[发明专利]一种柔性联动往复泵

说明书

本发明提供一种柔性联动往复泵，在泵轴与波纹管的连接器件中设置柔性伸缩组件，使泵轴运动与波纹管运动存在柔性关联；控制波纹管的压缩和拉伸运动时序，保持至少一个波纹管处于持续压缩过程中，消除输出流量零点，从而降低输出流量的脉动。两端的柔性联动部件通过串联的方式进行联结，降低了两端柔性联动部件的对称度要求，从而降低了其加工难度。

技术领域

本发明属于泵技术领域，涉及一种柔性联动往复泵。

背景技术

在半导体制造、高纯化工以及生物医药等领域中，有很多场合需要使用高纯度流体。作为一种流体动力源，往复泵由于其产生污染少的特点，在高纯流体系统中具有广泛应用。往复泵的基本原理是通过改变柔性泵腔的容积的办法将流体从管道中吸入泵腔或者从泵腔中挤入管道，从而产生周期性的流体驱动力。由于产生动力的方式来自于泵腔的形变，不会产生滑动摩擦，所以不会因为摩擦产生污染颗粒物，也不会因为滑动运动副的存在导致污染物从滑动间隙中迁移进入泵腔中，显著减少了污染物的来源，是一种特别适用于高纯流体系统中的流体部件。

在常规的往复泵中，泵壳开口侧固定设置在泵头两端，泵壳与泵头之间形成工作腔；波纹管以开口侧固定设置在泵头两端的方式设置在工作腔中，与泵头之间形成泵腔；由泵轴通过连接杆将两端的波纹管等活动分隔部件刚性连接。通过向一对工作腔交替导入压缩空气，使得一对波纹管交替压缩和伸长，从而达到往复泵送流体的目的。这种往复泵两端的波纹管连接是刚性的，所以它们的工序切换将同步进行，即在一端的波纹管进入压缩工序时，另一端的波纹管必然进入拉伸工序。当一端的波纹管压缩工序达到最大值并且停止压缩时，另一端波纹管拉伸工序也将达到最大值并停止拉伸，此时整泵的运动将处于停止状态，其结果，喷出流量将产生与冲程数相对应的脉动。这种脉动不利于流体流率等参数的调节与控制，还会导致一些故障，例如，在一些半导体应用中，流体脉动会使堵塞在过滤器中的颗粒受到脉动而被挤出到下游，或者使得晶片清洗喷头振荡而影响清洗效率。因此，抑制往复泵因为两端泵腔容积同步改变引起的脉动，成为其应用于高精度控制领域中需要解决的重要问题。

发明内容

本发明是鉴于上述问题而提出的，其目的在于提供一种能稳定泵送液体并且降低脉动的柔性联动往复泵。

本发明包括泵头、泵壳、波纹管、泵轴、柔性伸缩组件、连接板、排液阀、吸液阀和致动组件。泵头两侧面固定设置有一对泵壳开口侧，泵壳与泵头之间形成工作腔；工作腔中均固定设置有一对波纹管，波纹管一端固定在泵头侧壁，波纹管另一端设置有法兰板，波纹管、法兰板与泵头之间形成泵腔。泵头中轴线设置有吸液流道和排液流道，吸液流道和排液流道中部隔断；吸液流道入口作为吸液口，排液流道出口作为排液口。吸液流道顶部设置一对吸液阀，排液流道底部设置一对排液阀。吸液阀和排液阀均位于泵腔内；致动组件设置在法兰板上，泵腔外；致动组件压缩/拉伸波纹管，将转运流体从泵腔内排出/吸入；所述的致动组件一对泵轴的两端分别由所述连接板连接在一起，连接板经由可沿轴向自由伸缩的柔性伸缩组件与所述一对波纹管外端面连接；

在所述柔性联动往复泵进行连续泵送流体的过程中，保持至少一个波纹管处于持续压缩过程中。

进一步的，本发明还包括一对位移传感器和控制器，一对位移传感器分别测量所述一对泵壳到对应一侧连接板之间的距离并传送至控制器，控制器控制致动组件压缩或拉伸所述波纹管。

进一步的，所述波纹管完成一个压缩行程的时间长于完成一个拉伸行程的时间。

进一步的，一侧所述波纹管到达一个压缩行程中点的同时，另一侧所述波纹管大致到达一个拉伸行程的中点。

进一步的，所述柔性伸缩组件可以配置在泵轴的内部或外部。

进一步的，所述柔性伸缩组件可以对称设置，也可以不对称设置。

进一步的，包括多个柔性伸缩组件，所述柔性伸缩组件的刚度可以是相同的，也可以是不同的。

进一步的，包括多个柔性伸缩组件，所述柔性伸缩组件是弹簧。