JP2001248560A - 流体非接触ポンプ - Google Patents

流体非接触ポンプ

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JP2001248560A
JP2001248560A JP2000060468A JP2000060468A JP2001248560A JP 2001248560 A JP2001248560 A JP 2001248560A JP 2000060468 A JP2000060468 A JP 2000060468A JP 2000060468 A JP2000060468 A JP 2000060468A JP 2001248560 A JP2001248560 A JP 2001248560A
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JP
Japan
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diaphragm
fluid
pump
chamber
pressure
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JP2000060468A
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English (en)
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Takashi Ejiri
隆 江尻
Hisao Someya
久雄 染谷
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Fujikura Composites Inc
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Fujikura Rubber Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 ポンプ側のピストンやダイアフラムが送給流
体と接触することがない流体非接触ポンプを得る。 【構成】 送給流体を送給するための隔膜ポンプ半体
と、この隔膜ポンプ半体にポンプ作用を及ぼす駆動ポン
プ半体とを結合するという着想によるもので、隔膜ポン
プ半体は、隔膜によって画成され、該隔膜の弾性変形に
よって容積を変化させる流体吸排室と、この流体吸排室
に該流体吸排室に向かう方向の流体流のみを許す逆止弁
を介して接続された入口流路と、流体吸排室から出る方
向の流体流のみを許す逆止弁を介して接続された出口流
路とを有する。一方、駆動ポンプ半体は、隔膜ポンプ半
体の隔膜を挟んで流体吸排室の反対側に位置する隔膜変
形室を有する圧力室と、この圧力室内の圧力を周期的に
増減させ上記隔膜を変形させて流体吸排室の容積を大小
に変化させるポンプとを有する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【技術分野】本発明は、閉じられた系内の流体を送給す
るのに適した流体非接触ポンプに関する。
【0002】
【従来技術およびその問題点】通常のポンプは、流体に
送給力を与えるピストンやダイアフラムが、送給流体に
接触する。しかし、医薬、食品、半導体工業、化学工業
等においては、送給流体に不純物の混入を嫌う場合が多
々あり、ポンプ側のピストンやダイアフラムが送給流体
に接触する通常のポンプは、不純物の混入の可能性が高
いため、これらの用途には適していない。
【0003】
【発明の目的】本発明は、ポンプ側のピストンやダイア
フラムが送給流体と接触することがない流体非接触ポン
プを得ることを目的とする。
【0004】
【発明の概要】本発明は、送給流体を送給するための隔
膜ポンプ半体と、この隔膜ポンプ半体にポンプ作用を及
ぼす駆動ポンプ半体とを結合するという着想に基づいて
なされたものであり、隔膜ポンプ半体は、隔膜によって
画成され、該隔膜の弾性変形によって容積を変化させる
流体吸排室と、この流体吸排室に該流体吸排室に向かう
方向の流体流のみを許す逆止弁を介して接続された入口
流路と、流体吸排室から出る方向の流体流のみを許す逆
止弁を介して接続された出口流路とを有し、一方、駆動
ポンプ半体は、隔膜ポンプ半体の隔膜を挟んで流体吸排
室の反対側に位置する隔膜変形室を有する圧力室と、こ
の圧力室内の圧力を周期的に増減させ上記隔膜を変形さ
せて上記流体吸排室の容積を大小に変化させるポンプと
を有することを特徴としている。このポンプによると、
隔膜ポンプ半体に流れる流体を、駆動ポンプ半体側の駆
動部分と接触させることなく、送給することができる。
【0005】駆動ポンプ半体には、その圧力室に、該圧
力室に向かう方向の流体流のみを許す逆止弁を介して吸
入口を連通させ、該圧力室から出る方向の流体流のみを
許す逆止弁を介して排出口を連通させることが望まし
い。この吸入口の逆止弁は、流体吸排室の容積が拡大す
る過程で圧力室の圧力が所定値以下となったときに開
き、排出口の逆止弁は、流体吸排室の容積が縮小する過
程で圧力室の圧力が所定値以上となったときに開くもの
とする。
【0006】また、駆動ポンプ半体には、流体吸排室の
容積が略最小となるときに圧力室の圧力をリリーフする
リリーフ弁を設けることも可能である。
【0007】本発明の流体非接触ポンプは、駆動ポンプ
半体のポンプの形態を問わないが、例えば、隔膜ポンプ
半体の隔膜と略平行をなし往復駆動されるダイアフラム
を有するダイアフラムポンプから構成することができ
る。
【0008】異なる閉じられた系の流体用の隔膜ポンプ
半体に対して使用可能にするため、隔膜ポンプ半体と駆
動ポンプ半体とは着脱可能とすることが好ましい。
【0009】
【発明の実施形態】図1ないし図4は、本発明による流
体非接触ポンプの第一の実施形態を示すもので、図1
は、隔膜ポンプ半体10と駆動ポンプ半体20を分離状
態で示し、図2ないし図4は結合状態で示している。隔
膜ポンプ半体10の隔膜ブロック11には、隔膜12に
よって流体吸排室13が画成されている。流体吸排室1
3は、凹球面の一部からなっていて、その周縁に凹球面
の一部を切り取る形の隔膜12の周縁が液密に接着され
ている。この流体吸排室13には、入口流路14と出口
流路15とが接続されており、この入口流路14には流
体吸排室13へ向かう方向の流体流のみを許す逆止弁1
6が設けられ、出口流路15には流体吸排室13から出
る方向の流体流のみを許す逆止弁17が設けられてい
る。逆止弁16、17は、図示例ではダックビルからな
っている。入口流路14、流体吸排室13、出口流路1
5には、不純物の混入を嫌う流体(例えば薬液)が供給
される。流体吸排室13は、この流体によって侵される
ことも流体を侵すこともなく、流体吸排室13の容積を
大小に変化させることができる弾性を有する材料からな
っている。
【0010】駆動ポンプ半体20は、アッパブロック2
1とロワブロック22を有し、アッパブロック21に
は、隔膜ポンプ半体10と結合されたとき、流体吸排室
13の反対側に位置する隔膜変形室23aが形成されて
いる。隔膜変形室23aは、隔膜12を挟んで、流体吸
排室13と対称形状をしている。アッパブロック21と
ロワブロック22の間には、ダイアフラム(ダイアフラ
ムアッセンブリ)24の周縁部が挟着されており、この
ダイアフラム24の中心部には、往復摺動ロッド25の
図の上端部が気密に結合されている。ダイアフラム24
の図の上側の容積変化室23bは連通路23cを介して
隔膜変形室23aと連通し、これら隔膜変形室23a、
容積変化室23b、連通路23cが、隔膜12によって
閉じられる圧力室23を構成している。ダイアフラム2
4は、隔膜ポンプ半体10と駆動ポンプ半体20が結合
されたとき、隔膜12と平行をなすように設けられてい
る。
【0011】往復摺動ロッド25は、ダイアフラム24
の平面方向と直交する方向に摺動自在にしてロワブロッ
ク22に支持されており、その図の下端部は、コンロッ
ド26の上端部に軸26aで枢着されている。コンロッ
ド26は、その下端部に円形穴26bを有し、この円形
穴26b内に偏心カム26cが回転自在に挿入されてい
る。偏心カム26cは、円形穴26bの中心とは偏心し
た偏心穴26dを有し、この偏心穴26dに減速機付き
モータ27によって一方向に回転駆動される円板27a
が回転自在に挿入されている。
【0012】以上のダイアフラム24、往復摺動ロッド
25、コンロッド26及び減速機付きモータ27は、ダ
イアフラムポンプを構成する。すなわち、減速機付きモ
ータ27により円板27aが連続回転すると、往復摺動
ロッド25とともにダイアフラム24が昇降運動し、ダ
イアフラム24が昇降運動すると、圧力室23の容積が
変化し、圧力が変化する。
【0013】以上の隔膜ポンプ半体10と駆動ポンプ半
体20とは、アッパブロック21の隔膜変形室23aの
外周縁に位置させたOリングOを介し、圧力室23を気
密にして結合される。図2は、結合時の状態(中立状
態)を示すもので、隔膜12が中立位置にあり、ダイア
フラム24も中立位置にある。隔膜12の中立位置とは
流体吸排室13と隔膜変形室23aの容積が同一になる
位置であり、ダイアフラム24の中立位置とは、ダイア
フラム24の位置変化によって容積が変化する圧力室2
3の容積が最大値と最小値の中間値になる位置である。
【0014】図2のセッティング状態において、減速機
付きモータ27を介して円板27aを適当な速度で駆動
すると、ダイアフラム24の図における下降過程では圧
力室23と隔膜12によって構成される室の圧力が下降
(減少)し、同上昇過程では、同室の圧力が上昇(増
加)する。すると、圧力室23の圧力上昇過程では、隔
膜12が流体吸排室13側に変形して流体吸排室13の
容積が縮小する。このとき、入口流路14を介しての流
体の吐出は逆止弁16が阻止するため、流体吸排室13
内の流体が出口流路15から逆止弁17を介して排出さ
れる。一方、圧力室23の圧力下降過程では、出口流路
15を介しての流体の吸入は逆止弁17が阻止するた
め、隔膜12が圧力室23側に変形して入口流路14か
ら逆止弁16を介して流体吸排室13内に流体が供給さ
れる(図3、図4参照)。この動作が繰り返される結
果、入口流路14から出口流路15へ流体が送給される
ことになる。なお、実際の動作では、ダイアフラム24
の昇降動作と、隔膜12の昇降動作には若干の時間遅れ
が生じるが、以上の説明ではこの時間遅れを無視してい
る。この送給流体は、隔膜12(隔膜ブロック11)内
に閉じられていて駆動ポンプ半体20側に接触すること
がないため、不純物が混入するおそれがない。
【0015】図5ないし図8は、本発明の第二の実施形
態を示す。第一の実施形態では、圧力室23が閉じられ
ていたのに対し、この実施形態は、圧力室23に、吸入
口28と排出口29を連通させ、吸入口28には圧力室
23へ向かう方向の流体流のみを許す逆止弁28aを設
け、排出口29には圧力室23から出る方向の流体流の
みを許す逆止弁29aを設けている。この他の構成は、
図1ないし図4の第一の実施形態と同一であり、同一部
分には同一の符号を付している。図5、6、7、8はそ
れぞれ、図1、2、3、4に対応している。
【0016】この実施形態では、吸入口28に設けた逆
止弁28aは、ダイアフラム24の昇降動作により圧力
室23の圧力が所定値以下となったときに開いて空気を
圧力室23内に吸い込み、排出口29の逆止弁29a
は、同圧力室23の圧力が所定値以上となったときに開
いて圧力室23内の空気を排出する。したがって、その
開閉の臨界圧力を適当に設定することで、隔膜12の位
置と入口流路14の位置とを自動的に同期させることが
できる。すなわち、第一の実施形態のように、隔膜12
とダイアフラム24の中立位置を厳密に一致(同期)さ
せなくても、運転中に自動的に隔膜12とダイアフラム
24の中立位置を一致させ、第一の実施形態で説明した
のと同様の作用効果を得ることができる。
【0017】図9、図10は、本発明の第三の実施形態
を示している。この実施形態は、圧力室23に吸入口2
8(逆止弁28a)、排出口29(逆止弁29a)を設
ける代わりに、ダイアフラム24に、圧力室23の容積
が最小となるときに該圧力室23の圧力をリリーフする
リリーフ弁30を設けた実施形態である。リリーフ弁3
0は、ダイアフラム24に、圧力室23を大気室31に
連通させる貫通穴32と、この貫通穴32を開閉する弁
ステム33と、この弁ステム33を閉じる方向に付勢す
る圧縮ばね34とを備えている。弁ステム33は、ダイ
アフラム24が上昇して圧力室23の容積が最小となる
とき(つまりダイアフラム24が図の上死点に達すると
き)またはその近傍において、アッパブロック21の壁
面に押されて貫通穴32を開き、圧力室23内の圧力を
大気室31に逃がす。
【0018】この実施形態によると、ダイアフラム24
が上死点に達する度に、圧力室23内の圧力が最小(大
気圧)となるようにリセットされる。従って、これに続
くダイアフラム24の下降過程で圧力室23内の圧力を
確実に減少させて隔膜12を隔膜変形室23a側に変形
させ、ポンプ作用を行わせることができる。
【0019】図9、図10では、リリーフ弁30をダイ
アフラム24に設けたが、アッパブロック21またはロ
ワブロック22に設けてもよいことは明らかである。ま
た、以上の実施形態では、駆動ポンプ半体20に設ける
ポンプとしてダイアフラムポンプを示したが、圧力室2
3内の圧力を周期的に増減させるものであれば、ピスト
ンポンプその他、ポンプの形式を問わない。
【0020】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、駆動ポン
プ半体側のピストンやダイアフラムが隔膜ポンプ半体側
の送給流体と接触することがない流体非接触ポンプを得
ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明によるポンプの一実施形態を示す、隔膜
ポンプ半体と駆動ポンプ半体の分離状態の断面図であ
る。
【図2】同結合状態の中立位置における断面図である。
【図3】同結合状態の吐出位置における断面図である。
【図4】同結合状態の吸入位置における断面図である。
【図5】本発明によるポンプの別の実施形態を示す、隔
膜ポンプ半体と駆動ポンプ半体の分離状態の断面図であ
る。
【図6】同結合状態の中立位置における断面図である。
【図7】同結合状態の吐出位置における断面図である。
【図8】同結合状態の吸入位置における断面図である。
【図9】本発明によるポンプのさらに別の実施形態を示
す要部の中立位置における拡大断面図である。
【図10】図9のポンプの吐出位置における拡大断面図
である。
【符号の説明】
10 隔膜ポンプ半体 11 隔膜ブロック 12 隔膜 13 流体吸排室 14 入口流路 15 出口流路 16 17 逆止弁 20 駆動ポンプ半体 21 アッパブロック 22 ロワブロック 23 圧力室 23a 隔膜変形室 23b 容積変化室 23c 連通路 24 ダイアフラム 25 往復摺動ロッド 26 コンロッド 27 減速機付きモータ 28 吸入口 29 排出口 30 リリーフ弁
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 3H077 AA01 AA12 BB05 CC01 CC02 CC07 CC09 CC14 CC18 DD02 DD12 EE01 EE31 EE40 FF03 FF04 FF07 FF08 FF12 FF47 FF48 FF54 FF60

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 隔膜によって画成され、該隔膜の弾性変
    形によって容積を変化させる流体吸排室と、 この流体吸排室に該流体吸排室に向かう方向の流体流の
    みを許す逆止弁を介して接続された入口流路と、 上記流体吸排室から出る方向の流体流のみを許す逆止弁
    を介して接続された出口流路と、 を有する隔膜ポンプ半体;及び上記隔膜ポンプ半体の隔
    膜を挟んで上記流体吸排室の反対側に位置する隔膜変形
    室を含む圧力室と、 この圧力室内の圧力を周期的に増減させ上記隔膜を変形
    させて上記流体吸排室の容積を大小に変化させるポンプ
    と、を有する駆動ポンプ半体;の結合体からなることを
    特徴とする流体非接触ポンプ。
  2. 【請求項2】 請求項1記載の流体非接触ポンプにおい
    て、駆動ポンプ半体には、その圧力室に吸入口と排出口
    が連通し、この吸入口に、上記圧力室の圧力が所定値以
    下となったときに開いて該圧力室に向かう方向の流体流
    のみを許す逆止弁が設けられ、排出口に、上記圧力室の
    圧力が所定値以上となったときに開いて該圧力室から出
    る方向の流体流のみを許す逆止弁が設けられている流体
    非接触ポンプ。
  3. 【請求項3】 請求項1記載の流体非接触ポンプにおい
    て、駆動ポンプ半体には、圧力室の容積が略最小となる
    ときに該圧力室の圧力をリリーフするリリーフ弁が設け
    られている流体非接触ポンプ。
  4. 【請求項4】 請求項1ないし3のいずれか1項記載の
    流体非接触ポンプにおいて、駆動ポンプ半体のポンプ
    は、隔膜ポンプ半体の隔膜と略平行をなし往復駆動され
    るダイアフラムを有するダイアフラムポンプからなって
    いる流体非接触ポンプ。
  5. 【請求項5】 請求項1ないし4のいずれか1項記載の
    流体非接触ポンプにおいて、隔膜ポンプ半体と駆動ポン
    プ半体とは着脱可能である流体非接触ポンプ。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101746830B1 (ko) 2016-03-11 2017-06-15 주식회사 나래나노텍 개선된 약액 가압 장치, 및 이를 구비한 약액 공급 장치
US10173434B2 (en) 2016-08-23 2019-01-08 Seiko Epson Corporation Check valve, diaphragm pump, and printing apparatus
WO2019117028A1 (ja) 2017-12-11 2019-06-20 セイコーエプソン株式会社 ダックビル弁、ダイアフラムポンプ、及び印刷装置
JP2019105368A (ja) * 2017-12-11 2019-06-27 セイコーエプソン株式会社 ダックビル弁、ダイアフラムポンプ、及び印刷装置

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