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Die vorliegende Erfindung betrifft eine einachsige exzentrische Schraubenpumpe.
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Hintergrundtechnik
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Herkömmlicherweise war als eine einachsige exzentrische Schraubenpumpe eine einachsige exzentrische Schraubenpumpe mit dem Aufbau bekannt, in dem ein Stator aus einem Statorkörper und einer Außenhülse ausgebildet ist und die Außenhülse leicht von dem Statorkörper getrennt werden kann (siehe zum Beispiel Patentdokument 1).
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In einer derartigen herkömmlichen einachsigen exzentrischen Schraubenpumpe kann es einen Fall geben, in dem eine Innenoberfläche des Statorkörpers gleichzeitig mit der Zufuhr eines Hochtemperaturfluids, wie etwa Dampf oder Heißwasser, in den Statorkörper gereinigt und sterilisiert wird. In diesem Fall dehnt sich der Statorkörper aus. Jedoch wird die Verformung des Statorkörpers in Richtung einer Außendurchmesserseite von der Außenhülse verhindert und folglich wird eine Verschiebungsgröße in Richtung einer Innendurchmesserseite, das heißt, eine Beeinflussung (Überlappen zwischen einer Außenoberfläche eines Rotors und einer Innenoberfläche des Stators) vergrößert. Wenn der Rotor in einem derartigen Zustand gedreht wird, wird eine Reibungskraft des Rotors gegen den Statorkörper übermäßig groß und folglich kann es einen Fall geben, in dem ein unnormaler Verschleiß auf dem Statorkörper auftritt oder der Rotor beschädigt wird. Ferner besteht auch eine Möglichkeit, dass der Rotor nicht gedreht werden kann. Folglich wird die Beeinflussung eingestellt, indem ein Abstandsstück zwischen dem Statorkörper und der Außenhülse angeordnet wird.
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Jedoch ist ein derartiger Beeinflussungs-Einstellarbeitsgang ein komplizierter und mühsamer Arbeitsgang, der manuell durchgeführt werden muss. Ferner ist es notwendig, den Beeinflussungs-Einstellarbeitsgang jedes Mal durchzuführen, wenn eine Betriebsart (eine Normalbetriebsart und eine Reinigungsbetriebsart) gewechselt wird. Folglich besteht eine Nachfrage nach der Verbesserung des Beeinflussungs-Einstellarbeitsgangs.
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Dokument des bisherigen Stands der Technik
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Patentdokument
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- Patentdokument 1: JP 2012-137038 A
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Zusammenfassung der Erfindung
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Probleme, die von der Erfindung gelöst werden sollen
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Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine einachsige exzentrische Schraubenpumpe bereitzustellen, deren Stator in seinem Inneren mit hoher Temperatur gereinigt und sterilisiert werden kann, ohne einen komplizierten und mühsamen Einstellbetrieb zu erfordern, während das Auftreten eines unnormalen Verschleißes auf dem Stator, der durch die Drehung eines Rotors verursacht werden kann, verhindert wird.
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Mittel zur Lösung der Probleme
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Die vorliegende Erfindung stellt als ein Mittel zur Lösung der Probleme eine einachsige exzentrische Schraubenpumpe bereit, die umfasst:
ein Gehäuse;
einen Stator, von dem ein Endabschnitt mit dem Gehäuse verbunden ist und dessen Innenumfangsoberfläche zu einer aufnehmenden Gewindeform ausgebildet ist;
einen Rotor, der aufgebaut ist, um in den Stator eingesetzt zu werden, und der aus einem Wellenkörper mit einer aufzunehmenden Gewindeform ausgebildet ist; und
eine Endstiftschraube, die mit dem anderen Endabschnitt des Stators verbunden ist, wobei
der Stator derart aufgebaut ist, dass er in einer Radialrichtung ausdehnbar und schrumpffähig ist.
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Mit einem derartigen Aufbau ist der Stator, selbst wenn ein Fluid mit einer hohen Temperatur dazu gebracht wird, durch die einachsige exzentrische Schraubenpumpe zu strömen, in der Außendurchmesserrichtung ausdehnungsfähig, und folglich ist es möglich, zu verhindern, dass der Stator aufgrund der Ausdehnung des Stators in Richtung einer Innendurchmesserseite in Druckkontakt mit dem Rotor gebracht wird. Folglich ist es, selbst wenn der Rotor um seine Achse in Bezug auf den Stator relativ gedreht wird, ohne die Beeinflussung zwischen dem Stator und dem Rotor einzustellen, möglich, das Auftreten eines Phänomens, dass ein Kontaktdruck zwischen dem Rotor und dem Stator erhöht wird, so dass die Beeinflussung größer als notwendig wird, zu verhindern. Das heißt, das Auftreten eines unnormalen Verschleißes auf dem Stator kann unterdrückt werden, ohne einen mühsamen Einstellarbeitsgang zu erfordern.
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Es wird bevorzugt, dass der Stator die Verschlussstruktur umfasst, die wenigstens das Eindringen einer Fremdsubstanz von außen an einem Übergang zwischen einem Endabschnitt und dem Gehäuse und an einem Übergang zwischen dem anderen Endabschnitt und der Endstiftschraube verhindert.
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Mit einem derartigen Aufbau besteht aufgrund der Bereitstellung der Verschlussstruktur keine Möglichkeit, dass verschiedene Keime, die in einer umgebenden Atmosphäre enthalten sind, in das Innere des Stators eindringen, und folglich kann die Umgebung nach der Reinigung aufrecht erhalten werden. Es ist unnötig, den Stator zu demontieren, und folglich kann die Betriebsfähigkeit der einachsigen exzentrischen Schraubenpumpe verbessert werden.
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Es wird bevorzugt, dass die Verschlussstruktur eine Dichtungsstruktur ist, die das Lecken eines Fluidmaterials in Richtung Außenseite von beiden Endabschnitten des Stators verhindert.
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Mit einem derartigen Aufbau kann die Luftdichtigkeit sowohl während eines Normalbetriebs als auch während eines Reinigungsbetriebs aufrecht erhalten werden. Selbst wenn folglich ein Fluidmaterial, das befördert werden soll, eine Chemikalie oder ähnliches ist, besteht keine Möglichkeit, dass das Fluidmaterial in die Umgebung der einachsigen exzentrischen Schraubenpumpe leckt und die Umgebung verunreinigt.
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Es wird bevorzugt, dass der Stator ausgebildet ist aus: einem Statorkörper, der aus einem Gummimaterial hergestellt ist, und einer Außenhülse, die in einem haftenden Zustand auf einem Außenumfangsabschnitt des Statorkörpers angeordnet ist und aus einem Harzmaterial hergestellt ist, das während eines Normalbetriebs härter als das Gummimaterial ist.
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Mit einem derartigen Aufbau wird während eines Normalbetriebs die Verformung des Statorkörpers durch die harte Außenhülse unterdrückt, so dass eine geeignete Beeinflussung aufrecht erhalten werden kann und folglich aufgrund der Drehung des Rotors ein Fluidmaterial mit einem gewünschten Abgabedruck befördert werden kann.
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Der Stator kann nur aus dem Statorkörper ausgebildet sein. Es wird bevorzugt, dass die Dichtungsstruktur umfasst:
einen ersten Flanschabschnitt und einen zweiten Flanschabschnitt, die jeweils auf beiden Endabschnitten des Stators ausgebildet sind;
einen dritten Flanschabschnitt, der auf der Endstiftschraube ausgebildet ist und in Kontakt mit dem Flanschabschnitt auf einem Endabschnitt des Stators gebracht wird;
einen vierten Flanschabschnitt, der auf dem Gehäuse ausgebildet ist und in Kontakt mit dem Flanschabschnitt auf dem anderen Endabschnitt des Stators gebracht wird;
eine erste Klammer, die aufgebaut ist, um den ersten Flanschabschnitt und den dritten Flanschabschnitt aneinander zu klemmen; und
eine zweite Klammer, die aufgebaut ist, um den zweiten Flanschabschnitt und den vierten Flanschabschnitt aneinander zu klemmen.
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Mit einem derartigen Aufbau kann ein gewünschter Dichtungszustand durch den Flanschabschnitt und die Klammer erreicht werden. Ferner kann der Stator leicht ausgetauscht werden, indem einfach die Klammer entfernt wird.
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Es wird bevorzugt, dass ein aus Metallmaterial hergestelltes Anpassstück auf beiden Endabschnitten des Stators montiert wird, und
die jeweiligen Anpassstücke jeweils den ersten Flanschabschnitt und den zweiten Flanschabschnitt bilden.
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Mit einem derartigen Aufbau kann der Flanschabschnitt leicht auf dem Stator mit der komplizierten Innenoberflächenstruktur ausgebildet werden. Wenn es ferner notwendig ist, den Stator aufgrund von Verschleiß auszutauschen, kann das Anpassstück durch Entfernen von dem Stator wieder verwendet werden.
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Es wird bevorzugt, dass die Dichtungsstruktur einen Stehbolzen umfasst, der das Gehäuse und die Endstiftschraube miteinander verbindet.
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Mit einem derartigen Aufbau kann der Stator zwischen das Gehäuse und die Endstiftschraube geklemmt werden, und ein gewünschter Dichtungszustand kann erhalten werden.
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Es wird bevorzugt, dass die einachsige exzentrische Schraubenpumpe einen Abstandshalter umfasst, der von außen auf dem Stehbolzen montiert ist, jeweils in Kontakt mit dem Gehäuse und der Endstiftschraube gebracht wird und das Gehäuse und die Endstiftschraube mit einem festen Abstand dazwischen hält.
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Mit einem derartigen Aufbau wird der Abstand zwischen dem Gehäuse und der Endstiftschraube in einem festen Abstand aufrecht erhalten, und folglich kann der Stator in einem gewünschten Kompressionszustand eingeklemmt werden. Folglich kann die einachsige exzentrische Schraubenpumpe eine gewünschte Dichtungseigenschaft sicherstellen, während die Ausdehnung des Stators in Richtung einer Außendurchmesserseite unterdrückt wird.
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Ergebnis der Erfindung
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Selbst wenn gemäß der vorliegenden Erfindung ein erhitztes Fluid dazu gebracht wird, in den Stator zu strömen, ohne den Stator zu demontieren, dehnt sich der Stator in der Außendurchmesserrichtung aus, und folglich ist es möglich, zu verhindern, dass der Stator in Druckkontakt mit dem Rotor kommt, der in dem Inneren des Stators angeordnet ist. Folglich besteht keine Möglichkeit, dass auf dem Stator ein unnormaler Verschleiß stattfindet, und das erhitzte Fluid wird aufgrund der Drehung des Rotors reibungslos in dem Stator befördert, und folglich kann der Stator gereinigt und sterilisiert werden. In dieser Betriebsphase ist es unnötig, den Stator zu demontieren, und folglich besteht keine Möglichkeit, dass verschiedene in der umgebenden Atmosphäre enthaltene Keime in das Innere des Stators eindringen, wodurch eine Sterilisationswirkung aufrecht erhalten werden kann. Ferner ist es in einem Normalbetrieb unnötig, einen Spielraum in Bezug auf eine Lücke festzulegen, die zwischen der Innenoberfläche des Stators und einer Außenoberfläche des Rotors gebildet wird, und folglich kann ein Fluidmaterial mit einem gewünschten Abgabedruck wirksam befördert werden.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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1(a) ist eine schematische Draufsicht einer einachsigen exzentrischen Schraubenpumpe gemäß dieser Ausführungsform, und 1(b) ist eine entlang einer Linie A-A in 1(a) genommene Querschnittansicht.
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2 ist eine schematische Vorderansicht der in 1 gezeigten Klammer.
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3(a) ist eine schematische Vorderansicht einer einachsigen exzentrischen Schraubenpumpe gemäß einer anderen Ausführungsform, 3(b) ist eine Seitenansicht, die einen ersten Halterahmen zeigt, und 3(c) ist eine Seitenansicht, die einen zweiten Halterahmen zeigt.
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4 ist eine schematische Vorderansicht einer einachsigen exzentrischen Schraubenpumpe gemäß einer anderen Ausführungsform.
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5 ist eine vergrößerte Schnittansicht, die einen Zustand zeigt, in dem ein in 1(b) gezeigtes Gehäuse und ein Stator in einem demontierten Zustand sind.
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6 ist eine vergrößerte Querschnittansicht, die einen Zustand zeigt, in dem das Gehäuse und der Stator von dem in 5 gezeigten Zustand miteinander verbunden sind.
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7 ist eine vergrößerte Querschnittansicht, die einen Zustand zeigt, in dem das Gehäuse und der Stator durch Stehbolzen von dem in 6 gezeigten Zustand aneinander befestigt sind.
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8 ist eine teilweise vergrößerte Ansicht, die einen Zustand zeigt, in dem der in 1(b) gezeigte Stator und die Endstiftschraube in dem demontierten Zustand sind.
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9 ist eine vergrößerte Querschnittansicht, die einen Zustand zeigt, in dem der Stator und die Endstiftschraube von dem in 8 gezeigten Zustand miteinander verbunden sind.
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10 ist eine vergrößerte Schnittansicht, die einen Zustand zeigt, in dem der Stator und die Endstiftschraube durch die Stehbolzen von dem in 9 gezeigten Zustand aneinander befestigt sind.
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11(a) ist eine Seitenansicht, die einen Endabschnitt eines Statorkörpers gemäß einer anderen Ausführungsform zeigt, und 11(b) ist eine vordere Querschnittansicht, die einen Abschnitt eines Endabschnitts des Statorkörpers zeigt.
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Art der Ausführung der Erfindung
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Hier nachstehend werden Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung unter Bezug auf beigefügte Zeichnungen beschrieben. In der hier nachstehend gegebenen Beschreitung werden, wenn notwendig, Begriffe, die spezifische Richtungen und Positionen (Begriffe, die zum Beispiel „obere”, „untere”, „Seite” und „Ende” umfassen) angeben, verwendet. Jedoch werden diese Begriffe verwendet, um das Verständnis der Erfindung, die unter Bezug auf die Zeichnungen beschrieben wird, zu erleichtern, und der technische Schutzbereich der vorliegenden Erfindung ist nicht durch die Bedeutung dieser Begriffe beschränkt. Ferner zeigt die hier beispielhaft gegebene Beschreibung im Wesentlichen nur Beispiele der vorliegenden Erfindung, und die Beschreibung ist nicht dafür gedacht, die vorliegende Erfindung, ein Produkt, auf das die vorliegende Erfindung angewendet wird, oder die Anwendung der vorliegenden Erfindung zu beschränken. Ferner sind Zeichnungen schematisch gezeigt, und die Größenverhältnisse jeweiliger Teile und ähnliches unterscheiden sich von denen der tatsächlichen Teile.
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1 zeigt die einachsige exzentrische Schraubenpumpe gemäß dieser Ausführungsform. Die einachsige exzentrische Schraubenpumpe umfasst: eine (nicht gezeigte) Antriebseinheit, die auf einer Endseite eines Gehäuses 1 angeordnet ist; einen Stator 2, der auf der anderen Endseite des Gehäuses 1 angeordnet ist; einen Rotor 3; und eine Endstiftschraube 4.
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Das Gehäuse 1 ist ein aus einem Metallmaterial hergestellter zylindrischer Körper, und eine Kopplungsstange 5 ist in dem Gehäuse 1 untergebracht. Ein Endabschnitt der Kopplungsstange 5 ist mit einer Kopplung 6 verbunden, und Leistung von der Antriebseinheit wird an die Kopplungsstange 5 übertragen. Eine Verbindungsrohrleitung 7 ist auf einer Endseite mit einer Außenumfangsoberfläche des Gehäuses 1 verbunden, und ein Fluidmaterial (zum Beispiel ein Material und ähnliches mit einer Viskosität, wie etwa Mayonnaise) kann von einem in der Zeichnung nicht gezeigten Behälter oder ähnlichem an das Gehäuse 1 zugeführt werden. Ferner ist ein Flanschabschnitt 8, der sich in Richtung einer Außendurchmesserseite erstreckt, auf einem Öffnungsabschnitt des anderen Endes des Gehäuses 1 ausgebildet. Wie in 5 gezeigt, ist ein ringförmiger vorstehender Abschnitt 8a, der von einer Endoberfläche des Flanschabschnitts 8 vorsteht, auf einem Innenumfangsrandabschnitt des Flanschabschnitts 8 ausgebildet. Ein ringförmiger ausgesparter Abschnitt 8b ist auf dem ringförmigen vorstehenden Abschnitt 8a innerhalb eines vorgegebenen Bereichs von einem distalen Endabschnitt in einer Axialrichtung ausgebildet.
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Der Stator 2 ist ausgebildet aus: einer Außenhülse 9; und einem Statorkörper 10, der in einem Zustand angeordnet ist, in dem der Statorkörper 10 in engen Kontakt mit einer Innenoberfläche der Außenhülse 9 gebracht wird.
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Die Außenhülse 9 ist aus einem elastisch verformbaren (oder thermisch ausdehnbaren) Harzmaterial (zum Beispiel PEEK (Polyetheretherketon), PTFE (Polytetrafluorethylen), POM (Polyacetal) oder ähnlichem) hergestellt. Wenn, wie später beschrieben, erhitzter Wasserdampf oder ähnliches im Inneren des Statorkörpers 10 strömt, so dass der Statorkörper 10 sich in Richtung einer Außendurchmesserseite ausdehnt, kann sich die Außenhülse 9 zusammen mit einer derartigen Ausdehnung des Statorkörpers 10 ausdehnen. Hier wird als ein Material zum Ausbilden der Außenhülse 9 ein Material verwendet, das bei einer Temperatur in einem normalen Verwendungszustand, in dem von der einachsigen exzentrischen Schraubenpumpe ein Fluidmaterial befördert wird, wenigstens härter als ein Gummimaterial ist, das den Statorkörper 10 bildet. Mit einem derartigen Aufbau ist es zur Zeit des Befördems des Fluidmaterials durch Drehen des Rotors 3 möglich, einen gewünschten Abgabedruck zu erreichen, indem die Verformung des Statorkörpers 10 verhindert wird und indem eine geeignete Beeinflussung aufrecht erhalten wird.
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Der Statorkörper 10 ist aus einem zylindrischen Körper (zum Beispiel einem kreisförmigen zylindrischen Körper) ausgebildet, der aus einem elastischen Material, wie etwa Gummi, oder einem Harz, hergestellt ist, das nach Wunsch entsprechend einem Material, das befördert werden soll (zum Beispiel Silikonkautschuk oder einem Fluorkautschuk, wenn der Statorkörper 10 für Kosmetik oder ähnliches, das Silikonöl enthält, verwendet wird), ausgewählt wird. Eine Innenumfangsoberfläche eines Mittellochs des Stators 2 ist zu einer einstufigen oder mehrstufigen aufnehmenden Gewindeform eines N-Gewindes ausgebildet. Auf beiden Endabschnitten des Statorkörpers 10 sind Ringabschnitte 11a, 11b jeweils mit einer ein wenig großen Außendurchmessergröße ausgebildet, und Anpassstücke 12a, 12b sind jeweils auf dem Statorkörper 10 montiert, indem diese Ringabschnitte 11a, 11b genutzt werden.
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Die Anpassstücke 12a, 12b sind aus einem Metallmaterial, wie etwa nichtrostendem Stahl, hergestellt, und jedes Anpassstück 12a, 12b aus einem zylindrischen Abschnitt 13a, 13b und einem Flanschabschnitt 14a, 14b, der von einem Ende des zylindrischen Abschnitts 13a, 13b in Richtung einer Außendurchmesserseite vorsteht, ausgebildet. Auf jedem Flanschabschnitt 14a, 14b sind ein erster ringförmiger ausgesparte Abschnitt 14a1, 14b1 und ein zweiter ringförmiger ausgesparter Abschnitt 14a2, 14b2, der eine kleinere Innendurchmessergröße als der erste ringförmige ausgesparte Abschnitt 14a1, 14b1 hat, in dieser Reihenfolge von einer Erdoberfläche des Flanschabschnitts 14a, 14b ausgebildet. Da der Statorkörper 10 aus einem elastischen Material hergestellt ist, können die Anpassstücke 12a, 12b auf dem Statorkörper 10 montiert werden, indem die Ringabschnitte 11a, 11b in Richtung einer Innendurchmesserseite elastisch verformt werden.
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Das Anpassstück 12a wird von einer ersten Klammer 15 in einem Zustand gehalten, in dem der Flanschabschnitt 14a in Kontakt mit einem Flanschabschnitt 18 der später beschriebenen Endstiftschraube 4 gebracht wird. Wie in 2 gezeigt, ist die erste Klammer 15 aus einem Paar halbkreisförmiger Klammerabschnitte 15b, 15c ausgebildet, das drehbar mit einem Schwenkhalteabschnitt 15a verbunden ist. Die erste Klammer 15 umfasst ferner einen Klemmenabschnitt 15d, der beide Klammerabschnitte 15b, 15c fixiert, um eine ringförmige Form zu bilden. Beide Klammerabschnitte 15b, 15c halten den Flanschabschnitt 14a des Anpassstücks 12a und den Flanschabschnitt 18 der Endstiftschraube 4 durch eine (nicht gezeigte) ringförmige Nut, die auf Innenumfangsoberflächen der Klammerabschnitte 15b, 15c in einer ringförmigen Form ausgebildet ist. Andererseits wird das Anpassstück 12b durch eine zweite Klammer 16 mit im Wesentlichen dem gleichen Aufbau wie die erste Klammer 15 in einem Zustand gehalten, in dem der Flanschabschnitt 14b des Anpassstücks 12b in Kontakt mit dem Flanschabschnitt 8 des Gehäuses 1 gebracht wird. Sowohl die erste Klammer 15 als auch die zweite Klammer 16 sind aus im Wesentlichen dem gleichen Metallmaterial (in dieser Ausführungsform nichtrostender Stahl) wie die Anpassstücke 12a, 12b hergestellt. Das heißt, die Anpassstücke 12a, 12b und die ersten und zweiten Klammern 15, 16, die im Wesentlichen aus dem gleichen harten Material hergestellt sind, können in direkten Kontakt miteinander gebracht werden. Folglich gibt es im Gegensatz zu dem Fall, in dem der Statorkörper aus einem Harz, einem Gummimaterial oder ähnlichem hergestellt ist, und die erste Klammer 15 oder die zweite Klammer 16, die aus einem Metallmaterial hergestellt ist, in direkten Kontakt miteinander gebracht werden, in dieser Ausführungsform keinen verformten Abschnitt, und folglich kann ein Zustand, in dem die Anpassstücke 12a, 12b jeweils von den ersten und zweiten Klammern 15, 16 gehalten werden, in einer stabilen Weise gehalten werden. Daher kann die Positionsverschiebung dieser Abschnitte an den Übergängen verhindert werden. Folglich kann ein Druckkontaktzustand des Statorkörpers 10, der aus weichem Gummi oder einem Harzmaterial hergestellt ist, in Bezug auf die Flanschabschnitte 14a, 14b der Anpassstücke 12a, 12b, wobei der Flanschabschnitt 8 des Gehäuses 1 und der Flanschabschnitt 18 der Endstiftschraube 4 alle aus einem harten Metallmaterial hergestellt sind, in einen gewünschten Zustand gebracht werden. Als ein Ergebnis kann die Luftdichtigkeit der jeweiligen Übergänge aufrecht erhalten werden und folglich ist es möglich, sowohl während eines Normalbetriebs als auch während eines Reinigungsbetriebs, das Lecken einer Flüssigkeit und das Eindringen verschiedener Keime, das herbeigeführt wird, indem die Verbindungsabschnitte der umgebenden Atmosphäre ausgesetzt werden, zu verhindern.
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Wie in 11 gezeigt, kann ein Metallring 39 in den Ringabschnitten 11a, 11b, die jeweils auf beiden Endabschnitten des Statorkörpers 10 ausgebildet sind (nur eine Seite des Ringabschnitts 11a in 11 gezeigt), eingebaut sein. Mit einem derartigen Aufbau kann ein von den Klammern 15, 16 erreichter Klemmzustand weiter verstärkt werden, wobei auf diese Weise die Luftdichtigkeit der Übergänge weiter verbessert wird. Ferner kann neben dem Aufbau, in dem der Metallring 39 und die aus Metall hergestellten Anpassstücke 12a, 12b in Kombinationen verwendet werden, wenigstens eines der Anpassstücke 12a oder 12b weggelassen werden, indem dem Ring 39 eine Funktion des Anpassstücks 12a oder 12b verliehen wird.
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Der Rotor 3 ist durch Ausbilden eines aus einem Metallmaterial hergestellten Wellenkörpers in eine einstufige oder mehrstufige aufzunehmende Gewindeform eines N-1-Gewindes ausgebildet. Der Rotor 3 ist im Inneren des Mittellochs des Stators 2 angeordnet und ein Förderraum 17, der in einer Längsrichtung des Mittellochs kontinuierlich verbunden ist, ist ausgebildet. Ein Endabschnitt des Rotors 3 ist auf einer Gehäuseseite mit der Kopplungsstange 5 verbunden. Der Rotor 3 dreht sich in dem Stator 2 und dreht sich durch eine Antriebskraft von der (nicht gezeigten) Antriebseinheit gleichzeitig entlang der Innenumfangsoberfläche des Stators 2. Das heißt, der Rotor 3 dreht sich exzentrisch in dem Mittelloch des Stators 2, und folglich kann der Rotor 3 Material in dem Förderraum 17 in einer Längsrichtung befördern.
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Die Endstiftschraube 4 ist aus einem zylindrischen Körper, der aus einem Metallmaterial hergestellt ist, ausgebildet. Der Flanschabschnitt 18, der sich nach außen erstreckt, ist an einem Ende der Endstiftschraube 4 auf einem Öffnungsabschnitt ausgebildet. Der Flanschabschnitt 18 wird von der ersten Klammer 15 in einem Zustand gehalten, in dem der Flanschabschnitt 18, wie früher beschrieben, in Kontakt mit dem Flanschabschnitt 14a des Anpassstücks 12a gebracht wird. Ein ringförmiger vorstehender Abschnitt 18a und ein ringförmiger ausgesparter Abschnitt 18b sind auf die gleiche Weise wie bei dem Gehäuse 1 auf einer Endoberfläche des Flanschabschnitts 18 ausgebildet.
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Die Endstiftschraube 4 und das Gehäuse 1 sind durch Stehbolzen 19 miteinander verbunden. Das heißt, die Halteelemente 20 sind jeweils auf einer Außenumfangsoberfläche der Endstiftschraube 4 und auf einer Außenumfangsoberfläche des Gehäuses 1 in einem Zustand ausgebildet, in dem die Halteelemente 20 an zwei Positionen punktsymmetrisch in Bezug auf eine Achse angeordnet sind. Die Stehbolzen 19 werden dann dazu gebracht, dass sie in einem Zustand, in dem ein aus einem Metallmaterial (zum Beispiel nichtrostender Stahl) hergestellter zylindrischer Abstandshalter 21 von außen auf jedem Stehbolzen 19 montiert ist, jeweils durch die Halteelemente 20 der Endstiftschraube 4 und des Gehäuses 1 gehen, und eine Mutter 22 wird schraubend in Eingriff mit einem Endabschnitt jedes Stehbolzens 19 gebracht. Durch Befestigen der Mutter 22 wird der Stator 2 zwischen der Endstiftschraube 4 und dem Gehäuse 1 eingeklemmt. In einem derartigen Zustand kann ein Abstand zwischen der Endstiftschraube 4 und dem Gehäuse 1 durch den Abstandshalter 21 auf einem festen Wert aufrecht erhalten werden. Folglich besteht keine Möglichkeit, dass der Statorkörper 10 mehr als notwendig komprimiert wird, so dass der Statorkörper 10 zwischen der Endstiftschraube 4 und dem Gehäuse 1 in einem gewünschten Kompressionszustand eingeklemmt wird. Auf diese Weise besteht aufgrund des Vorhandenseins der Abstandshalter 21 keine Möglichkeit, dass der Statorkörper 10 mehr als notwendig komprimiert wird oder eine Lücke an beiden Endabschnitten des Statorkörpers 10 ausgebildet wird. Da andererseits die Außenhülse 9 im Vergleich zu dem Statorkörper 10 ausreichend hart ist, sind die Abstandshalter 21 in dem Fall, in dem die Außenhülse 9 eine Rolle zum Aufrechterhalten des Abstands zwischen der Endstiftschraube 4 und dem Gehäuse 1 auf einem festen Wert spielen kann, nicht immer notwendig.
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Hier nachstehend werden die Verbindung zwischen dem Gehäuse 1 und dem Stator 2 und die Verbindung zwischen dem Stator 2 und der Endstiftschraube 4 unter Bezug auf 5 bis 10 im Detail beschrieben.
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In einem Zustand, in dem die Anpassstücke 12a, 12b jeweils auf beiden Endabschnitten des Statorkörpers 10 montiert werden, welcher die Außenhülse 9 auf seinem Außenumfangsabschnitt montiert, stehen die distalen Endabschnitte der Ringabschnitte 11a, 11b, wie in 5 und 8 gezeigt, von den Flanschabschnitten 14a, 14b der Anpassstücke 12a, 12b vor. In einem derartigen Zustand werden der Flanschabschnitt 8 des Gehäuses 1 und der Flanschabschnitt 18 der Endstiftschraube 4 jeweils in Kontakt mit Endoberflächen der jeweiligen Anpassstücke 12a, 12b gebracht. Die Ringabschnitte 11a, 11b werden jeweils in dem ringförmigen ausgesparten Abschnitt 8b des Flanschabschnitts 8 und dem ringförmigen ausgesparten Abschnitt 18b des Flanschabschnitts 18 positioniert. Der ringförmige vorstehende Abschnitt 8a des Flanschabschnitts 8 und der ringförmige vorstehende Abschnitt 18a des Flanschabschnitts 18 werden jeweils in den ersten ringförmigen ausgesparten Abschnitten 14a1, 14b1 der Ringabschnitte 11a, 11b positioniert. Dann werden die Ringabschnitte 11a, 11b in die ringförmigen ausgesparten Abschnitte 8b, 18b der jeweiligen Flanschabschnitte 8, 18 pressgepasst, so dass die Ringabschnitte 11a, 11b elastisch verformt werden und der Abschnitt der elastischen Verformung führt die Verschiebung des Statorkörpers 10 in der Axialrichtung herbei. Zusammen mit einer derartigen Verschiebung wird die Außenhülse 9, wie in 6 und 9 gezeigt, von den Anpassstücken 12a, 12b getrennt.
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Anschließend wird jeweils die erste Klammer 15 auf dem Anpassstück 12a und dem Flanschabschnitt 18 montiert, und die zweite Klammer 16 wird auf dem Anpassstück 12b und dem Flanschabschnitt 8 montiert, um die Verbindung zwischen dem Statorkörper 10 und der Endstiftschraube 4 und dem Gehäuse 1 zu verstärken. Dann werden die Mutter 22 an dem Stehbolzen 19 befestigt, um die Außenhülse 9 mittels der Halteelemente 20 zwischen dem Gehäuse 1 und der Endstiftschraube 4 einzuklemmen. Mit einem derartigen Arbeitsgang wird der Statorkörper 10, wie in 7 und 10 gezeigt, in der Axialrichtung komprimiert. Daher wird die Endoberfläche des Ringabschnitts 11a in Druckkontakt mit einer inneren Endoberfläche des ringförmigen ausgesparten Abschnitts 18b der Endstiftschraube 4 gebracht. Ferner wird die Endoberfläche des Ringabschnitts 11b in Druckkontakt mit einer inneren Endoberfläche des ringförmigen ausgesparten Abschnitts 8b, der auf dem Flanschabschnitt 8 des Gehäuses 1 ausgebildet ist, gebracht. Folglich kann eine gewünschte Luftdichtigkeit an den Übergängen sichergestellt werden, und folglich ist es sowohl während eines Normalbetriebs als auch eines Reinigungsbetriebs möglich, das Lecken einer Flüssigkeit und das Eindringen verschiedener Keime, das herbeigeführt wird, indem die Übergänge der umgebenden Atmosphäre ausgesetzt werden, zu verhindern.
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Als nächstes wird die Art und Weise des Betriebs der einachsigen exzentrischen Schraubenpumpe mit dem vorstehend erwähnten Aufbau beschrieben.
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Um ein Fluidmaterial von dem Behälter und ähnlichem abzugeben, wird die nicht gezeigte Antriebseinheit angetrieben, um den Rotor 3 mittels der Kopplung 6 und der Kopplungsstange 5 anzutreiben. Der Förderraum 17, der durch eine Innenumfangsoberfläche des Stators 2 und eine Außenumfangsoberfläche des Rotors 3 gebildet wird, bewegt sich in einer Längsrichtung des Stators 2 und des Rotors 3. Folglich wird das von dem Behälter abgegebene Fluidmaterial in den Förderraum 17 gesaugt und wird zu der Endstiftschraube 4 befördert. Nachdem das Fluidmaterial die Endstiftschraube 4 erreicht, wird das Fluidmaterial weiter zu einem anderen Ort befördert.
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Wenn bei der einachsigen exzentrischen Schraubenpumpe ein Fluidmaterial gestoppt wird, verbleibt das Fluidmaterial in dem Stator 2. Wenn das Fluidmaterial in dem Stator 2 verbleibend gehalten wird, kann eine hygienisch unerwünschte Situation entstehen. Ferner kann auch der Fall entstehen, in dem verbleibendes Fluidmaterial an der Innenoberfläche des Stators 2 haftet. Folglich sind die Reinigung und Sterilisation des Inneren des Stators 2 erforderlich. In dieser Ausführungsform ist es möglich, CIP (Cleaning in Place: Reinigen an Ort und Stelle) durchzuführen, wobei eine automatische Reinigung mit einem einfachen Betrieb sicher durchgeführt wird, ohne die Produktionsanlagen zu demontieren, und SIP (Sterilizing in Place: Sterilisieren an Ort und Stelle) wird durchgeführt, wobei die Sterilisation der Anlagen und Rohrleitungen durchgeführt wird, ohne die Anlagen und Rohrleitungen aus einem Zustand, in dem die einachsige exzentrische Schraubenpumpe hergestellt wurde, zu demontieren. Derartige Betriebe können hygienisch durchgeführt werden, weil es keine Möglichkeit gibt, dass verschiedene Keime und ähnliches in der umgebenden Atmosphäre in den Stator 2 eindringen.
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Zum Beispiel wird in dem SIP Wasserdampf oder unter Druck stehendes Heißwasser (auf das hier nachstehend gemeinsam als erhitztes Fluid Bezug genommen wird) an die einachsige exzentrische Schraubenpumpe zugeführt und der Rotor 3 wird durch Antreiben der Antriebseinheit gedreht. In dieser Betriebsphase dehnt sich der Stator 2, den das erhitzte Fluid durchlauft, thermisch aus. Wie bereits beschrieben, ist der Stator 2 aus dem Statorkörper 10, der aus einem Gummimaterial hergestellt ist, und der Außenhülse 9, die auf einer Außenumfangsseite des Statorkörpers 10 angeordnet ist, ausgebildet. Nicht nur der Statorkörper 10, sondern auch die Außenhülse 9 ist aus einem ausdehnbaren Material hergestellt. Selbst wenn der Statorkörper 10 sich aufgrund des erhitzten Fluids in Richtung einer Außendurchmesserseite ausdehnt, dehnt sich die Außenhülse 9 daher ebenfalls zusammen mit dem Statorkörper 10 aus, so dass es keine Möglichkeit gibt, dass die Verformung des Statorkörpers 10 behindert wird. Folglich kann die Ausdehnung des Statorkörpers 10 in Richtung einer Innenoberflächenseite unterdrückt werden, so dass die Drehung des Rotors 3 nicht behindert wird. Das heißt, die Bewegung des Förderraums 17 durch Drehen des Rotors 3 lässt das erhitzte Fluid reibungslos strömen, wodurch die innere Oberfläche des Stators gereinigt und sterilisiert wird. Während eines Reinigungsbetriebs dehnt sich die Außenhülse 9 auch in einer Längsrichtung aus, so dass ein Endabschnitt der Außenhülse 9 in Druckkontakt mit dem Flanschabschnitt 8 des Gehäuses 1 gebracht wird und der andere Endabschnitt der Außenhülse 9 in Druckkontakt mit dem Flanschabschnitt 18 der Endstiftschraube 4 gebracht wird. Folglich kann die Dichtungseigenschaft an beiden Endabschnitten der Außenhülse 9 verbessert werden.
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Nachdem das SIP beendet ist, wird die einachsige exzentrische Schraubenpumpe mit dem Verlauf der Zeit abgekühlt. In diesem Fall schrumpfen sowohl der Statorkörper 10 als auch die Statorhülse 9 gemeinsam und kehren in die ursprünglichen Formen zurück, so dass die Beförderung eines Fluidmaterials in einer ursprünglichen Form wieder begonnen werden kann.
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Obwohl der Statorkörper 10 sich mit der Zuführung des erhitzten Fluids thermisch ausdehnt, dehnt sich auf diese Weise gemäß der einachsigen exzentrischen Schraubenpumpe dieser Ausführungsform die Außenhülse 9, die auf der Außenumfangsseite des Statorkörpers 10 angeordnet ist, ebenfalls zusammen mit dem Statorkörper 10 aus. Folglich ist möglich, den Innenraum durch Zuführen des erhitzten Fluids zu reinigen und zu sterilisieren, ohne die einachsige exzentrische Schraubenpumpe zu demontieren. Es ist unnötig, die Bauteile zu demontieren, und folglich besteht keine Möglichkeit, dass verschiedene Keime und ähnliches, die in der umgebenden Atmosphäre enthalten sind, in den Innenraum eindringen, und es besteht auch keine Möglichkeit, dass die Sterilisationswirkung beeinträchtigt wird.
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Ferner kann sich der Stator 2 zur Zeit der Durchführung der Reinigung und der Sterilisation thermisch ausdehnen, und folglich ist es in einem normalen Betriebszustand, in dem der Stator sich nicht thermisch ausdehnt, unnötig, einen Spielraum in Bezug auf eine Lücke festzulegen, die zwischen der Innenoberfläche des Statorkörpers 10 und der Außenoberfläche des Rotors 3 ausgebildet ist. Ferner können ein Kontaktdruck zwischen der Innenoberfläche des Statorkörpers 10 und der Außenoberfläche des Rotors 3 und eine Beeinflussung (Überlappung zwischen der Innenoberfläche des Statorkörpers 10 und der Außenoberfläche des Rotors 3) jeweils auf gewünschte Werte festgelegt werden. Folglich kann die Beförderung eines Fluidmaterials während eines Normalbetriebs mit einem gewünschten Abgabedruck wirksam durchgeführt werden.
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Die vorliegende Erfindung ist nicht auf den Aufbau beschränkt, der in der vorstehend erwähnten Ausführungsform beschreiben ist, und vielfältige Modifikationen sind denkbar.
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Zum Beispiel ist die einachsige exzentrische Schraubenpumpe in dieser Ausführungsform in einer seitlichen Richtung (Horizontalrichtung) angeordnet. Jedoch kann ein Fluidmaterial durch Anordnen der einachsigen exzentrischen Schraubenpumpe in einer Längsrichtung (Vertikalrichtung) abwärts befördert werden.
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In dieser Ausführungsform ist der Stator 2 aus dem Statorkörper 10 und der Außenhülse 9 ausgebildet. Jedoch kann der Stator 2 nur aus dem Statorkörper 10 ausgebildet sein. In diesem Fall wird bevorzugt, dass ein Abstand zwischen dem Gehäuse 1 und der Endstiftschraube 4 durch die Stehbolzen 19, von denen jeder den Abstandshalter 21 darauf montiert, auf einem festen Abstand gehalten wird. In einem derartigen Aufbau ist der Stator 2 nur aus dem Statorkörper 10 ausgebildet, und folglich besteht, selbst wenn ein erhitztes Fluid in dem Stator 2 strömt, keine Möglichkeit, dass die Verformung des Stators 2 in Richtung einer Außendurchmesserseite beschränkt wird. Folglich besteht keine Möglichkeit, dass der Rotor in Druckkontakt mit der Innenoberfläche des Stators 2 gebracht wird, so dass ein unnormaler Verschleiß auf dem Stator 2 auftritt. Ferner können eine Dichtungseigenschaft zwischen dem Stator 2 und dem Gehäuse 1 und eine Dichtungseigenschaft zwischen dem Stator 2 und der Endstiftschraube 4 an beiden Endabschnitten des Stators 2 in einem gewünschten Zustand aufrecht erhalten werden, und folglich kann ein Lecken eines Fluidmaterials und das Eindringen verschiedener Keime von außerhalb verhindert werden.
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Wenngleich die Haltestruktur für die einachsige exzentrische Schraubenpumpe, insbesondere die Haltestruktur für den Stator 2, in der vorstehend erwähnten Ausführungsform nicht speziell erwähnt wird, kann der folgende Aufbau verwendet werden.
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Das heißt, wie in 3 gezeigt, werden die Endstiftschraube 4 und das Gehäuse 1 von ersten Halterahmen 23 gehalten, die jeweils an einem Sockel befestigt sind. Der erste Halterahmen 23 ist aus einem unteren Oberflächenabschnitt 23a und beiden Seitenoberflächenabschnitten 23b, 23c ausgebildet. Ein Mittelabschnitt des unteren Oberflächenabschnitts ist durch einen Bolzen an dem Sockel befestigt, und Bolzen sind mittels beider Seitenoberflächenabschnitte in einem schraubenden Eingriff mit der Endstiftschraube 4 und dem Gehäuse 1. Der Stator 2 wird von beiden Halterahmen 24, die an dem Sockel befestigt sind, gehalten. Der zweite Halterahmen 24 ist aus beiden Seitenoberflächenabschnitten 24a, 24b und einem oberen Oberflächenabschnitt 24c ausgebildet, welcher obere Endabschnitte der Seitenoberflächenabschnitte 24a, 24b miteinander verbindet. Untere Endabschnitte beider Seitenoberflächenabschnitte 24a, 24b sind in der Horizontalrichtung gekrümmt und sind durch Bolzen an dem Sockel befestigt. Ferner ist ein vorstehender Abschnitt 25, der in Kontakt mit der Außenhülse 9 gebracht wird, integral mit einer Innenoberfläche eines Seitenoberflächenabschnitts ausgebildet. Eine Flügelschraube 26 ist von einer Außenoberflächenseite in einem schraubenden Eingriff mit dem anderen Seitenoberflächenabschnitt und ein distaler Endabschnitt der Flügelschraube 26 wird in Kontakt mit der Außenhülse 9 gebraucht. Durch Drehen der Flügelschraube 26 kann eine Druckkraft des distalen Endabschnitts der Flügelschraube 26 auf die Außenhülse 9 eingestellt werden.
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Wie in 4 gezeigt, kann eine Außenhülse 9 aus einem oberen Hälftenabschnitt 27 und einem unteren Hälftenabschnitt 28 ausgebildet werden, und der obere Hälftenabschnitt 27 und der untere Hälftenabschnitt 28 können durch ein Klammerelement 29 gehalten werden. Jeder des oberen Hälftenabschnitts 27 und des unteren Hälftenabschnitts 28 ist aus einem halbkreisförmigen zylindrischen Abschnitt 30 und Ausdehnungsabschnitten 31, die sich von beiden Seitenrändern des halbkreisförmigen zylindrischen Abschnitts 30 erstrecken, ausgebildet. Das Klammerelement 29 umfasst eine obere Platte 32 und eine untere Platte 33, die aufgebaut sind, um die Ausdehnungsabschnitte 31 des oberen Hälftenabschnitts 27 und die Ausdehnungsabschnitte 31 des unteren Hälftenabschnitts 28 in einem Zustand, in dem die die Ausdehnungsabschnitte 31 des oberen Hälftenabschnitts 27 und die Ausdehnungsabschnitte 31 des unteren Hälftenabschnitts 28 einander überlappen, einzuklemmen. Eine Montageplatte 35 ist mittels von Verbindungsstangen 34 integral mit den unteren Platten 31 ausgebildet. Die Montageplatte 35 ist durch Bolzen an dem Sockel befestigt. Bolzen werden dazu gebracht, in einem Zustand, in dem die oberen Platten 32 und die unteren Platten 33 die Ausdehnungsabschnitte 31 des oberen Hälftenabschnitts 27 und die Ausdehnungsabschnitte 31 des unteren Hälftenabschnitts 28 der Außenhülse 9 dazwischen einklemmen, durch die oberen Platten 32 und die unteren Platten 33 des Klammerelements 29 zu gehen, und Mutter werden schraubend mit den Bolzen in Eingriff gebracht. Durch Befestigen der Muttern können der obere Hälftenabschnitt 27 und der untere Hälftenabschnitt 28 der Außenhülse 9 fest aneinander befestigt werden.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Gehäuse
- 2
- Stator
- 3
- Rotor
- 4
- Endstiftschraube
- 5
- Kopplungsstange
- 6
- Kopplung
- 7
- Verbindungsrohrleitung
- 8
- Flanschabschnitt
- 9
- Außenhülse
- 10
- Statorkörper
- 11a, 11b
- Ringabschnitt
- 12a, 12b
- Anpassstück
- 13a, 13b
- zylindrischer Abschnitt
- 14a, 14b
- Flanschabschnitt
- 14a1, 14b1
- erster ringförmiger ausgesparter Abschnitt
- 14a2, 14b2
- zweiter ringförmiger ausgesparter Abschnitt
- 15
- erste Klammer
- 16
- zweite Klammer
- 17
- Förderraum
- 18
- Flanschabschnitt
- 19
- Stehbolzen
- 20
- Halteelement
- 21
- Abstandshalter
- 22
- Mutter
- 23
- erster Halterahmen
- 24
- zweiter Halterahmen
- 25
- vorstehender Abschnitt
- 26
- Flügelschraube
- 27
- oberer Hälftenabschnitt
- 28
- unterer Hälftenabschnitt
- 29
- Klammerelement
- 30
- halbkreisförmiger zylindrischer Abschnitt
- 31
- Ausdehnungsabschnitt
- 32
- obere Platte
- 33
- untere Platte
- 34
- Verbindungsstange
- 35
- Montageplatte
