Vane pump, including a two-part stator

申请号 JP2007531696 申请日 2005-09-16 公开(公告)号 JP4599406B2 公开(公告)日 2010-12-15
申请人 マソ プロセス‐プンペン ゲーエムベーハー; 发明人 フロム,ウルリヒ;
摘要
权利要求
  • (a)ステータ(42)と、
    (b)シャフト部(8)および起伏のあるディスク形状を備えた半径方向に突出したウェブ(12)を有するロータと、
    (c)所定の半径方向の高さと所定の軸方向の幅を備え、前記ロータの前記突出したウェブ(12)と係合している噛み合いスロット(112)を備えたスクレーパ(110)と、
    を備えてなり、
    (d)前記ステータ(42)は、前記ロータの前記半径方向に突出したウェブ(12)を取り囲んでいる周方向の壁を画定し、かつ概ねカップ型の第1の ステータ部材(44)および概ねカップ型の第2の ステータ部材(46)を備え、
    (e)前記スクレーパ(110)は、前記ステータ(42)内に 全体が配置され 、周方向に固定されるとともに、実質的に軸方向に往復運動できるように支持され、
    (f)前記ステータ(42)は、前記スクレーパ(110)と共に入口ポート(68)を備えたポンプ(2)の入口チャンバ(138)と、出口ポート(70)を備えた前記ポンプ(2)の出口チャンバ(142)と、前記入口チャンバ(138)から前記出口チャンバ(142)へ延びる通路(140)と、を画定し、
    前記スクレーパ(110)は、前記入口チャンバ(138)と前記出口チャンバ(142)との間の仕切りを形成し、前記ロータの前記ウェブ(12)は、前記入口チャンバ(138)、前記通路(140)、前記出口チャンバ(142)および前記スクレーパ(110)の前記スロット(112)を通って回転可能であることを特徴とする回転容積ポンプ。
  • 前記ステータ(42)が、前記ポンプ(2)のハウジング(20)内に固定されたライナを形成することを特徴とする請求項1記載のポンプ。
  • 前記第1のステータ部材(44)と前記第2のステータ部材(46)が、プラスチック材料で形成されることを特徴とする請求項1もしくは2記載のポンプ。
  • 前記第1のステータ部材(44)と前記第2のステータ部材(46)が、ポリアミドで形成されることを特徴とする請求項3記載のポンプ。
  • 前記ハウジング(20)が、円筒チューブ(22)と2つの円形の端部プレート(24,26)で実質的に構成されることを特徴とする請求項 2に記載のポンプ。
  • 前記ハウジング(20)は、主にステンレス鋼で形成されることを特徴とする請求項 2に記載のポンプ。
  • 前記第1のステータ部材(44)と前記第2のステータ部材(46)とは、円弧形状を備えた第1の接触エリア(64)および円弧形状を備えた第2の接触エリア(66)で互いに接触しており、
    前記ステータ(42)の前記入口ポート(68)は、前記第1のステータ部材(44)の周方向の壁内にある第1の凹部および前記第2のステータ部材(46)の周方向の壁内にある反対側の第1の凹部によって構成され、
    前記ステータ(42)の前記出口ポート(70)は、前記第1のステータ部材(44)の前記周方向の壁内にある第2の凹部および前記第2のステータ部材(46)の前記周方向の壁内にある反対側の第2の凹部によって構成されることを特徴とする請求項1〜6のいずれかに記載のポンプ。
  • 前記第1の接触エリア(64)および前記第2の接触エリア(66)の近傍で、かつ前記第1のステータ部材(44)の前記第1の凹部および前記第2の凹部の近傍において、前記第1のステータ部材(44)の前記周方向の壁に設けられた第1のシール部材(72)と、
    前記第1の接触エリア(64)および前記第2の接触エリア(66)の近傍で、かつ前記第2のステータ部材(46)の前記第1の凹部および前記第2の凹部の近傍において、前記第2のステータ部材(46)の前記周方向の壁に設けられた第2のシール部材(74)と、を備えることを特徴とする請求項7記載のポンプ。
  • 前記第1のシール部材(72)は、前記第1のステータ部材(44)の前記周方向の壁の外側面に設けられた第1の溝(78)内に位置する第1のO−リングであり、
    前記第2のシール部材(74)は、前記第2のステータ部材(46)の前記周方向の壁の外側面に設けられた第2の溝(78)内に位置する第2のO−リングであることを特徴とする請求項8記載のポンプ。
  • 前記第1の接触エリア(64)および前記第2の接触エリア(66)に設けられた溝と、前記第1のステータ部材(44)と前記第2のステータ部材(46)の前記第1の凹部と前記第2の凹部の近傍において前記第1のステータ部材(44)および前記第2のステータ部材(46)の前記周方向の壁の外側面に設けられた溝(78)と、の中に位置する単一に型成形されたシール部材(150)を備えることを特徴とする請求項7記載のポンプ。
  • 前記第1の接触エリア(64)および前記第2の接触エリア(66)に設けられた溝と、前記入口ポート(68)および前記出口ポート(70)の壁に設けられた溝と、の中に位置する単一に型成形されたシール部材(150)を備えることを特徴とする請求項7記載のポンプ。
  • 前記ステータ(42)内に固定され、前記スクレーパ(110)の前記支持を提供する前記スクレーパ(110)のガイド(92)をさらに備えることを特徴とする請求項1〜11のいずれかに記載のポンプ。
  • 前記ガイド(92)は、概ね凹型プレートの形状を備えることを特徴とする請求項12記載のポンプ。
  • 前記ステータ(42)内の溝(96,98,100,102,104)内にあるエッジ領域の少なくとも一部によって、前記ガイド(92)が前記ステータ(42)に固定されることを特徴とする請求項12,13のいずれかに記載のポンプ。
  • 前記ガイド(92)が金属で形成されることを特徴とする請求項14記載のポンプ。
  • 前記スクレーパ(110)は、概ね凹型プレートの形状の単一の加工物であり、
    前記スクレーパ(110)は、所定の深さを有するとともに、半径方向の外側エッジ面に沿って延びる第1のスロット(120)を含み、
    さらに前記スクレーパ(110)は、第2のスロット(124)と第3のスロットを備え、 前記第2のスロット(124)および前記第3のスロットは、各々所定の深さを有し、半径方向に前記スクレーパ(110)の一つの前側エッジ面ともう一つの前側エッジ面それぞれに沿って延び、
    前記3つのスロット(120,124)は、前記ガイド(92)の一部を収容し、前記スクレーパ(110)が前記実質的に軸方向に前記往復運動することを可能にするように設計されていることを特徴とする請求項12〜15のいずれかに記載のポンプ。
  • 前記スクレーパ(110)は、プラスチック材料で形成されることを特徴とする請求項1〜16のいずれかに記載のポンプ。
  • 前記スクレーパ(110)は、ポリアミドで形成されることを特徴とする請求項17記載のポンプ。
  • 前記ハウジング(20)付近に位置する軸受(134)によって、前記ロータが支持されることを特徴とする請求項 に記載のポンプ。
  • 前記ポンプ(2)は、前記軸受(134)を収容している支持部分(6)を備え、前記ハウジング(20)は、前記支持部分(6)に固定されていることを特徴とする請求項19記載のポンプ。
  • 说明书全文

    本発明は、“サインポンプ” (ドイツ、lllsfeld74358にあるMASO Process−Pumpen GmbH社が、何年もの間、製造販売してきたポンプを“サインポンプ”と称する)で知られる型の回転容積ポンプに関する。

    この型のポンプは、起伏した形状(つまり、ディスクの少なくとも一つの前面がディスクの回転軸に垂直な平面を形成せず、回転軸を中心に周方向の道に沿ってたどるとき、ディスクの仮想の中央平面から周期的に変化する距離を備えている)を備えた回転可能なディスクを有している。 ディスク、より正確にはロータの半径方向に突出するウェブは、ポンプの周方向に固定されるとともに、ポンプの実質的に軸方向には自由に往復運動するスクレーパと係合し、これによりウェブの軸方向の振動運動に“追従する”。 スクレーパの一方つまりポンプの吸い込み側では、“チャンバ”はロータが回転することで開かれ、大きさが徐々に増加する。 スクレーパのもう一方つまりポンプの圧側では、チャンバ内に含まれる物質がスクレーパによって円形の道に沿って動くことを妨害されるので、これらの“チャンバ”の大きさがロータが回転することで徐々に減少する。

    この型のポンプは本技術分野で知られている。 この型のポンプは広い範囲の用途に適しているが、用途の最も顕著な分野は、食品材料産業、化学やバイオ化学産業、医療産業および化粧品産業における流動性があり、かつ比較的粘性のある物質のポンプ輸送である。 ヨーグルト、スープ、ソース、マヨネーズ、フルーツジュース、チーズ材料、チョコレート、塗料、化粧用クリームおよびリップスティック材料は、本技術のポンプの手段で汲み上げることが可能な物質の一部として説明され得る。

    サイン型ポンプとサイン型モータ(ポンプのように設計されているが、駆動トルクを発生させる圧力流れを利用している)が様々な構造で知られている。 米国特許第3,156,158号は、サイン型モータを備えた歯科用ドリル装置を開示している。 モータのハウジングは、中空の円筒形状である。 ステータは、約180°の範囲のロータのウェブの外側周方向の面に接するようにハウジング内に位置している。 ステータは概ねスリーブ型の形状だが、完全な360°の円に延びてはおらず、スロットによりスクレーパを保持するように軸方向に延びる断続スロットを含んでいる。 作動流体の漏れに対してモータをシールすることは、ロータウェブ、入口ポートおよび出口ポートから比較的離れた所にあるハウジングの軸方向の端部付近に位置するシールリングによって効果的になされる。

    ドイツ、lllsfeld74358にあるMASO Process−Pumpen GmbH社が、ハウジングの内側周方向に沿って180°よりも少し広い範囲に延びるステータを備えたサインポンプを何年間も製造販売してきた。 入口チャンバと出口チャンバを形成しているハウジングの部分は、ステータに整列していない。 スクレーパは、複雑な支持部材の手段によってハウジング内に支持されている。

    本発明の目的は、比較的簡潔で安価な製造を可能にするサインポンプを提供することである。

    本発明のさらなる目的は、定位置での効率的な清掃(“CIP”)を可能にするサインポンプを提供することである。

    本発明によると、回転容積ポンプは、
    (a)ステータと、
    (b)シャフト部および起伏のあるディスク形状を備えた半径方向に突出したウェブを有するロータと、
    (c)所定の半径方向の高さと所定の軸方向の幅を備え、前記ロータの前記突出したウェブと係合している噛み合いスロットを備えたスクレーパと、
    を備えてなり、
    (d)前記ステータは、周方向の壁を画定し、かつ概ねカップ型の第1の部材および概ねカップ型の第2の部材を備え、
    (e)前記スクレーパは、前記ステータ内に位置し、周方向に固定されるとともに、実質的に軸方向に往復運動できるように支持され、
    (f)前記ステータは、前記スクレーパと共に入口ポートを備えたポンプの入口チャンバと、出口ポートを備えた前記ポンプの出口チャンバと、前記入口チャンバから前記出口チャンバへ延びる通路と、を画定し、
    前記スクレーパは、前記入口チャンバと前記出口チャンバとの間の仕切りを形成し、前記ロータの前記ウェブは、前記入口チャンバ、前記通路、前記出口チャンバおよび前記スクレーパの前記スロットを通って回転可能である。

    半径方向に突出したウェブ(つまり“起伏のあるディスク”)は、ロータの一体型の部分であり得る。 しかし、ディスクは、ロータのシャフト部分と分けて機械加工し、加工後にシャフト部分に固定される部品であることがより望ましい。 シャフト部分とディスク部分は、通常は金属で形成されている。

    ウェブ面を周方向(半径方向にロータの中心に向かって見るように)にスキャンするとき、ディスクの一つの前面または両方の前面が正確にまたは概ね数学的なサイン曲線に追従することが好ましい。 ウェブは、該ウェブの各々の側に2つのチャンバを備え、合計4つのチャンバが360°の円周に沿って90°間隔にあるように、360°の“円周”内に2つの完全なサイン曲線の周期を描写することが望ましい。 しかし、例えばサイン曲線のカーブの代わりに、一定の半径のカーブを備えたような他の種類の起伏のある形状も可能である。 曲率半径は、スクレーパとの共同の作動を促進するのに小さくしすぎない方が良い。

    スクレーパの噛み合いスロットは、ウェブが平面でなくともロータのウェブと係合できる形状を有している。結果的に、スクレーパの入口側と出口側の両方およびウェブの両側に湾曲した移行部がある。 スロットの半径方向内側の端部では、ウェブのそれぞれの面とディスクのハブの隣接する円筒面との間の湾曲した移行部に適合するスクレーパの半径方向内側の面へ湾曲した移行部がある。

    ステータに関する“概ねカップ型の部材”という用語は、ステータ部材の全体の形状を非常に大まかに説明するものである。 前記用語は、“概ねカップ型の部材”の底は実質的に平らであり、かつ閉じているということ(一般的な飲み物用カップのように)は意味していない。 図に示される本発明の実施例は、“概ねカップ型”の意図的な幅広い意味を表している。 ステータは2つのカップ型部材から構成され、補足の部材が含まれないことが望ましい(シール要素または固定要素のような補助的な要素は考慮していない)。

    ステータは、前記ポンプのハウジング内に固定されるライナを形成することが望ましい。 このような設計で、ハウジングとライナの材料を最適に選択できる。 一方、ステータを収容するハウジングを備えることなく、ハウジングの機能を満足するステータを備えるポンプを作ることが可能である。 ハウジングが存在する場合には、以下の主な部品で構成されることが望ましい:円筒ボディ、2つの円形端部プレート、2つのパイプソケット;残りは、スクリュ、固定ピン等の補助的部品である。 主な部品は金属であることが望ましい。 ステンレス鋼は非常に適した金属であるが、汲み上げられる物質によって腐食しない他の金属も適している。 ハウジングのボディとして、内周と2つの前面の最小限の機械加工のみが必要であるチューブ形状をしたワークを利用することが可能である。 端部プレートも最小限の機械加工が必要である。 一般的に、パイプソケットの端部が挿入される2つの半径方向の開口部を備えるハウジングのボディに、2つのパイプソケットが溶接されている。

    第1のステータ部材および第2のステータ部材は、プラスチック材料、さらに好ましくはデュロプラスチック樹脂で形成されることが望ましい。 高い強度、小さい熱膨張および低い吸湿性により、ポリアミドが特に望ましい。 他に、例えば、ポリエーテルエーテルケトン(PEEK)のような他の適切なプラスチック材料が存在する。 ステータ部材の材料について説明してきたことは、スクレーパの望ましい材料にも適用できる。 ステータ部材とスクレーパは、同じ材料で形成される必要はない。

    ステータ部材は、その後の機械加工が必要ないほどの精密さで型成形され得る。 代替として機械加工が型成形の後に提供され得る。

    第1のステータ部材および第2のステータ部材は、円弧形状を備えた第1の接触エリア(入口ポートと出口ポートの大きさに依存した一般的に約160〜210°)と円弧形状を備えた第2の接触エリア(一般的に10〜60°)で互いに接触することが望ましい。 入口ポートは、第1のステータ部材と第2のステータ部材の周方向の壁内にある一対の第1の凹部によって構成されることが望ましい。 各凹部は、半径方向から見て実質的に半円形状を備え得る。 出口ポートは同様の方法で構成され得る。

    汲み上げられた物質によって汚されるハウジングの領域を小さくするために、ハウジングとステータとの間の隙間(一般的に狭い)へ汲み上げた材料が漏れることに対して、接触エリア付近と入口ポートおよび出口ポート付近でステータ部材をシールすることが望ましい。 一つの望ましい設計は、短い距離で接触エリアと入口ポートおよび出口ポートに実質的に平行に延びるように、第1のステータ部材に第1のシール部材(好ましくはO−リング)を提供し、同様の方法で第2のステータ部材に第2のシール部材を提供することである。 シール部材を収容している溝は、ステータ部材の周方向の壁の外側面に、好ましくはステータ部材が型成形されるのと同時に形成され得る。

    第2の望ましい設計は、前記第1の接触エリアと前記第2の接触エリア内に提供された溝内および入口ポートと出口ポートに実質的に平行な周方向の壁の外側面内に提供された溝内に位置する一つの単一に型成形されたシール部材を提供することである。

    第3の望ましい設計は、前記第1の接触エリアと前記第2の接触エリア内に提供された溝および前記入口ポートと前記出口ポートの壁内に提供された溝内に位置する一つの単一に型成形されたシール部材を提供することである。 前記入口ポートと前記出口ポートの壁内に提供された溝内に位置する単一に型成形されたシール部材のこれらのセクションが、各パイプソケットの外側円筒面と係合し得る。 ステータを収容するハウジングがなく、パイプソケットがステータに固定される場合には、第3の望ましい設計は特に適している。

    第2の望ましいシール設計および第3の望ましいシール設計は、単一の型成形されたシール部材が4つのシール部材に置き換わるように変更し得る。 一つのシール部材は第1の接触エリアの長さで、一つのシール部材は第2の接触エリアの長さで、2つのシール部材は各々入口ポートと出口ポートを囲んでいる(ステータの外側円筒面にある溝内に位置するか、入口ポートと出口ポートの壁の溝内に位置している)。

    ステータとパイプソケットの間を代替的にシールすることは、パイプソケットの周方向の溝内に位置するシールリングによって効果的に実施され得る。 この代替案は、独立したシールリングを用いるか、単一に型成形されたシール部材の対応するセクションを用いて実行され得る。

    ステータ部材内でスクレーパを直接支持することは原則的に可能である。 しかし、ステータ内に固定され、スクレーパの支持を提供するガイド部材、つまり、周方向にスクレーパを固定し、スクレーパが実質的に軸方向に往復運動することを可能にするガイド部材を提供することがより望ましい。 これにより、スクレーパが往復運動することによる磨耗をさらに容易に防止することが可能である。

    スクレーパのガイドは、凹型のプレートの形状を一般的に備えることが望ましい。 凹型のプレートは、従来のサインポンプ内にあるガイドを提供している複雑な加工物より非常に簡潔で安価である。 凹型のプレート形状を備えるまたは備えないガイドは、金属で構成されることが望ましい。

    ハウジングに対しスクレーパのガイドを固定する特に簡潔で望ましいオプションは、ステータの溝内にガイドのエッジ領域の少なくとも一部を配置することである。 これらの溝は、ステータ部材を型成形すると同時に形成されるか、または機械加工され得る。

    所定の深さを備える適切な溝の手段によって、スクレーパがガイドと係合することが望ましい。 図に示される本発明の実施例は、ガイドをより明確に説明している。

    ロータは、ステータ内またはハウジング内に位置する軸受によって支持されるのではなく、ステータ付近またはハウジング付近に位置する軸受によって支持されることが望ましい。 ポンプ全体(一般的に電気モータである駆動モータは考慮しない)は、ロータの軸受を収容している支持部分を備えていることが望ましく、ステータまたはハウジング(つまり、ポンプハウジング本体)は前記支持部分に固定されている。

    本発明は、ポンプ全体だけでなく構成要素に関係していることも重要である。 特に、ここに開示されるようなステータは、本発明のさらなる主題であり、ここに開示されるようなガイドは、本発明のさらなる主題であり、ここに開示されるようなスクレーパは、本発明のさらなる主題であり、ここに開示されるようなガイドとスクレーパアッセンブリは、本発明のさらなる主題であり、ここに開示される様々なシールとシール部材は、本発明のさらなる主題である。

    図1は、ポンプ部分4即ちポンプ本体4および支持部分6を備えた全体のポンプ2を示す。 ポンプ本体4は、図2から図9を参照してより詳細に説明される。 さらに、支持部分6は以下に説明される。 図1の右手側において、シャフト8の端部は、支持部分6から突出している。 図示していないが一般的に電気モータであるドライブモータが直接連結されるか、または、例えばギアまたはプーリなどを介して、あるいは、シャフト8に連結されたカップリングを介して、シャフト8にトルクを伝達している。

    図4を参照すると、シャフト8の左手部分が見られる。 ディスク部材10は、キーでシャフト8に固定され、シャフト8と一体で回転する。 以下、ディスク部材10を“ディスク10”と示す。 シャフト8とディスク10は、ロータ11の一部である。

    ディスク10は、半径方向に突出したウェブ12を備えている。 ウェブ12は、軸方向の厚さ14と所定の外部直径を有する。 ウェブ12は、右手(表面)面16と左手(表面)面18を備えている。 例えば、指先で外部直径、右手(表面)面16の外周に沿ってたどると、半径方向に(厳密な数学的な意味は必要ない)シヌソイド曲線が描かれ、シャフト8の軸に直に交わる中央平面に対して起伏がある。 360°の円周に沿って、サイン曲線の2つの完全な周期がある。 つまり、第1の周期は、図4の最も左手側から図4の最も右手側に行き、かつ戻り、また、第2の周期は、図4の最も左手側から図4の最も右手側に行き、かつ戻ってくる。 右手面16に関してなされたものと同じ説明が、左手面18についても適用できる。

    ポンプ本体4(以下、簡単に“ポンプ4”として示す)は、以下の主な部品を備えたハウジング20を含む。 管状円筒ボディ22、右手の円形の第1の端部プレート24、左手の円形の第2の端部プレート26、入口パイプソケット28(図2)および出口パイプソケット30(図2)。 さらに、第1の端部プレート24を管状円筒ボディ22に固定する3つのねじ32が120°間隔にあり、第2の端部プレート26を管状円筒ボディ22に固定する手つまみ36を備えた3つのねじ34が120°間隔にあり、後述される軸方向に延びた支持ピン38がある。 パイプソケット28,30は、管状円筒ボディ22に溶接され(図示せず)、外側の管との連結を可能にするねじ山(図示せず)を半径方向外側の端部に有する。 2つのパイプソケット28,30の軸は直交する。 管状円筒ボディ22は、パイプソケット28,30に対応する2つの開口部40を有する。
    管状円筒ボディ22、端部プレート24,26およびパイプソケット28,30は、ステンレス鋼で構成されている。

    ステータ42は、ハウジング20の内側面を完全に覆っている。 ステータ42は、概ねカップ型の第1のステータ部材44(図4の右手)および概ねカップ型の第2のステータ部材46(図4の左手)から構成されている。 図5は、図4の矢印V方向から見た第1のステータ部材44を示している。

    第1のステータ部材44は、部材44の下側部分(第1のステータ部材44のおおよそ下側の半分を構成している)内に、上側部分内の厚さ50より実質的に大きな底壁の厚さ48を備えている。 第1のステータ部材44は、部材44の中央部分内に、下側部分が厚い底壁によって、上側部分内が円筒型の壁54によって各々囲まれた円筒開口部52を備えている。 第1のステータ部材44の底壁の右手前面は平面である。 第1のステータ部材44の左手前面も平面である。

    一般的に、第2のステータ部材46は、中央の円筒開口部52がなく底壁が完全に密閉されているという最も関連性のある事実以外は、第1のステータ部材44に対して左右対称のものである。 もう一つの関連性のある例外は、第1のステータ部材44の右手前面に円形の凹部56があることである。 凹部56は、外側のスリーブ58の端部を収容している。

    第1のステータ部材44の左手前面60および第2のステータ部材46の右手前面62は、互いに接している。 実際の上側の第1の接触エリア64は、約40°の“範囲”を有し、実際の下側の第2の接触エリア66は、約200°の“範囲”を有する。 第1の接触エリア64と第2の接触エリア66との間にステータ42の入口ポート68があり、第2の接触エリア66と第1の接触エリア64との間にステータ42の出口ポート70がある。 入口ポート68および出口ポート70は、半径方向から見ると円形で、直径および位置がハウジング20の環状円筒ボディ22内の開口部40に対応している。 しかし、入口ポート68および出口ポート70は、開口部40より小さく、または大きくなり得る。

    上記支持ピン38は、ハウジング20の第1の端部プレート24および第2の端部プレート26に対して、第1のステータ部材44と第2のステータ部材46を固定し、これら2つの部材が回転しないように支持している。 第1のステータ部材44および第2のステータ部材46は、ハウジング20の第1の端部プレート24および第2の端部プレート26の間で互いにクランプされている。

    第1のシール部材72および第2のシール部材74は、各々O−リング形状で、ポンプで汲み上げた物質がステータ42とハウジング20との間の間隙76(狭い隙間)に漏れないように、第1のステータ部材44と第2のステータ部材46を密閉する。 入口ポート68または出口ポート70がない第1のステータ部材44の部分では、第1のシール部材72は、第1のステータ部材44の外周で利用され、第1の接触エリア64および第2の接触エリア66の近くに位置する。 入口ポート68または出口ポート70がある第1のステータ部材44の部分では、第1のシール部材72が外周壁に設けられているが、入口ポート68の半円および出口ポート70の半円に短い距離で沿っている。 同様の説明が、第2のステータ部材46の外周壁で利用される第2のシール部材74に同様に適用される。 第1のシール部材72および第2のシール部材74は、各々溝78内に配置している。 図3は、溝78およびシール部材72,74がステータ部材44,46をどのように取り巻いているかを示している。

    ディスク10のハブは、ナット82によって内側スリーブ80に対して軸方向にクランプされている。 内側スリーブ80の右手前面は、シャフト8の肩84に接している。 ディスク10のハブは、第1のステータ部材44と滑り接触している右手前面86および第2のステータ部材46と滑り接触している左手第2の前面88を備えている。 これらの滑り接触は確実な密閉効果をもたらす。 静止した内側スリーブ58と回転する内側スリーブ80との間に位置するリップシールリング90により完全に密閉される。 滑りリングシールは、代替として使用され得る。

    ウェブ12の右手前面16の軸方向に最も突出した部分およびウェブ12の左手前面18の軸方向に最も突出した部分は、ステータ42と接触している(半径方向の線接触で)。

    図6に、ガイド92を拡大して示す。 ガイド92は、中央部分に概ね長方形の凹部94を備えた長方形の金属製プレートである。 ガイド92は、ステータ部材44,46内の溝によってステータ42内に固定されている。 ステータ部材44,46の周壁の内側面に軸方向に延びた溝96がある。 第1のステータ部材44の底壁の内側に半径方向に延びた溝98がある。 第2のステータ部材46の底壁の内側に半径方向に延びた溝100がある。 第1のステータ部材44の壁54内に軸方向に延びた溝102がある。 第2のステータ部材46の対応している壁54内に軸方向に延びた溝104がある。 これら全ての溝96,98,100,102,104は同一平面上にある。 これらの溝は、破線106によって示される。 図4の組立状態では、ガイド92は、4つの全てのエッジ領域108(つまり、長方形のプレートの長いエッジと短いエッジ)が、溝96,98,100,102,104内に延びる。 これによりガイド92は、各々の軸方向、各々の半径方向および周方向に固定されている。

    図7、図8および図9に、スクレーパ110を示す。 スクレーパ110は、概ね長方形のプレートの形状を備えるが、以下に記述される噛み合いスロットと様々な溝を備えている。 スクレーパ110は、ガイド92の約5倍の厚さを有する。 ガイド92とスクレーパ110は、共通の中央平面を備える。

    スクレーパ110は、一般的に周方向に延びた交差する噛み合いスロット112を備えている。 噛み合いスロット112(図8)を半径方向外側に見ると、噛み合いスロット112の最も狭い部分116とスクレーパ110の広い領域の平面118(両方の周方向に面している)との間に4つの湾曲した移行部114がある。 噛み合いスロット112の最も狭い部分の軸方向の寸法116は、スクレーパ110がウェブ12をまたぐように噛み合いスロット112がウェブ12に亘って配置できるように、インペラディスク10のウェブ12の軸方向の寸法14より少しだけ広い。 湾曲した移行部114は、平面形状と異なり、ウェブ12が湾曲したまたは起伏のある形状であることを考慮している。

    さらに、スクレーパ110は、スクレーパの半径方向外側のエッジ面122に沿って延びた第1の溝120を備える。 さらに、スクレーパ110は、一つの前端面126に沿って、半径方向に延びた第2の溝124を備える。 さらに、スクレーパ110は、スクレーパのもう一つの前端面128に沿って、半径方向に延びた第3の溝(図示せず)を備えている。 溝120,124および第3の溝の3つの溝全ては、所定の深さ(半径方向に延びた溝124が第1の溝120よりかなり大きい)を有し、ガイド92の厚さより少しだけ広い幅を有する。 スクレーパ110とガイド92を組み立てるために、スクレーパ110を、矢印Aの方向(図6および図7に示す)にガイド92上をスライドさせる。 組み立てられた状態において、スクレーパ110は、噛み合いスロット112を残して凹部94を“充填”する。 3つの溝120,124および第3の溝は、サンドイッチ構造となるように、ガイド92の凹部94に沿ったエッジ領域130つまり縁部を収容している。 ガイド92の半径方向に延びたエッジ領域130とスクレーパ110の半径方向に延びる第2の溝124および第3の溝の底面131は互いに、軸方向の各々でインペラディスク10の起伏に追従できるような距離を有する。 図4において、2点鎖線として描かれる半径方向の直線132は、スクレーパ110の前方エッジ面126,128を示している。 図4に示される状態は、スクレーパ110の左手の限界位置である。

    再び図1を参照すると、回転可能なシャフト8が、支持部分6内でどのように支持されているかが描かれている。 2つのアンギュラころ軸受けが、支持部分ハウジング内に距離をおいて位置している。 ころ軸受け134の内側レースがシャフト8に固定されている。 シャフト8は、支持部分6から左手方向に突出していて、片持ち梁式にポンプ本体4内に延びている。 外側スリーブ58は、該スリーブ58の右手前面で支持部分6の位置決め面136に接している。 ポンプ本体4のハウジング20は、120°間隔の3つのねじ(図示せず)によって支持部分6に対して軸方向に固定されている。

    ポンプ本体4を支持部分6およびこの支持部分6から突出したシャフト8と組み立てるために、初めに外側スリーブ58が挿入され、次に3つのリップシールリング90が挿入される。 次に、第1の端部プレート24と右側の支持ピン38と第1のステータ部材44と管状円筒ボディ22とのアッセンブリが、外側スリーブ58の周りにスライドされる。 この後、内側スリーブ80が挿入される。 それから、離れた場所で、スクレーパ110とガイド92が矢印A方向に連結され、上述したような“サンドイッチ構造”のようなものが、ディスク10のウェブ12上に配置される。 この後、スクレーパ110とガイド92を含んだディスク10は、シャフト8の左手の端部の上を軸方向に滑りながら挿入され、ガイド92の3つのエッジ領域108は、第1のステータ部材44の溝96,98,102に到達していく。 次に、ナット82が所定の位置に取り付けられて締め付けられる。 この後、第2のステータ部材46、左側の支持ピンおよび第2の端部プレート26が所定の位置に取り付けられる。 そして、ねじ34が締め付けられる。

    図2、図4および図5を参照すると、入口チャンバ138(第1のパイプソケット28、開口部40および入口ポート68に隣接)を備えたポンプ本体4、実質的に半円の通路140および出口チャンバ142(出口ポート70、開口部40およびパイプソケット30に隣接)が見られる。 入口チャンバ138と出口チャンバ142は、半円の通路140より大きい軸方向の寸法を有する。 入口チャンバ138と出口チャンバ142は、“スクレーパ110にガイド92を加えたサンドイッチ構造”によって互いに仕切られている。 スクレーパ110(図9)の外側エッジ面122は、ステータ42の内側面に接し、凹状のスクレーパ110の内側面144は、ステータ42の2つの壁54に接している。

    ステータ42とスクレーパ110は、ポリアミドで構成されるのが望ましい。 名称“ポリアミド12”のポリアミドは、特にステータ42に適していて、名称“ポリアミド6”のポリアミドは、特にスクレーパ110に適している。

    ステータ42は、シール部材72,74用の溝78およびガイド92のエッジ領域108用の溝96,98,100,102,104を含めて型成形で製造できる。 スクレーパ110も型成形で製造できるが、この場合、特にスロット112,120,124に関しては機械加工がより望ましい。

    代替として、ポンプ本体4がステータ42を収容しているハウジング20を備えないように設計する場合には、適切な方法、例えば好ましくは、ステータ42の外側円筒面に沿って配置された軸方向に延びた多数のテンションボルトによって、第1および第2のステータ部材44、46を互いに単に固定することが考えられる。 これらのテンションボルトは、第1および第2のステータ部材44,46の外側前面に係合する端部を有し得る。 パイプソケット28,30は、ステータ42に固定されなければならない。 好ましいオプションは、各パイプソケット28,30に例えば円形のフランジを設け、ステータ42の外側にある接合平面に固定されるようにすることである。 パイプソケットの外側円筒面と入口ポート68または出口ポート70の円筒面とを使用するか、またはパイプソケットのフランジとステータ42の接合平面との間の接触平面を使用して、ステータ42に対してそれぞれのパイプソケット28,30をシールすることが可能である。

    本発明のポンプは比較的低いコストで生産できることが認識できるであろう。 部品数は少なく、全ての部品に機械加工が必要なく、特にハウジング20に関しては機械加工はほとんど必要なく、単純な機械加工のみが必要である。

    ディスク10のウェブ12の波動の一般的な振幅は20mmである。

    図10は、2つのO−リング72,74の代わりに使用され得る単一の型成形されたシール部材150を示す。 上記の第1の実施例と比較した変更点は、平行に延びているO−リング72,74の一部(入口ポート68または出口ポート70がない部分)を一つのストランド152に統一して、第1の接触領域64および第2の接触領域66内にある一対の溝にストランドを置くことである。 各接触領域64,66の両端で、単一の型成形されたシール部材150は、第1の実施例のときのように、入口ポート68と出口ポート70に近接してステータ42の周方向の壁の外側面にあるより大きな直径の溝への移行部として、ステップ154(図11)を有する。

    代替の単一の型成形されたシール部材150は、確かに図10に示されるようになっているが、ステップ154はない。 円形の区分156は、入口ポートおよび出口ポートの壁内にある溝に配置される。 円形の区分156は、パイプソケット28,30の外側の円筒状の面を係合する。

    この記述は、シール部材72,74,150の位置が、ポンプで汲み上げられる物質で満たされるチャンバ138,142や通路140に非常に近いことを示しており、簡単でとても効率的な方法によって定位置での清掃が可能である。 洗浄液は、短時間でシール部材72,74,150に容易に到達する。 清掃のためにポンプ本体4を分解することが必要となるのは稀である。

    代替として、シャフト8は支持部分6内ではなく、ステータ42内で滑り軸受けによって支持され得る。

    一般の例として本発明のポンプは、計測圧力10バール(またはそれ以上)で、90,000l/h(リットル/時間)までの体積比の基に設計されている。

    軸方向の断面を部分的に示したポンプ全体の側面図。

    ii−iiに沿った断面を部分的に示した図1に示されるポンプの正面図。

    図1のポンプのステータを図2の矢印iiiの方向から見た半径方向の図。

    軸方向断面で、図1よりも大きな縮尺で示した図1のポンプのポンプ部本体を示す図。

    図1の矢印v方向から見た第1のステータ部材の正面図。

    図1よりも大きな縮尺で示したスクレーパのガイドの側面図。

    図1よりも大きな縮尺で示したスクレーパの側面図。

    図7の矢印viii方向から見た図7のスクレーパを示す図。

    図7の矢印ix方向から見た図7のスクレーパを示す図。

    図の平面に展開された単一に型成形されたシール部材を示す図。

    図10のシール部材の詳細を示す正面図。

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