JP2006112294A

JP2006112294A - ダイアフラムポンプ

Info

Publication number: JP2006112294A
Application number: JP2004299837A
Authority: JP
Inventors: Hideaki Sato; 秀明佐藤
Original assignee: Nikkiso Co Ltd
Current assignee: Nikkiso Co Ltd
Priority date: 2004-10-14
Filing date: 2004-10-14
Publication date: 2006-04-27
Anticipated expiration: 2024-10-14
Also published as: JP4413741B2

Abstract

【課題】ダイアフラムシート間に圧力伝達媒体を注入する際に、手作業によることなく、効率良く圧力伝達媒体を注入可能とすること。
【解決手段】
流体圧室１６と、２枚のダイアフラムシート２０ａ，２０ｂの間に形成される空間とを連通するように注入路５０を設け、プランジャ２６の往復動により、注入路５０を通して流体圧室１６内の作動流体を、２枚のダイアフラムシート２０ａ，２０ｂの間に注入できるようにした。
【選択図】図１

Description

本発明は、例えば破損検出器付きのダイアフラムポンプのように、流体を介して２枚のダイアフラムシートを密着させてなるダイアフラムを有するダイアフラムポンプに関する。

図４に、ダイアフラムポンプの概略構成を示す。図４のダイアフラムポンプ１０では、ダイアフラムヘッド１２内にダイアフラム室１４が設けられ、このダイアフラム室１４は、ダイアフラム２０により、流体圧室１６とポンプ室１８の２室に分割されている。ポンプ室１８は、取扱い液の吸入管２２と吐出管２４に連通している。また流体圧室１６は、プランジャ２６を挿入するためにダイアフラムヘッド１２に設けられた貫通孔と繋がっており、この貫通孔にダイアフラムヘッド外部からプランジャ２６が挿入されている。ここで、プランジャ２６は駆動機構（図示せず）によって往復動するようになっており、この駆動機構による往復動に伴い、プランジャ２６の先端が流体圧室１６に向けて往復動するようになっている。

また、流体圧室１６は作動流体で満たされており、上述の如くプランジャ２６を往復動させると、これに応じてダイアフラム２０も往復動し、ダイアフラム２０が流体圧室側、すなわちポンプ室側に凹状の湾曲及び凸状の湾曲を繰り返すことによって、ポンプ室１８の容積が変化するようになっている。また、吸入管２２と吐出管２４には、それぞれ逆止弁２２ａ，２４ａが設けられており、逆止弁２２ａ，２４ａの作用により、取扱い液は、吸入管２２から吐出管２４に向かう一方向にのみ流れることができるようになっている。そして、上記のプランジャ２６の往復動によるポンプ室１８の容積変化に応じて、取扱い液が吸入管２２から吐出管２４に向かって流れるようになっている。

また、図４のダイアフラムポンプ１０では、ダイアフラムヘッド１２の背面側（プランジャ２６の後端側）に隣接して、補給用の作動流体を蓄えたリザーバ室２８が備えられている。このリザーバ室２８と流体圧室１６との間には、作動流体をリザーバ室２８から流体圧室１６内に補給するための補給流路３０と、流体圧室１６内の過剰な作動流体をリザーバ室２８に解放する解放流路３２とが備えられており、補給流路３０には、リザーバ室２８から流体圧室１６に向かう流れのみ許容する補給弁３０ａが設けられ、解放流路３２には、流体圧室１６からリザーバ室２８に向かう流れのみ許容するレリーフ弁３２ａが設けられている。

さらに、ダイアフラムヘッド１２の貫通孔の内面にはプランジャシール３４が設けられており、作動流体が貫通孔を介して流体圧室１６とリザーバ室２８との間を流れないようになっている。

そして、流体圧室１６内の圧力が一定レベル以下に低下すると補給弁３０ａが開き、補給流路３０を介してリザーバ室２８から流体圧室１６に作動流体が流入し、流体圧室１６内の圧力が一定レベル（流体圧室１６内の圧力がリザーバ室２８内の作動流体の圧力と釣り合うレベル）に達すると、補給弁３０ａは閉じる。一方、流体圧室１６内の圧力が一定レベル以上に上昇するとレリーフ弁３２ａが開き、解放流路３２を介して流体圧室１６からリザーバ室２８に作動流体が流出し、流体圧室１６内の圧力が一定レベルに達すると、レリーフ弁３２ａは閉じる。こうして、流体圧室１６内の圧力を一定レベルに維持するようになっている。

さらに、図４のダイアフラムポンプ１０では、ダイアフラム２０の破損を検出するために、後述のように圧力伝達媒体（図示せず）を介して２枚のダイアフラムシート２０ａ，２０ｂを密着させ、ダイアフラム２０を形成させている。このようなダイアフラム２０は、例えば図４のように薄い周縁リング３６を挟んで２枚のダイアフラムシート２０ａ，２０ｂの周縁をそれぞれ張り合わせて形成され、このダイアフラムシート２０ａ，２０ｂ間に、周縁リング３６に設けられた貫通孔を通して圧力伝達媒体が注入されてなるものである。

また、このダイアフラム（より詳しくは、ダイアフラムシート２０ａ，２０ｂ間の周縁リング３６の貫通孔）２０には、２枚のダイアフラムシート２０ａ，２０ｂ間に圧力伝達媒体（例えば、油）を注入するための注入路３８が接続されている。また、この周縁リング３６には、注入用の貫通孔とは異なる他の貫通孔が設けられており、この他の貫通孔には、過剰に注入した圧力伝達媒体を排出する排出路４０が接続されている。ダイアフラム２０の下部に接続する注入路３８は、端部が注入口となっており且つ弁３８ａが設けられており、ダイアフラム２０の上部に接続する排出路４０には、排出された圧力伝達媒体がダイアフラムシート２０ａ，２０ｂ間に逆流しないように逆止弁４０ａが設けられると共に、この逆止弁４０ａを通って排出される圧力伝達媒体の圧力を検出する圧力検出手段（圧力計や圧力センサなど）４２と、過剰な圧力伝達媒体を外部へ排出するためのドレン弁４０ｂとが設けられている。そして、この注入路３８と排出路４０とにより、ダイアフラムシート２０ａ，２０ｂ間への圧力伝達媒体の注入及びダイアフラムシート２０ａ，２０ｂの張り合わせが行われる。

具体的には、２枚のダイアフラムシート２０ａ，２０ｂ間に注入路３８を介して圧力伝達媒体を注入し、注入路３８の弁３８ａを閉じると共に排出路４０のドレン弁４０ｂを開いた状態でポンプ１０を運転させることで、ポンプ１０の運転圧力によって、ダイアフラムシート２０ａ，２０ｂ間の過剰の圧力伝達媒体が、混入するエアと共に逆止弁４０ａ、ドレン弁４０ｂを通って外部に排出され、２枚のダイアフラムシート２０ａ，２０ｂが１枚のダイアフラムのように張り合わされる。そして、この状態でドレン弁４０ｂを閉じると、圧力伝達媒体を介して２枚のダイアフラムシート２０ａ，２０ｂが密着したダイアフラム２０が形成される。こうして２枚のダイアフラムシート２０ａ，２０ｂが張り合わされたダイアフラム２０は、ポンプの通常運転時においては、１枚のダイアフラムとして機能する。

そして、２枚のダイアフラムシート２０ａ，２０ｂの何れか一方あるいは双方が破損した場合には、ダイアフラムシート２０ａ，２０ｂ間に運転圧力がかかり、その圧力が圧力伝達媒体を伝達して圧力検出手段４２により検出されるため、圧力検出手段４２が異常な値を示すときには、ダイアフラムシート２０ａ，２０ｂが破損したものと判断でき、そのときにはポンプ１０を停止して修理を行うこととなる。尚、上記のようにダイアフラムの破損検出が可能なダイアフラムポンプについては、例えば下記の先行技術文献に記載されている。

特開２００１−２８９１７５号公報特開平１１−１３２１４９号公報

上記構成のダイアフラム２０を有するダイアフラムポンプ１０において、注入路３８からダイアフラムシート２０ａ，２０ｂ間に圧力伝達媒体を注入する場合、シリンジ等を用いて圧力伝達媒体を注入口からダイアフラムシート２０ａ，２０ｂ間に押し入れるという、手作業による方法で注入作業を行っていた。しかしながら、ダイアフラムシート２０ａ，２０ｂ間の隙間の程度によっては押し込み力が０．１〜０．２ＭＰａ程度必要になることもあるため、シリンジ等を用いて手作業で注入するのは困難であった。また、このような方法で注入作業を行うと、注入口に押し当てたシリンジ等の先端部から圧力伝達媒体が飛び散る等していた。このように、従来では効率良くダイアフラムシート２０ａ，２０ｂ間に圧力伝達媒体を注入するのが困難であった。

本発明の目的は、ダイアフラムシート間に圧力伝達媒体を注入する際に、手作業によることなく、効率良く圧力伝達媒体を注入可能なダイアフラムポンプを提供することにある。

本発明のダイアフラムポンプは、作動流体を収容する流体圧室と、取扱い液が流出入するポンプ室と、流体を介して２枚のダイアフラムシートを密着させることにより形成された、前記流体圧室と前記ポンプ室とを仕切るダイアフラムと、前記流体圧室内の作動流体を介して前記ダイアフラムを往復動させるプランジャと、前記２枚のダイアフラムシートの間に注入される流体を通す注入路と、を有し、前記ダイアフラムの往復動によって前記ポンプ室内における取扱い液の流出入を行うダイアフラムポンプであって、前記注入路は、前記流体圧室と、前記２枚のダイアフラムシートの間に形成される空間とを連通するように設けられ、前記プランジャの往復動により、前記注入路を通して前記流体圧室内の作動流体を前記２枚のダイアフラムシートの間に注入可能としたものである。

また、上記構成のダイアフラムポンプにおいて、前記注入路が、前記流体圧室から前記２枚のダイアフラムシートの間に向かう一方向にのみ作動流体を流すための逆止弁と、この流路を遮断する流路遮断手段と、を有するように構成すると良い。

本発明によれば、油圧式のダイアフラムポンプにおいてダイアフラムシート間に油を圧力伝達媒体として注入する等、作動流体と同種の流体を圧力伝達媒体にも使用する場合には、ポンプの働きにより作動流体に加わる圧力を利用して、流体圧室内の作動流体の一部をダイアフラムシート間へ注入するため、従来の手作業による労力を解消でき、圧力伝達媒体の注入作業を効率良く行うことができる。

以下、本発明の実施の形態を、図面を参照して説明する。

図１には、本発明の一実施形態に係るダイアフラムポンプの概略構成が示されている。このダイアフラムポンプ１は、ダイアフラムシート２０ａ，２０ｂ間に圧力伝達媒体を注入するための注入路５０を除いて、従来の図４のダイアフラムポンプ１０と同様の構成を有している。そして、本実施形態に係るポンプ１の通常運転時の動作やダイアフラム破損時における破損検出動作も、従来の図４のダイアフラムポンプ１０と同様の動作が行われる。

本実施形態に係るダイアフラムポンプ１では、流体圧室１６と、ダイアフラムシート２０ａ，２０ｂ間に形成された空間とを連通する注入路５０が、ダイアフラムヘッド１２に形成されている。また、この注入路５０の途中には、流体圧室１６からダイアフラムシート２０ａ，２０ｂ間に向かう一方向にのみ作動流体が流れるようにするための逆止弁５１と、この注入路５０を遮断する流路遮断手段５２とが設けられている。

流路遮断手段５２は、例えば図２や図３のような構成を有している。図２では、注入路５０の途中に、流路遮断用プラグ５２ａを挿入するためのプラグ挿入手段５２ｂが備えられており、このプラグ挿入手段５２ｂにおいて、流体圧室１６からの流路（注入路）とダイアフラム２０への流路（注入路）とが直交するように構成されている。そして、プラグ挿入手段５２ｂに流路遮断用プラグ５２ａを挿入すると、流路遮断用プラグ５２ａの先端と側面とで、流体圧室１６からの流路とダイアフラム２０への流路とをそれぞれ塞ぎ、これにより注入路５０を遮断できるようになっている。また、この流路遮断用プラグ５２ａを引き抜くと、流体圧室１６からの流路とダイアフラム２０への流路とがプラグ挿入手段５２ｂ内で連通するため、注入路５０の遮断が解除される。尚、この構成において、プラグ挿入手段５２ｂにおけるプラグ挿入孔の内面にはシール部材５２ｃが設けられており、これによりプラグ挿入孔からの作動流体の漏れが防止されている。

また、図３の構成では、ダイアフラムヘッドに設けられたプラグ挿入孔に流路遮断用プラグ５２ａが挿入されており、図２の構成と同様に、流路遮断用プラグ５２ａの挿入、引き抜き動作により、注入路５０の遮断及び遮断の解除を行えるようにしている。

次に、以上のような構成のダイアフラムポンプ１による圧力伝達媒体の注入動作を説明する。この注入動作は、ポンプ製造時あるいは破損したダイアフラム２０の張り替え時に行われるものであるので、まず、２枚のダイアフラムシート２０ａ，２０ｂを張り合わせた後、リザーバ室２８から補給流路３０を通って流体圧室１６内に作動流体を流入させると共に、ポンプ１の運転（エア抜き運転）を開始する。

このとき、排出路４０のドレン弁４０ｂを開き、さらに流路遮断手段５２による注入路５０の遮断を解除すると、リザーバ室２８から流体圧室１６内に流入した作動流体の一部が、ポンプ１の働き（プランジャ２６の運動）により流体圧室１６から注入路５０内に押し出され、ダイアフラムシート２０ａ，２０ｂ間に作動流体が注入されていく。そして、開いた状態のドレン弁４０ｂを通って外部に作動流体が排出され始めたら、流路遮断手段５２により注入路５０を遮断し、この状態でポンプ１の運転を続けると、ポンプ１の運転圧力によって、ダイアフラムシート２０ａ，２０ｂ間の過剰の圧力伝達媒体が、混入するエアと共に逆止弁４０ａ、ドレン弁４０ｂを通って外部に排出され、２枚のダイアフラムシート２０ａ，２０ｂが１枚のダイアフラムのように張り合わされる。そして、この状態でドレン弁４０ｂを閉じると、圧力伝達媒体を介して２枚のダイアフラムシート２０ａ，２０ｂが密着し、一体化したダイアフラム２０が形成される。

以上のように、本実施形態に係るダイアフラムポンプ１によれば、作動流体を圧力伝達媒体にも使用する場合（例えば、上記構成の油圧式ダイアフラムポンプにおいて、圧力伝達媒体を油とした場合）には、ポンプ１の運転により、流体圧室１６内の作動流体の一部を圧力伝達媒体としてダイアフラムシート２０ａ，２０ｂ間へ注入することができる。従って、従来のようなシリンジ等を用いた手作業により生じていた労力を解消でき、圧力伝達媒体の注入口からの飛散などを生じさせることなく、圧力伝達媒体の注入作業を効率良く行うことができる。

本発明の一実施形態に係るダイアフラムポンプの概略構成図である。図１のダイアフラムポンプにおける流路遮断手段の一例を示す図である。図１のダイアフラムポンプにおける流路遮断手段の一例を示す図である。従来のダイアフラムポンプの概略構成図である。

符号の説明

１ダイアフラムポンプ、１２ダイアフラムヘッド、１４ダイアフラム室、１６流体圧室、１８ポンプ室、２０ダイアフラム、２０ａ，２０ｂダイアフラムシート、２２吸入管、２２ａ逆止弁、２４吐出管、２４ａ逆止弁、２６プランジャ、２８リザーバ室、３０補給流路、３０ａ補給弁、３２解放流路、３２ａレリーフ弁、３４プランジャシール、３６周縁リング、４０排出路、４０ａ逆止弁、４０ｂドレン弁、４２圧力検出手段、５０注入路、５１逆止弁、５２流路遮断手段。

Claims

作動流体を収容する流体圧室と、取扱い液が流出入するポンプ室と、流体を介して２枚のダイアフラムシートを密着させることにより形成された、前記流体圧室と前記ポンプ室とを仕切るダイアフラムと、前記流体圧室内の作動流体を介して前記ダイアフラムを往復動させるプランジャと、前記２枚のダイアフラムシートの間に注入される流体を通す注入路と、を有し、前記ダイアフラムの往復動によって前記ポンプ室内における取扱い液の流出入を行うダイアフラムポンプであって、
前記注入路は、前記流体圧室と、前記２枚のダイアフラムシートの間に形成される空間とを連通するように設けられ、
前記プランジャの往復動により、前記注入路を通して前記流体圧室内の作動流体を前記２枚のダイアフラムシートの間に注入可能とした、ダイアフラムポンプ。
請求項１に記載のダイアフラムポンプにおいて、
前記注入路は、前記流体圧室から前記２枚のダイアフラムシートの間に向かう一方向にのみ作動流体を流すための逆止弁と、この流路を遮断する流路遮断手段と、を有する、ダイアフラムポンプ。