WO2019106889A1 - 液体ポンプ - Google Patents
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- WO2019106889A1 WO2019106889A1 PCT/JP2018/029245 JP2018029245W WO2019106889A1 WO 2019106889 A1 WO2019106889 A1 WO 2019106889A1 JP 2018029245 W JP2018029245 W JP 2018029245W WO 2019106889 A1 WO2019106889 A1 WO 2019106889A1
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
- F04B43/00—Machines, pumps, or pumping installations having flexible working members
- F04B43/02—Machines, pumps, or pumping installations having flexible working members having plate-like flexible members, e.g. diaphragms
- F04B43/04—Pumps having electric drive
Definitions
- the present disclosure relates to a liquid pump that sucks and discharges liquid.
- Patent Document 1 there is a liquid pump which sucks and discharges a liquid by reciprocating a diaphragm by rotation of a variable speed motor (see Patent Document 1).
- the discharge amount of the liquid can be controlled from a small amount to a large amount by adjusting the rotational speed of the variable speed motor.
- the present disclosure has been made to solve the above-mentioned problems, and it is an object of the present invention to provide a liquid pump which can accurately control and miniaturize the discharge amount of liquid even when a flow meter is not used. As the main purpose.
- a first means for solving the above problems is a liquid pump, and A first suction channel, A first pressure chamber connected to the first suction passage; A first discharge flow path connected to the first pressure chamber; A second suction channel, A second pressure chamber connected to the second suction passage; A second discharge flow path connected to the second pressure chamber; A suction side connection flow path connected to the inflow port through which the liquid flows, and connecting the first suction flow path and the second suction flow path; A discharge side connection flow path which connects the first discharge flow path and the second discharge flow path and is connected to an outlet through which the liquid flows out; Motor, A drive mechanism that alternately performs contraction of the first pressure chamber and expansion of the second pressure chamber and expansion of the first pressure chamber and contraction of the second pressure chamber based on rotation of the motor; An air bubble sensor attached to at least one of the suction side connection flow passage and the discharge side connection flow passage and detecting air bubbles contained in the liquid flowing in the attached flow passage; A control unit which controls the discharge amount of the liquid by adjusting the rotational speed of the motor on condition that the
- the suction side connection flow path is connected to the inflow port through which the liquid flows, and connects the first suction flow path and the second suction flow path.
- the discharge side connection flow path connects the first discharge flow path and the second discharge flow path, and is connected to the outlet from which the liquid flows out. Then, the reduction of the first pressure chamber and the enlargement of the second pressure chamber and the enlargement of the first pressure chamber and the reduction of the second pressure chamber are alternately performed by the drive mechanism based on the rotation of the motor. Therefore, the liquid can be discharged alternately from the first pressure chamber and the second pressure chamber, and pulsation of the liquid can be suppressed as compared with the case where the liquid is discharged from only one pressure chamber. That is, the pulsation of the liquid can be suppressed by discharging the same liquid instead of discharging the different liquids from the two pressure chambers.
- the liquid pump can be miniaturized.
- the air bubble sensor is attached to at least one of the suction side connection flow passage and the discharge side connection flow passage, and detects air bubbles contained in the liquid flowing in the attached flow passage. Then, the control unit controls the discharge speed of the liquid by adjusting the rotational speed of the motor on condition that no air bubble is detected by the air bubble sensor. Therefore, it is possible to accurately control the discharge amount of the liquid by adjusting the rotational speed of the motor in a state where the liquid does not contain air bubbles. Therefore, even when the flow meter is not used, the discharge amount of the liquid can be accurately controlled. On the other hand, when the liquid contains bubbles, the control of the discharge amount of the liquid is not performed by adjusting the rotational speed of the motor, so that the discharge amount of the liquid can be prevented from becoming inaccurate.
- Air bubbles contained in the liquid flowing through the suction side connection flow path are alternately sucked into and discharged from the first pressure chamber and the second pressure chamber.
- the air bubble sensor attached to at least one of the suction side connection flow channel and the discharge side connection flow channel can detect the air bubbles contained in the liquid.
- At least one of the suction side connection flow path and the discharge side connection flow path includes a tube portion formed of a transparent resin tube, and the air bubble sensor is an optical air bubble sensor, It is attached to the said tube part, and the said tube part is accommodated in the housing which shields an ultraviolet-ray.
- At least one of the suction side connection flow path and the discharge side connection flow path includes the tube portion formed of the transparent resin tube.
- an optical bubble sensor is attached to a transparent tube part. Therefore, the bubble sensor can detect the bubble based on the light transmitted through the transparent tube portion. According to the transparent resin tube, it is possible to easily form the light transmitting portion necessary for the optical bubble sensor.
- the optical bubble sensor can be miniaturized as compared with a microwave bubble sensor, an ultrasonic bubble sensor, and the like.
- the tube portion formed of the transparent resin tube When the tube portion formed of the transparent resin tube is flexible, the tube portion may be bent and hang down. In that case, there is a possibility that the attachment of the tube portion may be disturbed or the liquid may easily leak from the connection portion of the tube portion.
- the metal tube in the tube portion, is fitted on the outer periphery of the portion other than the portion to which the air bubble sensor is attached. For this reason, a tube part can be supported by a metal pipe, and it can suppress that a tube part hangs down. Furthermore, by fixing the metal tube, the tube portion can be easily fixed. Therefore, the tube portion can be easily attached, and the liquid can be prevented from easily leaking from the connection portion of the tube portion.
- the suction side connection flow channel and the discharge side connection flow channel each include the tube portion, and the air bubble sensor is configured to be connected to the inflow port at the tube portion of the suction side connection flow channel.
- the air bubble sensor includes the first air bubble sensor attached between the inlet and the second suction passage in the tube portion of the suction side connection flow passage, and the air bubble sensor in the tube portion of the discharge side connection flow passage. And a second air bubble sensor mounted between the discharge flow passage and the outlet. Therefore, the bubbles contained in the liquid, which flows from the inflow port to the suction side connection flow path, the second suction flow path, the second pressure chamber, the second discharge flow path, the discharge side connection flow path, and the flow outlet in this order, It can be detected by a bubble sensor.
- the bubbles contained in the liquid sequentially flowing from the inflow port to the suction side connection flow path, the first suction flow path, the first pressure chamber, the first discharge flow path, the discharge side connection flow path, and the outflow port are second bubbles. It can be detected by a sensor. Therefore, even when the air bubbles flow in only one of the first suction flow path and the second suction flow path, the air bubbles can be detected without leakage.
- the drive mechanism comprises: a first reciprocating member that reciprocates to reduce and expand the first pressure chamber; and a second to reciprocate to expand and reduce the second pressure chamber.
- a reciprocating member and a connecting member for connecting the first reciprocating member and the second reciprocating member are provided, and the first pressure chamber and the second pressure chamber are connected based on the rotation of the motor.
- the connecting member is reciprocated in the direction, and the longitudinal direction of the portion connecting the first suction flow channel and the second suction flow channel in the suction side connection flow channel, and the discharge side connection flow channel in the discharge side connection flow channel
- the longitudinal direction of the portion connecting the one discharge flow passage and the second discharge flow passage is parallel to the reciprocation direction of the connection member.
- the first reciprocating member that reciprocates to reduce and enlarge the first pressure chamber, and the second reciprocating member that reciprocates to expand and reduce the second pressure chamber are connected It is connected by a member. Then, based on the rotation of the motor, the connecting member is reciprocated in the direction connecting the first pressure chamber and the second pressure chamber. Therefore, the first pressure chamber is reduced by the first reciprocating member based on the rotation of the motor, and the second pressure chamber is enlarged by the second reciprocating member. Further, based on the rotation of the motor, the first pressure chamber is expanded by the first reciprocating member, and the second pressure chamber is contracted by the second reciprocating member. Therefore, the liquid can be alternately discharged from the first pressure chamber and the second pressure chamber.
- the longitudinal direction of the portion connecting the first suction flow path and the second suction flow path, and in the discharge side connection flow path, the first discharge flow path and the second discharge flow path is parallel to the longitudinal direction of the connecting member. Therefore, the suction side connection flow path, the discharge side connection flow path, and the air bubble sensor can be disposed on the side of the space in which the connection member reciprocates. Therefore, the connection member, the suction side connection flow path, the discharge side connection flow path, and the air bubble sensor can be efficiently disposed, and the liquid pump can be miniaturized.
- the connecting member includes a plate-like portion formed in a rectangular plate shape, and the first sliding member is attached to the diagonal of the first main surface of the plate-like portion, respectively.
- Second sliding members are attached to the second main surface of the plate-like portion not to overlap with the first sliding member, and the first sliding member faces the first main surface.
- a second sliding member sliding on a first slidable member disposed parallel to the plate-like portion, and a second sliding member disposed parallel to the plate-like portion facing the second main surface It slides with the sliding member.
- the connecting member includes the plate-like portion formed in a rectangular plate shape, and the first sliding member is attached to the diagonal of the first main surface of the plate-like portion, and the plate-like portion
- the second sliding members are attached to the diagonals of the second main surface not overlapping the first sliding member. That is, in the plate-like portion, the diagonal to which the first sliding member is attached is different from the diagonal to which the second sliding member is attached. For this reason, the first sliding member and the second sliding member do not overlap via the plate-like portion, and the mounting member (for example, screw) for mounting the first sliding member and the mounting for mounting the second sliding member Interference with the member can be prevented.
- the first main surface and the second main surface are the two largest surfaces of the surfaces of the rectangular plate-like portion, and the second main surface is the back surface of the first main surface.
- the first sliding member slides on a first slidable member disposed in parallel to the plate-like portion so as to face the first main surface, and the second sliding member faces the second main surface. And slides on a second slidable member disposed parallel to the plate-like portion. Therefore, the first sliding member is attached to two of the four corners of the first main surface, and the second sliding member is attached to two of the four corners of the second main surface. Even if it is, rotation of the connection member centering on the central line of a connection member can be suppressed.
- the first suction flow passage, the first discharge flow passage, the second suction flow passage, the second discharge flow passage, the suction side connection flow passage, and the discharge side connection flow passage It is arranged along a common plane. Therefore, the flow paths of the liquid pumps can be efficiently arranged along the common plane, and the liquid pumps can be thinned.
- the eighth means comprises a three-way switching valve having a valve inlet, a first valve outlet, and a second valve outlet, said valve inlet being directly connected to said outlet, said first valve outlet being The second valve outlet is an outlet for discharging the liquid, and the second valve outlet is an outlet for discharging air bubbles contained in the liquid and is opened upward.
- the valve inlet of the three-way switching valve is directly connected to the outlet from which the liquid flows out. For this reason, piping which connects an outlet and a valve inlet is unnecessary, and a liquid pump can be miniaturized. Since the first valve outlet is an outlet for discharging the liquid, the liquid can be discharged from the first valve outlet by connecting the valve inlet and the first valve outlet by the three-way switching valve.
- the second valve outlet is an outlet for discharging air bubbles contained in the liquid, and opens upward. Therefore, by connecting the valve inlet and the second valve outlet by the three-way switching valve, air bubbles can be easily discharged from the second valve outlet opened upward.
- the control unit connects the valve inlet and the second valve outlet by the three-way switching valve, and the air bubble sensor detects the air bubble. It is determined that an abnormality is present if the period in which the H. is detected exceeds a predetermined period.
- the control unit causes the three-way switching valve to connect the valve inlet and the second valve outlet when air bubbles are detected by the air bubble sensor. Therefore, when the liquid temporarily contains air bubbles, the air bubbles can be discharged. Furthermore, the control unit determines that the operation is abnormal if the period in which the air bubble is detected by the air bubble sensor exceeds a predetermined period. For this reason, when the end of the pipe or the like connected to the liquid inlet is located above the liquid level of the liquid tank, it can be determined as abnormal if the mixing of the air bubbles can not be prevented.
- the tenth means is a liquid pump, A suction passage connected to the inlet through which the liquid flows; A pressure chamber connected to the suction passage; A discharge passage connecting the pressure chamber and an outlet from which the liquid flows out; Motor, A drive mechanism that alternately reduces and enlarges the pressure chamber based on the rotation of the motor; A bubble sensor attached to at least one of the suction flow passage and the discharge flow passage to detect bubbles contained in the liquid flowing in the attached flow passage; A control unit which controls the discharge amount of the liquid by adjusting the rotational speed of the motor on condition that the air bubble sensor does not detect the air bubble; Equipped with At least one of the suction flow path and the discharge flow path includes a tube portion formed of a transparent resin tube, The air bubble sensor is an optical air bubble sensor, and is attached to the tube portion, The tube portion is housed in a housing that blocks ultraviolet light.
- the suction passage is connected to the inlet through which the liquid flows in, and is connected to the pressure chamber.
- the discharge flow path connects the pressure chamber and the outlet from which the liquid flows out. Then, the reduction and expansion of the pressure chamber are alternately performed by the drive mechanism based on the rotation of the motor. Therefore, it is possible to suction the liquid into the pressure chamber and discharge the liquid from the pressure chamber.
- the air bubble sensor is attached to at least one of the suction flow passage and the discharge flow passage, and detects air bubbles contained in the liquid flowing in the attached flow passage. Then, the control unit controls the discharge speed of the liquid by adjusting the rotational speed of the motor on condition that no air bubble is detected by the air bubble sensor. Therefore, it is possible to accurately control the discharge amount of the liquid by adjusting the rotational speed of the motor in a state where the liquid does not contain air bubbles. Therefore, even when the flow meter is not used, the discharge amount of the liquid can be accurately controlled. On the other hand, when the liquid contains bubbles, the control of the discharge amount of the liquid is not performed by the adjustment of the rotational speed of the motor, so that the discharge amount of the liquid can be prevented from being inaccurate.
- At least one of the suction flow path and the discharge flow path includes a tube portion formed of a transparent resin tube.
- an optical bubble sensor is attached to a transparent tube part. Therefore, the bubble sensor can detect the bubble based on the light transmitted through the transparent tube portion. According to the transparent resin tube, it is possible to easily form the light transmitting portion necessary for the optical bubble sensor.
- the optical bubble sensor can be miniaturized as compared with a microwave bubble sensor, an ultrasonic bubble sensor, and the like.
- a metal pipe is fitted on the outer periphery of the portion other than the portion to which the air bubble sensor is attached.
- the perspective view of a fluid pump The partial see-through perspective view of a fluid pump.
- the longitudinal cross-sectional view which shows a crank mechanism.
- the longitudinal cross-sectional view which shows a flow path, a pressure chamber, and a connection member.
- the liquid pump 10 includes a motor unit 20, a pump unit 30, and a control unit 90.
- the control unit 90 is a microcomputer provided with a CPU, a ROM, a RAM, a drive circuit, an input / output interface, and the like.
- the liquid pump 10 sucks and discharges liquid fertilizer (liquid) by the pump unit 30 by controlling the drive state of the motor unit 20 by the control unit 90.
- the motor unit 20 includes a motor, a reduction gear that reduces the rotational speed of the motor, and the like.
- the rotational speed (driving state) of the motor is controlled by the control unit 90.
- the output shaft 21 of the motor unit 20 is inserted into the inside of the pump unit 30.
- the pump unit 30 includes a crank mechanism 40.
- the crankshaft 41 of the crank mechanism 40 is connected to the output shaft 21.
- the center line of the output shaft 21 and the center line of the crankshaft 41 coincide with each other.
- the crankshaft 41 is rotatably supported by the main body 31 of the pump unit 30 via the bearing 22.
- the main body 31 is formed of metal or the like that blocks ultraviolet light.
- the main body 31 is formed in a rectangular parallelepiped shape (box shape), and a space is formed inside the main body 31.
- crank pin 42 is connected to the crankshaft 41.
- the crankpin 42 is connected to the crankshaft 41 at a position eccentric to the center line of the output shaft 21 (crankshaft 41). Therefore, when the output shaft 21 rotates, the crankpin 42 revolves around the output shaft 21.
- a roller 45 is attached to the outer periphery of the crank pin 42 via a bearing 44 by a bolt 43. That is, the roller 45 is rotatably supported by the crank pin 42 via the bearing 44.
- a first flow passage block 50 and a second flow passage block 60 are attached to both ends of the main body 31 in the longitudinal direction (left and right direction in FIG. 4).
- the first and second flow path blocks 50 and 60 are formed in substantially the same shape by resin or the like that blocks ultraviolet light.
- a first suction flow path 53, a first pressure chamber 55, and a first discharge flow path 57 are formed in the first flow path block 50.
- An inflow passage 51 is formed in the first passage block 50.
- One end of the inflow passage 51 is connected to the inflow port 52 opened to the outside of the first passage block 50, and the other end of the inflow passage 51 is connected to the first suction passage 53.
- One end of a pipe or the like is connected to the inflow port 52, and the other end of the pipe or the like is inserted into the inside of liquid manure stored in the liquid manure tank.
- One end of the first pressure chamber 55 is connected to the first suction passage 53, and the other end of the first pressure chamber 55 is connected to the first discharge passage 57.
- the first pressure chamber 55 is partitioned by a first diaphragm 54 (first reciprocating member).
- a second suction flow passage 63 is connected to one end of the second pressure chamber 65, and the second discharge passage 67 is connected to the other end of the second pressure chamber 65.
- the second discharge flow path 67 is connected to the outlet 68 from which the liquid fertilizer flows out.
- the second pressure chamber 65 is partitioned by a second diaphragm 64 (a second reciprocating member).
- check valves 71 and 72 are provided that allow liquid fertilizer to flow only in the direction of flowing into the first pressure chamber 55 and the second pressure chamber 65, respectively.
- the first discharge flow channel 57 and the second discharge flow channel 67 are provided with check valves 73 and 74 that allow the liquid fertilizer to flow only in the direction of flowing out from the first pressure chamber 55 and the second pressure chamber 65, respectively.
- the first suction passage 53 and the second suction passage 63 are connected by a tube 75.
- the tube 75 (tube portion) is formed of a transparent resin tube.
- a bubble sensor 81 is attached to the tube 75. That is, in the tube 75, the air bubble sensor 81 is attached between the inlet 52 and the second suction flow passage 63.
- the air bubble sensor 81 (first air bubble sensor) is an optical air bubble sensor, and is fixed to the main body 31.
- the air bubble sensor 81 detects air bubbles contained in the liquid fertilizer flowing in the inside of the tube 75 based on the light transmitted through the tube 75.
- the bubble sensor 81 outputs the detection result of the bubble to the control unit 90.
- the inflow channel 51 and the tube 75 constitute a suction side connection channel.
- the first discharge flow channel 57 and the second discharge flow channel 67 are connected by a tube 76.
- the tube 76 (tube portion) is formed of a transparent resin tube.
- a bubble sensor 82 is attached to the tube 76. That is, in the tube 76, the air bubble sensor 82 is attached between the second discharge flow passage 67 and the outlet 68.
- the air bubble sensor 82 (second air bubble sensor) is fixed to the main body 31.
- the bubble sensor 82 is a bubble sensor similar to the bubble sensor 81.
- the bubble sensor 82 outputs the detection result of the bubble to the control unit 90.
- the discharge side connection flow path is configured by the tube 76.
- the tubes 75 and 76 are flexible and may sag and sag due to their own weight. In that case, there is a possibility that the attachment of the tubes 75, 76 may be hindered, or the liquid may easily leak from the connection portion of the tubes 75, 76.
- stainless steel pipes 77A and 77B are fitted on the outer circumferences of the parts other than the part to which the air bubble sensor 81 is attached.
- stainless steel tubes 78A and 78B are fitted around the outer periphery of the portion other than the portion to which the air bubble sensor 82 is attached.
- One end of the stainless steel pipe 77A, 78B is fixed to the main body 31.
- One end of the stainless steel tubes 77B and 78A is fixed to the main body 31.
- the tubes 75 and 76 are accommodated in the main body 31, the first flow path block 50, the second flow path block 60, and the lid 39 (see FIG. 3).
- the inflow passage 51, the first suction passage 53, the first discharge passage 57, the second suction passage 63, the second discharge passage 67, the tube 75, and the tube 76 are disposed along a common plane. There is. Specifically, the central axes of the inflow passage 51, the first suction passage 53, the first discharge passage 57, the second suction passage 63, the second discharge passage 67, the tube 75, and the tube 76 are common. Are placed on the plane of
- the first diaphragm 54 and the second diaphragm 64 are connected by a connecting member 46.
- the connecting member 46 includes rod portions 47A and 47B and a plate portion 48.
- the rod portions 47A and 47B are formed in a cylindrical shape.
- the plate portion 48 is formed in a rectangular plate shape.
- One end of the rod portion 47A is connected to the first diaphragm 54, and the other end of the rod portion 47A is connected to the plate-like portion 48.
- One end of the rod portion 47B is connected to the second diaphragm 64, and the other end of the rod portion 47B is connected to the plate-like portion 48.
- the main body 31 has a protrusion 32 that protrudes to the opposite side to the motor unit 20.
- An end face 32 a of the protrusion 32 (first slidable member) is perpendicular to the output shaft 21.
- the main surface 48a (first main surface) facing the end face 32a in the plate-like portion 48 is parallel to the end face 32a.
- a main surface 48b (second main surface) which is a back surface of the main surface 48a is parallel to the main surface 48a.
- the main surfaces 48 a and 48 b are the two largest surfaces of the surfaces of the rectangular plate-like portion 48.
- the guide member 34 is disposed to face the main surface 48 b.
- the guide member 34 (second slidable member) is fixed to the main body 31.
- the surface 34a opposed to the main surface 48b is parallel to the main surface 48b.
- the first sliding members 35 are attached to the diagonals of the main surface 48 a of the plate-like portion 48.
- second sliding members 36 are attached to the main surface 48 b of the plate-like portion 48 at diagonals not overlapping the first sliding members 35. That is, the first sliding member 35 and the second sliding member 36 are attached to the front surface and the back surface of the plate portion 48, respectively. Furthermore, the first sliding member 35 and the second sliding member 36 are attached at positions where they do not overlap in the plate portion 48.
- the sliding members 35 and 36 are formed in a plate shape of a material having a small coefficient of friction with the projecting portion 32 and the guide member 34, for example, a fluorine resin or the like.
- the slide members 35 and 36 are attached to the plate portion 48 by screws (attachment members).
- the sliding members 35 and 36 can slide relative to the projecting portion 32 and the guide member 34, respectively. Further, the rotation of the connecting member 46 around the rod portions 47A and 47B is restricted by the sliding members 35 and 36, the projecting portion 32, and the guide member 34.
- a through hole 49 is formed in the plate-like portion 48.
- the crank pin 42 and the roller 45 are inserted into the through hole 49.
- the width Wx of the through hole 49 in the x direction (the centerline direction of the rod portions 47A and 47B) connecting the first pressure chamber 55 and the second pressure chamber 65 is substantially equal to the outer diameter of the roller 45.
- the width Wy of the through hole 49 in the y direction perpendicular to the crank pin 42 and perpendicular to the x direction is wider than the range in which the roller 45 moves in the y direction when the roller 45 revolves around the crankshaft 41 .
- the rod portions 47A and 47B are supported by the support portions 37A and 37B of the main body 31 so as to be capable of reciprocating in the x direction. Further, the rotation of the connecting member 46 around the crankshaft 41 or the crank pin 42 is restricted by the support portions 37A and 37B.
- the functions of the support portions 37A and 37B may be realized by a support member such as a bearing.
- the connecting member 46 is reciprocated in the x direction.
- the first pressure chamber 55 is reduced by the first diaphragm 54, and the second pressure chamber 65 is expanded by the second diaphragm 64. Therefore, the liquid fertilizer is discharged from the first pressure chamber 55, and the liquid fertilizer is sucked into the second pressure chamber 65.
- the first pressure chamber 55 is expanded by the first diaphragm 54, and the second pressure chamber 65 is contracted by the second diaphragm 64. Therefore, the liquid fertilizer is sucked into the first pressure chamber 55, and the liquid fertilizer is discharged from the second pressure chamber 65.
- a crank mechanism 40 is configured by the crankshaft 41, the crank pin 42, the bearing 44, the roller 45, and the connecting member 46.
- a driving mechanism is constituted by the crank mechanism 40, the sliding members 35, 36, the guide member 34, the main body 31 (projecting portion 32, supporting portions 37A, 37B), and the diaphragms 54, 64.
- the longitudinal direction of the tube 75 and the longitudinal direction of the tube 76 are parallel to the reciprocation direction (x direction) of the connecting member 46. That is, in the space inside the main body 31, the tube 75, the air bubble sensor 81 and the tube 76, and the air bubble sensor 82 are arranged on both sides of the connection member 46, respectively. As shown in FIG. 3, this space is closed by a lid 39.
- the lid 39 is formed in a plate shape by a resin or the like that blocks ultraviolet light.
- a housing is configured by the main body 31, the first flow path block 50, the second flow path block 60, and the lid 39.
- the liquid pump 10 is provided with a three-way switching valve 84.
- the three-way switching valve 84 has a valve inlet 85, a first valve outlet 86, and a second valve outlet 87, and switches the connection state of the valve inlet 85, the first valve outlet 86, and the second valve outlet 87. It is a well-known switching valve.
- the valve inlet 85 is directly connected to the outlet 68, and the liquid fertilizer flowing out from the outlet 68 flows in.
- the first valve outlet 86 is an outlet for discharging the liquid fertilizer, and a pipe or the like for sending the liquid fertilizer to a device or the like using the liquid fertilizer is connected.
- the second valve outlet 87 is an outlet for discharging air bubbles contained in the liquid fertilizer, and opens upward.
- the liquid pump 10 is disposed such that the second valve outlet 87 faces upward.
- the suction flow paths 53 and 63 and the discharge flow paths 57 and 67 are parallel to the vertical direction (y direction).
- the tubes 75 and 76 are parallel to the horizontal direction (x direction).
- the connection state of the three-way switching valve 84 is controlled by the controller 90.
- the control unit 90 adjusts the rotational speed of the output shaft 21 of the motor unit 20 (rotational speed of the motor) to control the discharge amount of the liquid fertilizer.
- the control unit 90 causes the three-way switching valve 84 to connect the valve inlet 85 and the second valve outlet 87.
- the liquid fertilizer is not discharged from the first valve outlet 86, and the control of the discharge amount of the liquid by adjusting the rotational speed of the output shaft 21 is not performed.
- the control unit 90 determines that the operation is abnormal if the period in which the air bubble is detected by the air bubble sensor 81 or the air bubble sensor 82 exceeds a predetermined period.
- control unit 90 When it is determined that the control unit 90 is abnormal, the control unit 90 notifies the abnormality by a warning light or an alarm. That is, the control unit 90 adjusts the rotational speed of the output shaft 21 of the motor unit 20 to control the discharge amount of liquid fertilizer, on the condition that the air bubble sensor 81 and the air bubble sensor 82 do not detect air bubbles.
- the reduction of the first pressure chamber 55 and the enlargement of the second pressure chamber 65 based on the rotation of the output shaft 21 of the motor unit 20 by the drive mechanism including the crank mechanism 40 and the diaphragms 54 and 64, and the first pressure chamber 55 And the contraction of the second pressure chamber 65 are alternately performed. Therefore, it is possible to discharge liquid fertilizer alternately from the first pressure chamber 55 and the second pressure chamber 65, and it is possible to suppress the pulsation of liquid fertilizer as compared with the case where liquid fertilizer is discharged from only one pressure chamber. . That is, the pulsation of the liquid fertilizer can be suppressed by discharging the same liquid fertilizer, instead of discharging different liquid fertilizers from the two pressure chambers.
- the liquid pump 10 can be miniaturized.
- the control unit 90 adjusts the rotational speed of the output shaft 21 of the motor unit 20 to control the discharge amount of the liquid fertilizer, on the condition that no air bubble is detected by the air bubble sensors 81 and 82. Therefore, it is possible to control the discharge amount of the liquid fertilizer accurately by adjusting the rotational speed of the output shaft 21 of the motor unit 20 in a state where the liquid fertilizer does not contain air bubbles. Therefore, even when the flow meter is not used, the discharge amount of liquid fertilizer can be accurately controlled. On the other hand, when the liquid fertilizer contains air bubbles, the control of the discharge amount of the liquid fertilizer by the adjustment of the rotational speed of the output shaft 21 of the motor unit 20 is not performed, so that the discharge amount of the liquid fertilizer is suppressed can do.
- the flow path of the liquid fertilizer includes tubes 75, 76 formed of a transparent resin tube.
- the optical bubble sensors 81 and 82 are attached to the transparent tubes 75 and 76, respectively. Therefore, the bubble sensors 81 and 82 can detect bubbles based on the light transmitted through the transparent tubes 75 and 76. According to the transparent resin tube, it is possible to easily form a light transmitting portion necessary for the optical bubble sensors 81 and 82.
- transparent resin tubes have the property of whitening when exposed to ultraviolet light for a long time.
- the accuracy of air bubble detection by the air bubble sensors 81 and 82 may be reduced.
- the tubes 75 and 76 are accommodated in the main body 31 blocking the ultraviolet light, the flow path blocks 50 and 60, and the lid 39, it is possible to suppress the whitening of the tubes 75 and 76.
- the optical bubble sensors 81 and 82 can be miniaturized as compared to a microwave bubble sensor or an ultrasonic bubble sensor.
- the stainless steel tubes 77A and 77B are fitted around the outer periphery of the portion other than the portion to which the air bubble sensor 81 is attached.
- the stainless steel tubes 78A and 78B are fitted around the outer periphery of the portion other than the portion where the air bubble sensor 82 is attached. Therefore, the tube 75 can be supported by the stainless steel tubes 77A and 77B, and it is possible to suppress the tube 75 from hanging down.
- the stainless steel tubes 78A and 78B can support the tube 76 and can suppress the tube 76 from hanging down. Furthermore, by fixing the stainless steel pipes 77A to 78B, the tubes 75 and 76 can be easily fixed. Therefore, the tubes 75 and 76 can be easily attached, and the liquid fertilizer can be prevented from easily leaking from the connection portion of the tubes 75 and 76.
- the liquid pump 10 is attached to the air bubble sensor 81 attached between the inlet 52 and the second suction passage 63 in the tube 75 and attached between the first discharge passage 57 and the outlet 68 in the tube 76 And an air bubble sensor 82. Therefore, the bubbles contained in the liquid fertilizer sequentially flowing from the inflow port 52 to the inflow flow path 51, the tube 75, the second suction flow path 63, the second pressure chamber 65, the second discharge flow path 67, and the outflow port 68 It can be detected by the sensor 81.
- a bubble sensor is used to detect air bubbles contained in the liquid fertilizer that sequentially flows from the inflow port 52 to the inflow flow path 51, the first suction flow path 53, the first pressure chamber 55, the first discharge flow path 57, the tube 76, and the outflow port 68. 82 can be detected. Therefore, even when the air bubbles flow in only one of the first suction flow path 53 and the second suction flow path 63, the air bubbles can be detected without leakage.
- the longitudinal direction of the tube 75 and the longitudinal direction of the tube 76 are parallel to the longitudinal direction of the connecting member 46. Therefore, the tubes 75 and 76 and the air bubble sensors 81 and 82 can be disposed on the side of the space in which the connecting member 46 reciprocates. Therefore, the connection member 46, the tubes 75 and 76, and the air bubble sensors 81 and 82 can be efficiently disposed in the main body 31, and the liquid pump 10 can be miniaturized.
- the connecting member 46 includes the plate-like portion 48 formed in a rectangular plate shape, and the first sliding member 35 is attached to the diagonal of the main surface 48 a of the plate-like portion 48.
- the second sliding members 36 are attached to the main surface 48 b at diagonals not overlapping the first sliding member 35. That is, in the plate-like portion 48, the diagonal to which the first sliding member 35 is attached is different from the diagonal to which the second sliding member 36 is attached. Therefore, the first sliding member 35 and the second sliding member 36 do not overlap via the plate-like portion 48, and a screw for attaching the first sliding member 35 and a screw for attaching the second sliding member 36 are provided. Can be prevented from interfering with each other. Therefore, the configuration in which the plate-like portion 48, the first sliding member 35, and the second sliding member 36 are assembled can be thinned, and the liquid pump 10 can be miniaturized.
- the first sliding member 35 slides on the projecting portion 32 disposed in parallel to the plate-like portion 48 so as to face the main surface 48a, and the second sliding member 36 faces the main surface 48b It slides with a guide member 34 arranged parallel to the protuberance 48. Therefore, the first sliding member 35 is attached to two of the four corners of the main surface 48a, and the second sliding member 36 is attached to two of the four corners of the main surface 48b. Even if it is, rotation of the connection member 46 centering on the central line of rod part 47A, 47B can be suppressed.
- the inflow passage 51, the first suction passage 53, the first discharge passage 57, the second suction passage 63, the second discharge passage 67, and the tubes 75 and 76 are disposed along a common plane. There is. For this reason, the flow paths of the liquid pump 10 can be efficiently arranged along a common plane, and the liquid pump 10 can be thinned.
- the valve inlet 85 of the three-way switching valve 84 is directly connected to the outlet 68 from which the liquid fertilizer flows out. For this reason, the piping which connects the outflow port 68 and the valve inlet 85 is unnecessary, and the liquid pump 10 can be miniaturized. Since the first valve outlet 86 is an outlet for discharging the liquid fertilizer, the liquid inlet can be discharged from the first valve outlet 86 by connecting the valve inlet 85 and the first valve outlet 86 by the three-way switching valve 84. it can. Further, the second valve outlet 87 is an outlet for discharging air bubbles contained in the liquid fertilizer, and is opened upward. Therefore, by connecting the valve inlet 85 and the second valve outlet 87 by the three-way switching valve 84, air bubbles can be easily discharged from the second valve outlet 87 opened upward.
- the control unit 90 causes the three-way switching valve 84 to connect the valve inlet 85 and the second valve outlet 87 when a bubble is detected by the bubble sensor 81 or the bubble sensor 82. Therefore, when the liquid fertilizer temporarily contains air bubbles, the air bubbles can be discharged. Furthermore, the control unit 90 determines that the operation is abnormal if the period in which the air bubble is detected by the air bubble sensor 81 or the air bubble sensor 82 exceeds a predetermined period. For this reason, when the piping connected to the inflow port 52 of the liquid fertilizer is detached or when the liquid fertilizer in the liquid fertilizer tank becomes empty, it can be judged as abnormal when the mixing of air bubbles can not be prevented. .
- the second valve outlet 87 of the three-way switching valve 84 can also be opened horizontally.
- the control unit 90 causes the three-way switching valve 84 to connect the valve inlet 85 and the second valve outlet 87 when the air bubble is detected by the air bubble sensor 81 or the air bubble sensor 82, and the air bubble sensor 81 or the air bubble sensor Only one of the determinations as abnormal may be performed when the period in which the air bubbles are detected by 82 exceeds a predetermined period.
- the control unit 90 only determines that the period when the air bubble is detected by the air bubble sensor 81 or the air bubble sensor 82 exceeds a predetermined period, it is possible to omit the three-way switching valve 84. it can.
- a configuration in which the longitudinal direction of the tube 75 and the longitudinal direction of the tube 76 are not parallel to the longitudinal direction of the connecting member 46 may be employed.
- the first slide members 35 may be attached to the four corners of the main surface 48a of the plate portion 48, and the second slide members 36 may be attached to the four corners of the main surface 48b of the plate portion 48.
- the air bubble sensor attached to at least one of the tubes 75 and 76 can detect air bubbles contained in the liquid fertilizer.
- the tube 75 and the air bubble sensor 81 can be omitted, and the first discharge passage 57 can be connected to an outlet different from the outlet 68. And liquid manure can also be discharged to a separate apparatus etc. from two outlets, respectively. Even in this case, it has the same advantages as the above embodiment except for the advantage that the pulsation of liquid fertilizer can be suppressed and the advantage that air bubbles can be detected without leakage.
- the tubes 75 and 76 and the air bubble sensors 81 and 82 are omitted, and the second suction passage 63 is connected to an inlet different from the inlet 52, and the first discharge passage 57 is an outlet different from the outlet 68 It can also be connected. Then, different liquid fertilizers can be sucked from the two inlets, and the liquid fertilizers can be respectively discharged from the two outlets to separate devices and the like.
- at least one of the first suction flow channel 53 and the first discharge flow channel 57 may include a tube portion formed of a transparent resin tube, and the air bubble sensor 82 may be attached to the tube portion.
- at least one of the second suction flow path 63 and the second discharge flow path 67 may include a tube portion formed of a transparent resin tube, and the air bubble sensor 81 may be attached to the tube portion.
- the tube portion is housed in the main body 31, the first flow path block 50, the second flow path block 60, and the lid 39 for blocking ultraviolet light, it is possible to suppress the tube portion from being whitened.
- the optical bubble sensor can be miniaturized as compared with a microwave bubble sensor, an ultrasonic bubble sensor, and the like.
- the stainless tubes 77A and 78B may be simply sandwiched between the main body 31 and the air bubble sensor 81.
- the stainless steel tubes 77 B and 78 A may be simply sandwiched between the main body 31 and the air bubble sensor 82. Further, the stainless steel tubes 77A to 78B fitted to the tubes 75 and 76 can be omitted.
- bubble sensors 81 and 82 an ultrasonic bubble sensor or a microwave bubble sensor may be employed. In that case, opaque tubing can be used instead of the tubes 75 and 76.
- liquid pump 10 may be a piston type liquid pump.
- the liquid pump 10 may suck and discharge not only liquid manure but also other liquids such as chemical solution and pure water.
- SYMBOLS 10 Liquid pump, 20 ... Motor part (motor), 21 ... Output shaft, 30 ... Pump part, 31 ... Main body, 32 ... Protrusion part (1st slidable member), 32a ... End surface, 34 ...
Landscapes
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Abstract
液体ポンプ(10)は、液体が流入する流入口(52)に接続され、第1吸入流路(53)と第2吸入流路(63)とを接続する吸入側接続流路(51,75)と、第1吐出流路(57)と第2吐出流路(67)とを接続し、液体が流出する流出口(68)に接続された吐出側接続流路(76)と、モータと、モータの回転に基づいて、第1圧力室(55)の縮小及び第2圧力室(65)の拡大と、第1圧力室の拡大及び第2圧力室の縮小とを交互に行う駆動機構と、吸入側接続流路及び吐出側接続流路の少なくとも一方に取り付けられ、取り付けられた流路内を流通する液体に含まれる気泡を検出する気泡センサ(81,82)と、気泡センサにより気泡が検出されていないことを条件として、モータの回転速度を調節して液体の吐出量を制御する制御部と、を備える。
Description
本出願は、2017年12月1日に出願された日本出願番号2017-232004号に基づくもので、ここにその記載内容を援用する。
本開示は、液体を吸入して吐出する液体ポンプに関する。
従来、可変速モータの回転によりダイヤフラムを往復動させて、液体を吸入及び吐出する液体ポンプがある(特許文献1参照)。特許文献1に記載の液体ポンプでは、可変速モータの回転速度を調節することにより、液体の吐出量を少量から多量まで制御できるとしている。
ところで、液体中に気泡が存在する場合は、液体の吐出量を正確に制御することができない。また、ダイヤフラムを往復動させる液体ポンプでは、液体の流れに脈動が生じるため、吐出量の制御性が低下するおそれがある。このため、特許文献1に記載の液体ポンプは、未だ改善の余地がある。なお、液体の吐出量を流量計により測定して制御することも考えられるが、装置の大型化や高コスト化が避けられない。
本開示は、上記課題を解決するためになされたものであり、流量計を用いない場合であっても、液体の吐出量を正確に制御するとともに小型化することができる液体ポンプを提供することを主たる目的とする。
上記課題を解決するための第1の手段は、液体ポンプであって、
第1吸入流路と、
前記第1吸入流路に接続された第1圧力室と、
前記第1圧力室に接続された第1吐出流路と、
第2吸入流路と、
前記第2吸入流路に接続された第2圧力室と、
前記第2圧力室に接続された第2吐出流路と、
液体が流入する流入口に接続され、前記第1吸入流路と前記第2吸入流路とを接続する吸入側接続流路と、
前記第1吐出流路と前記第2吐出流路とを接続し、前記液体が流出する流出口に接続された吐出側接続流路と、
モータと、
前記モータの回転に基づいて、前記第1圧力室の縮小及び前記第2圧力室の拡大と、前記第1圧力室の拡大及び前記第2圧力室の縮小とを交互に行う駆動機構と、
前記吸入側接続流路及び前記吐出側接続流路の少なくとも一方に取り付けられ、取り付けられた流路内を流通する前記液体に含まれる気泡を検出する気泡センサと、
前記気泡センサにより前記気泡が検出されていないことを条件として、前記モータの回転速度を調節して前記液体の吐出量を制御する制御部と、
を備える。
第1吸入流路と、
前記第1吸入流路に接続された第1圧力室と、
前記第1圧力室に接続された第1吐出流路と、
第2吸入流路と、
前記第2吸入流路に接続された第2圧力室と、
前記第2圧力室に接続された第2吐出流路と、
液体が流入する流入口に接続され、前記第1吸入流路と前記第2吸入流路とを接続する吸入側接続流路と、
前記第1吐出流路と前記第2吐出流路とを接続し、前記液体が流出する流出口に接続された吐出側接続流路と、
モータと、
前記モータの回転に基づいて、前記第1圧力室の縮小及び前記第2圧力室の拡大と、前記第1圧力室の拡大及び前記第2圧力室の縮小とを交互に行う駆動機構と、
前記吸入側接続流路及び前記吐出側接続流路の少なくとも一方に取り付けられ、取り付けられた流路内を流通する前記液体に含まれる気泡を検出する気泡センサと、
前記気泡センサにより前記気泡が検出されていないことを条件として、前記モータの回転速度を調節して前記液体の吐出量を制御する制御部と、
を備える。
上記構成によれば、吸入側接続流路は、液体が流入する流入口に接続され、第1吸入流路と第2吸入流路とを接続している。また、吐出側接続流路は、第1吐出流路と第2吐出流路とを接続し、液体が流出する流出口に接続されている。そして、駆動機構により、モータの回転に基づいて、第1圧力室の縮小及び第2圧力室の拡大と、第1圧力室の拡大及び第2圧力室の縮小とが交互に行われる。このため、第1圧力室及び第2圧力室から交互に液体を吐出することができ、1つの圧力室のみから液体を吐出する場合と比較して、液体の脈動を抑制することができる。すなわち、2つの圧力室から異なる液体をそれぞれ吐出するのではなく、あえて同一の液体を吐出することにより、液体の脈動を抑制することができる。
さらに、吸入側接続流路により流入口から第1吸入流路及び第2吸入流路へ液体を流通させることができるため、吸入側の流路を配置するスペースを小さくすることができる。同様に、吐出側接続流路により第1吐出流路及び第2吐出流路から流出口へ液体を流通させることができるため、吐出側の流路を配置するスペースを小さくすることができる。しかも、共通の駆動機構により、第1圧力室及び第2圧力室が縮小及び拡大される。したがって、液体ポンプを小型化することができる。
ここで、気泡センサが、吸入側接続流路及び吐出側接続流路の少なくとも一方に取り付けられ、取り付けられた流路内を流通する液体に含まれる気泡を検出する。そして、制御部は、気泡センサにより気泡が検出されていないことを条件として、モータの回転速度を調節して液体の吐出量を制御する。このため、液体に気泡が含まれていない状態で、モータの回転速度を調節して液体の吐出量を正確に制御することができる。したがって、流量計を用いない場合であっても、液体の吐出量を正確に制御することができる。一方、液体に気泡が含まれている場合は、モータの回転速度の調節による液体の吐出量の制御が行われないため、液体の吐出量が不正確になることを抑制することができる。
なお、吸入側接続流路を流通する液体に含まれる気泡は、第1圧力室及び第2圧力室へ交互に吸入されて吐出される。このため、基本的には、吸入側接続流路及び吐出側接続流路の少なくとも一方に取り付けられた気泡センサにより、液体に含まれる気泡を検出することができる。
第2の手段では、前記吸入側接続流路及び前記吐出側接続流路の少なくとも一方は、透明な樹脂チューブにより形成されたチューブ部を含み、前記気泡センサは、光学式の気泡センサであり、前記チューブ部に取り付けられており、前記チューブ部は、紫外線を遮る筐体内に収納されている。
上記構成によれば、吸入側接続流路及び吐出側接続流路の少なくとも一方は、透明な樹脂チューブにより形成されたチューブ部を含んでいる。そして、光学式の気泡センサは、透明なチューブ部に取り付けられている。このため、気泡センサは、透明なチューブ部を透過させた光に基づいて、気泡を検出することができる。透明な樹脂チューブによれば、光学式の気泡センサに必要な光の透過部を容易に形成することができる。
しかしながら、一般に透明な樹脂チューブは、紫外線に長期間晒されることで白化する性質がある。その場合、気泡センサによる気泡検出の精度が低下するおそれがある。この点、チューブ部は紫外線を遮る筐体内に収納されているため、チューブ部が白化することを抑制することができる。また、光学式の気泡センサは、マイクロ波式の気泡センサや超音波式の気泡センサ等と比べて、小型化することができる。
透明な樹脂チューブで形成されたチューブ部が可撓性である場合は、チューブ部が撓んで垂れ下がるおそれがある。その場合、チューブ部の取り付けに支障をきたしたり、チューブ部の接続部から液体が漏れ易くなったりするおそれがある。
この点、第3の手段では、前記チューブ部において、前記気泡センサが取り付けられた部分以外の部分の外周に金属管が嵌められている。このため、金属管によりチューブ部を支えることができ、チューブ部が垂れ下がることを抑制することができる。さらに、金属管を固定することで、チューブ部を容易に固定することができる。しがって、チューブ部の取り付けを容易に行うことができるとともに、チューブ部の接続部から液体が漏れ易くなることを抑制することができる。
第4の手段では、前記吸入側接続流路及び前記吐出側接続流路は、前記チューブ部をそれぞれ含んでおり、前記気泡センサは、前記吸入側接続流路の前記チューブ部において前記流入口と前記第2吸入流路との間に取り付けられた第1気泡センサと、前記吐出側接続流路の前記チューブ部において前記第1吐出流路と前記流出口との間に取り付けられた第2気泡センサとを含んでいる。
上記構成によれば、気泡センサは、吸入側接続流路のチューブ部において流入口と第2吸入流路との間に取り付けられた第1気泡センサと、吐出側接続流路のチューブ部において第1吐出流路と流出口との間に取り付けられた第2気泡センサとを含んでいる。このため、流入口から吸入側接続流路、第2吸入流路、第2圧力室、第2吐出流路、吐出側接続流路、流出口へ順に流通する液体に含まれる気泡を、第1気泡センサにより検出することができる。一方、流入口から吸入側接続流路、第1吸入流路、第1圧力室、第1吐出流路、吐出側接続流路、流出口へ順に流通する液体に含まれる気泡を、第2気泡センサにより検出することができる。したがって、気泡が第1吸入流路及び第2吸入流路の一方にのみ流れた場合でも、気泡を漏れなく検出することができる。
第5の手段では、前記駆動機構は、前記第1圧力室を縮小及び拡大するように往復動する第1往復動部材と、前記第2圧力室を拡大及び縮小するように往復動する第2往復動部材と、前記第1往復動部材及び前記第2往復動部材を連結する連結部材と、を備え、前記モータの回転に基づいて、前記第1圧力室と前記第2圧力室とを結ぶ方向へ前記連結部材が往復動させられ、前記吸入側接続流路において前記第1吸入流路と前記第2吸入流路とを接続する部分の長手方向、及び前記吐出側接続流路において前記第1吐出流路と前記第2吐出流路とを接続する部分の長手方向は、前記連結部材の往復動方向に平行である。
上記構成によれば、第1圧力室を縮小及び拡大するように往復動する第1往復動部材と、第2圧力室を拡大及び縮小するように往復動する第2往復動部材とが、連結部材により連結されている。そして、モータの回転に基づいて、第1圧力室と第2圧力室とを結ぶ方向へ連結部材が往復動させられる。このため、モータの回転に基づいて、第1往復動部材により第1圧力室が縮小されるとともに、第2往復動部材により第2圧力室が拡大される。また、モータの回転に基づいて、第1往復動部材により第1圧力室が拡大されるとともに、第2往復動部材により第2圧力室が縮小される。このため、第1圧力室及び第2圧力室から交互に液体を吐出することができる。
さらに、吸入側接続流路において第1吸入流路と第2吸入流路とを接続する部分の長手方向、及び吐出側接続流路において第1吐出流路と第2吐出流路とを接続する部分の長手方向は、連結部材の長手方向に平行である。このため、連結部材が往復動するスペースの側方に、吸入側接続流路、吐出側接続流路、及び気泡センサを配置することができる。したがって、連結部材、吸入側接続流路、吐出側接続流路、及び気泡センサを効率的に配置することができ、液体ポンプを小型化することができる。
第6の手段では、前記連結部材は、矩形板状に形成された板状部を含んでおり、前記板状部の第1主面の対角にそれぞれ第1摺動部材が取り付けられ、前記板状部の第2主面における前記第1摺動部材と重ならない対角にそれぞれ第2摺動部材が取り付けられており、前記第1摺動部材は、前記第1主面に対向して前記板状部に平行に配置された第1被摺動部材と摺動し、前記第2摺動部材は、前記第2主面に対向して前記板状部に平行に配置された第2被摺動部材と摺動する。
上記構成によれば、連結部材は、矩形板状に形成された板状部を含んでおり、板状部の第1主面の対角にそれぞれ第1摺動部材が取り付けられ、板状部の第2主面における第1摺動部材と重ならない対角にそれぞれ第2摺動部材が取り付けられている。すなわち、板状部において、第1摺動部材が取り付けられた対角と、第2摺動部材が取り付けられた対角とは異なっている。このため、第1摺動部材と第2摺動部材とは、板状部を介して重なり合っておらず、第1摺動部材を取り付ける取付部材(例えばねじ)と第2摺動部材を取り付ける取付部材とが干渉することを防ぐことができる。したがって、板状部、第1摺動部材、及び第2摺動部材を組み付けた構成を薄くすることができ、液体ポンプを小型化することができる。なお、第1主面及び第2主面は、矩形板状の板状部の面のうち最も大きい2つの面であり、第2主面は第1主面の裏面である。
そして、第1摺動部材は、第1主面に対向して板状部に平行に配置された第1被摺動部材と摺動し、第2摺動部材は、第2主面に対向して板状部に平行に配置された第2被摺動部材と摺動する。このため、第1主面の4つの角のうち2つの角に第1摺動部材が取り付けられ、第2主面の4つの角のうち2つの角に第2摺動部材が取り付けられた構成であっても、連結部材の中心線を中心とした連結部材の回転を抑制することができる。
第7の手段では、前記第1吸入流路、前記第1吐出流路、前記第2吸入流路、前記第2吐出流路、前記吸入側接続流路、及び前記吐出側接続流路は、共通の平面に沿って配置されている。このため、液体ポンプの流路を共通の平面に沿って効率的に配置することができ、液体ポンプを薄型化することができる。
第8の手段では、弁入口、第1弁出口、及び第2弁出口を有する3方向切換弁を備え、前記弁入口は、前記流出口に直接接続されており、前記第1弁出口は、前記液体を吐出する出口であり、前記第2弁出口は、前記液体に含まれる気泡を排出する出口であり、上方に向けて開口している。
上記構成によれば、3方向切換弁の弁入口は、液体が流出する流出口に直接接続されている。このため、流出口と弁入口とを接続する配管が不要であり、液体ポンプを小型化することができる。第1弁出口は、液体を吐出する出口であるため、3方向切換弁により弁入口と第1弁出口とを接続することで、第1弁出口から液体を吐出することができる。また、第2弁出口は、液体に含まれる気泡を排出する出口であり、上方に向けて開口している。このため、3方向切換弁により弁入口と第2弁出口とを接続することで、上方に向けて開口した第2弁出口から気泡を容易に排出することができる。
第9の手段では、前記制御部は、前記気泡センサにより前記気泡が検出された場合に、前記3方向切換弁により前記弁入口と前記第2弁出口とを接続させ、前記気泡センサにより前記気泡が検出された期間が所定期間を超えた場合に異常であると判定する。
上記構成によれば、制御部は、気泡センサにより気泡が検出された場合に、3方向切換弁により弁入口と第2弁出口とを接続させる。このため、液体に一時的に気泡が含まれた場合に、気泡を排出することができる。さらに、制御部は、気泡センサにより気泡が検出された期間が所定期間を超えた場合に異常であると判定する。このため、液体の流入口に接続された配管等の端部が液体タンクの液面よりも上方にある場合等、気泡の混入を防げない場合には、異常であると判定することができる。
第10の手段は、液体ポンプであって、
液体が流入する流入口に接続された吸入流路と、
前記吸入流路に接続された圧力室と、
前記圧力室と前記液体が流出する流出口とを接続する吐出流路と、
モータと、
前記モータの回転に基づいて、前記圧力室の縮小及び拡大を交互に行う駆動機構と、
前記吸入流路及び前記吐出流路の少なくとも一方に取り付けられ、取り付けられた流路内を流通する前記液体に含まれる気泡を検出する気泡センサと、
前記気泡センサにより前記気泡が検出されていないことを条件として、前記モータの回転速度を調節して前記液体の吐出量を制御する制御部と、
を備え、
前記吸入流路及び前記吐出流路の少なくとも一方は、透明な樹脂チューブにより形成されたチューブ部を含み、
前記気泡センサは、光学式の気泡センサであり、前記チューブ部に取り付けられており、
前記チューブ部は、紫外線を遮る筐体内に収納されている。
液体が流入する流入口に接続された吸入流路と、
前記吸入流路に接続された圧力室と、
前記圧力室と前記液体が流出する流出口とを接続する吐出流路と、
モータと、
前記モータの回転に基づいて、前記圧力室の縮小及び拡大を交互に行う駆動機構と、
前記吸入流路及び前記吐出流路の少なくとも一方に取り付けられ、取り付けられた流路内を流通する前記液体に含まれる気泡を検出する気泡センサと、
前記気泡センサにより前記気泡が検出されていないことを条件として、前記モータの回転速度を調節して前記液体の吐出量を制御する制御部と、
を備え、
前記吸入流路及び前記吐出流路の少なくとも一方は、透明な樹脂チューブにより形成されたチューブ部を含み、
前記気泡センサは、光学式の気泡センサであり、前記チューブ部に取り付けられており、
前記チューブ部は、紫外線を遮る筐体内に収納されている。
上記構成によれば、吸入流路は、液体が流入する流入口に接続され、圧力室に接続されている。また、吐出流路は、圧力室と、液体が流出する流出口とを接続している。そして、駆動機構により、モータの回転に基づいて、圧力室の縮小及び拡大が交互に行われる。このため、圧力室への液体の吸入と、圧力室からの液体の吐出とを行うことができる。
ここで、気泡センサが、吸入流路及び吐出流路の少なくとも一方に取り付けられ、取り付けられた流路内を流通する液体に含まれる気泡を検出する。そして、制御部は、気泡センサにより気泡が検出されていないことを条件として、モータの回転速度を調節して液体の吐出量を制御する。このため、液体に気泡が含まれていない状態で、モータの回転速度を調節して液体の吐出量を正確に制御することができる。したがって、流量計を用いない場合であっても、液体の吐出量を正確に制御することができる。一方、液体に気泡が含まれている場合は、モータの回転速度の調節による液体の吐出量の制御が行われないため、液体の吐出量が不正確になることを避けることができる。
さらに、吸入流路及び吐出流路の少なくとも一方は、透明な樹脂チューブにより形成されたチューブ部を含んでいる。そして、光学式の気泡センサは、透明なチューブ部に取り付けられている。このため、気泡センサは、透明なチューブ部を透過させた光に基づいて、気泡を検出することができる。透明な樹脂チューブによれば、光学式の気泡センサに必要な光の透過部を容易に形成することができる。
しかしながら、一般に透明な樹脂チューブは、紫外線に長期間晒されることで白化する性質がある。その場合、気泡センサによる気泡検出の精度が低下するおそれがある。この点、チューブ部は紫外線を遮る筐体内に収納されているため、チューブ部が白化することを抑制することができる。また、光学式の気泡センサは、マイクロ波式の気泡センサや超音波式の気泡センサ等と比べて、小型化することができる。
第11の手段では、前記チューブ部において、前記気泡センサが取り付けられた部分以外の部分の外周に金属管が嵌められている。
上記構成によれば、第3の手段と同様の作用効果を奏することができる。
本開示についての上記目的およびその他の目的、特徴や利点は、添付の図面を参照しながら下記の詳細な記述により、より明確になる。
液体ポンプの斜視図。
液体ポンプの部分透視斜視図。
クランク機構を示す縦断面図。
流路、圧力室、及び連結部材を示す縦断面図。
以下、液肥供給システムに用いられる液体ポンプに具現化した一実施形態について、図面を参照して説明する。図1,2に示すように、液体ポンプ10は、モータ部20、ポンプ部30、及び制御部90を備えている。制御部90は、CPU、ROM、RAM、駆動回路、及び入出力インターフェース等を備えるマイクロコンピュータである。液体ポンプ10は、制御部90によりモータ部20の駆動状態を制御することで、ポンプ部30により液肥(液体)を吸入及び吐出させる。
モータ部20は、モータや、モータの回転速度を減速する減速機等を備えている。モータの回転速度(駆動状態)は、制御部90により制御される。図3の縦断面図に示すように、モータ部20の出力軸21は、ポンプ部30の内部に挿入されている。ポンプ部30は、クランク機構40を備えている。出力軸21には、クランク機構40のクランク軸41が接続されている。出力軸21の中心線とクランク軸41の中心線とは一致している。クランク軸41は、ベアリング22を介して、ポンプ部30の本体31により回転自在に支持されている。本体31は、紫外線を遮る金属等により形成されている。本体31は直方体状(箱型)に形成されており、本体31の内部には空間が形成されている。
クランク軸41には、クランクピン42が接続されている。クランクピン42は、出力軸21(クランク軸41)の中心線から偏心した位置でクランク軸41に接続されている。このため、出力軸21が回転すると、クランクピン42は出力軸21を中心として公転する。
クランクピン42の外周には、ボルト43によりベアリング44を介してローラ45が取り付けられている。すなわち、ローラ45は、ベアリング44を介して、クランクピン42により回転自在に支持されている。
図4の縦断面図に示すように、本体31の長手方向(同図の左右方向)の両端には、第1流路ブロック50及び第2流路ブロック60がそれぞれ取り付けられている。第1,第2流路ブロック50,60は、紫外線を遮る樹脂等により、略同一の形状に形成されている。
第1流路ブロック50には、第1吸入流路53、第1圧力室55、及び第1吐出流路57が形成されている。第1流路ブロック50には、流入流路51が形成されている。流入流路51の一端は、第1流路ブロック50の外部に開口した流入口52に接続されており、流入流路51の他端は第1吸入流路53に接続されている。流入口52には、配管等の一端が接続され、配管等の他端は液肥タンクに貯留された液肥の内部に挿入される。第1圧力室55の一端には第1吸入流路53が接続されており、第1圧力室55の他端には第1吐出流路57が接続されている。第1圧力室55は、第1ダイヤフラム54(第1往復動部材)により区画されている。
同様に、第2流路ブロック60には、第2吸入流路63、第2圧力室65、及び第2吐出流路67が形成されている。第2圧力室65の一端には第2吸入流路63が接続されており、第2圧力室65の他端には第2吐出流路67が接続されている。第2吐出流路67は、液肥が流出する流出口68に接続されている。第2圧力室65は、第2ダイヤフラム64(第2往復動部材)により区画されている。
第1吸入流路53及び第2吸入流路63には、それぞれ第1圧力室55及び第2圧力室65へ流入する方向にのみ液肥を流通させるチェック弁71,72が設けられている。第1吐出流路57及び第2吐出流路67には、それぞれ第1圧力室55及び第2圧力室65から流出する方向にのみ液肥を流通させるチェック弁73,74が設けられている。
第1吸入流路53と第2吸入流路63とは、チューブ75により接続されている。チューブ75(チューブ部)は、透明な樹脂チューブにより形成されている。チューブ75には、気泡センサ81が取り付けられている。すなわち、チューブ75において、流入口52と第2吸入流路63との間に気泡センサ81が取り付けられている。気泡センサ81(第1気泡センサ)は、光学式の気泡センサであり、本体31に固定されている。気泡センサ81は、チューブ75を透過させた光に基づいて、チューブ75内を流通する液肥に含まれる気泡を検出する。気泡センサ81は、気泡の検出結果を制御部90へ出力する。なお、流入流路51及びチューブ75により、吸入側接続流路が構成されている。
同様に、第1吐出流路57と第2吐出流路67とは、チューブ76により接続されている。チューブ76(チューブ部)は、透明な樹脂チューブにより形成されている。チューブ76には、気泡センサ82が取り付けられている。すなわち、チューブ76において、第2吐出流路67と流出口68との間に気泡センサ82が取り付けられている。気泡センサ82(第2気泡センサ)は、本体31に固定されている。気泡センサ82は、気泡センサ81と同様の気泡センサである。気泡センサ82は、気泡の検出結果を制御部90へ出力する。なお、チューブ76により、吐出側接続流路が構成されている。
チューブ75,76は、可撓性であり、自重により撓んで垂れ下がるおそれがある。その場合、チューブ75,76の取り付けに支障をきたしたり、チューブ75,76の接続部から液体が漏れ易くなったりするおそれがある。
この点、チューブ75において、気泡センサ81が取り付けられた部分以外の部分の外周には、それぞれステンレス管77A,77B(金属管)が嵌められている。同様に、チューブ76において、気泡センサ82が取り付けられた部分以外の部分の外周には、それぞれステンレス管78A,78B(金属管)が嵌められている。ステンレス管77A,78Bの一端は、本体31に固定されている。ステンレス管77B,78Aの一端は、本体31に固定されている。そして、本体31、第1流路ブロック50、第2流路ブロック60、及び蓋39(図3参照)の内部に、チューブ75,76が収納されている。
流入流路51、第1吸入流路53、第1吐出流路57、第2吸入流路63、第2吐出流路67、チューブ75、及びチューブ76は、共通の平面に沿って配置されている。詳しくは、流入流路51、第1吸入流路53、第1吐出流路57、第2吸入流路63、第2吐出流路67、チューブ75、及びチューブ76のそれぞれの中心軸は、共通の平面上に配置されている。
第1ダイヤフラム54と第2ダイヤフラム64とは、連結部材46により連結されている。連結部材46は、ロッド部47A,47Bと板状部48とを備えている。ロッド部47A,47Bは、円柱状に形成されている。板状部48は、矩形板状に形成されている。ロッド部47Aの一端が第1ダイヤフラム54に接続されており、ロッド部47Aの他端が板状部48に接続されている。ロッド部47Bの一端が第2ダイヤフラム64に接続されており、ロッド部47Bの他端が板状部48に接続されている。
図3に示すように、本体31は、モータ部20と反対側に突出した突出部32を有している。突出部32(第1被摺動部材)の端面32aは、出力軸21に垂直になっている。板状部48において端面32aに対向する主面48a(第1主面)は、端面32aに平行になっている。板状部48において主面48aの裏面である主面48b(第2主面)は、主面48aに平行になっている。主面48a,48bは、矩形板状の板状部48の面のうち最も大きい2つの面である。
主面48bに対向してガイド部材34が配置されている。ガイド部材34(第2被摺動部材)は、本体31に固定されている。ガイド部材34において主面48bに対向する面34aは、主面48bに平行になっている。
板状部48の主面48aの対角に、それぞれ第1摺動部材35が取り付けられている。図4に示すように、板状部48の主面48bにおける第1摺動部材35と重ならない対角に、それぞれ第2摺動部材36が取り付けられている。すなわち、第1摺動部材35と第2摺動部材36とは、板状部48の表面と裏面とにそれぞれ取り付けられている。さらに、第1摺動部材35と第2摺動部材36とは、板状部48において重なり合わない位置に取り付けられている。摺動部材35,36は、突出部32及びガイド部材34との摩擦係数が小さい材料、例えばフッ素樹脂等により、板状に形成されている。摺動部材35,36は、ねじ(取付部材)によりそれぞれ板状部48に取り付けられている。そして、摺動部材35,36は、突出部32及びガイド部材34に対してそれぞれ摺動可能になっている。また、ロッド部47A,47Bを中心とした連結部材46の回転が、摺動部材35,36、突出部32、及びガイド部材34により規制されている。
板状部48には、貫通孔49が形成されている。貫通孔49には、上記クランクピン42及びローラ45が挿入されている。第1圧力室55と第2圧力室65とを結ぶx方向(ロッド部47A,47Bの中心線方向)における貫通孔49の幅Wxは、ローラ45の外径と略等しくなっている。クランクピン42に垂直且つx方向に垂直なy方向における貫通孔49の幅Wyは、ローラ45がクランク軸41を中心として公転する際にローラ45がy方向に移動する範囲よりも広くなっている。
ロッド部47A,47Bは、それぞれ本体31の支持部37A,37Bにより、x方向に往復動可能に支持されている。また、クランク軸41又はクランクピン42を中心とした連結部材46の回転が、支持部37A,37Bにより規制されている。なお、支持部37A,37Bの機能を、軸受け等の支持部材により実現してもよい。
そして、モータ部20の出力軸21が回転することにより、連結部材46がx方向に往復動させられる。これにより、第1圧力室55が第1ダイヤフラム54により縮小されると共に、第2圧力室65が第2ダイヤフラム64により拡大される。このため、第1圧力室55から液肥が吐出されると共に、第2圧力室65に液肥が吸入される。続いて、第1圧力室55が第1ダイヤフラム54により拡大されると共に、第2圧力室65が第2ダイヤフラム64により縮小される。このため、第1圧力室55に液肥が吸入されると共に、第2圧力室65から液肥が吐出される。すなわち、圧力室55,65から、交互に液肥が吐出される。なお、クランク軸41、クランクピン42、ベアリング44、ローラ45、連結部材46により、クランク機構40が構成されている。クランク機構40、摺動部材35,36、ガイド部材34、本体31(突出部32、支持部37A,37B)、及びダイヤフラム54,64により、駆動機構が構成されている。
チューブ75の長手方向、及びチューブ76の長手方向は、連結部材46の往復動方向(x方向)に平行である。すなわち、本体31の内部の空間において、連結部材46の両側に、チューブ75,気泡センサ81とチューブ76,気泡センサ82とがそれぞれ配置されている。図3に示すように、この空間は、蓋39により閉じられている。蓋39は、紫外線を遮る樹脂等により、板状に形成されている。なお、本体31、第1流路ブロック50、第2流路ブロック60、及び蓋39により、筐体が構成されている。
液体ポンプ10は、3方向切換弁84を備えている。3方向切換弁84は、弁入口85、第1弁出口86、及び第2弁出口87を有しており、弁入口85、第1弁出口86、及び第2弁出口87の接続状態を切り換える周知の切換弁である。弁入口85は、上記流出口68に直接接続されており、流出口68から流出した液肥が流入する。第1弁出口86は、液肥を吐出する出口であり、液肥を使用する装置等へ液肥を送る配管等が接続される。第2弁出口87は、液肥に含まれる気泡を排出する出口であり、上方に向けて開口している。すなわち、液体ポンプ10は、第2弁出口87が上方を向くように配置される。このため、吸入流路53,63、及び吐出流路57,67は、鉛直方向(y方向)に平行となっている。チューブ75,76は、水平方向(x方向)に平行となっている。3方向切換弁84の接続状態は、制御部90により制御される。
制御部90は、モータ部20の出力軸21の回転速度(モータの回転速度)を調節して、液肥の吐出量を制御する。ただし、制御部90は、気泡センサ81又は気泡センサ82により気泡が検出された場合に、3方向切換弁84により弁入口85と第2弁出口87とを接続させる。この場合は、第1弁出口86から液肥が吐出されず、出力軸21の回転速度の調節による液体の吐出量の制御が行われない。また、制御部90は、気泡センサ81又は気泡センサ82により気泡が検出された期間が所定期間を超えた場合に、異常であると判定する。制御部90は、異常であると判定した場合に、警告灯や警報により異常を報知する。すなわち、制御部90は、気泡センサ81及び気泡センサ82により気泡が検出されていないことを条件として、モータ部20の出力軸21の回転速度を調節して液肥の吐出量を制御する。
以上詳述した本実施形態は、以下の利点を有する。
・クランク機構40及びダイヤフラム54,64を含む駆動機構により、モータ部20の出力軸21の回転に基づいて、第1圧力室55の縮小及び第2圧力室65の拡大と、第1圧力室55の拡大及び第2圧力室65の縮小とが交互に行われる。このため、第1圧力室55及び第2圧力室65から交互に液肥を吐出することができ、1つの圧力室のみから液肥を吐出する場合と比較して、液肥の脈動を抑制することができる。すなわち、2つの圧力室から異なる液肥をそれぞれ吐出するのではなく、あえて同一の液肥を吐出することにより、液肥の脈動を抑制することができる。
・チューブ75により流入口52から第1吸入流路53及び第2吸入流路63へ液体を流通させることができるため、吸入側の流路を配置するスペースを小さくすることができる。同様に、チューブ76により第1吐出流路57及び第2吐出流路67から流出口68へ液体を流通させることができるため、吐出側の流路を配置するスペースを小さくすることができる。しかも、共通の駆動機構により、第1圧力室55及び第2圧力室65が縮小及び拡大される。したがって、液体ポンプ10を小型化することができる。
・制御部90は、気泡センサ81,82により気泡が検出されていないことを条件として、モータ部20の出力軸21の回転速度を調節して液肥の吐出量を制御する。このため、液肥に気泡が含まれていない状態で、モータ部20の出力軸21の回転速度を調節して液肥の吐出量を正確に制御することができる。したがって、流量計を用いない場合であっても、液肥の吐出量を正確に制御することができる。一方、液肥に気泡が含まれている場合は、モータ部20の出力軸21の回転速度の調節による液肥の吐出量の制御が行われないため、液肥の吐出量が不正確になることを抑制することができる。
・液肥の流路は、透明な樹脂チューブにより形成されたチューブ75,76を含んでいる。そして、光学式の気泡センサ81,82は、透明なチューブ75,76にそれぞれ取り付けられている。このため、気泡センサ81,82は、透明なチューブ75,76を透過させた光に基づいて、気泡を検出することができる。透明な樹脂チューブによれば、光学式の気泡センサ81,82に必要な光の透過部を容易に形成することができる。
・一般に透明な樹脂チューブは、紫外線に長期間晒されることで白化する性質がある。その場合、気泡センサ81,82による気泡検出の精度が低下するおそれがある。この点、チューブ75,76は紫外線を遮る本体31、流路ブロック50,60、及び蓋39内に収納されているため、チューブ75,76が白化することを抑制することができる。また、光学式の気泡センサ81,82は、マイクロ波式の気泡センサや超音波式の気泡センサ等と比べて、小型化することができる。
・チューブ75において、気泡センサ81が取り付けられた部分以外の部分の外周にステンレス管77A,77Bが嵌められている。チューブ76において、気泡センサ82が取り付けられた部分以外の部分の外周にステンレス管78A,78Bが嵌められている。このため、ステンレス管77A,77Bによりチューブ75を支えることができ、チューブ75が垂れ下がることを抑制することができる。ステンレス管78A,78Bによりチューブ76を支えることができ、チューブ76が垂れ下がることを抑制することができる。さらに、ステンレス管77A~78Bを固定することで、チューブ75,76を容易に固定することができる。しがって、チューブ75,76の取り付けを容易に行うことができるとともに、チューブ75,76の接続部から液肥が漏れ易くなることを抑制することができる。
・液体ポンプ10は、チューブ75において流入口52と第2吸入流路63との間に取り付けられた気泡センサ81と、チューブ76において第1吐出流路57と流出口68との間に取り付けられた気泡センサ82とを備えている。このため、流入口52から流入流路51、チューブ75、第2吸入流路63、第2圧力室65、第2吐出流路67、流出口68へ順に流通する液肥に含まれる気泡を、気泡センサ81により検出することができる。一方、流入口52から流入流路51、第1吸入流路53、第1圧力室55、第1吐出流路57、チューブ76、流出口68へ順に流通する液肥に含まれる気泡を、気泡センサ82により検出することができる。したがって、気泡が第1吸入流路53及び第2吸入流路63の一方にのみ流れた場合でも、気泡を漏れなく検出することができる。
・チューブ75の長手方向、及びチューブ76の長手方向は、連結部材46の長手方向に平行である。このため、連結部材46が往復動するスペースの側方に、チューブ75,76及び気泡センサ81,82を配置することができる。したがって、本体31内に、連結部材46、チューブ75,76、及び気泡センサ81,82を効率的に配置することができ、液体ポンプ10を小型化することができる。
・連結部材46は、矩形板状に形成された板状部48を含んでおり、板状部48の主面48aの対角にそれぞれ第1摺動部材35が取り付けられ、板状部48の主面48bにおける第1摺動部材35と重ならない対角にそれぞれ第2摺動部材36が取り付けられている。すなわち、板状部48において、第1摺動部材35が取り付けられた対角と、第2摺動部材36が取り付けられた対角とは異なっている。このため、第1摺動部材35と第2摺動部材36とは、板状部48を介して重なり合っておらず、第1摺動部材35を取り付けるねじと第2摺動部材36を取り付けるねじとが干渉することを防ぐことができる。したがって、板状部48、第1摺動部材35、及び第2摺動部材36を組み付けた構成を薄くすることができ、液体ポンプ10を小型化することができる。
・第1摺動部材35は、主面48aに対向して板状部48に平行に配置された突出部32と摺動し、第2摺動部材36は、主面48bに対向して板状部48に平行に配置されたガイド部材34と摺動する。このため、主面48aの4つの角のうち2つの角に第1摺動部材35が取り付けられ、主面48bの4つの角のうち2つの角に第2摺動部材36が取り付けられた構成であっても、ロッド部47A,47Bの中心線を中心とした連結部材46の回転を抑制することができる。
・流入流路51、第1吸入流路53、第1吐出流路57、第2吸入流路63、第2吐出流路67、及びチューブ75,76は、共通の平面に沿って配置されている。このため、液体ポンプ10の流路を共通の平面に沿って効率的に配置することができ、液体ポンプ10を薄型化することができる。
・3方向切換弁84の弁入口85は、液肥が流出する流出口68に直接接続されている。このため、流出口68と弁入口85とを接続する配管が不要であり、液体ポンプ10を小型化することができる。第1弁出口86は、液肥を吐出する出口であるため、3方向切換弁84により弁入口85と第1弁出口86とを接続することで、第1弁出口86から液肥を吐出することができる。また、第2弁出口87は、液肥に含まれる気泡を排出する出口であり、上方に向けて開口している。このため、3方向切換弁84により弁入口85と第2弁出口87とを接続することで、上方に向けて開口した第2弁出口87から気泡を容易に排出することができる。
・制御部90は、気泡センサ81又は気泡センサ82により気泡が検出された場合に、3方向切換弁84により弁入口85と第2弁出口87とを接続させる。このため、液肥に一時的に気泡が含まれた場合に、気泡を排出することができる。さらに、制御部90は、気泡センサ81又は気泡センサ82により気泡が検出された期間が所定期間を超えた場合に異常であると判定する。このため、液肥の流入口52に接続された配管が外れたり、液肥タンク内の液肥が空になったりした場合等、気泡の混入を防げない場合には、異常であると判定することができる。
なお、上記実施形態を、以下のように変更して実施することもできる。上記実施形態と同一の部分については、同一の符号を付すことにより説明を省略する。
・3方向切換弁84の第2弁出口87を水平方向に向けて開口させることもできる。
・制御部90は、気泡センサ81又は気泡センサ82により気泡が検出された場合に、3方向切換弁84により弁入口85と第2弁出口87とを接続させること、及び気泡センサ81又は気泡センサ82により気泡が検出された期間が所定期間を超えた場合に異常であると判定することの一方のみを行ってもよい。制御部90が、気泡センサ81又は気泡センサ82により気泡が検出された期間が所定期間を超えた場合に異常であると判定することのみを行う場合は、3方向切換弁84を省略することもできる。
・第1吸入流路53、第1吐出流路57、第2吸入流路63、第2吐出流路67、及びチューブ75,76のうち一部のみが、共通の平面に沿って配置されていてもよい。
・チューブ75の長手方向、及びチューブ76の長手方向が、連結部材46の長手方向に平行でない構成を採用することもできる。
・第1摺動部材35を板状部48の主面48aの四隅にそれぞれ取り付け、第2摺動部材36を板状部48の主面48bの四隅にそれぞれ取り付けることもできる。
・気泡センサ81,82の一方を省略することもできる。その場合であっても、流入流路51を流通する液肥に含まれる気泡は、第1圧力室55及び第2圧力室65へ交互に吸入されて吐出される。このため、基本的には、チューブ75,76の少なくとも一方に取り付けられた気泡センサにより、液肥に含まれる気泡を検出することができる。
・チューブ75及び気泡センサ81を省略し、第1吐出流路57を流出口68とは異なる流出口に接続することもできる。そして、2つの流出口から、別々の装置等へそれぞれ液肥を吐出することもできる。この場合であっても、液肥の脈動を抑制することができる利点、及び気泡を漏れなく検出することができる利点を除いて、上記実施形態と同様の利点を有する。
・チューブ75,76及び気泡センサ81,82を省略し、第2吸入流路63を流入口52とは異なる流入口に接続し、第1吐出流路57を流出口68とは異なる流出口に接続することもできる。そして、2つの流入口から互いに異なる液肥を吸入し、2つの流出口から別々の装置等へそれぞれ液肥を吐出することもできる。この場合に、第1吸入流路53及び第1吐出流路57の少なくとも一方は、透明な樹脂チューブにより形成されたチューブ部を含み、チューブ部に気泡センサ82を取り付けるとよい。また、第2吸入流路63及び第2吐出流路67の少なくとも一方は、透明な樹脂チューブにより形成されたチューブ部を含み、チューブ部に気泡センサ81を取り付けるとよい。
上記構成によっても、液体に気泡が含まれていない状態で、モータ部20の出力軸21の回転速度を調節して液肥の吐出量を正確に制御することができる。したがって、流量計を用いない場合であっても、液肥の吐出量を正確に制御することができる。一方、液肥に気泡が含まれている場合は、モータ部20の出力軸21の回転速度の調節による液肥の吐出量の制御が行われないため、液肥の吐出量が不正確になることを避けることができる。さらに、透明な樹脂チューブにより形成されたチューブ部によれば、光学式の気泡センサに必要な光の透過部を容易に形成することができる。また、チューブ部は紫外線を遮る本体31、第1流路ブロック50、第2流路ブロック60、及び蓋39内に収納されているため、チューブ部が白化することを抑制することができる。また、光学式の気泡センサは、マイクロ波式の気泡センサや超音波式の気泡センサ等と比べて、小型化することができる。
・ステンレス管77A,78Bを、本体31と気泡センサ81との間に挟むだけでもよい。ステンレス管77B,78Aを、本体31と気泡センサ82との間に挟むだけでもよい。また、チューブ75,76に嵌めたステンレス管77A~78Bを省略することもできる。
・気泡センサ81,82として、超音波式の気泡センサや、マイクロ波式の気泡センサを採用することもできる。その場合は、チューブ75,76に代えて不透明の配管を用いることができる。
・ダイヤフラム54,64に代えて、ピストン(往復動部材)及びシリンダを採用することもできる。すなわち、液体ポンプ10は、ピストン式の液体ポンプであってもよい。
・液体ポンプ10は、液肥に限らず、薬液や純水等、その他の液体を吸入及び吐出してもよい。
本開示は、実施形態に準拠して記述されたが、本開示は当該実施形態や構造に限定されるものではないと理解される。本開示は、様々な変形例や均等範囲内の変形をも包含する。加えて、様々な組み合わせや形態、さらには、それらに一要素のみ、それ以上、あるいはそれ以下、を含む他の組み合わせや形態をも、本開示の範疇や思想範囲に入るものである。
10…液体ポンプ、20…モータ部(モータ)、21…出力軸、30…ポンプ部、31…本体、32…突出部(第1被摺動部材)、32a…端面、34…ガイド部材(第2被摺動部材)、34a…面、35…第1摺動部材、36…第2摺動部材、37A…支持部、37B…支持部、39…蓋、40…クランク機構、42…クランクピン、44…ベアリング、45…ローラ、46…連結部材、47A…ロッド部、47B…ロッド部、48…板状部、48a…主面(第1主面)、48b…主面(第2主面)、49…貫通孔、50…第1流路ブロック、52…流入口、53…第1吸入流路、54…第1ダイヤフラム(第1往復動部材)、55…第1圧力室、57…第1吐出流路、60…第2流路ブロック、63…第2吸入流路、64…第2ダイヤフラム(第2往復動部材)、65…第2圧力室、67…第2吐出流路、68…流出口、75…チューブ(チューブ部)、76…チューブ(チューブ部)、81…気泡センサ(第1気泡センサ)、82…気泡センサ(第2気泡センサ)、84…3方向切換弁、85…弁入口、86…第1弁出口、87…第2弁出口、90…制御部。
Claims (11)
- 第1吸入流路と、
前記第1吸入流路に接続された第1圧力室と、
前記第1圧力室に接続された第1吐出流路と、
第2吸入流路と、
前記第2吸入流路に接続された第2圧力室と、
前記第2圧力室に接続された第2吐出流路と、
液体が流入する流入口に接続され、前記第1吸入流路と前記第2吸入流路とを接続する吸入側接続流路と、
前記第1吐出流路と前記第2吐出流路とを接続し、前記液体が流出する流出口に接続された吐出側接続流路と、
モータと、
前記モータの回転に基づいて、前記第1圧力室の縮小及び前記第2圧力室の拡大と、前記第1圧力室の拡大及び前記第2圧力室の縮小とを交互に行う駆動機構と、
前記吸入側接続流路及び前記吐出側接続流路の少なくとも一方に取り付けられ、取り付けられた流路内を流通する前記液体に含まれる気泡を検出する気泡センサと、
前記気泡センサにより前記気泡が検出されていないことを条件として、前記モータの回転速度を調節して前記液体の吐出量を制御する制御部と、
を備える液体ポンプ。 - 前記吸入側接続流路及び前記吐出側接続流路の少なくとも一方は、透明な樹脂チューブにより形成されたチューブ部を含み、
前記気泡センサは、光学式の気泡センサであり、前記チューブ部に取り付けられており、
前記チューブ部は、紫外線を遮る筐体内に収納されている、請求項1に記載の液体ポンプ。 - 前記チューブ部において、前記気泡センサが取り付けられた部分以外の部分の外周に金属管が嵌められている、請求項2に記載の液体ポンプ。
- 前記吸入側接続流路及び前記吐出側接続流路は、前記チューブ部をそれぞれ含んでおり、
前記気泡センサは、前記吸入側接続流路の前記チューブ部において前記流入口と前記第2吸入流路との間に取り付けられた第1気泡センサと、前記吐出側接続流路の前記チューブ部において前記第1吐出流路と前記流出口との間に取り付けられた第2気泡センサとを含んでいる、請求項2又は3に記載の液体ポンプ。 - 前記駆動機構は、前記第1圧力室を縮小及び拡大するように往復動する第1往復動部材と、前記第2圧力室を拡大及び縮小するように往復動する第2往復動部材と、前記第1往復動部材及び前記第2往復動部材を連結する連結部材と、を備え、
前記モータの回転に基づいて、前記第1圧力室と前記第2圧力室とを結ぶ方向へ前記連結部材が往復動させられ、
前記吸入側接続流路において前記第1吸入流路と前記第2吸入流路とを接続する部分の長手方向、及び前記吐出側接続流路において前記第1吐出流路と前記第2吐出流路とを接続する部分の長手方向は、前記連結部材の往復動方向に平行である、請求項1~4のいずれか1項に記載の液体ポンプ。 - 前記連結部材は、矩形板状に形成された板状部を含んでおり、
前記板状部の第1主面の対角にそれぞれ第1摺動部材が取り付けられ、前記板状部の第2主面における前記第1摺動部材と重ならない対角にそれぞれ第2摺動部材が取り付けられており、
前記第1摺動部材は、前記第1主面に対向して前記板状部に平行に配置された第1被摺動部材と摺動し、前記第2摺動部材は、前記第2主面に対向して前記板状部に平行に配置された第2被摺動部材と摺動する、請求項5に記載の液体ポンプ。 - 前記第1吸入流路、前記第1吐出流路、前記第2吸入流路、前記第2吐出流路、前記吸入側接続流路、及び前記吐出側接続流路は、共通の平面に沿って配置されている、請求項1~6のいずれか1項に記載の液体ポンプ。
- 弁入口、第1弁出口、及び第2弁出口を有する3方向切換弁を備え、
前記弁入口は、前記流出口に直接接続されており、
前記第1弁出口は、前記液体を吐出する出口であり、
前記第2弁出口は、前記液体に含まれる気泡を排出する出口であり、上方に向けて開口している、請求項1~7のいずれか1項に記載の液体ポンプ。 - 前記制御部は、前記気泡センサにより前記気泡が検出された場合に、前記3方向切換弁により前記弁入口と前記第2弁出口とを接続させ、前記気泡センサにより前記気泡が検出された期間が所定期間を超えた場合に異常であると判定する、請求項8に記載の液体ポンプ。
- 液体が流入する流入口に接続された吸入流路と、
前記吸入流路に接続された圧力室と、
前記圧力室と前記液体が流出する流出口とを接続する吐出流路と、
モータと、
前記モータの回転に基づいて、前記圧力室の縮小及び拡大を交互に行う駆動機構と、
前記吸入流路及び前記吐出流路の少なくとも一方に取り付けられ、取り付けられた流路内を流通する前記液体に含まれる気泡を検出する気泡センサと、
前記気泡センサにより前記気泡が検出されていないことを条件として、前記モータの回転速度を調節して前記液体の吐出量を制御する制御部と、
を備え、
前記吸入流路及び前記吐出流路の少なくとも一方は、透明な樹脂チューブにより形成されたチューブ部を含み、
前記気泡センサは、光学式の気泡センサであり、前記チューブ部に取り付けられており、
前記チューブ部は、紫外線を遮る筐体内に収納されている液体ポンプ。 - 前記チューブ部において、前記気泡センサが取り付けられた部分以外の部分の外周に金属管が嵌められている、請求項10に記載の液体ポンプ。
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