JP7120899B2 - Bellows pump device - Google Patents
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Description
本発明は、ベローズポンプ装置に関する。 The present invention relates to bellows pump devices.
例えば半導体製造や化学工業等において、薬液や溶剤等の移送流体を送給するために使用されるベローズポンプとして、互いに独立して伸縮することで内部に移送流体を吸い込んで吐出する一対のベローズと、圧縮空気の給排により各ベローズを伸縮させるエアシリンダとを備えたものが知られている(例えば、特許文献1参照)。特許文献1に記載されたベローズポンプは、一方のベローズが最収縮状態(吐出終了)となる手前で他方のベローズを最伸長状態から収縮させて移送流体を吐出するように、各エアシリンダの駆動を制御している。 For example, as a bellows pump used to deliver transfer fluids such as chemicals and solvents in the semiconductor manufacturing and chemical industries, etc., a pair of bellows that draws in and discharges the transfer fluid by expanding and contracting independently of each other. , and an air cylinder for expanding and contracting each bellows by supplying and discharging compressed air (see, for example, Patent Document 1). The bellows pump described in Patent Document 1 drives each air cylinder so that before one bellows reaches its most contracted state (end of discharge), the other bellows is contracted from its most stretched state and the transfer fluid is discharged. is controlling
上記のように各エアシリンダの駆動を制御することで、一方のベローズの収縮から伸長(移送流体の吐出から吸い込み)への切り換えタイミングにおいて、他方のベローズは既に収縮して移送流体を吐出している状態となる。これにより、前記切り換えタイミングにおいて移送流体の吐出圧力が大きく落ち込むのを低減することができる。その結果、ベローズポンプの吐出側の脈動を低減することができる。 By controlling the driving of each air cylinder as described above, at the timing of switching from contraction of one bellows to extension (from discharge of transfer fluid to suction), the other bellows already contracts and discharges transfer fluid. be in a state where As a result, it is possible to reduce a large drop in the discharge pressure of the transfer fluid at the switching timing. As a result, pulsation on the discharge side of the bellows pump can be reduced.
上記ベローズポンプは、各ベローズの収縮により移送流体を吐出する吐出工程において、移送流体の逆流を防止するチェックバルブを備えている。一方のベローズが吐出工程から吸込工程に切り換わると、その吐出工程で開弁して移送流体の吐出を許容していたチェックバルブは、他方のベローズから吐出される移送流体に押圧されて閉弁するようになっている。 The bellows pump is equipped with a check valve that prevents backflow of the transfer fluid in a discharge process in which the transfer fluid is discharged by contraction of each bellows. When one of the bellows switches from the discharge process to the suction process, the check valve that was opened in the discharge process to allow the transfer fluid to be discharged is pressed by the transfer fluid discharged from the other bellows and closed. It is designed to
しかし、一方のベローズが吐出工程から吸込工程に切り換わるときには、上記のように他方のベローズは既に収縮して高圧の移送流体を吐出しているため、チェックバルブは、前記高圧の移送流体に押圧されて急速に閉弁する。このため、チェックバルブが急速に閉弁したときの衝撃が、ベローズポンプに接続された移送流体の吐出配管内に伝わることで、図10に示すように、当該吐出配管内でサージ圧(図中の破線で囲んだ部分)が発生するという問題があった。 However, when one of the bellows switches from the discharge process to the suction process, the other bellows has already contracted as described above and is discharging the high-pressure transfer fluid. closed rapidly. Therefore, the impact when the check valve closes rapidly is transmitted to the discharge pipe for the transfer fluid connected to the bellows pump, and as shown in FIG. 10, a surge pressure ( There was a problem that the part surrounded by the dashed line) occurred.
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、移送流体の吐出から吸い込みに切り換わるときに、吐出側において脈動を低減するとともにサージ圧の発生を抑制することができるベローズポンプ装置を提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of such circumstances, and provides a bellows pump device capable of reducing pulsation and suppressing the generation of surge pressure on the discharge side when switching from discharge to suction of transfer fluid. intended to provide
(1)本発明のベローズポンプ装置は、移送流体の吸込通路及び吐出通路を有するポンプヘッドと、前記ポンプヘッドに互いに独立して伸縮自在に取り付けられ、伸長により前記吸込通路から内部に移送流体を吸い込み、収縮により内部から前記吐出通路に移送流体を吐出する第1ベローズ及び第2ベローズと、前記吸込通路及び吐出通路に対する一方向への移送流体の流れを許容するとともに他方向への移送流体の流れを阻止するチェックバルブと、第1吸込側流体室及び第1吐出側流体室を有し、前記第1吸込側流体室に加圧流体を供給することで前記第1ベローズを最伸長状態まで伸長させ、前記第1吐出側流体室に加圧流体を供給することで前記第1ベローズを最収縮状態まで収縮させる第1駆動部と、第2吸込側流体室及び第2吐出側流体室を有し、前記第2吸込側流体室に加圧流体を供給することで前記第2ベローズを最伸長状態まで伸長させ、前記第2吐出側流体室に加圧流体を供給することで前記第2ベローズを最収縮状態まで収縮させる第2駆動部と、を備え、前記第1ベローズが最収縮状態となる手前で前記第2ベローズが最伸長状態から収縮し、前記第2ベローズが最収縮状態となる手前で前記第1ベローズが最伸長状態から収縮するベローズポンプ装置であって、前記第1駆動部の第1吐出側流体室における加圧流体の第1流体圧を調整する第1流体圧調整部と、前記第2駆動部の第2吐出側流体室における加圧流体の第2流体圧を調整する第2流体圧調整部と、前記第2ベローズが収縮を開始してから前記第1ベローズが最収縮状態となるまでの間、前記第1流体圧が段階的または連続的に減少するように前記第1流体圧調整部を制御し、前記第1ベローズが収縮を開始してから前記第2ベローズが最収縮状態となるまでの間、前記第2流体圧が段階的または連続的に減少するように前記第2流体圧調整部を制御する制御部と、を備える。 (1) A bellows pump device of the present invention comprises a pump head having a suction passage and a discharge passage for a fluid to be transferred, and a pump head which is independently telescopically attached to the pump head so that the fluid is transferred from the suction passage to the inside by extension. A first bellows and a second bellows for discharging the transfer fluid from the inside to the discharge passage by suction and contraction, and allowing the transfer fluid to flow in one direction with respect to the suction passage and the discharge passage while allowing the transfer fluid to flow in the other direction. It has a check valve for preventing flow, a first suction-side fluid chamber and a first discharge-side fluid chamber, and supplies pressurized fluid to the first suction-side fluid chamber to extend the first bellows to the maximum extension state. a first drive unit that expands and supplies pressurized fluid to the first discharge-side fluid chamber to contract the first bellows to the most contracted state; a second suction-side fluid chamber and a second discharge-side fluid chamber; By supplying pressurized fluid to the second suction side fluid chamber, the second bellows is extended to the maximum extension state, and by supplying pressurized fluid to the second discharge side fluid chamber, the second a second drive unit for contracting the bellows to the maximum contraction state, wherein the second bellows contracts from the maximum contraction state before the first bellows reaches the maximum contraction state, and the second bellows reaches the maximum contraction state. A bellows pump device in which the first bellows is contracted from the most extended state before the first bellows is expanded, the first fluid pressure adjustment adjusting the first fluid pressure of the pressurized fluid in the first discharge-side fluid chamber of the first drive unit a second fluid pressure adjusting portion for adjusting a second fluid pressure of the pressurized fluid in the second discharge-side fluid chamber of the second driving portion; and the first bellows after the second bellows starts contracting. until the first bellows reaches the maximum contraction state, the first fluid pressure adjusting unit is controlled so that the first fluid pressure decreases stepwise or continuously, and after the first bellows starts contracting, the first and a control unit that controls the second fluid pressure adjustment unit so that the second fluid pressure decreases stepwise or continuously until the second bellows reaches the most contracted state.
本発明によれば、第1ベローズ及び第2ベローズのうち、一方のベローズが最収縮状態となる手前で他方のベローズが最伸長状態から収縮する。これにより、一方のベローズの収縮から伸長(移送流体の吐出から吸い込み)への切り換えタイミングにおいて、他方のベローズは既に収縮して流体を吐出しているので、前記切り換えタイミングにおいて吐出圧力が落ち込むのを低減することができる。その結果、ベローズポンプ装置の吐出側の脈動を低減することができる。 According to the present invention, before one of the first bellows and the second bellows reaches the most contracted state, the other bellows contracts from the most stretched state. As a result, at the timing when one bellows is switched from contraction to extension (from discharging to sucking in the transported fluid), the other bellows has already contracted and is discharging the fluid. can be reduced. As a result, pulsation on the discharge side of the bellows pump device can be reduced.
また、制御部は、一方のベローズが収縮を開始してから他方のベローズが最収縮状態となるまでの間、前記他方のベローズに対応する吐出側流体室の流体圧が段階的または連続的に減少するように、当該吐出側流体室に対応する流体圧調整部を制御する。この制御により、前記他方のベローズから吐出通路への移送流体の流れを許容しているチェックバルブは、前記他方のベローズが最収縮状態となるまでに、開弁状態から徐々に閉弁方向へ移動する。これにより、前記他方のベローズが最収縮状態から伸長に切り換わったときに、前記チェックバルブの急速な閉弁に起因する衝撃を緩和することができる。その結果、移送流体の吐出から吸い込みに切り換わるときに、ベローズポンプ装置の吐出側でサージ圧が発生するのを抑制することができる。 In addition, the control unit gradually or continuously increases the fluid pressure of the discharge-side fluid chamber corresponding to the other bellows from when one of the bellows starts to contract until the other bellows is in the most contracted state. The fluid pressure adjusting portion corresponding to the discharge side fluid chamber is controlled so as to decrease. By this control, the check valve that allows the flow of transfer fluid from the other bellows to the discharge passage gradually moves from the open state to the closing direction until the other bellows reaches the maximum contraction state. do. As a result, when the other bellows is switched from the most contracted state to the expanded state, the impact caused by the rapid closing of the check valve can be mitigated. As a result, it is possible to suppress the generation of surge pressure on the discharge side of the bellows pump device when the transfer fluid is switched from being discharged to being sucked.
(2)前記制御部は、前記第1ベローズが最収縮状態となる以前に、前記第1流体圧がゼロとなるように前記第1流体圧調整部を制御し、前記第2ベローズが最収縮状態となる以前に、前記第2流体圧がゼロとなるように前記第2流体圧調整部を制御するのが好ましい。
この場合、一方のベローズが収縮を開始してから他方のベローズが最収縮状態となる以前に、前記他方のベローズに対応する吐出側流体室の流体圧は、段階的または連続的に減少してゼロとなる。このように吐出側流体室の流体圧が減少することで、前記他方のベローズが最収縮状態となる以前に、前記他方のベローズに対応するチェックバルブが閉弁する。これにより、前記他方のベローズが最収縮状態から伸長に切り換わったときに、前記チェックバルブが急速に閉弁するのを回避することができる。その結果、移送流体の吐出から吸い込みに切り換わるときに、ベローズポンプ装置の吐出側でサージ圧が発生するのをさらに抑制することができる。
(2) The control unit controls the first fluid pressure adjustment unit so that the first fluid pressure becomes zero before the first bellows reaches the maximum contraction state, and the second bellows contracts the maximum. It is preferable to control the second fluid pressure adjusting section so that the second fluid pressure becomes zero before the state is reached.
In this case, after one bellows starts contracting and before the other bellows reaches its most contracted state, the fluid pressure in the discharge-side fluid chamber corresponding to the other bellows decreases stepwise or continuously. becomes zero. By reducing the fluid pressure in the discharge-side fluid chamber in this manner, the check valve corresponding to the other bellows is closed before the other bellows reaches the most contracted state. This can prevent the check valve from closing rapidly when the other bellows is switched from the most contracted state to the expanded state. As a result, it is possible to further suppress generation of surge pressure on the discharge side of the bellows pump device when switching from discharge to suction of the transfer fluid.
(3)前記制御部は、前記第1ベローズが最収縮状態となった時点で、前記第1流体圧がゼロとなるように前記第1流体圧調整部を制御し、前記第2ベローズが最収縮状態となった時点で、前記第2流体圧がゼロとなるように前記第2流体圧調整部を制御するのが好ましい。
この場合、一方のベローズが収縮を開始してから他方のベローズが最収縮状態となるまでの間、前記他方のベローズに対応する吐出側流体室の流体圧は、段階的または連続的に減少し、前記他方のベローズが最収縮状態となった時点でゼロとなる。これにより、前記他方のベローズが最収縮状態となる前に前記流体圧がゼロとなる場合に比べて、前記他方のベローズに対応するチェックバルブはゆっくりと閉弁する。その結果、移送流体の吐出から吸い込みに切り換わるときに、ベローズポンプ装置の吐出側でサージ圧が発生するのをさらに抑制することができる。
(3) The control unit controls the first fluid pressure adjustment unit so that the first fluid pressure becomes zero when the first bellows reaches its maximum contraction state, and the second bellows is maximized. It is preferable to control the second fluid pressure adjusting section so that the second fluid pressure becomes zero when the contracted state is reached.
In this case, the fluid pressure in the discharge-side fluid chamber corresponding to the other bellows decreases stepwise or continuously during the period from when one bellows starts to contract until the other bellows is in the most contracted state. , becomes zero when the other bellows is in the most contracted state. As a result, the check valve corresponding to the other bellows closes more slowly than when the fluid pressure becomes zero before the other bellows is fully contracted. As a result, it is possible to further suppress generation of surge pressure on the discharge side of the bellows pump device when switching from discharge to suction of the transfer fluid.
本発明によれば、移送流体の吐出から吸い込みに切り換わるときに、吐出側において脈動を低減するとともにサージ圧の発生を抑制することができる。 According to the present invention, it is possible to reduce pulsation and suppress the generation of surge pressure on the discharge side when switching from discharge to suction of transfer fluid.
次に、本発明の好ましい実施形態について添付図面を参照しながら説明する。
[ベローズポンプ装置の全体構成]
図1は、本発明の実施形態に係るベローズポンプ装置の概略構成図である。本実施形態のベローズポンプ装置は、例えば半導体製造装置において薬液や溶剤等の移送対象(移送流体)を一定量供給するときに用いられる。このベローズポンプ装置は、ベローズポンプ1と、当該ベローズポンプ1に加圧空気(加圧流体)を供給するエアコンプレッサ等の空気供給装置2と、前記加圧空気の空気圧を調整する機械式レギュレータ3、第1電空レギュレータ(第1流体圧調整部)51、及び第2電空レギュレータ(第2流体圧調整部)52と、第1電磁弁4及び第2電磁弁5と、制御部6とを備えている。
Preferred embodiments of the present invention will now be described with reference to the accompanying drawings.
[Overall Configuration of Bellows Pump Device]
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a bellows pump device according to an embodiment of the present invention. The bellows pump device of the present embodiment is used, for example, in semiconductor manufacturing equipment when supplying a constant amount of a transfer target (transfer fluid) such as a chemical liquid or a solvent. This bellows pump device includes a bellows pump 1, an
図2は、本実施形態に係るベローズポンプ1の断面図である。本実施形態のベローズポンプ1は、中央部に配置されたポンプヘッド11と、ポンプヘッド11の左右方向(水平方向)の両側に取り付けられる一対のポンプケース12と、各ポンプケース12の内部において、ポンプヘッド11の左右方向の側面に取り付けられる第1ベローズ13及び第2ベローズ14と、第1及び第2ベローズ13,14それぞれの内部において、ポンプヘッド11の左右方向の側面に取り付けられる合計4個のチェックバルブ15,16と、を備えている。
FIG. 2 is a cross-sectional view of the bellows pump 1 according to this embodiment. The bellows pump 1 of this embodiment includes a
[ベローズの構成]
第1ベローズ13及び第2ベローズ14は、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)やテトラフルオロエチレン・パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体(PFA)等のフッ素樹脂により有底筒形状に形成されている。第1及び第2ベローズ13,14の開放端部に一体形成されたフランジ部13aおよびフランジ部14aは、ポンプヘッド11の側面に気密状に押圧して固定されている。第1及び第2ベローズ13,14の各周壁は蛇腹形状に形成され、互いに独立して水平方向に伸縮可能に構成されている。
[Construction of bellows]
The
具体的には、第1及び第2ベローズ13,14は、後述する作動板19の外面がポンプケース12の底壁部121の内方側面に当接する最伸長状態と、後述するピストン体23の内方側面がポンプケース12の底壁部121の外方側面に当接する最収縮状態との間で伸縮するようになっている。第1及び第2ベローズ13,14の底部の外面には、ボルト17及びナット18により作動板19が連結部材20の一端部とともに固定されている。
Specifically, the first and second bellows 13 and 14 are in a maximum extension state in which the outer surface of the operation plate 19 (described later) contacts the inner side surface of the
[ポンプケースの構成]
第1ベローズ13のフランジ部13aには、有底円筒状に形成されたポンプケース12(以下、「第1ポンプケース12A」ともいう)の開口周縁部が、気密状に押圧して固定されている。これにより、第1ポンプケース12Aの内部には、気密状態が保持された第1吐出側空気室(第1吐出側流体室)21Aが形成されている。
[Configuration of pump case]
The opening periphery of the bottomed cylindrical pump case 12 (hereinafter also referred to as “
第1ポンプケース12Aには第1吸排気ポート22Aが設けられており、第1吸排気ポート22Aは、第1電磁弁4、第1電空レギュレータ51及び機械式レギュレータ3を介して空気供給装置2に接続されている(図1参照)。これにより、空気供給装置2から機械式レギュレータ3、第1電空レギュレータ51及び第1電磁弁4及び第1吸排気ポート22Aを介して、第1吐出側空気室21Aの内部に加圧空気を供給し続けることで、第1ベローズ13が最収縮状態まで収縮する。
A first intake/
第2ベローズ14のフランジ部14aには、有底円筒状に形成されたポンプケース12(以下、「第2ポンプケース12B」ともいう)の開口周縁部が、気密状に押圧して固定されている。これにより、第2ポンプケース12Bの内部には、気密状態が保持された第2吐出側空気室(第2吐出側流体室)21Bが形成されている。
The opening peripheral portion of the bottomed cylindrical pump case 12 (hereinafter also referred to as “
第2ポンプケース12Bには第2吸排気ポート22Bが設けられており、第2吸排気ポート22Bは、第2電磁弁5、第2電空レギュレータ52及び機械式レギュレータ3を介して空気供給装置2に接続されている(図1参照)。これにより、空気供給装置2から機械式レギュレータ3、第2電空レギュレータ52及び第2電磁弁5及び第2吸排気ポート22Bを介して、第2吐出側空気室21Bの内部に加圧空気を供給し続けることで、第2ベローズ14が最収縮状態まで収縮する。
A second intake/
各ポンプケース12A,12Bの底壁部121には、前記連結部材20が水平方向に摺動可能に支持されており、この連結部材20の他端部にはピストン体23がナット24により固定されている。ピストン体23は、前記底壁部121の外方側面に一体に設けられた円筒状のシリンダ体25の内周面に対して、気密状態を保持しながら水平方向へ摺動可能に支持されている。
The connecting
これにより、第1ポンプケース12A側において、底壁部121、シリンダ体25、及びピストン体23によって囲まれた空間は、気密状態が保持された第1吸込側空気室(第1吸込側流体室)26Aとされている。また、第2ポンプケース12B側において、底壁部121、シリンダ体25、及びピストン体23によって囲まれた空間は、気密状態が保持された第2吸込側空気室(第2吸込側流体室)26Bとされている。
As a result, on the
第1ポンプケース12A側のシリンダ体25には、第1吸込側空気室26Aに連通する吸排気口251が形成されている。この吸排気口251は、第1電磁弁4、第1電空レギュレータ51及び機械式レギュレータ3を介して空気供給装置2に接続されている(図1参照)。これにより、空気供給装置2から機械式レギュレータ3、第1電空レギュレータ51、第1電磁弁4及び吸排気口251を介して、第1吸込側空気室26Aの内部に加圧空気を供給し続けることで、第1ベローズ13が最伸長状態まで伸長する。
The
第2ポンプケース12B側のシリンダ体25には、第2吸込側空気室26Bに連通する吸排気口252が形成されている。この吸排気口252は、第2電磁弁5、第2電空レギュレータ52及び機械式レギュレータ3を介して空気供給装置2に接続されている(図1参照)。これにより、空気供給装置2から機械式レギュレータ3、第2電空レギュレータ52、第2電磁弁5及び吸排気口252を介して、第2吸込側空気室26Bの内部に加圧空気を供給し続けることで、第2ベローズ14が最伸長状態まで伸長する。
The
以上の構成により、第1吐出側空気室21Aが形成された第1ポンプケース12Aと、第1吸込側空気室26Aを形成するピストン体23及びシリンダ体25とにより、第1ベローズ13を最伸長状態と最収縮状態との間で連続して伸縮動作させる第1エアシリンダ部(第1駆動部)27が構成されている。
また、第2吐出側空気室21Bが形成された第2ポンプケース12Bと、第2吸込側空気室26Bを形成するピストン体23及びシリンダ体25とにより、第2ベローズ14を最伸長状態と最収縮状態との間で連続して伸縮動作させる第2エアシリンダ部(第2駆動部)28が構成されている。
With the above configuration, the first bellows 13 is fully extended by the
Further, the second bellows 14 is moved to the maximum extension state and the maximum state by the
[検知部の構成]
第1エアシリンダ部27のシリンダ体25には、一対の近接センサ29A,29Bが取り付けられている。第1エアシリンダ部27のピストン体23には、各近接センサ29A,29Bにより検知される被検知板30が取り付けられている。被検知板30は、ピストン体23とともに往復動することで、近接センサ29A,29Bに交互に近接することにより検知される。
[Structure of detector]
A pair of
近接センサ29Aは、第1ベローズ13が最収縮状態のときに被検知板30を検知する位置に配置されている。近接センサ29Bは、第1ベローズ13が最伸長状態のときに被検知板30を検知する位置に配置されている。各近接センサ29A,29Bの検知信号は制御部6に送信される。本実施形態では、上記一対の近接センサ29A,29Bにより、第1ベローズ13の伸縮状態を検知する第1検知部29が構成されている。
The
同様に、第2エアシリンダ部28のシリンダ体25には、一対の近接センサ31A,31Bが取り付けられている。第2エアシリンダ部28のピストン体23には、各近接センサ31A,31Bより検知される被検知板32が取り付けられている。被検知板32は、ピストン体23とともに往復動することで、近接センサ31A,31Bに交互に近接することにより検知される。
Similarly, a pair of
近接センサ31Aは、第2ベローズ14が最収縮状態のときに被検知板32を検知する位置に配置されている。近接センサ31Bは、第2ベローズ14が最伸長状態のときに被検知板32を検知する位置に配置されている。各近接センサ31A,31Bの検知信号は制御部6に送信される。本実施形態では、一対の近接センサ31A,31Bにより、第2ベローズ14の伸縮状態を検知する第2検知部31が構成されている。
The
空気供給装置2によって生成された加圧空気は、第1検知部29の一対の近接センサ29A,29Bが被検知板30を交互に検知することで、第1エアシリンダ部27の第1吸込側空気室26Aとの第1吐出側空気室21Aとに交互に供給される。これにより、第1ベローズ13は連続して伸縮動作する。
The pressurized air generated by the
また、空気供給装置2によって生成された加圧空気は、第2検知部31の一対の近接センサ31A,31Bが被検知板32を交互に検知することで、第2エアシリンダ部28の第2吸込側空気室26Bと第2吐出側空気室21Bとに交互に供給される。これにより、第2ベローズ14は連続して伸縮動作する。その際、第2ベローズ14の伸長動作は第1ベローズ13の収縮動作時に行われ、第2ベローズ14の収縮動作は主に第1ベローズ13の伸長動作時に行われる。このように、第1ベローズ13及び第2ベローズ14は、交互に伸縮動作を繰り返すことで、各ベローズ13,14の内部への移送流体の吸込と吐出とが交互に行われ、当該移送流体が移送されるようになっている。
Also, the pressurized air generated by the
なお、第1及び第2検知部29,31は、近接センサによって構成されているが、リミットスイッチ等の他の検知手段により構成されていてもよい。また、第1及び第2検知部29,31は、第1及び第2ベローズ13,14の最伸長状態と最伸縮状態とを検知しているが、伸縮途中の状態を検知するようにしてもよい。
Although the first and
[ポンプヘッドの構成]
ポンプヘッド11は、PTFEやPFA等のフッ素樹脂から形成されている。ポンプヘッド11の内部には、移送流体の吸込通路34と吐出通路35とが形成されている。吸込通路34及び吐出通路35は、ポンプヘッド11の外周面において開口し、当該外周面に設けられた吸込ポート及び吐出ポート(いずれも図示省略)に接続されている。
[Configuration of pump head]
The
吸込ポートは移送流体の貯留タンク等に接続され、吐出ポートは移送流体の移送先に接続される。また、吸込通路34及び吐出通路35は、それぞれポンプヘッド11の左右両側面に向けて分岐するとともに、ポンプヘッド11の左右両側面において開口する吸込口36及び吐出口37を有している。各吸込口36及び各吐出口37は、それぞれチェックバルブ15,16を介してベローズ13,14の内部と連通している。
The suction port is connected to a storage tank or the like for the transfer fluid, and the discharge port is connected to the transfer destination of the transfer fluid. The
[チェックバルブの構成]
各吸込口36及び各吐出口37には、チェックバルブ15,16が設けられている。
吸込口36に取り付けられたチェックバルブ15(以下、「吸込用チェックバルブ」ともいう)は、バルブケース15aと、このバルブケース15aに収容された弁体15bと、この弁体15bを閉弁方向に付勢する圧縮コイルバネ15cとを有している。
[Configuration of check valve]
Each
The
バルブケース15aは有底円筒形状に形成されている。バルブケース15aの底壁にはベローズ13,14の内部に連通する貫通孔15dが形成されている。弁体15bは、圧縮コイルバネ15cの付勢力により吸込口36を閉鎖(閉弁)し、ベローズ13,14の伸縮に伴う移送流体の流れによる背圧が作用すると吸込口36を開放(開弁)するようになっている。
The
これにより、吸込用チェックバルブ15は、自身が配置されているベローズ13,14が伸長したときに開弁して、吸込通路34からベローズ13,14内部に向かう方向(一方向)への移送流体の吸引を許容する。また、吸込用チェックバルブ15は、自身が配置されているベローズ13,14が収縮したときに閉弁して、ベローズ13,14内部から吸込通路34に向かう方向(他方向)への移送流体の逆流を阻止する。
As a result, the
吐出口37に取り付けられたチェックバルブ16(以下、「吐出用チェックバルブ」ともいう)は、バルブケース16aと、このバルブケース16aに収容された弁体16bと、この弁体16bを閉弁方向に付勢する圧縮コイルバネ16cとを有している。
A check valve 16 (hereinafter also referred to as a "discharge check valve") attached to the
バルブケース16aは有底円筒形状に形成されている。バルブケース16aの底壁には、ベローズ13,14の内部に連通する貫通孔16dが形成されている。弁体16bは、圧縮コイルバネ16cの付勢力によりバルブケース16aの貫通孔16dを閉鎖(閉弁)し、ベローズ13,14の伸縮に伴う移送流体の流れによる背圧が作用するとバルブケース16aの貫通孔16dを開放(開弁)するようになっている。
The
これにより、吐出用チェックバルブ16は、自身が配置されているベローズ13,14が収縮したときに開弁して、ベローズ13,14内部から吐出通路35に向かう方向(一方向)への移送流体の流出を許容する。また、吐出用チェックバルブ16は、自身が配置されているベローズ13,14が伸長したときに閉弁して、吐出通路35からベローズ13,14内部に向かう方向(他方向)への移送流体の逆流を阻止する。
As a result, the
[ベローズポンプの動作]
次に、本実施形態のベローズポンプ1の動作を図3及び図4を参照して説明する。なお、図3及び図4においては第1及び第2ベローズ13,14の構成を簡略化して示している。
図3に示すように、第1ベローズ13が収縮し、第2ベローズ14が伸長した場合、ポンプヘッド11の図中左側に装着された吸込用チェックバルブ15及び吐出用チェックバルブ16の各弁体15b,16bは、第1ベローズ13内の移送流体から圧力を受けて、各バルブケース15a,16aの図中右側にそれぞれ移動する。これにより吸込用チェックバルブ15が閉弁するとともに、吐出用チェックバルブ16が開弁し、第1ベローズ13内の移送流体が吐出通路35からポンプ外へ吐出される。
[Bellows pump operation]
Next, the operation of the bellows pump 1 of this embodiment will be described with reference to FIGS. 3 and 4. FIG. In addition, in FIG.3 and FIG.4, the structure of the 1st and 2nd bellows 13 and 14 is simplified and shown.
As shown in FIG. 3, when the first bellows 13 contracts and the second bellows 14 expands, each valve body of the
一方、ポンプヘッド11の図中右側に装着された吸込用チェックバルブ15の弁体15bは、第2ベローズ14による吸引作用によってバルブケース15aの図中右側に移動する。また、ポンプヘッド11の図中右側に装着された吐出用チェックバルブ16の弁体16bは、第2ベローズ14による吸引作用、及び第1ベローズ13から吐出通路35に吐出された移送流体による押圧作用によって、バルブケース16aの図中右側に移動する。これにより吸込用チェックバルブ15が開弁するとともに、吐出用チェックバルブ16が閉弁し、吸込通路34から第2ベローズ14内に移送流体が吸い込まれる。
On the other hand, the
次に、図4に示すように、第1ベローズ13が伸長し、第2ベローズ14が収縮した場合、ポンプヘッド11の図中右側に装着された吸込用チェックバルブ15及び吐出用チェックバルブ16の各弁体15b,16bは、第2ベローズ14内の移送流体から圧力を受けて、各バルブケース15a,16aの図中左側に移動する。これにより吸込用チェックバルブ15が閉弁するとともに、吐出用チェックバルブ16が開弁し、第2ベローズ14内の移送流体が吐出通路35からポンプ外へ吐出される。
Next, as shown in FIG. 4, when the first bellows 13 expands and the second bellows 14 contracts, the
一方、ポンプヘッド11の図中左側に装着された吸込用チェックバルブ15の弁体15bは、第1ベローズ13による吸引作用によってバルブケース15aの図中左側に移動する。また、ポンプヘッド11の図中左側に装着された吐出用チェックバルブ16の弁体16bは、第1ベローズ13による吸引作用、及び第1ベローズ13から吐出通路35に吐出された移送流体による押圧作用によって、バルブケース16aの図中左側に移動する。これにより吸込用チェックバルブ15が開弁するとともに、吐出用チェックバルブ16が閉弁し、吸込通路34から第1ベローズ13内に移送流体が吸い込まれる。
以上の動作を繰り返し行うことで、左右のベローズ13,14は、交互に移送流体の吸引と吐出とを行うことができる。
On the other hand, the
By repeating the above operations, the left and right bellows 13 and 14 can alternately perform suction and discharge of the transfer fluid.
[電磁弁の構成]
図1において、第1電磁弁4は、第1エアシリンダ部27の第1吐出側空気室21A及び第1吸込側空気室26Aのうち、一方の空気室への加圧空気の給排、及び他方の空気室内への加圧空気の給排を切り換えるものである。第1電磁弁4は、例えば、一対のソレノイド4a,4bを有する三位置の電磁切換弁からなる。各ソレノイド4a,4bは制御部6から受けた指令信号に基づいて励磁されるようになっている。
[Configuration of solenoid valve]
In FIG. 1, the first electromagnetic valve 4 supplies and discharges pressurized air to and from one of the first discharge
第2電磁弁5は、第2エアシリンダ部28の第2吐出側空気室21B及び第2吸込側空気室26Bのうち、一方の空気室への加圧空気の給排、及び他方の空気室内への加圧空気の給排を切り換えるものである。第2電磁弁5は、例えば一対のソレノイド5a,5bを有する三位置の電磁切換弁からなる。各ソレノイド5a,5bは制御部6から指令信号を受けて励磁されるようになっている。
なお、本実施形態の第1及び第2電磁弁4,5は、三位置の電磁切換弁からなるが、中立位置を有しない二位置の電磁切換弁であってもよい。
The
Although the first and
図1において、第1エアシリンダ部27の第1吐出側空気室21A(第1吸排気ポート22A)と第1電磁弁4との間には、第1急速排気弁61が第1吐出側空気室21Aに隣接して配置されている。第1急速排気弁61は、加圧空気を排出する排気口61aを有しており、第1電磁弁4から第1吐出側空気室21Aへの加圧空気の流れを許容するとともに、第1吐出側空気室21Aから流れ出た加圧空気を排気口61aから排出するようになっている。これにより、第1吐出側空気室21A内の加圧空気を、第1電磁弁4を介することなく、第1急速排気弁61から迅速に排出することができる。
In FIG. 1, between the first discharge
同様に、第2エアシリンダ部28の第2吐出側空気室21B(第2吸排気ポート22B)と第2電磁弁5との間には、第2急速排気弁62が第2吐出側空気室21Bに隣接して配置されている。第2急速排気弁62は、加圧空気を排出する排気口62aを有しており、第2電磁弁5から第2吐出側空気室21Bへの加圧空気の流れを許容するとともに、第2吐出側空気室21Bから流れ出た加圧空気を排気口62aから排出するようになっている。これにより、第2吐出側空気室21B内の加圧空気を、第2電磁弁5を介することなく、第2急速排気弁62から迅速に排出することができる。
Similarly, between the second discharge
[制御部の構成]
制御部6は、第1検知部29及び第2検知部31(図2参照)の検知結果に基づいて、各電磁弁4,5を切り換えることで、ベローズポンプ1の第1エアシリンダ部27及び第2エアシリンダ部28の各駆動を制御するものである。
[Configuration of control unit]
The
具体的には、制御部6は、第1検知部29及び第2検知部31の検知結果に基づいて、第1ベローズ13が最収縮状態となる手前で第2ベローズ14を最伸長状態から収縮させるとともに、第2ベローズ14が最収縮状態となる手前で第1ベローズ13を最伸長状態から収縮させるように、第1及び第2エアシリンダ部27,28を駆動制御する。
Specifically, based on the detection results of the first detection unit 29 and the
ここで、第1ベローズ13が最収縮状態となる「手前」とは、第1ベローズ13の収縮経過位置が収縮開始位置(最伸長位置)よりも収縮終了位置(最収縮位置)に近い位置にあることを意味し、より詳細には、第1ベローズ13がその収縮開始時点から最収縮状態となるまでの収縮期間T12(図5参照)の60%~90%(好ましくは60%~70%、より好ましくは66%)まで収縮した状態を意味する。同様に、第2ベローズ14が最収縮状態となる「手前」とは、第2ベローズ14の収縮経過位置が収縮開始位置(最伸長位置)よりも収縮終了位置(最収縮位置)に近い位置にあることを意味し、より詳細には、第2ベローズ14が、その収縮開始時点から最収縮状態となるまでの収縮期間T22(図5参照)の60%~90%(好ましくは60%~70%、より好ましくは66%)まで収縮した状態を意味する。 Here, "before" the first bellows 13 is in the most contracted state means that the contraction progress position of the first bellows 13 is closer to the contraction end position (maximum contraction position) than the contraction start position (maximum contraction position). More specifically, 60% to 90% (preferably 60% to 70%) of the contraction period T12 (see FIG. 5) from the start of contraction of the first bellows 13 to the most contracted state. , more preferably 66%). Similarly, "before" the second bellows 14 is in the most contracted state means that the contracted position of the second bellows 14 is closer to the contraction end position (most contracted position) than the contraction start position (most stretched position). More specifically, the second bellows 14 is 60% to 90% (preferably 60% to 70%) of the contraction period T22 (see FIG. 5) from the start of contraction to the most contracted state. %, more preferably 66%).
これにより、一方のベローズの収縮から伸長(移送流体の吐出から吸い込み)への切り換えタイミングにおいて、他方のベローズは既に収縮して移送流体を吐出しているので、前記切り換えタイミングにおいて移送流体の吐出圧力が大きく落ち込むのを低減することができる。その結果、ベローズポンプ1の吐出側の脈動を低減することができる。 As a result, at the timing when one bellows is switched from contraction to extension (from discharge to suction of the transfer fluid), the other bellows has already contracted and is discharging the transfer fluid, so the discharge pressure of the transfer fluid is can be reduced. As a result, pulsation on the discharge side of the bellows pump 1 can be reduced.
[電空レギュレータの構成]
図1及び図2において、第1電空レギュレータ51は、機械式レギュレータ3と第1電磁弁4との間に配置されている。第1電空レギュレータ51は、第1エアシリンダ部27の第1吸込側空気室26Aにおける加圧空気の空気圧、及び第1エアシリンダ部27の第1吐出側空気室21Aにおける加圧空気の空気圧(第1流体圧)を調整する。
[Structure of electro-pneumatic regulator]
1 and 2, the
同様に、第2電空レギュレータ52は、機械式レギュレータ3と第2電磁弁5との間に配置されている。第2電空レギュレータ52は、第2エアシリンダ部28の第2吸込側空気室26Bにおける加圧空気の空気圧、及び第2エアシリンダ部28の第2吐出側空気室21Bにおける加圧空気の空気圧(第2流体圧)を調整する。
Similarly, a
なお、電空レギュレータ51,52は、電磁弁4,5の上流側に配置されているが、電磁弁4,5の下流側に配置されていてもよい。但し、この場合には、電空レギュレータ51,52の一次側に、電磁弁4,5を切り換えたときに生じる衝撃圧が作用するので、電空レギュレータ51,52の故障を防止するという観点では、電磁弁4,5の上流側に電空レギュレータ51,52を配置するのが好ましい。
The
また、電空レギュレータ51,52は、少なくとも吐出側空気室21A,21Bにおける加圧空気の空気圧を調整するものであればよい。また、本実施形態では、流体圧調整部として、空気圧を直接的に調整する電空レギュレータ51,52を用いているが、空気流量を調整する空気流量調整弁を用いて空気圧を間接的に調整してもよいし、空気以外の気体(例えば窒素)や液体等の圧力又は流量を調整する機器を用いてもよい。
Moreover, the electro-
[電空レギュレータの制御例]
図5は、本実施形態の制御部6による電空レギュレータ51(52)の制御例を示すタイムチャートである。図5において、制御部6は、第1ベローズ13が伸長している伸長期間T11の間、第1エアシリンダ部27の第1吸込側空気室26Aの空気圧が一定値Pとなるように、第1電空レギュレータ51を制御する。
[Electro-pneumatic regulator control example]
FIG. 5 is a time chart showing an example of control of the electro-pneumatic regulator 51 (52) by the
また、制御部6は、第1ベローズ13が収縮している収縮期間T12のうち、第1ベローズ13の収縮開始時点t1から第2ベローズ14の収縮開始時点t2までの第1収縮時間T121の間において、第1エアシリンダ部27の第1吐出側空気室21Aの空気圧が一定値Pとなるように、第1電空レギュレータ51を制御する。
Further, the
続いて、制御部6は、前記収縮期間T12のうち、第2ベローズ14の収縮開始時点t2から、第1ベローズ13が最収縮状態となる収縮終了時点t3までの第2収縮時間T122の間において、第1吐出側空気室21Aの空気圧をPから連続的に減少させ、第1ベローズ13が最収縮状態となる以前に当該空気圧がゼロとなるように、第1電空レギュレータ51を制御する。例えば、本実施形態の制御部6は、第1吐出側空気室21Aの空気圧をPから直線状に連続的に減少させ、第1ベローズ13が最収縮状態となった収縮終了時点t3で当該空気圧がゼロとなるように、第1電空レギュレータ51を制御する。
Next, during the contraction period T12, the
一方、制御部6は、第2ベローズ14が伸長している伸長期間T21の間、第2エアシリンダ部28の第2吸込側空気室26Bの空気圧が一定値Pとなるように、第2電空レギュレータ52を制御する。
また、制御部6は、第2ベローズ14が収縮している収縮期間T22のうち、第2ベローズ14の収縮開始時点t2から第1ベローズ13の収縮開始時点t1までの第1収縮時間T221の間において、第2エアシリンダ部28の第2吐出側空気室21Bの空気圧が一定値Pとなるように、第2電空レギュレータ52を制御する。
On the other hand, the
Further, the
続いて、制御部6は、前記収縮期間T22のうち、第1ベローズ13の収縮開始時点t1から、第2ベローズ14が最収縮状態となる収縮終了時点t4までの第2収縮時間T222の間において、第2吐出側空気室21Bの空気圧をPから連続的に減少させ、第2ベローズ14が最収縮状態となる以前に当該空気圧がゼロとなるように、第2電空レギュレータ52を制御する。例えば、本実施形態の制御部6は、第2吐出側空気室21Bの空気圧をPから直線状に連続的に減少させ、第2ベローズ14が最収縮状態となった収縮終了時点t4で当該空気圧がゼロとなるように、第2電空レギュレータ52を制御する。
Next, during the contraction period T22, the
図6は、本実施形態のベローズポンプ1の吐出通路35から吐出される移送流体の吐出圧力を示すグラフである。図6に示すように、制御部6が第1及び第2電空レギュレータ51,52を上記のように制御することで、一方のベローズの収縮から伸長(移送流体の吐出から吸い込み)への切り換えタイミング(図中の破線で囲む部分)において、吐出圧力が大きく落ち込むのを低減できていることが分かる。また、本実施形態の図6に示すグラフと、従来の図10に示すグラフとを比較すると、前記切り換えタイミングにおいて、サージ圧の発生も抑制できていることが分かる。
FIG. 6 is a graph showing the discharge pressure of the transfer fluid discharged from the
[本実施形態の作用効果]
以上、本実施形態のベローズポンプ装置によれば、一方のベローズ13(14)が最収縮状態となる手前で他方のベローズ14(13)が最伸長状態から収縮する。これにより、一方のベローズ13(14)の収縮から伸長(移送流体の吐出から吸い込み)への切り換えタイミングにおいて、他方のベローズ14(13)は既に収縮して流体を吐出しているので、前記切り換えタイミングにおいて吐出圧力が落ち込むのを低減することができる。その結果、ベローズポンプ装置の吐出側の脈動を低減することができる。
[Action and effect of the present embodiment]
As described above, according to the bellows pump device of the present embodiment, the other bellows 14 (13) contracts from the most stretched state before the one bellows 13 (14) reaches the most contracted state. As a result, at the timing of switching one bellows 13 (14) from contraction to extension (from discharging to sucking in the transferred fluid), the other bellows 14 (13) has already contracted and discharged the fluid. It is possible to reduce the drop in ejection pressure at the timing. As a result, pulsation on the discharge side of the bellows pump device can be reduced.
また、制御部6は、一方のベローズ13(14)が収縮を開始してから他方のベローズ14(13)が最収縮状態となるまでの間、他方のベローズ14(13)に対応する吐出側空気室21B(21A)の空気圧が連続的に減少するように、当該吐出側空気室21A(21B)に対応する電空レギュレータ52(51)を制御する。この制御により、他方のベローズ14(13)が最収縮状態となるまでに、他方のベローズ14(13)に対応する吐出用チェックバルブ16は、開弁状態から徐々に閉弁方向へ移動する。これにより、他方のベローズ14(13)が最収縮状態から伸長に切り換わったときに、前記吐出用チェックバルブ16の急速な閉弁に起因する衝撃を緩和することができる。その結果、移送流体の吐出から吸い込みに切り換わるときに、ベローズポンプ装置の吐出側でサージ圧が発生するのを抑制することができる。
Further, the
また、一方のベローズ13(14)が収縮を開始してから他方のベローズ14(13)が最収縮状態となる以前に、他方のベローズ14(13)に対応する吐出側空気室21B(21A)の空気圧は、連続的に減少してゼロとなる。このように吐出側空気室21B(21A)の空気圧が減少することで、他方のベローズ14(13)が最収縮状態となる以前に、他方のベローズ14(13)に対応する吐出用チェックバルブ16が閉弁する。これにより、他方のベローズ14(13)が最収縮状態から伸長に切り換わったときに、前記吐出用チェックバルブ16が急速に閉弁するのを回避することができる。その結果、移送流体の吐出から吸い込みに切り換わるときに、ベローズポンプ装置の吐出側でサージ圧が発生するのをさらに抑制することができる。
Also, after one bellows 13 (14) starts contracting and before the other bellows 14 (13) reaches the most contracted state, the discharge
また、一方のベローズ13(14)が収縮を開始してから他方のベローズ14(13)が最収縮状態となるまでの間、他方のベローズ14(13)に対応する吐出側空気室21B(21A)の空気圧は、連続的に減少し、他方のベローズ14(13)が最収縮状態となった時点でゼロとなる。これにより、他方のベローズ14(13)が最収縮状態となる前に前記空気圧がゼロとなる場合(図8参照)に比べて、他方のベローズ14(13)に対応する吐出用チェックバルブ16はゆっくりと閉弁する。その結果、移送流体の吐出から吸い込みに切り換わるときに、ベローズポンプ装置の吐出側でサージ圧が発生するのをさらに抑制することができる。
Also, during the period from when one bellows 13 (14) starts contracting to when the other bellows 14 (13) is in the most contracted state, the discharge
[電空レギュレータの制御の変形例]
図7は、制御部6による電空レギュレータ51(52)の制御についての、第1変形例、第2変形例及び第3変形例を示すタイムチャートである。
図7の実線で示す第1変形例において、制御部6は、一方のベローズ14(13)の収縮開始時点t2(t1)から、他方のベローズ13(14)の収縮終了時点t3(t4)までの第2収縮時間T122(T222)の間において、吐出側空気室21A(21B)の空気圧をPから段階的に減少させ、収縮終了時点t3(t4)で当該空気圧がゼロとなるように、電空レギュレータ51(52)を制御する。なお、第1変形例では、前記空気圧を2段階に分けて減少させているが、前記空気圧を3段階以上に分けて減少させてもよい。
[Modified Example of Electro-Pneumatic Regulator Control]
FIG. 7 is a time chart showing the first, second and third modifications of the control of the electro-pneumatic regulator 51 (52) by the
In the first modification shown by the solid line in FIG. 7, the
図7の1点鎖線で示す第2変形例において、制御部6は、一方のベローズ14(13)の収縮開始時点t2(t1)から他方のベローズ13(14)の収縮終了時点t3(t4)までの第2収縮時間T122(T222)の間において、他方のベローズ13(14)に対応する吐出側空気室21A(21B)の空気圧をPから凹曲線状に連続的に減少させ、収縮終了時点t3(t4)で当該空気圧がゼロとなるように、電空レギュレータ51(52)を制御する。
In the second modification shown by the dashed-dotted line in FIG. 7, the
図7の2点鎖線で示す第3変形例において、制御部6は、一方のベローズ14(13)の収縮開始時点t2(t1)から他方のベローズ13(14)の収縮終了時点t3(t4)までの第2収縮時間T122(T222)の間において、他方のベローズ13(14)に対応する吐出側空気室21A(21B)の空気圧をPから凸曲線状に連続的に減少させ、収縮終了時点t3(t4)で当該空気圧がゼロとなるように、電空レギュレータ51(52)を制御する。
In the third modified example shown by the two-dot chain line in FIG. 7, the
以上より、図7の第1~第3変形例においても、上記実施形態と同様の作用効果を奏する。なお、第1変形例において、制御部6は、吐出側空気室21A(21B)の空気圧を、各段階で直線状に減少させるように電空レギュレータ51(52)を制御しているが、第2変形例又は第3変形例のように、前記空気圧を各段階で曲線状に減少させるように電空レギュレータ51(52)を制御してもよい。
As described above, the first to third modifications shown in FIG. 7 also have the same effect as the above-described embodiment. In the first modified example, the
図8は、制御部6による電空レギュレータ51(52)の制御についての、第4変形例及び第5変形例を示すタイムチャートである。
図8の実線で示す第4変形例において、制御部6は、一方のベローズ14(13)の収縮開始時点t2(t1)から、他方のベローズ13(14)が最収縮状態となる前の収縮途中時点t5(t6)までの間において、吐出側空気室21A(21B)の空気圧をPから連続的に減少させ、収縮途中時点t5(t6)で当該空気圧がゼロとなるように、電空レギュレータ51(52)を制御する。そして、制御部6は、他方のベローズ13(14)の収縮途中時点t5(t6)から収縮終了時点t3(t4)までの間において、吐出側空気室21A(21B)の空気圧がゼロを維持するように、電空レギュレータ51(52)を制御する。
FIG. 8 is a time chart showing fourth and fifth modifications of the control of the electro-pneumatic regulator 51 (52) by the
In the fourth modification shown by the solid line in FIG. 8, the
図8の1点鎖線で示す第5変形例において、制御部6は、一方のベローズ14(13)の収縮開始時点t2(t1)から、他方のベローズ13(14)が最収縮状態となる前の収縮途中時点t5(t6)までの間において、吐出側空気室21A(21B)の空気圧をPから連続的に減少させ、収縮途中時点t5(t6)で当該空気圧がP’(0<P’<P)となるように、電空レギュレータ51(52)を制御する。そして、制御部6は、他方のベローズ13(14)の収縮途中時点t5(t6)から収縮終了時点t3(t4)までの間において、吐出側空気室21A(21B)の空気圧がゼロとなるように、電空レギュレータ51(52)を制御する。
In the fifth modification shown by the dashed-dotted line in FIG. 8 , the
以上より、第4及び第5変形例においても、上記実施形態と同様に、一方のベローズ14(13)が収縮を開始してから他方のベローズ13(14)が最収縮状態となるまでの間、他方のベローズ13(14)に対応する吐出側空気室21A(21B)の空気圧が連続的に減少する。これにより、移送流体の吐出から吸い込みに切り換わるときに、吐出側において脈動を低減するとともにサージ圧の発生を抑制することができる。
As described above, in the fourth and fifth modifications, similarly to the above-described embodiment, the period from when one bellows 14 (13) starts contracting to when the other bellows 13 (14) reaches the maximum contraction state , the air pressure in the discharge
また、一方のベローズ14(13)が収縮を開始してから他方のベローズ13(14)が最収縮状態となる前に、他方のベローズ13(14)に対応する吐出側空気室21A(21B)の空気圧は、連続的に減少してゼロとなる。このように吐出側空気室21A(21B)の空気圧が減少することで、他方のベローズ13(14)が最収縮状態となる前に、他方のベローズ13(14)に対応する吐出用チェックバルブ16が閉弁する。これにより、他方のベローズ13(14)が最収縮状態から伸長に切り換わったときに、前記吐出用チェックバルブ16が急速に閉弁するのを回避することができる。その結果、移送流体の吐出から吸い込みに切り換わるときに、ベローズポンプ装置の吐出側でサージ圧が発生するのをさらに抑制することができる。
Also, after one bellows 14 (13) starts contracting and before the other bellows 13 (14) reaches the most contracted state, the discharge
図9は、制御部6による電空レギュレータ51(52)の制御の第6変形例を示すタイムチャートである。本変形例において、制御部6は、一方のベローズ14(13)の収縮開始時点t2(t1)から他方のベローズ13(14)の収縮終了時点t3(t4)までの第2収縮時間T122(T222)の間において、吐出側空気室21A(21B)の空気圧をPから連続的に減少させ、他方のベローズ13(14)が最収縮状態となった収縮終了時点t3で当該空気圧がP”(0<P”<P)となるように、電空レギュレータ51(52)を制御する。なお、前記収縮終了時点t3(t4)において、対応する電磁弁4(5)が切り換わると、吐出側空気室21A(21B)内の加圧空気が大気に開放され、吐出側空気室21A(21B)の空気圧はP”からゼロとなる。
FIG. 9 is a time chart showing a sixth modification of the control of the electro-pneumatic regulator 51 (52) by the
以上より、第6変形例においても、上記実施形態と同様に、一方のベローズ14(13)が収縮を開始してから他方のベローズ13(14)が最収縮状態となるまでの間、他方のベローズ13(14)に対応する吐出側空気室21A(21B)の空気圧が連続的に減少する。これにより、移送流体の吐出から吸い込みに切り換わるときに、吐出側において脈動を低減するとともにサージ圧の発生を抑制することができる。
As described above, in the sixth modified example, similarly to the above-described embodiment, after one bellows 14 (13) starts contracting until the other bellows 13 (14) reaches the maximum contraction state, the other bellows 13 (14) The air pressure in the discharge
なお、図8及び図9の各変形例において、制御部6は、電空レギュレータ51(52)を制御する際に、吐出側空気室21A(21B)の空気圧を直線状に連続的に減少させているが、図7の第1変形例のように前記空気圧を段階的に減少させてもよいし、図7の第2又は第3変形例のように前記空気圧を曲線状に連続的に減少させてもよい。
8 and 9, the
今回開示された実施形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した意味ではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味、及び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。 It should be considered that the embodiments disclosed this time are illustrative in all respects and not restrictive. The scope of the present invention is indicated by the scope of the claims rather than the above-described meaning, and is intended to include meanings equivalent to the scope of the claims and all modifications within the scope.
6 制御部
11 ポンプヘッド
13 第1ベローズ
14 第2ベローズ
15 吸込用チェックバルブ(チェックバルブ)
16 吐出用チェックバルブ(チェックバルブ)
21A 第1吐出側空気室(第1吐出側流体室)
21B 第2吐出側空気室(第2吐出側流体室)
26A 第1吸込側空気室(第1吸込側流体室)
26B 第2吸込側空気室(第2吸込側流体室)
27 第1エアシリンダ部(第1駆動部)
28 第2エアシリンダ部(第2駆動部)
34 吸込通路
35 吐出通路
51 第1電空レギュレータ(第1流体圧調整部)
52 第2電空レギュレータ(第2流体圧調整部)
6
16 discharge check valve (check valve)
21A First discharge side air chamber (first discharge side fluid chamber)
21B Second discharge side air chamber (second discharge side fluid chamber)
26A First suction side air chamber (first suction side fluid chamber)
26B Second suction side air chamber (second suction side fluid chamber)
27 first air cylinder section (first drive section)
28 Second air cylinder section (second drive section)
34
52 Second electro-pneumatic regulator (second fluid pressure adjustment unit)
Claims (2)
前記ポンプヘッドに互いに独立して伸縮自在に取り付けられ、伸長により前記吸込通路から内部に移送流体を吸い込み、収縮により内部から前記吐出通路に移送流体を吐出する第1ベローズ及び第2ベローズと、
前記吸込通路及び吐出通路に対する一方向への移送流体の流れを許容するとともに他方向への移送流体の流れを阻止するチェックバルブと、
第1吸込側流体室及び第1吐出側流体室を有し、前記第1吸込側流体室に加圧流体を供給することで前記第1ベローズを最伸長状態まで伸長させ、前記第1吐出側流体室に加圧流体を供給することで前記第1ベローズを最収縮状態まで収縮させる第1駆動部と、
第2吸込側流体室及び第2吐出側流体室を有し、前記第2吸込側流体室に加圧流体を供給することで前記第2ベローズを最伸長状態まで伸長させ、前記第2吐出側流体室に加圧流体を供給することで前記第2ベローズを最収縮状態まで収縮させる第2駆動部と、を備え、
前記第1ベローズが最収縮状態となる手前で前記第2ベローズが最伸長状態から収縮し、前記第2ベローズが最収縮状態となる手前で前記第1ベローズが最伸長状態から収縮するベローズポンプ装置であって、
前記第1駆動部の第1吐出側流体室における加圧流体の第1流体圧を調整する第1流体圧調整部と、
前記第2駆動部の第2吐出側流体室における加圧流体の第2流体圧を調整する第2流体圧調整部と、
前記第2ベローズが収縮を開始してから前記第1ベローズが最収縮状態となるまでの間、前記第1流体圧が段階的または連続的に減少するように前記第1流体圧調整部を制御し、前記第1ベローズが収縮を開始してから前記第2ベローズが最収縮状態となるまでの間、前記第2流体圧が段階的または連続的に減少するように前記第2流体圧調整部を制御する制御部と、を備え、
前記制御部は、前記第1ベローズが最収縮状態となる以前に、前記第1流体圧がゼロとなるように前記第1流体圧調整部を制御し、前記第2ベローズが最収縮状態となる以前に、前記第2流体圧がゼロとなるように前記第2流体圧調整部を制御する、ベローズポンプ装置。 a pump head having inlet and outlet passages for the fluid to be transferred;
a first bellows and a second bellows, which are attached to the pump head so as to extend and contract independently of each other, suck the transfer fluid into the inside from the suction passage by expansion, and discharge the transfer fluid from the inside to the discharge passage by contraction;
a check valve that allows the transfer fluid to flow in one direction and prevents the transfer fluid from flowing in the other direction to the suction passage and the discharge passage;
It has a first suction-side fluid chamber and a first discharge-side fluid chamber, and by supplying pressurized fluid to the first suction-side fluid chamber, the first bellows is extended to the maximum extension state, and the first discharge-side fluid chamber is provided. a first drive unit that contracts the first bellows to a maximum contraction state by supplying pressurized fluid to the fluid chamber;
It has a second suction-side fluid chamber and a second discharge-side fluid chamber, and by supplying pressurized fluid to the second suction-side fluid chamber, the second bellows is extended to the maximum extension state, and the second discharge-side fluid chamber is provided. a second drive unit for contracting the second bellows to the maximum contraction state by supplying pressurized fluid to the fluid chamber;
A bellows pump device in which the second bellows contracts from the maximum stretched state before the first bellows reaches the maximum contraction state, and the first bellows contracts from the maximum stretched state before the second bellows reaches the maximum contraction state. and
a first fluid pressure adjusting unit that adjusts a first fluid pressure of the pressurized fluid in the first discharge-side fluid chamber of the first driving unit;
a second fluid pressure adjusting unit that adjusts a second fluid pressure of the pressurized fluid in the second discharge-side fluid chamber of the second driving unit;
The first fluid pressure adjusting unit is controlled so that the first fluid pressure decreases stepwise or continuously from the time when the second bellows starts to contract until the time when the first bellows reaches the maximum contraction state. and the second fluid pressure adjusting portion is adjusted so that the second fluid pressure decreases stepwise or continuously from the time when the first bellows starts to contract until the time when the second bellows reaches the maximum contraction state. and a control unit for controlling the
The control unit controls the first fluid pressure adjustment unit so that the first fluid pressure becomes zero before the first bellows reaches its maximum contraction state, and the second bellows reaches its maximum contraction state. A bellows pump device that previously controls the second fluid pressure regulator such that the second fluid pressure is zero .
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