JP5848344B2 - 流体混合装置用流体調整バルブ装置 - Google Patents

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Description

本発明は、概して複合成分のスプレーシステムに関し、具体的には少なくとも2つのポンプを有した往復動式流体混合装置のための圧力リリーフ機構に関する。
流体混合装置は、分離した複数の不活性流体成分を受け取り、所定の比率でそれら成分を混合した後、活性化した材料としてそれら成分を供給する供給機構を有している。例えば、個別にはそれぞれ不活性であって、樹脂成分及び活性化剤と混合した後に固化するようなエポキシとポリウレタンとを供給するために流体混合装置が用いられる。但し、混合すると、混合物のクロスリンキング、硬化、そして固化へと至るような化学反応が直ちに始まる。従って、2つの成分は、隔離された状態をできる限り長く維持できるよう、混合装置内において分離して移動するようになっている。それぞれ別個に圧送された各成分をマニホールドが受け取り、このマニホールドに連通するスプレーヤから混合物が供給されるように各成分の混合が行われる。
典型的な流体混合装置は、別々の流体収納容器からそれぞれ別個に流体を取り出し、加圧流体を混合室に圧送する1対の容積式ポンプを備えている。これら容積式ポンプは、往復動する駆動軸を有した空気式モータまたは液圧式モータからなるのが一般的な共通のモータにより同時に駆動される。しかしながら多くの場合、エポキシ及びポリウレタンの2つの成分の比率は1:1ではない。一般的に、第1の主成分の濃度の方が、第2の副成分の濃度より高くなければならない。このような場合、一方の容積式ポンプの行程容積は、他方のそれよりも大きくなければならない。各成分は、それぞれ対応する容積式ポンプから混合のために混合室に送られる。また、流体マニホールドが容積式ポンプと混合室との間に配置され、それぞれの流体が混ざり合うことなく対応する容積式ポンプによって別個に流動できるようにすることで、スプレー過程における混合及び硬化の部分を、圧送及び加圧の部分とは別個に行うようにしている。
流体は高圧のもとで流動するため、流体混合装置の様々な箇所に圧力リリーフバルブを設けるのが望ましい。即ち、流動経路の一方が閉塞した場合、或いは流体収納容器の一方の流体を使い切ってしまった場合、作動中の他方の容積式ポンプは、駆動用モータの駆動力を全面的に受け、過剰圧力状態となってしまう。例えば、4:1の混合比の流体混合装置が4000psi(約27.6MPa)でスプレーを行っていて、主成分用の容積式ポンプの方で流体を使い切ってしまったとすると、副成分用の容積式ポンプには、通常の4倍、即ち16000psi(約110.3MPa)の作動圧力が発生することになる。部品の故障や安全でない状態を避けるには、過剰な圧力を逃がす必要がある。
一般的な流体混合装置は、恒久的に封止されているものの、過剰圧力状態が生じた場合には、断裂したり破裂したりする破裂板を備えている。破裂板は1回しか使用することができず、補助的または予備的な機構として用いられる。破裂板が一旦破損してしまうと、その破裂板を交換するまで流体混合装置の作動を中止しなければならない。また、過剰圧力リリーフバルブが主たる圧力リリーフ機構として用いられる。過剰圧力リリーフバルブは、スプリングの付勢力を利用し、特定の過剰圧力によって開弁するように設定されている。過剰圧力リリーフバルブから排出された流体は、ドレーン管路を経て流体収納容器またはドレーン容器に戻されるようになっている。一般的に、過剰圧力リリーフバルブは頻繁には作動しない。このため、過剰圧力リリーフバルブや流動経路は、これまでに使用した流体が乾燥固化したり析出したりして堆積することにより詰まりやすくなっている。このため、かなり高圧にならないと過剰圧力リリーフバルブが開弁しなかったり、極端な場合には過剰圧力リリーフバルブが全く開弁しなくなったりする。それ故、より信頼性のある再使用可能なリリーフバルブ機構を有した流体混合装置の提供が望まれている。
流体混合装置用流体調整バルブ装置は、バルブ装置本体と第1圧力放出バルブ及び第2圧力放出バルブとを備える。バルブ装置本体は、流体ポンプから吐出された流体を受け取る第1インレット及び第2インレットと、第1インレットから流入した流体をバルブ装置本体から排出する第1アウトレット、及び第2インレットから流入した流体をバルブ装置本体から排出する第2アウトレットと、第1インレットから流入した流体をバルブ装置本体から排出する第1過剰圧力アウトレット、及び第2インレットから流入した流体をバルブ装置本体から排出する第2過剰圧力アウトレットとを備える。第1圧力放出バルブは、第1インレット、第1アウトレット及び第1過剰圧力アウトレットと交わっており、第2圧力放出バルブは、第2インレット、第2アウトレット及び第2過剰圧力アウトレットと交わっている。第1圧力放出バルブは、過剰圧力のもとで第1インレットを第1過剰圧力インレットに連通させるスプリング作動式の第1過剰圧力リリーフバルブと、第1過剰圧力リリーフバルブの作動を妨げることなく第1インレットを第1アウトレットに連通させる第1状態、及び第1過剰圧力リリーフバルブを開弁させた状態で第1インレットを第1過剰圧力アウトレットに連通させると共に前記第1インレットと前記第1アウトレットとの連通を遮断する第2状態を有した第1手動操作バルブとを備え、第2圧力放出バルブは、過剰圧力のもとで第2インレットを第2過剰圧力インレットに連通させるスプリング作動式の第2過剰圧力リリーフバルブと、第2過剰圧力リリーフバルブの作動を妨げることなく第2インレットを第2アウトレットに連通させる第1状態、及び第2過剰圧力リリーフバルブを開弁させた状態で第2インレットを第2過剰圧力アウトレットに連通させると共に前記第2インレットと前記第2アウトレットとの連通を遮断する第2状態を有した第2手動操作バルブとを備える。
流体マニホールド及び混合室を備える流体調整装置を有したデュアルポンプ式流体混合装置の斜視図である。 空気圧式モータを1対の流体ポンプに連結するタイロッドを示す、図1のデュアルポンプ式流体混合装置の背面側の詳細な斜視図である。 空気圧式モータ及び流体ポンプの取付プレートへの結合を示す、図1及び図2のデュアルポンプ式流体混合装置の分解斜視図である。 流体マニホールド及び混合室を示す、図1の流体調整装置の斜視図である。 共通の操作ハンドルによって連結された圧力放出バルブを示す、図4の流体マニホールドの分解斜視図である。 操作ハンドルが再循環モード状態として閉位置にあるときの、図5の圧力放出バルブの概略図である。 操作ハンドルがスプレーモード状態として開位置にあるときの、図5の圧力放出バルブの概略図である。
図1は、本発明に係るデュアルポンプ式流体混合装置10の斜視図である。デュアルポンプ式流体混合装置10は、手押し車12に搭載されており、空気圧式モータ14、流体ポンプ16A及び流体ポンプ16B、流体マニホールド18、混合室20、並びに流体収納容器22A及び流体収納容器22Bを備える。空気圧式モータ14が流体ポンプ16A及び流体ポンプ16Bを駆動することにより、流体収納容器22A及び流体収納容器22Bから供給される流体が、流出管24に連通するスプレーガン(図示せず)によって吐出される前に、混合室20内で混合される。デュアルポンプ式流体混合装置10には、エア供給口26から高圧の過圧エアが供給されるようになっている。エア供給口26は、ホース(図示せず)によりメインエア調整器28に連通しており、このメインエア調整器28は、加圧エアを空気圧式モータ14に供給するための切換器、またはバルブを備える。
空気圧式モータ14は、取付プレート31を介し、手押し車12の台座30に装着されている。空気圧式モータ14は、従来から公知の任意の空気圧式モータからなる。別の実施形態では、液圧式モータが用いられる。なお、往復動する駆動軸を有したモータであれば、どのような形式のものが用いられてもよい。図2及び図3を参照して詳細を説明すると、流体ポンプ16A及び流体ポンプ16Bは、空気圧式モータ14がこれら流体ポンプ16A及び流体ポンプ16Bを駆動できるように、空気圧式モータ14の下方に支持されている。空気圧式モータ14の作動により、流体収納容器22A内の流体が流体ポンプ16Aに、また流体収納容器22B内の流体が流体ポンプ16Bに、それぞれ引き込まれて流体マニホールド18に吐出される。流体ポンプ16A及び流体ポンプ16Bは、往復動するポンプ軸を有した従来型の公知の容積式ポンプからなる。流体マニホールド18は、流体を2系統に分離したまま、混合室20への流動を調整する。混合室20は、流出管24に向かうその流路内で2種の流体を混ぜ合わせる。流体マニホールド18は、流体ポンプ16Aによって生成される流体圧を表示する第1圧力計32A、及び流体ポンプ16Bによって生成される流体圧を表示する第2圧力計32Bを備えている。
デュアルポンプ式流体混合装置10の作動については、図2及び図3を参照して説明する。図4を参照して詳細に説明すると、流体マニホールド18及び混合室20は統合して流体調整装置33を構成する。図5を参照して説明すると、流体マニホールド18は、デュアルポンプ式流体混合装置10の流体ポンプ16A及び流体ポンプ16Bのための過剰圧力リリーフ及びドレーンのためのバルブ機構を併せて提供するバルブを備えている。流体マニホールド18の作動については、図6A及び図6Bを参照して説明する。
図2は、空気圧式モータ14を流体ポンプ16A及び流体ポンプ16Bに連結する支持用タイロッド34A〜34D並びにポンプ用タイロッド36A及びポンプ用タイロッド36Bタイロッドを示す、図1のデュアルポンプ式流体混合装置10の背面側の詳細な斜視図である。図1がデュアルポンプ式流体混合装置10の正面側を示すのに対し、図2は、空気圧式モータ14、並びに流体ポンプ16A及び流体ポンプ16Bの背面側を示している。
空気圧式モータ14は取付プレート31に結合されている。支持用タイロッド34A〜34Dは、その上端が取付プレート31に接続されると共に、下端がポンプハウジング38A及びポンプハウジング38Bに接続されている。即ち、支持用タイロッド34A、支持用タイロッド34C、及びポンプ用タイロッド36Aが、流体ポンプ16Aのポンプハウジング38Aを取付プレート31に連結しており、支持用タイロッド34B、支持用タイロッド34D、及びポンプ用タイロッド36Bが、流体ポンプ16Bのポンプハウジング38Bを取付プレート31に連結している。ポンプハウジング38A及びポンプハウジング38Bは、支持用タイロッド34A及び支持用タイロッド34Bに接続されたリンク40A(図3)を用いて互いに連結されている。もう1つのリンク40B(図2及び図3)が、支持用タイロッド34C及び支持用タイロッド34Dに接続されている。リンク40A及びリンク40Bは、異なるポンプハウジングに接続されて隣接する支持用タイロッドを連結している。
ポンプ用タイロッド36Aは、その上端が取付プレート31に、また下端がポンプハウジング38Aにそれぞれ接続され、ポンプ用タイロッド36Bは、その上端が取付プレート31に、また下端がポンプハウジング38Bにそれぞれ接続されている。ポンプ用タイロッド36A及びポンプ用タイロッド36Bは、ポンプ用結合部材42を貫通して延設されている。ポンプ結合部材42内において、ブッシング44Aがポンプ用タイロッド36Aの外周に、またブッシング44Bがポンプ用タイロッド36Bの外周にそれぞれ設けられている。空気圧式モータ14から延設された駆動軸46が、取付プレート31を貫通してポンプ結合部材42に接続されている。また、ポンプ用結合部材42は、流体ポンプ16Aのポンプ軸48A、及び流体ポンプ16Bのポンプ軸48Bにもそれぞれ接続されている。ポンプ軸48A及びポンプ軸48Bの往復動により、図1及び図4に示す流体調整装置33の流体マニホールド18内への流体の流動が生じる。
駆動軸46がポンプ用結合部材42を往復動させ、このポンプ用結合部材42が、ブッシング44Aを介し、ポンプ用タイロッド36Aに沿って摺動すると共に、ブッシング44Bを介し、ポンプ用タイロッド36Bに沿って摺動する。ポンプ用結合部材42はポンプ軸48A及びポンプ軸48Bを往復動させ、図1に基づき説明したように、ポンプ軸48Aの往復動により、流体ポンプ16Aが流体収納容器22Aから流体を吸引して流体マニホールド18内に吐出すると共に、ポンプ軸48Bの往復動により、流体ポンプ16Bが流体収納容器22Bから流体を吸引して流体マニホールド18内に吐出する。支持用タイロッド34A〜34D、並びにポンプ用タイロッド36A及びポンプ用タイロッド36Bは、空気圧式モータ14及び取付プレート31に対し、ポンプハウジング38A及びポンプハウジング38Bを静止状態に保持する。ポンプ用結合部材42、並びにポンプ軸48A及びポンプ軸48Bは、駆動軸46から伝達される動力によって、取付プレート31と、ポンプハウジング38A及びポンプハウジング38Bとの間で往復動する。
図3は、図1及び図2のデュアルポンプ式流体混合装置10の分解斜視図である。デュアルポンプ式流体混合装置10は、空気圧式モータ14、並びに流体ポンプ16A及び流体ポンプ16Bを備える。空気圧式モータ14は、モータ用タイロッド50A〜50Cを用いて取付プレート31に結合され、流体ポンプ16A及び流体ポンプ16Bは、支持用タイロッド34A〜34D、並びにポンプ用タイロッド36A及びポンプ用タイロッド36Bを用いて取付プレート31に結合されている。取付プレート31は、溝孔52A〜52C、モータ用開口54、取付用貫通孔56A〜56D、並びに取付用貫通孔58A及び取付用貫通孔58Bを備える。組み立てられた状態にあるとき、モータ用タイロッド50A〜50Cは溝孔52A〜52C内に延びている。取付用貫通孔56A〜56Dにはそれぞれ支持用タイロッド34A〜34Dが固定される。組み立てられた状態にあるとき、ポンプ用タイロッド36Aは、その上端が取付用貫通孔58Aに固定されると共に、下端がポンプ用結合部材42に接続され、ポンプ用タイロッド36Bは、その上端が取付用貫通孔58Bに固定されると共に、下端がポンプ用結合部材42に接続される。
駆動軸46は、モータ用開口54内に延びており、延長部材60及び連結部材61を備える。延長部材60は、ポンプ用結合部材42に接続されるヘッド部62を備える。延長部材60は駆動軸ナット64を有し、ゲージ65が延長部材60の外周に嵌合して取付プレート31に沿って摺動するようになっている。組み立てられた状態にあるとき、駆動軸ナット64はゲージ65に向けて締め付けられ、ポンプ用結合部材42に延長部材60(及び駆動軸46)を固定する。
組み立てられた状態において、ポンプ用タイロッド36Aは取付用貫通孔58Aから、ポンプ用タイロッド36Bは取付用貫通孔58Bから、それぞれポンプ用結合部材42に向けて下方に延設される。ポンプ用結合部材42は、軸用溝66、並びにタイロッド用貫通孔68A及びタイロッド用貫通孔68Bを備える。ポンプ用タイロッド36Aはブッシング44A及びタイロッド用貫通孔68Aを貫通し、ポンプ用タイロッド36Bはブッシング44B及びタイロッド用貫通孔68Bを貫通する。ポンプ用タイロッド36Aはポンプハウジング38Aに接続され、ポンプ用タイロッド36Bはポンプハウジング38Bに接続される。例えば、ポンプ用タイロッド36Aはナット72Aを用いてフランジ70Aに固定される。ポンプ用タイロッド36Bも同様にナット72Bを用いてフランジ(図示せず)に固定される。同じように、支持用タイロッド34A〜34Dが取付プレート31から下方に向け、ポンプハウジング38A及びポンプハウジング38Bに配設されたフランジまで延設され、ナット74A〜74Dを用いて固定される。例えば、支持用タイロッド34Aはナット74Aを用いてフランジ76Aに固定され、支持用タイロッド34Bはナット74Bを用いてフランジ76Bに固定される。ポンプ軸48Aのアダプタ78A及びポンプ軸48Bのアダプタ78Bが、ポンプ用結合部材42の下面にある連結部に接続される。
駆動軸46の往復動は、ハウジング80内のピストンの一方の側と他方の側とに交互に加圧エアを導入することによって得られ、この往復動により、ポンプ用結合部材42がポンプ用タイロッド36A及びポンプ用タイロッド36Bに沿って摺動すると共に、ポンプ軸48A及びポンプ軸48Bが駆動される。ポンプ軸48Aにより吐出口49Aからの流体の吐出が行われ、ポンプ軸48Bにより吐出口49Bからの流体の吐出が行われる。また、ポンプハウジング38Aには、流体ポンプ16Aのフェイルセーフ用の過剰圧力放出口となる破裂板57Aが設けられている。破裂板は、モータの駆動によって過剰圧力が発生しやすい小容量側の流体ポンプのみに設けられるのが一般的である。吐出口49A及び吐出口49Bは、流体調整装置33に連通している。
図4は、流体マニホールド18及び混合室20を示す、図1の流体調整装置33の斜視図である。図1に示すように、流体調整装置33はデュアルポンプ式流体混合装置10の手押し車12に搭載される。別の実施形態では、デュアルポンプ式流体混合装置10を遠隔操作することできるように、流体調整装置33を手押し車12から分離可能となっている。流体マニホールド18は、第1圧力計32A、第2圧力計32B、バルブ装置本体82、第1圧力放出バルブ84A、第2圧力放出バルブ84B、第1バルブレバー86A、第2バルブレバー86B、操作ハンドル88、第1アウトレット90A、第2アウトレット90B、第1再循環アウトレット、即ち第1過剰圧力アウトレット92A、第2再循環アウトレット、即ち第2過剰圧力アウトレット92B、プラグ94A、及びプラグ94B(図5)を備える。混合室20は、第1遮断バルブ96A、第2遮断バルブ96B、ハンドル98、混合室本体100、溶剤排出機構102、及び混合室アウトレット104を備える。
流体マニホールド18のバルブ装置本体82は、第1圧力放出バルブ84Aを第1アウトレット90A、第1過剰圧力アウトレット92A及びプラグ94Aに、また第2圧力放出バルブ84Bを第2アウトレット90B、第2過剰圧力アウトレット92B及びプラグ94Bにそれぞれ連通させる様々な流路が内部に機械加工されたブロック体からなる。バルブ装置本体82には、流体ポンプ16Aの吐出口49A(図3)及び流体ポンプ16Bの吐出口49B(図3)から流体が供給される。供給された流体は、第1圧力放出バルブ84Aを経由して第1アウトレット90Aに流動し、第2圧力放出バルブ84Bを経由して第2アウトレット90Bに流動する。第1バルブレバー86Aは、第1圧力放出バルブ84Aを再循環モード状態とスプレーモード状態との間で切り換え、第2バルブレバー86Bは、第2圧力放出バルブ84Bを再循環モード状態とスプレーモード状態との間で切り換える。操作ハンドル88は、必ず第1圧力放出バルブ84Aと第2圧力放出バルブ84Bとが同じ状態となって同時に切り換えられるようにするために設けられている。図4に示すように、操作ハンドル88を上方位置とすることにより、流体マニホルド18はスプレーモードとなる。また、操作ハンドル88を下方位置とすることにより、流体マニホルド18は再循環モードとなる。圧力計32Aは、流体ポンプ16Aにより生成されるバルブ装置本体82内の流体圧力を、また圧力計32Bは、流体ポンプ16Bにより生成されるバルブ装置本体82内の流体圧力を、それぞれ表示する。第1過剰圧力アウトレット92A及び第2過剰圧力アウトレット92Bは、バルブ装置本体82から排出された流体を収集する流体容器にに連通している。第1アウトレット90Aは混合室20の第1遮断バルブ96Aに、第2アウトレット90Bは混合室20の第2遮断バルブ96Bに、それぞれ連通している。
第1遮断バルブ96A及び第2遮断バルブ96Bは、デュアルポンプ式流体混合装置10からの吐出を調整するものである。第1遮断バルブ96A及び第2遮断バルブ96Bが混合室本体100への流体の供給を行い、混合室本体100はそれぞれ別個の流体の流動を混合された流体の単一の流動にまとめ、この混合された流体が混合室本体100の混合室アウトレット104から吐出される。溶剤排出機構102は、混合室20に対して溶剤を導入したり排出したりできるようにして、混合された流体が完全に固化する前に、当該混合された流体を混合室20内から除去可能とするものである。混合室アウトレット104は、デュアルポンプ式流体混合装置10の流出管24(図1)に連通しており、この流出管24がスプレーガンなどの任意の適正なスプレー装置に接続されている。
図5は、共通の操作ハンドル88によって連結された第1圧力放出バルブ84A及び第2圧力放出バルブ84Bを示す、図4の流体マニホールド18の分解斜視図である。流体マニホールド18は、図4に基づき列挙した部材に加え、第1インレット91A及び第2インレット91Bを備える。第1圧力放出バルブ84Aは、スプリング106A、バルブ軸108A、及びバルブヘッド110Aを備える。同様に第2圧力放出バルブ84Bは、スプリング106B、バルブ軸108B、及びバルブヘッド110Bを備える。
第1インレット91Aは取付部材112Aを、また第2インレット91Bは取付部材112Bをそれぞれ備え、これら取付部材112A及び取付部材112Bは螺合或いはその他の方法でバルブ装置本体82に組み付けられている。また、第1インレット91Aは、流体ポンプ16Aの吐出口49Aから延設されたホースを流体マニホールド18に接続可能とする管継手114Aを備え、第2インレット91Bは、流体ポンプ16Bの吐出口49Bから延設されたホースを流体マニホールド18に接続可能とする管継手114Bを備える。そして、第1アウトレット90Aは取付部材117Aを、また第2アウトレット90Bは取付部材117Bをそれぞれ備え、これら取付部材117A及び取付部材117Bは螺合或いはその他の方法でバルブ装置本体82に組み付けられている。また、第1アウトレット90Aは、ホースを接続して当該第1アウトレット90Aを混合室20の第1遮断バルブ96Aに連通させるための管継手118Aを備え、第2アウトレット90Bは、ホースを接続して当該第2アウトレット90Bを混合室20の第2遮断バルブ96Bに連通させるための管継手118Bを備える。更に、第1過剰圧力アウトレット92Aは取付部材120Aを、また第2過剰圧力アウトレット92Bは取付部材120Bをそれぞれ備え、これら取付部材120A及び取付部材120Bは螺合或いはその他の方法でバルブ装置本体82に組み付けられている。また、第1過剰圧力アウトレット92Aは、ホースを接続して当該第1過剰圧力アウトレット92Aをデュアルポンプ式流体混合装置10の流体収納容器22A(図1)に連通させるための管継手122Aを備え、第2過剰圧力アウトレット92Bは、ホースを接続して当該第2過剰圧力アウトレット92Bをデュアルポンプ式流体混合装置10の流体収納容器22B(図1)に連通させるための管継手122Bを備える。更に、破裂板57Aが、流体ポンプ16Aのポンプハウジング38Aに螺合している。破裂板57Aは、従来より知られているとおり、流体ポンプ16Aからバルブ装置本体82に供給する圧力が所定の閾値を超えたときに破裂する膜を備えている。
第1圧力放出バルブ84Aはバルブヘッド110Aが、また第2圧力放出バルブ84Bはバルブヘッド110Bが、それぞれバルブ装置本体82に組み付けられている。バルブヘッド110A及びバルブヘッド110Bは、螺合或いはその他の方法で、バルブ装置本体82に形成されたボアにそれぞれ組み付けられている。例えば、バルブヘッド110Aのネック部124は、バルブヘッド110A内に形成された流路がボア126内に延在するようにボア126内に螺合している。第1圧力放出バルブ84Aでは、バルブヘッド110Aがバルブ軸108Aに結合され、第2圧力放出バルブ84Bでは、バルブヘッド110Bがバルブ軸108Bに結合されている。バルブ軸108Aの外周にはスプリング106Aが摺動可能に設けられ、バルブ軸108Bの外周にはスプリング106Bが摺動可能に設けられる。第1バルブレバー86Aがスプリング106Aを圧縮させた状態でバルブ軸108Aの端部に配置され、ナット116Aによりバルブ軸108Aに固定されている。また、第2バルブレバー86Bがスプリング106Bを圧縮させた状態でバルブ軸108Bの端部に配置され、ナット116Bによりバルブ軸108Bに固定されている。バルブ軸108A及び第1バルブレバー86Aによりバルブヘッド110Aの回動方向の位置を調整して、第1アウトレット90Aを通過する流体の流動を制御しながら、第1圧力放出バルブ84A内のスプリング106A及びカムにより、バルブヘッド110Aの軸線方向の位置を調整して、第1過剰圧力アウトレット92Aを通過する流体の流動を制御する。また、バルブ軸108B及び第2バルブレバー86Bによりバルブヘッド110Bの回動方向の位置を調整して、第2アウトレット90Bを通過する流体の流動を制御しながら、第2圧力放出バルブ84B内のスプリング106B及びカムにより、バルブヘッド110Bの軸線方向の位置を調整して、第2過剰圧力アウトレット92Bを通過する流体の流動を制御する。
スプリング106Aは、第1インレット91Aから第1過剰圧力アウトレット92Aへの流動を遮る位置にバルブヘッド110Aを付勢し、スプリング106Bは、第2インレット91Bから第2過剰圧力アウトレット92Bへの流動を遮る位置にバルブヘッド110Bを付勢する。第1圧力放出バルブ84A内の圧力がスプリング106Aの付勢力を上回ると第1過剰圧力アウトレット92Aが開き、第2圧力放出バルブ84B内の圧力がスプリング106Bの付勢力を上回ると第2過剰圧力アウトレット92Bが開く。更に、第1バルブレバー86Aを動かして第1圧力放出バルブ84A内のカムの位置を調整し、手動によりスプリング106Aを圧縮させて第1過剰圧力アウトレット92Aを開くことが可能であり、第2バルブレバー86Bを動かして第2圧力放出バルブ84B内のカムの位置を調整し、手動によりスプリング106Bを圧縮させて第2過剰圧力アウトレット92Bを開くことが可能である。また、第1バルブレバー86Aの操作により第1アウトレット90Aへの流体の流動を調整し、第2バルブレバー86Bの操作により第2アウトレット90Bへの流体の流動を調整する。具体的には、図6Aに示すような再循環モードの場合、第1バルブレバー86Aによりバルブ軸108Aを回動させ、第1インレット91Aが第1過剰圧力アウトレット92Aと連通するように、バルブヘッド110Aにおけるポートの位置を合わせると共に、第2バルブレバー86Bによりバルブ軸108Bを回動させ、第2インレット91Bが第2過剰圧力アウトレット92Bと連通するように、バルブヘッド110Bにおけるポートの位置を合わせる。一方、図6Bに示すようなスプレーモードの場合、第1バルブレバー86Aによりバルブ軸108Aを回動させ、第1インレット91Aが第1アウトレット90Aと連通するように、バルブヘッド110Aにおけるポートの位置を合わせると共に、第2バルブレバー86Bによりバルブ軸108Bを回動させ、第2インレット91Bが第2アウトレット90Bと連通するように、バルブヘッド110Bにおけるポートの位置を合わせる。
図6Aは、操作ハンドル88が再循環モード状態として閉位置にあるときの、図5の第1圧力放出バルブ84A及び第2圧力放出バルブ84Bの概略図である。図6Bは、操作ハンドル88がスプレーモード状態として開位置にあるときの、図5の第1圧力放出バルブ84A及び第2圧力放出バルブ84Bの概略図である。図6A及び図6Bは、第1圧力放出バルブ84A及び第2圧力放出バルブ84Bを概略的に示すものである。
図6Aに示すように、第1圧力放出バルブ84Aは、流体調整バルブヘッド130A及び過剰圧力リリーフバルブ132Aを備え、第2圧力放出バルブ84Bは、流体調整バルブヘッド130B及び過剰圧力リリーフバルブ132Bを備える。流体ポンプ16Aが流体収納容器22Aから流体を吸引し、第1インレット91Aを介して第1圧力放出バルブ84Aに加圧流体を供給する。第1インレット91Aには、図5に示すように、取付部材120A及び管継手122Aが組み付けられている。また、流体ポンプ16Bが流体収納容器22Bから流体を吸引し、第2インレット91Bを介して第2圧力放出バルブ84Bに加圧流体を供給する。第2インレット91Bには、図5に示すように、取付部材120B及び管継手122Bが組み付けられている。
流路134Aによって第1インレット91Aが第1過剰圧力アウトレット92Aに連通する再循環位置となるように、流体調整バルブヘッド130Aの向きを設定する。このような設定により、流体調整バルブヘッド130Aは、過剰圧力リリーフバルブ132Aと協働し、流体が第1過剰圧力アウトレット92Aを通過するのを許容する。即ち、流体調整バルブヘッド130Aは、過剰圧力リリーフバルブ132Aを通常は閉弁状態に保持しているスプリング力に抗し、過剰圧力リリーフバルブ132Aを開弁するカムを備えている。また、流体調整バルブヘッド130Aは、第1インレット91Aから第1アウトレット90Aへ向かう流体の流動の遮断も行う。流体調整バルブヘッド130Bは過剰圧力リリーフバルブ132Bと協働し、流体調整バルブヘッド130Aと同様に作動する。別の実施形態として、バルブ軸108A及びバルブ軸108B(図5)など、第1圧力放出バルブ84A及び第2圧力放出バルブ84Bにおける他の部位にカムを設けるようにしてもよい。図5に示すように、第1過剰圧力アウトレット92Aには取付部材120A及び管継手122Aが、また第2過剰圧力アウトレット92Bには取付部材120B及び管継手122Bが、それぞれ設けられている。
このような状態にある場合、混合室20には流体が供給されない。流体マニホールド18は、流体収納容器22A及び流体収納容器22Bから供給された流体を流体マニホールド18の外部に再循環させる。再循環モードでは、第1過剰圧力アウトレット92Aを流体収納容器22Aに、また第2過剰圧力アウトレット92Bを流体収納容器22Bに連通するようにしてもよい。このような状態は、流体ポンプ16Aに流体収納容器22Aからの成分材料を初期注入すると共に、流体ポンプ16Bに流体収納容器22Bからの成分材料を初期注入するために用いられる。第1過剰圧力アウトレット92A及び第2過剰圧力アウトレット92Bは、他の流体容器、タンク、瓶などに連通させ、流体ポンプ16A及び流体ポンプ16Bから流体マニホールド18を介して循環する流体を捕捉するようにしてもよい。このような状態は、デュアルポンプ式流体混合装置10に溶剤を循環させる際に用いられる。例えば、洗浄用溶剤を流体収納容器22A及び流体収納容器22Bに入れておき、流体ポンプ16A及び流体ポンプ16Bを用いて循環させれば、洗浄用溶剤が残留物を収集し、汚れた洗浄用溶剤が別の流体容器に回収される。混合室20の洗浄は、溶剤排出機構102(図4)を用い、別個に溶剤を用いて行われる。
図6Bに示すデュアルポンプ式流体混合装置10はスプレーモードとなっている。具体的には、流路134Aによって第1インレット91Aが第1アウトレット90Aに連通するように流体調整バルブヘッド130Aの向きが設定され、流路134Bによって第2インレット91Bが第2アウトレット90Bに連通するように流体調整バルブヘッド130Bの向きが設定されている。図5に示すように、第1アウトレット90Aには取付部材117A及び管継手118Aが、また第2アウトレット90Bには取付部材117B及び管継手118Bが、それぞれ設けられている。このような状態とすることにより、流体ポンプ16Aが流体収納容器22Aから混合室20へと流体を流動させ、流体ポンプ16Bが流体収納容器22Bから混合室20へと流体を流動させる。この状態の場合、流体マニホールド18は、流体ポンプ16Aや流体ポンプ16Bによる過剰圧力を受ける可能性がある。
バルブ装置本体82には、過剰圧力状態を解消するための2つの独立した手段が設けられている。第1の手段として、過剰圧力リリーフバルブ132Aが第1過剰圧力アウトレット92Aに設けられ、第1インレット91Aからの過剰圧力を逃がすと共に、過剰圧力リリーフバルブ132Bが第2過剰圧力アウトレット92Bに設けられ、第2インレット91Bからの過剰圧力を逃がすようにしている。流体調整バルブヘッド130A及び流体調整バルブヘッド130Bの向きが図6Bのように設定されている状態では、操作ハンドル88の操作により、第1圧力放出バルブ84Aに設けられたカムが、過剰圧力リリーフバルブ132Aから離れる方向に位置するような回動位置にあると共に、第2圧力放出バルブ84Bにに設けられたカムが、過剰圧力リリーフバルブ132Bから離れる方向に位置するような回動位置にある。このような場合、過剰圧力リリーフバルブ132A内のスプリングにより、第1過剰圧力アウトレット92Aが閉じた状態にあると共に、過剰圧力リリーフバルブ132B内のスプリングにより、第2過剰圧力アウトレット92Bが閉じた状態にある。但し、過剰圧力リリーフバルブ132Aは、第1インレット91Aを流動する加圧流体に流路134Aを介して接しており、過剰圧力リリーフバルブ132Bは、第2インレット91Bを流動する加圧流体に流路134Bを介して接している。加圧流体の圧力が過剰圧力リリーフバルブ132A内のスプリングの付勢力を上回ると、過剰圧力リリーフバルブ132Aが開弁し、第1過剰圧力アウトレット92Aに連通する別個の容器に過剰圧力の流体が排出される。また、加圧流体の圧力が過剰圧力リリーフバルブ132B内のスプリングの付勢力を上回ると、過剰圧力リリーフバルブ132Bが開弁し、第2過剰圧力アウトレット92Bに連通する別個の容器に過剰圧力の流体が排出される。
図6Aに示すような再循環モードでは、流体マニホールド18の作動により、過剰圧力リリーフバルブ132A及び過剰圧力リリーフバルブ132Bは流体が流動する状態にある。従って、過剰圧力リリーフバルブ132A及び過剰圧力リリーフバルブ132Bは、常に流体に接しており、意図する過剰圧力状態において開弁状態となることができる。しかしながら、何らかの予期しない理由により、過剰圧力リリーフバルブ132A及び過剰圧力リリーフバルブ132Bが期待どおりに開弁しない場合のため、破裂板57Aが流体ポンプ16Aに設けられている。従来から知られているとおり、破裂板57Aは、所定の圧力で意図的に破裂するようになっている。所定の圧力より低い圧力の場合、破裂板57Aの金属膜による封止によって、第1アウトレット90A及び第2アウトレット90Bにおける許容範囲内の加圧流体が継続して流動可能となる。圧力が所定圧力以上になると、この金属膜が断裂または破裂し、過剰に加圧された流体が流体ポンプ16Aから排出される。但し、排出された流体は収容されないのが一般的である。また、一旦破裂した破裂板57Aは交換しなければならない。従って、破裂板57Aは、最終的なフェイルセーフ手段である。メンテナンスやその他の目的のため、バルブ装置本体82内の流路に達することが可能なプラグ94A及びプラグ94Bが設けられている。
本発明により、流体混合装置の通常の作動中において、過剰圧力リリーフバルブが流体に接した状態に維持される流体混合装置が提供される。例えば、圧力放出バルブを再循環位置に回動し、過剰圧力リリーフバルブを介して流体を流動させることにより、流体ポンプに流体が初期注入される。従って、過剰圧力リリーフバルブは、流体が接する状態に維持されて空気に触れにくくなり、乾燥固化した流体成分及び析出した流体成分の生成が防止される。このため、圧力放出バルブがスプレーモード位置に操作されている場合、過剰圧力リリーフバルブは、実際に過剰圧力を逃がす必要が生じたときに良好な作動状態を維持することができる。また、スプレーを完了したときに、圧力放出バルブは、過剰圧力リリーフバルブが流体に接する状態のまま、圧力を開放する状態に手動で操作することができる。従って、流体の初期注入や廃却を行う場合でなければ、流体収納容器から一方の流体を供給し尽くしてしまったときなどのように過剰圧力が生じると、過剰圧力リリーフバルブは、それまで常に流体が接した状態にあったので、直ちに開弁することができる。
好ましい実施形態に基づき本発明を説明したが、本発明の趣旨及び範囲を逸脱することなく、詳細にわたり変更が可能であることは、当業者が容易に理解しうるものである。

Claims (18)

  1. 流体ポンプが吐出した流体を受け取る第1インレット及び第2インレット、前記第1インレットから流入した流体を排出する第1アウトレット及び前記第2インレットから流入した流体を排出する第2アウトレット、並びに前記第1インレットから流入した流体を排出する第1過剰圧力アウトレット及び前記第2インレットから流入した流体を排出する第2過剰圧力アウトレットを備えたバルブ装置本体と、
    前記第1インレット、第1アウトレット及び第1過剰圧力アウトレットと交わるように設けられた第1圧力放出バルブであって、過剰圧力のもとで前記第1インレットを前記第1過剰圧力アウトレットに連通させるように構成されたスプリング作動式の第1過剰圧力リリーフバルブ、並びに前記第1過剰圧力リリーフバルブの作動を妨げることなく前記第1インレットを前記第1アウトレットに連通させる第1状態と、前記第1過剰圧力リリーフバルブを開弁させた状態で前記第1インレットを前記第1過剰圧力アウトレットに連通させると共に前記第1インレットと前記第1アウトレットとの連通を遮断する第2状態とを有する第1手動操作式バルブを備えた第1圧力放出バルブと、
    前記第2インレット、第2アウトレット及び第2過剰圧力アウトレットと交わるように設けられた第2圧力放出バルブであって、過剰圧力のもとで前記第2インレットを前記第2過剰圧力アウトレットに連通させるように構成されたスプリング作動式の第2過剰圧力リリーフバルブ、並びに前記第2過剰圧力リリーフバルブの作動を妨げることなく前記第2インレットを前記第2アウトレットに連通させる第1状態と、前記第2過剰圧力リリーフバルブを開弁させた状態で前記第2インレットを前記第2過剰圧力アウトレットに連通させると共に前記第2インレットと前記第2アウトレットとの連通を遮断する第2状態とを有する第2手動操作式バルブを備えた第2圧力放出バルブと
    を備えることを特徴とする、流体混合装置用流体調整バルブ装置。
  2. 前記第1圧力放出バルブ及び第2圧力放出バルブが同時に作動するように、前記第1圧力放出バルブと前記第2圧力放出バルブとを連結するハンドルを更に備えることを特徴とする、請求項1記載の流体混合装置用流体調整バルブ装置。
  3. 前記第1手動操作式バルブは、
    前記第1インレットから流動する流体を前記第1アウトレット及び前記第1過剰圧力アウトレットの一方に選択的に向かわせる流路を有して前記バルブ装置本体に挿入されたバルブヘッドと、
    一端が前記ハンドルに結合され、他端が前記バルブヘッドに結合されたバルブ軸とを備え、
    前記第2手動操作式バルブは、
    前記第2インレットから流動する流体を前記第2アウトレット及び前記第2過剰圧力アウトレットの一方に選択的に向かわせる流路を有して前記バルブ装置本体に挿入されたバルブヘッドと、
    一端が前記ハンドルに結合され、他端が前記バルブヘッドに結合されたバルブ軸とを備える
    ことを特徴とする、請求項2記載の流体混合装置用流体調整バルブ装置。
  4. 前記第1過剰圧力リリーフバルブ及び第2過剰圧力リリーフバルブは、スプリング作動式のバルブからなることを特徴とする、請求項1記載の流体混合装置用流体調整バルブ装置。
  5. 前記第1手動操作式バルブ及び第2手動操作式バルブは、前記スプリング作動式のバルブのスプリングを動かすカムを備えることを特徴とする、請求項4記載の流体混合装置用流体調整バルブ装置。
  6. 前記バルブ装置本体に組み付けられて前記第1アウトレットにおける圧力を表示する第1圧力計と、
    前記バルブ装置本体に組み付けられて前記第2アウトレットにおける圧力を表示する第2圧力計と
    を更に備えることを特徴とする、請求項1記載の流体混合装置用流体調整バルブ装置。
  7. 前記バルブ装置本体の前記第1過剰圧力アウトレットに連通する第1流体容器と、
    前記バルブ装置本体の前記第2過剰圧力アウトレットに連通する第2流体容器と
    を更に備えることを特徴とする、請求項1記載の流体混合装置用流体調整バルブ装置。
  8. 駆動軸を有するモータ、
    前記第1流体容器に連通する流入口と、前記モータの駆動軸により駆動されるポンプ軸と、吐出口とを備えた第1容積式ポンプと、
    前記第2流体容器に連通する流入口と、前記モータの駆動軸により駆動されるポンプ軸と、吐出口とを備えた第2容積式ポンプと、
    混合室と
    を更に備え、
    前記バルブ装置本体は、前記バルブ装置本体の前記第1インレットが前記第1容積式ポンプの吐出口に連通すると共に前記バルブ装置本体の前記第2インレットが前記第2容積式ポンプの吐出口に連通し、前記バルブ装置本体の第1アウトレット及び第2アウトレットが前記混合室に連通するように、前記第1容積式ポンプ及び第2容積式ポンプと前記混合室との間の流動経路に配設される
    ことを特徴とする、請求項7記載の流体混合装置用流体調整バルブ装置。
  9. 前記第1容積式ポンプの吐出口に組み込まれ、過剰圧力によって破裂する破裂板を更に備え、
    前記第1容積式ポンプは、前記第2容積式ポンプより行程容積が小さい
    ことを特徴とする、請求項8記載の流体混合装置用流体調整バルブ装置。
  10. 駆動軸を有するモータと、
    ポンプ軸を有する第1容積式ポンプと、
    ポンプ軸を有する第2容積式ポンプと、
    前記第1容積式ポンプを前記モータに連結する第1タイロッドと、
    前記第2容積式ポンプを前記モータに連結する第2タイロッドと、
    前記第1タイロッド及び第2タイロッドに摺動可能に接続されると共に、前記第1容積式ポンプ及び第2容積式ポンプのポンプ軸並びに前記駆動軸に固定的に接続されたポンプ結合部材と、
    前記第1容積式ポンプ及び第2容積式ポンプが吐出する流体を受け取る混合室と、
    前記第1容積式ポンプ及び第2容積式ポンプと前記混合室との間の流動経路に配設された流体マニホルドとを備え、
    前記流体マニホールドは、
    前記第1容積式ポンプから前記混合室への流路に設けられた第1流体調整バルブと、
    前記第2容積式ポンプから前記混合室への流路に設けられた第2流体調整バルブと、
    前記第1流体調整バルブに流体的に接続された第1過剰圧力リリーフバルブと、
    前記第2流体調整バルブに流体的に接続された第2過剰圧力リリーフバルブとを備え
    前記流体マニホールドは、
    前記第1容積式ポンプが吐出した流体を受け取る第1インレットと、
    前記第2容積式ポンプが吐出した流体を受け取る第2インレットと、
    流体を前記混合室に向かわせる第1アウトレット及び第2アウトレットと、
    第1過剰圧力アウトレット及び第2過剰圧力アウトレットと
    を有するバルブ装置本体を更に備え、
    前記第1流体調整バルブは、前記第1インレット、第1アウトレット及び第1過剰圧力アウトレットと交わるように、また前記第2流体調整バルブは、前記第2インレット、第2アウトレット及び第2過剰圧力アウトレットと交わるようにそれぞれ設けられ、
    前記第1過剰圧力リリーフバルブは、前記第1過剰圧力アウトレットと交わるように、また前記第2過剰圧力リリーフバルブは、前記第2過剰圧力アウトレットと交わるようにそれぞれ設けられ、
    前記第1流体調整バルブは、前記第1インレットから流動する流体を前記第1アウトレット及び第1過剰圧力アウトレットの一方に選択的に向かわせるように構成されたバルブヘッドを備え、
    前記第2流体調整バルブは、前記第2インレットから流動する流体を前記第2アウトレット及び第2過剰圧力アウトレットの一方に選択的に向かわせるように構成されたバルブヘッドを備える
    ことを特徴とする、デュアルポンプ式流体混合装置。
  11. 前記第1流体調整バルブ及び第2流体調整バルブのそれぞれは、バルブヘッドに結合されたバルブ軸を備え、前記バルブ軸のそれぞれは、前記第1流体調整バルブ及び第2流体調整バルブが同時に作動するようにハンドルに連結されていることを特徴とする、請求項10記載のデュアルポンプ式流体混合装置。
  12. 前記第1過剰圧力リリーフバルブは、前記第1流体調整バルブのバルブヘッドが第1インレットを第1アウトレットに連通しているときに流体圧力に応動する一方、前記第1流体調整バルブのバルブヘッドが第1インレットを第1過剰圧力アウトレットに連通しているときに前記第1流体調整バルブのバルブヘッドにより開弁され、
    前記第2過剰圧力リリーフバルブは、前記第2流体調整バルブのバルブヘッドが第2インレットを第2アウトレットに連通しているときに流体圧力に応動する一方、前記第2流体調整バルブのバルブヘッドが第2インレットを第2過剰圧力アウトレットに連通しているときに前記第2流体調整バルブのバルブヘッドにより開弁される
    ことを特徴とする、請求項10記載のデュアルポンプ式流体混合装置。
  13. 前記第1過剰圧力リリーフバルブ及び第2過剰圧力リリーフバルブは、それぞれ過剰圧力によって自動的に作動することを特徴とする、請求項10記載のデュアルポンプ式流体混合装置。
  14. 前記第1過剰圧力リリーフバルブ及び第2過剰圧力リリーフバルブは、それぞれスプリングの付勢力を用いることを特徴とする、請求項13記載のデュアルポンプ式流体混合装置。
  15. 前記第1過剰圧力リリーフバルブは、前記第1流体調整バルブに設けたカムにより開閉され、前記第2過剰圧力リリーフバルブは、前記第2流体調整バルブに設けたカムにより開閉されることを特徴とする、請求項13記載のデュアルポンプ式流体混合装置。
  16. 前記第1容積式ポンプの吐出口または第2容積式ポンプの吐出口に組み込まれ、過剰圧力によって破裂する破裂板を更に備えることを特徴とする、請求項10記載のデュアルポンプ式流体混合装置。
  17. 前記第1過剰圧力アウトレットからの流体を受け取る第1流体容器と、前記第2過剰圧力アウトレットからの流体を受け取る第2流体容器とを更に備えることを特徴とする、請求項10記載のデュアルポンプ式流体混合装置。
  18. 前記第1容積式ポンプのインレットに連通する第1流体収納容器と、前記第2容積式ポンプのインレットに連通する第2流体収納容器とを更に備え、前記第1過剰圧力アウトレットは、前記第1流体収納容器に流体を排出し、前記第2過剰圧力アウトレットは、前記第2流体収納容器に流体を排出することを特徴とする、請求項10記載のデュアルポンプ式流体混合装置。
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