JPH07174076A - ポンプ - Google Patents
ポンプInfo
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- JPH07174076A JPH07174076A JP6105738A JP10573894A JPH07174076A JP H07174076 A JPH07174076 A JP H07174076A JP 6105738 A JP6105738 A JP 6105738A JP 10573894 A JP10573894 A JP 10573894A JP H07174076 A JPH07174076 A JP H07174076A
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
- F04B15/00—Pumps adapted to handle specific fluids, e.g. by selection of specific materials for pumps or pump parts
- F04B15/04—Pumps adapted to handle specific fluids, e.g. by selection of specific materials for pumps or pump parts the fluids being hot or corrosive
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
- F04B43/00—Machines, pumps, or pumping installations having flexible working members
- F04B43/08—Machines, pumps, or pumping installations having flexible working members having tubular flexible members
- F04B43/10—Pumps having fluid drive
- F04B43/113—Pumps having fluid drive the actuating fluid being controlled by at least one valve
- F04B43/1136—Pumps having fluid drive the actuating fluid being controlled by at least one valve with two or more pumping chambers in parallel
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
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- Reciprocating Pumps (AREA)
Abstract
の部品が耐腐食性材料から成るポンプを提供すること。 【構成】 第1と第2の端部を有するシャフト(20)
と、シャフト(20)の端部(27)の各々に取着され
た一対の駆動部材(30)であって、一対の駆動部材
(30)の各々がベロー(36)を備えている駆動部材
(30)と、駆動部材(30)を覆うように設けられた
一対の本体部材(45)であって、該一対の本体部材
(45)の各々が、駆動部材(30)と共にポンプ室
(71、72)を形成する内部を有する本体部材(4
5)と、先ず駆動部材の一方のベローに圧力を付与し、
次いで、他方の駆動部材のベローに圧力を付与する手段
(65)とを具備する。
Description
発明は簡単で小型の往復、2室、圧縮空気駆動式のポン
プに関する。ポンプの構成の強度がポンプ全体を耐腐食
性材料から形成することを容易にする。
っている。この種のポンプは米国特許公報第47086
01号、4817503号、5108270号に開示さ
れている。上記の開示されたポンプは、一対の可撓性ダ
イヤフラムを圧縮空気により駆動する。各々のダイヤフ
ラムが吸込口から流体をポンプ室内に吸い込み、そして
吐出口から吐き出す。上記ポンプは水、薬品、食品その
他の材料を含む様々な流体を供給するために広範に利用
されている。
ンプは、小さな金属のフィティングや固定具を含み複雑
な構成をしている。この複雑な構成はポンプの分解、組
立を難しくする。これにより、定期的なメンテナンス、
オーバーホールが難しくなる。従って、少ないメンテナ
ンスでよいポンプを提供する必要がある。更に、分解、
組立が容易で、メンテナンスを容易にするポンプが望ま
しい。
への適用がある。これらの流体は、少ない需要に対して
構成されたポンプで一般的に使用される金属部品を攻撃
し腐食させる。この種のポンプでは、通常、吐出される
材料と接触する一部または全ての部品(濡れ部品)は、
科学的に不活性な材料で被覆されている。米国特許公報
第4817503号は、構成部品の一部が耐腐食性材料
から成るポンプを開示している。
り形成され或いは被覆されていても、ポンプの他の部位
や外部には金属部品が含まれている。ポンプ本体に管を
保持する固定具やフィッティングに金属材料が使用され
ることが多い。これは、典型的に柔軟なプラスチックに
より形成される耐腐食性部品よりも、金属材料が非常に
強度が高く、かつ、加工が容易であるためと考えられ
る。
触しない外側の部位にのみ有するポンプにも適用範囲が
ある。然しながら、上記ポンプは半導体製造への適用に
は問題がある。この適用では、溶解力と酸化力とを有す
る腐食性の高い薬品中に対して、非常に高い純度を維持
しなければならない必要がある。
からの漏洩を完全に防止することは本質的に不可能であ
る。少量の薬品が漏洩すると、露出された固定具その他
の金属部品に直ちに接触する。これにより、金属部品は
腐食され、腐食して溶解して物質がポンプ内に戻り系を
汚染する。多くの適用において、これは問題とはならな
い。と言うのは、汚染物質は相対的に少量であり、超純
度の薬品は絶対的な要件ではないからである。
染物質が重大事となる。近時では、単一のシリコンチッ
プ上に多数の電子部品が製造され、こうしたチップを大
量に自動製造工程(サイクルまたはラン)で製造され
る。通常、製造工程が終了して個々のチップが試験され
るまで、汚染によるチップの失敗は検知されない。こう
した状況において、腐食された金属が流体系へ戻る汚染
源がたった1つあっても多大な損害が生じる。更に、製
造ラインが停止し、汚染源を特定して系をパージするま
で多大な遅れを生じる。こうした理由から、ポンプを構
成する全ての部品が耐腐食性材料から成るポンプを提供
する必要がある。
ンプが提供される。本発明の1つの特徴によれば、従来
のポンプで使用されている可撓性を有するダイヤフラム
に代えて、一対の伸縮可能なベローが圧縮空気の供給を
受けて駆動される。伸縮可能なベローを使用することに
より、1回の行程で吐出される流体の流量が増加する。
従って、ポンプの周波数を低減することが可能となる。
これにより、ベローや、内部シール、ポンプの他の構成
部品の損耗が著しく低減される。従って、運用寿命が従
来の複動式ダイヤフラムポンプと比較して著しく長くな
る。更に、ベローポンプにより供給される流体内のパル
ス状の圧力変動の周波数および振幅が、従来のダイヤフ
ラムポンプと比較して低下する。
高い新規な構成によりポンプが組み立てられる。この構
成では、ポンプコアに取着された一対の回転可能な本体
リングが、一対の駆動部材および本体部材をポンプコア
に固定する。駆動部材と本体部材とにより一対のポンプ
室が形成され、このポンプ室を通して流体が吐出され
る。この新規な構成は、駆動部材としてダイヤフラムを
使用する従来のポンプでも使用できるかもしれないが、
本発明の好ましい実施例では伸縮可能なベローを使用し
ている。本発明の他の特徴では、流体のための吐出管お
よび吸込管は、回転自在に設けられた固定リングにより
固定される。
テナンスのためにポンプの分解、組立が容易であるとの
利点を有している。ポンプの強度が高くなるように構成
されているので、ポンプ全体を耐腐食性の高い材料、典
型的には有機ポリマーを使用して形成することが可能で
ある。この特徴は、高純度に維持され高い腐食性を有す
る材料を使用する半導体製造業などの必要とされる適用
では特に望ましい。
示する。図1においてポンプ10は概ね対称形状をして
おり、ポンプコア15を中心として両側に等価の部品が
配設されている。以下の説明ではポンプの片側の構成に
ついてのみ説明するが、反対側の構成も同様である。以
下、図1のポンプの断面図である図2をも参照して本発
明の実施例を説明するが、同様の部品は同じ参照番号が
付されている。
構成されている。回転可能な本体リング18が、背板2
5によりポンプコアに保持されている。背板25は、プ
ラスチックのネジ(図示せず)によりポンプコアに取り
付けられている。このプラスチックネジは背板25を貫
通してポンプコアにねじ込まれている。本体リング18
は、ポンプコアを貫通する中心軸線の回りに回転可能に
構成されている。
て摺動自在に設けられている。シャフト20は、4つの
Oリング22(図2参照)を貫通して摺動する。Oリン
グ22はシャフトとポンプコアとの間をシールする。シ
ャフト20は、長手方向に円滑でシャフトとOリング2
2との間の積極的なシールが維持される。
て延設されている。後述するように、背板25は空気室
の背面を形成している。シャフト20の両側の端部27
の直径は、図2に示すように典型的に、シャフトの残り
の部分の直径よりも大きく形成されている。シャフト2
0の左端27は、また図1においてポンプの左側に図示
されている。シャフト20の両側の端部27の外周には
ネジ部28が形成されており、ネジ部28は駆動部材3
0と係合する。
おり、エンドキャップ32と、フランジ状のベース34
とを具備している。エンドキャップ32とベース34
は、伸縮自在のベロー36により連結されている。駆動
部材30のベース34は、後述するように背板25に保
持されている。駆動部材と背板との間はOリング38に
よりシールされている。背板25と駆動部材30の内部
の組合せにおいて空気室40(図2参照)が形成され、
空気室40の内部の空気圧によりベロー36が伸長す
る。
ジ部28によりシャフト20の端部27に取着されてい
る(図2参照)。駆動部材30の各々のベース34はポ
ンプコア15に固着されている。駆動部材30のベロー
36が伸長すると、他方のベローはシャフト20により
引かれて収縮する。図1、2において、左側のベローが
伸長状態で図示されており、右側のベローが収縮状態で
図示されている。
うように設けられており、本体部材45と駆動部材30
との間はOリング47によりシールされている。図1に
示すように、本体部材45はカップ48とベース49と
具備している。ベース49のリムには外ネジ(図示せ
ず)が形成されており、この外ネジが本体リング18の
内ネジと係合する。本体リングを回転させることにより
本体部材45のベース49が駆動部材30のベース34
に対して固定される。こうして、本体部材45および駆
動部材30が、本体リング18に固定される。メンテナ
ンスまたは点検に際して、本体リング18を単に回転さ
せることにより、本体部材45は取り外される。次い
で、ネジを外すようにして駆動部材30がシャフト20
の端部27から取り外される。
面に取りつけられている。各々の管は、中心連結部53
と、端部に設けられた固定リング54とを有している。
固定リング54には内ネジが形成されており、本体部材
の連結部55に螺着される。本体部材45の連結部55
にはボール弁56が収納されている。ボール弁56はO
リング57と、弁座58と、ボール59とを具備してい
る。図示する実施例では、吸込管52は、更に、ポンプ
を平坦面に取り付けるために一対の取付部60を備えて
いる。
ている。シャトル弁65は2本のプラスチックのネジ6
7によりポンプコア15に取り付けられている。シャト
ル弁65には、空気入口68を介して圧縮空気が供給さ
れる。シャトル弁65は、一方の側のポンプから他方の
側のポンプへ圧縮空気の供給を切り換える。
する。ポンプの一方の側の駆動部材30の内部により形
成される空気室40に圧縮空気が接続されている。先
ず、図2において、左側の空気室に圧縮空気が供給され
ると仮定する。駆動部材30のエンドキャップ32が外
方に駆動されると左側のベローが伸長し、シャフト20
により右側の駆動部材が引かれて右側のベローが収縮す
る。
引かれることにより、ポンプの右側のポンプ室71内部
に真空が形成される。ポンプの右側上部のボール59が
弁座58に当接、シールして、吐出管50が右側のポン
プ室71から遮断される。同時に、吸引管52から右側
下部の弁を介して流体が右側のポンプ室71に吸引され
る。
部に完全に伸長すると、シャトルがシャトル年内部を摺
動して、圧縮空気の供給が右側の空気室40へ切り換わ
る。これにより、ポンプの右側の駆動部材30が右側の
ポンプ室71へ伸長し、同時に左側の駆動部材が収縮さ
れる。右側のポンプ室71の流体が、ポンプの右側上部
のボール弁を会して吐出管50へ押し出される。この
間、右側下部のボール弁が吸込管52を閉鎖する。同時
に、吸込管52から左側のポンプ室72に新たな流体が
吸い込まれる。左側の空気室内の空気は、ポンプコア1
5の後側に排気される。ポンプコアの後側に排気される
空気の排気音を低減するために、1つあるいは複数のマ
フラー75(図1参照)が設けられている。このように
して、ポンプの左側ポンプ室と右側ポンプ室とにおいて
交互に流体が吸い込まれ、吐出される。
の複動ダイヤフラムポンプよりも多くの点で優れてい
る。第1に、駆動部材のベローが伸長することにより、
従来の同等の大きさのポンプにおいて使用されているダ
イヤフラムの一回の変形による吐出量よりも非常に多量
の流体を吐出することができる。つまり、所定の流量に
対して、シャフト20はより少ない回数ポンプコア15
を往復すればよい。従って、シャフト20の周囲のOリ
ング22の損耗は、従来の構成よりも非常に緩やかであ
り、少ないメンテナンスで済む。同様に、往復回数が低
減されるボール弁56およびシャトル弁65における損
耗も低減される。同容量のダイヤフラムポンプと比較し
て、吐出される流体の圧力変動の周波数および振幅が低
下する。
を有し少ない部品から簡単に組み立てられる点である。
ボール弁56と本体部材45と駆動部材30とを含めて
吐出管50および吸込管52は、全て工具を使用するこ
となくポンプコア15から取り外すことが可能である。
ポンプを完全に分解するために必要な工具はドライバー
だけである。ポンプの組み立て、分解は、従来の構成の
ように多数の理異さ名クランプやフィティングを使用せ
ず簡単である。
とにより、ポンプ全体を耐腐食性の材料で製造可能とす
る。既述の通り、これは、半導体工業の分野で実際に高
い需要のある最も重要な点である。従来の構成と比較し
て、本体部材または吐出管、吸込管をポンプに固定する
ために金属のクランプは必要ではなく、回転自在に設け
られた本体リング18に、大型のネジまたは充分な強度
を有する他の固定手段を設けることができる。同様に、
固定リング54にも大型のネジを形成することが可能で
ある。
5と、吐出管50と、吸込管52はペルフルオロアルコ
キシ(PFA)から形成される。弁座58と、ボール5
9と、駆動部材30はポリテトラフルオロエチレン(P
TFE)から形成される。本体リング18と、ポンプコ
ア15と、背板25はポリフッ化ビニリデン(PVD
F)から形成される。シャフト20はポリエーテルケト
ン(PEEK)から成形される。Oリング22、38、
47、57はフッ化エチレンプロピレン共重合体(FE
P)から形成される。耐腐食性を機械的強度および成形
性と共に合わせ持つ他の材料を上記に列挙した材料と置
換してもよい。
発明の本質を逸脱することなく構成を変更することがで
きる。特に、本体リングを使用して本体部材をポンプコ
アに取り付ける方法は、複動ダイヤフラムポンプでも使
用することができる。更に、ポンプの単純な構成や、容
易に分解できる構成は、金属により構成されている従来
のポンプでも有効である。
視図である。
プ、すなわち、第1と第2の端部を有するシャフトと、
前記シャフトの端部の各々に取着された一対の駆動部材
であって、一対の駆動部材の各々がベローを備えている
駆動部材と、前記駆動部材を覆うように設けられた一対
の本体部材であって、該一対の本体部材の各々が、駆動
部材と共にポンプ室を形成する内部を有する本体部材
と、先ず駆動部材の一方のベローに圧力を付与し、次い
で、他方の駆動部材のベローに圧力を付与する手段とを
具備するポンプを要旨としている。更に、本発明は、第
1と第2の端部を有するシャフトと、一対の本体リング
と、前記シャフトの端部の各々に取着された一対の駆動
部材であって、一対の駆動部材の各々がベローを備えて
いる駆動部材と、一対の本体部材であって、該一対の本
体部材の各々が内部と外部とを有し、前記駆動部材を覆
うように設けられており、かつ、前記本体リングの各々
を回転させることによりポンプに取着され或いは取り外
される本体部材と、駆動部材の一方と他方に交互に圧力
を付与する手段とを具備するポンプを要旨としている。
本発明の1つの特徴によれば、従来のポンプで使用され
ている可撓性を有するダイヤフラムに代えて、一対の伸
縮可能なベローが圧縮空気の供給を受けて駆動される。
伸縮可能なベローを使用することにより、1回の行程で
吐出される流体の流量が増加する。従って、ポンプの周
波数を低減することが可能となる。これにより、ベロー
や、内部シール、ポンプの他の構成部品の損耗が著しく
低減される。従って、運用寿命が従来の複動式ダイヤフ
ラムポンプと比較して著しく長くなる。更に、ベローポ
ンプにより供給される流体内のパルス状の圧力変動の周
波数および振幅が、従来のダイヤフラムポンプと比較し
て低下する。
発明の本質を逸脱することなく構成を変更することがで
きる。特に、本体リングを使用して本体部材をポンプコ
アに取り付ける方法は、複動ダイヤフラムポンプでも使
用することができる。更に、ポンプの単純な構成や、容
易に分解できる構成は、金属により構成されている従来
のポンプでも有効である。また、本発明は、以下の特徴
を以て実施することができる。 a.駆動部材の各々が伸縮可能なベローを具備する請求
項2に記載のポンプ。 b.駆動部材の各々にネジ部が形成されており、前記シ
ャフトの各々の端部に形成されたネジ部に螺着されるこ
とによりシャフトに連結される請求項2に記載のポン
プ。 c.本体部材の各々が前記本体リングに螺着されること
により、ポンプに取着される請求項2に記載のポンプ。 d.前記耐腐食性材料がフッ化ポリマーを含む請求項4
に記載のポンプ。
Claims (11)
- 【請求項1】 第1と第2の端部を有するシャフトと、 前記シャフトの端部の各々に取着された一対の駆動部材
であって、一対の駆動部材の各々がベローを備えている
駆動部材と、 前記駆動部材を覆うように設けられた一対の本体部材で
あって、該一対の本体部材の各々が、駆動部材と共にポ
ンプ室を形成する内部を有する本体部材と、 先ず駆動部材の一方のベローに圧力を付与し、次いで、
他方の駆動部材のベローに圧力を付与する手段とを具備
するポンプ。 - 【請求項2】 第1と第2の端部を有するシャフトと、 一対の本体リングと、 前記シャフトの端部の各々に取着された一対の駆動部材
であって、一対の駆動部材の各々がベローを備えている
駆動部材と、 一対の本体部材であって、該一対の本体部材の各々が内
部と外部とを有し、前記駆動部材を覆うように設けられ
ており、かつ、前記本体リングの各々を回転させること
によりポンプに取着され或いは取り外される本体部材
と、 駆動部材の一方と他方に交互に圧力を付与する手段とを
具備するポンプ。 - 【請求項3】 駆動部材の各々が伸縮可能なベローを具
備する請求項2に記載のポンプ。 - 【請求項4】 駆動部材の各々にネジ部が形成されてお
り、前記シャフトの各々の端部に形成されたネジ部に螺
着されることによりシャフトに連結される請求項2に記
載のポンプ。 - 【請求項5】 本体部材の各々が前記本体リングに螺着
されることにより、ポンプに取着される請求項2に記載
のポンプ。 - 【請求項6】 ポンプが、更に、吐出管と吸込管とを具
備しており、 吐出管と吸込管の各々は、一対の本体部材の両者の内部
に連通し、かつ、回転可能に設けられた固定リングによ
り本体部材の外部に取着されている請求項2に記載のポ
ンプ。 - 【請求項7】 前記吐出管と吸込管は、固定リングを本
体部材に螺着することにより本体部材の外部に取着され
る請求項6に記載のポンプ。 - 【請求項8】 全体が耐腐食性材料が形成されている請
求項1から7の何れか1項に記載のポンプ。 - 【請求項9】 前記耐腐食性材料が有機ポリマーを含む
請求項7に記載のポンプ。 - 【請求項10】 前記耐腐食性材料がフッ化ポリマーを
含む請求項7に記載のポンプ。 - 【請求項11】 前記耐腐食性材料が、ペルフルオロア
ルコキシ、ポリテトラフルオロエチレン、ポリフッ化ビ
ニリデン、ポリエーテルケトン、フッ化エチレンプロピ
レン共重合体から成る群から選択される請求項7に記載
のポンプ。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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US063626 | 1993-05-19 | ||
US08/063,626 US5480292A (en) | 1993-05-19 | 1993-05-19 | Dual chamber pump |
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Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP6105738A Expired - Fee Related JP2991323B2 (ja) | 1993-05-19 | 1994-05-19 | ポンプ |
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US (2) | US5480292A (ja) |
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