JP4680379B2

JP4680379B2 - ポンプ構造

Info

Publication number: JP4680379B2
Application number: JP2000390561A
Authority: JP
Inventors: 理文井上
Original assignee: 株式会社櫻製作所
Priority date: 2000-12-22
Filing date: 2000-12-22
Publication date: 2011-05-11
Anticipated expiration: 2020-12-22
Also published as: JP2002195161A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
開示技術は、ダイヤフラムポンプ等のダイヤフラムの破損による作動液（オイル液等）の被処理液中への混入による汚染等のトラブルを防止するとともに、ダイヤフラムポンプ等の機能を初期設定のまま半永久的に維持できるようにしたポンプ構造の技術分野に属する。
【０００２】
【従来の技術】
周知の如く、ポンプは各種産業施設等の多方面において利用されているが、その中でもグランド部に直接被処理液が接しなく、且つ吐出量が安定している等の数々の多大のメリットからダイヤフラムポンプが広く科学，水処理施設等に用いられている。
【０００３】
しかしながら、ダイヤフラムポンプを恒常的に使用するに当たっては、ダイヤフラムの破損による作動液（オイル液）の被処理液に対するリーク現象等の発生により、汚染等のトラブルが避けられないデメリットがあった。
【０００４】
即ち、図４に示す在来型のダイヤフラムポンプにおいては、クロスヘッド２により進退作動するプランジャー４の先端部にダイヤフラム６を配設して作動液室（オイル液室）８及び被処理液室９を画成し、ダイヤフラムケース１１内の通路１２を介し、作動液１５の吸排を行うようにしている。
【０００５】
作動液タンク１６においては、均圧安全弁１８により、コントロールしながらオイル等の作動液１５を作動液室８に送給し、プランジャー４の往復動によりダイヤフラム６をサイクル的に脈動させ、被処理液をして被処理液室９から通路２１を介し、次段処理装置へ被処理液を吸入排出するようにしていた。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ダイヤフラム６においては、そのリーフ（プレート）が１枚のみでは高頻度で脈動的サイクルが反復されると、その端部等が疲労破壊して破損して作動液（オイル液等）が被処理液に混入したりして汚染が発生したりするトラブル発生があるために、該ダイヤフラム６をそのリーフ（プレート）を複数枚にする様な手段が提案されている。しかしながらその対処手段には限度があり、経時的にダイヤフラム６の破れなどの破損によるトラブルが避けられない。
なお、プランジャー４には、作動軸シールとしてのグランドパッキン３１の締め付けネジ３２やボルト３３が設けられている。３５は、作動液（オイル液）の抜き用のネジである。
【０００７】
一方、万一ダイヤフラムにリークが生じた場合であっても、被処理液の汚染を防止する様な対策も取れている。例えば、作動液１５を被処理液と同様な液等とする技術も提案されている。
しかしながら、被処理液のタイプによっては作動液１５をオイルや水とすることができず、その作動液の性質によっては、グランドパッキン３１から経時的に微小にリークした場合、単なる汚染のみならず、悪臭や固結や結晶等が生ずる虞もあり、ダイヤフラムポンプの機能が全うできないという欠点もあった。
【０００８】
また、このような問題はダイヤフラムポンプ以外にもプランジャー型のポンプに於けるシールパッキンを有するものにおいても共通の問題点でもあった。
【０００９】
【発明の目的】
この出願の発明の目的は上述の如く、ダイヤフラムポンプ等における作動液の漏出の問題点を解決すべき技術的課題とし、初期セット状態でも、経時的な高頻度の使用に耐えながら、作動液の漏出を完全に近く防止し、恒常的な使用に耐えるようにすることにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上述した本発明の目的は、
作動液(15)の漏出に備えてプランジャー(5)を洗浄液(3)で洗浄するための液溜りチャンバー(46)を有し、他の駆動系を用いることなく前記洗浄液(3)を前記液溜りチャンバー(46)に対し自動的に給排する機能を備えたダイヤフラムポンプのポンプ構造であって、
プランジャー(5)を洗浄するための洗浄液(3)で満たされた液溜りチャンバー(46)と、
前記液溜りチャンバー(46)内を往復動するプランジャー部分に段差部(45)を有し、該段差部(45)の前後で径が異なるように形成され、往復動することにより作動液(15)を介してダイヤフラム(6)を作動させるプランジャー(5)と、
前記液溜りチャンバー(46)との間で循環する洗浄液(3)を貯留するタンク(51)と、
前記液溜りチャンバー(46)と前記タンク(51)との間で洗浄液(3)を循環させるための通路(63)(64)と、
を有するポンプ構造によって達成される。
【００１１】
【作用】
上述構成において、ポンプの作動に際し作動液は被処理液とは必ずしも同質である必要はない。
プランジャーの往復動により作動液室から作動液が漏出するような場合においても、プランジャーとブラケットとの間に介装するグランドパッキン等を前後二段等の複段に形成して、該複段のグランドパッキンの間に狭隘なチャンバーを形成して、複段的なグランドパッキンを介して第一義的に漏出を防止する。更に、チャンバーに漏出した作動液がある場合を想定して、該チャンバー内を往復動するプランジャーの段差部によりポンピング作用を行うことで、チャンバー内に液溜りされた洗浄液を外部との間で循環させるようにする。循環する洗浄液は、作動液タンク内に仕切壁を介して設けた洗浄液室との間で循環させてもよく、或いは、作動液タンクとは独立の洗浄液タンクとの間で循環させてもよい。
洗浄液を貯留するタンクにはサイトグラス等を設けて作動液の漏出をチェック検出し、常に作動液の漏出が検出されて、ポンプの機能が常に維持され得るようにされている。
また、洗浄液タンクに洗浄効果のある洗浄液を入れることで液留りチャンバーに漏れ出た作動液は洗浄され、常に当該プランジャーのバッキン部分が清浄に保たれる。その結果、プランジャーやパッキンの長寿化が図れる。特に、作動液が漏れると危険な溶液や、ガス化する液や臭気のある流体が、外部へ漏出するのを防止できる。また、固化する液体に対して洗浄液で希釈し、外部への漏出を防止できる。また、製品化する液が品質不良になるのを防ぎ、プランジャーやパッキンの磨耗を防ぐ効果を発揮できる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、図１〜図３に基づいて本発明の実施形態を説明する。なお、図４と同一態様部分は同一符号を用いて説明するものとする。
【００１３】
図示するダイヤフラムポンプは、クロスヘッド２により往復動するプランジャー５を有している。プランジャー５には、シールパッキンとしての一対のグランドパッキン４１，４２が設けられている。ダイヤフラム６寄り（グランドパッキン４１側）のプランジャー５の径Ｄは、その反対側（グランドパッキン４２側）の径ｄよりも大径であり、すなわち「φＤ＞φｄ」の関係となっている。プランジャー５の大径部と小径部の間には、段差部４５が形成されている。グランドパッキン４１，４２間には、チャンバー４６が形成されており、プランジャー５が往復動すると、該チャンバー４６内においてポンピング作用を行う。
タンク５１内において、仕切壁５５により画成される一方側の部屋（洗浄液室）には、洗浄液３が貯留されている。該洗浄液３は、アウトレットポート６５・インレットポート６６を介し、通路６３，６４を介し、チェックボール６１，６２を介して、タンク５１とチャンバー４６との間で循環するようになっている。これにより、不測にしてダイヤフラム６が破損するような場合であっても、チャンバー４６に漏出する作動液１５が系外に漏出しないようにされている。
【００１４】
なお、プランジャー５の段差部４５の両側が「φＤ＜φｄ」であっても同一作用を行うものである。
【００１５】
即ち、第１及び第２のグランドパッキン４１，４２の二段的なグランドパッキンによるリーク防止と、チャンバー４６とタンク５１との間での洗浄液３の循環により、ダイヤフラム６の破損等のトラブルによる作動液漏出によるトラブルを防止することができる。
【００１６】
なお、チェックボール６１，６２は、チャンバー４６に接続する通路に設けられており、プランジャー５によるポンピングはプランジャー５の往復動により自動的に行われるので、何等の他の駆動系は必要としないものである。
【００１７】
この様な構造にすることにより、ダイヤフラム６の破損等によるトラブルにより作動液１５が漏出することがあっても、水等の洗浄液によりチャンバー４６部分及びチェックボール６１，６２を自己洗浄ができるようにされている。その結果、匂いや臭みの原因となる液体や、固化作用や結晶作用を及ぼす様な液体が漏出しても、循環する洗浄液によって洗浄できる。
【００１８】
また、５６は液面計やサイトグラスであって、作業員の目視による作動液１５の漏出やトラブルを検出することができるものである。
【００１９】
なお、均圧安全弁１８や接続パイプ７１や取付ナット７２等は、図４に示す在来態様と変わりはないものである。
【００２０】
また、吸排通路２１のボール２３，２４は当該図４に示す在来態様と変わりは無いものである。
【００２１】
そして、作動液室８に対する作動液１５の補給はタンク５１から均圧安全弁１８を介し、適宜に補給が成される。なお作動液１５は、循環する洗浄液３に対し、仕切壁５５により仕切られているために、タンク５１内で洗浄液３と作動液１５とが混合することはない。
【００２２】
また、チャンバー４６とチェックバルブのボール６１，６２の自己洗浄は確実に行われ、当該自己洗浄を司どるポンピングはプランジャー５の段差部４５により経時的に安定して行われる。
【００２３】
図２に示す実施例はサイトグラス５７を配設した洗浄液タンク５２を、作動液タンク１６とは別体に配設し、チャンバー４６に対し通路６３，６４を介して接続した態様である。
【００２４】
なお、当該態様においては、サイトグラス５７は適宜の部位に配設され適宜数だけ配設される。
【００２５】
なお、この出願の発明の実施形態は、上述した態様に限らず、例えば、図３に示す様に、プランジャー５のチャンバー４６の前後に往復動する部分の段差部４５を介してのシールパッキンタイプにするものをピストンリング８１のタイプに代える様にすることも可能であり、また、上述ダイヤフラムポンプ以外のプランジャーポンプ等に用いることも可能である。
【００２６】
そして、サイトグラスは単基配設するようにするタイプも採用可能である。
【００２７】
【発明の効果】
以上、この出願の発明によれば、作動液の漏出による種々のトラブルが避けられなかったものが基本的に複段的な液封式による第一義的なリーク防止ができ、加えて、自己洗浄が自動的に行われて、機構の維持が常に図られるという優れた効果が奏される。
【００２８】
したがって、ポンプ使用時において、漏出検出を行う装置を配設せずに済む。そのため、コスト的にも安く、また、安心してその機能を図ることができるという優れた効果が奏される。
【００２９】
また、グランドパッキン等のシールパッキンがプランジャーに沿って前後複段に設置されていることにより、単一のグランドパッキン等によるシール機能よりもよりリーク防止することができる効果がある。その上、これらのシールパッキンの間に液溜りチャンバーが形成されていることにより、不測にして作動液の漏出が発生した場合であっても、当該リークの防止が図られるという優れた効果がある。
【００３０】
また、当該液溜りチャンバーが洗浄液タンクに接続され、或いは、独立した洗浄液タンクに循環式に接続されていることにより、ポンプ外部への漏出防止が図られるという優れた効果が奏される。
【００３１】
また、液溜りチャンバー内を往復動するプランジャー部分には、段差部が形成されている。これにより、プランジャーの往復動に自動的に追従してポンピング作用が行われて洗浄液が循環するので、不測にして作動液が漏出しても、液溜りチャンバーや該液溜りチャンバーの機構部に設けられたチェックバルブボールの機構部を自己洗浄できるという優れた効果が奏される。
【００３２】
また、洗浄液タンク部分や外部に接続される通路にサイトグラスを配設することにより、作動液の漏出の目視が可能であり、また、液面計等を通じて漏出発生を検出できるという優れた効果が奏される。
【００３３】
また、構造を簡単にするために、作動液タンク内に仕切壁を設けて洗浄液室を画成して設けることにより、作動液用および洗浄液用のタンクが単基で済むというコンパクト化のメリットもある。なお、該タンクは洗浄液の性状によってさまざまなタイプのものが用いられることは勿論のことであり、開放型、密閉型等が採られることは勿論のことである。
【００３４】
また、洗浄液タンクを作動液タンクとは独立的に形成することにより、自己洗浄されたリーク作動液を系外及び系内に対して、完全に独立遮断させておくことができるという優れた効果が奏される。
【００３５】
また、プランジャーに沿って配設シールするパッキンを二段以上または三段以上の複数段にすることにより、機構的には複雑であるが、より完全に近く作動液（オイル液）の漏出を防止できるという効果もある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態を示す図である。
【図２】本発明の他の実施形態を示す図である。
【図３】本発明の他の実施形態を示す図である。
【図４】従来のダイヤフラムポンプを示す図である。
【符号の説明】
２クロスヘッド
３洗浄液
４プランジャー
５プランジャー
６ダイヤフラム
８作動液室（オイル液室）
９被処理液室
１１ダイヤフラムケース
１２通路
１５作動液
１６作動液タンク
１８均圧安全弁
２１通路（吸排通路）
２３ボール
２４ボール
３１グランドパッキン
３２ネジ
３３ボルト
３５ネジ
４１グランドパッキン
４２グランドパッキン
４５段差部
４６チャンバー（液溜りチャンバー）
５１タンク
５２洗浄液タンク
５５仕切壁
５６サイトグラス
５７サイトグラス
６１チェックボール
６２チェックボール
６３通路
６４通路
６５アウトレットポート
６６インレットポート
７１接続パイプ
７２取付ナット
８１ピストンリング

Claims

作動液(15)の漏出に備えてプランジャー(5)を洗浄液(3)で洗浄するための液溜りチャンバー(46)を有し、他の駆動系を用いることなく前記洗浄液(3)を前記液溜りチャンバー(46)に対し自動的に給排する機能を備えたダイヤフラムポンプのポンプ構造において、
プランジャー(5)を洗浄するための洗浄液(3)で満たされた液溜りチャンバー(46)と、
前記液溜りチャンバー(46)内を往復動するプランジャー部分に段差部(45)を有し、該段差部(45)の前後で径が異なるように形成され、往復動することにより作動液(15)を介してダイヤフラム(6)を作動させるプランジャー(5)と、
前記液溜りチャンバー(46)との間で循環する洗浄液(3)を貯留するタンク(51)と、
前記液溜りチャンバー(46)と前記タンク(51)との間で洗浄液(3)を循環させるための通路(63)(64)と、
を有することを特徴とするポンプ構造。