JPH03149359A - 空気圧制御ポンプ - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はポンプ、特に一端が空気圧制御回路に接続し、
他端が吐出される液体の回路に接続する円筒形管で形成
された本体で成る型の液体ポンプに関する。

業界では使用するポンプは、種々の液体を吐出したり、
移したり、移動させたりしなければならない場合が多い
。一般に、そのようなポンプは、単一体の形で、或いは
別部材の形で電気モータに接続した吐出部材本体で成る
。特に化学業界では、使用される装置次第では多数のポ
ンプを必要とする場合があり、その場合には同数の駆動
モータを必要とする。そうなると、必要なモータの数が
多いために設備費が高くなり、まして、これらのモータ
を爆発性大気中で操作する場合には、それらのモータを
特別に保護してスパークから守らなければならないので
設備費はさらに高くつく。

従って、そのような用途の場合、ポンプを空気圧制御に
するのが特に好ましいので、従来、空気圧で作動するポ
ンプの設計が種々行われてきた。

例えば、以下の如くである。

□西独実用新案第８，６２０，３１９号の空気圧制御ポ
ンプにおいて、そのピストンは搬送される流体から駆動
流体を分離するため３個の環状ガスケットを有し、さら
に、吸込弁と排出弁の制御はソリンダ内のピストンの位
置とは無関係に独立して行われる。

□米国特許第１．８１６，０２５号は２個のポンプ本体
で成るシステムを示しており、各ボンブ本体はフロート
を有し、交互に作動する。各フロートば案内杆を介して
空気流入弁及び排気弁に作用する。

□フランス特許第８２４．４７４号は一組のレバーを介
して、フロートの位置により空気流入弁及び排気弁が制
御されるようにしたポンプに関する。

□フランス特許第１，３８０，７４８号は上の特許に頬
（以しているが、フロートが液面検知器としてのみ作用
するようになっている。

□米国特許第Ｌ３４５，６２７号は、モータへ動力を供
給し、そのモータのガスによって制御されるポンプに関
するが、そのポンプのピストンは部屋に対して流体を通
さないようにガスケツ１・を有する。

そこで、本発明の目的は空気圧制御回路によって動力が
供給され、従って工場の空気圧回路に、又はその他それ
自体の空気圧回路に直接接続するため、それ自体の駆動
モータを必要としないような改良型液体ポンプを提供す
ることである。

本発明のもう乙とつの目的は、非常に節単なモジュール
型設計により、唯一の可動部分、即ちビス１〜ンで成り
、さらに移される液体のそれと同様に、制御空気の流入
及び分配回路の開閉を行わせるポンプを提供することで
ある。

本発明のさらにもうひとつの目的は従来のポンプの前述
の欠点を有しないようなポンプを提供することである。

この目的のために、最初に述べた型の本発明のポンプに
おいて、この改良体は空気圧回路からそれぞれ流入する
オーハープレッシャ及びアンダープレッシャによって駆
動され、管体内を自由に循環する浮動ビス１−ンで成る
。ごのピストンはその各面に円形ジコイントを有するの
で、空気圧制御回路、又は吐出される液体の回路のいず
れかが交互に遮断される。

循環する液体の腐食度に従って構成材料を選択すること
は容易であり、動力源は分散されるので、ポンプを爆発
性大気中に位置づけた時にも、何ら特別の予防措置を講
する必要がない。こり、らの効果により、設置費が著し
く軽減し、操作費も安くなり、多数のポンプを使っても
生産ｉｆｔ価が安価となる。

本発明とその操作様式の好ましい実施例についてこれか
ら添付図面に関連しながら詳しく説明する。

第１図に示すように、ポンプは伸長型管本体１で成るが
、好ましくは必ずしも円形横断面である必要はなく、ピ
ストン２が本体１の縦軸に沿ってその中を自由に循環す
る。本体１は、その本体１と端部材１０ａ、１０ｂの両
方に適した材料にふされしい手段によって、管状本体に
固定された端部材１０ａ、１０ｂにより頂部と底部を閉
鎖されろ。第１図は管状本体１が合成材料で形成される
時に使用される締結システムの例を示し、この場合、端
部材１０ａ、ｌＯｂはガスケットｌｌａ、ｌｌｂを押圧
し、本体１に固定された支持体１４ａ、１４ｂに対して
それぞれ２個のリング１２ａと１３ａ及び１２ａと１３
ｂとの間でボルト（図示せず）により押圧される。本体
１が金属で形成される時、端部材ＩＱａ、１０ｂは溶接
、或いは他の密封手段によって管状本体ｌに取付られる
。端部材１０ａはその中心にオリフィス１５ａが穿設さ
れ、このオリフィスは空気圧回路に接続したアダプタ１
６ａ内へ開口する。アダプタ１６ａは例えば溶接のよう
な適切な手段により端板ｌＯａに取付られる。

同様に、アダプタ１６ｂもオリフィス１５ｂが穿設され
た端板１０ｂに取付られ、このアダプタ１６ｂは循環液
の回路に接続する。オリフィス１５ａと１５ｂの直径の
寸法は任意であるが、それらに接続する液体流動回路及
び空気回路の両回路の直径に適合するようにする。普通
、オリフィス１５ｂの直径はオリフィス１５ａの直径よ
り大きい。

ピストン２はそれが管状本体ｌ内を非常に自由に摺動す
るよ′うな寸法につくられる。即ち、管状本体が円形の
形を有する時、ピストン２の直径は本体ｌの内径よりわ
ずかに小さくて、ピストン２と本体１の壁との間にすき
間を残すように形成される。ピストン２の高さはそれが
本体１内で適切に案内されるほど十分な高さを有しなけ
ればならない、ピストン２は第１図において、その外壁
に複数の刻み目を有し、底部に窪みを有する円筒体で成
る。これらの刻み目と窪みはポンプの操作の面で有益と
なることはないが、材料の節約となる。

ピストン２は２本の円形溝２０ａ、２０ｂを有し、体は
その頂面にあり、他の体はその底面にあり、その中に、
それぞれの円形ガスケット２１ａ、２１ｂ。

例えばＱ　ＩＪングが着座する。

管状本体ｌ内で、ピストン２は上室１７ａと下室１７ｂ
を境界し、上室は端部材１０ａへ向って伸長し、下室は
端部材１０ｂへ向って伸長する。オリフィス１５ａとア
ダプタ１６ａを通って、上室１７ａは空気圧制御回路に
接続し、下室１７ｂはオリフィス１５ｂとアダプタ１６
ｂを通って液体流動回路に接続する。

管状本体ｌ内におけるピストン２の動きは、従つて上室
１７ａと下室１７ｂとの間の圧力差によって制御される
。言い換えれば、ピストン２が空気圧回からってくる上
室１７ａのオーバプレッシャ辷より端部材１０ｂへ向っ
て移動すると、そのピストンはその円形ガスケット２１
ｂにより完全かつ液封状態でオリフィス１５ｂを遮断し
、かくして液体が本体１内へ流入するのを防ぐ。上室１
７ａの気圧を下記の手段により、液体流動回路内の圧力
より低くなるように、ひいては下室１７ｂの圧力より低
くなるように低下させることによって、ピストン２は端
部材１０ｂを持ち上げ、それを端部材１０ａの方へ移動
させる傾向がある。ピストン２を構成する材料　は循環
する液体の比重より低い比重を有するので、ピストン２
は液体の上に浮び、液体より早く端部材１０ａに到達し
、オリフィス１５ａを円形ガスケット２１ａにより密封
状態に遮断し、それから液体が端部材へ到達する。この
場合、下室１７ｂは最人容積となり、この容積は液体で
満される。そこで、空気圧回路の圧力が再度設定されて
、ピストン２を端部材１０ｂへ向って押しやることがで
き、液体がその流動回路へ押し出されその前のスタート
位置へ戻るように仕組まれている。

ポンプの操作は第２図からもっと明瞭に理解できる。第
２図の線図では、このポンプはタンク３０からもうひと
つのタンク３１へ液体を移すために使用されている。空
気圧制御回路４は主に、コンプレッサ４０と、真空ポン
プ４１とで成り、その真空ポンプ４１は、機械式、電気
式、電子式、空気圧式又は油圧式の適切な制御装置４２
ａにより制御される三路弁４２を介して上室１７ａに接
続する。三路弁４２に作用する制御装置４２ａは、上室
１７ａ内にオーバプレッシャを生じさせるために、コン
プレッサ４０を連続的に接続させて、ピストン２を下方
へ押し下げ、液体をその流動回路３へ押し出すか、又は
真空ポンプ４１に接続し、上室１７ａの圧力を低下させ
、ピストン２を液体と共に下室１７ｂへ押し下げる。制
御装置ｉ１ｆ４２ａは、液体がピストン２の底面に接触
し、下室１７ｂにキャビテーション現象が生じないよう
な方法でピストン２が管状本体ｌ内を上昇する速度を調
整する。ポンプ４１と三路弁４２との間にドレーンコッ
ク４３を有する保持装置によって、液体の蒸気又は小滴
がポンプ４１によって引きごまれないように保持される
。液体が所望の方向へ移動、即ち循環するように、液体
流動回路３に、２個の逆止弁３２．３３が配設され、逆
上弁３３はさらに空気が回路３へ引きこまれないように
する。

第３図は第１図に類似したポンプを示すが、この場合は
球形ピストン２が使用され、このピストンは中実であっ
てもいいし、またピンポン玉のように中空であってもよ
いが、条件としては、前述のように球体の直径が管本体
１の直径よりわずかに小さく、球体の比重が液体の比重
より軽いことである。この実施例では、オリフィス１５
ａ、１５ｂとピストン２との間の密封手段はオリフィス
のみとなる。第３図は考えられる２つの設計を示す。

即ち、オリフィス１５ａの真上にトロイドジヨイント１
８を配設するか、或いはオリフィス１５ｂを球形ピスト
ン２がその上に正確にのってそのオリフィスを遮断する
ような形に形成する。この図面はオリフィスへ移動する
流体の密封性を確実にする手段の例を２例示す。その他
にも変形例が可能であり、２つのオリフィスに同一型の
装置を配設してもいいし、また２個の異なる装置を配設
してもよい。

本発明のポンプは、液体の移動に関連して前述してきた
けれども、その他多くの用途に適用できることは明らか
である。一般的に言って、この型のポンプは吸込みポン
プ、フォースボンブ、リフト及びフォースポンプ、循環
ポンプとして使用され、これらのカテゴリーのどれかに
このポンプを使用する場合、ピストンの動きを制御する
空気圧のオーバプレッシャとアンダープレッシャとを賢
明に選択する。この目的のために第２図はコンプレッサ
と吸込みポンプとを有するポンプを示す。

複数のポンプで成る例の場合、これらの２つの部材はポ
ンプの全組に共通ずる場合もあり、又、成る場合は、工
場自体の圧縮空気及び吸込み回路の形をとっている場合
さえある。操作に負圧を必要としない場合、吸込みポン
プを使用せず、三路弁のそれぞれの空気路を大気圧通気
孔へ開くようにすることさえ可能である。

これらのポンプ部材の構成材料は意図する用途の関数と
して選択され、搬送される液体によって腐食しないもの
、及び／又はその液体の温度に耐えるものでなければな
らない。管状本体は、合成材料で構成するのが好ましい
が、金属で構成する必要がある場合には、ステンレス鋼
を使用し、例えばピストンは合成樹脂で構成するのが好
ましく、端部材、アダプタ、ガスケット、締結システム
もまた、液体の作用に耐えるもので、互いに組立てるこ
とができ、さらに管状本体とも組立てることができるよ
うに選択する。

図示のように、本発明のポンプの設計は非常に簡単で回
転部分も厳密な機械加工精度をも必要としないっ唯一の
可動部分はピストンであって、これは管状本体と非常に
ゆるく接触し、液体によって一定して潤滑される”ので
、そのポンプが摩耗したり、破断したりしない限り、ポ
ンプの保守も容易である。

そのようなポンプの応用分野は多数あり、特に化学工業
、染料工業、食品工業、その他多くの業界で使用される
。王室は特定の所与の容積を有するという事実により、
この種のポンプを計量ボンブとして使用することができ
、三路弁の制御は特定の液体の容積を搬送するために王
室の成る数の充填及び排除を制御するようにプログラム
される。

搬送される液体の粘性はそのポンプのどの部分の操作に
も影響を与えることはない。ムぜなら、ピストンの移動
速度は真空の形成速度と」二室のオーバープレッシャの
形成速度とによって調整されるからである。非常に粘性
のある液体の場合、スイス特許第６４７．１４５号に示
すような、いかなる粘性をもつ製品をも吐出し、移送す
る装置を使用してその設備を補充し、液体の搬送を助け
ることができる。

かビして、基本となるコストが非常に安くて、特定の保
守を必要としないような本発明のポンプはあらゆる種類
の用途に使用するごとができ、特に多数のポンプを必要
とするものに使用でき、その実質的に節約となる部分は
、動力源が全てのボンプに共通しているという事実にあ
る。この動力源は分散され、ポンプの近くにスパークが
現れる危険性もないので、それ以上気を使わないで、爆
発性大気中でそれらのポンプを作動させることができる
。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のポンプの第１実施例の断面図であり、 第２図はポンプと、その空気圧制御回路と、液体流動回
路の１つの例とを示す線図であり、第３図は本発明のポ
ンプのもうひとつの実施例の断面図である。 （図中符号） ｌ・・・伸長型管状本体　　２・・・ピストン３・・・
液体流動回路　　　４・・・空気圧制御回路１０ａ・・
・上端部材　　　　１０ｂ・・・下端部材１２ａ　、　
１３ａ　、　１２ｂ　、１３ｂ−−−リング１４ａ　、
　１４ｂ　−支持体 １５ａ、１５ｂ・・・オリフィス １０ａ、１６ｂ・・・アダプタ　１７ａ・・・上室１７
ｂ・・・下室 １８・・・トロイドジヨイント ２９ａ　、　２０ｂ−円形溝

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、一端が空気圧制御回路に接続し、他端が吐出される
   液体回路に接続している円筒形管で形成される本体で成
   り、さらに、前記管体内を自由に循環する浮動ピストン
   を有し、このピストンは空気圧回路からそれぞれ流入す
   るオーバープレッシャとアンダプレッシャによって駆動
   され、このピストンはその各面に円形ガスケットを有す
   るので空気圧制御回路が吐出される液体の回路が交互に
   遮断されるように仕組まれていることを特徴とする液体
   ポンプ。 ２、ピストンを構成する材料の比重は吐出される液体の
   比重より軽いことを特徴とする請求項１に記載の液体ポ
   ンプ。 ３、ピストンと円筒形ポンプ本体の内壁との間にはすき
   間があり、この場所にはガスケットは配置されないこと
   を特徴とする請求項１に記載の液体ポンプ。 ４、ピストンは球形をなし、ガスケットは有しないこと
   を特徴とする請求項２に記載の液体ポンプ。 ５、連続制御手段（４２ａ）が空気圧回路を駆動するこ
   とを特徴とする請求項１に記載の液体ポンプ。 ６、液体を計量するために使用する、前述の請求項の１
   つに記載のポンプ。 ７、爆発性大気中で使用する、前述の請求項の１つに記
   載のポンプ。 ８、オーバープレッシャ及び／又はアンダプレッシャ装
   置の数がポンプの数より少いことを特徴とする、前述の
   請求項の１つに記載の複数のポンプ。