JPS63230967A - プランジヤポンプ - 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、少なくとも２つのプランジャ作動室と、該作
動室に関係づけられた同位相で作動するプランジャない
しはプランジャ部分と、解放自在の吸入弁とを備えたプ
ランジャポンプであって、前記プランジャは、その同位
相の行程に際して、異なる又は同一の量のポンプ媒体を
押しのけるものであり、前記吸入弁は、比較的大量の容
積を押しのける前記一方のプランジャないしはプランジ
ャ部分の前記作動室に関係づけられるとともに、その解
放状態において絶えず開弁位置に保持されるものであり
、その結果前記ポンプは、該吸入弁を解放した時には、
比較的小さい容積を押しのける前記他方のプランジャな
いしはプランジャ部分によって、高圧小量吐出を、そし
て該吸入弁を作動させた時には、前記２つのプランジャ
ないしはプランジャ部分の作動によって、低圧大量吐出
を、該ポンプの一定喪求出力下において実行するプラン
ジャポンプに関する。

種々の圧力で吐出を行うことができるポンプは、例えば
ごみ箱等を洗浄するための洗浄用噴射器に関連して使用
される。高圧の噴射流を用いれば、頑固にこびりついた
汚れでも溶解することができるし、低圧の噴射流は、最
初に汚れを湿らせたり、溶解した汚れを洗い流したりす
るために使用することができる。

高・低圧切換え可能な通常のポンプは、横断面積が異な
る２つの部分を備える典型的なプランジャを有しており
、該プランジャの比較的大きい横断面積を持つ部分と比
較的小さい横断面積を持つ部分との間には、比較的大き
い面積の塊状の段差部が形成されている。プランジャの
自由端側に設けられた横断面積の小さい部分は。

第１のプランジャ作動室内において作動し、環状段差部
を含む部分は、該第１の作動室に対して密封されている
第２の作動室内において作動する。各作動室は、個別の
吸入弁、吐出弁を有しており、この場合、プランジャの
環状段差部を収容する作動室の吸入弁は、解放自在であ
る。

そのため、該吸入弁を解放、即ち開弁しつづけると、そ
のポンプ部分は無効となる。このような場合、横断面積
の小さいプランジャの自由端部の作動室により構成され
るポンプ部分だけが機能する。これは、非常に高圧であ
シながら比較的小量の吐出が行われることを意味してい
る。

２つの作動室の吐出弁の吐出側に吐出通路が集中してい
るので、ポンプを低圧運転している場合、該２つのポン
プ作動室から出る吐出流は、合流して唯一の通路を介し
て消費側に供給されることになる。プランジャの環状段
差部を収容する作動室の吐出弁は、普通は低圧用に構成
されているので、ポンプを高圧運転する場合、即ちプラ
ンジャの環状段差部を収容する作動室の吸入弁が解放さ
れて、常時開弁されている時に、該作動室の該吐出弁を
他の作動室から流出する吐出流の圧力から保護するため
に付加的な切換え弁装置を別に設けなければならない。

このような公知のポンプ構造は、比較的高価である。ま
たいずれにせよ、この樵の切換え可−能なポンプの使用
目的を考慮すれば、可能な限シ安価で良好な構造のもの
が望ましい。

〔発明が解決しようとする問題点〕

それゆえ、本発明の課題は、低圧大量吐出ないし高圧小
量吐出に切換え可能な可能な限り安価なプランジャポン
プを提供することにある。

〔問題点を解決するための手段〕

この課題は、冒頭に記載の型式のプランジャボンデにお
いて、２つのプランジャ作動室が、一方のプランジャな
いしはプランジャ部分の該作動室の方向に対して閉じる
逆止弁を備えた通路によって相互に接続されるとともに
、ポンプの吸入側とは該一方のプランジャないしはプラ
ンジャ部分の該作動室の解放自在の吸入弁のみを介して
接続され、そして該ポンプの吐出側とは他方のプランジ
ャないしはプランジャ部分の　”該プランジャ作動室に
関係づけられた吐出弁のみを介して接続されていること
によって解決される。

本発明によれば、２つの異なる容積を押しのけるプラン
ジャないしはプランジャ部分の作動室は、直列に接続さ
れている。即ち、ポンプの吐出流は、いずれの場合にも
、２つのプランジャないしはプランジャ部分の２つの作
動室を通過することになる。このような配置に基づいて
。

前記２つの作動室には、単に６つの弁だけが必要とされ
る。この場合、プランジャ作動室間の通路に配設された
逆止弁は、吸入弁を解放した除には、比較的小容積を押
しのけるプランジャないしはプランジャ部分を持つプラ
ンジャ′作動室の吸入弁として普通に機能する。それに
対し、他方のプランジャないしプランジャ部分の機能は
、吸入弁の解放によって、無効に維持される。

ポンプは、それに応じて、一方のプランジャないしはプ
ランジャ部分のみをもって有効に機能する。

吸入弁の解放が中止され、賄吸入弁が普通に開閉し得る
ようになると、すぐにプランジャ作動室間の通路にある
逆止弁は、実質的に常時開弁しつづける。というのは、
２つのプランジャないしはプランジャ部分が吸入行程に
あるときには、比較的小さい容積を押しのけるプランジ
ャないしはプランジャ部分の作動室に流入する　、吸入
流が該逆止弁を通過し、そして該プランジャが吐出行程
にあるときには、比較的大きい容積を押しのけるプラン
ジャないしはプランジャ部分の作動室から流出する吐出
流が該逆止弁を通過するからである。

本発明のポンプの場合、２つのプランジャないしはプラ
ンジャ部分の２つの作動室について。

合計６つの弁だけが必要とされている以外は、ポンプの
吐出側の切換え弁装置も不必要である。

なぜなら１作動室を直列接続したことによって。

ポンプによシ生成された全吐出流は、そのつど、比較的
小さい容積を押しのけるプランジャないしはプランジャ
°部分に関係づけられた作動室の吐出弁から流出するか
らである。つまシ、２つの作動室の吐出流を個別の手段
によって統合したり、低圧吐出流を生成するための作動
室の吐出弁を時として生ずる高圧から保護したシする必
要はない。

本発明のポンプの特に有利な実施例によれば。

異なる容積を押しのけるプランジャないしはプランジャ
部分は、互いに平行な作動室内に配設されておシ、該作
動室は、該プランジャを駆動するクランク駆動装置の細
部の平面内において、該プランジャが横たわっている状
態にあっては重合して配置され、又該プランジャが直立
している状態にあっては隣接して配置されている。

この場合、２つのプランジャないしはプランジャ部分が
、共通のクロスヘラＰないしはスライダによって、連接
棒等によシ該りロスヘツｒないしはスライダに伝動連結
されたクランク駆動装置のクランク軸の共通のクランク
部に駆動結合されていれば史に有益である。このような
構造は、特にコンパクトであるという点で傑出している
。というのは、一方ではクランク軸を比較的短くするこ
とができるからであフ、また他方では、プランジャない
しはプランジャ部分の２つの作動室を、その高さないし
幅がクランクケーシングの高さないし幅よシも小さい１
つのブロック内にそのまま設けることができるからであ
る。

更に、この構造は、クランク駆動部、クロスヘッドそし
てプランジャについて、至極普通の部品を使用すること
ができる点で傑出している。

その他本発明の特に有利な特徴については、特許請求の
範囲並びに図面に示された実施例に基づく本発明の以下
の記載が参照されるべきである。

〔実施例〕

図示のポンプは、クランクケーシング２、クランク軸３
、連接棒４並びにクロスヘッド５を備えるクランク駆動
装置ｉｉｉを有する。クロスヘッド５は、クロスヘッド
ガイド６内にピストンの如く摺動自在に配設されていて
、クランク軸３が回転する際公知のように行程運動を行
う。

各クロスヘッド５は、それぞれ２つのプランジャ７．８
に連結されており、該プランジャは、付属のプランジャ
作動室９．１０内に配設されており、該プランジャ作動
室それ自体は、クランクケーシング２に結合されたシリ
ンダブロック１１の一部分として構成されている。プラ
ンジャ７．８は、公知のように、プランジャ作動室９．
１０のクロスヘッド側端部のシール手段１２内で某内さ
れておシ、そのためプランジャ作動室９．１０はクロス
ヘッド５に対して密封されている。図中の上側のプラン
ジャ８は、下側のプランジャ７よりも小さい横断面積を
持つ。

それによシ、プランジャ７．８は、その行程に際して異
なる媒体量を押しのける。

シリンダブロック１１のクロスヘラｔｓ５から遠ざかっ
た面に、弁ブロック１３が連結されておシ、該弁ブロッ
クは、２つのプランジャ作動室９．１０について合計６
つの弁を有する。正確には、ポンプの吸入側ないしは図
示されていない吸入管路にプランジャ作動室９を接続せ
しめる吸入弁１４と、プランジャ作動室９．１０間に配
設されたプランジャ作動室１０の方向の流れのみを許容
する逆止弁１５と、ポンプの吐出側ないしは図示されて
いない吐出管路にプランジャ作動室１０から通じるため
の吐出弁１６とを該弁ブロックは有している。各弁１４
〜１６は、球弁として図示されているが、基本的には他
の弁構造のものも可能であシ１通常はその方が目的にも
適合している。

吸入弁１４は、解放自在に構成されている。

即ち、タペット１７によって、該吸入弁１４の弁体を開
弁位置に保持しつづけることができる。

プランジャ作動室９．１０には、その他の弁は必要とさ
れない。

図示のポンプは以下のように作動する。

最初、吸入弁１４のタペット１７は、第１図において下
方に移動した位置を占めていて、そのために、該吸入弁
１４は、解放されておらず、逆上弁のように普通に開閉
することができる状態になっている。

吸入行程にあるプランジャ７．８が、第１図において左
方へ移動すると、プランジャ作動室９．１０は、吸入行
程中に開く弁１４．１５を通って流入するポンプ媒体に
よって満たされる。

この場合、吸入弁１４には、プランジャ作動室９．１０
内に流入する合計の流量が通過し、そして逆止弁１５に
は、プランジャ作動室１０内に流入する流量のみが通過
する。この間、吐出弁１６は閉弁しつづける。なぜなら
、プランジャ作動室１０においては、ポンプの吐出側よ
りも低いポンプ吸入側の圧力、ないしは吐出側よりもほ
んの少しだけ低い圧力が発生しているからである。

吐出行程にあるプランジャ７．８が、第１図において右
側へ移動すると、吸入弁１４は閉弁し、それに対し逆止
弁１５は開弁しつづけているか、またはこの時点で開弁
している吐出弁１６と共に新たに開弁位置にもたらされ
ることになる。なぜなら、プランジャ７は、この時媒体
をプランジャ作動室９から押し出し、プランジャ８も媒
体をプランジャ作動室１０から押し出すからである。そ
れによって、プランジャ作動室９から流出する媒体は、
逆止弁１５を通過し、それと同時にプランジャ作動室９
．１０から流出するポンプ媒体の合計流量は、吐出弁１
６を通過することになる。

上記の運転方式は、低圧運転にかかわるものである。な
ぜなら、ポンプは、２つのプランジャ７．８をもって、
即ち比較的大きなプランジャ横断面をもって作動してい
るからである。ポンプを高圧運転において作動させよう
とする場合、吸入弁１４は、タペット１７を適宜操作す
ることによって解放される。即ち、開弁位置に保持され
る。したがって、プランジャ７は、ポンプ作用を奏し得
なくなる。正確に言うと、吸入行程において該プランジ
ャにより吸入された媒体は、吐出行程において、再び吸
入弁１４を介してポンプの吸入側に逆流されることにな
る。

有効なポンプ作用は、プランジャ８によってのみ行われ
る。というのは、逆止弁１５は、この時点で通常の吸入
弁の如く機能するからである。

即ち、吸入弁１４が常時開弁じているために、プランジ
ャ作動室９内にはプランジャ作動室１０内の圧力よりも
低いポンプの吸入側の圧力にほぼ相当する圧力しか存在
し得ないために、逆止弁１５は、プランジャ８の吸入行
程において開弁し、その吐出行程に際して閉弁するので
ある。

プランジャ８の吐出行程に際して、吐出弁１６は、プラ
ンジャ８により押しのけられた媒体の影響を受けて開弁
する。この間ポンプは、プランジャ８のみによって有効
なポンプ作用を果たす。即ち比較的小さなプランジャ横
断面をもって作動するために、クランク軸３を駆動する
駆動装置の出力を高めることなく、高圧を発生させるこ
とができるのである。

図示のポンプの特徴は、つまジプランジャ作動室９．１
０を直列に接続した点、即ちプランジャ７．８から吐出
側に送出される全媒体が、プランジャ作動室９，１０を
順々に通過する点にある。それによって、プランジャ作
動室９゜１０が２つあるにもかかわらず、単に３つの弁
１４〜１６だけが必要とされる。この場合、吸入弁１４
が解放自在であることにより、いつでも低圧運転から高
圧運転に切換えることができるのである。この切換えを
行うのに、それ以外のことは必要ない。

図示のクロスヘッド５は、本質的に、プランジャ７．８
に同軸の円形横断面を持つロッド部分１８から構成され
ている。この場合、ロッド部分は、必要に応じて軽量化
するために中空管にすることができる。ロッド部分１８
は、個々にガイｒスリープ１９内で摺動自在に支持され
ておシ、該ガイＰスリーブは、クランクケーシング２の
適当なシリンダ孔内に配設されている、ロッド部分１８
は、クランク軸側において、ヨーク２０によって縦方向
に互いに相対移動できないように連結されている。ヨー
ク２０自体は。

連接棒４にヒンジ結合されている。

ロッド部分１８のヨーク２０と反対側の端部は、普通の
ポンプと同様に基本的には公知の方法で、プランジャ７
．８に分離自在に連結されている。この場合プランジャ
７．８は、特にロッド部分１８に相対的に所定の範囲で
回動できるようになっており、その結果クランクケーシ
ング２とシリンダブロック１１を整列させる際の取シ付
は誤差は問題とならない。

図示の装置の利点は、とりわけ、すべての可動部の部品
について、通常使用されているポンプ部品を使用するこ
とができる点にある。

本発明は、せまい意味のプランジャポンプに限定される
ものではない。図示のプランジャの代わシに、別の押し
のけ手段を用いることができる。それだからといって、
弁１４〜１′６の配置は根本的には変わらない。

図示の実施例を変形させることができる。プランジャ作
動室９，１０をクランク軸３の軸方向に相前後させて配
置し、そして各プランジャを、直接又は個別のクロスヘ
ッドを介して、該クランク軸３の別々のクランク部に駆
動結合させることも基本的には可能である。

等しい横断面積を持つ２つのプランジャＴ。

８を配設し、そして例えば整列されたプランジャをクラ
ンク軸の別々に設けられたクランク部に駆動結合させて
、各プランジャに大きさの異なる行程を行わせることに
より、１行程当りの押しのけ容積に差を生じさせること
もまた基本的に可能である。

その他、弁１４〜１６を冒頭に記載の公知のポンプに適
当な方法で配設することもできる。

その結果、プランジャの環状段差部を収容する作動室は
、比較的小さい横断面積を持つプラレジャの自由端部を
収容する他方の作動室に直列に接続される。勿論、この
ようなポンプ構造は、プランジャの縦方向の寸法が大き
いために、あまシ望ましいものではない。このようなポ
ンプの場合、２つのプランジャ作動室間にプランジャシ
ールを配設しなければならないという欠点がある。それ
ゆえポンプの低圧運転に際して、段付プランジャが両作
動室内で有効に作用している時には、そのプランジャシ
ールには、吐出行程中でもおそらく非常に小さな圧力差
しか作用しないことになる。しかしながら、プランジャ
が小さな横断面積を有する自由端部のみをもって有効な
ポンプ作用を行っている状態の高圧運転時において特に
必要とされる良好なシール作用を考慮すれば、このよう
な構造のポンプは望ましいものではない。

本発明のポンプは、必要ならば制御ポンプとして有利に
利用することもできる。吸入弁１４が解放されているか
否かによって、ポンプは両プランジャ７．８をもって、
あるいはプランジャ８のみをもって有効に作用する。こ
の時、ポンプは、吸入弁の両作動状態において、吐出側
の一定の圧力に抗して作動することができる。

そのために、該ポンプは、有効に作用するプランジャの
横断面積に応じて（吸入弁１４が解放されている時はプ
ランジャ８の横断面積；吸入弁１４が解放されていない
時はプランジャ７゜８の横断面積の合計）、それに対応
して異なる吐出量及び出力をもって作動する。

更に、本発明のポンプは、比較的低圧の大量吐出を行わ
せるために、改造することができる。

確かに原則的にはどのポンプも、低圧の大量吐出を行わ
せるために、拡大された横断面積を持つプランジャを配
設することによシ改造することができる。この場合、通
常は、変更されたプランジャを配設するために、プラン
ジャ作動室についてもその穴を広げなければならない。

しかしながら、ポンプのこのような改造は、所定の範囲
内においてのみ可能である。なぜなら、プランジャ軸間
の距離ないしはクランク軸方向のクランク部間の距離等
クランク駆動装置によって予め与えられた寸法に基づい
て、プランジャの最大径が決定されているからである。

本発明のポンプの場合、プランジャ７．８の軸間の距離
が比較的大きいために、プランジャ８の直径をかなシ大
きくすることができる。通常、少なくともプランジャ７
の寸法、即ちシリンダブロック１１の寸法までならば、
もつと大きなプランジャ８、並びにそれに応じて拡大さ
れた横断面を持つ作動室１０を配設することが可能であ
る。そのために、非常に大きな容量を吐出させるポンプ
を得ることができる。この場合、吸入弁１４用の解放手
段１７、並びにプランジャ作動室９．１０間の逆止弁１
５を使用する必要はない。つまり、逆止弁１５の代わり
に常開の連通路がプランジャ作動室９．１０間にあれば
、それだけで十分である。

図面に示された２つの案内ロッド１８を持つクロスヘッ
ド５の代わりに、必要ならば、だ円の大きな横断面を有
する一体のクロスヘッドを配設し、それをプランジャ７
．８と連接棒４とに直接連結させることも可能である。

このような構造においては、ヨーク２０は不要である。

【図面の簡単な説明】

図面は、本発明のポンプの概略的断面図を示す。 １・・・クランク駆動装置、２・・・クランクケーシン
グ、３・・・クランク軸、４・・・連接棒、５・・・ク
ロスヘラ−１７，８・・・プランジャ、９．１０・・・
プランジャ作動室、１４・・・吸入弁、１５・・・逆上
弁、１６・・・吐出弁、１８・・・ロンド部分、２０・
・・ヨーク

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、少なくとも２つのプランジャ作動室と、該作動室に
   関係づけられた同位相で作動するプランジャないしはプ
   ランジャ部分と、解放自在の吸込弁とを備えたプランジ
   ャポンプであって、前記プランジャは、その同位相の行
   程に際して、異なる又は同一の量のポンプ媒体を押しの
   けるものであり、前記吸込弁は、比較的大きい容積を押
   しのける前記一方のプランジャないしはプランジャ部分
   の前記作動室に関係づけられるとともに、その解放状態
   において絶えず開弁位置に保持されるものであり、その
   結果前記ポンプは、該吸入弁を解放した時には、比較的
   小さい容積を押しのける前記他方のプランジャないしは
   プランジャ部分によって、高圧小量吐出を、そして該吸
   入弁を作動させた時には、前記２つのプランジャないし
   はプランジャ部分の作動によって、低圧大量吐出を、該
   ポンプの一定要求出力下において実行するものにおいて
   、前記２つのプランジャ作動室（９、１０）は、前記一
   方のプランジャ（７）ないしはプランジャ部分の該作動
   室（９）の方向に閉じる逆止弁（１５）を備えた通路に
   よって相互に接続されるとともに、該一方のプランジャ
   （７）ないしはプランジャ部分の該作動室（９）の前記
   解放自在の吸入弁（１４）を介してのみポンプの吸入側
   に接続され、そして前記他方のプランジャ（８）ないし
   はプランジャ部分の該プランジャ作動室（１０）に関係
   づけられた吐出弁（１６）を介してのみポンプの吐出側
   に接続されていることを特徴とするプランジャポンプ。 ２、前記プランジャ（７、８）ないしはプランジャ部分
   は、同一の行程を行う請求項１記載のプランジャポンプ
   。 ３、互いに平行な前記作動室（９、１０）内に配置され
   、かつクランク駆動装置（１）によって駆動される前記
   ２つのプランジャ（７、８）ないしはプランジャ部分は
   、共通のクロスヘッド（５）ないしはスライダ又は類似
   物によって、該クロスヘッド（５）ないしはスライダに
   伝動連結された、該クランク駆動装置（１）のクランク
   軸（３）の共通のフランク部に駆動結合されている請求
   項２記載のプランジャポンプ。 ４、前記クロスヘッド（５）は、クランクケーシング（
   ２）内に摺動自在に案内された２つの別体のロッド部分
   （１８）を有しており、該ロッド部分は、該クロスヘッ
   ドに関係づけられた前記プランジャ（７、８）に同軸的
   に配設されるとともに、クランク軸側においてヨーク（
   ２０）により固定的に連結されており、該ヨーク自体に
   は連接棒（４）のクロスヘッド側の端部がヒンジ結合さ
   れている請求項３記載のプランジャポンプ。 ５、異なる容積を押しのける前記プランジャ（７、８）
   が作動しているところの前記２つのプランジャ作動室（
   ９、１０）は、それぞれ、前記クランク駆動装置（１）
   の軸線方向に見て水平面内で、互いに平行に並んで又は
   鉛直平面内で互いに上下に配設されている請求項１から
   ４までのいずれか１項記載のプランジャポンプ。 ６、前記ポンプは、比較的低圧下で最大容量を吐出させ
   るために、比較的大きな横断面積を持つ２つの同種のプ
   ランジャを配設しかつ前記プランジャ作動室間の前記逆
   止弁（１５）を省くことによって改造されている請求項
   １から５までのいずれか１項記載のプランジャポンプ。 ７、前記吸入弁（１４）を解放することによって種々の
   吐出量及び／又は吐出能力に切換えることができる制御
   ポンプとして、請求項１から５までのいずれか１項記載
   のプランジャポンプを使用する方法。