專利名稱：供液泵的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種通過(guò)在泵頭內(nèi)滑動(dòng)柱塞、反復(fù)進(jìn)行從吸入口吸入液體及從排出口排出液體而進(jìn)行供液的供液泵。
背景技術(shù)：
常見(jiàn)的柱塞式供液泵的泵室附近的概略剖面圖如圖3(A)所示。供液泵通過(guò)在泵頭8的泵室8a內(nèi)滑動(dòng)柱塞3的頂端部，反復(fù)進(jìn)行從吸入口 8b吸入液體及從排出口 8c排出液體，由此進(jìn)行供液。在泵室8a的柱塞3的插入部分，為了防止液體從泵室8a的內(nèi)壁與柱塞3的外周間的間隙泄漏而設(shè)有緊貼柱塞3的外周的樹(shù)脂制的柱塞密封體13。泵頭8被泵體18保持。柱塞密封體13夾在泵頭8與泵體18之間。泵體18通過(guò)泵頭8側(cè)的壁面支撐柱塞密封體13的背面。該壁面上設(shè)有用于貫通柱塞3的孔20。該孔20與柱塞3間的間隙大的話，則在供液壓力為高壓(例如40MPa左右)時(shí)會(huì)引起冷流，如圖3(B)所示，柱塞密封體13的內(nèi)周部會(huì)進(jìn)入到孔20與柱塞3之間的間隙。一旦達(dá)到這種狀態(tài)，柱塞3與柱塞密封體13間的摩擦就會(huì)增大，會(huì)發(fā)生對(duì)柱塞3 的驅(qū)動(dòng)造成影響、降低柱塞密封體13的密封壽命等不良情況。因此，需要管理孔20的內(nèi)徑的尺寸公差，減小其與柱塞3的外形間的間隙。但是， 由于泵體18用不銹鋼等金屬構(gòu)成，孔20的內(nèi)周面接觸柱塞3時(shí)會(huì)引起燒結(jié)，因此，孔20的內(nèi)徑的縮小較為有限。因此，在供液壓力例如超過(guò)70MPa的高壓情況下，如圖4㈧所示，在柱塞密封體13 的背面配置支撐環(huán)22 (參照例如日本特開(kāi)2001-254686號(hào)公報(bào))。支撐環(huán)22的材質(zhì)為比柱塞密封體13的材質(zhì)硬且即使與柱塞3的外周接觸也不會(huì)影響柱塞3的PEEK(聚醚醚酮) 樹(shù)脂等樹(shù)脂材料。但是，在供液壓力超過(guò)IOOMPa的更高壓的條件下，若使用PEEK樹(shù)脂制的支撐環(huán) 22，則如圖4(B)所示，可以看出柱塞密封體13因高壓而變形，并導(dǎo)致支撐環(huán)22受壓迫而向內(nèi)徑方向變形，內(nèi)徑變小而與柱塞3間的接觸阻力增加，對(duì)柱塞3的驅(qū)動(dòng)造成影響。此外，可以看出為了防止支撐環(huán)22變形，使支撐環(huán)22的材料為能夠承受柱塞密封體13變形的樹(shù)脂即具有比PEEK樹(shù)脂高的彈性模量的材質(zhì)時(shí)，反而由于支撐環(huán)22完全不變形而使柱塞密封體13向內(nèi)徑方向變形，由此增大向柱塞3的緊固力，而發(fā)生對(duì)柱塞3的驅(qū)動(dòng)造成影響、降低柱塞密封體13的密封壽命等不良情況。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的目的在于，即使在供液壓力為高壓、例如超過(guò)IOOMPa的條件下供液，也能夠抑制密封壽命的降低并正常驅(qū)動(dòng)柱塞。本發(fā)明的供液泵，具有泵頭，該泵頭具有用于吸入液體的進(jìn)液口、用于存儲(chǔ)從進(jìn)液口吸入的液體的泵室、以及用于排出泵室內(nèi)的液體的出液口 ；柱塞，該柱塞的頂端側(cè)插入到泵頭，在泵頭內(nèi)滑動(dòng)；柱塞密封體，該柱塞密封體安裝在泵頭的柱塞插入部分，呈開(kāi)設(shè)有使柱塞通過(guò)的孔的環(huán)狀，對(duì)泵頭與柱塞間的間隙進(jìn)行密封；圓盤狀的支撐環(huán)，該支撐環(huán)安裝在柱塞密封體的背面?zhèn)龋_(kāi)設(shè)有使柱塞通過(guò)的孔。并且，支撐環(huán)為合成支撐環(huán)，該合成支撐環(huán)與柱塞密封體的背面接觸的面由可變形樹(shù)脂實(shí)質(zhì)性構(gòu)成，該合成支撐環(huán)的使柱塞通過(guò)的孔的內(nèi)周面由不變形樹(shù)脂實(shí)質(zhì)性構(gòu)成?？勺冃螛?shù)脂的彈性模量比柱塞密封體大且為能夠吸收柱塞密封體的變形的大小，不變形樹(shù)脂的彈性模量比可變形樹(shù)脂的彈性模量大。在該供液泵中，合成支撐環(huán)的與柱塞密封體的背面接觸的面由可變形樹(shù)脂實(shí)質(zhì)性構(gòu)成的意思是，并不限定合成支撐環(huán)的與柱塞密封體的背面接觸的面完全為由可變形樹(shù)脂構(gòu)成的面。即使與柱塞密封體的背面接觸的支撐環(huán)的面的一部分含有不變形樹(shù)脂，只要可變形樹(shù)脂的面的比例為與柱塞密封體的背面接觸的支撐環(huán)的面能夠吸收柱塞密封體的變形，就可以稱為合成支撐環(huán)的與柱塞密封體的背面接觸的面由可變形樹(shù)脂實(shí)質(zhì)性構(gòu)成。艮口， 合成支撐環(huán)的與柱塞密封體的背面接觸的面的一部分也可以包含不變形樹(shù)脂。同樣地，合成支撐環(huán)的內(nèi)周面由不變形樹(shù)脂實(shí)質(zhì)性構(gòu)成的意思是，并不限定合成支撐環(huán)的內(nèi)周面完全為由不變形樹(shù)脂構(gòu)成的面。只要高壓供液狀態(tài)下的合成支撐環(huán)的孔的內(nèi)周面的變形量為不會(huì)妨礙柱塞的驅(qū)動(dòng)的程度的變形，則該孔的內(nèi)周面也可以具有可變形樹(shù)脂。構(gòu)成合成支撐環(huán)的可變形樹(shù)脂與不變形樹(shù)脂的組合的一例為，可變形樹(shù)脂為聚醚醚酮樹(shù)脂，不變形樹(shù)脂為非熱可塑性聚酰亞胺樹(shù)脂。在本發(fā)明中，因?yàn)樵O(shè)置在柱塞密封體的背面?zhèn)鹊暮铣芍苇h(huán)的與柱塞密封體的背面接觸的面由可變形樹(shù)脂實(shí)質(zhì)性構(gòu)成，該合成支撐環(huán)的內(nèi)周面由不變形樹(shù)脂實(shí)質(zhì)性構(gòu)成， 所以，一方面通過(guò)合成支撐環(huán)的可變形樹(shù)脂吸收由泵室內(nèi)的壓力造成的柱塞密封體的變形，另一方面，由于內(nèi)周面由不變形樹(shù)脂構(gòu)成，所以內(nèi)周面不易因?yàn)橛芍芊怏w的變形造成的壓迫而發(fā)生變形，合成支撐環(huán)的內(nèi)徑不易變小。因此，能夠抑制柱塞密封體與柱塞間的摩擦力的增大，還能夠抑制支撐環(huán)與柱塞間的摩擦力的增大。由此，能夠抑制柱塞密封體的壽命下降，并能夠減小由于柱塞密封體與柱塞間的摩擦力的增大、以及支撐環(huán)與柱塞間的摩擦力的增大而造成的對(duì)柱塞的驅(qū)動(dòng)的影響。


圖1是表示供液泵的一實(shí)施例的圖，(A)是泵體的頂端側(cè)部分的剖面圖，(B)是放大表示(A)的泵室附近的剖面圖。圖2(A)、(B)都是表示同一實(shí)施例供液泵的支撐環(huán)的變形例的泵室附近的剖面圖。圖3是表示現(xiàn)有的供液泵的一例的泵室附近的剖面圖，㈧表示正常時(shí)，⑶表示發(fā)生異常時(shí)。圖4是表示具有現(xiàn)有的支撐環(huán)的供液泵的一例的泵室附近的剖面圖，(A)表示正常時(shí)，(B)表示對(duì)柱塞密封體施加高壓的狀態(tài)。
具體實(shí)施例方式使用圖1，對(duì)供液泵的一實(shí)施例進(jìn)行說(shuō)明。如圖KA)所示，該實(shí)施例的供液泵中， 在泵體2的頂端夾著清洗腔12地設(shè)有泵頭8。在泵體2內(nèi)可移動(dòng)地收納有十字頭4。十字頭4始終被彈簧等彈性體6向遠(yuǎn)離泵頭8的方向(圖中的右方向)按壓，追隨設(shè)置在十字頭4的基端部側(cè)的凸輪(省略圖示)的周面。十字頭4通過(guò)追隨旋轉(zhuǎn)的凸輪的周面而在泵體2內(nèi)向靠近和遠(yuǎn)離泵頭8的方向(圖中的左右方向)往復(fù)運(yùn)動(dòng)。十字頭4的頂端保持有柱塞3的基端部。柱塞3的頂端部貫通清洗腔12，插入到設(shè)置在泵頭8內(nèi)部的泵室8a。柱塞3的頂端部通過(guò)十字頭4的往復(fù)運(yùn)動(dòng)沿著泵室8a的壁面滑動(dòng)。泵頭8具有用于泵室8a吸入液體的進(jìn)液口流路Sb、和用于從泵室8a排出液體的出液口流路8c。進(jìn)液口流路8b及出液口流路8c上分別設(shè)有用于防止逆流的單向閥9a、9b。泵室的柱塞3的插入部分設(shè)有柱塞密封體10，為了防止液體從泵室8a的內(nèi)壁與柱塞3的周面間的間隙泄漏而可滑動(dòng)地保持柱塞3的外周面；支撐環(huán)11，對(duì)柱塞密封體10的背面進(jìn)行支撐。支撐環(huán)11的背面由清洗腔12的壁面進(jìn)行支撐。清洗腔12內(nèi)部具有使清洗液流通的流路、和通過(guò)該清洗液對(duì)貫通的柱塞3的外周面進(jìn)行清洗的空間。在清洗腔12的內(nèi)部空間的柱塞3的插入部，為了防止清洗液的泄漏而設(shè)有可滑動(dòng)地保持柱塞3的外周面的清洗密封體16。清洗密封體16的背面由泵體2的背面支撐。在該供液泵中，柱塞3被向遠(yuǎn)離泵室8a的方向(圖中的右方向)驅(qū)動(dòng)，由此，泵室 8a內(nèi)被減壓，單向閥9b關(guān)閉，單向閥9a打開(kāi)，液體被從進(jìn)液口流路8b吸入到泵室8a內(nèi)。 相反，柱塞3被向插入泵室8a內(nèi)的方向(圖中的左方向)驅(qū)動(dòng)，由此，泵室8a內(nèi)被加壓，單向閥9a關(guān)閉，單向閥9b打開(kāi)，液體被從泵室8a向出液口流路8c推出。通過(guò)反復(fù)進(jìn)行該動(dòng)作而進(jìn)行供液。使用圖1 (B)對(duì)柱塞密封體10及支撐環(huán)11進(jìn)行說(shuō)明。柱塞密封體10由例如聚酰亞胺樹(shù)脂等彈性材料構(gòu)成。在柱塞密封體10的柱塞3 的周圍，為了存儲(chǔ)從泵室8a的內(nèi)壁與柱塞3的外周間泄漏出來(lái)的液體，設(shè)有泵室8a側(cè)開(kāi)口的矩形的空間10a?？臻gIOa為與柱塞3同軸的環(huán)形狀，柱塞3的軸方向的截面形狀為矩形。柱塞密封體10與支撐環(huán)11分別設(shè)有使柱塞3通過(guò)的孔，支撐環(huán)11的孔的直徑比柱塞密封體10的孔的直徑大。此外，支撐環(huán)11的孔的直徑比支撐支撐環(huán)11的清洗腔12 的壁面的使柱塞3通過(guò)的孔14的直徑小。支撐環(huán)11為用可變形樹(shù)脂層Ila與不變形樹(shù)脂層lib兩種樹(shù)脂層構(gòu)成的合成支撐環(huán)。可變形樹(shù)脂層Ila的彈性模量比柱塞密封體10的彈性模量大，其是一種由樹(shù)脂構(gòu)成的層，該樹(shù)脂具有在柱塞密封體10因壓力而變形時(shí)能夠吸收該變形的大小的彈性模量?？勺冃螛?shù)脂層Ila的材質(zhì)為例如PEEK樹(shù)脂。另一方面，不變形樹(shù)脂層lib是一種由彈性模量比可變形樹(shù)脂層Ila的樹(shù)脂還大的樹(shù)脂構(gòu)成的層，其彈性模量大小為即使施加例如IOOMPa 左右的高壓也不會(huì)發(fā)生變形。不變形樹(shù)脂層lib的材質(zhì)為例如非熱可塑性聚酰亞胺樹(shù)脂。 非熱可塑性聚酰亞胺樹(shù)脂的一例為Vespel (注冊(cè)商標(biāo)，杜邦公司的產(chǎn)品)。支撐環(huán)11合成為與柱塞密封體10的背面接觸的面為可變形樹(shù)脂層Ila的面， 與柱塞3相對(duì)的內(nèi)周面為不變形樹(shù)脂層lib的面。支撐環(huán)11為中央具有使柱塞3通過(guò)的孔的圓盤形，柱塞密封體10側(cè)為可變形樹(shù)脂層11a，清洗腔12側(cè)為不變形樹(shù)脂層lib?？勺冃螛?shù)脂層Ila與不變形樹(shù)脂層lib的柱塞3的軸方向的截面形狀都為三角形，兩樹(shù)脂層 IlaUlb的交界從內(nèi)徑的柱塞密封體10側(cè)的邊緣延伸到外徑的清洗腔12側(cè)的邊緣。
通過(guò)使與柱塞密封體10的背面接觸的面為可變形樹(shù)脂層Ila的面，使得在泵室8a 內(nèi)的壓力為高壓時(shí)由該壓力產(chǎn)生的柱塞密封體10的變形被可變形樹(shù)脂層Ila的彈性吸收。 由此，柱塞密封體10不易向內(nèi)徑方向變形，柱塞3與柱塞密封體10間的摩擦力的增大被抑制。此外，支撐環(huán)11因柱塞密封體10的變形而被壓迫，但是，因?yàn)閮?nèi)周面為不變形樹(shù)脂層 lib的面，所以支撐環(huán)11向內(nèi)徑方向的變形被抑制，柱塞3與支撐環(huán)11間的摩擦力的增大也被抑制。在圖I(B)的例子中，將樹(shù)脂層Ila和lib合成為，以支撐環(huán)11的柱塞3的軸方向截面的對(duì)角線為交界線，可變形樹(shù)脂層Ila靠近柱塞密封體10的背面?zhèn)?、不變形?shù)脂層lib 靠近清洗腔12側(cè)，但是，如圖2(A)所示，即便是可變形樹(shù)脂層Ila的柱塞3軸方向的截面形狀為梯形、以使得可變形樹(shù)脂層Ila的外徑側(cè)的一部分與清洗腔12的壁面接觸的合成方法，也能夠得到同樣的效果。此外，如圖2(B)所示，在可變形樹(shù)脂層Ila為支撐環(huán)11的孔的內(nèi)周面的一部分的情況下，因?yàn)橛芍芊怏w10的變形而產(chǎn)生的壓迫，面向內(nèi)周面的可變形樹(shù)脂層Ila的內(nèi)徑變小，支撐環(huán)11與柱塞3的摩擦力有一定程度地增大，但是，可變形樹(shù)脂層Ila與柱塞3 接觸的面積較小的情況與內(nèi)周面完全為可變形樹(shù)脂的情況相比，也能夠抑制支撐環(huán)11與柱塞3的摩擦力的增大。此外，不變形樹(shù)脂層lib也可以為與柱塞密封體10的背面接觸的面的一部分，只要通過(guò)可變形樹(shù)脂層Ila能夠吸收柱塞密封體10的變形即可。
權(quán)利要求
1.一種供液泵，具有泵頭，該泵頭具有用于吸入液體的進(jìn)液口、用于存儲(chǔ)從所述進(jìn)液口吸入的液體的泵室、 以及用于排出所述泵室內(nèi)的液體的出液口；柱塞，該柱塞的頂端側(cè)插入到所述泵頭，在所述泵頭內(nèi)滑動(dòng)；柱塞密封體，該柱塞密封體安裝在所述泵頭的柱塞插入部分，呈開(kāi)設(shè)有使所述柱塞通過(guò)的孔的環(huán)狀，對(duì)所述泵頭與柱塞間的間隙進(jìn)行密封；圓盤狀的支撐環(huán)，該支撐環(huán)安裝在所述柱塞密封體的背面?zhèn)龋_(kāi)設(shè)有使所述柱塞通過(guò)的孔，該供液泵的特征在于，所述支撐環(huán)為合成支撐環(huán)，該合成支撐環(huán)與所述柱塞密封體的背面接觸的面由可變形樹(shù)脂實(shí)質(zhì)性構(gòu)成，該合成支撐環(huán)的使所述柱塞通過(guò)的所述孔的內(nèi)周面由不變形樹(shù)脂實(shí)質(zhì)性構(gòu)成，所述可變形樹(shù)脂的彈性模量比所述柱塞密封體大且為能夠吸收所述柱塞密封體的變形的大小，所述不變形樹(shù)脂的彈性模量比所述可變形樹(shù)脂的彈性模量大。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的供液泵，其特征在于，所述支撐環(huán)的所述孔的直徑比所述柱塞密封體的所述孔的直徑大。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的供液泵，其特征在于，所述支撐環(huán)由清洗腔的壁面支撐，該壁面具有穿過(guò)所述柱塞的孔，所述支撐環(huán)的所述孔的直徑比所述清洗腔的所述孔的直徑小。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的供液泵，其特征在于，所述可變形樹(shù)脂為聚醚醚酮樹(shù)脂，所述不變形樹(shù)脂為非熱可塑性聚酰亞胺樹(shù)脂。
全文摘要
本發(fā)明提供一種供液泵。泵室的柱塞插入部分設(shè)有柱塞密封體和支撐環(huán)。支撐環(huán)的背面由清洗腔的壁面支撐。支撐環(huán)是用可變形樹(shù)脂層和不可變形樹(shù)脂層兩種樹(shù)脂層構(gòu)成的合成支撐環(huán)。支撐環(huán)的與柱塞密封體接觸的面由可變形樹(shù)脂層的面構(gòu)成，該支撐環(huán)的內(nèi)周面由不變形樹(shù)脂層的面構(gòu)成。可變形樹(shù)脂層是一種彈性模量比柱塞密封體大且大到能夠吸收柱塞密封體的變形的樹(shù)脂層。不變形樹(shù)脂是一種彈性模量比可變形樹(shù)脂層的樹(shù)脂大的樹(shù)脂層。
文檔編號(hào)F04B53/02GK102345595SQ20111021412
公開(kāi)日2012年2月8日 申請(qǐng)日期2011年7月28日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月3日
發(fā)明者麻生喜昭 申請(qǐng)人:株式會(huì)社島津制作所