偏心スクリューポンプ用のピン継手

本発明は、衛生分野に適用可能な偏心スクリューポンプの開放ピン継手と、該ピン継手の作動方法に関する。本発明の継手は、内側及び外側継手ヘッドを備える。各継手ヘッドは、両端にそれぞれ1個のキャップが設けられたピンが貫通する、少なくとも1つの対称的な孔を有する。球状の内側継手ヘッドは、ピン領域において、凸状の孔プロファイルを有する。

特許文献1(独国特許出願公開第102006058166号明細書)には、偏心スクリューポンプ用のピン継手が開示されている。この場合のピン継手は、潤滑剤を継手領域に留めておくためにスリーブに包囲されている。継手の内部空間は、潤滑剤の除去及び交換のために、各継手の中心部に配置した付加的な潤滑剤チャネルを有する構成とすることができる。潤滑剤の交換においては、継手を完全に洗浄することは重要ではないため、このような構成とすれば十分である。

特許文献2(独国特許出願公開第10116641号明細書)には、駆動軸の一部及び結合ロッドの一部を含むピン継手が開示されている。この場合に駆動軸の端部には、同軸状の差し込み収容部が設けられている。この差し込み収容部に、結合ロッドの結合ピンが突入している。差し込み収容部の内壁は、差し込み収容部の内部空間を洗浄するために、互いに対向する2つの洗浄孔を有する。

独国特許出願公開第102006058166号明細書

独国特許出願公開第10116641号明細書

本発明の課題は、衛生分野にも適用可能であり、特に、継手ピンを収容する内側継手ヘッドの孔における、困難ではあるが必要不可欠な洗浄を目的としたピン継手を提供することである。

この課題は、請求項1の特徴部分によって解決される。本発明の更なる構成は、従属請求項に記載したとおりである。

本発明に係るピン継手の第1の態様において、球状の継手ヘッドの端部には、長手方向軸線に対して偏心状に配置された少なくとも2つのチャネルが設けられる。

ピン継手の好適な実施形態において、チャネルは、駆動軸の長手方向軸線からピン継手の外側に向けて、10°〜30°の角度で傾いている。これにより、駆動軸の軸線近傍領域の洗浄液は、内側継手ヘッドに流入し、内側継手ヘッドの内側を、入口に対して半径方向に向けて流れる。このように、継手の洗浄は、継手軸の長手方向軸線を起点とし、内側継手ヘッドから外側継手ヘッドに向けて半径方向に行われる。

洗浄液がピン及び内側並びに外側継手ヘッド間における各隙間に到達するために、ピンの長さは、キャップ径の少なくとも5%の割合で、外側継手ヘッドの外径を越えて突出している。このピンの延長部により、ピンが継手内で半径方向に移動することが可能になり、従って継手の隙間において相対運動が生じる。これにより、洗浄液の循環が達成される。ピンの断面積は、孔の断面積に比べて縮小したものとする。

洗浄液の流れを更に良好にするために、洗浄液用のチャネルは、各内側継手ヘッドのピン領域、即ちピンの孔が、継手軸の長手方向軸線から各外側継手ヘッド方向に向けて相違している領域に達するよう配置する。

本発明に係る開放ピン継手の洗浄は、継手の回転に際して行われる。この場合、継手ヘッドは、継手における偏心状の揺動運動により、半径方向への圧力を洗浄液に加える。即ち、この揺動運動により、ピン及び内側継手ヘッドの孔の間における円筒状の環状空間は、恒常的に縮小及び拡大を繰り返すことになる。このように、それぞれの継手ヘッド・ピン結合部は、洗浄液用の個別的なポンプとして機能するものである。洗浄液は、継手ヘッド及びピン間の隙間が最少の箇所から偏心状に継手内に流入するため、本発明に係るピン継手における時間単位当たりの洗浄液の量は大幅に大きい。洗浄液は、ピン継手の内側領域から外側領域に押し出される。

以下、本発明を略図に基づいて説明する。

2個の開放ピン継手を備える偏心スクリューポンプを示す断面図である。

偏心スクリューポンプの一部として、2つの平行な洗浄液孔を備えるピン継手を示す断面図である。

偏心スクリューポンプの一部として、傾けて配置した洗浄液孔を備えるピン継手を示す断面図である。

偏心スクリューポンプの圧力フランジを示す平面図である。

図1は、内部にロータ40が配置されたステータ38を備える偏心スクリューポンプ36を示す。この場合にロータ40は、ステータ38内で偏心状に運動し、その運動のためにステータ38は、継手軸42を介して中間軸44と結合され、該中間軸44が更に駆動部(図示せず)の駆動軸46に結合されている。ステータの一端には、ねじ50によってポンプハウジング52に固定された圧力フランジ48を着座させている。更に、ポンプハウジング52の上側には、吸入口54が設けられ、その吸入口54を介して、送給すべき媒体がポンプハウジング52内に導入される。

吸入口54は、シールハウジング56と、メカニカルシールリングとすることのできるシール58に対して近接して設けられている。吸入口54は更に、ポンプハウジング52に対して接線方向又はポンプハウジング52上に配置されている。シール58は、駆動軸46と堅固に結合された中間軸44に設けられている。継手軸42は、この場合はピン継手34とした継手を介して、中間軸44のみならずロータ40に対して回転不能に結合されている。

図2は、ピン継手34の一実施形態を示す。この実施形態では、内側継手ヘッド10及び外側継手ヘッド12が示されている。何れの継手ヘッド10,12にも孔14,15,16が設けられ、ピン18がこれら孔14〜16を通って延在している。ピン18は、キャップ20,22間において円筒状に形成されている。これに対して、孔15は、ピン領域において内側に向けて凸状に形成されているため、孔プロファイルが内側から外側に向けて相違、即ち拡大している。孔15におけるこの拡大部により、内側継手ヘッド10に対して必要なピン18の自由運動が可能になる。ピン継手34が回転した場合、内側継手ヘッド10は、偏心状に回転するロータ40によってもたらされる揺動運動を生じ、この揺動運動がロータ40から継手軸を介して2個のピン継手に伝達される。

内側継手ヘッド10の端面24を起点として、対称的な孔15まで延在する2つのチャネル26,28が設けられている。これらチャネル26,28により、ポンプハウジングからの洗浄液が孔15内にピンポイントで到達し、送給された媒体の残部を除去することができる。チャネル26,28は、中間軸44の長手方向軸線30の中心に沿って延在せずに、10°〜30°の角度Aで延在しており、この半径方向に向けられた流れにより、孔15の洗浄が促進される。即ち、洗浄液は、継手ヘッド10が揺動運動するため、半径方向に拡大している孔15の内面によって継手ヘッド10の内側領域から押し出される。継手ヘッドの端部におけるチャネルは、長手方向軸線30に対して間隔を有する状態で、孔15領域において形状が相違している面領域に到達している。

図3は、ピン継手を洗浄液で洗浄するための他の実施形態を示す。この場合も継手ヘッド10は、対称的に延在している孔15を有しており、更には孔15も、長手方向軸線30から外側継手ヘッド12に向けて半径方向に拡大している。チャネル26,28は、継手ヘッド10及び中間軸44の長手方向軸線30に対して平行に延在している。チャネル26,28は更に、外側継手ヘッド12に向けて半径方向に拡大している継手ヘッド10の孔15領域内に到達している。この場合、対称的な孔15領域における洗浄液の循環は、ピン18の運動によってもたらされる。ピン18は、2個のキャップ20,22を有し、これらキャップ20,22は、ピン継手34の位置に応じて該ピン継手34におけるそれぞれの上側に当接するものである。ピン18は、その長手方向軸線に沿って相対運動することにより、孔14,16内における隙間も洗浄される。キャップ20は、ピン18の一部を構成するねじの一部とする。

図4は、偏心スクリューポンプ36における圧力フランジ48の平面図である。同図には、ポンプハウジングにおいて、接線方向に配置された吸入口54も示されている。吸入口54をこのように接線方向に配置することにより、洗浄液がポンプハウジング(ポンプ入口ハウジングとも称する)に流入した際に、渦状の流れ成分が洗浄液に付与され、これによりポンプハウジングの内側が、自己調整的な渦状の流れに沿って、入口領域から出口62まで洗浄される。

10 継手ヘッド 12 継手ヘッド 14 孔 15 孔 16 孔 18 ピン 20 キャップ 22 キャップ 24 端面 26 チャネル 28 チャネル 30 長手方向軸線 34 ピン軸手 36 偏心スクリューポンプ 38 ステータ 40 ロータ 42 継手軸 44 中間軸 46 駆動軸 48 圧力フランジ 50 ねじ 52 ポンプハウジング 54 吸入口 56 シールハウジング 58 シール 62 出口 64 軸線