JPH06509632A - ポンプ送液装置用脈動ダンパ - 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】 ポンプ送液装置用脈動ダンパ 発　明　の　背　景 本発明は、一般的にいえは、流体圧力調整に関し１、さらに詳しくいえば、流体 取扱装置における圧力脈動と圧力サージを吸収する脈動ダンパに関する。

空気式膜ポンプ及びその他の低圧ポンプは、ポンプ内の膜の運動方向の変化に対 応する流体吐出し圧力の脈動を発生する。用途によっては、そのような脈動は、 不均一な流れ、油圧装置の衝撃を生じ、関連する流体取扱装置を損なう可能性が 潜んでいるので好ましくない。上述の圧力脈動の大きさを小さくするかまったく 無くすのに脈動ダンパが用いられる。

これらは油圧装置の圧力脈動を減衰させ、圧力脈動から生ずる流れの変動を滑ら かにする。圧力ダンパ内の流体の体積を圧縮することによって圧力変動が脈動ダ ンパ内で吸収される。はとんどのタンパが圧縮性制動流体をポンプ送液装置内の 作動流体から分離するのに膜を用いている。

これはポンプ流体を汚すことなく制動を行うことができるようにする。

この装置におけるポンプの大きさと形式は、装置における脈動ダンパのための性 能必要条件を決める。

脈動ダンパの性能は、膜の背後にある室内の圧縮性流体の体積及び流体出力損失 を補償するのに必要な流体の体積の量に関係する。

いわゆる「事前充填」型脈動ダンパにおいては、圧縮性流体（以後空気とする） 、の事前充填が膜の背後の空気室に対し、て行われる。空気室の事前充填は普通 は作動システム圧力の８０％の程度である。

この事前充填は、普通は手動で行われシステム圧力が変わるとき手動で調節され る。

脈動グンパのもう一つの型は膜の背後の空気圧力がシステムの動作圧力範囲の変 化に自動的に応じて最適範囲に維持されるように自動圧力補償を行う。

動作時には、脈動ダンパが膜の背後の空気の体積を圧縮することによって圧力パ ルスのエネルギーを吸収する。そのエネルギーはシステム内の圧力降Ｆに応じて 空気を膨張させることによってシステムに戻される。これらの圧縮と膨張には脈 動ダンパの作動流体部分の体積の等価な増加と減少を伴う。普通は、自己補償ま たは自動脈動ダンパが作動システム内の圧力変化に応じて空気を出し入れするこ とによって空気の体積と圧力を調節する。これらの調節は、膜の偏位がポンピン グ条件によって決められるある眼界を超えるときは常に起こる。通常は、膜に接 続された棒か膜の運動に応じて往復運動１−１圧縮空気人口または排気弁を作動 する。これらの棒は空気室の壁を突き抜けているので、空気が室から意図しない で漏れるのを防ぐためにリップシールを必要とする。これらのシールは往復動棒 の相手部分とともに摩耗し、やすいので、頻繁な保守を必要とする。結局、その ような保守の必要性か脈動ダンパを用いているシステムの生産性を下げる。

前述のことは現在の装置と方法にあると分がっている限界を示している。したが って、上述の限界の一つ以上を解消することを目的とした代替品を提供すること が有益であることは明らかである。それ故、この後にさらに完全に開示する特徴 を含む適当な代替品を提供する。

発　明　の　概　要 本発明の一面によれば、これは、各々が縦軸上にあるねじ付きポートとねじ付き ポートから半径方向に外方にあるねじ付き積重ねポートを備え、事実上円筒形空 洞を形成するように結合される第１及び第２の軸方向に同一の中空半休によって 輪郭を定められた第１及び第２の軸方向に同一の端部を有するハウジングと、前 記空洞を前記第１及び第２のハウジ　。

ング端部でそれぞれ第１及び第２の室に分割するたわみ無孔手段と、液体を前記 第１の室に入れるために前記第１のハウジングをポンプ送液装置に接続する手段 と、前記第２の室を気体で加圧する手段とを備えるポンプ送液装置用脈動ダンパ を提供することによって達成される。

前述及びその他の面は添付図面とともに考慮するとき本発明の以下の詳細な説明 から明らかになる。

図面の簡単な説明 図１は、本発明の事前充填型脈動ダンパの略断面図である。

図２は、制動気体の体積を大きくするために横並び積重ねの略断面図である。

図３は、縦並び積重ねを示している。

図４は、本発明の自己補償特徴を組み入れた脈動タンパの略断面図である。

詳　細　な　説　明 図１は、本発明による事前充填型脈動ダンパを示している。この脈動ダンパは二 つの同一のハウジング半休で構成されたハウシング１００からなっている。各半 体１０１はポート１０３とフランジ１０９を備えている。これらの二つの半体は 、ボルトまたはリングクランプのいずれであってもよいフランジ留め具１１３に よって結合される。たわみ無孔膜またはベローズがハウジングのフランジ１０９ の間のみぞ１１０を締め付けることによって円周方向に固着される。積重ねポー ト１５１があり、この場合には栓１１１よって密閉されている。空気圧タイヤに 見られるものと同様な手動で加圧された弁である加圧弁１０６はポート１０３に ねじ結合され、かつシール１０８で密封された加圧弁アダプタ１０５にねじ込ま れているのか示されている。アダプタ１０５とポート１０３か平行ねじを持って いるので、シール１０８が必要である。パイプアダプタ１０４が液体人口におい て反対側のハウジング端部にねし結合されているっパイブアダブ１０４は、同じ 平行ねじを持っているので、加圧弁１０５と同じシール１０８か必要である。バ イブアダプタ１０４の内径にあるパイプねじ１０７は、図面に示されたポート１ ０３の平行ねじに噛み合うアダプタの平行ねじの他にバイブアダプタの中に軸方 向に配置され、テーパー付きパイプねじへ締め付けることによって発生されるす べての半径方向の力をパイプアダプタ１０４に吸収し、ハウジング１０１に伝え ないようになっている。

この図に示されているように、ハウジング１００は、フランジ留め具１１３によ ってフランジ１０９で結合され、それによってたわみ無孔膜またはベローズ１０ ２を締め付ける二つの同一のハウジング半休で構成されている。流体人口は内側 パイプねじ１０７及びポート１０３にねじこまれる外側平行ねじとシール１０８ を有するパイプアダプタ１０４を通して設けられている。液体人口の反対側にあ る加圧弁１０６か液体人口のねじと同一の外側ねじを有するとともにシール１０ ８を有する加圧弁アダプタにねじ結合されている。膜１０２は液体室１２０と気 体室１２５の境界を定めている。図示のように気体室の体積は液体室の体積の何 倍も大きい。二つの体積の間に必要な実際の差はポンプ容量並びにシステムの圧 力と流全の必要条件によって決められる。し。

たがって、大きな体積脈動を有する大容世ボンについては、気体室１２５の体積 に対する液体室１２０の体積の比は大きくなる。逆もまた真である。

次に図１．２及び３を考えると、気体室の有効容積を大きくするためのモジュー ルの積重ねを二つの異なる方法で達成できる。図２に示した横並び積重ねは、必 要な空気体積を大きくしそれによって気体室１２５の体積を効果的に増大するた めに二つの積重ねボート１５１とコネクタ管１５０を用いる。図３に示した縦横 重ねは、積重ねハウジング１００の二つのボート１０３の間の接続を行うために 積重ねアダプタ管継手１４５を用いて空気モジュールの追加を可能にする。図２ 及び図３の追加のモジュールにおいて膜を必要としないので、フランジシール１ ０が設けられる。

図４は、新規な自動補償機構を備えた本発明の脈動ダンパを示している。ハウジ ング１００はこの図において他の図に記載されたハウジングと同一である。ここ では、補償装置組立体２００か補償装置アダプタ１３５に組み入れられるので、 補償装置アダプタ１３５を単にねじってはずすだけでハウジング１００に対する 挿入及び取り外しをできる。補償装置組立体はたわみ膜１０２の従動くぼみ１２ ３の中へ入れ子になる補償装置従動棒１３６で構成されている。従動ばね１２４ か従動棒１３６を膜１０２に接触した状態に保ち、従動棒１３６が膜のすべての 動きに従うようにする。シリンダ１３０内のピストン１９５が従動棒１３６の運 動によって作動され、ピストンか充分上方に動くと、それは空気入口弁２０１− を開けるプランジャー２０８に接触し、それによって気体室１２５内の空気圧力 を大きくする。弁２０１は、従来の補償装置の摩耗を受けやすい往復動リップシ ールを持っていないポペット型弁であることに注意されたい。ピストン１９５が シリンダ１３０内で下方に動くと、それは排気弁延長腕の端にあるアタッチメン トからスロット１９１を通ってシリンダ１３０の中へ伸びている排気弁作動腕１ ９０に接触する。これはもう一つのポペット弁である排気弁１９２を開け、いく らかの空気を排気ポート１９３を通して排気し、それによって気体室１２５内の 空気圧力を下げる。図４の自動補償脈動ダンパへのモジュール式空気体積の追加 が図２及び図３に示された二つのモードで達成できる。横並び積重ねの場合、追 加された空気モジュールはコネクタ管１５０を用いて積重ねボート１５１を通し て接続される。

縦積重ねの場合、延長補償装置従動棒１３６が追加のモジュールを通して膜に達 するのに必要な追加の長さを与えるために用いられる。事前充填型ダンパの動作 には気体室１２５をポンプ送液装置の圧力の約８０％に加圧するのに充分な量の 圧縮空気を図１の加圧弁１０６を通して導入することが必要である。

液体をポンプ送りすると、システムの脈動によって液体がパイプアダプタ１０４ を通して液体室１２０に入る。これは膜１０２を上方へ偏位させて気体室１２５ 内の空気の体積を圧縮する。この増加した圧力は脈動の低圧部分の間膜１０２を 下方に押しつけ液体をポンプ送液装置に送り返す。気体室の圧力の変化が異なる ポンピング必要条件に適応するために気体室１２５からの圧縮空気を手動で加え たり逃がしたりすることによって遂行される。

自動補償脈動ダンパの動作はポンピング必要条件の比較的大きな変化を図４に示 すように従動棒１３６のシリンダ１３０内のピストン１９５に加える作用を介し て自動的に補償できることを除いて事前充填型ダンパの動作と類似している。ピ ストン１９５の往復運動はプランジャー２０８を押して空気人口弁２０１を開け るかまたは排気弁１９２を開ける排気弁作動腕１９０を押して空気を排気ポート １９３から排気する。たわみ膜が破れた場合に逃げる流体を運び去るために管を 排気ポート１９３に取り付けることが望ましいことが多い。

今まで説明した発明は、液体人口に必要なアダプタ、手動加圧弁及び補償装置組 立体の全配列を収容できるボートを有する軸方向に同一のハウジング半休の利点 を与える。なお、補償装置組立体の設計はフランジのところでハウジングを分解 する必要なしにハウジングへの挿入または除去をできるようにする。そのほかに 必要に応じてモジュール式に空気体積を大きくする能力を与える。これはポンピ ング必要条件の変更が生ずるとき、一つの寸法の脈動ダンパの完全な除去及び大 きいかまたは小さ、い脈動ダンパとの交際の不便と失費の発生を防止する。

便宜上、図面が垂直または水平のいずれかの向きを有する脈動ダンパで示されて いる。これは脈動ダンパの任意の位置において機能する能力についての制限を示 していない。

ｃＸ２ 国　際　ｉｉｌ　審　舖　牛

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. １．各々が縦軸上にあるねじ付きポートと前記ねじ付きポートから半径方向に外 方にあるねじ付き積重ねポートを備え、事実上円筒形空洞を形成するように結合 される第１及び第２の軸方向に同一の中空半体によって輪郭を定められた第１及 び第２の軸方向に同一の端部を有するハウジングと、前記空洞を前記第１及び第 ２のハウジング端部でそれぞれ第１及び第２の室に分割するたわみ無孔手段と、 液体を前記第１の室に入れるために前記第１のハウジングの端部をポンプ送液装 置に接続する手段と、前記第２の室を気体で加圧する手段と を備えるポンプ送液装置用脈動ダンパ。
2. ２．前記空洞を前記第１及び第２の室に分割する前記たわみ無孔手段が膜を備え 、前記膜は、前記膜がゆるんだとき、前記第１の室の体積の前記第２の室の体積 に対する比が小さくなる形を有する請求項１に記載の脈動ダンパ。
3. ３．前記空洞を前記第１及び第２の室に分割する前記たわみ無孔手段がベローズ を備え、前記ベローズは、前記ベローズがゆるんだとき、前記第１の室の体積の 前記第２の室の体積に対する比が小さくなる形を有する請求項１に記載の脈動ダ ンパ。
4. ４．前記第１のハウジングの端部をポンプ送液装置に接続する前記手段が外側平 行ねじと内側パイプねじを有するパイプアダプタ管継手を備え、前記パイプねじ は前記アダプタ内のパイプの締めこみによる半径方向応力をパイプアダプタによ って吸収させるように前記アダプタ内で軸方向にずらされている請求項１に記載 の脈動ダンパ。
5. ５．前記第２の室を気体で加圧する前記手段が手動加圧弁と加圧弁アダプタを備 え、前記アダプタが前記第２のハウジング半体の軸方向にあるねじ付きポートに ねじ込む外側ねじを有する請求項１に記載の脈動ダンパ。
6. ６．システムのポンピング必要条件の大きな変動応じて前記第２の室内の気体の 圧力を調節する自動補償手段をさらに備え、 前記自動補償手段が前記第２のハウジング半体の縦軸上で軸方向にあるねじ付き ポートを通しての脈動ダンパに対する挿入と除去が可能な寸法と形を有する請求 項１に記載の脈動ダンパ。
7. ７．気体室の圧力を調節する前記自動補償手段がポペット型の入口弁及び排気弁 を備え、前記入口弁が圧縮気体の供給源に接続されている請求項６に記載の脈動 ダンパ。
8. ８．一つ以上の追加のハウジングを備え、前記第２の室の有効容積を大きくする 手段をさらに備え、前記追加のハウジングは前記脈動ダンパ及び前記一つ以上の 追加のハウジングの各々にあるねじ付き積重ねポートに取り付けられたコネクタ 管を介して前記脈動ダンパ接続される請求項１に記載の脈動ダン９．ハウジング の縦軸上にあるねじ付きポートを介してハウジングを結合できるようにする半径 方向に中心を置いた積重ねアダプタ管継手を介して各々が接続されている一つ以 上の軸方向に整列したハウジングを前記脈動ダンパに接続することを含む前記第 ２の室の有効容積を大きくする手段をさらに備える請求項１に記載の脈動ダンパ 。