JP2005534856A - 逆止弁付流体分配回路 - Google Patents

Abstract

少なくとも一つの可撓性壁を有する可変容積チャンバ（６６）を備え、流体を分配するための出力ダクト（７２）および配送ダクト（１５）を通して少なくとも一つのノズル（１８）に通じているポンプ手段（１２）を備え、第１の逆止弁（９４）が前記出力ダクト（７２）に配置されている染料、インク、塗料または類似の流体のための分配回路であって、第２の逆止弁（１４）が前記配送ダクト（１６）の中の前記第１の逆止弁（９４）と直列に前記第１の逆止弁（９４）と前記少なくとも一つのノズルの間に取り付けられている逆止弁付液体分配回路が開示されている。この構成によれば、２つの逆止弁のうちの少なくとも１つ、そして特に、配送弁は、出力ダクトの中で、本体部の外側に、操作員に容易にアクセスできる位置に取り付けられる。この配置のおかげで、配送弁についての保守動作は、内部部材に接近するためにポンプ手段を分解する必要なしに、また流体の出口を止める動作を行う必要なく実行される。操作員が迅速且つ容易に操作でき、機械の停止時間を短くする。

Description

本発明は、流体、特に、染料、インク、塗料および類似した製品を計って分配するための回路および機械の分野に関する。

本発明は、特に、少なくとも一つの可撓性壁を有する可変容積チャンバを含むポンプ手段を備え、可変容積チャンバにおいてポンプ手段が流体を分配するための出力ダクトに通じている分配回路に関して考案された。

本発明は、また、その内部で一つ以上の上述の回路を使用する機械を備えている。

着色流体をメーターで測って分配するための機械の分野において、貯蔵器流体の吸入および配送ノズルからの流体の出力を制御するオン／オフ動作の弁と協働するベローズ・ポンプの使用は、高く評価されている。達成される特定の組合せは、非常に正確な性能を事実確実にすることができる、特に製品の少量がメーターで測られるとき。しかし、周知の機械は、システムのパーツの掃除のために長期にわたる停止期間を被る。事実、扱われる流体の中にある不純物のために、沈澱物がしばしば特に弁の当接面に生ずる。沈澱物は、直接、弁がシールできないようにして、製品の漏出を引き起こし、一方、特にそれが記憶された理論的なデータにまたは較正値に基づく制御システムに、または弁の正しい動作を前提とするフィードバックにさえ依存するとき、システムを通過する製品の流れが予想外の圧力減少を受ける。したがって、システムの正確さは下がる。

同じ欠点は、ＵＳ−Ａ−４８８６１８９に開示され、ハウジングおよびハウジングの内部にあって液体を保持する可撓性ダイアフラムを備える液体容器を備えている装置にある。アクチュエータが隔膜に連結されて、隔膜がより多量の液体を保持することができる伸張位置と隔膜が伸張位置におけるより少量の液体を保持する引っ込んだ位置の間で隔膜を動かす。力を伝える装置は、容器から液体を分配するために、伸張位置から完全に引っ込められた位置の方へ向かう方向に隔膜を動かすアクチュエータに結合されている。単一の逆止弁が液体を容器から引き出すことができるようにするが、同じ容器に液体が少しも戻らないようにするために吸着管の中に配置されている。
米国特許第４８８６１９号

本発明の目的は、従来技術の問題を解決することであり、特に、ほんの少しの簡単な保守動作しか必要としない分配回路を提供することである。

別の本発明の目的は、弁の 汚れや閉塞のために故障する危険の少ない分配回路を提供することである。

本発明の更に別の目的は、安価で、非常に正確で、信頼性が高くかつ使いやすい分配回路および分配機械を提供することである。

上述した目的を達成するために、本発明の主題は、この説明の序論の中に示された型の分配回路であり、前記回路が出力ダクトの中に直列に取り付けられた２つの逆止弁を備えることを特徴とする。

本発明の好ましい実施例によれば、出力ダクトに沿って置かれた第１の弁は、実際の配送弁である第２の弁の掃除をするかまたは入れ替え動作をする間流体を保持するストップコックの機能を果たす。特に優れた変形において、ポンプ手段は、少なくとも部分的に可変容積チャンバを画成する本体部を備え、出力ダクトが部分的に本体部内に形成され、本体部の外側へ伸びにている。この構成によれば、２つの逆止弁のうちの少なくとも１つ、そして特に、配送弁は、出力ダクトの中で、本体部の外側に、操作員に容易にアクセスできる位置に取り付けられる。この配置のおかげで、配送弁についての保守動作は、内部部材に接近するためにポンプ手段を分解する必要なしに、かつ圧力のないために閉じたままである一方向のストップコックによって自動的に止められるので、流体の出口を止めるためのいかなる動作をも実行する必要なしに実行される。この種の解決法は、操作員が迅速且つ容易に操作できるようにし、機械の停止時間を短くする。

別の特に有利な変形によれば、配送弁は、外ケーシングの機能および外ケーシングの内部に可動に取り付けられた閉塞部材のための案内の機能の両方を有する中空体を備えている。閉塞部材は、中空体の中に配置された刃形の当接部の隆起に支えられることによってシールを確実にする平坦な当接面を備えている。当接面と刃の間の接触がごくわずかなので、システムは自己洗浄的である。事実、不純物が刃と当接面の間に入ることは困難であり、これが起こるまれな場合に、流体の流れは、ともかくナイフの刃の側面の一方に不純物を動かすのに十分である。より良好な漏れ止めさえ確実にするために、刃がシールの中に沈むことができるように、例えばエラストマのような弾性物質でできているシールが隆起と平坦な当接面の間に配置されてもよい。これらの特性は、保守動作の回数を確実に少なくし、弁をより長い間きれいに保って漏出のために起こる故障の危険を少なくする。

別の特に有利な変形によれば、回路の性能の更なる改良は、一つ以上のフィルタを回路の中に挿入することよって、または弁の一つ以上の中にそれの組み込むことによってさえ達成される。

さらなる本発明の特徴は、可変容積チャンバに通じている入口ダクトの中に一方向の弁を取り付けることを提供する。この弁は、休止位置において半開きであり、好ましくはストップコックのものと異なる作業行程を備えている。

この実施例によって達成される利点は、空気の逃げ道を残して、可変容積チャンバを完全に満たすことを容易にする。これは、キャビテーションの危険を少なくし、配送の正確さを高める結果を直接にもたらす。特に有利な変形において、配送回路の弁の全ては、配送弁について説明されたものと機能的に同一である要素を備えている。

本発明の液体分配回路は、出力ダクトに沿って二つの逆止弁を設けているので、第１の弁は、実際の配送弁である第２の弁の掃除をするかまたは入れ替えをする間流体を保持するストップコックの機能を果たす。従って、ほんの少しの簡単な保守動作しか必要とせず、弁の汚れや閉塞のために故障する危険が少なく、安価で、非常に正確で、信頼性が高くかつ使いやすい分配回路および分配機械を提供する。また、ポンプのキャビテーションの起こる危険を回避して、配送される流体の量の精度を上げ、配送弁を掃除するたびにヘッドを分解する必要をなくす。

次に図１について説明すると、分配回路１０は、可変容積チャンバ、例えばベローズまたはダイアフラムポンプなど、を有する型のポンプ１２およびポンプ１２の外側にポンプ１２から伸びてノズル１８に終わる配送ダクト１６の中に取り付けられた一方向配送弁１４を備えている。

配送弁１４は、好ましくはしかし非制限的に、互いにはめ込まれるのに適する３つの中空の構成要素を備えている外側胴部２０（図２）を備えている。図２に図示した実施例において、入口部材２２は、それの端部２２ａに周知の型の急速嵌め管アタッチメント２６を挿入のためのハウジング２４を有する。入口部材２２の反対端に、その側壁の中に環状リセス３０を有す穴２８（好ましくは、しかし、排他的でなく、円筒形である）がある。 好ましくは、しかし、非制限的に、ほぼ円筒形である案内部材３２の端部３２ａは、穴２８の中に挿入されることができ、その外壁の中に、好ましくは環状であり半径方向の凹部３０の中に挿入されることができる歯３３を有する。案内部材３２のその他方の端部３２ｂは、基部壁５０を有し、入口部材２２とほぼ同様の出口部材３６の中に形成された穴３４の中に収容されることができ、好ましくは環状で案内部材３２の外面から突出する第２の歯３８が穴３４の横方向の表面の中に形成された環状リセス４０の中に挿入されている。出口部材の他方の端部３６ａにおいて、出口部材３６は、入口部材２２のハウジング２４にほぼ同様であり、穴３４と連通する貫通空胴のある第２の迅速嵌めアッタチメント２６が嵌められるハウジング４２を有する。

好ましくは、しかし非制限的に、フィルタ４４は、入口部材２２の内部に形成され、案内部材３２全体を通って伸びる空胴４６の一部分の中に突き出て、入口部材２２および出口部材３６をそれぞれ通って伸びる空胴と通じている。

当接部４８は、空胴４６の中に形成されている。例として、当接部４８は、空胴４６の壁からその内部の方へ半径方向に突出し、そして次に、長手方向に空胴４６に関して環状刃形の末端の突起４８ａを画成するように伸びるカラーの形をとってもよい。

平坦な当接面５４を有する閉塞部材５２は、当接部４８と穴３４の基部壁５０の間の空胴４６の部分４６ａの中に可動に取り付けられている。閉塞部材５２は、その平坦な当接面５４をばね５６またはその他の弾力的要素によって環状刃４８ａの隆起部に押当てた状態で保たれている。ばね５６は、出口部材３６の基部壁５０の中に形成されたハウジング５８によって、案内されるのが好ましいがそれに限るものではない。閉塞部材５２は、円周上に間隔を置いて配置された案内フィン６０によって空胴部分４６ａの内部で案内されるのが好ましいがそれに限るものではなく、また、例えば、鋳造による生産によってできる形状から生ずる空胴の中に閉じ込められることがある空気を排出するための一つ以上の穴６２（好ましくは半径方向の穴）を有する。さらに、柔らかいか弾力的な物質（例えばエラストマ）でできているシール６３が、例えば、平坦な当接面５４と環状刃の４８ａの隆起の間の封止を促進するために平坦な当接面５４に取り付けられてもよい。

外側胴部２０および閉塞部材５２の構成要素が、例えば、プラスチック材料の射出成形によって安価に、製作できる。

図３は、ポンプ１２のベローズ室６６に取り付けられたヘッド６４の実施例を示す。ヘッド６４は、中にベローズ室６６と連通している入口ダクト７０および出力ダクト７２が形成されている本体６８を備えている。弁７４（好ましくは逆止弁）が入口ダクト７０の中に挿入される。弁７４は、配送弁１４の閉塞部材５２と類似か同一であるのが好ましい閉塞部材７６を備え、特に、類似した周辺案内フィン７８、類似した空気排出口穴８０の平坦な当接面８２面を有する。ばね８４またはその他の弾力的なスラスト手段が固定要素８６に接続された閉塞部材７６を入口ダクト７０の中に保っている。入口ダクト７０の中の閉塞部材７６の上流には、配送弁１４に関してすでに説明した突起とほぼ同様の環状刃形の末端突起４８ａを有する当接部４８がある。例えば、しかし、非制限的に、当接部４８は、入口ダクト７０の中に嵌合されたブシュ８８の上に形成されてもよい。

閉塞部材７６は、ベローズ室６６内の圧力が予め定められた圧力値に達するかまたはその値を超えるとすぐに当接部４８を打つことによって弁７４を閉じるように当接部４８の下流に取り付けられているが、弁７４が休止位置にあるとき、閉塞部材７６は、入口ダクト７０から離れて、部分的にまたは完全に開くのが好ましいがそれに限るものではない。これは、例えば、静止時には、閉塞部材７６を刃の末端突起４８ａと接触した状態に保つために 必要な長さより短い長さを有するばねを用いて達成することができる。

弁７４の開き行程を制限する装置、例えば、閉塞部材７６の基部上にあるピン９０を固定要素８６にある第２のピン９２の向かい側に備える装置を設けることもまた可能である。２本のピンのそれぞれの長さは、弁を開く間予め定められた行程で互いに当接することができるようにするような組合せに従って選択される。

弁９４と類似または同一で、同じ機能を有する類似の要素が同一参照番号によって表されている弁７４が出力ダクト７２の中に挿入されている。弁９４に嵌められたばね９６が、例えば、出力ダクト７２をやはり休止位置で閉じることを可能にするような長さのものであり、閉塞部材７６および当接部４８は、ベローズ室６６の中の圧力が予め定められた値に達するかまたはそれを超えたとき、弁を開くことができるような位置にある。

出力ダクト７２は、弁９４の下流に、管取り付け装置９８を備え、それに、配送ダクト１６の部分１６ａの一端が直接または周知の手段を介して接続され、反対端が配送弁１４に接続されている。

次に図４を参照すると、分配機械１００が一つ以上の分配回路１０を備え、各々がそれ自身の供給貯蔵器１０２および配送ノズル１０４と連通しているのが好ましいがそれに限るものではなく、例えば、それらを並列に作動させることを考える場合に、共通の貯蔵器および／またはノズルを有する一つ以上の回路の可能性を排除しない。制御システム１０６は、適切なアクチュエータによって特にベローズ・ポンプの運動を制御するために分配回路１０に接続されている。

制御システム１０６がベローズ室６６の分配回路１０の膨張をもたらすとき、弁７４は開かれ、流体は対応する貯蔵器１０２から汲み出される。ベローズ室６６が徐々に満たされるにつれて、貯蔵器１０２の中の流体に対する圧力差は減少し、弁７４に休止位置に戻らせる。弁７４が部分的に開いているままであるように形成される場合、ベローズ室６６の完全な充填が促進され、中に残っている空気に逃げ道があれば、まだある程度の慣性を有する流体の入ることを可能にする。達成される利点は、ポンプのキャビテーションの起こる危険を回避して、配送される流体の量の精度を上げることである。

制御システム１０６がベローズ室の収縮をもたらすとき、室の内部の圧力は上昇して、弁７４の閉塞とこの時点まで閉じたままだった弁９４を開ける。圧力のかかった流体が配送弁１４に達すると、それは弁を開き、フィルタを通過してノズル１０４方へ進む。

弁９４は、配送弁１４に開かせるものより低い圧力に耐えるように形成されるのが好ましいがそれに限るものではなく、その機能が主に配送弁１４の保守の間のストップコックのものである場合、その間、ストップコックがベローズ室６６の中に入っている流体の排出を阻止して、圧力を受けない。これは、ポンプ１２の外側で容易に接近できる位置に配置された配送弁１４を掃除するたびにヘッド６４を分解する必要をなくす。

弁１４の中のフィルタ４４を援助するか、またはそれに代わりのものとして、一つ以上のフィルタ（図示せず）をこの弁の上流に設けてもよく、好ましくは、これらのフィルタは、より容易な保守および／または交換から恩恵を得るためにも配送ダクト１６の中に取り付けるのが都合よい。

本発明の更なる利点は、いくつかの細部の構造と関係がある、例えば、閉塞部材５２および７６の中の空気排出穴６２および８０は、キャビテーションの危険を更に下げる。案内フィン７８、６０は、閉塞部材のそれぞれの案内体３２、８８の内部での効率的な滑動を確実にし、流体の流れができるだけ直線的に流れることを可能にし、最小限の流動抵抗を与え、したがって 流体が弁を通過するとき圧力損失をかなり下げている。同じく経費をかなり下げて、射出成型プラスチック材料の中で言及された弁の全ての好適な生産は、例えば配送される予定の流体による化学的侵食に特に抵抗する材料の使用を可能にする。

当然、本発明の原理は同じままで、構造的細部および特性並びに実施例の形式は広く、説明し例示したものに関して本発明の範囲から逸脱することなく広く変えてもよい。

流体をメーターで測って分配するための機械の分野において広く利用できる。

本発明による分配回路の部分断面正面図である。 本発明による一方向配送弁の部分縦断面図である。 図1の分配回路に挿入されたベロ−ズポンプのヘッドを通る縦断面図で、ベローズ室の入口および出力に嵌められた逆止弁を見ることができる 内部に図1に示された型の分配回路を使用する分配機械のレイアウトの非制限的例である。

符号の説明

１０ 分配回路
１２ ポンプ
１４ 配送弁
１６ 配送ダクト
１８ ノズル
６４ ヘッド
６６ 可変容積チャンバ
９４ 弁

Claims (12)

1. 少なくとも一つの可撓性壁を有する可変容積チャンバ（６６）を備え、流体を分配するための出力ダクト（７２）および配送ダクト（１５）を通して少なくとも一つのノズル（１８）に通じているポンプ手段（１２）を備え、第１の逆止弁（９４）が前記出力ダクト（７２）に配置されている染料、インク、塗料または類似の流体のための分配回路において、第２の逆止弁（１４）が前記配送ダクト（１６）の中の前記第１の逆止弁（９４）と直列に前記第１の逆止弁（９４）と前記少なくとも一つのノズルの間に取り付けられていることを特徴とする逆止弁付液体分配回路。
2. 前記ポンプ手段（１２）は、少なくとも部分的に可変容積チャンバ（６６）を画成する本体部（５４）を備え、前記出力ダクト（７２）は、部分的に本体部（６４）の内部に作られ、前記配送ダクト（１６）は、部分的に前記本体部（６４）の外側に伸びていることを特徴とする請求項１に記載の分配回路。
3. 前記出力ダクトの中に取り付けられた２つの逆止弁（１４、９４）のうちの少なくとも一つは、中空体（３２）、前記中空体（３２）の内部に可動に取り付けられ平坦な当接面（５４）を備える閉塞部材（５２）および平坦な当接部（５４）を圧迫するように形づくられた刃形の要素（４８ａ）の隆起を備えている中空体内部にある当接部および、閉塞部材（５２）と関連し、閉塞部材（５２）を前記刃形の要素（４８ａ）に押圧している弾力的な手段（５６）を備えることを特徴とする請求項２に記載の分配回路。
4. フィルタ（４４）が２つの逆止弁（１４、９４）の中の少なくとも一方の外側上流に取り付けられていることを特徴とする請求項１〜３に記載の分配回路。
5. 出力ダクト（１６、７２）に取り付けられた２つの逆止弁（１４、９４）の内の少なくとも一つがフィルタを備えることを特徴とする請求項３に記載の分配回路。
6. 出力ダクト（１６、７２）の中に取り付けられた２つの逆止弁（１４、９４）の少なくとも一方は、平坦な当接面（５４）と刃形の要素（４８ａ）の隆起の間に配置された弾力的な封止手段（６３）を備えることを特徴とする請求項３に記載の分配回路。
7. 可変容積チャンバ（６６）がまた入口ダクト（７０）と通じ、静止位置で半開きの第３の逆止弁（７４）が入口ダクト（７０）に取り付けられていることを特徴とする請求項１〜３に記載の分配回路。
8. 前記第３の逆止弁（７４）が前記第１および第２の２つの逆止弁（１４、９４）の少なくとも一方の行程と異なる行程を有することを特徴とする請求項７に記載の分配回路。
9. 前記第１および第２の逆止弁（１４、９４）の各々並びに前記第３の逆止弁（７４）が中空体（７０、７２、６８）、前記中空体（７０、７２、８８）の内部に可動に取り付けられ平坦な当接面（５４）を備えている閉塞部材（７６）、前記中空体の内部にあって平坦な当接面（５４）を圧迫するように形づくられた刃形の要素（４８ａ）の隆起を備えている当接部、および前記閉塞部材と前記中空体の間に取り付けられた弾力的手段を備えることを特徴とする請求項７に記載の分配回路。
10. ポンプ手段（１２）がベローズ・ポンプ（６６）を備えることを特徴とする請求項１ないし９のいずれか一つに記載の分配回路。
11. 染料、インク、塗料または類似の流体製品を分配し、分配される製品の少なくとも一つの貯蔵器（１０２）を備える機械において、前記機械は請求項１ないし１０に記載の前記ポンプ手段（１２）の少なくとも一つの分配回路（１０）を備えていることおよび前記ポンプ手段（１２）は少なくとも一つの貯蔵器（１０２）に接続されていることを特徴とする。
12. 流体の予め定められた量を配送するようにポンプ手段（１２）を制御するための制御システム（１０６）を備えることを特徴とする請求項１１による分配機械。

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