专利名称:柱塞泵的制作方法
本发明是关于一种柱塞泵，其中泵里位于泵缸和柱塞间的滑动密封件出现的污物均被阻止混入泵缸内流动的液体。
在先有技术中，一般柱塞泵的情况大致是这样的。(参见图8)图8中泵缸1里的往复运动柱塞2，经吸管4吸入液体，经排管5排出液体。
2a为连杆。3为曲轴，它把自己的旋转运动变为柱塞2的往复运动。
1a为吸入腔，腔中容纳一定量的吸进液体，直到液体自排管排出为止。
1b为位于泵缸1内壁和柱塞柱2外壁的滑动密封件。
柱塞2下降时，液体经吸管4进入吸入腔1;柱塞2上升时，液体自吸入腔1a排到排管5。
这种一般柱塞泵的明显缺点是，由于泵缸1内壁和柱塞2外壁间的滑动密封件1b与吸入腔直接连通，柱塞2外壁和泵缸1内壁滑动产生的污物会混入高纯度液体中。
特别是制药、化工产品、半导体等纯化加工中用的液体，必须保持很高的纯度。但在一般柱塞泵内部流动的液体则被污物，即被磨损物质所污染。
例如在半导体产品纯化过程中，半导体产品产量与如何保持纯化液体，如超纯水的高纯度级，有很大关系。因此对由泵缸1排出的液体进行过滤是一种解决问题的办法。不过有一个问题是液体经过过滤装置后，它的压力降低了，因而它的供给效率也减少了。另一个问题是液体以高压流动，过滤装置中的过滤媒介会早期损坏。
本发明的总目的就是提供一种柱塞泵，使泵缸和柱塞间滑动密封件出现的污物避免混入泵缸内流动的液体中。
更确切地说，柱塞泵由一个泵缸、一个在泵缸中往复运动的柱塞、一个在柱塞顶端的吸入腔、与吸入腔连通的一根吸管和一根排管、以及泵缸开口端附近泵缸内壁处的滑动密封件组成。吸入腔和滑动密封件被它们之间存在的阻断液流阻隔开，因而滑动密封件产生的任何污物均被防止进入吸入腔，并随阻断液流一起排出柱塞泵外。
从以下对本发明最佳具体实施例的说明及其附图中，将会清楚看到本发明的其他目的、特点和优点，当然在不违背本发明设计原理和范围情况下，还可以实行种种变革和修改。
图1A为按本发明第一种具体装置画出的柱塞泵剖面图。
图1B为图1A柱塞泵柱塞已下降的剖面图。
图2为图1A柱塞泵上下倒置的剖面图。
图3为按本发明第二种具体装置画出的柱塞泵剖面图。
图4为按本发明第三种具体装置画出的柱塞泵剖面图。
图5为按本发明第四种具体装置画出的柱塞泵剖面图。
图6为按本发明第五种具体装置画出的柱塞泵剖面图。
图7为按本发明第六种具体装置画出的高压柱塞泵剖面图。
图8为一般柱塞泵剖面图。
下面参照附图对本发明的最佳实施例进行详细说明。
现参看图1A和图2叙述本发明第一种具体装置。
因为与图8一般柱塞泵所相同的结构具有同样的编号，所以叙述从略。
图1A中有一主柱塞泵A，泵缸1在其开口端有一固定在泵缸1内壁上的滑动密封件1b。1c为紧接在滑动密封件1b上形成的非滑动环形微小间隙。更确切地说，微小间隙1c是在泵缸1内壁和柱塞2外壁间形成的，其宽度最好为0.1毫米到1.0毫米。
标号6为微小间隙1c下端的集流环槽。
标号7为直接与集流环槽6连通的排管。排管7与一小副泵8相连。
7a和7b为单向阀，7c为自支管7分出的排管。
8b为与曲轴8a连接的连杆。曲轴8a与主泵A的曲轴3相联成一整体。
泵缸1和柱塞2之间的间隙1c的容积和副泵的容积，最好为主泵A容积的百分之一到千分之一。
现叙述这种具体装置的功能。
如图1B所示，当柱塞2由曲轴3带动下降时，液体经吸管4吸入吸入腔1a。
副泵8与主泵A同步往下降，被吸液体分别经微小间隙1c和集流环槽6送到排管7和副泵8内腔。
随后当柱塞2上升时，吸入腔1a中的液体自排管5排出，吸入副泵8中的液体自支排管7c排出。这样的过程一直重复不断地进行下去。
另外，污物，即滑动密封件1b产生的磨损物质，与微小间隙1c下部存在的液体混合，但这种已被污染的液体，借副泵8的作用全部自支管7排出。因此主泵A吸入腔1a中的液体永不会被这种污物污染，并保持高的纯度自排管5排出。
支排管7c排出的液体经过滤器(未画出)过滤后返回到吸管4。
图2为图1A柱塞泵上下倒置图。图2的柱塞泵用以供给悬浮液或含有硬粉末的液体。
柱塞泵上下倒置的原因，是防止微粒在其自重下进入微小间隙1c。
主泵A和副泵8的工作原理和图1A一样，但单向阀7a和7b的工作则不同。即副泵8从外部供液(一般为水)，不是排液。
现参照图3叙述本发明第二种具体装置。
这种装置中，集流环槽经支管7和第二支管71分别与两副泵8和81通连。
81为与第二曲轴81a连接的第二副泵，曲轴81a与主泵A的曲轴3连成一整体。
如图3所示，图3的结构是对称的。因此当主泵A、副泵8和81工作时，液体恒定地送入集流槽6，不断地自支管7和71排出。因为主泵A吸入腔1a中的液体完全与被滑动密封件1b所产生的污物所污染的液体隔离，所以吸入腔1a中的液体肯定不为污物所污染。
再者，当单向阀7a、7b、71a、71c反向工作时，或当用强酸或其他同类物质作再循环时，可以由副泵8和81恒定提供少量水。
还有，副泵8和81可以独立运行，不必与主泵A连接。
现参照图4叙述本发明第三种具体装置。
在此具体装置中，不需要任何排液泵，即能使阻断液流在集流槽6和支管7中流动。
图4中11和10分别为安全阀和针阀。安全阀11根据主泵A的内压动作，集流槽6中流动的液体可以被排出主泵外。
现参照图5叙述本发明第四种具体装置。
根据这种装置，柱塞泵中使用的是120℃高温浓硫酸。浓硫酸经吸管4吸入吸入腔1a，经排管5排出。
这种具体装置的特点是，集流环槽6分两级做在泵缸内壁上，并配有两个容器9和9a。
更确切地说，上集流槽6经支管7与副泵8通连;下集流槽6经第二支管71与第二副泵81通连。副泵81的往复运动与主泵A相反。
第一容器9经支排管71e与副泵81通连，第二容器9a经一管子与第一容器9相连，接受容器9上部存贮的液体。第一容器9的底部用一管子7d接到副泵8上。
71d为沿排管71装设的冷却装置，用以冷却自下集流槽6排出的部分高温硫酸。存贮在第一容器9中的为冷却的高比重惰性液体(即杜邦公司〔Du Pont Company〕生产的商标为KRYTOX的液体)。
当高温硫酸经主泵A的运动吸入吸入腔时，第一容器中的冷却惰性液体经管子7d、7c和单向阀7a、7b和支管7送到集流槽6。然后来自间隙1c的微量高温硫酸与惰性液体混合，进到下集流槽6中。随后在第二副泵81作用下，混合液经支管71送到第一容器9。混合液由冷却装置71d冷却。
高比重惰性液体下沉到第一容器9的下部，一定量的硫酸留在容器9的上部。当硫酸到达一定液位时，便流入第二容器9a。
这样，滑动密封件1b完全被惰性液阻断流所阻隔，从而可防止硫酸进入密封件。除滑动密封件1b外，泵缸内壁涂有抗强酸涂料(即氟碳乙烯树脂涂料)，泵缸不受强酸腐蚀。
滑动密封件表面不用涂这种不耐磨的氟碳乙烯树脂，因为阻断液流能防止硫酸进入滑动密封件1b。
图6为这种发明的第五种具体装置。这里的两台副泵8和81的往复运动与主泵A的相反。连接主泵和两台副泵的曲轴8a为一对称结构。其他构造与第四种具体装置相同。
如果使用的活泼液体轻于前述具体装置中的液体时，图6中的整个结构最好上下倒置过来。
现参照图7叙述本发明的第六种具体装置。这里使用的是高压柱塞泵。
图7中的A代表由气缸B驱动的高压柱塞泵。
泵缸1内壁上的集流环槽6，与集流环槽6通连的排管7，以及其他基本部件均与前述具体装置一样。
受高压空气驱动的柱塞B1的往复运动，带动气缸B工作，高压空气由气泵B4产生，气源为空气源C。
因为高压柱塞泵A的柱塞2与气缸B的柱塞B1经连杆2a相连，柱塞2的往复运动与柱塞B1的往复运动是同步的。柱塞B1的直径比柱塞2的直径大一些，因此能在高压泵A中产生高压。
连杆2a上有齿条与齿轮P1啮合。当连杆作往复运动时，与之啮合的齿轮P1和P2转动。于是通过与齿轮P2相连的曲轴的往复运动，副泵8的柱塞8a也作往复运动，且与柱塞泵A的柱塞2同步。这样，泵缸中任何污物便能自排管7排出。
图7中的A1为吸液排液两用管，A2为吸液排液阀门装置。B2为柱塞B1的返回弹簧。B3为排气孔。
如前所述，按本发明，吸入腔和滑动密封件为它们之间的阻断液液阻隔。因此任何污物，即滑动密封件产生的磨损物质均被阻止进入吸入腔，并随阻断液流一起排除柱塞泵外。
权利要求
1.一种柱塞泵，其中它包括有一个泵缸、一个在泵缸中往复运动的柱塞、一个在柱塞顶端的吸入腔、分别通吸入腔的一根吸管和一根排管、和泵缸开口端附近泵缸内壁上的滑动密封件，吸入腔和滑动密封件为它们间的阻断液流所阻隔，因此，滑动密封件产生的任何污物均被防止进入吸入腔，并随阻断液流一起排出柱塞泵外。
2.按照权利要求
1所述的柱塞泵，其特征在于阻断液流自吸入腔流进泵缸和柱塞间的非滑动间隙，然后再流入阻断液流通道，该通道包括一个在非滑动间隙处的集流环槽、一根通集流环槽的排管和一台连接排管的副泵。
3.按照权利要求
1所述的柱塞泵，其特征在于阻断液流通道包括至少一个在泵缸内壁上非滑动间隙处的集流环槽、一对副泵、装于至少一个集流环槽和一台副泵间的排管、和一根装于两副泵之间的排管，因此和柱塞泵所吸收和排放的液体不同的液体即可流入阻断液流通道。
4.按照权利要求
2所述的柱塞泵，其特征在于阻断流通道装有一过滤装置，因此含有污物的阻断液流可由该过滤装置过滤。
5.按照权利要求
3所述的柱塞泵，其特征在于阻断液流通道装有一过滤装置，因此含有污物的阻断液流可由该过滤装置过滤。
6.按照权利要求
2、3、4或5所述的柱塞泵，其特征在于副泵曲轴与柱塞泵曲轴同轴相连。
专利摘要
本发明的柱塞泵包括一个泵缸、一个在泵缸中往复运动的柱塞、一个位于柱塞顶端的吸入腔，与吸入腔相通的一根吸管和一根排管，以及位于泵缸开口端附近泵缸内壁上的滑动密封件组成。其中吸入腔和滑动密封件被它们之间的阻断液流所阻隔，因此密封件出现的任何污物均被阻止进入吸入腔，并随阻断液流一起排出柱塞泵外。
文档编号F04B19/04GK87106493SQ87106493
公开日1988年6月1日 申请日期1987年9月23日
发明者多贺润 申请人:三井物产株式会社, 多贺润导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan