JP5159508B2 - ダイヤフラムポンプ及びこのダイヤフラムポンプを備えたポンプ装置 - Google Patents
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ハウジング(H)と、
このハウジング内に設けられて当該ハウジングの内部を押圧室(R1)及びポンプ室(R2)に区画する主ダイヤフラム(90)と、
ハウジングのうちポンプ室を介し主ダイヤフラムに同軸的に対向する同軸壁部位(31、32)内にてポンプ室内に開口するように凹状に形成した凹部(33b)とポンプ室との間に設けられて上記凹部をポンプ室から液密的に区画する副ダイヤフラム(100)と、
ハウジングの上記凹部内から副ダイヤフラムをポンプ室側へ付勢する付勢手段(70)とを備えて、
副ダイヤフラムは、その中央部(101)にて、ポンプ室内から主ダイヤフラムの中央部(91)に同軸的に連結され、かつ、主ダイヤフラムよりも小さな外径を有しており、
ハウジングのうち押圧室の周壁部位には、空気流供給源(80)からの空気流を押圧室内に供給する供給孔部(44)が形成されており、
ハウジングのうちポンプ室の周壁部位には、液体供給源(10)からの液体をポンプ室内に吸入する吸入部(50b、54a)及びポンプ室内の上記液体を吐出する吐出部(54b、50c)が形成されている。
付勢手段は、ハウジングの上記凹部内に設けられて副ダイヤフラムをポンプ室内に向けて付勢するコイルスプリング(70)であることを特徴とする。
請求項1または請求項2に記載のダイヤフラムポンプ(P)と、
液体をダイヤフラムポンプのポンプ室に上記吸入部から流入させるとき開弁し、この液体の流入を停止するとき閉弁する上流側弁手段(110、114)と、
ポンプ室から上記吐出部を介し吐出される上記液体をその被供給系統(20)へ供給するとき開弁し、この液体の被供給系統への供給を停止するとき閉弁する下流側弁手段(120、123)とを具備する。
副ダイヤフラムの中央部から主ダイヤフラムとは反対側へ同軸的に上記凹部内に向け延出されるロッド(60)と、位置検出手段(140)、第1制御手段(212、213、214)及び第2制御手段(202、203、241)とを備えて、
ハウジングの上記凹部は、その底部(33a)にて、副ダイヤフラムと同軸的に開口されて上記凹部内に連通するとともに上記底部の外部に連通しており、
ロッドは、上記凹部を通り上記底部から延出可能に当該底部内に軸方向に摺動可能に嵌装される先端側軸部(61)を有しており、
位置検出手段は、上記凹部の上記底部或いはその近傍に設けられて、ダイヤフラムポンプがポンプ室内への上記液体の吸入を完了したときロッドの上記先端側軸部の摺動位置をロッドの第1摺動位置として検出し、また、ダイヤフラムポンプがポンプ室内の上記液体の吐出を完了したときロッドの上記先端側軸部の摺動位置をロッドの第2摺動位置として検出するようになっており、
第1制御手段は、位置検出手段がロッドの上記第2摺動位置を検出したとき、上記液体をポンプ室内に吸入するために、押圧室内への上記空気流の供給を停止し、上流側弁手段を開弁し、かつ下流側弁手段を閉弁するように空気流供給源、上流側弁手段及び下流側弁手段を制御するようになっており、
第2制御手段は、第1制御手段による制御後位置検出手段がロッドの上記第1摺動位置を検出したとき、ポンプ室内の上記液体を吐出するために、押圧室内への上記空気流の供給を開始し、上流側弁手段を閉弁し、かつ下流側弁手段を開弁するように空気流供給源、上流側弁手段及び下流側弁手段を制御するようになっていることを特徴とする。
ハウジング(H)と、
このハウジング内に設けられて当該ハウジングの内部を押圧室(R1)及びポンプ室(R2)に区画する主ダイヤフラム(90)と、
ハウジングのうちポンプ室を介し主ダイヤフラムに同軸的に対向する同軸壁部位(31、32)内にポンプ室内に開口するように凹状に形成した凹部(33b)とポンプ室との間に設けられて上記凹部をポンプ室から液密的に区画する副ダイヤフラム(100)と、
押圧室内に設けられて主ダイヤフラムをポンプ室側へ押圧するように付勢する付勢手段(70a)とを備え、
副ダイヤフラムは、その中央部(101)にて、ポンプ室内から主ダイヤフラムの中央部(91)に同軸的に連結され、かつ、主ダイヤフラムよりも小さな外径を有しており、
ハウジングのうちポンプ室の周壁部位には、液体供給源(10)からの液体をポンプ室内に吸入する吸入部(50b、54a)、ポンプ室内の上記液体を吐出する吐出部(54b、50c)及び空気流供給源(80)からの空気流を上記凹部内に供給する供給孔部(34)が形成されている。
請求項7に記載のダイヤフラムポンプであって副ダイヤフラムの中央部(91)から主ダイヤフラムとは反対側へ同軸的に上記凹部内に向け延出されるロッド(60)を有するダイヤフラムポンプ(Pa)、上流側弁手段(110、114)、下流側弁手段(120、123)及びオリフィス手段(124、130)と、位置検出手段(140)、第1制御手段(212、213、214)及び第2制御手段(202、203、241)とを備えて、
ハウジングの上記凹部は、その底部(33a)にて、副ダイヤフラムと同軸的に開口されて上記凹部内に連通するとともに上記底部の外部に連通しており、
ロッドは、上記凹部を通り上記底部から延出可能に当該底部内に軸方向に摺動可能に嵌装される先端側軸部(61)を有しており、
上流側弁手段は、前記液体を前記ダイヤフラムポンプの前記ポンプ室に前記吸入部から流入させるとき開弁し、この液体の流入を停止するとき閉弁するようになっており、
前記下流側弁手段は、ポンプ室から上記吐出部を介し吐出される上記液体をその被供給系統(20)へ供給するとき開弁し、この液体の被供給系統への供給を停止するとき閉弁するようになっており、
オリフィス手段は、下流側弁手段から被供給系統への上記液体の供給流量を一定の微少流量に絞るようになっており、
位置検出手段は、上記凹部の上記底部或いはその近傍に設けられて、ダイヤフラムポンプがポンプ室内への上記液体の吸入を完了したときロッドの上記先端側軸部の摺動位置をロッドの第1摺動位置として検出し、また、ダイヤフラムポンプがポンプ室内の上記液体の吐出を完了したときロッドの上記先端側軸部の摺動位置をロッドの第2摺動位置として検出するようになっており、
第1制御手段は、位置検出手段がロッドの上記第2摺動位置を検出したとき、上記液体をポンプ室内に吸入するために、上記凹部内へ上記空気流を供給し、上流側弁手段を開弁し、かつ流側弁手段を閉弁するように空気流供給源、上流側弁手段及び下流側弁手段を制御するようになっており、
第2制御手段は、第1制御手段による制御後位置検出手段がロッドの上記第1摺動位置を検出したとき、ポンプ室内の上記液体を吐出するために、上記凹部内への上記空気流の供給を停止し、上流側弁手段を閉弁し、かつ下流側弁手段を開弁するように空気流供給源、上流側弁手段及び下流側弁手段を制御する。
(第1実施形態)
図1は、半導体製造装置の枚葉式処理系統に適用された本発明に係るダイヤフラムポンプ及びこのダイヤフラムポンプを備えたポンプ装置の第1実施形態を示しており、当該ポンプ装置は、薬液タンク10と処理カップ20との間に配設されている。なお、薬液タンク10は、薬液を貯留している。また、処理カップ20内には、半導体ウェハーWが、スピンテーブル21上に載置されている。
(第2実施形態)
図8は、本発明の第2実施形態の要部を示している。この第2実施形態は、上記第1実施形態にて述べたポンプ装置において、ダイヤフラムポンプPに代えて、ダイヤフラムポンプPaを採用した構成を有する。
(1)位置センサ140は、上記実施形態にて述べた光電センサに代えて、ロッド60の上方への摺動端位置及び下方への摺動端位置をそれぞれ検出する近接スイッチ等からなる2つの検出スイッチで構成してもよい。
(2)位置センサ140は、ロッド60の上方への摺動端位置及び下方への摺動端位置の一方のみを検出する検出スイッチと、ロッド60の上方への摺動端位置及び下方への摺動端位置の一方への到達後当該ロッド60の上方への摺動端位置及び下方への摺動端位置の他方に達するまでの所定経過時間をタイマーで計時するようにしてもよい。これによれば、当該タイマーは、上記所定計時時間の計時終了の際に、ロッド60の上方への摺動端位置及び下方への摺動端位置の他方への到達を検出することとなる。これによっても、上記実施形態と同様の作用効果を達成することができる。
(3)位置センサ140は、上記実施形態にて述べた光電センサに代えて、第1及び第2のタイマーを採用し、第1のタイマーにより、ロッド60の上方への摺動端位置から下方への摺動端位置まで到達するに要する第1の所定経過時間を計時し、第2のタイマーにより、ロッド60の上方への摺動端位置から下方への摺動端位置まで到達するに要する第2の所定経過時間を計時するようにしてもよい。これによれば、上記第1のタイマーは、その計時終了に伴い、ロッド60の上方への摺動端位置を検出し、上記第2のタイマーは、その計時終了に伴い、ロッド60の下方への摺動端位置を検出することとなる。これによっても、上記実施形態と同様の作用効果を達成することができる。
(4)位置センサ140は、光電センサに代えて、例えば、一対のフォトインタラプタ或いは一対のマイクロスイッチを採用してもよい。ここで、一対のフォトインタラプタ或いは一対のマイクロスイッチは、それぞれ、ロッド60の上方への摺動端位置及び下方への摺動端位置を検出すればよい。
(5)本発明の実施にあたり、薬液に限ることなく、純水その他の液体を吸入及び吐出するように本発明を適用してもよい。
(6)貫通孔部33の小径孔部33aと大径孔部33bとの境界段部は、上述したロッド60の上方への摺動端位置よりも上方に位置していてもよい。また、ロッド60のうち、先端側軸部61及び中側軸部62は、上記実施形態とは異なり、共に同一の外径を有するようにしてもよい。また、台座部41cの上面は、上述したロッド60の下方への摺動端位置に対応する位置よりも低く設定されていてもよく、さらには、台座部41cは廃止してもよい。
(7)本発明の実施にあたり、オリフィス130の内径は、上記実施形態にて述べたように一定の微少流量の薬液を流動させるように小さく設定されていなくてもよく、或いはオリフィス130は必要に応じて廃止してもよい。
(8)下流側開閉弁120に代えて、流量制御弁(例えば、比例制御弁)を採用し、ポンプ室R2からの薬液の吐出の際に、当該流量制御弁の開度を緩やかに増大させるようにすれば、ポンプ室R2からの薬液の吐出の際の配管123内の圧力の急激な上昇を防止し得る。
(9)上記第1実施形態において、コイルスプリング70を廃止するとともに、空気流供給源80とは異なる他の空気流供給源からの空気流を、上側ハウジング部材30の大径壁部31内に形成した連通路を通して、貫通孔部33の大径孔部33bの内部に圧送供給するように構成してもよい。
(10)コイルスプリング70は、上記第1実施形態とは異なり、その両端部にて、境界段部33d及び副ダイヤフラム90の中央軸部91に係止するようにしてもよい。この場合には、ロッド60の環状鍔部62aの外径は、例えば、中側軸部62或いは先端側軸部63と同一の外径にしてもよい。
(11)上記第1実施形態において、ロッド60の環状鍔部62a及び基端側軸部63は、副ダイヤフラム100の中央軸部101に含むように把握してもよい。この場合には、ロッド60は、中側軸部62(環状鍔部62aを除く)及び基端側軸部61でもって構成される。
(12)上記第1或いは第2の実施形態において、本発明をダイヤフラムポンプとして用いる場合に、位置センサ140が不要であれば、貫通孔部33に代えて、ポンプ室R2内に開口する筒部(底部を有する)等の凹部を、大径壁部31及び小径壁部32に亘り形成するようにしてもよい。なお、当該凹部には、例えば、貫通孔部33の大径孔部33bが対応する。但し、小径孔部33aは閉じて大径孔部33bの底部とする。
To…所定異常時間、10…薬液タンク、20…処理カップ、31…大径壁部、
32…小径壁部、33…貫通孔部、33a…小径孔部、33b…大径孔部、
33d…環状境界段部、34、44…供給孔部、50b…上流側ボス部、
50c…下流側ボス部、54a…吸入孔部、54b…吐出孔部、60…ロッド、
61…先端側軸部、62…中側軸部、63…基端側軸部、
70、70a…コイルスプリング、80…空気流供給源、90…主ダイヤフラム、
100…副ダイヤフラム、101…中央軸部、103…外周部、110…上流側開閉弁、
114、123、124…配管、120…下流側開閉弁、130…オリフィス、
140…位置センサ、150…コントローラ。
Claims (8)
- ハウジングと、
このハウジング内に設けられて当該ハウジングの内部を押圧室及びポンプ室に区画する主ダイヤフラムと、
前記ハウジングのうち前記ポンプ室を介し前記主ダイヤフラムに同軸的に対向する同軸壁部位内にて前記ポンプ室内に開口するように凹状に形成した凹部と前記ポンプ室との間に設けられて前記凹部を前記ポンプ室から液密的に区画する副ダイヤフラムと、
前記ハウジングの前記凹部内から前記副ダイヤフラムを前記ポンプ室側へ付勢する付勢手段とを備えて、
前記副ダイヤフラムは、その中央部にて、前記ポンプ室内から前記主ダイヤフラムの中央部に同軸的に連結され、かつ、前記主ダイヤフラムよりも小さな外径を有しており、
前記ハウジングのうち前記押圧室の周壁部位には、空気流供給源からの空気流を前記押圧室内に供給する供給孔部が形成されており、
前記ハウジングのうち前記ポンプ室の周壁部位には、液体供給源からの液体を前記ポンプ室内に吸入する吸入部及び前記ポンプ室内の前記液体を吐出する吐出部が形成されているダイヤフラムポンプ。 - 前記付勢手段は、前記ハウジングの前記凹部内に設けられて前記副ダイヤフラムを前記ポンプ室内に向けて付勢するコイルスプリングであることを特徴とする請求項1に記載のダイヤフラムポンプ。
- 請求項1または請求項2に記載のダイヤフラムポンプと、
前記液体を前記ダイヤフラムポンプの前記ポンプ室に前記吸入部から流入させるとき開弁し、この液体の流入を停止するとき閉弁する上流側弁手段と、
前記ポンプ室から前記吐出部を介し吐出される前記液体をその被供給系統へ供給するとき開弁し、この液体の前記被供給系統への供給を停止するとき閉弁する下流側弁手段とを具備するダイヤフラムポンプを備えたポンプ装置。 - 前記下流側弁手段から前記被供給系統への前記液体の供給流量を一定の微少流量に絞るオリフィス手段を具備することを特徴とする請求項3に記載のダイヤフラムポンプを備えたポンプ装置。
- 前記副ダイヤフラムの中央部から前記主ダイヤフラムとは反対側へ同軸的に前記凹部内に向け延出されるロッドと、位置検出手段、第1制御手段及び第2制御手段とを備えて、
前記ハウジングの前記凹部は、その底部にて、前記副ダイヤフラムと同軸的に開口されて前記凹部内に連通するとともに前記底部の外部に連通しており、
前記ロッドは、前記凹部を通り前記底部から延出可能に当該底部内に軸方向に摺動可能に嵌装される先端側軸部を有しており、
前記位置検出手段は、前記凹部の前記底部或いはその近傍に設けられて、前記ダイヤフラムポンプが前記ポンプ室内への前記液体の吸入を完了したとき前記ロッドの前記先端側軸部の摺動位置を前記ロッドの第1摺動位置として検出し、また、前記ダイヤフラムポンプが前記ポンプ室内の前記液体の吐出を完了したとき前記ロッドの前記先端側軸部の摺動位置を前記ロッドの第2摺動位置として検出するようになっており、
前記第1制御手段は、前記位置検出手段が前記ロッドの前記第2摺動位置を検出したとき、前記液体を前記ポンプ室内に吸入するために、前記押圧室内への前記空気流の供給を停止し、前記上流側弁手段を開弁し、かつ前記下流側弁手段を閉弁するように前記空気流供給源、前記上流側弁手段及び前記下流側弁手段を制御するようになっており、
前記第2制御手段は、前記第1制御手段による制御後前記位置検出手段が前記ロッドの前記第1摺動位置を検出したとき、前記ポンプ室内の前記液体を吐出するために、前記押圧室内への前記空気流の供給を開始し、前記上流側弁手段を閉弁し、かつ前記下流側弁手段を開弁するように前記空気流供給源、前記上流側弁手段及び前記下流側弁手段を制御するようになっていることを特徴とする請求項3または4に記載のダイヤフラムポンプを備えたポンプ装置。 - 前記第2制御手段の制御に伴う前記ポンプ室内の前記液体の吐出が所定異常時間の経過前に完了しないとき、前記ダイヤフラムポンプの作動を禁止することを特徴とする請求項5に記載のダイヤフラムポンプを備えたポンプ装置。
- ハウジングと、
このハウジング内に設けられて当該ハウジングの内部を押圧室及びポンプ室に区画する主ダイヤフラムと、
前記ハウジングのうち前記ポンプ室を介し前記主ダイヤフラムに同軸的に対向する同軸壁部位内に前記ポンプ室内に開口するように凹状に形成した凹部と前記ポンプ室との間に設けられて前記凹部を前記ポンプ室から液密的に区画する副ダイヤフラムと、
前記押圧室内に設けられて前記主ダイヤフラムを前記ポンプ室側へ押圧するように付勢する付勢手段とを備えて、
前記副ダイヤフラムは、その中央部にて、前記ポンプ室内から前記主ダイヤフラムの中央部に同軸的に連結され、かつ、前記主ダイヤフラムよりも小さな外径を有しており、
前記ハウジングのうち前記ポンプ室の周壁部位には、液体供給源からの液体を前記ポンプ室内に吸入する吸入部、前記ポンプ室内の前記液体を吐出する吐出部及び空気流供給源(80)からの空気流を前記凹部内に供給する供給孔部が形成されているダイヤフラムポンプ。 - 請求項7に記載のダイヤフラムポンプであって前記副ダイヤフラムの中央部から前記主ダイヤフラムとは反対側へ同軸的に上記凹部内に向け延出されるロッドを有するダイヤフラムポンプ、上流側弁手段、下流側弁手段及びオリフィス手段と、位置検出手段、第1制御手段及び第2制御手段とを備えて、
前記ハウジングの前記凹部は、その底部にて、前記副ダイヤフラムと同軸的に開口されて前記凹部内に連通するとともに前記底部の外部に連通しており、
前記ロッドは、前記凹部を通り前記底部から延出可能に当該底部内に軸方向に摺動可能に嵌装される先端側軸部を有しており、
前記上流側弁手段は、前記液体を前記ダイヤフラムポンプの前記ポンプ室に前記吸入部から流入させるとき開弁し、この液体の流入を停止するとき閉弁するようになっており、
前記下流側弁手段は、前記ポンプ室から前記吐出部を介し吐出される前記液体をその被供給系統へ供給するとき開弁し、この液体の前記被供給系統への供給を停止するとき閉弁するようになっており、
前記オリフィス手段は、前記下流側弁手段から前記被供給系統への前記液体の供給流量を一定の微少流量に絞るようになっており、
前記位置検出手段は、前記凹部の前記底部或いはその近傍に設けられて、前記ダイヤフラムポンプが前記ポンプ室内への前記液体の吸入を完了したとき前記ロッドの前記先端側軸部の摺動位置を前記ロッドの第1摺動位置として検出し、また、前記ダイヤフラムポンプが前記ポンプ室内の前記液体の吐出を完了したとき前記ロッドの前記先端側軸部の摺動位置を前記ロッドの第2摺動位置として検出するようになっており、
前記第1制御手段は、前記位置検出手段が前記ロッドの前記第2摺動位置を検出したとき、前記液体を前記ポンプ室内に吸入するために、前記凹部内へ前記空気流を供給し、前記上流側弁手段を開弁し、かつ前記下流側弁手段を閉弁するように前記空気流供給源、前記上流側弁手段及び前記下流側弁手段を制御するようになっており、
前記第2制御手段は、前記第1制御手段による制御後前記位置検出手段が前記ロッドの前記第1摺動位置を検出したとき、前記ポンプ室内の前記液体を吐出するために、前記凹部内への前記空気流の供給を停止し、前記上流側弁手段を閉弁し、かつ前記下流側弁手段を開弁するように前記空気流供給源、前記上流側弁手段及び前記下流側弁手段を制御するようにしたダイヤフラムポンプを備えたポンプ装置。
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