JPH06510583A - 液体を一定量ずつ送給するためのピストン式ダイアフラムポンプ - 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】 液体を一定量ずつ送給するためのピストン式ダイアフラムポンプこの発明は、ポ ンプ圧力室を取り巻くポンプチューブ内に変位可能にガイドされるとともに、ポ ンプチューブの周囲を取り巻（磁気コイルによってリターンスプリングの力に抗 して電磁的に駆動されるように設計されたポンプピストンと、片側がポンプ吸い 込み室に面するように、吸い込み側でポンプピストンに固定的に結合されるとと もに、その周囲がポンプハウジング内に締め付けて固定され、圧力室を吸い込み 室に連通させる全長にわたる長手方向の孔を備えて形成されたポンプピストンに よって中心部が移動させられるポンプダイアフラムとを備え、ポンプピストンは 、更に、長手方向の孔に組み込まれたピストンバルブを備えている、液体、とり わけ界面活性剤、湿潤剤あるいは同種のものを一定量ずつ送給するためのピスト ン式ダイアフラムポンプに関する。

上記タイプのピストン式ダイアフラムポンプは、ＤＥ−ＯＳ　２８　３１　４３ ７号により公知である。ところが、この公知のピストン式ダイアフラムポンプで は、各液体は柔軟性のあるダイアフラムを通り抜けて吸い込み室内に引き込まれ 、一定量ずつ送られるべき液体は、もっばら、ダイアフラムに固定的に結合され 、この目的のために、圧力室を取り巻くポンプチューブ内にシールされながらガ イドされたポンプピストンにより圧力室から移動させられる。このことは、それ 相応のシールを要するだけでな（、長い作動体止の後における一定量ずつ送られ る液体の乾燥によるポンプピストンの焼き付きをも招来する。更に、ポンプピス トンはポンプダイアフラムよりもはるかに有効断面積が小さいので、そして、そ れらは両側で固定的に結合されているから両者は同じリフト量で作動するので、 ポンプの各送給ストロークの間にポンプ圧力室から移動させられる液体は、ダイ アフラムを通り抜けて吸い込み室に取り入れられるよりも常に少ない。この結果 、吸い込み室は、ポンプ隔膜のリターンストロークの間、吸い込み室に過剰に送 給された分の液体が貯蔵容器に還流され得るように逆止弁によって閉じられるよ うに設定された特別な液体ラインにより、液体貯蔵容器に接続されなければなら ない。公知のポンプの今一つの不都合は、その送給断面積が比較的小さいことに 起因して、ある量の液体を一定量ずつの形で送給するためには、ポンプピストン 、そして、それ故、ダイアフラムが、比較的大きいストロークを達成しなければ ならないことである。

従って、本発明によって注力された問題は、冒頭で述べたタイプのピストン式ダ イアフラムポンプを、上述のような不都合が何等なく、その代わりに、より短い ストロークで匹敵する量の液体を処理し、ポンプチューブ内のポンプピストンの シールされたガイドを必要とせず、そして、それ故、長い作動体止の後でもピス トンの焼き付きが生じないように、改良しそして完成することであった。冒頭に 述べたタイプのピストン式ダイアフラムポンプから出発して、本発明によって与 えられたこの問題の解決法は、ポンプダイアフラムの吸い込み室から離れた側に 設けられた作動室が、ポンプピストンのピストンバルブ背面側にある横方向通路 を通じて、ポンプチューブ圧力室に通じるピストンを貫通した長手方向の孔に常 時接続された追加的なポンプ圧力室として働くことを特徴としている。このこと は、ダイアフラムのポンプ動作が、圧力室側でも十分に有効となり、そして、ポ ンプピストンが、それに作用する電磁コイルとリターンスプリングによって作動 させられるように設定された、ポンプダイアフラムのための単なる駆動要素とし て働くことを確かなものとする。従って、ピストンは、もはやポンプチューブ内 で特別にシールされる必要がなくなり、そのどころか、より大きな許容差でもっ てその中でガイドされ得る結果、長い作動体止の後においても乾燥した液体によ る焼き付きの危険性は実質的になくなる。更に、ポンプダイアフラムを経て圧力 室から移動させられる液体は、吸い込み室に引き込まれる液体の特定の量に容積 において対応しているので、吸い込み室から液体貯蔵容器に至る特別なリターン 配管を設ける必要はない。ダイアフラムの比較的小さい送給ストロークで匹敵す る液体の送給量を得ることが可能で、それ故、代わりのピストンは、−ポンプチ ューブ内でのそのシールされていないガイドと同様に−より少ない発熱と摩擦損 失の減少とを導く。

ピストンバルブは、ポンプダイアフラムを貫通する側のポンプピストンの端部の すぐ近くに設けられるのが最も良（、一方、横方向通路は、ポンプピストンの上 記端部のすぐ背面側に設けられるのが最も良い。このことは、圧力室側に位置す るポンプ部分、更に、もし特に、ポンプハウジングが、横方向通路とダイアフラ ム圧力室とを取り囲む領域で、ポンプチューブの方に向かって、じょうごの場合 と同様に、先細に形成されていれば、圧力室側に位置するポンプ部分に特にコン パクトな構造をもたらす。

本発明の今一つの実施例では、一つのシールを備えたポンプピストンのストップ 部が、ハウジングのポンプ吸い込み室を取り囲む部分において好都合に設けられ 、リターンスプリングによってもたらされるポンプピストンのストップ位置にお いて、吸い込み室から圧力室を分離する安全弁として働く。このように、ピスト ンバルブが乾燥し結晶化された液体の残留物によって閉弁が妨げられる可能性が 生じる長いポンプ休止期間の後であっても、圧力室から吸い込み室への及びその 逆の送給媒体の望ましくない流れが効果的に阻止される。

最後に、今一つの実施例では、磁気コイルに供給する電流を脈動する直流電流に 変換する整流器が電流リード線に組み込まれ、好ましくは、ポンプハウジングの 電磁コイルを取り囲む部分に収納されている。このことは、静粛さと、接極子と して動作するポンプピストンを介してのダイアフラムポンプを駆動する電流の節 約とをもたらす。電磁気的なダイアフラムの駆動のスイッチのオン／オフが、一 定量ずつ送られるべき液体が充填された消費側のバイブあるいは容器に組み込ま れ、そして、当該液体に対する個逼の要求に応えるパルス発生器により、一般的 に制御されることは言うまでもない。

本発明に係るピストン式ダイアフラムポンプの好適な一実施例が、長手軸方向の 断面として、約２対１の尺度で添付図面に示されている。

例示されたピストン式ダイアフラムポンプは、その周囲がハウジング内において 締め付けて固定されたポンプダイアフラム２により上側の吸い込みゾーン１′と 下側の圧力ゾーン１”とに分割され、また、ポンプ駆動機構を収容している、複 数の仕切られた小室を有するポンプハウジング１を備えている。

吸い込みゾーン１°では、吸い込み室４がハウジングの上側部分３とダイアフラ ム２との間に位置させられている。吸い込み室４は、吸い込みバルブ−スプリン グ５．バルブポール６及びそれに組み合わされるシール７とで成る−と接続ソケ ット８とそれに接続される送りラインを介して、一定量ずつ送られるべき液体用 の貯蔵容器（不図示）に接続されるように設定されている。それに加えて、ハウ ジングの上側部分３は、その中での変位のために配設されたストローク調整ねじ ９を収納している。ストローク調整ねじ９は、ハウジングの上側部分３に関して 、Ｏ−リング１０でシールされた状態でガイドされている。更に、ストローク調 整ねじ９は、装着されたＯ−リング１１と連繋してポンプピストンのストップ部 としての作用と、後でより詳しく説明するように、ピストンポンプの端面と連繋 して安全弁としての作用の両方を行う、段付きの径を有するフロント端部９′を 備えている。

下側のポンプゾーン１”では、ポンプ圧力室１２の周囲を取り巻くポンプチュー ブ１３が設けられ、その上端部はハウジングの中間部分１４に固定的に結合され ている。ハウシングの中間部分１４は、ポンプチューブ１３の方に向かってじょ うごのように先細に形成されている。それは、ポンプダイアフラム２と共に、チ ューブ１３で囲まれた上述の圧力室１２に常時連通する付加的なポンプ圧力室１ ２°を取り囲んでいる。

軟鋼で成るポンプピストン１５は、いかなるシールも設けられることなく、ポン プチューブ１３内において変位のためにガイドされている。その上端側１５゜で は、ポンプピストンは、ダイアフラム２にその中心部を通って固定的に結合され ている。この固定的な結合は、ポンプピストンの端部１５゛にねじ込まれるよう に設定されるとともにそれを越えて突出し、そして、ポンプピストン１５の図示 された非作動位置では、ストローク調整ねじ９のフロント端部９′とストローク 調整ねじ９上にあるＯ−リング１１とを取り囲み、従って、安全弁として働くブ ッシング１６によってもたらされる。

ポンプピストン１５は、それを図示された非作動位置に保とうとするリターンス プリング１７の影響下にある。ピストン１５は、更に、その全長に渡って伸長し 、その上端側ではバルブボール１９及びリターンスプリング２０で成るピストン バルブがダイアフラム２のすぐ近辺に組み付けられた長手方向の孔１８を備えて いる。ピストン１５の長手方向の孔１８内に組み込まれたアバツトメント２１が 、二つのスプリング１７及び２０に対する支持部として作用している。それを通 じて、ダイアフラム圧力室１２″が、長手方向の孔１８、従って圧力室１２に常 時連通する横方向通路２２が、ピストンバルブポール１９の直下方でピストンに 加工されている。従って、室１２及び１２゛は比較的大容積の一つの共通したポ ンプ圧力室を形成している。

ポンプ圧力室１２は、ポンプチューブ１３に固定的に結合され、そして、スプリ ング２４とバルブボール２５とで成るポンプ圧力弁を収納する閉塞エレメント２ ３でその下端部が閉塞されており、ポンプ圧力弁は、閉塞エレメント２３内で消 費側に導（圧力ライン２６を開閉可能にしている。

ポンプチューブ１３の周囲には、電流によって対応した励磁が行なわれると、各 媒体を送給するために、ポンプピストン１５を、それに作用するリターンスプリ ング１７の力に抗して駆動可能とする磁気コイル２７が直接に配設されている。

磁気コイル２７は、その外側に２個の電流ターミナル３０を備えたハウジングの 一部分２９によって反対側が取り囲まれた樹脂製のジャケット２８で取り囲まれ ている。それ自体は公知の整流器（不図示）が、磁気コイル２７への電流リード 線においてハウジング２９に収納されており、磁気コイル２７に供給される電流 を脈動する直流電流に変換している。

もし、磁気コイル２７が、消費側の近辺にあり、一定量ずつ送られるべき液体に 対する要求をモニタするパルス発生器（不図示）による電流で励磁された場合に は、ポンプピストン１５及びそれに固定的に結合されたダイアフラム２は図にお ける下方に移動させられ、その結果、一方では、液体が共通の圧力室１２．１２ ’から圧力弁２５を通じて消費ラインに送給され、他方では、吸い込み室４は、 そのとき開く吸い込みバルブ６を介して、ダイアフラム２を通り抜けて一定量ず つ送られるべき液体の量に対応する量の液体で再び満たされる。ピストンバルブ １９は、ダイアフラム及びピストンの上述の動作の間は閉じている。十分な量の 液体が投与された後、電磁駆動のスイッチがオフされた際には、ポンプピストン １５及びそれに固定的に結合されたダイアフラム２は、図に示された非作動位置 に復帰する。この復帰動作中、吸い込みバルブ６及び圧力弁２５は閉じているが 、ピストンバルブ１９は開いており、その結果、液体が吸い込み室４から共通の 圧力室１２．１２°へ流れ込むことができる。スプリング１７の影響下でのこの 復帰動作の終了近くでは、ピストンポンプの端部１５′にねじ込まれた固定ブッ シング１６は、ストローク調整ねじ９上にあるストップ端部９′のＯ−リング１ １を越えて移動する。このことが、吸い込み室４と圧力室１２及び１２゛との間 での付加的なそして効果的なシールをもたらし、それは、例λば結晶化された液 体残留物の存在により、ピストンバルブ１９並びに他の２つのバルブ６及び２５ がもはや有効に閉弁しないときに特に重要である。

国際調査報告

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．ポンプ圧力室（１２）を取り巻くポンプチューブ（１３）内に変位可能にガ イドされるとともに、ポンプチューブの周囲を取り巻く磁気コイル（２７）によ ってリターンスプリング（１７）の力に抗して電磁的に駆動されるように設計さ れたポンプピストン（１５）と、片側がポンプ吸い込み室（４）に面するように 、吸い込み側でポンプピストンに固定的に結合されるとともに、その周囲がポン プハウジング（１）内に締め付けて固定され、圧力室（１２）を吸い込み室（４ ）に連通させる全長にわたる長手方向の孔を備えて形成されたポンプピストン（ １５）によって中心部が移動させられるポンプダイアフラム（２）とを備え、ポ ンプピストンは、更に、長手方向の孔に組み込まれたピストンバルブ（１９）を 備えている、液体、とりわけ界面活性剤，湿潤剤あるいは同種のものを一定量ず つ送給するためのピストン式ダイアフラムポンプであって、ポンプダイアフラム （２）の吸い込み室（４）から離れた側に設けられた作動室が、ポンプピストン （１５）のピストンバルブ（１９）の背面側にある横方向通路（２２）を通じて 、ポンプチューブ圧力室（１２）に通じるピストンを貫通した長手方向の孔（１ ８）に常時接続された追加的な圧力室（１２′）として働くことを特徴とするピ ストン式ダイアフラムポンプ。 ２．上記ピストンバルブ（１９）は、ポンプダイアフラム（２）を貫通する側の ポンプピストンの端部（１５′）のすぐ近くに設けられる一方、横方向通路（２ ２）は、ポンプピストンの上記端部のすぐ背面側に最も好適に設けられることを 特徴とする請求の範囲第１項記載のポンプ。 ３．ポンプハウジング（１）が、横方向通路とダイアフラム圧力室（１２′）と を取り囲む領域（１４）で、ポンプチューブ（１５）の方に向かって、先細に／ 末広がりに形成されていることを特徴とする請求の範囲第２項記載のポンプ。 ４．一つのシール（１１）を備えたポンプピストンのストップ部が、ハウジング のポンプ吸い込み室（４）を取り囲む部分（３）において好適に設けられ、リタ ーンスプリング（１７）によってもたらされるポンプピストン（１５）のストッ プ位置において、吸い込み室（４）から圧力室（１２，１２′）を分離する安全 弁として働くことを特徴とする請求の範囲第１項から第３項のいずれか一に記載 のポンプ。 ５．上記ポンプピストンのストップ部が、調整のためにハウジング（３）内に取 り付けられたストローク調整ねじ（９）のフロント端部（９）−ポンプピストン （１５）に対面する−によって形成され、当該フロント端部は、径について段付 きであり、シールとしてのＯ−リング（１１）を備えるとともに、ポンプピスト ン（１５）の端面（１５′）からそのストップ位置へシールされた状態で変位す るように設定されていることを特徴とする請求の範囲第４項記載のポンプ。 ６．ねじが螺設されたブッシング（１６）が、ポンプダイアフラム（２）を貫通 するとともにダイアフラム（２）をポンプピストン（１５）上に固定する、ポン プピストン（１５）の端部（１５′）に設けられ、ポンプピストン（１５）は、 その休止状態あるいはストップ位置において、ブッシング（１６）によりストロ ーク調整ねじ（９）のフロント端部（９′）を越えて突出していることを特徴と する請求の範囲第５項記載のポンプ。 ７．磁気コイル（２７）に供給する電流を脈動する直流電流に変換する整流器が 、磁気コイル（２７）への電流リード線に組み込まれていることを特徴とする請 求の範囲第１項から第６項のいずれか一に記載のポンプ。 ８．上記整流器は、ポンプハウジングの電磁コイル（２７）を取り囲む部分（２ ９）に収納されていることを特徴とする請求の範囲第７項記載のポンプ。