JP7706284B2 - Pumping equipment - Google Patents
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Description
ポンプ装置に関し、特に、外筒及び内筒を備え、該外筒と内筒との間に加圧用媒体を供給して内筒を求心方向に膨張させて液体、スラリー等の流体や固体、又は固液混合物を搬送するためのポンプ装置等に関する。 This invention relates to a pump device, in particular a pump device that has an outer cylinder and an inner cylinder, and supplies a pressurizing medium between the outer cylinder and the inner cylinder to expand the inner cylinder in a centripetal direction to transport liquids, fluids such as slurries, solids, or solid-liquid mixtures.
従来、ポンプの一つの形態として、特許文献1に示すような蠕動運動を利用して搬送物を移送するものが知られている。特許文献1に開示されるポンプは、外筒と内筒の間に加圧用媒体を供給することで内筒を膨張させ、排出することで内筒を収縮させるポンプユニットを複数連結し、連結されたポンプユニットの内筒を順次膨張・収縮させることで、連結されたポンプユニットの内周側によって搬送物を搬送可能に構成されている。
Conventionally, one type of pump known is one that uses peristaltic motion to transport an object, as shown in
このようなポンプでは、特許文献1に記載されるように、ポンプユニットが収縮するときに、内筒の内周側に生じる負圧によって搬送物を引き込むことで液体、スラリー等の粘性流体や粉体、又は固液混合物等、搬送物の物性に関わらず搬送を可能としている。
しかし、搬送物の特性において粘性が高い場合に、搬送物を内筒内に十分引き込むことができず、全体の流量が低下するという問題がある。
In this type of pump, as described in
However, when the transported material has high viscosity, the material cannot be sufficiently drawn into the inner cylinder, resulting in a problem of a decrease in the overall flow rate.
本発明は、上記課題を解決するため、搬送物の粘性が高い場合であっても流量の低下を抑制可能なポンプ装置を提供することを目的とする。 In order to solve the above problems, the present invention aims to provide a pump device that can suppress a decrease in flow rate even when the viscosity of the transported material is high.
上記課題を解決するためのポンプ装置の構成として、外筒と、前記外筒の内周面に沿って設けられ、弾性体を素材として構成された内筒と、外筒及び内筒の両端に設けられ、外筒の内周と内筒の外周との間を閉空間として形成する端部部材とを備え、閉空間に作動媒体を供給することにより内筒が求心方向に膨張し、閉空間から作動媒体を排出することにより内筒の弾性による復元力によって収縮可能とされたポンプユニットが複数連結されたポンプ部と、前記ポンプユニットを所定の順序で前記膨張をさせることにより内筒の内周側を搬送路として搬送物の搬送を制御する搬送制御装置と、を備えるポンプ装置であって、前記搬送制御装置は、前記ポンプ部を構成するポンプユニットの前記内筒の弾性による収縮に加え、強制的な収縮を可能とする強制収縮手段を備え、前記ポンプ部は、前記外筒が前記内筒の弾性率よりも弾性率が大きい素材で構成され、前記内筒が求心方向に膨張した時に軸方向に非伸縮とされた第1のポンプユニットからなる第1ポンプユニット部と、
前記外筒が軸方向への伸長が拘束された弾性を有する素材で構成され、前記内筒が求心方向に膨張した時に軸方向に収縮可能とされた第2のポンプユニットを複数連結してなる第2ポンプユニット部と、を備え、前記第1ポンプユニット部は、前記第2ポンプユニット部の搬送方向上流側に連結された構成とした。
本構成によれば、強制収縮手段が、内筒を強制的に収縮させることにより、短時間に大きな負圧を搬送物に作用させることができる。その結果、搬送物が粘性が大きいものであっても、収縮した第1のポンプユニットや第2ポンプユニット内に搬送物を取り込むことが可能となり、搬送物の流量の低下(搬送効率の低下)を抑制することができる。また、強制収縮手段は、第1のポンプユニットの内筒を強制的に収縮させることにより、搬送物の粘性が大きい場合であってもポンプ内に搬送物を多く取り込むことができ、搬送物の流量の低下を抑制することができる。また、第2のポンプユニットは、外筒が軸方向への伸長が拘束された弾性体からなることにより、膨張時に軸方向に収縮するため押し出す力が大きくなり、このポンプユニット内に残留する搬送物を少なくすることができ、流量の低下の防止に寄与することができる。
また、強制収縮手段は、前記第1のポンプユニット、又は前記第1のポンプユニット及び前記第2のポンプユニットの両方を強制的に収縮することにより、内筒の内周側に大きな負圧を確実に生じさせることができる。
また、強制収縮手段は、前記第1のポンプユニットの内筒がその弾性により収縮したときの内筒内周側の容積よりも、前記容積を拡大させる構成とすることにより、内筒の内周側により大きな負圧を確実に生じさせることができる。
また、前記強制収縮手段は、前記閉空間から作動媒体を強制的に排出可能な構成としたり、前記第1のポンプユニットを強制的に収縮する場合には第1のポンプユニットの内筒を、前記第1のポンプユニット及び前記第2のポンプユニットの両方を強制的に収縮する場合には前記第1のポンプユニットの内筒及び前記第2のポンプユニットの内筒を、機械的に収縮させる構成としたりすれば良い。
また、前記搬送制御装置は、ポンプ部において搬送路を形成する全ての内筒を膨張させた状態を初期状態とし、上流側の内筒から順次収縮させて全ての内筒を収縮させる工程と、上流側の内筒から順次膨張させて全ての内筒を膨張させる工程と、を繰り返すことにより搬送物を搬送することを特徴とする請求項1に記載のポンプ装置。
A pump device for solving the above problems includes a pump section including a pump unit including an outer tube, an inner tube that is provided along the inner circumferential surface of the outer tube and is made of an elastic material, end members that are provided on both ends of the outer tube and the inner tube and form a closed space between the inner periphery of the outer tube and the outer periphery of the inner tube, the inner tube expanding in a centripetal direction when a working medium is supplied to the closed space, and the inner tube being contracted by a restoring force due to the elasticity of the inner tube when the working medium is discharged from the closed space , and a transport control device that controls the transport of a transported object using the inner periphery side of the inner tube as a transport path by expanding the pump units in a predetermined order, the transport control device including a forced contraction means that allows forced contraction in addition to the contraction due to the elasticity of the inner tube of the pump unit that constitutes the pump section, and the pump section includes a first pump unit section including a first pump unit that is made of a material having a higher elastic modulus than the elastic modulus of the inner tube and is non-expandable in the axial direction when the inner tube expands in the centripetal direction;
The outer tube is made of an elastic material whose axial extension is restricted, and a second pump unit section is formed by connecting a plurality of second pump units which are capable of contracting in the axial direction when the inner tube expands in the centripetal direction, and the first pump unit section is connected to the upstream side of the second pump unit section in the conveying direction .
According to this configuration, the forced contraction means forcibly contracts the inner cylinder, thereby applying a large negative pressure to the transported material in a short time. As a result, even if the transported material has a high viscosity, it is possible to take in the transported material into the contracted first pump unit or the second pump unit , and a decrease in the flow rate of the transported material (a decrease in transport efficiency) can be suppressed. In addition, the forced contraction means forcibly contracts the inner cylinder of the first pump unit, thereby allowing a large amount of the transported material to be taken in the pump even if the transported material has a high viscosity, and a decrease in the flow rate of the transported material can be suppressed. In addition, since the outer cylinder of the second pump unit is made of an elastic body whose axial extension is restricted, the second pump unit contracts in the axial direction when expanded, thereby increasing the pushing force, and the amount of transported material remaining in the pump unit can be reduced, which contributes to preventing a decrease in the flow rate.
Furthermore, the forced contraction means can reliably generate a large negative pressure on the inner circumferential side of the inner cylinder by forcibly contracting the first pump unit, or both the first pump unit and the second pump unit .
In addition, the forced contraction means is configured to expand the volume of the inner cylinder of the first pump unit more than the volume of the inner cylinder's inner side when the inner cylinder contracts due to its elasticity, thereby ensuring the generation of a greater negative pressure on the inner side of the inner cylinder.
In addition, the forced contraction means may be configured to be capable of forcibly discharging the working medium from the closed space, or may be configured to mechanically contract the inner cylinder of the first pump unit when the first pump unit is forcibly contracted, or to mechanically contract the inner cylinder of the first pump unit and the inner cylinder of the second pump unit when both the first pump unit and the second pump unit are forcibly contracted .
The pump device according to
以下、発明の実施形態を通じて本発明を詳説するが、以下の実施形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものではなく、また実施形態の中で説明される特徴の組み合わせのすべてが発明の解決手段に必須であるとは限らず、選択的に採用される構成を含むものである。 The present invention will be described in detail below through the embodiments of the invention, but the following embodiments do not limit the invention as claimed, and not all of the combinations of features described in the embodiments are necessarily essential to the solution of the invention, but include configurations that are selectively adopted.
[蠕動運動型ポンプ全体の概略構成]
図1は、ポンプ装置1の概略構成図である。図1に示すように、本実施形態に係るポンプ装置1は、2種類のポンプユニット10;210と、搬送制御装置100とを備える。ポンプユニット10;210は、複数連結することで搬送路兼ポンプを構成する。本実施形態では、ポンプユニット10を搬送方向の最も上流側に1つ配置し、この下流側に3つのポンプユニット210を直列に連結してポンプ部8を構成するものとして説明するが、ポンプユニット10;210の連結形態はこれに限定されない。ポンプ部8は、例えば、搬送物が貯留される貯留装置の出口や、既設の配管の途中等に設けられる。
[Overall schematic configuration of peristaltic pump]
FIG. 1 is a schematic diagram of the
[ポンプユニット10について]
図2は、ポンプユニット10の軸方向断面図及び径方向断面図である。
図2に示すように、ポンプユニット10は、内筒12と、内筒12の中心軸と同軸の二重管を形成するように配置される外筒14と、内筒12の外周と外筒14の内周との間に形成される空間を閉塞する一対の端部部材16;16とを備える。
[Regarding pump unit 10]
FIG. 2 is an axial cross-sectional view and a radial cross-sectional view of the
As shown in FIG. 2, the
ポンプユニット10は、端部部材16;16により閉塞され、内筒12の外周と外筒14の内周との間に形成された空間に作動媒体である流体を供給することで内筒12を該内筒12の求心(軸)方向に膨張するように構成される。
The
[内筒について]
内筒12は、弾性を有する円筒体として構成される。内筒12を構成する素材には、例えば、天然ラテックスゴムやシリコーンゴム等のゴムやエラストマー等の弾性素材を利用できる。
[About the inner cylinder]
The
図2に示すように、内筒12は、円筒状の筒部12Aと、該筒部12Aの両端にフランジ部12Bを備える。フランジ部12Bは、筒部12Aと一体的に形成され、筒部12Aの端部において半径方向外側に向けて同心円状に広がる中空円板状に形成されている。このフランジ部12Bは、先端(外周部)に、筒部12A側(軸方向内向き)に突出する突起部13が全周にわたり形成されている。
As shown in FIG. 2, the
[外筒について]
外筒14は、剛性を有する円筒体として構成される。外筒14を構成する素材には、例えば、金属や樹脂等の素材が利用できる。なお、剛性を有するとは、ポンプユニット10の動作時に、実質的に軸方向や半径方向等に変形しないことをいう。即ち、外筒14は、弾性率が内筒12の弾性率よりも大きい素材で構成されている。
[About the outer cylinder]
The
図2に示すように、外筒14は、円筒状の筒部14Aの両端にフランジ部14Bを備える。フランジ部14Bは、筒部14Aと一体的に形成され、筒部14Aの端部において半径方向外側に向けて同心円状に広がる中空円板状に形成されている。
As shown in FIG. 2, the
[端部部材について]
端部部材16;16は、内筒12及び外筒14の両端に配置される。端部部材16;16は、内筒12及び外筒14の両端に固定可能とされるとともに、ポンプユニット10或いはポンプユニット210との連結を可能に構成される。
[Regarding end members]
The
端部部材16;16は、フランジ部16Aと、筒部16Bとを備える。フランジ部16Aは、中空部20を有する平板矩形状に形成される。中空部20は、内筒12の筒部12Aが貫通可能な円孔として設けられる。中空部20の直径は、例えば、内筒12の筒部12Aの外周面に密着するような寸法とすると良い。
The
フランジ部16Aは、軸方向外側の端面16aに、環状に窪む環状溝22を備える。環状溝22は、中空部20と同心円状に形成され、内筒12のフランジ部12Bの先端の突起部13が嵌合可能とされる。また、フランジ部16Aの外側の端面16aは、環状溝22に内筒12の突起部13が嵌合された状態において、内筒12のフランジ部12Bが、該外側の端面16aよりも外側に突出するように形成されている。
The
内筒12は、端部部材16の環状溝22に、フランジ部12Bの突起部13が嵌め合わされることで端部部材16;16に取り付けられる。内筒12は、端部部材16;16を介して他のポンプユニット10の端部部材と連結されたり、既存の配管に設けられたフランジと連結されることで、フランジ部12Bが端部部材16に押し付けられて端部部材16との気密が構成される。
The
筒部16Bは、フランジ部16Aの内側の端面16bから軸方向に円筒状に突出して設けられる。筒部16Bは、中心軸が中空部20と同心とされ、フランジ部16Aと一体的に形成されている。筒部16Bは、外径が外筒14の内周側に摺接して挿入可能な大きさ、内径が中空部20の内径よりも大きな寸法で形成される。
The
外筒14は、端部部材16の筒部16Bが挿入された状態で、フランジ部14Bを端部部材16のフランジ部16Aの内側の端面16bに、図外のボルト等の固定手段により固定される。外筒14は、例えば、外筒14のフランジ部14Bと、端部部材16のフランジ部16Aとの間にパッキンなどを介在させることで、端部部材16との気密性を構成することができる。
With the
上述のように、内筒12及び外筒14の両端が端部部材16;16に取り付けられることにより、内筒12の外周及び外筒14の内周の間に形成された空間を閉空間とし、ポンプユニット10における流体室V1が形成される。
As described above, both ends of the
一方の端部部材16は、流体室V1に流体を供給・排出するための給排孔28を備える。給排孔28は、一端が端部部材16のフランジ部16Aの外周の端面に開口し、他端がフランジ部16Aの内側の端面16bの内筒12及び外筒14の間に開口する。
One
給排孔28を構成するフランジ部16Aの外周の端面の開口には、搬送制御装置100から延長し、流体室V1への流体の供給、流体室V1から流体を排出するための図外の管が接続可能とされる。
A tube (not shown) that extends from the
なお、給排孔28は、一方の端部部材16に限定されず、他方の端部部材16に設け、両方の端部部材16;16から流体室V1に流体を供給・排出するようにしても良い。また、給排孔28は、端部部材16に設けることに限定されず、外筒14に設けて流体室V1に流体を供給・排出するようにしても良く、適宜ポンプユニット10の構成に応じて変更すれば良い。
The supply and drainage holes 28 are not limited to being provided in one
上記構成によれば、ポンプユニット10は、給排孔28を介して流体室V1に圧縮空気を供給することにより、図2(b)に示すように内筒12が求心方向に膨張し、流体室V1に供給された圧縮空気を排出することにより、図2(a)に示すように収縮し、流体室V1から圧縮空気を排出して収縮した状態からさらに空気を排出することにより、図2(c)に示すように求心方向と逆向きに膨張することが可能に構成される。
According to the above configuration, the
[ポンプユニット210について]
図3は、ポンプユニット210の軸方向断面図及び径方向断面図である。
図3に示すように、ポンプユニット210は、内筒212と、内筒212の中心軸と同軸の二重管を形成するように配置される外筒214と、内筒212の外周と外筒214の内周との間に形成される空間を閉塞する一対の端部部材216;216とを備える。
[Regarding the pump unit 210]
FIG. 3 is an axial cross-sectional view and a radial cross-sectional view of the
As shown in FIG. 3, the
ポンプユニット210は、端部部材216;216により閉塞され、内筒212の外周と外筒214の内周との間に形成された空間に流体を供給することで内筒212を該内筒212の軸方向に膨張するように構成される。
The
[内筒について]
内筒212は、弾性を有する円筒体として構成される。内筒212を構成する素材には、例えば、天然ラテックスゴムやシリコーンゴム等のゴムやエラストマー等の弾性素材を利用できる。
[About the inner cylinder]
The
図3に示すように、内筒212は、円筒状の筒部212Aの両端にフランジ部212Bを備える。フランジ部212Bは、筒部212Aと一体的に形成され、筒部212Aの端部において半径方向外側に向けて同心円状に広がる中空円板状に形成されている。このフランジ部212Bは、先端(外周部)に、筒部212A側(軸方向内向き)に突出する突起部213が全周にわたり形成されている。
As shown in FIG. 3, the
[外筒について]
図4は、図3のA-A矢視における半径方向断面図である。
外筒214は、気密性を維持しつつ軸方向への伸縮を弾性体よりなる筒体として構成される。外筒214は、例えば、弾性素材と繊維素材とを含んで構成される。
図4に示すように、外筒214は、例えば、半径方向の断面視において弾性素材215Aと、弾性素材215Aに内包される複数の繊維215Bとを備える。
[About the outer cylinder]
FIG. 4 is a radial cross-sectional view taken along the line AA in FIG.
The
As shown in FIG. 4, the
弾性素材215Aは、例えば、天然ラテックスゴムやシリコーンゴム等のゴムやエラストマー等の弾性素材を利用できる。
The
繊維215Bは、外筒214の軸線方向への伸長を拘束するために設けられ、外筒214の軸方向への伸長を拘束する拘束手段として機能する。
The
繊維215Bは、例えば、層状に設けられ、外筒214の一端側から他端側まで連続して延長する長さを有し、外筒214の軸方向に沿って延長するように配設される。
なお、繊維215Bは、外筒214において必ずしも層状に含まれる必要はなく、弾性素材内に分散して埋設されていても良い。
The
The
繊維215Bの素材には、軸方向への伸縮変化の小さい、高弾性繊維が好適である。例えば、アラミド繊維、炭素(カーボン)繊維、ガラス繊維、ナイロン、ポリアミド系繊維やポリオレフィン系繊維、金属繊維等の被伸長性を有するものを適宜選択して用いることができる。繊維には、適当なプライマー処理、又は、表面酸化処理を行うことで、接着性を十分に向上させることができるが、好ましくは、弾性素材との接着性に応じて選択すると良い。
The material for
繊維素材の形態としては、フィラメント、ヤーン(スパン・ヤーン及びフィラメント・ヤーン)、ストランド等のいずれの形態でも用いることができ、さらに、撚りをかけずに収束させた無撚繊維、これらの繊維を複数本撚って作成した繊維を用いることも可能である。繊維の種類にもよるが、二種類以上の素材の異なる繊維や形態の異なる繊維を組み合わせても良い。 The fiber material may be in any form, such as filament, yarn (spun yarn and filament yarn), strand, etc. Furthermore, it is also possible to use untwisted fibers that are bundled without twisting, or fibers made by twisting multiple strands of such fibers. Depending on the type of fiber, two or more types of fibers of different materials or fibers of different forms may be combined.
なお、繊維215Bの長さは、一端側から他端側まで連続する長さに限定されず、外筒214の軸方向長さよりも短い複数の繊維を軸方向に沿って連続的に分布させて一端側から他端側まで到達するように構成しても良い。
The length of the
また、外筒214における拘束手段は、繊維215Bに代えて、弾性素材そのもので構成しても良い。例えば、外筒214の軸方向に延長するリブを外筒214を構成する弾性素材で一体的に形成し、拘束手段としても良い。
In addition, the restraining means in the
また、ポンプユニット210は、内筒212の求心方向への膨張のしやすさを考慮して、外筒214の弾性率が内筒212の弾性率よりも大きくなるように構成されることが好ましい。
In addition, it is preferable that the
[端部部材について]
端部部材216;216は、内筒212及び外筒214の両端に配置される。端部部材216;216は、内筒212及び外筒214の両端に固定可能とされるとともに、ポンプユニット10或いはポンプユニット210との連結を可能に構成される。
[Regarding end members]
The
端部部材216;216は、フランジ部216Aと、筒部216Bとを備える。フランジ部216Aは、中空部220を有する平板矩形状に形成される。中空部220は、内筒212の筒部212Aが貫通可能な円孔として設けられる。中空部220の直径は、例えば、内筒212の筒部212Aの外周面に密着するような寸法とすると良い。
The
フランジ部216Aは、軸方向外側の端面216aに、環状に窪む環状溝222を備える。環状溝222は、中空部220と同心円状に形成され、内筒212のフランジ部212Bの先端の突起部213が嵌合可能とされる。また、フランジ部216Aの外側の端面216aは、環状溝22に内筒12の突起部13が嵌合された状態において、内筒212のフランジ部212Bが、該外側の端面16aよりも外側に突出するように形成されている。
The
内筒212は、端部部材216の環状溝222に、フランジ部212Bの突起部213が嵌め合わされることで端部部材216;216に取り付けられる。内筒212は、端部部材216;216を介して他のポンプユニット10;210の端部部材や、既存の配管に設けられたフランジと連結されることで、フランジ部212Bが端部部材216に押し付けられて端部部材216との気密が構成される。
The
筒部216Bは、フランジ部216Aの内側の端面216bから軸方向に円筒状に突出して設けられる。筒部216Bは、中心軸が中空部220と同心とされ、フランジ部216Aと一体的に形成されている。筒部216Bは、外径が外筒214の内周側に密着状態で挿入可能な大きさを有するように設定され、内径が中空部220の内径よりも大きな寸法を有するように設定されている。
The
カシメ中間部材224は、カシメ部材226と共に外筒214を端部部材216;216に気密状態で固定するための固定手段を構成する。カシメ中間部材224は、端部部材216の筒部216Bを外筒214に挿入した状態において外筒214の外周に挿入可能な環状部材として形成される。
The crimped
カシメ中間部材224は、内周側が円筒面として形成され、外筒214の外周に対して例えば、締り嵌めとなるように内径が設定される。また、カシメ中間部材224は、外周側が円錐面(テーパー面)として形成され、内周面に対して漸次肉厚となるように形成される。カシメ中間部材224は、厚肉側を端部部材216に押し付けるようにして外筒214の外周に配置される。
The crimped
カシメ部材226は、外筒214に配置されたカシメ中間部材224の外周に嵌合可能なな環状部材として形成される。カシメ部材226は、内周側が円錐面(テーパー面)として形成され、カシメ中間部材224の円錐面に対して面接触するように構成される。
The crimping
カシメ部材226は、内周側の円錐面をカシメ中間部材224の円錐面に接触させて、図外のボルト等の固定手段で端部部材216の内側の端面216bに固定される。これにより、カシメ中間部材224が外筒214に押し付けられ、端部部材216の筒部216Bに外筒214が気密状態で固定される。
The crimping
上述のように、端部部材216;216が、内筒212及び外筒214の端部に取り付けられることにより、内筒212の外周及び外筒14の内周の間に形成された空間を閉空間とし、ポンプユニット210における流体室V2を形成する。
As described above, the
一方の端部部材216は、流体室V2に流体を供給・排出するための給排孔228を備える。給排孔228は、一端が端部部材216のフランジ部216Aの外周の端面に開口し、他端がフランジ部216Aの内側の端面216bの内筒212及び外筒214の間に開口する。
One
給排孔228を構成するフランジ部216Aの外周の端面の開口には、搬送制御装置100から延長し、流体室V2への流体の供給、流体室V2から流体を排出するための図外の管が接続可能とされる。
A tube (not shown) that extends from the
なお、給排孔228は、一方の端部部材216に限定されず、他方の端部部材216に設け、両方の端部部材216;216から流体室V2に流体を供給・排出するようにしても良い。また、給排孔228は、端部部材216に設けることに限定されず、外筒214に設けて流体室V2に流体を供給・排出するようにしても良く、適宜ポンプユニット210の構成に応じて変更すれば良い。
The supply and
上記構成によれば、ポンプユニット210は、給排孔228を介して流体室V2に圧縮空気を供給することにより、図3(b)に示すように内筒212が半径方向内向き(求心方向)に膨張するとともに軸方向に収縮し、流体室V2に供給された圧縮空気を排出することにより、図3(a)に示すように半径方向に収縮するとともに軸方向に伸長する。
According to the above configuration, the
[搬送制御装置について]
搬送制御装置100は、連結されたポンプユニット10及びポンプユニット210による搬送物の搬送動作を制御するための装置である。搬送制御装置100は、例えば、図1に示すように、流体系制御部110と、電気系制御部160とで構成することができる。なお、図1において破線は電気的な信号の経路を示す信号線、実線は流体の流路を示す管をそれぞれ示している。
[About the transport control device]
The
[流体系制御部]
[正圧系]
流体系制御部110は、ポンプユニット10;210への流体の供給、停止、排出を制御する。本実施形態では、流体に空気を利用するものとして説明するが、流体は空気に限定されず、他の気体や水などの液体を利用しても良い。
なお、流体系制御部110は、利用する流体に応じて、以下で説明する機能が得られるように適宜変更すれば良い。
[Fluid system control section]
[Positive pressure system]
The fluid
The fluid
流体系制御部110は、例えば、コンプレッサー112、レギュレータ114、供給弁116、排出弁118、流量センサ120、圧力センサ122、減圧手段124、吸引用弁126等を備える。
The fluid
コンプレッサー112は、ポンプユニット10の流体室V1、ポンプユニット210の流体室V2に供給する空気を圧縮空気として生成する。
The
レギュレータ114は、コンプレッサー112と接続され、コンプレッサー112により加圧された圧縮空気を入力とし、入力された圧縮空気を所定の圧力に減圧して一定圧の圧縮空気を出力する。レギュレータ114から出力される圧縮空気の圧力は、少なくともポンプユニット10;210を膨張させたときにポンプユニット10の内筒12、ポンプユニット210の内筒212の内周面が互いに密接可能な圧力、或いはそれよりも大きく設定される。
The
供給弁116は、連結されたポンプユニット10;210毎に設けられ、レギュレータ114と、各ポンプユニット10;210とが接続される。供給弁116は、レギュレータ114により減圧された圧縮空気を入力とし、この圧縮空気をポンプユニット10;210の流体室V1;V2への出力(流体室V1;V2への圧縮空気の供給及び供給の停止)を制御する。供給弁116は、電気的な信号に基づいて開閉する弁を有し、弁を開くことで圧縮空気を流体室V1或いは流体室V2に供給し、弁を閉じることで圧縮空気の供給を停止する。供給弁116は、電気系制御部160と電気的に接続され、電気系制御部160から入力される信号に基づいて弁を開閉する。
The
排出弁118は、ポンプユニット210毎に設けられ、それぞれポンプユニット210と接続される。排出弁118は、流体室V2における圧縮空気を入力とし、この圧縮空気が大気中に排出されるように出力側が大気開放されている。排出弁118は、電気的な信号に基づいて開閉する弁を有し、弁を開くことで流体室V2を大気開放することによって流体室V2内の圧縮空気を大気中に排出し、弁を閉じることで圧縮空気の排出を停止する。排出弁118は、電気系制御部160と電気的に接続され、電気系制御部160から入力される信号に基づいて弁を開閉する。
The
流量センサ120は、ポンプユニット10;210毎に設けられた供給弁116と対応するポンプユニット10;210との間に設けられ、ポンプユニット10;210に供給された圧縮空気の流量を計測する。流量センサ120は、電気系制御部160と電気的に接続され、計測した圧縮空気の流量を電気系制御部160に出力する。
なお、流量センサ120が設けられる位置は、流体室V1や流体室V2に供給される圧縮空気の流量を計測できるのであればいずれであっても良い。
The
The
圧力センサ122は、ポンプユニット10;210毎に設けられた、流量センサ120と対応するポンプユニット10;210との間に設けられ、ポンプユニット10の流体室V1内やポンプユニット210の流体室V2内の圧力を計測する。圧力センサ122は、電気系制御部160と電気的に接続され、計測した流体室V1内の圧力や流体室V2内の圧力を電気系制御部160に出力する。
なお、圧力センサ122の設けられる位置は、流体室V1や流体室V2内の圧力を計測できるのであればいずれの位置であっても良い。
The
The
[負圧系]
減圧手段124は、ポンプユニット10の流体室V1から空気を強制的に排出(吸引)するための装置である。減圧手段124は、例えば、流体室V1内の空気を吸引し、流体室V1の気圧を大気圧よりも低下可能に構成される。減圧手段124には、例えば、真空ポンプ、或いは、コンプレッサー112の圧縮空気によるベンチュリー効果を利用して負圧を発生させる装置等の減圧装置を用いることができる。
[Negative pressure system]
The pressure reducing means 124 is a device for forcibly discharging (sucking) air from the fluid chamber V1 of the
吸引用弁126は、減圧手段124とポンプユニット10との間に設けられ、減圧手段124と流体室V1との連通状態を制御する。吸引用弁126は、電気的な信号に基づいて開閉する弁を有し、弁を開くことで圧縮空気を流体室V1に供給し、弁を閉じることで圧縮空気の供給を停止する。吸引用弁126は、電気系制御部160と電気的に接続され、電気系制御部160から入力される信号に基づいて弁を開閉する。
The
なお、吸引用弁126を介して減圧手段124がポンプユニット10と供給弁116とを接続する管の途中に割り込むものとしたがこれに限定されない。ポンプユニット10に対して減圧手段124による減圧の作用が、吸引用弁126により制御可能に構成されていれば良い。
Note that the pressure reducing means 124 is inserted into the pipe connecting the
また、供給弁116、排出弁118及び吸引用弁126は、初期状態として信号が入力されない状態において弁を閉じた状態とし、信号が入力されることで弁を開き、信号が停止されることで弁を閉じるものとして説明する。
Furthermore, the
供給弁116、排出弁118及び吸引用弁126には、例えば、ソレノイドバルブを適用することができる。供給弁116、排出弁118及び吸引用弁126は、ソレノイドバルブを用いることにより、ポンプユニット10;210を膨張或いは収縮させるときの応答速度を向上させることができる。
For example, solenoid valves can be used for the
電気系制御部160は、ポンプユニット10;210を動作させるための制御装置である。例えば、電気系制御部160は、演算処理手段としてのCPUや記憶手段としてのROM,RAM等のハードウェアを備えたコンピュータである。
The electrical
記憶手段には、ポンプユニット10を動作させるためのプログラムや、供給弁116、排出弁118及び吸引用弁126への信号の出力・停止を判定するための判定値等が記憶される。
The memory means stores a program for operating the
電気系制御部160は、演算処理手段が記憶手段に記憶されたプログラムに従って処理を実行し、ポンプユニット10毎に設けられた流量センサ120から入力される流量、及び圧力センサ122から入力される圧力に基づいて、ポンプユニット10毎に設けられた供給弁116、排出弁118および吸引用弁126に弁を開閉するための信号を出力する。
なお、電気系制御部160は、コンピュータに限定されず、PLC(Programmable Logic Controller)を利用することもできる。
The electrical
The electrical
[ポンプユニット10の膨縮制御]
電気系制御部160は、ポンプユニット10を膨張させる場合、対応する供給弁116にのみ信号を出力し、吸引用弁126には信号の出力の停止状態を維持する。これにより、ポンプユニット10は、流体室V1内に圧縮空気が流入し、内筒12が求心方向に膨張する。
[Expansion/Deflating Control of Pump Unit 10]
When the
電気系制御部160は、流体室V1への圧縮空気の供給過程において、流量センサ120から入力される流量の変化と、圧力センサ122から入力される圧力の変化とを監視する。そして、電気系制御部160は、入力された流量と圧力とが膨張状態に達したとされる判定値となったときに、供給弁116への信号の出力を停止する。
これにより、ポンプユニット10の内筒12は、図2(b)に示すような膨張状態となり、その状態が維持される。以下、この膨張状態を完全膨張状態、若しくは単に完全膨張という場合がある。
なお、完全膨張とは、搬送物の搬送動作において最も膨張したときを言い、例えば、搬送路を閉塞可能に膨張した状態を意味するものとする。
In the process of supplying compressed air to the fluid chamber V1, the electrical
As a result, the
Incidentally, the term "fully expanded" refers to the state in which the container is most expanded during the transport operation of the transported object, and means, for example, a state in which the container is expanded enough to block the transport path.
[ポンプユニット10の収縮制御]
また、電気系制御部160は、ポンプユニット10が完全膨張した状態から収縮させる場合、吸引用弁126にのみ信号を出力し、対応する供給弁116への信号の出力の停止状態を維持する。
これにより、ポンプユニット10の流体室V1内の圧縮空気は、減圧手段124により吸引され、強制的に排出される。
[Contraction Control of Pump Unit 10]
Furthermore, when the
As a result, the compressed air in the fluid chamber V1 of the
電気系制御部160は、流体室V1からの圧縮空気の排出過程において、流体室V1の圧力の変化を監視する。そして、電気系制御部160は、入力された圧力がポンプユニット10の過収縮状態に達したとされる判定値となったときに、吸引用弁126への信号の出力を停止する。
The electrical
過収縮状態(単に過収縮という場合がある)とは、図2(a)に示すように流体室V1の圧縮空気を給排孔28から大気中に自然に放出して、内筒12の弾性による復元力により自然に収縮させたとき(以下、この状態を自然収縮状態という)よりも、図2(c)に示すように求心方向逆向き(半径方向外向き)に膨張した状態となることを言う。本実施形態では、例えば、内筒12の内周側の圧力が大気圧状態にあるときには、過収縮時の流体室V1の圧力は、大気圧よりも低い状態とされる。
The over-contracted state (sometimes simply referred to as over-contracted) refers to a state in which the fluid chamber V1 expands in the opposite centripetal direction (radially outward) as shown in FIG. 2(c) compared to when the compressed air in the fluid chamber V1 is naturally released into the atmosphere from the supply and
即ち、減圧手段124は、電気系制御部160が供給弁116及び吸引用弁126を制御することでポンプユニット10の流体室V1に負圧を印加し、流体室V1の圧縮空気を強制的に排出することによってポンプユニット10の内筒12を強制的に収縮させる強制収縮手段として機能する。
In other words, the pressure reducing means 124 functions as a forced contraction means that applies negative pressure to the fluid chamber V1 of the
[ポンプユニット210の膨張制御]
電気系制御部160は、ポンプユニット210を膨張させる場合、供給弁116にのみ信号を出力し、排出弁118には信号の出力の停止状態を維持する。これにより、ポンプユニット210は、流体室V2内に圧縮空気が流入し、内筒212が求心方向に膨張する。
[Expansion Control of Pump Unit 210]
When the electric
電気系制御部160は、流体室V2への圧縮空気の供給過程において、流量センサ120から入力される流量の変化と、圧力センサ122から入力される圧力の変化とを監視する。そして、電気系制御部160は、入力された流量と圧力とがポンプユニット210の完全膨張に達したとされる判定値となったときに、供給弁116への信号の出力を停止する。これにより、ポンプユニット210の内筒212は、図3(b)に示すような膨張状態となる。以下、この膨張状態を完全膨張状態、若しくは単に完全膨張という場合がある。
なお、完全膨張とは、搬送物の搬送動作において最も膨張したときを言い、例えば、搬送路を閉塞可能に膨張した状態を意味するものとする。
During the process of supplying compressed air to the fluid chamber V2, the electrical
Incidentally, the term "fully expanded" refers to the state in which the container is most expanded during the transport operation of the transported object, and means, for example, a state in which the container is expanded enough to block the transport path.
[ポンプユニット210の収縮制御]
また、電気系制御部160は、ポンプユニット210が完全膨張した状態から収縮させる場合、供給弁116には信号の出力の停止状態を維持し、排出弁118にのみ信号を出力する。これにより、ポンプユニット210の内筒212は、流体室V2内の圧縮空気が排出弁118を介して大気に放出され、収縮が開始される。図3(a)に示すように収縮する。
[Contraction Control of Pump Unit 210]
Furthermore, when the
電気系制御部160は、流体室V2からの圧縮空気の排出過程において、流体室V2の圧力の変化を監視する。そして、電気系制御部160は、入力された圧力がポンプユニット210の収縮状態に達したとされる判定値となったときに、排出弁118への信号の出力を停止する。これにより、ポンプユニット210は、図3(a)に示すように収縮する。以下、この収縮状態を自然収縮状態、若しくは単に自然収縮ともいう場合がある。
The electrical
[ポンプ装置の動作]
ポンプ装置1は、例えば、次のように動作させることができる。なお、以下の説明では、図1に示すように、図中矢印示す搬送方向に搬送物を搬送するものとして説明する。また、図1中においてポンプユニット10;210や供給弁116、排出弁118、流量センサ120、圧力センサ122、吸引用弁126等に付された()付けのA,B,C,Dは、各ポンプユニット10;210の動作に付随する弁等を特定するための符号である。
[Operation of the pump device]
The
図5,図6は、本実施形態に係るポンプ部8の搬送動作を示す図である。
動作例1では、図5(a)に示すように、全てのポンプユニット10A;210B~210Dが膨張した状態を初期状態として動作を開始するものとして説明する。
5 and 6 are diagrams illustrating the conveying operation of the
In the operation example 1, as shown in FIG. 5(a), the operation is started with the initial state being a state in which all the pump units 10A; 210B to 210D are expanded.
[ステップ1]
まず、電気系制御部160は、ポンプユニット10(A);210(B)~210(D)を完全膨張させるために、供給弁116(A)~116(D)にのみ信号を出力し、吸引用弁126(A)、排出弁118(B)~118(D)への信号の出力を停止状態とする。これにより、ポンプユニット10(A);210(B)~210(D)の流体室Vには、圧縮空気が供給され、各ポンプユニット10(A);210(B)~210(D)の内筒12;212が求心方向に膨張を開始する。
[Step 1]
First, in order to fully expand the pump units 10(A); 210(B) to 210(D), the electrical
そして、電気系制御部160は、流量センサ120(A)~120(D)から入力される流量と圧力センサ122(A)~122(D)から入力される圧力とが、それぞれポンプユニット10が完全膨張したとされる判定値、及びポンプユニット210が完全膨張したとされる判定値に達すると、供給弁116(A)~116(D)への信号の出力を停止する。このとき電気系制御部160は、吸引用弁126(A)、排出弁118(B)~118(D)への信号の出力の停止状態が維持されている。
Then, when the flow rates input from the flow rate sensors 120(A)-120(D) and the pressures input from the pressure sensors 122(A)-122(D) reach the judgment values at which the
これにより、図5(a)に示すように、ポンプ部8を構成する全てのポンプユニット10(A);210(B)~210(D)の内筒12;212が求心方向に完全膨張し、連結された内筒12;212により形成される搬送路が閉鎖状態とされる。
なお、このとき搬送物は、ポンプ部8において最も上流側に位置するポンプユニット10Aまで達しているものとする。
As a result, as shown in FIG. 5(a), the
At this time, it is assumed that the transported material has reached pump unit 10A, which is located most upstream in
[ステップ2]
次に、電気系制御部160は、吸引用弁126(A)にのみ信号を出力し、供給弁116A~116(D)、排出弁118(B)~118(D)への信号の出力の停止状態を維持する。
これにより、ポンプユニット210B~210(D)の内筒212が完全膨張したまま、ポンプユニット10(A)の流体室V1から圧縮空気が減圧手段124により強制的に排出され、ポンプユニット10(A)の内筒12が急速に収縮を開始する。
[Step 2]
Next, the electrical
As a result, while the
そして、電気系制御部160は、圧力センサ122(A)から入力された圧力がポンプユニット10の過収縮状態とされる判定値に達したことを検知すると、吸引用弁126Aへの信号の出力を停止する。このとき、供給弁116(A)~116(D)、排出弁118(B)~118(D)への信号の出力の停止状態が維持されている。
これによりポンプユニット10(A)は、図5(b)に示すように過収縮状態となる。そして、ポンプユニット10(A)が急速に収縮するとともに過収縮状態とされることにより、大きな負圧が得られ、ポンプ部8に達していた搬送物がこの大きな負圧によってポンプユニット10(A)内へと引き込むことができる。
When the electrical
As a result, the pump unit 10(A) enters an over-contracted state as shown in Fig. 5(b). The pump unit 10(A) rapidly contracts and enters an over-contracted state, which generates a large negative pressure, and the material that has reached the
[ステップ3]
次に、電気系制御部160は、排出弁118(B)にのみ信号を出力し、供給弁116(A)~116(D)、吸引用弁126(A)及び排出弁118(C);118(D)への信号の出力を停止状態とする。
これにより、ポンプユニット10(A)が過収縮、ポンプユニット210(C);210(D)が完全膨張を維持したまま、ポンプユニット210(B)の収縮が開始される。
[Step 3]
Next, the electrical
As a result, pump unit 210(B) begins to contract while pump unit 10(A) remains over-contracted and pump units 210(C); 210(D) remain fully inflated.
そして、電気系制御部160は、圧力センサ122(B)から入力された圧力がポンプユニット210の自然収縮状態とされる判定値に達したことを検知すると、排出弁118(B)への信号の出力を停止する。このとき供給弁116(A)~116(D)、吸引用弁126(A)及び118C;118(D)への信号の出力は停止状態が維持されている。
これにより、ポンプユニット210(B)は、図5(c)に示すように自然収縮状態となる。そして、ポンプユニット210(B)の収縮による負圧によって、ポンプユニット10(A)内に引き込まれていた搬送物が、ポンプユニット210(B)内へと引き込まれる。
When the electrical
As a result, the pump unit 210(B) enters a natural contraction state as shown in Fig. 5(c) . Then, due to the negative pressure caused by the contraction of the pump unit 210(B), the transported object that had been drawn into the pump unit 10(A) is drawn into the pump unit 210(B).
[ステップ4]
次に、電気系制御部160は、排出弁118(C)にのみ信号を出力し、供給弁116(A)~116D、吸引用弁126(A)及び排出弁118(B);118(D)への信号の出力を停止状態とする。
これにより、ポンプユニット10(A)が過収縮、ポンプユニット210(B)が自然収縮、ポンプユニット210(D)が完全膨張の状態を維持したまま、ポンプユニット210(C)の収縮が開始される。
[Step 4]
Next, the electrical
As a result, pump unit 210(C) starts to contract while pump unit 10(A) remains in an over-contracted state, pump unit 210(B) in a natural contracted state, and pump unit 210(D) in a fully expanded state.
そして、電気系制御部160は、圧力センサ122(C)から入力された圧力がポンプユニット210の自然収縮状態とされる判定値に達したことを検知すると、排出弁118(C)への信号の出力を停止する。このとき供給弁116(A)~116(D)、吸引用弁126(A)及び排出弁118(B);118(D)への信号の出力は停止状態が維持されている。
これにより、ポンプユニット210(C)は、図5(d)に示すように自然収縮状態となる。そして、ポンプユニット210(C)の収縮による負圧によって、ポンプユニット210(B)内に引き込まれていた搬送物がポンプユニット210(C)内へと引き込まれる。
When the electrical
As a result, the pump unit 210(C) enters a natural contraction state as shown in Fig. 5(d) . Then, due to the negative pressure caused by the contraction of the pump unit 210(C), the transported object that had been drawn into the pump unit 210(B) is drawn into the pump unit 210(C).
[ステップ5]
次に、電気系制御部160は、供給弁(A)及び排出弁118(D)に信号を出力し、供給弁116(B)~116(D)、吸引用弁126(A)及び排出弁118(B);118(C)への信号の出力を停止状態とする。
これにより、ポンプユニット210(B);210(C)が自然収縮の状態を維持したまま、ポンプユニット10(A)の膨張、ポンプユニット210(C)の収縮が開始される。
[Step 5]
Next, the electrical
As a result, the pump unit 10(A) starts expanding and the pump unit 210(C) starts contracting while the pump units 210(B) and 210(C) maintain their natural contraction states.
そして、電気系制御部160は、圧力センサ122(A)から入力された圧力がポンプユニット10の完全膨張状態とされる判定値、圧力センサ122(D)から入力された圧力がポンプユニット210の自然収縮状態とされる判定値に達したことを検知すると、供給弁(A)、排出弁118(D)への信号の出力を停止する。このとき供給弁116(B)~116(D)、吸引用弁126(A)及び排出弁118(B);118(C)への信号の出力は停止状態が維持されている。
これにより、図5(d)に示すように、ポンプユニット10(A)が完全膨張、ポンプユニット210(D)が自然収縮状態となる。そして、図5(d)に示すように、ポンプユニット10(A)が完全膨張、ポンプユニット210(D)が自然収縮状態となることにより、ポンプユニット10(A)内の搬送物がポンプユニット210(B)に押し出され、ポンプユニット210(B)内の搬送物がポンプユニット210(C)に押し出され、ポンプユニット210(C)内の搬送物がポンプユニット210(D)に押し出される。
When the electrical
As a result, the pump unit 10(A) is fully expanded and the pump unit 210(D) is naturally contracted, as shown in Fig. 5(d). As a result, the pump unit 10(A) is fully expanded and the pump unit 210(D) is naturally contracted, as shown in Fig. 5(d), so that the material in the pump unit 10(A) is pushed out to the pump unit 210(B), the material in the pump unit 210(B) is pushed out to the pump unit 210(C), and the material in the pump unit 210(C) is pushed out to the pump unit 210(D).
[ステップ6]
次に、電気系制御部160は、供給弁116(B)にのみ信号を出力し、供給弁116(A);116(C);116(D)、吸引用弁126(A)及び排出弁118(B)~118(D)への信号の出力を停止状態とする。
これにより、ポンプユニット10(A)が完全膨張、ポンプユニット210(C);210(D)が自然収縮の状態を維持したまま、ポンプユニット210(B)の膨張が開始される。
[STEP 6]
Next, the electrical
As a result, pump unit 210(B) starts to expand while pump unit 10(A) is fully expanded and pump units 210(C); 210(D) are maintained in a naturally contracted state.
そして、電気系制御部160は、圧力センサ122(B)から入力された圧力が、ポンプユニット210の完全膨張状態とされる判定値に達したことを検知すると、供給弁116(B)への信号の出力を停止する。このとき供給弁116(A);116(C);116(D)、吸引用弁126(A)及び排出弁118(B)~118(D)への信号の出力は停止状態が維持されている。
When the electrical
これにより、図6(f)に示すように、ポンプユニット210(B)が完全膨張となる。そして、ポンプユニット210(B)の膨張によって、ポンプユニット210(B)内の搬送物が加圧され、ポンプユニット210(C)へと押し出される。ポンプユニット210(C)へと押し出された搬送物は、ポンプユニット210(D)内の搬送物をポンプ部8外の流出路へと押し出す。
As a result, as shown in FIG. 6(f), pump unit 210(B) becomes fully expanded. Then, due to the expansion of pump unit 210(B), the transported material in pump unit 210(B) is pressurized and pushed out to pump unit 210(C). The transported material pushed out to pump unit 210(C) pushes the transported material in pump unit 210(D) out to the outflow path outside
[ステップ7]
次に、電気系制御部160は、供給弁116(C)にのみ信号を出力し、供給弁116(A);116(B);116(D)、吸引用弁126(A)及び排出弁118(B)~118(D)への信号の出力を停止状態とする。
これにより、ポンプユニット10(A);ポンプユニット210(B)が完全膨張、ポンプユニット210(D)が自然収縮の状態を維持したまま、ポンプユニット210(C)の膨張が開始される。
[STEP 7]
Next, the electrical
As a result, pump unit 10(A); pump unit 210(B) are fully expanded, and pump unit 210(D) is naturally contracted, while pump unit 210(C) starts expanding.
そして、電気系制御部160は、圧力センサ122(C)から入力された圧力が、ポンプユニット210の完全膨張状態とされる判定値に達したことを検知すると、供給弁116(C)への信号の出力を停止する。このとき供給弁116(A);116(B);116(D)、吸引用弁126(A)及び排出弁118(B)~118(D)への信号の出力は停止状態が維持されている。
When the electrical
これにより、図6(g)に示すように、ポンプユニット210(C)が完全膨張となる。そして、ポンプユニット210(C)の膨張によって、ポンプユニット210(C)内の搬送物が加圧され、ポンプユニット210(D)へと押し出される。ポンプユニット210(D)へと押し出された搬送物は、さらにポンプユニット210(D)内の搬送物をポンプ部8外の流出路へと押し出す。
As a result, as shown in FIG. 6(g), pump unit 210(C) becomes fully expanded. Then, due to the expansion of pump unit 210(C), the transported material in pump unit 210(C) is pressurized and pushed out to pump unit 210(D). The transported material pushed out to pump unit 210(D) further pushes the transported material in pump unit 210(D) out to the outflow path outside
[ステップ8]
次に、電気系制御部160は、供給弁116(D)にのみ信号を出力し、供給弁116(A);116(B);116(C)、吸引用弁126(A)及び排出弁118(B)~118(D)への信号の出力を停止状態とする。
これにより、ポンプユニット10(A);ポンプユニット210(B);210(C)が完全膨張の状態を維持したまま、ポンプユニット210の膨張が開始される。
[STEP 8]
Next, the electrical
This causes the inflation of
そして、電気系制御部160は、圧力センサ122(D)から入力された圧力が、ポンプユニット210の完全膨張状態とされる判定値に達したことを検知すると、供給弁116(D)への信号の出力を停止する。このとき供給弁116(A);116(B);116(C)、吸引用弁126(A)及び排出弁118(B)~118(D)への信号の出力は停止状態が維持されている。
When the electrical
これにより、図6(h)に示すように、ポンプユニット210(D)が完全膨張する。そしてポンプユニット210(D)の膨張によって、ポンプユニット210(D)内の搬送物は、ポンプユニット210(D)内の搬送物をポンプ部8外の流出路へと押し出す。
As a result, as shown in FIG. 6(h), pump unit 210(D) is fully expanded. Then, due to the expansion of pump unit 210(D), the transported material in pump unit 210(D) is pushed out to the outflow path outside
ポンプユニット210(D)が完全膨張したことにより、ポンプ部8は、全てのポンプユニット10(A);210(B)~210(D)が完全膨張の状態、即ち、ステップ1の状態に戻る。そして、ポンプ装置1は、ポンプ部8がステップ2~ステップ9の状態を繰り返すこと、即ち、ステップ2~ステップ9を1つの搬送サイクルとし、これを繰り返すことで搬送物を上流側から下流側へと搬送可能とされる。
As a result of pump unit 210(D) being fully expanded,
以上説明したように、本実施形態のポンプ装置1によれば、上述の強制収縮手段によりポンプユニット10(A)の内筒12を強制的に収縮させることにより、内筒12がその弾性により自然に収縮したときよりも短い時間で収縮することになり、大きな負圧を搬入路に対して作用させることができる。
As described above, according to the
加えて、強制収縮手段が、ポンプユニット10(A)の内筒12がその弾性により収縮したときの内筒12の内周側の容積よりも、前記容積を拡大させる構成とすることにより、内筒12の内周側により大きな負圧を搬入路に対して生じさせることができる。
In addition, by configuring the forced contraction means to expand the volume of the
その結果、搬送物の粘性が高い場合であっても、最上流に設けられたポンプユニット10(A)によってポンプ部8内に搬送物を引き込むことが可能となり、搬送物の流量の低下(搬送効率の低下)を抑制することができる。つまり、搬送物の粘性に依存することなく、流量の低下を抑制することが可能とされる。
As a result, even if the viscosity of the transported material is high, the transported material can be drawn into the
また、強制収縮手段が、流体室V1から作動媒体である圧縮空気を強制的に排出可能に構成されたことにより、ポンプユニット10(A)の収縮速度及び収縮量を調整することができ、内筒12の収縮によって得られる負圧を可変とすることができる。
これにより、搬送物の物性に応じて、流量の低下を抑制すべく、内筒12の収縮によって得られる負圧を設定することができる。
Furthermore, since the forced contraction means is configured to be able to forcibly discharge the working medium, compressed air, from the fluid chamber V1, the contraction speed and amount of contraction of the pump unit 10 (A) can be adjusted, and the negative pressure obtained by the contraction of the
This makes it possible to set the negative pressure obtained by contraction of the
なお、上記実施形態では、全てのポンプユニット10(A);210(B)~210(D)を完全膨張させた後に、上流側から下流側にポンプユニット10(A)→210(B)→210(C)→210(D)のように順次、収縮させるものとして説明したがこれに限定されない。 In the above embodiment, all pump units 10(A); 210(B) to 210(D) are fully expanded, and then contracted in sequence from upstream to downstream in the order of pump units 10(A) → 210(B) → 210(C) → 210(D), but this is not limiting.
ポンプ部8におけるポンプユニット10(A);210(B)~210(D)を膨張・収縮させる順序、或いは膨張・収縮させる組み合わせは適宜設定すれば良い。
例えば、ポンプ部8内に搬送物を引き込む場合、上記実施形態では、ポンプユニット10(A)のみを収縮させるものとしたが、ポンプユニット10(A);210(B)、或いはポンプユニット10(A);210(B):210(C)を同時、或いは、上流側のポンプユニットからタイミングをずらして収縮させるようにしても良い。このとき収縮するポンプユニットのうち最も下流側に位置するポンプユニットに下流側で隣接するポンプユニットの膨張状態を維持させておくと良い。ここで言うタイミングをずらしてとは、上流側に隣接するポンプユニットが完全に収縮する前に、下流側に隣接するポンプユニットが収縮動作を開始することを言う。
The order in which the pump units 10(A); 210(B) to 210(D) in the
For example, when the transported object is drawn into the
また、例えば、ポンプ部8内から搬送物を押し出す場合、上記実施形態では、ポンプユニット210(D)を収縮しつつポンプユニット10(A)を膨張させるものとしたが、ポンプユニット10(A);210(B)、或いはポンプユニット10(A);210(B):210(C)を同時、或いは、上流側のポンプユニットからタイミングをずらして膨張させるようにしても良い。ここで言うタイミングをずらしてとは、上流側に隣接するポンプユニットが完全に膨張する前に、下流側に隣接するポンプユニットが膨張動作を開始することを言う。
For example, when pushing out a transported object from within the
また、ポンプ部8は、ポンプユニット10を1つ、ポンプユニット210を3つ連結して構成されるものとして説明したが、例えば、ポンプユニット10を2つ、ポンプユニット210を2つとしても良く、ポンプユニット10を3つ、ポンプユニット210を1つとしても良く、全てをポンプユニット10で構成しても良い。
好ましくは、ポンプ部8において、強制的に収縮されるポンプユニット10が、最も上流側に設けると良い。
In addition, the
Preferably, in the
ポンプユニット10は、外筒14が軸方向に伸縮しないため、強制収縮手段により内筒12を強制的に収縮させることができるという特徴がある。
一方、ポンプユニット210は、半径方向に膨張したときに軸方向に収縮し、半径方向に収縮したときに軸方向に伸長するように構成されているため、内筒212を強制収縮手段により内筒212を強制的に収縮させると、その影響が外筒214にも影響が及んでしまう。しかし、ポンプユニット210は、膨張時に軸方向にも収縮するため押し出す力がポンプユニット10よりも大きいという特徴がある。
したがって、ポンプ部8は、2種類のポンプユニット10、ポンプユニット210の特徴を考慮し、搬送物に応じた構成とすれば良い。なお、前述のように、ポンプ部8の構成において、強制的に収縮されるポンプユニット10が、最も上流側に設けると良いことは言うまでもない。即ち、ポンプ部8は、過収縮するポンプユニット10を少なくとも1つ含むように構成されていれば良い。
The
On the other hand, since the
Therefore, the
なお、ポンプユニット210の収縮についても、ポンプユニット10と同様に強制的に収縮させても良い。この場合、弾性体で構成される内筒212及び外筒214において、外筒214の弾性率が内筒212の弾性率よりも大きい素材で構成すると良い。
The
なお、上記実施形態では、ポンプユニット10を強制的に収縮させる方策として、流体室V2における作動媒体を強制的に排出することで内筒12を収縮させるものとして説明したが、これに限定されない。
本発明に係る技術的な思想は、ポンプユニット10の内筒12を強制的に収縮させることにより、内筒12の内周側に大きな負圧を生じさせることにある。つまり、内筒12の弾性による収縮によって得られる内筒12の内周側の負圧よりも大きな負圧が得られるものであれば良い。例えば、強制収縮手段として、内筒12をばねによって半径方向外向きに引っ張るような付勢手段を設けたり、内筒12の一部を予め外筒14に固定しておき、膨張時に内筒12の弾性に対して強制的な負荷を与えておくようにしたり、内筒12の外周側に板ばねを設けておき、膨張時に内筒12の弾性に対して強制的な負荷を与えておくようにしたりしても良い。
In the above embodiment, the method for forcibly contracting the
The technical idea of the present invention is to generate a large negative pressure on the inner circumferential side of the
1 ポンプ装置、8 ポンプ、10 ポンプユニット、12 内筒、14 外筒、
100 搬送制御装置、
110 流体系制御部、112 コンプレッサー、114 レギュレータ、
116 供給弁、118 排出弁、120 流量センサ、122 圧力センサ、
124 減圧手段、126 吸引用弁、160 電気系制御部、
210 ポンプユニット、212 内筒、214 外筒、V1;V2 流体室。
1 pump device, 8 pump, 10 pump unit, 12 inner cylinder, 14 outer cylinder,
100 Transport control device,
110 Fluid system control unit, 112 Compressor, 114 Regulator,
116 supply valve, 118 exhaust valve, 120 flow rate sensor, 122 pressure sensor,
124 Pressure reducing means, 126 Suction valve, 160 Electrical system control unit,
210 pump unit, 212 inner cylinder, 214 outer cylinder, V1; V2 fluid chamber.
Claims (6)
前記外筒の内周面に沿って設けられ、弾性体を素材として構成された内筒と、
外筒及び内筒の両端に設けられ、外筒の内周と内筒の外周との間を閉空間として形成する端部部材とを備え、閉空間に作動媒体を供給することにより内筒が求心方向に膨張し、閉空間から作動媒体を排出することにより内筒の弾性による復元力によって収縮可能とされたポンプユニットが複数連結されたポンプ部と、
前記ポンプユニットを所定の順序で前記膨張をさせることにより内筒の内周側を搬送路として搬送物の搬送を制御する搬送制御装置と、を備えるポンプ装置であって、
前記搬送制御装置は、
前記ポンプ部を構成するポンプユニットの前記内筒の弾性による収縮に加え、強制的な収縮を可能とする強制収縮手段を備え、
前記ポンプ部は、
前記外筒が前記内筒の弾性率よりも弾性率が大きい素材で構成され、前記内筒が求心方向に膨張した時に軸方向に非伸縮とされた第1のポンプユニットからなる第1ポンプユニット部と、
前記外筒が軸方向への伸長が拘束された弾性を有する素材で構成され、前記内筒が求心方向に膨張した時に軸方向に収縮可能とされた第2のポンプユニットを複数連結してなる第2ポンプユニット部と、を備え、
前記第1ポンプユニット部は、前記第2ポンプユニット部の搬送方向上流側に連結されたことを特徴とするポンプ装置。 An outer cylinder,
an inner cylinder provided along an inner peripheral surface of the outer cylinder and made of an elastic material;
a pump section including a plurality of connected pump units each including end members provided at both ends of an outer cylinder and an inner cylinder, the end members forming a closed space between the inner circumference of the outer cylinder and the outer circumference of the inner cylinder, the inner cylinder expanding in a centripetal direction by supplying a working medium to the closed space, and the inner cylinder contracting by a restoring force due to the elasticity of the inner cylinder by discharging the working medium from the closed space ;
A pump device including a conveyance control device that controls conveyance of an object by expanding the pump unit in a predetermined order, the conveyance control device using an inner circumferential side of the inner cylinder as a conveyance path,
The transport control device includes:
a forced contraction means for forcibly contracting the inner cylinder of the pump unit constituting the pump section in addition to the elastic contraction of the inner cylinder,
The pump unit includes:
a first pump unit portion including a first pump unit in which the outer cylinder is made of a material having a higher elastic modulus than the inner cylinder and is made non-expandable in an axial direction when the inner cylinder expands in a centripetal direction;
The outer cylinder is made of an elastic material whose axial extension is restricted, and a second pump unit portion is formed by connecting a plurality of second pump units that are contractible in the axial direction when the inner cylinder expands in the centripetal direction,
The pump device , wherein the first pump unit portion is connected to an upstream side of the second pump unit portion in a conveying direction .
前記第1のポンプユニットを強制的に収縮する場合には第1のポンプユニットの内筒を、前記第1のポンプユニット及び前記第2のポンプユニットの両方を強制的に収縮する場合には前記第1のポンプユニットの内筒及び前記第2のポンプユニットの内筒を、機械的に収縮させることを特徴とする請求項2又は請求項3いずれかに記載のポンプ装置。 The forced contraction means is
4. The pump device according to claim 2, wherein an inner cylinder of the first pump unit is mechanically contracted when the first pump unit is forcibly contracted, and an inner cylinder of the first pump unit and an inner cylinder of the second pump unit are mechanically contracted when both the first pump unit and the second pump unit are forcibly contracted.
ポンプ部において搬送路を形成する全ての内筒を膨張させた状態を初期状態とし、The initial state is a state in which all inner cylinders forming the conveying passages in the pump section are expanded,
上流側の内筒から順次収縮させて全ての内筒を収縮させる工程と、a step of successively shrinking the inner cylinders from the upstream side to shrink all the inner cylinders;
上流側の内筒から順次膨張させて全ての内筒を膨張させる工程と、を繰り返すことにより搬送物を搬送することを特徴とする請求項1に記載のポンプ装置。2. The pump device according to claim 1, wherein the pump device conveys the object by repeating a step of expanding the inner cylinders sequentially from the upstream side until all the inner cylinders are expanded.
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