JPS618483A - 往復式ポンプ装置 - 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】 （産業上の利用分野） 本発明は可動隔壁でポンプ室と作動ガス室とを画成した
往復式ポンプと、該往復式ポンプの液体の吸込・吐出を
制御する切換弁を有する往復式ポンプ装置に関し、特に
薬液の定量供給に好適な往復式ポンプ装置に関するもの
である。

（従来技術） この種の往復式ポンプは薬液の供給に広く活用されてい
るが、往復式ポンプの作動を圧縮空気で行なうようにさ
れているため、その停止を正確に行なわせることは難し
い。

このことから、往復式ポンプのポンプ室に連結した液体
通路に弁を介在させ、該弁の開閉によって液体吐出量を
制御するようにされている。したがって、前記液体通路
に介在させた弁が正確且つ確実に液体通路を開成、遮断
することが、液体の定量供給においては重要なことであ
る。

（発明が解決しようとする問題点） ところで、この種の装置において使用される弁は圧力損
失を考慮して球弁を利用したチェック弁が一般的である
。

しかしながら、供給液体が薬液である場合には、弁の金
“属製構成部材の使用に制約をうけ、スプリングによる
球弁保持を行なわせることができない場合がある。この
場合、特に液体通路の遮断を完全に行なうことができな
いため液漏れの問題が生じ、またチェック弁の応答が悪
くなるため、薬液の定量供給に問題を生ずるものであっ
た。

（技術的課題） 本発明は、上述の問題点を鑑みてなされたものであり、
その技術的課題とするところは、往復式ポンプの液体吐
出量を正確に制御しうる往復ポンプ装置を提供すること
にある。

（技術的手段） かかる技術的課題を達成するために、本発明にあっては
、 可動隔壁でポンプ室と作動ガス室とに画成され、該作動
ガス室内への作動ガスの給排によってポンプ作用を行な
わせるようにした往復ポンプと、 ハウジング内に有効面積の大なる主ダイヤフラムと主ダ
イヤフラムを挟んで２つの補助ダイヤフラムを張設して
主ダイヤフラムを境に２つのダイヤフラム室を画成する
一方、各ダイヤフラムを可動弁体で連結して一の前記弁
室に吸込弁部を他の前記弁室に吐出弁部を画成した切換
弁を有し、 前記往復式ポンプのポンプ室に連結した液体吸込路に前
記切換弁の吸込弁部を介在させると共に前記往復式ポン
プのポンプ室に連結した液体吐出路に前記切換弁の吐出
弁部を介在させ、 更に、前記往復式ポンプの吸込・吐出を制御すると共に
、往復式ポンプの吸込、吐出行程及びその作動停止に同
期させて前記切換弁のダイヤスラム室の圧力を制御して
゛前記切換弁を開閉する制御手段を設ける構成とした。

（作用・効果） この制御手段によって、往復式ポンプの吸込、吐出行程
及びその作動停止に同期して制御される切換弁のダイヤ
フラム室の圧力変動に応動して可動弁体が変位し、切換
弁に形成された吸込弁部と吐出弁部の開閉の切換えがな
される。そしてこの弁切換によって、往復式ポンプのポ
ンプ室に連結した液体吸込路と液体吐出路の開成、遮断
が往復ポンプの吸込・吐出行程及びその作動停止に応答
してなされることとなる。そしてその切換弁作動は、液
体吸込路あるいは液体吐出路を流れる液体の圧力によっ
てなされるものでなく、切換弁のダイヤフラム室の圧力
を制御することによって強制的になされることから圧力
損失が少ないのみならず、往復ポンプによる液体吐出量
の制御を正確になしうることかできる。また、切換弁に
スプリングのような金属製の弁体付勢手段を設ける必要
がないため、腐蝕性薬液の定量供給に好適な往復式ポン
プ装置を提供することができる。

（第１実施例） 第１図及至第３図は本発明の第１実施例を示すもので、
符号１．２は往復式ポンプである。

各往復式ポンプ１．２は可動隔壁をなすベロー３，４に
よってポンプ室５，６と作動ガス室７．８が画成され、
往復式ポンプＩ、　２は作動ガス室７，８を対面させて
配設されていると共に、ベロー３，４は連結ロッド９で
連結されて、夫々の作動ガス室？、８に交互に圧力空気
を供給することによりベロー３．４が伸縮動してポンプ
作用を行なうようにされている。このポンプ作用による
液体の吸込・吐出は切換弁１０．１１によって制御され
る。

−切換弁Ｏ＋、Ｕはハウジング１２を有し、該ハウジン
グ１２内に有効面積（ａｌ）の大なる主ダイヤフラム１
３と主ダイヤフラム１３を挟んで２つの補助ダイヤフラ
ム１４　、１５を張設し、主ダイヤフラム１３を境に２
つのダイヤフラム室Ａ、Ｂを画成すると共に夫々の補　
・助ダイヤフラム１４　、１５とハウジング１２とで２
つの弁室＋３１ｓを画成しである。各ダイヤフラム１３
　＋−１４、１５はロッド２０で連結してあり、ロッド
２０の両端面２１．２２は弁体として機能するようにし
ている。

すなわち、弁室１８，１８には夫々に２つのポート２３
，２４，２５．２６を設け、そのうちポート２３．２５
には弁座を設け、該弁座と上述した弁体、つまりロッド
２０の両端面２１．２２とで吸込弁部Ｘと吐出弁部Ｙを
構成している。したがって、吸込弁部Ｘと吐出弁部Ｙに
おいて、ロッド２０の端面２１．２２は可動弁体として
機能し、２つのダイヤフラム室Ａ、Ｂの圧力変動に応じ
て吸込弁部又と吐出弁部Ｙの弁開閉の切換えをなしうる
こととなる。

かかる吸込弁部Ｘと吐出弁部Ｙとをポンプ１，２の吸込
通路２７．２７°と吐出通路２８．２９に介在させるべ
く、ポンプ室５，６に接続した液体通路３０を分岐させ
てポート２３．２５に連結させである。

ところで、各ダイヤフラム１３，１４，１５．有効面積
ａｌ、ａ２．ａ３はａｌ）ａ２）ａ３となるように設定
しである。すなわち、本実施例においては吸込弁部Ｘの
側に張設した補助ダイヤフラム１４の有効面積（ａ２）
を他のダイヤフラム１３、１５に対して”中”の関係と
なるようにさせである。このことから、２つのダイヤフ
ラム室へ、８内の圧力が同じ圧力Ｐであるとき、補助ダ
イヤフラム１４．１５の有効面積差（ａ２−ａ３）に起
因してロッド２ｏが吸込弁部Ｘのポート２３側に変位し
、吸込弁部Ｘを閉成する一方吐出弁部Ｙを開成すること
となる。　　　　″ 上記の構成からなる切換弁１０．１１の弁作動を往復式
ポンプＩ、　２の吸込・吐出行程及びポンプ作動停止と
同期させるべく、その制御手段として、本実施例におい
ては、２つめ直動スプール弁３１．３２とその上流側に
配した電磁弁３３を用いることとしている。

すなわち、一方向弁として機能するス プール弁３１，３２を対向させて配置し、一のスプール
弁３１（図中左手）を常開弁、他のスプール弁３２（図
中右手）を常閉弁とさせ、スプール３４．３５には夫々
他のスプールに向けて突出する突起３Ｂ、３？を設４子
ると共に、スリーブ３８．３１１１には、夫々背圧導入
ポート４０．４１　と放気ポート４２，４２，４３．４
３を設けである。

そして、スプール３４．３５に設けた各ポートの接続関
係は、図に示すように、入口ポート４’４．４５を配管
４８．４７で圧縮機４８に接続させ、入口ポー）４４．
４５と圧縮機４８との間に電磁弁３３を介在させである
。また、スリーブ３８．３９に設けた通気ポート４９　
、５０は、夫々、他側に配したポンプ１，２の作動ガス
室７，８、つまり、図中左手のスプール弁３１の通気ポ
ート４８は図中右手のポンプ２の作動ガス室８に配管５
１で接続し、そして配管５−１から分岐させた分岐管５
２で図中右手のスプール弁３２に設けた背圧導入ポー）
４１及び図中右手の切換弁１１に設けたダイヤフラム室
Ｂに接続させである。同様に、図中右手のスプール弁３
１に設けた通気ポート５０を図中左手のポンプ１の作動
ガス室７と図中左手のスプール弁３１に設けた背圧導入
ポート４０及び図中左手の切換弁１０に設けたダイヤフ
ラム室Ｂに配管５３及び分岐管５４で接続させである。

尚、配管５１．５３は絞り５６を介して放気ポート４２
．４３に接続させである。

一方、両切換弁１０．１１のダイヤフラム室Ａ、Ｂのう
ち、主ダイヤフラム１３と有効面積を　”中”とした補
助ダイヤフラム１４とで画成したダイヤフラム室Ａには
常時圧縮空気を導入させるべく、該ダイヤフラム室Ａは
圧縮機４８と配管５５を通じて接続しである。したがっ
て、他のダイヤフラム室Ｂへの圧縮空気の導入、排気に
よって、ロット′２０は変位し、該ダイヤフラム室Ｂへ
の圧縮空気の導入によって吸込弁部Ｘが閉弁し、排気に
よって吐出弁部Ｙが閉弁されることとなる。

この切換弁１０．１１の作動ポンプ１．２の吸込・吐出
行程に同期させる手段として、連結ロッド９に作動杆５
７を固設し、該作動杆５７を各スプール３４，３５に設
けた突起３８．３７と衝合するようにさせている。

図中、６０はパルス発信器を示す。パルス発信器６０は
連結ロッド９の変位に応じてパルスを発生するもので、
連結ロッド９の変位量を示す、すなわち、吐出量と比例
関係を有する、″パルス数を９定器６１に入力させ、そ
の検出パルス数が予め設定器６１に設定させである設定
パルス数と同じになると、該設定器６１からの信号で電
磁弁３３をオフ（閉弁）とするものである。

第１図及至＄３図を参照して作用を説明すると、第１図
は図中左手のポンプｌが吸込、図中右手のポンプ２が吐
出行程にあり、連結ロッド９は矢印方向（右手方向）に
変位している状態を示している。すなわち、図中左手の
スプール弁３１は開成され、圧縮室′気を、図中右手の
ポンプ２に導入させると共に図中右手のスプール弁３２
に背圧を付加して該スプール弁の放気路を開成させ、放
気ポート４３から図中左手のポンプ１及び切換弁１０の
排気がなされている。また、切換弁１１（図中右手）の
ダイヤフラム室Ｂには分岐管５２を経て圧縮空気が導入
されており、該切換弁１１（図中右手）は吐出弁部Ｙが
開成され、ポンプ２（図中右手）のポンプ室６から吐出
通路２９を経て、受液層７０に液体が吐出されている。

第２図はポンプ１，２の吸込・吐出行程切換時を示すも
ので、この切換えは作動杆５７が強制的にスプール３５
（図中右手）を押し込むことによって行なわれる。すな
わち、スプール３５（図中右手）の変位により、スプー
ル弁３２（図中右手）が開成されて、圧縮空気を図中左
手のポンプ１に導入すると共に切換弁１０（図中左手）
の吐出弁部Ｙを開成させてポンプ１（図中左手）を吐出
行程に移行させる一方で、図中左手のスプール弁３１に
背圧を付加してスプール３４（図中左手）を変位させ、
スプール弁３１（図中左手）の放気路を開成させる。し
たがって、図中右手のポンプ２は吸込行程に移行するこ
ととなる。

第３図は設定器６１からの信号で電磁弁３３がオフ（閉
弁）された状態を示すものである。この電磁弁３３の閉
弁により、スプール弁３１．３２を介してのポンプ１．
２及び切換弁１０．１１への圧縮空気の供給が断たれる
こととなる。この時、切換弁１０（図中左手）のダイヤ
フラム室Ｂは常閉弁として設定しであるスプール弁３２
（図中右手）で開成される放気路から排気されることと
なるが、切換弁１１（図中右手）のダイヤフラム室Ｂは
、常開弁として設定しであるスプール弁３１（図中左手
）の放気ポー）４２．４２を介して排気される。したが
って、電磁弁３３の閉弁により、直ちに吐出弁Ｙが閉弁
されることとなり、ポンプ１，２からの吐出通路は遮断
されることとなる一方、吸込弁Ｘの開弁により給液漕７
１への環流通路が開成されることとなる。したがって、
ポンプ１．２の作動が完全に停止するまでの間、液体は
給液漕７１へ環流されることとなり、ポンプ１，２内が
高圧となることが防止されることとなる。

（第２実施例） 第４図は本発明の第１実施例を示すもので、本実施例の
説明において、前述した第１実施例と同一の構成要素に
は同一の参照符号を付すことによりその説明を省略し、
第１実施例との相違点を中心に説明を加える。

第２実施例にあっては、各作動ガス室７゜８への圧縮空
気の導入は、個々に圧縮機４８と接続した管路１００，
１０１によって行なうこととじ、夫々の管路１００，１
０１には弁１０２゜１０３を介在させである。そして、
弁１０２（図中左手）の下流で接続した分岐管１０４で
切換弁１０（図中左手）のダイヤフラム室Ａと他方の切
換弁１１（図中右手）のダイヤフラム室Ｂに圧縮空気を
導入するようにしである。同様に図中右手の弁１０３の
下流で接続した分岐管１０５で切換弁１１（図中右手）
のダイヤフラム室Ａと他方の切換弁１０（図中右手）の
ダイヤフラム室Ｂに圧縮空気を導入するようにしである
。

ここで、管路１００，１０１に介在させた弁１０２．１
０３は二方弁であり、通気路と放気路の切換えをなすも
のである。弁ＩＱ２，１０３の作動は図示を省略したリ
ミットスイッチを介してポンプ１．２の吸込・吐出行程
に同期させるようにしであると共に、ポンプ作動停止時
には、両弁１０２，１０３は通気路を開成するようにし
である。

一方、ポンプ室５．６への吸込通路２８．２７には、切
換弁１０．１１における有効面積を”小”とした補助ダ
イヤフラム１５　（ａ３）側のポート２５で構成される
弁部を吸込弁部Ｘとして介在させ、吐出通路２８．２９
には有効面積を　”中”とした補助ダイヤフラム１４（
ａ２）側のボート２３で構成される弁部を吐出弁部Ｙと
して介在させている。

第４図は連結ロッド９が矢印方向（図中左手方向）に移
行する行程、すなわち、ポンプ１（図中左手）は吐出行
程にあり、ポンプ２（図中右手）は吸込行程の状態を示
すものである。

この状態において、弁１０２（図中左手）は通気路を開
成しており、したがって、圧１１８からの圧縮空気は、
配管１００を通じてポンプ１（図中左手）に導入される
一方、配、管１０４を通じて切換弁１０（図中左手）の
ダイヤスラム室Ａ及び他方の切換弁１１にはダイヤフラ
ム室Ｂに導入されている。その一方で、弁１０３　　（
図中右手）は放気路を開成しており、したがって、配管
１０１を通じてポンプ２（図中右手）及び配管１０５を
通じて切換弁１１（図中右手）のダイヤフラム室Ａ並び
に他方の切換弁ｌＯのダイヤフラム室Ｂは大気に開放し
、排気がなされている。このことから、切換弁１０の吐
出弁部Ｙが開弁状態とされており、ポンプｌ（図中左手
）のポンプ室５から吐出通路２８を経て、受液漕７０に
液体が吐出されている。一方、切換弁１１は吸込弁部Ｘ
が開弁状態とされており、したがって、図中右手のポン
プ２は給液漕７１から液体の吸込がなされている。そし
て、弁１０２，１０３の切換によって、各ポンプ１．２
は逆の行程をなすこととなる。

ポンプ１，２の作動停止は両方の弁１０２゜１０３の通
気路を開成することによって行なわれる。すなわち、弁
１’０２，１０３の通気路開成によって、両切換弁１０
．１１のダイヤフラム室Ａ、Ｂ双方に圧縮空気が導入さ
れ、補助ダイヤフラム１４，１５の有効面積差（ａ２−
ａ３）によって直ちに、両切換弁１０．１１は共に吐出
弁部Ｙを閉弁、つまり吐出通路２８゜２８の遮断がなさ
れ、給液漕７０への吐出が停止されることとなる。その
一方で、両切換弁１０．１１の吸込弁部Ｘは開弁され、
給液漕７１への環流がなされることとなる。したがって
、ポンプ１．２からの吐出量の制御を正確になしうると
共にポンプ１，２が高圧となることが防止される。

尚、上述した実施例１，２において、ダイヤフラムにテ
フロン製を使用することにより、耐薬品に優れた往復式
ポンプ装置とすることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図及至第３図は第１実施例を示すと共に各作動状態
を示す平面図であり、第４図は第２実施例を示す平面図
である。 １．２　　・・・・　往復式ポンプ ３．４　　・・・・　ベロー（可動隔壁）５．６　　・
・・・　ポンプ室 ７．８　　・・・・　作動ガス室 １０．１１・・・・　切換弁 １２°　・・・・　ハウジング １３　　　・・・・　主ダイヤフラム １４．１５・・・・　補助ダイヤフラムＡ、＃・・・・
　ダイヤフラム室 １Ｂ、Ｉ８・・・・　弁室 ２０　　　・・・・　ロンド（可動弁体）Ｘ　　・・・
・　吸込弁部 Ｙ　　・・・・　吐出弁部

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）可動隔壁でポンプ室と作動ガス室とに画成された
   往復式ポンプを有し、 ハウジング内に有効面積の大なる主ダイ ヤフラムと主ダイヤフラムを挟んで２つの 補助ダイヤフラムを張設して主ダイヤフラ ムを境に２つのダイヤフラム室を画成する と共に夫々の補助ダイヤフラムとハウジン グとで２つの弁室を画成する一方、各ダイ ヤフラムを可動弁体で連結して一の前記弁 室に吸込弁部を他の前記弁室に吐出弁部を 形成した切換弁を有し、 前記往復式ポンプのポンプ室に連結した 液体吸込路に前記切換弁の吸込弁部を介在 させると共に前記往復式ポンプのポンプ室 に連結した液体吐出路に前記切換弁の吐出 弁部を介在させ、 更に、前記往復式ポンプの吸込・吐出を 制御すると共に、往復式ポンプの吸込、 吐出行程及びその作動停止に同期させて前 記切換弁のダイヤフラム室の圧力を制御し て前記切換弁を開閉する制御手段を有して なる往復式ポンプ装置。
2. （２）前記制御手段が、前記往復式ポンプの作動ガス室
   と作動ガス源との間に介在させた スプール弁である特許請求の範囲第１項に 記載の往復式ポンプ装置。
3. （３）前記制御手段が、前記往復式ポンプの作動ガス室
   と作動ガス源との間に介在させた 電磁弁である特許請求の範囲第１項に記載 の往復式ポンプ装置。