(57)【要約】【課題】ダイヤフラムの破損を抑制できるダイヤフラムポンプ用の逆止弁を提供する。【解決手段】逆止弁２は、弁体６１を有する弁部６０と、弁座５１を有する筒形のケーシング５０と、弁体６１が弁座５１に当接するように弁部６０を付勢するバネ６４とを備える。ケーシング５０は、弁座５１を含む第１筒部５２と、第１筒部５２の一端に接続された第２筒部５３と、第１筒部５２の他端に接続された第３筒部５４とを有する。第１筒部５２は柔軟性素材で形成されている。弁体６１と弁座５１との間に固体粒子Ｐが噛み込んでも、弁座５１が変形することで、弁体６１と弁座５１とが密着する。その結果、逆止弁２の閉じ遅れを抑制でき、ピーク油圧の発生を抑制でき、ダイヤフラム３０の破損を抑制できる。【選択図】図２
2018197509.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
スラリーを移送する油圧式ダイヤフラムポンプの吸込側に設けられる逆止弁であって、
弁体を有する弁部と、
弁座を有する筒形のケーシングと、
前記弁体が前記弁座に当接するように前記弁部を付勢するバネと、を備え、
前記ケーシングは、
前記弁座を含む第１筒部と、
前記第１筒部の一端に接続された第２筒部と、
前記第１筒部の他端に接続された第３筒部と、を有し、
前記第１筒部は柔軟性素材で形成されている
ことを特徴とするダイヤフラムポンプ用の逆止弁。
【請求項２】
前記柔軟性素材は樹脂である
ことを特徴とする請求項１記載のダイヤフラムポンプ用の逆止弁。
【請求項３】
前記柔軟性素材はポリエーテルエーテルケトン樹脂またはフッ素樹脂である
ことを特徴とする請求項１記載のダイヤフラムポンプ用の逆止弁。
【請求項４】
前記第１筒部、前記第２筒部、および前記第３筒部は、それらを接続した状態で軸方向に締結力を加える締結部材により締結されている
ことを特徴とする請求項１、２または３記載のダイヤフラムポンプ用の逆止弁。
【請求項５】
請求項１、２、３または４記載の逆止弁を備える
ことを特徴とするダイヤフラムポンプ。
【請求項６】
前記スラリーはニッケルおよびコバルトを含む混合硫化物を含み、
前記ダイヤフラムポンプの吐出側は配管を介してオートクレーブに接続されている
ことを特徴とする請求項５記載のダイヤフラムポンプ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ダイヤフラムポンプ用の逆止弁、およびダイヤフラムポンプに関する。さらに詳しくは、スラリーを移送するのに用いられる油圧式ダイヤフラムポンプの吸込側に設けられる逆止弁、およびその逆止弁を備えるダイヤフラムポンプに関する。
【背景技術】
【０００２】
ダイヤフラムポンプはダイヤフラムの往復動により吸送室の容積を周期的に変化させることで流体を移送するポンプである。吸送室の容積の増減量は常に一定であるので、流体の定量的な移送が可能である。そのため、ダイヤフラムポンプは流体の定量的な移送が要求される分野で用いられている。このような分野として、例えば連続的に化学反応処理を行なう化学工業分野、定量的な薬液注入が要求される水処理分野が挙げられる。
【０００３】
ケーシングの中で回転するインペラを有する渦巻きポンプに比べて、ダイヤフラムポンプは逆流が発生し難い構造である。そのため、ダイヤフラムポンプは自吸能力が高く、また吐出圧力が高い。このような特性から、ダイヤフラムポンプは粘度の高い液体や固形分濃度の高いスラリーを移送するのにも用いられる。
【０００４】
ダイヤフラムは樹脂製の膜であるため比較的破損しやすい。ダイヤフラムに孔が開いたり亀裂が入ったりすると、移送対象の流体が油圧室に入り込んでしまう。この状態のまま運転し続けると、ダイヤフラムポンプの内部構造が損傷する。特に、移送対象の流体が腐食性、摩耗性を有する場合には内部構造が損傷しやすい。
【０００５】
特許文献１には、ダイヤフラムが破損していることを検出する破損検出装置が開示されている。この破損検出装置はダイヤフラムが破損して初めてそれを検知できるものである。したがって、ダイヤフラムの破損を未然に防ぐことはできない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１５−４０５１７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本願発明者はダイヤフラムの破損原因を調査した。その結果、ダイヤフラムポンプの吸込側逆止弁の弁体と弁座との間にスラリーに含まれる固体粒子が噛み込むことで逆止弁に閉じ遅れが生じ、これにより油圧室内の油圧が異常に高くなるピーク油圧が発生し、これがダイヤフラムが破損する原因となるとの知見を得た。
【０００８】
本発明は上記事情に鑑み、ダイヤフラムの破損を抑制できるダイヤフラムポンプ用の逆止弁、およびダイヤフラムポンプを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
第１発明のダイヤフラムポンプ用の逆止弁は、スラリーを移送する油圧式ダイヤフラムポンプの吸込側に設けられる逆止弁であって、弁体を有する弁部と、弁座を有する筒形のケーシングと、前記弁体が前記弁座に当接するように前記弁部を付勢するバネと、を備え、前記ケーシングは、前記弁座を含む第１筒部と、前記第１筒部の一端に接続された第２筒部と、前記第１筒部の他端に接続された第３筒部と、を有し、前記第１筒部は柔軟性素材で形成されていることを特徴とする。
第２発明のダイヤフラムポンプ用の逆止弁は、第１発明において、前記柔軟性素材は樹脂であることを特徴とする。
第３発明のダイヤフラムポンプ用の逆止弁は、第１発明において、前記柔軟性素材はポリエーテルエーテルケトン樹脂またはフッ素樹脂であることを特徴とする。
第４発明のダイヤフラムポンプ用の逆止弁は、第１、第２または第３発明において、前記第１筒部、前記第２筒部、および前記第３筒部は、それらを接続した状態で軸方向に締結力を加える締結部材により締結されていることを特徴とする。
第５発明のダイヤフラムポンプは、第１、第２、第３または第４発明の逆止弁を備えることを特徴とする。
第６発明のダイヤフラムポンプは、第５発明において、前記スラリーはニッケルおよびコバルトを含む混合硫化物を含み、前記ダイヤフラムポンプの吐出側は配管を介してオートクレーブに接続されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
第１発明によれば、弁体と弁座との間にスラリーに含まれる固体粒子が噛み込んでも、柔軟性素材で形成された弁座が変形することで、弁体と弁座とが密着する。その結果、逆止弁の閉じ遅れを抑制でき、ダイヤフラムポンプの油圧室内の油圧が異常に高くなるピーク油圧の発生を抑制でき、ダイヤフラムの破損を抑制できる。
第２発明によれば、第１筒部が樹脂で形成されているので、弁体と弁座との間に固体粒子が噛み込んだ場合に、弁座が変形する程度の柔軟性を有する。
第３発明によれば、第１筒部がポリエーテルエーテルケトン樹脂またはフッ素樹脂で形成されているので、摩耗に対して耐性を有する。
第４発明によれば、締結部材の締結を解除すればケーシングを分解できるので、第１筒部の交換が容易である。
第５発明によれば、ダイヤフラムの破損を抑制できるので、ダイヤフラムポンプのメンテナンス費用を低減できる。
第６発明によれば、ダイヤフラムの破損を抑制できるので、ダイヤフラムポンプが用いられるプロセスの停止時間を短縮できる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の第１実施形態に係るダイヤフラムポンプの縦断面図である。
【図２】同ダイヤフラムポンプに用いられる吸込側逆止弁の縦断面図である。
【図３】同吸込側逆止弁の当接面付近の部分拡大図である。
【図４】硫酸ニッケル製造プロセスの設備の説明図である。
【図５】従来の逆止弁の縦断面図である。
【図６】ダイヤフラムポンプの動作を示す模式図である。（Ａ）図はダイヤフラムが往動終端位置に達したときの模式図である。（Ｂ）図はダイヤフラムが復動初期位置に達したときの模式図である。（Ｃ）図はダイヤフラムが復動終端位置に達したときの模式図である。（Ｄ）図はダイヤフラムが往動初期位置に達したときの模式図である。
【図７】正常時の油圧室内の油圧波形を示すグラフである。
【図８】（Ａ）図は異常時の油圧室内の油圧波形の一周期分を示すグラフである。（Ｂ）図は（Ａ）図のグラフにおける領域Ｒを拡大したグラフである。
【図９】異常時の油圧室内の油圧波形を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
つぎに、本発明の実施形態を図面に基づき説明する。
〔第１実施形態〕
本発明の第１実施形態に係るダイヤフラムポンプは、固体粒子を含むスラリーを移送するものであり、その用途は特に限定されない。以下では、硫酸ニッケルを製造するプロセスにおいて、ニッケル・コバルト混合硫化物を含むスラリーをオートクレーブに移送するのに用いられるダイヤフラムポンプを例に説明する。
【００１３】
（硫酸ニッケル製造プロセス）
硫酸ニッケルの原料としてニッケルおよびコバルトを含む混合硫化物（ＭＳ：Mixed Sulfide）が用いられる。ニッケル・コバルト混合硫化物は低ニッケル品位のニッケル酸化鉱石を加圧酸浸出（ＨＰＡＬ：High Pressure Acid Leaching）し、加圧酸浸出液から鉄などの不純物を除去した後、ニッケルイオンおよびコバルトイオンを含む浸出液に硫化水素ガスを吹き込む湿式硫化反応などによって得られたものである。ニッケル・コバルト混合硫化物の主成分はＮｉＳ等の硫化物である。
【００１４】
レパルプ工程において、ニッケル・コバルト混合硫化物は水などによりレパルプされスラリーとなる。レパルプ工程では、固体粉末状のニッケル・コバルト混合硫化物をレパルプ槽に投入し、水とともに混合、撹拌してスラリーを製造する。
【００１５】
スラリーはオートクレーブに装入され加圧浸出に供される。図４に示すように、レパルプ工程で製造されたスラリーは始液槽１０１に一時的に貯留される。始液槽１０１は上流側配管１０２、ダイヤフラムポンプ１、および下流側配管１０３を介してオートクレーブ１０４に接続されている。ダイヤフラムポンプ１の吸込側は上流側配管１０２を介して始液槽１０１に接続されており、ダイヤフラムポンプ１の吐出側は下流側配管１０３を介してオートクレーブ１０４に接続されている。ダイヤフラムポンプ１の駆動により、始液槽１０１内のスラリーがオートクレーブ１０４に移送される。
【００１６】
加圧浸出工程では、オートクレーブ１０４によって混合硫化物に含まれるニッケルおよびコバルトが高圧空気により浸出される。例えば、オートクレーブ１０４に装入されるスラリーの固形分濃度は２００〜３００ｇ／Ｌ、流量は５０〜１００L／分である。オートクレーブ１０４内の温度は１５０〜２２０℃、圧力はゲージ圧で１．７〜２．３ＭＰａである。
【００１７】
オートクレーブ１０４からは硫酸ニッケルと硫酸コバルトとの混合水溶液である加圧浸出液が排出される。加圧浸出液は降圧、冷却された後に次工程に供給され、硫酸ニッケルの製造に用いられる。
【００１８】
（ダイヤフラムポンプ）
つぎに、ダイヤフラムポンプ１の構造を説明する。
なお、本実施形態のダイヤフラムポンプ１は作動油により駆動する油圧式ダイヤフラムポンプである。
【００１９】
図１に示すように、ダイヤフラムポンプ１はポンプ本体１０を備えている。ポンプ本体１０の前面（図１における左側）にはポンプカバー２０が締結されている。ポンプ本体１０とポンプカバー２０との間には円板形のダイヤフラム３０の外周縁部が締め込まれている。ダイヤフラム３０は柔軟性を有する膜であり、ポリテトラフルオロエチレン、ゴムなどの樹脂で形成されている。
【００２０】
ポンプ本体１０の内部には作動油が充填された油圧室１１が形成されている。油圧室１１はダイヤフラム作動室１１ａと、ピストン作動室１１ｂと、ダイヤフラム作動室１１ａとピストン作動室１１ｂとを接続する流路１１ｃとからなる。ポンプカバー２０の内部には移送対象の流体であるスラリーが吸引、送出される吸送室２１が形成されている。油圧室１１（ダイヤフラム作動室１１ａ）と吸送室２１とはダイヤフラム３０で分離されている。
【００２１】
ダイヤフラム３０はその中央部が一対のディスク３１、３２によって挟持されている。油圧室１１側のディスク３２にはガイドロッド３３が接続されている。ガイドロッド３３は軸孔３４に通されており、ダイヤフラム３０の表裏方向（図１における左右方向）に摺動可能となっている。
【００２２】
ガイドロッド３３には圧縮バネ３５が挿入されている。圧縮バネ３５の一端はガイドロッド３３の後端に形成されたフランジ３６に支持されており、他端はポンプ本体１０に形成されたショルダ３７に支持されている。圧縮バネ３５によりガイドロッド３３はディスク３１、３２を油圧室１１側に引き込む方向（図１における右方向）に付勢されている。これによりダイヤフラム３０は油圧室１１側に予負荷されている。
【００２３】
ポンプ本体１０の内部にはピストン４０が設けられている。ピストン４０は円柱形のピストンヘッド４１と、ピストンヘッド４１に接続されたピストンロッド４２とからなる。ピストンヘッド４１はピストン作動室１１ｂの側壁の一部を構成する円筒形のシリンダ部１２に挿入されており、シリンダ部１２の軸方向に沿って摺動可能となっている。ピストンヘッド４１の側面とシリンダ部１２の内壁とは液密にシールされている。
【００２４】
ピストン４０は図示しない駆動部の駆動により往復動する。例えば、駆動部は電動モータと、電動モータの駆動により回転するクランクシャフトと、クランクシャフトに接続されたコネクティングロッドとからなる。コネクティングロッドはピストンロッド４２に接続している。
【００２５】
ピストン４０が往復動することにより油圧室１１内の油圧が昇降する。より詳細には、ピストン４０が往動（図１における左側に移動）すると、ピストンヘッド４１が油圧室１１の内部に向かって移動し、油圧室１１内の油圧が上昇する。逆に、ピストン４０が復動（図１における右側に移動）すると、ピストンヘッド４１が油圧室１１の外部に向かって移動し、油圧室１１内の油圧が下降する。
【００２６】
油圧室１１内の油圧が昇降することにより、ダイヤフラム３０が往復動する。より詳細には、油圧室１１内の油圧が上昇すると、ダイヤフラム３０が往動（吸送室２１側に移動）する。逆に、油圧室１１内の油圧が下降すると、ダイヤフラム３０が復動（油圧室１１側に移動）する。このように、ピストン４０の往復動によりダイヤフラム３０が往復動する。
【００２７】
吸送室２１の吸込側は吸込流路２２を介して吸込側逆止弁２の二次側が接続されている。吸込側逆止弁２の一次側には吸引口を有する吸引口部材２３が接続されている。吸込側逆止弁２は吸引口から吸送室２１に向かう流体の流れを許容し、その逆の流れを防止する。
【００２８】
吸送室２１の吐出側は吐出流路２４を介して吐出側逆止弁３の一次側が接続されている。吐出側逆止弁３の二次側には吐出口を有する吐出口部材２５が接続されている。吐出側逆止弁３は吸送室２１から吐出口に向かう流体の流れを許容し、その逆の流れを防止する。
【００２９】
ダイヤフラム３０が復動すると吸送室２１の容積が増加し、吸引口から吸送室２１に移送対象の流体が吸引される。このとき、吸込側逆止弁２が開いて流体の流れを許容する。一方、吐出側逆止弁３は閉じている。なお、ダイヤフラム３０が復動し、移送対象の流体が吸送室２１に吸引される工程を吸引工程と称する。
【００３０】
ダイヤフラム３０が往動すると吸送室２１の容積が減少し、吸送室２１内の流体が吐出口から送出される。このとき、吐出側逆止弁３が開いて流体の流れを許容する。一方、吸込側逆止弁２は閉じている。なお、ダイヤフラム３０が往動し、移送対象の流体が吸送室２１から送出される工程を送出工程と称する。
【００３１】
このように、ダイヤフラム３０が往復動することにより吸送室２１の容積が増減し、これにより移送対象の流体が吸送室２１に吸引され、送出される。その結果、移送対象の流体がダイヤフラムポンプ１の吸引口（一次側）から吐出口（二次側）に向かって移送される。
【００３２】
ポンプ本体１０の内部には作動油を貯留する貯留室１３が形成されている。貯留室１３内の油圧は大気圧程度である。油圧室１１と貯留室１３とを接続する流路１４には圧力制御弁１５が設けられている。油圧室１１内の油圧が圧力制御弁１５の設定圧力より高くなると、圧力制御弁１５が開き油圧室１１内の余剰分の作動油が貯留室１３に逃げる。これにより、油圧室１１内に過大な油圧が発生することを抑制できる。
【００３３】
また、油圧室１１と貯留室１３とは図示しない別の流路で接続されており、その流路には図示しない補充弁が設けられている。油圧室１１内の油圧が補充弁の設定圧力（大気圧程度）より低くなると、補充弁が開き貯留室１３内の作動油が油圧室１１に補充される。これにより、油圧室１１内の作動油が漏れ損失により減少した場合に、不足分が補われる。
【００３４】
ポンプ本体１０には油圧室１１とポンプ本体１０の外部とを接続する細孔１６が形成されている。細孔１６のポンプ本体１０外部側の端部には油圧計１７が設けられている。油圧計１７により油圧室１１内の油圧を測定できる。
【００３５】
（従来の逆止弁）
つぎに、吸込側逆止弁２および吐出側逆止弁３として用いられる従来の逆止弁２００の構造を説明する。なお、逆止弁２００はコーンバルブと称されるタイプのものである。
【００３６】
図５に示すように、逆止弁２００はケーシング５０を備えている。ケーシング５０は内部に流体が流れるように円筒形に形成されている。ケーシング５０の内部には弁部６０が設けられている。弁部６０はケーシング５０の半径方向に張り出した円盤形の弁体６１と、弁体６１に設けられた弁棒６２とからなる。
【００３７】
ケーシング５０の内部には弁棒６２を摺動可能に支持する支持部材６３が設けられている。支持部材６３により弁部６０はその中心軸がケーシング５０の中心軸と一致するように支持されている。また、弁部６０はケーシング５０の中心軸に沿って摺動可能となっている。なお、支持部材６３はケーシング５０の内部における流体の流れを阻害しないように複数の孔を有している。
【００３８】
弁棒６２には圧縮バネ６４が挿入されている。圧縮バネ６４の一端は支持部材６３に支持されており、他端は弁棒６２の後端部に設けられたフランジ部６５に支持されている。圧縮バネ６４により弁部６０は一方向（図５における下方向）に付勢されている。
【００３９】
ケーシング５０の内壁の一部は半径方向内側に張り出している。この張り出し部分が弁体６１と当接する弁座５１である。圧縮バネ６４は弁体６１が弁座５１に当接するように弁部６０を付勢している。
【００４０】
弁座５１は弁体６１が当接する環状の当接面５１ａを有している。弁体６１は弁座５１の当接面５１ａに面接触する。弁体６１が弁座５１に当接することでケーシング５０内の流路が閉じられる。
【００４１】
ケーシング５０の中心軸に沿って弁体６１および弁座５１が配置されている。弁座５１側（図５における下側）が逆止弁２００の一次側である。弁体６１側（図５における上側）が逆止弁２００の二次側である。逆止弁２００は一次側から二次側に向かう流体の流れを許容し、その逆の流れを防止する。
【００４２】
なお、ケーシング５０および弁部６０は、その全体が２５％Ｃｒ鋳鋼などの金属やセラミックスなどで形成されている。
【００４３】
（多連式ダイヤフラムポンプ）
ところで、ダイヤフラムポンプ１はその構造上、流速が一定ではなく、脈動が発生する。また、吸送室２１の容積により一サイクル当たりに吐出される流体の量が制限される。しかも、ダイヤフラム３０の往復動の周期は機械的な上限がある。そのため、ダイヤフラムポンプ１は多量の流体の移送には不向きである。
【００４４】
脈動を緩和し、多量の流体の移送を可能にするために、複数の単位ポンプを連接した多連式ダイヤフラムポンプが考案されている。ここで、単位ポンプとはそれ単独でポンプとしての機能を有する構成を意味する。具体的には、単位ポンプは図１で示した構成であり、吸送室２１、油圧室１１、ダイヤフラム３０、ピストン４０、吸込側逆止弁２、吐出側逆止弁３、およびその他の部材を備える。
【００４５】
多連式ダイヤフラムポンプを構成する複数の単位ポンプは同期して動作する。具体的には、各単位ポンプのピストン４０を往復動させる駆動部が共通化している。駆動部を構成する複数のコネクティングロッドのそれぞれに各単位ポンプのピストンロッド４２が接続されている。そして複数の単位ポンプはダイヤフラム３０の往復動の位相が所定量ずつずれた状態で駆動される。例えば、３連式のダイヤフラムポンプの場合、３つの単位ポンプは位相が１２０度ずつずれた状態で駆動される。
【００４６】
図４に示すように、多連式ダイヤフラムポンプ１の場合、各単位ポンプの吸引口を並列に接続する吸込配管１０５が設けられる。また、各単位ポンプの吐出口を並列に接続する吐出配管１０６が設けられる。上流側配管１０２から供給された流体は吸込配管１０５で分岐され各単位ポンプに供給される。各単位ポンプから吐出された流体は吐出配管１０６で合流して下流側配管１０３に供給される。
【００４７】
なお、本実施形態のダイヤフラムポンプ１は、単位ポンプを１つのみ有する単式のダイヤフラムポンプでもよいし、複数の単位ポンプを有する多連式のダイヤフラムポンプでもよい。
【００４８】
（ダイヤフラムポンプの動作）
つぎに、ダイヤフラムポンプ１の動作とともに、油圧室１１内の油圧波形を説明する。
図６にダイヤフラム３０の位置と吸込側逆止弁２および吐出側逆止弁３の開閉状態とを模式的に示す。また、図７に油圧室１１内の油圧波形のグラフを示す。なお、図７のグラフにおいて横軸は時間、縦軸は油圧室１１内の油圧である。
【００４９】
図６（Ａ）に示すように、ダイヤフラム３０が往動の最終端に達した位置を往動終端位置と称する。このとき吸込側逆止弁２および吐出側逆止弁３の両方が閉じている。ダイヤフラム３０が往動終端位置に達したときの油圧室１１内の油圧は図７のグラフ中の点Ａに相当する。
【００５０】
図６（Ｂ）に示すように、ダイヤフラム３０が復動し始めた位置を復動初期位置と称する。このとき吸込側逆止弁２が閉状態から開状態に切り替わる。吐出側逆止弁３は閉じたままである。ダイヤフラム３０が復動初期位置に達したときの油圧室１１内の油圧は図７のグラフ中の点Ｂに相当する。点Ａから点Ｂにかけて油圧室１１内の油圧は短時間で下降する。点Ａから点Ｂまでの工程を油圧下降工程と称する。
【００５１】
図６（Ｃ）に示すように、ダイヤフラム３０が復動の最終端に達した位置を復動終端位置と称する。このとき吸込側逆止弁２が開状態から閉状態に切り替わる。吐出側逆止弁３は閉じたままである。ダイヤフラム３０が復動終端位置に達したときの油圧室１１内の油圧は図７のグラフ中の点Ｃに相当する。点Ｂから点Ｃにかけて油圧室１１内の油圧は低いまま、徐々に下降する。点Ｂから点Ｃまでの工程が移送対象の流体が吸送室２１に吸引される吸引工程である。
【００５２】
図６（Ｄ）に示すように、ダイヤフラム３０が往動し始めた位置を往動初期位置と称する。このとき吐出側逆止弁３が閉状態から開状態に切り替わる。吸込側逆止弁２は閉じたままである。ダイヤフラム３０が往動初期位置に達したときの油圧室１１内の油圧は図７のグラフ中の点Ｄに相当する。点Ｃから点Ｄにかけて油圧室１１内の油圧は短時間で上昇する。点Ｃから点Ｄまでの工程を油圧上昇工程と称する。
【００５３】
ダイヤフラム３０は再び図６（Ａ）に示す往動終端位置に達する。図７に示すように、点Ｄから次の点Ａにかけて油圧室１１内の油圧は高いまま、正弦波に近い緩やかな波形を描きながら徐々に上昇する。点Ｄから次の点Ａまでの工程が移送対象の流体が吸送室２１から送出される送出工程である。
【００５４】
（油圧波形）
本願発明者は油圧室１１内の油圧波形を分析したところ、つぎの知見を得た。
正常時における油圧室１１内の油圧は図７に示すような波形をとる。特に、油圧上昇工程（点Ｃ→点Ｄ）では油圧室１１内の油圧はスムーズに上昇する。
【００５５】
図８（Ａ）に示すように、油圧上昇工程（点Ｃ→点Ｄ）の初期において、油圧の上昇が一時的に遅れる場合がある。図８（Ｂ）のグラフは図８（Ａ）のグラフの領域Ｒを拡大したものである。図８（Ｂ）のグラフは図８（Ａ）のグラフに比べて時間軸（横軸）のスケールを拡大している。図８（Ｂ）のグラフから分かるように、油圧の上昇にわずかな遅延期間ＤＰが発生する。このとき、図８（Ａ）に示すように、送出工程（点Ｄ→点Ａ）における油圧の波形は、波の周期が短くなるなど、正常時に比べて乱れる。
【００５６】
図９のグラフは、遅延期間ＤＰがさらに長くなった場合の油圧波形を示す。このとき、送出工程（点Ｄ→点Ａ）における油圧波形は、正常時に比べてさらに乱れる。しかも、送出工程の初期において、油圧が異常に高くなるピーク油圧が発生する。
【００５７】
ピーク油圧が発生するとダイヤフラム３０に想定よりも高い圧力負荷がかかる。そのため、ピーク油圧が継続して発生するとダイヤフラム３０が破損する可能性がある。
【００５８】
本願発明者は油圧上昇の遅延期間ＤＰおよびピーク油圧が発生する原因をつぎのように推測している。
スラリーをダイヤフラムポンプ１で移送する場合、ダイヤフラム３０が復動終端位置に達して吸込側逆止弁２が開状態から閉状態に切り替わる際に、スラリーに含まれる固体粒子が吸込側逆止弁２の弁座５１と弁体６１との間に噛み込まれることがある。
【００５９】
この場合、吸込側逆止弁２は不完全に閉じられた状態となる。この状態のままダイヤフラム３０が往動すると、吸送室２１内の流体が吸込側逆止弁２の弁座５１と弁体６１との間の隙間を通って逆流する。これにより、油圧室１１内の油圧が上昇せず、遅延期間ＤＰが発生する。
【００６０】
弁座５１と弁体６１との間に噛み込まれた固体粒子が、逆流した流体により流されたり、弁座５１と弁体６１との間に働く圧力により細かく砕かれたりすると、吸込側逆止弁２が完全に閉じられる。それ以降は油圧室１１内の油圧が上昇する。
【００６１】
正常時はダイヤフラム３０が復動終端位置に達したときに吸込側逆止弁２が完全に閉じる。すなわち、ピストン４０が復動側の下死点にあり運動エネルギーがほぼゼロのときに吸込側逆止弁２が閉じる。そのため、吸込側逆止弁２が閉じることによる油圧室１１内の油圧の急激な上昇は発生しない。
【００６２】
これに対して、弁座５１と弁体６１との間に固体粒子が噛み込まれた場合、ダイヤフラム３０が復動終端位置よりも往動したときに吸込側逆止弁２が完全に閉じる。すなわち、ピストン４０が往動しており運動エネルギーが増加した段階で吸込側逆止弁２が閉じる。そのため、吸込側逆止弁２が閉じることにより油圧室１１内の油圧が急激に上昇する。このように、吸込側逆止弁２に閉じ遅れが生じ、これが、送出工程において油圧の波形が乱れる原因となり、遅延期間ＤＰが長い場合にはピーク油圧の原因となる。
【００６３】
以上の知見を踏まえて、本願発明者は、吸込側逆止弁２の弁座５１を柔軟性素材で形成することで、弁体６１と弁座５１との間に固体粒子が噛み込んでも、弁座５１が変形して、逆止弁２の閉じ遅れを抑制できることを見出した。
【００６４】
（吸込側逆止弁）
つぎに、本実施形態の特徴部分である吸込側逆止弁２の構造を説明する。
なお、以下では吸込側逆止弁２を単に逆止弁２と称する。
【００６５】
図２に示すように、逆止弁２のケーシング５０は軸方向に沿って三分割された構成であり、第１筒部５２、第２筒部５３、および第３筒部５４からなる。その余の構成は図５に示す従来の逆止弁２００と同様であるので、同一部材に同一符号を付して説明を省略する。
【００６６】
第１筒部５２は円筒形の部材であり、弁座５１を含んでいる。第２筒部５３は円筒形の部材であり、第１筒部５２の一端（図２における上端）に接続されている。第３筒部５４は円筒形の部材であり、第１筒部５２の他端（図２における下端）に接続されている。
【００６７】
第１筒部５２の直径は第２筒部５３および第３筒部５４の直径よりも小さく設定されている。また、第２筒部５３の下端面（第１筒部５２と接触する端面）および第３筒部５４の上端面（第１筒部５２と接触する端面）には、それぞれ円形の凹部が形成されている。第１筒部５２の両端部は第２筒部５３および第３筒部５４の凹部に嵌め込まれている。これにより、第１筒部５２、第２筒部５３および第３筒部５４は、それらの中心軸が一致するように位置決めされている。
【００６８】
第１筒部５２は柔軟性素材で形成されている。柔軟性素材としては、弁体６１と弁座５１との間にスラリーに含まれる固体粒子が噛み込んだ場合に、弁座５１が変形して弁体６１と弁座５１とが密着する程度の柔軟性を有する素材が選択される。柔軟性素材としては、従来のケーシング５０の素材として用いられる２５％Ｃｒ鋳鋼などの金属やセラミックスなどに比べて柔らかい素材が選択される。具体的には柔軟性素材として樹脂が用いされる。第１筒部５２を樹脂で形成すれば、弁体６１と弁座５１との間に固体粒子が噛み込んだ場合に、弁座５１が変形して弁体６１と弁座５１とが密着する程度の柔軟性を与えることできる。特に、柔軟性素材としてポリエーテルエーテルケトン樹脂またはフッ素樹脂を用いることが好ましい。第１筒部５２をポリエーテルエーテルケトン樹脂またはフッ素樹脂で形成すれば、摩耗に対する耐性を与えることができる。スラリーのように摩耗性を有する流体を扱う場合でも、第１筒部５２が摩耗しにくくなる。また、フッ素樹脂を用いれば耐摩耗性に加えて耐腐食性を与えることができる。
【００６９】
なお、第２筒部５３および第３筒部５４は、従来のケーシング５０の素材として用いられる金属やセラミックスなどで形成されている。
【００７０】
第２筒部５３の両端面には円周溝が形成されており、それぞれにＯリング７１、７２が嵌め込まれている。同様に、第３筒部５４の両端面には円周溝が形成されており、それぞれにＯリング７３、７４が嵌め込まれている。Ｏリング７２は第１筒部５２の端面と第２筒部５３の端面との間に挟まっている。Ｏリング７３は第１筒部５２の端面と第３筒部５４の端面との間に挟まっている。
【００７１】
図１に示すように、逆止弁２はポンプカバー２０と吸引口部材２３との間に挟まれている。ポンプカバー２０にはロッド２６が設けられており、ロッド２６の先端部は吸引口部材２３のフランジ部に形成された孔に通されている。ロッド２６の先端にナット２７をねじ込むことで吸引口部材２３がポンプカバー２０に締結されている。
【００７２】
吸引口部材２３をポンプカバー２０に締結することで、それらの間に挟まれた逆止弁２が締結されている。より詳細には、逆止弁２のケーシング５０を構成する第１筒部５２、第２筒部５３、および第３筒部５４は、それらを接続した状態で軸方向に締結力が加えられている。なお、ポンプカバー２０、吸引口部材２３、ロッド２６、およびナット２７からなる構成が特許請求の範囲に記載の「締結部材」に相当する。
【００７３】
ナット２７を締めることで、Ｏリング７２が第１筒部５２の端面と第２筒部５３の端面とに密着する。これにより、第１筒部５２と第２筒部５３との間が液密にシールされる。同様に、Ｏリング７３が第１筒部５２の端面と第３筒部５４の端面とに密着して、第１筒部５２と第２筒部５４との間が液密にシールされる。また、Ｏリング７１が第２筒部５３とポンプカバー２０とに密着することにより、それらの間が液密にシールされる。Ｏリング７４が第３筒部５４と吸引口部材２３とに密着することにより、それらの間が液密にシールされる。
【００７４】
つぎに、逆止弁２の作用を説明する。
図３に示すように、弁体６１と弁座５１との間にスラリーに含まれる固体粒子Ｐが噛み込んだとする。この場合、柔軟性素材で形成された弁座５１の当接面５１ａが固体粒子Ｐにより変形する（凹む）。これにより、弁体６１と弁座５１とが密着し、逆止弁２が完全に閉じる。その結果、逆止弁２の閉じ遅れを抑制でき、ダイヤフラムポンプ１の油圧室１１内の油圧が異常に高くなるピーク油圧の発生を抑制でき、ダイヤフラム３０の破損を抑制できる。
【００７５】
ダイヤフラム３０の破損を抑制できることから、ダイヤフラム３０の交換頻度を低減できるのでダイヤフラムポンプ１のメンテナンス費用を低減できる。また、ダイヤフラムポンプ１が用いられる硫酸ニッケル製造プロセスの停止時間を短縮できる。
【００７６】
第１筒部５２を樹脂で形成すると、金属で形成する場合に比べて摩耗しやすくなる。特に、スラリーを扱う場合には弁座５１が摩耗しやすい。摩耗した第１筒部５２は交換する必要がある。
【００７７】
ケーシング５０の締結部材（ポンプカバー２０、吸引口部材２３、ロッド２６、およびナット２７からなる構成）の締結を解除すれば、ケーシング５０を３つの部材（第１筒部５２、第２筒部５３、および第３筒部５４）に容易に分解できる。そのため、第１筒部５２の交換が容易である。
【実施例】
【００７８】
つぎに、実施例を説明する。
（実施例１）
図４に示す設備を用いてスラリーの移送を行った。オートクレーブ１０４に装入されるスラリーの固形分濃度は２００〜３００ｇ／Ｌ、流量は５０〜１００L／分である。オートクレーブ１０４内の温度は１５０〜２２０℃、圧力はゲージ圧で１．７〜２．３ＭＰａである。
【００７９】
ダイヤフラムポンプ１として３連式のダイヤフラムポンプを用いた。各単位ポンプの吸込側逆止弁２として図２に示す逆止弁２を用いた。約１年間の操業期間中にダイヤフラム３０が破損して取り替えた回数は９回であった。
【００８０】
（比較例１）
実施例１と同様の条件でスラリーの移送を行った。ただし、吸込側逆止弁２として図５に示す従来の逆止弁２００を用いた。約１年間の操業期間中にダイヤフラム３０が破損して取り替えた回数は４５回であった。
【００８１】
以上より、図２に示す逆止弁２を用いれば、ダイヤフラム３０の破損が抑制されることが確認された。
【符号の説明】
【００８２】
１      ダイヤフラムポンプ
２      吸込側逆止弁
５０    ケーシング
５１    弁座
５１ａ  当接面
５２    第１筒部
５３    第２筒部
５４    第３筒部
６０    弁部
６１    弁体
６２    弁棒
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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