JPS6293488A - ダイアフラム破損検出器 - 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〕 この発明は、ダイアフラムポンプ等に使用されるダイア
フラムの破損状態を目視可能な検出ができ、しかも電気
的な検出も可能なダイアフラム破損検出器に関する。

〔従来の技術〕

従来、ダイアフラムポンプ、各種計器類、バルブ類等に
使用されるダイアフラムは、一般に金属または非金属か
らなる弾性板で構成されているが、この種のダイアフラ
ムは機器内に液密に張設されしかも絶えず圧力変動を受
けて変位するためその寿命に限界があり、使用中に破損
する可能性がある。しかし、これらのダイアフラムは、
外部より観察することが困難なため、破損した状態を確
認できないまま使用を継続すると、機器の損傷並びに製
品の不良化を招く等の問題を生じる。特に、ダイアフラ
ムポンプにおいては、ダイアフラムの破損によってプロ
セスへの不純物の混入を生じたり、ボンピング液が腐蝕
性もしくは引火性の場合、インザートチャンバ、ディス
プレースメントチャンハ、レプレニッシングチャンバ等
へ流入してそれらを腐蝕もしくは爆発を生じさせる危険
がある。

このような観点から、従来よりダイアフラムポンプにお
けるダイアフラムの破損を検知するための手段が種々提
案され実施されているが、満足すべきものはなかった。

例えば、ダイアフラムを２枚重ねて密着させポンプに組
込んだ２層ダイアフラム式くサンドイッチ式）のもので
は、前記２枚のダイアフラムに挾まれた部分に生じる圧
力変化を圧力検出器で検知するよう構成し、ダイアフラ
ムが破損するとポンプ圧力が検出部に加わることから、
これにより破損を検出できるものである。しかしながら
、この種の検知手段は、２枚のダイアフラムに挾まれた
部分に生じる圧力変化を適正に検出するために、ダイア
フラムに特殊加工を施す必要があるばかりでなく、前記
ダイアフラムに対して圧力検出器を設ける場合の圧力検
出機構が複雑になるケＶ点がある。

また、２枚のダイアフラムの間にインサートチャンバを
設けると共に内部に適量の液を封入し、さらにこのチャ
ンバ内に静電容量型レベルスイッチを組込み、一方のダ
イアフラムが破損した際に前記チャンバ内の封入液が他
の液と置換された状態を静電容量の変化としてレベルス
イッチにより電気的に検知するよう構成したものも提案
されている。しかしながら、この種の検知手段は、構造
が複雑になると共に製造に手間が掛る等の難点がある。

〔発明が解決しようとする問題点〕

例えば、ダイアフラムポンプにおけるダイアフラムが破
損した場合、（１）ポンプ取扱液が腐蝕性であるとイン
サートチャンバ、ディスプレースメントチャンバ、リブ
レニソシングチャンバ等を腐蝕させたり、（２）ポンプ
取扱液がスラリを含有しているとこれらが可動部へ侵入
してこれをｔＪ［させたり、（３）インサートチャンバ
内の封入液がプロセスラインに混入する等の問題点があ
る。

従って、本発明の目的は、前述した従来の問題点を全て
克服すると共に簡単な構成で内部に配設されるダイアフ
ラムの外部的な目視確認ができると共に電気的な検出を
可能とし遠隔指示並びに警報操作を確実に達成すること
ができるダイアフラム破損検出器を提供するにある。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明に係るダイアフラム破損検出器は、２つの流体室
を液密に仕切り、一方の流体室から他方の流体室へ圧力
伝達を行うよう設けたダイアフラムにおいて、ダイアフ
ラムの一側面に対し複数の通孔を備えたバックアッププ
レートを配設し、このバックアッププレートの一側部に
その内部通孔と連通ずる弁構造体を付設し、さらにこの
弁構造体の内部にダイアフラムの破損により他方の流体
室から一方の流体室へ流入する液の比重によって開放動
作する弁体を収納配置することを特徴とする。

なお、この場合、ダイアフラムはバンクアッププレート
としての機能を有するインサートチャンバの両側に対称
的に配設して２つの流体室に対しそれぞれ隣接する空間
を形成し、前記インサートチャンバの一側部に内部空間
と連通ずるよう弁構造体を付設する構成が最も好適であ
る。

〔作用〕

従って、このように構成した本発明に係るダイアフラム
破損検出器は、ダイアフラムの破損により弁構造体を設
けた仕切室内に取扱液の一部が流入することにより、こ
の取扱液と仕切室内の封入液との比重差によって前記弁
構造体内が取扱液で満たされ、しかもこの取扱液の流入
によって弁構造体の内部に収納された弁体がその比重差
により開放動作する。この弁体の動作を外部から監視す
ることができれば、ダイアフラムの破損状態は確実に検
知することができる。

また、前記弁構造体の出口部に圧力検出器等を接続する
ことにより、取扱液の流出による圧力変化を検知して、
同様にダイアフラムの破損状態を確実に検知することが
できる。

〔実施例〕

次に、本発明に係るダイアフラム破損検出器の実施例に
つき、添付図面を参照しながら以下詳細に説明する。

第１図は、本発明のダイアフラム破損検出器をダイアフ
ラム型プランジャポンプに応用した場合の一実施例を示
すものである。すなわち、第１図において、参照符号１
０は油圧室、１２は流体のポンプ動作を行うポンプ室を
示し、これらの画室は一対のダイアフラム１４と１６に
より仕切られている。これらのダイアフラム１４、．１
６の間にはそれらの保護板として機能するインサートチ
ャンバ１８を設け、一方のダイアフラム１４をポンプ室
１２側に直接配置し、また他方のダイアフラム１６をバ
ックアッププレート２０を介して油圧室１０側に配置す
る。

この場合、ハックアッププレート２０を除去して、前記
他方のダイアフラム１６を直接油圧室１０側に配置して
もよい。前記ハックアッププレート２０には水平面と平
行して複数の通孔２２が穿設され、またインサートチャ
ンバ１８にも同様の通孔２４が穿設され、これらバック
アッププレート２０とインサートチャンバ１８の周縁部
でダイアフラム１／１．１６を挾ｔｙ　ｔ　ル対曲面は
垂直面として構成され、さらにダイアフラムと対向する
中央部は曲率半径の大きな半球面状の四部を形成してダ
イアフラム１４゜１６の許容変位の限界を設定し、ダイ
アフラムの塑性変形や過大応力等によるダイアフラムの
損傷を防止している。

また、油圧室１０には、プランジャ２６が挿通され、こ
のプランジャ２６は適宜往復運動機構に接続されて往復
運動を行うことにより、油圧室１０の圧力変化に基づい
てダイアフラム１．４．１６が脈動しポンプ作用を行う
。なお、油圧室１０の頂部には油圧路２８を介して油圧
室１０と相互に連通ずる油溜室３０を配置し、これによ
って油圧室１０内への油の補給と油圧室１０内の過圧油
の逃出とを行うよう構成する。

さらに、ポンプ１２には、上下端部にそれぞれ流体吸込
弁３２および流体吐出弁３４を有する流体吸込口３６お
よび流体吐出口３８が設けられる。

このような構成からなるダイアフラム型プランジャポン
プにおいて、本発明では、インサート チャンバ るボンビンダ液（取扱液）より比重の軽い液を封入する
。また、前記インサートチャンバ１８に形成する通孔２
４は、一方のダイアフラム１　４　ｌｕｌ＋の空間と他
方のダイアフラム１６側の空間との間を略水平方向に連
通ずる通孔に対し、その上部中央で前記通孔の一部と垂
直に交差しかつ外部と連通可能な通孔２４ａを備える（
第２図参照）。そこで、前記インサートチャンバ１８の
外側部には、第２図に示すように、前記垂直通孔２４ａ
と連通ずる弁構造体４ｏを接続配置する。しかるに、こ
の弁構造体は、弁室４２内の上下部にそれぞれ弁座４４
，４６ををし、これらの弁座４．４．、４．６にそれぞ
れ当接する２個のボール等からなる弁体４８，５０が収
納される。この場合、上部ポール４８の比重−と下部ボ
ール５０の比重γ８、封入液の比重γ、と取扱液の比重
γ，は、次の関係になるように選ぶ。　　　　γＰ　く
γ４　くγ，〈γ８このように、ポール４８．５０の比
重を設定すると、例えば正常状態において、弁室４２内
が封入液で満たされた場合は、上部ボール４８の比重γ
６　は封入液の比重γ、よりも小さいため浮上して上部
弁座４４を閉塞し閉弁状態となる。これに対し、ダイア
フラム１４の破損等によりインサートチャンバ１８内に
封入液より比重の小さい取扱液が流入して浮上するので
、弁室４２内が取扱液で満たされることになり、この時
上部ボール４８の比重γＡ　ば取扱液の比重γ２よりも
大きいため沈下して上部弁座４４を開放し開弁状態とな
る。従って、この場合、前記弁構造体４０の一側部、特
にボール４８の位置と対応する個所に内部透視可能な監
視窓５２を設けることにより、前記上部ボール４８の動
作状態によりダイアフラム１４の破損状態を容易に検知
することができる。

また、前記弁構造体４０の上部ボール４８例の出口に圧
力検出器５４等を接続することにより、上部ボー、ル４
８の開弁により流入する取扱液の圧力（ポンプ圧）等を
検知してこれを指示計器に指示させたり、内蔵した発信
器により電気信号として伝送し遠隔指示警報させること
ができる。

さらに、弁構造体４０の構成として、第３図に示すよう
に、２個の弁体４８，５０に対する各弁座４．４．，４
．６を前記弁体４８，５０の間に配置し、弁体４８，５
０の上下位置を反転し、しかも上方の弁体５０に対して
は常時着座を確保するためにスプリング５６を設けた構
成とすることもできる。

本発明の主要構成部分であるインサートチャンバ１８に
付設する弁構造体４０において、その内部に設ける弁体
４８．５０としては、前述したボール形に限らず、円錐
形やフラノｉ・形のもの等も好適に使用することができ
る。

また、インサートチャンバ１８内に封入する封入液の比
重ルが取扱液の比重りよりも小さい場合には、第２図に
示す弁構造体４０をインサートチャンバ１８の下部に逆
向きに接続する構成とすればよい。

〔発明の効果〕

前述した実施例から明らかなように、本発明によれば、
ポンプ室と油圧室とを仕切り、油圧室側の往復動変位を
ダイアフラムを介してポンプ室に伝達してポンプ動作を
行うダイアフラム型プランジャポンプにおいて、前記ダ
イアフラムをバックアップするために設けたインサート
チャンバもしくはバックアッププレートに対し、その内
部と連通ずる弁構造体を接続配置し、この弁構造体に収
納する２個の弁体につき各比重を封入液の比重との関係
において大小に設定することにより、ダイアフラムの破
損等によりインサートチャンバ内に流入する封入液とは
比重の異なる取扱液の影響によって前記弁体の弁作用が
変化することから、この弁体の変化を直接目視により確
認してダイアフラム破損状態を簡便かつ確実に検知する
ことができる。

また、前記弁構造体に圧力検出器等を付設することによ
り、前記弁体の作動に基づく液圧の変化等を検出して指
示計器類による検出および電気信号による遠隔指示警報
システムも容易に実現することができる。

従って、本発明検出器は、ダイアフラム型プランジャポ
ンプに応用する場合、ダイアフラムの構造ないしはポン
プ構造に特別な加工を施すことなく、インサートチャン
バに外部と連通ずる通孔を設けてここに簡便な弁構造体
を接続することにより容易に構成することができるため
、設計並びに製作が容易であり、低コストに製造するこ
とができる。

また、指示計器によるポンプサイトでの視認ができるば
かりでなく、電気制御もしくは空気圧制御による遠隔警
報動作も可能であり、検知装置としての機能を充分高め
ることができる。

以上、本発明の好適な実施例について説明したが、本発
明は前述したダイアフラム型プランジャポンプに限定さ
れることなく、ダイアフラムを使用する機器に対しても
同様に応用することができることは勿論であり、その他
本発明の精神を逸脱しない範囲内において種々の設計変
更をなし得るものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係るダイアフラム破損検出器の一実施
例を示すダイアフラム型プランジ中ポンプの要部断面図
、第２図は第１図に示すダイアフラム破損検出器の要部
拡大断面図、第３図は本発明に係るダイアフラム破損検
出器を構成する弁構造体の別の実施例を示す断面図であ
る。 １０、、、油圧室　　　　　１２．　、　、ポンプ室１
４．１．６．、、ダイアフラム　１８．インザートヂャ
ンハ２０、、、バックアッププレート　２２．、、通孔
２４、、、通孔　　　　　　２６．、、プランジャ２８
、、、油圧路　　　　　３０．、、油溜室３２）　、　
、流体吸込弁　　　３４．、、流体吐出弁３６、、、流
体吸込口　　　３８．、、流体吐出口４０、　、　、弁
構造体　　　　４２．、、弁室４４．４６．、、弁座　
　　　　４８，５０　、、、弁体５２）　、　、監視窓
　　　　　５４．、、圧力検出器５６、、、スプリング

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）２つの流体室を液密に仕切り、一方の流体室から
   他方の流体室へ圧力伝達を行うよう設けたダイアフラム
   において、ダイアフラムの一側面に対し複数の通孔を備
   えたバックアッププレートを配設し、このバックアップ
   プレートの一側部にその内部通孔と連通する弁構造体を
   付設し、さらにこの弁構造体の内部にダイアフラムの破
   損により他方の流体室から一方の流体室へ流入する液の
   比重によって開放動作する弁体を収納配置することを特
   徴とするダイアフラム破損検出器。
2. （２）特許請求の範囲第１項記載のダイアフラム破損検
   出器において、ダイアフラムはバックアッププレートと
   しての機能を有するインサートチャンバの両側に対称的
   に配設して２つの流体室に対しそれぞれ隣接する空間を
   形成し、前記インサートチャンバの一側部に内部空間と
   連通するよう弁構造体を付設してなるダイアフラム破損
   検出器。
3. （３）特許請求の範囲第２項記載のダイアフラム破損検
   出器において、インサートチャンバ内の封入液の比重を
   取扱液の比重より小さく設定し、弁構造体の内部に上下
   の弁座にそれぞれ当接する２個の弁体を収納し、上部弁
   体の比重を取扱液の比重より大きく設定してなるダイア
   フラム破損検出器。
4. （４）特許請求の範囲第１項乃至第３項のいずれかに記
   載のダイアフラム破損検出器において、弁構造体の出口
   部に圧力検出器を接続配置してなるダイアフラム破損検
   出器。