JP2014129791A - Bellows pump - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ベローズポンプに関するものである。 The present invention relates to a bellows pump.
従来より、半導体ウエハ、液晶パネル等の製造において薬液や洗浄液等の液体を移送するベローズポンプが知られている。 2. Description of the Related Art Conventionally, bellows pumps that transfer liquids such as chemicals and cleaning liquids in the manufacture of semiconductor wafers, liquid crystal panels, and the like are known.
このベローズポンプは、液体の吸入通路及び吐出通路を形成するポンプヘッドと、このポンプヘッドの側面側に配置するベローズと、これらポンプヘッドとベローズとで容積変化可能に構成され吸入通路出口及び吐出通路出口が開口されたポンプ室と、吸入通路出口に取り付ける吸入側逆止弁及び吐出通路入口に取り付ける吐出側逆止弁とを有し、ベローズを伸長してポンプ室の容積を拡大することで、吸入通路入口に継手を介して接続された配管より吸入通路及び吸入側逆止弁を経てポンプ室に液体を吸入する吸入工程と、ベローズを収縮してポンプ室の容積を縮小することで、ポンプ室より吐出側逆止弁及び吐出通路を経て吐出通路出口に継手を介して接続された配管へ液体を吐出する吐出工程とを、交互に連続して行い、液体を移送する。 This bellows pump has a pump head that forms a liquid suction passage and a discharge passage, a bellows disposed on the side of the pump head, and a suction passage outlet and a discharge passage that are configured such that the volume can be changed between the pump head and the bellows. By having a pump chamber whose outlet is opened, a suction-side check valve attached to the suction passage outlet and a discharge-side check valve attached to the discharge passage inlet, and expanding the bellows to expand the volume of the pump chamber, A suction process for sucking liquid into a pump chamber from a pipe connected to a suction passage inlet via a joint through a suction passage and a suction-side check valve, and a bellows is contracted to reduce the volume of the pump chamber. The discharge process of discharging the liquid from the chamber through the discharge check valve and the discharge passage to the pipe connected to the outlet of the discharge passage through a joint is performed alternately and continuously. .
また、ベローズポンプには、大きく分けて三つの種類がある。一つは、ポンプ室がポンプヘッドの両側に構成され、連続的に液体を吐出する2連型である。一つは、ポンプ室が、ポンプヘッドの片側にのみ構成され、間欠的に液体を吐出する単型である。一つは、単型のポンプヘッドにおけるポンプ室とは反対側にアキュムレータが一体的に構成されたアキュムレータ付きの単型である。 There are three main types of bellows pumps. One is a double type in which the pump chamber is configured on both sides of the pump head and continuously discharges the liquid. One is a single type in which the pump chamber is configured only on one side of the pump head and intermittently discharges liquid. One is a single type with an accumulator in which an accumulator is integrally formed on the opposite side of the pump chamber in the single type pump head.
いずれの型も、吸入通路及び吐出通路は、ポンプヘッドの側面側において、吸入通路出口(吸入側逆止弁)及び吐出通路入口(吐出側逆止弁)が、ポンプヘッドの側面の中心を通過する鉛直線上、かつポンプヘッドの側面の中心を対称点とする点対象の上下2位置に開口される。また、ポンプヘッドの外周面において、ベローズポンプにおける吸入口となる吸入通路入口が前向きに開口され、ベローズポンプにおける吐出口となる吐出通路出口が前向き或いは上向きに開口されており、継手がポンプ本体より前向きに突出する(特許文献1、2参照)。
In both types, the suction passage and the discharge passage are on the side of the pump head, and the suction passage outlet (suction side check valve) and the discharge passage inlet (discharge side check valve) pass through the center of the side of the pump head. Are opened at two upper and lower positions on a vertical line and a point target with the center of the side surface of the pump head as a symmetric point. Also, on the outer peripheral surface of the pump head, a suction passage inlet serving as a suction port in the bellows pump is opened forward, a discharge passage outlet serving as a discharge port in the bellows pump is opened forward or upward, and the joint is connected to the pump body. It protrudes forward (see
半導体ウエハ等の製造において使用されるベローズポンプには、クリーンルームの低コスト化・省スペース化に伴い、設置面積の小型化が求められている。この際、ベローズポンプを真上から見たベローズポンプ全体の上面形状が、即ちベローズポンプの設置形状が突出部のない単純な長方形であると、より小さい設置面積を実現することができる。 The bellows pump used in the manufacture of semiconductor wafers and the like is required to reduce the installation area as the clean room is reduced in cost and space. At this time, a smaller installation area can be realized when the top surface shape of the bellows pump as viewed from directly above, that is, the installation shape of the bellows pump is a simple rectangle having no protrusions.
しかし、上記従来のベローズポンプでは、継手がポンプ本体より前向きに突出する上に、その継手のさらに前方に配管作業スペースを確保する必要もあり、ベローズポンプの設置形状は、2連型とアキュムレータ付きの単型では長方形(ポンプ本体のみの上面形状)の中央が大きく前向きに突出した凸の字形となり、単型では長方形(ポンプ本体のみの上面形状)の一端が大きく前向きに突出したLの字形となり、設置面積が大きく、しかも効果的に小型化できないという問題があった。 However, in the conventional bellows pump, the joint protrudes forward from the pump body, and it is also necessary to secure a piping work space in front of the joint. The installation shape of the bellows pump is a double type and with an accumulator. In the single type, the center of the rectangle (upper shape of the pump body only) has a convex shape with a large forward projection, and in the single type, one end of the rectangle (upper shape of the pump body only) has a large L shape that projects forward. There is a problem that the installation area is large and the size cannot be effectively reduced.
本発明は、設置面積が効果的に小型化されたベローズポンプを提供することを目的とする。 An object of this invention is to provide the bellows pump in which the installation area was effectively reduced in size.
上記課題を解決するための手段としての本発明のベーローズポンプは、液体の吸入通路及び吐出通路を形成するポンプヘッドと、このポンプヘッドの側面側に配置するベローズと、これらポンプヘッドとベローズとで容積が変化可能に構成され吸入通路出口及び吐出通路入口が開口されたポンプ室と、上記吸入通路出口に取り付ける吸入側逆止弁及び上記吐出通路入口に取り付ける吐出側逆止弁とを有し、吸入通路入口及び吐出通路出口は、上記ポンプヘッドの外周面において、両方とも上向き、又は両方とも下向き、又は一方が上向きで他方が下向きに開口する構成とする。 The bellows pump of the present invention as means for solving the above problems includes a pump head forming a liquid suction passage and a discharge passage, a bellows disposed on a side surface of the pump head, the pump head and the bellows. And a pump chamber having a suction passage outlet and a discharge passage inlet open, a suction side check valve attached to the suction passage outlet, and a discharge side check valve attached to the discharge passage inlet. The suction passage inlet and the discharge passage outlet are configured such that both open upward, or both downward, or one upward and the other downward on the outer peripheral surface of the pump head.
上記本発明のベローズポンプでは、吸入通路入口及び吐出通路出口は、ポンプヘッドの外周面において、両方とも上向き、又は両方とも下向き、又は一方が上向きで他方が下向きに開口するという構成を採用することにより、吸入通路入口及び吐出通路出口に取り付ける継手がポンプ本体の上面形状内に収まり、ポンプ本体の上面形状がそのまま設置形状となり、この設置形状は突出部のない単純な長方形となる。しかもポンプ本体の上方、又は下方のスペースが配管作業スペースとなることで、設置面積を効果的に小型化することができる。 In the bellows pump of the present invention described above, the suction passage inlet and the discharge passage outlet are configured such that both open upward, or both downward, or open upward and the other open downward on the outer peripheral surface of the pump head. Thus, the joints attached to the suction passage inlet and the discharge passage outlet are accommodated in the upper surface shape of the pump body, and the upper surface shape of the pump body becomes the installation shape as it is, and this installation shape is a simple rectangle with no protrusion. In addition, since the space above or below the pump body becomes a piping work space, the installation area can be effectively reduced in size.
また、上記本発明のベローズポンプでは、上記ポンプヘッドの側面において、上記吸入通路出口と上記吐出通路入口のうち、一方を上記ポンプヘッドの側面の中心を通過する鉛直線よりも一側で開口し、もう一方を反対側で開口するという構成を採用した場合、吸入通路入口及び吐出通路出口を同じ向きで開口したものにおいても、吸入通路入口及び吐出通路出口に取り付ける継手の相互間に、配管作業のための距離を確保することができる。 In the bellows pump of the present invention, on the side surface of the pump head, one of the suction passage outlet and the discharge passage inlet is opened on one side of a vertical line passing through the center of the side surface of the pump head. In the case of adopting a configuration in which the other side is opened on the opposite side, piping work is performed between the joints attached to the suction passage inlet and the discharge passage outlet even when the suction passage inlet and the discharge passage outlet are opened in the same direction. The distance for can be ensured.
また、上記本発明のベローズポンプでは、上記ポンプヘッドの側面において、上記吸入通路出口と上記吐出通路入口とを、上記ポンプヘッドの側面の中心を通過する水平線上、かつ上記ポンプヘッドの側面の中心を対称点とする点対象の2位置に開口するという構成を採用した場合、吸入通路入口及び吐出通路出口を同じ向きで開口したものにおいても、吸入通路入口及び吐出通路出口に取り付ける継手の相互間に、配管作業のための距離を確保することができ、しかも最大に確保することができる。 In the bellows pump of the present invention, on the side surface of the pump head, the suction passage outlet and the discharge passage inlet are on a horizontal line passing through the center of the side surface of the pump head and the center of the side surface of the pump head. In the case of adopting a configuration in which openings are made at two positions that are symmetrical with respect to each other, even if the suction passage inlet and the discharge passage outlet are opened in the same direction, the joints attached to the suction passage inlet and the discharge passage outlet In addition, the distance for the piping work can be secured, and the maximum can be secured.
また、上記本発明のベローズポンプでは、上記ポンプヘッドには、上記ポンプ室を上記吐出側逆止弁よりも下流側の上記吐出通路に連通接続する第二吐出通路を形成し、上記ポンプヘッドの側面において開口される第二吐出通路入口に、開弁動作圧力が上記吐出側逆止弁よりも低い第二吐出側逆止弁を設けるという構成を採用した場合、ベローズ伸長動作終了時等に液体の流れを急に止めたとき、ポンプ室の圧力上昇に対し、第二吐出側逆止弁が吐出側逆止弁よりも低い圧力で開弁動作し、ポンプ室の液体を第二吐出通路を通して吐出側逆止弁よりも下流側の吐出通路に流出させ、ポンプ室の圧力を第二吐出通路を通して吐出側逆止弁よりも下流側の吐出通路に逃がすことができ、ウータハンマ(水撃現象)の発生を防止することができる。 In the bellows pump of the present invention, the pump head is provided with a second discharge passage that connects the pump chamber to the discharge passage on the downstream side of the discharge-side check valve. When a configuration is adopted in which a second discharge-side check valve having a valve opening operating pressure lower than the discharge-side check valve is provided at the second discharge passage inlet that is opened on the side surface, the liquid is discharged at the end of the bellows extension operation, etc. When the flow of air suddenly stops, the second discharge side check valve opens at a lower pressure than the discharge side check valve against the pressure increase in the pump chamber, and the liquid in the pump chamber passes through the second discharge passage. Outflow to the discharge passage downstream of the discharge check valve, allowing the pressure in the pump chamber to escape to the discharge passage downstream of the discharge check valve through the second discharge passage. Can be prevented.
また、上記本発明のベローズポンプでは、上記第二吐出通路は、上記吐出通路よりも細く、上記ポンプヘッドの側面において、上記第二吐出通路入口を、上記吐出通路入口よりも高い位置に開口するという構成を採用した場合、第二吐出側逆止弁が吐出側逆止弁よりも高い位置に配置され、スラリーを含んだ液体においても第二吐出側逆止弁を継続的に安定して機能させ、ウォータハンマの発生を継続的に安定して防止することができる。 In the bellows pump of the present invention, the second discharge passage is narrower than the discharge passage, and the second discharge passage inlet is opened at a position higher than the discharge passage inlet on the side surface of the pump head. When the configuration is adopted, the second discharge side check valve is placed at a higher position than the discharge side check valve, and the second discharge side check valve functions continuously and stably even in liquid containing slurry. The occurrence of water hammer can be continuously and stably prevented.
また、上記本発明のベローズポンプでは、上記第二吐出通路は、上記吐出通路における上記吐出通路出口の開口方向に沿った部位の中心線より外れた位置において当該部位と交差するように形成し、この交差部で上記吐出通路における上記吐出通路出口の開口方向に沿った部位と連通接続するという構成を採用した場合、吐出通路における吐出通路出口の開口方向に沿った部位の中心線上で当該部位と交差する第二吐出通路と比べて、ベローズの伸縮方向に沿った第二吐出通路において、より大きな第二吐出通路出口(第二吐出通路と吐出通路における吐出通路出口の開口方向に沿った部位との連通孔)を設けることができ、第二吐出通路での液体の流れ抵抗を小さく抑え、ポンプ室の圧力を吐出側逆止弁よりも下流側の吐出通路に素早く逃がすことができるため、ウォータハンマの発生を効果的に防止することができる。 In the bellows pump of the present invention, the second discharge passage is formed so as to intersect with the portion at a position deviating from the center line of the portion along the opening direction of the discharge passage outlet in the discharge passage. When adopting a configuration in which the intersection is connected to a portion along the opening direction of the discharge passage outlet in the discharge passage, the portion on the center line of the portion along the opening direction of the discharge passage outlet in the discharge passage Compared with the intersecting second discharge passage, in the second discharge passage along the expansion and contraction direction of the bellows, a larger second discharge passage outlet (a portion along the opening direction of the discharge passage outlet in the second discharge passage and the discharge passage) Communication holes), the flow resistance of the liquid in the second discharge passage is kept small, and the pressure in the pump chamber is quickly released to the discharge passage downstream of the discharge check valve. Since it is Succoth, it is possible to effectively prevent the occurrence of water hammer.
また、上記本発明のベローズポンプでは、上記吐出側逆止弁が、弁体を閉弁方向に付勢するスプリングを有するのに対し、上記第二吐出側逆止弁は、弁体を閉弁方向に付勢するスプリングは有していないもので、弁体としてボールを有するボール弁であるという構成を採用した場合、第二吐出側逆止弁がボール弁であり、ボール以外の弁体を備える弁と比べて、第二吐出通路を大径に形成することができると共に、ボールを閉弁方向に付勢するスプリングを有しておらず、弁体を閉弁方向に付勢するスプリングを有する吐出側逆止弁と比べて、ベローズの伸縮に応じた液体の流れやポンプ室の圧力変化に対する応答性に優れ、このような液体の流れ抵抗が小さい第二吐出通路と応答性に優れた第二吐出側逆止弁とによって、ポンプ室の圧力を吐出側逆止弁よりも下流側の吐出通路にさらに素早く逃がすことができるため、ウォータハンマの発生をさらに効果的に防止することができる。 In the bellows pump of the present invention, the discharge-side check valve has a spring that biases the valve body in the valve closing direction, whereas the second discharge-side check valve closes the valve body. In the case of adopting a configuration in which a ball valve having a ball as a valve body is employed, the second discharge side check valve is a ball valve, and a valve body other than the ball is not used. Compared with the valve provided, the second discharge passage can be formed with a large diameter, and does not have a spring for urging the ball in the valve closing direction, and a spring for urging the valve body in the valve closing direction. Compared with the discharge side check valve, it has excellent response to the flow of liquid according to the expansion and contraction of the bellows and the pressure change of the pump chamber, and excellent response to the second discharge passage with such a small flow resistance of the liquid. The pressure in the pump chamber is controlled by the second discharge side check valve. Since than outlet side check valve can be released more quickly discharge passage downstream, it is possible to more effectively prevent the occurrence of water hammer.
本発明によれば、設置面積が効果的に小型化されたベローズポンプを提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a bellows pump whose installation area is effectively reduced in size.
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1、図2に、本発明の実施例1によるベローズポンプの外観を示し、図3、図4に、その内部構造を示す。図1は、斜視図で、図2は、上面図で、図3は、断面前面図で、図4は、断面上面図で、それぞれを示す。 1 and 2 show the appearance of a bellows pump according to a first embodiment of the present invention, and FIGS. 3 and 4 show the internal structure thereof. 1 is a perspective view, FIG. 2 is a top view, FIG. 3 is a sectional front view, and FIG. 4 is a sectional top view.
本実施例のベローズポンプ1は、半導体ウエハ等の製造において洗浄水、薬液、研磨液、及びそれらの混合液等の液体移送に用いられ、板面を左右方向(水平方向)に向けた板状のポンプヘッド2と、このポンプヘッド2の左右方向の両側に取り付けられる一対のポンプケース3と、各ポンプケース3の内部において、ポンプヘッド2の左右方向の側面に取り付けられる一対のベローズ4と、各ベローズ4の内部において、ポンプヘッド2の左右方向の側面に取り付けられる計4個の逆止弁5、6と、を有して2連型のポンプ本体を構成している。
The bellows pump 1 of the present embodiment is used for liquid transfer of cleaning water, chemical liquid, polishing liquid, and mixed liquid thereof in the manufacture of semiconductor wafers and the like, and has a plate shape whose plate surface is directed in the horizontal direction (horizontal direction). The
ベローズ4は、有底円筒状に形成され、ベローズ4の開口側端部がポンプヘッド2に固定されている。ベローズ4の周壁は蛇腹状に形成されて左右方向に伸縮可能に構成されている。ポンプヘッド2の側面とベローズ4の内壁とによって囲繞された空間が、容積変化可能なポンプ室7とされている。ベローズポンプ1は、ポンプヘッド2の左右方向の両側に一対のポンプ室7を有している。
The
ポンプケース3は、有底円筒状に形成され、ポンプケース3の外壁には複数のフランジ3aが底壁に沿って突出形成されている。一対のポンプケース3は、左右方向で対向しているフランジ3a間にわたされた通しボルトによって、互いにポンプヘッド2に締め付けられ、ポンプヘッド2の左右方向の両側に固定されている。ポンプヘッド2の側面とベローズ4の外壁とポンプケース3の内壁とによって囲繞された空間が空気室8とされている。ベローズポンプ1は、ポンプヘッド2の左右方向の両側に一対の空気室8を有している。
The
一対のベローズ4は、一方が伸長したときに他方が収縮し、一方が収縮したときに他方が伸長するように、ベローズ連動機構9によって連動連結されている。このベローズ連動機構9は、各ベローズ4の底壁外面に重ね合わされて固定された円板状の一対の作動板10と、各作動板10の中心部より一体的に突出形成された一対の連結軸11と、各ポンプケース3の底壁中心孔に装着され、各連結軸11を摺動自在に貫通させる軸受12と、各ポンプケース3の底壁より外部に突出された各連結軸11の端部にボルト止めで中央が連結された角棒状の一対の連結板13と、ポンプヘッド2と各ポンプケース3の外周側で、一対の連結板13の上部同士及び下部同士をそれぞれ連結する平行な2本の連結ロッド14とで構成されている。
The pair of
ポンプケース3の底壁には空気供給口15が設けられており、この空気供給口15は、図示しない切換弁を介してエアコンプレッサ等の空気供給装置(駆動装置)に接続されている。
An
ポンプケース3には、連結板13を収容する有底角筒状のポンプ脚16が一体に形成されており、このポンプ脚16には、当該ポンプ脚16の下面に沿って前後方向に突出されるポンプ固定座17が一体に形成されている。ポンプ脚16の開口側端部には、平板状のカバー18がビス止めで取り付けられ、ポンプ脚16の端部開口がカバー18で覆われている。
The
ポンプ脚16の天板部には、接近センサからなる検出センサ19が取り付けられており、この検出センサ19は、連結板13の上端に取り付けられた作動体20を検知して、ベローズ4の収縮状態を検知する。
A
空気供給装置によって生成された適当な圧力の空気は、各ポンプケース3の底壁に設けられた空気供給口15より一対の空気室8に対して交互に供給される。一方の空気室8に空気が供給されると、当該空気室8内に配置された一方のベローズ4が収縮し、このベローズ4の収縮に連動して他方のベローズ4が伸長する。そして、他方のベローズ4側の作動体20が当該作動体20の検出センサ19によって検出されると、空気供給装置によって生成された空気は、切換弁によって他方の空気供給口15より他方の空気室8に供給される。これによって、他方のベローズ4が収縮し、このベローズ4の収縮に連動して一方のベローズ4が伸長する。このようなベローズ4の伸縮に伴って、ポンプ室7の容積が拡縮変化することで、ポンプ室7内への液体の吸入とポンプ室7内からの液体の吐出とが、交互に連続して行われ、当該液体を移送可能となっている。
Air of appropriate pressure generated by the air supply device is alternately supplied to the pair of
ところで、図2に示すように、ベローズポンプ1のポンプ本体の上面形状(下面形状も同じ)は、ポンプヘッド2の外周面と、このポンプヘッド2の左右両側に配置された一対のポンプケース3の外壁面と、各ポンプケース3におけるポンプヘッド2と反対側の端部に形成された一対のポンプ脚16の外壁面と、各ポンプ脚16より前後に突出して形成された計4つのポンプ固定座17とで構成されるが、これらはポンプヘッド2の直径が短手方向の幅寸法となる、図2の仮想線で示す横長な長方形内に収まり、この長方形がポンプ本体の上面形状Sとなる。
By the way, as shown in FIG. 2, the upper surface shape (the same lower surface shape) of the pump body of the bellows pump 1 is the outer peripheral surface of the
図5、図6に、ポンプヘッドの外観を示し、図7に、その内部構造を示す。図5は、斜視図で、図6は、側面図で、図7は、図6のA−A断面図で、それぞれを示す。 5 and 6 show the appearance of the pump head, and FIG. 7 shows its internal structure. 5 is a perspective view, FIG. 6 is a side view, and FIG. 7 is a cross-sectional view taken along line AA of FIG.
図4〜図7に示すように、ポンプヘッド2の内部には、当該ポンプヘッドの側面と外周面との間に吸入通路21及び吐出通路22が形成されている。この吸入通路21及び吐出通路22は、ポンプヘッド2の外周面において一端を開口する円管状の主通路21A、22Aを有し、吸入通路21においてその主通路21Aのポンプヘッド2の外周面への開口端部が雌ネジ孔からなる吸入通路入口21aとされ、吐出通路22においてその主通路22Aのポンプヘッド2の外周面への開口端部が雌ネジ孔からなる吐出通路出口22bとされている。これら吸入通路入口21a及び吐出通路出口22bには、配管を接続するための継手23、24が取り付けられる。この継手23、24は、継手本体23a、24aの雄ネジ部を吸入通路入口21a及び吐出通路出口22bに螺合することで、ポンプヘッド2の外周面より吸入通路入口21a及び吐出通路出口22bに向かって突出した状態で、ポンプヘッド2に固定される。配管には樹脂製チューブが使用され、継手23、24には樹脂製管継手が使用される。この樹脂製管継手は、樹脂製チューブの接続端部を拡径した拡径部をポンプヘッド2に固定された樹脂製継手本体23a、24aに差し込み、樹脂製ユニオンナット23b、24bで締め付けることで、抜け止めとシールを行う。この樹脂製管継手には、樹脂製チューブの接続端部にフレア加工を施すことで拡径部を形成し、樹脂製継手本体23a、24aと樹脂製チューブの拡径部内壁との間でシールを行う一重シール構造を有するフレアタイプと呼ばれるものと、樹脂製チューブへの圧入側端部外壁に断面形状が三角形の環状凸部を有する樹脂製スリーブを樹脂製チューブの接続端部に圧入することで拡径部を形成し、樹脂製継手本体23a、24aと樹脂製チューブの拡径部内壁との間及び樹脂製継手本体23a、24aと樹脂製スリーブとの間の一次シールと、樹脂製継手本体23a、24aと樹脂製チューブの拡径部外壁との間の二次シールとでシールを行う二重シール構造を有するスリーブタイプと呼ばれるものがある。図示する継手23、24は直管形状の樹脂製継手本体23a、24aを備えたスリーブタイプである。
As shown in FIGS. 4 to 7, a
また、吸入通路21及び吐出通路22は、ベローズポンプ1が2連型のため、それぞれの主通路21A、22Aの閉鎖端部よりポンプヘッド2の左右側面に向けて分岐する分岐通路21B、22Bを有し、各分岐通路21B、22Bは、主通路21A、22Aと同径であって、ポンプヘッド2の左右側面間を貫通し、ポンプヘッド2の左右側面において両端を開口する円管状の水平通路から構成され、吸入通路21においてその分岐通路21Bのポンプヘッド2の側面への開口端部が雌ネジ孔からなる吸入通路出口21bとされ、吐出通路22においてその分岐通路22Bのポンプヘッド2の側面への開口端部が雌ネジ孔からなる吐出通路入口22aとされている。吸入通路出口21bには、吸入通路21からポンプ室7への液体の流れを許容し、ポンプ室7から吸入通路21への液体の流れを阻止する吸入側逆止弁5が取り付けられ、吸入通路出口21bは吸入側逆止弁5を介してポンプ室7と連通されている。吐出通路入口22aには、ポンプ室7から吐出通路22への液体の流れを許容し、吐出通路22からポンプ室7への液体の流れを阻止する吐出側逆止弁6が取り付けられ、吐出通路入口22aは吐出側逆止弁6を介してポンプ室7と連通されている。各主通路21A、22Aは、各分岐通路21B、22Bの中央よりポンプヘッド2の外周面に向かって延伸し先端をポンプヘッド2の外周面において開口する、分岐通路21B、22Bに対して垂直な通路から構成される。
Further, the
図4〜図6に示すように、吸入側逆止弁5は、弁箱5a、弁座5b、弁体5c、及びスプリング5dから構成されている。弁箱5aは、有底円筒状に形成され、ポンプヘッド2の側面よりベローズ4の伸縮方向に沿ってポンプ室7に突出する状態、かつベローズ4及び吐出側逆止弁6に接触しない状態で、開口端部の雄ネジ部を吸入通路出口21bに螺合することで、ポンプヘッド2に固定され、底壁には、ポンプ室7における吸入口5Aが形成されている。弁座5bは、吸入通路21における吸入通路出口21bの直上流部に形成されている。弁体5cは、弁座5bに衝合してこれを閉塞する閉弁位置(図4の紙面上側の吸入側逆止弁5)と弁座5bから離間してこれを開放する開弁位置(図4の紙面下側の吸入側逆止弁5)との間で変位可能に、弁箱5a内に配置されている。スプリング5dは、弁箱5a内に配置され、弁体5cを閉弁方向に常時付勢する。
As shown in FIGS. 4 to 6, the suction
図4〜図7に示すように、吐出側逆止弁6は、弁箱6a、弁座6b、弁体6c、及びスプリング6dから構成されている。弁箱6aは、有底円筒状に形成され、ポンプヘッド2の側面よりベローズ4の伸縮方向に沿ってポンプ室7に突出する状態、かつベローズ4及び吸入側逆止弁5に接触しない状態で、開口端部の雄ネジ部を吐出通路入口22aに螺合することで、ポンプヘッド2に固定され、底壁には、ポンプ室7における吐出口6Aが形成されている。弁座6bは、弁箱6aの吐出口6Aの縁部に形成されている。弁体6cは、弁座6bに衝合してこれを閉塞する閉弁位置(図4の紙面下側の吐出側逆止弁6、図7の紙面右側の吐出側逆止弁6)と弁座6bから離間してこれを開放する開弁位置(図4の紙面上側の吐出側逆止弁6、図7の紙面左側の吐出側逆止弁6)との間で変位可能に、弁箱6a内に配置されている。スプリング6dは、弁箱6a内に配置され、弁体6cを閉弁方向に常時付勢する。
As shown in FIGS. 4-7, the discharge
ところで、図6に示すように、吸入通路21全体は、ポンプヘッド2の内部において、ポンプヘッド2の側面の中心Pを通過する鉛直線Yを含む鉛直面よりも一側半部、例えば図6の紙面左側半部に形成され、吐出通路22全体は、ポンプヘッド2の内部において、吸入通路21全体と反対に、ポンプヘッド2の側面の中心Pを通過する鉛直線Yを含む鉛直面よりも他側半部、例えば図6の紙面右側半部に形成されている。しかも吸入通路21全体と吐出通路22全体は、ポンプヘッド2の側面の中心Pを通過する鉛直線Yを含む鉛直面を対称面とする対称な2位置に対称形状で形成されている。さらに具体的には、吸入通路21における分岐通路21Bと吐出通路22における分岐通路22Bは、ポンプヘッド2の内部において、ポンプヘッド2の側面の中心Pを通過する水平線Xを含む水平面上に形成され、しかもポンプヘッド2の側面の中心Pを通過する鉛直線Yを含む鉛直面を対称面とする対称な2位置に対称形状で形成されている。そして、吸入通路21における主通路21Aと吐出通路22における主通路22Aは、ポンプヘッド2の内部において、それぞれの分岐通路21B、22Bの中央より上方に向かってポンプヘッド2の外周面まで平行に延伸し、ポンプヘッド2の側面の中心Pを通過する鉛直線Yを含む鉛直面を対称面とする対称な2位置に対称形状で形成されている。
By the way, as shown in FIG. 6, the
こうして、吸入通路入口21a及び吐出通路出口22bは、ポンプヘッド2の外周面において、両方とも上向きに開口する構成としてある。また、吸入通路入口21a及び吐出通路出口22bが両方とも上向き、即ち同方向に開口されるため、ポンプヘッド2の側面において、吸入通路出口21bと吐出通路入口22aのうち、一方をポンプヘッド2の側面の中心Pを通過する鉛直線よりも一側半部で開口し、もう一方を反対側半部で開口する、例えば吸入通路出口21bをポンプヘッド2の側面の中心Pを通過する鉛直線よりも図6の紙面左側半部で開口し、吐出通路入口22aを図6の紙面右側半部で開口する構成としてある。さらに、ポンプヘッド2の側面において、吸入通路出口21bと吐出通路入口22aとを、ポンプヘッド2の側面の中心Pを通過する水平線上、かつポンプヘッド2の側面の中心Pを対称点とする点対象の2位置に開口する構成としてある。
Thus, the
図8は、第二吐出通路及び第二吐出側逆止弁を示す断面斜視図である。 FIG. 8 is a cross-sectional perspective view showing the second discharge passage and the second discharge side check valve.
図5〜図8に示すように、ポンプヘッド2の内部には、ポンプ室7を吐出側逆止弁6よりも下流側の吐出通路22に連通接続する第二吐出通路26が形成されている。第二吐出通路26は、吐出通路22よりも小径であって、ポンプヘッド2の左右側面間を貫通し、ポンプヘッド2の左右側面において両端を開口する円管状の水平通路から構成され、ポンプヘッド2の側面への開口端部が雌ネジ孔からなる第二吐出通路入口26aとされている。さらに、第二吐出通路26は、吐出側逆止弁6よりも下流側の吐出通路22における分岐通路22Bの中央より上方に向かってポンプヘッド2の外周面まで延伸する主通路22Aの途中の部位であって、より好ましい上部と交差する位置に形成され、この交差部において第二吐出通路26が主通路22Aの壁面に開口され、この開口が第二吐出通路26における主通路22Aとの連通孔である第二吐出通路出口26bとされている。またさらに、第二吐出通路26は、主通路22Aの中心線より外れた位置であって、より好ましい主通路22Aの壁面の一部と第二吐出通路26の周壁の一部が互いに交差し、この交差部において互いの壁面を破り合った結果の開口が第二吐出通路出口26bとなるような位置に形成されている。
As shown in FIGS. 5 to 8, a
また、ポンプヘッド2の側面において開口される第二吐出通路入口26aには、ポンプ室7から第二吐出通路26への液体の流れを許容し、第二吐出通路26からポンプ室7への液体の流れを阻止する第二吐出側逆止弁27が設けられている。この第二吐出側逆止弁27は、開弁動作圧力が吐出側逆止弁6よりも低い逆止弁で構成されている。さらに、第二吐出側逆止弁27は、弁蓋27a、弁座27b、弁箱27c、及び弁体27dから構成されている。弁蓋27aは、内径が第二吐出通路26の直径と同程度の円筒状に形成され、全体が第二吐出通路入口26aに螺合され、一端面がポンプヘッド2の側面を含む一平面内に位置する状態で、雄ネジ部を第二吐出通路入口26aに螺合することで、ポンプヘッド2に固定され、一方の端部開口は、ポンプ室7における第二吐出口27Aとなっている。弁座27bは、弁蓋27aの他方の端部開口縁に形成されている。弁箱27cは、第二吐出通路26における第二吐出通路入口26aの直下流部位に形成されている。弁体27dは、球形状に形成され、即ちボールであり、弁座27bに衝合してこれを閉塞する閉弁位置(図7の紙面右側の第二吐出側逆止弁27)と弁座27bから離間してこれを開放する開弁位置(図7の紙面左側の第二吐出側逆止弁27)との間で変位可能に、弁箱27c内に配置されている。
Further, the second
こうして、ポンプヘッド2には、ポンプ室7を吐出側逆止弁6よりも下流側の吐出通路22に連通接続する第二吐出通路26を形成し、ポンプヘッド2の側面において開口される第二吐出通路入口26aに、開弁動作圧力が吐出側逆止弁6よりも低い第二吐出側逆止弁27を設ける構成としてある。また、第二吐出通路26は、吐出通路22よりも細く、ポンプヘッド2の側面において、第二吐出通路入口26aを、吐出通路入口22aよりも高い位置に開口する構成としてある。また、第二吐出通路26は、吐出通路22における吐出通路出口22bの開口方向に沿った部位である主通路22Aの中心線より外れた位置において当該主通路22Aと交差するように形成し、この交差部で吐出通路22における主通路22Aと連通接続する構成としてある。また、吐出側逆止弁6が、弁体6cを閉弁方向に付勢するスプリング6dを有するのに対し、第二吐出側逆止弁27は、弁体を閉弁方向に付勢するスプリングは有していないもので、弁体としてボール27dを有するボール弁である構成としてある。
Thus, the
なお、ベローズポンプ1の構成部材のうち、ポンプヘッド2、ベローズ4、吸入側逆止弁5、吐出側逆止弁6、第二吐出側逆止弁27等の液体と接触するものについては、PTEFやPFA等のフッ素樹脂によって作られている。また、継手23、24及び配管についても同様である。
Among the components of the bellows pump 1, those that come into contact with liquid such as the
次に、本実施例のベローズポンプ1の動作を図3、図4を参照して説明する。 Next, the operation of the bellows pump 1 of the present embodiment will be described with reference to FIGS.
図3、図4に示すように、右側(紙面上側)のベローズ4が収縮し、左側(紙面下側)のベローズ4が伸長した場合、ポンプヘッド2の右側面に取り付けられた吸入側逆止弁5と吐出側逆止弁6及び第二吐出側逆止弁27の各弁体5c、6c、27aは、右側のポンプ室7内の液体から圧力を受けて各弁箱5a、6a、27c内を左側に移動する。これにより、吸入側逆止弁5が閉弁すると共に、吐出側逆止弁6と第二吐出側逆止弁27とが開弁し、右側のポンプ室7内の液体が吐出通路22及び継手24を経て、この継手24に接続された配管へ吐出される。
As shown in FIGS. 3 and 4, when the
ポンプヘッド2の左側面に取り付けられた吸入側逆止弁5と吐出側逆止弁6及び第二吐出側逆止弁27の各弁体5c、6c、27aは、左側のポンプ室7の吸引作用によって各弁箱5a、6a、27c内を左側に移動する。これにより、吸入側逆止弁5が開弁すると共に、吐出側逆止弁6と第二吐出側逆止弁27とが閉弁し、配管よりこれが接続された継手23及び吸入通路21を経て、左側のポンプ室7内に液体が吸入される。
The
上記と逆に、左側(紙面下側)のベローズ4が収縮し、右側(紙面上側)のベローズ4が伸長した場合、ポンプヘッド2の左側面に取り付けられた吸入側逆止弁5と吐出側逆止弁6及び第二吐出側逆止弁27の各弁体5c、6c、27aは、左側のポンプ室7内の液体から圧力を受けて各弁箱5a、6a、27c内を右側に移動する。これにより、吸入側逆止弁5が閉弁すると共に、吐出側逆止弁6と第二吐出側逆止弁27とが開弁し、左側のポンプ室7内の液体が吐出通路22及び継手24を経て、この継手24に接続された配管へ吐出される。
Contrary to the above, when the
ポンプヘッド2の右側面に取り付けられた吸入側逆止弁5と吐出側逆止弁6及び第二吐出側逆止弁27の各弁体5c、6c、27aは、右側のポンプ室7の吸引作用によって各弁箱5a、6a、27c内を右側に移動する。これにより、吸入側逆止弁5が開弁すると共に、吐出側逆止弁6と第二吐出側逆止弁27とが閉弁し、配管よりこれが接続された継手23及び吸入通路21を経て、右側のポンプ室7内に液体が吸入される。
The
以上の動作を繰り返し行うことで、左右のポンプ室7(ベローズ4)は、交互に液体の吸入と吐出とを行い、ポンプ室7の容積とストローク回数とによって規定される容量の液体を移送する。
By repeatedly performing the above operation, the left and right pump chambers 7 (bellows 4) alternately suck and discharge the liquid, and transfer a volume of liquid defined by the volume of the
次に、本実施例のベローズポンプ1の作用効果について説明する。 Next, the effect of the bellows pump 1 of a present Example is demonstrated.
吸入通路入口21a及び吐出通路出口22bは、ポンプヘッド2の外周面において、両方とも上向きに開口するので、吸入通路入口21a及び吐出通路出口22bに取り付けられる継手23、24がポンプ本体の上面形状S内に収まり、ポンプ本体の上面形状Sがそのままベローズポンプ1の設置形状となり、この設置形状は突出部のない単純な長方形となる。しかもポンプ本体の上方が配管作業スペースとなることで、設置面積を効果的に小型化することができる。
Since the
また、ベローズポンプ1は、ベローズ4を伸縮させてポンプ室7の容積を変化させ吸入・吐出を行うポンプであるが故に、ポンプ本体の外形寸法の小型化で設置面積を小型化しようとすると、ポンプ室7の最大容積が減少し、最大吐出量が減少させてしまうが、吸入通路入口21a及び吐出通路出口22bに取り付けられる継手23、24をポンプ本体の上面形状S内に収めるだけで、ポンプ本体の外形寸法は小型化しないので、最大吐出量を等のポンプ性能を殆ど低下させることなく設置面積を効果的に小型化することができる。
In addition, the bellows pump 1 is a pump that performs expansion and contraction of the
また、ポンプヘッド2の側面において、吸入通路出口21bと吐出通路入口22aのうち、一方をポンプヘッド2の側面の中心Pを通過する鉛直線Yよりも一側で開口し、もう一方を反対側で開口するので、吸入通路入口21a及び吐出通路出口22bに取り付けられる継手23、24の相互間に、配管作業のための距離25を確保することができる。
Further, on the side surface of the
また、ポンプヘッド2の側面において、吸入通路出口21bと吐出通路入口22aとを、ポンプヘッド2の側面の中心Pを通過する水平線X上、かつポンプヘッド2の側面の中心Pを対称点とする点対象の2位置に開口するので、吸入通路入口21a及び吐出通路出口22bに取り付けられる継手23、24の相互間に、配管作業のための距離25を確保することができ、しかも最大に確保することができる。
Further, on the side surface of the
ポンプヘッド2には、ポンプ室7を吐出側逆止弁6よりも下流側の吐出通路22に連通接続する第二吐出通路26を形成し、ポンプヘッド2の側面において開口される第二吐出通路入口26aに、開弁動作圧力が吐出側逆止弁6よりも低い第二吐出側逆止弁27を設けるので、ベローズ4伸長動作終了時等に液体の流れを急に止めたとき、ポンプ室7の圧力上昇に対し、第二吐出側逆止弁27が吐出側逆止弁6よりも低い圧力で開弁動作し、ポンプ室7の液体を第二吐出通路26を通して吐出側逆止弁6よりも下流側の吐出通路22に流出させ、ポンプ室7の圧力を第二吐出通路26を通して吐出側逆止弁6よりも下流側の吐出通路22に逃がすことができ、即ち、ポンプ室7の急激な圧力上昇を回避することができ、ウータハンマ(水撃現象)の発生を防止することができる。
In the
また、第二吐出通路26は、吐出通路22よりも細く、ポンプヘッド2の側面において、第二吐出通路入口26aを、吐出通路入口22aよりも高い位置に開口するので、第二吐出側逆止弁27が吐出側逆止弁6よりも高い位置に配置され、研磨剤を含むスラリーを含んだ液体においても、研磨剤の沈殿による第二吐出側逆止弁27の詰まりや動作不良、研磨剤による弁座27bやボール27dの磨耗・損傷を防止することができ、吐出側逆止弁6が長期間安定した性能を発揮することができて、第二吐出側逆止弁27を継続的に安定して機能させ、ウォータハンマの発生を継続的に安定して防止することができる。
Further, the
第二吐出通路26は、吐出通路22における吐出通路出口22bの開口方向に沿った部位である主通路22Aの中心線より外れた位置において当該主通路22Aと交差するように形成し、この交差部で吐出通路22における主通路22Aと連通接続するので、吐出通路22における主通路22Aの中心線上で交差する第二吐出通路と比べて、ベローズ4の伸縮方向に沿った第二吐出通路26において、より大きな第二吐出通路出口26b(第二吐出通路26と吐出通路22における吐出通路出口22bの開口方向に沿った部位との連通孔)を設けることができ、第二吐出通路26での液体の流れ抵抗を小さく抑え、ポンプ室7の圧力を吐出側逆止弁6よりも下流側の吐出通路22に素早く逃がすことができるため、ウォータハンマの発生を効果的に防止することができる。
The
吐出側逆止弁6が、弁体6cを閉弁方向に付勢するスプリング6dを有するのに対し、第二吐出側逆止弁27は、弁体を閉弁方向に付勢するスプリングは有していないもので、弁体としてボール27dを有するボール弁であるので、ボール以外の弁体を備える弁と比べて、第二吐出通路26を大径に形成することができると共に、ボール27dを閉弁方向に付勢するスプリングを有しておらず、弁体6cを閉弁方向に付勢するスプリング6dを有する吐出側逆止弁6と比べて、ベローズ4の伸縮に応じた液体の流れやポンプ室7の圧力変化に対する応答性に優れ、このような液体の流れ抵抗が小さい第二吐出通路26と応答性に優れた第二吐出側逆止弁27とによって、ポンプ室7の圧力を吐出側逆止弁6よりも下流側の吐出通路22にさらに素早く逃がすことができるため、ウォータハンマの発生をさらに効果的に防止することができる。
The discharge
以上のとおり、本実施例のベローズポンプ1は、設置面積が効果的に小型化され、配管作業性に優れ、ウォータハンマの発生も防止されたものとなっている。 As described above, the bellows pump 1 of the present embodiment has an installation area that is effectively reduced in size, excellent piping workability, and prevention of water hammer.
図9は、本発明の実施例2によるベローズポンプを示すポンプヘッドの側面図である。 FIG. 9 is a side view of a pump head showing a bellows pump according to a second embodiment of the present invention.
本実施例のベローズポンプ100は、ポンプヘッド102の構造が、部分的に、上記実施例1のベローズポンプ1と異なっており、それ以外は上記実施例1のベローズポンプ1と同一の構造を有し、同一部分は同一符号を用いて、以下相違点を説明する。
The bellows pump 100 of this embodiment is partially different in the structure of the
本実施例のベローズポンプ100が有するポンプヘッド102の内部には、吸入通路121及び吐出通路122が形成され、この吸入通路121及び吐出通路122は、分岐通路21B、22Bと、その分岐通路21B、22Bより上方に向かってポンプヘッド2の外面まで延伸された主通路121A、122Aを有しており、吸入通路121において主通路121Aのポンプヘッド102の外周面への開口端部が雌ネジ孔からなる吸入通路入口121aとされ、吐出通路122においてその主通路122Aのポンプヘッド102の外周面への開口端部が雌ネジ孔からなる吐出通路出口122bとされている。
A
即ち、本実施例のベローズポンプ100は、吸入通路入口121a及び吐出通路出口122bが、ポンプヘッド102の外周面において、両方とも下向きに開口する構成を有するものである。
That is, the bellows pump 100 of this embodiment has a configuration in which the
また、第二吐出通路26及び第二吐出側逆止弁27を有しており、吐出通路122の主通路122Aは、分岐通路21Bと交差し、さらに上方へ延伸されて第二吐出通路26と交差し、第二吐出通路出口26bが開口形成されている。
Further, the
図10は、本発明の実施例3によるベローズポンプを示すポンプヘッドの側面図である。 FIG. 10 is a side view of a pump head showing a bellows pump according to a third embodiment of the present invention.
本実施例のベローズポンプ200は、ポンプヘッド202の構造が、部分的に、上記実施例1のベローズポンプ1と異なっており、それ以外は上記実施例1のベローズポンプ1と同一の構造を有し、同一部分は同一符号を用いて、以下相違点を説明する。
The bellows pump 200 of this embodiment is partially different in the structure of the
本実施例のベローズポンプ200が有するポンプヘッド202の内部には、吸入通路221及び吐出通路22が形成され、この吸入通路221及び吐出通路22は、分岐通路21B、22Bを有し、吐出通路22は主通路22Aを有する。また、第二吐出通路26及び第二吐出側逆止弁27も有するものの、吸入通路221のみ分岐通路21Bより下向きにポンプヘッド202の外周面めで延伸された主通路221Aを有しており、この主通路221Aのポンプヘッド202の外周面への開口端部が雌ネジ孔からなる吸入通路入口221aとされている。
A
即ち、本実施例のベローズポンプ200は、ポンプヘッド202の外周面において開口される吸入通路入口221a及び吐出通路出口22bのうち、吸入通路入口221aが下向きで吐出通路出口22bが上向きに開口されたものである。即ち、吸入通路入口221a及び吐出通路出口22bは、ポンプヘッド202の外周面において、一方が上向きで他方が下向きに開口する構成を有するものである。
That is, in the bellows pump 200 of this embodiment, the
図11は、本発明の実施例4によるベローズポンプを示すポンプヘッドの側面図である。 FIG. 11 is a side view of a pump head showing a bellows pump according to a fourth embodiment of the present invention.
本実施例のベローズポンプ300は、ポンプヘッド302の構造が、部分的に、上記実施例1のベローズポンプ1と異なっており、それ以外は上記実施例1のベローズポンプ1と同一の構造を有し、同一部分は同一符号を用いて、以下相違点を説明する。
The bellows pump 300 of the present embodiment is partially different in the structure of the
本実施例のベローズポンプ300が有するポンプヘッド302の内部には、吸入通路321及び吐出通路322が形成され、この吸入通路321及び吐出通路322は、ポンプヘッド302の側面において、ポンプヘッド302の側面の中心Pを通過する水平線X上より上下にズレた位置に開口する吸入通路出口と吐出通路入口の一例として、吸入通路出口321bと吐出通路入口322aとを、ポンプヘッド302の側面の中心Pを通過する傾きを有する直線Z上、かつポンプヘッド2の側面の中心Pを対称点とする点対象の2位置に開口する分岐通路321B、322Bを有すると共に、各分岐通路321B、322Bより上向き(下向き、又は一方が上向きでもう一方が下向きでも可)にポンプヘッド2の外周面まで延伸した主通路321A、322Aを有し、また、第二吐出通路26及び第二吐出側逆止弁27も有している。
A
即ち、本実施例のベローズポンプ300は、吸入通路出口321bと吐出通路入口322aが、ポンプヘッド302の側面において、異なる高さ位置に開口する構成を有するものである。
That is, the bellows pump 300 of the present embodiment has a configuration in which the
図12は、本発明の実施例5によるベローズポンプを示すポンプヘッドの側面図である。 FIG. 12 is a side view of a pump head showing a bellows pump according to a fifth embodiment of the present invention.
本実施例のベローズポンプ400は、ポンプヘッド402の構造が、部分的に、上記実施例1のベローズポンプ1と異なっており、それ以外は上記実施例1のベローズポンプ1と同一の構造を有し、同一部分は同一符号を用いて、以下相違点を説明する。
The bellows pump 400 of the present embodiment is partially different in the structure of the
本実施例のベローズポンプ400が有するポンプヘッド402の内部には、吸入通路21及び吐出通路422が形成され、この吸入通路21及び吐出通路422は、分岐通路21B、22Bを有し、吸入通路21は主通路21Aを有するものの、吐出通路422のみ分岐通路22Bより下向きに外周面まで延伸された主通路422Aを有しており、この主通路422Aのポンプヘッド402の外周面への開口端部が雌ネジ孔からなる吐出通路入口422aとされている。また、第二吐出通路426を有し、第二吐出通路426は、吐出側逆止弁6よりも下流側の吐出通路422における分岐通路22Bより下方に向かってポンプヘッド402の外周面まで延伸する主通路422Aの途中の部位と交差する位置に形成され、この交差部において第二吐出通路426が主通路422Aの壁面に開口され、この開口が第二吐出通路426における主通路422Aとの連通孔である第二吐出通路出口426bとされている。また、ポンプヘッド402の側面において開口される第二吐出通路入口426aには、ポンプ室7から第二吐出通路426への液体の流れを許容し、第二吐出通路426からポンプ室7への液体の流れを阻止する第二吐出側逆止弁427が設けられている。本実施例の第二吐出側逆止弁427は実施例1の第二吐出側逆止弁27と同じ構造を有するものである。
A
即ち、本実施例のベローズポンプ400は、ポンプヘッド402の外周面において開口される吸入通路入口21a及び吐出通路出口422bのうち、吸入通路入口21aを上向きで吐出通路出口422bを下向きに開口する構成を有すると共に、第二吐出通路426が、ポンプヘッド402の側面において、第二吐出通路入口426aを、吐出通路入口22aよりも低い位置に開口する構成を有するものである。
That is, the bellows pump 400 of the present embodiment has a configuration in which the
図13は、本発明の実施例6によるベローズポンプを示すポンプヘッドの側面図である。
FIG. 13 is a side view of a pump head showing a bellows pump according to
本実施例のベローズポンプ500は、ポンプヘッド502の構造が、部分的に、上記実施例1のベローズポンプ1と異なっており、それ以外は上記実施例1のベローズポンプ1と同一の構造を有し、同一部分は同一符号を用いて、以下相違点を説明する。
The bellows pump 500 of the present embodiment is partially different in the structure of the
本実施例のベローズポンプ500が有するポンプヘッド502の内部には、吸入通路521及び吐出通路522が形成され、この吸入通路521及び吐出通路522は、分岐通路21B、22Bと、その分岐通路21B、22Bより上方に向かってポンプヘッド2の外面まで延伸された主通路521A、522Aを有しており、吸入通路121において主通路121Aのポンプヘッド102の外周面への開口端部が雌ネジ孔からなる吸入通路入口521aとされ、吐出通路522においてその主通路522Aのポンプヘッド102の外周面への開口端部が雌ネジ孔からなる吐出通路出口522bとされている。また、第二吐出通路526及び第二吐出側逆止弁527を有し、第二吐出通路526は、吐出側逆止弁6よりも下流側の吐出通路522における分岐通路22Bより下方に向かってポンプヘッド502の外周面まで延伸する主通路522Aの途中の部位と交差する位置に形成され、この交差部において第二吐出通路526が主通路522Aの壁面に開口され、この開口が第二吐出通路526における主通路522Aとの連通孔である第二吐出通路出口526bとされている。また、ポンプヘッド502の側面において開口される第二吐出通路入口526aには、ポンプ室7から第二吐出通路526への液体の流れを許容し、第二吐出通路526からポンプ室7への液体の流れを阻止する第二吐出側逆止弁527が設けられている。本実施例の第二吐出側逆止弁527は実施例1の第二吐出側逆止弁27と同じ構造を有するものである。
A
即ち、本実施例のベローズポンプ500は、吸入通路入口521a及び吐出通路出口521bが、ポンプヘッド502の外周面において、両方とも下向きに開口する構成を有すると共に、第二吐出通路526が、ポンプヘッド502の側面において、第二吐出通路入口526aを、吐出通路入口22aよりも低い位置に開口する構成を有するものである。
That is, the bellows pump 500 of this embodiment has a configuration in which the
図14は、本発明の実施例7によるベローズポンプを示すポンプヘッドの側面図である。 FIG. 14 is a side view of a pump head showing a bellows pump according to a seventh embodiment of the present invention.
本実施例のベローズポンプ600は、ポンプヘッド602の構造が、部分的に、上記実施例1のベローズポンプ1と異なっており、それ以外は上記実施例1のベローズポンプ1と同一の構造を有し、同一部分は同一符号を用いて、以下相違点を説明する。
The bellows pump 600 of the present embodiment is partly different from the bellows pump 1 of the first embodiment except for the structure of the
本実施例のベローズポンプ600が有するポンプヘッド602の内部には、吸入通路21及び吐出通路622が形成され、この吸入通路121及び吐出通路622は、分岐通路21B、22Bと、その分岐通路21B、22Bより上方に向かってポンプヘッド2の外面まで延伸された主通路21A、622Aを有しており、吸入通路21において主通路21Aのポンプヘッド602の外周面への開口端部が雌ネジ孔からなる吸入通路入口21aとされ、吐出通路622においてその主通路622Aのポンプヘッド602の外周面への開口端部が雌ネジ孔からなる吐出通路出口122bとされている。
The
また、第二吐出通路626を有しており、吐出通路522の主通路622Aは、分岐通路22Bと交差し、さらに下方へ延伸されている。第二吐出通路626は、吐出側逆止弁6よりも下流側の吐出通路622における分岐通路622Bを越えて下方に向かって延伸する主通路622Aの下端部と交差する位置に形成され、この交差部において第二吐出通路626が主通路622Aの壁面に開口され、この開口が第二吐出通路626における主通路622Aとの連通孔である第二吐出通路出口626bとされている。また、ポンプヘッド602の側面において開口される第二吐出通路入口626aには、ポンプ室7から第二吐出通路626への液体の流れを許容し、第二吐出通路626からポンプ室7への液体の流れを阻止する第二吐出側逆止弁627が設けられている。本実施例の第二吐出側逆止弁627は実施例1の第二吐出側逆止弁27と同じ構造を有するものである。
Moreover, it has the 2nd discharge channel |
即ち、本実施例のベローズポンプ600は、吸入通路入口21a及び吐出通路出口621bが、ポンプヘッド602の外周面において、両方とも上向きに開口する構成を有すると共に、第二吐出通路626が、ポンプヘッド602の側面において、第二吐出通路入口626aを、吐出通路入口22aよりも低い位置に開口する構成を有するものである。
That is, the bellows pump 600 of this embodiment has a configuration in which the
図15は、本発明の実施例8によるベローズポンプを示すポンプヘッドの側面図である。 FIG. 15 is a side view of a pump head showing a bellows pump according to an eighth embodiment of the present invention.
本実施例のベローズポンプ700は、ポンプヘッド702の構造が、部分的に、上記実施例1のベローズポンプ1と異なっており、それ以外は上記実施例1のベローズポンプ1と同一の構造を有し、同一部分は同一符号を用いて、以下相違点を説明する。
The bellows pump 700 of this embodiment is partially different in the structure of the
本実施例のベローズポンプ700が有するポンプヘッド702の内部には、吸入通路21及び吐出通路722が形成され、この吸入通路21及び吐出通路722は、分岐通路21B、22Bを有し、吸入通路21は主通路21Aを有するものの、吐出通路422のみ分岐通路22Bより下向きに外周面まで延伸された主通路722Aを有しており、この主通路722Aのポンプヘッド702の外周面への開口端部が雌ネジ孔からなる吐出通路入口722aとされている。また、第二吐出通路26及び第二吐出側逆止弁27を有しており、吐出通路722の主通路722Aは、分岐通路21Bと交差し、さらに上方へ延伸されて第二吐出通路26と交差し、第二吐出通路出口26bが開口形成されている。
A
即ち、本実施例のベローズポンプ700は、ポンプヘッド702の外周面において開口される吸入通路入口21a及び吐出通路出口722bのうち、吸入通路入口21aを上向きで吐出通路出口722bを下向きに開口する構成を有すると共に、第二吐出通路726が、ポンプヘッド702の側面において、第二吐出通路入口26aを、吐出通路入口22aよりも高い位置に開口する構成を有するものである。
That is, the bellows pump 700 of this embodiment has a configuration in which the
図16は、本発明の実施例9によるベローズポンプを示すポンプヘッドの側面図である。
FIG. 16 is a side view of a pump head showing a bellows pump according to
本実施例のベローズポンプ800は、ポンプヘッド802の構造が、部分的に、上記実施例1のベローズポンプ1と異なっており、それ以外は上記実施例1のベローズポンプ1と同一の構造を有し、同一部分は同一符号を用いて、以下相違点を説明する。
The bellows pump 800 of the present embodiment is partially different in the structure of the
本実施例のベローズポンプ800が有するポンプヘッド802の内部には、吸入通路821及び吐出通路822が形成され、この吸入通路821及び吐出通路822は、全体として、ポンプヘッド802の内部において、ポンプヘッド802の側面の中心Pを通過する鉛直線Yを含む鉛直面上に形成されている。吸入通路821における分岐通路821Bと吐出通路822における分岐通路822Bは、ポンプヘッド802の内部において、ポンプヘッド802の側面の中心Pを通過する水平線Xを含む水平面を対称面とする対称な上下2位置に対称形状で形成され、しかも下側の位置に吸入通路821における分岐通路821Bが形成され、上側の位置に吐出通路822における分岐通路822Bが形成されている。そして、吸入通路821における分岐通路821Bの中央から下方に向かってポンプヘッド2の外周面まで主通路821Aが延伸し、この主通路821Aのポンプヘッド802の外周面への開口端部が雌ネジ孔からなる吸入通路入口821aとされている。また、吐出通路822における分岐通路822Bの中央から上方に向かってポンプヘッド802の外周面まで主通路822Aが延伸し、この主通路822Aのポンプヘッド802の外周面への開口端部が雌ネジ孔からなる吐出通路出口822bとされている。
A
また、第二吐出通路826を有しており、吐出通路822の主通路822Aは、分岐通路822Bと交差し、さらに下方へ延伸されている。第二吐出通路826は、吐出側逆止弁6よりも下流側の吐出通路822における分岐通路822Bを越えて下方に向かって延伸する主通路822Aの下端部と交差する位置に形成され、この交差部において第二吐出通路826が主通路822Aの壁面に開口され、この開口が第二吐出通路826における主通路822Aとの連通孔である第二吐出通路出口826bとされている。また、ポンプヘッド802の側面において開口される第二吐出通路入口826aには、ポンプ室7から第二吐出通路826への液体の流れを許容し、第二吐出通路826からポンプ室7への液体の流れを阻止する第二吐出側逆止弁827が設けられている。本実施例の第二吐出側逆止弁827は実施例1の第二吐出側逆止弁27と同じ構造を有するものである。
Moreover, it has the 2nd discharge passage 826,
即ち、本実施例のベローズポンプ800は、ポンプヘッド802の外周面において開口される吸入通路入口821a及び吐出通路出口822bのうち、ポンプヘッド802の側面の中心Pを通過する鉛直線Yを含む鉛直面上において、吸入通路入口821aを下向きで吐出通路出口822bを上向きに開口する構成を有すると共に、第二吐出通路826が、ポンプヘッド802の側面において、第二吐出通路入口826aを、吐出通路入口22aよりも低く、吸入通路入口821aよりも高い位置、即ち、吐出通路入口22aと吸入通路入口821aとの間に開口する構成を有するものである。
That is, the bellows pump 800 of the present embodiment includes a vertical line Y including a vertical line Y passing through the center P of the side surface of the
なお、上記実施例1〜9では、吸入通路入口及び吐出通路出口が真上や真下に向かって開口されているが、吸入通路入口及び吐出通路出口の開口方向は、ポンプヘッドの側面の中心を通過する鉛直線に対し多少の傾きを持つ上向きや下向きであってもよい。吸入通路入口及び吐出通路出口に取り付けられる継手が、ポンプ本体の上面形状内に完全に収まらなくても、ポンプ本体の上面形状に近付くだけでも、またポンプ本体の上面形状内に一部が収まるだけでも、ベローズポンプの設置面積は小さくなる。 In the first to ninth embodiments, the suction passage inlet and the discharge passage outlet are opened right above or right below, but the opening direction of the suction passage inlet and the discharge passage outlet is the center of the side surface of the pump head. It may be upward or downward with a slight inclination with respect to the passing vertical line. Even if the fittings attached to the suction passage inlet and the discharge passage outlet do not completely fit within the top surface shape of the pump body, or just approach the top surface shape of the pump body, only a part fits within the top surface shape of the pump body. However, the installation area of the bellows pump is reduced.
図12は、本発明の実施例10によるベローズポンプを示すの断面前面図である。 12 is a sectional front view showing a bellows pump according to a tenth embodiment of the present invention.
本実施例のベローズポンプ900は、ポンプヘッド902と、このポンプヘッド902の右側(左右方向の一側の一例)(紙面上側)に構成されるポンプ部1000と、ポンプヘッド902の左側(左右方向の他側の一例)(紙面下側)に構成されるアキュムレータ部1100とを有してアキュムレータ付き単型のポンプ本体を構成している。
The bellows pump 900 of this embodiment includes a
ポンプ部1000は、ポンプヘッド902の右側に取り付けられるポンプケース3と、このポンプケース3の内部において、ポンプヘッド902の右側面に取り付けられるベローズ4と、このベローズ4の内部において、ポンプヘッド902の右側面に取り付けられる吸入側逆止弁5及び吐出側逆止弁6と、ポンプヘッド902の右側面とベローズ4の内壁によって囲繞された空間からなるポンプ室7と、ポンプヘッド902の右側面とベローズ4の外壁とポンプケース3の内壁とによって囲繞された空間からなる空気室8と、ポンプケース3の底壁に設けられた、空気室8への空気供給口15とを有すると共に、ベローズ連動機構9に代わって単動型で引込型の空気シリンダ1009を有している。
The
空気シリンダ1009は、ポンプケース3の底壁よりポンプ室7とは反対側へ突出形成されたチューブ1010と、このチューブ1010に摺動可能に内嵌されたピストン1011と、このピストン1011よりポンプケース3の底壁側へ突出され、かつポンプケース3の底壁を摺動可能に貫通して空気室8に突出されたロッド1012と、チューブ1010の端部開口を覆うカバー1013とを備えており、ロッド1012の先端がベローズ4の底壁に連結されている。
The
チューブ1010の基端内壁には周溝1010aが形成されており、ポンプケース3の底壁とチューブ1010の内壁とピストン1011の外壁とで囲繞された空間が第二空気室1014とされている。
A
ポンプケース3の底壁には、空気室8への空気供給口15とは別に、第二空気室1014への第二空気供給口1015が設けられており、これら空気供給口15、1015が、切換弁を介して空気供給装置に接続されている。第二空気供給口1015は、チューブ1010の周溝1010aの内壁で第二空気室1014に開口されている。
The bottom wall of the
チューブ1010の外壁上部には、検出センサ19が一対で左右方向に対向して配置されており、この一対の検出センサ19は、ピストン1011よりチューブ1010に形成された切欠1010bを通して当該一対の検出センサ19の間に突出された作動体1016を検知して、ベローズ4の収縮状態を検知する。
A pair of
空気供給装置によって生成された適当な圧力の空気は、各空気供給口15、1015より各空気室8、1014に対して交互に供給される。空気室8に空気が供給されると、当該空気室8内に配置されたベローズ4が収縮し、このベローズ4の収縮に連動して空気シリンダ1009のロッド1012が引き出される。そして、ベローズ4の収縮動作により作動体1016が左側の検出センサ19によって検出されると、空気供給室によって生成された空気は、切換弁によって第二空気供給口1015より第二空気室1014に供給される、これによって、空気シリンダ1009のロッド1012が引き込まれ、このロッド1012の引き込みによってベローズ4が伸長される。そして、ベローズ4の伸長動作により作動体1016が右側の検出センサ19によって検出されると、空気供給装置によって生成された空気は、切換弁によって再び空気室8に供給される。このようなベローズ4の伸縮に伴って、ポンプ室7の容積が拡縮変化することで、ポンプ室7内への液体の吸入とポンプ室7内からの液体の吐出とが、交互に連続して行われる。
Air of appropriate pressure generated by the air supply device is alternately supplied from the
アキュムレータ部1100は、ポンプヘッド902の左側に取り付けられるアキュムレータケース1103と、このアキュムレータケース1103の内部において、ポンプヘッド902の左側面に取り付けられるアキュムレータベローズ1104と、圧力自動調整機構1109とを有している。
The
アキュムレータベローズ1104は、有底円筒状に形成され、アキュムレータベローズ1104の開口側端部がポンプヘッド902に固定されている。アキュムレータベローズ904の周壁は蛇腹状に形成されて左右方向に伸縮可能に構成されている。ポンプヘッド902の左側面とアキュムレータベローズ1104の内壁によって囲繞された空間が、容積変化可能なアキュムレータ室1107とされている。
The accumulator bellows 1104 is formed in a bottomed cylindrical shape, and the opening side end of the accumulator bellows 1104 is fixed to the
アキュムレータケース1103は、有底円筒状に形成され、ポンプヘッド902の左側面とアキュムレータベローズ1104の外壁とアキュムレータケース1103の内壁によって囲繞された空間がアキュムレータ空気室1108とされ、このアキュムレータ空気室1108には、脈動低減用の空気が封入されている。
The
圧力自動調整機構1109は、アキュムレータ空気室1108内の空気圧をポンプ部1000の吐出圧とこの変動に応じてバランスさせるための図示しない自動給気弁機構および自動排気弁機構とで構成されており、アキュムレータケース1103の底壁に取り付けられている。
The automatic
ポンプケース3とアキュムレータケース1103それぞれの外壁には、実施例1〜9のベローズポンプの一対のポンプケース3と同様に、底壁に沿って図示しないフランジが突出形成されており、両ケース3、1103は、左右方向で対向しているフランジ間にわたされた図示しない通しボルトによって、互いにポンプヘッド902に締め付けられ、ポンプケース3はポンプヘッド902の右側に、またアキュムレータケース1103はポンプヘッド902の左側にそれぞれ固定されている。そして、このポンプケース3の底壁下部の前後二箇所とアキュムレータケース1103の底壁下部の前後二箇所の計4箇所それぞれより、ポンプ固定座917が左右外側に向かって突出して形成されている。
Like the pair of
図18は、図12に示すポンプヘッドをポンプ部側から見た側面図である。 FIG. 18 is a side view of the pump head shown in FIG. 12 as seen from the pump part side.
ポンプヘッド902の内部には、吸入通路921及び吐出通路922が形成されている。吸入通路921は、L字形に形成されており、一端がポンプヘッド902の外周面において開口され、他端はポンプ部1000が構成される側のポンプヘッド902の側面、即ちポンプヘッド902の右側面に開口されている。この吸入通路921においてポンプヘッド902の外周面への開口端部が雌ネジ孔からなる吸入通路入口921aとされ、ポンプヘッド902の右側面への開口端部が雌ネジ孔からなる吸入通路出口921bとされており、この吸入通路出口921bには吸入側逆止弁5が取り付けられ、吸入通路921は吸入側逆止弁5を介してポンプ室7内と連通している。また、吸入通路入口921aには、配管を接続するための継手23が取り付けられる。
A
吐出通路922は、ポンプヘッド902の左右両側面間を貫通して形成される、ポンプ室7とアキュムレータ室907との連絡通路922Aと、一端がポンプヘッド902の外周面において開口され、他端はアキュムレータ部1100が構成される側のポンプヘッド902の側面、即ちポンプヘッド902の左側面に開口されるL字形通路922Bとを有し、連絡通路922AとL字形通路922Bとがアキュムレータ室1107を介して連通接続されている。この吐出通路922において連絡通路922Aのポンプヘッド902の右側面への開口端部が雌ネジ孔からなる吐出通路入口922aとされ、L字形通路922Bのポンプヘッド902の外周面への開口端部が雌ネジ孔からなる吐出通路出口922bとされており、この吐出通路入口922aには吐出側逆止弁6が取り付けられ、吐出通路922は吐出側逆止弁6を介してポンプ室7内と連通している。また、吐出通路出口922bには、配管を接続するための継手24が取り付けられる。
The
ところで、図18に示すように、吸入通路入口921a及び吐出通路出口922bの開口方向と開口位置、吸入通路出口921b及び吐出通路入口922aの開口位置等については、例えば、図10に示した実施例3のポンプヘッド202のものと同じ構成例を採用しているが、例えば、図6に示した実施例1のポンプヘッド2の構成例、図9に示した実施例2のポンプヘッド102の構成例、図11に示した実施例4のポンプヘッド302の構成例等も採用することができる。
By the way, as shown in FIG. 18, the opening direction and the opening position of the
また、ポンプヘッド902の内部には、第二吐出通路926が形成されている。この第二吐出通路926は、吐出側逆止弁6よりも下流側の吐出通路922であって、吐出通路出口922bの開口方向に沿った部位に、即ちL字形通路922Bにおいて、主通路に相当する、上下方向に延伸する部位に、ポンプ室7を連通接続させること以外他の実施例における第二吐出通路26と同じである。さらにポンプヘッド902の右側面に開口される第二吐出通路入口926aに第二吐出側逆止弁27が取り付けられる点も、他の実施例における第二吐出通路26と同じである。
A second discharge passage 926 is formed inside the
次に、本実施例のベローズポンプ900の動作を図17を参照して説明する。 Next, the operation of the bellows pump 900 of this embodiment will be described with reference to FIG.
図17に示すように、ベローズ4が収縮した場合、吸入側逆止弁5及び吐出側逆止弁6及び第二吐出側逆止弁27の各弁体5c、6c、27aは、ポンプ室7内の液体から圧力を受けて各弁箱5a、6a、27c内を左側に移動する。これにより、吸入側逆止弁5が閉弁すると共に、吐出側逆止弁6と第二吐出側逆止弁27が開弁し、ポンプ室7内の液体が連絡通路922Aよりアキュムレータ室1107に流出され(但し、ポンプ室7内の液体の一部は、第二吐出通路26よりL字形通路922Bに流出する。)、このアキュムレータ室1107に一時的に貯留された後、L字形通路922B及び継手24を経て、この継手24に接続された配管へ吐出される。
As shown in FIG. 17, when the
逆に、ベローズ4が伸長した場合、吸入側逆止弁5及び吐出側逆止弁6及び第二吐出側逆止弁27の各弁体5c、6c、27aは、ポンプ室7の吸引作用によって各弁箱5a、6a、27c内を右側に移動する。これにより、吸入側逆止弁5が開弁すると共に、吐出側逆止弁6と第二吐出側逆止弁27が閉弁し、配管よりこれが接続された継手23及び吸入通路921を経て、ポンプ室7内に液体が吸入される。
On the contrary, when the
以上の動作を繰り返し行うことで、ポンプ室7(ベローズ4)は、液体の吸入と吐出とを交互に行い、ポンプ室7の容積とストローク回数とによって規定される容量の液体を移送するが、アキュムレータベローズ1104は、ポンプ部1000の吐出圧の脈動により、吐出圧曲線の山部にある場合、アキュムレータ室1107の容積を拡大するように伸長する。これにより、アキュムレータ室1107より流出する液体の流量は流入する流量よりも少なくなる。また、吐出圧曲線の谷部にさしかかると、アキュムレータベローズ1104の伸長に伴って圧縮されたアキュムレータ空気室1108の封入空気圧よりも吐出圧が低くなるので、アキュムレータベローズ1104は、アキュムレータ室1107の容積を縮小するように収縮する。これにより、液体のアキュムレータ室1107より流出する液体の流量は流入する流量よりも多くなる。即ち脈動が吸収減衰されて略平滑化された吐出圧で液体を移送する。
By repeatedly performing the above operation, the pump chamber 7 (bellows 4) alternately performs the suction and discharge of the liquid, and transfers the liquid having a capacity defined by the volume of the
本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された発明の範囲内で適宜変更することができる。 The present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be appropriately changed within the scope of the invention described in the claims.
1 ベローズポンプ
2 ポンプヘッド
4 ベローズ
5 吸入側逆止弁
6 吐出側逆止弁
6c 弁体
6d スプリング
7 ポンプ室
21 吸入通路
21a 吸入通路入口
21b 吸入通路出口
22 吐出通路
22a 吐出通路入口
22b 吐出通路出口
26 第二吐出通路
26a 第二吐出通路入口
26b 第二吐出通路出口
27 第二吐出側逆止弁
27d ボール(弁体)
DESCRIPTION OF
Claims (7)
このポンプヘッドの側面側に配置するベローズと、
これらポンプヘッドとベローズとで容積が変化可能に構成され吸入通路出口及び吐出通路入口が開口されたポンプ室と、
上記吸入通路出口に取り付ける吸入側逆止弁及び上記吐出通路入口に取り付ける吐出側逆止弁とを有し、
吸入通路入口及び吐出通路出口は、上記ポンプヘッドの外周面において、両方とも上向き、又は両方とも下向き、又は一方が上向きで他方が下向きに開口する
ことを特徴とするベローズポンプ。 A pump head forming a liquid suction passage and a discharge passage;
A bellows disposed on the side of the pump head;
These pump heads and bellows are configured such that the volume can be changed, and a pump chamber in which an intake passage outlet and a discharge passage inlet are opened, and
A suction-side check valve attached to the suction passage outlet and a discharge-side check valve attached to the discharge passage inlet;
A bellows pump characterized in that the suction passage inlet and the discharge passage outlet are both open upward, or both downward, or one upward and the other downward on the outer peripheral surface of the pump head.
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