JPH10288160A - 復動式ダイヤフラムポンプの流量コントロールシステム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 復動式ダイヤフラムポンプの吐出脈動を、ポ
ンプ吐出圧力を低下させずに防止し、安定した液流で、
精度の高い流量コントロールができ、かつ高粘度液体材
料や長尺塗料ホースの使用の場合にも対応できるように
することを目的とする。 【構成】 復動式ダイヤフラムポンプに供給する調圧し
た駆動用空気流路を分岐し、前記ダイヤフラムポンプの
吐出流路に脈動防止用ダンパーを配設し、該脈動防止用
ダンパーの空気室に、前記分岐した調圧空気を導入し、
調圧空気によって脈動防止用ダンパーの液体材料蓄圧室
の圧力変動を均一化して吐出し、脈動防止用ダンパーか
らスプレーガンへの供給流路に流量計、流量コントロー
ルバルブを配設するかまたは、塗料圧力調整器を配設す
る復動式ダイヤフラムポンプの流量コントロールシステ
ムである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】エア駆動の復動式ダイヤフラムポ
ンプを用いて、スプレーガン等の吐出手段に塗料等の液
体材料を圧送供給するペイントポンプにおいて、液体材
料の高粘性や、長尺の塗料ホースの抵抗に対応できる、
脈動や圧力変動のない安定した液流で、吐出手段に液体
材料を定量供給することのできるポンプシステムに関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】復動式ダイヤフラムポンプを用いて塗料
等の液体材料をスプレーガン等に圧送供給する塗料供給
装置は、ペイントポンプと称して市場で広く使用されて
いる。復動式ダイヤフラムポンプは、圧縮空気を駆動源
とし、該ダイヤフラムポンプの駆動軸の両サイドに取付
けられるダイヤフラムで、ポンプ室を形成し、ポンプ室
のポンピングによって、作動空気圧力と同圧の液体材料
がポンプ室より左右交互に吐出される容積型のポンプで
ある。したがって、ダイヤフラムポンプから吐出される
液体材料は、塗料圧力調整器等を介して略一定圧力で吐
出され、スプレーガン等の吐出手段に供給されている。
そして、復動式ダイヤフラムポンプの作動は、スプレー
ガン等から吐出される吐出量に応じて自動的に制御され
るサイクル数で作動する空気圧制御機構となっている。

【０００３】上記復動式ダイヤフラムポンプを用いた液
体材料供給システムにおいて、左右交互に吐出する際、
ポンプ駆動軸両端での死点があり、死点でのポンプの吐
出圧力は０となることから、吐出時必ず脈動が生じて吐
出される。この吐出脈動は、吐出流路に配設される塗料
圧力調整器または、可撓性の塗料ホースのもつアキュム
レート効果によって脈動を緩和させて吐出手段に供給し
ている。

【０００４】上記吐出脈動を緩和する手段に前記塗料圧
力調整器を用いる方法において、塗料圧力調整器が、ダ
イヤフラムポンプから吐出される液体材料圧力を塗料圧
力調整器に付設されるダイヤフラムで受け、該ダイヤフ
ラムに受ける圧力を、塗料室の対面側に付設される強い
スプリングで受け、該スプリングの強さを塗料圧力調整
器の調節ねじで調節することによって、弁の隙間が自動
的に調節されて吐出圧力が調節されると同時に吐出脈動
が緩和される。しかし、この塗料圧力調整器による圧力
調整および、脈動緩和手段は、ダイヤフラムポンプの吐
出圧力に対して、塗料圧力調整器から吐出する調圧圧力
とポンプ吐出圧力との間に数気圧の圧力差がないと、十
分な脈動緩和効果が得られない問題がある。そのため、
数気圧の比較的吐出圧力の低い復動式ダイヤフラムポン
プにおいて、ポンプの吐出圧力を減圧すると、粘性の高
い液体材料または、長尺の塗料ホースを使用する場合、
スプレーガンに十分な液体材料を送れなくなる問題と、
吐出手段のｏｎ、ｏｆｆ時の瞬間の圧力変動が多くな
り、スプレーガン等の吐出手段からの吐出安定性を阻害
する問題がある。

【０００５】また、ポンプからの吐出脈動を防止する手
段には、気体または、加圧気体封入型アキュムレータが
一般的に多く使用されている。しかし、比較的低圧で吐
出される復動式ダイヤフラムポンプの吐出脈動を防止し
ようとする場合、前記アキュムレータの容積を大きくし
なければならない難点をもっている。また、加圧気体封
入型では、調圧変動に対する応答性が不十分となって脈
動防止効果が少なくなると共に、アキュムレータの洗浄
性の問題および、本システムのコスト高の要因となる難
点をもっている。

【０００６】また、前記可撓性の塗料ホースのアキュム
レート効果において、アキュムレート効果を高めるため
に、塗料ホースの柔軟性を高めることがあるが、塗料ホ
ースの長さと径によってアキュムレート効果にも限界が
ある。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】以上説明したように、
復動式ダイヤフラムポンプから脈動して吐出する塗料等
の液体材料を、復動式ダイヤフラムポンプの吐出圧力を
維持しながら脈動を防止する機構を配設し、脈動が緩和
された液流で、塗料圧力調整器を介して吐出手段に液体
材料供給を行うか、または、流量を計測し、流量計で計
測した値の出力信号を、電空変換器に送信し、電空変換
器で変換した空気圧力を、液体流量制御バルブに供給し
て、流量制御を行う流量コントロールシステムを提供す
ることを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、エア駆動の復
動式ダイヤフラムポンプを用いて塗料等の液体材料をス
プレーガン等の吐出手段に供給する液体材料流路に、吐
出脈動防止用ダンパーを設けるポンプシステムにおい
て、該脈動防止用ダンパーが、液体材料蓄圧室と空気室
にダイヤフラムで区画される構成であるとき、復動式ダ
イヤフラムポンプに供給する空気流路を、該復動式ダイ
ヤフラムポンプへ供給する前で分岐し、空気圧力調整器
を介して供給するポンプ駆動圧力と同圧の空気を、前記
脈動防止用ダンパーの空気室に供給し、ポンプ吐出圧力
を維持して脈動を防止する復動式ダイヤフラムポンプの
流量コントロールシステムである。

【０００９】また、復動式ダイヤフラムポンプに供給す
る調圧空気を、該復動式ダイヤフラムポンプに供給する
前で分岐し、ポンプ駆動圧力と同圧の空気を前記脈動防
止用ダンパーの空気室に供給し、該脈動防止用ダンパー
で液体材料側の圧力変動を緩和して吐出する液体材料流
路に、流量計を配設し、該流量計の出力信号を、電空変
換器によって変換し、変換された空気圧力によって流量
制御を行う流量コントロールバルブを、前記液体材料流
路に配設する場合と、今一つは、該脈動防止用ダンパー
で液体材料側の圧力変動を緩和して吐出する液体材料流
路に、塗料圧力調整器を配設し、該塗料圧力調整器の圧
力調整によって、適正圧力で吐出手段に液体材料を供給
する復動式ダイヤフラムポンプの流量コントロールシス
テムである。

【００１０】また、脈動防止用ダンパーの液体材料蓄圧
室または、液体材料蓄圧室の直前に逆流防止用逆止弁を
配設して、ポンプ吐出口と脈動防止用ダンパーとの間の
流路にポンプ駆動死点での吐出圧力０時に、液体材料が
逆流しないようにしたダイヤフラムポンプの流量コント
ロールシステムである。

【００１１】

【作用】エア源からの圧縮空気を空気圧力調整器を介し
て復動式ダイヤフラムポンプに供給し、該ダイヤフラム
ポンプの駆動によって、供給した空気圧力と同圧の液体
材料圧力で左右のダイヤフラムポンプから交互に吐出さ
れる。そして、往復駆動する駆動軸の折り返し点が死点
となり、その死点部では、瞬間的に吐出が停止するため
に吐出脈動が生ずる。本発明は、脈動して吐出する吐出
流路に、液体材料蓄圧室と空気室をダイヤフラムで区画
して構成する脈動防止用ダンパーを取付け、該脈動防止
用ダンパーの空気室側に、復動式ダイヤフラムポンプに
供給する空気圧力調整器後の流路で分岐した空気流路か
ら駆動圧力と同圧の空気を供給するものである。

【００１２】上記構成において、脈動防止用ダンパーに
は、復動式ダイヤフラムポンプ駆動圧力と同圧の空気が
空気室に蓄圧される。一方脈動防止用ダンパーの液体材
料蓄圧室の液体材料圧力は、復動式ダイヤフラムポンプ
の駆動軸の摺動抵抗、ポンプダイヤフラムの張力抵抗お
よび、ポンプの弁開閉抵抗等によって、脈動防止用ダン
パーは、空気室側の圧力より僅か低い圧力で流れてい
る。そしてポンプ駆動軸両端の死点で吐出圧力が０とな
る瞬間時点では、切替弁によって空気の切替作動が行わ
れ、この切替作動が行われる瞬間は、ポンプ駆動用空気
の供給は瞬間的に停止する、したがって、空気圧力調整
器と復動式ダイヤフラムポンプの間の流路の空気圧力
は、空気の流れが止まることによって、瞬間的に高くな
り、この高い圧力が脈動防止用ダンパーの空気室側の圧
力を高める。

【００１３】脈動防止用ダンパーは、液体材料蓄圧室で
復動式ダイヤフラムポンプの死点での圧力が０となる時
点で、空気室側の圧力が高くなることによって、ばね等
による脈動防止効果または、単なる加圧空気封入型に比
較して数段効果的な脈動防止効果が得られる。また従来
例で説明した塗料圧力調整器によるような減圧による脈
動防止効果を必要とせず、復動式ダイヤフラムポンプか
らの吐出圧力を維持して脈動のない吐出流が得られる。

【００１４】脈動のない吐出流を流量計で計測すること
によって、安定した計測値が得られる。計測した流量値
の出力信号を電空変換器に送信し、該電空変換器で調圧
された空気圧力が流量コントロールバルブに供給するこ
とによって、所定の流量をスプレーガン等の吐出手段に
供給することができる。

【００１５】脈動防止用ダンパーで、脈動がなく比較的
高い吐出圧力が得られることから、流量計測および、流
量コントロールバルブを使用せずに、脈動防止用ダンパ
ー後に塗料圧力調整器による流量コントロールを行う場
合においても、塗料圧力調整器での減圧差の必要性のな
いことから、比較的高い圧力で調圧でき、比較的粘性の
高い液体材料またはスプレーガン等の吐出手段まで長尺
の塗料ホースを用いることができるようになる利点が得
られる。

【００１６】また、請求項４に示す逆流防止用逆止弁
は、ダイヤフラムポンプには吐出弁があり、通常はここ
で逆流は防止される。しかし、脈動防止用ダンパーとポ
ンプ吐出弁との間の接続部に柔軟性のある可撓性のチュ
ーブを用いる場合または、気泡が残留する隘路が形成さ
れる接続の場合、液体材料蓄圧室の圧力が、空気室の圧
力で増圧したとき、前記ダイヤフラムポンプの吐出弁と
脈動防止用ダンパーとの間の流路に液体材料が逆流して
効果的な脈動防止効果が得られなくなる。このことか
ら、液体材料蓄圧室または、該蓄圧室に導入する流路の
可及的近傍に逆止弁を設けることによって脈動防止効果
の低下を防ぐことができる。但し、ポンプ吐出口と液体
材料蓄圧室の間の接続が剛体接続の場合には逆止弁の付
設がなくてもよいものである。

【００１７】

【実施例】本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明
する。図１は本発明の脈動防止用ダンパー、流量計およ
び、流量コントロールバルブを配設した流量コントロー
ルシステムの模式図である。図２は脈動防止用ダンパー
後の液体材料流路に、塗料圧力調整器を配設した流量コ
ントロールシステムの模式図である。図３は脈動防止用
ダンパーの詳細断面図である。図において同一構成要素
は同一符号を付して説明し、作用の項で説明した重複す
る部分の説明は原則省略する。

【００１８】図１において、復動式ダイヤフラムポンプ
１は、エア源からの空気を空気圧力調整器４で調圧した
圧力で駆動し、復動式ダイヤフラムポンプ１は塗料吸込
口１ａから塗料等の液体材料を吸引し、左右のダイヤフ
ラムポンプ部１ｂ，１ｃに吸込弁を介して交互に吸引
し、復動式ダイヤフラムポンプ１の中心を貫通する駆動
軸の両端に付設されるダイヤフラムポンプ部１ｂ，１ｃ
から吐出弁を介してポンプ吐出口１ｄから左右交互に液
体材料が吐出される。そして、吐出圧力はポンプを駆動
する前記調圧圧力と同圧の圧力となっている。駆動軸の
左右交互の切替は、エア切替バルブ１ｅによって行わ
れ、エア切替バルブ１ｅ部に空気圧力調整器４の調圧圧
力が供給される。そして、ダイヤフラムポンプ１に調圧
圧力を供給する流路１３に分岐路３が設けられる。

【００１９】図３の脈動防止用ダンパー２において、分
岐路３からダイヤフラムポンプ駆動圧力と同圧の空気
は、空気室２ａのジョイント２ｄから導入される。空気
室２ａと液体材料蓄圧室２ｂは、液体材料蓄圧室２ｂ側
がナイロンまたは、テフロン板、空気室２ａ側がゴム板
の二枚を重ね合わせたダイヤフラム２ｃが、両室を形成
するフランジ型のケース２ｉ，２ｊによって、挟設され
ている。ダイヤフラム２ｃは、強度保持のために、プレ
ート２ｇ，２ｈで挟設している。液体材料蓄圧室２ｂを
形成するケース２ｊには、復動式ダイヤフラムポンプ１
から吐出された液体材料導入口ジョイント２ｅと吐出口
ジョイント２ｆが付設されて、塗料ホース等で接続され
る。

【００２０】上記構成において、液体材料蓄圧室２ｂと
空気室２ａは同圧でバランスするが、液体材料が流れて
いるときは、液体材料蓄圧室２ｂ側が、ダイヤフラムポ
ンプの摺動抵抗、流路抵抗等によって、僅か低くなって
いる。そしてダイヤフラムポンプの死点で瞬間的に吐出
が停止する時点で、空気室２ａの圧力が働いてダイヤフ
ラム２ｃがたわんで液体材料蓄圧室２ｂ内の圧力がダイ
ヤフラムポンプ駆動調圧と同圧に維持されると同時に、
脈動が防止され均一な圧力で吐出される。そして、吐出
が死点で瞬間的に停止する時点で、ダイヤフラム２ｃが
たわんで吐出圧力を維持するとき、導入口ジョイント２
ｅ側に液体材料が逆流する条件があるときは、脈動防止
効果を低下させるので、導入口ジョイントまたは、導入
流路に逆流防止用逆止弁１４を設けて脈動防止効果の低
下を回避するようにするものである。

【００２１】脈動防止用ダンパー２によって均一化され
た液流は、図１の流量計５によって、流量が測定され、
その測定値が電気的に変換されて、電空変換器７に送信
される。電空変換器７では、設定流量と対比して、設定
流量に見合う空気圧力に変換して流量コントロールバル
ブ６に供給して、設定流量値にバルブがコントロールさ
れる。このシステムは脈動防止用ダンパーから比較的吐
出圧力の高い均一液流で流れるので、流量計での測定精
度が高くまた、流量コントロールバルブ６での調整精度
が高くなる効果を有するものである。そして流量計５を
介して設定値に調整された液体材料がスプレーガン８に
供給される。

【００２２】吐出手段のスプレーガン８は、エア源から
ポンプ駆動源とは別体で配設される空圧調整器１１を介
し、ガンｏｎ，ｏｆｆ信号によって電磁弁９が作動して
スプレーガンの液体材料のｏｎ，ｏｆｆを行う構成を示
す。但し、スプレーガン８は、自動スプレーガンに限定
されるものではなく、例えば引金操作による手吹きスプ
レーガンでもよく、吐出手段の作動に関する構成は、図
１，２の模式図に限定されるものではない。

【００２３】図２は脈動防止用ダンパー２から吐出手段
のスプレーガン８に供給する流路に、塗料圧力調整器１
２を配設した場合の実施例を示したもので、前記した流
量計および、流量コントロールバルブを使用するシステ
ムに比較して、流量の供給安定性についてはやや劣る
が、脈動防止用ダンパーからの吐出圧力が高いのと、脈
動防止されていることから、従来より広い範囲での圧力
調整が可能となり、高粘度塗料への対応が容易となる効
果を有し、比較的精度を必要としない一般的な塗装等に
は、コスト的に有利となることからこの方式を採用して
よいものである。

【００２４】

【発明の効果】以上説明したように本発明は、復動式ダ
イヤフラムポンプを駆動する調圧空気を、ダイヤフラム
ポンプに導入する前で分岐し、該ダイヤフラムポンプの
吐出流路に設けられる脈動防止用ダンパーの空気室に導
入し、該調圧空気で脈動防止用ダンパーの液体材料蓄圧
室の圧力変動を均一化するようにしたことによって、復
動式ダイヤフラムポンプからの吐出圧力を低下させずに
脈動を防止して均一な液流で吐出手段へ供給することが
できる効果を奏する。

【００２５】また、脈動防止用ダンパーから吐出手段へ
の液体流路に、流量計、流量コントロールバルブを設け
て、従来より高い圧力で安定した流量精度で吐出手段へ
の供給が可能となり、高粘度液体材料または、長尺の塗
料ホースを使用する場合にも適応可能な流量コントロー
ルシステムが提供できる。

【００２６】また、脈動防止用ダンパーから高い圧力で
脈動のない均一な液流で吐出されることから、塗料圧力
調整器を用い、従来より広い調整範囲でかつ、低コスト
の流量コントロールシステムが提供できる。

【００２７】また、脈動防止用ダンパーの液体材料蓄圧
室への導入口近傍に、逆流防止用逆止弁を付設すること
によって、脈動防止効果を一段と高めることが可能とな
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】復動式ダイヤフラムポンプに、本発明の脈動防
止用ダンパー、流量計、および流量コントロールバルブ
を配設した流量コントロールシステムの模式図である。

【図２】本発明の脈動防止用ダンパー後の液体材料流路
に、塗料圧力調整器を配設した流量コントロールシステ
ムの模式図である。

【図３】本発明の脈動防止用ダンパーの詳細断面図であ
る。

【符号の説明】

１ 復動式ダイヤフラムポンプ ２ 脈動防止用ダンパー ２ａ 空気室 ２ｂ 液体材料蓄圧室 ３ 分岐路 ４ 空気圧力調整器 ５ 流量計 ６ 流量コントロールバルブ ７ 電空変換器 ８ スプレーガン（吐出手段） １２ 塗料圧力調整器 １４ 逆流防止用逆止弁

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 エア駆動の復動式ダイヤフラムポンプを
   用いて塗料等の液体材料をスプレーガン等の吐出手段に
   供給する液体材料流路に、吐出脈動防止用ダンパーを設
   けるポンプシステムにおいて、該脈動防止用ダンパー
   が、液体材料蓄圧室と空気室にダイヤフラムで区画され
   る構成であるとき、復動式ダイヤフラムポンプに供給す
   る空気流路を、該復動式ダイヤフラムポンプへ供給する
   前で分岐し、空気圧力調整器を介して供給するポンプ駆
   動圧力と同圧の空気を、前記脈動防止用ダンパーの空気
   室に供給する復動式ダイヤフラムポンプの流量コントロ
   ールシステム。
2. 【請求項２】 復動式ダイヤフラムポンプに供給する調
   圧空気を、該復動式ダイヤフラムポンプに供給する前で
   分岐し、ポンプ駆動圧力と同圧の空気を前記脈動防止用
   ダンパーの空気室に供給し、該脈動防止用ダンパーで液
   体材料側の圧力変動を緩和して吐出する液体材料流路
   に、流量計を配設し、該流量計の出力信号を、電空変換
   器によって変換し、変換された空気圧力によって流量制
   御を行う流量コントロールバルブを、前記液体材料流路
   に配設した請求項１記載のダイヤフラムポンプの流量コ
   ントロールシステム。
3. 【請求項３】 復動式ダイヤフラムポンプに供給する調
   圧空気を、該復動式ダイヤフラムポンプに供給する前で
   分岐し、ポンプ駆動圧力と同圧の空気を前記脈動防止用
   ダンパーの空気室に供給し、該脈動防止用ダンパーで液
   体材料側の圧力変動を緩和して吐出する流路に、塗料圧
   力調整器を配設し、該塗料圧力調整器の圧力調整によっ
   て、適正圧力で吐出手段に液体材料を供給する請求項１
   記載の復動式ダイヤフラムポンプの流量コントロールシ
   ステム。
4. 【請求項４】 脈動防止用ダンパーの液体材料蓄圧室ま
   たは、液体材料蓄圧室の直前に逆流防止用逆止弁が配設
   されている請求項１，記載のダイヤフラムポンプの流量
   コントロールシステム。