JP2019183839A - ダイアフラムポンプキャビティ内の減圧シフト - Google Patents

Abstract

【課題】ダイアフラムポンプキャビティ内の減圧シフトを提供する。【解決手段】容積式ポンプは駆動室およびダイアフラム区画を取り囲むハウジングを含んでいる。駆動要素は駆動室内にある。ダイアフラムは前記ダイアフラム区画の内側にあり、前記ダイアフラム区画を流体室とキャビティとに分割している。シャフトは駆動要素とダイアフラムとを接続している。ブリーザ弁は、前記キャビティに流体的に接続され、空気が前記キャビティから出ることを可能にするように構成される。前記キャビティは、駆動室から流体的に切り離されている。【選択図】 図２Ａ

Description

［関連出願の相互参照］
本出願は、Jason J. WilloughbyおよびDavid M. Behrensによる「ダイアフラムポンプキャビティ内の縮小された圧力シフト(REDUCED PRESSURIZATION SHIFT WITHIN DIAPHRAGM PUMP CAVITY)」について2018年4月2日に出願された、米国仮出願第62/651,552号の利益を主張する。

本開示は一般に容積式ポンプに関し、より詳細には、ダイアフラムを有する容積式ポンプに関する。

容積式ポンプは、空気駆動式、電気駆動式、または油圧駆動式とすることができる。空気駆動されるダブルの容積式ポンプは、典型的には塗料などの作動流体を移動させるためにダイアフラムを使用する。空気駆動されるダブルの容積式ポンプでは、2つのダイアフラムがシャフトによって接合され、圧縮空気がポンプ内で仕事を行う。圧縮空気は、それぞれのダイアフラムに関連する2つのダイヤフラムチャンバのうちの1つに加えられる。圧縮空気が第1のダイヤフラムチャンバに加えられると、第1のダイアフラムは第1の流体キャビティ内に偏向され、第1の流体キャビティは、その流体キャビティから作動流体を放出する。同時に、第1のダイアフラムは第2のダイアフラムに接続されたシャフトを引いて、第2のダイアフラムを引き込み、作動流体を第2の流体キャビティ内に引き込む。圧縮空気の送出は空気弁によって制御され、空気弁は通常、ダイアフラムまたはダイアフラムに接続された中央ピストンによって機械的に作動される。したがって、1つのダイアフラムは、アクチュエータが空気弁を切り換えるパイロット弁に当たるまで押し出される。空気弁を切換えることにより、第1のダイヤフラムチャンバから大気に圧縮空気が排出され、新鮮な圧縮空気が第2のダイヤフラムチャンバに導入され、それにより、それぞれのダイアフラムの往復運動が引き起こされる。いくつかの実施形態では、ピストンがシャフト上に含まれて、ポンプのための空気圧作動領域およびポンピング圧力を増大させる。

時間の経過と共に、ダイアフラムは摩耗し、最終的には破損する。ダイアフラムが穿孔すると、作動流体はダイアフラムを通過し、ポンプの空気通路および弁に入り、空気弁の排気口から出る。このような場合、空気駆動されるダブルの容積式ポンプは完全に分解され、清掃されなければならず、これは、相当な時間を要し、費用を要する工程となる。

本開示の一態様では、容積式ポンプが駆動室およびダイアフラム区画を取り囲むハウジングを含んでいる。駆動要素は、駆動室内にある。ダイアフラムはダイアフラム区画の内側にあり、ダイアフラム区画を流体室とキャビティとに分割する。シャフトは、駆動要素とダイアフラムとを接続している。ブリーザ弁は、キャビティに流体的に接続され、空気がキャビティから出ることを可能にするように構成される。キャビティは、駆動室から流体的に切り離されている。

本開示の別の態様では、デュアル型のダイアフラムポンプは空気モータ室、第1のダイアフラム区画、および第2のダイアフラム区画を囲むハウジングを含んでいる。空気モータ室内にはピストンが配置されている。第1のダイアフラムは第1のダイアフラム区画の内側にあり、第1のダイアフラム区画を第1の流体室と第1の空気キャビティとに分割する。第2のダイアフラムは第2のダイアフラム区画の内側にあり、第2のダイアフラム区画を第2の流体室と第2の空気キャビティとに分割する。第1のシャフトは、ピストンと第1のダイアフラムとを接続している。第2のシャフトは、第1のシャフトの反対側でピストンに接続され、ピストンと第2のダイアフラムとを接続している。ブリーザ弁は、第1の空気キャビティに流体的に接続され、空気が第1の空気キャビティから出ることを可能にするように構成される。第1の空気キャビティおよび第2の空気キャビティは、空気モータ室から流体的に切り離されている。

当業者は、本発明の他の態様および実施形態が添付の図面を含む本開示の全体を考慮して可能であることを認識するのであろう。

第1のブリーザ弁および第2のブリーザ弁を有するデュアル型のダイアフラム容積式ポンプの正面図である。 第1の方向に移動する空気モータピストンを有するデュアル型のダイアフラム容積式ポンプの正面断面図である。 空気モータピストンが第1の方向に移動するデュアル型のダイアフラム容積式ポンプの別の正面断面図である。 空気モータピストンが第1の方向に移動するデュアル型のダイアフラム容積式ポンプの上面断面図である。 空気モータピストンが第2の方向に移動するデュアル型のダイアフラム容積式ポンプの正面断面図である。 空気モータピストンが第2の方向に移動するデュアル型のダイアフラム容積式ポンプの別の正面断面図である。 空気モータピストンが第2の方向に移動するデュアル型のダイアフラム容積式ポンプの上面断面図である。 破裂したダイアフラムを有するデュアル型のダイアフラム容積式ポンプの正面断面図である。 図4Aの第1のブリーザ弁の断面図である。 第1または第2のブリーザ弁の実施形態の断面図である。 円錐形の弁要素を有する第1および第2のブリーザ弁の別の実施形態の断面図である。

上述の図面は本発明の1つ以上の実施形態を示しているが、他の実施形態も考えられる。すべての場合において、本開示は、限定ではなく、代表として本発明を提示する。当業者であれば、本発明の原理の範囲および精神に含まれる多数の他の修正および実施形態を考案することができることを理解されたい。図面は一定の縮尺で描かれておらず、本発明の用途および実施形態は図面に具体的に示されていない特徴および構成要素を含むことができる。同様の参照番号は、同様の構造要素を示している。

本開示は、容積式ポンプを介して作動流体を移動させるための第1のダイアフラムおよび第2のダイアフラムを有する容積式ポンプに関する。第1のダイアフラムおよび第2のダイアフラムは、空気モータ室内に収容された空気モータピストンによって作動される。空気モータピストンおよび空気モータ室は第1のダイアフラムまたは第2のダイアフラムが破裂した場合に作動流体が空気モータ室に到達することができないように、第1のダイアフラムおよび第2のダイアフラムから流体的に切り離されている。ダイアフラムの1つが破裂した場合、空気モータ室がダイアフラムから流体的に隔離されているので、容積式ポンプの一部分だけを分解し、清掃すればよい。第1のダイアフラムおよび第2のダイアフラムの背後のキャビティは、少なくとも1つのブリーザ弁によって通気される。ブリーザ弁は空気圧がキャビティの内部に形成されたときに、空気がキャビティから逃げることを可能にするが、ダイアフラムの1つが破裂した場合に、作動流体がポンプから漏れるのを停止するように構成される。空気がキャビティから逃げることを可能にすることは、圧力がダイアフラムの背後に形成され、ダイアフラムに応力を加えることを防止し、それによって、ダイアフラムの作動寿命を延ばす。容積式ポンプ及びブリーザ弁は、図面を参照して以下に説明される。

図1-2Cは、同時に発明の説明に用いられる。図1は、第1のブリーザ弁12Aおよび第2のブリーザ弁12Bを有する容積式ポンプ10の正面図である。図2A及び図2Bは容積式ポンプ10内の全ての通路を示すために、容積式ポンプ10の異なる位置で得られた正面断面図である。図2Cは容積式ポンプ10の上面断面図である。

図1〜図2Cに示すように、容積式ポンプ10は、第1のブリーザ弁12A、第2のブリーザ弁12B、およびハウジング14を含んでいる。ハウジング14は、本体16と、第1の流体カバー18Aと、第2の流体カバー18Bと、流体入口20と、流体出口22(図2Cに示す)と、空気弁26を収容して空気入口28及び空気出口30を提供する空気マニホルド24とを含んでいる。容積式ポンプ10はまた、第1の外部ライン32Aおよび第2の外部ライン32Bを含んでいる。図2A及び図2Bに最も良く示されているように、容積式ポンプ10は、空気モータ室34、空気モータピストン36、第1ダイアフラム区画38A、第2ダイアフラム区画38B、第1ダイアフラム40A、及び第2ダイアフラム40Bも含んでいる。空気モータピストン36は、第1の側面42と第2の側面44とを含んでいる。容積式ポンプ10はまた、第1のシャフト46、第2のシャフト48、第1のプレート50、第2のプレート52、シール54、およびベアリング56を含んでいる。第1のダイアフラム区画38Aは、第1の空気キャビティ58Aおよび第1の流体室60Aを含んでいる。第2のダイアフラム区画38Bは、第2の空気キャビティ58Bおよび第2の流体室60Bを含んでいる。空気弁26は、第1のパイロット弁62と第2のパイロット弁64とを含んでいる。容積式ポンプ10はまた、第1の空気通路66A(図2Aに示す)、第2の空気通路66B(図2Bに示す)、第1の通気通路68A(図2Bに示す)、第2の通気通路68B(図2Aに示す)、球形プラグ70、および円筒形プラグ72を含んでいる。図2Cに示すように、容積式ポンプはまた、逆止弁74A〜74Dを含んでいる。

空気モータ室34は、ハウジング14の本体16に形成され、本体16のほぼ中央に配置されている。空気マニホルド24は本体16の頂部に接続され、空気モータ室34を覆い、空気モータ室34は、ハウジング14の本体16及び空気マニホルド24によって包囲され、取り囲まれている。第1のダイアフラム区画38Aは、本体16および第1の流体カバー18Aによってハウジング14内に形成され、取り囲まれている。第2のダイアフラム区画38Bは、本体16および第2の流体カバー18Bによって、ハウジング14内に形成され、取り囲まれている。第1の流体カバー18Aおよび第2の流体カバー18Bは、両方とも、本体16に取り外し可能に接続されて、メンテナンスおよび修理の目的で、第1のダイアフラム区画38Aおよび第2のダイアフラム区画38Bへのアクセスを提供し得る。空気モータ室34は、第1のダイアフラム区画38Aと第2のダイアフラム区画38Bとの間でハウジング14内に物理的に配置される。

空気モータピストン36は、空気モータ室34の内部に配置され、空気モータ室34の内部で摺動するようにサイズ設定され、前後に作動するようになっている。空気モータピストン36は、第1の側42から第2の側44まで軸方向に延びるシリンダである。第1のダイアフラム40Aは、第1のダイアフラム区画38Aの内側に配置される。第1のダイアフラム40Aは、第1のダイアフラム区画38Aを第1の流体室60Aと第1の空気キャビティ58Aとに分割する。第1の流体室60Aは、第1のダイアフラム40Aと第1の流体カバー18Aとの間に配置される。第1の空気キャビティ58Aは、第1のダイアフラム40Aとハウジング14の本体16との間に配置される。第2のダイアフラム40Bは、第2のダイアフラム区画38Bの内側に配置される。第2のダイアフラム40Bは、第2のダイアフラム区画38Bを第2の流体室60Bと第2の空気キャビティ58Bとに分割する。第2の流体室60Bは、第2のダイアフラム40Bと第2の流体カバー18Bとの間に配置される。第2の空気キャビティ58Bは、第2のダイアフラム40Bとハウジング14の本体16との間に配置される。

第1のシャフト46は、空気モータピストン36の第1の側42に接続され、ハウジング14を介して第1の空気キャビティ58A内に延びる。第1のプレート50は、第1の空気キャビティ58Aの内側に配置され、第1のシャフト46を第1のダイアフラム40Aに接続する。第2のシャフト48は、第1のシャフト46とは反対側の空気モータピストン36の第2の側44に接続されている。第2のシャフト48は、第2の側面44からハウジング14を介して第2の空気キャビティ58B内に延びる。第2のプレート52は、第2の空気キャビティ58B内に配置され、第2のシャフト48を第2のダイアフラム40Bに接続する。ベアリング56はハウジング14と第1及び第2のシャフト46、48との間の摩擦を低減するために、第1のシャフト46及び第2のシャフト48の周り、及びハウジング14と第1及び第2のシャフト46、48との間に配置される。シール54がハウジング14と第1及び第2のシャフト46、48との間に配置され、空気又は流体が第1のシャフト46及び第2のシャフト48に沿って空気モータ室34と第1及び第2の空気キャビティ58A、58Bとの間を移動するのを防止する。

空気弁26は、ハウジング14の空気マニホルド24内に収容されている。第1空気通路66A(図2Aに示す)は、ハウジング14の本体16及び空気マニホルド24内に形成され、空気弁26を空気モータ室34内の空気モータピストン36の第1側42に流体的に接続する。第2空気通路66B(図2Bに示す)は、ハウジング14の本体16及び空気マニホルド24に形成され、空気弁26を空気モータ室34内の空気モータピストン36の第2側44に流体的に接続する。空気弁26は空気モータピストン36の第1の側42及び第2の側44を空気入口28及び空気出口30に交互に接続するように構成されており、これらの両方が図1に示されている。空気弁26の第1のパイロット弁62は、空気モータピストン36の第1の側42の反対側の空気モータ室34内に延びている。空気弁26の第2のパイロット弁64は、空気モータピストン36の第2の側44の反対側の空気モータ室34内に延びている。第1のパイロット弁62および第2のパイロット弁64は、空気モータピストン36が第1のパイロット弁62または第2のパイロット弁64と接触すると、空気弁26を切換えるように構成されている。空気弁26を切り換えることにより、空気弁26は、第1の側42および第2の側44のどちらが空気入口28に流体的に接続され、第1の側42および第2の側44のどちらが空気出口30に流体的に接続されるかを切り換える。

第1の通気通路68A(図2Bに示す)は、ハウジング14の本体16及び空気マニホルド24に形成され、第1の空気キャビティ58Aをハウジング14の外側の第1の外部ライン32Aに流体的に接続する。第1の外部ライン32Aは、第1の通気通路68Aを第1のブリーザ弁12A(図1に最も良く示されている)に流体的に接続する。第1のブリーザ弁12Aは、第1の空気キャビティ58A内の空気圧が大気圧を超えると、空気が第1の空気キャビティ58Aから出ることを可能にするように構成される。第1のダイアフラム40Aが破裂した場合、第1のブリーザ弁12Aはまた、作動流体が第1の空気キャビティ58Aおよび第1の通気通路68Aを介して容積式ポンプ10から流出するのを阻止するように構成される。第1の空気キャビティ58Aおよび第1の通気通路68Aは、空気モータ室34および空気弁26から流体的に切り離されている。図2Bに示されるように、円筒形プラグ72は第1の通気通路68Aを第2の空気通路66Bから分離し、それによって、気体および液体が第1の空気キャビティ58Aから空気モータ室34および空気弁26へ、およびその逆に移動するのを防止する。第1のダイアフラム40Aが破裂した場合、円筒形プラグ72は、作動流体が空気モータ室34及び空気弁26に入ってこれを汚染するのを阻止する。球形プラグ70は、最初に第1の通気通路68Aおよび第2の空気通路66Bを形成するために使用された空気マニホルド24の穴に挿入される。

第2の通気通路68B(図2Aに示す)は、ハウジング14の本体16及び空気マニホルド24に形成され、第2の空気キャビティ58Bをハウジング14の外側の第2の外部ライン32Bに流体的に接続する。第2の外部ライン32Bは、第2の通気通路68Bを第2のブリーザ弁12B(図1に最も良く示されている)に流体的に接続する。第1のブリーザ弁12Aと同様に、第2のブリーザ弁12Bは、第2の空気キャビティ58B内の空気圧が大気圧を超えると、空気が第2の空気キャビティ58Bから出ることを可能にするように構成される。第2のダイアフラム40Bが破裂した場合、第2のブリーザ弁12Bはまた、作動流体が第2の空気キャビティ58Bおよび第2の通気通路68Bを介して容積式ポンプ10から流出するのを阻止するように構成される。第2の空気キャビティ58Bおよび第2の通気通路68Bは、空気モータ室34および空気弁26から流体的に切り離されている。図2Aに示すように、別の円筒形プラグ72は第2の通気通路68Bを第1の空気通路66Aから分離し、それによって、気体および液体が第2の空気キャビティ58Bから空気モータ室34および空気弁26へ、およびその逆に移動するのを防止する。第2のダイアフラム40Bが破裂した場合、円筒形プラグ72は、作動流体が空気モータ室34及び空気弁26に入ってこれを汚染するのを阻止する。球形プラグ70は、最初に第2の通気通路68Bおよび第1の空気通路66Aを形成するために使用された空気マニホルド24の穴に挿入される。

図2Cに示すように、流体入口20は、ハウジング14内に形成され、それぞれ逆止弁74Aおよび逆止弁74Bによって、第1の流体室60Aおよび第2の流体室60Bの両方に流体的に接続される。流体出口22もまた、ハウジング14内に形成され、それぞれ逆止弁74Cおよび逆止弁74Dによって、第1の流体室60Aおよび第2の流体室60Bの両方に流体的に接続される。

作動中、容積式ポンプ10は、空気入口28を介して供給される圧縮空気によって作動される。図2A〜図2Cの実施形態では、空気弁26が入口28を空気モータピストン36の第2の空気通路66Bおよび第2の側面44に流体的に接続する第1の位置にある。第1の位置では、空気弁26はまた、第1の空気通路66Aおよび空気モータピストン36の第1の側部44を空気出口30に接続する。したがって、圧縮空気が空気入口28に入ると、空気弁26は圧縮空気を空気モータピストン36の第2の側44に導き、これにより、空気モータピストン36は図2A〜図2Cに矢印で示すように、右に移動する。空気モータピストン36が右に移動すると、空気モータピストン36の第1の側42上の空気が、空気モータ室34から押し出され、第1の空気通路66Aを介して空気出口30から押し出される。また、空気モータピストン36が右に移動すると、空気モータピストン36が第2のダイアフラム40Bを引いて、第2の流体室60Bを膨張させ、第2の空気キャビティ58Bを収縮させる。第2の流体室60Bの膨張は逆止弁74Aを閉鎖させ、逆止弁74Cを開放させ、これにより、第2の流体室60Bが膨張することにつれて、塗料などの作動流体Fが流体入口20から第2の流体室60Bに入り、第2の流体室60Bを充填することが可能になる。

空気モータピストン36が右に移動すると、空気モータピストン36はまた、第1のダイアフラム40Aを第1の流体カバー18Aに向かって押し、これは、第1の空気キャビティ58Aを膨張させながら、第1の流体室60Aを圧縮および収縮させる。図2Cに示すように、空気モータピストン36が第1ダイアフラム40Aを押すと、逆止弁74Bが押されて開き、第1流体室60A内の作動流体Fが流体出口22に流入できるようにし、逆止弁74Dが押されて閉じ、第1流体室60A内の作動流体Fが流体入口20に再び入るのを防止する。空気モータピストン36が完全に右に移動すると、空気モータピストン36の第1の側42は空気弁26の第1のパイロット弁62に接触する。この接触に応答して、第1パイロット弁62は空気弁26を第2位置に切り換え、空気モータピストン36の第1側42は空気入口28と流体連通し、空気モータピストン36の第2側44は空気出口30と流体連通し、これにより、図3A〜図3Cに開示されているように、空気モータピストン36を左側に移動させる。

図3A〜3Cについても、同時に発明の説明に用いられる。図3A及び図3Bは容積式ポンプ10内の全ての通路を示すために、容積式ポンプ10の異なる位置で得られた正面断面図である。図2Cは容積式ポンプ10の上面断面図である。図3A〜図3Cでは、空気弁が空気モータピストン36の第1の側42を空気入口28に流体的に接続する第2の位置にある。第2の位置では、空気弁26はまた、空気モータピストン36の第2の側44を空気出口30に流体的に接続する。圧縮空気が空気モータピストン36の第1の側42を押すと、空気モータピストン36は、図3A〜図3Cに矢印で示すように左に移動する。

空気モータピストン36が左に移動すると、空気モータピストン36の第2の側44上の空気は、空気モータ室34から押し出され、第2の空気通路66Aを介して空気出口30から押し出される。また、空気モータピストン36が左に移動すると、空気モータピストン36が第1のダイアフラム40Aを引いて、第1の流体室60Aを膨張させ、第1の空気キャビティ58Aを収縮させる。第1の流体室60Aの膨張は逆止弁74Bを閉鎖させ、逆止弁74Dを開放させ、これにより、第2の流体室60Aが膨張することにつれて、塗料などの作動流体Fが流体入口20から第1の流体室60Aに入り、第1の流体室60Aを充填することが可能になる。

空気モータピストン36が左に移動すると、空気モータピストン36はまた、第2のダイアフラム40Bを第2の流体カバー18Bに向かって押し、これは、第2の空気キャビティ58Bを膨張させながら、第2の流体室60Bを圧縮および収縮させる。図3Cに示すように、空気モータピストン36が第2のダイアフラム40Bを押すと、逆止弁74Aが押し開かれて第2の流体室60B内の作動流体Fが流体出口22内に流れることを可能にし、逆止弁74Cが押し閉められて第2の流体室60B内の作動流体Fが流体入口20に再び入るのを防止する。空気モータピストン36が完全に左側に移動すると、空気モータピストン36の第2の側44が空気弁26の第2のパイロット弁64に接触する。接触に応答して、第2のパイロット弁64は空気モータピストン36の第2の側44が空気入口28と再び流体的に連通し、空気モータピストン36の第1の側42が再び空気出口30と流体的に連通し、それによって、空気モータピストン36が別のサイクルのために再び右に移動するように、空気弁26を切り換える。空気モータピストン36、第1のダイアフラム40A、及び第2のダイアフラム40Bの運動は容積式ポンプ10を通して作動流体Fを移動させるために、上述のように連続的に繰り返される。

空気モータピストン36が第1のダイアフラム40Aおよび第2のダイアフラム40Bを引いて押すと、第1のブリーザ弁12Aおよび第2のブリーザ弁12Bは、第1の空気キャビティ58Aおよび第2の空気キャビティ58B内の空気圧の上昇が大気に排出されることを可能にする。第1の空気キャビティ58Aおよび第2の空気キャビティ58Bを実質的に大気圧に維持することは、従来技術の変位ポンプと比較して、第1のダイアフラム40Aおよび第2のダイアフラム40Bの作動寿命を延ばす。加圧空気がダイアフラムに加えられてダイアフラムを作動させる従来技術の変位ポンプとは異なり、加圧空気は第1のダイアフラム40Aおよび第2のダイアフラム40Bに加えられない。第1のダイアフラム40Aおよび第2のダイアフラム40Bに加圧空気を加えないようにすることにより、第1のダイアフラム40Aおよび第2のダイアフラム40Bが受ける歪みおよび負荷の量が低減される。この歪みおよび負荷の低減により、第1のダイアフラム40Aおよび第2のダイアフラム40Bは摩耗および破裂する前に、より多くのサイクルを実行することができる。第1のダイアフラム40Aおよび/または第2のダイアフラムの破断については、図4Aおよび図4Bを参照して以下に説明する。

図4Aは、第1のダイアフラム40Aに破裂Rを有する容積式ポンプ10の正面断面図である。図4Bは、第1のダイアフラム40Aの破裂R後の第1のブリーザ弁12Aの断面図である。図4Aおよび図4Bに示すように、第1のダイアフラム40Aまたは第2のダイアフラム40Bが破裂した場合、作動流体Fは空気モータ室34または空気弁26に入らない。むしろ、作動流体Fは、破裂したダイアフラム40の側部のそれぞれの空気キャビティ58、流体室60、通気通路68、外部ライン32、及びブリーザ弁12に閉じ込められる。図4Aの実施例では、破断部Rが第1ダイアフラム40Aに形成されている。破裂Rにより、作動流体Fは第1空気キャビティ58Aに入り、第1通気通路68Aを上昇し、第1外部ライン32Aに入り、第1ブリーザ弁12Aに入り、第1ブリーザ弁12A内で停止する。第1の外部ライン32Aおよび第2の外部ライン32Bは両方とも透明なチューブとすることができ、その結果、破裂Rは第1の外部ライン32Aおよび/または第2の外部ライン32Bを、これらのライン32A、32B中の作動流体Fの存在について視覚的に検査することによって検出することができる。

図4Aおよび図4Bの容積式ポンプ10を修理するために、第1の流体カバー18が取り外され、破裂Rを有する第1のダイアフラム40Aが取り外され、第1のブリーザ弁12Aが取り外される。次に、第1のダイアフラム区画38A、第1の通気通路68A、および第1の外部ライン32Aがフラッシュされ、洗浄される。新しい第1のダイアフラム40Aが第1のダイアフラム区画38Aに取り付けられ、第1の流体カバー18がハウジング14の本体16に再び取り付けられる。第1のブリーザ弁12Aは、分解され、洗浄され、再組立てされ、ハウジング14に再取付けされるか、または新しいブリーザ弁12Aがハウジング14に取付けられる。一旦、第1のブリーザ弁12Aが容積式ポンプ10に接続されると、容積式ポンプは、サービスを継続する準備が整う。第1のブリーザ弁12Aおよび第2のブリーザ弁12Aは、図5を参照して以下に詳細に説明される。

図5は、第1ブリーザ弁12Aの断面図である。第1のブリーザ弁12Aおよび第2のブリーザ弁12B(図1および図4Aに示される)は同一とすることができる。簡単にするために、第1のブリーザ弁12Aを説明するが、第1のブリーザ弁12Aの説明は第2のブリーザ弁12Bに直接的に適用することができる。第1のブリーザ弁12Aは、弁ハウジング74、弁入口76、弁出口78、第1のチャンバ（室）80、第2のチャンバ（室）82、通路84、チャネル86、第1の弁座88、第2の弁座90、バネ負荷逆止弁要素94およびバネ96を備えた第1の弁要素92、ならびにボール100Aおよび100Bを備えた第2の弁要素98を含む。

弁ハウジング74は、第1のチャンバ80、第2のチャンバ82、弁入口76、および弁出口78を含む材料のほぼ円筒形の本体である。弁入口76及び弁出口78は、弁ハウジング74から外方に延びる固体材料の管状部分である。弁入口76および弁出口78の両方は、ねじ山(図示せず)または締結または取り付けのための他の特徴を含むことができる。第1のチャンバ80および第2のチャンバ82は、液体または気体などの流体を輸送するための弁ハウジング74内の区画である。通路84はハウジング74の一部を介して延び、第1のチャンバ80を第2のチャンバ82に流体的に接続する流体通路である。チャネル86は、第2のチャンバ82の壁に沿って、かつ、第2のチャンバ82の壁内にあるスリット、カット、または通路である。図5の実施例では、第1の弁座88及び第2の弁座90がシール面を提供するOリングである。第1の弁要素92は、バネ負荷逆止弁要素94とバネ96とを含む。バネ負荷逆止弁要素94は、バネ96に接続されるか、またはバネ96と接触するボール弁要素である。第2の弁要素98は、プラスチックなどの浮揚性材料で作られたボール100Aおよび100Bを含むことができる。他の非限定的な実施形態では、第2の弁要素98が1つまたは複数の中空ボール、楕円体、円錐体、円筒体、または他の形状を含むことができる。

図4Aおよび図4Bに最も良く示されているように、第1のブリーザ弁12Aの弁入口76は、第1の外部ライン32Aに取り付けられている。第1の外部ライン32Aは弁入口76が第1の外部ライン32Aおよび第1の通気通路68Aを介して第1の空気キャビティ38Aに流体的に接続されるように、第1の通気通路68Aに接続される。第1のチャンバ80は第1の弁要素92と第1の弁座88とを含み、弁入口76と第2のチャンバ82とに流体的に接続されている。第2のチャンバ82は第2の弁要素98と第2の弁座90とを含み、弁出口78と第1の室80とに流体的に接続されている。通路84は、第1のチャンバ80と第2のチャンバ82とを流体的に接続する。チャネル86は、第2のチャンバ82の壁の一部に沿って延びる。第1の弁座88は、第2のチャンバ82とは反対側の第1のチャンバ80の端部に配置され、入口76と第1の弁要素92との間のハウジング74内に少なくとも部分的に配置される。第1の弁座88は、第1の弁要素92が第1の弁座88と接触すると、第1の弁要素92とシールを形成するように構成された形状を有している。

第2の弁座90は、第1の室80とは反対側の第2の室82の端部に配置され、弁出口78と第2の弁要素98との間のハウジング74内に少なくとも部分的に配置される。第2の弁座90は第2の弁要素98が第2の弁座90と接触したときに、第2の弁要素98とシールを形成するように構成された形状を含む。第1室80内には、バネ負荷された逆止弁要素92が配置されている。第1の弁要素92のバネ96はバネ負荷された逆止弁要素94を第1の弁座88に対して付勢し、第1の弁座88の反対側の第1のチャンバ80の端部でハウジング78に接続することができる。第2の弁要素98は、第2のチャンバ82内に配置され、第2のチャンバ82内に収容され、第2の弁要素98が第2のチャンバ82内で自由に動くことができるようになっている。第2の弁要素98は、ハウジング74によって第2の室82の中心に配置されている。

第1のブリーザ弁12Aは、空気が第1の通気通路68Aおよび第1の外部ライン32Aを介して第1の空気キャビティ58Aから出て、バネ負荷逆止弁要素94を通過することを可能にする一方で、流体が第1のブリーザ弁12Aを介して第1の空気キャビティ58Aに入ることを防止するように構成される。バネ負荷逆止弁要素94を備えた第1の弁要素92はまた、容積式ポンプ10の通常のサイクル中に第1の空気キャビティ58Aが加圧されないことを確実にするために、実質的に大気圧より高い第1の空気キャビティ58Aから圧力を放出するように設計されている。第1の空気キャビティ58Aを大気圧に維持することは、第1のダイアフラム40Aの歪みおよび摩耗を低減するのに役立ち、それによって第1のダイアフラム40Aの動作寿命を延ばす。この同じ原理は、第2の空気キャビティ58Bおよび第2のダイアフラム40Bにも当てはまる。

第2の弁要素98は空気のような低密度流体が第1のブリーザ弁12Aから逃げることを可能にするために使用されるが、第1のダイアフラム40Aの破裂Rの後に作動液体Fが第1の空気キャビティ58Aに入り、第1のブリーザ弁12Aに到達する場合、第2の弁要素98は作動液体F内で浮動し、それによって第2の弁要素98を第2の弁座90に押し付ける。これにより、第1ブリーザ弁12A内の作動液の流れが遮断され、作動液Fは容積式ポンプ10から逃げない。しかし、第2の弁要素98は第2の弁要素98よりも密度の高い流体によってのみ持ち上げられるので、第2の弁要素98は第2のチャンバ82内に液体が存在する場合にのみ逆止または閉鎖する。この構成により、容積式ポンプ10の通常動作中に、第1のチャンバ80内のバネ式逆止弁要素94が第1の空気キャビティ58Aから空気を放出することが可能になり、一方、第2の弁要素98は第1のダイアフラム40Aの故障の場合に、作動液体Fが第1のブリーザ弁12Aから逃げることを防止する。

1つの非限定的な実施形態では、第1のブリーザ弁12Aの第2の弁要素98がボール100Aおよび100Bなどの2つの中空プラスチックボールを含むことができる。他の非限定的な実施形態では第2の弁要素98の個数、サイズ、形状、および材料は所望の浮揚性および流れ特性を提供するように選択することができる。中空プラスチックボールの態様の1つは、設計上、作動液体Fが第1のブリーザ弁12Aの内側に存在するときに、それらが浮動し、第1のブリーザ弁12Aを封止することができるように、非常に軽量であることである。流れている空気がボール100Aおよび100Bを持ち上げて第2の弁座90に接触するのを防止するために、ハウジング74のチャネル86は、第2の弁要素98をハウジング78の中心に保持したまま、第2の弁要素98の周りに空気通路を与える。チャネル86は、空気が第2の弁要素98のそばおよび/または周囲を通過するための通路を提供する。

図6は、円錐形状を有する第2の弁要素98を特徴とする、第1のブリーザ弁12Aおよび/または第2のブリーザ弁12Bの代替実施形態の断面図である。図5の実施例と同様に、第2の弁要素98の円錐形状は浮揚性材料を含む。第2の弁要素98の上端は、第2の弁座90と係合して、第2のチャンバ82から第1のブリーザ弁12Aからの液体の移送を防止するシールを形成するように構成された形状を含む。図5に関して上述した第1のブリーザ弁12Aの実施形態と同様に、弁ハウジング78は第2のチャンバ82内にチャネル86を含み、空気が第2の弁要素98のそばおよび/または周囲を通過することを可能にし、それによって、第2のチャンバ82を通過する空気が第2の弁要素98を持ち上げて第1のブリーザ弁12Aを閉じることを防止する。

例示的な実施形態を参照して本発明を説明してきたが、当業者であれば、本発明の範囲から逸脱することなく、様々な変更を行うことができ、その要素の代わりに等価物を用いることができることを理解するのであろう。例えば、図1〜図4Bは第1のブリーザ弁12Aおよび第2のブリーザ弁12Bを有する容積式ポンプ10を開示しているが、容積式ポンプ10の別の実施形態は単一のブリーザ弁12を第1の空気キャビティ58Aおよび第2の空気キャビティ58Bの両方に接続するT字形外部ライン32を有する単一のブリーザ弁12を含むことができる。加えて、その本質的な範囲から逸脱することなく、特定の状況又は材料を本発明の教示に対して適合させるために多くの修正を行うことができる。例えば、図1〜図4Bは空気モータピストン36、空気モータ室34、および空気弁26を備えた容積式ポンプ10を開示しているが、容積式ポンプ10の別の実施形態は第1の空気キャビティ58Aおよび第2の空気キャビティ58Bから流体的に切り離された空気モータ室と同様のチャンバ内に配置された電気モータを含むことができる。電気モータは第1のダイアフラム40Aおよび第2のダイアフラム40Bを作動させるために、第1のシャフト46および第2のシャフト48(または単一のシャフト)に連結することができる。別の実施例では、空気モータピストン36の代わりに油圧駆動ピストンを使用することができる。したがって、本発明は、開示された特定の実施形態に限定されるものではなく、添付の特許請求の範囲に含まれるすべての実施形態を含むことが意図される。

10 容積式ポンプ
12A,B ブリーザ弁
14 ハウジング
16 本体
18A,B 流体カバー
20 流体入口
22 流体出口
24 空気マニホルド
26 空気弁
28 空気入口
30 空気出口
32A,B 外部ライン
34 空気モータ室
36 空気モータピストン
38A,B ダイアフラム区画
40A,B ダイアフラム
46 シャフト
48 シャフト
58A,B 空気キャビティ
60A,B 流体室
F 作動流体
R 破裂

Claims (20)

1. 駆動室とダイアフラム区画を囲むハウジングと、
   前記駆動室内の駆動要素と、
   前記ダイアフラム区画の内側で、前記ダイアフラム区画を流体室とキャビティとに分割する前記ダイアフラムと、
   前記駆動要素と前記ダイアフラムとを接続するシャフトと、
   前記キャビティに流体的に接続され、空気がキャビティから出ることを可能にするように構成されたブリーザ弁とを含み、
   前記キャビティは前記駆動室から流体的に切り離されている、
   ことを特徴とする容積式ポンプ。
2. 前記駆動要素は空気ピストンを含む、ことを特徴とする請求項1に記載の容積式ポンプ。
3. 前記ブリーザ弁は、
   入口と出口を備え、前記入口は前記キャビティに流体的に接続されている、弁ハウジングと、
   前記弁ハウジング内にあって、弁座を有し、前記出口に流体的に接続されている弁室と、
   前記弁室内に配置され、浮揚性材料を含んでいる弁要素と、
   を含む、ことを特徴とする請求項1に記載の容積式ポンプ。
4. 前記ブリーザ弁は、
   入口および出口を有し、前記入口が前記キャビティに流体的に接続されている、第2のハウジングと、
   前記第2のハウジング内で、第1の弁座を有し、前記入口に流体的に接続された第1のチャンバと、
   前記第2のハウジング内で、第2の弁座を有し、前記出口および前記第1のチャンバに流体的に接続された第2のチャンバと、
   前記第1のチャンバ内で、バネ負荷逆止弁要素を含んでいる、第1の弁要素と、
   前記第2のチャンバ内に配置され、浮揚性材料を含んでいる、第2の弁要素と、
   を含む、ことを特徴とする請求項1に記載の容積式ポンプ。
5. 前記第2のチャンバは、前記第2の弁要素を通過するガスの伝達のために、前記ハウジング内に延在するチャネルを備えている、ことを特徴とする請求項4に記載の容積式ポンプ。
6. 前記ブリーザ弁は前記第1のチャンバ内に配置されたバネをさらに含み、前記バネは前記ハウジングと接触し、前記第1の弁要素を前記第1の弁座に対して付勢する、ことを特徴とする請求項4に記載の容積式ポンプ。
7. 前記第2の弁要素は、中空プラスチックボール、中空円錐、楕円体、またはシリンダを含む、ことを特徴とする請求項4に記載の容積式ポンプ。
8. 前記ハウジング内に形成された第2のダイアフラム区画と、
   前記第2のダイアフラム区画内で、前記第2のダイアフラム区画を第2の流体室と第2のキャビティとに分割する第2のダイアフラムと、
   前記駆動要素と前記第2のダイアフラムとを接続する第2のシャフトと、
   前記第2のキャビティが前記駆動室から流体的に切り離されている、ことを特徴とする請求項1に記載の容積式ポンプ。
9. 前記第2のキャビティに流体的に接続され、空気が前記第2のキャビティから出ることを可能にするように構成された、第2のブリーザ弁を更に含む、ことを特徴とする請求項8に記載の容積式ポンプ。
10. 前記シャフトの周り、および前記シャフトと前記ハウジングとの間で、前記ダイアフラム区画から前記駆動室への流体の伝達を防止するように構成された第1のシールと、
    前記第2のシャフトの周り、および前記第2のシャフトと前記ハウジングとの間で、前記第2のダイアフラム区画から前記駆動室への流体の伝達を防止するように構成された第2のシールとをさらに含む、ことを特徴とする請求項8に記載の容積式ポンプ。
11. 前記駆動要素は、前記駆動室内に配置された電気モータを含む、ことを特徴とする請求項1に記載の容積式ポンプ。
12. 前記ハウジングを介して前記キャビティまで延びる通路と、
    前記ハウジングの外部にあり、前記通路と前記ブリーザ弁とを流体的に接続するラインとをさらに含む、ことを特徴とする請求項1に記載の容積式ポンプ。
13. 空気モータ室、第1のダイアフラム区画、および第2のダイアフラム区画を囲むハウジングと、
    前記空気モータ室内のピストンと、
    前記第1のダイアフラム区画内で、前記第1のダイアフラム区画を第1の流体室と第1の空気キャビティとに分割する第1のダイアフラムと、
    前記第2のダイアフラム区画内で、前記第2のダイアフラム区画を第2の流体室と第2の空気キャビティとに分割する第2のダイアフラムと、
    前記ピストンと前記第1のダイアフラムとを接続する第1のシャフトと、
    前記第1のシャフトの反対側で前記ピストンに接続され、前記ピストンと前記第2のダイアフラムとを接続する第2のシャフトと、
    前記第1の空気キャビティに流体的に接続され、空気が前記第1の空気キャビティから出ることを可能にするように構成されたブリーザ弁を含み、
    前記第1の空気キャビティおよび前記第2の空気キャビティは、前記空気モータ室と流体的に接続されていない、ことを特徴とするデュアルダイアフラムポンプ。
14. 前記第2の空気キャビティに流体的に接続され、空気が前記第2の空気キャビティから出ることを可能にするように構成された、第2のブリーザ弁を更に含む、ことを特徴とする請求項13に記載のデュアルダイアフラムポンプ。
15. 前記ブリーザ弁は、
    入口および出口を有し、前記入口が前記第1の空気キャビティに流体的に接続されている、弁ハウジングと、
    前記弁ハウジング内で、前記入口に流体的に接続され、第1の弁座を有する、第1のチャンバと、
    前記弁ハウジング内で、第2の弁座を有し、前記出口および前記第1のチャンバに流体的に接続される、第2のチャンバと、
    前記第1のチャンバ内で、バネ負荷逆止弁要素を含んでいる、第1の弁要素と、
    前記第2のチャンバ内に配置され、浮揚性材料を含んでいる、第2の弁要素と、
    を含む、ことを特徴とする請求項13に記載のデュアルダイアフラムポンプ。
16. 前記第2のチャンバは、前記第2の弁要素を通過するガスの伝達のために、前記ハウジング内に延在するチャネルを備えている、ことを特徴とする請求項15に記載のデュアルダイアフラムポンプ。
17. 前記ブリーザ弁は前記第1のチャンバ内に配置されたバネをさらに含み、前記バネは前記ハウジングと接触し、前記第1の弁要素を前記第1の弁座に対して付勢する、ことを特徴とする請求項15に記載のデュアルダイアフラムポンプ。
18. 前記第2の弁要素は中空プラスチックボールを含む、ことを特徴とする請求項15に記載のデュアルダイアフラムポンプ。
19. 前記第2の弁要素は中空円錐、楕円体、またはシリンダを含む、ことを特徴とする請求項15に記載のデュアルダイアフラムポンプ
20. 前記ハウジングを介して前記第1の空気キャビティまで延びる通路と、
    前記ハウジングの外部にあり、前記通路と前記ブリーザ弁とを流体的に接続しており、そして透明である、ラインとを、さらに含むことを特徴とする、請求項1に記載のポンプ、請求項15に記載のデュアルダイアフラムポンプ。

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