JPH0247331Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は、エラストマーのような弾性材料から
成り部分的に可動の弁板と、該弁板のための保持
部材とを有し発生差圧のみによつて制御される弁
であつて、前記弁板に閉鎖部分が設けられてお
り、該閉鎖部分がその不作用位置において弁シー
ル面と協働しかつ撓み部分を介して前記弁板の他
部分と一体に結合されている形式のものに関す
る。

真空ポンプ及び圧力ポンプ用の弁、しかも外的
駆動手段なしに単に発生差圧のみによつて制御さ
れる弁は、かなり以前からすでに種々異なる構成
で公知になつているが、これらの公知の弁は未だ
に著しい欠点を有している。

例えばダイヤフラムポンプにおいては、実質的
に弁シール面と協働する金属製の板ばねから成る
リード弁が公知である。該リード弁は、所要周波
数で弁リードを閉じさせるために、該弁リードが
すでに不作用位置においても弁ポートに接触して
いるように、弁リードには予圧（以下、これをプ
レロードと呼ぶ）がかけられていなければならな
い。このことは取りも直さず、開弁前に搬送媒体
中に過圧が存在していなければならないことを意
味している。

このことは特に真空ポンプにおいて不利であ
る。即ち、真空ポンプでは、搬送媒体が大気圧よ
りもやや高い圧力に圧縮された場合に初めて搬送
媒体がポンプ圧縮室から例えば大気中に押し出さ
れることになる。従つて真空ポンプを運転するた
めには幾分大きな圧縮比が必要であり、それゆえ
に、その他の点では条件が同じならば、いくらか
小さい最終真空度しか得られず、その結果ポンプ
の余り好ましくない稼働態様が生じる。

プレロードをかけずに稼働して特に前記欠点を
回避しようとするリード弁もすでに多年来公知に
なつている（例えばドイツ連邦共和国特許第
1184447号明細書参照）。このようなプレロードを
かけずに稼働するリード弁は大抵は、エラストマ
ー又はゴムのような撓み易い弾性材料から成る弁
板の一部分である。その場合、弁シール面と協働
する閉鎖部分は通常は、撓み易い弁リードの自由
端部に設けられている。かかる形式の、プレロー
ドをかけずに稼働するリード弁は開弁位置で弁リ
ードを受けるための対応ストツパを必要とするだ
けではなく、そのようなプレロードをかけずに稼
働するリード弁の固有周波数をポンプ周波数に合
致させるために、それ相応に大きな弁の開放運動
距離が設けられていなければならない。この結
果、閉鎖部分が例えば対応ストツパに衝突する際
に著しく大きな閉弁ノイズが生じる。前記のよう
なリード弁においては、弁リード長は弁可動部分
がエラストマーのような弾性材料で製造されてい
る場合通常、少なくとも弁孔の直径に等しくなけ
ればならない。

それ故に本考案の課題はポンプ特に真空ポンプ
用の弁を改良して、公知の弁の欠点を十分に回避
することは元よりのこと、ポンプの好ましい稼働
態様を可能にする一方、微小ノイズで稼働し得る
ようにすることである。

前記課題を解決する本考案の構成手段は、外的
駆動手段なしに発生差圧のみによつて制御される
ような冒頭に述べた形式の弁において、閉鎖部分
が、弁板ウエブの結合部分の側部に連接されてい
る少なくとも１つの弁揺動体から成つており、か
つ前記弁板ウエブが流出側で対応受けによつて支
持されている点にある。弁板がエラストマー又は
ゴムのような弾性材料から成る場合、弁板と閉鎖
部分との間の接合部は事実上、線膨張を全く有し
ていない。弁リードの従来の昇降運動は本考案で
は事実上、弁揺動体の連接ゾーンにおける半径方
向の狭幅の撓み部分の曲げ運動によつて代替され
る。これによつて、弁揺動体の開弁運動の際の戻
し力又は開弁力が一層増大し、それ故に弁がエラ
ストマーがゴムのような弾性材料から成る場合で
も対応ストツパの必要がなくなる。それというの
は、最大開弁位置では弁揺動体が実際に搬送媒体
の流動方向に向いており、かつこの開弁位置で
は、弁揺動体を更に負荷する開放力は全く存在し
ないからである。該弁揺動体のその都度の位置は
発生差圧状態に基づいて生じる。また前記のノイ
ズを避けられる。しかも本考案の弁は例えばばね
鋼製のリード弁よりも迅速に応動する。

次に図示の実施例につき本考案を説明する。

総体的に符号１で示したダイアフラムポンプ
（以下略してポンプ１と呼ぶ）はケーシング２と
ダイアフラム３と中間カバー４と弁板５と閉鎖カ
バー６と、前記ダイアフラム３を動かす連接棒７
とを有している。第１図の右上部分及び第２の右
部分には更に、総体的に符号８で示した入口弁
と、該入口弁８に所属する弁板５の閉鎖部分９と
が示されている。更に該入口弁８には、閉鎖カバ
ー６内に配設された吸込導管接続部１０と、前記
弁の運動を可能にするために中間カバー４に配設
された切欠き１１と、該切欠き１１をポンプ室１
３に公知の方式で連通する供給導管１２とが含ま
れる。ダイアフラム３は連接棒皿部１４によつて
連接棒７の範囲内で該連接棒に緊締されている。
この場合公知のようにポンプ室１３の中間カバー
４寄り輪郭１５は、上死点位置における連接棒皿
部１４及びダイアフラム３の輪郭形状に十分に適
合せしめられている。ダイアフラムポンプにおい
て、或は外的駆動手段なしに発生差圧のみによつ
て制御される弁を有する所属の弁板において公知
のように、入口弁８の閉鎖部分９は弁リード１６
を介して弁板５と結合されている（第２図）。こ
のような公知のリード弁では、前記弁リード１６
は極めて容易に撓むので入口弁８の戻し力は僅か
しか生じない。従つて、第５図の曲線Ｉから明確
に判るように、この入口弁８自体によつて生ぜし
められる閉弁力Ｋは極めて小である。この点で図
示を省いた金属製例えばばね鋼製の公知のリード
弁について、弁リードの開放距離Ｓを関数とする
閉弁力Ｋが曲線で示されている。冒頭で述べた
ようにこのような金属製のリード弁を開くために
必要な開弁力は比較的大きく、それによつてポン
プ１の効率は好ましくないものとなる。

特に第１図、第２図、第３図の左側部分並びに
第４図には、総体的に符号１７で示した本考案に
よる弁が示されており、該弁はポンプ１では出口
弁として用いられている。該出口弁１７の閉鎖部
分１８の不作用位置に相応した幾何学的な形状は
第２図に示した通りであり、また第４図では鎖線
で示されている。閉鎖部分１８は中間カバー４に
所属した弁シール面１９と協働する。この場合は
該閉鎖部分１８は殊に有利に両側で弁板ウエブ２
０を介して弁板５の他部分と結合している。閉鎖
部分１８と、いわば２つの区分から成つている弁
板ウエブ２０と弁板５とは一体的に構成されまた
該構成ユニツトの材料はエラストマーであるのが
有利である。このような実施態様は製造、組立及
び稼働態様の点で簡単である。また本考案によれ
ば、閉鎖部分１８が弁板ウエブ２０の側面に連接
された少なくとも１つの弁揺動体２１又は２２か
ら形成されており、また弁板ウエブ２０が流出側
で対応受け２３によつて支持されている。この場
合該対応受け２３は対応受けウエブ２４から成つ
ているのが有利である（第２図、第３図及び第４
図）。またこの対応受けウエブ２４の位置は、弁
板の弁板ウエブ２０に対応している。この対応受
け２３は必要とあれば、他の形式によつて、例え
ば弁板５の流出側を補強することによつて構成さ
れてもよい。本考案による弁１７に２つの弁揺動
体２１と２２を有するように構成する（第２図及
び第４図）のが特に有利である。この場合本考案
の有利な実施態様によれば、弁板ウエブ２０と対
応受けウエブ２４との位置は互いに調和されてお
り、更に又、該弁板ウエブ２０と対応受けウエブ
２４は流入通路２５の中央上方に配置されてい
る。これによつて弁１７において好ましい均一な
流動状態が得られる（特に第４図参照）。第２図
から判るように、両方の弁揺動体２０と２１は弁
板ウエブ２０又は弁板５と一体に結合されてい
る。この結果、製造が容易でかつ確実に作動する
実施形が得られる。従つて弁揺動体２１，２２の
厚さｄは弁板５の厚さＤに相応して構成されてい
る。弁揺動体２１，２２の開弁位置のための特別
なストツパは不必要にある（第４図参照）。それ
というのは、最大開弁位置では弁揺動体２１，２
２は事実上、搬送媒体の流動方向に向いており、
この開弁位置では、弁揺動体を更に負荷する開放
力は全く存在しないからである。これは、弁揺動
体が完全に上向きに屈曲した理論的な最大開弁位
置について当て嵌まる。第４図では実際の開弁位
置が示されている。また第２図及び第４図から判
るように、半径方向で測定した弁揺動体２１，２
２の平均自由スパンｌは弁揺動体の連接ゾーン２
６の幅ｂの1/2よりも小さい。この場合、対向し
て位置している２つの弁揺動体２１と２２は両弁
揺動体２１，２２間に介在している弁板ウエブ部
分と相俟つて１つの円形輪郭を形成している。弁
揺動体２１，２２の半径方向の平均自由スパンｌ
を小さく構成し、いずれにしても１つの弁リード
の連接ゾーン２６の幅の半分よりも小さくしたこ
とによつて、たとえ弁１７がエラストマーから成
つていても、特別な措置を講じることなしに十分
に大きな開弁力Ｋが得られる。弁１７の該閉弁力
は第５図において弁開放距離Ｓを関数として破線
による曲線で示されている。従つて本考案の弁
では、ばね鋼製の公知のリード弁の比較可能な閉
弁力Ｋ（曲線）と、エラストマー製の公知リー
ド弁の閉弁力Ｋ（曲線）とのほぼ中間に位置す
る閉弁力が得られる。従つて本考案の弁１７で
は、著しい付加的製造費をかけずに、しかも前記
公知の各弁の欠点を甘受する必要なしに公知弁の
利点の併合比が得られる。

第４図から充分に判るように対応受けウエブ２
４の、弁揺動体２１，２２に面して丸味のつけら
れた面取り縁部２７は夫々、弁揺動体２１，２２
に対して正確に位置決めされた傾動支点ライン２
８を規定している。この傾動支点ライン２８は、
弁揺動体２１，２２の、いわばヒンジ部位を形成
しており、該ヒンジ部位を中心として弁揺動体２
１，２２は、第４図に実線と破線で図示したよう
に開弁運動と閉弁運動とを行う。位置の規定され
た傾動支持ライン２８に応じて弁揺動体２１，２
２の運動すべき質量並びにその運動も規定されて
いる。従つて弁１７及びその開弁運動及び閉弁運
動をポンプ１のその都度の要求に調和させること
がで可能になる。本考案による弁１７は出口弁、
特に比較的高い真空を発生させるダイアフラム真
空ポンプの出口弁に用いられると特に有利であ
る。つまりこのような高真空発生用ダイアフラム
真空ポンプの出口弁においては特に開弁力の点で
ポンプ１の好ましい稼働態様が特に要求されてい
る。従つて又、ポンプ１においてはポンプ室１３
の中間カバー寄り輪郭１５はそれ自体公知のよう
に、ダイアフラム３も含めて連接棒皿部１４がそ
の上死点位置にある時の輪郭形状に適合せしめら
れている。

このようにポンプ室１３の中間カバー寄り輪郭
１５の連接棒皿部１４の輪郭形状とを適合させる
ことによつて、上死点位置において両者間に生じ
る無効容積が減少し、ひいては高真空の発生も助
成される。

実験の結果以下のようなことが判つた。弁揺動
体２１又は２２を備えた本考案の弁は公知のよう
な特別のストツパを有していないために、公知の
対比可能な弁よりも静かに稼動する。弁の全開時
における運動質量が比較的小さく、従つて所要閉
弁力も比較的僅かであり、その結果、やはりポン
プの一層静かな稼働が助成される。更に、真空度
の上昇に伴うノイズ発生も低くなり、それ故に該
出口弁１７は特に真空ポンプに適していることが
確認された。また本考案の出口弁１７にかかるプ
レロードは極めて僅かであるので、該弁は最適の
最終真空度を可能にする。

更に第１図と第４図から判るように、閉鎖カバ
ー６内に設けられた流出通路２９はその対応受け
ウエブ２４に隣接した通路区域２９ａに、拡径横
断面部を有している。また第３図から判るよう
に、対応受けウエブ２４の両側には、平行なスロ
ツト又は長穴の形の切除部３１が配設されており
かつ前記対応受けウエブ２４に沿つて真直ぐな制
限壁を有している。これによつて、両弁揺動体２
１，２２を上向揺動させるのに必要な空間条件が
得られる一方、両切除部３１間では対応受けウエ
ブ２４を所望の形状に成形することが可能であ
り、ひいては該成形によつて、流入通路２５から
流出通路２９へ空気を通流させるための充分大き
な流過横断面が得られることになる。

【図面の簡単な説明】

第１図は弁板を有するダイアフラムポンプの断
面図、第２図は第１図の−線に沿つた弁板の
下面図、第３図は第１図の−線に沿つたポン
プの閉鎖カバーの下面図、第４図は第１図の−
線に沿つたポンプの弁揺動体周辺の拡大部分断
面図、第５図は開弁時における閉弁力の経過を示
した線図である。 １……ダイアフラムポンプ、２……ケーシン
グ、３……ダイアフラム、４……中間カバー、５
……弁板、６……閉鎖カバー、７……連接棒、８
……入口弁、９……閉鎖部分、１０……吸込接続
部、１１……切欠き、１２……供給管、１３……
ポンプ室、１４……連接棒皿部、１５……中間カ
バー寄り輪郭、１６……弁リード、１７……出口
弁、１５……閉鎖部分、１９……シール面、２０
……弁板ウエブ、２１，２２……弁揺動体、２３
……対応受け、２４……対応受けウエブ、２５…
…流入通路、２６……連接ゾーン、２７……面取
り縁部、２８……傾動支点ライン、２９……流出
通路、２９ａ……通路区域、３１……切除部。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 １ エラストマーのような弾性材料から成り部分
   的に可動の弁板５と、該弁板のための保持部材
   とを有し発生差圧のみによつて制御される弁で
   あつて、前記弁板に閉鎖部分１８が設けられて
   おり、該閉鎖部分がその不作用位置において弁
   シール面１９と協働しかつ撓み部分２６を介し
   て前記弁板の他部分と一体に結合されている形
   式のものにおいて、前記の閉鎖部分１８が、弁
   板ウエブ２０の結合部分の側部に連接されてい
   る少なくとも１つの弁揺動体２１，２２から成
   つており、かつ前記弁板ウエブ２０が流出側で
   対応受け２３によつて支持されていることを特
   徴とする、弁。 ２ 弁板ウエブ２０の両側が弁板５と一体に結合
   されている、実用新案登録請求の範囲第１項記
   載の弁。 ３ 閉鎖部分１８が２つの弁揺動体２１，２２を
   有しており、弁板ウエブ２０と対応受けウエブ
   ２４とが少なくとも、弁１７への流入通路２５
   のほぼ中央上方に配設されている、実用新案登
   録請求の範囲第１項又は第２項記載の弁。 ４ １つ又は２つの弁揺動体２１，２２が弁板ウ
   エブ２０又は弁板５と一体に結合されている、
   実用新案登録請求の範囲第１項から第３項まで
   のいずれか１項記載の弁。 ５ １つ又は２つの弁揺動体２１，２２の厚さｄ
   が弁板５の厚さＤに少なくともほぼ等しく、か
   つ前記弁揺動体がストツパなしに支承されてい
   る、実用新案登録請求の範囲第１項から第４項
   までのいずれか１項記載の弁。 ６ １つ又は２つの弁揺動体２１，２２の自由ス
   パンｌがこの弁揺動体の連接ゾーン２６の幅ｂ
   の1/2よりも小さい、実用新案登録請求の範囲
   第１項から第５項までのいずれか１項記載の
   弁。 ７ 互いに対向して位置する２つの弁揺動体２
   １，２２が両者間に介在している弁板ウエブ２
   ０の部分と相俟つてほぼ円形の輪郭を形成して
   いる、実用新案登録請求の範囲第１項から第６
   項までのいずれか１項記載の弁。 ８ 対応受けウエブ２４の、１つ又は２つの弁揺
   動体２１，２２に面して丸味のつけられた面取
   り縁部２７がこの弁揺動体のための、位置決め
   された傾動支点ライン２８を規定している、実
   用新案登録請求の範囲第１項から第７項までの
   いずれか１項記載の弁。 ９ 閉鎖カバー６内に設けられた流出通路２９が
   対応受けウエブ２４に隣接した通路区域２９ａ
   に、拡径横断面部を有しており、しかも前記対
   応受けウエブ２４の両側に通流開口が設けられ
   ており、該通流開口が、片側で前記対応受けウ
   エブ２４の制限部を形成する一方、弁揺動体２
   １，２２の揺動を可能にする空間を提供するよ
   うに長穴状に成形されている、実用新案登録請
   求の範囲第１項から第８項までのいずれか１項
   記載の弁。