专利名称：往复泵的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种例如半导体制造装置上的适合于定量输送用于清洗处理IC或液晶等的表面的药液或超纯水等的往复泵。
背景技术：
以往，半导体制造装置上的适合于定量输送用于清洗处理IC或液晶等的表面的药液或超纯水等的双膜盒型的往复泵已被公众所周知(例如，参照日本专利公报特开平11-324926号。)。
该往复泵，如图14所示，具有设有被输送流体的吸入通道1和排出通道2的泵体3；一体地连接在该泵体3的轴向后侧的有底筒状的泵壳4，由用泵体3的后端周缘部和泵壳4的前端面夹紧固定的FRP制的环状压板5气密(液密)地固定有底筒状的膜盒6的前端开口周缘部6A，形成由泵体3和膜盒6所围成的密闭空间7。另外，在膜盒6的后端堵塞部6B的后侧，用多个螺栓8A、8A一体地连接有不锈钢制的固定板8，将向轴向后方延伸的活塞杆9的前端部夹在该固定板8和膜盒6的后端堵塞部6B之间，一体地将不锈钢制的活塞杆9连接在膜盒6上。
活塞杆9的后端部能自如地沿轴向进退移动、且气密地贯通泵壳4的后端堵塞部4A，伸出到连接于该后端堵塞部4A的后侧的气缸10内，在该伸出部上固定有能在气缸10内沿轴向进退移动的活塞11，由气缸10和活塞11构成往复移动部12，该往复移动部12通过使膜盒6的后端堵塞部6B前进到接近泵体3的前死点，缩小密闭空间7的容积，而且，使膜盒6的后端堵塞部6B后退到离开泵体3的后死点，通过扩大密闭空间7的容积的轴向进退移动，使膜盒6伸缩变形。另外，在活塞11的后端面上固定有穿过设置在气缸10的一部分上的轴向缺口10A、向半径方向外侧延伸的接近传感器感知板13，在该接近传感器感知板13的前后两侧配置有接近传感器14A、14B。
另一方面，在泵体3上，并列安装有与吸入通道1连通、仅允许向吸入方向流动的弹簧式的第1单向阀15和与排出通道2连通、仅允许向排出方向流动的弹簧式的第2单向阀16，第1单向阀15的出口和第2单向阀16的入口分别与密闭空间7连通。
由氟树脂制的软管构成的被输送流体吸入管18的出口通过管接头17连接在吸入通道1的入口上，由氟树脂制的软管构成的被输送流体排出管19的入口通过管接头17连接在排出通道2的出口上。而且，管接头17具备一端的外螺纹旋合在吸入通道1的入口和排出通道2的出口上的接头体17A和卡套(未图示)以及盖形螺母状的压环17C。另外，在被输送流体吸入管18上安装有阀V1，该被输送流体吸入管18的入口连接在贮存清洗液等被输送流体的贮液槽20上。
往复移动部12通过往复驱动装置21的作用往复移动。该往复驱动装置21具备由压缩机构成的压缩空气供给源22、电磁式3位5通换向阀23和控制器24，由中间安装有阀V2的压缩空气供给管25连接压缩空气供给源22和换向阀23的一次侧孔P，换向阀23的二次侧孔A通过供排气管26与设置在泵壳4上的供排气孔27连接，而且，二次侧孔B通过供排气管28与设置在气缸10上的供排气孔29连接。
接近检测信号从检测接近传感器感知板13的接近状态的接近传感器14A、14B输入到控制器24，依据该接近信号，从控制器24将切换信号输出到换向阀23，而且，通过手动操作设置在控制器24上的按钮(省略图示)，将换向阀23切换到中立位置23C，由此使往复驱动装置21停止动作，往复泵停止运转，或从中立位置23C切换到第1位置23A或第2位置23B，由此使往复驱动装置21动作，能使分隔膜式往复泵开始运转。图中30表示气缸盖，封闭气缸10的后端开口部。
另一方面，具有一体地连接在泵体3的轴向前侧的有底筒状的蓄压外壳34，由用泵体3的前端周缘部和蓄压外壳34的前端面夹紧固定的FRP制的环状压板35气密(液密)地固定有底筒状的蓄压膜盒36的后端开口周缘部36A，形成由泵体3和蓄压膜盒36所围成的密闭空间37。在该实施例，在蓄压膜盒36的前端堵塞部36B的前侧，一体地设有脉动抑制装置38。另外，排出通道2的入口与密闭空间37连通，密闭空间7通过第2单向阀16和贯通孔39与密闭空间37连通。
对于以上这样的结构的分隔膜式往复泵，泵体3、泵壳4、膜盒6、第1单向阀15、第2单向阀16和蓄压膜盒36等由耐腐蚀性和耐热性优异的PTFE和PFA等氟系合成树脂材料制成。
以下，对上述结构的分隔膜式往复泵的动作进行说明。如图14所示，在膜盒6的后端堵塞部6B处于接近泵体3的前死点DP1，密闭空间7的容积被缩小，且换向阀23保持在中立位置23C的泵停止状态下，若通过手动操作设置在控制器24上的按钮，将换向阀23切换到第2位置23B，则从压缩空气供给源22供给的压缩空气，按压缩空气供给管25→换向阀23的一次侧孔P→二次侧孔B→供排气管28→供排气孔29的路线流入到气缸10内，而且，封入到泵壳4内、通过固定板8使膜盒6的后端堵塞部6B具有向前死点DP1方向运动的趋势的压缩空气，按供排气孔27→供排气管26→二次侧孔A→一次侧排气孔R1的路线排放到大气中。因此，活塞11在气缸10内后退到终端位置，随着活塞11的后退，膜盒6的后端堵塞部6B后退到离开泵体3的后死点DP2，扩大密闭空间7的容积。
由于随着上述密闭空间7的容积的扩大，该密闭空间7的负压逐渐增加，所以，贮存在贮液槽20中的被输送流体，按被输送流体吸入管18→吸入通道1→第1单向阀15的路线吸入到密闭空间7。也就是说，从被输送流体吸入管18吸入到吸入通道1的被输送流体的吸入压力，克服第1单向阀15的弹簧15A的弹簧力，推开第1单向阀15(详细地说，是使第1单向阀15的阀芯15B后退)，吸入到密闭空间7内。
在活塞11后退到终端位置、且膜盒6的后端堵塞部6B后退到后死点DP2的吸入行程结束时，第1单向阀15的阀芯15B由于弹簧15A的弹簧力而开始关闭。同时，安装在活塞11上的接近传感器感知板13接近接近传感器14B，并被检测到，该接近检测信号被输入到控制器24。控制器24依据从接近传感器14B输入的接近检测信号，将切换信号输出到换向阀23，将换向阀23切换到第1位置23A。因此，从压缩空气供给源22供给的压缩空气，按压缩空气供给管25→换向阀23的一次侧孔P→二次侧孔A→供排气管26→供排气孔27的路线流入到泵壳4内，而且，气缸10内的压缩空气，按供排气孔29→供排气管28→二次侧孔B→一次侧排气孔R2的路线排放到大气中。因此，通过固定板8使膜盒6的后端堵塞部6B前进到前死点DP1，缩小密闭空间7的容积，而且，使活塞11在气缸10内前进到始端位置。
由于密闭空间7的容积缩小了，所以，该密闭空间7内的被输送流体克服第2单向阀16的弹簧16A的弹簧力，推开第2单向阀16(详细地说，是使第2单向阀16的阀芯16B后退)，在从贯通孔39排出到密闭空间37暂时贮存之后，经排出通道2排出到被输送流体排出管19。此时的蓄压膜盒36的伸缩变形被脉动抑制装置38限制在一定范围内，减小脉动幅度。
在活塞11前进到始端位置，且膜盒6的后端堵塞部6B前进到前死点DP2的排出行程结束时，第2单向阀16关闭。同时，安装在活塞11上的接近传感器感知板13接近接近传感器14A，并被检测到，该接近检测信号被输入到控制器24。控制器24依据从接近传感器14A输入的接近检测信号，将切换信号输出到换向阀23，将换向阀23切换到第2位置23B。以下，在通过手动操作设置在控制器24上的按钮，将换向阀23切换到中立位置23C之前，通过上述的反复动作，能间歇地连续定量地输送被输送流体。
但是，这种往复泵，在从吸入行程变换到排出行程的场合，吸入通道1内的被输送流体的惯性力，也就是在刚刚要变换到排出行程之前的吸入行程中，在吸入通道1内沿第1单向阀15的方向流动的被输送流体的惯性力作用在1个第1单向阀15的阀芯15B上。那么，在上述现有的往复泵，设有具有大致相当于吸入通道1的过流面积的受压面积的1个单向阀15。详细地说，由于结构为设置1个第1单向阀15，该第1单向阀15将面向吸入通道1一侧的阀芯15B的投影面积(受压面积)设定得较大，大致相当于吸入通道1的过流面积，所以，上述惯性力作为相当于较大的受压面积的、增大了的推压力，作用在阀芯15B上，该大的推压力抵消了弹簧16A的弹簧力，妨碍阀芯15B平稳地“关闭”，即，妨碍了第1单向阀15平稳地关阀，使其产生振荡等不正确的动作。
另一方面，即使如前所述，是使用受压面积大的1个第1单向阀15的结构，如果使用金属制的弹簧16A，提高其弹簧力的话使得即使由于被输送流体的惯性力使得很大的推压力作用在阀芯15B上，弹簧16A的弹簧力也能克服该推压力，平稳地使第1单向阀15关闭，能避免产生振荡等不正确的动作。但是，在为半导体制造装置上的适合于定量输送用于清洗处理IC或液晶等的表面的药液或超纯水等的往复泵的场合，由于限制使用金属制的弹簧16A，所以，有时不得不使用由不能要求有很高的弹性力的PTFE或PFA等氟树脂类的材料构成的弹簧16A。
发明内容
本发明是考虑这样的情况而提出的，其目的是提供一种即使第1单向阀具备不能要求有很高的弹性力的树脂制的弹簧，也能使其平稳地关阀，能可靠地避免振荡等不正确动作的往复泵。
本发明为了达到上述目的，像以下那样构成往复泵。
往复泵包含泵体3具备被输送流体的吸入通道1和排出通道2的泵体3；通过气密地固定在上述泵体3上形成密闭空间7的分隔膜6；通过使分隔膜6沿上述泵体3的轴向伸缩、从而扩大或缩小上述密闭空间7的容积的往复驱动装置21；设置在上述吸入通道1和上述密闭空间7之间，是在扩大上述密闭空间7的容积时，仅允许沿从上述吸入通道1向上述密闭空间7的吸入方向流动的上述被输送流体做吸入流动的第1单向阀15，具有比上述吸入通道1的过流面积小的受压面积，而且，是多个，且使上述吸入通道1与上述密闭空间7连通的第1单向阀15；设置在上述排出通道2和上述密闭空间7之间，在缩小上述密闭空间7的容积时，仅允许沿从上述密闭空间7向上述排出通道2的排出方向流动的上述被输送流体流动的第2单向阀16。
本发明具有以下作用和优点。
根据上述结构，由于使每个第1单向阀的受压面积较小，所以，与小的受压面积相当地减小了被输送流体的惯性力的推压力，作用在每1个第1单向阀上，能降低由于被输送流体的惯性力产生的各第1单向阀的推压力。
另外，本发明最好是并列配置上述多个第1单向阀。
再有，本发明也可以串联配置上述多个第1单向阀。
另外，本发明，最好是上述吸入通道具有具有规定的过流面积的上游部；从该上游部分开、且具有比该规定的过流面积小的过流面积的多个下游部，该多个下游部分别通过上述多个第1单向阀与上述密闭空间连通。
另外，本发明最好是上述多个第1单向阀分别沿上述吸入通道的轴向排列，配置在上述吸入通道的侧面。
另外，本发明最好是将上述多个第1单向阀组件化。
如以上所述，由于紧凑地集中多个第1单向阀，所以，能很容易地设置在受限制的空间内。
另外，在本发明分隔膜是膜盒。
图1是表示将本发明应用于双膜盒型的往复泵的一实施例的主要部位的主视图。
图2是沿图1的A-A线剖切的剖视图。
图3是表示将本发明应用于双膜盒型的往复泵的第2实施例的主要部位的主视图。
图4是沿图3的B-B线剖切的剖视图。
图5是表示将本发明应用于双膜盒型的往复泵的第3实施例的主要部位的主视图。
图6是沿图5的C-C线剖切的剖视图。
图7是表示能应用本发明的单膜盒型的往复泵的一个例子的纵剖视图。
图8是表示将本发明应用于图7的往复泵的一实施例的主要部位的主视图。
图9是沿图8的D-D线剖切的剖视图。
图10是表示将本发明应用于图7的往复泵的第2实施例的主要部位的主视图。
图11是沿图10的E-E线剖切的剖视图。
图12是表示将本发明应用于图7的往复泵的第3实施例的主要部位的主视图。
图13是沿图12的F-F线剖切的剖视图。
图14是表示能应用本发明的双膜盒型的往复泵的一个例子的纵剖视图。
具体实施例方式
实施例首先，依据附图对将本发明应用于双膜盒型的往复泵的实施例进行说明。由于适用本发明的双膜盒型的往复泵可以使用在图14说明了的现有的往复泵，所以，省略对该往复泵的结构和作用的重复说明，与现有例相同的部分标同一标号，仅对本发明的特征结构—第1单向阀进行说明。
图1是表示本发明的一实施例的主视图，图2是沿图1的A-A线剖切的剖视图。在这些图中，在泵体3上，设有被输送流体的吸入通道1和排出通道2以及贯通孔39。在泵体3的轴向后侧一体地连接有有底筒状的膜盒6，在泵体3的轴向前侧一体地连接有有底筒状的蓄压膜盒36。另外，在贯通孔39上，安装有仅允许向排出方向流动的弹簧式的第2单向阀16，其入口与密闭空间7连通。
另一方面，吸入通道1具备具有规定的过流面积的大直径的上游部1A和过流面积缩小至1/2左右的、从大直径的上游部1A分成两股成“Y”字形的小直径的下游部1B、1B，在这些小直径的下游部1B、1B的出口部并列配置安装有相当于该小直径的下游部1B、1B的缩小了的过流面积的、受压面积缩小至1/2左右的弹簧式的小型的2个第1单向阀15、15，这些第1单向阀15、15的出口分别与密闭空间7连通。
在上述结构中，在从往复泵的吸入行程变换到排出行程的场合，吸入通道1内的被输送流体的惯性力，从过流面积缩小至1/2左右的分成两股的“Y”字形的小直径的下游部1B、1B，作用在相当于该小直径的下游部1B、1B的缩小了的过流面积的、受压面积缩小至1/2左右的2个第1单向阀15、15上。详细地说，作用在面向小直径的下游部1B、1B的阀芯15B的投影面积(受压面积)相当于小直径的下游部1B、1B的缩小了的过流面积的、缩小了的阀芯15B上。
这样一来，由于缩小了每1个第1单向阀15的受压面积，相当于小的受压面积的、被输送流体的惯性力减小了的推压力作用在每1个第1单向阀15上，所以，降低了由被输送流体的惯性力所产生的各第1单向阀15、15的推压力，也就是推压阀芯15B的推压力。因此，即使各第1单向阀15、15的弹簧16A用不能要求有很高的弹性力的PTFE或PFA等氟树脂类的材料构成，弹簧16A的弹簧力也能克服由上述惯性力所产生的阀芯15B的推压力，平稳地将第1单向阀15、15关闭，能可靠地避免产生振荡等不正确的动作。而且，由于并列配置小型的第1单向阀15、15，能紧凑地集中这些第1单向阀15、15，能很容易地设置于设计上受限制的空间内。另外，由于2个第1单向阀15、15的总的受压面积设定成与吸入通道1的过流面积、也就是与大直径的上游部1A的过流面积相同，所以，能确保被输送流体的必要的流量。
如图3和图4所示，在吸入通道1的侧面，以沿吸入通道1的轴向排列的方式配置有多个出口部。在这些多个出口部上分别安装有具有相当于小直径的下游部1B、1B的缩小了的过流面积的小受压面积的树脂制的弹簧式且小型的第1单向阀15、15。这些第1单向阀15、15的出口分别与密闭空间7连通。这样一来，即使串联配置第1单向阀15、15，也能获得与在上述图1和图2说明过的第1实施例同样的作用和效果。另外，如图5和图6所示，即使在具有规定的过流面积的大直径的吸入通道1的出口组件化安装具有小的受压面积的弹簧式的小型的2个第1单向阀15、15，也能获得与在上述图1～图4说明过的第1和第2实施例同样的作用和效果。在图3～图6中，与图1和图2相同的部分标同一标号，省略其对结构和作用的重复说明。
上述各实施例，虽然对应用于图14所示的往复泵、也就是应用于具备形成有密闭空间7的有底筒状的膜盒6和形成有密闭空间37的蓄压膜盒36的双膜盒型的往复泵的结构进行了说明，但也可以应用于图7所示的以往众所周知的往复泵、也就是仅具备形成有密闭空间7的有底筒状的膜盒6的单膜盒型的往复泵。而且，在图7所示的单膜盒型的往复泵中，与图14所示的双膜盒型的往复泵相同的部分标同一标号，且省略对结构和作用的重复说明。
即，在图8和图9中，在泵体3上，设有被输送流体的吸入通道1和排出通道2。在泵体3的轴向后侧一体地连接有有底筒状的泵壳4，在泵体3的轴向前侧，一体地连接有有底筒状的蓄压膜盒36。另外，在排出通道2的入口安装有仅允许向排出方向流动的弹簧式的第2单向阀16，其入口与密闭空间7连通。
另一方面，吸入通道1具备具有规定的过流面积的大直径的上游部1A；过流面积缩小至1/2左右的、从大直径的上游部1A分成两股的“Y”字形的小直径的下游部1B、1B，在这些小直径的下游部1B、1B的出口部上，并列配置并安装有具有相当于该小直径的下游部1B、1B的缩小了的过流面积的小的受压面积的弹簧式小型的2个第1单向阀15、15，这些第1单向阀15、15的出口分别与密闭空间7连通。
因此，在从往复泵的吸入行程变换到排出行程的场合，吸入通道1内的被输送流体的惯性力，从过流面积缩小至1/2左右的分成两股的“Y”字形的小直径的下游部1B、1B，作用在相当于该小直径的下游部1B、1B的缩小了的过流面积的、缩小了受压面积的2个第1单向阀15、15上。详细地说，作用在面向小直径的下游部1B、1B的阀芯15B的投影面积(受压面积)相当于小直径的下游部1B、1B的缩小了的过流面积的、设定得较小的阀芯15B上。
因此，由于减小了由上述惯性力所产生的阀芯15B的推压力、也就是第1单向阀15、15的推压力，因此，即使第1单向阀15、15各自的弹簧16A用不能要求有很高的弹性力的PTFE或PFA等氟树脂类的材料构成，弹簧16A的弹簧力也能克服由上述惯性力所产生的阀芯15B的推压力，平稳地将第1单向阀15、15关闭，能可靠地避免产生振荡等不正确的动作。而且，由于并列配置小型的第1单向阀15、15，能紧凑地集中这些第1单向阀15、15，很容易地设置于设计上受限制的空间内。
如图10和图11所示，即使串联配置安装具有相当于小直径的下游部的1B、1B的缩小了的过流面积的、小的受压面积的弹簧式的小型的第1单向阀15、15，也能获得与在上述图8和图9中说明过的实施例同样的作用和效果。另外，如图12和图13所示，即使在具有规定的过流面积的大直径的吸入通道1的出口组件化安装具有小的受压面积的弹簧式的小型的2个第1单向阀15、15，也能获得与在上述图8～图11说明过的实施例同样的作用和效果。而且，在图10～图13中，与图8和图9相同的部分标同一标号，省略其对结构和作用的重复说明。
在上述各实施例，虽然对使用缩小了受压面积的2个第1单向阀15、15的结构进行说明，但，缩小了受压面积的第1单向阀15的使用数量也可以是3个或3个以上。但是，在使用缩小了受压面积的3个或3个以上的第1单向阀15的场合，必须设定成使3个或3个以上的第1单向阀15的总受压面积与吸入通道1的过流面积相同，或大一点。
另外，在上述各实施例，虽然设计成使第1单向阀15和第2单向阀16两者都从泵体3突出到密闭空间7一侧的状态，但也可以是不使这些第1单向阀15和第2单向阀16两者突出到密闭空间7一侧、而是埋入并配置在泵体3内的结构。另外，在为设置有底筒状的蓄压膜盒36的往复泵的场合，也可以是设计成使第1单向阀15和第2单向阀16两者都从泵体3突出到密闭空间37中的状态的结构。
权利要求
1.一种往复泵，其特征是包含具备被输送流体的吸入通道(1)和排出通道(2)的泵体(3)；通过气密地固定在上述泵体(3)上形成密闭空间(7)的分隔膜(6)；通过使分隔膜(6)沿上述泵体(3)的轴向伸缩、从而扩大或缩小上述密闭空间(7)的容积的往复驱动装置(21)；设置在上述吸入通道(1)和上述密闭空间(7)之间，在扩大上述密闭空间(7)的容积时，仅允许沿从上述吸入通道(1)向上述密闭空间(7)的吸入方向流动的上述被输送流体的吸入流动的第1单向阀(15)；设置在上述排出通道(2)和上述密闭空间(7)之间，在缩小上述密闭空间(7)的容积时，仅允许沿从上述密闭空间(7)向上述排出通道(2)的排出方向流动的上述被输送流体的流动的第2单向阀(16)，上述吸入通道(1)通过具有比上述吸入通道(1)的过流面积小的受压面积的多个上述第1单向阀(15)与上述密闭空间(7)连通。
2.根据权利要求1的往复泵，其特征是并列配置上述多个第1单向阀(15)。
3.根据权利要求1的往复泵，其特征是串联配置上述多个第1单向阀(15)。
4.根据权利要求1的往复泵，其特征是上述吸入通道(1)具有具有规定的过流面积的上游部(1A)；从该上游部(1A)分支、具有比该规定的过流面积小的过流面积的多个下游部(1B)，该多个下游部(1B)分别通过上述多个第1单向阀(15)与上述密闭空间(7)连通。
5.根据权利要求1的往复泵，其特征是上述多个第1单向阀(15)分别沿上述吸入通道(1)的轴向排列，配置在上述吸入通道(1)的侧面。
6.根据权利要求1的往复泵，其特征是将上述多个第1单向阀(15)组件化。
7.根据权利要求1的往复泵，其特征是上述分隔膜(6)是膜盒。
全文摘要
一种往复泵，在泵体(3)上设有被输送流体的吸入通道(1)和排出通道(2)，在其轴向后侧一体地连接有底筒状的膜盒(6)以形成密闭空间(7)。吸入通道(1)具备具有规定的过流面积的大直径的上游部(1A)和缩小过流面积分成两股成“Y”字形的小直径的下游部(1B)、(1B)，在这些小直径的下游部(1B)、(1B)的出口部上并列配置安装有相当于该小直径的下游部(1B)、(1B)的缩小了的过流面积的、缩小了受压面积的弹簧式的小型的2个第1单向阀(15)、(15)，这些第1单向阀(15)、(15)的出口分别与密闭空间(7)连通。
文档编号F04B43/00GK1542278SQ20041003664
公开日2004年11月3日 申请日期2004年4月29日 优先权日2003年5月2日
发明者川村仁 申请人:日本皮拉工业株式会社