JP2020029791A - Deforming pump unit - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、被移送物である粘性流体の物性を変質させることなく高度な脱泡能力を有して移送する脱泡ポンプ装置に関するものである。 The present invention relates to a defoaming pump device that transfers a viscous fluid as an object to be transferred with a high defoaming ability without deteriorating physical properties of the object.
従来、この種の脱泡ポンプ装置としては、下記の特許文献1に記載されたものが知られている。当該文献記載の脱泡ポンプ装置は脱気装置付きの2軸スクリューポンプであって、特許文献1の図5および図6に示されるように、一対のポンプスクリュー7a,7bの側面7Sa,7Sbの間、およびポンプスクリュー7a,7bの先端面7B,7Bとポンプケーシング内周面2Aの間に、それぞれ、空気などの気体は通過できるが粘性流体は通さない隙間G,Hが形成されている。この装置では、ポンプケーシングの気体抜出口に連結された脱気装置の駆動により、粘性流体中の気体を機外に排出しながら粘性流体を移送するようになっており、互いに非接触な一対のポンプスクリュー7a,7bを有する容積式ポンプでありながら、粘性流体から気体を排出して移送できるという機能を有している。
Conventionally, as this type of defoaming pump device, a device described in
しかしながら、前記した特許文献2に記載の2軸スクリューポンプは、アルギン酸軟質物などのように気泡が分散媒中に多数散在し、且つ、互いに安定に静止して動かないような粘性流体を移送する場合に、その粘性流体をポンプ室のラセン空間形状に保持したまま殆んど型崩れさせることなく移送するので、気泡も粘性流体中で移動しにくく、気泡が部分的に残存して脱気し切れないという不具合があった。
However, the twin-screw pump described in
本発明は、上記した従来の問題点に鑑みてなされたものであって、移送される粘性流体が変質したり部品磨耗粉が混入したりしないのは言うまでもなく、2軸スクリューポンプ部の脱気能力を助けることにより、気泡が静止して動きにくい性質の粘性流体であっても高度に脱気をすることのできる脱泡ポンプ装置の提供を目的とする。 The present invention has been made in view of the above-mentioned conventional problems, and it goes without saying that the transferred viscous fluid does not change in quality or that abrasion powder from parts does not mix. An object of the present invention is to provide a defoaming pump device capable of highly degassing even a viscous fluid having a property that bubbles are stationary and hard to move by assisting the ability.
上記目的を達成するために、本発明に係る脱泡ポンプ装置は、互いに非接触で螺合して回転駆動される一対のポンプスクリュー、一対のポンプスクリューを非接触で収容する筒状のポンプケーシング、ポンプケーシングの筒途中に設けられた第1粘性流体取入口、ポンプケーシングの先端側に設けられた吐出口、ポンプケーシングにおける第1粘性流体取入口よりも末端側に設けられた気体抜出口、ならびに、気体抜出口に連結された脱気装置、を備えて成り、一対のポンプスクリューの側面の間、および各ポンプスクリューの先端面とポンプケーシングの内周面の間に、気体を通過可能で且つ粘性流体を通さない隙間が形成されている2軸スクリューポンプ部と、2軸スクリューポンプ部の第1粘性流体取入口の入側に連結されていて2軸スクリューポンプ部の第1粘性流体取入口に送られる粘性流体を撹拌する撹拌機部と、から構成されていて、撹拌機部は、筒状の撹拌ケーシング、撹拌ケーシングに設けられた第2粘性流体取入口、撹拌ケーシングの軸心方向の先端部に設けられて2軸スクリューポンプ部の第1粘性流体取入口に連結される流体出口、撹拌ケーシング内に配備され撹拌ケーシングの軸心回りに回転駆動されて粘性流体を撹拌する撹拌部材、および、前記第2粘性流体取入口に連結されていて外部から取り入れられる粘性流体の取入量を絞る絞り弁、を備えて成ることを特徴とするものである。 In order to achieve the above object, a defoaming pump device according to the present invention includes a pair of pump screws which are screwed in non-contact with each other and driven to rotate, and a cylindrical pump casing which accommodates a pair of pump screws in a non-contact manner. A first viscous fluid inlet provided in the middle of the cylinder of the pump casing, a discharge port provided on the tip side of the pump casing, a gas vent provided on the pump casing at a more distal end than the first viscous fluid intake, And a degassing device connected to the gas outlet, and between the side surfaces of the pair of pump screws, and between the tip surface of each pump screw and the inner peripheral surface of the pump casing, gas can pass. A twin-screw pump unit having a gap formed therein that does not allow the passage of a viscous fluid, and a biaxial screw pump unit connected to an inlet side of a first viscous fluid intake of the twin-screw pump unit. And a stirrer unit for stirring the viscous fluid sent to the first viscous fluid intake of the screw pump unit, wherein the stirrer unit is a cylindrical stirring casing, and a second viscous fluid provided in the stirring casing. Inlet, fluid outlet provided at the axial end of the stirring casing and connected to the first viscous fluid intake of the twin-screw pump section, provided inside the stirring casing and driven to rotate around the axis of the stirring casing. A stirring member for stirring the viscous fluid, and a throttle valve connected to the second viscous fluid intake to reduce the amount of the viscous fluid taken in from the outside. is there.
そして、前記した各構成において、撹拌部材は、回転駆動軸を連結される軸連結部と、軸連結部から半径方向外向きに延在する延腕部と、延腕部の先端から軸連結部の軸心方向に沿って延在する撹拌羽根部と、を備えて成ることを特徴とするものである。 In each of the above-described configurations, the stirring member includes a shaft connecting portion to which the rotation drive shaft is connected, an extended arm portion extending radially outward from the shaft connecting portion, and a shaft connecting portion extending from the distal end of the extended arm portion. And a stirring blade portion extending along the axial direction of the blade.
更に、前記した各構成において、2軸スクリューポンプ部は、第1粘性流体取入口がポンプケーシングの上部に設けられているとともに、粘性流体の流通を粘性流体移送方向へのみ許容する逆止弁がポンプケーシングの吐出口の出側に連結されていて、逆止弁に予め設定されている設定圧力を吐出口の圧力が超えたときに、逆止弁が開弁して粘性流体を流通させるように構成されていることを特徴とするものである。 Further, in each of the above-described configurations, the twin-screw pump section has a first viscous fluid inlet provided in an upper portion of the pump casing, and a check valve that allows the flow of the viscous fluid only in the viscous fluid transfer direction. The check valve is connected to the outlet side of the discharge port of the pump casing, and when the pressure of the discharge port exceeds a preset pressure set in the check valve, the check valve opens to allow the viscous fluid to flow. It is characterized by being constituted.
本発明に係る脱泡ポンプ装置は、互いに非接触の一対のポンプスクリューを内蔵する容積式の2軸スクリューポンプ部と、2軸スクリューポンプ部の第1粘性流体取入口に送られる粘性流体を撹拌する撹拌機部とから構成されているので、2軸スクリューポンプ部は回転部品が非接触で粘性流体を剪断しないから粘性流体を変質させたり部品磨耗粉を混入させたりしないのは言うまでもない。加えて、2軸スクリューポンプ部の脱気装置によって減圧状態にされる粘性流体は、絞り弁により絞られたものが撹拌機部内で遠心力非利用により撹拌されるので、撹拌機部内の真空度がより完全真空に近づき、点在する個々の気泡そのものが膨らむとともに流体中を移動しやすくなって気泡同士が衝突・合体し大径化する。また、粘性流体自体も流動化しやすくなる。そうして、2軸スクリューポンプ部のポンプケーシングに取り込まれた粘性流体は、大径になった気泡がポンプケーシング内で気体抜出口に向けて容易に移動するので、定常状態では流体中で気泡がほとんど動かないような粘性流体であっても、気体を確実かつ高度に抜き出すことができる。 The defoaming pump device according to the present invention stirs the viscous fluid sent to the first viscous fluid intake of the twin-screw pump unit, which is a positive displacement twin-screw pump unit containing a pair of non-contact pump screws. It is needless to say that the twin-screw pump section does not deform the viscous fluid or mix in the abrasion powder of the parts because the rotating parts do not shear the viscous fluid in a non-contact manner. In addition, the viscous fluid depressurized by the deaerator of the twin-screw pump section is squeezed by the throttle valve and is stirred in the stirrer section without using centrifugal force. However, the pressure of the air bubbles becomes closer to a complete vacuum, and the scattered individual bubbles themselves expand and move easily in the fluid, so that the air bubbles collide and coalesce to increase the diameter. In addition, the viscous fluid itself is easily fluidized. The viscous fluid taken into the pump casing of the twin-screw pump section has a large-diameter bubble that easily moves toward the gas outlet in the pump casing. Even with a viscous fluid that hardly moves, gas can be reliably and highly extracted.
また、撹拌機部が、撹拌ケーシング、第2粘性流体取入口、流体出口および撹拌部材を備えて成るので、撹拌ケーシングの軸心回りに回転する撹拌部材によって、粘性流体が遠心力によることなく撹拌されるので、粘性流体の組成が剪断されて変質するといった不具合を防止できる。 Further, since the stirrer unit includes the stirring casing, the second viscous fluid intake, the fluid outlet, and the stirring member, the viscous fluid is stirred without centrifugal force by the stirring member rotating around the axis of the stirring casing. Therefore, it is possible to prevent a problem that the composition of the viscous fluid is sheared and deteriorated.
そして、撹拌部材が、軸連結部と、延腕部と、撹拌羽根部とを備えて成るものでは、撹拌ケーシング内を軸心方向に移動する粘性流体を、軸心方向に延びる撹拌羽根部が撹拌するので、撹拌羽根部が粘性流体に接している時間を長く保持することができる。従って、粘性流体を流動化させるとともに気泡同士の衝突を促進させて脱気を向上化させることができる。 And, when the stirring member is provided with the shaft connecting portion, the extending arm portion, and the stirring blade portion, the stirring blade portion extending in the axial direction moves the viscous fluid moving in the stirring casing in the axial direction. Since the stirring is performed, the time during which the stirring blade portion is in contact with the viscous fluid can be maintained for a long time. Therefore, deaeration can be improved by fluidizing the viscous fluid and promoting collision between bubbles.
更に、第1粘性流体取入口がポンプケーシングの上部に設けられ、逆止弁が吐出口の出側に設けられているものでは、吐出口の圧力が設定圧力を下回っているときは逆止弁が閉じていてポンプケーシング内でポンプ移送と脱気が行なわれるので、ポンプケーシングよりも下方位置にある粘性流体であっても吸い上げてポンプケーシングに取り込むことができる。その後、吐出口の圧力が設定圧力を超えたときに、逆止弁が開弁して粘性流体を流通させるのである。 Further, in the case where the first viscous fluid intake is provided at the upper part of the pump casing and the check valve is provided at the outlet side of the discharge port, the check valve is provided when the pressure at the discharge port is lower than the set pressure. Is closed and pump transfer and deaeration are performed in the pump casing, so that even a viscous fluid located below the pump casing can be sucked up and taken into the pump casing. Thereafter, when the pressure at the discharge port exceeds the set pressure, the check valve opens and the viscous fluid flows.
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。尚、以下に述べる実施形態は本発明を具体化した一例に過ぎず、本発明の技術的範囲を限定するものでない。ここに、図1は本発明の一実施形態に係る脱泡ポンプ装置を示す側面構成図、図2は前記脱泡ポンプ装置を示す部分正面構成図、図3は前記脱泡ポンプ装置の要部を示す一部断面を含む側面構成図である。
図1〜図3において、この実施形態に係る脱泡ポンプ装置1は、一対のポンプスクリューによるポンプ作用で粘性流体Qを移送する2軸スクリューポンプ部Aと、2軸スクリューポンプ部Aに投入される直前の粘性流体を撹拌する攪拌機部Bと、から構成されている。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. It should be noted that the embodiments described below are merely examples embodying the present invention, and do not limit the technical scope of the present invention. FIG. 1 is a side view showing a defoaming pump device according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a partial front view showing the defoaming pump device, and FIG. 3 is a main part of the defoaming pump device. 1 is a side view including a partial cross section.
1 to 3, a
まず、前記の撹拌機部Bは、竪型円筒状の撹拌ケーシング58と、撹拌ケーシング58内に配備されて粘性流体Qを撹拌する撹拌部材51と、撹拌部材51を回転駆動するモータMAとを備えており、2軸スクリューポンプ部Aの第1粘性流体取入口18に送られる直前の粘性流体Qを撹拌するようになっている。前記の撹拌ケーシング58は、その一端側から順に、モータMAのモータ駆動軸52Aの露出部分を取り囲む円筒カバー44と、円筒カバー44の下端開口に連結されていてモータ駆動軸52Aを枢支する軸受46,46を収容する軸受保持筒部43と、軸受保持筒部43の下端開口に連結される取入筒部42と、取入筒部42の下端開口に連結される撹拌筒部41と、管部53付きで撹拌筒部41の下端開口を蓋止するフランジ部45と、から構成されている。円筒カバー44と軸受保持筒部43と取入筒部42とは互いにボルトで固定され、取入筒部42のフェルール継手部と撹拌筒部41の一方のフェルール継手部とがクランプバンド56で固定される。また、撹拌筒部41の他方のフェルール継手部とフランジ部45のフェルール継手部とがクランプバンド55で固定され、管部53のフェルール継手部と2軸スクリューポンプ部Aの管部21のフェルール継手部とがクランプバンド54で固定される。これにより、管部53の流体出口64と2軸スクリューポンプ部Aの第1粘性流体取入口18とが連通する。
First, the stirrer unit B includes a vertical
そうして、攪拌ケーシング58において、取入筒部42の周壁には、受入室49と外部とを連通するための第2粘性流体取入口48を有する管部47が分岐接続されている。攪拌機部Bの管部47のフェルール継手部には2軸スクリューポンプ部Aのベント管21Aのフェルール継手部があてがわれてクランプバンド(図示省略)で固定される。そして、ベント管21Aの途中には、撹拌ケーシング58に取り入れられる粘性流体Qの取入量を絞る絞り弁70が配備されている。図中符号の71は、絞り弁70の弁絞り開度を変更設定するためのハンドルである。そうして、ベント管21Aの他方のフェルール継手部にはホッパー24のフェルール継手部があてがわれてクランプバンド(図示省略)で固定される。回転駆動軸52の先端は円筒カバー44内でモータ駆動軸52Aと接続されている。回転駆動軸52は軸受保持筒部43内の軸受46,46により回動自在に支持され、回転駆動軸52の先端は取入筒部42の受入室49内を経て撹拌筒部41の撹拌室50内に配置される。そして、回転駆動軸52の先端は、撹拌筒部41の撹拌室50内に設置される撹拌部材51の軸連結部60に挿通されてボルト57で固定される。撹拌部材51の回転数は例えば600〜3600rpmが好適であるが、高速になり過ぎると、粘性流体Qに強い遠心力や回転力が加えられて分子剪断を招くので好ましくない。
In the agitating
次に、前記の2軸スクリューポンプ部Aは、図4および図5にも示すように、前後貫通した筒状のポンプケーシング2と、ポンプケーシング2の後端部に連結された軸受部5と、を備えている。ポンプケーシング2の前端部には吐出側ケーシング3が連結され、この吐出側ケーシング3の前端部に管部4が接続されている。ポンプケーシング2内には一対のポンプスクリュー7a,7bが収容される。軸部8a,8bに止めネジなどで固定されたポンプスクリュー7a,7bの前端部は、軸受などに支承されていない遊動端26,26となっている。これらポンプスクリュー7a,7bの遊動端26,26は、固定用板14,14をあてがわれ、例えばボルト15,15によって軸部8a,8bに固定される。ポンプスクリュー7aの螺旋方向とポンプスクリュー7bの螺旋方向は逆向きである。
Next, as shown in FIGS. 4 and 5, the twin-screw pump section A includes a
軸受部5はハウジング9とカバー板10とから箱体状に構成されており、カバー板10の前端面にポンプケーシング2の筒端面が連結されている。ハウジング9内には円錐コロ軸受11,11とコロ軸受12,12が配備されている。これらのコロ軸受11,12はポンプスクリュー7aの軸部8aの後端部を片持ち状に回動自在に支承している。ポンプスクリュー7bの軸部8bの後端部も別の円錐コロ軸受11とコロ軸受12により片持ち状に回動自在に支承されている。すなわち、ポンプスクリュー7a,7bの後部側は、ハウジング9内でそれぞれ回転自由に二点支持されている。ハウジング9内でカバー板10の近傍において、ポンプスクリュー7a,7bにはシール機構16,16が装着されている。そして、ポンプスクリュー7aの軸部8aに同期歯車13aが固着されており、ポンプスクリュー7bの軸部8bには前記の同期歯車13aと噛合する同期歯車13bが固着されている。これら同期歯車13aと同期歯車13bとの同期噛合により、一対のポンプスクリュー7a,7bは、いかなる回転角度でも互いに接触することなく噛み合うようになっている。すなわち、ポンプスクリュー7a,7bは互いに非接触で螺合して回転する。この場合、ポンプスクリュー7aの例えば軸部8aが駆動軸として、減速機構などの連結機構30を介してモータMに連結されている。
The bearing
前記のポンプケーシング2は、正面視繭形状のポンプ室6が前後貫通して形成されている。ポンプケーシング2の前端部には、筒状の吐出側ケーシング3が連結されている。吐出側ケーシング3の前端部には、吐出口19を有する筒状の管部4が連結されている。管部4の先端にはベント管34の一端が連結され、ベント管34の他端に逆止弁36が連結されている。逆止弁36の出側には、流体移送先とつながる管部35が連結されている。逆止弁36は、粘性流体移送方向(黒塗矢印方向)へのみ粘性流体Qの流通を許容するようになっており、通常はバネ部材のバネ弾性力により弁が閉止されている。このポンプ室6には、軸心Xa回りに回転するポンプスクリュー7aと、このポンプスクリュー7aと常に非接触で螺合して軸心Xb回りに回転するポンプスクリュー7bとが格納される。これら1対のポンプスクリュー7a,7bの各外周面は、後で詳述するように、ポンプ室6の内周面2Aとも常に非接触となっている。一方、ポンプケーシング2の上面であって前後中央部よりもやや後位置には、ポンプ室6と撹拌機部Bとを連通する第1粘性流体取入口18が形成されている。
The
そして、第1粘性流体取入口18を囲むポンプケーシング2の上面位置には、上面開口縁にフェルール継手部を有する管部21がボルトなどで固定され、管部21の上面開口に攪拌機部Bが設置される。他方、ポンプ室6の後端部の天井面には、左右に延びる通気溝23が上向きに陥入して形成されている。この通気溝23の上方位置のポンプケーシング2に、通気溝23とケーシング上方外部とを連通する気体抜出口20が形成されている。すなわち、ポンプ室6内の気体を抜き出すための気体抜出口20が第1粘性流体取入口18よりも粘性流体移送方向上流側のポンプケーシング2に形成されている。この気体抜出口20には、ポンプ室6内の気体を抜き出す脱気装置27が、管材などの連通路29を介して連結されている。前記の脱気装置27として、ここでは例えば空気エジェクター方式のものを用いているが、ピストン・シリンダ式または遠心ファン式の減圧ポンプを使用しても構わない。
At the upper surface position of the
一対のポンプスクリュー7a,7bは、軸部8a,8bが挿し通される円筒状の基部7A,7Aの外周面に螺旋状のスクリュー歯が形成されている。そして、図6(a)に示すように、ポンプスクリュー7aのスクリュー歯の側面7Saとポンプスクリュー7bのスクリュー歯の側面7Sbとの間には、隙間Gが設けられて常時非接触になっている。また、各ポンプスクリュー7a,7bのスクリュー歯の外周面7Bとポンプスクリュー2のポンプ室6の内周面2Aとの間には、図6(b)に示すように、隙間Hが設けられて常時非接触になっている。すなわち、一対のポンプスクリュー7a,7bが如何なる回転角度の位置にあっても、これらの隙間G,Hは常に存在する。前記した隙間G,Hはいずれも、空気などの気体Kは通過できるが粘性流体Qの高粘度液や硬・軟質固形物は通過できない隙間幅に設定されている。この場合、隙間Gの隙間幅は例えば0.03〜0.09mmであり、隙間Hの隙間幅は例えば0.12〜0.18mmである。そして、これら一対のポンプスクリュー7a,7bにより粘性流体Qを移送し得るポンプ作用が引き起こされるのは、図4,5中に示した領域Pの範囲内である。この領域Pの範囲内のうち、第1粘性流体取入口18よりも上流側となるのは、図4,5中に示した領域paの範囲である。尚、脱泡ポンプ装置1が食品、医薬品、化粧料材料などの移送用である場合は、衛生面および商品物性維持の観点から、粘性流体Qと直に接する部品としては、ステンレス製のものを用いることが望ましい。この2軸スクリューポンプ部Aのポンプ容量は、定格で例えば10〜120L/minである。但し、粘性流体Qの取入量は、絞り弁70により絞られるので、実質の運転ポンプ容量は2〜30L/min程度となる。
The pair of
一方で、前記した撹拌部材51は、図7に示すように、モータMAのモータ駆動軸52Aとつながった回転駆動軸52を連結される軸連結部60と、軸心Cを中心として軸連結部60から半径方向外向きに延びる4本の延腕部62,62,62,62と、各延腕部62の先端から軸連結部60の軸心C方向に沿って下向きに延在する棒状の撹拌羽根部63,63,63,63と、から構成されている。撹拌部材51は、軸連結部60のキー溝付きの軸孔61に回転駆動軸52を挿通されてボルト57で固定される。すなわち、2軸スクリューポンプ部Aと撹拌機部Bとは、撹拌機部Bの撹拌部材51の縦向きの軸心Cと2軸スクリューポンプ部Aのポンプスクリュー7a,7bの横向きの軸心Xa,Xbtとが、ほぼ直角になるように配置されている。
On the other hand, as shown in FIG. 7, the agitating
上記のように構成された脱泡ポンプ装置1の作用を次に説明する。移送に用いられる高粘度の粘性流体Qとしては、例えば味噌、水飴、バター、溶融チョコレートなどの食品、クリームやローションなどの化粧料、溶融合成樹脂などの工業材料、あるいは医療用材料などが挙げられる。ここでは、高粘度の粘性流体Qとして、相対粘度が例えば1〜100万Pa・sのものを用いることが好ましい。ここでは、例えば50万Pa・sの「化粧用ファンデーションであるジェル状のローション」を用いた例を示す。粘性流体Q中には、気体Kの無数の気泡が散在し互いに静止している(図8(a)参照)。粘性流体Qの取り扱い温度は、流体の種類により異なるが、例えば常温〜200℃程度である。
Next, the operation of the
モータMの回転駆動により、ポンプスクリュー7aが一方向に回転すると、同期歯車13a,13bを介して動力伝達されたポンプスクリュー7bが逆方向に同期回転する。ポンプスクリュー7a,7bの回転速度は、例えば100〜1000rpmである。一方で、粘性流体Qをホッパー24内に投入すると、その粘性流体Qは、ホッパー24から管部21Aおよび絞り弁70と管部47を経て撹拌ケーシング58の受入室49内に至り、引き続き撹拌室50に流入する。撹拌室50内で、粘性流体Qは、モータMAにより回転駆動(例えば1800rpm)する撹拌部材51によって撹拌される。この場合、撹拌ケーシング58の上流側は絞り弁70により絞られているので、粘性流体Qは撹拌ケーシング58内で高い減圧度に曝されて個々の気泡が膨大化する。それによって、ジェル状の粘性流体Q自体も流動化しやすくなる。そして、膨らんだ気泡同士は衝突し合体してよりいっそう大径化する。すなわち、撹拌機部Bは、2軸スクリューポンプ部Aに取り入れられる直前の粘性流体Q中の気泡同士を衝突させ得る程度の回転撹拌を行なえるように構成されればよい。因みに、粘性流体Qは撹拌筒部41の撹拌室50内を撹拌部材51の軸心C方向に移動するので、撹拌部材51による粘性流体Qの撹拌は遠心力によるものでなく、撹拌部材51の延腕部62および撹拌羽根部63の単なる回転力によるものである。
When the pump M is rotated in one direction by the rotation of the motor M, the pump screw B that is transmitted through the
このように撹拌機部Bで撹拌された粘性流体Qは、流体出口64から管部21およびポンプケーシング2の第1粘性流体取入口18内まで落下してくる。但し、脱気装置27が停止している場合、あるいは脱気装置27による減圧度が小さい場合は(例えば、−0.005MPa程度)、ポンプスクリュー7a,7bが回転駆動しているにも拘わらず、大部分の粘性流体Qは第1粘性流体取入口18の位置で留まっており、ポンプ室6内へは少量しか入って行かない。そこで、脱気装置27を通常に駆動させると、ポンプケーシング2内の気体K(ほとんどが空気)が気体抜出口20から抜き出され、ポンプ室6内の圧力が低下していく。そして、ポンプ室6内が或る減圧度(例えば、−0.01MPa)に到達したとき、それまで第1粘性流体取入口18の位置に留まっていた粘性流体Qが突如としてポンプ室6内へ吸い込まれる。前記した脱気装置27による減圧度は、例えば−0.01〜−0.04MPa(因みに完全真空=−0.1MPa)である。これにより、粘性流体Qは、ポンプスクリュー7a,7bのポンプ作用によって吐出側ケーシング3に向けて送られていくのである(黒塗矢印F方向)。
The viscous fluid Q thus stirred by the stirrer section B falls from the
この場合、粘性流体Qは、撹拌機部Bによりいったん流動化されており、且つ、絞り弁70の存在により気体Kの気泡が大径にされており、ポンプ室6内は脱気装置27により真空引きされるので、撹拌ケーシング58内で大粒になった気泡は、ポンプ室6内で粘性流体Q中を粘性流体移送方向(黒塗矢印Fの方向)とは反対方向(白抜き矢印の方向、すなわち移送方向上流側に向けて)に容易に移動する。このとき、気体Kは、ポンプケーシング2の内周面2Aとポンプスクリュー7a,7bの外周面7Bとの隙間H(図6(b)参照)や、ポンプスクリュー7aの側面7Saとポンプスクリュー7bの側面7Sbとの隙間G(図6(a)参照)を通過して領域pa中を後向きに移動する。その後、移動した気体Kは脱気装置27の作用により気体抜出口20から連通路29を経て吸い出され機外へ排出される。これにより、気体Kを大幅に除去された粘性流体Qが吐出口19から逆止弁36へ送り出される。バネ部材により閉弁していた逆止弁36は、入側の圧力が正圧の例えば0.05MPaに達したときにバネ部材のバネ弾性力に抗して開弁し、粘性流体Qを管部35へ送り出す。管部35からの粘性流体Qは、例えば化粧料充填用の小容量充填機へ送られる。
In this case, the viscous fluid Q has been once fluidized by the stirrer unit B, and the gas K gas bubbles have a large diameter due to the presence of the
逆止弁36から送り出された粘性流体Qは、図8(b)に示されるように、ほとんど気体Kが含まれていず肉眼では気泡の存在を確認できなかった。このように、ほとんど気泡の見られない粘性流体Qは、細かな気泡を多く含んでいた従前のものと比べ、見掛け比重が高くなり、しかも検出比重値のバラツキが極めて小さくなり成分の酸化劣化も防げるものである。従って、商品品質の安定化に大きく寄与できた。それにより、小型商品容器に少量詰められる化粧料用の脱泡移送装置1として、極めて好適な装置を提供できたのである。
As shown in FIG. 8B, the viscous fluid Q sent out from the
因みに、撹拌機部Bを用いることなく、ホッパー24からの粘性流体Qを直に管部21より第1粘性流体取入口18を経てポンプケーシング2に取り入れるようにした場合、大径化していない気泡を含む粘性流体Q(図8(a)参照)がそのままポンプケーシング2に取り入れられるので、ポンプケーシング2から脱気装置27により排気される気体Kの量はそれほど多くならない。従って、脱泡後に管部35から排出される粘性流体Qは、図8(c)に示されるように、極小径で僅少量の気体K1,K1,K1,・・・の気泡が無数に散在したジェリー状のものとなる。
Incidentally, when the viscous fluid Q from the
以上に述べたように、この実施形態の脱泡ポンプ装置1によれば、第1粘性流体取入口18よりも粘性流体移送方向の上流側(黒塗矢印F方向とは反対向き)のポンプケーシング2に気体抜出口20が設けられ、この気体抜出口20に脱気装置27が連結されているので、粘性流体Q中の気体は、脱気装置27の吸引作用により粘性流体Qから分離され、ポンプスクリュー7a,7b間の隙間G、およびポンプスクリュー7aまたはポンプスクリュー7bとポンプ室6の内周面2Aとの隙間Hを通り抜けて気体抜出口20から排出され得る。一方、粘性流体Qは、前記の隙間Gや隙間Hを通過できないから、ポンプ室6内でポンプスクリュー7a,7bによるポンプ作用を受け吐出口19に向けて圧送され得る。従って、この脱泡ポンプ装置1は、気体Kを分離しながら粘性流体Qを移送できることはもとより、ポンプスクリュー7a,7b、ポンプケーシング2の内周面2Aが非接触なので、金属摩耗粉を発生させることなく、遠心ポンプの遠心力を受けたときのように粘性流体Qに剪断力を与えず変質させることのない、食品、医療品などの移送に好適なポンプ装置を提供することができる。また、ポンプケーシング2の吐出口19の出側に逆止弁36が設けられているので、ポンプケーシング2の第1粘性流体取入口18より下方位置からの粘性流体Qであっても、逆止弁36の作用により、ポンプ室6内に吸い上げることができる。
As described above, according to the
そして、この脱泡ポンプ装置1では、特に2軸スクリューポンプ部Aの入側に、絞り弁70を有する攪拌機部Bが配備されているので、ポンプケーシング2に取り込まれる直前の粘性流体Qを攪拌機部Bで遠心力非利用により撹拌することができる。これにより、粘性流体Q中の気体Kの気泡を膨大化させるとともに衝突させることができ、それに伴って粘性流体Q自体の流動を開始させることができる。従って、ポンプケーシング2内に取り込まれた粘性流体Qは、大径となった気泡がポンプケーシング2内で容易に気体抜出口20に向けて移動するので、気泡が動きにくかった性質の粘性流体Qであっても、粘性流体Qから気体Kを確実かつ高度に抜き出すことができる。因みに、粘性流体が、ケーシング内で遠心力による大きな剪断力を受けながら吐出および気液分離される場合、粘性流体が高分子化合物などを主成分とする粘性流体であれば、前記の剪断力により高分子鎖が分断されて粘性流体の物性が変性するおそれがある。そのような構成を採用している場合は、高分子化合物を多く含む食品や化粧料の移送には不向きなものとなる。
一方で、撹拌ケーシング58内を軸心C方向に移動する粘性流体Qを、軸心C方向に延びる撹拌羽根部63が撹拌するので、撹拌羽根部63が粘性流体Qに接している時間を長く保持することができる。従って、粘性流体Qを流動化させるとともに気泡同士の衝突を促進し得るから、脱気を向上化させることができる。
In the
On the other hand, the viscous fluid Q moving in the direction of the axis C in the stirring
尚、上記の実施形態では、撹拌機部Bの撹拌部材51の軸心Cが縦向きで2軸スクリューポンプ部Aのポンプスクリュー7a,7bの軸心Xa,Xbが撹拌機部Bと略直角の横向きとなるように、撹拌機部Bと2軸スクリューポンプ部Aとを配置した例を示したが、本発明の脱泡ポンプ装置はそれに限定されるものでない。例えば、図9に示すような脱泡ポンプ装置も本発明に含まれる。この脱泡ポンプ装置では、撹拌機部Bの撹拌部材51の軸心Cが、2軸スクリューポンプ部Aのポンプスクリュー7a,7bの軸心Xa,Xbと平行な横向きとなるように、撹拌機部Bと2軸スクリューポンプ部Aとが配置される。この場合、撹拌機部Bの管部53と2軸スクリューポンプ部Aの管部21との間は、90度湾曲したベント管59で連結され、撹拌ケーシング58の円筒カバー44に横向きの基台65がボルトなどで取り付けられ、基台65が水平な支持台(図示省略)などに固定される。
このように撹拌機部Bと2軸スクリューポンプ部Aとが、互いに横向きの軸心で平行配置されることにより、装置全体の高さ寸法が小さくなるから、そのぶん縦方向の省スペース化を図ることができる。尚、このような構成であっても、図1などに示した脱泡ポンプ装置1と脱泡性能やポンプ性能に何ら変わりはない。
In the above-described embodiment, the axis C of the stirring
Since the stirrer section B and the twin-screw pump section A are arranged in parallel with each other with their axes in the horizontal direction, the height of the entire apparatus is reduced, so that the space in the vertical direction can be saved. Can be planned. In addition, even with such a configuration, there is no difference in defoaming performance and pump performance from the
一方、上記した攪拌機部Bの撹拌部材51では、複数の延腕部62の先端に、軸心C方向に延びる撹拌羽根部63を延在したものを例示したが、本発明の撹拌部材はそれに限定されない。例えば、図10に示すような撹拌部材51aも本発明に含まれる。この撹拌部材51aは、軸連結部60から径方向外向きに延びる延腕部62aを4本備えているだけで、撹拌部材51のような撹拌羽根部63は持っていない。このような構成の撹拌部材51aであっても、回転する延腕部62aがあるから、ポンプケーシング2に取入直前の粘性流体Qを軸心C方向に流しながら、遠心力によることなく撹拌することにより、撹拌部材51ほどではないが2軸スクリューポンプ部Aでの脱泡機能を助けることができる。
On the other hand, in the above-described stirring
また、本発明の撹拌部材としては、図11に示すような撹拌部材51bでも構わない。この撹拌部材51bでは、軸孔61を有する軸連結部60の下端部に円筒部66が垂設され、軸連結部60および円筒部66の外側面に4枚の撹拌羽根部63a,63a,63a,63aが外向きに突設されている。前記円筒部66の下端部において隣り合う撹拌羽根部63a,63a間には、粘性流体Qを管部53へ通すための開口部65,65,65,65が形成されている。この撹拌部材51bは、図12に示す攪拌機部の撹拌室50内に配備され回転駆動軸52にナット57で固定される。この例では、撹拌部材51bが回転すると、撹拌機部Bの受入室49から撹拌室50内に流入した粘性流体Qが円筒部66の外方を通り抜けながら、広面積の各撹拌羽根部63aで比較的長い時間をかけて撹拌される。その後、粘性流体Qは、開口部65,65,65,65から円筒部66内を寸時通過し、管部53の流体出口64を経てポンプケーシング2に取り入れられる。この撹拌部材51bを用いた場合、粘性流体Qは十分に撹拌され気泡が集合して大径化されるから、既述した撹拌部材51や撹拌部材51aよりも効率がよく、2軸スクリューポンプ部Aの脱泡機能を大いに助ける。
Further, as the stirring member of the present invention, a stirring
また、図13に示すような撹拌部材51cを用いた攪拌機部も、本発明に含まれる。この撹拌部材51cは、撹拌羽根部63a,63a,63a,63aの内方に円筒部66を備えていない点が、前述の撹拌部材51bの構成と異なるところである。この撹拌部材51cを用いた攪拌機部によっても、広面積の撹拌羽根部63aで長い時間をかけて粘性流体Qを撹拌するから、2軸スクリューポンプ部Aの脱泡性能を助けることができる。
Further, a stirrer unit using a
そして、本発明は、上記した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の分野における通常の知識を有する者であれば想到し得る、各種変形、修正を含む、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更があっても、本発明に含まれることは勿論である。 The present invention is not limited to the above-described embodiment, and departs from the gist of the present invention, including various modifications and corrections, which can be conceived by those having ordinary knowledge in the field of the present invention. Of course, even if there is a design change within a range not to be included, the present invention is included in the present invention.
A 2軸スクリューポンプ部
B 攪拌機部
1 脱泡ポンプ装置
2 ポンプケーシング
2A 内周面
6 ポンプ室
7a,7b ポンプスクリュー
7Sa,7Sb 側面
7B 先端面
18 第1粘性流体取入口
19 吐出口
20 気体抜出口
24 ホッパー
27 脱気装置
29 連通路
36 逆止弁
48 第2粘性流体取入口
50 撹拌室
51,51a,51b,51c 撹拌部材
52 回転駆動軸
58 撹拌ケーシング
60 軸連結部
62,62a,62b 延腕部
63,63a 撹拌羽根部
64 流体出口
70 絞り弁
C 軸心
F 矢印
G,H 隙間
K 気体
Q 粘性流体
A Twin screw pump section
Claims (3)
前記2軸スクリューポンプ部の第1粘性流体取入口の入側に連結されていて前記2軸スクリューポンプ部の第1粘性流体取入口に送られる前記粘性流体を撹拌する撹拌機部と、から構成されていて、
前記撹拌機部は、筒状の撹拌ケーシング、前記撹拌ケーシングに設けられた第2粘性流体取入口、前記撹拌ケーシングの軸心方向の先端部に設けられて前記2軸スクリューポンプ部の第1粘性流体取入口に連結される流体出口、前記撹拌ケーシング内に配備され前記撹拌ケーシングの軸心回りに回転駆動されて前記粘性流体を撹拌する撹拌部材、および、前記第2粘性流体取入口に連結されていて外部から取り入れられる粘性流体の取入量を絞る絞り弁、を備えて成ることを特徴とする脱泡ポンプ装置。 A pair of pump screws which are screwed and rotated in non-contact with each other, a cylindrical pump casing accommodating the pair of pump screws in non-contact, and a first viscous fluid inlet provided in the middle of the cylinder of the pump casing A discharge port provided on the distal end side of the pump casing, a gas vent provided on the pump casing at a distal end side from the first viscous fluid intake, and a degassing device connected to the gas vent. A gap is formed between the side surfaces of the pair of pump screws, and between the distal end surface of each pump screw and the inner peripheral surface of the pump casing, which allows gas to pass therethrough and does not allow viscous fluid to pass therethrough. A twin screw pump section,
A stirrer unit connected to the inlet side of the first viscous fluid intake of the twin screw pump unit and agitating the viscous fluid sent to the first viscous fluid intake of the twin screw pump unit. Have been
The stirrer section includes a cylindrical stirring casing, a second viscous fluid intake port provided in the stirring casing, and a first viscous fluid inlet port provided in the axial end of the stirring casing. A fluid outlet connected to the fluid inlet, a stirring member provided in the stirring casing, rotatably driven around the axis of the stirring casing and stirring the viscous fluid, and connected to the second viscous fluid inlet; And a throttle valve for reducing the amount of viscous fluid taken in from the outside.
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CN113775520A (en) * | 2021-09-24 | 2021-12-10 | 浙江东歌机械设备有限公司 | Corrosion-resistant wear-resistant double-screw pump |
-
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