一种低功耗驱动非牛顿液体出液装置的制作方法

1.本实用新型涉及液体挤出装置技术领域，尤其涉及一种低功耗驱动非牛顿液体出液装置。


背景技术：

2.非牛顿流体，是指不满足牛顿黏性实验定律的流体，即其剪应力与剪切应变率之间不是线性关系的流体。具有射流胀大、爬杆效应、无管缸吸特性、湍流减阻(也称toms效应)、拔丝性、剪切变稀、连滴效应等多种奇妙特性。
3.在日常生活和工业生产中，常遇到的各种高分子溶液、熔体、膏体、凝胶、交联体系、悬浮体系等复杂性质的流体，差不多都是非牛顿流体。如洗发露、护发素、沐浴露、洗面奶、洗洁精等液体都属于非牛顿流体。
4.蠕动泵是一种普遍用于自动感应皂液器出液装置。目前市面上的自动感应器皂液器均只能加装液态为主的替换装溶液。此种类型的蠕动泵无法驱动洗发露、洗洁精等具有较强粘稠特性的的非牛顿流体。
5.为满足市面上对于各种非牛顿流体的自动感应出液的需要，解决对非牛顿流体的出液难题，因此有必要对现有的蠕动泵进行改进，以满足此种需求。


技术实现要素：

6.本实用新型的目的在于提出一种有效控制非牛顿流体自动出液的低功耗驱动非牛顿液体出液装置。
7.为达到上述目的，本实用新型提出一种低功耗驱动非牛顿液体出液装置，包括装置本体、驱动组件、定位组件、三个圆柱形行星轮和弹性硅胶管；
8.所述驱动组件、定位组件、圆柱形行星轮和弹性硅胶管均设于所述装置本体内；
9.所述驱动组件与三个所述圆柱形行星轮实现驱动连接，三个所述圆柱形行星轮呈三角布置，所述弹性硅胶管围绕三个所述圆柱形行星轮的外圈布置，位于所述圆柱形行星轮与所述装置本体的侧壁之间；
10.所述弹性硅胶管的两端延伸出所述装置本体外，一端为进料端，另一端为出料端，所述进料端设有限位器。
11.进一步的，所述驱动组件包括电机、减速齿轮、电机传动齿轮和行星轮固定底座；
12.所述电机设于所述装置本体的底部，所述电机的传动轴上连接有所述电机传动齿轮；所述行星轮固定底座包括外圈和内圈，所述外圈与所述装置本体的内壁固定连接；所述外圈与内圈之间预设有滚珠，使得所述内圈相对于外圈实现转动，所述内圈的底部预设有一圈齿轮；所述电机传动齿轮通过减速齿轮与所述内圈底部的齿轮传动连接，从而实现所述电机传动所述行星轮固定底座的内圈转动。
13.进一步的，所述内圈的上表面预设有三根行星轮固定柱，三个所述圆柱形行星轮分别套接于相应的所述行星轮固定柱上，并且所述圆柱形行星轮在所述行星轮固定柱上实
现转动。
14.进一步的，所述定位组件为行星轮固定三角片，所述行星轮固定三角片通过螺栓固定于三根所述行星轮固定柱的端部，防止所述圆柱形行星轮发生错位。
15.进一步的，所述装置本体包括上盖和底壳，所述上盖通过螺丝与所述底壳固定连接，实现装置本体的密封；
16.所述底壳的侧面预设有两个便于所述弹性硅胶管两端伸出的通孔。
17.进一步的，所述弹性硅胶管的硬度大于等于52度，小于等于60度。
18.进一步的，所述限位器卡接于所述弹性硅胶管的进料端内，从而撑大所述弹性硅胶管的管径，使得所述弹性硅胶管的管径大于所述底壳侧面通孔的孔径；
19.所述限位器的内径与所述弹性硅胶管的内径相同。
20.与现有技术相比，本实用新型的优势之处在于：本实用新型的低功耗驱动非牛顿液体出液装置通过三个圆柱形行星轮的转动来挤压弹性硅胶管来达到驱动非牛顿液体，实现出液的功能，借此满足市面上绝大多数的粘稠性液体的自动出液需要。
21.本实用新型的通过在弹性硅胶管进料端设置限位器，避免因硅胶管因尺寸大小的问题被拉出泵头。限位器内径尺寸与硅胶管内径尺寸一致，确保非牛顿流体能顺畅通过。
22.本实用新型通过在三个圆柱形行星轮的端部设置定位组件，将三个独立运作的行星轮固定在一起，形成较强的挤压力，对硬度较高的硅胶管产生更强力的挤压作用，行星轮之间不会发生位置，从而改善行星轮在高速转动过程中产生的震动问题，使蠕动泵在运行时具有较高的稳定性，另一方面，确保了蠕动泵的真空度要求，达到了不泄压的状态，满足了驱动非牛顿液体的需求。
23.本实用新型的出液装置结构小巧，满足市面上大部分皂液器的需要，可以推动行业内新品的开发，可以推出多种满足消费者不同需求的产品。同时结构简单，无需复杂的技术要求，性能优异，偏于批量生产，价格便宜。
附图说明
24.图1为传统的蠕动泵的工作结构示意图；
25.图2为本实用新型实施例中低功耗驱动非牛顿液体出液装置的结构示意图；
26.图3为本实用新型实施例中低功耗驱动非牛顿液体出液装置的四视图。
具体实施方式
27.为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本实用新型的技术方案作进一步地说明。
28.市面上皂液器一般采用的蠕动泵方案，由于特定的产品结构限制，只能由普通的电池驱动，普遍采用较为柔软的硅胶管作为液体的流动通道，这也导致此种类型的产品无法驱动具有非牛顿流体特性的粘稠液体(如，洗洁精、洗发水、护发素、沐浴露等)。
29.由于硅胶管在使用过程中是总是被挤压，市面上的蠕动泵多数采用硬度较软的管子，以避免多次挤压出现变形的情况。经过多次测验论证，硅胶管的硬度选取范围介于50度至60度之间，具有挤压不易变形和回弹性高的特点，因此，本技术的弹性硅胶管的硬度设置为大于等于52度，小于等于60度的硬度。
30.如图1所示，转辊子从位置a滚动到位置b，不考虑转辊子碾压泵管占有的体积，输送流体的体积约等于圆弧ab段泵管内存储的流体体积，即:
[0031][0032]
式中d———泵壳圆周节圆直径，m；
[0033]
d———泵管内径，m；
[0034]
δq———圆弧ab段泵管内存储的流体体积，m3；
[0035]
θ———转辊子转动的角度，rad；
[0036]
δ———泵管壁厚，m；
[0037]
蠕动泵输入端转动一圈时输出的流量等于2π/θ个δq，即:
[0038][0039]
式中q———蠕动泵的排量，m3。
[0040]
则蠕动泵的流量为:
[0041]
q＝rq-6
ꢀꢀꢀ
(3)
[0042]
式中q———蠕动泵的流量，m3/min；
[0043]
r———蠕动泵的转速，r/min。
[0044]
由式(3)可见，在不考虑转辊子碾压泵管占有体积的前提下，蠕动泵流量与转辊子数量及泵管壁厚等参数无关，只与泵管内径、泵壳圆周节圆直径和蠕动泵转速相关。
[0045]
基于上述研究，如图2和图3所示，本实用新型提出一种低功耗驱动非牛顿液体出液装置，包括装置本体、驱动组件、定位组件、三个圆柱形行星轮1和弹性硅胶管2；
[0046]
驱动组件、定位组件、圆柱形行星轮1和弹性硅胶管2均设于装置本体内；
[0047]
驱动组件与三个圆柱形行星轮1实现驱动连接，三个圆柱形行星轮1呈三角布置，弹性硅胶管2围绕三个圆柱形行星轮1的外圈布置，位于圆柱形行星轮1与装置本体的侧壁之间；
[0048]
弹性硅胶管2的两端延伸出装置本体外，一端为进料端，另一端为出料端，进料端设有限位器8。
[0049]
驱动组件驱动三个圆柱形行星轮1转动，从而挤压弹性硅胶管2产生形变，将内部的非牛顿液体挤出部分，随着驱动组件的转动，弹性硅胶管2在挤压后发生回弹，内部产生负压，将液体再次吸入管道内，持续往复，有效实现非牛顿液体的有效挤出。
[0050]
在本实施例中，驱动组件包括电机3、减速齿轮4、电机传动齿轮5和行星轮固定底座6；
[0051]
电机3设于装置本体的底部，电机3的传动轴上连接有电机传动齿轮5；行星轮固定底座6包括外圈和内圈，外圈与装置本体的内壁固定连接；外圈与内圈之间预设有滚珠，使得内圈相对于外圈实现转动，内圈的底部预设有一圈齿轮；电机传动齿轮5通过减速齿轮4与内圈底部的齿轮传动连接，从而实现电机3传动行星轮固定底座6的内圈转动。
[0052]
电机3带动减速齿轮4转动，减速齿轮4带动行星轮固定底座6转动，行星轮固定底座6转动带动三个圆柱形行星轮1一并发生转动，挤压弹性硅胶管2，将内部液体挤出。
[0053]
在本实施例中，内圈的上表面预设有三根行星轮固定柱7，三个圆柱形行星轮1分
别套接于相应的行星轮固定柱7上，并且圆柱形行星轮1在行星轮固定柱7上实现转动。
[0054]
定位组件为行星轮固定三角片11，行星轮固定三角片11通过螺栓固定于三根行星轮固定柱7的端部，防止圆柱形行星轮1发生错位。
[0055]
将三个独立运作的行星轮固定在一起，形成较强的挤压力，对硬度较高的硅胶管产生更强力的挤压作用，行星轮之间不会发生位置，从而改善行星轮在高速转动过程中产生的震动问题，使蠕动泵在运行时具有较高的稳定性，另一方面，确保了蠕动泵的真空度要求，达到了不泄压的状态，满足了驱动非牛顿液体的需求。
[0056]
在本实施例中，装置本体包括上盖9和底壳10，上盖9通过螺丝与底壳10固定连接，实现装置本体的密封；
[0057]
底壳10的侧面预设有两个便于弹性硅胶管2两端伸出的通孔。
[0058]
在本实施例中，弹性硅胶管2的硬度大于等于52度，小于等于60度，使得弹性硅胶管2具有挤压不易变形和回弹性高的特点。所述印度为邵氏硬度。
[0059]
在本实施例中，限位器8卡接于弹性硅胶管2的进料端内，从而撑大弹性硅胶管2的管径，使得弹性硅胶管2的管径大于底壳10侧面通孔的孔径；
[0060]
限位器8的内径与弹性硅胶管2的内径相同。
[0061]
蠕动泵具有较强的自吸能力，理论上在一个大气力下传输水的最大吸程可达9.8米，但由于介质的表面张力在管路中产生的阻力等影响，实际情况下的蠕动泵流量会有所衰减，而且吸程每增加一米，蠕动泵的流量会衰减15％。吸程和泵头软管以及介质都有关系，为满足驱动非牛顿流体出液的需求，经过试验结果，选择内径更细，壁厚更厚的软管，同时选择转速更高的驱动器。因皂液器内部空间的限制，在目前常规尺寸的蠕动泵上，一般选用直径的硅胶管，壁厚0.7-1.5mm范围之间。
[0062]
软管尺寸相对于泵头滚轮尺寸太小，泵头就不能卡牢泵管，泵管就会被拉出泵头；而且泵管尺寸太小，泵头中的辊子就压不住泵管，就会造成泵送流量不足以或完全失效。而如果泵管尺寸太大，多余的管材就会在辊子与泵壳之间或辊子与咬合床之间产生褶皱，导致过快磨损和过早失效。
[0063]
为避免上述情况的发生，我们采用在硅胶管内设置限位器8的方式，避免因硅胶管被拉出泵头。限位器8内径尺寸与硅胶管内径尺寸一致，确保非牛顿流体能顺畅通过。
[0064]
上述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不对本实用新型起到任何限制作用。任何所属技术领域的技术人员，在不脱离本实用新型的技术方案的范围内，对本实用新型揭露的技术方案和技术内容做任何形式的等同替换或修改等变动，均属未脱离本实用新型的技术方案的内容，仍属于本实用新型的保护范围之内。