JP2018197509A - Check valve for diaphragm pump, and diaphragm pump - Google Patents

Check valve for diaphragm pump, and diaphragm pump Download PDF

Info

Publication number
JP2018197509A
JP2018197509A JP2017101564A JP2017101564A JP2018197509A JP 2018197509 A JP2018197509 A JP 2018197509A JP 2017101564 A JP2017101564 A JP 2017101564A JP 2017101564 A JP2017101564 A JP 2017101564A JP 2018197509 A JP2018197509 A JP 2018197509A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
valve
check valve
diaphragm
diaphragm pump
cylinder part
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2017101564A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
正道 宮内
Masamichi Miyauchi
正道 宮内
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sumitomo Metal Mining Co Ltd
Original Assignee
Sumitomo Metal Mining Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sumitomo Metal Mining Co Ltd filed Critical Sumitomo Metal Mining Co Ltd
Priority to JP2017101564A priority Critical patent/JP2018197509A/en
Publication of JP2018197509A publication Critical patent/JP2018197509A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Details Of Reciprocating Pumps (AREA)

Abstract

To provide a check valve for diaphragm pump which can suppress breakage of a diaphragm.SOLUTION: A check valve 2 includes: a valve part 60 having a valve body 61; a cylindrical casing 50 having a valve seat 51; and a spring 64 for energizing the valve part 60 so that the valve body 61 comes into contact with the valve seat 51. The casing 50 includes: a first cylinder part 52 including the valve seat 51; a second cylinder part 53 connected to one end of the first cylinder part 52; and a third cylinder part 54 connected to the other end of the first cylinder part 52. The first cylinder part 52 is formed by a flexible material. Even when solid particles P are bitten between the valve body 61 and the valve seat 51, by the valve seat 51 being deformed, the valve body 61 and the valve seat 51 are adhered to each other. As a result, a closing delay of the check valve 2 can be suppressed, generation of a peak hydraulic pressure can be suppressed, and breakage of a diaphragm 30 can be suppressed.SELECTED DRAWING: Figure 2

Description

本発明は、ダイヤフラムポンプ用の逆止弁、およびダイヤフラムポンプに関する。さらに詳しくは、スラリーを移送するのに用いられる油圧式ダイヤフラムポンプの吸込側に設けられる逆止弁、およびその逆止弁を備えるダイヤフラムポンプに関する。   The present invention relates to a check valve for a diaphragm pump and a diaphragm pump. More specifically, the present invention relates to a check valve provided on the suction side of a hydraulic diaphragm pump used for transferring slurry, and a diaphragm pump including the check valve.

ダイヤフラムポンプはダイヤフラムの往復動により吸送室の容積を周期的に変化させることで流体を移送するポンプである。吸送室の容積の増減量は常に一定であるので、流体の定量的な移送が可能である。そのため、ダイヤフラムポンプは流体の定量的な移送が要求される分野で用いられている。このような分野として、例えば連続的に化学反応処理を行なう化学工業分野、定量的な薬液注入が要求される水処理分野が挙げられる。   The diaphragm pump is a pump that transfers fluid by periodically changing the volume of the suction chamber by the reciprocating motion of the diaphragm. Since the amount of increase / decrease in the volume of the suction chamber is always constant, the fluid can be quantitatively transferred. Therefore, the diaphragm pump is used in a field where a quantitative transfer of fluid is required. Examples of such fields include the chemical industry field in which chemical reaction treatment is continuously performed, and the water treatment field in which quantitative chemical solution injection is required.

ケーシングの中で回転するインペラを有する渦巻きポンプに比べて、ダイヤフラムポンプは逆流が発生し難い構造である。そのため、ダイヤフラムポンプは自吸能力が高く、また吐出圧力が高い。このような特性から、ダイヤフラムポンプは粘度の高い液体や固形分濃度の高いスラリーを移送するのにも用いられる。   Compared to a spiral pump having an impeller that rotates in a casing, the diaphragm pump has a structure in which backflow is unlikely to occur. Therefore, the diaphragm pump has a high self-priming capability and a high discharge pressure. Because of these characteristics, the diaphragm pump is also used for transferring a liquid having a high viscosity or a slurry having a high solid content.

ダイヤフラムは樹脂製の膜であるため比較的破損しやすい。ダイヤフラムに孔が開いたり亀裂が入ったりすると、移送対象の流体が油圧室に入り込んでしまう。この状態のまま運転し続けると、ダイヤフラムポンプの内部構造が損傷する。特に、移送対象の流体が腐食性、摩耗性を有する場合には内部構造が損傷しやすい。   Since the diaphragm is a resin film, it is relatively easy to break. If the diaphragm is perforated or cracked, the fluid to be transferred enters the hydraulic chamber. If the operation is continued in this state, the internal structure of the diaphragm pump is damaged. In particular, when the fluid to be transferred is corrosive and wearable, the internal structure tends to be damaged.

特許文献1には、ダイヤフラムが破損していることを検出する破損検出装置が開示されている。この破損検出装置はダイヤフラムが破損して初めてそれを検知できるものである。したがって、ダイヤフラムの破損を未然に防ぐことはできない。   Patent Document 1 discloses a damage detection device that detects that a diaphragm is damaged. This breakage detection device can detect the damage only when the diaphragm is broken. Therefore, the diaphragm cannot be prevented from being damaged.

特開2015−40517号公報Japanese Patent Laying-Open No. 2015-40517

本願発明者はダイヤフラムの破損原因を調査した。その結果、ダイヤフラムポンプの吸込側逆止弁の弁体と弁座との間にスラリーに含まれる固体粒子が噛み込むことで逆止弁に閉じ遅れが生じ、これにより油圧室内の油圧が異常に高くなるピーク油圧が発生し、これがダイヤフラムが破損する原因となるとの知見を得た。   The inventor of the present application investigated the cause of the diaphragm damage. As a result, solid particles contained in the slurry get caught between the valve body of the suction side check valve of the diaphragm pump and the valve seat, causing a delay in closing the check valve, which causes abnormal hydraulic pressure in the hydraulic chamber. It has been found that a peak hydraulic pressure is generated, which causes damage to the diaphragm.

本発明は上記事情に鑑み、ダイヤフラムの破損を抑制できるダイヤフラムポンプ用の逆止弁、およびダイヤフラムポンプを提供することを目的とする。   In view of the above circumstances, an object of the present invention is to provide a check valve for a diaphragm pump and a diaphragm pump that can suppress damage to the diaphragm.

第1発明のダイヤフラムポンプ用の逆止弁は、スラリーを移送する油圧式ダイヤフラムポンプの吸込側に設けられる逆止弁であって、弁体を有する弁部と、弁座を有する筒形のケーシングと、前記弁体が前記弁座に当接するように前記弁部を付勢するバネと、を備え、前記ケーシングは、前記弁座を含む第1筒部と、前記第1筒部の一端に接続された第2筒部と、前記第1筒部の他端に接続された第3筒部と、を有し、前記第1筒部は柔軟性素材で形成されていることを特徴とする。
第2発明のダイヤフラムポンプ用の逆止弁は、第1発明において、前記柔軟性素材は樹脂であることを特徴とする。
第3発明のダイヤフラムポンプ用の逆止弁は、第1発明において、前記柔軟性素材はポリエーテルエーテルケトン樹脂またはフッ素樹脂であることを特徴とする。
第4発明のダイヤフラムポンプ用の逆止弁は、第1、第2または第3発明において、前記第1筒部、前記第2筒部、および前記第3筒部は、それらを接続した状態で軸方向に締結力を加える締結部材により締結されていることを特徴とする。
第5発明のダイヤフラムポンプは、第1、第2、第3または第4発明の逆止弁を備えることを特徴とする。
第6発明のダイヤフラムポンプは、第5発明において、前記スラリーはニッケルおよびコバルトを含む混合硫化物を含み、前記ダイヤフラムポンプの吐出側は配管を介してオートクレーブに接続されていることを特徴とする。
A check valve for a diaphragm pump according to a first aspect of the present invention is a check valve provided on the suction side of a hydraulic diaphragm pump for transferring slurry, and a cylindrical casing having a valve portion and a valve seat. And a spring that urges the valve portion so that the valve body comes into contact with the valve seat, and the casing includes a first tube portion including the valve seat, and one end of the first tube portion. It has a 2nd cylinder part connected and a 3rd cylinder part connected to the other end of the 1st cylinder part, and the 1st cylinder part is formed with a flexible material, It is characterized by the above-mentioned. .
A check valve for a diaphragm pump according to a second invention is characterized in that, in the first invention, the flexible material is a resin.
A check valve for a diaphragm pump according to a third invention is characterized in that, in the first invention, the flexible material is a polyether ether ketone resin or a fluororesin.
A check valve for a diaphragm pump according to a fourth aspect of the present invention is the first, second or third aspect, wherein the first cylindrical portion, the second cylindrical portion, and the third cylindrical portion are connected to each other. It is characterized by being fastened by a fastening member that applies a fastening force in the axial direction.
A diaphragm pump according to a fifth aspect of the invention includes the check valve according to the first, second, third, or fourth aspect of the invention.
A diaphragm pump according to a sixth invention is characterized in that, in the fifth invention, the slurry contains a mixed sulfide containing nickel and cobalt, and a discharge side of the diaphragm pump is connected to an autoclave through a pipe.

第1発明によれば、弁体と弁座との間にスラリーに含まれる固体粒子が噛み込んでも、柔軟性素材で形成された弁座が変形することで、弁体と弁座とが密着する。その結果、逆止弁の閉じ遅れを抑制でき、ダイヤフラムポンプの油圧室内の油圧が異常に高くなるピーク油圧の発生を抑制でき、ダイヤフラムの破損を抑制できる。
第2発明によれば、第1筒部が樹脂で形成されているので、弁体と弁座との間に固体粒子が噛み込んだ場合に、弁座が変形する程度の柔軟性を有する。
第3発明によれば、第1筒部がポリエーテルエーテルケトン樹脂またはフッ素樹脂で形成されているので、摩耗に対して耐性を有する。
第4発明によれば、締結部材の締結を解除すればケーシングを分解できるので、第1筒部の交換が容易である。
第5発明によれば、ダイヤフラムの破損を抑制できるので、ダイヤフラムポンプのメンテナンス費用を低減できる。
第6発明によれば、ダイヤフラムの破損を抑制できるので、ダイヤフラムポンプが用いられるプロセスの停止時間を短縮できる。
According to the first invention, even if solid particles contained in the slurry are caught between the valve body and the valve seat, the valve body formed of a flexible material is deformed so that the valve body and the valve seat are in close contact with each other. To do. As a result, the delay in closing the check valve can be suppressed, the occurrence of peak hydraulic pressure where the hydraulic pressure in the hydraulic chamber of the diaphragm pump becomes abnormally high can be suppressed, and the diaphragm can be prevented from being damaged.
According to the second aspect of the invention, since the first cylindrical portion is made of resin, the solidity of the valve seat is sufficient when the solid particles are caught between the valve body and the valve seat.
According to the third invention, since the first tube portion is formed of the polyether ether ketone resin or the fluororesin, it has resistance to abrasion.
According to the fourth aspect of the invention, the casing can be disassembled by releasing the fastening of the fastening member, so that the first tube part can be easily replaced.
According to the fifth aspect, the diaphragm can be prevented from being damaged, so that the maintenance cost of the diaphragm pump can be reduced.
According to the sixth aspect of the invention, since the diaphragm can be prevented from being damaged, the stop time of the process in which the diaphragm pump is used can be shortened.

本発明の第1実施形態に係るダイヤフラムポンプの縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view of the diaphragm pump which concerns on 1st Embodiment of this invention. 同ダイヤフラムポンプに用いられる吸込側逆止弁の縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view of the suction side check valve used for the same diaphragm pump. 同吸込側逆止弁の当接面付近の部分拡大図である。It is the elements on larger scale near the contact surface of the suction side check valve. 硫酸ニッケル製造プロセスの設備の説明図である。It is explanatory drawing of the equipment of a nickel sulfate manufacturing process. 従来の逆止弁の縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view of the conventional check valve. ダイヤフラムポンプの動作を示す模式図である。(A)図はダイヤフラムが往動終端位置に達したときの模式図である。(B)図はダイヤフラムが復動初期位置に達したときの模式図である。(C)図はダイヤフラムが復動終端位置に達したときの模式図である。(D)図はダイヤフラムが往動初期位置に達したときの模式図である。It is a schematic diagram which shows operation | movement of a diaphragm pump. (A) is a schematic diagram when the diaphragm reaches the forward end position. FIG. 5B is a schematic diagram when the diaphragm reaches the backward movement initial position. FIG. 6C is a schematic diagram when the diaphragm reaches the backward end position. FIG. 4D is a schematic diagram when the diaphragm reaches the forward movement initial position. 正常時の油圧室内の油圧波形を示すグラフである。It is a graph which shows the oil pressure waveform in the oil pressure room at the time of normal. (A)図は異常時の油圧室内の油圧波形の一周期分を示すグラフである。(B)図は(A)図のグラフにおける領域Rを拡大したグラフである。(A) is a graph showing one cycle of the hydraulic waveform in the hydraulic chamber at the time of abnormality. (B) The figure is the graph which expanded the area | region R in the graph of (A) figure. 異常時の油圧室内の油圧波形を示すグラフである。It is a graph which shows the oil pressure waveform in the oil pressure room at the time of abnormality.

つぎに、本発明の実施形態を図面に基づき説明する。
〔第1実施形態〕
本発明の第1実施形態に係るダイヤフラムポンプは、固体粒子を含むスラリーを移送するものであり、その用途は特に限定されない。以下では、硫酸ニッケルを製造するプロセスにおいて、ニッケル・コバルト混合硫化物を含むスラリーをオートクレーブに移送するのに用いられるダイヤフラムポンプを例に説明する。
Next, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
[First Embodiment]
The diaphragm pump according to the first embodiment of the present invention transfers slurry containing solid particles, and its use is not particularly limited. Hereinafter, a diaphragm pump used for transferring a slurry containing nickel / cobalt mixed sulfide to an autoclave in a process for producing nickel sulfate will be described as an example.

(硫酸ニッケル製造プロセス)
硫酸ニッケルの原料としてニッケルおよびコバルトを含む混合硫化物(MS:Mixed Sulfide)が用いられる。ニッケル・コバルト混合硫化物は低ニッケル品位のニッケル酸化鉱石を加圧酸浸出(HPAL:High Pressure Acid Leaching)し、加圧酸浸出液から鉄などの不純物を除去した後、ニッケルイオンおよびコバルトイオンを含む浸出液に硫化水素ガスを吹き込む湿式硫化反応などによって得られたものである。ニッケル・コバルト混合硫化物の主成分はNiS等の硫化物である。
(Nickel sulfate manufacturing process)
A mixed sulfide (MS) containing nickel and cobalt is used as a raw material for nickel sulfate. Nickel-cobalt mixed sulfide contains nickel ions and cobalt ions after high pressure acid leaching (HPAL: High Pressure Acid Leaching) of nickel oxide ore of low nickel grade and removing impurities such as iron from pressurized acid leaching solution. It is obtained by a wet sulfidation reaction in which hydrogen sulfide gas is blown into the leachate. The main component of the nickel / cobalt mixed sulfide is a sulfide such as NiS.

レパルプ工程において、ニッケル・コバルト混合硫化物は水などによりレパルプされスラリーとなる。レパルプ工程では、固体粉末状のニッケル・コバルト混合硫化物をレパルプ槽に投入し、水とともに混合、撹拌してスラリーを製造する。   In the repulping process, the nickel / cobalt mixed sulfide is repulped with water or the like to form a slurry. In the repulping process, a solid powdered nickel / cobalt mixed sulfide is put into a repulping bath, mixed with water and stirred to produce a slurry.

スラリーはオートクレーブに装入され加圧浸出に供される。図4に示すように、レパルプ工程で製造されたスラリーは始液槽101に一時的に貯留される。始液槽101は上流側配管102、ダイヤフラムポンプ1、および下流側配管103を介してオートクレーブ104に接続されている。ダイヤフラムポンプ1の吸込側は上流側配管102を介して始液槽101に接続されており、ダイヤフラムポンプ1の吐出側は下流側配管103を介してオートクレーブ104に接続されている。ダイヤフラムポンプ1の駆動により、始液槽101内のスラリーがオートクレーブ104に移送される。   The slurry is charged into an autoclave and subjected to pressure leaching. As shown in FIG. 4, the slurry produced in the repulping process is temporarily stored in the initial liquid tank 101. The starting liquid tank 101 is connected to the autoclave 104 via the upstream pipe 102, the diaphragm pump 1, and the downstream pipe 103. The suction side of the diaphragm pump 1 is connected to the starting liquid tank 101 via the upstream pipe 102, and the discharge side of the diaphragm pump 1 is connected to the autoclave 104 via the downstream pipe 103. By driving the diaphragm pump 1, the slurry in the initial liquid tank 101 is transferred to the autoclave 104.

加圧浸出工程では、オートクレーブ104によって混合硫化物に含まれるニッケルおよびコバルトが高圧空気により浸出される。例えば、オートクレーブ104に装入されるスラリーの固形分濃度は200〜300g/L、流量は50〜100L/分である。オートクレーブ104内の温度は150〜220℃、圧力はゲージ圧で1.7〜2.3MPaである。   In the pressure leaching step, nickel and cobalt contained in the mixed sulfide are leached by the high pressure air by the autoclave 104. For example, the solid content concentration of the slurry charged into the autoclave 104 is 200 to 300 g / L, and the flow rate is 50 to 100 L / min. The temperature in the autoclave 104 is 150 to 220 ° C., and the pressure is 1.7 to 2.3 MPa as a gauge pressure.

オートクレーブ104からは硫酸ニッケルと硫酸コバルトとの混合水溶液である加圧浸出液が排出される。加圧浸出液は降圧、冷却された後に次工程に供給され、硫酸ニッケルの製造に用いられる。   From the autoclave 104, a pressure leachate which is a mixed aqueous solution of nickel sulfate and cobalt sulfate is discharged. The pressurized leachate is reduced in pressure and cooled, then supplied to the next step, and used for the production of nickel sulfate.

(ダイヤフラムポンプ)
つぎに、ダイヤフラムポンプ1の構造を説明する。
なお、本実施形態のダイヤフラムポンプ1は作動油により駆動する油圧式ダイヤフラムポンプである。
(Diaphragm pump)
Next, the structure of the diaphragm pump 1 will be described.
The diaphragm pump 1 of the present embodiment is a hydraulic diaphragm pump that is driven by hydraulic oil.

図1に示すように、ダイヤフラムポンプ1はポンプ本体10を備えている。ポンプ本体10の前面(図1における左側)にはポンプカバー20が締結されている。ポンプ本体10とポンプカバー20との間には円板形のダイヤフラム30の外周縁部が締め込まれている。ダイヤフラム30は柔軟性を有する膜であり、ポリテトラフルオロエチレン、ゴムなどの樹脂で形成されている。   As shown in FIG. 1, the diaphragm pump 1 includes a pump body 10. A pump cover 20 is fastened to the front surface (left side in FIG. 1) of the pump body 10. Between the pump main body 10 and the pump cover 20, the outer peripheral edge of a disk-shaped diaphragm 30 is fastened. The diaphragm 30 is a flexible film and is formed of a resin such as polytetrafluoroethylene or rubber.

ポンプ本体10の内部には作動油が充填された油圧室11が形成されている。油圧室11はダイヤフラム作動室11aと、ピストン作動室11bと、ダイヤフラム作動室11aとピストン作動室11bとを接続する流路11cとからなる。ポンプカバー20の内部には移送対象の流体であるスラリーが吸引、送出される吸送室21が形成されている。油圧室11(ダイヤフラム作動室11a)と吸送室21とはダイヤフラム30で分離されている。   A hydraulic chamber 11 filled with hydraulic oil is formed inside the pump body 10. The hydraulic chamber 11 includes a diaphragm working chamber 11a, a piston working chamber 11b, and a flow path 11c that connects the diaphragm working chamber 11a and the piston working chamber 11b. Inside the pump cover 20 is formed a suction chamber 21 into which slurry, which is a fluid to be transferred, is sucked and sent. The hydraulic chamber 11 (diaphragm working chamber 11a) and the suction chamber 21 are separated by a diaphragm 30.

ダイヤフラム30はその中央部が一対のディスク31、32によって挟持されている。油圧室11側のディスク32にはガイドロッド33が接続されている。ガイドロッド33は軸孔34に通されており、ダイヤフラム30の表裏方向(図1における左右方向)に摺動可能となっている。   The center portion of the diaphragm 30 is sandwiched between a pair of disks 31 and 32. A guide rod 33 is connected to the disk 32 on the hydraulic chamber 11 side. The guide rod 33 is passed through the shaft hole 34 and is slidable in the front and back direction of the diaphragm 30 (left and right direction in FIG. 1).

ガイドロッド33には圧縮バネ35が挿入されている。圧縮バネ35の一端はガイドロッド33の後端に形成されたフランジ36に支持されており、他端はポンプ本体10に形成されたショルダ37に支持されている。圧縮バネ35によりガイドロッド33はディスク31、32を油圧室11側に引き込む方向(図1における右方向)に付勢されている。これによりダイヤフラム30は油圧室11側に予負荷されている。   A compression spring 35 is inserted into the guide rod 33. One end of the compression spring 35 is supported by a flange 36 formed at the rear end of the guide rod 33, and the other end is supported by a shoulder 37 formed in the pump body 10. The guide rod 33 is urged by the compression spring 35 in the direction of pulling the disks 31 and 32 toward the hydraulic chamber 11 (right direction in FIG. 1). Thereby, the diaphragm 30 is preloaded on the hydraulic chamber 11 side.

ポンプ本体10の内部にはピストン40が設けられている。ピストン40は円柱形のピストンヘッド41と、ピストンヘッド41に接続されたピストンロッド42とからなる。ピストンヘッド41はピストン作動室11bの側壁の一部を構成する円筒形のシリンダ部12に挿入されており、シリンダ部12の軸方向に沿って摺動可能となっている。ピストンヘッド41の側面とシリンダ部12の内壁とは液密にシールされている。   A piston 40 is provided inside the pump body 10. The piston 40 includes a cylindrical piston head 41 and a piston rod 42 connected to the piston head 41. The piston head 41 is inserted into a cylindrical cylinder part 12 that constitutes a part of the side wall of the piston working chamber 11b, and is slidable along the axial direction of the cylinder part 12. The side surface of the piston head 41 and the inner wall of the cylinder part 12 are sealed in a liquid-tight manner.

ピストン40は図示しない駆動部の駆動により往復動する。例えば、駆動部は電動モータと、電動モータの駆動により回転するクランクシャフトと、クランクシャフトに接続されたコネクティングロッドとからなる。コネクティングロッドはピストンロッド42に接続している。   The piston 40 reciprocates by driving a drive unit (not shown). For example, the drive unit includes an electric motor, a crankshaft that rotates by driving the electric motor, and a connecting rod connected to the crankshaft. The connecting rod is connected to the piston rod 42.

ピストン40が往復動することにより油圧室11内の油圧が昇降する。より詳細には、ピストン40が往動(図1における左側に移動)すると、ピストンヘッド41が油圧室11の内部に向かって移動し、油圧室11内の油圧が上昇する。逆に、ピストン40が復動(図1における右側に移動)すると、ピストンヘッド41が油圧室11の外部に向かって移動し、油圧室11内の油圧が下降する。   As the piston 40 reciprocates, the hydraulic pressure in the hydraulic chamber 11 rises and falls. More specifically, when the piston 40 moves forward (moves to the left in FIG. 1), the piston head 41 moves toward the inside of the hydraulic chamber 11 and the hydraulic pressure in the hydraulic chamber 11 increases. Conversely, when the piston 40 moves backward (moves to the right in FIG. 1), the piston head 41 moves toward the outside of the hydraulic chamber 11, and the hydraulic pressure in the hydraulic chamber 11 decreases.

油圧室11内の油圧が昇降することにより、ダイヤフラム30が往復動する。より詳細には、油圧室11内の油圧が上昇すると、ダイヤフラム30が往動(吸送室21側に移動)する。逆に、油圧室11内の油圧が下降すると、ダイヤフラム30が復動(油圧室11側に移動)する。このように、ピストン40の往復動によりダイヤフラム30が往復動する。   As the hydraulic pressure in the hydraulic chamber 11 rises and falls, the diaphragm 30 reciprocates. More specifically, when the hydraulic pressure in the hydraulic chamber 11 rises, the diaphragm 30 moves forward (moves toward the suction chamber 21 side). Conversely, when the hydraulic pressure in the hydraulic chamber 11 drops, the diaphragm 30 moves backward (moves toward the hydraulic chamber 11 side). Thus, the diaphragm 30 reciprocates due to the reciprocating motion of the piston 40.

吸送室21の吸込側は吸込流路22を介して吸込側逆止弁2の二次側が接続されている。吸込側逆止弁2の一次側には吸引口を有する吸引口部材23が接続されている。吸込側逆止弁2は吸引口から吸送室21に向かう流体の流れを許容し、その逆の流れを防止する。   The suction side of the suction chamber 21 is connected to the secondary side of the suction side check valve 2 via the suction flow path 22. A suction port member 23 having a suction port is connected to the primary side of the suction side check valve 2. The suction side check valve 2 allows the flow of fluid from the suction port toward the suction chamber 21 and prevents the reverse flow.

吸送室21の吐出側は吐出流路24を介して吐出側逆止弁3の一次側が接続されている。吐出側逆止弁3の二次側には吐出口を有する吐出口部材25が接続されている。吐出側逆止弁3は吸送室21から吐出口に向かう流体の流れを許容し、その逆の流れを防止する。   The primary side of the discharge side check valve 3 is connected to the discharge side of the suction chamber 21 via the discharge flow path 24. A discharge port member 25 having a discharge port is connected to the secondary side of the discharge side check valve 3. The discharge side check valve 3 allows the flow of fluid from the suction chamber 21 toward the discharge port and prevents the reverse flow.

ダイヤフラム30が復動すると吸送室21の容積が増加し、吸引口から吸送室21に移送対象の流体が吸引される。このとき、吸込側逆止弁2が開いて流体の流れを許容する。一方、吐出側逆止弁3は閉じている。なお、ダイヤフラム30が復動し、移送対象の流体が吸送室21に吸引される工程を吸引工程と称する。   When the diaphragm 30 moves backward, the volume of the suction chamber 21 increases, and the fluid to be transferred is sucked into the suction chamber 21 from the suction port. At this time, the suction side check valve 2 opens to allow the flow of fluid. On the other hand, the discharge side check valve 3 is closed. The process in which the diaphragm 30 moves backward and the fluid to be transferred is sucked into the suction chamber 21 is referred to as a suction process.

ダイヤフラム30が往動すると吸送室21の容積が減少し、吸送室21内の流体が吐出口から送出される。このとき、吐出側逆止弁3が開いて流体の流れを許容する。一方、吸込側逆止弁2は閉じている。なお、ダイヤフラム30が往動し、移送対象の流体が吸送室21から送出される工程を送出工程と称する。   When the diaphragm 30 moves forward, the volume of the suction chamber 21 decreases, and the fluid in the suction chamber 21 is sent out from the discharge port. At this time, the discharge side check valve 3 opens to allow the flow of fluid. On the other hand, the suction side check valve 2 is closed. The process in which the diaphragm 30 moves forward and the fluid to be transferred is sent out from the suction chamber 21 is referred to as a sending process.

このように、ダイヤフラム30が往復動することにより吸送室21の容積が増減し、これにより移送対象の流体が吸送室21に吸引され、送出される。その結果、移送対象の流体がダイヤフラムポンプ1の吸引口(一次側)から吐出口(二次側)に向かって移送される。   In this way, the volume of the suction chamber 21 is increased or decreased by the reciprocating movement of the diaphragm 30, whereby the fluid to be transferred is sucked into the suction chamber 21 and sent out. As a result, the fluid to be transferred is transferred from the suction port (primary side) of the diaphragm pump 1 toward the discharge port (secondary side).

ポンプ本体10の内部には作動油を貯留する貯留室13が形成されている。貯留室13内の油圧は大気圧程度である。油圧室11と貯留室13とを接続する流路14には圧力制御弁15が設けられている。油圧室11内の油圧が圧力制御弁15の設定圧力より高くなると、圧力制御弁15が開き油圧室11内の余剰分の作動油が貯留室13に逃げる。これにより、油圧室11内に過大な油圧が発生することを抑制できる。   A storage chamber 13 for storing hydraulic oil is formed inside the pump body 10. The hydraulic pressure in the storage chamber 13 is about atmospheric pressure. A pressure control valve 15 is provided in the flow path 14 connecting the hydraulic chamber 11 and the storage chamber 13. When the hydraulic pressure in the hydraulic chamber 11 becomes higher than the set pressure of the pressure control valve 15, the pressure control valve 15 is opened and excess hydraulic oil in the hydraulic chamber 11 escapes to the storage chamber 13. Thereby, it can suppress that excessive hydraulic pressure generate | occur | produces in the hydraulic chamber 11. FIG.

また、油圧室11と貯留室13とは図示しない別の流路で接続されており、その流路には図示しない補充弁が設けられている。油圧室11内の油圧が補充弁の設定圧力(大気圧程度)より低くなると、補充弁が開き貯留室13内の作動油が油圧室11に補充される。これにより、油圧室11内の作動油が漏れ損失により減少した場合に、不足分が補われる。   The hydraulic chamber 11 and the storage chamber 13 are connected by another flow path (not shown), and a refill valve (not shown) is provided in the flow path. When the hydraulic pressure in the hydraulic chamber 11 becomes lower than the set pressure (about atmospheric pressure) of the refill valve, the refill valve is opened and the hydraulic oil in the storage chamber 13 is refilled into the hydraulic chamber 11. Thereby, when the hydraulic oil in the hydraulic chamber 11 decreases due to leakage loss, the shortage is compensated.

ポンプ本体10には油圧室11とポンプ本体10の外部とを接続する細孔16が形成されている。細孔16のポンプ本体10外部側の端部には油圧計17が設けられている。油圧計17により油圧室11内の油圧を測定できる。   The pump body 10 is formed with pores 16 that connect the hydraulic chamber 11 and the outside of the pump body 10. An oil pressure gauge 17 is provided at the end of the pore 16 on the outside of the pump body 10. The oil pressure in the hydraulic chamber 11 can be measured by the oil pressure gauge 17.

(従来の逆止弁)
つぎに、吸込側逆止弁2および吐出側逆止弁3として用いられる従来の逆止弁200の構造を説明する。なお、逆止弁200はコーンバルブと称されるタイプのものである。
(Conventional check valve)
Next, the structure of a conventional check valve 200 used as the suction-side check valve 2 and the discharge-side check valve 3 will be described. The check valve 200 is of a type called a cone valve.

図5に示すように、逆止弁200はケーシング50を備えている。ケーシング50は内部に流体が流れるように円筒形に形成されている。ケーシング50の内部には弁部60が設けられている。弁部60はケーシング50の半径方向に張り出した円盤形の弁体61と、弁体61に設けられた弁棒62とからなる。   As shown in FIG. 5, the check valve 200 includes a casing 50. The casing 50 is formed in a cylindrical shape so that a fluid flows inside. A valve unit 60 is provided inside the casing 50. The valve unit 60 includes a disc-shaped valve body 61 projecting in the radial direction of the casing 50, and a valve rod 62 provided on the valve body 61.

ケーシング50の内部には弁棒62を摺動可能に支持する支持部材63が設けられている。支持部材63により弁部60はその中心軸がケーシング50の中心軸と一致するように支持されている。また、弁部60はケーシング50の中心軸に沿って摺動可能となっている。なお、支持部材63はケーシング50の内部における流体の流れを阻害しないように複数の孔を有している。   A support member 63 that slidably supports the valve rod 62 is provided inside the casing 50. The valve member 60 is supported by the support member 63 so that the central axis thereof coincides with the central axis of the casing 50. Further, the valve part 60 is slidable along the central axis of the casing 50. The support member 63 has a plurality of holes so as not to hinder the flow of fluid inside the casing 50.

弁棒62には圧縮バネ64が挿入されている。圧縮バネ64の一端は支持部材63に支持されており、他端は弁棒62の後端部に設けられたフランジ部65に支持されている。圧縮バネ64により弁部60は一方向(図5における下方向)に付勢されている。   A compression spring 64 is inserted into the valve stem 62. One end of the compression spring 64 is supported by the support member 63, and the other end is supported by a flange portion 65 provided at the rear end portion of the valve rod 62. The valve portion 60 is urged in one direction (downward in FIG. 5) by the compression spring 64.

ケーシング50の内壁の一部は半径方向内側に張り出している。この張り出し部分が弁体61と当接する弁座51である。圧縮バネ64は弁体61が弁座51に当接するように弁部60を付勢している。   A part of the inner wall of the casing 50 projects radially inward. This overhanging portion is a valve seat 51 that contacts the valve body 61. The compression spring 64 urges the valve portion 60 so that the valve body 61 contacts the valve seat 51.

弁座51は弁体61が当接する環状の当接面51aを有している。弁体61は弁座51の当接面51aに面接触する。弁体61が弁座51に当接することでケーシング50内の流路が閉じられる。   The valve seat 51 has an annular contact surface 51a with which the valve body 61 contacts. The valve body 61 is in surface contact with the contact surface 51 a of the valve seat 51. When the valve body 61 contacts the valve seat 51, the flow path in the casing 50 is closed.

ケーシング50の中心軸に沿って弁体61および弁座51が配置されている。弁座51側(図5における下側)が逆止弁200の一次側である。弁体61側(図5における上側)が逆止弁200の二次側である。逆止弁200は一次側から二次側に向かう流体の流れを許容し、その逆の流れを防止する。   A valve body 61 and a valve seat 51 are arranged along the central axis of the casing 50. The valve seat 51 side (the lower side in FIG. 5) is the primary side of the check valve 200. The valve body 61 side (the upper side in FIG. 5) is the secondary side of the check valve 200. The check valve 200 allows the flow of fluid from the primary side to the secondary side and prevents the reverse flow.

なお、ケーシング50および弁部60は、その全体が25%Cr鋳鋼などの金属やセラミックスなどで形成されている。   The casing 50 and the valve part 60 are entirely made of metal such as 25% Cr cast steel, ceramics, or the like.

(多連式ダイヤフラムポンプ)
ところで、ダイヤフラムポンプ1はその構造上、流速が一定ではなく、脈動が発生する。また、吸送室21の容積により一サイクル当たりに吐出される流体の量が制限される。しかも、ダイヤフラム30の往復動の周期は機械的な上限がある。そのため、ダイヤフラムポンプ1は多量の流体の移送には不向きである。
(Multiple diaphragm pump)
By the way, the diaphragm pump 1 has a structure in which the flow velocity is not constant and pulsation occurs. Further, the volume of the fluid discharged per cycle is limited by the volume of the suction chamber 21. Moreover, the period of reciprocation of the diaphragm 30 has a mechanical upper limit. Therefore, the diaphragm pump 1 is not suitable for transferring a large amount of fluid.

脈動を緩和し、多量の流体の移送を可能にするために、複数の単位ポンプを連接した多連式ダイヤフラムポンプが考案されている。ここで、単位ポンプとはそれ単独でポンプとしての機能を有する構成を意味する。具体的には、単位ポンプは図1で示した構成であり、吸送室21、油圧室11、ダイヤフラム30、ピストン40、吸込側逆止弁2、吐出側逆止弁3、およびその他の部材を備える。   In order to alleviate pulsation and enable a large amount of fluid to be transferred, a multiple diaphragm pump in which a plurality of unit pumps are connected has been devised. Here, the unit pump means a configuration having a function as a pump by itself. Specifically, the unit pump has the configuration shown in FIG. 1, and includes a suction chamber 21, a hydraulic chamber 11, a diaphragm 30, a piston 40, a suction side check valve 2, a discharge side check valve 3, and other members. Is provided.

多連式ダイヤフラムポンプを構成する複数の単位ポンプは同期して動作する。具体的には、各単位ポンプのピストン40を往復動させる駆動部が共通化している。駆動部を構成する複数のコネクティングロッドのそれぞれに各単位ポンプのピストンロッド42が接続されている。そして複数の単位ポンプはダイヤフラム30の往復動の位相が所定量ずつずれた状態で駆動される。例えば、3連式のダイヤフラムポンプの場合、3つの単位ポンプは位相が120度ずつずれた状態で駆動される。   A plurality of unit pumps constituting the multiple diaphragm pump operate in synchronization. Specifically, the drive unit for reciprocating the piston 40 of each unit pump is shared. A piston rod 42 of each unit pump is connected to each of a plurality of connecting rods constituting the drive unit. The plurality of unit pumps are driven in a state in which the phase of the reciprocating motion of the diaphragm 30 is shifted by a predetermined amount. For example, in the case of a triple diaphragm pump, the three unit pumps are driven with phases shifted by 120 degrees.

図4に示すように、多連式ダイヤフラムポンプ1の場合、各単位ポンプの吸引口を並列に接続する吸込配管105が設けられる。また、各単位ポンプの吐出口を並列に接続する吐出配管106が設けられる。上流側配管102から供給された流体は吸込配管105で分岐され各単位ポンプに供給される。各単位ポンプから吐出された流体は吐出配管106で合流して下流側配管103に供給される。   As shown in FIG. 4, in the case of the multiple diaphragm pump 1, a suction pipe 105 that connects the suction ports of the unit pumps in parallel is provided. Moreover, the discharge piping 106 which connects the discharge port of each unit pump in parallel is provided. The fluid supplied from the upstream pipe 102 is branched by the suction pipe 105 and supplied to each unit pump. The fluid discharged from each unit pump is merged in the discharge pipe 106 and supplied to the downstream pipe 103.

なお、本実施形態のダイヤフラムポンプ1は、単位ポンプを1つのみ有する単式のダイヤフラムポンプでもよいし、複数の単位ポンプを有する多連式のダイヤフラムポンプでもよい。   In addition, the diaphragm pump 1 of this embodiment may be a single diaphragm pump having only one unit pump, or may be a multiple diaphragm pump having a plurality of unit pumps.

(ダイヤフラムポンプの動作)
つぎに、ダイヤフラムポンプ1の動作とともに、油圧室11内の油圧波形を説明する。
図6にダイヤフラム30の位置と吸込側逆止弁2および吐出側逆止弁3の開閉状態とを模式的に示す。また、図7に油圧室11内の油圧波形のグラフを示す。なお、図7のグラフにおいて横軸は時間、縦軸は油圧室11内の油圧である。
(Diaphragm pump operation)
Next, the operation of the diaphragm pump 1 and the hydraulic waveform in the hydraulic chamber 11 will be described.
FIG. 6 schematically shows the position of the diaphragm 30 and the open / close states of the suction-side check valve 2 and the discharge-side check valve 3. FIG. 7 shows a graph of the hydraulic waveform in the hydraulic chamber 11. In the graph of FIG. 7, the horizontal axis represents time, and the vertical axis represents the hydraulic pressure in the hydraulic chamber 11.

図6(A)に示すように、ダイヤフラム30が往動の最終端に達した位置を往動終端位置と称する。このとき吸込側逆止弁2および吐出側逆止弁3の両方が閉じている。ダイヤフラム30が往動終端位置に達したときの油圧室11内の油圧は図7のグラフ中の点Aに相当する。   As shown in FIG. 6A, the position where the diaphragm 30 reaches the final end of the forward movement is referred to as the forward movement end position. At this time, both the suction side check valve 2 and the discharge side check valve 3 are closed. The hydraulic pressure in the hydraulic chamber 11 when the diaphragm 30 reaches the forward end position corresponds to the point A in the graph of FIG.

図6(B)に示すように、ダイヤフラム30が復動し始めた位置を復動初期位置と称する。このとき吸込側逆止弁2が閉状態から開状態に切り替わる。吐出側逆止弁3は閉じたままである。ダイヤフラム30が復動初期位置に達したときの油圧室11内の油圧は図7のグラフ中の点Bに相当する。点Aから点Bにかけて油圧室11内の油圧は短時間で下降する。点Aから点Bまでの工程を油圧下降工程と称する。   As shown in FIG. 6B, a position where the diaphragm 30 starts to move backward is referred to as a backward movement initial position. At this time, the suction side check valve 2 is switched from the closed state to the open state. The discharge side check valve 3 remains closed. The hydraulic pressure in the hydraulic chamber 11 when the diaphragm 30 reaches the initial return position corresponds to a point B in the graph of FIG. From point A to point B, the hydraulic pressure in the hydraulic chamber 11 drops in a short time. The process from point A to point B is referred to as a hydraulic pressure lowering process.

図6(C)に示すように、ダイヤフラム30が復動の最終端に達した位置を復動終端位置と称する。このとき吸込側逆止弁2が開状態から閉状態に切り替わる。吐出側逆止弁3は閉じたままである。ダイヤフラム30が復動終端位置に達したときの油圧室11内の油圧は図7のグラフ中の点Cに相当する。点Bから点Cにかけて油圧室11内の油圧は低いまま、徐々に下降する。点Bから点Cまでの工程が移送対象の流体が吸送室21に吸引される吸引工程である。   As shown in FIG. 6C, the position where the diaphragm 30 reaches the final end of the backward movement is referred to as the backward movement end position. At this time, the suction side check valve 2 switches from the open state to the closed state. The discharge side check valve 3 remains closed. The hydraulic pressure in the hydraulic chamber 11 when the diaphragm 30 reaches the backward end position corresponds to the point C in the graph of FIG. From the point B to the point C, the hydraulic pressure in the hydraulic chamber 11 is gradually lowered while the pressure is low. The process from the point B to the point C is a suction process in which the fluid to be transferred is sucked into the suction chamber 21.

図6(D)に示すように、ダイヤフラム30が往動し始めた位置を往動初期位置と称する。このとき吐出側逆止弁3が閉状態から開状態に切り替わる。吸込側逆止弁2は閉じたままである。ダイヤフラム30が往動初期位置に達したときの油圧室11内の油圧は図7のグラフ中の点Dに相当する。点Cから点Dにかけて油圧室11内の油圧は短時間で上昇する。点Cから点Dまでの工程を油圧上昇工程と称する。   As shown in FIG. 6D, the position where the diaphragm 30 starts to move forward is referred to as the forward movement initial position. At this time, the discharge side check valve 3 is switched from the closed state to the open state. The suction side check valve 2 remains closed. The hydraulic pressure in the hydraulic chamber 11 when the diaphragm 30 reaches the forward movement initial position corresponds to a point D in the graph of FIG. From point C to point D, the hydraulic pressure in the hydraulic chamber 11 rises in a short time. The process from point C to point D is referred to as a hydraulic pressure increase process.

ダイヤフラム30は再び図6(A)に示す往動終端位置に達する。図7に示すように、点Dから次の点Aにかけて油圧室11内の油圧は高いまま、正弦波に近い緩やかな波形を描きながら徐々に上昇する。点Dから次の点Aまでの工程が移送対象の流体が吸送室21から送出される送出工程である。   The diaphragm 30 reaches the forward end position shown in FIG. As shown in FIG. 7, from point D to the next point A, the hydraulic pressure in the hydraulic chamber 11 remains high and gradually rises while drawing a gentle waveform close to a sine wave. The process from the point D to the next point A is a delivery process in which the fluid to be transferred is delivered from the suction chamber 21.

(油圧波形)
本願発明者は油圧室11内の油圧波形を分析したところ、つぎの知見を得た。
正常時における油圧室11内の油圧は図7に示すような波形をとる。特に、油圧上昇工程(点C→点D)では油圧室11内の油圧はスムーズに上昇する。
(Hydraulic waveform)
The inventor of the present application analyzed the hydraulic waveform in the hydraulic chamber 11 and obtained the following knowledge.
The hydraulic pressure in the hydraulic chamber 11 at normal time has a waveform as shown in FIG. In particular, in the hydraulic pressure increasing process (point C → point D), the hydraulic pressure in the hydraulic chamber 11 increases smoothly.

図8(A)に示すように、油圧上昇工程(点C→点D)の初期において、油圧の上昇が一時的に遅れる場合がある。図8(B)のグラフは図8(A)のグラフの領域Rを拡大したものである。図8(B)のグラフは図8(A)のグラフに比べて時間軸(横軸)のスケールを拡大している。図8(B)のグラフから分かるように、油圧の上昇にわずかな遅延期間DPが発生する。このとき、図8(A)に示すように、送出工程(点D→点A)における油圧の波形は、波の周期が短くなるなど、正常時に比べて乱れる。   As shown in FIG. 8A, in the initial stage of the hydraulic pressure increase process (from point C to point D), the increase in hydraulic pressure may be temporarily delayed. The graph of FIG. 8B is an enlarged view of the region R of the graph of FIG. The graph of FIG. 8B is an enlarged scale of the time axis (horizontal axis) compared to the graph of FIG. As can be seen from the graph of FIG. 8B, a slight delay period DP occurs in the increase of the hydraulic pressure. At this time, as shown in FIG. 8A, the hydraulic pressure waveform in the delivery process (from point D to point A) is disturbed compared to the normal time, for example, the wave period is shortened.

図9のグラフは、遅延期間DPがさらに長くなった場合の油圧波形を示す。このとき、送出工程(点D→点A)における油圧波形は、正常時に比べてさらに乱れる。しかも、送出工程の初期において、油圧が異常に高くなるピーク油圧が発生する。   The graph of FIG. 9 shows a hydraulic pressure waveform when the delay period DP is further increased. At this time, the hydraulic pressure waveform in the delivery process (from point D to point A) is further disturbed compared to the normal time. In addition, at the initial stage of the delivery process, a peak oil pressure is generated in which the oil pressure is abnormally high.

ピーク油圧が発生するとダイヤフラム30に想定よりも高い圧力負荷がかかる。そのため、ピーク油圧が継続して発生するとダイヤフラム30が破損する可能性がある。   When the peak hydraulic pressure is generated, a higher pressure load than expected is applied to the diaphragm 30. Therefore, the diaphragm 30 may be damaged if the peak hydraulic pressure is continuously generated.

本願発明者は油圧上昇の遅延期間DPおよびピーク油圧が発生する原因をつぎのように推測している。
スラリーをダイヤフラムポンプ1で移送する場合、ダイヤフラム30が復動終端位置に達して吸込側逆止弁2が開状態から閉状態に切り替わる際に、スラリーに含まれる固体粒子が吸込側逆止弁2の弁座51と弁体61との間に噛み込まれることがある。
The inventor of the present application estimates the cause of the delay period DP of the hydraulic pressure increase and the peak hydraulic pressure as follows.
When the slurry is transferred by the diaphragm pump 1, when the diaphragm 30 reaches the return end position and the suction side check valve 2 is switched from the open state to the closed state, the solid particles contained in the slurry are sucked into the suction side check valve 2. May be caught between the valve seat 51 and the valve body 61.

この場合、吸込側逆止弁2は不完全に閉じられた状態となる。この状態のままダイヤフラム30が往動すると、吸送室21内の流体が吸込側逆止弁2の弁座51と弁体61との間の隙間を通って逆流する。これにより、油圧室11内の油圧が上昇せず、遅延期間DPが発生する。   In this case, the suction side check valve 2 is incompletely closed. When the diaphragm 30 moves forward in this state, the fluid in the suction chamber 21 flows backward through the gap between the valve seat 51 of the suction side check valve 2 and the valve body 61. As a result, the hydraulic pressure in the hydraulic chamber 11 does not increase, and a delay period DP occurs.

弁座51と弁体61との間に噛み込まれた固体粒子が、逆流した流体により流されたり、弁座51と弁体61との間に働く圧力により細かく砕かれたりすると、吸込側逆止弁2が完全に閉じられる。それ以降は油圧室11内の油圧が上昇する。   When the solid particles caught between the valve seat 51 and the valve body 61 are caused to flow by the backflowed fluid or are crushed finely by the pressure acting between the valve seat 51 and the valve body 61, the suction side reverse The stop valve 2 is completely closed. Thereafter, the hydraulic pressure in the hydraulic chamber 11 increases.

正常時はダイヤフラム30が復動終端位置に達したときに吸込側逆止弁2が完全に閉じる。すなわち、ピストン40が復動側の下死点にあり運動エネルギーがほぼゼロのときに吸込側逆止弁2が閉じる。そのため、吸込側逆止弁2が閉じることによる油圧室11内の油圧の急激な上昇は発生しない。   Under normal conditions, the suction-side check valve 2 is completely closed when the diaphragm 30 reaches the return end position. That is, when the piston 40 is at the bottom dead center on the return side and the kinetic energy is substantially zero, the suction side check valve 2 is closed. Therefore, the rapid increase in the hydraulic pressure in the hydraulic chamber 11 due to the suction side check valve 2 being closed does not occur.

これに対して、弁座51と弁体61との間に固体粒子が噛み込まれた場合、ダイヤフラム30が復動終端位置よりも往動したときに吸込側逆止弁2が完全に閉じる。すなわち、ピストン40が往動しており運動エネルギーが増加した段階で吸込側逆止弁2が閉じる。そのため、吸込側逆止弁2が閉じることにより油圧室11内の油圧が急激に上昇する。このように、吸込側逆止弁2に閉じ遅れが生じ、これが、送出工程において油圧の波形が乱れる原因となり、遅延期間DPが長い場合にはピーク油圧の原因となる。   On the other hand, when solid particles are caught between the valve seat 51 and the valve body 61, the suction-side check valve 2 is completely closed when the diaphragm 30 moves forward from the return end position. That is, the suction side check valve 2 is closed when the piston 40 moves forward and the kinetic energy increases. Therefore, when the suction side check valve 2 is closed, the hydraulic pressure in the hydraulic chamber 11 rapidly increases. In this way, the suction-side check valve 2 is delayed in closing, which causes the hydraulic pressure waveform to be disturbed in the delivery process, and causes the peak hydraulic pressure when the delay period DP is long.

以上の知見を踏まえて、本願発明者は、吸込側逆止弁2の弁座51を柔軟性素材で形成することで、弁体61と弁座51との間に固体粒子が噛み込んでも、弁座51が変形して、逆止弁2の閉じ遅れを抑制できることを見出した。   Based on the above knowledge, the inventor of the present application forms the valve seat 51 of the suction side check valve 2 with a flexible material, so that even if solid particles are caught between the valve body 61 and the valve seat 51, It has been found that the valve seat 51 can be deformed to suppress the closing delay of the check valve 2.

(吸込側逆止弁)
つぎに、本実施形態の特徴部分である吸込側逆止弁2の構造を説明する。
なお、以下では吸込側逆止弁2を単に逆止弁2と称する。
(Suction side check valve)
Next, the structure of the suction side check valve 2 which is a characteristic part of the present embodiment will be described.
Hereinafter, the suction-side check valve 2 is simply referred to as a check valve 2.

図2に示すように、逆止弁2のケーシング50は軸方向に沿って三分割された構成であり、第1筒部52、第2筒部53、および第3筒部54からなる。その余の構成は図5に示す従来の逆止弁200と同様であるので、同一部材に同一符号を付して説明を省略する。   As shown in FIG. 2, the casing 50 of the check valve 2 is divided into three parts along the axial direction, and includes a first cylinder part 52, a second cylinder part 53, and a third cylinder part 54. Since the rest of the configuration is the same as that of the conventional check valve 200 shown in FIG. 5, the same reference numerals are assigned to the same members and the description thereof is omitted.

第1筒部52は円筒形の部材であり、弁座51を含んでいる。第2筒部53は円筒形の部材であり、第1筒部52の一端(図2における上端)に接続されている。第3筒部54は円筒形の部材であり、第1筒部52の他端(図2における下端)に接続されている。   The first tube portion 52 is a cylindrical member and includes a valve seat 51. The second cylindrical portion 53 is a cylindrical member, and is connected to one end (the upper end in FIG. 2) of the first cylindrical portion 52. The third cylindrical portion 54 is a cylindrical member, and is connected to the other end (lower end in FIG. 2) of the first cylindrical portion 52.

第1筒部52の直径は第2筒部53および第3筒部54の直径よりも小さく設定されている。また、第2筒部53の下端面(第1筒部52と接触する端面)および第3筒部54の上端面(第1筒部52と接触する端面)には、それぞれ円形の凹部が形成されている。第1筒部52の両端部は第2筒部53および第3筒部54の凹部に嵌め込まれている。これにより、第1筒部52、第2筒部53および第3筒部54は、それらの中心軸が一致するように位置決めされている。   The diameter of the first cylinder part 52 is set smaller than the diameters of the second cylinder part 53 and the third cylinder part 54. In addition, circular recesses are formed on the lower end surface of the second cylindrical portion 53 (end surface in contact with the first cylindrical portion 52) and the upper end surface of the third cylindrical portion 54 (end surface in contact with the first cylindrical portion 52), respectively. Has been. Both end portions of the first tube portion 52 are fitted in the recesses of the second tube portion 53 and the third tube portion 54. Thereby, the 1st cylinder part 52, the 2nd cylinder part 53, and the 3rd cylinder part 54 are positioned so that those center axes may correspond.

第1筒部52は柔軟性素材で形成されている。柔軟性素材としては、弁体61と弁座51との間にスラリーに含まれる固体粒子が噛み込んだ場合に、弁座51が変形して弁体61と弁座51とが密着する程度の柔軟性を有する素材が選択される。柔軟性素材としては、従来のケーシング50の素材として用いられる25%Cr鋳鋼などの金属やセラミックスなどに比べて柔らかい素材が選択される。具体的には柔軟性素材として樹脂が用いされる。第1筒部52を樹脂で形成すれば、弁体61と弁座51との間に固体粒子が噛み込んだ場合に、弁座51が変形して弁体61と弁座51とが密着する程度の柔軟性を与えることできる。特に、柔軟性素材としてポリエーテルエーテルケトン樹脂またはフッ素樹脂を用いることが好ましい。第1筒部52をポリエーテルエーテルケトン樹脂またはフッ素樹脂で形成すれば、摩耗に対する耐性を与えることができる。スラリーのように摩耗性を有する流体を扱う場合でも、第1筒部52が摩耗しにくくなる。また、フッ素樹脂を用いれば耐摩耗性に加えて耐腐食性を与えることができる。   The 1st cylinder part 52 is formed with the flexible material. As a flexible material, when solid particles contained in the slurry are caught between the valve body 61 and the valve seat 51, the valve seat 51 is deformed and the valve body 61 and the valve seat 51 are in close contact with each other. A material having flexibility is selected. As the flexible material, a soft material is selected as compared with a metal such as 25% Cr cast steel or ceramics used as a material of the conventional casing 50. Specifically, a resin is used as the flexible material. If the first cylindrical portion 52 is formed of resin, when solid particles are caught between the valve body 61 and the valve seat 51, the valve seat 51 is deformed and the valve body 61 and the valve seat 51 are in close contact with each other. A degree of flexibility can be given. In particular, it is preferable to use a polyether ether ketone resin or a fluororesin as the flexible material. If the 1st cylinder part 52 is formed with polyetheretherketone resin or a fluororesin, the tolerance with respect to abrasion can be given. Even when a fluid having wear properties such as slurry is handled, the first cylindrical portion 52 is less likely to be worn. Moreover, if a fluororesin is used, it can give corrosion resistance in addition to abrasion resistance.

なお、第2筒部53および第3筒部54は、従来のケーシング50の素材として用いられる金属やセラミックスなどで形成されている。   In addition, the 2nd cylinder part 53 and the 3rd cylinder part 54 are formed with the metal, ceramics, etc. which are used as a raw material of the conventional casing 50. FIG.

第2筒部53の両端面には円周溝が形成されており、それぞれにOリング71、72が嵌め込まれている。同様に、第3筒部54の両端面には円周溝が形成されており、それぞれにOリング73、74が嵌め込まれている。Oリング72は第1筒部52の端面と第2筒部53の端面との間に挟まっている。Oリング73は第1筒部52の端面と第3筒部54の端面との間に挟まっている。   Circumferential grooves are formed on both end faces of the second cylindrical portion 53, and O-rings 71 and 72 are fitted in the respective grooves. Similarly, circumferential grooves are formed on both end faces of the third cylindrical portion 54, and O-rings 73 and 74 are fitted in the respective grooves. The O-ring 72 is sandwiched between the end surface of the first tube portion 52 and the end surface of the second tube portion 53. The O-ring 73 is sandwiched between the end surface of the first tube portion 52 and the end surface of the third tube portion 54.

図1に示すように、逆止弁2はポンプカバー20と吸引口部材23との間に挟まれている。ポンプカバー20にはロッド26が設けられており、ロッド26の先端部は吸引口部材23のフランジ部に形成された孔に通されている。ロッド26の先端にナット27をねじ込むことで吸引口部材23がポンプカバー20に締結されている。   As shown in FIG. 1, the check valve 2 is sandwiched between the pump cover 20 and the suction port member 23. The pump cover 20 is provided with a rod 26, and the tip of the rod 26 is passed through a hole formed in the flange portion of the suction port member 23. The suction port member 23 is fastened to the pump cover 20 by screwing a nut 27 into the tip of the rod 26.

吸引口部材23をポンプカバー20に締結することで、それらの間に挟まれた逆止弁2が締結されている。より詳細には、逆止弁2のケーシング50を構成する第1筒部52、第2筒部53、および第3筒部54は、それらを接続した状態で軸方向に締結力が加えられている。なお、ポンプカバー20、吸引口部材23、ロッド26、およびナット27からなる構成が特許請求の範囲に記載の「締結部材」に相当する。   By fastening the suction port member 23 to the pump cover 20, the check valve 2 sandwiched between them is fastened. More specifically, the first cylinder part 52, the second cylinder part 53, and the third cylinder part 54 constituting the casing 50 of the check valve 2 are applied with a fastening force in the axial direction in a state in which they are connected. Yes. A configuration including the pump cover 20, the suction port member 23, the rod 26, and the nut 27 corresponds to a “fastening member” described in the claims.

ナット27を締めることで、Oリング72が第1筒部52の端面と第2筒部53の端面とに密着する。これにより、第1筒部52と第2筒部53との間が液密にシールされる。同様に、Oリング73が第1筒部52の端面と第3筒部54の端面とに密着して、第1筒部52と第2筒部54との間が液密にシールされる。また、Oリング71が第2筒部53とポンプカバー20とに密着することにより、それらの間が液密にシールされる。Oリング74が第3筒部54と吸引口部材23とに密着することにより、それらの間が液密にシールされる。   By tightening the nut 27, the O-ring 72 is brought into close contact with the end surface of the first tube portion 52 and the end surface of the second tube portion 53. Thereby, the space between the first tube portion 52 and the second tube portion 53 is sealed in a liquid-tight manner. Similarly, the O-ring 73 is brought into close contact with the end surface of the first tube portion 52 and the end surface of the third tube portion 54, so that the space between the first tube portion 52 and the second tube portion 54 is liquid-tightly sealed. Further, when the O-ring 71 is in close contact with the second cylindrical portion 53 and the pump cover 20, the space between them is liquid-tightly sealed. When the O-ring 74 is in close contact with the third cylindrical portion 54 and the suction port member 23, the space between them is liquid-tightly sealed.

つぎに、逆止弁2の作用を説明する。
図3に示すように、弁体61と弁座51との間にスラリーに含まれる固体粒子Pが噛み込んだとする。この場合、柔軟性素材で形成された弁座51の当接面51aが固体粒子Pにより変形する(凹む)。これにより、弁体61と弁座51とが密着し、逆止弁2が完全に閉じる。その結果、逆止弁2の閉じ遅れを抑制でき、ダイヤフラムポンプ1の油圧室11内の油圧が異常に高くなるピーク油圧の発生を抑制でき、ダイヤフラム30の破損を抑制できる。
Next, the operation of the check valve 2 will be described.
As shown in FIG. 3, it is assumed that the solid particles P contained in the slurry are caught between the valve body 61 and the valve seat 51. In this case, the contact surface 51a of the valve seat 51 formed of a flexible material is deformed (depressed) by the solid particles P. As a result, the valve body 61 and the valve seat 51 come into close contact with each other, and the check valve 2 is completely closed. As a result, the closing delay of the check valve 2 can be suppressed, the generation of the peak hydraulic pressure in which the hydraulic pressure in the hydraulic chamber 11 of the diaphragm pump 1 becomes abnormally high can be suppressed, and the damage to the diaphragm 30 can be suppressed.

ダイヤフラム30の破損を抑制できることから、ダイヤフラム30の交換頻度を低減できるのでダイヤフラムポンプ1のメンテナンス費用を低減できる。また、ダイヤフラムポンプ1が用いられる硫酸ニッケル製造プロセスの停止時間を短縮できる。   Since the breakage of the diaphragm 30 can be suppressed, the replacement frequency of the diaphragm 30 can be reduced, so that the maintenance cost of the diaphragm pump 1 can be reduced. Moreover, the stop time of the nickel sulfate manufacturing process in which the diaphragm pump 1 is used can be shortened.

第1筒部52を樹脂で形成すると、金属で形成する場合に比べて摩耗しやすくなる。特に、スラリーを扱う場合には弁座51が摩耗しやすい。摩耗した第1筒部52は交換する必要がある。   If the 1st cylinder part 52 is formed with resin, it will become easy to wear compared with the case where it forms with a metal. In particular, when the slurry is handled, the valve seat 51 is easily worn. The worn first tube portion 52 needs to be replaced.

ケーシング50の締結部材(ポンプカバー20、吸引口部材23、ロッド26、およびナット27からなる構成)の締結を解除すれば、ケーシング50を3つの部材(第1筒部52、第2筒部53、および第3筒部54)に容易に分解できる。そのため、第1筒部52の交換が容易である。   If the fastening of the fastening member of the casing 50 (the configuration including the pump cover 20, the suction port member 23, the rod 26, and the nut 27) is released, the casing 50 is divided into three members (a first cylindrical portion 52 and a second cylindrical portion 53). , And the third tube portion 54). Therefore, the replacement of the first cylinder part 52 is easy.

つぎに、実施例を説明する。
(実施例1)
図4に示す設備を用いてスラリーの移送を行った。オートクレーブ104に装入されるスラリーの固形分濃度は200〜300g/L、流量は50〜100L/分である。オートクレーブ104内の温度は150〜220℃、圧力はゲージ圧で1.7〜2.3MPaである。
Next, examples will be described.
Example 1
The slurry was transferred using the equipment shown in FIG. The solid content concentration of the slurry charged in the autoclave 104 is 200 to 300 g / L, and the flow rate is 50 to 100 L / min. The temperature in the autoclave 104 is 150 to 220 ° C., and the pressure is 1.7 to 2.3 MPa as a gauge pressure.

ダイヤフラムポンプ1として3連式のダイヤフラムポンプを用いた。各単位ポンプの吸込側逆止弁2として図2に示す逆止弁2を用いた。約1年間の操業期間中にダイヤフラム30が破損して取り替えた回数は9回であった。   As the diaphragm pump 1, a triple diaphragm pump was used. The check valve 2 shown in FIG. 2 was used as the suction-side check valve 2 of each unit pump. During the operation period of about one year, the diaphragm 30 was damaged and replaced nine times.

(比較例1)
実施例1と同様の条件でスラリーの移送を行った。ただし、吸込側逆止弁2として図5に示す従来の逆止弁200を用いた。約1年間の操業期間中にダイヤフラム30が破損して取り替えた回数は45回であった。
(Comparative Example 1)
The slurry was transferred under the same conditions as in Example 1. However, the conventional check valve 200 shown in FIG. 5 was used as the suction-side check valve 2. The number of times that the diaphragm 30 was damaged and replaced during the operation period of about one year was 45 times.

以上より、図2に示す逆止弁2を用いれば、ダイヤフラム30の破損が抑制されることが確認された。   From the above, it was confirmed that the breakage of the diaphragm 30 was suppressed when the check valve 2 shown in FIG. 2 was used.

1 ダイヤフラムポンプ
2 吸込側逆止弁
50 ケーシング
51 弁座
51a 当接面
52 第1筒部
53 第2筒部
54 第3筒部
60 弁部
61 弁体
62 弁棒
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Diaphragm pump 2 Suction side check valve 50 Casing 51 Valve seat 51a Contact surface 52 1st cylinder part 53 2nd cylinder part 54 3rd cylinder part 60 Valve part 61 Valve body 62 Valve rod

Claims (6)

スラリーを移送する油圧式ダイヤフラムポンプの吸込側に設けられる逆止弁であって、
弁体を有する弁部と、
弁座を有する筒形のケーシングと、
前記弁体が前記弁座に当接するように前記弁部を付勢するバネと、を備え、
前記ケーシングは、
前記弁座を含む第1筒部と、
前記第1筒部の一端に接続された第2筒部と、
前記第1筒部の他端に接続された第3筒部と、を有し、
前記第1筒部は柔軟性素材で形成されている
ことを特徴とするダイヤフラムポンプ用の逆止弁。
A check valve provided on the suction side of a hydraulic diaphragm pump for transferring slurry,
A valve portion having a valve body;
A cylindrical casing having a valve seat;
A spring that urges the valve portion so that the valve body abuts the valve seat,
The casing is
A first tube portion including the valve seat;
A second cylindrical portion connected to one end of the first cylindrical portion;
A third cylinder connected to the other end of the first cylinder,
A check valve for a diaphragm pump, wherein the first tube portion is formed of a flexible material.
前記柔軟性素材は樹脂である
ことを特徴とする請求項1記載のダイヤフラムポンプ用の逆止弁。
The check valve for a diaphragm pump according to claim 1, wherein the flexible material is a resin.
前記柔軟性素材はポリエーテルエーテルケトン樹脂またはフッ素樹脂である
ことを特徴とする請求項1記載のダイヤフラムポンプ用の逆止弁。
2. The check valve for a diaphragm pump according to claim 1, wherein the flexible material is a polyether ether ketone resin or a fluororesin.
前記第1筒部、前記第2筒部、および前記第3筒部は、それらを接続した状態で軸方向に締結力を加える締結部材により締結されている
ことを特徴とする請求項1、2または3記載のダイヤフラムポンプ用の逆止弁。
The said 1st cylinder part, the said 2nd cylinder part, and the said 3rd cylinder part are fastened by the fastening member which applies a fastening force to an axial direction in the state which connected them. Or the check valve for diaphragm pumps of 3 description.
請求項1、2、3または4記載の逆止弁を備える
ことを特徴とするダイヤフラムポンプ。
A diaphragm pump comprising the check valve according to claim 1, 2, 3 or 4.
前記スラリーはニッケルおよびコバルトを含む混合硫化物を含み、
前記ダイヤフラムポンプの吐出側は配管を介してオートクレーブに接続されている
ことを特徴とする請求項5記載のダイヤフラムポンプ。
The slurry comprises a mixed sulfide comprising nickel and cobalt;
6. The diaphragm pump according to claim 5, wherein a discharge side of the diaphragm pump is connected to an autoclave through a pipe.
JP2017101564A 2017-05-23 2017-05-23 Check valve for diaphragm pump, and diaphragm pump Pending JP2018197509A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2017101564A JP2018197509A (en) 2017-05-23 2017-05-23 Check valve for diaphragm pump, and diaphragm pump

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2017101564A JP2018197509A (en) 2017-05-23 2017-05-23 Check valve for diaphragm pump, and diaphragm pump

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2018197509A true JP2018197509A (en) 2018-12-13

Family

ID=64663082

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2017101564A Pending JP2018197509A (en) 2017-05-23 2017-05-23 Check valve for diaphragm pump, and diaphragm pump

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2018197509A (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US12012949B2 (en) 2019-08-27 2024-06-18 Tacmina Corporation Diaphragm pump

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6017215A (en) * 1983-07-11 1985-01-29 Mitsui Eng & Shipbuild Co Ltd Exhausting part of combustion chamber for internal- combustion engine
JPH07124533A (en) * 1992-10-31 1995-05-16 Hans Dietmar Maury Device for spraying air for removing sticking or accumulatedgranular particle
JP2011027180A (en) * 2009-07-24 2011-02-10 Ckd Corp Resin check valve and fluid device unit using the same
JP2016105010A (en) * 2014-11-21 2016-06-09 住友金属鉱山株式会社 Cone valve

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6017215A (en) * 1983-07-11 1985-01-29 Mitsui Eng & Shipbuild Co Ltd Exhausting part of combustion chamber for internal- combustion engine
JPH07124533A (en) * 1992-10-31 1995-05-16 Hans Dietmar Maury Device for spraying air for removing sticking or accumulatedgranular particle
JP2011027180A (en) * 2009-07-24 2011-02-10 Ckd Corp Resin check valve and fluid device unit using the same
JP2016105010A (en) * 2014-11-21 2016-06-09 住友金属鉱山株式会社 Cone valve

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US12012949B2 (en) 2019-08-27 2024-06-18 Tacmina Corporation Diaphragm pump

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5774384B2 (en) Piston pump for low temperature liquid
JP2007285340A (en) Piston, method of manufacturing the piston, and pump having the piston
KR20180066079A (en) A diaphragm cell for attenuating pressure pulsation in a low pressure region of the piston pump
CN102317628A (en) A membrane pump head for a homogenizer or a high-pressure pump
EP3354896B1 (en) Fluid coupling
JP6673014B2 (en) Backup ring and liquid feed pump using the backup ring
CN104405604A (en) Ultrahigh-pressure axial plunger pump
JP2018197509A (en) Check valve for diaphragm pump, and diaphragm pump
CN208669569U (en) A kind of boosting reciprocating pump fluid end structure
JP4390281B2 (en) Check valve
JP2013501882A (en) Diaphragm device
US20180372089A1 (en) Sealing structure of plunger pump
JP6812901B2 (en) Diaphragm pump operation method and operation system
CN102797657A (en) Crankshaft type high-pressure cleaning pump
CN108869789B (en) Two-position three-way electromagnetic valve and device for corrosive liquid reverse osmosis treatment device
US12018759B1 (en) Valve seat assembly
CN207500544U (en) A kind of spherical shape plugging type check valve
CN108799038A (en) A kind of super-high-pressure plunger pump fluid end
CN102108961B (en) Hydraulic end structure of hydraulic diaphragm-type reciprocating pump capable of replacing diaphragm rapidly
JP2010229955A (en) Electromagnetic pump
CN210317634U (en) Hydraulic end assembly
CN104100747B (en) A kind of pilot operated safety valve
RU2427448C2 (en) Gasostatic extruder
CN102345595A (en) Solvent delivery pump
CN101871474B (en) High-discharge taper sealing hydraulic valve

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20200220

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20201125

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20201209

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20210602