JPS61197779A - 液圧式に駆動されるロ−リングダイアフラムを備えたダイアフラムポンプ - 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】 産業上の利用分野 本発明は、ダイアフラムポンプであって、搬送室を液体
の満たされた圧力室に対して仕切る、ローリングダイア
フラムとして構成されたダイアフラムと、該ダイアレラ
ムを操作するために前記圧力室と液圧貯蔵室との間のケ
ーシング本体の孔内でしゆう動可能な振動運動を行なう
液圧ピストンとを有しており、前記ダイアフラムは、そ
の外周縁がケーシング本体とポンプカバーとの間で固く
緊締されていて、圧力室の内周壁によって形成された外
側の転動シリンダと内側の転動シリンダとに沿って交互
〈往復転動運動を行ない、該内側の転動シリンダは、前
記ローリングダイアフラムのための、圧力室内で軸方向
しゆう動可能な支持ピストンの外周面によって形成され
ていて、この転動シリンダの端面はローリングダイアフ
ラムの所属の面区分に接続されている形式のものに関す
る。

従来の技術 公知のダイアフラムポンプにおいては、橿種異なる形式
で支持された糧種異痩る形状のダイアフラムが設けられ
ているが、このダイアフラムの形状及び支持形式に基づ
いて最大許容搬送圧が規定される。

ダイアフラムがもっばら液圧式に操作される形式の高圧
ダイアフラムポンプのためには、平らな又は前変形可能
なプレート状の扁平ダイアプラムが使用されている。こ
の扁平ダイアプラムは搬送圧約３５０バールまでの使用
限界を有する合成樹脂よ構成っているか又は搬送圧３．
０００バールを越える使用限界を有するメタルよ構成っ
ている。

合成樹脂よ構成る扁平ダイアフラムを使用したｓ合、メ
タルダイアプラムとは異なり、高い弾性及びひいては大
きい変位性が得られるという利点があシ、シかもこのよ
うな形式の合成樹脂扁平ダイアフラムは比較的小さい直
径を有しているが効率の同じピストンポンプと比較すれ
ばポンプヘッドの直径はまだ著しく大きい。またピスト
ンポンプとダイアフラムポンプとの間の費用の差も相応
に大きい。

従って、ダイアフラムポンプ、特に高い搬送圧のための
ダイアフラムポンプにおいて、扁平ダイアフラムよシも
変位性が大きくしかも直径の小さいダイアフラムを使用
できるようにすることが望まれている。

ローリングダイアフラムとして構成され次ダイアフラム
を有する前記形式のダイアフラムポンプはすでに公知で
ある。この公知のダイア７□ ラムポンプにおいては、ローリングダイアフラムが、圧
力室の壁によって形成された外側の転動シリンダと内側
の転動シリンダとに沿って交互に往復転動する。この内
側の転動シリンダは、圧力室内で軸方向にしゆう動可能
な、ローリングダイアフラムのための支持ピストンの外
周面によって形成されておシ、その端面ばローリングダ
イアフラムの所属の面区分に接続されている。

このような形式の公知のダイアフラムにおいては外側の
転動シリンダと内側の転動シリンダとの間の移行箇所に
ローリングダイアフラムのためのいわゆる液体支持部が
設けられている。

しかしながらこの液体支持部は、ローリングダイアフラ
ムが生じた圧力差に対して比較的敏感であシ従って常に
十分な支持部を必要とするということを考慮していない
点が欠点である。これは特に、ピストン吸込み行程の最
後におけるローリングダイアフラムの後ろの制限位置に
もあてはまる。それというのは、この後ろの制限位置に
は一般にポンプの漏らし弁を介しての漏れ補償及び場合
によっては排気若しくはガス抜きも行なわれるからであ
る。このようなポンプの後漏らし状態においては、ロー
リングダイアフラムを申し分ない形式で支持するか若し
くは適当な箇所に当てつける必要がある。それとい　　
　　□うのは漏らし弁は、液圧室と搬送室との間に十分
な圧力差が形成された時に始めて応答するからである。

しかしながらこれは、ローリングダイアフラムが申し分
なく支持されていない時にはローリングダイアフラムが
比較的強い負荷を受けるということを意味する二極端な
場合、後ろの制限位置におけるダイアフラムに、ポンプ
の完全な搬送圧、例えば３５０バールに相当する圧力差
が作用する。このような高い圧力差は、例えばポンプが
静止している場合にわずかな漏れによってポンプ作業室
内の送シ出し弁がシステム圧に等しいポンプの搬送圧に
調節されると生じる。安全性の理由によシ、ローリング
ダイアフラムは前記負荷に耐えられるものでたければな
らない。

しかしながら実験によって明らかなように、公知の液体
支持部は、前記要求を十分に満たす位置に配置されてい
ない。従って、ダイアフラムの両側に形成される補償さ
れた圧力を得るために、特に高い搬送圧に耐えることが
できひいては液圧式のダイアフラム駆動形式が利点であ
るところのダイアフラムポンプにローリングダイアフラ
ムを使用することは従来性なわれていない。

発明の課題 そこで本発明の課題は、冒頭に述べた形式のダイアフラ
ムポンプで前記欠点を避けるために、ローリングダイア
フラムがその後ろの制限位置においても、特に高い圧力
差が原因となって場合によっては生じる高い応力に耐え
られるように構成されたものを提供することである。

課題を解決するための手段 前記課題を解決した本発明によれば、きのこ状支持部材
として構成された支持ピストンの外周面によって形成さ
れた内側の転動シリンダがローリングダイアフラムの後
ろの制限位置で支持ショルダを介して外側の転動シリン
ダに移行しており、前記支持ショルダが、ローリングダ
イアフラムを完全に機械的に支持するために前記内側及
び外側の転動シリンダと協働して、ローリングダイアフ
ラムの自然な幾可学的変形及び転動特性に合った、ヤヤ
ツゾのまったく存在しない支持面を形成している。

作用 本発明によって得られた、液圧式に駆動されるローリン
グダイアフラムを備えたダイアフラムポンプは、搬送圧
が高い場合においても有利な形式で適しており、この場
合に後ろの制限位置でローリングダイアフラムの申し分
のない支持部が得られ、これによって送シ側に負荷がか
かった時にローリングダイアフラムが損傷を蒙後ろの制
限位置で完全に機械的に支持されているので、ローリン
グダイアフラムがその後ろの制限位置でちょうど形成さ
れる圧力差によって損傷を蒙むる危険性なしに、圧力室
内に生じるわずかな漏れは通常の漏らし弁によって補償
される。

こうしてローリングダイアフラムのためのヤヤップのま
ったく存在しない当接面が得られ、この当接面はローリ
ングダイアフラムがその後ろの制限位置に存在する時に
、ローリングダイアフラムのためのきのこ状支持部材及
び圧力室の相応の面によって形成される。このような形
式の面はもちろん孔を有してはいない。これは、ポンプ
の漏らし状態において圧力差が□形成されている時にロ
ー：ングダイアプラムが前記孔に当接するのを防げる。

　　　　　“ しかも本発明によれば直径の著しく小さいダイアプラム
を使用することができる。これに゛よって所要空間が著
しく減少されるので構造費用がミーであるという利点が
得られた。これは扁平ダイアフラムに比較してローリン
グダイアフラムが著しく大きく変位するためにダイアフ
ラムを駆動させる液圧シリンダが同様に著しく小め。さ
らに、ポンプに必要なねじ込み力は著しく減少される。

これによって、ローリングダイアフラムを備えたダイア
フラムポンプを著しく安価にすることができる。

本釣に、著しく長い耐用年数を有するストツキれという
のはこのストッキング状のビ、ムダイアフラムは壊われ
ることなしに高いびん度で往復転動運動を行なうことが
できるからである。ビム材料よ構成るローリングダイア
フラムは、圧力室の内周壁によって形成された外側の転
動シリンダと、軸方向しゆ□う動可能なきのこ状支持部
材の外周−によって形成された内側の転動シリンダとに
沿って交互に転動する。このロー：ングダイアプラムの
往復転動運動は、ストッキング又はソックスをはいたシ
ぬいだシする時の運動□と伺じように行なわれる。

本発明によれば、特に高い搬送圧を克服し、ひいてはダ
イアフラムの両側で補償された圧力が生じるようにする
ために液圧式のダイアフラム駆動装置が有利であるダイ
アプラムポンプにロー：リングダイアプラムを使用する
ことが可能である。

本発明のダイアフラムポンプにおいては、きのこ状支持
部材の端面は、ローリングダイアフラムの□所１０面区
分にしつかシと接続されている。内側の転動シリンダは
、ローリングダイアフラムの後ろの制限位置で外側の転
動シリンダと協働して、ローリングダイナフラムの自然
な変形性及び幾学的な転動特性に合致した、ギャップの
まったく存在しない支持面を形成するように構成されて
いる。

これによって、ローリングダイアフラムの後ろの死点位
置に明確な位置制限部若しくは支持部が得られるので、
ダイアプラムの後ろの制限位置で、ローリングダイアフ
ラムがちょうど形成された圧力差に基づいて損傷を蒙む
る危険性なしに、通常の漏らし弁によって圧力室内に生
じるわずかな漏れを補償することができる。

実施態様 本発明の実施態様によれば、きのこ状支持部材がローリ
ングダイアフラムの後ろの制限位置で少なくとも部分的
に、直径の小さい方の圧力室区分に侵入し、該圧力室区
分が、外側の転動シリンダを形成する、直径の大きい方
の圧力室区分に連続していて、ローリングダイアフラム
のための支埒ショルダを形成している。

これによって、きのこ状支持部材の周壁に設けられ、圧
力室と漏らし弁との間を接続するために用いられる半径
方向に延びる流れ通路を、この流れ通路が後ろの制限位
置で直径の小さい方の圧力室区分内に完全に侵入するよ
うに配置することができる。

有利には、きのこ状支持部材の後ろの位置を制限するた
めのストッパがケーシング本体の環状ショルダによって
形成されている。この環状ショルダは直径の小さい方の
圧力室区分の端部に設けられている。

本発明の実用的な実施態様によれば、きのこ状支持部材
が、このきのこ状支持部材を正確に中央軸方向運動させ
るためのガイドロッＦを有している。

ローリングダイアフラムの液圧式の操作装置が設けられ
ているので、きのこ状支持部材もしくはそのガイドロッ
ドは液圧式ピストンへの機械的な支持部材は有しくいな
い。これはっまシ、きのこ状支持部材がローリングダイ
アフラムだけによって往復運動せしめられることを意味
している。従って液圧ピストンの運動学とは無関係であ
るきのこ状支持部材は２つの作用を満たす。まず１つの
作用によれば、きのこ状支持部材はローリングダイアフ
ラムの転動を許容する。

このローリングダイアフラムは転動時に、圧力室の壁部
によって形成された外側の転動シリンダと、きのこ状支
持部材の外周面によって形成された内側の転動シリンダ
とを必要とする。また別の作用によれば、きのこ状支持
部材はローリングダイアフラムの支持作用を満たす。

従って本発明の構造によれば、ローリングダイヤフラム
の後ろの制限位置で圧力室を含有するきのこ状支持部材
の次のような全体的輪郭が形成されている。つまシ、ギ
ャップの存在しない面が得られ、ひいては圧力差が生じ
た時にローリングダイアフラムが完全に滑らかな面にの
み押しつけられ、従って損傷を蒙る危険性にさらされる
ことがない。

本発明によれば、特に高い搬送圧のために設けられたダ
イアフラムポンプにおいて液圧式に駆動されるローリン
グダイアフラムを使用することができ、これによってダ
イアフラムポンプの直径を著しく減少させることができ
る。この際、ローリングダイアフラムの直径は液圧ピス
トンの直径の大きさ内にあるのでダイアフラムポンプの
ための必要なねじ込み力も得られる。

従って例えばダイアフラムの直径は従来の直径の／２に
減少され、ねじ込みカは従来のねじ込み力のｌ／、に減
少される。

実施例 次に図面に示した実施例について本発明の構成を具体的
に説明する。

図面で分るように、図示のダイアフラムポンプは、ポン
プカバー１によって端面側の閉じられたケーシング本体
２を有しており、該ケーシング本体２内で液圧式のダイ
アフラムとしての振動運動する液圧ピストン３が作業す
る。この液圧ピストン３はケーシング本体の孔４内で往
復運動可能であって、圧力室５を液圧貯蔵室６に対して
仕切っている。

ケーシング本体２とポンプカバー１との間では、ローリ
ングダイアフラム７の外周縁がしつかシと緊締されてい
る。このローリングダイアフラム７は圧力室５を搬送室
８に対して仕切っている。圧力室５は完全に液圧によっ
て満たされているので、液圧ピストン３の往復運動時に
ローリングダイアフラム７も相応形式で操作され吸込み
行程若しくは送シ出し行程で供給室８に作用する。

ポンプカバー１ばばね負荷された吸込み弁９並びにはね
負荷された送シ出し弁１０を有している。これらの弁９
，１０は、吸込み通路１１若しくは吐出通路１２を介し
て搬送室８に接続されているので、搬送媒体は、図面で
右側へ移動するローリングダイアフラム７の吸込み行程
時に矢印Ａ方向で吸込み弁９及び吸込通路１１を介して
搬送室８内に吸込まれる。これに対して図面て右側へ移
動するローリングダイアフラム７の送シ出し行程時には
搬送媒体は吐出通路１２及び送出し弁１０を介して矢印
Ｂ方向で調量されて搬送室８から押し出される。

圧力室５内にはきのこ状支持部材１３が軸方向しゆう動
可能に配置されておフ、このきのこ状支持部材１３は軸
方向下部で液圧ピストン３方向に突出するガイドロッド
１４を有している。

このガイドロッド１４は、きのこ状支持部材１３の正確
な中央軸方向運動を保証するように圧力室５内に配置さ
れたアイ１５の中央でガイドされている。

きのこ状支持部材１３はその端面でローリングダイアフ
ラム７の所属の面区分を備えているので、これによって
きのこ状支持部材１３はローリングダイア７ラム７の軸
方向運動に追従する。

ローリングダイアフラム７のために必要な転動面は外側
の転動シリンダ並びに内側の転動シリンダによって形成
されている。この場合、圧力室５の外周壁１６が外側の
転動シリンダを形成し、これに対して内側の転動シリン
ダはきのこ状支持部材１３の外周面１７によって形成さ
れている。

図面で解るように、本来の圧力室５には軸方向で後方つ
まシ液圧ピストン３の方向で圧力室５よシも小さい直径
を有する圧力室区分５′が連続しており、これらの２つ
の圧力室区分５．５′間にローリングダイア７ラム７の
ための支持ショルダ１８が形成されている。この支持シ
ョルダ１８は図示の実施例では凹状に形成されてぃて、
その曲率半径は、ローリングダイアフラム７の転動範囲
′における曲率半径に相当している。

小さい方の圧力室区分５′の直径及び深さは、きのこ状
支持部材１３が第３図による最大吸込み位置、つまシ後
方の制限位置でほとんどの部分がこの小さい圧力室区分
５′内に侵入する程度に選程されている。この際、きの
こ状支持部材１３の前部が小さい方の圧力室区分５′か
ら突出する程度は、きのこ状支持部材１３の端面と外周
面１７との間の移行部を形成する、丸味のつけられたき
のこ状支持部材１３０面が大きい方の圧力室区分５内に
残る程度である。

これによって、第３′図に示されたローリングダイアフ
ラム７の後ろの制限位置にヤヤツゾのまったく存在しな
い支持面（内周壁１６、支持ショルダ１Ｂ、面区分１９
、及び場合によっては外周面１７）が形成され、これら
の支持面はローリングダイア７ラム７の幾可学的な自然
変形性若しくは転動特性に合致している。これらの支持
面は図示の実施例では、圧力室５の内周壁１６に、よっ
て形成された外側の転動シリンダと、支持ショルダ１８
と、丸味のつけられた面区分１９若しくは、きのこ状支
持部端面を含むきのこ状支持部材１３の外周面１７（内
側の転動シリンダ）とから構成されている。

きのこ状支持部材１３の後方位置を制限するためのスト
ッパとして環状ショルダ２０が設けられておシ、この環
状ショルダ２０はケニシング本体２内で直径の小さい方
の圧力室区分５′の軸方向後端部に形成されている。

□図面で分るように、液圧貯蔵室６には、組み合わされ
たガス排出及び圧力制限弁２１が接続されておシ、この
ガス排出及び圧力制限弁２１は通路２２を介して直径の
小さい方の圧力室区分５′内に開口している。このため
に、きのこ状支持部材１３０周壁２５には半径方向の流
れ通路２６が設けられている。これらの流れ通路２６は
、第３図によるローリングダイアフラム７若しくはきの
こ状支持部材１３の後方の制限位置で小さい方の圧力室
区分５″内□に完全に侵入するように配置されている。

これによって同様に、ローリングダイアフラム７の後方
の制限位置でヤヤツゾのまったく存在しない支持面が形
成される。

きらに漏らし弁２３も設けられておシ、この漏ら己弁２
３は通路２４を介して液圧貯蔵室６を直径の小さい方の
圧力室区分５′に接続する。

これによって、ローリングダイアフラム７の後　　　　
。

ろの制限位置、つまシ液圧ｔストン３の吸込み行程終了
時に、液圧貯蔵室からの必要な漏れ補償が漏らし弁２３
及び通路２４を介して得られる。この場合、この通路２
４は、第６図で分る　　　　・ように、きのこ状の支持
部材１３が後ろの制限　　　　□位置に達すると始めて
、ガイｒウエデ１４に設けられた環、状溝２７及び孔２
８を介しそ液圧貯蔵室６にの接続が形成される。これに
よって所望の形式で、きのこ状支持部材１３の前記後ろ
　　　　□の制限位置においてのみ圧力室５の漏れ補償
が得られる。換言すれば早期の漏れ補償は行なわれない
。

効果 以上のように本発明によれば、搬送圧が高い場合にも適
した、液圧式に駆動されるローリングダイアフラムを備
えたダイアフラムポンプが提供され、このローリングダ
イアフラムにおいては後ろの制限位置で申し分のない支
持部が得られ、これによって送シ側に負荷がかかった時
にローリングダイアフラムが損傷を蒙むることは確実に
避けられる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の１実施例によるダイアフラムポンプの
ローリングダイアフラムの前方の制限位置における概略
的な断面図、第２図は第１図のダイアフラムポンプのロ
ーリングダイアフラムの中央位置における概略的な断面
図、第３図は第１図によるダイアプラムポンプのローリ
ングダイアフラムの後ろの制限位置における概略的な断
面図である。 １・・・ポンプカバー、２・・・ケーシング本体、３・
・・液圧ピストン、４・・・孔、５・・・圧力室、５′
・・・圧力室区分、６・・・液圧貯蔵室、７・・・ロー
リングダイアフラム、８・・・搬送室、９・・・弁、１
０・・・送シ出し弁、１１・・・吸込通路、１２・・・
吐出通路、１３・・・きのこ状支持部材、１４・・・ガ
イドロンド、１５・・・アイ、１６・・・内周壁、１７
・・・外周面、１８・・・支持ショルダ、１９・・・面
区分、２０・・・環状ショルダ、２１・・・ガス排出及
び圧力制限弁、２２・・・通路、２３・・・漏らし弁、
２４・・・通路、２５・・・周壁、２６・・・流れ通路
、２７・・・環状溝、２８・・・孔。 図面の浄化：（内８に変更なし） ７・・・ローリングダイアフラム ＦＩＧ、１ ７・・・ローリングダイアフラム ＦＩＧ、２ １・・・ポンプカーニー１３・・・きのこ状支持部材２
・・・ケーシング本体　　　　　１６・・・外側の転動
シリンダ５・・・圧力室　　　　　　　　　１７・・・
内側の転動シリンダ６・・・液圧貯蔵室　　　　　　　
１８・・・支持／ヨルダ７・・・ローリングダイアフラ
ム ＦＩＧ、３ 手続補上書（方式） ％式％ １、事件の表示　昭和６０年特許願第２８５Ｇ１１６号
２、発明の名称 液圧式に駆動されるローリングダイアフラムを備えたダ
イアフラムポンプ ３・補正をする者 事件との関係　特許出願人 ４、代理人 ６、補正の対象

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、ダイアフラムポンプであつて、搬送室を液体の満た
   された圧力室に対して仕切る、ローリングダイアフラム
   （７）として構成されたダイアフラムと、該ダイアフラ
   ムを操作するために前記圧力室（５）と液圧貯蔵室（６
   ）との間のケーシング本体の孔内でしゆう動可能な振動
   運動を行なう液圧ピストンとを有しており、前記ダイア
   フラムは、その外周縁がケーシング本体（２）とポンプ
   カバー（１）との間で固く緊締されていて、圧力室の内
   周壁によつて形成された外側の転動シリンダと内側の転
   動シリンダとに沿つて交互に往復転動運動を行ない、該
   内側の転動シリンダは、前記ローリングダイアフラムの
   ための、圧力室内で軸方向しゆう動可能な支持ピストン
   の外周面によつて形成されていて、この転動シリンダの
   端面はローリングダイアフラムの所属の面区分に接続さ
   れている形式のものにおいて、きのこ状支持部材（１３
   ）として構成された支持ピストンの外周面によつて形成
   された内側の転動シリンダ（１７）がローリングダイア
   フラム（７）の後ろの制限位置で支持ショルダ（１８）
   を介して外側の転動シリンダ（１６）に移行しており、
   前記支持ショルダ（１８）が、ローリングダイアフラム （７）を完全に機械的に支持するために前記内側及び外
   側の転動シリンダ（１７、１６）と協働して、ローリン
   グダイアフラム（７）の自然な幾可学的変形及び転動特
   性に合つた、ギャップのまつたく存在しない支持面を形
   成していることを特徴とする、液圧式に駆動されるロー
   リングダイアフラムを備えたダイアフラムポンプ。 ２、きのこ状支持部材（１３）がローリングダイアフラ
   ム（７）の後ろの制限位置で、少なくとも部分的に、直
   径の小さい方の圧力室区分（５′）に侵入し、該圧力室
   区分（５′）が、外側の転動シリンダ（１６）を形成す
   る、直径の大きい方の圧力室区分（５）に連続していて
   、ローリングダイアフラム（７）のための支持ショルダ
   （１８）を形成している、特許請求の範囲第１項記載の
   ダイアフラム。 ３、圧力室区分（５）内に設けられた支持ショルダ（１
   ８）が凹状に形成されていて、この支持ショルダ（１８
   ）は転動範囲でローリングダイアフラム（７）の曲率半
   径に相当する曲率半径を有している、特許請求の範囲第
   １項又は第２項記載のダイアフラム。 ４、半径方向の流れ通路（２６）が、ローリングダイア
   フラム（７）の後ろの制限位置で直径の小さい方の圧力
   室区分（５′）に完全に侵入するように、きのこ状支持
   部材（１３）の周壁（２５）に配置されている、特許請
   求の範囲第１項又は第２項記載のダイアフラム。 ５、きのこ状支持部材（１３）の後ろの位置を制限する
   ためのストッパがケーシング本体 （２）の環状ショルダ（２０）によつて形成されている
   、特許請求の範囲第１項から第４項までのいずれか１項
   記載のダイアフラム。 ６、きのこ状支持部材（１３）が、このきのこ状支持部
   材（１３）を正確に中央軸方向運動させるためのガイド
   ロッド（１４）を有している、特許請求の範囲第１項か
   ら第５項までのいずれか１項記載のダイアフラムポンプ
   。