CN105745446A - 流体设备 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种流体设备,能够抑制因波纹管的伸缩而在该波纹管的峰部产生裂缝的情况。上述流体设备具有波纹管,该波纹管构成为,为了使流体从吸入流路吸入且向排出流路排出,在轴心方向上能够伸缩,所述波纹管具有在所述轴心方向上交替地形成的峰部(17)以及谷部(18)、位于所述峰部与所述谷部之间且使两者连接的环状的侧面部(19),所述轴心方向上的所述侧面部的壁厚(A)和与所述轴心方向垂直的方向上的所述峰部的轴心方向的中央部的壁厚(B)之间的比率(B/A)被设定为在1.3~1.8的范围内。
Description
技术领域
本发明涉及具有波纹管的流体设备。
背景技术
作为流体设备,已知具有波纹管泵、脉动衰减设备等(例如,参照专利文献1),所述流体设备具有为了使流体流动而能够在轴心方向上伸缩的波纹管。
在这种流体设备中,如图11(a)所示,波纹管具有在轴心方向上交替地形成的峰部157以及谷部158、位于所述峰部157与所述谷部158之间且使两者连接的环状的侧面部159。并且,所述波纹管构成为,在所述流体设备动作时能够在轴心方向上伸缩。
在此,就所述波纹管而言,在将轴心方向上的所述侧面部159的壁厚设为A,将与该轴心方向垂直的方向上的所述峰部157的轴心方向的中央部(顶点部)的壁厚设为B的情况下,它们的比率B/A设定为1。即,所述侧面部的壁厚A与所述峰部的壁厚B相同。
因此,在所述波纹管伸长时,所述峰部157最先变形,如图11(b)所示,在轴心方向上被拉伸,从而在所述峰部157的轴心方向的中央部内侧的狭小的特定部位160集中产生大的应力,因此,所述峰部157的轴心方向的中央部容易疲劳。其结果,在产生应力集中的所述峰部157的轴心方向的中央部,可能产生在与轴心方向垂直的方向上延伸的裂缝161。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开平6-50265号公报
发明内容
发明要解决的问题
本发明人认为,为防止裂缝161的产生,相对于侧面部的壁厚A,越增加中央部的壁厚B,所述中央部的刚性越增大,从而能够防止所述裂缝161的产生。然而,即使使刚性增大,所述中央部的应力集中也未必消除,因此,在长时间使用时,也会有在所述中央部是否因疲劳而产生裂缝的担心。
本发明人为了防止因该疲劳所导致的裂缝的产生,经反复的试验和失败后发现,在波纹管中,在将轴心方向的侧面部的壁厚A和与所述轴心方向垂直的方向上的峰部的壁厚B之间的比率B/A限定在一定范围内时,所述中央部上的应力集中显著减少,从而能够抑制上述那样的裂缝的产生,并基于该见解完成了本发明。
本发明鉴于这样的事情而提出,其目的在于,提供一种流体设备,能够抑制因波纹管的伸缩而在该波纹管的峰部的轴心方向的中央部产生裂缝。
解决问题的手段
技术方案1的发明,一种流体设备,具有波纹管,该波纹管构成为,为了使流体从吸入流路吸入且向排出流路排出,在轴心方向上能够伸缩,其中,
所述波纹管具有:峰部以及谷部,在所述轴心方向上交替地形成;环状的侧面部,位于所述峰部与所述谷部之间且使两者连接,
所述轴心方向上的所述侧面部的壁厚A和与所述轴心方向垂直的方向上的所述峰部的轴心方向的中央部的壁厚B之间的比率B/A被设定为在1.3~1.8的范围内。
根据该结构,在所述波纹管伸长时,在轴心方向上被拉伸的所述峰部的内周面侧,大的应力会分散产生。即,此时,不会使在所述峰部产生的大的应力在狭小的特定部位集中。因此,能够使伴随所述波纹管的伸缩变形而能够变形的所述峰部的轴心方向的中央部不容易疲劳。因此,能够抑制因所述波纹管的伸缩而在所述峰部的轴心方向的中央部产生在与轴心方向垂直的方向上延伸的裂缝。其结果,难以使所述波纹管破损,从而能够实现长寿命化。
技术方案2的发明,在技术方案1所述的流体设备中,
所述轴心方向上的所述侧面部的壁厚A和与所述轴心方向垂直的方向上的所述峰部的轴心方向的中央部的壁厚B之间的比率B/A被设定为在1.3~1.5的范围内。
根据该结构,即使在流体的温度比常温(室温)高的情况等严峻的使用条件下,在所述波纹管在轴心方向上伸长时,也不会使所述峰部产生的大的应力集中在狭小的特定部位。因此,即使这样的情况下,也能够抑制因所述波纹管的伸缩而在该波纹管的峰部的轴心方向的中央部产生裂缝,从而能够实现长寿命化。
技术方案3的发明,在技术方案1或2所述的流体设备中,
在所述波纹管在轴心方向上最大收缩时,所述波纹管的侧面部位于与所述波纹管的轴心方向大致垂直的平面上。
发明效果
根据本发明,能够提供一种流体设备,能够抑制因波纹管的伸缩而在该波纹管的峰部的轴心方向的中央部产生裂缝。
附图说明
图1是作为本发明的一个实施方式的流体设备的泵装置的侧剖视图。
图2是泵装置中的波纹管的局部剖视放大图。
图3是波纹管的蛇腹部的局部剖视放大图。
图4是表示在流体的温度为20℃的情况下,在波纹管伸长时,其峰部上产生的应力的最大值的比较图。
图5是表示在流体的温度为70℃的情况下,在波纹管伸长时,其峰部上产生的应力的最大值的比较图。
图6是波纹管的蛇腹部的变形例的局部剖视放大图。
图7是泵装置中的波纹管的另一局部剖视放大图。
图8是另一例的波纹管的局部剖视放大图。
图9是作为本发明的其他实施方式的流体设备的脉动衰减设备的侧剖视图。
图10是作为本发明的另一其他实施方式的流体设备的波纹管泵的侧剖视图。
图11是以往案例的流体设备中的波纹管的局部剖视放大图。
具体实施方式
一边参照附图一边对本发明的优选实施方式进行说明。
本发明的流体设备是指波纹管泵或脉动衰减设备等,例如,在半导体或液晶的制造装置等中,用于输送超纯水或药液等流体。
图1表示作为本发明的一个实施方式的流体设备的泵装置1的侧剖视图。
如图1所示,所述泵装置1具有:波纹管泵2、与该波纹管泵2一起设置的脉动衰减设备3。所述波纹管泵2以及所述脉动衰减设备3具有共用的分隔壁5,且相互配置在同轴上。在所述分隔壁5上形成有流体的吸入流路6、中间流路7以及排出流路8。
所述波纹管泵2具有所述波纹管10。所述波纹管10构成为,为了从所述吸入流路6吸入流体且向作为排出流路发挥作用的所述中间流路7排出,在轴心方向(图1的左右方向)上能够伸缩。在本实施方式中,所述分隔壁5的轴心方向一侧(图1中的右侧)的侧壁部安装有带底圆筒状的泵壳儿,该泵壳儿内配置有所述波纹管10。
所述波纹管10由氟树脂(在本实施方式中由聚四氟乙烯(PTFE))制成。所述波纹管10是通过使用切断刀或刀具等由车床切削加工聚四氟乙烯制的圆筒构件而形成。
所述波纹管10在轴心方向的另一侧(图1中的左侧)具有开口周缘部12。该开口周缘部12通过第一环状固定板13以气密状态固定于所述分隔壁5的轴心方向一侧的侧壁部。这样一来,所述泵壳儿的内部空间利用所述波纹管10以密闭状态被划分为位于所述波纹管10内的泵作用室14和位于所述波纹管10外的泵动作室15。
另外,所述波纹管10在轴心方向一侧(图1中右侧)设有闭塞端部21。并且,所述波纹管10在所述闭塞端部21与所述开口周缘部12之间具有筒状的蛇腹部22,并且以轴心方向为伸缩方向能够进行伸缩。在该蛇腹部22具有后述的峰部17、谷部18以及侧面部19(参照图2)。
另外,在所述波纹管泵2中,在所述泵作用室14内,流体的吸入口41与排出口42连通。所述吸入口41与所述吸入流路6连通,所述排出口42与所述中间流路7连通。在所述吸入流路6与所述中间流路7的途中设置有树脂制弹簧式的第一逆止阀43以及第二逆止阀44,它们能够伴随所述波纹管10的伸缩动作而交替地进行开/闭动作。
在所述泵动作室15内设有连接构件46。该连接构件46利用第二环状固定板206以及螺栓207固定于所述波纹管10的闭塞端部21。在所述连接构件46上连接有轴构件47。该轴构件47设置为,从所述泵动作室15内贯通所述泵壳11的底壁部的大致中央而向外侧突出。在所述轴构件47的突出部分固定有活塞48。
所述活塞48以在轴心方向上能够滑动的方式嵌合在固定于所述泵壳儿的底壁部的气缸49内。并且,作为用于使所述波纹管10伸缩驱动的驱动单元的气动缸53通过分别形成于所述泵壳儿的底壁部以及所述气缸49上的气孔51、52,能够从未图示的空气压缩机等向所述泵动作室15与由所述气缸49以及所述活塞48所包围的内部空间交替供给压缩空气。
在所述气动缸53上安装有接近传感器55、56。在所述活塞48上安装有传感器感应板57。并且,伴随着所述活塞48的轴心方向的往复运动,所述传感器感应板57交替地接近所述接近传感器55、56,由此,从所述空气压缩机等输送的压缩空气的供给目的地在所述气缸49的内部空间和所述泵动作室15之间自动切换。
另外,如图1所示,所述脉动衰减设备3具有波纹管60。所述波纹管60构成为,为了使流体从作为吸入流路发挥作用的所述中间流路7吸入且向所述排出流路8排出,在轴心方向(图1的左右方向)上能够伸缩。在本实施方式中,在所述分隔壁5的轴心方向的另一侧(图1中的左侧)的侧壁部安装有带底圆筒状的壳61,在该壳61内配置有所述波纹管60。
所述波纹管60在轴心方向一侧(图1中右侧)具有开口周缘部62。该开口周缘部62通过环状固定板63以气密状态固定于所述分隔壁5的轴心方向的另一侧的侧壁部。这样一来,所述壳61的内部空间利用所述波纹管60以密闭状态被划分为位于所述波纹管60内的液室64和位于所述波纹管60外的气室65。
另外,所述波纹管10在轴心方向另一侧具有闭塞端部71。并且,所述波纹管60在所述闭塞端部71与所述开口周缘部62之间具有筒状的蛇腹部72,并且在轴心方向上能够伸缩。在该蛇腹部72设置有峰部67、谷部68以及侧面部69(参照图2)。
另外,在所述脉动衰减设备3中,在所述液室64内,所述中间流路7与所述排出流路8连通。在与所述波纹管60的闭塞端部71相对的位置,用于限制所述波纹管60因意外情况发生过度的伸长的挡止壁74相对所述闭塞端部71以隔开规定间隔的方式设置。
在所述壳61的挡止壁74的轴心方向的另一侧设有底壁部75。该底壁部75上形成有开口76,还有用于调整所述气室65内部的密封压力的自动供排气调整单元77,该自动供排气调整单元77在插入所述开口76的状态下通过螺栓等以可拆卸的方式安装。
所述自动供排气调整单元77构成为,为了使所述波纹管60不会引起过度的伸缩变形,使所述液室64内的液压与所述气室65内的气压平衡。具体而言,在所述液室64的容量超出规定范围而增大时,所述自动供排气调整单元77向所述气室65内吸气而使密封压力上升,在所述液室64的容量超出规定范围而减少时,所述自动供排气调整单元77从所述气室65内进行排气而使密封压力降低。
所述自动供排气调整单元77所具有的用于开闭吸气阀(未图示)的阀推杆78以及安装在用于开闭排气阀(未图示)的阀拉杆79的顶端的滑动件81,分别通过形成于所述挡止壁74的贯通孔82面对所述气室65内设置。所述滑动件81始终通过弹簧83向所述波纹管60侧施力。
接着,对所述泵装置1(所述波纹管泵2以及所述脉动衰减设备3)的动作进行说明。
在所述泵装置1动作时,就所述波纹管泵2而言,在来自所述空气压缩机等的压缩空气通过所述气孔52向由所述气动缸53的气缸49以及活塞48所包围的内部空间供给时,所述波纹管10向图1的右方向伸长,从而所述泵作用室14成为负压状态。伴随着该波纹管10的伸长,所述吸入口41侧的第一逆止阀43打开,来自所述吸入流路6的流体经由该第一逆止阀43被吸入所述泵作用室14内。
另一方面,在从所述空气压缩机等供给的压缩空气经由所述气孔51向所述泵动作室15内供给时,所述波纹管10向图1的左方向收缩。伴随着该波纹管10的收缩,所述排出口42侧的第二逆止阀44打开,被吸入所述泵作用室14内的流体从该第二逆止阀44向所述中间流路7排出。
这样,在所述波纹管10因所述气动缸53的动作伸缩时,所述泵作用室14内的第一逆止阀43以及第二逆止阀44交替地进行开/闭动作,从而反复地进行从所述吸入流路6向所述泵作用室14内吸入流体的动作和从所述泵作用室14内向所述中间流路7排出流体的动作。这样一来,进行所述波纹管泵2的规定的泵动作。
在进行该泵动作时,可适宜地进行压缩空气的控制,以保持作用于所述波纹管10的蛇腹部22的所述泵动作室15的压缩空气的压力(外压)通常大于作用于所述蛇腹部22的所述泵作用室14的流体的压力(内压)的状态。
另外,从所述波纹管泵2的排出口42排出的流体为了所述波纹管泵2的伸缩动作变为脉动流,并经由所述中间流路7向形成于所述脉动衰减设备3的波纹管60内部的所述液室64内输送。并且,该流体在所述液室64内被暂时地贮存后,从所述排出流路8向外部排出。
此时,在流体的排出压具有增加的趋势时,所述脉动衰减设备3的波纹管60伸长,从而使所述液室64的容量增大来吸收该排出压。此时,从所述液室64流出的流体的液量比从所述波纹管泵2排出的液量少。
在该状态下,在流体的排出压转为减少的趋势时,因所述波纹管60的伸长,流体的压力比被压缩的所述气室65内的密封压力低,因此,所述波纹管60收缩,从而使所述液室64的容量减少。此时,从所述液室64流出的流体的液量比从所述波纹管泵2排出的液量多。
通过伴随着这样的所述波纹管60的伸缩动作而使所述液室64的容量变化的反复动作,使得流体的脉动衰减而连续顺畅地从所述脉动衰减设备3流出。
就所述波纹管60的伸缩动作而言,详细地说,通过所述波纹管泵2中的排出压的变动,在所述脉动衰减设备3的液室64的容量超出规定范围而增大时,所述波纹管60的闭塞端部71与所述自动供排气调整单元77的阀推杆78相抵接,进而向图1的左方按压该阀推杆78。由此,所述吸气阀打开而向所述气室65内吸气,从而密封压力上升,因此,能够抑制所述波纹管60的过度伸长变形。因此,能够防止所述液室64内的容量过多增大。
另一方面,在所述液室20a的容量超出规定范围而减少时,所述阀拉杆79的顶端与所述滑动件81接合,并通过所述弹簧83向右方按压所述阀拉杆79。由此,所述排气阀打开而从所述气室65内进行排气,从而密封压力下降,因此,能够抑制所述波纹管60的过度收缩变形。因此,能够防止所述液室64内的容量过多减少。
这样一来,不论所述波纹管泵2的排出压是否变动,所述波纹管60的伸缩变形量也能够被限制在规定范围内而使脉动变小。
接着,对所述波纹管泵2的波纹管10更详细地进行说明。此外,所述脉动衰减设备3的波纹管60与所述波纹管10实际上具有相同的结构,因此,省略其说明。
图2表示所述泵装置1中的所述波纹管10(60)的局部剖视放大图。图3(a)表示所述波纹管10收缩时的所述蛇腹部22的局部剖视放大图。图3(b)表示所述波纹管10最大伸长时的所述蛇腹部22的局部剖视放大图。
如图2所示,所述波纹管10具有在轴心16方向(图1的左右方向)上交替地形成的峰部17以及谷部18和位于所述峰部17与所述谷部18之间且连接两者的环状的侧面部19。所述峰部17设于所述波纹管10(所述蛇腹部22)的外周部,所述谷部18配置于比所述峰部17更接近轴心16的位置。在轴心16的方向上相邻的所述侧面部19相互相对配置。
如图3(a)所示,所述波纹管10设定为,在将轴心16方向(图1的左右方向)上的所述侧面部19的壁厚设为A,将与该轴心16方向垂直的方向(径向)上的所述峰部17的轴心方向的中央部(顶点部、后述的路径0的位置)的壁厚设为B的情况下,它们的比率B/A在1.3~1.8的范围内。在本实施方式中,所述侧面部19的壁厚A在与轴心16方向垂直的方向上被均匀地设定。
通过这样的结构,在所述波纹管10伴随着所述泵装置1的动作而伸长时,如图3(b)所示,在轴心16方向上被拉伸的所述峰部17的内周面侧17a,大的应力(最大值)在以轴心16方向的中央部为中心沿内周面扩展的区域30分散产生。即,所述峰部17上产生的大的应力不会集中在狭小的特定部位。对于具有这样的作用效果的内容会在第9页第5行~第10页第4行中进行说明。此外,在壁厚比率B/A为1的情况下,在轴心方向上被拉伸的峰部的轴心方向的中央部的内周面侧一点集中地产生应力集中(参照图11的附图标记160)。
因此,能够使伴随着所述波纹管10的伸缩而能够变形的所述峰部17的轴心16方向的中央部不容易疲劳。因此,能够抑制因所述波纹管10的伸缩而在所述峰部17的轴心16方向的中央部产生在与所述轴心16方向垂直的方向上延伸的裂缝。其结果,能够使所述波纹管10难以破损,从而能够实现长寿命化。
此外,更优选地,所述轴心16方向上的所述侧面部19的壁厚A和与所述轴心16方向垂直的方向上的所述峰部17的轴心16方向的中央部的壁厚B之间的比率B/A在1.3~1.5的范围内,更优选设定为1.5。
据此,在流体的温度比常温(室温)高(例如,70℃左右)等严峻的使用条件下,在所述波纹管10在轴心16方向上伸长时,也不会使所述峰部17产生的大的应力集中在狭小的特定部位。因此,即使在这样的情况下,也能够抑制因所述波纹管10伸缩而在该波纹管10的峰部17的轴心16方向的中央部产生裂缝。
接着,根据本实施方式,对所述峰部17所产生的大的应力不会集中于狭小的特定部位的作用效果进行说明。就所述波纹管10的峰部17所产生的应力而言,计算冯米斯应力来进行应力解析。图4表示在流体的温度为20℃的情况下,在所述波纹管10伸长时,所述峰部17所产生的应力的最大值(最大冯米斯应力)的比较图。图5表示在流体的温度为70℃的情况下,在所述波纹管10伸长时,所述峰部17所产生的应力的最大值(最大冯米斯应力)的比较图。
在所述峰部17的内周面侧17a从轴心16方向一端延伸至另一端的路径中,在将所述峰部17的轴心16方向的中央部(顶点部)作为路径0的情况下,在所述波纹管10伸长时,沿轴心16方向被拉伸的所述峰部17所产生的应力的最大值(最大冯米斯应力)在所述峰部17的内周面侧中,分布于包含路径0的位置的圆弧状的所述区域30。
从图4中能够确认,在将壁厚比率B/A=1的最大的最大冯米斯应力设为1时,最大冯米斯应力陡坡性地变化且在路径0的位置即特定位置变为最大的值(即,1),与此相对,在本实施方式中,在以路径0的位置为中心的轴心16方向的规定范围内,最大冯米斯应力降低至0.9左右,并且该0.9左右的值大致被维持。
由此,在本实施方式的情况下,在壁厚比率B/A=1.3、1.5、1.8时,最大冯米斯应力在以路径即路径0的位置为中心的比较宽的规定范围(图4的平面状部分)内为相同程度的值。即,在所述波纹管10伸长时,所述峰部17所产生的大的应力(最大值)是比较低的值,且未集中于路径0的位置而是分散在其周围。
另外,从图5中能够确认,在将壁厚比率B/A=1的最大的最大冯米斯应力设为1时,在本实施方式中,在以路径0的位置为中心的轴心16方向的规定范围内,最大冯米斯应力降低至0.85左右,并且该0.85左右的值大致被维持。
由此,即使在流体的温度高(具体而言,为70℃)的情况下,在壁厚比率B/A=1.3、1.5时,最大冯米斯应力在以路径0的位置为中心的比较宽的规定范围(图5的平面状部分)内为相同程度的值。即,在所述波纹管10伸长时,所述峰部17所产生的大的应力(最大值)是比较低的值,且未集中在路径0的位置而是分散在其周围。
另外,在本实施方式中,如图3(a)所示,所述峰部17的内周面侧17a的轴心16方向的截面形状形成为第一曲率半径的圆弧状。所述峰部17的外周面侧17b的轴心16方向的截面形状形成为比所述第一曲率半径大的第二曲率半径的圆弧状。在此,相对于所述第一曲率半径的圆弧的中心23,在同一轴线上配置的所述第二曲率半径的圆弧的中心24向径向外侧偏离。
在本实施方式中,如图2、图3所示,所述谷部18的外周面侧18b的轴心16方向的截面形状为相当于所述峰部17的内周面侧17a的轴心16方向的截面形状的形状(圆弧状)。所述谷部18的内周面侧18a的轴心16方向的截面形状为相当于所述峰部17的外周面侧17b的轴心16方向的截面形状的形状(圆弧状)。
此外,在本实施方式中,本发明中的波纹管的峰部为外周面侧17b的棱线部分剖视时呈圆弧状的所述峰部17,但并不限定于此,也可以是图6(a)所示的呈角形的峰部33,在该峰部33中,对其外周面侧33b的棱线部分进行剖视,在轴心16方向的两端侧具有角部33c,也可以是图6(b)所示的如在所述峰部33中将其角部33c倒角那样的峰部35。但是,本发明中的波纹管的峰部,从缓和应力集中的观点上来说,与图6(a)以及图6(b)所示的峰部33、35相比,优选图3中所示的峰部17。
另外,如图3所示,在本实施方式中,在轴心16方向上相邻的侧面部19之间形成有空间部分201。该空间部分201在所述波纹管10收缩时也能被保持。并且,在该轴心16方向上相邻的侧面部19之间的宽度(所述空间部分的轴心16方向的宽度)C设定为,在所述波纹管10收缩时(最大收缩时),与所述侧面部19的壁厚A大致相同。
另外,在本实施方式中,如图3(a)所示,在所述波纹管10沿轴心方向最大收缩时,所述侧面部19位于与所述波纹管10的轴心方向大致垂直的平面上。所述波纹管10的状态通过所述气动缸53来适宜地控制,以使规定尺寸的具有所述宽度C的所述空间部分201形成于在所述泵作用室14侧相互相对的所述侧面部19之间。
详细地说,所述波纹管10的侧面部19具有面对所述泵作用室14侧的内周面202和面对所述泵动作室15侧的外周面203。所述内周面202以及所述外周面203分别形成为平面状。所述内周面202以及所述外周面203相互大致平行地配置,以使所述侧面部19的壁厚A在所述波纹管10的径向上大致恒定。
并且,在所述波纹管10在其轴心方向上最大收缩时,所述内周面202以及所述外周面203为形成与所述波纹管10的轴心方向大致垂直的平面的结构。因此,在所述波纹管10最大收缩时,所述空间部分201在所述谷部18侧具有与所述峰部17侧相同程度的所述宽度C,即,在所述波纹管10的径向上具有大致恒定的所述宽度C。
这样的所述波纹管10的最大收缩状态,可以通过如下方式来实现,在所述气动缸53中,使为了使所述波纹管10收缩而移动的所述活塞48与所述气缸49(所述泵壳11的底壁部)接触来限制该活塞48的位置,或者,利用所述接近传感器55/56以及所述传感器感应板57来进行压缩空气的控制。
因此,在处于最大收缩状态的所述波纹管10中,在所述泵作用室14内能够确保不阻碍流体向所述空间部分201侵入的宽度C,从而容易用流体充满所述泵作用室14。因此,伴随着向所述泵作用室14流入流体,所述波纹管10能够顺利地进行从收缩状态向伸长状态的切换动作。
图7(a)表示所述波纹管10最大收缩时的所述开口周缘部12附近的剖视放大图。图7(b)表示所述波纹管10最大收缩时的所述闭塞端部21附近的剖视放大图。
如图7(a)所示,在本实施方式中,所述波纹管10设定为,位于最接近所述开口周缘部12侧的所述侧面部19(19A)在该波纹管10最大收缩时不与所述第一环状固定板13接触。该侧面部19(19A)配置为,在所述波纹管10最大收缩时,在与所述第一环状固定板13之间产生第一隙间205。
另外,如图7(b)所示,在本实施方式中,所述波纹管10设定为,位于最接近所述闭塞端部21侧的所述侧面部19(19B)在该波纹管10的最大收缩时不与所述第二环状固定板206接触。该侧面部19(19B)配置为,在所述波纹管10最大收缩时,在与所述第二环状固定板206之间产生第二隙间208。
通过这样的结构,在所述波纹管10伸缩驱动时,能够阻止所述侧面部19(19A)与所述第一环状固定板13反复接触。另外,此时,能够阻止所述侧面部19(19B)与所述第二环状固定板206反复接触。因此,能够防止因与所述第一环状固定板13以及所述第二环状固定板206的接触所导致的所述波纹管10(所述侧面部19(19A)、(19B))的劣化。
此外,在本发明的流体设备中,如图8所示,能够使用的波纹管210来代替所述波纹管10,该波纹管210的开口周缘部213能够直接固定于分隔壁211以及泵壳212。在该情况下,优选地,在所述波纹管210最大收缩时,在例如所述波纹管210的侧面部215中的位于最接近所述开口周缘部213侧的侧面部215(215A)与所述开口周缘部213之间产生隙间217,以避免两者接触。
图9是表示作为本发明的其他实施方式的流体设备的脉动衰减设备93的整体的侧剖视图,对与图1所示的部位相对应的部分赋予相同的附图标记。
如图9所示,所述脉动衰减设备93与上述实施方式中的所述脉动衰减设备3实际上是一样的。所述脉动衰减设备93具有壳101,该壳101具有圆筒状的周壁构件102、分别固定于该周壁构件的上下端的上壁构件103以及下壁构件104。在该壳101内,配置有在轴心方向(上下方向)上能够伸缩的波纹管60。
并且,该波纹管60的开口周缘部62通过环状固定板63以气密状态固定于所述下壁构件104的侧面部。由此,所述壳101的内部空间以密闭状态被划分为位于所述波纹管60内的液室64和位于所述波纹管60外的气室65。另外,在所述下壁构件104上形成有流体的吸入流路6和排出流路8,两者7、8与所述液室64连通。在所述上壁构件103上设有自动供排气调整设施77。
所述波纹管60与图1所示的所述脉动衰减设备3中使用的构件实际上具有相同的结构,另外,所述自动供排气调整单元77的结构也与图1所示的脉动衰减设备3具有相同的结构,在此,省略关于它们的作用动作的详细说明。
图10是表示作为本发明的另一其他実实施方式的流体设备的波纹管泵112的整体的纵向剖视图。
如图10所示,所述波纹管泵112是将左右一对的泵部分对称配置的结构,通过各泵部分互补地进行动作来获得较大的输送量。
即,所述波纹管泵112具有泵壳120,该泵壳120具有圆筒状的周壁构件121、分别固定于在该周壁构件121的左右端设置的侧壁构件122、123。在该泵壳120内配置有一对波纹管125、126,所述一对波纹管125、126隔着分隔壁124左右对称。
所述各波纹管125、126与图1所示的所述波纹管泵2中使用的所述波纹管10实际上具有相同的结构。并且,在所述波纹管125、126中,各自的开口周缘部通过环状固定板128、129以气密状固定于所述分隔壁124的侧壁部,另一方面,各自的闭塞端部与受压板131、132连接。所述受压板131、132经由贯通所述分隔壁124的多个连接杆133连接。
另外,在所述分隔壁124上形成有流体的吸入流路134和排出流路135。在所述的吸入流路134和排出流路135之间,设置有伴随着所述波纹管125的伸缩动作而能够交替地进行开/闭动作的逆止阀136、137,并且还设置有伴随着所述波纹管126的伸缩动作而能够交替地进行开/闭动作的逆止阀138、139。
而且,在所述泵壳120的所述侧壁构件122、123上分别形成有将来自压缩机等(未图示)的压缩空气向所述泵壳120内供给的气孔141、142、用于排出所述泵壳120内的空气的气孔143、144。
因此,在所述波纹管泵112中,若将来自所述压缩机等的压缩空气从所述气孔141、142交替地供给来使左右所述波纹管125、126交替地进行伸长/收缩动作,例如在流体通过右侧的所述波纹管126从所述吸入流路134经由逆止阀139被吸入时,则通过左侧的所述波纹管125使其内部贮存的流体经由所述逆止阀136从所述排出流路135排出。另外,在流体通过左侧的所述波纹管125从所述吸入流路134经由所述逆止阀137被吸入时,通过右侧的所述波纹管126使其内部贮存的流体经由所述逆止阀138从所述排出流路135流出。
这样一来,通过左右的所述波纹管125、126交替地进行伸缩动作,反复进行流体从所述吸入流路134被吸入和向所述排出流路135排出,从而进行规定的泵动作。
附图标记的说明如下:
1泵装置(流体设备)
6吸入流路
7中间流路(排出流路或吸入流路)
8排出流路
10波纹管
16轴心
17峰部
18谷部
19侧面部
33峰部
35峰部
60波纹管
67峰部
68谷部
69侧面部
93脉动衰减设备(流体设备)
112波纹管泵(流体设备)
125波纹管126波纹管
Claims (3)
1.一种流体设备,具有波纹管,该波纹管构成为,为了使流体从吸入流路吸入且向排出流路排出,在轴心方向上能够伸缩,所述流体设备的特征在于,
所述波纹管具有:峰部以及谷部,在所述轴心方向上交替地形成;环状的侧面部,位于所述峰部与所述谷部之间且使两者连接,
所述轴心方向上的所述侧面部的壁厚A和与所述轴心方向垂直的方向上的所述峰部的轴心方向的中央部的壁厚B之间的比率B/A被设定为在1.3~1.8的范围内。
2.根据权利要求1所述的流体设备,其特征在于,
所述轴心方向上的所述侧面部的壁厚A和与所述轴心方向垂直的方向上的所述峰部的轴心方向的中央部的壁厚B之间的比率B/A被设定为在1.3~1.5的范围内。
3.根据权利要求1或2所述的流体设备,其特征在于,
在所述波纹管在轴心方向上最大收缩时,所述波纹管的侧面部位于与所述波纹管的轴心方向大致垂直的平面上。
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