CN107110147B - 波纹管泵装置 - Google Patents

Abstract

提供一种波纹管泵装置，即使是已经设置的波纹管泵，也能够容易地抑制在从工作流体的吸入向排出切换时所产生的冲击压力。波纹管泵装置对密闭的2个空气室(21、26)中的一个空气室(26)供给加压空气，由此使波纹管(13、14)进行伸长动作而将转送流体吸入，对另一个空气室(21)供给加压空气，由此使波纹管(13、14)进行收缩动作而将转送流体排出。该波纹管泵装置具有：电动气压调节器(51、52)，其对向一个空气室(26)供给的加压空气的第1空气压力、以及向另一个空气室(21)供给的加压空气的第2空气压力进行调整；以及控制部(6)，其以下述方式对电动气压调节器(51、52)进行控制，即，在波纹管(13、14)的伸长动作时的至少伸长结束时刻，使得第1空气压力低于第2空气压力。

Description

波纹管泵装置

技术领域

本发明涉及一种波纹管泵装置。

背景技术

在半导体制造、化学工业等中，作为用于转送供给药液、溶剂等转送流体的波纹管泵，例如，已知如专利文献1记载的那样构成的如下波纹管泵，即，对密闭的2个空气室中的一个空气室供给加压空气，由此使波纹管进行伸长动作而将转送流体吸入，对另一个空气室供给加压空气，由此使波纹管进行收缩动作而将转送流体排出。

在这种波纹管泵中，为了使转送流体的排出流量增加，通常提高对各空气室供给的加压空气的空气压力。然而，如果提高所述空气压力，则在从通过波纹管的伸长动作而实现的转送流体的吸入切换为通过波纹管的收缩动作而实现的转送流体的排出时，在瞬间内产生较大的压力变动(压力升高)，产生被称为“水锤”的冲击压力。如果产生该冲击压力，则由该冲击压力引起的振动向泵、配管或者仪器传播，可能导致上述泵等破损。另外，因吸入时的负压增大而产生液体的沸腾(水蒸气、气穴等)，还有可能对半导体制造工艺等造成不良影响。

因此，在现有的波纹管泵中，例如，如专利文献2记载的那样，作为抑制所述冲击压力的对策，将能够进行弹性变形的间隔壁设置于波纹管的端部以增加将转送流体吸入的波纹管内的容积。在波纹管内产生压力升高时，该间隔壁进行弹性变形，由此将所述升高的压力吸收而减弱泵等的振动。

专利文献1：日本特开2001-123959号公报

专利文献2：日本特开2010-196541号公报(参照图3)

发明内容

然而，在现有的抑制冲击压力的对策中，需要制作具有能够弹性变形的间隔壁的专用的波纹管，因此难以在已经设置的波纹管泵中采用。

本发明就是鉴于这种情形而提出的，其目的在于提供一种波纹管泵装置，即使在已经设置的波纹管泵中也能够容易地抑制在从工作流体的吸入向排出切换时所产生的冲击压力。

本发明的波纹管泵装置对密闭的2个空气室中的一个空气室供给加压空气，由此使波纹管进行伸长动作而将转送流体吸入，对另一个空气室供给加压空气，由此使所述波纹管进行收缩动作而将转送流体排出，所述波纹管装置的特征在于，具有：电动气压调节器，其对作为向所述一个空气室供给的加压空气的空气压力的第1空气压力、以及作为向所述另一个空气室供给的加压空气的空气压力的第2空气压力进行调整；以及控制部，其以下述方式对所述电动气压调节器进行控制，即，在所述波纹管的伸长动作时的至少伸长结束时刻，使得所述第1空气压力低于所述第2空气压力。

根据以上述方式构成的波纹管泵装置，利用电动气压调节器以下述方式进行调整，即，至少在波纹管的伸长结束时刻，使得在该波纹管伸长时向一个空气室供给的加压空气的第1空气压力低于在波纹管的收缩时向另一个空气室供给的加压空气的第2空气压力。由此，能够抑制从通过波纹管的伸长动作实现的转送流体的吸入向通过波纹管的收缩动作实现的转送流体的排出切换时的压力变动，因此能够抑制在该切换时产生冲击压力。另外，即使是已经设置的波纹管泵，通过追加电动气压调节器和控制部，也能够容易地抑制在从工作流体的吸入向排出切换时所产生的冲击压力。

在上述波纹管泵装置中，所述控制部优选以下述方式对所述电动气压调节器进行控制，即，在从所述波纹管的伸长开始时刻至伸长结束时刻的期间，使得所述第1空气压力连续或者不连续地变化。

在该情况下，在从波纹管的伸长开始时刻至伸长结束时刻的期间，能够提高第1空气压力的压力变化的自由度。

在上述波纹管泵装置中，所述控制部优选以下述方式对所述电动气压调节器进行控制，即，使得从所述伸长开始时刻起至该伸长动作的规定的中途时刻为止的伸长前半段期间的所述第1空气压力，高于从所述中途时刻起至所述伸长结束时刻为止的伸长后半段期间的所述第1空气压力。

在该情况下，能够使得从波纹管的伸长开始时刻至中途时刻的伸长前半段期间的伸长速度比从该中途时刻至伸长结束时刻的伸长后半段期间的伸长速度快。由此，能够抑制波纹管的伸长时间因第1空气压力在波纹管的伸长时降低而变得过长。其结果，能够抑制流体的排出流量减少。

在上述波纹管泵装置中，所述中途时刻优选是能够使得所述波纹管利用惯性力而伸长至伸长结束位置的时刻。

在该情况下，能够使波纹管利用惯性力而从其伸长动作的中途时刻伸长至伸长结束位置，因此在所述中途时刻至伸长结束时刻的伸长后半段期间内，能够使第1空气压力低于波纹管的伸长动作所需的空气压力。由此，能够更有效地抑制从波纹管的伸长动作向收缩动作切换时的压力变动。

在上述波纹管泵装置中，所述控制部可以以下述方式对所述电动气压调节器进行控制，即，从所述波纹管的伸长开始时刻起至伸长结束时刻为止，使得所述第1空气压力保持恒定。

在该情况下，与将第1空气压力控制为连续或者不连续地变化的情况相比，对电动气压调节器的控制变得容易。

发明的效果

根据本发明的波纹管泵装置，即使是已经设置的波纹管泵，也能够容易地抑制在从工作流体的吸入向排出切换时所产生的冲击压力。

附图说明

图1是本发明的第1实施方式所涉及的波纹管泵装置的概略结构图。

图2是波纹管泵的剖面图。

图3是表示波纹管泵的动作的说明图。

图4是表示波纹管泵的动作的说明图。

图5是表示电动气压调节器的控制例的曲线图。

图6是表示从现有的波纹管泵排出的转送流体的排出压力的曲线图。

图7是表示从本发明的波纹管泵排出的转送流体的排出压力的曲线图。

图8是表示电动气压调节器的其他控制例的曲线图。

图9是表示电动气压调节器的另一其他控制例的曲线图。

图10是本发明的第2实施方式所涉及的波纹管泵装置的概略结构图。

图11是第2实施方式所涉及的波纹管泵的剖面图。

具体实施方式

下面，参照附图对本发明的优选实施方式进行说明。

[第1实施方式]

＜波纹管泵的整体结构＞

图1是本发明的第1实施方式所涉及的波纹管泵装置的概略结构图。本实施方式的波纹管泵装置BP例如在半导体制造装置中以恒定量供给药液、溶剂等转送流体时使用。该波纹管泵装置BP具有：波纹管泵1；空气压缩机等空气供给装置2，其将加压空气(工作流体)向上述波纹管泵1供给；机械式调节器3以及2个调节器即第1以及第2电动气压调节器51、52，它们对所述加压空气的空气压力进行调整；2个切换阀即第1以及第2切换阀4、5；以及控制部6，其对波纹管泵1的驱动进行控制。

图2是本实施方式所涉及的波纹管泵1的剖面图。

本实施方式的波纹管泵1具有：泵头11；一对泵壳体12，它们安装于上述泵头11的左右方向(水平方向)的两侧；2个波纹管即第1以及第2波纹管13、14、它们在各泵壳体12的内部安装于泵头11的左右方向的侧面；以及4个单向阀15、16，它们在各波纹管13、14的内部安装于泵头11的左右方向的侧面。

＜波纹管的结构＞

第1及第2波纹管13、14由PTFE(聚四氟乙烯)、PFA(四氟乙烯-全氟烷基乙烯基醚共聚物)等氟树脂形成为有底筒状，在其开放端部一体形成的凸缘部13a、14a以气密状按压固定于泵头11的侧面。第1及第2波纹管13、14各自的周壁形成为蛇腹形状，构成为能够相互独立地在水平方向上伸缩。具体而言，第1及第2波纹管13、14在后述的工作板19的外表面与泵壳体12的底壁部12a的内侧面抵接的最大伸长状态、和后述的活塞体23的内侧面与泵壳体12的底壁部12a的外侧面抵接的最大收缩状态之间伸缩。

利用螺栓17以及螺母18将工作板19与连结部件20的一端部一起固定于第1及第2波纹管13、14的底部的外表面。

＜泵壳体的结构＞

泵壳体12形成为有底圆筒状，其开口周缘部以气密状按压固定于相对应的波纹管13(14)的凸缘部13a(14a)。由此，在泵壳体12的内部形成有保持为气密状态的排出侧空气室21。

在泵壳体12分别设置有进气排气端口22，进气排气端口22经由电磁阀4(5)、电动气压调节器51(52)以及机械式调节器3而与空气供给装置2连接(参照图1)。由此，从空气供给装置2经由机械式调节器3、电动气压调节器51(52)、电磁阀4(5)以及进气排气端口22而向排出侧空气室21的内部供给加压空气，由此使得波纹管13(14)收缩。

另外，在各泵壳体12的底壁部12a将所述连结部件20支撑为能够在水平方向上滑动，利用螺母24将活塞体23固定于该连结部件20的另一端部。活塞体23相对于一体地设置于所述底壁部12a的外侧面的圆筒状的缸体25的内周面，一边保持气密状态，一边被支撑为能够在水平方向上滑动。由此，由所述底壁部12a、缸体25以及活塞体23包围的空间形成为保持为气密状态的吸入侧空气室26。

在所述缸体25形成有与吸入侧空气室26连通的进气排气口25a，该进气排气口25a经由所述电磁阀4(5)、电动气压调节器51(52)以及机械式调节器3而与空气供给装置2连接(参照图1)。由此，从空气供给装置2经由机械式调节器3、电动气压调节器51(52)、电磁阀4(5)以及进气排气口25a而向吸入侧空气室26的内部供给加压空气，由此使得波纹管13(14)伸长。

在各泵壳体12的底壁部12a的下方，安装有用于对转送流体向排出侧空气室21的泄漏进行检测的泄漏传感器40。

根据以上结构，由图2左侧的形成有排出侧空气室21的泵壳体12、以及图2左侧的形成吸入侧空气室26的活塞体23以及缸体25，构成使第1波纹管13在最大伸长状态和最大收缩状态之间连续地进行伸缩动作的第1气缸部(第1驱动装置)27。

另外，由图2右侧的形成有排出侧空气室21的泵壳体12、和图2右侧的形成吸入侧空气室26的活塞体23以及缸体25，构成使第2波纹管14在最大伸长状态和最大收缩状态之间连续地进行伸缩动作的第2气缸部(第2驱动装置)28。

＜检测单元的结构＞

在第1气缸部27的缸体25安装有一对接近传感器29A、29B，在活塞体23安装有利用各接近传感器29A、29B进行检测的被检测板30。被检测板30与活塞体23一起进行往返移动、且交替地与接近传感器29A、29B接近而进行检测。

接近传感器29A配置于在第1波纹管13处于最大收缩状态时检测到被检测板30的位置。接近传感器29B配置于在第1波纹管13处于最大伸长状态时检测到被检测板30的位置。各接近传感器29A、29B的检测信号发送至控制部6。在本实施方式中，由上述一对接近传感器29A、29B构成对第1波纹管13的伸缩状态进行检测的第1检测单元29。

同样地，在第2气缸部28的缸体25安装有一对接近传感器31A、31B，在活塞体23安装有由各接近传感器31A、31B进行检测的被检测板32。被检测板32与活塞体23一起进行往返移动、且交替地与接近传感器31A、31B接近而进行检测。

接近传感器31A配置于在第2波纹管14处于最大收缩状态时检测到被检测板32的位置。接近传感器31B配置于在第2波纹管14处于最大伸长状态时检测到被检测板32的位置。各接近传感器31A、31B的检测信号发送至控制部6。在本实施方式中，由一对接近传感器31A、31B构成对第2波纹管14的伸缩状态进行检测的第2检测单元31。

第1检测单元29的一对接近传感器29A、29B交替地对被检测板30进行检测，由此将利用空气供给装置2生成的加压空气交替地供给至第1气缸部27的吸入侧空气室26和排出侧空气室21。由此，第1波纹管13连续地进行伸缩动作。

另外，第2检测单元31的一对接近传感器31A、31B交替地对被检测板32进行检测，由此将所述加压空气交替地供给至第2气缸部28的吸入侧空气室26和排出侧空气室21。由此，第2波纹管14连续地进行伸缩动作。此时，在第1波纹管13的收缩动作时进行第2波纹管14的伸长动作，主要在第1波纹管13的伸长动作时进行第2波纹管14的收缩动作。这样，使第1波纹管13以及第2波纹管14交替反复地进行伸缩动作，由此交替地进行转送气体相对于各波纹管13、14的内部的吸入和排出，对该转送流体进行转送。

此外，第1以及第2检测单元29、31由接近传感器构成，但也可以由限位开关等其他检测单元构成。另外，第1以及第2检测单元29、31对第1以及第2波纹管13、14的最大伸长状态和最伸缩状态进行检测，但也可以对伸缩中途的状态进行检测。

＜泵头的结构＞

泵头11由PTFE、PFA等氟树脂形成。在泵头11的内部形成有转送流体的吸入通路34和排出通路35，该吸入通路34以及排出通路35在泵头11的外周面开口，与设置于该外周面的吸入端口以及排出端口(均省略图示)连接。吸入端口与转送流体的贮存容器等连接，排出端口与转送流体的转送目标连接。另外，吸入通路34以及排出通路35分别具有朝向泵头11的左右两侧面分支、且在泵头11的左右两侧面开口的吸入口36以及排出口37。各吸入口36以及各排出口37分别经由单向阀15、16而与波纹管13、14的内部连通。

＜单向阀的结构＞

在各吸入口36以及各排出口37设置有单向阀15、16。

安装于吸入口36的单向阀15(下面，也称为“吸入用单向阀”)具有：阀壳体15a；阀体15b，其收容于上述阀壳体15a；以及压缩螺旋弹簧15c，其将上述阀体15b向关闭方向进行预紧。阀壳体15a形成为有底圆筒形状，在其底壁形成有与波纹管13、14的内部连通的贯通孔15d。阀体15b利用压缩螺旋弹簧15c的预紧力而将吸入口36封闭(闭阀)，如果作用有由随着波纹管13、14的伸缩的转送流体的流动而引起的背压，则将吸入口36打开(开阀)。

由此，吸入用单向阀15在配置有其自身的波纹管13、14伸长时打开，允许在从吸入通路34朝向波纹管13、14内部的方向上对转送流体的吸引，在该波纹管13、14收缩时关闭，阻止从波纹管13、14内部朝向吸入通路34的方向上的转送流体的倒流。

安装于排出口37的单向阀16(下面，也称为“排出用单向阀”)具有：阀壳体16a；阀体16b，其收容于上述阀壳体16a；以及压缩螺旋弹簧16c，其将上述阀体16b向关闭方向进行预紧。阀壳体16a形成为有底圆筒形状，在其底壁形成有与波纹管13、14的内部连通的贯通孔16d。阀体16b利用压缩螺旋弹簧16c的预紧力而将阀壳体16a的贯通孔16d封闭(闭阀)，如果作用有由随着波纹管13、14的伸缩的转送流体的流动而引起的背压，则将阀壳体16a的贯通孔16d打开(开阀)。

由此，排出用单向阀16在配置有其自身的波纹管13、14收缩时打开，允许从波纹管13、14内部朝向排出通路35的方向上的转送流体的流出，在该波纹管13、14伸长时关闭，阻止从排出通路35朝向波纹管13、14内部的方向上的转送流体的倒流。

＜波纹管泵的动作＞

下面，参照图3及图4对本实施方式的波纹管泵1的动作进行说明。此外，图3及图4中简略示出了第1及第2波纹管13、14的结构。

如图3所示，在第1波纹管13收缩、且第2波纹管14伸长的情况下，在泵头11的图中左侧装配的吸入用单向阀15以及排出用单向阀16的各阀体15b、16b从第1波纹管13内的转送流体受到压力而分别向各阀壳体15a、16a的图中右侧移动。由此，在吸入用单向阀15关闭的同时，排出用单向阀16打开，将第1波纹管13内的转送流体从排出通路35向泵外排出。

另一方面，在泵头11的图中右侧装配的吸入用单向阀15以及排出用单向阀16的各阀体15b、16b因第2波纹管14的吸引作用而分别向各阀壳体15a、16a的图中右侧移动。由此，在吸入用单向阀15打开的同时，排出用单向阀16关闭，从吸入通路34向第2波纹管14内吸入转送流体。

然后如图4所示，在第1波纹管13伸长、且第2波纹管14收缩的情况下，在泵头11的图中右侧装配的吸入用单向阀15以及排出用单向阀16的各阀体15b、16b从第2波纹管14内的转送流体受到压力而向各阀壳体15a、16a的图中左侧移动。由此，在吸入用单向阀15关闭的同时，排出用单向阀16打开，将第2波纹管14内的转送流体从排出通路35向泵外排出。

另一方面，在泵头11的图中左侧装配的吸入用单向阀15以及排出用单向阀16的各阀体15b、16b因第1波纹管13的吸引作用而向各阀壳体15a、16a的图中左侧移动。由此，在吸入用单向阀15打开的同时，排出用单向阀16关闭，从吸入通路34向第1波纹管13内吸入转送流体。

通过反复执行以上动作，左右的波纹管13、14能够交替地对转送流体进行吸引和排出。

＜电磁阀的结构＞

在图1中，第1电磁阀4对加压空气相对于第1气缸部27的排出侧空气室21以及吸入侧空气室26中的一个空气室的供给排出、以及加压空气相对于另一个空气室内的供给排出进行切换。第1电磁阀4例如由具有一对螺线管4a、4b的三通的电磁切换阀构成。基于从控制部6接收到的指令信号而对各螺线管4a、4b进行励磁。

第2电磁阀5对加压空气相对于第2气缸部28的排出侧空气室21以及吸入侧空气室26中的一个空气室的供给排出、以及加压空气相对于另一个空气室内的供给排出进行切换。第2电磁阀5例如由具有一对螺线管5a、5b的三通的电磁切换阀构成。从控制部6接收指令信号而对各螺线管5a、5b进行励磁。

此外，本实施方式中的第1及第2电磁阀4、5由三通的电磁切换阀构成，但也可以是不具有中立位置的二通的电磁切换阀。

在图1中，在第1气缸部27的排出侧空气室21(进气排气端口22)与第1电磁阀4之间，第1急速排气阀61配置为与排出侧空气室21相邻。第1急速排气阀61具有将加压空气排出的排气口61a，允许从第1电磁阀4向排出侧空气室21的加压空气的流动，并且将从排出侧空气室21流出的加压空气从排气口61a排出。由此，能够不经由第1电磁阀4而将排出侧空气室21内的加压空气从第1急速排气阀61迅速地排出。

同样地，在第2气缸部28的排出侧空气室21(进气排气端口22)与第2电磁阀5之间，第2急速排气阀62配置为与排出侧空气室21相邻。第2急速排气阀62具有将加压空气排出的排气口62a，允许从第2电磁阀5向排出侧空气室21的加压空气的流动，并且将从排出侧空气室21流出的加压空气从排气口62a排出。由此，能够不经由第2电磁阀5地而排出侧空气室21内的加压空气从第2急速排气阀62迅速地排出。

此外，在各气缸部27、28的吸入侧空气室26(进气排气口25a)、与对应的电磁阀4、5之间未配置急速排气阀。在将急速排气阀安装于吸入侧的情况下，能够获得与将急速排气阀安装于排出侧的情况下相同的效果，但该效果并未大至排出侧的程度。因此，在本实施方式中，出于成本方面的考虑而不设置吸入侧的急速排气阀。

＜控制部的结构＞

控制部6基于第1检测单元29以及第2检测单元31(参照图2)的检测结果而对各电磁阀4、5进行切换，由此对波纹管泵1的第1气缸部27以及第2气缸部28各自的驱动进行控制。

具体而言，控制部6基于第1检测单元29以及第2检测单元31的检测结果，以下述方式对第1及第2气缸部27、28进行驱动控制，即，在第1波纹管13变为最大收缩状态之前使第2波纹管14从最大伸长状态进行收缩，并且在第2波纹管14即将变为最大收缩状态之前使第1波纹管13从最大伸长状态进行收缩。

由此，在一个波纹管从收缩(排出)向伸长(吸入)的切换定时，另一个波纹管已经收缩而将转送流体排出，因此能够减少转送流体的排出压力在所述切换定时大幅降低的情况。其结果，能够减弱波纹管泵1的排出侧的脉动。

此外，本实施方式的控制部6可以以下述方式进行控制，即，在一个波纹管13(14)即将变为最大收缩状态之前使另一个波纹管14(13)从最大伸长状态进行收缩，在一个波纹管13(14)变为最大收缩状态时使另一个波纹管14(13)从最大伸长状态进行收缩。但是，从减弱波纹管泵1的排出侧的脉动的角度出发，优选如本实施方式那样进行控制。

＜电动气压调节器的结构＞

在图1及图2中，第1电动气压调节器51配置于机械式调节器3与第1电磁阀4之间。第1电动气压调节器51对作为向第1气缸部27的吸入侧空气室26供给的加压空气的空气压力的第1空气压力、以及作为向第1气缸部27的排出侧空气室21供给的加压空气的空气压力的第2空气压力进行调整。

第2电动气压调节器52配置于机械式调节器3与第2电磁阀5之间。第2电动气压调节器52对作为向第2气缸部28的吸入侧空气室26供给的加压空气的空气压力的第1空气压力、以及作为向第2气缸部28的排出侧空气室21供给的加压空气的空气压力的第2空气压力进行调整。

此外，电动气压调节器51、52配置于电磁阀4、5的上游侧，但也可以配置于电磁阀4、5的下游侧。但是，在该情况下，对电磁阀4、5进行切换时所产生的冲击压力作用于电动气压调节器51、52的初级侧，因此从防止电动气压调节器51、52的故障的角度出发，优选将电动气压调节器51、52配置于电磁阀4、5的上游侧。

＜电动气压调节器的控制例＞

在图2中，控制部6基于第1及第2检测单元29、31的检测结果，以下述方式对各电动气压调节器51、52进行控制，即，在波纹管13(14)的伸长动作时的至少伸长结束时刻，使得向吸入侧空气室26供给的加压空气的第1空气压力，低于向排出侧空气室21供给的加压空气的第2空气压力。

本实施方式的控制部6以下述方式对各电动气压调节器51、52进行控制，即，在从波纹管13(14)的伸长开始时刻至伸长结束时刻的期间，使得第1空气压力以低于第2空气压力的压力值保持恒定。

图5是表示本实施方式的控制部6对电动气压调节器51(52)的控制例的曲线图。在图5中，控制部6以下述方式对电动气压调节器51(52)进行控制，即，在波纹管13(14)在转送流体的排出时收缩的收缩期间T2内，使得第2空气压力达到恒定的空气压力P2(例如0.50MPa)。另外，控制部6以下述方式对电动气压调节器51(52)进行控制，即，在波纹管13(14)在转送流体的吸入时伸长的伸长期间T1内，使得第1空气压力达到低于所述空气压力P2的恒定的空气压力P1(例如0.15MPa)。

由此，在从波纹管13(14)的收缩开始时刻至收缩结束时刻(最大收缩时刻)的收缩期间T2内，向气缸部27(28)的排出侧空气室21供给较高的空气压力P2的加压空气。另外，在从波纹管13(14)的伸长开始时刻至伸长结束时刻(最大伸长时刻)的伸长期间T1内，向气缸部27(28)的吸入侧空气室26供给较低的空气压力P1的加压空气。

如果向气缸部27(28)的吸入侧空气室26供给的加压空气为较低的空气压力，则波纹管13(14)的伸长速度相应地减慢。因此，以下述方式对所述空气压力P1进行设定，即，在从一个波纹管13(14)的伸长开始时刻起至在该伸长开始时刻处于收缩中的另一个波纹管14(13)的收缩结束时刻为止的收缩期间内，使得所述一个波纹管13变为最大伸长状态。

此外，在本实施方式中，将控制部6所控制的第1电动气压调节器51的第1及第2空气压力、和第2电动气压调节器52的第1及第2空气压力分别设定为相同的值P1、P2，但也可以根据各电动气压调节器而设定为不同的值。

图6是表示从现有的波纹管泵排出的转送流体的排出压力的曲线图。该曲线图示出了将分别向波纹管泵的吸入侧空气室以及排出侧空气室供给的加压空气的第1空气压力以及第2空气压力均设定为0.5MPa的情况下的排出压力。

如图6所示，在现有的波纹管泵中所产生的冲击压力的最大值为0.593MPa。

图7是表示从本实施方式的波纹管泵1排出的转送流体的排出压力的曲线图。该曲线图示出了将向波纹管泵的排出侧空气室供给的加压空气的第2空气压力设定为0.50MPa、且将向波纹管泵的吸入侧空气室供给的加压空气的第1空气压力设定为0.15MPa的情况下的排出压力。

如图7所示可知，在本实施方式的波纹管泵1中所产生的冲击压力的最大值为0.159MPa，与现有的波纹管泵相比，冲击压力大幅降低。

＜关于效果＞

如上，根据本实施方式的波纹管泵装置，以下述方式对电动气压调节器51(52)进行控制，即，使得在波纹管13(14)的伸长动作时向吸入侧空气室26供给的加压空气的第1空气压力，低于在波纹管13(14)的收缩动作时向排出侧空气室21供给的加压空气的第2空气压力。由此，能够抑制从由波纹管13(14)的伸长动作引起的转送流体的吸入向由波纹管13(14)的收缩动作引起的转送流体的排出切换时的压力变动，因此能够抑制在该切换时产生冲击压力。因此，即使是已经设置的波纹管泵，通过追加电动气压调节器51(52)和控制部6，也能够容易地抑制在从工作流体的吸入向排出切换时所产生的冲击压力。

另外，控制部6以下述方式对电动气压调节器51(52)进行控制，即，使得第1空气压力从波纹管13(14)的伸长开始时刻起至伸长结束时刻为止保持恒定，因此与将第1空气压力控制为连续或者不连续地变化的情况相比，对电动气压调节器51(52)的控制变得容易。

另外，在一个波纹管13(14)的伸长动作时，将向吸入侧空气室26供给的加压空气的第1空气压力设定为，使得至在该伸长动作时收缩的另一个波纹管14(13)达到最大收缩程度为止，该一个波纹管13(14)处于最大伸长状态，因此能实现下面的作用效果。即，即使一个波纹管13(14)的伸长速度因较低的空气压力而减慢，在至在该期间内收缩的另一个波纹管14(13)的收缩结束时刻为止的收缩期间内，一个波纹管13(14)的伸长动作也结束，因此由各波纹管13、14的收缩动作引起的转送流体的排出量不会减少，能够抑制冲击压力。

＜电动气压调节器的其他控制例＞

图8是表示控制部6对电动气压调节器51(52)的其他控制例的曲线图。

在图8中，在从波纹管13(14)的伸长开始时刻至伸长结束时刻的期间、即波纹管13(14)在转送流体的吸入时伸长的伸长期间T1内，控制部6以下述方式对各电动气压调节器51、52进行控制，即，使得向吸入侧空气室26供给的加压空气的第1空气压力不连续地变化。

具体而言，控制部6以下述方式对电动气压调节器51(52)进行控制，即，使得从波纹管13(14)的伸长开始时刻至该伸长动作的规定的中途时刻的伸长前半段期间T11的第1空气压力，高于从所述中途时刻至伸长结束时刻的伸长后半段期间T12的第1空气压力。

优选所述中途时刻设为波纹管13(14)能够利用惯性力而伸长至伸长结束位置的时刻。具体而言，优选所述中途时刻设定为使得伸长后半段期间T12达到伸长期间T1的30％～50％。

这里，所述中途时刻设定为使得伸长后半段期间T12达到伸长期间T1的30％。而且，控制部6以下述方式对电动气压调节器51(52)进行控制，即，使得伸长前半段期间T11的第1空气压力达到与向排出侧空气室21供给的加压空气的第2空气压力相同的恒定的空气压力P2。另外，控制部6以下述方式对电动气压调节器51(52)进行控制，即，使得伸长后半段期间T12的第1空气压力达到比所述空气压力P2低的恒定的空气压力P1。

由此，在从波纹管13(14)的收缩开始时刻至收缩结束时刻的收缩期间T2、以及从波纹管13(14)的伸长开始时刻至中途时刻的伸长前半段期间T11内，向气缸部27(28)的排出侧空气室21以及吸入侧空气室26供给较高的空气压力P2的加压空气。另外，在从波纹管13(14)的所述中途时刻至伸长结束时刻的伸长后半段期间T12内，向气缸部27(28)的吸入侧空气室26供给较低的空气压力P1的加压空气。

如上，根据图8所示的其他控制例，在从波纹管13(14)的伸长开始时刻至伸长结束时刻的期间内，控制部6以下述方式对电动气压调节器51(52)进行控制，即，使得向吸入侧空气室26供给的加压空气的第1空气压力不连续地变化，因此能够自由地设定该变化的定时(这里为中途时刻)。因此，在从波纹管13(14)的伸长开始时刻至伸长结束时刻的期间内，能够提高第1空气压力的压力变化的自由度。

另外，控制部6以下述方式对电动气压调节器51(52)进行控制，即，使得波纹管13(14)的伸长前半段期间内的第1空气压力高于伸长后半段期间内的第1空气压力，因此能够使得波纹管13(14)的伸长前半段期间的伸长速度比伸长后半段期间的伸长速度快。由此，能够抑制波纹管的伸长时间因第1空气压力在波纹管13(14)的伸长时降低而变得过长。其结果，能够抑制流体的排出流量减少。

另外，能够使波纹管13(14)从其伸长动作的中途时刻起利用惯性力而伸长至伸长结束位置，因此能够在从所述中途时刻至伸长结束时刻的伸长后半段期间内使第1空气压力低于波纹管13(14)的伸长动作所需的空气压力。由此，能够更有效地抑制从波纹管13(14)的伸长动作切换为收缩动作时的压力变动。

图9是表示控制部6对电动气压调节器51(52)的又一控制例的曲线图。

在图9中，控制部6以下述方式对各电动气压调节器51、52进行控制，即，在从波纹管13(14)的伸长开始时刻至伸长结束时刻的期间、即波纹管13(14)在转送流体的吸入时伸长的伸长期间T1内，使得向吸入侧空气室26供给的加压空气的第1空气压力连续地变化。

具体而言，控制部6以下述方式对电动气压调节器51(52)进行控制，即，首先，在波纹管13(14)的伸长开始时刻，使得第1空气压力变为与向排出侧空气室21供给的加压空气的第2空气压力相同的空气压力P2。而且，例如如图中实线所示，控制部6以下述方式对电动气压调节器51(52)进行控制，即，使得第1空气压力相对于波纹管13(14)的伸长时间成正比例地减小，在波纹管13(14)的伸长结束时刻达到最低的空气压力P1。

此外，这里，作为使第1空气压力连续地变化的控制例，使第1空气压力相对于波纹管13(14)的伸长时间成正比地减小，但也可以如图中的点划线所示那样使第1空气压力相对于所述伸长时间成反比地减小，或者如图中的双点划线、虚线所示那样变化。

另外，在图8所示的4种控制例中，波纹管13(14)的伸长开始时刻的第1空气压力均设定为与第2空气压力相同的值(空气压力P2)，但也可以设定为与第2空气压力不同的值。在该情况下，可以将波纹管13(14)的伸长开始时刻的第1空气压力设定为小于或等于该伸长结束时刻的空气压力P1。

如上，根据图9所示的其他控制例，控制部6以下述方式对电动气压调节器51(52)进行控制，即，在从波纹管13(14)的伸长开始时刻至伸长结束时刻的期间，使得向吸入侧空气室26供给的加压空气的第1空气压力连续地变化，因此能够在从波纹管13(14)的伸长开始时刻至伸长结束时刻的期间内，提高第1空气压力的压力变化的自由度。

此外，在本实施方式的图5、图8以及图9所示的控制例中，对控制部6将电动气压调节器51(52)控制成使得第2空气压力变为恒定的空气压力P2的例子进行了说明，但也可以不控制成变为恒定的空气压力P2。

例如，控制部6可以以减少从波纹管泵1排出的流体的排出压力下降的现象为目的，控制为使得第2空气压力随着波纹管13(14)收缩而升高。在该情况下，只要控制部6以下述方式对电动气压调节器51(52)进行控制即可，即，在波纹管13(14)的伸长动作时的至少伸长结束时刻，使得第1空气压力低于第2空气压力的最大值。

[第2实施方式]

图10是本发明的第2实施方式所涉及的波纹管泵装置的概略结构图。本实施方式的波纹管泵装置具有：波纹管泵1；空气压缩机等的空气供给装置2，其向上述波纹管泵1供给加压空气(工作流体)；对所述加压空气的空气压力进行调整的机械式调节器3和单个电动气压调节器52；单个电磁阀5；以及控制部6。

图11是第2实施方式所涉及的波纹管泵的剖面图。

本实施方式的波纹管泵1为储压器内置型的结构，具有：泵头11；气缸部28，其安装于上述泵头11的左右方向上的一侧(图10中的右侧)；以及储压器部70，其安装于泵头11的左右方向的另一侧(图10中的左侧)。

在泵头11的内部形成有吸入通路34、排出通路35以及联络通路38。吸入通路34形成为L字形，一端在泵头11的外周面开口、且与设置于该外周面的吸入端口(省略图示)连接。在吸入通路34的另一端，形成有在泵头11的气缸部28侧的侧面(图10中为右侧面)开口的吸入口36。吸入口36经由吸入用单向阀15而与波纹管14的内部连通。

排出通路35形成为L字形，一端在泵头11的外周面开口、且与设置于该外周面的排出端口(省略图示)连接。在排出通路35的另一端，形成有在泵头11的储压器部70侧的侧面(图10中为左侧面)开口的排出口37。

联络通路38形成为在水平方向上将泵头11贯通，一端在泵头11的储压器部70侧的侧面(图10中为左侧面)开口，另一端在泵头11的气缸部28侧的侧面(图10中为右侧面)开口。该另一端侧的开口经由排出用单向阀16而与波纹管14的内部连通。

储压器部70具有：储压器壳体71，其安装于泵头11；储压器波纹管72，其在上述储压器壳体71的内部安装于泵头11的侧面；以及压力自动调整机构73。

储压器波纹管72形成为有底筒状，其开放端部固定于泵头11。储压器波纹管72的周壁形成为蛇腹形状、且构成为能够在水平方向上伸缩。由泵头11的侧面和储压器波纹管72的内壁包围的空间设为容积能够变化的储压器室74。

储压器壳体71形成为有底筒状，由泵头11的侧面、储压器波纹管72的外壁以及储压器壳体71的内壁包围的空间设为储压器空气室75，在该储压器空气室75封入有减弱脉动用的空气。

压力自动调整机构73由自动供气阀机构73a以及自动排气阀机构73b构成，安装于储压器壳体71的底壁，其中，自动供气阀机构73a以及自动排气阀机构73b用于根据由气缸部28排出的转送流体的排出压及其变动而使得储压器空气室75内的空气压力平衡。

在储压器壳体71的底壁的下方，安装有用于对转送流体向储压器空气室75的泄漏进行检测的泄漏传感器76。

根据以上结构，在气缸部28的波纹管14收缩的情况下，吸入用单向阀15以及排出用单向阀16的各阀体15b、16b从波纹管14内的转送流体受到压力而分别向各阀壳体15a、16a的图中左侧移动。由此，在吸入用单向阀15关闭的同时，排出用单向阀16打开，波纹管14内的转送流体从联络通路38向储压器室74流出，暂时贮存于该储压器室74的转送流体从排出通路35向泵外排出。

相反，在气缸部28的波纹管14伸长的情况下，吸入用单向阀15以及排出用单向阀16的各阀体15b、16b因波纹管14的吸引作用而分别向各阀壳体15a、16a的图中右侧移动。由此，在吸入用单向阀15打开的同时，排出用单向阀16关闭，将转送流体从吸入通路34向波纹管14内吸入。

通过反复进行以上动作，波纹管14能够交替地进行转送流体的吸引和排出。此时，在由气缸部28排出的转送流体的排出压力因其脉动而处于排出压力曲线的山部的情况下，储压器波纹管72伸长以使得储压器室74的容积扩大。由此，从储压器室74流出的转送流体的流量比流入至该储压器室74的流量少。

另外，如果所述排出压力因其脉动而处于排出压力曲线的谷部，则比随着储压器波纹管72的伸长而被压缩的储压器空气室75的封入空气压力低，因此储压器波纹管72收缩以使得储压器室74的容积缩小。由此，从储压器室74流出的转送流体的流量比流入至该储压器室74的流量多。即，脉动被吸收而衰减，以大致平滑化后的排出压力对液体进行转送。

在图10及图11中，与第1实施方式相同地，控制部6以下述方式对电动气压调节器52进行控制，即，在从波纹管14的伸长开始时刻至伸长结束时刻的期间，使得第1空气压力以低于第2空气压力的压力值而保持恒定。

由此，在从波纹管14的收缩开始时刻至收缩结束时刻(最大收缩时刻)的收缩期间，向气缸部28的排出侧空气室21供给空气压力较高的加压空气。另外，在从波纹管14的伸长开始时刻至伸长结束时刻(最大伸长时刻)的伸长期间，向气缸部28的吸入侧空气室26供给空气压力较低的加压空气。

此外，在第2实施方式中省略说明的点与第1实施方式相同。

如上，在本实施方式的波纹管泵装置中，也以下述方式对电动气压调节器52进行控制，即，使得在波纹管14的伸长动作时向吸入侧空气室26供给的加压空气的第1空气压力低于在波纹管14的收缩动作时向排出侧空气室21供给的加压空气的第2空气压力。由此，能够抑制从通过波纹管14的伸长动作实现的转送流体的吸入向通过波纹管14的收缩动作实现的转送流体的排出切换时的压力变动，因此能够有效地抑制在该切换时产生冲击压力。因此，即使是已经设置的波纹管泵，通过追加电动气压调节器52和控制部6，也能够容易地抑制在从工作流体的吸入向排出切换时所产生的冲击压力。

本发明并不限定于上述实施方式，可以在权利要求书所记载的发明的范围内适当地进行变更。

例如，控制部6对电动气压调节器51(52)的控制并不限定于上述实施方式所示的控制例，只要至少在波纹管13(14)的伸长结束时刻将第1空气压力控制为低于第2空气压力即可。

标号的说明

6 控制部

13 第1波纹管(波纹管)

14 第2波纹管(波纹管)

21 排出侧空气室(另一个空气室)

26 吸入侧空气室(一个空气室)

51 第1电动气压调节器(电动气压调节器)

52 第2电动气压调节器(电动气压调节器)

Claims (5)

1.一种波纹管泵装置，对密闭的2个空气室中的一个空气室供给加压空气，由此使波纹管进行伸长动作而将转送流体吸入，对另一个空气室供给加压空气，由此使所述波纹管进行收缩动作而将转送流体排出，

所述波纹管泵装置的特征在于，具有：

电动气压调节器，其对作为向所述一个空气室供给的加压空气的空气压力的第1空气压力、以及作为向所述另一个空气室供给的加压空气的空气压力的第2空气压力进行调整；以及

控制部，其以下述方式对所述电动气压调节器进行控制，即，在所述波纹管的伸长动作时的至少伸长结束时刻，使得所述第1空气压力低于所述第2空气压力。

2.根据权利要求1所述的波纹管泵装置，其特征在于，

所述控制部以下述方式对所述电动气压调节器进行控制，即，在从所述波纹管的伸长开始时刻至伸长结束时刻的期间，使得所述第1空气压力连续或者不连续地变化。

3.根据权利要求2所述的波纹管泵装置，其特征在于，

所述控制部以下述方式对所述电动气压调节器进行控制，即，使得从所述伸长开始时刻起至该伸长动作的规定的中途时刻为止的伸长前半段期间的所述第1空气压力，高于从所述中途时刻起至所述伸长结束时刻为止的伸长后半段期间的所述第1空气压力。

4.根据权利要求3所述的波纹管泵装置，其特征在于，

所述中途时刻是能够使得所述波纹管利用惯性力而伸长至伸长结束位置的时刻。

5.根据权利要求1所述的波纹管泵装置，其特征在于，

所述控制部以下述方式对所述电动气压调节器进行控制，即，从所述波纹管的伸长开始时刻起至伸长结束时刻为止，使得所述第1空气压力保持恒定。