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TWI473942B - 含有磁鐵的往復流體泵、含有用於往復流體泵之磁鐵的裝置以及相關的方法 - Google Patents

含有磁鐵的往復流體泵、含有用於往復流體泵之磁鐵的裝置以及相關的方法 Download PDF

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TWI473942B
TWI473942B TW100132552A TW100132552A TWI473942B TW I473942 B TWI473942 B TW I473942B TW 100132552 A TW100132552 A TW 100132552A TW 100132552 A TW100132552 A TW 100132552A TW I473942 B TWI473942 B TW I473942B
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TW
Taiwan
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magnet
fluid
plunger
pump
reciprocating
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TW100132552A
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English (en)
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TW201221771A (en
Inventor
Tom M Simmons
Petri I Simmons
David M Simmons
Kenji Allen Kingsford
Original Assignee
Tom M Simmons
Simmons John M
David M Simmons
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
Application filed by Tom M Simmons, Simmons John M, David M Simmons filed Critical Tom M Simmons
Publication of TW201221771A publication Critical patent/TW201221771A/zh
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Description

含有磁鐵的往復流體泵、含有用於往復流體泵之磁鐵的裝置以及相關的方法
本發明的實施例大體上係關於包含一往復柱塞(reciprocating plunger)的往復流體泵，關於用於此等泵的器件與裝置，以及關於製造與使用此等往復流體泵與裝置的方法。
優先權主張
本申請案主張2010年9月9日提申的美國臨時專利申請案序號第61/381,387號的權利，該案的標題為「含有磁鐵的流體泵、含有用於流體泵之磁鐵的裝置以及相關的方法(Fluid Pumps Including Magnets,Devices Including Magnets For Use With Fluid Pumps,And Related Methods)」。
在許多工業中都使用到往復流體泵。往復流體泵通常在一泵主體中包含兩個流體腔室。一往復活塞(reciprocating piston)或軸柄(shaft)會在該泵主體裡面來來回回地被驅動。一或多個柱塞(舉例來說，隔膜(diaphragm)或風箱(bellow))可能會被連接至該往復活塞或軸柄。當該往復活塞在其中一個方向中移動時，該等柱塞的移動會導致流體被吸入該等兩個流體腔室中的第一流體腔室之中並且從第二腔室被排出。當該往復活塞在相反方向中移動時，該等柱塞的移動會導致流體從該第一腔室被排出並且被吸入該第二腔室之中。一腔室入口與一腔室出口可能會被提供用以和該第一流體腔室進行流體交換，而另一腔室入口與另一腔室出口則可能會被提供用以和該第二流體腔室進行流體交換。通往該等第一與第二流體腔室的該等腔室入口可能會與一共同的單一泵入口進行流體交換，而來自該等第一與第二流體腔室的該等腔室出口則可能會與一共同的單一泵出口進行流體交換，俾使得流體可從單一流體源經由該泵入口被吸入該泵之中，而且流體可經由單一泵出口從該泵處被排出。多個檢查閥可能會被提供在每一個該等流體腔室的腔室入口與腔室出口處，用以確保流體僅能夠經由該等腔室入口流入該等流體腔室之中，而且流體僅能夠經由該等腔室出口流出該等流體腔室。
舉例來說，此等往復流體泵的範例已經揭示在下面的案件中：Dunn等人於1994年12月6日獲頒的美國專利案第5,370,507號；Simmons等人於1996年9月24日獲頒的美國專利案第5,558,506號；Simmons等人於1999年4月13日獲頒的美國專利案第5,893,707號；Steck等人於2000年8月22日獲頒的美國專利案第6,106,246號；Simmons等人於2001年10月2日獲頒的美國專利案第6,295,918號；Simmons等人於2004年2月3日獲頒的美國專利案第6,685,443號；Simmons等人於2008年12月2日獲頒的美國專利案第7,458,309號；以及以Simmons等人的名義於2010年7月15日公開的美國專利申請公開案第2010/0178184 A1號。
於某些實施例中，本發明包含用於抽吸一目標流體的往復流體泵，其包含：一泵主體；位於該泵主體裡面的至少一目標流體腔室；至少部分位於該泵主體裡面的至少一柱塞；以及由該至少一柱塞所攜載的至少一磁鐵。該至少一柱塞會被配置成用於以往復動作來進行擴大與收縮，以便在該往復流體泵的操作期間抽吸流體經過該泵主體裡面的該至少一目標流體腔室。該至少一磁鐵會被放置在並且會被配置成用以在該至少一柱塞在該泵主體裡面以其往復動作進行擴大與收縮中至少其中一者的期間響應於一相鄰磁場施加一推動作用力在該至少一柱塞上。
於額外的實施例中，本發明包含用於抽吸一目標流體的往復流體泵，其包含：一泵主體；一第一柱塞，用以分離一第一目標流體腔室和該泵主體裡面的一第一驅動流體腔室；一由該第一柱塞攜載的第一磁鐵；一第二柱塞，用以分離一第二目標流體腔室和該泵主體裡面的一第二驅動流體腔室；以及一由該第二柱塞攜載的第二磁鐵。
於額外的實施例中，本發明包含用以在至少兩條導管之間轉換加壓流體之流動的梭動閥。該梭動閥包含：一閥主體；一捲軸，其會被設置在該閥主體裡面並且會被配置成用以在該閥主體裡面的一第一位置與一第二位置之間移動；一流體入口；一第一流體出口；以及一第二流體出口。當該捲軸被設置在該閥主體裡面的該第一位置中時，在該流體入口與該第一流體出口之間會提供流體交換而在該流體入口與該第二流體出口之間會禁止流體交換。當該捲軸被設置在該閥主體裡面的該第二位置中時，在該流體入口與該第二流體出口之間會提供流體交換而在該流體入口與該第一流體出口之間會禁止流體交換。該梭動閥進一步包含由該捲軸所攜載的至少一磁鐵。該至少一磁鐵會被放置在並且會被配置成用以響應於一相鄰磁場而在該捲軸上施加一推動作用力。
又，於進一步的實施例中，本發明包含用於抽吸一目標流體的往復流體泵，其包含：一泵主體；位於該泵主體裡面的至少一目標流體腔室；位於該泵主體裡面的至少一驅動流體腔室；以及至少一柱塞，其至少部分位於該泵主體裡面並且用以分離該至少一目標流體腔室與該至少一驅動流體腔室。該至少一柱塞會被配置成用以響應於該至少一驅動流體腔室裡面的一驅動流體的加壓與降壓而以往復動作來進行擴大與收縮，以便在該往復流體泵的操作期間抽吸目標流體經過該泵主體裡面的該至少一目標流體腔室。該等泵還進一步包含一梭動閥，用以在至少兩條導管之間轉換加壓驅動流體的流動，該等至少兩條導管中的至少其中一條導管會通往該至少一驅動流體腔室。該梭動閥包含：一閥主體；一捲軸，其會被設置在該閥主體裡面並且會被配置成用以在該閥主體裡面的一第一位置與一第二位置之間移動；一流體入口；一第一流體出口；以及一第二流體出口。當該捲軸被設置在該閥主體裡面的該第一位置中時，在該流體入口與該第一流體出口之間會提供流體交換而在該流體入口與該第二流體出口之間會禁止流體交換。當該捲軸被設置在該閥主體裡面的該第二位置中時，在該流體入口與該第二流體出口之間會提供流體交換而在該流體入口與該第一流體出口之間會禁止流體交換。至少一磁鐵會由該捲軸來攜載。該至少一磁鐵會被放置在並且會被配置成用以響應於一相鄰磁場而在該捲軸上施加一推動作用力。
本發明的額外實施例包含用於形成往復流體泵的方法。根據此等方法，至少一目標流體腔室會被形成在一泵主體裡面，至少一柱塞會至少部分被提供在該泵主體裡面並且會配置成用於以往復動作來進行擴大與收縮，以便在該往復流體泵的操作期間抽吸流體經過該泵主體裡面的該至少一目標流體腔室。至少一磁鐵會被附接至該至少一柱塞並且會被放置在且被配向成用以在該至少一柱塞響應於一相鄰磁場而在該泵主體裡面以往復動作進行擴大與收縮時施加一推動作用力在該至少一柱塞上。
又，本發明的進一步實施例包含用於形成梭動閥以便在至少兩條導管之間轉換加壓流體之流動的方法。根據此等方法，一磁鐵會被附接至一捲軸，而且該捲軸會被設置在一閥主體裡面並且會被配置成可於一第一位置與一第二位置之間在該閥主體裡面移動。該捲軸與該閥主體會被配置成當該捲軸被設置在該閥主體裡面的該第一位置中時用以在一流體入口與一第一流體出口之間提供流體交換而在該流體入口與一第二流體出口之間禁止流體交換。該捲軸與該閥主體會進一步被配置成當該捲軸被設置在該閥主體裡面的該第二位置中時用以在該流體入口與該第二流體出口之間提供流體交換而在該流體入口與該第一流體出口之間禁止流體交換。
本發明的額外實施例包含抽吸流體的方法，其中，一柱塞會延伸在一泵主體裡面並且響應於延伸該柱塞於該泵主體裡面而吸取一目標流體至該泵主體裡面的一目標流體腔室之中。該柱塞會在該泵主體裡面收縮而且一目標流體會響應於收縮該泵主體裡面的該柱塞而從該泵主體裡面的該目標流體腔室處排出。一推動作用力會利用由該柱塞所攜載的一磁鐵以及一位於該磁鐵近端的磁場被施加在該柱塞上。
因此，雖然本文已經在隨附的圖式中說明及顯示特定的實施例；不過，此等實施例僅係解釋而並非限制本發明的範疇，而且本發明並不受限於本文所示及所述的特定構造與排列，因為熟習本技術的人士便會明白已述實施例的各種其它新增例與修正例以及刪修例。舉例來說，配合其中一實施例所述的元件或特點亦可以被施行在其它實施例之中，其並不會脫離本發明的範疇。所以，本發明的範疇僅係由申請專利範圍以及它們的合法等效範圍來限定。
本文中所提出的例圖於某些情況中可能並非任何特殊往復流體泵或其器件的真實圖式，而可能僅係運來說明本發明之實施例的理想化代表圖。除此之外，圖式之間相同的元件還可能會保有相同的數值代表符。
熟習本技術的人士便會瞭解，本文中所使用的「實質上」一詞意謂著並且包含該給定參數、特性、或者條件雖然被符合，但是卻有小小程度的變異，例如，落在可接受的製造公差裡面。
本文中所使用的「磁鐵」一詞意謂著並且包含會產生磁場的任何物體或裝置。磁鐵包含永久性磁鐵以及電磁性裝置。
本文中所使用的「永久性磁鐵」一詞意謂著並且包含包括一會被磁化並產生自己的持續性磁場的材料的任何裝置。
本文中所使用的「電磁性裝置」一詞意謂著並且包含被用來藉由流動經過一傳導電線或其它結構的電流而產生一磁場的任何裝置。
本文中所使用的「磁性材料」一詞意謂著並且包含會變更及/或回應於該磁性材料近端之磁場的任何材料。舉例來說，一「磁性材料」可能包括磁鐵及鐵磁性(ferrous)材料中的至少其中一者。
本文中所使用的「非磁性材料」一詞意謂著並且包含不會變更及/或回應於該非磁性材料近端之磁場的任何材料。舉例來說，一「非磁性材料」可能包括聚合物。
本文中在引述相對於一可移動元件所攜載之磁鐵的磁場位置時所使用的「近端(proximate)」及「鄰近(adjacent)」等用詞意謂著並且包含某個距離，和該可移動元件相關聯的磁鐵會在該距離內對該元件施加一可感知的推力。
圖1所示的係本發明的一往復流體泵100的一實施例。於某些實施例中，該往復流體泵100會被配置成用以利用一加壓驅動流體(例如，舉例來說，壓縮氣體(舉例來說，空氣))來抽吸一目標流體，例如，舉例來說，液體(舉例來說，水、油、酸、...等)、氣體、或粉末狀物質。因此，於某些實施例中，該往復流體泵100可能包括一氣動式操作液體泵。
該往復流體泵100包含一泵主體102，其可能包括可以被組裝在一起用以形成該泵主體102的二或多個器件。舉例來說，該泵主體102可能包含：一中央主體104；一第一末端件106，其可被附接至該中央主體104的第一側；以及一第二末端件108，其可被附接至該中央主體104的反向第二側。
圖2包含該往復流體泵100的一概略剖面示意圖。如圖2中所示，該泵主體102之中可能包含一第一腔室110以及一第二腔室112。一第一柱塞120可能會被設置在該第一腔室110裡面，而一第二柱塞122可能會被設置在該第二腔室112裡面。該等柱塞120、122可能各自由一撓性聚合物材料所構成並且包括一撓性聚合物材料(舉例來說，一彈性體或是一熱塑性材料)。如下面進一步的詳細討論，舉例來說，該等柱塞120、122中的每一者可能包括一隔膜或一風箱(如圖中所示)，俾使得當該往復流體泵100在其操作期間循環移動時(也就是，在圖2之透視圖中的左右水平方相中)該等柱塞120、122可以縱向延伸與收縮。該第一柱塞120可能會將該第一腔室110分成該第一柱塞120之第一側的第一目標流體腔室126以及該第一柱塞120的反向第二側的第一驅動流體腔室127。同樣地，該第二柱塞122可能會將該第二腔室112分成該第二柱塞122之第一側的第二目標流體腔室128以及該第二柱塞122的反向第二側的第二驅動流體腔室129。
該第一柱塞120的一周圍邊緣可能會被附接至該泵主體102，並且可能會在該泵主體102與該第一柱塞120之間提供一流體緊密封條。同樣地，該第二柱塞122的一周圍邊緣可能會被附接至該泵主體102，並且可能會在該泵主體102與該第二柱塞122之間提供一流體緊密封條。該往復流體泵100包含一目標流體入口114以及一目標流體出口116。在該往復流體泵100的操作期間，目標流體可以經由該目標流體入口114被吸入該往復流體泵100之中並且經由該目標流體出口116被排出該往復流體泵100。
一第一目標流體入口130可能會被提供在該泵主體102之中，其會從該目標流體入口114經由該泵主體102通往該第一目標流體腔室126之中；而一第一目標流體出口134可能會被提供在該泵主體102之中，其會從該第一目標流體腔室126流出經由該泵主體102通往該目標流體出口116。同樣地，一第二目標流體入口132可能會被提供在該泵主體102之中，其會從該目標流體入口114經由該泵主體102通往該第二目標流體腔室128之中；而一第二目標流體出口136可能會被提供在該泵主體102之中，其會從該第二目標流體腔室128流出經由該泵主體102通往該目標流體出口116。再者，一第一目標流體入口檢查閥131可能會被提供在該第一目標流體入口130近端，用以確保流體能夠經由該第一目標流體入口130流入該第一目標流體腔室126之中，但是卻無法經由該第一目標流體入口130流出該第一目標流體腔室126。一第一目標流體出口檢查閥135可能會被提供在該第一目標流體出口134近端，用以確保流體能夠經由該第一目標流體出口134流出該第一目標流體腔室126，但是卻無法經由該第一目標流體出口134流入該第一目標流體腔室126之中。同樣地，一第二目標流體入口檢查閥133可能會被提供在該第二目標流體入口132近端，用以確保流體能夠經由該第二目標流體入口132流入該第二目標流體腔室128之中，但是卻無法經由該第二目標流體入口132流出該第二目標流體腔室128。一第二目標流體出口檢查閥137可能會被提供在該第二目標流體出口136近端，用以確保流體能夠經由該第二目標流體出口136流出該第二目標流體腔室128，但是卻無法經由該第二目標流體出口136流入該第二目標流體腔室128之中。每一個該等檢查閥131、133、135、以及137可以係在其中一個方向中允許流動並且在反向的方向中限制流動的任何合宜的閥門，例如，舉例來說，球狀檢查閥、隔膜檢查閥、磁鐵檢查閥、…等。
圖3所示的係本發明的一磁鐵檢查閥230的一實施例，其運用一或多個磁鐵來幫助在至少一個方向中限制流動。該磁鐵檢查閥230可能包含一具有一閥基座233的閥殼體232。一球體234可能會被配置成用以密封該閥殼體232的閥基座233，以便在至少一個方向(舉例來說，在圖3的透視圖中從左至右)中限制流動經過該閥殼體232。該球體234可能包括一磁鐵及/或一磁性材料(舉例來說，鐵磁性材料)。舉例來說，該球體234可能包含一被非磁性材料(舉例來說，聚合物)包圍的內部磁鐵236。於其它實施例中，整個球體234可能係由一磁鐵所組成。該磁鐵檢查閥230可能還包含一外部磁鐵238，其會被配置成用以磁性拉引該球體234，以便強制其抵頂該閥基座233。該外部磁鐵238可能包括一永久性磁鐵或是一電磁性裝置。舉例來說，但是沒有任何限制意義，該外部磁鐵238可能會圍繞該閥殼體232的一外表面。該磁鐵檢查閥230的配置可能會被設計成允許流動在預設的壓力及/或流動速率處從右至左(在圖3的透視圖中)經過該磁鐵檢查閥230。舉例來說，當在該球體234的右側(在圖3的透視圖中)有足夠的流體壓力存在時，該外部磁鐵238與該內部磁鐵236之間的磁作用力便可被克服，而且該球體234可能會被強制遠離該閥基座233，以便張開該磁鐵檢查閥230並且允許流動通過。當此壓力及/或流動下降至特定位準時，該外部磁鐵238可能會拉引該球體234的內部磁鐵236，而該球體234便可能會再度密封該閥基座233。依此方式，該內部磁鐵236與該外部磁鐵238可以運作以限制流動從左至右(在圖3的透視圖中)經過該磁鐵檢查閥230。
圖3中雖然以球體234(其會密封該閥基座233以便閉合該磁鐵檢查閥230)為範例來顯示該磁鐵檢查閥230；不過，本發明並不受限於此。舉例來說，本發明的磁鐵檢查閥可能係一包含至少一磁鐵的隔膜或其它類型的檢查閥，該至少一磁鐵會被配置成用以幫助密封該檢查閥並且在至少一個方向中限制流動經過。
再次參考圖2，分別通往該第一目標流體腔室126與該第二目標流體腔室128的目標流體入口130、132可以和目標流體入口114進行流體交換，而分別從該第一目標流體腔室126與該第二目標流體腔室128流出的目標流體出口134、136則可以和目標流體出口116進行流體交換，俾使得目標流體可以從單一流體源處經由該目標流體入口114被吸入該往復流體泵100之中，而且目標流體可以經由該目標流體出口116被排出該往復流體泵100。
在上面所述的配置中，該第一柱塞120能夠在圖2的透視圖中於向右的方向中延伸並且於向左的方向中收縮。同樣地，該第二柱塞122能夠在圖2的透視圖中於向左的方向中延伸並且於向右的方向中收縮。
當該第一柱塞120延伸而該第二柱塞122收縮時，該第一驅動流體腔室127的體積會增加，該第一目標流體腔室126的體積會縮小，該第二目標流體腔室128的體積會增加，而該第二驅動流體腔室129的體積會縮小。因此，目標流體可以經由該第一目標流體出口134被排出該第一目標流體腔室126，而且目標流體可以經由該第二目標流體入口132被吸入該第二目標流體腔室128之中。藉由在該第一驅動流體腔室127裡面提供加壓驅動流體，該第一柱塞120可能會延伸而該第二柱塞122可能會收縮。一或多個磁性裝置可以用來響應於該第一柱塞120的延伸而壓縮或至少幫助壓縮該第二柱塞122，如下面的進一步詳細討論。
相反地，當該第二柱塞122延伸而該第一柱塞120收縮時，該第二驅動流體腔室129的體積會增加，該第二目標流體腔室128的體積會縮小，該第一目標流體腔室126的體積會增加，而該第一驅動流體腔室127的體積會縮小。因此，目標流體可以經由該第二目標流體出口136被排出該第二目標流體腔室128，而且目標流體可以經由該第一目標流體入口130被吸入該第一目標流體腔室126之中。藉由在該第二驅動流體腔室129裡面提供加壓驅動流體，該第二柱塞122可能會延伸而該第一柱塞120可能會收縮。一或多個磁性裝置可以用來響應於該第二柱塞122的延伸而壓縮或至少幫助壓縮該第一柱塞120，如下面的進一步詳細討論。
如圖2中所示，該往復流體泵100可能包含一或多個磁鐵。舉例來說，該往復流體泵100可能包含由該第一柱塞120與該第二柱塞122中至少其中一者所攜載的至少一磁鐵，而且該至少一磁鐵可能會被設置在並且會被配置成用以在該第一柱塞120與該第二柱塞122中的至少其中一者響應於一近端磁場(其可能係由另一磁鐵所產生)而在該泵主體102裡面以往復動作進行延伸與收縮時施加一作用力在該柱塞120、122上。該另一磁鐵可能係一永久性磁鐵或是一電磁性裝置，並且可能會被設置在該泵主體102之中或之上或者可能會被設置在該泵主體102的外面。
在圖2的實施例中，該往復流體泵100包含一由該第一柱塞120攜載的第一磁鐵138A、一由該第二柱塞122攜載的第二磁鐵138B、以及一被設置在該泵主體102裡面的第三磁鐵138C。該第三磁鐵138C可能會被設置在該第一柱塞120與該第二柱塞122之間的中央主體104裡面，如圖2中所示。該第三磁鐵138C可能係一永久性磁鐵或是一電磁性裝置。該第一柱塞120可能包括一管狀體，其具有一第一封閉端以及一反向的第二開放端。該第一柱塞120的該管狀體可能在該第一封閉端處具有一末端壁並且具有一從該末端壁處朝該管狀體的該反向第二開放端延伸的側壁。該第一磁鐵138A可能係由該第一柱塞120的該管狀體的該第一封閉端處的該末端壁來攜載。同樣地，該第二柱塞122可能包括一管狀體，其具有一第一封閉端以及一反向的第二開放端。該第二柱塞122的該管狀體可能在該第一封閉端處具有一末端壁並且具有一從該末端壁處朝該管狀體的該反向第二開放端延伸的側壁。該第二磁鐵138B可能係由該第二柱塞122的該管狀體的該第一封閉端處的該末端壁來攜載。
舉例來說，每一個該等磁鐵138A、138B、138C皆可能包括一永久性磁鐵，其至少實質上係由一磁性材料所構成。舉例來說，該磁性材料可能包括稀土元素(也就是，每一個該等磁鐵138A、138B、138C皆可能包括一永久性稀土磁鐵)。在非限制性的範例中，該磁性材料可能包括釤鈷合金以及釹鐵合金中的至少其中一者。於某些實施例中，該泵主體102以及該往復流體泵100中的其它器件(該等磁鐵138A、138B、138C除外)可能至少實質上係由一非磁性材料所構成，例如，聚合物及/或非磁性金屬。舉例來說，但是沒有任何限制意義，此聚合物可能包括下面之中的一或多者：氟聚合物；尼奧普林(neoprene)；丁晴橡膠(buna-N)；M類乙烯-二烯共聚物(ethylene diene M-class，EPDM)；VITON；聚胺基甲酸酯；HYTREL；SANTOPRENE；氟化乙烯-丙烯共聚物(fluorinated ethylene-propylene，FEP)；全氟烷氧基碳氟化合物樹脂(perfluoroalkoxy fluorocarbon resin，PFA)；乙烯-氯三氟乙烯共聚物(ethylene-chlorotrifluoroethylene copolymer，ECTFE)；乙烯-四氟乙烯共聚物(ethylene-tetrafluoroethylene copolymer，ETFE)；尼龍；聚乙烯；聚偏二氟乙烯(polyvinylidene fluoride，PVDF)；NORDELTM ；以及亞硝酸鹽。舉例來說，但是沒有任何限制意義，此非磁性材料可能包括下面之中的一或多者：不鏽鋼；INCONEL；MONEL；HASTELLOY；高鎳含量合金；黃銅；銅；青銅；鋁；以及鋅。
該等磁鐵138A、138B、138C可能會被放置在、會被配向成、並且會被配置成用以在該等柱塞120、122中的每一者在該泵主體102裡面以往復動作進行擴大與收縮時施加一作用力在該等柱塞120、122上。
舉例來說，由該第一柱塞120攜載的第一磁鐵138A可能會被放置在並且會被配向成用以在該第一柱塞120在該泵主體102裡面以往復動作進行擴大與收縮時響應於由該泵主體102裡面的第三磁鐵138C所提供的近端磁場施加一作用力在該第一柱塞120上。舉例來說，由該第一柱塞120攜載的第一磁鐵138A以及被設置在該泵主體102裡面的第三磁鐵138C可能會被放置在該第一柱塞120進行擴大與收縮的共同軸線中並且置中於該共同軸線中，而且可能會被配向成使得該第一磁鐵138A的極性會與該第三磁鐵138C的極性相反。換言之，該第一磁鐵138A的磁性力矩向量可能係延伸在和該第三磁鐵138C的磁性力矩向量反向的方向中。進一步言之，該第一磁鐵138A的磁性力矩向量可能平行於和該第三磁鐵138C的磁性力矩向量共同的軸線(舉例來說，該第一柱塞120進行擴大與收縮的軸線)並且沿著該共同軸線對齊排列。於此配置中，一相斥作用力會被施加在該第一磁鐵138A與該第三磁鐵138C之間，當該第一磁鐵138A與該第三磁鐵138C在該往復流體泵100的操作期間彼此接近時，該相斥作用力的大小將會增加。該第三磁鐵138C可能會被設置在該泵主體102裡面的一固定位置中，俾使得該第三磁鐵138C不會在該往復流體泵100的操作期間移動。因此，當該第一磁鐵138A係由該第一柱塞120攜載時，因該第三磁鐵138C的近端磁場被施加至該第一磁鐵138A的作用力將會被轉移並被施加至該第一柱塞120。因此，一作用力會因該第三磁鐵138C的近端磁場被施加至該第一柱塞120，其會迫使該柱塞120收縮，這會導致該第一目標流體腔室126的體積擴大並且導致該第一驅動流體腔室127的體積縮小。
該第一磁鐵138A與該第三磁鐵138C可能會被配置成使得由該第一磁鐵138A與該第三磁鐵138C作用在該第一柱塞120上的作用力足以在沒有如本文中所述般的該第一驅動流體腔室127的加壓下導致該第一柱塞120收縮，導致該第一目標流體腔室126的體積擴大，並且導致該第一驅動流體腔室127的體積縮小，但是該作用力並不夠高而在如本文中所述般當該第一驅動流體腔室127受到驅動流體加壓時無法防止該第一柱塞120延伸，無法防止該第一目標流體腔室126的體積縮小，並且無法防止該第一驅動流體腔室127的體積擴大。
同樣地，由該第二柱塞122攜載的第二磁鐵138B可能會被放置在並且會被配向成用以在該第二柱塞122在該泵主體102裡面以往復動作進行擴大與收縮時響應於由該泵主體102裡面的第三磁鐵138C所提供的近端磁場施加一作用力在該第二柱塞122上。舉例來說，由該第二柱塞122攜載的第二磁鐵138B以及被設置在該泵主體102裡面的第三磁鐵138C可能會被放置在該第二柱塞122進行擴大與收縮的共同軸線中並且置中於該共同軸線中，而且可能會被配向成使得該第二磁鐵138B的極性會與該第三磁鐵138C的極性相反。換言之，該第二磁鐵138B的磁性力矩向量可能係延伸在和該第三磁鐵138C的磁性力矩向量反向的方向中。進一步言之，該第二磁鐵138B的磁性力矩向量可能平行於和該第三磁鐵138C的磁性力矩向量共同的軸線(舉例來說，該第二柱塞122進行擴大與收縮的軸線)並且沿著該共同軸線對齊排列。於此配置中，一相斥作用力會被施加在該第二磁鐵138B與該第三磁鐵138C之間，當該第二磁鐵138B與該第三磁鐵138C在該往復流體泵100的操作期間彼此接近時，該相斥作用力的大小將會增加。如上面所提，該第三磁鐵138C可能會被設置在該泵主體102裡面的一固定位置中，俾使得該第三磁鐵138C不會在該往復流體泵100的操作期間移動。因此，當該第二磁鐵138B係由該第二柱塞122攜載時，因該第三磁鐵138C的近端磁場被施加至該第二磁鐵138B的作用力將會被轉移並被施加至該第二柱塞122。因此，一作用力會因該第三磁鐵138C的近端磁場被施加至該第二柱塞122，其會迫使該柱塞122收縮，這會導致該第二目標流體腔室128的體積擴大並且導致該第二驅動流體腔室129的體積縮小。
該第二磁鐵138B與該第三磁鐵138C可能會被配置成使得由該第二磁鐵138B與該第三磁鐵138C作用在該第二柱塞122上的作用力足以在沒有如本文中所述般的該第二驅動流體腔室129的加壓下導致該第二柱塞122收縮，導致該第二目標流體腔室128的體積擴大，並且導致該第二驅動流體腔室129的體積縮小，但是該作用力並不夠高而在如本文中所述般當該第二驅動流體腔室129受到驅動流體加壓時無法防止該第二柱塞122延伸，無法防止該第二目標流體腔室128的體積縮小，並且無法防止該第二驅動流體腔室129的體積擴大。
本文中所示與所述的第三磁鐵138C雖然係一磁鐵(舉例來說，一永久性磁鐵、一電磁性裝置)，不過，本發明亦涵蓋其它配置。舉例來說，於某些實施例中，亦可以使用磁性材料(舉例來說，鐵磁性材料)來取代該第三磁鐵138C；或者，除了該第三磁鐵138C之外，亦可以使用磁性材料。
於額外的實施例中，一至少部分位於該泵主體102外面的磁鐵(舉例來說，一永久性磁鐵或是一電磁性裝置)可能會被用來提供該近端磁場，用以產生作用在該第一磁鐵138A與該第一柱塞120之上的作用力以及作用在該第二磁鐵138B與該第二柱塞122之上的作用力。再者，於額外的實施例中，複數個磁鐵可能係由該第一柱塞120與該第二柱塞122中的每一者來攜載。同樣地，複數個磁鐵可能會被用來提供一淨近端磁場，用以產生作用在由該第一柱塞120攜載的該(等)磁鐵之上的作用力以及作用在由該第二柱塞122攜載的該(等)磁鐵之上的作用力。
該第一驅動流體腔室127可能會被加壓驅動流體加壓，其會將該第一柱塞120推向右邊(在圖2的透視圖中)。當該第一柱塞120移往右邊時，該第二驅動流體腔室129會降壓(舉例來說，排氣成環境壓力、低壓、甚至真空)，而且因此，該第二磁鐵138B與該第二柱塞122會響應於由被設置在該泵主體102裡面的第三磁鐵138C所提供的近端磁場被推向右邊。當該第一柱塞120與該第二柱塞122都移到右邊時(在圖2的透視圖中)，該第一目標流體腔室126裡面的任何目標流體便會經由該第一目標流體出口134被排出該第一目標流體腔室126，而且目標流體會經由該第二目標流體入口132被吸入該第二目標流體腔室128之中。
該第二驅動流體腔室129可能會被加壓驅動流體加壓，其會將該第二柱塞122推向左邊(在圖2的透視圖中)。當該第二柱塞122移往左邊時，該第一驅動流體腔室127會降壓(舉例來說，排氣成環境壓力、低壓、甚至真空)，而且因此，該第一磁鐵138A與該第一柱塞120會響應於由被設置在該泵主體102裡面的第三磁鐵138C所提供的近端磁場被推向左邊。當該第一柱塞120與該第二柱塞122都移到左邊時(在圖2的透視圖中)，該第二目標流體腔室128裡面的任何目標流體便會經由該第二目標流體出口136被排出該第二目標流體腔室128，而且目標流體會經由該第一目標流體入口130被吸入該第一目標流體腔室126之中。
因此，為驅動該往復流體泵100的抽吸動作，該第一驅動流體腔室127與該第二驅動流體腔室129可能會以交替或循環的方式被加壓，以便讓該第一柱塞120與該第二柱塞122在該泵主體102裡面來來回回地的往復運動。
該往復流體泵100可能包括一轉換機制，用以在該第一驅動流體腔室127與該第二驅動流體腔室129之間來來回回地轉換加壓驅動流體的流動。舉例來說，該轉換機制可能包括一或多個轉換活塞140、142以及一梭動閥(shuttle valve)170，如下面進一步的詳細討論。
如圖2中所示，一第一轉換活塞140可能會被設置在該泵主體102裡面，接近並且相鄰於該第一柱塞120；一第二轉換活塞142可能會被設置在該泵主體102裡面，接近並且相鄰於該第二柱塞122。該等轉換活塞140、142中的每一者皆可能包括一細長、大體上為圓柱形的主體，其配向大體上平行於該第一柱塞120與該第二柱塞122中的每一者進行延伸與收縮的軸線。
圖4係圖2的一部分的放大圖，圖中包含該第一轉換活塞140。如圖4中所示，兩個凹處143A、143B可能會被提供在延伸貫穿該泵主體102的鑽孔裡面的該泵主體102的壁部中，該第一轉換活塞140係被設置在該鑽孔之中。每一個該等兩個凹處143A、143B皆可能包括一實質上連續的環形凹處，其會延伸圍繞該泵主體102中設置著該第一轉換活塞140的鑽孔。因此，在圖4的剖視圖中會看見每一個該等兩個凹處143A、143B係位於該第一轉換活塞140的上方與下方(在圖4的透視圖中)。一流體導管可能會經由該泵主體102分別通往每一個該等兩個凹處143A、143B。
一第一轉換梭動導管146A可能會延伸在該第一凹處143A與該梭動閥170之間。一第一轉換活塞排氣導管148A可能會從該第二凹處143B延伸至該泵主體102的外部。圖中雖然並未提供第二轉換活塞142的細長圖式；不過，一第二轉換梭動導管146B同樣可能會以和該第一轉換梭動導管146A雷同的方式延伸在該第二轉換活塞142與該梭動閥170之間，而且一第二轉換活塞排氣導管148B亦可能會以和該第一轉換活塞排氣導管148A雷同的方式從該第二轉換活塞142延伸至該泵主體102的外部，如圖4中所示。
繼續參考圖4，一圓柱形插件150可能會被設置在該第一轉換活塞140與該等兩個凹處143A、143B之間。一或多個孔洞152可能會被提供成用以在橫越該第一轉換活塞140之縱軸的每一個平面(其會對齊該等兩個凹處143A、143B中的其中一者)中貫穿該圓柱形插件150。因此，其會經由該圓柱形插件150中的該等孔洞152在該圓柱形插件150的內部以及每一個該等凹處143A、143B之間提供流體交換。再者，複數個環形密封部件(舉例來說，O形環)(圖中並未顯示)會視情況被提供在該圓柱形插件150的外圓柱形表面以及其中設置著該第一轉換活塞140的鑽孔裡面的該泵主體102的相鄰壁部之間，用以防止在該等凹處143A、143B之間經由該圓柱形插件150與該泵主體102之間的任何空間進行流體交換。
當該第一轉換活塞140以往復運動的方式左右移動時(在圖4的透視圖中)，其可能會在該圓柱形插件150的一承載表面154上滑動。作用在該第一磁鐵138A與該第三磁鐵138C之間的磁性作用力可能大體上會傾向於讓該第一柱塞120與該第一腔室110(圖2)產生對齊偏差。於某些實施例中，該承載表面154可能會延伸至左邊與右邊(在圖4的透視圖中)及/或該第一轉換活塞140的直徑與該承載表面154的內部直徑可能會增加，用以提供一更大的表面積讓該第一轉換活塞140可以在上面滑動以便保持該第一柱塞120對齊該第一腔室110。視情況，至少一承載插件(圖中並未顯示)可能會被提供在該承載表面154中，用以最小化該第一轉換活塞140與該承載表面154之間的摩擦。因此，該圓柱形插件150的承載表面154可能會被配置成用以保持該第一柱塞120實質上對齊該第一腔室110並且抵消傾向於讓該第一柱塞120產生對齊偏差的磁性作用力。
該第一轉換活塞140在該第一轉換活塞140的外表面中包括一環形凹處156。該環形凹處156係位於該第一轉換活塞140上，而且長度(也就是，大體上平行於該第一轉換活塞140的縱軸的維度)很長，足以讓該環形凹處156在該第一轉換活塞140的整個運程期間縱向重疊該第二凹處143B。於此配置中，在該環形凹處156裡面包圍該第一轉換活塞140的空間以及該泵主體102的外部之間會經由該第二凹處143B以及該圓柱形插件150中對齊該第二凹處143B的對應孔洞152來提供流體交換，其可幫助該第一轉換活塞140在該泵主體102裡面進行運動。
如圖4中所示，一細長延伸部160可能會被提供在該第一轉換活塞140的第一側，其至少部分會延伸至該第一驅動流體腔室127之中。在該第一轉換活塞140的反向第二側的一肩部表面164旁邊位在該泵主體102裡面的空間162可能會與該第一驅動流體腔室127以及一延伸在該第一驅動流體腔室127和該梭動閥170之間的第一驅動腔室導管180A進行流體交換，如圖2中所示。一第二驅動腔室導管180B可能會以雷同的方式延伸在一位於該第二轉換活塞142的一末端表面旁邊之該泵主體102裡面的空間和該梭動閥170之間，如圖2中所示。
再次參考圖4，該第一轉換活塞140的該細長延伸部160可能會被放置在並且會被配置成使得該第一柱塞120會鄰接該第一轉換活塞140的該細長延伸部160末端。當該第一柱塞120因為該第一驅動流體腔室127的加壓的關係而正在移往右邊時(在圖2與4的透視圖中)，在該第一驅動流體腔室127以及位在該第一轉換活塞140之第二側的肩部表面164旁邊的空間162之間的流體交換可能會強制該第一轉換活塞140的該細長延伸部160的末端抵頂該第一柱塞120並且強制該第一轉換活塞140同樣會移往右邊。當該第一柱塞120因為該第二驅動流體腔室129的加壓的關係而正在移往左邊時(在圖2與4的透視圖中)，該第一柱塞120同樣會被強制抵頂該第一轉換活塞140的該細長延伸部160的末端並且強制該第一轉換活塞140同樣會移往左邊。
當該第一轉換活塞140正在移往右邊時(在圖2與4的透視圖中)，該第一轉換活塞140的肩部表面164最終將會抵達並且通過該泵主體102中的第一凹處143A以及與其對齊的該圓柱形插件150中的孔洞152。於此位置點處，其將會在該第一驅動腔室導管180A以及該第一轉換梭動導管146A之間經由位在該第一轉換活塞140之肩部表面164旁邊的空間162進行流體交換，其會經由該第一轉換梭動導管146A將加壓空氣(或是其它驅動流體)送往該梭動閥170，發出信令告知該第一柱塞120的延伸運程已經結束並且讓該第一柱塞120以及該第二柱塞122開始移到左邊(在圖2與4的透視圖中)，如下面進一步的詳細討論。
圖5係圖2的一部分的放大圖，圖中包含該梭動閥170。如圖5中所示，該梭動閥170包含一梭動閥主體172以及一梭動捲軸174，該梭動捲軸174會被設置在一至少部分延伸穿過該梭動閥主體172的鑿孔裡面。五個凹處176A至176E可能會在其中放置著該梭動捲軸174的鑿孔裡面被提供在該梭動閥主體172的一壁部中。在圖4的剖視圖中會看見每一個該等五個凹處176A至176E係位於該梭動捲軸174的左側與右側(在圖5的透視圖中)。一流體導管可能會經由該梭動閥主體172分別通往每一個該等五個凹處176A至176E。
一驅動流體導管178可能會通往中間的第三凹處176C，如圖5中所示。因此，一加壓驅動流體可能會從一加壓驅動流體源(舉例來說，一壓縮氣體(例如，壓縮空氣)源)處被供應至該第三凹處176C。
一起審視圖2與5便會看見，該第一驅動腔室導管180A可能係延伸在該第四凹處176D與該第一驅動流體腔室127之間，而一第二驅動腔室導管180B則可能會延伸在該第二凹處176B與該第二驅動流體腔室129之間。
一第一梭動閥排氣導管182A可能會從該第一凹處176A延伸至該梭動閥主體172的外部，而一第二梭動閥排氣導管182B可能會從該第五凹處176E延伸至該梭動閥主體172的外部。排氣管或是其它流體導管可視情況被耦合至該等梭動閥排氣導管182A、182B，用以將該驅動流體排放至所希的容器或位置。
該第一轉換梭動導管146A(前面已參考圖2與4說明過)可能係延伸在該第一轉換活塞140旁邊的第一凹處143A以及其中設置著該梭動捲軸174的該梭動閥主體172之中的鑿孔的第一縱向末端之間，而該第二轉換梭動導管146B則可能係延伸在該第二轉換活塞142旁邊的一雷同凹處以及其中設置著該梭動捲軸174的該梭動閥主體172之中的鑿孔的一反向第二縱向末端之間。
如圖5中所示，一圓柱形插件190可能會被設置在該梭動捲軸174以及其中設置著該梭動捲軸174的該梭動閥主體172的壁部之中的該等五個凹處176A至176E之間。該圓柱形插件190可能包括一或多個孔洞192，它們會在橫越該梭動捲軸174之軸線和該等五個凹處176A至176E對齊的平面中延伸貫穿該圓柱形插件190。因此，其會經由該圓柱形插件190中的該等孔洞192在該圓柱形插件190的內部以及每一個該等凹處176A至176E之間提供流體交換。再者，複數個環形密封部件(舉例來說，O形環)(圖中並未顯示)會視情況被提供在該圓柱形插件190的外圓柱形表面以及其中設置著該圓柱形插件190的鑽孔裡面的該梭動閥主體172的相鄰壁部之間，用以防止在任何該等凹處176A至176E之間經由該圓柱形插件190與該梭動閥主體172之間的任何空間進行流體交換。
該梭動捲軸174在該梭動捲軸174的外表面中包括一第一環形凹處196A、一第二環形凹處196B、以及一第三環形凹處196C。該梭動捲軸174的外表面中該第一環形凹處196A、該第二環形凹處196B、以及該第三環形凹處196C彼此會被環形脊部197分離。再者，一環形第一末端脊部198A會被提供在該第一環形凹處196A之縱向側上該梭動捲軸174的外表面之中，和與該第一環形凹處196A相鄰的環形脊部197反向；而一環形第二末端脊部198B會被提供在該第三環形凹處196C之縱向側上該梭動捲軸174的外表面之中，和與該第三環形凹處196C相鄰的中央環形脊部197反向。
該第一環形凹處196A、該第二環形凹處196B、以及該第三環形凹處196C中的每一者的長度(也就是，大體上平行於該梭動捲軸174的縱軸的維度)很長，足以在該梭動捲軸174的至少其中一個位置中至少部分縱向重疊該等五個凹處176A至176E中的兩個相鄰凹處。舉例來說，當該梭動捲軸174位在圖5中所示的位置中時，該第一環形凹處196A會延伸至並且僅至少部分重疊該第一凹處176A，該第二環形凹處196B會延伸至並且至少部分重疊該第二凹處176B與該第三凹處176C，而且該第三環形凹處196C會延伸至並且至少部分重疊該第四凹處176D和該第五凹處176E中的每一者。於此配置中，會經由該第三凹處176C、和該第三凹處176C對齊的該圓柱形插件190之中的孔洞192、該梭動捲軸174之中的第二環形凹處196B、和該第二凹處176B對齊的該圓柱形插件190之中的孔洞192、以及該第二凹處176B在該驅動流體導管178以及該第二驅動腔室導管180B之間提供流體交換。另外，於此配置中，還會經由該第四凹處176D、和該第四凹處176D對齊的該圓柱形插件190之中的孔洞192、該梭動捲軸174之中的第三環形凹處196C、和該第五凹處176E對齊的該圓柱形插件190之中的孔洞192、以及該第五凹處176E在該第一驅動腔室導管180A與該第二梭動閥排氣導管182B之間提供流體交換。
一起審視圖2、4以及5便會看見，藉由從該驅動流體導管178經由該梭動閥170將一加壓驅動流體送往該第一驅動腔室導管180A，經由該第一驅動流體腔室127及經由該第一轉換梭動導管146A送往該梭動捲軸174的第二末端，該梭動捲軸174便可以被移到圖5中所示的位置。因此，於某些實施例中，藉由施加正向壓力至該梭動捲軸174的其中一縱向末端表面，同時提供環境(大氣)壓力至該梭動捲軸174的反向縱向末端表面，該梭動捲軸174便會在梭動閥主體172裡面來來回回地移動。當該梭動捲軸174移到圖5中所示的位置時，在該梭動捲軸174的第一末端旁邊以及該第二轉換梭動導管146B裡面的任何流體(舉例來說，氣體，例如，空氣)便可以經由該第一梭動閥排氣導管182A被排放至周遭環境。藉由保持該梭動捲軸174的第二末端處(以及該第一轉換梭動導管146A裡面)的正向壓力及/或藉由使用一或多個棘爪機制，該梭動捲軸174便可以保持在圖5中所示的位置處。
根據本發明的某些實施例，該梭動閥170可能包含由該梭動捲軸174攜載的至少一磁鐵。該至少一磁鐵可能會被放置在、會被配向成、並且會被配置成用以和上面配合磁鐵138A、138B、138C以及該等柱塞120、122所述雷同的方式響應於一近端磁場施加一作用力在該梭動捲軸174上。
舉例來說，如圖5中所示，該梭動閥170可能包含一由該梭動捲軸174攜載的第一磁鐵200A。於某些實施例中，該第一磁鐵200A可能會被放置在該梭動捲軸174的一末端近端，如圖5中所示；不過，於其它實施例中，該第一磁鐵200A亦可被放置在該梭動捲軸174長度中的任何位置處。
該梭動閥170可能包含至少一額外的磁鐵，其會被放置在、會被配向成、並且會被配置成用以在包圍該第一磁鐵200A的區域中提供一近端磁場。舉例來說，一第二磁鐵200B可能會被放置在該梭動閥170的該梭動閥主體172裡面。該第二磁鐵200B可能會被放置在該梭動閥主體172的一末端近端，對應於其中設置著該第一磁鐵200A的該梭動捲軸174的末端，如圖5中所示。
一視情況被提供在該梭動捲軸174中和該第一磁鐵200A反向的末端處的第三磁鐵200C以及一第四磁鐵200D視情況可能會被放置在該梭動閥170的該梭動閥主體172裡面，靠近該梭動閥主體172的一末端，對應於其中設置著該第三磁鐵200C的該梭動捲軸174的末端，如圖5中所示。
舉例來說，每一個該等磁鐵200A至200D可能皆包括一至少實質上由一磁性材料所構成的永久性磁鐵。舉例來說，該磁性材料可能包括稀土元素(也就是，每一個該等磁鐵200A至200D皆可能包括一永久性稀土磁鐵)。在非限制性的範例中，該磁性材料可能包括釤鈷合金以及釹鐵合金中的至少其中一者。於某些實施例中，每一個該等磁鐵200A至200D皆可能包括一電磁性裝置。於某些實施例中，該梭動閥主體172以及該梭動閥170(該等磁鐵200A至200D除外)可能至少實質上係由一非磁性材料所構成，例如，聚合物及/或非磁性金屬。舉例來說，但是沒有任何限制意義，此聚合物可能包括下面之中的一或多者：氟聚合物；尼奧普林(neoprene)；丁晴橡膠(buna-N)；M類乙烯-二烯共聚物(EPDM)；VITON；聚胺基甲酸酯；HYTREL；SANTOPRENE；氟化乙烯-丙烯共聚物(FEP)；全氟烷氧基碳氟化合物樹脂(PFA)；乙烯-氯三氟乙烯共聚物(ECTFE)；乙烯-四氟乙烯共聚物(ETFE)；尼龍；聚乙烯；聚偏二氟乙烯(PVDF)；NORDELTM ；以及亞硝酸鹽。舉例來說，但是沒有任何限制意義，此非磁性材料可能包括下面之中的一或多者：不鏽鋼；INCONEL；MONEL；HASTELLOY；高鎳含量合金；黃銅；銅；青銅；鋁；以及鋅。
該等磁鐵200A至200D可能會被放置在、會被配向成、並且會被配置成用以在該梭動捲軸174在該梭動閥主體172裡面來來回回地移動時施加一作用力在該梭動捲軸174。該第一磁鐵200A與該第三磁鐵200C可能會被放置在、會被配向成、並且會被配置成用以響應於由該第二磁鐵200B與該第四磁鐵200D所提供的近端磁場而將該梭動捲軸174偏移至該梭動閥主體172裡面的至少其中一位置。
舉例來說，由該梭動捲軸174攜載的第一磁鐵200A可能會被放置在、會被配向成、並且會被配置成用以在該梭動捲軸174於該梭動閥主體172裡面來來回回地滑動時響應於由該梭動閥主體172裡面的第二磁鐵200B所提供的近端磁場施加一作用力在該梭動捲軸174上。舉例來說，由該梭動捲軸174攜載的第一磁鐵200A以及被設置在該梭動閥主體172裡面的第二磁鐵200B可能會被放置在該梭動捲軸174進行其操作的共同軸線中並且置中於該共同軸線中，而且可能會被配向成使得該第一磁鐵200A的極性會與該第二磁鐵200B的極性相反。換言之，該第一磁鐵200A的磁性力矩向量可能係延伸在和該第二磁鐵200B的磁性力矩向量反向的方向中。進一步言之，該第一磁鐵200A的磁性力矩向量可能平行於和該第二磁鐵200B的磁性力矩向量共同的軸線(舉例來說，該梭動捲軸174滑動的軸線)並且沿著該共同軸線對齊排列。於此配置中，一相斥作用力會被施加在該第一磁鐵200A與該第二磁鐵200B之間，當該第一磁鐵200A與該第二磁鐵200B在該梭動閥170的操作期間彼此接近時，該相斥作用力的大小將會增加。該第二磁鐵200B可能會被設置在該梭動閥主體172裡面的一固定位置中，俾使得該第二磁鐵200B不會在該梭動閥170的操作期間移動。因此，當該第一磁鐵200A係由該梭動捲軸174攜載時，因該第二磁鐵200B的近端磁場被施加至該第一磁鐵200A的作用力將會被轉移並被施加至該梭動捲軸174。因此，一作用力會因該第二磁鐵200B的近端磁場被施加至該梭動捲軸174，其會迫使該梭動捲軸174朝圖5中所示的位置滑動。
同樣地，由該梭動捲軸174攜載的第三磁鐵200C可能會被放置在、會被配向成、並且會被配置成用以在該梭動捲軸174於該梭動閥主體172裡面來來回回地滑動時響應於由該梭動閥主體172裡面的第四磁鐵200D所提供的近端磁場施加一作用力在該梭動捲軸174上。舉例來說，由該梭動捲軸174攜載的第三磁鐵200C以及被設置在該梭動閥主體172裡面的第四磁鐵200D可能會被放置在該梭動捲軸174進行擴大與收縮的共同軸線中並且置中於該共同軸線中，而且可能會被配向成使得該第三磁鐵200C的極性會與該第四磁鐵200D的極性相同。換言之，該第三磁鐵200C的磁性力矩向量可能係延伸在和該第四磁鐵200D的磁性力矩向量延伸的相同方向中。進一步言之，該第三磁鐵200C的磁性力矩向量可能平行於和該第四磁鐵200D的磁性力矩向量共同的軸線(舉例來說，該梭動捲軸174滑動的軸線)並且沿著該共同軸線對齊排列。於此配置中，一相吸作用力會被施加在該第三磁鐵200C與該第四磁鐵200D之間，當該第三磁鐵200C與該第四磁鐵200D在該梭動閥170的操作期間彼此接近時，該相吸作用力的大小將會增加。該第四磁鐵200D可能會被設置在該梭動閥主體172裡面的一固定位置中，俾使得該第四磁鐵200D不會在該梭動閥170的操作期間移動。因此，當該第三磁鐵200C係由該梭動捲軸174攜載時，因該第四磁鐵200D的近端磁場被施加至該第三磁鐵200C的作用力將會被轉移並被施加至該梭動捲軸174。因此，一作用力會因該第四磁鐵200D的近端磁場被施加至該梭動捲軸174，其會進一步迫使該梭動捲軸174朝圖5中所示的位置滑動。
該等磁鐵200A至200D可能會被配置成使得由該等磁鐵200A至200D作用在該梭動捲軸174上的作用力足以在沒有該第二轉換梭動導管146B的加壓下導致該梭動捲軸174朝圖5中所示的位置滑動，但是該作用力並不夠高而在如本文中所述般當該第二轉換梭動導管146B受到該驅動流體加壓時無法抵抗該等磁鐵200A至200D的作用力以防止該梭動捲軸174向上滑動(在圖5的透視圖中)。
於額外的實施例中，用於施加一作用力至由該梭動捲軸174攜載之磁鐵(舉例來說，該第一磁鐵200A與該第三磁鐵200C)的近端磁場可能至少部分由被定位在該梭動閥主體172外面的一或多個磁鐵來提供。舉例來說，如圖5中所示，一磁鐵210可能會被提供在該梭動閥主體172的外面並且被用來在包圍由該梭動捲軸174所攜載的至少一磁鐵(舉例來說，該第一磁鐵200A與該第三磁鐵200C)的區域中提供一近端磁場。該磁鐵210可以用來取代該梭動閥主體172裡面被用來產生該近端磁場的任何磁鐵，或者，除了該梭動閥主體172裡面被用來產生該近端磁場的任何磁鐵以外亦可以使用該磁鐵210來施加一作用力至由該梭動捲軸174所攜載的該等磁鐵。於某些實施例中，該磁鐵210可能包括一電磁性裝置，例如，一電線圈(也就是，一被纏繞在一線圈中的傳導線或電線)。該電線圈可能會圍繞該梭動閥主體172的至少一部分，如圖5中所示。於額外的實施例中，該磁鐵210可能包括被放置在該梭動閥主體172外面的一或多個永久性磁鐵，它們會被放置在、會被配向成、並且會被配置成用以產生一所希的電場，以便施加作用力至由該梭動捲軸174所攜載的磁鐵(舉例來說，該第一磁鐵200A與該第三磁鐵200C)。
當該梭動捲軸174不慎停止在其兩個操作位置(該梭動閥主體172裡面之鑿孔的縱向末端)之間的一中間位置處時如同圖5中所示的梭動閥可能很容易因為拋錨而受到破壞，因此，驅動流體會受阻而無法從該驅動流體導管178經由該梭動閥主體172通往該等第一驅動腔室導管180A與第二驅動腔室導管180B中的任一者，或者，驅動流體會從該驅動流體導管178經由該梭動閥主體172以至少實質上均等的方式通往該等第一驅動腔室導管180A與第二驅動腔室導管180B中的每一者。藉由使用一或多個磁鐵(例如，磁鐵200A至200D)來將該梭動捲軸174偏移至該梭動捲軸174的該等兩個操作位置中其中一者，便可以減少或者至少實質上消除此拋錨的發生機率。
為幫助完全理解該往復流體泵100的操作，下面會說明該往復流體泵100的一完全抽吸循環(其包含該等柱塞120、122中每一者的向左運程以及向右運程)。
該往復流體泵100的一循環可能會開始於該梭動閥170的梭動捲軸174位於圖2與5中所示的位置中時。如先前所述，在該梭動捲軸174移動到圖2與5中所示的位置中時，加壓驅動流體便會從該驅動流體導管178(圖2與5)處流出運行圍繞其中的第二環形凹處196B裡面的梭動捲軸174並且進入該第二驅動腔室導管180B之中。該加壓驅動流體會經由該第二驅動腔室導管180B流到該第二驅動流體腔室129(圖2)，其會將該第二柱塞122推往左邊(在圖2的透視圖中)。當該第二柱塞122移到左邊時，第一驅動流體腔室127會降壓(舉例來說，排氣成環境壓力、低壓、甚至真空)，而且因此，該第一磁鐵138A與該第一柱塞120會響應於由被設置在該泵主體102裡面的第三磁鐵138C所提供的近端磁場被推向左邊。當該第一柱塞120與該第二柱塞122都移到左邊時(在圖2的透視圖中)，該第二目標流體腔室128裡面的任何目標流體便會經由從該第二目標流體腔室128送出的第二目標流體出口136被強制送出該第二目標流體腔室128，而且目標流體會經由通往該第一目標流體腔室126的該第一目標流體入口130被吸入該第一目標流體腔室126之中。
當該向左運程繼續進行時，該第二轉換活塞142會被空間162(圖2)裡面的加壓驅動流體推到左邊，而該第一轉換活塞140則會被該第一柱塞120推到左邊。此向左運程會繼續進行，直到該第二轉換活塞142被移到左邊夠遠處而可以讓該空間162裡面的加壓驅動流體通往該第二轉換梭動導管146B之中為止。當該加壓驅動流體進入該第二轉換梭動導管146B時，一加壓驅動流體脈衝會經由該第二轉換梭動導管146B流到該梭動閥170裡面的梭動捲軸174的第一末端，其會導致該梭動捲軸174在該梭動閥主體172裡面滑動(也就是，朝圖2與5之透視圖中的梭動閥170的頂端)。
雖然圖中並未顯示該梭動捲軸174被定位在該梭動閥主體172裡面的鑽孔的反向端處；不過，應該明白的係，當該梭動捲軸174被移到該梭動閥主體172裡面的鑽孔的反向端時，經由該驅動流體導管178進入該梭動閥170的加壓驅動流體便會從該第二驅動腔室導管180B轉向至該第一驅動腔室導管180A。換言之，在該梭動捲軸174移動到該梭動閥主體172的反向端時，加壓驅動流體便會從該驅動流體導管178流出，經過該梭動捲軸174中的第二環形凹處196B、並且經過該第一驅動腔室導管180A前往該第一驅動流體腔室127(圖2)，其會將該第一柱塞120推向右邊(在圖2的透視圖中)。當該第一柱塞120移到右邊時，該第二驅動流體腔室129會降壓(舉例來說，排氣成環境壓力、低壓、甚至真空)，而且因此，該第二磁鐵138B與該第二柱塞122會響應於由被設置在該泵主體102裡面的第三磁鐵138C所提供的近端磁場被推向右邊。當該第一柱塞120與該第二柱塞122都移到右邊時(在圖2的透視圖中)，該第一目標流體腔室126裡面的目標流體便會經由從該第一目標流體腔室126送出的第一目標流體出口134被強制送出該第一目標流體腔室126，而且目標流體會經由通往該第二目標流體腔室128的個別第二目標流體入口132被吸入該第二目標流體腔室128之中。
此向右運程會繼續進行，直到該第一轉換活塞140移到右邊(在圖2與4的透視圖中)夠遠處而可以讓該第一驅動流體腔室127裡面的加壓驅動流體進入該第一轉換梭動導管146A之中為止，其會導致該梭動捲軸174返回圖2與5中所示的位置為止，從而完成該往復流體泵100的一個完整循環，於此時點處，一新的循環便會開始。此往復動作可以持續進行，其會導致目標流體至少實質上持續流動經過該往復流體泵100。
圖2與5的梭動閥170可被稱為氣動式開關，用以在往復動作中改變該往復流體泵100的該等第一轉換活塞140與第二轉換活塞142的移動方向。於額外的實施例中，除了該梭動閥170，還可以使用一機械式、電氣式、或是其它氣動式開關(圖中並未顯示)來改變該等第一轉換活塞140與第二轉換活塞142的移動方向；或者，利用該機械式、電氣式、或是其它氣動式開關(圖中並未顯示)來取代該梭動閥170。舉例來說，一鄰近性開關(舉例來說，一機械性開關、一光學性開關、一光纖開關)可能會感測該第一轉換活塞140的位置並且發信告知一轉換機制，用以在該往復動作中改變該第一轉換活塞140的移動的方向。
圖1、2、4、以及5的往復流體泵100雖然包含三個磁鐵138A、138B、138C用以在其操作期間施加作用力至該第一柱塞120以及該第二柱塞122；不過，本發明的額外實施例亦可能包含三個以下的此等磁鐵，或者三個以上的此等磁鐵。
圖6所示的係一往復流體泵250的另一實施例，其至少實質上雷同於該往復流體泵100，不過，該往復流體泵250僅包含一由該第一柱塞120所攜載的第一磁鐵138A以及一由該第二柱塞122所攜載的第二磁鐵138B，但是在該泵主體102裡面卻不包含任何額外的磁鐵，例如，圖2中所示的第三磁鐵138C。於此實施例中，該第一磁鐵138A與該第二磁鐵138B會被放置在、會被配向成、並且會被配置成用以在該等柱塞120、122於該泵主體102裡面以該往復動作進行擴大與收縮時響應於由該第一磁鐵138A與該第二磁鐵138B中每一者所提供的近端磁場在該第一磁鐵138A與該第二磁鐵138B之間造成一相斥作用力。
在圖6的實施例中，由該第一柱塞120所攜載的該第一磁鐵138A可能會被放置在並且會被配向成用以響應於由該第二柱塞122所攜載的第二磁鐵138B所提供的近端磁場在該第一柱塞120上施加一作用力，而且由該第二柱塞122所攜載的第二磁鐵138B可能會被放置在並且會被配向成用以響應於由該第一柱塞120所攜載的第一磁鐵138A所提供的近端磁場在該第二柱塞122上施加一作用力。由該第一柱塞120所攜載的第一磁鐵138A以及由該第二柱塞122所攜載的第二磁鐵138B可能會被放置在該第一柱塞120與該第二柱塞122進行擴大與收縮的共同軸線中並且置中於該共同軸線中，而且可能會被配向成使得該第一磁鐵138A的極性會與該第二磁鐵138B的極性相反。換言之，該第一磁鐵138A的磁性力矩向量可能係延伸在和該第二磁鐵138B的磁性力矩向量反向的方向中。進一步言之，該第一磁鐵138A的磁性力矩向量可能平行於和該第二磁鐵138B的磁性力矩向量共同的軸線(也就是，該第一柱塞120與該第二柱塞122進行擴大與收縮的軸線)並且沿著該共同軸線對齊排列。於此配置中，一相斥作用力會被施加在該第一磁鐵138A與該第二磁鐵138B之間，當該第一磁鐵138A與該第二磁鐵138B在該往復流體泵250的操作期間彼此接近時，該相斥作用力的大小將會增加。
該第一磁鐵138A與該第二磁鐵138B可能會被配置成使得由該第一磁鐵138A與該第二磁鐵138B作用在該第一柱塞120上的作用力足以在沒有如本文中所述般的該第一驅動流體腔室127的加壓下導致該第一柱塞120收縮，但是該作用力並不夠高而在如本文中所述般當該第一驅動流體腔室127受到驅動流體加壓時無法防止該第一柱塞120延伸。同樣地，該第一磁鐵138A與該第二磁鐵138B可能會被配置成使得由該第一磁鐵138A與該第二磁鐵138B作用在該第二柱塞122上的作用力足以在沒有如本文中所述般的該第二驅動流體腔室129的加壓下導致該第二柱塞122收縮，但是該作用力並不夠高而在如本文中所述般當該第二驅動流體腔室129受到驅動流體加壓時無法防止該第二柱塞122延伸。
圖7所示的係一往復流體泵260的另一實施例，其至少實質上雷同於該往復流體泵100，不過，該往復流體泵260包含：一由該第一柱塞120所攜載的第一磁鐵138A；一由該第二柱塞122所攜載的第二磁鐵138B；一第三磁鐵138C，其會在該等柱塞120、122之間被設置在該泵主體102的中央主體104裡面並且靠近該第一柱塞120；以及一第四磁鐵138D，其會在該等柱塞120、122之間被設置在該泵主體102的中央主體104裡面並且靠近該第二柱塞122。該第三磁鐵138C與該第四磁鐵138D可能會在該等柱塞120、122之間被設置在該泵主體102的中央主體104裡面的一固定位置處，俾使得它們不會在該往復流體泵260的操作期間相對於該泵主體102移動。該第三磁鐵138C與該第四磁鐵138D中的每一者皆可能係一永久性磁鐵或是一電磁性裝置。
於此實施例中，該第一磁鐵138A與該第三磁鐵138C會被放置在、會被配向成、並且會被配置成用以在該第一柱塞120於該泵主體102裡面以該往復動作進行擴大與收縮時響應於由該第一磁鐵138A與該第三磁鐵138C中每一者所提供的近端磁場在該第一磁鐵138A與該第三磁鐵138C之間造成一相斥作用力。同樣地，該第二磁鐵138B與該第四磁鐵138D會被放置在、會被配向成、並且會被配置成用以在該第二柱塞122於該泵主體102裡面以該往復動作進行擴大與收縮時響應於由該第二磁鐵138B與該第四磁鐵138D中每一者所提供的近端磁場在該第二磁鐵138B與該第四磁鐵138D之間造成一相斥作用力。該第一磁鐵138A與該第三磁鐵138C可能會被配置成使得由該第一磁鐵138A與該第二磁鐵138B作用在該第一柱塞120上的作用力足以在沒有如本文中所述般的該第一驅動流體腔室127的加壓下導致該第一柱塞120收縮，但是該作用力並不夠高而在如本文中所述般當該第一驅動流體腔室127受到驅動流體加壓時無法防止該第一柱塞120延伸。同樣地，該第二磁鐵138B與該第四磁鐵138D可能會被配置成使得由該第二磁鐵138B與該第四磁鐵138D作用在該第二柱塞122上的作用力足以在沒有如本文中所述般的該第二驅動流體腔室129的加壓下導致該第二柱塞122收縮，但是該作用力並不夠高而在如本文中所述般當該第二驅動流體腔室129受到驅動流體加壓時無法防止該第二柱塞122延伸。
本文中所示與所述的第三磁鐵138C與第四磁鐵138D雖然係磁鐵(舉例來說，永久性磁鐵、電磁性裝置)，不過，本發明亦涵蓋其它配置。舉例來說，於某些實施例中，亦可以使用磁性材料(舉例來說，鐵磁性材料)來取代該第三磁鐵138C與該第四磁鐵138D中至少其中一者；或者，除了該第三磁鐵138C與該第四磁鐵138D中至少其中一者之外，亦可以使用磁性材料。
圖8所示的係一往復流體泵265的另一實施例，其至少實質上雷同於該往復流體泵100，不過，該往復流體泵265包含：一由該第一柱塞120所攜載的第一磁鐵138A；一由該第二柱塞122所攜載的第二磁鐵138B；一第五磁鐵138E，其會被設置在該泵主體102外面，靠近該第一末端件106；以及一第六磁鐵138F，其會被設置在該泵主體102外面，靠近該第二末端件108。該第五磁鐵138E與該第六磁鐵138F可能會被設置在該泵主體102外面的一固定位置處並且可能會被放置在該等第一柱塞120與第二柱塞122進行擴大與收縮的共同軸線中並且置中於該共同軸線中，俾使得它們不會在該往復流體泵265的操作期間相對於該泵主體102移動。該第五磁鐵138E與該第六磁鐵138F中的每一者皆可能係一永久性磁鐵或是一電磁性裝置。
於此實施例中，該第一磁鐵138A與該第五磁鐵138E會被放置在、會被配向成、並且會被配置成用以在該第一柱塞120於該泵主體102裡面以該往復動作進行擴大與收縮時響應於由該第一磁鐵138A與該第五磁鐵138E中每一者所提供的近端磁場在該第一磁鐵138A與該第五磁鐵138E之間造成一相吸作用力。同樣地，該第二磁鐵138B與該第六磁鐵138F會被放置在、會被配向成、並且會被配置成用以在該第二柱塞122於該泵主體102裡面以該往復動作進行擴大與收縮時響應於由該第二磁鐵138B與該第六磁鐵138F中每一者所提供的近端磁場在該第二磁鐵138B與該第六磁鐵138F之間造成一相吸作用力。該第一磁鐵138A與該第五磁鐵138E可能會被配置成使得由該第一磁鐵138A與該第二磁鐵138B作用在該第一柱塞120上的作用力足以在沒有如本文中所述般的該第一驅動流體腔室127的加壓下導致該第一柱塞120收縮，但是該作用力並不夠高而在如本文中所述般當該第一驅動流體腔室127受到驅動流體加壓時無法防止該第一柱塞120延伸。同樣地，該第二磁鐵138B與該第六磁鐵138F可能會被配置成使得由該第二磁鐵138B與該第六磁鐵138F作用在該第二柱塞122上的作用力足以在沒有如本文中所述般的該第二驅動流體腔室129的加壓下導致該第二柱塞122收縮，但是該作用力並不夠高而在如本文中所述般當該第二驅動流體腔室129受到驅動流體加壓時無法防止該第二柱塞122延伸。該第一磁鐵138A與該第二磁鐵138B可能會被放置在、會被配向成、並且會被配置成用以在該等柱塞120、122於該泵主體102裡面以該往復動作進行擴大與收縮時響應於由該第一磁鐵138A與該第二磁鐵138B中每一者所提供的近端磁場在該第一磁鐵138A與該第二磁鐵138B之間造成一相斥作用力。
本文中所示與所述的第五磁鐵138E與第六磁鐵138F雖然係磁鐵(舉例來說，永久性磁鐵、電磁性裝置)，不過，本發明亦涵蓋其它配置。舉例來說，於某些實施例中，亦可以使用磁性材料(舉例來說，鐵磁性材料)來取代該第五磁鐵138E與該第六磁鐵138F中至少其中一者；或者，除了該第五磁鐵138E與該第六磁鐵138F中至少其中一者之外，亦可以使用磁性材料。
圖9所示的係一往復流體泵270的另一實施例，其至少實質上雷同於該往復流體泵100，不過，該往復流體泵270包含：一由該第一柱塞120所攜或的第一磁鐵138A；一由該第二柱塞122所攜載的第二磁鐵138B；以及一磁場擋板139，其會於該等柱塞120、122之間被設置在該泵主體102的中央主體104裡面。該磁場擋板139可能會於該等柱塞120、122之間被設置在該泵主體102的中央主體104裡面的一固定位置處，俾使得其不會在該往復流體泵270的操作期間相對於該泵主體102移動。
於此實施例中，該第一磁鐵138A與該第二磁鐵138B會被放置在、會被配向成、並且會被配置成用以在該等柱塞120、122於該泵主體102裡面以該往復動作進行擴大與收縮時響應於由該第一磁鐵138A與該第二磁鐵138B中每一者所提供的近端磁場在該第一磁鐵138A與該第二磁鐵138B之間造成一相斥作用力。該磁場擋板139可能會被配置成用以改變由該第一磁鐵138A與該第二磁鐵138B所提供的磁場。舉例來說，該磁場擋板139可能係由一磁性材料(例如，鐵磁性材料)所構成。舉例來說，該磁場擋板139可能具有大體上圓形的形狀，一孔洞149會貫穿其中(舉例來說，甜甜圈形狀)。
在圖9的實施例中，該往復流體泵270的功能雷同於如上面所述的圖6的往復流體泵260。舉例來說，由該第一柱塞120所攜載的該第一磁鐵138A可能會被放置在並且會被配向成用以響應於由該第二柱塞122所攜載的第二磁鐵138B所提供的近端磁場施加一作用力在該第一柱塞120上，而由該第二柱塞122所攜載的該第二磁鐵138B則可能會被放置在並且會被配向成用以響應於由該第一柱塞120所攜載的第一磁鐵138A所提供的近端磁場施加一作用力在該第二柱塞122上。
然而，該磁場擋板139出現在圖9之實施例的往復流體泵270之中卻可能會改變由該第一磁鐵138A與該第二磁鐵138B所提供的磁場並且改變被施加在該第一磁鐵138A與該第二磁鐵138B之間的作用力的大小。舉例來說，該第一磁鐵138A與該第二磁鐵138B可能會被放置成彼此分隔某個距離並且感受到一以該距離為基礎的磁性作用力。當該第一磁鐵138A與該第二磁鐵138B之間的距離增加時，該作用力可能會降低。相較於沒有該磁場擋板139的配置(舉例來說，圖6)，該磁場擋板139的存在可能會改變該磁場而使得該磁性作用力可能會隨著距離增加而更快速地降低。該往復流體泵270的磁場擋板139可以讓該第一柱塞120與該第二柱塞122在它們彼此相隔較遠時以由該第一磁鐵138A與該第二磁鐵138B所施加之較小的作用力來進行擴大與收縮。然而，該磁場擋板139可能仍會讓該第二磁鐵138B施加一足夠的作用力在該第一磁鐵138A上，以便在該第一磁鐵138A與該第二磁鐵138B彼此更靠近時在沒有該第一驅動流體腔室127的加壓下導致該第一柱塞120收縮。所以，該磁場擋板139可以藉由降低該第一柱塞120與該第二柱塞122的往復動作可藉以在正常操作中進行的作用力而改良該往復流體泵270的效率。
如前面所提，於本發明的某些實施例中，該等柱塞120、122可以攜載一個以上的磁鐵。圖10所示的係一第一柱塞280的一末端壁281的簡化橫斷面剖視圖，其包含一第一組磁鐵282；而圖11所示的係一第二柱塞290的一末端壁291的簡化橫斷面剖視圖，其包含一第二組磁鐵292。該第一柱塞280與該第二柱塞290可能至少實質上雷同於前面所述的第一柱塞120與第二柱塞122，並且可以一起使用在一泵之中，例如，前面配合圖1、2、4、以及5所述的往復流體泵100。該第一組磁鐵282與該第二組磁鐵292中的每一個磁鐵可能至少實質上雷同於前面參考圖2所述的磁鐵138A、138B、138C。
該第一組磁鐵282與該第二組磁鐵292可能會被放置在、會被配向成、並且會被配置成使得由該第一組磁鐵282所提供的淨近端磁場以及由該第二組磁鐵292所提供的淨近端磁場會在該第一組磁鐵282與該第二組磁鐵292之間提供一相斥作用力，並且因而會在該第一柱塞280與該第二柱塞290之間提供一相斥作用力，其方式實質上雷同於前面配合圖6的往復流體泵250所述的方式。
除此之外，該第一組磁鐵282與該第二組磁鐵292還可能分別會被放置在、會被配向在、並且會被配置在該第一柱塞280與該第二柱塞290之上，用以施加徑向對齊作用力在該第一柱塞280與該第二柱塞290的每一者之上，該等徑向對齊作用力會促使該第一柱塞280與該第二柱塞290沿著該等第一柱塞280與第二柱塞290於該往復流體泵的操作期間以往復動作在該泵主體102(圖2與4)裡面進行擴大與收縮的軸線300對齊排列。換言之，當該等柱塞280、290移出該軸線300(該等柱塞280、290會沿著該軸線300進行擴大與收縮)產生對齊偏差時(也就是，沒有置中於該軸線300)，該等對齊作用力可以沿著橫切該軸線300的方向作用在該等柱塞280、290上。
舉例來說，但是沒有任何限制意義，該第一組磁鐵282可能係以如圖10中所示的預設圓形圖案被設置在該第一柱塞280的末端壁281上。換言之，該第一組磁鐵282中每一個磁鐵的中心都可能會被放置在一虛擬圓的周邊上，該虛擬圓的中心則係落在該軸線300中。再者，該第一組磁鐵282的周邊可能彼此分離實質上相等的距離。如圖10中所示，該第一組磁鐵282中該等磁鐵的中心可能會被放置在與該軸線300相隔第一距離D1 處。該第二組磁鐵292可能係以如圖11中所示之雷同的預設圓形圖案被設置在該第二柱塞290的末端壁291上。換言之，該第二組磁鐵292中每一個磁鐵的中心都可能會被放置在另一虛擬圓的周邊上，該另一虛擬圓的中心則係落在該軸線300中。該第二組磁鐵292的周邊同樣可能彼此分離實質上相等的距離。如圖11中所示，該第二組磁鐵292中該等磁鐵的中心可能會被放置在與該軸線300相隔不同於圖10之第一距離D1 的第二距離D2 處。於某些實施例中，該第二距離D2 可能小於該第一距離D1 ，如圖10與11中所示。於其它實施例中，該第二距離D2 可能大於該第一距離D1 。
於此配置中，該第一柱塞280或該第二柱塞290會在該往復流體泵的操作期間沿著該軸線300產生對齊偏差，由該第一組磁鐵282所產生的淨近端磁場以及由該第二組磁鐵292所產生的淨近端磁場可能會造成一對齊作用力，其會沿著橫切該軸線300的方向作用在該柱塞280、290上，將該柱塞280、290沿著該軸線300推回使其產生對齊。藉由將該第一組磁鐵282以及該第二組磁鐵292配置成用以將此等對齊作用力施加至該等柱塞280、290，該等柱塞280、290便可能比較不容易移出該軸線300產生對齊偏差而導致該等柱塞280、290在一泵主體裡面產生黏合與拋錨。
如本文上面所述，於本發明的某些實施例中，該等第一柱塞的管狀體的末端壁在結構上並不會藉由一軸柄、桿體、或是其它部件被耦合至該等第二柱塞的管狀體的末端壁，如同許多先前技術裝置。因此，於本發明的某些實施例中，該等第一柱塞與第二柱塞在擴大與收縮之間的轉換可能係以非同步的方式來實行。換言之，該等第一柱塞的循環在操作上可能與該等第二柱塞的循環不同相。
於此等實施例中，可以不使用先前所述的梭動閥170(圖2與5)在該第一驅動流體腔室127與該第二驅動流體腔室129(圖2)之間迴流壓力驅動流體，取而代之的係，利用不同的閥來對該第一驅動流體腔室127與該第二驅動流體腔室129中的每一者獨立加壓與排氣，便可以獨立地供應加壓驅動流體給該第一驅動流體腔室127與該第二驅動流體腔室129。轉換活塞(例如，前面所述的轉換活塞140、142)或是不同類型的電感測器、機械式感測器、或是電機械式感測器皆可以被用來獨立地感測該第一柱塞120與該第二柱塞122中每一者的擴大運程及收縮運程的終點，並且用以獨立地發信通知被用來對該第一驅動流體腔室127與該第二驅動流體腔室129獨立加壓與排氣的個別閥。
此操作會參考圖12作進一步說明，圖12包含兩個以時間為函數的壓力關係圖。圖12上面所示的關係圖代表以時間為函數的第一驅動流體腔室127的壓力P127 ，而圖12下面所示的關係圖則代表在圖12上面關係圖中所示之相同時間週期中該第二驅動流體腔室129的壓力P129 。
如圖12中所示，在時間t0 處，該第一驅動流體腔室127裡面的壓力可能係在高壓P1 處而該第二驅動流體腔室129裡面的壓力則可能係在低壓P0 處(舉例來說，大氣壓力)。在時間t1 處，該第二活塞122(圖2)可能會抵達一收縮運程的終點，而該第二驅動流體腔室129則可能會加壓至該高壓P1 處。在後面的時間t2 處，在經過對應於該等兩個循環的相位之間差異的時間週期Δt之後，該第一柱塞120可能會抵達一延伸運程的終點，而該第一驅動流體腔室127則可能會排氣至該低壓P0 處。從時間t1 至時間t2 ，該第一驅動流體腔室127與該第二驅動流體腔室129兩者可能都在高壓P1 處。在時間t3 處，該第二驅動流體腔室129可能會降壓至該低壓P0 處。在時間t4 處，該第一驅動流體腔室127則可能會加壓至該高壓P1 處。從時間t3 至時間t4 ，該第一驅動流體腔室127與該第二驅動流體腔室129兩者可能都在低壓P0 處。在時間t5 處，該第二驅動流體腔室129可能會再次加壓至該高壓P1 處。從時間t1 至時間t5 的時間週期代表該第二活塞122的一個完整的循環。在時間t6 處，該第一驅動流體腔室127可能會再次降壓至該低壓P0 處。從時間t2 至時間t6 的時間週期代表該第一活塞120的一個完整的循環。
於額外的實施例中，如上面所述，可以使用一電磁性裝置來取代磁鐵138A至138F(圖2以及6至9)、200A至200D(圖5)、以及210(圖5)中的一或多者，或者，除了磁鐵138A至138F(圖2以及6至9)、200A至200D(圖5)、以及210(圖5)中的一或多者之外，亦可以使用一電磁性裝置。此電磁性裝置可以被用來控制及/或減少該第一活塞120及/或該第二活塞122的移動，其方式雷同於上面參考圖12所述。此電磁性裝置可以被用來重疊該第一活塞120以及該第二活塞122的運程時序，以便減少其非所希的脈衝。
因此，如上面所述，根據本發明的某些實施例中，在該等往復流體泵中的該等第一柱塞及該等第二柱塞可以彼此非同步的方式來操作。然而，於額外的實施例中，該等第一柱塞及第二柱塞亦可以同步的方式(彼此同相或彼此不同相)來進行擴大與收縮。舉例來說，該等第一柱塞及第二柱塞可以同步但是彼此相位相差180°的方式來操作，如前面參考圖1、2、4、以及5所述。
雖然圖1、2、4、以及5中所示的往復流體泵100運用兩個柱塞；不過，本發明的流體泵的額外實施例亦可能僅包含單一柱塞，或者，亦可能包含兩個以上的柱塞。再者，雖然圖1、2、4、以及5中所示的往復流體泵100的柱塞至少部分在一泵主體的內部；不過，本發明的往復流體泵的額外實施例亦可能包含具有被定位成至少部分在一泵主體外部之一或多個柱塞、隔膜、及/或風箱的往復流體泵。
本發明的額外非限制性範例實施例說明如下。
實施例1：一種用於抽吸一目標流體的往復流體泵，其包括：一泵主體；位於該泵主體裡面的至少一目標流體腔室；至少部分位於該泵主體裡面的至少一柱塞，該至少一柱塞會被配置成用於以往復動作來進行擴大與收縮，以便在該往復流體泵的操作期間抽吸流體經過該泵主體裡面的該至少一目標流體腔室；以及由該至少一柱塞所攜載的至少一磁鐵，該至少一磁鐵會被放置在並且會被配置成用以在該至少一柱塞響應於一磁場而在該泵主體裡面以往復動作進行擴大與收縮時施加一作用力在該至少一柱塞上。
實施例2：實施例1的往復流體泵，其中，該至少一磁鐵包括至少一永久性磁鐵。
實施例3：實施例2的往復流體泵，其中，該至少一磁鐵包括至少一稀土磁鐵。
實施例4：實施例3的往復流體泵，其中，該至少一稀土磁鐵包括至少實質上由釤鈷合金以及釹鐵合金中的至少其中一者所構成的至少一磁鐵。
實施例5：實施例2的往復流體泵，其中，該至少一磁鐵包括複數個永久性磁鐵。
實施例6：實施例5的往復流體泵，其中，該等複數個永久性磁鐵中的每一個永久性磁鐵都會被設置在該至少一柱塞的至少一壁部裡面，該等複數個永久性磁鐵中的永久性磁鐵會以一預設的圖案被排列在該至少一柱塞的該至少一壁部裡面。
實施例7：實施例1的往復流體泵，其進一步包括至少一額外的磁鐵，其會被配置成用以提供該磁場。
實施例8：實施例7的往復流體泵，其中，該至少一額外的磁鐵包括至少一永久性磁鐵。
實施例9：實施例7的往復流體泵，其中，該至少一額外的磁鐵包括一電磁性裝置。
實施例10：實施例7的往復流體泵，其中，該至少一額外的磁鐵至少部分會被設置在該泵主體裡面。
實施例11：實施例1的往復流體泵，其中，該至少一柱塞包括一管狀體，其具有一第一封閉端以及一反向的第二開放端，該管狀體在該第一封閉端處包括一末端壁並且包括一從該末端壁處朝該管狀體的該反向第二開放端延伸的側壁，該至少一磁鐵係由該管狀體的該第一封閉端處的該末端壁來攜載。
實施例12：實施例1的往復流體泵，其進一步包括位於該泵主體裡面的至少一驅動流體腔室，該至少一柱塞會分離該至少一驅動流體腔室和該泵主體裡面的該至少一目標流體腔室。
實施例13：實施例12的往復流體泵，其中，該至少一柱塞包括一第一柱塞與一第二柱塞，該第一柱塞會分離一第一目標流體腔室和一第一驅動流體腔室，而該第二柱塞會分離一第二目標流體腔室和一第二驅動流體腔室，該第一柱塞與該第二柱塞中的每一者皆包括一管狀體，其具有一第一封閉端以及一反向的第二開放端，該管狀體在該第一封閉端處包括一末端壁並且包括一從該末端壁處朝該管狀體的該反向第二開放端延伸的側壁，而且該至少一磁鐵包括複數個磁鐵，該等複數個磁鐵中的一第一磁鐵係由該第一柱塞來攜載，而該等複數個磁鐵中的一第二磁鐵則係由該第二柱塞來攜載。
實施例14：實施例13的往復流體泵，其中，該第一磁鐵與該第二磁鐵會被放置在並且會被配向在該往復流體泵之中，以便在該第一柱塞與該第二柱塞響應於一磁場在該泵主體裡面以往復動作進行擴大與收縮時在該第一磁鐵與該第二磁鐵之間造成一相斥作用力。
實施例15：實施例13的往復流體泵，其中，該等複數個磁鐵包括：由該第一柱塞所攜載的一第一組磁鐵；以及由該第二柱塞所攜載的一第二組磁鐵。
實施例16：實施例15的往復流體泵，其中，該第一組磁鐵與該第二組磁鐵分別會被放置在並且會被配向在該第一柱塞與該第二柱塞之上，用以施加徑向對齊作用力在該第一柱塞之上，以便促使該第一柱塞沿著該第一柱塞於該往復流體泵的操作期間以往復動作在該泵主體裡面進行擴大與收縮的軸線對齊排列。
實施例17：實施例16的往復流體泵，其中，該第一組磁鐵與該第二組磁鐵分別會被放置在並且會被配向在該第一柱塞與該第二柱塞之上，用以施加徑向對齊作用力在該第二柱塞之上，以便促使該第二柱塞沿著該第二柱塞於該往復流體泵的操作期間以往復動作在該泵主體裡面進行擴大與收縮的軸線對齊排列。
實施例18：實施例1的往復流體泵，其進一步包括：至少一目標流體入口；至少一目標流體出口；至少一目標流體入口檢查閥，其會被定位在該至少一目標流體入口的近端處並且會被配置成用以讓該流體流入該至少一目標流體腔室之中；以及至少一目標流體出口檢查閥，其會被定位在該至少一目標流體出口的近端處並且會被配置成用以讓該流體流出該至少一目標流體腔室。
實施例19：實施例18的往復流體泵，其中，該至少一目標流體入口檢查閥以及該至少一目標流體出口檢查閥中的每一者都包括一磁鐵檢查閥，其包括：一閥殼體；一位於該閥殼體裡面的球體，該球體包括一內部磁鐵；以及一外部磁鐵，其會被配置成用於以磁性的方式強制該球體抵頂該閥殼體的一閥基座，以便在至少一個方向中限制流動經過該閥殼體。
實施例20：實施例1的往復流體泵，其進一步包括至少一磁場擋板，其會被設置在該泵主體裡面並且會被配置成用以改變由該至少一磁鐵所提供的磁場。
實施例21：實施例1的往復流體泵，其中，該泵主體至少實質上包括一非磁性材料。
實施例22：一種用於抽吸一目標流體的往復流體泵，其包括：一泵主體；一第一柱塞，用以分離一第一目標流體腔室和該泵主體裡面的一第一驅動流體腔室；一由該第一柱塞攜載的第一磁鐵；一第二柱塞，用以分離一第二目標流體腔室和該泵主體裡面的一第二驅動流體腔室；以及一由該第二柱塞攜載的第二磁鐵。
實施例23：實施例22的往復流體泵，其中，該第一磁鐵與該第二磁鐵會被放置在並且會被配向成用以在該第一柱塞與該第二柱塞於該往復流體泵的操作期間彼此靠近時施加相斥作用力在該第一柱塞與該第二柱塞上。
實施例24：實施例22的往復流體泵，其進一步包括被設置在該泵主體裡面的另一磁鐵，其中，該第一磁鐵與該另一磁鐵會被放置在並且會被配向成用以在該第一柱塞於該往復流體泵的操作期間靠近該另一磁鐵時施加一相斥作用力在該第一柱塞上。
實施例25：實施例24的往復流體泵，其中，該第二磁鐵與該另一磁鐵會被放置在並且會被配向成用以在該第二柱塞於該往復流體泵的操作期間靠近該另一磁鐵時施加一相斥作用力在該第二柱塞上。
實施例26：實施例22的往復流體泵，其中，該第一柱塞與該第二柱塞中的每一者皆包括一管狀體，其具有一第一封閉端以及一反向的第二開放端，該管狀體在該第一封閉端處包括一末端壁並且包括一從該末端壁處朝該管狀體的該反向第二開放端延伸的側壁。
實施例27：實施例26的往復流體泵，其中，該第一柱塞與該第二柱塞能夠獨立地相對於彼此來移動。
實施例28：實施例22的往復流體泵，其中，該第一柱塞的該管狀體的該末端壁在結構上並不會藉由一軸柄被耦合至該第二柱塞的管狀體的末端壁。
實施例29：一種梭動閥，用以在至少兩條導管之間轉換加壓流體的流動，其包括：一閥主體；一捲軸，其會被設置在該閥主體裡面並且會被配置成用以在該閥主體裡面的一第一位置與一第二位置之間移動；一流體入口；一第一流體出口與一第二流體出口，當該捲軸被設置在該閥主體裡面的該第一位置中時，在該流體入口與該第一流體出口之間會提供流體交換而在該流體入口與該第二流體出口之間會禁止流體交換，當該捲軸被設置在該閥主體裡面的該第二位置中時，在該流體入口與該第二流體出口之間會提供流體交換而在該流體入口與該第一流體出口之間會禁止流體交換；以及由該捲軸所攜載的至少一磁鐵，該至少一磁鐵會被放置在並且會被配置成用以響應於一磁場而在該捲軸上施加一作用力。
實施例30：實施例29的梭動閥，其中，該至少一磁鐵會被放置在並且會被配置成用以響應於該磁場而將該捲軸偏移至該閥主體裡面的該第一位置與該第二位置中的至少其中一者。
實施例31：實施例29的梭動閥，其中，該至少一磁鐵包括至少一永久性磁鐵。
實施例32：實施例29的梭動閥，其進一步包括至少一額外的磁鐵，其會被配置成用以提供該磁場。
實施例33：實施例32的梭動閥，其中，該至少一額外的磁鐵包括至少一永久性磁鐵。
實施例34：實施例32的梭動閥，其中，該至少一額外的磁鐵包括一電磁性裝置。
實施例35：實施例32的梭動閥，其中，該至少一額外的磁鐵至少部分會被設置在該閥主體裡面。
實施例36：實施例29的梭動閥，其中，該捲軸包括一細長主體，其具有一第一末端以及一反向的第二末端。
實施例37：實施例36的梭動閥，其中，該至少一磁鐵會被設置在該細長主體的該第一末端以及該反向第二末端的至少其中一者近端處。
實施例38：一種用於抽吸一目標流體的往復流體泵，其包括：一泵主體；位於該泵主體裡面的至少一目標流體腔室；位於該泵主體裡面的至少一驅動流體腔室；至少一柱塞，其至少部分位於該泵主體裡面並且用以分離該至少一目標流體腔室與該至少一驅動流體腔室，該至少一柱塞會被配置成用以響應於該至少一驅動流體腔室裡面的一驅動流體的加壓與降壓而以往復動作來進行擴大與收縮，以便在該往復流體泵的操作期間抽吸目標流體經過該泵主體裡面的該至少一目標流體腔室；以及一梭動閥，用以在至少兩條導管之間轉換加壓驅動流體的流動，該等至少兩條導管中的至少其中一條導管會通往該至少一驅動流體腔室。該梭動閥包括：一閥主體；一捲軸，其會被設置在該閥主體裡面並且會被配置成用以在該閥主體裡面的一第一位置與一第二位置之間移動；一流體入口；一第一流體出口與一第二流體出口，當該捲軸被設置在該閥主體裡面的該第一位置中時，在該流體入口與該第一流體出口之間會提供流體交換而在該流體入口與該第二流體出口之間會禁止流體交換，當該捲軸被設置在該閥主體裡面的該第二位置中時，在該流體入口與該第二流體出口之間會提供流體交換而在該流體入口與該第一流體出口之間會禁止流體交換；以及由該捲軸所攜載的至少一磁鐵，該至少一磁鐵會被放置在並且會被配置成用以響應於一磁場而在該捲軸上施加一作用力。
實施例39：實施例38的往復流體泵，其進一步包括由該至少一柱塞所攜載的至少一額外的磁鐵，該至少一額外的磁鐵會被放置在並且會被配置成用以在該至少一柱塞響應於另一磁場在該泵主體裡面以往復動作進行擴大與收縮時施加一作用力在該至少一柱塞上。
實施例40：一種用於形成一往復流體泵的方法，其包括：於該泵主體裡面形成至少一目標流體腔室；至少部分於該泵主體裡面提供至少一柱塞並且將該至少一柱塞配置成用於以往復動作來進行擴大與收縮，以便在該往復流體泵的操作期間抽吸流體經過該泵主體裡面的該至少一目標流體腔室；以及將至少一磁鐵附接至該至少一柱塞，並且將該至少一磁鐵放置在且配向成用以在該至少一柱塞響應於一磁場而在該泵主體裡面以往復動作進行擴大與收縮時施加一作用力在該至少一柱塞上。
實施例41：實施例40的方法，其進一步包括提供該磁場。
實施例42：實施例41的方法，其中，提供該磁場包括於該泵主體裡面提供另一磁鐵。
實施例43：實施例42的方法，其中，於該泵主體裡面提供該另一磁鐵包括於該泵主體裡面的一固定位置處提供該另一磁鐵。
實施例44：實施例43的方法，其中，於該泵主體裡面提供該另一磁鐵包括將該另一磁鐵附接至至少部分於該泵主體裡面的另一柱塞。
實施例45：一種用於形成一梭動閥以便在至少兩條導管之間轉換加壓流體之流動的方法，其包括：將一磁鐵附接至一捲軸；將該捲軸設置在一閥主體裡面並且將該捲軸配置成可於一第一位置與一第二位置之間在該閥主體裡面移動；配置該捲軸與該閥主體，俾使得當該捲軸被設置在該閥主體裡面的該第一位置中時用以在一流體入口與一第一流體出口之間提供流體交換而在該流體入口與一第二流體出口之間禁止流體交換；以及配置該捲軸與該閥主體，俾使得當該捲軸被設置在該閥主體裡面的該第二位置中時用以在該流體入口與該第二流體出口之間提供流體交換而在該流體入口與該第一流體出口之間禁止流體交換。
實施例46：實施例45的方法，其進一步包括在包圍該磁鐵的區域中提供一磁場。
實施例47：實施例46的方法，其中，在包圍該磁鐵的區域中提供一磁場包括將另一磁鐵附接至該閥主體。
實施例48：實施例46的方法，其中，在包圍該磁鐵的區域中提供一磁場包括將該捲軸偏移至該第一位置與該第二位置中的其中一者。
實施例49：一種用於形成一往復流體泵的方法，其包括：提供一梭動閥，其包括：於一閥主體裡面提供一捲軸並將該捲軸配置成可於該閥主體裡面的一第一位置與一第二位置之間移動；配置該捲軸與該閥主體，俾使得當該捲軸被設置在該閥主體裡面的該第一位置中時用以在一流體入口與一第一流體出口之間提供流體交換而在該流體入口與一第二流體出口之間禁止流體交換；配置該捲軸與該閥主體，俾使得當該捲軸被設置在該閥主體裡面的該第二位置中時用以在該流體入口與該第二流體出口之間提供流體交換而在該流體入口與該第一流體出口之間禁止流體交換；以及將至少一磁鐵附接至該捲軸並且將該至少一磁鐵會被放置在且配置成用以響應於一磁場在該捲軸上施加一作用力；在至少一目標流體腔室及至少一驅動流體腔室之間至少部分於一泵主體裡面提供至少一柱塞；以及在該驅動流體腔室以及該梭動閥的該第一流體出口與該第二流體出口中的至少其中一者之間建立流體交換。
實施例50：實施例49的方法，其進一步包括提供該磁場。
實施例51：實施例50的方法，其中，提供該磁場包括將另一磁鐵附接至該閥主體。
實施例52：一種用於抽吸流體的方法，其包括：延伸一柱塞在一泵主體裡面並且響應於延伸該柱塞於該泵主體裡面而吸取一目標流體至該泵主體裡面的一目標流體腔室之中；收縮該泵主體裡面的該柱塞並且響應收縮該泵主體裡面的該柱塞而將一目標流體從該泵主體裡面的該目標流體腔室處排出；以及利用由該柱塞所攜載的一磁鐵以及一磁場在該柱塞上施加一作用力。
實施例53：實施例52的方法，其進一步包括延伸攜載著另一磁鐵的另一柱塞在該泵主體裡面並且響應於延伸該另一柱塞在該泵主體裡面而吸取一目標流體至該泵主體裡面的另一腔室之中，其中，利用由該柱塞所攜載的一磁鐵以及一磁場在該柱塞上施加一作用力包括利用一電磁性裝置來提供該磁場並且安排該磁場的時序以便促成該柱塞及該另一柱塞之非同步的延伸與收縮。
100．．．往復流體泵
102．．．泵主體
104．．．中央主體
106．．．第一末端件
108．．．第二末端件
110．．．第一腔室
112．．．第二腔室
114．．．目標流體入口
116．．．目標流體出口
120．．．第一柱塞
122．．．第二柱塞
126．．．第一目標流體腔室
127．．．第一驅動流體腔室
128．．．第二目標流體腔室
129．．．第二驅動流體腔室
130．．．第一目標流體入口
131．．．第一目標流體入口檢查閥
132．．．第二目標流體入口
133．．．第二目標流體入口檢查閥
134．．．第一目標流體出口
135．．．第一目標流體出口檢查閥
136．．．第二目標流體出口
137．．．第二目標流體出口檢查閥
138A．．．第一磁鐵
138B．．．第二磁鐵
138C．．．第三磁鐵
138D．．．第四磁鐵
138E．．．第五磁鐵
138F．．．第六磁鐵
139．．．磁場擋板
140．．．第一轉換活塞
142．．．第二轉換活塞
143A．．．第一凹處
143B．．．第二凹處
146A．．．第一轉換梭動導管
146B．．．第二轉換梭動導管
148A．．．第一轉換活塞排氣導管
148B．．．第二轉換活塞排氣導管
149．．．孔洞
150．．．圓柱形插件
152．．．孔洞
154．．．承載表面
156．．．環形凹處
160．．．細長延伸部
162．．．空間
164．．．肩部表面
170．．．梭動閥
172．．．梭動閥主體
174．．．梭動捲軸
176A．．．第一凹處
176B．．．第二凹處
176C．．．第三凹處
176D．．．第四凹處
176E．．．第五凹處
178．．．驅動流體導管
180A．．．第一驅動腔室導管
180B．．．第二驅動腔室導管
182A．．．第一梭動閥排氣導管
182B．．．第二梭動閥排氣導管
190．．．圓柱形插件
192．．．孔洞
196A．．．第一環形凹處
196B．．．第二環形凹處
196C．．．第三環形凹處
197．．．環形脊部
198A．．．環形第一末端脊部
198B‧‧‧環形第二末端脊部
200A‧‧‧第一磁鐵
200B‧‧‧第二磁鐵
200C‧‧‧第三磁鐵
200D‧‧‧第四磁鐵
210‧‧‧磁鐵
230‧‧‧磁鐵檢查閥
232‧‧‧閥殼體
233‧‧‧閥基座
234‧‧‧球體
236‧‧‧內部磁鐵
238‧‧‧外部磁鐵
250‧‧‧往復流體泵
260‧‧‧往復流體泵
265‧‧‧往復流體泵
270‧‧‧往復流體泵
280‧‧‧第一柱塞
281‧‧‧末端壁
282‧‧‧第一組磁鐵
290‧‧‧第二柱塞
291‧‧‧末端壁
292‧‧‧第二組磁鐵
300‧‧‧軸線
圖1所示的係本發明的一往復流體泵的一範例實施例的透視圖；
圖2所示的係圖1中所示之往復流體泵的概略剖視圖，而且圖中還進一步包含可以配合該往復流體泵來使用的一梭動閥的概略剖視圖；
圖3所示的係本發明的一磁鐵檢查閥的一範例實施例的概略剖視圖；
圖4係圖2的一部分的放大圖，圖中所示的係該往復流體泵的一轉換活塞；
圖5係圖2的另一部分的放大圖，圖中所示的係該梭動閥；
圖6所示的係本發明的一往復流體泵的另一範例實施例的概略剖視圖；
圖7所示的係本發明的一往復流體泵的另一範例實施例的概略剖視圖；
圖8所示的係本發明的一往復流體泵的另一範例實施例的概略剖視圖；
圖9所示的係本發明的一往復流體泵的另一範例實施例的概略剖視圖；
圖10與11所示的係可以使用在本發明的往復流體泵的額外實施例中的多個柱塞的簡化概略剖視圖，每一個柱塞都攜載複數個磁鐵；以及
圖12包含本發明的往復流體泵的某些實施例可藉以往復循環動作以便抽吸流體經過該等泵的兩個方法範例關係圖。
100．．．往復流體泵
102．．．泵主體
104．．．中央主體
106．．．第一末端件
108．．．第二末端件
114．．．目標流體入口
116．．．目標流體出口

Claims (53)

  1. 一種用於抽吸一目標流體的往復流體泵，其包括：一泵主體；位於該泵主體裡面的一第一目標流體腔室；位於該泵主體裡面的一第二目標流體腔室；至少部分位於該泵主體裡面的一第一柱塞，該第一柱塞包含一撓性材料並且被配置成用於以往復動作來進行擴大與收縮，以便在該往復流體泵的操作期間抽吸目標流體經過該泵主體裡面的該第一目標流體腔室；至少部分位於該泵主體裡面的一第二柱塞，該第二柱塞包含一撓性材料並且被配置成用於以往復動作來進行擴大與收縮，以便在該往復流體泵的操作期間抽吸目標流體經過該泵主體裡面的該第二目標流體腔室；被設置於該第一柱塞裡面的至少一個第一磁鐵；以及被設置於該第二柱塞裡面的至少一個第二磁鐵；其中，該至少一個第一磁鐵以及該至少一個第二磁鐵會被放置在並且會被配置成用以在該第一柱塞和第二柱塞在該泵主體裡面以往復動作進行擴大與收縮中至少其中一者的期間施加一作用力在彼此上；以及其中，該第一柱塞沒有在結構上耦合至該第二柱塞，則該第一柱塞和該第二柱塞在操作過程中為獨立地移動。
  2. 如申請專利範圍第1項的往復流體泵，其中，該至少一個第一磁鐵和該至少一個第二磁鐵中的每一個包括至少一個永久性磁鐵。
  3. 如申請專利範圍第2項的往復流體泵，其中，該至少一個永久性磁鐵包括至少一稀土磁鐵。
  4. 如申請專利範圍第3項的往復流體泵，其中，該至少一稀土磁鐵包括由釤鈷合金以及釹鐵合金中的至少其中一者所構成的至少一個磁鐵。
  5. 如申請專利範圍第2項的往復流體泵，其中，該至少一個第一磁鐵包括第一複數個永久性磁鐵。
  6. 如申請專利範圍第5項的往復流體泵，其中，該等第一複數個永久性磁鐵中的每一個永久性磁鐵都會被設置在該第一柱塞的至少一個壁部裡面，該等第一複數個永久性磁鐵中的永久性磁鐵會以一預設的圖案被排列在該第一柱塞的該至少一個壁部裡面。
  7. 如申請專利範圍第1項的往復流體泵，其進一步包括至少一額外的磁鐵，其會被配置成用以提供一磁場到該第一磁鐵和該第二磁鐵中的至少其中一者。
  8. 如申請專利範圍第7項的往復流體泵，其中，該至少一額外的磁鐵包括至少一永久性磁鐵。
  9. 如申請專利範圍第7項的往復流體泵，其中，該至少一額外的磁鐵包括一電磁性裝置。
  10. 如申請專利範圍第7項的往復流體泵，其中，該至少一額外的磁鐵至少部分會被設置在該泵主體裡面。
  11. 如申請專利範圍第1項的往復流體泵，其中，該至少一柱塞包括一管狀體，其具有一第一封閉端以及一反向的第二開放端，該管狀體在該第一封閉端處包括一末端壁 並且包括一從該末端壁處朝該管狀體的該反向第二開放端延伸的側壁，該至少一個磁鐵係由該管狀體的該第一封閉端處的該末端壁來被攜載。
  12. 如申請專利範圍第1項的往復流體泵，其進一步包括位於該泵主體裡面的至少一驅動流體腔室，該至少一柱塞會分離該至少一驅動流體腔室和該泵主體裡面的該至少一目標流體腔室。
  13. 如申請專利範圍第12項的往復流體泵，其中：該第一柱塞分離一第一目標流體腔室和一第一驅動流體腔室，而該第二柱塞分離一第二目標流體腔室和一第二驅動流體腔室；並且該第一柱塞與該第二柱塞中的每一者皆包括一管狀體，其具有一第一封閉端以及一反向的第二開放端，該第一柱塞的該管狀體以及該第二柱塞的該管狀體各者在該第一封閉端處包括一末端壁並且包括一從該末端壁處朝其之該反向第二開放端延伸的側壁。
  14. 如申請專利範圍第13項的往復流體泵，其中，該至少一個第一磁鐵與該至少一個第二磁鐵會被放置在並且會被配向在該往復流體泵之中，以便當該第一柱塞與該第二柱塞在該泵主體裡面以往復動作進行擴大與收縮時在該至少一個第一磁鐵與該至少一個第二磁鐵之間造成一相斥作用力。
  15. 如申請專利範圍第13項的往復流體泵，其中：該至少一個第一磁鐵包含由該第一柱塞所攜載的一第 一組磁鐵；以及該至少一個第二磁鐵包含由該第二柱塞所攜載的一第二組磁鐵。
  16. 如申請專利範圍第15項的往復流體泵，其中，該第一組磁鐵與該第二組磁鐵分別會被放置在並且會被配向在該第一柱塞與該第二柱塞之上，用以施加徑向對齊作用力在該第一柱塞之上，以便促使該第一柱塞沿著該第一柱塞於該往復流體泵的操作期間以往復動作在該泵主體裡面進行擴大與收縮的軸線對齊排列。
  17. 如申請專利範圍第16項的往復流體泵，其中，該第一組磁鐵與該第二組磁鐵分別會被放置在並且會被配向在該第一柱塞與該第二柱塞之上，用以施加徑向對齊作用力在該第二柱塞之上，以便促使該第二柱塞沿著該第二柱塞於該往復流體泵的操作期間以往復動作在該泵主體裡面進行擴大與收縮的軸線對齊排列。
  18. 如申請專利範圍第1項的往復流體泵，其進一步包括：至少一目標流體入口；至少一目標流體出口；至少一目標流體入口檢查閥，其會被定位在該至少一目標流體入口的近端處並且會被配置成用以讓該目標流體經由該處流入該至少一目標流體腔室之中並且限制該目標流體經由該處流出該至少一目標流體腔室；以及至少一目標流體出口檢查閥，其會被定位在該至少一 目標流體出口的近端處並且會被配置成用以讓該目標流體經由該處流出該至少一目標流體腔室並且限制該目標流體經由該處流入該至少一目標流體腔室之中。
  19. 如申請專利範圍第18項的往復流體泵，其中，該至少一目標流體入口檢查閥以及該至少一目標流體出口檢查閥中的每一者都包括一磁鐵檢查閥，其包括：一閥殼體；一位於該閥殼體裡面的球體，該球體包括一內部磁鐵被一非磁性材料所包圍；以及一外部磁鐵，其會被配置成用於以磁性的方式強制該球體抵頂該閥殼體的一閥基座，以便在至少一個方向中限制流動經過該閥殼體。
  20. 如申請專利範圍第1項的往復流體泵，其進一步包括至少一磁場擋板，其會被設置在該泵主體裡面並且會被配置成用以改變由該至少一個第一磁鐵以及該至少一個第二磁鐵所提供的磁場，使得被施加在該至少一個第一磁鐵以及該至少一個第二磁鐵之間的作用力相對於沒有該磁場擋板的一架構而隨著兩磁鐵之間距離的增加更快速地減少。
  21. 如申請專利範圍第1項的往復流體泵，其中，該泵主體由一非磁性材料所組成。
  22. 一種用於抽吸一目標流體的往復流體泵，其包括：一泵主體；一第一柱塞，其包含一撓性材料並且用以分離一第一 目標流體腔室和該泵主體裡面的一第一驅動流體腔室；一被設置在該第一柱塞之一末端壁裡面的第一磁鐵；一第二柱塞，其包含一撓性材料並且用以分離一第二目標流體腔室和該泵主體裡面的一第二驅動流體腔室；以及一被設置在該第二柱塞之一末端壁裡面的第二磁鐵。
  23. 如申請專利範圍第22項的往復流體泵，其中，該第一磁鐵與該第二磁鐵會被放置在並且會被配向成用以在該第一柱塞與該第二柱塞於該往復流體泵的操作期間彼此靠近時施加相斥作用力在該第一柱塞與該第二柱塞上。
  24. 如申請專利範圍第22項的往復流體泵，其進一步包括被設置在該泵主體裡面的另一磁鐵，其中，該第一磁鐵與該另一磁鐵會被放置在並且會被配向成用以在該第一柱塞於該往復流體泵的操作期間靠近該另一磁鐵時施加一相斥作用力在該第一柱塞上。
  25. 如申請專利範圍第24項的往復流體泵，其中，該第二磁鐵與該另一磁鐵會被放置在並且會被配向成用以在該第二柱塞於該往復流體泵的操作期間靠近該另一磁鐵時施加一相斥作用力在該第二柱塞上。
  26. 如申請專利範圍第22項的往復流體泵，其中，該第一柱塞與該第二柱塞中的每一者皆包括含有一管狀體的一風箱，該管狀體具有一第一封閉端以及一反向的第二開放端，該第一柱塞的該管狀體與該第二柱塞的該管狀體中的每一者皆包括在該第一封閉端處的該末端壁並且包括一從 該末端壁處朝其之該反向第二開放端延伸的側壁。
  27. 如申請專利範圍第26項的往復流體泵，其中，該第一柱塞與該第二柱塞能夠彼此獨立地移動。
  28. 如申請專利範圍第26項的往復流體泵，其中，該第一柱塞的該管狀體的該末端壁在結構上並不會藉由一軸柄被耦合至該第二柱塞的管狀體的末端壁。
  29. 一種梭動閥，用以在至少兩條導管之間轉換加壓流體的流動，其包括：一閥主體；一捲軸，其會被設置在該閥主體裡面並且會被配置成用以在該閥主體裡面的一第一位置與一第二位置之間移動；一驅動流體入口；一第一驅動流體出口與一第二驅動流體出口，當該捲軸被設置在該閥主體裡面的該第一位置中時，在該驅動流體入口與該第一驅動流體出口之間會提供流體交換而在該驅動流體入口與該第二驅動流體出口之間會禁止流體交換，當該捲軸被設置在該閥主體裡面的該第二位置中時，在該驅動流體入口與該第二驅動流體出口之間會提供流體交換而在該驅動流體入口與該第一驅動流體出口之間會禁止流體交換；以及由該捲軸所攜載的至少一磁鐵，該至少一磁鐵會被放置在並且會被配置成用以響應於一磁場而在該捲軸上施加一作用力。
  30. 如申請專利範圍第29項的梭動閥，其中，該至少一磁鐵會被放置在並且會被配置成用以響應於該磁場而將該捲軸偏移至該閥主體裡面的該第一位置與該第二位置中的至少其中一者。
  31. 如申請專利範圍第29項的梭動閥，其中，該至少一磁鐵包括至少一永久性磁鐵。
  32. 如申請專利範圍第29項的梭動閥，其進一步包括至少一額外的磁鐵，其會被配置成用以提供該磁場。
  33. 如申請專利範圍第32項的梭動閥，其中，該至少一額外的磁鐵包括至少一永久性磁鐵。
  34. 如申請專利範圍第32項的梭動閥，其中，該至少一額外的磁鐵包括一電磁性裝置。
  35. 如申請專利範圍第32項的梭動閥，其中，該至少一額外的磁鐵至少部分會被設置在該閥主體裡面。
  36. 如申請專利範圍第29項的梭動閥，其中，該捲軸包括一細長主體，其具有一第一末端以及一反向的第二末端。
  37. 如申請專利範圍第36項的梭動閥，其中，該至少一磁鐵會被設置在該細長主體的該第一末端以及該反向第二末端的至少其中一者近端處。
  38. 一種用於抽吸一目標流體的往復流體泵，其包括：一泵主體；位於該泵主體裡面的至少一目標流體腔室；位於該泵主體裡面的至少一驅動流體腔室；至少一柱塞，其至少部分位於該泵主體裡面並且用以 分離該至少一目標流體腔室與該至少一驅動流體腔室，該至少一柱塞會被配置成用以響應於該至少一驅動流體腔室裡面的一驅動流體的加壓與降壓而以往復動作來進行擴大與收縮，以便在該往復流體泵的操作期間抽吸目標流體經過該泵主體裡面的該至少一目標流體腔室；以及一梭動閥，用以在至少兩條導管之間轉換加壓驅動流體的流動，該等至少兩條導管中的至少其中一條導管會通往該至少一驅動流體腔室，該梭動閥包括：一閥主體；一捲軸，其會被設置在該閥主體裡面並且會被配置成用以在該閥主體裡面的一第一位置與一第二位置之間移動；一驅動流體入口；一第一驅動流體出口與一第二驅動流體出口，當該捲軸被設置在該閥主體裡面的該第一位置中時，在該驅動流體入口與該第一驅動流體出口之間會提供流體交換而在該驅動流體入口與該第二驅動流體出口之間會禁止流體交換，當該捲軸被設置在該閥主體裡面的該第二位置中時，在該流體入口與該第二驅動流體出口之間會提供流體交換而在該驅動流體入口與該第一驅動流體出口之間會禁止流體交換；以及由該捲軸所攜載的至少一磁鐵，該至少一磁鐵會被放置在並且會被配置成用以響應於一磁場而在該捲軸上施加一作用力，使得該捲軸在整個從該第一位置 到該第二位置的工作期間被磁性地偏移至該第一位置和該第二位置中之僅一者。
  39. 如申請專利範圍第38項的往復流體泵，其進一步包括被設置在該至少一個柱塞裡面的的至少一個額外的磁鐵，該至少一個額外的磁鐵會被放置在並且會被配置成用以在該至少一個柱塞響應於另一磁場在該泵主體裡面以往復動作進行擴大與收縮時施加一作用力在該至少一柱塞上。
  40. 一種用於形成一往復流體泵的方法，其包括：於該泵主體裡面形成至少一目標流體腔室；至少部分於該泵主體裡面提供至少一個撓性柱塞並且將該至少一個撓性柱塞配置成用於以往復動作來進行擴大與收縮，以便在該往復流體泵的操作期間抽吸目標流體經過該泵主體裡面的該至少一目標流體腔室；以及將至少一個磁鐵設置於該至少一個撓性柱塞的一壁部裡面，並且將該至少一個磁鐵放置在且配向成用以在該至少一個撓性柱塞響應於一磁場而在該泵主體裡面以往復動作進行擴大與收縮時施加一作用力在該至少一個撓性柱塞上。
  41. 如申請專利範圍第40項的方法，其進一步包括提供該磁場。
  42. 如申請專利範圍第41項的方法，其中，提供該磁場包括於該泵主體裡面提供另一磁鐵。
  43. 如申請專利範圍第42項的方法，其中，於該泵主體 裡面提供該另一磁鐵包括於該泵主體裡面的一固定位置處提供該另一磁鐵。
  44. 如申請專利範圍第43項的方法，其中，於該泵主體裡面提供該另一磁鐵包括將該另一磁鐵設置於另一個撓性柱塞的一壁部裡面，該另一個撓性柱塞至少部分於該泵主體裡面。
  45. 一種用於形成一梭動閥以便在至少兩條導管之間轉換加壓流體之流動的方法，其包括：將一磁鐵附接至一捲軸；將該捲軸設置在一閥主體裡面並且將該捲軸配置成可於一第一位置與一第二位置之間在該閥主體裡面移動；配置該捲軸與該閥主體，俾使得當該捲軸被設置在該閥主體裡面的該第一位置中時用以在一驅動流體入口與一第一驅動流體出口之間提供流體交換而在該驅動流體入口與一第二驅動流體出口之間禁止流體交換；以及配置該捲軸與該閥主體，俾使得當該捲軸被設置在該閥主體裡面的該第二位置中時用以在該驅動流體入口與該第二驅動流體出口之間提供流體交換而在該驅動流體入口與該第一驅動流體出口之間禁止流體交換。
  46. 如申請專利範圍第45項的方法，其進一步包括在包圍該磁鐵的區域中提供一磁場。
  47. 如申請專利範圍第46項的方法，其中，在包圍該磁鐵的區域中提供一磁場包括將另一磁鐵附接至該閥主體。
  48. 如申請專利範圍第46項的方法，其中，在包圍該磁 鐵的區域中提供一磁場包括將該捲軸偏移至該第一位置與該第二位置中的其中一者。
  49. 一種用於形成一往復流體泵的方法，其包括：提供一梭動閥，其包括：於一閥主體裡面提供一捲軸並將該捲軸配置成可於該閥主體裡面的一第一位置與一第二位置之間移動；配置該捲軸與該閥主體，俾使得當該捲軸被設置在該閥主體裡面的該第一位置中時用以在一驅動流體入口與一第一驅動流體出口之間提供流體交換而在該驅動流體入口與一第二驅動流體出口之間禁止流體交換；配置該捲軸與該閥主體，俾使得當該捲軸被設置在該閥主體裡面的該第二位置中時用以在該驅動流體入口與該第二驅動流體出口之間提供流體交換而在該驅動流體入口與該第一驅動流體出口之間禁止流體交換；以及將至少一個磁鐵附接至該捲軸並且將該至少一個磁鐵會被放置在且配置成用以響應於一磁場在該捲軸上施加一作用力，使得該捲軸在整個從該第一位置到該第二位置的工作期間被磁性地偏移至該第一位置和該第二位置中之僅一者；在至少一個目標流體腔室及至少一個驅動流體腔室之間至少部分於一泵主體裡面提供至少一個柱塞；以及 在該驅動流體腔室以及該梭動閥的該第一驅動流體出口與該第二驅動流體出口中的至少其中一者之間建立流體交換。
  50. 如申請專利範圍第49項的方法，其進一步包括提供該磁場。
  51. 如申請專利範圍第50項的方法，其中，提供該磁場包括將另一磁鐵附接至該閥主體。
  52. 一種用於抽吸流體的方法，其包括：延伸含有一撓性材料的一柱塞在一泵主體裡面並且響應於延伸該柱塞於該泵主體裡面而吸取一目標流體至該泵主體裡面的一目標流體腔室之中；收縮該泵主體裡面的該柱塞並且響應收縮該泵主體裡面的該柱塞而將一目標流體從該泵主體裡面的該目標流體腔室處排出；以及利用被設置在該柱塞的一末端壁裡面的一磁鐵以及一磁場在該柱塞上施加一作用力。
  53. 如申請專利範圍第52項的方法，其進一步包括延伸含有一撓性材料的且具有另一磁鐵被設置在其之一末端壁裡面的另一柱塞在該泵主體裡面並且響應於延伸該另一柱塞在該泵主體裡面而吸取一目標流體至該泵主體裡面的另一腔室之中，其中，利用被設置在該柱塞之一末端壁裡面的一磁鐵以及一磁場在該柱塞上施加一作用力包括利用一電磁性裝置來提供該磁場並且安排該磁場的時序以便促成該柱塞及該另一柱塞之非同步的延伸與收縮。
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