JP6316295B2 - 脱気システムを有するダイアフラム定量ポンプ - Google Patents

Description

本発明はダイアフラム定量ポンプの技術に関し、より詳細には、脱気システムを有するダイアフラム定量ポンプの技術に関する。

一般的に、ダイアフラム定量ポンプは、第一の圧縮において、液源から吸入口へ流動体を引込み、第二の圧縮において、排出口を通じて流動体を吐出する。しばしば、流動体内へ合流されたガスまたはポンプが作動した結果として発生するガスが、ポンプのヘッド部に捕集されベーパーロック現象を引き起こす。このような場合、流動体の吐出は、減少、または停止する可能性がある。ベーパーロックを低減するために、多くのダイアフラム定量ポンプは、ブリード弁を有し、ブリード弁は、捕集されたガスを逃すために手動、若しくは自動で作動されるものである。ある場合においては、捕集されたガスは、大気中へ放出される。また別の場合においては、捕集されたガスは、吐出された流動体の一部とともに、パイプシステムを通って液源へ戻される。

本発明においては、ダイアフラム定量ポンプを開示し、ダイアフラム定量ポンプは、流路を構成する吸入側及び吐出側を含むヘッド部を備える。弁座は、前記吐出側に配置され、チェックバルブは、前記弁座に配置される。脱気システムは、前記チェックバルブを操作可能に接続されたチェックバルブアクチュエータを備える。前記チェックバルブアクチュエータは、前記ヘッド部内に捕集されたガスが吐出側を通過可能にするために前記弁座から前記チェックバルブが離間するように選択的に作動する。

本発明においては、ダイアフラム定量ポンプを用いて脱気処理する方法を開示する。この方法は、液源からダイアフラム定量ポンプの吸入側を通して液体を引き込み、前記吸入側から前記ダイアフラム定量ポンプのヘッド部へ前記液体を通過させ、前記ヘッド部からチェックバルブを通して前記ダイアフラム定量ポンプの吐出側へ前記液体を誘導し、前記吐出側へ前記ヘッド部内に捕集されたガスを通過可能にするために前記チェックバルブが前記弁座から離間するようにチェックバルブアクチュエータを始動させるものである。

次の記載は、何らかの限定をするものとみなされるべきではない。付された図面に関連する要素や、番号についても同様である。

本発明の実施形態に係る脱気システムを有するダイアフラム定量ポンプの平面断面図。 本発明の実施形態に係る図１の脱気システムを示す平面断面図。 本発明の第一の別実施形態に係る脱気システムを示す平面断面図 本発明の第二の別実施形態に係る脱気システムを示す平面断面図。 本発明の第三の別実施形態に係る脱気システムを示す平面断面図。 本発明の第四の別実施形態に係る脱気システムを示す平面断面図。 本発明の第五の別実施形態に係る脱気システムを示す平面断面図。

開示された装置及び方法の一以上の実施形態の詳細な説明は、ここでは一実施例によって示すものであり、図面に関連して限定するものではない。

本実施形態に係るダイアフラム定量ポンプは、図１の２によって示される。ダイアフラム定量ポンプ２は、アクチュエータ部６及びヘッド部８を有するポンプ本体４を含む。アクチュエータ部６は偏心機構１２と結合される回転軸１０を含む。
偏心機構１２はポンプ隔膜１６と接続される連結ロッド１４と結合される。偏心機構１２及び連結ロッド１４は、ヘッド部８に搭載されるポンプ室２０の中での圧力変化となるポンプ隔膜１６の往復運動を生成するものである。この点においては、アクチュエータ部６の特定の形状は、吸入側２３及び（圧縮側または）吐出側２５を含むポンプ室２０を変更しても良いと理解されるべきである。吸入側２３は、液源２８に流体的に結合される。吐出側２５は、流出口３２へ導く吐出流路３０に流体的に結合される。流出口３２は、様々な形状であっても良い。

吸入側２３は、弁座４３に選択的に着座されるチェックボール４０の形で示されるチェックバルブ３８を含む吸入口金３６を含む。「チェックバルブ」という用語は、流動体が一方向へ通過し、反対側の方向への流動体の流れを停止するように構成されたチェック要素を有するバルブを意味すると解される。チェックバルブ３８の所定の形状は変更しても良い。チェックバルブ３８は、吸入行程において流動体を液源２８からポンプ室２０へ流入させ、圧縮行程において吸入口金３６を通って流動体が流出するのを防ぐものである。排出口金５６は、流体的にチェックバルブ５８を介して吐出側２５に連結される。一実施形態に示すように、チェックバルブ５８は弁座６２に選択的に着座するチェックボール６０の形状で示される。チェックバルブ５８は、圧縮行程において流動体をポンプ室２０から流出口３２へ向かって流動させ、吸入行程において排出口金５６を通って流動体がポンプ室２０へ吸い込まれるのを防止する。

本実施形態においては、ダイアフラム定量ポンプ２にはポンプ室２０の吐出側２５に流体的に連結される脱気システム６６が設けられている。図２に示すように、脱気システム６６は、取付面７５を有するサポート部材７１と排出口７６とを含む。取付面７５は、吐出側２５のヘッド部８に固定される。排出口７６は、チェックボール６０と弁座６２とを収納するチェックバルブ受け部７７を含む。サポート部材７１は、第一通路７８と第二通路７９とを含む。第一通路７８は第一終端８３を含み、取付面７５から流体的にチェックバルブ受け部７７に連結する第二終端８４まで延伸する。第二通路７９は、第一終端部８６から流体的に第一通路７８及びチェックバルブ受け部７７に連結する第二終端部８７を含む。この点において、第二通路７９は流動体を伝動せず、むしろ下記の詳細に記載される通路となることは理解されるべきである。

脱気システム６６は、取付ブロック９７を介して取付面７５に連結されるチェックバルブアクチュエータ９６を含む。チェックバルブアクチュエータ９６はソレノイド１００の形状で示される直動アクチュエータ９９の形状をなしている。ソレノイド１００は、コイル１０４とプランジャ１０７とを備える。プランジャ１０７は吐出流路３０と略平行に第二通路７９を通って突出する作動ピンアセンブリ１０９を備える。特に、コイル１０４への電流の通電によって、プランジャ１０７は作動ピンアセンブリ１０９へ作用する。作動ピンアセンブリ１０９は、第二通路７９に沿って延伸し、ポンプ室２０内に捕集されたガスを吐出流路３０から流出口３２へ通過させるためにチェックボール６０を接触及び離間させる。また、脱気システム６６は、第二通路７９へ流動体が流出するのを防ぐために作動ピンアセンブリ１０９にわたる隔離用隔壁またはシール１１３の形状をとるシール部材１１０を備えるように示される。更に、チェックバルブアクチュエータ９６は、作動ピンアセンブリ１０９を図２に示されるように初期位置に偏らせる戻しバネ１１５を含む。

ここで図３、及び各図における対応部材を表す参照番号に対する参照を行い、別実施形態に関する脱気システム１２０を説明する。
脱気システム１２０は、第一取付面１２６及び第二取付面１２８を有するサポート部材１２４を含む。第一取付面１２６はヘッド部８に結合される。サポート部材１２４は排出口１３３と、チェックボール６０及び弁座６２を収納するチェックバルブ受け部１３６とを備える。排出口１３３は、チェックバルブ受け部１３６の反対側に配置され、流体的に排出口金５６に接続される。第一通路１４０及び第二通路１４１は、サポート部材１２４の内部に延伸される。第一通路１４０は、第一終端１４４を含み、チェックバルブ受け部１３６から流体的に排出口１３３に接続される第二終端１４５まで延伸する。第二通路１４１は、第一終端部１４７を含み、チェックバルブ受け部１３６から第二取付面１２８の第二終端部１４８まで延伸する。

脱気システム１２０は、第二取付面１２８から支持されるチェックバルブアクチュエータ１５４を含むように示されている。
チェックバルブアクチュエータ１５４は、直動アクチュエータ１５６の形状をとる。直動アクチュエータ１５６は、スペーサ１６３及び隔膜シール１６４を介して作動ピン１６２に作用するプランジャ１６１を有するソレノイド１５８として示される。ソレノイド１５８は、作動ピン１６２を図３に示されるように初期位置に偏らせる戻しバネ１６５を含む。作動ピン１６２は、プランジャ１６１によって選択的に作用され、排出口金５６を介して流動させ、ガスをヘッド部８内に蓄積させるためにチェックボール６０を弁座６２から移動させる。作動ピン１６２は、チェックボール６０と直接的に接触及び離間させるために、第二通路１４１を通って吐出流路３０と略直交する方向に沿って突出する。

ここで図４、及び各図における対応部材を表す参照番号に対する参照を行い、別実施形態に関する脱気システム１７０を説明する。
脱気システム１７０は、第一取付面１７６、第二取付面１７８、及び第三取付面１７９を有するサポート部材１７４を含む。第一取付面１７６はヘッド部８に結合される。サポート部材１７４は、排出口金５６および第二終端１９５の中へ延伸するチェックバルブ受け部１８６と流体的に接続される排出口１８３を含むことが示されている。チェックバルブ受け部１８６は、弁座６２を収納する。サポート部材１７４は第一通路１９０と、第二通路１９１とを含む。第一通路１９０は、第一終端１９４を含み、チェックバルブ受け部１８６から第二終端１９５まで直角部１９６を介して延伸する。第二終端１９５は流体的に排出口１８３に連結される。第二通路１９１は、第一終端部１９７を含み、第三取付面１７９から第一通路１９０の直角部１９６と連結する第二終端部１９８まで延伸する。

脱気システム１７０は、第三取付面１７９へ搭載されるチェックバルブアクチュエータ２０４を含む。チェックバルブアクチュエータ２０４は、直動アクチュエータ２０６の形状で示される。直動アクチュエータ２０６は、Ｕ字ブラケット２１０を介して第三取付面１７９から支持されるソレノイド２０８として図示される。ソレノイド２０８は、作動ピン２１４に結合されるプランジャ２１１を備える。作動ピン２１４は、プランジャ２１１に機械的に接続される第一終端部分２１６と、チェックボール２２０の形状をとるチェックバルブ２１９を構成する第二終端部分２１７とを含む。作動ピン２１４は、シール部材２２２を通って第二通路１９１へと通過し、部分的に戻しバネ２２５によって囲まれている。戻しバネ２２５は、作動ピン２１４を初期位置へと偏らせるように構成される。作動ピン２１４は、流動体を第一通路１９０の中へ通過させ、排出口金５６を介して通過させるためにポンプ室２０内の圧力変化に応答するように構成されている。
作動ピン２１４は、ヘッド部８内に蓄積するガスを、排出口金５６を介して通過させるようにチェックボール２２０を弁座６２から選択的に離間させるためにプランジャ２１１を介してソレノイド２０８によって作用されるように構成されている。励磁された配置においては、作動ピン２１４は吐出流路３０と略一致する方向に沿って選択的に移動される。

ここで図５、及び各図における対応部材を表す参照番号に対する参照を行い、別実施形態に関する脱気システム２３０を説明する。脱気システム２３０は、（係合面または）接合面２３５を介して、第二サポート要素２３４に接合される第一サポート要素２３３を有する。
第一取付面２３６を含む第一サポート要素２３３は、ヘッド部８に結合される。第二サポート要素２３４は、第二取付面２３８を含む。第一サポート要素２３３は、流体的に排出口金５６に接続される排出口２４３を備えることが示されている。チェックバルブ受け部材２４６は、接合面２３５における第一サポート要素２３３に包含されている。

サポート部材２３２は、第一通路２５０及び第二通路２５１を格納する。第三通路２５２は、第二サポート要素２３４内に格納される。第一通路２５０は、第一終端２５６を含み、吐出流路３０から接合面２３５へ到達し、選択的に、流体的にチェックバルブ受け部材２４６に接続される第二終端２５７まで延伸する。第二通路２５１は、第一終端部２５９を備え、接合面２３５から直角部２６１を介して第二終端部２６０まで延伸し、流体的にチェックバルブ受け部材２４６に接続される。第二終端部２６０は、排出口２４３に到達し、流体的に接続される。第三通路２５２は、第一終端部分２６３を含み、第二取付面２３８から接合面２３５へ到達する第二終端部分２６４まで延伸する。

脱気システム２３０は、直動アクチュエータ２７０の形状で示されるチェックバルブアクチュエータ２６８を含む。直動アクチュエータ２７０は、一般的にＵ字ブラケット２７４を介して第二取付面２３８に搭載されるソレノイド２７２の形状をとる。ソレノイド２７２は、プランジャ２７７を備える。プランジャ２７７は、カプラ２７９に機械的に接続されている。カプラ２７９は、第三通路２５２を介して作動ピン２８２に機械的に接続されている。作動ピン２８２は、第二終端２８５へ延伸される第一終端２８４を含む。第一終端２８４は、カプラ２７９と離合可能に係合するクリップ２８６を含む。第二終端２８５は、チェックバルブとして機能するダイアフラムバルブ２８７に接続される。戻しバネ２９０は、作動ピン２８２に接続され、初期位置へ作動ピン２８２を偏らせるよう構成されている。この配置にともない、ダイアフラムバルブ２８７は、流動体を第一通路２５０及び第二通路２５１を通って流し、排出口金５６を通過させるようにポンプ室２０内の圧力変化に応答する。ダイアフラムバルブ２８７は、ヘッド部８内に捕集されたガスを、選択的に排出口金５６を通過させるようにプランジャ２７７の位置変化にも応答する。

ここで図６、及び各図における対応部材を表す参照番号に対する参照を行い、さらに別実施形態に関する脱気システム３００を説明する。脱気システム３００は、ヘッド部８と結合される第一取付面３０７と第二取付面３０８とを有するサポート部材３０４を含む。サポート部材３０４は、排出口金５６及び弁座６２を格納するチェックバルブ受け部３１４を受ける排出口３１１を含む。サポート部材３０４は、さらに第一通路３１７及び第二通路３１８を含むように示されている。第一通路３１７は第一終端３２０を含み、第一取付面３０７から第二終端３２１まで延伸する。第二通路３１８は、第一終端部３２３を含み、流体的に連結される（別部材として表示しない）中間部材から排出口３１１と流体的に連結された第二終端部３２４まで延伸される。

チェックバルブアクチュエータ３２９は、第二取付面３０８でサポート部材３０４に取り付けられている。チェックバルブアクチュエータ３２９は、電磁アクチュエータ３３１の形状で示されている。電磁アクチュエータ３３１は、コイル３３４を有するソレノイド３３３の形をとる。コイル３３４は、プランジャ３３６へ作用する電磁力を発生するように構成される。プランジャ３３６は、チェックボール３４０の形状をとる一体型チェックバルブ３３８を含む。プランジャ３３６及びチェックボール３４０は、重力下において初期位置に戻る。この配置によると、チェックボール３４０は、流動体を流路３０から第一通路３１７及び第二通路３１８を通って流し、排出口金５６を通過させるようにポンプ室２０内の圧力変化に応答する。チェックボール３４０は、ヘッド部８内に捕集されたガスを、選択的に排出口金５６を通過させるために、電磁アクチュエータ３３１がコイル３３４に向かってプランジャ３３６を引張するように励磁される時にも離間する。

ここで図７、及び各図における対応部材を表す参照番号に対する参照を行い、さらに別実施形態に関する脱気システム３５０を説明する。脱気システム３５０は、ヘッド部８に結合された第一取付面３５７と、第二取付面３５８とを有するサポート部材３５４を含む。サポート部材３５４は、流体的に排出口金５６に接続された排出口３６０と、チェックバルブ受け部３６２とを含む。チェックバルブ受け部３６２は、第一取付面３５７に隣接して配置され、チェックバルブ６０及び弁座６２を格納する。サポート部材３５４は、さらに第一通路３６４及び第二通路３６５を含むように構成されている。第一通路３６４は、第一終端部３６７を含み、チェックバルブ受け部３６２に流体的に連結され、チェックバルブ受け部３６２から排出口３６０と流体的に連結された第二終端部３６８まで延伸される。第二通路３６５は、第一終端部３７０を含み、チェックバルブ受け部３６２から延伸し、チェックバルブ受け部３６２に流体的に連結され、流体的に第二取付面３５８で露出される第二終端部３７１まで延伸する。

チェックバルブアクチュエータ３７５は、第二取付面３５８に支持されている。チェックバルブアクチュエータ３７５は、直動アクチュエータ３７７の形態をとる。直動アクチュエータ３７７は、第二取付面３５８に結合される貯留部材３８１を操作可能に接続されるプランジャ３８０を含むソレノイド３７９の形態で示されている。貯留部材３８１は、貯留タンク３８３及び隔膜３８７を含む。
隔膜３８７は、プランジャ３８０に接続されている。この配置により、チェックバルブ６０は、ポンプ室２０内の圧力変化に応答する。より詳細には、チェックバルブアクチュエータ３７５は、チェックバルブ６０へ間接的に作用する。ヘッド部８内のガス蓄積がおこった際に、ソレノイド３７９は、隔膜３８７に対して第二通路３６５を介して液体の脈動を伝達させるためにプランジャ３８０を移動させるように構成されている。前記液体の脈動は、チェックボール６０を弁座６２から離間させ捕集されたガスを、第一通路３６４を介して排出口金５６から外部へ通過させる。

この点においては、実施形態はダイアフラム定量ポンプのヘッド部内のガス蓄積を緩和するためのシステムを提供すると理解されるべきである。実施形態は排出チェックバルブへ直接的に作用するアクチュエータもしくは排出チェックバルブへ間接的に作用し、蓄積ガスを排出口を通して流すものである。加えて、ガス抜きするために液源から液体部分を抽出する従来技術のシステムに対して、実施形態は、蓄積ガスをポンプ排出口を介して液体終端へ流させるものである。このような方法においては、実施形態は、追加的な配管、バルブ、もしくは他の部材の必要性を排除することができ、排出口を通過する全ての液体を排出口から排出することが確実にできる。前記のように直動アクチュエータを用いる代わりに、実施形態は、ガスを排出口から通させる様々なアクチュエータ、空気圧式アクチュエータ、油圧アクチュエータ、電動アクチュエータ、もしくは直動ではないアクチュエータであっても良い。

加えて、前記のようにチェックボール及びダイアフラムバルブとして記載され示されているチェックバルブの代わりに、他のタイプのチェック要素が用いられてもよい。例えば、実施形態は、ポペット弁、フラッパ弁、リード弁、ウェファー型弁、一方向へ通過する流動体の流れを許可することができ、反対側の方向への流動体の流れをチェックもしくは捕集することができるその他の要素であっても良い。さらに、取付ブラケットはＵ字状として記載されているが、広範囲の図形を含む他のタイプのブラケットが用いられても良い。さらに、ガスの捕集は様々な技術及び装置を使用することと理解されても良いし、チェックバルブはこれらの技術及びまたはこれらの装置からの信号に基づきガスの蓄積を緩和するために離間されても良いし、チェックバルブは所定時間ごとに周期的に離間しても良い。

本発明は、実施形態に関して記載されている代わりに、発明の範囲を逸脱しない限り、様々な変化が行われ、同等のものが要素として代用されても良いということは当業者によって理解し得ることである。加えて、発明の基本的範囲を逸脱しない限り、本発明の説明に係る特定の状況若しくは物質に適応するために多くの改良は行われても良い。それゆえ、本発明は、本発明を実行するために考慮された最良の形態として開示された特定の実施形態にのみに限定されるものではなく、本発明は特許請求の範囲内の全ての実施例を含むものである。

Claims (19)

1. 流路を構成する吸入側及び吐出側を含むヘッド部を有し、該吐出側に排出口が設けられ、該排出口に前記吐出側に配置される弁座と、該弁座に配置されるチェックバルブと、を備えるポンプ本体と、
   該チェックバルブを操作可能に接続されたチェックバルブアクチュエータを含み、該チェックバルブアクチュエータは、前記ヘッド部内に捕集されたガスが吐出側を通過可能にするために前記弁座から前記チェックバルブが離間するように、前記ヘッド部内に蓄積されたガスを検出することに基づいて選択的に作動することで、前記吐出側を通る全ての液体が前記排出口を通過するように構成された脱気システムと、
   を備えるダイアフラム定量ポンプ。
2. 前記チェックバルブアクチュエータは、前記流路に平行な軸に沿って前記チェックバルブへ作用するように構成され、配置される
   請求項１に記載のダイアフラム定量ポンプ。
3. 前記チェックバルブアクチュエータは、流路と直交する軸に沿って前記チェックバルブへ作用するように構成され、配置される
   請求項１に記載のダイアフラム定量ポンプ。
4. 前記チェックバルブアクチュエータは、流路と一致する軸に沿って前記チェックバルブへ作用するように構成され、配置される
   請求項１に記載のダイアフラム定量ポンプ。
5. 前記チェックバルブアクチュエータは、プランジャを有するソレノイドを備える
   請求項１に記載のダイアフラム定量ポンプ。
6. 前記プランジャは、前記チェックバルブに対して直接的に作用する作動ピンに対して作用する
   請求項５に記載のダイアフラム定量ポンプ。
7. 前記プランジャは、前記チェックバルブに対して間接的に作用する
   請求項５に記載のダイアフラム定量ポンプ。
8. 前記チェックバルブは、前記プランジャと一体的に形成される
   請求項５に記載のダイアフラム定量ポンプ。
9. 前記チェックバルブは、前記プランジャと離合可能に接続される
   請求項５に記載のダイアフラム定量ポンプ。
10. 前記チェックバルブは、チェックボールを備える
    請求項１に記載のダイアフラム定量ポンプ。
11. 前記チェックバルブは、ダイアフラムバルブを備える
    請求項１に記載のダイアフラム定量ポンプ。
12. 液源からダイアフラム定量ポンプの吸入側を通して液体を引き込み、
    前記吸入側から前記ダイアフラム定量ポンプのヘッド部へ前記液体を通過させ、
    前記ヘッド部からチェックバルブを通して前記ダイアフラム定量ポンプの吐出側へ前記液体を誘導し、
    前記吐出側へ前記ヘッド部内に捕集されたガスを通過可能にするために前記チェックバルブが前記弁座から離間するようにチェックバルブアクチュエータを始動させるとともに、
    前記ダイアフラム定量ポンプの吐出側から通る液体のパラメータを計測し、
    前記チェックバルブアクチュエータは、前記ポンプの吐出側から通る液体のパラメータに応じて始動する、
    ダイアフラム定量ポンプを用いて脱気処理する方法。
13. 前記チェックバルブアクチュエータは、所定時間の経過に応じて始動する
    請求項１２に記載のダイアフラム定量ポンプを用いて脱気処理する方法。
14. 前記チェックバルブアクチュエータを始動させることは、前記プランジャを有する直動アクチュエータを作動させることを含む
    請求項１２に記載のダイアフラム定量ポンプを用いて脱気処理する方法。
15. 前記チェックバルブを離間することは、前記プランジャを前記チェックバルブへと接触させるように誘導することを含む
    請求項１４に記載のダイアフラム定量ポンプを用いて脱気処理する方法。
16. 前記チェックバルブを離間することは、プランジャの操作により液体の脈動を発生させることを備える
    請求項１４に記載のダイアフラム定量ポンプを用いて脱気処理する方法。
17. 前記チェックバルブを離間することには、前記ダイアフラム定量ポンプを通過する液体の流れの方向へチェックバルブを弁座から離隔させることが含まれる
    請求項１２に記載のダイアフラム定量ポンプを用いて脱気処理する方法。
18. 前記チェックバルブを離間することは、前記ダイアフラム定量ポンプを通過する液体の流れの方向と直交する方向へチェックバルブを弁座から離隔させることを含む
    請求項１２に記載のダイアフラム定量ポンプを用いて脱気処理する方法。
19. 前記チェックバルブを離間することは、前記チェックバルブアクチュエータによって生成された電磁力に応じてチェックバルブを弁座から離隔させることを含む
    請求項１２に記載のダイアフラム定量ポンプを用いて脱気処理する方法。

Images