| 【発明の名称】 |
サージ抑制装置 |
| 【発明者】 |
【氏名】ジョン アンソニー ロジャース
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| 【要約】 |
【課題】改良された単純な形態のサージ抑制装置を提供する。
【解決手段】本発明のサージ抑制装置はダイヤフラムによって第一のサブチャンバと第二のサブチャンバとに分割されるチャンバと、ダイアフラムと接触したままに維持され且つ第一のサブチャンバと第二のサブチャンバとの間の圧力差に応じたダイヤフラムの動きに追従するのに使用されるダイヤフラム従動部分とを有する。チャンバの壁に対するダイヤフラム従動部分の位置は第二のサブチャンバとガス入口との間の連絡路および第二のサブチャンバとガス出口との間の連絡路が存在するか否かを決定する。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 サージ抑制装置であって、ダイヤフラムによって第一のサブチャンバと第二のサブチャンバとに分割されたチャンバと、該第一のサブチャンバと該第二のサブチャンバとの間の圧力差に応じた前記ダイヤフラムの動きに追従するのに使用されるダイヤフラム従動部分とを有し、該ダイヤフラム従動部分は前記チャンバの壁に対して移動可能であって、且つ前記第二のサブチャンバとガス入口との間の連絡路が存在するか否かを決定する第一のバルブの可動要素であって、さらに前記第二のサブチャンバとガス出口との間の連絡路が存在するか否かを決定する第二のバルブの可動要素であるサージ抑制装置。
【請求項２】 前記ダイヤフラム従動部分は前記第二のサブチャンバのガス圧から得られる負荷により常に該ダイヤフラムに接触するように付勢される請求項１に記載のサージ抑制装置。
【請求項３】 前記ダイヤフラム従動部分はダイヤフラムに連結される請求項１または２に記載のサージ抑制装置。
【請求項４】 前記第二のバルブは、前記ガス出口を通る圧力の解放を制御するために該第二のバルブが全開になる前に開く流出通路を有する請求項１〜３のいずれか一つに記載のサージ抑制装置。
【請求項５】 前記チャンバの壁は前記第一のバルブおよび第二のバルブの静的な部分を形成するハウジング組立体の一部である請求項１〜４のいずれか一つに記載のサージ抑制装置。
【請求項６】 前記第一のバルブおよび第二のバルブは、装置の作動中に”デッドバンド”を形成するように、両バルブが作動しない程度に中央の釣合い位置の両側に前記ダイヤフラムが移動する領域が存在するように配設される請求項１〜５のいずれか一つに記載のサージ抑制装置。
【請求項７】 前記ダイヤフラム従動部分は、前記ダイヤフラムに係合し且つその曲がりを制御するための、該ダイヤフラム従動部分の直径より直径が大きく且つ該ダイヤフラムの直径より直径が小さいディスクを有する請求項１〜６のいずれか一つに記載のサージ抑制装置。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は圧力調整組立体と組み合わされたサージ抑制装置に関する。さらに詳細には、且つ非限定的には、本発明は加圧ガスの圧力を調整するための手段を有するサージ抑制装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】送出装置では流体をポンプ輸送するために往復ポンプが使用されることは公知である。このような往復ポンプでは出力がなめらかではなく、ポンプのストロークが戻っている間に流体の圧力が降下してしまう。サージ抑制装置はこの圧力降下を打ち消すのに使用され、これにより流体の出力圧の定常性が改善される。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】公知のサージ抑制装置は受動的なサージボトルを具備し、このサージボトルは基本的に圧力リザーバとして作用する閉じた（静止）ガス容器である。受動的なサージボトルでは必然的に使用において圧力が漏れてしまうので、定期的にサージボトルに圧縮ガスを再充填し、その後にサージボトルに使用されるシステムを再較正する必要性がある。欧州特許出願第０７０７１７３Ａ１号には、自動的にガス圧を再充填する能動的な圧力調節機構と組み合わされたサージ抑制装置が開示されている。サージ抑制装置のこのような能動的な圧力調整機構は受動的なサージボトルで行われた定期的な再充填の必要性をなくすが、欧州特許出願第０７０７１７３Ａ１号に開示された装置は大きくなり且つ使用するのが不便になってしまう傾向にある。よって、本発明の目的は改良された単純な形態のサージ抑制装置を提供することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、ダイヤフラム（隔壁）により第一のサブチャンバと第二のサブチャンバとに分割されたチャンバと、第一のサブチャンバと第二のサブチャンバとの圧力差に応じたダイヤフラムの動きに追従するダイヤフラム従動部分とを有するサージ抑制装置が提供される。ダイヤフラム従動部分はチャンバの壁に対して移動可能であって、且つ第二のサブチャンバとガス入口との間の連絡路が存在するか否かを決定する第一のバルブの可動要素であって、さらに第二のサブチャンバとガス出口との間の連絡路が存在するか否かを決定する第二のバルブの可動要素である。
【０００５】ダイヤフラム従動部分は第二のサブチャンバ内のガス圧から得られる負荷により常にダイヤフラムに接触するように付勢される。これとは別にあるいはこれに加えて、ダイヤフラム従動部分がダイヤフラムに連結されていると都合がよい。
【０００６】望ましくは、第二のバルブはガス出口を通る圧力の解放を制御するために第二のバルブが全開になる前に開く放出通路を有する。また、チャンバの壁が第一のバルブおよび第二のバルブの静的な部分を形成するハウジング組立体の一部であると都合がよい。
【０００７】好ましくは、第一のバルブと第二のバルブとは、装置の作動中に”デッドバンド”を形成するように、両バルブが作動しない程度に中央の釣合い位置の両側にダイヤフラムが移動する領域が存在するように配設される。
【０００８】また、ダイヤフラム従動部分が、ダイヤフラムに係合し且つその曲がりを制御するための、シャフトの直径より直径が大きく且つダイヤフラムの直径より直径が小さいディスクを有すると都合がよい。
【０００９】
【発明の実施の形態】以下、添付の図面を参照して例として本発明を説明する。
【００１０】サージ抑制装置１０は円環状のハウジング１２と、円筒状のスリーブ１４と、スリーブ形状の従動シャフト１６と、中央供給シャフト１８と、可撓性を有するダイヤフラム２０とを有する。
【００１１】図示した実施例では、ハウジング１２はサージ抑制装置本体２２と一体的な部分である。ダイヤフラム２０はチャンバ２４を第一のサブチャンバ２６と第二のサブチャンバ２８とに分割する。ハウジング１２はほぼ筒状の中空本体部分３０とほぼ環状のキャップ３２とを具備する。
【００１２】本体部分３０の壁３４はその周方向に亘って厚さが異なり、よって壁３４により画成されるキャビティ３６の長手軸線は本体部分３０の長手軸線と一致しない。壁３４の上方の内面には外側に向かって延びる棚部３８が設けられる。第二のサブチャンバ２８から壁３４の最も厚い部分を通り、棚部３８より上方でキャビティ３６と通じるように通路４０が延びる。さらに、サージ抑制装置本体２２に近接して壁３４の最も薄い部分を通って通路４１が延びる。中空本体部分３０の頂面４４はキャップ３２の環状基部４６と係合し、これらの間にはリングシール５２が設置される。
【００１３】キャップ３２の環状基部４６から面取りされた小さい環状突出部５４が垂れ下がる。キャップ３２はこのキャップ３２を通る中央長手ボア４９を有する。このボア４９はその中に段５６を有し、ボア４９の下方部分がその上方部分より広くなっている。
【００１４】スリーブ１４は外面５８と内面６０とを有する。スリーブ１４の上端付近の高さで外面５８から径方向にリップ６２が突出する。リップ６２の高さより上方でスリーブ１４の内面６０と外面５８との間を径方向に一連の通路６３が延びる。外面５８は周方向に延びる第一の溝６４と第二の溝６８とを有する。第一の溝６４はリップ６２の高さの僅かに下方に配置され且つ第一の環状リングシール６６を収容する。第二の溝６８はスリーブ１４の底部付近に配置され且つ第二の環状リングシール７０を収容する。外面５８上には軸線方向に延びる細長い細路７２が形成される。この細路７２は実質的に第一の溝６４と第二の溝６８との間で延びる。周方向に離間された複数の通路７４が細路７２の基部付近からスリーブ１４を通って径方向に延びる。周方向に延びる第三の溝７６が通路７４と第二の溝６８との間の高さでスリーブ１４の内面に形成され、周方向に延びる第一のラジアルリップシール（ｒａｄｉａｌ ｌｉｐ ｓｅａｌ）７８を収容する。
【００１５】従動シャフト１６はヘッド部分８０と本体部分８２とを有する。本体部分８２の直径はヘッド部分８０の直径より小さい。ヘッド部分８０はその外面に周方向に延びる第一の溝８６を有する。この第一の溝８６は周方向に延びる第二のラジアルリップシール８８を収容する。従動シャフト１６の内面であって第一の溝８６の僅かに下方に周方向に延びる第二の溝９０が配置される。この第二の溝９０は周方向に延びる第三のラジアルリップシール９２を収容する。ヘッド部分８０の直ぐ下方において本体部分８０に浅い環状溝９４が配置される。環状溝９４の直ぐ下方であって従動シャフト１６の内面に周方向に延びる第三の溝９６が形成される。この第三の溝９６は周方向に延びる第四のラジアルリップシール９８を収容する。径方向に延びるボア１００が本体部分８２の下端部の方に提供される。
【００１６】中央供給シャフト１８はその下端部に近接した周方向の溝１０２と、この溝１０２と通じている横断穿孔１０４と、中央供給シャフト１８の頂部から延びて穿孔１０４と交差する中央長手ボア１０６とを有する。
【００１７】使用時には、スリーブ１４をこのスリーブ１４と同軸のハウジング１２内に固定し、リップ６２の下側を棚部３８の上面と係合させる。次いで、中央供給シャフト１８を、中央供給シャフト１８の上端部が段５６に当接して、ボア４９とボア１０６とが同軸になるようにキャップ３２内に固定する。次いで、突出部５４の段のところを内面６０に接して位置させ、中央供給シャフト１８の下端部をスリーブ１４の下端部と整列させる。
【００１８】次いで、従動シャフト１６をスリーブ１４の内壁６０に摺動可能に受け入れさせ、斯くして従動シャフト１６が中央供給シャフト１８を摺動可能に受容する。次いで、従動シャフト１６がダイヤフラム２０の撓みに応じてダイヤフラムと共にスリーブ１４および中央供給シャフト１８に対して移動するように、従動シャフト１６の下端部をダイヤフラム２０に当接させる。
【００１９】通路４０および通路６３は第二のサブチャンバ２８とチャンバ１０８とが通じるようにしてこれらの内圧を等しく維持する。なお、チャンバ１０８は従動シャフト１６のヘッド部分８０と突出部５４との間に形成される。第二のサブチャンバ２８内の圧力とチャンバ１０８内の圧力とが等しいので、従動シャフト１６のヘッド部分８０および本体部分８２にかかる鉛直方向の力は有効面積により決まる。ヘッド部分８０の直径が本体部分８２の直径より大きいので、ヘッド部分８０の有効面積は本体部分８２の有効面積より大きい。したがって、正味の下向きの力が従動シャフト１６にかかり、これによりこの従動シャフト１６がダイヤフラム２０と接触した状態に維持される。使用時には、使用中のサブチャンバ２６内の液体媒体の圧力を越えた圧力の圧縮空気がキャップ３２を通る長手ボア４９を介して中央供給シャフト１８に供給される。
【００２０】図２は釣合い形態にあるサージ抑制装置１０を示し、ここでは第一のサブチャンバ２６内の圧力は第二のサブチャンバ２８の圧力とほぼ等しい。この釣合い形態では、第一のラジアルリップシール７８は環状溝９４の下方において従動シャフト１６と係合し、これに対応して第二のラジアルリップシール８８は環状溝９４の上方においてスリーブ１４と係合し、斯くして空気が通路４１を介して第二のサブチャンバ２８から大気中へ漏れることが防止される。さらに、第三のラジアルリップシール９２および第四のラジアルリップシール９８はそれぞれ溝１０２（および横断穿孔１０４）の上下において中央供給シャフト１８と係合し、これにより圧縮空気が第二のサブチャンバ２８に侵入するのが防止される。
【００２１】図３は第一のサブチャンバ２６の圧力が第二のサブチャンバ２８の圧力より高いことに対応した形態にあるサージ抑制装置１０を示す。この形態では、従動シャフト１６がダイヤフラム２０が撓んだ分だけ上方に変位し、これにより第四のラジアルリップシール９８が溝１０２の高さより上方へ移動する。キャップ３２で供給される圧縮空気がボア１０６と、穿孔１０４と、従動シャフト１６と中央供給シャフト１８との間に形成された間隙１１０とを通り、さらにボア１００を通って第二のサブチャンバ２８内へ流入し、これにより第二のサブチャンバ２８の圧力が高くなる。
【００２２】第二のサブチャンバ２８の圧力が高くなるにつれて、第一のサブチャンバ２６と第二のサブチャンバ２８との間の圧力差が小さくなり、そして元の釣合状態に戻るようにダイヤフラム２０が下方に撓む。従動シャフト１６はこの撓みに追従し、よって第四のラジアルリップシール９８が環状溝１０２よりも下方の位置へ戻り、これにより圧縮空気が更に第二のサブチャンバ２８に侵入するのが防止される。
【００２３】図４は第一のサブチャンバ２６の圧力が第二のサブチャンバ２８の圧力より低い形態にあるサージ抑制装置１０を示す。この形態では、従動シャフト１６はダイヤフラム２０の下方への撓みを追従する。
【００２４】従動シャフト１６の下方への変位により、環状溝９４の下端部は第一のラジアルリップシール７８の高さより下方まで進む。第二のサブチャンバ２８および通路４１は、通路７４および細路７２を介して互いに通じるように配置され、これにより過剰圧力を通路４１を介して大気中に放出することができるようになる。環状溝９４がシール７８を通過する直前に少量の空気を排気通路４１へ流出させるために、ダイヤフラムに最も近接した溝の端部にある溝のショルダに一つ以上の細いＶ字形状の溝９４ａが設けられる。Ｖ字形状の溝９４ａは第一のラジアルリップシール７８と並んだ時に、圧力が第一のラジアルリップシール７８を通って通路７４へ流出することができるようにする。溝１０２は第三のラジアルリップシール９２と第四のラジアルリップシール９８とにより上下を閉じられ、これにより圧縮ガスが第二のサブチャンバ２８内に侵入するのが防止される。
【００２５】第二のサブチャンバ２８内の圧力が低くなるにつれて、第一のサブチャンバ２６と第二のサブチャンバ２８との間の圧力差が小さくなり、そして元の釣合状態に戻るようにダイヤフラム２０が上方に撓む。従動シャフト１６はこの撓みに追従し、よって第一のラジアルリップシール７８が環状溝９４よりも下方の位置に戻り、これにより第二のサブチャンバ２８と通路４１とが通じなくなり、第二のサブチャンバ２８から空気が更に漏れることが防止される。
【００２６】サブチャンバ２６および２８内の圧力が釣り合うと（図２の形態）、溝やシールの作動位置が変わらない程度にシャフト１６を小さい範囲（”デッドバンド”と称す）で移動させることにより、サブチャンバ２８へ圧縮空気が吸気されることもサブチャンバ２８から圧縮空気が排出されることもなくダイヤフラムの小さな撓みは収束する。”デッドバンド”は、継続的な圧力調整の必要性をなくし、概してサブチャンバ２８内の圧力の調整することをサブチャンバ２６内の流体圧に大きな変化が起こった時のみに制限する。
【００２７】大多数の応用例では、シャフト１６はダイヤフラムに対して付勢されることにより正確にダイヤフラムの移動に追従する。しかしながら、従動シャフト１６をダイヤフラム２０と接触するように付勢することに加えて、場合によっては、付勢することに関係なくダイヤフラムの移動に追従するように従動シャフト１６を物理的にダイヤフラムに連結することが所望されることもある。このような場合、シャフト１６をダイヤフラムに付勢しないで済ませることができる。
【００２８】図５は望ましくは図１〜図４に開示した実施例と組み合わされる修正例である。シャフト１６はディスク１１１の媒介物を介してダイヤフラム２０に係合する。このディスク１１１の直径はダイヤフラムの直径とシャフトの直径との間の大きさである。したがって、ディスクはシャフトとダイヤフラムとの接触面積を増加させ、ダイヤフラムを支持し、圧力差が起きた時にダイヤフラムがとる形状を制御する。ディスクは中空で外側にネジ山の付いた栓１１２を有する。この栓１１２はディスクをシャフトに繋止するためにシャフト１６の端部にネジ式に係合するように受容される。さらに、栓１１２は横断穿孔１１４を有し、これによりシャフト１６の内部はサブチャンバ２８と通じるようになる。図５には、シャフトを二つの同軸な構成要素として示したが、内側構成要素は単にシール９８をシャフト１６の適所に保持するのに使用されるスリーブである。シャフト１６とダイヤフラム２０とを連結することが好ましい場合、ディスク１１１は提供されたままで、所望であればダイヤフラムの反対側に第二の同様なディスクを提供し、間にシールを係合させてダイヤフラムを通って延びる要素によりディスク１１１と連結してもよいことは明らかである。
【００２９】とりわけ、上述した構成を、サブチャンバ２６をポンプからの供給ラインと通じさせて、往復供給ポンプから一つ以上の塗料噴射ステーションに液体塗料または流体塗料を供給する時の圧力変化をなくすために使用してもよい。例えば往復ポンプがストロークの方向を変え且つ一つ以上のスプレーガンが作動を中止した時に、上述した抑制装置で除去するべき圧力の”スパイク”が供給ラインで起こる。
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| 【出願人】 |
【識別番号】５００４０４３７３
【氏名又は名称】ロンバード プレシングス リミティド
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| 【出願日】 |
平成１２年８月２８日（２０００．８．２８） |
| 【代理人】 |
【識別番号】１０００７７５１７
【弁理士】
【氏名又は名称】石田 敬 （外３名）
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| 【公開番号】 |
特開２００１−１２４２８２（Ｐ２００１−１２４２８２Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１３年５月１１日（２００１．５．１１） |
| 【出願番号】 |
特願２０００−２５７９９８（Ｐ２０００−２５７９９８） |
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