JPH0421072B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0421072B2 JPH0421072B2 JP56063541A JP6354181A JPH0421072B2 JP H0421072 B2 JPH0421072 B2 JP H0421072B2 JP 56063541 A JP56063541 A JP 56063541A JP 6354181 A JP6354181 A JP 6354181A JP H0421072 B2 JPH0421072 B2 JP H0421072B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- diaphragm
- transition
- flexible
- thickened
- area
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
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Classifications
-
- 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
-
- 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
- F04B43/0009—Special features
- F04B43/0054—Special features particularities of the flexible members
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Reciprocating Pumps (AREA)
- Diaphragms And Bellows (AREA)
Description
本発明は、外側の固定範囲と、該固定範囲に接
続している環状の可撓性範囲と、肥厚部を具備し
ている中央部の作業範囲とを有する高圧ブースタ
ポンプ、コンプレツサなどのダイヤフラムであつ
て、作業室の領域における被搬送媒体側の端面が
ほぼ平らな面として形成され、肥厚部に、ダイヤ
フラムに対して垂直に延びるダイヤフラムシヤフ
トが一体成形されている高圧ブースタポンプ、コ
ンプレツサなどのダイヤフラムに関するものであ
る。
続している環状の可撓性範囲と、肥厚部を具備し
ている中央部の作業範囲とを有する高圧ブースタ
ポンプ、コンプレツサなどのダイヤフラムであつ
て、作業室の領域における被搬送媒体側の端面が
ほぼ平らな面として形成され、肥厚部に、ダイヤ
フラムに対して垂直に延びるダイヤフラムシヤフ
トが一体成形されている高圧ブースタポンプ、コ
ンプレツサなどのダイヤフラムに関するものであ
る。
【従来の技術】
この種のダイヤフラムはすでに知られており、
特に腐食性の被搬送媒体を搬送するポンプに効果
的に使用されている。プラスチツクの射出成形部
品として製造されるこの種のダイヤフラムは、特
に高圧ブースターポンプに取り付けると大きな荷
重を受けるので、その寿命は比較的短い。とりわ
け、ダイヤフラムの作動時に両側へ振動し、常時
荷重の交替にさらされている可撓性範囲は短期間
で破損する。従つてダイヤフラムの交換或いはポ
ンプの交換を余儀なくされるが、これは面倒であ
り、ポンプの稼動を中断させることにもなる。 ダイヤフラムを平坦に構成すれば高い荷重にさ
らされることはないが、この場合でも上記のよう
な問題が生じることがある。このためドイツ特許
第2742139号公報によれば、ダイヤフラムを両側
で保持する案内範囲を固定範囲に接続して設ける
ことが知られている。この案内範囲でダイヤフラ
ムは緊張なしい保持されるので、この案内範囲に
は圧縮応力及び曲げ応力は生じない。しかしなが
ら、このような構成により、肥厚部を備えたダイ
ヤフラムの寿命を長くすることはできない。ま
た、固定範囲に案内範囲を接続して設けることに
よりダイヤフラムの取り付け空間が大きくなるこ
とも欠点である。 一方可撓性範囲のサイズ、特にその厚さをその
都度の荷重に耐えうるように選定することも可能
であるが、これによつて可撓性範囲の作用は著し
く阻害される。この場合材料を過剰に使用する
と、望ましくない空〓の形成を促進させるばかり
でなく、可撓性範囲の特性、ひいてはポンプの搬
送効率を低下させることになる。
特に腐食性の被搬送媒体を搬送するポンプに効果
的に使用されている。プラスチツクの射出成形部
品として製造されるこの種のダイヤフラムは、特
に高圧ブースターポンプに取り付けると大きな荷
重を受けるので、その寿命は比較的短い。とりわ
け、ダイヤフラムの作動時に両側へ振動し、常時
荷重の交替にさらされている可撓性範囲は短期間
で破損する。従つてダイヤフラムの交換或いはポ
ンプの交換を余儀なくされるが、これは面倒であ
り、ポンプの稼動を中断させることにもなる。 ダイヤフラムを平坦に構成すれば高い荷重にさ
らされることはないが、この場合でも上記のよう
な問題が生じることがある。このためドイツ特許
第2742139号公報によれば、ダイヤフラムを両側
で保持する案内範囲を固定範囲に接続して設ける
ことが知られている。この案内範囲でダイヤフラ
ムは緊張なしい保持されるので、この案内範囲に
は圧縮応力及び曲げ応力は生じない。しかしなが
ら、このような構成により、肥厚部を備えたダイ
ヤフラムの寿命を長くすることはできない。ま
た、固定範囲に案内範囲を接続して設けることに
よりダイヤフラムの取り付け空間が大きくなるこ
とも欠点である。 一方可撓性範囲のサイズ、特にその厚さをその
都度の荷重に耐えうるように選定することも可能
であるが、これによつて可撓性範囲の作用は著し
く阻害される。この場合材料を過剰に使用する
と、望ましくない空〓の形成を促進させるばかり
でなく、可撓性範囲の特性、ひいてはポンプの搬
送効率を低下させることになる。
本発明の課題は、ポンプの搬送効率に影響する
ことなく、寿命が長くコンパクトに構成された高
圧ブースタポンプ、コンプレツサなどのダイヤフ
ラムを提供することである。
ことなく、寿命が長くコンパクトに構成された高
圧ブースタポンプ、コンプレツサなどのダイヤフ
ラムを提供することである。
本発明は、上記課題を解決するため、可撓性範
囲が、肥厚部の方向へ一定の傾き角で連続的に増
大する横断面を有していることと、可撓性範囲の
前記傾き角を決定するため、肥厚部への移行部に
おける抵抗モーメントが、可撓性範囲から固定範
囲への移行部における抵抗モーメントよりもフア
クター1.1ないし５だけ高くなるように選定され
ていることと、肥厚部への移行部における可撓性
範囲の材料厚さと固定範囲への移行部における可
撓性範囲の材料厚さとの比が式 d1・h1 2＝ｋ・d2・h2 2 で表わされ、ここでd1は肥厚部への移行部におけ
る可撓性範囲の直径で、d2は固定範囲への移行部
における直径で、ｋは1.1ないし５のフアクター
であることと、可撓性範囲から固定範囲への移行
部におけるダイヤフラムの前記材料厚さが0.5mm
ないし２mmであることとを特徴とするものであ
る。
囲が、肥厚部の方向へ一定の傾き角で連続的に増
大する横断面を有していることと、可撓性範囲の
前記傾き角を決定するため、肥厚部への移行部に
おける抵抗モーメントが、可撓性範囲から固定範
囲への移行部における抵抗モーメントよりもフア
クター1.1ないし５だけ高くなるように選定され
ていることと、肥厚部への移行部における可撓性
範囲の材料厚さと固定範囲への移行部における可
撓性範囲の材料厚さとの比が式 d1・h1 2＝ｋ・d2・h2 2 で表わされ、ここでd1は肥厚部への移行部におけ
る可撓性範囲の直径で、d2は固定範囲への移行部
における直径で、ｋは1.1ないし５のフアクター
であることと、可撓性範囲から固定範囲への移行
部におけるダイヤフラムの前記材料厚さが0.5mm
ないし２mmであることとを特徴とするものであ
る。
次に、本発明の実施例を添付の図面を用いて説
明する。 第１図に図示したダイヤフラムポンプ１は、リ
ルソン（Rilson）社が市販しているポリアミド
６，６から成るダイヤフラム２１を有している。
ダイヤフラム２１は、当接板４を備えたハウジン
グ部分２と当接板５を備えたハウジング部分３と
の間に緊張状態で固定されている。ダイヤフラム
２１は、圧力室６と作業室７とを仕切つている。
ダイヤフラム２１を駆動するため、この実施例で
は、シリンダ１２内に移動可能に挿入されている
ピストン１１が用いられる。ピストン１１は図示
していない駆動手段、例えば偏心輪によつて駆動
される。ピストン１１は、圧力室６内の液体を介
してダイヤフラム２１に作用を及ぼす。このため
当接板４は穴１４を備えている。管１６を介して
圧力室６に接続されている逃がし弁１５は、ピー
ク圧力を防止する。 ダイヤフラム２１には、ねじ部分２９を備えた
シヤフト２８が一体成形されている（第２図を参
照）。シヤフト２８にはナツト１７がねじ止めさ
れている。当接板４とナツト１７の間には圧縮ば
ね１８が支持されている。この圧縮ばね１８によ
りダイヤフラム２１は常時そのホームポジシヨン
の方向へ付勢されており、即ち当接板４に当接す
る位置へ付勢されている。被搬送媒体は、吸込行
程においては、流入弁９を備えている吸込管８を
介して作業室７内へ吸込まれ、流入弁９が閉弁す
る圧縮行程においては、圧送管１０へ送られる。 第２図から第６図まではダイヤフラム２１の詳
細図である。ダイヤフラム２１は、ハウジング部
分２と３の間、より厳密には当接板４と５の間に
固定されている固定範囲２２と、作業範囲２３
と、固定範囲２２と作業範囲２３の間に位置する
可撓性範囲２４から構成されている。ダイヤフラ
ム２１の、作業室７側の端面２５は平らな面とし
て構成されており、これに対して圧力室６側の端
面２６には肥厚部２７が形成されている。肥厚部
２７はシヤフト２８へ移行している。 被搬送媒体を容易に搬出することができるよう
に、作業室７側の平らな端面２５には、放射状に
延びる溝状の切り込み３０が形成されている。ま
た流入弁９を収容するため空所３１も設けられて
いる。同様に圧力室６側の端面２６にも、駆動媒
体を容易に搬出することができるように、放射状
に延びる切り込み３２が設けられており、即ちこ
れらの切り込み３２は、台形横断面の肥厚部２７
の端面及び錐面に形成されている（第４図参照）。 第６図からわかるように、可撓性範囲２４は、
横断面においてその厚さが固定範囲２２から作業
範囲２３のほうへ傾き角βで漸次増大している。
この傾き角βの大きさは、可撓性範囲２４から肥
厚部２７への移行部ａにおける抵抗モーメント
と、可撓性範囲２４から固定範囲２２への移行部
ｂにおける抵抗モーメントの比により決定され
る。移行部ｂにおける抵抗モーメントは、第４図
の角度αに対する最大荷重を基準にして算出され
る。この角度αは曲げ応力が作用する範囲であ
り、この角度αによつて直径d2（移行部ｂにおけ
るダイヤフラム２１の直径）に対する幅b2を決定
するものである。これに対して移行部ａにおける
抵抗モーメントは、本発明によれば、移行部ｂに
おける抵抗モーメントよりもフアクター1.1ない
し５だけ高くなるように選定されている。 移行部ａにおける抵抗モーメントと、移行部ｂ
における抵抗モーメントの比は、移行部ａにおけ
るダイヤフラム２１の厚さh1と、移行部ｂにおけ
るダイヤフラム２１の厚さh2との比に対応してい
る。即ち d1・π・α／360・６・h1 2＝ｋ・d2・π・α／360・６
・h2 2 なる式で表わされる。ここでｋは1.1ないし５の
値の前記フアクターであり、h2は0.5mmないし２
mmである。この式から d1h1 2＝ｋ・d2h2 2 …（式１） なる式が導かれる。 可撓性範囲２４のたわみ角γは、式 tanγ＝2s／d2−d1variable で表わされる。ここでｓはダイヤフラム２１の最
大ストロークであり、d1variableは、移行部ａにお
けるダイヤフラム２１の直径d1が変化することを
表わしている。なお、たわみ角γと直径d1の関係
を第７図に示すが、直径d1は、正接曲線の比較的
平坦に上昇する部分と、比較的急激に上昇する部
分との移行領域（ハツチングで示した領域）で選
定するのが望ましい。 ここで、上記式(1)を導出するに至つた経過を説
明しておく。 ダイヤフラムのデイメンシヨンを決定するため
の上記（式１）を導出するにあたり、本発明者ら
は、片持ち式の板ばねのデイメンシヨンを決定す
るために通常用いられる関係式に着目した。しか
しながら、片持ち式の板ばねのデイメンシヨンを
決定するために用いられる関係式をそのまま環状
のダイヤフラムに適用することはできず、片持ち
式の板ばねの抵抗モーメントに関する理論をダイ
ヤフラムのデイメンシヨンを決定する関係式に使
用するために必要な変更を行ない、その結果上記
式(1)の基礎になつた基礎式が得られた。 この基礎式は h2＝kh1d1／d2 により表わされる。しかしながら、さらに実験を
進めていくうちに、この基礎式では可撓性範囲２
４から固定範囲２２への移行部ｂにおけるダイヤ
フラムの厚さh2が薄くなり、破損しやすいことが
判明した。そこで上記基礎式の右辺にh1／h2（＞
１）なる係数を乗じると、移行部ｂにおけるダイ
ヤフラムの厚さh2をある程度大きくし、容易に破
損せずダイヤフラムの寿命が長くなるように、且
つあまり厚くなりすぎてダイヤフラムの振動特性
に影響を与えないことが実験的に判明した。その
結果得られたのが上記式(1)である。 このように本発明の構成は、長年にわたる種々
の試行錯誤に基づいて実験的に導出されたもので
ある。本発明により、ダイヤフラムの寿命は数千
時間を越えるものになつた。以下に、従来のダイ
ヤフラムと本発明によるダイヤフラムとの寿命を
比較した実験例を例示しておく。 実験例 １ （従来のダイヤフラム） １ 実験の条件 全作動時間 125時間 設定圧 240bar 噴射圧 160bar 被搬送媒体 水 オイル温度 64゜−66゜ ２ 実験結果 100時間経過後、確認のためダイヤフラムを取
りはずす。可撓性範囲に条溝が確められる。さら
に25時間後、ダイヤフラム破損。 実験例 ２ （従来のダイヤフラム） １ 実験の条件 全作動時間 2012時間 設定圧 250bar 噴射圧 150bar 被搬送媒体 0.5％の石英粉を含んだ水 ２ 実験結果 部品の寿命 ダイヤフラム 約500時間 偏心軸受 約700時間 排出弁 約500時間 全作動時間中、他の部品に損傷はなかつた。 実験例 ３ （本発明によるダイヤフラム） １ 実験の条件 被搬送媒体として水を用い、連続的に作動させ
た。 ２ 実験の結果 傷なし 平均2510時間 破損 平均4310時間 最小作動時間 3908時間 最大作動時間 4955時間
明する。 第１図に図示したダイヤフラムポンプ１は、リ
ルソン（Rilson）社が市販しているポリアミド
６，６から成るダイヤフラム２１を有している。
ダイヤフラム２１は、当接板４を備えたハウジン
グ部分２と当接板５を備えたハウジング部分３と
の間に緊張状態で固定されている。ダイヤフラム
２１は、圧力室６と作業室７とを仕切つている。
ダイヤフラム２１を駆動するため、この実施例で
は、シリンダ１２内に移動可能に挿入されている
ピストン１１が用いられる。ピストン１１は図示
していない駆動手段、例えば偏心輪によつて駆動
される。ピストン１１は、圧力室６内の液体を介
してダイヤフラム２１に作用を及ぼす。このため
当接板４は穴１４を備えている。管１６を介して
圧力室６に接続されている逃がし弁１５は、ピー
ク圧力を防止する。 ダイヤフラム２１には、ねじ部分２９を備えた
シヤフト２８が一体成形されている（第２図を参
照）。シヤフト２８にはナツト１７がねじ止めさ
れている。当接板４とナツト１７の間には圧縮ば
ね１８が支持されている。この圧縮ばね１８によ
りダイヤフラム２１は常時そのホームポジシヨン
の方向へ付勢されており、即ち当接板４に当接す
る位置へ付勢されている。被搬送媒体は、吸込行
程においては、流入弁９を備えている吸込管８を
介して作業室７内へ吸込まれ、流入弁９が閉弁す
る圧縮行程においては、圧送管１０へ送られる。 第２図から第６図まではダイヤフラム２１の詳
細図である。ダイヤフラム２１は、ハウジング部
分２と３の間、より厳密には当接板４と５の間に
固定されている固定範囲２２と、作業範囲２３
と、固定範囲２２と作業範囲２３の間に位置する
可撓性範囲２４から構成されている。ダイヤフラ
ム２１の、作業室７側の端面２５は平らな面とし
て構成されており、これに対して圧力室６側の端
面２６には肥厚部２７が形成されている。肥厚部
２７はシヤフト２８へ移行している。 被搬送媒体を容易に搬出することができるよう
に、作業室７側の平らな端面２５には、放射状に
延びる溝状の切り込み３０が形成されている。ま
た流入弁９を収容するため空所３１も設けられて
いる。同様に圧力室６側の端面２６にも、駆動媒
体を容易に搬出することができるように、放射状
に延びる切り込み３２が設けられており、即ちこ
れらの切り込み３２は、台形横断面の肥厚部２７
の端面及び錐面に形成されている（第４図参照）。 第６図からわかるように、可撓性範囲２４は、
横断面においてその厚さが固定範囲２２から作業
範囲２３のほうへ傾き角βで漸次増大している。
この傾き角βの大きさは、可撓性範囲２４から肥
厚部２７への移行部ａにおける抵抗モーメント
と、可撓性範囲２４から固定範囲２２への移行部
ｂにおける抵抗モーメントの比により決定され
る。移行部ｂにおける抵抗モーメントは、第４図
の角度αに対する最大荷重を基準にして算出され
る。この角度αは曲げ応力が作用する範囲であ
り、この角度αによつて直径d2（移行部ｂにおけ
るダイヤフラム２１の直径）に対する幅b2を決定
するものである。これに対して移行部ａにおける
抵抗モーメントは、本発明によれば、移行部ｂに
おける抵抗モーメントよりもフアクター1.1ない
し５だけ高くなるように選定されている。 移行部ａにおける抵抗モーメントと、移行部ｂ
における抵抗モーメントの比は、移行部ａにおけ
るダイヤフラム２１の厚さh1と、移行部ｂにおけ
るダイヤフラム２１の厚さh2との比に対応してい
る。即ち d1・π・α／360・６・h1 2＝ｋ・d2・π・α／360・６
・h2 2 なる式で表わされる。ここでｋは1.1ないし５の
値の前記フアクターであり、h2は0.5mmないし２
mmである。この式から d1h1 2＝ｋ・d2h2 2 …（式１） なる式が導かれる。 可撓性範囲２４のたわみ角γは、式 tanγ＝2s／d2−d1variable で表わされる。ここでｓはダイヤフラム２１の最
大ストロークであり、d1variableは、移行部ａにお
けるダイヤフラム２１の直径d1が変化することを
表わしている。なお、たわみ角γと直径d1の関係
を第７図に示すが、直径d1は、正接曲線の比較的
平坦に上昇する部分と、比較的急激に上昇する部
分との移行領域（ハツチングで示した領域）で選
定するのが望ましい。 ここで、上記式(1)を導出するに至つた経過を説
明しておく。 ダイヤフラムのデイメンシヨンを決定するため
の上記（式１）を導出するにあたり、本発明者ら
は、片持ち式の板ばねのデイメンシヨンを決定す
るために通常用いられる関係式に着目した。しか
しながら、片持ち式の板ばねのデイメンシヨンを
決定するために用いられる関係式をそのまま環状
のダイヤフラムに適用することはできず、片持ち
式の板ばねの抵抗モーメントに関する理論をダイ
ヤフラムのデイメンシヨンを決定する関係式に使
用するために必要な変更を行ない、その結果上記
式(1)の基礎になつた基礎式が得られた。 この基礎式は h2＝kh1d1／d2 により表わされる。しかしながら、さらに実験を
進めていくうちに、この基礎式では可撓性範囲２
４から固定範囲２２への移行部ｂにおけるダイヤ
フラムの厚さh2が薄くなり、破損しやすいことが
判明した。そこで上記基礎式の右辺にh1／h2（＞
１）なる係数を乗じると、移行部ｂにおけるダイ
ヤフラムの厚さh2をある程度大きくし、容易に破
損せずダイヤフラムの寿命が長くなるように、且
つあまり厚くなりすぎてダイヤフラムの振動特性
に影響を与えないことが実験的に判明した。その
結果得られたのが上記式(1)である。 このように本発明の構成は、長年にわたる種々
の試行錯誤に基づいて実験的に導出されたもので
ある。本発明により、ダイヤフラムの寿命は数千
時間を越えるものになつた。以下に、従来のダイ
ヤフラムと本発明によるダイヤフラムとの寿命を
比較した実験例を例示しておく。 実験例 １ （従来のダイヤフラム） １ 実験の条件 全作動時間 125時間 設定圧 240bar 噴射圧 160bar 被搬送媒体 水 オイル温度 64゜−66゜ ２ 実験結果 100時間経過後、確認のためダイヤフラムを取
りはずす。可撓性範囲に条溝が確められる。さら
に25時間後、ダイヤフラム破損。 実験例 ２ （従来のダイヤフラム） １ 実験の条件 全作動時間 2012時間 設定圧 250bar 噴射圧 150bar 被搬送媒体 0.5％の石英粉を含んだ水 ２ 実験結果 部品の寿命 ダイヤフラム 約500時間 偏心軸受 約700時間 排出弁 約500時間 全作動時間中、他の部品に損傷はなかつた。 実験例 ３ （本発明によるダイヤフラム） １ 実験の条件 被搬送媒体として水を用い、連続的に作動させ
た。 ２ 実験の結果 傷なし 平均2510時間 破損 平均4310時間 最小作動時間 3908時間 最大作動時間 4955時間
本発明によれば、常時大きな荷重の交替にさら
されている可撓性範囲が、肥厚部の方向へ一定の
傾き角で連続的に増大する横断面を有しているの
で、この可撓性範囲でのダイヤフラムの耐久性が
増す。この場合、可撓性範囲でのダイヤフラムの
厚さを連続的に増して耐久性を向上させることに
より可撓性範囲の作用が阻害されないようにする
ため、本発明にしたがつて、肥厚部への移行部に
おける抵抗モーメントと、可撓性範囲から固定範
囲への移行部おける抵抗モーメントの比を、前者
が後者よりもフアクター1.1ないし５だけ高くな
るように選定し、且つ肥厚部への移行部における
可撓性範囲の材料厚さと固定範囲への移行部にお
ける可撓性範囲の材料厚さとの比が式 d1：h1 2＝ｋ・d2・h2 2 d1：肥厚部への移行部における可撓性範囲
の直径 d2：固定範囲への移行部における直径 ｋ：1.1ないし５のフアクター（定数） を満たすように、ダイヤフラムの各部における抵
抗モーメントと直径と厚さとを関連づけるととも
に、可撓性範囲から固定範囲への移行部における
ダイヤフラムの前記材料厚さが0.5mmないし２mm
であるように選定することにより、可撓性範囲の
特性を阻害することなく、ダイヤフラムの寿命を
長くさせることができる。 また、従来のように固定範囲に接続して案内範
囲を設ける必要がないので、ダイアフラムをコン
パクトに構成することができる。
されている可撓性範囲が、肥厚部の方向へ一定の
傾き角で連続的に増大する横断面を有しているの
で、この可撓性範囲でのダイヤフラムの耐久性が
増す。この場合、可撓性範囲でのダイヤフラムの
厚さを連続的に増して耐久性を向上させることに
より可撓性範囲の作用が阻害されないようにする
ため、本発明にしたがつて、肥厚部への移行部に
おける抵抗モーメントと、可撓性範囲から固定範
囲への移行部おける抵抗モーメントの比を、前者
が後者よりもフアクター1.1ないし５だけ高くな
るように選定し、且つ肥厚部への移行部における
可撓性範囲の材料厚さと固定範囲への移行部にお
ける可撓性範囲の材料厚さとの比が式 d1：h1 2＝ｋ・d2・h2 2 d1：肥厚部への移行部における可撓性範囲
の直径 d2：固定範囲への移行部における直径 ｋ：1.1ないし５のフアクター（定数） を満たすように、ダイヤフラムの各部における抵
抗モーメントと直径と厚さとを関連づけるととも
に、可撓性範囲から固定範囲への移行部における
ダイヤフラムの前記材料厚さが0.5mmないし２mm
であるように選定することにより、可撓性範囲の
特性を阻害することなく、ダイヤフラムの寿命を
長くさせることができる。 また、従来のように固定範囲に接続して案内範
囲を設ける必要がないので、ダイアフラムをコン
パクトに構成することができる。
第１図は本発明によるダイヤフラムを取り付け
た高圧ポンプの一部分の断面図、第２図は非作動
状態における第１図のダイヤフラムの側面図、第
３図は第２図のダイヤフラムを平坦な端面側から
見た図、第４図は第２図のダイヤフラムを肥厚部
側から見た図、第５図は作動状態における第１図
のダイヤフラムの側面図、第６図は本発明による
ダイヤフラムの可撓性範囲の拡大図、第７図は可
撓性範囲のたわみ角と可撓性範囲から作業範囲へ
の移行部におけるダイヤフラムの直径との関係を
示すグラフである。 ２１……ダイヤフラム、２２……固定範囲、２
３……作業範囲、２４……可撓性範囲、２７……
肥厚部。
た高圧ポンプの一部分の断面図、第２図は非作動
状態における第１図のダイヤフラムの側面図、第
３図は第２図のダイヤフラムを平坦な端面側から
見た図、第４図は第２図のダイヤフラムを肥厚部
側から見た図、第５図は作動状態における第１図
のダイヤフラムの側面図、第６図は本発明による
ダイヤフラムの可撓性範囲の拡大図、第７図は可
撓性範囲のたわみ角と可撓性範囲から作業範囲へ
の移行部におけるダイヤフラムの直径との関係を
示すグラフである。 ２１……ダイヤフラム、２２……固定範囲、２
３……作業範囲、２４……可撓性範囲、２７……
肥厚部。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 外側の固定範囲２２と、該固定範囲２２に接
続している環状の可撓性範囲２４と、肥厚部２７
を具備している中央部の作業範囲２３とを有する
高圧ブースタポンプ、コンプレツサなどのダイヤ
フラムであつて、作業室７の領域における被搬送
媒体側の端面２５がほぼ平らな面として形成さ
れ、肥厚部２７に、ダイヤフラムに対して垂直に
延びるダイヤフラムシヤフト２８が一体成形され
ている高圧ブースタポンプ、コンプレツサなどの
ダイヤフラムにおいて、 可撓性範囲２４が、肥厚部２７の方向へ一定の
傾き角βで連続的に増大する横断面を有している
ことと、 可撓性範囲２４の前記傾き角βを決定するた
め、肥厚部２７への移行部ａにおける抵抗モーメ
ントが、可撓性範囲２４から固定範囲２２への移
行部ｂにおける抵抗モーメントよりもフアクター
1.1ないし５だけ高くなるように選定されている
ことと、 肥厚部２７への移行部ａにおける可撓性範囲２
４の材料厚さh1と固定範囲２２への移行部ｂにお
ける可撓性範囲２４の材料厚さh2との比が式 d1・h1 2＝ｋ・d2・h2 2 で表わされ、ここでd1は肥厚部２７への移行部ａ
における可撓性範囲２４の直径で、d2は固定範囲
２２への移行部ｂにおける直径で、ｋは1.1ない
し５のフアクターであることと、 可撓性範囲２４から固定範囲２２への移行部ｂ
におけるダイヤフラム２１の前記材料厚さh2が
0.5mmないし２mmであることと、 を特徴とするダイヤフラム。 ２ 肥厚部２７への移行部ａにおける可撓性範囲
２４の直径d1が、この直径d1に対するたわみ角γ
の正接三角関数から得られる曲線から選定されて
いることを特徴とする、特許請求の範囲第１項に
記載のダイヤフラム。 ３ 肥厚部２７への移行部ａにおける可撓性範囲
２４の直径d1が、前記曲線のゆるやかな上り勾配
から急激な上り勾配への移行範囲にあることを特
徴とする、特許請求の範囲第２項に記載のダイヤ
フラム。 ４ 被搬送媒体側の端面２５に、半径方向に延び
る溝状の切り込み３０を備えていることを特徴と
する、特許請求の範囲第１項から第３項までのい
ずれか１つに記載のダイヤフラム。 ５ 切り込み３０が、ほぼ肥厚部２７の直径に相
当する長さにわたつて延びていることを特徴とす
る、特許請求の範囲第４項に記載のダイヤフラ
ム。 ６ 被搬送媒体側の端面２５に、流入弁９の形状
に適合した同心の空所３１が設けられていること
を特徴とする、特許請求の範囲第１項から第５項
までのいずれか１つに記載のダイヤフラム。 ７ 空所３１が肥厚部２７によつて蔽われるよう
に空所３１の外径が選定されていることを特徴と
する、特許請求の範囲第６項に記載のダイヤフラ
ム。 ８ 肥厚部２７が、前記ダイヤフラムシヤフト２
８側のダイヤフラム端面にてダイヤフラムに一体
的に形成され、且つ横断面が台形状になるように
形成されていることを特徴とする、特許請求の範
囲第１項から第７項までのいずれか１つに記載の
ダイヤフラム。 ９ 肥厚部２７が、ダイヤフラムシヤフト２８側
の端面及び／または円錐面に、半径方向に延びる
溝状の切り込み３２を備えていることを特徴とす
る、特許請求の範囲第１項から第８項までのいず
れか１つに記載のダイヤフラム。
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE3018687A DE3018687C2 (de) | 1980-05-16 | 1980-05-16 | Membran für Hochdruckförderpumpen, Kompressoren oder dgl. |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS578379A JPS578379A (en) | 1982-01-16 |
| JPH0421072B2 true JPH0421072B2 (ja) | 1992-04-08 |
Family
ID=6102530
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6354181A Granted JPS578379A (en) | 1980-05-16 | 1981-04-28 | Diaphragm for high pressure booster pump, compressor and others |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4785719A (ja) |
| JP (1) | JPS578379A (ja) |
| DE (1) | DE3018687C2 (ja) |
| FR (1) | FR2482674B1 (ja) |
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-
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-
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-
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