JPH0746779Y2 - エアポンプ自動停止装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は、エアポンプ自動停止装置に係り、特に、防爆
等の制約から電気回路を使用できない環境で、エアポン
プにサイクル異常が生じたことを迅速かつ正確に判断
し、ポンプを停止させるのに好適なエアポンプ自動停止
装置に関する。

〔従来の技術〕

従来のエアポンプの一例を第７図に示す。図において、
１はエアポンプ、２はシリンダ３とエアポンプ１とを結
合するピストン連結ロッド、４は圧送すべき流体の吸込
み配管用バルブ、５はこの吸込み配管のジョイント部、
６はエアポンプ１の作動用バルブ、７はエアポンプ１の
排気、８は液体の送り配管、９はその途中に設けられた
送り配管バルブ、10は作業用ホース、11は作業用手元バ
ルブである。

液体等を圧送する場合は、吸込み配管用バルブ４を開く
とともにポンプ作動用バルブ６を自動又は手動で開け
て、液体を加圧送する。この状態で送り配管バルブ９と
作業手元バルブ11を開けると、作業ホース10の先端に取
付けノズルから液体が送り出される。

このようなエアポンプにおいて、吸込みバルブ4,ジョイ
ント部5,元タンクなどからエアがシリンダ３に混入した
場合、作業ホース10などの破損により送り圧力が低下し
た場合、さらにピストン連結ロッド２や結合ピンが折れ
た場合などに、ポンプのサイクルが速くなり、シリンダ
の焼付きやポンプの故障の原因となる。この場合、ポン
プの設置場所が作業場から離れていることが多く、異常
の確認ができにくかった。また、異常時の対応遅れもあ
った。

〔考案が解決しようとする問題点〕

上記従来技術においては、 （１）ポンプ又はシリンダが速く作動することにより、
ポンプおよびシリンダの寿命が短くなり、また焼付いた
場合その時点から作動不能となる。

（２）配管にエアが混入した場合、液体が泡入り不良又
は硬化現象を起こし、品質不良となり、その泡を抜くの
に時間がかかる。

（３）シリンダが焼付いた場合、高温となるため、圧送
物が劣化し、固形化した圧送物は使用不可能となり、配
管内液体を全量フィルタで再生しなければ使用できな
い。

（４）ポンプの所に人が常時付いているわけではないの
で、異常時も作動し続け、故障が大きくなる。

などの欠点があった。

これを解決するために、実開昭55−9809号のように、ポ
ンプ本体にヒューズを配置し、ポンプの温度が高くなる
とヒューズが切れて、ポンプを停止させ、焼付きを防止
する装置が提案されているが、温度ヒューズが切れる頃
にはポンプが相当高温になっており、本質的な問題解決
とはならなかった。

またこれらの従来装置は焼付防止装置に電気回路を用い
ている。このような装置は、防爆対策が必要な雰囲気に
おいては使用できなかった。

本考案の目的は、電気回路を用いることなく、エアポン
プのサイクル異常を判断し、異常が生じた場合にポンプ
の元エアを自動的に止め、ポンプ故障を未然に防ぐエア
ポンプ自動停止装置を提供することである。

〔問題点を解決するための手段〕

本考案は、上記目的を達成するために、エア供給源から
の圧縮エアにより駆動するエアポンプの排気を導くエア
ポンプ排気導入手段と、前記エア供給源と前記エアポン
プとに連通するマスタバルブと、前記エアポンプ排気導
入手段と前記マスタバルブの信号側とに連通する互いに
逆向きに配置した２つのチェックバルブ付流量調整弁と
該２つのチェックバルブ付流量調整弁と連通する容器と
を有するエアポンプサイクル異常判断手段とを備えたエ
アポンプ自動停止装置を提案する。

何らかの理由により排気圧力が不足する場合は前記排気
取入手段とこの排気取入手段に近い側のチェックバルブ
付流量調整弁との間に排気圧力を増幅するエア信号増幅
バルブを備えてもよい。

一方、排気取入手段としては、排気を前記チェックバル
ブ付流量調整弁に取込む形式の外に、排気管を設け、こ
の排気管のふたに応じて動くリミット作動用レバーを介
して、リミットメカニカルバルブを開かせ、前記チェッ
クバルブ付流量調整弁にエア供給源からのエアを供給す
る方式も採用可能である。

いずれの場合も、このエアサイクル異常判断手段を有効
又は無効にするセレクタメカニカルバルブを備えること
もできる。

また、前記マスタバルブには、保守又は点検のためにこ
のマスタバルブを手動停止させるメカニカルバルブを備
え、さらにエアポンプサイクル異常時にそれを報知する
警報器を備えることも可能である。

〔作用〕

本考案においては、エアポンプを作動させているエアの
みをエネルギーとし、ポンプ作動時に必ず排出される排
気を信号として活用しており、排気を信号用ホースによ
り取込み、２個の流量調整弁およびサージタンクからな
るサイクル異常判断手段でポンプのサイクルが正常か異
常かを判断している。したがって、電気回路は全く不要
であり、特別な防爆対策は必要でない。またポンプのサ
イクル異常が生じた早い段階にポンプを自動的に止めて
しまうので、シリンダの焼付きや液体の品質の低下が未
然に防止される。

〔実施例〕

第１図は本考案によるエアポンプ自動停止装置の一実施
例の要部の外観を示す図である。図において、12はエア
ポンプ１の排気を取込む排気取入れ管、13はこの装置を
作動させるか否かを選択するセレクタメカニカルバル
ブ、17および20は流量調整弁の調整機構、24はポンプ停
止ボタン、27は警報器のブザー、29はポンプ作動ボタ
ン、30はエア供給源、32はエア給気管である。

本装置のエア供給系統の構成を第２図に示す。エアポン
プ１の排気口33から排気取入れ管12に取込まれたエア
は、チェックバルブ18付きの流量調整弁17とサージタン
ク19とチェックバルブ21付きの流量調整弁20とからなる
サイクル異常判断手段を通り、マスタバルブ停止信号管
22を介して、マスタバルブ25に接続されている。なお、
28はポンプ作動ボタン29に応じて作動する急速排気弁、
31はポンプ作動用バルブ６とマスタバルブ25とを接続す
るエア供給管である。

第２図エア供給系統において、まずスタートボタン29を
押すと、マスタバルブ25が切換わり、ポンプ１が作動し
始める。エアポンプ１から排気される空気は、排気口33
を通り外部に排出されるが、その一部が排気ごとに排気
信号取入れ管12に送られる。ここで取込まれた排気はチ
ェックバルブ付き流量調整弁のチェックバルブ側18を通
りサージタンク19に溜まる。サイクル正常時には排気間
隔が長くなるため、次の排気が送られないと、サージタ
ンク19内の排気が流量調整弁17を通り、調整量だけ排気
取入れ管12に排出される。その際に、排気の一部は流量
調整器20を通り、ポンプ起動停止用マスタバルブ25にも
送られる。しかし、流量調整弁17から逆流する量が流量
調整弁20を通る量よりも多いため、遅い間隔でポンプ運
転が繰返されても、マスタバルブ25を作動させるだけの
圧力に達しないから、正常運転と判断され、エアポンプ
１は停止しない。なお、正常・異常運転の判断の調整は
２つの流量調整弁17と20で制御し、作動感度はサージタ
ンク19の大きさにより調整する。

次に、異常が生じ、ポンプ作動サイクルが速くなった場
合、ポンプ排気口から排気される時間当りの空気量も多
くなり、その空気は流量調整弁17とチェックバルブ18を
通り、サージタンク19にたくさん溜まる。この際、サー
ジタンク19から流量調整弁17に逆流する量よりも排気口
33からサージタンク19に送られる空気の量の方が多くな
り、サージタンク19内の圧力が次第に高くなる。したが
ってもう一方の流量調整弁20を通りマスタバルブ25に流
れる空気の量が多くなる。マスタバルブ停止信号管22内
の圧力が増し、遂にはマスタバルブ25が作動して、エア
ポンプ１にエアを供給しているエア給気管32が遮断さ
れ、エアポンプ１の自動停止となる。本実施例では、２
〜３回以内の異常サイクルでエアポンプが自動停止する
ことを確認した。

本実施例においては、エアポンプのサイクル異常が生じ
た早い段階でそれを検出し、エアポンプに送るエアを自
動的に停止させるので、エアポンプやシリンダの焼付き
が生じることがなく、また圧送すべき液体も固化した
り、変質したりしない。

小容量ポンプ又は排気口33からマスタバルブ25を作動さ
せるだけの圧力が得られないポンプや排気口33からの排
気容量を低下させると問題が出るポンプなどについて
は、第３図に示すように、エア信号増幅バルブ15を設
け、排気取入管16を通じてサイクル異常判断手段に供給
し、異常判断性能を安定化させることが望ましい。

また、エアポンプの排気をそのまま取込まず、第４図に
示すように、排気口33に排気管37とふた35を取付け、リ
ミット作動用レバー34とリミットメカニカルバルブ36を
動かし、このリミットメカニカルバルブ36を通してエア
供給源30からのエアを流量調整弁17に送り、どのような
種類のポンプでも本考案の自動停止装置を装着できるよ
うにしてもよい。この場合、排気圧に応じてふた35の大
きさを調整する。

さらに、本考案装置の操作性をよくするために、第５図
に示すように、作動停止用メカニカルバルブを設け、第
１図のごとく装置表面に手動ボタンを取付けてポンプ停
止ボタン24とすることができる。このようにすると、エ
アポンプ１を一時停止させる場合に、手廻しバルブ６を
いちいち操作する必要がない。更に、ポンプ始動用メカ
ニカルバルブ29とポンプ停止ボタン24を別に設け、遠隔
操作することも可能である。またマスタバルブ25の作動
に応じて警報器27（ブザー）を作動させてもよい。26は
このブザーを作動させるか否かを選択するセレクタメカ
ニカルバルブである。一方、セレクタメカニカルバルブ
13はこの自動停止装置自体を作動させるかどうかを選択
する切換装置であり、万一本装置が故障したような場合
に点検修理しながらエアポンプを使用できるようにして
いる。

第６図は、上記第２図，第３図，第５図の実施例の機能
を組合わせた実施例を示す図である。本例においては、
エア信号増幅バルブ15のダイヤフラム部39を保護するた
めに、流量調整弁38を追加し、一度に多くの空気が送ら
れた場合にも、この流量調整弁38で平滑化することによ
り、ダイヤフラム部39を保護するようにしてある。

上記いずれの装置においても、これらを一体化しポンプ
１の中に組入れて使用することもでき、さらにマスタバ
ルブ25のみを別置きとして他の部分をコンパクト化する
ことも可能である。

〔考案の効果〕

本考案によれば次の効果が得られる。

（１）ポンプサイクル異常時、ポンプを自動的に止め、
シリンダの焼付けやポンプの破損等を防ぎ、寿命を伸ば
すことができ、シリンダ内のパッキン交換等の回数を減
らせる。

（２）２〜３回のサイクル異常で自動停止させるから、
シリンダの温度が上がらず、圧送液体の劣化がなく、エ
ア混入不良や固形化による品質不良がなくなる。

（３）エアのみをエネルギーとして作動するため、可燃
液体の圧送作業や防爆が必要な環境の中でも使用可能で
あり、全てのポンプに対応できる。

（４）部品点数が少く構造が簡単でしかも小型であるの
で、ポンプと一体化しまたはポンプ内に組込むことがで
き、エアポンプの自己保護装置としてポンプ性能を高め
られる。

（５）時間当りのエア量で正常・異常を判断するため、
ポンプサイクルがランダム的な動きであっても誤動作が
なく、また、２つの流量調整器で簡単かつアナログ的に
異常判断基準を調整できる。

（６）異常停止の場合、警報ブザーで報知でき、どのポ
ンプが異常かすぐ判る。

（７）ホースの破損などの圧力低下時にも有効であるた
め、休日などの無人のときにも適確に対応できる。

（８）機械的接触ではなく排気から信号をとっているた
め、リミットスイッチ等のずれやくるいによる誤動作が
ない。

（９）排気をしている全てのエア機器のオーバーロード
防止に活用できる。

（10）自己保護装置付のため、始動停止バルブを別置き
にして、遠隔での始動停止操作ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案によるエアポンプ自動停止装置の一実施
例の要部の外観を示す図、第２図は第１図実施例のエア
供給系統の構成を示す図、第３図は第２図系統構成にエ
ア信号増幅バルブを付加した実施例の系統構成を示す
図、第４図はエアポンプ排気信号の取込み機構の別の実
施例を示す図、第５図はエアポンプ手動ボタンで停止す
る実施例の系統構成を示す図、第６図は第２図，第３
図，第５図実施例の機能を組合わせた実施例の系統構成
を示す図、第７図は従来のエアポンプの一例を示す図で
ある。 １…エアポンプ、３…シリンダ、５…ジョイント部、６
…ポンプ作動用バルブ、７…排気、12…排気取入れ管、
13…セレクタメカニカルバルブ、15…エア信号増幅バル
ブ、17,20…流量調整弁、18,21…チェックバルブ、19…
サージタンク、23…シャトル弁、24…ポンプ停止ボタ
ン、25…マスタバルブ、26…セレクタメカニカルバル
ブ、27…ブザー、28…急速排気弁、29…ポンプ作動ボタ
ン、30…ポンプエア供給源、33…排気口、34…リミット
作動用レバー、35…ふた、36…リミットメカニカルバル
ブ、38…流量調整弁、39…ダイヤフラム部。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)考案者 渡辺 修爾 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自動 車株式会社内 (72)考案者 中村 隼己 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自動 車株式会社内 (56)参考文献 実開 昭56−67380（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭57−137783（ＪＰ，Ｕ)

Claims (6)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】エア供給源からの圧縮エアにより駆動する
   エアポンプの排気を導くエアポンプ排気導入手段と、前
   記エア供給源と前記エアポンプに連通するマスタバルブ
   と、前記エアポンプ排気導入手段と前記マスタバルブの
   信号側とに連通する互いに逆向きに配置した２つのチェ
   ックバルブ付流量調整弁と該２つのチェックバルブ付流
   量調整弁と連通する容器とを有するエアポンプサイクル
   異常判断手段とを備えたことを特徴とするエアポンプ自
   動停止装置。
2. 【請求項２】前記エアポンプサイクル異常判断手段が前
   記エアポンプ排気導入手段と前記エアポンプ排気導入手
   段に近い側のチェックバルブ付流量調整弁との間に排気
   圧力を増幅するエア信号増幅バルブを備えたことを特徴
   とする実用新案登録請求の範囲第１項に記載のエアポン
   プ自動停止装置。
3. 【請求項３】前記エアポンプ排気導入手段が、前記排気
   を導く排気管と、該排気管に取付けられ所定圧力以上で
   開くふたと、該ふたの開閉に応じて動くリミット作動用
   レバーと、前記ふたおよびリミット作動用レバーの作動
   時に前記エア供給源からのエアを前記エアポンプサイク
   ル異常判断手段に供給するリミットメカニカルバルブと
   からなることを特徴とする実用新案登録請求の範囲第１
   項に記載のエアポンプ自動停止装置。
4. 【請求項４】前記エアポンプサイクル異常判断手段に、
   前記エアポンプサイクル異常判断の作動と停止のいずれ
   かを選択するセレクタメカニカルバルブを設けたことを
   特徴とする実用新案登録請求の範囲第１項〜第３項のい
   ずれか一項に記載のエアポンプ自動停止装置。
5. 【請求項５】前記マスタバルブに前記マスタバルブを手
   動停止させるメカニカルバルブを設けたことを特徴とす
   る実用新案登録請求の範囲第１項〜第４項のいずれか一
   項に記載のエアポンプ自動停止装置。
6. 【請求項６】前記マスタバルブに前記マスタバルブ作動
   時にエアポンプサイクル異常を報知する警報器を設けた
   ことを特徴とする実用新案登録請求の範囲第１項〜第５
   項のいずれか一項に記載のエアポンプ自動停止装置。