管泵及流体送出方法 |
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| 申请号 | CN201580012170.4 | 申请日 | 2015-04-09 | 公开(公告)号 | CN106068383B | 公开(公告)日 | 2017-10-27 |
| 申请人 | 松下知识产权经营株式会社; | 发明人 | 岚谦次郎; 平田正行; 中村隆宏; | ||||
| 摘要 | 一种管 泵 (1)，在通过驱动部(19)而旋转的旋转体(15)上，在旋转方向上隔开间隔地设置多个按压部(18、18)，在该旋转体的外周侧设置送出 流体 的软管(20)，具备控制部(26)，该控制部(26)使所述旋转体向送出侧的相反侧旋转到规定 角 度，以使得所述软管中被送出方向最上游侧的按压部(18A)压扁的部位(21)通过所述软管内的压 力 上升而复原，该所述软管内的压力上升是伴随着在送出方向下游侧邻接的按压部(18B)向送出侧的相反侧的移动而产生的。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种管泵，在通过驱动部而旋转的旋转体上，在旋转方向上隔开间隔地设置多个按压部，在该旋转体的外周侧设置送出流体的软管，其特征在于， |
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| 说明书全文 | 管泵及流体送出方法技术领域[0001] 本发明涉及送出流体的管泵(tube pump)及流体送出方法。 背景技术[0002] 以往有如下的管泵：在通过马达等的驱动部而旋转的旋转体(转子)设置按压软管的加压辊等按压部，通过使旋转体旋转而使按压部移动，从而将流体送出(转移)。在这样的管泵中，如果泵长时间停止，则软管中被按压部按压的部位难以复原，从送出源侧吸入流体的作用(自吸作用)难以顺畅地进行。 [0004] 此外，下述专利文献2公开了在与泵驱动轴一体旋转的导引板上设置有在不使用时将加压辊对软管的按压状态解除的功能的管泵。该管泵中，在导引板上设置有将加压辊以能够在软管按压状态和按压解除状态之间自由移动的方式支承的长孔状的导引孔，在不使用时，通过使泵驱动轴反向旋转，使加压辊沿着导引孔移动，从而成为按压解除状态。 [0005] 现有技术文献 [0006] 专利文献 [0007] 专利文献1：日本特开平11-82324号公报 [0008] 专利文献2：日本专利第3217518号公报 发明内容[0009] 发明所要解决的课题 [0010] 但是，在上述专利文献1及上述专利文献2所记载的管泵中，存在软管自身的构造和使加压辊移动的导引板的构造复杂的问题。此外，从加压部件或加压辊对软管的密封性(闭塞性)的观点来说，也希望做出改善。 [0011] 本发明是鉴于上述情况而做出的，其目的在于，提供一种构造简单且能够稳定地进行流体的送出控制的管泵及使用这种管泵的流体送出方法。 [0012] 解决课题所采用的技术手段 [0013] 为了达成上述目的，本发明的管泵，在通过驱动部而旋转的旋转体上，在旋转方向上隔开间隔地设置多个按压部，在该旋转体的外周侧设置送出流体的软管，所述管泵具备控制部，该控制部使所述旋转体向送出侧的相反侧旋转到规定角度，以使得所述软管中被送出方向最上游侧的按压部压扁的部位通过所述软管内的压力上升而复原，所述软管内的压力上升是伴随着在送出方向下游侧邻接的按压部向送出侧的相反侧的移动而产生的。 [0014] 此外，为了达成上述目的，本发明的流体送出方法是使用管泵的流体送出方法，所述管泵在通过驱动部而旋转的旋转体上，在旋转方向上隔开间隔地设置多个按压部，在该旋转体的外周侧设置送出流体的软管，使所述旋转体向送出侧的相反侧旋转到规定角度之后，再使该旋转体向送出侧旋转，以使得所述软管中被送出方向最上游侧的按压部压扁的部位通过所述软管内的压力上升而复原，所述软管内的压力上升是伴随着在送出方向下游侧邻接的按压部向送出侧的相反侧的移动而产生的。 [0015] 发明的效果 [0017] 图1中，(a)是示意性地示出本发明的一个实施方式的管泵的一例的部分省略概略平面图，(b)是示意性地示出装入了该管泵的流体送出系统的一例的概略系统构成图。 [0018] 图2中，(a)～(d)是示意性地示出使用该管泵执行的本发明的一个实施方式的流体送出方法的一例的部分截断概略平面图。 [0019] 图3中，(a)～(e)是示意性地示出该流体送出方法的一例的部分截断概略平面图。 [0020] 图4是示意性地示出该流体送出方法的一例的概略流程图。 具体实施方式[0021] 以下基于附图说明本发明的实施方式。 [0022] 图1～图4是示意性地示出本实施方式的管泵的一例及使用该管泵执行的本实施方式的流体送出方法的一例的图。 [0023] 如图1～图3所示，本实施方式的管泵1在通过驱动部19而旋转的旋转体15上，在旋转方向上隔开间隔地设置多个按压部18、18，在该旋转体15的外周侧设置送出流体的软管20。此外，管泵1具备控制部26，该控制部26使旋转体15向送出侧的相反侧旋转(反向旋转)到规定角度，以使得软管20中被送出方向最上游侧的按压部18(18A)压扁的部位21通过软管20内的压力上升而复原，软管20内的压力上升是伴随着在送出方向下游侧邻接的按压部 18(18B)向送出侧的相反侧的移动而产生的。此外，管泵1使旋转体15向送出侧旋转(正向旋转)而使按压部18、18移动，从而将软管20内的流体送出(转移)。另外，在图1(a)、图2及图3中，将顺时针作为旋转体15的反向旋转，将逆时针作为旋转体15的正向旋转。 [0024] 该管泵1具备容纳旋转体15及软管20的壳状的泵主体10。在本实施方式中，在泵主体10中容纳单一的旋转体15及单一的软管20。 [0026] 此外，在容纳凹部11设置有凹弯曲面部12，软管20以弯曲状态沿着该凹弯曲面部12。该凹弯曲面部12在从轴方向观察时形成为与旋转轴16同轴(同心)状的圆弧状。在图例中，从轴方向观察时，将凹弯曲面部12作为大致半圆弧状的例子示出。 [0027] 此外，在泵主体10设置有插通部13、14，该插通部13、14分别供作为软管20的送出源侧的上游侧部位23和作为送出目标侧的下游侧部位24插通。该插通部13、14在容纳凹部11内将与凹弯曲面部12的中央部位相对的一侧的侧部贯通，从而使得软管20在轴方向观察时成为大致U字状。与容纳凹部11的凹弯曲面部12的两端侧相连的两内侧面，与这些插通部 13、14分别相连。 [0028] 此外，在图例中，这些插通部13、14是保持作为软管20的上游侧部位及下游侧部位的连接部(连接器、接头)23、24的基端部的保持部。 [0029] 旋转体15在旋转轴16的外周侧以与旋转轴16的距离彼此相等的方式设置多个按压部18、18。即，这些按压部18、18从轴方向观察时，以位于以旋转轴16为圆心的同一圆周上的方式设置于旋转体15。此外，这些按压部18、18在绕着旋转体15的旋转轴16的旋转方向上隔开等间隔而设置。 [0030] 在本实施方式中，绕着旋转体15的旋转轴16设置2个按压部18、18。即，在旋转体15上以彼此的旋转方向的间隔为180度的方式设置2个按压部18、18。在图例中，将这些按压部18、18设置在以从旋转轴16向半径方向突出的方式设置为臂状(辐条状)的部位的前端部。 [0031] 此外，在本实施方式中，这些按压部18、18是绕着与旋转体15的旋转轴16平行的辊轴17、17旋转自如的按压辊。 [0032] 如图1(a)所示，在旋转体15处于停止位置(初始位置)时，这些按压部18、18与成为泵主体10的凹弯曲面部12的两端的上游侧端及下游侧端对置地配置，与凹弯曲面部12一起将软管20压扁。即，在本实施方式中，旋转体15在初始位置通过按压部18、18将软管20的2处被按压部位21、22压扁。在图1(a)所示的初始位置，通过多个按压部18、18中的位于送出方向最上游侧的第1按压部18A和凹弯曲面部12的上游侧端，软管20的上游侧被按压部位21被压扁。此外，在图1(a)所示的初始位置，通过在该第1按压部18A的送出方向下游侧邻接的第2按压部18B和凹弯曲面部12的下游侧端，软管20的下游侧被按压部位22被压扁。像这样，在旋转体15在初始位置停止的状态下，软管20的被压扁的各被按压部位21、22闭塞，不能进行流体的送出(送出停止)。另外，旋转体15的上述初始位置只是一例，也可以是其他位置。 [0033] 在该软管20的上游侧连接部23，如图1(b)所示，也可以连接与作为流体的送出源2的贮存部连接的送出源侧管路3。此外，在软管20的下游侧连接部24，也可以连接向流体的送出目标5送出流体的送出目标侧管路4。此外，在比该软管20的上游侧被按压部位21更靠上游侧，也可以适当地根据需要而设置防止流体向送出源2侧逆流的逆止阀或开闭阀等。 [0034] 此外，软管20可以由具有被按压部18、18压扁的部位能够复原的弹性的弹性体类材料形成，例如EPDM或硅树脂、氯丁橡胶等合成树脂类弹性体、天然橡胶等。这样的软管20的材质可以根据送出的流体的种类等而采用适当的材质。此外，软管20的内径、沿着凹弯曲面部12的长度等，可以根据送出的流体的期望的流量而适当设定。此外，作为由该管泵1送出的流体，可以是各种液体，可以是乳状物(乳胶)状或膏状物，也可以是气体。 [0035] 使旋转体15旋转的驱动部19，能够使旋转体15绕着旋转轴16正向旋转及反向旋转。作为这样的驱动部19，可以采用具备与旋转轴16连结的各种减速齿轮等齿轮机构的所谓齿轮马达等。此外，作为这样的驱动部19，需要使旋转体15在适当的旋转位置(旋转角)停止，所以可以采用能够控制旋转位置的带制动器的马达或伺服马达等。此外，也可以适当地设置检测旋转体15的旋转位置的旋转角传感器等检测器。 [0036] 如图1(b)所示，该驱动部19与具备控制部26的控制盘25连接。该驱动部19的驱动由控制部26控制而旋转体15旋转，如后述那样进行流体的送出(吐出)。 [0037] 控制部26例如由CPU等控制电路构成。在本实施方式中，控制部26如后述那样执行如下的控制：保持向送出侧的相反侧旋转的旋转体15的旋转位置，直到经过规定时间。 [0038] 另外，控制盘25除了控制部26之外，还适当地设置由存储器等构成并存储各种工作程序的存储部27、向驱动部19供给驱动电源的电源部28、进行操作输入的受理和显示的显示操作部29等。此外，该控制盘25可以由管泵1自身具备，也可以由装入管泵1的各种装置或系统(流体送出系统)具备。 [0039] 在上述构成的管泵1中，如图3所示，如果使旋转体15从初始位置开始正向旋转，则伴随着按压部18、18的移动，进行流体的自吸及送出。即，如图3(a)、(b)所示，如果位于最上游侧的第1按压部18A向送出侧移动，则软管20的被压扁的上游侧被按压部位21复原。通过伴随着该上游侧被按压部位21的复原的负压作用，来自送出源2侧(送出源侧管路3)的流体流入到软管20的上游侧部位。此外，如果位于最下游侧的第2按压部18B向送出侧移动而从软管20分离，则软管20的被压扁的下游侧被按压部位22复原。此外，如图3(b)～(d)所示，第1按压部18A一边将软管20依次压扁，一边向送出侧移动，在上游侧吸入流体，并将下游侧的软管20内的流体朝向送出目标5侧(送出目标侧管路4)送出。 [0040] 然后，在旋转体15从图3(a)所示的初始位置起旋转了180度(半旋转)的状态下，如图3(e)所示，再次成为初始位置。像这样，在半旋转而成为初始位置的状态下，第2按压部18B位于最上游侧，第1按压部18A位于最下游侧。 [0041] 即，在本实施方式中，旋转体15每旋转180度，便处于初始位置，每旋转180度，就能够送出大致同量(定量)的流体。 [0042] 此外，如果使旋转体15在适当的旋转位置、例如初始位置停止，则如上述那样，流体的送出停止。 [0043] 如果该停止状态长时间继续，则为了送出流体而使旋转体15正向旋转时，软管20的被压扁的上游侧被按压部位21难以复原。在该上游侧被按压部位21被压扁的状态下，如果将该部位压扁的按压部18向送出侧移动，则从送出源侧吸入流体、即自吸作用难以顺畅地进行，产生流体的送出不良。 [0044] 为了抑制上述那样的送出不良，在使用本实施方式的管泵1执行的本实施方式的流体送出方法的一例中，采用以下的构成。 [0045] 如图2所示，本实施方式的流体送出方法，使旋转体15向送出侧的相反侧旋转到规定角度之后，再使旋转体15向送出侧旋转，以使得软管20中被送出方向最上游侧的按压部18(18A)压扁的上游侧被按压部位21通过软管20内的压力上升而复原，该软管20内的压力上升是伴随着在送出方向下游侧邻接的按压部18(18B)向送出侧的相反侧的移动而产生的。 [0046] 以下，参照图2～图4说明该流体送出方法的一例。 [0047] 如图4所示，如果送出开启(步骤100)，则如图2(a)～(c)所示，使旋转体15反向旋转到规定角度(步骤101～103)。即，对驱动部19进行驱动，使旋转体15从图2(a)所示的初始位置(停止位置)起以顺时针向送出侧的相反侧旋转到规定角度。 [0048] 上述送出开启的判断，例如可以通过控制部26接收到送出开启信号来判断。此外，送出开启信号可以基于显示操作部29等中的操作输入来输出，也可以基于来自送出目标5侧的送出开始信号(要求信号)，或者基于装入了该管泵1的各种装置或系统中执行的其他动作信号。 [0049] 此外，如果旋转体15反向旋转，则如图2(b)、(c)所示，将软管20的上游侧被按压部位21压扁的位于最上游侧的第1按压部18A向送出侧的相反侧移动而从软管20分离。此外，如果旋转体15反向旋转，则将软管20的下游侧被按压部位22压扁的在下游侧邻接的第2按压部18B依次将软管20并向送出侧的相反侧移动。伴随着该第2按压部18B向送出侧的相反侧的移动，比该第2按压部18B更靠上游侧的软管20内的压力上升，在初始位置被位于最上游侧的第1按压部18A压扁的软管20的上游侧被按压部位21逐渐复原。即，通过伴随着第2按压部18B向送出侧的相反侧的移动的、软管20的内压上升，强制地进行上游侧被按压部位21的复原。此外，虽然软管20的被第2按压部18B压扁的下游侧被按压部位22也难以复原，但是伴随着第2按压部18B向送出侧的相反侧的移动，比下游侧被按压部位22更靠上游侧的软管20内的压力下降而成为负压。通过该负压作用，促进下游侧被按压部位22的复原。 [0050] 使该旋转体15从初始位置起反向旋转的规定角度，不需要是被压扁的上游侧被按压部位21完全复原的角度，也可以是之后进行正向旋转时成为能够进行吸入的复原状态的角度。此外，该规定角度可以低于旋转体15反向旋转而成为初始位置的角度，也就是说，在本实施方式中，也可以低于180度，或者是流体不会向送出源2侧返流的角度等。这样的规定角度可以根据软管20的内径、旋转体15的旋转半径、按压部18的个数和辊径、流体的物性等来适当设定。在图例中，例示了使旋转体15从初始位置起反向旋转到成为90度的旋转位置的例子。此外，旋转体15是否向送出侧的相反侧旋转到了规定角度的判断，可以在控制部26中判断，例如通过由控制部26从检测旋转体15的旋转位置的旋转角传感器等检测器接收信号来判断。此外，该规定角度可以预先设定，也可以从显示操作部29等输入。 [0051] 此外，在本实施方式中，如图2(d)所示，保持像这样反向旋转的旋转体15的旋转位置，直到经过规定时间。即，如图4所示，如果反向旋转的旋转体15成为规定角度(步骤102)，则使旋转体15停止，直到经过规定时间(步骤103、104)。 [0052] 如上述那样，通过保持反向旋转的旋转体15的旋转位置直到经过规定时间，如图2(d)所示，通过上述负压作用进一步促进下游侧被按压部位22的复原。保持该反向旋转的旋转体15的旋转位置的规定时间，不需要是下游侧被按压部位22完全复原的时间，并且可以根据软管20的材质和直径、旋转体15的旋转半径、按压部18的辊径等适当设定。此外，如果该规定时间过长，则流体的送出开始有变慢的倾向，所以例如设为几秒左右。此外，是否经过了规定时间的判断，不限于由控制部26判断从旋转体15反向旋转到规定角度而停止的时刻起的经过时间。例如，也可以由控制部26对从送出开启起的经过时间进行计时，从而判断是否经过了上述规定时间。此外，该规定时间可以预先设定，也可以从显示操作部29等输入。 [0053] 然后，如果经过了上述规定时间，则使旋转体15正向旋转(步骤104、105)。即，与上述大致同样，如图2(d)及图3所示，对驱动部19进行驱动，使旋转体15逆时针地向送出侧旋转。由此，从软管20朝向送出目标5侧(送出目标侧管路4)送出流体。 [0054] 然后，成为送出关闭，如果旋转体15成为初始位置，则使旋转体15停止(步骤106～107)。即，使驱动部19停止，使旋转体15的旋转停止。 [0055] 上述送出关闭的判断，例如可以通过由控制部26接收送出关闭信号来判断。此外，送出关闭信号可以基于显示操作部29等的操作输入来输入，也可以基于来自送出目标5侧的送出停止信号(不需要信号)，或者基于装入了该管泵1的各种装置或系统中执行的其他动作信号。此外，旋转体15的初始位置的判断，可以在控制部26中判断，例如与上述同样地，通过由控制部26从检测旋转体15的旋转位置的旋转角传感器等检测器接收信号来判断。 [0056] 另外，也可以取代这样的方式，使旋转体15半旋转或多次旋转之后停止，或者旋转到送出了规定量的流体之后停止。此外，不限于在初始位置停止的方式，也可以在其他位置停止。 [0057] 本实施方式的管泵1及使用该管泵1的流体送出方法，如果采用上述的构造，能够简化构造，并且稳定地进行流体的送出控制。 [0058] 即，能够抑制因长时间持续上述那样的停止状态而上游侧被按压部位21难以复原所导致的流体的送出不良。即，如上述那样，通过使旋转体15从初始位置(停止位置)起反向旋转到规定角度，在初始位置被位于最上游侧的按压部18(第1按压部18A)压扁的软管20的上游侧被按压部位21能够复原。此外，如果在这样复原的状态下使旋转体15正向旋转，则伴随着位于最上游侧的按压部18(第1按压部18A)向送出侧的移动的、流体从送出源2侧的自吸作用顺畅地进行。由此，能够稳定地送出流体，能够抑制送出不良。此外，与在软管内插入粘着状态阻止部件或者在导引板设置引导加压辊的导引孔相比，能够简化构造。此外，与这些构造相比，在旋转体15停止时，能够通过按压部18、18将软管20压扁，所以能够提高密封性，能够抑制停止时的流体的滴漏，能够使流体的送出稳定地停止。 [0059] 此外，在本实施方式中，保持向送出侧的相反侧旋转的旋转体15的旋转位置，直到经过规定时间。因此，在初始位置(停止位置)被位于最上游侧的按压部18(第1按压部18A)压扁的软管20的上游侧被按压部位21能够更可靠地复原。此外，如上述那样，能够通过负压作用来进一步促进下游侧被按压部位22的复原。由此，使旋转体15正向旋转时，能够更顺畅地送出流体。另外，也可以取代这样的方式，而在使旋转体15从初始位置(停止位置)起反向旋转到规定角度之后，立即进行正向旋转。 [0060] 此外，在上述的例子中，如果送出开启，则使旋转体15反向旋转，接着使旋转体15正向旋转而送出流体，但是不限于这样的方式。例如，也可以每当经过了预先设定的规定时间(例如24小时)、或者停止的状态超过了预先设定的规定时间，则使旋转体15反向旋转及正向旋转，以使软管20的被按压部位21、22容易复原。这种情况下，也可以不送出流体而使旋转体15反向旋转及正向旋转，或者重复多次反向旋转及正向旋转。 [0061] 此外，作为管泵1，不限于上述的例子。例如，也可以在旋转体15设置3个以上按压部18。这种情况下，可以考虑每隔将360度除以按压部18的个数而得到的角度，旋转体15便成为初始位置。此外，也可以是，以将旋转体的外周侧在旋转方向上等分为多个的方式设置多个软管，或者在轴方向上并列地设置多个旋转体，在各自的外周侧设置单一或多个软管。除此之外，作为管泵1还可以采用各种构造。 [0062] 此外，在上述的例子中，说明了使用本实施方式的管泵1执行本实施方式的流体送出方法的例子，但是本实施方式的流体送出方法也可以使用其他管泵来执行。 [0063] 符号的说明： [0064] 1 管泵 [0065] 15 旋转体 [0066] 18 按压部 [0067] 19 驱动部 [0068] 20 软管 [0069] 21 上游侧被按压部位(被送出方向最上游侧的按压部压扁的部位) [0070] 26 控制部 |
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