JP4413743B2

JP4413743B2 - 注入装置

Info

Publication number: JP4413743B2
Application number: JP2004301896A
Authority: JP
Inventors: 秀明佐藤
Original assignee: Nikkiso Co Ltd
Current assignee: Nikkiso Co Ltd
Priority date: 2004-10-15
Filing date: 2004-10-15
Publication date: 2010-02-10
Anticipated expiration: 2024-10-15
Also published as: JP2006112354A

Description

本発明は、流体を介して２枚のダイアフラムシートを密着させてなるダイアフラム（例えば、破損検出器付きのダイアフラムポンプにおけるダイアフラム）のダイアフラムシート間に、流体を注入する際に用いる注入装置に関する。

図２に、ダイアフラムポンプの概略構成を示す。図２のダイアフラムポンプ１０では、ダイアフラムヘッド１２内にダイアフラム室１４が設けられ、このダイアフラム室１４は、ダイアフラム２０により、流体圧室１６とポンプ室１８の２室に分割されている。ポンプ室１８は、取扱い液の吸入管２２と吐出管２４に連通している。また流体圧室１６は、プランジャ２６を挿入するためにダイアフラムヘッド１２に設けられた貫通孔と繋がっており、この貫通孔にダイアフラムヘッド外部からプランジャ２６が挿入されている。ここで、プランジャ２６は駆動機構（図示せず）によって往復動するようになっており、この駆動機構による往復動に伴い、プランジャ２６の先端が流体圧室１６に向けて往復動するようになっている。

また、流体圧室１６は作動流体で満たされており、上述の如くプランジャ２６を往復動させると、これに応じてダイアフラム２０も往復動し、ダイアフラム２０が流体圧室側、すなわちポンプ室側に凹状の湾曲及び凸状の湾曲を繰り返すことによって、ポンプ室１８の容積が変化するようになっている。また、吸入管２２と吐出管２４には、それぞれ逆止弁２２ａ，２４ａが設けられており、逆止弁２２ａ，２４ａの作用により、取扱い液は、吸入管２２から吐出管２４に向かう一方向にのみ流れることができるようになっている。そして、上記のプランジャ２６の往復動によるポンプ室１８の容積変化に応じて、取扱い液が吸入管２２から吐出管２４に向かって流れるようになっている。

また、図２のダイアフラムポンプ１０では、ダイアフラムヘッド１２の背面側（プランジャ２６の後端側）に隣接して、補給用の作動流体を蓄えたリザーバ室２８が備えられている。このリザーバ室２８と流体圧室１６との間には、作動流体をリザーバ室２８から流体圧室１６内に補給するための補給流路３０と、流体圧室１６内の過剰な作動流体をリザーバ室２８に解放する解放流路３２とが備えられており、補給流路３０には、リザーバ室２８から流体圧室１６に向かう流れのみ許容する補給弁３０ａが設けられ、解放流路３２には、流体圧室１６からリザーバ室２８に向かう流れのみ許容するレリーフ弁３２ａが設けられている。

さらに、ダイアフラムヘッド１２の貫通孔の内面にはプランジャシール３４が設けられており、作動流体が貫通孔を介して流体圧室１６とリザーバ室２８との間を流れないようになっている。

そして、流体圧室１６内の圧力が一定レベル以下に低下すると補給弁３０ａが開き、補給流路３０を介してリザーバ室２８から流体圧室１６に作動流体が流入し、流体圧室１６内の圧力が一定レベル（流体圧室１６内の圧力がリザーバ室２８内の作動流体の圧力と釣り合うレベル）に達すると、補給弁３０ａは閉じる。一方、流体圧室１６内の圧力が一定レベル以上に上昇するとレリーフ弁３２ａが開き、解放流路３２を介して流体圧室１６からリザーバ室２８に作動流体が流出し、流体圧室１６内の圧力が一定レベルに達すると、レリーフ弁３２ａは閉じる。こうして、流体圧室１６内の圧力を一定レベルに維持するようになっている。

さらに、図２のダイアフラムポンプ１０では、ダイアフラム２０の破損を検出するために、後述のように圧力伝達媒体（図示せず）を介して２枚のダイアフラムシート２０ａ，２０ｂを密着させ、ダイアフラム２０を形成させている。このようなダイアフラム２０は、例えば図２のように薄い周縁リング３６を挟んで２枚のダイアフラムシート２０ａ，２０ｂの周縁をそれぞれ張り合わせて形成され、このダイアフラムシート２０ａ，２０ｂ間に、周縁リング３６に設けられた貫通孔を通して圧力伝達媒体が注入されてなるものである。

また、このダイアフラム（より詳しくは、ダイアフラムシート２０ａ，２０ｂ間の周縁リング３６の貫通孔）２０には、２枚のダイアフラムシート２０ａ，２０ｂ間に圧力伝達媒体（例えば、油）を注入するための注入路３８が接続されている。また、この周縁リング３６には、注入用の貫通孔とは異なる他の貫通孔が設けられており、この他の貫通孔には、過剰に注入した圧力伝達媒体を排出する排出路４０が接続されている。ダイアフラム２０の下部に接続する注入路３８は、端部が注入口となっており且つ弁３８ａが設けられており、ダイアフラム２０の上部に接続する排出路４０には、排出された圧力伝達媒体がダイアフラムシート２０ａ，２０ｂ間に逆流しないように逆止弁４０ａが設けられると共に、この逆止弁４０ａを通って排出される圧力伝達媒体の圧力を検出する圧力検出手段（圧力計や圧力センサなど）４２と、過剰な圧力伝達媒体を外部へ排出するためのドレン弁４０ｂとが設けられている。そして、この注入路３８と排出路４０とにより、ダイアフラムシート２０ａ，２０ｂ間への圧力伝達媒体の注入及びダイアフラムシート２０ａ，２０ｂの張り合わせが行われる。

具体的には、２枚のダイアフラムシート２０ａ，２０ｂ間に注入路３８を介して圧力伝達媒体を注入し、注入路３８の弁３８ａを閉じると共に排出路４０のドレン弁４０ｂを開いた状態でポンプ１０を運転させることで、ポンプ１０の運転圧力によって、ダイアフラムシート２０ａ，２０ｂ間の過剰の圧力伝達媒体が、混入するエアと共に逆止弁４０ａ、ドレン弁４０ｂを通って外部に排出され、２枚のダイアフラムシート２０ａ，２０ｂが１枚のダイアフラムのように張り合わされる。そして、この状態でドレン弁４０ｂを閉じると、圧力伝達媒体を介して２枚のダイアフラムシート２０ａ，２０ｂが密着したダイアフラム２０が形成される。こうして２枚のダイアフラムシート２０ａ，２０ｂが張り合わされたダイアフラム２０は、ポンプの通常運転時においては、１枚のダイアフラムとして機能する。

そして、２枚のダイアフラムシート２０ａ，２０ｂの何れか一方あるいは双方が破損した場合には、ダイアフラムシート２０ａ，２０ｂ間に運転圧力がかかり、その圧力が圧力伝達媒体を伝達して圧力検出手段４２により検出されるため、圧力検出手段４２が異常な値を示すときには、ダイアフラムシート２０ａ，２０ｂが破損したものと判断でき、そのときにはポンプ１０を停止して修理を行うこととなる。尚、上記のようにダイアフラムの破損検出が可能なダイアフラムポンプについては、例えば下記の先行技術文献に記載されている。

特開２００１−２８９１７５号公報特開平１１−１３２１４９号公報

上記構成のダイアフラム２０を有するダイアフラムポンプ１０において、注入路３８からダイアフラムシート２０ａ，２０ｂ間に圧力伝達媒体を注入する場合、シリンジ等を用いて圧力伝達媒体を注入口からダイアフラムシート２０ａ，２０ｂ間に押し入れるという方法で注入作業を行っていた。しかしながら、ダイアフラムシート２０ａ，２０ｂ間の隙間の程度によっては押し込み力が０．１〜０．２ＭＰａ程度必要になることもあるため、シリンジ等を用いて手作業で注入するのは困難であった。また、このような方法で注入作業を行うと、注入口に押し当てたシリンジ等の先端部から圧力伝達媒体が飛び散る等していた。このように、従来では効率良くダイアフラムシート２０ａ，２０ｂ間に圧力伝達媒体を注入するのが困難であった。

本発明の目的は、上記問題を解決し、ダイアフラムシート間に簡単に圧力伝達媒体を注入可能とする注入装置を提供することにある。

本発明の注入装置は、２枚のダイアフラムシートが流体を介して密着してなるダイアフラムと、前記２枚のダイアフラムシートの間に注入される流体を通す注入路と、を有するダイアフラムポンプに取り付け、前記注入路を通して前記ダイアフラムシート間に流体を注入する注入装置であって、前記ダイアフラムシート間に注入される流体を収容する収容部と、この収容部に連通し、外部に収容部内の流体を噴出するための噴出孔と、を備える本体部と、前記本体部の収容部に螺合して挿入され、収容部内への押込みにより流体を収容部内から前記噴出孔を通して噴出させるピストンと、を有し、前記ピストンを軸周りに回転させることにより、前記収容部に対するピストンの押込み動作を行うように構成したものである。

また、上記構成の注入装置において、ピストンを収容部に押込んだ状態で、このピストンを本体部に対して固定する固定手段を有する構成にすると良い。

また、上記構成の注入装置において、収容部の外壁に、収容部内と本体部の外部とを連通させる連通孔を設け、この連通孔を通して、ダイアフラムシート間に注入される流体を収容部内に流入可能とする構成にすると良い。

本発明によれば、ピストンの押込みをネジの推力を利用して圧力伝達媒体の注入を行うため、従来要していたピストンに対する大きな押圧力を必要とせず、容易に圧力伝達媒体をダイアフラムシート間に注入することができる。また、注入装置をポンプに固定することにより、収容部内は密閉状態となるため、従来のように圧力伝達媒体をこぼす等することがないといった利点もある。

以下、本発明の実施の形態を、図面を参照して説明する。図１には、本発明の一実施形態に係る注入装置１の概略構成が示されている。

図１の注入装置１は、例えば作動流体や取扱い液と同種の流体などによる圧力伝達媒体（図示せず）を収容可能な本体部２と、収容された圧力伝達媒体を本体部２から押し出すピストン３と、を含んでなる。具体的には、本体部２は小径部２ａと大径部２ｂとからなり、小径部２ａには噴出孔たる小径孔４ａが設けられ、大径部２ｂ内には前記小径孔４ａと連通する大径孔４ｂが設けられ、この大径孔４ｂにピストン３が挿入されている。そして、このピストン３と大径孔４ｂとによって形成される収容部５に圧力伝達媒体が収容され、ピストン３が押し込められることによって、収容部５内の圧力伝達媒体が、噴出孔たる小径孔４ａを通って本体部２の外部へ押し出されるようになっている。

また、本体部２の上記小径部２ａは、注入装置１を例えば図２のような構成のダイアフラムポンプ１０に固定するための固定手段を有しており、これにより、この小径部２ａ内の小径孔４ａとダイアフラムポンプ１０の注入口とを連結した状態を維持しながら、注入装置１をダイアフラムポンプ１０に固定することができるようになっている。図１では、小径部２ａの外面とロックナット６ａとが螺合しており、このロックナット６ａが固定手段となっている。さらに、この小径部２ａの先端にはシール材７ａが設けられており、これにより、注入口からの圧力伝達媒体の噴出や漏れ等を防止している。尚、注入装置１をダイアフラムポンプ１０に固定するための固定手段としてはロックナット６ａに限定される訳ではなく、また、このような固定手段は必ずしも本体部２の小径部２ａに設けられていなくとも良い。

また、ピストン３の外面にもシール材７ｂが周設されており、これにより、収容部５内の圧力伝達媒体がピストン下方（図１の下側）から漏れないようにしている。また、ピストン３の下部にはロックナット６ｂが設けられている。そして、ピストン３を押込んだ後にこのロックナット６ｂでピストン３を本体部２に固定することにより、ピストン３の押込み動作が完了となる。尚、ピストン３を本体部２に固定するための固定手段としてはロックナット６ｂに限定される訳ではない。

ここで、本実施形態に係る注入装置１において、本体部２内の大径孔４ｂとピストン３とは図１のように螺合している。そして、ピストン３を軸周りに回転させることにより、ピストン３の押込み及び引出し動作を行うようにしている。このように、ねじの推力を利用してピストン３の動作を実現する構成となっているため、従来のようにピストンを軸方向に押込む場合と比べて、少ない力で押込み動作を行うことができる。尚、図１では、ピストン下端に、例えば六角断面の突起部８が設けられており、この突起部８をスパナ等で軸周りに回転させることで、容易にピストン３を軸周りに回転させることができるようになっている。

次に、以上のような構成の注入装置１による、圧力伝達媒体の注入動作を説明する。まず、注入装置１のピストン３を引出した状態で収容部５内に圧力伝達媒体を収容し、ピストン３により封入状態とする。

そして、この状態の注入装置１の小径孔４ａをダイアフラムポンプ１０の注入口に連結させ、しかる後に、図３のように本体部２の小径部２ａのロックナット６ａを用いて、注入装置１をダイアフラムポンプ１０に取り付ける。こうして取り付けられた注入装置１のピストン３において、スパナ等を用いてピストン下端の突起部８を軸周りに回転させ、ピストン３を本体部２の大径孔４ｂ内に、ピストン３を押込み切るまでねじ込んでいく。これにより、収容部５内の圧力伝達媒体は、小径孔４ａからポンプ１０の注入口を通って、徐々にダイアフラムポンプ１０の注入路３８に押し出され、ダイアフラムシート２０ａ，２０ｂ間に注入されていく。このようにして圧力伝達媒体をダイアフラムシート２０ａ，２０ｂ間に注入し、ピストン３を押込み切るまでねじ込んだら、図４のように、ピストン下部のロックナット６ｂでピストン３を本体部２に固定する。

そして、ピストン３を本体部２に固定後、ダイアフラムポンプ１０における排出路４０のドレン弁４０ｂを開き、ポンプ１０の運転（エア抜き運転）を開始する。すると、ポンプ１０の運転圧力によって、ダイアフラムシート２０ａ，２０ｂ間の過剰の圧力伝達媒体が、混入するエアと共に逆止弁４０ａ、ドレン弁４０ｂを通って外部に排出され、２枚のダイアフラムシート２０ａ，２０ｂが１枚のダイアフラムのように張り合わされる。そして、この状態でドレン弁４０ｂを閉じると、圧力伝達媒体を介して２枚のダイアフラムシート２０ａ，２０ｂが密着し、一体化したダイアフラム２０が形成されることとなる。

以上のように、本実施形態に係る注入装置１によれば、ピストン３の押込みをネジの推力を利用して行うため、従来要していたピストン３に対する大きな押圧力を必要とせず、容易に圧力伝達媒体をダイアフラムシート２０ａ，２０ｂ間に注入することができる。また、注入装置１をポンプ１０に固定することにより、注入装置１の収容部５内は密閉状態となるため、従来のように圧力伝達媒体がこぼれる等の問題が発生しない。

また、注入装置１は小径部２ａのロックナット６ａによりダイアフラムポンプ１０に固定され、且つ、注入装置１のピストン３はピストン下部のロックナット６ｂにより本体部２に固定されるため、上記の注入動作を行うだけで、ポンプ１０の運転（エア抜き運転）時における注入路３８の弁３８ａの閉状態を実現することができる。従って、従来のダイアフラムポンプの注入路３８に弁３８ａが設けられていなくとも、注入装置１により注入作業を容易に行うことができる。

また、上記実施形態に係る注入装置１において、例えば図５のように、本体部２の外壁に、本体部２の外部と収容部５とが連通する連通孔５ａを設けておき、圧力伝達媒体の流入装置（図示せず）を、流入管９を介してその連通孔５ａと接続し、この流入装置のポンピング作用により、流入管９、連通孔５ａを通して注入装置の収容部５に圧力伝達媒体を流入させるようにすると良い。このとき、流入管９には逆止弁等（図示せず）を設けておき、流入装置によって、注入装置１への流入方向（図５の矢印方向）にのみ圧力伝達媒体が流れるようにしておくと良い。

これによれば、大容量ポンプのダイアフラムシート間に注入する場合には、連続的に収容部内に圧力伝達媒体を収容可能となるため、注入作業を何回も繰り返して効率良く行うことができる。また、ダイアフラムシート間に危険性液を注入する必要がある場合にも、そのような液に直接触れることなく作業を行え、安全性にも優れたものとなる。

本発明の一実施形態に係る注入装置の概略構成を示す図である。ダイアフラムポンプの概略構成を示す図である。図１の注入装置をダイアフラムポンプに固定した状態を示す図である。図３の注入装置におけるピストンの押込み動作が完了した状態を示す図である。他の実施形態に係る注入装置の構成を示す図である。

符号の説明

１注入装置、２本体部、２ａ小径部、２ｂ大径部、３ピストン、４ａ小径孔、４ｂ大径孔、５収容部、６ａ，６ｂロックナット、７ａ，７ｂシール材、８突起部。

Claims

２枚のダイアフラムシートが流体を介して密着してなるダイアフラムと、前記２枚のダイアフラムシートの間に注入される流体を通す注入路と、を有するダイアフラムポンプに取り付け、前記注入路を通して前記ダイアフラムシート間に流体を注入する注入装置であって、
前記ダイアフラムシート間に注入される流体を収容する収容部と、この収容部に連通し、外部に収容部内の流体を噴出するための噴出孔と、を備える本体部と、
前記本体部の収容部に螺合して挿入され、収容部内への押込みにより流体を収容部内から前記噴出孔を通して噴出させるピストンと、
を有し、
前記ピストンを軸周りに回転させることにより、前記収容部に対するピストンの押込み動作を行い、
前記ピストンを前記収容部に押込んだ状態で、このピストンを前記本体部に対して固定する固定手段を有する、
注入装置。
請求項１に記載の注入装置において、
前記収容部の外壁に、前記収容部内と前記本体部の外部とを連通させる連通孔を設け、
この連通孔を通して、前記ダイアフラムシート間に注入される流体を収容部内に流入可能とした、注入装置。