JPH02291481A - 容積型ポンプ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔技術分野〕 本発明は、水頭圧の変動に際しても常に一定の、予め選
択された吐出量の液体またはスラリーを圧送する容積型
ポンプに関するものである。

〔従来技術〕

従来既知の空気圧または液圧等の流体圧作動型ダイヤフ
ラムポンプにおいて、ポンプの吐出量は流体圧力源の圧
力により設定されている。一旦設定された吐出量は、木
頭圧が同一である限りは略々一定に維持される。しかし
、水頭圧が増加または減少すると、ポンプの吐出量も変
動を生じる。

既知のダイヤフラムボンブに固有の上記特性は、常に一
定の吐出量が必要とされる用途またはシステムにおいて
は深刻な欠点となっている。

〔発明の開示〕

したがって、本発明の一般的な目的は、水頭圧の変動に
際しても常に一定の容積の流体を圧送することのできる
ダイヤフラムまたは複動ピストンポンプを提案すること
により、上述の問題点を解消することにある。

本発明の他の目的は、スラリーによる内部の損傷または
過度の摩耗、並びにポンプ内部における滑りを伴わずに
、スラリーに含まれる粒状材料の予定された一定量を吐
出することができる容積型または計量型ポンプを提案す
ることにある。

本発明による容積型ポンプは、抵抗水頭の変化にも拘わ
らず常に一定吐出量の流体を圧送し得るものである。本
発明ポンプは一対のポンプハウジングを具え、各ハウジ
ング内にピストンまたはダイヤフラムを配置したもので
ある。これら２個のピストンまたはダイヤプラムを、ハ
ウジング間の支持手段により支持される剛性シャフトま
たはリンクによって相互に結合する。２個のハウジング
には、入口導管および出口導管を設ける。人口導管は、
一端を液体またはスラリーの供給容器に接続すると共に
、他端を一対のチェック弁に接続する。出口導管は、一
端を別の対のチェック弁に接続すると共に、他端を流体
またはスラリ一の利用装置に接続する．各対のチェック
弁の一方を中間導管により相互に接続し、各中間導管を
内部ダイヤフラムの一側で一方のハウジングに接続する
。

２個のハウジングハ制御弁を介して空気圧力源にも接続
し、この制御弁はプログラマブル制御装置のタイマに接
続して同タイマにより制御する。

例えばフィルタ装置における使用に際しては、空気圧力
源のしかるべき調整により両ハウジング内のダイヤフラ
ムを、先ず一方向に移動させた後、引続いて逆方向に移
動させる。一方向への移動に際して、所定量の液体また
はスラリーが一方のポンプハウジング内に吸込まれ、他
方のポンプハウジングから吐出される。タイマおよび制
御弁による制御下で、シャフトおよびこれに接続された
ダイヤフラムの逆方向への移動に際して２個のポンプハ
ウジングに作用を逆転させる。したがって、連結シャフ
トの各直線ストローク、すなわち一方向への完全移動に
より所定量の流体またはスラリーをポンプ吐出口から吐
出することができ、これは吐出口における背圧レベルと
は無関係に生じるものである．そのため、本発明の容積
型ポンプは、フィルタシステムに用いる場合には、フィ
ルタ室内における塵埃により生成される圧力レベルとは
無関係に、常に所定量のフィルタ助剤をプレート型フィ
ルタに供給し得るものである。タイマ制御装置による設
定条件の変更により、容積型ボンブによる単位時間当た
りのフィルタ助剤の吐出量を予め選択し、かつ、各フィ
ルタの使用サイクルの間に常に一定に維持することが可
能である。

本発明によるポンプは、定常的にその吐出量を正確かつ
一定に維持し得るものであるため、無滑り定量形式の容
積型ポンプと称することができる。

〔発明を実施するための最良の形態〕

以下、本発明を図示の実施例について詳述する。

第１図はフィルタシステム１０の典型的な構成を示す略
線図であり、このシステムは本発明による容積型ポンプ
１２を適用し得るものである。図示のフィルタシステム
１０は、例えば製缶プラントにおける油の濾過用として
、アルミニウム，鋼材等の圧延ミルにおける冷媒の濾過
用として、またはその他の適宜産業用途に利用し得るも
のである。このシステム１０において、濾過すべき油ま
たは冷媒は貯蔵タンク１１から容積型ポンブｌ３により
吸上げられ、弁１４および入口導管１６を経てフィルタ
１８に供給し、このフィルタは例えば水平プレート型の
ものとする。このようなフィルタにおいては、米国特許
第３，６０８．７３４号明細書に記載されているように
、フィルタプレート２０が垂直に積重ねられて配置され
、相互に押圧されたときに各対のプレート間に濾過すべ
き液体の受入れ室を形成すると共に各プレートの反対側
に浄化された濾過後の液体の集合室を形成する構成とさ
れている。各集合室を出口マニホルド２２に接続し、こ
のマニホルドは弁２４を介して浄化液体タンク２５に接
続する。各受入れ室の底部に濾材（例えば祇）の層を配
置し、濾過すべき液体が濾過プロセスの間に濾材を通過
する構成とする．濾材を覆うフィルタケーキを形成して
適当な濾過効率を達成するため、けい藻上等よりなる粒
状濾材のいわゆる「ボディーフィード」を入口導管１６
内で濾過液の流れに対し供給する必要がある。さらに、
フィルタ内部に形成される背圧とは無関係に常に一定量
のボディーフィード材料を供給することにより、濾材上
にフィルタケーキを均一に形成する必要がある。本発明
は、このボディーフィード流を容積型ポンプにより精密
に制御するものである。

なお、本発明は．、ボディーフィード材料またはフィル
タ助剤を使用して内部ケーキを形成する他の形式のフィ
ルタ、例えばチューブフィルタまたはスクリーンフィル
タにも適用し得るものであり、図示のプレート型フィル
タは単なる例示に過ぎない。また、本発明の容積型ボン
ブは、ポンプ作動の間の各ストローク毎に常に予定され
た一定吐出量を維持すべき他の用途にも適用し得ること
ば言うまでもない。

第１図に示すように、本発明による容積型ポンプ１２は
、その吸込導管２６を、弁２８を介してボディーフィー
ドスラリー材料の貯蔵タンク３０に接続する構成とする
。ポンプ１２の吐出導管３２はフィルタ１８に至る入口
導管１６に接続する。後述する所から明らかなとおり、
ボンプ１２は、典型的な濾過サイクルの間の塵埃の集積
に由来してフィルタ内部で生じる圧力変動にも拘わらず
、常に一定流量で所望量または所定量のボディーフィー
ド材料をフィルタ１８に供給する機能を発揮するもので
ある。

第２図に示すとおり、本発明による容積型ポンブ１２は
同一の寸法および形状を有する一対のハウジング３４．
　３６を具え、これらハウジングは適当なフレーム支持
基板３日上に取付けられている。各ハウジングを略円形
状に形成すると共に、それぞれ外周縁で相互に結合され
た一対の凸状壁部材により構成する。ハウジング内で、
それぞれ対向壁部材の間に可撓性ダイヤフラム４０，　
４２等の可動部材をを配置する。これらダイヤフラムは
、真直な剛性リンク部材４４により中心部で相互に連結
して一側から他側まで一体的に移動可能とすると共に、
常に同一の相対位置を該当するハウジング内で占めるも
のとする。リンク部材４４は、ハウジング３４．３６を
連結して支持する軸受ケーシング４５内で支持する。

ボディーフィードスラリー材料の貯蔵タンク３０からの
吸込導管２６をＴ継手４６に接続し、ボディーフィード
材料を一対の導管４８．　４９を経て一対の入口ポール
チェック弁５０．　５２に均等に供給可能とする。入口
ポールチェック弁５０を流体導管５４により出口ボール
チェック弁５６に接続し、同様に、入口ボールチェック
弁５２を流体導管５８により出口ボールチェック弁６０
に接続する。出口ボールチェック弁５６．　６０は出口
導管６１．　６２および主出口導管３２を経てフィルタ
１８に接続する。

第１空気導管６６を一方のハウジング３４にそのダイヤ
フラム４０の空気専用側で接続し、−，第２空気導管６
８を他方のハウジング３６にそのダイヤフラム４２の空
気専用側で接続する。これら空気導管６６．　６８は、
四方ソレノイド弁７０における２個の出口ボート”１″
および”２”にそれぞれ接続する。このソレノイド弁７
０には、適当な空気源７１から加圧空気導管中に介挿さ
れた通常の圧力調整器７２、潤滑装置７４および二一ド
ル弁７６を経て、常にフィルタの背圧（例えば、約５．
５ｋｇ／ｃｍｚ）よりも高い一定圧力の加圧プラント空
気を供給する。

第２図に示すように、四方ソレノイド弁７０は、前述し
た出口ポート”１”および”２”と、空気源７１からの
加圧空気導管に接続された入口ボート”３″と、排気ポ
ート”Ｘ”とを有するものとする。ソレノイド弁７０の
内部には、第１および第２の位置間で回動させ得るソレ
ノイド駆動ロー夕を配置する。このロータの第１位置で
は、人口ポート″３”が出口ボート″１″と連通ずると
共に、出口ボート”２”が排気ボート”ｘ　ｍ　と連通
ずる。

したがって、加圧空気は導管６６を経てポンプハウジン
グ３４内に流入し、そのダイヤフラムを駆動してスラリ
ーを導管６１内に吐出し、同時にポンプハウジング３６
内の空気は、導管６８、出口ボート”２″およびロー夕
内部を経て排気ポート”Ｘ”から排気される。他方、ソ
レノイドがロー夕を第２位置まで回動させると、入口ポ
ートｍ３”が出口ボート”２″　と連通し、出口ポート
”１”が排気ボート”Ｘ”　と連通する。したがって、
空気はソレノイド弁の出口ボート″２”から導管６８を
経てポンプハウジング３６に供給されると共に、ポンプ
ハウジング３４から導管６６および出口ポート＃１′を
経て排気ポート″Ｘ″から排気される。

ソレノイド弁７０は、一般的に市販されている単極タイ
マ７８を含むプログラマプル制御装置７９により予定さ
れている態様で第１および第２位置間で進退移動させ得
る構成とすることができる。このタイマ７８は、作動時
間を任意の予定周期で設定し得るように、そのオンオフ
スイッチ８０を導線８１により適当な電源に接続する。

第１図に例示するフィルタシステムに使用する容積型ポ
ンプ１２の典型的な作動態様を説明すると、貯蔵タンク
３０からのボディーブイードスラリー材料は、第２図に
示すように、導管２６および開放状態にあるポールチェ
ック弁５０．　５２を経てポンプハウジング３４．　３
６の各一側に流入する。タイマ７８によりソレノイド弁
７０を、ポンプの駆動空気圧が先ず一方のポンプハウジ
ングに供給され、次に他方のポンプハウジングに供給さ
れるように制御する。

その駆動空気圧は、ポンプに作用する水頭圧よりも常に
相当高い値を有するものとする。例えば、フィルタの背
圧が約５．５ｋｇ／ｃｍ”程度のフィルタシステムで使
用する場合、定量吐出特性を損なわずにポンプを作動さ
せるためには約７　ｋｇ／ｃ＋ｎ”程度の空気圧が適当
である。加圧空気がダイヤフラムの一側で各ポンプハウ
ジングに流入すると、ダイヤフラムはハウジングの一側
から他側に向けて変位する。両ハウジングにおけるダイ
ヤフラム４０，　４２がリンク部材４４により相互に連
結されているため、両ダイヤフラムは一体的に移動する
。その場合、常に一方のポンプハウジングにおけるダイ
ヤフラムは、前回のストロークで貯蔵タンク３０から供
給された所定量のスラリー材料を収めたハウジング室部
分の抵抗力に抗して移動させねばならない。

ダイヤフラムがスラリー材料を収めたハウジング室部分
の抵抗力に抗して移動する際に、スラリー材料は、ポー
ルチェック弁５６または６０および共通吐出導管３２を
経て、フィルタ１８に至る入口導管工６に押込まれる。

これと同時に、所定量のスラリー材料が貯蔵タンク３０
から他方のポンプハウジング内に送り込まれ、次のサイ
クルの間にダイヤフラムが逆方向に移動する際に吐出さ
れる。ポンプに供給される加圧空気の圧力は、タイマに
より設定された時間内に一方向へのポンプストロークを
完了するに常に十分なものとする。

すなわち、上記実施例による容積型ボンブ１２は、タイ
マ７８により制御されるボンブ１２のストロークタイミ
ングに応じて、常に苛圧の水頭圧とは無関係に各ストロ
ーク毎に等しい量の液体またはスラリーを吸引し、かつ
吐出するものである。この特性は、第１図に例示するフ
ィルタシステムにおいて、フィルタ室内の液体に対して
常に等しい比率のスラリ−（けい藻上等の濾材）を連続
的に供給することができる点で特に重要である。その結
果、フィルタ室内におけるケーキの生成がより均一とな
り、ケーキの閉塞を伴わない多孔質状態を長期に亘って
維持し得るため、フィルタの清掃の間の耐用期間を延長
することができる。したがって、濾過作業の効率は、作
業コストおよび濾材消費量のいずれにおいても顕著に向
上することが可能となる。

第３図に線図的に示す本発明の変形例においては、前述
の実施例によるポンプ１２におけるダイヤフラム４０，
　４２の代わりに、ポンプ１２Ａに可動部材としての剛
性ピストンヘッド４０Ａ，４２Ａを設け、これらのピス
トンヘッドはリンク部材４４Ａにより相互に連結する。

ピストンヘッド４０Ａ，４２Ａを円筒状のハウジング８
４内で移動可能とし、このハウジングに内部隔壁８６を
設けて一対のポンプ室３４Ａ，３６Ａを形成する。ポン
プ１２と同様の構成とする場合、ポンプ１２Ａには液体
供給源からの入口導管２６Ａを設け、この導管は第１の
対のチェック弁５０Ａ．５２Ａを経てピストンヘッドの
一側でポンプ室３４Ａ，３６Ａに接続する。さらに、加
圧空気源７１からの導管６６を第２の対のチェック弁５
６Ａ，６０Ａを介してピストンヘッドの他側でポンプ室
３４Ａ，３６Ａに接続する。ハウジング８４からの空気
導管は、ダイヤフラムポンプ１２におけると同様の四方
ソレノイド弁７０におけるポート”１”および″２”に
接続する。前述の実施例におけると同様、ソレノイド弁
７０の作動はタイマ７８により制御するものであり、そ
の作動態様はボンプ１２の場合と変わるところがない。

上述したいずれの実施例による容積型ポンプも、構成が
比較的簡単であるにも拘わらず、背圧の変動とは無関係
に液体の予定された一定吐出量を高い精度および信鯨性
をもって維持し得るものであり、多くの用途において顕
著な機能を発揮する利点を有している。

本発明が上述の実施例に限定されるものでなく、その範
囲内において多くの変形態様をもって実施し得ることは
勿論である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による容積型ポンプを適用することので
きるフィルタシステムを示す路線図、第２図は単一のタ
イマを用いる第１図の容積型ダイヤフラムボンプを一部
破断して示す路線図、第３図は本発明による容積型ピス
トンポンプを示す略線図である。 １０・・・フィルタシステム １ｌ・・・液体貯蔵タンク １２．　１２Ａ・・・容積型ポンプ １３・・・ポンプ １４・・・弁 １８・・・フィルタ ２０・・・フィルタプレート ２５・・・浄化液体タンク ２６．　２６Ａ・・・吸込導管 ２８・・・弁 ３０・・・スラリー材料貯蔵タンク ３４，　３６．　８４・・・ハウジング３４Ａ，３６Ａ
・・・ポンプ室 ３８・・・フレーム支持基板 ４０．　４２・・・可撓性ダイヤフラム４０Ａ，４２Ａ
・・・ピストンヘッド ４４．　４４Ａ・・・リンク部材 ４５・・・軸受ケーシング ５０，　５２　；　５０Ａ．　５２Ａ・・・入口ポール
チェック弁５６，　６０　；５６Ａ，　６０Ａ・・・出
口ボールチェック弁６６．　６８・・・空気導管 ７０・・・四方ソレノイド弁 ７１・・・加圧空気源 ７８・・・タイマ ７９・・・プログラマブル制御装置

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、液体供給タンクに接続される吸込口と、吐出口とを
   有し、吐出口における圧力変動とは無関係に単位時間内
   に予定された一定量の液体を吐出することのできる容積
   型ポンプにおいて、 一対のポンプハウジング、 各ハウジング内に配置され、その両側に第 １および第２の室を形成する可動部材、 前記ハウジングの間に配置されて前記可動 部材を相互に連結するリンク部材、 各ハウジングの一側と前記吸込口とに接続 され、一方のハウジングにおける可動部材が一方向に移
   動したときにその第１の室内に液体を流入させ、他方の
   ハウジングにおける可動部材が逆方向に移動したときに
   その第１の室内に液体を流入させる第１のチェック弁手
   段、 一側で前記吐出口と、他側では前記第１の チェック弁手段と、したがって各ハウジングにおける可
   動部材の前記一側とも接続された第２のチェック弁手段
   、 前記吐出口における圧力よりも高い圧力レ ベルにある加圧空気の供給源、 前記供給源からの加圧空気を先ず一方のハ ウジングにおける一側に供給し、次いで他方のハウジン
   グにおける一側に供給する作動サイクルを交互に繰返し
   て前記可動部材を該当するハウジング内で所定の周期で
   往復移動させる弁手段、並びに 前記作動サイクルのタイミングを制御する 手段を具え、 ポンプを所定のタイミングで作動させて前 記吐出口における圧力変動とは無関係に前記液体供給タ
   ンクからの液体の予定量を吐出口で計量可能としたこと
   を特徴とする容積型ポンプ。 ２、請求項１記載の容積型ポンプにおいて、加圧空気の
   供給を行う前記弁手段は、前記加圧空気の供給源に接続
   された四方弁と、該四方弁の作動を制御して加圧空気を
   所定の時間間隔で前記ポンプハウジングに交互に供給す
   るタイマ制御手段とを含むものとし、該タイマ制御手段
   により前記四方弁の作動を制御して前記リンク部材およ
   び前記可動部材の進退移動を生じさせて前記ポンプから
   の液体の予定された一定吐出量を維持可能としたことを
   特徴とする容積型ポンプ。 ３、請求項１記載の容積型ポンプにおいて、前記四方弁
   は、前記タイマ制御手段により制御されるソレノイド弁
   により構成したことを特徴とする容積型ポンプ。 ４、請求項１記載の容積型ポンプにおいて、前記可動部
   材は、可撓性ダイヤフラムにより構成したことを特徴と
   する容積型ポンプ。 ５、請求項１記載の容積型ポンプにおいて、前記可動部
   材は、共通軸に連結された固定ピストンヘッドにより構
   成し、前記ハウジングにより前記共通軸を包囲すると共
   に各ピストンヘッドについての１個ずつの室を含む一対
   の室を形成することを特徴とする容積型ポンプ。 ６、請求項１記載の容積型ポンプにおいて、前記加圧空
   気の供給源における圧力は、少なくとも約７ｋｇ／ｃｍ
   ＾２とすることを特徴とする容積型ポンプ。