JP3553529B2

JP3553529B2 - Reciprocating pump

Info

Publication number: JP3553529B2
Application number: JP2001227722A
Authority: JP
Inventors: 盛久衣川
Original assignee: Tacmina Corp
Current assignee: Tacmina Corp
Priority date: 2001-07-27
Filing date: 2001-07-27
Publication date: 2004-08-11
Anticipated expiration: 2021-07-27
Also published as: JP2003042069A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、往復動ポンプに関し、詳しくは、往復動する駆動手段としてダイヤフラムを用いて構成された往復動ポンプに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ダイヤフラムを駆動させて流体を搬送させる往復動ポンプは、従来から知られている。このような往復動ポンプは、モータ等の駆動手段で得られる回転運動をカムを介して直線往復運動に変換して、この直線往復運動にてダイヤフラムを駆動させるべく構成されている。
【０００３】
上記従来技術にかかる往復動ポンプは、一般的には、化学薬品や薬剤等を注入する際の、いわゆる定量注入等に用いられている。つまり、ダイヤフラムを用いて構成された往復動ポンプ（以下、単に「往復動ポンプ」ともいう。）は、従来から、定量搬送を必要とする箇所に設けられている。
【０００４】
しかし、以上のような利点（吐出流量の変動が少ないという利点）を有する往復動ポンプにも、次のような問題がある。
【０００５】
上記往復動ポンプは、ダイヤフラムの往復動に基づいて流体の搬送を行うわけであるが、その際には、ダイヤフラムが往動することによってポンプヘッド部内の流体が加圧されて押し出され（以下、「往動工程」という。）、ダイヤフラムが復動することによってポンプヘッド部内が減圧されて流体が引き込まれる（以下、「復動工程」という。）こととなる。従来技術にかかる往復動ポンプにおいては、このような比較的細かい動作たる往動工程と復動工程とを所定時間に所定回数繰り返すことによって、全体として定量搬送を可能とするが、一の往動工程と一の復動工程とを比較すれば、これらの工程間には、大きな吐出流量の差が存在する（基本的に、復動工程においては吐出は行わない。）。
すなわち、上記従来技術にかかる往復動ポンプにおいては、この吐出流量の差によって、搬送される流体に脈動が発生するという問題が生ずる。
【０００６】
そこで、このような問題を解決するための技術として、最近は、ダイヤフラムを有するポンプヘッドを二つ設けた構造の往復動ポンプが知られている。
【０００７】
図４は、従来技術にかかる往復動ポンプの概略斜視図を示したものである。図４において、往復動ポンプ２００は、第一のポンプヘッド部２１０と、第二のポンプヘッド部２２０と、これらのポンプヘッド部２１０，２２０に内包されているダイヤフラムを駆動させる駆動部２３０と、各ポンプヘッド部２１０，２２０における流体の流入側および流出側に設けられた逆止弁機構（例えば、バルブ部および弁座部等から成る）（図示省略）を有した接続部２１１，２１２，２２１，２２２等とを用いて構成されている。ここで、駆動部２３０は、例えば、電動モータ等を用いて構成されている。
【０００８】
往復動ポンプ２００には、液体の流入側に流入側配管部２４０が接続され、流出側に流出側配管部２５０が接続されている。具体的には、流入側配管部２４０に設けられた流入側フランジ部２４１，２４２と、ポンプ流入側フランジ部２１３，２２３とがボルト等を用いて連結され、流出側配管部２５０に設けられた流出側フランジ部２５１，２５２と、ポンプ流出側フランジ部２１４，２２４とがボルト等を用いて連結されることによって、往復動ポンプ２００と配管部２４０，２５０とが接続されている。
【０００９】
ここで、通常、各接続部２１１，２１２，２２１，２２２の一方の端部は、ポンプヘッド部２１０，２２０に螺合状態で固着されている。また、各接続部２１１，２１２，２２１，２２２の他方の端部には、フランジ部２１３，２１４，２２３，２２４が固着されている。
【００１０】
そして、上記往復動ポンプ２００を構成する各ポンプヘッド部２１０，２２０に内包されているダイヤフラムは、一方のダイヤフラムが往動工程のときは他方のダイヤフラムが復動工程となり、一方のダイヤフラムが復動工程のときは他方のダイヤフラムが往動工程となるように構成されている。
【００１１】
すなわち、図４に示された往復動ポンプによれば、一方のダイヤフラムが他方のダイヤフラムを、他方のダイヤフラムが一方のダイヤフラムを補完すべく駆動するので、従来問題であった脈動を効果的に改善可能な往復動ポンプを得ることができる。
【００１２】
なお、この従来技術にかかる往復動ポンプにおいては、各ダイヤフラムが、それぞれ１８０゜位相の異なるカムを用いて駆動させられており、各ダイヤフラムについては、所定方向（通常は吐出と反対方向）にダイヤフラムを付勢すべく、付勢手段（スプリング等）が設けられている。すなわち、従来技術においては、各ダイヤフラムに対して、それぞれカムおよび付勢手段を設けて、往復動ポンプが構成されている。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来技術にかかる往復動ポンプにおいては、次のような問題があった。
【００１４】
まず、従来技術にかかる往復動ポンプは、二つのダイヤフラムを二つのカムを用いて駆動させる構造であるため、装置の小型化が困難であるという問題があった。
【００１５】
また、上述したように、二つのダイヤフラムをそれぞれに対応したカムを用いて駆動させると、駆動軸が二つ存在することとなり、往復動ポンプ製造時においては、これらの二つの駆動軸を的確に調整する必要があった。つまり、従来技術においては、各カムおよびその周囲の構成要素を精度よく形成し、これらを正確に組み合わせて、一の駆動軸および他の駆動軸のそれぞれについて調整を行うと共に、一の駆動軸と他の駆動軸とのバランスも調整する必要があったため、その製造が煩雑で、高い加工精度を得ることが困難であった。
【００１６】
そこで、本発明は、上記従来技術にかかる往復動ポンプの問題を解決するためになされたものであって、脈動を防止することができると共に、装置の小型化・コンパクト化、および装置の加工精度の向上を実現可能な往復動ポンプを提供することを課題とする。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記従来技術の課題を解決するためになされたもので、往復動することによって流体を搬送させる流体搬送体を二つ用いて構成された往復動ポンプであって、第一流体搬送体の往復動面と第二流体搬送体の往復動面とが、略平行となるべく設けられ、前記第一流体搬送体の往復動面に略垂直な一の軸と、前記第二流体搬送体の往復動面に略垂直な他の軸とが、略同一の駆動軸上に位置すべく、それぞれの流体搬送体が配設され、前記駆動軸と略同一の軸上に一つのカムが設けられており、前記カムの回転駆動に基づいて、前記第一流体搬送体および第二流体搬送体が往復動し、前記駆動軸上における前記カムの両側には、前記第一流体搬送体に駆動力を伝達する第一伝達部と、前記第二流体搬送体に駆動力を伝達する第二伝達部とが設けられており、前記第一伝達部は、前記第一流体搬送体を直接的に駆動させるべく設けられ、前記第二伝達部は、連結伝達部を介して、前記第二流体搬送体を前記第一流体搬送体に近接した位置で駆動させるべく設けられていることを特徴としている。
【００１８】
このように構成された往復動ポンプによれば、従来と同様に二つの流体搬送体（例えば、ダイヤフラム）を有してはいるが、従来と異なり、一のカムにて二つの流体搬送体（第一および第二流体搬送体）が駆動可能に構成されている。したがって、このような構成によれば、従来のように二つの独立したポンプヘッド部を有する場合と比較して、装置の小型化・コンパクト化を実現することができる。
また、このような往復動ポンプによれば、各流体搬送体を駆動させる際の往復動面に略垂直な軸（一の軸および他の軸）が、一の駆動軸上に位置すべくそれぞれの流体搬送体が配設されているので、往復動ポンプを構成する際に、一の駆動軸のみを調整すればよい。したがって、従来のごとく二つの独立した駆動軸を有する場合のように、各軸毎の調整に加え各軸間の調整を行う必要がないため、製造が容易となり、高い加工精度を得ることが可能となる。
また、前記連結伝達部を設けることによって、前記第一流体搬送体と第二流体搬送体とを近接して配設することが可能となるため、流体搬送部および装置を小型化することができる。
また、このような構成によれば、流体搬送部を一つにまとめることによって、流体の流入経路および流出経路を近接して設けることが可能となるため、余計な配管等が不要となり、配管等を含めた装置全体をより小型化することができる。
【００２１】
また、本発明にかかる往復動ポンプにおいては、前記第一流体搬送体および第二流体搬送体が、一のポンプヘッドを介して対向配置されている構成が好ましい。すなわち、本発明にかかる往復動ポンプにおいては、第一流体搬送体の接液面と第二流体搬送体の接液面とが、搬送経路を有するポンプヘッドを介して略平行に対向し得るべく設けられ、第一流体搬送体の接液面と第二流体搬送体の接液面とポンプヘッド等とを用いて流体搬送領域が形成された構成が好ましい。
ここで「流体搬送領域」とは、各流体搬送体を駆動させることによって、前記ポンプヘッドの搬送経路に接続された配管部外に対しては漏洩させることなく、流体を適切に搬送させることが可能である領域をいう。
【００２２】
この好ましい構成によれば、対向する第一および第二流体搬送体の間に前記ポンプヘッドが設けられているので、一の流体搬送体の動きが他の流体搬送体に影響を与えず、各流体搬送体がそれぞれ所定の動きを適切に実施することができる。したがって、このような構成によれば、各流体搬送体における吐出流量が適切に保持され、効果的に搬送流体の脈動を防止することができる。
【００２３】
また、本発明にかかる往復動ポンプにおいては、前記流体搬送体が、ダイヤフラムおよびプランジャの少なくとも一方を用いて構成されている構成が好ましい。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づいて、本発明の実施の形態を説明する。
【００２５】
図１は、本発明の実施形態にかかる往復動ポンプの概略断面図を示したものである。この往復動ポンプは、ダイヤフラム（本発明の「流体搬送体」に相当）（第一ダイヤフラム１（本発明の「第一流体搬送体」に相当）および第二ダイヤフラム２（本発明の「第二流体搬送体」に相当））が往復動することによって流体の搬送を実現する流体搬送部１０と、ダイヤフラム１，２を適切なタイミングで駆動させる駆動力伝達部４０等とを用いて構成されている。
【００２６】
本実施形態にかかる往復動ポンプを成す流体搬送部１０は、第一ダイヤフラム１１と、第二ダイヤフラム１２と、ポンプヘッド１３と、このポンプヘッド１３と共にダイヤフラム１１，１２を挟持して支持するダイヤフラム支持体（第一ダイヤフラム支持体１４および第二ダイヤフラム支持体１５）と、ダイヤフラム１１，１２の接液面１１ａ，１２ａ側であってポンプヘッド１３と各ダイヤフラム１１，１２との間に形成された搬送流体流通部（第一搬送流体流通部１６および第二搬送流体流通部１７）と、ダイヤフラム１１，１２の裏面（接液面１１ａ，１２ａの裏面）に取り付けられたシャフト部（第一シャフト部１８および第二シャフト部１９）と、ダイヤフラム１１，１２の裏面側に設けられた漏洩防止用ダイヤフラム（第一漏洩防止用ダイヤフラム２１および第二漏洩防止用ダイヤフラム）等とを用いて構成されている。なお、上記漏洩防止用ダイヤフラム２１，２２も、ダイヤフラム１１，１２と同様に、シャフト部１８，１９に取り付けられている。ここで、各ダイヤフラム１１，１２は、その断面形状が、例えば、波形形状、曲面形状等に形成されている。
【００２７】
また、本実施形態にかかる往復動ポンプを成す駆動力伝達部４０は、電動モータ等の駆動力供給部（図示省略）からの駆動力を伝える伝達軸４１と、この伝達軸４１に取り付けられた偏心カム４２（本発明の「カム」に相当）と、この偏心カム４２の動きに基づいて往復動する伝達部（第一伝達部４３および第二伝達部４４）と、偏心カム４２の動きを伝達部４３，４４に伝えるローラ部（第一ローラ部４５および第二ローラ部４６）と、第二伝達部４４に連結された連結シャフト部５１等とを用いて構成されている。
【００２８】
この駆動力伝達部４０においては、各ローラ部４５，４６の略中心部に貫通して設けられている支持軸４５ａ，４６ａを用いて、各伝達部４３，４４に対応するローラ部４５，４６がそれぞれ取り付けられている。つまり、ローラ部４５，４６と伝達部４３，４４とは、一体的に往復動すべく構成されている。
【００２９】
また、第一伝達部４３には、第一ダイヤフラム１１の裏面側に設けられた第一シャフト部１８が取り付けられている。
さらに、第二伝達部４４には、連結シャフト部５１の一端部が取り付けられており、この連結シャフト部５１の他端部は、第二ダイヤフラム１２の裏面側に設けられた第二シャフト部１９に、連結板５２を介して取り付けられている。連結シャフト部５１および第二シャフト部１９は、ナット等の締結手段にて連結板５２と締結されている。また、連結シャフト部５１の他端部は、第一伝達部４３を挿通した状態で連結板５２に取り付けられており、連結シャフト５１と第一伝達部４３の挿通部分との間には、すべり軸受け等が設けられている。
【００３０】
つまり、本実施形態によれば、第一伝達部４３の動きに応じて、第一シャフト部１８および第一ダイヤフラム１１が直接的に駆動し、第二伝達部４４の動きに応じて、第二シャフト部１９および第二ダイヤフラム１２が、連結シャフト部５１等（本発明の「連結伝達部」に相当）を介して駆動することとなる。
【００３１】
また、本実施形態にかかる往復動ポンプにおいては、第一伝達部４３と第一シャフト部１８との間に付勢手段支持部６２が設けられており、この付勢手段支持部６２は、連結シャフト部５１に取り付けられている。そして、この付勢手段支持部６２と第一伝達部４３との間には、スプリング等から成る付勢手段６１が設けられており、この付勢手段６１によって、第一伝達部４３が偏心カム４２側に押される方向に付勢され、また第二伝達部４４が偏心カム４２側に、連結シャフト部５１を介して引っ張られる方向に付勢される。つまり、本実施形態によれば、この図１に示すように付勢手段６１および付勢手段支持部６２を設けたことによって、各伝達部４３，４４が偏心カム４２側に付勢され、各伝達部４３，４４に対応する各ローラ部４５，４６は、常に偏心カム４２に接することとなる。
【００３２】
次に、図２は、図１のＩＩ−ＩＩ線断面図を示したものである。また、図３は、図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線断面図を示したものである。
【００３３】
この図２および図３に示すように、往復動ポンプを構成するポンプヘッド１３には、流体を搬送する際の搬送経路１３１，１３２が形成されている。そして、流入側の搬送経路１３１，１３２は、一の流入経路１３３に連通すべく形成され、流出側の搬送経路１３１，１３２は、一の流出経路１３４に連通すべく形成されている。
【００３４】
そして、流入経路１３３と流入側の搬送経路１３１，１３２との間、および流出側の搬送経路１３１，１３２と流出経路１３４との間には、図２および図３に示すべく、それぞれ逆止弁（流入側逆止弁１３５，１３６、流出側逆止弁１３７，１３８）が設けられている。ここで、各逆止弁１３５〜１３８は、それぞれボールチャッキを二個用いて構成されている。
【００３５】
以上のように、本実施形態にかかる往復動ポンプは、流体搬送部１０、駆動力伝達部４０等を用いて構成されており、次のように機能する。
【００３６】
本実施形態にかかる往復動ポンプにおいては、まずはじめに、電動モータ等（図示省略）を回転させて、この回転力を伝達軸４１に伝える。
【００３７】
次に、この伝達軸４１によって偏心カム４２を回転させ、この偏心カム４２の回転によって、各ローラ部４５，４６を介して、第一伝達部４３および第二伝達部４４を往復動させる。
ここでは、上述した構成に基づき、付勢手段６１の付勢力によって第一伝達部４３および第二伝達部４４が偏心カム４２側に付勢されているため、偏心カム４２の回転にともなって、第一および第二伝達部４３，４４が一体的に往復動する。
【００３８】
そして、この往復動は、第一伝達部４３においては、第一シャフト部１８を介して第一ダイヤフラム１１に伝達され、第二伝達部４４においては、連結シャフト部５１、連結板５２、および第二シャフト部１９を介して第二ダイヤフラム１２に伝達される。つまり、偏心カム４２の回転に応じて、各ダイヤフラム１１，１２は、位相が１８０°異なる状態で往復動する。
【００３９】
次に、以上のように各ダイヤフラム１１，１２が往復動することによって、各逆止弁１３５〜１３８には正圧および負圧が交互に作用することとなる。
つまり、偏心カム４２の回転によって第一ダイヤフラム１１が往復動すれば、この往復動による正圧・負圧が、第一搬送流体流通部１６および搬送経路１３１，１３１を介して流入側逆止弁１３５および流出側逆止弁１３７に伝えられ、この正圧・負圧の繰り返しによって逆止弁１３５，１３７が開閉して、流体の搬送が行われる。また、第二ダイヤフラム１２が往復動する場合も、上記第一ダイヤフラム１１の場合と同様に、第二ダイヤフラム１２の往復動による正圧・負圧が、第二搬送流体流通部１７および搬送経路１３２，１３２を介して逆止弁１３６，１３８に伝えられ、この正圧・負圧の繰り返しによって逆止弁１３６，１３８が開閉して、流体の搬送が行われる。
【００４０】
本実施形態においては、流入経路１３３に流入側の搬送経路１３１，１３２が連通され、流出経路１３４に流出側の搬送経路１３１，１３２が連通されており、上記ダイヤフラム１１，１２が１８０°異なる位相で往復動しているため、流入経路１３３からは一定流量の流体が流入され、流出経路１３４からは一定流量の流体が流出されることとなる。また、偏心カム４２の回転数を変化させることによって、各ダイヤフラム１１，１２の単位時間あたりの往復動回数を増減させることが可能となるため、容易に所望流量の搬送を行うことができる。
【００４１】
以上のように構成され、そして機能する本実施形態にかかる往復動ポンプは、かかる構成および機能の少なくとも一方に基づいて、以下のような特徴を有することとなる。
【００４２】
本実施形態にかかる往復動ポンプは、二つのダイヤフラム１１，１２を有し、これらの各接液面１１ａ，１２ａは、搬送流体流通部１６，１７およびポンプヘッド１３を介して略平行となるべく設けられている。さらに、各ダイヤフラム１１，１２の裏面側には、一の偏心カム４２にて往復駆動するシャフト部１８，１９が設けられている。
【００４３】
つまり、本実施形態にかかる往復動ポンプも、従来と同様に二つのダイヤフラムを有しているが、本実施形態によれば、二つのダイヤフラム１１，１２が一の偏心カム４２にて駆動可能に構成され、これらのダイヤフラム１１，１２等は、一のポンプヘッド１３にて流体を搬送させるべく設けられている。したがって、本実施形態によれば、従来のように二つの独立したポンプヘッド部を有する場合と比較して、装置の小型化・コンパクト化を実現することができる。
【００４４】
また、本実施形態にかかる往復動ポンプにおいては、第一ダイヤフラム１１の往復動面（接液面１１ａ）に略垂直な軸（本発明の「一の軸」に相当）と、第二ダイヤフラム１２の往復動面（接液面１２ａ）に略垂直な軸（本発明の「他の軸」に相当）とが、図１のＸ−Ｘ軸（本発明の「駆動軸」に相当）上に位置すべく、それぞれのダイヤフラム１１，１２が配設されている。また、偏心カム４２も、Ｘ−Ｘ軸上に設けられている。
つまり、本実施形態にかかる往復動ポンプは、一つの駆動軸（Ｘ−Ｘ軸）上に設けられた偏心カム４２で、この駆動軸上のダイヤフラム１１，１２を往復動させるべく構成されている。
【００４５】
したがって、本実施形態によれば、往復動ポンプを構成する際に、一の駆動軸のみを調整すればよいため、従来のごとく二つの独立した駆動軸を有する場合と比較して（すなわち、各軸毎の調整に加え各軸間の調整を行う必要がないため）、製造が容易となり、また高い加工精度を得ることが可能となる。
【００４６】
また、本実施形態においては、連結シャフト５１を設けることによって、第一ダイヤフラム１１と第二ダイヤフラム１２とを対向配置可能としている。つまり、連結シャフト５１によって、一のポンプヘッド１３で、二つのダイヤフラム１１，１２を有する往復動ポンプを実現している。
したがって、本実施形態によれば、ポンプヘッド１３およびダイヤフラム１１，１２等にて構成される流体搬送部１０をコンパクトに一つにまとめることが可能となり、より装置を小型化することができる。
さらに、流体搬送部１０を一つにまとめることによって、流体の流入経路１３３および流出経路１３４を近接して設けることが可能となるため、余計な配管等が不要となり、より効果的に脈動を防止することができる。
【００４７】
さらに、本実施形態にかかる往復動ポンプによれば、対向するダイヤフラム１１，１２の間にポンプヘッド１３が設けられているので、一のダイヤフラムの動きが他のダイヤフラムに対して悪影響等を及ぼすことなく、各ダイヤフラムがそれぞれ所定の動きを適切に実施することができる。したがって、本実施形態によれば、各ダイヤフラムにおける吐出流量が適切に保持され、効果的に搬送流体の脈動を防止することが可能な往復動ポンプを得ることができる。
【００４８】
なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて、上述したもの以外に種々の変更を行うことが可能である。
本実施形態においては、流体搬送体としてダイヤフラムを用いた場合について説明したが、本発明はこの構成に限定されるものではない。したがって、流体搬送体は、往復動することによって流体を搬送可能であれば、何らかの要素に限定されず、例えば、プランジャ等を用いることもできる。
【００４９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、脈動を防止しつつ、装置の小型化・コンパクト化、および装置の加工精度の向上を実現可能な往復動ポンプを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態にかかる往復動ポンプの概略断面図
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ断面図
【図３】図２のＩＩＩ−ＩＩＩ断面図
【図４】従来技術にかかる往復動ポンプの概略斜視図
【符号の説明】
１０…流体搬送部、１１…第一ダイヤフラム、１２…第二ダイヤフラム、１３…ポンプヘッド、１４…第一ダイヤフラム支持体、１５…第二ダイヤフラム支持体、１６…第一搬送流体流通部、１７…第二搬送流体流通部、１８…第一シャフト部、１９…第二シャフト部、２１…第一漏洩防止用ダイヤフラム、２２…第二漏洩防止用ダイヤフラム、４０…駆動力伝達部、４１…伝達軸、４２…偏心カム、４３…第一伝達部、４４…第二伝達部、４５…第一ローラ部、４５ａ…支持軸、４６…第二ローラ部、４６ａ…支持軸、５１…連結シャフト部、５２…連結板、１３１，１３２…搬送経路、１３３…流入経路、１３４…流出経路、１３５，１３６…流入側逆止弁、１３７，１３８…流出側逆止弁[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a reciprocating pump, and more particularly, to a reciprocating pump configured using a diaphragm as a reciprocating driving means.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art A reciprocating pump that drives a diaphragm to convey a fluid is conventionally known. Such a reciprocating pump is configured to convert a rotary motion obtained by a driving means such as a motor into a linear reciprocating motion via a cam, and drive the diaphragm by the linear reciprocating motion.
[0003]
The above-described reciprocating pump according to the related art is generally used for so-called fixed-rate injection when injecting a chemical or a drug. That is, a reciprocating pump configured using a diaphragm (hereinafter, also simply referred to as a “reciprocating pump”) has conventionally been provided at a location that requires constant-rate transport.
[0004]
However, the reciprocating pump having the above advantages (the advantage that the variation in the discharge flow rate is small) also has the following problems.
[0005]
The reciprocating pump performs the transfer of fluid based on the reciprocating motion of the diaphragm. At this time, the fluid in the pump head portion is pressurized and extruded by the forward movement of the diaphragm (hereinafter, referred to as the “reciprocating pump”). When the diaphragm moves backward, the pressure in the pump head is reduced and the fluid is drawn in (hereinafter, referred to as a "returning process"). In the reciprocating pump according to the related art, such a relatively fine operation of the forward and backward movement steps is repeated a predetermined number of times in a predetermined time, thereby enabling a fixed amount of transport as a whole. Comparing the process with the one return process, there is a large difference in the discharge flow rate between these processes (basically, no discharge is performed in the return process).
That is, in the reciprocating pump according to the above-described related art, there is a problem that a pulsation occurs in the transported fluid due to the difference in the discharge flow rate.
[0006]
Therefore, as a technique for solving such a problem, recently, a reciprocating pump having a structure in which two pump heads each having a diaphragm are provided is known.
[0007]
FIG. 4 is a schematic perspective view of a reciprocating pump according to the related art. 4, a reciprocating pump 200 includes a first pump head section 210, a second pump head section 220, a driving section 230 that drives a diaphragm included in these pump head sections 210 and 220, Connecting parts 211, 212, 221 having check valve mechanisms (for example, composed of a valve part and a valve seat part) (not shown) provided on the inflow side and the outflow side of the fluid in each pump head part 210, 220. , 222 and the like. Here, the drive unit 230 is configured using, for example, an electric motor or the like.
[0008]
The reciprocating pump 200 has an inflow-side pipe portion 240 connected to the inflow side of the liquid, and an outflow-side pipe portion 250 connected to the outflow side. Specifically, the inflow-side flange portions 241 and 242 provided in the inflow-side piping portion 240 and the pump inflow-side flange portions 213 and 223 are connected using bolts or the like, and provided in the outflow-side piping portion 250. By connecting the outflow side flange portions 251 and 252 and the pump outflow side flange portions 214 and 224 using bolts or the like, the reciprocating pump 200 and the pipe portions 240 and 250 are connected.
[0009]
Here, one end of each of the connecting portions 211, 212, 221 and 222 is normally fixed to the pump head portions 210 and 220 in a screwed state. Flanges 213, 214, 223, and 224 are fixed to the other ends of the connecting portions 211, 212, 221, 222, respectively.
[0010]
When the diaphragm included in each of the pump heads 210 and 220 constituting the reciprocating pump 200 is in the forward movement step, the other diaphragm is in the backward movement step and the one diaphragm is in the backward movement step. At the time of the process, the other diaphragm is configured to be a forward movement process.
[0011]
In other words, according to the reciprocating pump shown in FIG. 4, one diaphragm drives the other diaphragm and the other diaphragm complements the one diaphragm, thereby effectively improving the pulsation which has been a problem in the past. A possible reciprocating pump can be obtained.
[0012]
In the reciprocating pump according to the prior art, each diaphragm is driven using a cam having a phase difference of 180 °, and each diaphragm is moved in a predetermined direction (usually in a direction opposite to discharge). A biasing means (spring or the like) is provided to bias the power. That is, in the related art, a reciprocating pump is configured by providing a cam and an urging means for each diaphragm.
[0013]
[Problems to be solved by the invention]
However, the reciprocating pump according to the related art has the following problems.
[0014]
First, the reciprocating pump according to the prior art has a structure in which two diaphragms are driven by using two cams, so that there is a problem that it is difficult to reduce the size of the device.
[0015]
Further, as described above, when the two diaphragms are driven by using the cams respectively corresponding to the two diaphragms, there are two drive shafts. It needed to be adjusted. That is, in the prior art, each cam and its surrounding components are formed with high precision, and these components are accurately combined to adjust each of the one drive shaft and the other drive shafts, and to perform the adjustment with one drive shaft. Since it was necessary to adjust the balance with other drive shafts, the production was complicated, and it was difficult to obtain high processing accuracy.
[0016]
Therefore, the present invention has been made to solve the problem of the reciprocating pump according to the prior art described above, and can prevent pulsation, reduce the size and size of the device, and improve the processing accuracy of the device. It is an object of the present invention to provide a reciprocating pump capable of realizing the improvement of the above.
[0017]
[Means for Solving the Problems]
The present invention has been made in order to solve the above-described problems of the related art, and is a reciprocating pump configured by using two fluid transporters that transport a fluid by reciprocating, comprising: A reciprocating surface of the body and a reciprocating surface of the second fluid carrier are provided so as to be substantially parallel, one axis substantially perpendicular to the reciprocating surface of the first fluid carrier, and the second fluid carrier. Each fluid carrier is disposed so that another axis substantially perpendicular to the reciprocating surface is located on the substantially same drive shaft, and one cam is provided on the same axis as the drive shaft. The first fluid carrier and the second fluid carrier reciprocate based on the rotational drive of the cam, and the first fluid carrier is driven on both sides of the cam on the drive shaft. A first transmission unit for transmitting a force, and a second transmission unit for transmitting a driving force to the second fluid carrier. Is provided, the first transmission unit is provided to directly drive the first fluid carrier, the second transmission unit, via a connection transmission unit, the second fluid carrier is the It is provided to be driven at a position close to the first fluid carrier .
[0018]
According to the reciprocating pump configured as described above, although two fluid carriers (for example, a diaphragm) are provided as in the related art, unlike the related art, two fluid carriers (for example, a diaphragm) are provided with one cam. The first and second fluid carriers are configured to be drivable. Therefore, according to such a configuration, the size and size of the device can be reduced as compared with the conventional case having two independent pump heads.
Further, according to such a reciprocating pump, the axes (one axis and the other axis) substantially perpendicular to the reciprocating surface when each fluid carrier is driven are respectively located on one drive shaft. Is provided, only one drive shaft needs to be adjusted when configuring the reciprocating pump. Therefore, unlike the conventional case having two independent drive shafts, it is not necessary to perform the adjustment between the axes in addition to the adjustment for each axis, so that the manufacturing becomes easy and the high processing accuracy can be obtained. It becomes.
Further, by providing the connection transmission unit, the first fluid carrier and the second fluid carrier can be arranged close to each other, so that the fluid carrier and the device can be downsized. .
In addition, according to such a configuration, by integrating the fluid transport units, it is possible to provide the inflow path and the outflow path of the fluid in close proximity, so that unnecessary piping and the like become unnecessary, and Can be further downsized including the device.
[0021]
Further, in the reciprocating pump according to the present invention, it is preferable that the first fluid carrier and the second fluid carrier are opposed to each other via one pump head. That is, in the reciprocating pump according to the present invention, the liquid contact surface of the first fluid carrier and the liquid contact surface of the second fluid carrier can be substantially parallel to each other via a pump head having a conveyance path. It is preferable that a fluid transfer area is formed using the liquid contact surface of the first fluid transfer member, the liquid contact surface of the second fluid transfer member, a pump head, and the like.
Here, the `` fluid transfer area '' means that by driving each of the fluid transfer bodies, the fluid can be appropriately transferred without leaking to the outside of the pipe connected to the transfer path of the pump head. It refers to the area where it is possible.
[0022]
According to this preferred configuration, the pump head is provided between the opposed first and second fluid carriers, so that the movement of one fluid carrier does not affect the other fluid carriers, and Each of the fluid carriers can appropriately perform the predetermined movement. Therefore, according to such a configuration, the discharge flow rate in each fluid carrier is appropriately maintained, and pulsation of the carrier fluid can be effectively prevented.
[0023]
Further, in the reciprocating pump according to the present invention, it is preferable that the fluid carrier is configured using at least one of a diaphragm and a plunger.
[0024]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0025]
FIG. 1 is a schematic sectional view of a reciprocating pump according to an embodiment of the present invention. The reciprocating pump includes a diaphragm (corresponding to the “fluid carrier” of the present invention) (first diaphragm 1 (corresponding to the “first fluid carrier” of the present invention) and a second diaphragm 2 (corresponding to the “second fluid carrier” of the present invention). The fluid transport unit is configured using a fluid transport unit 10 that transports a fluid by reciprocating the fluid transport unit, a driving force transmission unit 40 that drives the diaphragms 1 and 2 at appropriate timing, and the like. I have.
[0026]
The fluid transporting unit 10 constituting the reciprocating pump according to the present embodiment includes a first diaphragm 11, a second diaphragm 12, a pump head 13, and a diaphragm support that sandwiches and supports the diaphragms 11, 12 together with the pump head 13. (The first diaphragm support 14 and the second diaphragm support 15) and the transfer formed between the pump head 13 and each of the diaphragms 11, 12 on the liquid contact surfaces 11a, 12a side of the diaphragms 11, 12. A fluid circulation portion (first carrier fluid circulation portion 16 and second carrier fluid circulation portion 17) and a shaft portion (first shaft portion 18) attached to the back surfaces of the diaphragms 11 and 12 (the back surfaces of the liquid contact surfaces 11a and 12a). And the second shaft portion 19), and a diaphragm for preventing leakage (first leakage) provided on the back side of the diaphragms 11, 12. And it is configured with a sealing diaphragm 21 and a second leakage prevention diaphragm) or the like. The leak preventing diaphragms 21 and 22 are also attached to the shaft portions 18 and 19 like the diaphragms 11 and 12. Here, each of the diaphragms 11 and 12 has, for example, a corrugated shape, a curved surface shape, or the like.
[0027]
In addition, the driving force transmission unit 40 that forms the reciprocating pump according to the present embodiment is attached to the transmission shaft 41 that transmits driving force from a driving force supply unit (not shown) such as an electric motor. The eccentric cam 42 (corresponding to the “cam” of the present invention), the transmission units (the first transmission unit 43 and the second transmission unit 44) that reciprocate based on the movement of the eccentric cam 42, and the movement of the eccentric cam 42 It is configured using a roller unit (first roller unit 45 and second roller unit 46) for transmitting to the transmission units 43 and 44, a connection shaft unit 51 connected to the second transmission unit 44, and the like.
[0028]
In the driving force transmission unit 40, the roller units 45, 46 corresponding to the transmission units 43, 44 are supported by using support shafts 45a, 46a provided substantially at the center of the roller units 45, 46, respectively. Are attached respectively. That is, the rollers 45 and 46 and the transmission units 43 and 44 are configured to reciprocate integrally.
[0029]
Further, the first shaft portion 18 provided on the back surface side of the first diaphragm 11 is attached to the first transmission portion 43.
Further, one end of a connecting shaft portion 51 is attached to the second transmitting portion 44, and the other end of the connecting shaft portion 51 is connected to the second shaft portion 19 provided on the back side of the second diaphragm 12. Is attached via a connecting plate 52. The connection shaft portion 51 and the second shaft portion 19 are fastened to the connection plate 52 by fastening means such as a nut. The other end of the connecting shaft portion 51 is attached to the connecting plate 52 in a state where the first transmitting portion 43 is inserted, and there is a slip between the connecting shaft 51 and the inserted portion of the first transmitting portion 43. Bearings and the like are provided.
[0030]
That is, according to the present embodiment, the first shaft portion 18 and the first diaphragm 11 are directly driven according to the movement of the first transmission portion 43, and the second shaft portion 18 and the second diaphragm 11 are driven according to the movement of the second transmission portion 44. The shaft portion 19 and the second diaphragm 12 are driven via the connection shaft portion 51 and the like (corresponding to the “connection transmission portion” of the present invention).
[0031]
Further, in the reciprocating pump according to the present embodiment, an urging means support portion 62 is provided between the first transmission portion 43 and the first shaft portion 18, and the urging means support portion 62 is It is attached to the shaft part 51. An urging means 61 made of a spring or the like is provided between the urging means support portion 62 and the first transmitting portion 43, and the first transmitting portion 43 is moved by the eccentric cam by the urging means 61. The second transmission portion 44 is urged toward the eccentric cam 42 in a direction in which the second transmission portion 44 is pulled via the connecting shaft portion 51. That is, according to the present embodiment, by providing the urging means 61 and the urging means support portion 62 as shown in FIG. 1, the transmission portions 43 and 44 are urged toward the eccentric cam 42, and The roller portions 45 and 46 corresponding to the transmission portions 43 and 44 are always in contact with the eccentric cam 42.
[0032]
Next, FIG. 2 is a sectional view taken along line II-II of FIG. FIG. 3 is a sectional view taken along line III-III of FIG.
[0033]
As shown in FIGS. 2 and 3, the pump head 13 constituting the reciprocating pump has transport paths 131 and 132 for transporting the fluid. The transport paths 131 and 132 on the inflow side are formed to communicate with one inflow path 133, and the transport paths 131 and 132 on the outflow side are formed to communicate with one outflow path 134.
[0034]
As shown in FIGS. 2 and 3, check valves are provided between the inflow path 133 and the inflow-side transport paths 131 and 132 and between the outflow-side transport paths 131 and 132 and the outflow path 134, respectively. (Inflow-side check valves 135, 136 and outflow-side check valves 137, 138) are provided. Here, each of the check valves 135 to 138 is configured by using two ball checks.
[0035]
As described above, the reciprocating pump according to the present embodiment is configured using the fluid transfer unit 10, the driving force transmission unit 40, and the like, and functions as follows.
[0036]
In the reciprocating pump according to the present embodiment, first, an electric motor or the like (not shown) is rotated to transmit the torque to the transmission shaft 41.
[0037]
Next, the eccentric cam 42 is rotated by the transmission shaft 41, and the rotation of the eccentric cam 42 causes the first transmission unit 43 and the second transmission unit 44 to reciprocate via the respective roller units 45 and 46.
Here, based on the above-described configuration, since the first transmission portion 43 and the second transmission portion 44 are urged toward the eccentric cam 42 by the urging force of the urging means 61, the rotation of the eccentric cam 42 causes The first and second transmission portions 43 and 44 reciprocate integrally.
[0038]
The reciprocating motion is transmitted to the first diaphragm 11 via the first shaft portion 18 in the first transmitting portion 43, and is connected to the connecting shaft portion 51, the connecting plate 52, and the second transmitting portion 44 in the second transmitting portion 44. The power is transmitted to the second diaphragm 12 via the two shaft portions 19. That is, according to the rotation of the eccentric cam 42, the diaphragms 11 and 12 reciprocate in a state where the phases are different by 180 °.
[0039]
Next, as the diaphragms 11 and 12 reciprocate as described above, positive pressure and negative pressure act on the check valves 135 to 138 alternately.
That is, if the first diaphragm 11 reciprocates due to the rotation of the eccentric cam 42, the positive pressure / negative pressure due to the reciprocation moves to the inflow-side check valve via the first transport fluid flow portion 16 and the transport paths 131, 131. 135 and the outflow-side check valve 137, and the repetition of the positive pressure / negative pressure causes the check valves 135 and 137 to open and close to carry the fluid. Also, when the second diaphragm 12 reciprocates, similarly to the case of the first diaphragm 11, the positive pressure / negative pressure due to the reciprocation of the second diaphragm 12 is generated by the second transport fluid flowing unit 17 and the transport path 132. , 132 to the check valves 136, 138, and the repetition of the positive pressure / negative pressure causes the check valves 136, 138 to open and close to carry the fluid.
[0040]
In the present embodiment, the inflow-side transport paths 131 and 132 communicate with the inflow path 133, and the outflow-side transport paths 131 and 132 communicate with the outflow path 134, and the diaphragms 11 and 12 are out of phase by 180 °. , The fluid at a constant flow rate flows in from the inflow path 133, and the fluid at a constant flow rate flows out from the outflow path 134. Also, by changing the number of revolutions of the eccentric cam 42, the number of reciprocating movements of each of the diaphragms 11 and 12 per unit time can be increased or decreased, so that the desired flow rate can be easily conveyed.
[0041]
The reciprocating pump according to the present embodiment configured and functioning as described above has the following features based on at least one of the configuration and the function.
[0042]
The reciprocating pump according to the present embodiment has two diaphragms 11 and 12, and these liquid contact surfaces 11 a and 12 a are provided so as to be substantially parallel via the transport fluid flowing parts 16 and 17 and the pump head 13. Have been. Further, on the back side of each of the diaphragms 11 and 12, there are provided shaft portions 18 and 19 which are reciprocally driven by one eccentric cam 42.
[0043]
That is, the reciprocating pump according to the present embodiment also has two diaphragms as in the related art, but according to the present embodiment, the two diaphragms 11 and 12 can be driven by one eccentric cam 42. The diaphragms 11 and 12 are provided so that a single pump head 13 can transport a fluid. Therefore, according to the present embodiment, the size and size of the device can be reduced as compared with the conventional case having two independent pump heads.
[0044]
In the reciprocating pump according to the present embodiment, an axis (corresponding to “one axis” of the present invention) substantially perpendicular to the reciprocating surface (the liquid contact surface 11a) of the first diaphragm 11 and the second diaphragm 12 The axis (corresponding to “another axis” of the present invention) substantially perpendicular to the reciprocating surface (the liquid contact surface 12a) of FIG. 1 is on the XX axis (corresponding to the “drive axis” of the present invention) in FIG. To be positioned, respective diaphragms 11, 12 are provided. The eccentric cam 42 is also provided on the XX axis.
That is, the reciprocating pump according to the present embodiment is configured to reciprocate the diaphragms 11 and 12 on the drive shaft by the eccentric cam 42 provided on one drive shaft (XX axis). .
[0045]
Therefore, according to the present embodiment, only one drive shaft needs to be adjusted when configuring the reciprocating pump, so that it is compared with a conventional case having two independent drive shafts (ie, each Since there is no need to perform adjustment between the axes in addition to adjustment for each axis), manufacturing becomes easy and high processing accuracy can be obtained.
[0046]
In the present embodiment, by providing the connection shaft 51, the first diaphragm 11 and the second diaphragm 12 can be arranged to face each other. In other words, a reciprocating pump having two diaphragms 11 and 12 is realized by one pump head 13 by the connecting shaft 51.
Therefore, according to the present embodiment, the fluid transport unit 10 including the pump head 13 and the diaphragms 11, 12 and the like can be united compactly, and the apparatus can be further downsized.
Further, by integrating the fluid transporting portions 10 into one, the inflow path 133 and the outflow path 134 of the fluid can be provided close to each other, so that unnecessary piping and the like become unnecessary, and pulsation is more effectively prevented. can do.
[0047]
Furthermore, according to the reciprocating pump according to the present embodiment, since the pump head 13 is provided between the opposed diaphragms 11 and 12, the movement of one diaphragm has an adverse effect on the other diaphragm. Instead, each diaphragm can appropriately carry out a predetermined movement. Therefore, according to the present embodiment, it is possible to obtain a reciprocating pump capable of appropriately maintaining the discharge flow rate of each diaphragm and effectively preventing the pulsation of the transport fluid.
[0048]
The present invention is not limited to the above-described embodiment, and various changes other than those described above can be made without departing from the gist of the present invention.
In the present embodiment, the case where the diaphragm is used as the fluid carrier has been described, but the present invention is not limited to this configuration. Therefore, the fluid carrier is not limited to any element as long as it can transport the fluid by reciprocating, and for example, a plunger or the like can be used.
[0049]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, it is possible to obtain a reciprocating pump capable of realizing miniaturization and downsizing of the apparatus and improvement in processing accuracy of the apparatus while preventing pulsation.
[Brief description of the drawings]
1 is a schematic sectional view of a reciprocating pump according to an embodiment of the present invention; FIG. 2 is a sectional view taken along line II-II of FIG. 1; FIG. 3 is a sectional view taken along line III-III of FIG. 2; Schematic perspective view of a reciprocating pump [Description of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Fluid conveyance part, 11 ... 1st diaphragm, 12 ... 2nd diaphragm, 13 ... Pump head, 14 ... 1st diaphragm support, 15 ... 2nd diaphragm support, 16 ... 1st conveyance fluid circulation part, 17 ... Second conveying fluid flowing section, 18 first shaft section, 19 second shaft section, 21 first diaphragm for preventing leakage, 22 second diaphragm for preventing leakage, 40 driving force transmitting section, 41 transmitting shaft 42, an eccentric cam, 43, a first transmission portion, 44, a second transmission portion, 45, a first roller portion, 45a, a support shaft, 46, a second roller portion, 46a, a support shaft, 51, a connection shaft portion, 52: connecting plate, 131, 132: conveyance path, 133: inflow path, 134: outflow path, 135, 136: inflow side check valve, 137, 138 ... outflow side check valve

Claims

A reciprocating pump configured by using two fluid transporters that transport a fluid by reciprocating,
The reciprocating surface of the first fluid carrier and the reciprocating surface of the second fluid carrier are provided to be substantially parallel,
One axis substantially perpendicular to the reciprocating surface of the first fluid carrier, and another axis substantially perpendicular to the reciprocating surface of the second fluid carrier, to be located on substantially the same drive shaft, Each fluid carrier is provided,
One cam is provided on substantially the same shaft as the drive shaft,
Based on the rotational drive of the cam, the first fluid carrier and the second fluid carrier reciprocate ,
On both sides of the cam on the drive shaft, a first transmission unit that transmits a driving force to the first fluid carrier and a second transmission unit that transmits a driving force to the second fluid carrier are provided. And
The first transmission unit is provided to directly drive the first fluid carrier,
The reciprocating pump according to claim 1, wherein the second transmission unit is provided to drive the second fluid carrier at a position close to the first fluid carrier via a connection transmission unit .

The reciprocating pump according to claim 1 , wherein the first fluid carrier and the second fluid carrier are opposed to each other via one pump head.

The reciprocating pump according to claim 1 or 2 , wherein the fluid carrier is configured using at least one of a diaphragm and a plunger.