JP2006258057A - ショットポンプ及び可変速型二液計量混合装置 - Google Patents

Abstract

【課題】定量吐出性を確保しつつ、ポンプ内における被移送物の滞留とこの滞留に起因する被移送物のゲル化を防止でき、メンテナンス無しで長期間使用することができるショットポンプ及び可変速型二液計量混合制御装置を提供する。
【解決手段】シリンダ１０１の一端側から他端側に向かってピストン１０２が往復動して被移送物を入口１０３から吸引して出口１０４から吐出するショットポンプ１００において、ピストン１０２の外径に対するピストン側面１０２ｓとシリンダ１０１の内側の側面１０１ｓとの間隙δの比を１／５０〜２とし、前記入口１０３をシリンダ１０１のピストン先端側と対面する側に設け、前記出口１０４をシリンダ１０１のピストン根元側に設けて、被移送物を前記入口１０３から吸引して、前記ピストン側面１０２ｓとシリンダの内側の側面１０１ｓとの間を通過させて前記出口１０４から吐出するように構成する。
【選択図】 図１

Description

この発明は、ペースト状の接着剤等を移送するショットポンプ及びそれを使用した可変速型二液計量混合装置に関し、更に詳しくは被移送物が内部に滞留してゲル化する等の不具合を回避できるショットポンプ及びそれを使用した可変速型二液計量混合装置に関する。

従来、建築構造物等で使用される主剤と硬化剤と等から成るシーリング材は、使用時に主剤と硬化剤とを二液混合装置を用いて所定の割合で混合させた後に使用している（例えば、特許文献１参照）。

そして、ペースト状態の接着剤をポンプで圧送するときには、ギアポンプ、トロコイダルポンプ、ショットポンプが使用されているが、ギアポンプ、トロコイダルポンプの場合には、圧力差による材料リークやポンプの磨耗により定量性が失われるという問題がある。

そのため、二液計量混合装置では、一般には、主剤と硬化剤とを主剤用のショットポンプと硬化剤用のショットポンプとに各々充填し、一台の駆動モータにより同時に押し出して混合機により混合させた後、この混合剤を吐出させている。

このショットポンプは、シリンダ内に設けたピストンがモーター駆動または油圧駆動で上昇する際に主剤や硬化剤等の被移送物をシリンダに吸い込み、ピストンの下降で出口から吐出する構成になっており、このピストンの移動量で吐出量が定まるため、このショットポンプの場合は、定量性については問題無い。

しかしながら、このショットポンプでは、被移送物が、ポンプ内に滞留してゲル化などの不具合が発生するという問題がある。つまり、従来のショットポンプでは、図７に示すように、出口と入口の両方がピストン先端側に対面するシリンダの底部側に設けられているため、従来のピストンが全部下降し終わらない状態から上昇して材料を吸い込むと、材料がピストン先端に面しているシリンダ上部の部分に、被移送物が殆ど移動しないデッドフロー部分が生じ、新しく吸引した被移送物と置換されなくなる。そのため、この部分に滞留した被移送物がゲル化してしまう。

また、一方で、吐出装置全体としての液体の吐出を途切れることなく行うことができるように、シリンダ及び、このシリンダ内に配置した進退部材（プランジャ若しくはピストン）を備え、進退部材の進入変位に伴ってシリンダ内の液体を吐出し、その進退部材の後退変位に伴ってシリンダ内へ液体を吸入するポンプ本体を複数配設し、いずれかのポンプ本体の吐出作動に当って、他のいずれかのポンプ本体を吸入作動若しくは休止させる液体吐出装置が提案され、ポンプ本体では、プランジャの太径側のシリンダ端部側面に入口を、プランジャの小径側のシリンダ端部底面に出口を設けているものがある（例えば、特許文献２参照。）。

この構成によれば、プランジャが上昇する時に上側の入口側から液体を吸引するので、プランジャとシリンダの間の間隙を液体が通り、しかもプランジャの進行方向と液体の流入方向が逆方向になる。そのため、吸引抵抗が大きくなるので、ペースト状態の接着剤等の粘性の強い被移送物には向かないという問題がある。また吸引抵抗を少なくするためにプランジャとシリンダの間の間隙を大きくすると、偏流が生じ、シリンダ内の被移送物が十分に置き換わらなくなるという問題を生じる。

また、液体に含まれている気体成分は上昇するが、プランジャが下降する時に下側の出口から液体が吐出されるため、この気体成分は排出され難く、シリンダ内にエア溜まりを発生させ易いという問題がある。
特開平６−５５５５２号公報 特開２０００−３７６５４号公報

本発明は上記の問題点を解決すべくなされたものであり、その目的は、定量吐出性を確保しつつ、ポンプ内における被移送物の滞留とこの滞留に起因する被移送物のゲル化を防止でき、メンテナンス無しで長期間使用することができるショットポンプ及び可変速型二液計量混合装置を提供するこことにある。

上記の目的を達成するためのショットポンプは、シリンダの一端側から他端側に向かってピストンが往復動して被移送物を入口から吸引して出口から吐出するショットポンプにおいて、ピストンの外径に対するピストン側面とシリンダの内側の側面との間隙の比を１／５０〜２とし、前記入口をシリンダのピストン先端側と対面する側に設け、前記出口をシリンダのピストン根元側に設けて、被移送物を前記入口から吸引して、前記ピストン側面とシリンダの内側の側面との間を通過させて前記出口から吐出するように構成する。

また、本発明の可変速型二液計量混合装置は、 主剤用のショットポンプと硬化剤用のショットポンプとに材料供給源から主剤と硬化剤とを充填し、駆動モータにより各ショットポンプを駆動させて所定の割合で主剤と硬化剤とを押出して混合機により混合させ、この混合剤を吐出させると共に、前記主剤用のショットポンプと前記硬化剤用のショットポンプとに、それぞれを駆動させる回転速度の制御可能な駆動モータを設置し、この駆動モータの回転速度を制御して主剤と硬化剤との混合比率を任意に設定する可変速型二液計量混合装置において、前記各ショットポンプに対する被移送物の充填完了圧を所定の一定圧に設定可能に構成すると共に、前記ショットポンプを、ピストンの外径に対するピストン側面とシリンダの内側の側面との間隙の比を１／５０〜２とし、入口をシリンダのピストン先端側と対面する側に設け、出口をシリンダのピストン根元側に設けて、シリンダの一端側から他端側に向かってピストンが移動する時に被移送物を前記入口から吸引して、シリンダの前記他端側から前記一端側に向かってピストンが移動する時に被移送物を前記ピストン側面とシリンダの内側の側面との間を通過させて前記出口から吐出するように構成する。

本発明のショットポンプ及び可変速型二液計量混合装置によれば、被移送物の入口がピストン先端側に対面するシリンダ底部側に、出口がピストン根元側に存在するために、シリンダ内の材料が置換されながら吐出される。そのため、デッドフローが発生しない。

従って、ショットポンプの特性である定量吐出性を確保しつつ、ショットポンプ内部における被移送物の滞留とこの滞留に起因する被移送物のゲル化等を防止でき、メンテナンス無しで長期間使用することができる。

そして、ピストンが上昇する時に下側の入口側から被移送物を吸引するので、ピストンの進行方向と被移送物の流入方向が同方向になる。そのため、吸引抵抗が小さくなる。一方、ピストンとシリンダとの間の間隙を被移送物が通る吐出時には大きな圧力を発生できる加圧状態にあるので、間隙部分の被移送物の全量が置き換わるように間隙を狭くしても容易に吐出できる。そのため、ペースト状態の接着剤等の粘性の強い被移送物に十分に対応できる。

また、被移送物に含まれている気体成分は上昇して、シリンダの上部に到達し、出口から被移送物と共に排出されるので、シリンダ内にエア溜まりが発生しない。従って、正確な比率混合が可能となり、被移送物の硬化、分離を無くすことができ、品質の向上を図ることができる。

最初に、本発明のショットポンプの実施形態について、図１を参照しながら説明する。このショットポンプ１００は、シリンダ１０１とピストン１０２とからなり、被移送物の入口１０３がシリンダ１０１のピストン先端側と対面する側（図１ではシリンダの下端側）に設けられ、また、出口１０４をシリンダ１０１のピストン根元側（図１ではシリンダの上端側）に設けられる。

そして、このピストン１０２の外径に対するピストン側面１１２ｓとシリンダ１０１の内側の側面１０１ｓとの間隙δの比は１／５０〜２にして形成される。また、入口１０３と出口１０４にはそれぞれ逆止弁１０３ａ，１０４ａ（図示しない）が設けられ、一方方向のみ被移送物が流入又は流出可能とする。

この構成により、シリンダ１０１内に設けたピストン１０２が不図示のモータ駆動または油圧駆動で上昇する際に被移送物は入口１０３から吸引され、ピストン１０２の下降で間隙δを通過して出口１０４から吐出される。このピストン１０２の外径に対する間隙δの比が１／５０以上あれば、ペースト状態の接着剤などはこの部分に流れ込み、つまり、シリンダ内に被移送物の滞留を防止することができる。また、２以下とすることにより、この間隙δの部分において定量吐出性を確保しつつ被移送物が確実に入れ換わるようにすることができる。特に、粘性の強い被移送物に用いる場合、加圧ポンプで被移送物に１０ＭＰａ程度の加圧をすると、ピストンが押し上げられて、吸引が容易となり好ましい。

従って、ショットポンプの特性である定量吐出性を確保しつつ、ショットポンプ内部における被移送物の滞留とこの滞留に起因する被移送物のゲル化等を防止でき、メンテナンス無しで長期間使用することができる
次に、本発明の実施の形態の可変速型二液計量混合装置について、図２〜図６を参照しながら説明する。

図２は、この発明の可変速型二液計量混合制御方法を実施するため装置全体の概略構成図を示す。主剤Ｗａは、材料供給源（例えば、ペール缶等）１から圧力計５ａを備えた配管６ａを介して、昇降シリンダー３ａで駆動される主剤用のショットポンプ３に供給されるように構成される。また、硬化剤Ｗｂは材料供給源（例えば、ペール缶等）２から圧力計５ｂを備えた配管６ｂを介して、昇降シリンダー４ａで駆動される硬化剤用のショットポンプ４に供給されるように構成される。

そして、本発明では、主剤用のショットポンプ３と硬化剤用のショットポンプ４は、それぞれ上記したショットポンプ１００で形成される。これらのショットポンプ３、４は、移動可能な架台７上に設置され、この主剤用のショットポンプ３と硬化剤用のショットポンプ４との下部側に、上記のショットポンプ１００の入口１０３に対応する主剤Ｗａと硬化剤Ｗｂとの充填供給口８ａ，８ｂを設け、この充填供給口８ａ，８ｂに前記配管６ａ，６ｂが接続をする。また、主剤用のショットポンプ３と硬化剤用のショットポンプ４との上部側には、上記のショットポンプ１００の出口１０４に対応する主剤Ｗａと硬化剤Ｗｂとの吐出口９ａ，９ｂが設けてある。

また、主剤用のショットポンプ３と硬化剤用のショットポンプ４との吐出口９ａ，９ｂは、配管１０ａ，１０ｂを介してスタティックミキサー等の混合機１１に接続され、配管１０ａ，１０ｂには、圧力センサー１２及びエアーまたは電磁式のバルブ１３ａ，１３ｂを備えた混合部１４を設け、この混合部１４には、スタテックミキサー（またはダイナミックミキサー）等の混合機１１が取付けられている。

前記主剤用のショットポンプ３と硬化剤用のショットポンプ４は、図３〜図６に示すように、各ショットポンプ３及び４を駆動させる駆動モータ１６，１７が設置され、この駆動モータ１６，１７は、制御装置１８を介して回転速度を制御出来るように構成されている。即ち、制御装置１８により、駆動モータ１６，１７の回転速度を制御し、前記主剤用のショットポンプ３と硬化剤用のショットポンプ４とに充填された主剤Ｗａと硬化剤Ｗｂとの混合比率を任意に設定し得るように構成されている。

次に、上記の構成の可変速型二液計量混合における可変速型二液計量混合制御方法について説明する。

材料供給源１，２から供給された主剤Ｗａと硬化剤Ｗｂとを、主剤用のショットポンプ３と硬化剤用のショットポンプ４との充填供給口８ａ，８ｂから各々充填し、各々に設けた駆動モータ１６，１７の回転速度を制御装置１８を介して制御しながら混合比率を任意に設定する。

そして、この設定した主剤Ｗａと硬化剤Ｗｂとを、各ショットポンプ３，４とバルブ１３間に設けた圧力センサー１２に充填完了圧力を設定して一定圧となるようにし、バルブ１３ａ，１３ｂを備えた混合部１４を介して主剤Ｗａと硬化剤Ｗｂとの吐出量を一定として混合機１１により混合させて吐出させる。

このような制御方法により、主剤Ｗａと硬化剤Ｗｂとを混合制御することにより、主剤Ｗａと硬化剤Ｗｂとの混合比率を自由に設定することが出来、これにより混合比率の異なる材料でも混合することが可能であり、また混合比率の異なる装置を個々に持つことが無くコストを低減させることが出来、更に材料開発の時間短縮が可能であることから材料開発を容易に行うことが出来るものである。

また、各ショットポンプ３，４に対する材料の充填完了圧を一定圧に設定出来るので、飛び出し量の比率不良が無くなり、接着不良を防止することが出来、更に、デッドストックを無くすことが出来る事により、エアー溜まりが無くなり、正確な比率混合が可能となり、材料の硬化、分離を無くすことが出来、品質の向上を図ることが出来るものである。

この構成の可変速型二液計量混合装置では、一台の可変速型二液計量混合装置にて、主剤と硬化剤との混合比率を自由に設定することが出来るため、混合比率の異なる材料でも混合することが可能であり、混合比率の異なる装置を個々に持つことが無くコストを低減させることが出来、更に材料開発の時間短縮が可能であることから材料開発を容易に行うことが出来る。

また、各ショットポンプに対する材料の充填完了圧を一定圧に設定可能であるため、飛び出し量の比率不良が無くなり、接着不良を防止することが出来る。

その上、主剤用のショットポンプ３と硬化剤用のショットポンプ４において、図１の構成のショットポンプ１００を使用しているので、定量吐出性を確保しつつ、ショットポンプ内部における被移送物の滞留とこの滞留に起因する被移送物のゲル化等を防止でき、メンテナンス無しで長期間使用することができる。

そして、デッドストックを無くすことが出来る事により、エアー溜まりが無くなり、正確な比率混合が可能となり、材料の硬化、分離を無くすことが出来、品質の向上を図ることが出来る。

本発明の実施の形態のショットポンプの構造を示す図である。 本発明の実施の形態の可変速型二液計量混合制御装置の概略構成図である。 図２の可変速型二液計量混合制御装置の左側面図である。 図２の可変速型二液計量混合制御装置の平面図である。 図２の可変速型二液計量混合制御装置の正面図である。 図２の可変速型二液計量混合制御装置の右側面図である。 従来技術のショットポンプの構造を示す図である。

符号の説明

１ 主剤の材料供給源
２ 硬化剤の材料供給源
３ 主剤用のショットポンプ
４ 硬化剤用のショットポンプ
８ａ，８ｂ 充填供給口
９ａ，９ｂ 吐出口
１１ 混合機
１４ 混合部
１６，１７ 駆動モータ
１８ 制御装置
１００ ショットポンプ
１０１ シリンダ
１０１ｓ シリンダの内側の側面
１０２ ピストン
１０２ｓ ピストン側面
１０３ 入口
１０３ａ 逆止弁
１０４ 出口
１０４ａ 逆止弁
Ｗａ 主剤
Ｗｂ 硬化剤

Claims (2)

1. シリンダの一端側から他端側に向かってピストンが往復動して被移送物を入口から吸引して出口から吐出するショットポンプにおいて、ピストンの外径に対するピストン側面とシリンダの内側の側面との間隙の比を１／５０〜２とし、前記入口をシリンダのピストン先端側と対面する側に設け、前記出口をシリンダのピストン根元側に設けて、被移送物を前記入口から吸引して、前記ピストン側面とシリンダの内側の側面との間を通過させて前記出口から吐出するように構成したことを特徴とするショットポンプ。
2. 主剤用のショットポンプと硬化剤用のショットポンプとに材料供給源から主剤と硬化剤とを充填し、駆動モータにより各ショットポンプを駆動させて所定の割合で主剤と硬化剤とを押出して混合機により混合させ、この混合剤を吐出させると共に、前記主剤用のショットポンプと前記硬化剤用のショットポンプとに、それぞれを駆動させる回転速度の制御可能な駆動モータを設置し、この駆動モータの回転速度を制御して主剤と硬化剤との混合比率を任意に設定する可変速型二液計量混合装置において、
   前記各ショットポンプに対する被移送物の充填完了圧を所定の一定圧に設定可能に構成すると共に、
   前記ショットポンプを、ピストンの外径に対するピストン側面とシリンダの内側の側面との間隙の比を１／５０〜２とし、入口をシリンダのピストン先端側と対面する側に設け、出口をシリンダのピストン根元側に設けて、シリンダの一端側から他端側に向かってピストンが移動する時に被移送物を前記入口から吸引して、シリンダの前記他端側から前記一端側に向かってピストンが移動する時に被移送物を前記ピストン側面とシリンダの内側の側面との間を通過させて前記出口から吐出するように構成したことを特徴とする可変速型二液計量混合装置。
   

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