JP6732195B2 - ダイアフラム式ポンプの再始動装置及び同再始動装置を備えたダイアフラム式ポンプ - Google Patents

Description

本発明はダイアフラムポンプ及び該ダイアフラムポンプを駆動するための駆動流体切換え弁を備えたダイアフラム式ポンプが稼働中に停止した時に自動的に再始動させるためのダイアフラム式ポンプ再始動装置及び同再始動装置を備えたダイアフラム式ポンプに関する。

ダイアフラムポンプの代表的なものとして次のようなものがある。すなわち、水平方向で右終点位置と左終端点の間を往復動可能とされた往復動ロッドと、該往復動ロッドの左右に取り付けられた左及び右のダイアフラムと、該左及び右のダイアフラムによってそれぞれ画定される左及び右の駆動室とを備え、この左及び右の駆動室に交互に加圧空気を供給することによりそれら左及び右の駆動室の容積を交互に増減するように左及び右のダイアフラムを左右に撓ませ、左及び右のダイアフラムによってそれぞれ左及び右の駆動室から仕切られている左及び右のポンプ室の容積を増減し、それにより該ポンプ室に流体を吸引排出する形式のものである。

このような形式のものでは左及び右の駆動室に駆動用加圧空気を交互に供給するために切換え弁が設けられるが、その代表的な切換え弁としてはスプールを用いたものがある。この切換え弁は、左右に往復動可能とされたスプールの両端面に面するように設けられた左及び右の加圧室を有し、これら左及び右の加圧室を交互に減圧することにより、当該スプールを右及び左に変位させて、駆動用加圧空気を左及び右の駆動室に供給する位置となるようにされている。

しかし、このようなスプール形式の切換え弁では、スプールが左右の位置の中央位置で止まり、左右の両方の駆動室への加圧空気供給を阻止し、このためダイアフラムポンプの動きが停止してしまうことがある。このようになった場合、左右いずれか一方の加圧室に自動的に加圧空気を供給し、又は、一方の加圧室を大気に連通することによりスプールを中央位置から変位させて、ダイアフラムの稼働を再開させる再始動装置が開発されている。

例えば、特開２００２−１８８５７６（特許文献１）には、駆動用加圧空気切換え弁のスプールがダイアフラムポンプの左右両方の駆動室への駆動用加圧空気の供給を阻止する中央位置（阻止位置）で停止してしまい、ダイアフラムポンプが停止してしまったときに、駆動室の圧力が次第に大気に漏れて減圧することに基づき、切換え弁のスプールの一方の端面に面する加圧室に加圧状態の駆動室の圧力を通すように作用し、それにより、スプールを動かし、ダイアフラムの稼働を再開するようにした弁装置が開示されている。

特開２００２−２２１１６１（特許文献２）は、ダイアフラムポンプ内部に、両端面が左右の駆動室に臨むように設定されたバランシングバルブを設け、ダイアフラムポンプが停止状態になると左右の駆動室の圧力がバランスして、バランシングバルブが切換え弁のスプールの一方の端面に隣接した加圧室を大気に連通する中立位置となり、それによりスプールの左右の端面に掛かる圧力に差を生じさせてスプールを動かし、ダイアフラムの稼働を再開するようにした再始動装置を開示している。

特開２００２−１８８５７６ 特開２００２−２２１１６１

しかし、上述した形式のダイアフラムポンプの再始動装置では、ダイアフラムが停止しても再始動が生じないことが多々ある。これは再始動装置における弁装置の構造的複雑さ等にあるのではないかと思われる。本発明では、弁装置の構造を簡単にして再始動をより確実にした再始動装置を提供することを目的としている。

すなわち、本発明は、
第１及び第２終点位置の間で往復動可能とされた往復動ロッド、
該往復動ロッドの両端に取り付けられた第１及び第２ダイアフラム、及び
該第１及び第２ダイアフラムによってそれぞれ画定される第１及び第２駆動室、
を備えるダイアフラムポンプと；
駆動流体源と該ダイアフラムポンプとの間に接続された駆動流体切換え弁装置であって、
駆動流体源からの駆動流体の該第１及び第２駆動室への供給を阻止する（ここで阻止するとは完全に阻止するものだけでなく、実質的に阻止する場合も含む）と共に該第１及び第２駆動室を大気から遮断する（ここで遮断するとは完全に遮断するものだけでなく、実質的に遮断する場合も含む）閉鎖位置から、該閉鎖位置の一方の側に変位して第１位置となることにより駆動流体を該第１駆動室に供給するとともに第２駆動室を大気に連通することにより該往復動ロッドが該第１終点位置に向けて動き、該閉鎖位置の他方の側に変位して第２位置となることにより駆動流体を該第２駆動室に供給するとともに第１駆動室を大気に連通することにより該往復動ロッドが該第２終点位置に向けて動くようにするためのスプール、及び
該スプールの両端面が面する第１及び第２加圧室、
を備え、該往復動ロッドが該第１及び第２終点位置に達した時にそれぞれ該第２及び第１加圧室の圧力が放出されて、該第１及び第２加圧室の圧力差が生じ、それにより該スプールが該第１及び第２位置の間に変位されるようになされている駆動流体切換え弁装置と；
を有するダイアフラム式ポンプにおいて、該ダイアフラム式ポンプが稼働中に該スプールが該閉鎖位置で停止して該ダイアフラム式ポンプの稼働が停止したときに再始動するためのダイアフラム式ポンプ再始動装置であって、
流体圧力源と、
該流体圧力源及び該第１及び第２駆動室の一方の駆動室に連通され、該一方の駆動室のゲージ圧が正圧となったときに該流体源からの流体圧力を通す開放位置となる第１常閉弁と、
該第１常閉弁及び第１及び第２駆動室の他方の駆動室に連通され、該他方の駆動室のゲージ圧が正圧となったときに該第１常閉弁を通された該流体圧力を通す開放位置となる第２常閉弁と、
該第１及び第２加圧室の一方と該第２常閉弁とに連通された第３常閉弁であって、該第１及び第２常閉弁がともに開放位置となり、該流体源からの流体圧力が該第３常閉弁にかけられたときに解放されて該第１及び第２加圧室の該一方を大気に連通させる第３常閉弁と
を有するダイアフラム式ポンプ再始動装置を提供する。

このダイアフラム式ポンプ再始動装置では、単純な常閉弁を組み合わせた簡単な構造のためと考えられるが、上述した特許文献１及び２に開示されたものに比べて、停止したダイアフラムポンプをより確実に再始動させることができることが確認されている。

より具体的には、上記流体圧力源をダイアフラム式ポンプ再始動装置の該駆動流体源とすることができる。

本発明はまた、上述のダイアフラム式ポンプ再始動装置を備えるダイアフラム式ポンプを提供する。

以下、本発明に係るダイアフラムポンプ再始動装置及びそれを備えるダイアフラム式ポンプの実施形態を添付図面に基づき説明する。

図１は、駆動流体切換え弁装置が右側の終端位置にあり、右側の第２駆動室に駆動流体が供給されると共に左側の第１駆動室が大気へ連通され、右側の第２ダイアフラムが外側に膨れるように撓み、左側の第１ダイアフラムが内側に撓んでいる状態を示している断面図である。 図２は、ダイアフラムポンプの稼働中に、駆動流体切換え弁装置が左右中間位置の閉鎖位置となり、左右の第１及び第２駆動室のいずれにも駆動流体が供給されず、且つ、それら駆動室が大気から遮断された状態となり、ダイアフラムポンプが停止してしまった状態で本発明に係るダイアフラムポンプ再始動装置が作動始める状態となった状態を示している断面図である。

図示のように、本発明に係るダイアフラム式弁装置１０は、図で見て左右に往復動可能とされた往復動ロッド１２の左右両端に取り付けられた第１及び第２（図で見て左側及び右側）ダイアフラム１３、１４によって画定された第１（左側）駆動室１５及び第２（右側）駆動室１６を備えるダイアフラムポンプ１７と、第１及び第２駆動室１５、１６に図示しない駆動流体源（通常はエアポンプ）からの駆動流体（加圧空気）を交互に供給する駆動流体切換え弁１８とを有する。

ダイアフラムポンプ１７は、第１及び第２ダイアフラム１３、１４の外側にそれぞれ図示しないポンプ室を有しており、往復動ロッド１２の往復動に伴って生じる第１及び第２ダイアフラム１３、１４のたわみによってポンプ室の容積を増減し、流体を吸引排出するようになっている。

駆動流体切換え弁１８は、弁ハウジング２０内で往復動可能とされたスプール２２を有する。スプール２２は、図１に示す右側（第２）終端位置にあるときは、図中において矢印で示すように、駆動流体源からの駆動流体を第２駆動室１６に通すと共に第１駆動室１５を大気に通すようになっている。図示の例では、大気への連通路はダイアフラムポンプ１７の中央を通るようにされている。スプール２２は図１に示す右側（第２）終端位置から左方に動いて左側（第１）終端位置へ可動である。弁ハウジング２０は駆動流体を受け入れる入口２０ａ、第１及び第２駆動室へ駆動流体を吐出する吐出口２０ｂ及び大気に連通する排気口２０ｃを有しており、スプール２２が第２（右側）終端位置となった状態では、駆動流体を第２駆動室１６に通すと共に第１駆動室１５を大気に通し、スプール２２が第１（左側）終端位置となった状態では、駆動流体を第１駆動室１５に通すと共に第２駆動室１６を大気に通すようになっている。

駆動流体切換え弁１８は、スプール２２の第１端面（左側端面）が臨む第１加圧室２４と、スプールの第２端面（右側端面）が臨む第２加圧室２６とを有している。第１及び第２加圧室２４、２６はそれぞれダイアフラムポンプ内１７に設けられている第１（左側）サージタンク２８と第２サージタンク３０に連通されており、図１の状態になったときには第１（左側）ダイアフラム１３のセンタープレート３２が第１（左側）パイロットバルブ３４を押し込んで第１（左側）サージタンク２８及び第１加圧室２４の加圧空気が大気に連通されている第１（左側）駆動室１５に放出され、その時点では第２（右側）サージタンク３０の加圧空気を受けている第２加圧室２６よりも低圧になり、スプール２２が図１の第２位置（右側位置）から左方に変位する。スプール２２が第１位置（左側位置）に達すると上記と逆に第２加圧室２６が大気に連通され、スプール２２は第２位置（右側位置）に向かう。このようにしてスプールが第１及び第２位置の間に変位することにより第１及び第２駆動室１５、１６は駆動流体を交互に受けると共に交互に大気に連通されてダイアフラムポンプ１７の往復動ロッド１２が第１終端位置と第２終端位置の間で動いて、当該ダイアフラムポンプ１７は正常に稼働する。

図２は、駆動流体切換え弁１８のスプール２２が第１及び第２位置の中間の閉鎖位置となり、第１及び第２駆動室１５、１６への駆動流体の供給を阻止すると共にそれら駆動室１５、１６を大気から遮断した状態を示す。

この状態では、本発明に係るダイアフラムポンプ再始動装置３６が作動する。すなわち、ダイアフラム再始動装置３６は、上述の駆動流体源及び第２駆動室１６に連通され、第２駆動室１６のゲージ圧が所定の正圧となったときに解放されて駆動流体源からの流体圧力を通す第１常閉弁３８と、第１常閉弁３８及び第１駆動室１５に連通され、第１駆動室１５のゲージ圧が所定の正圧となったときに解放されて第１常閉弁３８を通された流体圧力を通す第２常閉弁４０と、第２加圧室２６と第２常閉弁４０とに連通され、第１及び第２常閉弁３８、４０が解放されて第１及び第２常閉弁３８、４０を通された流体圧力の作用を受けて解放されて第２加圧室２６を大気に連通させる第３常閉弁４２とを有する。

このダイアフラムポンプ再始動装置３６においては、ダイアフラムポンプ１７が正常に稼働しているときは、第１及び第２駆動室１４，１６の一方が大気圧若しくはそれに近い圧力とされており、第１及び第２常閉弁３８、４０の一方が閉止状態にあり、従って、駆動流体源の流体圧力が第３常閉弁４２にかけられることはないが、駆動流体切換え弁１８が閉鎖位置となりダイアフラムポンプ１７の稼働が停止しまった場合、第１及び第２駆動室１５，１６がともに大気より高い正圧になることを利用して、第３常閉弁４２を開放し第２加圧室２６を大気に通し、第１及び第２加圧室２５、２６の間に圧力差を生じさせ、スプール２２を第２（左側位置）に変位させることによりダイアフラムポンプ１７への駆動流体の供給を再開し、当該ダイアフラムポンプ１７の再始動を行わせるものである。

以上、本発明の一実施形態としてのダイアフラムポンプ再始動装置３６を説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、第１常閉弁は駆動流体供給源以外の他の加圧流体源に連通させるようにすることができる。また、第１常閉弁３８を第２駆動室１６ではなく第１駆動室１５に、第２常閉弁４０を第１駆動室１５ではなく第２駆動室１６に連通させるようにすることができる。更に、第３常閉弁４２は第２加圧室２６ではなく、第１加圧室２４に連通させることもできる。

ダイアフラム式弁装置１０
往復動ロッド１２
第１ダイアフラム１３
第２ダイアフラム１４
第１駆動室（図で見て左側の駆動室）１５
第２駆動室（右側の駆動室）１６
ダイアフラムポンプ１７
駆動流体切換え弁１８
弁ハウジン２０
スプール弁２２
第１加圧室２４
第２加圧室２６
第１（左側）サージタンク２８
第２サージタンク３０
センタープレート３２
第１（左側）パイロットバルブ３４
ダイアフラムポンプ再始動装置３６
第１常閉弁３８
第２常閉弁４０
第３常閉弁４２

Claims (3)

1. 第１及び第２終点位置の間で往復動可能とされた往復動ロッド、
   該往復動ロッドの両端に取り付けられた第１及び第２ダイアフラム、及び
   該第１及び第２ダイアフラムによってそれぞれ画定される第１及び第２駆動室、
   を備えるダイアフラムポンプと；
   駆動流体源と該ダイアフラムポンプとの間に接続された駆動流体切換え弁装置であって、
   駆動流体源からの駆動流体の該第１及び第２駆動室への供給を阻止すると共に該第１及び第２駆動室を大気から遮断する閉鎖位置から、該閉鎖位置の一方の側に変位して第１位置となることにより駆動流体を該第１駆動室に供給するとともに第２駆動室を大気に連通することにより該往復動ロッドが該第１終点位置に向けて動き、該閉鎖位置の他方の側に変位して第２位置となることにより駆動流体を該第２駆動室に供給するとともに第１駆動室を大気に連通することにより該往復動ロッドが該第２終点位置に向けて動くようにするためのスプール、及び
   該スプールの両端面が面する第１及び第２加圧室、
   を備え、該往復動ロッドが該第１及び第２終点位置に達した時にそれぞれ該第２及び第１加圧室の圧力が放出されて、該第１及び第２加圧室の圧力差が生じ、それにより該スプールが該第１及び第２位置の間に変位されるようになされている駆動流体切換え弁装置と；
   を有するダイアフラム式ポンプにおいて、該ダイアフラム式ポンプが稼働中に該スプールが該閉鎖位置で停止して該ダイアフラム式ポンプの稼働が停止したときに再始動するためのダイアフラム式ポンプ再始動装置であって、
   流体圧力源と、
   該流体圧力源及び該第１及び第２駆動室の一方の駆動室に連通され、該一方の駆動室のゲージ圧が正圧となったときに該流体源からの流体圧力を通す開放位置となる第１常閉弁と、
   該第１常閉弁及び第１及び第２駆動室の他方の駆動室に連通され、該他方の駆動室のゲージ圧が正圧となったときに該第１常閉弁を通された該流体圧力を通す開放位置となる第２常閉弁と、
   該第１及び第２加圧室の一方と該第２常閉弁とに連通された第３常閉弁であって、該第１及び第２常閉弁がともに開放位置となり、該流体源からの流体圧力が該第３常閉弁にかけられたときに解放されて該第１及び第２加圧室の該一方を大気に連通させる第３常閉弁と
   を有するダイアフラム式ポンプ再始動装置。
2. 流体圧力源をダイアフラム式ポンプ再始動装置の該駆動流体源とする請求項１に記載のダイアフラムポンプ再始動装置。
3. 請求項１又は２に記載のダイアフラム式ポンプ再始動装置を備えるダイアフラム式ポンプ。
   

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