JPS59501516A - 液圧作動式試掘孔及び井戸用ポンプ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 液圧作動式試掘孔及び井戸用ポンプ この発明は液圧作動式の試掘孔及び井戸用ポンプにおける及びそれに関連した改 良に関し、特に試掘孔又は井戸内の液体レベル下方に配置されたポンプ用の作動 機構５が浸漬ポンプ内のピストンを往復動させ、液体を地表にまで上昇せしめる ような型のポンプに関する。旧型のポツプによれば、試掘孔又は井戸の地表に風 車やポツプツヤツキを使用し、動作機構と浸漬ポンプのピストン間に機械的な連 結ロッドを設けることで、ポンピング作用の間ピストンを作動させるのが通常で あった。

初期の方式において本発明者が用いた浸漬ポンプでは、機械的な連結手段で試掘 孔又は井戸の地表にある作動機構へ播絖する代りに、作動ホース内の圧力でピス トンを一方向に移動してポンピング作用を開始し、系内の水の重さで戻りが行わ れるような液圧接続装置を用いた。すなわち、ポンピング作用はポンプの／スト ローク時に間欠的に印加されるホース内圧力の制御下にあり、ポンプの他のスト ローク時にピストンは次のストロークのため水圧によって戻される構成であった 。

又本発明者は連結された２個のピストンを用い、そのうち一方が／ストローク時 に水をポツプの胴内に吸引し且つピストンの次のストローク時に排出管を通じて その水を送出せしめる大型ピストンで、送出ライ／中の流体重量が小型ピストン によってそれと一緒に大型ピストンを下方に移動させ、次の上昇作用の臨備とし て大型ピストン上方のスペース内へ液体を吸引するような方式を実験した。この 装置を作動するには、浸漬ポンプを動作させて両ピストンを戻すのに必要な圧力 を得るための地表にあるピストン機構のレベルより上方へ排水管を持ち上げねば ならなかった。

本発明は一般にこれらの方式に関連したものであるが、手記仕様の利点を、試掘 孔又は井戸の頂部における複式作動式駆動系及び浸漬ポンプにおける複式作動式 従属系と組合せるもので、本発明の目的はより簡純で効率的な方式を提供するこ とにある。

不発明では、試掘孔又は井戸内の浸漬ポンプへ接続された２個の胴中の駆動ピス トンを試掘孔又は井戸の頂部で使用し、この構成によって高効率のバランスされ た／ステムが得られる。

不発明は、浸漬ポンプユニットが液体を胴内へ導くフート弁とぎストンに設けた 逆止弁を有する胴中のポンビッグピストンを備え、このピストンが第１胴と同軸 の胴中の従属ヒストンから成る従・夷ユニットヘポンピング及び従属両ピストン を貫いて開口した中空連結ロッドによって、接続されると共に、上記同軸胴が試 掘孔又は井戸の地表へ液体を排出するための送出ラインへ連通しており、更に試 掘孔又は井戸の地表に設けた駆動ユニットが駆動ユニットと従属ピストン間の圧 力ラインを通じて従属ピストンを作動させるピストン及び胴手段から成るような 液圧作動式の試掘孔又は井戸ポンプであって、上記駆動ユニットが複式作動式で 、１駆動ユニツトのピストン手段が往復動するにつれ、ポンピング及び従属両ピ ストンへ上下動を加えること、更に送出ライン中にパールプ手段を設けて送出ラ インからの流出を制御し、少くとも圧力ラインと送出ラインだけを使って両方向 の駆動を可能にすることを特徴とするものである。

好ましい構造によれば本発明は、浸漬ポンプが隔壁によって一方の胴内空間が他 方の胴内空間から隔絶された第１上部胴と第２下部胴から成り、孔あきピストン が各胴内に配置されると共に中空連結ロッドによって相互接続され、上部胴内空 間のうち従属ピストンを形成するその内部のピストン上方の空間が下部胴内窒間 のうちポンピングピストンを形成するその内部のピストン両側の空間へ連通され ており、中空連結ロッドが隔壁を密封状態で貫通し、中空連結ロッドの下端が下 部胴内におけるポンピングピストン上方の空間に開口しているような液圧作動式 の試掘孔又は井戸ポンプであって、下部胴内のポンピングピストンを貫通する孔 がポンピングピストンの下方からポンピングピストン上方の空間及び中空連結ロ ッド内へと流体を逆止弁を有し、この逆止弁が下部胴の下端に設けられているこ と、更に反対方向に作用する相互に接続された駆動ピストンを内部に有する一対 の遠隔胴が地表に設けられることによって浸漬ポンプの両ピストンを往復動させ 、送出ラインが上部胴の頂部を地表の送出点へ接続し、圧力ラインが上部胴の下 端を一方の遠隔胴へ接続し、補助圧力ラインが送出ラインを他方の地表胴へ接続 し、補助圧力ラインと送出点間の送出ライン中に第１圧力ライ／へ連通する弁が 設けられることにより、液体が送出ライン中を上方へ流れるとき該弁が送出ライ ンを開く一方、戻りストローク時に該弁が送出ラインを加圧し、更に遠隔の地表 ピストンを作動する手段が設けられていることを％ａ７とするものである。

図面の簡単な説明 本発明を充分に理解できるようにするため、以下添付の図面を参照して本発明の 詳細な説明する。

第７図はこの発明によるシステムの横断面を幾分図式的に示したもので、液圧モ ータ手段により作動される地表駆動ユニットのピストン及び浸漬ポンプとその作 動を原理的に示しており、相互接続ラインが試掘孔又は井戸中を独立に垂下する ものとして示されているが、圧力ラインは送出ライン内に位置させてもよい。

第２図は、液体モータ手段に代えた機械的な駆動装置を示す部分的な縦方向断面 図である。

まず、Ｉンゾユニット２を作動させるため試掘孔又は井戸の地表に設けた。駆動 ユニット１を参照すると、一対の胴３．４が槽５内に支持され、これら胴３．４ はそれぞれの内部にロッド８で相互接続されたピストン６．７を有し、ロツｌ− ″８がピストン６．７を一方向に移動させると、液体が胴３の一端から排出され る一方、ロッド８が反対方向に移動すると、液体が胴４の他端から排出されるよ うに構成されている。つまりこのユニットは、複式作動式の地表駆動ユニットを 形成する。

第１図に示した態様において、往復動を与えるのに液圧モータが更われているが 、第２図に示すようにクランク又はその他の、駆動手段も使用でき、あるいは液 圧モータを空圧モータ手段やりニアモータ等の電気作動手段に置き換えてもよい 。

第１図に示すように、両ピストン間のロッド８はメカニカルリンク９によって第 １ロツド８と平行な第λロッド１０へ連結され、このロッド１０が第１対の胴３ ．４と平行に配置された胴１４．１５内の液圧モータ手段１３の一対のピストン １１，１２を相互に接続しており、１駆動ロンドである第λロッド１０が作動す ると、ピストン６．７を相互接続したピストン８が移動して、駆動作用のために 液体を排出せしめる。

液圧モータ手段１３は、通常型又は承認型環任意の液圧ポン７’１９による適当 な供給タンク１８がらの液圧流体で動作されるピストン１１，１２を有し、液圧 ポンプ１９は一対のマイクロスイッチ２１，２２によってその位置。が規制され るソレノイド制御弁２ｏを介して作用し、両マイクロスイッチは、両ロッド８． １０間のメカニカルリンク９が一方のマイクロスイッチに達したとき移動の方向 が逆転され、リンク９が他方のマイクロスイッチに達すると再び方向が逆転する ように配置され、これによって地表駆動ユニットのロッド８へ連結されたロッｒ を有する駆動ピストン１１．１２がピストン６．７を通じて液体を排出せしめ、 駆動ピストン６．７の往復動を確実に行わせる。

液圧、空圧又は電気式のモータ手段１３は、／ストロークつまり各ストロークの 最後に水撃を避けられる速度変ｆヒを持つようにする等駆動手段の速度を変化制 御でき、この目的のためマイクロプロセツサ２３を制御手段に接続可能である。

浸漬ポンゾユニットは上部胴２５と下部胴２６を有し、これらの胴２５．２６は 上記の胴３．４と同じ排水量を持つ。

上部胴２５は内部に従属ピストン２７、下部胴２６は内部にポンピングピストン ２８をそれぞれ有し、両ピストン２７．２Ｂは中央間隔３１を貫き且つシール３ ２を備えた中空連結ロッド３０によって相互接続されている。

上部従属ピストン２７と下部ポンピングピストン２８は両方ともそれを貫通する 開口を有するが、下部ポンピングピストン２８はそこを通る上向きの流れだけを 許容する逆上弁３３を有する。

フート弁３４が胴２６によって形成されたチャン／＜３６の下方部へ開口３５を 介して液体を流入させる一方、中空連結ロッド３０の開孔３７が胴２６内におけ るポンピングピスト／２８上方の空間３８へ中空連結ロッドからの流体を流入さ せる。

圧力ラインは４０、送出ライ／は４２でそれぞれ示しである。

地表駆動ユニット１の胴３はスリーブ４６と胴２５の間の環状空間４５を通じシ リンダ２５内における従属ピストン２７下方の空間４４と連通する一方、送出ラ イン４２は胴２５内における従属ピストン２７上方のチャンバ４８へ接続してい る。

送出ライン４２はその内部に弁５０を有し、弁５０はバネ５１によって閉位置へ 負荷されているが、分岐ライン５５を通じて作用する圧力ライン４０からのピス トン５４へ加わる圧力によってチャンバ５３内で座５２から離れる。

送出ライン４２中のチャンバ５３内における弁５０の目的は、圧力ライン４０内 の液体が両ピストン２７．２８を上昇させている間送出ライン４２からの流出を 遮断し、ポンプで汲み出された液体の排出点からの流出を許容する一方、上昇ス トローク後面ピストン２７．２８が戻るときに排出点への流れを遮断することに ある。

両ピストン２７．２８の戻りは、弁５０の浸漬ポンプユニット２側におけるチャ ンバ５３へ胴４を連通させるように接続されだ補助圧力ライン５７を通じ、胴４ 内におけるピストン７の外向き移動から得られる送出ライン４２中の圧力によっ て成される。

図中実線の矢印は、両弁５０．３４が開き、弁３３が閉じた状態におる上昇スト ローク時の流れと移動の方向を示している。又点線の矢印は、両弁５３３４が閉 じ、弁３３が開いた状態にある戻りストローク時の流れと移動の方向を示してい る。

尚、戻り圧力が従属ユニットへ印加されたときに閉じる弁（不図示）をピストン ２７に設けることもできる。

第Ω図に示した駆動装置は液圧モータ手段１３に置換し得るもので、胴３ａ、４ ａに固定された案内ロッド６３に沿って摺動可能なりロスヘッド６２ヘロノド６ １で連結されたクランク６０から成り、クロスヘッド６２が胴３ａ、４ａ内の各 ピストンを相互連結するロッド８ａに固定されている。

この場合、駆動ユニットのボンピング速度はクランク６０によって制御されるが 、前述したように第１図の態様又は液圧モータユニットを空圧ユニットやリニア 電動機ユニットで置き換えた場合には、例えばマイクロプロセツサ２３を使って 増分的にポンピング速度を制御でき、水撃あるいは同様の問題を避ける上で最適 なポンピング速度を達成できる。

以上の説明から、複式作用であるため必要な場合に実際のポンピングと戻りの両 ストロークを強く制御して高いポンピング効率を持った・ぐラノスのとれたシス テムと成る浸漬ポンプを作動するだめの改良型複式作用機構を持つような簡単で 効率的な液体ポンプが得られることが理解されよう。

国際調査報告

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、浸漬ノンプユニットが液体を胴内へ導くフート弁トビストンに設けた逆止弁 を有する胴中のポンピングピストンを備え、該ピスト７が上記第１胴と同軸の胴 を有する従属ユニットのピストンへ接続さ几ており、該接続が上記ポンピングピ ストン及び従属ピストンを貫いて開山した中空連結ロッドによって成さｎると共 に、上記同軸胴が試掘孔又は井戸の地表へ液内を排出するための送出ラインへ連 通しており、更に試掘孔又は井戸の地表に設けた駆動ユニットが駆動ユニットと 従属ピストン間の圧力ラインを通じて作動させるピストン及び胴手段から成るよ うな液圧作動式の試掘孔又は井戸用ポンプであって、上記駆動ユニットが複式作 動式で、駆動ユニットのピストン手段が往復動するにつｎ１上記ポンピングピス トンと従属ピスト７へ上下動を加えること、更に送出ライン中にバルブ手段を設 けて送出ラインからの流出を制御し、戻りストローク時に送出ラインが加圧さｎ るようにしたことを特徴とするポンプ。 コ　上記駆動ユニットが反対方向に作用する相互接続さｎたピストンを内部に有 する一対の胴を備え、上記従属ピストンを戻すため一方の胴が圧力ラインによっ て従属ユニットの胴の片側へ接続さｎ１他方の胴が補助ラインによって送出ライ ンへ接続さｎていること、災に上記バルブ手段が従属ピストンの戻りストローク 時に送出ラインを閉じるように配置さｎたことを特徴とする請求の範囲第１項に 記載の液圧作動式試掘孔及び井戸用ポンプ。 ３　上記送出ライン中のバルブ手段が、チャンバ内の弁と、該弁を閉位置へ付勢 する手段と、弁に接続さｎ１圧力ラインからの圧力がピストンに加わると弁を開 放するピストンとから成ることを特徴とする請求の範囲第１又は２項に記載の液 圧作動式試掘孔又は井戸用ポンプ。 ｑ　上記駆動ユニットがその内部の上記ピストンを往復動させるように配置さｎ た流体モータ手段によって作動さｎ、ストローク時における駆動ユニット内ピス トンの移動速度を変化させる制御手段を選択的に備えたことを特徴とする上記い ずｎか７項の請求の範囲に記載の液圧作動式試掘孔又は井戸用ポンプ。 タ　浸漬ポンプが隔壁によって一方の胴内空間が他方の胴内空間から隔絶さｎた 第１上部胴と第２下部胴から成り、孔あきピストンが各胴内に配置さｎると共に 中空連結ロッドによって相互接続さｎ、上部胴内空間のうち従属ピストンを形成 するその内部のピストン上方の空間が下部胴内空間のうちポンピングピストンを 形成するその内部のピストン両側の空間へ連通さｎており、中空連結ロッドが隔 壁を密封状態で貫通し、中空連結ロッドの下端が下部胴内におけるポンピングピ ストン上方の２間に開口しているような液圧作動式の試掘孔又は井戸用ポンプで あって、下部胴内のポンピングピストンを貫通する孔がポンピングピストンの下 方からポンピングピストン上方の空間及び中空連結ロッド内へと流体を導く逆止 １１ 弁を有し、該逆止弁が下部胴の下端に設けらｎていること、更に反対方向に作用 する相互に接続さｆた駆動ピストンを内部に含んだ駆動ユニット？形成する一対 の遠隔用が地表に設けらｎることによって浸漬ポンプの両ピストンを往復動させ 、送出ラインが上部胴の頂部を地表の送出点へ接続し、圧力ラインが上部胴の下 端を上記駆動ユニットの一方の胴へ接続し、補助圧力ラインが送出ライ／を駆動 ユニットの他方の胴へ接続し、補助圧力ラインと送出点の間の送出ライン中に第 １圧力ラインへ連通ずる弁が設けらｎることにより、液体が送出ライン中を上方 へ流ｎ、るとき該弁が送出ラインを開く一方、戻りストローク時に該弁が送出ラ インを加圧し、更に上記駆動ピストンを作動するためのモータ手段が設けらｆた ことケ特徴とするボッｆ。 ６　各ストローク時に上記モータ手段の移動速度を制御する手段と、該移動速度 を制御するための選択的なマイクロプロセッサ手段分備えたことを特徴とする請 求ノ範囲第Ｓ項に記載の液圧作動式試掘又は井戸用ポンプ。 ７　上記駆動ピストンを作動するモータ手段が、そ几ぞｎピストン全内部に含む 胴と、両ピストンを相互接続し且つそｎら駆動ピストンを往復動させるように接 続さｎた手段と、モータ手段の各胴全交互に加圧する流体供給手段とから成るこ とを特徴とする請求の範囲第５項に記載の液圧作動式試掘孔又は井戸用１７ゾ。 ｇ　上記流体供給手段が液圧手段であることを特徴とする請求の範囲第６項に記 載の液圧作動式試掘孔又は井戸用ポツプ。 ９　上記流体供給手段が空圧手段であることを特徴とする請求の範囲第６項に記 載の液圧作動式試掘孔又は井戸用ポンプ。 １０　上記駆動ピストンを作動する手段が、モータ手段によって駆動さｎるクラ ンクと、駆動ピストンを相互に接続するロッドへ該クランクを接続するロッドと から成ることを特徴とする請求の範囲第５項に記載の液圧作動式試掘孔又は井戸 用ポンプ。 ／／　試掘孔又は井戸頂部の複式作用式駆動ユニット及び該試掘孔又は井戸内に 浸漬さｎ、複式作用の従属ユニットを有するポツプと、駆動ユニットの片側を従 属ユニットの片側へ相互接続するラインと、駆動ユニットの他側を従属ユニット の他側へ接続する第２ラインと５こ汎によって駆動ユニットの往復動が従属ユニ ットを往復動させボンピンクストロークと戻りストロークを与えること、上記λ ラインのうち一方が送出ラインであること、往復動させるため従属ユニットに接 続さ几且っ送出ラインとも連通した胴内のポンピングピストンと、ポンピッグス トローク時に送出ラインを出口へと開ぐが、戻りストローク時に送出ラインの出 口を閉じる送出ライン中の弁とから成る液圧作動式試掘孔又は井戸用ポンプ。 ／２　上記駆動ユニットが同軸に配置さ几た一対の胴と、５同じように移動する 該各胴内の一対のピストンから成り、３ 上記各ライ／がこｎら胴に接続さｎていること、更に上記従属ユニットが内部に ピストンを有する胴から成り、上記ラインの一方が該層の片側に接続さｎ且つ他 方のラインが該層の他側に接続さｎていること、更に上記ポンプが上記従属ユニ ットの胴と同軸の胴と、各ピストンを貫いて開口した中空ロッドによって接続さ ル且つポンプピストンにそｎを貫通するポート手段を有する上記同軸胴内のピス ト／と、ポンプピストン中の逆止弁とから成ることを特徴とする請求の範囲第ｇ 項に記載の液圧作動式試掘孔又は井戸用ポンプ。 ／３　流体圧力を発生する手段と、該流木圧力手段に連結さｎ、上記駆動ユニッ トへ流体圧力を供給する連結手段と、該連結手段中のルノイド制御手段と、該ル ノイド制御手段を作動し、駆動ユニットの各ピスト７を往復させる手段とを備え たことを特徴とする請求の範囲第１コ項に記載の液圧作動式試掘孔又は井戸用ポ ンプ。 ／’７　実質上説明さｎ且つ図示さｎた通りに構成さｎ、動作さｎる液圧作動式 試掘孔又は井戸用ポンプ。