JP3044483B2 - 圧流体システムから標本用流体サンプルを採取するための方法及びサンプリング装置 - Google Patents

圧流体システムから標本用流体サンプルを採取するための方法及びサンプリング装置

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Description

【発明の詳細な説明】 液圧の中央潤滑システムなどの圧流体システムからの
サンプルの採集や純度管理に伴う問題点は、粒子カウン
ターまたは顕微鏡によって粒子純度を確認するための標
本用のサンプルを得ることである。しばしば、サンプリ
ング用流出オリフィス及びバルブの不純物を、かなりの
時間除去した後に、サンプルを標本とする必要がある。
また、標本にするためには、サンプルも、サンプリン
グ用流出オリフィスを通して30分の不純物除去が必要で
あるため、現在の方法では頻繁にかなりのオイル漏れが
生じる。さらに液体システムの圧力側でサンプリング用
流出バルブが開閉する間、サンプルはこれらのバルブに
放たれる粒子によって汚染される。
ドイツ特許出願公開第3927020号明細書（DE ３ 927
030 A1）は、循環系における有害な流体のサンプルを
採取する、やゝ複雑なサンプリング装置を開示してい
る。このサンプル装置はサンプリング容器を有してお
り、これは、流体が循環系において圧力を受ける場合
は、耐圧タイプのものであってもよい。流体は、サンプ
ル装置が所望のレベルまで満たされると閉じられる流出
バルブを介して、循環系からサンプル装置へ流れる。流
体バルブの閉塞と同じく開放によっても、サンプル装置
へ流入する流体と運ばれる微少な異物が生じるため、こ
の従来の装置は、系内を循環する液体の純度を確認する
ことにおいて、全く非実用的である。さらに、耐圧容器
は高価である。
同じく、従来技術の一例であるイギリス特許出願公開
第2222675号明細書（GB ２ 222675A）も、放射性を有
する流動液体のサンプル採取のための比較的複雑な装置
を開示している。液体は、ベンチュリ効果を利用してサ
ンプリング用フラスコに排出され、この排出は、サンプ
リング用フラスコが流体システムからはずされると自動
的に止まる。しかし、この装置は圧流体には使用できな
い。
本発明の目的は、サンプルが、系内における流体の実
質的に純度100％の標本になるような方法で、圧流体か
ら如何にしてその流体サンプルを採取するかという問題
を解決することにある。
この目的は、添付の請求の範囲に記載された方法およ
びサンプリング装置によって達成される。従って、本発
明は、サンプリング作業自体によって生じる、流体サン
プルが汚染される危険性を排除するのである。
さらに、本発明では、流体システム中の流体が高圧下
で作動する場合でも、安価で標準のガラス製またはプラ
スチック製のボトルを使用することができるのである。
本発明は、あらゆる種類の圧流体システムに応用する
ことができるが、主に、加工産業における重機関連の潤
滑油システム、圧延機、製紙工場のローラ用ベアリング
及び船舶用推進機械工場のシャフト、重要な油圧工場な
どに利用される。本発明は、液体サンプルを採取するこ
とを第一の目的としているが、気体に同じように応用す
ることもできる。
図面を参照して、本発明を以下に説明する。図１は本
発明によるサンプリング装置の実施例の平面図、図２は
図１のII−II線に沿った長手方向断面図、図３は図２と
類似の断面図であるが、やや改変された実施例を示す。
図面において、参照番号１は、流体が管理される循環
圧流体システムＳに連動したサンプリング装置を示す。
流体は、例えば、機械の加圧循環システムのオイルで
あってもよい。装置１は、少なくとも流体システムＳの
圧力と同じレベルの圧力に対して抵抗をもつよう構成さ
れた圧力室２からなる。図示した例では、圧力室２は、
例えばネジ部８及びシールリング10によって、上部本体
６に離脱可能に密閉連結された筒状の下部本体４を有し
ている。上部本体６は、取入れ口12及び排出口14を備え
ており、夫々、好ましくはワンタッチ操作タイプの連結
部材16aに接続されている。さらに、取入れ口12及び排
出口14の夫々は、手動操作式流れ制御バルブ18、19と連
通している。通気孔20が、圧力室２の上部本体６の頂部
に設けられており、開閉ドレン21が圧力室下部本体４の
底部に設けられている。
圧力室２は、例えば硬質プラスチック製の取り外し自
在なキャップ24を備えたガラス製ボトル状のサンプリン
グボトル22を収容するよう構成されている。ボトル22は
圧力室の下部本体４において支持体26に載置されてお
り、シールリング30を有するキャップ24の頂部28は、圧
力室上部本体６の小径部27に形成された環状凹部に密閉
されるよう受入れられている。
ボトルキャップ24はほぼ水平の入口32を備えており、
その一方側は、圧力室上部本体６の小径部27を通る流路
33を介して圧力室取入れ口12と連通し、他方側は、サン
プリングボトル22の底部に向かって延びるディツプチュ
ーブ34に連通している。ボトルキャップ24を通る縦流路
35が、ボトル22からの出口を形成している。
選択的に、通常は閉塞状態のスプリング式バイパスバ
ルブ40が、圧力室２に、その取入れ口12と排出口14との
間に設けられていてもよい。
上述したサンプル装置１は、基本的には以下に説明す
るように作動する。
取入れ口用及び排出口用のバルブ18、19が閉塞され、
通気孔20および開閉ドレン21が閉塞されると、サンプリ
ング装置１の２つの連結部材16aは、圧流体システムＳ
における流出点Ａと戻り点Ｂに夫々設けられた被連結部
材16bに連結される。取入れ口バルブ18が徐々に開放さ
れるにつれて、通気孔20も開放される。
システムＳからの被管理圧流体は、その後流出点Ａと
取入れ口12を介して圧力室２に流れ込み、圧力室内に存
在する空気が通気孔20から排出すると、サンプリングボ
トル22を含む圧力室２を満たす。一旦空気が全部排気さ
れると通気孔20は閉塞される。次に、排出口バルブ19が
開放されると、システムＳからの液体は、図２において
矢印で示すようにサンプリング装置１を流れ、上部本体
６にある流路33に沿って圧力室の取入れ口12から、ボト
ルキャップ24の入口32内へ流れ込み、ボトル22の底まで
ディップチューブ34を通って下降し、ボトルキャップの
排出流路35からボトルの外に出るとともに圧力室排出口
14から外に出て、戻り点Ｂを通って圧液体システムＳに
戻る。バルブ18、19は、これらのバルブのいずれか一
つ、好ましくは排出口バルブ19を適切に設定することに
よって、サンプリング装置を連続して流れる流体の流量
を、ゼロ（閉弁）から所定の最大値まで調整することが
できるようなタイプのものである。
サンプリング装置１は、液体システムＳの流れ回路に
直列に接続されて、全循環液体流がサンプル装置内を通
るようになっていてもよいし、あるいは一部の液体流の
みがサンプル装置を通るように並列に接続されていても
よい。バイパスバルブ40は、特に前者の直列接続例にお
いて重要である。というのは、サンプリングボトル22の
断面つまり容量が圧力室排出口12を通る全液体流に対処
するには不十分である場合は、このバルブにより、主液
体流の一部がサンプル装置を通ってシステムに戻ること
が可能になるためである。このような部分流の流量は、
バイパスバルブのバネの付勢力によって変わる。
あるいは、バルブ40またはそれに類似するバイパス
は、サンプル装置１ではなく、システムＳにおいて、流
出点Ａと戻り点Ｂとの間に設けられていてもよい。
流体は、少なくとも15〜20分間サンプリングボトル22
内を循環することができ、ここを通る流体が確実にシス
テム液体の標本になるようにし、その後排出口バルブ19
が閉じられて、サンプル装置１を循環する上述の流体を
止める。そして、排出口バルブ19を閉じた後、圧力室２
の取入れ口バルブ18も閉じられる。
取入れ口バルブ18を閉じる前に排出口バルブ19を閉じ
ることによって、取入れ口バルブ18の閉塞操作の間、ボ
トル２に含まれている液体サンプルは静圧を受けるだけ
であるので、このようなサンプルは、バルブが反対の順
序で閉じられていると、閉塞操作される取入れ口バルブ
から離脱する粒子によって汚染されることはない。
サンプル装置１における圧力は通気孔20を開けること
によって解除される。その後ドレン21が開けられて、サ
ンプリングボトル22内の流体をその入口32の下方に残し
たまゝ、圧力室２に存在する流体（もしそれが液体であ
れば）を空にする。
次に、圧力室２の下部本体４が、上部本体６及び、プ
ラスチック製の蓋38またはそれに類似するものをボトル
キャップ頂部28の上に載置して、プラグなど（図示せ
ず）によって入口32が閉じられることにより、ボトルを
閉じた後圧力室下部本体から持ち上げられるサンプリン
グボトル22から外されて、そのボトルがその中に取じ込
められた液体サンプルを純度管理するために実験室に送
られる。最後に、サンプル装置１は、システムの各箇所
Ａ、Ｂから好みに応じて取り外すことができる。
もしサンプル装置１が液体システムＳに直列に接続さ
れているなら、図３に示す別実施例１′が好ましい。こ
こでは、請求の範囲２による実施例のバイパスバルブ40
が省略されており、別実施例のディップチューブ34は、
ピトー管のように一方の脚部を液体の流れに向かい合せ
た曲げ管34′に代わっており、その一方の脚部は、圧力
室２′の取入れ口12′と排出口14′との間の流体流路に
直接設けられており、他方の脚部はボトルキャップ24′
にある縦型の入口を介してサンプリングボトル22′内に
下方に延びている。残りについては、サンプル装置１の
構造及び作動は、基本的に図１及び図２による前述した
サンプル装置と同様である。
上述した例におけるサンプル装置は、管理される液体
システムに離脱可能に接続されるようになっているが、
例えば流体システムが機械の潤滑油システムである場合
などは、永久的に接続されるのが好ましい。これによっ
て、メンテナンス点検者が、日常の点検作業中にいくつ
かの機械からサンプルを集めることができる。
本発明によるサンプル装置１は、圧力室内にガラス製
ボトルを入れて、ピーク圧力を350バールまで上げた液
圧システムにおいてテストされた。このテストの間、ガ
ラス製ボトルは、システム内の圧力からの付加に抵抗し
なかったという微候は現れなかった。
もちろん、サンプリングボトル22は明細書や図面に示
す通りに、形状を有したり支持されたりする必要はな
く、同様に、圧力室22も、示した例と全く同じように構
成される必要はない。当業者は、本発明の要旨から逸脱
しない範囲で、装置寸法を変更して設計することができ
る。
重要なことは、被管理圧流体が、所定の時間間隔で圧
力室内のサンプリング容器を流れることができ、その後
容器が簡単な方法でサンプル装置から取り除かれるよう
に、サンプル装置１が構成されていることである。
本発明は、特に流動圧流体システムでの使用を目的と
しているが、静圧流体システムに使用することも可能で
ある。この場合のサンプル装置の取入れ口端部は流体シ
ステムの流出点に接続されるとともに、その排出口は、
圧力室より低い圧力下で容器内へ排出している。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G01N 1/10

Claims (11)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】圧流体システムの流出点（Ａ）から、開放
    された取入れ口バルブ（18）を介して、流体入口（32）
    と流体出口（35）とを形成する取り外し可能なサンプリ
    ング容器（22）内に圧流体を流入し、前記取入れ口バル
    ブ（18）を閉じ、圧流体システム（Ｓ）からの圧流体サ
    ンプルを含むサンプリング容器（22）を取り外すことに
    より、圧流体システム（Ｓ）から標本用流体サンプルを
    採取する方法であって、前記取入れ口バルブ（18）を開
    放する前に、前記サンプリング容器（22）を、一方が前
    記取入れ口バルブ（18）と連通するとともに他方が前記
    サンプリング容器（22）の入口（32）と連通する取入れ
    口（12）と、一方が前記サンプリング容器（22）の出口
    （35）と連通するとともに他方が排出口バルブ（19）と
    連通する排出口（14）とを備えた圧力室（２）内に載置
    すること、前記流体が、前記圧力室（２）内を満たすと
    共に、所定の時間間隔で前記サンプリング容器（22）を
    流れることを可能にすること、及び満たされたサンプリ
    ング容器（22）を取り外す前に前記取入れ口バルブ（1
    8）を閉じるに先だって前記排出口バルブ（19）を閉じ
    ること、を特徴とする方法。
  2. 【請求項２】圧流体システム（Ｓ）から標本用流体サン
    プルを採取するサンプリング装置（１）であって、流出
    点（Ａ）において、前記流体システム（Ｓ）から流出す
    る流体で満たされるよう構成されたサンプリング容器
    （22）からなるものにおいて、この装置がさらに、取入
    れ口（12）及び排出口（14）とを有するとともに前記サ
    ンプリング容器（22）を取り外し可能に受けるように構
    成された圧力室（２）からなり、この圧力室（２）の前
    記取入れ口（12）の一端が、前記取入れ口バルブ（18）
    と連通するとともに他端が前記サンプリング容器（22）
    の流体入口（32）と連通するよう構成される一方、前記
    圧力室（２）の排出口（14）の一端が前記サンプリング
    容器（22）の出口（35）と連通するとともに他端が前記
    排出口バルブ（19）と連通するよう構成されており、そ
    のことによって、取入れ口及び排出口バルブ（18、19）
    が開放された状態で、前記圧流体システム（Ｓ）からの
    流体が、前記圧力室（２）内を満たすと共に、前記取入
    れ口バルブ（18）を閉じる前に前記排出口バルブ（19）
    を閉じることによって中断される所定の時間前記サンプ
    リング容器（22）を流れることが可能であることを特徴
    とする装置。
  3. 【請求項３】前記圧力室（２）の前記排出口（14）が、
    前記圧流体システム（Ｓ）の戻り点（Ｂ）に接続される
    ことを特徴とする請求項２に記載のサンプリング装置。
  4. 【請求項４】前記サンプリング容器（22）がガラス製ボ
    トルであって、前記ガラス製サンプリングボトルの入口
    （32）及び出口（35）が、サンプリングボトル（22）の
    頂部に設けられたキャップ（24）に形成されていること
    を特徴とする請求項３に記載のサンプリング装置。
  5. 【請求項５】前記サンプリング容器（22）の前記出口
    （32）が、前記容器の底部近傍で開口するディップチュ
    ーブ（34）と連通することを特徴とする請求項２〜４に
    記載のサンプリング装置。
  6. 【請求項６】前記サンプリング容器（22′）の取入れ口
    が、曲げ管（34′）の一端に接続されるとともに、他端
    が、前記圧力室（２）の取入れ口（12′）及び排出口
    （14′）の間の流体流路内に含まれていることを特徴と
    する請求項２〜４のいずれか一つに記載のサンプリング
    装置。
  7. 【請求項７】前記圧力室（２）が、前記取入れ口（12）
    と前記排出口（14）とが形成される上部本体（６）と、
    この上部本体（６）に取り外し可能に密閉接続される下
    部本体（４）とからなり、この下部本体（４）が前記サ
    ンプリング容器（22）を有することを特徴とする請求項
    ２〜６のいずれか一つに記載のサンプリング装置。
  8. 【請求項８】前記下部本体（４）がほぼ筒状であり、上
    部開放部が、前記上部本体（６）の開放底部に螺着され
    るよう構成されることを特徴とする請求項７に記載のサ
    ンプリング装置。
  9. 【請求項９】前記圧力室（２）の取入れ口（12）及び排
    出口（14）が、夫々流量制御バルブ（18、19）に連設さ
    れていることを特徴とする請求項２〜８のいずれか一つ
    に記載のサンプリング装置。
  10. 【請求項１０】前記圧力室（２）の前記上部本体（６）
    に通気孔（20）が形成されるとともに、前記圧力室の前
    記下部本体（４）にドレン（21）が形成されていること
    を特徴とする請求項２〜９のいずれか一つに記載のサン
    プリング装置。
  11. 【請求項１１】前記圧力室（２）の取入れ口（12）がバ
    イパスバルブ（40）に連設されていることを特徴とする
    請求項２〜９のいずれか一つに記載のサンプリング装
    置。
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