TWM572411U - 流體輸送裝置 - Google Patents

Abstract

本創作提供一種能夠將複數個系統的流體按照規定的相位關係來輸送的流體輸送裝置。根據本創作的一個實施方式，提供一種流體輸送裝置，其包括：複數個泵；產生用於驅動複數個泵的動力的驅動單元；和將驅動單元產生的動力傳遞到複數個泵的傳動單元，複數個泵的旋轉軸配置在不同的軸上，傳動單元是具備有齒帶的帶傳動機構，該有齒帶作為捲繞式中間連接件。由此，能夠以規定的相位關係輸送複數個系統的流體。

Description

流體輸送裝置

本使用新型涉及流體輸送裝置。

已知具有複數個泵的流體輸送裝置。例如，在專利文獻1中記載了如下技術：在換油器(流體輸送裝置)中具有經由帶機構來與電動機連結的2個泵。

現有技術文獻

專利文獻

專利文獻1：日本特開2012-126419號公報

但是，專利文獻1中記載的流體輸送裝置不能夠同時驅動2個泵，因此不能夠將複數個系統的流體按照規定的相位關係來輸送。

本創作是鑒於上述的問題而完成的，其目的在於提供一種能夠將複數個系統的流體按照規定的相位關係來輸送的流體輸送裝置。

根據本創作的一個實施方式，提供一種流體輸送裝置，其包括：複數個泵；產生用於驅動複數個泵的動力的驅動單元；和將驅動單元產生的動力傳遞到複數個泵的傳動單元，複數個泵的旋轉軸配置在不同的軸上，傳動單 元是具備有齒帶的帶傳動機構，該有齒帶作為捲繞式中間連接件(wrapping connector)。

根據本創作的一個實施方式，由於使用有齒帶作為捲繞式中間連接件，而能夠以規定的相位關係輸送複數個系統的流體。

1‧‧‧流體輸送裝置

100‧‧‧泵單元

110‧‧‧框架

112‧‧‧前板

114‧‧‧後板

116‧‧‧桿

120、120A、120B、120C、120D、120E、120F‧‧‧泵

121‧‧‧基座

121a‧‧‧貫通孔

121b‧‧‧凹部

122‧‧‧連結軸

123‧‧‧轉子

124‧‧‧框架

125‧‧‧輥

126‧‧‧盒體

126a‧‧‧端部

127‧‧‧管

128‧‧‧管保持件

200‧‧‧驅動單元

210‧‧‧電動機

211‧‧‧機殼

220‧‧‧減速機

221‧‧‧齒輪箱

222‧‧‧輸出軸

230‧‧‧連結框架

231‧‧‧兩臂

232‧‧‧凸緣部

233‧‧‧U字的底部

240‧‧‧金屬安裝件

241‧‧‧貫通孔

250‧‧‧聯軸器

300‧‧‧傳動單元

301A、301B、301C、301D、301E‧‧‧子傳動單元

310A、310B、310C、310D、310E、310F‧‧‧軸

320‧‧‧軸承

330‧‧‧驅動輪

331‧‧‧凸緣

340‧‧‧有齒帶

360‧‧‧從動輪

361‧‧‧凸緣

1000‧‧‧流體輸送裝置

2000‧‧‧流體輸送裝置

2300‧‧‧傳動單元

2301D‧‧‧子傳動單元

3000‧‧‧流體輸送裝置

3300‧‧‧傳動單元

3301F‧‧‧子傳動單元

C‧‧‧圓周

R‧‧‧長方形

圖1是本創作的流體輸送裝置的立體圖。

圖2是本創作的流體輸送裝置的前視圖。

圖3是本創作的流體輸送裝置的俯視圖。

圖4是本創作的流體輸送裝置的側視圖。

圖5是管泵的分解圖。

圖6是本創作的第一變形例的流體輸送裝置的前視圖。

圖7是本創作的第二變形例的流體輸送裝置的前視圖。

圖8(a)是表示本創作的第二變形例的流體輸送裝置的傳動單元的前視圖，圖8(b)是俯視圖。

圖9是本創作的第三變形例的流體輸送裝置的前視圖。

圖10是本創作的第三變形例的流體輸送裝置的傳動單元的前視圖。

以下，參照圖式，對本創作的實施方式進行說明。此外，在以下的說明中，對相同或者對應的結構，標注同樣或者對應的附圖標記，並且省略重複的說明。

以下進行說明的本創作的實施方式的流體輸送裝置，是具有連動的複數個泵的裝置，在清洗裝置、食品加工裝置、各種分析儀器、醫療儀器、化學裝置等各種裝置中用於輸送流體(特別是各種液體)。

圖1是本創作的流體輸送裝置1的立體圖。另外，圖2、圖3和圖4分別是流體輸送裝置1的前視圖、俯視圖和右側視圖。

以下說明中，圖2的垂直於紙面地從表面向背面去的方向(後述的驅動單元200的軸方向)為X軸方向，從右向左去的方向(後述的泵120的排列方向)為Y軸方向，從上向下去的方為Z軸方向。X軸方向和Y軸方向為水平方向，Z軸方向為鉛直方向。此外，流體輸送裝置1也可以設置成任意部位朝上。

流體輸送裝置1具有泵單元100、驅動單元200、傳動單元300和控制部(未圖示)。

泵單元100具有框架110，和安裝在框架110上的6台泵120(120A、120B、120C、120D、120E、120F)。

框架110具有前板(front panel)112(第一基板)、後板(rear panel)114(第二基板)和4根桿(rod)116(連結部件)。前板112和後板114分別為在Y軸方向上細長的矩形狀的大小大致相同的金屬板。前板112和後板114在X軸方向上相對，並且利用4根桿116在4個角連結。

在前板112和後板114，分別在Y軸方向上等間隔地開設有6個貫通孔(未圖示)。在各貫通孔嵌入後述的軸承320。在前板112的表面，分別與上述的6個貫通孔同心地(即，以共有中心軸的方式)安裝6台泵120A~120F，各泵120與對應的軸310(310A~310F)連接。軸310透過分別安裝於前板112和後板114的一對軸承320而被可轉動地支承。

在框架110(後板114)的背面，在Y軸方向的一端部安裝驅動單元200。驅動單元200(減速機220)的輸出軸222配置成與泵120A的旋轉軸同心。

驅動單元200是產生用於驅動複數個泵120的動力的機構部。驅動單元200具有電動機210、減速機220、聯軸器250、連結框架230和金屬安裝件240。電動機210例如是伺服電動機或者步進電動機等能夠控制驅動量或者驅動速度的電動機。電動機210與控制部連接，由控制部供給的驅動電流驅動。減速機220減小電動機210產生的動力的轉動速度，將扭矩增大後輸出。

連結框架230是連結減速機220的齒輪箱221與泵單元100的框架110的、彎折成大致U字狀的金屬板部件。連結框架230的U字的兩臂231的前端部是以直角向內側彎折的凸緣部232(圖1)。在該凸緣部232，連結框架230固定在泵單元100的後板114的一端部。

在連結框架230的U字的底部233(圖1)固定減速機220的齒輪箱221。另外，在連結框架230的U字的底部233的中央開設有貫通孔(未圖示)，減速機220的輸出軸222(圖4)通過該貫通孔。在U字狀的連結框架230的中空部內，將減速機220的輸出軸222的前端部與傳動單元300的輸入軸(後述的子傳動單元301A的軸310A)的前端部同心地配置，並且透過聯軸器250連結。

電動機210的機殼211固定於減速機220的齒輪箱221。另外，電動機210的軸(未圖示)與減速機220的輸入軸(未圖示)連接。此外，也可以不使用減速機220，而是經由聯軸器250直接連接電動機210的軸與子傳動單元301A的軸310A。

另外，在連結框架230的兩臂231的Y軸負方向端(圖2、圖3的右端)，分別安裝有彎折成L字狀的金屬安裝件240。在金屬安裝件240形成固定螺栓用的貫通孔241。藉由金屬安裝件240，將流體輸送裝置1安裝在例如清洗 裝置等設備上。此外，在本實施方式中使用L字狀的金屬安裝件240，但是透過改變金屬安裝件240的形狀，可以在各種部位以各種姿勢安裝流體輸送裝置1。

在框架110內配置有傳動單元300。傳動單元300是將驅動單元200產生的動力傳遞到各泵120的機構部。傳動單元300具有：與6台泵120A~120F分別連接的軸310(310A~310F)；可旋轉地支承各軸310的6對軸承320(320A~320F)；和經由軸310，直列地依次連結的5個子傳動單元301(301A、301B、301C、301D、301E)。子傳動單元301A、301B、301C、301D、301E分別將相鄰的2個軸310A和310B、310B和310C、310C和310D、310D和310E、310E和310F連結。

一對軸承320分別嵌入到在前板112和後板114相對地開設的貫通孔。軸310由一對軸承320可轉動地支承。此外，在本實施方式中，使用阻力小的滾動軸承來作為軸承320，但是也可以使用滑動軸承等其他種類的軸承。

如圖3所示，各子傳動單元301具有驅動輪(driving pulley)330(驅動子)、有齒帶340和從動輪(driven pulley)360(從動子)。第一段的子傳動單元301A的驅動輪330安裝於第一段的軸310A，從動輪360安裝在接著的第二段的軸310B。有齒帶340張緊架設於同一子傳動單元301的驅動輪330和從動輪360上。然後，藉由第一段的子傳動單元301A，連結第一段的軸310A和第二段的軸310B。同樣地，藉由第二段的子傳動單元301B，連結第二段的軸310B和第三段的軸310C，藉由第三段的子傳動單元301C，連結第三段的軸310C和第四段的軸310D，藉由第四段的子傳動單元301D，連結第四段的軸310D和第五段的軸310E，藉由第五段的子傳動單元301E，連結第五段的軸310E和第六段的軸310F。由此，5個子傳動單元301A~301E經由4根軸310B~310E以該順序依次連結。

驅動輪330和從動輪360是直徑相同的有齒滑輪，驅動輪330和從動輪360以相同的轉速(相同的旋轉角)旋轉。另外，在本實施方式，全部泵120A~120F的轉子123的相位(轉子125的相對於轉子123旋轉軸的角度位置)一致設置為相同相位。另外，在本實施方式，由於子傳動單元301使用有齒帶340，因此各泵120A~120F總是以一定的相位關係(例如以同相位)正確地轉動。

另外，奇數段的子傳動單元301A、301C、301E配置在前板112一側，偶數段的子傳動單元301B、301D配置在後板114一側。如此，由於相互不同地配置子傳動單元301，而能夠減小傳動單元300的縱深(X方向的尺寸)，實現小型且剛性高的傳動單元300和流體傳送裝置1。

另外，在驅動輪330和從動輪360，僅在軸方向的單側設置凸緣331或者361。然後，對於各子傳動單元301中的成對的驅動輪330和從動輪360，其凸緣331和凸緣361向軸方向相反側配置。由於使用僅在單側設置有凸緣的滑輪，而能夠減輕凸緣與有齒帶的摩擦，並且平穩地傳遞動力。並且，由於將一對設置單凸緣的滑輪(驅動輪330和從動輪360)以凸緣的朝向相反的方式進行組裝並使用，因此能夠可靠地防止有齒帶340的脫離。

圖5是泵120的分解立體圖。泵120是管泵(tube pump)，具有基座121、連結軸122、轉子123、盒體(cassette)126、管127和管保持件128。藉由基座121和盒體126構成泵120的殼體，在該殼體的內部收容轉子123和管127的中央部。

基座121是大致圓盤狀的部件，在其中央開設有連結軸122通過的貫通孔121a。連結軸122，在其一端部(圖5的右上的端部)與傳動單元300的軸310嵌合，在另一端部與轉子123嵌合。由此，轉子123與軸310可轉動地連結成一體。

轉子123具有框架124和可旋轉地支承於框架124的3個輥(roller)125。3個輥125在轉子123的旋轉軸周圍等間隔(120°的間隔)地配置。

管127是由彈性體(例如矽氧橡膠或者氟橡膠等合成橡膠或者天然橡膠、熱塑性彈性體等)形成的具有撓性的彈性管(elastic tube)。管127在以U字狀捲繞於轉子123的狀態下，與轉子123一起插入盒體126的大致圓柱狀的中空部。管127的一部分(至少長度方向的2處)夾在盒體126的內周面與輥125之間，並被擠壓而使中空部封閉。轉子123轉動時，管127的封閉部與輥125一同在長度方向移動，管127內的流體被封閉部推動而在管內移動。

管保持件128以在與盒體126之間夾著管127的方式安裝於盒體126。透過安裝管保持件128，將管127收容於盒體126內的部分的兩端部固定在盒體126，因此，能夠防止管127向轉子123的轉動方向被牽引。

使安裝有轉子123、管127和管保持件128的盒體126的形成開口的端部126a，嵌合到基座121的正面側設置的凹部121b，由此組裝泵120。

接著，說明流體輸送裝置1的動作。當控制部向電動機210供給驅動電流時，電動機210進行轉動驅動。將電動機210產生的動力藉由減速機220減小轉速之後，傳遞到傳動單元300的軸310。隨著軸310A的轉動，與軸310A連結的泵120A的轉子123和軸310A一體地旋轉，從而輸送管127內的流體。

另外，軸310A的旋轉經由子傳動單元301A傳遞到軸310B。子傳動單元301的驅動輪330與從動輪360的直徑是相同的，因此以相同的轉速旋轉相同的旋轉角。由此，藉由子傳動單元301A、301B、301C、301D、301E，將軸310A的旋轉依次傳遞到各軸310B、310C、310D、310E、310F，與各軸310A~F連接的泵120A~F以相同的轉速旋轉相同的旋轉角。在本實施方式中，以全部的泵120A~F的轉子123總是以同相位旋轉的方式，安裝各子傳動單元301的有齒帶340。

關於以上已經說明的實施方式的流體輸送裝置1，由於全部的泵120以同相位運作，因此複數個流體輸送系統各自能夠總是以相同流量(或者排出壓)或一定的流量比來輸送流體。

另外，關於上述的實施方式的流體輸送裝置1，複數個泵配置於不同軸上(即，沒有在軸方向上層疊配置)，因此容易進行維護，另外由於縱深變短，容易進行設置。

(變形例)

上述的實施方式的流體輸送裝置1具有6台泵120，但是也能夠構成為具有2台以上的任意的台數。圖6是作為上述實施方式的變形例的流體輸送裝置1000的前視圖。流體輸送裝置1000具有經由2個子傳動單元(未圖示)直列地依次連結的3台泵120(120A、120B、120C)。

(第二實施方式)

在上述的實施方式的流體輸送裝置1，複數個泵的旋轉軸在直線上排列，但是本創作不限於該結構。也可以構成為：在多邊形(例如長方形)的頂點配置各泵的旋轉軸。圖7是本創作的第二實施方式的流體輸送裝置2000的前視圖，圖8(a)、圖8(b)是表示流體輸送裝置2000的傳動單元2300的圖。圖8(a)是傳動單元2300的前視圖，圖8(b)是俯視圖。

流體輸送裝置2000具有4個泵120A~D，各泵120的旋轉軸以通過長方形R的各頂點的方式配置。

另外，傳動單元2300具有將與驅動單元200連接的第一段的軸310A和第四段的軸310D連接的子傳動單元2301D，構成動力循環系統。此外，也可以不設置子傳動單元2301D。

(第三實施方式)

另外，也可以構成為使複數個泵的旋轉軸在圓周上排列。圖9是本創作的第三實施方式的流體輸送裝置3000的前視圖，圖10是流體輸送裝置3000的傳動單元3300的前視圖。

流體輸送裝置3000具有6個泵120A~F，各泵120的旋轉軸在圓周C上等間隔地配置。

另外，傳動單元3300具有將與驅動單元200連接的第一段的軸310A和第六段的軸310F連接的子傳動單元3301F，構成動力循環系統。此外，也可以不設置子傳動單元3301F。

以上是對本創作的例示的實施方式進行的說明。本創作的實施方式不限於以上所說明的方式，可以是由本創作的申請專利範圍的記載所表現出的技術思想的範圍內的各種變形。例如，根據本說明書中以例示來寫明的實施方式等的結構，以及根據本說明中的記載，將對於本領域技術人員來說不言自明的實施方式等的結構進行適當組合而得的結構，至少其中之一也包含於本案的實施方式。

在上述的實施方式，複數個泵是相同的泵，但是也可以使用不同的泵(例如管徑不同的泵)。另外，透過複數個泵輸送的流體是同樣的流體，但是也可以是不同的流體。

在上述的實施方式，驅動單元200經由末端的子傳動單元301A的軸310A與末端的泵120A連結，但是也可以構成為經由中間的子傳動單元301(例如子傳動單元301C)與中間的泵120(例如泵120C)連結。

在上述的實施方式，框架110、連接框架230和金屬安裝件240的接合採用螺釘接合，但是也可以採用鉚釘接合或者焊接等其他的接合方法。

在上述的實施方式，使用管泵，但是也可以使用其他種類的泵(例如葉輪泵、齒輪泵、螺旋泵等轉動式泵)。

在上述的實施方式，使用了對動力傳遞機構使用有齒帶的帶傳動機構，但是也可以使用具有平帶或者V帶的帶傳動機構、鏈條機構等其他的捲繞傳動機構、齒輪機構。使用鏈條機構或者齒輪機構時，與使用有齒帶時相同，可以同時進行複數個泵的驅動。此外，在使用齒輪機構時，在驅動齒輪(驅動子)和從動齒輪(從動子)之間可以隔著一個以上的中間齒輪。

Claims (9)

1. 一種流體輸送裝置，其特徵在於，包括：複數個泵；產生用於驅動所述複數個泵的動力的驅動單元；和將所述驅動單元產生的動力傳遞到所述複數個泵的傳動單元，所述複數個泵的旋轉軸配置在不同的軸上，所述傳動單元是具備有齒帶的帶傳動機構，該有齒帶作為捲繞式中間連接件。
2. 如申請專利範圍第1項所述的流體輸送裝置，其中，所述帶傳動機構以同相位驅動所述複數個泵。
3. 如申請專利範圍第1項所述的流體輸送裝置，其中，所述傳動單元具有依次連結的複數個子傳動單元。
4. 如申請專利範圍第3項所述的流體輸送裝置，其中，所述子傳動單元具有：與對應的一個所述泵連接的軸；與所述軸接合的驅動輪；和與下一個子傳動單元的軸接合的從動輪，所述有齒帶張緊架設於所述驅動輪和所述從動輪。
5. 如申請專利範圍第4項所述的流體輸送裝置，其中，所述流體輸送裝置具有框架，所述框架具有：第一基板；與第一基板平行配置的第二基板；連結所述第一基板與所述第二基板的連結部件；和可旋轉地支承複數個所述軸的複數對軸承，在所述第一基板和所述第二基板彼此的相對位置形成複數個貫通孔， 所述軸承分別嵌入到所述第一基板和所述第二基板的貫通孔。
6. 如申請專利範圍第5項所述的流體輸送裝置，其中，第奇數個所述子傳動單元的驅動輪和從動輪配置在所述第一基板和所述第二基板中的一個基板一側，第偶數個所述子傳動單元的驅動輪和從動輪配置在所述第一基板和所述第二基板中的另一基板一側。
7. 如申請專利範圍第1項所述的流體輸送裝置，其中，具有3個以上的所述泵，所述3個以上的泵的旋轉軸在直線上排列。
8. 如申請專利範圍第1項所述的流體輸送裝置，其中，具有3個以上的所述泵，所述3個以上的泵的旋轉軸在圓周上排列。
9. 如申請專利範圍第1項至第8項中任一項所述的流體輸送裝置，其中，所述泵包括：具有大致圓柱面狀的內周面的壁部；至少一部分沿所述內周面配置的彈性管；和轉子，其配置成與所述內周面同心，以能夠在該轉子與該內周面之間一邊擠壓所述彈性管一邊旋轉的方式被支承。