JPH0617752A - 脈動減少装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 往復動ポンプによるポンプ移送液の脈動現象
を抑制するに当り、液圧の変動が所定範囲を越えた場合
に、これに応じて気体封入圧を自動調整でき、人的労力
の省力化に貢献し得るとともに迅速かつ正確な調整を可
能とした脈動減少装置を提供すること。 【構成】 液室１５内の減圧変動により、隔膜１４が基
準位置Ｓより液室を拡大する方向に移動した場合、設定
したストロークＡを越えるようになると、該隔膜１４に
より弁押し棒２８を介して弁２５が開成し、気室１６内
に気体圧が更に付与され封入圧が上昇するように自動調
整される。隔膜１４が基準位置Ｓより液室を縮小する方
向に移動した場合、設定したストロークＢを越えるよう
になると、スライダー３３が弁３４を開成位置に移動さ
せ、気室１６内の気体圧を放出し封入圧を低下させるよ
うに自動調整される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、往復動ポンプのポンプ
移送液配管路内に配置され、該配管路内に発生する望ま
しくない脈動を減少させる脈動減少装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】この種の脈動減少装置は、ポンプ移送液
配管路内に配置され、ポンプ移送液を取入れて一時的に
貯留させる、いわゆる液溜の作用を果す液室を有し、該
液室から再び配管路へ送り出すことによりポンプの往復
動に起因する流量・圧力の変動に伴う脈動流を極力抑制
する機能を果すもので、パルスダンパーあるいはアキュ
ムレータとも称せられる。

【０００３】液室は、ベローズ等の往復動自在な隔膜に
より気体を封入した気室から隔離され、該気室内の気体
封入圧と液室内に流入したポンプ移送液の流量・圧力の
変動とのバランスにより隔膜が移動して脈動流を抑制す
る。脈動をより効果的に減少させるために一定の液室容
積が設定され、隔膜がこれに対応した基準位置を中心と
して移動するように気室に気体圧が封入される。隔膜が
用いられるのは、ポンプ移送液を外部気体との接触から
避ける必要がある半導体処理用の薬液等の場合やその他
移送液中に汚染物質の混入やエアーのとけ込みをきらう
場合が多いためであり、この種の脈動減少装置において
慣用されている。

【０００４】ポンプ移送液の流量や圧力は往復動ポンプ
の往復動に起因して変動するとともに供給部位の状態や
配管路途中に設けたフィルターの流路抵抗により変動す
るので、気体封入圧もこれに応じて調整する必要があ
る。図１にこの種の従来の脈動減少装置とその配管系を
略示したように、往復動ポンプ１によりポンプ移送液は
配管路２を通って移送されフィルター３を介して図示し
ない供給部位に供給される。この配管路２中に脈動減少
装置４が配置されるとともに該装置４に気体圧供給源５
から気体圧供給配管路６を通って気体圧が供給される。
そして、移送液の圧力は配管路２に配した圧力計７によ
り逐次、測定され、その測定値に基づいて脈動減少装置
４の気体封入圧が求められ、配管路６に設けた減圧弁８
を操作してこの封入圧に合せる調整が行なわれ、これを
該配管路６に配した圧力計９で確認しながら常時適切な
気体封入圧が得られるように調整作業が行なわれる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記従来の脈動減少装
置においては、気体圧封入圧の調整作業を全て人手を介
して行なう必要があり、例えば移送液配管路２中のフィ
ルター３の目詰まりなどで発生する送液圧力の変動を圧
力計７で監視しながら減圧弁８を操作し、気体封入圧を
調整追随させると行った作業には多大の労力を要すると
ともに迅速かつ正確な調整が困難であった。

【０００６】従って、本発明は、上記従来の諸問題に鑑
みなされたものであり、その目的は液室に導入される移
送液の流量・圧力の変動が所定の範囲を越えた場合に気
室内の気体封入圧を自動的に調整でき、人的労力の省力
化に貢献し得るとともに迅速かつ正確な調整を可能とし
た脈動減少装置を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、密封容器の態様をなす装置本体と、該装
置本体内に設けられポンプ移送液を流通させる液室と脈
動減少用の気体圧が封入された気室とを隔離するととも
に該液室内に流入したポンプ移送液の流量・圧力の変動
と気室内の気体封入圧とのバランスに応じて往復動自在
な隔膜と、前記気室へ気体圧を供給する気体圧供給手段
とを備えた構成を前提として、前記気室内の封入圧を上
昇させる際に前記気体圧供給手段からの気体圧を気室内
に導入する気体圧導入路と、該気室内の封入圧を低下さ
せる際に該気室から気体圧を外部へ導出する気体圧導出
路とを装置本体に設け、前記気体圧導入路に該導入路を
常時は閉成する第１の弁を設けるとともに前記気体圧導
出路に該導出路を常時は閉成する第２の弁を設け、前記
隔膜が液室を拡大させる方向に所定のストロークを越え
て移動した際に前記第１の弁を開成させるように動作可
能な第１の連動部材を該第１の弁と隔膜との間に設ける
とともに該隔膜が液室を縮小させる方向に所定のストロ
ークを越えて移動した際に前記第２の弁を開成させるよ
うに動作可能な第２の連動部材を該第２の弁と隔膜との
間に設けた構成を特徴とする脈動減少装置を提案するも
のである。

【０００８】

【作用】上記本発明の構成の脈動減少装置においては、
液室内のポンプ移送液体の液圧が、例えば、管路中のフ
ィルターの目詰りが進んだことにより上昇して隔膜が拡
大する方向に過度に押し動かされて一定のストロークを
越えるようになると、該隔膜が第１の連動部材を介して
第１の弁を開成するので、気体圧供給手段より気体圧導
入路を介して気室内に気体圧が導入されて封入圧が高め
られ、隔膜が該ストロークを越えて更に移動することが
阻止される。他方、脈動流を伴って流入したポンプ移送
液体の液圧の変動が液圧を通常範囲を越えて低下した場
合には、気体封入圧が打ち勝って隔膜が縮小する方向に
過度に押し動かされるが、これが一定のストロークを越
えるようになると、該隔膜が第２の連動部材を介して第
２の弁を開成するので、気室から気体圧導出路を介して
外部へ気体圧が導出され気室内の封入圧が低下し、隔膜
が該ストロークを越えて更に移動することが阻止され
る。

【０００９】このように、隔膜は、液室内に脈動流を伴
って流入するポンプ移送液の変動圧と気室内の封入圧と
の圧力差に応じて変動するとしても、その変動範囲が隔
膜の拡大する方向ならびに縮小する方向のいずれについ
ても一定の範囲内になるように自動的に調整され、液室
の容積が脈動を減少させるために望まれる所定の大きさ
に常に維持される。

【００１０】

【実施例】以下、図面図２及び図３を参照して本発明の
脈動減少装置の実施例を説明する。

【００１１】図２には従来例を示す図１と対比して、対
応する部分に同一の参照番号を付して本発明の脈動減少
装置及び配管系が示されている。該脈動減少装置４は、
往復動ポンプ１のポンプ移送液配管路２内に配置され、
該往復動ポンプ１の往復動に起因して生ずる配管路２内
の移送液の流量・圧力の変動を伴う脈動が、この装置４
によって抑制されるとともにフィルター３を通して図示
しない供給部位へ移送される。該脈動減少装置４には気
体圧供給配管路６を通って気体圧供給源５から気体圧が
気体封入圧として供給される。６ａは気体封入圧を低下
させるように調整する場合に気体圧を導出する気体圧導
出配管路である。

【００１２】上記構成でわかるように、本発明の脈動減
少装置４を用いた構成においては、図１に示す従来構成
に比し、両配管路２，６内に配した圧力計７，９及び減
圧弁８を全く不要とし、図３において詳述の通りポンプ
移送液配管路２を流れるポンプ移送液の液圧の変動が所
定の範囲を越えた場合に、気体封入圧を自動的に調整で
きるようになっている。

【００１３】図３に示す本発明の脈動減少装置４におい
て、１０は装置本体では上下の円盤状の端部材１０ａ，
１０ｂ及びそれら両端部１０ａ，１０ｂの間に配置され
たシリンダ状の筒部１０ｃよりなり、それら３部材を軸
線Ｘ−Ｘ方向に図示しないボルト等の締付部材により互
いに固定して密封容器として構成されている。上側の端
部材１０ａにはポンプ移送液の送入口１１，送出口１２
が形成され、各口１１，１２に配管路２が接続されてい
る。これら送入口１１，送出口１２に連通して移送液通
路１３ａ，１３ｂがそれぞれ形成され、該通路１３ａ，
１３ｂは、本実施例においてベローズにより構成された
隔膜１４により区画された液室１５に連通し、該液室１
５の一部を構成している。なお、この実施例では、ポン
プ移送液の送入口１１、送出口１２を個別に設け、該移
送液の全量が液室１５を通過する構成としたが、これと
は異なり、単一の出入口及び液室１５までの単一の通路
を設け、移送液の一部をこの出入口を介して液室に流通
させて液室の貯留量を増減させ、脈動減少効果を上げる
構成も可能である。

【００１４】隔膜１４のベース１４ａは装置本体１０の
端部材１０ａと筒部１０ｃとの間に液密状態で挟持固定
され、蛇腹状の伸縮部１４ｂが装置本体１０の軸線Ｘ−
Ｘ方向に伸縮可能となっており、この伸縮により隔膜１
４の閉鎖端板１４ｃが軸線Ｘ−Ｘ方向に平行移動する。

【００１５】隔膜１４及び装置本体１０の少なくとも上
側端部材１０ａを耐食性に富むプラスチックで形成する
ことにより、薬液等をポンプ移送液体として取扱う場合
に適している。

【００１６】隔膜１４により装置本体１０内には、液室
１５と隔離して調整された気体圧を封入する気室１６が
区画されている。下側の端部材１０ｂには、気体圧供給
配管路６が接続された気体圧入口１７、気体圧導出配管
路６ａが接続された気体圧出口１８、気室１６と入口１
７及び出口１８がそれぞれ連通させる気体圧導入路１９
及び気体圧導出路２０が形成されている。

【００１７】前記気体圧導入路１９及び導出路２０に
は、第１及び第２の弁機構２１，２２が設けられ、これ
ら弁機構２１，２２により、常時は、これら導入路１
９，導出路２０は閉成されている。第１の弁機構２１
は、導入路１９に連通した弁室２４，ボール弁よりなる
弁２５、該弁２５を閉成位置に付勢する弁ばね２６及び
内端部が該弁２５の弁座をなすとともに導入路１９の一
部をなす貫通軸孔２７ａを有し下側端部材１０ｂにねじ
込み固定されたガイド部材２７とを有する。該ガイド部
材２７の軸孔２７ａ内には第１の連動部材をなす弁押し
棒２８が軸線Ｘ−Ｘ方向にスライド移動自在に、かつ該
押し棒２８のまわりを通って気体が自由に流れるだけの
隙間をもって、挿入案内されている。この弁押し棒２８
の下端は弁２５に接しているが、該押し棒２８の自重で
は、弁ばね２６に打勝って弁２５が図示の閉成位置より
移動することがない。該押し棒２８の上端は軸孔２７ａ
より突出し、液室１５内の液圧が平均圧の状態で基準位
置Ｓにある隔膜１４の閉鎖端板１４ｃとストロークＡだ
け離間して位置付けられている。

【００１８】第２の弁機構２２は、下端部が下側端部材
１０ｂにねじ込み固定されるとともに内側に弁室３０を
形成した筒状ガイド部材３１、該ガイド部材３１にスラ
イド自在に嵌合され、弁室３０内にある弁ばね３２によ
り上方に押圧付勢されるとともに該付勢によって上端が
隔膜１４の閉鎖端板１４ｃの下面中央部に常時接触した
状態に維持される第２の連動部材をなすスライダー３３
及び該スライダー３３の下端折曲部３３ａと係合可能な
拡大係合部３４ａを有するとともに該スライダー３３の
下端開口を通して軸線Ｘ−Ｘ方向に相対移動可能な棒状
の弁３４とを有する。隔膜１４が基準位置Ｓにある図示
の状態において、拡大係合部３４ａは、スライダー３３
の下端折曲部３３ａに対しストロークＢだけ離間して位
置付けられている。なお、ガイド部材３１の側部に貫通
孔３５が形成され気室１６と弁室３０を連通している。
気体はスライダー３３と筒状ガイド部材３１との嵌合部
の隙間からも若干連通する。前記弁３４は常時は導出路
２０を遮断した図示の閉成位置に保持されている。

【００１９】以上のように構成された脈動減少装置４に
よる調整動作を以下説明する。往復動ポンプ１のポンプ
動作に応じて配管路２内の移送液は、矢印で示すように
送入口１１及び移送液通路１３ａを通って液室１５に入
り、更に移送液通路１３ｂ、送出口１２を通って再び配
管路２へ送り出され、フィルター３を介して図示しない
供給部位へと移送される。この間において、配管路２内
のポンプ移送液は、往復動ポンプの往復動に起因する流
量・圧力の変動を伴う脈動流となって流れるが、脈動減
少装置４の液室１５に送入口１１から移送液通路１３ａ
を通って液室１５に入る。そして、液室１５の容積は移
送液の圧力上昇時には気室１６内の封入圧に抗して隔膜
１４が拡大して移送液の貯留量を増加し、移送液通路１
３ｂ、送出口１２を通って配管路２へ送り出される移送
液の圧力上昇は低減される。また、液室１５内の移送液
の圧力降下時には、気室１６内の封入圧に押されて隔膜
１４が縮小して液室１５の容積が狭められ、移送液の貯
留量を減少し、これにより、移送液通路１３ｂ、送出口
１２を通って配管路２に送り出される移送液の圧力降下
が低減される。このようにして、移送液の圧力変動が該
装置４を通過させることにより、抑制されるので、この
変動に伴う脈動現象が減少する。

【００２０】気体封入圧は、ポンプ移送液の液圧に対抗
し、変動する液圧の平均圧において隔膜１４が基準位置
Ｓに位置するように設定され、気室１６内に予め設定封
入圧が付与される。この場合、弁ばね３２の不勢力も液
圧に対抗しているので、この付勢力も考慮して設定され
る。隔膜１４は基準位置Ｓを中心として隔膜が液室を拡
大する方向、すなわち下方向にストロークＡだけ移動す
る範囲、及び液室を縮小する方向、すなわち上方向にス
トロークＢだけ移動する範囲、従って、全体でＡ＋Ｂの
範囲内においては脈動の抑制効果が十分にでる移動範囲
として予め設定されている。この設定状態において、ポ
ンプ移送配管路２内の移送液の液圧が、例えばフィルタ
ー３の目詰りの進行により上昇した結果、隔膜１４が気
体封入圧１６に打ち勝って液室を拡大する方向にストロ
ークＡを越えて移動する事態となると、該隔膜の閉鎖端
板１４ｃが弁押し棒２８に当接し、該棒２８を押し下げ
る。これにより、該棒２８は弁２５を弁ばね２６に抗し
て開成させ、矢印で示すように気体圧導入路１９を通し
て気体圧供給配管路６から気体圧が付与され気室１６内
の封入圧を上昇させるように自動調整される。従って、
隔膜１４はストロークＡを越えて移動するのが阻止され
る。そして、封入圧が上昇するに従って隔膜１４が基準
位置Ｓへ向って移動するので、閉鎖端板１４ｃが弁押し
棒２８より離れ、弁２５は再び閉成位置に戻り、気体封
入圧が調整状態に固定される。

【００２１】又、ポンプ移送液の液圧が低下して、隔膜
１４が気体封入圧に押されて液室を縮小する方向にスト
ロークＢを越えて移動する事態となった場合には、該隔
膜の閉鎖端板１４ｃの上昇とともにスライダー３３が弁
ばね３２の付勢により上昇し、下端折曲部３３ａが弁３
４の拡大部３４ａに係合する。これにより、弁３４が押
し上げられ導出路２０を開成するので、気室１６内の気
体が導出路２０及び出口１８を介して気体圧導出配管路
６ａへと放出され封入圧が低下するように自動調整され
る。この結果、隔膜１４はストロークＢを越えて移動す
るのが阻止され、封入圧の低下調整に従って基準位置Ｓ
へ向って移動するので、スライダー３３も共に下降して
下端折曲部３３ａが弁３４の拡大部３４ａより離れる。
これにより、弁３４は再び閉成位置に戻り、気体封入圧
が調整状態に固定される。

【００２２】以上のように、ポンプ移送液の液圧の変動
が大きくなり隔膜１４が脈動減少効果を上げるのに適し
た設定範囲を越えるような場合に、前述のように第１及
び第２の弁機構２１，２２が隔膜の移動方向に応じて選
択的に作動して、気体封入圧が自動調整される。

【００２３】なお、実施例ではスライダー３３を隔膜１
４の閉鎖端板１４ｃに接触させる構成となっているが、
これらを一体に固着させ、弁ばね３２を省略した構成も
可能である。又、弁押し棒２８の上端部を隔膜の閉鎖端
板１４ｃに固定し、弁２５との間にストロークＡに対応
した間隔を設ける構成も可能である。また、弁機構２
１，２２の弁２５，３４を、例えばコック等の他の弁で
構成し、隔膜１４が設定ストロークを越えた際に該コッ
ク等を開閉させる構成でもよく、この実施例構造に限定
されない。更に、隔膜は実施例のベローズ構造に限ら
ず、ダイヤフラム構造のものにも本発明を適用し得るも
のであり、実施例に限定されるものではない。

【００２４】

【発明の効果】以上のように、本発明の脈動減少装置に
よれば、ポンプ移送液の流量・圧力の変動に伴う脈動を
隔膜の往復動により減少させる動作中に、移送液の圧力
変動が大きくなって隔膜が設定した範囲を越えるような
場合に、該隔膜の移動に連動して第１及び第２の弁が隔
膜の移動方向に応じて選択的に作動して気体封入圧を迅
速かつ正確に自動調整するので、調整作業に何等人手を
要せず、人的労力の省力化に貢献し得ると共に調整のた
めの圧力計や減圧弁を必要としないので、配管系の簡略
化、コストダウンが可能となる等、種々の効果を奏す
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】従来の脈動減少装置とその配管系を示す概略図
である。

【図２】図１と対比して示した本発明に係る脈動減少装
置とその配管系の概略図である。

【図３】図２の脈動減少装置を取り出して示す拡大縦断
面図である。

【符号の説明】

４ 脈動減少装置 １０ 装置本体 １４ 隔膜 １５ 液室 １６ 気室 ２１ 第１の弁機構 ２２ 第２の弁機構 ２８ 弁押し棒（第１の連動部材） ３３ スライダー（第２の連動部材）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】往復動ポンプのポンプ移送液配管路内に配
   置され、ポンプ移送液の脈動を減少させる脈動減少装置
   であって、密封容器の態様をなす装置本体と、該装置本
   体内に設けられポンプ移送液を流通させる液室と脈動減
   少用の気体圧が封入された気室とを隔離するとともに該
   液室内に流入したポンプ移送液の流量・圧力の変動と気
   室内の気体封入圧とのバランスに応じて往復動自在な隔
   膜と、前記気室へ気体圧を供給する気体圧供給手段とを
   備えたものにおいて、前記気室内の封入圧を上昇させる
   際に前記気体圧供給手段からの気体圧を気室内に導入す
   る気体圧導入路と、該気室内の封入圧を低下させる際に
   該気室から気体圧を外部へ導出する気体圧導出路とを装
   置本体に設け、前記気体圧導入路に該導入路を常時は閉
   成する第１の弁を設けるとともに前記気体圧導出路に該
   導出路を常時は閉成する第２の弁を設け、前記隔膜が液
   室を拡大させる方向に所定のストロークを越えて移動し
   た際に前記第１の弁を開成させるように動作可能な第１
   の連動部材を該第１の弁と隔膜との間に設けるとともに
   該隔膜が液室を縮小させる方向に所定のストロークを越
   えて移動した際に前記第２の弁を開成させるように動作
   可能な第２の連動部材を該第２の弁と隔膜との間に設け
   たことを特徴とする脈動減少装置。