JPH0680873U - ロッド固定型ポンプ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 流体の性状にかかわらず常に好適に吸引及び
排出を行い、脈動を少なくすることのできるロッド固定
型ポンプを提供すること。 【構成】 流体の吸引及び排出を行うロッド固定型ポン
プ１であって、内部の中空部１７に逆止め弁１６を有し
かつ中空部１７内の流体を外部へ排出するロッド１１を
定位置に固定し、内部に逆止め弁２６を有しかつ少なく
とも先端２４が流体内に位置してこの流体を吸引ならび
にロッド１１内へ送出する第一シリンダ２１を、進退可
能にロッド１１に外嵌した構成である。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、ロッド固定型ポンプに係り、さらに詳しくは、例えばセメントミル ク，モルタルその他の高粘性を有する液体を好適に吸引及び排出し得るロッド固 定型ポンプに関する。

【０００２】

【従来の技術】

従来、低所にある水等液体に圧力を与えて高所に揚水するポンプとしては、そ の構成及び作動方式によって種々のものが提供されているが、今日、特に水圧機 械，石油井戸ポンプあるいはディーゼル機関の燃料ポンプ等には、ロッドの往復 運動によって生じるシリンダ容積の変化を、シリンダ内にある液体の体積の変化 として液体を吸い上げたり押し上げたりする往復ポンプが用いられている。

【０００３】 このような往復ポンプは、例えば内部に吸入弁を有する吸入管及び排出弁を有 する排出管を接続してこれらにシリンダを固定し、このシリンダの内部に配設し たロッドを往復運動させ、ロッドの吸引行程において吸入弁を開いて排出弁を閉 じ、排出行程において排出弁を開いて吸入弁を閉じることによって、液体の吸引 ，排出を交互に行うものである。

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】

ところで、上記従来の往復ポンプは、所定位置に固定したシリンダの内部でロ ッドを往復運動させて、液体の吸引及び排出を行うものである。つまり、ロッド の吸引行程及び排出行程において、液体の吸引及び排出を交互に行う機構である ため、ポンプは脈動となるが、ポンプの効率を向上させるには、脈動は極力少な いのが好ましい。また、低所の液体の吸引は、シリンダ内での減圧によってのみ 行っていたため、セメントミルク，モルタル等の粘性の大きい液体に対しては、 前記減圧のみでは十分に吸引できないといった問題があった。

【０００５】 本考案は、上記の問題を解決し得るものであって、その目的は、流体の性状に かかわらず常に好適に吸引及び排出を行い、脈動を少なくすることのできるロッ ド固定型ポンプを提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】

本考案のロッド固定型ポンプのうち、請求項１に記載のものは、流体の吸引及 び排出を行うロッド固定型ポンプであって、内部の中空部に逆止め弁を有しかつ 前記中空部内の流体を外部へ排出するロッドを定位置に固定し、内部に逆止め弁 を有しかつ少なくとも先端が流体内に位置してこの流体を吸引ならびに前記ロッ ド内へ送出する第一シリンダを、進退可能に前記ロッドに外嵌したことを特徴と する。

【０００７】 また、請求項２に記載のものは、請求項１に記載のものにおいて、内部に逆止 め弁を有しかつ前記ロッドの前記中空部内の流体を吸引して外部へ排出する第二 シリンダを、前記第一シリンダの移動に伴って進退可能に前記ロッドに内嵌した ことを特徴とする。

【０００８】

【作用】

本考案のロッド固定型ポンプのうち、請求項１に記載のものによれば、定位置 に固定したロッドに進退可能に外嵌した第一シリンダが、流体内においてロッド から離れる方向に移動したとき、その内部に前記流体を吸引し、逆にロッドに近 づく方向に移動したとき、内部に吸引した流体をロッドの中空部内へ送出する。 そして、この第一シリンダの移動に伴い、ロッドの中空部内の流体は外部へ排出 される。この際、ロッド及び第一シリンダの内部には逆止め弁を設けてあるので 、ロッドの中空部内から第一シリンダ内ならびに第一シリンダ内から前記流体内 へそれぞれの内部の流体が逆流することがない。このように、流体を減圧のみで はなく、第一シリンダの移動によって動的に吸引するので、高粘性の流体に対し ても十分な吸引機能を確保し、ポンプの効率を低下させることがない。

【０００９】 また、請求項２に記載のものによれば、前記第一シリンダが、流体内において 進退移動するに伴い、ロッドに内嵌した第二シリンダが、このそれぞれの場合に 同じ方向に移動し、その内部に吸引した流体を外部へ排出する。すなわち、第一 シリンダがロッドから離れる方向に移動してその内部に流体を吸引したとき、第 二シリンダもこの第一シリンダと同じ方向に移動し、ロッドの中空部内の流体を その内部に吸引して外部へ排出する。一方、第一シリンダがロッドに近づく方向 に移動してその内部の流体をロッドの中空部へ送出したとき、第二シリンダもこ の第一シリンダと同じ方向に移動し、ロッド内から送出された流体を外部へ排出 する。このように、第一シリンダ，第二シリンダの進退移動のいずれの場合にお いても、流体は第二シリンダから外部へ排出するので、送出流体の脈動を少なく することが可能となる。

【００１０】

【実施例】

以下、本考案の実施例を図面を参照して詳細に説明する。 図１ないし図３は、本考案に係るロッド固定型ポンプ１の実施例を示す図であ って、ロッド固定型ポンプ１の動作説明図を図１，時間に対する排出量のタイム チャートを図２，構成断面図を図３に示す。

【００１１】 図３において、ロッド固定型ポンプ１は、所定位置に配設した支持体（図示せ ず）に支持した第一ハウジング２及び第二ハウジング６と、この第一及び第二ハ ウジング２，６の内部に固定したロッド１１と、前記第一ハウジング２の内部で あってかつロッド１１に進退可能に外嵌した第一シリンダ２１と、前記第二ハウ ジング６の内部であってかつロッド１１に進退可能に内嵌した第二シリンダ３１ とから構成したものである。

【００１２】 第一及び第二ハウジング２，６は、前記ロッド１１，第一及び第二シリンダ２ １，３１を囲むように外装したものであり、第一ハウジング２の上部３と第二ハ ウジング６の下部７とによってロッド１１を定位置に固定している。 ロッド１１は、有底筒状体であって、第一ハウジング２内をわたる基部１２と 、基部１２より外径を大きく形成した頭部１３を有し、この頭部１３を以て第一 及び第二ハウジング２，６に固設している。また、底部１４には貫通孔１５が形 成されており、この貫通孔１５の径より大径の球状体からなる逆止め弁１６が中 空部１７内に配設されている。

【００１３】 第一シリンダ２１は、有底筒状体であって、ロッド１１の基部１２に外嵌する とともに、基部２２より外径を大きく形成した頭部２３外面が、第一ハウジング ２内面に摺接しつつ進退可能となっている。そして、前記頭部２３が、ロッド１ １の頭部１３及び第一ハウジング２の下部４に当接し、この位置を進退の限界と している。また、底部２４には、貫通孔２５が形成されており、この貫通孔２５ の径より大径の球状体からなる逆止め弁２６が中空部２７内に配設されている。 さらに、底部２４の外縁には、蝶番２８によって相互間の開度を調整可能にガイ ド２９を取り付けている。

【００１４】 第二シリンダ３１は、有底筒状体であって、ロッド１１に内嵌するとともに、 基部３２の略中心に、この基部３２より外径を大きく形成した鍔部３３外面が、 第二ハウジング６内面に摺接しつつ進退可能となっている。そして、前記鍔部３ ３が、ロッド１１の頭部１３及び第二ハウジング６の上部８に当接し、この位置 を進退の限界としている。また、底部３４には貫通孔３５が形成されており、こ の貫通孔３５の径より大径の球状体からなる逆止め弁３６が中空部３７内に配設 されている。

【００１５】 前記両シリンダ２１，３１には、油圧あるいは空圧等の公知の技術を適用した 制御系４１が接続してあり、この制御系４１からの出力によって、第一及び第二 シリンダ２１，３１の進退移動が可能となっている。これらロッド１１，第一シ リンダ２１，第二シリンダ３１の各内径は、第一シリンダをＡ，ロッドをＢ，第 二シリンダをＣとすると、Ａ：Ｂ：Ｃ＝√２：１．２：１の比率で形成しており 、第一シリンダ２１，第二シリンダ３１の各進退距離は、第一シリンダをＸ，第 二シリンダをＹとすると、Ｘ：Ｙ＝１：１の比率で制御されるようになっている 。このそれぞれの実際の値は、期待するロッド固定型ポンプ１の排出量に基づい て適宜決定すればよい。

【００１６】 また、前記第一ハウジング２の下方には、内部に液体が満たされた槽４２を配 置しており、この液体の液面より下方に、前記第一シリンダ２１の底部２４が位 置している。 次に、上記の構成からなるロッド固定型ポンプ１の動作について説明する。 このロッド固定型ポンプ１は、吸引及び排出の対象となる液体を満たした槽４ ２の上方であって、第一シリンダ２１の底部２４がこの液体内に常に位置するよ うに配設し、第二シリンダ３１の上端に管４３等を接続する。

【００１７】 この状態で、制御系４１によって第一シリンダ２１を起動させ、先ずロッド固 定型ポンプ１の内部に流体を吸引する。すなわち、第一シリンダ２１を上の限界 位置（図３）から下の限界位置まで退かせると、液体が差圧によって第一シリン ダ２１内に吸引される。次に、この第一シリンダ２１を上の限界位置まで進ませ ると、逆止め弁２６が閉じかつ内圧が上昇するから、第一シリンダ２１内の液体 がロッド１１内に送出され、それから第一シリンダ２１を下の限界位置まで退か せると再び液体を吸引する。これと同様の第一シリンダ２１の進退によって、第 二シリンダ３１内にも液体が送出され、ロッド固定型ポンプ１の内部に液体が充 満した状態となる。なお、この場合、第一シリンダ２１のみを起動させてもよい し、両シリンダ２１，３１を起動させてもよい。

【００１８】 この後、さらに両シリンダ２１，３１を連続的に進退させ、槽４２内の液体を 汲み上げる。図１は、この両シリンダ２１，３１の動作による液体の吸引及び排 出状態を示すものであって、ａは両シリンダ２１，３１が下の限界位置にあると き、ｃは両シリンダ２１，３１が上の限界位置にあるとき、ｂはａからｃ又はｃ からａへの移動途中を示している。

【００１９】 両シリンダ２１，３１は、制御系４１によって同じ方向に同じ排出量で、最初 ａに示す下の限界位置からｂを経てｃに示す上の限界位置へと移動する。この場 合、第一シリンダ２１は、その内部の液体をロッド１１内へ送出するとともに、 ロッド１１からは第二シリンダ３１内へ液体を送出する。この際、逆止め弁２６ によって、第一シリンダ２１内の液体の逆流は阻止されている。そして、第一シ リンダ２１がａからｃへ距離Ｘを移動したとき、第二シリンダ３１は距離Ｙを移 動しているので、この第二シリンダ３１から外部へ排出する液体の流量は、第一 シリンダ２１内からロッド１１内へ送出した流量と、ロッド１１内における第二 シリンダ３１の移動に伴う容積増加分との差となる。

【００２０】 一方、ｃに示す上の限界位置からｂを経てａに示す下の限界位置へと移動する 場合、第一シリンダ２１は、内部が減圧されかつ移動による動的手段とによって 、その内部に槽４２内の液体を吸引するとともに、第二シリンダ３１は、その内 部にロッド１１内の液体を吸引し、外部へ排出する。この際、逆止め弁１６によ って、ロッド１１内の液体の逆流は阻止されており、ガイド２９は上方向に揺動 して液体の吸引を容易にしている。そして、この第二シリンダ３１から外部へ排 出する液体の流量は、ロッド１１内における第二シリンダ３１の移動に伴う容積 減少分となる。

【００２１】 したがって、ａからｃへの移動時の第一シリンダ２１内からロッド１１内へ送 出した流量と、ロッド１１内における第二シリンダ３１の移動に伴う容積増加分 との差に対し、ｃからａへの移動時のロッド１１内における第二シリンダ３１の 移動に伴う容積減少分が等しいとき、つまり第一シリンダ２１内からロッド１１ 内へ送出する流量の半分が、前記容積増加分及び容積減少分であれば、図２に実 線で示すように、脈動がなく常に一定の液体の排出を実現することができる。実 際、上述した比率によって、第一シリンダ２１，ロッド１１，第二シリンダ３１ の各内径Ａ，Ｂ，Ｃを形成し、両シリンダ２１，３１の各進退距離Ｘ，Ｙを制御 系４１によって制御すれば、液体の排出量は常に一定になる。

【００２２】 このように、液体の吸引を、減圧および第一シリンダ２１の移動によって行う ので、高粘性の液体をも十分に吸引することができ、ロッド固定型ポンプ１の吸 引機能障害を防止するとともに、効率の低下を防止することができる。また、第 一シリンダ２１の進退にかかわらず、第二シリンダ３１からは常に一定量の液体 を排出するので、脈動をなくすことができる。さらに、上記のように簡単な構成 であるため、低コストで製造でき、ロッド固定型ポンプ１の小型化及び軽量化が 容易である。

【００２３】 なお、上記内径Ａ，Ｂ，Ｃ及び進退距離Ｘ，Ｙの比率は、両シリンダ２１，３ １の移動に伴う容積変化に基づいて考察した上で、最も容易に実現できるもので あって、第一シリンダ２１内からロッド１１内へ送出する流量の半分が、前記容 積増加分及び容積減少分となる条件を満たしていれば、他の比率であっても可能 である。また、両シリンダ２１，３１の進退限界位置は、このそれぞれとロッド １１，両ハウジング２，６との当接によって決定してもよいし、制御系４１によ って適当に制御するようにしてもよい。

【００２４】

【考案の効果】

以上の説明から明らかなように、本考案のロッド固定型ポンプによれば、以下 の効果を得ることができる。 請求項１に記載のものによれば、ロッドを固定し、このロッドに第一シリンダ を進退可能に外嵌したことで、流体を減圧のみではなく、動的にも吸引すること ができるので、高粘性の流体に対しても吸引機能を十分に確保することができる とともに、ポンプの効率を向上させることができる。

【００２５】 請求項２に記載のものによれば、第一シリンダに伴って進退する第二シリンダ が、常に一定量の流体を排出する機構としたことで、脈動を少なくすることがで きる。 さらに、構造が簡単であるので、製造コストを低下させることができるととも に、ロッド固定型ポンプ全体の小型化及び軽量化をも実現することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案のロッド固定型ポンプの動作状態を示す
説明図である。

【図２】同時間に対する排出量を示すタイムチャートで
ある。

【図３】同構成断面図である。

【符号の説明】

１ ロッド固定型ポンプ １１ ロッド １６，２６，３６ 逆止め弁 １７ 中空部 ２１ 第一シリンダ ２４ 底部（先端） ３１ 第二シリンダ

フロントページの続き (72)考案者 河合 春生 埼玉県大宮市宮原町３−700 成和機工株 式会社大宮工場内

Claims (2)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 流体の吸引及び排出を行うロッド固定型
   ポンプであって、内部の中空部に逆止め弁を有しかつ前
   記中空部内の流体を外部へ排出するロッドを定位置に固
   定し、内部に逆止め弁を有しかつ少なくとも先端が流体
   内に位置してこの流体を吸引ならびに前記ロッド内へ送
   出する第一シリンダを、進退可能に前記ロッドに外嵌し
   たことを特徴とするロッド固定型ポンプ。
2. 【請求項２】 内部に逆止め弁を有しかつ前記ロッドの
   前記中空部内の流体を吸引して外部へ排出する第二シリ
   ンダを、前記第一シリンダの移動に伴って進退可能に前
   記ロッドに内嵌したことを特徴とする請求項１に記載の
   ロッド固定型ポンプ。