WO2016163306A1 - 二連往復動ポンプ - Google Patents

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WO2016163306A1
WO2016163306A1 PCT/JP2016/060724 JP2016060724W WO2016163306A1 WO 2016163306 A1 WO2016163306 A1 WO 2016163306A1 JP 2016060724 W JP2016060724 W JP 2016060724W WO 2016163306 A1 WO2016163306 A1 WO 2016163306A1
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WO
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switching
valve mechanism
working
valve
chamber
Prior art date
Application number
PCT/JP2016/060724
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English (en)
French (fr)
Inventor
鬼塚 敏樹
Original Assignee
株式会社イワキ
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Publication date
Application filed by 株式会社イワキ filed Critical 株式会社イワキ
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Priority to JP2017510957A priority patent/JP6644059B2/ja
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04BPOSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B43/00Machines, pumps, or pumping installations having flexible working members
    • F04B43/08Machines, pumps, or pumping installations having flexible working members having tubular flexible members
    • F04B43/10Pumps having fluid drive
    • F04B43/107Pumps having fluid drive the fluid being actuated directly by a piston
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04BPOSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B43/00Machines, pumps, or pumping installations having flexible working members
    • F04B43/08Machines, pumps, or pumping installations having flexible working members having tubular flexible members
    • F04B43/10Pumps having fluid drive
    • F04B43/113Pumps having fluid drive the actuating fluid being controlled by at least one valve
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04BPOSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B43/00Machines, pumps, or pumping installations having flexible working members
    • F04B43/08Machines, pumps, or pumping installations having flexible working members having tubular flexible members
    • F04B43/10Pumps having fluid drive
    • F04B43/113Pumps having fluid drive the actuating fluid being controlled by at least one valve
    • F04B43/1136Pumps having fluid drive the actuating fluid being controlled by at least one valve with two or more pumping chambers in parallel

Definitions

  • the present invention relates to a double reciprocating pump that transfers a transfer fluid by a pair of pump chambers formed by a movable partition member such as a pair of bellows.
  • This type of pump has a movable partition member such as a pair of bellows.
  • the pair of movable partition members divide the pair of closed spaces into a pump chamber and a working chamber.
  • This type of pump transfers the transfer fluid by alternately compressing and expanding the pump chamber by alternately introducing the working fluid into the pair of working chambers thus partitioned by the switching valve mechanism.
  • pulsation corresponding to the number of strokes is generally generated in the discharge flow rate of the transfer fluid.
  • the double reciprocating pump according to the present invention is arranged so as to be deformable in the first space and the second space, and a case member that forms the first space and the second space along the axial direction therein. And a movable partition member that partitions the first space into a first pump chamber and a first working chamber, and partitions the second space into a second pump chamber and a second working chamber, A first switching valve mechanism that includes a first valve mechanism that switches the supply of the working fluid to one working chamber, and a second valve mechanism that includes a second valve mechanism that switches the supply of the working fluid to the second working chamber.
  • a switching valve mechanism a first switching mechanism for switching supply of a control fluid for operating the first valve mechanism to the first switching valve mechanism, and a second valve mechanism for operating the second valve mechanism Second switching mechanism for switching supply of control fluid to the second switching valve mechanism
  • the first and second switching mechanisms have an overlapping period in which the compression process of the first pump chamber and the compression process of the second pump chamber partially overlap each other. The supply to the first and second switching valve mechanisms is switched.
  • each of the first and second switching valve mechanisms has a working fluid distribution chamber formed therein, and the first or second valve mechanism is formed in the distribution chamber. Is provided with a valve mechanism body which is arranged to be reciprocally movable.
  • the valve mechanism body includes a working fluid introduction port that introduces the working fluid supplied from the working fluid source into the distribution chamber, and the working fluid introduced into the distribution chamber. And a working fluid inlet / outlet for discharging to the first or second working chamber.
  • the valve mechanism main body further includes a first control fluid inlet / outlet and a second control fluid inlet / outlet for introducing the control fluid into the valve mechanism main body.
  • each of the first and second valve mechanisms includes a plurality of large-diameter portions formed at predetermined intervals in the axial direction and a small-diameter portion formed between the large-diameter portions.
  • the working fluid introduction port communicates with the working fluid inlet / outlet through the small-diameter portion by the movement of the first or second valve mechanism. It is discharged toward the second working chamber.
  • the first and second switching mechanisms reciprocate in the valve body housing case and the valve body housing case, respectively, and their tips protrude from the valve body housing case.
  • a valve body disposed so as to be able to contact an interlocking member interlocked with the movable partition member; and an elastic member that biases the valve body toward the interlocking member.
  • FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a double reciprocating pump 1 according to an embodiment of the present invention, showing a cross section and a peripheral mechanism thereof.
  • a double reciprocating pump 1 on both sides of a pump head 1a arranged at the center, a bottomed cylindrical first cylinder 2a and a second cylinder 2b, which are case members, are provided.
  • the openings are mounted and arranged so as to face each other.
  • a pair of spaces are formed in the cylinders 2a and 2b along the axial direction.
  • a first bellows 3a and a second bellows 3b having a bottomed cylindrical shape made of, for example, fluororesin that can extend and contract in the axial direction are attached to the pump head 1a so that their opening sides face each other. It is arranged coaxially in the installed state.
  • bellows 3a, 3b are screwed and fixed, for example, in a liquid-tight manner to the pump head 1a. Therefore, the bellows 3a and 3b have the first pump chamber 5a and the second pump chamber 5b on the inner side, and the first working chamber 6a and the second working chamber 6b on the outer side, and the internal spaces of the cylinders 2a and 2b.
  • a pair of movable partition members for partitioning is configured.
  • the shaft fixing plate 4a and the shaft fixing plate 4b are fixed to the bottoms of the bellows 3a and 3b by bolts 15a.
  • One end of the shaft 7a and the shaft 7b extending coaxially is fixed to the shaft fixing plates 4a and 4b.
  • the other ends of the shafts 7a and 7b penetrate the center of the bottom of the cylinders 2a and 2b through the seal member 8 in an airtight manner and extend to the outside of the cylinders 2a and 2b.
  • a connecting plate 9 a and a connecting plate 9 b are fixed to the other ends of the shafts 7 a and 7 b by nuts 10.
  • the connecting plates 9a and 9b are connected in the axial direction by the connecting shaft 11a and the connecting shaft 11b at a predetermined position outside the cylinders 2a and 2b, for example, at the positions shown in the up and down directions in FIG.
  • Each of the connecting shafts 11 a and 11 b includes a pair of shaft portions 12 and a shaft portion 13, and a coil spring 14 that is an expandable member mounted between the shaft portions 12 and 13.
  • each of the connecting shafts 11a and 11b the ends of the shaft portions 12 and 13 opposite to the coil spring 14 side are fixed to the connecting plates 9a and 9b by bolts 15.
  • the connecting shafts 11a and 11b connect the bellows 3a and 3b connected to the connecting plates 9a and 9b via the shafts 7a and 7b and the shaft fixing plates 4a and 4b in the axial direction via the coil springs 14, respectively. It is connected to extend freely.
  • the pump head 1a is provided with a suction port 16 and a discharge port 17 for a transfer fluid, for example, a liquid, at a position facing the side surface of the pump.
  • a suction valve 18a and a suction valve 18b are provided in a path from the suction port 16 to the pump chambers 5a and 5b, and a discharge valve 19a and a discharge valve 19b are provided in a path from the pump chambers 5a and 5b to the discharge port 17. Is provided.
  • These suction valves 18a and 18b and discharge valves 19a and 19b constitute a valve unit.
  • the cylinder side inlet / outlet 2c and the cylinder side inlet / outlet 2d are provided at the bottom of the cylinders 2a and 2b.
  • These cylinder side inlets / outlets 2c, 2d are, for example, working fluid supplied from a working fluid source such as an air compressor (not shown), for example, working air, connected to the working air inlet / outlet 81a of the first switching valve mechanism 80a. This is for introducing or discharging to the working chambers 6a and 6b via the first main pipe 90a and the second main pipe 90b connected to the working air inlet / outlet 81b of the second switching valve mechanism 80b. is there.
  • the first switching valve mechanism 80a includes a switching valve 86a that switches supply of working air to the working chamber 6a.
  • the second switching valve mechanism 80b includes a switching valve 86b that switches the supply of working air to the working chamber 6b.
  • the switching valves 86a and 86b of the first and second switching valve mechanisms 80a and 80b constitute first and second switching mechanisms 20a and 30a and a second switching mechanism that constitute a first switching mechanism described later. It is operated by a control fluid, for example, control air, whose supply is switched by the third and fourth switching mechanisms 20b and 30b.
  • the control air is a part of the working air from the working fluid source.
  • the first switching valve mechanism 80a includes a first valve mechanism body 85a in which a working air distribution chamber 84a is formed and in which the switching valve 86a is reciprocally moved.
  • the second switching valve mechanism 80b includes a second valve mechanism main body 85b in which a working air distribution chamber 84b is formed and a switching valve 86b is reciprocally accommodated.
  • the first and second valve mechanism main bodies 85a have working air inlets for introducing the working air supplied from the working fluid source into the distribution chambers 84a and 84b through the bifurcated air pipe 99a and the air pipe 99b.
  • 87a and the working air introduction port 87b, and the working air inlet / outlet 81a and 81b described above are formed.
  • the working air inlet / outlet 81a, 81b discharges the working air introduced into the distribution chambers 84a, 84b to the working chambers 6a, 6b via the first and second main pipes 90a, 90b, and the working chamber 6a,
  • the working air discharged from 6b is introduced into the distribution chambers 84a and 84b via the first and second main pipes 90a and 90b.
  • the first and second valve mechanism bodies 85a and 85b are provided with working air discharge ports 88a for discharging the working air discharged from the working chambers 6a and 6b and introduced into the distribution chambers 84a and 84b to the outside.
  • a working air discharge port 88b is formed.
  • a first control air inlet / outlet 82a and a second control air inlet / outlet 83a described later are formed in the first valve mechanism main body 85a, and a third control air described later is formed in the second valve mechanism main body 85b.
  • An inlet / outlet 82b and a fourth control air inlet / outlet 83b are formed.
  • the first and second control air inlet / outlets 82a and 83a are for introducing and discharging control air into the first valve mechanism main body 85a via the first and second control air pipes 92a and 92c. is there.
  • the third and fourth control air inlets / outlets 82b and 83b are for introducing and discharging the control air into the second valve mechanism main body 85b via the third and fourth control air pipes 92b and 92d. is there.
  • the switching valve 86a of the first switching valve mechanism 80a is reciprocated by control air introduced into the first valve mechanism main body 85a from the first and second control air inlets / outlets 82a and 83a.
  • the switching valve 86b of the second switching valve mechanism 80b is reciprocally driven by control air introduced into the second valve mechanism main body 85b from the third and fourth control air inlet / outlets 82b and 83b.
  • the switching valves 86a and 86b have three large diameter portions 89a and 89b formed at predetermined intervals in the axial direction, and two small diameter portions 98a and 98b formed between the large diameter portions 89a and 89b. .
  • the large-diameter portions 89a and 89b selectively operate air inlets 87a and 87b, operating air inlets and outlets 81a and 81b, and operating air outlets 88a and 88b formed in the first and second valve mechanism bodies 85a and 85b. It is a thing to block.
  • the small diameter portions 98a and 98b form distribution chambers 84a and 84b together with the inner wall surfaces of the first and second valve mechanism main bodies 85a and 85b.
  • the first switching mechanism 20a constituting the first switching mechanism is detachably fixed to the cylinder 2a, for example, on a part of the bottom outer wall surface of the cylinder 2a.
  • a second switching mechanism 30a constituting the first switching mechanism is integrally fixed to the cylinder 2a by, for example, integral molding on the lower side of the bottom side wall surface of the cylinder 2a. Yes.
  • the first and second switching mechanisms 20a and 30a constituting the pair of first switching mechanisms are provided to switch the supply of control air to the first switching valve mechanism 80a.
  • a third switching mechanism 20b constituting the second switching mechanism is detachably fixed to a part of the bottom outer wall surface of the cylinder 2b, for example, with respect to the cylinder 2b.
  • a fourth switching mechanism 30b constituting the second switching mechanism is integrally fixed to the cylinder 2b by, for example, integral molding on the lower side of the bottom side wall surface of the cylinder 2b. Yes.
  • the third and fourth switching mechanisms 20b and 30b constituting such a pair of second switching mechanisms are provided to switch the supply of control air to the second switching valve mechanism 80b.
  • first switching mechanism 20a and the third switching mechanism 20b may be integrally fixed to the cylinders 2a and 2b, for example, by integral molding.
  • the 2nd switching mechanism 30a and the 4th switching mechanism 30b may be arrange
  • the first and second switching mechanisms 20a and 30a and the third and fourth switching mechanisms 20b and 30b partially overlap the compression process of the pump chamber 5a and the compression process of the pump chamber 5b. It operates to switch the supply of control air to the first and second switching valve mechanisms 80a and 80b so as to have an overlapping period OP (see FIG. 2).
  • the first switching mechanism 20a constituting a part of the first switching mechanism includes a first housing case 21a that is fixed by, for example, screwing and fixing a flange portion (not shown) to the cylinder 2a. .
  • the 3rd switching mechanism 20b which comprises a part of 2nd switching mechanism is provided with the 3rd storage case 21b fixed by detachably attaching the flange part which is not shown in figure to the cylinder 2b, for example with screwing. .
  • On the side surfaces of the first and third housing cases 21a and 21b a control air introduction port 22a and a introduction port 22b are formed, and a control air discharge port 23a and a discharge port 23b are formed.
  • a control air introduction path 91a and a control air introduction path 91b are connected to the introduction ports 22a and 22b of the first and third housing cases 21a and 21b, and a first control air pipe 92a and a second one are connected to the discharge ports 23a and 23b. 3 control air piping 92b is connected.
  • the first and third storage cases 21a and 21b such as the first and third storage cases 21a and 21b, are provided at the predetermined positions, for example, on the side surfaces near the bottoms of the first and third storage cases 21a and 21b.
  • a relief hole 24a and a relief hole 24b communicating with the outside are formed.
  • the first switching mechanism 20a includes a first valve body 25a that constitutes a first valve body that reciprocates in the first housing case 21a.
  • the 3rd switching mechanism 20b is provided with the 3rd valve body 25b which comprises the 2nd valve body which reciprocates within the 3rd storage case 21b.
  • springs 26a and 26b for urging the first valve body 25a and the third valve body 25b toward the connecting plates 9a and 9b are provided.
  • the front end of the first valve body 25a protrudes from the first housing case 21a toward the connecting plate 9a, and is arranged so as to be able to contact the inner surface of the connecting plate 9a.
  • the tip of the third valve body 25b protrudes from the third housing case 21b toward the connecting plate 9b and is arranged so as to be able to contact the inner surface of the connecting plate 9b.
  • the tip ends of the first and third valve bodies 25a, 25b continue with the connecting plates 9a, 9b. Abut. And it is comprised so that it may be pushed in the 1st and 3rd accommodating cases 21a and 21b against the elastic force of spring 26a, 26b as it is.
  • the branch channel 27a formed between the first housing case 21a and the first valve body 25a, and the branch channel 27b formed between the third housing case 21b and the third valve body 25b are:
  • the circuit is opened and the introduction ports 22a and 22b communicate with the discharge ports 23a and 23b.
  • the branch flow paths 27a and 27b are opened, the control air supplied from the control air introduction paths 91a and 91b to the first and third switching mechanisms 20a and 20b is converted into the first control air pipe 92a and the third control air.
  • the first control air inlet / outlet 82a and the third control air inlet / outlet 82b of the first and second switching valve mechanisms 80a and 80b are guided through the pipe 92b.
  • first and third valve bodies 25a, 25b are in a separated state from the time when the tip ends reach the position immediately before being separated from the connecting plates 9a, 9b, the elastic force of the springs 26a, 26b Projecting from the first and third housing cases 21a, 21b, the branch channels 27a, 27b are closed. Accordingly, the first and third valve bodies 25a and 25b allow the discharge ports 23a and 23b and the escape holes 24a and 24b to communicate with each other in the first and third accommodation cases 21a and 21b.
  • the control air discharged from the first and third control air inlets and outlets 82a and 82b via the first and third control air pipes 92a and 92b is It is introduced into the first and third housing cases 21a and 21b through the discharge ports 23a and 23b, and is exhausted to the outside through the escape holes 24a and 24b.
  • the second switching mechanism 30a constituting a part of the first switching mechanism includes a second accommodation case 31a formed integrally with the cylinder 2a.
  • the 4th switching mechanism 30b which comprises a part of 2nd switching mechanism is provided with the 4th storage case 31b formed integrally with the cylinder 2b.
  • Control air introduction ports 32a and 32b are formed on the side surfaces of the second and fourth storage cases 31a and 31b, and control air discharge ports 33a and 33b are formed.
  • a control air introduction path 91c and a control air introduction path 91d are connected to the introduction ports 32a and 32b of the second and fourth storage cases 31a and 31b, and a second control air pipe 92c and a second one are connected to the discharge ports 33a and 33b. 4 control air piping 92d is connected.
  • the second and fourth storage cases 31a and 31b for example, the bottoms of the second and fourth storage cases 31a and 31b, are arranged inside and outside the second and fourth storage cases 31a and 31b.
  • a relief hole 34a and a relief hole 34b communicating with each other are formed.
  • the second switching mechanism 30a includes a second valve body 35a that constitutes a first valve body that reciprocates in the second housing case 31a.
  • the 4th switching mechanism 30b is provided with the 4th valve body 35b which comprises the 2nd valve body which reciprocates the inside of the 4th storage case 31b.
  • the second valve body 35a and the fourth valve body 35b are opposed to each other along the axial direction, specifically, the shaft portion 12 of the connecting shaft 11b, 13 is provided with a spring 36a and a spring 36b that are urged toward the contact plate 35c and the contact plate 35d.
  • the tip of the second valve body 35a protrudes from the second housing case 31a toward the contact plate 35c and is arranged so as to be able to contact the contact plate 35c.
  • the distal end of the fourth valve body 35b protrudes from the fourth housing case 31b toward the contact plate 35d, and is arranged so as to be able to contact the contact plate 35d.
  • the tips of the second and fourth valve bodies 35a, 35b are contacted with the contact plates 35c, 35d. Contact continuously. And it is comprised so that it may be pushed in the 2nd and 4th accommodating cases 31a and 31b against the elastic force of spring 36a, 36b as it is.
  • the branch channel 37a formed between the second storage case 31a and the second valve body 35a, and the branch channel 37b formed between the fourth storage case 31b and the fourth valve body 35b are:
  • the circuit is opened and the introduction ports 32a, 32b communicate with the discharge ports 33a, 33b.
  • the branch passages 37a and 37b are opened, the control air supplied from the control air introduction passages 91c and 91d to the second and fourth switching mechanisms 30a and 30b becomes the second control air pipe 92c and the fourth control air. It is led to the second control air inlet / outlet 83a and the fourth control air inlet / outlet 83b of the first and second switching valve mechanisms 80a and 80b through the pipe 92d.
  • the second and fourth valve bodies 35a and 35b are in the separated state from the time when the tip ends of the second and fourth valve bodies 35a and 35b are separated from the contact plates 35c and 35d, the elastic force of the springs 36a and 36b.
  • the branch channels 37a and 37b are closed by projecting from the second and fourth housing cases 31a and 31b. Accordingly, the second and fourth valve bodies 35a and 35b cause the discharge ports 33a and 33b and the escape holes 34a and 34b to communicate with each other within the second and fourth accommodation cases 31a and 31b.
  • the control air discharged from the second and fourth control air inlet / outlets 83a and 83b via the second and fourth control air pipes 92c and 92d is It is introduced into the second and fourth housing cases 31a and 31b through the discharge ports 33a and 33b, and is exhausted to the outside through the escape holes 34a and 34b.
  • the switching valve 86a of the first switching valve mechanism 80a is switched by the control air from the first and second switching mechanisms 20a and 30a to the working chamber 6a. Switch the supply of working air. Further, the switching valve 86b of the second switching valve mechanism 80b is switched by the control air from the third and fourth switching mechanisms 20b and 30b to switch the supply of the working air to the working chamber 6b.
  • the switching valves 86a and 86b connect the working air introduction port 87a and the working air inlet / outlet 81a of the first valve mechanism main body 85a so that the working air has the overlapping period OP described above, and
  • the working air inlet / outlet 81b of the second valve mechanism main body 85b and the working air discharge port 88b are communicated with each other, supplied to the working chamber 6a, and discharged from the working chamber 6b.
  • the switching valves 86a and 86b communicate the working air, for example, between the working air inlet 87b and the working air inlet / outlet 81b of the second valve mechanism main body 85b so that the working air has the above-described overlapping period OP.
  • the working air inlet / outlet 81a of the first valve mechanism body 85a and the working air discharge port 88a are connected to each other, supplied to the working chamber 6b, and discharged from the working chamber 6a.
  • the first and second switching mechanisms 20a, 30a constituting the pair of first switching mechanisms and the third and fourth switching mechanisms 20b, 30b constituting the pair of second switching mechanisms are:
  • the first and second switching valve mechanisms 80a and 80b are arranged as follows so that the compression process of one pump chamber 5a and the compression process of the other pump chamber 5b partially overlap each other.
  • the bellows 3a and 3b are driven by switching the operation.
  • FIG. 2 is a timing chart for explaining the operation of each part of the double reciprocating pump 1 according to this embodiment.
  • 3 to 6 are diagrams for explaining the operation of the double reciprocating pump 1.
  • FIG. In FIG. 2, the mechanical time lag in the operation of each part is not shown.
  • the working air of the working fluid source is adjusted to a predetermined pressure by a regulator (not shown), for example, and is always supplied to the first and second switching valve mechanisms 80a and 80b via the air pipes 99a and 99b. Have been supplied.
  • the working air is always supplied to the first to fourth switching mechanisms 20a, 30a, 20b, and 30b via the control air introduction paths 91a to 91d branched from the air pipes 99a and 99b.
  • the switching valves 86a and 86b communicate the working air introduction ports 87a and 87b with the working air inlet / outlets 81a and 81b. When it is in the “ON state”. Further, when the working air inlet / outlet 81a, 81b and the working air discharge port 88a, 88b are in communication with each other, the “OFF state” is set.
  • the first to fourth valve bodies 25a, 35a, 25b and 35b are introduced through the branch channels 27a, 37a, 27b and 37b.
  • 32a, 22b, 32b and the discharge ports 23a, 33a, 23b, 33b are referred to as “ON state”, and when these are not communicated as “OFF state”.
  • ON state the same reference numerals are given to the same constituent elements as those already described, redundant description will be omitted hereinafter.
  • the switching valves 86a and 86b of the first and second switching valve mechanisms 80a and 80b are on the right side in the first and second valve mechanism bodies 85a and 85b, the bellows 3a contracts and the bellows 3b expands.
  • the bellows 3a moves and contracts in the direction in which the bottom of the bellows 3a approaches the pump head 1a (hereinafter referred to as the "pump head proximity direction"), and the shaft portions 12, 12 of the coupling shafts 11a, 11b are axially moved.
  • the pump head moves in the direction toward the pump head.
  • the shaft portions 13 and 13 are interlocked with the coil spring 14 with a slight delay, and the connecting plate 9b interlocking with the shaft portions 13 and 13 is separated from the pump head 1a (hereinafter referred to as “pump head separating direction”). Move to).
  • the bellows 3a continues to contract until it reaches the contraction limit position, and the bellows 3b continues to expand until it reaches the extension limit position. Since the switching valve 86b is on the right side in the second valve mechanism main body 85b, when the working air inlet / outlet 81b and the working air discharge port 88b communicate with each other and the bellows 3b continues to expand, The working air passes through the distribution chamber 84b of the second switching valve mechanism 80b via the second main pipe 90b and is exhausted to the outside from the working air discharge port 88b.
  • the suction valve 18 a and the discharge valve 19 b are closed, and the suction valve 18 b and the discharge valve 19 a are opened. Is introduced into the pump chamber 5b and discharged from the pump chamber 5a through the discharge port 17.
  • the switching valve mechanism 80a maintains the ON state
  • the second switching valve mechanism 80b maintains the OFF state.
  • a contact plate 35d provided on the shaft portion 13 of the connecting shaft 11b is disposed in the cylinder 2b. It abuts on the tip of the fourth valve body 35b of the switching mechanism 30b. The abutting plate 35d pushes the fourth valve body 35b as it is and retracts it into the fourth housing case 31b.
  • the fourth switching mechanism 30b on the cylinder 2b side allows the introduction port 32b and the discharge port 33b to communicate with each other through the branch channel 37b while the first switching valve mechanism 80a is in the ON state, so that FIG. It becomes ON state as shown.
  • the ON state of the fourth switching mechanism 30b is maintained when the fourth valve body 35b continuously contacts the contact plate 35d and the branch channel 37b opens.
  • the control air from the control air introduction path 91d passes through the fourth control air pipe 92d via the branch path 37b and the second switching valve mechanism 80b. It is introduced into the fourth control air inlet / outlet 83b. Due to the pressure of the control air, the switching valve 86b moves to the left in the second valve mechanism main body 85b. Then, the working air introduction port 87b and the working air inlet / outlet port 81b communicate with each other via the small diameter portion 98b and the distribution chamber 84b, and the second switching valve mechanism 80b is turned on.
  • the control air on the side of the third control air inlet / outlet 82b in the second valve mechanism main body 85b is pushed out by the switching valve 86b moved to the left side and discharged from the third control air inlet / outlet 82b. Then, the discharged control air is introduced into the third housing case 21b from the discharge port 23b of the third switching mechanism 20b disposed on the cylinder 2b side through the third control air pipe 92b, and the escape hole 24b. It is exhausted to the outside through.
  • the switching valve 86b smoothly moves to the left in the second valve mechanism main body 85b.
  • the second switching valve mechanism 80b is turned on at time t1 immediately after the fourth switching mechanism 30b on the cylinder 2b side is turned on.
  • the working air introduction port 87b and the working air inlet / outlet port 81b communicate with each other, so that the working air supplied from the working fluid source and passed through the air pipe 99b is supplied to the second switching valve mechanism 80b. It is introduced into the working chamber 6b through the second main pipe 90b through the distribution chamber 84b of the switching valve mechanism 80b.
  • the pump chamber 5b is switched from the expansion process to the compression process.
  • the pump chamber 5a also maintains the compression process.
  • An overlap period OP in which the compression processes of the pump chambers 5b and 5a overlap is started.
  • the suction valves 18a and 18b are closed and the discharge valves 19a and 19b are opened, so that the liquid as the transfer fluid is discharged from both the pump chambers 5a and 5b via the discharge port 17.
  • the pulsation is prevented.
  • the coil springs 14 of the connecting shafts 11a and 11b are compressed to absorb the dimensional change between the both ends of the bellows 3a and 3b.
  • the bellows 3b that has reached the expansion limit position is in the direction toward the pump head until its bottom reaches the contraction limit position on the opposite side. Shrink to move to. And the shaft parts 13 and 13 of the connecting shafts 11a and 11b similarly move in the pump head proximity direction along the axial direction.
  • the bellows 3a reaches the end of the compression process and reaches the vicinity of the contraction limit position in the state after the time t1 and before the time t2. Then, the connecting plate 9a comes into contact with the distal end portion of the first valve body 25a of the first switching mechanism 20a disposed on the cylinder 2a side. The connecting plate 9a pushes the first valve body 25a as it is and moves it back into the first housing case 21a.
  • the first switching mechanism 20a on the cylinder 2a side allows the introduction port 22a and the discharge port 23a to communicate with each other through the branch channel 27a while the first and second switching valve mechanisms 80a and 80b are in the ON state.
  • the ON state as shown in FIG. The ON state of the first switching mechanism 20a is maintained when the first valve body 25a continuously contacts the connecting plate 9a and the branch passage 27a is opened.
  • the control air from the control air introduction path 91a passes through the first control air pipe 92a via the branch path 27a and the first switching valve mechanism 80a. It is introduced into the first control air inlet / outlet 82a. Due to the pressure of the control air, the switching valve 86a moves to the left in the first valve mechanism main body 85a, and the first switching valve mechanism 80a is turned off.
  • the control air on the second control air inlet / outlet 83a side in the first valve mechanism main body 85a is pushed out by the switching valve 86a that has moved to the left and discharged from the second control air inlet / outlet 83a.
  • the discharged control air is introduced into the second housing case 31a from the discharge port 33a of the second switching mechanism 30a disposed on the cylinder 2a side through the second control air pipe 92c, and the escape hole 34a. It is exhausted to the outside through.
  • the switching valve 86a smoothly moves to the left in the first valve mechanism main body 85a.
  • the first switching valve mechanism 80a is turned off.
  • the overlap period OP is provided between the time point t1 and the time point t2.
  • the working air inlet / outlet 81a and the working air discharge port 88a communicate with each other, so that the working air in the working chamber 6a passes through the first main pipe 90a. It passes through the distribution chamber 84a of the first switching valve mechanism 80a and is exhausted to the outside from the working air discharge port 88a.
  • the pump chamber 5a is switched from the compression process to the expansion process.
  • the bellows 3a that has reached the compression limit position extends so as to move in the pump head separating direction until the bottom reaches the extension limit position on the opposite side.
  • the shaft parts 12 and 12 of the connection shafts 11a and 11b similarly move in the pump head separating direction along the axial direction.
  • the double reciprocating pump 1 is as shown in FIG. 3, for example. That is, the switching valves 86a and 86b of the first and second switching valve mechanisms 80a and 80b are moved to the left in the first and second valve mechanism main bodies 85a and 85b. The working air from the second switching valve mechanism 80b is supplied into the working chamber 6b through the second main pipe 90b as shown by an arrow A in FIG.
  • Control air from the control air introduction passage 91d is introduced into the second valve mechanism main body 85b through the fourth control air pipe 92d and the fourth control air inlet / outlet 83b as shown by an arrow B in FIG. Is done.
  • the control air in the second valve mechanism main body 85b is introduced into the third switching mechanism 20b through the third control air inlet / outlet 82b and the third control air pipe 92b as shown by an arrow C in FIG. Then, the air is exhausted from the escape hole 24b.
  • the working air in the working chamber 6a is introduced into the first valve mechanism main body 85a through the first main pipe 90a and the working air inlet / outlet 81a as shown by an arrow D in FIG. 84a, the small diameter portion 98a and the working air discharge port 88a are exhausted.
  • Control air from the control air introduction passage 91a is introduced into the first valve mechanism main body 85a through the first control air pipe 92a and the first control air inlet / outlet 82a as shown by an arrow E in FIG. Is done.
  • the control air in the first valve mechanism main body 85a is introduced into the second switching mechanism 30a through the second control air inlet / outlet 83a and the second control air pipe 92c as shown by an arrow F in FIG. Then, the air is exhausted from the escape hole 34a.
  • the bellows 3a continues to expand until reaching the expansion limit position, and the bellows 3b continues to contract until reaching the contraction limit position.
  • the suction valve 18b and the discharge valve 19a are closed and the suction valve 18a and the discharge valve 19b are opened, the liquid as the transfer fluid is transferred from the suction port 16 into the pump chamber 5a. While being introduced, it is discharged from the pump chamber 5 b through the discharge port 17.
  • the pump chamber 5a is in the middle of the expansion process and the pump chamber 5b is in the middle of the compression process. Therefore, as shown in FIGS.
  • the switching valve mechanism 80a maintains the OFF state
  • the second switching valve mechanism 80b maintains the ON state.
  • the first switching mechanism 20a is in an OFF state as shown in FIG.
  • the branch flow path 27a is closed and the discharge port 23a and the relief hole 24a are communicated.
  • the fourth switching mechanism 30b is shown in FIG. It becomes an OFF state as shown.
  • the branch channel 37b is closed, and the discharge port 33b and the relief hole 34b are communicated with each other.
  • the contact plate 35c provided on the shaft portion 12 of the connecting shaft 11b is disposed on the cylinder 2a side. 2 abuts against the tip of the second valve body 35a of the switching mechanism 30a. The abutting plate 35c pushes the second valve body 35a as it is and retracts it into the second housing case 31a.
  • the second switching mechanism 30a on the cylinder 2a side allows the introduction port 32a and the discharge port 33a to communicate with each other through the branch channel 37a while the second switching valve mechanism 80b is in an ON state, so that after the time point t2.
  • the ON state is as shown in FIG.
  • the ON state of the second switching mechanism 30a is maintained when the second valve body 35a continuously contacts the contact plate 35c and the branch passage 37a opens.
  • the air is introduced into the second control air inlet / outlet 83a of the first switching valve mechanism 80a. Due to the pressure of the control air, the switching valve 86a moves to the right side in the first valve mechanism main body 85a as indicated by an arrow H in FIG. Then, the working air introduction port 87a and the working air inlet / outlet port 81a communicate with each other via the small diameter portion 98a and the distribution chamber 84a, and the first switching valve mechanism 80a is turned on.
  • control air on the first control air inlet / outlet 82a side in the first valve mechanism main body 85a is pushed out by the switching valve 86a moved to the right and discharged from the first control air inlet / outlet 82a. Then, as shown by an arrow I in FIG. 4, the discharged control air passes through the first control air pipe 92a from the discharge port 23a of the first switching mechanism 20a on the cylinder 2a side in the first housing case 21a. And exhausted to the outside through the escape hole 24a.
  • the switching valve 86a smoothly moves to the right in the first valve mechanism main body 85a.
  • the first switching valve mechanism 80a is turned on at time t3 immediately after the second switching mechanism 30a on the cylinder 2a side is turned on.
  • the working air introduction port 87a and the working air inlet / outlet port 81a communicate with each other, so that the working air supplied from the working fluid source and passed through the air pipe 99a is again in the first state.
  • the switching valve mechanism 80a is introduced into the working chamber 6a through the distribution chamber 84a and the first main pipe 90a.
  • the pump chamber 5a is switched from the expansion process to the compression process.
  • the pump chamber 5b also maintains the compression process.
  • the overlap period OP in which the compression processes of the pump chambers 5a and 5b overlap is started again. Also in the overlap period OP here, as described above, the liquid as the transfer fluid is discharged from both the pump chambers 5a and 5b, and pulsation is prevented.
  • the coil spring 14 is also compressed at this time in order to absorb the dimensional change between both ends of the bellows 3a, 3b.
  • the bellows 3a that has reached the expansion limit position is in the direction toward the pump head until its bottom reaches the contraction limit position on the opposite side. Shrink to move to. Then, the shaft portions 12 and 12 of the connecting shafts 11a and 11b again move in the pump head proximity direction along the axial direction.
  • the bellows 3b reaches the end of the compression process and reaches the vicinity of the contraction limit position in the state after the time t3 and before the time t4. Then, the connecting plate 9b comes into contact with the tip of the third valve body 25b of the third switching mechanism 20b disposed in the cylinder 2b. The connecting plate 9b pushes the third valve body 25b as it is and moves it back into the third housing case 21b.
  • the third switching mechanism 20b on the cylinder 2b side allows the introduction port 22b and the discharge port 23b to communicate with each other through the branch flow path 27b while the first and second switching valve mechanisms 80a and 80b are in the ON state.
  • the ON state as shown in FIG. 2 is obtained.
  • the ON state of the third switching mechanism 20b is maintained when the third valve body 25b continuously contacts the connecting plate 9b and the branch passage 27b opens.
  • the control air from the control air introduction path 91b passes through the third control air pipe 92b via the branch path 27b.
  • the air is introduced into the third control air inlet / outlet 82b of the second switching valve mechanism 80b.
  • the switching valve 86b moves to the right side in the second valve mechanism main body 85b as indicated by an arrow K in FIG.
  • the working air inlet / outlet 81b and the working air discharge port 88b communicate with each other via the small diameter portion 98b and the distribution chamber 84b, and the second switching valve mechanism 80b is turned off.
  • the control air on the fourth control air inlet / outlet 83b side in the second valve mechanism main body 85b is pushed out by the switching valve 86b moved to the right and discharged from the fourth control air inlet / outlet 83b.
  • the discharged control air passes through the fourth control air pipe 92d and enters the fourth housing case 31b from the discharge port 33b of the fourth switching mechanism 30b on the cylinder 2b side. It is introduced and exhausted to the outside through the escape hole 34b.
  • the switching valve 86b smoothly moves to the right in the second valve mechanism main body 85b.
  • the second switching valve mechanism 80b is turned off.
  • the overlap period OP is provided again between time t3 and time t4.
  • the working air inlet / outlet port 81b and the working air discharge port 88b communicate with each other, so that the working air in the working chamber 6b again passes through the second main pipe 90b. It passes through the distribution chamber 84b of the second switching valve mechanism 80b and is exhausted to the outside again from the working air discharge port 88b.
  • the pump chamber 5b is switched from the compression process to the expansion process again.
  • the bellows 3b that has reached the compression limit position extends so as to move in the pump head separation direction until the bottom reaches the extension limit position on the opposite side.
  • the shaft portions 13 and 13 of the connecting shafts 11a and 11b move again in the pump head separating direction along the axial direction.
  • the double reciprocating pump 1 is as shown in FIG. 6, for example. That is, the switching valves 86a and 86b of the first and second switching valve mechanisms 80a and 80b are moved to the right in the first and second valve mechanism main bodies 85a and 85b.
  • the working air from the first switching valve mechanism 80a is supplied into the working chamber 6a through the first main pipe 90a as indicated by an arrow N in FIG.
  • Control air from the control air introduction passage 91c is introduced into the first valve mechanism main body 85a through the second control air pipe 92c and the second control air inlet / outlet 83a as indicated by an arrow O in FIG.
  • the control air in the first valve mechanism main body 85a is introduced into the first switching mechanism 20a through the first control air inlet / outlet 82a and the first control air pipe 92a as shown by the arrow P in FIG.
  • the air is exhausted from the escape hole 24a.
  • the working air in the working chamber 6b is introduced into the second valve mechanism main body 85b through the second main pipe 90b and the working air inlet / outlet 81b as shown by an arrow Q in FIG. 84b, the small diameter portion 98b and the working air discharge port 88b are exhausted.
  • Control air from the control air introduction passage 91b is introduced into the second valve mechanism main body 85b through the third control air pipe 92b and the third control air inlet / outlet 82b as shown by an arrow J in FIG. Is done.
  • the control air in the second valve mechanism main body 85b is introduced into the fourth switching mechanism 30b through the fourth control air inlet / outlet 83b and the fourth control air pipe 92d as shown by the arrow S in FIG. Then, the air is exhausted from the escape hole 34b.
  • the double reciprocating pump 1 repeats the above operation after time t4. That is, by switching the supply of control air from the first to fourth switching mechanisms 20a, 30a, 20b, 30b, the first and second switching valve mechanisms 80a, 80b are operated so as to have an overlapping period OP. The pair of pump chambers 5a and 5b are driven.
  • the first and second mechanical configurations are not adopted without adopting any conventional electrical configuration such as a controller or a solenoid valve.
  • the switching valve mechanisms 80a and 80b and the first to fourth switching mechanisms 20a, 30a, 20b, and 30b the pump chambers 5a and 5b can be driven to have the overlap period OP.
  • the cost of the entire double reciprocating pump 1 can be reduced while reducing the pulsation of the transfer fluid.
  • the first to fourth switching mechanisms 20a, 30a, 20b, 30b are constituted by so-called mechanical valves, and the first and second switching valve mechanisms 80a, 80b are so-called spool valves.
  • these mechanical configurations according to the present embodiment may take various other forms.

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Abstract

 二連往復動ポンプは、一対の空間を形成するケース部材と、これら空間内を第1及び第2のポンプ室と第1及び第2の作動室に仕切る可動仕切部材と、第1の作動室への作動流体の供給を切り換える第1の弁機構を備える第1の切換弁機構と、第2の作動室への作動流体の供給を切り換える第2の弁機構を備える第2の切換弁機構と、制御流体の第1の切換弁機構への供給を切り換える第1の切換機構と、制御流体の第2の切換弁機構への供給を切り換える第2の切換機構とを備え、第1及び第2の切換機構は、第1のポンプ室の圧縮工程と第2のポンプ室の圧縮工程とが部分的に重複する重複期間を有するように、制御流体の第1及び第2の切換弁機構への供給を切り換える。

Description

二連往復動ポンプ
 本発明は、一対のベローズ等の可動仕切部材によって形成された一対のポンプ室により移送流体を移送する二連往復動ポンプに関する。
 従来より、二連往復動ポンプやベローズポンプが知られている(下記特許文献1及び2参照)。この種のポンプは、一対のベローズ等の可動仕切部材を有する。そして、この一対の可動仕切部材により一対の閉空間をポンプ室と作動室とに区画している。
 この種のポンプは、このように区画された一対の作動室に切換弁機構によって交互に作動流体を導入することで、ポンプ室を交互に圧縮及び伸長させることで移送流体を移送する。なお、この種のポンプでは、一般的には移送流体の吐出流量にストローク数に対応した脈動が発生する。
 この脈動は、例えばベローズの伸縮動作ストロークの端部で一対の吸込弁及び一対の吐出弁がそれぞれ一方のポンプ室側から他方のポンプ室側へと切り替わる結果として発生する。このような脈動は、種々の障害をもたらすため、特許文献1及び2に開示された二連往復動ポンプによって解決が試みられている。
特許第5315550号公報 特許第3574641号公報
 しかしながら、上述した特許文献1及び2に開示されたポンプでは、高い脈動低減効果を低コストで実現させるには、更なる改良の余地がある。
 本発明は、作動流体の切換弁機構の動作を制御流体により切り換えることで全体の低コスト化を図りつつ、移送流体の脈動の低減を図ることができる二連往復動ポンプを提供することを目的とする。
 本発明に係る二連往復動ポンプは、内部に軸方向に沿って第1の空間及び第2の空間を形成するケース部材と、前記第1の空間及び第2の空間内において変形可能に配置されて、前記第1の空間を第1のポンプ室及び第1の作動室に仕切ると共に、前記第2の空間を第2のポンプ室及び第2の作動室に仕切る可動仕切部材と、前記第1の作動室への作動流体の供給を切り換える第1の弁機構を備える第1の切換弁機構と、前記第2の作動室への作動流体の供給を切り換える第2の弁機構を備える第2の切換弁機構と、前記第1の弁機構を動作させるための制御流体の前記第1の切換弁機構への供給を切り換える第1の切換機構と、前記第2の弁機構を動作させるための制御流体の前記第2の切換弁機構への供給を切り換える第2の切換機構とを備え、前記第1及び第2の切換機構は、前記第1のポンプ室の圧縮工程と前記第2のポンプ室の圧縮工程とが部分的に重複する重複期間を有するように、前記制御流体の前記第1及び第2の切換弁機構への供給を切り換えることを特徴とする。
 本発明の好適な1つの実施形態において、前記第1及び第2の切換弁機構は、それぞれ、内部に前記作動流体の分配室が形成され、この分配室内に前記第1又は第2の弁機構が往復動自在に配置された弁機構本体を備える。
 本発明の1つの実施形態において、前記弁機構本体は、前記作動流体源から供給される作動流体を前記分配室に導入する作動流体導入口と、前記分配室に導入された作動流体を前記第1又は第2の作動室に排出する作動流体入出口とを備える。
 本発明の1つの実施形態において、前記弁機構本体は、更に、前記制御流体を前記弁機構本体に導入するための第1の制御流体入出口及び第2の制御流体入出口とを備える。
 本発明の1つの実施形態において、前記第1及び第2の弁機構は、それぞれ、軸方向に所定間隔を空けて形成された複数の大径部及びこれら大径部間に形成された小径部を備え、前記作動流体は、前記第1又は第2の弁機構が移動して前記小径部を介して前記作動流体導入口と前記作動流体入出口とが連通することにより、前記第1又は第2の作動室に向けて排出される。
 本発明の1つの実施形態において、前記第1及び第2の切換機構は、それぞれ、弁体収容ケースと、前記弁体収容ケース内を往復動し、その先端が前記弁体収容ケースから突出して前記可動仕切部材と連動する連動部材に当接可能に配置される弁体と、前記弁体を前記連動部材の方へ付勢する弾性部材とを備える。
 本発明によれば、作動流体の動作を制御流体により切り換えることで全体の低コスト化を図りつつ、移送流体の脈動の低減を図ることができる。
本発明の一実施形態に係る二連往復動ポンプの構成を示す図である。 同二連往復動ポンプの各部の動作を示すタイミングチャートである。 同二連往復動ポンプの動作を説明するための図である。 同二連往復動ポンプの動作を説明するための図である。 同二連往復動ポンプの動作を説明するための図である。 同二連往復動ポンプの動作を説明するための図である。
 以下、添付の図面を参照して、本発明の実施の形態に係る二連往復動ポンプを詳細に説明する。
 図1は、本発明の一実施形態に係る二連往復動ポンプ1の構成を示す図であり、断面及びその周辺機構を示している。図1に示すように、二連往復動ポンプ1において、中央部に配置されたポンプヘッド1aの両側には、ケース部材である有底円筒状の第1のシリンダ2a及び第2のシリンダ2bが、開口部が互いに向かい合うように装着されて配置されている。
 これらシリンダ2a,2bの内部には、軸方向に沿って一対の空間が形成されている。これら一対の空間内には、軸方向に伸縮可能な、例えばフッ素樹脂からなる有底円筒状の第1のベローズ3a及び第2のベローズ3bが、互いの開口側が向き合うようにポンプヘッド1aに添設された状態で同軸配置されている。
 これらベローズ3a,3bは、その開口端がポンプヘッド1aに対して、例えば液密に螺合固定されている。従って、ベローズ3a,3bは、内側を第1のポンプ室5a及び第2のポンプ室5bとし、外側を第1の作動室6a及び第2の作動室6bとして、シリンダ2a,2bの内部空間を仕切る一対の可動仕切部材を構成している。
 ベローズ3a,3bの底部には、シャフト固定板4a及びシャフト固定板4bがボルト15aにより固定されている。シャフト固定板4a,4bには、同軸に延びるシャフト7a及びシャフト7bの一端が固定されている。シャフト7a,7bの他端は、シリンダ2a,2bの底部中心を、シール部材8を介して気密に貫通してシリンダ2a,2bの外側まで延びている。これらシャフト7a,7bの他端には、連結板9a及び連結板9bがナット10によって固定されている。
 連結板9a,9bは、シリンダ2a,2bの外部の所定位置、例えば図1中の上下に示す位置において、連結シャフト11a及び連結シャフト11bによって軸方向に連結されている。各連結シャフト11a,11bは、一対のシャフト部12及びシャフト部13と、これらシャフト部12,13の間に装着された伸縮部材であるコイルばね14とを備えている。
 各連結シャフト11a,11bにおいては、シャフト部12,13のコイルばね14側とは反対側の端部がボルト15によって連結板9a,9bに固定されている。これにより、各連結シャフト11a,11bは、各連結板9a,9bにシャフト7a,7b及びシャフト固定板4a,4bを介して接続されたベローズ3a,3bを、コイルばね14を介して軸方向に伸縮自在に連結している。
 また、ポンプヘッド1aには、ポンプの側面に臨む位置に移送流体、例えば液体の吸込口16と吐出口17とが設けられている。この吸込口16からポンプ室5a,5bに至る経路には、吸込弁18a及び吸込弁18bが設けられ、ポンプ室5a,5bから吐出口17に至る経路には、吐出弁19a及び吐出弁19bが設けられている。これら吸込弁18a,18b及び吐出弁19a,19bは、バルブユニットを構成している。
 シリンダ2a,2bの底部には、シリンダ側入出口2c及びシリンダ側入出口2dが設けられている。これらシリンダ側入出口2c,2dは、例えば図示しないエアコンプレッサ等の作動流体源から供給される作動流体、例えば作動エアを、第1の切換弁機構80aの作動エア入出口81aに接続された第1の主配管90a、及び第2の切換弁機構80bの作動エア入出口81bに接続された第2の主配管90bを介して、作動室6a,6bに対して導入又は排出するためのものである。
 第1の切換弁機構80aは、作動室6aへの作動エアの供給を切り換える切換弁86aを備える。第2の切換弁機構80bは、作動室6bへの作動エアの供給を切り換える切換弁86bを備える。これら第1及び第2の切換弁機構80a,80bの切換弁86a,86bは、後述する第1の切換機構を構成する第1及び第2切換機構20a,30a並びに第2の切換機構を構成する第3及び第4切換機構20b,30bにより供給が切り換えられた制御流体、例えば制御エアによって動作される。制御エアは、作動流体源からの作動エアの一部を分流したものである。
 第1の切換弁機構80aは、内部に作動エアの分配室84aが形成され切換弁86aが往復動自在に収容された第1の弁機構本体85aを備える。第2の切換弁機構80bは、内部に作動エアの分配室84bが形成され切換弁86bが往復動自在に収容された第2の弁機構本体85bを備える。
 第1及び第2の弁機構本体85aには、作動流体源から供給される作動エアを二股に分岐されたエア配管99a及びエア配管99bを介して分配室84a、84bに導入する作動エア導入口87a及び作動エア導入口87bと、上述した作動エア入出口81a,81bとが形成されている。
 作動エア入出口81a,81bは、分配室84a,84bに導入された作動エアを、第1及び第2の主配管90a,90bを介して作動室6a,6bに排出すると共に、作動室6a,6bから排出された作動エアを第1及び第2の主配管90a,90bを介して分配室84a,84bに導入するためのものである。
 また、第1及び第2の弁機構本体85a,85bには、作動室6a,6bから排出されて分配室84a,84bに導入された作動エアを外部に排出するための作動エア排出口88a及び作動エア排出口88bが形成されている。なお、第1の弁機構本体85aには後述する第1の制御エア入出口82a及び第2の制御エア入出口83aが形成され、第2の弁機構本体85bには後述する第3の制御エア入出口82b及び第4の制御エア入出口83bが形成されている。
 第1及び第2の制御エア入出口82a,83aは、制御エアを第1及び第2の制御エア配管92a,92cを介して第1の弁機構本体85a内に導入及び排出するためのものである。第3及び第4の制御エア入出口82b,83bは、制御エアを第3及び第4の制御エア配管92b,92dを介して第2の弁機構本体85b内に導入及び排出するためのものである。
 第1の切換弁機構80aの切換弁86aは、第1及び第2の制御エア入出口82a,83aから第1の弁機構本体85a内に導入された制御エアによって往復駆動される。第2の切換弁機構80bの切換弁86bは、第3及び第4の制御エア入出口82b,83bから第2の弁機構本体85b内に導入された制御エアによって往復駆動される。
 切換弁86a,86bは、軸方向に所定間隔を空けて形成された3つの大径部89a,89bと、これら大径部89a,89b間に形成された2つの小径部98a,98bとを有する。大径部89a,89bは、第1及び第2の弁機構本体85a,85bに形成された作動エア導入口87a,87b、作動エア入出口81a,81b及び作動エア排出口88a,88bを選択的に塞ぐものである。また、小径部98a,98bは、第1及び第2の弁機構本体85a,85bの内壁面と共に分配室84a,84bを形成する。
 シリンダ2aの底部外壁面の一部には、第1の切換機構を構成する第1切換機構20aが、例えばシリンダ2aに対し着脱可能に固定されている。また、シリンダ2aの底部側方外壁面の下方側には、第1の切換機構を構成する第2切換機構30aが、例えばシリンダ2aに対して一体成形等により一体的に固定されて配置されている。このような一対の第1の切換機構を構成する第1及び第2切換機構20a,30aは、第1の切換弁機構80aへの制御エアの供給を切り換えるために設けられている。
 また、シリンダ2bの底部外壁面の一部には、第2の切換機構を構成する第3切換機構20bが、例えばシリンダ2bに対し着脱可能に固定されている。また、シリンダ2bの底部側方外壁面の下方側には、第2の切換機構を構成する第4切換機構30bが、例えばシリンダ2bに対して一体成形等により一体的に固定されて配置されている。このような一対の第2の切換機構を構成する第3及び第4切換機構20b,30bは、第2の切換弁機構80bへの制御エアの供給を切り換えるために設けられている。
 なお、第1切換機構20a及び第3切換機構20bは、例えばシリンダ2a,2bに対して一体成形等により一体的に固定されて配置されていてもよい。また、第2切換機構30a及び第4切換機構30bは、例えばシリンダ2a,2bに対して着脱可能に固定されて配置されていてもよい。
 なお、詳細は後述するが、第1及び第2切換機構20a,30aと第3及び第4切換機構20b,30bは、ポンプ室5aの圧縮工程とポンプ室5bの圧縮工程とが部分的に重複する重複期間OP(図2参照)を有するように、第1及び第2の切換弁機構80a,80bへの制御エアの供給を切り換えるように動作する。
 第1の切換機構の一部を構成する第1切換機構20aは、図示しないフランジ部をシリンダ2aに対して着脱可能に、例えばねじ止め固定することにより固定される第1の収容ケース21aを備える。第2の切換機構の一部を構成する第3切換機構20bは、図示しないフランジ部をシリンダ2bに対して着脱可能に、例えばねじ止め固定することにより固定される第3の収容ケース21bを備える。これら第1及び第3の収容ケース21a,21bの側面には、制御エアの導入口22a及び導入口22bが形成されると共に、制御エアの排出口23a及び排出口23bが形成されている。
 第1及び第3の収容ケース21a,21bの導入口22a,22bには制御エア導入路91a及び制御エア導入路91bが接続され、排出口23a,23bには第1の制御エア配管92a及び第3の制御エア配管92bが接続されている。なお、第1及び第3の収容ケース21a,21bの所定位置、例えば第1及び第3の収容ケース21a,21bの底部近傍側面には、第1及び第3の収容ケース21a,21bの内部と外部とを連通する逃げ穴24a及び逃げ穴24bが形成されている。
 また、第1切換機構20aは、第1の収容ケース21a内を往復動する第1の弁体を構成する第1弁体25aを備える。第3切換機構20bは、第3の収容ケース21b内を往復動する第2の弁体を構成する第3弁体25bを備える。第1及び第3の収容ケース21a,21b内には、これら第1弁体25a及び第3弁体25bを連結板9a,9bの方へ付勢するバネ26a及びバネ26bが備えられている。
 第1弁体25aは、その先端部が第1の収容ケース21aから連結板9aに向かって突出し、連結板9aの内側面に当接可能に配置されている。第3弁体25bは、その先端部が第3の収容ケース21bから連結板9bに向かって突出し、連結板9bの内側面に当接可能に配置されている。
 第1及び第3弁体25a,25bは、例えばベローズ3a,3bが収縮限界位置近傍に達したときから収縮限界位置までの間で変位する際に、その先端部が連結板9a,9bと継続的に当接する。そして、そのままバネ26a,26bの弾性力に抗して第1及び第3の収容ケース21a,21b内に押されるように構成されている。
 従って、第1の収容ケース21aと第1弁体25aとの間に形成される分流路27a、及び第3の収容ケース21bと第3弁体25bとの間に形成される分流路27bは、ベローズ3a,3bが収縮限界位置近傍に達したときに開路し導入口22a,22bと排出口23a,23bとを連通させる。分流路27a,27bが開路したときは、制御エア導入路91a,91bから第1及び第3切換機構20a,20bに供給される制御エアが、第1の制御エア配管92a及び第3の制御エア配管92bを通って第1及び第2の切換弁機構80a,80bの第1の制御エア入出口82a及び第3の制御エア入出口82bに導かれる。
 また、第1及び第3弁体25a,25bは、その先端部が連結板9a,9bから離間する直前の位置に達したときから離間した状態にあるときは、バネ26a,26bの弾性力により第1及び第3の収容ケース21a,21bから突出して分流路27a,27bを閉路する。これにより、第1及び第3弁体25a,25bは、排出口23a,23bと逃げ穴24a,24bとを第1及び第3の収容ケース21a,21b内で連通させる。
 このように分流路27a,27bが閉路したときは、第1及び第3の制御エア入出口82a,82bから第1及び第3の制御エア配管92a,92bを介して排出された制御エアが、排出口23a,23bを介して第1及び第3の収容ケース21a,21b内に導入され、逃げ穴24a,24bから外部に排気される。
 また、第1の切換機構の一部を構成する第2切換機構30aは、シリンダ2aと一体的に形成された第2の収容ケース31aを備える。第2切換機構の一部を構成する第4切換機構30bは、シリンダ2bと一体的に形成された第4の収容ケース31bを備える。これら第2及び第4の収容ケース31a,31bの側面には、制御エアの導入口32a及び導入口32bが形成されると共に、制御エアの排出口33a及び33bが形成されている。
 第2及び第4の収容ケース31a,31bの導入口32a,32bには制御エア導入路91c及び制御エア導入路91dが接続され、排出口33a,33bには第2の制御エア配管92c及び第4の制御エア配管92dが接続されている。なお、第2及び第4の収容ケース31a,31bの所定位置、例えば第2及び第4の収容ケース31a,31bの底部には、第2及び第4の収容ケース31a,31bの内部と外部とを連通する逃げ穴34a及び逃げ穴34bが形成されている。
 また、第2切換機構30aは、第2の収容ケース31a内を往復動する第1の弁体を構成する第2弁体35aを備える。第4切換機構30bは、第4の収容ケース31b内を往復動する第2の弁体を構成する第4弁体35bを備える。第2及び第4の収容ケース31a,31b内には、これら第2弁体35a及び第4弁体35bを軸方向に沿って互いに対向する方向、具体的には連結シャフト11bのシャフト部12,13に設けられた当接板35c及び当接板35dの方へ付勢するバネ36a及びバネ36bが備えられている。
 第2弁体35aは、その先端部が第2の収容ケース31aから当接板35cに向かって突出し、当接板35cに当接可能に配置されている。第4弁体35bは、その先端部が第4の収容ケース31bから当接板35dに向かって突出し、当接板35dに当接可能に配置されている。
 第2及び第4弁体35a,35bは、例えばベローズ3a,3bが伸長限界位置近傍に達したときから伸長限界位置までの間で変位する際に、その先端部が当接板35c,35dと継続的に当接する。そして、そのままバネ36a,36bの弾性力に抗して第2及び第4の収容ケース31a,31b内に押されるように構成されている。
 従って、第2の収容ケース31aと第2弁体35aとの間に形成される分流路37a、及び第4の収容ケース31bと第4弁体35bとの間に形成される分流路37bは、ベローズ3a,3bが伸長限界位置近傍に達したときにおいて開路し導入口32a,32bと排出口33a,33bとを連通させる。分流路37a,37bが開路したときは、制御エア導入路91c,91dから第2及び第4切換機構30a,30bに供給される制御エアが、第2の制御エア配管92c及び第4の制御エア配管92dを通って第1及び第2の切換弁機構80a,80bの第2の制御エア入出口83a及び第4の制御エア入出口83bに導かれる。
 また、第2及び第4弁体35a,35bは、その先端部が当接板35c,35dから離間する直前の位置に達したときから離間した状態にあるときは、バネ36a,36bの弾性力により第2及び第4の収容ケース31a,31bから突出して分流路37a,37bを閉路する。これにより、第2及び第4弁体35a,35bは、排出口33a,33bと逃げ穴34a,34bとを第2及び第4の収容ケース31a,31b内で連通させる。
 このように分流路37a,37bが閉路したときは、第2及び第4の制御エア入出口83a,83bから第2及び第4の制御エア配管92c,92dを介して排出された制御エアが、排出口33a,33bを介して第2及び第4の収容ケース31a,31b内に導入され、逃げ穴34a,34bから外部に排気される。
 本実施形態に係る二連往復動ポンプ1は、第1の切換弁機構80aの切換弁86aを、第1及び第2切換機構20a,30aからの制御エアにより切換動作させて、作動室6aへの作動エアの供給を切り換える。また、第2の切換弁機構80bの切換弁86bを、第3及び第4切換機構20b,30bからの制御エアにより切換動作させて、作動室6bへの作動エアの供給を切り換える。
 すなわち、切換弁86a,86bは、作動エアを、上述した重複期間OPを有するように、例えば第1の弁機構本体85aの作動エア導入口87aと作動エア入出口81aとを連通させると共に、第2の弁機構本体85bの作動エア入出口81bと作動エア排出口88bとを連通させて、作動室6aへ供給し作動室6bから排出させる。
 また、切換弁86a,86bは、作動エアを、上述した重複期間OPを有するように、例えば第2の弁機構本体85bの作動エア導入口87bと作動エア入出口81bとを連通させると共に、第1の弁機構本体85aの作動エア入出口81aと作動エア排出口88aとを連通させて、作動室6bへ供給し作動室6aから排出させる。そして、重複期間OPを設けることにより、ポンプ室5a,5bのうち、一方のポンプ室の吐出圧力が低下する圧縮工程(吐出工程)の最終段階の直前で、他方のポンプ室からも液体が吐出されるようにすることができるので、吐出側の移送流体の脈動を抑制することができる。
 次に、このように構成された二連往復動ポンプ1の動作について説明する。ポンプの動作中においては、一対の第1の切換機構を構成する第1及び第2切換機構20a,30a及び一対の第2の切換機構を構成する第3及び第4切換機構20b,30bが、一方のポンプ室5aの圧縮工程と他方のポンプ室5bの圧縮工程とが部分的に重複する重複期間OPを有するように、例えば次のように第1及び第2の切換弁機構80a,80bの動作を切り替えてベローズ3a,3bを駆動する。
 図2は、本実施形態に係る二連往復動ポンプ1の各部の動作を説明するためのタイミングチャートである。また、図3~図6は、二連往復動ポンプ1の動作を説明するための図である。なお、図2においては、各部の動作における機械的なタイムラグについては図示を省略している。本実施形態においては、作動流体源の作動エアは、例えば図示しないレギュレータで所定圧力に調整された上で、エア配管99a,99bを介して第1及び第2の切換弁機構80a,80bに常時供給されている。また、作動エアは、エア配管99a,99bから分岐した制御エア導入路91a~91dを介して第1~第4切換機構20a,30a,20b,30bに常時供給されている。
 なお、以降の説明においては、第1及び第2の切換弁機構80a,80bについては、切換弁86a,86bが、作動エア導入口87a,87bと作動エア入出口81a,81bとを連通させているときを「ON状態」とする。また、作動エア入出口81a,81bと作動エア排出口88a,88bとを連通させているときを「OFF状態」とする。
 また、第1~第4切換機構20a,30a,20b,30bについては、第1~第4弁体25a,35a,25b,35bが、分流路27a,37a,27b,37bを介して導入口22a,32a,22b,32bと排出口23a,33a,23b,33bとを連通させているときを「ON状態」とし、これらを連通させていないときを「OFF状態」とする。なお、既に説明した部分と同一の構成要素に関しては同一の参照符号を付しているので、以降においては重複する説明は省略することとする。
 まず、例えば第1及び第2の切換弁機構80a,80bの切換弁86a,86bが第1及び第2の弁機構本体85a,85b内の右側にあり、ベローズ3aが収縮しベローズ3bが伸長しているときの重複期間OPについて説明する。切換弁86aが第1の弁機構本体85a内の右側にあるので、作動エア導入口87aと作動エア入出口81aとが連通し、作動流体源から供給されてエア配管99aを通った作動エアは、第1の切換弁機構80aの分配室84aを通って第1の主配管90aを介して作動室6aに導入される。
 これにより、ベローズ3aはその底部がポンプヘッド1aに近付く方向(以下、「ポンプヘッド近接方向」と呼ぶ。)へ移動して収縮し、連結シャフト11a,11bのシャフト部12,12は軸方向に沿って同様にポンプヘッド近接方向へ移動する。また、コイルばね14を介してシャフト部13,13がこれらに少し遅れて連動し、このシャフト部13,13と連動する連結板9bがポンプヘッド1aから離れる方向(以下、「ポンプヘッド離間方向」と呼ぶ。)へ移動する。
 図2に示す時点t1の前の状態においては、ベローズ3aは収縮限界位置に達するまで収縮を続け、ベローズ3bは伸長限界位置に達するまで伸長を続けている。なお、切換弁86bが第2の弁機構本体85b内の右側にあるので、作動エア入出口81bと作動エア排出口88bとが連通し、ベローズ3bが伸長を続けているときには、作動室6b内の作動エアは、第2の主配管90bを介して第2の切換弁機構80bの分配室84bを通り、作動エア排出口88bから外部に排気される。
 この場合、図1に示すように吸込弁18a及び吐出弁19bが閉状態となっており、吸込弁18b及び吐出弁19aが開状態となっているので、移送流体である液体は、吸込口16からポンプ室5b内に導入されると共に、ポンプ室5aから吐出口17を介して吐出される。このように、時点t1の前の状態においては、ポンプ室5aが圧縮工程途中にあり、ポンプ室5bが伸長(膨張)工程途中にあるので、図1及び図2に示すように、第1の切換弁機構80aがON状態を維持し、第2の切換弁機構80bがOFF状態を維持している。
 そして、図2に示す時点t1の直前において、ベローズ3bが伸長限界位置近傍に達したときに、連結シャフト11bのシャフト部13に設けられた当接板35dが、シリンダ2bに配置された第4切換機構30bの第4弁体35bの先端部に当接する。当接板35dは、そのまま第4弁体35bを押して第4の収容ケース31b内に後退させる。
 これにより、シリンダ2b側の第4切換機構30bは、第1の切換弁機構80aがON状態の間に、導入口32b及び排出口33bが分流路37bを介して連通することで、図2に示すようなON状態となる。この第4切換機構30bのON状態は、第4弁体35bが当接板35dと継続的に当接して分流路37bが開路することにより維持される。
 こうしてシリンダ2b側の第4切換機構30bがON状態になると、制御エア導入路91dからの制御エアが分流路37bを介して第4の制御エア配管92dを通り、第2の切換弁機構80bの第4の制御エア入出口83bに導入される。この制御エアの圧力により、切換弁86bは、第2の弁機構本体85b内の左側へ移動する。そして、作動エア導入口87bと作動エア入出口81bとが小径部98b及び分配室84bを介して連通し、第2の切換弁機構80bがON状態となる。
 なお、第2の弁機構本体85b内にある第3の制御エア入出口82b側の制御エアは、左側へ移動した切換弁86bに押し出されて第3の制御エア入出口82bから排出される。そして、排出された制御エアは、第3の制御エア配管92bを通ってシリンダ2b側に配置された第3切換機構20bの排出口23bから第3の収容ケース21b内に導入され、逃げ穴24bを通って外部に排気される。
 このような構造により、切換弁86bはスムーズに第2の弁機構本体85b内を左側に移動する。こうして、図2中矢印曲線L1で示すように、シリンダ2b側の第4切換機構30bがON状態となった直後の時点t1において第2の切換弁機構80bがON状態となる。第2の切換弁機構80bがON状態になると、作動エア導入口87bと作動エア入出口81bとが連通するので、作動流体源から供給されてエア配管99bを通った作動エアが、第2の切換弁機構80bの分配室84bを通って第2の主配管90bを介して作動室6bに導入される。
 これにより、ポンプ室5bは伸長工程から圧縮工程へと切り替わる。しかし、この時点t1においては、もう一方の作動室6aにも第1の切換弁機構80aを介して作動エアが供給され続けているので、ポンプ室5aも圧縮工程を維持しており、両方のポンプ室5b,5aの圧縮工程が重複する重複期間OPが開始される。ここでの重複期間OPにおいては、吸込弁18a,18bが閉状態となり、吐出弁19a,19bが開状態となるので、両方のポンプ室5a,5bから移送流体である液体が吐出口17を介して吐出され、脈動が防止される。なお、連結シャフト11a,11bのコイルばね14は、この際のベローズ3a,3bの両端間の寸法変化を吸収するために圧縮される。
 第2の切換弁機構80bがON状態となってポンプ室5bが圧縮工程に切り替わると、伸長限界位置に達していたベローズ3bはその底部が反対側の収縮限界位置に達するまで、ポンプヘッド近接方向へ移動するように収縮する。そして、連結シャフト11a,11bのシャフト部13,13は軸方向に沿って同様にポンプヘッド近接方向へ移動する。
 一方、時点t1のときに、まだ圧縮工程途中にあるポンプ室5a側においては、ベローズ3aがその圧縮工程の終盤になって時点t1の後で時点t2の前の状態において収縮限界位置近傍に達したときに、連結板9aがシリンダ2a側に配置された第1切換機構20aの第1弁体25aの先端部に当接する。連結板9aは、そのまま第1弁体25aを押して第1の収容ケース21a内に後退させる。
 これにより、シリンダ2a側の第1切換機構20aは、第1及び第2の切換弁機構80a,80bがON状態の間に、導入口22a及び排出口23aが分流路27aを介して連通することで、時点t1以降の時点t2の直前において、図2に示すようなON状態となる。この第1切換機構20aのON状態は、第1弁体25aが連結板9aと継続的に当接して分流路27aが開路することにより維持される。
 こうしてシリンダ2a側の第1切換機構20aがON状態になると、制御エア導入路91aからの制御エアが分流路27aを介して第1の制御エア配管92aを通り、第1の切換弁機構80aの第1の制御エア入出口82aに導入される。この制御エアの圧力により、切換弁86aは、第1の弁機構本体85a内の左側へ移動し、第1の切換弁機構80aがOFF状態となる。
 なお、第1の弁機構本体85a内にある第2の制御エア入出口83a側の制御エアは、左側へ移動した切換弁86aに押し出されて第2の制御エア入出口83aから排出される。そして、排出された制御エアは、第2の制御エア配管92cを通ってシリンダ2a側に配置された第2切換機構30aの排出口33aから第2の収容ケース31a内に導入され、逃げ穴34aを通って外部に排気される。
 このような構造により、切換弁86aはスムーズに第1の弁機構本体85a内を左側に移動する。こうして、図2中矢印曲線L2で示すように、シリンダ2a側の第1切換機構20aがON状態となった直後の時点t2において、第1の切換弁機構80aがOFF状態となる。このように、重複期間OPは時点t1から時点t2の間に設けられる。
 第1の切換弁機構80aがOFF状態になると、作動エア入出口81aと作動エア排出口88aとが連通するので、作動室6a内にある作動エアは、第1の主配管90aを介して第1の切換弁機構80aの分配室84aを通り、作動エア排出口88aから外部に排気される。
 時点t1の後の状態で既に圧縮工程となっているベローズ3b側にて、軸方向に沿ってポンプヘッド近接方向へ移動している連結シャフト11a,11bのシャフト部13,13に少し遅れて、コイルばね14を介してシャフト部12,12が軸方向に沿ってポンプヘッド離間方向へ移動し、シャフト部12,12と連動する連結板9aがポンプヘッド離間方向へ移動する。
 これにより、時点t2において、ポンプ室5aは圧縮工程から伸長工程へと切り替わる。ポンプ室5aが伸長工程に切り替わると、圧縮限界位置に達していたベローズ3aはその底部が反対側の伸長限界位置に達するまでポンプヘッド離間方向へ移動するように伸長する。そして、連結シャフト11a,11bのシャフト部12,12は軸方向に沿って同様にポンプヘッド離間方向へ移動する。
 こうして、時点t2の直後の状態においては、二連往復動ポンプ1は、例えば図3に示すようになる。すなわち、第1及び第2の切換弁機構80a,80bの切換弁86a,86bは、第1及び第2の弁機構本体85a,85b内の左側に移動している。第2の切換弁機構80bからの作動エアは、第2の主配管90bを介して図3中矢印Aで示すように作動室6b内に供給される。
 制御エア導入路91dからの制御エアは、第4の制御エア配管92d及び第4の制御エア入出口83bを介して、図3中矢印Bで示すように第2の弁機構本体85b内に導入される。第2の弁機構本体85b内の制御エアは、第3の制御エア入出口82b及び第3の制御エア配管92bを介して、図3中矢印Cで示すように第3切換機構20b内に導入され逃げ穴24bから排気される。
 また、作動室6a内の作動エアは、第1の主配管90a及び作動エア入出口81aを介して、図3中矢印Dで示すように第1の弁機構本体85a内に導入され、分配室84a、小径部98a及び作動エア排出口88aを介して排気される。制御エア導入路91aからの制御エアは、第1の制御エア配管92a及び第1の制御エア入出口82aを介して、図3中矢印Eで示すように第1の弁機構本体85a内に導入される。第1の弁機構本体85a内の制御エアは、第2の制御エア入出口83a及び第2の制御エア配管92cを介して、図3中矢印Fで示すように第2切換機構30a内に導入され逃げ穴34aから排気される。
 図2に示す時点t2以降の時点t3の前の状態においては、ベローズ3aは伸長限界位置に達するまで伸長を続け、ベローズ3bは収縮限界位置に達するまで収縮を続けている。この場合、吸込弁18b及び吐出弁19aが閉状態となっており、吸込弁18a及び吐出弁19bが開状態となっているので、移送流体である液体は、吸込口16からポンプ室5a内に導入されると共に、ポンプ室5bから吐出口17を介して吐出される。このように、時点t2以降の時点t3の前の状態においてはポンプ室5aが伸長工程途中にあり、ポンプ室5bが圧縮工程途中にあるので、図2及び図3に示すように、第1の切換弁機構80aがOFF状態を維持し、第2の切換弁機構80bがON状態を維持している。
 なお、時点t2の後において、連結板9aが第1切換機構20aの第1弁体25aから離間すると、第1切換機構20aは図2に示すようなOFF状態となる。この第1切換機構20aがOFF状態になると、分流路27aが閉路されて排出口23aと逃げ穴24aとが連通される。
 また、時点t2の後において、第1切換機構20aがOFF状態となった後に、当接板35dが第4切換機構30bの第4弁体35bから離間すると、第4切換機構30bは図2に示すようなOFF状態となる。この第4切換機構30bがOFF状態になると、分流路37bが閉路されて排出口33bと逃げ穴34bとが連通される。
 そして、図2に示す時点t3の直前において、ベローズ3aが伸長限界位置近傍に達したときに、連結シャフト11bのシャフト部12に設けられた当接板35cが、シリンダ2a側に配置された第2切換機構30aの第2弁体35aの先端部に当接する。当接板35cは、そのまま第2弁体35aを押して第2の収容ケース31a内に後退させる。
 これにより、シリンダ2a側の第2切換機構30aは、第2の切換弁機構80bがON状態の間に、導入口32a及び排出口33aが分流路37aを介して連通することで、時点t2以降の時点t3の直前において、図2に示すようなON状態となる。この第2切換機構30aのON状態は、第2弁体35aが当接板35cと継続的に当接して分流路37aが開路することにより維持される。
 こうしてシリンダ2a側の第2切換機構30aがON状態になると、図4中矢印Gで示すように、制御エア導入路91cからの制御エアが分流路37aを介して第2の制御エア配管92cを通り、第1の切換弁機構80aの第2の制御エア入出口83aに導入される。この制御エアの圧力により、切換弁86aは、図4中矢印Hで示すように第1の弁機構本体85a内の右側へ移動する。そして、作動エア導入口87aと作動エア入出口81aとが小径部98a及び分配室84aを介して連通し、第1の切換弁機構80aがON状態となる。
 なお、第1の弁機構本体85a内にある第1の制御エア入出口82a側の制御エアは、右側へ移動した切換弁86aに押し出されて第1の制御エア入出口82aから排出される。そして、排出された制御エアは、図4中矢印Iで示すように、第1の制御エア配管92aを通ってシリンダ2a側の第1切換機構20aの排出口23aから第1の収容ケース21a内に導入され、逃げ穴24aを通って外部に排気される。
 このような構造により、切換弁86aはスムーズに第1の弁機構本体85a内を右側へ移動する。こうして、図2中矢印曲線L3で示すように、シリンダ2a側の第2切換機構30aがON状態となった直後の時点t3において第1の切換弁機構80aがON状態となる。第1の切換弁機構80aがON状態になると、作動エア導入口87aと作動エア入出口81aとが連通するので、作動流体源から供給されてエア配管99aを通った作動エアが、再び第1の切換弁機構80aの分配室84aを通って第1の主配管90aを介して作動室6aに導入される。
 これにより、ポンプ室5aは伸長工程から圧縮工程へと切り替わる。しかし、この時点t3においては、もう一方の作動室6bにも第2の切換弁機構80bを介して作動エアが供給され続けているので、ポンプ室5bも圧縮工程を維持しており、両方のポンプ室5a,5bの圧縮工程が重複する重複期間OPが再び開始される。ここでの重複期間OPにおいても、上述したように両方のポンプ室5a,5bから移送流体である液体が吐出され、脈動が防止される。コイルばね14は、このときもベローズ3a,3bの両端間の寸法変化を吸収するために圧縮される。
 第1の切換弁機構80aがON状態となってポンプ室5aが圧縮工程に切り替わると、伸長限界位置に達していたベローズ3aはその底部が反対側の収縮限界位置に達するまで、ポンプヘッド近接方向へ移動するように収縮する。そして、連結シャフト11a,11bのシャフト部12,12は再び軸方向に沿ってポンプヘッド近接方向へ移動する。
 一方、時点t3のときに、まだ圧縮工程途中にあるポンプ室5b側においては、ベローズ3bがその圧縮工程の終盤になって時点t3の後で時点t4の前の状態において収縮限界位置近傍に達したときに、連結板9bがシリンダ2bに配置された第3切換機構20bの第3弁体25bの先端部に当接する。連結板9bは、そのまま第3弁体25bを押して第3の収容ケース21b内に後退させる。
 これにより、シリンダ2b側の第3切換機構20bは、第1及び第2の切換弁機構80a,80bがON状態の間に、導入口22b及び排出口23bが分流路27bを介して連通することで、時点t3以降の時点t4の直前において、図2に示すようなON状態となる。この第3切換機構20bのON状態は、第3弁体25bが連結板9bと継続的に当接して分流路27bが開路することにより維持される。
 こうしてシリンダ2b側の第3切換機構20bがON状態になると、図5中矢印Jで示すように、制御エア導入路91bからの制御エアが分流路27bを介して第3の制御エア配管92bを通り、第2の切換弁機構80bの第3の制御エア入出口82bに導入される。この制御エアの圧力により、切換弁86bは、図5中矢印Kで示すように第2の弁機構本体85b内の右側へ移動する。そして、作動エア入出口81bと作動エア排出口88bとが小径部98b及び分配室84bを介して連通し、第2の切換弁機構80bがOFF状態となる。
 なお、第2の弁機構本体85b内にある第4の制御エア入出口83b側の制御エアは、右側へ移動した切換弁86bに押し出されて第4の制御エア入出口83bから排出される。この排出された制御エアは、図5中矢印Mで示すように、第4の制御エア配管92dを通ってシリンダ2b側の第4切換機構30bの排出口33bから第4の収容ケース31b内に導入され、逃げ穴34bを通って外部に排気される。
 このような構造により、切換弁86bはスムーズに第2の弁機構本体85b内を右側に移動する。こうして、図2中矢印曲線L4で示すように、シリンダ2b側の第3切換機構20bがON状態となった直後の時点t4において、第2の切換弁機構80bがOFF状態となる。このように、重複期間OPは時点t3から時点t4の間に再び設けられる。
 第2の切換弁機構80bがOFF状態になると、作動エア入出口81bと作動エア排出口88bとが連通するので、作動室6b内にある作動エアは、再び第2の主配管90bを介して第2の切換弁機構80bの分配室84bを通り、作動エア排出口88bから再度外部に排気される。
 時点t4の後の状態で既に圧縮工程となっているベローズ3a側にて、軸方向に沿ってポンプヘッド近接方向へ移動している連結シャフト11a,11bのシャフト部12,12に少し遅れて、コイルばね14を介してシャフト部13,13が軸方向に沿ってポンプヘッド離間方向へ移動し、シャフト部13,13と連動する連結板9bがポンプヘッド離間方向へ移動する。
 これにより、時点t4において、ポンプ室5bは圧縮工程から再び伸長工程へと切り替わる。ポンプ室5bが伸長工程に切り替わると、圧縮限界位置に達したベローズ3bはその底部が反対側の伸長限界位置に達するまでポンプヘッド離間方向へ移動するように伸長する。そして、連結シャフト11a,11bのシャフト部13,13は軸方向に沿ってポンプヘッド離間方向へ再度移動する。
 こうして、時点t4の直後の状態においては、二連往復動ポンプ1は、例えば図6に示すようになる。すなわち、第1及び第2の切換弁機構80a,80bの切換弁86a,86bは、第1及び第2の弁機構本体85a,85b内の右側に移動している。第1の切換弁機構80aからの作動エアは、第1の主配管90aを介して図6中矢印Nで示すように作動室6a内に供給される。
 制御エア導入路91cからの制御エアは、第2の制御エア配管92c及び第2の制御エア入出口83aを介して図6中矢印Oで示すように第1の弁機構本体85a内に導入される。第1の弁機構本体85a内の制御エアは、第1の制御エア入出口82a及び第1の制御エア配管92aを介して図6中矢印Pで示すように第1切換機構20a内に導入され逃げ穴24aから排気される。
 また、作動室6b内の作動エアは、第2の主配管90b及び作動エア入出口81bを介して、図6中矢印Qで示すように第2の弁機構本体85b内に導入され、分配室84b、小径部98b及び作動エア排出口88bを介して排気される。制御エア導入路91bからの制御エアは、第3の制御エア配管92b及び第3の制御エア入出口82bを介して、図6中矢印Jで示すように第2の弁機構本体85b内に導入される。第2の弁機構本体85b内の制御エアは、第4の制御エア入出口83b及び第4の制御エア配管92dを介して、図6中矢印Sで示すように第4切換機構30b内に導入され逃げ穴34bから排気される。
 本実施形態に係る二連往復動ポンプ1は、時点t4以降においては、以上のような動作を繰り返す。すなわち、第1~第4切換機構20a,30a,20b,30bからの制御エアの供給を切り換えて、第1及び第2の切換弁機構80a,80bを、重複期間OPを有するように動作させて、一対のポンプ室5a,5bを駆動する。
 このように、本実施形態に係る二連往復動ポンプ1によれば、従来のコントローラや電磁弁等の電気的な構成を一切採用せずに、機械的な構成である第1及び第2の切換弁機構80a,80bや、第1~第4切換機構20a,30a,20b,30bのみを組み合わせて、ポンプ室5a,5bを重複期間OPを有するように駆動することができる。
 このため、移送流体の脈動低減を図りつつ二連往復動ポンプ1全体の低コスト化を図ることができる。なお、上述した実施形態においては、例えば第1~第4切換機構20a,30a,20b,30bは、いわゆるメカニカル弁により構成され、第1及び第2の切換弁機構80a,80bは、いわゆるスプール弁により構成されていたが、本実施形態に係るこれらの機械的構成は、その他の種々の形態をとり得る。
 以上、本発明のいくつかの実施の形態を説明したが、これらの実施の形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施の形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施の形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると共に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
 1       二連往復動ポンプ
 1a      ポンプヘッド
 2a,2b   シリンダ
 3a,3b   ベローズ
 4a,4b   シャフト固定板
 5a,5b   ポンプ室
 6a,6b   作動室
 7a,7b   シャフト
 9a,9b   連結板
 11a,11b 連結シャフト
 12,13   シャフト部
 14      コイルばね
 20a     第1切換機構
 20b     第3切換機構
 30a     第2切換機構
 30b     第4切換機構
 80a     第1の切換弁機構
 80b     第2の切換弁機構

Claims (6)

  1.  内部に軸方向に沿って第1の空間及び第2の空間を形成するケース部材と、
     前記第1の空間及び第2の空間内において変形可能に配置されて、前記第1の空間を第1のポンプ室及び第1の作動室に仕切ると共に、前記第2の空間を第2のポンプ室及び第2の作動室に仕切る可動仕切部材と、
     前記第1の作動室への作動流体の供給を切り換える第1の弁機構を備える第1の切換弁機構と、
     前記第2の作動室への作動流体の供給を切り換える第2の弁機構を備える第2の切換弁機構と、
     前記第1の弁機構を動作させるための制御流体の前記第1の切換弁機構への供給を切り換える第1の切換機構と、
     前記第2の弁機構を動作させるための制御流体の前記第2の切換弁機構への供給を切り換える第2の切換機構とを備え、
     前記第1及び第2の切換機構は、
     前記第1のポンプ室の圧縮工程と前記第2のポンプ室の圧縮工程とが部分的に重複する重複期間を有するように、前記制御流体の前記第1及び第2の切換弁機構への供給を切り換える
     ことを特徴とする二連往復動ポンプ。
  2.  前記第1及び第2の切換弁機構は、それぞれ、
     内部に前記作動流体の分配室が形成され、この分配室内に前記第1又は第2の弁機構が往復動自在に配置された弁機構本体を備えた、請求項1記載の二連往復動ポンプ。
  3.  前記弁機構本体は、
     前記作動流体源から供給される作動流体を前記分配室に導入する作動流体導入口と、
     前記分配室に導入された作動流体を前記第1又は第2の作動室に排出する作動流体入出口とを備えた、請求項2記載の二連往復動ポンプ。
  4.  前記弁機構本体は、更に、
     前記制御流体を前記弁機構本体に導入するための第1の制御流体入出口及び第2の制御流体入出口とを備える
     ことを特徴とする請求項3記載の二連往復動ポンプ。
  5.  前記第1及び第2の弁機構は、それぞれ、
     軸方向に所定間隔を空けて形成された複数の大径部及びこれら大径部間に形成された小径部を備え、
     前記作動流体は、前記第1又は第2の弁機構が移動して前記小径部を介して前記作動流体導入口と前記作動流体入出口とが連通することにより前記第1又は第2の作動室に向けて排出される、請求項1記載の二連往復動ポンプ。
  6.  前記第1及び第2の切換機構は、それぞれ、
     弁体収容ケースと、
     前記弁体収容ケース内を往復動し、その先端が前記弁体収容ケースから突出して前記可動仕切部材と連動する連動部材に当接可能に配置される弁体と、
     前記弁体を前記連動部材の方へ付勢する弾性部材とを備える
     ことを特徴とする請求項1記載の二連往復動ポンプ。
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Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101861568B1 (ko) * 2016-07-13 2018-05-28 한전원자력연료 주식회사 압력보상형 하중전달장치

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5558506A (en) * 1994-03-03 1996-09-24 Simmons; John M. Pneumatically shifted reciprocating pump
WO2010143469A1 (ja) * 2009-06-10 2010-12-16 株式会社イワキ 二連往復動ポンプ
JP2012514729A (ja) * 2009-01-09 2012-06-28 トム・エム・シモンズ 1つまたは複数のらせん状に延びるフィーチャを有する蛇腹プランジャ、そのような蛇腹プランジャを含むポンプ、および関連する方法

Family Cites Families (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5315550B2 (ja) 1973-07-25 1978-05-25
JPS574641A (en) 1980-06-11 1982-01-11 Hitachi Ltd Bco originating connection system
US5480292A (en) * 1993-05-19 1996-01-02 Asti Sae Dual chamber pump
US5893707A (en) * 1994-03-03 1999-04-13 Simmons; John M. Pneumatically shifted reciprocating pump
JP4354592B2 (ja) 1999-11-11 2009-10-28 インテグリス・インコーポレーテッド 流体圧駆動ポンプ
JP3931048B2 (ja) 2001-05-07 2007-06-13 日本ピラー工業株式会社 半導体製造装置用ポンプ
JP3542990B2 (ja) * 2001-12-05 2004-07-14 株式会社ヤマダコーポレーション ダイヤフラムポンプ装置
JP3574641B2 (ja) * 2002-04-19 2004-10-06 株式会社イワキ ポンプシステム
JP3749717B2 (ja) * 2003-04-03 2006-03-01 株式会社ヤマダコーポレーション 往復動式流体移送ポンプ
US7625190B2 (en) * 2004-04-14 2009-12-01 K.R. Anderson, Inc. Crossover switching valve
US7458309B2 (en) * 2006-05-18 2008-12-02 Simmons Tom M Reciprocating pump, system or reciprocating pumps, and method of driving reciprocating pumps
US8636484B2 (en) 2009-01-09 2014-01-28 Tom M. Simmons Bellows plungers having one or more helically extending features, pumps including such bellows plungers, and related methods
JP5720888B2 (ja) 2011-03-30 2015-05-20 株式会社イワキ ベローズポンプ
CN202579075U (zh) 2012-03-23 2012-12-05 宁波大学 一种气动泵
CN202900598U (zh) 2012-04-28 2013-04-24 安徽乐昌气动流体设备科技有限公司 一种气动隔膜泵
JP6152318B2 (ja) 2013-08-08 2017-06-21 日本ピラー工業株式会社 ベローズポンプ
CN203430719U (zh) 2013-09-06 2014-02-12 郭金战 双液气动注浆泵

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5558506A (en) * 1994-03-03 1996-09-24 Simmons; John M. Pneumatically shifted reciprocating pump
JP2012514729A (ja) * 2009-01-09 2012-06-28 トム・エム・シモンズ 1つまたは複数のらせん状に延びるフィーチャを有する蛇腹プランジャ、そのような蛇腹プランジャを含むポンプ、および関連する方法
WO2010143469A1 (ja) * 2009-06-10 2010-12-16 株式会社イワキ 二連往復動ポンプ

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