JPS6135751Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案はベローズの外側に圧力平衡室を設けた
形成のポンプに於て、常にベローズの内外圧力を
平衡状態に保ち、同時にベローズが正規の形状を
保持して伸縮動作を行う如くし、その保守性を高
めたベローズ式ポンプに関する。

固体の微粉末が溶剤中に浮遊する状態のある種
の塗料、外装剤等を高圧をもつて圧送する場合、
一般的なシリンダー、ピストンの組合せによるポ
ンプを用いると、その摺動部分に固体の微粉末が
侵入し、摺動抵抗を増加させ、動力損失を増すの
みならず、摺動要部にかぢり事故を発生するほか
摩耗もはげしいので、頻繁にこの部分の補修交換
を必要とし、長時間無補修で作業を行うことが出
来ない。このためこの種のポンプはベローズ、隔
膜などにより圧送液体を摺動部から隔離する構造
のポンプが好適で、特に緩速ポンプに於ては一行
程の吐出量が多いことから、ベローズポンプが最
適とされる。

ところでベローズポンプに於ては、ベローズの
伸縮によつてポンプ作用が行われるが、ベローズ
の耐久性を高め伸縮の抵抗を小さくするために
は、ベローズ壁を極力薄肉とすることが必要であ
り、また圧送液の種類によつてはその化学的な特
性に適合させるため、必ずしも強度の高い材料を
使用することができず、ベローズ自体に耐圧強度
と長期間の繰返し伸縮に耐えて、その正規の形状
を保持するに充分な剛性を期待し難い難点があ
る。一般に耐圧強度に関する補完策としてベロー
ズの外側に媒体液を充満した圧力平衡室を設けて
ベローズの圧力に見合う液体圧をベローズの外側
から加えてベローズ内外の圧力の平衡を保たせる
ことが行われている。しかし、ベローズがプラン
ヂヤーと行程を共にして伸縮する場合、プランヂ
ヤーの行程容積とベローズの外側容積の変化を完
全に合致させることは、加工技術的に至難であ
り、またベローズの伸縮に伴う容積変化にも複雑
な非直線性があり、また圧力平衡室の媒体液の漏
洩を長期に亘つて皆無に保つことは構造上不可能
に属するので、公知のこの種のポンプではベロー
ズ内外の圧力を常に平衡状態に保つことを得ず、
これに起因するベローズの破裂事故により、ポン
プとしての機能が全く失われる事故が多発するの
が現状である。またベローズは長期間伸縮運動を
繰返すので、剛性の不足によるほか加工上の理由
による僅かな偏肉などにより、軸が倒れ変形した
状態で運転される場合が多く、ベローズ壁に早期
な疲労破壊を誘起し、同様にポンプ機能を喪失す
る原因となつている。

本考案は以上の様な問題点に鑑み、プランヂヤ
ーの行程容積とベローズの伸縮による行程容積を
ほぼ同一に選び、ベローズを圧力平衡室内に水密
かつ軸方向に伸縮自在に遊挿することによりプラ
ンヂヤーとの行程容積の不一致、伸縮による容積
変化の不均一及び漏れによる圧力平衡室の媒体液
の減少などを自動的に補償して、常にベローズ内
外の圧力の平衡を保ち、破裂事故を完全に防止す
ると同時にベローズの伸縮軸を定位置に拘束する
ことにより、ベローズの疲労破壊の要因となる変
形伸縮を防止したベローズポンプを提供する。

以下図について詳しく説明する。

第１図の実施例に於て、１は空気モーターのシ
リンダー、２は気密環２′を有しシリンダー内に
摺動自在に収められたピストンで、シリンダー両
端部の導入口３，３′から交互に圧縮空気を導入
することにより、ピストンはシリンダー内で往復
運動する。４はピストン２に同心に固定されたプ
ランヂヤー桿で、その両端が主プランヂヤー５及
び副プランヂヤー６を形成し、ピストン２と一体
となり往復運動を行い、主プランヂヤーと副プラ
ンヂヤーの行程容積比を２：１に設定する。７は
主圧力平衡室、８は副圧力平衡室で、共に空気モ
ーターの両側に固定され、７′，８′は各主プラン
ヂヤー及び副プランヂヤーの間に介在する水密環
を示す。９はその行程容積を主プランヂヤー５と
同じくし圧力平衡室７の内部にその伸縮軸をプラ
ンヂヤー軸に合致させて遊挿した主ベローズで、
その一端を主圧力平衡室の低部に固定し自由端に
は主プランヂヤー５の先端に穿たれた案内腔に遊
合する案内筒１０を固定して、ベローズの開口を
閉ぢ、ベローズの外側と主圧力平衡室の内側が囲
む空間には非圧縮性の媒体液を封入してこれを満
す。同様に１１はその行程容積を副プランヂヤー
６と同じくし副圧力平衡室８の内部にその伸縮軸
をプランヂヤー軸に合致させて遊挿した副ベロー
ズで、その一端を副圧力平衡室の底部に固定し、
自由端には副プランヂヤー６の先端に穿たれた案
内腔に遊合する案内筒１２を固定し、ベローズの
開口を閉ぢ、ベローズの外側と副圧力平衡室７の
内側が囲む空間には非圧縮性の媒体液を封入して
これを満す。１３は吸入口１３′を有する吸入弁
筐、１４は吸入側の吸止弁で、吸入弁筐は連結管
１５により主圧力平衡室７の頭部の通路を経て主
ベローズ９の内腔に連通される。１６は吐出口１
６′を有する吐出弁筐、１７は吐出側の逆止弁
で、吐出弁筐は連結管１８により副圧力平衡室８
の頭部の通路を経て副ベローズ１１の内腔に連通
される。１９は吸入弁筐１３と吐出弁筐１６を連
通する管である。

次にその作用を述べる。

前記のように空気導入口３，３′への圧縮空気
の交互導入により、ピストン２、従つて主及び副
プランヂヤー５及び６は往復運動し、先ず主プラ
ンヂヤーの圧縮行程では、主圧力平衡室７の媒体
液の圧力が上昇し、この圧力により主ベローズ９
を軸方向に圧縮し、内部の圧送液は管１９を経て
吐出側の逆止弁１７を押上げて吐出弁筐１６に侵
入し連結管１８を経て副ベローズ１１内に送られ
る。副ベローズは副プランヂヤー６が副圧力平衡
室８の圧力を減少させるので伸長して、主ベロー
ズ９からの圧送液を受入れるが主プランヂヤーと
副プランヂヤーの行程容積比は２：１に設定され
ているので、主ベローズからの圧送液の概ね半量
は吐出口１６′から圧出される。次に主プランヂ
ヤー５の吸入行程では、主圧力平衡室７内の減少
（負圧）に応じ主ベローズ９が伸長し、圧送液は
吸入口１３′から吸入側逆止弁１４を押上げて連
結管１５を経て、主ベローズ内に吸入される。一
方副圧力平衡室８内では、副プランヂヤー６の圧
縮行程により、媒体液の圧力が上昇し、この圧力
により副ベローズ１１を軸方向に圧縮し、内部の
圧送液を押圧し、先の行程とほぼ同量の圧送液が
吐出口１６′から圧出される。斯くして駆動ピス
トン２の往復運動により、それぞれ同量の圧送液
が圧出されることとなる。他の実施例である第２
図と前記第１図による実施例の相違点は、ピスト
ン２と同心に固定されたプランヂヤー桿４がその
中心部に連通腔４′を有し、主及び副ベローズ９
及びベローズ１１の自由端には中空案内筒１０及
び１２が固定され、その各々が主及び副プランヂ
ヤー５及び６の端に設けられた案内腔と水密環１
０′及び１２′をもつて水密を保つて滑合し、また
主圧力平衡室７の底部に吸入側逆止弁１３、プラ
ンヂヤー桿の連通腔４′内に吐出側逆止弁１４を
設け、主及び副圧力平衡室に各々吸入口１５及び
吐出口１６を有する所謂貫流式の構造で、圧送液
が吸入口１５から吸入されプランヂヤー桿の連通
腔を経て吐出口１６から圧出される点である。

上記した二実施例で第１図に於ては圧力平衡室
の媒体液が漏洩する可能性がある水密環を設置す
る箇所を最少限に止めることを得、また圧送液の
通過する弁機構を本体から取外して清掃、交換が
容易である点で保守性に勝れており第２図に於て
は本体の外側に突出物がないので外装をコンパク
ト化出来る大きな利点がある。

以上本考案ではベローズがプランヂヤーに対し
て水密的に摺動自在に遊挿されているので、プラ
ンヂヤーの行程容積とベローズ外側の容積変化と
の不一致またベローズの一行程中に於ける伸縮量
の不均整は勿論漏洩などによる媒体液の減少に対
してもベローズ自体の伸縮をもつて自動的に対応
し得て、ベローズに無理な応力を及ぼすことな
く、またベローズ軸の倒れなどによる異常姿勢で
の繰返し伸縮によりベローズ壁に疲労破壊を誘発
する恐れもないので、簡潔な機構により常にベロ
ーズ内の圧送液の圧力と圧力平衡室内の圧力を平
衡状態に保ち、ベローズの伸縮軸を正常に保持す
ることを得て、ベローズは強度的、材料的な制約
から解放され合理的な形状、寸度の採用が可能と
なり、この種のポンプの最大弱点とされるベロー
ズの破損事故を防止し、無保守で長期間の稼働に
耐える効果を挙げることが出来、また圧送液と化
学的に相性のよい材質を選択することが出来るの
で、用途を広めることも出来る。

なお上記の実施例では何れも差動式ベローズポ
ンプの場合を示したが、両プランヂヤーの行程容
積を同じくし、吸入及び吐出弁各二組を用いた場
合も考案の効果には変りがない。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案実施の一例の圧縮空気駆動によ
る差動式ベローズポンプの縦断面図、第２図は同
じく貫流形式に於ける縦断面である。 第１図、１……空気モーターシリンダー、２…
…空気モーターピストン、３，３′……圧縮空気
の導入口、５……主プランヂヤー、６……副プラ
ンヂヤー、７……主圧力平衡室、８……副圧力平
衡室、９……主ベローズ、１１……副ベローズ、
１０，１２……案内筒、１３……吸入弁筐、１
３′……吸入口、１４，１７……逆止弁、１６…
…吐出弁筐、１６′……吐出口、１９……連通
管。 第２図、１０，１２……中空案内筒、１３，１
４……逆止弁、１５……吸入口、１６……吐出
口。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. シリンダー内に、駆動源によつて往復運動する
   プランヂヤー桿を設けるとともに、シリンダーの
   両側に非圧縮性媒体液が封入された圧力室をそれ
   ぞれ形成し、この両圧力室内に圧送液体を圧送す
   るためのベローズを収納し、前記プランヂヤー桿
   の両端部を各圧力室内に臨ませ、このプランヂヤ
   ー桿の両端部に各ベローズの一端をそれぞれ水密
   的に摺動自在に係合せしめ、プランヂヤーの運動
   に伴う媒体液の圧力変動によつてベローズの伸縮
   運動を誘起して圧送液体の圧送を行なうようにし
   たことを特徴とするベローズ式ポンプ。