液體饋送泵及流量控制裝置的制作方法

專利名稱：液體饋送泵及流量控制裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及用于液體色譜儀等中的液體饋送泵，尤其涉及通過隔膜的變形進行輸液的隔膜泵。
背景技術：
提出了用于高效液相色譜法(Highperformance liquid chromatography)的各種液體饋送泵。例如提出了如下的液體饋送泵:柱塞方式(Plunger)(專利文獻I);通過壓電組件對隔膜進行驅動的壓電方式(專利文獻2)等。對隔膜進行驅動的壓電方式不具有如柱塞方式的滑動部分，因此不產生顆粒，從而具有可以提供壽命長的液體饋送泵的優點。另一方面，柱塞方式具有如下優點，即:通過減小柱塞的頂端部分的面積(相當于泵室的缸體底面的面積)、從而可以實現高壓排出，并且根據增加柱塞的沖程可以保證流量。近年來，在高效液相色譜法中，需要在分析過程中對高壓下的微小流量進行控制。另一方面，在洗脫液的導入、置換、或者流路清洗等中，在低壓下需要較大流量。針對如上所述的需求，采用可以保證高壓排出和流量的柱塞方式，并且通過使用對洗脫液的流動進行分流的分路器(分流器)，從而還實現了高壓微小流量輸液方法和低壓大流量輸液方法(專利文獻3)。現有技術文獻專利文獻專利文獻1:日本國專利申請公開公報“特開2007-292011號”專利文獻2:日本國專利申請公開公報“特開2006-118397號”專利文獻3:日本國專利申請公開公報“特開2003-207494號”專利文獻4:日本國專利申請公開公報“特開2006-29314號”專利文獻5:日本國專利申請公開公報“特開平6-2663號”專利文獻6:日本國專利申請公開公報“特開平6-2664號”專利文獻7:日本國專利申請公開公報“特開昭62-159778號”

發明內容
摶術問是頁然而，雖然壓電方式具有可以提供不產生顆粒并且壽命長的液體饋送泵的優點，但是由于沖程(位移)的設計自由度小，因此難以適用于要求高壓微小流量方式輸液和低壓大流量方式輸液的高速液體色譜法中。本發明是為了解決上述的現有技術問題而完成的，其目的在于提供可實現高壓微小流量方式輸液和低壓大流量方式輸液、并且幾乎不產生顆粒的液體饋送泵。技術手段下面，關于解決上述技術問題的有效的方案等，根據需要，示出效果等的同時進行說明。
方案1.一種液體饋送泵，包括:泵殼體，形成有柱狀孔、與所述孔的開口部及其周緣部相對的凹部面、在所述凹部面具有吸入口的吸入通路、以及在所述凹部面具有排出口的排出通路；隔膜，在其與所述凹部面之間形成泵室，并且劃分所述泵室和所述孔；往復運動部件，以能夠進行往復運動的方式插入所述孔中，通過所述往復運動推壓所述隔膜，從而使其變形；驅動部，使所述往復運動部件在所述往復運動的方向上以所述往復運動的沖程可變的方式周期性地進行位移；密封部，在所述凹部面的外周側包圍的位置處，通過夾持所述隔膜來進行密封；以及隔膜接收面，設置在所述密封部與所述開口部之間，所述隔膜接收面與所述隔膜抵接的面的面積、即抵接面積根據所述位移與所述泵室的內壓而發生變化，其中，所述抵接面積根據所述往復運動部件向所述凹部面側的位移的增加而減小，根據所述泵室的內壓的上升而增加。本方案具有隔膜接收面，其與隔膜抵接的面的面積、即抵接面積根據使隔膜變形的往復運動部件的位移和泵室的內壓而發生變化。由此，隔膜接收面和往復運動部件可以分擔支撐隔膜。插入有往復運動部件的開口部和密封部之間的抵接面積隨著泵室的內壓的上升而增加。因此，隨著的泵室內壓的上升，隔膜接收面分擔的負荷會增加，從而可以減輕往復運動部件分擔的負荷。此時，隔膜的變形被限定在插入有往復運動部件的開口部的附近，因此，由往復運動部件的位移引起的泵室的容積變化也將減小。即，可以擴大由泵室的容積變化引起的往復運動部件的位移。如上所述，本方案的液體饋送泵可以減輕給往復運動部件施加的負荷，并且，可以擴大往復運動部件在泵室容積變化時所發生的位移量。由此，能夠減小驅動部的負荷并減小由往復運動部件的位移引起的泵室的容積變化。由此，可以實現高壓下的微小流量控制。另一方面，通過使隔膜從隔膜接收面分離、由此通過活塞使整體隔膜發生變形，從而可以實現低壓下的較大流量。另外，在中間壓力下，根據從高壓狀態到低壓狀態的轉移，隔膜從隔膜接收面分離的部分將得以擴大。由此，減輕隔膜接收面分擔的負荷，并且增加了與往復運動部件的位移量相應的泵室容積變化。如上所述，本方案可以根據排出流體的壓力，自動調整隔膜的變形范圍的大小，并且實現與排出壓力相應的排出流量。由此，可以發揮能夠提供不產生顆粒且壽命長的液體饋送泵這一優點，并且可以擴大流量的動態范圍。方案2.根據方案I所述的液體饋送泵，其中，所述密封部通過與所述凹部面連續的面、即密封加壓面以及與所述隔膜接收面連續的面、即密封接收面對所述隔膜進行夾持，所述密封接收面與所述隔膜接收面光滑地連續。在方案2中，隔膜接收面形成與密封接收面光滑地連續的面，因此可以將隔膜的變形做成光滑的變形。由此，可以抑制由隔膜在隔膜接收面與密封接收面之間的邊界區域的附近中產生過度的變形所引發的隔膜損耗現象。方案3.根據方案2所述的液體饋送泵，其中，所述密封接收面是環狀的平面。在方案3中，密封接收面為環狀的平面，因此可以避免隔膜因負荷(密封負荷)而產生的過度損傷的情況，其中，所述負荷(密封負荷)是為了對泵室進行密封而施加給隔膜的負荷。由此，可以緩解當通過密封部夾持隔膜時的負荷管理，從而用戶可以容易安裝隔膜。方案4.根據方案3所述的液體饋送泵，其中，所述隔膜接收面形成為環狀的平面，并且，所述開口部與所述隔膜接收面形成為同心狀。
在方案4，由于開口部與隔膜接收面形成為同心狀，因此，往復運動部件對隔膜中被密封部包圍的區域的大致的中心部進行推壓。由此，來自往復運動部件的負荷大致均勻地加載在隔膜上，從而可以抑制給隔膜的局部加載較大的負荷。方案5.根據方案2至4中的任意一項所述的液體饋送泵，其中，所述隔膜接收面與所述密封接收面形成為同一平面。在方案5中，隔膜接收面與密封接收面形成同一平面，因此，可以使隔膜的工作范圍(變形范圍)從高壓到低壓平滑地進行變化。方案6.根據方案I至5中的任意一項所述的液體饋送泵，其中，所述往復運動部件包括:頂端部，其與所述隔膜之間的抵接面具有為凸狀的曲面。在方案6中，往復運動部件包括頂端部，其與隔膜之間的抵接面具有凸狀的曲面。由此，在缸體孔134的開口部136的周圍，通過隔膜接收面支撐隔膜，并且可以通過凸狀曲面使與活塞抵接的區域發生變形。另外，變形方式為，隔膜的變形范圍根據活塞的位移量而擴大，因此可以實現高壓時的精密排出量操作。方案7.根據方案I至6中的任意一項所述的液體饋送泵，其中，所述凹部面在與向排出方向驅動時的隔膜形狀嵌合的方向上具有凹狀的曲面、即凹狀曲面，所述凹狀曲面包括:吸入側槽部，從所述吸入通路的開口部向所述凹狀曲面的中心方向延伸，并且與所述泵室連通；以及排出側槽部，從所述排出通路的開口部向所述凹狀曲面的中心方向延伸，并且與所述泵室連通。在方案7，與隔膜之間形成泵室的凹部面具有與向排出方向驅動的隔膜相對的凹狀的曲面，因此，可以實現低壓時的大排出量操作。另一方面，泵殼體具有從吸入口向凹狀曲面的中心方向延伸的吸入側槽部和從排出口向凹狀曲面的中心方向延伸的排出側槽部，因此，即使在隔膜向凹狀曲面側發生較大的變形而接近凹狀曲面的狀態下，也可以順利地進行泵室吸入和泵室排出。方案8.根據方案I至7中的任意一項所述的液體饋送泵，其中，所述驅動部包括:壓電致動器，對所述隔膜進行驅動。在方案8中，驅動部包括對隔膜進行驅動的壓電致動器，因此能夠以高頻驅動隔膜。由此，可以同時實現大流量和低脈動。方案9.對液體饋送泵進行控制的流量控制裝置，包括:方案8所述的液體饋送泵；控制部，對給所述壓電致動器施加的電壓進行操作，從而對所述液體饋送泵的排出流量進行控制。在方案9中，通過對施加給壓電致動器的電壓進行操作，從而對液體饋送泵的排出流量進行控制，因此，例如通過對電壓波形的操作，可以實現高自由度的控制。方案10.根據方案9所述的流量控制裝置，其中，所述控制部給所述壓電致動器施加脈沖狀的電壓、即脈沖電壓，并且對所述脈沖電壓的最大值進行操作，從而對所述液體饋送泵的排出流量進行控制。在方案10中，通過對施加給壓電致動器的脈沖電壓的最大值進行操作，從而控制液體饋送泵的排出流量，因此可以抑制由排出流量的變化引起的脈動的變化。本發明人發現:例如，在小流量時，當脈沖寬度增加時脈動變大。方案11.根據方案9或10所述的流量控制裝置，其中，包括:壓力傳感器，對從所述排出通路排出的流體的排出壓力進行計量；所述控制部根據所述計量出的排出壓力進行限制，使得所述沖程小于預先設定的預定值。在方案11中，根據排出壓力限制壓電致動器的沖程，因此，在排出壓為高壓時，可以防止因壓電致動器的過大位移引起的隔膜的損耗。方案12.根據方案9至11中的任意一項所述的對液體饋送泵進行控制的流量控制裝置，其中，包括:流量傳感器，對從所述排出通路排出的流體的排出流量進行計量；所述控制部根據所述計量出的排出流量進行限制，使得所述往復運動的驅動周期大于預先設定的預定值。在方案12中，由于根據排出流量對壓電致動器的驅動頻率進行限制，因此，在為了實現較大排出流量而以較大沖程驅動壓電致動器時，可以抑制因過大的驅動頻率造成的泵損耗。方案13.根據方案9至12中的任意一項所述的流量控制裝置，其中，包括:流量傳感器，對從所述排出通路排出的流體的排出流量進行計量；所述控制部具有如下的工作模式，即，當計量出的所述排出流量增加時延長所述往復運動的驅動周期，當所述排出流量減少時縮短所述往復運動的驅動周期。方案13具有如下的工作模式，即，當排出流量增加時延長往復運動的驅動周期，當排出流量減少時縮短往復運動的驅動周期。由此，可以在排出流量增加時以長沖程實現有效驅動，并且，在排出流量減少時以短驅動周期實現低脈動驅動。本控制部不需要經常進行如上所述的對驅動周期的調整，根據需要安裝可使用的工作模式即可，也可以總是按照本工作模式進行工作。對驅動周期的操作可以連續發生變化，還可以切換成預先設定的多個驅動周期中的任意一個。方案14.根據方案9至13中的任意一項所述的流量控制裝置，其中，所述液體饋送泵具有:流量傳感器，對所述液體饋送泵的排出流量進行計量；所述控制部通過反饋在所述往復運動的每一個驅動周期中以多個計量時刻計量的排出流量來進行流量控制。在方案14中，通過反饋在往復運動的每一個驅動周期中以多個計量時刻計量(取樣)的排出流量來進行流量控制，因此，能夠抑制由驅動周期內的不同時刻(或者相位)的偏差引起的計量誤差，從而能夠實現正確的反饋控制。對于以多個計量時刻計量出的排出流量，可以對其實施平均化后進行利用，或者，利用預先設定的時刻的代表值來推測波形從而對其進行推測。另外，還可以在考慮控制定律的運算時間的基礎上，將反饋值反饋給對從計量出的周期經過多個周期后的脈沖電壓進行的操作。另外，本發明并不限于液體饋送泵和流量控制裝置。本發明還可以通過流量控制方法、用于實現該流量控制方法的計算機程序、以及存儲計算機程序的存儲介質的形式來實現。


圖1是第一實施方式的液體饋送泵100的截面圖。圖2是表示液體饋送泵100的隔膜180的放大截面圖。圖3是表示液體饋送泵100的泵室123的內表面的圖。
圖4是表示活塞144和開口部136之間的位置關系的放大截面圖。圖5是表示第一實施方式的液體饋送泵100的工作狀態的截面圖。圖6是表示第一比較例的液體饋送泵IOOa的工作狀態的截面圖。圖7是表示第二比較例的液體饋送泵IOOb的工作狀態的截面圖。圖8是表示第一實施方式的液體饋送泵100的隔膜180的位移(變形)的狀態的截面圖。圖9是表示液體饋送泵100的活塞144的允許位移量與排出壓力的關系的圖表。圖10是表示液體饋送泵100的活塞144的允許驅動頻率與設定流量的關系的圖表。圖11是表示液體饋送泵100中隔膜的驅動頻率的切換內容的圖表。圖12是表示液體饋送泵100的驅動電壓Wl、排出流量C3以及活塞移動量C4的圖表。圖13是表示可用于驅動液體饋送泵100的三種驅動電壓W1、W2、W3的脈沖形狀的圖表。圖14是表示第一實施方式的高速色譜法裝置90的構成的框圖。圖15是表示第一實施方式的高速色譜法裝置90中的流量傳感器50的計量和其反饋的內容的說明圖。圖16是表示用于第二實施方式的液體饋送泵IOOc的隔膜180a的截面圖。圖17是對比顯示第二實施方式的隔膜180a與比較例的隔膜180b的工作狀態的截面圖。圖18是表示將第二實施方式的液體饋送泵IOOc分解的狀態的分解立體圖。圖19是表示第二實施方式的其它示例的隔膜180c的外觀的平面圖。圖20是表示第二實施方式的其它示例的隔膜180c的層疊狀態的截面圖。圖21是表示第二實施方式的其它示例的隔膜180c的安裝狀態的截面圖。圖22是表示第一變形例的隔膜180d的構成與泵本體IlOa的外觀圖。圖23是表示第二變形例的隔膜180e的構成的外觀圖。
具體實施例方式下面，根據

將本發明具體化的各實施方式。在各實施方式中具體化了用于高壓氣相色譜法的液體饋送泵。(第一實施方式)圖1表示了第一實施方式中的液體饋送泵100的截面圖。圖2是表示液體饋送泵100的隔膜180的放大截面圖。圖3是表示液體饋送泵100的泵室123的內壁面的圖。液體饋送泵100是在高效液相色譜法中用于壓送洗脫液的泵。在高效液相色譜法中，將洗脫液(例如使用甲醇)加壓后使其通過色譜柱(后述)。由此，與使洗脫液以自由降落的方式流過色譜柱的色譜柱色譜法(又稱為中低壓色譜法)相比，高效液相色譜法可以縮短作為分析物的試料滯留在固相的時間，并且可以提高分離能力和檢測靈敏度。液體饋送泵100包括:泵本體110 ;止回閥126、127 ;由金屬制成的隔膜180 ;對隔膜180進行驅動的致動器150。在泵本體110中形成有供洗脫液流動的流路，即:入口側內部流路122 ;出口側內部流路124 ;止回閥126、127。泵本體110例如能夠以金屬或PEEK材料制造。止回閥126是僅允許洗脫液從流入口 121 (入口)向入口側內部流路122方向流通、不允許向其反方向流通的止回閥。另一方面，止回閥127是僅允許洗脫液從出口側內部流路124向排出口 125 (出口)方向流通、不允許向其反方向流通的止回閥。另外，在圖1中省略了用于緊固泵本體110和泵座130的緊固件的圖示。泵本體110具有圓柱形狀，在其一方的底面的中心位置具有圓臺狀的凹部面。如圖2和圖3所示，泵室123形成為被該圓臺狀的凹部面和隔膜180包圍的空間。圓臺狀的凹部面包括:平面底部115，為形成在其中心位置的圓形平面；圓錐狀的傾斜面112，形成在平面底部115的周圍；環狀的曲面112r，形成在平面底部115與傾斜面112之間。在本實施方式中，圓臺狀的凹部面形成為下述凹狀曲面，即，適于和排出方向上驅動的隔膜進行嵌合的凹狀曲面。在凹部的傾斜面112的外緣部形成有入口側內部流路122和出口側內部流路124的開口部。這些開口部配置在夾持平面底部115并相互相對的位置。具體而言，入口側內部流路122和出口側內部流路124夾持平面底部115的中心，并且分別配置在上下方。在入口側內部流路122的開口部，連接形成有向著圓臺狀的凹部面的中心位置、沿著圖3的上方延伸的吸入側槽部113。在出口側內部流路124的開口部，連接形成有向著圓臺狀的凹部面的中心位置、沿著圖3的下方延伸的排出側槽部114。根據如上所述的構成，即使隔膜180發生位移而處于接近傾斜面112的狀態下，泵室123也可以充分地保證入口側內部流路122和出口側內部流路124之間的連通狀態。另夕卜，還可以將入口側內部流路122和出口側內部流路124分別稱為吸入通路和排出通路。泵座130具有作為圓柱狀孔的缸體孔134配置在中心軸線位置的環形狀。在泵座130的一側底面形成有圓臺狀的凸部面132、133、135和缸體孔134的開口部136，在另一側的面形成有圓臺狀的凹部面131。如圖1所示，在凹部面131的底部設置有形成缸體孔134的環狀凸部131p。在缸體孔134安裝有從環狀凸部131p側插入的滑動軸承137b。圓臺狀的凸部面132、133、135具有周圍被傾斜面135包圍的、構成一體的環狀平面132、133。缸體孔134的開口部136與環狀的平面132、133 (后述的隔膜接收面133)設置為同心狀。即，開口部136配置在環狀的平面132、133的中心位置。此外，缸體孔134的開口部136構成為，相對于所述凹部面的中心而言，其中心沿著缸體孔134的軸線方向(圖2中的左側)排列。隔膜180夾持在泵本體110和泵座130之間。在泵本體110具有的傾斜面112的周圍形成有環狀平面，即密封加壓面111。在密封加壓面111的外緣的外周形成有傾斜面116，將密封加壓面111形成為環狀的凸部。另一方面，泵座130具有的環狀平面132、133是具有與密封加壓面111相對且平行的面、即密封接收面132以及與傾斜面112相向的隔膜接收面133這兩個區域的一體化平面。隔膜180被夾持在密封加壓面111和密封接收面132之間，從而從外部密封泵室123。另外，密封加壓面111和密封接收面132還可以稱為密封部。此外，關于隔膜接收面133的作用，詳見后述。由此，泵室123構成為容積可以根據隔膜180的變形而變化的密封空間。根據如上所述的構成，液體饋送泵100通過使泵室123的容積周期性地發生變化，從而可以起到由止回閥126吸入和由止回閥127排出的功能。另外，泵座130和泵本體110還可以稱為泵殼體。隔膜180可通過致動器150的驅動而發生變形，從而使泵室123的容積發生變化。致動器150包括:具有對隔膜180進行驅動的活塞144的驅動部140、和泵座130。另外，活塞144還可以稱為往復運動部件。驅動部140包括:活塞144 ;滑動軸承137b ;施壓彈簧145 ;層疊壓電致動器141 ；致動器殼體147 ;調整器143 ;鋼球142 ;壓電致動器安裝部146 ;雙螺母N1、N2。活塞144是圓柱狀的部件，其在一側底部(圖1的左側底部)具有向徑向擴大的法蘭144f，在另一側的底部(圖1的右側底部)具有凸狀的頂端面148 (參照圖2)。活塞144在具有圓柱形狀的缸體孔134的內部被滑動軸承137b支撐，并且可以在缸體孔134的軸線方向進行往復運動。從層疊壓電致動器141經由鋼球142和調整器143給活塞144施加驅動力。鋼球142以可滑動的方式夾持于在調整器143的中心位置形成的凹部與在層疊壓電致動器141的中心位置形成的凹部之間，其中，調整器143安裝在法蘭144f的中心部。由此，可以吸收層疊壓電致動器141和活塞144之間的偏心誤差和傾斜。施壓彈簧145在法蘭144f對活塞144施壓以減小對隔膜180的驅動力。層疊壓電致動器141收納在形成于致動器殼體147的內部的圓柱狀內孔149中，通過壓電致動器安裝部146并借助于位置調整用螺母NI和固定螺母N2安裝在致動器殼體147中。另外，可以通過對形成在致動器殼體147的外周的外螺紋S和形成在位置調整用螺母NI的內周的內螺紋之間的螺紋結合量(長度)進行操作來調整層疊壓電致動器141和泵座130在活塞144的驅動方向上的相對位置關系。該調整量可通過致動器殼體147和壓電致動器安裝部146之間的間隙CL予以吸收。固定螺母N2與位置調整用螺母NI —同起到雙螺母功能，其可以對調整位置關系之后的壓電致動器安裝部146的位置進行固定。圖4是表示活塞144和開口部136之間的位置關系的放大截面圖。在圖4中，以虛線表示非驅動時的活塞144的位置，以實線表示高壓模式下驅動時的活塞144的位置。非驅動時，將層疊壓電致動器141的位置進行調整，使得在活塞144的位移方向上活塞144的頂端面148的頂部與開口部136大致處于相同的位置。另一方面，驅動時，將層疊壓電致動器141的驅動電壓進行調整，使得在相同的位移方向上僅僅發生位移量δ的位移后，活塞144的頂端面148的周緣部148e與開口部136處于相同的位置。圖5是表不第一實施方式的液體饋送泵100的工作狀態的截面圖。圖5 (a)表不了高壓時動作的驅動狀態。圖5 (b)表示了低壓時動作的驅動狀態。高壓時動作是指計量時對洗脫液進行輸液時的工作狀態。低壓時動作是指非計量時進行配管清洗用輸液時的工作狀態。在高壓時動作中，隔膜180被隔膜接收面133和活塞144支撐。S卩，隔膜180可以使從泵室123內的高壓洗脫液受到的負荷流向隔膜接收面133和活塞144，具體而言，隔膜180的中心位置中的直徑ΦΒ的圓形范圍被活塞144支撐，從直徑ΦΑ的圓形范圍減去直徑ΦΒ的圓形范圍后的環狀范圍被隔膜接收面133支撐。由此，在高壓時的動作中，可以將隔膜180的變形范圍(工作范圍)限定在直徑ΦΒ的圓形范圍內，因此隔膜180實質上起到具有直徑ΦΒ的圓形范圍的小型隔膜的功能。如果是小型隔膜，則即使洗脫液是高壓液體，也可以對抗施加給隔膜180的負荷，通過層疊壓電致動器141進行適當的驅動。進而，在高壓時，隔膜180的變形被限定在插入有活塞144的開口部136的附近，因此還可以減少伴隨著活塞144的位移產生的泵室123的容積變化。由此可知，由于每當泵室123的容積發生變化時可以增加活塞144的位移量，因此隔膜180的工作形態成為適于進行高壓下的微小流量控制的變形狀態。另一方面，在低壓時動作中，隔膜180僅被活塞144支撐。在低壓時動作中，隔膜180可以從隔膜接收面133分離，并在泵室123的內部發生較大的變形，因此，隔膜180可以實質上起到具有直徑ΦΑ的圓形范圍的大型隔膜的功能。如果是大型隔膜，則可以通過層疊壓電致動器141提供較大排出量的洗脫液，從而可以順利地對配管等進行清洗。圖6是表示第一比較例的液體饋送泵IOOa的工作狀態的截面圖。圖6 (a)表示了第一比較例的液體饋送泵IOOa的非驅動時的狀態。圖6 (b)表示了第一比較例的液體饋送泵IOOa的高壓時動作狀態。圖6 (C)表示了第一比較例的液體饋送泵IOOa的低壓時動作狀態。第一比較例是用于對隔膜接收面133的效果進行簡單易懂的說明的比較例。第一比較例的液體饋送泵IOOa與第一實施方式的液體饋送泵100的不同點在于，不包括隔膜接收面133，此外，將缸體孔134的直徑向隔膜接收面133的區域擴大，從而用作缸體孔134a。由于第一比較例的液體饋送泵IOOa不包括第一實施方式的隔膜接收面133，因此可以起到低壓時動作中的大型隔膜的功能。S卩，如圖6 (C)所示，第一比較例的液體饋送泵IOOa可以與第一實施例同樣地起到在低壓下具有較大的排出量的隔膜泵的功能。然而，發明人發現:在高壓時，如圖6 (b)所示，隔膜180被推壓至活塞144a并產生變形、即彎曲180k (使泵室123的容量增大的局部變形)而降低泵室123的容量縮小程度，因此不能高效地進行排出。另外，作為過度的彎曲，彎曲180k是造成損傷的原因。另外，在高壓時，從隔膜180給活塞144a加載的負荷大于第一實施方式，從而給層疊壓電致動器141施加了過度的負荷。如上所述，隔膜接收面133在高壓時的工作中，起到抑制隔膜180產生意外的彎曲180k、并且防止給層疊壓電致動器141施加過大的負荷的作用。圖7是表示第二比較例的液體饋送泵IOOb的工作狀態的截面圖。圖7 Ca)表示了第二比較例的液體饋送泵IOOb的非驅動時狀態。圖7 (b)表示了第二比較例的液體饋送泵IOOb的高壓時動作狀態。圖7 (c)表示了第二比較例的液體饋送泵IOOb的低壓時動作狀態。第二比較例是用于對將第一實施方式的隔膜接收面133與密封接收面132設置在同一平面內(或者接近的平面內)的意義進行簡單易懂的說明的比較例。第二比較例的液體饋送泵IOOb與第一實施方式的液體饋送泵100的不同點在于，隔膜接收面133被設定為位于從泵室123分離的方向(附圖中的左側方向)的隔膜接收面133a。另一方面，活塞144的直徑與第一實施方式的液體饋送泵100 —致。在低壓時，圖7 (C)所示，與第一實施例和比較例同樣地，可以用作在低壓下以較大的排出量工作的隔膜泵。但是在高壓時，圖7 (b)所示，與第一比較例同樣地，以隔膜180的整個表面接收來自高壓洗脫液的負荷，因此隔膜180被塞入活塞144的周圍而產生意外的彎曲180k，以阻礙排出，從而成為損耗的原因。另外，高壓時給層疊壓電致動器141施加過度的負荷，這一點也與第一比較例相同。如上所述，第一實施方式的隔膜接收面133通過形成與密封接收面132連為一體的連續的環狀平面，從而達到了顯著的效果。但是，不需要一定將隔膜接收面133形成為與密封接收面132連為一體的連續的環狀平面，而是只要配置在活塞144的位移方向上的密封接收面132附近即可。例如，隔膜接收面133可以構成為，從密封接收面132側向開口部136側朝接近凹部面的一側(圖2的右側)傾斜。相反，隔膜接收面133還可以構成為，從密封接收面132側向開口部136側朝遠離凹部面的一側(圖2的左側)傾斜。另外，如果隔膜接收面133與密封接收面132是光滑地連續的，那么，即使不是平面，也可以將隔膜180的變形設為光滑的變形，例如，形成一體化的曲面等。圖8是表示第一實施方式的液體饋送泵100的隔膜180的位移(變形)狀態的截面圖。圖8 (a)表示了高壓時動作狀態。圖8 (b)表示了中間壓力時動作狀態。圖8 (C)表示了低壓時動作狀態。圖8 (a)和圖8 (C)的工作狀態分別與圖5 (a)和圖5 (b)的工作狀態對應。高壓時，通過活塞144的位移量(沖程)受到限制，隔膜180發生位移的范圍(還可以稱為變形范圍或者工作范圍)被限定在直徑ΦB的圓形范圍。活塞144的位移量會隨著泵室123的內部壓力的上升而自動受到限制，所述位移量例如可以根據層疊壓電致動器141的規格對進行設定，使得在控制定律被切換到高壓模式下時不會給隔膜180施加過大的負荷。在中間壓力時，活塞144的位移量(沖程)得以擴大，從而隔膜180的工作范圍被擴大至直徑的圓形范圍。隔膜180的工作范圍會隨著洗脫液的壓力的降低而擴大，在低壓時，活塞144的位移量(沖程)進一步得以擴大，擴大至整個區域、即直徑ΦΑ的圓形范圍。如上所述，第一實施方式的液體饋送泵100可以根據洗脫液的排出壓力自動改變隔膜180的工作范圍。具體而言，隔膜180的工作范圍隨著泵室123的內部壓力的上升而減小，隨著泵室123的內部壓力的降低而擴大。液體饋送泵100的控制可以構成例如將排出流量的計量值用作反饋量、將操作量用作給層疊壓電致動器141施加的電壓的控制系統。在本控制系統中，當排出流量的計量值小于目標值時，進行操作以增大活塞144的位移量；當排出流量的計量值大于目標值時，進行操作以減小活塞144的位移量。另外，關于實施方式的控制系統的具體構成詳見后述。如上所述，在第一實施方式的液體饋送泵100中，可以將隔膜180作為實質上具有與洗脫液的排出壓力對應的適當的工作范圍的隔膜而予以驅動。從而，液體饋送泵100可以起到隔膜泵的功能，其具有從高壓少量排出到低壓大量排出為止的較寬的動態范圍。圖9是表示第一實施方式的液體饋送泵100的活塞144的允許位移量與排出壓力的關系的圖表。圖10是表示第一實施方式的液體饋送泵100的活塞144的允許驅動頻率與排出流量(設定流量)的關系的圖表。在圖9和圖10中，曲線Cl、C2分別表示針對活塞144的位移與頻率的運用限制。具體而言，例如，當排出壓力為壓力Pl時，活塞144的位移量被限制在位移δ I。另一方面，當排出流量為流量Ql時，活塞144的驅動頻率被限制在頻率fl。即，活塞144的運用位移被限制在由兩條曲線Cl、C2包圍的范圍。關于排出壓力的運用限制是基于本發明人的以下見解和分析進行設定的。如上所述，液體饋送泵100具有根據洗脫液的排出壓力自動改變工作范圍的優良特性。
然而，本發明人發現，根據層疊壓電致動器141的規格設定(例如過大的驅動力)，可能發生由于隔膜180的過度的位移(實質上的活塞144的位移)而給隔膜180帶來損耗的情況。具體而言，本發明人發現，在高壓時，如果在層疊壓電致動器141的過大的驅動力作用下反復圖8 (c)的工作狀態，在活塞144的周圍給隔膜180帶來損傷。關于排出流量的運用限制是基于本發明人的以下實驗和分析進行設定的。如上所述，液體饋送泵100具有根據洗脫液的排出壓力自動改變隔膜180的位移量的優良特性。即，隔膜180的位移量(沖程)根據洗脫液的排出壓力的上升而自動減小。然而，本發明人發現，隨著排出流量的降低，脈動影響增加。這是由于，根據排出流量的降低，脈動的比率增加，從而脈動更加明顯。進而，在高效液相色譜法中，在排出流量較少的高壓動作時進行計量，因此期望降低脈動。另外，本發明人發現下述現象，即:當泵的動作(層疊壓電致動器141的動作和止回閥的動作)因排出流量降低而減小時，可以擴大驅動頻率。圖11是表示第一實施方式的液體饋送泵100中隔膜的驅動頻率的切換內容的圖表。圖11 (a)和圖11 (b)分別表示了在低壓工作模式和高壓工作模式中的排出流量(流量)和脈沖電壓。在低壓工作模式中，如圖10所示，在以較低的驅動頻率fl驅動隔膜180時，進行較大排出流量Ql的排出。另一方面，在高壓工作模式中，如圖10所示，在以較高的驅動頻率f2驅動隔膜180時，進行較小的排出流量Q2的排出。由此，從與比較例的比較可知，在高壓工作模式中流量的脈動顯著降低。如上所述，第一實施方式的液體饋送泵100根據排出流量可以切換隔膜180的驅動頻率。由此，在較大的排出流量Ql中可以保持在隔膜的驅動頻率的運用范圍內，并且在較小的排出流量Q2中可以通過提高驅動頻率來抑制脈動。由于高壓動作時的排出流量Q2是在進行計量時使用的流量，因此降低脈動具有重大意義。另外，對于隔膜的驅動頻率，并不一定僅僅根據低壓工作模式與高壓工作模式之間的切換對其進行操作，例如，還可以根據高壓動作時的設定流量的變化對其進行操作。設定流量是指，用戶根據計量對象和計量目的等進行設定的排出流量，是在后述的控制系統中成為目標值的值。如果放大隔膜180的驅動頻率，則不僅可以降低脈動，而且還可以保持隔膜180的沖程，并且增加排出流量，因此可以擴大高壓動作時液體饋送泵100的設定流量的范圍。換言之，不僅可以進一步減少計量時的脈動以提高計量精度，而且還可以有助于擴大高壓動作時液體饋送泵100的排出流量的動態范圍。圖12是表示第一實施方式的液體饋送泵100的驅動電壓W1、排出流量C3以及活塞移動量C4的圖表。驅動電壓Wl是給層疊壓電致動器141施加的電壓，它是矩形波。在時刻tl，隨著驅動電壓Wl的上升，液體饋送泵100通過層疊壓電致動器141開始驅動活塞144。由此，活塞144使隔膜180開始發生位移，從而泵室123的容積開始縮小，因此泵室123的內部壓力上升。當泵室123的內部壓力超過排出口 125的壓力時，開啟止回閥127，從而開始排出藥液。在時刻t2，與驅動電壓Wl的上升相應的活塞144的移動結束，從而活塞144停止。由此泵室123的容積停止發生變化，泵室123不再排出藥液，從而閉合止回閥127。
在時刻t3，隨著驅動電壓Wl的下降，液體饋送泵100通過層疊壓電致動器141開始反向驅動活塞144。由此，泵室123的內部壓力下降。當泵室123的內部壓力小于流入口121的壓力時，開啟止回閥126，從而藥液開始流入。排出流量C3是提供給由用戶準備的計量設備(例如，進樣器、色譜柱等)的流量。排出流量C3是在后述的容積阻尼器80和孔51的下游通過流量傳感器50計量的值。排出流量C3的脈動通過容積阻尼器80和孔51而得以降低。液體饋送泵100可以通過提高驅動電壓Wl的脈沖頻率來降低排出流量的脈動。例如，層疊壓電致動器141可以在數kHz下進行驅動。當止回閥126、127的響應性極限小于層疊壓電致動器141的驅動頻率時，還可以基于止回閥126、127的響應性來設定層疊壓電致動器141的驅動頻率。圖13是表示可用于驅動液體饋送泵100的三種驅動電壓W1、W2、W3的脈沖形狀的圖表。如上所述，驅動電壓Wl為矩形波，其適合于較高頻率下的驅動。驅動電壓W2為具有對排出流量的脈動進行抑制的效果的斜波，其適合于在較低頻率下的驅動。在上升沿中，電壓在電壓h以上的位置處，驅動電壓W3的波形發生卷曲，因此可在較高的頻率中抑制排出流量的急劇上升，從而可以降低脈動。另外，還將驅動電壓W1、W2、W3稱為脈沖電壓。此外，可以將電壓h設定為，例如 隔膜180根據層疊壓電致動器141的驅動而開始變形的電壓。圖14是表示第一實施方式的高速色譜法裝置90的構成的框圖。高速色譜法裝置90包括:儲存洗脫液的溶媒儲存瓶60 ;液體饋送泵100 ;容積阻尼器80 ;壓力傳感器40 ;流量傳感器50 ;孔51 ;廢液瓶70 ;廢液用閥71 ;負荷30 ;給液體饋送泵100施加驅動電壓的驅動電路20 ;控制電路10。負荷30包括由用戶準備的計量設備，例如，進樣器、色譜柱、檢測器、記錄儀等。液體饋送泵100從溶媒儲存瓶60吸引洗脫液，依次經由容積阻尼器80、孔51以及流量傳感器50后，提供給負荷30。容積阻尼器80和孔51起到降低脈動的作用。通過流量傳感器50對提供給負荷30的洗脫液的流量進行計量，將該計量值發送給控制電路10。壓力傳感器40對容積阻尼器80與孔51之間的洗脫液的壓力進行計量。另外，控制電路10和驅動電路20還可稱為控制部。控制部、壓力傳感器40以及流量傳感器50還可稱為控制
>j-U ρ α裝直。控制電路10根據流量指令信號與流量傳感器50的計量值，對驅動電路20進行操作，以調整驅動電壓的電壓值，并進行用于使流量傳感器50的計量值接近流量指令信號的反饋控制。在基于運用限制(參照圖9和圖10)預先設定的允許位移量(允許驅動電壓)和允許驅動頻率(電壓脈沖頻率)范圍內進行本反饋控制。圖15是表示第一實施方式的高速色譜法裝置90中的流量傳感器50的計量和其反饋的內容的說明圖。流量傳感器50在層疊壓電致動器141進行往復驅動的每一個驅動周期中以多個計量時刻對排出流量進行計量(抽樣)，控制電路10對上述每一個驅動周期將上述所計量(抽樣)的排出流量平均化后予以反饋，從而控制流量。由此，通過抑制由于泵的動作而周期性地發生變化的流量(脈動)所導致的計量誤差，能夠實現正確的反饋控制。起因于脈動的計量誤差是因為各驅動周期中計量時刻的偏差(相位差)而造成的。高速色譜法裝置90在導入洗脫液或者置換洗脫液時，開啟廢液用閥71，以將液體排出至廢液瓶70。此時，要求液體饋送泵100在低壓下進行較大流量的排出。
(第二實施方式)圖16是表示用于第二實施方式的液體饋送泵IOOc的隔膜180a的截面圖。隔膜180a具有三層結構,包括:鎳鈷合金的第一金屬板181和第二金屬板182 ;以及形成將第一金屬板181和第二金屬板182相互粘合在一起的粘合層的彈性粘合層183。彈性粘合層183是樹脂層，該樹脂層具有使第一金屬板181和第二金屬板182在其面內方向上相互錯開的方向的彈性。形成彈性粘合層183時，可以使用例如將改性硅酮樹脂或環氧改性硅酮樹脂作為主成分的單液型彈性粘合劑，或者，使用例如由主劑(環氧樹脂)和固化劑(改性硅酮樹脂)形成的雙液型彈性粘合劑。圖17是對比顯示第二實施方式的隔膜180a與比較例的隔膜180b的工作狀態的截面圖。圖17 (a)表示了第二實施方式的隔膜180a發生變形的狀態。圖17 (b)表示了比較例的隔膜180b發生變形的狀態。比較例的隔膜180b是由第一金屬板181和第二金屬板182相互重疊而成、但是不具有如第二實施方式所述的粘合層的隔膜。由于比較例的隔膜180b由厚度為t的第一金屬板181和第二金屬板182相互重疊而成，因此耐壓性也提高至2倍。這是由于，耐壓性依賴于第一金屬板181等的面內方向(擴展方向)的拉伸強度，因此，隔膜180a的耐壓性實質上與單層具有2倍厚度的金屬制板材的耐壓性相同。另一方面，在比較例的隔膜180b中，第一金屬板181和第二金屬板182僅是疊合在一起，因此，比較例的隔膜180b的彎曲剛性是第一金屬板181和第二金屬板182的彎曲剛性的相加值。即，比較例的隔膜180b的彎曲剛性為第一金屬板181的彎曲剛性的2倍。然而，本發明人發現如下的問題，S卩:由于比較例的隔膜180b不是相互粘合在一起的，因此清洗隔膜時被分解，因此產生在清洗后進行安裝時層疊狀態發生變化的問題。另夕卜，本發明人還發現當組裝隔膜時異物進入到第一金屬板181和第二金屬板182之間而使耐久性退化的問題。第二實施方式的隔膜180a的不同點在于,第一金屬板181和第二金屬板182相互粘合在一起。由于耐壓性依賴于第一金屬板181等的面內方向(長度方向)的拉伸強度，因此，無論是否粘合，都可以將耐壓性提高至2倍。另一方面，由于第一金屬板181和第二金屬板182相互粘合在一起，因此當假設彼此不發生偏差或變形時，實施方式的隔膜180a的彎曲剛性為8倍。這是由于將第一金屬板181和第二金屬板182作為具有2倍厚度的一枚板材而予以使用的緣故。然而，由于隔膜180a是通過彈性粘合層183相互粘合在一起的，因此可以避免如上所述的過度的彎曲剛性，其中，彈性粘合層183具有使金屬板在其面內方向上相互錯開的方向的彈性。這是由于，因第一金屬板181和第二金屬板182通過彈性粘合層183相互粘合在一起，因此隔膜180a具有近似于比較例的隔膜180b的彎曲剛性，其中，彈性粘合層183具有金屬板在其面內方向上相互錯開的方向的彈性。如上所述，隔膜180a被構成為，第一金屬板181和第二金屬板182相互粘合在一起，因此可以抑制在進行清洗等維護時隔膜被分解的現象。從而，隔膜180a能夠提高可維護性的同時，能夠解決當維護后進行安裝時隔膜180a的層疊狀態發生變化的問題。由此，可以省略或簡化分解、清洗等維護后對隔膜180a的校正。
此外，在組裝隔膜時，還可以抑制異物進入到第一金屬板181和第二金屬板182之間、從而使耐久性退化的問題。另外，隔膜180a可以減少第一金屬板181和第二金屬板182的最大崎變，因此還可以提聞耐久性。其中，彈性粘合層183的厚度優選在ΙΟμπι以下。這是由于，彈性粘合層183根據泵室123的壓力向隔膜180a的面外方向(厚度方向)變形，使得泵室123的容積發生變化，從而存在排出量不穩定的可能性。圖18是表示將第二實施方式的液體饋送泵IOOc分解的狀態的分解立體圖。液體饋送泵IOOc構成為，在泵本體110和致動器150之間夾持隔膜180c。泵本體110和致動器150通過下述方式連接，即:使6枚螺栓B1-B6各自貫通泵本體110的貫通孔hl_h6并與致動器150螺紋結合。圖19是表示第二實施方式的其它示例的隔膜180c的外觀的平面圖。隔膜180c具有安裝用板材189。安裝用板材189的相比其它金屬性板材185等更加向外緣方向突出的部位設定為用于安裝在泵本體110的安裝部189a。在安裝部189a形成有:一對銷孔(keyhole) Klh、K2h ;被6枚螺栓B1-B6各自貫通的貫通孔dhl_dh6。6枚螺栓B1-B6還稱為連接部件。另外，泵本體110和致動器150還分別稱為第一部件和第二部件。一對銷孔Klh、K2h配置在對于隔膜180c的中心位置而言相對的位置(一條直線上的位置)。這種配置是用于通過較長地設定一對銷孔Klh、K2h之間的距離來提高銷孔Klh、K2h的定位精度。在銷孔Klh、K2h分別設置有施力部Kls、K2s。該施力部Kls、K2s形成為設置在銷孔Klh、K2h的內緣的多個彈性突起。另外，當向銷孔Klh、K2h插入突出設置在泵本體110的銷(流體設備的一部分)K1、K2時，施力部Kls、K2s分別與銷K1、K2卡合。由此，防止隔膜180c從泵本體110脫落，從而易于組裝。在施力部Kls、K2s與銷K1、K2卡合的狀態下，各施力部Kls、K2s分部對銷K1、K2施力以抵消因卡合帶來的反作用力。另一方面，貫通孔dhl-dh6以不均勻的節距、以環狀配置。具體而言，以與貫通孔dhl和貫通孔dh2之間的角度β不同的角度設定貫通孔dhl和貫通孔dh6之間的角度α。由此，銷Κ1、Κ2分別安裝在銷孔Klh、K2h，從而可以防止發生反向安裝的情況。不需要一定以環狀排列的方式形成貫通孔dhl-dh6。S卩，只要將貫通孔dhl-dh6的中心位置連接而成的形狀(此時為六角形)對于隔膜180c的平面內的任意方向的線段而言都具有非對稱形狀即可。由此，可以抑制誤安裝隔膜180c。在泵本體110還形成有拆卸用孔Rl、R2。拆卸用孔Rl、R2是用于在分解時為了從泵本體110拆卸隔膜180c而插入桿(省略圖示)的孔。在分解時，用戶通過從隔膜180c的相反側將桿(省略圖示)插入至泵本體110的拆卸用孔Rl、R2，從而可以簡單地拆卸隔膜180c。圖20是表示第二實施方式的其它示例的隔膜180c的層疊狀態的截面圖。圖21是表示第二實施方式的其它示例的隔膜180c的安裝狀態的截面圖。隔膜180c例如通過將鎳鈷合金的4枚金屬板185-188和一枚不銹鋼(例如SUS304或SUS316)安裝用板材189層置而成。具體而言，在不銹鋼金屬板、即安裝用板材189的兩側，分別通過彈性粘合層186a、187a粘貼金屬板186、187，并且，在金屬板186、187分別通過彈性粘合層185a、188a粘貼金屬板185、188。如上所述，本實施方式中，在不銹鋼的安裝用板材189的兩面分別安裝有相同數量、即4枚鎳鈷合金的金屬板185-188。另外，彈性粘合層185a、186a、187a、188a例如可以使用數μ m的硅酮膜等。此外，金屬板188為與泵室123相對的面，因此優選對其實施研磨。鎳鈷合金具有優異的高彈性、強度、耐蝕性、耐熱性以及恒彈性，具有優異的非磁性和耐久性，因此，其是適合于金屬隔膜的材料。另一方面，不銹鋼的可加工性良好，具有耐蝕性、韌性、延展性等特性。特別是安裝用板材189的材料、即不銹鋼，由于其具有良好的可加工性，因此，能夠較為容易地加工銷孔Klh、K2h和貫通孔dhl-dh6。安裝用板材189是在分解清洗液體饋送泵IOOa時用于組裝隔膜180c的部件。另一方面，4枚鎳鈷合金的金屬板185-188是用于起到隔膜功能的部件。在密封加壓面111和密封接收面132之間夾持有4枚鎳鈷合金的金屬板185-188和不銹鋼的安裝用板材189。如上所述，從隔膜的耐壓性和操作性角度出發，本實施方式的多層隔膜可以自由設定層疊枚數。以上詳細說明的各實施方式具有以下優點。(I)本實施方式的液體饋送泵不產生顆粒，可以實現長壽命。(2)本實施方式的液體饋送泵可以實現高壓下的微小流輸液和低壓下的大流量輸液(較廣的動態范圍)。(3)在本實施方式的液體饋送泵中，隔膜接收面與密封接收面形成同一平面，因此隔膜的工作范圍(變形范圍)可以從高壓到低壓進行平滑的變化。(4)在本實施方式的液體饋送泵中，由于將缸體孔的開口部以與隔膜接收面同心狀形成，因此活塞對隔膜中被密封加壓面和密封接收面包圍的區域的大致的中心部進行推壓。由此，來自活塞的負荷大致均勻地加載在隔膜上，從而可以抑制給隔膜的局部加載較大負荷的現象。(5)在本實施方式的液體饋送泵中，缸體孔的開口部的中心相對于凹部面的中心沿著缸體孔的軸線方向排列。從而，隔膜變形時，泵室的中心部的容積發生變化，因此泵室內的壓力也均衡地發生變化，從而可以順利傳輸洗脫液。(6)在本實施方式的控制裝置中，壓電致動器的位移量根據排出壓力受到限制，因此可以防止由高壓時壓電致動器的過大的位移導致隔膜損傷的現象。(7)本實施方式的多層隔膜可以具有高耐壓性的同時，具有柔軟性。(8)本實施方式的多層隔膜實現了對于誤安裝現象的抑制，從而提高了可維護性。(9)本實施方式的多層隔膜可以省略或者簡化分解、清洗后的校正。(其它實施方式)本發明并不限于上述實施方式，例如還可以以如下所述的方式實施。(I)在上述實施方式中，使用兩個銷孔Klh、K2h進行定位。例如，還可以如第一變形例的隔膜180d那樣，使用3個以上。圖22是表示第一變形例的隔膜180d的構成與泵本體IlOa的外觀圖。在第一變形例的隔膜180d，除了銷孔Klh、K2h之外，還形成有第三銷孔K3h。由此可以防止隔膜180d繞其中心軸線進行180度旋轉而銷Kl和銷K2安裝在錯誤的銷孔Klh、K2h (相反的銷孔)的情況。即，可以防止銷Kl和銷K2分別安裝在銷孔K2h和銷孔Klh的情況。
另外，第三銷孔K3h形成于偏離通過連接銷孔Klh、K2h的中心位置而成的線段的垂直二等分線的位置處。即，銷孔Klh、K2h、K3h以不同的節距環狀排列在隔膜180d上。由此，可以防止在隔膜180d翻轉并進行了 180度旋轉的狀態下安裝在相反的銷孔K2h、Klh的情況。如上所述，第一變形例的隔膜180d通過設置銷和銷孔，能夠防止所設想的多種誤安裝狀況，例如，旋轉180度的狀態下的誤安裝、在翻轉并進行了 180度旋轉的狀態下的誤安裝，等等。銷K1、K2、K3和銷孔Klh、K2h、K3h還稱為定位部。銷K1、K2、K3還稱為定位用凸部。銷孔Klh、K2h、K3h還稱為定位孔。另外，并不需要一定以環狀排列的方式形成銷孔Klh、K2h、K3h。即，只要將銷孔Klh、K2h、K3h的中心位置連接而成的形狀(此時為三角形)對于隔膜180d的平面內的任何方向的線段而言非對稱形狀即可。由此，可以抑制隔膜180d的誤安裝。(2)上述實施方式構成為，根據配備在銷孔Klh、K2h的施力部Kls、K2s，防止隔膜180c從泵本體110脫落。例如，還可以如第二變形例的隔膜180e那樣，在銷孔Klh、K2h之外的位置設置用于防止脫落的施力部。圖23是表示第二變形例的隔膜180e的構成的俯視圖和截面圖。隔膜180e包括一對臨時定位用凸緣180sl、180s2。臨時定位用凸緣180sl、180s2可以在夾持泵本體IlOa的方向(彼此之間的間隔減小的方向)上產生施壓力。由此防止隔膜180e從泵本體IlOa脫落，從而易于組裝。如上所述，可以通過對泵本體110的一部分施力以抵消反作用力從而防止隔膜180e的脫落。(3)在上述實施方式中，隔膜接收面與密封接收面形成同一平面，但是不需要一定形成同一平面。然而，如果形成同一平面，則可以使隔膜的工作范圍(變形范圍)從高壓到低壓進行平滑的變化。將隔膜接收面133構成為抵接面積根據泵室123的內壓而發生變化即可，其中，所述抵接面積是與隔膜180抵接的面的面積。(4)在上述實施方式中，密封接收面為平面，然而還可以是曲面。然而，如果將密封接收面設為平面，則可以避免隔膜根據負荷(密封負荷)而過度損傷的情況，其中，所述負荷(密封負荷)是為了對泵室進行密封而給隔膜施加的。由此，可以緩解對密封負荷的管理，因此再次安裝隔膜時，用戶可以易于管理螺栓B1-B6的扭矩。(5)在上述實施方式中，活塞具有與隔膜之間的抵接面為凸狀的曲面，但還可以是平面。然而，如果將與隔膜之間的抵接面設為凸狀的曲面，則在缸體孔134的開口部136的周圍以隔膜接收面支撐隔膜，并且還能將通過凸狀曲面與活塞抵接的區域發生變形。另外，根據活塞的位移量，隔膜擴大變形范圍的同時發生變形，因此可以在高壓時實現精密的排出量操作。凸狀曲面例如可以設定為易于加工的球面形狀。(6)在上述實施方式中，吸入口和排出口配置在相對的位置處，但是還可以以其它方式配置。然而，如果將吸入口和排出口配置在相對的位置處，例如將液體饋送泵設置為，在鉛直方向上將吸入口設為下側、將排出口設為上側時，由此消除液體積存現象，從而可以提高液體的置換性和氣泡消除性。(7)在上述實施方式中，通過壓電致動器驅動隔膜，但是還可以使用其它驅動方法。然而，如果通過壓電致動器進行驅動時，通過以高頻率驅動隔膜，從而在隔膜的較小的位移下也能保證排出量，并且可以降低脈動。
(8)上述實施方式構成為，在非驅動時，隔膜接收面整體與隔膜抵接。但也可以構成為如下，例如，在排出壓力為低壓時，隔膜接收面的至少一部分從隔膜分離，或者，通過運用時的永久變形而為所述狀態。將隔膜接收面構成為如下即可，即:當泵室的內壓上升時支撐隔膜，從而減輕給活塞施加的負荷。泵室的內壓上升時，隔膜接收面分擔的負荷值為隔膜與隔膜接收面抵接的面的面積乘以泵室的內壓所得的值，由此，可以減輕給活塞施加的負荷。另外，隔膜與隔膜接收面抵接的面的面積還稱為抵接面積。(9)在上述實施方式中，隔膜不與活塞連接，而是通過以活塞推壓隔膜，從而使隔膜變形，但是還可以構成為將隔膜與活塞連接。在將隔膜與活塞連接的構成中，優選地，隔膜與活塞的頂部通過一個點(或者充分狹窄的區域)實現相互連接。(10)在上述實施方式中，多層隔膜用于液體饋送泵，還可以用于例如流量控制閥中。多層隔膜可以廣泛用于通常使用隔膜的流體設備中。附圖標記說明10:控制電路；20:驅動電路；30:負荷；40:壓力傳感器；50:流量傳感器；90:高速色譜法裝置；100、100a、IOOb:液體饋送泵；100c:液體饋送泵；110、IlOa:泵本體；111:密封加壓面；123:泵室；130:泵座；132:密封接收面；133、133a:隔膜接收面；134、134a:缸體孔；140:驅動部；141:層疊壓電致動器；144:活塞；144a:活塞；145:施壓彈簧；146:壓電致動器安裝部； 150:致動器；180、180a、180b、180c、180d、180e:隔膜。
權利要求
1.一種液體饋送泵，包括: 泵殼體，形成有柱狀孔、與所述孔的開口部及其周緣部相對的凹部面、在所述凹部面具有吸入口的吸入通路、以及在所述凹部面具有排出口的排出通路； 隔膜，在其與所述凹部面之間形成泵室，并且劃分所述泵室和所述孔； 往復運動部件，以能夠進行往復運動的方式插入所述孔中，通過所述往復運動推壓所述隔膜，從而使其變形； 驅動部，使所述往復運動部件在所述往復運動的方向上以所述往復運動的沖程可變的方式周期性地進行位移； 密封部，在所述凹部面的外周側包圍的位置處，通過夾持所述隔膜來進行密封；以及隔膜接收面，設置在所述密封部與所述開口部之間，所述隔膜接收面與所述隔膜抵接的面的面積、即抵接面積根據所述位移與所述泵室的內壓而發生變化，其中， 所述抵接面積根據所述往復運動部件向所述凹部面側的位移的增加而減小，根據所述泵室的內壓的上升而增加。
2.根據權利要求1所述的液體饋送泵，其中， 所述密封部通過密封加壓面和密封接收面對所述隔膜進行夾持，所述密封加壓面是與所述凹部面連續的面，所述密封接收面是與所述隔膜接收面連續的面， 所述密封接收面與所述隔膜接收面光滑地連續。
3.根據權利要求2所述的液體饋送泵，其中， 所述密封接收面是環狀的平面。
4.根據權利要求3所述的液體饋送泵，其中， 所述隔膜接收面形成為環狀的平面，并且，所述開口部與所述隔膜接收面形成為同心狀。
5.根據權利要求2至4中的任意一項所述的液體饋送泵，其中， 所述隔膜接收面與所述密封接收面形成為同一平面。
6.根據權利要求1至5中的任意一項所述的液體饋送泵，其中，所述往復運動部件包括: 頂端部，其與所述隔膜之間的抵接面具有為凸狀的曲面。
7.根據權利要求1至6中的任意一項所述的液體饋送泵，其中， 所述凹部面在與向排出方向驅動時的隔膜形狀嵌合的方向上具有凹狀的曲面、即凹狀曲面， 所述凹狀曲面包括:吸入側槽部，從所述吸入通路的開口部向所述凹狀曲面的中心方向延伸，并且與所述泵室連通；以及排出側槽部，從所述排出通路的開口部向所述凹狀曲面的中心方向延伸，并且與所述泵室連通。
8.根據權利要求1至7中的任意一項所述的液體饋送泵，其中，所述驅動部包括: 壓電致動器，對所述隔膜進行驅動。
9.一種對液體饋送泵進行控制的流量控制裝置，包括: 權利要求8所述的液體饋送泵；以及 控制部，對給所述壓電致動器施加的電壓進行操作，從而對所述液體饋送泵的排出流量進行控制。
10.根據權利要求9所述的流量控制裝置，其中， 所述控制部給所述壓電致動器施加脈沖狀的電壓、即脈沖電壓，并且對所述脈沖電壓的最大值進行操作，從而對所述液體饋送泵的排出流量進行控制。
11.根據權利要求9或10所述的流量控制裝置，其中，包括: 壓力傳感器，對從所述排出通路排出的流體的排出壓力進行計量； 所述控制部根據所述計量出的排出壓力進行限制，使得所述沖程小于預先設定的預定值。
12.根據權利要求9至11中的任意一項所述的對液體饋送泵進行控制的流量控制裝置，其中，包括: 流量傳感器，對從所述排出通路排出的流體的排出流量進行計量； 所述控制部根據所述計量出的排出流量進行限制，使得所述往復運動的驅動周期大于預先設定的預定值。
13.根據權利要求9至12中的任意一項所述的流量控制裝置，其中，包括: 流量傳感器，對從所述排出通路排出的流體的排出流量進行計量； 所述控制部具有如下的工作模式，即，當計量出的所述排出流量增加時延長所述往復運動的驅動周期，當所 述排出流量減少時縮短所述往復運動的驅動周期。
14.根據權利要求9至13中的任意一項所述的流量控制裝置，其中，所述液體饋送泵具有: 流量傳感器，對所述液體饋送泵的排出流量進行計量； 所述控制部通過反饋在所述往復運動的每一個驅動周期中以多個計量時刻計量的排出流量來進行流量控制。
全文摘要
本發明提供幾乎不產生顆粒的液體饋送泵。本發明的液體饋送泵包括泵殼體；隔膜(180)，在其與凹部面之間形成泵室(123)，劃分泵室(123)和孔；往復運動部件，以能夠進行往復運動的方式插入孔中，通過往復運動使隔膜(180)變形；驅動部(140)，使往復運動部件在往復運動的方向上發生位移；密封部，在凹部面的外周側包圍的位置處，通過夾持隔膜(180)來進行密封；隔膜接收面，設置在密封部與開口部之間，所述隔膜接收面與隔膜(180)抵接的面的面積、即抵接面積根據位移與泵室(123)的內壓而發生變化。抵接面積隨著往復運動部件向凹部面側的位移的增加而減小，隨著泵室(123)的內壓的上升而增加。
文檔編號F04B49/06GK103097730SQ201280002865
公開日2013年5月8日 申請日期2012年4月4日 優先權日2011年4月27日
發明者新田慎一 申請人:Ckd株式會社