JP4004097B2 - ポンプ - Google Patents

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Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明はポンプに関する。
【０００２】
【従来の技術】
エア作動式のダイヤフラムポンプは多年にわたり一般化されてきている製品であり、流体の搬送或いはその他の用途において広く利用されてる。このようなポンプは多様な設計を採用して様々な製造者により製造されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
このような多様な設計によって市場における成功が収められてはきたが、このような製品の製造コストを減少することが常に望まれており、これは一般に製品に含まれる部品の数を減少することをしばしは意味ずる。
【０００４】
【発明の目的】
本発明の目的は従来の設計のものよりも実質的に少ない数の部品を利用し、しかも容易に製造でき、かつ容易に組立でき、かつ顧客にとって信頼性のある作動を行えるポンプ、特にエア作動式の複式ダイヤフラムポンプの提供にある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記の目的に鑑み、本発明はこの目的を達成するべく機能し、かつ製品をユーザーによってより好ましいものとしかつエンドユーザに対しても適用できる、多数の特徴を利用している。
四角形の経路に沿って動くエアバルブが設けられており、これによってダイヤフラムポンプにおけるエアバルブの部品数が著しく減少する。バルブキャリッジがバルブブロックを支持しており、両端側にピストンを有する。これらのピストンはバルブブロックの下側に位置する５つのポートのうちの２つのパイロットのエアを遮断することにより駆動される。バルブプレート及びバルブブロックの上方領域はエア圧を受けて、第６のポートを有効に形成し、従って、バルブブロックで覆われていないポートは高圧のプラントエアの圧を受ける。このため、バルブブロックはバルブキャリッジによって第１の方向に動き、またメインのダイヤフラムアッセンブリにより駆動されるピンによって第１の方向に直角な第２の方向に動くこととなる。
【０００６】
マニホルドベースに設けられた成形ねじは、アメリカパイプねじ（ＮＰＴ）或いはイギリス標準パイプねじ（ＢＳＰ）のいずれをも利用できるようになっている。ポンプに設けられたこのようなマニホルドベースにはシステム配管が接続され、ポンプの点検や交換を望む場合に必要とされるのは、単にいくつかの便宜的な留め具を単に緩めるだけであり、これによって、ポンプの主部をマニホルドベースから持ち上げて点検や交換を行い、次いで流体金具を緩めたりシールを解いたりすることなく定位置に戻すことができる。Ｏリングによってマニホルドベースと主流体部との間のシールアッセンブリが提供される。
【０００７】
一体部品からなる逆止弁構造が利用されており、逆止弁は半径方向かつ軸方向に延びる複数のガイド部材を有するシールディスクを中央に有する部品を有し、ガイド部材は各々円筒状の空所内に摺動可能に嵌合できる外径を有しており、またガイド部材は各々シールディスクと軸方向に対向して、円周方向に延びるばね付勢されたフィンガーを複数備えており、これらのフィンガーは当該逆止弁を閉位置に付勢する機能を有する。
【０００８】
ポンプの主部すなわち中央部と流体ハウジングとは、マニホルドベースに固定すべく設計されており、マニホルドベースは逆止弁を有し、また配管用の流体ラインへの接続のためのねじ式接続部を有している。ポンプの点検を何らかの理由で望ならば、流体金具を外す要なくポンプの主部をベースから外すことができる。このような取り外しによってまたポンプをさらに分解することなく逆止弁に直接アクセスしてこれを交換できる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
本発明の上記及びその他の目的及び利点は添付の図面を参照した以下の説明からより十分に明らかとなるであろう。なお、図面を通じて同様な部材には同一符号が付してある。
以下、添付図面に基づいてこの発明の実施の形態を説明する。本発明による複式ダイヤフラムポンプは図１に全体を１０で示してあり、成形により形成された中央部１２と、２つの流体ハウジング１４と、バルブカバー１６とを有している。好ましい形態において中央部１２はポリエステル樹脂（ＰＢＴ） Valox 357 - GE Plastic で成形される。
【００１０】
バルブカバー１６は便宜的な留め具１８により中央部１２に固定されている。流体ハウジング１４がまた留め具１８によって中央部１２に取り付けられている。中央部１２と流体ハウジング１４とにより構成されるポンプの主部はまた留め具１８によりマニホルドベース２０に取り付けられている。マニホルドベース２０は、配管構造の変化を可能とするために各端部に配置された流体の入口通路２２と出口通路２４を有する。
【００１１】
図３を特に参照すると、逆止弁２６は各々中央にディスク状のシール部２６Ａを有し、中央のシール部２６Ａは好ましい形態において、これより半径方向かつ軸方向に延びる４つのアームすなわちガイド部材２６Ｂと、当該逆止弁２６を逆止弁通路２８内に密に接して位置させるための面２６Ｃとを有している。ガイド部材２６Ｂ両側からはばね付勢されたフィンガ２６Ｄが延びており、フィンガ２６Ｄは逆止弁通路２８の底部あるいは天井部に作用して、逆止弁２６を閉位置に付勢するものであり、この閉位置はシール部２６Ａが流体圧によって押し開かれない限り維持される。これらの半径方向のガイド部材２６Ｂはストッパとしても機能する。ばね付勢されたフィンガ２６Ｄは圧縮されて、ガイド部材２６Ｃの上部が逆止弁２６入口側の流体カバー１４に対して、また逆止弁２６出口側のマニホルドベース２０に対して当接し、これによって逆止弁２６の移動が制限されている。
【００１２】
マニホルドベース２０上の逆止弁通路２８を有する部材３０はその端部に支持されたシール３２によって流体端部１４に対しシールされている。
【００１３】
図１に戻り、バルブカバー１６は当該バルブカバー１６の下側領域を加圧するためのエア入口３２を有している。ポンプをそれに一体に組み込まれたエアバルブによってではなく、遠隔で制御しようとする場合に、ソレノイドバルブからのエアを直結するための第１及び第２補助ポート３４，３６が流体ハウジング１４の側にそれぞれ配置されている。第１及び第２補助ポート３４，３６は一体化されているので、エアバルブブロックを外してエアバルブプラグに交換することによって、ポンプをエアバルブ作動式のものから遠隔作動式のものに容易に変換できる。
【００１４】
図２，図９及び図１０を参照すると、全体を３４で示したエアバルブアッセンブリはシール３６Ｂを有するほぼ円筒状の端部３６Ａと、可動のバルブブロック３８を保持する四角形の中央穴３６Ｃと備えたバルブキャリッジ３６を有している。バルブブロック３８は下側のシール部３８Ａと、バルブキャリッジ３６の中央穴３６Ｃ内の中央部分３８Ｂとを有しており、これにより、バルブブロック３８は図２の紙面に直角に方向に動くことができるようになっている。このような動きはダイヤフラム４２の中心のダイヤフラム取付ブロック４１により作動されるピン４０がバルブブロック３８を押すことによって生じるものである。好ましい実施の形態において、バルブブロック３８は摩擦減少のためのＴＦＥパウダーを１０％含むデュロメータ硬度９０のＸＮＢＲ（Carboxylated Nitrile) （カルボン酸塩ニトリル）により形成される。
【００１５】
図２に見られるように、エア通路すなわちポートＭ１及びＭ２がダイヤフラムアッセンブリ４２の内側の主エアチャンバに接続しており、以降でエアバルブの作用の説明においてより詳しく説明するように、エアチャンバを圧縮エアで加圧状態とする。通路すなわちポートＰ１及びＰ２がエアチャンバ４４及び４６にそれぞれ接続されており、これらのポートＰ１及びＰ２は図示のように直線通路として延びており、バルブカバー１６によって覆われてエアチャンバ４４及び４６に接続されている。
【００１６】
バルブブロック３８はバルブカバー１６のボス部１６Ａによってバルブキャリッジ３６内に位置保持されている。エアバルブアッセンブリ３４を外すには留め具１８をバルブカバー１６から抜いてバルブカバー１６を持ち上げて外し、次いでバルブブロック３８を持ち上げるだけでよく、これによって、バルブキャリッジ３６をバルブカバー１６からスライドさせて外すことができる。
【００１７】
図５〜図８は５つのポートを有するバルブポート面４８を示している。中央の排出ポートＥは排出通路５０に接続されており、パイロット用のポートＰ１及びＰ２はバルブキャリッジ３６の第１及び第２の端部にそれぞれ接続されている。同様に、メインのポートＭ１及びＭ２は第１及び第２のダイヤフラムチャンバにそれぞれ接続されている。上記ポートの上方の領域５２は圧縮エアでほぼ満たされ、バルブブロック３８で覆われていないポートは圧縮エアの圧力を受ける。
【００１８】
通常、２つの隣接するポートと排出ポートＥとは常に覆われた状態にあり、他の２つの隣接するポートが圧縮エアの供給を受けている間は共に接続される。バルブブロック３８が図５に示したように上方かつ右手位置にある場合を最初とすると、ポートＭ２とＰ１とは排出ポートＥに接続されており、圧縮エアはポートＭ１及びＰ２に供給されている。この状態で、バルブキャリッジ３６は上方の移動端にあり、ダイヤフラム４２は左側の移動端に近づく、すると、ダイヤフラム４２により動かされるピン４０がバルブブロック３８を図６に示した上方かつ左手位置に向けて押し、圧縮エアがポートＭ１及びＰ１に導かれてポートＰ２及びＭ２から出る。これによって、バルブキャリッジ３６の上端に圧が加わり、バルブキャリッジ３６が下方に動いて、バルブブロック３８が図７に示した下側かつ左手位置に動く、これにより圧縮エアがポートＭ１及びＰ１に導かれてポートＰ２及びＭ２から出る。
【００１９】
この時点で、両ダイヤフラムは共に右側に動いており、バルブキャリッジ３６は下方の位置にある。ダイヤフラム４２が右側の移動端に到達すると、バルブブロック３８は図８に示した下側かつ右手位置に動き、そうすると、圧縮エアがポートＰ２及びＭ２に供給され、ポートＰ１及びＭ１から排出される。これによって、バルブキャリッジ３６の下端が圧力を受け、バルブキャリッジ３６は最初に説明した位置に向けて上方に動く。
【００２０】
このようなエアバルブアッセンブリ３４を製造するに必要とされる部品の数は非常に少ないことが注目できよう。バルブキャリッジ３６のためのチャンバの端部はバルブカバー１６により限定され、このバルブカバー１６がまた同時にバルブ空間の上部を覆うものとなっているからである。
【００２１】
マニホルドベース２０の入口のねじ部はアメリカパイプねじ（ＮＰＴ）或いはイギリス標準パイプねじ（ＢＳＰ）のいずれをも利用できるようになっている。このようなハイブリッドねじはプラスチック部品で形成でき、いずれのタイプのねじのプラスチック或いは真鍮の雄ねじ金具に対しても気密ジョイントを形成するように意図されたものである。このようなねじは以下で定義される。
最大径 13.16 mm (0.518 インチ)
ピッチ 12.30 mm (0.4843インチ)
最小径 11.45 mm (0.4506インチ )
ピッチ角 1 度 47 分
24.5 mm(１インチ) あたりのねじ数 18.6
有効ねじ長 10.21 mm (0.402 インチ)
【００２２】
図９にはマフラー５４が最も良く示されている。排出ポートＥは円筒状の通路５６につながっており、この通路５６はデバイダ５６Ｃにより第１及び第２の部分５６Ａ及び５６Ｂに分けられている。また、この通路５６はマニホルドベース２０のマフラ領域５８により限定されている。従って、排出エアはポートＥを出て第１の部分５６Ａに入り、またマフラ領域５８に入る。するとエアは第２部分５６Ｂを通って上方に流れ、マフラ出口６０を通って外部に出る。このような構成により、性能に殆ど悪影響を与えることなく低コストで実質的な消音を行うことができる。
【００２３】
本発明のポンプには、特許請求の範囲により定義される精神及び範囲から逸脱することなく様々な変更或いは変形をなすことができるものである。
【００２４】
なお、特許請求の範囲及び発明の詳細な説明において括弧書きの数値とともに示した寸法は括弧書きの数値の換算値であり、不一致が有る場合には括弧書きの数値が正しいものとみなされるべきである。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明によるポンプの斜視図である。
【図２】図１の２−２線断面図である。
【図３】マニホルドベースと逆止弁の分解斜視図である。
【図４】中央部とダイヤフラムの平面図である。
【図５】エアバルブの作用を示す説明図である。
【図６】図５に続くエアバルブの作用を示す説明図である。
【図７】図６に続くエアバルブの作用を示す説明図である。
【図８】図７に続くエアバルブの作用を示す説明図である。
【図９】図１の９−９線断面図である。
【図１０】バルブキャリッジとバルブブロックの斜視図である。
【符号の説明】
１０ ダイヤフラムポンプ
１２ 中央部
１４ 流体ハウジング
１６ バルブカバー
１８ 留め具
２０ マニホルドベース
２２ 入口通路
２４ 出口通路
２６ 逆止弁２６
２６Ｂ ガイド部材
２６Ｄ フィンガ
２８ 逆止弁通路
３４ エアバルブアッセンブリ
３６ バルブキャリッジ
３８ バルブブロック
４２ ダイヤフラム
４４，４６ エアチャンバ
Ｐ１，Ｐ２，Ｍ１，Ｍ２ ポート
Ｅ 排出ポート
４８ バルブポート面

Claims (2)

  1. 第１の軸に沿って往復動するポンピング部材を有する、エア作動される往復式のポンプであって、
    前記第１の軸に直角な第２の軸に沿って可動なバルブキャリッジと、
    前記バルブキャリッジ内を前記第１の軸に沿って可動なバルブブロックと、
    第１及び第２の主ポートと、第１及び第２のパイロットポートと、排出ポートとを有するバルブ面と、
    前記ポンピング部材の動きに伴う前記バルブブロックの動きを生じさせるための手段と、
    前記バルブ面上に圧縮エアを供給するための手段とを有し、
    前記バルブブロックは４つの位置の間で、ほぼ四角形の経路に沿って動き、前記バルブブロックはこれらの位置の各々において１つの前記主ポートと１つの前記パイロットポートと前記排出ポートを接続する、
    ポンプ。
  2. 前記バルブキャリッジの各端部においてパイロットチャンバをさらに有し、前記パイロットポートは前記パイロットチャンバの１つに接続される請求項１記載のポンプ。
JP09394897A 1996-04-12 1997-04-11 ポンプ Expired - Fee Related JP4004097B2 (ja)

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