JP2018080702A - 内部圧力吸収部材を有するポンプ及びポンプヘッド - Google Patents
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Abstract
Description
第一実施例のポンプ10が図1A乃至図1Eに描写される。それらは斜視図(図1A)、直交端部図(図1B及び図1C)、及び断面図(図1D及び図1E)である。ポンプ10は磁気被動タイプである。ポンプ10は、作動部12及びポンプヘッド部14を有する。作動部12は、外部ケーシング16と、第一端板18及び第二端板20と、を有し、後述されるポンプヘッド部14のための“原動機”を含む。第二端板20は電気コネクタ22を含む。ポンプヘッド部14は、インレットポート及びアウトレットポート(アウトレットポート26のみ確認できる)を定義する取り付けブロック24を含む。ポンプヘッド部14はまた、シャフト32に実装された回転磁石30を含むカップハウジング28を含む。シャフト32は、回転し且つ被動ギア36と噛み合う駆動ギア34に実装される。ギア34,36は、ギアキャビティ38(インレット及びアウトレットポートの内部表面も含む“ポンプキャビティ”の一部)に配置される。ギアキャビティ38及びカップハウジング28の内部(“カップキャビティ”)は、ポンプ10によって汲み上げられた液体により浸水している。磁石30は本実施例において、カップハウジング28の壁を介して外部ケーシング16内部に含まれたスタータ40に磁気的に接続された複数の磁極を有している。
第二実施例は、圧力吸収部材56が図1及び図2で示されたカップハウジング内で異なる位置を有する以外、第一実施例に類似している。具体的には、第二実施例において、圧力吸収部材56は図3に示されるように、カップハウジング28の中でギア34と磁石30との間に位置している。すなわち、圧力吸収部材56は磁石30の近位端に隣接して配置されている。圧力吸収部材56は、保持リング58によって保持される。この位置では、圧力吸収部材は、吸引シュー60を保持することができるので、そのような目的のためのバネまたは類似のものの従来の必要性を排除する。
第一及び第二実施例は、磁気被動ポンプである。しかしながら、ここに開示される理念は、磁気被動ポンプに限定されるものではない。磁気駆動は大抵、動的シール(例えば回転部材に接続される駆動シャフトの周囲のシール)の必要性を排除するので一般的に有利である。動的シール(シャフトシールなど)を有するポンプは、通常磁石又はマグネットカップを有していないが、多様なアプリケーションへの用途がある。シャフトシールは、ポンプヘッド内の液体の凍結膨張により発生される圧力のような、ポンプヘッド内部の余分な圧力により引き起こされる損傷を受けやすい。そのようなポンプヘッド内の少なくとも一つの圧力吸収部材を含んでいることは、動的シールの保護を助け、それによりポンプ自体を凍結膨張損傷から保護する。ポンプヘッド内で液体に接触する少なくとも一つの圧力吸収部材を有していることはまた、上述されたように圧力変動の減衰を提供する。ポンプが実際に駆動される方法は、少なくとも一つの圧力吸収部材をポンプヘッド内に含むことにより提供されるこれらの要望又は改善を著しく変化しない。
候補のポンプヘッドの種類は、ギアポンプに限定されない。代表的な他の種類のポンプヘッドは、限定する目的ではなく、無弁ピストンポンプである。無弁ピストンポンプは、特許文献1で開示され参照することで本明細書に組み込まれる。この参照として特に図11を参照し、ページ9乃至14の説明を添付する。
本実施例は、上述されたようなポンプを含む流体回路を対象とする。回路100は図6に示され、インレット102並びにアウトレット106を有するポンプ及び圧力センサ102を含む。ポンプ及び圧力センサ102は、第一実施例及びその他の実施例で上述された装置10により示される。インレット104はフィルタ108の下流に位置し、ポンプ102によって汲み上げられる液体用の容器として機能するタンクの下流に位置している。アウトレット106は下流注入機112又は回路から放出される液体の他の要素に流体連結している。望まれれば、回路100は、注入機112から実際に放出されない液体をタンク110に戻すための回帰ライン114を含んでいてもよい。
Claims (26)
- ギアキャビティの少なくとも一部を形成する取り付けブロックと、前記取り付けブロックを通じて前記ギアキャビティに流体結合した少なくとも一つのインレットと、前記取り付けブロックを通じて前記ギアキャビティに流体結合した少なくとも一つのアウトレットと、前記ギアキャビティ及び前記アウトレットに流体連結したカップハウジングとを有し、水性液体で実質的に呼び水をしたポンプハウジングと、
前記ギアキャビティの内部に位置し、前記取り付けブロックに配置される吸引シューと、
前記ギアキャビティで互いに噛み合い、ギア歯間の噛み合いによって前記インレットから前記ギアキャビティを通過して前記マグネットカップへの液体の流れを促し、前記取り付けブロックに配置され少なくとも一部が前記吸引シューで受け取られる、少なくとも一つの駆動ギア及び被動ギアと、
前記カップハウジングに配置され、前記ギアキャビティの前記駆動ギアと結合する永久磁石と、
前記カップハウジング内に位置し、前記カップハウジング内で液体の圧力上昇が生じたときは、前記圧力上昇の少なくとも一部を緩和するのに十分である容積圧縮を示す柔軟特性を有する、少なくとも一つの圧力吸収部材と、を備え、
前記圧力吸収部材は前記吸引シューに接触し、前記圧力吸収部材が前記吸引シューを前記取り付けブロックの位置に固定する、ギアポンプヘッド。 - 前記圧力吸収部材を前記吸引シューの位置に固定する保持リングを更に備える、請求項1に記載のギアポンプヘッド。
- 前記保持リングは前記圧力吸収部材及び前記永久磁石の間に配置され、前記永久磁石が前記圧力吸収部材に接触することを防止する、請求項2に記載のギアポンプヘッド。
- 前記圧力吸収部材は前記駆動ギア及び被動ギアと、前記永久磁石との間に配置される、請求項1に記載のギアポンプヘッド。
- 前記圧力吸収部材は液体の流れが起こる前記ギアキャビティの外側に配置される、請求項1に記載のギアポンプヘッド。
- 前記カップハウジングの外側に配置され、前記カップハウジングを通過して前記永久磁石と結合し、前記カップハウジング内の前記永久磁石を回転させて、前記ギアキャビティ内のギアを回転させる磁気ドライバをさらに備える、請求項1に記載のギアポンプヘッド。
- 前記磁気ドライバは、周囲に配置される前記カップハウジングと同じ軸を有している固定子を備え、前記固定子は、電気的に励起されたときいつでも前記永久磁石の回転を引き起こすように前記永久磁石に磁気的に接続されている、請求項6に記載のギアポンプヘッド。
- さらに、前記ポンプハウジングと流体連結する少なくとも一つのセンサをさらに備える、請求項1に記載のギアポンプヘッド。
- 前記第1圧力吸収部材は、クローズドセル発泡構造物質のユニットである、請求項1に記載のギアポンプヘッド。
- 前記クローズドセル発泡構造物質は、前記ポンプハウジングの前記水性液体の凍結により生じる前記ポンプハウジング内の水性液体の体積の増加を吸収するのに十分な圧縮率を有する、請求項9に記載のギアポンプヘッド。
- 請求項1から10のいずれか1項に記載のギアポンプヘッドを有するポンプを使用し、液体をポンプする方法であって、この方法は、前記ポンプの前記流体キャビティ内に前記圧力吸収部材を配置し、前記流体キャビティ内の液体が前記圧力吸収部材に接触し、前記流体キャビティ内の液体が閾値を超えて圧力上昇すると、前記圧力上昇を下げるのに十分な容積圧縮をするように構成される、液体をポンプする方法。
- 前記閾値の大きさは、前記流体キャビティの前記水性液体が少なくとも部分的に凍結した場合に前記流体キャビティ内で発生する圧であって、
前記圧力吸収部材は、前記流体キャビティの前記水性液体の少なくとも一部の凍結に起因する前記ギアポンプに対する損傷を十分に防ぐための容量圧縮を受けるように構成される、請求項11に記載の方法。 - 前記閾値の大きさは、前記ポンプの稼動に伴って生じる前記マグネットカップ内の前記水性液体の圧力変動の結果として前記流体キャビティ内で発生する圧である、請求項11に記載の方法。
- 請求項1から10のいずれか1項に記載のギアポンプヘッドを有するポンプを使用し、液体をポンプする方法であって、この方法は、前記ポンプの流体キャビティ内かつ液体が前記流体キャビティ内にある場合に液体に接触する前記圧力吸収部材を配置し、前記圧力吸収部材は、前記流体キャビティ内の液体が前記ポンプによって汲み上げられると同時に記流体キャビティ内で容積変化するように構成され、前記容積変化は前記ポンプによって流れが促される液体の圧力変動を減らすのに十分である、液体をポンプする方法。
- ギアポンプと、
前記ギアポンプの上流に流体連結する水性液体供給源と、
前記ギアポンプの下流に流体連結する液体排出ポートと、を有し、
前記ギアポンプは、
ギアキャビティの少なくとも一部と、少なくとも一つのインレットと、少なくとも一つのアウトレットとを形成する取り付けブロックを含み、前記ギアキャビティ及び前記アウトレットに流体連結したマグネットカップを有するポンプハウジングと、
前記ギアキャビティの内部に位置し、前記取り付けブロックに配置される吸引シューと、
前記ギアキャビティで互いに噛み合い、ギア歯間の噛み合いによって前記インレットから前記ギアキャビティを通過して前記マグネットカップへの液体の流れを促し、前記取り付けブロックに配置され少なくとも一部が前記吸引シューで受け取られる、少なくとも一つの駆動ギア及び被動ギアと、
前記カップハウジングに配置され、前記ギアキャビティの前記駆動ギアと結合する永久磁石と、
前記マグネットカップの外側に配置され、前記カップハウジングを通過して磁石と結合し、前記マグネットカップ内の前記磁石を回転させて、前記ギアキャビティ内のギアを回転させる磁気ドライバと、
前記ギアキャビティの外側及び前記カップハウジング内に位置し、圧力吸収部材は、前記液体が前記マグネットカップに含まれ前記圧力吸収部材に接触する場合、水性液体の圧力上昇が生じたときに、容積圧縮を示す柔軟特性を有し、前記容積圧縮は、前記圧力上昇の少なくとも一部を緩和するのに十分である、少なくとも一つの圧力吸収部材と、を有し、
前記圧力吸収部材は前記吸引シューに接触し、前記圧力吸収部材は前記吸引シューを前記取り付けブロックの位置に固定する、流体回路。 - 前記圧力吸収部材を前記吸引シューの位置に固定する保持リングを更に備える、請求項15に記載の流体回路。
- 前記保持リングは前記圧力吸収部材及び前記永久磁石の間に配置され、前記永久磁石が前記圧力吸収部材に接触することを防止する、請求項16に記載の流体回路。
- 前記圧力吸収部材は前記ギア及び永久磁石との間に配置される、請求項15に記載の流体回路。
- 前記圧力吸収部材は液体の流れが起こる前記ギアキャビティの外側に配置される、請求項15に記載の流体回路。
- 前記ポンプハウジングに結合され、前記圧力吸収部材が受ける流体圧力を受けるように前記圧力吸収部材に十分に近い場所に配置される、少なくとも一つのセンサを有する、請求項15に記載の流体回路。
- ギアキャビティの少なくとも一部を定める取り付けブロック手段と、前記取り付けブロック手段を通じて前記ギアキャビティに流体結合した少なくとも一つのインレット手段と、前記取り付けブロックを通じて前記ギアキャビティに流体結合した少なくとも一つのアウトレット手段と、前記ギアキャビティ及び前記アウトレット手段に流体連結したカップハウジング手段と、を有し、水性液体で実質的に呼び水をしたポンプハウジング手段と、
前記ギアキャビティの内部に位置し、前記取り付けブロックに配置される吸引シュー手段と、
前記ギアキャビティ内及び前記ギアキャビティに対して動作可能であって、前記インレット手段の方向から、前記ギアキャビティを通過し、前記カップハウジング手段に液体の流れを導き、前記取り付けブロックに配置され、少なくとも一部が前記吸引シュー内で受け取られるポンプギア手段と、
前記カップハウジングに配置され、前記ギアキャビティ内で前記ポンプギア手段に連結される永久磁石手段と、
前記カップハウジング手段内に位置し、前記カップハウジング内で液体の圧力上昇が生じたときは、前記圧力上昇の少なくとも一部を緩和するのに十分である容積圧縮を示す柔軟特性を有する、少なくとも一つの圧力吸収手段と、を備え、
前記圧力吸収手段は前記吸引シュー手段に接触し、前記圧力吸収手段が前記吸引シュー手段を前記取り付けブロック手段の位置に固定する、ギアポンプヘッド。 - 前記圧力吸収手段を前記吸引シュー手段の位置に固定する保持リングを更に備える、請求項21に記載のポンプヘッド。
- 前記保持リングは前記圧力吸収手段及び前記永久磁石手段の間に配置され、前記永久磁石手段が前記圧力吸収部材手段に接触することを防止する、請求項22に記載のポンプヘッド。
- 前記圧力吸収手段は前記ポンプギア手段及び永久磁石手段との間に配置される、請求項21に記載のポンプヘッド。
- 前記圧力吸収手段は、液体がカップハウジング手段にある場合、液体の圧力変動を緩和するように構成される、請求項21に記載のポンプヘッド。
- 前記カップハウジング手段の外側に配置され、前記カップハウジング手段を通過して前記永久磁石手段と結合し、前記カップハウジング手段内の前記永久磁石手段を回転させて、前記ギアキャビティ内のギアを回転させる磁気ドライバ手段をさらに備える、請求項21に記載のポンプヘッド。
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