專利名稱：裝有軟管的蠕動泵的插裝筒及由其裝配的蠕動泵的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及裝有軟管的蠕動泵的插裝筒及由其裝配的蠕動泵。該插裝筒包括一外殼，在靠近它的兩端面內側各有一圓柱形的座圈，有多個斜齒輪可對著座圈作用及轉動，這些斜齒輪可把設置在兩座圈之間的軟管壓扁。
歐洲專利EP-0041267公開了一種這樣的插裝筒。所公開的插裝筒相當復雜，使它的使用受到了限制。
本發(fā)明的目的在于提供一種上述類型的插裝筒，但具有簡單及耐用的結構，可以有效地泵送流體和擴大這種泵的應用。
按照本發(fā)明，提供了一種上述類型的裝有軟管的蠕動泵的插裝筒，其特征在于所述的斜齒輪是管狀的并且是可活動地裝在外殼內，位于軟管構成的凹部內，所述的外殼包括至少在其一端設置的中心孔，該孔的直徑大到可比直接由裝有可嚙合到管狀斜齒輪內的行星齒輪的轉盤或由在管狀斜齒輪之間內嚙合的軸來驅動斜齒輪。
這樣，所述的插裝筒可以直接由一個圓盤驅動，這一方法可在任一時刻精確地知道圓盤以及斜齒輪的角位置。插裝筒也可以直接用高轉速的中心軸來驅動。這些斜齒輪結構簡單且便宜，它們可活動地安裝在插裝筒中對泵的操作是有利的。
當從電機上拆下插裝筒時，在軟管靜止壓力下斜齒輪回到中心，軟管保持打開，使得可方便地徹底消毒。
所述的外殼內最好設有一凹形截面的內槽，軟管座在其中，而所述的斜齒輪有一桶形部分，它的凸形曲面與外殼內的槽的凹形曲面相配合，對著軟管，每個斜齒輪還包括在它兩側的圓柱形部分，它們可在相應的座圈內滾動，外殼內的凹形結構保證軟管的斜齒輪的自動對中。
所述的外殼最好有一個圓柱形的中心冕狀齒輪，在該齒輪的兩側通過棘齒固定著凸緣，每個凸緣包括一個內座圈，位于驅動電機一側的凸緣包括一大體上為截頭錐形的齒環(huán)，通過該齒環(huán)和與電機外殼相連的帶齒冕狀齒輪的全周邊上設置的齒之間互相配合，可保證外殼固定在電機外殼上。
所述的管狀斜齒輪一般由有彈性的塑料制成。
本發(fā)明還涉及裝有上述插裝筒的蠕動泵，該泵包括一可驅動管狀斜齒輪的電機。
該泵電機最好在其輸出軸設置一圓盤，盤上支撐了多個軸，在軸上松松地裝著可以嚙合入管狀斜齒輪中的輥，所述的圓盤還包括一位于電機軸的延伸段的軸，在該軸上松松地裝著一中心輥，該軸與輥之間有較大的自動對中間隙，可以與斜齒輪的外表面相配合。
所述的插裝筒的外殼一般在離開電機的一側用一個鑲蓋封住，斜齒輪的一座圈設置在該蓋的內側面。
在一個實施例中，泵的圓盤具有四個規(guī)則分布的輥和一個中心輥輥，而插裝筒具有四個斜齒輪。
除掉上述結構外，本發(fā)明還包括一些其它結構，下面將參照附圖詳細解釋具體的實施例，但這些只是作為說明用，而不是作為限制的范圍。


圖1是本發(fā)明的蠕動泵的透視圖，圖中插裝筒與圓盤已分開。
圖2是沿圖5中Ⅱ-Ⅱ線方向所示的圓盤的一個視圖。
圖3是沿圖4中Ⅲ-Ⅲ線方向所示的插裝筒的一個視圖;
圖4是沿圖3中Ⅳ-Ⅳ線的插裝筒的剖面圖;
圖5是圖2所示的圓盤的可抽出零件的左視圖;
圖6是本發(fā)明泵的縱剖圖，部分示出了外部零件，縱剖圖中圓盤已安裝在插裝筒的內部。
圖7是本發(fā)明泵的另一實施例的剖視圖，插裝筒以剖視示出;
圖8是作為插裝筒支架的帶齒冕狀齒輪沿圖7中Ⅷ-Ⅷ線方向的視圖;
圖9是另一個實施例的插裝筒的剖面圖。
參見附圖，蠕動泵1包括構成泵體的由塑料制成的軟管2。該管裝在圓柱形外殼3和內輥4之間，這些內輥4可以與一中心傳動元件5相配合，而后者又由電機6驅動。
該泵1包括一可拆的插裝筒7，該插裝筒7包括在內部裝著所述管2的圓柱形外殼8，以及管狀斜齒輪9，在所述的實施例中有四個斜齒輪。
這些斜齒輪9形成內輥4，這些齒輪最好用塑性材料制成。一些塑性材料擠壓制成的管子也可以形成斜齒輪9。
所述的管子2大體包括在外殼8內的半圓形部分，還有通過孔10穿出外殼8的平行的管腳11。
如圖1，3和4所示，在移開插裝筒后，這些斜齒輪9在外殼中是不受約束的并且管2實際上是不受壓的。
準備用來對著電機6接觸的泵殼面12包括一中心孔13，孔的直徑足夠大到可以驅動斜齒輪9，這將在下面說明。而泵殼面12的直徑比外殼8的直徑大，并且形成徑向從泵殼8上突起的凸緣，其中，凸緣上設置了兩個徑向相對的鎖孔14，可把插裝筒7固定到電機6上，電機上設置了卡爪15，卡爪上有可與鎖孔14相配合的頭。
插裝筒的外殼8包括在軸向，靠近它的兩端內側的圓柱形座圈16，17(見圖4)，管形的斜齒輪9可對著該座圈16，17作用及轉動，軟管2設置在所述的兩座圈之間，對著直徑比座圈16，17的直徑大的圓柱形內表面18。
在對著泵的驅動電機的另一端，外殼8用一鑲蓋19封住，在蓋19上設置了座圈17，該座圈形成了在外殼8內的蓋19的中心環(huán)的內表面。該蓋19的內表面包括一中心槽20。
斜齒輪9在軸向保持在蓋19的內表面和在外殼內側沿著孔13的臺肩21之間(圖4)。
在蓋19的內表面和孔13的臺肩21之間的軸向間距離l僅比斜齒輪19的軸向長度h略長，以保證很好保持這些斜齒輪的位置及避免傾斜。而l與h的差最好小于或等于0.2mm。
松松地裝在由圓盤24支撐的軸23上的輥22可以穿過孔13嚙合到斜齒輪9內，輥22繞圓盤24的軸線均勻地分布。輥22數量等于斜齒輪9的數量，在本實施例中等于4。
每個輥22在離開圓盤24的那一端25帶有一截頭錐形，以使輥能較方便地插進相應的斜齒輪9中。軸23的一端設有軸頭26，可在軸向保持住輥22。
輥22的直徑d比斜齒輪9的內徑f略小(圖4)，間隙f-d最好落在0.3mm范圍內。
中心輥27可自由轉動地裝在軸28上，當圓盤24固定到電機軸上時，軸28裝在電機軸6的延長段上。
中心輥27也包括一座入凹槽20內的截頭錐形端(圖6)，該軸28的頭完全座入設置在輥27端頭的中心孔內。
由圖5可知，輥27的長度比輥22的長度略長。這樣，當組件插入插裝筒7的孔13內時，輥27的頭部首先穿入在斜齒輪9之間的空間29(圖3)，把斜齒輪分開，這樣使輥22可容易地嚙合入所述的斜齒輪內。
輥27較大的徑向自動對中間隙0.5mm裝在它的軸28上，該間隙也就是輥27內孔直徑和軸28的外徑之間的差值。
由于有較大的自動對中間隙，輥27可對各方面的壓力提供動平衡。
可以用任意的裝置，例如用徑向鎖緊螺釘30(圖1)把圓盤24固定到電機的輸出軸上。
當從電機6和輥22和27拆下插裝筒7存放時，在管2靜止壓力下斜齒輪9回到中心(見圖3)，該管2保持打開狀態(tài)直到斜齒輪穩(wěn)定在相對的支撐的切向位置。這樣就避免了在存放時管壁之間粘住，在以壓扁狀態(tài)存放管時會發(fā)生這種粘住現(xiàn)象。
管2可由兩個焊接的止動環(huán)保持在位置上，可以在與插裝筒的蓋組成整體的支撐環(huán)的壓力下被夾在精密的凹槽中。
當成批制造時，管2可迅速地裝入插裝管中。
泵的操作將在下面說明。
在把插裝筒7放在圓盤5上后，輥22裝入管形斜齒輪9內，這些齒輪靠著中心輥27。稍微轉動插裝筒7，使卡爪15嚙合入鎖孔14較大直徑部分中，再移動到鎖孔14的較窄部分，卡爪15的頭不能從該較窄的部分滑出，這樣將插裝筒安裝在電機的框架上。
傳動輥22以比較小的間隙裝入管形斜齒輪9內，而中心支撐輥27對斜齒輪9的外面施加壓力，斜齒輪9就被推開一直到把泵體管2壓緊固定住。這些裝配步驟可以用一只手在幾秒鐘內完成。
當電機6開始轉動，使圓盤5和斜齒輪驅動，泵就開始工作。
由圓盤5驅動的輥22個直接與泵體管2相配合，這樣可避免使泵體管朝輸送孔拉伸，也避免使吸孔關閉。這樣就得到按轉速變化的比較規(guī)則的泵的輸送曲線。自由的中心輥27就提供了支撐以及對所有操作壓力的動平衡。
通過適當地選擇斜齒輪9的壁厚，可影響所泵送的流體的出口壓力。
參見圖7和8，圖中示出了本發(fā)明的插裝筒和泵的另一實施例。圖7和8中有和前幾圖的元件具有一或類似作用的元件，則用相應元件的標號加上100作為該元件的標號，并且不再詳細說明。
插裝筒107的外殼108包括一圓柱形的中心冕狀齒輪31，在該齒輪的兩側通過棘齒固定凸緣32和33，每個凸緣32和33包括一個座圈116和117。凸緣33形成蓋119，蓋119在軸向與用來通過棘齒裝在冕狀齒輪31上的齒環(huán)相補償。
裝在位于驅動電動機106一側的凸緣32包括大體上截頭錐形的齒環(huán)34，該齒環(huán)的直徑往電機106的方向增大。通過所述的齒環(huán)34和與電機106的外殼相連的帶齒的冕狀齒輪36的全周邊上設置的齒35之間互相配合，可把外殼和插裝筒107固定在驅動電機106上。
齒35相對于冕狀齒輪的中面徑向突出，如圖7所示，并沿著整個圓周均勻分布，如圖8所示，兩相鄰的齒之間隔著間隙37。每個齒35在徑向有一定的彈性，通過在齒根處彎曲使它可套過齒環(huán)34大直徑的端頭并卡住該齒環(huán)的截頭錐形表面，由齒35和齒環(huán)34的斜表面所產生的斜面作用可以在徑內位于齒35內的冕狀齒輪36的區(qū)域前面對凸緣32施加上軸向力。
冕狀齒輪36形成特別簡單而方便的插裝筒的支座，可用一個手來安放插裝筒，而不要相對于電機外殼106預先對插裝筒107定向。
在圖7所示實施例中，傳動元件105是內嚙合在管形斜齒輪104之間的一根軸。
圖9示出了本發(fā)明的另一個實施例，圖中示出的與圖1到6相同或類似的元件，用相應元件的標號加上200來表示該元件。
外殼208具有橫截面為中凹的凹槽37，可對外殼的軸線定向，在該槽內裝有軟管202。斜齒輪209的外部具有凸曲面的圓筒形狀38，該凸曲面38與外殼的凹槽的凹面37相配合。
斜齒輪209的筒形部分38的兩側各有一圓柱形部分38和39，可以分別在相配合的座圈216和217中滾動。斜齒輪204可具有圓柱形內殼以與和圖1中齒輪相類似的行星齒輪相配合。
圖9中殼體208具有凹形的內部結構，可使管和斜齒輪209自動對中，因此在斜齒輪的兩側實際上不再需要臺肩以在軸向保持斜齒輪，這使得斜齒輪的磨損減少，并使插裝筒的壽命更長。另外，也減少了發(fā)熱。而在凹面37和斜齒輪的凸表面38之間也就是在接合處壓扁管202而造成的密封效果更好。對于同樣的輸送率，可使泵的輸送壓力更高，并節(jié)省能量。
本發(fā)明的插裝筒和泵具有很多優(yōu)點。在泵和電機之間能自動對中，沒有徑向壓力，可保護電機的軸承座。可實行間隙的自動補償，可取消輥在軸向的定位。
泵工作時無噪音，成批制造時易裝配。低成本及易裝配允許使用可方便拆卸的插裝筒，如用在醫(yī)用上。
泵體抗磨損性好，而不另外加工的模壓制成的塑料零件容易保證其制造公差。
通過靜止插裝筒的開放的管的周圍循環(huán)孔，可以用環(huán)氧乙烷來消毒。
只少量零件是運動零件，減少了摩擦，動平衡好，提供很好的機械輸出，并可使用不太貴的但是可靠的低功率電機。在操作時自然通風很好，避免過分發(fā)熱。
由于有精確的尺寸，使把泵體管自動裝入插裝管中能更標準化，因而泵的輸送率也更精確。
安裝在傳動軸上的傳動圓盤可很方便地互換，并且元件由塑料制成，因而成本低。
如已指出的那樣，通過把擠壓管割成段可以以低成本來制造斜齒輪9，并避免用更貴的制造模具。
本發(fā)明的泵與步進電機或齒輪傳動伺服電機有很好的相容性。
可以用高電阻材料如聚酰亞胺、碳纖維等很方便地制造轉動零件以用于先進技術應用中。
可在生產線的端頭很方便地對插裝筒進行質量控制，精確地校準插裝筒的流率。
應注意，對于有四個斜齒輪的插裝筒，管2至少在2處通過壓扁而關閉。
權利要求
1.裝有軟管的蠕動泵的插裝筒，包括一外殼，在它的兩端附近各有一圓柱形的座圈，有多個斜齒輪可對著座圈作用及轉動，這些斜齒輪可把設置在兩座圈之間的軟管壓扁，其特征在于所述的斜齒輪(9，109，209)是管狀的并且是可活動地裝在外殼(8，108，208)內，位于軟管構成的凹部內，所述的外殼包括至少在其一端設置的中心孔(13，113，213)，該孔的直徑大到可以直接由裝有可嚙合到管狀斜齒輪內的行星齒輪(22)的轉盤(5)或由在管狀斜齒輪之間內嚙合的軸來驅動斜齒輪。
2.根據權利要求1的插裝筒，其特征在于當從電機上拆下插裝筒時，在軟管(2，102，202)靜止壓力下斜齒輪(9，109，209)回到中心，軟管保持打開，使得可方便地徹底消毒。
3.根據權利要求1或2的插裝筒，其特征在于所述的外殼(208)內設有一凹形截面的內槽(37)，軟管(202)座在其中，而所述的斜齒輪(209)具有一桶形部分(38)，它的凸形曲面與外殼內的槽(37)的凹形曲面相配合，對著軟管，每個斜齒輪(209)，還包括在它兩側的圓柱形部分(39，40)，它們可在相應的座圈(216，217)內滾動，外殼內的凹形結構(37)保證軟管和斜齒輪的自動對中。
4.根據權利要求1～3中任一項的權利要求，其特征在于所述的外殼(108)有一個圓柱形的中心冕狀齒輪(31)，在該齒輪的兩側通過棘齒固定著凸緣(32，33)，每個凸緣包括一個內座圈(116，117)，位于驅動電機(106)一側的凸緣(32)包括一大體上為截頭錐形的齒環(huán)(34)，通過該齒環(huán)(34)和與電機外殼相連的帶齒冕狀齒輪(36)的全周邊上設置的齒之間互相配合，可保證外殼(108)固定在電機外殼上。
5.根據權利要求1～4中任一項的插裝筒，其特征在于所述的管狀斜齒輪(9，109，209)由有彈性的塑料制成。
6.裝有權利要求1～5中任一項的插裝筒的蠕動泵，其特征在于包括一電機，該電機的輸出軸設置了圓盤(24)，盤上支撐了多個軸(23)，在軸(23)上松松地裝著可以嚙合入管狀斜齒輪中的輥(22)，所述的圓盤還包括一位于電機軸的延伸段的軸(28)，在該軸(28)上松松地裝著一中心輥(27)，該軸與輥之間有較大的自動對中間隙。
7.根據權利要求6的泵，其特征在于所述的插裝筒的外殼在離開電機的一側用一個鑲蓋(19)封住，斜齒輪(9)的一座圈設置在該蓋(19)的內側面。
8.根據權利要求6或7的泵，其特征在于所述的圓盤(24)上裝著4個輥(22)和一個中心輥(27)。
全文摘要
插裝筒包括一外殼，在靠近它的兩端內側各有一圓柱形的座圈，斜齒輪可對著座圈作用及轉動，該斜齒輪可把設置在兩座圈之間的軟管壓扁，斜齒輪是管狀的并且是可活動地裝在外殼內，位于軟管構成的凹部內，所述的外殼包括至少在其一端設置的中心孔，該孔的直徑大到可以直接裝有可嚙合到管狀斜齒輪內的行星齒輪的盤或由在管狀齒輪之間內嚙合的軸來驅動斜齒輪。本發(fā)明的裝置簡單、耐用、效率高。
文檔編號F04C5/00GK1045634SQ90101318
公開日1990年9月26日 申請日期1990年3月13日 優(yōu)先權日1989年3月13日
發(fā)明者馬勒比克·愛德華 申請人:馬勒比克·愛德華