JPH01142284A - ポンプのダイヤフラムの故障検出装置及びその検出方法 - Google Patents
ポンプのダイヤフラムの故障検出装置及びその検出方法Info
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- JPH01142284A JPH01142284A JP63238681A JP23868188A JPH01142284A JP H01142284 A JPH01142284 A JP H01142284A JP 63238681 A JP63238681 A JP 63238681A JP 23868188 A JP23868188 A JP 23868188A JP H01142284 A JPH01142284 A JP H01142284A
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Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
- F04B43/00—Machines, pumps, or pumping installations having flexible working members
- F04B43/0009—Special features
- F04B43/0081—Special features systems, control, safety measures
- F04B43/009—Special features systems, control, safety measures leakage control; pump systems with two flexible members; between the actuating element and the pumped fluid
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明はダイヤフラムを用いた純流体素子に関し、特に
ダイヤフラムポンプに於けるダイヤフラムの状態を監視
するための故障検出装置及びその検出方法に関する。
ダイヤフラムポンプに於けるダイヤフラムの状態を監視
するための故障検出装置及びその検出方法に関する。
ダイヤフラムポンプには可撓性のあるダイヤフラムの一
方の側に接している液体に作用するピストンが用いられ
る。ダイヤフラムの他方の側はポンプ室へ送り込まれた
液体と接している。ピストンの往復動によりダイヤフラ
ムが両側に交互にたわんでポンプ室内の液体に容積の変
化を伝達する。
方の側に接している液体に作用するピストンが用いられ
る。ダイヤフラムの他方の側はポンプ室へ送り込まれた
液体と接している。ピストンの往復動によりダイヤフラ
ムが両側に交互にたわんでポンプ室内の液体に容積の変
化を伝達する。
ピストンが後退すると、ポンプ室の容積が増加し圧力が
低下するのでピストンの変位量に等しい世の液体が注入
口の逆止弁を通ってポンプ室へ流入し、その間流出口の
逆止弁は閉じている。ピストンが前進すると、ポンプ室
内の圧力が上昇し注入口の逆止弁を閉じポンプ室内の液
体がピストンの変位量に等しい量だけ流出口の逆止弁を
通って排出される。
低下するのでピストンの変位量に等しい世の液体が注入
口の逆止弁を通ってポンプ室へ流入し、その間流出口の
逆止弁は閉じている。ピストンが前進すると、ポンプ室
内の圧力が上昇し注入口の逆止弁を閉じポンプ室内の液
体がピストンの変位量に等しい量だけ流出口の逆止弁を
通って排出される。
ダイヤフラムポンプのひとつの大きな利点は、殆んどの
ポンプ装置で必要とされる往復動または回転する液体シ
ールなしで流体動力を可撓性薄膜、即ちダイヤフラムを
介して伝達できることである。
ポンプ装置で必要とされる往復動または回転する液体シ
ールなしで流体動力を可撓性薄膜、即ちダイヤフラムを
介して伝達できることである。
従って、ダイヤフラムポンプは通常の動作状態では殆ん
ど漏洩がないので、化学的または生物学的に危険な液体
の移しかえ又は計量のための装置として好ましいもので
ある。同様にダイヤフラムポンプは外部貯蔵源から装置
内部へ漏れると汚染される恐れのある所要の純度を保た
なければならない液体を扱う装置としても好ましい。
ど漏洩がないので、化学的または生物学的に危険な液体
の移しかえ又は計量のための装置として好ましいもので
ある。同様にダイヤフラムポンプは外部貯蔵源から装置
内部へ漏れると汚染される恐れのある所要の純度を保た
なければならない液体を扱う装置としても好ましい。
ダイヤフラムの破損を検知する色々な方法が従来用いら
れている。これらの方法の中にはダイヤフラムを2枚の
ダイヤフラム半体で形成しその間を真空引きして用いる
ものがある。それらダイヤフラム半体間の圧力を監視し
ていて、そのどちらか一方が破れると半体間の真空が失
われるので破損したことが分る。
れている。これらの方法の中にはダイヤフラムを2枚の
ダイヤフラム半体で形成しその間を真空引きして用いる
ものがある。それらダイヤフラム半体間の圧力を監視し
ていて、そのどちらか一方が破れると半体間の真空が失
われるので破損したことが分る。
他の方法では間に液体を介在させて分離した2枚のダイ
ヤフラムを用い、更に一対の電極をその介在液中に浸し
ておく。一方のダイヤフラムが破れると、ポンプ室内の
液体が介在液中に混入し電II間の電気抵抗が変化する
のでそのダイヤフラムの破…が検出できる。他方のダイ
ヤフラムが破れた時にもポンプの作動液が混入し電極間
の電気抵抗が変化するので破損を検知できる。ダイヤフ
ラム上に絶縁して保持した導体とポンプ室内の液体との
間の電気抵抗の変化を検出してダイヤフラムの破損を検
知する方法が最近提案されている。この接地不良測定方
法はアメリカ特許筒4,569,634号に述べられて
いる。
ヤフラムを用い、更に一対の電極をその介在液中に浸し
ておく。一方のダイヤフラムが破れると、ポンプ室内の
液体が介在液中に混入し電II間の電気抵抗が変化する
のでそのダイヤフラムの破…が検出できる。他方のダイ
ヤフラムが破れた時にもポンプの作動液が混入し電極間
の電気抵抗が変化するので破損を検知できる。ダイヤフ
ラム上に絶縁して保持した導体とポンプ室内の液体との
間の電気抵抗の変化を検出してダイヤフラムの破損を検
知する方法が最近提案されている。この接地不良測定方
法はアメリカ特許筒4,569,634号に述べられて
いる。
従来ディスク装置の破損に限定されている他の方法がア
メリカ特許筒4,342,988号に述べられている。
メリカ特許筒4,342,988号に述べられている。
この特許では変形可能な測定対象に導電性ループを保持
し、ループを監視してその対象の状態を測定することを
述べている。導電性ループのあらゆる変化が変形可能な
測定対象の変化として検出される。
し、ループを監視してその対象の状態を測定することを
述べている。導電性ループのあらゆる変化が変形可能な
測定対象の変化として検出される。
本発明は、上述の各特許の内容を成る程度取りも故障検
出の確率が高くそれらと明確に異なる装置を提供するも
のである。この装置の有効寿命はダイヤフラムの寿命と
同じである。
出の確率が高くそれらと明確に異なる装置を提供するも
のである。この装置の有効寿命はダイヤフラムの寿命と
同じである。
本発明の目的はダイヤフラムポンプのダイヤフラムの故
障を迅速に検出することである。
障を迅速に検出することである。
本発明のより明確な目的はいずれもダイヤフラムの故障
を示す複数のモードでダイヤフラムの状態を検出するこ
とである。
を示す複数のモードでダイヤフラムの状態を検出するこ
とである。
本発明の更に他の目的はダイヤフラム上にそれと同じ有
効寿命を有する検出導体を設けることである。
効寿命を有する検出導体を設けることである。
本発明のこれら及び他の目的は、ダイヤフラムの表面の
略々全域に亘って設けられかつ隣接する液体から絶縁さ
れた連続した導電性の引回し線を有するダイヤフラム構
成により達成される。その連続する引回し線はダイヤフ
ラムの外周縁からその中心に向って延長されるのが好ま
しい。ダイヤフラムの故障を検出するために、引回し線
の連続性とその引回し線からポンプ室内の液体を通って
流れる接地不良電流の発生を監視する。
略々全域に亘って設けられかつ隣接する液体から絶縁さ
れた連続した導電性の引回し線を有するダイヤフラム構
成により達成される。その連続する引回し線はダイヤフ
ラムの外周縁からその中心に向って延長されるのが好ま
しい。ダイヤフラムの故障を検出するために、引回し線
の連続性とその引回し線からポンプ室内の液体を通って
流れる接地不良電流の発生を監視する。
本発明の好ましい実施例に於いては、導電性引回し線は
プリントによる引回し線として形成される。引回し線を
保持する基板はダイヤフラムの表面に接着される。引回
し線は複数の輻方向のスポークとして形成される。輻方
向のスポークは、ダイヤフラムの周辺から中心に向いな
がら複数回方向を転換する単一の導電性引回し線を形成
するように相互に接続された円周方向のセグメントを有
する。この形状によれば、引回し線の受ける歪のレベル
がグイヤフラム材自体が受ける歪のレベルよりも可成り
低くなる。引回し線の作用はバネの作用に似ており、そ
の幾何学的形状により大きな変形や長期に亘るたわみに
も故障することなく耐えることができる。引回し線の連
続性はダイヤフラムの寿命と同じかそれより長く維持さ
れ、ダイヤフラムが破損したときだけその連続性が失わ
れる。
プリントによる引回し線として形成される。引回し線を
保持する基板はダイヤフラムの表面に接着される。引回
し線は複数の輻方向のスポークとして形成される。輻方
向のスポークは、ダイヤフラムの周辺から中心に向いな
がら複数回方向を転換する単一の導電性引回し線を形成
するように相互に接続された円周方向のセグメントを有
する。この形状によれば、引回し線の受ける歪のレベル
がグイヤフラム材自体が受ける歪のレベルよりも可成り
低くなる。引回し線の作用はバネの作用に似ており、そ
の幾何学的形状により大きな変形や長期に亘るたわみに
も故障することなく耐えることができる。引回し線の連
続性はダイヤフラムの寿命と同じかそれより長く維持さ
れ、ダイヤフラムが破損したときだけその連続性が失わ
れる。
第1図は本発明による故障検出装置を備えているダイヤ
フラムを用いた従来のダイヤフラムポンプを示す。ダイ
ヤフラムポンプに精通している者ならば、両端が夫々流
入口18と流出口19に通じるポンプ室17を有するリ
エイジェントヘッド装置15に気付くであろう。流入口
18と流出口19は液体がポンプ室17内を一方向に流
れるようにするためのボール弁20と21を夫々有する
。
フラムを用いた従来のダイヤフラムポンプを示す。ダイ
ヤフラムポンプに精通している者ならば、両端が夫々流
入口18と流出口19に通じるポンプ室17を有するリ
エイジェントヘッド装置15に気付くであろう。流入口
18と流出口19は液体がポンプ室17内を一方向に流
れるようにするためのボール弁20と21を夫々有する
。
ポンプヘッド装置7はシリンダ孔6を有する。
リエイジェントヘッド16とデイシュプレート13の周
辺部の間でダイヤフラムが固定されている。
辺部の間でダイヤフラムが固定されている。
ダイヤフラム12とリエイジェントヘッド16及びデイ
シュプレート13の間に夫々一対の0リングシール9と
11が配されている。
シュプレート13の間に夫々一対の0リングシール9と
11が配されている。
リエイジエントヘッド16の皿状に弯曲した表面16a
に対向しているのがダイヤフラム12であり、第1図に
於けるポンプの構成ではダイヤフラムは等級が316の
ステンレス鋼などの金属で作られている。この金属製の
ダイヤフラムには、ダイヤフラムとは絶縁されていて更
に通常はポンプ室内の液体とは接触しないダイヤフラム
の側面に配置された一本の連続する引回し線が組込まれ
ている。
に対向しているのがダイヤフラム12であり、第1図に
於けるポンプの構成ではダイヤフラムは等級が316の
ステンレス鋼などの金属で作られている。この金属製の
ダイヤフラムには、ダイヤフラムとは絶縁されていて更
に通常はポンプ室内の液体とは接触しないダイヤフラム
の側面に配置された一本の連続する引回し線が組込まれ
ている。
第1図のダイヤフラムポンプは、ダイヤフラム12の他
の側に0リングシール11を有し、これによりダイヤフ
ラムが弯曲したデイシュプレート13でシールされる。
の側に0リングシール11を有し、これによりダイヤフ
ラムが弯曲したデイシュプレート13でシールされる。
デイシュプレート13はポンプヘッド装置7の取外し自
在の部品である。もうひとつ別の0リングシール8によ
り取外し自在のデイシュプレート13がポンプヘッド装
置でシールされる。
在の部品である。もうひとつ別の0リングシール8によ
り取外し自在のデイシュプレート13がポンプヘッド装
置でシールされる。
図示の往復ピストン10は液圧媒体をデイシュプレート
の開口13aを介して押出し、それによりポンプ室17
を加圧する方向にダイヤフラム12がたわむ。デイシュ
プレート13の弯曲面は略々凹形である。リエイジェン
トヘッド装置の皿状の表面16aも同様に凹形に弯曲し
ている。弯曲面16aとデイシュプレート13はダイヤ
フラムが過度に変位して破れたり裂けたりするのを防い
でいる。
の開口13aを介して押出し、それによりポンプ室17
を加圧する方向にダイヤフラム12がたわむ。デイシュ
プレート13の弯曲面は略々凹形である。リエイジェン
トヘッド装置の皿状の表面16aも同様に凹形に弯曲し
ている。弯曲面16aとデイシュプレート13はダイヤ
フラムが過度に変位して破れたり裂けたりするのを防い
でいる。
このポンプの動作をまずシリンダ室6内で直線的に駆動
される往復ピストン10から簡単に説明する。ピストン
により作動液がみぞ13aを通してダイヤフラム12に
押付けられる。その結果ダイヤフラム12がたわんでみ
ぞ16aを通じてポンプ室17内の液体に容積変化が伝
達されて、液体がポンプ室内から排出弁21を通って押
出され、一方弁20は閉じる。ピストンlOが後退する
と、ポンプ室17の容積が増え圧力が低下するので、排
出弁21が閉じ、一方ピストン10の変位に等しい量の
液体20がポンプ室17内に流入する。
される往復ピストン10から簡単に説明する。ピストン
により作動液がみぞ13aを通してダイヤフラム12に
押付けられる。その結果ダイヤフラム12がたわんでみ
ぞ16aを通じてポンプ室17内の液体に容積変化が伝
達されて、液体がポンプ室内から排出弁21を通って押
出され、一方弁20は閉じる。ピストンlOが後退する
と、ポンプ室17の容積が増え圧力が低下するので、排
出弁21が閉じ、一方ピストン10の変位に等しい量の
液体20がポンプ室17内に流入する。
導管継手22により、ダイヤフラム12上に保持されて
いる連続引回し線に接続する一対の導体28が保護され
ている。導体28は導管継手22から導出され外装ケー
ブル24を通って故障検出回路34に接続される。ダイ
ヤフラムが破れたり裂けたりすると、故障検出回路は警
報器35に駆動信号を送る。警報器35はダイヤフラム
の故障の発生または故障が差迫っていることを示す音響
あるいは視覚警報を発するものでよい。また、駆動信号
を用いてポンプの動作を停止することもできる。
いる連続引回し線に接続する一対の導体28が保護され
ている。導体28は導管継手22から導出され外装ケー
ブル24を通って故障検出回路34に接続される。ダイ
ヤフラムが破れたり裂けたりすると、故障検出回路は警
報器35に駆動信号を送る。警報器35はダイヤフラム
の故障の発生または故障が差迫っていることを示す音響
あるいは視覚警報を発するものでよい。また、駆動信号
を用いてポンプの動作を停止することもできる。
第1図に示す金属製のダイヤフラム12は第2図及び第
3図に示す形状にすることができる。第2図及び第3図
に於いては、ダイヤフラム12とは絶縁されている一本
の連続する引回し線29が作動液と接するダイヤフラム
の面上に支持されており、ダイヤフラムは第4図の断面
図に詳細に示すように絶縁層45及び48を有する。第
2図ではその単一引回し線29は二重螺旋の形で示され
ている。二重螺旋の、中心はダイヤフラムの中心と一致
し、各螺旋の二つの端部は中心でつながっている。二重
の引回し線はダイヤフラムの略々全表面−杯になるまで
螺旋状に巻装される。引回し線29の間隔は故障検出分
解能を高めるには狭い方が望ましいが、現在の可撓性プ
リント回路の製造に於ける経済的な意味合いと技術水準
から約0.015インチ(15ミリ)に選んでいる。
3図に示す形状にすることができる。第2図及び第3図
に於いては、ダイヤフラム12とは絶縁されている一本
の連続する引回し線29が作動液と接するダイヤフラム
の面上に支持されており、ダイヤフラムは第4図の断面
図に詳細に示すように絶縁層45及び48を有する。第
2図ではその単一引回し線29は二重螺旋の形で示され
ている。二重螺旋の、中心はダイヤフラムの中心と一致
し、各螺旋の二つの端部は中心でつながっている。二重
の引回し線はダイヤフラムの略々全表面−杯になるまで
螺旋状に巻装される。引回し線29の間隔は故障検出分
解能を高めるには狭い方が望ましいが、現在の可撓性プ
リント回路の製造に於ける経済的な意味合いと技術水準
から約0.015インチ(15ミリ)に選んでいる。
ダイヤフラムから延長しているタブ14は螺旋状の引回
し線29の導出リード線30及び31を支持し、更に穴
39内で継手22を支持している。
し線29の導出リード線30及び31を支持し、更に穴
39内で継手22を支持している。
螺旋状の引回し&1129を支持している絶縁基板は巨
大37と38が穴39上で支持されるように符号32で
示すようにくびれでいる。導出リード線30及び31に
接続された巨大37と38は第1図の導体28が挿入さ
れそれに半田付けするか或いは電気的に接続する。
大37と38が穴39上で支持されるように符号32で
示すようにくびれでいる。導出リード線30及び31に
接続された巨大37と38は第1図の導体28が挿入さ
れそれに半田付けするか或いは電気的に接続する。
第3図は連続する故障検出引回し線を有するダイヤフラ
ムの改良したものを示す。第2図のダイヤフラムも色々
な条件の下でを効に作用するが、第3図のダイヤフラム
によればその動作により引回し線の受ける歪のレベルが
低下することが判明している。引回し線29は、ダイヤ
フラムの中心に近ずくにつれて小さくなる複数24箇の
輻方向セグメント或いはスポークから成る一本の連続す
る引回し線である。各輻方向セグメントは除々に小さく
なる複数の円周方向に延長するセグメントから成り、各
円周方向セグメントの端部は隣接するセグメントに接続
される。輻方向セグメントは両端が互いに接続されてダ
イヤフラムI2の周辺から中心に向って延長しながら方
向が交互に変る連続引回し線を形成する。符号41.4
2及び43で示す三つの輻方向セグメントは夫々隣接す
る輻方向セグメントに接続された一番外側の円周方向セ
グメントから始まる。全体として符号40で示した個々
の円周方向セグメントは除々に短くなって各輻方向セグ
メント毎に先細になってゆく。各輻方向セグメントの端
部は、ダイヤフラム12の表面の略々全域に亘って一本
の連続する引回し線が形成されるように隣接する輻方向
セグメントに接続される。
ムの改良したものを示す。第2図のダイヤフラムも色々
な条件の下でを効に作用するが、第3図のダイヤフラム
によればその動作により引回し線の受ける歪のレベルが
低下することが判明している。引回し線29は、ダイヤ
フラムの中心に近ずくにつれて小さくなる複数24箇の
輻方向セグメント或いはスポークから成る一本の連続す
る引回し線である。各輻方向セグメントは除々に小さく
なる複数の円周方向に延長するセグメントから成り、各
円周方向セグメントの端部は隣接するセグメントに接続
される。輻方向セグメントは両端が互いに接続されてダ
イヤフラムI2の周辺から中心に向って延長しながら方
向が交互に変る連続引回し線を形成する。符号41.4
2及び43で示す三つの輻方向セグメントは夫々隣接す
る輻方向セグメントに接続された一番外側の円周方向セ
グメントから始まる。全体として符号40で示した個々
の円周方向セグメントは除々に短くなって各輻方向セグ
メント毎に先細になってゆく。各輻方向セグメントの端
部は、ダイヤフラム12の表面の略々全域に亘って一本
の連続する引回し線が形成されるように隣接する輻方向
セグメントに接続される。
第3図の実施例は、多数の円周方向セグメントをダイヤ
フラム12上に配し、かつ各セグメントにより形成され
た一本の引回し線が頻繁に方向転換を繰返してダイヤフ
ラムのたわみによる導線の疲労を和らげるようにセグメ
ントを接続する原理を逸脱することなく変形することが
できる。斯くして、第3図に示すように一本の連続する
引回し線を設けることにより、その引回し線の寿命を少
くとも金属製ダイヤフラム12のそれと同じにすること
ができる。
フラム12上に配し、かつ各セグメントにより形成され
た一本の引回し線が頻繁に方向転換を繰返してダイヤフ
ラムのたわみによる導線の疲労を和らげるようにセグメ
ントを接続する原理を逸脱することなく変形することが
できる。斯くして、第3図に示すように一本の連続する
引回し線を設けることにより、その引回し線の寿命を少
くとも金属製ダイヤフラム12のそれと同じにすること
ができる。
第4図は、第3図の構成に適用し得る第2図に示す金属
製ダイヤフラム12の断面図を示す。第4図では金属製
ダイヤフラム12は線47に沿って基板46に接着され
ている。絶縁基板46は、業界でカプトン(KAPTO
N)と呼ばれている周知のデュポン社製ポリイミドフィ
ルムでよく、それに金属箔を接着したものである。金属
箔に光化学エンチングを施して所要の導電性引回し線2
9を形成する。導電性引回し線29を更にポリイミドフ
ィルムなどの接着[45及び48で覆ってダイヤフラム
の引回し線29が形成されている側の表面と必然的に接
触する作動液とその引回し線とを絶縁する。層45と4
8は夫々約2ミリ及び5ミリの厚さを有し、線44に沿
ってB段階の改良された接着剤ではり合わされ、更に線
49に沿って引回し線29にも接着されており、引回し
線は厚さ2ミリの基板46上で3ミリの厚さを有する。
製ダイヤフラム12の断面図を示す。第4図では金属製
ダイヤフラム12は線47に沿って基板46に接着され
ている。絶縁基板46は、業界でカプトン(KAPTO
N)と呼ばれている周知のデュポン社製ポリイミドフィ
ルムでよく、それに金属箔を接着したものである。金属
箔に光化学エンチングを施して所要の導電性引回し線2
9を形成する。導電性引回し線29を更にポリイミドフ
ィルムなどの接着[45及び48で覆ってダイヤフラム
の引回し線29が形成されている側の表面と必然的に接
触する作動液とその引回し線とを絶縁する。層45と4
8は夫々約2ミリ及び5ミリの厚さを有し、線44に沿
ってB段階の改良された接着剤ではり合わされ、更に線
49に沿って引回し線29にも接着されており、引回し
線は厚さ2ミリの基板46上で3ミリの厚さを有する。
ダイヤフラム12と基板46も同様に上述と同じ接着剤
で線47に沿ってはり合わされている。
で線47に沿ってはり合わされている。
第2図及び第3図の実施例の連続引回し線はダイヤフラ
ムの故障検出を二つの別々のモードで行うものである。
ムの故障検出を二つの別々のモードで行うものである。
第5図に二つの異なるモードでダイヤフラムの故障を検
出する回路34を示す。第5図では連続引回し線29は
抵抗素子として示されている。リード線28に接続され
ている導体リード線30及び31は夫々一端が第1及び
第2抵抗50及び51に接続されている。抵抗50及び
51はVCCと標準接地記号で示されている直流電圧源
の両端に接続される。直流電圧源から抵抗50、連続引
回し線29及び抵抗51へと小さいが測定可能な電流が
流れる。
出する回路34を示す。第5図では連続引回し線29は
抵抗素子として示されている。リード線28に接続され
ている導体リード線30及び31は夫々一端が第1及び
第2抵抗50及び51に接続されている。抵抗50及び
51はVCCと標準接地記号で示されている直流電圧源
の両端に接続される。直流電圧源から抵抗50、連続引
回し線29及び抵抗51へと小さいが測定可能な電流が
流れる。
第5図の回路ではダイヤフラムの二つのタイプの故障を
検出する。第1は導電性引回し線29の切断である。こ
の引回し線の切断を検出するために第1上限コンパレー
タ54が設けられている。
検出する。第1は導電性引回し線29の切断である。こ
の引回し線の切断を検出するために第1上限コンパレー
タ54が設けられている。
コンパレータ54は抵抗回路N452により設定される
基準閾値電圧を有している。もしダイヤフラムの故障が
差し迫って引出し線29が切断したとすると、電圧コン
パレータ54の反転入力の電位が著しく上界しオーブン
信号を発生する。
基準閾値電圧を有している。もしダイヤフラムの故障が
差し迫って引出し線29が切断したとすると、電圧コン
パレータ54の反転入力の電位が著しく上界しオーブン
信号を発生する。
或いは、差し迫ったダイヤフラムの故障は、絶縁不良の
ために導線29がポンプ液、ポンプヘッド15又はダイ
ヤフラムポンプの他の構成要素と電気的に接続されたと
きに生じる接地電流で検知することができる。この接地
事故電流により電位vlが低下し電圧コンパレータ55
が接地事故を検出する。コンパレータ55に与えられる
基準電圧は抵抗回路網53によるもので、引出し線29
の接地事故の発生を示すレベルに設定されている。
ために導線29がポンプ液、ポンプヘッド15又はダイ
ヤフラムポンプの他の構成要素と電気的に接続されたと
きに生じる接地電流で検知することができる。この接地
事故電流により電位vlが低下し電圧コンパレータ55
が接地事故を検出する。コンパレータ55に与えられる
基準電圧は抵抗回路網53によるもので、引出し線29
の接地事故の発生を示すレベルに設定されている。
強酸性または塩基性などの導電性のポンプ液を扱うとき
には引出し線の切断の検出ができない場合がある。勿論
、接地事故検出モードではこのようなポンプ液を怒知し
て迅速に他の故障検出モードに切換えられる。この故障
検出方法はダイヤフラムが完全に破れてしまう以前の初
期の段階で故障を発見するのに特に効果がある。
には引出し線の切断の検出ができない場合がある。勿論
、接地事故検出モードではこのようなポンプ液を怒知し
て迅速に他の故障検出モードに切換えられる。この故障
検出方法はダイヤフラムが完全に破れてしまう以前の初
期の段階で故障を発見するのに特に効果がある。
ダイヤフラムの故障を示す各状態はORゲート56に与
えられて音響または視覚警報器を作動する論理信号を発
生する。
えられて音響または視覚警報器を作動する論理信号を発
生する。
第5図には図示していないが、ORゲート56の各入力
をモニターすることができ、ORゲート56の各入力が
示す色々な故障状態を利用してそれに応じた正しい対策
を指示できる。
をモニターすることができ、ORゲート56の各入力が
示す色々な故障状態を利用してそれに応じた正しい対策
を指示できる。
導電性を有する液体を扱っている場合の前述のダイヤフ
ラムの故障検出方法によれば、複数の検出モードを使用
することにより信頼性を高めることができるのは明らか
である。更に、この方法によれば、ダイヤフラムの故障
が差し迫って引回し線が切断されないまでもそれが導電
性の液体に接触した場合に応答時間を短縮できる。また
、第3図に示す効果的な引回し線形状及びそれの自明の
変形を用いることによりダイヤフラムの引回し線29は
ダイヤフラム自体よりも早く切断などの故障を起すよう
な過大な歪を受けることがなくなる。
ラムの故障検出方法によれば、複数の検出モードを使用
することにより信頼性を高めることができるのは明らか
である。更に、この方法によれば、ダイヤフラムの故障
が差し迫って引回し線が切断されないまでもそれが導電
性の液体に接触した場合に応答時間を短縮できる。また
、第3図に示す効果的な引回し線形状及びそれの自明の
変形を用いることによりダイヤフラムの引回し線29は
ダイヤフラム自体よりも早く切断などの故障を起すよう
な過大な歪を受けることがなくなる。
従来の装置に較べて大きな利点をもたらす本発明の二つ
の顕著な特徴は、ダイヤフラムの両側に接する液体の特
性(特に粘度と導電性)の影Cを受けないことと、相隣
る導線の間隔により故障検出分解能が決まる、即ち、発
生しても検出されないダイヤフラムの破損の限度が決ま
ることである。
の顕著な特徴は、ダイヤフラムの両側に接する液体の特
性(特に粘度と導電性)の影Cを受けないことと、相隣
る導線の間隔により故障検出分解能が決まる、即ち、発
生しても検出されないダイヤフラムの破損の限度が決ま
ることである。
金属製ダイヤフラムについての上述の説明は非金属製ダ
イヤフラムについても当てはまることは勿論である。第
6図に示すPTFE (polytetrafluor
6−ethyleneポリテトラフロロエチレン)や他
の周知のダイヤフラム材料で作ったプラスチックのダイ
ヤフラムにも第2図及び第3図に示したような引出し線
を埋込むことができる。導線は耐食性があり、ダイヤフ
ラムのたわみによる疲労に対し強い耐抗力を有する厚さ
が3ミリのステンレス鋼製の導線29である。厚さが3
〜5ミリの基板58はエンチングにより所要の形状とさ
れたステンレス鋼導線を支持する。導線材料を基板に接
着するのにいくつか周知の工業的方法のいずれを用いて
もよい。基板材料は、FEPと総称されるフッ化エチレ
ンプロピレン又は一般にPFAと呼ばれるパーフロロア
ルキオキシテトラフロロエチレンの如き熱可塑性のフッ
化炭素でよい。
イヤフラムについても当てはまることは勿論である。第
6図に示すPTFE (polytetrafluor
6−ethyleneポリテトラフロロエチレン)や他
の周知のダイヤフラム材料で作ったプラスチックのダイ
ヤフラムにも第2図及び第3図に示したような引出し線
を埋込むことができる。導線は耐食性があり、ダイヤフ
ラムのたわみによる疲労に対し強い耐抗力を有する厚さ
が3ミリのステンレス鋼製の導線29である。厚さが3
〜5ミリの基板58はエンチングにより所要の形状とさ
れたステンレス鋼導線を支持する。導線材料を基板に接
着するのにいくつか周知の工業的方法のいずれを用いて
もよい。基板材料は、FEPと総称されるフッ化エチレ
ンプロピレン又は一般にPFAと呼ばれるパーフロロア
ルキオキシテトラフロロエチレンの如き熱可塑性のフッ
化炭素でよい。
エンチングを施した導線とそれを保持する基板とをPT
FE (ポリテトラフロロエチレン)の如きダイヤフラ
ム材料層60及び61の間に挟んで加熱及び加圧して第
6図に示すように接合して積層構造を形成する。 PT
FI!は熱可塑性材ではないが、その焼結構造が破壊さ
れる温度以下ではFEP及びPFAと有効に表面が接着
する。
FE (ポリテトラフロロエチレン)の如きダイヤフラ
ム材料層60及び61の間に挟んで加熱及び加圧して第
6図に示すように接合して積層構造を形成する。 PT
FI!は熱可塑性材ではないが、その焼結構造が破壊さ
れる温度以下ではFEP及びPFAと有効に表面が接着
する。
更に他の通常の工業的方法で非金属製ダイヤフラムの導
電性引回し線を得ることができる。例えば、引回し線を
単独でケミカルミリングと呼ばれる方法を用いて光化学
的にエツチングすることができる。これによって得た引
回し線をI’TFE層の間に置きその引回し線の下及び
/又は上に膜あるいは粉末の形で設けた熱可塑性のPF
A又はFIEP層により接着合体すればよい。これらが
一体に構成されるよう十分に加熱し加圧する。
電性引回し線を得ることができる。例えば、引回し線を
単独でケミカルミリングと呼ばれる方法を用いて光化学
的にエツチングすることができる。これによって得た引
回し線をI’TFE層の間に置きその引回し線の下及び
/又は上に膜あるいは粉末の形で設けた熱可塑性のPF
A又はFIEP層により接着合体すればよい。これらが
一体に構成されるよう十分に加熱し加圧する。
或いはまた、引回し線を前述と同様の熱可塑性材層間に
加熱及び加圧により融着して引回し線全体を包みこんだ
簡単な均質のマトリックスを形成してもよい。
加熱及び加圧により融着して引回し線全体を包みこんだ
簡単な均質のマトリックスを形成してもよい。
本明細書で使っているようにダイヤフラムとゆう言葉は
口板状のもの又は始めは平坦な表面を有するものに限定
されることなく、ダイヤフラムの機能を果すのに適した
形状のものすべてを意味するものである。
口板状のもの又は始めは平坦な表面を有するものに限定
されることなく、ダイヤフラムの機能を果すのに適した
形状のものすべてを意味するものである。
第7図に本発明を実施したプラスチック製ダイヤフラム
の実用例を示す。第7図では第1図に示すような普通の
ダイヤフラムポンプを示すが、プラスチック製ダイヤフ
ラムを使用するように変更が加えられている。
の実用例を示す。第7図では第1図に示すような普通の
ダイヤフラムポンプを示すが、プラスチック製ダイヤフ
ラムを使用するように変更が加えられている。
ダイヤフラム65は第6図に示すように内部構造を有す
る。また、フランジ66がダイヤフラム上に設けられて
リエイジェントヘッド16のダイヤフラム側の面の溝に
嵌め込まれている。フランジ66は、0リングシールと
同様にポンプ液が漏れないようにリエイジェントヘッド
16をシールすると同時にリエイジェントヘッド16と
デイシュプレート13の間からダイヤフラム65が抜は
落ちるのを防ぐのに便利である。
る。また、フランジ66がダイヤフラム上に設けられて
リエイジェントヘッド16のダイヤフラム側の面の溝に
嵌め込まれている。フランジ66は、0リングシールと
同様にポンプ液が漏れないようにリエイジェントヘッド
16をシールすると同時にリエイジェントヘッド16と
デイシュプレート13の間からダイヤフラム65が抜は
落ちるのを防ぐのに便利である。
更に、ダイヤフラム65の周辺からタブ69が延長して
いて螺旋状の引回し線の端部を支持している。
いて螺旋状の引回し線の端部を支持している。
バルクヘッドコネクタ22がポンプ室か4離れた位置で
リエイジェント16に螺着している。このバルクヘッド
コネクタ22は外装ケーブル24を支持し導体28をタ
ブ69に導き引回し線と接続させる。
リエイジェント16に螺着している。このバルクヘッド
コネクタ22は外装ケーブル24を支持し導体28をタ
ブ69に導き引回し線と接続させる。
第8図にプラスチックダイヤフラムの一部を詳細に示す
が、ここではフランジ66はダイヤフラムの[60と一
体になっている。所要の引回し線を保持する基板58は
前述の方法によりダイヤフラム材料層60と61の間に
挟持されている。導体28を支持するプラスチックのス
リーブ70がダイヤフラム材料N60に溶着され、導体
28の裸線端部が引回し線の各端部を保持する基板58
中の二つの口火に半田付けされている。プラスチックス
リーブ70はダイヤフラム材料層60と気密シールを形
成している。スリーブ70のダイヤフラムへの溶着と導
体28の口火37及び38への接続はN61を所定の位
置に接着あるいは溶着する前に行われる。
が、ここではフランジ66はダイヤフラムの[60と一
体になっている。所要の引回し線を保持する基板58は
前述の方法によりダイヤフラム材料層60と61の間に
挟持されている。導体28を支持するプラスチックのス
リーブ70がダイヤフラム材料N60に溶着され、導体
28の裸線端部が引回し線の各端部を保持する基板58
中の二つの口火に半田付けされている。プラスチックス
リーブ70はダイヤフラム材料層60と気密シールを形
成している。スリーブ70のダイヤフラムへの溶着と導
体28の口火37及び38への接続はN61を所定の位
置に接着あるいは溶着する前に行われる。
第9図に示すように、基板58は引回し線の端部30及
び31を保持する延長部を有する。二つの口火37及び
38に導体28を嵌め込むことができる。
び31を保持する延長部を有する。二つの口火37及び
38に導体28を嵌め込むことができる。
従って、上述の本発明は第1図乃至第5図の実施例に於
ける金属ダイヤフラムばかりでなくプラスチックダイヤ
フラムにも適用できるものである。
ける金属ダイヤフラムばかりでなくプラスチックダイヤ
フラムにも適用できるものである。
第3図の変形螺旋状の引回し線につき述べたことも勿論
金属ダイヤフラムとともにプラスチックダイヤフラムに
も当てはまるものである。
金属ダイヤフラムとともにプラスチックダイヤフラムに
も当てはまるものである。
以上、好ましい実施例につき本発明を説明したが、更に
他の実施例は本願の特許請求の範囲のより明確な定義か
ら当業者には明らかとなるであろう。
他の実施例は本願の特許請求の範囲のより明確な定義か
ら当業者には明らかとなるであろう。
第1図は本発明の装置を組み込んだ代表的なダイヤフラ
ムポンプの主要断面図、第2図はダイヤフラムの故障を
検知するためのダイヤフラム検知引回し線の一実施例を
示す平面図、第3図は歪と疲労に強いダイヤフラム検知
引回し線の好ましい実施例を示す平面図、第4図は各検
知引回し線を有するダイヤフラムの横断面図、第5図は
ダイヤフラムの故障状態を検出する回路図、第6図は検
知引回し線を有するプラスチング又はエラストマー製の
ダイヤフラムの横断面図、第7図は本発明による非金属
材のダイヤフラムを組み込んだダイヤフラムポンプの断
面図、第8図は第7図のポンプを使用する非金属ダイヤ
フラムを示す断面図、第9図は引回し線の導線28・\
の接続を示す部分拡大図である。 10:ピストン、12:ダイヤフラム、28:導体、2
9:引回し線、34:故障検出回路、35:警報器。 特許出廓人 パルサフィーダー インコーホレイテッド
ムポンプの主要断面図、第2図はダイヤフラムの故障を
検知するためのダイヤフラム検知引回し線の一実施例を
示す平面図、第3図は歪と疲労に強いダイヤフラム検知
引回し線の好ましい実施例を示す平面図、第4図は各検
知引回し線を有するダイヤフラムの横断面図、第5図は
ダイヤフラムの故障状態を検出する回路図、第6図は検
知引回し線を有するプラスチング又はエラストマー製の
ダイヤフラムの横断面図、第7図は本発明による非金属
材のダイヤフラムを組み込んだダイヤフラムポンプの断
面図、第8図は第7図のポンプを使用する非金属ダイヤ
フラムを示す断面図、第9図は引回し線の導線28・\
の接続を示す部分拡大図である。 10:ピストン、12:ダイヤフラム、28:導体、2
9:引回し線、34:故障検出回路、35:警報器。 特許出廓人 パルサフィーダー インコーホレイテッド
Claims (15)
- (1)ダイヤフラムとポンプ作動媒体とから絶縁されて
ダイヤフラム上にその表面の略々全域に亘って保持され
た一本の連続する引回し線と、前記引回し線に接続され
てその連続性と前記引回し線及び前記ポンプ作動媒体間
の接地事故状態とを監視し、前記引回し線の電気的連続
性が失われるか又は前記ポンプ作動媒体が前記連続引回
し線に接触したときそれをダイヤフラムの故障として検
出するようにした電気回路手段と、及び前記回路手段に
接続されて前記ダイヤフラムの故障を知らせる警報器、 とから成るポンプのダイヤフラムの故障検出装置。 - (2)前記連続引回し線は前記ダイヤフラムの外縁から
中心に延長する複数の輻方向スポークの形で配置され、
各スポークは隣接する輻方向スポークに接続されて一本
の連続する引回し線を形成するようにした請求項1記載
のポンプのダイヤフラムの故障検出装置。 - (3)前記輻方向スポークは前記ダイヤフラムの中心に
近ずくにつれて小さくなると同時に方向転換を繰返しそ
の機械的強度を高め破損し難くなっている複数の円周方
向セグメントから成る請求項2記載のポンプのダイヤフ
ラムの故障検出装置。 - (4)前記一本の連続引回し線はプリント回路基板に形
成された導電性の線で、前記基板は前記ダイヤフラムに
接着され、前記導電性の線はその上に形成された絶縁膜
を含む請求項2記載のポンプのダイヤフラムの故障検出
装置。 - (5)前記連続引回し線は前記ダイヤフラムの表面を横
切りながら方向転換を繰返して前記ダイヤフラムがたわ
む時にそれによって受ける歪を小さくするようにした請
求項1記載のポンプのダイヤフラムの故障検出装置。 - (6)前記ダイヤフラムは積層構造を形成する第1及び
第2のダイヤフラム半体間で基板上に配された連続する
金属製の引回し線を含む請求項1記載のポンプのダイヤ
フラムの故障検出装置。 - (7)前記ダイヤフラムはステンレス鋼のもので、前記
一本の連続引回し線は前記ステンレス鋼のダイヤフラム
に接着された基板上に保持される請求項1記載のポンプ
のダイヤフラムの故障検出装置。 - (8)前記連続引回し線上にそれを前記ポンプ作動媒体
から絶縁するため被膜を施した請求項7記載のポンプの
ダイヤフラムの故障検出装置。 - (9)前記引回し線がそれを前記ダイヤフラムの一方の
側に接する液体から絶縁する二つのプラスチック製ダイ
ヤフラム半体の間で基板上に配された請求項1記載のポ
ンプのダイヤフラムの故障検出装置。 - (10)前記ダイヤフラム半体の一方がそれと一体に形
成された環状フランジを含む請求項9記載のポンプのダ
イヤフラムの故障検出装置。 - (11)ポンプのダイヤフラムの故障を検出する装置で
、ポンプ作動媒体から絶縁されて前記ダイヤフラム上に
その表面の略々全域を横切って配置された一本の連続す
る引回し線と、 前記連続引回し線の一端及び他端に夫々第1及び第2の
抵抗素子を介して接続されて前記引目し線に電流を供給
する電圧源と、 前記引回し線端部の一方の電位を第1及び第2の閾値レ
ベルと比較するように接続され、前記引回し線が断線す
るか前記ポンプ作動媒体が前記引回し線に接触するとそ
れを故障として検出するウィンドウコンパレータと、及
び 前記コンパレータに接続されて前記の検出された故障を
報知する故障報知手段、 とから成るポンプのダイヤフラムの故障検出装置。 - (12)前記引回し線は前記ダイヤフラムの中心を始点
とする二重螺旋の形で設けられている請求項11記載の
ポンプのダイヤフラムの故障検出装置。 - (13)二つの液体媒体間のダイヤフラムの故障を検出
する方法で、 前記ダイヤフラムの表面の大部分に亘って連続した引回
し線を配し、 前記引回し線の連続性を測定し、 前記引回し線と前記液体媒体の一方との間に流れる電流
を測定し、 前記引回し線の前記連続性が変わるか又は前記引回し線
と前記液体媒体との間に流れる電流が変化するとそれを
故障として報知する、 ことから成るポンプのダイヤフラムの故障検出方法。 - (14)前記引回し線を絶縁するために前記ダイヤフラ
ムの二つの半体間に前記引回し線を配し、前記二つのダ
イヤフラム半体と前記引回し線とも融着して単一のダイ
ヤフラム構造を形成することを含む請求項13記載のポ
ンプのダイヤフラムの故障検出方法。 - (15)前記引回し線は前記ダイヤフラムに固着された
基板上でエッチングされる請求項13記載のポンプのダ
イヤフラムの故障検出方法。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US07/119,934 US4781535A (en) | 1987-11-13 | 1987-11-13 | Apparatus and method for sensing diaphragm failures in reciprocating pumps |
US119,934 | 1987-11-13 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH01142284A true JPH01142284A (ja) | 1989-06-05 |
Family
ID=22387275
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP63238681A Pending JPH01142284A (ja) | 1987-11-13 | 1988-09-21 | ポンプのダイヤフラムの故障検出装置及びその検出方法 |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US4781535A (ja) |
EP (1) | EP0320091B1 (ja) |
JP (1) | JPH01142284A (ja) |
DE (1) | DE3871097D1 (ja) |
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KR100842002B1 (ko) * | 2007-03-20 | 2008-06-27 | 울산대학교 산학협력단 | 극 직교 이방성 섬유강화 원판의 제조방법 |
JP2014047624A (ja) * | 2012-08-29 | 2014-03-17 | Kishu Giken Kogyo Kk | ダイアフラムポンプおよびインクジェットプリンタ |
WO2014196313A1 (ja) * | 2013-06-04 | 2014-12-11 | 株式会社フジキン | ダイヤフラム弁 |
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