JP2001248543A - Plunger pump - Google Patents
Plunger pumpInfo
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】この発明は、プランジャをシ
リンダ内を回転させながら往復動させて吸込口及び吐出
口を交互にシリンダ室に連通させることにより液体の移
送を行う微量タイプに適したプランジャポンプに関す
る。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a plunger pump suitable for a minute type in which liquid is transferred by reciprocating a plunger while rotating the inside of a cylinder to alternately communicate a suction port and a discharge port with a cylinder chamber. About.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来より、プランジャポンプとして、シ
リンダ先端部に相対向してシリンダ室につながるバルブ
レスの吸込口と吐出口を設け、先端部外周にＤ型カット
面が形成されたプランジャをシリンダ内を回転させなが
ら往復動させて吸込口及び吐出口を交互にシリンダ室に
連通させることにより液体の移送を行うものが知られて
いる。図６は、この種のプランジャポンプの動作原理を
示している。図６（ａ）に示すように、プランジャの回
転に伴ってプランジャ先端のカット面の先行する側辺が
吸込口に接して吸込口がシリンダ室に連通するとスター
ト状態となり、この状態から図中矢印に示す方向に回転
しながらプランジャが引き出されると、同図（ｂ）に示
すように、吸込口からシリンダ室に移送液体が吸い込ま
れる吸込状態となる。同図（ｃ）のようにプランジャ先
端のカット面の後ろ側の側辺が吸込口から離れると吸込
口はプランジャによって塞がれ、吸込工程は終了する。
続いて同図（ｄ）に示すように、プランジャ先端のカッ
ト面の先行する側辺が吐出口に接すると、吐出口がシリ
ンダ室と連通する。同時にプランジャがシリンダ内に回
転しながら押し込まれるので、シリンダ室内の移送液体
が吐出口から吐出される吐出工程に切り替わる。更に、
同図（ｅ）のようにプランジャ先端のカット面の後ろ側
の側辺が吐出口から離れると吐出口はプランジャによっ
て塞がれ、吐出工程は終了する。プランジャが更に回転
すると、同図（ａ）に示すスタート状態に戻る。以下同
様の動作を繰り返す。2. Description of the Related Art Conventionally, as a plunger pump, a valveless suction port and a discharge port connected to a cylinder chamber opposite to a cylinder tip are provided, and a plunger having a D-shaped cut surface formed on the outer periphery of the tip is provided in the cylinder. It is known that the liquid is transferred by reciprocating the nozzle while rotating it so that the suction port and the discharge port alternately communicate with the cylinder chamber. FIG. 6 shows the operating principle of this type of plunger pump. As shown in FIG. 6 (a), when the leading side of the cut surface at the tip of the plunger comes into contact with the suction port and the suction port communicates with the cylinder chamber with the rotation of the plunger, a start state is established. When the plunger is pulled out while rotating in the direction shown in FIG. 2, the suction liquid is brought into the cylinder chamber from the suction port as shown in FIG. When the side on the rear side of the cut surface at the tip of the plunger moves away from the suction port as shown in FIG. 3C, the suction port is closed by the plunger, and the suction step ends.
Subsequently, when the leading side of the cut surface at the tip of the plunger contacts the discharge port as shown in FIG. 4D, the discharge port communicates with the cylinder chamber. At the same time, the plunger is pushed into the cylinder while rotating, so that the discharge process is switched to the discharge step in which the transfer liquid in the cylinder chamber is discharged from the discharge port. Furthermore,
When the side on the rear side of the cut surface at the tip of the plunger moves away from the discharge port as shown in FIG. 11E, the discharge port is closed by the plunger, and the discharge process ends. When the plunger further rotates, it returns to the start state shown in FIG. Hereinafter, the same operation is repeated.
【０００３】以上のようにこのプランジャポンプは、バ
ルブレスで液体移送が可能である。従って、弁によるト
ラブルがないという基本的特徴を有する。また、真空部
への直接定量注入や高圧部からの定量引き抜きができ
る。更に、ポンプをファインセラミックス製とすること
により、研磨性の高粘性液や各種薬品液の移送に適した
ポンプとして注目されている。[0003] As described above, this plunger pump can transfer liquid without a valve. Therefore, there is a basic feature that there is no trouble due to the valve. In addition, a fixed amount can be directly injected into the vacuum section or a fixed amount can be extracted from the high pressure section. Further, by using fine ceramics for the pump, the pump is attracting attention as a pump suitable for transferring abrasive high-viscosity liquids and various chemical liquids.
【０００４】[0004]
【発明が解決しようとする課題】図６の原理図に示した
ように、プランジャ先端外周に形成するカット面がＤ形
となる一つの平坦面とした場合、液体から分離した気泡
が含まれたり、気泡の混入した液体を微量で定量移送す
る場合、ポンプが１回に吸い込む流量に比較してポンプ
室内の液量が多いので、ポンプ室に気泡の混入した液が
残ることが多い。このため、高圧移送又は負圧移送の場
合に、ポンプ室内の気泡が圧縮されたり、膨脹するた
め、吐出流量精度が著しく悪化する。この発明は、プラ
ンジャのカット面形状を改良して吐出流量精度を向上さ
せた、微量定量ポンプに適したプランジャポンプを提供
することを目的としている。As shown in the principle diagram of FIG. 6, when the cut surface formed on the outer periphery of the tip of the plunger is a single flat surface having a D shape, bubbles separated from the liquid may be contained. When a small amount of liquid containing air bubbles is transferred in a fixed amount, the amount of liquid in the pump chamber is larger than the flow rate of the pump at one time, so that the liquid with air bubbles often remains in the pump chamber. For this reason, in the case of high-pressure transfer or negative-pressure transfer, bubbles in the pump chamber are compressed or expanded, so that the discharge flow rate accuracy is significantly deteriorated. SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a plunger pump suitable for a small-quantity fixed-quantity pump, in which the shape of a cut surface of a plunger is improved to improve discharge flow rate accuracy.
【０００５】[0005]
【課題を解決するための手段】この発明は、シリンダ先
端部に相対向してシリンダ室につながるバルブレスの吸
込口と吐出口が設けられ、先端部外周にカット面が形成
されたプランジャをシリンダ内を回転させながら往復動
させて前記吸込口及び吐出口を交互にシリンダ室に連通
させることにより流体の移送を行うプランジャポンプに
おいて、前記プランジャの先端部外周のカット面を外周
方向に突出させたことを特徴とする。プランジャポン
プ。SUMMARY OF THE INVENTION According to the present invention, a plunger having a valveless suction port and a discharge port which are opposed to a cylinder chamber and connected to a cylinder chamber and which has a cut surface formed on the outer periphery of the cylinder is provided in the cylinder. In a plunger pump that transfers fluid by reciprocating while rotating the suction port and the discharge port alternately with the cylinder chamber, the cut surface on the outer periphery of the distal end of the plunger is projected in the outer peripheral direction. It is characterized by. Plunger pump.
【０００６】この発明はまた、シリンダ先端部に相対向
してシリンダ室につながるバルブレスの吸込口と吐出口
が設けられ、先端部外周にカット面が形成されたプラン
ジャをシリンダ内を回転させながら往復動させて前記吸
込口及び吐出口を交互にシリンダ室に連通させることに
より流体の移送を行うプランジャポンプにおいて、前記
プランジャの先端部外周のカット面として、前記プラン
ジャの外周に周方向に隣接する少なくとも二つの面が形
成されていることを特徴とする。According to the present invention, a valveless suction port and a discharge port are provided at the end of the cylinder and connected to the cylinder chamber so as to face each other, and a plunger having a cut surface formed at the outer periphery of the end reciprocates while rotating inside the cylinder. In the plunger pump for transferring a fluid by moving the suction port and the discharge port alternately to communicate with the cylinder chamber, at least a portion adjacent to the outer periphery of the plunger in the circumferential direction as a cut surface of the outer periphery of the tip of the plunger. It is characterized in that two surfaces are formed.
【０００７】この発明によると、プランジャ先端外周の
カット面を、例えばプランジャの外周に周方向に隣接す
る少なくとも二つの面を形成するなどして、外周方向に
突出させることにより、ポンプ室内の容積は小さくな
り、ポンプ室内に残留する流体も少なくなるので、移送
される流体の流速が増加する。このため、移送される流
体に混入する気泡が完全に吐出され、圧縮比も上がるの
で吐出流量精度が向上する。According to the present invention, the volume of the pump chamber is reduced by projecting the cut surface on the outer periphery of the tip of the plunger in the outer peripheral direction, for example, by forming at least two surfaces circumferentially adjacent to the outer periphery of the plunger. As the fluid becomes smaller and the fluid remaining in the pump chamber becomes smaller, the flow velocity of the fluid to be transferred is increased. For this reason, the bubbles mixed into the fluid to be transferred are completely discharged, and the compression ratio is increased, so that the discharge flow accuracy is improved.
【０００８】[0008]
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して、この発明
の実施例を説明する。図１はこの発明の一実施例による
プランジャポンプの一部を切開して示す平面図であり、
図２は正面図、図３は図２の右側から見た側面図であ
る。ベース１上に架台２に載せられてポンプヘッド３が
配置される。ポンプヘッド３は架台２と共に、図１に矢
印で示すようにベース１上で水平方向の角度調整が可能
とされ、後述するようにこの角度調整により吐出量の設
定が可能となっている。ロックレバー１４はポンプヘッ
ド３の角度調整用であり、ロックを解除して角度を任意
に設定できるようになっている。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a plan view in which a part of a plunger pump according to an embodiment of the present invention is cut away.
2 is a front view, and FIG. 3 is a side view as viewed from the right side of FIG. A pump head 3 is placed on a base 2 on a base 1. The pump head 3 and the gantry 2 can be horizontally adjusted on the base 1 as shown by an arrow in FIG. 1, and the discharge amount can be set by this angle adjustment as described later. The lock lever 14 is for adjusting the angle of the pump head 3, and is configured to release the lock and set the angle arbitrarily.
【０００９】ポンプヘッド３は、ポンプブラケット３１
に収納されたシリンダ３２と、このシリンダ３２に挿入
されたプランジャ３３を有する。シリンダ３２の先端近
くには、水平方向に相対向するように、シリンダ室につ
ながるバルブレスの吸込口１２と吐出口１３が取り付け
られている。プランジャ３３は、シリンダ３２内を回転
しながら往復動するように駆動される。そのために、プ
ランジャ３３の基端部には、プランジャ３３の軸と直交
するピン３４が取り付けられ、このピン３４の先端が球
面玉軸受１１を介して円筒状のドライブ継手５の内周部
に保持される。このドライブ継手５の基端部はベアリン
グ６を介してモータブラケット７に回転可能に取り付け
られ、インダクションモータ９の回転がギヤヘッド８を
介してドライブ継手５に与えられる。１０はコンデンサ
である。The pump head 3 includes a pump bracket 31
And a plunger 33 inserted into the cylinder 32. Near the tip of the cylinder 32, a valveless suction port 12 and a discharge port 13 connected to the cylinder chamber are attached so as to face each other in the horizontal direction. The plunger 33 is driven to reciprocate while rotating inside the cylinder 32. For this purpose, a pin 34 orthogonal to the axis of the plunger 33 is attached to the base end of the plunger 33, and the tip of the pin 34 is held on the inner peripheral portion of the cylindrical drive coupling 5 via the spherical ball bearing 11. Is done. The base end of the drive joint 5 is rotatably attached to a motor bracket 7 via a bearing 6, and rotation of the induction motor 9 is given to the drive joint 5 via a gear head 8. Reference numeral 10 denotes a capacitor.
【００１０】図５（ａ）（ｂ）は、ポンプヘッド３のプ
ランジャ３３の回転往復動の原理を示している。前述の
ようにポンプヘッド３は、振り角度θが任意に設定さ
れ、この角度θによりプランジャ３３のストローク長が
決まる。プランジャ３３の基端部はピン３４を介して円
筒状のドライブ継手５の内周部の球面玉軸受１１に保持
され、ドライブ継手５の回転駆動により、球面玉軸受１
１がドライブ継手５の回転軸の回りを円運動し、且つそ
の円軌道がプランジャ３３の中心軸に対して傾いている
ため、プランジャ３３は回転しながらシリンダ３２内を
往復動する。図５（ａ）は、プランジャ３３が最も引き
抜かれた状態であり、図５（ｂ）はプランジャ３３が最
も押し込まれた状態である。このプランジャ３３の回転
往復動により、その先端部のカット面３５の作用によっ
て、先に図６で説明したように、液の移送が行われる。FIGS. 5A and 5B show the principle of the reciprocating rotation of the plunger 33 of the pump head 3. FIG. As described above, the swing angle θ of the pump head 3 is set arbitrarily, and the stroke length of the plunger 33 is determined by the angle θ. The base end of the plunger 33 is held by the spherical ball bearing 11 on the inner peripheral portion of the cylindrical drive coupling 5 via the pin 34, and the spherical drive of the spherical ball bearing 1 is performed by rotating the drive coupling 5.
1 moves circularly around the rotation axis of the drive coupling 5 and its circular orbit is inclined with respect to the center axis of the plunger 33, so that the plunger 33 reciprocates in the cylinder 32 while rotating. FIG. 5A shows a state where the plunger 33 is pulled out most, and FIG. 5B shows a state where the plunger 33 is pushed most. Due to the reciprocation of the rotation of the plunger 33, the liquid is transferred by the action of the cut surface 35 at the distal end as described above with reference to FIG.
【００１１】但しこの実施例において、プランジャ３３
のカット面３５は、従来と異なり、図４（ａ）（ｂ）の
ように形成されている。即ちプランジャ３３の先端部外
周に、所定角度をなして周方向に隣接する三つの平面３
５ａ，３５ｂ，３５ｃが加工されている。その端面形状
は、図４（ｂ）に示すように、カット部分がＤ形ではな
く台形であり、カット部分は外周から僅かの隙間（例え
ば０．１〜０．２ｍｍ）を維持している。この様に、カ
ット面形状を外周方向に突出させた形状とすることによ
り、従来のように端面形状がＤ形となるような大きな一
つのカット面を形成した場合に比べてポンプ室内の容積
が小さくなり、ポンプ室内に残留する液体も少なく、通
路断面積も小さくなる。このため、移送される流体の流
速が増加してポンプ室内に気泡が残ることは殆どない。
またこの様な形状とすることにより、圧縮比が上がって
吐出流量精度も向上する。However, in this embodiment, the plunger 33
The cut surface 35 is formed as shown in FIGS. 4A and 4B, unlike the related art. That is, three planes 3 adjacent to each other in the circumferential direction at a predetermined angle on the outer periphery of the distal end portion of the plunger 33.
5a, 35b and 35c are processed. As shown in FIG. 4B, the end portion has a trapezoidal shape instead of a D-shaped cut portion, and the cut portion maintains a small gap (for example, 0.1 to 0.2 mm) from the outer periphery. In this way, by making the cut surface shape protrude in the outer peripheral direction, the volume in the pump chamber is reduced as compared with the case where a single large cut surface is formed such that the end surface shape becomes D-shaped as in the related art. As a result, the liquid remaining in the pump chamber is reduced, and the cross-sectional area of the passage is reduced. For this reason, the flow velocity of the fluid to be transferred is increased, and air bubbles hardly remain in the pump chamber.
In addition, by adopting such a shape, the compression ratio is increased, and the discharge flow accuracy is also improved.
【００１２】なお、カット面は、三つの平面３５ａ，３
５ｂ，３５ｃから構成されるものに限定されない。例え
ば図４（ｃ）に示すように、カット面は、頂角と外周と
の間に僅かの隙間を設けるように周方向に隣接する二つ
の平面３５ａ，３５ｂによって構成するようにしても良
い。特に複数の平面によってカット面を形成すると、カ
ット面の加工が容易であるという利点がある。しかし、
カット面は特に平面に限定されるものではなく、従来の
Ｄカットよりも外周方向に突出する形状であれば、曲面
によって構成してもよい。またプランジャ３３には、用
途に応じて選択されたファインセラミックスが用いられ
る。例えば、研磨性のスラリー液移送の用途には、耐摩
耗性、耐食性、耐熱性に優れたＳｉＣセラミックスが用
いられる。研磨性スラリー液以外の各種薬品液にはＡｌ
2Ｏ3・ＺｒＯ3セラミックス等が用いられる。The cut surface is composed of three planes 35a, 35
5b and 35c are not limited. For example, as shown in FIG. 4C, the cut surface may be constituted by two circumferentially adjacent flat surfaces 35a and 35b so as to provide a slight gap between the apex angle and the outer periphery. In particular, when a cut surface is formed by a plurality of planes, there is an advantage that processing of the cut surface is easy. But,
The cut surface is not particularly limited to a flat surface, and may be formed by a curved surface as long as the shape protrudes more in the outer peripheral direction than the conventional D-cut. For the plunger 33, fine ceramics selected according to the application is used. For example, SiC ceramics having excellent wear resistance, corrosion resistance, and heat resistance are used for polishing slurry liquid transfer. Al for various chemical liquids other than abrasive slurry liquid
2 O 3 .ZrO 3 ceramics or the like is used.
【００１３】[0013]
【発明の効果】以上述べたようにこの発明によれば、プ
ランジャ先端外周のカット面を外周方向に突出する形状
としたので、気泡の停留が少なく、吐出流量精度を大幅
に向上させることができる。As described above, according to the present invention, since the cut surface at the outer periphery of the tip of the plunger is formed to protrude in the outer peripheral direction, the retention of bubbles is small, and the accuracy of the discharge flow rate can be greatly improved. .
【図１】 この発明の実施例によるプランジャポンプの
一部切開した平面図である。FIG. 1 is a partially cutaway plan view of a plunger pump according to an embodiment of the present invention.
【図２】 同プランジャポンプの正面図である。FIG. 2 is a front view of the plunger pump.
【図３】 同プランジャポンプの側面図である。FIG. 3 is a side view of the plunger pump.
【図４】 同プランジャポンプのプランジャ形状を示す
図である。FIG. 4 is a view showing a plunger shape of the plunger pump.
【図５】 同プランジャポンプのプランジャの回転往復
動を説明するための図である。FIG. 5 is a view for explaining the reciprocating rotation of the plunger of the plunger pump.
【図６】 従来のプランジャポンプの動作原理図であ
る。じFIG. 6 is an operation principle diagram of a conventional plunger pump. The
１…ベース、２…架台、３…ポンプヘッド、３１…ポン
プブラケット、３２…シリンダ、３３…プランジャ、３
４…ピン、３５ａ〜３５ｃ…平面（カット面）。DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Base, 2 ... Stand, 3 ... Pump head, 31 ... Pump bracket, 32 ... Cylinder, 33 ... Plunger, 3
4: Pin, 35a to 35c: Plane (cut surface).
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 3H070 AA07 BB04 BB07 CC04 CC22 DD24 DD26 DD73 DD92 EE12 3H071 AA01 BB01 CC13 CC24 DD03 DD12 DD13 DD45 EE12 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page F term (reference) 3H070 AA07 BB04 BB07 CC04 CC22 DD24 DD26 DD73 DD92 EE12 3H071 AA01 BB01 CC13 CC24 DD03 DD12 DD13 DD45 EE12
Claims (2)
につながるバルブレスの吸込口と吐出口が設けられ、先
端部外周にカット面が形成されたプランジャをシリンダ
内を回転させながら往復動させて前記吸込口及び吐出口
を交互にシリンダ室に連通させることにより流体の移送
を行うプランジャポンプにおいて、 前記プランジャの先端部外周のカット面を外周方向に突
出させたことを特徴とするプランジャポンプ。A plunger provided with a valveless suction port and a discharge port connected to a cylinder chamber opposite to a tip of a cylinder and having a cut surface formed on an outer periphery of the tip is reciprocated while rotating inside the cylinder. A plunger pump for transferring a fluid by alternately connecting the suction port and the discharge port to a cylinder chamber, wherein a cut surface at an outer periphery of a tip portion of the plunger is projected in an outer peripheral direction.
につながるバルブレスの吸込口と吐出口が設けられ、先
端部外周にカット面が形成されたプランジャをシリンダ
内を回転させながら往復動させて前記吸込口及び吐出口
を交互にシリンダ室に連通させることにより流体の移送
を行うプランジャポンプにおいて、 前記プランジャの先端部外周のカット面として、前記プ
ランジャの外周に周方向に隣接する少なくとも二つの面
が形成されていることを特徴とするプランジャポンプ。2. A reciprocating plunger having a valveless suction port and a discharge port connected to a cylinder chamber opposite to a tip end of the cylinder and having a cut surface formed on an outer periphery of the tip end while rotating the inside of the cylinder. In a plunger pump for transferring a fluid by alternately connecting the suction port and the discharge port to a cylinder chamber, at least two surfaces circumferentially adjacent to the outer periphery of the plunger as cut surfaces on the outer periphery of the tip of the plunger. A plunger pump characterized in that a plunger is formed.
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