ダブルダイヤフラムポンプ

Phoenixシリーズ

このPhoenixシリーズは、ダイヤフラムポンプの進化系で、さまざまな業界における流体移送に効率的で信頼できる一台を提供しています。
これらの容積式液圧ポンプは、対向して配されている2つのダイヤフラム (膜) の交互の動きによって動作するシステムで、下にある吸込マニホールドからポンプ本体を通って吐出マニホールドに流体を移動させます。
英語名である「エア駆動式ダブルダイヤフラム」 (AODD) は、ダイヤフラムの動きが空気分配装置を介して空気圧によって制御されることを示しています。

この高い多用途性を持つ設計と優れた性能により、さまざまな粘度の幅広い流体の管理が可能です。
Phoenixシリーズポンプは、かなり深い場所で液体を吸い込み、高いところまで移送することができるため、多くの業界で使用されています。
供給圧は1.5 barから8 barで、これらのポンプはさまざまな環境での作業に適しており、高い信頼と優れた効率で流体を移送します。
Phoenixシリーズは、ダイヤフラムポンプの革新技術と優秀さを体現するもので、多様な業界での流体移送ニーズに理想的です。

ダイヤフラムポンプの動作の仕組み

ダイヤフラムポンプは、対向して配されている2つのダイヤフラムの動きを使って動作するエア駆動式液圧ポンプです。

主な構成部品は次のとおりです。

  • 中央本体:両端に対向するエアチャンバーがあり、空気分配装置で繋がっている構造です。
    この分配装置を通って、必要な圧縮空気が吸気と排気が行われます。
  • 空気分配装置:2つの対向するチャンバー内の空気の連続切り替えを行うもので、流体と空気の体積をほぼ1対1となるように維持します。
    スプールによる一方のチャンバーからもう一方のチャンバーへの空気の通りの開閉を切り替えるシャフトに連結された可動するブッシングで構成されており、中央本体への出し入れを考慮して固定されている円筒形の本体に収納されています。
    FLUIMACの空気分配装置は、2 barから8 barの間でダブルダイヤフラムポンプを動作することが可能です。さらに、周囲の溝の本数と位置および部品同士の摩擦を変えることで、ダイヤフラムポンプの性能を向上させることが可能です。これを実現するためには、
    – 片方のチャンバーに空気を完全に充填し、同時にもう片方のチャンバーの空気を完全に排出させる必要があります。これは、各ダイヤフラムの力バランスが均衡し、ポンプの動作が停止するのを避けるためです。
    – 摩擦が高すぎると、同心円部品同士の滑りが鈍くなり、より多くの空気圧とその消費が必要となり、ダイヤフラムポンプは、高い圧力で始動することになります。

    • ダイヤフラムは、流体の動きを実現するダイヤフラムポンプにはとても重要な部品で、弾性素材で作られています。
      ゴム製で、その化学特性は、使用環境に応じて変えることができます。
      その一方は圧縮空気と接触し、もう一方は作動流体と接触します。
      ふたつのダイヤフラムは、完全に対向して配置されており、作業サイクル時は全く逆の動作を行います。つまり、一方が膨張して流体の移送が可能になると、もう一方は収縮して流体チャンバー内に真空を作り出し、流体の吸い込みを可能にします。
      ダイヤフラムは、分配装置の動作を妨げない形状で、曲げ応力を軽減したり、推力を高めたりすることができます。

    ゆえに、ダブルダイヤフラムポンプと呼ばれているのです。

    • ポンプ本体は、ダブルダイヤフラム式エア駆動ポンプの流体が通るチャンバーのことを指しています。
      それぞれのチャンバーには、その吸込口と吐出口にそれぞれボール式のチャッキバルブがついており、流体の吸込み・吐出のフェーズに応じて開閉されます。
      ボールとシートとケージで構成されるこのバルブは、ポンプ本体の吸込路および吐出路の直径と完全に同心に配置されており、流体漏れを防ぎ、流体が内径をスムーズに通過できるようになっています。
      このボールは内周に完全にはまるようになっているので流体の逆流を防ぎます。さらに、ケージがボールの横方向への動きを制限し、縦方向の動きに限定します。
      ダイヤフラムポンプ本体の処理容量を変えることで、流量を変えることができます。さらに、構成材料 (PP、PVDF、POMc、AISI、アルミニウムなど) に基づいて、化学的に異なる液体の処理が可能です。
    • マニホールド は、ダブルダイヤフラムポンプの流体が通るための流路です。吸込マニホールドと吐出マニホールドがあり、ふたつの対向するチャンバーに繋がっています。その直径に基づいて、異なる流量を移送することが可能で、使用する液体の性質に応じて、ポンプ本体と同じ材料で作られています。

ダイヤフラムポンプの動作の仕組み

ダブルダイヤフラムエア駆動ポンプの動作原理

ダイヤフラムポンプは容積式液圧ポンプで、作動流体を時間と共に周期的に変化する制御容積で処理します。基本的にその流れは非定常流です。
Phoenixダイヤフラムポンプでは、対向して配置されている2つのダイヤフラムが交互に動くことで、流体が下にある吸込マニホールドからポンプ本体を経由して吐出マニホールドへと流れます。
英語では、AODD (Air Operated Double Diaphragm:エア駆動式ダブルダイヤフラム) と呼ばれています。これは、圧縮空気が分配装置を通じてポンプチャンバーに隣接するエアチャンバーに送り込まれ、シャフトを制御することで、空気の力でダイヤフラムに動き与える仕組みになっているためです。
このメカニズムにより、ダイヤフラムポンプは、エア駆動ダイヤフラムポンプやエア駆動ダブルダイヤフラムポンプなどとも呼ばれています。

ダブルダイヤフラムポンプにおいて、比較的コンパクトなサイズにもかかわらず、作動流体の揚程が高いのが特徴です。すでにプライミングされている場合、9メートルから液体を吸い込んで、9.8メートルの高さまで移送することが可能です。
この高さは、その流体の粘度によって制限される場合があり、粘度が高いほど、揚程は低くなります。

一方、供給される圧力は、分配装置を構成する部品と利用可能な空気の流路との摩擦によって制限を受けることになります。
流体と空気の比は約1対1となっています。
さらに、中小レベルの流量で、中高レベルの揚程を持つエア駆動ダブルダイヤフラムも製作は可能です。

一般的なダイヤフラムポンプは、1.5 barから8 barの範囲の供給圧力で動作します。

Fluimac - Pumps we trust

ダイヤフラムポンプの動作サイクルを見てみましょう

フェーズ1 空気側  空気が、分配装置の流路の開口部から左側のエアチャンバーに送り込まれ、そのダイヤフラムが膨張します。シャフトが右側のダイヤフラムを引っ張ることで収縮し、右側のエアチャンバーにある余分な空気が押し出されます。

フェーズ1 流体側  左側の流体チャンバーでは、ダイヤフラムの圧力を受け、流体が吐出マニホールドから放出されます。吸込側のボールバルブが閉じており、吐出側のボールバルブは開きます。

右側の流体チャンバーでは、ダイヤフラムの空気が押し出されたことで真空状態となり、吸込側のボールバルブが開き、吸込マニホールドから流体が吸引されます。
吐出側のボールバルブは閉じた状態です。

フェーズ2 空気側  左側のエアチャンバーへの充填が終わりと放出が開始します。分配装置の他の流路が開いて、右側のエアチャンバーに空気を送り、ダイヤフラムが膨張します。

フェーズ2 流体側 左側の流体チャンバーの吐出が終わると、左側のチャンバーが流体で満たされます。
吸込側のボールバルブは、作り出された真空によって開き、流体は吸込マニホールドを流れます。
逆に、右側の流体チャンバーでは、流体が吐出マニホールドを押し込むため、吸込側のボールバルブが閉じて、吐出側のボールバルブが開きます。

わずかふたつの作動フェーズで、休止する時間もなく、ダブルダイヤフラムエア駆動ポンプのサイクルは完結し、繰り返し運転が可能になります。

ダブルダイヤフラムエア駆動ポンプのメリット

  • 休止またはキャビテーションが発生しない:遠心ポンプとは異なり、エア駆動ダイヤフラムポンプはどんな流量でもキャビテーションを発生させることがありません。チャンバー内の圧力が流体の蒸気圧を下回ることがなく、流体が蒸発するリスクがないためです。
    Fluimac S.r.l.におけるダブルダイヤフラムポンプの製造には長い歴史があり、ポンプ本体からフィードを分離する方法を開発し、組み立ての複雑さを解消しました。そのおかげで、部品やガスケット、Oリングが固着する危険を回避し、空気の流路を増やし、エア駆動ポンプが失速するリスクを減らします。
    さらに、締め付けねじの本数を増やしたことで、ガスケットへの圧力が強まり、その結果ポンプ漏れのリスクが軽減されています。
  • 自吸式:このダイヤフラムポンプは自吸式です。そのため、空の状態、つまりプライミング液がなくても、自由表面よりも最大で4メートルの高さまで流体を吸い上げることが可能です。ポンプやダイヤフラムを損傷するような温度上昇や摩擦の危険もありません。すでにプライミングされている場合は9メートル下から液体を吸い上げ、最大9.8メートルまでポンプアップすることができます。
  • 電気不要:エア駆動ダイヤフラムポンプの駆動には空気圧縮システム (1から8 bar) が必要です。これは、近くに電気がない場合、大きなメリットとなります。
  • ほぼすべての流体処理が可能:ダイヤフラムポンプは圧縮空気で駆動するため、幅広い用途と使用圧力に対応します。さらに、が広く多様であるため、ポンプチャンバーは、扱う液体に関係なく、密度や粘度の高い流体でも充填および排出を行います。ダブルダイヤフラムポンプならば、非常に強い酸性やアルカリ性、腐食性の流体、塗料、接着剤、最大50 CPSの粘性のある流体、食品の処理が可能です。さらに、小型ポンプの場合は直径2 mmまで、大型ポンプの場合は直径12 mmまでの固体粒子を含む流体にも対応可能です。エア駆動ダイヤフラムポンプに許容最大限の粘性を持つ流体を処理する場合は、その性能は、最大で公称流量の90%低下します。
  • 簡単調整:供給する空気の圧力を下げたり、吸込マニホールドを閉じたりするだけで、簡単に流量を変えることができます。このため、PHOENIXエア駆動ダブルダイヤフラムはさまざまなタイプのシステムに適応でき、2 barから8 barまでの供給圧力に応じて、さまざまな性能曲線を実現することが可能です。

     

  • 適応性と多用途性:用途ニーズに応じて選択可能
    • さまざまなシステムレイアウトに適応できる複数のアタッチメントが用意されているポンプとダブルダイヤフラム
    • 水中使用可能なダブルダイヤフラムポンプ (タンクの排水に便利)
    • ACCURATEダブルダイヤフラムポンプ (リモートコントロール付き) は、さまざまなシステムレイアウトに適応できる複数のアタッチメントが用意されているダブルダイヤフラム
    • ツインダブルダイヤフラムポンプ (チャンバーとマニホールドが分かれており、同時に2つの液体を移送することが可能)
    • ドラム缶やタンクに設置したり、吊り下げたりすることのできるダブルダイヤフラムポンプ
    • 高粘度流体用のホッパー下に設置することのできるダブルダイヤフラムポンプ
    • 食品用ダブルダイヤフラムポンプ
    • ダイヤフラムパウダーポンプ (粉末の移送用)
    • 移動を容易にするカートに設置されたダイヤフラムポンプ
Vantaggi della pompa pneumatica a doppia membrana

ダイヤフラムポンプの素材選び

ダイヤフラムポンプの材料選びは、システムに適した性能を発揮し、オペレーターと環境の安全とポンプ自体の保護、そして液体と構造材料の化学的および温度的適合性を確保するために大変重要です。

材料は、ポンプ本体 (マニホールドを含む)、ダイヤフラム、ボール式のチャッキバルブ、ガスケットを必要に応じて異なる材料を選ぶことが可能です。

  • ポリプロピレン (PP) 製の構成部品を備えたダブルダイヤフラムポンプは、広範囲の化学的適合性が必要な一般的な用途向けです。
    ATEX環境向けの導電性を有するバージョンもあります。
  • PVDF製の構成部品を備えたダブルダイヤフラムポンプは、酸や高温に対する優れた耐性が必要な用途向けです。
    ATEX環境向けの導電性を有するバージョンもあります。
  • アセタール (プロオピオメラノコルチン) またはアルミニウム製の構成部品を備えたダブルダイヤフラムポンプは、溶剤や炭化水素または耐摩耗性が必要な用途向けです。
  • AISI 316製のダブルダイヤフラムポンプは、腐食と摩耗に非常に優れた耐性を持っており、さらに電解研磨処理が施されたAISI 316製は食品用途向けです。
Scegliere il materiale della pompa a membrana

ダイヤフラム、ボール、ガスケット:

  • NBRは、油性流体、石油、水、炭化水素、比較的穏やかな化学製品全般に適しています。
    最も一般的に使われている材料です。
  • EPDMは、アルカリ溶液、希釈酸、ケトン、およびアルコール、さらに研磨性液体向けです。
  • PTFEは、広範な化学的適合性を持ち、さらに腐食に強く、ノンスティック性を有しています。
    高温での用途に適しています。
  • HYTREL製のダイヤフラムは、低温と摩耗に優れています。最も一般的に使われている材料です。
  • SANTOPRENE製のダイヤフラムは、溶液や希釈酸に最適です。
  • AISI製のボールは、摩耗および腐食に非常に優れた耐性を必要とする場合または非常に粘度の強い流体に適しています。
  • VITONのガスケットは、熱や腐食性物質、および炭化水素に良好な耐性を有しています。
    一般的なダイヤフラムポンプに最も使用されています。
Membrane sfere guarnizioni per Pompe a doppia Membrana

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