CN101107443A - 液体排出方法及装置 - Google Patents

Abstract

提供一种难以产生乱流或气泡，液体不会任意从吸入孔流至排出孔，不会产生碎屑，且难以破损并可良好地排出液体的液体排出方法及装置。该液体排出方法及其装置在阀室(30)内通过使切换阀(10)移动，可一边切换朝向汽缸(13)和阀室及液体储存容器(28)的通路或朝向汽缸和阀室及排出口(17)的通路，一边使汽缸内的柱塞往返移动而实施排出；当柱塞(14)后退时，朝向汽缸和阀室及液体储存容器的通路连通，且设在该通路和液体储存容器之间的开闭阀(26)被打开，当柱塞前进时，朝向汽缸和阀室及排出口的通路连通，且开闭阀被关闭。

Description

液体排出方法及装置

技术领域

本发明涉及一种使汽缸内的柱塞往返而实施排出的液体排出方法及装置，其可抑制气泡和碎屑的产生，且可良好地排出所希望量的干净的液体，特别是指可排出低粘度液体的排出方法及装置。

背景技术

在以往的液体排出装置中，插入有可往返动作的柱塞的汽缸，其与吸入阀和排出阀相连通。在该种装置中，使柱塞往返动作，在柱塞后退时，吸入阀会打开而供给液体至汽缸，当柱塞前进时，则排出阀会打开，而从汽缸排出液体，并从连通至排出阀的喷嘴实施排出(专利文献1)。

另外，在以往的液体排出装置中，也有一种装置插入有吸入口、排出口及柱塞的汽缸，在阀室内通过阀体转动的切换阀切换吸入口和汽缸的连通以及排出口和汽缸的连通(专利文献2)。

专利文献1  特开昭58-178888号公报

专利文献2  特开昭60-19970号公报

发明内容

在专利文献1的装置中，当液体通过排出阀内的复杂的流路时，则会产生乱流而使排出变得紊乱，会因气蚀(cavitation)等而产生气泡并大量地从喷嘴排出，有此种缺陷。

在专利文献2的装置中，当切换阀的阀体和阀室的缝隙太窄时则切换阀有不能良好地滑动的情形，更严重时则切换阀会扭曲而破损，切换阀或阀室会磨耗，而其碎屑会混入液体内被排出，或进入阀体和阀室的缝隙而产生妨害切换阀的滑动的缺陷。

此外，如将阀体和阀室的滑动设定得较松弛时，则不管柱塞有无往返动作，吸入口的液体会流入阀体和阀室的缝隙而产生从喷嘴被排出的缺陷。如使用低粘度的液体时则容易产生此种现象，特别是为了便于将液体供给至汽缸内，而对吸入口侧的液体加压时则容易产生上述现象。

鉴于上述问题，本发明通过汽缸的往返动作的作用而排出液体的液体排出装置中，其目的为提供一种难以产生乱流或气泡，不会任意从吸入口流入排出口，且不会产生碎屑(waste)，难以破损且可良好地排出液体的液体排出方法及装置。

为了解决上述课题，本发明的方法及装置根据如下的解决方案的技术思想而构成。

第1解决方案的液体排出装置，其具有第1孔(port)、第2孔及第3孔；并具有切换阀，其通过阀室内阀体的移动，而可切换为第1孔和第2孔连通、以及第1孔和第3孔的连通；汽缸，其在连通至前述第1孔的内部插入有柱塞；开闭阀，其连通至前述第2孔；以及液体排出口，其连通至第3孔。

通过上述结构，其可使开闭阀与液体储藏装置或液体供给装置连接，并移动阀体切换切换阀体使其连通第1孔和第2孔，其后，打开开闭阀使液体储藏装置等和第2孔连通，当将柱塞从阀室向远离的方向拉出仅对应于排出量的距离部分时，则液体可通过开闭阀、第2孔及切换阀而充填至汽缸。其次，关闭开闭阀，并移动阀体使切换阀连通第1孔和第3孔，然后，在接近阀室的方向按压柱塞时，汽缸内部的液体则可通过切换阀、第3孔、液体排出口而被排出。此时，由于在排出口侧没有开闭阀，因此，可抑制气泡的产生而良好地进行排出作业。

此外，除了在汽缸内充填液体时以外，由于开闭阀被关闭，因此即使将切换阀的阀室和阀体之间的滑动设置得比较松弛，液体也不会流入该阀室和阀体之间而无法从液体排出口被排出，因此，可以较松弛地设定切换阀的阀室和阀体之间的滑动。

此外，在液体排出方法中，通过使切换阀在阀室内移动，可以一边切换朝向汽缸、阀室及液体储存容器的通路或朝向汽缸和阀室及排出口的通路的连通，一边使汽缸内的柱塞往返动作；其特征为，当柱塞后退时，其可连通朝向汽缸、阀室及液体储存容器的通路，且可使设在该通路和液体储存容器之间的开闭阀打开，当柱塞前进时，则可连通朝向汽缸、阀室及排出口的通路，且可关闭开闭阀。

即，其特征为，通过在阀室内使切换阀移动，而切换朝向汽缸、阀室及液体储存容器的通路或朝向汽缸、阀室及排出口的通路，此时，当柱塞后退时，则可连通朝向汽缸、阀室及液体储存容器的通路并打开设在所连通的通路和液体储存容器间的开闭阀，同时，关闭朝向阀室、汽缸及排出口的通路，当柱塞前进时，则可连通朝向阀室和汽缸及排出口的通路，同时，关闭朝向汽缸和阀室及液体储存容器的通路而关闭前述开闭阀。

第2解决方案的液体排出装置，其特征在于，前述开闭阀是一种止回阀，其设置于使液体从外部朝向前述第2孔流入，而堵塞相反方向液体的流动的方向上。

通过上述结构，由切换阀连通第1孔和第2孔，由于使柱塞后退时汽缸内部的压力会下降，因此，止回阀则打开而使液体充填至汽缸内。如此当将开闭阀当作止回阀使用时，其不需要特别的开闭控制，即可通过柱塞后退连动开闭阀而形成打开状态。

此外，在液体排出方法中，其特征为，开闭阀的开闭通过止回阀自动进行，该止回阀设置于使液体从液体储存容器朝向阀室流入、而堵塞从阀室向液体储存容器的流动的方向上。

第3解决方案的液体排出装置，其特征在于，切换阀紧贴阀室的内壁面而与阀室的内壁面滑动接触，并且不会产生未接触或过度摩擦的情况。通过上述结构，其不会施加过度的力量至阀室或阀体而使其产生破损，且可防止阀室和阀体的摩擦所产生的碎屑。

此外，在液体排出方法中，其特征在于，切换阀在移动的同时，切换阀紧贴阀室的内壁面而与阀室的内壁面滑动接触，并且不会产生过度摩擦。第4解决方案的液体排出装置，其特征在于，切换阀通过阀体的转动而实施切换阀的切换，并且第1孔位于阀体的转动轴上。

通过上述结构，其可将阀室内的液体量限制在最小限度，由于其可使液体的反作用力的影响限制为最小，因此，其可高速且顺利地切换流路。

此外，在液体排出方法中，其特征在于，切换阀的移动通过使具有转动轴上的第1开口及与该第1开口连通的第2开口的切换阀的转动而实现。

第5解决方案的液体排出装置，其特征在于，汽缸在比第1孔更低的位置，柱塞的前端被配置成朝向上方。

因为在排出口侧(第3孔侧)没有开闭阀，虽然其可抑制气泡的产生，虽然如此但不可避免地也会产生微小的气泡。即使如此，由于柱塞前端朝向上方，因此，比液体更轻的气泡会流至上方通过第1孔后由第3孔流至排出口方向而被排出。由于在汽缸内不会积存气泡，因此其可一直进行所希望量的计量。此外，由于气泡在微小时即立刻被排出，因此，其不需要将装置停止而作排出气泡的作业。

此外，在液体排出方法中，其特征为，配置气缸以使柱塞的前端朝向上方配置。

根据本发明，因为液体不通过如排出阀般复杂的结构，因此，不会产生乱流而使排出紊乱，或因气蚀(cavitation)等而产生气泡并大量地从喷嘴排出，可良好地排出。

由于可较松弛地设定切换阀的阀室和阀体的滑动，因此，其不会施加过大的力量至阀室或阀体而使其破损，且可防止阀室和阀体摩擦而产生碎屑混入液体内。

此外，由于使开闭阀作为止回阀，因此，其不需要特别的开闭控制，通过柱塞后退即可连动开闭阀而使其成为打开状态。

此外，由于在汽缸内不会积存气泡，因此，其可一直进行所希望量的计量。而且，由于在气泡微小时即立刻被排出，因此，其不必将装置停止而作气泡排出的作业。

附图说明

图1表示本发明的装置初期时的平面剖视图(a)及侧面剖视图(b)。

图2表示活塞后退时的平面剖视图(a)及侧面剖视图(b)。

图3表示活塞后退后，阀体转动时的平面剖视图(a)及侧面剖视图(b)。

图4表示切换阀转动后，活塞前进时的平面剖视图(a)及侧面剖视图(b)。

图5表示说明阀室的透视斜视图。

图6表示实施例1所述装置的侧面剖视图。

元件符号说明

10         切换阀

11         第1开口

12         第2开口

13         汽缸

14         柱塞

15         活塞

16         冲程调整螺杆

17         排出口

18         活塞式汽缸室

19         阀座

20         本体

21         第1孔

22         第2孔

23         第3孔

24         球阀体

25         弹簧

26         止回阀

27         送液管

28         液体储存容器

29         转动致动器

30         阀室

31         第1空气开口

32         第2空气开口

51         滑阀

52         滚珠螺杆

53         马达

A、B、C    密封垫

具体实施方式

下面，使用图式说明本发明的实施例。

如图1所示，本发明的液体排出装置主要结构为：本体20和形成于本体20内的圆柱状的孔即阀室30；及，可转动自如地被插入在阀室30内的切换阀10；

切换阀10，在一端的底面的轴上形成有第1开口11，而在侧面部形成有第2开口12，第1开口11和第2开口12被连通成L状。在阀室30的开口部附近有圆周形的密封垫A，是为了防止进入阀室30和切换阀10的缝隙的液体漏出外部而进行密封。在阀室30的底面中心形成有第1孔(port)21，其连通以圆柱状的孔所形成的汽缸13。切换阀10可转动地与转动致动器(actuator)29的转动轴相连接，并可使其旋转所希望的角度。

在阀室30的侧面部形成有第2孔和第3孔，当被插入的切换阀10转动时，则可切换为第2开口12和第2孔22的连通、以及第2开口12和第3孔23的连通。如图5所示，从点线α更上侧的圆筒上的空间为阀室，而从点线α的下侧的部分则为汽缸13。

在第2孔设有以球阀体24和弹簧25所构成的止回阀(checkvalue)26，此外，止回阀26还通过送液管27连通至液体储存容器28。止回阀26被配置成球阀体压在液体储存容器侧的阀座上，而从液体储存容器使液体流至第2孔，并使液体不能向其相反方向流动。

第3孔通过送液管27连通至液体排出口。

在汽缸13内，柱塞14的前端朝向阀室30插入。该柱塞14的后端部被连接至形成于汽缸13的内部的活塞式汽缸室18内往返滑动的活塞15上。在活塞式汽缸室18的侧面的各端部附近具有第1空气开口31、第2空气开口32，而通过调整从各个空气开口所供给的空气压，则可使柱塞14往返移动。在汽缸13和活塞式汽缸室18之间具有圆周状的密封垫B，其相对于柱塞14可滑动地密封，以隔开汽缸13和活塞式汽缸室18。

在与活塞15的外周的活塞式汽缸室18的内壁滑动的部分具有密封垫C，其可防止第1空气开口31侧的空气或第2空气开口32侧的空气漏出至相反侧。此外，在活塞式汽缸室18的后端设有冲程调整螺杆16。由于活塞15仅能后退移动抵接至此螺杆16的前端，因此，通过设定冲程调整螺杆16的进出量而决定活塞15与所连结的柱塞14的移动量，并由此可设定排出量。

该装置可做如下动作。

首先，如图1所示，配合所希望的排出量，而设定冲程调整螺杆16的进退位置。通过转动致动器29而使切换阀10转动，将切换阀10的第2开口12连通至第2孔22，也即，使第2开口12处于和第2孔22相对向的位置。打开第1空气开口31，从第2空气开口32吸入空气至活塞式汽缸室18，而使柱塞14成为前进的状态。

在该状态下，如图2所示，从第2空气开口32排出活塞式汽缸室18的空气，而从第1空气开口31将空气吸入至活塞式汽缸室18，活塞15则后退至抵接在冲程调整螺杆16的前端部。连结于活塞15的柱塞14也会后退而减少汽缸13内的柱塞14所占的体积，则该部分汽缸13的内容积增加。此时，切换阀10在第2开口12和第2孔22的相对的位置，也即，在汽缸13和第2孔22连通的状态下，由于汽缸13内的容积增加而压力减低，因此，在第2孔22上游的止回阀26内的球阀体24则通过压缩弹簧25而从阀座19上脱离，并从液体储存容器28使液体通过止回阀26内而流至第2孔22侧，通过切换阀10的第2开口12再通过第1开口11、然后通过第1孔21而被充填至汽缸13内。

液体被充填至汽缸13内时，如图3所示，在汽缸13内减低的压力则会回复原状，由于在止回阀26的前后液体的压力差变少，因此，通过弹簧而使球阀体24压在阀座19上而使止回阀26关闭。通过转动致动器29而使切换阀10转动，则切换阀10的第2开口12和第3孔23连通，也即，第2开口12则处于与第2孔22相对向的位置。

在该状态下，如图4所示，从第1空气开口31排出活塞式汽缸室18的空气，从第2空气开口32将空气吸入至活塞式汽缸室18时，活塞15则前进至抵接活塞式汽缸室18的端部。连结于活塞15的柱塞14则也前进，如此而增加汽缸13内的柱塞14的所占的体积，并使该部分汽缸13内的容积减少。此时，由于切换阀10在第2开口12和第3孔23的相对位置，也即，汽缸13和第3孔23在连通的状态下，由于汽缸13内的容积减少，因此可推出汽缸13内的液体，并从第1开口11，通过第2开口12、第3孔23，而从排出口17将液体排出。

如上则完成1次排出作业。

在本发明的装置中，通过在液体供给侧即在第2孔22侧设有止回阀26，即使切换阀10和阀室30的滑动较松弛地设置时，由于液体储存容器28侧的液体因止回阀26而被挡住，因此，液体储存容器28侧的液体不会流入切换阀10和阀室30的缝隙而从排出口17排出。特别地，为了便于实施液体供给而对液体储存容器28侧的液体进行加压，此时，会产生较好效果。

此外，由于在柱塞14前进时以止回阀26堵住液体供给侧，因此，汽缸13内的液体不会流入切换阀10和阀室30之间，而向液体储存容器28侧逆流。

这样，根据本发明的装置，可较松弛地设定切换阀10和阀室30之间的滑动，当切换阀10和阀室30摩擦产生碎屑，且该碎屑混入液体并从排出口17被排出，而不会产生碎屑夹在切换阀10和阀室30之间而妨害滑动的情况。

因为其可较松弛地设定切换阀10和阀室30的滑动，其转动变得很流畅，因此，可防止对切换阀10施加扭曲等过度的力量致使其破损等。

由于在第3孔23侧即排出口17侧的孔处未设有止回阀26，因此，其可防止产生液体流动的紊乱、及因气蚀等所产生的气泡。

该装置虽然也可配置于上下左右任意方向使用，但通过使柱塞14的前端朝向上方配置使用，即使在不可避免地产生气泡的情况下，其气泡也不会积存在汽缸13内。因此，在汽缸13内不会积存气泡而使充填至汽缸1 3内的液体量可减少，且不会使排出量发生变化而可总是维持稳定的排出量。此外，由于其随时被排出，因此，并不需要特地排出气泡即可实现作业的效率化。

转动致动器29，只要可使切换阀10的第2开口与第2孔22相对向的位置、以及第2开口12和第2孔22相对向的位置之间以设定的角度旋转而进行切换则任何机构均可，其也可使用如空气式或马达等。

柱塞14和汽缸13的内壁即使紧贴也可以有缝隙。有缝隙时，滑动比较流畅且可防止摩擦时产生碎屑等。

在图中，第2孔22和第3孔23的角度虽然为180°，但也可构成90°等其他的角度。此外也可在各零件的连接部或滑动部等使用O环等的密封剂予以密封，从而可防止液体或空气泄漏。通过对液体储存容器28内的液体加压，则可促进液体的供给，且通过柱塞14的后退也可便于将液体充填至汽缸13内。

排出口17的形状并未特别限定，排出口17为多个或单个均可，且可配合作业的目的而进行适当选择。

在图中，为了使柱塞14往返移动，虽然是使用汽缸与活塞的机构，但只要可往返移动，也可使用其他的机构。例如，也可使用凸轮或滚珠螺杆(ball screw)等的机构。在使用滚珠螺杆的机构时可根据滚珠螺杆的转动数而设定移动量，这样则无需可调螺钉等的设定。

止回阀26在柱塞14后退时形成打开状态即可，也可以使用具有此种功能的其他开闭阀；使用在柱塞14后退时可连动而打开的控制机构的阀也可。

虽然本发明以实施例进行详细说明，但本发明并不受限于任一个实施例。

实施例1

本实施例的装置其基本结构虽然和图1～4相同，但如图6所示，取代切换阀10而使用滑阀51，取代用于使柱塞14往返移动的驱动装置的活塞的机构，而变更为使用滚珠螺杆52的机构。在本实施例中，通过第2孔22侧的止回阀26被闭合，其可缓和地形成滑阀51与阀室30的内壁间的滑动，而得到和图1～4的结构同样的效果。

此外，通过马达53转动的滚珠螺杆52的机构可使柱塞14往返移动，而根据马达53的转动数则可设定柱塞14的冲程量。因此，可通过在每一次排出时变更马达53的转数，而可在每一次排出时变更柱塞14的冲程量。

本发明并不限于排出·涂布等，其也可全面应用于以液体输送为目的的装置。

Claims (10)

1.一种液体排出方法，其通过使切换阀在阀室内移动，可以一边切换朝向汽缸、阀室及液体储存容器的通路或朝向汽缸、阀室及排出口的通路，一边使汽缸内的柱塞往返而实施排出，其特征在于，

当柱塞后退时，朝向汽缸、阀室及液体储存容器的通路连通，且设在该通路和液体储存容器之间的开闭阀被打开；

当柱塞前进时，朝向汽缸、阀室及排出口的通路连通，且开闭阀被关闭。

2.根据权利要求1所述的液体排出方法，其特征在于，开闭阀的开闭通过止回阀自动进行，其中该止回阀设置于可使液体从液体储存容器朝向阀室流入、而堵塞液体从阀室向液体储存容器流动的方向上。

3.根据权利要求1或2所述的液体排出方法，其特征在于，切换阀的移动为，切换阀紧贴阀室的内壁面而与阀室的内壁面滑动接触，并且不会产生过度摩擦。

4.根据权利要求1、2或3所述的液体排出方法，其特征在于，切换阀的移动为，通过使具有转动轴上的第1开口、及与第1开口连通的第2开口的切换阀在阀室内转动而进行。

5.根据权利要求1至4任一项所述的液体排出方法，其特征在于，配置汽缸以使柱塞的前端朝上方。

6.一种液体排出装置，其特征在于，其由已插入柱塞的汽缸、液体排出口、具有切换阀的阀室、液体储存容器、以及设在阀室与液体储存容器之间的开闭阀所构成；

阀室具有：连通汽缸的第1孔、可连通开闭阀的第2孔、以及可连通液体排出口的第3孔；

切换阀通过在阀室移动而连通第1孔和第2孔或第1孔和第3孔。

7.根据权利要求6所述的液体排出装置，其特征在于，开闭阀为一种止回阀，其设置于使液体从液体储存容器朝向第2孔流入、而堵塞液体从第2孔朝向液体储存容器流动的方向上。

8.根据权利要求6或7所述的液体排出装置，其特征在于，切换阀紧贴阀室的内壁面而与阀室的内壁面滑动接触的同时进行移动，并且不会产生过度摩擦。

9.根据权利要求6、7或8所述的液体排出装置，其特征在于，切换阀具有：转动轴上的第1开口以及连通第1开口的第2开口；

而通过该切换阀的转动在阀室内连通第1孔和第2孔或第1孔和第3孔。

10.根据权利要求6至9任一项所述的液体排出装置，其特征在于，汽缸的结构为使柱塞的前端朝向上方。

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