JP2004150315A - 往復ポンプ - Google Patents

Abstract

【目的】ポンプ移送中に移送液体よりガスが発生しても、吐出不良を自然に解消し、ガスの発生に伴うトラブルを無くする往復ポンプを提供する。
【解決手段】ポンプ本体１に、プランジャー３の水平往復動によって液体の吸込・吐出を行なうポンプ室４を形成し、ポンプ室４の上部側に吸込流路５、下部側に吐出流路６を夫々設け、吸込流路５にはフロート形弁体ｅの浮上により弁口ｃを閉じ、下降により弁口ｃを開く開閉弁８を設け、吐出流路６には弁体ｋをバネｊで弁口ｃに押し付けて閉弁する開閉弁１３を設ける。液体吸込時は吸込流路側開閉弁８の弁体ｅが弁口ｃを開き且つ吐出流路側開閉弁１３の弁体ｋが弁口ｈを閉じ、液体吐出時は吸込流路側開閉弁８の弁体ｅが弁口ｃを閉じ且つ吐出流路側開閉弁１３の弁体ｋがバネｊに抗して弁口ｈを開くようになっている。
【選択図】 図２

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、プランジャーポンプやダイアフラムポンプ等の往復ポンプに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
往復ポンプは、一般的に、プランジャー又はダイアフラムの往復動と弁の開閉動作によって液体の吸込・吐出を行なうもので、その代表的なものがプランジャーポンプ及びダイアフラムポンプである。
【０００３】
公知文献を具体的に挙げることは出来ないが、例えば従来のプランジャーポンプは、ポンプ本体に、プランジャーの水平往復動によって液体の吸込・吐出を行なうポンプ室を形成し、このポンプ室の下部側に吸込流路を設け、その上部側に吐出流路を設け、吸込流路及び吐出流路には夫々、例えばステンレス製の球状弁体が上下動して弁口を開閉する開閉弁を設けたもので、プランジャーが引かれると、吐出流路側開閉弁の弁体が弁口を閉じ、吸込流路側開閉弁の弁体が弁口を開いて液体を吸い込み、またプランジャーが押されると、吸込流路側開閉弁の弁体が弁口を閉じ、吐出流路側開閉弁の弁体が弁口を開いて液体を吐出し、こうしてプランジャーの水平往復動により一定量の吐出を繰り返すようになっている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記のようなプランジャーポンプ（又はダイアフラムポンプ）は、各種化学薬液の定量注入に使用されるが、近年、各種薬液の内、例えばジア塩素酸ソーダのようにポンプ移送中にガスを発生するものがあり、このように発生したガスはポンプ内部に溜まり、プランジャーが往復動しても、ポンプ内部に真空圧が発生しなくなって液の吸い上げが出来ず、ポンプの吐出が不可能となる場合がある。
【０００５】
本発明は、上記のようにポンプ移送中に移送液体よりガスが発生しても、吐出不良を自然に解消し、ガスの発生に伴うトラブルを無くするようにした往復ポンプを提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
請求項１に係る発明は、ポンプ本体１に、プランジャー３又はダイアフラム１８の水平往復動によって液体の吸込・吐出を行なうポンプ室４を形成し、このポンプ室４の上部側に吸込流路５、その下部側に吐出流路６を夫々設け、吸込流路５には、使用液体より比重の小さいフロート形弁体ｅの浮上によって弁口ｃを閉じ、下降によって弁口ｃを開く開閉弁８を設け、吐出流路６には、弁体ｋをバネｊで弁口ｈに押し付けて閉弁する開閉弁１３を設け、しかして液体吸込時には吸込流路５側開閉弁８の弁体ｅが弁口ｃを開き且つ吐出流路６側開閉弁１３の弁体ｋが弁口ｃを閉じ、液体吐出時には吸込流路５側開閉弁８の弁体ｅが弁口ｃを閉じ且つ吐出流路側開閉弁１３の弁体ｋがバネｊの付勢力に抗して弁口ｈを開くようになっていることを特徴とする。
【０００７】
請求項２は、請求項１に記載の往復ポンプにおいて、吸込流路５には開閉弁８，９を上下複数段に連設してなることを特徴とする。
【０００８】
【発明の実施の形態】
図１は本発明に係る往復ポンプの一実施形態であるプランジャーポンプの外観斜視図、図２はプランジャーポンプの要部拡大縦断面図である。これらの図において、１は基台Ｋ上に設けてあるポンプ駆動部２に連設されて水平に延びるポンプ本体で、このポンプ本体１には、図２から分かるようにプランジャー３の水平往復動によって液体の吸込・吐出を行なう可変容積形のポンプ室４が形成され、このポンプ室４の上部側には上向きに延びる吸込流路５が設けられ、その下部側には下向きに延びる吐出流路６が設けられている。
【０００９】
吸込流路５は、ポンプ室４の先端側上部に形成された吸込口７と、この吸込口７に連設された下段側の第１開閉弁８及び上段側の第２開閉弁９と、上段側の第２開閉弁９に連結された入口ノズル１０とからなるもので、第１開閉弁８と第２開閉弁９と入口ノズル１０とは筒状ホルダー１１によって一体的に結合される。また、吐出流路６は、ポンプ室４の先端側下部に形成された吐出口１２と、この吐出口１２に連設された開閉弁１３と、この開閉弁１３に連結された出口ノズル１４とからなるもので、開閉弁１３と出口ノズル１４とは筒状ホルダー１５によって一体的に結合される。
【００１０】
吸込流路５側の第１開閉弁８は、円筒壁部ａと、径小の複数の連通孔ｏ（図２の（Ｂ）参照）を有し、円筒壁部ａの下端部に取り付けられた下部端板ｂと、弁口ｃを有し、円筒壁部ａの上端部に設けられた上端壁部ｄと、円筒壁部ａ内に配置され、弁口ｃを開閉するフロート形弁体ｅとからなるもので、フロート形弁体ｅは、比重１以下の、即ち使用液体より比重の小さい、例えば合成樹脂によって形成される。この第１開閉弁８の取付けにあたっては、円筒壁部ａの下端部分がポンプ本体１の上側凹窪部ｎに嵌合固定される。第２開閉弁９は、上記第１開閉弁８と全く同じ構成部材からなるもので、筒状ホルダー１１によって、第１開閉弁８の上端壁部ｄに第２開閉弁９の下部端板ｂを重ね合わせた状態で前記筒状ホルダー１１によって第１開閉弁８に連結される。
【００１１】
吐出流路６側の開閉弁１３は、円筒壁部ｆと、径小の複数の連通孔ｏ（図２の（Ｃ）参照）を有し、円筒壁部ｆの下端部に取り付けられた下部端板ｇと、弁口ｈを有し、円筒壁部ｆの上端部に設けられた上端壁部ｉと、円筒壁部ａ内に配置され、コイルバネｊによって弁口ｈに押し付けられる球状弁体ｋとからなるもので、球状弁体ｋは使用液体より比重の大きいセラミック材やステンレス材によって形成され、コイルバネｊはステンレス材等によって形成される。この開閉弁１３の取付けにあたっては、円筒壁部ｆの上端部分がポンプ本体１の下側凹窪部ｍに嵌合固定される。
【００１２】
前記プランジャー３は、クロスヘッド１６を介してポンプ駆動部２側のクランク機構（図示せず）に連動連結されていて、所定ストローク往復移動するようになっている。尚、クランク機構はポンプ駆動部２のモーターにより駆動される。図２の（Ａ）において、１７はポンプ本体１内部のプランジャー３の摺動部に介装されたグランドパッキンである。
【００１３】
上記のような構成されるプランジャーポンプの使用において、吸込流路５の入口ノズル１０より液体を流入すると、第２開閉弁９の弁口ｃを通って円筒壁部ａ内に入り、下端部の連通孔ｏから第１開閉弁８の弁口ｃを通って円筒壁部ａ内に入り、その下端部の連通孔ｏから吸込口７を通ってポンプ室４に流入する。吐出流路６側開閉弁１３は、球状弁体ｋがコイルバネｊで弁口ｃに押し付けられて、閉弁しているから、吸込流路５からの液体はポンプ室４に溜まった状態にある。この際、吸込流路５側の各開閉弁８，９のフロート形弁体ｅは、液体が流入されるまでは、下降して下部端板ｂ上に接地した状態にあるが、吸込流路５内に液体が充満すると、各開閉弁８，９の弁体ｅは浮上して、弁口ｃを閉鎖する。
【００１４】
この状態から、ポンプ駆動部２のモーターの電源を入れると，プランジャー３が往復動する。先ず、プランジャー３が押されると、即ち図３の（Ａ）に関して左方に移動すると、ポンプ室４内の液体が加圧され、吸込流路５側の第１開閉弁８及び第２開閉弁９は、夫々液体中を浮上したフロート形弁体ｅが弁口ｃの開口端面に強く押し付けられた状態で閉弁し、吐出流路６側の開閉弁１３は、球状弁体ｋがコイルバネｊの付勢力に抗して押し下げられて開弁する。それによって、ポンプ室４内の液体は、吐出口１２から開閉弁１３の弁口ｈを通り、連通孔ｏを通過して出口ノズル１４から排出される。
【００１５】
次に、プランジャー３が引かれると、即ち図３の（Ａ）に関して右方に移動すると、ポンプ室４内が減圧されるから、その真空圧によって、吐出流路６側の開閉弁１３は、球状弁体ｋがコイルバネｊの付勢力により弁口ｈに押し付けられて閉弁し、吸込流路５側の第１開閉弁８は、フロート形弁体ｅが下降して弁口ｃを開くことにより開弁し、第２開閉弁９も同様に開弁し、それによりプランジャー３の移動分だけ液体が吸込口７からポンプ室４内に流入する。このような動作の繰り返しによって、出口ノズル１４から液体が定量吐出される。
【００１６】
このプランジャーポンプによれば、ポンプ室４の上部側に吸込流路５を設け、下部側に吐出流路６を設けているから、ポンプ本体１の内部において液体よりガスが発生した場合に、そのガスは当然に液体よりも軽いから自然に上方に昇り、ポンプ室４の上部側にある吸込流路５を通って入口ノズル１０側へ逃げてゆき、ポンプ本体１内部でのガス溜まりが無くなり、これによって発生ガスによる吐出不良が自然解消される。
【００１７】
またこのプランジャーポンプによれば、吸込流路５側の開閉弁の弁体ｅを、使用液体より比重の小さい材料により形成したフロート形弁体ｅとしているため、ポンプ内部で発生したガスが吸込流路５に充満した場合は、このフロート形弁体ｅが下降して、弁口ｃより内部に液体が流入するから、流入後はこのフロート形弁体ｅが浮上して瞬時に弁口ｃを閉鎖することになって、ポンプの吐出作用を直ちに回復させることができる。また吸込流路５側の各開閉弁８，９の弁体ｅがフロート形弁体ｅであることから、弁口ｃに対する閉止力又は封止力が増大して、吐出量の定量性が確保される。
【００１８】
また、このプランジャーポンプでは、吸込流路５に第１開閉弁８と第２開閉弁９との２つの開閉弁８，９が連設されていて、液体吸込時に吸込流路５が二重にシールされるようになっているから、吐出量の定量性を一層確実なものにすることができる。この実施形態では、吸込流路５に第１開閉弁８と第２開閉弁９との２つの開閉弁８，９を連設しているが、開閉弁を３つ以上連設してもよい。
【００１９】
図３は、本発明に係る往復ポンプの他の実施形態であるダイアフラムポンプを示す。このダイアフラムポンプは、ポンプ本体１の内部に、ダイアフラム１８の水平往復動によって液体の吸込・吐出を行なうポンプ室４を形成し、このポンプ室４の上部側に上向きに延びる吸込流路５を設けると共に、その下部側に下向きに延びる吐出流路６を設けたもので、図２に示すプランジャーポンプのプランジャー３に代わりにダイアフラム１８を使用するだけで、ポンプの構成及び作用については、プランジャーポンプの場合と同様である。従って、プランジャーポンプと同一構成部材については同一符号を付して、説明を省略する。
【００２０】
尚、ダイアフラム１８は、クロスヘッド１９の先端部にダイアフラム受け２０を介して取り付けられ、ロックナット２１で固定されると共に、ダイアフラム１８の外周縁部は、クロスヘッドガイド２２の先端部に配置されたダイアフラム押え２３によってポンプ室４の開口端面に圧着される。
【００２１】
【発明の効果】
請求項１に係る発明の往復ポンプによれば、ポンプ室の上部側に吸込流路を設け、下部側に吐出流路を設けたことによって、ポンプ本体内部において液体よりガスが発生した場合に、そのガスは液体よりも軽いから自然に上方に昇り、ポンプ室の上部側の吸込流路を通って逃げてゆき、ポンプ本体内部でのガス溜まりが無くなって、発生ガスによる吐出不良が自然解消される。
【００２２】
また、吸込流路側開閉弁の弁体を使用液体より比重の小さい材料で形成したフロート形弁体としているために、ポンプ内部で発生したガスが吸込流路に充満した場合は、この弁体が下降して、弁口より内部に液体が流入するから、流入後はこの弁体が浮上して瞬時に弁口を閉鎖し、ポンプの吐出作用を直ちに回復させることができる。また吸込流路側開閉弁の弁体がフロート形弁体であることから、弁口に対する閉止力又は封止力が増大して、吐出量の定量性が確保される。
【００２３】
請求項２に係る発明の往復ポンプのように、吸込流路に開閉弁を上下複数段に連設することによって、液体吸込時に吸込流路が複数重にシールされるから、吐出量の定量性を一層確実なものにすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（Ａ）は本発明に係る往復ポンプの一実施形態であるプランジャ
ーポンプの外観斜視図である。
【図２】（Ａ）は同プランジャーポンプの要部拡大縦断面図、（Ｂ）は吸込流路側開閉弁の下部端板の底面図、（Ｃ）は吐出流路側開閉弁の下部端板の
底面図である。
【図３】本発明に係る往復ポンプの他の実施形態であるダイアフラムポン
プを示す要部拡大縦断面図である。
【符号の説明】
１ ポンプ本体
３ プランジャー
４ ポンプ室
５ 吸込流路
６ 吐出流路
８ 吸込流路側の第１開閉弁
９ 吸込流路側の第２開閉弁
ｃ 第１、第２開閉弁の弁口
ｅ 第１、第２開閉弁の弁体
１３ 吐出流路側の開閉弁
ｈ 吐出流路側開閉弁の弁口
ｋ 吐出流路側開閉弁の弁体
ｊ 吐出流路側開閉弁のバネ
１８ ダイアフラム

Claims (2)

1. ポンプ本体に、プランジャー又はダイアフラムの水平往復動によって液体の吸込・吐出を行なうポンプ室を形成し、このポンプ室の上部側に吸込流路、その下部側に吐出流路を夫々設け、吸込流路には、使用液体より比重の小さいフロート形弁体の浮上によって弁口を閉じ、下降によって弁口を開く開閉弁を設け、吐出流路には、弁体をバネで弁口に押し付けて閉弁する開閉弁を設け、しかして液体吸込時には吸込流路側開閉弁の弁体が弁口を開き且つ吐出流路側開閉弁の弁体が弁口を閉じ、液体吐出時には吸込流路側開閉弁の弁体が弁口を閉じ且つ吐出流路側開閉弁の弁体がバネの付勢力に抗して弁口を開くようになっている往復ポンプ。
2. 吸込流路には開閉弁を上下複数段に連設してなる請求項１に記載の往復ポンプ。

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