JP2006336615A

JP2006336615A - ピストンポンプ

Info

Publication number: JP2006336615A
Application number: JP2005165548A
Authority: JP
Inventors: Sadatomo Kuribayashi; 定友栗林
Original assignee: K Seven Co Ltd
Current assignee: K Seven Co Ltd
Priority date: 2005-06-06
Filing date: 2005-06-06
Publication date: 2006-12-14

Abstract

【課題】長期にわたり能力低下がなく制御系の構成が簡単なスラッジポンプを提供する。
【解決手段】主シリンダ２内の主ピストン２１を駆動する主駆動エアーシリンダ３と、吸入側補助シリンダ４内の吸入側補助ピストン４１Ｘ，４１Ｙを駆動する吸入側補助駆動エアーシリンダ５と、吐出側補助シリンダ６内の吐出側補助ピストン６１Ｘ，６１Ｙを駆動する吐出側補助駆動エアーシリンダ７とを備える。これらエアーシリンダの制御系は、主ピストン２１が下向き移動するに先立ち吸入側補助ピストン４１Ｘ，４１Ｙが下向き移動を完了し且つ吐出側補助ピストン６１Ｘ，６１Ｙが上向き移動を完了した状態を実現させ、主ピストン２１が上向きに移動するに先立ち吸入側補助ピストン４１Ｘ，４１Ｙが上向き移動を完了し且つ吐出側補助ピストン６１Ｘ，６１Ｙが下向き移動を完了した状態を実現させる。
【選択図】図２

Description

本発明は、シリンダ内でピストンを往復移動させ該シリンダの吸入ポート及び吐出ポートにそれぞれ配置された弁を適時開閉することで流動体を圧送する往復動型ピストンポンプに関するものであり、特に、被圧送流動体がスラッジである場合においても適正な動作を長期にわたり継続させることを企図したピストンポンプに関する。

ピストンポンプでは、ポンプ動作の適正化のために、シリンダ内のピストンの往復移動と同期した弁開閉を行うことが必要である。この弁開閉は、一般には、シリンダの吸入ポート及び吐出ポートにそれぞれ適宜の付勢力の付与された逆止弁を配置しておき、シリンダ内でのピストン移動に伴い吸入配管及び吐出配管の内部とシリンダ内部との間に発生する圧力差に基づき各逆止弁を開状態と閉状態との間で移行させることでなされている。

しかるに、このピストンポンプをスラッジ等の非均質性流動体の圧送に使用する場合には、スラッジ等に含まれる粒状体等の固形物が逆止弁部分に付着し、時間経過と共に凝集して凝固し、ついには逆止弁が完全な閉状態をとることができなくなって機能低下を来すことがある。その場合には、ポンプ能力が低下し、弁部分の補修や交換が必要となる。

このようなピストンポンプにおいて、ピストン移動の駆動には各種駆動力発生源が使用される。被圧送流動体がスラッジ等である場合には、エアーシリンダによる駆動力発生源の使用が好ましい。これは、被圧送流動体がスラッジ等の非均質性流動体である場合には、その非均質性に基づきピストン移動に対する負荷抵抗力が頻繁且つ微細に変動を来すことがあり、そのような負荷抵抗力変動をエアーシリンダにより吸収することで円滑な動作を行うことが可能となるからである。また、エアーシリンダによる駆動は、ポンプが引火性雰囲気下で使用される場合であっても、引火の原因とはならず安全性が高いという利点もある。

以上のようなピストンポンプをスラッジ等の非均質性流動体の圧送に使用する場合には、特に長期にわたって弁部分の補修や交換が不要となるようにすることが好ましい。そのためには、シリンダ内のピストンの移動と同期させて外部駆動力により強制的に弁動作を行わせることが考えられる。このような外部駆動力としては電気モータによるものが考えられるが、その場合には、上記エアーシリンダ駆動系の他に電気モータ駆動系が必要となり、しかも、これら異なる駆動系の間で動作を同期させる制御を行うことが必要となり、装置構成が複雑となる。また、引火性雰囲気下で使用される場合には、電気モータからの引火のおそれがある。

本発明は、以上の如き技術的課題に鑑みて、スラッジ等の非均質性流動体の圧送に使用する場合においても長期にわたり能力低下がなく且つ制御系の構成が簡単なピストンポンプを提供することを目的とするものである。

本発明によれば、以上の如き目的を達成するものとして、
主シリンダと、該主シリンダ内の主ピストンの往復移動を駆動するための主駆動エアーシリンダと、吸入側補助シリンダと、該吸入側補助シリンダ内の吸入側補助ピストンの往復移動を駆動するための吸入側補助駆動エアーシリンダと、吐出側補助シリンダと、該吐出側補助シリンダ内の吐出側補助ピストンの往復移動を駆動するための吐出側補助駆動エアーシリンダとを備えており、
前記吸入側補助シリンダは前記主シリンダに関する吸入ポートに配置されており、前記吸入側補助ピストンは前記吸入ポートを開状態にする第１位置と閉状態にする第２位置との間で移動することができ、
前記吐出側補助シリンダは前記主シリンダに関する吐出ポートに配置されており、前記吐出側補助ピストンは前記吐出ポートを開状態にする第１位置と閉状態にする第２位置との間で移動することができ、
前記主駆動エアーシリンダ、吸入側補助駆動エアーシリンダ及び吐出側補助駆動エアーシリンダを駆動するためのエアー圧制御系を備えており、該エアー圧制御系は、前記主シリンダがその内部容積を増加させるに先立ち前記吸入側補助ピストンが第２位置から第１位置への移動を完了し且つ前記吐出側補助ピストンが第１位置から第２位置への移動を完了した状態を実現させ、前記主シリンダがその内部容積を減少させるに先立ち前記吸入側補助ピストンが第１位置から第２位置への移動を完了し且つ前記吐出側補助ピストンが第２位置から第１位置への移動を完了した状態を実現させるように、前記主駆動エアーシリンダ、吸入側補助駆動エアーシリンダ及び吐出側補助駆動エアーシリンダを駆動することを特徴とするピストンポンプ、
が提供される。

また、本発明によれば、以上の如き目的を達成するものとして、
主シリンダと、該主シリンダ内の主ピストンの往復移動を駆動するための主駆動エアーシリンダと、吸入側補助シリンダと、該吸入側補助シリンダ内の吸入側補助ピストンの往復移動を駆動するための吸入側補助駆動エアーシリンダと、吐出側補助シリンダと、該吐出側補助シリンダ内の吐出側補助ピストンの往復移動を駆動するための吐出側補助駆動エアーシリンダとを備えており、
前記主シリンダには前記主ピストンにより隔てられる第１の領域及び第２の領域が形成され、前記第１の領域に関して第１吸入ポート及び第１吐出ポートが設けられており、前記第２の領域に関して第２吸入ポート及び第２吐出ポートが設けられており、
前記吸入側補助シリンダは前記第１吸入ポート及び第２吸入ポートにわたって配置されており、前記吸入側補助ピストンは前記第１吸入ポートを開状態にし且つ第２吸入ポートを閉状態にする第１位置と前記第１吸入ポートを閉状態にし且つ第２吸入ポートを開状態にする第２位置との間で移動することができ、
前記吐出側補助シリンダは前記第１吐出ポート及び第２吐出ポートにわたって配置されており、前記吐出側補助ピストンは前記第１吐出ポートを開状態にし且つ第２吐出ポートを閉状態にする第１位置と前記第１吐出ポートを閉状態にし且つ第２吐出ポートを開状態にする第２位置との間で移動することができ、
前記主駆動エアーシリンダ、吸入側補助駆動エアーシリンダ及び吐出側補助駆動エアーシリンダを駆動するためのエアー圧制御系を備えており、該エアー圧制御系は、前記主シリンダがその第１の領域の内部容積を増加させ且つ第２の領域の内部容積を減少させるに先立ち前記吸入側補助ピストンが第２位置から第１位置への移動を完了し且つ前記吐出側補助ピストンが第１位置から第２位置への移動を完了した状態を実現させ、前記主シリンダがその第１の領域の内部容積を減少させ且つ第２の領域の内部容積を増加させるに先立ち前記吸入側補助ピストンが第１位置から第２位置への移動を完了し且つ前記吐出側補助ピストンが第２位置から第１位置への移動を完了した状態を実現させるように、前記主駆動エアーシリンダ、吸入側補助駆動エアーシリンダ及び吐出側補助駆動エアーシリンダを駆動することを特徴とするピストンポンプ、
が提供される。

本発明の一態様においては、前記エアー圧制御系は、前記主駆動エアーシリンダ内の主駆動ピストンに連動するカム部材と、該カム部材により制御される開閉弁と、該開閉弁の動作に基づき前記主駆動ピストン、前記吸入側補助駆動エアーシリンダ内の吸入側補助駆動ピストン及び前記吐出側補助駆動エアーシリンダ内の吐出側補助駆動ピストンの移動の向きを変化させるようエアー圧供給経路を切り替える切替弁とを備えている。

本発明の一態様においては、前記エアー圧制御系は、前記主駆動エアーシリンダ、吸入側補助駆動エアーシリンダ及び吐出側補助駆動エアーシリンダに対して同一圧力のエアーを供給するものである。

本発明の一態様においては、前記吸入側補助ピストン及び前記吐出側補助ピストンの往復移動時の単位面積当たりの面圧が前記主ピストンの往復移動時の単位面積当たりの面圧より高くなるように、前記主駆動ピストン、前記吸入側補助駆動エアーシリンダ内の吸入側補助駆動ピストン及び前記吐出側補助駆動エアーシリンダ内の吐出側補助駆動ピストン、並びに前記主ピストン、吸入側補助ピストン及び吐出側補助ピストンの面積が選定されている。

本発明のピストンポンプによれば、主シリンダの吸入ポートに配置された吸入側補助シリンダ内の吸入側補助ピストンを吸入ポートを開状態にする第１位置と閉状態にする第２位置との間で移動させ、主シリンダの吐出ポートに配置された吐出側補助シリンダ内の吐出側補助ピストンを吐出ポートを開状態にする第１位置と閉状態にする第２位置との間で移動させ、エアー圧制御系により、吸入側補助ピストン及び吐出側補助ピストンを主シリンダの状態に対応して適宜第１位置と第２位置との間で移動させることで、スラッジ等の非均一性流動体の圧送に使用する場合においても長期にわたり能力低下がなく、また制御系の構成も簡単である。

以下、本発明の実施の形態を、図面を参照しながら説明する。

図１は本発明によるピストンポンプの一実施形態としてのスラッジポンプの斜視図であり、図２〜図５はその動作説明のための模式的断面図であり、図６は本実施形態のスラッジポンプのエアー圧制御系の構成図であり、図７はこのエアー圧制御系による制御のタイミング図である。

本実施形態のスラッジポンプは、主シリンダ２と、主駆動エアーシリンダ３と、吸入側補助シリンダ４と、吸入側補助駆動エアーシリンダ５と、吐出側補助シリンダ６と、吐出側補助駆動エアーシリンダ７とを備えている。これらのシリンダは、相互間の位置関係が固定されて配置されている。

主シリンダ２は、内部に主ピストン２１を有しており、該主ピストン２１は主シリンダ２内で上下方向に往復移動可能である。また、主駆動エアーシリンダ３は、内部に主駆動ピストン３１を有しており、該主駆動ピストン３１は主駆動エアーシリンダ３内で上下方向に往復移動可能である。該主駆動ピストン３１と上記主ピストン２１とは、上下方向のロッドにより連結されている。

図３及び図５に示されるように、主シリンダ２の内部には、主ピストン２１により隔てられる第１の領域２Ｘ及び第２の領域２Ｙが形成される。第１の領域２Ｘに関して第１吸入ポート８Ｘ及び第１吐出ポート９Ｘが設けられており、第２の領域２Ｙに関して第２吸入ポート８Ｙ及び第２吐出ポート９Ｙが設けられている。第１吸入ポート８Ｘと第２吸入ポート８Ｙとは合流して吸入配管接続部８を形成している。同様に、第１吐出ポート９Ｘと第２吐出ポート９Ｙとは合流して吐出配管接続部９を形成している。

吸入側補助シリンダ４は、内部に吸入側補助ピストンを構成する第１の吸入側補助ピストン４１Ｘ及び第２の吸入側補助ピストン４１Ｙを有しており、これら第１及び第２の吸入側補助ピストン４１Ｘ，４１Ｙは、上下方向のロッドにより互いに連結されており、吸入側補助シリンダ４内で上下方向に往復移動可能である。第１及び第２の吸入側補助ピストン４１Ｘ，４１Ｙは、一体化されていてもよい。また、吸入側補助駆動エアーシリンダ５は、内部に吸入側補助駆動ピストン５１を有しており、該吸入側補助駆動ピストン５１は吸入側補助駆動エアーシリンダ５内で上下方向に往復移動可能である。該吸入側補助駆動ピストン５１と上記第１の吸入側補助ピストン４１Ｘとは、上下方向のロッドにより連結されている。

吸入側補助シリンダ４は第１吸入ポート８Ｘ及び第２吸入ポート８Ｙにわたって配置されている。吸入側補助ピストンは、第１の吸入側補助ピストン４１Ｘにより第１吸入ポート８Ｘを開状態にし且つ第２の吸入側補助ピストン４１Ｙにより第２吸入ポート８Ｙを閉状態にする第１位置と、第１の吸入側補助ピストン４１Ｘにより第１吸入ポート８Ｘを閉状態にし且つ第２の吸入側補助ピストン４１Ｙにより第２吸入ポート８Ｙを開状態にする第２位置との間で移動することができる。

吐出側補助シリンダ６は、内部に吐出側補助ピストンを構成する第１の吐出側補助ピストン６１Ｘ及び第２の吐出側補助ピストン６１Ｙを有しており、これら第１及び第２の吐出側補助ピストン６１Ｘ，６１Ｙは、上下方向のロッドにより互いに連結されており、吐出側補助シリンダ６内で上下方向に往復移動可能である。第１及び第２の吐出側補助ピストン６１Ｘ，６１Ｙは、一体化されていてもよい。また、吐出側補助駆動エアーシリンダ７は、内部に吐出側補助駆動ピストン７１を有しており、該吐出側補助駆動ピストン７１は吐出側補助駆動エアーシリンダ７内で上下方向に往復移動可能である。該吐出側補助駆動ピストン７１と上記第１の吐出側補助ピストン６１Ｘとは、上下方向のロッドにより連結されている。

吐出側補助シリンダ６は第１吐出ポート９Ｘ及び第２吐出ポート９Ｙにわたって配置されている。吐出側補助ピストンは、第１の吐出側補助ピストン６１Ｘにより第１吐出ポート９Ｘを開状態にし且つ第２の吐出側補助ピストン６１Ｙにより第２吐出ポート９Ｙを閉状態にする第１位置と、第１の吐出側補助ピストン６１Ｘにより第１吐出ポート９Ｘを閉状態にし且つ第２の吐出側補助ピストン６１Ｙにより第２吐出ポート９Ｙを開状態にする第２位置との間で移動することができる。

次に、主駆動エアーシリンダ３、吸入側補助駆動エアーシリンダ５及び吐出側補助駆動エアーシリンダ７を駆動するためのエアー圧制御系及びその動作につき、図２〜図７を参照して説明する。

図６において、符号１１はエアーコンプレッサを示し、符号１２はＦ．Ｒ．Ｌ．ユニット（フィルター・レギュレーター・リュブリケーター・ユニット）を示し、符号１３はリリーフバルブを示し、符号１４はスーパースプールバルブを示す。符号１５ａ，１５ｂはスロットルチェックバルブを示し、符号１６ａ，１６ｂはメカニカルバルブを示し、符号１７はカム部材を示し、符号１８ａはパイロットチェックバルブ（制御で開）を示し、符号１８ｂはパイロットチェックバルブ（制御で閉）を示す。

カム部材１７は、図１〜図５には示されていないが、主駆動エアーシリンダ３の主駆動ピストン３１に連結された上下方向ロッドに取り付けられており、従って該主駆動ピストンと連動して上下方向に移動する。メカニカルバルブ１６ａ，１６ｂは、開閉弁であり、カム部材１７により該カム部材の上下方向位置に応じた制御を受ける。スーパースプールバルブ１４は、エアー圧供給経路を切り替える切替弁であり、メカニカルバルブ１６ａ，１６ｂ及びパイロットチェックバルブ１８ａ，１８ｂの動作に基づいた制御を受ける。

これにより、主駆動ピストン３１が主駆動エアーシリンダ３内で上下方向に移動して上端位置または下端位置に到達すると、以下に説明するようにして、スーパースプールバルブ１４によりエアー圧供給経路が切り替えられて、主駆動ピストン３１、吸入側補助駆動ピストン５１及び吐出側補助駆動ピストン７１の移動の向きが逆転（変化）するように、主駆動エアーシリンダ３、吸入側補助駆動エアーシリンダ５及び吐出側補助駆動エアーシリンダ７の駆動が制御される。

尚、主駆動エアーシリンダ３、吸入側補助駆動エアーシリンダ５及び吐出側補助駆動エアーシリンダ７に対しては、経路Ｐ，Ｑを介して同一圧力のエアーが供給される。

図７には、主駆動ピストン３１の速度（上向きを正符号とし、下向きを負符号として示す）の変化即ち主ピストン２１の速度の変化、カム１７の上下方向位置の変化、及びそれによるメカニカルバルブ１６ａ，１６ｂからの出力変化が示されている。ここで、メカニカルバルブ１６ａ，１６ｂの出力は、パイロットチェックバルブ１８ａ，１８ｂに対する制御出力を生じない“０”と、パイロットチェックバルブ１８ａ，１８ｂに対する制御出力を生ずる“１”とで示されている。

図２には、時刻Ｔ１の状態が示されている。この状態では、経路Ｑにエアー圧が供給されており、経路Ｐにはエアーは供給されておらず、主駆動ピストン３１が下端位置にあり、吸入側補助駆動ピストン５１が下端位置にあり第１吸入ポート８Ｘが開状態とされ且つ第２吸入ポート８Ｙが閉状態とされ、吐出側補助駆動ピストン７１が上端位置にあり第１吐出ポート９Ｘが閉状態とされ且つ第２吐出ポート９Ｙが開状態とされている。この状態では、主シリンダ２内において、主ピストン２１が下端位置にあり、第１の領域２Ｘの容積が最大となり、第２の領域２Ｙの容積が最小となっている。

この状態に至る時に、図７に示されるように、カム１７は下端位置に到達し、メカニカルバルブ１６ａの出力は“０”を継続し、メカニカルバルブ１６ｂの出力は“１”から“０”に変化する。これに基づき、パイロットチェックバルブ１８ｂからスーパースプールバルブ１４へとエアー圧供給経路切替えの制御信号（エアー圧印加なし）が入力される。

このようにしてスーパースプールバルブ１４によりエアー圧供給経路が切り替えられると、時刻Ｔ１以降時刻Ｔ３までにおいては、図３（時刻Ｔ２の状態が示されている）に示されるように、経路Ｐからエアー圧が供給され、経路Ａからエアーが排出される。これにより、先ず、吸入側補助駆動ピストン５１が上方へと移動して第１吸入ポート８Ｘが閉状態とされ且つ第２吸入ポート８Ｙが開状態とされ、吐出側補助駆動ピストン７１が下方へと移動して第１吐出ポート９Ｘが開状態とされ且つ第２吐出ポート９Ｙが閉状態とされる。続いて、主駆動ピストン３１が上方へと移動する。ここで、吸入側補助駆動エアーシリンダ５による駆動で第１の吸入側補助ピストン４１Ｘまたは第２の吸入側補助ピストン４１Ｙからスラッジに印加される圧力及び吐出側補助駆動エアーシリンダ７による駆動で第１の吐出側補助ピストン６１Ｘまたは第２の吐出側補助ピストン６１Ｙからスラッジに印加される圧力の大きさは、主駆動エアーシリンダ３による駆動で主ピストン２１からスラッジに印加される圧力（単位面積当たりの面圧）の大きさより大きい（例えば５〜１５倍）（即ち、そのように、吸入側補助駆動ピストン５１と第１及び第２の吸入側補助ピストン４１Ｘ，４１Ｙとの面積比、吐出側補助駆動ピストン７１と第１及び第２の吐出側補助ピストン６１Ｘ，６１Ｙとの面積比、及び主駆動ピストン３１と主ピストン２１との面積比が設定されている：即ち、各ピストンの面積が選定されている）ので、先ず第１及び第２の吸入ポート８Ｘ，８Ｙの開閉状態変化及び第１及び第２の吐出ポート９Ｘ，９Ｙの開閉状態変化が完了し、その後に主駆動ピストン３１の上方への移動が実現する。従って、この時刻Ｔ１以降時刻Ｔ３までの過程では、第１の領域２Ｘのスラッジが第１の吐出ポート９Ｘを介して吐出され、同時にスラッジが第２の吸入ポート８Ｙを介して第２の領域２Ｙへと吸入される。

そして、やがて、図４に示される状態に至る。図４には、時刻Ｔ３の状態が示されている。この状態では、経路Ｐからエアー圧が供給されており、経路Ｑにはエアーは供給されておらず、主駆動ピストン３１が上端位置にあり、吸入側補助駆動ピストン５１が上端位置にあり第１吸入ポート８Ｘが閉状態とされ且つ第２吸入ポート８Ｙが開状態とされ、吐出側補助駆動ピストン７１が下端位置にあり第１吐出ポート９Ｘが開状態とされ且つ第２吐出ポート９Ｙが閉状態とされている。この状態では、主シリンダ２内において、主ピストン２１が上端位置にあり、第１の領域２Ｘの容積が最小となり、第２の領域２Ｙの容積が最大となっている。

この状態に至る時に、図７に示されるように、カム１７は上端位置に到達し、メカニカルバルブ１６ａの出力は“０”から“１”に変化し、メカニカルバルブ１６ｂの出力は“１”から“０”に変化する。これに基づき、パイロットチェックバルブ１８ａ，１８ｂからスーパースプールバルブ１４へとエアー圧供給経路切替えの制御信号（エアー圧印加あり）が入力される。

このようにしてスーパースプールバルブ１４によりエアー圧供給経路が切り替えられると、時刻Ｔ３以降時刻Ｔ５までにおいては、図５（時刻Ｔ４の状態が示されている）に示されるように、経路Ｑからエアー圧が供給され、経路Ｂからエアーが排出される。これにより、先ず、吸入側補助駆動ピストン５１が下方へと移動して第１吸入ポート８Ｘが開状態とされ且つ第２吸入ポート８Ｙが閉状態とされ、吐出側補助駆動ピストン７１が上方へと移動して第１吐出ポート９Ｘが閉状態とされ且つ第２吐出ポート９Ｙが開状態とされる。続いて、主駆動ピストン３１が下方へと移動する。ここで、上記のように、吸入側補助駆動エアーシリンダ５による駆動で第１の吸入側補助ピストン４１Ｘまたは第２の吸入側補助ピストン４１Ｙからスラッジに印加される圧力及び吐出側補助駆動エアーシリンダ７による駆動で第１の吐出側補助ピストン６１Ｘまたは第２の吐出側補助ピストン６１Ｙからスラッジに印加される圧力の大きさは、主駆動エアーシリンダ３による駆動で主ピストン２１からスラッジに印加される圧力の大きさより大きいので、先ず第１及び第２の吸入ポート８Ｘ，８Ｙの開閉状態変化及び第１及び第２の吐出ポート９Ｘ，９Ｙの開閉状態変化が完了し、その後に主駆動ピストン３１の下方への移動が実現する。従って、この時刻Ｔ３以降時刻Ｔ５までの過程では、第２の領域２Ｙのスラッジが第２の吐出ポート９Ｙを介して吐出され、同時にスラッジが第１の吸入ポート８Ｘを介して第１の領域２Ｘへと吸入される。

そして、時刻Ｔ５において、上記の図２に示される時刻Ｔ１の時と同一の状態に至る。

以下、同様な行程を繰り返す。これにより、吸入配管接続部８から第１の吸入ポート８Ｘを介して第１の領域２Ｘへと吸入したスラッジを第１の吐出ポート９Ｘを介して吐出配管接続部９へと吐出する第１の作用と、吸入配管接続部８から第２の吸入ポート８Ｙを介して第２の領域２Ｙへと吸入したスラッジを第２の吐出ポート９Ｙを介して吐出配管接続部９へと吐出する第２の作用とが、並行して実施される所謂ダブルアクションのポンプ作用が実現する。

本実施形態によれば、第１及び第２の吸入側補助ピストン４１Ｘ，４１Ｙ及び第１及び第２の吐出側補助ピストン６１Ｘ，６１Ｙにより強制的に弁作用を行わせるので、長期にわたり能力低下がない。また、制御系が主シリンダ２の往復移動の制御と同一のエアー圧によるものであるので、構成が簡単であり、更に引火性雰囲気下で使用される場合においても引火のおそれがない。

以上の実施形態はダブルアクション型のスラッジポンプに関するものであるが、本発明においては、上記の実施形態において第１の吸入ポート８Ｘ、第１の吸入側補助ピストン４１Ｘ、第１の吐出ポート９Ｘ及び第１の吐出側補助ピストン６１Ｘの組並びに第２の吸入ポート８Ｙ、第２の吸入側補助ピストン４１Ｙ、第２の吐出ポート９Ｙ及び第２の吐出側補助ピストン６１Ｙの組のうちのいずれか一方の組のみを利用する（即ち、他方の組の存在しない）所謂シングルアクション型のポンプにも適用することができる。この場合、存在しない方の組に対応する主シリンダ２の領域（第１の領域２Ｘまたは第２の領域２Ｙ）は、外気と連通させておく。この実施形態においても、上記実施形態と同様な作用効果が得られる。

以上、スラッジポンプに関し説明したが、本発明のピストンポンプは、被圧送流動体がスラッジ以外のもの、例えば均質性流動体であっても使用可能である。

本発明によるピストンポンプの一実施形態としてのスラッジポンプの斜視図である。図１の実施形態のスラッジポンプの動作説明のための模式的断面図である。図１の実施形態のスラッジポンプの動作説明のための模式的断面図である。図１の実施形態のスラッジポンプの動作説明のための模式的断面図である。図１の実施形態のスラッジポンプの動作説明のための模式的断面図である。図１の実施形態のスラッジポンプのエアー圧制御系の構成図である。図６のエアー圧制御系による制御のタイミング図である。

符号の説明

２主シリンダ
２１主ピストン
２Ｘ第１の領域
２Ｙ第２の領域
３主駆動エアーシリンダ
３１主駆動ピストン
４吸入側補助シリンダ
４１Ｘ第１の吸入側補助ピストン
４１Ｙ第２の吸入側補助ピストン
５吸入側補助駆動エアーシリンダ
５１吸入側補助駆動ピストン
６吐出側補助シリンダ
６１Ｘ第１の吐出側補助ピストン
６１Ｙ第２の吐出側補助ピストン
７吐出側補助駆動エアーシリンダ
７１吐出側補助駆動ピストン
８吸入配管接続部
８Ｘ第１吸入ポート
８Ｙ第２吸入ポート
９吐出配管接続部
９Ｘ第１吐出ポート
９Ｙ第２吐出ポート
１１エアーコンプレッサ
１２Ｆ．Ｒ．Ｌ．ユニット
１３リリーフバルブ
１４スーパースプールバルブ
１５ａ，１５ｂスロットルチェックバルブ
１６ａ，１６ｂメカニカルバルブ
１７カム部材
１８ａ，１８ｂパイロットチェックバルブ

Claims

主シリンダと、該主シリンダ内の主ピストンの往復移動を駆動するための主駆動エアーシリンダと、吸入側補助シリンダと、該吸入側補助シリンダ内の吸入側補助ピストンの往復移動を駆動するための吸入側補助駆動エアーシリンダと、吐出側補助シリンダと、該吐出側補助シリンダ内の吐出側補助ピストンの往復移動を駆動するための吐出側補助駆動エアーシリンダとを備えており、
前記吸入側補助シリンダは前記主シリンダに関する吸入ポートに配置されており、前記吸入側補助ピストンは前記吸入ポートを開状態にする第１位置と閉状態にする第２位置との間で移動することができ、
前記吐出側補助シリンダは前記主シリンダに関する吐出ポートに配置されており、前記吐出側補助ピストンは前記吐出ポートを開状態にする第１位置と閉状態にする第２位置との間で移動することができ、
前記主駆動エアーシリンダ、吸入側補助駆動エアーシリンダ及び吐出側補助駆動エアーシリンダを駆動するためのエアー圧制御系を備えており、該エアー圧制御系は、前記主シリンダがその内部容積を増加させるに先立ち前記吸入側補助ピストンが第２位置から第１位置への移動を完了し且つ前記吐出側補助ピストンが第１位置から第２位置への移動を完了した状態を実現させ、前記主シリンダがその内部容積を減少させるに先立ち前記吸入側補助ピストンが第１位置から第２位置への移動を完了し且つ前記吐出側補助ピストンが第２位置から第１位置への移動を完了した状態を実現させるように、前記主駆動エアーシリンダ、吸入側補助駆動エアーシリンダ及び吐出側補助駆動エアーシリンダを駆動することを特徴とするピストンポンプ。
前記エアー圧制御系は、前記主駆動エアーシリンダ内の主駆動ピストンに連動するカム部材と、該カム部材により制御される開閉弁と、該開閉弁の動作に基づき前記主駆動ピストン、前記吸入側補助駆動エアーシリンダ内の吸入側補助駆動ピストン及び前記吐出側補助駆動エアーシリンダ内の吐出側補助駆動ピストンの移動の向きを変化させるようエアー圧供給経路を切り替える切替弁とを備えていることを特徴とする、請求項１に記載のピストンポンプ。
前記エアー圧制御系は、前記主駆動エアーシリンダ、吸入側補助駆動エアーシリンダ及び吐出側補助駆動エアーシリンダに対して同一圧力のエアーを供給するものであることを特徴とする、請求項１〜２のいずれかに記載のピストンポンプ。
前記吸入側補助ピストン及び前記吐出側補助ピストンの往復移動時の単位面積当たりの面圧が前記主ピストンの往復移動時の単位面積当たりの面圧より高くなるように、前記主駆動ピストン、前記吸入側補助駆動エアーシリンダ内の吸入側補助駆動ピストン及び前記吐出側補助駆動エアーシリンダ内の吐出側補助駆動ピストン、並びに前記主ピストン、吸入側補助ピストン及び吐出側補助ピストンの面積が選定されていることを特徴とする、請求項１〜３のいずれかに記載のピストンポンプ。
主シリンダと、該主シリンダ内の主ピストンの往復移動を駆動するための主駆動エアーシリンダと、吸入側補助シリンダと、該吸入側補助シリンダ内の吸入側補助ピストンの往復移動を駆動するための吸入側補助駆動エアーシリンダと、吐出側補助シリンダと、該吐出側補助シリンダ内の吐出側補助ピストンの往復移動を駆動するための吐出側補助駆動エアーシリンダとを備えており、
前記主シリンダには前記主ピストンにより隔てられる第１の領域及び第２の領域が形成され、前記第１の領域に関して第１吸入ポート及び第１吐出ポートが設けられており、前記第２の領域に関して第２吸入ポート及び第２吐出ポートが設けられており、
前記吸入側補助シリンダは前記第１吸入ポート及び第２吸入ポートにわたって配置されており、前記吸入側補助ピストンは前記第１吸入ポートを開状態にし且つ第２吸入ポートを閉状態にする第１位置と前記第１吸入ポートを閉状態にし且つ第２吸入ポートを開状態にする第２位置との間で移動することができ、
前記吐出側補助シリンダは前記第１吐出ポート及び第２吐出ポートにわたって配置されており、前記吐出側補助ピストンは前記第１吐出ポートを開状態にし且つ第２吐出ポートを閉状態にする第１位置と前記第１吐出ポートを閉状態にし且つ第２吐出ポートを開状態にする第２位置との間で移動することができ、
前記主駆動エアーシリンダ、吸入側補助駆動エアーシリンダ及び吐出側補助駆動エアーシリンダを駆動するためのエアー圧制御系を備えており、該エアー圧制御系は、前記主シリンダがその第１の領域の内部容積を増加させ且つ第２の領域の内部容積を減少させるに先立ち前記吸入側補助ピストンが第２位置から第１位置への移動を完了し且つ前記吐出側補助ピストンが第１位置から第２位置への移動を完了した状態を実現させ、前記主シリンダがその第１の領域の内部容積を減少させ且つ第２の領域の内部容積を増加させるに先立ち前記吸入側補助ピストンが第１位置から第２位置への移動を完了し且つ前記吐出側補助ピストンが第２位置から第１位置への移動を完了した状態を実現させるように、前記主駆動エアーシリンダ、吸入側補助駆動エアーシリンダ及び吐出側補助駆動エアーシリンダを駆動することを特徴とするピストンポンプ。
前記エアー圧制御系は、前記主駆動エアーシリンダ内の主駆動ピストンに連動するカム部材と、該カム部材により制御される開閉弁と、該開閉弁の動作に基づき前記主駆動ピストン、前記吸入側補助駆動エアーシリンダ内の吸入側補助駆動ピストン及び前記吐出側補助駆動エアーシリンダ内の吐出側補助駆動ピストンの移動の向きを変化させるようエアー圧供給経路を切り替える切替弁とを備えていることを特徴とする、請求項５に記載のピストンポンプ。
前記エアー圧制御系は、前記主駆動エアーシリンダ、吸入側補助駆動エアーシリンダ及び吐出側補助駆動エアーシリンダに対して同一圧力のエアーを供給するものであることを特徴とする、請求項５〜６のいずれかに記載のピストンポンプ。
前記吸入側補助ピストン及び前記吐出側補助ピストンの往復移動時の単位面積当たりの面圧が前記主ピストンの往復移動時の単位面積当たりの面圧より高くなるように、前記主駆動ピストン、前記吸入側補助駆動エアーシリンダ内の吸入側補助駆動ピストン及び前記吐出側補助駆動エアーシリンダ内の吐出側補助駆動ピストン、並びに前記主ピストン、吸入側補助ピストン及び吐出側補助ピストンの面積が選定されていることを特徴とする、請求項５〜７のいずれかに記載のピストンポンプ。