JP2016516948A - ポンプ装置 - Google Patents

Abstract

本発明は、ポンプ装置（１）、特に、磁気カップリングポンプ装置であって、ポンプ装置（１）のポンプケーシング（２）によって形成された内部空間（１１）と、缶（１０）であって、該缶によって密閉されたチャンバ（１２）をポンプケーシング（２）によって形成された内部空間（１１）に対して気密封止している缶（１０）と、回転軸（Ａ）を中心として回転するように駆動可能になっているインペラシャフト（１３）と、インペラシャフト（１３）の一端に配置されたインペラ（１６）と、インペラシャフト（１３）の他端に配置されたインナーロータ（１７）と、駆動モータ（９）と、駆動モータ（９）によって回転軸（Ａ）を中心として回転するように駆動可能になっている駆動シャフト（２０）と、駆動シャフト（２０）上に配置されたアウターロータ（２２）であって、インナーロータ（１７）と相互作用するようになっているアウターロータ（２２）とを備えているポンプ装置（１）に関する。アウターロータ（２２）は、貫通孔（２７）によって形成されたハブ内面（２８）を有するハブ（２３）を有しており、該ハブ内面に、軸方向溝（２９）が形成されており、該軸方向溝は、回転軸（Ａ）と平行に延在しており、駆動シャフト（２０）のフェザーキー溝（３２）内に挿入されたフェザーキー（３３）と協働するようになっている。本発明によれば、少なくとも１つの半径方向に周回する第１の溝（３０）および少なくとも１つの半径方向に周回する第２の溝（３１）が、ハブ内面（２８）に形成されており、トレランスリング（３４，３５）が、溝（３０，３１）の２つ内に少なくとも配置されている。

Description

本発明は、ポンプ装置、特に、磁気カップリングポンプ装置であって、ポンプ装置のポンプケーシングによって形成された内部空間と、閉込缶であって、前記閉込缶によって包囲されたチャンバをポンプケーシングによって形成された内部空間に対して気密封止している閉込缶と、回転軸を中心として回転するように駆動可能になっているインペラシャフトと、インペラシャフトの一端に配置されたインペラと、インペラシャフトの他端に配置されたインナーロータと、駆動モータと、駆動モータによって回転軸を中心として回転するように駆動可能になっている駆動シャフトと、駆動シャフト上に配置されたアウターロータであって、インナーロータと相互作用するようになっているアウターロータとを備え、アウターロータは、通路孔によって形成されたハブ内面を有するハブを有しており、該ハブ内面に、軸方向溝が形成されており、該軸方向溝は、回転軸と平行に延在しており、駆動シャフトのフェザーキー溝内に挿入されたフェザーキーと相互作用するようになっている、ポンプ装置に関する。

特許文献１は、前記形式のポンプ装置を開示している。駆動シャフト上の外側磁石キャリアの緊密なすべり嵌合にも関わらず、依然として存在する嵌合クリアランスの影響によって、外側磁石キャリアが駆動シャフトに対して傾斜し、これによって、駆動シャフトが回転駆動するとき、外側磁石キャリアの首振り運動（wobbling）が生じ、その結果、閉込缶またはポンプ装置内の他の部分への損傷が生じる可能性がある。もし嵌合が過度に緊密であるように選択されたなら、加熱操作によってしか取付けを行なうことができず、特別な工具を用いてしか取外しを行なうことができない。

独国実用新案第８４３６６３８Ｕ１号明細書

本発明の目的は、特別の工具を用いることなく、駆動モータの駆動シャフト上への磁石を保持するアウターロータのクリアランスなしの取付けを可能にするポンプ装置を提供することにある。

本発明の目的は、少なくとも１つの半径方向に周回する第１の溝および少なくとも１つの半径方向に周回する第２の溝が、ハブ内面に形成され、トレランスリングが、該溝の２つ内に少なくとも配置されることによって、達成されることになる。

トレランスリングは、第１の溝の少なくとも１つまたは複数内および第２の溝の１つまたは複数内に配置されることが好ましい。

１つのトレランスリングが第１の溝の１つ内に配置され、他の１つのトレランスリングが第２の溝の１つ内に配置されると好都合である。

本発明の１つの改良例では、ポンプ装置は、ブロック式設計の形態にあること、すなわち、ポンプケーシングがモータケーシングに接続されることが提案されている。これによって、どのような基部プレートまたは比較的小形の基部プレートもポンプ装置に必要とされないことになる。さらに、機械的な連結を省くことができる。さらに、位置合わせのために必要な労力を省くことができる。

もし少なくとも１つの第１の溝が、軸方向においてハブの中心と第１のキャリア要素との間に実質的に位置するハブ内面の領域に形成され、および／または少なくとも１つの第２の溝が、ハブの中心から第１のキャリア要素の反対側に位置するハブの端に近い点に実質的に延在するハブ内面の領域に形成されたなら、駆動シャフトによって回転可能に駆動されるアウターロータのブレる回転特性を回避することができる。

特に有利であることが実証されているのは、ハブの外シェル面がなめらかな形態にある改良例である。ハブの外シェル面の内外の孔、不連続部、または長孔が省かれていることによって、前記領域に配置されたシール要素に損傷をもたらすことなく、アウターロータを駆動シャフト上に沿って摺動させることができる。

ハブおよび駆動シャフトの簡単な取付けおよび取外しのために、アウターロータには、第１のキャリア要素の領域に形成されたネジ孔が設けられている。

ハブおよび駆動シャフトの簡単な取付けおよび取外しに関して、ここでは、ネジ孔が、駆動シャフトに設けられた有底ネジ孔よりも大きい直径を有するようになっている。

さらに有利な改良例では、トレランスリングは、フェザーキーを受け入れるフェザーキー溝内に延出しないように、寸法決めされている。

以下、図面に示されている本発明の例示的実施形態について、さらに詳細に説明する。

本発明によるハブ−シャフト接続部を有する磁気カップリングポンプ装置の縦断面を示す図である。 図１に対応するハブ−シャフト接続部を拡大して示す図である。 図２の線ＩＩＩ−ＩＩＩに沿った断面を示す図である。 シャフトへのハブの取付けを示す図である。 シャフトからのハブの取外しを示す図である。

図１は、ポンプ部分および電気部分を有する磁気カップリングポンプ装置の形態にあるポンプ装置１を示している。ポンプ装置１のポンプ部分は、遠心ポンプの多部品ポンプケーシング２を有している。ポンプケーシング２は、渦巻ケーシングとして設計された流体圧ケーシング３、ケーシングカバー４、軸受キャリアケージ５、および接続要素６を備えている。

流体圧ケーシング３は、送達媒体の吸入のための入口開口７を有すると共に、送達媒体の排出のための出口開口８を有している。ケーシングカバー４は、入口開口７の反対側に位置する流体圧ケーシング３の側に配置されている。軸受キャリアケージ５は、流体圧ケーシング３から逸れたケーシングカバー４の側に固定されている。接続要素６は、ケーシングカバー４の反対側に位置する軸受キャリアケージ５の側に取り付けられている。接続要素６の軸受キャリアケージ５と反対側に位置する側に、電気部分を構成する駆動モータ９が配置されている。ポンプ装置１は、ブロック式設計の形態にある。すなわち、ポンプケーシング２および駆動モータ９のケーシングは、例えば、接続要素６によって互いに接続されている。

閉込缶１０が、流体圧ケーシング３から逸れたケーシングカバー４の側に固定されており、前記閉込缶は、ポンプケーシング２によって、具体的には、ケーシングカバー４、軸受キャリアケージ５、および接続要素６によって画定された内部空間１１内に少なくとも部分的に延在している。閉込缶１０は、前記閉込缶によって閉鎖されたチャンバ１２を内部空間１１に対して気密封止している。

回転軸Ａを中心として回転可能なインペラシャフト１３が、流体圧ケーシング３およびケーシングカバー４によって画定された流通チャンバ１４から、ケーシングカバー４に設けられた開口１５を通って、チャンバ１２内に延在している。

インペラ１６が、インペラシャフト１３の（流通チャンバ１４内に位置する）シャフト端に固定されており、チャンバ１２内に位置するインナーロータ１７が、反対側のシャフト端に配置されている。この反対側のシャフト端は、２つの拡径されたシャフト区域１３ａ，１３ｂを有している。インナーロータ１７は、多数の磁石１８を備えている。これらの磁石１８は、閉込缶１０の方を向くインナーロータ１７の側に配置されている。

インペラ１６とインナーロータ１７との間には、軸受配列１９が配置されている。軸受配列１９は、インペラシャフト１３に操作可能に接続されており、回転軸Ａを中心として回転するように駆動可能になっている。

駆動モータ９が、駆動シャフト２０を駆動するようになっている。回転軸Ａを中心として駆動可能になっている駆動シャフト２０は、インペラシャフト１３と実質的に同心に配置されている。駆動シャフト２０は、接続要素６内に延在し、可能であれば、少なくとも部分的に軸受キャリアケージ５内に延在している。駆動シャフト２０の自由端には、多数の磁石２１を保持するアウターロータ２２が配置されている。磁石２１は、閉込缶１０の方を向くアウターロータ２２の側に配置されている。アウターロータ２２は、閉込缶１０を少なくとも部分的に覆って延在しており、回転するアウターロータ２２が磁気力によってインナーロータ１７、従って、インペラシャフト１３およびインペラ１６を回転させるように、インナーロータ１７と相互作用するようになっている。

図２に拡大して示されているアウターロータ２２は、なめらかな外シェル面２４を有するハブ２３と、閉込缶１０の方を向くハブ２３の側に形成または配置されたフランジ状の第１のキャリア要素２５と、第１のキャリア要素２５に形成または配置された中空円筒状の第２のキャリア要素２６と、を備えている。第２のキャリア要素２６は、閉込缶１０を少なくとも部分的に包囲しており、該第２のキャリア要素２６上に磁石２１が配置されている。第１および第２のキャリア要素２５，２６は、互いに接続された２部品として示されているが、一部品として製造されてもよい。

通路孔２７が、ハブ２３を貫通しており、ハブ内面２８を形成している。ハブ内面２８に、回転軸Ａと平行に延在する軸方向溝２９が形成されている。さらに、少なくとも１つの半径方向に周回する第１の溝３０が、第１のキャリア要素２５の近くに位置する側においてハブ内面２８に形成されており、少なくとも１つの半径方向に周回する第２の溝３１が、第１のキャリア要素２５から遠くに離れた側においてハブ内面２８に形成されている。図示されている例では、第１および第２の溝３０，３１は、同一寸法を有している。必要に応じて、これらの寸法は、異なるように選択されてもよい。少なくとも１つの第１の溝３０は、ハブ内面２８の以下の領域、すなわち、軸方向においてハブ２３の中心と第１のキャリア要素２５との間に実質的に位置する領域、に形成されている。少なくとも１つの第２の溝３１は、ハブ内面２８の以下の領域、すなわち、ハブ２３の中心から第１のキャリア要素２５の反対側に位置するハブ２３の端に近い点に実質的に延在する領域、に形成されている。駆動シャフト２０には、フェザーキー溝３２が形成されている。フェザーキー溝３２は、軸方向溝２９の方を向いており、該溝フェザーキー溝内には、モータトルクをアウターロータ２２のハブ２３に伝達させるためのフェザーキー３３が挿入されている。図２において、トレランスリング３４が第１の溝３０内に配置され、トレランスリング３５が第２の溝３１内に配置されている。もし多数の第１および第２の溝３０，３１が用いられるなら、トレランスリング３４，３５は、第１の溝３０の少なくとも１つまたは複数内および第２の溝３１の１つまたは複数内に配置されるようになっている。特に、トレランスリング３４は、第１の溝３０のまさに１つ内に配置され、トレランスリング３５は、第２の溝３１のまさに１つ内に配置されるようになっている。

図３から分かるように、第１の溝３０内に配置されるトレランスリング３４は、フェザーキー３３を受け入れるフェザーキー溝３２内に延出しないように寸法決めされている。これは、第２の溝３１内に配置されるトレランスリング３５にも同様に適用される。フェザーキー溝３２の大きさに依存して、トレランスリング３４は、略３００°から略３２０°の角度で拡がっている。これは、トレランスリング３５にも適用される。トレランスリング３４，３５は、ハブ２３と駆動シャフト２０との間に依然として存在するすきま嵌め内のアウターロータ２２の傾斜を防ぐように、さらに寸法決めされている。トレランスリング３４，３５のバネ力は、張り出されたアウターロータ２２の重力とアウターロータ２２に不均衡によって生じる遠心力の合計に少なくとも対応している。これらの力は、トレランスリング３４，３５の間隔とレバーアームとの比率における重量および遠心力からなっている。

図４は、ハブ２３を駆動シャフト２０に取り付ける１つの適用可能なプロセスを示している。駆動シャフト２０の自由端に有底ネジ孔３６が回転軸Ａに対して同心に設けられることが分かるだろう。アウターロータ２２には、第１のキャリア要素２５の領域にネジ孔３７が設けられており、該ネジ孔は、同じように回転軸Ａに対して同心に形成されている。ここでは、ネジ孔３７は、有底ネジ孔３６よりも大きい直径を有している。アウターロータ２２を駆動シャフト２０に取り付けるために、最初、スタッドネジ３８が有底ネジ孔３６内にねじ込まれる。続いて、アウターロータ２２のハブ２３が、駆動シャフト２０上に配置され、このとき、スタッドネジ３８は、ネジ孔３７を貫通することになる。シムワッシャー３９が、アウターロータ２２に当接するまで、スタッドネジ３８の周りに沿って押し込まれる。ネジ付きナット４０をスタッドネジ３８の周りにねじ込むことによって、アウターロータ２２のハブ２３が駆動シャフト２０に押圧されることになる。ハブ２３の外シェル面２４内外に孔、不連続部、または長孔が存在しないので、該外シェル面２４は、なめらかな形状、すなわち、均一または平坦な形状を有しており、どのようなシール要素、図示されていないが、例えば、前記領域に配置されたシャフトシールリングに損傷をもたらすことなく、アウターロータ２２を駆動シャフト２０に沿って摺動させることができる。

図５から分かるように、アウターロータ２２を引き出すために、ネジ４１が、駆動シャフト２０に当接するまで、ネジ孔３７内にねじ込まれている。ネジ４１をネジ孔３７内にさらにねじ込むことによって、アウターロータ２２のハブ２３を駆動シャフト２０から引き出すことができる。

１ ポンプ装置
２ ケーシング
３ 流体圧ケーシング
４ ケーシングカバー
５ 軸受キャリアケージ
６ 接続要素
７ 入口開口
８ 出口開口
９ 駆動モータ
１０ 閉込缶
１１ 内部空間
１２ チャンバ
１３ インペラシャフト
１３ａ シャフト区域
１３ｂ シャフト区域
１４ 流通チャンバ
１５ 開口
１６ インペラ
１７ インナーロータ
１８ 磁石
１９ 軸受配列
２０ 駆動シャフト
２１ 磁石
２２ アウターロータ
２３ ハブ
２４ 外シェル面
２５ 第１のキャリア要素
２６ 第２のキャリア要素
２７ 通路孔
２８ ハブ内面
２９ 軸方向溝
３０ 第１の溝
３１ 第２の溝
３２ フェザーキー溝
３３ フェザーキー
３４ トレランスリング
３５ トレランスリング
３６ 有底ネジ孔
３７ ネジ孔
３８ スタッドネジ
３９ シムワッシャー
４０ ネジ付きナット
４１ ネジ
Ａ 回転軸

Claims (9)

1. ポンプ装置、特に、磁気カップリングポンプ装置であって、前記ポンプ装置のポンプケーシングによって形成された内部空間と、閉込缶であって、前記閉込缶によって包囲されたチャンバを前記ポンプケーシングによって形成された前記内部空間に対して気密封止している閉込缶と、回転軸を中心として回転するように駆動可能になっているインペラシャフトと、前記インペラシャフトの一端に配置されたインペラと、前記インペラシャフトの他端に配置されたインナーロータと、駆動モータと、前記駆動モータによって前記回転軸を中心として回転するように駆動可能になっている駆動シャフトと、前記駆動シャフト上に配置されたアウターロータであって、前記インナーロータと相互作用するようになっているアウターロータとを備え、前記アウターロータは、通路孔によって形成されたハブ内面を有するハブを有しており、該ハブ内面に、軸方向溝が形成されており、該軸方向溝は、前記回転軸と平行に延在しており、前記駆動シャフトのフェザーキー溝内に挿入されたフェザーキーと相互作用するようになっている、ポンプ装置において、
   少なくとも１つの半径方向に周回する第１の溝（３０）および少なくとも１つの半径方向に周回する第２の溝（３１）が、前記ハブ内面（２８）に形成されており、トレランスリング（３４，３５）が、前記溝（３０，３１）の２つ内に少なくとも配置されていることを特徴とする、ポンプ装置。
2. トレランスリング（３４，３５）は、前記第１の溝（３０）の少なくとも１つまたは複数内および前記第２の溝（３１）の１つまたは複数内に配置されていることを特徴とする、請求項１に記載のポンプ装置。
3. トレランスリング（３４）は、前記第１の溝（３０）の１つ内に配置されており、トレランスリング（３５）は、前記第２の溝（３１）の１つ内に配置されていることを特徴とする、請求項２に記載のポンプ装置。
4. 前記ポンプ装置（１）は、ブロック式設計の形態にあることを特徴とする、請求項１，２または３のいずれか１つに記載のポンプ装置。
5. 少なくとも１つの第１の溝（３０）は、軸方向において前記ハブ（２３）の中心と前記第１のキャリア要素（２５）との間に実質的に位置する前記ハブ内面（２８）の領域に形成されており、少なくとも１つの第２の溝（３１）は、前記ハブ（２３）の中心から前記第１のキャリア要素（２５）の反対側に位置する前記ハブ（２３）の端に近い点に実質的に延在する前記ハブ内面（２８）の領域に形成されていることを特徴とする、請求項１〜４のいずれか１つに記載のポンプ装置。
6. 前記ハブ（２３）の前記外シェル面（２４）は、なめらかな形態にあることを特徴とする、請求項１〜５のいずれか１つに記載のポンプ装置。
7. ）
   前記アウターロータ（２２）には、前記第１のキャリア要素（２５）の前記領域に形成されたネジ孔（３７）が設けられていることを特徴とする、請求項１〜６の１つに記載のポンプ装置。
8. 前記ネジ孔（３７）は、前記駆動シャフト（２０）に設けられた有底ネジ孔（３６）よりも大きい直径を有していることを特徴とする、請求項７に記載のポンプ装置。
9. 前記トレランスリング（３４，３５）は、前記フェザーキー（３３）を受け入れる前記フェザーキー溝（３２）内に延出しないように、寸法決めされていることを特徴とする、請求項１〜８のいずれか１つに記載のポンプ装置。
   

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