JPH0819901B2 - チヨップチェック型ポンプのための呼び水バルブ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明の背景 本発明はチョップチェック型ポンプに関し、更に詳し
く言えば、繊維状の成分を含むか又は含んでいない高粘
性材料を汲み上げるための改良されたチョップチェック
型ポンプに関する。

粘性物質用の従来技術のポンプにあっては、駆動ロッ
ドに固定された単一のプレートを有する型式のものが公
開されている。例として、グレイ社（Gray Company）の
リンカーン パイル ドライブ ポンプ モデル 8361
2（the Lincoln Pile Drive Pump Model 83612）、プレ
シデント ポンプ モデル205−831及び206−620（Pres
idents Pumps Models 205−831and 206−620）及びパイ
レス インダストリ社（the Pyles Industries,Inc.）
の複式作動のチョップチェック型ポンプが挙げられる。

単一プレートを備えたこのようなポンプにおける改良
は、バルブプレートの一方に孔又は通路を備えた協働す
る２枚のバルブプレートを有するポンプによって達成さ
れた。２枚のバルブプレートを有する公知のポンプの例
としては、ジョンストン ポンプ社（Johnstone Pump C
ompany,Inc.）のシリーズ４及び本発明の譲り受け人で
あるアロー社（The Aro Corporation）の650491型及び6
50492型のポンプが挙げられる。

固定されたプレートとスライド可能なプレートとを有
し、固定されたプレートは貫通する通路を有している別
のポンプが、ヨーロッパ特許第0238380号明細書に開示
されている。

１つの局面からみて本発明は、粘性物質のためのチョ
ップチェック型ポンプであって、軸線を規定しているシ
リンダと、該シリンダ内を軸方向に移動できる駆動ロッ
ドと、該駆動ロッドの一方の端部に取り付けられて駆動
ロッドと一緒に移動できる呼び水バルブと、駆動ロッド
がシリンダ内に侵入する側の、シリンダの端部における
シリンダからの出口でシリンダと協働している浮遊逆止
弁機構とを備えており、前記呼び水バルブは駆動ロッド
の端部に末端バルブプレートを有して駆動ロッドに固定
されており、該末端バルブプレートはその内方に流れ通
路手段を有しており、スライドバルブプレートは駆動ロ
ッド上で、末端バルブプレートに向かい合う位置と末端
バルブプレートから離反した位置との間をスライド可能
である形式のものに関しており、スライドバルブプレー
トがシリンダの横断面の輪郭に対し相補的な輪郭を有し
ており、更にスライドバルブプレートが流れ通路手段を
有し、該流れ通路手段は、前記末端バルブプレートとス
ライドバルブプレートとが、シリンダ内に向かう駆動ロ
ッドの第１方向の運動によって分離されて、バルブプレ
ートと粘性物質との係合がシリンダ内で行われている場
合に限って開放され、また前記流れ通路手段は、駆動ロ
ッドが前記第１方向とは逆の方向に移動し、それによっ
て、スライドバルブプレート及び末端バルブプレートの
運動に応じて流体をシリンダから汲み上げている場合に
は、末端バルブプレートとスライドバルブプレートとが
係合することによって流れを封鎖するように構成されて
いる。

本発明の課題は、粘性物質のためのチョップチェック
型ポンプを改良して、重質物質及び濃縮物質に、改良さ
れた貫通力を提供することができるようにすることにあ
る。

本発明の別の課題は、流れ面積を大きくすることと、
物質流れのために更に直接的な通路を提供することとに
よって、流れ特性を強化するための改良された呼び水バ
ルブを備えたポンプチェック型ポンプを提供することに
ある。

本発明の更に別の目的は、協働するプレート部材の対
から成り、かつ夫々のプレート部材がその内方に流れ通
路を有している改良された呼び水バルブを備えているチ
ョップチェック型ポンプを提供することにある。

更に本発明の別の目的は、プレート部材の対から成る
改良された呼び水バルブを備えたチョップチェック型ポ
ンプを提供することにある。この場合各プレートは、そ
こを貫通する粘性物質のための通路を有し、その一方の
部材は駆動ロッドの端部に固定され、他方のプレート部
材は駆動ロッド上をスライド可能であり、各プレート部
材は、駆動ロッドの運動方向に対してはプレート部材間
で粘性物質の流れを妨害するように協働しており、かつ
駆動ロッドの逆方向の運動に対してはプレート部材間で
粘性物質の流れを許容しており、また固定プレート部材
は、底部上にエッヂ部を備えて形成されかつ配置されて
いて、呼び水バルブの粘性物質内への貫入を容易ならし
めている。

本発明の更に別の目的は、プレート部材の対から成る
チョップチェック型ポンプのための改良された呼び水バ
ルブを提供することにある。該呼び水バルブにあって
は、一方のプレート部材は駆動ロッドに固定され、他方
のプレート部材は、駆動ロッドの上を固定プレート部材
に向ったり離れたりしてスライド可能であり、またプレ
ート部材は夫々そこを貫通する流れ通路を有しており、
かつスライド可能なバルブにおける流れ通路の横断面積
が、スライド可能なバルブの横断面積の半分より僅かだ
け少なくなっている。

本発明のその他の目的及び利点については後述されて
いる。

図面の簡単な説明 添付図面には本発明の有利な実施例が示されており、
その際異なった図面の類似の部材には類似の符号が付け
られている。

図１は、従来技術のチョップチェック型ポンプの部分
的な詳細縦断図であって、該ポンプは２つのプレートを
備えた呼び水バルブを有し、該プレートの一方だけがそ
れを貫通する通路を有している。

図２は、本発明の１実施例によるチョップチェック型
ポンプの部分的に切断された立面図であって、呼び水バ
ルブが、上昇ストロークの操作の間閉鎖されている状態
を示している。

図３は、図２に類似の立面図であって、呼び水バルブ
が、チョップチェック型ポンプの下降ストロークの操作
の間開放されている状態を示している。

図４は、図２及び図３のチョップチェック型ポンプの
スライドバルブプレートの平面図である。

図５は、図４の線５−５に沿ったスライドバルブプレ
ートの横断面図である。

図６は、図２及び図３のチョップチェック型バルブの
末端バルブプレートの平面図である。

図７は、図６の線７−７に沿った末端バルブプレート
の横断面図である。

図８は、別の実施例による末端バルブプレートの平面
図である。

図９は、図８の末端バルブプレートに結合されている
別の実施例によるスライドバルブプレートの平面図であ
る。

図10は、更に別の実施例による末端バルブプレートの
平面図である。

図11は、図10の末端バルブプレートに結合されている
別の実施例によるスライドバルブプレートの平面図であ
る。

図12は、さらに別の実施例による末端バルブプレート
の平面図である。

図13は、図12の末端バルブプレートに結合されている
別の実施例によるスライドバルブプレートの平面図であ
る。

図14は、さらに別の実施例によるバルブプレート部材
の平面図である。

図15は、図14の末端バルブプレートに結合されている
スライドバルブプレートの平面図である。

発明の詳細な説明 図１には、従来技術のチョップチェック型バルブ100
の詳細縦断面が示されている。このバルブ100は、呼び
水バルブ102を包含しているシリンダ又はハウジング101
を有しており、該呼び水バルブ102は、２つのバルブプ
レート104及び106から成っている。バルブプレート106
は、それを貫通する流れ開口部108を有して駆動ロッド1
10の端部に支承されている。バルブプレート104は、第
１位置の間はバルブプレート106に抗して駆動ロッド110
上を軸方向にスライド可能であって、流れ開口部108を
貫流する流れを妨害しており、また第２の位置では、図
１に図示のように、バルブプレート106から離反して流
れ開口部108を貫流する粘性物質の流れを許容してい
る。粘性物質は開口部112を貫流して弁座114を通過し、
かつ浮遊逆止弁116の周辺部からチャンバ118内に入り、
そこから例へば貯蔵タンクのような所望の位置に送られ
る。

図２及び図３に、本発明のチョップチェック型ポンプ
が図示されている。チョップチェック型ポンプ10は、基
本的にはその内方にピストン14を有しているシリンダ12
から成り、該ピストン14は駆動ロッド16によって駆動さ
れており、該ロッド16は、シリンダ12内を同じように軸
方向に運動せしめるためのモータ18に機能的に結合され
ている。

モータ18は、下方端部にフランジ20を有しているエア
モータであって差支えない。スペーサロッド22が、エア
モータ18のフランジ20とシリンダ12とを結合している。
エアモータ18は、例えば150p.s.iの適切な圧気源に接続
されており、エアモータに上方端部で結合している駆動
ロッド16を往復運動せしめるために使用されている。

駆動ロッド16は、エアモータ18に対しその上方端部で
支承されている上方ロッド26と、下方ロッド30とから成
っている。上方ロッド26は拡大された中間ロッド区分28
を有している。下方ロッド30は、その上方端部において
適当な形式で中間ロッド区分28に連結されている。

ピストン14は、駆動ロッド16の中間ロッド28を保持し
ている環状ピストン36から成っている。パッキン38が、
ピストン36とシリンダ12の内方壁部との間に設けられて
いて、ピストン36の外方とシリンダ12の内方壁部との間
を封止している。流れ通路40が、ピストン36の内方壁と
中間ロッド28の外方との間に設けられている。バルブ面
42は、中間ロッド区分28上に形成されていて、ピストン
36上の弁座44と協働している。バルブ面42が図２に示さ
れているように弁座44に係合している場合には、チャン
バ48から流れ通路40への物質の流れが妨害される。バル
ブ面42が、図２に図示のように、ピストン36上の弁座44
から離反している場合には、物質はチャンバ48から流れ
通路へ通過することができる。

ピストン36は、上方ロッド26の下方端部上の肩部49と
バルブ面42との間の運動のために制限されていることが
判るであろう。ピストン36は、肩部49とバルブ面42との
間の距離よりも軸方向でより小さな領域を有している。

出口50がシリンダ12の側部に設けられている。チョッ
プチェック型ポンプによって汲み上げられた物質は、出
口50を通って所望の放出を行うための適当な導管に案内
されている。

浮遊逆止弁56が、弁座58に隣接するシリンダ12内に設
けられていて、弁座58を貫通する通路の開閉を行ってい
る。スリーブ60は、チャンバ48の底部でシリンダ12に支
承されており、かつ浮遊逆止弁56の本体の上方に向う運
動を制限するための肩部62を有している。

本発明の呼び水バルブ70は、下方ロッド30に結合され
ている。呼び水バルブ70は、下方ロッド30の端部に結合
されている末端バルブプレート74と、末端バルブプレー
ト74に係合している位置（図２）と末端バルブプレート
74から離反した位置（図３）との間で、下方ロッド30上
を軸方向にスライド可能なスライドバルブプレート76と
から成っている。

スライドバルブプレート76は、末端バルブプレート74
よりも大きな外方直径を有している。スライドバルブプ
レート76の輪郭は、それに結合されているシリンダ壁部
の内方の輪郭と相補的である。本実施例にあっては、ス
ライドバルブプレート76と、シリンダ又はハウジングの
内方壁部とは共に円筒形である。

末端バルブ部材74及びスライドバルブ部材76の両者に
は、チャンバ48内への粘性物質の流れのための流れ領域
を最大にするために流れ開口部が設けられており、これ
については、図４乃至図７に関連して後で詳細に説明す
るつもりである。

図４及び図５から最もよく判るように、スライドバル
ブプレート76は、一般に座金に類似した部材であって、
その内方にスロットル状の開口部77を有している。図４
の実施例には３つの開口部77があり、各開口部77は一般
に細長いアーチ状スロットの輪郭を有している。開口部
77は端部において丸められている。その側部は、一般に
曲っていて互いに平行関係にある。

末端バルブプレート74には、呼び水バルブを粘性物質
又は粘着物質内に貫通せしめてこれを汲み上げるための
シャープなエッジ部80が、底部上に設けられるように構
成されかつ配置されている（図２、図３及び図７参
照）。シャープなエッジ部80は、末端バルブプレート74
の底部を規定している収束状の平らな表面82,84の頂点
に形成されている。物質は、表面82により末端バルブプ
レート74の外方に案内され、また表面84により末端プレ
ート部材74内の通路手段に対し内方に向って案内され
る。図６の実施例には３つの開口部75が図示されてお
り、各開口部75は、ほぼ細長いアーチ状スロットの輪郭
を有している。細長いアーチ状スロットの３つの開口部
75の合計面積は、前記３つの開口部77の合計面積の半分
より僅かだけ小さい。プレート74,76の中心開口部は、
駆動ロッドを受容している。

末端バルブプレート74の開口部75及びスライドバルブ
プレート76の開口部77は、プレート74及び76の一方が他
方に対して隣接している時開口部が閉鎖されるように、
設計的に構成されている。言い換えれば、スロット又は
開口部75及び77のパターンは、プレート74と76とが互い
に重ね合わされることによって、内実のプレート部が得
られるように設計されている。前に述べたように、プレ
ート74及び76は上昇ストロークの間又はポンプの汲み上
げストロークの間互いに係合し合っている。固定プレー
ト又は末端プレート74よりも大きな直径又は領域を有し
ているスライドプレート76は、下降ストロークの間又は
ポンプの戻りストロークの間、スライドバルブプレート
76の外周縁部に対して液体が作用することに基いて末端
プレート74から離反する。ロッド30上におけるストッパ
又は肩部80の領域によって規定された、限定された間隔
で分離された場合には、末端プレート74内の通路はこの
通路を貫流する粘性物質の流れのために効果的に開放さ
れる。同じ様に、スライトバルブプレート76内の通路
も、この通路を貫流する粘性物質の流れのために開放さ
れるか又は露出される。このようにしてプレート74及び
76が分離されると、連続的な流れ通路がプレートによっ
て規定される。プレート74及び76が分離されずに互いに
隣接した状態で重なっている場合は、プレートを貫通す
る開口部は効果的に閉鎖されている。

プレート74及び76における特殊なパターン又は流れ通
路は、汲み上げらるべき物質に依存しかつ他の種々の要
求に基づいて、これを変更することができる。スライド
プレート76のストローク又は運動も亦、汲み上げらるべ
き液体及びその他の要求に基づいてこれを変更すること
ができる。

バルブプレート74は、例へばねじ付きボルト、及びシ
ム又は末端バルブプレートと駆動ロッドとの間のねじ付
き結合部、及び調節された位置にプレート74を保持する
ためのロックナット、のような適当な手段によって、駆
動ロッド30に沿って軸方向に調節可能に支承されてい
る。バルブプレート74の表面と駆動ロッド30上の肩部86
との間の距離は、これを調節することができる。このこ
とによって、スライドバルブプレート76のストローク又
は軸方向の運動量が調節可能になる。

図８乃至図15には、プレートにおけるスロット又は開
口部の付加的な輪郭を備えた種々のバルブプレートが図
示されている。プレート174及び176（図８及び図９）
は、夫々真直ぐに延びた多数のスロット175,177を有し
ている、夫々のスロット175,177は、夫々の象限におけ
る半径に対しほぼ垂直である。ここで注意すべきこと
は、プレート174及び176がロッド30に固定されていて、
スライドプレート176がロッド上をスライドする際、そ
の方位が維持されるようになっているということであ
る。このような形式でプレート174及び176の各々に形成
されているスロットのパターンは、スロットがロッド30
から一般に半径方向で等しい距離に配置されるようにな
っている。このことは、プレート174及び176が互いに相
対的に回転できないことによって可能になっていること
である。２つのプレート174及び176内のスロット又は開
口部175及び177は、平面図から判るように、半径方向で
ずらされているか、又は全く整合されていない。上昇ス
トロークの間バルブプレート174及び176は、バルブプレ
ート内のスロット又は開口部を貫通する物質の流れを阻
止することができるように隣接している。下降ストロー
クの間バルブプレート174及び176は分離されていて、流
れがスロット又は開口部175,177を貫通することができ
るようになっている。

図10及び図11は、夫々細長いアーチ状のスロット275
及び277を有しているプレート274及び276を示してい
る。スロット275及び277が曲った配置になっているた
め、一方のプレートの他方のプレートに対する特別な半
径方向の配位を維持する必要がない。

ここで注意すべきことは、プレートの面積に対しプレ
ート74,76,174,176,274,276内の通路又は開口部を貫流
する流れの面積が、夫々のプレートの半分の面積よりも
僅かだけ小さいということである。

図12及び図13は、バルブプレートの別の実施例を示し
ており、この例ではプレートが、駆動ロッドに固定され
ていて、各プレート内の開口部を予め決められた半径方
向の配位に維持できるようになっている。固定されてい
るバルブプレート374及びスライド可能なバルブプレー
ト376は、その内方にほぼ同一の開口部375及び377を有
している。開口部は、反対側の象限内にあって大部分の
象限を占有している。一方のプレートの開口部は、他方
のプレートの開口部の逆の位置を占めている。プレート
374及び376は、これを固定用スロット378及び379によっ
て夫々駆動ロッドに固定することができる。

図14及び図15は、図12及び図13の実施例に類似の、バ
ルブプレートの別の実施例を示しており、この例では、
一方のプレートの開口部は他方のプレートの開口部の逆
の位置にある。プレート474の開口部475は、プレート47
4の面積の約半分を占めている。同じ様に開口部477は、
プレート476の殆んど半分の面積を占有している。プレ
ート474及び476は、固定スロット478及び479を介して駆
動ロッドに固定されていて、開口部475及び477の半径方
向の方位が維持できるようになっている。

固定バルブプレートは、その外方直径がスライドバル
ブプレートのそれよりもより大きいか又はより小さくて
も宜く、又はプレートが図８及び図９、図10及び図11、
図12及び図13、図14及び図15の実施例に示されているよ
うに、ほぼ同一の外方直径を有していても宜い。

図８、図10、図12及び図14の実施例においては、末端
バルブプレートの底部が図示されていないけれども、有
利には底部に、図７に図示のものに類似した円形のシャ
ープなエッジ部が形成されかつ配置されている。

既に説明した実施例と同じ様に、プレート374,376及
び474,476の流れ通路又は流れ開口部の面積は、夫々の
プレートの面積の半分より僅かだけ小さい。

本発明の改良された呼び水バルブによって、その粘性
物質内への貫入を増大せしめることができ、かつ呼び水
バルブを貫流する改良された流れを達成することができ
る。改良された性能に寄与している１つの重要な面は、
末端バルブプレートの底部がユニークな輪郭を成してい
ることである。チョップチェック型バルブのための改良
された呼び水バルブの別の面は、末端バルブプレート及
びスライドバルブプレートの両者内の流れ通路によって
強力な流れ通路が形成されるということである。更に別
の改良された面は、スライドバルブプレートの構造であ
って、それを貫通する流れ通路の面積がスライドバルブ
プレートの横断面積の半分よりも僅かだけ小さいという
ことである。

本発明の有利な実施例が図示されかつ説明されている
が、本発明の枠から逸脱することなしに、種々の変化例
及び実施態様が可能である。従って請求項２以下には、
本発明の精神及び範囲内における、このような総ての変
化例及び実施態様が記載されている。

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】粘性物質のためのチョップチェック型ポン
   プであって、軸線を規定しているシリンダ（12）と、該
   シリンダ（２）内を軸方向に移動できる駆動ロッド（3
   0）と、該駆動ロッド（30）の一方の端部に取り付けら
   れて駆動ロッド（30）と一緒に移動できる呼び水バルブ
   と、駆動ロッド（30）がシリンダ（12）内に侵入する側
   の、シリンダ（12）の端部におけるシリンダ（12）から
   の出口でシリンダ（12）と協働している浮遊逆止弁機構
   （56）とを備えており、前記呼び水バルブは駆動ロッド
   （30）の端部に末端バルブプレート（74）を有して駆動
   ロッド（30）に固定されており、該末端バルブプレート
   （74）はその内方に流れ通路手段（75）を有しており、
   スライドバルブプレート（76）は駆動ロッド（30）上
   で、末端バルブプレート（74）に向かい合う位置と末端
   バルブプレート（74）から離反した位置との間をスライ
   ド可能である形式のものにおいて、 スライドバルブプレート（76）がシリンダ（12）の横断
   面の輪郭に対し相補的な輪郭を有しており、更にスライ
   ドバルブプレート（76）が流れ通路手段（75,77）を有
   し、該流れ通路手段（75,77）は、前記末端バルブプレ
   ート（74）とスライドバルブプレート（76）とが、シリ
   ンダ（12）内に向かう駆動ロッド（30）の第１方向の運
   動によって分離されて、バルブプレート（74,76）と粘
   性物質との係合がシリンダ（20）内で行われている場合
   に限って開放され、また前記流れ通路手段（75,77）
   は、駆動ロッド（30）が前記第１方向とは逆の方向に移
   動し、それによって、スライドバルブプレート（76）及
   び末端バルブプレート（74）の運動に応じて流体をシリ
   ンダ（12）から汲み上げている場合には、末端バルブプ
   レート（74）とスライドバルブプレート（76）とが係合
   することによって流れを封鎖するようになっている ことを特徴とするチョップチェック型ポンプ。
2. 【請求項２】末端バルブプレート（74）内の流れ通路手
   段（75）が、スライドバルブプレート（76）内の流れ通
   路手段（77）の横断面積の半分に等しいか又は僅かだけ
   小さい横断面積を有していることを特徴とする、請求項
   １記載のチョップチェック型ポンプ。
3. 【請求項３】スライドバルブプレート（76）内の流れ通
   路手段（77）が、スライドバルブプレート（76）内の面
   積の半分より僅かだけ小さな面積を有していることを特
   徴とする、請求項１又は２記載のチョップチェック型ポ
   ンプ。
4. 【請求項４】末端バルブプレート（174,274,374,474）
   内の流れの通路手段（175,275,375,475）及びスライド
   バルブプレート（176,276,376,476）内の流れ通路手段
   （177,277,377,477）が、各プレートの面積の半分より
   僅かだけ小さな面積を有していることを特徴とする、請
   求項１記載のチョップチェックポンプ。
5. 【請求項５】末端バルブプレート（74）の底部が、粘性
   物質内への呼び水バルブの下方に向かう運動を容易なら
   しめるような形状に形成されていることを特徴とする、
   請求項１から４までのいづれか１項記載のチョップチェ
   ック型ポンプ。
6. 【請求項６】末端バルブプレート（74）の底部が、粘性
   物質内への呼び水バルブの運動を容易ならしめるような
   形状に形成され、かつ粘性物質を、通路手段（75）を貫
   通して末端バルブプレート（74）の外周の周りに導きう
   るように形成されていることを特徴とする、請求項１か
   ら５までのいづれか１項記載のチョップチェック型ポン
   プ。
7. 【請求項７】末端バルブプレート（74）が、粘性物質内
   への呼び水バルブの下降運動を容易ならしめるため底部
   上に形成されたシャープなエッジ（80）を有しているこ
   とを特徴とする、請求項５又は６記載のチョップチェッ
   ク型ポンプ。
8. 【請求項８】スライドバルブプレート（76）内の流れ通
   路手段（77）が、少くとも１つのスロット状の開口部を
   有していることを特徴とする、請求項１から７までのい
   づれか１項記載のチョップチェック型ポンプ。
9. 【請求項９】末端バルブプレート（74）内の流れ通路手
   段が少なくとも１つのスロット状の開口部（75）を有し
   ていることを特徴とする、請求項１から８までのいづれ
   か１項記載のチョップチェック型ポンプ。
10. 【請求項１０】スライドバルブプレート（76）が末端バ
    ルブプレート（74）の半径方向寸法よりも大きな半径方
    向寸法を有していることを特徴とする、請求項１から９
    までのいづれか１項記載のチョップチェック型ポンプ。