JPS62500676A - 水力装置運転のための方法及びピストンポンプ - 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】 水力装置運転のための方法及びピストンポンプ本発明は、吸込み弁及び圧力弁を 備えたピストンポンプから成り、このポンプが流体を管系に加圧吐出し、この管 系の弁により流体が種々の作動機等の所望の要素に流されるように構成された水 力装置を運転するための方法及びこの目的に使用されるピストンポンプにも関す る。

上記種類の水力装置のポンプとして利用されるピストンポンプは、その作動に関 する卓越圧力及びばね、押し棒又は同様な機械要素からの機械的作用の関数とし て開閉する吸込み弁及び圧力弁を備えている。

上記種類のばねは、機械的条件と共に化学的条件に関しても多様に変化する作動 条件下に、安全がっ信頼し得る状態で機能し得るためには、相当な強度を有する ものでなければならない。また、押し棒は、パッキン箱中を往復動するものであ り、このため信頼し得る状態で作動し得るためには、保守と潤滑を必要とする。

ポンプのピストンが吸込行程を実行する時には、それに要する負圧がポンプ室内 に生じるのであるが、これにより、特に高速ポンプの場合、キャビテーションの 発生するおそれがある。このような好ましくないキャビテーションのおそれは、 吸込み側にフィルタ等を設けた場合、それらによりポンプ吸込側で流れの抵抗が 増大するため、一層大きくなる。

ピストンポンプの運転中、圧力側を閉じることは、ポンプの低圧側に流体が還流 可能で、これによりポンプの損傷を回避し得る構成でなければならないことを意 味する。このことは、ポンプの容積いかんにより、圧力側からの流体の還流のた めに比較的に複雑な系を設けねばならないことを意味する。

更に、ピストンポンプの性能を調節するのは困難なことである。この理由は、そ れがボンピング頻度が可変であることを必要とし、その調節を駆動モータの回転 数の調節により行うものであるからである。

本発明の目的は、ピストンポンプを備えた公知装置の上記のような不都合を解消 することであり、またこの目的は、流体を、少なくもポンプの圧力側から送られ る量に相当するものであってかつ吸込弁を開かせる量でポンプの吸込側に導入す るようにした水圧装置の運転方法を提供することにより達成される。この方法に よれば、先ず、吸込弁を開くために通常利用されるばね又は押し棒による機械的 作用の利用を回避することから、ポンプの吸込弁の作動を単純化することが出来 る。同様に、ピストンの機械的構成も単純化されるのであるが、これは、必要な 水力がピストンにかかるため、それがポンプ室内の水力により戻り運動可能とな るからである。ピストン棒及びクランク等の複雑な機械的作動部材は最早完全に 省くことが出来、それらを例えば回転偏心輪の形の簡単な運動機構により代替す ることが出来る。

ポンプへの水力供給ラインにおける水圧を適宜に選択設定することにより、本発 明によらない場合には、複雑で、保守を欠くことの出来ない運動装置により行わ ざるを得なかった、吸込弁とピストンの両者の１運動方向への駆動が簡単かつ確 実に行い得る。

従って、ポンプは、その構造のみならずその作動態様に関しても著しく単純化さ れる。これは、ポンプが、ボール弁、同筒ピストン及びシリンダ等の一層簡単な 構成要素から成るものであってよいからである。

後記の請求の範囲第２項に記載のように、ポンプの吸込側への水力供給が調節可 能であることにより、量及び時間の両者に関し、ポンプの作動を著しく単純化す ることが出来る。これは、ポンプに負荷のかからない状態でそれを始動させ、次 いで通常の運転頻度に達した時それに負荷をかけるといった操作を必要とするこ とがしばしばであり、従って厄介で複雑な場合が多い始動操作を回避することが 出来るという事実による。

請求の範囲第３項に記載のように、ピストンポンプへの水力供給にサーボポンプ として流れポンプを使用することにより、極めて簡単な方法、例えばポンプの吐 出流体を調節することにより、流れポンプの容量を調節することが出来、またこ れによりピストンポンプへの流体供給量を調節し得る。

請求の範囲第４項に記載のように、ピストンが駆動装置又は部材にゆるく係合可 能となっていることにより、ピストンの戻り運動のために機械的な駆動装置が一 切不要となるため、ポンプの構造が更に単純化される。

最後に、請求の範囲第５項に記載のように、ピストンが偏心輪により駆動される ように構成するのが有利である。この構成によれば、駆動部材とポンプ部材とを 、手入れ及び修理の際には分解し得る形で合体させて組立てることが出来て、有 利なのである。更に、個々のシリンダへの流体供給を遮断して、それらの負荷を 解除することが可能となり、組立て構成されたポンプの成る物が作動状態にある 時に、同時に他の物を修理及び手入れのために分解するという可能性も得ること が出来る。

以下、ピストンポンプを断面図にて示して水力装置の線図を示す添付図面を参照 して、本発明の更に詳細な説明を記載する。

添付線図は、上に記載した本発明の方法のために必要な構成要素から成る典型的 な水力装置の１例を示すものである。この装置は、そこから流体が吸込み供給さ れる流体タンク１を備えた閉鎖構成の装置又はシステムとして形成されている。

流体は、ラジアルポンプ又は遠心ポンプ等の流れポンプ２により、タンク１から フィルタ３及び冷却器４等の処理要素を介して、ポンプ輸送される。

流体は、上記処理要素から、弁５に送られるが、この弁はひとつにはピストンポ ンプ１５への流体供給を調節する機能を果すと共に、他にもタンク１へのバイパ ス又は戻し構成を形成する。

ピストンポンプ１５は、偏心輪１０を取付けた駆動回転軸１１を設けた駆動部１ ２を有する。

この駆動部１２は、実際のポンプ部１３とは独立して組付は及び取外し可能な独 立した装置として設計構成されている。

単に１本のピストン９のみが図示されているポンプ部１３は、この往復ピストン ９に加えて、吸込側及び圧力側を有するポンプ室１４を有する。

吸込側には、弁６が設けられているが、図示の実施例において、この弁は簡単な ボール弁であり、図示のように開の状態において弁座から離れ、従って開位置に 移動するボールから成るものである。

上記と同様に、圧力側には、ポンプ室からの流体がボールをその弁座から離すよ うに押動する時通路を開く弁７が設けられている。

流体は、ピストンポンプ１５から、例えばシリンダ又はモータであって良い所望 の作動要素１６に送られる。

この使用点１６から、流体はタンク１に戻される。

以下、本発明の方法について説明を記載する。ポンプ１５を始動させる時、これ をピストンに負荷のかがらない方法で行うことが出来る。それは、弁５を介して の連通を遮断するか或いはサーボポンプ２の始動を遅らせるかして、吸込側への 流体の供給を遅延させることが可能だからである。その後、ポンプの運転が所望 の回転数に達したならば、流体の送りを開始するのであるが、ピストン９はポン プ室内の流体により負荷がかけられることがなく、流体が流動を開始するまで負 荷のかからない状態に維持されるため、おだやかでかつしずかな始動が可能とな る。

水力装置の運転時、ピストンポンプの圧力側に変化が起り、従って低圧側におい て流体の測定を行うのが比較的簡単な方法で実施可能である。高圧側における圧 力変化の結果、低圧側において対応変化が起るわけであるが、そのような変化の 測定は、そこでは圧力が比較的に低いのが当然である低圧側で行うのが一層容易 である。

弁５を調節することにより、流体の連通を断ち、それをタンク１に戻すことが出 来る。このため、流れポンプ２の電力消費が低減され、省エネルギが可能となる 。このように、調節をピストンポンプの低圧側で行うことが出来、またそれは高 圧側において流体の流れを遮断し、それをバイパスさせる場合に比較し、はるか に容易に行い得る。

本発明の方法によれば、水力装置又はシステムに用いられる構成要素の目覚しい 単純化が可能となり、従ってまた投資の節約及び保守の簡易化が実現出来る。

ピストンポンプの弁６及び７が、上記のように、ボール等の運動自在な弁要素の みから成るものであって良いという簡単な設計構成とすることが出来る。

更に、ピストンポンプのピストン９は、ハウジング８にゆるく取付けることが可 能で、またそれは駆動部の偏心輪１０から離れ得るようになっている。これは、 駆動部１２とポンプ部１３の間に、ばね、押し棒或いはその他の機械的な連結部 材は一切無いからである。

サーボモータ２により、ピストンポンプの吸込側にキャビテーションの発生する ことが確実に防止されるのであるが、これは、フィルタ、冷却器又はその他の装 置に起因して発生する可能性のある降圧を補償し得る加圧下に、流体がポンプ室 に送られるからである。

ピストンポンプを空転（アイドリング）状態で運転することが望まれる場合には 、単に、ポンプの吸込側６への流体の供給を遮断すれば良く、この操作の後は、 ピストン９が、偏心輪との機械的接続の解除された中立位置となるのである。こ れにより、エネルギの節約及び摩耗の抑制が行われる。

更に、流体がピストンポンプの低圧側に送られない以上それがピストンポンプ外 に送られることはないのであるから、本発明によらない場合には必要とされる、 流体を低圧側に戻すための超過圧力弁を設ける必要もなくなる。このことは、空 転状態時、ピストンポンプは負荷のかからない状態で運転し得るのであるから、 部材及びエネルギ消費に関し節約の行い得ることを意味する。

１フ　１？ 国際調査報告

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. １．吸込み弁及び圧力弁を備えたピストンポンプから成り、作動機等の所望の要 素に流体が送られるように機能する弁を設けた管系に上記ポンプが流体を加圧吐 出するように構成された水力装置を運転するための方法であって、少なくもポン プ（１５）の圧力側から送られる量に相当するものであってかつ吸込弁（６）を 開かせる量で流体をポンプ（１５）の吸込み側に供給することを特徴とする水力 装置の運転方法。
2. ２．ポンプ（１５）とは独立して、上記量の流体の供給、調節及びその送りの遮 断が可能であることを特徴とする請求の範囲第１項に記載の水力装置の運転方法 。
3. ３．流体を流れポンプ（２）によりポンプ（１５）に送ることを特徴とする請求 の範囲第１項又は第２項に記載の水力装置の運転方法。
4. ４．ピストンとそれに協働する駆動部材を有するポンプハウジングから成り、ピ ストン（９）が駆動部材にゆるく係合可能になっていることを特徴とする請求の 範囲第１項、第２項又は第３項に記載の水力装置の運転方法を実施するためのピ ストンポンプ。
5. ５．駆動部材が回転偏心輪（１０）であることを特徴とする請求の範囲第４項に 記載のピストンポンプ。