JPS5841278A - 往復動ポンプ - 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】 本発明は往復動ポンプに係り、パツキン式プランジャポ
ンプまたはピストンポンプの往復動軸に摺動される軸封
部の駆動部側にベローズを設けて密封室を形成すること
Ｋより、前記軸封部をポンプ外部と遮断して完全無漏洩
構造とした往復動ポンプに関する。

往復動ポンプは、主とし【時間に対して一定量の液を送
出するポンプとして用いられており、中でも３Ｉｒｔ図
に示すようにシリンダ（１１内に配設されたプランジャ
（２）を機械的に往復動させることによってポンプ作用
を行わせ、前記プランジャ（２）に摺動されるパツキン
（３）にて軸封部（４）を形成してポンプ室（５３のポ
ンプ取扱液が前記プランジャ（２）とシリンダ（１）の
間隙（６）からポンプ外部へ漏洩するのを抑制した構造
のパツキン式プランジャポンプがその構造が比較的簡単
で廉価であること、数１０００Ｉ−の高い吐出圧力が得
られること、吐出量が数ｃｍ’／ｈｒから８０１Ｋ”／
ｈｒ　９度と広いこと、吐出量を１５対１程度に変化さ
せても定量性の精度が１膚以内であること、吐出圧力が
変化しても吐出量には殆ど影響のないことおよびある程
度の真空引きが可能であること等から最も広く用いられ
ている。

またこのパツキン式プランジャポンプのプランジャ（２
）をピストンに軸封部（４１のパツキン（３）をピスト
ンリングに代えたピストンポンプもｔｔｉＷ同様の利点
を有するが、これらはいずれもパツキン（３）やピスト
ンリング等の軸封部（４）からポンプ取扱液が漏洩する
ので、腐蝕性のある液、危険性のある液および極めて高
価な液等の送液には適さない。

さらにまた矛２図に示すように前記パツキン式プランジ
ャポンプまたはピストンポンプのポンプ室（５）１１の
軸封部（４）の外側に、との軸封部（４１に隣接する液
溜シ室（７）を設け、前記プランジャ＋２１またはピス
トンのピストンロッド等の往復動輪（８）の駆動側にこ
の往復動軸（８）　Ｋ摺動されるパツキン、Ｏリング等
にて前記液溜シ室（７Ｊ＠の軸封部（田を設けたクロー
ズドホルダ付構造と称する構造も知られ【いるが、との
液溜シ室（７）伺の軸封部（９）も往復動軸（８）に摺
動されるので、前記ポンプ室（５）備の軸封部（４１か
ら漏れて液溜り室（７）に溜ったポンプ取扱液が前記液
溜り室（７）の軸封部（９）から漏れ【ポンプ駆動部へ
侵入するのを完全に■止できず、従ってポンプ取扱液に
よってはポンプ駆動部を故障に至らしめ、あるいは事故
を誘発するおそれがある。

また前記液溜り室（７）が密閉されていると、ポンプ室
（５）＠の軸封部（４）から漏れたポンプ取扱液が液溜
り室（７）　ｋ溜まるに連れて液溜り室（刀の圧力が上
昇し、液溜り室（７）側の軸封部（９）からポンプ駆動
部への漏れがますます助長されるので、前記液溜り室（
７（は大気に開放する必要があるが、そうするとポンプ
取扱液の蒸気が大気中に拡散するので、引火性のある液
、有害な液には使用できない、さらにポンプ取扱液が液
溜り室（７）に充満し、との液溜９室（７）から外部へ
溢れ出る前に、液溜抄室（７）のドレン口（１０から排
出する作業を必要とする上、前記ポンプ室（５）＠の軸
封部（４）からの漏れ量は一定ではなく、ポンプ運転に
連れて軸封効果が悪化し、徐々に漏れ量が増え、あるい
は急激に増加することもあるので、頻繁に前記液溜シ室
（７１の液量を監視する必要があるなどその保守、点検
が極めて面倒である。

また矛２図に示す構造のものにおいて、液溜り室（７；
儒の軸封部（９１Ｋ代えズ、矛２図に点線で示すように
内径部を往復動輪（８）に、外径部を液溜り室（７）の
内壁端面に気密に固着したダイヤプラム（１１）を設け
て、ポンプ取扱液の駆動側への漏れを完全に防止した構
造のものが知られているが、前記と同様に液溜）室（７
１を大気に開放する必要があるので、引火性のある液、
有害な液などには使用できず、ドレン作業も必要で保守
、点検が極めて面倒であり、さらに前記ダイヤフラムｔ
ｔｎの変位量が小さいのでプランジャ（２）の移動量が
それに制限され、大吐出量が得られず、またダイヤプラ
ムαυがプランジャ（２１に比べ矛２図に示す以上に径
大となるので。

例えば才５図に示すダイヤフラムσｅとプランジャ（２
）との直孫比程度となるので、ダイヤプラム０１３部の
外枠が極めて大きくなり、高価につく欠点がある。

そこで前記の如き腐蝕性のある液、危険性のある液およ
び高価な液を取扱う完全無漏洩構造の往復動ポンプとし
て、矛８図に示すよ５忙ダイヤフラム０の外径部をポン
プヘッドα遜の端面に液密に固着して完全無漏洩のポン
プ室（５１を形成し、前記ダイヤフラムｔｔａの内径部
を往復動軸（８）にて機械的に撓ませて振幅させること
によりポンプ作用を行わせる機械駆動式ダイヤフラムポ
ンプが、および牙４図に示すようにベローズＩの一端縁
を密閉し、他端縁なポンプヘッドａ３の端面に液密に固
着して完全無漏洩のポンプ室（６）を形成し、前記ベロ
ーズα尋の密閉された一端縁を往復動軸（８）に連結し
て機械的に前記ベローズＩを伸縮させることによりポン
プ作用を行わせる機械駆動式ベローズポンプがあり、い
ずれも構造簡単で極めて廉価であり、真空引きも可能で
ある利点があるが、定量性の精度が５−程度と悪く、こ
とに最大吐出量においては１０％程度と低下し、また現
在の技術レベルにては前者においては吐出圧力が１０ψ
−程度、吐出量が５０１フルｒ程度、後者においては吐
出圧力が４φ−２程度、吐出量が１−μｒ程度しか得ら
れないので、前記パツキン式プランジャポンプの仕様に
はと遠く、適用範囲が極めて限定される。

また高吐出圧力、大吐出量が得られる完全無漏洩の往復
動ポンプには矛５図に示すよ５にポンプヘッドＱ３の端
面とシリンダヘッドａ５の端面との間にダイヤフラムａ
ｅの外径部を挾んで液密に固定して完全無漏洩のポンプ
室（５′Ｉを形成し、往復動するプランジャ（２）にて
前記シリンダヘッドａＳの内ｆ［ｌｌｋ形成された油圧
室ａηに付与される圧力脈動を前記ダイヤフラムαＧを
介してポンプ室（５７に伝達してポンプ作用を行わせる
液圧式ダイヤフラムポンブがあり、このポンプによれば
、吐出圧力が７００に９／ａｍ’　、吐出量が１０寓３
フルｒ、定量性の精度も吐出貴重０対ｉの範囲で約１優
と前記パツキン式プランジャポンプに近い性能の完全無
漏洩往復動ポンプが得られるが、前記パツキン式プラン
ジャポンプに比べて、ダイヤフラム顛とその周辺部品お
よび油圧室ａη内の作動軸舖の過不足を調整するパスパ
ス調整弁ａ９等の余分な部品を必要とする上、前記ダイ
ヤフラム化の変位量が限られるので、プランジャ（２１
に比べて極めて径大のダイヤフラム（１９が必要で、そ
のためポンプヘッドα３およびシリンダヘッドＱ５が相
当大きくなり、加えて前記ダイヤフラム翰が当接される
ポンプヘッドα３およびシリンダヘッドａＳの端面の曲
面（１）の加工が極めて難かしく、またその曲面■に複
雑な溝を削設するなど相当高度の製作技術を要求される
ので、前記パツキン式プランジャポンプに比べて非常に
高価につき、ポンプ仕様によっては数倍の価格となる欠
点がある。

さらに吐出圧力が上がるにつれて容積効率が低下し、ま
た吸込側にある程度の押込みの圧力をかけないとポンプ
作用が良好に行われず、真空引きには使用できない欠点
がある。

しかしこの液圧式ダイヤフラムポンプ以外には高吐出圧
力または大吐出流量が得られ、かつ完全無漏洩である定
量ポンプがないので、高価であるがやむを得ず使用され
ているのが現状である。

本発明は前記点に鑑みなされたもので、パツキン式プラ
ンジャポンプまたはピストンポンプの往復動軸を貫通さ
せ、一端縁が前記往復動軸に他端縁が前記往復動軸に摺
動される軸封部の外端面にそれぞれ気密に固着されたベ
ローズにて前記軸封部に隣接した密封室を形成し、前記
往復動軸の往復動によって前記ベローズが伸縮される毎
に、前記密封室内とポンプ吸込側との流体が相互に吸入
、排出されるように、前記密封室内と前記ポンプ吸込側
とを気密に連通した構成によって、高吐出圧力、大吐出
量が得られ、真空引きも可能で、高温液にも使用でき、
かつ完全無漏洩の往復動ポンプを比較的廉価に提供する
ものである。

本発明の構成は、パツキン式プランジャポンプまたはピ
ストンポンプの往復動軸を貫通して配設され、一端縁が
前記往復動輪に摺動される軸封部の外端面に他端縁が前
記往復動軸に、端板を介しであるいは直接にそれぞれ”
気密に固着されたベローズに【前記軸封部に隣設して密
封室を設け、前記往復動軸の往復動によって前記ベロー
ズが伸縮される毎に前記密封室内の流体とポンプ吸込側
の流体とが相互に吸入、排出されるように、前記密封室
と前記ポンプ吸込側とを前記密封室に開口した通孔を介
して気密に連通してなるものである。

次に本発明の一実施例を、？６図に示すパツキン式プラ
ンジャポンプについて説明する。

シリンダＱＤの内壁径大部（２１，）に順次パツキン（
社）、スリーブ（ハ）が装着され、このシリンダｒ２１
）の外端側にパツキン押え＠が螺着されており、このパ
ツキン押え（財）を締付けることにより、前記スリーブ
（至）を介して前記パツキン■が押圧され、前記シリン
ダＱＤ内に押入されたプランジャ＠に密接されて、前記
シリンダＱＩ）の先端部に形成されたポンプ室（ハ）か
らのポンプ取扱液面の漏れを抑制する軸封部（至）が構
成され【いる。

そして前記シリンダＱＤの外側に延長されたプランジャ
（ハ）の端部は図示しないがコネクティングロッド等を
介して往復動駆動機に連結されている。

また前記ポンプ室（ハ）にはそれぞれ吸込側チェックバ
ルブ翰、吐出側チェックバルブ（至）を介して吸込口Ｇ
υおよび吐出口（至）が連通され【いる。

以上は従来のパツキン式プランジャポンプの構成と同様
である。

そして前記軸封部（ハ）より駆動部側に前記プランジャ
何を貫通したベローズ（至）が配設されており、とのベ
ローズ（至）の一端縁は端板（財）に溶着され、この端
板（財）を介してガスケットまたは溶接等の手段により
前記プランジャｗｒたはこのプランジャ（ハ）に連結さ
れたコネクティングロッド等の往復動軸ＱａＫ気密に固
着され、あるいは前記往復動軸働に環状突起部を設け【
直接に溶接されて気密に固着され、他端縁は端′板（至
）に溶着され、この端板（至）を介して前記軸封部（至
）の外端面であるシリンダＱυの端面にガスケットまた
は溶接等の手段により気密に固着され、あるいは前記シ
リンダＱ〃の端面に直接く溶接されて気密に固着されて
、前記軸封部（至）に隣接する密刺室（至）が形成され
、前記ポンプ室（ハ）がポンプ駆動部およびポンプ外部
と完全に遮断されている。

また前記密封室（至）はこの密封室（至）に開口した通
孔（３ｎを介して戻り配管（至）により吸込タンク（至
）またはポンプ吸込配管Ｇ４（Ｉなどのポンプ吸込ｇＩ
４（４Ｄに気密に連通されている。

以上のように構成した実施例によれば、プランジャ□□
□の往復動によって、即ちプランジャ（ハ）がポンプ室
翰側へ押されるとポンプ室（至）内のポンプ取扱液＠は
吐出側チェックバルブ（７）を開いて吐出口（至）と吐
出され、プランジャ（ハ）が引かれると吸込配管（４０
および吸込タンク（２）内のポンプ取扱液＠が吸込側チ
ェックバルブ翰を開いてポンプ室翰内へ吸込まれ、以下
これを繰り返してポンプ作用が行われるが、このポンプ
作用とともにポンプ室（至）内のポンプ取扱液■が軸封
部（至）から僅かずっではあるが密封ｘｃｎ内へと漏れ
、この密封室（至）内へ漏れたポンプ取扱液＠は前記プ
ランジャ（ハ）の往復動毎に伸縮するベローズ（２）の
吸入、排出作用ζよって密封室（至）への出入りを繰り
返しながらポンプ吸込側（４Ｄへと戻される。

即ちプランジャ（ハ）がポンプ室（至）側へ押されると
ベローズ（至）が軸方向に縮小され密封室（至）の容積
が減少して、この密封室（至）内の流体である空気等の
気体および軸封部（至）から漏れたポンプ取扱液（２）
が通孔（ロ）から戻り配管（至）を通ってポンプ吸込側
Ｏυへ排出され、プランジャ（ハ）が引かれるとベロー
ズ曽が軸方向に伸張されて密封室（至）の容積が増加し
、今度はポンプ吸込ＩＩ＠１１へ排出されていた流体が
戻り配管（至）から通孔Ｃ３′ｒＩを通り【密封室（至
）内へと吸込まれ、以下これを繰り返しながら軸封部（
至）から密封室（至）内へ漏れたポンプ取扱液＠がポン
プ吸込側（４Ｂへと戻される。

このように前記実施例によればプランジャ（ハ）に′摺
動される軸封部（至）より駆動部側忙殺げたベローズ（
至）にて密封室（至）を形成することにより、ポンプの
対外部シールとしては、プランジャ伺に摺動される前記
パツキン（２ｚのような運動部分のシールが一切なく、
全て静止部分のシールとなるので、前記ポンプは完全無
漏洩構造となり、しかも前記ベローズ（至）はプランジ
ャ（ホ）の移動量に応じた変位量のものが容易に得られ
るので、パツキン式プランジャポンプ本来の能力を損５
ことがなく、従って高吐出圧力、大吐出量が得られ、高
精度の定量性を有し、極めて高温の液にも使用でき、か
つ真空引きも可能である完全無漏洩の往復動ポンプが提
供できる。

なお前記ベローズ（至）に伸縮によって生じる密封室（
至）内の容積変化による密封室（至）内の圧力変化や、
軸封部■を介してのポンプ室（ハ）内の圧力の影響およ
び密封１ｉ１ｃｍｋ連通されたポンプ吸込＠員りの圧力
に対する前記へローズ（至）の耐圧強度については、前
記のように密封室（至）内の流体が通孔（ロ）を介して
吸入、排出されるので、ベローズ（至）の伸縮による密
封室（至）内の圧力変化は極めて微少であり、またポン
プ室（１）内が高圧であっても軸封部（至）から密封室
（至）内へ漏れたポンプ取扱液■は前記軸封部（至）の
流路抵抗が極端に高いため大気圧程度Ｋまで減圧され、
ポンプ吸込＠＠力の圧力は押込圧があるとしても一般に
極く低圧であり、従って密封室（至）内の圧力はせいぜ
い数ｋｌｉ／ａｍ”程度にしかならないので十分一般ベ
ローズの実用的範囲にあり、逆にベローズ（至）の耐圧
強度を鑑みて、低圧部となる軸封部（至）の駆動部側に
ベローズ（至）を設けること、およびこのベローズ（至
）によって形成される密封室（至）を通孔０７）を介し
てポンプ吸込ＩＩ（４１）に連通することＫよって本発
明がなされたものである。

以上パツキン式プランジャポンプに応用した本発明の実
施例について説明したが、矛１図に示すよ５にピストン
（４３に嵌着されたピストンリング−による軸封部（至
）を有するピストンポンプにも勿論適用できる。

また前記各実施例においては、ベローズ（至）の左端縁
なシリンダ（２１の端面に右端縁を往復動軸＠３に気密
に固着したが、矛８図に示すようにその逆の構成も可能
である。

以上のように本発明によれば、パツキン式プランジャポ
ンプまたはピストンポンプの往復動軸が貫通され、一端
縁が前記往復動軸に他端縁が前記往復動軸に摺動される
軸封部の外端面にそれぞれ気密に固着されたベローズに
″ＣＣ前記銅剤部隣接した密封室を形成し、この密封室
とポンプ吸込側とを気密に連通するのみの極めて簡単で
廉価にできる改良により、従来極めて高価であるがポン
プ仕様上他に適当なものがなくやむを得ず採用されてい
た液圧式ダイヤフラムポンプに代つズ、高吐出圧力、大
吐出量および高い定量性精度の得られる完全無漏洩構造
の往復動ポンプが前記ダイヤフラムポンプに比べて非常
に廉価に、ポンプ仕様によっては数分の１程度の価格で
提供でき、さらに前記液圧式ダイヤフラムポンプの能力
を超える吐出圧力、吐出流量および高温液への使用も可
能であり、加えて前記液圧式ダイヤフラムポンプでは不
可能であった真空引きも可能であるなどその工業上利用
価値は極めて高いものである。

【図面の簡単な説明】

矛１図乃至、１−５図はそれぞれ従来の往復動ポンプの
断面図、矛６図は本発明の一実施例を示すプランジャポ
ンプの断面図、矛１図１．ｉｓ図はそれぞれ本発明の他
の実施例を示すピストンポンプの断面図である。 ＠Φ・軸封部、（至）・Φベローズ、（至）・ｅ密封室
、（９）・・通孔、ＯＤ・・ポンプ吸込側、輪・・往復
動軸。 昭和５６年９月４日 発　明　者　　佐　　　藤　　　哲　　　也特許出原人
　株式金社帝国電機製作所

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）　　パツキン式プランジャポンプまたはピストン
   ポンプの往復動軸を貫通し【配設され、一端縁が前記往
   復動軸に摺動される軸封部の外端面に他端縁が前記往復
   動軸に、端板を介しであるいは直接にそれぞれ気密に固
   着されたベローズにて前記軸封部に隣接して密封室を形
   成し、前記往復動輪の往復動によって前記ベローズが伸
   縮される毎に前記密封室内の流体とポンプ吸込側の流体
   とが相互に吸入、排出・されるように、前記密封室と前
   記ポンプ吸込側とを前記密封室に開口した通孔を介して
   気密に連通したことを特徴とする往復動ポンプ。