(57)【要約】【課題】単一のチェックバルブで圧縮気体の給排を最適タイミングで行える簡易で調整も容易な構成を提供する。【解決手段】供給・吐出ポートを有したベース５６、上側に受圧板部６６を形成し下端側をベース５６に連結したベローズ６４、ベース連結状態で内部を上部空間５４ｂ及びベローズ内の下部空間５４ａとに区画しているハウジング５４、上部空間５４ｂに連通可能に設けられた給気・排気ポート７０，７２、上部空間５４ｂに圧縮気体を導入・排出可能にするチエックバルブ機構を備え、チエックバルブ機構は給気ポートに連通する第１通路７４ａ及び排気ポートに連通する第２通路７４ｂを有した弁ケース７４と、受圧板部６６に連結し弁ケースに摺動可能に挿通されて輸送流体の下部空間への供給状態に応じたベローズの伸縮に伴い昇降し、上昇位置で第１通路と連通し、下降位置で第２通路と連通可能な給排気通路７６ａを有したピストンバルブ７６とからなる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
供給ポート及び吐出ポートを形成しているベースと、上端側に受圧板部を形成し下端側を前記ベースに連結しているとともに、内部が前記供給ポート及び吐出ポートに通じているベローズと、前記ベローズを覆うように前記ベースに連結された状態で内部を上部空間及び前記ベローズ内の下部空間に区画しているハウジングと、前記ハウジングの上部空間に連通可能に設けられた給気ポート及び排気ポートと、前記ハウジングの上部空間に圧縮気体を前記給気ポートから導入可能にしたり前記排気ポートから排出可能にするチエックバルブ機構とを備え、輸送流体が前記ベローズ内を流れる過程で、該輸送流体の脈動を前記ベローズの伸縮作動を伴って緩和吸収するダンパーであって、
前記チエックバルブ機構は、前記ハウジングの上部空間に固定配置されて前記給気ポートに連通する第１通路及び前記排気ポートに連通する第２通路を有した弁ケースと、下端を前記受圧板部に連結した状態で前記弁ケースに摺動可能に挿通されて前記輸送流体の前記下部空間への供給状態に応じたベローズの伸縮動作に伴い昇降するとともに、上昇位置で前記第１通路と連通し、下降位置で前記第２通路と連通可能な給排気通路を形成しているピストンバルブとから構成されていることを特徴とするポンプ用ダンパー。
【請求項２】
前記ベース上から前記下部空間に立設されて、前記ベローズが前記上部空間に導入される圧縮気体により収縮したとき、前記受圧板部の下面に当たって該ベローズの最大収縮寸法を規制するストッパーを有している請求項１に記載のポンプ用ダンパー。
【請求項３】
前記ベローズは前記下部空間に供給される輸送流体の脈動で膨張したときに、前記弁ケースの下面に当たって該ベローズの最大膨張寸法が規制されるよう設定されている請求項１又は２に記載のポンプ用ダンパ
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ポンプ用ダンパーに関し、特にダンパー内に給排気される圧縮気体をコントロールするチエックバルブ機構を改良したものである。
【背景技術】
【０００２】
例えば、ベローズポンプは腐食性薬液などを輸送するに好適とされているが、ベローズの伸縮運動により輸送液体に比較的大きな脈動を生じ易い。そこで、このポンプを用いた流体輸送システムでは、ポンプの下流側にダンパーを配置し、該ダンパー内で脈動を緩和吸収したり相殺させることにより、吐出側の液体流動を平滑化している。
【０００３】
図４はその一例としてポンプ及びダンパーを含む薬液輸送システムを示している。この薬液輸送システムでは、薬液槽１に配管を介して接続されたベローズポンプ２と、ベローズポンプ２の吐出側に配管を通じて接続されたダンパー３と、ポンプ２及びダンパー３に駆動用及び脈動防止用の圧縮気体を分配供給するポンプコントローラ４とを備え、圧縮気体の給排気によるポンプ駆動の一ストローク毎に同期してダンパー３にも圧縮気体を給排気することで、ダンパー３の吐出側より薬液の脈動を抑えた状態で吐出させ、ダンパー３の吐出側配管内に設けた吐出圧調整弁５及びフィルター６を介して輸送最終箇所の受槽７に向けて薬液を供給する。
【０００４】
以上のダンパー３は、本発明のものと原理的に同じくし、ポンプ２の駆動と同期して、適宜タイミングをずらして逆圧力を加え、ダンパーのベローズ内に流入する液体などに容量変化を生じさせることで、過度の脈動を抑制するものである。なお、従来ダンパー３又はそれに類似する特許文献を見出し得なかったが、公知例として図５に示したようなものがある。すなわち、このダンパー３は、アッパープレート１０と、ハウジング１２と、ベース１４と、ベローズ２０と、ベース１４の両側に開口している供給パイプ１６及吐出パイプ１８とを備えている。
【０００５】
また、ベローズ２０は、その周縁をハウジング１２の下端部とベース１４との接続部間に狭持され、かつ上端側に受圧板部２２を形成している。受圧板部２２の中心下側には、ベース１４上の対応部に当接してベローズ２０の最大収縮寸法を規制するストッパ２２ａが一体化されている。そして、ハウジング１２内は、ベローズ２０内側の下部空間１２ａと、ベローズ外側の上部空間１２ｂとに区画されている。また、アッパープレート１０には、ポンプコントローラ４などに接続される給気ポート２４と、反対側の排気ポート２６とが孔形状に開口されている。給気ポート２４は、アッパープレート１０と受圧板部２２との間に介在された気体供給用チェック弁３０を介して上部空間１２ｂに連通可能となっている。排気ポート２６は、アッパープレート１０の中央下面と受圧板部２２の間に介在された気体排出用チェック弁３２を介して上部空間１２ｂに連通可能となっている。
【０００６】
また、チェック弁３０は、受圧板部２２の上昇位置で弁体を開き圧縮気体を上部空間１２ｂに導入するもので、アッパープレート１０の下面に連結されて給気ポート２４に連通する弁ケース３０ａと、弁ケース３０ａ内に配置され、その下部側を弁座面としたボール弁３０ｂと、弁ケース３０ａを貫通して、その下端を受圧板部２２の上面に対向させ、上端をボール弁３０ｂに対向配置させている作動棒３０ｃとを備えている。そして、図示のごとく受圧板部２２が低位置にある状態では、作動棒３０ｃがボール弁３０ｂから離間し、ボール弁３０ｂにて給気ポート２４に通じる通路を閉じている。
【０００７】
チェック弁３２は、前記とは逆に受圧板部２２の下降位置で弁体を開き上部空間１２ｂの圧縮気体を排気するもので、アッパープレート１０の中央下面に連結された弁ケース３２ａと、弁ケース３２ａ内に配置され、その上部を弁座面としたボール状弁体３２ｂと、上端を弁体３２ｂに対向させ、その下端部を受圧板部２２の上面中央に配置された支持体３２ｃに保持された作動棒３２ｄと、作動棒３２ｄの周縁にあって、弁ケース３２ａの孔上と支持体３２ｃの上端との間に介在された閉止位置調整用の圧縮コイルバネ３２ｅとを備えている。そして、図示のごとく受圧板部２２が低位置にある状態では、作動棒３２ｄが弁体３２ｂから離間し、排出ポート２６に通じる通路を開いている。
【０００８】
また、図５の状態から薬液が供給パイプ１６を通じて下部空間１２ａ内に脈動を伴って流入すると、その圧力によりベローズ２０が伸張して受圧板部２２が押上げられる。すると、受圧板部２２が作動棒３０ｃを上昇させ、この上昇で押し上げられるボール弁３０ｂを介して給気ポート２４に通じる通路を開放する。一方、作動棒３２ｄが支持体３２ｃなどを介して上昇され、この上昇で押し上げられる弁体３２ｂにて排気ポート２６に通じる通路を閉じる。これらの動作に連動して、圧縮気体は外部から給気ポート２４を通じて上部空間１２ｂ内に導入され、この圧縮気体圧により受圧板部２２を押し下げる。次いで、この押し下げ動作により再び図示のごとく排気ポート２６に通じる通路が開いて圧縮気体を外部に排出する動作が繰返される。以上のような作動により、下部空間１２ａ内に流入される薬液の脈動は緩和吸収されたり相殺され、吐出パイプ１８から平滑化された流動状態で薬液が吐出される。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
以上の従来構造にあっては、圧縮気体の導入と排気用の２つのチェック弁３０，３２を必要とするため、構造が複雑化するとともに、最適タイミングで両チェック弁３０，３２を交互に開閉動作させるために両作動棒のストローク調整作業を正確に行わなければならず、その作業も面倒となっていた。また、チェック弁３０，３２の数に比例してメンテナンス回数も多くなる。
【００１０】
本発明は、以上のような課題を解決し、単一のチェックバルブによりベローズの伸縮に応じた圧縮気体の給排を最適タイミングで行えるようにした構造簡単で、調整も容易なポンプ用ダンパーを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成するため本発明は、図１〜図３に例示されるように、供給ポート５６ａ及び吐出ポート５６ｂを形成しているベース５６と、上端側に受圧板部６６を形成し下端側を前記ベース５６に連結しているとともに、内部が前記供給ポート５６ａ及び吐出ポート５６ｂに通じているベローズ６４と、前記ベローズを覆うように前記ベースに連結された状態で内部を上部空間５４ｂ及び前記ベローズ内の下部空間５４ａとに区画しているハウジング５４と、前記ハウジングの上部空間５４ｂに連通可能に設けられた給気ポート７０及び排気ポート７２と、前記ハウジングの上部空間５４ｂに圧縮気体を前記給気ポート７０から導入可能にしたり前記排気ポート７２から排出可能にするチエックバルブ機構とを備え、輸送流体が前記ベローズ内を流れる過程で、該輸送流体の脈動を前記ベローズの伸縮作動を伴って緩和吸収するダンパーであって、前記チエックバルブ機構は、前記ハウジング５４の上部空間５４ｂに固定配置されて前記給気ポート７０に連通する第１通路７４ａ及び前記排気ポート７２に連通する第２通路７４ｂを有した弁ケース７４と、下端を前記受圧板部６６に連結した状態で前記弁ケース７４に摺動可能に挿通されて前記輸送流体の前記下部空間５４ａへの供給状態に応じたベローズ６４の伸縮動作に伴い昇降するとともに、上昇位置で前記第１通路７４ａと連通し、下降位置で前記第２通路７４ｂと連通可能な給排気通路７６ａを形成しているピストンバルブ７６とから構成されていることを特徴としている。
【００１２】
以上のダンパー構造では、前記ピストンバルブ７６が上昇位置で前記第２通路７４ｂを閉じ、前記第１通路７４ａを前記給排気通路７６ａに連通して圧縮気体を前記給気ポート７０から前記第１通路７４ａと給排気通路７６ａを通って前記上部空間５４ｂに導入可能にする一方、下降位置で前記第１通路７４ａを閉じ、前記第２通路７４ｂを給排気通路７６ａに連通して前記上部空間５４ｂの圧縮気体を前記排気ポート７２から排出可能にする。
また、本発明としては、前記ベース５６上から前記下部空間５４ａに立設されて、前記ベローズ６４が前記上部空間５４ｂに導入される圧縮気体により収縮したとき、前記受圧板部６６の下面に当たって該ベローズの最大収縮寸法を規制するストッパー６８を有していること（請求項２）、前記ベローズ６４は前記下部空間に供給される輸送流体の脈動で膨張したときに、前記弁ケース７４の下面に当たって該ベローズの最大膨張寸法が規制されるよう設定されていること（請求項３）がより好ましい。
【発明の効果】
【００１３】
上記した請求項１の発明では、チエックバルブ機構が弁ケース及びピストンバルブにて構成され、単一のピストンバルブの昇降動作により、ハウジングの上部空間に対する圧縮気体の給排気が行えるため、構造及び調整が簡単で、確実なダンパー動作性能を確保できる。また、請求項２と３の各発明では、ベローズの最大収縮寸法（量）と最大膨張寸法（量）が簡単に規制され、それによりダンパー作動性能をより安定化できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の形態例を添付図面を参照しながら説明する。図１及び図２は本発明の実施形態によるダンパーを示し、図１は下部区画室が最大まで膨張した状態での断面図、図２は下部区画室が最小まで収縮した状態での断面図である。
【００１５】
（構造）図１及び図２において、このダンパー５０は、アッパープレート５２と、円筒形ハウジング５４と、ベース５６と、ベース５６の両側に開口した給吐出ポート５６ａ，５６ｂに接続され、かつハウジング５４の内部に連通する供給パイプ５８及び吐出パイプ６０とを備え、アッパープレート５２の頂部よりハウジング５４を貫通してその先端をベース５６にねじ込まれている複数（４本）のボルト６２によってアッパープレート５２及びハウジング５４がベース５６に組立・連結されている。
【００１６】
ハウジング５４内には、ベース５６に対し取り付けられたベローズ６４及びストッパー６８が下側に設けられ、アッパープレート５２に対し取り付けられた弁ケース７４が上側に設けられている。
【００１７】
このうち、ベローズ６４は、下側を開口しかつ上側を受圧板部６６で閉じられた略有底筒状をなし、下側の開口周縁がハウジング５４の底部とベース５６との接続部間に狭持された状態に配設されている。受圧板部６６には、上中央部に凹部が設けられ、連結板７８がその凹部内に埋設状態にねじ込み固定されている。連結板７８は、後述する弁ケース７４のピストンバルブ７６を連結する連結孔を中心部に形成しているとともに、前記凹部の内底面との間の小空間７８ａと、小空間７８ａから連結板上面に開口する複数の孔７８ｂとが設けられている。なお、ベローズ６４及び受圧板部６６は、一体形成品又は組立品の何れであってもよいが、材質はフッ素系などの耐腐食性の樹脂素材で形成される。以上のベロース６４は、ハウジング５４の内部を、薬液が充満される下部空間５４ａと、圧縮気体が出入りされる上部空間５４ｂとに気密かつ伸縮可能に区画している。
【００１８】
ストッパー６８は、周囲に複数の流通孔６８ａを形成した略円筒状をなし、受圧板部６４の下側でかつベース５６上に突設されており、ベローズ６４の縮小ないしは収縮状態で受圧板部６６の下面に当接し（図２を参照）、ベローズ６４の最大収縮寸法を規制し該ベローズの最小容量を確保している。ストッパ６８の下端は、ベース５６の供給ポート５６ａに連通されている。このため、供給ポート５６ａから流入する流体（液体や流動物）は、ストッパ６８の上部開口及び流通孔６８ａを通って下部空間５４ａ内に流入される。 
【００１９】
アッパープレート５２は、比較的厚い板であり、上記図４のポンプコントローラ４などに接続される給気ポート７０と、排気ポート７２とを肉厚内に形成している。両ポート７０と７２は、プレート周囲の異方向からプレート中心付近まで通路孔状に延び、アッパープレート５２の下面中心にボルト等で鉛直に固定された弁ケース７４の対応部に連通している。
【００２０】
弁ケース７４には、ピストンバルブ７６が中心上下方向の孔７３に摺動可能に挿通されているとともに、給気ポート７０に連通される第１通路７４ａと、排気ポート７２に連通される第２通路７４ｂとがピストンバルブ７６に対応して設けられている。ピストンバルブ７６は、略上下中間部から下端に連通した給排気通路７６ａを有し、下端が弁ケース７４から突出されて、受圧板部６６の凹部内に固定された連結板７８に連結している。そして、第１通路７４ａは、図１に示されるように、ピストンバルブ７６の最上昇位置で給排気通路７６ａに連通し、給排気通路７６ａから小空間７８ａ及び複数の孔７８ｂを介して上部空間５４ｂと連通可能となっている。第２通路７４ｂは、図２に示されるように、ピストンバルブ７６の最下降位置で給排気通路７６ａに連通し、給排気通路７６ａから小空間７８ａ及び複数の孔７８ｂなどを介して上部空間５４ｂと連通可能となっている。
【００２１】
（作動）以上のダンパー５０は、例えば、薬液輸送システムとして図４のダンパー３に代えて使用される。この薬液輸送システムでは、薬液槽１に配管を介して接続されたベローズポンプ２と、ベローズポンプ２の吐出側に配管を通じて接続されたダンパー５０と、ベロースポンプ２及びダンパー５０に駆動用や脈動防止用の圧縮気体（通常は圧力空気）を分配供給するポンプコントローラ４とを備えている。そして、このシステムでは、ポンプコントローラ４が圧縮気体の給排によるベローズポンプ２におけるポンプ駆動の一ストローク毎に同期してダンパー３にもほぼ同圧の圧縮気体を給排することで、ダンパー３の吐出側より脈動を抑えて平均した流速で吐出させ、ダンパー３の吐出側配管に設けた吐出圧調整弁５及びフィルター６を介して輸送最終箇所である反応缶等の受槽７内に向けて薬液を連続供給する。
【００２２】
すなわち、以上のダンパー５０は、ベローズポンプ２から吐出される液が、脈動を伴って供給パイプ５８、供給ポート５６ａ、ストッパー６８を通ってベローズ６４内の下部空間５４ａに流入すると、その圧力によりベローズ６４が伸張し、受圧板部６６及び連結板７８を介してピストンバルブ７６を押し上げる。そして、ピストンバルブ７６の最上昇位置において、ピストンバルブ側給排気通路７６ａは図１に示すように、弁ケース７４の第１通路７４ａを介して給気ポート７０に連通する。すると、ポンプコントローラ４から送られてきた圧力空気は、給気ポート７０から第１通路７４ａ、給排気通路７６ａ、小空間７８ａ、孔７８ｂを通って上部空間５４ｂ内に流入し、この気体圧により受圧板部６６及びベローズ６４を押し下げる。なお、この間は排気ポート７２は閉じられた状態となっている。
【００２３】
また、受圧板部６６がストッパー６８に当たるまで押し下げられると、ピストンバルブ７６が最下降位置に達する。すると、図２に示すように、給排気通路７６ａは弁ケース７４の第２通路７４ｂを通じて排気ポート７２側に連通し、上部空間５４ｂ内に溜められた圧縮気体を外部へ排出可能にする。このようにして、ダンパー５０は、ピストンバルブ７６の昇降動作が繰返されることにより、薬液等の輸送流体の脈動を緩和吸収すべく相殺し、吐出ポート５６ｂ及び吐出パイプ６０側から吐出される流体状態として、脈動を抑えて平滑化された流動状態にする。
【００２４】
（変形例）図３は上記したダンパー５０を変形例を示している。この変形例では、上記ダンパー５０と基本構造が同じことから、同一箇所に同一記号を付して異なる構成だけを説明する。すなわち、このダンパー５０では、上記した連結板７８を省略したもので、ピストンバルブ７６の下端を受圧板部６６に直にねじ込み固定するとともに、弁ケース７４の下端に上部空間５４ｂに連通する第３通路となる横溝７４ｃを刻設している。このため、この構造において、ピストンバルブ７６の最上昇位置ではピストンバルブ７６の給排気通路７６ａから横溝７４ｃを通じて上部空間５４ｂ内に圧縮気体を導入可能にする。ピストンバルブ７６の最下降位置では上部空間５４ｂの圧縮気体を横溝７４ｃ、給排気通路７６ａ、第２通路７４ｂを経て排気ポート７２側に連通させ、外部に圧縮気体を排出可能にする。これにより、この変形例では、構成がさらに単純となり、構造の簡素化を図ることが出来る。
【００２５】
なお、本発明は以上の形態に何ら制約されない。本発明は請求項１で特定した要件を備えておればよく、細部はこれをベースにして種々変更可能なものである。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】発明形態のダンパーをベローズが膨張した状態で示す断面図である。
【図２】同ダンパーをベローズが収縮した状態で示す断面図である。
【図３】上記ダンパーの変形例を図２の態様で示す断面図である。
【図４】ベローズポンプ及びダンパーを含む薬液輸送システムを示す説明図である。
【図５】従来のダンパー構造を示す断面図である。
【符号の説明】
【００２７】
５０…ダンパー
５２…アッパープレート
５４…ハウジング（５４ａは下部空間、５４ｂは上部空間）
５６…ベース（５６ａは供給ポート、５６ｂは吐出ポート）
６４…ベローズ
６６…受圧板部
６８…ストッパー
７０…給気ポート
７２…排気ポート
７４…弁ケース
７４ａ…第１通路
７４ｂ…第２通路
７４ｃ…溝部（第３通路）
７６…ピストンバルブ（７６ａは給排気通路）
【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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