TWI477695B

TWI477695B - Liquid discharge method and device

Info

Publication number: TWI477695B
Application number: TW095101847A
Authority: TW
Inventors: Kazumasa Ikushima
Original assignee: Musashi Engineering Inc
Priority date: 2005-01-18
Filing date: 2006-01-18
Publication date: 2015-03-21
Also published as: JP2006198470A; TW200630538A; KR100939006B1; CN100580245C; WO2006085433A1; HK1108177A1; JP4711328B2; EP1840373A4; MY143710A; US9441617B2; US20090071974A1; EP1840373A1; KR20070107686A; CN101107443A; EP1840373B1; SG158850A1

Description

液體排出方法及裝置

使在汽缸內的柱塞往返而實施排出之液體排出方法及裝置，其可抑制氣泡和碎屑的發生，且可良好地排出所希望量之乾淨的液體，其特別是可排出低黏度液體之排出方法及裝置。

以往的液體排出裝置係，被插入有可往返動作之柱塞的汽缸，其被連通至吸入閥和排出閥。此種裝置係，當使柱塞往返動作時，在柱塞後退時，吸入閥會開放而供給液體至汽缸，當柱塞前進時，則排出閥會開放，而自汽缸排出液體，並自連通至排出閥之噴嘴實施排出(專利文獻1)。又，以往之液體排出裝置，也有一種插入有吸入口、排出口及柱塞之汽缸，在閥室內藉閥體迴轉之切換閥切換吸入口和汽缸之連通以及排出口和汽缸之連通的裝置(專利文獻2)。

(專利文獻1)日本專利特開昭58－178888號公報(專利文獻2)日本專利特開昭60－19970號公報

專利文獻1之裝置係，當液體通過排出閥內的複雜之流路時，則會發生亂流而使排出變成混亂，會因孔蝕(cavitation)等而產生氣泡並大量地自噴嘴排出，有此種缺陷。

專利文獻2之裝置係，當切換閥的閥體和閥室之縫隙太窄時則切換閥有不能良好地滑動之情形，更嚴重時則切換閥會扭曲而破損，切換閥或閥室會磨耗，而其碎屑會混入液體內被排出，或進入閥體和閥室之縫隙而發生妨害切換閥的滑動之缺陷。

又，如使閥體和閥室之滑動放鬆設定時，則不管柱塞有無往返動作，吸入口之液體會流入閥體和閥室之縫隙而發生自噴嘴被排出之缺陷。如使用低黏度的液體時則容易發生此種現象，特別是為了將液體容易供給至汽缸內，而對吸入口側的液體加壓時則容易發生。

鑑於上述問題，本發明係藉汽缸之往返動作之作用而排出液體之液體排出裝置中，其目的為提供一種難以發生亂流或氣泡，不會任意自吸入口流入排出口，且不會發生碎屑(waste)，難以破損且可良好地排出液體之液體排出方法及裝置。

為了解決上述課題本發明之方法及裝置係根據如下之解決手段的技術思想而所構成。

第1解決手段係，其具有第1孔口(port)、第2孔口及第3孔口，在閥室內藉使閥體移動，而具有可切換第1孔口和第2孔口之連通以及第1孔口和第3孔口之連通的切換閥；及，在連通至前述第1孔口的內部而被插入有柱塞之汽缸；及，連通至前述第2孔口之開閉閥；及，連通至第3孔口之液體排出口；如此的液體排出裝置。

藉具有上述構造，其可使開閉閥速接至液體儲藏手段或液體供給手段，並切換切換閥體使其連通第1孔口和第2孔口而移動閥體，其後，開放開閉閥使液體儲藏手段等和第2孔口連通，當僅使對應於排出量之距離部份將柱塞自閥室拉到遠離的方向時，則液體可通過開閉閥、第2孔口及切換閥而充填至汽缸。其次，關閉開閉閥，使切換閥連通第1孔口和第3孔口地切換移動閥體，然後，在接近閥室的方向按壓柱塞時，汽缸內部之液體則可通過切換閥、第3孔口、液體排出口而被排出。此時，由於在排出口側沒有開閉閥，因此，可抑制氣泡之發生而良好地作排出。

又，除了在汽缸內充填液體時以外，由於開閉閥被關閉，因此即使使切換閥的閥室和閥體之滑動放鬆設定，液體也不會流入此閥室和閥體之間而可自液體排出口被排出，因此，可以放鬆設定切換閥的閥室和閥體之滑動。

又，在液體排出方法中，於閥室內藉使切換閥移動，一面切換朝向汽缸和閥室及液體儲存容器的通路或朝向汽缸和閥室及排出口之通路的連通另一面使汽缸內的柱塞往返動作，如此而實施排出之液體排出方法，其特徵為，當柱塞後退時，其可連通朝向汽缸和閥室及液體儲存容器的通路，且可使設在該通路和液體儲存容器之間的開閉閥開放，當柱塞前進時，則可連通朝向汽缸和閥室及排出口之通路，且可關閉開閉閥者。

亦即，其特徵為，在閥室內藉使切換閥移動，而切換朝向汽缸和閥室及液體儲存容器的通路或朝向汽缸和閥室及排出口之通路，此時，當柱塞後退時，則可連通朝向汽缸和閥室及液體儲存容器的通路並開放設在所連通之通路和液體儲存容器間之開閉閥，同時，閉鎖朝向閥室和汽缸及排出口的通路，當柱塞前進時，則可連通朝向閥室和汽缸及排出口之通路，同時，閉鎖朝向汽缸和閥室及液體儲存容器之通路而關閉前述開閉閥。

第2解決手段為，前述開閉閥係，自外部朝向前述第2孔口流入液體，而反對方向設置堵塞液體流動之止回閥，如此為特徵的液體排出裝置。

藉具有上述構造，當以切換閥連通第1孔口和第2孔口，由於使柱塞後退時汽缸內部的壓力會降低，因此，止回閥則開放而使液體充填至汽缸內。如此當使開閉閥當作止回閥時，其不須要特別的開閉控制，即可藉柱塞後退連動開閉閥成為開放狀態。

又，在液體排出方法中，其特徵為，開閉閥之開閉係，自液體儲存容器朝向閥室使液體流動，而藉在自閥室朝向液體儲存容器之設置堵塞液體流動的止回閥而可自動實施者。

第3解決手段為，切換閥係接近閥室的內壁面或不會發生過度摩擦程度地一面滑接在閥室的內壁面而另一面移動，如此為特徵之液體排出裝置。

藉具有上述構造，其不會加予過度的力量至閥室或閥體而使其發生破損，且可防止閥室和閥體的摩擦所發生之碎屑。

又，在液體排出方法中，其特徵為，切換閥之移動係在切換閥於和閥室的內壁面接近至不會發生過度的摩擦程度下一面和閥室的內壁面滑接而一面移動者。

第4解決手段之特徵為，切換閥係藉閥體迴轉而實施切換閥之切換，而第1孔口位於閥體的迴轉軸上，如此之液體排出裝置。

藉具有上述構造，其可將閥室內的液體量構成最小限度，由於其可使液體的反作用力之影響成為最小限，因此，其可高速且順利地切換流路。

又，液體排出方法中，其特徵為，切換閥之移動係藉在閥室內使具有迴轉軸上的第1開口和連通至第1開口之第2開口的切換閥迴轉而實施者。

第5解決手段之特徵為，汽缸在比第1孔口更低的位置，柱塞之先端被配置成朝向上方，如此之液體排出裝置。

因為在排出口側(第3孔口側)沒有開閉閥，雖然其可抑制氣泡的發生，雖然如此但在非本意下亦有發生微小的氣泡之情形。即使如此，由於柱塞先端朝向上方，因此，比液體更輕的氣泡會流至上方通過第1孔口後由第3孔口流至排出口方向而被排出。由於在汽缸內不會積存氣泡，因此其可經常實施所希望量之計量。又，由於氣泡在微小時即立刻被排出，因此，其不須要將裝置停止而作排出氣泡之作業。

又，在液體排出方法中，其特徵為，柱塞之先端將汽缸朝向上方配置。

根據本發明，因為液體不通過如排出閥般複雜之構成，因此，不會有發生亂流而使排出混亂，或因孔蝕(cavitation)等而發生氣泡並大量地自噴嘴排出，而可良好地排出。

由於可放鬆設定切換閥的閥室和閥體之滑動，因此，其不會加予過份的力量至閥室或閥體而使其破損，且可防止閥室和閥體摩擦而發生碎屑混入液體內。

又，由於使開閉閥作為止回閥，因此，其不須要特別的開閉控制，藉柱塞後退即可連動開閉閥而使其成為開放狀態。

又，由於在汽缸內不會積存氣泡，因此，其可時常實施所希望量之計量。而且，由於在氣泡微小中即立刻被排出，因此，其不必將裝置停止而作氣泡排出之作業。

以下，使用圖式說明本發明之實施形態。

如圖1所示，本發明之液體排出裝置係主要由：本體20和形成在本體20內之圓柱狀的孔之閥室30；及，可迴轉自如地被插入在閥室30內之切換閥10；如此所構成。

切換閥10係，在一邊的底面之軸上形成有第1開口11，而在側面部形成有第2開口12，第1開口11和第2開口12被連通成L字形狀。在閥室30的開口部附近有圓周形之密封墊A，是為了防止進入閥室30和切換閥10之縫隙的液體漏出外部之密封墊。在閥室30的底面中心形成有第1孔口(port)21，其連通以圓柱狀的孔所形成之汽缸13。切換閥10可迴轉地被連結至迴轉致動器(actuator)29之迴轉軸上，而可在希望的角度迴轉。

在閥室30的側面部形成有第2孔口和第3孔口，當被插入之切換閥10迴轉時，則可切換第2開口12和第2孔口22之連通以及第2開口12和第3孔口23之連通。如圖5所示，自點線α更上側之圓筒上的空間為閥室，而自點線α的下側之部份則為汽缸13。

在第2孔口，設有以球閥體24和彈簧25所構成之止回閥(check value)26，又，止回閥26係藉由送液管27連通至液體儲存容器28。止回閥26係被配置成球閥體壓在液體儲存容器側之閥座上，而自液體儲存容器可使液體流至第2孔口，而其相反方向則不能使液體流動。

第3孔口係藉送液管27連通至液體排出口。

在汽缸13內，柱塞14之先端被朝向閥室30插入。柱塞14的直徑係小於汽缸13的直徑，柱塞14的側面並未滑接於汽缸13的內壁面。此柱塞14之後端部被連接至形成於汽缸13的內部之活塞式汽缸室18內往返滑動之活塞15上。在活塞式汽缸室18的側面之各端部附近具有第1空氣開口31、第2空氣開口32，而藉調整自各個空氣開口所供給之空氣壓，則可使柱塞14往返移動。在汽缸13和活塞式汽缸室18之間具有圓周狀之密封墊B，而對柱塞14可滑動地密封，以隔開汽缸13和活塞式汽缸室18。

在和活塞15的外周之活塞式汽缸室18的內壁滑動之部份具有密封墊C，其可防止第1空氣開口31側的空氣或第2空氣開口32側的空氣漏出至反對側。又，在活塞式汽缸室18之後端設有衝程調整螺絲桿16。由於活塞15僅能後退移動抵接至此螺絲桿16的先端，因此，藉設定衝程調整螺絲桿16的進出量而決定活塞15與所連結之柱塞14的移動量，則由此可設定排出量。

此一裝置係如下所動作。

首先，如圖1所示，配合所希望之排出量，而設定衝程調整螺絲桿16之進退位置。藉迴轉致動器29而使切換閥10迴轉，將切換閥10的第2開口12連通至第2孔口22，亦即，第2開口12和第2孔口22相對向之位置。開放第1空氣開口31，自第2空氣開口32吸入空氣至活塞式汽缸室18，而使柱塞14成為前進之狀態。

在此一狀態中，如圖2所示，自第2空氣開口32排出活塞式汽缸室18之空氣，而自第1空氣開口31吸入空氣至活塞式汽缸室18時，活塞15則後退至抵接在衝程調整螺絲桿16的先端部。連結在活塞15之柱塞14也會後退而減少汽缸13內之柱塞14的占有體積，對該部份則汽缸13之內容積增加。此時，切換閥10係在第2開口12和第2孔口22之相對之位置，亦即，汽缸13和第2孔口22連通之狀態，由於汽缸13內的容積增加而壓力減低，因此，在第2孔口22上流之止回閥26內的球閥體24則使彈簧25縮小而自閥座19上脫離，並自液體儲存容器28液體則通過止回閥26內而流至第2孔口22側，通過切換閥10的第2開口12再通過第1開口11、然後第1孔口21而被充填至汽缸13內。

液體被充填至汽缸13內時，如圖3所示，在汽缸13內減低之壓力則會回復原狀，而在止回閥26的前後因為液體的壓力差變少，因此，因彈簧而球閥體24則壓在閥座19上而使止回閥26關閉。藉迴轉引動器29而使切換閥10迴轉，切換閥10之第2開口12和第3孔口23則連通，亦即，第2開口12則在第3孔口23相對向之位置。

在此一狀態中，如圖4所示，自第1空氣開口31排出活塞式汽缸室18的空氣，自第2空氣開口32吸入空氣至活塞式汽缸室18時，活塞15則前進至碰抵活塞式汽缸室18之端部。連結在活塞15之柱塞14則亦前進，如此而增加汽缸13內的柱塞14之密閉體積，對該部份則汽缸13內的容積減少。此時，由於切換閥10在第2開口12和第3孔口23之相對位置，亦即，汽缸13和第3孔口23在連通之狀態，由於汽缸13內的容積減少，因此可推出汽缸13內的液體，而自第1開口11，通過第2開口12、第3孔口23，而自排出口17使液體排出。

如上則完成1次排出作業。

本發明之裝置係藉由在液體供給側，亦即在第2孔口22側設置止回閥26，而使得即便將切換閥10和閥室30的滑動設置得較鬆，由於液體儲存容器28側之液體可由止回閥26擋住，因此，液體儲存容器28側的液體不會流入切換閥10和閥室30之縫隙而自排出口17被排出。特別是對於為了容易實施液體供給而對液體儲存容器28側之液體會進行加壓的本發明而言，此一效果很大。

又，由於在柱塞14前進時以止回閥26堵住液體供給側，因此，汽缸13內的液體不會流入切換閥10和閥室30之間，而使液體儲存容器28側逆流之情形。

如此，根據本發明之裝置，則可放鬆設定切換閥10和閥室30之滑動，當切換閥10和閥室30摩擦發生碎屑，則其碎屑混入液體並自排出口17被排出，而不會有碎屑夾在切換閥10和閥室30之間而妨害滑動之情形。

因為其可放鬆設定切換閥10和閥室30之滑動，其迴轉變成順利，因此，可防止對切換閥10被加予扭曲等之過度的力量致使其破損等。

由於在第3孔口23側，亦即排出口17側之孔口未設有止回閥26，因此，其可防止液體流動之混亂，而因孔蝕等所發生之氣泡。

此一裝置雖然也可配置於上下左右任意的方向而使用，但藉使柱塞14之先端朝向上方配置而使用時，即使不得已而發生氣泡時，其氣泡也不會積存在汽缸13內。因此，在汽缸13內不會積存氣泡而充填至汽缸13內之液體量可減少，且不會使排出量有變化而可時常維持安定的排出量。又，由於其隨時被排出，因此，並不須要特意實施抽出氣泡且可謀求作業之效率化。

迴轉引動器29其只要可使切換閥10的第2開口12和第3孔口23相向之位置，以及，第2開口12和第3孔口 23相對向之位置可予以切換而在既定角度迴轉者則任何機構均可，其亦可使用如空氣式或馬達等式者。

柱塞14和汽缸13的內壁間有縫隙。而有縫隙時，滑動會變順利且可防止摩擦時發生碎屑等。

在圖中，第2孔口22和第3孔口23之角度雖然為180°，但也可構成90°等其他的角度。又亦可在各零件之連接部或滑動部等使用0環等的密封劑予以密封，則可更防止液體或空氣漏出。藉對液體儲存容器28內之液體加壓時，則可促進液體之供給，且藉柱塞14之後退亦可容易將液體充填至汽缸13內。

排出口17之形狀並未特別限定，排出口17係複數或單數均可，且可配合作業之目的而適宜地選擇。

在圖中，為了使柱塞14往返移動，雖然是使用汽缸與活塞之機構，但只要可往返地移動其也可使用其他之機構。例如，也可使用凸輪或滾珠螺桿(ball screw)等之機構。在使用滾珠螺桿之機構時依滾珠螺桿之迴轉數而可設定移動量，而可不須要可調螺釘等之設定。

止回閥26只要是在柱塞14後退時可變成開放狀態者即可。當使用在柱塞14後退時可連動而變成開放之控制機構的閥者亦可。

雖然本發明以實施例詳細說明，但本發明並不受限於任一個實施例。

(實施例1)

本實施例之裝置其基本構成雖然和圖1~4相同，但如圖 6所示，可使用滑閥51取代切換閥10，並變更為利用滾珠螺桿52之機構，而取代利用活塞15之機構作為用以使柱塞14往返移動之驅動手段。在本實施例中，亦藉第2孔口22側之止回閥26而被閉合，其可緩和形成滑閥51和閥室30的內壁之滑動，而得到和圖1~4之構成同樣的效果。

又，藉馬達53迴轉之滾珠螺桿52之機構可使柱塞14往返移動，而依馬達53之迴轉數則可設定柱塞14之衝程量。因此，在每一次排出時可變更馬達53之轉數，而在每一次排出時則可變更柱塞14之衝程量。

(產業上之可利用性)

本發明並不限於排出‧塗佈等，其也可全盤應用於液體輸送之目的。

10．．．切換閥

11．．．第1開口

12．．．第2開口

13．．．汽缸

14．．．柱塞

15．．．活塞

16．．．衝程調整螺絲桿

17．．．排出口

18．．．活塞式汽缸室

19．．．閥座

20．．．本體

21．．．第1孔口

22．．．第2孔口

23．．．第3孔口

24．．．球閥體

25．．．彈簧

26．．．止回閥

27．．．送液管

28．．．液體儲存容器

29．．．迴轉致動器

30．．．閥室

31．．．第1空氣開口

32．．．第2空氣開口

51．．．滑閥

52．．．滾珠螺桿

53．．．馬達

A、B、C．．．密封墊

圖1係本發明之裝置初期時之平面剖面圖(a)及側視剖面圖(b)。

圖2係活塞後退時之平面剖面圖(a)及側視剖面圖(b)。

圖3係活塞後退後，閥體迴轉時之平面剖面圖(a)及側視剖面圖(b)。

圖4係切換閥迴轉後，活塞前進時之平面剖面圖(a)及側視剖面圖(b)。

圖5係說明閥室之透空斜視圖。

圖6係實施例1之裝置的側視剖面圖。