| 【発明の名称】 |
ダイアフラム型往復動ポンプ |
| 【発明者】 |
【氏名】村越 富三雄
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| 【要約】 |
【課題】ダイアフラムポンプ運転時に、ダイアフラムが吐出口に強く押し当てられることによるダイアフラムの変形、破損等を防止し、かつ、取扱液の円滑な送液を確保することができるダイアフラムポンプを提供すること。
【解決手段】ポンプ内にある取扱液をポンプ外に吐出する際に、ダイアフラムが取扱液吐出口内に入り込むことを阻止し、かつ、ポンプ内に存在する取扱液を取扱液吐出口内に円滑に移動可能とするダイアフラム保護手段を取扱液吐出口部に有することを特徴とするダイアフラムポンプ。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】ダイアフラムによって作動油室と取扱液室とに分割されたポンプ室におけるその取扱液室にカウンタープレートがなく、前記取扱液室に取扱液を送出する取扱液吸込み口部と取扱液室から取扱液を排出する取扱液吐出口部とを備えたダイアフラム型往復動ポンプにおいて、取扱液室内にある取扱液を取扱液室外に吐出する際に、ダイアフラムが取扱液出口内に入り込むことを阻止するダイアフラム破損防止手段を、取扱液吐出口部に備えて成ることを特徴とするダイアフラム型往復動ポンプ。
【請求項２】前記ダイアフラム破損防止手段は、取扱液出口に設けられた環状凹陥部に装着された複数の小孔を有する円盤体を備えて成る前記請求項１に記載のダイアフラム型往復動ポンプ。
【請求項３】前記ダイヤフラム破損防止手段は、付勢部材により取扱液出口を開閉可能とする常開の開閉板を備えて成る前記請求項１に記載のダイアフラム型往復動ポンプ。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、ダイアフラム型往復動ポンプに関し、さらに詳しくは、ダイヤフラム破損防止とポンプ室への吸込性能向上とを達成したダイアフラム型往復動ポンプに関する。
【０００２】
【従来の技術】ダイアフラム型往復動ポンプにおいては、ポンプの内部空間をダイアフラムが取扱液側空間と作動油側空間とに分割しており、作動流体側空間側に往復動可能なピストンが設けられている。そして、このピストンの往復動により、作動流体を介してダイアフラムを往復動させることにより、取扱液の取扱液側空間への吸込みおよびポンプ外への吐出を行い、取扱液を連続的に送液する。
【０００３】すなわち、ピストンが後退すると、作動流体の圧力が低下することにより、ダイアフラムは作動油側に引っ張られ、作動流体側に膨らんだ状態になる。これに伴い、取扱液側空間に通じる吸込み用流路に設けられた吸込み弁が開き、取扱液が取扱液側空間に流入する。次いでピストンが前進すると、作動油の圧力が上昇することにより、ダイアフラムは取扱液側に力を受け、取扱液を押しながら取扱液側に膨らんだ状態になる。このとき吸込み弁は閉じているので、ポンプ内にある取扱液は、吸込み用流路側へ逆流することなく、取扱液側空間に設けられた吐出用流路からポンプ外に送り出される。以上の工程を繰返すことにより、取扱液は連続的に送液される。
【０００４】上記の工程において、作動油からダイアフラムに過剰な力が加わると、ダイアフラムが変形または破損することがある。通常、これを防止するために、ダイアフラムの過剰変形を防止するカウンタープレート（細穴を多数有するプレート）がポンプの内部空間に設置される。ダイアフラム型往復動ポンプには、取扱液側空間と作動油側空間との両方にカウンタープレートを有するものと、作動流体側空間のみにカウンタープレートを有するものとがある。
【０００５】しかし、取扱液側空間と作動油側空間との両方にカウンタープレートを有するものは、吸込み工程と吐出工程との両方においてダイアフラムの過剰変形を防止することが可能であるが、吸込み口がカウンタープレートで覆われているので、取扱液をポンプ内に吸込む際に、取扱液がカウンタープレートを通過するときの抵抗が大きくなる。このため、吸込み条件が特に良好なとき以外は運転することができず、高速運転、高粘度流体やスラリーの送液には適さない。
【０００６】一方、作動油側空間のみにカウンタープレートを有するものは、吸込み口を覆うカウンタープレートが存在しないので、上記欠点は解消するが、たとえば、運転開始時に作動油側空間に作動油が過剰に入ると、ダイアフラムが過剰に変形し、特に、ダイアフラムが吐出口に強く押し当てられることにより、このダイアフラムの吐出口に当たる部分が吐出口内に押し込まれ、この部分が変形または破損することがある。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】この発明は、取扱液側空間にカウンタープレートを有さないダイアフラム型往復動ポンプにおける上記欠点を解決すること、すなわち、ダイアフラム型往復動ポンプ運転時に、ダイアフラムが吐出口に強く押し当てられることによるダイアフラムの変形、破損等を防止し、かつ、取扱液の円滑な送液を確保することができるダイアフラム型往復動ポンプを提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】前記課題を解決するためのこの発明は、ダイアフラムによって作動油室と取扱液室とに分割されたポンプ室におけるその取扱液室にカウンタープレートがなく、前記取扱液室に取扱液を送出する取扱液吸込み口部と取扱液室から取扱液を排出する取扱液吐出口部とを備えたダイアフラム型往復動ポンプにおいて、取扱液室内にある取扱液を取扱液室外に吐出する際に、ダイアフラムが取扱液出口内に入り込むことを阻止するダイアフラム破損防止手段を、取扱液吐出口部に備えて成ることを特徴とするダイアフラム型往復動ポンプであり、前記ダイアフラム型往復動ポンプの好適な態様において、前記ダイアフラム破損防止手段は、取扱液出口に設けられた環状凹陥部に装着された複数の小孔を有する円盤体を備えてなり、前記ダイアフラム型往復動ポンプの好適な態様において、前記ダイヤフラム破損防止手段は、付勢部材により取扱液出口を開閉可能とする常開の開閉板を備えて成る。
【０００９】
【発明の実施の形態】この発明に係るダイアフラム型往復動ポンプは、取扱液室内にカウンタープレートを設置せず、取扱液室内の取扱液吐出口部にダイアフラム破損防止手段を設置したダイアフラム型往復動ポンプである。
【００１０】前記ダイアフラム破損防止手段は、取扱液室内にある取扱液を取扱液室外に吐出する際に、ダイアフラムが取扱液吐出口内に入り込むことを阻止し、かつ、取扱液室内に存在する取扱液を取扱液吐出口内に円滑に送出可能にする機能を有する。前記ダイアフラム破損防止手段は、前記の機能を有する限り、その構造、材料等に制限はない。前記ダイアフラム破損防止手段の形状としては、たとえば、取扱液吐出口に装着する蓋、栓のようなものでも、または取扱液吐出口を覆うシート状のものでもよい。
【００１１】また、この発明に係るダイアフラム型往復動ポンプにおけるダイアフラム破損防止手段以外の構造については、特に制約はなく、目的に応じて適宜に設計することができ、従来のダイアフラム型往復動ポンプと同様であってもかまわない。
【００１２】以下に、この発明に係るダイアフラム型往復動ポンプの具体例を、図面を用いて説明する。図１は、この発明に係るダイアフラム型往復動ポンプの一具体例であるダイアフラム型往復動ポンプ１におけるポンプ本体の主要部を示す断面説明図である。前記ポンプ本体は、取扱液の吸込みおよび吐出を行うダイアフラム型往復動ポンプ１の中心的役割を果たす部分である。したがって、ここではダイアフラム型往復動ポンプ１について、前記ポンプ本体に重点を置いて説明する。なお、ダイアフラム型往復動ポンプ１の、前記ポンプ本体以外の部位については、従来のダイアフラム型往復動ポンプと同様の構造にすることが可能である。
【００１３】前記ポンプ本体は、バックアッププレート２と、ダイアフラムヘッド３と、ダイアフラム４と、ピストン５と、吸込み弁６と、吐出弁７と、ダイアフラム破損防止手段８とを有する。
【００１４】バックアッププレート２とダイアフラムヘッド３とは、その間にダイアフラム４を挟んだ状態で結合することにより、ポンプ室９を形成する。そして、そのポンプ室９は、ダイアフラム４により、作動油室９ａと取扱液室９ｂとに分割される。
【００１５】バックアッププレート２は、円柱状の部材であって、その内部に作動油を収容するオイルバス１０を有する。また、バックアッププレート２は、その一端面に凹陥部１１を有し、さらにその凹陥部１１の底面部には、ダイアフラム４と共に作動油室９ａを形成する断面円弧状の凹陥部１２を有する。
【００１６】さらに、バックアッププレート２にはピストン室１３が設けられている。このピストン室１３の中に、ピストン室１３内を往復摺動可能であるピストン５が嵌挿されている。すなわち、ピストン５は、ピストン室１３内を、ポンプ室９方向およびその反対方向に移動可能である。これ以降、ピストン５が、ポンプ室９方向に移動することを「前進する」といい、その反対方向に移動することを「後退する」という。
【００１７】バックアッププレート２には、その外周面の下端部に油補給弁１４が、外周面の上端部にはレリーフ弁１５が設けられており、それぞれ補給油出口１４ａ、排出油入口１５ａによりピストン室１３に連結されている。また油補給弁１４およびレリーフ弁１５は、それぞれ補給油入口１４ｂ、排出油出口１５ｂによりオイルバス１０と連結されている。さらに、排出油入口１５ａと作動油室９ａとは、ガス抜き路１５ｃにより連結されている。
【００１８】作動油室９ａと、ピストン室１３内、補給油出口１４ａ内、排出油入口１５ａ内、およびガス抜き路１５ｃ内の空間により形成される空間は、作動油で満たされている。
【００１９】油補給弁１４は、バネ式の玉形逆止弁で、ポンプの通常運転時には、ピストン室内の圧力、バネ１４ｃの作用および弁１４ｄの自重により閉じられている。また、レリーフ弁１５もバネ１５ｄの作用によって閉じられている。したがって、ピストン室１３およびピストン室１３に通じる流路内は通常密封された状態にある。
【００２０】ピストン室１３からの作動油の漏出等により、ピストン室１３の圧力が一定レベル以下に低下すると、オイルバス１０内の作動油の圧力に抗しきれずに、弁１４ｄは上昇する。このことにより、補給油入口１４ｂ、油補給弁１４および補給油出口１４ａを介してオイルバス１０からピストン室１３に作動油が流入する。そして、ピストン室１３内の圧力が、オイルバス１０内の作動油の圧力と釣り合うレベルに達すると、弁１４ｄは下降して、油補給弁１４は閉じられる。
【００２１】一方、ピストン室１３の圧力が一定レベル以上に上昇したときには、レリーフ弁１５を開くことにより、排出油入口１５ａ、ガス抜き路１５ｃ、レリーフ弁１５および排出油出口１５ｂを介してピストン室１３からオイルバス１０に作動油を、ピストン室１３の圧力が一定レベルになるまで流出させることができる。つまり、ピストン室１３の圧力は、油補給弁１４およびレリーフ弁１５の作用により、一定レベルに維持することができるようになっている。
【００２２】ダイアフラムヘッド３は、バックアッププレート２と同じ外径を有する円柱状部材であって、その一端面に凹陥部１１に嵌合可能な突起部１６を有し、さらに、その突起部１６の上面には、ダイアフラム４と共に取扱液室９ｂを形成する凹陥部１７を有する。
【００２３】凹陥部１７を形成する、ダイアフラムヘッド３上の凹面部１７ａには、その下端部に近い部分に、取扱液が取扱液室９ｂ内に流入する吸込み口３０が設けられている。また、ダイアフラムヘッド３における取扱吸込み口（以下、単に吸込み口と称する。）３０を形成する部位が吸込み口部１８である。そして、吸込み口３０からダイアフラムヘッド３内に吸込み流路１９が形成され、この吸込み流路１９はダイアフラムヘッド３の下端部に設けられた吸込み弁６に接続している。
【００２４】また、凹面部１７ａの上端部に近い部分には、取扱液が取扱液室９ｂから流出する取扱液吐出口（以下、単に吐出口と称する。）３１が設けられている。ダイアフラムヘッド３における吐出口３１を形成する部位が吐出口部２０である。そして、吐出口部２０には、環状凹陥部２０ａが設けられている。この吐出口部２０からダイアフラムヘッド３内に、環状凹陥部２０ａの底面より直径の小さい円形の断面を有する吐出流路２１が形成され、ダイアフラムヘッド３の上端部に設けられた吐出弁７に接続している。吸込み弁６および吐出弁７は逆止弁である。
【００２５】なお、前記吸込み口部１８が、この発明における「取扱液吸込み口部」であり、前記吐出口部２０が、この発明における「取扱液吐出口部」である。
【００２６】ダイアフラム４は、円形の薄膜であって、その周縁部を、バックアッププレート２の凹陥部１１の底面と、ダイアフラムヘッド３の突起部１６の上面とに挟まれた状態で、ポンプ室９内に設置されており、ポンプ室９を作動油室９ａと取扱液室９ｂとに分割している。
【００２７】ダイアフラム４は、可撓性を有する膜であり、ピストン室１３内の作動油と取扱液室９ｂ内の取扱液との間で流動的に釣り合っており、ダイアフラム４は、ピストン５の前進および後退に伴って作動油側および取扱液側に変形可能である。すなわち、ピストン５が後退すると、ピストン室１３内の作動油の圧力が低下し、これに伴いダイアフラム４は作動油側に変形し、取扱液が取扱液室９ｂ内に吸込まれる。また、ピストン５が前進すると、ピストン室１３内の作動油の圧力が上昇し、これに伴いダイアフラム４は取扱液側に変形して、取扱液室９ｂ内の取扱液を取扱液室９ｂ外に押出す。このとき、取扱液室９ｂ内の取扱液をすべて取扱液室９ｂ外に押出せるように、ダイアフラム４は凹面部１７ａに密着するまで取扱液側に変形可能になっている。ダイアフラム４の材質としては、通常はＰＴＦＥや合成ゴムが用いられる。
【００２８】ダイアフラム破損防止手段８は、吐出口部２０に設けられた環状凹陥部２０ａに装着される。ダイアフラム破損防止手段８の平面説明図を図２（ａ）に示す。ダイアフラム破損防止手段８は、多数の孔、換言すると複数の小孔を有する円盤体であって、環状凹陥部２０ａ内に嵌装される大きさに設計されている。すなわち、ダイアフラム破損防止手段８は、ダイアフラム破損防止手段８を環状凹陥部２０ａ内に装着した際に、ダイアフラム破損防止手段８と環状凹陥部２０ａを形成する外周面との間に実質的な隙間を生じない大きさを有し、また、ダイアフラム破損防止手段８の取扱液室９ｂ側の端面は、凹面部１７ａに対し凹状もしくは凸状になることが実質的にない。
【００２９】また、ダイアフラム４は、前述のように、凹面部１７ａに密着するまで取扱液側に変形可能であるので、作動油室９ａに作動油が所定量以上入ったときに、ダイアフラム４は、ダイアフラム破損防止手段８に設けられた前記孔に押圧される。このとき、孔径が一定値以上であると、ダイアフラム４は、ダイアフラム型往復動ポンプ１の運転に伴い前記押圧により前記孔内に凸状の変形を生じる。しかし、孔径が一定値以下であれば、ダイアフラム４は前記孔に押圧されても前記孔内に実質的に押し込まれることがなくなり、前記変形の発生を防止することが可能になる。前記変形が防止可能になる孔径は、ダイアフラム４の材質、厚さ等により決定される。
【００３０】一方、孔径が一定値以下であると、取扱液室９ｂ内にある取扱液を吐出流路２１方向へ吐出する際に、ダイアフラム破損防止手段８に設けられた前記孔を取扱液がスムースに通過することができず、ダイアフラム型往復動ポンプ１の定量的な送液が確保できない。したがって、ダイアフラム型往復動ポンプ１の定量的な送液のためには、孔径を一定値以上に設定する必要がある。前記孔を取扱液がスムースに通過可能になる孔径は、取扱液の性質により決定される。
【００３１】すなわち、ダイアフラム破損防止手段８に設けられた孔の径の大きさは、ダイアフラム破損防止手段８の前記変形の発生を防止することができ、かつ、前記孔を取扱液がスムースに通過することができる大きさに設定され、その大きさは、ダイアフラム破損防止手段８の材質および取扱液の性質により決定され、通常は１〜１０ｍｍである。
【００３２】また、ダイアフラム破損防止手段８に設けられた孔の数としては、取扱液が前記孔をスムースに通過することが可能となる数に適宜設定することができ、通常は１〜１００個である。
【００３３】なお、ダイアフラム破損防止手段８の構造としては、ダイアフラム４がダイアフラム破損防止手段８に設けられる孔内に押し込まれることがなく、かつ、取扱液室９ｂ内に存在する取扱液を吐出流路２１内に円滑に移動させることができれば、図２（ａ）に示されたように、同心円上に配列された複数の貫通孔を形成して成る構造に制限されることはなく、図２（ｂ）に示されたように、簀の子状の間隙孔を設けて成る簀の子状構造、図２（ｃ）に示されるように、碁盤の目状乃至格子間隙状に配列された貫通孔を備えて成る構造等であってもよく、また、糸状部材を網状に編んで構成される構造等であってもよい。
【００３４】ダイアフラム破損防止手段８の材質としては、ダイアフラム型往復動ポンプ１の運転に対して十分な機械的強度を有するものであれば特に制限はなく、たとえば、金属、合成樹脂等を挙げることができる。
【００３５】ダイアフラム破損防止手段８の環状凹陥部２０ａへの取りつけ方法としては、ダイアフラム型往復動ポンプ１の運転中にダイアフラム破損防止手段８が環状凹陥部２０ａから離脱することがなければ特に制限はなく、たとえば、吐出口部２０の周縁部にダイアフラム破損防止手段保持用フックを設け、ダイアフラム破損防止手段８をこれにより係止する方法、ダイアフラム破損防止手段８の側面に雄ネジを設け、環状凹陥部２０ａの側面部をこれに対応する雌ネジとし、ダイアフラム破損防止手段８を環状凹陥部２０ａに螺合する方法、ダイアフラム破損防止手段８の端面が当接するダイアフラムヘッド３の部分にネジ穴を数個設け、さらにダイアフラム破損防止手段８と前記ネジ穴に一致するネジ穴を設けることにより、ネジでダイアフラム破損防止手段８を環状凹陥部２０ａに固定する方法、ダイアフラム破損防止手段８を環状凹陥部２０ａに溶接する方法、ダイアフラムヘッド３に直接穴を開ける方法等を挙げることができる。
【００３６】取扱液室９ｂは、上記のように、吸込み口３０と吐出口３１との２つの取扱液流通口を有する。このうち、ダイアフラム破損防止手段８は、吐出口３１を形成する吐出口部２０には設けられるが、吸込み口３０を形成する吸込み口部１８には設けられていない。したがって、吸込み口部１８には、取扱液のポンプ室９内への吸込みに対する妨害物が存在しないので、取扱液をポンプ室９内に円滑に吸引することが可能である。なお、ダイアフラム４が吸込み口３０内に押圧させることによるダイアフラム４の変形は、以下に示す理由により考慮する必要がない。
【００３７】このような構造を有することにより、ダイアフラム型往復動ポンプ１は、ダイアフラム４が吐出口部２０に強く押し当てられることによるダイアフラム４の変形および破損等を防止することができ、同時に、取扱液の円滑な吸込みおよび吐出を確保することができる。
【００３８】次に、ダイアフラム型往復動ポンプ１の作用について説明する。所定量の作動油を作動油室９ａ、ピストン室１３、補給油出口１４ａ、排出油入口１５ａ、およびガス抜き路１５ｃから成る作動油側空間３２に空気が残らないように入れる。吸込み弁６に、取扱液を収容した容器に連結される流路を接続する。そして、ダイアフラム型往復動ポンプ１のモーターを起動させ、ピストン５を駆動させる。
【００３９】まずピストン５が後退すると、ピストン室１３の容積が増加するので、作動油側空間３２内の作動油の圧力は低下する。これに伴い、ダイアフラム４は作動油側に引っ張られ、凹面部１２ａに密着する。
【００４０】一方、ダイアフラム４が作動油側に変形するのに伴い、取扱液室９ｂは陰圧状態になる。すると、吐出弁７は閉鎖されているので、吸込み弁６側から取扱液が吸上げられ、取扱液は、吸込み弁６の弁６ａを押し上げ、吸込み流路１９を通って取扱液室９ｂ内に流入する。この際、吸込み口部１８にはカウンタープレート等は設置されていないので、取扱液はスムースに流入可能である。そして、取扱液室９ｂ内が常圧に回復した時点で、取扱液の取扱液室９ｂへの流入は停止し、弁６ａは最下点に戻り、取扱液の吸込み用の流路を閉塞する。
【００４１】ピストン５は、後退運動の終点に達した後、今度は前進を開始し、これに伴い作動油側空間３２内の作動油の圧力は上昇する。すると、ダイアフラム４は取扱液側に押される。このとき、吸込み弁６は前述のように閉鎖されているので、取扱液室９ｂ内の取扱液は吸込み流路１９方向へ移動することはできず、またダイアフラム破損防止手段８に設けられた孔は、前述のように、取扱液がスムースに通過するのに十分な大きさを有するので、前記取扱液は前記孔を通過して、吐出流路２１に流入し、吐出弁７の弁７ａを押し上げて、ポンプ外に排出される。
【００４２】ピストン５の前進に伴い、ダイアフラム４は取扱液側に変形し、凹面部１７ａに密着する。そして、たとえば作動油側空間３２内に所定量を越える量の作動油が存在する場合には、ダイアフラム４は、凹面部１７ａに密着した後、さらに強く凹面部１７ａに押し付けられる。このとき、前述のように吸込み弁６は閉鎖されているので、吸込み流路１９内に満たされた取扱液の抵抗により、ダイアフラム４は、吸込み口３０内に押圧されることはない。したがって、吸込み口部１８にはダイアフラム破損防止手段を設置しなくても、ダイアフラム４が吸込み口３０内に入り込むことによるダイアフラム４の変形は生じることがない。
【００４３】一方、取扱液室９ｂ内から吐出流路２１側への流通は可能になっているので、ダイアフラム４は、吐出口部２０に押圧されることになる。ここで、吐出口部２０にダイアフラム破損防止手段８が存在しない場合には、ダイアフラム４は吐出口３１内に押し込まれることにより、変形、破損等を発生する。しかし、ダイアフラム型往復動ポンプ１においては、吐出口部２０にダイアフラム破損防止手段８を設置しており、ダイアフラム破損防止手段８に設けられた孔は、前述のようにダイアフラム４が前記孔の中に押し込まれるのを防止できる程度に小さい径を有するので、ダイアフラム４は吐出口３１内に押し込まれることはない。したがって、ダイアフラム破損防止手段８を有するダイアフラム型往復動ポンプ１においては、ポンプの運転中にダイアフラム４が吐出口部２０に押圧されても、ダイアフラム４は変形、破損等を発生することはない。
【００４４】すなわち、ダイアフラム破損防止手段８は、取扱液の円滑な移動を確保すると同時に、ダイアフラム４が吐出口３１内に押圧されることによる変形、破損等を防止することができる。
【００４５】取扱液室９ｂから吐出流路２１方向への取扱液の移動が終了すると、弁７ａは再び最下点に戻り、吐出流路２１を閉塞する。そして、ピストン５は、前進運動の終点に達した後、今度は後退する。すると、吸込み弁６が開放され、取扱液が取扱液室９ｂ内に流入する。
【００４６】ダイアフラム型往復動ポンプ１は、以上の工程を繰返すことにより、ダイアフラムの変形、破損等を防止しながら、送液を行うことができる。
【００４７】次に、この発明に係るダイアフラム型往復動ポンプにおける他の具体例であるダイアフラム型往復動ポンプ４１について説明する。ダイアフラム型往復動ポンプ４１は、ダイアフラム型往復動ポンプ１におけるダイアフラム破損防止手段８、吐出口部２０および吐出流路２１とは異なる構造のダイアフラム破損防止手段および吐出口部を有し、他の部分についてはダイアフラム型往復動ポンプ１と同じ構造を有する。したがって、ダイアフラム型往復動ポンプ４１については、図３に、ダイアフラム型往復動ポンプ４１におけるダイアフラム破損防止手段２２、吐出口部２９および吐出流路２８のみの構造を示す。
【００４８】ダイアフラム破損防止手段２２は、付勢部材により取扱液出口を開閉可能とする常開の開閉板を備えて成り、具体的には、開閉板でもある保護板２３と、軸部２４と、保持板２５と、止具２６と、付勢部材であるバネ２７を有する。
【００４９】保護板２３は、円盤状の部材であって、吐出口部２９に設けられた環状凹陥部２９ａ内にちょうど納まる大きさに設計されている。すなわち、保護板２３は、保護板２３を環状凹陥部２９ａ内に収容した際に、保護板２３と環状凹陥部２９ａを形成する内周面との間に実質的な隙間を生じない大きさを有し、また、ダイアフラム破損防止手段２２の取扱液室９ｂ側の端面は、凹面部１７ａに対し凹状もしくは凸状になることが実質的にない。また、保護板２３の一端面の中心部には、軸部２４が、前記端面に対し直角に設けられている。
【００５０】吐出流路２８には、その内周面に環状凹陥部２８ａが設けられており、その環状凹陥部２８ａに円盤状の部材である保持板２５が装着されている。保持板２５には、その中心軸上に両端面を貫通する孔２５ａが設けられている。孔２５ａは、軸部２４がその中を摺動可能な大きさの径を有する。さらに、保持板２５には、取扱液室９ｂから吐出弁７方向への、取扱液の円滑な流通を可能にする多数の孔２５ｂが設けられている。
【００５１】軸部２４は、保持板２５の孔２５ａに挿入されており、孔２５ａに挿入した軸部２４の先端部には止具２６が設けられている。止具２６は、円盤状の部材であって、両端面の中心部に両端面を貫通し、軸部２４が嵌入可能な孔を有し、この孔に軸部２４を嵌入した状態で軸部２４に固定されている。軸部２４は、止具２６を保持板２５に当接させたときに、保護板２３が取扱液室９ｂ内に突出し、保護板２３と凹面部１７ａとの間に、取扱液が取扱液室９ｂから吐出流路２８内に円滑に流出することができる空間を形成するのに十分な長さを有する。
【００５２】バネ２７は、その螺旋部材が形成する内部空間に軸部２４を収容した状態で、保護板２３と保持板２５との間に装着されている。バネ２７は、その張力により保護板２３を取扱液室９ｂ方向へ押出し、止具２６が保持板２５に当接することにより停止している。これによってこの保持板２５は、常時開の状態に成っている。バネ２７の弾力性は、ダイアフラム型往復動ポンプ４１の吐出工程において、ダイアフラム４が取扱液側に変形することにより、図３（ｂ）に示すように、保護板２３がダイアフラム４に押され、保護板２３がバネ２７を圧縮して環状凹陥部２９ａ内に収納され、かつ、それ以外の状況においては、図３（ａ）に示すように、保護板２３を取扱液室９ｂ内に突出させることができる程度である。
【００５３】ダイアフラム破損防止手段２２の材質としては、ダイアフラム型往復動ポンプ４１の運転に対して十分な機械的強度を有するものであれば特に制限はなく、たとえば、金属、合成樹脂等を適宜使用することができる。
【００５４】次に、ダイアフラム型往復動ポンプ４１の作用について説明する。ピストン５、ダイアフラム４、および作動油等の作用については、ダイアフラム型往復動ポンプ１の場合とほぼ同様である。
【００５５】まずピストン５が後退すると、これに伴い、ダイアフラム４は作動油側に引っ張られる。このとき、取扱液が吸上げられ、取扱液は、吸込み弁６の弁６ａを押し上げ、吸込み流路１９を通って取扱液室９ｂ内に流入する。そして、取扱液室９ｂ内が常圧に回復した時点で、取扱液の取扱液室９ｂへの流入は停止し、弁６ａは最下点に戻り、取扱液の吸込み用の流路を閉塞する。
【００５６】ピストン５は、後退運動の終点に達した後、今度は前進し、これに伴いダイアフラム４は取扱液側に押される。このとき、吸込み弁６は前述のように閉塞されているので、取扱液室９ｂ内の取扱液は吸込み流路１９の方向へ移動することはできない。一方、ダイアフラム破損防止手段２２の保護板２３は、この状態においては、図３（ａ）のように、バネ２７の張力により取扱液室９ｂ側に突出しており、保護板２３と凹面部１７ａとの間には、取扱液が流入可能な空隙が存在し、また保持板２５には取扱液が円滑に移動可能な孔が設けられているので、取扱液室９ｂ内の取扱液は、保護板２３と凹面部１７ａとの間の空隙および保持板２５に設けられた孔を通って、吐出流路２８内を移動し、吐出弁７の弁７ａを押し上げて、ポンプ外に排出される。
【００５７】ピストン５の前進に伴い、ダイアフラム４は取扱液側に変形し、保護板２３の取扱液室９ｂ側端面に当接し、さらにバネ２７の張力に抗して保護板２３を吐出流路２８方向へ押す。そして、保護板２３を環状凹陥部２９ａ内に押し込む。これにより、吐出流路２８は閉塞されるが、ダイアフラム４は、ダイアフラム４と凹面部１７ａとの間に存在する取扱液を押出しつつ保護板２３を環状凹陥部２９ａ内に押し込むので、吐出流路２８が閉塞されても、ダイアフラム４と凹面部１７ａとの間に取扱液が実質的に残存することがない。すなわち、取扱液の効率的な吐出が可能である。
【００５８】さらに、保護板２３が環状凹陥部２９ａ内に収納されると、凹面部１７ａには、ダイアフラム４が作動油の圧力によって押圧されたときに、ダイフラムが押し込まれる空隙が実質的に存在しなくなる。したがって、ダイアフラム破損防止手段２２を有するダイアフラム型往復動ポンプ４１においては、たとえポンプ室９内に作動油が所定量を越えて存在すること等により、ダイアフラム４が通常よりも強く凹面部１７ａに押圧されても、ダイアフラム４は変形、破損等を発生することはない。
【００５９】保護板２３が環状凹陥部２９ａ内に収納され、吐出流路２８が閉塞されると、弁７ａは再び最下点に戻る。ピストン５は、前進運動の終点に達した後、今度は後退する。これに伴い、ダイアフラム４が作動油側に変形し、再びバネ２７はその張力により保護板２３を、取扱液室９ｂ内に突出させる。一方、取扱液は、弁６ａを押し上げて、取扱液室９ｂ内に流入する。
【００６０】ダイアフラム型往復動ポンプ４１は、以上の工程を繰返すことにより、ダイアフラムの変形、破損等を防止しながら、送液を行うことができる。
【００６１】
【発明の効果】この発明に係るダイアフラム型往復動ポンプは、ダイフラム破損防止手段を有することにより、従来の取扱液側にカウンタープレートがないタイプのダイアフラム型往復動ポンプにおいて発生していた、ダイアフラムが吐出口に押し込まれることによるダイアフラムの変形、破損等を防止することができる。
【００６２】この発明に係るダイアフラム型往復動ポンプにおいては、吸込み口には何も装着しないので、従来の取扱液側にカウンタープレートを有するタイプのダイアフラム型往復動ポンプにおいて発生する、取扱液側カウンタープレートの細孔が吸込工程時に流通抵抗を増大させることや、スラリーを送液する場合に、取扱液側カウンタープレートとダイアフラムとの間に固形物が堆積することによるポンプの送液性能の低下を防止することができる。
【００６３】ダイアフラム型往復動ポンプの運転開始時において作動油量が過剰であると、特に前記の変形、破損等が発生しやすいので、従来のダイアフラム型往復動ポンプにおいては、作業手順の厳重な遵守が必要であったが、この発明に係るダイアフラム型往復動ポンプにおいては、多少作動油が過剰であっても前記変形、破損等を発生することがないので、作業開始時に作業手順の遵守のために余分な時間を費やす必要がなく、作業時間の短縮化を図ることができる。
【００６４】この発明に係るダイアフラム型往復動ポンプは、従来のダイアフラム型往復動ポンプの吐出口にダイアフラム破損防止手段を設置するだけで製造できるので、従来のダイアフラム型往復動ポンプに対して大掛りな改良を施す必要がなく、低コストで製造することができる。
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| 【出願人】 |
【識別番号】０００２２６２４２
【氏名又は名称】日機装株式会社
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| 【出願日】 |
平成１２年１１月９日（２０００．１１．９） |
| 【代理人】 |
【識別番号】１０００８７５９４
【弁理士】
【氏名又は名称】福村 直樹
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| 【公開番号】 |
特開２００１−２００７９２（Ｐ２００１−２００７９２Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１３年７月２７日（２００１．７．２７） |
| 【出願番号】 |
特願２０００−３４２６１５（Ｐ２０００−３４２６１５） |
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