泵系统的制作方法

专利名称：泵系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及利用诸如波纹管和隔膜的往复式挠性元件经泵室输送一种目标流体的泵系统。本实用新型特别涉及利用一种控制流体驱动用于致动流体的开关阀机构的泵系统。
背景技术：
波纹管泵在本领域中被认为是用于半导体加工等的液体喷射泵。它使用氟树脂波纹管抽吸和排出液体。波纹管泵包括包含阀单元的泵头；一对波纹管，所述波纹管位于泵头的两侧以在这些波纹管内形成泵室；以及罩在波纹管外部以形成一对气室的壳体。当空气被交替地供给到气室中以使波纹管膨胀和收缩时，目标流体(诸如一种流体)被吸入泵室并且从泵室排出，从而使目标流体可被输送。
空气从空气源被供给，在一个开关阀机构(诸如磁阀)处被切换并且作为致动流体被交替地供给到所述成对的气室。对于开关阀机构的切换控制，接近开关位于壳体的两端处以检测每一个波纹管的移动端。接近开关的使用需要设置在传感器部分中的金属和导线。通常，泵室内部是第一液体接触部分，气室是第二液体接触部分，第二液体接触部分是无液体部分。接近开关通常可位于第二液体接触部分中。但是，对于一种用于输送金属腐蚀目标流体的泵，需要尽可能地避免在第二液体接触部分中使用金属和金属导线。
在已知的所有的空气式波纹管泵中，开关阀机构在从致动流体中分流出来的流体(控制流体)的压力作用力被切换(USP 5,893,707和USP5,558,506)。
上述所有的空气式波纹管泵中包括这样一种泵，如在USP 5,893,707中所披露的，在泵壳中装有一个用于切换所述开关阀机构的切换机构。由于该切换机构的维护性能差以及不能与接近开关式切换机构兼容，因此存在一些问题。在如USP 5,55 8,506中所披露的波纹管泵中，一活塞作为用于切换所述开关阀机构的切换机构的一部分被固定在往复轴上。因此，该切换机构不能单独地被拆下和连接。由于该切换机构的维护性能差以及不能与接近开关式切换机构兼容，因此也存在一些问题。
接近开关的使用具有一些优点，这是因为(1)泵的往复行程量可被转换成排出流量；以及(2)由于可根据电信号检测一些故障而能够使泵暂停。因此，利用接近开关式切换机构代替所有空气类型的切换机构是非常重要的。

发明内容
本实用新型已经考虑了上述情况，因此本实用新型的一个目的在于提供一种在维修性能和兼容性方面表现极好的泵系统。
根据本实用新型，一种泵系统包括泵和开关阀机构。所述泵包括泵头，所述泵头具有用于一种被输送的目标流体的入口和出口，所述泵头包括用于将目标流体从所述入口输送到出口的阀单元；穿过所述泵头并且能够往复移动的轴；第一和第二挠性元件，所述第一和第二挠性元件与所述轴的两端相连，从而在所述轴的两侧形成用于引导目标流体通过阀单元的第一和第二泵室；第一和第二壳体，第一和第二壳体单独地覆盖第一和第二挠性元件以形成用于将一种致动流体引入在第一和第二挠性元件外部的空间中的第一和第二致动流体腔室；以及第一和第二切换机构，所述第一和第二切换机构从所述壳体的外部以可拆卸的方式与所述壳体相连并且在轴向上位于所述轴的两侧，所述第一和第二切换机构中形成有用于使所述致动流体部分分流的流动通道，并且所述第一和第二切换机构包括可移动元件，所述可移动元件以未固定在所述轴上的方式与所述轴一起进行往复移动，其中当所述轴达到一个往复移动极限时所述可移动元件打开所述流动通道以使所述致动流体部分分流作为控制流体。开关阀机构利用在切换机构处分流的控制流体交替地将由致动流体源供给的致动流体分配到成对的致动流体腔室。致动流体交替地被引入到成对的致动流体腔室中以便以相反的方式往复驱动所述轴，从而能够吸入和排出所述目标流体。
根据本实用新型，在使用从致动流体分流出来的控制流体切换开关阀机构的泵系统中，用于使致动流体分流的切换机构从外部以可拆卸的方式与所述壳体相连。另外，与所述轴一起往复移动的可移动元件没有固定在所述轴上。因此，易于使所述切换机构与壳体整体分离。这有利于提高维护性能。还能够通过整体取下切换机构以更换一种接近开关类型的切换机构。这有利于提高兼容性。
在本实用新型的一个实施例中，开关阀机构包括开关阀机构主体，所述开关阀机构主体中形成有用于分配所述致动流体的分配腔；以及开关阀，所述开关阀能够往复移动并且位于所述开关阀机构主体中的所述分配腔内。所述开关阀机构主体具有为了将所述致动流体从所述致动流体源引入到所述分配腔中而形成的导入孔；为了将被引入到所述分配腔中的致动流体排放到所述泵以及将从所述泵排出的致动流体引入到所述分配腔中而形成的第一和第二致动流体孔；为了将从所述泵排出的致动流体排出而形成的第一和第二排出孔；以及为了引入和排出由所述致动流体分流的一种控制流体而形成的第一和第二控制流体孔。当所述控制流体往复驱动所述开关阀时，所述开关阀能够在第一状态和第二状态之间进行切换，在所述第一状态下，所述导入孔与所述第一致动流体孔相通并且所述第二致动流体孔与所述第二排出孔相通，在所述第二状态下，所述导入孔与所述第二致动流体孔相通并且所述第一致动流体孔与所述第一排出孔相通。
在本实用新型的一个实施例中，所述泵系统还包括用于使在所述开关阀机构中的所述第一致动流体孔与所述第一致动腔室相连的第一主导管；用于使在所述开关阀机构中的所述第二致动流体孔与所述第二致动腔室相连的第二主导管；用于将所述致动流体中作为控制流体的部分引入到在所述第一切换机构中的流动通道的第一控制流体引入通道；用于将所述致动流体中作为控制流体的部分引入到在所述第二切换机构中的流动通道的第二控制流体引入通道；用于将从所述第一切换机构中的流动通道排出的所述控制流体引入到在所述开关阀机构中的所述第一控制流体孔中的第一控制流体导管；以及用于将从所述第二切换机构中的流动通道排出的所述控制流体引入到在所述开关阀机构中的所述第二控制流体孔中的第二控制流体导管。
在本实用新型的一个实施例中，所述切换机构包括从外部以可拆卸的方式固定在所述壳体上的缸体，所述缸体的一侧形成有用于所述控制流体的排出孔；以及用作所述可移动元件的杆，所述杆能够与所述轴一起在所述缸体内往复移动，所述杆的一端形成有用于所述致动流体或者所述控制流体的引入孔，在所述杆的一侧形成有与所述引入孔相通的用于所述控制流体的排出孔。当所述杆到达其一个往复移动极限时，在所述杆中的所述排出孔与在所述缸体中的所述排出孔相通。
在本实用新型的另一个实施例中，所述切换机构包括从外部以可拆卸的方式固定在所述壳体上的可移动元件壳体，所述可移动元件壳体的一侧形成有用于所述控制流体的排出孔；用作所述可移动元件的杆，所述杆能够在所述可移动元件壳体内往复移动，所述杆具有从所述可移动元件壳体伸出并与所述挠性元件接触的顶端，在与所述挠性元件接触的顶端中形成有用于所述控制流体的引入孔，以及在所述杆的一个确定位置处形成有与所述引入孔相通的用于所述控制流体的排出孔，以及用于朝向所述挠性元件驱动所述杆的弹性元件。当所述轴达到其一个往复移动极限附近时，所述杆的顶端与所述挠性元件分离并且在所述杆中的所述排出孔与在所述缸体中的所述排出孔相通。
在本实用新型的另一个实施例中，所述切换机构包括从外部以可拆卸的方式固定在所述壳体上的球阀壳体，所述球阀壳体的一端形成有用于控制流体的引入孔以及所述球阀壳体的一侧形成有用于所述控制流体的排出孔；用作所述可移动元件的杆，所述杆能够在所述球阀壳体内往复移动，所述杆具有从所述球阀壳体伸出的顶端，其中所述杆与所述挠性元件接触并且当挠性元件达到其一个往复移动极限附近时向后移动；以及装在球阀壳体中的球阀，其中当所述杆向后移动并且所述杆的后端推动杆时，所述球阀打开以使用于所述控制流体的引入孔与排出孔相通。
挠性元件可包括波纹管或者隔膜。最好，所述切换机构是由陶瓷或者树脂构成的。


从下面参照附图对本实用新型的详细描述中可以更充分地理解本实用新型，在附图中图1是表示本实用新型第一实施例所涉及的泵系统的结构的截面图；图2是沿图1中A-A′线所得到的截面图；图3是表示本实用新型第二实施例所涉及的泵系统的结构的截面图；
图4是表示本实用新型第三实施例所涉及的泵系统的结构的截面图；图5是表示本实用新型第四实施例所涉及的泵系统的结构的截面图；图6是表示本实用新型第五实施例所涉及的泵系统的结构的截面图；以及图7是表示本实用新型第六实施例所涉及的泵系统的结构的截面图。
具体实施方式
现将根据附图对本实用新型的优选实施例进行描述。
(第一实施例)图1是表示本实用新型第一实施例所涉及的泵系统的结构的截面图，而图2是沿图1中A-A′线所得到的截面图。
该泵系统使用缸体型切换结构并且包括泵1和用于将作为致动流体的空气引入到开关阀机构2中。
泵1包括一对圆筒形波纹管13a、13b，波纹管13a、13b由挠性元件构成以在泵头11的两侧形成泵室12a、12b。这些波纹管13a、13b具有通过轴15链接在一起的可移动端板14a、14b，所述轴15穿过泵头11。波纹管13a、13b被单独装在圆柱形壳体16a、16b中，壳体16a、16b位于泵头11的两侧以在壳体16a、16b的内壁和波纹管13a、13b的外壁之间形成气室17a、17b。壳体16a、16b具有安装在泵头11中凹进部分的固定端或开口边缘18a、18b，当固定环19a、19b被螺纹紧固于泵头11中时，壳体16a、16b的外表面固定在泵头11上。波纹管13a、13b具有安装在泵头11中凹进部分的固定端或开口边缘20a、20b。当波纹管13a、13b被压在壳体16a、16b的边缘18a、18b的内台阶下方时，其外表面以液体密封的方式固定在泵头11上。壳体16a、16b具有用于将空气引入到气室17a、17b以及将空气从气室17a、17b中排出的主气孔21a、21b。
如图2中所示的，泵头11包括在泵头主体一侧上的用于被输送目标流体的入口26和出口27，以及由四个球阀28a、28b、29a、29b构成的阀单元。当波纹管13a延伸时，从入口26中吸入目标流体并通过引入通道31、球阀28a和孔32a将其引入到泵室12a。当波纹管13a收缩时，从前引入到泵室12a中的目标流体通过孔32a、球阀29a和排出通道33被排出。当波纹管13b延伸时，从入口26中吸入目标流体并通过引入通道31、球阀28b和孔32b将其引入到泵室12b。当波纹管13b收缩时，从前引入到泵室12b中的目标流体通过孔32b、球阀29b和排出通道33被排出。
壳体16a、16b具有封闭端，切换机构40a、40b以可拆卸的方式与所述封闭端连接。切换机构40a、40b包括从外部以可拆卸的方式螺纹固定到壳体16a、16b的圆柱形壳体41a、41b；以同轴的方式装在这些圆柱形壳体41a、41b中的缸体42a、42b；以及能够在这些缸体42a、42b中沿轴向往复移动的杆43a、43b。圆柱形壳体41a、41b在端部和侧壁具有用于引入和排出控制气体(pilot air)或控制流体的控制气体孔44a、44b、45a、45b。缸体42a、42b在两端具有开口并且在侧壁中具有孔46a、46b，以便于与圆柱形壳体41a、41b中的控制气体孔45a、45b相通。杆43a、43b具有尖端，所述尖端穿过壳体16a、16b、面对气室17a、17b并与波纹管13a、13b的端板14a、14b接触，并且杆43a、43b可随着端板14a、14b的往复运动而往复移动。杆43a、43b具有在轴向上从底端延伸到尖端而形成的孔47a、47b。孔47a、47b具有与形成于侧壁中的孔48a、48b相通的顶部。当杆43a、43b在缸体42a、42b中后退到最大长度之前，孔48a、48b与孔46a、46b立刻在某一位置相通。圆柱形壳体41a、41b具有形成于其中并从控制气体孔45a、45b中分流的出气孔49a、49b。壳体16a、16b具有形成于以可滑动方式与杆43a、43b顶侧接触的部分处的边缘密封51a、51b。在缸体42a、42b的内壁与杆43a、43b尖端的外圆周之间形成有圆柱形空间。该圆柱形空间与形成于壳体16a、16b中的出气孔52a、52b相通。
开关阀机构2包括开关阀机构主体62，开关阀机构主体62包括形成于其中的空气分配腔61。开关阀机构2还包括以可在空气分配腔61中往复移动的方式位于开关阀机构主体62中的线圈(开关阀)63。在开关阀机构主体62中，形成有空气引入孔64以将空气引入到空气分配腔61中。形成有主气孔65a、65b，以便于将从前引入到空气分配腔61中的空气排出到泵1中以及将排出的空气从泵1中引入到空气分配腔61中。形成有主空气排出孔66a、66b，以便于将从泵1中排出的空气以及将引入到空气分配腔61中的空气排出。形成有控制气体孔67a、67b以引入和排出控制气体。线圈63具有沿轴向以某一间隔形成的三个大直径的部分，使用所述大直径的部分以交替地关闭排列于该部分周围的孔，以便于切换第一和第二状态的气流通道。第一状态是这样一种模式，即，通过控制气体孔67a引入控制气体。在该模式中，空气引入孔64与主气孔65a及主气孔65b相通，所述主气孔65b与主空气排出孔66b相通。第二状态是这样一种模式，即，通过控制气体孔67b引入控制气体。在该模式中，空气引入孔64与主气孔65b及主气孔65a相通，所述主气孔65a与主空气排出孔66a相通。
使用空气源71以供应空气，所述空气通过调节器72和空气引入管道73被引入到开关阀机构2中的空气引入孔64中。开关阀机构2中的主气孔65a通过主空气管道74a与壳体16a中的主气孔21a连接。开关阀机构2中的主气孔65b通过主空气管道74b与壳体16b中的主气孔21b连接。主空气管道74a、74b与控制气体压力引入管道75a、75b连接，而控制气体压力引入管道75a、75b与切换机构40a、40b中的控制气体孔44a、44b连接。在控制气体孔44a、44b与控制气体压力引入管道75a、75b之间的连接点处，布置有节流阀76a、76b以调节引入到切换机构40a、40b中的控制气体量。切换机构40a、40b中的控制气体孔45a、45b通过控制气体管道77a、77b与开关阀机构2中的控制气体孔67a、67b连接。在控制气体管道77a、77b中靠近控制气体孔45a、45b的侧部形成了储气池50a、50b。
接下来将描述依照该实施例所构成的泵系统的操作。
在图1中，开关阀机构2中的线圈63位于第一状态中图中的左侧。在该状态中，从空气源71供应的空气通过主空气管道74a被引入到位于图中左侧的泵1的气室17a中。其结果是，波纹管13a收缩以便于朝向图中右侧移动轴15。因此，波纹管13b延伸以便于通过主空气管道74b、主气孔65b以及主空气排出孔66b将气室17b中的空气排出到外部。从而，目标流体经由入口26被引入到泵室12b中，并且泵室12a中的目标流体经由出口27被排出到外部。同时，控制气体经由从主空气管道74a分流的控制气体压力引入管道75a被引入到切换机构40b中，以便于增加杆43b中孔47b内部的压力。
在吸入过程中波纹管13b到达末端位置之前，杆43b中的孔48b立刻与缸体42b中的孔46b相通。因此，压缩的控制气体经由控制气体管道77b被引入到开关阀机构2中，以便于朝向图中的右侧移动线圈63并将系统变换到第二状态。
在第二状态中，从空气源71供应的空气通过主空气管道74b被引入到位于图中右侧的泵1的气室17b中。因此，波纹管13b收缩以便于朝向图中左侧移动轴15。因此，波纹管13a延伸以便于通过主空气管道74a、主气孔65a以及主空气排出孔66a将气室17a中的空气排出到外部。从而，目标流体经由入口26被引入到泵室12a中，并且泵室12b中的目标流体经由出口27被排出到外部。同时，控制气体经由从主空气管道74b分流的控制气体压力引入管道75b被引入到切换机构40a中，以便于增加杆43a中孔47a内部的压力。在吸入过程中波纹管13a到达末端位置之前，杆43a中的孔48a立刻与缸体42a中的孔46a相通。因此，压缩的控制气体经由控制气体管道77a被引入到开关阀机构2中，以便于朝向图中的左侧移动线圈63并将系统返回到第一状态。
通过上述操作的循环以延伸和收缩波纹管13a、13b，可连续地输送液体。
环形空间存在于杆43a、43b的尖端和切换机构40a、40b中的缸体42a、42b之间。与边缘密封51a、51b的存在有关，依照杆43a、43b的往复移动，这些环形空间被增压/排空。这种增压/排空的发生防止杆43a、43b平滑地前后移动。在壳体16a、16b中这样形成出气孔52a、52b，即，允许杆43a、43b的尖端和缸体42a、42b之间空间与外部相通。这对于平滑地前后移动杆43a、43b是有效的。
如果控制气体过量了，通过缸体42a、42b和杆43a、43b之间的间隙的漏气有可能导致开关阀机构2中的故障。如果控制气体过量了，当杆43a、43b中孔47a、47b的压力升高时，漏气有可能导致开关阀机构2中的故障。在从杆43a、43b中的孔48a、48b与缸体42a、42b中的孔46a、46b之间的相通状态转变为杆43a、43b移动后的非相通状态的瞬变时间期间，造成漏气。在该实施例中，节流阀76a、76b位于切换机构40a、40b中的控制气体孔44a、44b处，以限制来自于控制气体压力引入管道75a、75b的压缩空气的量。这对于稳定操作是有效的。位于控制气体管道77a、77b中用以延迟控制气体引入的储气池50a、50b可防止上述故障。在该实施例中，为了防止由于控制气体管道77a、77b中的剩余气压造成的开关阀机构2中的故障，使用出气孔49a、49b以清除剩余压力。
依照该泵系统，所有的组件都可用非金属材料构成，诸如用树脂构成泵头11、壳体16a和16b、以及波纹管13a和13b，而用陶瓷构成轴15和切换机构40a、40b。这样，可提供一种在抗腐蚀方面极好并且甚至可用在用于输送腐蚀性化学液体的环境中的泵系统。因为杆43a、43b没有与波纹管13a、13b的端板14a和14b连接，所以可通过卸扣将切换机构40a、40b整个移除。因此，可提供一种在维护性能方面极好并且易于更换和修理切换机构40a、40b的泵系统。
(第二实施例)图3是表示本实用新型第二实施例所涉及的泵系统的结构的截面图。对于图3中与图1中几乎相同的零件给出了相同的附图标记，以省略在相同零件上重复的详细描述。
本实施例所涉及的该泵系统包括泵3和开关阀机构2。以可拆卸方式连接于泵3的切换机构80a、80b不同于第一实施例中的切换机构40a、40b。在用以将控制气体供应到开关阀机构2的吸入过程完成之前，第一实施例所涉及的泵系统立刻运转，以接通具有被波纹管13a、13b压制的杆43a、43b的切换机构40a、40b中的一个。相反，在用以将控制气体供应到开关阀机构2的吸入过程完成之前，第二实施例所涉及的泵系统立刻运转，以接通具有从后面压制波纹管13a、13b的杆的切换机构80a、80b中的一个。
切换机构80a、80b以可拆卸方式连接于壳体16a、16b的封闭端。切换机构80a、80b包括从外部以可拆卸的方式螺纹固定到壳体16a、16b的圆柱形壳体81a、81b；以同轴的方式装在这些圆柱形壳体81a、81b中的缸体82a、82b；以及能够在这些缸体82a、82b中沿轴向往复移动的杆83a、83b。圆柱形壳体81a、81b在端部具有用于引入和排出主气或致动流体的主气孔84a、84b，并在侧壁具有用于引入和排出控制气体或控制流体的控制气体孔85a、85b。缸体82a、82b在两端具有开口并且在侧壁中具有孔86a、86b，以便于与圆柱形壳体81a、81b中的控制气体孔85a、85b相通。杆83a、83b具有尖端，所述尖端穿过壳体16a、16b、面对气室17a、17b并与波纹管13a、13b的端板14a、14b接触，并且杆83a、83b可随着端板14a、14b的往复运动而往复移动。杆83a、83b具有在轴向上从底端延伸到尖端而形成的孔87a、87b。孔87a、87b具有与形成于中部及顶部处侧壁中的孔88a、88b和89a、89b相通的中部和顶部。当杆83a、83b在缸体82a、82b中前进到最大长度之前，孔88a、88b与孔86a、86b立刻在某一位置相通。孔89a、89b位于气室17a、17b内部。壳体16a、16b具有形成于以可滑动方式与杆83a、83b顶侧接触的部分处的边缘密封51a、51b。在缸体82a、82b的内壁与杆83a、83b尖端的外圆周之间形成有圆柱形空间。该圆柱形空间与形成于壳体16a、16b中的出气孔52a、52b相通。圆柱形壳体81a、81b具有形成于其中并从控制气体孔85a、85b中分流的出气孔90a、90b。
本实施例没有装配第一实施例中所使用的控制气体压力引入管道75a、75b。取而代之的，主空气管道74a、74b与切换机构80a、80b中的主气孔84a、84b连接。
本实施例以与先前实施例相反的空间关系中在开关阀机构2中布置主气孔65a、65b和空气排出孔66a、66b。
接下来将描述依照该实施例所构成的泵系统的操作。
在图3中，开关阀机构2中的线圈63位于第一状态中图中的右侧。在该状态中，从空气源71供应的空气通过主空气管道74a和形成于切换机构80a中的杆83a中的孔87a、89a被引入到位于图中左侧的泵3的气室17a中。同时，主空气的压力向前驱动杆83a。主空气的压力收缩波纹管13a以便于朝向图中右侧移动轴15。因此，波纹管13b延伸以便于通过切换机构80a中的杆83b中的孔89b和87b、主空气管道74b、主气孔65b以及主空气排出孔66b将气室17b中的空气排出到外部。从而，目标流体经由入口26被引入到泵室12b中，并且泵室12a中的目标流体经由出口27被排出到外部。
在排出过程中波纹管13a到达末端位置之前，杆83a中的孔88a立刻与缸体82a中的孔86a相通。因此，从主空气中分流的控制气体经由控制气体管道77a被引入到开关阀机构2中，以便于朝向图中的左侧移动线圈63并将系统变换到第二状态。
在第二状态中，从空气源71供应的空气通过主空气管道74b和形成于切换机构80b中的杆83b中的孔87b、89b被引入到位于图中右侧的泵1的气室17b中。同时，主空气的压力向前驱动杆83b。主空气的压力收缩波纹管13a以便于朝向图中左侧移动轴15。因此，波纹管13a延伸以便于通过切换机构80a中的杆83a中的孔89a和87a、主空气管道74a、主气孔65a以及主空气排出孔66a将气室17a中的空气排出到外部。从而，目标流体经由入口26被引入到泵室12b中，并且泵室12a中的目标流体经由出口27被排出到外部。在排出过程中波纹管13b到达末端位置之前，杆83b中的孔88b立刻与缸体82a中的孔86a相通。因此，压缩的控制气体经由控制气体管道77b被引入到开关阀机构2中，以便于朝向图中的右侧移动线圈63并将系统返回到第一状态。
通过上述操作的循环以延伸和收缩波纹管13a、13b，可连续地输送液体。
在该实施例中，为了防止由于控制气体管道77a、77b中的剩余气压造成的开关阀机构2中的故障，使用出气孔90a、90b以清除剩余压力。
(第三实施例)图4是表示本实用新型第三实施例所涉及的泵系统的结构的截面图。对于图4中与图1中几乎相同的零件给出了相同的附图标记，以省略在相同零件上重复的详细描述。
本实施例所涉及的该泵系统包括泵4和开关阀机构2。以可拆卸方式连接于泵4的切换机构100a、100b不同于第一和第二实施例中的切换机构40a、40b、80a、80b。在第一和第二实施例所涉及的泵系统中，切换机构40a、40b、80a、80b是缸体型的。相反，在第三实施例中，切换机构是使用弹簧类型的。
切换机构100a、100b以可拆卸方式连接于壳体16a、16b的封闭端。切换机构100a、100b包括从外部以可拆卸的方式螺纹固定到壳体16a、16b的圆柱形壳体101a、101b。弹簧固定螺丝102a、102b固定在这些圆柱形壳体101a、101b的底端上。环103a、103b以沿轴向可移动的方式装在圆柱形壳体101a、101b中。弹簧104a、104b位于弹簧固定螺丝102a、102b与环103a、103b之间，以便于始终朝向波纹管13a、13b驱动环103a、103b。杆105a、105b固定于环103a、103b中以便于与环103a、103b一起前后移动。杆105a、105b具有面对气室17a、17b的尖端和沿轴向延伸以便于与尖端相通的孔106a、106b。孔106a、106b具有与形成于环103a、103b侧壁中的孔107a、107b相通的底端。在圆柱形壳体101a、101b的侧壁中形成有用于引入和排出控制气体和控制流体的控制气体孔108a、108b。当杆105a、105b突出到最大限度时，控制气体孔108a、108b与环103a、103b中的孔107a、107b相通。圆柱形壳体101a、101b具有形成于其中并从控制气体孔108a、108b中分流的出气孔109a、109b。可用不锈钢制成弹簧104a、104b，并用PFA或PTFE管覆盖所述弹簧104a、104b，或在弹簧104a、104b上涂覆氟涂层以可提高其抗腐蚀性。
本实施例没有装配第一实施例中所使用的控制气体压力引入管道75a、75b。本实施例以与先前实施例相反的空间关系中在开关阀机构2中布置控制气体孔67a、67b。
接下来将描述依照该实施例所构成的泵系统的操作。
在图4中，开关阀机构2中的线圈63位于第一状态中图中的左侧。在该状态中，从空气源71供应的空气通过主空气管道74a被引入到位于图中左侧的泵1的气室17a中。因此，波纹管13a收缩以便于朝向图中右侧移动轴15。因此，波纹管13b延伸以便于通过主空气管道74b、主气孔65b以及主空气排出孔66b将气室17b中的空气排出到外部。从而，目标流体经由入口26被引入到泵室12b中，并且泵室12a中的目标流体经由出口27被排出到外部。
在排出过程中波纹管13a到达末端位置之前，杆105a的尖端与波纹管13a的端板14a分离。因此，杆105a的尖端处的孔106a打开了。接着，气室17a中的压缩空气通过孔106a和107a、控制气体孔108a和从控制气体管道77a被引入到开关阀机构2中，以便于朝向图中的左侧移动线圈63并将系统变换到第二状态。
在第二状态中，从空气源71供应的空气通过主空气管道74b被引入到位于图中右侧的泵1的气室17b中。因此，波纹管13b收缩以便于朝向图中左侧移动轴15。因此，波纹管13a延伸以便于通过主空气管道74a、主气孔65a以及主空气排出孔66a将气室17a中的空气排出到外部。从而，目标流体经由入口26被引入到泵室12a中，并且泵室12b中的目标流体经由出口27被排出到外部。
在排出过程中波纹管13b到达末端位置之前，杆105b的尖端与波纹管13b的端板14b分离。因此，杆105b的尖端处的孔106b打开了。接着，气室17b中的压缩空气通过孔106b和107b、控制气体孔108b和控制气体管道77b被引入到开关阀机构2中，以便于朝向图中的左侧移动线圈63并将系统转换到第一状态。
通过上述操作的循环以延伸和收缩波纹管13a、13b，可连续地输送液体。
在该实施例中，依照环103a、103b的往复移动，圆柱形壳体101a、101b被增压/排空。因此在壳体16a、16b中形成有出气孔52a、52b，并在弹簧固定螺丝102a、102b中还形成有出气孔110a、110b，以防止这种增压/排空的发生。
(第四实施例)图5是表示本实用新型第四实施例所涉及的泵系统的结构的截面图。对于图5中与图1中几乎相同的零件给出了相同的附图标记，以省略在相同零件上重复的详细描述。
本实施例所涉及的该泵系统包括泵5和开关阀机构2。本实施例在切换机构120a、120b中使用波纹管，而先前的实施例在切换机构100a、100b中使用弹簧104a、104b。
切换机构120a、120b以可拆卸方式连接于壳体16a、16b的封闭端。切换机构120a、120b包括从外部以可拆卸的方式螺纹固定到壳体16a、16b的圆柱形壳体121a、121b。波纹管固定螺丝122a、122b固定在这些圆柱形壳体121a、121b的底端上。环123a、123b以沿轴向可移动的方式装在圆柱形壳体121a、121b中。波纹管124a、124b位于固定螺丝122a、122b与环123a、123b之间，以便于始终朝向波纹管13a、13b驱动环123a、123b。杆125a、125b固定于环123a、123b中以便于与环123a、123b一起前后移动。杆125a、125b具有面对气室17a、17b的尖端和沿轴向延伸以便于与尖端相通的孔126a、126b。孔126a、126b具有与形成于环123a、123b侧壁中的孔127a、127b相通的底端。在圆柱形壳体121a、121b的侧壁中形成有用于引入和排出控制气体和控制流体的控制气体孔128a、128b。当杆125a、125b突出到最大限度时，控制气体孔128a、128b与环123a、123b中的孔127a、127b相通。圆柱形壳体121a、121b具有形成于其中并从控制气体孔128a、128b中分流的出气孔129a、129b。
其详细的操作几乎与第三实施例的相同，因此省略对其内容的描述。要求始终用在适当气压下压缩的空气充满波纹管124a、124b。因此在固定螺丝122a、122b中形成孔130a、130b。此外，从空气源71中供应的空气在波纹管-增压调节器78处被加压，以便于通过波纹管-增压管道79a、79b和孔130a、130b向波纹管124a、124b供应加压空气。
(第五实施例)图6是表示本实用新型第五实施例所涉及的泵系统的结构的截面图。对于图6中与图1中几乎相同的零件给出了相同的附图标记，以省略在相同零件上重复的详细描述。
本实施例所涉及的该泵系统包括泵6和开关阀机构2。以可拆卸方式连接于泵6的切换机构140a、140b为球阀类型的。
切换机构140a、140b从外部以可拆卸方式连接于壳体16a、16b，并且切换机构140a、140b包括圆柱形壳体141a、141b。球阀固定螺丝142a、142b固定在这些圆柱形壳体141a、141b的底端上。球阀143a、143b装在圆柱形壳体141a、141b中并由固定螺丝142a、142b固定。杆144a、144b装在圆柱形壳体141a、141b的前部并前后移动。杆144a、144b具有面对气室17a、17b的尖端和用以打开/关闭球阀143a、143b的底端。在固定螺丝142a、142b中形成有用于与球阀143a、143b的空气引入侧部相通的控制气体引入孔145a、145b。形成于圆柱形壳体141a、141b侧壁中的是与球阀143a、143b的空气排出侧部相通的控制气体孔146a、146b和从控制气体孔146a、146b分流的出气孔147a、147b。
在泵6中的壳体16a、16b的侧壁中形成有控制气体排出孔151a、151b。这些控制气体排出孔151a、151b通过控制气体引入管道152a、152b与控制气体引入孔145a、145b相通。
接下来将描述依照该实施例所构成的泵系统的操作。
在图6中，开关阀机构2中的线圈63位于第一状态中图中的左侧。在该状态中，从空气源71供应的空气通过主空气管道74a被引入到位于图中左侧的泵1的气室17a中。因此，波纹管13a收缩以便于朝向图中右侧移动轴15。其结果是，波纹管13b延伸以便于通过主空气管道74b、主气孔65b以及主空气排出孔66b将气室17b中的空气排出到外部。从而，目标流体经由入口26被引入到泵室12b中，并且泵室12a中的目标流体经由出口27被排出到外部。同时，气室17a中的加压空气作为控制气体通过控制气体排出孔151a、控制气体引入管道152a和控制气体引入孔145b被引入到切换机构140b中以关闭球阀143b。
在吸入过程中波纹管13b到达末端位置之前，杆144b的底端向上推球阀143b中的球，以打开球阀143b。因此，引入到切换机构140b中的压缩控制气体经由控制气体孔146a和控制气体管道77b被引入到开关阀机构2中，以便于朝向图中的右侧移动线圈63并将系统变换到第二状态。
同样地，在第二状态中，通过切换机构140a压缩的控制气体经由控制气体管道77a被引入到开关阀机构2中，以便于朝向图中的左侧移动线圈63并将系统转换到第一状态。
通过上述操作的循环以延伸和收缩波纹管13a、13b，可连续地输送液体。
在该实施例中，为了防止由于控制气体管道77a、77b中的剩余气压造成的开关阀机构2中的故障，使用出气孔147a、147b以清除剩余压力。
在该实施例中，如果在控制气体从控制气体引入管道152a、152b引入到切换机构140a、140b中以后关闭球阀143a、143b需要太长时间的话，控制气体的泄漏可导致故障。因此，控制气体引入管道152a、152b不是直接与主空气管道74a、74b连接，而是通过气室17a、17b一次连接。这对于为了在控制气体朝向切换机构140a、140b中造成主要延迟以防止控制气体泄漏是有效的。通过位于控制气体管道77a、77b中用于延迟控制气体引入的储气池50a、50b可避免上述故障。
(第六实施例)图7是表示本实用新型第六实施例所涉及的泵系统的结构的截面图。对于图7中与图1中几乎相同的零件给出了相同的附图标记，以省略在相同零件上重复的详细描述。
本实施例使用隔膜方式的泵7，取代图1中所示实施例的波纹管方式的泵1。
泵7使用隔膜161a、161b取代图1中泵1的波纹管13a、13b作为挠性元件。除了这一点，其他结构与泵1相同，因此省略对其详细描述。
如从上述中明显看出的，依照本实用新型，在使用从致动流体中分流的控制流体以切换开关阀机构的类型的泵系统中，用于分流致动流体的切换机构以可拆卸的方式从外部连接于壳体。另外，与轴一起往复移动的可动元件没有固定于轴。因此，可容易地从壳体上整体移除切换机构。这对于提高维护性能是有效的。还可整体移除切换机构以更换为相近开关类型的切换机构。这对于提高兼容性是有效的。
已描述了符合本实用新型的实施例，本领域的普通技术人员应该明白与本实用新型相关的其他实施例和变化。因此，不应把本实用新型看作局限于所披露的实施例范围内，而应看作只受限于所附权利要求的精神和保护范围。
权利要求1.一种泵系统包括泵，所述泵包括泵头，所述泵头具有用于被输送的目标流体的入口和出口，所述泵头包括用于将所述目标流体从所述入口输送到所述出口的阀单元；穿过所述泵头并且能够往复移动的轴；第一和第二挠性元件，所述第一和第二挠性元件与所述轴的两端相连，从而在所述轴的两侧形成用于引导所述目标流体通过所述阀单元的第一和第二泵室；第一和第二壳体，第一和第二壳体单独地覆盖第一和第二挠性元件，从而形成第一和第二致动流体腔室，该第一和第二致动流体腔室用于将致动流体引入在第一和第二挠性元件外部的空间中；以及第一和第二切换机构，所述第一和第二切换机构在轴向上位于所述轴的两侧，所述第一和第二切换机构中形成有用于使所述致动流体部分分流的流动通道，并且所述第一和第二切换机构包括可移动元件，所述可移动元件与所述轴一起进行往复移动，其中当所述轴达到一个往复移动极限时，所述可移动元件打开所述流动通道以使所述致动流体部分分流作为一种控制流体；开关阀机构，其利用在切换机构处分流的控制流体交替地将由致动流体源供给的致动流体分配到所述成对的致动流体腔室；其中，所述致动流体交替地被引入到成对的致动流体腔室中，以便于以相反的方式往复驱动所述轴，从而能够吸入和排出所述目标流体，其特征在于，所述第一和第二切换机构从所述壳体的外部以可拆卸的方式与所述壳体相连，所述可移动元件以未固定在所述轴上的方式与所述轴一起进行往复移动。
2.如权利要求1所述的泵系统，其特征在于，所述开关阀机构包括开关阀机构主体，所述开关阀机构主体中形成有用于分配所述致动流体的分配腔；以及开关阀，所述开关阀能够往复移动并且位于所述开关阀机构主体中的所述分配腔内，所述开关阀机构主体具有为了将所述致动流体从所述致动流体源引入到所述分配腔中而形成的导入孔；为了将被引入到所述分配腔中的致动流体排放到所述泵以及将从所述泵排出的致动流体引入到所述分配腔中而形成的第一和第二致动流体孔；为了将从所述泵排出的致动流体排出而形成的第一和第二排出孔；以及为了引入和排出由所述致动流体分流的一种控制流体而形成的第一和第二控制流体孔，当所述控制流体往复驱动所述开关阀时，所述开关阀能够在第一状态和第二状态之间进行切换，在所述第一状态下，所述导入孔与所述第一致动流体孔相通并且所述第二致动流体孔与所述第二排出孔相通，在所述第二状态下，所述导入孔与所述第二致动流体孔相通并且所述第一致动流体孔与所述第一排出孔相通。
3.如权利要求2所述的泵系统，其特征在于，所述泵系统还包括用于使在所述开关阀机构中的所述第一致动流体孔与所述第一致动腔室相连的第一主导管；用于使在所述开关阀机构中的所述第二致动流体孔与所述第二致动腔室相连的第二主导管；用于将所述致动流体中作为控制流体的部分引入到在所述第一切换机构中的流动通道的第一控制流体引入通道；用于将所述致动流体中作为控制流体的部分引入到在所述第二切换机构中的流动通道的第二控制流体引入通道；用于将从所述第一切换机构中的流动通道排出的所述控制流体引入到在所述开关阀机构中的所述第一控制流体孔中的第一控制流体导管；以及用于将从所述第二切换机构中的流动通道排出的所述控制流体引入到在所述开关阀机构中的所述第二控制流体孔中的第二控制流体导管。
4.如权利要求1所述的泵系统，其特征在于，所述切换机构包括从外部以可拆卸的方式固定在所述壳体上的缸体，所述缸体的一侧形成有用于所述控制流体的排出孔；以及用作所述可移动元件的杆，所述杆能够与所述轴一起在所述缸体内往复移动，所述杆的一端形成有用于所述致动流体或者所述控制流体的引入孔，在所述杆的一侧形成有与所述引入孔相通的用于所述控制流体的排出孔，当所述杆到达其一个往复移动极限时，在所述杆中的所述排出孔与在所述缸体中的所述排出孔相通。
5.如权利要求1所述的泵系统，其特征在于，所述切换机构包括从外部以可拆卸的方式固定在所述壳体上的可移动元件壳体，所述可移动元件壳体的一侧形成有用于所述控制流体的排出孔；用作所述可移动元件的杆，所述杆能够在所述可移动元件壳体内往复移动，所述杆具有从所述可移动元件壳体伸出并与所述挠性元件接触的顶端，在与所述挠性元件接触的顶端中形成有用于所述控制流体的引入孔，以及在所述杆的一确定位置处形成有与所述引入孔相通的用于所述控制流体的排出孔，以及用于朝向所述挠性元件驱动所述杆的弹性元件，当所述轴达到其一个往复移动极限附近时，所述杆的顶端与所述挠性元件分离并且在所述杆中的排出孔与在所述缸体中的排出孔相通。
6.如权利要求1所述的泵系统，其特征在于，所述切换机构包括从外部以可拆卸的方式固定在所述壳体上的球阀壳体，所述球阀壳体的一端形成有用于控制流体的引入孔以及所述球阀壳体的一侧形成有用于所述控制流体的排出孔；用作所述可移动元件的杆，所述杆能够在所述球阀壳体内往复移动，所述杆具有从所述球阀壳体伸出的顶端，其中所述杆与所述挠性元件接触并且当挠性元件达到其一个往复移动极限附近时向后移动；以及装在球阀壳体中的球阀，其中当所述杆向后移动并且所述杆的后端推动杆时，所述球阀打开以使用于所述控制流体的引入孔与排出孔相通。
7.如权利要求1所述的泵系统，其特征在于，挠性元件可包括波纹管或者隔膜。
8.如权利要求1至7中任何一项所述的泵系统，其特征在于，所述切换机构是由陶瓷或者树脂构成的。
专利摘要本实用新型涉及一种在维护性能方面和兼容性方面极好的泵系统。该泵系统包括泵(1)，用于通过交替地向气室(17a、17b)供应空气以延伸和收缩一对连接于轴(15)的波纹管(13a、13b)而输送液体。该泵系统还包括开关阀机构(2)，用于切换供应到泵(1)的空气。使用切换机构(40a、40b)，以便于切换用于控制开关阀机构(2)的开关操作的控制气体。切换机构以可拆卸的方式从外部连接于泵(1)的壳体(16a、16b)。
文档编号F04B9/135GK2608720SQ0320031
公开日2004年3月31日 申请日期2003年1月3日 优先权日2002年4月19日
发明者渡边刚, 森下雅夫, 泽田勉, 鬼塚敏树 申请人:株式会社易威奇