JPH07317665A - 液体配量ポンプ - Google Patents
液体配量ポンプInfo
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- JPH07317665A JPH07317665A JP7122417A JP12241795A JPH07317665A JP H07317665 A JPH07317665 A JP H07317665A JP 7122417 A JP7122417 A JP 7122417A JP 12241795 A JP12241795 A JP 12241795A JP H07317665 A JPH07317665 A JP H07317665A
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- JP
- Japan
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- valve
- pump
- valve body
- valve seat
- exhaust
- Prior art date
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- Pending
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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
- F04B53/00—Component parts, details or accessories not provided for in, or of interest apart from, groups F04B1/00 - F04B23/00 or F04B39/00 - F04B47/00
- F04B53/06—Venting
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Details Of Reciprocating Pumps (AREA)
- Reciprocating Pumps (AREA)
- Loading And Unloading Of Fuel Tanks Or Ships (AREA)
- Jet Pumps And Other Pumps (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 吸入工程で体積が増大し加圧工程で体積が減
少するポンプチャンバを備えており、このポンプチャン
バの上端に、貫流する媒体、即ち気体の集積状態によっ
て応答特性が決まる流体作動式の排気弁装置を備えた液
体配量ポンプにおいて、ポンプの配量特性を改善するこ
と。 【構成】 ポンプチャンバ(2)からの流れ方向から見
て、排気弁(17 、 18) の上流側に逆流防止弁(16 、 18)
が配置されており、排除された気体のポンプチャンバ
(2)への逆流が防止される。そして、一つの弁体(18)
を共有する排気弁(17 、 18) と逆流防止弁(16 、 18) の
距離が小さいため、排気に伴って流出する液体量が僅か
である。排気弁(17 、 18) から排気されている間は液体
排出弁(11)が閉じたままであり、排気弁(17 、 18) が閉
じてはじめて液体排出弁(11)が開き、液体の配量送給が
始まる。
少するポンプチャンバを備えており、このポンプチャン
バの上端に、貫流する媒体、即ち気体の集積状態によっ
て応答特性が決まる流体作動式の排気弁装置を備えた液
体配量ポンプにおいて、ポンプの配量特性を改善するこ
と。 【構成】 ポンプチャンバ(2)からの流れ方向から見
て、排気弁(17 、 18) の上流側に逆流防止弁(16 、 18)
が配置されており、排除された気体のポンプチャンバ
(2)への逆流が防止される。そして、一つの弁体(18)
を共有する排気弁(17 、 18) と逆流防止弁(16 、 18) の
距離が小さいため、排気に伴って流出する液体量が僅か
である。排気弁(17 、 18) から排気されている間は液体
排出弁(11)が閉じたままであり、排気弁(17 、 18) が閉
じてはじめて液体排出弁(11)が開き、液体の配量送給が
始まる。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、吸入工程で体積が増大
し加圧工程で体積が減少するポンプチャンバを備えた液
体配量ポンプにおいて、このポンプチャンバの上端に、
貫流する媒体即ち気体の集積状態によって応答特性が決
まる流体作動式排気弁装置を備えた液体配量ポンプに関
する。
し加圧工程で体積が減少するポンプチャンバを備えた液
体配量ポンプにおいて、このポンプチャンバの上端に、
貫流する媒体即ち気体の集積状態によって応答特性が決
まる流体作動式排気弁装置を備えた液体配量ポンプに関
する。
【0002】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】この種
の公知の液体配量ポンプとして、ドイツ公開特許第42 1
9 663 号には、排気弁の弁体として膜を用いたポンプが
開示されている。この膜は、密封面に密着し、ポンプチ
ャンバ出口の排気弁装置部分を密封することができる。
但し、膜に密着作用を起こさせる力は、そこに液体が存
在して初めて生じる。気体が流出している間の閉鎖力
は、膜に充分な密封作用を起こさせるほど大きくはな
い。
の公知の液体配量ポンプとして、ドイツ公開特許第42 1
9 663 号には、排気弁の弁体として膜を用いたポンプが
開示されている。この膜は、密封面に密着し、ポンプチ
ャンバ出口の排気弁装置部分を密封することができる。
但し、膜に密着作用を起こさせる力は、そこに液体が存
在して初めて生じる。気体が流出している間の閉鎖力
は、膜に充分な密封作用を起こさせるほど大きくはな
い。
【0003】この種のポンプは、スイス特許第390 686
号からも公知であり、膜の代わりにボール(球体)が排
気弁の弁体として使われている。この場合も、気体流出
時に気体の流れがボールに作用する力は、ボールに密封
作用を起こさせるほど大きくない。ボールに密封作用を
起こさせるに足る力は、液体が流出して初めて生じる。
またこの構造は、配量ポンプ特有の吸入動作を行うポン
プには適用することができない。
号からも公知であり、膜の代わりにボール(球体)が排
気弁の弁体として使われている。この場合も、気体流出
時に気体の流れがボールに作用する力は、ボールに密封
作用を起こさせるほど大きくない。ボールに密封作用を
起こさせるに足る力は、液体が流出して初めて生じる。
またこの構造は、配量ポンプ特有の吸入動作を行うポン
プには適用することができない。
【0004】冒頭に挙げた種類の液体配量ポンプでは、
排気挙動を比較的正確に制御することができる。排気弁
から排出される液体量は比較的少ない。しかし、これに
よって、別の結果も生じる。すなわち、加圧工程時にポ
ンプチャンバが完全に液体で満たされても、つまり加圧
工程前にポンプチャンバ内に存在していた気体が排気弁
から排出されても、次の吸入工程で再び残留気体がポン
プチャンバ内へ入り込むことが判明している。吸入され
た液体にそれだけの量の気体が含まれていないにもかか
わらずである。この現象の理由として、ポンプチャンバ
の排気時に気体が膜の裏側までしか達していないことが
考えられる。液体が流出すると、膜は事実上、ただちに
閉じるので、そこに存在していた気体はそのまま留まっ
てしまうのである。そのため次の吸入工程で膜が再び開
くと、膜の裏側に存在していた気体がポンプチャンバ内
へ吸入される。排気弁の後に逆止弁が配置されていて
も、この状況は変わらない。このような逆止弁は、空気
や気体が外部から吸入されるのを防止するだけであっ
て、排気弁と逆止弁との間に存在する気体が再びポンプ
チャンバへ吸入されるのを防ぐことはできないのであ
る。このようにポンプチャンバに気体が封入されること
は、ポンプの配量動作を変化させるので望ましくない。
封入された気体は、次のポンプ動作サイクル時にポンプ
チャンバから押し出されるが、排気弁の裏側に留まった
ままである。配量ポンプの典型的な運転例に見られるよ
うに、少ない送液量で運転する場合には、特に公知の構
造におけるこのようなデッドスペースの存在がポンプの
配量精度の低下をもたらす。
排気挙動を比較的正確に制御することができる。排気弁
から排出される液体量は比較的少ない。しかし、これに
よって、別の結果も生じる。すなわち、加圧工程時にポ
ンプチャンバが完全に液体で満たされても、つまり加圧
工程前にポンプチャンバ内に存在していた気体が排気弁
から排出されても、次の吸入工程で再び残留気体がポン
プチャンバ内へ入り込むことが判明している。吸入され
た液体にそれだけの量の気体が含まれていないにもかか
わらずである。この現象の理由として、ポンプチャンバ
の排気時に気体が膜の裏側までしか達していないことが
考えられる。液体が流出すると、膜は事実上、ただちに
閉じるので、そこに存在していた気体はそのまま留まっ
てしまうのである。そのため次の吸入工程で膜が再び開
くと、膜の裏側に存在していた気体がポンプチャンバ内
へ吸入される。排気弁の後に逆止弁が配置されていて
も、この状況は変わらない。このような逆止弁は、空気
や気体が外部から吸入されるのを防止するだけであっ
て、排気弁と逆止弁との間に存在する気体が再びポンプ
チャンバへ吸入されるのを防ぐことはできないのであ
る。このようにポンプチャンバに気体が封入されること
は、ポンプの配量動作を変化させるので望ましくない。
封入された気体は、次のポンプ動作サイクル時にポンプ
チャンバから押し出されるが、排気弁の裏側に留まった
ままである。配量ポンプの典型的な運転例に見られるよ
うに、少ない送液量で運転する場合には、特に公知の構
造におけるこのようなデッドスペースの存在がポンプの
配量精度の低下をもたらす。
【0005】本発明の課題は、排気弁を備えた液体配量
ポンプのポンプ性能を改善することにある。
ポンプのポンプ性能を改善することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段及び作用】上記の課題は、
冒頭に挙げた種類の液体配量ポンプに対し、請求項1に
記載のとおり、ポンプチャンバからの流れの方向から見
て排気弁の上流側に逆流防止弁を配置することによって
解決される。
冒頭に挙げた種類の液体配量ポンプに対し、請求項1に
記載のとおり、ポンプチャンバからの流れの方向から見
て排気弁の上流側に逆流防止弁を配置することによって
解決される。
【0007】これによって、排気動作時にポンプチャン
バから出た流体が、次の吸入工程時に再びポンプチャン
バへ侵入するのを阻止することができる。この阻止は、
流体が気体であるか液体であるかに無関係である。排気
弁が逆流防止弁の下流に配置されているため、排気弁と
逆流防止弁との間に挟まれた部分では、排気動作が完了
したときには、事実上液体しか存在しない。またこれに
よって、吸入工程時に気体が吸入されるのを防止するこ
ともできる。かくして、寄生する残留気体が再び吸入さ
れる可能性が完全に閉ざされ、望ましくないデッドスペ
ースの発生を避けることができる。
バから出た流体が、次の吸入工程時に再びポンプチャン
バへ侵入するのを阻止することができる。この阻止は、
流体が気体であるか液体であるかに無関係である。排気
弁が逆流防止弁の下流に配置されているため、排気弁と
逆流防止弁との間に挟まれた部分では、排気動作が完了
したときには、事実上液体しか存在しない。またこれに
よって、吸入工程時に気体が吸入されるのを防止するこ
ともできる。かくして、寄生する残留気体が再び吸入さ
れる可能性が完全に閉ざされ、望ましくないデッドスペ
ースの発生を避けることができる。
【0008】請求項2に記載のとおり、この逆流防止弁
は、通常は閉じており、ポンプチャンバからの流体が流
れがあった場合にのみ開くようになっている。従って逆
流防止弁が閉じるのに逆流を必要としない。逆流防止弁
は、ポンプチャンバからの流れがなくなると閉じるの
で、残留気体がポンプチャンバ内へ入り込むことはな
い。
は、通常は閉じており、ポンプチャンバからの流体が流
れがあった場合にのみ開くようになっている。従って逆
流防止弁が閉じるのに逆流を必要としない。逆流防止弁
は、ポンプチャンバからの流れがなくなると閉じるの
で、残留気体がポンプチャンバ内へ入り込むことはな
い。
【0009】請求項3に記載のとおり、排気弁と逆流防
止弁は、1つの弁体を共有している。これによって、逆
流防止弁と排気弁との間の流路を比較的短くすることが
できる。逆流防止弁により弁内の液体は直接使用できな
くなるが、排気に伴って流出する液体の量は少なくな
る。このことは、配量対象たる液体に毒性又は腐食性が
ある場合に特に有利である。処理を要する液体の量が減
るからである。
止弁は、1つの弁体を共有している。これによって、逆
流防止弁と排気弁との間の流路を比較的短くすることが
できる。逆流防止弁により弁内の液体は直接使用できな
くなるが、排気に伴って流出する液体の量は少なくな
る。このことは、配量対象たる液体に毒性又は腐食性が
ある場合に特に有利である。処理を要する液体の量が減
るからである。
【0010】請求項4に記載のとおり、弁体は、逆流防
止弁を構成する第一の弁座と、排気弁を構成する第二の
弁座との間で自由に移動可能であり、排気弁装置の貫流
は、弁体が第一の弁座と第二の弁座の間にある場合に限
り可能である。この構成によると、ポンプチャンバから
の流出が起こるとただちに逆流防止弁が開く。気体流出
時にその流れが弁体に及ぼす力は、弁体を第二の弁座に
密着させるほど大きくはない。弁体は、いわば平衡状
態、即ち第一の弁座と第二の弁座の中間位置に留まる。
液体が流出して初めて、弁体に作用する力が、弁体を第
二の弁座に密着させるに足りるほど大きくなる。これに
よって排気弁は確実に閉じる。これにより液体は、次の
加圧工程においてポンプチャンバから排気弁を通って流
出することなく、通常は圧力弁によって閉じられている
配量口から送り出される。このように比較的簡単な措置
でポンプの配量精度を高めることができる。
止弁を構成する第一の弁座と、排気弁を構成する第二の
弁座との間で自由に移動可能であり、排気弁装置の貫流
は、弁体が第一の弁座と第二の弁座の間にある場合に限
り可能である。この構成によると、ポンプチャンバから
の流出が起こるとただちに逆流防止弁が開く。気体流出
時にその流れが弁体に及ぼす力は、弁体を第二の弁座に
密着させるほど大きくはない。弁体は、いわば平衡状
態、即ち第一の弁座と第二の弁座の中間位置に留まる。
液体が流出して初めて、弁体に作用する力が、弁体を第
二の弁座に密着させるに足りるほど大きくなる。これに
よって排気弁は確実に閉じる。これにより液体は、次の
加圧工程においてポンプチャンバから排気弁を通って流
出することなく、通常は圧力弁によって閉じられている
配量口から送り出される。このように比較的簡単な措置
でポンプの配量精度を高めることができる。
【0011】請求項5に記載のとおり、弁体は、ボール
(球体)からなっている。弁体が球形だと、弁体の向き
は実際上どうであってもよい。ボールは、それがどの向
きに回転しても、第一または第二の弁座へいつでも密着
することができる。むしろボールの回転は望ましいとも
いえる。回転によってボール表面の弁座接触位置が変わ
るので、局所的な摩耗による漏れの可能性を低く保つこ
とができるからである。
(球体)からなっている。弁体が球形だと、弁体の向き
は実際上どうであってもよい。ボールは、それがどの向
きに回転しても、第一または第二の弁座へいつでも密着
することができる。むしろボールの回転は望ましいとも
いえる。回転によってボール表面の弁座接触位置が変わ
るので、局所的な摩耗による漏れの可能性を低く保つこ
とができるからである。
【0012】請求項6に記載のとおり、排気弁装置に備
っている弁胴は、その内部に弁体が配置されており、か
つその内部が排出口に配置された第二の弁座の方向に向
かって狭くなっている。この弁胴が、排気弁と逆流防止
弁とを備えた排気弁装置全体のシンプルな形での実現が
可能となる。この弁胴は、弁体をガイドする役割、即ち
流れに交差する方向への弁体の動きを制限している。こ
れによって弁体を常に、高い確実性をもって各弁座に密
着させることができる。弁胴の内部が第二の弁座の方向
に向かって狭くなっているので、デッドスペースの発生
が抑えられ、その結果、気体が溜まりにくくなる。たと
えデッドスペースに気体が溜まったとしても、その気体
は逆流防止弁の働きにより、ポンプチャンバへの再吸入
が防止されるのでほとんど無害である。このようなデッ
ドスペースは、媒体に固形物が含まれている場合には問
題が大きい。固形物が沈殿し、やがては排出路を塞ぎ、
それによって排気弁の機能が損われるおそれがあるから
である。
っている弁胴は、その内部に弁体が配置されており、か
つその内部が排出口に配置された第二の弁座の方向に向
かって狭くなっている。この弁胴が、排気弁と逆流防止
弁とを備えた排気弁装置全体のシンプルな形での実現が
可能となる。この弁胴は、弁体をガイドする役割、即ち
流れに交差する方向への弁体の動きを制限している。こ
れによって弁体を常に、高い確実性をもって各弁座に密
着させることができる。弁胴の内部が第二の弁座の方向
に向かって狭くなっているので、デッドスペースの発生
が抑えられ、その結果、気体が溜まりにくくなる。たと
えデッドスペースに気体が溜まったとしても、その気体
は逆流防止弁の働きにより、ポンプチャンバへの再吸入
が防止されるのでほとんど無害である。このようなデッ
ドスペースは、媒体に固形物が含まれている場合には問
題が大きい。固形物が沈殿し、やがては排出路を塞ぎ、
それによって排気弁の機能が損われるおそれがあるから
である。
【0013】請求項7に記載のとおり、弁胴内部の容積
は、弁体の体積の1. 5倍から3倍となっている。つま
り弁胴内部の容積は、弁体が自由に動くことができるよ
う弁体よりも大きくなっている。ただし弁胴内部の容積
は、過剰な量の液体がここに存在しえないよう制限され
ている。これによって、排気弁装置の動作特性が改善さ
れる。
は、弁体の体積の1. 5倍から3倍となっている。つま
り弁胴内部の容積は、弁体が自由に動くことができるよ
う弁体よりも大きくなっている。ただし弁胴内部の容積
は、過剰な量の液体がここに存在しえないよう制限され
ている。これによって、排気弁装置の動作特性が改善さ
れる。
【0014】また、請求項8に記載のとおり、弁体が第
一の弁座に密着したとき、第一の弁座から離れた側の弁
体の終端が第二の弁座の始端にほぼ一致している。つま
り弁体が第一の弁座と第二弁座との間の往復距離は、ほ
ぼ両弁座への弁体のはまりこみ深さの和に制限されてい
る。これによって、排気弁を非常に細かく制御すること
ができる。弁体と第二の弁座との間には、ごくわずかの
隙間しかない。この隙間は、弁体が第一の弁座から離れ
るとさらに小さくなる。このとき、この隙間を気体は問
題なく通過するが、弁体の周囲を通過する液体は、弁体
を、殆ど直ちに、第二の弁座に押し付ける大きさの力を
弁体に及ぼす。
一の弁座に密着したとき、第一の弁座から離れた側の弁
体の終端が第二の弁座の始端にほぼ一致している。つま
り弁体が第一の弁座と第二弁座との間の往復距離は、ほ
ぼ両弁座への弁体のはまりこみ深さの和に制限されてい
る。これによって、排気弁を非常に細かく制御すること
ができる。弁体と第二の弁座との間には、ごくわずかの
隙間しかない。この隙間は、弁体が第一の弁座から離れ
るとさらに小さくなる。このとき、この隙間を気体は問
題なく通過するが、弁体の周囲を通過する液体は、弁体
を、殆ど直ちに、第二の弁座に押し付ける大きさの力を
弁体に及ぼす。
【0015】請求項9に記載のとおり、少なくとも第一
の弁座には、弁体との接触面をなす面取部が形成されて
いる。この面取部により、弁体の接触性と中心維持性が
改善され、これにともない逆流防止弁の密封性が向上す
る。
の弁座には、弁体との接触面をなす面取部が形成されて
いる。この面取部により、弁体の接触性と中心維持性が
改善され、これにともない逆流防止弁の密封性が向上す
る。
【0016】また、請求項10に記載のとおり、少なく
とも第二の弁座には、一定の粗度をもつ荒仕上縁が形成
されている。これによって、弁体が第二の弁座に固着す
るのが防止される。こうすることにより、空気や気体の
外部からの逆流が予防されている。ただし、第一の弁座
と第二の弁座との間にとじ込められた気体は、吸入工程
の際に再びポンプチャンバ内へ入り込む可能性があるの
で、これは防止することが望ましい。
とも第二の弁座には、一定の粗度をもつ荒仕上縁が形成
されている。これによって、弁体が第二の弁座に固着す
るのが防止される。こうすることにより、空気や気体の
外部からの逆流が予防されている。ただし、第一の弁座
と第二の弁座との間にとじ込められた気体は、吸入工程
の際に再びポンプチャンバ内へ入り込む可能性があるの
で、これは防止することが望ましい。
【0017】請求項11に記載のとおり、弁体は、一定
の表面粗度及び/又は一定の丸みを有することが望まし
い。この対策も、弁座への固着防止、特に第二の弁座へ
の弁体の固着を防ぐのに貢献している。かくして逆流防
止弁は、排気弁装置を通過する貫流が終わるとただちに
確実に閉じる。これが閉じるのに逆流の発生は必要な
い。
の表面粗度及び/又は一定の丸みを有することが望まし
い。この対策も、弁座への固着防止、特に第二の弁座へ
の弁体の固着を防ぐのに貢献している。かくして逆流防
止弁は、排気弁装置を通過する貫流が終わるとただちに
確実に閉じる。これが閉じるのに逆流の発生は必要な
い。
【0018】請求項12に記載のとおり、第一および第
二の弁座は、互いに同一形状となっている。これによ
り、組立やスペアパーツの保管が簡単になる。排気弁に
も逆流防止弁にも、原則として同じ部品を使用すること
ができる。
二の弁座は、互いに同一形状となっている。これによ
り、組立やスペアパーツの保管が簡単になる。排気弁に
も逆流防止弁にも、原則として同じ部品を使用すること
ができる。
【0019】請求項13に記載のとおり、特に有利な実
施様態では、排気弁装置に、排気弁装置から流出する液
体を直接ポンプ外に導くリターンラインが接続されてい
る。
施様態では、排気弁装置に、排気弁装置から流出する液
体を直接ポンプ外に導くリターンラインが接続されてい
る。
【0020】したがって排気弁装置の出口から、排気弁
装置の開閉挙動が変わる可能性のある液体が流出するこ
とはない。排気に伴って流出した液体は、直接に運び去
られる。特に毒性又は腐食性のある液体を扱う場合、こ
の利点は大きい。排気弁装置下流のポンプエリアにこれ
ら液体が長時間作用する心配がないからである。
装置の開閉挙動が変わる可能性のある液体が流出するこ
とはない。排気に伴って流出した液体は、直接に運び去
られる。特に毒性又は腐食性のある液体を扱う場合、こ
の利点は大きい。排気弁装置下流のポンプエリアにこれ
ら液体が長時間作用する心配がないからである。
【0021】請求項14に記載のとおり、弁体は、配量
対象となる液体よりも比重が大きくなっている。この差
があまりに大きすぎる場合を除き、弁体はわずかの液体
の流れにも応答して、第二の弁座に密着する。これによ
って排気弁は密閉される。弁体の比重をさらに大きくし
た場合、− 即ち同じサイズで自重が大きい場合 −、
粘度が高い液、ほとんどの場合比重も大きい液体である
が、確実に排気することができる。
対象となる液体よりも比重が大きくなっている。この差
があまりに大きすぎる場合を除き、弁体はわずかの液体
の流れにも応答して、第二の弁座に密着する。これによ
って排気弁は密閉される。弁体の比重をさらに大きくし
た場合、− 即ち同じサイズで自重が大きい場合 −、
粘度が高い液、ほとんどの場合比重も大きい液体である
が、確実に排気することができる。
【0022】
【実施例】以下では、本発明の好ましい実施例を図面に
基づいて説明する。
基づいて説明する。
【0023】図1は本発明の液体配量ポンプの側面断面
図であり、図2は排気弁装置部分の拡大図である。
図であり、図2は排気弁装置部分の拡大図である。
【0024】本発明の液体配量ポンプ1には、ケーシン
グ3と膜4とによって区画されたポンプチャンバ2が備
っている。膜4の代わりに、ピストンを使用することも
可能である。膜4は、駆動ロッド5を介して、図には示
されていない駆動装置により往復駆動される。膜4が左
に動くと、ポンプチャンバ2の体積が減少する。このよ
うな運動を、以下では加圧工程(動作)と称す。膜4が
右に動くと、ポンプチャンバ2の体積が増大する。この
ような運動を、以下では吸入工程(動作)と称す。ポン
プチャンバ2は入口接続管6がつながっており、この接
続管はねじ部7を介して、図には示されていない給液管
に接続される。ポンプチャンバ2と入口接続管6の間に
は、重力で作動する逆止弁形式の液体吸入弁8が配置さ
れている。吸入工程では、球で示した弁体(ボール)が
その弁座から浮き上がり、入口接続管6からポンプチャ
ンバ2への流路を開く。加圧工程では、ボールが弁座へ
押し付けられ、ポンプチャンバ2内の流体の入口接続管
6へ逆流を阻止する。ポンプチャンバ2は、さらに、図
には示されていない配量パイプと、ねじ部10を介して接
続可能な出口接続管6にも接続される。出口接続管9と
ポンプチャンバ2との間には液体排出弁11が配置されて
おり、この弁は、スプリング12の力に抗して排出方向に
開くようになっている。開弁圧力はスプリング12の力に
よって決まる。ポンプチャンバ12内の圧力が開弁圧力を
越えると、液体排出弁11が開く。ポンプチャンバ12内の
圧力が開弁圧力を下回ると、液体排出弁11は再び閉じ
る。
グ3と膜4とによって区画されたポンプチャンバ2が備
っている。膜4の代わりに、ピストンを使用することも
可能である。膜4は、駆動ロッド5を介して、図には示
されていない駆動装置により往復駆動される。膜4が左
に動くと、ポンプチャンバ2の体積が減少する。このよ
うな運動を、以下では加圧工程(動作)と称す。膜4が
右に動くと、ポンプチャンバ2の体積が増大する。この
ような運動を、以下では吸入工程(動作)と称す。ポン
プチャンバ2は入口接続管6がつながっており、この接
続管はねじ部7を介して、図には示されていない給液管
に接続される。ポンプチャンバ2と入口接続管6の間に
は、重力で作動する逆止弁形式の液体吸入弁8が配置さ
れている。吸入工程では、球で示した弁体(ボール)が
その弁座から浮き上がり、入口接続管6からポンプチャ
ンバ2への流路を開く。加圧工程では、ボールが弁座へ
押し付けられ、ポンプチャンバ2内の流体の入口接続管
6へ逆流を阻止する。ポンプチャンバ2は、さらに、図
には示されていない配量パイプと、ねじ部10を介して接
続可能な出口接続管6にも接続される。出口接続管9と
ポンプチャンバ2との間には液体排出弁11が配置されて
おり、この弁は、スプリング12の力に抗して排出方向に
開くようになっている。開弁圧力はスプリング12の力に
よって決まる。ポンプチャンバ12内の圧力が開弁圧力を
越えると、液体排出弁11が開く。ポンプチャンバ12内の
圧力が開弁圧力を下回ると、液体排出弁11は再び閉じ
る。
【0025】ポンプチャンバ2の最頂部からは、排気経
路13が延びている。排気経路13は、排気弁装置14につな
がっている。排気弁装置14には、排気経路13側に第一の
弁座16、もうひとつの側に第二の弁座17を持つ弁胴15が
備っている。両弁座16、 17は互いに同一形状であって、
弁胴15の互いに対向する側に取り付けられている。
路13が延びている。排気経路13は、排気弁装置14につな
がっている。排気弁装置14には、排気経路13側に第一の
弁座16、もうひとつの側に第二の弁座17を持つ弁胴15が
備っている。両弁座16、 17は互いに同一形状であって、
弁胴15の互いに対向する側に取り付けられている。
【0026】第一の弁座16と第二の弁座17の間には、弁
体としてのボール18が自由に移動可能に配置されてい
る。第一の弁座16とボルト18が、共に逆流防止弁を構成
しており、第二の弁座17とボール18とが、共に排気弁を
構成している。ボール18は、弁胴15の内部空間20内を自
由に移動することができる。弁胴15は、流れと交差する
方向に対するボール18の運動範囲を制限するとともに、
−両弁座16、 17に挟まれて− 流れ方向に対するボール
18の運動範囲も制限している。
体としてのボール18が自由に移動可能に配置されてい
る。第一の弁座16とボルト18が、共に逆流防止弁を構成
しており、第二の弁座17とボール18とが、共に排気弁を
構成している。ボール18は、弁胴15の内部空間20内を自
由に移動することができる。弁胴15は、流れと交差する
方向に対するボール18の運動範囲を制限するとともに、
−両弁座16、 17に挟まれて− 流れ方向に対するボール
18の運動範囲も制限している。
【0027】ボール18及び弁座16、 17の材料には、金
属、特に非鉄金属、プラスチック、又はエラストマー
(合成ゴムなどの弾性材)を使用することができる。し
かしこれらには、セラミックを使用することが望まし
い。この材料は化学的耐久性が高く、しかも耐摩耗性を
も備えているからである。
属、特に非鉄金属、プラスチック、又はエラストマー
(合成ゴムなどの弾性材)を使用することができる。し
かしこれらには、セラミックを使用することが望まし
い。この材料は化学的耐久性が高く、しかも耐摩耗性を
も備えているからである。
【0028】内部空間20は、第二の弁座17の方向に向か
って狭くなっている。排気弁装置14が機能を発揮するに
は、第二の弁座17が、重力の作用方向から見て上方に配
置されていることが重要でり、狭くなった部分21を流れ
る気体がデッドスペースに溜まることなく排気弁装置14
から排出される。
って狭くなっている。排気弁装置14が機能を発揮するに
は、第二の弁座17が、重力の作用方向から見て上方に配
置されていることが重要でり、狭くなった部分21を流れ
る気体がデッドスペースに溜まることなく排気弁装置14
から排出される。
【0029】第一の弁座16にも第二の弁座17にも面取部
22が形成されている。これらの面取部22は、ボール18と
の接触面となる。ボール18が正確に案内されず流れと交
差する方向にも動き得るので、面取部22を形成すること
によって、各弁座16、 17との接触時のボール18の中心維
持が容易になる。
22が形成されている。これらの面取部22は、ボール18と
の接触面となる。ボール18が正確に案内されず流れと交
差する方向にも動き得るので、面取部22を形成すること
によって、各弁座16、 17との接触時のボール18の中心維
持が容易になる。
【0030】特に弁座17の面取部22には、荒仕上縁23が
形成されており、そこには第二の弁座17へのボール18の
固着を防止するための一定の粗度が与えられている。ボ
ール18自体の表面にも、両弁座16、 17への固着を防ぐた
めの一定の粗度が与えられている。
形成されており、そこには第二の弁座17へのボール18の
固着を防止するための一定の粗度が与えられている。ボ
ール18自体の表面にも、両弁座16、 17への固着を防ぐた
めの一定の粗度が与えられている。
【0031】内部空間20の容積は、ボール18の体積の約
1. 5倍から2. 5倍となっている。また、第一の弁座
16と第二の弁座17との間隔は、ボール18が第一の弁座16
に密着したとき、第一の弁座16から離れた側のボール18
の終端(上端)が第二の弁座17の始端(下端)にほぼ一
致するよう選定されている。このことが図2に示されて
いる。つまりボール18の第一の弁座16と第二弁座17との
間の往復距離は、ほぼ両弁座16、 17へのボール18のはま
りこみ深さの和に一致する程度に制限されている。これ
によってボール18と第二の弁座17との隙間24を比較的小
さく維持することができる。流体が弁胴15を貫流する
と、ただちに、ボール18が第一の弁座16から浮き上が
り、この隙間24はさらに減少する。
1. 5倍から2. 5倍となっている。また、第一の弁座
16と第二の弁座17との間隔は、ボール18が第一の弁座16
に密着したとき、第一の弁座16から離れた側のボール18
の終端(上端)が第二の弁座17の始端(下端)にほぼ一
致するよう選定されている。このことが図2に示されて
いる。つまりボール18の第一の弁座16と第二弁座17との
間の往復距離は、ほぼ両弁座16、 17へのボール18のはま
りこみ深さの和に一致する程度に制限されている。これ
によってボール18と第二の弁座17との隙間24を比較的小
さく維持することができる。流体が弁胴15を貫流する
と、ただちに、ボール18が第一の弁座16から浮き上が
り、この隙間24はさらに減少する。
【0032】弁胴15の上部には、排出空間25が形成され
ており、ここにリターンライン19が接続されている。こ
のリターンライン19により、液体が排出空間25に事実上
溜まらないようになっている。弁胴15を通過してきた液
体は、リターンライン19を通って直接ポンプ外に排出さ
れる。
ており、ここにリターンライン19が接続されている。こ
のリターンライン19により、液体が排出空間25に事実上
溜まらないようになっている。弁胴15を通過してきた液
体は、リターンライン19を通って直接ポンプ外に排出さ
れる。
【0033】以下に、排気弁装置14の機能を概説する。
膜4の加圧動作時に、ポンプチャンバ2内の気体が圧縮
される。気体は圧縮率が高いので、ポンプチャンバ2内
の圧力は、液体排出弁11のスプリング12の閉弁力を越え
るまでには高まらない。
膜4の加圧動作時に、ポンプチャンバ2内の気体が圧縮
される。気体は圧縮率が高いので、ポンプチャンバ2内
の圧力は、液体排出弁11のスプリング12の閉弁力を越え
るまでには高まらない。
【0034】気体は、液体よりも比重が小さいので常
に、到達可能な最上点に集まる。重力方向に見て、排気
経路13はポンプチャンバ2の最上点で分岐しているの
で、気体は排気経路13内に集まる。かくして、膜4の加
圧動作時に排気経路13内の圧力が高まり、したがってボ
ール18に対する第二の弁座17方向の力が増大し、ボール
18はこの力により、第一の弁座16から浮き上がる。そし
てボール18と第一の弁座16との間に隙間が生じ、加圧さ
れた気体はボール18の周囲を流れ、ボール18と第二の弁
座17との間の隙間24を通って流出する。
に、到達可能な最上点に集まる。重力方向に見て、排気
経路13はポンプチャンバ2の最上点で分岐しているの
で、気体は排気経路13内に集まる。かくして、膜4の加
圧動作時に排気経路13内の圧力が高まり、したがってボ
ール18に対する第二の弁座17方向の力が増大し、ボール
18はこの力により、第一の弁座16から浮き上がる。そし
てボール18と第一の弁座16との間に隙間が生じ、加圧さ
れた気体はボール18の周囲を流れ、ボール18と第二の弁
座17との間の隙間24を通って流出する。
【0035】膜の加圧動作の終了、すなわち次の吸入工
程が始まる前に、ボール18はその自重により第一の弁座
16へ戻っている。つまりボール18が第一の弁座16に復帰
するのに逆方向の流れは不要である。膜4の吸入動作
中、ボール18は第一の弁座16上に留っており、第一の弁
座16上の気体のポンプチャンバ2へ逆流を防止してい
る。リターンライン19から、弁胴15の内部空間20内への
気体の逆流防止についても同様である。
程が始まる前に、ボール18はその自重により第一の弁座
16へ戻っている。つまりボール18が第一の弁座16に復帰
するのに逆方向の流れは不要である。膜4の吸入動作
中、ボール18は第一の弁座16上に留っており、第一の弁
座16上の気体のポンプチャンバ2へ逆流を防止してい
る。リターンライン19から、弁胴15の内部空間20内への
気体の逆流防止についても同様である。
【0036】従って、膜4の吸入動作の際、気体はポン
プチャンバ2へは戻れない。これに対して加圧動作の際
には、ポンプチャンバ2内のすべての気体がポンプチャ
ンバから徐々に押し出される。つまり気体が排気弁装置
14から流出可能である限り、ポンプチャンバ2内の圧力
はそれほど高まらない。従って、気体を含む可能性のあ
る液体が、スプリング12の力に抗して液体排出弁から圧
送されることはない。
プチャンバ2へは戻れない。これに対して加圧動作の際
には、ポンプチャンバ2内のすべての気体がポンプチャ
ンバから徐々に押し出される。つまり気体が排気弁装置
14から流出可能である限り、ポンプチャンバ2内の圧力
はそれほど高まらない。従って、気体を含む可能性のあ
る液体が、スプリング12の力に抗して液体排出弁から圧
送されることはない。
【0037】むしろポンプの圧送力の全部が、気体をポ
ンプチャンバ2から送り出すことに費やされる。この動
作は、ポンプチャンバ12と排気チャネル13内の気体が完
全に送出されるまで反復される。
ンプチャンバ2から送り出すことに費やされる。この動
作は、ポンプチャンバ12と排気チャネル13内の気体が完
全に送出されるまで反復される。
【0038】ポンプチャンバ2が完全に液体で満たされ
ると、ボール18は加圧動作時に第一の弁座16から浮き上
がる。液体の一部が送り出され、リターンライン19を経
由してポンプ外に排出される。しかしこの部分流は比較
的小さい。最適な条件下では、この部分流はほどんどゼ
ロにすることができる。すなわち、排気経路13内の液体
がボール18を極めて迅速に第二の弁座17へ押し付けるの
である。これにより排気弁装置14が閉じる。さらに膜4
が加圧動作を続け、ポンプチャンバ2内の圧力が上昇す
る。そしてこの圧力が、液体排出弁11内のスプリング12
の開弁圧力を上回ると、はじめて液体は配量され送出さ
れる。加圧工程の終了、すなわち吸入工程が始まる前
に、ボール18は自重によって第一の弁座16へ戻る。
ると、ボール18は加圧動作時に第一の弁座16から浮き上
がる。液体の一部が送り出され、リターンライン19を経
由してポンプ外に排出される。しかしこの部分流は比較
的小さい。最適な条件下では、この部分流はほどんどゼ
ロにすることができる。すなわち、排気経路13内の液体
がボール18を極めて迅速に第二の弁座17へ押し付けるの
である。これにより排気弁装置14が閉じる。さらに膜4
が加圧動作を続け、ポンプチャンバ2内の圧力が上昇す
る。そしてこの圧力が、液体排出弁11内のスプリング12
の開弁圧力を上回ると、はじめて液体は配量され送出さ
れる。加圧工程の終了、すなわち吸入工程が始まる前
に、ボール18は自重によって第一の弁座16へ戻る。
【0039】配量しようとする液体が決まれば、それに
合わせてボール18の重量を調節することができる。自重
の重いボールを使用すれば、粘度の高い液体からでも排
気することができる。一般に、ボールの比重、すなわち
その体積で割った自重は、配量対象たる液体の比重の範
囲内におさまっていることが望ましい。ボールの比重は
これより若干高くても低くもよい。その場合、ボール18
を運動させるのに必要な流れの強さがそれに応じて若干
変化する。
合わせてボール18の重量を調節することができる。自重
の重いボールを使用すれば、粘度の高い液体からでも排
気することができる。一般に、ボールの比重、すなわち
その体積で割った自重は、配量対象たる液体の比重の範
囲内におさまっていることが望ましい。ボールの比重は
これより若干高くても低くもよい。その場合、ボール18
を運動させるのに必要な流れの強さがそれに応じて若干
変化する。
【0040】
【発明の効果】以上のように、本発明の液体配量ポンプ
は、ポンプチャンバ上端の排気弁装置が、気体の流れに
よっては弁体が充分に持ち上げられず、液体の流れによ
って弁体が直ちに持ち上げられて弁座に密着して流れを
閉鎖する排気弁であり、その上流側に逆流防止弁を配置
したので、排気弁内の気体のポンプチャンバへの逆流が
防止される。そして、一つの弁体を共有する排気弁と逆
流防止弁の距離が小さいため排気に伴って排出される液
体の量が僅かである。また、排気中はポンプチャンバー
内の圧力がさほど上昇しないため液体排出弁が閉じたま
まであり、排気が終わると直ちに排気弁が閉じ、ポンプ
チャンバー内の圧力上昇により液体排出弁が開いて液体
の配量送給が開始されるので、正確な送液量が要求され
る液体配量ポンプの液配量特性が改善される。
は、ポンプチャンバ上端の排気弁装置が、気体の流れに
よっては弁体が充分に持ち上げられず、液体の流れによ
って弁体が直ちに持ち上げられて弁座に密着して流れを
閉鎖する排気弁であり、その上流側に逆流防止弁を配置
したので、排気弁内の気体のポンプチャンバへの逆流が
防止される。そして、一つの弁体を共有する排気弁と逆
流防止弁の距離が小さいため排気に伴って排出される液
体の量が僅かである。また、排気中はポンプチャンバー
内の圧力がさほど上昇しないため液体排出弁が閉じたま
まであり、排気が終わると直ちに排気弁が閉じ、ポンプ
チャンバー内の圧力上昇により液体排出弁が開いて液体
の配量送給が開始されるので、正確な送液量が要求され
る液体配量ポンプの液配量特性が改善される。
【図1】 本発明の液体配量ポンプの側面断面図であ
る。
る。
【図2】 図1の排気弁装置の部分拡大断面図である。
1・・・ 液体配量ポンプ 2・・・ ポンプチャンバ 3・・・ ケーシング 4・・・ 膜 11・・・ 液体排出弁 14・・・ 排気弁装置 15・・・ 弁胴 16・・・ 第一の弁座 17・・・ 第二の弁座 18・・・ 弁体 19・・・ リターンライン 22・・・ 面取部 25・・・ 排出空間
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ヴァルター ヘッツェル ドイツ 69226 ヌスロッホ テオドル− ヒュス−シュトラーセ 11 (72)発明者 ヨゼフ ブラウン ドイツ 68804 アルトルスハイム ゲー テシュトラーセ 41
Claims (14)
- 【請求項1】 吸入工程で体積が増大し加圧工程で体積
が減少するポンプチャンバを備えており、このポンプチ
ャンバの上端に、貫流する媒体の集積状態によって応答
特性が決まる流体作動式排気弁装置を備えた液体配量ポ
ンプにおいて、ポンプチャンバ(2)からの流れ方向か
ら見て排気弁(17 、 18) の上流側に逆流防止弁(16 、 1
8) を配置したことを特徴とする液体配量ポンプ。 - 【請求項2】 前記逆流防止弁(16 、 18) が液体の逆流
によらずして閉じ、かつポンプチャンバ(2)からの流
体の流れがあった場合にのみ開くことを特徴とする請求
項1記載のポンプ。 - 【請求項3】 前記排気弁(17 、 18) と逆流防止弁(16
、 18) とが1つの弁体(18)を共有していることを特徴
とする請求項1又は2記載のポンプ。 - 【請求項4】 前記弁体(18)が、逆流防止弁(16 、 18)
の一部をなす第一の弁座(16)と、排気弁(17 、 18) の一
部をなす第二の弁座(17)との間を自由に移動可能であ
り、弁体(18)が第一の弁座(16)と第二の弁座(17)の間に
ある場合に限り、排気弁装置(14)が貫流可能となること
を特徴とする請求項3記載のポンプ。 - 【請求項5】 前記弁座(18)が球体であることを特徴と
する請求項3又は4記載のポンプ。 - 【請求項6】 前記排気弁装置(14)は、内部空間(20)に
弁体(18)を配置した弁胴(15)を備え、その内部空間(20)
が、排出口側に配置された第二の弁座(17)の方向に向か
って狭くなっていることを特徴とする請求項3〜5のい
ずれか1項に記載のポンプ。 - 【請求項7】 前記内部空間(20)の容積が弁体(18)の体
積の1. 5倍から3倍であることを特徴とする請求項6
のポンプ。 - 【請求項8】 前記弁体(18)が第一の弁座(16)に密着し
たとき、第一の弁座(16)から離れた側の弁体(18)の終端
が第二の弁座(17)の始端にほぼ一致していることを特徴
とする請求項3〜7のいずれか1項に記載のポンプ。 - 【請求項9】 少なくとも第一の弁座(16)に、弁体(18)
との接触面となる面取部(22)が形成されていることを特
徴とする請求項3〜8のいずれか1項に記載のポンプ。 - 【請求項10】 少なくとも第二の弁座(17)に一定の粗
度をもつ荒仕上縁(23)を形成したことを特徴とする請求
項3〜9のいずれか1項に記載のポンプ。 - 【請求項11】 前記弁体(18)が、一定の表面粗度及び
/又は一定の丸みを有していることを特徴とする請求項
3〜10のいずれか1項に記載のポンプ。 - 【請求項12】 前記第一および第二の弁座(16 、 17)
が互いに同一形状であることを特徴とする請求項3〜1
1の何れか1項に記載のポンプ。 - 【請求項13】 排気弁装置(14)に、排気弁装置(14)か
らの流出液を直接排出するリターンライン(19)が接続さ
れていることを特徴とする請求項1〜12のいずれか1
項に記載のポンプ。 - 【請求項14】 前記弁体(18)の比重が配量対象である
液体よりも大きいことを特徴とする請求項3〜13のい
ずれか1項に記載のポンプ。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE4418314.3 | 1994-05-26 | ||
| DE4418314A DE4418314C1 (de) | 1994-05-26 | 1994-05-26 | Flüssigkeitsdosierpumpe |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07317665A true JPH07317665A (ja) | 1995-12-05 |
Family
ID=6518977
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7122417A Pending JPH07317665A (ja) | 1994-05-26 | 1995-05-22 | 液体配量ポンプ |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP0684383B1 (ja) |
| JP (1) | JPH07317665A (ja) |
| AT (1) | ATE149057T1 (ja) |
| DE (2) | DE4418314C1 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002031258A (ja) * | 2000-07-14 | 2002-01-31 | Tlv Co Ltd | 排気弁 |
| JP2017106325A (ja) * | 2015-12-07 | 2017-06-15 | 株式会社イワキ | 往復動ポンプ及びガス抜き弁のバルブ構造 |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101865126B (zh) * | 2010-06-25 | 2012-03-21 | 罗献尧 | 一种小流量泵头 |
| DE102018215324A1 (de) * | 2018-09-10 | 2020-03-12 | Lts Lohmann Therapie-Systeme Ag | Vorrichtung und Verfahren zur Herstellung von Mikrostrukturen |
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|---|---|---|---|---|
| JPS4926721Y1 (ja) * | 1972-11-21 | 1974-07-19 | ||
| JPS59139590U (ja) * | 1983-03-07 | 1984-09-18 | 三浦工業株式会社 | 小形プランジヤ−ポンプ |
| JPS624706Y2 (ja) * | 1982-10-27 | 1987-02-03 |
Family Cites Families (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2543828A (en) * | 1949-03-30 | 1951-03-06 | Standard Oil Dev Co | Device for controlling the injection of fluids |
| CH390686A (de) * | 1959-12-04 | 1965-04-15 | Eckerle Otto | Förderpumpenanlage |
| US4104004A (en) * | 1976-11-12 | 1978-08-01 | The De Laval Separator Company | Air eliminator for pumps |
| JPS60256572A (ja) * | 1984-05-22 | 1985-12-18 | Nitsukisou Eiko Kk | 自動ガス抜き機構を備えた往復動ポンプ |
| JPS6111473A (ja) * | 1984-06-27 | 1986-01-18 | Nitsukisou Eiko Kk | 往復動ポンプにおける自動ガス抜き装置 |
| DE4219663C2 (de) * | 1992-06-16 | 1996-01-18 | Prominent Dosiertechnik Gmbh | Flüssigkeits-Dosierpumpe |
| DE4241030C1 (de) * | 1992-12-05 | 1994-06-01 | Lang Apparatebau Gmbh | Dosierpumpe mit Entlüftungsventil |
-
1994
- 1994-05-26 DE DE4418314A patent/DE4418314C1/de not_active Expired - Fee Related
-
1995
- 1995-04-28 DE DE59500111T patent/DE59500111D1/de not_active Expired - Lifetime
- 1995-04-28 EP EP95106393A patent/EP0684383B1/de not_active Expired - Lifetime
- 1995-04-28 AT AT95106393T patent/ATE149057T1/de active
- 1995-05-22 JP JP7122417A patent/JPH07317665A/ja active Pending
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4926721Y1 (ja) * | 1972-11-21 | 1974-07-19 | ||
| JPS624706Y2 (ja) * | 1982-10-27 | 1987-02-03 | ||
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| JP2017106325A (ja) * | 2015-12-07 | 2017-06-15 | 株式会社イワキ | 往復動ポンプ及びガス抜き弁のバルブ構造 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP0684383A1 (de) | 1995-11-29 |
| EP0684383B1 (de) | 1997-02-19 |
| DE4418314C1 (de) | 1996-01-04 |
| DE59500111D1 (de) | 1997-03-27 |
| ATE149057T1 (de) | 1997-03-15 |
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