JP4147199B2 - Plunger pump - Google Patents

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Description

本発明は、プランジャの往復動により液体を輸送するためのプランジャポンプに関し、特にポンプ室から駆動部側への液体の漏洩を防止するシール構造に関する。   The present invention relates to a plunger pump for transporting liquid by reciprocating movement of a plunger, and more particularly to a seal structure for preventing leakage of liquid from a pump chamber to a drive unit side.

プランジャポンプは、一般に、シリンダと、シリンダ内を往復動するプランジャと、プランジャを駆動する駆動部とから構成されている。また、駆動部と反対の側にはポンプ室が設けられており、プランジャの往復動により液体を吸引し、吐出することができるようになっている。   The plunger pump generally includes a cylinder, a plunger that reciprocates within the cylinder, and a drive unit that drives the plunger. In addition, a pump chamber is provided on the side opposite to the drive unit so that liquid can be sucked and discharged by reciprocating movement of the plunger.

プランジャポンプを作動させると、吐出工程ではポンプ室内が加圧され、ポンプ室内の液体がシリンダの内周面とプランジャの外周面との間を通り、駆動部側に侵入しようとする。かかる液体の侵入を防止ないしは抑制するために、従来においては、シリンダにシールを設けている(特許文献1参照)。   When the plunger pump is operated, the pump chamber is pressurized in the discharge process, and the liquid in the pump chamber passes between the inner peripheral surface of the cylinder and the outer peripheral surface of the plunger and tries to enter the drive unit side. In order to prevent or suppress such intrusion of liquid, a cylinder is conventionally provided with a seal (see Patent Document 1).

また、接触型のシールではプランジャとの摩耗により微細な異物が発生し、輸送液体に混入するおそれがある。そこで、従来においては、ポンプ室側に非接触型の高圧シールを設けることとしている。非接触型の高圧シールは、例えば特許文献2に開示されているように、プランジャとシールとの間に微小な間隙を設けて、そこに液膜を形成し、その液膜によって封止を行うものである。かかる非接触型高圧シールは、摩耗による弊害はないものの、僅かながら液体が漏洩するため、更に駆動部側にUパッキン等の接触型低圧シールを設けている(特許文献1参照)。
特開平8−21368号公報 特開平10−18977号公報
Further, in the contact-type seal, fine foreign matter may be generated due to abrasion with the plunger and mixed into the transport liquid. Therefore, conventionally, a non-contact type high-pressure seal is provided on the pump chamber side. For example, as disclosed in Patent Document 2, the non-contact type high-pressure seal forms a liquid film between the plunger and the seal, forms a liquid film there, and performs sealing with the liquid film. Is. Such a non-contact type high-pressure seal has no adverse effects due to wear, but a slight amount of liquid leaks. Therefore, a contact-type low-pressure seal such as a U-packing is further provided on the drive unit side (see Patent Document 1).
JP-A-8-21368 Japanese Patent Laid-Open No. 10-18777

上述したような従来のプランジャポンプにおいては、高圧シールとプランジャとの間の間隙を通過した液体の一部は噴流となって低圧シールに直接当たるため、低圧シールがダメージを受け、比較的短期間に劣化する可能性がある。   In the conventional plunger pump as described above, a part of the liquid that has passed through the gap between the high-pressure seal and the plunger becomes a jet and directly hits the low-pressure seal. May deteriorate.

そこで、本発明の目的は、高圧シールから漏洩した液体が高速で低圧シールに当たることがないようにしたプランジャポンプ提供することにある。   SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a plunger pump that prevents liquid leaking from a high pressure seal from hitting the low pressure seal at high speed.

上記目的を達成するために、本発明によるプランジャポンプ(10)は、シリンダ(12)と、シリンダ(12)内に往復動可能に配置されたプランジャ(14)と、プランジャ(14)を駆動するための駆動部と、駆動部とは反対の側に配置され、シリンダ(12)の内部と連通するポンプ室(22)と、シリンダ(12)のポンプ室(22)側の内周面に配置された非接触型の高圧シール(34)と、シリンダ(12)の駆動部側の内周面に配置された接触型の低圧シール(36)と、高圧シール(34)とプランジャ(14)との間から低圧シール(36)に向かう液体の噴流を阻止すべく、高圧シール(34)と低圧シール(36)との間に設けられたガード(62,162)と、高圧シール(34)とガード(62,162)との間に形成され、高圧シール(34)とプランジャ(14)との間の最小間隙の断面積よりも大きな断面積を有する第1の空間部(58)と、ガード(62,162)と低圧シール(36)との間に形成され、ガード(62,162)とプランジャ(14)との間の最小間隙の断面積よりも大きな断面積を有する第2の空間部(70)と、を備えることを特徴としている。   In order to achieve the above object, a plunger pump (10) according to the present invention drives a cylinder (12), a plunger (14) reciprocally disposed in the cylinder (12), and a plunger (14). And a pump chamber (22) disposed on the opposite side of the drive unit and communicating with the inside of the cylinder (12), and an inner peripheral surface of the cylinder (12) on the pump chamber (22) side A non-contact type high pressure seal (34), a contact type low pressure seal (36) disposed on the inner peripheral surface of the cylinder (12) on the drive side, a high pressure seal (34) and a plunger (14) A guard (62, 162) provided between the high-pressure seal (34) and the low-pressure seal (36), and a high-pressure seal (34) With guard (62, 162) A first space (58) having a cross-sectional area larger than the cross-sectional area of the minimum gap between the high-pressure seal (34) and the plunger (14), a guard (62, 162) and a low-pressure seal ( 36) and a second space (70) having a cross-sectional area larger than the cross-sectional area of the minimum gap between the guard (62, 162) and the plunger (14). It is a feature.

この構成においては、第1の空間部(58)の存在により高圧シール(34)を通過した液体の流れは減速、分散される。そして、ガード(62,162)によって、その液体の流れの大部分が阻止される。更に、ガード(62,162)を通過した液体の流れは第2の空間部(70)によっても減速、分散される。従って、低圧シール(36)に当たる液体は微量であり、またその流れも低速である。   In this configuration, the flow of the liquid that has passed through the high-pressure seal (34) is decelerated and dispersed by the presence of the first space portion (58). And most of the liquid flow is blocked by the guards (62, 162). Furthermore, the liquid flow that has passed through the guards (62, 162) is also decelerated and dispersed by the second space (70). Therefore, the liquid hitting the low pressure seal (36) is very small and the flow is low.

ガード(62)としては、一端が最大径部(64)となっており、他端側に最小径部(68)が形成されている環状体、より具体的には略切頭円錐形の環状体が考えられる。この場合、最大径部(64)を低圧シール(36)の一端の外周部(72)にのみ接触させ。最小径部(68)を高圧シール(34)に向けるよう配置する。   As the guard (62), an annular body in which one end is the maximum diameter portion (64) and the minimum diameter portion (68) is formed on the other end side, more specifically, a substantially truncated conical annular shape. The body is considered. In this case, the maximum diameter portion (64) is brought into contact only with the outer peripheral portion (72) at one end of the low pressure seal (36). The smallest diameter portion (68) is positioned to face the high pressure seal (34).

これによって、低圧シール(36)の内周部(54)は拘束されず、低圧シール(36)としての本来の機能を損なわず、確実な封止を行うことができる。また、最小径部(68)が高圧シール(34)側に位置することから、高圧シール(34)からの液体の流れを有効に阻止できる。また、ガード(62)の内側には第2の空間部(70)が形成される。   As a result, the inner peripheral portion (54) of the low-pressure seal (36) is not constrained, and the original function as the low-pressure seal (36) is not impaired, and reliable sealing can be performed. Moreover, since the minimum diameter part (68) is located in the high pressure seal (34) side, the flow of the liquid from a high pressure seal (34) can be blocked effectively. A second space (70) is formed inside the guard (62).

また、ガード(162)はシリンダ(12)の内周面に一体的に形成してもよい。   The guard (162) may be integrally formed on the inner peripheral surface of the cylinder (12).

高圧シール(34)の外周部に弾性材料からなるシール部材(44)を設けることも有効である。これによって、比較的硬質材料から作られる高圧シール(34)の寸法誤差を吸収することができ、位置の安定性を確保することもできる。   It is also effective to provide a sealing member (44) made of an elastic material on the outer periphery of the high-pressure seal (34). As a result, the dimensional error of the high-pressure seal (34) made of a relatively hard material can be absorbed, and the position stability can be ensured.

上述したように、本発明によれば、高圧シール(34)と低圧シール(36)との間に、第1の空間部(58)、第2の空間部(70)及びガード(62,162)が設けられているので、高圧シール(34)を通過した液体の流れの大部分を阻止し、また減速化することができる。従って、低圧シール(36)に液体が当たっても、ダメージは少なく、低圧シール(36)の劣化を防止することができる。   As described above, according to the present invention, the first space portion (58), the second space portion (70), and the guards (62, 162) are disposed between the high pressure seal (34) and the low pressure seal (36). ) Is provided, the majority of the liquid flow that has passed through the high pressure seal (34) can be blocked and slowed down. Therefore, even if a liquid hits the low pressure seal (36), the damage is small and the deterioration of the low pressure seal (36) can be prevented.

以下、図面を参照して本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、以下の説明において、「上」、「下」等の方向を示す語は図に示す状態を基準とし、便宜的な語である。   DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the following description, terms indicating directions such as “up” and “down” are convenient terms based on the state shown in the figure.

図1は、本発明によるプランジャポンプの第1実施形態を部分的に示す縦断面図であり、図2は図1のA部拡大図である。図示のプランジャポンプ10は、シリンダ12と、シリンダ12内を往復動するプランジャ14と、プランジャ14を駆動する駆動部(図示しない)とから構成されている。   FIG. 1 is a longitudinal sectional view partially showing a first embodiment of a plunger pump according to the present invention, and FIG. 2 is an enlarged view of a portion A in FIG. The illustrated plunger pump 10 includes a cylinder 12, a plunger 14 that reciprocates within the cylinder 12, and a drive unit (not shown) that drives the plunger 14.

シリンダ12はポンプケーシング自体に形成されるなど、種々の形態が考えられるが、本実施形態においては、ポンプケーシング16に連結された第1のマニホールド18と、この第1のマニホールド18に連結された第2のマニホールド20とに形成されている。なお、本実施形態に係るプランジャポンプ10は、シリンダ12とプランジャ14とが複数ある多連式ポンプであり、そのためにマニホールド18,20が用いられている。   Various forms such as the cylinder 12 being formed on the pump casing itself are conceivable. In this embodiment, the first manifold 18 connected to the pump casing 16 and the first manifold 18 are connected. The second manifold 20 is formed. The plunger pump 10 according to the present embodiment is a multiple pump having a plurality of cylinders 12 and plungers 14, and manifolds 18 and 20 are used for this purpose.

また、駆動部とは反対側に位置する第2のマニホールド20には、シリンダ12の内部と連通するポンプ室22が画成されている。ポンプ室22の下部は、第1のマニホールド18に形成された吸入口24と連通され、ポンプ室22と吸入口24との間に吸入弁26が配置されている。また、ポンプ室22の上部には吐出弁28が配置され、この吐出弁28から吐出された液体は、第2のマニホールド20に形成された吐出口30に送られるようになっている。   A pump chamber 22 communicating with the inside of the cylinder 12 is defined in the second manifold 20 located on the side opposite to the drive unit. A lower portion of the pump chamber 22 communicates with a suction port 24 formed in the first manifold 18, and a suction valve 26 is disposed between the pump chamber 22 and the suction port 24. A discharge valve 28 is disposed above the pump chamber 22, and the liquid discharged from the discharge valve 28 is sent to a discharge port 30 formed in the second manifold 20.

図示しないが、駆動部は、周知の通り、ポンプケーシング16の一部を構成するクランクケースと、クランクケースの外部に配置される例えば電動モータ等の駆動源とを備えている。クランクケース内には、駆動源の駆動力を受けて回転するクランク軸と、プランジャ14にプランジャロッド32を介して連結されるプランジャ元と、プランジャ元とクランク軸とを連結するコネクションロッドとが設けられている。駆動源を駆動し、クランクケース内のクランク軸を所定の方向に回転させると、その回転力がコネクションロッド、プランジャ元及びプランジャロッド32を経て伝えられ、プランジャ14がシリンダ12内を往復動する。   Although not shown, the drive unit includes a crankcase that constitutes a part of the pump casing 16 and a drive source such as an electric motor disposed outside the crankcase, as is well known. In the crankcase, there are provided a crankshaft that rotates by receiving a driving force of a driving source, a plunger member that is connected to the plunger 14 via a plunger rod 32, and a connection rod that connects the plunger member and the crankshaft. It has been. When the drive source is driven and the crankshaft in the crankcase is rotated in a predetermined direction, the rotational force is transmitted through the connection rod, the plunger base, and the plunger rod 32, and the plunger 14 reciprocates in the cylinder 12.

シリンダ12には、シリンダ12の内周面とプランジャ14の外周面との間を伝って駆動部側に漏洩する液体を遮断するために、図2に明示するように、高圧シール34と低圧シール36とが設けられている。   As shown in FIG. 2, the cylinder 12 includes a high-pressure seal 34 and a low-pressure seal in order to block liquid leaking to the drive unit side between the inner peripheral surface of the cylinder 12 and the outer peripheral surface of the plunger 14. 36.

高圧シール34は非接触型であり、比較的硬質の材料で作られた円柱体から構成されている。この高圧シール34は、シリンダ12の、第1のマニホールド18のポンプ室22側に形成された拡径部38に嵌合されている。拡径部38に嵌合された高圧シール34は、第1のマニホールド18と第2のマニホールド20とを連結した状態において、両マニホールド18,20間を液密に連結するための連通管40によって押さえ付けられ、固定される。   The high-pressure seal 34 is a non-contact type and is composed of a cylindrical body made of a relatively hard material. The high-pressure seal 34 is fitted to a diameter-expanded portion 38 formed on the cylinder chamber 12 on the pump chamber 22 side of the first manifold 18. The high pressure seal 34 fitted to the expanded diameter portion 38 is connected by a communication pipe 40 for liquid-tightly connecting the manifolds 18 and 20 in a state where the first manifold 18 and the second manifold 20 are connected. Pressed down and fixed.

高圧シール34の内径はプランジャ14の外径よりも極く僅か大きく、図示の固定状態においては、高圧シール34の内周面とプランジャ14の外周面との間には微小な間隙が形成される。以下でも述べるが、ポンプ駆動時、高圧シール34の内周面とプランジャ14の外周面との間には液膜が形成され、これによってポンプ室22から駆動部側への液体の漏洩が抑制される。また、ポンプ駆動時、プランジャ14は高圧シール34の内周面には実質的に接触しないため、摩耗による微細な異物が、ポンプ室22内の液体に混入することもない。   The inner diameter of the high-pressure seal 34 is extremely slightly larger than the outer diameter of the plunger 14, and a minute gap is formed between the inner peripheral surface of the high-pressure seal 34 and the outer peripheral surface of the plunger 14 in the illustrated fixed state. . As will be described below, when the pump is driven, a liquid film is formed between the inner peripheral surface of the high-pressure seal 34 and the outer peripheral surface of the plunger 14, thereby suppressing liquid leakage from the pump chamber 22 to the drive unit side. The In addition, since the plunger 14 does not substantially contact the inner peripheral surface of the high-pressure seal 34 when the pump is driven, minute foreign matters due to wear are not mixed into the liquid in the pump chamber 22.

なお、符号44は、高圧シール34の外周部に配置され、連通管40と高圧シール34との間を液密に封止するOリング等のシール部材である。これは、合成ゴムのような弾性材料からなり、硬質の高圧シール34の寸法誤差を吸収することができ、また、高圧シール34の位置ずれを防止する等の効果を発揮する。   Reference numeral 44 denotes a sealing member such as an O-ring that is disposed on the outer peripheral portion of the high-pressure seal 34 and seals between the communication pipe 40 and the high-pressure seal 34 in a liquid-tight manner. This is made of an elastic material such as synthetic rubber, can absorb the dimensional error of the hard high-pressure seal 34, and exhibits effects such as preventing the displacement of the high-pressure seal 34.

低圧シール36は、非接触型の高圧シール34から僅かに漏洩した液体を遮断するために設けられた接触型のものであり、弾性材料(例えば合成ゴム)から作られた環状体である。この低圧シール36は、シリンダ12の、駆動部側に形成された拡径部46に嵌合されている。拡径部46に嵌合された低圧シール36は、第1のマニホールド18とポンプケーシング16とを連結した状態において、シール押え48によって押さえ付けられ、固定される。   The low-pressure seal 36 is a contact type provided to block the liquid slightly leaked from the non-contact type high-pressure seal 34, and is an annular body made of an elastic material (for example, synthetic rubber). The low-pressure seal 36 is fitted into a diameter-expanded portion 46 formed on the drive portion side of the cylinder 12. The low pressure seal 36 fitted to the enlarged diameter portion 46 is pressed and fixed by the seal presser 48 in a state where the first manifold 18 and the pump casing 16 are connected.

図示実施形態では、低圧シール36として、一方の端面部に溝50が全周にわたり形成された、いわゆるUパッキンが用いられている。低圧シール36を所定箇所に固定した状態では、溝50はポンプ室22側に配置される。また、溝50には、環状のコイルばね52が嵌挿されており、これによって、溝50よりも内側のリップ部54がプランジャ14の外周面に密着し、封止を確実なものとしている。   In the illustrated embodiment, a so-called U-packing in which a groove 50 is formed on one end surface portion over the entire circumference is used as the low-pressure seal 36. In a state where the low pressure seal 36 is fixed at a predetermined location, the groove 50 is disposed on the pump chamber 22 side. Further, an annular coil spring 52 is fitted in the groove 50, whereby the lip portion 54 inside the groove 50 is brought into close contact with the outer peripheral surface of the plunger 14 to ensure sealing.

なお、符号56は、低圧シール36に埋設された金属製のホルダであり、弾性材料からなる低圧シール36に一定の剛性を与え、位置ずれや変形を防止するためのものである。   Reference numeral 56 denotes a metal holder embedded in the low-pressure seal 36, which gives a certain rigidity to the low-pressure seal 36 made of an elastic material and prevents displacement and deformation.

また、シリンダ12の内周面は、高圧シール34と低圧シール36との間の領域において拡径されている。この部分58は、プランジャ14がシリンダ12内に挿入された状態で、プランジャ14の外周面との間に環状の第1の空間部58を形成している。第1の空間部58は、第1のマニホールド18に形成された流路58を介して、吸入口24と連通されている。   Further, the inner peripheral surface of the cylinder 12 is expanded in a region between the high pressure seal 34 and the low pressure seal 36. The portion 58 forms an annular first space 58 between the outer peripheral surface of the plunger 14 in a state where the plunger 14 is inserted into the cylinder 12. The first space 58 is communicated with the suction port 24 via a flow path 58 formed in the first manifold 18.

前述したように、プランジャポンプ10を駆動すると、高圧シール34が非接触型であるため、液体が僅かにポンプ室22から高圧シール34を通過し低圧シール36へと流れる。この際、ポンプ室22内が吐出工程では高圧となることから、液体は高圧シール34とプランジャ14との間の微小な間隙を通ると、高速の噴流となって低圧シール36へと向かう。しかしながら、高圧シール34と低圧シール36との間に、断面積が高圧シール34とプランジャ14間の最小間隙の断面積よりも大きな第1の空間部58が形成されているため、当該第1の空間部58がいわゆるディフューザとして機能し、高圧シール34からの噴流は減速、分散される。この減速された噴流のうち、低圧シール36に至る流れを更に阻止するために、本実施形態では、第1の空間部58と低圧シール36との間にガード62が設けられている。   As described above, when the plunger pump 10 is driven, the high pressure seal 34 is a non-contact type, so that liquid slightly passes from the pump chamber 22 through the high pressure seal 34 to the low pressure seal 36. At this time, since the inside of the pump chamber 22 is at a high pressure in the discharge process, when the liquid passes through a minute gap between the high-pressure seal 34 and the plunger 14, the liquid becomes a high-speed jet toward the low-pressure seal 36. However, the first space 58 is formed between the high-pressure seal 34 and the low-pressure seal 36 so that the cross-sectional area is larger than the cross-sectional area of the minimum gap between the high-pressure seal 34 and the plunger 14. The space 58 functions as a so-called diffuser, and the jet flow from the high pressure seal 34 is decelerated and dispersed. In this embodiment, a guard 62 is provided between the first space 58 and the low-pressure seal 36 in order to further prevent the flow that reaches the low-pressure seal 36 from among the decelerated jet flow.

ガード62は、硬質材料、例えば金属からなる略切頭円錐形の環状体から構成されている。このガード62の大径側の端部には外向きフランジ(最大径部)64が形成されており、フランジ64の外径は拡径部46の内径と実質的に同一となっている。このフランジ64は、シリンダ12の内周面に形成された内向き環状突出部66と低圧シール36との間で挟持され、これによってガード62は固定される。固定状態では、ガード62の小径側の端部(最小径部)68がポンプ室22に向けられている。また、小径側の端部68の内径は、プランジャ14の外径よりも大きいが、ポンプ駆動時にプランジャ14と接しない範囲で可能な限り小さくされていることが好ましい。このようなガード62をシリンダ12内に設けることで、プランジャ14、低圧シール36及びガード62により、シリンダ12内には環状の第2の空間部70が形成される。かかる第2の空間部70の断面積は、ガード62の最小径部68とプランジャ14との間の最小間隙の断面積よりも大きい。   The guard 62 is formed of a substantially truncated cone-shaped annular body made of a hard material such as metal. An outward flange (maximum diameter portion) 64 is formed at the end of the guard 62 on the large diameter side, and the outer diameter of the flange 64 is substantially the same as the inner diameter of the enlarged diameter portion 46. The flange 64 is sandwiched between an inward annular protrusion 66 formed on the inner peripheral surface of the cylinder 12 and the low pressure seal 36, whereby the guard 62 is fixed. In the fixed state, the end (minimum diameter portion) 68 on the small diameter side of the guard 62 is directed to the pump chamber 22. Further, the inner diameter of the end 68 on the small diameter side is larger than the outer diameter of the plunger 14, but is preferably made as small as possible within a range not contacting the plunger 14 when the pump is driven. By providing such a guard 62 in the cylinder 12, the annular second space 70 is formed in the cylinder 12 by the plunger 14, the low pressure seal 36 and the guard 62. The cross-sectional area of the second space portion 70 is larger than the cross-sectional area of the minimum gap between the minimum diameter portion 68 of the guard 62 and the plunger 14.

なお、図示実施形態では、ガード62のフランジ64の内径は低圧シール36の外側のリップ部(外周部)72の内径と概ね等しい。このため、フランジ64が低圧シール36に接している状態でも、内側のリップ部54を拘束することはなく、低圧シール36の本来の封止能力を損なうことはない。   In the illustrated embodiment, the inner diameter of the flange 64 of the guard 62 is substantially equal to the inner diameter of the lip portion (outer peripheral portion) 72 outside the low pressure seal 36. For this reason, even when the flange 64 is in contact with the low pressure seal 36, the inner lip portion 54 is not restrained, and the original sealing ability of the low pressure seal 36 is not impaired.

次に、以上のような構成のプランジャポンプ10の作用について説明する。   Next, the operation of the plunger pump 10 configured as described above will be described.

まず、駆動源(図示しない)を起動し、クランク軸を回転させると、その回転力がコネクションロッド、プランジャ元及びプランジャロッド32を経て伝えられ、プランジャ14がシリンダ12内を往復動する。そして、駆動部の方向(図1及び図2の右側方向)にプランジャ14が移動する場合、ポンプ室22内が減圧され、吸入弁26及び吐出弁28はそれぞれ開及び閉となり、吸入口24の液体が吸入弁26を経てポンプ室22内へ吸入される。一方、プランジャ14が逆方向、すなわちポンプ室22の方向に移動すると、ポンプ室22内が加圧され、吸入弁26及び吐出弁28はそれぞれ閉及び開となり、ポンプ室22の液体は吐出弁28を通って吐出口30へ吐出される。この吸入工程と吐出工程とを繰り返すことで、液体は吸入口24から吐出口30へと一方向に輸送される。   First, when a drive source (not shown) is activated and the crankshaft is rotated, the rotational force is transmitted through the connection rod, the plunger element, and the plunger rod 32, and the plunger 14 reciprocates in the cylinder 12. When the plunger 14 moves in the direction of the drive unit (the right direction in FIGS. 1 and 2), the inside of the pump chamber 22 is depressurized, and the suction valve 26 and the discharge valve 28 are opened and closed, respectively. Liquid is sucked into the pump chamber 22 through the suction valve 26. On the other hand, when the plunger 14 moves in the reverse direction, that is, in the direction of the pump chamber 22, the inside of the pump chamber 22 is pressurized, the suction valve 26 and the discharge valve 28 are closed and opened, respectively, and the liquid in the pump chamber 22 is discharged from the discharge valve 28. It is discharged to the discharge port 30 through. By repeating the suction process and the discharge process, the liquid is transported from the suction port 24 to the discharge port 30 in one direction.

非接触型の高圧シール34の内周面とプランジャ14の外周面との間の間隙には液膜が形成されるため、ポンプ駆動時にポンプ室22から駆動部側への液体の漏洩は大幅に抑制される。しかしながら、吐出工程では、ポンプ室22内が高圧となるため、液体の一部がプランジャ14と高圧シール34との間の微小な間隙を通って、駆動部側に流れる。この液体の流れは高速の噴流となるが、間隙よりも広い第1の空間部58のディフューザ効果により分散され、減速される。また、この第1の空間部58には、吸入口24から流入する液体も存在しているため、これによっても噴流の速度は減じられる。   Since a liquid film is formed in the gap between the inner peripheral surface of the non-contact type high-pressure seal 34 and the outer peripheral surface of the plunger 14, the leakage of liquid from the pump chamber 22 to the drive unit side is greatly caused when the pump is driven. It is suppressed. However, in the discharge process, the inside of the pump chamber 22 is at a high pressure, so a part of the liquid flows through the minute gap between the plunger 14 and the high-pressure seal 34 to the drive unit side. This liquid flow becomes a high-speed jet, but is dispersed and decelerated by the diffuser effect of the first space 58 wider than the gap. In addition, since the liquid flowing in from the suction port 24 is also present in the first space portion 58, the velocity of the jet flow is also reduced by this.

噴流の一部は低圧シール36に向かうが、その大部分はガード62によって阻止される。一部はガード62の小径側端部68とプランジャ14との間の間隙を通過して高速化するが、これも第2の空間部70のディフューザ効果により分散され、減速される。従って、高圧シール34から漏洩した液体が低圧シール36の端面に当たっても、その衝突エネルギーは極めて小さく、低圧シール36には悪影響を及ぼさず、低圧シール36の寿命が長くなる。勿論、低圧シール36から駆動部側への液体の漏洩を効果的に防止することができるため、ポンプ自体の性能を長期にわたり維持することが可能となる。   A portion of the jet is directed to the low pressure seal 36, but most of it is blocked by the guard 62. A part of the speed is increased through the gap between the small-diameter side end 68 of the guard 62 and the plunger 14, but this is also dispersed and decelerated due to the diffuser effect of the second space 70. Therefore, even if the liquid leaked from the high-pressure seal 34 hits the end face of the low-pressure seal 36, the collision energy is extremely small, the low-pressure seal 36 is not adversely affected, and the life of the low-pressure seal 36 is extended. Of course, it is possible to effectively prevent liquid leakage from the low pressure seal 36 to the drive unit side, so that the performance of the pump itself can be maintained over a long period of time.

かかる効果は、高圧シール34の内径を従来よりも大きくし、液体の漏洩量が増加するような構成としても、同様に奏することができる。すなわち、従来であれば、低圧シール36へのダメージを小さくすべく高圧シール34の内径を極力小さくして液体の漏洩量の低減を図っていたが、本発明によれば、高圧シール34の内径を、シールとしての機能を損なわない範囲で大きくすることが可能となる。その結果、高圧シール34の寸法精度を低くすることができるため、その製造が容易となり、コストも低くすることができる。なお、寸法精度が低くとも、シール部材44を設けているため、その誤差を吸収することができる。また、プランジャ14と高圧シール34との接触を防止することができ、摩耗による異物の輸送液体への混入を防止することができる。これは、超純水用の高圧ポンプにおいて特に有効となる。   Such an effect can be similarly achieved even when the internal diameter of the high-pressure seal 34 is made larger than that of the prior art and the amount of liquid leakage is increased. That is, in the prior art, in order to reduce damage to the low-pressure seal 36, the inner diameter of the high-pressure seal 34 was made as small as possible to reduce the amount of liquid leakage. Can be increased within a range that does not impair the function as a seal. As a result, since the dimensional accuracy of the high-pressure seal 34 can be lowered, its manufacture becomes easy and the cost can be reduced. Even if the dimensional accuracy is low, the error can be absorbed because the seal member 44 is provided. In addition, contact between the plunger 14 and the high-pressure seal 34 can be prevented, and contamination of foreign matter due to wear into the transport liquid can be prevented. This is particularly effective in a high-pressure pump for ultrapure water.

図3は本発明によるプランジャポンプの第2実施形態を示す、図2と同様な拡大断面図である。この第2実施形態は、独立部品のガードが設けられていない点で、上述した第1実施形態とは異なるが、その他の点については第1実施形態と実質的に同様であるので、同一又は相当部分には同一符号を付し、その詳細な説明は省略する。   FIG. 3 is an enlarged cross-sectional view similar to FIG. 2, showing a second embodiment of the plunger pump according to the present invention. The second embodiment is different from the first embodiment described above in that an independent part guard is not provided, but the other points are substantially the same as the first embodiment. Corresponding portions are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.

第2実施形態に係るプランジャポンプ10においては、第1実施形態におけるガード62に代え、このガード62に相当する部分を第1のマニホールド18におけるシリンダ12の内周面に一体的に形成したことを特徴としている。すなわち、シリンダ12の内周面には、低圧シール36が嵌合されるシリンダ12の拡径部46と第1の空間部58との間の領域に、ガードとしての環状突出部162が一体的に形成されている。この環状突出部162の最小内径はプランジャ14の外径よりも僅かに大きい程度であり、第1実施形態におけるガード62の小径側端部68の内径と実質的に同一とされている。また、環状突出部162の内径は、この最小内径部分から低圧シール36の方向に漸次拡大され、この部分で第2の空間部70が形成されている。低圧シール36に隣接する部分では、環状突出部162の内周面は円筒形とされており、その内径は、低圧シール36の外側リップ部72の内径と略同一とされている。   In the plunger pump 10 according to the second embodiment, instead of the guard 62 in the first embodiment, a portion corresponding to the guard 62 is integrally formed on the inner peripheral surface of the cylinder 12 in the first manifold 18. It is a feature. That is, on the inner peripheral surface of the cylinder 12, an annular projecting portion 162 as a guard is integrally formed in a region between the enlarged diameter portion 46 of the cylinder 12 to which the low pressure seal 36 is fitted and the first space portion 58. Is formed. The minimum inner diameter of the annular projecting portion 162 is slightly larger than the outer diameter of the plunger 14 and is substantially the same as the inner diameter of the small-diameter side end portion 68 of the guard 62 in the first embodiment. Further, the inner diameter of the annular projecting portion 162 is gradually enlarged from the minimum inner diameter portion in the direction of the low pressure seal 36, and a second space portion 70 is formed at this portion. In the portion adjacent to the low pressure seal 36, the inner peripheral surface of the annular projecting portion 162 is cylindrical, and the inner diameter thereof is substantially the same as the inner diameter of the outer lip portion 72 of the low pressure seal 36.

この環状突出部162は、最小径部分が高圧シールからの漏洩流を阻止する部分としての機能を有し、また、低圧シール36に隣接する部分に第2の空間部70を形成しているため、ディフューザ効果を奏することができる。従って、上述した第1実施形態におけるガード62と同様な作用効果を有する。更に、この第2実施形態に係るプランジャポンプ10では、ガード62が不要となるため、部品点数が少なくなり、組立・分解が容易になるという効果もある。   The annular projecting portion 162 has a function as a portion in which the minimum diameter portion prevents leakage flow from the high pressure seal, and the second space portion 70 is formed in a portion adjacent to the low pressure seal 36. The diffuser effect can be produced. Therefore, it has the same effect as the guard 62 in the first embodiment described above. Further, in the plunger pump 10 according to the second embodiment, since the guard 62 is not necessary, the number of parts is reduced, and there is an effect that assembly / disassembly is facilitated.

以上、本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明は上記実施形態に限定されないことは言うまでもない。   As mentioned above, although preferred embodiment of this invention was described in detail, it cannot be overemphasized that this invention is not limited to the said embodiment.

例えば、上記実施形態においては、ガード62や環状突出部162の内周面の形状が略円錐形となっているが、低圧シール36への流れを阻止する部分、及び、その部分と低圧シール36との間にディフューザ効果を発揮する空間部70が形成されるものであれば、その内周面の形状は特に限定されない。   For example, in the above embodiment, the shape of the inner peripheral surface of the guard 62 or the annular protrusion 162 is substantially conical, but the portion that blocks the flow to the low pressure seal 36 and the portion and the low pressure seal 36 If the space part 70 which exhibits a diffuser effect is formed between, the shape of the inner peripheral surface will not be specifically limited.

本発明によるプランジャポンプの第1実施形態を部分的に示す縦断面図である。It is a longitudinal section showing partially a 1st embodiment of a plunger pump by the present invention. 図1のA部を拡大して示す断面図である。It is sectional drawing which expands and shows the A section of FIG. 本発明によるプランジャポンプの第2実施形態を示す、図2と同様な拡大断面図である。It is an expanded sectional view similar to FIG. 2 which shows 2nd Embodiment of the plunger pump by this invention.

符号の説明Explanation of symbols

10…プランジャポンプ、12…シリンダ、14…プランジャ、18,20…マニホールド、22…ポンプ室、34…高圧シール、36…低圧シール、44…シール部材、
58…第1の空間部、62…ガード、64…フランジ(最大径部)、68…小径側端部(最小径部)、70…第2の空間部、72…外側リップ部(低圧シールの外周部)、162…環状突出部(ガード)。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Plunger pump, 12 ... Cylinder, 14 ... Plunger, 18, 20 ... Manifold, 22 ... Pump chamber, 34 ... High pressure seal, 36 ... Low pressure seal, 44 ... Seal member,
58 ... first space part, 62 ... guard, 64 ... flange (maximum diameter part), 68 ... small diameter side end part (minimum diameter part), 70 ... second space part, 72 ... outer lip part (low pressure seal) (Outer peripheral part), 162... Annular protrusion (guard).

Claims (4)

シリンダ(12)と、
前記シリンダ(12)内に往復動可能に配置されたプランジャ(14)と、
前記プランジャ(14)を駆動するための駆動部と、
前記駆動部とは反対の側に配置され、前記シリンダ(12)の内部と連通するポンプ室(22)と、
前記シリンダ(12)の前記ポンプ室(22)側の内周面に配置された非接触型の高圧シール(34)と、
前記シリンダ(12)の前記駆動部側の内周面に配置された接触型の低圧シール(36)と、
前記高圧シール(34)と前記プランジャ(14)との間から前記低圧シール(36)に向かう液体の噴流を阻止すべく、前記高圧シール(34)と前記低圧シール(36)との間に設けられたガード(62,162)と、
前記高圧シール(34)と前記ガード(62,162)との間に形成され、前記高圧シール(34)と前記プランジャ(14)との間の最小間隙の断面積よりも大きな断面積を有する第1の空間部(58)と、
前記ガード(62,162)と前記低圧シール(36)との間に形成され、前記ガード(62,162)と前記プランジャ(14)との間の最小間隙の断面積よりも大きな断面積を有する第2の空間部(70)と、
を備えるプランジャポンプ。
A cylinder (12);
A plunger (14) disposed reciprocally in the cylinder (12);
A drive for driving the plunger (14);
A pump chamber (22) disposed on the opposite side of the drive unit and communicating with the interior of the cylinder (12);
A non-contact type high pressure seal (34) disposed on the inner peripheral surface of the cylinder (12) on the pump chamber (22) side;
A contact-type low-pressure seal (36) disposed on the inner peripheral surface of the cylinder (12) on the drive unit side;
Provided between the high pressure seal (34) and the low pressure seal (36) in order to prevent a jet of liquid from between the high pressure seal (34) and the plunger (14) toward the low pressure seal (36). Guard (62, 162),
A first cross section formed between the high pressure seal (34) and the guard (62, 162) and having a cross sectional area larger than a cross sectional area of a minimum gap between the high pressure seal (34) and the plunger (14). 1 space (58);
Formed between the guard (62, 162) and the low pressure seal (36) and having a cross sectional area larger than the cross sectional area of the minimum gap between the guard (62, 162) and the plunger (14). A second space (70);
A plunger pump comprising:
前記ガード(62)は、一端が最大径部(64)となっており、他端側に最小径部(68)が形成されている環状体であり、前記最大径部(64)が前記低圧シール(36)の一端の外周部にのみ接し、前記最小径部(68)が前記高圧シール(34)側に向けられている、請求項1に記載のプランジャポンプ。   The guard (62) is an annular body having one end having a maximum diameter portion (64) and the other end side having a minimum diameter portion (68), and the maximum diameter portion (64) is the low pressure portion. 2. The plunger pump according to claim 1, wherein the plunger pump contacts only an outer peripheral portion of one end of the seal (36), and the minimum diameter portion (68) is directed toward the high-pressure seal (34). 前記ガード(162)は前記シリンダ(12)の内周面に一体的に形成されている、請求項1に記載のプランジャポンプ。   The plunger pump according to claim 1, wherein the guard (162) is integrally formed on an inner peripheral surface of the cylinder (12). 前記高圧シール(34)の外周部に設けられた弾性材料からなるシール部材(44)を備える、請求項1〜3のいずれか1項に記載のプランジャポンプ。   The plunger pump according to any one of claims 1 to 3, further comprising a seal member (44) made of an elastic material provided on an outer peripheral portion of the high-pressure seal (34).
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