【０００１】
【発明の属する技術分野】
本願発明は、ベローズポンプに関し、詳しくは一対のベローズの交互伸縮に伴う吐出流体における脈動を低減させ得るベローズポンプに関するものである。
【０００２】
【従来の技術とその課題】
図３は従来の液体用ベローズポンプの一例を示す断面図である。このベローズポンプは、図示のように、送液を吐出する吐出口１７をもつ吐出室１７ａと送液を吸引する吸引口１６をもつ吸引室１６ａとを有するとともに、この吐出室１７ａと吸引室１６ａとが並ぶ一面とこの一面と反対面にそれぞれ設けられる一対の第１の逆止弁７ａ，７ｄおよび第２の逆止弁７ｃ，７ｂを具備するポンプ本体１４と、一面および反対面に取付けられるとともに伸縮による前記送液の送圧により第１の逆止弁７ａ，７ｄおよび第２の逆止弁７ｃ，７ｂの開閉を行なう第１のベローズ５および第２のベローズ６と、エアポート１２，１３から圧縮空気の導入および排出によってシャフト１５に連結されたピストン１０，１１を移動しベローズ５，６を伸縮させるエアシリンダ８，９とを備えている。
【０００３】上記ベローズポンプにおいて、まず、エアポート１３より圧縮空気を入れると、二つのベローズ５，６はシャフト１５を介してピストン１０，１１に連結されているので、ベローズ６は縮み始め、同時にベローズ５が伸び始める。その結果、逆止弁７ｂが開きベロー６内の送液が押し出され吐出口１７より排出され始める。 一方、ベローズ５が伸びることにより逆止弁７ａが開き送液は吸引口１６が吸引されベローズ５内に導入される。 なお、図４は、ベローズ５およびベローズ６の動作状態を示すグラフであり、Ｙ軸はポンプ室内における圧力、Ｘ軸は時間を表している。例えば、ベローズ５の吐出動作が終わると、吐出動作をしているベローズ５に加わる圧縮空気圧は零となり、替わってベローズ６への圧縮空気圧が零の状態から増加していく。このため、図示のように前記ベローズ５からベローズ６への吐出動作の受け継ぎ時に送液の移動が止まる瞬間、換言すればべローズ５とベローズ６による動作の間には不連続点が生じこのため、流体の吐出の過程で前記不連続点による脈動がグラフに示すように間歇的に生じ配管震動、バブルの多発等の不都合が生じる。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本願発明はベローズポンプを、 吸入路および吐出路を有するポンプヘッドと、このポンプヘッドを間に逆止弁を介して連結される複数のポンプ室と、各ポンプ室内でそれぞれ個別に伸縮して内部の流体の吸排をなすベローズと、ベローズを伸縮させるための流体駆動源と、各ポンプ室に対応してそれぞれ設けられベローズの伸縮動作に対応して駆動流体のポンプ室への流路を切り替える電磁弁と、ポンプ室内におけるベローズの位置を検知して電磁弁の動作制御をなす制御手段と、を具えて構成し、各ベローズによる流体の吐出動作のサイクルを部分的に重複させるように運転可能にし、流体吐出における脈動を低減するようにして上記従来の課題を解決しようとするものである。
【０００５】
【発明の実施形態】
図１は、本願発明に係るベローズポンプの１実施形態を示す一部切欠縦断面図である。
図において、２０は吸入路２１および吐出路２２を有するポンプヘッドであり、このポンプヘッド２２を間にして対向するように一対のポンプ室２３、２４が設けられている。各ポンプ室２３，２４内にはそれぞれ個別に伸縮して内部の流体の吸排をなすベローズ２５，２６がそれぞれ嵌装されている。ベローズ２５，２６の一端はポンプヘッド２０に固定されている。 そして、各ベローズの前記固定端の反対側端部には可動壁２７、２８が形成されていて、それぞれ軸２９、３０を介してポンプ室２３、２４内を駆動流体であるエアにより往復動するシリンダー３１、３２に連結されている。 なお、前記軸２９、３０は各ポンプ室２３、２４内に形成された区画壁３３、３４の孔部に気密に軸支されシリンダー３１、３２の往復動により各ベローズ２５、２６もこれに従動するようになっている。
【０００６】
さらに、図において、３５、３６はポンプ室２３に形成されたエアポートでベローズを伸縮させるための流体駆動源である圧縮空気源（不図示）と電磁弁（不図示）を介して結ばれている。同様に、ポンプ室２４にもエアポート３７、３８が設けられ前記とは別個独立の電磁弁（不図示）を介して流体駆動源である圧縮空気源（不図示）と連結されている。
また、３９、４０はそれぞれポンプ室２３内の壁面に設けられた位置センサで、センサ３９はベローズ２５の伸張時において可動壁２７の位置を検出し、センサ４０はベローズ２５の収縮時における可動壁２７の位置を検出する。同様の位置センサ４１、４２がポンプ室２４内の壁面にも取り付けられている。
そして、前記の各センサと不図示のマイクロコンピュータにより、ポンプ室内におけるベローズの位置を検知して電磁弁の動作制御をなす制御手段が構成されている。 なお、４３は、各ベローズとポンプヘッド２０における吸入路２１、吐出路２２を結ぶ逆止弁である。
【０００７】
前記各位置センサの取り付け位置は、次のような動作を可能とする関係において調整されている。 すなわち、第１のベローズが完全に収縮状態となりその収縮死点に達する寸前に、伸長しつつ伸長死点に達する寸前にある第２のベローズが収縮を始め得るべく第２ベローズの電磁弁に切り替え動作を可能とする位置関係に各位置センサが設定されている。
【０００８】
次に、図１を中心に作用を説明する。図１において、左方のベローズ２５は収縮死点に達する寸前の状態にあり、これに対して右方のベローズ２６は伸長しつつ伸長死点に達する寸前にある。この状態で左方のベローズ２５による流体の吐出は継続しており、一方、右方のポンプ室２４では位置センサ４１の検知信号により電磁弁が動作して圧縮空気がエアポート３７から流入してシリンダー壁３４を介してベローズ２６の収縮を開始させる。ベローズ２６が収縮死点に接近すると、伸長しつつ伸長死点に達する寸前にあるベローズ２５において上述と同様の工程が実行される。このようにして、ベローズ２５と２６は互いにその動作の伸縮死点に達する前に他方が伸縮を始めるので、各ベローズによるポンプ吐出動作は図２に示すように途切れのない連続したものとなり脈動の低減が実現される。
すなわち、図２は、ベローズ２５およびベローズ２６の動作状態を示すグラフであり、Ｙ軸はポンプ室内における圧力、Ｘ軸は時間を表している。ベローズ２５の吐出動作が終わる前に、重ねてベローズ２６の収縮が始まり、図４に示す従来技術におけるようなベローズ５からベローズ６への吐出動作の受け継ぎ時に送液の移動が止まる瞬間がない。
【０００９】
上記では、電磁弁の動作をセンサとマクロコンピュータにより制御しているが、各センサ類を近接スイッチで構成して簡単なコントローラを介して電磁弁と連結して前述の電磁弁動作を実行するようにしても良い。
電磁弁とセンサの関連構成は以下の場合が考えられる。
イ： 各ポンプ室にベローズの伸縮における位置を検出するセンサを設け、センサからの位置情報によりコントローラを介して各ベローズに対応する電磁弁の動作を制御して各ベローズによる流体の吐出動作のサイクルを部分的に重複させる。
ロ： 各ポンプ室にベローズの伸縮における位置を検出するセンサを設け、センサからの位置情報によりマイクロコンピュータを介して各ベローズに対応する電磁弁の動作を制御して各ベローズによる流体の吐出動作のサイクルを部分的に重複させる。
ハ： 一対のポンプ室のいずれかに位置センサを設け、位置センサの当該ベローズの位置（収縮死点または伸長死点に近い位置）検出情報に基づいてマイクロコンピュータを介して各ベローズに対応する電磁弁の動作を制御して各ベローズによる流体の吐出動作のサイクルを部分的に重複させる。
なお、前記実施形態では、ポンプ室これに収容されるベローズが一対の場合を述べたが、複数であれば良く一対に限定されないことはもちろんである。
【００１０】
【発明の効果】
以上説明したように、本願発明によれば、複数のベローズの吐出動作のサイクルを部分的に重複させポンプの吐出動作が途切れることなく連続的に為し得る構成としたので、吐出における脈動が低減でき、配管における振動、泡の発生を抑制し流体送給における安定度を向上できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本願発明に係るベローズポンプの１実施形態を示す一部切欠縦断面図である。
【図２】図１に示すポンプにおけるベローズの動作状態を示すグラフである。
【図３】従来のベローズポンプの断面図である。
【図４】図３に示すポンプにおけるベローズの動作状態を示すグラフである。
【符号の説明】
２０．．．．．．．．．ポンプヘッド
２５、２６．．．ベローズ[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a bellows pump, and more particularly, to a bellows pump capable of reducing pulsation in a discharge fluid due to alternate expansion and contraction of a pair of bellows.
[0002]
[Prior art and its problems]
FIG. 3 is a sectional view showing an example of a conventional liquid bellows pump. The bellows pump has a discharge chamber 17a having a discharge port 17 for discharging liquid and a suction chamber 16a having a suction port 16 for sucking liquid, as shown in the figure, and the discharge chamber 17a and the suction chamber 16a. And a pump body 14 having a pair of first check valves 7a, 7d and second check valves 7c, 7b respectively provided on one side and the other side, and mounted on one side and the other side. A first bellows 5 and a second bellows 6 for opening and closing the first check valves 7a and 7d and the second check valves 7c and 7b by the pressure of the liquid sent by expansion and contraction; And air cylinders 8 and 9 for moving the pistons 10 and 11 connected to the shaft 15 by the introduction and discharge of compressed air to expand and contract the bellows 5 and 6, respectively.
In the bellows pump, first, when compressed air is supplied from the air port 13, the two bellows 5, 6 are connected to the pistons 10, 11 via the shaft 15, so that the bellows 6 starts to contract, and at the same time, the bellows 6 starts to contract. 5 begins to grow. As a result, the check valve 7 b opens and the liquid supply in the bellows 6 is pushed out and starts to be discharged from the discharge port 17. On the other hand, when the bellows 5 is extended, the check valve 7a is opened and the liquid is sent into the bellows 5 by suction of the suction port 16. FIG. 4 is a graph showing the operating states of the bellows 5 and the bellows 6, wherein the Y axis represents the pressure in the pump chamber and the X axis represents time. For example, when the discharge operation of the bellows 5 ends, the compressed air pressure applied to the bellows 5 performing the discharge operation becomes zero, and the compressed air pressure to the bellows 6 increases instead from the state of zero. For this reason, as shown in the figure, at the moment when the movement of the liquid supply stops when the discharge operation from the bellows 5 to the bellows 6 is inherited, in other words, a discontinuous point is generated between the operations by the bellows 5 and the bellows 6, In the process of discharging the fluid, pulsation due to the discontinuous point occurs intermittently as shown in the graph, causing inconveniences such as pipe vibration and frequent occurrence of bubbles.
[0004]
[Means for Solving the Problems]
The present invention relates to a bellows pump including a pump head having a suction path and a discharge path, a plurality of pump chambers connected between the pump heads via a check valve, and a pump chamber that is individually expanded and contracted in each pump chamber. A bellows for sucking and discharging the fluid, a fluid drive source for expanding and contracting the bellows, and an electromagnetic switch that is provided corresponding to each pump chamber and switches a flow path of the driving fluid to the pump chamber in accordance with the expansion and contraction operation of the bellows. A valve and control means for controlling the operation of the solenoid valve by detecting the position of the bellows in the pump chamber, so that operation can be performed so as to partially overlap the cycle of fluid discharge operation by each bellows. Another object of the present invention is to solve the above-mentioned conventional problems by reducing pulsation in fluid discharge.
[0005]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
FIG. 1 is a partially cutaway longitudinal sectional view showing one embodiment of a bellows pump according to the present invention.
In the figure, reference numeral 20 denotes a pump head having a suction passage 21 and a discharge passage 22. A pair of pump chambers 23 and 24 are provided so as to face each other with the pump head 22 interposed therebetween. Bellows 25 and 26, which expand and contract individually and suck and discharge the internal fluid, are fitted in the pump chambers 23 and 24, respectively. One ends of the bellows 25 and 26 are fixed to the pump head 20. Movable walls 27 and 28 are formed at the opposite ends of the bellows from the fixed ends, and reciprocate in the pump chambers 23 and 24 via shafts 29 and 30 by air as a driving fluid. It is connected to cylinders 31 and 32. The shafts 29, 30 are hermetically supported by holes of partition walls 33, 34 formed in the pump chambers 23, 24, and the bellows 25, 26 are also driven by the reciprocation of the cylinders 31, 32. It is supposed to.
[0006]
Further, in the figure, 35 and 36 are air ports formed in the pump chamber 23 and are connected via a solenoid valve (not shown) to a compressed air source (not shown) which is a fluid drive source for expanding and contracting the bellows. . Similarly, the pump chamber 24 is provided with air ports 37 and 38, and is connected to a compressed air source (not shown) as a fluid driving source via an electromagnetic valve (not shown) which is independent of the above.
Reference numerals 39 and 40 denote position sensors provided on the wall surface in the pump chamber 23. The sensor 39 detects the position of the movable wall 27 when the bellows 25 is extended, and the sensor 40 detects the movable wall when the bellows 25 contracts. 27 is detected. Similar position sensors 41 and 42 are also attached to the wall surface inside the pump chamber 24.
Control means for controlling the operation of the solenoid valve by detecting the position of the bellows in the pump chamber by the above-mentioned sensors and a microcomputer (not shown). Reference numeral 43 denotes a check valve that connects each bellows with the suction path 21 and the discharge path 22 in the pump head 20.
[0007]
The mounting positions of the position sensors are adjusted so as to enable the following operation. That is, before the first bellows is completely contracted and reaches the contraction dead center, the second bellows immediately before reaching the extension dead center while being extended is switched to the solenoid valve of the second bellows so as to start contraction. Each position sensor is set in a positional relationship enabling operation.
[0008]
Next, the operation will be described mainly with reference to FIG. In FIG. 1, the left bellows 25 is on the verge of reaching the contraction dead center, whereas the right bellows 26 is on the verge of reaching the extension dead center while extending. In this state, the discharge of the fluid by the left bellows 25 is continued, while the solenoid valve operates in the right pump chamber 24 in response to the detection signal of the position sensor 41, and the compressed air flows in from the air port 37 and the cylinder is discharged. The contraction of the bellows 26 via the wall 34 is started. When the bellows 26 approaches the contraction dead center, the same process as described above is executed in the bellows 25 which is on the verge of reaching the extension dead center while extending. In this manner, the bellows 25 and 26 begin to expand and contract before reaching the expansion / contraction dead center of the operation of each other, so that the pump discharge operation by each bellows becomes a continuous and uninterrupted pulsation as shown in FIG. Reduction is realized.
That is, FIG. 2 is a graph showing the operating state of the bellows 25 and the bellows 26, in which the Y axis represents the pressure in the pump chamber and the X axis represents time. Before the discharge operation of the bellows 25 is completed, the bellows 26 starts to contract again, and there is no moment when the movement of the liquid feed stops when the discharge operation from the bellows 5 to the bellows 6 is inherited as in the prior art shown in FIG.
[0009]
In the above description, the operation of the solenoid valve is controlled by the sensor and the macro computer. However, each sensor is constituted by a proximity switch and connected to the solenoid valve via a simple controller to execute the above-described solenoid valve operation. You may do it.
The following configuration can be considered as the related configuration between the solenoid valve and the sensor.
A: A sensor for detecting the position of the bellows in expansion and contraction of each bellows is provided, and the operation of the solenoid valve corresponding to each bellows is controlled via a controller based on the position information from the sensor, and the cycle of the fluid discharge operation by each bellows is performed. Partially overlap.
B: A sensor for detecting the position of the bellows in expansion and contraction of each bellows is provided, and the position of the bellows is used to control the operation of the solenoid valve corresponding to each bellows via a microcomputer to control the discharge operation of the fluid by each bellows. Partially overlap cycles.
C: A position sensor is provided in one of the pair of pump chambers, and electromagnetic waves corresponding to each bellows are provided via a microcomputer based on detection information of the position of the bellows (a position near the contraction dead center or the extension dead center) of the position sensor. The operation of the valve is controlled to partially overlap the cycle of the fluid discharge operation by each bellows.
In the above embodiment, the case where the bellows accommodated in the pump chamber is a pair has been described.
[0010]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, the discharge operation of the plurality of bellows is partially overlapped so that the discharge operation of the pump can be performed continuously without interruption, so that the pulsation in the discharge is reduced. Thus, the generation of vibration and bubbles in the piping can be suppressed, and the stability in fluid supply can be improved.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a partially cutaway longitudinal sectional view showing one embodiment of a bellows pump according to the present invention.
FIG. 2 is a graph showing an operation state of a bellows in the pump shown in FIG.
FIG. 3 is a sectional view of a conventional bellows pump.
4 is a graph showing an operation state of a bellows in the pump shown in FIG.
[Explanation of symbols]
20. . . . . . . . . Pump heads 25, 26. . . Bellows
