JP2018193889A - 空気圧複動式ポンプ - Google Patents

Abstract

【課題】空気圧複動式ポンプを提供する。【解決手段】ポンプ本体は３つのスペーサーにより２つの収容室に分画され、２つの収容室間に位置される第一スペーサーにはピストン棒が貫設され、ピストン棒の両端に設置される第一ピストン及び第二ピストンは２つの収容室中にそれぞれ位置される。第一スペーサーに設けられる入口はパイプラインにより切替弁及びエアーフローバルブに順に連結され、２つの収容室は第一スペーサーに接続される他端に第二スペーサー及び第三スペーサーが各々接続され、第二スペーサー及び第三スペーサーはその入口及び出口箇所に管路が各々連接される。切替弁の弁方向の位置切替えによりにより、２つの収容室のピストンが駆動されて収容室内の流体が加圧されて出力される。エアーフローバルブによりピストンの送り速度が制御される。２つの異なる区域の流体が１回で出力され、流体の輸送頻度及び流速が能動的に調節される。【選択図】図１

Description

本発明は、空気圧複動式ポンプに関し、更に詳しくは、少なくとも２つの異なる区域の流体を１回で出力させ、流体の輸送頻度及び流速等が簡単且つ精確に調節可能な空気圧複動式ポンプに関する。

従来のポンプは主に機体、モーター及び刃等で構成され、モーターは機体の一側に装設され、且つモーターが接続される駆動軸が機体内に貫入され、機体内に位置される刃に連結される。モーターが作動すると、流体が機体の一側の入口から機体内に流入し、且つ刃の運転により加圧され、流体が機体の出口から出力される。これにより、流体の輸送圧力が増し、流体が低い箇所から高い箇所へと送られる。

従来のポンプの流体の推力はモーターにより駆動される刃が発生させる遠心力から得られるが、流体に対する加圧に必要な遠心力を獲得するためには、モーターの回転速度を高速に維持させなければならない。しかしながら、高速で運転するモーターはエネルギーの消耗が激しく、部材が摩耗するほか、ポンプ内部の温度が上昇して流体の品質が害された。モーターの回転速度を低下させてポンプの損壊率及び流体に対する損害を低減させることもできるが、低速運転されるモーターでは刃を駆動させて流体を押し出す遠心力を発生させることができず、ポンプの機能が失われた。
このため、従来のポンプは高速で輸送され、且つ輸送品質に対する要求も低い流体にのみ適用可能であり、低速輸送しなければならない粘性の高い流体等には適用できなかった。また、従来のポンプは１回で単一の流体しか輸送できず、２種類以上の区域の流体を輸送させる等の効果はなかった。そこで、本発明者は上記の欠点が改善可能と考え、鋭意検討を重ねた結果、合理的設計で上記の課題を効果的に改善する本発明の提案に到った。

かかる従来の実情に鑑みて、本発明は、少なくとも２つの異なる区域の流体を１回で出力させ、且つ流体の輸送頻度及び流速等を簡単で精確に調節可能な空気圧複動式ポンプを提供することを目的とする。

上記目的を達成するための本発明に係る空気圧複動式ポンプは、中空のポンプ本体が設置され、前記ポンプ本体は少なくとも３つのスペーサーにより分画されて少なくとも２つの収容室が形成され、且つ２つの前記収容室を分画させる３つのスペーサーにより２つの前記収容室の２つの端壁がそれぞれ構成される。２つの前記収容室の間に位置される前記スペーサーは中央箇所に貫通孔が設けられ、且つ前記貫通孔にはピストン棒が貫設される。前記ピストン棒の両端にはピストンが各々連接され、２つの前記ピストンは２つの前記収容室中にそれぞれ位置され、２つの前記収容室は２つの端壁箇所に少なくとも１つの入口及び少なくとも１つの出口が各々成型される。前記入口及び出口はそれらが成型される前記スペーサーを貫通させる。

好ましくは、３つの前記スペーサーは第一スペーサー、第二スペーサー及び第三スペーサーと定義され、２つの前記収容室は第一収容室及び第二収容室と定義される。前記第一収容室と第二収容室との間に位置されるスペーサーは第一スペーサーとし、前記第一収容室及び第二収容室の一端が前記第一スペーサーに接続され、且つ前記第一収容室及び第二収容室は前記第一スペーサーに接続される一端に対する他端に前記第二スペーサー及び第三スペーサーがそれぞれ接続される。前記第一スペーサーには２つの前記入口が少なくとも成型され、２つの前記入口から前記第一スペーサーで構成される前記第一収容室及び第二収容室を貫通する端壁は、前記第一収容室及び前記第二収容室にそれぞれ連通される。前記第二スペーサー及び前記第三スペーサーには少なくとも前記入口が各々成型され、前記第二スペーサー及び前記第三スペーサーの入口から前記第二スペーサー及び前記第三スペーサーで構成される前記第一収容室及び前記第二収容室を貫通する端壁は、前記第一収容室及び前記第二収容室にそれぞれ連通される。前記第二スペーサーと対応する入口の一側に前記出口が成型され、前記第二スペーサーの出口から前記第二スペーサーで構成される前記第一収容室を貫通する端壁は、前記第一収容室に連通される。前記第三スペーサーと対応する入口の一側には前記出口が成型され、且つ前記第三スペーサーの出口から前記第三スペーサーで構成される前記第二収容室を貫通する端壁は、前記第二収容室に連通される。

好ましくは、前記空気圧複動式ポンプは複数の管路を更に備え、前記第二スペーサー及び前記第三スペーサーの前記入口及び前記出口には前記管路が各々連接され、且つ前記管路には逆止め弁が内設される。

好ましくは、前記空気圧複動式ポンプは切替弁を更に備え、前記第一スペーサーの２つの前記入口はパイプラインにより前記切替弁にそれぞれ連接される。

好ましくは、前記空気圧複動式ポンプはエアーフローバルブを更に備え、前記切替弁は前記パイプラインにより前記エアーフローバルブに連結される。

好ましくは、前記切替弁は４方２位置方向切替弁である。

本発明に係る空気圧複動式ポンプは切替弁の弁の位置を変更することで、各収容室のピストンが駆動されて収容室内の流体を加圧させて出力させ、少なくとも２つの異なる区域の流体を１回で出力させる効果を達成させる。また、切替弁の各弁の位置の切替頻度を調節することで、各収容室中の流体の出力頻度を簡単且つ精確に制御する効果を達成させる。さらに、エアーフローバルブにより高圧の空気の出力流量を制御させることにより、ピストンの送り速度を制御させ、流体の輸送流速を簡単且つ精確に調整する効果を達成させる。

本発明の一実施形態に係る空気圧複動式ポンプを示す断面図である。 本発明の使用状態を示す。

以下、図面を参照して、本発明を実施するための形態について、詳細に説明する。なお、本発明は、以下に説明する実施形態に限定されるものではない。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。図１に示す空気圧複動式ポンプは、中空のポンプ本体１が設置され、且つ前記中空のポンプ本体１は少なくとも３つのスペーサー２により分画されて少なくとも２つの収容室が形成される。前記分画される２つの収容室の３つのスペーサー２により前記２つの収容室の２つの端壁がそれぞれ構成される。本発明の前記三スペーサー２は第一スペーサー２１、第二スペーサー２２及び第三スペーサー２３と定義される。
前記２つの収容室は第一収容室１１及び第二収容室１２と定義され、且つ前記第一収容室１１と第二収容室１２との間に位置されるスペーサー２は第一スペーサー２１とする。前記第一収容室及び前記第二収容室の一端は前記第一スペーサーに接続され、且つ前記第一収容室１１及び前記第二収容室１２は前記第一スペーサー２１に接続される一端に対する他端に前記第二スペーサー２２及び前記第三スペーサー２３がそれぞれ接続される。前記第一スペーサー２１の中央箇所には貫通孔２１１が設けられ、且つ前記貫通孔２１１にはピストン棒３が貫設される。前記ピストン棒３の両端には第一ピストン３１及び第二ピストン３２がそれぞれ連接され、前記第一ピストン３１及び第二ピストン３２は前記第一収容室１１及び前記第二収容室１２にそれぞれ位置される。
前記第一収容室１１及び前記第二収容室１２の第一スペーサー２１、第二スペーサー２２及び第三スペーサー２３で構成される２つの端壁の距離を前記第一ピストン３１及び第二ピストン３２の作動ストロークとする。前記第一ピストン３１及び第二ピストン３２の周壁には少なくとも１つの漏れ止めワッシャー３３が装設され、前記第一ピストン３１及び第二ピストン３２は前記漏れ止めワッシャー３３により前記第一収容室１１及び前記第二収容室１２の室壁が互いに接触させる。前記第一スペーサー２１の貫通孔２１１の孔壁にも少なくとも１つの漏れ止めワッシャー２１２が装設され、前記ピストン棒３及び前記貫通孔２１１の孔壁の漏れ止めワッシャー２１２が互いに接触させる。
前記第一スペーサー２１の一側には２つの入口２１３、２１４が成型され、且つ前記入口２１３から前記第一スペーサー２１で構成される第一収容室１１を貫通する端壁は、前記第一収容室１１に連通され、もう１つの前記入口２１４から前記第一スペーサー２１で構成される第二収容室１２を貫通する端壁は、前記第二収容室１２に連通される。また、２つの入口２１３、２１４はパイプラインにより切替弁４にそれぞれ連接され、前記切替弁４は４方２位置方向切替弁である。前記切替弁４はパイプラインによりエアーフローバルブ５に連接され、前記第二スペーサー２２及び前記第三スペーサー２３は両側箇所に入口２２１、２３１及び出口２２２、２３２が各々成型される。前記第二スペーサー２２の入口２２１及び出口２２２から前記第二スペーサー２２で構成される第一収容室１１を貫通する端壁は、前記第一収容室１１に連通され、前記第三スペーサー２３の入口２３１及び出口２３２から前記第三スペーサー２３で構成される第二収容室１２を貫通する端壁は、前記第二収容室１２に連通される。
前記第二スペーサー２２及び前記第三スペーサー２３の入口２２１、２３１及び出口２２２、２３２には管路６が各々連接され、且つ前記管路６内には逆止め弁６１が各々設置される。前記第二スペーサー２２及び前記第三スペーサー２３の入口２２１、２３１に連接される管路６内の逆止め弁６１により流体が前記第一収容室１１及び前記第二収容室１２に注入された後に逆流して流出する事態が防止される。前記第二スペーサー２２及び前記第三スペーサー２３の出口２２２、２３２に連接される管路６内の逆止め弁６１により流体が前記第一収容室１１及び前記第二収容室１２から出力された後、第一収容室１１及び第二収容室１２に逆流する事態が防止される。

これにより、実施において、前記エアーフローバルブ５がパイプラインにより空気圧縮機に連結され、且つ前記切替弁４及びエアーフローバルブ５が制御ユニットに接続され、前記制御ユニットにより前記切替弁４の弁方向の位置切替、及びエアーフローバルブ５から出力される空気の流量の調節等が制御される。第一流体が管路６から第二スペーサー２２の入口２２１を経て第一収容室１１に流入されると、第二流体も管路６から第三スペーサー２３の入口２３１を経て第二収容室１２に注入され、且つ管路６に内設される逆止め弁６１により、前記第一収容室１１及び前記第二収容室１２に注入された流体が逆流して流出する事態が防止される。

図２を参照する。第一収容室１１内の第一流体を加圧させて出力させる場合、制御ユニットにより切替弁４が駆動されて作動され、切替弁４が第一弁の位置箇所に調整される。この際、空気圧縮機によりエアーフローバルブ５から出力される高圧の空気が切替弁４の第一弁の位置の孔の位置から導引されて第一スペーサー２１の入口２１３から第一収容室１１に進入し、且つ第一収容室１１内に位置される第一ピストン３１により第二スペーサー２２の方向に押し出され、第一収容室１１内に注入される第一流体が前記第一ピストン３１に圧搾されて、第二スペーサー２２に設けられる出口２２２から連接される管路６を経由して加圧されて出力される。また、前記管路６に内設される逆止め弁６１により、第二スペーサー２２の出口２２２から出力される流体が第一収容室１１内に逆流する事態が防止される。
第二収容室１２内の第二流体を加圧させて出力させる場合、制御ユニットにより切替弁４を第二弁の位置箇所に調整させると、高圧の空気が前記切替弁４の第二弁の位置の孔の位置から導引され、第一スペーサー２１の他の入口２１４から第二収容室１１に進入し、且つ前記第二収容室１２内の第二ピストン３２により第三スペーサー２３の方向に押し出され、第二収容室１２内に注入される第二流体が前記第二ピストン３２により圧搾されて、第三スペーサー２３の出口２３２から連接される管路６を経由して加圧されて出力される。また、前記管路６に内設される逆止め弁６１により、第三スペーサー２３の出口２３２から出力される流体が第二収容室１２内に逆流する事態が防止される。

本発明に係る空気圧複動式ポンプの設計により、第一流体及び第二流体等に対して少なくとも２つの異なる流体を１回で輸送でき、少なくとも２つの異なる区域の流体の出力作業を行えるようになる。また、本発明は管路６が第二スペーサー２２及び第三スペーサー２３の入口２２１、２３１並びに出口２２２、２３２との配置を変えることで、異なる作業効率を発揮する。第二スペーサー２２の出口２２２及び第三スペーサー２３の入口２３１が管路６により接続され、第三スペーサー２３の出口２３２及び第二スペーサー２２の入口２２１が管路６により接続される場合、流体が第一収容室１１及び第二収容室１２で往復回流する効果が達成される。また、本発明は切替弁４により第一弁の位置及び第二弁の位置の切替頻度が制御されることにより、第一ピストン３１及び第二ピストン３２の第一収容室１１及び第二収容室１２内の流体に対する加圧輸送頻度が調整される。
また、エアーフローバルブ５により高圧の空気の出力流量が制御されることで、第一ピストン３１及び第二ピストン３２の送り速度が調整される。これにより、流体の輸送頻度及び流速等が簡単且つ精確に調整可能になる効果を達成させ、異なる粘度の流体等の輸送に適用可能になる。特に、本発明に係る空気圧複動式ポンプが密閉された管路やキャビティ内の流体の交換に実施される場合、第一収容室１１及び第二収容室１２が同じ容積を有する空間であり、同一のピストン棒３により第一収容室１１及び第二収容室１２内に位置される第一ピストン３１及び第二ピストン３２が駆動されて作動される設計となっているため、本発明に係る空気圧複動式ポンプの第一収容室１１及び第二収容室１２が前記密閉された管路やキャビティ内の流体に対してそれぞれ抽出及び輸送を行う際の流量、流速及び圧力等を均等に保持させ、抽出及び輸送される流量、流速及び圧力が不均等にならなくする。前記密閉された管路やキャビティ内に負圧等が発生する場合であっても、前記密閉された管路やキャビティ内の流体の交換作業の精度及び安全性が向上する。

上述の構造及び実施方式から分かるように、本発明は以下の長所を有する。
１．本発明に係る空気圧複動式ポンプには少なくとも２つの収容室が設置され、各収容室にはピストンが設置され、且つ各収容室のピストンは同軸で連接される。これにより、切替弁の弁の位置を変更することにより、各収容室のピストンが駆動されて収容室内の流体が加圧されて出力される。こうして、少なくとも２つの異なる区域の流体が１回で出力される等の効果を達成させる。
２．本発明に係る空気圧複動式ポンプは２つの収容室が同じ容積を有する空間であり、同一のピストン棒により２つの収容室内のピストンが駆動されて作動されることで、本発明が密閉された管路やキャビティ内の流体の交換に実施される場合、前記密閉された管路やキャビティ内の流体の抽出及び輸送される流量、流速及び圧力等が均等に保持され、前記密閉された管路やキャビティ内で負圧等が発生しても、密閉された管路やキャビティ内の流体の交換作業の安全性や精度が向上する。
３．本発明に係る空気圧複動式ポンプは切替弁の各弁の位置の切替頻度を調節させることにより、収容室中の流体の出力頻度が簡単且つ精確に制御可能になる効果が達成される。また、エアーフローバルブにより高圧の空気の出力流量が制御され、ピストンの送り速度が制御され、流体の輸送流速を簡単且つ精確に調整可能にする効果が達成される。これにより、異なる粘度等の各種の流体の輸送に適用できる。
４．本発明に係る空気圧複動式ポンプは流体が注入及び出力される収容室に高温が発生するのを効果的に回避させる。これにより、不適当な高温が流体の品質に損害を与える事態を防止させ、本発明が高い輸送品質が要求される流体の輸送作業に適用可能になる。

以上、本発明の実施形態について図面を参照して詳述したが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。

１ ポンプ本体
１１ 第一収容室
１２ 第二収容室
２ スペーサー
２１ 第一スペーサー
２１１ 貫通孔
２１２ 漏れ止めワッシャー
２１３ 入口
２１４ 入口
２２ 第二スペーサー
２２１ 入口
２２２ 出口
２３ 第三スペーサー
２３１ 入口
２３２ 出口
３ ピストン棒
３１ 第一ピストン
３２ 第二ピストン
３３ 漏れ止めワッシャー
４ 切替弁
５ エアーフローバルブ
６ 管路
６１ 逆止め弁

Claims (6)

1. 中空状のポンプ本体が設置され、
   前記ポンプ本体は少なくとも３つのスペーサーにより分画されて少なくとも２つの収容室が形成され、
   ２つの前記収容室を分画させる３つの前記スペーサーにより前記２つの収容室の２つの端壁がそれぞれ構成され、
   前記２つの収容室の間に位置される前記スペーサーは中央箇所に貫通孔が設けられ、
   前記貫通孔にはピストン棒が貫設され、
   前記ピストン棒の両端にはピストンが各々連接され、
   ２つの前記ピストンは２つの前記収容室中にそれぞれ位置され、
   ２つの前記収容室は２つの端壁箇所に少なくとも１つの入口及び少なくとも１つの出口が各々成型され、
   前記入口及び前記出口はそれらが成型される前記スペーサーを貫通させることを特徴とする、
   空気圧複動式ポンプ。
2. ３つの前記スペーサーは第一スペーサー、第二スペーサー及び第三スペーサーと定義され、２つの前記収容室は第一収容室及び第二収容室と定義され、且つ前記第一収容室と前記第二収容室との間に位置されるスペーサーは第一スペーサーとし、前記第一収容室及び前記第二収容室の一端は前記第一スペーサーに接続され、前記第一収容室及び前記第二収容室は前記第一スペーサーに接続される一端に対する他端に前記第二スペーサー及び前記第三スペーサーがそれぞれ接続され、前記第一スペーサーには２つの前記入口が少なくとも成型され、２つの前記入口から前記第一スペーサーで構成される前記第一収容室及び前記第二収容室を貫通する端壁は、前記第一収容室及び前記第二収容室にそれぞれ連通され、前記第二スペーサー及び前記第三スペーサーには少なくとも前記入口が各々成型され、前記第二スペーサー及び前記第三スペーサーの前記入口から前記第二スペーサー及び前記第三スペーサーで構成される前記第一収容室及び前記第二収容室をそれぞれ貫通する端壁は、前記第一収容室及び前記第二収容室にそれぞれ連通され、前記第二スペーサーと対応する入口の一側に前記出口が成型され、前記第二スペーサーの前記出口から前記第二スペーサーで構成される前記第一収容室を貫通する端壁は、前記第一収容室に連通され、前記第三スペーサーと対応する前記入口の一側に前記出口が成型され、且つ前記第三スペーサーの前記出口から前記第三スペーサーで構成される前記第二収容室を貫通する端壁は、前記第二収容室に連通されることを特徴とする、請求項１に記載の空気圧複動式ポンプ。
3. 前記空気圧複動式ポンプは複数の管路を更に備え、前記第二スペーサー及び前記第三スペーサーの前記入口及び前記出口には前記管路が各々連接され、且つ前記管路には逆止め弁が内設されることを特徴とする、請求項２に記載の空気圧複動式ポンプ。
4. 前記空気圧複動式ポンプは切替弁を更に備え、前記第一スペーサーの２つの前記入口はパイプラインにより前記切替弁にそれぞれ連接されることを特徴とする、請求項２に記載の空気圧複動式ポンプ。
5. 前記空気圧複動式ポンプはエアーフローバルブを更に備え、前記切替弁は前記パイプラインにより前記エアーフローバルブに連結されることを特徴とする、請求項４に記載の空気圧複動式ポンプ。
6. 前記切替弁は４方２位置方向切替弁であることを特徴とする、請求項４に記載の空気圧複動式ポンプ。

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