CN1242168C

CN1242168C - 泵的再起动装置

Info

Publication number: CN1242168C
Application number: CNB011371854A
Authority: CN
Inventors: 山田和正
Original assignee: Yamada Co Ltd
Current assignee: Yamada Co Ltd
Priority date: 2000-12-18
Filing date: 2001-10-24
Publication date: 2006-02-15
Anticipated expiration: 2021-10-24
Also published as: DE60128052T2; JP3515070B2; DE60128052D1; CN1358937A; EP1217212A2; US20020076340A1; JP2002188576A; EP1217212B1; EP1217212A3; US6644940B2

Abstract

一种泵的再起动装置，具有划分送液腔和驱动腔(11b、12b)的中心杆，通过该中心杆的往复运动，连续地输送输送流体，具备：切换中心杆的移动方向的换向阀(2)；在停止从换向阀(2)向两个驱动腔(11b、12b)供给驱动流体时，通过检测停止向该两个驱动腔(11b、12b)供给驱动流体、使驱动流体流入到上述换向阀(2)，使其再次向驱动腔(11b、12b)供给驱动流体的再起动流体回路(3)。

Description

泵的再起动装置

技术领域

本发明涉及一种在为了切换泵的中心杆的移动方向、由于往复移动的换向阀停止在中间位置、泵的动作停止时，再次自动地使该泵动作的泵的再起动装置。

背景技术

以往，泵，例如，膜片式泵的结构为：具备中心杆，在该中心杆的两端分别设有划分送液腔和驱动腔的膜片，在向一侧驱动中心杆时，将驱动流体(例如，压缩空气)供给到该侧的驱动腔，使该侧的送液腔的输送流体排出，同时，一边使中心杆的另外一侧的驱动腔的驱动流体排出，一边将输送流体吸入到该另一侧的送液腔，在向另一侧驱动中心杆时，将驱动流体供给到中心杆的另一侧的驱动腔，使其将该另一侧的送液腔的输送流体排出，同时，一边使中心杆的一侧的驱动腔的驱动流体排出，一边将输送流体吸入到该侧的送液腔，通过该中心杆的往复运动，连续地输送输送流体。

在该膜片式泵上，为了切换其中心杆的移动方向，设置了往复运动的换向阀。该换向阀具有阀芯。在该阀芯的移动方向的两侧设有供给用于切换阀芯的移动方向的驱动流体的一对压力腔。该换向阀其结构为，使其用中心杆的活动终端，在该一对压力腔产生压差，切换阀芯的位置。

但是，若作为输送流体的液体含有空气的话，膜片的动作不稳定，有时换向阀的阀芯就停止在其往复运动方向的中间位置了。

另外，若供给的驱动流体不足，一对压力腔的压差变小，使阀芯移动的能量不足，有时阀芯停止在中间位置。

再有，在驱动流体是压缩空气时，在供给到换向阀的压缩空气向换向阀内排出时，其压力急速下降，由于绝热膨胀，换向阀温度降低，部分地成为冻结状态，有时阀芯停止在中间位置。

若该阀芯停止在中间位置，就停止向驱动腔供给驱动流体，泵的动作停止。因此，将回位弹簧安装在阀芯的一侧的端部，借助回位弹簧的弹簧力，虽然千方百计地要使阀芯不停止在中间位置，但，即使这样，有的情况下阀芯在中间位置还是停止活动了。

发明内容

本发明是鉴于上述情况而提出的，其目的在于提供一种泵的再起动装置，使其在为了切换泵的中心杆的移动方向、由于往复移动的换向阀停止在中间位置、而泵的动作停止时，能自动地再次使该泵动作。

本发明的第1方面是一种泵的再起动装置，其泵具备划分送液腔和驱动腔的中心杆，在向一侧驱动中心杆时，将驱动流体供给到该侧的驱动腔，使该侧的送液腔的输送流体排出，同时，一边使中心杆的另外一侧的驱动腔的驱动流体排出，一边将输送流体吸入到该另一侧的送液腔，在向另一侧驱动中心杆时，将驱动流体供给到中心杆的另一侧的驱动腔，使该另一侧的送液腔的输送流体排出，同时，一边使中心杆的一侧的驱动腔的驱动流体排出，一边将输送流体吸入到该侧的送液腔，通过该中心杆的往复运动，连续地输送输送流体，其特征是：具备：

切换上述中心杆的移动方向的换向阀；在停止从该换向阀向两个驱动腔供给驱动流体时，通过检测停止向该两个驱动腔供给驱动流体、使驱动流体流入到上述换向阀，而再次向上述驱动腔供给驱动流体的再起动流体回路。

本发明的第2方面是一种膜片式泵的再起动装置，其膜片式泵具备中心杆，在该中心杆的两端分别设有划分送液腔和驱动腔的膜片，在向一侧驱动中心杆时，将驱动流体供给到该侧的驱动腔，使该侧的送液腔的输送流体排出，同时，一边使中心杆的另外一侧的驱动腔的驱动流体排出，一边将输送流体吸入到该另一侧的送液腔，在向另一侧驱动中心杆时，将驱动流体供给到中心杆的另一侧的驱动腔，而将该另一侧的送液腔的输送流体排出，同时，一边使中心杆的一侧的驱动腔的驱动流体排出，一边将输送流体吸入到该侧的送液腔，通过该中心杆的往复运动，连续地输送输送流体，其特征是：具备：

本发明的第3方面是一种膜片式泵的再起动装置，其特征是：上述换向阀具有阀芯，在该阀芯的移动方向的两侧，设有供给用于切换上述阀芯的移动方向的驱动流体的一对压力腔，使其用上述中心杆的终端，在上述一对压力腔产生压差，以切换上述阀芯的位置。

本发明的第4方面是一种泵的再起动装置，其特征是：上述一对压力腔分别通过控制阀与上述两驱动腔相连通，在切换上述中心杆的移动方向时，上述中心杆的活动终端使一侧的驱动腔容积减少，通过将与容积正在减少的该驱动腔连通一侧的压力腔的驱动流体排放到该驱动腔，使所述压力腔减压而切换上述阀芯的位置。

本发明的第5方面是一种泵的再起动装置，其特征是：上述再起动流体回路具备：检测停止向上述各驱动腔供给驱动流体的3向止回阀；单向阀；从上述一对压力腔之一向大气排放驱动流体的“非”形阀，上述3向止回阀具有2个吸入孔和1个排出孔，上述单向阀具有吸入孔和排出孔，上述“非”形阀具有输入孔、吸入孔和输出孔，上述3向止回阀的各吸入孔与上述各驱动腔相连通，上述3向止回阀的排出孔与单向阀的吸入孔相连通，上述单向阀的排出孔与上述“非”形阀的输入孔相连通，该“非”形阀的吸入孔与上述一对压力腔之一相连通，上述输出孔向大气敞开，上述“非”形阀的吸入孔和输出孔，在上述阀芯往复运动时，从上述3向止回阀向上述单向阀供给驱动流体，由加在输入孔上的控制压力将其切断，在上述阀芯在其中间位置停止移动时，通过依靠上述3向止回阀和上述单向阀向大气排放驱动流体，使控制压力降低，由此连通上述吸入孔和上述输出孔，从该吸入孔经由上述输出孔向上述一对压力腔之一供给驱动流体，由此使其在一对压力腔产生压差，使上述阀芯从中间停止位置向一侧移动。

本发明的第6方面是一种膜片式泵的再起动装置，其特征是：上述再起动流体回路组装在上述膜片式泵的主体的内部。

本发明的第7方面是一种膜片式泵的再起动装置，其特征是：上述一对压力腔分别与上述两驱动腔相连通，在切换上述中心杆的移动方向时，上述中心杆的移动终端，使一侧的驱动腔容积减少，通过将驱动流体供给到与容积正在减少的该驱动腔不同的驱动腔相连通一侧的压力腔，降低该压力腔的压力，切换上述阀芯的位置。

本发明的第8方面是一种泵的再起动装置，其特征是：上述驱动流体是压缩空气。

附图说明

图1是本发明的泵的再起动装置的主要回路结构简图。

图2是表示图1所示的膜片式泵的内部结构的剖视图。

图3是表示图1所示的“非”形阀的内部结构的放大剖视图，表示吸入孔和输出孔被切断的状态。

图4是表示图1所示的“非”形阀的内部结构的放大剖视图，表示吸入孔和输出孔连通的状态。

图5是表示图1所示的阀芯位于右侧的状态的换向阀的放大图。

图6是图1所示的单向阀的放大图，表示吸入孔与右腔连通的单向阀。

图7是图1所示的单向阀的放大图，表示吸入孔与左腔连通的单向阀。

图8是表示图1所示的阀芯停止在中间位置的状态的换向阀的放大图。

具体实施方式

图1是本发明的膜片式泵再起动装置的流体回路的结构简图，1是膜片式泵的主体，2是换向阀，3是再起动流体回路。

其主体1如图2所示，在其中央设有能在水平方向往复移动的中心杆4。在中心杆4的一端设有膜片5，在中心杆4的另一端设有膜片6。

膜片5、6其中央部分别由中心盘7、8将其固定在中心杆4的端部，其周边部分别固定在主体1的安装部9、10上。

在中心杆4的移动方向两侧存在有允许中心杆4移动的空间11、12，空间11由膜片5划分为送液腔11a和驱动腔11b，空间12由膜片6划分为送液腔12a和驱动腔12b。

在其主体1的下部，设有将输送流体供给到送液腔11a、12a的供给通道13，在其主体1的上部设有将送液腔11a、12a的输送流体向外部排出的排出通道14。15是从外部将输送流体取入到其供给通道13的取入口，16是将输送流体从排出通道14排出到外部的排出口。

在该送液腔11a、12a的下部设有与供给通道13连通的吸入孔17、18，在该送液腔11a、12a的上部设有与排出通道14连通的排出孔19、20。该各孔17～20上设有开闭该各孔17～20的具有单向阀功能的球阀21～24。

在该主体1上设有分别朝向驱动腔11b、12b的控制阀25、26。它是从换向阀2向该驱动腔11b、12b供给作为驱动流体的压缩空气的，其详细情况将在后面进行描述。

换向阀2具有切换中心杆4的移动方向的功能。该换向阀2在此采用了滑阀。该换向阀2如图1所示，具有外壳25和阀芯26。在其外壳25上设有允许其阀芯26水平方向往复运动的允许空间27。

该阀芯26在中央部具有扩径部28，由该扩径部28将允许空间27划分为左腔27a和右腔27b。在该阀芯26的两端形成有扩径部29、30，扩径部28和扩径部29之间为缩径部31，扩径部28和扩径部30之间为缩径部32。在各扩径部28～30上分别设有密封件33。

左腔27a具有压力腔27c，扩径部29的背面朝向压力腔27c。右腔27b具有压力腔27d，扩径部30的背面朝向压力腔27d。微量的压缩空气从图示省略的小孔供给到压力腔27c、27d。

在该外壳25的一端设有回位弹簧安装件34，在阀芯26的一端和回位弹簧安装件34之间安装有回位弹簧35。

在该外壳25的上部，设有用于供给作为膜片驱动用流体的压缩空气的空气供给口36、37。在左腔27a设有孔38，在右腔27b设有孔39。孔38与空气供给口36相连通，孔39与空气供给口37相连通。孔38形成在当阀芯26位于右侧时被扩径部29关闭的位置，孔39形成在当阀芯26位于左侧时被扩径部30关闭的位置。

在左腔27a设有孔40，在右腔27b设有孔41，在外壳25上在左腔27a和右腔27b之间的中间位置形成有排气孔42。扩径部28跨过排气孔42往复运动。孔40在阀芯26位于右侧时与排气孔42连通，孔41在阀芯26位于左侧时与排气孔42连通。

在压力腔27c设有孔43，在压力腔27d设有孔44。在外壳25上，在孔41和孔44之间形成有构成再起动流体回路3的一部分的孔45。

孔40通过连接管46与驱动腔11b相连通，孔41通过连接管47与驱动腔12b相连通，排气孔42通过排气管48与大气相连通。

如图2所示，控制阀25、26分别具有缓冲腔25a、26a，图1所示的孔43通过连接管51与控制阀25的缓冲腔25a相连通，孔44通过连接管52与控制阀26的缓冲腔26a相连通。缓冲腔25a、26a起到注入供给到压力腔27c、27d的压缩空气的作用。该控制阀25、26具有常闭阀芯25b、26b。该常闭阀芯25b、26b的前端可以接触地朝向中心盘7、8。

再起动流体回路3检测已停止从换向阀2向两驱动腔11b、12b供给驱动流体、起到通过使驱动流体回流到换向阀2、而再次向驱动腔供给驱动流体的作用。

再起动流体回路3具有“非”形阀(NC阀)53、3向止回阀54、单向阀55。“非”形阀53，如在图3、图4中放大表示的那样，在外壳56内设有活动阀芯57和弹簧58。外壳56具有输入控制压力的输入孔59、吸入压缩空气的吸入孔60、输出压缩空气的输出孔61。活动阀芯57具有扩径部57a。扩径部57a起到切断吸入孔60和输出孔61的作用，弹簧58起到使活动阀芯57具有向反抗控制压力的方向运动的趋势的作用。

弹簧58在输入控制压力时，如图3所示被压缩，活动阀芯57位于堵塞吸入孔60和输出孔61的位置，活动阀芯57在没有输入控制压力时，如图4所示，由于弹簧58的弹簧力而位于连通吸入孔60和输出孔61的位置。

3向止回阀54具有2个吸入孔68、69和排出孔70，单向阀55具有吸入孔71和排出孔66，该排出孔66与“非”形阀53的输入孔59相连通。“非”形阀53的吸入孔59与一对压力腔27c、27d之一相连通。

3向止回阀54起到检测停止向驱动腔12b供给驱动流体的作用，单向阀55起到检测停止向驱动腔11b供给驱动流体的作用。单向阀55具有在外壳63内起单向阀作用的球阀65、起截流阀作用的锥阀67。球阀65起开闭吸入孔71的作用。在其外壳63上设有排出孔66。锥阀67起到将单向阀55排出孔66一侧的压缩空气每次少量地排放到大气的作用。

吸入孔68通过分支管72与连接管47相连通，吸入孔69通过分支管73与连接管46相连通。排出孔70通过连接管74与“非”形阀53的输入孔59相连接。

“非”形阀53的吸入孔60通过压缩空气供给管76与排气孔42相连接，其输出孔61通过分支管77与连接管52相连接。

图1表示阀芯26位于右侧、孔40和排气孔42连通，而且孔39打开的状态，如在图5中放大表示的那样，压缩空气通过孔39、孔41、连接管47，如箭头A所示供给到驱动腔12b，膜片6膨胀，中心杆4被驱动，向图2中的箭头B的方向移动。

由于膜片6膨胀，送液腔12a的容积缩小，送液腔12a的输送流体向箭头C的方向输送，从排出通道14、排出口16排放到外部。

另外，由于中心杆4向箭头B的方向移动，所以，驱动腔11b的容积缩小，驱动腔11b的压缩空气如箭头D′所示，通过连接管46、孔40、排气孔42、排气管48排放到大气。与此同时，由于送液腔11a的容积扩大，所以，送液腔11a内变成负压，输送流体通过取入口15、吸入孔17被吸入向箭头D的方向运动，在送液腔11a内充满输送流体。

在做这一连串的动作时，压缩空气如箭头A′所示，通过孔41、分支管72被输送到吸入孔68，所以，3向止回阀54的压缩空气通过排出孔70、连接管74供给到“非”形阀53的输入孔59，“非”形阀53的活动阀芯57保持切断吸入孔60和输出孔61的连通的状态。

另一方面，在做这一连串的动作时，由于驱动腔11b的压缩空气通过孔40、排气孔42、排气管48排放到大气，所以，分支管73内部的压缩空气的压力降低，如在图7中放大表示的那样，单向阀55的吸入孔69被球阀65关闭，以防止通过孔41、分支管72、3向止回阀54、连接管74输入到“非”形阀53的输入孔59的控制用压缩空气经由单向阀55流入到分支管73。

若进一步向箭头B的方向驱动中心杆4，中心盘7与控制阀25的常闭阀芯25b相接触，中心杆4到达活动终端，则缓冲腔25a内的压缩空气被排放到驱动腔11b，压力腔27c内的压力和压力腔27d内的压力产生压差，因此，阀芯26承受回位弹簧35的辅助力，转瞬间向箭头E的方向移动，中心杆4的驱动方向被切换。

即，中心杆的活动终端，使一侧的驱动腔容积减少，通过将与容积正在减少的该驱动腔相连通一侧的压力腔的驱动流体排放到该驱动腔，降低该压力腔的压力，切换阀芯的位置。

这样一来，右腔27b的孔39被关闭，且孔41和排气孔42相连通。另一方面，左腔27a的孔38打开，且孔40和排气孔42被切断。因此，压缩空气通过孔40、连接管46被输送到驱动腔11b，膜片5膨胀，驱动腔11b的容积扩大，同时，送液腔11a的容积缩小，送液腔11a内的输送流体通过排出孔19、排出通道14，排放到外部。

另一方面，通过中心杆4向与箭头B相反的方向移动，驱动腔12b的容积缩小，送液腔12a的容积扩大，所以，输送流体通过取入口15、吸入孔18被吸到送液腔12a，输送流体充满送液腔12a。

在做这一连串的动作时，由于压缩空气通过孔40、分支管73输送到吸入孔69，所以，单向阀55的吸入孔69打开，该压缩空气通过排出孔71、连接管75供给到“非”形阀53的输入孔59，“非”形阀53的活动阀芯57保持切断吸入孔60和输出孔61的连通的状态。另一方面，在做这一连串的动作时，由于驱动腔12b的压缩空气通过孔41、排气孔42、排气管48排放到大气，所以，分支管72内部的压缩空气的压力降低，单向阀54的吸入孔68被球阀64关闭，以防止通过孔40、分支管73、单向阀55、连接管75输入到“非”形阀53的输入孔59的控制用压缩空气经由单向阀54流入到分支管72。

在换向阀2的阀芯26没有停止在中间位置的一般的动作状态下，由于控制压力总是加在“非”形阀53的输入孔59，所以，其吸入孔60和输出孔61总是被活动阀芯57切断，膜片式泵反复进行象往常一样的动作。

在此，若由于什么原因阀芯26停止在了中间位置，如图8放大表示的那样，孔38被扩径部29堵塞，孔39被扩径部30堵塞，排气孔42被扩径部28堵塞，成为压缩空气即使是通过任意的连接管46、47也不能供给到驱动腔11b、12b的状态，膜片式泵停止其动作。

该连接管47、46通过分支管72、73与3向止回阀54的吸入孔68、69相连通，锥阀67将排出孔66一侧的压缩空气慢慢地向大气中排放，所以，加在“非”形阀53的输入孔59上的控制压力降低，活动阀芯57由于弹簧58的弹簧力，而从图3所示的位置向图4所示的位置移动，因此，吸入孔60和输出孔61连通，贮存在压缩空气供给管76中的压缩空气通过吸入孔60、输出孔61、分支管77、连接管52，供给到压力腔27d。因此，压力腔27c和压力腔27d之间产生压差，阀芯26向箭头F的方向移动，孔38和孔40成为连通的状态，同时，孔41和排气孔42成为连通的状态。

因此，压缩空气通过连接管46再次供给到驱动腔11b，同时，变成从驱动腔12b通过连接管47排放压缩空气的状态，膜片式泵自动地再次起动。

而且，锥阀66、67起到防止在换向阀2和“非”形阀53之间产生自激振荡现象的作用。

本发明的实施例其结构是通过降低压力腔27c、27d的任意一腔的压力，使压力腔27c和压力腔27d之间产生压差使阀芯26移动的，但，通过增加压力腔27c、27d的任意一腔的压力，使阀芯26移动的结构也能应用本发明。

另外，本发明的实施例，就膜片式泵、应用本发明的场合进行了说明，但，空气驱动式的活塞泵、风箱泵也能应用本发明。

再有，本发明的实施例，其结构是在膜片式泵的主体1的外部设置再起动流体回路3，但，也可以采用在主体1的内部设置再起动流体回路3的结构。

根据本发明，在为了切换泵的中心杆的移动方向、由于往复移动的换向阀停止在中间位置、而泵的动作停止时，能自动地再次使该泵动作。

Claims

1.一种泵的再起动装置，其泵具备划分送液腔和驱动腔的中心杆，在向一侧驱动中心杆时，将驱动流体供给到该侧的驱动腔，使该侧的送液腔的输送流体排出，同时，一边使中心杆的另外一侧的驱动腔的驱动流体排出，一边将输送流体吸入到该另一侧的送液腔，在向另一侧驱动中心杆时，将驱动流体供给到中心杆的另一侧的驱动腔，使其将该另一侧的送液腔的输送流体排出，同时，一边使中心杆的一侧的驱动腔的驱动流体排出，一边将输送流体吸入到该侧的送液腔，通过该中心杆的往复运动，连续地输送输送流体，其特征是：具备：

切换上述中心杆的移动方向的换向阀；在停止从该换向阀向两个驱动腔供给驱动流体时，通过检测停止向该两个驱动腔供给驱动流体、使驱动流体流入到上述换向阀，使其再次向上述驱动腔供给驱动流体的再起动流体回路。

2.一种膜片式泵的再起动装置，其膜片式泵具备中心杆，在该中心杆的两端分别设有划分送液腔和驱动腔的膜片，在向一侧驱动中心杆时，将驱动流体供给到该侧的驱动腔，使该侧的送液腔的输送流体排出，同时，一边使中心杆的另外一侧的驱动腔的驱动流体排出，一边将输送流体吸入到该另一侧的送液腔，在向另一侧驱动中心杆时，将驱动流体供给到中心杆的另一侧的驱动腔，使其将该另一侧的送液腔的输送流体排出，同时，一边使中心杆的一侧的驱动腔的驱动流体排出，一边将输送流体吸入到该侧的送液腔，通过该中心杆的往复运动，连续地输送输送流体。其特征是：具备：

3.如权利要求2所述的膜片式泵的再起动装置，其特征是：上述换向阀具有阀芯，在该阀芯的移动方向的两侧，设有供给用于切换上述阀芯的移动方向的驱动流体的一对压力腔，使其用上述中心杆的终端，在上述一对压力腔产生压差，以切换上述阀芯的位置。

4.如权利要求3所述的膜片式泵的再起动装置，其特征是：上述一对压力腔分别通过控制阀与上述两驱动腔相连通，在切换上述中心杆的移动方向时，上述中心杆的活动终端使一侧的驱动腔容积减少，通过将与(容积正在减少的)该驱动腔连通一侧的压力腔的驱动流体排放到该驱动腔，降低该压力腔的压力，切换上述阀芯的位置。

5.如权利要求4所述的膜片式泵的再起动装置，其特征是：上述再起动流体回路具备：检测停止向上述各驱动腔供给驱动流体的3向止回阀；单向阀；从上述一对压力腔之一向大气排放驱动流体的“非”形阀，上述3向止回阀具有2个吸入孔和1个排出孔，上述单向阀具有吸入孔和排出孔，上述“非”形阀具有输入孔、吸入孔和输出孔，上述3向止回阀的各吸入孔与上述各驱动腔相连通，上述3向止回阀的排出孔与单向阀的吸入孔相连通，上述单向阀的排出孔与上述“非”形阀的输入孔相连通，该“非”形阀的吸入孔与上述一对压力腔之一相连通，上述输出孔向大气敞开，上述“非”形阀的吸入孔和输出孔，在上述阀芯往复运动时，从上述3向止回阀向上述单向阀供给驱动流体，由加在输入孔上的控制压力将其切断，在上述阀芯在其中间位置停止移动时，依靠通过上述3向止回阀和上述单向阀向大气排放驱动流体，使控制压力降低，由此连通上述吸入孔和上述输出孔，从该吸入孔经由上述输出孔向大气排放上述一对压力腔之一的驱动流体，由此使其在一对压力腔产生压差，使上述阀芯从中间停止位置向一侧移动。

6.如权利要求5所述的膜片式泵的再起动装置，其特征是：上述再起动流体回路组装在上述膜片式泵的主体的内部。

7.如权利要求3所述的膜片式泵的再起动装置，其特征是：上述一对压力腔分别与上述两驱动腔相连通，在切换上述中心杆的移动方向时，上述中心杆的移动终端，使一侧的驱动腔容积减少，通过将驱动流体供给到与容积正在减少的该驱动腔不同的驱动腔相连通一侧的压力腔，降低该压力腔的压力，切换上述阀芯的位置。

8.如权利要求1至权利要求7中任意1项所述的泵的再起动装置，其特征是：上述驱动流体是压缩空气。