CN102261331B - 泵 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种泵，能够以极高的精度对流体进行吸入、排出，能够用于以高精度的排出量的管理作为绝对条件的化学药品或医药品的研究以及分析等。该泵具有：泵体(12)，具有连通吸入流路(16)及排出流路(18)的泵室(14)；活塞(51)，其一部分配置在泵室(14)中，且从泵体(12)的内表面隔开间隙能够往复移动地被支承；对泵体(12)的内表面和活塞(51)之间的间隙进行密封的第一部件(31)以及第二部件(41)。第一部件(31)的在泵室(14)侧露出的露出面成为不因泵室(14)的内压而变形的容积保障面(31b)。

Description

泵

技术领域

本发明涉及泵，在化学药品或医药品的研究等中，该泵用于流体的输送。

背景技术

一直以来，在化学药品或医药品的研究以及分析等中，作为对药液等液体进行输送的泵，使用一种被称为微型泵的泵。

作为这种泵，对比文件1、2中记载了一种泵，其活塞以相对于泵室能够往复移动的方式设置，通过该活塞往复移动，将从液体吸入流路被引入到泵室的一定量的液体向液体排出流路间歇地送出(例如，参照专利文献1、2)。而且，在该泵中，通过密封部件对活塞相对于泵室的滑动位置进行密封。

专利文献1：日本特开平10-238475号公报

专利文献2：日本特开2008-255805号公报

但是，在上述泵中，在液体的吸入、排出工序中，泵室内的压力变动，存在与泵室内的液体接触的密封部件发生变形的情况，另外，由于密封部件和活塞的滑动阻力，密封部件也会微妙地变形。而且，若密封部件这样变形，则随着其变形，泵室内的容积发生变动。

尤其，作为密封部件，由于泵室内的液压而扩张，若使用提高与活塞的密封力类型的密封部件，则由于泵室内的压力变动，密封部件也会大幅度变形，且泵室内的容积变动也变大。

而且，若这样在吸入、排出工序中发生泵室内的容积变动，则液体从泵排出的量的精度降低，不适合作为在以高精度的排出量的管理为绝对条件的化学药品或医药品的研究以及分析等时使用的泵。

发明内容

本发明是鉴于上述情况作出的发明，其目的在于提供一种泵，该泵能够以极高的精度对流体进行吸入、排出，适用于以高精度的排出量的管理作为绝对条件的化学药品或医药品的研究以及分析等。

为了实现上述目的，本发明的泵的特征是，具有：泵体，具有连通吸入流路及排出流路的泵室；活塞，其一部分配置在所述泵室中，且从所述泵体的内表面隔开间隙能够往复移动地被支承；密封部，对所述泵体的内表面和所述活塞的间隙进行密封，并划分所述泵室，所述密封部的在所述泵室露出的露出面成为不因所述泵室的内压而变形的容积保障面。

通过这样构成的泵，由于在泵室露出的密封部的露出面不会因泵室的内压而变形，所以通过使活塞往复移动而输送流体，即使泵室内的压力变动，也能够抑制因变形导致的容积变动。由此，能够以极高的精度对流体进行吸入、排出。也就是说，该泵适用于以高精度的排出量的管理作为绝对条件的化学药品或医药品的研究以及分析等。另外，与通过橡胶等的密封部件直接密封的构造相比，耐液性优良，而且，能够抑制因反复变形引起的劣化，谋求长寿命化。

另外，在本发明的泵中，所述密封部具有第一部件，该第一部件具有：供所述活塞能够滑动地穿插的滑动孔；在所述第一部件的与所述露出面相反侧的表面，从在该相反侧的表面开设的所述滑动孔向面方向外侧(外周侧)隔开间隔地形成的环状槽；形成在所述滑动孔和所述环状槽之间的圆筒密封板部，通过在所述环状槽中压入环状的弹性部件，所述圆筒密封板部从所述弹性部件受到朝向径向内侧的推压力并变形，所述滑动孔的内周面被向所述活塞的外周面推压。

通过这样构成的泵，通过在第一部件的环状槽中压入环状的弹性部件，通过弹性部件的弹性力，圆筒密封板部向径向内侧变形，滑动孔的内周面被向活塞的外周面推压，所以能够可靠地密封泵体和活塞之间。

另外，在本发明的泵中，所述密封部还具有第二部件，该第二部件相对于所述第一部件被安装在所述环状槽的开口侧，且具有供所述活塞能够滑动地穿插的滑动孔，所述弹性部件通过所述第二部件被向所述环状槽压入。

通过这样构成的泵，在第一部件上安装第二部件，从而将弹性部件强制地向环状槽压入，由此，能够极容易地通过弹性部件推压圆筒密封板部，并能确保基于密封部的泵体和活塞的良好的密封状态。另外，通过以高配合的尺寸公差来形成第一部件以及第二部件的各滑动孔和活塞，能够保障活塞相对于泵体的同轴度。

另外，在本发明的泵中，在所述第一部件上安装所述第二部件，所述第二部件的与所述环状槽相对的环状的相对面形成为凸面、平坦面或凹面的某一个。

通过这样构成的泵，通过选择地使用与第一部件的环状槽相对的环状的相对面的形状不同的第二部件，能够根据泵室的内压控制弹性部件的弹性力。例如，在泵室的内压高且需要高密封力的情况下，使用与第一部件的环状槽相对的环状的相对面具有凸面的第二部件，在泵室的内压低且密封力低为好的情况下，使用与第一部件的环状槽相对的环状的相对面具有凹面的第二部件，在需要其中间程度的密封力的情况下，使用与第一部件的环状槽相对的环状的相对面为平坦面的第二部件。

发明的效果

根据本发明的泵，能够以极高的精度对流体进行吸入、排出，能够适用于以高精度的排出量的管理作为绝对条件的化学药品或医药品的研究以及分析等。

附图说明

图1是说明本发明的实施方式的泵的构造的图，图1(a)为主视图，图1(b)为图1(a)中A-A剖视图。

图2是图1(b)中的B-B剖视图。

图3是表示设在泵上的第一部件的图，图3(a)是剖视图，图3(b)是主视图。

图4是表示设在泵上的第二部件的图，图4(a)为主视图，图4(b)为剖视图。

图5是说明第二部件的其他例的图，图5(a)及(b)分别为第二部件的局部剖视图。

图6是说明其他构造的第二部件的剖视图。

图7是说明其他构造的第一部件的剖视图。

附图标记的说明

11泵

12泵体

14泵室

16吸入流路

18排出流路

31第一部件

31b容积保障面

32滑动孔

33环状槽

34圆筒密封板部

41第二部件

43环状突起(凸面)

44环状凹部(凹面)

51活塞

55弹性环(弹性部件)

具体实施方式

以下，参照附图对本发明的泵的实施方式进行说明。

图1是说明本发明的实施方式的泵的构造的图，图1(a)为主视图，图1(b)为图1(a)中的A-A剖视图，图2为图1(b)中的B-B剖视图，图3为表示设在泵上的第一部件的图，图3(a)为剖视图，图3(b)为主视图，图4为表示设在泵上的第二部件的图，图4(a)为主视图，图4(b)为剖视图。

如图1及图2所示，本实施方式的泵11具有泵体12，在该泵体12的后端侧(图1中纸面右侧)接合有框架部件13。

泵体12是例如由丙烯等耐化学药液性优良的树脂材料形成的部件，在其中心，前端部形成为尖细形状的泵室14沿轴向形成。另外，在泵体12的侧部形成有吸入口15，该吸入口15和泵室14的侧部经由吸入流路16连通。另外，在泵体12的前端部，形成有排出口17，该排出口17和泵室14的前端经由排出流路18连通。

另外，在接合有框架部件13的前端面的、泵体12的后端面(以下，记作“接合面12a”)，形成有俯视呈圆形的凹部21，泵室14的后端侧向该凹部21的底面21a开口。

另外，在该泵体12上，在俯视的四角附近，形成有螺钉贯通孔22，在这些螺钉贯通孔22中，从泵体12的前端侧插入有接合螺钉23。

被接合在上述泵体12上的框架部件13是例如由丙烯等耐化学药液性优良的树脂材料形成的部件，在其中心形成有贯通孔25。在该框架部件13上，在泵体12的接合面12a接合的前端面(以下，记作“接合面13a”)上，形成有俯视圆形的凹部26，在该凹部26的底面26a开有贯通孔25。

在该框架部件13上，在接合面13a中的四角附近，形成有螺纹孔27，插入螺钉贯通孔22的接合螺钉23从泵体12的前端侧被螺入这些螺纹孔27中。由此，泵体12和框架部件13通过接合螺钉23对于螺纹孔27的紧固力，被接合成使相互的接合面12a、13a抵接的状态。

这样，通过使泵体12和框架部件13接合，在泵11中，由泵体12的凹部21和框架部件13的凹部26形成收容空间部30。在该收容空间部30中，作为对泵体12的内表面和活塞51之间的间隙进行密封并对泵室14进行划分的密封部的构成部件，收容有第一部件31以及第二部件41。第一部件31形成为能够嵌合在凹部21、26中的环状。而且，在该第一部件31的框架部件13侧安装有第二部件41，该第二部件41也被收容在收容空间部30内。

第一部件31及第二部件41具有相互连通的滑动孔32、42，在这些连通的滑动孔32、42上能滑动地穿插有活塞51。活塞51是例如由硬质玻璃等耐化学药液性优良的无机材料形成的部件，其前端部配置在泵体12的泵室14内。另外，该活塞51的后端向框架部件13的贯通孔25插入，并被连接在设于框架部件13的后端侧的省略图示的移动机构上。而且，该活塞51是被移动机构在向框架部件13侧移动的吸入方向(图1中箭头α方向)和向泵体12侧移动的排出方向(图1中箭头β方向)上驱动移动。

滑动孔32、42及穿插在这些滑动孔32、42中的活塞51的直径形成得比泵体12的泵室14及框架部件13的贯通孔25小。由此，在泵体12侧，在活塞51的外周面和泵室14的内周面之间形成有间隙，另外，在框架部件13侧，在活塞51的外周面和贯通孔25的内周面之间形成有间隙。

第一部件31是例如由高分子聚乙烯树脂、聚四氟乙烯树脂等对于输送的液体来说耐化学药液性优良的硬质的树脂材料形成的部件，通过棒状成形树脂的加工成形或注射成形来制造。

该第一部件31的滑动孔32相对于活塞51是例如M6、M7(JISB0401)程度的配合的孔尺寸公差，由此，活塞51以不晃动且具有适度的滑动阻力的状态穿插滑动孔32。

该第一部件31的靠泵室14侧的贴合面31a及该贴合面31a所抵接的泵体12的凹部21的底面21a分别形成为平滑面，由此，第一部件31的贴合面31a液密地贴合在泵体12的凹部21的底面21a上。

另外，该第一部件31的靠泵室14侧的贴合面31a的一部分在泵室14露出。由于第一部件31由硬质的树脂材料形成，因此在该泵室14露出的第一部件31的露出面不会因泵室14的内压而变形。也就是说，该第一部件31的在泵室14的露出面成为不会使泵室14内的容积发生变动的面即容积保障面31b。

另外，如图3所示，该第一部件31是在与第二部件41抵接的抵接面31c侧，形成有环状槽33。该环状槽33形成在滑动孔32的附近(从滑动孔32向面方向外侧(外周侧)隔开规定间隔的位置)，由此，在滑动孔32和环状槽33之间，以薄壁板状形成的圆筒密封板部34在周方向范围内形成。该圆筒密封板部34的厚度尺寸为例如0.1～1.0mm左右，由此，通过向厚度方向作用的外力能够容易地发生弹性变形。

第二部件41是将例如尼龙类或聚缩醛等摩擦系数小且具有良好耐摩性的树脂材料通过注射成形或加工成形而制造的。

该第二部件41的滑动孔42相对于活塞51是例如H7(JISB0401)程度的配合的孔尺寸公差，由此，活塞51以能够不晃动地滑动的方式穿插向滑动孔42。

另外，如图4所示，在第二部件41与第一部件31抵接的抵接面41a侧，与第一部件31的环状槽33相对的环状的相对面形成为环状突起43的凸面。该环状突起43形成在与第一部件31的环状槽33相对的位置，通过使第一部件31和第二部件41在轴线方向上重合，而使环状突起43进入第一部件31的环状槽33内。

在第一部件31的环状槽33中设有弹性环(弹性部件)55。该弹性环55形成为截面圆形，其直径与第一部件31的环状槽33的宽度尺寸大致相同。该弹性环55是将例如橡胶类或具有高反弹性的弹性体等树脂类等弹性材料通过注射成形或加工成形而制造的。此外，作为该弹性环55也能够使用市场销售的O型环等。

而且，配设在第一部件31的环状槽33中的弹性环55被第二部件41的环状突起43朝向环状槽33的底部侧推压，以向径向扩开的方式弹性变形。

由此，第一部件31的圆筒密封板部34通过来自弹性环55的弹性力受到朝向径向内侧的推压力并向活塞51侧变形。因此，形成第一部件31的滑动孔32的内周面被向活塞51的外周面推压，在第一部件31和活塞51之间确保了极高的密封性。

另外，第一部件31和第二部件41被变形的弹性环55的反弹力朝向相互分离的方向推压。由此，第一部件31的贴合面31a被强力地压接在泵体12的凹部21的底面21a上，因此，在泵体12和第一部件31之间，也能够确保极高的密封性。

在上述构造的泵11中，在吸入口15及排出口17上分别连接有吸入配管及排出配管，由此，从吸入配管经由吸入流路16、泵室14及排出流路18形成能够向排出配管送液的流路。此外，在吸入配管及排出配管上分别设有止回阀，在由吸入配管、吸入流路16、泵室14、排出流路18及排出配管组成的流路中，送液方向被限制成从吸入配管侧向排出配管侧流动的一个方向。

在该状态下，泵11的活塞51向吸入方向(图1中箭头α方向)移动时，只以其移动的量从泵室14拉出活塞51，泵室14内成为负压。由此，相当于活塞51被拉出部分的体积的容量的液体从吸入配管经由吸入流路16被吸入泵室14内。

然后，泵11的活塞51向排出方向(图1中箭头β方向)移动时，只以其移动的量向泵室14推压活塞51的前端侧，泵室14内成为正压，相当于活塞51被推压出的部分的体积量的容量的液体从泵室14经由排出流路18被向排出配管排出。

这样，在上述泵11中，通过使活塞51往复移动，液体被吸入或被排出，从而规定量的液体被送液。

这里，通过上述泵11，对泵体12和活塞51进行密封的第一部件31的泵体12在泵室14露出的露出面成为不会由于泵室14的内压而变形的容积保障面31b，因此，通过使活塞51往复移动而进行送液，即使泵室14内的压力变动，也能够抑制因变形引起的容积变动。由此，能够以极高的精度进行液体的吸入、排出。

也就是说，该泵11适用于以高精度的排出量的管理作为绝对条件的化学药品或医药品的研究以及分析等。另外，与通过橡胶等密封部件直接密封的构造相比，耐液性优良，而且，能够抑制反复变形引起的劣化，能够谋求长寿命化。

另外，通过将环状的弹性环55压入第一部件31的环状槽33中，通过弹性环55的弹性力，圆筒密封板部34向径向内侧变形，由于滑动孔32的内周面被向活塞51的外周面推压，所以能够对第一部件31和活塞51之间进行可靠的密封。另外，此时，通过弹性环55的弹性力，第一部件31的贴合面31a被向泵体12的凹部21的底面21a推压，因此，即使在泵体12和第一部件31之间，也能够确保极高的密封性。

另外，将第二部件41以在轴线方向上重合的方式安装在第一部件31上，并将弹性环55压入环状槽33中，由此，能够极容易地推压弹性环55，并通过弹性环55的弹性力确保基于第一部件31的泵体12和活塞51的良好的密封状态。

另外，通过使第二部件41的滑动孔42和活塞51以高配合的尺寸公差形成，能够保障活塞51和泵体12的同轴度。

此外，在上述实施方式中，将在与第一部件31的环状槽33相对的环状的相对面上形成有环状突起43的凸面的第二部件41安装在第一部件31上，但作为第二部件41能够有选择地采用，图5(a)所示的与第一部件31的环状槽33相对的环状的相对面为平坦面的结构，或图5(b)所示的形成具有环状凹部44的凹面的结构。

这样，通过选择使用与第一部件31的环状槽33相对的环状的相对面的形状不同的第二部件41，能够与泵室14的内压相应地控制弹性环55中产生的弹性力。例如，在泵室14的内压高而需要高的密封力的情况下，使用具有环状突起43的第二部件41，在泵室14的内压低而密封力低为好的情况下，使用具有环状凹部44的第二部件41，在需要其中间程度的密封力的情况下，使用与第一部件31的环状槽33相对的环状的相对面为平面的第二部件41。

另外，在使用具有环状突起43或环状凹部44的第二部件41的情况下，与需要的密封力相应地，通过选择使用环状突起43的突出尺寸或环状凹部44的深度尺寸这样不同的结构，能够更精确地调整密封力。

另外，如图6所示，作为第二部件41也可以在滑动孔42中形成一个或多个(图6中为两个)环状的槽部42a。这样，在确保活塞51和泵体12的同轴度的同时，减小了与活塞51的接触面积，能够降低活塞51的滑动阻力，能够谋求活塞51的滑动的顺畅化。

另外，在上述的泵11中，若在第一部件31上形成环状槽33，则第一部件31的滑动孔32的附近部分的轴向的厚度变薄，强度降低。因此，如图7所示，作为第一部件31也可以将圆筒密封板部34以向轴线方向外侧(图7中的z轴向)延伸的方式形成。这样，使圆筒密封板部34向轴向延伸，从而只要确保与活塞51的密封所需要的长度，就能够使环状槽33变浅，能够充分确保第一部件31的轴向的厚度并抑制强度降低。

此外，上述泵11的第一部件31的环状槽33及配设在该环状槽33内的弹性环55的截面形状及尺寸不限于本实施方式，可以根据需要的密封力对这些环状槽33及弹性环55的截面形状及尺寸进行适当变更，由此，能够形成利用适当的密封力密封泵体12和活塞51的泵11。

另外，弹性环55的配置数量不限于一个，可以在环状槽33内在轴向或径向上并列多个。

而且，在上述实施方式中，作为泵11对输送液体的情况进行了说明，但本发明不限于液体，还能够适用于输送气体的泵。

Claims (3)

1.一种泵，其特征在于，具有：

泵体，具有连通吸入流路及排出流路的泵室；

活塞，其一部分配置在所述泵室中，且从所述泵体的内表面隔开间隙能够往复移动地被支承；

密封部，对所述泵体的内表面和所述活塞的间隙进行密封，并划分所述泵室，

所述密封部的在所述泵室露出的露出面成为不因所述泵室的内压而变形的容积保障面，

所述密封部具有第一部件，该第一部件具有：供所述活塞能够滑动地穿插的滑动孔；在所述第一部件的与所述露出面相反侧的表面，开设于该相反侧的表面上且形成在从所述滑动孔向所述密封部的外周侧隔开规定间隔的位置处的环状槽；形成在所述滑动孔和所述环状槽之间的圆筒密封板部，

通过在所述环状槽中压入环状的弹性部件，所述圆筒密封板部从所述弹性部件受到朝向径向内侧的推压力而变形，所述滑动孔的内周面被向所述活塞的外周面推压，

所述圆筒密封板部以比所述第一部件的所述相反侧的表面更向所述活塞的吸入方向延伸的方式形成。

2.如权利要求1所述的泵，其特征在于，所述密封部还具有第二部件，该第二部件相对于所述第一部件被安装在所述环状槽的开口侧，且具有供所述活塞能够滑动地穿插的滑动孔，

所述弹性部件通过所述第二部件被向所述环状槽压入。

3.如权利要求2所述的泵，其特征在于，在所述第一部件上安装所述第二部件，所述第二部件的与所述环状槽相对的环状的相对面形成为凸面、平坦面或凹面的某一个。