JPS63252225A - 流動媒体の測定または配量装置 - 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】 技術分野 本発明は液体、ガス等の流動媒体を測定または配ｆｉｔ
するための装置に関し、より厳密には、流入部と流出部
を備えたハウジングと、測定ピストンにより第１の測定
室と第２の測定室に分割されているハウジング室と、ハ
ウジング内の流入部と流出部の間に配置される制御弁に
して、その２つの終端位置で前、？ｉｌ！２つの測定室
を流入部または流出部と交互に連通させる制御弁と、Ａ
Ｉ９定ピ大ピストン合されるビスミーン捧にして、該ピ
ストン棒よりも直径が大きく形成される制御弁の軸方向
の制御ダクトを軸方向に移動可能に貫通し、且つ制御弁
に対して相対的に軸方向に移動可能なピストン棒と、制
御弁の周に沿って配置される複数個の移行ダク１−にし
て、流入部と流出部と測定室とを連通させるためにハウ
ジング内に設けられる複数個の連通ダクトを制御するた
めの移行ダクトと、制御弁内に設けられ中央の制御ダク
トを流入部と連通させている横方向連通部とを有する装
置に関するものである。

旭求挟貫 制御弁を機械的に操作するためのピストン棒が形成され
ているこの種の装置は、ドイツ特許公開第２５４９５７
６号公報から知られている。制御弁を機械的に操作する
ため、ピストンスライダはその都度の運動方向で弾性手
段を介して、第１の終端位置にロックされた制御弁に作
用を及ぼし、弾性手段が緊張した後制御弁をロック位置
から押し出す。その後弾性手段の緊張が解かれ２ると、
制御弁は加速されて移動し第２の終端位置に達する。

この第２の終端位置でも制御弁はロックされる。

制御弁が１つの終端位置を占めているとき、第１の測定
室は制御弁に設けられる横方向連通部と中央の制御ダク
トを介して流入部と連通し、第２の測定室はハウジング
に設けられる連通ダクトと制御部に設けられる移行ダク
トとを介して流出部と連通している。制御弁が他の終端
位置にあるとき、制御弁は中央の制御ダクトを介して第
１の測定室を流出部と連通させ、且つ連通ダク１−を介
して流入部を第２の測定室と連通させる。

この公知の装置の場合多数の構成要素が設けられている
ので製造コストが高くなり、装置の保守も非常にニス１
〜高になる。またばねが設けられているので、装置を作
動させるためには流動媒体がある程度の始動圧をもつ必
要がある。さらに多数の構成要素が設けられていること
は騒音が比較的大きくなる原因になる。特に侵食性の媒
体の場合には頻繁に故障するので、装置の使用は不可能
である。

他の公知の装置（ドイツ特許公告第２４０２８２８号公
報）では、流動媒体の一部によって駆動が行なわれる。

流動媒体の大部分はハウジングの内部に設けられている
制御装置を取り囲み、直接流出部に誘導される。流動媒
体のほんの一部だけが８１ｑ定ピストンを駆動させるた
めに用いられる。

この流動媒体の一部は流入絞り部に案内され、それによ
って圧力の損失が生じる。別の圧力損失は。

流出部の領域に設けられ弾性的に付勢されている制御弁
によっても生じる。この制御弁は衝撃音をも発生させ、
機械的な抵抗力に欠けている。この公知の配ｈｔポンプ
もＩ″ｒｒ流量い場合にだけ使用でき、圧力損失が少な
くないので１弾性力の作用を受ける制御弁により比較的
高い始動圧が必要である。従ってこの公知の装置は、貫
流量が少ない場合及び／または流動媒体の圧力が低い場
合には使用不可能である。

…−」 本発明の目的は、流動媒体を測定または配量する装置に
おいて、構成要素の数量を少なくさせ、始動圧を低くさ
せて騒音も摩耗も少ない故障のない装置を提供すること
である。

！！Ｌ」 本発明は、上記目的を達成するため、制御弁の前記各終
端位置で１つの移行ダクトと横方向連通部とを介して制
御ダクトが流入部と連通し、制御弁を液圧により作動さ
せるため、制御弁が軸方向にて両側にそれぞれ１つの液
圧制御のための制御室を有し、該制御室に制御ダクトが
通じ、制御室が流出部に通じる排出孔を有し、制御ダク
トがピストン棒に設けられるパツキン体を介して一方の
制御室または他の制御室に対し交互に遮断可能であるこ
とを特徴とするものである。

作用及び級來 ピストン棒に設けられるパツキン体により一方のまたは
他方の制御室に対して遮断可能な制御ダクトはもっばら
圧力の供給にだけ用いられ、一方体積を測定される主流
はそれぞれの測定室を介して流出部に案内される。液圧
的に行なわれる方向転換は２つの可動要素だけを用いて
行なわれ、即ち制御弁と測定ピストンに連結されている
ピストン棒とを用いて行なわれ、従って本発明による装
置は騒音が少なく故障もない。方向転換を行なうために
弾性力を克服する必要がなく、しかも測定ピストンを移
動させるために流動媒体の全体積が利用されるので、本
発明による装置の始動圧は低く、従って流動媒体が低圧
の場合でも使用でき、故障なしに作動する。制御弁はも
っばら液圧により操作されるので著しい機械的な摩耗は
生じない。

従って本発明による装置は、長時間にわたって保守の必
要なく作動し、測定の不正確さや故障は生じない。

尖灸刻一 本発明による装置ｌは、全容積制御式ポンプ装置として
形成され、液体及びガス等の流動媒体を測定または配量
するために使用することができる。

装置１はハウジング２を有している。ハウジング２は、
軸方向にて上側と下側でそれぞれ１つのフード状のカバ
ー３，４を介して密閉されている。

ハウジング２の中央部には、シリンダ６に挿着されてい
るハウジング挿着部５が配置されている。

ハウジング挿着部５は、シリンダ６の壁とハウジングの
壁に対してパツキンリング７によりパツキンされている
。同様にシリンダ６もパツキンリング７によりハウジン
グ２の壁に対してパツキンされている。さらにハウジン
グ２は、上部ハウジング室８と下部ハウジング室９とを
有している。上部ハウジング室８は主にカバー３とハウ
ジング挿着部５によって画成され、一方下部ハウジング
室９は挿着されたシリンダ６の底部１ｏと下側のカバー
４によって画成されている。ハウジング挿着部５とシリ
ンダ６とは、例えばスナップリング状の固定要素１１を
介してハウジング２内に着脱可能に固定することができ
る。下側のカバー４には中心部に開口部４９が設けられ
ており、該開口部４９は密閉ねじ５０によって密閉され
ている。

流動媒体をハウジング２の長手方向軸線に対して直角に
流動させるため、第１図でハウジング２の左側には接続
パイプとして形成された流入部１２が設けられている。

流入部１２に対向する側、即ち第１図でハウジング２の
右側には、同様に接続パイプとして形成された流動媒体
排出用の流出部１３が設けられている。ハウジング２、
シリンダ６、ハウジング挿着部５はプラスチックまたは
全屈から製造することができる。

下部ハウジング室９内には測定ピストンとしてダイヤフ
ラムピストン１４が設けられている。ダイヤフラムピス
トン１４の周９１５は、ハウジング２とカバー４の間に
緊塞に固定することができる。測定ピストンとしてのダ
イヤスラムピストン１４は、下部ハウジング室９を第１
の測定室４５と第２の１ｌｌｌｌ定室４６とに分割して
いる。本実施例でダイヤフラムとして形成されたピスト
ン１４は、下部ハウジング室９内で筒状の内面に沿って
緊塞に滑ｍＪ　ｉｓｆ能に案内される非弾性的な円板状
ピストンまたは円筒体状ピストンとして形成することも
できる。ダイヤフラムピストン１４の中央部にはピスト
ン棒１６が固定されている。ピストン棒１６は装置１の
鉛直方向中心軸線に同軸に設けられ、シリンダ６の底部
１０にて緊塞に案内されている。ピストン棒１６は、ハ
ウジング挿着部５内に軸方向に移動可能に支持されてい
る制御弁１７を貫通している。制御弁１７を軸方向に貫
通している孔の直径はピストン棒１６の直径よりも大き
く、その結果環状間隙として形成された流動媒体用の制
御ダクト１８が形成されている。制御ダクト１８は、ハ
ウジング挿着部５に設けられた上部制御室１９とシリン
ダ６の底部１０に形成されている下部制御室２０とを連
通させている。

上部制御室１９と下部制御室２０とは、制御弁１７の両
端部に形成されているピストン要素２１゜２２によって
画成されている６ハウジング挿着部５に設けた上部制御
室１９はねしプラグ２３によって上部を緊塞に密閉する
ことができる。ねじプラグ２３は内部に袋穴２４を有す
ることができ、この袋穴２４のなかに、ピストン棒１６
が上方Ａ軸方向に移動する際このピストン棒１６の自由
端を侵入させることができる６制御弁１７は両端部のビ
ス１〜ン要索２１．２２の領域にそれぞれ１つの円錐状
の拡張部２６を有している。拡張部２６はピストン端面
２５の方向に、即ち制御室１９゜２０の方向に拡張され
ている。さらにピストン棒１６には、互いに間隔をおい
て配置される２つのパツキン体（Ｏ−リング）２７が設
けられている。

パツキン体２７は、ピストン棒１６が移動する際に制御
弁１７の円錐状の拡張部２６のなかへ出入し環状間隙状
の制御ダクト１８を交互に閉塞開口させる。

制御弁１７は１両ピストン部分２１と２２の間の領域に
３つの移行ダクト２８，２９．３０を有している。移行
ダクト２８，２９．３０は制御部１７の周面に設けた周
鍔３１と端部側のピストン部分２１．２２によって境界
づけられている。従って移行ダクト２８，２９．３０は
制御弁】７に形成された周溝として設けられている。第
１図から第３図までに図示した実施例では周鍔３１の直
径がピストン部分２１．２２の直径よりも小さいので、
移行ダクト２８，２９．３０は比較的幅狭に形成されて
いる。従ってこの実施例での移行ダクト２８，２９．３
０は比較的幅狭の環状間隙であり、その幅方向の長さは
半径方向の深さの数倍である。ピストン部分２１．２２
には、制御室を空にするための貫通孔３２がそれぞれ１
つずつ設けられている。ピストン部分２１の貫通孔３２
は上部制御室１９と上部移行ダクト２８を連通させ。

一方ビス１−ン部分２２の貫通孔３２は下部制御室２０
と下部移行ダクト３０を連通させている。貫通孔３２は
、流動媒体を供給する制御ダクト１８よりもかなり小さ
な流動横断面積を有している。

さらに制御弁１７は、中央の移行ダクト２９と制御ダク
ト１８とを連動させる横方向連通部３３を有している。

ハウジング挿着部５は１つの流入室３４と、２つの転向
室３５．３６と、２つの流出室３７゜３８とを有してい
る。これらの流入室、転向室、流出室とは異なる面内に
設けられ、互いに間隔をもってハウジング挿着部５内に
並設され、即ち重設されている。これらの室は、制御弁
１７を取り囲む環状室として形成することができる。流
入室３４はハウジング挿着部５のほぼ中央にしてその下
にある転向室３５とその下にある転向室３６との間に設
けられている。流出室３７は上部の面内にあり、一方法
出室３８は下部の面内にある。シリンダ６の壁には流入
部１２と流入室３４との間に孔３９が形成されている。

さらにシリンダ６の壁の対向する側には、流出部１３を
上部流出室３７と連通させるために孔４０が設けられ、
一方流出部１３を下部流出室３８と連通させるために他
の孔４１が設けられている。

流入室、転向室、流出室を移行ダクト２８゜２９．３０
と連通させるため、室３４ないし３８の面内に孔４２が
設けられている。室３４ないし３８の間隔と移行ダクト
２８ないし３０の長さとは次のように選定され、即ち各
移行ダクト２８゜２９．３０の軸方向の長さが室３４な
いし３８の隣り合う間隔よりもいくぶん大きいように選
定されている。移行ダクト２８ないし３０と室３４ない
し３８とは互いに次にように配置されており、即ち制御
弁１７の下部位置、即ち第１の終端位置（第１図及び第
２図）で、移行ダクト２９が流入室３４を転向室３６と
連通させ、且つ移行ダクト２８が転向室３５を上部流出
室３７と連通させるように配置されている。制御室１７
が上部位置にあるとき、即ち第２の終端位置（第３図及
び第４図）にあるときは、流入室３４と転向室：３５と
は中央の移行ダクト２９を介して連通しており、一方転
向室３Ｇと流出室３８とは移行ダクト３０を介して連通
している。

第４図に図示した実施例の制御弁１７’では、周溝とし
て形成される移行ダクト２ｇ、２９゜３０が前記実施例
の場合よりもかなり深く形成されており、その結果流動
媒体を貫流させるためのより大きな横断面が、即ちより
大きな容積の環状空間が設けられている。制御弁１７′
はぼ筒状に形成され、均一な外径を有している。即ちピ
ストン部分２１．２２の直径と周鍔３１の直径は等しい
。移行ダクト２９，３０．３１の横断面積が前記実施例
よりも大きいので圧力損失が極めて小さいという利点が
あり、従って本発明による装置は。

非常に低圧で流動する媒体に特に利有に適用することが
できる。一方移行ダクト２８，２９．３０がより幅狭に
形成されている制御弁１７（第１図から第３図）を備え
た本発明による装置は、器具の最小始動限界が極めて低
い場合に特に有利に使用することができる。

第１図から第３図までに図示したように、上部転向室３
５は１つのダクト４３を介して上部ハウジング室８と連
通している。下部転向室３６は、１つのダクト４４を介
して下部ハウジング室９と連通している。

さらに第１図ないし第３図かられかるように、上部ハウ
ジング室８と密閉された第２の測定室４６との間には連
通管４７が設けられている。連通管４７はハウジング挿
着部５とシリンダ６の底部１０とを貫通し１例えばプラ
スチックから成る滑りスリーブ内で摩擦なしに軸方向に
移動可能に案内させることができる。連通管４７はダイ
ヤフラムピストン１４を貫通し、ねじナツト４８を用い
てこれに若脱可能に固定させることができる。

上部ハウジング室８と下部測定室４６とを連通させてい
る連通管４７を本発明の範囲内で別の態様で配置するこ
ともでき、例えばホース等の形状でハウジングの外部で
案内することもできる。

装置１が作動すると、流動媒体は流入部１２から孔３９
を通って流入室３４に流入し、ここから孔４２を通って
もっばら液圧的に作動される制御弁１７の中央の移行ダ
クト２９に流入し１次に転向室３６内へ達した後ダクト
４４を通って、ダイヤフラムピストン１４の上方にある
上部の第１の測定室４５に流れ、ダイヤフラムピストン
１４を下方へ押す。下部測定室４６内にある流動媒体は
連通管４７を通って上部ハウジング室８内へ案内され、
ここからダクト４３を通って転向室３５に流れ、そして
孔４２を通って制御弁１７の上部移行ダクト２８に流れ
る。上部移行ダクト２８から流動媒体は上部流出室３７
内へ流れ、そして孔４０を通って流出部１３へ流れる。

ダイヤフラムピストン１４が第１図と第２図に示すよう
に下部制御点にあると、流動媒体の一部が制御弁１７に
設けた横方向連動部３３と制御ダクト１８を介して制御
弁１７下方の制御室２０へ流れ、制御弁１７を逆方向へ
上方へ移動させる。

このとき上部制御室１９にある流動媒体は排除され、上
部ピストン部分２１に設けた貫通孔３２を通って移行ダ
クト２８へ１次に流出室３７へ流れ、ここから流出部１
３へ流出する。

ダイヤフラムピストン１４が上部制御点（第３図と第４
図）にあると、流動媒体は流入部１２から流入室３４と
中央の移行ダクト２９とを通って転向室３５に流れる。

転向室３５から流動媒体はダクト４３を通って上部ハウ
ジング室８へ流れ。

こ°こから連通管４７を通って下部測定室４６へ流れる
。これによってダイヤフラムピストン１４が上方へ押さ
れる。ダイヤフラムピストン１４上方のハウジング室９
内にある流動媒体はダクト４４と転向室３６と下部移行
ダクト３ｏと下部流出室３８とを通って流出部１３へ案
内される。

すでに述べたように、連通管４７がダイヤフラムピスト
ン１４の案内機能を有しないような実施例も可能である
０例えば図示した連通管４７の代わりに、８１定室４６
とハウジング室８とを連通させるホースまたは他の連通
手段をハウジング２の外側に設けることが可能である。

本発明による装置１は、ダイヤフラムピストン１４が流
入する流動媒体の量に応じて移動するので、液体の配量
装置であるばかりでなく、量測定装置としても使用する
ことができる駆動装置でもある。つまり単位時間あたり
のダイヤスラムの行程数は装置を貫流する流Ｉｊ１媒体
の量に対応しており、従ってこの装置を正確に作動する
量測定装置として使用することができる。

本発明による装置ｌを配量装置に付設する場合には、ダ
イヤフラムピストン１４或いはそのピストン捧１６を配
量装置のピストン或いはピストン捧と連結させる。この
連結は開口部４９を介して可能である。この場合配量装
置の配量ピストンはダイヤフラムの運動に応じた運動を
実施し、配量されるべき媒体を同様に量に比例して搬送
する。

本発明による装置１では、流入する流動媒体の傘部が前
述した室・を介してａ＋＋＋定ピストンの制御のために
使用されるので、流入した流動媒体の全体積が完全にダ
イヤフラムビス］−ン１４に作用を及ぼし、装置を作動
させろためにはわずかな量の流動媒体しか必要とせず、
流動媒体の圧力も低圧でよい。従って比較的少量の流体
を配分し測定することができる。流動媒体がほとんど絞
られずに装置１を貫流することができ、且つ弾性的に付
勢される弁制御手段が設けられていないので、圧力の損
失がわずかであり、従って高い効率が保証されている。

本発明による装置では可動要素がわずかしか設けられて
おらず１機械的な弾性手段が設けられていないので摩耗
はほとんど生ぜず、よって長時間にわたる確実な機能が
保証されている。本発明による構成により１本発明によ
る装置１は極めてＳＩ音が少なく、Ｉ’に’！音等の騒
音は生じない。

次に、本発明の実Ｍ！ｉ態様を列記しておく。

（１）制御弁（１７）がハウジング挿着部（５）内で案
内され、該ハウジング挿着部（５）内に、１つの移行ダ
クト（２９）を介して流入室（３４）と交互に連通可能
な２つの転向室（３５，３６）が配置され、該転向室（
３５゜；３６）がダクト（４３，４，４）を介して１ｌ
ｌｌｌ定室（４５，４６）のそれぞれ１つと連通してお
り、制御弁（１７）に設けられる他の２つの移行ダクト
（２８，３０）を介して交互に転向室（３５，３６）と
連通可能な２つの流出室（３７）が設けられていること
を特徴とする請求項１に記載の装置。

（２）流入室と転向室と流出室とが異なる面内に且つ互
いに間隔をもってハウジング挿着部（５）内に並設され
、制御弁（１７，１７’）を取り囲む環状室として形成
されていることを特徴とする。上記第１項に記載の装置
。

（３）制御弁（１７，１７″）の移行ダクト（２８，２
９，３０）が周鍔（３１）によって仕切られた周溝とし
て形成され、その軸方向の長さは、ハウジング挿着部（
５）に設けられる前記室（３４ないし３８）のうちの２
つの室の間隔よりもいくぶん大きいことを特徴する。上
記第１項または第２項に記載の装置。

（４）制御弁（１７，１７’）が制御室（１９゜２０）
の間に支持され、且つ両端にそれぞれ１つのピストン部
分（２１，２２）を有し。

該ピストン部分（２１，２２）が制御室（１９，２０）
を画成しているピストン端面を有し、ピストン部分（２
１，２２）内に。

制御室（１９，２０）から流出室（３７゜３８）のほう
へ延びている前記排出孔（３２）が設けられ、該排出孔
（３２）は制御弁（１，７，１７″）内に設けられる隣
接する移行ダクト（２８，３０）に通じていることを特
徴とする請求項１または上記第１項から第３項までのい
ずれか１つに記載の装置。

（５）制御弁（１７，１７’　）のピストン部分（２１
，２２）内に、パツキン体（２７）を出入させるための
円錐形の拡張部（２６）が形成されていることを特徴と
する請求項１または上記第１項から第４項までのいずれ
か１つに記載の装置。

（６）移行ダクト（２８，２９，３０）を画成している
制御弁（１７，１７’　）の周鍔（３１）の直径がピス
トン部分（２１，２２）の直径よりも小さく、幅狭の移
行ダクト（２８゜２９．３０）の半径方向の深さがその
軸方向の長さよりも数倍小さいことを特徴とする請求項
ｌまたは上記第１項から第５項までのいずれか１つに記
載の装置。

（７）移行ダクｌ−（２８，２９，３０）を画成してい
る制御弁（１７，１７’）の周鍔（：３１）の直径がピ
ストン部分（２１，２２）の直径にほぼ等しいかこれよ
りも大きく、移？？ダクト（２８，２９，３０）の半径
方向の深さが、従ってその容積が比較的大であることを
特徴とする請求項１または上記第１項から第５項までの
いずれか１つに記載の装置。

（８）ハウジング挿着部（５）が制御弁（１７゜１７′
）及びビス１−ン捧（１６）とともにシリンダ（６）内
に配置され、該シリンダ（６）がハウジング（２）内に
ハウジング挿着部（５）と同軸に且つ２つのハウジング
室（８゜９）の間に支持され、且つハウジング（２）の
流入部（１２）とハウジング挿着部（５）の流入室（３
４）との間及びハウジング挿着部（５）の流出室（３７
，３８）とハウジング（２）の流出部（１３）との間に
流動媒体用の孔（３９，４０，４１）をそれぞれ１つず
つ有していることを特徴とする請求項１′または上記第
１項から第７項までのいずれか１つに記載の装置。

（９）ハウジング挿着部（５）及びシリンダ（６）内で
軸方向に移動可能に案内される連通管（４７）にして測
定ピストン（１４）を貫通している連通管（４７）を介
して他のハウジング室（８）が１つの測定室（４６）と
連通していることを特徴とする、上記第８項に記載の装
置６

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による装置の側断面図、第２図は第１図
の装置の内部を９０′回転させた断面図。 第３図は第２図の装置の内部を示す図であって制御弁が
他の位置にある場合の断面図、第４図は第３図の装置の
内部を示す図であって制御弁の変形実施例を示す断面図
である。 ２・・・ハウジング ５・・・ハウジング挿着部 ８．９・・・ハウジング室 １２・・・流入部 １３・・・流出部 １４・・・測定ピストン（ダイヤフラムピストン）１６
・・・ピストン捧 １７・・・制御弁 １８・・・制御ダクト ２８．２９．３０・・・移行ダクト ３３・・・横方向連通部

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）液体、ガス等の流動媒体を測定または配量するた
   めの装置であって、流入部と流出部を備えたハウジング
   と、測定ピストンにより第１の測定室と第２の測定室に
   分割されているハウジング室と、ハウジング内の流入部
   と流出部の間に配置される制御弁にして、その２つの終
   端位置で前記２つの測定室を流入部または流出部と交互
   に連通させる制御弁と、測定ピストンと結合されるピス
   トン棒にして、該ピストン棒よりも直径が大きく形成さ
   れる制御弁の軸方向の制御ダクトを軸方向に移動可能に
   貫通し、且つ制御弁に対して相対的に軸方向に移動可能
   なピストン棒と、制御弁の周に沿って配置される複数個
   の移行ダクトにして、流入部と流出部と測定室とを連通
   させるためにハウジング内に設けられる複数個の連通ダ
   クトを制御するための移行ダクトと、制御弁内に設けら
   れ中央の制御ダクトを流入部と連通させている横方向連
   通部とを有する装置において、制御弁（１７）の前記各
   終端位置で１つの移行ダクト（２９）と横方向連通部（
   ３３）とを介して制御ダクト（１８）が流入部（１２）
   と連通し、制御弁（１７）を液圧により作動させるため
   、制御弁（１７）が軸方向にて両側にそれぞれ１つの液
   圧制御のための制御室（１９、２０）を有し、該制御室
   に制御ダクト（１８）が通じ、制御室 （１９、２０）が流出部（１３）に通じる排出孔（３２
   ）を有し、制御ダクト（１８）がピストン棒（１６）に
   設けられるパッキン体（２７）を介して一方の制御室ま
   たは他の制御室（１９、２０）に対し交互に遮断可能で
   あることを特徴とする装置。