JPH08296563A - ダイヤフラムポンプ用空動きパイロット弁 - Google Patents

ダイヤフラムポンプ用空動きパイロット弁

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JPH08296563A
JPH08296563A JP8101775A JP10177596A JPH08296563A JP H08296563 A JPH08296563 A JP H08296563A JP 8101775 A JP8101775 A JP 8101775A JP 10177596 A JP10177596 A JP 10177596A JP H08296563 A JPH08296563 A JP H08296563A
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JP
Japan
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diaphragm
spool
pilot valve
pilot
valve
Prior art date
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Pending
Application number
JP8101775A
Other languages
English (en)
Inventor
Richard K Gardner
ケー ガードナー リチャード
Robert J Knecht
ジェイ ネット ロバート
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Ingersoll Rand Co
Original Assignee
Ingersoll Rand Co
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Filing date
Publication date
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Pending legal-status Critical Current

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    • 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
    • F04B43/00—Machines, pumps, or pumping installations having flexible working members
    • F04B43/02—Machines, pumps, or pumping installations having flexible working members having plate-like flexible members, e.g. diaphragms
    • F04B43/06—Pumps having fluid drive
    • F04B43/073—Pumps having fluid drive the actuating fluid being controlled by at least one valve
    • F04B43/0736—Pumps having fluid drive the actuating fluid being controlled by at least one valve with two or more pumping chambers in parallel
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01L—CYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L25/00—Drive, or adjustment during the operation, or distribution or expansion valves by non-mechanical means
    • F01L25/02—Drive, or adjustment during the operation, or distribution or expansion valves by non-mechanical means by fluid means
    • F01L25/04—Drive, or adjustment during the operation, or distribution or expansion valves by non-mechanical means by fluid means by working-fluid of machine or engine, e.g. free-piston machine
    • F01L25/06—Arrangements with main and auxiliary valves, at least one of them being fluid-driven
    • F01L25/063—Arrangements with main and auxiliary valves, at least one of them being fluid-driven the auxiliary valve being actuated by the working motor-piston or piston-rod

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
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  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Reciprocating Pumps (AREA)
  • Fluid-Driven Valves (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】ダイヤフラムポンプなどのための機械的移動空
気圧利用パイロット弁の機械的移動を安定化する空動き
装置を提供することである。 【解決手段】機械的移動パイロット弁が走行限界におい
てわずかなピストン反転にそれに関連した偽り移動信号
を防止するために適応するために空動き応答を備えてい
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、一般的にいえば、
ダイヤフラムポンプなどのための機械的移動、空気圧援
助パイロット弁に関し、さらに詳しくいえばそのような
弁の機械的移動を安定化する空動き装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】リチャード・ケイ・ガードナ（Ｒｉｃｈ
ａｒｄ Ｋ．Ｇａｒｄｎｅｒ）（本願における共同発明
者）及びニコラス・コザンプリク・ジュニヤ（Ｎｉｃｈ
ｏ−ｌａｓ Ｋｏｚｕｍｐｌｉｋ Ｊｒ．）に与えら
れ、ザ・アロ・コーポレーション（Ｔｈｅ Ａｒｏ Ｃ
ｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ）（本願の共通譲受人）に譲渡さ
れた米国特許第４，８５４，８３２号がダイヤフラムポ
ンプにおいて用いる機械的移動、空気圧利用パイロット
弁を開示している。簡単にいえば、前記発明は、２連ダ
イヤフラムポンプのサイクリングを制御するために機械
的移動機構と空気圧パイロット弁の組み合わされた構成
からなる。機械的サイクリング又は移動機構はダイヤフ
ラムポンプのポンプハウジング内の圧力室間に配置さ
れ、どちらか一方の圧力室内に軸方向に伸び込んでい
る。
【０００３】移動機構は、一方のポンプダイヤフラムが
係合するのに応じて軸方向に動く。ダイヤフラムによっ
て係合されると、機械的移動は、ダイヤフラムポンプと
関連するそれぞれの圧力室への流体の流れを制御する空
気圧パイロット弁への流体圧力通路を通す。従って正の
パイロット信号がダイヤフラムポンプの全行程又はサイ
クルにわたって送られる。機械的移動機構は、ダイヤフ
ラム又は二つのダイヤフラムを接続する接続棒に直接に
は接続されない。
【０００４】ダイヤフラムポンプの動作においては、汲
み上げられる流体と共にポンプの流体室に空気が引き入
れられることはまれなことではない。空気は流体の汲み
上げの間に圧縮され、空気弁の移動の間にダイヤフラム
にわずかに後退させるために膨張できる。ポンプ動力学
により、流体圧力はまた瞬間的に空気圧より高いことも
ある。これによってパイロット棒が後退してポンプに主
弁を移動させるための信号を遮断することもできる。こ
れによってポンプがスタッタし、場合によっては停止又
は失速することがある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】前述のことは現在の装
置と方法にあると知られている限界を例示している。従
って、上述の限界の一つ以上を解消することを目的とす
る代替品を提供することが有益であることは明かであ
る。それ故、あとでさらに完全に開示する特徴を備える
適当な代替品を提供する。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明の一つの面におい
て、発明の目的は、ダイヤフラムの位置に応じて移動で
きる機械的移動パイロット弁及びパイロット弁に作動可
能に関連しダイヤフラムの位置によって開始されるパイ
ロット信号を遅延させたり保持したりする空動き手段を
備えるダイヤフラムポンプ用空動きパイロット弁を提供
することによって達成される。
【０００７】前述及びその他の面は添付図と併せて考慮
するとき発明の以下の詳細な説明から明かになる。
【０００８】
【発明の実施の形態】図１を参照すると、本発明を組み
入れている２連ダイヤフラムポンプが総括的に示され、
参照数字１によって表されている。このポンプは、本体
２、二つのダイヤフラム端キャップ３、３′、吸込みマ
ニホルド４及び吐出しマニホルド５からなっている。本
体の内部には二つの原動流体室４５及び４５′が形成さ
れている。またダイヤフラム端キャップの内部には二つ
の汲上げ流体室８及び８′が形成されている。原動流体
室４５及び４５′と汲上げ流体室８及び８′は、たわみ
ダイヤフラム１０及び１０′によって分離されている。
ダイヤフラム１０及び１０′は、それぞれ裏当て板１２
及び１２′を備え、２連ダイヤフラムポンプの構成にお
いて周知の方法でタイロッド１１によって往復動するよ
うに調整されている。
【０００９】原動流体室４５及び、４５′の中の原動流
体によって制御されるダイヤフラムの往復動は、吸込み
マニホルド１４からの汲上げ流体に入口ボール逆止め弁
６及び６′を交互に通過させ、その後で交互に出口ボー
ル逆止め弁７及び７′を通り過ぎて吐出しマニホルド５
の中に汲上げ流体を押すポンプ作用を生ずる。ダイヤフ
ラムの往復動作用は、原動流体室に主空気供給スプール
弁５０を介して給気と排気を交互′に行うことによって
加えられる加圧空気などによって達成される。主スプー
ル弁５０の動作を以下のように総括できる。
【００１０】３ランドスプール５０は、段付き穴１６の
中に配置されて、穴１６の中で図１に見られるように上
側位置と下側位置の間を往復動する。三つのピストンラ
ンドは、段付き穴１６をさらに以下のように説明できる
四つの作動室に分割する。
【００１１】室３６は、加圧されると、スプール５０を
垂直に上方に変位させる。室３７はスプールと共に動く
定給気室である。室３８は、やはりスプールと共に動く
定排気室であり、室３９はスプールを下向き方向に変位
させる役をすると共に左手原動流体室４５′への給気源
を形成する定加圧バイアス室である。空気又は圧力流体
が給気ポート３０を経て室３９へ供給され、さらに加圧
流体又は空気の室３７への一定給気を行うためにスプー
ル通路３１によって室３７へ転送される。
【００１２】さらに、主弁５０の位置によって、通路３
２及び３２′をそれぞれ経て原動流体室４５及び４５′
へ圧力流体を交互に給気するか排気するかが決まる。主
弁５０が下側位置にあるとき、左手原動流体室４５′
は、ポート３０及び通路３２′を経てくる空気によって
加圧される。同時に、原動流体室４５は、通路３２及び
通路４２を経て排気ポート３５へ排気されている。逆
に、スプールが上側位置にあるとき、機能は逆にされ、
左手原動流体室が通路３２′及び４２を経て排気ポート
３５に排気されながら、空気を給気ポート３０、スプー
ル通路３１及び給気通路３２を経て原動流体室４５に供
給する。
【００１３】主弁５０の位置は、本発明によれば参照数
字６０によって総括的に表された機械的に移動されるパ
イロット弁によって定められる。パイロット弁はスプー
ル穴の中に配置されている。パイロットスプール２０
は、スプール棒４４の上を往復動するように間隔をあけ
て配置された１対のピストン２６及び２６′からなって
いる。スプール棒４４は、各原動流体室の中に伸び込ん
で、ダイヤフラムの交互の内向きストローク限界におい
てダイヤフラムの裏当て板１２及び１２′と共同する接
触チップ２７及び２７′を形成する。パイロットスプー
ルがダイヤフラム裏当て板と接触するとパイロットスプ
ールの運動及び加圧プロセスの反転が開始する。
【００１４】本発明によれば、パイロット弁はさらにス
プール棒４４の周りにスプールピストン端２６と２６′
の中間に配置されている空動きスプール２５を備えてい
る。空動きギャップ７０が空動きスプール２５と外側ス
プール端２６及び２６′の間に設けられている。
【００１５】本発明は、接続されていない空動き内側ピ
ストンと往復動外側ピストンを作ることによってパイロ
ットピストン棒に空動きを追加している。これによって
外側ピストンが内側ピストンによって制御されるパイロ
ット信号を発生することなくギャップ７０によって定ま
る限られた量を動いたり後退することができる。これに
よって主弁がパイロット弁の移動を完了する信号を与え
るのに十分な時間ができる。このことはまた、各ピスト
ンに二つのシールを付けることを可能にするので、より
よいシールを与える。四つのシールは図２に最もよく見
られる。
【００１６】内側スプール（空動きスプール２５）は、
空気を室３８から通路３３及び４１を経て室３６へ給気
したり又は左位置にあるときは通路４１及び３４を経て
室３６に排気することによって主弁５０の位置を制御す
る。
【００１７】動作の概要を説明すると、吸込み口３０に
入る空気が給気を右ダイヤフラムに接続し、主排気口３
５を左ダイヤフラム１０′へ接続する主スプール５０を
下に押しやる。空気が右ダイヤフラムを右ダイヤフラム
へ、パイロット棒４４を左へ押し、それが主弁の底部
（室３６）を排気へ接続する。右ダイヤフラムは左ダイ
ヤフラムを右へ引っ張ってパイロット棒に接触し、それ
を右へ押して端シール２６及び２６′が左端が内側スプ
ール２５に接触し、それを右へ動かすまで、設定された
距離（空動き）の間動く。これはパイロット排気口を遮
断し、給気をそれを上方へ押し付ける主弁の底部に通
す。これは主給気源を左に切り替え右ダイヤフラムを排
気へ通す。次に空気が左ダイヤフラムを左へ押しやる。
【００１８】何らかの理由で流体圧力又は排気圧力がダ
イヤフラムに後退させる場合、パイロット信号を喪失又
は反転できるであろう。これは外側スプールだけが動い
て内側スプールが信号を維持するので本発明では生じな
い。移動の後、左ダイヤフラムを左へ押しやる空気もま
た外側及び内側の両方のパイロットスプールを右へ押し
やって、右ダイヤフラムをパイロット棒４４の中に引き
込む間でストローク中ずっと信号を保ち、パイロット棒
４４を元の位置に戻し、主弁の底部を排気のために通気
できるようにし、空気がパイロット棒を元の位置に戻せ
るようにする。組み立ての目的のために、パイロット棒
４４を割って空動きギャップを集中状態に保ちながら、
動作時及び組立の間ピストン２６と２６′を分離できる
ようにできることが分かった。
【００１９】本発明を好ましい実施形態に関して説明し
たが特許請求の範囲に記載した以外の発明の範囲に限定
されることを望まない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による空動き機械的移動パイロット弁を
備えるダイヤフラムポンプの簡易断面図である。
【図２】本発明の空動き装置を組み入れたスプール機械
的移動パイロット弁の立面図である。
【符号の説明】
１ ２連ダイヤフラムポンプ １０、１０′ たわみダイヤフラム ２０ パイロットスプール ２１ スプール穴 ２５ 空動きスプール ２６、２６′ ピストン ２７、２７′ ダイヤフラム接触チップ ４０ シール ４４ スプール棒 ６０ 機械的移動パイロット弁 ７０ 空動きギャップ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ロバート ジェイ ネット アメリカ合衆国オハイオ州43513 エドガ ートン エス ミシガン 318

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】ダイヤフラムの位置に応じて移動できる機
    械的移動パイロット弁と、 前記パイロット弁と作動可能に関連し前記ダイヤフラム
    の位置によって開始されたパイロット信号を遅延させた
    り保持したりする空動き手段とを備えるダイヤフラム用
    パイロット弁。
  2. 【請求項２】前記機械的移動パイロット弁がスプール弁
    からなる請求項１に記載のダイヤフラム用パイロット
    弁。
  3. 【請求項３】前記スプール弁がさらにスプール穴と密封
    接触し、スプール棒によって間隔を離されている第１及
    び第２のピストン端からなり、 前記ピストンの各々がさらにダイヤフラムの位置に応じ
    て起動するダイヤフラム接触チップを備え、 空動きスプールが間に空動き隙間を持った前記第１及び
    第２のピストン端の中間で前記スプール棒に摺動接触し
    て配置された前記スプール穴と密封接触している第１及
    び第２の密封端を備える請求項２に記載のダイヤフラム
    用パイロット弁。
  4. 【請求項４】前記スプール棒が前記ピストン間の最小距
    離を前記空動き隙間を確立する手段として制限しながら
    前記ピストンの両端の離れる方向における独立な走行を
    可能にする割ロッドである請求項３に記載のダイヤフラ
    ム用パイロット弁。
JP8101775A 1995-04-24 1996-04-24 ダイヤフラムポンプ用空動きパイロット弁 Pending JPH08296563A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US08/427,542 US5551847A (en) 1995-04-24 1995-04-24 Lost motion pilot valve for diaphragm pump
US08/427542 1995-04-24

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JPH08296563A true JPH08296563A (ja) 1996-11-12

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ID=23695313

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