JPS6299679A - ピストン式調量ポンプ - 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】 産業上の利用分野 本発明は流体のための調量ポンプであって、シリンダ内
に配設されたピストンと、入口及び出口弁と、往復動式
の、駆動装置とを備えている形式のものに関する。

従来の技術 上記形式の調量ポンプは西「イッ特許出願公開第５３３
１５５８号明細書で公知である。このポンプは、少量の
液状又は気体状の媒体を正確にかつ再生可能に調量する
ために必要とされる。このポンプは、シリンダ内で案内
されるピストンを有し、このピストンは往復動式の駆動
装置、例えばクランク伝動装置によって周期的に吸込み
・吐出行程を行なう。ポンプ室には入口弁と出口弁とが
接続している。

この公知調量ポンプの欠点は、入口弁の開放状態におけ
る吸込みプロセス中に、一般的に狭幅である入口弁の抵
抗によって圧力低下が生じ、この圧力低下によって、高
い蒸気圧を以っての液体搬送時には蒸気泡が形成された
り又は気体状媒体の搬送時にはポンプ室内の充填が不十
分になったりする。これによって正確な調量が妨げられ
てしまう。そして液体がポンプ室から出口弁を介して押
し出される、後続の吐出行程中ては、その形成された蒸
気泡の排出は保証されない。ミクロリットル範囲の極め
て少量の液状又はガス状媒体の正確かつ再生可能な調量
のためには、各弁の可焼性が最小であシ、それによって
押し出された調量動；完全に排出導管内に搬送され得る
ことが必女である。更に入口弁及び出口弁には、漏洩の
回避のための高い条件が設定されなければならない。こ
の公知のピストン式調量ポンプにおいては、供給導管内
に生じる超過圧力によって入口弁が開いて、調量される
べき媒体がポンプ室と出口弁と全弁して直接に供給導管
内に流出してしまうことが防がれ得ない。

この場合、調量はもはや不可能となり、アクチュエータ
側に向けて媒体が非制御的に流過してしまう。

発明の課題 従って本発明の課題は、冒頭に述べた形式のピストン式
調量ポンプを改良して、ポンプ室の迅速な充填時にも蒸
気泡の形成又は吸込み段階中の負圧の形成が回避され得
、しかもこの際に該ピストン式調量ポンプのムダ隙間体
積を小さく保ち、それによって出口弁からの調量景の押
出しが可及的に少ない損失を以って可能であるようにす
ることである。

課題を解決するための手段 上記の課題は本発明によれば、出口が入口弁の内側でポ
ンプ室に開口していることによって解決された。

発明の利点 不発明の主な利点は、吸込み行程中に、動力学的な圧力
損失金伴わない流れが入口弁の広い横断面を通ってポン
プ室内へ達っすることである。これによって高い蒸気正
による液体（例えば液状の麻酔剤〕の吸込み時の蒸気泡
形成が十分て回避される。この気体状の媒体の吸込みは
大した圧力損失なしに行なわれる。閉鎖状態においては
入口弁とポンプ室との間を結ぶ案内部分が実際的には存
在しないので、吐出行程中のムダ隙間体積は小さい。こ
れと逆に開放状態においては入口弁が、ポンプ室の周囲
を取り囲む、大きな横断面の入口区域を形成し、それに
よってピストンがポンプ室の充填のだめの強力な吸込み
行程を実施可能である。吐出行程が始まる前に入口弁は
閉じられる。

実施態様 出口がポンプ室内及び入口弁の内側で開口しているので
、有利な実施態様によれば、入口弁の可動な弁部材がシ
リンダによって形成され、このシリンダ内でピストンが
案内されている。

このシリンダは独自の、駆動装置によってピストンの往
復動式の駆動装置と開明して動かされ、それによって吸
込み行程中には入口がポンプ室と接続されかつ、吐出行
程の導入直前にはシリンダが出ロ全取シ囲むシールに回
って摺動され、それによって該出口全弁してのポンプ室
の排出が可能となる。また同様に、シリンダがポンプケ
ーシング内に不動に受容され、しかし弁ケーシングの方
は入口弁の可動な部材として形成されて駆動装置によっ
て制御されることも可能である。しかしこのような構造
は相互に可動な各部材のシールのために高い経費を必要
とする。

また別の有利な実施態様によれば可動な弁部材が、出口
を取り囲むリングシール自体によって形成され、このリ
ングシールが制御圧によって弁室内へ、該弁室の弁座面
に接触するまで前方へ隆起湾曲せしめられるようになっ
ていてもよい。制御可能なリングシールの配設は、目的
に応じてピストン側に又は出口側に行なわれ得る。この
リングシールのための簡単な構造は環状昔日に受容され
た環状ダイヤスラムとして可能であり、この際に制御圧
導管が該環状溝に接続される。圧力形成は時間的に、前
述の可動なシリンダに関してと同様にピストン運動に合
わせた同期化を以って行なわれる。圧力全形成すべき媒
体は液状又は気体状である。

運動するシリンダにおいてはシールの閉鎖後のＸ該シリ
ンダの固定ストッパまでの残９行程が調量量に加入され
る。意味上同じことが静止したシリンダと膨張可能な環
状ダイヤフラムにおいても当てはまる。この付加的な行
程を除去するために、可動なシリンダと制御可能なリン
グシール七の組合せが配設され、この際にシリンダが固
定ストッパの所で停止されて始めてリングシールの作動
が行なわれる。

本発明の有利な実施態様によれば、シリンダがピストン
に対して同軸的に案内されまたシリンダ駆動装置に可撓
性の長さ補償部材が配設されている。入口弁によってポ
ンプ室をしっがシとかつ規定通シに閉鎖するために、シ
リンダがリングシールに向って、該リングシールを取シ
囲む面に対して当付くまで走行せしめられ、それによっ
て吐出行程の最後には、とっ面状の端面を備えたピスト
ンシールが出口の、対応しておう面状に形成された走入
面内に走入し、それによってポンプ室が完全に空にされ
得る。そして気泡が存在していた場合は、この際に同時
にポンプ室から押し出される。またシリンダとシリンダ
行程運動のための駆動機構との各長さ誤差が相異なる場
合でも、ぴったりした当付けを可能とするために、可撓
性のある長さ補償機構がその各誤差の補償を行なう。

更に本発明によれば出口弁が玉弁から成り、該玉弁にプ
レロードをかけられた皿形弁が後接続されていると有利
である。この玉弁は、出口によって形成されたムダ隙間
容積を皿形弁に対して閉鎖し、ポンプ室内に存在する調
量量の正確かつ再生可能な搬送を可能とし、該ポンプ室
の可変性を極めて僅かなものとする。玉弁の弁室は搬送
方向で、プレロード金かけられた皿形弁によって閉じら
れる。皿形弁の平形シールの可撓性は、介在する玉弁故
にムダ隙間形成作用を行なうことはない。皿形弁が完全
にシールされていない時には玉弁によって、皿形弁の後
方で搬送導管内に存在する液体が入口弁の開放時に逆流
しないように防がれている。これと逆にシールされた皿
形弁とシールされていない玉弁とにおいては、この両者
間に存在する量のみが流し戻されるであろう。弁体は、
ピストンの吐出行程によって吐出される調量量がその閉
じ圧力を超えた時に初めて開かれる。誤って入口弁まで
の供給導管内て不都合な圧力が形成された場合（それは
例えばストック容器の排気と加熱とが不十分であるよう
な場合に生じ得るが）、皿形弁の閉じ力が適切に選ばれ
、当該入口弁の開放状態において該調量ボンデを通って
の媒体の流過が無制御に行なわれないようにされる。

とつ面状のピストン端面とおり面状の流入面との、相互
に適合された形状によって、蒸気泡がポンプ室内に達つ
しだような場合にそれが押し出され得る。これは例えば
、液状の媒体のだめのストック容器が空になってしまい
空気が吸込まれているような場合に当てはまる。

特に有利にはシリンダの製造のだめの材料としてポリテ
トラフルオルエチレンが用いられるとよく、何故ならこ
の材料がシリンダへラドシールとシリンダ内の走行面及
び必要な外側シールとの間に良好な李擦特性を形成する
からであシ、それは類似のやはシ適当な材料、例えば硬
質金属、サファイヤ、酸化アルミニウムセラミツク又は
非晶質のガラスグラファイト等の場合よりも良好なもの
である。

≠≠モ余滲埠 実施例 第１図に示されたぎストン式調量ポンプはポアーｙ”ｙ
−シング１と、該ポンプケーシング内ニ収容された弁ケ
ーシング２及び可動シリンダ１０から成っている。弁ケ
ーシング２は弁体３とシールクレータ２ｏとから成る皿
形弁及び球６と弁座７とから成る玉弁を収容している。

可動シリンダ１０内にはピストン１１が摺動可能に配置
されている。入口２３は入口室２９に接続している。弁
ケーシング２はポンプ室９に向って、出口８のだめのお
り面状に形成された流入面３０を有している。この出口
８は、円錐コイルばね２５を介して弁座７上に押付けら
れた球６によって閉じられている。玉弁６、７の弁室５
は、シールクレータ２ｏに沿って皿形弁内に配置された
平形シール４によってカバーされている。皿、形弁３，
２０は押圧ばね２２を介して保持されておりかつ複数の
ガイドリブ２４を有し、この各ガイドリブの間に流出通
路が形成されている。

ピストン駆動装置１６はクランク装置として形成されて
おり、シリンダ１０の内面に沿ってのピストン１１の往
復動式の吸込み行程と吐出行程とを形成するために働い
ている。ピストン１１はそのヘッド端部に配置されたピ
ストンシール１４によって前記シリンダ１０に対してシ
ールされている。このピストンシール１４は、例えば液
状の麻酔剤を圧送する場合にはポリテトラフルオルエチ
レン（ＰＴＦＫ　）から成っている。

カップ形状のピストンシール１４はその内面側のリブに
よってピストン１１の溝内にかけ留められている。この
ピストンシール１４の外面上にはピストンリング状のシ
ールリップが配置されており、このシールリップはピス
トン１１とぎストンシール１４との間に配置されたばね
部材によってシリンダ１０に接触せしめられている。ピ
ストンシール１４の端面３２は、前記のおう面状の流入
面３０に適合したとつ面状の形状を有している。ピスト
ンのガイドはピストン支承部１５によって行なわれる。

シリンダ１０は独自のシリンダ駆動装置１７と揺動部材
としてのロッド１９とによってピストン１１に対して同
軸的に可動なようにポンプケーシング１内に案内されて
おり、それによって可動シリンダ１０とリングシール１
３とから成る入口弁のだめの可動な弁部材が形成されて
いる。ポンプケーシング１に対するシリンダ１０のシー
ルは、ポリテトラフルオルエチレン（ＰＴＦＫ　）から
成るリップシール１２によって行なわれており、このリ
ップシール１２の横断面はＵ字形に形成されて℃・る。

このリップシール１０のＵ字形切欠き内にはばね部材が
そう人されており、このばね部材によって両方のリップ
部分が、シールされるべき面に対して押し付けられてい
る。

次に本発明による調量ポンプの作動形式を説明する。

第１図の作業時点では、ポンプ室９内の媒体が前進摺動
されたピストン１１によって出口８を通って完全に押し
出され、その後でシリンダ１０がシリンダ駆動装置によ
ってその当付は部からリングシール１３に向って持上げ
離され、延いては入口弁１０．１３が開放される。次い
でピストン駆動装置１６が１度に半回転し、それによっ
て入口２３を介して破調量媒体、例えば液状の麻酔剤が
拡大するポンプ室９内に吸込まれる。吸込み行程の最後
にはシリンダ１０が、その端面が弁ケーシング２の、該
シリンダ１０に面した方の面に当接するまでリングシー
ル１３に向って走行せしめられる。これによって入口弁
１０．１３が閉じられ、ピストン１１の圧縮行程が開始
され得る。その都度の必要とぎストン駆動装置１６の制
御とに応じてポンプ室９の内容物が、１回の全吐出行程
において又は一連の部分段階において、出口８と玉弁６
、７と皿形弁３，２０とを介して流出開口２１を通って
アクチュエータまで押し出される。上死点に達つすると
ピストンシール１４の端面が流入面３０に接つする。こ
れによって１回の全ボンピング周期が終了する。

第２図には第１図の２−２線に沿って、長さ補償機構１
９の１実施例が部分断面図で示されている。この場合円
筒状孔２６を有するシリンダ１０のみが示されており、
この孔２６は自らの縦軸線に対して直角に２つのスリッ
ト２８を有している。この各スリット２８内には、２本
のロッド１９から成る揺動部材の球状の端部３１が滑動
可能に案内されている。この両方のロッド１９は当該長
さ補償機構のヒンジにお℃・て、ウェブ２７を介して相
互結合されている。

１シリンダ行程の最後にシリンダ１０は弁ケーシング２
の端面にぴったりと接触して℃・る。続いてシリンダ駆
動装置１７の残りの行程が揺動部材１９の弾性撓みによ
って引受けられる。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の１実施例を示すもので方って、第１図は
くストン式調・量ポンプの断面図、第２図は第１図の２
−２線に沿って長さ補償機構を示す部分断面図である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、流体のための調量ポンプであつて、シリンダ内に配
   設されたピストンと、入口及び出口弁と、往復動式の駆
   動装置とを備えている形式のものにおいて、出口（８）
   が入口弁（１０、１３）の内側でポンプ室（９）に開口
   していることを特徴とするピストン式調量ポンプ。 ２、入口弁（１０、１３）の可動な弁部材が、駆動装置
   （１７）と接続されたシリンダ（１０）によつて形成さ
   れている、特許請求の範囲第１項記載の調量ポンプ。 ３、入口弁（１０、１３）の可動な弁部材が、出口（８
   ）を取り囲みかつ、制御圧力によつて弁座面への方向で
   隆起湾曲可能であるリングシール（１３）として形成さ
   れている、特許請求の範囲第１項記載の調量ポンプ。 ４、シリンダ（１０）がピストン（１１）に対して同軸
   的に案内され、またシリンダ駆動装置（１７）が可撓性
   のある長さ補償機構を備えている、特許請求の範囲第２
   項記載の調量ポンプ。 ５、出口弁が玉弁（６、７）と該玉弁（６、７）に続く
   、プレロードをかけられた皿形弁（３、２０）とから成
   つている、特許請求の範囲第１項記載の調量ポンプ。 ６、ピストン端面（３２）がとつ面状に形成されており
   かつ出口（８）が、対応しておう面状に形成された流入
   面（３０）によつて取り囲まれている、特許請求の範囲
   第１項記載の調量ポンプ。 ７、シリンダ（１０）が酸化ジルコンセラミックから成
   る、特許請求の範囲第２項から第４項までのいずれか１
   項記載の調量ポンプ。