JP2665368B2 - 振動柱ポンプ - Google Patents

振動柱ポンプ

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JP2665368B2
JP2665368B2 JP1039263A JP3926389A JP2665368B2 JP 2665368 B2 JP2665368 B2 JP 2665368B2 JP 1039263 A JP1039263 A JP 1039263A JP 3926389 A JP3926389 A JP 3926389A JP 2665368 B2 JP2665368 B2 JP 2665368B2
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浩国 檜山
和義 山本
弘之 橋本
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、振動柱ポンプ、即ち、一端を水中に浸漬し
他端を空中にあるように配し且つ該他端をばねで弾接さ
れた弁板を介して吐出側導液管に連通させるようにした
パイプ(振動管)を、長手方向に振動させ、該パイプ内
を経て揚液させるようにしたポンプに関する。
〔従来の技術〕
従来、この種の振動柱ポンプは、下端を液中に浸漬し
上端を空中にあるように配したパイプの上端を、ばねで
弾接された弁板を介して吐出側導液管に連通されるよう
にしたパイプ自身を、長手方向に振動させ、該パイプ
(振動管)内を経て揚液させるようになっているもの
(一例として特開昭58−144700号公報参照)、或いは、
下端が液中に連通し、上端が、吐出口を備えた導液管中
に密封して挿通され該導液管中にて開口している振動管
の上端に、ばねで弾接された弁板と当接させ、上記振動
管を長手方向に振動させ、該振動管を経て揚液させるよ
うになっているもの(本出願人らが先に出願した特願昭
63−42123号明細書参照)などがある。
ところが、これらの従来のものは、振動管の上端にば
ねで弾接させる弁板の背圧を積極的に制御するように考
慮された構造或いは形状のものではなかった。
〔発明が解決しようとする課題〕
上記のような振動柱ポンプを循環ポンプとして使用す
るときの作動過程は、2弁式のピストンポンプと比較し
て考えると大別して吸込過程と吐出し過程とに分けられ
る。この場合、振動柱ポンプでは導液管はピストンポン
プのシリンダに相当し、振動管の下降過程では、弁が開
放して振動管内の液体が導液管内に流入する。一方、振
動管の上昇過程では、弁が閉鎖し振動管のピストン作用
で導液管内の液体が吐出口から押し出される。
ところで、振動管内の液体が導液管内に流入するため
には、振動管内の圧力が導液管内の圧力より大きくなっ
て弁が開放する必要があるが、吐出口の圧力が、振動管
の長手方向の振動によって振動管内の弁直下に発生する
圧力変動の最大値よりも大きい場合には、弁は開放しな
い。即ち、2弁式のピストンポンプでは、吸込過程で吐
出し側の弁が閉鎖して吐出圧力を遮断するため、吸込側
の弁には吐出側の圧力はかからず、その作動に吐出側の
条件が影響を及ぼすことはない。ところが、振動柱ポン
プでは、吸込、吐出の両過程を一つの弁だけで開閉動作
を行なうために、吐出側の条件が該弁の作動に影響を及
ぼす。
従って、振動柱ポンプでは、振動管内の圧力変動の最
大値より大きな吐出圧力を得ることができないという問
題点があった。
本発明は、上記した従来技術の有する問題点に鑑みて
なされたものであり、簡単な構造で高い吐出圧力の得ら
れる振動柱ポンプを提供することを目的としている。
〔課題を解決するための手段〕
上記の目的を達成するために、本発明は、下端が液中
に浸漬し上端が弾接された弁を介して導液管中に開口し
ている振動管を長手方向に加振する加振手段を備えた振
動柱ポンプにおいて、吐出口部に逆止弁を設け、吐出側
の圧力が高い場合、振動管の下降時に導液管内へ振動管
内の液体の補給ができ、吐出側の圧力が低い場合、振動
管の下降時に振動管内の液体の持つ慣性で逆止弁を開い
て振動管内の液体を吐出できるようにしたことを特徴と
している。
〔作 用〕
本発明は上記のように構成されているので、振動管の
長手方向の振動により、弁の閉鎖中に振動管内に発生す
る圧力変動は、普通、振動管の変位と同位相であるか
ら、最大圧力が発生するのは管が最高位置に達したとき
である。このとき、導液管、つまり振動管より弁を経て
吐出された液を吐出口へ導く管部分(吐出ケーシング部
分に相当する。)の内部圧力が、振動管内の弁直下の圧
力よりも小さければ該弁が開放するための必要条件を満
足する。
上記の必要条件を満足するために、本発明は次のよう
な方法(手段)を用いている。即ち、上記振動管上端の
弁は、振動管内の弁直下圧力が導液管内の圧力より低い
と開放しないので、吐出口部に、吐出側の圧力が導液管
側に伝わらないように両側を仕切る(遮断する)ように
した逆止弁を設けている。これにより、吐出側の圧力が
遮断されるので、振動管が下降して導液管内の体積を増
加させようとすると、液体の圧縮性は非常に小さいので
導液管内の圧力は直ちに減少する。従って、振動管内の
圧力の方が導液管内の圧力より大きくなって弁が開放
し、振動管内の液体が導液管内に流入する。次に、振動
管の上昇過程では、該振動管上端の弁が閉鎖し導液管内
の液体は圧縮されるため、直ちに導液管内の圧力は上昇
し、吐出口部の逆止弁を開放して液体が流出する。
上記のように、吐出口部に逆止弁を設けると、2弁式
ピストンポンプと同様な作用が起こり、振動管内の圧力
変動の最大値が吐出側圧力よりも小さくても、吐出流量
が得られる。一方、吐出側圧力が振動管内圧力変動の最
大値よりも小さいときは、振動管内の液体の持つ慣性で
導液管内を通過し、逆止弁を通って吐出される流量があ
るため、2弁式のピストンポンプの流量よりも遥るかに
大きい流量が得られる点で、該ピストンポンプよりも優
れている。即ち、本発明のポンプでは、ピストンポンプ
の吸込行程、吐出行程と比較すると、低吐出圧力の時に
は、吐出行程のみならず、吸込行程でも流体が吐出され
ることに相当する。
〔実施例〕
次に、本発明の実施例を図面と共に説明する。
第1図は、本発明の一実施例を示す振動柱ポンプの縦
断面図である。
図において、1は磁性材で作られた振動管で、該振動
管1の上端には、ばね2によって弾発された板状の弁3
が圧接(弾接)され、下端には、コイルばね4が介装さ
れて該振動管1を中立位置に弾性支持している。上記振
動第1の外側には、電磁コイル5が配設され、該コイル
5に正弦波電流を流すことにより、振動管1を長手方向
に振動させるようになっている。また振動管1の下方に
は、静止管6がケーシング7に固設されており、該静止
管6の下端は液中に没している。
上記ケーシング7は、電磁コイル5を振動管1を中心
にして輪状に巻くようにして内装し、且つ中心部には、
振動管1を密封して挿通する通路7aを形成しており、該
通路7aは、下方が静止管6を経て液中に連通し、上方
は、振動管1より弁3を経て吐出される液を吐出口8へ
導くように内径を大きく形成した導液管9に連通してい
る。
上記吐出口8の近傍に逆止弁10が設置されており、吐
出側圧力が高い場合に、導液管9内への液体の吸入行程
で該導液管9内の圧力と吐出側圧力とを遮断する(仕切
る)役割をしている。図中、11は上部タンク、12は吐出
管である。
第2図は、本発明によるポンプの基本的性能曲線を示
したものである。振動管1の振動振幅をX0とすると、ピ
ストン作用による流量は60fAX0(但し、f:振動数、A:振
動管1の断面積)であり、図中に破線で示したような
直線となる。
ポンプ運転時、吐出側圧力H0が振動管内最大圧力(a
点に相当する。)よりも高い場合は、流量一定の破線の
左側を示す領域(A)の実線のようになり、損失がな
ければ理論的には破線に近くなる。一方、吐出圧力H0
が小さい場合は、流量一定の破線の右側を示す領域
(B)の実線のようになり、吸込行程でも吐出流量が
得られるため、ピストンポンプとしての流量よりも大き
な流量となる。
第3A図及び第3B図は、吐出側圧力が大きい場合(第2
図の領域A)及び吐出側圧力が小さい場合(第2図の領
域B)について、それぞれの弁3及び10の動きと流体の
流れの模様を示したものである。
上記第3A図(a)に示すように、吐出側圧力H0が大き
い場合で振動管1の下降時、振動管上端弁3は開放さ
れ、該振動管1内の液体が導液管9内に流入するが、吐
出側逆止弁10は閉鎖されたままである。次いで同図
(b)に示すように、吐出側圧力H0が大きい場合で振動
管1の上昇時、振動管上端弁3は閉鎖し、導液管9内の
液体は、振動管1のピストン作用により吐出側逆止弁10
を開放して流出する。
また、第3B図(a)に示すように、吐出側圧力H0が小
さい場合で振動管1の下降時、振動管上端弁3は開放さ
れ、該振動管1内の液体が導液管9内に流入するが、こ
の時の該振動管1内の液体を持つ慣性で導液管9内を通
過し、逆止弁10を開いて矢印に示すように吐き出され
る。このことは、ピストンポンプの吸込行程でも流体が
吐出されることに相当する。次いで、同図(b)に示す
ように、吐出側圧力H0が小さい場合で振動管1の上昇時
には、前記第3A図(b)と同様に、振動管上端弁3は閉
鎖し、導液管9内の液体は振動管1のピストン作用によ
り逆止弁10を開いて吐出される。
〔発明の効果〕
以上述べたように、本発明によれば、下端が液中に連
通し、上端が吐出口を備えた導液管中に密封して挿通さ
れ該導液管中にて開口している振動管と、不動部分に一
端が当接して弾発しているばねの他端にて振動管の上端
に当接している弁板と、振動管を長手方向に加振する加
振手段を備えた振動柱ポンプにおいて、上記吐出口部に
逆止弁を設け、吐出側の圧力が高い場合、振動管の下降
時に導液管内へ振動管内の液体の補給ができ、吐出側の
圧力が低い場合、振動管の下降時に振動管内の液体の持
つ慣性で逆止弁を開いて振動管内の液体を吐出できるよ
うにしたことにより、振動管内の圧力変動の最大値が吐
出側の圧力よりも小さくても、振動管内の液体を導液管
内へ補強して吐出流量を得ることが可能となり、また振
動管の上昇時、振動管内の圧力変動の最大値より大きな
吐出圧力を得ることができる。一方、吐出側圧力が振動
管内圧力変動の最大値より小さいときは、振動管内の液
体の持つ慣性で導液管内を通過し、逆止弁を通って吐出
される流量があるので、2弁式のピストンポンプの流量
よりも遥かに大きい流量を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例を示す振動柱ポンプの縦断面
図、第2図は基本的ポンプ特性を示す線図、第3A図
(a)、(b)及び第3B図(a)、(b)は吐出側圧力
が大きい場合及び同小さい場合のそれぞれの弁の動きと
流れの様子を示した模式図である。 1……振動管、2……ばね、3……弁、 4……コイルばね、5……電磁コイル、 6……静止管、7……ケーシング、 8……吐出口、9……導液管、 10……逆止弁、11……上部タンク、 12……吐出管。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 檜山 浩国 神奈川県藤沢市本藤沢4丁目2番1号 株式会社荏原総合研究所内 (72)発明者 山本 和義 神奈川県藤沢市本藤沢4丁目2番1号 株式会社荏原総合研究所内 (72)発明者 橋本 弘之 宮城県仙台市鶴ケ谷8丁目12番16号

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】下端が液中に連通し、上端が吐出口を備え
    た導液管中に密封して挿通され該導液管中にて開口して
    いる振動管と、不動部分に一端が当接して弾発している
    ばねの他端にて振動管の上端に当接している弁板と、振
    動管を長手方向に加振する加振手段を備えた振動柱ポン
    プにおいて、上記吐出口部に逆止弁を設け、吐出側の圧
    力が高い場合、振動管の下降時に導液管内へ振動管中の
    液体の補給ができ、吐出側の圧力が低い場合、振動管の
    下降時に振動管内の液体の持つ慣性で逆止弁を開いて振
    動管内の液体を吐出できるようにしたことを特徴とする
    振動柱ポンプ。
JP1039263A 1989-02-21 1989-02-21 振動柱ポンプ Expired - Lifetime JP2665368B2 (ja)

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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5425682U (ja) * 1977-07-21 1979-02-20
JPS6155379A (ja) * 1984-08-27 1986-03-19 Ebara Corp 振動柱ポンプ

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5425682U (ja) * 1977-07-21 1979-02-20
JPS6155379A (ja) * 1984-08-27 1986-03-19 Ebara Corp 振動柱ポンプ

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