JPS6325190B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、一方の粘度が高い２液を任意の比
で混合するための調合ポンプに関する。

主液と添加剤液とを任意の比率で連続混合する
には、定量ずつポンプで混合器へ送れば良いわけ
である。しかし、一方の液、たとえば主液の粘度
が高い場合は、特別の配慮を必要とする。

従来、定量ポンプとして広く用いられるのは、
シリンダーの中でピストンが進退しており、シリ
ンダーの一方には、２個の開口があつて、それぞ
れ反対向の逆止弁がついていて、液の入口及び出
口とするものが多かつた。空気圧又は油圧によつ
てピストンが後退すると、入口側の逆止弁が通じ
て液が入り、ピストンが前進すると出口側の逆止
弁が開き液が賦勢されて排出される。ピストンの
断面積をＳ、往復運動のストロークをＬとすれ
ば、１回のピストンの往復で、Ｖ＝SLの容積の
液が吸入、如出される。

ストロークＬを変えると、液量を変える事がで
きる。

このような弁は、液の粘度が低い時には、良好
に機能する。入口側の逆止弁から、抵抗を受けず
に液が吸引されるからである。

しかし、液の粘度が高い場合、吸引が完全に行
われなくなる。多くの場合、液はドラム缶等の開
放系にあつて、ポンプで汲み出すことになる。従
つて、ピストンが後退し、液をシリンダー内へ吸
引する場合、シリンダー内に負圧になる。

高圧側が大気圧であるから、シリンダー内の圧
力がたとえ０気圧であつたとしても、その差は約
１気圧にすぎない。入口側の逆止弁に差圧の殆ん
どすべてが加わる。差圧が大きければ逆止弁が大
きく開き、ここを通過する流速は大きくなる。

しかし、吸引の場合、差圧は高々１気圧である
ため、高粘度液体の場合、逆止弁が充分開かず、
流速は遅くなる。ピストンの後退量だけの流量が
無い場合シリンダー内に真空部分が発生してしま
う。シリンダー内に真空部分ができると、一回の
吐出容積はもはやSLではなくなる。より少なく
なる。定量性が損われる。

ピストンの往復運動を遅くすれば、真空部分は
徐々に消えてゆくから、定量性を或る程度回復で
きる。しかし、これでは処理能力が劣化してしま
う。

高粘度液体の場合は、損失の大きい逆止弁を用
いるべきではない。ポンプは余分の負担がかかり
すぎるからである。無効なエネルギーが逆止弁通
過の為に浪費される。

より重要な事は、出口入口側の圧力差が１気圧
以上にはならない吸引方式を避けるべきだという
事である。定量性が必要だからである。

本発明は、シリンダー内に運動するピストンの
両側に第１計量室と第２計量室とを構成し、２つ
の二方切換弁によつて、高粘度流体を択一的に両
計量室へ送給、排出させるもので、この弁の前段
にポンプを配置して、全動作を大気圧より高い圧
力下にて行わせるようにする。

ピストンの断面積Ｓと往復のストロークＬの積
SLが一回分の流体の容積を決定する点は変わら
ない。すなわち、高粘度液ポンプによる一回分の
供給量は、ピストンの一往復動作によつて第１計
量室（Ｘ室）及び第２計量室（Ｙ室）から各々吐
出される液量の合計である。逆止弁を使わず、か
わりに二方切換弁を使う。

吸引、吐出の繰返す弁のかわりに、進入、吐出
の切換わる高粘度液ポンプを用いる。

以下、実施例を示す図面によつて本発明の構
成、作用及び効果を詳細に説明する。

第１図は二液調合ポンプに関し実施例の系統・
断面図である。

二液調合ポンプは、高粘度液ポンプ１、混合液
ポンプ２、四方切換弁３、メカニカルバルブ４，
５等より成る。高粘度液はドラム缶６からギヤポ
ンプ７によつて汲み上げられ、高粘度液ポンプ１
に送給される。

高粘度液ポンプ１は、ケーシング８の中に、円
胴状の第１計量室９と、第２計量室１０、ａパイ
ロツトバルブ１１、ｂパイロツトバルブ１２、ａ
パイロツト室１３、ｂパイロツト室１４等が形成
されている。

簡単の為、第１、第２計量室９，１０をＸ室
９、Ｙ室１０と表現する。

通路１５はａ，ｂパイロツトバルブ１１，１２
とＹ室を連通させるもので、ケーシング８の中に
形成しても、外に別途ホースをつけて構成しても
よい。

高粘度液ポンプ１への液入口１６はａパイロツ
トバルブ１１に開口する。液出口１７はｂパイロ
ツトバルブ１２の空間に開口している。

切換えピストン１８は、シリンダーの中を進退
自在に収納されたピストンで、Ｘ室９とＹ室１０
とを仕切つている。

切換えピストン１８より、外方へ延長したピス
トン１９の先端にはリミツター２０が突設され
る。

リミツター２０は、軸線方向に２個並設したメ
カニカルバルブ４，５のつめ２１，２２を叩く。
空気圧源２３から、メカニカルバルブ４，５のい
ずれかを通つて圧縮空気が四方切換弁３の２方の
入口のいずれかに送給される。

つめ２１，２２がリミツター２０で叩かれる
と、四方切換弁３のパイロツト圧が切換わる。

高粘度液ポンプ１のａパイロツトバルブ１１に
は、前後に弁体部を有するａ弁体２４が軸方向進
退可能に設けられる。ａパイロツトバルブ１１は
前後に２つの弁孔２５，２６を有する。ａ弁体２
４が前進するとＸ弁孔２５を閉ざし、後退すると
Ｙ弁孔２６を閉ざす。

ｂパイロツトバルブ１２にはｂ弁体２９が軸方
向進退可能に設けられる。ｂパイロツトバルブ１
２の前方にはＸ弁孔３０が、後方にはＹ弁孔３１
が開口している。ｂ弁体２９はＸ，Ｙ弁孔３０，
３１を択一的に閉じる事ができる。

ａ弁体２４の後方にはバルブステム２７とａピ
ストン２８が取着けられる。

ｂ弁体２９の後方にはバルブステム３２とｂピ
ストン３３が取着けられる。

ａピストン２８、ｂピストン３３は、夫々ａパ
イロツト室１３、ｂパイロツト室１４の中を互に
逆方向に動く。

混合液ポンプ２は、前方にポンプ室３４を有
し、この中にポンプピストン３５が軸方向に運動
できるように設けられている。ポンプピストン３
５はピストンロツド３６を介し、パイロツト室３
７の中のピストン３８に結合している。

パイロツト室３７のの後壁には混合比調整棒３
９が挿通されており、内部への突出長さは任意に
変えられる。混合比調整棒３９はポンプピストン
３５のストロークを加減する。

パイロツト室３７の前後端壁にはＹパイロツト
口４０およびＸパイロツト口４１が穿設されてい
る。

混合液とは二液の内、粘度の低い方の液体を指
している。混合液は混合液缶４２に貯留されてい
る。缶４２は入口逆止弁４３を介してポンプ室３
４に連通する。ポンプ室３４は出口逆止弁４４に
連続する。

一方、高粘度液ポンプ１のａパイロツト室１３
の前後には、Ｘパイロツト口４５及びＹパイロツ
ト口４６が穿設される。

ｂパイロツト室１４には、Ｙパイロツト口４
７、Ｘパイロツト口４８が前後に穿設されてい
る。

四方切換弁３から高粘度液ポンプ１及び混合液
ポンプ２へパイロツト圧を供給するＸ通路４９と
Ｙ通路５０とが設けられている。

以上が、本発明の概要である。

第２図は高粘度液ポンプ１の具体的な実施例を
示す一部縦断正面図である。これによつて詳しく
高粘度液ポンプ１の構成を説明する。第３図、第
４図は左、右側面図である。

ケーシング８の中にＸ室９、Ｙ室１０、切換え
ピストン１８、ａパイロツトバルブ１１、ａ弁体
２４等が設けられているのは先述したとおりであ
る。

ａ弁体２４はステム２７に螺着してある。ステ
ム２７の鍔部とパイロツト室壁との間にはダイヤ
フラム５１が設けてある。これは高粘度液が、パ
イロツト室１３へ洩れないためである。Ｏリング
５２も同一の目的に供せられるが、Ｏリングだけ
では不充分なのである。高粘度液は空気に触れて
固まる場合が多いから、長時間放置しておくとス
テム２７が動かなくなつてしまう。これを防ぐの
である。

ピストン２８は空気力によつて軸方向に動く
が、周囲にＯリング５３を嵌込み洩れを防ぐ。パ
イロツト室１３の端部は側板５４をあてボルト５
５で閉じてある。

一方、ケーシング８の前端には、蓋板５６が螺
着してある。

スピンドル１９は蓋板５６のボス部に填函した
パツキン５７を貫いて外方へ延長する。パツキン
５７はパツキン押え５８及びパツキン押えナツト
５９によつて強圧される。

スピンドル１９の外端部は雄螺６０が刻設して
あり、リミツター２０を嵌めた後ナツト６１を螺
合して固定できる。

スピンドル１９の内壁部は鍔があつて、これを
スピンドル押え６２が切換えピストン１８中心穴
へ押え込んでいる。

通路１５は、Ｙ弁孔２６に続く空間から、フレ
クシブルホース６３、エルボ６４を介してケーシ
ング８のＹ室１０に連通する。

第４図に破線で示す通路６５はａ，ｂパイロツ
トバルブ１１，１２のＹ弁孔２６、Ｙ弁孔３１を
結合し、外部の通路１５に至る。

次に混合液ポンプ２の構成を説明する。

これは公知のポンプにすぎない。

第５図は混合液ポンプの縦断正面図、第６図は
左側面図である。

混合液ポンプは前方から混合液ヘツド６６、混
合液シリンダー６７、空気シリンダー６８、空気
シリンダヘツド６９を順時螺着したものである。

ポンプ室３４の中にはポンプピストン３５が進
退可能に設けられ、ピストンロツト３６はパイロ
ツト室３７の中のピストン３８によつて前後進す
る。推力はＸ，Ｙパイロツト口４０，４１から出
入する空気の圧力による。混合比調整棒３９を内
方へ深く差しこむと、ピストン３８のストローク
が減るから、ポンプピストン３５による吐出量が
減る。逆に外側へ引出すと、吐出量が増える。

Ｏリング７０，７１は混合液の漏れを防止す
る。Ｏリング７２，７３，７４，７５はパイロツ
ト圧として与えられる空気の漏れを抑制する。

逆止弁４３，４４は汎用型のもので、ボール７
６、スプリング７７が袋ナツト７８の内部空間に
収められ雄螺継手７９を螺込んで一体化したもの
である。

以上の構成に於て、その作用を説明する。

最初四方切換弁３からＸ通路４９へ圧縮空気が
送られているものとする。第１図の状態に対応し
ている。

ａ弁体２４は後退してＹ弁孔２６を閉し、ｂ弁
体２９は前進してＸ弁孔３０を閉ざす。ポンプピ
ストン３５は前進位置にある。

ギヤポンプ７は常時、高粘度液を液入口１６へ
送り続けている。圧力は２〜５Kg／cm²である。粘
度によつて調節する必要がある。

高粘度液はａパイロツトバルブ１１のＸ弁孔２
５を通つてＸ室９に入る。２〜５Kg／cm²の高圧に
賦勢されているから、液は切換えピストン１８を
押して、これを前進させる。

Ｙ室に充満していた高粘度液はピストン１８に
押され、通路１５、ｂパイロツトバルブ１２を経
て液出口１７から排出される。

やがてリミツター２０が、メカニカルバルブ４
のつめ２１を叩く。四方切換弁３が切換えられ
て、Ｙ通路５０にパイロツト圧が加わる。

ａピストン２８は前進し、ａ弁体２４はＸ弁孔
２５を塞ぐ。ｂピストン３３は後退し、Ｙ弁孔３
１を閉じる。混合液ポンプ２のポンプピストン３
５は後退し、入口逆止弁４３から混合液を吸込
む。

高粘度液は液入口１６から通路１５を経てＹ室
１０へ入る。切換えピストン１８は高粘度液によ
り押されて後退する。Ｘ室９は狭くなるから、高
粘度液は液出口１７より吐出される。

やがて、スピンドル１９のリミツター２０がメ
カニカルバルブ５のつめ２２に接触する。Ｘ通路
４９へパイロツト圧が再ぼ切換わる。第１図の状
態に戻る。混合液ポンプ２では出口逆止弁４４か
ら吐出が行われる。

高粘度液ポンプ１では、Ｘ室９へ液がギヤポン
プ７により送給される。Ｙ室１０の液が液出口１
７より排出される。

液出口１７の排出液と、混合ポンプ２の出口逆
止弁４４より出た混合液は混合機（図示せず）で
混合される。

次に効果を述べる。

混合液ポンプでは１周期ごとに、ピストン３５
の断面積とストロークの積に等しい混合液が吐出
される。粘度が低いので、吸引によつて（圧力差
が高々１気圧）完全にポンプ室内へ満すことがで
きる。勿論、予め空気を抜いておかなければなら
ない。

高粘度液ポンプ１では半周期ごとに、切換ピス
トン１８の面積Ｓとストロークｌに等しい容積Sl
の高粘度液が吐出される。

すなわち、ピストン１８の往復（便宜上、第１
図における右移動をいう）によるＸ室たる第１計
量室９の容積変化と該室９からの吐出量とが、ま
たピストン１８の復動（同図における左移動）に
よるＹ室たる第２計量室１０の容積変化と該室１
０からの吐出量とが、夫々一致する。そして、高
粘度液ポンプ１による一回分の吐出量は、ピスト
ン１８の一往復動作による両室９，１０からの吐
出量の合計量として得られる。なお、上記実施例
では、第２計量室１０内にスピンドル１９が存在
することから、半周期ごとの吐出量は、正確にい
えば、ピストン１８の往動によつては上記した如
くSlとなるが、復動によつては（Ｓ―S′）ｌとな
る（S′はスピンドル１９の断面積である）。しか
し、このようにピストン１８の往復と復動とによ
る吐出量が異なることは、両吐出量の合計をもつ
て一回分の高粘度液供給量が決定される以上、高
粘度液ポンプ１の定量性に何ら影響するものでは
ない。

混合比の調整は、混合液ポンプ２の混合比調整
棒３９の突出度を変える事により容易になされ
る。勿論、メカニカルバルブ４，５の間隔を変え
ても良い。

本発明の高粘度液ポンプは、従来のような、逆
止弁２個のピストンポンプを組合わせた（混合液
ポンプ２のような）液送ポンプと異なり、吐出量
が正確である。

粘度の高い液の場合、吸引工程があると、どう
しても真空部分ができ、吐出量が不正確になつて
しまう。本発明の場合、ギヤポンプ７の２〜５
Kg／cm²の圧力で常に液体には正圧がかかつてい
る。Ｘ室９、Ｙ室１０には、早いスピードで高粘
度液が充填される。

液出口から排出されるのと、液入口から押込ま
れる液の運動とが同一のピストン運動でなされ
る。脈動も少なくなる。

高粘度液は吸引のばあい真空部ができ、体積が
不正確になるが、圧縮のばあいは体積が殆んど変
わらない。第１、第２計量空間（Ｘ室、Ｙ室）の
充填は正圧（２Kg／cm²〜５Kg／cm²）が掛つて行わ
れるので、容積は厳密に測定できる事になる。液
体の圧縮率は極めて小さいが、気体の圧縮率は大
きい。本発明の計量誤差は液体の圧縮率の程度で
頗る小さい。従来のものは、気体の圧縮率に相当
する誤差が生じる。

このように、本発明の高粘度液ポンプは迅速か
つ正確に機能する。

このように有用な発明である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例に係る調合ポンプの系
統・断面図。第２図は高粘度液ポンプの一部縦断
正面図。第３図は高粘度液ポンプの左側面図。第
４図は高粘度液ポンプの右側面図。第５図は混合
液ポンプの縦断面図。第６図は左側面図。 １……高粘度液ポンプ、２……混合液ポンプ、
３……四方切換弁、４，５……メカニカルバル
ブ、６……ドラム缶、７……ギヤポンプ、９……
Ｘ室、１０……Ｙ室、１１……ａパイロツトバル
ブ、１２……ｂパイロツトバルブ、１３……ａパ
イロツト室、１４……ｂパイロツト室、１６……
液入口、１７……液出口、２４……ａ弁体、２５
……Ｘ弁孔、２６……Ｙ弁孔、２９……ａ弁体、
３０……Ｘ弁孔、３１……Ｙ弁孔、３４……ポン
プ室、３５……ポンプピストン、３８……ピスト
ン、３９……混合比調整棒、４３，４４……逆止
弁。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ ケーシング８の中に進退自在に設けられ両側
   にＸ室９とＹ室１０とを仕切る切換えピストン１
   ８と、Ｘ室９に連通するＸ弁孔２５，３０とＹ室
   １０に連通するＹ弁孔２６，３１とを夫々有する
   ａパイロツトバルブ１１及びｂパイロツトバルブ
   １２と、ａパイロツトバルブ１１及びｂパイロツ
   トバルブ１２のａ弁体２４，ｂ弁体２９を推進さ
   せるａ，ｂピストン２８，３３と、ａ，ｂピスト
   ン２８，３３を内包するａパイロツト室１３及び
   ｂパイロツト室１４と、ａパイロツトバルブ１
   １、ｂパイロツトバルブ１２に夫々開口する液入
   口１６、液出口１７とを備えた高粘度液ポンプ１
   と、入口逆止弁４３と出口逆止弁４４を有しポン
   プ室３４内をポンプピストン３５が往復運動する
   よう構成した混合液ポンプ２と、ａパイロツト室
   １３、ｂパイロツト室１４へ相反方向に圧力液体
   を送給し同時に混合液ポンプ２へも圧力液体を送
   給するために設けられ、切換えピストン１８の前
   後位置にある時に切換えられる四方切換弁３と、
   高粘度液ポンプ１の液入口１６へ高粘度液を圧送
   するギヤポンプ７とより構成される事を特徴とす
   る調合ポンプ。