JPS5819865B2

JPS5819865B2 - 往復動ポンプに於けるバルブ装置

Info

Publication number: JPS5819865B2
Application number: JP51020021A
Authority: JP
Inventors: 大塚春雄
Original assignee: YAMATO BORING KK
Current assignee: YAMATO BORING KK
Priority date: 1976-02-27
Filing date: 1976-02-27
Publication date: 1983-04-20
Also published as: JPS52103706A

Description

【発明の詳細な説明】本発明は往復動ポンプに於ける強制バルブ装置に関する
ものである。

モルタル等の流体を搬送するのに多用される往復動ポン
プは、例えば、第１図に示すように、駆動ポンプに作動
されるロッドＲの先端にピストンＰを具え、該ピストン
Ｐを収装したシリンダー〇の行程両端部に逆止弁Ｃ■１
．Ｃ■２による吸込弁を介在させた吸込管ＶＰと、逆止
弁ｃｖ３．ｃｖ４による吐出弁を介在させた吐出管ＰＰ
を設けて構成されており、前記ピストンＰが左動すると
、吸込管ＶＰ側では逆止弁ＣＶ１に逆圧が逆止弁Ｃ■２
には順電がかかることにより、前記弁ＣＶ１は閉ぢ、同
Ｃ■２が開かれて、モルタル等の流体はシリンダーＣの
右室流入する一方、吐出管ＰＰ側では逆止弁Ｃ■３に順
圧が逆止弁Ｃ■４には逆圧がかかるので、シリンダーＣ
の左室に在ったモルタル等の流体は吐出管ＰＰから吐出
され、次いで、前記ピストンＰの行程が切換えられ右動
すれば、吸込管ＶＰ側の逆止弁Ｃ■１が開いて逆止弁Ｃ
■２は閉ぢ、１だ吐出管ＰＰ側の逆止弁Ｃ■３は閉ぢて
逆止弁Ｃ■４が開き、シリンダーＣの左室にモルタル等
あ流体が流入して溜まる一方シリンダ−Ｃの右室側に先
の行程で溜ったモルタル等の流体は吐出され、この作動
を繰返して吸入管ＶＰ側からモルタル等の流体を吐出管
ＰＰ側の先にある目的地に搬送するようになっている。

而して、前記往復動ポンプに於ける吸入弁、吐出弁によ
るバルブ装置に用いられる各逆上弁は第２図に示すよう
に球形弁を利用したものが多く、これを前記例に於ける
吸入側の逆止弁Ｃ■１について説明すると、シリンダー
Ｃの左室に高圧側Ｈを連結し、吸込管ＶＰに低圧側りを
連結して配設され、ｉ弁Ｃ■１が正常に機能すれば、ピ
ストンＰが左動する際には球弁ＢＹが弁室ＶＨのシート
部Ｓに密着して高圧側Ｈと低圧側りを遮断することがで
きるが、球弁ＢＶとシート部Ｓに異物ＲＣを噛込んだよ
うな場合には該球弁ＢＹは破線で示すようにシート部Ｓ
から浮上った状態になって高圧側Ｈと低圧側りとを遮断
できず、結局前記例に於て、ピストンＰが左動すること
により吐出されるべきシリンダー左室にあるモルタル等
の流体は高圧側Ｈから低圧側り即ち、吸込管■Ｐ側に逆
流されることになって、前記例の往復動ポンプがポンプ
として機能しないのみならず、他の逆止弁によるバルブ
装置の動作不良を招いたり、弁室や管の閉塞事故等の故
障原因となり、このようなトラブルが発生すれば、その
修復等に手間がかかつて全体の作業性を低下するという
難点がある。

尚、第２図中、ＶＧは球弁ＢＹの案内棒である。

然るに、上記のように球弁ＢＶとシート部Ｓに異物ＲＣ
等を噛込んでも、球弁ＢＶを圧油等により強制的に動か
して前記異物等を粉砕し、上記例に於けるバルブ装置の
故障原因を除去できるようにした強制バルブ装置がある
。

これは、第３図々示のように、前述の往復ポンプに於け
る吸込管■Ｐ側に設けた逆止弁Ｃ■１と同Ｃ■２とを、
また吐出管ＰＰ側に設けた逆止弁Ｃ■３と同Ｃ■４とを
、それぞれ切換用の油圧シリンダーＰＣ１，ＰＣ２のピ
ストン杆ＰＲ１，ＰＲ２で連繋して共動するようにした
もので、前記切換用の油圧シリンダーＰＣ１゜ＰＣ２が
往復動ポンプのピストン杆Ｒの往復動に連動してピスト
ンの行程方向が切換えられるようになっており、こうし
て吸込管側及び吐出管側に於ける一方の逆止弁を開けば
、必ず他方の逆止弁が閉ぢるようにして前記の異物等の
噛込みを粉砕し、またそのような噛込みを予め防止する
効果を企図したものである。

ところが、この構造のバルブ装置には重大な欠陥のある
ことが判明した。

即ち、いま、吐出管ＰＰ側の両逆止弁Ｃ■３．ＣＶ４が
共動して切換え途中にあると仮定すると、双方の弁Ｃ■
３．Ｃ■４とも球弁ＢＹがシート部から離れている過渡
的現象があり、この現象時、吐出管ＰＰにかかつている
吐出圧がシリンダーＣを通り吸込管ＶＰ側の開かれてい
る側の逆止弁Ｃ■１を通って吸込管ＶＰにかかり、結局
、吐出中の高圧流体が吸込管ＶＰに逆流するのである。

このことは吸込管ＶＰ側の逆止弁Ｃ■１．Ｃ■２が先に
共動して切換えられる場合にも、また吐出管ＰＰ側、吸
込管ＶＰ側のバルブ装置が同時に切換わる場合にも過渡
的現象として現われる。

この過渡的現象によるモルタル等流体の逆流は、吐出管
ＰＰ側と吸込管■Ｐ側の圧力差が大きい程大きく、また
バルブ装置の切換時間が長い程太きいし、更にポンプで
送る流体の粘性が小さい程大きいことが判明した。

このような過渡現象があれば、往復動ポンプの往復行程
が完全に行われても、搬送すべきモルタル等の流体を所
定の状態で送ることはできない。

本発明は上記のような従来の往復動ポンプのバルブ装置
の作動に伴う欠陥を全く解消することのできるバルブ装
置を提供することを目的として成されたもので、その構
成は、駆動ポンプにピストン杆を介して作動されるピス
トンを内装したシリンダーの往復行程端に、逆止弁によ
る吸込弁及び吐出弁を介在奎せモルタル等の搬送すべき
流体の吸込管とその吐出管を設けてなる往復動ポンプに
於て、吸込弁を形成する二つの逆止弁を、油圧等により
作動する流体圧シリンダーのピストン杆を介在させ、一
方の弁が開けば他方の弁が閉じるように共動させて連結
する一方、吐出弁を形成する二つの逆止弁に適宜長の作
動ロッドを設けて対向させると共に、該両ロッド間に、
油圧等により作動する流体圧シリンダーをそのロッドが
前記の両作動ロッドに当接しない程度にして配設し、前
記の両流体圧シリンダーの流体圧を往復動ポンプのピス
トンの行程運動によって切換えるようにしたことを特徴
とするものである。

次に本発明の実施の・一例を図に拠り説明する。

１はシリンダー、２は該シリンダー１に収装されたピス
トン、３は該ピストンのピストン杆で、周知のように駆
動用ポンプ（図示せず）のピストン杆と一体のものであ
る。

４，４′は前記シリンダー１の往復行程端部に形成した
吸入孔、５，５′は前記吸入孔４，４′と同じ要領で該
孔４，４′とは別個に形成した吐出孔、６，６′は、前
記シリンダー１の吸入孔４，４′を各々の送出側５Ｈ
、５’Ｈに、また適宜原料槽（図示せず）に連結してい
る吸込管７を各々の導入側６Ｌ、６′Ｌにそれぞれ連結
した逆止弁による吸込弁で、前述の従来例に於ける吸込
側の逆止弁Ｃ■１などと同様に、弁室６ＶＨ。

５’ＶＨに球弁５ＢＶ、５’ＢＹを具え、該弁５
ＢＶ。

５’ＢＶにより閉ぢられるべき導入側６Ｌ、６′Ｌを内
側に対向させ配設しである。

８はピストン８Ｐの両側にピストン杆８Ｒを有し、該杆
８Ｒの先端部を前記吸込弁６，６′の球弁６ＢＶ、５’
ＢＶに定着した切換用の油圧シリンダーで、該シリンダ
ー８の往復動時、いずれかの行程端で前記吸込弁６゜６
′のいずれか一方が必ず開かれ、他方が必ず閉ぢられる
ようになっている。

９，９′は、シリンダー１の吐出孔５，５′を各々の導
入側９Ｈ，９’Ｈに、また吐出管１０．を各々の送出側
９Ｌ、９’Ｌにそれぞれ連結した逆止弁による吐
出弁で、前述の従来例に於ける吐出側の逆止弁Ｃ■３な
どと同様に、弁室９ＶＨ，９’ＶＨに球弁９ＢＶ、
９’ＢＶを具え、抜弁９ＢＶ、９’ＢＹにより閉ぢら
れるべき導入側９Ｈ、９’Ｈを外側に対向させ配設し
である。

９Ｒ。９／Ｒは前記弁９ＢＶ、９’ＢＶに取附けた作動
ロッドで、該ロッド９Ｒ，９’Ｒは相対向して弁室９Ｖ
Ｈ。

９’ＶＨの外側に突出するように形成しである。

１１は前記吐出弁９，９′の作動ロッド９Ｒ、９’Ｈ
の間に配設した切換用の油圧シリンダーで、前記の油圧
シリンダー８と同様にピストン１１Ｐの両側にピ及トン
杆１１Ｒを具えるが、該ピストン杆１１Ｒはその両端部
が作動ロッド９Ｒ、９／Ｒに接する程度の長さしかな
く且つそれらロッドとは分離していて、ピストン１１Ｐ
の往復行程時その行程方向側にある作動ロッド９Ｒ又は
同９／Ｒを押圧するようにしである。

１２は前記の各油圧シリンダー８１１の左右両室への圧
油の供給を切換える切換弁、１３は該切換弁１２の切換
作動をする機械式のパイロット弁で、抜弁１３は往復ポ
ンプのピストン杆３の往復動に関連して圧油の流路が切
換えられ、これが切換えられると前記切換弁１２は一側
から他側或はこの逆向きに切換えられるようになってい
る。

また、１４及び１５は前記切換弁１２に接続された圧油
供給管及び圧油戻り管、１６．１６’は前記切換弁１２
と油圧シリンダー８１１の左右画室とを結ぶ圧油連結管
、１７及び１８は前記パイロット弁１３に接続された圧
油供給管及び圧油戻り管、１９，１９’はパイロット弁
１３と切換弁１２とを結ぶパイロット圧油連結管で、以
上により本発明バルブ装置を有する往復動ポンプが構成
され、その作動例を説明すれば、次の通りである。

いま、往復動ポンプのピストン２が左行程中にあって、
パイロット弁１３が図示の位置に保持されている時、抜
弁１３に供給される圧油はパイロット圧油連結管１９を
通って切換弁１２の左側に供給され抜弁１３が図示の位
置に保持される一方、パイロット圧油はその連結管１６
′を通ってパイロット弁１３に戻りそこから圧油戻り管
１８を径由して油槽等に帰還する。

□切換弁１２が上記の状態にあれば、抜弁１２に連
結された圧油供給管１３からの圧油は圧油連結管１６を
通って吸込弁側の油圧シリンダー８の左室に供給される
と共に吐出弁側の油圧シリンダー１１の左室に供給され
、各シリンダー８，１１のピストンＢＰ、ＩＩＰを右側
に移動させる。

ピストン８Ｐ、１１Ｐが右動すると、吸込管Ｔ側のバル
ブ装置にあっては、吸込弁６が閉ぢられる一方、吸込弁
６′が開かれ、また吐出管１０側のバルブ装置では吐出
弁９′の球弁９’ＢＶのロッド９／Ｒが油圧シリンダー
１１のピストン杆１１Ｒに押されて抜弁を閉じられる一
方、吐出弁９の球弁９ＢＶは元のままの位置にある。

然るに、往復動ポンプのピストン２は左動しているので
、該ピストン２の移動方向背面には負圧を生じると共に
、負圧の生じるシリンダー１の右室側は前述の開かれた
吸込弁６′を介して吸込管７から原料槽（図示せず）に
連結されるので、原料を吸引する一方、ピストン２の移
動する側即ち前記シリンダー１の左室は体積が縮少され
て圧力が高まり、この圧力で前記の自由な位置にある吐
出弁９を開け、シリンダー１の左室に在るモルタル等の
流体を該吐出弁９を通して吐出管１０に圧送するのであ
る。

而して、往復動ポンプのピストン２が左行程端に到ると
、まず前記パイロット弁１３がピストン杆３によって作
動され、図の破線矢印方向に切換えられ、該パイロット
弁１３が切換えられると、抜弁１３に供給されている圧
油はパイロット圧油連結管１９′に送り込まれて切換弁
１２の右側に供給され抜弁１２を破線矢印方向に切換作
動させる。

ここで、前記切換弁１２を切換えたパイロット圧油はそ
の連結管１９を経てパイロット弁１３に到り、そこから
圧油戻り管１８を経て油槽に戻る。

上記のようにして切換弁１２が切換えられると、圧油供
給管１４からの圧油は、吸込管７側の油圧シリンダー８
の右室に供給され、そのピストン８Ｐを左動させて、吸
込管８側のバルブ装置に於ける吸込弁６，６′の一方６
′を閉ぢ他方６を開くように作用すると共に、吐出管１
０側の油圧シリンダー１１の右室にも供給され、該シリ
ンダー１１のピストン１１Ｐを左動せしめ、前記で開か
れていた吐出弁９の作動ロッド９Ｒをそのピストン杆１
１Ｒで押して抜弁９′を閉ぢる。

一方、往復ポンプのピストン２は、その駆動装置（図示
せず）によって右行程に切換えられているので、その行
程方向の背面に負圧を生じシリンダー１の左室に開かれ
た吸込弁６を通過するモルタル等の流体を吸込むと共に
、先の行程でシリンダー１の右室に充満したモルタル等
の流体を押して、その圧力で先に閉ぢられていた吐出弁
９′を開き、モルタル等の流体を抜弁９′を通して吐出
管１０に送り込み、以上の作動を繰返すことにより往復
動ポンプはポンプ作用をするのである。

本発明は上述の通りであって、往復動ポンプに於ける吸
込弁、吐出弁によるバルブ装置を、吸込管側にあっては
双方の吸込弁を流体圧シリンダーを介して共動させ、強
制的に開閉させる一方、吐出管側では双方の吐出弁に作
動ロッドを対向して突設すると共に両ロンド間に流体圧
シリンダーを配して、一方の弁を閉ぢる時のみ流体圧シ
リンダーを作用させ、他方の弁を開くのは吐出圧による
ようにしたから、従来の吸込管側及び吐出管側ともにそ
のバルブ装置を強制的に共動させて開閉させるようにし
たもののバルブ装置の切換時に屡々発生していた所謂過
渡的逆流現象を略完全に防止することができる。

これは、本発明バルブ装置の切換えが往復動ポンプのピ
ストンの行程切換わりにより閉ぢられるべき吐出弁を流
体圧シリンダーの作動により強制的に閉ぢる一方、それ
まで閉ぢられていた吐出弁を開くのをピストンの作動に
より加わる吐出圧で開くようにした結果、両吐出弁の同
時開閉切換作動中にポンプの吐出圧が作用して、吐出管
から吐出されるべき流体が吸込側に逆流するようなこと
はないからである。

尚、吸込側のバルブ装置を本発明装置の吐出側のそれの
ように構成することも考えられるが、この場合、吸込弁
を開くのに作用する力は、ポンプのピストンの行程方向
の背面に生ずる最大真空度が大気圧の負圧であるから、
開かれるべき吸込弁の開き度が小さくなりがちで、ポン
プの吸込性能を阻害するおそれがあるので、好ましくな
い。

【図面の簡単な説明】

第１図は吸込側、吐出側のバルブ装置に圧力差によって
作動する逆止弁を利用した往復動ポンプの系統図、第２
図は逆止弁の構造を示す断面図、第３図はバルブ装置に
強制共動構造を利用した往復動ポンプの系統図、第４図
は本発明バルブ装置を具えた往復動ポンプの系統図であ
る。１・・・・・ウリンダー、２・・・・・・ピストン、３
・・・・・・ピストン杆、６，６′・・・・・・吸込弁
、５ＢＶ、５’ＢＶ・・・・・・球弁、７・・・・・・
吸込管、８・・・・・・油圧シリンダー、８Ｒ・・・・
・・ピストン杆、９．９’・・・・・・吐出弁、９Ｂ■
。９’ＢＶ・・・・・・球弁、９Ｒ，９’Ｒ・・・・・
・作動ロッド、１０・・・・・・吐出管、１１・・・・
・・油圧シリンダー、１１Ｒ・・・・・・ピストン杆、
１２・・・・・・切換弁、１３・・・・・・パイロット
弁、１４・・・・・・圧油供給管、１５・・・・・・圧
油戻り管、１６，１６’・・・・・・圧油連結管、１７
・・・・・・圧油供給管、１８・・・・・・圧油戻り管
、１９，１９’・・・・・・パイロット圧油連結管。

Claims

【特許請求の範囲】

１駆動ポンプにピストン杆を介して作動されるピスト
ンを内装したシリンダーの往復行程端に、逆止弁による
吸込弁及び吐出弁を介在させモルタル等の搬送すべき流
体の吸込管とその吐出管を設けてなる往復動ポンプに於
て、吸込弁を形成する二つの逆止弁を、油圧等により作
動する流体圧シリンダーのピストン杆を介在させ、一方
の弁が開けば他方の弁が閉じるように共動させて連結す
る一方、吐出弁を形成する二つの逆止弁に適宜長の作動
ロッドを設けて対向させると共に、該両ロンド間に、油
圧等により作動する流体圧シリンダーをそのロッドが前
記の両作動ロンドに当接しない程度にして配設し、前記
の両流体圧シリンダーの流体圧を往復動ポンプのピスト
ンの行程運動によって切換えるようにしたことを特徴と
する往復動ポンプに於けるバルブ装置。