JP2019210878A - Piston pump device - Google Patents

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Abstract

To provide a piston pump device capable of significantly suppressing discharge of a compressed body to the external even under large temperature drop and the like.SOLUTION: An intermediate portion (50) is disposed to tightly cover a projection port of a piston rod disposed between a piston pump main body and an actuator (60), and disposed on a basic portion-side end portion of the piston pump main body from an outer side, and gas supply mechanisms (71, 72, 74, 75) are disposed to supply a gas into the intermediate portion to increase an air pressure in the intermediate portion. Further exhaust gas adjustment mechanisms (74, 75, 80, 81) are disposed to adjust an exhaust condition amount of a gas exhausted from an exhaust passage (44) of the gas supplied to pressurize a seal portion (30) of the piston pump main body. Further a second seal portion (52) is disposed at a basic portion side of the intermediate portion to densify the intermediate portion and a rod portion (61).SELECTED DRAWING: Figure 4

Description

本発明は、例えば、液化天然ガスなどの沸点が極めて低い極低温液体などをピストンによりシリンダライナ内に吸入し、このピストンによって高圧で吐出して被供給体へ供給する場合などに使用されて好適な、ピストンポンプ装置に関する。   The present invention is suitable for use when, for example, a cryogenic liquid having a very low boiling point such as liquefied natural gas is sucked into a cylinder liner by a piston, and is discharged at a high pressure by this piston and supplied to a supply object. The present invention relates to a piston pump device.

従来から、液化天然ガスを燃料とするディーゼル機関は、車両等においてこれまでも使用されてきた。しかしながら、近年、重油系燃料を使用する低速ディーゼル機関において、NOX 、SOX 等の排出量を減少させて排出環境性能を向上させるために、高圧の天然ガスを機関のシリンダ内に噴射して燃焼させる、高圧ガス噴射型低速2サイクルディ一ゼル機関の開発が進められている。高圧ガス噴射型低速2サイクルディ一ゼル機関は、比較的大型のディ一ゼル機関であり、一般的には船舶等に使用される。   Conventionally, diesel engines using liquefied natural gas as fuel have been used in vehicles and the like. However, in recent years, in low-speed diesel engines using heavy oil-based fuels, high-pressure natural gas is injected into the engine cylinders and burned in order to improve emissions environment performance by reducing emissions such as NOx and SOX. Development of a high-pressure gas injection type low-speed two-cycle diesel engine is underway. The high-pressure gas injection type low-speed two-cycle diesel engine is a relatively large diesel engine, and is generally used for ships and the like.

一方、船舶等においては、液化ガス供給装置をガス危険区域へ配置することができることが必要であり、そのために安全性に優れた液化ガス供給装置の開発が進められている(例えば、特許文献1参照)。この液化ガス供給装置において、低温の液化天然ガスを所望の圧力まで昇圧して吐出し、その高圧の液化天然ガスを加熱して気化させる加熱装置へ供給するための昇圧機器として、ピストンポンプ装置が使用される。   On the other hand, in ships and the like, it is necessary to be able to arrange a liquefied gas supply device in a gas hazardous area, and therefore, development of a liquefied gas supply device excellent in safety is being promoted (for example, Patent Document 1). reference). In this liquefied gas supply device, a piston pump device is used as a boosting device for boosting and discharging low-temperature liquefied natural gas to a desired pressure and supplying the heated high-pressure liquefied natural gas to a heating device that vaporizes the gas. used.

この従来のピストンポンプ装置のピストンポンプ本体は、例えば図7に示すように、次のような構成を有している(例えば、特許文献1参照)。ピストンポンプ101のシリンダ102内のシリンダライナ103、シリンダヘッド室104、シリンダライナ103内に挿入されるピストン105、シリンダヘッド室104内に配設されるバルブヘッド106、シリンダ102に取り付けられるシリンダヘッド107が配設される。   The piston pump body of this conventional piston pump device has the following configuration as shown in FIG. 7 (see, for example, Patent Document 1). The cylinder liner 103 in the cylinder 102 of the piston pump 101, the cylinder head chamber 104, the piston 105 inserted into the cylinder liner 103, the valve head 106 disposed in the cylinder head chamber 104, and the cylinder head 107 attached to the cylinder 102. Is disposed.

シリンダヘッド室104は、シリンダライナ103とシリンダヘッド107との間のシリンダ102内に設けられている。ピストン105は、図示しないコントローラにより制御されたアクチュエータなどを駆動源として、ピストン105の基部に取り付けられたピストンロッド112等を介してシリンダライナ103内を往復動する。シリンダ102は液体燃料の供給口108を有し、低温の液体燃料がこの供給口108を通して比較的低圧でシリンダヘッド室104内に導かれる。   The cylinder head chamber 104 is provided in the cylinder 102 between the cylinder liner 103 and the cylinder head 107. The piston 105 reciprocates in the cylinder liner 103 through a piston rod 112 or the like attached to the base of the piston 105 using an actuator or the like controlled by a controller (not shown) as a drive source. The cylinder 102 has a liquid fuel supply port 108, and low-temperature liquid fuel is guided into the cylinder head chamber 104 through the supply port 108 at a relatively low pressure.

ピストン105より加圧された液体燃料は、吐出口109を通して高圧で外部へ吐出される。シリンダヘッド107内には、吐出口109に連通する吐出路110が軸方向に穿設される。シリンダライナ103はバルブヘッド106側にバルブ収容室113を有し、バルブ収容室113内には、図示しないバルブプレートと、バルブプレートをバルブヘッド106側へ付勢する図示しない圧力ばねとからなる吸入弁が配設されている。ピストン105は、外周部に複数のピストンリング溝118が削成され、各ピストンリング溝118にはピストンリング119がそれぞれ取り付けられる。   The liquid fuel pressurized from the piston 105 is discharged to the outside at a high pressure through the discharge port 109. A discharge passage 110 communicating with the discharge port 109 is formed in the cylinder head 107 in the axial direction. The cylinder liner 103 has a valve storage chamber 113 on the valve head 106 side, and the valve storage chamber 113 includes a valve plate (not shown) and a suction spring (not shown) that biases the valve plate toward the valve head 106 side. A valve is provided. The piston 105 has a plurality of piston ring grooves 118 formed on the outer periphery thereof, and a piston ring 119 is attached to each piston ring groove 118.

また、シリンダ102とシリンダライナ103との間から洩れた液体燃料は、排出口128,129を介してそれぞれ液体燃料の供給側に戻される。また、上述のピストンロッド112は、シリンダ102内に配設された複数のロッドパッキンからなるシール部121により、シリンダ102との間が液密及び気密にされて、上述の排出口129などを介して連通する供給側の液体燃料が、シリンダ102とピストンロッド112との間から外部へ洩れださないようにしている。また、シール部121には外部から窒素ガスが供給されて与圧され、これによってもシリンダ102とピストンロッド112との間から液体燃
料が外部に洩れ出さないようにしている。
Further, the liquid fuel leaking from between the cylinder 102 and the cylinder liner 103 is returned to the liquid fuel supply side via the discharge ports 128 and 129, respectively. Further, the piston rod 112 described above is liquid-tight and air-tight with the cylinder 102 by a seal portion 121 made up of a plurality of rod packings disposed in the cylinder 102, and is connected via the discharge port 129 and the like. Thus, the liquid fuel on the supply side communicating therewith is prevented from leaking from between the cylinder 102 and the piston rod 112 to the outside. Further, nitrogen gas is supplied to the seal portion 121 from the outside and pressurized, so that the liquid fuel does not leak to the outside from between the cylinder 102 and the piston rod 112.

上述のシール部121は、シリンダ102とピストンロッド112との間に介装される複数個のロッドパッキンが軸方向に配設されて構成されている。各ロッドパッキンは、3つの接線分割型リングセグメントからなるものや、3つの渦巻き型リングセグメントからなるものなどから形成され、かつ、このロッドパッキンが、例えば軸方向に2つずつ層状に組付けられて、上述の各パッキン部を形成している。   The above-described seal portion 121 is configured by arranging a plurality of rod packings interposed between the cylinder 102 and the piston rod 112 in the axial direction. Each rod packing is formed of three tangentially divided ring segments or three spiral ring segments, and the rod packings are assembled in layers, for example, two in the axial direction. Thus, the above-described packing portions are formed.

特許第5934409号公報Japanese Patent No. 5934409

上述のように、従来のピストンポンプ本体のシール部121は、複数のロッドパッキンから構成され、かつ、各ロッドパッキンは、3つの接線分割型リングセグメントからなるものや、3つの渦巻き型リングセグメントからなるものなどから形成され、かつ、このロッドパッキンが、例えば軸方向に2つずつ層状に組付けられて、上述の各パッキン部を形成している。また、上述のように、シール部121には外部から窒素ガスが供給されて与圧され、これによってもシリンダ102とピストンロッド112との間から液体燃料が外部に洩れ出さないようにしている。   As described above, the seal portion 121 of the conventional piston pump body is composed of a plurality of rod packings, and each rod packing is composed of three tangential split ring segments or three spiral ring segments. These rod packings are assembled in layers, for example, two in the axial direction to form the above-described packing portions. Further, as described above, nitrogen gas is supplied from the outside to the seal portion 121 and pressurized, so that liquid fuel does not leak from between the cylinder 102 and the piston rod 112 to the outside.

一方、例えば極低温液体の加圧用に使用されるピストンポンプ装置の場合には、上述のロッドパッキンの材質として、例えばフッ素樹脂複合材が使用されることが多い。このフッ素樹脂複合材は、熱膨張係数が金属材の10倍程度あり、温度変化の影響を受けやすく、しかも極低温条件下では剛性が極めて高くなり、変形しにくくなるという性質を有する。   On the other hand, for example, in the case of a piston pump device used for pressurizing a cryogenic liquid, for example, a fluororesin composite material is often used as the material of the rod packing described above. This fluororesin composite material has a thermal expansion coefficient of about 10 times that of a metal material, is easily affected by temperature changes, and has extremely high rigidity under extremely low temperature conditions and is difficult to deform.

このため、極低温液体の加圧用のピストンポンプ装置においては、ロッドパッキンを形成する各リングセグメントは、運転に伴う温度低下により大きく収縮して、その形状がピストンロッド112の外形に沿わなくなると共に、極めて硬くなり、変形しにくくなる。   For this reason, in the piston pump device for pressurizing the cryogenic liquid, each ring segment forming the rod packing contracts greatly due to a temperature drop accompanying operation, and the shape does not conform to the outer shape of the piston rod 112. It becomes extremely hard and difficult to deform.

このため、極低温下ではロッドパッキンの各リングセグメントがピストンロッド112の外周部に沿わなくなり、このシール部121を構成するロッドパッキンとピストンロッド112との間から液体燃料(気化したものも含まれる)の一部が、ピストンロッド112の基部側の吐出口から外部へ洩れだすという問題がある。   For this reason, each ring segment of the rod packing does not follow the outer peripheral portion of the piston rod 112 at an extremely low temperature, and liquid fuel (vaporized gas is included between the rod packing constituting the seal portion 121 and the piston rod 112. ) Leaks out of the discharge port on the base side of the piston rod 112 to the outside.

この一方、ピストンポンプ本体とアクチエータとの間を連結する接続箱と、アクチエータロッドとの間には、従来は特別なシール機構は設けられていないから比較的密性が低い。このため、液体燃料のピストンロッド112の基部側の吐出口からの洩れが増加すると、接続箱とアクチエータロッドとの間の隙間から液体燃料が洩れ出して、そのまま大気中へ放出される。   On the other hand, since a special seal mechanism is not conventionally provided between the junction box connecting the piston pump body and the actuator and the actuator rod, the density is relatively low. For this reason, when the leakage of the liquid fuel from the discharge port on the base side of the piston rod 112 increases, the liquid fuel leaks from the gap between the junction box and the actuator rod and is released into the atmosphere as it is.

他方、ロッドパッキンとピストンロッド112との間から洩れた液体燃料の一部は、予圧を終えた窒素ガスとともにそのまま大気中へ放出される。しかしながら、温度低下等に基づくロッドパッキンの変形や硬化によって液体燃料の漏洩量が多くなると、大気中へ放出される液体燃料も増加する。また、このロッドパッキンからの液体燃料の漏洩量を減少させるために、供給する窒素ガスの圧力を高めてこれに対処しようとすると、多量の窒素ガスを消費するという問題が発生する。   On the other hand, a part of the liquid fuel leaking from between the rod packing and the piston rod 112 is released into the atmosphere as it is with the nitrogen gas that has been preloaded. However, if the amount of leakage of liquid fuel increases due to deformation or hardening of the rod packing due to temperature drop or the like, the amount of liquid fuel released into the atmosphere also increases. Further, in order to reduce the leakage amount of the liquid fuel from the rod packing to increase the pressure of the supplied nitrogen gas and cope with this, there arises a problem that a large amount of nitrogen gas is consumed.

本発明はこのような問題を解決するためになされたもので、大きな温度低下等があっても被圧縮流体の外部への放出を大幅に抑制することができる、ピストンポンプ装置を提供することを課題とする。   The present invention has been made to solve such problems, and it is intended to provide a piston pump device capable of significantly suppressing discharge of a fluid to be compressed to the outside even when there is a large temperature drop or the like. Let it be an issue.

上述の課題を解決するために、本発明のピストンポンプ装置は、内部にシリンダライナを有するシリンダと、シリンダライナ内に往復動可能に挿通されて被圧縮流体を圧縮するピストンと、ピストンに連結されると共にシリンダ内に挿通されてピストンをシリンダライナ内で往復動させるピストンロッドと、ピストンロッドとシリンダとの間に配設されてピストンロッドとシリンダとの間を密にするシール部とを有するピストンポンプ本体と、そのアクチュエータロッドがピストンポンプ本体のピストンロッドに連結されてピストンロッドを介してピストンをシリンダ内で往復動させるアクチュエータと、ピストンポンプ本体とアクチュエータとの間に配設されてピストンポンプ本体の基部側の端部に設けられたピストンロッドの突出口を外側から密に覆う中間部と、この中間部内へ気体を供給して中間部内の気圧を高める気体供給機構とを備えたことにある。ここで、上述の基部側とはアクチュエータ側をいい、後述の先端部側とはピストンポンプ本体のピストン側のことをいう。また、密とは、例えば液密や気密などをいう。以下、同様である。   In order to solve the above-described problems, a piston pump device according to the present invention includes a cylinder having a cylinder liner therein, a piston that is reciprocally inserted into the cylinder liner to compress a fluid to be compressed, and is coupled to the piston. And a piston rod that is inserted into the cylinder to reciprocate the piston in the cylinder liner, and a seal portion that is disposed between the piston rod and the cylinder to tightly seal between the piston rod and the cylinder. A pump body, an actuator rod connected to the piston rod of the piston pump body, and an actuator for reciprocating the piston in the cylinder via the piston rod, and a piston pump body disposed between the piston pump body and the actuator Remove the piston rod protrusion provided at the base end of the An intermediate portion tightly covered from lies in that a gas supply mechanism to increase the pressure in the intermediate portion by supplying gas to the intermediate portion. Here, the above-mentioned base side refers to the actuator side, and the below-mentioned tip side refers to the piston side of the piston pump body. The term “tight” refers to, for example, liquid tightness or air tightness. The same applies hereinafter.

このように、ピストンポンプ本体とアクチュエータとの間に配設されてピストンポンプ本体の基部側の端部に設けられたピストンロッドの突出口と上記ロッド部とを外側から覆う中間部を設け、この中間部内へ気体を供給して中間部内の気圧を高める気体供給機構を備えることにより、中間部内が予圧されて、ピストンポンプ本体の基部側の端部に設けられたピストンロッドの突出口から洩れ出す被圧縮流体の漏洩量を、大幅に減少させることができる。これにより、大きな温度低下等があっも、ピストンポンプ本体のピストンロッドとのシリンダとの間から洩れた被圧縮流体の大気中への放出を大幅に抑制することができる。   Thus, an intermediate portion is provided between the piston pump main body and the actuator, and is provided at the end of the piston pump main body on the base side to cover the projecting port of the piston rod and the rod portion from the outside. By providing a gas supply mechanism that supplies gas into the intermediate part to increase the atmospheric pressure in the intermediate part, the inside of the intermediate part is preloaded and leaks from the protruding port of the piston rod provided at the end on the base side of the piston pump body. The amount of leakage of the fluid to be compressed can be greatly reduced. Thereby, even if there is a large temperature drop or the like, it is possible to greatly suppress the release of the compressed fluid leaked from between the piston rod of the piston pump body and the cylinder to the atmosphere.

上記ピストンポンプ装置において、気体供給機構は、気体を供給する気体供給源と、気体供給源から供給された気体の圧力を調整して中間部へ供給する圧力調整部と、被圧縮流体のピストンポンプ本体への供給圧力を検出する圧力検出部と、圧力検出部が検出した被圧縮流体の供給圧力に基づいて圧力調整部を作動させて中間部へ供給される気体の圧力を調整させるコントローラとを備えることが望ましい。   In the above piston pump device, the gas supply mechanism includes a gas supply source that supplies gas, a pressure adjustment unit that adjusts the pressure of the gas supplied from the gas supply source, and supplies the pressure to the intermediate part, and a piston pump for the fluid to be compressed A pressure detection unit that detects supply pressure to the main body, and a controller that operates the pressure adjustment unit based on the supply pressure of the fluid to be compressed detected by the pressure detection unit to adjust the pressure of the gas supplied to the intermediate unit. It is desirable to provide.

中間部内へ予圧のために供給される気体の圧力は、被圧縮流体のピストンポンプ本体への供給圧力に応じて調整されることが最適である。上述のように、コントローラが、圧力検出部が検出した被圧縮流体の供給圧力に基づいて圧力調整部を作動させて、中間部内へ予圧のために供給される気体の圧力を調整することにより、中間部に対して被圧縮流体の供給圧力に応じた最適な予圧を行うことができる。   The pressure of the gas supplied for preload into the intermediate part is optimally adjusted according to the supply pressure of the fluid to be compressed to the piston pump body. As described above, the controller operates the pressure adjustment unit based on the supply pressure of the fluid to be compressed detected by the pressure detection unit, and adjusts the pressure of the gas supplied for preload into the intermediate unit, An optimal preload according to the supply pressure of the fluid to be compressed can be performed on the intermediate portion.

上記ピストンポンプ装置において、コントローラは、圧力調整部に中間部へ供給される気体の圧力が被圧縮流体の供給圧力よりも高くなるように調整させることが望ましい。   In the above piston pump device, the controller desirably adjusts the pressure of the gas supplied to the intermediate portion to be higher than the supply pressure of the fluid to be compressed.

発明者による様々な検証実験から、中間部内へ予圧のために供給される気体の圧力を被圧縮流体の供給圧力よりも高くすることにより、ピストンポンプ本体から基部側へ突出するピストンロッドのシリンダからの突出口から洩れ出す被圧縮流体の漏洩量を大幅に減少させることができることが判明した。これにより、大きな温度低下等があっても、ピストンポンプ本体のピストンロッドとシリンダとの間から洩れた被圧縮流体の、大気中への放出をさらに大幅に抑制することができる。   From various verification experiments by the inventor, by increasing the pressure of the gas supplied for preload into the intermediate part higher than the supply pressure of the fluid to be compressed, the piston rod cylinder protruding from the piston pump body to the base side It has been found that the amount of compressed fluid leaking from the projecting port can be greatly reduced. Thereby, even if there is a large temperature drop or the like, it is possible to further greatly suppress the release of the compressed fluid leaking from between the piston rod and the cylinder of the piston pump body into the atmosphere.

又は、上述の課題を解決するために、本発明のピストンポンプ装置は、内部にシリンダ
ライナを有するシリンダと、シリンダライナ内に往復動可能に挿通されて被圧縮流体を圧縮するピストンと、ピストンに連結されると共にシリンダ内に挿通されてピストンをシリンダライナ内で往復動させるピストンロッドと、ピストンロッドとシリンダとの間に配設されてピストンロッドとシリンダとの間を密にすると共に外部から供給された気体により予圧されるシール部とを有するピストンポンプ本体と、このピストンポンプ本体のシール部に与圧のために供給された気体を外部へ排気させる排気路と、この排気路に配設されて排気路から排気される気体の排気状態量を調整する排気調整機構とを備えたことにある。
Alternatively, in order to solve the above-described problem, a piston pump device of the present invention includes a cylinder having a cylinder liner therein, a piston that is reciprocally inserted into the cylinder liner to compress a fluid to be compressed, and a piston. Connected and inserted into the cylinder to reciprocate the piston in the cylinder liner, and arranged between the piston rod and the cylinder to close the space between the piston rod and the cylinder and supply from the outside A piston pump body having a seal portion that is preloaded by the generated gas, an exhaust passage for exhausting the gas supplied to the seal portion of the piston pump body for pressurization, and the exhaust passage. And an exhaust adjustment mechanism for adjusting the exhaust state quantity of the gas exhausted from the exhaust passage.

このように、ピストンロッドとシリンダとの間に配設されてピストンロッドとシリンダとの間を密にすると共に外部から供給された気体により予圧されるシール部を有するピストンポンプ本体に対し、ピストンポンプ本体のシール部に与圧のために供給された気体を外部へ排気させる排気路と、この排気路に配設されて排気路から排気される気体の排気状態量を調整する排気調整機構とを備えることにより、シール部の背圧が最適に調整されて、シール部から外部へ洩れ出す被圧縮流体の漏洩量を大幅に減少させることができる。   Thus, the piston pump is disposed between the piston rod and the cylinder so as to close the space between the piston rod and the cylinder and has a seal portion that is preloaded by the gas supplied from the outside. An exhaust passage for exhausting the gas supplied to the seal portion of the main body for pressurization to the outside, and an exhaust adjustment mechanism for adjusting the exhaust state amount of the gas exhausted from the exhaust passage disposed in the exhaust passage. By providing, the back pressure of the seal portion is optimally adjusted, and the leakage amount of the fluid to be compressed leaking from the seal portion to the outside can be greatly reduced.

これにより、大きな温度低下等があっても、シール部を通過してピストンロッドの基部側から、あるいはシール部の与圧用の気体に混入してその排気路からそれぞれ外部へ洩れ出す被圧縮流体の、大気中への放出を大幅に抑制することができる。また、与圧用気体の大量消費を抑制することができる。   As a result, even if there is a large temperature drop, etc., the compressed fluid that passes through the seal part and leaks to the outside from the base side of the piston rod or into the gas for pressurization of the seal part and leaks from the exhaust passage. The release into the atmosphere can be greatly suppressed. Moreover, mass consumption of the pressurized gas can be suppressed.

さらに、シール部は、ピストンロッドの軸方向に複数個が配設されてなるパッキン部により構成されることが一般的であるが、この場合、各パッキン部が受ける液体燃料の供給圧力の、各パッキン部に作用する圧力差を極力小さくすることが、シール部全体の密性及び耐久性を確保するためには極めて重要である。   Furthermore, the seal part is generally constituted by a packing part in which a plurality of parts are arranged in the axial direction of the piston rod. In this case, each of the supply pressures of liquid fuel received by each packing part is It is extremely important to minimize the pressure difference acting on the packing portion in order to ensure the tightness and durability of the entire seal portion.

本発明のピストンポンプ装置によれば、上述のように排気路から排気される気体の排気状態量を調整する排出調整機構を設けることにより、各パッキン部が受ける液体燃料の供給圧力の、各パッキン部に作用する圧力差をそれぞれ小さくすることができ、これによりシール部全体の密性及び耐久性を大幅に向上させることができる。   According to the piston pump device of the present invention, by providing the discharge adjustment mechanism for adjusting the exhaust state quantity of the gas exhausted from the exhaust passage as described above, each packing of the supply pressure of the liquid fuel received by each packing portion is provided. The pressure difference acting on the portions can be reduced, respectively, and thereby the tightness and durability of the entire seal portion can be greatly improved.

上記ピストンポンプ装置において、排気調整機構は、排気状態量を調整する排気調整部と、被圧縮流体のピストンポンプ本体への供給圧力を検出する圧力検出部と、圧力検出部が検出した被圧縮流体の供給圧力に基づいて排気調整部を作動させるコントローラとを備えることが望ましい。   In the piston pump device, the exhaust adjustment mechanism includes an exhaust adjustment unit that adjusts an exhaust state quantity, a pressure detection unit that detects a supply pressure of the compressed fluid to the piston pump body, and a compressed fluid that is detected by the pressure detection unit. It is desirable to provide a controller that operates the exhaust adjustment unit based on the supply pressure.

シール部から排気される与圧用気体の、例えば、排気流量や排気圧力などの排気状態量は、被圧縮流体のピストンポンプ本体への供給圧力に応じて調整されることが望ましい。上述のように、コントローラが、圧力検出部が検出した被圧縮流体の供給圧力に基づいて排気調整部を作動させることにより、シール部から排気される与圧用気体の排気状態量を最適に調整することができる。   It is desirable that an exhaust state quantity such as an exhaust flow rate and an exhaust pressure of the pressurizing gas exhausted from the seal portion is adjusted according to a supply pressure of the fluid to be compressed to the piston pump body. As described above, the controller operates the exhaust adjustment unit based on the supply pressure of the fluid to be compressed detected by the pressure detection unit, thereby optimally adjusting the exhaust state quantity of the pressurized gas exhausted from the seal unit. be able to.

上記ピストンポンプ装置において、排気状態量は、上記気体の排気流量であり、排気調整部は、排気流量を調整することができる流量制御弁を備え、この流量制御弁が、排気路から外部へ排気させる気体の排気流量が所定量になるように調整することが望ましい。及び又は、排気状態量は、上記気体の排気圧力であり、排気調整部は、排気圧力を調整することができる圧力制御弁を備え、この圧力制御弁が、排気路から外部へ排気させる気体の排気圧力が所定圧になるように調整することが望ましい。   In the piston pump device, the exhaust state amount is an exhaust flow rate of the gas, and the exhaust adjustment unit includes a flow control valve capable of adjusting the exhaust flow rate, and the flow control valve exhausts from the exhaust path to the outside. It is desirable to adjust the exhaust gas flow rate to be a predetermined amount. The exhaust state quantity is the exhaust pressure of the gas, and the exhaust adjustment unit includes a pressure control valve capable of adjusting the exhaust pressure, and the pressure control valve allows the exhaust gas to be exhausted to the outside from the exhaust path. It is desirable to adjust the exhaust pressure so that it becomes a predetermined pressure.

このように、排気調整部を流量制御弁により、又は、排気調整部を圧力制御弁により、又は、排気調整部を流量制御弁と圧力制御弁とによって構成することにより、予圧用の気
体の排気量及び又は排気圧を最適に調整することができ、これによりシール部の予圧が最適になされて、被圧縮流体の漏洩量を大幅に減少させることができる。
As described above, the exhaust adjustment unit is constituted by the flow rate control valve, the exhaust adjustment unit is constituted by the pressure control valve, or the exhaust adjustment unit is constituted by the flow rate control valve and the pressure control valve. The amount and / or the exhaust pressure can be adjusted optimally, whereby the preload of the seal portion is optimized, and the amount of leakage of the fluid to be compressed can be greatly reduced.

上記ピストンポンプ装置において、コントローラは、気体の排気圧力が被圧縮流体の供給圧力よりも低くなるように上記排気調整機構に調整させることが望ましい。   In the piston pump device, it is preferable that the controller adjusts the exhaust adjustment mechanism so that the exhaust pressure of the gas is lower than the supply pressure of the fluid to be compressed.

発明者による様々な検証実験から、上述の排気状態量をシール部の予圧用気体の排気圧力が被圧縮流体の供給圧力よりも低くなるように調整することにより、ピストンポンプ本体のシール部から洩れ出す被圧縮流体の漏洩量を大幅に減少させることができることが判明した。これにより、大きな温度低下等があっても、被圧縮流体の外部への放出をさらに確実に抑制することができる。   From various verification experiments by the inventor, the above-mentioned exhaust state quantity leaks from the seal portion of the piston pump body by adjusting the exhaust pressure of the preload gas in the seal portion to be lower than the supply pressure of the fluid to be compressed. It has been found that the leakage amount of the compressed fluid to be discharged can be greatly reduced. Thereby, even if there exists a big temperature fall etc., discharge | release to the exterior of a to-be-compressed fluid can be suppressed further reliably.

又は、上述の課題を解決するために、本発明のピストンポンプ装置は、内部にシリンダライナを有するシリンダと、シリンダライナ内に往復動可能に挿通されて被圧縮流体を圧縮するピストンと、ピストンに連結されると共にシリンダ内に挿通されてピストンをシリンダライナ内で往復動させるピストンロッドと、ピストンロッドとシリンダとの間に配設されてピストンロッドとシリンダとの間を密にするシール部とを有するピストンポンプ本体と、そのアクチュエータロッドがピストンポンプ本体のピストンロッドに連結されてピストンロッドを介してピストンをシリンダ内で往復動させるアクチュエータと、ピストンポンプ本体から基部側へ突出したピストンロッド又はアクチュエータから先端部側へ突出したアクチュエータロッドからなるロッド部と、ピストンポンプ本体とアクチュエータとの間に配設されてピストンポンプ本体の基部側の端部に設けられたピストンロッドの突出口と上記ロッド部とを外側から覆う中間部と、この中間部とロッド部との間に、かつ、中間部の基部側に配設されて、中間部とロッド部との間を密にする第2のシール部とを備えたことにある。   Alternatively, in order to solve the above-described problem, a piston pump device of the present invention includes a cylinder having a cylinder liner therein, a piston that is reciprocally inserted into the cylinder liner to compress a fluid to be compressed, and a piston. A piston rod that is connected and inserted into the cylinder to reciprocate the piston in the cylinder liner, and a seal portion that is disposed between the piston rod and the cylinder to close the space between the piston rod and the cylinder. A piston pump body having an actuator rod connected to the piston rod of the piston pump body and reciprocating the piston in the cylinder via the piston rod; and a piston rod or actuator protruding from the piston pump body to the base side From the actuator rod protruding to the tip side A rod portion disposed between the piston pump main body and the actuator and provided at the end of the piston pump main body on the base side, and an intermediate portion that covers the rod portion from the outside, There is provided a second seal portion disposed between the intermediate portion and the rod portion and on the base side of the intermediate portion to close the space between the intermediate portion and the rod portion.

このように、ピストンポンプ本体とアクチュエータとの間に配設されて、ピストンポンプ本体の基部側の端部に設けられたピストンロッドの突出口とロッド部とを外側から密に覆う中間部を設け、その中間部とロッド部との間に、かつ中間部の基部側に配設されて、中間部とロッド部との間を密にする第2のシール部をさらに備えることにより、従来は比較的密性が低いとされていた中間部の基部側の密性を一段と高めることができ、中間部全体の密性を高めることができる。したがって、大きな温度低下等があっても、ピストンポンプ本体のピストンロッドとシリンダとの間から洩れた被圧縮流体の、大気中への放出を大幅に抑制することができる。   In this way, an intermediate portion is provided between the piston pump main body and the actuator, and covers the piston rod projecting port and the rod portion tightly from the outside provided at the end of the piston pump main body on the base side. It is compared with the related art by further including a second seal portion disposed between the intermediate portion and the rod portion and on the base side of the intermediate portion to close the space between the intermediate portion and the rod portion. It is possible to further increase the density on the base side of the intermediate portion, which has been considered to be low in density, and to increase the density of the entire intermediate portion. Therefore, even if there is a large temperature drop or the like, it is possible to greatly suppress the discharge of the compressed fluid leaking from between the piston rod and the cylinder of the piston pump body into the atmosphere.

上記ピストンポンプ装置において、第2のシール部は、自己潤滑性を有する材料からなるシールリングと、このシールリングをロッド部へ押圧してシールリングとロッド部との間を密にさせる押圧部材とを備えることが望ましい。   In the piston pump device, the second seal portion includes a seal ring made of a material having self-lubricating property, and a pressing member that presses the seal ring against the rod portion to close the space between the seal ring and the rod portion. It is desirable to provide.

自己潤滑性を有する材料からなるシールリングは、比較的単純な構造でありながら無給油であってもこのシールリングとロッド部との間に充分な摺動性を付与し、中間部とロッド部との間に極めて高い密性を与えることができる。これにより、ピストンポンプ本体のピストンロッドとシリンダとの間から洩れた被圧縮流体の、大気中への放出をさらに防止することができる。特にシールリングが自己潤滑性を有する材料からなるから、第2のシール部に対して特別な給油機構を設ける必要はない。このため、コスト的にも廉価で、メンテナンスも容易である。   The seal ring made of a self-lubricating material has a relatively simple structure but provides sufficient slidability between the seal ring and the rod part even when it is oil-free. A very high density can be given between the two. Thereby, discharge | release to the atmosphere of the to-be-compressed fluid which leaked from between the piston rod and cylinder of a piston pump main body can further be prevented. In particular, since the seal ring is made of a self-lubricating material, it is not necessary to provide a special oil supply mechanism for the second seal portion. For this reason, it is inexpensive and easy to maintain.

上述のように、本発明のピストンポンプ装置は、内部にシリンダライナを有するシリンダと、シリンダライナ内に往復動可能に挿通されて被圧縮流体を圧縮するピストンと、ピ
ストンに連結されると共にシリンダ内に挿通されてピストンをシリンダライナ内で往復動させるピストンロッドと、ピストンロッドとシリンダとの間に配設されてピストンロッドとシリンダとの間を密にするシール部とを有するピストンポンプ本体と、アクチュエータロッドがピストンポンプ本体のピストンロッドに連結されてピストンロッドを介してピストンをシリンダ内で往復動させるアクチュエータと、ピストンポンプ本体とアクチュエータとの間に配設されてピストンポンプ本体の基部側の端部に設けられたピストンロッドの突出口を外側から覆う中間部と、この中間部内へ気体を供給して中間部内の気圧を高める気体供給機構とを備える。
As described above, the piston pump device according to the present invention includes a cylinder having a cylinder liner therein, a piston that is reciprocally inserted into the cylinder liner to compress the fluid to be compressed, and is coupled to the piston and within the cylinder. A piston pump main body having a piston rod that is inserted into the cylinder liner and reciprocatingly moves the piston in the cylinder liner, and a seal portion that is disposed between the piston rod and the cylinder to tightly seal between the piston rod and the cylinder; An actuator rod is connected to the piston rod of the piston pump main body, and the piston is reciprocated in the cylinder via the piston rod, and is disposed between the piston pump main body and the actuator and is connected to the base end of the piston pump main body. An intermediate portion that covers the protruding opening of the piston rod provided in the portion from the outside; And a gas supply mechanism to increase the pressure in the intermediate portion by supplying gas to the intermediate portion.

又は、本発明のピストンポンプ装置は、内部にシリンダライナを有するシリンダと、シリンダライナ内に往復動可能に挿通されて被圧縮流体を圧縮するピストンと、ピストンに連結されると共にシリンダ内に挿通されてピストンをシリンダライナ内で往復動させるピストンロッドと、ピストンロッドとシリンダとの間に配設されてピストンロッドとシリンダとの間を密にすると共に外部から供給された気体により予圧されるシール部とを有するピストンポンプ本体と、このピストンポンプ本体のシール部に与圧のために供給された気体を外部へ排気させる排気路と、この排気路に配設されて排気路から排気される気体の排気状態量を調整する排気調整機構とを備える。   Alternatively, the piston pump device of the present invention includes a cylinder having a cylinder liner therein, a piston that is reciprocally inserted into the cylinder liner to compress the fluid to be compressed, and is connected to the piston and inserted into the cylinder. A piston rod that reciprocates the piston in the cylinder liner, and a seal portion that is disposed between the piston rod and the cylinder so as to close the space between the piston rod and the cylinder and is preloaded by the gas supplied from the outside. A piston pump main body, an exhaust passage for exhausting gas supplied to the seal portion of the piston pump main body to the outside, and a gas disposed in the exhaust passage and exhausted from the exhaust passage. An exhaust adjustment mechanism for adjusting the exhaust state quantity.

又は、本発明のピストンポンプ装置は、内部にシリンダライナを有するシリンダと、シリンダライナ内に往復動可能に挿通されて被圧縮流体を圧縮するピストンと、ピストンに連結されると共にシリンダ内に挿通されてピストンをシリンダライナ内で往復動させるピストンロッドと、ピストンロッドとシリンダとの間に配設されてピストンロッドとシリンダとの間を密にするシール部とを有するピストンポンプ本体と、そのアクチュエータロッドがピストンポンプ本体のピストンロッドに連結されてピストンロッドを介してピストンをシリンダ内で往復動させるアクチュエータと、ピストンポンプ本体から基部側へ突出したピストンロッド又はアクチュエータから先端部側へ突出したアクチュエータロッドからなるロッド部と、ピストンポンプ本体とアクチュエータとの間に配設されてピストンポンプ本体の基部側の端部に設けられたピストンロッドの突出口と上記ロッド部とを外側から覆う中間部と、この中間部とロッド部との間に、かつ、中間部の基部側に配設されて中間部とロッド部との間を密にする第2のシール部とを備える。   Alternatively, the piston pump device of the present invention includes a cylinder having a cylinder liner therein, a piston that is reciprocally inserted into the cylinder liner to compress the fluid to be compressed, and is connected to the piston and inserted into the cylinder. A piston pump main body having a piston rod for reciprocating the piston in the cylinder liner, and a seal portion disposed between the piston rod and the cylinder to tightly seal between the piston rod and the cylinder, and an actuator rod thereof Is connected to the piston rod of the piston pump body, and the piston is reciprocated in the cylinder via the piston rod, and the piston rod protruding from the piston pump body to the base side or the actuator rod protruding from the actuator to the tip side Rod part and piston An intermediate portion that is disposed between the main body and the actuator and that is provided at the end of the piston pump main body on the base side and covers the rod portion from the outside, and an intermediate portion between the intermediate portion and the rod portion. And a second seal portion disposed on the base side of the intermediate portion to close the space between the intermediate portion and the rod portion.

したがって、本ピストンポンプ装置は、大きな温度低下等があっても被圧縮流体の外部への放出を大幅に抑制することができる、という優れた効果を奏する。   Therefore, this piston pump device has an excellent effect that the discharge of the fluid to be compressed to the outside can be significantly suppressed even when there is a large temperature drop or the like.

本発明に係るピストンポンプ装置のピストンポンプ本体を示す軸方向断面図である。It is an axial direction sectional view showing the piston pump main part of the piston pump device concerning the present invention. 本発明に係るピストンポンプ装置のピストンポンプ本体の一部と中間部とアクチュエータとを示す軸方向断面図である。It is an axial sectional view showing a part of a piston pump main body, an intermediate part, and an actuator of a piston pump device according to the present invention. 図1のピストンポンプ本体のシール部を示す軸方向断面図である。It is an axial sectional view which shows the seal part of the piston pump main body of FIG. 図1のピストンポンプ装置を示す簡略図である。FIG. 2 is a simplified diagram showing the piston pump device of FIG. 1. 図4のピストンポンプ装置のシールリングを示す軸方向断面図である。FIG. 5 is an axial sectional view showing a seal ring of the piston pump device of FIG. 4. 図4とは別のピストンポンプ装置を示す簡略図である。FIG. 5 is a simplified diagram showing a piston pump device different from FIG. 4. 従来のピストンポンプ装置のピストンポンプ本体を示す軸方向断面図である。It is an axial sectional view showing a piston pump body of a conventional piston pump device.

本発明に係るピストンポンプを実施するための形態を、図1ないし図6を参照して詳細に説明する。図1は、本発明のピストンポンプ装置の構成要素の一つであるピストンポンプ本体1を示し、図2は、本発明のピストンポンプ装置のピストンポンプ本体1の一部と、他の構成要素である接続箱(中間部)50及びアクチュエータ60を示す。   An embodiment for implementing a piston pump according to the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 1 to 6. FIG. 1 shows a piston pump main body 1 which is one of the components of the piston pump device of the present invention. FIG. 2 shows a part of the piston pump main body 1 of the piston pump device of the present invention and other components. A certain junction box (intermediate part) 50 and actuator 60 are shown.

図1及び図2に示すピストンポンプ装置は、例えば船舶等に使用されるもので、高圧の液化天然ガスを噴射して燃焼させる高圧ガス噴射型低速2サイクルディーゼル機関の液化ガス供給装置などに使用される。そして、供給された極低温の液体燃料(被圧縮流体)を所望の圧力まで昇圧して吐出して、この液体燃料を加熱して気化させるための加熱装置へ供給する。   The piston pump device shown in FIGS. 1 and 2 is used for, for example, ships, and is used for a liquefied gas supply device of a high-pressure gas injection type low-speed two-cycle diesel engine that injects and burns high-pressure liquefied natural gas. Is done. Then, the supplied cryogenic liquid fuel (compressed fluid) is discharged to a desired pressure, and supplied to a heating device for heating and vaporizing the liquid fuel.

図2に示すように、本ピストンポンプ装置は、図1に示すピストンポンプ本体1と、このピストンポンプ本体1のピストンロッド(ロッド部)12の基部側に連結されて、ピストンロッド12をシリンダ2のシリンダライナ3内で往復動させるためのアクチュエータロッド(ロッド部)61を有する油圧駆動のアクチュエータ60と、ピストンポンプ本体1とアクチュエータ60との間に配設されて、ピストンポンプ本体1から基部側へ突出したピストンロッド12とアクチュエータ60から先端部側へ突出したアクチュエータロッド61とを、それらの連結部を含めて外側から液密及び気密に覆う接続箱50とから形成されている。   As shown in FIG. 2, the present piston pump device is connected to the piston pump body 1 shown in FIG. 1 and the base side of the piston rod (rod portion) 12 of the piston pump body 1. A hydraulically driven actuator 60 having an actuator rod (rod portion) 61 for reciprocating in the cylinder liner 3 and a piston pump main body 1 and the actuator 60 are disposed between the piston pump main body 1 and the base side. The piston rod 12 projecting from the actuator 60 and the actuator rod 61 projecting from the actuator 60 toward the tip end side are formed from a junction box 50 that covers the connection portion from the outside in a liquid-tight and air-tight manner.

この接続箱50は、ピストンポンプ本体1とアクチュエータ60とを同軸状に支持している。ピストンポンプ本体1のピストンロッド12とアクチュエータ60のアクチュエータロッド61は、接続箱50内で連結されて一体に連動する。   The connection box 50 supports the piston pump body 1 and the actuator 60 coaxially. The piston rod 12 of the piston pump main body 1 and the actuator rod 61 of the actuator 60 are coupled within the connection box 50 and interlocked together.

ピストン5で加圧される液体燃料は、ピストンポンプ本体1から基部側へ突出したピストンロッド12の、ピストンポンプ本体1の突出口47から洩れだすことがある。接続箱50はこの突出口47とピストンロッド12を液密及び気密に外側から覆って、突出口47から洩れ出した液体燃料を極力外部へ、すなわち大気中に放出させないようにしている。   The liquid fuel pressurized by the piston 5 may leak from the projecting port 47 of the piston pump body 1 of the piston rod 12 projecting from the piston pump body 1 to the base side. The connection box 50 covers the projecting port 47 and the piston rod 12 from the outside in a liquid-tight and air-tight manner so that the liquid fuel leaking from the projecting port 47 is prevented from being discharged to the outside, that is, into the atmosphere as much as possible.

図1に示すように、ピストンポンプ本体1には、内部にシリンダライナ3を有するシリンダ2と、シリンダライナ3内に液密及び気密に往復動可能に挿通されたピストン5と、シリンダ2の先端部に液密及び気密に取り付けられるシリンダヘッド7と、シリンダ2内のシリンダライナ3とシリンダヘッド7との間に画成される空洞であるシリンダヘッド室4と、シリンダヘッド室4内に配設されるバルブヘッド6と、バルブヘッド6内に穿設されてシリンダヘッド室4とシリンダライナ3内とを連通させる複数個の吸入路17とが配設される。各吸入路17は、バルブヘッド6の周方向に略等間隔に配設される。   As shown in FIG. 1, a piston pump body 1 includes a cylinder 2 having a cylinder liner 3 therein, a piston 5 inserted in the cylinder liner 3 so as to be capable of reciprocating in a liquid-tight and air-tight manner, and a tip of the cylinder 2. A cylinder head 7 which is liquid-tight and air-tightly attached to the part, a cylinder head chamber 4 which is a cavity defined between the cylinder liner 3 and the cylinder head 7 in the cylinder 2, and the cylinder head chamber 4. The valve head 6 is provided, and a plurality of suction passages 17 which are formed in the valve head 6 and communicate with the cylinder head chamber 4 and the cylinder liner 3 are disposed. The suction passages 17 are arranged at substantially equal intervals in the circumferential direction of the valve head 6.

シリンダヘッド室4は、シリンダライナ3とシリンダヘッド7との間のシリンダ2内に、周方向の360°にわたり連通するように設けられている。ピストン5は、上述のアクチュエータ60によりシリンダライナ3内を往復動する。シリンダ2は液体燃料の供給口8を有し、極低温の液体燃料がこの供給口8を介して比較的低圧でシリンダヘッド室4内へ供給される。   The cylinder head chamber 4 is provided in the cylinder 2 between the cylinder liner 3 and the cylinder head 7 so as to communicate over 360 ° in the circumferential direction. The piston 5 reciprocates in the cylinder liner 3 by the actuator 60 described above. The cylinder 2 has a liquid fuel supply port 8, and cryogenic liquid fuel is supplied into the cylinder head chamber 4 through the supply port 8 at a relatively low pressure.

ピストン5により加圧された液体燃料は、シリンダヘッド7の吐出口9を介して高圧で外部へ吐出される。シリンダヘッド7内には、吐出口9に連通する吐出路10が軸方向に穿設される。シリンダライナ3はバルブヘッド6側にバルブ収容室13を有し、このバルブ収容室13内には、図示しないバルブプレートと、このバルブプレートをバルブヘッド
6側へ付勢する図示しない圧力ばねとからなる吸入弁が配設されている。
The liquid fuel pressurized by the piston 5 is discharged outside at high pressure through the discharge port 9 of the cylinder head 7. A discharge passage 10 communicating with the discharge port 9 is formed in the cylinder head 7 in the axial direction. The cylinder liner 3 has a valve housing chamber 13 on the valve head 6 side. The valve housing chamber 13 includes a valve plate (not shown) and a pressure spring (not shown) for urging the valve plate toward the valve head 6. An intake valve is provided.

ピストン5は、外周部に複数のピストンリング溝18が削成され、各ピストンリング溝18にはピストンリング19がそれぞれ取り付けられる。また、ピストン5の先端部は、ピストン5よりも小径に形成されてバルブヘッド6側へ突出してなる突起16を有する。一方、シリンダ2とシリンダライナ3との間から洩れた液体燃料は、排出口28,29を介してそれぞれ液体燃料の供給側に戻される。   The piston 5 has a plurality of piston ring grooves 18 formed on the outer periphery thereof, and a piston ring 19 is attached to each piston ring groove 18. Further, the tip of the piston 5 has a protrusion 16 that is formed with a smaller diameter than the piston 5 and protrudes toward the valve head 6. On the other hand, the liquid fuel leaking from between the cylinder 2 and the cylinder liner 3 is returned to the liquid fuel supply side via the discharge ports 28 and 29, respectively.

上述のピストンロッド12は、シリンダ2内に配設されたシール部30により、シリンダ2との間が液密及び気密にされて、例えば上述の排出口29を介して連通する供給側の液体燃料が、シリンダ2とピストンロッド12との間から外部へ洩れないようにしている。シール部30は、リテイナ31を介してコイルばね32により基部側へ付勢されて、シリンダ2内に固定される。   The above-described piston rod 12 is liquid-tight and air-tight with the cylinder 2 by a seal portion 30 disposed in the cylinder 2, and is connected to the supply-side liquid fuel via, for example, the above-described discharge port 29. Is prevented from leaking from between the cylinder 2 and the piston rod 12 to the outside. The seal portion 30 is urged toward the base side by the coil spring 32 via the retainer 31 and is fixed in the cylinder 2.

また、シール部30には、シンリダ2に穿設された窒素ガス供給路43を通して外部から窒素ガスが供給されて与圧され、これによってもシリンダ2とピストンロッド12との間から液体燃料が外部へ洩れないようにしている。シール部30から洩れた一部の液体燃料は、この与圧用の窒素ガスにより希釈された後に、後述する窒素ガス排気路44を通して、ピストンポンプ本体1から窒素ガスと共に大気中へ排気される。すなわち、放出される液体燃料は窒素ガスよって希釈されているから、大気中での爆発等が防止される。   Further, nitrogen gas is supplied to the seal portion 30 from the outside through a nitrogen gas supply passage 43 formed in the cylinder 2 and is pressurized, so that liquid fuel is also supplied from between the cylinder 2 and the piston rod 12 to the outside. I try not to leak. A part of the liquid fuel leaking from the seal portion 30 is diluted with this pressurizing nitrogen gas and then exhausted from the piston pump main body 1 together with the nitrogen gas into the atmosphere through a nitrogen gas exhaust passage 44 described later. That is, since the discharged liquid fuel is diluted with nitrogen gas, explosion in the atmosphere is prevented.

ピストンポンプ本体1において、バルブ収容室13内の吸入弁は、ピストン5の吸入行程時に吸入路17の出口を開弁させると共に、ピストン5の圧縮行程時に吸入路17の出口を閉弁させる。吐出弁11は、ピストン5の吸入行程時にシリンダヘッド7に設けた吐出路10を閉弁させると共に、ピストン5の圧縮行程時に吐出路10を開弁させる。   In the piston pump main body 1, the suction valve in the valve housing chamber 13 opens the outlet of the suction passage 17 during the suction stroke of the piston 5 and closes the outlet of the suction passage 17 during the compression stroke of the piston 5. The discharge valve 11 closes the discharge path 10 provided in the cylinder head 7 during the intake stroke of the piston 5 and opens the discharge path 10 during the compression stroke of the piston 5.

バルブヘッド6には、シリンダライナ3側の端面からシリンダヘッド7の吐出路10へ連通する出口開口部21が穿設され、吐出弁11がシリンダヘッド7の吐出路10の下部に配設される。吐出弁11は、外周部に複数の流入孔を有する一方、シリンダライナ3側の先端部には流入孔が形成されていないから、この先端部が内部のばねの付勢力によってバルブヘッド6の出口開口部21の近傍のシリンダヘッド7側の端面に当接することにより、閉弁することができる。   The valve head 6 is provided with an outlet opening 21 communicating from the end surface on the cylinder liner 3 side to the discharge path 10 of the cylinder head 7, and the discharge valve 11 is disposed below the discharge path 10 of the cylinder head 7. . The discharge valve 11 has a plurality of inflow holes in the outer peripheral portion, but no inflow hole is formed in the tip portion on the cylinder liner 3 side, so that the tip portion is the outlet of the valve head 6 by the biasing force of the internal spring. The valve can be closed by coming into contact with the end face on the cylinder head 7 side in the vicinity of the opening 21.

吐出弁11は、圧縮行程時にピストン5がバルブヘッド6側へ伸長し始めると、シリンダライナ3側からの液体燃料の圧力によって、内部のばねの付勢力に抗して開弁する。また、吐出弁11は、ピストン5の最大伸長時に、内部のばねの付勢力によってバルブヘッド6の出口開口部21の近傍のシリンダヘッド7側の端面に当接して、再び閉弁する。   When the piston 5 begins to expand toward the valve head 6 during the compression stroke, the discharge valve 11 opens against the biasing force of the internal spring by the pressure of the liquid fuel from the cylinder liner 3 side. Further, when the piston 5 is fully extended, the discharge valve 11 is brought into contact with the end face on the cylinder head 7 side in the vicinity of the outlet opening 21 of the valve head 6 by the biasing force of the internal spring and is closed again.

図3に示すように、上述のシール部30は、例えば、軸方向に層状に並設されると共に内周部がピストンロッド12の外周部に沿うようにそれぞれ形成された環状の、6つのパッキン部35〜40と、2つのスペーサ41,42とにより形成される。   As shown in FIG. 3, the above-described seal portion 30 includes, for example, six annular packings that are arranged side by side in a layered manner in the axial direction and each has an inner peripheral portion that follows the outer peripheral portion of the piston rod 12. The portions 35 to 40 and the two spacers 41 and 42 are formed.

各パッキン部35〜40は、複数個のロッドパッキン45,46,53が組み合わされて、これらのロッドパッキン45,46,53が軸方向に層状に同軸状に重ね合わされて形成される。ロッドパッキン45,46,53は、例えば、径方向に平板状であって内周部内にピストンロッド12を挿通させることができるように環状に形成されたものであり、例えば、柔軟性のあるフッ素樹脂複合材により形成される。   Each packing part 35-40 is formed by combining a plurality of rod packings 45, 46, 53, and these rod packings 45, 46, 53 are coaxially stacked in a layered manner in the axial direction. The rod packings 45, 46, 53 are, for example, flat in the radial direction and formed in an annular shape so that the piston rod 12 can be inserted into the inner peripheral portion. It is formed of a resin composite material.

パッキン部39を軸方向の両側から挟むように配設される2つのスペーサ部41,42は、外周部に形成された環状の環状通路41a,42aと、その環状通路41a,42a
から内周部に向かって穿設されてなる複数個の径方向通路41b,42bとを有する。
The two spacer portions 41 and 42 disposed so as to sandwich the packing portion 39 from both sides in the axial direction are annular annular passages 41a and 42a formed in the outer peripheral portion, and the annular passages 41a and 42a.
And a plurality of radial passages 41b and 42b which are drilled toward the inner periphery.

ピストンポンプ本体1の基部側に位置するスペーサ部42の環状通路42a及び径方向通路42bは、シリンダ2を貫通して形成された窒素ガス供給路43に連通し、この窒素ガス供給路43を通して窒素ガスがスペーサ部42の環状通路42aと径方向通路42bとに供給される。   The annular passage 42 a and the radial passage 42 b of the spacer portion 42 located on the base side of the piston pump main body 1 communicate with a nitrogen gas supply passage 43 formed through the cylinder 2, and nitrogen is passed through the nitrogen gas supply passage 43. Gas is supplied to the annular passage 42 a and the radial passage 42 b of the spacer portion 42.

このスペーサ部42の環状通路42aと径方向通路42bとに供給された窒素ガスは、まずパッキン部39に背圧をかけてこれを予圧する。そして、パッキン部39を通して先端部側のスペーサ部41へ洩れ出た窒素ガスは、スペーサ部41よりも先端部側のパッキン部38〜35に背圧をかけてこれらを予圧する。   The nitrogen gas supplied to the annular passage 42a and the radial passage 42b of the spacer portion 42 first applies a back pressure to the packing portion 39 to preload it. The nitrogen gas leaked to the spacer portion 41 on the tip end side through the packing portion 39 preloads the packing portions 38 to 35 on the tip end side with respect to the spacer portion 41 by applying back pressure.

他方、スペーサ部41の環状通路41a及び径方向通路41bは、ピストン5を貫通してピストンポンプ本体1の外部へ延びる窒素ガス排気路44に連通し、この窒素ガス排気路44を通して窒素ガスが大気中へ排気される。   On the other hand, the annular passage 41a and the radial passage 41b of the spacer portion 41 communicate with a nitrogen gas exhaust passage 44 that passes through the piston 5 and extends to the outside of the piston pump main body 1, and the nitrogen gas passes through the nitrogen gas exhaust passage 44 through the atmosphere. It is exhausted inside.

すなわち、これらのスペーサ部41,42よりも先端部側に配設されるパッキン部35〜39が窒素ガスによって与圧されて、液体燃料がシール部30から外部へ極力漏洩しないようにしている。スペーサ部41よりも先端部側のパッキン部38から洩れ出た液体燃料の一部は、窒素ガス排気路44を通して排気される窒素ガスによって希釈された後に、大気中に排気される。   That is, the packing parts 35 to 39 disposed on the tip part side of the spacer parts 41 and 42 are pressurized by nitrogen gas so that liquid fuel does not leak from the seal part 30 to the outside as much as possible. A part of the liquid fuel leaking from the packing part 38 on the tip side of the spacer part 41 is diluted with nitrogen gas exhausted through the nitrogen gas exhaust path 44 and then exhausted into the atmosphere.

図4に示すように、上述の接続箱50の基部側に、この接続箱50とアクチュエータ60から突出するアクチュエータロッド61との間を液密及び気密にするシール部(第2のシール部)52が配設される。図5に示すように、接続箱50側には周方向にシール溝51が削成され、このシール溝51にシール部52が配設される。   As shown in FIG. 4, a seal portion (second seal portion) 52 that makes the connection box 50 and the actuator rod 61 protruding from the actuator 60 liquid-tight and air-tight on the base side of the connection box 50 described above. Is disposed. As shown in FIG. 5, a seal groove 51 is cut in the circumferential direction on the connection box 50 side, and a seal portion 52 is disposed in the seal groove 51.

このシール部52は、例えばフッ素樹脂複合材からなるシールリング53と、シールリング53をアクチュエータロッド61へ押圧して接続箱50とアクチュエータロッド61との間を液密及び気密にするOリング(押圧部材)54とから形成される。   The seal portion 52 includes a seal ring 53 made of, for example, a fluororesin composite material, and an O-ring (press) that presses the seal ring 53 against the actuator rod 61 to make the connection box 50 and the actuator rod 61 airtight and airtight. Member) 54.

このように、接続箱50の基部側に、この接続箱50とアクチュエータ60から突出するアクチュエータロッド61との間を液密及び気密にするシール部52を設けることにより、接続箱50の液密及び気密性をより確実なものにすることができる。これにより、大きな温度低下等があってロッドパッキン45,46,53が変形したり硬化したりしても、液体燃料の大気中への放出を確実に抑制することができる。   Thus, by providing the sealing portion 52 on the base side of the connection box 50 to make the connection box 50 and the actuator rod 61 protruding from the actuator 60 liquid-tight and air-tight, Airtightness can be further ensured. Accordingly, even if the rod packings 45, 46, 53 are deformed or hardened due to a large temperature drop or the like, the release of liquid fuel into the atmosphere can be reliably suppressed.

特にシール部50を、無給油であっても充分な摺動性を有する材料、すなわち、自己潤滑性を有する材料の一例としてのフッ素樹脂複合材からなるシールリング53と、このシールリング53をアクチュエータロッド61へ押圧してシールリング53とアクチュエータロッド61との間を液密及び気密にするOリング54とから形成することにより、シール部50に対して特別な給油機構を設けることなく、シールリング53とアクチュエータロッド61との間に充分な摺動性を付与することができる。   In particular, the seal portion 50 is made of a material having sufficient slidability even without oil supply, that is, a seal ring 53 made of a fluororesin composite material as an example of a self-lubricating material, and the seal ring 53 as an actuator. By forming the O-ring 54 that presses against the rod 61 to make the seal ring 53 and the actuator rod 61 liquid-tight and air-tight, there is no need to provide a special oiling mechanism for the seal portion 50. Sufficient slidability can be imparted between 53 and the actuator rod 61.

また、シール溝51の内部は、弾性材からなるOリング54の圧縮変形によって液密及び気密にされる。これにより、接続箱50とアクチュエータ60から突出するアクチュエータロッド61との間に、従来よりも格段に優れた液密性と気密性とを付与することができる。   Further, the inside of the seal groove 51 is liquid-tight and air-tight by compression deformation of the O-ring 54 made of an elastic material. Thereby, between the junction box 50 and the actuator rod 61 which protrudes from the actuator 60, the liquid-tightness and airtightness which were remarkably superior than before can be provided.

すなわち、シール部52は、上述のようにシールリング53とOリング54とからなる
という比較的単純な構造でありながら、接続箱50とアクチュエータロッド61との間に極めて高い液密性と気密性とを付与することができ、かつコスト的にも廉価で、メンテナンスも容易である。シールリング53のシール性は極めて高い。なお、シールリング53は、上述のフッ素樹脂複合材以外のより最適な材料から形成される場合もある。
That is, the seal portion 52 has a relatively simple structure of being composed of the seal ring 53 and the O-ring 54 as described above, but extremely high liquid-tightness and air-tightness between the connection box 50 and the actuator rod 61. And is inexpensive and easy to maintain. The sealing performance of the seal ring 53 is extremely high. The seal ring 53 may be formed of a more optimal material other than the above-described fluororesin composite material.

この一方、上述の接続箱50は、以下のように、その内部が窒素ガスにより予圧されている。図4において、実線は窒素ガス路、破線は電気路、一点鎖線は液体燃料路を示す。図4に示すように、窒素ガスの供給源(気体供給源)71と、この窒素ガス供給源71から供給された窒素ガスの圧力を調整して接続箱50内へ供給する電空レギュレータ(圧力調整部)72と、ピストンポンプ本体1によって圧縮される液体燃料のピストンポンプ本体1への供給圧力Pを検出する圧力センサ(圧力検出部)74と、この圧力センサ74が検出した液体燃料の供給圧力Pに基づいて、上述の電空レギュレータ72を作動させて接続箱50内へ供給する窒素ガスの圧力を調整させるコントローラ75とが配設される。   On the other hand, the inside of the junction box 50 is preloaded with nitrogen gas as follows. In FIG. 4, a solid line indicates a nitrogen gas path, a broken line indicates an electric path, and a one-dot chain line indicates a liquid fuel path. As shown in FIG. 4, a nitrogen gas supply source (gas supply source) 71 and an electropneumatic regulator (pressure) that adjusts the pressure of the nitrogen gas supplied from the nitrogen gas supply source 71 and supplies the nitrogen gas into the junction box 50. Adjustment unit) 72, a pressure sensor (pressure detection unit) 74 for detecting the supply pressure P of the liquid fuel compressed by the piston pump body 1 to the piston pump body 1, and the supply of the liquid fuel detected by the pressure sensor 74 Based on the pressure P, a controller 75 that operates the electropneumatic regulator 72 to adjust the pressure of the nitrogen gas supplied into the connection box 50 is provided.

上述の圧力センサ74は、余剰となり図示しない液体燃料タンクへ戻されて回収される液体燃料の回収路73に配設されて、この回収路73における液体燃料の供給圧力Pを検出する。コントローラ75は電空レギュレータ72を電気的に制御して、接続箱50内へ供給する窒素ガスの圧力を、圧力センサ74が検出した液体燃料の供給圧力Pよりもやや高い圧力に調整する。   The above-described pressure sensor 74 is disposed in a liquid fuel recovery path 73 that is returned to a liquid fuel tank (not shown) and recovered, and detects the supply pressure P of the liquid fuel in the recovery path 73. The controller 75 electrically controls the electropneumatic regulator 72 to adjust the pressure of the nitrogen gas supplied into the connection box 50 to a pressure slightly higher than the supply pressure P of the liquid fuel detected by the pressure sensor 74.

これにより、接続箱50内の気圧が高められて、ピストンポンプ本体1の基部側の端部に設けられたピストンロッド12の突出口47から洩れ出す液体燃料の漏洩量が減少する。これにより、大きな温度低下等があってロッドパッキン45,46,53が変形したり硬化したりしても、液体燃料の大気中への放出が大幅に抑制される。接続箱50は、窒素ガスによる与圧に耐えうるように十分な強度を備えている。   As a result, the air pressure in the junction box 50 is increased, and the amount of liquid fuel leaking from the protrusion 47 of the piston rod 12 provided at the end on the base side of the piston pump body 1 is reduced. Accordingly, even if the rod packings 45, 46, 53 are deformed or hardened due to a large temperature drop or the like, the release of liquid fuel into the atmosphere is greatly suppressed. The junction box 50 has sufficient strength to withstand the pressurization by nitrogen gas.

このように、予圧のために接続箱50内へ供給される窒素ガスの圧力は、液体流体のピストンポンプ本体1への供給圧力Pに応じて調整されることが最適である。上述のように、コントローラ75が、圧力センサ74が検出した液体燃料の供給圧力Pに基づいて電空レギュレータ72を作動させて、予圧用の窒素ガスの圧力を調整することにより、液体燃料の供給圧力Pに応じた最適な接続箱50の予圧を行うことができる。   Thus, it is optimal that the pressure of the nitrogen gas supplied into the junction box 50 for preloading is adjusted according to the supply pressure P of the liquid fluid to the piston pump body 1. As described above, the controller 75 operates the electropneumatic regulator 72 based on the supply pressure P of the liquid fuel detected by the pressure sensor 74 to adjust the pressure of the nitrogen gas for preload, thereby supplying the liquid fuel. Optimal preloading of the junction box 50 according to the pressure P can be performed.

この一方、図4に示すように、窒素ガス排気路44に流量制御弁(排気調整部)80が配設され、シール部30を予圧した窒素ガスは、この流量制御弁80を通して所定量が大気中へ放出される。すなわち、窒素ガスは適量に調整されて大気中へ排気される。   On the other hand, as shown in FIG. 4, a flow rate control valve (exhaust adjustment unit) 80 is disposed in the nitrogen gas exhaust passage 44, and a predetermined amount of nitrogen gas pre-pressurized the seal unit 30 passes through the flow rate control valve 80. It is released inside. That is, the nitrogen gas is adjusted to an appropriate amount and exhausted to the atmosphere.

また、上記コントローラ75により制御される電空レギュレータ(排気調整部)81が配設され、この電空レギュレータ81には、上述の窒素ガス排気路44と上述の接続箱50を与圧した窒素ガスの排気路である窒素ガス排気路82とが接続される。   In addition, an electropneumatic regulator (exhaust adjustment unit) 81 controlled by the controller 75 is disposed, and the electropneumatic regulator 81 includes nitrogen gas that has pressurized the nitrogen gas exhaust path 44 and the connection box 50 described above. Is connected to a nitrogen gas exhaust path 82.

すなわち、圧力センサ74が検出した液体燃料の供給圧力Pに基づいて、コントローラ75が窒素ガス排気路44を通じてピストンポンプ本体1のシール部30から排気される窒素ガスと、窒素ガス排気路82を通じて接続箱50から排気される窒素ガスとの排気流量を適切に調整することにより、流量制御弁80を通して大気中へ排気される窒素ガスが、液体燃料の供給圧力Pよりもやや低い圧力に調整された後に、大気中へ排出される。   That is, based on the supply pressure P of the liquid fuel detected by the pressure sensor 74, the controller 75 is connected to the nitrogen gas exhausted from the seal portion 30 of the piston pump body 1 through the nitrogen gas exhaust path 44 and the nitrogen gas exhaust path 82. By appropriately adjusting the exhaust flow rate with the nitrogen gas exhausted from the box 50, the nitrogen gas exhausted into the atmosphere through the flow control valve 80 was adjusted to a pressure slightly lower than the supply pressure P of the liquid fuel. Later it is discharged into the atmosphere.

これにより、シール部30のパッキン部38の背圧が所定圧に保持される。これにより、パッキン部35〜39に対する背圧が最適に保持されて、大きな温度低下等があってロッドパッキン45,46,53が変形したり硬化したりしても、窒素ガス排気路44を通じた液体燃料の大気中への放出が大幅に抑制される。   Thereby, the back pressure of the packing part 38 of the seal part 30 is held at a predetermined pressure. Thereby, the back pressure with respect to the packing parts 35 to 39 is optimally maintained, and even if there is a large temperature drop or the like and the rod packings 45, 46, 53 are deformed or hardened, they pass through the nitrogen gas exhaust passage 44. The release of liquid fuel into the atmosphere is greatly suppressed.

ここで、上述のように、接続箱50中の窒素ガスは液体燃料の供給圧力Pよりもやや高い圧力に調整されているから、電空レギュレータ81においては、接続箱50から延びる窒素ガス排気路82側からの窒素ガスが、ピストンポンプ本体1のシール部30から延びる窒素ガス排気路44側へ流れ込む。   Here, as described above, since the nitrogen gas in the junction box 50 is adjusted to a pressure slightly higher than the supply pressure P of the liquid fuel, in the electropneumatic regulator 81, the nitrogen gas exhaust path extending from the junction box 50. Nitrogen gas from the 82 side flows into the nitrogen gas exhaust path 44 extending from the seal portion 30 of the piston pump body 1.

これにより、窒素ガス排気路44中の窒素ガスの圧力を適切に保持することができると共に、上述の電空レギュレータ72及び電空レギュレータ81は、それらの内部が曝されるのは不活性ガスである窒素ガスのみであるから腐食が発生しにくく、電空レギュレータ72,81の耐久性が十分に確保される。   As a result, the pressure of the nitrogen gas in the nitrogen gas exhaust passage 44 can be appropriately maintained, and the electropneumatic regulator 72 and the electropneumatic regulator 81 are exposed to an inert gas. Since only a certain nitrogen gas is used, corrosion hardly occurs and the durability of the electropneumatic regulators 72 and 81 is sufficiently secured.

ここで、ピストンロッド12の軸方向に複数個が配設されてなるパッキン部35〜40では、各パッキン部35〜40が受ける液体燃料の供給圧力の、各パッキン部35〜40に作用する圧力差を極力小さくすることが、ロッドパッキン45,46,53の液密性と気密性及び耐久性、ひいてはシール部30全体の液密性と気密性及び耐久性とを確保するためには極めて重要であり、特定の箇所からの過度な排気はそれに逆行する。   Here, in the packing parts 35-40 in which a plurality are arranged in the axial direction of the piston rod 12, the pressure acting on each packing part 35-40 of the supply pressure of the liquid fuel received by each packing part 35-40. Minimizing the difference as much as possible is extremely important for ensuring the liquid tightness, air tightness and durability of the rod packings 45, 46, 53, as well as the overall liquid tightness, air tightness and durability of the seal portion 30. Excessive exhaust from a specific point goes against it.

上述のように、与圧に使用した窒素ガスの大気中への排気圧力を最適に調整するための機構を新たに設けることにより、各パッキン部35〜40が受ける液体燃料の供給圧力の、各パッキン部35〜40に作用する圧力差をそれぞれ小さくすることができ、ロッドパッキン45,46,53、ひいてはシール部30全体の液密性と気密性及び耐久性が著しく向上する。   As described above, by newly providing a mechanism for optimally adjusting the exhaust pressure of nitrogen gas used for pressurization into the atmosphere, each of the supply pressures of the liquid fuel received by the packing portions 35 to 40 The pressure difference acting on the packing parts 35 to 40 can be reduced, respectively, and the liquid tightness, air tightness and durability of the rod packings 45, 46 and 53 and the entire seal part 30 are remarkably improved.

図6に、上述の図4とは別のピストンポンプ装置を示す。図4との共通部分は、同一の符号によって示される。   FIG. 6 shows a piston pump device different from that shown in FIG. Portions common to FIG. 4 are denoted by the same reference numerals.

上述のシール部30を予圧した窒素ガスの窒素ガス排気路44に、コントローラ75により作動される電空リリーフ弁(圧力制御弁)85が配設され、窒素ガス排気路44内の窒素ガスは、この電空リリーフ弁85を通して所定圧に調整された後に大気中へ放出される。   An electropneumatic relief valve (pressure control valve) 85 operated by a controller 75 is disposed in the nitrogen gas exhaust path 44 of nitrogen gas pre-pressurized with the above-described seal portion 30, and the nitrogen gas in the nitrogen gas exhaust path 44 is After being adjusted to a predetermined pressure through the electropneumatic relief valve 85, it is discharged into the atmosphere.

すなわち、圧力センサ74が検出した液体燃料の供給圧力Pに基づいて、コントローラ75が電空リリーフ弁85の作動を電気的に制御して、窒素ガス排気路44を通じて排気される窒素ガスの圧力を最適に、かつ直接的に調整する。圧力制御弁である電空リリーフ弁85を用いることにより、図4に示したピストンポンプ装置よりも簡易な構成とすることができる。   That is, based on the liquid fuel supply pressure P detected by the pressure sensor 74, the controller 75 electrically controls the operation of the electropneumatic relief valve 85 to control the pressure of the nitrogen gas exhausted through the nitrogen gas exhaust path 44. Adjust optimally and directly. By using the electropneumatic relief valve 85 which is a pressure control valve, a simpler configuration than the piston pump device shown in FIG. 4 can be obtained.

これにより、シール部30の予圧が最適になされて、大きな温度低下等があってロッドパッキン45,46,53が変形したり硬化したりしても、液体燃料の大気中への放出が大幅に抑制される。その他は、上述の図4に示したピストンポンプ装置と同様であるから、説明を省力する。   As a result, the preload of the seal portion 30 is optimized, and even when the rod packings 45, 46, 53 are deformed or hardened due to a large temperature drop or the like, the liquid fuel is greatly released into the atmosphere. It is suppressed. The rest is the same as the piston pump device shown in FIG.

なお、上述のピストンポンプ装置は一例を示したにすぎず、本発明の趣旨に基づいて種々の変形が可能であり、それらを本発明の範囲から除外するものではない。   The above-described piston pump device is merely an example, and various modifications can be made based on the spirit of the present invention, and they are not excluded from the scope of the present invention.

1 ピストンポンプ本体
2 シリンダ
3 シリンダライナ
4 シリンダヘッド室
5 ピストン
6 バルブヘッド
7 シリンダヘッド
8 供給口
9 吐出口
10 吐出路
11 吐出弁
12 ピストンロッド(ロッド部)
13 バルブ収容室
16 突起
17 吸入路
18 ピストンリング溝
19 ピストンリング
21 出口開口部
28,29 排出口
30 シール部
31 リテイナ
32 コイルばね
35〜40 パッキン部
41,42 スペーサ部
41a,42a 環状通路
41b,42b 径方向通路
43 窒素ガス供給路
44 窒素ガス排気路
45,46,53 ロッドパッキン
47 突出口
50 接続箱(中間部)
51 シール溝
52 シール部(第2のシール部)
53 シールリング
54 Oリング(押圧部材)
60 アクチュエータ
61 アクチュエータロッド(ロッド部)
71 窒素ガスの供給源(気体供給源)
72 電空レギュレータ(圧力調整部)
73 回収路
74 圧力センサ(圧力検出部)
75 コントローラ
80 流量制御弁(排気調整部)
81 電空レギュレータ(圧力調整部)
82 窒素ガス排気路
85 電空リリーフ弁(圧力制御弁)
P 供給圧力
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Piston pump main body 2 Cylinder 3 Cylinder liner 4 Cylinder head chamber 5 Piston 6 Valve head 7 Cylinder head 8 Supply port 9 Discharge port 10 Discharge path 11 Discharge valve 12 Piston rod (rod part)
13 Valve housing chamber 16 Protrusion 17 Suction passage 18 Piston ring groove 19 Piston ring 21 Exit opening 28, 29 Discharge port 30 Seal portion 31 Retainer 32 Coil springs 35-40 Packing portions 41, 42 Spacers 41a, 42a Annular passage 41b, 42b Radial passage 43 Nitrogen gas supply passage 44 Nitrogen gas exhaust passage 45, 46, 53 Rod packing 47 Projection port 50 Connection box (intermediate part)
51 Seal groove 52 Seal part (second seal part)
53 Seal ring 54 O-ring (Pressing member)
60 Actuator 61 Actuator rod (rod part)
71 Nitrogen gas supply source (gas supply source)
72 Electro-pneumatic regulator (pressure regulator)
73 Recovery path 74 Pressure sensor (pressure detector)
75 Controller 80 Flow control valve (exhaust adjustment part)
81 Electropneumatic regulator (pressure adjustment part)
82 Nitrogen gas exhaust passage 85 Electropneumatic relief valve (pressure control valve)
P Supply pressure

Claims (10)

内部にシリンダライナ(3)を有するシリンダ(2)と、前記シリンダライナ内に往復動可能に挿通されて被圧縮流体を圧縮するピストン(5)と、前記ピストンに連結されると共に前記シリンダ内に挿通されて前記ピストンを前記シリンダライナ内で往復動させるピストンロッド(12)と、前記ピストンロッドと前記シリンダとの間に配設されて前記ピストンロッドと前記シリンダとの間を密にするシール部(30)とを有するピストンポンプ本体と、アクチュエータロッド(61)が前記ピストンポンプ本体の前記ピストンロッドに連結されて前記ピストンロッドを介して前記ピストンを前記シリンダ内で往復動させるアクチュエータ(60)と、前記ピストンポンプ本体と前記アクチュエータとの間に配設されて前記ピストンポンプ本体の基部側の端部に設けられた前記ピストンロッドの突出口(47)を外側から密に覆う中間部(50)と、前記中間部内へ気体を供給して前記中間部内の気圧を高める気体供給機構(71,72,74,75)とを備えたことを特徴とするピストンポンプ装置。   A cylinder (2) having a cylinder liner (3) therein, a piston (5) that is reciprocally inserted into the cylinder liner and compresses a fluid to be compressed, and is connected to the piston and within the cylinder A piston rod (12) that is inserted to reciprocate the piston in the cylinder liner, and a seal portion that is disposed between the piston rod and the cylinder to close the space between the piston rod and the cylinder. A piston pump body having (30), and an actuator (60) in which an actuator rod (61) is coupled to the piston rod of the piston pump body to reciprocate the piston in the cylinder via the piston rod. The piston pump is disposed between the piston pump body and the actuator. An intermediate part (50) that tightly covers the protrusion (47) of the piston rod provided at the end on the base side of the body from the outside, and a gas that supplies gas into the intermediate part to increase the air pressure in the intermediate part A piston pump device comprising a supply mechanism (71, 72, 74, 75). 前記気体供給機構は、前記気体を供給する気体供給源(71)と、前記気体供給源から供給された前記気体の圧力を調整して前記中間部(50)へ供給する圧力調整部(72)と、前記被圧縮流体の前記ピストンポンプ本体(1)への供給圧力(P)を検出する圧力検出部(74)と、前記圧力検出部が検出した前記被圧縮流体の前記供給圧力に基づいて前記圧力調整部を作動させて前記中間部へ供給される前記気体の前記圧力を調整させるコントローラ(75)とを備えたことを特徴とする、請求項1に記載のピストンポンプ装置。   The gas supply mechanism includes a gas supply source (71) for supplying the gas, and a pressure adjusting unit (72) for adjusting the pressure of the gas supplied from the gas supply source and supplying the pressure to the intermediate portion (50). And a pressure detector (74) for detecting the supply pressure (P) of the fluid to be compressed to the piston pump body (1), and the supply pressure of the fluid to be compressed detected by the pressure detector. The piston pump device according to claim 1, further comprising a controller (75) for operating the pressure adjusting unit to adjust the pressure of the gas supplied to the intermediate unit. 前記コントローラ(75)は、前記圧力調整部(72)に前記中間部(50)へ供給される前記気体の前記圧力が前記被圧縮流体の前記供給圧力(P)よりも高くなるように調整させることを特徴とする、請求項2に記載のピストンポンプ装置。   The controller (75) causes the pressure adjusting part (72) to adjust the pressure of the gas supplied to the intermediate part (50) to be higher than the supply pressure (P) of the compressed fluid. The piston pump device according to claim 2, wherein 内部にシリンダライナ(3)を有するシリンダ(2)と、前記シリンダライナ内に往復動可能に挿通されて被圧縮流体を圧縮するピストン(5)と、前記ピストンに連結されると共に前記シリンダ内に挿通されて前記ピストンを前記シリンダライナ内で往復動させるピストンロッド(12)と、前記ピストンロッドと前記シリンダとの間に配設されて前記ピストンロッドと前記シリンダとの間を密にすると共に外部から供給された気体により予圧されるシール部(30)とを有するピストンポンプ本体(1)と、前記ピストンポンプ本体の前記シール部に与圧のために供給された前記気体を外部へ排気させる排気路(44)と、前記排気路に配設されて前記排気路から排気される前記気体の排気状態量を調整する排気調整機構(74,75,80,81,85)とを備えたことを特徴とするピストンポンプ装置。   A cylinder (2) having a cylinder liner (3) therein, a piston (5) that is reciprocally inserted into the cylinder liner and compresses a fluid to be compressed, and is connected to the piston and within the cylinder A piston rod (12) that is inserted to reciprocate the piston in the cylinder liner, and is disposed between the piston rod and the cylinder so as to close the space between the piston rod and the cylinder and externally. A piston pump main body (1) having a seal portion (30) preloaded by gas supplied from the exhaust, and exhaust for exhausting the gas supplied to the seal portion of the piston pump main body for pressurization to the outside A passage (44) and an exhaust adjustment mechanism (74, 75, which is disposed in the exhaust passage and adjusts an exhaust state amount of the gas exhausted from the exhaust passage) 0,81,85) and a piston pump apparatus characterized by comprising a. 前記排気調整機構は、前記排気状態量を調整する排気調整部(80,81,85)と、前記被圧縮流体の前記ピストンポンプ本体への供給圧力(P)を検出する圧力検出部(74)と、前記圧力検出部が検出した前記被圧縮流体の前記供給圧力に基づいて前記排気調整部を作動させるコントローラ(75)とを備えたことを特徴とする、請求項4に記載のピストンポンプ装置。   The exhaust adjustment mechanism includes an exhaust adjustment unit (80, 81, 85) for adjusting the exhaust state quantity, and a pressure detection unit (74) for detecting a supply pressure (P) of the compressed fluid to the piston pump body. And a controller (75) for operating the exhaust adjustment unit based on the supply pressure of the fluid to be compressed detected by the pressure detection unit. . 前記排気状態量は、前記気体の排気流量であり、前記排気調整部は、前記排気流量を調整することができる流量制御弁(80)を備え、前記流量制御弁は、前記排気路(44)から外部へ排気させる前記気体の前記排気流量が所定量になるように調整することを特徴とする、請求項5に記載のピストンポンプ装置。   The exhaust state quantity is an exhaust flow rate of the gas, and the exhaust adjustment unit includes a flow control valve (80) capable of adjusting the exhaust flow rate, and the flow control valve includes the exhaust passage (44). The piston pump device according to claim 5, wherein the exhaust flow rate of the gas exhausted to the outside is adjusted to a predetermined amount. 前記排気状態量は、前記気体の排気圧力であり、前記排気調整部は、前記排気圧力を調
整することができる圧力制御弁(81,85)を備え、前記圧力制御弁は、前記排気路(44)から外部へ排気させる前記気体の前記排気圧力が所定圧になるように調整することを特徴とする、請求項5又は6に記載のピストンポンプ装置。
The exhaust state quantity is an exhaust pressure of the gas, and the exhaust adjustment unit includes a pressure control valve (81, 85) capable of adjusting the exhaust pressure, and the pressure control valve includes the exhaust path ( The piston pump device according to claim 5 or 6, wherein the exhaust pressure of the gas exhausted to the outside from (44) is adjusted to a predetermined pressure.
前記コントローラ(75)は、前記気体の排気圧力が前記被圧縮流体の前記供給圧力(P)よりも低くなるように前記排気調整機構(74,75,80,81,85)に調整させることを特徴とする、請求項5ないし7のいずれかに記載のピストンポンプ装置。   The controller (75) causes the exhaust adjustment mechanism (74, 75, 80, 81, 85) to adjust so that the exhaust pressure of the gas is lower than the supply pressure (P) of the compressed fluid. The piston pump device according to any one of claims 5 to 7, wherein 内部にシリンダライナ(3)を有するシリンダ(2)と、前記シリンダライナ内に往復動可能に挿通されて被圧縮流体を圧縮するピストン(5)と、前記ピストンに連結されると共に前記シリンダ内に挿通されて前記ピストンを前記シリンダライナ内で往復動させるピストンロッド(12)と、前記ピストンロッドと前記シリンダとの間に配設されて前記ピストンロッドと前記シリンダとの間を密にするシール部(30)とを有するピストンポンプ本体(1)と、アクチュエータロッド(61)が前記ピストンポンプ本体の前記ピストンロッドに連結されて前記ピストンロッドを介して前記ピストンを前記シリンダ内で往復動させるアクチュエータ(60)と、前記ピストンポンプ本体から基部側へ突出した前記ピストンロッド又は前記アクチュエータから先端部側へ突出した前記アクチュエータロッドからなるロッド部と、前記ピストンポンプ本体と前記アクチュエータとの間に配設されて前記ピストンポンプ本体の基部側の端部に設けられた前記ピストンロッドの突出口と前記ロッド部とを外側から覆う中間部(50)と、前記中間部と前記ロッド部との間に、かつ、前記中間部の基部側に配設されて前記中間部と前記ロッド部との間を密にする第2のシール部(52)とを備えたことを特徴とするピストンポンプ装置。   A cylinder (2) having a cylinder liner (3) therein, a piston (5) that is reciprocally inserted into the cylinder liner and compresses a fluid to be compressed, and is connected to the piston and within the cylinder A piston rod (12) that is inserted to reciprocate the piston within the cylinder liner, and a seal portion that is disposed between the piston rod and the cylinder to close the space between the piston rod and the cylinder. (30) and an actuator rod (61) connected to the piston rod of the piston pump main body to reciprocate the piston in the cylinder via the piston rod (30) 60), and the piston rod or the axle projecting from the piston pump body toward the base side. A rod portion composed of the actuator rod protruding from the rotor to the tip end side, and a piston rod disposed between the piston pump body and the actuator and provided at an end portion on the base side of the piston pump body. An intermediate portion (50) that covers the projection port and the rod portion from the outside, and the intermediate portion and the rod portion that are disposed between the intermediate portion and the rod portion and on the base side of the intermediate portion. And a second seal portion (52) that closes the space between the piston pump device and the piston pump device. 前記第2のシール部(52)は、自己潤滑性を有する材料からなるシールリング(53)と、前記シールリングを前記ロッド部へ押圧して前記シールリングと前記ロッド部との間を密にさせる押圧部材(54)とを備えたことを特徴とする、請求項9に記載のピストンポンプ装置。   The second seal portion (52) includes a seal ring (53) made of a self-lubricating material, and presses the seal ring against the rod portion to close the space between the seal ring and the rod portion. The piston pump device according to claim 9, further comprising a pressing member (54) to be moved.
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