JP6226733B2 - Valve and bellows pump using the valve - Google Patents
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Description
本発明は、バルブ及びこのバルブを用いたベローズポンプに関する。 The present invention relates to a valve and a bellows pump using the valve.
半導体または液晶の製造設備等においては、超純水または薬液等の流体を流すためにベローズポンプが用いられている(例えば、特許文献1参照)。この種のベローズポンプは、一般的に、ポンプケースと、ベローズと、駆動装置と、吸入側逆止弁と、吐出側逆止弁とを備えている。 In a semiconductor or liquid crystal manufacturing facility or the like, a bellows pump is used to flow a fluid such as ultrapure water or a chemical solution (see, for example, Patent Document 1). This type of bellows pump generally includes a pump case, a bellows, a driving device, a suction side check valve, and a discharge side check valve.
前記ポンプケースは、流体を吸入するための吸入流路、及び、流体を吐出するための吐出流路を有している。前記ベローズは、前記ポンプケース内に設けられて、流体を前記吸入流路から吸入し且つ前記吐出流路へ吐出するために伸縮可能に構成されている。 The pump case has a suction flow path for sucking fluid and a discharge flow path for discharging fluid. The bellows is provided in the pump case, and is configured to be able to expand and contract in order to suck fluid from the suction flow path and discharge the fluid to the discharge flow path.
前記駆動装置は、前記ベローズを伸縮動作させ得るように構成されている。前記吸入側逆止弁は、前記吸入流路から前記ベローズ内に向かう流体の流れのみを許容するものである。前記吐出側逆止弁は、前記ベローズ内から前記吐出流路に向かう流体の流れのみを許容するものである。 The drive device is configured to extend and contract the bellows. The suction-side check valve allows only a fluid flow from the suction flow path into the bellows. The discharge-side check valve allows only a fluid flow from the bellows toward the discharge flow path.
このようなベローズポンプにおいては、吸入行程から吐出行程に切り替わるとき、即ち前記ベローズが伸長状態から収縮状態に切り替わるとき、前記ベローズの内部圧力が負圧から正圧に変化し、その過程で前記ベローズの内部圧力が瞬間的に急激に上昇して、前記吸入側逆止弁が開状態から閉状態になって流体の吸入を急速に遮断する。 In such a bellows pump, when the suction stroke is switched to the discharge stroke, that is, when the bellows is switched from the expanded state to the contracted state, the internal pressure of the bellows changes from negative pressure to positive pressure, and in the process, the bellows The internal pressure of the intake valve suddenly rises suddenly, and the suction side check valve changes from the open state to the closed state, thereby rapidly shutting off the fluid suction.
しかしながら、前記吸入流路から前記ベローズ内に向かう流体の流れは慣性により即座には止まらないので、前記吸入流路の流体が閉塞状態の前記吸入側逆止弁(弁座に当接した弁体)に強く衝突し(この現象が所謂「ウォータハンマ(水撃)現象」である。)、このウォータハンマ現象によって前記ベローズポンプが大きく振動してしまう。 However, since the flow of fluid from the suction flow path into the bellows does not stop immediately due to inertia, the suction side check valve (valve contacting the valve seat) in which the fluid in the suction flow path is closed (This phenomenon is the so-called “water hammer (water hammer) phenomenon”), and the water hammer phenomenon causes the bellows pump to vibrate greatly.
また、この際には、前記ベローズポンプの大きな振動が、当該ベローズポンプからこれに接続された配管等へ伝播する。その結果、前記ベローズポンプのベローズ、及び/又は、前記ベローズポンプと前記配管等との接続箇所に、前記ベローズポンプを用いて流体を正常に流すことができなくなるような不具合(例えば、前記ベローズの損傷、及び、前記ベローズと前記配管等との接続箇所の損傷)が発生するおそれがあった。 At this time, a large vibration of the bellows pump propagates from the bellows pump to piping connected to the bellows pump. As a result, there is a problem that the fluid cannot normally flow using the bellows pump to the bellows of the bellows pump and / or the connection point between the bellows pump and the pipe (for example, the bellows pump). There was a risk of damage and damage to the connection portion between the bellows and the pipe).
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、ウォータハンマ現象を緩和することができるバルブ、及び、このバルブを用いたベローズポンプの提供を目的とする。 The present invention has been made in view of such circumstances, and an object thereof is to provide a valve capable of alleviating the water hammer phenomenon and a bellows pump using the valve.
請求項1に係る発明は、ポンプに用いられるバルブであって、流体入口部及び流体出口部を有する筒状の弁ケーシングと、前記流体入口部側に設けられた弁座に当接又は離間可能な弁部を有しており、前記弁ケーシング内にその軸心方向に移動可能に設けられるとともに、付勢部材により前記弁部が前記弁座に当接するように付勢される弁体とを備えるバルブであって、前記弁体が、前記弁座に当接したときに前記弁ケーシングの軸心方向に関して当該弁体を挟む空間を連通させるための漏洩通路を前記弁部に有しており、この弁部が前記弁座に当接した状態で外力により前記弁座に押し付けられた場合、前記漏洩通路が閉じ方向に移行しかつその移行期間の後に前記漏洩通路が閉じるように変形するものである。
The invention according to
請求項2に係る発明は、請求項1に記載のバルブにおいて、前記弁部が、前記弁ケーシングの軸心まわりに並設された複数の構成体を有し、この複数の構成体のうち、少なくとも一組の隣り合う構成体の間に前記漏洩通路が形成されるように構成されているものである。 According to a second aspect of the present invention, in the valve according to the first aspect, the valve portion has a plurality of components arranged in parallel around the axis of the valve casing, and among the plurality of components, The leakage passage is formed between at least one pair of adjacent structures.
請求項3に係る発明は、流体を吸入するための吸入流路、及び、流体を吐出するための吐出流路を有するポンプボディと、前記ポンプボディ内に設けられて、流体を前記吸入流路から吸入し且つ前記吐出流路へ吐出するために伸縮可能に構成されたベローズと、前記ベローズに連結されて、前記ベローズを伸縮動作させるべく可動し得るように構成された可動体と、前記可動体を可動させるための駆動装置と、請求項1又は請求項2に記載のバルブにより構成され、前記吸入流路から前記ベローズ内に向かう流体の流れのみを許容する吸入側逆止弁と、前記ベローズ内から前記吐出流路に向かう流体の流れのみを許容する吐出側逆止弁とを備えるベローズポンプである。
According to a third aspect of the present invention, there is provided a suction flow path for sucking fluid, a pump body having a discharge flow path for discharging fluid, and a pump body provided in the pump body, wherein the fluid is supplied to the suction flow path. A bellows configured to be extendable and retractable for inhaling and discharging to the discharge flow path, a movable body coupled to the bellows and configured to be movable to expand and contract the bellows, and the movable A driving device for moving the body; and a valve according to
本発明によれば、ウォータハンマ現象を緩和することができるバルブ、及び、このバルブを用いたベローズポンプを提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the valve which can relieve a water hammer phenomenon and the bellows pump using this valve can be provided.
[第1実施形態]
まず、本発明の第1実施形態について図面を参照しつつ説明する。
[First Embodiment]
First, a first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1に示すように、本実施形態において、ベローズポンプ1は、ポンプ部2と、このポンプ部2に併設された脈動抑制部3とを備えている。前記ポンプ部2及び前記脈動抑制部3は、共用の仕切壁5を有し、互いに同軸上に配置されている。前記仕切壁5には、流体を吸入するための吸入流路6、流体を吐出するための吐出流路7、及び、中間流路8が形成されている。
As shown in FIG. 1, in the present embodiment, the
前記ポンプ部2は、ベローズ10を備えている。前記ベローズ10は、ポンプボディ4内に設けられて、流体を前記吸入流路6から吸入し且つ前記吐出流路7へ(本実施形態においては、前記中間流路8を介して前記吐出流路7へ)吐出するために軸心方向(図1の左右方向)に伸縮可能に構成されている。
The
本実施形態において、前記ポンプボディ4は、前記仕切壁5と、前記仕切壁5の軸心方向一側(図1の右側)の側壁部に取り付けられた有底円筒状のポンプケーシング11と、前記仕切壁5の軸心方向他側(図1の左側)の側壁部に取り付けられた有底円筒状のケーシング41とによって構成されている。
In the present embodiment, the
前記ポンプボディ4において、前記ベローズ10は、前記仕切壁5と前記ポンプケーシング11とにより囲まれて形成される前記ポンプケーシング11の内部空間に配置されている。前記ベローズ10は、軸心方向他側に開口周縁部12を有し、この開口周縁部12が前記仕切壁5と前記ポンプケーシング11との間に接合されることで前記ポンプボディ4に固定されている。
In the
前記ベローズ10は、軸心方向一側に閉塞端部13を有し、前記仕切壁5から前記ポンプケーシング11の底壁部側へ突出するように設けられている。これにより、前記ベローズ10を用いて、前記ポンプケーシング11の内部空間が、前記ベローズ10内に位置するポンプ作用室14と、前記ベローズ10外に位置するポンプ作動室15とに密閉状に区画されている。
The
そして、前記ベローズ10は、筒状の蛇腹部18を前記開口周縁部12と前記閉塞端部13との間に有し、前記ポンプケーシング11の内部空間で前記閉塞端部13を移動させるように、前記ポンプケーシング11の軸心方向を伸縮方向として伸縮可能とされている。ここで、前記ベローズ10は、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)等のフッ素樹脂から構成されている。
The
また、前記ポンプ部2においては、前記ポンプ作用室14に、流体の吸入口21と吐出口22とが連通されている。前記吸入口21は前記吸入流路6に連通され、前記吐出口22は前記中間流路8に連通されている。前記吸入流路6と前記中間流路8との途中には、前記ベローズ10の伸縮動作に伴って交互に開・閉動作し得る吸入側逆止弁23及び吐出側逆止弁24が設けられている。
In the
前記吸入側逆止弁23は、前記吸入流路6から前記ベローズ10内に向かう流体の流れのみを許容するように構成されている。即ち、前記吸入側逆止弁23は、前記吸入流路6から前記ポンプ作用室14に向かう流体の吸引を許容し、且つ、前記ポンプ作用室14から前記吸入流路6に向かう流体の逆流を阻止し得るように構成されている。
The suction
前記吐出側逆止弁24は、前記ベローズ10内から吐出流路となる前記中間流路8に向かう流体の流れのみを許容するように構成されている。即ち、前記吐出側逆止弁24は、前記ポンプ作用室14から前記中間流路8に向かう流体の吐出を許容し、且つ、前記中間流路8から前記ポンプ作用室14に向かう流体の逆流を阻止し得るように構成されている。
The discharge-
また、前記ポンプケーシング11内には、前記ベローズ10に連結されて、前記ベローズ10を伸縮動作させるべく可動し得るように構成された可動体26が設けられている。この可動体26は、前記ベローズ10の閉塞端部13に固定されている。そして、前記ベローズポンプ1においては、前記可動体26を可動させるための駆動装置が設けられている。
In the pump casing 11, a
本実施形態において、前記駆動装置は、エアシリンダ31及び図示しない空気供給装置(コンプレッサ)を備えている。前記エアシリンダ31においては、前記可動体26に軸部材27が連結されている。この軸部材27は、前記ポンプ作動室15から前記ポンプケーシング11の底壁部の略中央を貫通して当該ポンプケーシング11の外側に突出するように設けられている。
In the present embodiment, the drive device includes an air cylinder 31 and an air supply device (compressor) (not shown). In the air cylinder 31, a
前記軸部材27の突出部分には、ピストン28が固定されている。前記ピストン28は、前記ポンプケーシング11の底壁部に設けられたシリンダ29内に配置され、このシリンダ29に前記ベローズ10の軸心(伸縮)方向に摺動可能に嵌合されている。前記ポンプケーシング11の底壁部及び前記シリンダ29には、それぞれに空気孔32・33が形成されている。
A
そして、前記空気供給装置が、前記空気孔32又は前記空気孔33を通じて、加圧空気を前記ポンプ作動室15と、前記シリンダ29及び前記ピストン28で囲まれた内部空間とに交互に供給することができるように構成されている。この加圧空気の供給により、前記可動体26を移動させるように前記エアシリンダ31のピストン28を前記ベローズ10の軸心方向に往復動させて、前記ベローズ10を伸縮動作させることができるようになっている。
The air supply device alternately supplies pressurized air to the
ここで、前記エアシリンダ31には近接センサ35・36が取り付けられ、前記ピストン28にはセンサ感知板37が取り付けられている。そして、前記ピストン28の往復動に伴って前記センサ感知板37が前記近接センサ35・36に交互に近接することで、前記空気供給装置から送給される加圧空気の供給先が、前記ポンプ作動室15内と前記シリンダ29の内部空間との間で自動的に切り替えられるように構成されている。
Here,
また、図1に示すように、前記脈動抑制部3は、ベローズ40を備えている。前記ベローズ40は、流体を吸入流路(本実施形態においては、吸入流路として機能する前記中間流路8)から吸入し、且つ、前記吐出流路7へ吐出するために軸心方向(図1の左右方向)に伸縮可能に構成されている。 Further, as shown in FIG. 1, the pulsation suppressing unit 3 includes a bellows 40. The bellows 40 sucks fluid from a suction flow channel (in the present embodiment, the intermediate flow channel 8 functioning as a suction flow channel) and discharges the fluid to the discharge flow channel 7 in the axial direction (see FIG. 1 in the left-right direction).
本実施形態において、前記ベローズ40は、前記仕切壁5と前記ケーシング41とにより囲まれて形成される前記ケーシング41の内部空間に配置されている。前記ベローズ40は、軸心方向一側に開口周縁部42有し、この開口周縁部42が前記仕切壁5と前記ケーシング41との間に接合されることで前記ポンプボディ4に固定されている。
In the present embodiment, the
前記ベローズ40は、軸心方向他側に閉塞端部43を有し、前記仕切壁5から前記ケーシング41の底壁部側へ突出するように設けられている。これにより、前記ベローズ40を用いて、前記ケーシング41の内部空間が、前記ベローズ40内に位置する液室44と、前記ベローズ40外に位置する気室45とに密閉状に区画されている。
The bellows 40 has a
そして、前記ベローズ40は、筒状の蛇腹部48を前記開口周縁部42と前記閉塞端部43との間に有し、前記ケーシング41の内部空間で前記閉塞端部43を移動させるように、前記ケーシング41の軸心方向を伸縮方向として伸縮可能とされている。ここで、前記ベローズ40は、PTFE等のフッ素樹脂から構成されている。
The bellows 40 has a cylindrical bellows
また、前記脈動抑制部3においては、前記液室44に、前記中間流路8と前記吐出流路7とが連通されている。前記ベローズ40の閉塞端部43に対向する位置には、前記ベローズ40の不測の事態により生じ得る過度の伸長を規制するためのストッパ壁51が、前記閉塞端部43に対して所定の間隔を隔てて配置されている。
In the pulsation suppressing unit 3, the intermediate flow path 8 and the discharge flow path 7 are communicated with the
そして、前記ケーシング41に、自動給排気調整装置52が設けられている。前記自動給排気調整装置52は、前記ベローズ40に過度の伸縮変形が起きないようにするために、前記液室44の液圧と前記気室45の気圧(封入圧)とをバランスさせ得るように構成されている。
The
具体的には、前記自動給排気調整装置52は、前記液室44の容量が所定範囲を越えて増大すると、前記気室45へ吸気して当該気室45の気圧を上昇させ、前記液室44の容量が所定範囲を越えて減少すると、前記気室45内から排気を行って封入圧を下降させるようになっている。
Specifically, when the capacity of the
次に、前記ベローズポンプ1の動作について説明する。 Next, the operation of the bellows pump 1 will be described.
前記ポンプ部2においては、前記空気供給装置からの加圧空気が前記空気孔33を通じて前記エアシリンダ31のシリンダ29及びピストン28で囲まれた内部空間に供給されると、前記ベローズ10が図1の右方向に伸長する。これにより、前記ポンプ作用室14が負圧となって、前記吐出側逆止弁24が閉じる一方、前記吸入側逆止弁23が開いて、前記吸入流路6からの流体が開位置にある前記吸入側逆止弁23を経て前記ポンプ作用室14内に吸入されることになる(吸入工程)。
In the
その後、前記空気供給装置からの加圧空気が前記空気孔32を介して前記ポンプ作動室15に供給されると、伸長状態にある前記ベローズ10が図1の左方向に収縮する。これにより、前記吸入側逆止弁23が閉じる一方、前記吐出側逆止弁24が開いて、前記ポンプ作用室14に吸入されて貯溜されていた流体が開位置にある前記吐出側逆止弁24を経て前記中間流路8(前記吐出通路7)に向かって吐出されることになる(吐出工程)。
Thereafter, when pressurized air from the air supply device is supplied to the
前記ベローズポンプ1の駆動時、前記ポンプ部2においては、このような吸入工程と吐出工程とが反復される。これにより、前記ポンプ部2の所定のポンプ動作が実行される。
When the bellows pump 1 is driven, such a suction process and a discharge process are repeated in the
また、本実施形態においては、前記ポンプ部2の吐出口22から吐出された流体は、前記ポンプ部2の伸縮動作のために脈動流となって、前記中間流路8を介して前記脈動抑制部3のベローズ40内部に形成された前記液室44内に送られる。そして、その流体が前記液室44内で一時的に貯留された後、前記吐出流路7から前記脈動抑制部3(前記ベローズポンプ1)の外部に移送される。
Further, in the present embodiment, the fluid discharged from the discharge port 22 of the
この際、前記ポンプ部2からの流体の吐出圧が増加傾向にあるときには、前記脈動抑制部3において、前記ベローズ40が伸長して、前記液室44の容量を増大させ、当該吐出圧を吸収する。そのため、前記液室44から前記脈動抑制部3の外部に移送される流体の液量は、前記ポンプ部2から前記脈動抑制部3に向かって吐出される液量よりも少なくなる。
At this time, when the discharge pressure of the fluid from the
この状態で流体の吐出圧が減少傾向に転じると、前記ベローズ40の伸長により圧縮された前記気室45内の封入圧よりも流体の圧力が低くなるので、前記ベローズ40が収縮して、前記液室44の容量を減少させる。そのため、前記液室44から前記脈動抑制部3の外部に移送される流体の液量は、前記ポンプ部2から前記脈動抑制部3に向かって吐出される液量よりも多くなる。
When the fluid discharge pressure starts to decrease in this state, the pressure of the fluid becomes lower than the sealed pressure in the
このような前記ベローズ40の伸縮動作に伴う前記液室44の容量変化の繰り返し動作によって、流体は、その脈動を減衰されつつ、前記脈動抑制部3から外部に移送されることとなる。これにより、前記ベローズポンプ1においては、流体が当該ベローズポンプ1から外部に向かって連続して円滑に吐出されるようになっている。
The fluid is transferred from the pulsation suppressing unit 3 to the outside while the pulsation is attenuated by the repeated operation of the volume change of the
次に、前記吸入側逆止弁23についてより詳細に説明する。
Next, the suction
図1及び図2に示すように、前記吸入側逆止弁23は、筒状の弁ケーシング61と、弁体62とを備えるバルブ60によって構成されている。本実施形態において、前記弁ケーシング61及び前記弁体62は、フッ素樹脂から構成されている。
As shown in FIGS. 1 and 2, the suction
前記弁ケーシング61は、流体入口部63及び流体出口部64を有している。本実施形態において、前記弁ケーシング61は、前記流体入口部63が前記吸入流路6に連通するように配置された状態で、前記流体入口部63側で前記仕切壁5の軸心方向一側の側壁部に固定されている。この側壁部には、前記弁体62に対応する弁座66が形成されている。
The
前記弁ケーシング61は、円筒形状に形成され、軸心方向を前記ベローズ10の軸心方向に揃えて配置されている。前記弁ケーシング61においては、軸心方向両端部にそれぞれ開口部が備えられ、それらのうちの軸心方向他端側(図2の左側)の開口部から前記流体入口部63が構成され、軸心方向一端側(図2の右側)の開口部から前記流体出口部64が構成されている。
The
前記弁体62は、前記流体入口部63側に設けられた前記弁座66に当接又は離間可能な弁部68を有している。前記弁体62は、前記弁ケーシング61内にその軸心方向に移動可能に設けられるとともに、付勢部材69により前記弁部68が前記弁座66に当接するように付勢されている。
The
そして、前記弁体62は、前記弁座66に当接したときに前記弁ケーシング61の軸心方向に関して当該弁体62を挟む空間71・72を連通させるための漏洩通路70を前記弁部68に有している(図3(b)参照)。前記弁体62は、前記弁部68が前記弁座66に当接した状態で外力により前記弁座66に押し付けられた場合、前記漏洩通路70が閉じ方向に移行するように変形する構成とされている。
When the
本実施形態において、前記弁部68は、全体として中空の円錐台形状を呈するように形成されている。前記弁部68は、縮径側が前記流体入口部63を向くように配置されて、前記弁部68が前記弁座66に当接したときに一部が前記吸入流路6に露出する前記流体入口部63側の外周面と、前記流体出口部64側の内周面とを有している。
In the present embodiment, the
前記弁部68の外周面は、円錐面(テーパ面)を有し、この円錐面が前記弁座66と当接する当接面を含むとともに、その一部が前記吸入流路6に露出し得るように形成されている。前記弁部68の内周面は、前記外周面に沿って広がる曲面を有し、この曲面が前記弁ケーシング61の内部に臨むように形成されている。
The outer peripheral surface of the
本実施形態においては、前記弁部68は、前記弁ケーシング61の軸心まわりに並設された複数(本実施形態においては、4つ)の構成体73を有し、この複数の構成体73のうち、少なくとも一組の隣り合う構成体73の間に前記漏洩通路70が形成されるように構成されている。
In the present embodiment, the
詳しくは、前記各構成体73は、他の構成体73と略均一な形状に形成されている。前記各構成体73は、外周面74と、内周面75と、隣り合う構成体73の対向面76と対向する対向面76とを有している。前記複数の構成体73の外周面74は前記弁部68の外周面をなし、前記複数の構成体73の内周面75は前記弁部68の内周面をなす。
Specifically, each
前記各構成体73の対向面76は、前記各構成体73が前記弁座66に押し付けられていない通常状態では、隣り合う構成体73の対向面76と所定間隔を隔て配置される。これにより、隣り合う構成体73間に、スリット(隙間)77が形成される。このスリット77は、前記吸入流路6側の空間71と前記弁ケーシング61側の空間72とを連通させるべく前記弁部68の外周面と内周面との間を貫通するように形成され、前記漏洩通路70を構成する。
The facing
また、本実施形態においては、前記弁体62は、前記弁部68を保持するための保持部78と、この保持部78と前記弁部68とを弾性変形可能に連結するための連結片79を有している。前記連結片79は、前記弁部68の各構成体73と同数設けられている。前記弁部68(前記複数の構成体73)と前記保持部78と前記連結片79とは一体構造となっている。
In this embodiment, the
前記保持部78は、前記弁ケーシング61の内径と略同一の外径を有する筒形状に形成されている。前記保持部78は、前記弁部68よりも前記流体出口部64側に設けられ、前記弁部68と同軸的に配置されている。前記保持部78は、前記弁ケーシング61内に設けられ、前記弁部68と一体的に前記弁ケーシング61内をその軸心方向に摺動し得るように構成されている。
The holding
前記連結片79は、前記弁ケーシング61の軸心方向に延びるように設けられ、前記弁部68(前記各構成体73)と前記保持部78との間に配置されている。前記連結片79は、長手方向一端部で前記保持部78に固定され、長手方向他端部で前記弁部68の各構成体73に固定されている。こうして、前記各構成体73が、前記連結片79の長手方向一端部を支点として揺動可能とされている。
The connecting
本実施形態においては、また、前記弁ケーシング61内に、前記付勢部材69が設けられている。この付勢部材69は、前記弁体62(前記弁部68)を前記弁座66に所定荷重で付勢する圧縮コイルバネによって構成されている。前記付勢部材69は、前記保持部78内に嵌合され、前記弁ケーシング61及び前記弁体62と同軸的に配置されている。
In the present embodiment, the urging
このような構成により、前記ベローズポンプ1が吸入行程から吐出行程に切り替わったとき、即ち前記ベローズ10が伸長状態から収縮状態に切り替わったとき、まず、前記ベローズ10の変形に伴う内部圧力の変化によって、図3(a)に示す状態にあった前記弁体62の弁部68(前記各構成体73)が、前記付勢部材69の付勢力により押されて、図3(b)に示すように前記漏洩通路70を開状態としたまま(前記スリット77を保持したまま)、前記漏洩通路70の一部が前記空間71に臨むように前記弁座66に当接する。
With such a configuration, when the bellows pump 1 is switched from the suction stroke to the discharge stroke, that is, when the bellows 10 is switched from the expanded state to the contracted state, first, by the change in the internal pressure accompanying the deformation of the
つづいて、前記ベローズ10の変形に伴う内部圧力の上昇によって、前記弁部68が、前記ポンプ作用室14から前記弁ケーシング61内の空間72に浸入した流体により押される(前記弁部68に外力67がかかる)。その結果、前記弁部68が前記弁座66に押し付けられて、前記各構成体73がその対向面76が隣り合う構成体の対向面76と当接する(前記スリット77が閉じる)ように互いに近接する方向へ揺動する。即ち、前記漏洩通路70が閉じ方向へ移行する。
Subsequently, as the internal pressure rises due to the deformation of the
前記漏洩通路70の閉じ方向への移行期間においては、前記吸入流路6から前記ベローズ10に向かって流れてくる流体が前記吸入側逆止弁23の弁体62(前記弁部68)に接触しようとする際、その流体の一部が前記空間71から前記漏洩通路70に浸入して前記空間72ひいては前記ポンプ作用室14に漏れ込む。つまり、この際、前記流体の一部が前記弁座66に当接した状態の前記弁体62に衝突しない。したがって、前記吸入側逆止弁23の弁体62への流体の衝突が比較的穏やかなものになる。
During the transition period of the
よって、前記ベローズポンプ1の吸入行程から吐出行程への切り替わりの際にウォータハンマ現象を緩和することができ、このウォータハンマ現象に起因して発生する前記ベローズポンプ1の振動を低減することができる。その結果、前記ベローズポンプ1から当該ベローズポンプ1に接続された図示しない配管等へ伝播される振動も低減することができる。そのため、このような振動に起因する不具合(例えば、前記ベローズ10の損傷、及び、前記ベローズ10と前記配管等との接続箇所の損傷)の発生を極力回避することができる。
Therefore, when the bellows pump 1 is switched from the suction stroke to the discharge stroke, the water hammer phenomenon can be alleviated, and the vibration of the bellows pump 1 caused by the water hammer phenomenon can be reduced. . As a result, vibration propagated from the bellows pump 1 to a pipe (not shown) connected to the bellows pump 1 can also be reduced. Therefore, it is possible to avoid as much as possible the occurrence of problems caused by such vibrations (for example, damage to the
そして、吐出工程において前記移行期間の後には、図3(c)に示すように前記漏洩通路70(前記スリット77)が前記外力67により閉じた漏洩通路70A(スリット77A)に変わるので、前記吸入側逆止弁23は、完全に閉状態となって、前記ポンプ作用室14から前記吸入流路6に向かう流体の逆流を阻止する。その後、吐出工程から吸入工程に切り替わると、前記外力67による前記弁体62への押圧が解除されるので、前記吸入側逆止弁23は、弾性復帰による前記各構成体73の揺動により前記漏洩通路70を開き方向へ移行させつつ開状態となって、前記吸入流路6から前記ポンプ作用室14に向かう流体の流れを許容する。
In the discharge process, after the transition period, the leakage passage 70 (the slit 77) is changed to a
なお、前記漏洩通路70の閉じ方向への移行期間の幅(吐出工程から吸入工程への切替時において前記吸入側逆止弁23が完全に閉塞するまでの時間)、及び、この移行期間に前記漏洩通路70を通じて前記ポンプ作用室に漏れ込む液体の量は、前記スリット77の形状の変更等により、ポンプ性能を損なわないように適宜設定される。
The width of the transition period in the closing direction of the leakage passage 70 (the time until the suction-
[第2実施形態]
次に、本発明の第2実施形態について説明する。
[Second Embodiment]
Next, a second embodiment of the present invention will be described.
図4に示すように、本実施形態に係るベローズポンプ81は、第1実施形態に係る前記ベローズポンプ1が単胴型のベローズポンプであるのに対し、複胴型のベローズポンプである点で、第1実施形態に係る前記ベローズポンプ1と相違している。 As shown in FIG. 4, the bellows pump 81 according to the present embodiment is a multi-cylinder bellows pump, whereas the bellows pump 1 according to the first embodiment is a single-cylinder bellows pump. This is different from the bellows pump 1 according to the first embodiment.
本実施形態において、前記ベローズポンプ81は、左右一対のポンプ部を対称に配置したものであって、各ポンプ部が相補的に動作することで大きな移送量が得られるようになっている。 In the present embodiment, the bellows pump 81 has a pair of left and right pump parts arranged symmetrically, and a large transfer amount can be obtained by each pump part operating in a complementary manner.
即ち、前記ベローズポンプ81は、仕切壁84とポンプケーシング85とによって構成されたポンプボディ83を備えている。前記ポンプケーシング85は、円筒状の周壁部材87と、この周壁部材87の左右端にそれぞれに固設された側壁部材88・89を有している。このポンプケーシング85内には、仕切壁84を挟んで左右対称形に一対のベローズ91・92が設けられている。
That is, the bellows pump 81 includes a
前記各ベローズ91・92は、図1に示した前記ベローズポンプ1で使用されている前記ベローズ10と実質的に同じ構成を有している。そして、前記ベローズ91・92では、それぞれの開口周縁部が環状固定板93・94により前記仕切壁84の側壁部に気密状に固定される一方、それぞれの閉塞端部が可動体97・98と連結されている。前記可動体97・98は、前記仕切壁84を貫通する複数の連結棒99を介して連結されている。
The bellows 91 and 92 have substantially the same structure as the
また、前記仕切壁84には、流体を吸入するための吸入流路101と、流体を吐出するための吐出流路102とが形成されている。これらの吸入流路101と吐出流路102との間には、前記ベローズ91の伸縮動作に伴って交互に開・閉動作し得る吸入側逆止弁103及び吐出側逆止弁104が設けられるとともに、前記ベローズ92の伸縮動作に伴って交互に開・閉動作し得る吸入側逆止弁105及び吐出側逆止弁106が設けられている。
The
ここで、前記吸入側逆止弁103及び前記吸入側逆止弁105は、それぞれ、図1に示した前記ベローズポンプ1で使用されている前記吸入側逆止弁23と実質的に同じ構成を有するものであり、筒状の弁ケーシング61と、漏洩通路70を有する弁体62とを備えるバルブによって構成されている。
Here, each of the suction
さらに、前記ポンプケーシング85の前記側壁部材88・89には、それぞれ、図示しない空気供給装置(コンプレッサ)から供給される加圧空気を前記ポンプケーシング85内に供給するため、及び、前記ポンプケーシング85内の空気を外部に排出するための空気孔111・112が形成されている。また、前記側壁部材88・89には、それぞれ、前記可動体97・98の位置を検出するための近接センサを取り付ける取付孔113・114が形成されている。
Further, the
前記ベローズポンプ81においては、前記空気供給装置からの加圧空気が前記空気孔111・112から交互に供給されて、左右の前記ベローズ91・92が交互に伸長・収縮動作した場合、図4の右側のポンプ部において前記ベローズ92により前記吸入流路101から前記吸入側逆止弁105を経て流体が吸入されるときには(吸入工程)、図4の左側のポンプ部において前記ベローズ91によりその内部に貯留されている流体が前記吐出側逆止弁104を経て前記吐出流路102から吐出されることになる(吐出工程)。
In the bellows pump 81, when pressurized air from the air supply device is alternately supplied from the air holes 111 and 112, and the left and right bellows 91 and 92 are alternately expanded and contracted, When fluid is sucked from the
一方、この場合に、図4の左側のポンプ部において前記ベローズ91により前記吸入流路101から前記吸入側逆止弁103を経て流体が吸入されるときには(吸入工程)、図4の右側のポンプ部において前記ベローズ92によりその内部に貯留されている流体が前記吐出側逆止弁106を経て前記吐出流路102から吐出されることになる(吐出工程)。
On the other hand, in this case, when the fluid is sucked from the
以上のような構成により、前記ベローズポンプ1の駆動時、前記左右一対のポンプ部において、このような吸入工程と吐出工程とが反復される。これにより、前記ベローズポンプ81の所定のポンプ動作が実行される。 With the above configuration, when the bellows pump 1 is driven, such a suction process and a discharge process are repeated in the pair of left and right pump parts. Thereby, a predetermined pump operation of the bellows pump 81 is executed.
そのうえ、前記左右一対のポンプ部においては、それぞれ、前記漏洩通路70を有する前記吸入側逆止弁103及び前記吸入側逆止弁105が用いられているので、第1実施形態と同様に、前記ベローズポンプ81の吸入行程から吐出行程への切り替わりの際にウォータハンマ現象を緩和することができ、このウォータハンマ現象に起因して発生する起因する前記ベローズポンプ81の振動を低減できる。
In addition, since the suction
なお、本発明に係る弁体の弁部は、第1実施形態及び第2実施形態においては略均一な形状の4つの前記構成体73を有する前記弁部68としているが、これに限定するものではなく、例えば、2つ又は6つの構成体を有する弁部としてもよいし、異なる形状の複数の構成体を有する弁部としてもよい。
In addition, although the valve part of the valve body which concerns on this invention is made into the said
なお、本発明に係る弁体の弁部は、第1実施形態及び第2実施形態においては前記各構成体73と隣り合う構成体73との間に前記漏洩通路70(前記スリット77)を必ず設けた前記弁部68としているが、少なくとも一組の隣り合う構成体の間に漏洩通路を設けた弁部であればよく、一部の構成体と隣り合う構成体との間には漏洩通路を設けない弁部としてもよい。
In the first embodiment and the second embodiment, the valve portion of the valve body according to the present invention always includes the leakage passage 70 (the slit 77) between the
なお、第1実施形態及び第2実施形態においては前記弁体62における前記弁部68の複数の構成体73を前記保持部78を用いて一体構造にしているが、例えば、前記保持部78の代わりに前記付勢部材69を用いて、前記複数の構成体73を前記連結片79を介して前記付勢部材69に連結することで一体構造にすることも可能である。
In the first embodiment and the second embodiment, the plurality of
また、本発明に係るバルブは、第1実施形態に係る前記ベローズポンプ1及び第2実施形態に係る前記ベローズポンプ81のようなベローズポンプの吸入側逆止弁として用いるのに好適なものであるが、他のポンプ等の機器に用いることも可能である。 The valve according to the present invention is suitable for use as a suction side check valve of a bellows pump such as the bellows pump 1 according to the first embodiment and the bellows pump 81 according to the second embodiment. However, it can also be used for other devices such as pumps.
1 ベローズポンプ
4 ポンプボディ
6 吸入流路
7 吐出流路
8 中間流路
10 ベローズ
23 吸入側逆止弁
24 吐出側逆止弁
26 可動体
31 エアシリンダ
60 バルブ
61 弁ケーシング
62 弁体
63 流体入口部
64 流体出口部
66 弁座
68 弁部
69 付勢部材
70 漏洩通路
71 空間
72 空間
73 構成体
81 ベローズポンプ
83 ポンプボディ
91 ベローズ
92 ベローズ
97 可動体
98 可動体
101 吸入流路
102 吐出流路
103 吸入側逆止弁
104 吐出側逆止弁
105 吸入側逆止弁
106 吐出側逆止弁
DESCRIPTION OF
Claims (3)
流体入口部及び流体出口部を有する筒状の弁ケーシングと、
前記流体入口部側に設けられた弁座に当接又は離間可能な弁部を有しており、前記弁ケーシング内にその軸心方向に移動可能に設けられるとともに、付勢部材により前記弁部が前記弁座に当接するように付勢される弁体とを備えるバルブであって、
前記弁体は、前記弁座に当接したときに前記弁ケーシングの軸心方向に関して当該弁体を挟む空間を連通させるための漏洩通路を前記弁部に有しており、この弁部が前記弁座に当接した状態で外力により前記弁座に押し付けられた場合、前記漏洩通路が閉じ方向に移行しかつその移行期間の後に前記漏洩通路が閉じるように変形することを特徴とするバルブ。 A valve used in a pump,
A cylindrical valve casing having a fluid inlet and a fluid outlet;
It has a valve part that can contact or separate from a valve seat provided on the fluid inlet part side, and is provided in the valve casing so as to be movable in the axial direction thereof, and the valve part by an urging member A valve body that is biased so as to abut against the valve seat,
The valve body has a leakage passage in the valve portion for communicating a space sandwiching the valve body with respect to an axial direction of the valve casing when contacting the valve seat. When the valve seat is pressed against the valve seat by an external force in contact with the valve seat, the valve is deformed so that the leak passage is moved in a closing direction and the leak passage is closed after the transition period .
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