动力驱动的比例泵的实施例

05、08、09、10、11、07、15构成上面的先导阀，21、22、23、24、20、12、16构成下面的先导阀，06、13、14、16、17、18、19安装在12内部，起自动交替开关上下两个先导阀的作用。04和25是两个橡胶密封圈，上面的全部构成了比例泵内的驱动活塞。01和03通过02固定在一起。03是比例阀的下部外壳，它有两层，两层之间的区域与输入口连通，内层与吸注缸和输出口连通。26、27、28、29、30、31、32构成吸注缸，负责把肥液吸进并压入水中，28和21相连，使吸肥活塞和驱动活塞保持连动。

比例泵工作时内部水的流向，灌溉管道里的压力水通过输入口进入比例泵，通过05、08、09、10、11、07、15构成的先导阀流过端盖05，进入05和01围成的区域，通过05上四个螺丝周边间隙和07上四条管状通路进入07内部，通过12、21、22、23、24、20、12、16构成的先导阀流过端盖21，进入21和03的内层围成的区域，在这里和注入的肥液混合后排出比例泵输出口。

由于弹簧18的作用，转板13只有两个稳定的状态，当它处在上边的位置时，将拨动17向上滑动，17将带动15封堵上边先导阀的泻流孔，带动16打开下边先导阀的泻流孔。这时，上边的先导阀关闭，下边的先导阀打开，从输入口进入的水由于不能从上边的先导阀流出，将推动驱动活塞上行，将01、04、05内的水通过07上的管状通路推入07内腔，再流经下边的先导阀排出比例泵。这个过程驱动活塞将带动吸注活塞完成吸肥过程。当动驱动活塞上行到一定位置时，将会把控制棒06压下，控制棒06开始先直接压动转板13，同时压缩弹簧18，当压到一定位置时，弹簧将单独推动转板先转动到下边的稳定位置。此时，将拨动17向下滑动，17将带动15打开上边先导阀的泻流孔，带动16封堵下边先导阀的泻流孔。这时，上边的先导阀打开，下边的先导阀关闭。从输入口进入的水，先流过上边的开着的先导阀，进入驱动活塞的大端04、05和外壳上部01形成的区域，再通过07上的管状通路进入07内腔，由于下边的先导阀是关闭的，又由于07和21之间是密封的，所以将在21上面产生一个压力，这个压力将推动驱动活塞下行。驱动活塞下行将带动吸注活塞完成注肥过程。

当驱动活塞下行到一定的位置时，又将重新关闭上边的先导阀打开下边的先导阀，驱动活塞将再次上行。周而复始。

Claims (7)

1.一种水动力驱动的比例泵，其特征在于：包括上下外壳、内部驱动活塞及吸注缸组成，外壳下部为双层结构，驱动活塞的小端处在下部外壳的内层，驱动活塞的大端处在上部外壳的内部，驱动活塞上的两个单向阀是采用先导式结构，驱动活塞与吸注活塞连动。

2.根据权利要求1所述的比例泵，其特征是：所述的驱动活塞由活塞大端的端盖兼先导阀的阀座05、驱动活塞外壳07、先导阀的膜片08、阀膜片骨架09、膜片压簧10、先导阀的膜片压盖11、支架12、先导阀的膜片22、膜片骨架23、膜片压簧24、先导阀的膜片压盖20、活塞小端的端盖兼先导阀的阀座21叠加之后由螺杆紧固而成。

3.根据权利要求1所述的比例泵，其特征是：所述的驱动活塞的两个先导阀由安装在支架12内的转板2、转板转轴14、橡胶堵头15、橡胶堵头16、动杆17、弹簧支架18、弹簧19组成的装置控制。

4.根据权利要求1所述的比例泵，其特征是：所述的驱动活塞外壳07一端的连通通道，可以作成3根，也可以作成5、6、7、8根。

5.根据权利要求1所述的比例泵，其特征是：所述的驱动活塞的两个先导阀装有膜片压簧10和膜片压簧24。

6.根据权利要求1所述的比例泵，其特征是：所述的驱动活塞内的动杆17，可以是一个构件组成，也可由三个构件组成，三个构件沿轴向弹性连接，实现提前关闭阀门、延时打开阀门的目的。

7.根据权利要求1所述的比例泵，其特征是：所述的驱动活塞内07和05之间连接有四个橡胶密封圈密封，07和11之间连接有两个橡胶密封圈密封，12和20之间连接有两个橡胶密封圈密封，07和21之间连接有25保持密封。

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