CN107709860B - 止回阀以及送液泵 - Google Patents

Abstract

止回阀具备直线流路，该直线流路具有液体入口和液体出口并使液体向一方向流动，在该直线流路上设置有第1阀芯、第1阀座、第2阀芯及第2阀座。第1驱动体以向一方向可动的形式设置在直线流路内，且比第1阀芯靠近液体入口侧。第1驱动体被驱动机构向一方向驱动。驱动机构使第1驱动体处于开状态和闭状态中的任一方的状态，所述开状态是将第1阀芯向液体出口侧按压而使第1阀芯从第1阀座脱离的状态，所述闭状态是不将第1阀芯向液体出口侧按压而使第1阀芯落座于第1阀座的状态。在直线流路内的第1阀芯与第2阀芯之间，以向一方向可动的形式设置有第2驱动体。

Description

止回阀以及送液泵

技术领域

本发明涉及防止液体的逆流的止回阀、以及通过使柱塞沿着一方向往复运动而进行液体的吸入和排出的送液泵。

背景技术

通过使柱塞沿着一方向往复运动而进行送液的送液泵在泵室的入口部或出口部具有防止液体的逆流的止回阀。一般的止回阀具有能够相对于液体的流动方向移动地设置的球状的阀芯、和使该阀芯落座的阀座。阀座是中空的圆筒状部件，液体在其内侧流动。通过使球状的阀芯落座于阀座的开口边缘，液体的流路被关闭。

泵室的入口侧的止回阀，若柱塞向被压入泵室的方向(以下称为排出方向)被驱动，则泵室内成为正圧(比大气压的压力高的状态)，由于泵室侧的圧力使得阀芯被压向阀座侧而落座。相反地，若柱塞向从泵室拔出的方向(以下称为吸入方向)被驱动，则泵室内成为负压(比大气压的压力低的状态)，由于该负压使得阀芯向泵室侧被拉近而从阀座脱离。泵室的出口侧的止回阀与之相反地动作。

如上所述，在根据泵室内的圧力而使阀芯被动地动作的止回阀中，在由于污垢附着在阀芯表面或者阀芯与阀座的接触面等而导致阀芯与阀座吸附的情况下，存在仅凭泵吸入时在泵头内产生的负压打不开入口侧的止回阀而产生送液不良的状况。

因此，提出了使用电磁线圈等使阀芯主动地动作的方案(参照专利文献1)。通过使阀芯主动地动作，即使在阀芯与阀座吸附的情况下，也能够可靠地使阀芯从阀座脱离，从而能够打开阀。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2001－235052号公报

发明内容

发明要解决的技术问题

即使如上述那样使阀芯主动地动作，也可能产生如下问题：例如由于气泡、异物的存在导致阀芯不会正常落座于阀座，阀不完全关闭。

因此，本发明的目的在于进一步提高止回阀中的阀的开闭动作的可靠性。

用于解决技术问题的方案

本发明的止回阀的一实施方式，具备直线流路，该直线流路具有液体入口和液体出口，使液体向一方向流动，在该直线流路上设有第1阀芯、第1阀座、第2阀芯及第2阀座。第1阀座以向一方向可动的形式设置在直线流路内。第1阀座设置成比第1阀芯靠近液体入口侧，在内侧具有构成直线流路的一部分的流路，以将该流路的液体出口侧的开口封闭的方式使第1阀芯落座。第2阀芯以向一方向可动的形式设置在直线流路内，并且比第1阀芯靠近液体出口侧。第2阀座设置成比第2阀芯靠近液体入口侧且比第1阀芯靠近液体出口侧，在内侧具有构成直线流路的一部分的流路，以将该流路的液体出口侧的开口封闭的方式使第2阀芯落座。

第1驱动体以向一方向可动的形式设置在直线流路内，且比第1阀芯靠近液体入口侧。第1驱动体被驱动机构向一方向驱动。驱动机构使第1驱动体处于开状态和闭状态中的任一方的状态，开状态是将第1阀芯向液体出口侧按压而使第1阀芯从第1阀座脱离的状态，闭状态是不将第1阀芯向液体出口侧按压而使第1阀芯落座于第1阀座的状态。进而，第2驱动体以向所述一方向可动的形式设置在直线流路内的第1阀芯与第2阀芯之间。第2驱动体，在第1驱动体转为开状态时，被第1阀芯向液体出口侧按压，与此同时将第2阀芯向液体出口侧按压而使第2阀芯从第2阀座脱离，在第1驱动体转为闭状态时，从第2阀芯离开而使第2阀芯落座于第2阀座。

本发明的送液泵的一实施方式，具备：泵室；使液体流入泵室的液体入口流路；使液体从泵室流出的液体出口流路；顶端插入到泵室的柱塞；将柱塞沿其轴向驱动的柱塞驱动机构；入口侧止回阀，设置在液体入口流路上，防止在从泵室排出液体时液体入口流路中的液体的逆流；出口侧止回阀，设置在液体出口流路上，防止在将液体吸入泵室时液体出口流路中的液体的逆流；入口侧止回阀和出口侧止回阀中的至少一方是上述止回阀。

发明效果

在本发明的止回阀的一实施方式中，作为阀的开闭机构，具有由第1阀芯和第1阀座构成的开闭机构、以及由第2阀芯和第2阀座构成的开闭机构，因此即使在一方的开闭机构因气泡等而关不上的情况下，也能够通过另一方的开闭机构将阀关闭。由此，关闭止回阀的阀时可靠性提高。

另一方面，若具备两组阀的开闭机构，则虽然关闭阀时的可靠性提高，但在打开阀时，存在如下担心：由于阀芯和阀座的吸附而阀打不开这样的不良状况的产生风险变成2倍。但是，在该实施方式中，能够通过第1驱动体及驱动机构使第1阀芯主动地从第1阀座脱离，并且能够通过第2驱动体使第2阀芯主动地从第2阀座脱离，所以，即使在第1阀芯与第1阀座吸附的情况下或在第2阀芯与第2阀座吸附的情况下，也能够可靠地将阀打开。因此，既能够通过设置两组阀的开闭机构来提高关闭阀时的可靠性，又能够切实地打开阀，能够提高止回阀中的阀的开闭动作的可靠性。

在本发明的送液泵的一实施方式中，因为入口侧止回阀和出口侧止回阀中的至少一方是上述的止回阀，所以止回阀的开闭动作的可靠性提高，送液精度提高。

附图说明

图1是示出送液泵的一实施例的概略构成图。

图2是示出应用于该实施例的止回阀的结构的剖视图。

图3是图2中的X－X位置处的剖视图。

图4是示出该实施例的止回阀打开了的状态的剖视图。

具体实施方式

第2驱动体的一例是比落座于第1阀座的第1阀芯与落座于第2阀座的第2阀芯之间的距离短的销。

在上述情况下，第2驱动体优选以维持其轴向朝向一方向的状态的方式被第2阀座支承。这样，防止第2驱动体向一方向移动时的第2驱动体的倾倒，抑制第2驱动体的一部分局部地与第2阀座的内周面接触而导致第2驱动体、第2阀座容易磨损。

作为维持第2驱动体朝向一方向的状态的结构，可以举出：第2阀座的内侧流路的在与其流动方向垂直的方向上的截面是圆形，第2驱动体的截面形状，是在与轴向垂直的方向上、具有与第2阀座的内侧流路的内径大致相同的外径的圆形局部缺损而得的形状。

另外，若第2驱动体与第2阀座由不同的材质构成，则第2驱动体在第2阀座的内周面滑动时，较为柔软的材质的部件容易磨损。因此，优选第2驱动体与第2阀座由相同材质构成。这样，第2驱动体及第2阀座都难以磨损。

可以是，第1阀芯和第2阀芯是由相同材质构成的相同形状的部件，第1阀座和第2阀座是由相同材质构成的相同形状的部件。这样，能够将第1阀芯和第2阀芯、第1阀座和第2阀座用相同部件构成，能够实现制造成本的降低。

另外，优选具备从液体出口侧向液体入口侧按压第2阀芯的按压部件。这样，在关闭阀时，能够使第2阀芯主动地落座于第2阀座，能够防止关闭阀时的不良状况的产生。

以下，使用附图对本发明的止回阀和送液泵的一实施例进行说明。

图1是示出由应用了本发明的止回阀的本发明的送液泵构成的送液装置的一实施例的概略构成图。

该实施例的送液装置具有本发明的送液泵作为一次侧的送液泵2a。送液泵2a经由流路34串联连接有二次侧的送液泵2b，送液泵2a和2b以相互不同的时机进行液体的吸入和排出，由此以恒定流量对液体进行送液。

送液泵2a具有泵头4a和泵体6a，送液泵2b具备泵头4b和泵体6b。泵头4a、4b分别在内部具备泵室8a、8b，柱塞10a、10b的顶端分别插入到泵室8a、8b内。柱塞10a的基端由十字头12a保持，柱塞10b的基端由十字头12b保持。十字头12a能够沿柱塞10a的轴向(图中的左右方向)移动地收纳在泵体6a内，十字头12b能够沿柱塞10b的轴向(图中的左右方向。以下称为一方向)移动地收纳在泵体6b内。

十字头12a被弹性部件16a向与泵头4a相反侧施力，并且在与泵头4a相反侧的端部具有凸轮从动件14a。凸轮从动件14a与偏心凸轮18a的圆周面抵接。十字头12b被弹性部件16b向与泵头4b相反侧施力，并且在与泵头4b相反侧的端部具有凸轮从动件14b。凸轮从动件14b与偏心凸轮18b的圆周面抵接。弹性部件16a、16b例如是螺旋弹簧。

凸轮18a和18b安装在通过步进电机20而旋转的驱动轴22，与驱动轴22一起旋转。由于十字头12a被弹性部件16a向与泵头4a相反侧施力，所以若凸轮18a旋转，则以凸轮从动件14a追随凸轮18a的圆周面的方式使得十字头12a沿着一方向移动。由此，柱塞10a沿着一方向往复运动。同样地，由于十字头12b被弹性部件16b向与泵头4b相反侧施力，所以若凸轮18b旋转，则以凸轮从动件14b追随凸轮18b的周面的方式使得十字头12b沿着一方向移动。由此，柱塞10b沿着一方向往复运动。十字头12a、凸轮从动件14a、弹性部件16a、凸轮18a、步进电机20以及驱动轴22构成用于将柱塞10a沿着轴向驱动的柱塞驱动机构。

驱动轴22还安装有在周围的一部分设置了缝隙26的原点检测用盘24，原点检测用盘24追随于步进电机20的旋转而旋转。在原点检测用盘24的附近，设置有检测缝隙26的原点检测用的光断续器28。

在泵头4a的液体入口，经由入口侧止回阀32连接着流路30(液体入口流路)。流路30通到蓄积液体的容器38。在泵头4a的液体出口，经由出口侧止回阀36连接着流路34(液体出口流路)的一端。流路34的另一端与泵头4b的液体入口连接。在泵头4b的液体出口连接着流路40。

入口侧止回阀32用于防止在从泵头4a排出液体时在流路30中的液体的逆流。出口侧止回阀36用于防止在液体吸入泵头4b时在流路34中的液体的逆流。入口侧止回阀32在柱塞10a向从泵室8a拉出的方向(图中的右方向。以下称为吸入方向)被驱动时打开，在柱塞10a向压入泵室8a的方向(图中的左方向。以下称为排出方向)被驱动时关闭。相反地，出口侧止回阀36在柱塞10a向吸入方向被驱动时关闭，在柱塞10b向排出方向被驱动时打开。关于入口侧止回阀32以及出口侧止回阀36的结构在之后进行说明。

在柱塞10a向排出方向被驱动时，柱塞10b向吸入方向被驱动，入口侧止回阀32关闭而出口侧止回阀36打开。由此，泵室8a内的液体通过流路34向泵室8b侧排出，泵室8b一边被液体充满一边经过流路40进行液体的送液。此时，从送液泵2a的排出流量减去送液泵2b的吸入流量而得的流量成为该送液装置的送液流量。

相反地，在柱塞10a向吸入方向被驱动时，柱塞10b向排出方向被驱动，入口侧止回阀32打开而出口侧止回阀36关闭。由此，液体经过流路30而被吸入泵室8a，同时，从泵室8b经过流路40而对液体进行送液。此时，送液泵2b的排出流量成为该送液装置的送液流量。

泵头4a的柱塞容量是泵头4b的柱塞容量的大约2倍，柱塞10a和10b以位相相差180度地被驱动，由此流路40中的送液流量维持为恒定。

接着，使用图2对入口侧止回阀32以及出口侧止回阀36的结构进行说明。此外，在该实施例中，出口侧止回阀36具有与入口侧止回阀32相同的结构，因此在此仅对入口侧止回阀32进行说明。

入口侧止回阀32具备：具有向上方突起的凸部的T字形的阀体42、和安装在阀体42的下表面的驱动机构70。阀体42在内部具有空腔，设置有使液体从侧面流入该空腔的液体入口46，并且在上端面设有使液体流出的液体出口47。

从阀体42的凸部的顶端侧插入有圆筒形状的壳体44。在壳体44的内部，形成有使从阀体42的液体入口46流入的液体朝着液体出口47向一方向流动的直线状的流路(直线流路)。在壳体44的上端面安装有环状的垫圈49，该垫圈49内侧的贯通孔成为使液体流出的液体出口47。

在壳体44内部的空腔内，从下方起在壳体44的轴向(上下方向)上排列收纳着球座50(第1阀座)、球体52(第1阀芯)、球座54(第2阀座)以及球体56(第2阀芯)。球座50及54是构成壳体44内的直线流路的一部分的圆筒形状的部件。球座50及54其位置是固定的，在各自的上表面开口部上分别使球体52、56落座。球座50和球体52这一组以及球座54和球体56这一组分别构成使阀开闭的开闭机构。

在球座50与54之间夹设有分隔件53。分隔件53具有比球体52的外径稍大的内径。球体52在分隔件53的内侧能够沿着壳体44的轴向移动地配置。球体56也是在球座54的上方能够沿着壳体44的轴向移动地配置。作为第1阀芯、第2阀芯，也可以取代球体52、56而使用锥塞等其他形状的部件。球座50和54由相同部件构成，球体52和56由相同部件构成。

阀体42在壳体44的正下方的位置具有具备缸部48。缸部48是用于使埋设有永磁铁58的动作部60在壳体44的轴向(上下方向)上移动的空间。动作部60能够在上下方向上移动地收纳在缸部48的内部。动作部60保持着销62(第1驱动体)的基端。销62以朝向球体52延伸的方式在竖直方向上配置。在球体52落座于球座50的状态下，在销62与球体52之间例如存在0.4mm左右的间隙。作为缸部48的底面，设置例如由PTFE(聚四氟乙烯)等构成的座65。动作部60由座65支承。

在球体52与56之间，销64(第2驱动体)沿着壳体44的轴向在竖直方向上配置。销64在球座54的内侧能够在上下方向移动地设置。销64的长度比球体52与56的间隙短，在球体52落座于球座50且球体56落座于球座54时，在销64与球体56之间，例如存在0.3mm左右的间隙。

如图3所示，销64的截面形状是具有与球座54的内径大致相同的外径的圆形中的一部分(局部)缺损而得的形状。由此，在销64在球座54的内侧沿上下方向动作时，销64的轴不会从竖直方向倾倒，防止球座54的内周面与销64局部地接触而磨损。

并且，销64由与球座54相同的材质(例如，蓝宝石)构成。销64在球座54的内周面滑动，但是通过使两者的材质相同，从而防止一方侧明显地磨损。

在安装于壳体44的上端的垫圈49与球体56之间设置配重66。配重66被由例如螺旋弹簧构成的弹性部件68向竖直下方向施力。由此，始终将球体56向球座54侧按压。配重66及弹性部件68构成将球体56(第2阀芯)向球座54(第2阀座)侧按压的按压部件。

驱动机构70具备设置在支承动作部60的座65的正下方的位置的铁芯72、和与该铁芯72的侧面隔开间隔地配置的线圈74。若电流在线圈74中流动，则产生经过动作部60的磁场，成为动作部60从座65向上方例如抬起0.9mm的状态。

如图4所示，若成为动作部60向上方抬起了的状态，则销62将球体52向上方按压，球体52从球座50抬起0.5mm。若成为球体52从球座50抬起了的状态，则与此同时销64向上方抬起而将球体56向上方按压。由此，球体56从落座于球座54的状态被抬起0.2mm。由此，成为入口侧止回阀32打开的状态。将此时的销62的状态称为“开状态”。

在打开入口侧止回阀32时，利用驱动机构70以使得动作部60向上方移动的方式产生与永磁铁58相斥方向的磁场，由此，使销62成为开状态，球体52被销62向上方推起，球体56被销64向上方推起。因此，球体52及56分别被销62及64主动地向上方推起，所以不会产生由于球座50与球体52的吸附、球座54与球体56的吸附而导致阀打不开这样的不良状况，能够切实地打开阀。

相反地，在关闭阀时，驱动机构70不产生磁场，由此，动作部60由于自重而下降到座65。若动作部60下降，则球体52由于自重和销64的载荷而下降，落座于球座50。球体56，由于泵室8a内被加压以及由于配重66向下方的按压而落座于球座54。将此时的销64的状态称为“闭状态”。

若将阀的开闭机构设为两级，则在关闭阀时，只要该两级的开闭机构中的任一方被正常关闭，就能够起到作为止回阀的功能，因此具有关闭阀时的可靠性提高这一优点。另一方面，在打开阀时，在两级的开闭机构中的一方没有正常打开的情况下，不会作为止回阀起作用，因此存在在打开阀时产生不良状况的风险变为2倍的问题。

但是，如上述实施例那样，在作为阀芯的球体52和56之间插入销64，在动作部60抬起时，球体56也与球体52一起被主动地推起，由此，既能够将阀的开闭机构设为两级构成而提高关闭阀时的可靠性，又能够提高打开阀时的可靠性。

在该实施例中，出口侧止回阀36的构造也与入口侧止回阀32相同，但是，入口侧止回阀32及出口侧止回阀36未必需要采用上述构成，也可以仅是任一方具有上述构成。

附图标记说明

2a、2b 送液泵

4a、4b 泵头

6a、6b 泵体

8a、8b 泵室

10a、10b 柱塞

12a、12b 十字头

14a、14b 凸轮从动件

16a、16b 弹性部件

18a、18b 凸轮

20 步进电机

22 驱动轴

30 流路(液体入口流路)

32 入口侧止回阀

34 流路(液体出口流路)

36 出口侧止回阀

42 阀体

44 壳体

46 液体入口

47 液体出口

48 缸部

49 垫圈

50 球座(第1阀座)

52 球体(第1阀芯)

53 分隔件

54 球座(第2阀座)

56 球体(第2阀芯)

58 永磁铁

60 动作部

62 销(第1驱动体)

64 销(第2驱动体)

66 配重

68 弹性部件

70 驱动机构

72 铁芯

74 线圈

Claims (8)

1.一种止回阀，具备：

直线流路，具有使液体流入的液体入口和使液体流出的液体出口，使液体向一方向流动；

第1阀芯，以向所述一方向可动的形式设置在所述直线流路内；

第1阀座，设置成比所述第1阀芯靠所述液体入口侧，在内侧具有构成所述直线流路的一部分的第1流路，以将该第1流路的所述液体出口侧的开口封闭的方式使所述第1阀芯落座；

第2阀芯，以向所述一方向可动的形式设置在所述直线流路内，并且比所述第1阀芯靠近所述液体出口侧；

第2阀座，设置成比所述第2阀芯靠近所述液体入口侧且比所述第1阀芯靠近所述液体出口侧，在内侧具有构成所述直线流路的一部分的第2流路，以将该第2流路的所述液体出口侧的开口封闭的方式使所述第2阀芯落座；

第1驱动体，以向所述一方向可动的形式设置在所述直线流路内，且比所述第1阀芯靠近所述液体入口侧；

驱动机构，将所述第1驱动体向所述一方向驱动，使所述第1驱动体处于开状态和闭状态中的任一方的状态，所述开状态是将所述第1阀芯向所述液体出口侧按压而使所述第1阀芯从所述第1阀座脱离的状态，所述闭状态是不将所述第1阀芯向所述液体出口侧按压而使所述第1阀芯落座于所述第1阀座的状态；以及

第2驱动体，以向所述一方向可动的形式设置在所述直线流路内的所述第1阀芯与所述第2阀芯之间，在所述第1驱动体转为所述开状态时，所述第2驱动体被所述第1阀芯向所述液体出口侧按压，与此同时将所述第2阀芯向所述液体出口侧按压而使所述第2阀芯从所述第2阀座脱离，在所述第1驱动体转为所述闭状态时，所述第2驱动体从所述第2阀芯离开而使所述第2阀芯落座于所述第2阀座。

2.如权利要求1所述的止回阀，所述第2驱动体是比落座于所述第1阀座的所述第1阀芯与落座于所述第2阀座的所述第2阀芯之间的距离短的销。

3.如权利要求2所述的止回阀，所述第2驱动体被所述第2阀座支承，以维持其轴向朝着所述一方向的状态。

4.如权利要求3所述的止回阀，所述第2阀座的所述第2流路的在与该第2流路的流动方向垂直的方向上的截面是圆形，

所述第2驱动体的截面形状，是在与轴向垂直的方向上、具有与所述第2阀座的所述第2流路的内径大致相同的外径的圆形的局部缺损而得的形状。

5.如权利要求3所述的止回阀，所述第2驱动体由与所述第2阀座相同的材质构成。

6.如权利要求1所述的止回阀，所述第1阀芯和所述第2阀芯是由相同材质构成的相同形状的部件，所述第1阀座和所述第2阀座是由相同材质构成的相同形状的部件。

7.如权利要求1所述的止回阀，具有从所述液体出口侧向所述液体入口侧按压所述第2阀芯的按压部件。

8.一种送液泵，具有：

泵室；

使液体流入所述泵室的液体入口流路；

使液体从所述泵室流出的液体出口流路；

顶端插入到所述泵室的柱塞；

将所述柱塞沿其轴向驱动的柱塞驱动机构；

入口侧止回阀，设置在所述液体入口流路上，防止在从所述泵室排出液体时所述液体入口流路中的液体的逆流；以及

出口侧止回阀，设置在所述液体出口流路上，防止在将液体吸入所述泵室时所述液体出口流路中的液体的逆流，

所述入口侧止回阀和所述出口侧止回阀中的至少一方是权利要求1-7中任意一项所述的止回阀。