JP2008530426A - 切断インペラおよび前部チョッパを有するポンプ - Google Patents

Abstract

切断インペラ３８と、これと協働するカウンターナイフ４０と、前記切断インペラ３８から軸方向に突出するシャフト部４６により駆動する前部チョッパ４８とを備えたポンプにおいて、前記カウンターナイフ４０には前記シャフト部４６の長手方向に延在する切断エッジ５２が設けられていることを特徴とするポンプ。

Description

本発明は、切断インペラと、これに対応するカウンターナイフと、切断インペラから軸方向に突出するシャフト部によって駆動する前部チョッパとを備えたポンプに関するものである。

実際のところ、この種のポンプは知られつつあり、たとえば金属片が混入した潤滑クーラントエマルジョンを搬送する工作機械に適用されている。このポンプは遠心ポンプであり、ラジアルインペラに加えて、切断インペラとして形成された上流のアキシャルインペラと、吸引口に半径方向に設けられた固定カウンターナイフと協働する切断端部に設けられた上流端部とを有し、吸引された切り屑や汚染物は切断および切り刻まれる。粗い汚染物は、アキシャルインペラによって吸引される前に前部チョッパにより細かく切り刻まれ、より一層粉砕される。

本発明の目的は、切断特性がより改善された上記タイプのポンプを提供することにある。

上記目的を達成するために、本発明では、カウンターナイフにはシャフト部の長手方向に延在する切断エッジが設けられている。

特にこの切断エッジは、シャフト部に強固に巻き付く傾向にある、長い金属片や衣服からの長繊維などのような繊維質材料を切り刻むために設けられている。吸引管への媒体流れの渦巻き動作、すなわち前部チョッパにより生じる渦巻き動作ならびに、アキシャルインペラの吸引および切断インペラやカウンターナイフの剪刀動作が原因で、繊維はそのような力に影響され、切断エッジに抗する強固な抵抗となり、そして切断エッジにより切断される。このようにして、繊維が永久的にシャフト部に巻き付くのを防止することができ、繊維質材料が多量に混入した媒体においても、ポンプのより高いロバスト性が得られる。

本発明の実用的な実施形態とさらなる改善例は従属請求項に記載されている。

好ましくは、固定カウンターナイフにはスリーブが設けられ、該スリーブは、回転するシャフト部を取り囲んで保護するとともにシャフト部の外周面に、実質的軸方向に延在する切断エッジとともに形成されている。

特に好ましい実施形態では、カウンターナイフの切断エッジおよび／またはこれに対応する切断インペラの切断エッジは歯形状とされ、切り刻むべき材料はよりしっかり掴まれる。特に、切断インペラの歯形状切断エッジによれば、繊維質材料を円周方向に引きずり、そしてスリーブの外周面、ひいては切断エッジに抗して、強固に繊維質材料を引き込むことになる。

本発明の実施形態を図面を参照して詳細に説明する。

図１は本発明に係るポンプを示す軸方向断面図、図２は図１の底部から見た図である。

図１に示す遠心ポンプは、実質的に円筒状のハウジング１０を有し、このハウジング１０の底部にヘッド１２が設けられ、このヘッド１２は、工作機械のベースに設けられた図示しない液体容器に押し込まれる。ヘッド１２は、ラジアルインペラ１６を収容するポンプチャンバ１４を形成する。シャフト１８は、ハウジング１０内に同軸上に支持され、シャフト１８の頭部は図示しない駆動モータに接続され、図示しない固定ベアリングにより支持されている。これらベアリングはシャフト１８の軸方向の位置を決定する。ラジアルインペラ１６はシャフト１８の下端部にキーを用いて固定されている。ポンプチャンバ１４の下部に形成されたヘッド１２の壁面は、下方に向かって突出する、インペラ１６およびシャフト１８と同軸となる吸引管２０を形成し、吸引漏斗２２によって囲まれている。

インペラ１６は、半開状のインペラであって下方に向かって開放するブレード２４を有する。これらのブレード２４は、液体が吸引管２０を介して吸引され（矢印Ａ）、そしてポンプチャンバ１４の外側外周面を超えて環状チャンバ２６内に向かって半径方向および外方向へ搬送されるように、傾斜して設けられている。このような環状チャンバ２６内で上昇する液体圧により、液体は矢印Ｂ方向の上方へ、ハウジング１０に形成された環状チャンネル２８を介して図示しないポンプの排出部へ流れる。

吸引管２０の内部周壁面に、複数のベントチャンネル３０が円周方向に沿って分配され、ポンプチャンバ１４に接続されている。吸引プレート３２は、吸引管２０の下端部に設けられ、ベントチャンネル３０は吸引プレート３２の底部側に開口している。吸引プレート３２はポンプチャンバ１４を底部において閉塞するとともに吸引口３４を有する（図２参照）。

螺旋ブレード３６を有するアキシャルインペラ３８は、吸引管２０の内部にあるシャフト１８に設けられている。アキシャルインペラ３８は、吸引管２０の下端部から吸引口３４を通り、さらに軸方向上方へ向かってポンプチャンバ１４の内部へ液体を搬送する。このようにポンプのスループットは著しく増加する。

図２は図１に示す底部から見たポンプの図面である。切断インペラの３枚のブレード３６は吸引口３４の中に現れている。吸引プレート３２は、半径方向内側に向かって吸引口３４へ突出する２つのカウンターナイフ４０を形成するとともにブレード３６の歯形状切断エッジ４２と協働する。カウンターナイフ４０は、螺旋形状に湾曲されており、内側から外側に向かって、インペラの回転方向（矢印Ｃ）における半径方向から徐々に逸れている。

インペラの切断エッジ４２は実質的に半径方向に延在するので、カウンターナイフの切断エッジ４４は螺旋形状とされているが、これら切断エッジは、切断インペラ３８が回転すると鋏のように協働する。これら切断エッジが互いに接近する鋏動作は、実質的に内側から外側に向かって進行する。しかしながら、外側において、切断エッジ４４は、切断インペラ３８の回転方向（矢印Ｃ）の反対方向に湾曲している。

切断エッジ４２は、吸引口３４の開口半径を超えて半径方向外側へ延在するとともに、切断エッジ４４は切断インペラのハブ部まで内側に向かって延在する。したがって、これら切断エッジは、切断操作中において完全に閉塞される窓を構成する。これにより、長尺の切れ端を確実に切断することができる。

切断エッジを構成するブレード３６とカウンターナイフ４０の部分は、たとえばロックウェル硬さが６０ＨＲＣの硬い鋼材で構成される。この硬さと切断エッジ４２,４４の間の軸方向の空間は、ポンプの用途に応じて適宜決定される。また、切断インペラ３８の切断面は吸引プレート３２上をスライドすることができる。切断エッジ４２,４４の間の軸方向の空間は、スペーサシートなどの手段により適宜調節される。たとえば、シペーサシートを吸引プレート３２とヘッド１２との間に外側から挿入することで、吸引プレート３２と切断エッジ４２との間の距離が変化する。

ブレード３６の切断エッジ４２の歯形によって、切断エッジの歯によってどんな切れ端でも捉えて引きずり、切断操作中は保有して、そして切断することが確実になる。これにより、切れ端が切断エッジ４２に沿って半径方向外側へ移動することが防止できる。切断エッジ４２の歯は、カウンターナイフの湾曲した切断エッジ４４の対応する部分（不図示）に対して常に直角に延在する形状とすることができる。

これに代えて又は追加して、歯はカウンターナイフ４０の切断エッジ４４に設けることもできる。

図１に示すように、シャフト１８は、その下端部において小さい直径のシャフト部４６が延長して形成され、このシャフト部４６は切断インペラ３８を超えて吸引漏斗２２を通り吸引すべき媒体中へ突出し、そしてその下端部に、２枚のブレードを有する前部チョッパ４８が装着されている。図２に示すように、前部チョッパ４８は、２枚の湾曲した切断エッジを構成し、前部チョッパ４８が切断インペラ３８およびラジアルインペラ１６と一緒に回転すると粗い材料を事前に切り刻むことができる。

シャフト部４６は、その長手方向のほとんどが、実質的に筒状で下方へ向かって傾斜するスリーブ５０により囲まれ、このスリーブ５０は、その上端部がカウンターナイフ４０の半径方向内側の端部に固定されている。スリーブ５０の外周面は２つの軸方向に延在するリブを構成し、外周端部は、切断インペラの回転方向に抗する方向とされた、２つの実質的に鉛直方向の切断エッジ５２を構成する。

非常に長い切れ端又は長繊維を含むその他の材料を切断インペラ３８で吸引したとき、通常は、その繊維はシャフト部４６に巻き付く傾向があり、こうなるとその繊維は吸引口３４へ搬送されなくなる。これは、繊維をシャフト部４６から遠ざけておくスリーブ５０によって防止することができる。すなわち、繊維がスリーブ５０に巻き付くと、媒体の渦流により切断エッジ５２に対して定着する。繊維の頂端部が歯形状の切断エッジ４２に捕捉されると、繊維にはさらなる張力が作用し、強固に切断エッジ５２に束縛されるとともに相対的に小さな切れ端に切断される。そしてこの切れ端は、切断インペラ３８によって吸引され、さらに切り刻まれる。このように、ポンプの安定した操作および優れた切断動作は、長繊維を含む材料が混入した媒体を吸引対象とするポンプであっても達成される。

本発明に係るポンプを示す軸方向断面図である。 図１の底部から見た図である。

Claims (6)

1. 切断インペラ（３８）と、これと協働するカウンターナイフ（４０）と、前記切断インペラ（３８）から軸方向に突出するシャフト部（４６）により駆動する前部チョッパ（４８）とを備えたポンプにおいて、
   前記カウンターナイフ（４０）には前記シャフト部（４６）の長手方向に延在する切断エッジ（５２）が設けられていることを特徴とするポンプ。
2. 請求項１記載のポンプにおいて、
   前記切断エッジ（５２）は、前記シャフト部（４６）の実質的に全ての長さを超えるとともに前記前部チョッパ（４８）まで延在することを特徴とするポンプ。
3. 請求項１又は２記載のポンプにおいて、
   前記シャフト部（４６）は、前記カウンターナイフ（４０）により非回転で保持されるスリーブ（５０）により囲まれていることを特徴とするポンプ。
4. 請求項３記載のポンプにおいて、
   前記スリーブ（５０）は、等しい角度の間隔で設けられた複数の切断エッジ（５２）を形成することを特徴とするポンプ。
5. 請求項３又は４記載のポンプにおいて、
   前記切断エッジは、前記スリーブ（５０）の外周面に形成されたリブのエッジにより形成され、湾曲した断面形状とされ、前記切断インペラ（３８）および前記前部チョッパ（４８）の回転方向（Ｃ）に抗して曲げられていることを特徴とするポンプ。
6. 請求項１〜５のいずれか一項に記載のポンプにおいて、
   前記切断エッジ（４２）および前記切断インペラ（３８）は歯形とされていることを特徴とするポンプ。

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