JP5186608B1 - Liquid reciprocating pump - Google Patents
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Abstract
【課題】脈動を低減でき、かつ、設置スペースやコストを低減できる液体用往復動ポンプを提供すること。
【解決手段】液体用往復動ポンプ1は、駆動部2およびポンプ部5を有する。ポンプ部5は、吸入口に連通された第1チェック弁53と、第1チェック弁53に連結された第1ベローズ54と、第1ベローズ54に連結された第2チェック弁55と、第2チェック弁55に連結されかつ吐出口に連通され、有効断面積が第1ベローズ54と同一の第2ベローズ56とを備える。駆動部2は、第1チェック弁53を、第1ベローズ54を圧縮する第1方向および伸長する第2方向に進退させる第1駆動部と、第2チェック弁55を、第1ベローズ54を伸長し、第2ベローズ56を圧縮する第1方向、および、第1ベローズ54を圧縮し、第2ベローズ56を伸長する第2方向に進退させる第2駆動部とを備える。
【選択図】図4To provide a reciprocating pump for liquid that can reduce pulsation and can reduce installation space and cost.
A liquid reciprocating pump includes a drive unit and a pump unit. The pump unit 5 includes a first check valve 53 connected to the suction port, a first bellows 54 connected to the first check valve 53, a second check valve 55 connected to the first bellows 54, and a second check valve 55. A second bellows 56 that is connected to the check valve 55 and communicates with the discharge port and has the same effective sectional area as the first bellows 54 is provided. The drive unit 2 extends the first check valve 53 in the first direction in which the first bellows 54 is compressed and the second direction in which the first check valve 53 extends, and the second check valve 55 extends in the first bellows 54. And a second drive unit that compresses the second bellows 56 and a second drive unit that compresses the first bellows 54 and advances and retracts the second bellows 56 in a second direction.
[Selection] Figure 4
Description
本発明は、液体を吐出するポンプに関し、特に脈動を低減して液体を吐出するチェック弁付きの液体用往復動ポンプに関する。 The present invention relates to a pump that discharges liquid, and more particularly, to a reciprocating pump for liquid with a check valve that discharges liquid while reducing pulsation.
容積型の往復動ポンプとして、プランジャーポンプ、ピストンポンプ、ベローズポンプ、ダイヤフラムポンプ等が知られている。
このような往復動ポンプは、吐出する液体を容積で計量するため、吐出精度を向上できる。一方で、液体の吸入動作および吐出動作を交互に行うため、液体を間欠的に吐出することになる。
As a positive displacement pump, a plunger pump, a piston pump, a bellows pump, a diaphragm pump, and the like are known.
Since such a reciprocating pump measures the volume of the liquid to be discharged, the discharge accuracy can be improved. On the other hand, since the liquid suction operation and the liquid discharge operation are alternately performed, the liquid is intermittently discharged.
例えば、特許文献1のベローズポンプは、ベローズと、このベローズの流体流入口および流体排出口に配置された2つの逆止弁を設け、ベローズを往復動(伸縮)させることで下流側または上流側の逆止弁を交互に作動し、液体の吸入動作および吐出動作を繰り返して実行している。このため、特許文献1のベローズポンプは、一定量の液体を間欠的に吐出する用途には適しているが、一定量の液体を連続して、つまり無脈動で吐出することはできない。 For example, the bellows pump of Patent Document 1 is provided with a bellows and two check valves disposed at the fluid inlet and the fluid outlet of the bellows, and the bellows is reciprocated (expanded / contracted) to downstream or upstream The check valves are alternately operated, and the liquid suction operation and the discharge operation are repeated. For this reason, although the bellows pump of patent document 1 is suitable for the use which discharges a fixed quantity of liquid intermittently, it cannot discharge a fixed quantity of liquid continuously, ie, without pulsation.
一方、特許文献2のポンプのように、2台のポンプを並列に配置して2系統の流路を設け、これらの流路(ポンプ)を切り替えることで、脈動を低減したものも知られている。
On the other hand, as in the pump of
前述したように、特許文献1のベローズポンプは、液体の吸入動作および吐出動作を交互に行うため、脈動が発生し、一定量の液体を連続して供給する必要がある用途には利用できないという問題があった。この問題は、ベローズポンプに限らず、液体の吸入動作および吐出動作を交互に行うプランジャーポンプ、ピストンポンプ、ダイヤフラムポンプなどの往復動ポンプに共通する問題であった。 As described above, the bellows pump disclosed in Patent Document 1 alternately performs the liquid suction operation and the liquid discharge operation, and therefore cannot be used for applications in which pulsation occurs and a constant amount of liquid needs to be continuously supplied. There was a problem. This problem is not limited to the bellows pump, and is a problem common to reciprocating pumps such as a plunger pump, a piston pump, and a diaphragm pump that alternately perform a liquid suction operation and a discharge operation.
また、特許文献2のポンプは、2系統のポンプを設ける必要があるため、スペースが拡大し、さらに液体が奥に滞留しやすいため、接着剤などのように時間経過に伴い変質しやすい液体の吐出には利用できない問題があった。
さらに、ポンプの系統は瞬時に切り替えることができず、切替時に緩衝期間が生じるため、液体の吸入や吐出スピードを一定にすることが難しく、脈動が発生しやすいという問題もあった。
これらの2系統のポンプを設けた場合の問題も、ベローズポンプに限らず、プランジャーポンプ、ピストンポンプ、ダイヤフラムポンプなどの往復動ポンプに共通する問題であった。
In addition, since the pump of
Furthermore, the pump system cannot be switched instantaneously, and a buffering period is generated at the time of switching. Therefore, it is difficult to make the liquid suction and discharge speed constant, and pulsation is likely to occur.
The problem when these two systems of pumps are provided is a problem common to reciprocating pumps such as a plunger pump, a piston pump, and a diaphragm pump, as well as a bellows pump.
本発明の目的は、脈動を低減でき、かつ、液体の滞留を抑制でき、設置スペースを低減できる液体用往復動ポンプを提供することにある。 An object of the present invention is to provide a liquid reciprocating pump that can reduce pulsation, suppress liquid stagnation, and reduce installation space.
本発明の液体用往復動ポンプは、液体の吸入口が形成された吸入口部材および液体の吐出口が形成された吐出口部材と、前記吸入口部材および吐出口部材間に設けられて、前記液体を前記吸入口から吸入し、前記吐出口から吐出するポンプ部と、前記ポンプ部を駆動する駆動部とを備え、前記ポンプ部は、前記吸入口に連通された第1チェック弁と、前記第1チェック弁に対して前記吐出口側に配置された第2チェック弁と、前記第1チェック弁および第2チェック弁間に第1流路を形成する第1流路形成装置と、前記第2チェック弁および前記吐出口部材間に第2流路を形成する第2流路形成装置と、を備え、前記駆動部は、前記第1チェック弁を、前記吐出口部材側に近づく第1方向および前記吸入口部材側に近づく第2方向に移動させる第1駆動部と、前記第2チェック弁を、前記吐出口部材側に近づく第1方向および前記吸入口部材側に近づく第2方向に移動させる第2駆動部と、を備え、前記第1流路形成装置および第2流路形成装置は、各流路の有効断面積が同一であり、前記第1チェック弁、第2チェック弁の移動に伴い、各流路の方向に伸縮して各流路の容積を変更可能に構成され、前記第1駆動部および第2駆動部は、前記第2チェック弁を開いた状態とし、前記第1チェック弁を閉じた状態で第1方向に等速度で移動して、第1流路から第2流路までの流路の容積を減少させて流路内の液体を前記吐出口から吐出する第1工程と、前記第1チェック弁を開いた状態とし、前記第2チェック弁を閉じた状態で第1方向に等速度で移動して、第2流路の容積を減少させて第2流路内の液体を前記吐出口から吐出し、前記吸入口から前記第1チェック弁を介して前記第1流路に液体を吸入する第2工程と、を交互に繰り返し、前記第1工程の第1チェック弁の第1方向への移動速度および移動量は、前記第2工程の第2チェック弁の第1方向への移動速度および移動量と同一とされ、前記第1工程では、前記第2チェック弁を、前記第2工程における前記第2チェック弁の第1方向への等速度の移動開始時の位置まで移動し、前記第2工程では、前記第1チェック弁を、前記第1工程における前記第1チェック弁の第1方向への等速度の移動開始時の位置まで移動することを特徴とする。
この際、前記第1駆動部および第2駆動部は、前記第1工程では、前記第2チェック弁を、前記第1チェック弁よりも低速で前記第1方向に移動した後、第2方向に移動し、さらに前記第1チェック弁よりも低速で前記第1方向に移動して、前記第2工程における前記第2チェック弁の第1方向への等速度の移動開始時の位置まで移動し、前記第2工程では、前記第1チェック弁を、前記第2チェック弁よりも低速で前記第1方向に移動した後、第2方向に移動し、さらに前記第2チェック弁よりも低速で前記第1方向に移動して、前記第1工程における前記第1チェック弁の第1方向への等速度の移動開始時の位置まで移動することが好ましい。
The reciprocating pump for liquid according to the present invention is provided between a suction port member in which a liquid suction port is formed, a discharge port member in which a liquid discharge port is formed, and the suction port member and the discharge port member, A pump unit that sucks liquid from the suction port and discharges the liquid from the discharge port; and a drive unit that drives the pump unit, the pump unit including a first check valve communicated with the suction port; A second check valve disposed on the outlet side with respect to the first check valve; a first flow path forming device that forms a first flow path between the first check valve and the second check valve; And a second flow path forming device that forms a second flow path between the check valve and the discharge port member, and the driving unit moves the first check valve toward the discharge port member in a first direction. And move in the second direction approaching the inlet member side. A first drive unit; and a second drive unit configured to move the second check valve in a first direction approaching the discharge port member side and a second direction approaching the suction port member side, the first flow The channel forming device and the second channel forming device have the same effective cross-sectional area of each channel, and expand and contract in the direction of each channel with the movement of the first check valve and the second check valve. The volume of the passage is configured to be changeable, and the first drive unit and the second drive unit have the second check valve opened, and the first check valve is closed at a constant speed in the first direction. The first step of moving and reducing the volume of the flow path from the first flow path to the second flow path to discharge the liquid in the flow path from the discharge port and the first check valve opened The second check valve is closed and moved at the same speed in the first direction to reduce the volume of the second flow path. A second step of alternately discharging the liquid in the second flow path from the discharge port and sucking the liquid into the first flow path from the suction port via the first check valve, The moving speed and the moving amount of the first check valve in the first direction in the first step are the same as the moving speed and the moving amount of the second check valve in the first direction in the second step. Then, the second check valve is moved to a position at the start of constant-velocity movement of the second check valve in the first direction in the second step, and in the second step, the first check valve is moved, In the first step, the first check valve moves to a position at the start of movement at a constant speed in the first direction.
At this time, in the first step, the first driving unit and the second driving unit move the second check valve in the second direction after moving the second check valve in the first direction at a lower speed than the first check valve. Moving, further moving in the first direction at a lower speed than the first check valve, moving to a position at the start of constant-speed movement of the second check valve in the first direction in the second step, In the second step, the first check valve moves in the first direction at a lower speed than the second check valve, then moves in the second direction, and further moves at a lower speed than the second check valve. It is preferable to move in one direction and move to a position at the start of constant speed movement of the first check valve in the first direction in the first step.
このような本発明によれば、吸入口部材から第1チェック弁、第1流路形成装置、第2チェック弁、第2流路形成装置、吐出口部材までが直列に接続され、前記第1駆動部および第2駆動部によって、前記第1チェック弁および第2チェック弁を進退させることで、液体の吸入および吐出を行うことができる。
具体的には、第1工程において、前記第1駆動部および第2駆動部は、前記第2チェック弁を開いた状態とし、前記第1チェック弁を閉じた状態で第1方向に等速度で移動する。閉じた状態の第1チェック弁を第1方向に等速度(一定速度)で移動すると、第1流路形成装置が一定速度で縮小される。このため、第1流路形成装置で形成される第1流路から第2チェック弁を介して第2流路形成装置で形成される第2流路までの流路の容積が一定速度で減少する。従って、第1流路および第2流路内の液体は、吐出口を介して吐出される。このため、第1チェック弁が等速度で移動すると、吐出口からは一定の液体が脈動なく連続して吐出される。
なお、第1および第2流路形成装置としては、ベローズ、ダイヤフラム、ピストンおよびシリンダ、プラジャーおよびプランジャーバレルなどが利用できる。
According to the present invention, the first check valve, the first flow path forming device, the second check valve, the second flow path forming device, and the discharge port member are connected in series from the suction port member to the first check valve. Liquid can be sucked and discharged by advancing and retracting the first check valve and the second check valve by the drive unit and the second drive unit.
Specifically, in the first step, the first driving unit and the second driving unit open the second check valve and close the first check valve at a constant speed in the first direction. Moving. When the closed first check valve is moved in the first direction at a constant speed (constant speed), the first flow path forming device is reduced at a constant speed. For this reason, the volume of the channel from the first channel formed by the first channel forming device to the second channel formed by the second channel forming device via the second check valve decreases at a constant speed. To do. Accordingly, the liquid in the first flow path and the second flow path is discharged through the discharge port. For this reason, when the first check valve moves at a constant speed, a constant liquid is continuously discharged from the discharge port without pulsation.
In addition, as a 1st and 2nd flow-path formation apparatus, a bellows, a diaphragm, a piston and a cylinder, a plunger, a plunger barrel, etc. can be utilized.
また、第2工程において、前記第1駆動部および第2駆動部は、前記第1チェック弁を開いた状態とし、前記第2チェック弁を閉じた状態で第1方向に等速度で移動する。閉じた状態の第2チェック弁を第1方向に等速度(一定速度)で移動すると、第1流路形成装置が一定速度で伸長され、第1流路内の容積が一定速度で増大するとともに、第2流路形成装置が一定速度で縮小され、第2流路内の容積が一定速度で減少する。このため、第2流路内の液体は、吐出口から吐出される。この際、第2チェック弁の第1方向への移動速度および移動量が、前記第1工程における第1チェック弁の第1方向への移動速度および移動量と同じであり、第1流路および第2流路の有効断面積が同一であるため、第2チェック弁が等速度で移動すると、吐出口からは前記第1工程と同じ量の液体が脈動なく連続して吐出される。従って、第1工程および第2工程を繰り返すことで、吐出口からは一定量の液体を、脈動を無くして連続して吐出できる。 In the second step, the first drive unit and the second drive unit move at a constant speed in the first direction with the first check valve opened and the second check valve closed. When the second check valve in the closed state is moved at a constant speed (constant speed) in the first direction, the first flow path forming device is extended at a constant speed, and the volume in the first flow path is increased at a constant speed. The second flow path forming device is reduced at a constant speed, and the volume in the second flow path is reduced at a constant speed. For this reason, the liquid in the second flow path is discharged from the discharge port. At this time, the moving speed and moving amount of the second check valve in the first direction are the same as the moving speed and moving amount of the first check valve in the first direction in the first step, and the first flow path and Since the effective cross-sectional area of the second flow path is the same, when the second check valve moves at the same speed, the same amount of liquid as in the first step is continuously discharged from the discharge port without pulsation. Therefore, by repeating the first step and the second step, a constant amount of liquid can be continuously discharged from the discharge port without pulsation.
さらに、第2チェック弁が第1方向に等速度で移動し、第1流路の容積が一定速度で増大するため、開口された第1チェック弁を介して吸入口から前記第1流路内に液体が吸入される。この液体吸入は、第2チェック弁の第1方向への移動に連動して行われるため、吐出口から吐出される液体と同量の液体が吸入口から吸入される。すなわち、液体の吸入と吐出が同量で同方向つまり同じ流れで実現される。従って、第1工程および第2工程の切替も、脈動が殆ど無く、スムーズに行うことができる。 Further, since the second check valve moves at a constant speed in the first direction and the volume of the first flow path increases at a constant speed, the first check valve is opened from the suction port to the inside of the first flow path. Liquid is inhaled. Since the liquid suction is performed in conjunction with the movement of the second check valve in the first direction, the same amount of liquid as the liquid discharged from the discharge port is sucked from the suction port. That is, the liquid suction and discharge are realized in the same amount and in the same direction, that is, in the same flow. Therefore, switching between the first step and the second step can be performed smoothly with almost no pulsation.
その上、第1チェック弁および第2チェック弁は、各チェック弁の上流側および下流側の圧力差で開閉するため、第1チェック弁および第2チェック弁の第1方向への相対的な移動速度が早いほうが閉じ、遅いほうが開く。
よって、第1工程では、第2チェック弁を第2方向に移動したり、第1方向に移動する場合には第1チェック弁の移動速度よりも低い速度で移動することで、第2チェック弁を開いた状態に維持できる。
同様に、第2工程では、第1チェック弁を第2方向に移動したり、第1方向に移動する場合には第2チェック弁の移動速度よりも低い速度で移動することで、第1チェック弁を開いた状態に維持できる。
このため、第1チェック弁および第2チェック弁のうち、弁が閉じている一方のチェック弁の第1方向への移動速度を低下させ、他方のチェック弁の第1方向への移動速度を高くして、速度を逆転させれば、その時点でチェック弁の開閉状態をタイムラグ無くスムーズに切り替えることができる。従って、チェック弁の切替時に緩衝期間が生じることもなく、この点でも脈動を押さえて一定量の液体吐出を連続して継続できる。
In addition, since the first check valve and the second check valve are opened and closed by the pressure difference between the upstream side and the downstream side of each check valve, the relative movement of the first check valve and the second check valve in the first direction is performed. Faster speed closes, slower speed opens.
Therefore, in the first step, the second check valve is moved in the second direction, or when moving in the first direction, the second check valve is moved at a speed lower than the moving speed of the first check valve. Can be kept open.
Similarly, in the second step, the first check valve is moved in the second direction, or when moving in the first direction, the first check valve is moved at a speed lower than the movement speed of the second check valve. The valve can be kept open.
For this reason, of the first check valve and the second check valve, the movement speed in the first direction of one check valve that is closed is decreased, and the movement speed in the first direction of the other check valve is increased. If the speed is reversed, the open / close state of the check valve can be smoothly switched at that time without a time lag. Therefore, there is no buffer period when the check valve is switched, and the pulsation is suppressed at this point as well, and a constant amount of liquid can be continuously discharged.
従って、本発明の液体用往復動ポンプによれば、一定量の液体を連続して吐出できるため、脈動を低減できる。また、2つのチェック弁および2つの流路形成装置を直列に接続し、各チェック弁の移動を制御することで、脈動のない連続吐出を実現できるため、従来のように2つのポンプを並列に配置して脈動を無くすものに比べて、設置スペースやコストを低減できる。
また、2つの流路形成装置内を液体が貫流するので、ポンプ部において滞留する液体が少なく、空気も溜まりにくくできる。従って、時間経過で劣化する液体や、空気の混入を防止する必要がある液体の吐出に適したポンプとすることができる。その上、ポンプ部において、液に接する接液部は、各流路形成装置およびチェック弁であり、接液部の構造がシンプルであるため、ポンプ部の洗浄などの保守作業も容易に行うことができる。
Therefore, according to the reciprocating pump for liquid of the present invention, since a constant amount of liquid can be continuously discharged, pulsation can be reduced. In addition, by connecting two check valves and two flow path forming devices in series and controlling the movement of each check valve, continuous discharge without pulsation can be realized. Installation space and cost can be reduced as compared with the arrangement that eliminates pulsation.
In addition, since the liquid flows through the two flow path forming apparatuses, the liquid staying in the pump portion is small, and the air can be hardly accumulated. Therefore, it is possible to provide a pump that is suitable for discharging liquid that deteriorates over time or liquid that needs to prevent air from entering. In addition, in the pump part, the liquid contact part that comes into contact with the liquid is each flow path forming device and check valve, and since the structure of the liquid contact part is simple, maintenance work such as cleaning of the pump part can be easily performed. Can do.
本発明の液体用往復動ポンプにおいて、前記第1チェック弁は、上流側第1チェック弁および下流側第1チェック弁の2つのチェック弁で構成され、前記第2チェック弁は、上流側第2チェック弁および下流側第2チェック弁の2つのチェック弁で構成され、前記下流側第1チェック弁は、前記第1流路内に配置され、前記下流側第2チェック弁は、前記第2流路内に配置されていることが好ましい。 In the liquid reciprocating pump according to the present invention, the first check valve includes two check valves, an upstream first check valve and a downstream first check valve, and the second check valve includes an upstream second check valve. The check valve and the downstream second check valve are composed of two check valves, the downstream first check valve is disposed in the first flow path, and the downstream second check valve is the second flow valve. It is preferable to arrange in the road.
第1チェック弁および第2チェック弁を、それぞれ上流側(一次側)および下流側(二次側)の2つのチェック弁を有する複式チェック弁で構成したので、チェック弁による開閉動作をより確実に行うことができる。
また、下流側第1チェック弁および下流側第2チェック弁を、各流路形成装置で形成される各流路内に配置しているので、ポンプ部の大型化を防止できる。さらに、流路内に各チェック弁を配置すれば、各流路の容積を小さくでき、ポンプ部の自吸能力を向上できる。
Since the first check valve and the second check valve are composed of double check valves each having two check valves on the upstream side (primary side) and the downstream side (secondary side), the opening / closing operation by the check valve is more reliably performed. It can be carried out.
Moreover, since the downstream first check valve and the downstream second check valve are arranged in each flow path formed by each flow path forming device, an increase in size of the pump unit can be prevented. Furthermore, if each check valve is arranged in the flow path, the volume of each flow path can be reduced, and the self-priming ability of the pump unit can be improved.
本発明の液体用往復動ポンプにおいて、前記第1流路形成装置は、前記第1チェック弁および第2チェック弁に連結された第1ベローズで構成され、前記第2流路形成装置は、前記第2チェック弁および吐出口部材に連結された第2ベローズで構成され、前記第1ベローズおよび第2ベローズは、流路の有効断面積が同一であることが好ましい。 In the liquid reciprocating pump of the present invention, the first flow path forming device includes a first bellows coupled to the first check valve and the second check valve, and the second flow path forming device includes Preferably, the second bellows is connected to the second check valve and the discharge port member, and the first bellows and the second bellows have the same effective cross-sectional area of the flow path.
各流路形成装置としてベローズを用いているので、チェック弁が往復動した際に、その移動に連動してスムーズに伸縮できる。このため、チェック弁が往復動する本発明のポンプにおいて、吐出精度を向上でき、駆動部のメカ精度の影響を低減できる。
また、液体はベローズ内を貫流するので、液体の滞留を非常に少なくできる。さらに、ベローズを用いればポンプ部の構造、特に接液部の構造をシンプルにでき、ポンプ部の保守も容易に行うことができる。
Since the bellows is used as each flow path forming device, when the check valve reciprocates, it can be smoothly expanded and contracted in conjunction with the movement. For this reason, in the pump of the present invention in which the check valve reciprocates, the discharge accuracy can be improved, and the influence of the mechanical accuracy of the drive unit can be reduced.
Moreover, since the liquid flows through the bellows, the liquid can be very little retained. Furthermore, if a bellows is used, the structure of the pump part, in particular, the structure of the liquid contact part can be simplified, and maintenance of the pump part can be easily performed.
本発明の液体用往復動ポンプにおいて、前記第1流路形成装置は、前記第1チェック弁に連結された第1ピストンと、前記第2チェック弁に連結され、かつ、前記第1ピストンが挿入される第1シリンダとを備えて構成され、前記第2流路形成装置は、前記第2チェック弁に連結された第2ピストンと、前記吐出口部材に連結され、かつ、前記第2ピストンが挿入される第2シリンダとを備えて構成され、前記第1ピストンは、前記第1チェック弁および第1シリンダ内を連通する第1ピストン内流路を備え、前記第2ピストンは、前記第2チェック弁および第2シリンダ内を連通する第2ピストン内流路を備え、前記第1シリンダおよび前記第2シリンダの有効断面積が同一であることを特徴とする。 In the reciprocating pump for liquid according to the present invention, the first flow path forming device includes a first piston connected to the first check valve, a second piston connected to the second check valve, and the first piston inserted. The second flow path forming device is connected to the second check valve, to the discharge port member, and the second piston is connected to the discharge port member. And a second cylinder to be inserted, wherein the first piston includes a flow path in the first piston that communicates with the first check valve and the first cylinder, and the second piston includes the second cylinder. A flow path in the second piston communicating with the check valve and the second cylinder is provided, and the effective cross-sectional areas of the first cylinder and the second cylinder are the same.
各流路形成装置として、ピストンおよびシリンダを用いれば、チェック弁が往復動した際に、その移動に連動してシリンダ内に挿入されたピストンを進退させてスムーズに伸縮できる。このため、チェック弁が往復動する本発明のポンプにおいて、吐出精度を向上でき、駆動部のメカ精度の影響を低減できる。
さらに、ベローズに比べてピストン、シリンダは安価であることが多いため、低コストで本発明の液体用往復動ポンプを実現できる。
If a piston and a cylinder are used as each flow path forming device, when the check valve reciprocates, the piston inserted into the cylinder can be moved back and forth smoothly in conjunction with the movement of the check valve. For this reason, in the pump of the present invention in which the check valve reciprocates, the discharge accuracy can be improved, and the influence of the mechanical accuracy of the drive unit can be reduced.
Furthermore, since pistons and cylinders are often cheaper than bellows, the liquid reciprocating pump of the present invention can be realized at low cost.
本発明の液体用往復動ポンプにおいて、前記吸入口部材および前記第1チェック弁間は吸入口側流路形成装置で連結されていることが好ましい。
例えば、吸入口側流路形成装置としては、ベローズ、ダイヤフラム、ピストンおよびシリンダ、プラジャーおよびプランジャーバレルなど、第1および第2流路形成装置と同じものが利用できる。
In the liquid reciprocating pump according to the present invention, it is preferable that the suction port member and the first check valve are connected by a suction port side flow path forming device.
For example, as the inlet side channel forming device, the same devices as the first and second channel forming devices such as bellows, diaphragm, piston and cylinder, plunger and plunger barrel can be used.
吸入口部材および第1チェック弁間を吸入口側流路形成装置で連結すれば、第1チェック弁の移動を吸入口側流路形成装置が伸縮することで吸収できる。このため、吸入口部材は移動しないように固定でき、液体のタンクなどの液供給ラインと吸入口部材との接続を容易に行うことができる。
また、吸入口側流路形成装置で形成される流路の有効断面積を、前記第1流路および第2流路と同じにすれば、液体の吸入速度が吐出速度と同じとなり、液体の流れをスムーズにできる。
If the suction port member and the first check valve are connected by the suction side channel forming device, the movement of the first check valve can be absorbed by the expansion and contraction of the suction port side channel forming device. For this reason, the suction port member can be fixed so as not to move, and the connection between the liquid supply line such as a liquid tank and the suction port member can be easily performed.
Further, if the effective cross-sectional area of the flow path formed by the suction side flow path forming device is the same as that of the first flow path and the second flow path, the liquid suction speed becomes the same as the discharge speed, The flow can be made smooth.
本発明の液体用往復動ポンプにおいて、前記液体が貯蔵される容器を備え、前記吸入口部材は、一端側が前記容器内に挿入され、他端側が前記第1チェック弁に固定された吸入パイプで構成されていることが好ましい。
このような構成にすれば、吸入口部材が第1チェック弁とともに移動した際に、前記吸入パイプの一端側の開口が前記容器の液体内で移動すれば、液の吸入動作を継続することができる。この場合、容器を設ける必要があるが、吸入口側流路形成装置を不要にできる利点がある。
The liquid reciprocating pump according to the present invention includes a container for storing the liquid, and the suction port member is a suction pipe having one end side inserted into the container and the other end side fixed to the first check valve. It is preferable to be configured.
With this configuration, when the suction port member moves together with the first check valve, the liquid suction operation can be continued if the opening on one end side of the suction pipe moves in the liquid of the container. it can. In this case, although it is necessary to provide a container, there exists an advantage which can make an inlet side flow-path formation apparatus unnecessary.
本発明の液体用往復動ポンプにおいて、前記第1駆動部は、前記第1チェック弁が固定された第1駆動アームと、この第1駆動アームが固定された第1駆動シャフトと、前記第1駆動シャフトに固定された第1カムアームと、前記第1カムアームに回転自在に保持される第1カムフォロワと、前記第1カムフォロワが当接されるカム面を有するカムと、前記カムを回転する回転駆動源とを備え、前記第2駆動部は、前記第2チェック弁が固定された第2駆動アームと、この第2駆動アームが固定された第2駆動シャフトと、前記第2駆動シャフトに固定された第2カムアームと、前記第2カムアームに回転自在に保持される第2カムフォロワと、前記第2カムフォロワが当接されるカム面を有するカムと、前記カムを回転する回転駆動源とを備え、前記各カムフォロワは、前記カム面に対して180°位相が異なる位置に当接されることが好ましい。 In the liquid reciprocating pump according to the present invention, the first drive unit includes a first drive arm to which the first check valve is fixed, a first drive shaft to which the first drive arm is fixed, and the first drive arm. A first cam arm fixed to the drive shaft; a first cam follower rotatably held by the first cam arm; a cam having a cam surface against which the first cam follower is in contact; and a rotational drive for rotating the cam. The second drive unit is fixed to the second drive shaft, a second drive shaft to which the second drive arm is fixed, and a second drive shaft to which the second check arm is fixed. A second cam arm, a second cam follower rotatably held by the second cam arm, a cam having a cam surface against which the second cam follower abuts, and a rotational drive source for rotating the cam. For example, each cam follower is preferably 180 ° phase is brought into contact with different positions relative to the cam surface.
本発明によれば、カムのカム面においては、180°の角度範囲で第1方向に等速度で移動するカム面を設け、残りの180°の角度範囲では前記カム面の両端を接続するように等加速度やサイクロイド曲線のカム面を設けることで、前記第1工程および第2工程を確実にかつ容易に実現できる。
例えば、等速度のカム面以外を等加速度のカム面とする場合には、前記第1工程では、前記第2チェック弁を、第1方向に等加速度で移動した後、第2方向に等加速度で移動し、さらに第1方向に等加速度で移動し、前記第2工程では、前記第1チェック弁を、第1方向に等加速度で移動した後、第2方向に等加速度で移動し、さらに第1方向に等加速度で移動するように設定すればよい。
また、ステッピングモータやサーボモータなどの1つの回転駆動源と、この回転駆動源で回転する前記カムと、各カムアーム、駆動シャフト、カムフォロワ等とを設ければよいので、液体用往復動ポンプを小型・軽量化でき、制御モータおよびボールネジなどを用いて実現する場合に比べてコストも低減できる。
According to the present invention, the cam surface of the cam is provided with a cam surface that moves at a constant speed in the first direction in an angle range of 180 °, and both ends of the cam surface are connected in the remaining 180 ° angle range. By providing the cam surface with a uniform acceleration or a cycloid curve, the first step and the second step can be reliably and easily realized.
For example, when a cam surface other than the constant speed cam surface is used as the constant acceleration cam surface, in the first step, the second check valve is moved in the first direction at a constant acceleration, and then in the second direction. In the second step, the first check valve is moved in the first direction at a uniform acceleration, and then moved in the second direction at a uniform acceleration. What is necessary is just to set so that it may move in the 1st direction with equal acceleration.
In addition, the liquid reciprocating pump can be reduced in size by providing only one rotational drive source such as a stepping motor or servo motor, the cam rotated by this rotational drive source, each cam arm, drive shaft, cam follower, etc. -The weight can be reduced, and the cost can be reduced as compared with the case of using a control motor and a ball screw.
[第1実施形態]
以下、本発明の第1実施形態を図面に基づいて説明する。
液体用往復動ポンプ1は、図1に示すように、駆動機構を内蔵する駆動部2およびポンプ部5を備えて構成されている。
[First Embodiment]
DESCRIPTION OF EXEMPLARY EMBODIMENTS Hereinafter, a first embodiment of the invention will be described with reference to the drawings.
As shown in FIG. 1, the liquid reciprocating pump 1 includes a
[駆動部の構成]
駆動部2は、図2,3にも示すように、箱状の筐体3を備え、この筐体3内には、図4〜6に示すように、モータ15、カム20、2本の駆動シャフト31,32等が組み込まれている。なお、図4は、図5における一点鎖線で示すA−A線に沿った断面図である。また、図5および図6は、図4における一点鎖線で示すB−B線、C−C線に沿った断面図である。
[Configuration of drive unit]
As shown in FIGS. 2 and 3, the
[筐体]
筐体3は、フレーム10と、後カバー11と、左右のサイドカバー12を備えている。フレーム10は、図4に示すように、金属板を略コ字状に折曲して構成され、底面部101、前面部102、上面部103を備えている。
サイドカバー12も両端面が折曲されており、折曲された両端面に前記前面部102や後カバー11をねじ止めすることで、フレーム10、後カバー11、サイドカバー12で構成される筐体3は箱状に組み立てられている。また、上面部103には、図1に示すように、取っ手13が固定されている。
[Case]
The
Both side surfaces of the
[モータ]
前記底面部101には、モータ15を支持する4本のモータ支持ロッド16が立設されている。このモータ支持ロッド16の上面を、モータ15のフランジの下面に当接して固定することで、モータ15は支持されている。
後カバー11には、モータ15を制御する信号線をコントローラーに接続するためのコネクタ17や、モータ15に電力を供給する図示しない電力線が設けられている。
[motor]
Four
The
モータ15は、ステッピングモータやサーボモータなどの制御モータが用いられている。モータ15の出力軸151には、ギヤカップリング18が固定され、ギヤカップリング18の外歯は、カム20の中心軸に形成された内歯に噛み合っている。このため、モータ15の出力軸は、ギヤカップリング18を介してカム20と一体に回転する。
As the
[カム]
カム20は、端面にカム面21が形成された端面カム(立体カム)であり、カム面21は、所定のカム線図に応じたカム形状を有している。すなわち、カム20は、中心軸部分に前記内歯が形成された貫通孔を有し、その周囲にリング状にカム面21が形成されている。カム面21の形状については後述する。
[cam]
The
カム20は、ボールベアリング22によって回転自在に支持されている。ボールベアリング22は、上面部103に固定された4本のベアリング支持ロッド23によって支持されている。
The
[駆動シャフト]
筐体3内には、円筒状のパイプで構成された第1駆動シャフト31、第2駆動シャフト32が、上下方向に移動可能に配置されている。
すなわち、底面部101には、円筒状の下ガイド105が固定されている。この下ガイド105には、前記駆動シャフト31,32の下端部が上下方向にスライド自在にガイドされている。
また、上面部103には孔が形成され、前記駆動シャフト31,32の上端部はこの孔を介して上面部103の上方に突出している。そして、上面部103には、上ガイド106がねじ止めされ、駆動シャフト31,32の上端部を上下方向にスライド自在にガイドしている。
[Drive shaft]
In the
That is, a cylindrical
Further, a hole is formed in the
[カムアーム]
各駆動シャフト31,32には、それぞれ第1カムアーム33、第2カムアーム34が固定されている。カムアーム33,34は、図5にも示すように、幅広の本体部331,341と、本体部331,341よりも幅狭のアーム部332,342を備える。
本体部331,341には、貫通孔333,343と、貫通孔333,343に連通する割溝334,344と、前記割溝334,344に直交する孔とが形成され、この孔にボルト335がねじ込まれている。
そして、貫通孔333,343に駆動シャフト31,32を挿入し、前記ボルト335で割溝334,344を割り締めすることで、カムアーム33,34は各駆動シャフト31,32に固定されている。
[Cam arm]
A
The
The
アーム部332,342には、ローラ状の第1カムフォロワ336、第2カムフォロワ346が回転自在に軸支されている。
さらに、前記駆動シャフト31,32には、図4に示すように、筒状の一対のバネ座337が挿通されている。この一対のバネ座337間には、駆動シャフト31,32に挿通されたコイルバネからなる戻しバネ338が配置されている。
前記バネ座337は、上面部103の下面およびカムアーム33,34の上面に当接している。このため、カムアーム33,34は、前記戻しバネ338によって下方に付勢されている。
従って、カムフォロワ336,346は、前記カム20のカム面21に常時当接され、カムアーム33,34は、カムフォロワ336,346がカム面21に追従することで上下に移動する。そして、カムアーム33,34の上下の移動に連動して駆動シャフト31,32が上下に移動する。
A roller-shaped
Further, as shown in FIG. 4, a pair of cylindrical spring seats 337 are inserted through the
The
Therefore, the
[駆動アーム]
駆動シャフト31,32には、上下に所定間隔離れて配置された第1駆動アーム36、第2駆動アーム37が取り付けられている。このため、駆動シャフト31,32には、下側から第1駆動アーム36、第2駆動アーム37、第1カムアーム33、第2カムアーム34の順で取り付けられている。
[Drive arm]
A
[第1駆動アーム]
第1駆動アーム36は、図6にも示すように、本体部361と、この本体部361よりも厚さ寸法が小さいアーム部362とを備えて構成されている。
本体部361には、平面円形の貫通孔363と、この貫通孔363に連通する割溝364と、側面に開口する平面矩形の凹溝365とが形成されている。さらに、本体部361の側面には前記割溝364を貫通する貫通孔366が形成されている。
[First drive arm]
As shown in FIG. 6, the
The
貫通孔363には、第1駆動シャフト31が挿通され、前記貫通孔366にボルト367を挿入して貫通孔366に形成されているネジに螺合して割溝364を締め付けることで、前記第1駆動アーム36は第1駆動シャフト31に固定され、第1駆動シャフト31の上下動に連動して上下に移動する。
The
一方、前記凹溝365には、回り止めブロック368が嵌め込まれている。すなわち、回り止めブロック368は、中間部の幅寸法(凹溝365の開口方向に直交する寸法)が前記凹溝365の幅寸法と同じとされ、上下両端部のフランジ部分の幅寸法は凹溝365よりも大きくされている。このため、回り止めブロック368は、第1駆動アーム36に対して回転不能に嵌合されている。
回り止めブロック368には、上下方向に貫通する貫通孔3681が形成されている。そして、この貫通孔3681に第2駆動シャフト32が挿通されている。
このため、第1駆動アーム36が第1駆動シャフト31とともに上下に移動する際に、前記回り止めブロック368は第2駆動シャフト32に対して上下にスライド移動可能とされている。
On the other hand, an
The
Therefore, when the
アーム部362は、後述するポンプ部5に突出して配置され、その端面には半円状の溝部3621が形成されている。
このアーム部362の端面には、駆動アームセットブロック369が、2本のボルト370で固定されている。この駆動アームセットブロック369のアーム部362に対向する端面には半円状の溝部3691が形成されている。従って、アーム部362および駆動アームセットブロック369間には、溝部3621および溝部3691で構成される円形の溝が形成される。
The
A driving arm set
[第2駆動アーム]
第2駆動アーム37は、第1駆動アーム36と同じく、本体部371と、この本体部371よりも厚さ寸法が小さいアーム部372とを備えて構成されている。
本体部371には、本体部361と同じく平面円形の貫通孔(図示略)と、この貫通孔に連通する割溝(図示略)と、側面に開口する平面矩形の凹溝375とが形成されている。さらに、本体部371の側面には前記割溝を貫通する貫通孔(図示略)が形成されている。また、前記凹溝375には、貫通孔3781を有する回り止めブロック378が嵌合されている。
[Second drive arm]
Similar to the
The
ここで、第1駆動アーム36の本体部361と、第2駆動アーム37の本体部371とでは、貫通孔363および凹溝365,375の平面位置が反対となるように配置されている。すなわち、第1駆動アーム36、第2駆動アーム37は同じ部品で構成されるが、組立時に表裏をそれぞれ逆にして配置されている。
このため、第2駆動アーム37においては、回り止めブロック378の貫通孔3781に第1駆動シャフト31が挿入され、割溝に連通する貫通孔に第2駆動シャフト32が挿入されて固定されている。
従って、第2駆動アーム37は、第2駆動シャフト32の上下動に連動して上下に移動し、第1駆動アーム36は第2駆動シャフト32に対してスライド移動する。
Here, the
For this reason, in the
Accordingly, the
第2駆動アーム37のアーム部372も、ポンプ部5に突出して配置され、その端面には半円状の溝部が形成されている。
そして、アーム部372の端面には、駆動アームセットブロック379が、2本のボルト380で固定されている。この駆動アームセットブロック379のアーム部372に対向する端面には半円状の溝部が形成されている。従って、アーム部372および駆動アームセットブロック379間にも円形の溝が形成される。
The
A drive arm set
[駆動アームの移動]
従って、第1駆動アーム36は、第1カムアーム33および第1駆動シャフト31とともに上下に移動し、第2駆動アーム37は、第2カムアーム34および第2駆動シャフト32とともに上下に移動する。
また、第1カムアーム33の第1カムフォロワ336および第2カムアーム34の第2カムフォロワ346は、カム20の回転軸を挟んで点対称位置に配置されている。このため、カムフォロワ336,346は、カム面21に対して180度だけ異なる位置に当接し、その移動動作も180度位相がずれて同じ動作をする。
[Moving the drive arm]
Accordingly, the
Further, the
以上の駆動部2において、第1駆動シャフト31、第1カムアーム33、第1カムフォロワ336、カム面21を有するカム20、カム20を回転するモータ15によって第1駆動部が構成される。
また、第2駆動シャフト32、第2カムアーム34、第2カムフォロワ346、カム面21を有するカム20、カム20を回転するモータ15によって第2駆動部が構成される。
In the
The
[ポンプ部の構成]
次にポンプ部5の構成について説明する。
ポンプ部5は、前記筐体3の前面部102の外側に設けられ、下から上に向かって順次設けられた吸入口部材51、吸入口用ベローズ52、第1チェック弁53、第1ベローズ54、第2チェック弁55、第2ベローズ56、吐出口部材57を主に備えている。
[Configuration of pump section]
Next, the configuration of the
The
[吸入口部材]
吸入口部材51は、吸入口側ポートケース510を備え、吸入口側ポートケース510には、吸入口継ぎ手511と、吸入口継ぎ手511に連通するポートブロック513が組み込まれている。
吸入口継ぎ手511は、貫通孔512が形成され、この貫通孔512には雌ネジが形成されている。この雌ネジに、液体供給用チューブの継ぎ手(図示略)に形成された雄ネジを螺合することで、吸入口継ぎ手511に液体供給用チューブが連結される。
ポートブロック513は、前記貫通孔512に連通する流路514が90度折曲されて形成されている。
[Suction port member]
The
The inlet joint 511 has a through
The
吸入口側ポートケース510は、図1〜3にも示すように、2本のボルト515によって前記筐体3の前面部102に取り付けられている。
また、吸入口側ポートケース510の上面には、平面矩形板状とされ、内部に雌ネジが形成されたフランジナット516が、吸入口側ポートケース510にねじ込まれる図示略のネジによって固定されている。
As shown in FIGS. 1 to 3, the suction port
A
[吐出口部材]
吐出口部材57を構成する吐出口側ポートケース570、吐出口継ぎ手571、ポートブロック573は、吸入口側ポートケース510、吸入口継ぎ手511、ポートブロック513と同じ部品で構成されている。
このため、吐出口部材57の吐出口側ポートケース570には、吸入口側ポートケース510と同様に、吐出口継ぎ手571と、吐出口継ぎ手571に連通するポートブロック573が組み込まれている。
吐出口継ぎ手571は、貫通孔572が形成され、この貫通孔572には雌ネジが形成されている。この雌ネジに、液体吐出用チューブの継ぎ手(図示略)に形成された雄ネジを螺合することで、吐出口継ぎ手571に液体吐出用チューブが連結される。
ポートブロック573は、前記貫通孔572に連通する流路574が90度折曲されて形成されている。
[Discharge port member]
The discharge port
For this reason, the discharge port
The discharge port joint 571 is formed with a through
The
吐出口側ポートケース570は、図1〜3にも示すように、2本のボルト575によって前記筐体3の前面部102に取り付けられている。
また、吐出口側ポートケース570の下面には、平面矩形板状とされ、内部に雌ネジが形成されたフランジナット576が、吐出口側ポートケース570にねじ込まれる図示略のネジによって固定されている。
As shown in FIGS. 1 to 3, the discharge port
Further, a
従って、吸入口部材51および吐出口部材57は、筐体3に固定されており、上下に移動することはない。
また、吸入口側ポートケース510、吐出口側ポートケース570には、連結プレート58が固定され、この連結プレート58によって吸入口用ベローズ52〜第2ベローズ56を被覆する前カバー59が取り付けられている。
Accordingly, the
Further, a connecting
[第1チェック弁]
第1チェック弁53は、第1駆動アーム36のアーム部362と、このアーム部362に固定される駆動アームセットブロック369とで挟持されている。
第1チェック弁53は、図7に示すように、チェック弁ケース531と、バルブシート532と、ボールガイドブロック533と、ボール534と、リング部材535と、袋ナット536、537とを備えている。なお、後述するように、第1チェック弁53と第2チェック弁55とは同一部品であるため、図7では第2チェック弁55の番号も併記して説明する。
[First check valve]
The
As shown in FIG. 7, the
チェック弁ケース531は、円筒状のパイプで構成され、上下の両端部の肉厚寸法が、中間部の肉厚寸法よりも大きく形成されている。この上下両端部の肉厚部分の外周には溝が形成されており、この溝にストップリング等のリング部材535が嵌められている。
従って、チェック弁ケース531の下端側および上端側の外周に袋ナット536、537を挿入した後で、前記リング部材535をチェック弁ケース531の溝にそれぞれ嵌めることで、前記袋ナット536、537が抜け止めされる。
The
Therefore, after inserting the cap nuts 536 and 537 into the outer periphery of the lower end side and the upper end side of the
バルブシート532には、前記吸入口用ベローズ52に連通する連通孔5321が形成されている。連通孔5321の上下の開口はテーパ面5322とされており、図7(A)に示すように、前記ボール534がテーパ面5322に接触することで、前記連通孔5321を閉鎖、つまり第1チェック弁53を閉状態にできる。
The valve seat 532 is formed with a communication hole 5321 that communicates with the inlet bellows 52. The upper and lower openings of the communication hole 5321 are tapered
ボールガイドブロック533には、前記ボール534をガイドするガイド溝5331と、ガイド溝5331の外周側に形成された3つの連通溝5332とが形成されている。従って、図7(B)に示すように、ボール534がガイド溝5331に沿って上方に移動し、前記テーパ面5322から離れると、連通溝5332は連通孔5321を介して吸入口用ベローズ52の内部空間に連通する。すなわち、第1チェック弁53は開状態となる。
The ball guide block 533 is formed with a guide groove 5331 for guiding the ball 534 and three communication grooves 5332 formed on the outer peripheral side of the guide groove 5331. Accordingly, as shown in FIG. 7B, when the ball 534 moves upward along the guide groove 5331 and moves away from the tapered
この第1チェック弁53は、前記駆動アームセットブロック369によって前記第1駆動アーム36に固定されている。すなわち、前述したように、駆動アームセットブロック369およびアーム部362間に形成される円形の溝が、前記チェック弁ケース531の薄肉部分に当接され、チェック弁ケース531を挟持する。
従って、第1駆動アーム36が上下動すると、第1チェック弁53も一体に上下動する。
The
Accordingly, when the
[第2チェック弁]
第2チェック弁55は、第2駆動アーム37のアーム部372と、このアーム部372に固定される駆動アームセットブロック379とで挟持されている。
第2チェック弁55は、図4に示すように、チェック弁ケース551と、バルブシート552と、ボールガイドブロック553と、ボール554と、リング部材555と、袋ナット556、557を備えている。この第2チェック弁55の構造は、第1チェック弁53と同一であるため説明を省略する。例えば、バルブシート552には連通孔5521、テーパ面5522が形成され、ボールガイドブロック553には、ガイド溝5531、連通溝5532が形成されている。
[Second check valve]
The
As shown in FIG. 4, the
なお、第1チェック弁53および第2チェック弁55は、前記ボール534、554が下方に移動することで閉鎖される重力式のチェック弁である。また、第1チェック弁53および第2チェック弁55は、吸入口部材51から吐出口部材57に液体を流すようにセットされている。
従って、第1チェック弁53および第2チェック弁55の下方つまり吸入側の液体によってボール534、554に加わる圧力が、上方つまり吐出側の液体によってボール534、554に加わる圧力とボール534、554に加わる重力の合計値よりも大きい場合に、その圧力差でボール534、554が上方に移動してチェック弁が開放される。
一方、それ以外の場合には、ボール534、554が下方に移動してバルブシート532に当接し、チェック弁が閉鎖される。
The
Accordingly, the pressure applied to the balls 534 and 554 by the liquid below the
On the other hand, in other cases, the balls 534 and 554 move downward to come into contact with the valve seat 532 and the check valve is closed.
[吸入口用ベローズ]
吸入口用ベローズ52は、ポートブロック513および第1チェック弁53間に配置されている。この吸入口用ベローズ52により、本発明の吸入口側流路形成装置が構成されている。
吸入口用ベローズ52は、下端側のフランジ部521と、上端側のフランジ部522とを備える。各フランジ部521、522の外周には雄ネジが形成されている。
[Bellows for inlet]
The suction port bellows 52 is disposed between the
The suction port bellows 52 includes a
下端側のフランジ部521は、前記フランジナット516に螺合され、フランジ部521の下端面はポートブロック513の上面に当接する。これにより、フランジ部521およびポートブロック513間に隙間が生じることがなく、吸入口用ベローズ52の内部空間は、前記流路514に連通されている。
The
上端側のフランジ部522は、袋ナット523に螺合され、フランジ部522の上面はバルブシート532の下面に当接する。これにより、フランジ部522およびバルブシート532間に隙間が生じることがなく、吸入口用ベローズ52の内部空間は、バルブシート532の連通孔5321に連通されている。
The
[第1ベローズ]
第1ベローズ54は、第1チェック弁53および第2チェック弁55間に配置されている。この第1ベローズ54により、本発明の第1流路形成装置が構成されている。第1ベローズ54は、吸入口用ベローズ52と同様に、下端部および上端部にフランジ部541、542を備えている。
また、第1ベローズ54の伸縮量は、吸入口用ベローズ52の伸縮量の2倍となるように設定されている。具体的には、第1ベローズ54は、ベローズ部分の長さが吸入口用ベローズ52の2倍に設定されている。
[First bellows]
The first bellows 54 is disposed between the
The expansion / contraction amount of the first bellows 54 is set to be twice the expansion / contraction amount of the inlet bellows 52. Specifically, the length of the bellows portion of the first bellows 54 is set to be twice that of the inlet bellows 52.
前記第1チェック弁53の上側のリング部材535には、袋ナット536が係止されている。第1ベローズ54は、前記フランジ部541の外周に形成された雄ネジを、前記袋ナット536に螺合して取り付けられる。
また、第1ベローズ54の上端側のフランジ部542の外周にも雄ネジが形成され、袋ナット556が螺合されている。
従って、第1ベローズ54の下端面は、第1チェック弁53のボールガイドブロック533の上面に隙間無く密着し、第1ベローズ54の内部空間は、連通溝5332に連通する。
また、第1ベローズ54の上端面は、第2チェック弁55のバルブシート552の下面に隙間無く密着し、第1ベローズ54の内部空間は、バルブシート552の連通孔5521に連通する。
A cap nut 536 is engaged with the ring member 535 on the upper side of the
A male screw is also formed on the outer periphery of the
Accordingly, the lower end surface of the first bellows 54 is in close contact with the upper surface of the ball guide block 533 of the
Further, the upper end surface of the first bellows 54 is in close contact with the lower surface of the valve seat 552 of the
[第2ベローズ]
第2ベローズ56は、第2チェック弁55および吐出口側ポートケース570間に配置されている。この第2ベローズ56により、本発明の第2流路形成装置が構成されている。第2ベローズ56は、吸入口用ベローズ52と同様に、下端部および上端部にフランジ部561、562を備え、各フランジ部561、562の外周には雄ネジが形成されている。
また、第2ベローズ56の伸縮量は、吸入口用ベローズ52の伸縮量と同じ、つまり第1ベローズ54の1/2となるように設定されている。具体的には、第2ベローズ56は、ベローズ部分の長さが吸入口用ベローズ52と同じ長さに設定されている。
[Second bellows]
The second bellows 56 is disposed between the
The expansion / contraction amount of the second bellows 56 is set to be the same as the expansion / contraction amount of the inlet bellows 52, that is, ½ of the first bellows 54. Specifically, the length of the bellows portion of the second bellows 56 is set to be the same as that of the suction port bellows 52.
第2ベローズ56は、下端側のフランジ部561を、前記袋ナット557にねじ込むことで、第2チェック弁55に連結されている。
また、第2ベローズ56は、上端側のフランジ部562を、吐出口部材57に固定されたフランジナット576にねじ込むことで、吐出口部材57に連結されている。
従って、第2ベローズ56の下端面は、第2チェック弁55のボールガイドブロック553の上面に隙間無く密着し、第2ベローズ56の内部空間は、連通溝5532に連通する。
また、第2ベローズ56の上端面は、ポートブロック573の下面に隙間無く密着し、第2ベローズ56の内部空間は、ポートブロック573の流路574に連通する。
The second bellows 56 is connected to the
The second bellows 56 is coupled to the
Accordingly, the lower end surface of the second bellows 56 is in close contact with the upper surface of the ball guide block 553 of the
Further, the upper end surface of the second bellows 56 is in close contact with the lower surface of the
なお、本実施形態において、少なくとも第1ベローズ54および第2ベローズ56の断面積(有効面積)は同一に設定する必要がある。これにより、閉鎖状態のチェック弁(第1チェック弁53または第2チェック弁55)から吐出口部材57までの容積の変動量は、その閉鎖状態のチェック弁の移動量に比例させることができ、液体の吐出量も比例させることができる。さらに、吸入口用ベローズ52の断面積も第1ベローズ54、第2ベローズ56と同一に設定することが好ましい。これにより、液体の吸入速度を吐出速度と同一にでき、液体の流れをスムーズにすることができる。
In the present embodiment, at least the first bellows 54 and the second bellows 56 must have the same cross-sectional area (effective area). Thereby, the amount of change in the volume from the closed check valve (the
[カムのカム面]
カム20は、前述のとおり、端面にカム面21が形成された端面カム(立体カム)で構成され、カム面21は、図8に示すカム線図に応じたカム形状を有している。すなわち、カム20は、中心軸部分に貫通孔が形成され、その周囲にリング状にカム面21が形成されている。
図8に示すカム線図のy軸は、カム20の軸方向に対する変位、つまり駆動シャフト31,32の軸方向の変位を示す。一方、x軸は、カム20の回転角度つまりカムフォロワ336,346に対するカム面21の相対回転角度が表されている。なお、カム線図には、カムフォロワ336,346の中心位置(回転軸)の移動軌跡も記載されている。
[Cam surface of cam]
As described above, the
The y-axis of the cam diagram shown in FIG. 8 indicates the displacement of the
なお、2つのカムフォロワ336,346は、カム面21に対して180度異なる位置に配置されているため、カム面21の位相も180度ずれている。
図8(A)、(B)に示すカム線図では、X=0°の場合にY=0(上死点および下死点の中間点)とし、上方をプラス、下方をマイナスで表す。
図8(A)に示すカムフォロワ336に対しては、カム20の回転角度が0°から90°までのカム面21は、例えば、y=4(x−67.5)2/10125-1.8で表される二次曲線である。このため、カムフォロワ336は、67.5°までは下方に向かって等加速度運動で移動し、67.5°から90°までは上方に向かって等加速度運動で移動する。
また、90°から270°までのカム面21は、例えば、y=1.6(x-180)/90で表される直線である。このため、カムフォロワ336は、上方に向かって等速運動で移動する。
さらに、270°から360°までのカム面21は、例えば、y=-4(x−292.5)2/10125+1.8で表される二次曲線である。このため、カムフォロワ336は、292.5°までは上方に向かって等加速度運動で移動し、292.5°から360°までは下方に向かって等加速度運動で移動する。
Since the two
In the cam diagrams shown in FIGS. 8A and 8B , when X = 0 °, Y = 0 (intermediate point between the top dead center and the bottom dead center), and the upper part is represented by plus and the lower part is represented by minus.
For the
The cam surface 21 from 90 ° to 270 ° is, for example, a straight line represented by y = 1.6 (x−180) / 90. For this reason, the
Furthermore, the
図8(B)に示すカムフォロワ346に対して、カム20の回転角度が0°から90°までのカム面21は、例えば、y=1.6x/90で表される直線である。このため、カムフォロワ346は、上方に向かって等速運動で移動する。
また、90°から180°までのカム面21は、例えば、y=-4(x−112.5)2/10125+1.8で表される二次曲線である。このため、カムフォロワ346は、112.5°までは上方に向かって等加速度運動で移動し、112.5°から180°までは下方に向かって等加速度運動で移動する。
さらに、180°から270°までのカム面21は、例えば、y=4(x−247.5)2/10125-1.8で表される二次曲線である。このため、カムフォロワ346は、247.5°までは下方に向かって等加速度運動で移動し、247.5°から270°までは上方に向かって等加速度運動で移動する。
また、270°から360°までのカム面21は、例えば、y=1.6(x-360)/90で表される直線である。このため、カムフォロワ346は、上方に向かって等速運動で移動する。
With respect to the
The
Furthermore, the
Further, the
そして、各カムフォロワ336,346が上下に移動すると、カムアーム33,34、駆動シャフト31,32、駆動アーム36,37、駆動アームセットブロック369,379を介して、第1チェック弁53、第2チェック弁55が上下に移動する。
従って、第1チェック弁53は、下死点から22.5°回転する間、上向きの等加速度運動で上昇し、さらに、その時の上向きの速度で180°回転する間、等速運動する。次に、第1チェック弁53は、22.5°回転する間は上向きの等加速度運動で上死点に達する。第1チェック弁53は、上死点から同じ加速度で67.5°動くと下向きの最高速度(等速運動の3倍)になる。さらに、第1チェック弁53は、下向きの同じ加速度で67.5°移動し、下死点に戻る。第2チェック弁55は、第1チェック弁53と180°位相をずらして動く。
以上のカム線図で表されるカム面21としたので、等加速度運動および等速度運動の切替時の速度差も無くすことができ、各チェック弁53,55の等加速度運動および等速度運動の切替をスムーズに行うことができる。
When the
Accordingly, the
Since the
ここで、第1チェック弁53、第2チェック弁55は、重力式のチェック弁であり、相対的に上向きの速度が速い方が閉じ、他方は開いている。すなわち、前記カム線図に示すように、等速運動を行っているチェック弁が閉じている。閉じているチェック弁が上方に移動することで、吐出口部材57から液体が吐出される。従って、液体を吐出する作用を行う、閉じているチェック弁の移動量を合成すると、図8(C)に示すように、傾きが一定の直線(等速運動)となる。液体の吐出量は、チェック弁の移動量つまり駆動シャフト31,32の動きに比例する。そして、本実施形態では、図8(C)に示すように、2個のチェック弁の動作によって、0°から360°まで閉状態のチェック弁が等速で移動するため、モータ15の回転に比例した液速度つまりは吐出量が得られる。
Here, the
次に、本実施形態の作用について図9,10を参照して説明する。
[吐出準備]
液体用往復動ポンプ1の第1流路や第2流路のデッドスペースが大きいために、駆動部2でポンプ部5を駆動した際に、ポンプ部5の自吸能力の範囲を超えた場合には、液体の吐出準備として、吸入口部材51から液体を圧送する。
この場合、各チェック弁53、55は、吸入口部材51から液体を圧送することで、ボール534,554が上方に移動して開放される。このため、各液体は、ポンプ部5の流路、つまり吸入口部材51、吸入口用ベローズ52、第1チェック弁53、第1ベローズ54、第2チェック弁55、第2ベローズ56、吐出口部材57に順次供給される。これらのポンプ部5の流路に液体が充填されることで吐出準備が完了する。
なお、第1流路や第2流路のデッドスペースが小さく、ポンプ部5の自吸能力の範囲内であれば、前記液体の圧送を行う必要は無い。
Next, the operation of the present embodiment will be described with reference to FIGS.
[Discharge preparation]
When the
In this case, the
In addition, if the dead space of a 1st flow path or a 2nd flow path is small, and is in the range of the self-priming capability of the
[吐出動作]
モータ15でカム20を回転すると、以下のように、カム20の回転角度に比例する吐出量で液体が連続して脈動なく吐出する。
すなわち、カム20の回転角度が0°から67.5°までは、第1チェック弁53は上方に等速で移動し、第2チェック弁55は下方に等加速度で移動する。このため、上方への移動速度が速い第1チェック弁53は閉じ、第2チェック弁55は開く。このため、吐出口部材57からは、第1チェック弁53の上方への移動量、つまりカム20の回転角度に比例して液体が吐出する。
また、第1チェック弁53が上方に移動することで、吸入口用ベローズ52が伸びて内部が負圧になるため、吸入口部材51から吸入口用ベローズ52内に液体が吸入される。
[Discharge operation]
When the
That is, when the rotation angle of the
Further, when the
カム20の回転角度が67.5°から90°までは、第1チェック弁53は上方への等速移動を継続し、第2チェック弁55は上方に等加速度で移動する。この区間では、第1チェック弁53の移動速度のほうが第2チェック弁55よりも速いため、第1チェック弁53は閉じ、第2チェック弁55は開いた状態を維持する。
このため、吐出口部材57からは、第1チェック弁53の上方への移動量、つまりカム20の回転角度に比例する液体吐出が継続し、吸入口部材51から吸入口用ベローズ52内への液体吸入も継続する。
When the rotation angle of the
For this reason, from the
カム20の回転角度が90°から112.5°までは、第2チェック弁55は上方へ等速で移動し、第1チェック弁53は上方に等加速度で移動する。この区間では、第2チェック弁55の移動速度のほうが第1チェック弁53よりも速いため、第2チェック弁55は閉じ、第1チェック弁53は開く。
このため、吐出口部材57からは、第2チェック弁55の上方への移動量、つまりカム20の回転角度に比例して液体が吐出する。
また、第2チェック弁55が上方に移動することで、第1ベローズ54が伸びて内部が負圧になるため、吸入口用ベローズ52から開放された第1チェック弁53を通して第1ベローズ54内に液体が吸入される。さらに、吸入口部材51から吸入口用ベローズ52内への液体吸入も継続する。
When the rotation angle of the
Therefore, the liquid is discharged from the
Further, since the
カム20の回転角度が112.5°から247.5°までは、第2チェック弁55は上方への等速移動を継続し、第1チェック弁53は下方に等加速度で移動する。このため、第1チェック弁53は開き、第2チェック弁55は閉じた状態を維持する。
このため、吐出口部材57からは、第2チェック弁55の上方への移動量、つまりカム20の回転角度に比例する液体吐出が継続し、吸入口部材51から吸入口用ベローズ52、第1ベローズ54内への液体吸入も継続する。
When the rotation angle of the
For this reason, liquid discharge that is proportional to the upward movement amount of the
カム20の回転角度が247.5°から270°までは、第2チェック弁55は上方への等速移動を継続し、第1チェック弁53は上方に等加速度で移動する。この区間では、第2チェック弁55の移動速度のほうが第1チェック弁53よりも速いため、第1チェック弁53は開き、第2チェック弁55は閉じた状態を維持する。
このため、吐出口部材57からは、第2チェック弁55の上方への移動量、つまりカム20の回転角度に比例する液体吐出が継続し、吸入口部材51から吸入口用ベローズ52内への液体吸入も継続する。
When the rotation angle of the
For this reason, the
カム20の回転角度が270°から292.5°までは、第1チェック弁53は上方に等速で移動し、第2チェック弁55は上方に等加速度で移動する。このため、上方への移動速度が速い第1チェック弁53は閉じ、第2チェック弁55は開く。このため、吐出口部材57からは、第1チェック弁53の上方への移動量、つまりカム20の回転角度に比例して液体が吐出する。
また、第1チェック弁53が上方に移動することで、吸入口用ベローズ52が伸びて内部が負圧になるため、吸入口部材51から吸入口用ベローズ52内への液体吸入も継続される。
When the rotation angle of the
Further, the
カム20の回転角度が292.5°から360°までは、第1チェック弁53は上方への等速移動を継続し、第2チェック弁55は下方に等加速度で移動する。このため、第1チェック弁53は閉じ、第2チェック弁55は開いた状態を維持する。
このため、吐出口部材57からは、第1チェック弁53の上方への移動量、つまりカム20の回転角度に比例する液体吐出が継続し、吸入口部材51から吸入口用ベローズ52内への液体吸入も継続する。
When the rotation angle of the
For this reason, from the
以上の動作を繰り返すことで、吸入口部材51からの液体の吸入および吐出口部材57からの液体の吐出が連続して行われ、脈動のない液体の連続吐出を実現できる。
なお、液体用往復動ポンプ1において、カム20の回転角度毎の吐出量は一定であるため、液体の吐出量はカム20の回転角度に比例して制御できる。従って、カム20の回転
速度を調整することで単位時間当たりの吐出量も制御できる。
By repeating the above operation, the suction of the liquid from the
In the liquid reciprocating pump 1, since the discharge amount for each rotation angle of the
このような本実施形態によれば、次のような効果がある。
(1)第1チェック弁53、第1ベローズ54、第2チェック弁55および第2ベローズ56を設け、第1ベローズ54、第2ベローズ56の有効断面積を同じものとし、かつ、第1チェック弁53、第2チェック弁55の一方を閉鎖し、他方を開放し、さらに閉鎖されたチェック弁53,55の上方への移動量を等速度で一定にしている。
このため、第1チェック弁53が開き、第2チェック弁55が閉じている場合は、第2チェック弁55の上方への移動によって、第2ベローズ56内部の液体を吐出口部材57から吐出し、かつ、その吐出量と同じ量の液体を、吸入口部材51、吸入口用ベローズ52、第1チェック弁53を介して第1ベローズ54に吸入できる。
同様に、第1チェック弁53が閉じ、第2チェック弁55が開いている場合は、第1チェック弁53の上方への移動によって、第2チェック弁55を介して連通する第1ベローズ54および第2ベローズ56内部の液体を吐出口部材57から吐出し、かつ、その吐出量と同じ量の液体を、吸入口部材51から吸入口用ベローズ52に吸入できる。
従って、吸入側の流れも吐出側と同じにでき、吐出口部材57からは閉鎖状態のチェック弁53,55の移動量に比例して脈動のない一定量の液体を連続して吐出することができる。
According to this embodiment, there are the following effects.
(1) The
For this reason, when the
Similarly, when the
Therefore, the flow on the suction side can be the same as that on the discharge side, and a constant amount of liquid without pulsation can be continuously discharged from the
(2)2台のポンプを並列に配置し、液体の吐出を1台毎に交互に切り替えることで、脈動のない吐出を可能とする従来の液体用往復動ポンプに比べて、第1チェック弁53、第1ベローズ54、第2チェック弁55および第2ベローズ56を直列に接続すればよいため、液体用往復動ポンプ1をコンパクトに構成できる。このため、特に微量な液体を連続して吐出するポンプとして好適である。
(2) A first check valve compared to a conventional liquid reciprocating pump that enables two pumps to be arranged in parallel and alternately switching the liquid discharge for each one, thereby enabling discharge without pulsation. 53, the first bellows 54, the
(3)液体は、吸入口部材51から吸入口用ベローズ52、第1チェック弁53、第1ベローズ54、第2チェック弁55、第2ベローズ56、吐出口部材57まで一方向に流れる。特に、液体は、各ベローズ52,54,56の中を貫流するので、液体の供給経路中で滞留する液が少なく、空気が溜まりにくい。
また、吸入口部材51を液体用往復動ポンプ1の下端側に配置し、吐出口部材57を上端側に配置して、液体を各ベローズ52,54,56内を下から上に流して吐出するため、仮に泡などが混入しても吐出口部材57から排出しやすくできる。
このため、吐出液中に空気が混入することを防止でき、かつ、流路内で滞留する液体を抑制できるので、様々な種類の液体の吐出に液体用往復動ポンプ1を活用できる。
(3) The liquid flows in one direction from the
In addition, the
For this reason, since it is possible to prevent air from being mixed into the discharge liquid and to suppress the liquid staying in the flow path, the liquid reciprocating pump 1 can be used for discharging various types of liquid.
(4)吸入口部材51および第1チェック弁53間を吸入口用ベローズ52で連結しているので、第1チェック弁53が上下に移動しても、その移動変位を吸入口用ベローズ52が伸縮することで吸収できる。このため、吸入口部材51を固定しておくことができる。従って、吸入口が固定されている一般的なポンプと同じように使用できる。
同様に、吐出口部材57および第2チェック弁55間は第2ベローズ56で連結され、第2チェック弁55の移動変位を第2ベローズ56が伸縮することで吸収できるため、吐出口部材57を固定しておくことができる。従って、吐出口が固定されている一般的なポンプと同じように使用できる。
(4) Since the
Similarly, the
(5)液体の吐出量は、閉鎖されたチェック弁53,55の上方への移動量によって設定され、この閉鎖されたチェック弁53,55の上方への移動はカム20の回転角度に比例した等速度運動であるため、カム20の回転に比例した液速度を得ることができる。このため、一定時間あたりの吐出量は、カム20の回転速度によって容易に調整できる。
(5) The liquid discharge amount is set by the upward movement amount of the
(6)各チェック弁53,55は、カム20によって上下に移動するカムアーム33,34および駆動シャフト31,32に連動して移動するため、カムフォロワ336,346の配置位置をカム20の回転軸を挟んで180°位置に配置するだけで、チェック弁53,55の動作を確実にかつ容易に180°の位相差で実現できる。従って、動作の信頼性の高い液体用往復動ポンプ1を低コストで実現できる。
(6) Since the
(7)液体はポンプ部5を下方から上方に流れるため、各チェック弁53,55として重力式のチェック弁を用いることができる。このため、チェック弁の動作の信頼性も高めることができ、かつ、バネ付のチェック弁に比べてコストも低減できる。
(7) Since the liquid flows from the lower part to the upper part of the
(8)ベローズ52,54,56を用いることで、液体に接する液部構造をシンプルにでき、ベローズユニットの保守も容易にできる。このため、様々な種類の液体の吐出に液体用往復動ポンプ1を利用できる。
(8) By using the
[第2実施形態]
第2実施形態の液体用往復動ポンプ1Aは、図11に示すように、液体が貯蔵されるタンク70を設け、このタンク70内に一端が挿入された液吸入パイプ71を吸入口部材とし、この液吸入パイプ71を第1チェック弁53に固定している。その他の構成は同一であるため、説明を省略する。
この液体用往復動ポンプ1Aでは、液吸入パイプ71が第1チェック弁53と一体で上下に移動しても、その下端がタンク70内の液中に位置していれば、液体を吸入、吐出することができる。
[Second Embodiment]
As shown in FIG. 11, the liquid reciprocating pump 1 </ b> A of the second embodiment includes a
In this
また、図11に示すように、第1チェック弁53のボールガイドブロック533Aの体積を増やしている。このボールガイドブロック533Aの長さ寸法は、カム20による各第1チェック弁53、第2チェック弁55の移動によって、ボールガイドブロック533Aと第2チェック弁55とが当接しない隙間で設定すればよい。
この場合、チェック弁53,55間に配置される第1ベローズ54のデッドスペースを減らすことができ、液体の自吸能力を向上できる。
Further, as shown in FIG. 11, the volume of the
In this case, the dead space of the first bellows 54 disposed between the
[第3実施形態]
第3実施形態の液体用往復動ポンプ1Bは、図12に示すように、第1流路形成装置、第2流路形成装置、吸入口流路形成装置として、ピストンおよびシリンダを用いた点が前記第1実施形態の液体用往復動ポンプ1と相違する。その他の構成は同一であるため、説明を省略する。
第1流路形成装置は、第1チェック弁53に連結された第1ピストン545と、第2チェック弁55に連結され、かつ、第1ピストン545が挿入される第1シリンダ546とを備えて構成される。
第2流路形成装置は、第2チェック弁55に連結された第2ピストン565と、吐出口部材57に連結され、かつ、第2ピストン565が挿入される第2シリンダ567とを備えて構成される。
吸入口側流路形成装置は、吸入口部材51に連結されたピストン525と、第1チェック弁53に連結され、かつ、ピストン525が挿入されるシリンダ526とを備えて構成される。
[Third Embodiment]
As shown in FIG. 12, the
The first flow path forming device includes a
The second flow path forming device includes a
The suction port-side flow path forming device includes a
第1ピストン545は、第1チェック弁53および第1シリンダ546内を連通する第1ピストン内流路5451を備える。この第1ピストン内流路5451および第1シリンダ546によって第1流路が構成される。
第2ピストン565は、第2チェック弁55および第2シリンダ567内を連通する第2ピストン内流路5651を備える。この第2ピストン内流路5651および第2シリンダ567によって第2流路が構成される。
また、第1シリンダ546および第2シリンダ567の有効断面積は同一に設定されている。
ピストン525は、流路514およびシリンダ526内を連通するピストン内流路5251を備える。そして、シリンダ526の有効断面積も、前記各シリンダ546,566と同一に設定されている。
The
The
Further, the effective sectional areas of the
The
液体用往復動ポンプ1Bにおいても、第1チェック弁53、第2チェック弁55が上下に進退すると、各ピストン525,545,565がシリンダ526,546,566内を進退する。これにより第1流路や第2流路の容積が変動し、前記第1実施形態と同様に一定量の液体が連続して吐出される。
Also in the
第3実施形態の液体用往復動ポンプ1Bでは、第1流路形成装置、第2流路形成装置、吸入口流路形成装置として、ピストン525,545,565およびシリンダ526,546,566を用いたので、ベローズ52,54,56を用いた第1実施形態に比べてコストを低減できる。
In the
[第4実施形態]
第4実施形態の液体用往復動ポンプ1Cは、図13に示すように、第1チェック弁61、第2チェック弁65を複式チェック弁で構成した点が第1実施形態の液体用往復動ポンプ1と相違する。その他の構成は同一であるため、説明を省略する。
[Fourth Embodiment]
As shown in FIG. 13, the
第1チェック弁61は、チェック弁ケース611と、上流側第1チェック弁62と、下流側第1チェック弁63とを備える。
上流側第1チェック弁62は、バルブシート622、ボールガイドブロック623、ボール624を備える。
下流側第1チェック弁63は、バルブシート632、ボールガイドブロック633、ボール634を備える。
そして、各ボール624、634がバルブシート622、632に当接すると、第1チェック弁61が閉じられる。各ボール624、634がバルブシート622、632から離れると、第1チェック弁61が開かれ、バルブシート622、632の連通孔およびボールガイドブロック623、633の連通溝を介して液体が流れる。
The
The upstream
The downstream
When the
同様に、第2チェック弁65は、チェック弁ケース651と、上流側第2チェック弁66と、下流側第2チェック弁67とを備える。
上流側第2チェック弁66は、バルブシート662、ボールガイドブロック663、ボール664を備える。
下流側第2チェック弁67は、バルブシート672、ボールガイドブロック673、ボール674を備える。
そして、各ボール664、674がバルブシート662、672に当接すると、第2チェック弁65が閉じられる。各ボール664、674がバルブシート662、672から離れると、第2チェック弁65が開かれ、バルブシート662、672の連通孔およびボールガイドブロック663、673の連通溝を介して液体が流れる。
Similarly, the
The upstream
The downstream second check valve 67 includes a
When the
このような第4実施形態においても前記第1実施形態と同じ作用効果を奏する。
また、第1チェック弁61、第2チェック弁65をそれぞれ2つのチェック弁を有する複式チェック弁で構成したので、チェック弁61,65による開閉動作をより確実に行うことができる。
また、下流側第1チェック弁63および下流側第2チェック弁67を、第1ベローズ54、第2ベローズ56内に配置しているので、ポンプ部5の大型化を防止できる。さらに、流路内に各チェック弁61,65を配置すれば、各流路の容積を小さくでき、ポンプ部5の自吸能力を向上できる。
The fourth embodiment has the same operational effects as the first embodiment.
In addition, since the
Moreover, since the downstream
なお、本発明は前記実施例の構成に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲の変形は本発明に含まれるものである。
例えば、第1実施形態の液体用往復動ポンプ1では、吸入口部材51および第1チェック弁53間に吸入口用ベローズ52を配置していたが、この吸入口用ベローズ52の代わりに可撓性のチューブなどを用いてもよい。この点は、液体用往復動ポンプ1B,1Cにおいても同様である。
すなわち、固定された吸入口部材51と、上下に移動する第1チェック弁53、61とを連結できるものを用いればよい。
In addition, this invention is not limited to the structure of the said Example, The deformation | transformation of the range which can achieve the objective of this invention is included in this invention.
For example, in the liquid reciprocating pump 1 according to the first embodiment, the suction port bellows 52 is disposed between the
That is, a member that can connect the fixed
チェック弁53,55、61,65は、前記各実施形態のように、重力式のボールバルブの他に、バネ付、リードバルブ式などを用いてもよい。また、重力式やバネ付きのボールバルブを用いる場合には、第4実施形態のように、2段重ねのバルブとしてもよい。
As the
前記実施形態では、液体を下方から上方に流していたが、逆に液体を上方から下方に流しても良い。この場合、重力式のチェック弁を利用できないため、バネ付のチェック弁を用いればよい。 In the above-described embodiment, the liquid is allowed to flow from below to above, but conversely, the liquid may be allowed to flow from above to below. In this case, since a gravity check valve cannot be used, a check valve with a spring may be used.
前記第1,2,4実施形態では、吸入口用ベローズ52、第1ベローズ54、第2ベローズ56の代わりに、ダイヤフラムを用いてもよい。さらに、第3実施形態のように、ピストン、シリンダを用いてもよいし、プランジャー、プランジャーバレルを用いてもよい。
また、カムとしては、前記実施形態のような立体カムに限らず、例えば2個の板カムを使用して構成してもよい。また、カム面21において、等速運動以外の部分は、前記実施形態の等加速度カムに限定されず、サイクロイド曲線のカム面としてもよい。
In the first, second, and fourth embodiments, instead of the inlet bellows 52, the first bellows 54, and the second bellows 56, a diaphragm may be used. Further, as in the third embodiment, a piston and a cylinder may be used, or a plunger and a plunger barrel may be used.
Further, the cam is not limited to the three-dimensional cam as in the above-described embodiment, and for example, two cams may be used. Further, the portion of the
1,1A,1B,1C…液体用往復動ポンプ、2…駆動部、5…ポンプ部、15…モータ、20…カム、21…カム面、31,32…駆動シャフト、33,34…カムアーム、36…第1駆動アーム、37…第2駆動アーム、52…吸入口用ベローズ、53、61…第1チェック弁、54…第1ベローズ、55、65…第2チェック弁、56…第2ベローズ、70…タンク、71…液吸入パイプ、511…吸入口部材、571…吐出口部材。
DESCRIPTION OF
Claims (8)
前記吸入口部材および吐出口部材間に設けられて、前記液体を前記吸入口から吸入し、前記吐出口から吐出するポンプ部と、
前記ポンプ部を駆動する駆動部とを備え、
前記ポンプ部は、
前記吸入口に連通された第1チェック弁と、
前記第1チェック弁に対して前記吐出口側に配置された第2チェック弁と、
前記第1チェック弁および第2チェック弁間に第1流路を形成する第1流路形成装置と、
前記第2チェック弁および前記吐出口部材間に第2流路を形成する第2流路形成装置と、を備え、
前記駆動部は、
前記第1チェック弁を、前記吐出口部材側に近づく第1方向および前記吸入口部材側に近づく第2方向に移動させる第1駆動部と、
前記第2チェック弁を、前記吐出口部材側に近づく第1方向および前記吸入口部材側に近づく第2方向に移動させる第2駆動部と、を備え、
前記第1流路形成装置および第2流路形成装置は、各流路の有効断面積が同一であり、前記第1チェック弁、第2チェック弁の移動に伴い、各流路の方向に伸縮して各流路の容積を変更可能に構成され、
前記第1駆動部および第2駆動部は、
前記第2チェック弁を開いた状態とし、前記第1チェック弁を閉じた状態で第1方向に等速度で移動して、第1流路から第2流路までの流路の容積を減少させて流路内の液体を前記吐出口から吐出する第1工程と、
前記第1チェック弁を開いた状態とし、前記第2チェック弁を閉じた状態で第1方向に等速度で移動して、第2流路の容積を減少させて第2流路内の液体を前記吐出口から吐出し、前記吸入口から前記第1チェック弁を介して前記第1流路に液体を吸入する第2工程と、を交互に繰り返し、
前記第1工程の第1チェック弁の第1方向への移動速度および移動量は、前記第2工程の第2チェック弁の第1方向への移動速度および移動量と同一とされ、
前記第1工程では、前記第2チェック弁を、前記第2工程における前記第2チェック弁の第1方向への等速度の移動開始時の位置まで移動し、
前記第2工程では、前記第1チェック弁を、前記第1工程における前記第1チェック弁の第1方向への等速度の移動開始時の位置まで移動する
ことを特徴とする液体用往復動ポンプ。 A suction port member in which a liquid suction port is formed and a discharge port member in which a liquid discharge port is formed;
A pump unit provided between the suction port member and the discharge port member for sucking the liquid from the suction port and discharging the liquid from the discharge port;
A drive unit for driving the pump unit,
The pump part is
A first check valve communicated with the inlet;
A second check valve disposed on the outlet side with respect to the first check valve;
A first flow path forming device that forms a first flow path between the first check valve and the second check valve;
A second flow path forming device that forms a second flow path between the second check valve and the discharge port member,
The drive unit is
A first drive section for moving the first check valve in a first direction approaching the discharge port member side and a second direction approaching the suction port member side;
A second drive unit that moves the second check valve in a first direction approaching the discharge port member side and a second direction approaching the suction port member side;
The first flow path forming device and the second flow path forming device have the same effective cross-sectional area of each flow path, and expand and contract in the direction of each flow path as the first check valve and the second check valve move. The volume of each flow path can be changed,
The first driving unit and the second driving unit are
The second check valve is opened, and the first check valve is closed and moved in the first direction at a constant speed to reduce the volume of the flow path from the first flow path to the second flow path. A first step of discharging the liquid in the flow path from the discharge port;
The first check valve is opened, the second check valve is closed, and the first check valve is moved at a constant speed in the first direction to reduce the volume of the second flow path so that the liquid in the second flow path is reduced. Alternately repeating a second step of discharging from the discharge port and sucking liquid into the first flow path from the suction port via the first check valve,
The moving speed and moving amount of the first check valve in the first step in the first direction are the same as the moving speed and moving amount of the second check valve in the second step in the first direction ,
In the first step, the second check valve is moved to a position at the start of constant-velocity movement in the first direction of the second check valve in the second step,
In the second step, the first check valve is moved to a position at which the first check valve in the first step starts moving at a constant speed in the first direction in the first step. .
前記第1駆動部および第2駆動部は、 The first driving unit and the second driving unit are
前記第1工程では、前記第2チェック弁を、前記第1チェック弁よりも低速で前記第1方向に移動した後、第2方向に移動し、さらに前記第1チェック弁よりも低速で前記第1方向に移動して、前記第2工程における前記第2チェック弁の第1方向への等速度の移動開始時の位置まで移動し、 In the first step, the second check valve moves in the first direction at a lower speed than the first check valve, then moves in the second direction, and further moves at a lower speed than the first check valve. Move in one direction, move to a position at the start of constant speed movement in the first direction of the second check valve in the second step,
前記第2工程では、前記第1チェック弁を、前記第2チェック弁よりも低速で前記第1方向に移動した後、第2方向に移動し、さらに前記第2チェック弁よりも低速で前記第1方向に移動して、前記第1工程における前記第1チェック弁の第1方向への等速度の移動開始時の位置まで移動する In the second step, the first check valve moves in the first direction at a lower speed than the second check valve, then moves in the second direction, and further moves at a lower speed than the second check valve. Move in one direction and move to a position at the start of constant-velocity movement in the first direction of the first check valve in the first step
ことを特徴とする液体用往復動ポンプ。 A reciprocating pump for liquid characterized by the above.
前記第1チェック弁は、上流側第1チェック弁および下流側第1チェック弁の2つのチェック弁で構成され、
前記第2チェック弁は、上流側第2チェック弁および下流側第2チェック弁の2つのチェック弁で構成され、
前記下流側第1チェック弁は、前記第1流路内に配置され、
前記下流側第2チェック弁は、前記第2流路内に配置されている
ことを特徴とする液体用往復動ポンプ。 In the reciprocating pump for liquid according to claim 1 or 2 ,
The first check valve is composed of two check valves, an upstream first check valve and a downstream first check valve,
The second check valve is composed of two check valves, an upstream second check valve and a downstream second check valve,
The downstream first check valve is disposed in the first flow path;
The downstream second check valve is disposed in the second flow path. A reciprocating pump for liquid, wherein
前記第1流路形成装置は、前記第1チェック弁および第2チェック弁に連結された第1ベローズで構成され、
前記第2流路形成装置は、前記第2チェック弁および吐出口部材に連結された第2ベローズで構成され、
前記第1ベローズおよび第2ベローズは、流路の有効断面積が同一である
ことを特徴とする液体用往復動ポンプ。 In the liquid reciprocating pump according to any one of claims 1 to 3 ,
The first flow path forming device includes a first bellows connected to the first check valve and the second check valve,
The second flow path forming device includes a second bellows connected to the second check valve and the discharge port member,
The first bellows and the second bellows have the same effective cross-sectional area of the flow path.
前記第1流路形成装置は、前記第1チェック弁に連結された第1ピストンと、前記第2チェック弁に連結され、かつ、前記第1ピストンが挿入される第1シリンダとを備えて構成され、
前記第2流路形成装置は、前記第2チェック弁に連結された第2ピストンと、前記吐出口部材に連結され、かつ、前記第2ピストンが挿入される第2シリンダとを備えて構成され、
前記第1ピストンは、前記第1チェック弁および第1シリンダ内を連通する第1ピストン内流路を備え、
前記第2ピストンは、前記第2チェック弁および第2シリンダ内を連通する第2ピストン内流路を備え、
前記第1シリンダおよび前記第2シリンダの有効断面積が同一である
ことを特徴とする液体用往復動ポンプ。 In the liquid reciprocating pump according to any one of claims 1 to 3 ,
The first flow path forming device includes a first piston connected to the first check valve, and a first cylinder connected to the second check valve and into which the first piston is inserted. And
The second flow path forming device includes a second piston connected to the second check valve, and a second cylinder connected to the discharge port member and into which the second piston is inserted. ,
The first piston includes a first piston flow path communicating with the first check valve and the first cylinder;
The second piston includes a second piston flow path communicating with the second check valve and the second cylinder,
The effective cross-sectional area of the said 1st cylinder and the said 2nd cylinder is the same. The reciprocating pump for liquids characterized by the above-mentioned.
前記吸入口部材および前記第1チェック弁間は吸入口側流路形成装置で連結されている
ことを特徴とする液体用往復動ポンプ。 In the reciprocating pump for liquid according to any one of claims 1 to 5 ,
A reciprocating pump for liquid, wherein the suction port member and the first check valve are connected by a suction side flow path forming device.
前記液体が貯蔵される容器を備え、
前記吸入口部材は、一端側が前記容器内に挿入され、他端側が前記第1チェック弁に固定された吸入パイプで構成されている
ことを特徴とする液体用往復動ポンプ。 In the reciprocating pump for liquid according to any one of claims 1 to 5 ,
A container in which the liquid is stored;
A reciprocating pump for liquid, wherein the suction port member is constituted by a suction pipe having one end inserted into the container and the other end fixed to the first check valve.
前記第1駆動部は、
前記第1チェック弁が固定された第1駆動アームと、
この第1駆動アームが固定された第1駆動シャフトと、
前記第1駆動シャフトに固定された第1カムアームと、
前記第1カムアームに回転自在に保持される第1カムフォロワと、
前記第1カムフォロワが当接されるカム面を有するカムと、
前記カムを回転する回転駆動源とを備え、
前記第2駆動部は、
前記第2チェック弁が固定された第2駆動アームと、
この第2駆動アームが固定された第2駆動シャフトと、
前記第2駆動シャフトに固定された第2カムアームと、
前記第2カムアームに回転自在に保持される第2カムフォロワと、
前記第2カムフォロワが当接されるカム面を有するカムと、
前記カムを回転する回転駆動源とを備え、
前記各カムフォロワは、前記カム面に対して180°位相が異なる位置に当接される
ことを特徴とする液体用往復動ポンプ。 In the liquid reciprocating pump according to any one of claims 1 to 7 ,
The first driving unit includes:
A first drive arm to which the first check valve is fixed;
A first drive shaft to which the first drive arm is fixed;
A first cam arm fixed to the first drive shaft;
A first cam follower rotatably held by the first cam arm;
A cam having a cam surface against which the first cam follower abuts;
A rotational drive source for rotating the cam,
The second driving unit includes:
A second drive arm to which the second check valve is fixed;
A second drive shaft to which the second drive arm is fixed;
A second cam arm fixed to the second drive shaft;
A second cam follower rotatably held by the second cam arm;
A cam having a cam surface against which the second cam follower abuts;
A rotational drive source for rotating the cam,
Each of the cam followers is in contact with a position having a phase difference of 180 ° with respect to the cam surface.
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