(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
平面的に見て円形を呈する筒状ケーシング（１）と、該筒状ケーシングの内周壁に接して垂直軸を中心として回転あるいは所定角度回動する回転体（１５）とを備え、
前記筒状ケーシング（１）には、第１、２の往復動ポンプのそれぞれの吐出側のエルボ状の、前記筒状ケーシングの中心方向を向いた接続管（７、７）に接続される第１、２の開口部（２，３）と、同様に前記筒状ケーシングの中心方向を向いた吐出管路に接続される第３の開口部（４）とが形成され、
前記回転体（１５）には、該回転体が第１位置にあるときに前記第１の開口部（２）と第３の開口部（４）とを連通する平面的に見て円弧状の第１流路（１６）と、所定角度回転して第２位置になると前記第２の開口部（３）と第３の開口部（４）とを連通する平面的に見て円弧状の第２流路（１７）とが設けられていると共に、
前記回転体（１５）には、該回転体が第１位置にあるときに第２の開口部（３）に連通する圧送物吸引用の第２の吸込流路（２５’）と、前記回転体が第２位置になると第１の開口部（２）に連通する圧送物吸引用の第１の吸込流路（２５）が設けられ、これらの第１、２の吸込流路の上方は開放され、その上方にホッパが設けられている、往復動複列ポンプの流路切換装置。
【請求項２】
平面的に見て円形を呈する筒状ケーシング（１）と、該筒状ケーシングの内周壁に接して垂直軸を中心として回転あるいは所定角度回動する回転体（１５）とを備え、
前記筒状ケーシング（１）には、第１、２の往復動ポンプのそれぞれの吐出側のエルボ状の、前記筒状ケーシングの中心方向を向いた接続管（７、７）に接続される第１、２の開口部（２，３）と、前記筒状ケーシングの中心方向を向いた搬送物の吸引側（４３）と、同様に前記筒状ケーシングの中心方向を向いた吐出管路（９）にそれぞれ接続される第４、３の開口部（４’、４）とが形成され、
前記回転体（１５）には、平面的に見てエルボ状に曲がった第１流路（４１）と第２流路（４２）とが設けられ、
前記第１流路（４１）は、前記回転体が第１位置にあるときは前記第１の開口部（２）と第３の開口部（４）とを連通し、前記第２流路（４２）は、前記第４の開口部（４’）と第２の開口部（３）とを連通すると共に、前記回転体（１５）が所定角度回転して第２位置になると、前記第１流路（４１）は、前記第４の開口部（４’）と第１の開口部（２）とを連通し、前記第２流路（４２）は、前記第２の開口部（３）と第３の開口部（４）とを連通するように構成され、前記第４の開口部（４’）は、その上方がホッパに連なっている供給管（４３）に接続されている、往復動複列ポンプの流路切換装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、往復動ポンプを交互に運転してスラリー、脱水ケーキ等の搬送物を連続的に圧送する往復動複列ポンプの流路切換装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
スラリーのような比較的流体に近い搬送物は、回転ポンプによっても圧送できるが、高密度のスラリー、脱水ケーキのような粘性の高い搬送物の圧送には、往復動ポンプ、例えば往復動ピストンポンプが適している。このような往復動ピストンポンプは、周知のようにシリンダと、このシリンダ内で往復駆動されるピストンとから概略構成されている。したがって、ピストンを引いて搬送物をシリンダに吸引し、そしてピストンを押すことにより圧送することができる。
ところで、往復動ポンプによると、搬送物はピストンの往復動により圧送されるので、間欠的な圧送となる。そこで往復動ポンプを並列的に例えば２台設置し、これを交互に運転して１本の吐出管から連続的に圧送するようにした往復動複列ポンプの圧送装置が知られている。そして本出願人も、このような圧送装置を改良した往復動複列ポンプを例えば特開平５−３０２５６８号により提案している。
【０００３】
上記のように、２台のポンプを交互に運転して１本の吐出管から連続的に圧送するためには、２台のポンプと１本の吐出管との間に管路の切換装置が必要となるが、この切換装置として前述の特開平５ー３０２５６８号に示されているポペットタイプのものが知られている。ポペットタイプの切換装置は、図３の（イ）に示されているように、１本の吐出管５０に対して２個の切換室５１、５２が並列的に接続され、そしてこれらの切換室５１、５２に搬送シリンダ５３、５４がそれぞれ接続されている。また、これらの切換室５１、５２には、開閉弁５６〜５９が設けられている。
したがって、開閉弁５６を閉め、開閉弁５７を開いて搬送シリンダ５３内のピストンを押すと、搬送シリンダ５３内の搬送物は、矢印で示されているように切換室５１を通って吐出管５０へと圧送される。圧送している間は開閉弁５９が閉められ、開閉弁５８は開いて搬送シリンダ５４内のピストンは引かれており、点線の矢印で示されているように搬送物が搬送シリンダ５４内に吸い込まれる。今度は、搬送シリンダ５４内のピストンを押すと、開閉弁５８が閉じ、開閉弁５９が開いて同様にして圧送される。以下、搬送シリンダ５３、５４内のピストンを交互に押して１本の吐出管５０から連続的に圧送することができる。
【０００４】
また、図３の（ロ）に示されているような管摺動式の切換装置も知られている。この管摺動式は、１本の吐出管６０に対して１本の揺動Ｓ字管６１が油圧シリンダ等の駆動装置により揺動自在に接続され、移動Ｓ字管６１が搬送シリンダ６２、６３に選択的に接続されるようになっている。そして移動Ｓ字管６１は、搬送物の貯留ビン６４の中に設置されている。したがって、移動Ｓ字管６１を搬送シリンダ６２に接続して、搬送シリンダ６２内のピストンを押すと、搬送シリンダ６２内に吸引されている搬送物は吐出管６０へと圧送される。この間に搬送シリンダ６３内のピストンを引くと、貯留ビン６４の搬送物が搬送シリンダ６３に吸い込まれる。移動Ｓ字管６１を他方の搬送シリンダ６３に切り換えて、同様にして圧送する。以下、交互に運転して１本の吐出管６０から連続的に圧送することができる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
以上のように、従来のポペット弁タイプ切換装置によっても、また管摺動式の切換装置を使用しても２台の往復動ポンプを交互に駆動して連続的に圧送することはできる。しかしながら、改良すべき点も認められる。例えば、ポペット弁タイプ切換装置には開閉弁５６〜５９が４個設けられ、これらの開閉弁５６〜５９と弁棒は管路内に設置されているので、搬送物の障害になっている。また、開閉弁５６〜５９は、油圧シリンダ等で駆動されるようになっているので、開閉弁５６〜５９が弁座に激しく着座し騒音を出すことがある。さらには、激しく着座するので、摩耗が激しいという問題もある。また、４個の開閉弁５６〜５９の切替えは２台の往復動ポンプ５３、５４にタイミングを合わせて駆動しなければならないので、４個の開閉弁５６〜５９の駆動装置系も複雑になっている。
【０００６】
また、管摺動式の切換装置は、構造が比較的簡単ではあるが、揺動Ｓ字管６１が揺動するスペースが必要となる欠点がある。さらには、揺動Ｓ字管６１を圧送が終った搬送シリンダ６２から他方の搬送シリンダ６３に切り換える間は、揺動Ｓ字管６１の搬送シリンダ６２、６３側は開放された状態になっているので、搬送物が逆流することがある。そこで、吐出管６０には逆止弁が設けられるが、逆止弁を設けると構造が複雑になると共に、逆止弁が圧送の障害にもなる。
本発明は、上記したような問題点を解決した往復動複列ポンプの流路切換装置を提供しようとするもので、具体的には構造的に単純で、騒音、摩耗等の問題が少なく、また駆動系が簡単であると共に、逆止弁も必要としない、往復動複列ポンプの流路切換装置を提供することを目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明は、上記目的を達成するために、平面的に見て円形を呈する筒状ケーシングと、該筒状ケーシングの内周壁に接して垂直軸を中心として回転あるいは所定角度回動する回転体とを備え、前記筒状ケーシングには、第１、２の往復動ポンプのそれぞれの吐出側のエルボ状の、前記筒状ケーシングの中心方向を向いた接続管に接続される第１、２の開口部と、同様に前記筒状ケーシングの中心方向を向いた吐出管路に接続される第３の開口部とが形成され、前記回転体には、該回転体が第１位置にあるときに前記第１の開口部と第３の開口部とを連通する平面的に見て円弧状の第１流路と、所定角度回転して第２位置になると前記第２の開口部と第３の開口部とを連通する平面的に見て円弧状の第２流路とが設けられていると共に、前記回転体には、該回転体が第１位置にあるときに第２の開口部に連通する圧送物吸引用の第２の吸込流路と、前記回転体が第２位置になると第１の開口部に連通する圧送物吸引用の第１の吸込流路が設けられ、これらの第１、２の吸込流路の上方は開放され、その上方にホッパが設けられているように構成される。
請求項２に記載の発明は、平面的に見て円形を呈する筒状ケーシングと、該筒状ケーシングの内周壁に接して垂直軸を中心として回転あるいは所定角度回動する回転体とを備え、前記筒状ケーシングには、第１、２の往復動ポンプのそれぞれの吐出側のエルボ状の、前記筒状ケーシングの中心方向を向いた接続管に接続される第１、２の開口部と、前記筒状ケーシングの中心方向を向いた搬送物の吸引側と、同様に前記筒状ケーシングの中心方向を向いた吐出管路にそれぞれ接続される第４、３の開口部とが形成され、前記回転体には、平面的に見てエルボ状に曲がった第１流路と第２流路とが設けられ、前記第１流路は、前記回転体が第１位置にあるときは前記第１の開口部と第３の開口部とを連通し、前記第２流路は、前記第４の開口部と第２の開口部とを連通すると共に、前記回転体が所定角度回転して第２位置になると、前記第１流路は、前記第４の開口部と第１の開口部とを連通し、前記第２流路は、前記第２の開口部と第３の開口部とを連通するように構成され、前記第４の開口部は、その上方がホッパに連なっている供給管に接続されているように構成されている。
【０００８】
【作用】
回転体を第１の位置にする。そうすると、第１流路は、第１の往復動ポンプの接続管に接続されている第１の開口部と吐出管路に接続されている第３の開口部とに連通する。また、圧送物吸引用の第２の吸込流路は第２の開口部に連通する。そこで、第１の往復動ポンプを吐出側へ駆動する。そうすると、従来周知のようにして第１の往復動ポンプに吸い込まれていた搬送物は第１流路を通って吐出管へと圧送される。同期して、第２の往復動ポンプを吸引側へ駆動する。そうすると、ホッパに収容されている搬送物は第２の吸込流路を介して第２の往復動ポンプに吸い込まれる。
上記動作が終わったら、回転体を所定角度回転させて第２の位置にする。そうすると、第２流路は、第２の往復動ポンプの接続管に接続されている第２の開口部と吐出管路に接続されている第３の開口部とに連通する。また、圧送物吸引用の第１の吸込流路は第１の開口部に連通する。そこで、第２の往復動ポンプを吐出側へ駆動する。そうすると、前述したようにして第２の往復動ポンプに吸い込まれていた搬送物は第２流路を通って吐出管へと圧送される。同期して、第１の往復動ポンプを吸引側へ駆動する。そうすると、ホッパに収容されている搬送物は第１の吸込流路を介して第１の往復動ポンプに吸い込まれる。以下、回転体を第１、２の位置に交互に切り換えると共に、第１、２の往復動ポンプを交互に駆動して圧送する。
【００１１】
請求項２記載の発明においては、回転体を第１位置にする。そうすると、第１流路は第１の往復動ポンプと吐出管とに連通すると共に、第２流路は第２の往復動ポンプと搬送物の吸引側とに連通する。そこで、従来周知のようにして第１の往復動ポンプを圧送側へ駆動する。そうすると、第１の往復動ポンプに吸い込まれていた搬送物は第１流路を介して吐出管へと圧送される。同時に第２の往復動ポンプを引く。そうすると、ホッパに蓄えられている搬送物は供給管から第２の往復動ポンプに吸引される。
次に、回転体を所定角度回転して第２の位置にする。そうすると、今度は第２流路は第２の往復動ポンプと吐出管とに連通すると共に、第１流路は第１の往復動ポンプと搬送物の吸引側とに連通する。同様にして第２の往復動ポンプを圧送側へ駆動すると、搬送物は第２の流路を介して吐出管へと圧送される。同時に第１の往復動ポンプを引いて搬送物を吸引する。以下、回転体を第１、２の位置に交互に切り換えると共に、第１、２の往復動ポンプを交互に駆動して圧送する。
【００１２】
【実施例】
以下、本発明の実施例を説明する。図１は、本発明の第１実施例を示す図で、その（イ）は平面断面図で、（ロ）は縦断面図であるが、同図に示されているように本実施例に係わる流路切換装置は、短い筒状の筒状ケーシング１を備えている。そしてこの筒状ケーシング１内に、筒状ケーシング１の内周面に接するようにして回転あるいは揺動的に駆動される円柱状の回転弁すなわち回転体１５が設けられている。
【００１３】
筒状ケーシング１の周囲には、第１、２、３の３個の開口部２、３、４が明けられている。第１の開口部２には耐摩耗性の弁座５および弁座押６を介してエルボ状の接続管７が取り付けられている。そしてこの接続管７に第１の搬送シリンダ８が接続されている。搬送シリンダ８内には、ピストンが設けられ前述した特開平５−３０２５６８号にも記載されているようにして駆動されるようになっている。
第２の開口部３にも、同様に耐摩耗性の弁座５および弁座押６を介して第２の搬送シリンダ８’が接続されている。これに対して、第３の開口部４には、耐摩耗性の弁座５および弁座押６を介して吐出管９が接続されている。
【００１４】
筒状ケーシング１の上側には、図１の（ロ）に示されているように、フランジ１０が形成され、このフランジ１０に、二重鎖線で示した搬送物を入れる搬送物貯留ホッパ３２がフランジにより固定されるようになっている。筒状ケーシング１の下側は蓋１１で封鎖されている。なお、蓋１１の略中央部には透孔が明けられ、この透孔から後述する駆動部材１８が下方へ出ている。
【００１５】
回転体１５は略円柱状をし、筒状ケーシング１の蓋１１と、上方のフランジ１０との間に入れられ、筒状ケーシング１の内周面にその外周面が摺動して所定角度回転あるいは揺動するようになっている。
そしてこの回転体１５には、入り口開口部２０と出口開口部２１を有する第１流路１６と、同様に入り口開口部２２と出口開口部２３を有する第２流路１７とが、回転体１５を水平方向に横切るような形で設けられている。これらの第１流路１６と第２流路１７は、円弧状に曲がって弧部分が背中合わせになるように配置されている。そして回転体１５が第１位置にあるときに第１流路１６の入り口開口部２０は、第１搬送シリンダ８に連通すると共に、出口開口部２１は吐出管９に連通するようになっている。また、回転体１５が第２位置に回転駆動されると、今度は第２流路１７の入り口開口部２２は、第２搬送シリンダ８’に連通すると共に、出口開口部２３は吐出管９に連通するようになっている。
【００１６】
第１、２流路１６、１７は、上述したように円弧状に曲がっているが、その内側のスペースを利用して第１、２の吸込流路２５、２５’が形成されている。これらの第１、２の吸込流路２５、２５’は、上方が開放されており搬送物貯留ホッパの搬送物を受け、そして第１、２の搬送シリンダ８、８’に供給する流路で、回転体１５が第１位置にあるときは第２の吸込流路２５’が第２の搬送シリンダ８’に連通し、第２位置に回転されると第１の吸込流路２５が第１の搬送シリンダ８に連通するようになっている。また回転体１５の下方の中心部には駆動部材１８が設けられ、この駆動部材１８は筒状ケーシング１の蓋１１の透孔を通って下方に突き出ている。この駆動部材１８は、例えば油圧シリンダ等で駆動される。
【００１７】
次に、上記第１実施例の作用について説明する。回転体１５が、図１の（イ）に示されている第１の位置にあるときは、第１流路１６は第１搬送シリンダ８と吐出管９とに連通し、第２吸込流路２５’は第２搬送シリンダ８’に連通している。従来周知のようにして、第１搬送シリンダ８内のピストンを押すと共に、第２搬送シリンダ８’内のピストンを引く。そうすると、第１搬送シリンダ８に前回の作動により吸い込まれていた搬送物は、第１流路１６を通って吐出管９から吐出される。一方、搬送物貯留ホッパ内の搬送物は第２吸込流路２５’から第２搬送シリンダ８’に吸い込まれる。
上記の圧送動作が終わったら、駆動部材１８を駆動して回転体１５を所定角度回転させて第２位置にする。そうすると、第２流路１７は第２搬送シリンダ８’と吐出管９とに連通し、第１吸込流路２５は第１搬送シリンダ８に連通する。第２搬送シリンダ８’内のピストンを押すと共に、第１搬送シリンダ８内のピストンを引く。第２搬送シリンダ８’の搬送物は、第２流路１７を通って吐出管９から吐出される。一方、搬送物貯留ホッパ内の搬送物は第１吸込流路２５から第１搬送シリンダ８に吸い込まれる。以下、上記動作を繰り返して圧送する。
【００１８】
以上のように、本実施例によると、流路切換装置は筒状ケーシング１と回転体１５とから構成されているので、構造が単純である。また回転体１５は回転して第１位置と第２位置とを採るので、騒音を発するようなこともない。さらには、回転体１５により搬送物の逆流が阻止されるので、逆止弁を格別に設ける必要もない。
また、本実施例によると、第１、２の吸込流路２５、２５’は、第１、２流路１６、１７の内側のスペースを利用して設けられているので、搬送貯留ホッパを回転体１５の上方に設置することができ、搬送物を重力により吸込流路２５、２５’に供給できる利点がある。
【００２３】
最後に、図２により本発明の第２実施例を説明する。本実施例の説明においても、前述した第１実施例と同様な部材には同じ参照符号を付けて重複説明はしない。第２実施例によると、筒状ケーシング１には、第４の開口４’がさらに明けられている。これらの第１〜４開口部２、３、４、４’は略等間隔に設けられ、そして第４の開口部４’には、搬送物を重力により供給するための供給管４３が立ち上がった状態で接続されている。
回転体１５に設けられている第１、２の流路４１、４２は、本実施例ではエルボ状に曲がっている。そして、回転体１５が第１位置にあるときは、第１流路４１は第１シリンダ８と吐出管９とを接続し、第２流路４２は第２シリンダ８’と、供給管４３とを接続するようになっている。これに対して、回転体１５が第２位置に回転すると、第１流路４１は第１シリンダ８と供給管４３とを接続し、第２流路４２は第２シリンダ８’と、吐出管９とを接続する。
【００２４】
第２実施例によっても、前述した実施例に準じて搬送物を圧送できることは明らかである。また、同様な効果が得られることも明らかである。なお、本実施例によると、回転体１５の上方にはホッパ等がないので、回転体１５を駆動する駆動部材１８は、回転体１５の上下いずれにも設けることができる。
【００２５】
【発明の効果】
以上のように、本発明によると、流路切換装置は平面的に見て円形を呈する筒状ケーシングと、該筒状ケーシングの内周壁に接して垂直軸を中心として回転あるいは所定角度回動する回転体とを備え、前記筒状ケーシングには、第１、２の往復動ポンプのそれぞれの吐出側のエルボ状の、前記筒状ケーシングの中心方向を向いた接続管に接続される第１、２の開口部と、同様に前記筒状ケーシングの中心方向を向いた吐出管路に接続される第３の開口部とが形成され、前記回転体には、該回転体が第１位置にあるときに前記第１の開口部と第３の開口部とを連通する平面的に見て円弧状の第１流路と、所定角度回転して第２位置になると前記第２の開口部と第３の開口部とを連通する平面的に見て円弧状の第２流路とが設けられていると共に、前記回転体には、該回転体が第１位置にあるときに第２の開口部に連通する圧送物吸引用の第２の吸込流路と、前記回転体が第２位置になると第１の開口部に連通する圧送物吸引用の第１の吸込流路が設けられ、これらの第１、２の吸込流路の上方は開放され、その上方にホッパが設けられているので、回転体を所定角度回転するだけで、第１、２の往復動ポンプは吐出管路に選択的に接続され、またホッパに連なった第１、２の吸込流路にも接続される。したがって、本発明によると、回転体を交互に所定角度回転させ、そして第１、２の往復動ポンプを交互に駆動すると、搬送物は連続的に吐出管へと圧送される。
このとき、本発明によると、流路切換装置は筒状ケーシングと、回転体とから構成されているので、すなわち回転体は垂直軸を中心として回転あるいは所定角度回動する構造になっているので、構造的に単純であると共に、従来のポペットタイプの切換装置のように騒音を出すことも、また摩耗の問題も少ない。さらには、回転体が逆止弁の作用も奏し、逆止弁を格別に設ける必要もない。また、回転体は回転するだけであるので、従来の管摺動式の切換装置の移動Ｓ字管を揺動させるような大きなスペースを必要ともしない。さらには、第１、２流路が円弧状に形成されいるので、第１、２流路の弦の部分あるいは内側に圧送物吸引用の第１、２の吸込流路を設けることができる効果も得られる。また、回転体には圧送物吸引用の第１、２の吸込流路が設けられているので、例えばホッパを回転体の上方に設けて、重力の作用により搬送物を吸引できる効果も得られる。
また、本発明によると、第１、２の開口部は筒状ケーシングの中心方向を向いた接続管に、第３の開口部は筒状ケーシングの中心方向を向いた吐出管路にそれぞれ接続されるようになっているので、第１〜３の開口部は筒状ケーシングの中心方向を向き、そして第１、２流路は平面的にみて円弧状になっているので、これらの開口部と、第１、２の流路は、筒状ケーシングの接線と直角方向において接続される。したがって、これらの開口部の径と、第１、２流路の径とを同径にすることができる。これにより、第１〜４の開口部と、第１、２流路の接続時のシール構造が簡単になる効果が得られる。
請求項２に記載の発明によると、筒状ケーシングには、第１、２の往復動ポンプのそれぞれの吐出側のエルボ状の、前記筒状ケーシングの中心方向を向いた接続管に接続される第１、２の開口部と、前記筒状ケーシングの中心方向を向いた搬送物の吸引側と、同様に前記筒状ケーシングの中心方向を向いた吐出管路にそれぞれ接続される第４、３の開口部とが形成され、回転体には、平面的にみてエルボ状に曲がった第１流路と第２流路とが設けられ、回転体が第１位置にあるときは、第１流路は第１の往復動ポンプと吐出管とを連通状態にし、第２流路は第２の往復動ポンプと搬送物の吸引側とを連通状態にし、また回転体が第２位置になると、第２流路は第２往復動ポンプと吐出管とを連通状態にし、第１流路は第１往復動ポンプと搬送物の吸引側とを連通状態にする。したがって、上記の発明に準じて圧送できると共に、同様な効果が得られるが、吸引側すなわち搬送物が一ヶ所から吸引されるので、構造が簡単になる効果が得られる。また、吸引側は筒状ケーシングに設けられ、回転体の上方にはホッパ等がないので、回転体の駆動手段の配置に融通性が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例を示す図で、その（イ）は（ロ）においてＸ−Ｘで切った断面図、その（ロ）は右半分は（イ）においてＹ−Ｏで見た断面で示し、左半分は矢視力Ｚで見た正面図である。
【図２】本発明の第２の実施例を示す平面断面図である。
【図３】従来例を示す模式図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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