JPH04143466A - プランジャポンプ - 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】 産業上の利用分野 この発明は、送液量を自己補正するプランジャポンプに
関する。

従来の技術 プランジャポンプとして、モータの回転を偏心クランク
装置によってケーシング内におけるプランジャの往復運
動に変換するものが知られている。

この種のプランジャポンプを運転する場合、時間の経過
にともなって、グランドパツキンからの液洩れ、圧力変
動による吸込弁からの液洩れなどの諸要因により実際の
送液量が初期の値より小さくなることがある。

このため、従来のプランジャポンプにおいては、ポンプ
の外部に流量計を取付け、その出力に基づいてモータの
回転速度を制御することにより、送液量を一定に保つよ
うにしている。

発明が解決しようとする課題 ところが、ポンプの外部に流量計を取付けた場合、その
ための配管が別に必要になり、メンテナンスが面倒であ
る。また、ポンプの外部に取付けた流量計を正確に較正
（キャリブレーション）することは困難であり、とくに
プランジャポンプの場合は、脈動が生じるので、その送
液量を通常の流量計で正確に検出することが困難である
。さらに、モータの回転速度を制御することによってポ
ンプの送液量を正確に制御することも困難である。した
がって、ポンプの送液量を正確に制御することが困難で
ある。

この発明の目的は、上記の問題を解決したプランジャポ
ンプを提供することにある。

課題を解決するための手段 この発明によるプランジャポンプは、一定速度で回転す
るモータの回転をケーシング内におけるプランジャの往
復運動に変換する偏心クランク装置、この偏心クランク
装置の偏心量を調整する偏心量調整装置、ケーシング内
の吐出側に配置された複数の羽根を有するタービン、ケ
ーシングの外側からタービンの羽根を検知してパルス信
号を出力する近接センサ、およびこの近接センサのパル
ス信号を計数してこの計数値が所定の範囲に入るように
偏心量調整装置を制御する送液量制御装置を備えている
ものである。

作　　　用 偏心クランク装置によりプランジャが往復運動させられ
ると、ケーシング内の吐出側に液体が吐出され、これに
よってタービンが回転させられる。タービンが回転する
と、近接センサがその羽根を検知してその都度パルス信
号を発生する。そして、制御装置により、このパルス信
号が計数され、これが所定の範囲に入るように偏心量ｙ
Ａ整装置が制御される。近接スイッチからのパルス信号
の計数値はタービンの回転速度に比例し、タービンの回
転速度は送液量に比例している。また、クランク装置の
偏心量を制御することによってプランジャのストローク
を正確に制御することができ、プランジャのストローク
を制御することによって送液量を正確に制御することが
できる。したがって、上記のように近接スイッチからの
パルス信号の計数値が所定の範囲に入るように偏心量調
整装置を制御することにより、脈動流の場合でも、送液
量を正確に制御することができる。近接スイッチがケー
シングの外側からタービンの羽根を検知するものである
から、耐食性および耐高圧性に優れており、しかもター
ビンおよび近接スイッチがケーシングに設けられている
ので、別に配管を必要とせず、メンテナンスが容易であ
る。

実　　施　　例 以下、図面を参照して、この発明の実施例について説明
する。

第１図はプランジャポンプの全体構成を示し、第２図は
その一部分を示している。なお、以下の説明において、
上下左右は第１図についていうものとする。

プランジャポンプは、電動モータ（駆動モータ）（１）
と減速機（２）よりなる駆動装置（３）を備えている。

詳細な図示は省略したが、減速機（２）は、垂直軸を中
心に回転するが軸方向（上下方向）に移動しないように
支持されたウオームホイール（４）と、これにかみ合う
ウオーム（５）とを備えている。駆動モータ（１）は減
速機（２）の外側に水平に取付けられ、そのモータ軸が
ウオーム（５）に連結されている。そして、駆動モータ
（１）の回転が減速されてウオームホイール（４）に伝
えられる。

減速機（２）の上面に、下部内筒（６）が固定されてい
る。下部内筒（６）は、垂直な短円筒部（ｅａ）と、そ
の下端に一体に形成された外向きフランジ部（６ｂ）と
からなり、このフランジ部（６ｂ）が減速機（２）に固
定されている。下部内筒（８）のフランジ部（６ｂ）の
外周部上面に垂直な中間外筒（７）の下端部が固定され
、この外筒（７）の上端に上部内筒（８）が固定されて
いる。上部内筒（８）は、垂直な円筒部（８ａ）と、そ
の上端に一体に形成された外向きフランジ部（８ｂ）と
がらなり、このフランジ部−（８ｂ）が外筒（７）に固
定されている。下部内筒（８）の短円筒部（８ａ）と上
部内筒（８）の円筒部（８ａ）とはほぼ同径であり、こ
れらの端部相互間には間隔があけられている。また、上
部内筒（８）のフランジ部（８ｂ）の上面に、蓋（９）
が取付けられている。

外筒（７）の右側下部側面に開口（５４）が形成され、
その周囲に、左右方向に水平にのびる筒状のクロスガイ
ド（１０）の左端部が固定されている。

クロスガイド（ｌＯ）の右端部に左右方向にのびる水平
筒（１１）の左端部が同心状に固定され、その右端部に
ポンプケーシング（１２）が固定されている。ケーシン
グ（１２）は、垂直筒部（１２ａ）と、垂直筒部（１２
ａ）の下部に一体に形成された水平筒部（１２ｂ）とか
らなり、この水平筒部（１２ｂ）が水平ｉ　（１１）に
はめられて固定されている。ケーシング（１２）の垂直
筒部（１２ａ）内の下部に吸込口（１３）が、中間部に
第１吐出口（１４）が、上部に第２吐出口（１５）が設
けられており、吸込口（１３）には吸込弁（１６）が、
第１吐出口（１４）には第１吐出弁（１７）が、第２吐
出口（１５）には第２吐出弁（１８）が設けられている
。吸込口（１３）と第１吐出口（１４）との間の空間が
プランジャ室（１９）、第１吐出口（１４）と第２吐出
口（１５）との間の空間がタービン室（２０）となって
おり、タービン室（２０）内に、複数の羽根（２１）を
有するタービン（２２）が設けられている。ケーシング
（１２）の水平筒部（１２ｂ）内に、プランジャ（２３
）がパツキン（２４）を介・して左右摺動自在にはめら
れている。プランジャ（２３）の左右両端部は水平筒部
（１２ｂ）より突出しており、その右端寄りの部分が垂
直筒部（１２ａ）のプランジャ室（１９）内に進入して
いる。

クロスガイド（１０）内に、クロスヘツド（２５）が左
右摺動自在にはめられている。クロスヘツド（２５）の
左右両端部はクロスガイド（１０）より突出しており、
その右端部にプランジャ（２３）の左端部が固定されて
いる。クロスヘツド（２５）の左端部には、上下二股部
（２５ａ）が形成されている。

また、シール用のダイヤフラム（２６）の内周部がクロ
スヘツド（２５）の右端部に固定され、同外周部がクロ
スガイド（ｌＯ）と水平筒（１１）の間に挾み止められ
ている。

上部内筒（８）の下端部および下部内筒（６）の上端部
に、水平板状のガイド板（２７）　（２８）が上下に間
隔をあけて固定されており、これらの間にクランク部材
（２９）が取付けられている。クランク部材（２９）は
、水平円板部（２９ａ）と、その外周部から右側に水平
に突出した軸部（２９ｂ）とからなる。そして、円板部
（２９ａ）が上下のガイド板（２７）　（２８）の間に
水平運動自在に挾まれ、軸部（２９ｂ）がクロスヘツド
（２５）の二股部（２５ａ）の間にはめられて、この部
分に固定された垂直ビン（３０）にラジアルニードル軸
受（３１）を介して回転自在に取付けられている。クラ
ンク部材（２９）の円板部（２９ａ）にはこれを上下に
貫通する円形穴（３２）が形成され、この穴（３２）の
内側に、偏心円板（３３）がラジアルニードル軸受（３
４）を介して回転自在にはめられている。偏心円板（３
３）には、これを上下に貫通しかっ１直径方向に長い水
平断面長方形の長穴（３５）が形成されており、この長
穴（３５）に垂直な駆動軸（３６）がはめられている。

駆動軸（３６）の中間部に角柱部（３８ａ）が形成され
、この部分が長大（３５）にはめられている。長穴（３
５）の一方の側壁に斜めにのびるガイドみぞ（３７）が
形成され、駆動軸（３８）の角柱部（３８ａ）の一方の
側面にこのガイドみぞ（３７）にはまる角状の突条（３
８）が形成されており、駆動軸（３６）が偏心円板（３
３）に対して回転はしないが、ガイドみぞ（３７）に沿
って移動でき、これによって偏心円板（３３）の中心と
駆動軸（３６）の中心との偏心量が：Ａ整されるように
なっている。また、図示は省略したが、駆動軸（３Ｂ）
の下部は減速ｍ　（２）のウオームホイール（４）にス
プライン結合され、これらは相互に回転しないが、上下
方向に移動しうるようになっている。そして、これらに
より、駆動モータ（１）の回転をプランジャ（２３）の
往復運動に変換する偏心クランク装置（３９）が構成さ
れている。

蓋（９）の上面にリバーシブルモータ（制御モータ）　
（４０）が下向きに固定され、そのモータ軸には中空軸
（４１）が連結されている。この中空軸（４１）は蓋（
９）を貫通して下方にのびており、その下端には蓋（９
）と上部内筒（８）のフランジ部（８ｂ）との間の空間
内に位置する外向きフランジ部（４１ａ）が一体に形成
され、その外周部の上下両面がスラストニードル軸受（
４２）　（４３）を介して！　（９）および上部内ｔｒ
ｉ　（８）に回転支持されてぃる。上部内筒（８）の円
筒部（８ａ）の内側に、円筒状のスライド部材（４４）
が上下摺動自在にはめられている。スライド部材（４４
）は、上部内筒（８）の円筒部（８ａ）の内側にはめら
れた外筒（４４ａ）と、外筒（４４ａ）の上部内側にね
じはめられた内筒（４４ｂ）とから構成されている。上
部内筒（８）の円筒部（８ａ）の１箇所に上下に長くの
びたガイドみぞ（４５）が形成されており、スライド部
材（４４）の外周面にねじはめられたガイドピン（４Ｂ
）がこのガイドみぞ（４５）にはめられて、スライド部
材（４４）が上部内筒（８）に対して上下に移動しうる
が、回転はしないようになっている。スライド部材（４
４）の内筒（４４ｂ）の上面中央に上方に垂直にのびた
ねじ軸（４７）が一体に形成されており、これが中空軸
（４１）に形成されためねじ（４８）にねじはめられて
いる。また、スライド部材（４４）の外筒（４４ａ）の
下部内側に、駆動軸（３６）の上部が背面合わせの１対
のアンギュラ玉軸受（４９）　（５０）を介して回転は
しうるが軸方向には移動しないように支持されている。

そして、これらによって偏心量調整装置（５１）が構成
されており、次のようにして偏心円板（３３）と駆動軸
（３６）との偏心量が調整される。制御モータ（４０）
の回転により中空軸（４１）が回転すると、スライド部
材（４０が上部内筒（８）に対して回転できないため、
中空軸（４１）のめねじ（４８）とスライド部材（４４
）のねじ軸（４７）とのかみ合いにより、制御モータ（
４０）の回転方向に応じてスライド部材（４４）が上下
いずれかに移動する。スライド部材（４４）が上下に移
動すると、クランク部材（２９）および偏心円板（３３
）の上下方向の運動がガイド板（２７）　（２Ｂ＞によ
って拘束されているため、突条（３８）とガイドみぞ（
３７）のはめ合わせによって偏心円板（３３）およびク
ランク部材（２９）が長穴（３５）の長さ方向に移動し
、その結果、偏心円板（３３）と駆動軸（３６）との偏
心量が調整される。

ケーシング（１２）の外側に、外側からタービン（２２
）の羽ｔＪ！（２１）を検知してその都度パルス信号を
発生する近接センサ（５２）が取付けられている。

また、ポンプには、近接センサ（５２）の出力に基づい
て偏心量調整装置（５１）の制御モータ（４ｏ）を制御
し、これによってポンプの送液量をほぼ一定に保っ送液
量制御装置（５３）が設けられている。

図示は省略したが、この制御装置（５３）には、近接セ
ンサ（５２）からのパルス信号を計数するパルスカウン
タ、この計数値を表示する表示器などが設けられている
。

上記のポンプにおいて、駆動モータ（１）は−定速度で
回転させられ、通常、制御モータ（４ｏ）は停止してい
る。駆動モータ（１）の回転は減速機（２）によって減
速され、駆動軸（３６）が一定速度で回転する。駆動軸
（３８）が回転すると、偏心円板（３３）も同じ速度で
回転するが、偏心円板（３３）と駆動軸（３８）とが偏
心しているため、クロスヘツド（２５）が左右に往復連
動し、その結果、プランジャ（２３）も左右に往復運動
する。プランジャ（２８）が左に移動している間は、吸
込弁（１６）が開き、吸込口（１３）からプランジャ室
（１９）内に液体が吸込まれる。プランジャ（２３）が
右に移動している間は、第１吐出弁（１７）および第２
吐出弁（１８）が開き、プランジャ室（１９）内の液体
が第１吐出口（１４）からタービン室（２０）内に吐出
され、タービン（２２）を回転させて第２吐出口（１５
）から吐出される。

ポンプの運転中、次のように、制御袋！　（５３）は、
近接センサ（５２）の出力を監視し、送液量が所定の範
囲に入るように偏心量調整装置（５１）の制御モータ（
４０）を制御する。

まず、運転に先立ち、液洩れのない状態で、所望の送液
量が得られているときの所定時間当たりのセンサ（５２
）からのパルス信号を計数し、この計数値を基準値とし
て記憶して゛おく。センサ（５２）からのパルス信号の
計数値と送液量とは比例するので、この関係も記憶して
おく。また、上記の基準値を中心に所定の許容範囲を設
定し、その上限値と下限値を記憶しておく。運転が開始
されると、所定の時間間隔ごとにセンサ（５２）からの
パルス信号の計数を繰返し、この計数値を上記の上限値
および下限値と比較する。計数値が下限値以上で上限値
以下であれば、許容範回内にあるとして、制御モータ（
４０）を停止させたままにしておく。計数値が下限値よ
り小さければ、偏心量が大きくなる方向に制御モータ（
４０）を回転させる。これによりプランジャ（２３）の
ストｑ−りが大きくなって、送液量が増加するので、計
数値が許容範囲に入れば、制御モータ（４０）を停止さ
せる。逆に、計数値が上限値より大きければ、変位量が
小さくなる方向に制御モータ（４０）を回転させる。こ
れによりプランジャ（２３）のストロークが小さくなっ
て、送液量が減少するので、計数値が許容範囲に入れば
、制御モータ（４０）を停止させる。また、制御装置（
５３）は、センサ（５２）からのパルス信号の計数値お
よびこれに対応する送液量の一方または両方を表示器に
表示する。

発明の効果 この発明のプランジャポンプによれば、上述のように、
プランジャポンプ自体で脈動流の送液量を正確に制御す
ることができ、メンテナンスも容易である。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の実施例を示すプランジャポンプの部
分切欠き側面図、第２図は第１図■−■線の断面図であ
る。 （１）・・・電動モータ、（１２）・・・ポンプケーシ
ング、（２１）・・・羽根、（２２）・・・タービン、
（２３）・・・プランジャ、（５１）・・・偏心量調整
装置、（５２）・・・近接センサ、（５３）・・・送液
量制御装置。 以　　上

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 一定速度で回転するモータの回転をケーシング内におけ
   るプランジャの往復運動に変換する偏心クランク装置、
   この偏心クランク装置の偏心量を調整する偏心量調整装
   置、ケーシング内の吐出側に配置された複数の羽根を有
   するタービン、ケーシングの外側からタービンの羽根を
   検知してパルス信号を出力する近接センサ、およびこの
   近接センサのパルス信号を計数してこの計数値が所定の
   範囲に入るように偏心量調整装置を制御する送液量制御
   装置を備えているプランジャポンプ。