JPH1030570A - ポンプ - Google Patents

ポンプ

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JPH1030570A
JPH1030570A JP9093948A JP9394897A JPH1030570A JP H1030570 A JPH1030570 A JP H1030570A JP 9093948 A JP9093948 A JP 9093948A JP 9394897 A JP9394897 A JP 9394897A JP H1030570 A JPH1030570 A JP H1030570A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】従来よりも少ない数の部品を利用して、しかも
容易に製造でき、かつ容易に組立できる、信頼性のある
ポンプ、特にエア作動式のポンプの提供。 【解決手段】フラムポンプ１０はエアバルブアッセンブ
リ３４を有し、このエアバルブアッセンブリ３４におい
てバルブブロック３８が四角形のパターンで動くことが
できるようになっている。ポンプ１０の主部は流体ライ
ンが接続されるマニホルドベース２０に取り付けられて
おり、流体金具を外す要なくボルトやナットのような留
め具１８を緩めるだけでポンプ１０を分解して点検でき
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明はポンプに関する。
【０００２】
【従来の技術】エア作動式のダイヤフラムポンプは多年
にわたり一般化されてきている製品であり、流体の搬送
或いはその他の用途において広く利用されてる。このよ
うなポンプは多様な設計を採用して様々な製造者により
製造されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】このような多様な設計
によって市場における成功が収められてはきたが、この
ような製品の製造コストを減少することが常に望まれて
おり、これは一般に製品に含まれる部品の数を減少する
ことをしばしは意味ずる。
【０００４】
【発明の目的】本発明の目的は従来の設計のものよりも
実質的に少ない数の部品を利用し、しかも容易に製造で
き、かつ容易に組立でき、かつ顧客にとって信頼性のあ
る作動を行えるポンプ、特にエア作動式の複式ダイヤフ
ラムポンプの提供にある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記の目的に鑑み、本発
明はこの目的を達成するべく機能し、かつ製品をユーザ
ーによってより好ましいものとしかつエンドユーザに対
しても適用できる、多数の特徴を利用している。四角形
の経路に沿って動くエアバルブが設けられており、これ
によってダイヤフラムポンプにおけるエアバルブの部品
数が著しく減少する。バルブキャリッジがバルブブロッ
クを支持しており、両端側にピストンを有する。これら
のピストンはバルブブロックの下側に位置する５つのポ
ートのうちの２つのパイロットのエアを遮断することに
より駆動される。バルブプレート及びバルブブロックの
上方領域はエア圧を受けて、第６のポートを有効に形成
し、従って、バルブブロックで覆われていないポートは
高圧のプラントエアの圧を受ける。このため、バルブブ
ロックはバルブキャリッジによって第１の方向に動き、
またメインのダイヤフラムアッセンブリにより駆動され
るピンによって第１の方向に直角な第２の方向に動くこ
ととなる。
【０００６】マニホルドベースに設けられた成形ねじ
は、アメリカパイプねじ（ＮＰＴ）或いはイギリス標準
パイプねじ（ＢＳＰ）のいずれをも利用できるようにな
っている。ポンプに設けられたこのようなマニホルドベ
ースにはシステム配管が接続され、ポンプの点検や交換
を望む場合に必要とされるのは、単にいくつかの便宜的
な留め具を単に緩めるだけであり、これによって、ポン
プの主部をマニホルドベースから持ち上げて点検や交換
を行い、次いで流体金具を緩めたりシールを解いたりす
ることなく定位置に戻すことができる。Ｏリングによっ
てマニホルドベースと主流体部との間のシールアッセン
ブリが提供される。
【０００７】一体部品からなる逆止弁構造が利用されて
おり、逆止弁は半径方向かつ軸方向に延びる複数のガイ
ド部材を有するシールディスクを中央に有する部品を有
し、ガイド部材は各々円筒状の空所内に摺動可能に嵌合
できる外径を有しており、またガイド部材は各々シール
ディスクと軸方向に対向して、円周方向に延びるばね付
勢されたフィンガーを複数備えており、これらのフィン
ガーは当該逆止弁を閉位置に付勢する機能を有する。
【０００８】ポンプの主部すなわち中央部と流体ハウジ
ングとは、マニホルドベースに固定すべく設計されてお
り、マニホルドベースは逆止弁を有し、また配管用の流
体ラインへの接続のためのねじ式接続部を有している。
ポンプの点検を何らかの理由で望ならば、流体金具を外
す要なくポンプの主部をベースから外すことができる。
このような取り外しによってまたポンプをさらに分解す
ることなく逆止弁に直接アクセスしてこれを交換でき
る。
【０００９】
【発明の実施の形態】本発明の上記及びその他の目的及
び利点は添付の図面を参照した以下の説明からより十分
に明らかとなるであろう。なお、図面を通じて同様な部
材には同一符号が付してある。以下、添付図面に基づい
てこの発明の実施の形態を説明する。本発明による複式
ダイヤフラムポンプは図１に全体を１０で示してあり、
成形により形成された中央部１２と、２つの流体ハウジ
ング１４と、バルブカバー１６とを有している。好まし
い形態において中央部１２はポリエステル樹脂（ＰＢ
Ｔ） Valox 357 -GE Plastic で成形される。
【００１０】バルブカバー１６は便宜的な留め具１８に
より中央部１２に固定されている。流体ハウジング１４
がまた留め具１８によって中央部１２に取り付けられて
いる。中央部１２と流体ハウジング１４とにより構成さ
れるポンプの主部はまた留め具１８によりマニホルドベ
ース２０に取り付けられている。マニホルドベース２０
は、配管構造の変化を可能とするために各端部に配置さ
れた流体の入口通路２２と出口通路２４を有する。
【００１１】図３を特に参照すると、逆止弁２６は各々
中央にディスク状のシール部２６Ａを有し、中央のシー
ル部２６Ａは好ましい形態において、これより半径方向
かつ軸方向に延びる４つのアームすなわちガイド部材２
６Ｂと、当該逆止弁２６を逆止弁通路２８内に密に接し
て位置させるための面２６Ｃとを有している。ガイド部
材２６Ｂ両側からはばね付勢されたフィンガ２６Ｄが延
びており、フィンガ２６Ｄは逆止弁通路２８の底部ある
いは天井部に作用して、逆止弁２６を閉位置に付勢する
ものであり、この閉位置はシール部２６Ａが流体圧によ
って押し開かれない限り維持される。これらの半径方向
のガイド部材２６Ｂはストッパとしても機能する。ばね
付勢されたフィンガ２６Ｄは圧縮されて、ガイド部材２
６Ｃの上部が逆止弁２６入口側の流体カバー１４に対し
て、また逆止弁２６出口側のマニホルドベース２０に対
して当接し、これによって逆止弁２６の移動が制限され
ている。
【００１２】マニホルドベース２０上の逆止弁通路２８
を有する部材３０はその端部に支持されたシール３２に
よって流体端部１４に対しシールされている。
【００１３】図１に戻り、バルブカバー１６は当該バル
ブカバー１６の下側領域を加圧するためのエア入口３２
を有している。ポンプをそれに一体に組み込まれたエア
バルブによってではなく、遠隔で制御しようとする場合
に、ソレノイドバルブからのエアを直結するための第１
及び第２補助ポート３４，３６が流体ハウジング１４の
側にそれぞれ配置されている。第１及び第２補助ポート
３４，３６は一体化されているので、エアバルブブロッ
クを外してエアバルブプラグに交換することによって、
ポンプをエアバルブ作動式のものから遠隔作動式のもの
に容易に変換できる。
【００１４】図２，図９及び図１０を参照すると、全体
を３４で示したエアバルブアッセンブリはシール３６Ｂ
を有するほぼ円筒状の端部３６Ａと、可動のバルブブロ
ック３８を保持する四角形の中央穴３６Ｃと備えたバル
ブキャリッジ３６を有している。バルブブロック３８は
下側のシール部３８Ａと、バルブキャリッジ３６の中央
穴３６Ｃ内の中央部分３８Ｂとを有しており、これによ
り、バルブブロック３８は図２の紙面に直角に方向に動
くことができるようになっている。このような動きはダ
イヤフラム４２の中心のダイヤフラム取付ブロック４１
により作動されるピン４０がバルブブロック３８を押す
ことによって生じるものである。好ましい実施の形態に
おいて、バルブブロック３８は摩擦減少のためのＴＦＥ
パウダーを１０％含むデュロメータ硬度９０のＸＮＢＲ
（Carboxylated Nitrile) （カルボン酸塩ニトリル）に
より形成される。
【００１５】図２に見られるように、エア通路すなわち
ポートＭ１及びＭ２がダイヤフラムアッセンブリ４２の
内側の主エアチャンバに接続しており、以降でエアバル
ブの作用の説明においてより詳しく説明するように、エ
アチャンバを圧縮エアで加圧状態とする。通路すなわち
ポートＰ１及びＰ２がエアチャンバ４４及び４６にそれ
ぞれ接続されており、これらのポートＰ１及びＰ２は図
示のように直線通路として延びており、バルブカバー１
６によって覆われてエアチャンバ４４及び４６に接続さ
れている。
【００１６】バルブブロック３８はバルブカバー１６の
ボス部１６Ａによってバルブキャリッジ３６内に位置保
持されている。エアバルブアッセンブリ３４を外すには
留め具１８をバルブカバー１６から抜いてバルブカバー
１６を持ち上げて外し、次いでバルブブロック３８を持
ち上げるだけでよく、これによって、バルブキャリッジ
３６をバルブカバー１６からスライドさせて外すことが
できる。
【００１７】図５〜図８は５つのポートを有するバルブ
ポート面４８を示している。中央の排出ポートＥは排出
通路５０に接続されており、パイロット用のポートＰ１
及びＰ２はバルブキャリッジ３６の第１及び第２の端部
にそれぞれ接続されている。同様に、メインのポートＭ
１及びＭ２は第１及び第２のダイヤフラムチャンバにそ
れぞれ接続されている。上記ポートの上方の領域５２は
圧縮エアでほぼ満たされ、バルブブロック３８で覆われ
ていないポートは圧縮エアの圧力を受ける。
【００１８】通常、２つの隣接するポートと排出ポート
Ｅとは常に覆われた状態にあり、他の２つの隣接するポ
ートが圧縮エアの供給を受けている間は共に接続され
る。バルブブロック３８が図５に示したように上方かつ
右手位置にある場合を最初とすると、ポートＭ２とＰ１
とは排出ポートＥに接続されており、圧縮エアはポート
Ｍ１及びＰ２に供給されている。この状態で、バルブキ
ャリッジ３６は上方の移動端にあり、ダイヤフラム４２
は左側の移動端に近づく、すると、ダイヤフラム４２に
より動かされるピン４０がバルブブロック３８を図６に
示した上方かつ左手位置に向けて押し、圧縮エアがポー
トＭ１及びＰ１に導かれてポートＰ２及びＭ２から出
る。これによって、バルブキャリッジ３６の上端に圧が
加わり、バルブキャリッジ３６が下方に動いて、バルブ
ブロック３８が図７に示した下側かつ左手位置に動く、
これにより圧縮エアがポートＭ１及びＰ１に導かれてポ
ートＰ２及びＭ２から出る。
【００１９】この時点で、両ダイヤフラムは共に右側に
動いており、バルブキャリッジ３６は下方の位置にあ
る。ダイヤフラム４２が右側の移動端に到達すると、バ
ルブブロック３８は図８に示した下側かつ右手位置に動
き、そうすると、圧縮エアがポートＰ２及びＭ２に供給
され、ポートＰ１及びＭ１から排出される。これによっ
て、バルブキャリッジ３６の下端が圧力を受け、バルブ
キャリッジ３６は最初に説明した位置に向けて上方に動
く。
【００２０】このようなエアバルブアッセンブリ３４を
製造するに必要とされる部品の数は非常に少ないことが
注目できよう。バルブキャリッジ３６のためのチャンバ
の端部はバルブカバー１６により限定され、このバルブ
カバー１６がまた同時にバルブ空間の上部を覆うものと
なっているからである。
【００２１】マニホルドベース２０の入口のねじ部はア
メリカパイプねじ（ＮＰＴ）或いはイギリス標準パイプ
ねじ（ＢＳＰ）のいずれをも利用できるようになってい
る。このようなハイブリッドねじはプラスチック部品で
形成でき、いずれのタイプのねじのプラスチック或いは
真鍮の雄ねじ金具に対しても気密ジョイントを形成する
ように意図されたものである。このようなねじは以下で
定義される。 最大径 13.16 mm (0.518 インチ) ピッチ 12.30 mm (0.4843インチ) 最小径 11.45 mm (0.4506インチ ) ピッチ角 1 度 47 分 24.5 mm(１インチ) あたりのねじ数 18.6 有効ねじ長 10.21 mm (0.402 インチ)
【００２２】図９にはマフラー５４が最も良く示されて
いる。排出ポートＥは円筒状の通路５６につながってお
り、この通路５６はデバイダ５６Ｃにより第１及び第２
の部分５６Ａ及び５６Ｂに分けられている。また、この
通路５６はマニホルドベース２０のマフラ領域５８によ
り限定されている。従って、排出エアはポートＥを出て
第１の部分５６Ａに入り、またマフラ領域５８に入る。
するとエアは第２部分５６Ｂを通って上方に流れ、マフ
ラ出口６０を通って外部に出る。このような構成によ
り、性能に殆ど悪影響を与えることなく低コストで実質
的な消音を行うことができる。
【００２３】本発明のポンプには、特許請求の範囲によ
り定義される精神及び範囲から逸脱することなく様々な
変更或いは変形をなすことができるものである。
【００２４】なお、特許請求の範囲及び発明の詳細な説
明において括弧書きの数値とともに示した寸法は括弧書
きの数値の換算値であり、不一致が有る場合には括弧書
きの数値が正しいものとみなされるべきである。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明によるポンプの斜視図である。
【図２】図１の２−２線断面図である。
【図３】マニホルドベースと逆止弁の分解斜視図であ
る。
【図４】中央部とダイヤフラムの平面図である。
【図５】エアバルブの作用を示す説明図である。
【図６】図５に続くエアバルブの作用を示す説明図であ
る。
【図７】図６に続くエアバルブの作用を示す説明図であ
る。
【図８】図７に続くエアバルブの作用を示す説明図であ
る。
【図９】図１の９−９線断面図である。
【図１０】バルブキャリッジとバルブブロックの斜視図
である。
【符号の説明】
１０ ダイヤフラムポンプ １２ 中央部 １４ 流体ハウジング １６ バルブカバー １８ 留め具 ２０ マニホルドベース ２２ 入口通路 ２４ 出口通路 ２６ 逆止弁２６ ２６Ｂ ガイド部材 ２６Ｄ フィンガ ２８ 逆止弁通路 ３４ エアバルブアッセンブリ ３６ バルブキャリッジ ３８ バルブブロック ４２ ダイヤフラム ４４，４６ エアチャンバ Ｐ１，Ｐ２，Ｍ１，Ｍ２ ポート Ｅ 排出ポート ４８ バルブポート面
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 アン・シー・フェイテル アメリカ合衆国 55416 ミネソタ，ミネ アポリス，コロラド・アヴェニュー・サウ ス 2749 (72)発明者 ジョエル・ティー・フィッシャー アメリカ合衆国 55075 ミネソタ，サウ ス・セイント・ポール，ワーナー・アヴェ ニュー 960 (72)発明者 ハロルド・ディー・ジョンソン アメリカ合衆国 55313 ミネソタ，バッ ファロー，エイティース・ストリート・ノ ースウエスト 1111 (72)発明者 グレイグ・ディー・バート アメリカ合衆国 55442 ミネソタ，プリ マウス，ゴールデンロッド・レーン・ノー ス 6090

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 第１の軸に沿って往復動するポンピング
    部材を有する、エア作動される往復式のポンプであっ
    て、 前記第１の軸に直角な第２の軸に沿って可動なバルブキ
    ャリッジと、 前記バルブキャリッジ内を前記第１の軸に沿って可動な
    バルブブロックと、 第１及び第２の主ポートと、第１及び第２のパイロット
    ポートと、排出ポートとを有するバルブ面と、 前記ポンピング部材の動きに伴う前記バルブブロックの
    動きを生じさせるための手段と、 前記バルブ面上に圧縮エアを供給するための手段とを有
    し、 前記バルブブロックは４つの位置の間で、ほぼ四角形の
    経路に沿って動き、前記バルブブロックはこれらの位置
    の各々において１つの前記主ポートと１つの前記パイロ
    ットポートと前記排出ポートを接続する、 ポンプ。
  2. 【請求項２】 前記バルブキャリッジの各端部において
    パイロットチャンバをさらに有し、前記パイロットポー
    トは前記パイロットチャンバの１つに接続される請求項
    １記載のポンプ。
  3. 【請求項３】 流体ラインに取り付けられて流体を処理
    するためのポンプであって、 最大径が13.16 mm (0.518 インチ) 、 ピッチが12.30 mm (0.4843インチ) 、 最小径が11.45 mm (0.4506インチ )、 ピッチ角が1 度 47 分、 24.5 mm(１インチ) あたりのねじ数が18.6、 有効ねじ長が10.21 mm (0.402 インチ) 、 のねじ部を有するポンプ。
  4. 【請求項４】 流体ラインに取り付けられて流体を処理
    するためのポンプであって、 前記流体ラインに螺着するための入口ポートと出口ポー
    トとを有するマニホルドと、 前記入口ポート及び前記出口ポートと連通するように配
    置された入口通路及び出口通路を有するポンプ主部と、 前記ポンプ主部が流体金具を外すことを要せずに点検し
    或いは交換できるように、前記マニホルドと前記ポンプ
    主部とを互いに解放可能に緊締するための手段と、 を有するポンプ。
  5. 【請求項５】 エアバルブと第１及び第２エアチャンバ
    とを備えた中央部を有する、エア駆動式ダイヤフラムポ
    ンプであって、前記中央部は、作動制御のために外部操
    作されるソレノイド式エアバルブへの取り付けのため、
    外部からアクセス可能なポートを有するポンプ。
  6. 【請求項６】 逆止弁であって、 ほぼ円筒状の空所と、 中央のシール用ディスクと、 前記中央のシール用ディスクから半径方向かつ軸方向に
    延び、各々前記円筒状の空所に摺動可能に嵌合するよう
    な外径を有する、複数のガイド部材と、 前記ガイド部材の各々に設けられて円周方向に延びる、
    ばね付勢された複数のフィンガとを有し、該フィンガは
    前記シール用ディスクと軸方向に対向して、当該逆止弁
    をその閉位置に向けて付勢する、 逆止弁。
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