JPS62233485A - Driving device for bellows pump - Google Patents

Abstract

PURPOSE:To know flow rate without using flow meter by detecting that a shaft member which performs piston action is in each dead point position and outputting changeover signal after time lag passing to changeover driving air pressure. CONSTITUTION:Driving air pressure supply lines 29, 30 are provided for pressure chambers 12, 13 and they are controlled by three-way solenoid valves 27, 28. The time lag, from the time when a shaft member 7 reached one dead point position to the time when ON/OFF of solenoid valves 27, 28 is changed over, is set in a timer. Accordingly it is made possible to know pressure sending liquid quantity by controlling the change over cycle of the driving air pressure without using a flow meter.

Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention] 【産業上の利用分野】[Industrial application field]

本発明は、ベローズポンプの流徂制御を可能にする駆動
装置に関するものである。The present invention relates to a drive device that enables flow control of a bellows pump.

【従来技術】[Prior art]

一般に、規定圧力で所望の液量を正確に吐出する定ｉｕ
ポンプの一つとしてベローズポンプが用いられている。 第３図は従来技術におけるベローズポンプの原理的な措
成を示す模式図であり、この図に従ってベローズポンプ
の動作について説明する。図中１はポンプの作動部を示
すが、一対のベロー２，３がケーシング４内の両側端部
に区画形成されたポンプ室５，６内で交互に伸縮運動す
ることにより、吐出圧および吸入圧が生み出される。ベ
ロー２゜３の伸縮運動は、両端が各ベロー２．３の先端
部内側に固定されたシャフト部材７を軸方向へピストン
運動させろことによってその駆動が行なわれている。こ
のシャフト部材７のピストン運動は、シャフト部材７の
ほぼ中央部を気密に且つ摺動自在に保持するケーンング
側隔壁部８，９と、このケーノング側隔壁部８．９の両
側部に位置してンヤフト部材７から鍔状に径方向外方へ
延出し、その周縁部がケーシング４の内周面に気密に摺
接するシャフト側隔壁部１０．１１との間に形成される
二つの圧力室１２．１３内に、交互に空気圧を作用させ
ることによってその駆動を行っている。この空気圧を二
つの圧力室１２．１３に交互に作用仕るのは駆動空気圧
の切り替え弁１４であり、この切り替え弁１４は、パイ
ロット圧力を受けて切り替え動作を行う。そして、この
パイロット圧力は、二つのパイロットバルブ１５．１６
が交互に開閉することによって切り替え弁１４に作用す
る。 パイロットバルブ１５．１６の交互開閉は、それぞれの
パイロットバルブ＋　５．１６に設けられた開スイッチ
Ｉ　７．＋　８を、シャフト部材７の中央に形成された
操作部１９が交互に押して交互に開状態とすることによ
って行なわれる。尚、２０゜２１．２２，２３．はそれ
ぞれ逆止弁であり、２４は吐出口、２５は吸入口である
。In general, a constant iu that accurately dispenses the desired amount of liquid at a specified pressure is used.
A bellows pump is used as one of the pumps. FIG. 3 is a schematic diagram showing the principle structure of a bellows pump in the prior art, and the operation of the bellows pump will be explained with reference to this diagram. In the figure, reference numeral 1 indicates the operating part of the pump, and a pair of bellows 2 and 3 alternately extend and contract within pump chambers 5 and 6 that are defined at both ends of the casing 4, thereby increasing the discharge pressure and suction. pressure is created. The telescopic movement of the bellows 2.3 is driven by a piston movement in the axial direction of a shaft member 7 whose both ends are fixed inside the tip of each bellows 2.3. This piston movement of the shaft member 7 is caused by the caning side partitions 8, 9 which hold the substantially central portion of the shaft member 7 airtightly and slidably, and the caning side partitions 8, 9 located on both sides of the canong side partitions 8,9. two pressure chambers 12. which extend outward in the radial direction from the shaft member 7 in a brim shape and are formed between the shaft side partition wall portion 10. It is driven by alternately applying air pressure inside the cylinder 13. This air pressure is applied alternately to the two pressure chambers 12, 13 by a drive air pressure switching valve 14, which performs switching operations in response to pilot pressure. This pilot pressure is then applied to the two pilot valves 15 and 16.
acts on the switching valve 14 by opening and closing alternately. The pilot valves 15 and 16 are alternately opened and closed by the open switch I provided on each pilot valve + 5.16. +8 is alternately pushed by the operating portion 19 formed at the center of the shaft member 7 to alternately bring it into the open state. In addition, 20°21.22,23. are check valves, 24 is a discharge port, and 25 is a suction port.

【発明が解決しようとする問題点】[Problems to be solved by the invention]

ところで、上述のごとく構成された駆動装置にあっては
、その切り替え周期は駆動空気圧と吐出側の抵抗等の負
荷との比によって決まる。第４図はシャフト部材のスト
ロークとその周期を表すグラフ図であるが、縦軸にスト
ローク、横軸に時間が表わされ、駆動空気圧と負荷との
比はグラフの傾きαで代表される。すなわち、駆動空気
圧に比して負荷が大きければαは小さくなり、切り替え
周期は長くなる。逆に、駆動空気圧に比して負荷が小さ
ければαは大きくなり、切り替え周期は短くなる。この
ように切り替え周期が不安定であると、圧送された液■
（総流量）をポンプの作動時間から知ることはできず、
総流ｍを知る必要がある場合には、流量計を圧送系内に
取り付けてこれを計測しなければならなかった。 ところが、ベローズポンプが使われる多くの場合は、強
酸性、強アルカリ性あるいは育機溶剤等の薬液の圧送に
用いられ、これらの圧送系内に流量計を取り付けるのは
容易ではなかった。特に、半導体用のエツチング液を圧
送する場合には、高温・高圧の状態て圧送が行なわれる
ため、接液部がフッ素樹脂て構成された流量計を用いて
もそのリーク防止が困難であった。 本発明は上述のごとき問題点に鑑み、これらを有効に解
決すべく創案されたものである。したがってその目的は
、流量計を用いずにポンプの作動情況すなイつち駆動空
気圧の切り替え周期（単位時間当たりの流量に比例）を
制御することによって、流量計を用いずに圧送液量（総
流量）を知ることができるベローズポンプの駆動装置を
提供することにある。By the way, in the drive device configured as described above, the switching period is determined by the ratio between the drive air pressure and the load such as the resistance on the discharge side. FIG. 4 is a graph showing the stroke of the shaft member and its cycle, where the vertical axis represents the stroke, the horizontal axis represents time, and the ratio of drive air pressure to load is represented by the slope α of the graph. That is, if the load is large compared to the driving air pressure, α becomes small and the switching period becomes long. Conversely, if the load is small compared to the drive air pressure, α will be large and the switching period will be short. If the switching cycle is unstable in this way, the pumped liquid
(total flow rate) cannot be determined from the pump operating time,
If it was necessary to know the total flow m, a flow meter had to be installed in the pumping system to measure it. However, in many cases where bellows pumps are used, they are used to forcefully transport chemical solutions such as strongly acidic, strongly alkaline, or breeding solvents, and it is not easy to install a flow meter within these pumping systems. In particular, when an etching liquid for semiconductors is pumped, it is carried out under high temperature and pressure, so it is difficult to prevent leaks even when using a flowmeter whose wetted parts are made of fluororesin. . The present invention has been devised in view of the above problems and to effectively solve them. Therefore, the purpose of this is to control the operation status of the pump, that is, the switching period of the driving air pressure (proportional to the flow rate per unit time) without using a flow meter. The object of the present invention is to provide a bellows pump driving device that can determine the total flow rate.

【問題点を解決するための手段】[Means to solve the problem]

本発明に係るベローズポンプの駆動装置は、二つのベロ
ーを交互に伸縮運動させるべく、これらベローをそれぞ
れ両端に連結させて軸方向へピストン運動するシャフト
部材を備え、該シャフト部材のピストン運動を交互に切
り替わる駆動空気圧いて、前記ピストン連動するシャフ
ト部材がその各死点位置にあることを検知して検知信号
を出力する位置センサと、前記駆動空気圧の切り替え遅
れ時間が設定され、前記位置センサからの出力信号を受
けて該屋れ時間経過後に切り替え信号を出力するタイマ
ーと、前記タイマーからの切り替え信号を受けて前記駆
動空気圧を切り替える電磁弁とを備えている。A bellows pump drive device according to the present invention includes a shaft member that connects the two bellows at both ends and makes a piston movement in the axial direction in order to make the two bellows alternately expand and contract, and the piston movement of the shaft member is made alternately. a position sensor that detects that the shaft member interlocking with the piston is at its respective dead center position and outputs a detection signal when the drive air pressure is switched to the position sensor; and a position sensor that outputs a detection signal; The air conditioner includes a timer that receives an output signal and outputs a switching signal after the elapse of the leakage time, and an electromagnetic valve that switches the drive air pressure in response to the switching signal from the timer.

【作用】[Effect]

本発明に係るベローズポンプの駆動装置によれば、シャ
フト部材の１ストロークに要する時間（駆動空気圧の切
り替え周期）は、駆動空気圧と負荷との比が変わっても
、その変動量に見合わせて駆動空気圧の切り替え遅れ時
間をタイマーに設定することによって一定にすることが
できる。また、切り替え機構を電気的に操作することに
よってポンプの作動情況を電気的にモニタすることがで
き、機械的流量計を用いずとら流量制御が可能である。According to the bellows pump drive device according to the present invention, even if the ratio between the drive air pressure and the load changes, the time required for one stroke of the shaft member (the switching cycle of the drive air pressure) is adjusted to compensate for the amount of variation in the drive air pressure. The switching delay time can be kept constant by setting a timer. Furthermore, by electrically operating the switching mechanism, the operational status of the pump can be electrically monitored, and the flow rate can be controlled without using a mechanical flow meter.

【実施例】【Example】

以下に本発明の好適一実施例について第１図ないし第２
図を参照して説明する。 第１図は、本発明に係るベローズポンプの駆動装置の概
略構成を示す模式図である。なお、従来技術を示す第３
図の作動部分と対応する構成については同一の参照番号
を付すことによって重複する説明を省略する。 まず、それぞれの圧力室１２．１３に駆動空気圧を交互
に作用させるため、一つの駆動空気圧源２６から二つに
分岐され、それぞれに３方電磁弁２７．２８が介設され
て各圧力室１２．１３内へ端部が開放されている駆動空
気圧供給系２９．３０が設けられている。これらそれぞ
れの３方電磁弁２７．２８は交互にオン・オフを繰り返
し、オン状態の電磁弁（図中２８）は駆動空気圧源２６
とそれに相当する方の圧力室１３内とを連通して駆動空
気圧を圧力室１３内に作用さ仕る。一方、オフ状態の電
磁弁２７は、これに相当する圧力室１２内と大気圧側と
を連通し、その圧力室１２内に蓄圧されていた空気を大
気圧側へ開放する。 各電磁弁２７．２８のオン・オフ動作を命令す、ろ信号
はタイマー３１から出力される。このタイマー３１は、
シャフト部材７が一方の死点位置（ストローク方向反転
位置）に達した時点から、駆動空気圧を切り替えるべく
７［弁２７．２８のオン・オフを切り替える時点までの
遅れ時間が設定されている。すなわち、従来技術の機械
的な駆動空気圧切り替え機構では、シャフト部材が死点
位置に到達すると遅れ時間なくすぐに駆動空気圧の切り
替え動作が行なわれるが、本発明のように、タイマー３
１により適切な遅れ時間を設定することができれば、駆
動空気圧と負荷との比が変化してもそれに見合う遅れ時
間を調節することによって意図的に一定の切り替え周期
を決定することができる。 タイマー３１の作動開始時点はシャフト部材７が一方の
死点位置に到達した時点であるが、その作動開始を命令
する信号は、シャフト部材７が死点位置に達した状態を
検知する位置センサ３２によって出力される。 上述のごとく構成された駆動空気圧切り替え機構を有す
るベローズポンプは、第２図のグラフ図に示すような作
動情況を呈する。すなわち、駆動空気圧と負荷との比で
決定される傾きαでシャフト部材７のストロークが進行
し、死点に到達するとそのことを位置センサ３２が検知
して検知信号をタイマー３１へ出力する。タイマー３１
には所定の切り替え周期を得るための適切な遅れ時間Ｔ
１が設定されており、位置センサ３２の検知信号を受け
てから遅れ時間Ｔ、の間、電磁弁２７゜２８に対して切
り替え命令の信号は出力しない。 遅れ時間Ｔ１経過後タイマー３１から切り替え命令の信
号が出力されて電磁弁２７．２８の切り替えが行なわれ
、傾き−αでシャフト部材７の反転された方向へのスト
ロークが進行する。以降、同様の遅れ時間Ｔ１および傾
きα、−αで作動が繰り返される。 上述のようなベローズポンプの作動情況は、電気的信号
によって制御されており、この電気的信号をピックアッ
プすればその作動情況をモニタずの時間に設定でき、モ
ニタにより作動情況が確実であることを確認できれば、
ポンプの運転時間から圧送された正確な液量（総流量）
を知ることらでき、従来のような流ｍ計を用いろ必要も
ない。A preferred embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. 1 to 2.
This will be explained with reference to the figures. FIG. 1 is a schematic diagram showing a schematic configuration of a bellows pump drive device according to the present invention. In addition, the third section showing the prior art
Components corresponding to the operating parts in the figures are given the same reference numerals to omit redundant explanation. First, in order to apply driving air pressure alternately to each pressure chamber 12, 13, one driving air pressure source 26 is branched into two, and a three-way solenoid valve 27, 28 is interposed in each. A drive pneumatic supply system 29.30 is provided which is open at its end into the .13. These three-way solenoid valves 27 and 28 are alternately turned on and off, and the solenoid valve in the on state (28 in the figure) is connected to the driving air pressure source 26.
and the corresponding pressure chamber 13 are communicated with each other to apply driving air pressure to the pressure chamber 13. On the other hand, the solenoid valve 27 in the OFF state communicates the corresponding inside of the pressure chamber 12 with the atmospheric pressure side, and releases the air accumulated in the pressure chamber 12 to the atmospheric pressure side. A timer 31 outputs a filter signal that commands the on/off operation of each electromagnetic valve 27, 28. This timer 31 is
A delay time is set from the time when the shaft member 7 reaches one dead center position (stroke direction reversal position) to the time when the valves 27 and 28 are turned on and off in order to switch the driving air pressure. That is, in the conventional mechanical drive air pressure switching mechanism, when the shaft member reaches the dead center position, the drive air pressure is switched immediately without any delay time.
If an appropriate delay time can be set according to 1, even if the ratio between drive air pressure and load changes, a constant switching cycle can be intentionally determined by adjusting the delay time commensurate with the change. The timer 31 starts operating when the shaft member 7 reaches one dead center position, and the signal instructing the start of its operation is transmitted by the position sensor 32 that detects when the shaft member 7 has reached the dead center position. is output by A bellows pump having a drive air pressure switching mechanism configured as described above exhibits an operating situation as shown in the graph of FIG. That is, the stroke of the shaft member 7 advances with an inclination α determined by the ratio of the driving air pressure and the load, and when the dead center is reached, the position sensor 32 detects this and outputs a detection signal to the timer 31. timer 31
is an appropriate delay time T to obtain a predetermined switching period.
1 is set, and a switching command signal is not output to the solenoid valves 27 and 28 for a delay time T after receiving the detection signal from the position sensor 32. After the delay time T1 has elapsed, a switching command signal is output from the timer 31, the solenoid valves 27 and 28 are switched, and the stroke of the shaft member 7 in the reversed direction progresses at an inclination -α. Thereafter, the operation is repeated with the same delay time T1 and slopes α and -α. The operating status of the bellows pump as described above is controlled by electrical signals, and by picking up this electrical signal, the operating status can be set at a time without being monitored, and the monitoring allows you to confirm that the operating status is reliable. If you can confirm,
Accurate amount of liquid pumped (total flow rate) based on pump operating hours
There is no need to use a conventional current meter.

【発明の効果】【Effect of the invention】

以上の説明より明らかなように、本発明によれば次のご
とき優れた効果が発揮される。 すなわち、流量計を用いずにポンプの作動情況すなわち
駆動空気圧の切り替え周期（単位時間当たりの流量に比
例）を制御することによって、流量計を用いずに圧送液
里（総流量）を知ることができる。As is clear from the above description, the present invention provides the following excellent effects. In other words, by controlling the operating status of the pump, that is, the switching cycle of the driving air pressure (proportional to the flow rate per unit time) without using a flow meter, it is possible to know the pumped liquid volume (total flow rate) without using a flow meter. can.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第１図は本発明に係るベローズポンプの駆動装置の概略
構成を示す模式図、第２図は本発明に係るベローズポン
プの駆動装置によるシャフト部材のストロークとその周
期を表すグラフ図、第３図は従来技術におけるベローズ
ポンプの原理的な）Ｍ成を示す模式図、第４図は従来技
術におけろンヤフトぶＳ材のストロークとそのｌ７ｉＩ
Ｉ［ＪＩを表すグラフ図である。 １・・・作動部、２．３・・・ベロー、４・・・ケーシ
ング、５．６・・ポンプ室、７　・シャフト部材、８．
９・・・ケーソング側隔壁部、Ｉ　Ｏ，１１・・・シャ
フト側隔壁部、ｌ　２．ｔ　３・・・圧力室、１４・・
・切り替え弁、１５．１６・・・ハイロットバルブ、１
７．１８・・・開スイッチ、１９・・・操作部、２０，
２１，２２．２３・・・逆止弁、２４・・・吐出口、２
５・・・吸入口、２６・・・駆動空気圧源、２７．２８
・・・電磁弁、２９．３０・・・駆動空気圧供給系、３
１・・・タイマー、３２・・・位置センサ 特許出願人　　　　倉敷紡績株式会社 代理人弁理士　　　前出　ａ（ほか２名）第３図 区二ローへ ベーＪ−ローへFIG. 1 is a schematic diagram showing the general configuration of a bellows pump drive device according to the present invention, FIG. 2 is a graph diagram showing the stroke of a shaft member and its cycle by the bellows pump drive device according to the present invention, and FIG. 3 Figure 4 is a schematic diagram showing the principle configuration of the bellows pump in the prior art.
It is a graph diagram showing I[JI. DESCRIPTION OF SYMBOLS 1... Actuation part, 2.3... Bellows, 4... Casing, 5.6... Pump chamber, 7 - Shaft member, 8.
9... Case song side bulkhead portion, I O, 11... Shaft side bulkhead portion, l 2. t 3...pressure chamber, 14...
・Switching valve, 15.16...High lot valve, 1
7.18...Open switch, 19...Operation unit, 20,
21, 22. 23... Check valve, 24... Discharge port, 2
5... Intake port, 26... Driving air pressure source, 27.28
...Solenoid valve, 29.30...Drive air pressure supply system, 3
1...Timer, 32...Position sensor Patent applicant Kurashiki Boseki Co., Ltd.'s representative patent attorney A (and 2 other people) Go to Figure 3 Ward 2-row Be J-row

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] （１）、二つのベロー（２、３）を交互に伸縮運動させ
るべく、これらベロー（２、３）をそれぞれ両端に連結
させて軸方向へピストン運動するシャフト部材（７）を
備え、該シャフト部材（７）のピストン運動を交互に切
り替わる駆動空気圧によって駆動するベローズポンプの
駆動装置において、 前記ピストン運動するシャフト部材（７）がその各死点
位置にあることを検知して検知信号を出力する位置セン
サ（３２）と、 前記駆動空気圧の切り替え遅れ時間（Ｔ＿１）が設定さ
れ、前記位置センサ（３２）からの出力信号を受けて該
遅れ時間（Ｔ＿１）経過後に切り替え信号を出力するタ
イマー（３１）と、 前記タイマー（３１）からの切り替え信号を受けて前記
駆動空気圧を切り替える電磁弁（２７、２８）とを備え
たことを特徴とするベローズポンプの駆動装置。(1) In order to make the two bellows (2, 3) alternately expand and contract, a shaft member (7) is provided which connects the bellows (2, 3) to both ends thereof and makes a piston movement in the axial direction; In a bellows pump drive device in which the piston movement of the member (7) is driven by driving air pressure that is alternately switched, it detects that the shaft member (7) in piston movement is at its respective dead center position and outputs a detection signal. a position sensor (32); and a timer (31) in which a switching delay time (T_1) of the driving air pressure is set, and which receives an output signal from the position sensor (32) and outputs a switching signal after the delay time (T_1) has elapsed. ); and a solenoid valve (27, 28) that switches the driving air pressure in response to a switching signal from the timer (31).