专利名称：流体输送器、流体灌装装置和流体输送方法
技术领域：
本发明涉及输送具有流动性的物质如粉末的流体输送器、具有流体输送器的流体灌装装置以及输送流体的方法。
背景技术：
通常，电子照相成像中使用的墨粉通过墨粉灌装装置灌装在墨粉容器中，并且墨粉容器设置在成像装置中。在墨粉灌装装置中，当墨粉输送装置从包括墨粉的墨粉筐输送墨粉用于灌装至墨粉容器时，已知旋转螺旋输送元件的螺旋方法。但是，在使用螺旋方法的墨粉输送装置中，墨粉受到与旋转输送元件的摩擦造成的应力并可能使质量劣化。日本专利号4335216公开了墨粉输送器，其供应空气至墨粉筐中的墨粉以具有更高的流动性，并通过往复式泵输送墨粉至墨粉容器。往复式泵包括体积变化部件，当往复元 件作往复运动时体积变化部件改变其体积。往复式泵使体积变化部件膨胀一定体积，以从墨粉筐引入墨粉并压缩其体积以用压力将引入的墨粉输送至墨粉容器。因此，往复式泵防止墨粉由于旋转方法中输送元件的摩擦而劣化。但是，使用常规往复式泵的墨粉灌装装置具有灌装在墨粉容器中墨粉的量方面非常不均匀的问题。这具有下列原因。当关闭时，往复式泵不迅速停止输送墨粉而是输送少量墨粉。因此，使用往复式泵的墨粉灌装装置包括称量墨粉容器的称，并且当称量到重量比用期望量的墨粉灌装的墨粉容器的重量稍轻时墨粉灌装装置就停止往复式泵。当完全压缩的体积变化部件被膨胀并再次被完全压缩的周期是一个循环时，常规的往复式泵具有在一个往复运动循环中膨胀和压缩体积变化部件的体积的相同时间。仅当体积变化部件被压缩时，墨粉被进料至墨粉容器，这是输送墨粉至墨粉容器的时间不长于循环的一半的原因。考虑每次墨粉的输送量更短地从一个循环时间分配，当输送墨粉至墨粉容器的时间不长于循环的一半时，在循环期间墨粉输送量的峰值大于其平均值。根据循环期间关闭的时机，常规往复式泵在关闭后具有进料墨粉量非常不均匀的问题。具体地，当就在墨粉的输送量具有峰值之前关闭泵时，峰值量的墨粉被进料并且相当大量的墨粉被灌装在墨粉容器中。同时，当体积变化部件的体积膨胀的时候或就在体积变化部件的体积膨胀之前关闭泵时，在关闭泵之后几乎没有墨粉进料。因此，相当大量的墨粉被灌装在墨粉容器中，或在关闭泵之后几乎没有墨粉进料，并且灌装在墨粉容器中的墨粉量在灌装过程之后具有非常不均匀的问题。为了防止灌装在墨粉容器中的墨粉量的不均匀，需要的墨粉输送装置是这样的其使用往复运动，并且在循环期间墨粉输送量的峰值和其平均值之间具有小的差异。进一步，当循环期间墨粉输送量的峰值小于其平均值时，可减小对墨粉和形成墨粉输送装置的每个元件的应力。防止灌装装置中灌装量的不均匀以及对流体和形成输送装置的每个元件的应力的物体不限于墨粉输送装置。因此，不仅是墨粉输送装置而且是输送其他流体比如除了墨粉之外的粉末、液体和气体的装置优选地在循环期间输送量的峰值和其平均值之间具有小的差异。
因为这些原因，存在对如此输送流体的流体输送器的需要，所述流体输送器使用往复运动，并在往复运动循环期间防止流体输送量的平均值和其峰值之间的差异。
发明内容
因此，本发明的一个目的是提供输送流体的流体输送器，其使用往复运动，并在往复运动循环期间防止流体输送量的平均值和其峰值之间的差异。本发明的另一个目的是提供使用流体输送器的流体灌装装置。本发明的进一步目的是提供输送流体的方法。本发明的这些和其他目的，已经被流体输送器的发现单独地或共同地满足，所述流体输送器包括
体积变化部件； 往复元件，其配置为往复运动以使体积变化部件的体积膨胀以从输送方向的上游侧汲取流体并压缩其体积以用压力将汲取的流体输送至其下游侧；和驱动控制器，其配置为控制往复元件的往复运动以便压缩体积变化部件的体积的时间比使其体积膨胀的时间长。当结合附图考虑本发明优选实施方式的以下描述时，本发明的这些和其他目的、特征和优点将变得显而易见。附图简述当结合附图考虑时，从详细说明本发明的各种其他目的、特征和伴随的优点将被更充分地认识并且变得更好理解，贯穿附图相同的参考字符表示相同的对应部分，其中图I是图解本发明的墨粉灌装装置的示意图；图2A、2B和2C分别是图解本发明隔膜泵(bellows pump)的示意性正视图、顶视图和侧视图；图3是图解包括在本发明隔膜泵中的凸轮的放大图；图4A和4B分别是图解常规隔膜泵的示意性正视图和侧视图；图5是图解包括在常规隔膜泵中的凸轮的放大图；图6是包括在本发明隔膜泵中的凸轮的凸轮图；图7是包括在常规隔膜泵中的凸轮的凸轮图；图8是显示粉末排出速度和本发明隔膜泵的旋转角之间关系的图；图9是显示粉末排出速度和常规隔膜泵的旋转角之间关系的图；
图10是显示当波纹管(bellows)多处放置时粉末排出速度和本发明隔膜泵的旋转角之间关系的图；和图11是显示当波纹管多处放置时粉末排出速度和常规隔膜泵旋转角之间关系的图。发明详述本发明提供输送流体的流体输送器，其使用往复运动并在往复运动循环期间防止流体输送量的平均值和其峰值之间的差异。更具体地，本发明涉及流体输送器，其包括体积变化部件；
往复元件，其配置为往复运动以使体积变化部件的体积膨胀以从输送方向的上游侧汲取流体并压缩其体积以用压力将汲取的流体输送至其下游侧；和驱动控制器，其配置为控制往复元件的往复运动以便压缩体积变化部件体积的时间比使其体积膨胀的时间长。在下文中，解释作为本发明流体输送器的隔膜泵100的实施方式。图I是图解包括本发明隔膜泵100的墨粉灌装装置500的示意图。墨粉灌装装置500从储存墨粉T的墨粉筐10的底部沿箭头A的方向供应空气以使墨粉T流化，并通过隔膜泵100用流化的墨粉T以具体的量灌装墨粉容器20。图2A、2B和2C分别是图解包括在墨粉灌装装置500中的隔膜泵100的示意性正视图、顶视图和侧视图。
墨粉筐10形成墨粉流化部分，其从筐底部11吸收空气以流化存储在其中的墨粉T。隔膜泵100压缩波纹管101并使波纹管101膨胀螺旋进入阀组140，以将来自墨粉筐10的墨粉T沿一个方向经过两个鸭嘴阀110和120输送至墨粉容器20。称量灌装在墨粉容器20中的墨粉T的称21位于放置墨粉容器20的位置以形成墨粉称。墨粉管10在管底部11具有过滤器，其具有开孔比墨粉T的颗粒直径小，空气通过开孔被供给进入其中以使墨粉流化。隔膜泵100从墨粉筐10沿图I中箭头B的方向汲取流化的墨粉T，并将墨粉T沿箭头C的方向输送至墨粉容器20。墨粉称通过称21称量输送至墨粉容器20的墨粉。基于称量结果，未图解的控制器停止隔膜泵100以用预定量的墨粉T灌装墨粉容器20。隔膜泵100包括两个鸭嘴阀作为止回阀以将墨粉T沿一个方向输送，即，在汲取侧的第一鸭嘴阀Iio和在排出侧的第二鸭嘴阀120，并膨胀和压缩波纹管101以汲取和排出。凸轮130位于作为旋转轴的凸轮轴131上，并且具有凸轮从动件133——由凸轮130驱动一的杠杆102传动垂直往复运动至连接杆104以升高和落下以使波纹管101膨胀和压缩。杠杆102的凸轮从动件133所在的侧面末端被压缩弹簧134向下压，并且凸轮从动件133持续地接触凸轮130的圆周表面。墨粉灌装装置500通过未图解的驱动器比如马达使凸轮轴131旋转以进行灌装以及停止旋转凸轮轴131以停止灌装。凸轮从动件133沿着它的轴向方向被固定在杠杆102的末端，并且连接杆104与其另一端连接，以连接随其的波纹管101。波纹管101的往复元件105被固定在连接杆104的下端，并且其上端通过可转向连接元件106与杠杆102可转向地连接。杠杆102可围绕杠杆转向轴103转动，并且连接杆104传动杠杆102的转向运动至往复元件105作为垂直往复运动。波纹管101具有往复元件105固定在其上的伸缩管的结构。当往复元件105下降时，伸缩管收缩并且它的内部体积收缩以进行压缩。当往复元件105上升时，伸缩管膨胀并且它的内部体积膨胀以进行膨胀。凸轮130旋转以改变从凸轮轴131的中心至凸轮130圆周表面上凸轮从动件133接触的点的距离。当距离增加时，凸轮从动件133相对于凸轮轴131被向上推起，并且通过连接杆104跨过杠杆转向轴103与杠杆102的一端连接的往复元件105被向下推并下降。当距离减少时，杠杆102在其侧面的一端一凸轮从动件位于此处一被压缩弹簧134向下推，并且往复元件105上升。当凸轮130旋转以增加从凸轮轴131的中心至凸轮130圆周表面上凸轮从动件133接触的点的距离时，往复元件105下降，以压缩波纹管101。当螺旋进入其中时，与波纹管101连接的阀组140的空间压力增加。接着，第一鸭嘴阀110在汲取侧的一端被阻挡并且具有汲取侧输送管12的管道被关闭。接着，第二鸭嘴阀120在排出侧的一端被向外推以打开，并且波纹管101中的墨粉T被排出至排出侧输送管22。当凸轮130旋转以减少从凸轮轴131的中心至凸轮130圆周表面上凸轮从动件133接触的点的距离时，往复元件105上升，并且波纹管101膨胀以减少阀组140的空间。接着，第二鸭嘴阀120在排出侧的一端被向内拉以被关闭，并且墨粉T从汲取侧输送管12的管道被汲取进入波纹管101。为了用墨粉精确灌装墨粉容器20，要求在隔膜泵100的压缩过程中排出速度变化 小，以改进墨粉灌装装置500的灌装精确性。进一步，为了防止墨粉劣化，要求当通过墨粉灌装装置500灌装时防止对墨粉的应力。如上面所提到的，本发明的墨粉灌装装置500具有在墨粉T中混合气体成为被流化的粉末的机构并使用在汲取侧和排出侧具有止回阀比如鸭嘴阀的隔膜泵100。接着，灌装在墨粉容器20中的墨粉T被称重，并且停止隔膜泵100被停止以用具体量的墨粉T灌装墨粉容器20。进一步，在墨粉灌装装置500中，传动往复运动至隔膜泵100的波纹管101的凸轮130具有一定的形状，以便凸轮130的旋转角包括的分配至波纹管101的压缩操作的角(压缩侧角)比分配至膨胀运动的角(膨胀侧角)大，并且使压缩速度恒定。解释隔膜泵100的凸轮130。图3是图解凸轮130的放大图。当隔膜泵100驱动时凸轮轴131旋转，以使凸轮130沿图3中箭头D的方向逆时针旋转。当凸轮从动件133接触图3中角α区域的圆周表面时，从凸轮轴131的中心131ρ至Ij凸轮130圆周表面上凸轮从动件133接触的点的距离r增力口。在下文中，角α称作压缩侧分配角α。当凸轮130旋转，而凸轮从动件133接触图3中角β区域的圆周表面时，从凸轮轴131的中心131ρ到凸轮130圆周表面上凸轮从动件133接触的点的距离r减少。在下文中，角β称作膨胀侧分配角β。如图3显示，凸轮130具有充分大于膨胀侧分配角β的压缩侧分配角α。当凸轮130沿箭头D的方向旋转，而凸轮从动件133以压缩侧角α接触圆周表面时，距离r大体上与转速成正比地增加。因为距离r大体上与转速成正比地增加，当凸轮130以恒定速度旋转，而凸轮从动件133以压缩侧角α接触圆周表面时，距离r大体上以恒定速度增加。因此，凸轮从动件133以恒定速度上升，往复元件105通过杠杆102以恒定速度下降，并且波纹管101的体积以恒定速度减少。结果，在压缩操作中，波纹管101中的墨粉T以恒定速度排出至排出侧输送管22。解释使用常规墨粉灌装装置的墨粉输送方法。其具体例子包括螺旋方法(augermethods)、管方法(tube methods)、流体压力方法(fluid pressure methods)、流体下落方法(fluid drop methods)、隔膜泵方法(bellows pump methods)等。尤其，已知流体压力方法、流体下落方法和隔膜泵方法增加墨粉的流动性以使其容易输送墨粉并防止对其的应力。
日本专利号4335216公开了包括墨粉汲取机构的墨粉灌装装置，该装置由作为往复式泵的隔膜泵和粉末状墨粉空气供给装置组成。墨粉灌装装置向包括待流化粉末状墨粉的墨粉筐供应空气，并通过隔膜泵汲取流化墨粉，将粉末状墨粉从墨粉筐输送至墨粉容器。当输送时隔膜泵防止对粉末状墨粉的应力。日本专利号4335216中公开的墨粉灌装装置与墨粉灌装装置500类似，在于隔膜泵用作墨粉输送装置。但是，常规隔膜泵有大的脉动(pulsation),并且当具体量的墨粉被灌装在墨粉容器比如墨粉瓶中时，灌装在墨粉容器中墨粉的量根据停止隔膜泵的时机大幅度改变。日本公开的未审查的申请号2008-075534使用导螺杆传动往复运动至波纹管，并向前和向后旋转驱动马达以拉长和收缩波纹管，以输送流体。导螺杆能够以恒定速度拉长和收缩波纹管，以便以恒定速度排出墨粉。但是，当以相同的速度向前和向后旋转驱动马达时，灌装的墨粉的量也根据停止隔膜泵的时机大幅度改变。图4A和4B分别是图解常规隔膜泵100的示意性正视图和侧视图。图5是图解包括在常规隔膜泵100中的凸轮130的放大图。 常规隔膜泵100使用偏心凸轮作为压缩和膨胀波纹管101的凸轮130，如图4和5显示。偏心凸轮是圆盘，其具有以偏心量W穿透远离其中心的点的凸轮轴。在图4的常规隔膜泵100中，连接杆104的上端是凸轮从动件133，并且偏心凸轮直接传动垂直往复运动至连接杆104。偏心凸轮具有双侧环(bilateral circle)形状。因此，增加从中心131p到凸轮130的圆周表面上凸轮从动件133接触的点的距离r的压缩侧分配角α和减少距离r的膨胀侧分配角β的比是1/1。距离r和旋转角Θ之间的关系近似为具有下式的单弦曲线(single chordcurve)r=R0_Wcos θ其中Rq是圆盘的半径，W是偏心量。比较图3与图5，图5中的常规凸轮130具有彼此相等的压缩侧分配角α和膨胀侧分配角β，并且图3中本发明具有充分更大的凸轮130的压缩侧分配角α。因此，当凸轮130具有相同的转速时，当凸轮130旋转一次，凸轮从动件133以压缩侧分配角α接触本发明凸轮130的圆周表面的时间比常规凸轮130的长。每单位时
间-其是凸轮130旋转一次的时间的较短部分时间(divisional time)-的排出峰量
可小于凸轮130旋转一次的每单位时间平均值。限制排出峰量以比常规隔膜泵更稳定地进行排出操作。在图2的隔膜泵100中，拉长和收缩波纹管101的凸轮130具有分配压缩侧比膨胀侧长的形状。因此，往复运动的一个循环时间是相同的，并且当往复运动的每一个循环时间的墨粉输送量相同时，压缩速度可比当使用常规偏心凸轮时降低，并且每单位时间通过波纹管101的压缩供应的墨粉T的排出量可被减少。进一步，压缩速度近似恒定。当停止隔膜泵100的未图解的凸轮轴驱动马达时，当灌装期望量的墨粉时，直至停止灌装墨粉T时，供应的墨粉T的量变化较少。因此，其灌装在墨粉容器20中的量较少不均匀。进一步，由于较低的压缩速度，对墨粉T的应力比使用偏心凸轮时更加降低。如图2显示，隔膜泵100的多处放置(multiply-located)的波纹管101增加每次输送量并使每次排出量平均化(average)。未图解的凸轮轴驱动马达驱动凸轮轴131，并且多个(在该实施方式中是4个)凸轮130位于凸轮轴131上。当360[° ]被其数量(在该实施方式中是4个)相除时，凸轮130位于相位差处。图6是显示旋转角Θ和到包括在本发明的隔膜泵100中的凸轮130的外圆周的距离r之间关系的凸轮图。当旋转角Θ在压缩侧分配角α内时，旋转角Θ和距离r之间的关系线性上升。因为在Θ方向压缩侧分配角α比膨胀侧分配角β长，当转速恒定时，压缩波纹管101体积的压缩过程的时间比膨胀其体积的膨胀过程时间长。图7是显示旋转角Θ和到包括在图4和5中常规隔膜泵100中的凸轮130的外圆周的距离r之间关系的凸轮图。如图5显示，常规例子凸轮图近似是具有下式的单弦曲线 T=R0-Wcos Θ其中Rtl是圆盘的半径，W是偏心量。因为在Θ方向压缩侧分配角α和膨胀侧分配角β长度相同，当转速恒定时，压缩波纹管101的体积的压缩过程的时间和膨胀其体积的膨胀过程的时间具有相同长度。图8是显示每单位时间墨粉T排出速度(在下文中称作粉末排出速度)和本发明隔膜泵100的旋转角Θ之间关系的图。凸轮图中在凸轮曲线线性增加的压缩过程中，波纹管101以几乎恒定的速度减少体积，以便以几乎恒定的速度排出墨粉Τ。在膨胀过程中，第二鸭嘴阀120关闭管道，排出侧输送管22仅汲取墨粉Τ。图9是显示图4和5中常规隔膜泵100的粉末排出速度和旋转角Θ之间关系的图。因为常规隔膜泵100被进行单弦运动的偏心凸轮向下推，通过收缩隔膜泵100推出的粉末的排出量具有单弦的形状并周期性变化。在膨胀过程中，第二鸭嘴阀120关闭管道，排出侧输送管22仅汲取墨粉Τ。压缩过程与膨胀过程的时间比是1/1，排出速度的最大值大于图8中本发明隔膜泵100的排出速度最大值。因此，常规隔膜泵100具有大的脉动。相比之下，本发明的隔膜泵100的峰值排出速度比常规泵低并且可以以较小的脉动输送粉末。当隔膜泵100作为图I中的墨粉灌装装置500用于灌装墨粉时，当灌装的墨粉量通过称21称量接近目标值时，从未图解的凸轮轴驱动马达停止直到墨粉T完全停止排出需要时间。根据凸轮130的旋转角Θ具有不均匀排出速度的常规隔膜泵100具有不均匀排出的墨粉量，因为凸轮轴驱动马达根据停止凸轮轴驱动马达的时机而停止。相反，具有较少不均匀排出速度的本发明的隔膜泵100防止不均匀排出的墨粉量，因为凸轮轴驱动马达停止。当压缩时，墨粉T密度增加并且易遭受应力，并且排出的时间可被延长，峰值排出速度可被降低，这对于具有低软化点的产品是有效的。由于压缩被释放产生反作用力(reactive force)的膨胀过程可汲取墨粉，而不损害墨粉，即使在较短时间内。图10是显示当波纹管101被多处放置时本发明的隔膜泵100的粉末排出速度和旋转角Θ之间关系的图。当4个凸轮130位于90[° ]相位差——360[° ]的四分之一——时，在图10中显示每个相位(第一至第四相位)的粉末排出速度和旋转角Θ之间的关系。通过每个相位输送的墨粉T的综合排出速度和旋转角θ具有如图10所示的关系，在所有旋转角θ可以以较少的脉动排出墨粉T。当使用本发明的隔膜泵100时，墨粉灌装装置500可用墨粉精确地灌装墨粉容器20。图11是显示当波纹管101被多处放置时常规隔膜泵100的粉末排出速度和旋转角Θ之间关系的图。当4个凸轮130位于90[° ]相位差——360[° ]的四分之一——时，在图11中显示每个相位(第一至第四相位)的粉末排出速度和旋转角Θ之间的关系。通过每个相 位输送的墨粉T的综合排出速度和旋转角θ具有如图11所示的关系，并且具有峰值排出速度的脉动出现在4个点。当使用常规隔膜泵100时，墨粉灌装装置500不能用墨粉精确灌装墨粉容器20，因为排出的墨粉T的量变化直到墨粉T完全停止排出。常规隔膜泵100有4个点一在此发生具有峰值排出速度的脉动，即使当4个波纹管101的压缩和膨胀相位移位(shifted)时。但是，在一个往复运动的循环期间流体输送量的平均值与其峰值之间的差异与具有一个波纹管101的隔膜泵相比可减小更多，如图11显示。本发明人通过墨粉灌装装置500用450 [g]墨粉灌装墨粉容器20。常规隔膜泵100的标准偏差为O. 950 [g]而本发明的隔膜泵100的标准偏差为O. 584 [g]。上面提到的本发明的流体输送器是隔膜泵，但不限于此。也可使用其他往复式泵比如隔板泵，只要它们由于往复运动而具有体积变化部件。作为本发明流体输送器的隔膜泵100包括波纹管101，其是体积变化部件，由于往复元件105的往复运动而改变其体积。波纹管101膨胀其体积，以从墨粉筐10中沿输送方向在上游侧汲取流体墨粉T，并压缩其体积，以用压力沿输送方向往下游输送汲取的墨粉T。在隔膜泵100中，如图I和2显示，图3中的凸轮130等作为驱动控制器控制往复元件105的往复运动，以便压缩波纹管101的体积的时间比膨胀其体积的时间长。图3中的凸轮130可增加每一个压缩和膨胀波纹管101的循环用压力输送墨粉T的时间。当每一个循环的墨粉T的输送量相同时，每次墨粉T的输送量和其峰值可被控制，因为用压力输送墨粉T的时间长。当每一个循环墨粉T的输送量和一个循环的时间相同时,每一个循环墨粉T输送量的平均值相同。因此，控制墨粉T输送量的峰值以控制一个往复运动循环期间墨粉T输送量的平均值和其输送量的峰值之间的差异。因此，当停止隔膜泵100的未图解的凸轮轴驱动马达时，根据其时机直到停止灌装墨粉从波纹管101供应的墨粉T的不均匀量变少。因此，灌装在墨粉容器20中墨粉T的量变化较小。图I和2中的隔膜泵100的驱动控制器包括未图解的作为旋转驱动源的凸轮轴驱动马达、凸轮130、凸轮从动件133、杠杆102和连接杆104。通过来自凸轮轴驱动马达的驱动传动旋转凸轮130，并且从旋转轴至凸轮圆周表面的距离根据圆周表面上的位置变化。凸轮从动件133接触凸轮130的圆周表面，并被支撑以便不沿凸轮130的旋转方向输送，并且当凸轮130旋转时圆周表面上的接触点变化，每当凸轮130旋转一次，该接触点向前和向后往复运动一次。杠杆102和连接杆104是往复传动元件，其传动凸轮从动件133的往复运动至往复元件105。凸轮130包括在旋转方向上形成压缩侧分配角α和膨胀侧分配角β的区域。当凸轮130的旋转角在压缩侧分配角α范围内时，从旋转轴至圆周表面的距离与旋转角的增加成比例变大，并且凸轮130传动运动至往复元件105以压缩波纹管101的体积。当凸轮130的旋转角在膨胀侧分配角β范围内时，从旋转轴至圆周表面的距离与旋转角的增加成比例变小，并且凸轮130传动运动至往复元件105以使波纹管101的体积膨胀。凸轮130的压缩侧分配角α大于其膨胀侧分配角β。因为这样，可使用控制往复元件105的往复运动的驱动控制器，以便压缩波纹管101体积的时间比使其体积膨胀的时间长。驱动控制器不限于此。如日本公开的未审查的申请号2008-075534中所公开的，当导螺杆压缩和膨胀波纹管时，马达在向前和向后旋转时可具有不同的转速以便波纹管的膨胀时间比其压缩时间长。 图I和2中的隔膜泵100包括压缩弹簧134，其将凸轮从动件133压向凸轮130的圆周表面以便凸轮从动件133以膨胀侧分配角β随其圆周表面而动(follow)。这是驱动控制器传动凸轮130的旋转作为凸轮从动件133的往复运动的原因。本发明的隔膜泵100的凸轮130优选地以从20至90rpm旋转。当小于20rpm时，因为墨粉颗粒间的空气抽出(deflate)，墨粉T的流动性可能被破坏。当墨粉T的流动性破坏时，墨粉引起波纹管101和排出侧输送管22内部堵塞。当快于90rpm时，墨粉T受到更多的应力而聚集。如图2显示，隔膜泵100由多个平行放置的往复元件105和波纹管101组成，并且为输送方向上游侧的流动路径的汲取侧输送管12和为输送方向下游侧的流动路径的排出侧输送管22彼此连接。因此，每单位时间隔膜泵100的输送量可被增加而不增加每单位时间每个波纹管的输送量。当不增加每单位时间每个波纹管100的输送量时，每单位时间的输送量可被增加同时防止输送时对墨粉T的应力。图2中的隔膜泵100具有一个循环，其包括一个使波纹管101的体积膨胀的膨胀时间和一个使其体积压缩的压缩时间，并且4个波纹管101的每个的膨胀时间和压缩时间相同。如图10显示，对应于每个波纹管101的往复元件105以一个循环时间除以波纹管101的数量获得的相位差往复运动。即，凸轮130以通过360[° ]除以4获得的90[° ]的相位差放置。当以一个循环时间除以波纹管101的数量获得相位差时，隔膜泵100在一个循环期间具有几乎均匀的粉末排出速度作为图10中显示的基线(综合)。隔膜泵100的波纹管101的膨胀时间比相位差的时间短。即使当一个波纹管101处于膨胀过程中且不输送墨粉时，另一个波纹管101处于压缩过程中并且隔膜泵100恒定地输送墨粉T。当膨胀侧分配角β太小以至于缩短膨胀时间时，凸轮从动件133不能随凸轮130的圆周表面而动。因此，膨胀时间优选地大于一个循环时间的1/12，S卩，膨胀侧分配角β优选地大于30[ο]。图I中的墨粉灌装装置500是粉末灌装装置，其通过粉末输送器将灌装在墨粉筐10中的粉末状墨粉T输送至墨粉容器20以用墨粉T灌装墨粉容器20。作为粉末输送器，使用作为本发明流体输送器的隔膜泵100。
墨粉灌装装置500包括作为流化床的筐底部11，其供应空气至墨粉筐中的墨粉T以增加墨粉T的流动性。墨粉灌装装置500进一步包括阀组140，其通过波纹管101膨胀产生的负压汲取流化的墨粉T，并通过其压缩产生的正压排出墨粉T。阀组140包括第一鸭嘴阀110和第二鸭嘴阀120。当波纹管101膨胀产生负压并关闭其锥形端(tapered end)时，第二鸭嘴阀120关闭排出管。当压缩波纹管101产生正压并关闭其锥形端时，第一鸭嘴阀110关闭汲取管。通过压缩和膨胀波纹管101产生的负压和正压以及两个鸭嘴阀的止回阀作用，隔膜泵100控制沿一个方向输送用空气流化的墨粉T。隔膜泵100包括传动往复运动至往复元件105以使波纹管101压缩和膨胀的连接杆104、举起和降低连接杆104的凸轮130，和旋转凸轮130的凸轮轴131。进一步，隔膜泵100包括旋转凸轮轴131的未图解的凸轮轴驱动马达。凸轮130具有这样的形状以便从凸轮轴131的中心至在压缩侧分配角α处的圆周表面的距离与旋转角成比例变大，并且往复 元件105可被以恒定的速度向下推并且波纹管101的体积可被以恒定的速度压缩。当往复元件105被向下推时凸轮从动件133接触圆周表面对应的压缩侧分配角α大于当往复元件105被向上提时凸轮从动件133接触圆周表面对应的膨胀侧分配角β。墨粉灌装装置500进一步包括称量灌装在墨粉容器20中的墨粉的称21。当墨粉容器20被探测包括预定重量的墨粉时，基于称21的称量结果，停止凸轮轴驱动马达后本发明的隔膜泵100具有较少不均匀输送量的墨粉Τ。墨粉灌装装置500防止墨粉容器20被灌装不均匀量的墨粉Τ。当停止墨粉灌装装置500的隔膜泵100以停止用墨粉T灌装墨粉容器20时，优选的是当压缩波纹管101的体积时停止隔膜泵100，而不是当使其体积膨胀时停止隔膜泵100。即，当凸轮从动件133接触对应于凸轮130的压缩侧分配角α的圆周表面时优选地停止凸轮轴驱动马达。当使波纹管101的体积膨胀、停止凸轮轴驱动马达时，墨粉T不被输送或即使输送也是输送一点，这比当压缩其体积、停止凸轮轴驱动马达、并引起墨粉T不均匀灌装量时输送的墨粉少。因此，当压缩波纹管101的体积时，停止凸轮轴驱动马达以防止用不均匀量的墨粉T灌装墨粉容器20。作为当往复元件105往复运动时通过使波纹管101的体积膨胀改变体积以从输送方向的上游侧汲取流体墨粉T并压缩波纹管101的体积以用压力将汲取的墨粉T输送至输送方向下游侧的输送墨粉τ的方法，优选的是往复元件105和波纹管101位于在多个位置并且往复元件105具有相位差。隔膜泵100包括多个往复元件105和波纹管101，并将从输送方向上游侧墨粉筐10的流动路径和其下游侧至墨粉容器20的流动路径彼此连接。隔膜泵100具有一个循环，其包括一个使波纹管101的体积膨胀的膨胀时间和一个压缩其体积的压缩时间，并且每个波纹管101的膨胀时间和压缩时间相同。一个循环时间被波纹管101的数量相除以确定相位差，并且每个波纹管101的每个往复元件105以相位差往复运动。因此，即使隔膜泵100包括具有相同膨胀和压缩时间的波纹管，如图11中的底部图显示，防止一个往复运动的循环期间墨粉T输送量的平均值和峰值之间的差异。现已经充分描述了本发明，在不背离本文所阐释的本发明精神和范围的情况下可对其作出改变和改进对本领域普通技术人员是显而易见的。
权利要求
1.流体输送器，其包括 至少一个体积变化部件； 至少一个往复元件，其配置为往复运动以使所述体积变化部件的体积膨胀以从输送方向的上游侧汲取流体并压缩其体积以用压力将所述汲取的流体输送至其下游侧；和 驱动控制器，其配置为控制所述往复元件的往复运动以使压缩所述体积变化部件的体积的时间比使其体积膨胀的时间长。
2.根据权利要求I所述的流体输送器，其中所述驱动控制器包括 旋转驱动源； 凸轮，其配置为通过从所述旋转驱动源驱动传动来旋转并根据圆周表面的位置改变从旋转轴至其圆周表面的距离； 凸轮从动件，其配置为接触所述凸轮的圆周表面，以被支撑，以便不在其旋转方向上运转，当所述凸轮旋转时改变在所述圆周表面上的接触位置，并且每当所述凸轮旋转一次时往复运动一次；和 往复运动传动元件，其配置为传动所述凸轮从动件的往复运动至所述往复元件， 其中所述凸轮包括 一个区域，在该区域中从所述旋转轴至所述圆周表面的距离与所述凸轮旋转角的增加成比例变大，并且形成传动运动以压缩所述体积变化部件的体积的压缩侧分配角；和 一个区域，在该区域中从所述旋转轴至所述圆周表面的距离与所述凸轮旋转角的增加成反比变小，并且形成传动运动以使所述体积变化部件体积膨胀的膨胀侧分配角，并且其中所述压缩侧分配角大于所述膨胀侧分配角。
3.根据权利要求2所述的流体输送器，其进一步包括压缩弹簧，其配置为将所述凸轮从动件压向所述凸轮的圆周表面以便所述凸轮从动件以所述膨胀侧分配角随动所述凸轮的圆周表面。
4.根据权利要求2所述的流体输送器，其中所述凸轮以20rpm至90rpm旋转。
5.根据权利要求I所述的流体输送器,包括多个体积变化部件和多个往复元件,其中在所述输送方向上游侧的流动路径和在所述输送方向下游侧的流动路径彼此连接。
6.根据权利要求5所述的流体输送器，其中压缩每个所述体积变化部件的体积的时间与使每个所述体积变化部件的体积膨胀的时间相同，并且其总时间是一个循环时间，和 其中所述一个循环时间除以所述体积变化部件的数量以确定时间的相位差，并各自对应于每个所述体积变化部件的所述往复元件的每一个以所述相位差往复运动。
7.根据权利要求6所述的流体输送器，其中使每个所述体积变化部件体积膨胀的时间比所述时间的相位差短并且比所述一个循环时间的1/12长。
8.一种粉末灌装装置，其包括 粉末筐，其配置为包括粉末； 粉末容器，其配置为包含所述粉末；和 粉末输送器，其配置为将所述粉末从所述粉末筐输送至所述粉末容器， 其中所述粉末输送器是根据权利要求I至7任一项所述的流体输送器。
9.根据权利要求8所述的粉末灌装装置，其中当压缩所述体积变化部件的体积时，停止所述流体输送器，而当使其体积膨胀时不停止所述流体输送器，以停止用所述粉末灌装所述粉末容器。
10.一种流体输送方法，其包括 用多个往复元件的每一个使多个体积变化部件的每一个的体积膨胀，以从输送方向的上游侧汲取流体；和 用多个往复元件的每一个压缩多个体积变化部件的每一个的体积，以用压力将汲取的流体输送至其下游侧， 其中在所述输送方向的上游侧的流动路径和在所述输送方向的下游侧的流动路径彼此连接，压缩每个所述体积变化部件的体积的时间与使其体积膨胀的时间相同，并且其总时间是一个循环时间，且所述往复元件的每一个以相位差往复运动。
全文摘要
本发明的题目是“流体输送器、流体灌装装置和流体输送方法”。一种流体输送器，其包括体积变化部件；往复元件，其配置为往复运动以使体积变化部件的体积膨胀以从输送方向的上游侧汲取流体并压缩其体积以用压力将汲取的流体输送至其下游侧；和驱动控制器，其配置为控制往复元件的往复运动以便压缩体积变化部件体积的时间比使其体积膨胀的时间长。
文档编号G03G15/08GK102778830SQ201210141350
公开日2012年11月14日 申请日期2012年5月8日 优先权日2011年5月9日
发明者内田裕介, 森井和好, 马屋原立志 申请人:株式会社理光