JP3554504B2

JP3554504B2 - 往復ポンプ

Info

Publication number: JP3554504B2
Application number: JP13116099A
Authority: JP
Inventors: 信吾丸
Original assignee: Maruyama Manufacturing Co Inc
Current assignee: Maruyama Manufacturing Co Inc
Priority date: 1999-05-12
Filing date: 1999-05-12
Publication date: 2004-08-18
Anticipated expiration: 2019-05-12
Also published as: JP2000320469A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は往復ポンプに係わり、特に連通管をマニフォールドの外部より容易に位置合わせ可能で、吸排水効率が高く、かつ簡単な構造で空気抜きが行える往復ポンプに関する。
【０００２】
【従来の技術】
図５に三連式プランジャポンプ１０の垂直縦断面図、図６にこの三連式プランジャポンプ１０の流体部の部分拡大図を示す。プランジャ１は、コンロッド３を介してクランク軸５に連結し、クランク軸５の回転に伴って往復動する。
【０００３】
プランジャ１は、スタッフィングボックス７内部をシール９に沿って摺動自在である。図中、プランジャ１等は、上死点位置にあるときと下死点位置にあるときとを併記して記載している。
【０００４】
スタッフィングボックス７の端部には、マニフォールド１１が固着されている。マニフォールド１１の下部には、吸水口１３が設けられている。プランジャ１の往復動により吸水口１３から吸水された流体は、吸水弁１５を通ってポンプ室１７内に導かれる。
【０００５】
吸水弁１５は、吸水弁バネ１９により付勢されて吸水弁座２１に着座するようになっている。吸水弁座２１の上部には、中空の連通管２３が配設されている。この中空の連通管２３の内側には、ポンプ室１７が形成され、連通管２３の側部には、４個の穴が四方に開けられている。そして、プランジャ１の往復動に伴い、流体がこの穴を通じてスタッフィングボックス７側に吸排される。
【０００６】
連通管２３の上部には、吐出弁座２５が配設されている。吐出弁２９は、吐出弁バネ２７により付勢されて吐出弁座２５に着座するようになっている。吐出弁座２５の上部には、中空の連通管３１が配設されている。
【０００７】
この中空の連通管３１の側部には、４個の穴が四方に開けられている。そして、プランジャ１の往復動に伴い、流体がこの穴を通じて吐出口３３側に吐出される。吐出口３３は、吸水口１３と同方向に図６中に点線で示すように手前側に開口されている。
【０００８】
連通管３１は、プラグ３５を挟み上方よりプラグ３７によりネジ付け固定されている。このように、プランジャ１の往復動により、ポンプ室１７とプランジャ１の端部で形成される容積が増減される。そして、吸水弁１５及び吐出弁２９の作用により、吸水口１３からポンプ室１７を経て吐出口３３への一方向の液体の流れを許容する。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、従来の連通管２３及び連通管３１は、組み付け時に周方向に回動し易い。このため、側部に設けられる穴は、連通管２３の場合にはプランジャ１の往復運動方向に一致するとは限らず、吸排水効率が低くなるおそれがあった。
【００１０】
従って、穴が周方向のどの位置になっても吸排水の影響を受け難くするため、四方に４個穴を設けたり、特に吸水側は流れの抵抗をできるだけなくすために、充分な穴の大きさを確保する等の方策が採られてきている。
【００１１】
しかしながら、複数個の穴を設けたり、その穴径を大きくすることは、連通管２３の上下方向の圧縮強度が弱くなる。また、穴の位置が、プランジャ１の往復運動方向にどの程度一致しているかによって吸水性能が異なってしまう。
【００１２】
この点は、連通管３１でも同様であり、排水効率を上げるため、複数個の穴を設けたり、その穴径を大きくすることは、連通管３１の上下方向の圧縮強度が弱くなる等の欠点を生ずる。
【００１３】
また、かかる往復動ポンプにおいて、ポンプが高速高圧タイプになると、吸水がし難くなる場合を生ずる。これは、高速においては、急激なプランジャ１の運動により、圧縮された空気がポンプ室１７内にとどまり、吸水行程に入ったときに吸い込みの能力が低くなってしまうためである。
【００１４】
このため、小型高速ポンプなどにおいては、吐出口３３とは別に、ポンプ室１７の流体の外部への開放を行う図示しない空気抜き用ヴァルブを設けて、ポンプ運転の初期段階や、一旦ポンプを停止した際などに、手動でこの空気抜き用ヴァルブを開いてポンプ作用がスムーズに行えるようにしている。そして、その後空気抜き用ヴァルブを閉じて通常の運転を開始している。
【００１５】
本発明はこのような従来の課題に鑑みてなされたもので、連通管をマニフォールドの外部より容易に位置合わせ可能で、吸排水効率が高く、かつ簡単な構造で空気抜きが行える往復ポンプを提供することを目的とする。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
このため本発明（請求項１）は、プランジャ（１）を往復運動させる駆動手段（３、５）と、前記プランジャ（１）の往復運動により吸水のとき開かれ、吸水口（１３）より流体を導入する吸水弁（１５）と、該吸水弁（１５）が着座する吸水弁座（２１）と、前記プランジャ（１）の往復運動により排水のとき開かれ、吐出口（３３）より流体を吐出する吐出弁（２９）と、該吐出弁（２９）が着座する吐出弁座（２５）と、該吐出弁座（２５）と前記吸水弁座（２１）の間に環装され、前記プランジャ（１）の往復運動により流体が吸排される吸排口（５１）が設けられた吸水側連通管（２３）と、前記吐出弁座（２５）を挟み前記吸水側連通管（２３）の反対側に環装され、前記プランジャ（１）の往復運動により流体が排出される排出口が設けられた吐出側連通管（３１）と、前記吸水弁（１５）、前記吸水弁座（２１）、前記吐出弁（２９）、前記吐出弁座（２５）、前記吸水側連通管（２３）及び前記吐出側連通管（３１）が収納されたマニフォールド（１１）と、前記吸水側連通管（２３）及び／又は前記吐出側連通管（３１）を前記マニフォールド（１１）の外部より貫通されたガイドピン（６１）により位置合わせ固定する固定手段（５３、６０、６５、７３、５５、７５）とを備えて構成した。
【００１７】
吸水側連通管（２３）は、吐出弁座（２５）と吸水弁座（２１）の間に環装する。そして、この吸水側連通管（２３）には、プランジャ（１）の往復運動により流体が吸排される吸排口（５１）を設ける。また、吐出側連通管（３１）は、吐出弁座（２５）を挟み吸水側連通管（２３）の反対側に環装する。そして、この吐出側連通管（３１）には、プランジャ（１）の往復運動により流体が排出される排出口を設ける。
【００１８】
固定手段（５３、６０、６５、７３、５５、７５）は、吸水側連通管（２３）及び／又は吐出側連通管（３１）を、マニフォールド（１１）の外部より貫通されたガイドピン（６１）により位置合わせ固定する。ガイドピン（６１）による位置合わは、吸水側連通管（２３）及び／又は吐出側連通管（３１）側に、凹部を設けたり、貫通穴（５５、７５）を設けることで可能である。
【００１９】
この固定により吸水側連通管（２３）及び／又は吐出側連通管（３１）を所望とする位置に位置合わせして止めることが出来る。吸水側連通管（２３）及び／又は吐出側連通管（３１）としたのは、固定手段（５３、６０、６５、７３、５５、７５）を吸水側連通管（２３）と吐出側連通管（３１）の双方に配設してもよいし、いずれか一方のみに配設してもよいためである。
【００２０】
以上により、吸水側連通管（２３）及び／又は吐出側連通管（３１）を所望とする位置に位置合わせ出来るため、給排水効率が一定する。また、その位置合わせ作業も、マニフォールド（１１）の外部から出来るため簡単である。
【００２１】
かかる位置合わせを可能としたため、吸水側連通管（２３）及び／又は吐出側連通管（３１）に対し、不必要に穴の個数を増やしたり、穴径を大きくする等の必要は無くなる。このため、吸水側連通管（２３）及び／又は吐出側連通管（３１）の強度を保つことが出来る。
【００２２】
また、本発明（請求項２）は、前記固定手段（５３、６０、６５、７３、５５、７５）は、前記吸水側連通管（２３）及び／又は前記吐出側連通管（３１）の所定位置に設けられたガイドピン穴（５３、７３）と、該ガイドピン穴（５３、７３）と位置が揃うように、前記マニフォールド（１１）に設けられた貫通穴（５５、７５）と、該ガイドピン穴（５３、７３）及び前記貫通穴（５５、７５）を貫通するガイドピン（６１）と、該ガイドピン（６１）に一体に形成され、前記貫通穴（５５、７５）を前記マニフォールド（１１）外部より覆い就座するバルブ（６３）と、前記ガイドピン（６１）に貫通され、前記バルブ（６３）を前記貫通穴（５５、７５）に対し密着させるプラグ（６５）とを備えて構成した。ガイドピン（６１）を、吸水側連通管（２３）及び／又は吐出側連通管（３１）に設けたガイドピン穴（５３、７３）とマニフォールド（１１）に設けた貫通穴（５５、７５）とに貫通させる。ガイドピン穴（５３、７３）と貫通穴（５５、７５）とを貫通させればよいので、位置合わせ作業は楽に行える。
【００２３】
ガイドピン（６１）の周囲には、バルブ（６３）が一体に形成されている。バルブ（６３）は、貫通穴（５５、７５）をマニフォールド（１１）外部より覆い就座する。そして、このバルブ（６３）をプラグ（６５）により貫通穴（５５、７５）に対し密着させる。
【００２４】
更に、本発明（請求項３）は、前記固定手段（５３、６０、６５、７３、５５、７５）は、前記ガイドピン（６１）の貫通により、前記吸排口（５１）が前記プランジャ（１）の往復運動方向に一致及び／又は前記排出口が前記吐出口（３３）に方向一致されることを特徴とする。
【００２５】
吸排口（５１）をプランジャ（１）の往復運動方向に一致させたり、排出口を吐出口（３３）に方向一致させれば、流体の流れはスムーズになり、給排水効率を向上させることが出来る。
【００２６】
更に、本発明（請求項４）は、前記固定手段（５３、６０、６５、７３、５５、７５）は、前記プラグ（６５）が螺進退操作可能であり、該プラグ（６５）を後退させたとき、前記ガイドピン（６１）と前記貫通穴（５５、７５）間、前記バルブ（６３）と前記貫通穴（５５、７５）間、前記バルブ（６３）と前記プラグ（６５）間、前記プラグ（６５）と前記ガイドピン（６１）間を連絡する空気抜き通路が形成されることを特徴とする。
【００２７】
プラグ（６５）は進出させれば、バルブ（６３）を貫通穴（５５、７５）に対し密着させることが出来る。一方、後退させれば空気抜き通路が形成され、この通路から往復ポンプの初期運転時に空気抜きを行うことが出来る。
【００２８】
このように、固定手段（５３、６０、６５、７３、５５、７５）は、吸水側連通管（２３）及び／又は吐出側連通管（３１）の組立時の位置合わせ機能と、初期運転時の空気抜き機能とを併せ持たせることが出来、構成が簡単で安価である。
【００２９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。図１に本発明の第１実施形態である三連式プランジャポンプ２０の部分拡大図を示す。図１において、連通管２３の側部には、プランジャ１の往復運動方向に一致する位置に吸排口５１が一つ設けられている。そして、同じ連通管２３の側部で吸排口５１と対峙する位置には、ガイドピン穴５３が設けられている。
【００３０】
また、マニフォールド１１の側部で、かつガイドピン穴５３と一致する位置には、貫通穴５５が設けられている。貫通穴５５は、外側に開口径が大きく拡張され、その拡張された内周には、雌ネジが螺刻されている。
【００３１】
このガイドピン穴５３と貫通穴５５を、ガイドピン付バルブ６０Ａが貫通している。ガイドピン付バルブ６０Ａの詳細図を図２に示す。ガイドピン６１Ａの周囲には、右端をテーパ加工され、左端が平面であるこま形のバルブ６３Ａが一体に形成されている。
【００３２】
プラグ６５Ａは、このガイドピン６１Ａに貫通され、右端部外周には、雄ネジ６７Ａが螺刻され、貫通穴５５の雌ネジと螺合するようになっている。ガイドピン６１Ａの直径φＡは、プラグ６５Ａの内径φＢより多少小さく加工されており、また、貫通穴５５の開口径よりも同様に小さく加工されている。
【００３３】
次に、本発明の第１の実施形態の作用を説明する。
連通管２３をマニフォールド１１に組み込む際に、ガイドピン付バルブ６０Ａをガイドピン穴５３と貫通穴５５に貫通させる。貫通されたときには、吸排口５１がプランジャ１の往復運動方向に一致する。このため、簡単に位置合わせ作業を行える。
【００３４】
また、従来の三連式プランジャポンプ１０のように、すべて組込まれた後に、プラグ３７をマニフォールド１１にネジ込むタイプにおいては、ネジ込み時に各部品がマニフォールド１１内で回転してしまったが、ガイドピン６１Ａが挿入されているので回転せずに、吸排口５１の位置方向が保たれ、流体の流れはスムーズに一定となる。
【００３５】
このため、吸排水効率は高くすることが出来る。更に、必要最小限の開口面積を確保すればよいので、強度も保持出来る。
ガイドピン付バルブ６０Ａは、プラグ６５Ａを貫通穴５５に螺入させることで、バルブ６３Ａを貫通穴５５に対し密着させる。
【００３６】
一方、ポンプ運転の初期段階等には、プラグ６５Ａを緩める。このプラグ６５Ａを緩めたときの様子を図３に示す。このとき、ガイドピン６１Ａと貫通穴５５間、バルブ６３Ａと貫通穴５５間、バルブ６３Ａとプラグ６５Ａ間、プラグ６５Ａとガイドピン６１Ａ間を連絡する空気抜き通路が形成される。
このため、別途空気抜き用ヴァルブを設ける必要はなく、構成も簡単で安価である。
【００３７】
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。
本発明の第２の実施形態は、連通管３１側にも連通管２３側と同様にガイドピン付バルブ６０Ｂを配設する点にある。図４に本発明の第２実施形態である三連式プランジャポンプ３０の部分拡大図を示す。
【００３８】
図４において、連通管３１の側部には、図示しない排出口が吐出口３３に方向一致するように一つ設けられている。そして、同じ連通管３１の側部には、連通管２３のガイドピン穴５３と同じ向きにガイドピン穴７３が設けられている。
【００３９】
更に、マニフォールド１１の側部で、かつガイドピン穴７３と一致する位置には、貫通穴７５が設けられている。貫通穴７５は、外側に開口径が大きく拡張され、その拡張された内周には、雌ネジが螺刻されている。
【００４０】
このガイドピン穴７３と貫通穴７５を、ガイドピン付バルブ６０Ｂが貫通している。ガイドピン６１Ｂの周囲には、右端をテーパ加工され、左端が平面であるこま形のバルブ６３Ｂが一体に形成されている。
プラグ６５Ｂは、このガイドピン６１Ｂに貫通され、右端部外周には、雄ネジ６７Ｂが螺刻され、貫通穴７５の雌ネジと螺合するようになっている。
【００４１】
次に、本発明の第２の実施形態の作用を説明する。
連通管３１をマニフォールド１１に組み込む際に、ガイドピン付バルブ６０Ｂをガイドピン穴７３と貫通穴７５に貫通させる。貫通されたときには、排出口が吐出口３３に方向一致する。このため、簡単に位置合わせ作業を行える。また、この際の排水効率は、流体の流れがスムーズな分高くすることが出来る。更に、必要最小限の開口面積を確保すればよいので、強度も保持出来る。
【００４２】
三連式プランジャポンプ１０では、一つの吐出口３３に対し、３つの連通管３１が並列に存在しているが、それぞれの連通管３１に開けられた排出口は、すべて吐出口３３に方向一致させることが出来る。
ガイドピン付バルブ６０Ｂは、プラグ６５Ｂを貫通穴７５に螺入させることで、バルブ６３Ｂを貫通穴７５に対し密着させる。
【００４３】
一方、ポンプ運転の初期段階等には、プラグ６５Ｂを緩めることで空気抜きを行える。本発明の第２の実施形態では、ガイドピン付バルブ６０Ａとガイドピン付バルブ６０Ｂの両方を備える場合について説明したが、ガイドピン付バルブ６０Ｂのみを配設することも可能である。
【００４４】
プラグ６５Ｂを緩め、空気抜きを行う場合には、プラグ６５Ａを緩め、空気抜きを行う場合よりも空気抜きの効果は大きいと考えられる。これは、プラグ６５Ｂにより空気抜きを行う方が、プランジャ１の往復運動による真空発生時に、逆に外部から空気を吸う恐れが少ないからである。
【００４５】
以上により、連通管３１に対しても、不必要に穴の個数を増やしたり、穴径を大きくする等の必要は無くなる。このため、連通管３１の強度を保つことが出来る。また、流体の流れもスムーズである。
【００４６】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、吸水側連通管（２３）及び／又は吐出側連通管（３１）をマニフォールド（１１）の外部より貫通されたガイドピン（６１）により位置合わせ固定可能としたため、位置合わせ作業が簡単である。
【００４７】
従って、不必要に穴の個数を増やしたり、穴径を大きくする等の必要は無くなる。このため、吸水側連通管（２３）及び／又は吐出側連通管（３１）の強度を保つことが出来る。
【００４８】
また、プラグ（６５）を螺進退操作可能とし、プラグ（６５）を後退させたとき、空気抜き通路を形成することとしたので、吸水側連通管（２３）及び／又は吐出側連通管（３１）の組立時の位置合わせ機能と、初期運転時の空気抜き機能とを併せ持たせることが出来、構成が簡単で安価である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態である三連式プランジャポンプの部分拡大図
【図２】ガイドピン付バルブの詳細図
【図３】プラグを緩めたときの様子
【図４】本発明の第２実施形態である三連式プランジャポンプの部分拡大図
【図５】従来の三連式プランジャポンプの垂直縦断面図
【図６】従来の三連式プランジャポンプの流体部の部分拡大図
【符号の説明】
１プランジャ
１０、２０、３０三連式プランジャポンプ
１１マニフォールド
１３吸水口
１５吸水弁
１７ポンプ室
２１吸水弁座
２３、３１連通管
２５吐出弁座
２９吐出弁
３３吐出口
５１吸排口
５３、７３ガイドピン穴
５５、７５貫通穴
６０Ａ、６０Ｂガイドピン付バルブ
６１Ａ、６１Ｂガイドピン
６３Ａ、６３Ｂバルブ
６５Ａ、６５Ｂプラグ

Claims

プランジャ（１）を往復運動させる駆動手段（３、５）と、前記プランジャ（１）の往復運動により吸水のとき開かれ、吸水口（１３）より流体を導入する吸水弁（１５）と、
該吸水弁（１５）が着座する吸水弁座（２１）と、
前記プランジャ（１）の往復運動により排水のとき開かれ、吐出口（３３）より流体を吐出する吐出弁（２９）と、
該吐出弁（２９）が着座する吐出弁座（２５）と、
該吐出弁座（２５）と前記吸水弁座（２１）の間に環装され、前記プランジャ
（１）の往復運動により流体が吸排される吸排口（５１）が設けられた吸水側連通管（２３）と、
前記吐出弁座（２５）を挟み前記吸水側連通管（２３）の反対側に環装され、前記プランジャ（１）の往復運動により流体が排出される排出口が設けられた吐出側連通管（３１）と、
前記吸水弁（１５）、前記吸水弁座（２１）、前記吐出弁（２９）、前記吐出弁座（２５）、前記吸水側連通管（２３）及び前記吐出側連通管（３１）が収納されたマニフォールド（１１）と、
前記吸水側連通管（２３）及び／又は前記吐出側連通管（３１）を前記マニフォールド（１１）の外部より貫通されたガイドピン（６１）により位置合わせ固定する固定手段（５３、６０、６５、７３、５５、７５）とを備えたことを特徴とする往復ポンプ。
前記固定手段（５３、６０、６５、７３、５５、７５）は、前記吸水側連通管（２３）及び／又は前記吐出側連通管（３１）の所定位置に設けられたガイドピン穴（５３、７３）と、
該ガイドピン穴（５３、７３）と位置が揃うように、前記マニフォールド（１１）に設けられた貫通穴（５５、７５）と、
該ガイドピン穴（５３、７３）及び前記貫通穴（５５、７５）を貫通するガイドピン（６１）と、
該ガイドピン（６１）に一体に形成され、前記貫通穴（５５、７５）を前記マニフォールド（１１）外部より覆い就座するバルブ（６３）と、
前記ガイドピン（６１）に貫通され、前記バルブ（６３）を前記貫通穴（５５、７５）に対し密着させるプラグ（６５）とを備えたことを特徴とする請求項１記載の往復ポンプ。
前記固定手段（５３、６０、６５、７３、５５、７５）は、前記ガイドピン（６１）の貫通により、前記吸排口（５１）が前記プランジャ
（１）の往復運動方向に一致及び／又は前記排出口が前記吐出口（３３）に方向一致されることを特徴とする請求項２記載の往復ポンプ。
前記固定手段（５３、６０、６５、７３、５５、７５）は、前記プラグ（６５）が螺進退操作可能であり、該プラグ（６５）を後退させたとき、前記ガイドピン（６１）と前記貫通穴（５５、７５）間、前記バルブ（６３）と前記貫通穴（５５、７５）間、前記バルブ（６３）と前記プラグ（６５）間、前記プラグ（６５）と前記ガイドピン（６１）間を連絡する空気抜き通路が形成されることを特徴とする請求項２又は請求項３記載の往復ポンプ。