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JP2589995B2 - Submersible displacement piston pump - Google Patents

Submersible displacement piston pump

Info

Publication number
JP2589995B2
JP2589995B2 JP62501031A JP50103187A JP2589995B2 JP 2589995 B2 JP2589995 B2 JP 2589995B2 JP 62501031 A JP62501031 A JP 62501031A JP 50103187 A JP50103187 A JP 50103187A JP 2589995 B2 JP2589995 B2 JP 2589995B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
cylinder
piston
liquid
positive displacement
piston pump
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
JP62501031A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPH01500449A (en
Inventor
ハインリッヒ リンドナ−、ゲオルグ
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
ERUFU ATOKEMU NOOSU AMERIKA Inc
Original Assignee
ERUFU ATOKEMU NOOSU AMERIKA Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by ERUFU ATOKEMU NOOSU AMERIKA Inc filed Critical ERUFU ATOKEMU NOOSU AMERIKA Inc
Publication of JPH01500449A publication Critical patent/JPH01500449A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP2589995B2 publication Critical patent/JP2589995B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04BPOSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B7/00Piston machines or pumps characterised by having positively-driven valving
    • F04B7/04Piston machines or pumps characterised by having positively-driven valving in which the valving is performed by pistons and cylinders coacting to open and close intake or outlet ports
    • F04B7/06Piston machines or pumps characterised by having positively-driven valving in which the valving is performed by pistons and cylinders coacting to open and close intake or outlet ports the pistons and cylinders being relatively reciprocated and rotated
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04BPOSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B23/00Pumping installations or systems
    • F04B23/02Pumping installations or systems having reservoirs
    • F04B23/021Pumping installations or systems having reservoirs the pump being immersed in the reservoir
    • F04B23/023Pumping installations or systems having reservoirs the pump being immersed in the reservoir only the pump-part being immersed, the driving-part being outside the reservoir
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04BPOSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B53/00Component parts, details or accessories not provided for in, or of interest apart from, groups F04B1/00 - F04B23/00 or F04B39/00 - F04B47/00
    • F04B53/14Pistons, piston-rods or piston-rod connections

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Reciprocating Pumps (AREA)
  • Details Of Reciprocating Pumps (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 発明の背景 本発明は、一般に、水中型の容積式ピストンポンプに
関し、より詳しくは、少量の液体を利用装置に吐出する
ことに特別の応用可能性を備えた水中型の容積式ピスト
ンポンプに関する。
Description: BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates generally to submersible positive displacement piston pumps and, more particularly, to submersible piston pumps with particular applicability to dispensing small volumes of liquid to utilization devices. Related to a positive displacement piston pump.

少量の液体を搬送ドラムから利用装置に計量するため
に、ポンプを使用することは周知である。例えば、本発
明と承継人が同一の、米国特許出願第06/566,363号(出
願日、1983年12月28日)には、一定の割合で液体パルス
を吐出し、搬送ドラムから利用個所まで1日2〜3リッ
トルの化学物質を移送するようにした、空気駆動される
ダイヤフラムポンプが記載されている。利用個所は、一
例として、ガラス瓶に被覆するための被覆フードであっ
てもよい。
It is well known to use pumps to meter small amounts of liquid from a transport drum to a utilization device. For example, U.S. patent application Ser. No. 06 / 566,363 (filed on Dec. 28, 1983), which has the same successor as the present invention, discharges a liquid pulse at a fixed rate and sends one pulse from the transport drum to the point of use. A pneumatically driven diaphragm pump is described that delivers 2-3 liters of chemical per day. The application point may be, for example, a coating hood for coating a glass bottle.

このポンプの利点は、通常のボールチェックバルブを
使用するポンプに通常見られる液漏れを防止する空圧作
動弁を用いていることである。しかし、このポンプが良
好な結果をもたらすとしても、加工公差及び膜の品質の
差によって、例えば20%の行程容積の差異が、別々の空
圧駆動されるダイヤフラムポンプの間に存在しているこ
とがありうる。
The advantage of this pump is that it uses a pneumatically operated valve that prevents liquid leakage normally found in pumps that use a conventional ball check valve. However, even though this pump produces good results, differences in processing tolerances and membrane quality, for example, a 20% stroke volume difference exists between separate pneumatically driven diaphragm pumps. There can be.

これらの欠点を克服するために、本発明と承継人が同
一の、米国特許第3,168,872号、第3,257,953号、第4,00
8,003号及び特に米国特許第4,536,140号によって改良さ
れた容積式ピストンポンプが用いられている。米国特許
第4,536,140号の全体の開示は、引照によってここに本
明細書の一部分となる。この後者の米国特許によるポン
プは、酸化錫又は他の金属酸化物によってガラス瓶を被
覆する際に用いられる液状有機金属化合物を圧送する上
で適合することがわかっている。
To overcome these shortcomings, U.S. Patent Nos. 3,168,872, 3,257,953, 4,00
A positive displacement piston pump is used which has been modified according to US Pat. No. 8,003 and, in particular, US Pat. No. 4,536,140. The entire disclosure of U.S. Patent No. 4,536,140 is hereby incorporated by reference herein. This latter U.S. patent pump has been found to be suitable for pumping liquid organometallic compounds used in coating glass vials with tin oxide or other metal oxides.

これらのポンプにおいて、圧送室は搬送ドラムの外部
におかれ、流体入口からのホースは搬送ドラム中に延長
している。そのため、化学物質は該ドラムからホースを
経て圧送室中へと圧送される。しかし、米国特許第4,53
6,140号にも述べられているように、容積式ピストンポ
ンプの1つの問題は、往復ピストンとシリンダ内側壁と
の間の製造公差を最もきつくした場合でも、ピストンと
シリンダ内側壁との間のスペースに化学物質が圧送室か
ら定期的に移行することである。化学物質が三塩化モノ
ブチル錫含有調合物のような腐食性物質である場合に
は、わずかな液状化学物質が移行しただけでも、往復ピ
ストンとシリンダ内側壁との間に金属ヒドロキシ化合物
が付着することとなる。この化合物は周囲空気中の水蒸
気と化学物質との反応によって生成されるものである。
ピストンはこの生成によってシリンダ中において固着さ
れ、装置を故障させる。
In these pumps, the pumping chamber is located outside the transport drum and the hose from the fluid inlet extends into the transport drum. To this end, the chemicals are pumped from the drum via a hose into the pumping chamber. However, U.S. Pat.
As noted in US Pat. No. 6,140, one problem with positive displacement piston pumps is that even with the tightest manufacturing tolerances between the reciprocating piston and the cylinder inner wall, the space between the piston and the cylinder inner wall is difficult. Chemicals are regularly transferred from the pumping chamber. If the chemical is a corrosive substance, such as a formulation containing monobutyltin trichloride, the transfer of the metal liquid compound between the reciprocating piston and the inner wall of the cylinder, even with the transfer of a small amount of liquid chemical Becomes This compound is formed by the reaction of chemicals with water vapor in the surrounding air.
The piston is stuck in the cylinder by this production, causing the device to fail.

前記米国特許第4,536,140号においては、一定の油圧
の別の油障壁をピストンとシリンダ内側壁との間に配す
ることによって、これらの欠点を克服することが試みら
れている。しかし、このような障壁を用いた場合には装
置が著しく複雑化する。また、用途によってはシール油
がポンプ作動を妨害する。
In U.S. Pat. No. 4,536,140, an attempt is made to overcome these disadvantages by placing another oil barrier of constant hydraulic pressure between the piston and the cylinder inner wall. However, the use of such barriers significantly complicates the device. Also, in some applications, the seal oil interferes with the operation of the pump.

これらのポンプの別の問題は、ポンプに入る少量の空
気が適切な作動を妨げて圧送速度を低下させることであ
る。より詳細には、流体中に含まれるガス、例えば空
気、水素、二酸化炭素その他が、ポンプ作動中の流体の
撹拌又は圧力及び温度の変化の結果として、シリンダ中
にしばしば放出される。例として、或る流体は液体フラ
クションとガスフラクションとに化学的に分離されるこ
とによって、撹拌と温度及び圧力の変化のどちらか一方
又は両方に応答し、他の流体は単に気化し液体形から気
体形に物理的に変化する。その結果として、気体から気
泡が形成され、これらの気泡がシリンダの圧送ヘッド中
にトラップされることにより、ポンプの計量精度を低下
させ、或る場合には流れを完全に閉止する。気泡は、一
般に、ピストンの凹部とシリンダの内側壁との間にトラ
ップされる。
Another problem with these pumps is that the small amount of air entering the pump prevents proper operation and reduces pumping speed. More specifically, gases contained in the fluid, such as air, hydrogen, carbon dioxide, and the like, are often released into the cylinder as a result of agitation of the fluid during pumping or changes in pressure and temperature. As an example, some fluids may be chemically separated into a liquid fraction and a gas fraction to respond to agitation and / or changes in temperature and pressure, while other fluids may simply evaporate from the liquid form. Physically changes to gaseous form. As a result, bubbles form from the gas, which trap in the pumping head of the cylinder, thereby reducing the metering accuracy of the pump and, in some cases, completely shutting off the flow. Bubbles are generally trapped between the recess of the piston and the inner wall of the cylinder.

より特定的には、ポンプが全能力で作動していない場
合、即ちピストンがその最大の値よりも少ない程度で回
動した場合、ピストンはその後退位置と伸長位置との間
のより小さな距離にわたって往復運動をする。従って、
凹部の上端はピストンの往復運動の間常に排出ポートの
上方にとどまっている。そのため、前記凹部とシリンダ
の内側壁との間に形成された気泡はポンプ作動の間残留
し、ポンプ作動を妨害する。明らかなように、ピストン
行程が小さいほど、より多くのガスが凹部中にトラップ
されることにより、ポンプの吐出量に対するトラップさ
れたガスの容積の割合を大きくする。換言すれば、ポン
プはガスに対して敏感になる。
More specifically, if the pump is not running at full capacity, i.e., if the piston has pivoted to less than its maximum value, the piston will travel over a smaller distance between the retracted and extended positions. Reciprocate. Therefore,
The upper end of the recess always remains above the discharge port during the reciprocating movement of the piston. Therefore, air bubbles formed between the recess and the inner wall of the cylinder remain during the operation of the pump and hinder the operation of the pump. As can be seen, the smaller the piston stroke, the more gas is trapped in the recess, thereby increasing the ratio of the volume of trapped gas to the discharge of the pump. In other words, the pump becomes sensitive to gas.

この問題により、最大能力よりも低い能力において作
動するポンプはその流量を数回変更しなければならな
い。その場合、トラップされたガスはポンプの外部に流
出し、その設定吐出量を回復する。しかし、この能力の
変更は時間がかかり、面倒である。例えば、瓶の被覆用
に流体を圧送するためにポンプを使用した場合、能力の
変更によって高価な被覆材の使用量が過大となったり瓶
の被覆が不十分となったりする。
Due to this problem, pumps operating at less than full capacity must change their flow rate several times. In this case, the trapped gas flows out of the pump and recovers the set discharge amount. However, changing this ability is time consuming and tedious. For example, if a pump is used to pump fluid for bottle coating, the change in capacity may result in excessive use of expensive coating material or insufficient bottle coating.

このように少量の空気がポンプに流入することによる
問題は、米国特許出願第749,066号(出願日、1985年6
月26日)によって解決されており、この米国特許出願の
全体の開示は、引照によって、本明細書に一体化され
る。
The problem with such a small amount of air flowing into the pump is described in U.S. Patent Application No. 749,066 (filed June 6, 1985).
And the entire disclosure of this U.S. patent application is incorporated herein by reference.

発明の目的及び概略 従って、本発明の1つの目的は、シリンダ中において
のピストンの固着を防止するようにした容積式ピストン
ポンプを提供することにある。
OBJECTS AND SUMMARY OF THE INVENTION It is therefore one object of the present invention to provide a positive displacement piston pump that prevents piston sticking in a cylinder.

本発明の別の目的は、往復ピストンとシリンダ内側壁
との間に金属ヒドロキシ化合物が付着することを防止す
るようにした容積式ピストンポンプを提供することにあ
る。
It is another object of the present invention to provide a positive displacement piston pump which prevents a metal hydroxy compound from adhering between a reciprocating piston and an inner wall of a cylinder.

本発明の更に別の目的は、障壁流体を使用する必要を
なくした容積式ピストンポンプを提供することにある。
It is yet another object of the present invention to provide a positive displacement piston pump that eliminates the need for using a barrier fluid.

本発明の更に別の目的は、シリンダ室中に所望しない
気泡が形成されることを防止するようにした容積式ピス
トンポンプを提供することにある。
It is yet another object of the present invention to provide a positive displacement piston pump which prevents the formation of unwanted air bubbles in the cylinder chamber.

本発明の水中型の容積式ピストンポンプは、液体中に
完全に没することのできるシリンダ手段であって、作用
下端部、入口ポート、及び排出ポートにより画定される
作用室を有する前記シリンダ手段と、前記入口ポートか
ら前記排出ポートへ液体を汲み出すために、前記シリン
ダ手段の中で後退位置と伸張位置との間で同時に回転運
動と往復運動が可能なピストン手段であって、前記作用
室の中に配置された自由端を持ち、該自由端が液体を前
記入口ポートと前記排出ポートとに交互に連絡するため
の凹部を有する前記ピストン手段と、前記ピストン手段
を駆動するための駆動手段と、前記シリンダ手段の中で
前記ピストン手段を回転可能且つ往復運動可能に駆動す
るために前記駆動手段に回動自在に連結された回動組立
体と、前記回動組立体を前記ピストン手段に連結すると
ともに、前記駆動手段及び回動組立体を液体の外に配置
するための延長手段であって、前記回動組立体とピスト
ン手段を繋ぐ延長軸と該延長軸を囲む中空延長管とを備
えた前記延長手段と、前記中空延長管がその下端を前記
シリンダ手段の上端部に封止状に固着され、さらに前記
液体の液面がシリンダ手段の上端部より下がった場合
に、前記シリンダ手段の上端部で液体密封状態を維持す
るため、前記中空延長管が該封止固着部の僅か上部に開
口部を有することを特徴とする。
The submersible positive displacement piston pump of the present invention is a cylinder means capable of being completely immersed in a liquid, the cylinder means having a working chamber defined by a working lower end, an inlet port, and a discharge port. Piston means capable of simultaneously rotating and reciprocating between a retracted position and an extended position within said cylinder means for pumping liquid from said inlet port to said discharge port, said piston means comprising: Said piston means having a free end disposed therein, said free end having a recess for alternately communicating liquid to said inlet port and said discharge port; and drive means for driving said piston means. A rotating assembly rotatably connected to the driving means for rotatably and reciprocally driving the piston means in the cylinder means; and the rotating assembly. Is connected to the piston means, and is extended means for arranging the driving means and the rotating assembly outside the liquid, wherein the extending shaft connects the rotating assembly and the piston means, and surrounds the extended shaft. The extension means having a hollow extension pipe, and the lower end of the hollow extension pipe is fixedly sealed to the upper end of the cylinder means, and the liquid level of the liquid is lower than the upper end of the cylinder means. In addition, in order to maintain a liquid-tight state at the upper end of the cylinder means, the hollow extension tube has an opening slightly above the sealing fixing portion.

また、前記ピストン手段が前記伸張位置にある時、前
記凹部が完全に前記作動室内に位置することを保証する
ために、前記駆動手段の回転運動中、該駆動手段を案内
する手段を更に備えたことを特徴とする。
Also provided is a means for guiding the drive means during the rotational movement of the drive means to ensure that the recess is completely located in the working chamber when the piston means is in the extended position. It is characterized by the following.

本発明の前記の目的及び他の目的、特徴並びに利点は
添付図面を参照とした以下の詳細な説明によって一層明
らかとなるであろう。
The above and other objects, features and advantages of the present invention will become more apparent from the following detailed description with reference to the accompanying drawings.

図面の簡単な説明 第1図は本発明の一実施例による水中型の容積式ピス
トンポンプを示す部分的な縦断面図、 第2図は第1図のポンプの、一部は想像線によって示
した平面図、 第3図は第1図のポンプのピストン−シリンダ端の部
分断面図である。
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a partial longitudinal sectional view showing a submersible positive displacement piston pump according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a part of the pump of FIG. FIG. 3 is a partial sectional view of the piston-cylinder end of the pump of FIG.

好適な実施例の詳細な説明 図面を参照して、最初に第1図を参照して詳細に説明
すると、酸化錫又は他の金属酸化物によってガラス瓶を
被覆するために用いられる液状の有機金属化合物を圧送
するために例えば適当な、本発明の一実施例による水中
型の容積式ポンプが図示されている。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Referring now to the drawings and first to FIG. 1, a liquid organometallic compound used to coat a vial with tin oxide or other metal oxides A submersible positive displacement pump according to one embodiment of the present invention is shown, for example, suitable for pumping pumps.

第1,3図に示すように、ポンプ10は中空シリンダ12を
有し、このシリンダは閉ざされた作用下端部14と、内孔
16を備えた反対側の端部15とを備えている。直径上に向
い合った入口ポート及び排出ポート18,20は作用下端部1
4に隣接してシリンダ12中にそれぞれ形成されている。
排出管連結部22は排出ポート20を包囲する関係におい
て、シリンダ12の外部に固着されており、吐出しホース
24の一端を固着するためのカップリング23を備えてい
る。従って、圧送すべき流体は排出ポート20から吐出し
ホース24に向って圧送される。作用室26はシリンダ12中
に同様に形成してあり、作用下端部14とポート18,20と
によって画定され、ポート18,20と連通している。
As shown in FIGS. 1 and 3, the pump 10 has a hollow cylinder 12, which has a closed working lower end 14 and an inner bore.
And an opposite end 15 with 16. The inlet and outlet ports 18, 20 facing diametrically above are
Adjacent to 4, each is formed in a cylinder 12.
The discharge pipe connecting portion 22 is fixed to the outside of the cylinder 12 in a relationship surrounding the discharge port 20, and the discharge hose
A coupling 23 for fixing one end of the coupling 24 is provided. Accordingly, the fluid to be pumped is discharged from the discharge port 20 toward the discharge hose 24. The working chamber 26 is similarly formed in the cylinder 12 and is defined by the working lower end 14 and the ports 18, 20 and is in communication with the ports 18, 20.

ピストン28は内孔16を介してシリンダ12中に回転可能
及び往復運動可能に配設してあり、自由端30と被動端32
とを備えている。自由端30は扁平な凹部34を有し、この
凹部はピストン28がシリンダ12中において回転する時に
ポート18,20と順次流体連通される。従って、凹部34は
ポート18,20間のダクトとして作用し、ポート18,20を順
に交互に開放又は閉止する。凹部34はピストン28の頂部
にある作用室26の部分と共働して、シリンダ圧送室を形
成し、この圧送室によって流体をポート18,20の間に圧
送する。
A piston 28 is rotatably and reciprocally movable in the cylinder 12 through the bore 16, and has a free end 30 and a driven end 32.
And The free end 30 has a flat recess 34 which is in sequential fluid communication with the ports 18, 20 as the piston 28 rotates in the cylinder 12. Thus, the recess 34 acts as a duct between the ports 18 and 20, opening and closing the ports 18 and 20 alternately in turn. The recess 34 cooperates with the portion of the working chamber 26 at the top of the piston 28 to form a cylinder pumping chamber, which pumps fluid between the ports 18,20.

ポンプ10の他側には、出力駆動軸38を備えた駆動モー
タ36があり、この駆動モータは基板40上に取付けられて
いる。電気ケーブル42はケーブル保護ホース44を通って
延長しており、ホース44はモータに動力を供給するため
にモータ36のハウジングに連結されている。小さなボス
48を備えたカラー又はヨーク46はボス48及び駆動軸38を
通って延長するピンのような適宜の手段によって駆動軸
38にキー止めされている。ヨーク46はソケット52を備え
ている。横方向に突出しているアース即ち横アーム54は
軸56の一端に固着してあり、このアーム54の他端にはボ
ールベアリング58が固着されている。ボール58はソケッ
ト52中に受入られて自在式のボールソケット継手を形成
する。そのため、駆動軸38が回転すると、軸56は容積式
ピストンポンプについての前記米国特許に記載されてい
るように周知の方法で回転し往復運動をする。
On the other side of the pump 10 is a drive motor 36 with an output drive shaft 38, which is mounted on a substrate 40. An electrical cable 42 extends through a cable protection hose 44, which is connected to the housing of the motor 36 to power the motor. Little boss
The collar or yoke 46 with 48 is provided on the drive shaft by any suitable means, such as a pin extending through the boss 48 and drive shaft 38.
It is keyed to 38. The yoke 46 has a socket 52. A laterally projecting ground or lateral arm 54 is secured to one end of a shaft 56, and a ball bearing 58 is secured to the other end of the arm 54. Ball 58 is received in socket 52 to form a universal ball and socket joint. Thus, as the drive shaft 38 rotates, the shaft 56 rotates and reciprocates in a known manner, as described in the aforementioned U.S. patent for positive displacement piston pumps.

明らかなように、このボールソケット継手装置は軸56
に対する駆動軸38の回動を可能にする。周知のように往
復運動の量(従って、シリンダ12中のピストン28の位
置)は駆動軸38が軸56に対して回動する角度に依存して
変化する。そのためポンプ行程はこの角度によって変化
する。例えば、駆動軸38が軸56に対して最大限度回動す
ると、即ち、ポンプが最大ポンプ行程で作動している
と、ピストンはシリンダ12中の後退位置と伸長位置との
間において最大距離にわたって往復運動をする。
As can be seen, this ball and socket joint device
Of the drive shaft 38 with respect to. As is well known, the amount of reciprocation (and therefore the position of piston 28 in cylinder 12) varies depending on the angle at which drive shaft 38 rotates relative to shaft 56. Therefore, the pump stroke changes with this angle. For example, when the drive shaft 38 rotates to the maximum extent with respect to the shaft 56, i.e., when the pump is operating at the maximum pump stroke, the piston reciprocates a maximum distance between the retracted position and the extended position in the cylinder 12. exercise.

本発明によれば、ピストン28は延長軸60によって軸56
に連結されているので、モータ36はシリンダ12中のピス
トン28の回転と往復運動の両方を制御する。ピストンコ
ネクタ61はピストン28を延長軸60に連結するために延長
軸60の下端部に連結されている。この構成によれば、シ
リンダ12及びピストン28はドラム64中の液体62の底に沈
められており、モータ36及び組立体の駆動端の関係する
部材はドラム64及び液体62の外部に保持される。
According to the invention, the piston 28 is
, The motor 36 controls both rotation and reciprocation of the piston 28 in the cylinder 12. The piston connector 61 is connected to the lower end of the extension shaft 60 to connect the piston 28 to the extension shaft 60. With this arrangement, the cylinder 12 and piston 28 are submerged at the bottom of the liquid 62 in the drum 64, and the motor 36 and associated members of the drive end of the assembly are held outside of the drum 64 and the liquid 62. .

これは、従来の技術によっては達せられなかった明確
な利点を与える。詳細には、シリンダ中の化合物は周囲
の空気にさらされないていないので、金属ヒドロキシ化
合物がピストンとシリンダ壁との間のスペースに形成さ
れる問題は克服される。そのためピストンがシリンダ中
に固着されることはない。また、従来の技術においての
これらの不利が克服されるので、米国特許第4,536,140
号に記載されたような油障壁は不要となる。
This offers distinct advantages not achieved by the prior art. In particular, since the compound in the cylinder has not been exposed to the surrounding air, the problem of metal hydroxy compounds forming in the space between the piston and the cylinder wall is overcome. Therefore, the piston is not fixed in the cylinder. Also, since these disadvantages in the prior art are overcome, U.S. Pat.
No oil barrier as described in the item is required.

第1図に示したように、延長軸60は中空延長管66によ
り囲まれており、中空延長管66はシリンダ12の上端部15
に下端部が封止状に固着されていると共に、ドラム64の
外方に延長し、ブラケット68に上端部が固着されてい
る。基板40もブラケット68に固着されている。中空延長
管66はその下端部に通し孔70を、ドラム64から延長して
いる端部に通し孔72を、それぞれ備えている。このよう
に吐出しホース24は下方の通し孔70と中空延長管66とを
経て上部の通し孔72から外方に延長し、そこでロックリ
ング76により中空延長管66の外面に固着したカップリン
グ74に連結されている。
As shown in FIG. 1, the extension shaft 60 is surrounded by a hollow extension tube 66, and the hollow extension tube 66 is
The lower end is fixed in a sealed manner, and extends outside the drum 64, and the upper end is fixed to the bracket 68. The substrate 40 is also fixed to the bracket 68. The hollow extension tube 66 has a through hole 70 at the lower end thereof, and a through hole 72 at the end extending from the drum 64. In this way, the discharge hose 24 extends outward from the upper through-hole 72 through the lower through-hole 70 and the hollow extension pipe 66, where the coupling 74 is fixed to the outer surface of the hollow extension pipe 66 by the lock ring 76. It is connected to.

また、中空延長管66は別の1組の開口78を下端部に備
えており、これらの開口はシリンダ12への連結部よりも
少し上方の位置に形成されている。従って、中空延長管
66がシリンダ12の上端部に封止されているため、ドラム
64の液体がなくなっても(又は液位がシリンダ12の上方
のレベルよりも下方となっても)、液体はなおもピスト
ン28がシリンダ12の外方に延長する個所に存在してい
る。このようにシリンダ12の上端部に液体シールが形成
され、(ドラム64の交換時以外は)空気又は水蒸気がポ
ンプ中に侵入することはないため、ピストンとシリンダ
内側壁との間の金属ヒドロキシ化合物の生成が避けられ
る。そのため、ポンプの作動を妨害することのあるオイ
ルシールは不要となる。また十分な油圧を保つための装
置も不要となる。
Further, the hollow extension tube 66 has another set of openings 78 at the lower end, and these openings are formed at a position slightly above the connection portion to the cylinder 12. Therefore, the hollow extension tube
Since 66 is sealed at the upper end of the cylinder 12, the drum
Even if the liquid at 64 is depleted (or the liquid level is below the level above the cylinder 12), the liquid is still present where the piston 28 extends outside the cylinder 12. In this way, a liquid seal is formed at the upper end of the cylinder 12 so that air or steam does not enter the pump (except when the drum 64 is replaced), so that the metal hydroxy compound between the piston and the inner wall of the cylinder is removed. Generation is avoided. Therefore, an oil seal that may interfere with the operation of the pump is not required. Also, a device for maintaining sufficient hydraulic pressure is not required.

明らかなように、前記のシールを形成するに足る高さ
に開口78が形成され、ドラム交換に際して液体のドレン
も可能にする。
Clearly, an opening 78 is formed at a height high enough to form the above-mentioned seal, which also allows for liquid drainage during drum replacement.

第1図に示すように、ドラム64は中空延長管66がそれ
を通って延長している通し孔80を上端部に備えており、
中空延長管66はこの点でドラム64に固着されている。よ
り詳細には、ドラム64の通し孔80はボンドルねじ82を有
しており、雄ねじを備えたボンドルキャップ84はボンド
ルねじ82と係合して通し孔80のシールを与えるように、
中空延長管66に対する包囲関係に配設されている。ロッ
クリング85はボンドルキャップ84の直上にボルト86によ
って中空延長管66に固着してあり、ロックリング88はボ
ンドルキャップ84の直下においてボルト90により中空延
長管66に固着されている。このように、ボンドルキャッ
プ84は中空延長管66に固着されており、中空延長管66は
ドラム64に固着されている。
As shown in FIG. 1, the drum 64 has at its upper end a through hole 80 through which a hollow extension tube 66 extends,
The hollow extension tube 66 is fixed to the drum 64 at this point. More specifically, the through hole 80 of the drum 64 has a bond screw 82, and a bond cap 84 with an external thread engages the bond screw 82 to provide a seal for the through hole 80.
It is arranged in a surrounding relationship with the hollow extension tube 66. The lock ring 85 is fixed to the hollow extension tube 66 directly above the bond cap 84 by a bolt 86, and the lock ring 88 is fixed to the hollow extension tube 66 immediately below the bond cap 84 by a bolt 90. As described above, the bond cap 84 is fixed to the hollow extension tube 66, and the hollow extension tube 66 is fixed to the drum 64.

管閉止部材92は中空延長管66の上端部中に配設され、
ボルト86によりこれに固着されている。ボルト86は前述
したようにロックリング85を中空延長管66に固定するた
めにも用いられている。管閉止部材92は延長軸60を通過
させるための軸方向に延長する中心孔94と、吐出しホー
ス24を通過させるための別の軸方向に延長する開口96を
備えている。
A pipe closing member 92 is disposed in the upper end of the hollow extension pipe 66,
It is secured to this by bolts 86. The bolt 86 is also used for fixing the lock ring 85 to the hollow extension tube 66 as described above. The pipe closing member 92 is provided with an axially extending central hole 94 for passing the extension shaft 60 and another axially extending opening 96 for passing the discharge hose 24.

やはり第1図に示したように、ブラケット板98は中空
延長管66の上端部中にボルト100によって同軸的に固着
されており、ボルト100は中空延長管66の外面にカップ
リング74を固着するためにも用いられている。ブラケッ
ト板98には駆動ベアリング102が固着してあり、駆動ベ
アリング102は軸56がその内部において回転し往復運動
をすることを許容するように軸56を包囲している。
As also shown in FIG. 1, the bracket plate 98 is coaxially secured in the upper end of the hollow extension tube 66 by bolts 100, which secure the coupling 74 to the outer surface of the hollow extension tube 66. It is also used for A drive bearing 102 is secured to the bracket plate 98 and surrounds the shaft 56 to allow the shaft 56 to rotate and reciprocate therein.

しかし、前述したように、流体中に含有されたガス、
例えば空気、水素、二酸化炭素その他はポンプ作動の間
の流体の撹拌又は圧力及び温度の変化の結果として、シ
リンダ12のポンプ室中にしばしば放出される。そのた
め、放出されたガスは気泡を形成し、この気泡はシリン
ダ12のポンプ室にトラップされることによってポンプ10
の計量精度を低下させ、或る事情の下では、特にポンプ
がその最大能力よりも少ない能力の下に作動している場
合、即ち駆動軸38がその最大の程度よりも小さな角度で
軸56に対して回動した場合には流れを完全に阻止する。
一般に、気泡は引照によってその全体の開示が本明細書
に一体化された前記同一の承継人による米国特許出願に
より詳細に示されているように、ピストン28の凹部34と
シリンダ12の内側壁との間にトラップされる。
However, as described above, the gas contained in the fluid,
For example, air, hydrogen, carbon dioxide and the like are often released into the pump chamber of cylinder 12 as a result of fluid agitation or changes in pressure and temperature during pump operation. Therefore, the released gas forms bubbles, and the bubbles are trapped in the pump chamber of the cylinder 12 so that the pump 10
Under certain circumstances, especially when the pump is operating at less than its maximum capacity, i.e., when the drive shaft 38 is attached to the shaft 56 at an angle less than its maximum degree. On the other hand, when it turns, the flow is completely blocked.
In general, the gas bubble is formed by recesses 34 in the piston 28 and the inner wall of the cylinder 12, as shown in more detail in the U.S. patent application by the same assignee, the entire disclosure of which is incorporated herein by reference. Trapped during

前記米国特許出願はこの問題を克服するために、軸56
に対する駆動軸38のどんな角度変位に対してもピストン
行程を変更することなくピストン28のシリンダ12中にお
いての後退位置と伸長位置とをシフトさせる構成を提供
する。そのため、流量を一定としてガスのトラップの問
題が除かれる。
The U.S. patent application addresses this problem by overcoming an axis 56
Provides a configuration for shifting the retracted position and the extended position of the piston 28 in the cylinder 12 without changing the piston stroke for any angular displacement of the drive shaft 38 relative to. Therefore, the problem of gas trapping is eliminated with a constant flow rate.

特定的には、第2図に示すように、基板40は2つの細
長いわずかに円弧状のスロット104,106を備えており、
これらのスロットは延長軸60及びピストン28の軸線に沿
って延長する中心線108の全体的な方向に延長してお
り、スロット104,106は中心線108の両側に配置されてい
る。
Specifically, as shown in FIG. 2, substrate 40 has two elongated, slightly arcuate slots 104, 106,
These slots extend in the general direction of a centerline 108 extending along the axis of extension shaft 60 and piston 28, and slots 104, 106 are located on either side of centerline 108.

ヨーク46及びモータ36を固定した摩擦板110は2個の
ピボットピン113,115(第2図に破線によって示す)を
有し、これらのピボットピンはそれぞれのスロット104,
106中に嵌合している。そのため、モータ36を回動(こ
れは、基板40に固着したグリップ112を保持してモータ3
6を駆動させることにより達せられる)させると、前述
のボールソケット継手によってヨーク46が軸56に対して
相対的に回動する。そのためポンプ行程が変化する。こ
のポンプ行程はグリッパ112に隣接したスケール114及び
指針116によって測定することができる。
The friction plate 110 to which the yoke 46 and the motor 36 are fixed has two pivot pins 113 and 115 (shown by broken lines in FIG. 2), and these pivot pins are in respective slots 104 and 115.
Fits in 106. Therefore, the motor 36 is rotated (this is achieved by holding the grip 112 fixed to the substrate 40 and
6 is driven), the yoke 46 is relatively rotated with respect to the shaft 56 by the aforementioned ball and socket joint. Therefore, the pump stroke changes. This pump stroke can be measured by a scale 114 and a pointer 116 adjacent to the gripper 112.

一般に、ピボットピン113,115の間の距離はヨーク46
の1回転の間にボール58の中心が経過する円の直径にほ
ぼ等しい。
Generally, the distance between the pivot pins 113 and 115 is
The center of ball 58 during one revolution of is approximately equal to the diameter of the circle passing.

従来のポンプのシリンダ中の作用室に空気が侵入する
ことに関連した前記の問題は、以上に説明した構成によ
って避けられる。
The above-mentioned problems associated with the entry of air into the working chamber in the cylinder of a conventional pump are avoided by the arrangement described above.

本発明をその特定の実施例について以上に説明した
が、本発明はこの実施例以外にもいろいろと変化して実
施できるので、前述した特定の構成は単なる例示に過ぎ
ず、本発明を限定するものではない。
Although the present invention has been described above with reference to specific embodiments, the present invention can be embodied in various forms other than this embodiment, and thus, the above-described specific configuration is merely an example and limits the present invention. Not something.

Claims (6)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】液体中に完全に没することのできるシリン
ダ手段であって、作用下端部、入口ポート、及び排出ポ
ートにより画定される作用室を有する前記シリンダ手段
と、 前記入口ポートから前記排出ポートへ液体を汲み出すた
めに、前記シリンダ手段の中で後退位置と伸張位置との
間で同時に回転運動と往復運動が可能なピストン手段で
あって、前記作用室の中に配置された自由端を持ち、該
自由端が液体を前記入口ポートと前記排出ポートとに交
互に連絡するための凹部を有する前記ピストン手段と、 前記ピストン手段を駆動するための駆動手段と、 前記シリンダ手段の中で前記ピストン手段を回転可能且
つ往復運動可能に駆動するために前記駆動手段に回動自
在に連結された回動組立体と、 前記回動組立体を前記ピストン手段に連結するととも
に、前記駆動手段及び回動組立体を前記液体の外に配置
するための延長手段であって、前記回動組立体とピスト
ン手段を繋ぐ延長軸と該延長軸を囲む中空延長管とを備
えた前記延長手段と、 前記中空延長管がその下端を前記シリンダ手段の上端部
に封止状に固着され、さらに前記液体の液面がシリンダ
手段の上端部より下がった場合に、前記シリンダ手段の
上端部で液体密封状態を維持するため、前記中空延長管
が該封止固着部の僅か上部に開口部を有することを特徴
とする水中型の容積式ピストンポンプ。
1. A cylinder means capable of being completely submerged in a liquid, said cylinder means having a working chamber defined by a working lower end, an inlet port, and a discharge port; Piston means capable of simultaneously rotating and reciprocating between a retracted position and an extended position within said cylinder means for pumping liquid to a port, said free end being disposed within said working chamber; Wherein said free end has a recess for alternately communicating a liquid to said inlet port and said outlet port; a driving means for driving said piston means; and A rotating assembly rotatably connected to the driving means for driving the piston means to be rotatable and reciprocally movable; and connecting the rotating assembly to the piston means. And an extension means for disposing the driving means and the rotating assembly outside the liquid, comprising: an extension shaft connecting the rotating assembly and the piston means; and a hollow extension tube surrounding the extension shaft. Said extending means, said hollow extending pipe having a lower end sealed to the upper end of said cylinder means in a sealing manner, and further, when the liquid level of said liquid falls below the upper end of said cylinder means, said cylinder means Wherein the hollow extension tube has an opening slightly above the seal fixing portion in order to maintain a liquid-tight state at the upper end of the submersible piston pump.
【請求項2】前記シリンダ手段の前記排出ポートに接続
されたホース手段を含み、該中空延長管内を通して前記
ホース手段を通過させるために、前記中空延長管がその
下端部及び上端部に開口を有する特許請求の範囲第1項
記載の水中型の容積式ピストンポンプ。
2. The apparatus according to claim 1, further comprising a hose connected to said discharge port of said cylinder, said hollow extension having openings at lower and upper ends thereof for passage of said hose through said hollow extension. A submersible positive displacement piston pump according to claim 1.
【請求項3】前記駆動手段に結合されたソケットをもっ
たヨークと、前記延長軸に連結し横方向に延びたアーム
手段と、該アーム手段に取り付けられ前記ソケットとは
め合わされたボールを有する前記回動組立体から成る特
許請求の範囲第1項記載の水中型の容積式ピストンポン
プ。
3. A yoke having a socket coupled to said drive means, arm means connected to said extension shaft and extending laterally, and a ball mounted on said arm means and fitted with said socket. 2. A submersible positive displacement piston pump according to claim 1, comprising a rotating assembly.
【請求項4】前記液体が上端部に開口を持つ容器に収納
され、更に前記延長管が前記開口を通して延長するとと
もに、該延長管を前記容器に結合するための手段を有す
る特許請求の範囲第1項記載の水中型の容積式ピストン
ポンプ。
4. The apparatus according to claim 1, wherein said liquid is contained in a container having an opening at an upper end portion, and said extension tube extends through said opening and has means for connecting said extension tube to said container. 2. The submersible positive displacement piston pump according to claim 1.
【請求項5】前記ピストン手段が前記伸張位置にある
時、前記凹部が完全に前記作動室内に位置することを保
証するように、前記駆動手段の回転運動中、該駆動手段
を案内する手段を更に備えた特許請求の範囲第1項記載
の水中型の容積式ピストンポンプ。
5. A means for guiding the drive means during the rotational movement of the drive means so as to ensure that the recess is completely located in the working chamber when the piston means is in the extended position. 3. The submersible positive displacement piston pump according to claim 1, further comprising:
【請求項6】前記案内手段は、前記駆動手段あるいは該
駆動手段が取り付けられる基板のいずれか一方に前記ポ
ンプの中心線の両側であってその中心線方向にわずかに
カーブした2個の円弧状のスロットを設け、更に 前記駆動手段あるいは該駆動手段が取り付けられる基板
のうち前記スロットが設けられていない他方に前記各ス
ロットと嵌合する2個のピン手段を有して成る特許請求
の範囲第5項記載の水中型の容積式ピストンポンプ。
6. The guide means comprises two circular arcs slightly curved in the direction of the center line on either side of the center line of the pump on either the drive means or the substrate on which the drive means is mounted. The slot which is provided, and the other of the drive means or the substrate on which the drive means is mounted, on which the slot is not provided, has two pin means to be fitted with the respective slots. An underwater positive displacement piston pump according to claim 5.
JP62501031A 1986-01-24 1987-01-23 Submersible displacement piston pump Expired - Lifetime JP2589995B2 (en)

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DE (1) DE3765118D1 (en)
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