一種多通道精密加樣注射泵模塊的製作方法

2023-09-24 05:14:25

本發明涉及機械領域，具體涉及一種多通道精密加樣注射泵模塊。

技術背景

目前醫療器械設計中，在精密加樣的系統設計中，大部分採取驅動+注射器的方式進行樣本或試劑的分注動作，體積大，裝配難度高，還需二次開發驅動程序；一部分多通道注射器組件採用多個玻璃管注射器並聯的設計，其壽命一般都只能保證30萬次左右，而且由於多通道採用同一種注射器並聯設計，每個通道的行程必須完全一樣，意味著每個通道必須做同樣的定量吸排。當然，可以通過選擇不同型號的注射器，雖然行程一樣，但是注射器直徑不同，也能實現多參數的定量。然而，由於注射器的型號往往已經標準化，其直徑總是只有有限的幾種可選，如果去定製注射器，一般在成本和交期上都存在較大的困難。因此，這種設計往往不能實現多通道並聯任意量吸排的需求。

由於注射器和柱塞泵本身沒有自吸入功能，必須搭配有單向或雙向截止功能的閥門來使用。例如，電磁閥一般具備雙向截止功能，而單向閥具備單向截止功能。簡言之，使用精密注射泵一般必須搭配電磁閥，二者是黃金搭檔，缺一不可。因此，將電磁閥集成到泵模塊極大的簡化了應用。

最後，由於泵、閥都要按一定時序來動作，必須有配套的控制驅動板來指揮和驅動電機和電磁鐵按照既定的規則來運行，所以，集成控制驅動系統對於簡化客戶應用也是必要的。

技術實現要素：

綜合上述技術問題，本發明提出一種全新的方案，採用多通道並聯、每通道行程可任意調節的、長壽命免維護的柱塞泵方式、電機驅動的泵組件，集成電磁閥組件和控制驅動板的自動化模塊，採用如下的技術方案。

一種多通道精密加樣注射泵模塊，其特徵在於：包括控制系統、電磁閥組件、多通道精密加樣泵組件以及驅動電機；控制系統包括微處理器、閥驅動電路、電機驅動電路以及存儲器，控制系統還設有通信埠；電磁閥組件包括電磁閥基板、安裝在電磁閥基板的多個電磁閥以及一個電磁閥in埠，根據電磁閥的數量，電磁閥基板上對應有多個電磁閥out埠和多個電磁閥com埠；多通道精密加樣泵組件包括精密線性驅動組件和多通道柱塞泵本體組件；多通道柱塞泵本體組件包括泵體基座，泵體基座上設有和電磁閥com埠數量對應的泵體com埠，每個泵體com埠的一端通過管路和電磁閥com埠一一對應連接，每個泵體com埠的另一端均連接著泵孔通道，每個泵孔通道內分別配套有直徑略小於孔徑的柱塞，柱塞上套有密封圈，柱塞由柱塞套在底部夾持，柱塞套安裝在柱塞帶動基座的柱塞底孔內，柱塞底孔的孔徑略大於柱塞套的外徑，柱塞帶動基座的上方設置一個柱塞壓板；而柱塞套的肩部可選擇性套入一個柱塞行程調整環，柱塞行程調整環的外徑略小於柱塞底孔的孔徑；控制系統控制電磁閥組件和驅動電機，驅動電機和多通道精密加樣泵組件中的柱塞帶動基座連接，作用於柱塞做線性滑動。

作為優選方案，所述微處理器可選用plc可編程處理器或者單片機中的一種；所述通訊埠可以為rs232串口或usb接口中的一種或多種。

作為優選方案，所述電磁閥的數量、所述泵孔通道的數量以及所述柱塞的數量對應一致。

作為優選方案，所述柱塞行程調整環的厚度範圍為從0到柱塞底孔的孔深。

本發明設計巧妙，採用多通道並聯、每通道行程可任意調節的、長壽命免維護的柱塞泵方式、電機驅動的泵組件，集成電磁閥組件和控制驅動板的自動化模塊，既可以作為一臺獨立的自動化設備實現流體的精密定量輸送，也可以作為自動化分析儀器的精密定量核心組件配套。

附圖說明

附圖1為本發明的控制系統方框示意圖。

附圖2為本發明的結構示意圖。

附圖3為本發明的電磁閥組件的埠示意圖。

附圖4為本發明的多通道精密加樣泵組件結構示意圖。

附圖5為本發明的電磁閥組件和多通道精密加樣泵組件連接示意圖。

附圖6為本發明的多通道柱塞泵本體組件內部結構示意圖。

具體實施方式

一種多通道精密加樣注射泵模塊，包括控制系統1、電磁閥組件2、多通道精密加樣泵組件3以及驅動電機4；控制系統1包括微處理器、閥驅動電路、電機驅動電路以及存儲器，控制系統3還設有通訊埠；電磁閥組件2包括電磁閥基板21、安裝在電磁閥基板21的多個電磁閥22以及一個電磁閥in埠23，根據電磁閥22的數量，電磁閥基板21上對應有多個電磁閥out埠24和多個電磁閥com埠25；多通道精密加樣泵組件3包括精密線性驅動組件31和多通道柱塞泵本體組件32；多通道柱塞泵本體組件32包括泵體基座320，泵體基座320上設有和電磁閥com埠25數量對應的泵體com埠26，每個泵體com埠26的一端通過管路和電磁閥com埠25一一對應連接，每個泵體com埠26的另一端均連接著泵孔通道321，每個泵孔通道321內分別配套有直徑略小於孔徑的柱塞322，柱塞322上套有密封圈323，柱塞322由柱塞套324在底部夾持，柱塞套324安裝在柱塞帶動基座325的柱塞底孔326內，柱塞底孔326的孔徑略大於柱塞套324的外徑，柱塞帶動基座325的上方設置一個柱塞壓板327；而柱塞套324的肩部可選擇性套入一個柱塞行程調整環328，柱塞行程調整環328的外徑略小於柱塞底孔326的孔徑；控制系統1控制電磁閥組件2和驅動電機4，驅動電機4和多通道精密加樣泵組件3中的柱塞帶動基座325連接，作用於柱塞322做線性滑動。

作為優選方案，所述微處理器可選用plc可編程處理器或者單片機中的一種；所述通訊埠可以為rs232串口或usb接口中的一種或多種。

作為優選方案，所述電磁閥的數量、所述泵孔通道的數量以及所述柱塞的數量對應一致。

作為優選方案，所述柱塞行程調整環328的厚度範圍為從0到柱塞底孔326的孔深。

如圖1-6所示，本發明以5通道搭配5個電磁閥來作為實施例說明。

電磁閥基板21用於安裝電磁閥22，電磁閥基板21上有5個電磁閥out埠24，有5個電磁閥com埠25（見圖4），而5通道泵的泵體基座320上也對應有5個泵體com埠26；電磁閥com埠25與泵體基座320的泵體com埠26一一對應，用外部管路（示意圖中未顯示）連接；電磁閥基板21上有1個in埠23（見圖5）；

當多通道精密加樣泵組件3需要吸入流體時，電磁閥in埠23分別與5個電磁閥com埠25導通，從而也與泵體基座320上的5個泵體com埠26導通，驅動電機4驅動柱塞帶動基座325作用於柱塞322向著遠離泵體基座320的方向運動，實現流體的吸入；當多通道精密加樣泵組件3需要排出流體時，5個電磁閥out埠24與對應的5個電磁閥com埠25導通，從而也與泵體基座320上的5個泵體com埠26導通，驅動電機4驅動柱塞帶動基座325作用於柱塞322向著接近泵體基座320的方向運動，實現流體的排出。

每個柱塞322都對應有一個特殊的密封圈323，柱塞322和密封圈323二者通過適當的材質和結構的設計，實現精巧的配合和密封，既能實現動密封，又能保證良好的自潤滑和優異的壽命。

柱塞行程調整環328的作用是調節並聯的多個柱塞322的行程。每一通道的柱塞行程調整環328厚度可以有不同的選擇，其範圍從0到柱塞底孔326的孔深。柱塞行程調整環328的外徑也應該略小於柱塞底孔326的直徑，以便能輕鬆的滑動；通過選擇不同的行程調整環328的厚度，可以實現每個通道吸排不同的行程，實現不同的定量。如果再對柱塞322選擇不同的直徑，理論上通過行程和直徑兩個維度的自定義調節，可以實現任意量的定量吸排。

控制系統1的功能是驅動電磁閥組件2、多通道精密加樣泵組件3以及驅動電機4，其內部包含微處理器、閥驅動電路、電機驅動電路、存儲器。微處理器可以選用plc可編程處理器或者單片機中的一種，實現對泵和閥的各種複雜流程的控制。控制系統1亦可以通過通用的rs232串口或usb接口，與pc機通信，實現人機對話，本發明既可以作為一臺獨立的自動化設備實現流體的精密定量輸送，也可以作為自動化分析儀器的精密定量核心組件配套。

以上對本發明實施例所提供的一種多通道精密加樣注射泵模塊進行了詳細介紹，對於本領域的一般技術人員，依據本發明實施例的思路，在具體實施方式及應用範圍上均會有改變之處，綜上所述，本說明書內容不應理解為對本發明的限制。