JP2004084504A - Diaphragm pump - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、液体を搬送するポンプに関し、さらに詳しくはダイヤフラム方式を利用した液体送液ポンプ(以下、ダイヤフラムポンプと称する)に関する。
【0002】
【従来の技術】
流体を搬送するためのポンプとしてはたとえば次のようなものがある。図5は、従来の2重ダイヤフラムポンプの例を示す要部断面図である。ここで、符号80は2重ダイヤフラムポンプ、82はハウジング、82aは流入側送液部、82bは排出側送液部、82cは吸入口、82dは吐出口、84はダイヤフラムユニット、84aは吸入弁、84bは排出弁、84cは第一の室、84dは第二の室、84eはダイヤフラムをそれぞれ示している。
【0003】
この2重ダイヤフラムポンプ80は、左右対称の構造を有しており、ハウジング82の下部および上部にはそれぞれ流入側送液部82aおよび排出側送液部82bが設けられている。ここで、搬送すべき流体はハウジング82の吸入口82cから流入側送液部82aに吸入され、左右のどちらかのダイヤフラムユニット84に振り分けられる。そして、ダイヤフラムユニット84から排出された流体は、排出側送液部82bに集められ、さらに吐出口82dから排出される。
【0004】
しかしながら、2重ダイヤフラムポンプでは、一対のダイヤフラムがそれぞれストロークの上死点および下死点で停止した場合、2重ダイヤフラムポンプを再起動することができないという欠点を有しており、また、2つのダイヤフラムユニットから交互に流体を排出するため、脈動が生じることを避けることができなかった。
【0005】
この欠点を解決する方策が種々提案されている。たとえば公開特許公報の特開平8−338370号には、確実に再起動することができると共に、流体を脈動なく均一に搬送する多連式ダイヤフラム装置並びに多連式ダイヤフラムポンプ及び多連式ダイヤフラムモータが開示されている。
図6は、前記公開特許公報に示された多連式ダイヤフラムポンプの一実施例の概略縦断面図である。ここで、符号10はポンプ、12はダイヤフラムユニット、12cは第一の室、12dは第二の室、12eはダイヤフラム、16はクランクシャフト部材、20は連結ロッドをそれぞれ示している。
【0006】
すなわち、吸入弁及び排出弁を有する第一の室12cと、加圧流体が周期的に導入される第二の室12dと、第一の室12cと第二の室12dとを液密に区切るダイヤフラム12eとを有するダイヤフラムユニット12が少なくとも3ユニット設けられた本体;各ダイヤフラム12eにその一端が連結された連結ロッド20;本体に回転可能に設けられたクランクシャフト部材であって、各連結ロッド20の他端が回転可能に連結される偏心部が回転方向に相互にずれているクランクシャフト部材16;を備えて構成されてなる多連式ダイヤフラム装置である。
【0007】
この多連式ダイヤフラム装置では、クランクシャフト部材16に、回転方向に相互にずれている偏心部が少なくとも3ヶ所設けられているので、それがどのような位置で停止しても、再起動時に、少なくとも1つのダイヤフラムの連結ロッド20がクランクシャフト部材16を回転させようとするので、確実に再起動することができると共に、1つのダイヤフラムユニット12からの流体の排出が完全になくなる前に次のダイヤフラムユニット12の流体の供給が始まるように構成されているため、流体を脈動が少なく比較的均一に搬送することができる。
【0008】
しかし、ユニットが3つ以上必要であると共に連結ロッド、クランクシャフト部材を備えているため、構成が複雑となりコストがかかるという問題がある。
また公開特許公報の特開平8−170584号には、簡単な構造で吐出量の脈動をなくし、回転速度に比例して高圧で一定量の液体を吐出できる定量吐出装置が開示されている。
【0009】
図7は、前記公開特許公報に示されたこの定量吐出装置の概略構成図である。ここで、符号51、52は複動式プランジャーポンプを、53はカム機構を、54、55は複動プランジャーを、それぞれ示している。
すなわち、2つの複動式プランジャーポンプ51、52と、各複動式プランジャーポンプ51、52の複動プランジャー54、55を下死点から90°までの間は等加速度で増速し、90°から上死点までの間は等加速度で減速し、上死点から270°までの間は等加速度で増速し、270°から下死点までの間は等加速度で減速するカム機構53とを有し、カム機構53は90°位相をずらして各プランジャー54、55を駆動し、2つの複動式プランジャーポンプ51、52の吐出量の和を一定とするものである。
【0010】
しかし、複動式プランジャーポンプと2つのカム機構を要するため、構成が複雑となり、コストがかかるという問題がある。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、これらの課題を解決するために、構成が簡単でありコストがかからないダイヤフラムポンプを提供することを目的とする。
【0012】
【課題を解決するための手段】
上に述べた課題は、本発明の請求項1によれば、液体を吸入・排出する送液部とダイヤフラムとを有し、同心円上に配設された複数のポンプユニットと、該ポンプユニットの中央部で回転し、該ダイヤフラムを往復移動する多角カムとを有し、該多角カムが、該ポンプユニットの数の倍数を除く角数を有するダイヤフラムポンプとすることで達成される。
【0013】
すなわち、複数のポンプユニットの中央部で回転する多角カムが、ポンプユニットの数の倍数を除く角数を有するようにダイヤフラムポンプを構成している。この構成とすることで、多角カムが回転して頂点部がポンプユニットの有するダイヤフラムを押圧して変形するタイミングが各ポンプユニット毎にずれるので、多角カムが一回転する間に(多角カムの角数)×(ポンプユニットの数)に相当する排出動作を順次繰り返すことになり、したがって液体が死点を有さずに連続して流れるようになる。
【0014】
多角形カムの角数がポンプユニットの数の倍数であると死点が生じるので、脈動を防止するためには、たとえばポンプユニットを3個で構成するときには、角数が3の倍数ではない4、5、7、8、10などの多角カムであることが必要である。
また、上に述べた課題は、本発明の請求項2によれば、請求項1記載の該ダイヤフラムポンプを複数併設し、該ダイヤフラムポンプのそれぞれが有する該多角カムが、同軸で回転するクランクシャフトに配設され、該多角カムのそれぞれが有する頂点が回転方向にずれているダイヤフラムポンプとすることで達成される。
【0015】
この構成とすることで、複数のダイヤフラムポンプのそれぞれが有する多角カムが回転して頂点部がポンプユニットの有するダイヤフラムを押圧して変形するタイミングが各ポンプユニット毎および各ダイヤフラムポンプ毎にずれるので、クランクシャフトが一回転する間に、(多角カムの角数)×(ポンプユニットの数)×(ダイヤフラムポンプの数)に相当する排出動作を順次繰り返すことになり、したがって液体が死点を有さずに脈動も限りなく減少させることができる。
【0016】
【発明の実施の形態】
以下、実施例により本発明をさらに詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
〔実施例〕
図1は、本発明によるダイヤフラムポンプの一実施例を示す上面図である。また、図2は本発明によるダイヤフラムポンプの一実施例を示すA−A’側面図である。ここでは、4つのポンプユニットと三角形の多角カムの場合を例示している。
【0017】
符号101は多角カム、102、103、104、105はダイヤフラム、110、111、112、113は送液部をそれぞれ示している。なお、多角カムの頂点部は曲面であってもよい。
多角カムが回転すると、多角カムの頂点との接触によってダイヤフラムが変形し、その動きによって送液が行われる。もちろん、送液部には逆止弁を取り付けてある。
【0018】
たとえば図1に示すように、送液部110のダイヤフラム102が、回転する多角カム101の頂点部によって破線で示すカム駆動曲線のように変形すると、送液部110の内部の圧力が上昇し、液体が排出される。
一方、送液部112のダイヤフラム104は逆方向に変形するので、送液部112の内部の圧力は低下し、液体が吸入される。
【0019】
このように、多角カム101が一回転する間に、ダイヤフラム102、103、104、105が位相をずらして順次吸入と排出とを3回づつ繰り返すことになる。
図3は、図1に示した各々が送液部を有する4つの単体のポンプユニットの構成と多角カムの回転角による排出量を示す図であり、ここでは符号100のポンプユニットを示している。
【0020】
なお、多角カムの頂点との接触によってダイヤフラムが変形し、往復する軌跡を太線の破線で示している。ここに見られるように、三角形の多角カムが一回転する間に単体のポンプユニットは3回の脈動を生じると共に、3つづつの上死点、下死点を有している。
図4は本発明による実施例における各ポンプユニットの排出量を示す図であり、多角カムが一回転する間に各ポンプユニット毎の排出量に変化があるため、ダイヤフラムポンプに死点が生じることはなく、かつ平均化した流量とすることができる。
【0021】
すなわち、三角形の多角カムが一回転する間に4つのポンプユニットで合計12回の排出が行われるため、図4にみられるように、死点がないばかりでなく、流量はこれら4つのポンプユニットの排出量の合計となるため、非常に流量の安定した送液が行われる。
この実施例では4つのポンプユニットと三角形の多角カムの場合を例示したが、ポンプユニットをn個で構成するときには、nの倍数ではない角数を有する多角カム、例えばn+1、またはn−1の角数を有する多角カムであればよく、その組み合わせは多数ある。
【0022】
さらに、ダイヤフラムポンプを複数併設し、ダイヤフラムポンプのそれぞれが有する多角カムが同軸で回転するクランクシャフトに配設され、多角カムのそれぞれが有する頂点が回転方向に相互にずれているように構成することで、実施例よりもさらに脈動の少ない、ほとんど均一な液体の搬送が可能となる。
【0023】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、多角カムが回転して多角カムの頂点部がポンプユニットの有するダイヤフラムを押圧して変形させるタイミングが各ポンプユニット毎にずれるので、多角カムが一回転する間に多数回の排出動作を順次繰り返すことになり、したがって簡単な構成でありながら死点を有さないので、確実に再起動することができると共に脈動のほとんどない均一な液体の搬送が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明によるダイヤフラムポンプの一実施例を示す上面図。
【図2】本発明によるダイヤフラムポンプの一実施例を示すA−A’側面図。
【図3】単体のポンプユニットの構成と排出量を示す図。
【図4】本発明による実施例における各ポンプユニットの排出量を示す図。
【図5】従来の2重ダイヤフラムポンプの例を示す要部断面図。
【図6】多連式ダイヤフラムポンプの一実施例の概略縦断面図。
【図7】定量吐出装置の概略構成図。
【符号の説明】
10 ポンプ
12、84 ダイヤフラムユニット
12c、84c 第一の室
12d、84d 第二の室
12e、84e、102、103、104、105 ダイヤフラム
16 クランクシャフト部材
20 連結ロッド
51、52 複動式プランジャーポンプ
53 カム機構
54、55 複動プランジャー
80 2重ダイヤフラムポンプ
82 ハウジング
82a 流入側送液部
82b 排出側送液部
82c 吸入口
82d 吐出口
84a 吸入弁
84b 排出弁
100 ポンプユニット
101 多角カム
110、111、112、113 送液部[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a pump for transporting a liquid, and more particularly to a liquid feed pump using a diaphragm system (hereinafter, referred to as a diaphragm pump).
[0002]
[Prior art]
For example, pumps for conveying a fluid include the following. FIG. 5 is a sectional view of a main part showing an example of a conventional double diaphragm pump. Here,
[0003]
The
[0004]
However, the double diaphragm pump has a drawback that when the pair of diaphragms stop at the top dead center and the bottom dead center of the stroke, the double diaphragm pump cannot be restarted. Since the fluid is alternately discharged from the diaphragm unit, pulsation cannot be avoided.
[0005]
Various measures have been proposed to solve this drawback. For example, Japanese Unexamined Patent Publication No. 8-338370 discloses a multiple diaphragm device, a multiple diaphragm pump, and a multiple diaphragm motor that can reliably restart and transport the fluid uniformly without pulsation. It has been disclosed.
FIG. 6 is a schematic longitudinal sectional view of one embodiment of the multiple diaphragm pump disclosed in the above-mentioned publication. Here, reference numeral 10 denotes a pump, 12 denotes a diaphragm unit, 12c denotes a first chamber, 12d denotes a second chamber, 12e denotes a diaphragm, 16 denotes a crankshaft member, and 20 denotes a connecting rod.
[0006]
That is, the
[0007]
In this multiple diaphragm device, the
[0008]
However, since three or more units are required and the connecting rod and the crankshaft member are provided, there is a problem that the configuration is complicated and the cost is high.
Japanese Patent Laid-Open Publication No. Hei 8-170584 discloses a fixed-rate discharge device capable of discharging a fixed amount of liquid at a high pressure in proportion to the rotation speed with a simple structure and eliminating pulsation of the discharge amount.
[0009]
FIG. 7 is a schematic configuration diagram of the constant-rate discharge device disclosed in the above-mentioned patent publication. Here,
That is, the two double-acting
[0010]
However, since a double-acting plunger pump and two cam mechanisms are required, there is a problem that the configuration is complicated and the cost is high.
[0011]
[Problems to be solved by the invention]
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a diaphragm pump that has a simple configuration and does not cost much in order to solve these problems.
[0012]
[Means for Solving the Problems]
According to the first aspect of the present invention, there is provided a liquid supply unit for sucking / discharging a liquid and a diaphragm, wherein a plurality of pump units arranged concentrically, A polygonal cam that rotates at a central portion and reciprocates through the diaphragm, wherein the polygonal cam is a diaphragm pump having an angular number excluding a multiple of the number of the pump units.
[0013]
That is, the diaphragm pump is configured such that the polygonal cam rotating at the center of the plurality of pump units has an angular number excluding a multiple of the number of the pump units. With this configuration, the timing at which the polygon cam rotates and the vertex presses and deforms the diaphragm of the pump unit is shifted for each pump unit. The discharge operation corresponding to (number) × (number of pump units) is sequentially repeated, so that the liquid flows continuously without having a dead center.
[0014]
If the number of corners of the polygonal cam is a multiple of the number of pump units, a dead center occurs. To prevent pulsation, for example, when the number of pump units is three, the number of corners is not a multiple of three. It is necessary to use polygonal cams such as 5, 7, 8, 10, etc.
According to a second aspect of the present invention, there is provided a crankshaft comprising a plurality of the diaphragm pumps according to the first aspect, wherein the polygonal cams of each of the diaphragm pumps rotate coaxially. This is achieved by a diaphragm pump in which the vertices of each of the polygon cams are shifted in the rotational direction.
[0015]
With this configuration, the timing at which the polygonal cams of each of the plurality of diaphragm pumps rotate and the top portions press and deform the diaphragms of the pump units are shifted for each pump unit and each diaphragm pump, During one rotation of the crankshaft, the discharging operation corresponding to (number of polygon cam angles) × (number of pump units) × (number of diaphragm pumps) is sequentially repeated, so that the liquid has a dead center. The pulsation can be reduced without limit.
[0016]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, the present invention will be described in more detail by way of examples, but the present invention is not limited thereto.
〔Example〕
FIG. 1 is a top view showing one embodiment of the diaphragm pump according to the present invention. FIG. 2 is an AA 'side view showing an embodiment of the diaphragm pump according to the present invention. Here, a case of four pump units and a triangular polygon cam is illustrated.
[0017]
When the polygon cam rotates, the diaphragm is deformed by contact with the apex of the polygon cam, and the movement causes the liquid to be sent. Of course, a check valve is attached to the liquid sending section.
[0018]
For example, as shown in FIG. 1, when the
On the other hand, since the
[0019]
As described above, while the
FIG. 3 is a diagram showing the configuration of four single pump units each having a liquid sending unit shown in FIG. 1 and the discharge amount according to the rotation angle of the polygon cam. Here, the pump unit denoted by
[0020]
The trajectory of the diaphragm deformed by the contact with the apex of the polygonal cam and reciprocating is indicated by a thick broken line. As can be seen, a single pump unit produces three pulsations during one revolution of the triangular polygon cam and has three top dead centers and three bottom dead centers.
FIG. 4 is a diagram showing the discharge amount of each pump unit in the embodiment according to the present invention. Since the discharge amount of each pump unit changes during one rotation of the polygon cam, a dead point occurs in the diaphragm pump. And the flow rate can be averaged.
[0021]
That is, a total of 12 discharges are performed by the four pump units during one rotation of the triangular polygon cam, so that as shown in FIG. , The liquid is sent at a very stable flow rate.
In this embodiment, the case of four pump units and a triangular polygonal cam has been exemplified. However, when the pump unit is composed of n units, a polygonal cam having an angle which is not a multiple of n, for example, n + 1 or n-1 is used. Any polygonal cam having an angle may be used, and there are many combinations thereof.
[0022]
Further, a plurality of diaphragm pumps are provided side by side, and the polygonal cams of each of the diaphragm pumps are arranged on a crankshaft that rotates coaxially, and the vertexes of each of the polygonal cams are shifted from each other in the rotational direction. Thus, it is possible to convey a substantially uniform liquid with less pulsation than in the embodiment.
[0023]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, the timing at which the polygon cam rotates and the vertex of the polygon cam presses and deforms the diaphragm of the pump unit is shifted for each pump unit, so that the polygon cam rotates one rotation. In this way, a large number of discharge operations are repeated in sequence during the operation.Therefore, with a simple configuration, there is no dead center, so that restart can be performed reliably and uniform liquid transfer with almost no pulsation is possible. It becomes.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a top view showing one embodiment of a diaphragm pump according to the present invention.
FIG. 2 is an AA ′ side view showing one embodiment of the diaphragm pump according to the present invention.
FIG. 3 is a diagram showing a configuration and a discharge amount of a single pump unit.
FIG. 4 is a diagram showing a discharge amount of each pump unit in the embodiment according to the present invention.
FIG. 5 is a sectional view of a main part showing an example of a conventional double diaphragm pump.
FIG. 6 is a schematic longitudinal sectional view of one embodiment of a multiple diaphragm pump.
FIG. 7 is a schematic configuration diagram of a fixed-rate discharge device.
[Explanation of symbols]
10
Claims (2)
該多角カムが、該ポンプユニットの数の倍数を除く角数を有する
ことを特徴とするダイヤフラムポンプ。It has a liquid sending section that sucks or discharges liquid and a diaphragm, and has a plurality of pump units arranged concentrically, and a polygonal cam that rotates at the center of the pump unit and reciprocates through the diaphragm. And
A diaphragm pump, wherein the polygonal cam has an angular number excluding a multiple of the number of the pump units.
ことを特徴とするダイヤフラムポンプ。A plurality of the diaphragm pumps according to claim 1, wherein the polygonal cams of the respective diaphragm pumps are disposed on a crankshaft that rotates coaxially, and vertexes of the polygonal cams are mutually connected in the rotational direction. A diaphragm pump characterized by being shifted.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2002244098A JP2004084504A (en) | 2002-08-23 | 2002-08-23 | Diaphragm pump |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2002244098A JP2004084504A (en) | 2002-08-23 | 2002-08-23 | Diaphragm pump |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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JP2004084504A true JP2004084504A (en) | 2004-03-18 |
Family
ID=32052691
Family Applications (1)
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---|---|---|---|
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Country | Link |
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JP (1) | JP2004084504A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2019130765A1 (en) * | 2017-12-27 | 2019-07-04 | 株式会社日立製作所 | Ultrasound diagnostic apparatus |
-
2002
- 2002-08-23 JP JP2002244098A patent/JP2004084504A/en active Pending
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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WO2019130765A1 (en) * | 2017-12-27 | 2019-07-04 | 株式会社日立製作所 | Ultrasound diagnostic apparatus |
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