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一种电动囊输液及输液控制系统

申请号 CN202211176169.3 申请日 2022-09-26 公开(公告)号 CN117803559A 公开(公告)日 2024-04-02
申请人 米景科技(上海)有限公司; 发明人 程杰;
摘要 本 发明 公开的一种电动 风 囊输液 泵 ,包括:泵头,泵头内构成有进液流道和出液流道;安装在泵头上且与泵头的进液流道的进液端连通的进液单向 阀 组件;安装在泵头上且与泵头的出液流道的出液端连通的出液 单向阀 组件;安装在泵头的侧面上的风囊,风囊的内腔分别与进液流道的出液端和出液流道的进液端连通;以及风囊驱动单元,风囊驱动单元用于驱动风囊进行拉伸或压缩;风囊驱动单元为电动驱动单元。还公开了一种包括上述电动风囊 输液泵 的输液控制系统。本发明不仅兼顾了 气动 风囊输液泵的耐 腐蚀 性好、洁净度高等优点,而且很好地解决了气动风囊输液泵 稳定性 较差,流量 精度 不高,脉动较大、驱动源获取不方便等问题。
权利要求

1.一种电动囊输液,包括:
泵头,所述泵头内构成有进液流道和出液流道;
安装在所述泵头上且与所述泵头的进液流道的进液端连通的进液单向组件;
安装在所述泵头上且与所述泵头的出液流道的出液端连通的出液单向阀组件;
安装在所述泵头的侧面上的风囊,所述风囊的内腔分别与所述进液流道的出液端和所述出液流道的进液端连通;以及
风囊驱动单元,所述风囊驱动单元用于驱动所述风囊进行拉伸或压缩;其特征在于,所述风囊驱动单元为电动驱动单元。
2.如权利要求1所述的电动风囊输液泵,其特征在于,所述进液单向阀组件包括:
安装在所述泵头内的进液单向阀,所述进液单向阀的出液端与所述泵头的进液流道的进液端连通;
安装在所述泵头内且位于所述进液单向阀的外侧的用于将所述进液单向阀进行压紧的进液单向阀压盖,所述进液单向阀压盖内构成有进液通道,所述进液通道的出液端与所述进液单向阀的进液端连通;
旋设在所述泵头上的用于将所述进液单向阀压盖进行固定的进液泵头压帽;以及进液管,所述进液管的一端通过进液管路接头安装在所述进液单向阀压盖上且与所述进液单向阀压盖的进液通道的进液端连通。
3.如权利要求2所述的电动风囊输液泵,其特征在于,所述出液单向阀组件包括:
安装在所述泵头内的出液单向阀,所述出液单向阀的进液端与所述泵头的出液流道的出液端连通;
安装在所述泵头内且位于所述出液单向阀的外侧的用于将所述出液单向阀进行压紧的出液单向阀压盖,所述出液单向阀压盖内构成有出液通道,所述出液通道的进液端与所述出液单向阀的出液端连通;
旋设在所述泵头上的用于将所述出液单向阀压盖进行固定的出液泵头压帽;以及出液管,所述出液管的一端通过出液管路接头安装在所述出液单向阀压盖上且与所述出液单向阀压盖的出液通道的出液端连通。
4.如权利要求3所述的电动风囊输液泵,其特征在于,所述进液单向阀或出液单向阀包括:
第一单向阀体
设置在所述第一单向阀体内且呈上下间隔布置的上单向阀套、下单向阀套,所述上单向阀套、下单向阀套内构成有上阀腔、下阀腔,所述上单向阀套的上端开设有作为所述进液单向阀或出液单向阀的出液端的上出液通孔,所述下单向阀套的上端开设有下出液通孔;
设置在所述上单向阀套的上阀腔、下单向阀套的下阀腔内的上阀球、下阀球;
设置在所述第一单向阀体内且位于上单向阀套与下单向阀套之间的上阀座,所述上阀座内构成有与所述下单向阀套的下出液通孔连通的上阀座通孔;
设置在所述第一单向阀体内且位于所述下单向阀套的下端面上的下阀座,所述下阀座内构成有作为所述进液单向阀或出液单向阀的进液端的下阀座通孔;以及上、下阀垫,所述上、下阀垫固定设置在所述第一单向阀体内且位于所述上单向阀套的上端面上、所述下阀座的下端面上。
5.如权利要求3所述的电动风囊输液泵,其特征在于,所述进液单向阀或出液单向阀包括:
第二单向阀体;
设置在所述第二单向阀体内的第一单向阀套,所述第一单向阀套内构成有第一阀腔通道;
固定设置在所述第二单向阀体内且盖设在所述第一单向阀套的上端面上的单向阀盖,所述单向阀盖内构成有与所述第一阀腔通道连通并作为所述进液单向阀或出液单向阀的出液端的出液通道;
设置在所述第一单向阀套的第一阀腔通道内的阀球;
设置在所述第一单向阀套的第一阀腔通道内且位于所述单向阀盖与阀球之间的第一弹簧
设置在所述第一单向阀套的第一阀腔通道的下端口处的阀座,所述阀座内构成有与所述第一阀腔通道连通并作为所述进液单向阀或出液单向阀的进液端的阀座通孔;以及固定设置在所述第二单向阀体内且位于所述阀座的下端面上的第一阀垫。
6.如权利要求3所述的电动风囊输液泵,其特征在于,所述进液单向阀或出液单向阀包括:
第三单向阀体,所述第三单向阀体内构成有第二阀腔通道,所述第三单向阀体的上端面处开设有与所述第二阀腔通道连通并作为所述进液单向阀或出液单向阀的出液端的出液通道;
设置在所述第三单向阀体的第二阀腔通道内的阀针
设置在所述第三单向阀体的第二阀腔通道内且位于所述阀针与出液通道之间的第二弹簧;以及
固定设置在所述第三单向阀体的下端面上的第二阀垫,所述第二阀垫内构成有与所述第二阀腔通道连通并作为所述进液单向阀或出液单向阀的进液端的阀垫通孔。
7.如权利要求1所述的电动风囊输液泵,其特征在于,在所述风囊的固定端与所述泵头的侧面之间设置有风囊安装座,所述风囊安装座内构成有进液通道和出液通道,所述风囊安装座固定在所述泵头的侧面上,所述风囊的固定端固定安装在所述风囊安装座上,所述风囊安装座的进液通道的一端与所述泵头的进液流道的出液端连通,其另一端与所述风囊的内腔连通,所述风囊安装座的出液通道的一端与所述泵头的出液流道的进液端连通,其另一端与所述风囊的内腔连通。
8.如权利要求7所述的电动风囊输液泵,其特征在于,在所述风囊安装座的进液通道的进液端与所述泵头的进液流道的出液端之间设置有第一密封环,在所述风囊安装座的出液通道的出液端与所述泵头的出液流道的进液端之间设置有第二密封环。
9.如权利要求7所述的电动风囊输液泵,其特征在于,在所述风囊安装座的端面上位于所述风囊内固定设置有用于对所述风囊的压缩状态进行限位的风囊限位柱,所述风囊限位柱内构成有连通通道,所述连通通道的一端与所述风囊的内腔连通,其另一端与所述风囊安装座的进液通道的出液端连通。
10.如权利要求1至9中任一项所述的电动风囊输液泵,其特征在于,所述电动驱动单元包括:
设置在所述风囊远离所述泵头的一侧的外壳体;
竖直设置在所述外壳体内的固定安装板;
设置在所述外壳体内且安装在所述固定安装板上并与所述风囊的移动端连接的用于带动所述风囊进行拉伸或压缩的丝杆螺母传动机构;以及
设置在所述外壳体内且安装在所述固定安装板上并与所述丝杆螺母传动机构连接的用于驱动所述丝杆螺母传动机构进行动作的电机驱动机构。
11.如权利要求10所述的电动风囊输液泵,其特征在于,所述丝杆螺母传动机构包括:
与所述风囊的移动端固接的风囊驱动,所述风囊驱动块内构成有丝杆螺母安装槽;
安装在所述风囊驱动块的丝杆螺母安装槽内的丝杆螺母;以及
丝杆,所述丝杆的一端穿设在所述丝杆螺母内,其另一端由所述电机驱动机构进行驱动转动。
12.如权利要求11所述的电动风囊输液泵,其特征在于,所述风囊驱动块朝向所述风囊的端面上形成有连接凸柱,所述连接凸柱的外周面上设置有外螺纹,所述风囊的移动端上设置有连接套筒,所述连接套筒的内筒面上设置有内螺纹;安装时,所述风囊驱动块的连接凸柱通过螺纹方式旋入所述连接套筒内,使得所述风囊驱动块与所述风囊的移动端进行固接。
13.如权利要求11所述的电动风囊输液泵,其特征在于,所述电机驱动机构包括:
固定设置在所述固定安装板上的驱动电机
套装在所述驱动电机的输出轴上的主动带轮;
套装在所述丝杆远离所述丝杆螺母的一端上的从动带轮;以及
环绕在所述主动带轮和从动带轮上的同步带
14.如权利要求11所述的电动风囊输液泵,其特征在于,还包括设置在所述外壳体内的用于检测所述丝杆螺母的运动位置的位置传感器
15.如权利要求10所述的电动风囊输液泵,其特征在于,在所述外壳体的外周面上设置有与外部氮气供气机构连接的气阀。
16.如权利要求13所述的电动风囊输液泵,其特征在于,还包括若干设置在所述外壳体内且沿所述丝杆周向间隔布置的拉杆,每一拉杆的一端固定连接在所述固定安装板上,其另一端穿过所述外壳体后固定连接在所述风囊的固定端与所述泵头的侧面之间设置的用于安装所述风囊的风囊安装座上。
17.如权利要求16所述的电动风囊输液泵,其特征在于,在所述风囊安装座的外周面上形成有环状压装凸缘,在所述环状压装凸缘朝向所述泵头的端面上设置有环状前压板,在所述环状压装凸缘背离所述泵头的端面上设置有环状后压板,所述风囊的固定端处形成有环状风囊压装法兰,所述环状风囊压装法兰位于所述环状压装凸缘与环状后压板之间,每一拉杆靠近与所述风囊安装座连接的端部处设置有限位台阶且该端部的外周面形成有螺纹;安装时,每一拉杆的另一端依次穿过所述后压板和前压板后,使得每一拉杆的限位台阶抵靠在所述后压板上,再在每一拉杆的端部旋入紧固螺母拧紧,从而使得所述前压板与后压板将所述风囊固定在所述风囊固定座上。
18.如权利要求16所述的电动风囊输液泵,其特征在于,所述丝杆螺母传动机构还包括:
丝杆固定座,所述丝杆固定座套设在所述丝杆上,所述丝杆可在所述丝杆固定座内进行转动;以及
丝杆固定板,所述丝杆固定板套设在所述丝杆固定座上并与所述丝杆固定座固定连接,每一拉杆穿过所述丝杆固定板并与所述丝杆固定板固接。
19.一种输液控制系统,包括至少两台如权利要求1至18中任一项所述的电动风囊输液泵以及控制器,所述控制器分别与每一台电动风囊输液泵连接。

说明书全文

一种电动囊输液及输液控制系统

技术领域

[0001] 本发明涉及流体输送设备技术领域,尤其涉及一种电动风囊输液泵及输液控制系统。

背景技术

[0002] 风囊输液泵具有洁净度高、耐腐蚀性能好、工作寿命长、维护方便等优点,特别适合芯片半导体、光伏太阳能电池、发光二极管液晶显示器和电子等行业的流体输送系统,同时风囊输液泵还有着低剪切、柔和的输送特性,也适合生物医药行业的流体输送系统。
[0003] 风囊输液泵主要依靠风囊的风囊内腔发生容积变化来实现吸液和排液。当风囊拉伸时,风囊内腔的容积增大,风囊内腔内的压减小,进液单向打开,出液单向阀关闭,液体吸入;当风囊压缩时,风囊内腔的容积减小,风囊内腔内的压力增大,进液单向阀关闭,出液单向阀打开,液体排出。
[0004] 目前行业内的风囊输液泵大多以压缩空气为驱动源,驱动风囊拉伸或压缩,此种风囊输液泵被称为气动风囊输液泵。但由于空气可压缩性大,当载荷变化时,传递运动不够平稳、均匀,压缩空气的压力值和流量波动较大,导致气动风囊输液泵稳定性较差,流量精度不高,脉动较大,工作时还有较大的排气噪音,作为驱动源的压缩空气获取不方便等问题。此外,目前的气动风囊输液泵主要依靠从欧美、日本等国家进口,受新冠疫情及其他因素影响,从国外进口气动风囊输液泵货期非常长,价格也是居高不下,严重影响我国芯片半导体及光伏太阳能企业的生产进度,使得我国的芯片半导体行业及光伏太阳能行业的发展受制于人。
[0005] 为此,本申请人经过有益的探索和研究,找到了解决上述问题的方法,下面将要介绍的技术方案便是在这种背景下产生的。

发明内容

[0006] 本发明所要解决的技术问题之一在于:针对现有技术的不足而提供一种工作稳定性高、流量控制精度高、工作噪音低、驱动源获取方便的电动风囊输液泵。
[0007] 本发明所要解决的技术问题之二在于:提供一种包含上述电动风囊输液泵的输液控制系统。
[0008] 作为本发明第一方面的一种电动风囊输液泵,包括:
[0009] 泵头,所述泵头内构成有进液流道和出液流道;
[0010] 安装在所述泵头上且与所述泵头的进液流道的进液端连通的进液单向阀组件;
[0011] 安装在所述泵头上且与所述泵头的出液流道的出液端连通的出液单向阀组件;
[0012] 安装在所述泵头的侧面上的风囊,所述风囊的内腔分别与所述进液流道的出液端和所述出液流道的进液端连通;以及
[0013] 风囊驱动单元,所述风囊驱动单元用于驱动所述风囊进行拉伸或压缩;其特征在于,
[0014] 所述风囊驱动单元为电动驱动单元。
[0015] 在本发明的一个优选实施例中,所述进液单向阀组件包括:
[0016] 安装在所述泵头内的进液单向阀,所述进液单向阀的出液端与所述泵头的进液流道的进液端连通;
[0017] 安装在所述泵头内且位于所述进液单向阀的外侧的用于将所述进液单向阀进行压紧的进液单向阀压盖,所述进液单向阀压盖内构成有进液通道,所述进液通道的出液端与所述进液单向阀的进液端连通;
[0018] 旋设在所述泵头上的用于将所述进液单向阀压盖进行固定的进液泵头压帽;以及[0019] 进液管,所述进液管的一端通过进液管路接头安装在所述进液单向阀压盖上且与所述进液单向阀压盖的进液通道的进液端连通。
[0020] 在本发明的一个优选实施例中,所述出液单向阀组件包括:
[0021] 安装在所述泵头内的出液单向阀,所述出液单向阀的进液端与所述泵头的出液流道的出液端连通;
[0022] 安装在所述泵头内且位于所述出液单向阀的外侧的用于将所述出液单向阀进行压紧的出液单向阀压盖,所述出液单向阀压盖内构成有出液通道,所述出液通道的进液端与所述出液单向阀的出液端连通;
[0023] 旋设在所述泵头上的用于将所述出液单向阀压盖进行固定的出液泵头压帽;以及[0024] 出液管,所述出液管的一端通过出液管路接头安装在所述出液单向阀压盖上且与所述出液单向阀压盖的出液通道的出液端连通。
[0025] 在本发明的一个优选实施例中,所述进液单向阀或出液单向阀包括:
[0026] 第一单向阀体
[0027] 设置在所述第一单向阀体内且呈上下间隔布置的上单向阀套、下单向阀套,所述上单向阀套、下单向阀套内构成有上阀腔、下阀腔,所述上单向阀套的上端开设有作为所述进液单向阀或出液单向阀的出液端的上出液通孔,所述下单向阀套的上端开设有下出液通孔;
[0028] 设置在所述上单向阀套的上阀腔、下单向阀套的下阀腔内的上阀球、下阀球;
[0029] 设置在所述第一单向阀体内且位于上单向阀套与下单向阀套之间的上阀座,所述上阀座内构成有与所述下单向阀套的下出液通孔连通的上阀座通孔;
[0030] 设置在所述第一单向阀体内且位于所述下单向阀套的下端面上的下阀座,所述下阀座内构成有作为所述进液单向阀或出液单向阀的进液端的下阀座通孔;以及[0031] 上、下阀垫,所述上、下阀垫固定设置在所述第一单向阀体内且位于所述上单向阀套的上端面上、所述下阀座的下端面上。
[0032] 在本发明的一个优选实施例中,所述进液单向阀或出液单向阀包括:
[0033] 第二单向阀体;
[0034] 设置在所述第二单向阀体内的第一单向阀套,所述第一单向阀套内构成有第一阀腔通道;
[0035] 固定设置在所述第二单向阀体内且盖设在所述第一单向阀套的上端面上的单向阀盖,所述单向阀盖内构成有与所述第一阀腔通道连通并作为所述进液单向阀或出液单向阀的出液端的出液通道;
[0036] 设置在所述第一单向阀套的第一阀腔通道内的阀球;
[0037] 设置在所述第一单向阀套的第一阀腔通道内且位于所述单向阀盖与阀球之间的第一弹簧
[0038] 设置在所述第一单向阀套的第一阀腔通道的下端口处的阀座,所述阀座内构成有与所述第一阀腔通道连通并作为所述进液单向阀或出液单向阀的进液端的阀座通孔;以及[0039] 固定设置在所述第二单向阀体内且位于所述阀座的下端面上的第一阀垫。
[0040] 在本发明的一个优选实施例中,所述进液单向阀或出液单向阀包括:
[0041] 第三单向阀体,所述第三单向阀体内构成有第二阀腔通道,所述第三单向阀体的上端面处开设有与所述第二阀腔通道连通并作为所述进液单向阀或出液单向阀的出液端的出液通道;
[0042] 设置在所述第三单向阀体的第二阀腔通道内的阀针
[0043] 设置在所述第三单向阀体的第二阀腔通道内且位于所述阀针与出液通道之间的第二弹簧;以及
[0044] 固定设置在所述第三单向阀体的下端面上的第二阀垫,所述第二阀垫内构成有与所述第二阀腔通道连通并作为所述进液单向阀或出液单向阀的进液端的阀垫通孔。
[0045] 在本发明的一个优选实施例中,在所述风囊的固定端与所述泵头的侧面之间设置有风囊安装座,所述风囊安装座内构成有进液通道和出液通道,所述风囊安装座固定在所述泵头的侧面上,所述风囊的固定端固定安装在所述风囊安装座上,所述风囊安装座的进液通道的一端与所述泵头的进液流道的出液端连通,其另一端与所述风囊的内腔连通,所述风囊安装座的出液通道的一端与所述泵头的出液流道的进液端连通,其另一端与所述风囊的内腔连通。
[0046] 在本发明的一个优选实施例中,在所述风囊安装座的进液通道的进液端与所述泵头的进液流道的出液端之间设置有第一密封环,在所述风囊安装座的出液通道的出液端与所述泵头的出液流道的进液端之间设置有第二密封环。
[0047] 在本发明的一个优选实施例中,在所述风囊安装座的端面上位于所述风囊内固定设置有用于对所述风囊的压缩状态进行限位的风囊限位柱,所述风囊限位柱内构成有连通通道,所述连通通道的一端与所述风囊的内腔连通,其另一端与所述风囊安装座的进液通道的出液端连通。
[0048] 在本发明的一个优选实施例中,所述电动驱动单元包括:
[0049] 设置在所述风囊远离所述泵头的一侧的外壳体;
[0050] 竖直设置在所述外壳体内的固定安装板;
[0051] 设置在所述外壳体内且安装在所述固定安装板上并与所述风囊的移动端连接的用于带动所述风囊进行拉伸或压缩的丝杆螺母传动机构;以及
[0052] 设置在所述外壳体内且安装在所述固定安装板上并与所述丝杆螺母传动机构连接的用于驱动所述丝杆螺母传动机构进行动作的电机驱动机构。
[0053] 在本发明的一个优选实施例中,所述丝杆螺母传动机构包括:
[0054] 与所述风囊的移动端固接的风囊驱动,所述风囊驱动块内构成有丝杆螺母安装槽;
[0055] 安装在所述风囊驱动块的丝杆螺母安装槽内的丝杆螺母;以及
[0056] 丝杆,所述丝杆的一端穿设在所述丝杆螺母内,其另一端由所述电机驱动机构进行驱动转动。
[0057] 在本发明的一个优选实施例中,所述风囊驱动块朝向所述风囊的端面上形成有连接凸柱,所述连接凸柱的外周面上设置有外螺纹,所述风囊的移动端上设置有连接套筒,所述连接套筒的内筒面上设置有内螺纹;安装时,所述风囊驱动块的连接凸柱通过螺纹方式旋入所述连接套筒内,使得所述风囊驱动块与所述风囊的移动端进行固接。
[0058] 在本发明的一个优选实施例中,所述电机驱动机构包括:
[0059] 固定设置在所述固定安装板上的驱动电机
[0060] 套装在所述驱动电机的输出轴上的主动带轮;
[0061] 套装在所述丝杆远离所述丝杆螺母的一端上的从动带轮;以及
[0062] 环绕在所述主动带轮和从动带轮上的同步带
[0063] 在本发明的一个优选实施例中,还包括设置在所述外壳体内的用于检测所述丝杆螺母的运动位置的位置传感器
[0064] 在本发明的一个优选实施例中,在所述外壳体的外周面上设置有与外部氮气供气机构连接的气阀。
[0065] 在本发明的一个优选实施例中,还包括若干设置在所述外壳体内且沿所述丝杆周向间隔布置的拉杆,每一拉杆的一端固定连接在所述固定安装板上,其另一端穿过所述外壳体后固定连接在所述风囊的固定端与所述泵头的侧面之间设置的用于安装所述风囊的风囊安装座上。
[0066] 在本发明的一个优选实施例中,在所述风囊安装座的外周面上形成有环状压装凸缘,在所述环状压装凸缘朝向所述泵头的端面上设置有环状前压板,在所述环状压装凸缘背离所述泵头的端面上设置有环状后压板,所述风囊的固定端处形成有环状风囊压装法兰,所述环状风囊压装法兰位于所述环状压装凸缘与环状后压板之间,每一拉杆靠近与所述风囊安装座连接的端部处设置有限位台阶且该端部的外周面形成有螺纹;安装时,每一拉杆的另一端依次穿过所述后压板和前压板后,使得每一拉杆的限位台阶抵靠在所述后压板上,再在每一拉杆的端部旋入紧固螺母拧紧,从而使得所述前压板与后压板将所述风囊固定在所述风囊固定座上。
[0067] 在本发明的一个优选实施例中,所述丝杆螺母传动机构还包括:
[0068] 丝杆固定座,所述丝杆固定座套设在所述丝杆上,所述丝杆可在所述丝杆固定座内进行转动;以及
[0069] 丝杆固定板,所述丝杆固定板套设在所述丝杆固定座上并与所述丝杆固定座固定连接,每一拉杆穿过所述丝杆固定板并与所述丝杆固定板固接。
[0070] 作为本发明第二方面的一种输液控制系统,包括至少两台上述的电动风囊输液泵以及控制器,所述控制器分别与每一台电动风囊输液泵连接。
[0071] 由于采用了如上技术方案,本发明的有益效果在于:本发明采用电动驱动单元驱动风囊进行拉伸或压缩,再配合进液单向阀组件和出液单向阀组件的开启或闭合,完成吸液和排液的动作。当风囊处于拉伸状态时,风囊内腔的容积增大,风囊内腔的压力减小,进液单向阀组件打开,出液单向阀组件关闭,液体被吸入;当风囊处于压缩状态时,风囊内腔的容积减小,风囊内腔的压力增大,进液单向阀组件关闭,出液单向阀组件打开,液体被排出。本发明不仅兼顾了气动风囊输液泵的耐腐蚀性好、洁净度高等优点,而且很好地解决了气动风囊输液泵稳定性较差,流量精度不高,脉动较大、驱动源获取不方便等问题。经行业研究报告分析2022年全球风囊泵市场销售额达到了亿美元级,预计每年将实现增长率70%,电动风囊输液泵有着十分广阔的应用场景和市场前景。
附图说明
[0072] 为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0073] 图1是本发明的电动风囊输液泵的三维结构示意图。
[0074] 图2是本发明的电动风囊输液泵处于风囊拉伸状态时的横向剖视图。
[0075] 图3是本发明的电动风囊输液泵处于风囊压缩状态时的横向剖视图。
[0076] 图4是本发明的进液单向阀或出液单向阀的实施例1的结构示意图。
[0077] 图5是本发明的进液单向阀或出液单向阀的实施例2的结构示意图。
[0078] 图6是本发明的进液单向阀或出液单向阀的实施例3的结构示意图。
[0079] 图7是本发明的进液单向阀或出液单向阀的实施例4的结构示意图。
[0080] 图8是本发明的输液控制系统的一种实施例的结构示意图。

具体实施方式

[0081] 为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解,下面结合具体图示,进一步阐述本发明。
[0082] 参见图1至图3,图中给出的是一种电动风囊输液泵1000,包括泵头100、进液单向阀组件200、出液单向阀组件300、风囊400以及风囊驱动单元500。
[0083] 泵头100内构成有进液流道110和出液流道120,泵头100的下侧面处开设有进液单向阀组件安装凹槽,其上侧面处开设有出液单向阀组件安装凹槽。
[0084] 进液单向阀组件200安装在泵头100的进液单向阀组件安装凹槽内且与泵头100的进液流道110的进液端连通。具体地,进液单向阀组件200包括进液单向阀210、进液单向阀压盖220、进液泵头压帽230以及进液管240。
[0085] 进液单向阀210安装在泵头100的进液单向阀组件安装凹槽内,进液单向阀210的出液端与泵头100的进液流道110的进液端连通。进液单向阀压盖220安装在泵头100的进液单向阀组件安装凹槽内且位于进液单向阀210的外侧,其用于将进液单向阀210进行压紧,进液单向阀压盖220内构成有进液通道221,进液通道221的出液端与进液单向阀210的进液端连通。进液泵头压帽230旋设在泵头100上,其用于将进液单向阀压盖220进行固定。进液管240的一端通过进液管路接头241安装在进液单向阀压盖220上且与进液单向阀压盖220的进液通道221的进液端连通。
[0086] 出液单向阀组件300安装在泵头100的出液单向阀组件安装凹槽内且与泵头100的出液流道120的出液端连通。具体地,出液单向阀组件300包括出液单向阀310、出液单向阀压盖320、出液泵头压帽330以及出液管340。
[0087] 出液单向阀310安装在泵头100的出液单向阀组件安装凹槽内,出液单向阀310的进液端与泵头100的出液流道120的出液端连通。出液单向阀压盖320安装在泵头100的出液单向阀组件安装凹槽内且位于出液单向阀310的外侧,其用于将出液单向阀310进行压紧,出液单向阀压盖320内构成有出液通道321,出液通道321的进液端与出液单向阀310的出液端连通。出液泵头压帽330旋设在泵头100上,其用于将出液单向阀压盖320进行固定。出液管340的一端通过出液管路接头341安装在出液单向阀压盖320上且与出液单向阀压盖320的出液通道321的出液端连通。
[0088] 进液单向阀210或出液单向阀310具有四种优选实施例,可以根据工艺要求选择合适的单向阀。
[0089] 参见图4,图4给出了进液单向阀210或出液单向阀310的第一种优选实施例,其包括单向阀体211(311)、上单向阀套212(312)、下单向阀套213(313)、上阀球214(314)、下阀球215(315)、上阀座216(316)、下阀座217(317)、上阀垫218(318)以及下阀垫219(319)。
[0090] 上单向阀套212(312)、下单向阀套213(313)设置在单向阀体211(311)内且呈上下间隔布置,上单向阀套212(312)、下单向阀套213(313)内构成有上阀腔、下阀腔,上单向阀套212(312)的上端开设有作为进液单向阀210或出液单向阀310的出液端的上出液通孔,下单向阀套213(313)的上端开设有下出液通孔。上阀球214(314)、下阀球215(315)设置在上单向阀套212(312)的上阀腔、下单向阀套213(313)的下阀腔内,上阀球214(314)和下阀球215(315)可以采用PTFE、PFA等氟树脂制成,或者是采用、红宝石、蓝宝石和陶瓷等无机非金属材料制成。上阀座216(316)设置在单向阀体211(311)内且位于上单向阀套212(312)与下单向阀套213(313)之间,上阀座216(316)内构成有与下单向阀套213(313)的下出液通孔连通的上阀座通孔。下阀座217(317)设置在单向阀体211(311)内且位于下单向阀套213(313)的下端面上,下阀座217(317)内构成有作为进液单向阀210或出液单向阀310的进液端的下阀座通孔。上阀垫218(318)、下阀垫219(319)固定设置在单向阀体211(311)内且位于上单向阀套212(312)的上端面上、下阀座217(317)的下端面上。
[0091] 参见图5,图中给出的是进液单向阀210a或出液单向阀310a的第二种优选实施例,其包括单向阀体211a(311a)、上单向阀套212a(312a)、下单向阀套213a(313a)、上阀球214a(314a)、下阀球215a(315a)、上阀座216a(316a)、下阀座217a(317a)、上阀垫218a(318a)以及下阀垫219a(319a)。
[0092] 上单向阀套212a(312a)、下单向阀套213a(313a)设置在单向阀体211a(311a)内且呈上下间隔布置,上单向阀套212a(312a)、下单向阀套213a(313a)内构成有上阀腔、下阀腔,上单向阀套212a(312a)的上端开设有作为进液单向阀210a或出液单向阀310a的出液端的上出液通孔,下单向阀套213a(313a)的上端开设有下出液通孔。上阀球214a(314a)、下阀球215a(315a)设置在上单向阀套212a(312a)的上阀腔、下单向阀套213a(313a)的下阀腔内,上阀球214a(314a)和下阀球215a(315a)可以采用PTFE、PFA等氟树脂制成,或者是采用碳化硅、红宝石、蓝宝石和陶瓷等无机非金属材料制成。上阀座216a(316a)设置在单向阀体211a(311a)内且位于上单向阀套212a(312a)与下单向阀套213a(313a)之间,上阀座216a(316a)内构成有与下单向阀套213a(313a)的下出液通孔连通的上阀座通孔。下阀座217a(317a)设置在单向阀体211a(311a)内且位于下单向阀套213a(313a)的下端面上,下阀座
217a(317a)内构成有作为进液单向阀210a或出液单向阀310a的进液端的下阀座通孔。上阀垫218a(318a)、下阀垫219a(319a)固定设置在单向阀体211a(311a)内且位于上单向阀套
212a(312a)的上端面上、下阀座217a(317a)的下端面上。
[0093] 第二种优选实施例的结构与第一种优选实施例的结构基本相同,仅在上单向阀套、下单向阀套、上阀座、下阀座、上阀垫和下阀垫之间存在一些细微差别。第一种优选实施例和第二优选实施例中的进液单向阀或出液单向阀依靠上阀球214(314)、214a(314a)和下阀球215(315)、215a(315a)的自身重力作用下及时准确地复位,从而顺利地关闭进液单向阀或出液单向阀。但当输送复杂介质时,由于介质的密度、浓度、粘度等的不同,造成进液单向阀或出液单向阀的上阀球214(314)、214a(314a)或者下阀球215(315)、215a(315a)无法及时准确的复位,使得上阀球214(314)、214a(314a)与上阀座216(316)、216a(316a)之间或者阀球215(315)、215a(315a)与下阀座217(317)、217a(317a)之间无法正常紧密的闭合,造成进液单向阀或出液单向阀故障,使得进液单向阀或出液单向阀无法稳定的正常工作,这时则需要使用第三种优选实施例或第四种优选实施例中的进液单向阀或出液单向阀。
[0094] 参见图6,图中给出的是进液单向阀210b或出液单向阀310b的第三种优选实施例,其包括单向阀体211b(311b)、单向阀套212b(312b)、单向阀盖213b(313b)、阀球214b(314b)、弹簧215b(315b)、阀座216b(316b)以及阀垫217b(317b)。
[0095] 单向阀套212b(312b)设置在单向阀体211b(311b)内,其内构成有阀腔通道。单向阀盖213b(313b)固定设置在单向阀体211b(311b)内且盖设在单向阀套212b(312b)的上端面上,单向阀盖213b(313b)内构成有与阀腔通道连通并作为进液单向阀210b或出液单向阀310b的出液端的出液通道。阀球214b(314b)设置在单向阀套212b(312b)的阀腔通道内,阀球214b(314b)可采用PTFE、PFA等氟树脂制成,或者采用碳化硅、红宝石、蓝宝石和陶瓷等无机非金属材料制成。弹簧215b(315b)设置在单向阀套212b(312b)的阀腔通道内且位于单向阀盖213b(313b)与阀球214b(314b)之间。阀座216b(316b)设置在单向阀套212b(312b)的阀腔通道的下端口处,阀座216b(316b)内构成有与阀腔通道连通并作为进液单向阀210b或出液单向阀310b的进液端的阀座通孔。阀垫217b(317b)固定设置在单向阀体211b(311b)内且位于阀座216b(316b)的下端面上。
[0096] 第三种优选实施例中的进液单向阀210b或出液单向阀310b依靠阀球214b(314b)自身重力和以及弹簧215b(315b)弹力的双重作用力的作用下及时准确地复位,从而顺利地关闭单向阀,有效地抵消复杂介质的影响,极大地提高电动风囊输液泵在输送复杂介质时的稳定性和可靠性。
[0097] 参见图7,图中给出的是进液单向阀210c或出液单向阀310c的第四种优选实施例,其包括单向阀体211c(311c)、阀针212c(312c)、弹簧213c(313c)以及阀垫214c(314c)。
[0098] 单向阀体211c(311c)内构成有阀腔通道,其上端面处开设有与阀腔通道连通并作为进液单向阀210c或出液单向阀310c的出液端的出液通道。阀针212c(312c)设置在单向阀体211c(311c)的阀腔通道内,阀针212c(312c)可采用PTFE、PFA等氟树脂制成,或者是采用碳化硅、红宝石、蓝宝石和陶瓷等无机非金属材料制成。弹簧213c(313c)设置在单向阀体211c(311c)的阀腔通道内且位于阀针212c(312c)与出液通道之间。阀垫214c(314c)固定设置在单向阀体211c(311c)的下端面上,阀垫214c(314c)内构成有与阀腔通道连通并作为进液单向阀210c或出液单向阀310c的进液端的阀垫通孔,该阀垫通孔与阀针212c(312c)的尖端相互配合。
[0099] 第四种优选实施例中的进液单向阀210c或出液单向阀310c依靠阀针212c(312c)自身重力和弹簧213c(313c)弹力的双重作用力的作用下及时准确地复位,从而顺利地关闭单向阀,有效地抵消复杂介质的影响,极大地提高电动风囊输液泵在输送复杂介质时的稳定性和可靠性。
[0100] 风囊400安装在泵头100的侧面上,其内腔分别与进液流道110的出液端和出液流道120的进液端连通。
[0101] 为了便于风囊400安装,在风囊400的固定端与泵头100的侧面之间设置有风囊安装座410,风囊安装座410内构成有进液通道411和出液通道412,风囊安装座410通过螺栓固件固定在泵头100的侧面上,风囊400的固定端固定安装在风囊安装座410上。风囊安装座410的进液通道411的一端与泵头100的进液流道110的出液端连通,其另一端与风囊400的内腔连通,风囊安装座410的出液通道412的一端与泵头100的出液流道120的进液端连通,其另一端与400风囊的内腔连通。
[0102] 为了提高风囊安装座410与泵头100之间的密封性,在风囊安装座410的进液通道411的进液端与泵头100的进液流道110的出液端之间设置有密封环413a,在风囊安装座410的出液通道412的出液端与泵头100的出液流道120的进液端之间设置有密封环413b。密封环413a、413b通过风囊安装座410与泵头100之间的挤压力产生形变形成密封。
[0103] 此外,在风囊安装座410的端面上位于风囊400内固定设置有风囊限位柱420,风囊限位柱420通过螺纹方式安装在风囊安装座410上,其用于对风囊400的压缩状态进行限位,风囊限位柱420内构成有连通通道421,该连通通道421的一端与风囊400的内腔连通,其另一端与风囊安装座410的进液通道411的出液端连通。
[0104] 风囊驱动单元500用于驱动风囊400进行拉伸或压缩,风囊驱动单元500为电动驱动单元。具体地,风囊驱动单元500包括外壳体510、固定安装板520、丝杆螺母传动机构530以及电机驱动机构540。
[0105] 外壳体510呈矩形盒体状结构,其布置在风囊400远离泵头100的一侧。在外壳体510的外周面上设置有与外部氮气供气机构连接的气阀550。由于氮气的可用性和惰性,其是芯片半导体制造工艺中使用的重要气体,氮气可以吹扫外壳体510内残留的各种污染物,起到净化作用;同时,当外壳体510内的温度过高时,还可以通过气阀550向外壳体510内吹入氮气进行降温。
[0106] 固定安装板520竖直设置在外壳体510内,其直接通过紧固螺丝安装在外壳体510的底板上。
[0107] 丝杆螺母传动机构530设置在外壳体510内且安装在固定安装板520上并与风囊400的移动端连接,其用于带动风囊400进行拉伸或压缩。具体地,丝杆螺母传动机构530包括风囊驱动块531、丝杆螺母532以及丝杆533。
[0108] 风囊驱动块531与风囊400的移动端固接,风囊驱动块531内构成有丝杆螺母安装槽。风囊驱动块531朝向风囊400的端面上形成有连接凸柱5311,连接凸柱5311的外周面上设置有外螺纹,风囊400的移动端上设置有连接套筒430,连接套筒430的内筒面上设置有内螺纹。安装时,风囊驱动块531的连接凸柱5311通过螺纹方式旋入连接套筒430内,使得风囊驱动块531与风囊400的移动端进行固接。
[0109] 丝杆螺母532通过丝杆螺母紧固螺丝安装在风囊驱动块531的丝杆螺母安装槽内。
[0110] 丝杆533的一端穿设在丝杆螺母532内,其另一端穿过固定安装板520后向外延伸并由电机驱动机构540进行驱动转动。
[0111] 电机驱动机构540设置在外壳体510内且安装在固定安装板520上并与丝杆螺母传动机构530连接,其用于驱动丝杆螺母传动机构530进行动作。具体地,电机驱动机构540包括驱动电机541、主动带轮542、从动带轮543以及同步带544。
[0112] 驱动电机541固定设置在固定安装板520上。主动带轮542套装在驱动电机541的输出轴上。从动带轮543套装在丝杆533远离丝杆螺母532的一端上。同步带544环绕在主动带轮542和从动带轮543上。驱动电机541驱动主动带轮542进行转动,通过同步带544带动从动带轮543进行转动,继而带动丝杆533进行转动。
[0113] 当改变驱动电机541的旋转方向时,丝杆螺母532的直线运动的方向也会随着改变,由于风囊400的移动端和风囊驱动块531一起运动,使得风囊400形成拉伸和压缩状态,当风囊400拉伸时,风囊400的内腔容积增大,风囊400的内腔压力减小,进液单向阀210打开,出液单向阀310关闭,液体吸入;当风囊400压缩时,风囊400的内腔容积减小,风囊400的内腔压力增大,进液单向阀210关闭,出液单向阀310打开,液体排出。
[0114] 风囊驱动单元500还包括位置传感器560,位置传感器560设置在外壳体510内,其用于检测丝杆螺母532/风囊驱动块531的运动位置,根据获取到的位置信号控制电机驱动机构540进行动作。
[0115] 本发明的电动风囊输液泵1000还包括若干拉杆600,若干拉杆600设置在外壳体510内且沿丝杆533周向间隔布置,每一拉杆600的一端通过紧固螺母固定连接在固定安装板520上,其另一端穿过外壳体510后固定连接在风囊400的固定端与泵头100的侧面之间设置的用于安装风囊400的风囊安装座410上。位置传感器560可安装在拉杆600上。
[0116] 拉杆600与风囊安装座410的具体连接结构如下:
[0117] 在风囊安装座410的外周面上形成有环状压装凸缘414,在环状压装凸缘414朝向泵头100的端面上设置有环状前压板415,在环状压装凸缘414背离泵头100的端面上设置有环状后压板416,风囊400的固定端处形成有环状风囊压装法兰440,环状风囊压装法兰440位于环状压装凸缘414与环状后压板416之间,每一拉杆600靠近与风囊安装座410连接的端部处设置有限位台阶610且该端部的外周面形成有螺纹。安装时,每一拉杆600的另一端依次穿过后压板416和前压板415后,使得每一拉杆600的限位台阶610抵靠在后压板416上,再在每一拉杆600的端部旋入紧固螺母拧紧,从而使得前压板415与后压板416将风囊400固定在风囊固定座410上,即风囊400的固定端与风囊固定座410通过前压板415和后压板416的静态挤压固定成一个整体,保证风囊400的密封性。
[0118] 丝杆螺母传动机构530还包括丝杆固定座534和丝杆固定板535。丝杆固定座534套设在丝杆533上,其内安装有转动轴承(图中未示出),丝杆533可在丝杆固定座534内进行转动。丝杆固定板535套设在丝杆固定座534上并与丝杆固定座534固定连接,每一拉杆600穿过丝杆固定板535并与丝杆固定板535固接,拉杆600与丝杆固定板535之间可通过卡接方式进行固定连接。也就是说,丝杆固定座534通过丝杆固定板535固定在若干拉杆600上,丝杆固定座534能保证丝杆533稳定地转动,提高传动稳定性。
[0119] 芯片半导体生产加工过程涉及抛光研磨、蚀刻、清洗等工序,这个过程中需要用到一些高纯度化学品,比如氢氟酸(HF)、氯化氢(HCI)、氢化钠(NaOH)等强酸、强,从而对流路材料提出了耐腐蚀、高纯度的超高要求,而PFA和PTFE等氟塑料可以实现芯片半导体制造需要的极高耐腐蚀性和纯度,进液管240、出液管340、进液单向阀压盖220、出液单向阀压盖320、泵头100、风囊限位柱420、密封环413a、413b、进液单向阀210、出液单向阀310、风囊安装座410和风囊400输送介质时会直接接触介质,因此这些零部件的材质优选地采用PFA或PTFE等氟树脂制成。
[0120] 参见图8,图中给出的是本发明的输液控制系统的一种实施例,其包括两台电动风囊输液泵1000以及控制器2000,控制器2000分别与每一台电动风囊输液泵1000连接,每一台电动风囊输液泵1000的进液管240并联在一起作为输液控制系统的进液口,其出液管340并联在一起作为输液控制系统的排液口。当然,电动风囊输液泵的数量并不局限本实施例中的数量,其应根据输液要求的设置。
[0121] 在一些输送系统,需要连续输送介质,而单泵头电动风囊输液泵是吸液和排液交替进行,无法连续输液,这样单泵头电动风囊输液泵就不太适用需要连续输液的使用场合,这时就需要设计一种可以连续输送介质的电动风囊输液泵,其原理是将两台单泵头电动风囊输液泵并联使用(如图8所示),通过两台电动风囊输液泵1000配合吸液和排液,一台电动风囊输液泵1000吸液时,另一台电动风囊输液泵1000排液,反之,一台电动风囊输液泵1000排液时,另一台电动风囊输液泵1000吸液,这样的设计就能实现连续流,从而实现平稳连续的输送介质。
[0122] 以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解,本发明不受上述实施例的限制,上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理,在不脱离本发明精神和范围的前提下,本发明还会有各种变化和改进,这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。