JP2006070821A

JP2006070821A - ダイヤフラムポンプ装置

Info

Publication number: JP2006070821A
Application number: JP2004255913A
Authority: JP
Inventors: Kazumasa Ikuta; 生田一誠
Original assignee: Bay City Service Co Ltd
Current assignee: Bay City Service Co Ltd
Priority date: 2004-09-02
Filing date: 2004-09-02
Publication date: 2006-03-16

Abstract

【課題】隔膜の洗浄や部品の交換が容易に行なうことができるダイヤフラムポンプ装置を提供する。
【解決手段】駆動源側部材側１の駆動室１１に存在する圧力媒体と供給源側１５から逆止弁部材４１を介してダイヤフラム側部材２１の圧力室２３ａに流れ込んだ圧送流体とが互いに隔膜ａにより非接触状態に仕切られているダイヤフラムポンプ装置に於いて、前記駆動源側部材のシリンダー５に取り付けられたダイヤフラム側部材は、前記シリンダーに取り付けられる負圧室ブロック２２と、この負圧室ブロックに連結具を２４介して開閉自在或いは分離自在となるように一体的に結合する圧力室ブロック２３と、この圧力室ブロックと前記負圧室ブロックとの内部空間内に固定手段２５を介して分離可能に配設された隔膜とから成ることを特徴とするダイヤフラムポンプ装置。
【選択図】図１

Description

本発明は、ダイヤフラムポンプ装置に関する。

特許文献１には、本発明の前提条件に関する事項が記載されている。すなわち、特許文献１には、「左右で一組のダイヤフラムの仕切り板を水平連結棒で連結し、駆動源側部材側の油圧シリンダーの駆動室に存在する圧力媒体としての油と供給源側（スラリータンク）から逆止弁部材（吸引用導管、逆止弁）を介して前記ダイヤフラムの圧力室に流れ込んだ圧送流体とを互いに仕切り板により非接触状態に仕切る構成のダイヤフラムポンプ装置」が開示されている。
特許公開平１１−１０７９２４

特許文献１のダイヤフラムポンプ装置は、連結棒を介して仕切り板（隔膜）が一体化された左右のダイヤフラムのみならず、各構成部材が一体的に連結されているために、分解ないし洗浄作業が極めて困難であるという問題点があった。そこで、本発明の第１の目的は、ダイヤフラム側部材を構成する圧室ブロックを簡単に開け、或いは圧室ブロックを負圧室ブロックから簡単に分離し、隔膜の洗浄や部品交換を容易に行うことができることである。第２の目的は、ダイヤフラム側部材を駆動源側部材のシリンダーに対して簡単に脱着することができることである。第３の目的は、ダイヤフラム側部材から逆止弁側部材を簡単に取り外し、弁体や弁座の洗浄や部品交換を容易に行うことができることである。第４の目的は、隔膜を確実に固定することである。第５の目的は、流体の流れが上下又は左右であっても流れの方向に関係なく、弁体を弁座に着座されることである。その他、本発明は、各種用途に使用することができると共に、実施例によっては、流体を連続的に圧送することができることである。

なお、本発明のダイヤフラムポンプ装置は、非接触型なので、特許文献１に記載の本質的目的も有している（駆動源側部材のシリンダー内で発生した磨耗物が圧送流体に混合しない）。

本発明のダイヤフラムポンプ装置は、駆動源側部材側の駆動室に存在する圧力媒体と供給源側から逆止弁部材を介してダイヤフラム側部材の圧力室に流れ込んだ圧送流体とが互いに隔膜により非接触状態に仕切られているダイヤフラムポンプ装置に於いて、前記駆動源側部材１のシリンダー５に取り付けられたダイヤフラム側部材２１は、駆動源側部材側のシリンダー５に取り付けられる負圧室ブロック２２と、この負圧室ブロックに連結具２４を介して開閉自在或いは分離自在となるように一体的に結合する圧力室ブロック２３と、この圧力室ブロック２３と前記負圧室ブロック２２との内部空間内に固定手段２５を介して分離可能に配設された隔膜とから成ることを特徴とする。

（１）請求項１に記載の発明は、隔膜の洗浄や部品交換を容易に行うことができる。
（２）請求項２に記載の発明は、ダイヤフラム側部材を駆動源側部材のシリンダーに対して簡単に脱着することができる。
（３）請求項３，４に記載の発明は、弁体や弁座の洗浄や部品交換を容易に行うことができる。
（４）請求項５に記載の発明は、隔膜を確実に固定するができる。
（５）請求項６，７に記載の発明は、流体の流れが上下又は左右であっても流れの方向に関係なく、弁体を弁座に着座させることができる。
（６）請求項８に記載の発明は、左右のダイヤフラム側部材を個別的に分解洗浄可能である。また、一定量の流体を連続的に圧送することができる。

以下、図１乃至図４に示す本発明を実施するための最良の形態により説明する。本発明のダイヤフラムポンプ装置Ｘは、シリンダー内でピストンを往復動させる駆動源側の構成部材（これを「駆動源側部材」という。）と、この駆動源側部材のシリンダーに取り外し可能に取り付けられたダイヤフラム側の構成部材（これを「ダイヤフラム側部材」という。）と、このダイヤフラム側部材に取り外し可能に取り付けられた逆止弁側の構成部材（これを「逆止弁側部材」という。）の３つに区分けすることができる。

（１）駆動源側部材１と全体の環境
駆動源側部材１には、仮想線で示す駆動モータ２、この駆動モータ２の出力軸によって回転する回転板３、この回転板３に一端部が枢支された連結棒４、シリンダー５から突出する突出端部に前記連結棒４の他端部が枢支され、かつ、中心部にピストン６を備えた長杆状の作動杆７、前記シリンダー５の先端部と後端部にそれぞれ固定された作動杆支持部材８，８、シリンダー５の後端部側の作動杆支持部材８に離間して配設された作動杆突出端部支持部材９とを含む。もちろん、シリンダー（例えば油圧シリンダー）５からの圧力媒体（例えば油圧）により駆動される左右一対のたわみ性ダイヤフラムも駆動部材であるが、ここでは駆動源側部材に含めないことにする。

さて、本実施例の駆動源側部材１を構成するシリンダー５は、図１で示すように横設され、作動杆７を介して左右に往復移動するピストン６を基準にすると、先端部（図では左側）の第１駆動室１１と後端部（図では右側）の第２駆動室１２に区分することができる。

また、シリンダー５の先端部側には、前記第１駆動室１１の圧力媒体を案内する筒状第１接続部分５ａが突出形成されている。一方、シリンダー５の後端部側には、前記第２駆動室１２の圧力媒体を案内する筒状第２接続部分５ｂが突出形成されている。これらの第１・第２の接続部分５ａ，５ｂは、例えば外周壁に形成されたオネジ部である。

第１・第２の駆動室１１，１２の体積は、ピストン６の往復移動によって変化し、この変化によって左右のダイヤフラム側部材２１，２１Ａのダイヤフラムａ，ｂがそれぞれ交互に影響を受ける。

図１の実施例では、シリンダー５の先端部側５ａと後端部側５ｂにそれぞれ左右１組の「ダイヤフラム側部材２１，２１Ａ」と複数個の「逆止弁側部材４１，４１Ａ，５１，５１Ａ」が取り外し自在に設けられているが、駆動源側部材１の駆動力により、左右のダイヤフラムａ，ｂが交互に繰り返して連続的に作動する（陽圧状態と陰圧状態になる）と、タンク，容器等の供給源１５から上流側の搬送流路１６及び第１逆止弁側部材４１，４１Ａをそれぞれ介して供給流体が左右の「ダイヤフラム側部材２１，２１Ａ」にそれぞれ流れ込む（吸引する）と同時に下流側の第２逆止弁側部材５１，５１Ａ及び下流側搬送流路１７を介して左右のダイヤフラム側部材２１，２１Ａ内の流体を被供給装置、収納容器、動物等の被供給物１８へと圧送する（吐出する）。

図１の一実施例では、シリンダー５の先端部側の第１駆動室１１が一方のダイヤフラム側部材２１（図では左側）の負圧（陰圧）室に連通し、一方、シリンダー５の後端部側の第２駆動室１２が他方のダイヤフラム側部材２１Ａ（図では右側）の負圧（陰圧）室に連通しており、ピストン６が、例えば矢印Ａ方向へ移動すると、一方のダイヤフラム側部材２１のポンプ機能を有するダイヤフラムａが、上方に山形状に移行して圧力（陽圧）室を圧縮させ、これにより、一方の第１逆止弁側部材４１が「閉」の状態となると同時に、一方の第２逆止弁側部材５１が「開」となり、その結果、ダイヤフラム側部材２１の圧力室の内部流体を下流側搬送流路１７に圧送する。

上記圧送作用は、ピストン６が、例えば矢印Ｂ方向へ移動すると、逆に、他方のダイヤフラム側部材２１Ａのポンプ機能を有するダイヤフラムｂが、同様に上方に山形状に移行してダイヤフラム側部材２１Ａの圧力室を圧縮させ、前述と同様の作用・効果を果たす。

したがって、駆動源の駆動力によりピストン６が矢印Ａ及び矢印Ｂ方向へ往復動すると、左右の独立別個のダイヤフラムａ，ｂは、それぞれ上下方向へ交互にたわみ作動し、その結果、左右のダイヤフラム側部材２１，２１Ａから流体が下流側の搬送流路１７に連続的或いは無動脈的に送られる。それ故に、本発明のダイヤフラムポンプ装置Ｘは、その用途を問わず、被供給物１８が供給源１５から気体，液体等の流体を連続的に受ける場合に適合する。

（２）ダイヤフラム側部材２１，２１Ａ
ダイヤフラム側部材２１，２１Ａは、本実施例では、駆動源側部材１のシリンダー５に螺合自在に着脱可能である。すなわち、図１を基準にすると、左側のダイヤフラム側部材２１は、シリンダー５の筒状第１接続部分５ａに、一方、右側のダイヤフラム側部材２１Ａは、シリンダー５の筒状第２接続部分５ｂにそれぞれ螺着し、また、接続部分から螺着を解消して取外すことができる。左右のダイヤフラム側部材２１，２１Ａは、図１から明らかなように、同一構成なので、説明の便宜上、一方（左側）のダイヤフラム側部材２１を説明し、他方のダイヤフラム側部材２１Ａについては、同一符号を付してその説明を割愛する。

図２乃至図４を参照にしてダイヤフラム側部材２１の構成を説明する。図２はダイヤフラム側部材２１を構成する各部材が一体的に結合した概略断面図である。この図２では、シリンダー５の筒状第１接続部分５ａに着脱自在に連結される負圧室ブロック２２と、この負圧室ブロック２２に接合する圧力室ブロック２３とが開閉自在或いは分離自在（本実施例）となるように、両腕状の連結具（例えばクランプ）２４を介して一体的に結合している。

そして、両ブロック２２，２３の合体によって形成された内部空間には、シリンダー５の第１駆動室１１と連通する負圧室２２ａと第１・第２逆止弁側部材４１，５１側の内部流路とそれぞれ連通する圧力室２３ａとに仕切る隔膜（ダイヤフラム）ａが固定手段２５を介して配設されている。

一方、図３は、まず前記連結具２４を取外し、次に負圧室ブロック２２から圧力室ブロック２３を分離し、次に固定手段２５の環状押さ板２５ｂを外して隔膜ａを負圧室ブロック２２から取り外した旨の分解説明図である。図３では、上流側の第１逆止弁側部材４１及び下流側の第２逆止弁側部材５１が、さらに、ダイヤフラム側部材２１（２１Ａ）からそれぞれ分離可能であることを示している。図４は、ダイヤフラム側部材２１（２１Ａ）の分解斜視図である。

そこで、まず、負圧室ブロック２２から説明する。２６は中心部に逆山形状（すり鉢状）の負圧室２２ａを有する皿形状の環状合わせ部で、この環状合わせ部２６の周縁部には鍔部分２７が周設されている。環状合わせ部２２ｂの肉厚は、隔膜ａの形態や大きさに対応して任意に設計され得る。また、環状合わせ部２６の下面側中央部には、内部にメネジを有する筒状の連結部２８が突設されている。さらに、環状合わせ部２６の鍔部分２７寄りの上面には、パッキン２９用の環状溝３０が形成され、該環状溝３０よりも内側の適宜部位には、隔膜用固定手段２５を構成する固着具２５ａ用の取付け穴３１が周方向に所定間隔を有して複数個形成されている。加えて、環状合わせ部２６の上面中央部には、固定手段２５を構成する環状押え板２５ｂ用の環状凹所３２が周設され、該環状凹所３２は負圧室２２ａと連通する。環状凹所３２と逆山形状負圧室２２ａと筒状連結部２８は、全体として断面漏斗状に連通している。

負圧室ブロック２２は、上記のような隔膜ａの鍔部を受ける構成であることから、圧力室ブロック２３の下面を負圧室ブロック２２の環状合わせ部２６に合わせて両ブロック２２，２３を連結具２４で結合する前に、隔膜ａを図２で示すように環状凹所２６ないし鉢状負圧室２２ａに嵌め込み、その鍔部を環状押え板２５ｂで押さ付け、かつ、固着具２５ａを取付け穴３１に捩じ込む。本実施例では、単に両ブロック２２，２３で隔膜ａの鍔部を挟むのではなく、固定手段２５を介して負圧室ブロック２２に確実に固定する。

次に、圧力室ブロック２３について説明する。圧力室ブロック２３は、本実施例では、負圧室ブロック２２の上面に接合する。そのために、圧力室ブロック２３の環状合わせ部３４には、負圧室ブロック２２と同様に符号を付さない鍔部分、パッキン用環状溝、固定手段用凹所がそれぞれ形成されている。

圧力室ブロック２３は、その下面側中央部に負圧室２２ａに対向する山形状の圧力（陽圧）室２３ａを有している。また、圧力室ブロック２３は、環状合わせ部３４に連設する肉厚ブロック形状の流体案内部２５を有し、この流体案内部２５の左右の両側壁には、第１逆止弁側部材４１用の接続部分３５ａと第２逆止弁側部材５１用の接続部分３５ｂとがそれぞれ突出形成されている。これらの接続部分３５ａ，３５ｂは、本実施例では、外周壁にオネジを有する筒状突起である。もちろん、これらの接続部分３５ａ，３５ｂは任意に設計変更可能であり、例えば内周壁にメネジを有する螺合部にしても良い。

さらに、圧力室ブロック２３は、接続部分３５ａ，３５ｂの吸引口から排出口に至る断面Ｔ字形状の案内流路３６を有し、この案内流路３６は圧力室２３ａに連通している。

ここで、図１，図２を参照にして「非接触型」の意味を説明する。「非接触型」とは、駆動源側部材の駆動室（例えば第１駆動室１１，第２駆動室１２）ないしダイヤフラム側部材の負圧室２２ａに存在する圧力媒体（例えば油）と、供給源側からダイヤフラム側部材の圧力室２３ａに流れ込んだ内部の圧送流体とが互いに隔膜（例えばダイヤフラムａ，ｂ）によって混合しないように仕切られていることをいう。したがって、本発明のダイヤフラムポンプ装置Ｘは、駆動源側部材１のシリンダー５内で発生した磨耗物（異物）が圧送流体に混合することはない。

（３）逆止弁側部材
逆止弁側部材は、上流（吸引）側の第１逆止弁側部材４１，４１Ａと、下流（吐出）側の第２逆止弁側部材５１，５１Ａに区分けされる。

本実施例では、これらの逆止弁側部材は、左右のダイヤフラム側部材２１，２１Ａの圧力室ブロック２３，２３にそれぞれ着脱自在に螺合する。図１で示すように、例えば一方のダイヤフラム側部材２１に取付けられる上流側の第１逆止弁側部材４１と他方のダイヤフラム側部材２１Ａに取付けられる上流側の第１逆止弁側部材４１Ａは全く同一であり、また、一方のダイヤフラム側部材２１に取付けられる下流側の第２逆止弁側部材５１と他方のダイヤフラム側部材２１Ａのそれに取付けられる第２逆止弁側部材５１Ａは全く同一である。しかも、上流側の第１逆止弁側部材と下流側の第２逆止弁側部材の基本的構成も同一である。

したがって、ここでは、図２，図３を参照して、一方のダイヤフラム側部材２１に取付けられる第１逆止弁側部材４１を代表例に取り上げて説明し、その他の逆止弁側部材４１Ａ，５１，５１Ａについては、同一符号を付してその重複説明を割愛する。

さて、第１逆止弁部材４１（４１Ａ）は、前述したように圧力室ブロック２３の接続部分３５ａに螺合する第１螺合部を有する第１連結具４２と、この第１連結具４２の第２螺合部に螺合する第２連結具４３と、これらの連結具４２．４３の結合により形成された弁収納部４４と、この弁収納部４４に収納された曲面を有する磁性弁体４５とから成り、前記磁性弁体４５は、前記第２連結具４３側の磁性弁座４６に対して極性に対応して着座自在である。

したがって、第２連結具４３の螺合状態を解消すると、前記磁性弁座４６と磁性弁体４５を分解することができる。また、第１連結具４２の螺合状態を解消すると、第１逆止弁部材４１（４１Ａ）は、ダイヤフラム側部材２１（２１Ａ）から取り外すことができる。

ところで、前記磁性弁体４５は、本実施例では、球状磁石（マグネットボール）が使用されている。そして、この球状磁石４５の表面には防錆ないし衝撃防止の観点から弗素樹脂がコーティングされている。防錆剤の一例は、ポリテトラフルオロチレンである。一方、前記磁性弁座４６は、本実施例では、磁性パッキン（マグネットシート）が使用されている。もちろん、磁性弁座４６は設計変更可能である。例えば第２連結具４３の内壁面にすり鉢形状の磁性弁座を形成しても良い。この場合には、磁性弁座を磁性弁体４５が吸着可能な材質（ステンレススチール）で形成し、望ましくは前述した防錆剤ないし衝撃防止剤をコーティングする。

このように磁性弁体４５と磁性弁座４６との吸着関係は、両方が「異磁極による吸着力」を発揮すれば良いから、例えば両方を磁石にし、又は一方を磁石にする反面、他方を磁性体材質の第２連結具にすることができる。しかも、磁性弁座４６を第２連結具４３の螺合部の内壁面に形成し、又は螺合部の凹所の内壁面に密嵌合する磁性パッキンにする等任意に設計することも可能である。

なお、繰り返しになるので、第２逆止弁部材５１（５１Ａ）の具体的構成については割愛するが、第２逆止弁部材５１（５１Ａ）では、第１連結具４２の方に弁収納部４４が形成され、該弁収納部４４に磁性弁座４６と該磁性弁座４６の極性に対応して着座自在な球状の磁性弁体４５が組み込まれている。付言すると、第１逆止弁部材４１（４１Ａ）の各連結具４２，４３の外周壁は、袋ナット形状に形成さている。また、連結具４２，４３の螺合部分内の空間は磁性弁体４５が自由に動けるように余裕を持って設定されている。さらに、本実施例では、磁性弁体４５が流体用貫通孔４７を塞がないようにするために該貫通孔４７は段差状の上位の位置に形成されている。

発明の実施の形態で示した実施例に於いて、図１に示した左右のダイヤフラムａ，ｂを可動させる駆動モータ、作動杆、油圧シリンダー等の駆動源側部材１は一例に過ぎず、例えば駆動源側部材１の駆動方式は、回転カム式、エア式、電気式、マグネット式等のいずれを用いても良い。

本発明は、主にポンプ業界及びその関連業界で製造販売される。

図１乃至図１は本発明の最良の実施例を示す各説明図。
本発明の使用態様の一例を示す全体の概略説明図（主要部は概略断面で示す）。本発明の主要部の概略断面説明図（結合した状態）。本発明の主要部の概略断面説明図（分解した状態）。本発明の要部（ダイヤフラム側部材）の分解斜視図。

符号の説明

Ｘ…ダイヤフラムポンプ装置、ａ，ｂ…隔膜（ダイヤフラム）、1…駆動源側部材、２…駆動モータ、３…回転板、４…連結棒、５…シリンダー、５ａ，５ｂ…第１接続部分、６…ピストン、７…作動杆、８…作動杆支持部材、１１…第１駆動室、１２…第２駆動室、１５…供給源、１６…上流側の搬送流路、１７…下流側の搬送流路、１８…被供給物、２１，２１Ａ…ダイヤフラム側部材、２２…負圧室ブロック、２２ａ…負圧室、２３…圧力室ブロック、２３ａ…圧力室、２４…連結具、２５…固定手段、２６，３４…環状合せ部、２７…鍔部分、２８…連結部、３０…環状溝、３２…凹所、３５…流体案内部、３６…案内流路、４１，４１Ａ…第１逆止弁部材、５１，５１Ａ…第２逆止弁部材、４２，４３…連結具、４４…弁収納部、４５…磁性弁体、４６…磁性弁座。

Claims

駆動源側部材側の駆動室に存在する圧力媒体と供給源側から逆止弁部材を介してダイヤフラム側部材の圧力室に流れ込んだ圧送流体とが互いに隔膜により非接触状態に仕切られているダイヤフラムポンプ装置に於いて、前記駆動源側部材のシリンダーに取り付けられたダイヤフラム側部材は、前記シリンダーに取り付けられる負圧室ブロックと、この負圧室ブロックに連結具を介して開閉自在或いは分離自在となるように一体的に結合する圧力室ブロックと、この圧力室ブロックと前記負圧室ブロックとの内部空間内に固定手段を介して分離可能に配設された隔膜とから成ることを特徴とするダイヤフラムポンプ装置。
請求項１に於いて、負圧室ブロック２２は、シリンダー５に着脱自在に連結されていることを特徴とするダイヤフラムポンプ装置。
請求項１又は請求項２に於いて、ダイヤフラム側部材には、さらに、逆止弁側部材が取り外し可能に装着されることを特徴とするダイヤフラムポンプ装置。
請求項１に於いて、逆止弁側部材は、ダイヤフラム側部材２１の圧力室ブロック２３の一方の側壁に着脱自在に連結される上流（吸引）側の第１逆止弁側部材４１と、前記圧力室ブロック２３の他方の側壁に着脱自在に連結される下流（吐出）側の第２逆止弁側部材５１とを含むことを特徴とするダイヤフラムポンプ装置。
請求項１に於いて、ダイヤフラム側部材の負圧室ブロック２２には、固定手段２５の環状押さ板５ｂを介して隔膜aが取り外し可能に配設されていることを特徴とするダイヤフラムポンプ装置。
請求項１に於いて、逆止弁側部材は、磁性弁座に対して極性に対応して着座自在である磁性弁体を備えていることを特徴とするダイヤフラムポンプ装置。
請求項１に於いて、逆止弁側部材は、ダイヤフラム側部材の圧力室ブロックの接続部分に螺合する第１螺合部を有する第１連結具と、この第１連結具の第２螺合部に螺合する第２連結具と、これらの連結具の結合により形成された弁収納部と、この弁収納部に収納された曲面を有する磁性弁体とを含むことを特徴とするダイヤフラムポンプ装置。
請求項１に於いて、ダイヤフラム側部材は、横設されたシリンダー５の先端部側の第１駆動室に連結される一方のダイヤフラム側部材と、前記シリンダー５の後端部側の第２駆動室に連結される他方のダイヤフラム側部材とから成り、両方のダイヤフラム側部材２１，２１Ａは、互いに別個独立であることを特徴とするダイヤフラムポンプ装置。