專利名稱：泵系統的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及利用諸如波紋管和隔膜的往復式撓性元件經泵室輸送一種目標流體的泵系統。本實用新型特別涉及利用一種控制流體驅動用于致動流體的開關閥機構的泵系統。
背景技術：
波紋管泵在本領域中被認為是用于半導體加工等的液體噴射泵。它使用氟樹脂波紋管抽吸和排出液體。波紋管泵包括包含閥單元的泵頭；一對波紋管，所述波紋管位于泵頭的兩側以在這些波紋管內形成泵室；以及罩在波紋管外部以形成一對氣室的殼體。當空氣被交替地供給到氣室中以使波紋管膨脹和收縮時，目標流體(諸如一種流體)被吸入泵室并且從泵室排出，從而使目標流體可被輸送。
空氣從空氣源被供給，在一個開關閥機構(諸如磁閥)處被切換并且作為致動流體被交替地供給到所述成對的氣室。對于開關閥機構的切換控制，接近開關位于殼體的兩端處以檢測每一個波紋管的移動端。接近開關的使用需要設置在傳感器部分中的金屬和導線。通常，泵室內部是第一液體接觸部分，氣室是第二液體接觸部分，第二液體接觸部分是無液體部分。接近開關通常可位于第二液體接觸部分中。但是，對于一種用于輸送金屬腐蝕目標流體的泵，需要盡可能地避免在第二液體接觸部分中使用金屬和金屬導線。
在已知的所有的空氣式波紋管泵中，開關閥機構在從致動流體中分流出來的流體(控制流體)的壓力作用力被切換(USP 5,893,707和USP5,558,506)。
上述所有的空氣式波紋管泵中包括這樣一種泵，如在USP 5,893,707中所披露的，在泵殼中裝有一個用于切換所述開關閥機構的切換機構。由于該切換機構的維護性能差以及不能與接近開關式切換機構兼容，因此存在一些問題。在如USP 5,55 8,506中所披露的波紋管泵中，一活塞作為用于切換所述開關閥機構的切換機構的一部分被固定在往復軸上。因此，該切換機構不能單獨地被拆下和連接。由于該切換機構的維護性能差以及不能與接近開關式切換機構兼容，因此也存在一些問題。
接近開關的使用具有一些優點，這是因為(1)泵的往復行程量可被轉換成排出流量；以及(2)由于可根據電信號檢測一些故障而能夠使泵暫停。因此，利用接近開關式切換機構代替所有空氣類型的切換機構是非常重要的。

發明內容
本實用新型已經考慮了上述情況，因此本實用新型的一個目的在于提供一種在維修性能和兼容性方面表現極好的泵系統。
根據本實用新型，一種泵系統包括泵和開關閥機構。所述泵包括泵頭，所述泵頭具有用于一種被輸送的目標流體的入口和出口，所述泵頭包括用于將目標流體從所述入口輸送到出口的閥單元；穿過所述泵頭并且能夠往復移動的軸；第一和第二撓性元件，所述第一和第二撓性元件與所述軸的兩端相連，從而在所述軸的兩側形成用于引導目標流體通過閥單元的第一和第二泵室；第一和第二殼體，第一和第二殼體單獨地覆蓋第一和第二撓性元件以形成用于將一種致動流體引入在第一和第二撓性元件外部的空間中的第一和第二致動流體腔室；以及第一和第二切換機構，所述第一和第二切換機構從所述殼體的外部以可拆卸的方式與所述殼體相連并且在軸向上位于所述軸的兩側，所述第一和第二切換機構中形成有用于使所述致動流體部分分流的流動通道，并且所述第一和第二切換機構包括可移動元件，所述可移動元件以未固定在所述軸上的方式與所述軸一起進行往復移動，其中當所述軸達到一個往復移動極限時所述可移動元件打開所述流動通道以使所述致動流體部分分流作為控制流體。開關閥機構利用在切換機構處分流的控制流體交替地將由致動流體源供給的致動流體分配到成對的致動流體腔室。致動流體交替地被引入到成對的致動流體腔室中以便以相反的方式往復驅動所述軸，從而能夠吸入和排出所述目標流體。
根據本實用新型，在使用從致動流體分流出來的控制流體切換開關閥機構的泵系統中，用于使致動流體分流的切換機構從外部以可拆卸的方式與所述殼體相連。另外，與所述軸一起往復移動的可移動元件沒有固定在所述軸上。因此，易于使所述切換機構與殼體整體分離。這有利于提高維護性能。還能夠通過整體取下切換機構以更換一種接近開關類型的切換機構。這有利于提高兼容性。
在本實用新型的一個實施例中，開關閥機構包括開關閥機構主體，所述開關閥機構主體中形成有用于分配所述致動流體的分配腔；以及開關閥，所述開關閥能夠往復移動并且位于所述開關閥機構主體中的所述分配腔內。所述開關閥機構主體具有為了將所述致動流體從所述致動流體源引入到所述分配腔中而形成的導入孔；為了將被引入到所述分配腔中的致動流體排放到所述泵以及將從所述泵排出的致動流體引入到所述分配腔中而形成的第一和第二致動流體孔；為了將從所述泵排出的致動流體排出而形成的第一和第二排出孔；以及為了引入和排出由所述致動流體分流的一種控制流體而形成的第一和第二控制流體孔。當所述控制流體往復驅動所述開關閥時，所述開關閥能夠在第一狀態和第二狀態之間進行切換，在所述第一狀態下，所述導入孔與所述第一致動流體孔相通并且所述第二致動流體孔與所述第二排出孔相通，在所述第二狀態下，所述導入孔與所述第二致動流體孔相通并且所述第一致動流體孔與所述第一排出孔相通。
在本實用新型的一個實施例中，所述泵系統還包括用于使在所述開關閥機構中的所述第一致動流體孔與所述第一致動腔室相連的第一主導管；用于使在所述開關閥機構中的所述第二致動流體孔與所述第二致動腔室相連的第二主導管；用于將所述致動流體中作為控制流體的部分引入到在所述第一切換機構中的流動通道的第一控制流體引入通道；用于將所述致動流體中作為控制流體的部分引入到在所述第二切換機構中的流動通道的第二控制流體引入通道；用于將從所述第一切換機構中的流動通道排出的所述控制流體引入到在所述開關閥機構中的所述第一控制流體孔中的第一控制流體導管；以及用于將從所述第二切換機構中的流動通道排出的所述控制流體引入到在所述開關閥機構中的所述第二控制流體孔中的第二控制流體導管。
在本實用新型的一個實施例中，所述切換機構包括從外部以可拆卸的方式固定在所述殼體上的缸體，所述缸體的一側形成有用于所述控制流體的排出孔；以及用作所述可移動元件的桿，所述桿能夠與所述軸一起在所述缸體內往復移動，所述桿的一端形成有用于所述致動流體或者所述控制流體的引入孔，在所述桿的一側形成有與所述引入孔相通的用于所述控制流體的排出孔。當所述桿到達其一個往復移動極限時，在所述桿中的所述排出孔與在所述缸體中的所述排出孔相通。
在本實用新型的另一個實施例中，所述切換機構包括從外部以可拆卸的方式固定在所述殼體上的可移動元件殼體，所述可移動元件殼體的一側形成有用于所述控制流體的排出孔；用作所述可移動元件的桿，所述桿能夠在所述可移動元件殼體內往復移動，所述桿具有從所述可移動元件殼體伸出并與所述撓性元件接觸的頂端，在與所述撓性元件接觸的頂端中形成有用于所述控制流體的引入孔，以及在所述桿的一個確定位置處形成有與所述引入孔相通的用于所述控制流體的排出孔，以及用于朝向所述撓性元件驅動所述桿的彈性元件。當所述軸達到其一個往復移動極限附近時，所述桿的頂端與所述撓性元件分離并且在所述桿中的所述排出孔與在所述缸體中的所述排出孔相通。
在本實用新型的另一個實施例中，所述切換機構包括從外部以可拆卸的方式固定在所述殼體上的球閥殼體，所述球閥殼體的一端形成有用于控制流體的引入孔以及所述球閥殼體的一側形成有用于所述控制流體的排出孔；用作所述可移動元件的桿，所述桿能夠在所述球閥殼體內往復移動，所述桿具有從所述球閥殼體伸出的頂端，其中所述桿與所述撓性元件接觸并且當撓性元件達到其一個往復移動極限附近時向后移動；以及裝在球閥殼體中的球閥，其中當所述桿向后移動并且所述桿的后端推動桿時，所述球閥打開以使用于所述控制流體的引入孔與排出孔相通。
撓性元件可包括波紋管或者隔膜。最好，所述切換機構是由陶瓷或者樹脂構成的。


從下面參照附圖對本實用新型的詳細描述中可以更充分地理解本實用新型，在附圖中圖1是表示本實用新型第一實施例所涉及的泵系統的結構的截面圖；圖2是沿圖1中A-A′線所得到的截面圖；圖3是表示本實用新型第二實施例所涉及的泵系統的結構的截面圖；
圖4是表示本實用新型第三實施例所涉及的泵系統的結構的截面圖；圖5是表示本實用新型第四實施例所涉及的泵系統的結構的截面圖；圖6是表示本實用新型第五實施例所涉及的泵系統的結構的截面圖；以及圖7是表示本實用新型第六實施例所涉及的泵系統的結構的截面圖。
具體實施方式
現將根據附圖對本實用新型的優選實施例進行描述。
(第一實施例)圖1是表示本實用新型第一實施例所涉及的泵系統的結構的截面圖，而圖2是沿圖1中A-A′線所得到的截面圖。
該泵系統使用缸體型切換結構并且包括泵1和用于將作為致動流體的空氣引入到開關閥機構2中。
泵1包括一對圓筒形波紋管13a、13b，波紋管13a、13b由撓性元件構成以在泵頭11的兩側形成泵室12a、12b。這些波紋管13a、13b具有通過軸15鏈接在一起的可移動端板14a、14b，所述軸15穿過泵頭11。波紋管13a、13b被單獨裝在圓柱形殼體16a、16b中，殼體16a、16b位于泵頭11的兩側以在殼體16a、16b的內壁和波紋管13a、13b的外壁之間形成氣室17a、17b。殼體16a、16b具有安裝在泵頭11中凹進部分的固定端或開口邊緣18a、18b，當固定環19a、19b被螺紋緊固于泵頭11中時，殼體16a、16b的外表面固定在泵頭11上。波紋管13a、13b具有安裝在泵頭11中凹進部分的固定端或開口邊緣20a、20b。當波紋管13a、13b被壓在殼體16a、16b的邊緣18a、18b的內臺階下方時，其外表面以液體密封的方式固定在泵頭11上。殼體16a、16b具有用于將空氣引入到氣室17a、17b以及將空氣從氣室17a、17b中排出的主氣孔21a、21b。
如圖2中所示的，泵頭11包括在泵頭主體一側上的用于被輸送目標流體的入口26和出口27，以及由四個球閥28a、28b、29a、29b構成的閥單元。當波紋管13a延伸時，從入口26中吸入目標流體并通過引入通道31、球閥28a和孔32a將其引入到泵室12a。當波紋管13a收縮時，從前引入到泵室12a中的目標流體通過孔32a、球閥29a和排出通道33被排出。當波紋管13b延伸時，從入口26中吸入目標流體并通過引入通道31、球閥28b和孔32b將其引入到泵室12b。當波紋管13b收縮時，從前引入到泵室12b中的目標流體通過孔32b、球閥29b和排出通道33被排出。
殼體16a、16b具有封閉端，切換機構40a、40b以可拆卸的方式與所述封閉端連接。切換機構40a、40b包括從外部以可拆卸的方式螺紋固定到殼體16a、16b的圓柱形殼體41a、41b；以同軸的方式裝在這些圓柱形殼體41a、41b中的缸體42a、42b；以及能夠在這些缸體42a、42b中沿軸向往復移動的桿43a、43b。圓柱形殼體41a、41b在端部和側壁具有用于引入和排出控制氣體(pilot air)或控制流體的控制氣體孔44a、44b、45a、45b。缸體42a、42b在兩端具有開口并且在側壁中具有孔46a、46b，以便于與圓柱形殼體41a、41b中的控制氣體孔45a、45b相通。桿43a、43b具有尖端，所述尖端穿過殼體16a、16b、面對氣室17a、17b并與波紋管13a、13b的端板14a、14b接觸，并且桿43a、43b可隨著端板14a、14b的往復運動而往復移動。桿43a、43b具有在軸向上從底端延伸到尖端而形成的孔47a、47b。孔47a、47b具有與形成于側壁中的孔48a、48b相通的頂部。當桿43a、43b在缸體42a、42b中后退到最大長度之前，孔48a、48b與孔46a、46b立刻在某一位置相通。圓柱形殼體41a、41b具有形成于其中并從控制氣體孔45a、45b中分流的出氣孔49a、49b。殼體16a、16b具有形成于以可滑動方式與桿43a、43b頂側接觸的部分處的邊緣密封51a、51b。在缸體42a、42b的內壁與桿43a、43b尖端的外圓周之間形成有圓柱形空間。該圓柱形空間與形成于殼體16a、16b中的出氣孔52a、52b相通。
開關閥機構2包括開關閥機構主體62，開關閥機構主體62包括形成于其中的空氣分配腔61。開關閥機構2還包括以可在空氣分配腔61中往復移動的方式位于開關閥機構主體62中的線圈(開關閥)63。在開關閥機構主體62中，形成有空氣引入孔64以將空氣引入到空氣分配腔61中。形成有主氣孔65a、65b，以便于將從前引入到空氣分配腔61中的空氣排出到泵1中以及將排出的空氣從泵1中引入到空氣分配腔61中。形成有主空氣排出孔66a、66b，以便于將從泵1中排出的空氣以及將引入到空氣分配腔61中的空氣排出。形成有控制氣體孔67a、67b以引入和排出控制氣體。線圈63具有沿軸向以某一間隔形成的三個大直徑的部分，使用所述大直徑的部分以交替地關閉排列于該部分周圍的孔，以便于切換第一和第二狀態的氣流通道。第一狀態是這樣一種模式，即，通過控制氣體孔67a引入控制氣體。在該模式中，空氣引入孔64與主氣孔65a及主氣孔65b相通，所述主氣孔65b與主空氣排出孔66b相通。第二狀態是這樣一種模式，即，通過控制氣體孔67b引入控制氣體。在該模式中，空氣引入孔64與主氣孔65b及主氣孔65a相通，所述主氣孔65a與主空氣排出孔66a相通。
使用空氣源71以供應空氣，所述空氣通過調節器72和空氣引入管道73被引入到開關閥機構2中的空氣引入孔64中。開關閥機構2中的主氣孔65a通過主空氣管道74a與殼體16a中的主氣孔21a連接。開關閥機構2中的主氣孔65b通過主空氣管道74b與殼體16b中的主氣孔21b連接。主空氣管道74a、74b與控制氣體壓力引入管道75a、75b連接，而控制氣體壓力引入管道75a、75b與切換機構40a、40b中的控制氣體孔44a、44b連接。在控制氣體孔44a、44b與控制氣體壓力引入管道75a、75b之間的連接點處，布置有節流閥76a、76b以調節引入到切換機構40a、40b中的控制氣體量。切換機構40a、40b中的控制氣體孔45a、45b通過控制氣體管道77a、77b與開關閥機構2中的控制氣體孔67a、67b連接。在控制氣體管道77a、77b中靠近控制氣體孔45a、45b的側部形成了儲氣池50a、50b。
接下來將描述依照該實施例所構成的泵系統的操作。
在圖1中，開關閥機構2中的線圈63位于第一狀態中圖中的左側。在該狀態中，從空氣源71供應的空氣通過主空氣管道74a被引入到位于圖中左側的泵1的氣室17a中。其結果是，波紋管13a收縮以便于朝向圖中右側移動軸15。因此，波紋管13b延伸以便于通過主空氣管道74b、主氣孔65b以及主空氣排出孔66b將氣室17b中的空氣排出到外部。從而，目標流體經由入口26被引入到泵室12b中，并且泵室12a中的目標流體經由出口27被排出到外部。同時，控制氣體經由從主空氣管道74a分流的控制氣體壓力引入管道75a被引入到切換機構40b中，以便于增加桿43b中孔47b內部的壓力。
在吸入過程中波紋管13b到達末端位置之前，桿43b中的孔48b立刻與缸體42b中的孔46b相通。因此，壓縮的控制氣體經由控制氣體管道77b被引入到開關閥機構2中，以便于朝向圖中的右側移動線圈63并將系統變換到第二狀態。
在第二狀態中，從空氣源71供應的空氣通過主空氣管道74b被引入到位于圖中右側的泵1的氣室17b中。因此，波紋管13b收縮以便于朝向圖中左側移動軸15。因此，波紋管13a延伸以便于通過主空氣管道74a、主氣孔65a以及主空氣排出孔66a將氣室17a中的空氣排出到外部。從而，目標流體經由入口26被引入到泵室12a中，并且泵室12b中的目標流體經由出口27被排出到外部。同時，控制氣體經由從主空氣管道74b分流的控制氣體壓力引入管道75b被引入到切換機構40a中，以便于增加桿43a中孔47a內部的壓力。在吸入過程中波紋管13a到達末端位置之前，桿43a中的孔48a立刻與缸體42a中的孔46a相通。因此，壓縮的控制氣體經由控制氣體管道77a被引入到開關閥機構2中，以便于朝向圖中的左側移動線圈63并將系統返回到第一狀態。
通過上述操作的循環以延伸和收縮波紋管13a、13b，可連續地輸送液體。
環形空間存在于桿43a、43b的尖端和切換機構40a、40b中的缸體42a、42b之間。與邊緣密封51a、51b的存在有關，依照桿43a、43b的往復移動，這些環形空間被增壓/排空。這種增壓/排空的發生防止桿43a、43b平滑地前后移動。在殼體16a、16b中這樣形成出氣孔52a、52b，即，允許桿43a、43b的尖端和缸體42a、42b之間空間與外部相通。這對于平滑地前后移動桿43a、43b是有效的。
如果控制氣體過量了，通過缸體42a、42b和桿43a、43b之間的間隙的漏氣有可能導致開關閥機構2中的故障。如果控制氣體過量了，當桿43a、43b中孔47a、47b的壓力升高時，漏氣有可能導致開關閥機構2中的故障。在從桿43a、43b中的孔48a、48b與缸體42a、42b中的孔46a、46b之間的相通狀態轉變為桿43a、43b移動后的非相通狀態的瞬變時間期間，造成漏氣。在該實施例中，節流閥76a、76b位于切換機構40a、40b中的控制氣體孔44a、44b處，以限制來自于控制氣體壓力引入管道75a、75b的壓縮空氣的量。這對于穩定操作是有效的。位于控制氣體管道77a、77b中用以延遲控制氣體引入的儲氣池50a、50b可防止上述故障。在該實施例中，為了防止由于控制氣體管道77a、77b中的剩余氣壓造成的開關閥機構2中的故障，使用出氣孔49a、49b以清除剩余壓力。
依照該泵系統，所有的組件都可用非金屬材料構成，諸如用樹脂構成泵頭11、殼體16a和16b、以及波紋管13a和13b，而用陶瓷構成軸15和切換機構40a、40b。這樣，可提供一種在抗腐蝕方面極好并且甚至可用在用于輸送腐蝕性化學液體的環境中的泵系統。因為桿43a、43b沒有與波紋管13a、13b的端板14a和14b連接，所以可通過卸扣將切換機構40a、40b整個移除。因此，可提供一種在維護性能方面極好并且易于更換和修理切換機構40a、40b的泵系統。
(第二實施例)圖3是表示本實用新型第二實施例所涉及的泵系統的結構的截面圖。對于圖3中與圖1中幾乎相同的零件給出了相同的附圖標記，以省略在相同零件上重復的詳細描述。
本實施例所涉及的該泵系統包括泵3和開關閥機構2。以可拆卸方式連接于泵3的切換機構80a、80b不同于第一實施例中的切換機構40a、40b。在用以將控制氣體供應到開關閥機構2的吸入過程完成之前，第一實施例所涉及的泵系統立刻運轉，以接通具有被波紋管13a、13b壓制的桿43a、43b的切換機構40a、40b中的一個。相反，在用以將控制氣體供應到開關閥機構2的吸入過程完成之前，第二實施例所涉及的泵系統立刻運轉，以接通具有從后面壓制波紋管13a、13b的桿的切換機構80a、80b中的一個。
切換機構80a、80b以可拆卸方式連接于殼體16a、16b的封閉端。切換機構80a、80b包括從外部以可拆卸的方式螺紋固定到殼體16a、16b的圓柱形殼體81a、81b；以同軸的方式裝在這些圓柱形殼體81a、81b中的缸體82a、82b；以及能夠在這些缸體82a、82b中沿軸向往復移動的桿83a、83b。圓柱形殼體81a、81b在端部具有用于引入和排出主氣或致動流體的主氣孔84a、84b，并在側壁具有用于引入和排出控制氣體或控制流體的控制氣體孔85a、85b。缸體82a、82b在兩端具有開口并且在側壁中具有孔86a、86b，以便于與圓柱形殼體81a、81b中的控制氣體孔85a、85b相通。桿83a、83b具有尖端，所述尖端穿過殼體16a、16b、面對氣室17a、17b并與波紋管13a、13b的端板14a、14b接觸，并且桿83a、83b可隨著端板14a、14b的往復運動而往復移動。桿83a、83b具有在軸向上從底端延伸到尖端而形成的孔87a、87b。孔87a、87b具有與形成于中部及頂部處側壁中的孔88a、88b和89a、89b相通的中部和頂部。當桿83a、83b在缸體82a、82b中前進到最大長度之前，孔88a、88b與孔86a、86b立刻在某一位置相通。孔89a、89b位于氣室17a、17b內部。殼體16a、16b具有形成于以可滑動方式與桿83a、83b頂側接觸的部分處的邊緣密封51a、51b。在缸體82a、82b的內壁與桿83a、83b尖端的外圓周之間形成有圓柱形空間。該圓柱形空間與形成于殼體16a、16b中的出氣孔52a、52b相通。圓柱形殼體81a、81b具有形成于其中并從控制氣體孔85a、85b中分流的出氣孔90a、90b。
本實施例沒有裝配第一實施例中所使用的控制氣體壓力引入管道75a、75b。取而代之的，主空氣管道74a、74b與切換機構80a、80b中的主氣孔84a、84b連接。
本實施例以與先前實施例相反的空間關系中在開關閥機構2中布置主氣孔65a、65b和空氣排出孔66a、66b。
接下來將描述依照該實施例所構成的泵系統的操作。
在圖3中，開關閥機構2中的線圈63位于第一狀態中圖中的右側。在該狀態中，從空氣源71供應的空氣通過主空氣管道74a和形成于切換機構80a中的桿83a中的孔87a、89a被引入到位于圖中左側的泵3的氣室17a中。同時，主空氣的壓力向前驅動桿83a。主空氣的壓力收縮波紋管13a以便于朝向圖中右側移動軸15。因此，波紋管13b延伸以便于通過切換機構80a中的桿83b中的孔89b和87b、主空氣管道74b、主氣孔65b以及主空氣排出孔66b將氣室17b中的空氣排出到外部。從而，目標流體經由入口26被引入到泵室12b中，并且泵室12a中的目標流體經由出口27被排出到外部。
在排出過程中波紋管13a到達末端位置之前，桿83a中的孔88a立刻與缸體82a中的孔86a相通。因此，從主空氣中分流的控制氣體經由控制氣體管道77a被引入到開關閥機構2中，以便于朝向圖中的左側移動線圈63并將系統變換到第二狀態。
在第二狀態中，從空氣源71供應的空氣通過主空氣管道74b和形成于切換機構80b中的桿83b中的孔87b、89b被引入到位于圖中右側的泵1的氣室17b中。同時，主空氣的壓力向前驅動桿83b。主空氣的壓力收縮波紋管13a以便于朝向圖中左側移動軸15。因此，波紋管13a延伸以便于通過切換機構80a中的桿83a中的孔89a和87a、主空氣管道74a、主氣孔65a以及主空氣排出孔66a將氣室17a中的空氣排出到外部。從而，目標流體經由入口26被引入到泵室12b中，并且泵室12a中的目標流體經由出口27被排出到外部。在排出過程中波紋管13b到達末端位置之前，桿83b中的孔88b立刻與缸體82a中的孔86a相通。因此，壓縮的控制氣體經由控制氣體管道77b被引入到開關閥機構2中，以便于朝向圖中的右側移動線圈63并將系統返回到第一狀態。
通過上述操作的循環以延伸和收縮波紋管13a、13b，可連續地輸送液體。
在該實施例中，為了防止由于控制氣體管道77a、77b中的剩余氣壓造成的開關閥機構2中的故障，使用出氣孔90a、90b以清除剩余壓力。
(第三實施例)圖4是表示本實用新型第三實施例所涉及的泵系統的結構的截面圖。對于圖4中與圖1中幾乎相同的零件給出了相同的附圖標記，以省略在相同零件上重復的詳細描述。
本實施例所涉及的該泵系統包括泵4和開關閥機構2。以可拆卸方式連接于泵4的切換機構100a、100b不同于第一和第二實施例中的切換機構40a、40b、80a、80b。在第一和第二實施例所涉及的泵系統中，切換機構40a、40b、80a、80b是缸體型的。相反，在第三實施例中，切換機構是使用彈簧類型的。
切換機構100a、100b以可拆卸方式連接于殼體16a、16b的封閉端。切換機構100a、100b包括從外部以可拆卸的方式螺紋固定到殼體16a、16b的圓柱形殼體101a、101b。彈簧固定螺絲102a、102b固定在這些圓柱形殼體101a、101b的底端上。環103a、103b以沿軸向可移動的方式裝在圓柱形殼體101a、101b中。彈簧104a、104b位于彈簧固定螺絲102a、102b與環103a、103b之間，以便于始終朝向波紋管13a、13b驅動環103a、103b。桿105a、105b固定于環103a、103b中以便于與環103a、103b一起前后移動。桿105a、105b具有面對氣室17a、17b的尖端和沿軸向延伸以便于與尖端相通的孔106a、106b。孔106a、106b具有與形成于環103a、103b側壁中的孔107a、107b相通的底端。在圓柱形殼體101a、101b的側壁中形成有用于引入和排出控制氣體和控制流體的控制氣體孔108a、108b。當桿105a、105b突出到最大限度時，控制氣體孔108a、108b與環103a、103b中的孔107a、107b相通。圓柱形殼體101a、101b具有形成于其中并從控制氣體孔108a、108b中分流的出氣孔109a、109b。可用不銹鋼制成彈簧104a、104b，并用PFA或PTFE管覆蓋所述彈簧104a、104b，或在彈簧104a、104b上涂覆氟涂層以可提高其抗腐蝕性。
本實施例沒有裝配第一實施例中所使用的控制氣體壓力引入管道75a、75b。本實施例以與先前實施例相反的空間關系中在開關閥機構2中布置控制氣體孔67a、67b。
接下來將描述依照該實施例所構成的泵系統的操作。
在圖4中，開關閥機構2中的線圈63位于第一狀態中圖中的左側。在該狀態中，從空氣源71供應的空氣通過主空氣管道74a被引入到位于圖中左側的泵1的氣室17a中。因此，波紋管13a收縮以便于朝向圖中右側移動軸15。因此，波紋管13b延伸以便于通過主空氣管道74b、主氣孔65b以及主空氣排出孔66b將氣室17b中的空氣排出到外部。從而，目標流體經由入口26被引入到泵室12b中，并且泵室12a中的目標流體經由出口27被排出到外部。
在排出過程中波紋管13a到達末端位置之前，桿105a的尖端與波紋管13a的端板14a分離。因此，桿105a的尖端處的孔106a打開了。接著，氣室17a中的壓縮空氣通過孔106a和107a、控制氣體孔108a和從控制氣體管道77a被引入到開關閥機構2中，以便于朝向圖中的左側移動線圈63并將系統變換到第二狀態。
在第二狀態中，從空氣源71供應的空氣通過主空氣管道74b被引入到位于圖中右側的泵1的氣室17b中。因此，波紋管13b收縮以便于朝向圖中左側移動軸15。因此，波紋管13a延伸以便于通過主空氣管道74a、主氣孔65a以及主空氣排出孔66a將氣室17a中的空氣排出到外部。從而，目標流體經由入口26被引入到泵室12a中，并且泵室12b中的目標流體經由出口27被排出到外部。
在排出過程中波紋管13b到達末端位置之前，桿105b的尖端與波紋管13b的端板14b分離。因此，桿105b的尖端處的孔106b打開了。接著，氣室17b中的壓縮空氣通過孔106b和107b、控制氣體孔108b和控制氣體管道77b被引入到開關閥機構2中，以便于朝向圖中的左側移動線圈63并將系統轉換到第一狀態。
通過上述操作的循環以延伸和收縮波紋管13a、13b，可連續地輸送液體。
在該實施例中，依照環103a、103b的往復移動，圓柱形殼體101a、101b被增壓/排空。因此在殼體16a、16b中形成有出氣孔52a、52b，并在彈簧固定螺絲102a、102b中還形成有出氣孔110a、110b，以防止這種增壓/排空的發生。
(第四實施例)圖5是表示本實用新型第四實施例所涉及的泵系統的結構的截面圖。對于圖5中與圖1中幾乎相同的零件給出了相同的附圖標記，以省略在相同零件上重復的詳細描述。
本實施例所涉及的該泵系統包括泵5和開關閥機構2。本實施例在切換機構120a、120b中使用波紋管，而先前的實施例在切換機構100a、100b中使用彈簧104a、104b。
切換機構120a、120b以可拆卸方式連接于殼體16a、16b的封閉端。切換機構120a、120b包括從外部以可拆卸的方式螺紋固定到殼體16a、16b的圓柱形殼體121a、121b。波紋管固定螺絲122a、122b固定在這些圓柱形殼體121a、121b的底端上。環123a、123b以沿軸向可移動的方式裝在圓柱形殼體121a、121b中。波紋管124a、124b位于固定螺絲122a、122b與環123a、123b之間，以便于始終朝向波紋管13a、13b驅動環123a、123b。桿125a、125b固定于環123a、123b中以便于與環123a、123b一起前后移動。桿125a、125b具有面對氣室17a、17b的尖端和沿軸向延伸以便于與尖端相通的孔126a、126b。孔126a、126b具有與形成于環123a、123b側壁中的孔127a、127b相通的底端。在圓柱形殼體121a、121b的側壁中形成有用于引入和排出控制氣體和控制流體的控制氣體孔128a、128b。當桿125a、125b突出到最大限度時，控制氣體孔128a、128b與環123a、123b中的孔127a、127b相通。圓柱形殼體121a、121b具有形成于其中并從控制氣體孔128a、128b中分流的出氣孔129a、129b。
其詳細的操作幾乎與第三實施例的相同，因此省略對其內容的描述。要求始終用在適當氣壓下壓縮的空氣充滿波紋管124a、124b。因此在固定螺絲122a、122b中形成孔130a、130b。此外，從空氣源71中供應的空氣在波紋管-增壓調節器78處被加壓，以便于通過波紋管-增壓管道79a、79b和孔130a、130b向波紋管124a、124b供應加壓空氣。
(第五實施例)圖6是表示本實用新型第五實施例所涉及的泵系統的結構的截面圖。對于圖6中與圖1中幾乎相同的零件給出了相同的附圖標記，以省略在相同零件上重復的詳細描述。
本實施例所涉及的該泵系統包括泵6和開關閥機構2。以可拆卸方式連接于泵6的切換機構140a、140b為球閥類型的。
切換機構140a、140b從外部以可拆卸方式連接于殼體16a、16b，并且切換機構140a、140b包括圓柱形殼體141a、141b。球閥固定螺絲142a、142b固定在這些圓柱形殼體141a、141b的底端上。球閥143a、143b裝在圓柱形殼體141a、141b中并由固定螺絲142a、142b固定。桿144a、144b裝在圓柱形殼體141a、141b的前部并前后移動。桿144a、144b具有面對氣室17a、17b的尖端和用以打開/關閉球閥143a、143b的底端。在固定螺絲142a、142b中形成有用于與球閥143a、143b的空氣引入側部相通的控制氣體引入孔145a、145b。形成于圓柱形殼體141a、141b側壁中的是與球閥143a、143b的空氣排出側部相通的控制氣體孔146a、146b和從控制氣體孔146a、146b分流的出氣孔147a、147b。
在泵6中的殼體16a、16b的側壁中形成有控制氣體排出孔151a、151b。這些控制氣體排出孔151a、151b通過控制氣體引入管道152a、152b與控制氣體引入孔145a、145b相通。
接下來將描述依照該實施例所構成的泵系統的操作。
在圖6中，開關閥機構2中的線圈63位于第一狀態中圖中的左側。在該狀態中，從空氣源71供應的空氣通過主空氣管道74a被引入到位于圖中左側的泵1的氣室17a中。因此，波紋管13a收縮以便于朝向圖中右側移動軸15。其結果是，波紋管13b延伸以便于通過主空氣管道74b、主氣孔65b以及主空氣排出孔66b將氣室17b中的空氣排出到外部。從而，目標流體經由入口26被引入到泵室12b中，并且泵室12a中的目標流體經由出口27被排出到外部。同時，氣室17a中的加壓空氣作為控制氣體通過控制氣體排出孔151a、控制氣體引入管道152a和控制氣體引入孔145b被引入到切換機構140b中以關閉球閥143b。
在吸入過程中波紋管13b到達末端位置之前，桿144b的底端向上推球閥143b中的球，以打開球閥143b。因此，引入到切換機構140b中的壓縮控制氣體經由控制氣體孔146a和控制氣體管道77b被引入到開關閥機構2中，以便于朝向圖中的右側移動線圈63并將系統變換到第二狀態。
同樣地，在第二狀態中，通過切換機構140a壓縮的控制氣體經由控制氣體管道77a被引入到開關閥機構2中，以便于朝向圖中的左側移動線圈63并將系統轉換到第一狀態。
通過上述操作的循環以延伸和收縮波紋管13a、13b，可連續地輸送液體。
在該實施例中，為了防止由于控制氣體管道77a、77b中的剩余氣壓造成的開關閥機構2中的故障，使用出氣孔147a、147b以清除剩余壓力。
在該實施例中，如果在控制氣體從控制氣體引入管道152a、152b引入到切換機構140a、140b中以后關閉球閥143a、143b需要太長時間的話，控制氣體的泄漏可導致故障。因此，控制氣體引入管道152a、152b不是直接與主空氣管道74a、74b連接，而是通過氣室17a、17b一次連接。這對于為了在控制氣體朝向切換機構140a、140b中造成主要延遲以防止控制氣體泄漏是有效的。通過位于控制氣體管道77a、77b中用于延遲控制氣體引入的儲氣池50a、50b可避免上述故障。
(第六實施例)圖7是表示本實用新型第六實施例所涉及的泵系統的結構的截面圖。對于圖7中與圖1中幾乎相同的零件給出了相同的附圖標記，以省略在相同零件上重復的詳細描述。
本實施例使用隔膜方式的泵7，取代圖1中所示實施例的波紋管方式的泵1。
泵7使用隔膜161a、161b取代圖1中泵1的波紋管13a、13b作為撓性元件。除了這一點，其他結構與泵1相同，因此省略對其詳細描述。
如從上述中明顯看出的，依照本實用新型，在使用從致動流體中分流的控制流體以切換開關閥機構的類型的泵系統中，用于分流致動流體的切換機構以可拆卸的方式從外部連接于殼體。另外，與軸一起往復移動的可動元件沒有固定于軸。因此，可容易地從殼體上整體移除切換機構。這對于提高維護性能是有效的。還可整體移除切換機構以更換為相近開關類型的切換機構。這對于提高兼容性是有效的。
已描述了符合本實用新型的實施例，本領域的普通技術人員應該明白與本實用新型相關的其他實施例和變化。因此，不應把本實用新型看作局限于所披露的實施例范圍內，而應看作只受限于所附權利要求的精神和保護范圍。
權利要求1.一種泵系統包括泵，所述泵包括泵頭，所述泵頭具有用于被輸送的目標流體的入口和出口，所述泵頭包括用于將所述目標流體從所述入口輸送到所述出口的閥單元；穿過所述泵頭并且能夠往復移動的軸；第一和第二撓性元件，所述第一和第二撓性元件與所述軸的兩端相連，從而在所述軸的兩側形成用于引導所述目標流體通過所述閥單元的第一和第二泵室；第一和第二殼體，第一和第二殼體單獨地覆蓋第一和第二撓性元件，從而形成第一和第二致動流體腔室，該第一和第二致動流體腔室用于將致動流體引入在第一和第二撓性元件外部的空間中；以及第一和第二切換機構，所述第一和第二切換機構在軸向上位于所述軸的兩側，所述第一和第二切換機構中形成有用于使所述致動流體部分分流的流動通道，并且所述第一和第二切換機構包括可移動元件，所述可移動元件與所述軸一起進行往復移動，其中當所述軸達到一個往復移動極限時，所述可移動元件打開所述流動通道以使所述致動流體部分分流作為一種控制流體；開關閥機構，其利用在切換機構處分流的控制流體交替地將由致動流體源供給的致動流體分配到所述成對的致動流體腔室；其中，所述致動流體交替地被引入到成對的致動流體腔室中，以便于以相反的方式往復驅動所述軸，從而能夠吸入和排出所述目標流體，其特征在于，所述第一和第二切換機構從所述殼體的外部以可拆卸的方式與所述殼體相連，所述可移動元件以未固定在所述軸上的方式與所述軸一起進行往復移動。
2.如權利要求1所述的泵系統，其特征在于，所述開關閥機構包括開關閥機構主體，所述開關閥機構主體中形成有用于分配所述致動流體的分配腔；以及開關閥，所述開關閥能夠往復移動并且位于所述開關閥機構主體中的所述分配腔內，所述開關閥機構主體具有為了將所述致動流體從所述致動流體源引入到所述分配腔中而形成的導入孔；為了將被引入到所述分配腔中的致動流體排放到所述泵以及將從所述泵排出的致動流體引入到所述分配腔中而形成的第一和第二致動流體孔；為了將從所述泵排出的致動流體排出而形成的第一和第二排出孔；以及為了引入和排出由所述致動流體分流的一種控制流體而形成的第一和第二控制流體孔，當所述控制流體往復驅動所述開關閥時，所述開關閥能夠在第一狀態和第二狀態之間進行切換，在所述第一狀態下，所述導入孔與所述第一致動流體孔相通并且所述第二致動流體孔與所述第二排出孔相通，在所述第二狀態下，所述導入孔與所述第二致動流體孔相通并且所述第一致動流體孔與所述第一排出孔相通。
3.如權利要求2所述的泵系統，其特征在于，所述泵系統還包括用于使在所述開關閥機構中的所述第一致動流體孔與所述第一致動腔室相連的第一主導管；用于使在所述開關閥機構中的所述第二致動流體孔與所述第二致動腔室相連的第二主導管；用于將所述致動流體中作為控制流體的部分引入到在所述第一切換機構中的流動通道的第一控制流體引入通道；用于將所述致動流體中作為控制流體的部分引入到在所述第二切換機構中的流動通道的第二控制流體引入通道；用于將從所述第一切換機構中的流動通道排出的所述控制流體引入到在所述開關閥機構中的所述第一控制流體孔中的第一控制流體導管；以及用于將從所述第二切換機構中的流動通道排出的所述控制流體引入到在所述開關閥機構中的所述第二控制流體孔中的第二控制流體導管。
4.如權利要求1所述的泵系統，其特征在于，所述切換機構包括從外部以可拆卸的方式固定在所述殼體上的缸體，所述缸體的一側形成有用于所述控制流體的排出孔；以及用作所述可移動元件的桿，所述桿能夠與所述軸一起在所述缸體內往復移動，所述桿的一端形成有用于所述致動流體或者所述控制流體的引入孔，在所述桿的一側形成有與所述引入孔相通的用于所述控制流體的排出孔，當所述桿到達其一個往復移動極限時，在所述桿中的所述排出孔與在所述缸體中的所述排出孔相通。
5.如權利要求1所述的泵系統，其特征在于，所述切換機構包括從外部以可拆卸的方式固定在所述殼體上的可移動元件殼體，所述可移動元件殼體的一側形成有用于所述控制流體的排出孔；用作所述可移動元件的桿，所述桿能夠在所述可移動元件殼體內往復移動，所述桿具有從所述可移動元件殼體伸出并與所述撓性元件接觸的頂端，在與所述撓性元件接觸的頂端中形成有用于所述控制流體的引入孔，以及在所述桿的一確定位置處形成有與所述引入孔相通的用于所述控制流體的排出孔，以及用于朝向所述撓性元件驅動所述桿的彈性元件，當所述軸達到其一個往復移動極限附近時，所述桿的頂端與所述撓性元件分離并且在所述桿中的排出孔與在所述缸體中的排出孔相通。
6.如權利要求1所述的泵系統，其特征在于，所述切換機構包括從外部以可拆卸的方式固定在所述殼體上的球閥殼體，所述球閥殼體的一端形成有用于控制流體的引入孔以及所述球閥殼體的一側形成有用于所述控制流體的排出孔；用作所述可移動元件的桿，所述桿能夠在所述球閥殼體內往復移動，所述桿具有從所述球閥殼體伸出的頂端，其中所述桿與所述撓性元件接觸并且當撓性元件達到其一個往復移動極限附近時向后移動；以及裝在球閥殼體中的球閥，其中當所述桿向后移動并且所述桿的后端推動桿時，所述球閥打開以使用于所述控制流體的引入孔與排出孔相通。
7.如權利要求1所述的泵系統，其特征在于，撓性元件可包括波紋管或者隔膜。
8.如權利要求1至7中任何一項所述的泵系統，其特征在于，所述切換機構是由陶瓷或者樹脂構成的。
專利摘要本實用新型涉及一種在維護性能方面和兼容性方面極好的泵系統。該泵系統包括泵(1)，用于通過交替地向氣室(17a、17b)供應空氣以延伸和收縮一對連接于軸(15)的波紋管(13a、13b)而輸送液體。該泵系統還包括開關閥機構(2)，用于切換供應到泵(1)的空氣。使用切換機構(40a、40b)，以便于切換用于控制開關閥機構(2)的開關操作的控制氣體。切換機構以可拆卸的方式從外部連接于泵(1)的殼體(16a、16b)。
文檔編號F04B9/135GK2608720SQ0320031
公開日2004年3月31日 申請日期2003年1月3日 優先權日2002年4月19日
發明者渡邊剛, 森下雅夫, 澤田勉, 鬼塚敏樹 申請人:株式會社易威奇