Internal toothed belt pump

【発明の詳細な説明】 内部歯付きベルトポンプ 本発明は、内部歯付きベルトポンプ、特に、自吸であり、非潤滑流体でさえも中度の圧力範囲において調整された速度で配送及び計量することのできる内部歯付きベルトポンプに関する。 元来、ポンプは水を配送するために開発されてきた。 それに基づくいくつかの技術的な要求は少数の異なるタイプのポンプで満たすことが可能であった。 今日では、あらゆる種類の流体を多くの分野で使用する際の特定な要求を満たすために多くの異なるタイプのポンプが必要とされている。 ポンプは主に二つのグループ、即ちロータリーポンプのグループと容積移送式ポンプのグループに分けられる。 ロータリーポンプは広範囲の配送、非潤滑流体の配送にさえも適するが、それらは一般に自吸ではなく、また、全範囲速度に渡って速度が調節されるポンプとして適当ではない。 容積移送式ポンプ、主に歯車ポンプ及びねじスピンドルポンプは、他の知られた容積移送式真空ポンプと同様に異物に対して過敏であり且つ非潤滑流体に対しては特別な予防措置を施さなければ適さない。 容積移送式ポンプのうち、米国特許第２，７４５，３５５号は歯付きベルトと噛み合う複数の歯付きプーリーを有する歯付きベルトポンプを開示している。 そのポンプでは、吸込み室及び圧縮室は分離したスペーサー部によって互いに分離されなければならない。 ドイツ国特許Ｃ２５，６０，１２８号は２個のベルトプーリーの回りを廻る配送ベルトを有するポンプを開示している。 その歯付きベルトポンプは、移動路の曲率の変化が歯先間に配置された作業室の断面積の変化を意味するという限りにおいて米国特許第２，７４５，３５５号の原理と異なる動作原理を有する。 ドイツ国特許Ｃ４２，１８，１４８号は、１個のベルトプーリーと、２個のベルトガイドローラを有する歯付きベルトポンプを記載している。 ２個のベルトガイドローラを側面から支え、且つポンプ外包内で外側に歯を向けた１個のエンドレス歯付きベルトの環状移動をもたらす。 ガイドローラが側面に設置された歯付きベルトプーリーの配置のせいで、その回りを通過する歯付きベルトは逆たわみを伴うかなりのたわみ変化を受け、所定の運転期間後に材料の疲労とベルトの破断をもたらすことになる。 ドイツ国特許Ａ２５，５８，０７４号もまたその操作モードがドイツ国特許Ｃ ２５，６０，１２８号で開示されたポンプと同様の内部歯付きベルトポンプを開示している。 請求項１に記載された本発明の目的は、自吸であり且つ非潤滑流体を中度の圧力範囲にて調整された速度で配送及び計量できる内部歯付きベルトポンプを設計することである。 その目的は請求項１の特徴により達成される。 内部歯付きベルトポンプは円筒状の外包１を含み、その中で中央に取り付けられた回転可能な駆動軸２が歯付きプーリー３を、確実に固定する関係で結合して支える。 歯付きベルトを背面から支持する、回転可能に取り付けられたガイドローラ５及び６並びに歯付きプーリー３と接続している歯付きベルト４の内部歯の配列は望ましい噛み合いの関係を提供する。 すなわち、ガイドローラ５と６間の噛み合い領域２７内にある、歯付きプーリー３と歯付きベルト４の歯は全て常に十分に噛み合っている。 領域２７ において、歯付きベルト４のピッチ円はガイドローラ５及び６によって歯付きプーリー３の中心点２３を中心とするピッチ円半径２５に適合する。 また、歯付きプーリー３の中心点２３から始まる歯付きベルトの背面の半径２６は、噛み合い領域２７内では外包の内部壁の半径と等しいが、わずかなランニング間隙（隙間）を伴う。 歯付きベルト４は、噛み合い領域２７から離れた後、ガイドローラ６を越えて回転方向に回転すると、歯の先端で第二ピッチ円半径２４を有する第二中心点２ ２の周りの円軌道路に沿って、三日月型の充填部８の外周表面１８上を滑りながら且つ密着しながら移動し、一方でベルトの背面は同じ軌道路を外包の内部璧９ に対してわずかな隙間を伴い且つ非接触で移動する。 円軌道路は、噛み合い領域２７に再び入る時に終わり、歯付きプーリーの中心点２３にその中心が変わる； 歯付きベルト４の新たな回転が始まる。 噛み合い歯の配列の回転方向で見て、噛み合い領域２７の終点側において、吸込み室１０は歯の配列が開放された後に形成される；吸込み室１０は歯付きベルト４及び歯付きプーリー３の歯付き面、並びに三日月型充填部８により容積に関してその範囲が限定される。 同様に、噛み合い領域２７の始点で歯の配列が閉じる時点で圧縮室１１は歯付きベルト４及び歯付きプーリー３の歯の配列の表面並びに三日月型充填部８の表面により形成される。 吸込み室１０及び圧縮室１１はポンプ外包及びポンプのカバー１２により側方が閉じられている。 流体搬路１４は吸込側のポンプ取水口１３と吸込み室とを連絡するためにカバー１２内の内壁に設けられている。 一方、流体搬路１６は圧縮側のポンプ放水口１５と圧縮室１１とを連絡するために組み込まれている。 圧縮室１１の領域内では連絡溝１７がポンプ外包面に横方向に形成されており、それによって歯付きベルト４にかかる圧力が補償される。 以下、さらに本発明を具体例を用いて述べ、図を参照して例示する。 図１は内部歯付きベルトポンプの正面断面図である。 図２は外包カバーをねじで取りつけた歯付きベルトポンプの正面図である。 図３は歯付きベルトと歯付きプーリーの歯の噛み合う領域を拡大して詳細に示す。 図４は外包カバーをねじで取りつけた組立体の斜視図を示す。 歯付きプーリー３は、駆動軸２との確実に固定された関係を介して、駆動軸２ の駆動により矢印で示したように回転駆動する。 歯付きベルト４は噛み合い領域２７内で歯付きプーリー３と完全に歯が噛み合う。 歯付きベルト４は、また、角領域２７の外側を円軌道で移動する。 しかしながら、外包壁９と三日月型の充填部８の外周表面１８との間をピッチ円半径２４で中心点２２を中心として移動する。 この場合、歯付きベルト４は吸い込み室１０から圧縮室１１への径路に沿って移動する。 搬送媒体は、吸い込み側のポンプ取水口１３から流体搬路１４を経由して、ベルトプーリー３の歯の間の隙間１９及び歯付きベルト４の歯の間の隙間２１によってそれぞれ境界面１８及び２０に沿って圧縮室１１へ運ばれ、そこで搬送媒体は歯付きプーリー３及び歯付きベルト４の噛み合い歯の配列によって歯間隙間１９及び２１から流体搬路１６を通じて圧縮側のポンプ出口に排出される。