JP3907236B2 - 少なくとも一本のロータリシャフトを備えたポンプ - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、渦巻ポンプやロータローブポンプなど、少なくとも一本のロータリシャフトと、インペラやロータローブなど一つまたは複数の回転ポンプ部品、ならびにポンプハウジングを備え、シャフトとポンプハウジングの後壁との間の、シャフトが後壁の穴を通って延びる位置に軸封装置が配置されたポンプに関する。
【０００２】
【従来の技術】
インペラとハウジングとを備えた遠心圧縮機が知られ、ここでＯリングを備えた軸封装置が、インペラのシャフトとポンプハウジングの後壁との間の、シャフトが後壁の穴を通って延びる箇所に取り付けられている。しかし、この軸封装置は、特にＯリングが周囲の部品に対して移動できないので、清掃および取付けが非常に困難である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、軸封装置が周知の装置ほど清掃を必要とせず、軸封装置を手で清掃する場合に、工具を使用せずにこれを容易に取り外し取り付けることができる、上記のタイプのポンプを提供することである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明によるポンプは、軸封装置が、永久的に取り付けられた保持手段によって後壁に半径方向にしっかり固定されたステータリングを備えており、ロータリングが、インペラやロータローブなどの回転ポンプ部品の後面に固定接続されて、密封状態で前記ステータリングと突き合わせすることができ、環状チャンバが後壁とステータリングとの間に設けられて、Ｏリングなどの弾性の密封リングを収容し、前記環状チャンバが、Ｏリングなどの弾性リングの断面の軸方向寸法を超える軸方向長さを有し、周囲に基本的に漏斗状の吸込み路を備えることを特徴とする。その結果得られる軸封装置は、清掃が特に容易である。というのは、弾性の密封リングが、ポンプの作動中にチャンバ内で小さい往復軸運動を実行し、特に、環状チャンバの軸方向長さが、密封リングの軸方向長さを上回るからである。すなわち、リングおよびその環状チャンバは、いずれも基本的に自浄式である。その結果、本発明の渦巻ポンプは、高い衛生基準を必要とすることが明瞭な液状食品の汲出しに特に適している。さらに、軸封装置は、その取付けに特殊工具を必要としないので、取付けが非常に容易である。軸封装置が破損した場合は、ステータリングおよびロータリングを交換するだけでよく、前記永久保持手段に触れずに済むので、これらの部品は取外し／取付けが比較的容易である。
【０００５】
本発明によると、環状チャンバは、後壁の内部円周の好ましくは基本的に円筒形の窪みと、ステータリングの基本的に円筒形の外部表面と、ステータリング上に形成された端部カラーとによって規定することができ、これによって、ロータリングは前記端部カラーに突き合わせすることができ、かつ前記円筒形窪みが、任意選択で円筒形表面と平面の底面との間の移行領域で丸くすることができる。このようにして、Ｏリングが環状チャンバ内で小さい往復運動を実行できるための特に良好な条件が得られる。
【０００６】
さらに、本発明によると、ステータリングの円筒形表面に面するステータリングの端部カラーの部分は、切頭円錐状でもよく、任意選択で円周上に一個または複数の突起を設けることができ、ここで環状チャンバはＯリングの直径の１．１〜１．５、好ましくは１．２〜１．３倍の長さを有することができる。その結果得られる実施形態は、特に有利である。
【０００７】
さらに、本発明によると、後壁に設けられた円周上の窪みは、後壁のインペラに面する側で基本的に切頭円錐形の表面に隣接して配置することができる。したがって、循環流がポンプの送出側（インペラの後面）でポンプ媒質中で上昇し、前記流によって、ポンプ媒質（食品）の一部分が同じ箇所に長期間滞在して害が生じるのを防止することが容易に得られる。
【０００８】
本発明によると、ロータリングは、インペラの後面に形成された好ましくは円筒形の補助窪みに直接挿入されるインペラの後面に取り付けられ、任意選択で階段状の底部を備えることができ、これによって、圧入ピンや固定ピンのような固定部材によって、ロータリングをさらに前記窪みに固定することができ、第二密封チャンバは、半径方向外向きのロータリングの面と半径方向内向きの補助窪みの面との間に設けられ、これによって、補助Ｏリングのような弾性の密封補助リングが、好ましくは補助リングの軸方向寸法δの１．１〜１．５、たとえば１．２〜１．３倍の軸方向長さを有する前記第二チャンバに挿入される。したがって、ロータリングが非常に単純な方法でインペラに取り付けられるので、完全な密封状態が非常に容易に生成される。補助リングによって、インペラの後側にあるポンプ媒体と、ロータリングとポンプシャフトの外面との間のチャンバとの間で、シャフトを効率的に密封することが保証される。
【０００９】
さらに、本発明によると、ロータリングまたはステータリング、あるいはその両方は、断面を基本的にＳ字状にすることができ、これは実用上特に有利な形状であることが判明した。
【００１０】
本発明によると、ステータリングを後壁に固定する永久保持手段は、たとえばネジによって後壁に固定された、好ましくはポット形のカバー様のホルダ部材によって形成することができ、ここでホルダ部材と、ステータリングの間に後者と同軸に、予圧バネ手段を配置し、前記バネ手段は、たとえば環状ディスクに押し付けられたコイルバネであり、環状ディスクは、インペラの反対を向くステータリングの端面に対して押し付けられる。その結果、極めて単純で安価な軸封装置が得られる。それは、ステータリングを除き、その部品がすべて永久的と考えられるからである。つまり、ロータリングに面する側が磨耗した場合に（ロータリングは前記面に突き合わせし、その状態で回転する）、ステータリングのみを交換すれば済む。
【００１１】
本発明によると、ステータリングの端面に面する側で、環状ディスクに、少なくとも一本の軸方向に延びるピン様の突起を設けることができる。これは、ステータリングの端部にある切欠きと共同して、ステータリングの回転を防止するが、その軸方向の少量の運動は許容するように作用し、これによって、環状ディスクは、その円周に沿って、ポット形のカバー様のホルダ手段にある切欠きと共同で環状ディスクの回転を防止するように作用する、半径方向外側に延びるピン様の突起を少なくとも一個備えることができる。したがって、ステータリングが後壁に対して極めて正確に固定されるが、必要に応じて、軸方向にわずかに変位するように、ステータリングにコイルバネの軸方向圧力をかけることが保証される。
【００１２】
最後に、本発明によると、環状ディスクの穴を通し、ステータリングまで続けてドレンシリンダを挿入することができ、前記シリンダの内径は、基本的にステータリングの内径と対応し、これによってドレンシリンダは、ポット形のホルダ部材の中心穴を通って外側に突き出ることができる。その結果、予想と異なって、少量のポンプ媒質がステータリングとロータリングとの間の密封部を通してポンプシャフトに漏洩した場合、前記量のポンプ媒質は、軸封装置のコイルバネ、送出ディスクなどに逃げず、ドレンパイプとシャフトとの間の環状チャンバを通して大気中に運ばれる。
【００１３】
本発明は、さらに、請求項１から９による渦巻ポンプと関連して使用される請求項１から９に記載の軸封装置に関する。
【００１４】
本発明について、図面を参照しながら以下で詳細に説明する。
【００１５】
【発明の実施の形態】
図１に示す渦巻ポンプは、羽根２を備えてポンプシャフト３に取り付けられるインペラ１を含む。ポンプシャフトは、ポンプハウジングの後壁４の穴を通って延びる。軸封装置６が、前記後壁とポンプシャフトとの間に取り付けられる。この装置は、後壁４に取り付けられたステータリング１０と、ステータリングの端面と密封状態で突き合わせするインペラの後面としっかり接続したロータリング２５とを含む。図に示すように、シャフト３の外面と、ステータリング１０およびロータリング２５それぞれの内面とは、わずかに間隔があいている。環状チャンバ１２が、後壁４とステータリング１０との間に設けられ、Ｏリング１３のような弾性の密封リングを収容する。環状チャンバ１２の軸方向長さは、Ｏリングの断面の軸方向寸法（この場合は直径）ｄを上回り、チャンバはさらに、基本的に円周上で漏斗様の吸込み路１４を備える。チャンバ１２の軸方向長さがＯリング１３の断面を上回るので、Ｏリング１３は、ポンプの作動中に極めて小さい往復軸運動を実行することができ、これによって、Ｏリングは、このままの状態でチャンバ１２を清掃する作用をする。自浄作業は、ポンプ媒質（液状の食品など）がチャンバの隅に永続的に定着しないことを保証する。
【００１６】
図２に示すように、環状チャンバ１２は、一部は後壁４の内部円周上の好ましくは基本的に円筒形の窪み１４によって、一部はステータリング１０の外部の基本的に円筒形の表面１５によって、一部は前記ステータリングに設けられた端部カラーによって規定することができる。ロータリング２５の端面は、この端部カラーの端面１６ａに突き合せすことができる。
【００１７】
図２の左側で示すように、円筒形窪み１４は、窪み１４の内部円筒面と前記窪みの平面状の底面１８との間の移行領域１７で丸くすることができる。移行領域１７の丸みは、通常は円形である。
【００１８】
前記リング１０の円筒面に面するステータリング１０の端部カラー１６の部分は、切頭円錐形でもよく、任意選択で、円周上の丸い突起１６ｂを一個または複数設けることができる。環状チャンバ１２は、Ｏリングの断面直径の１．１〜１．３、たとえば１．２〜１．３倍の長さを有することが好ましい。
【００１９】
図２に示すように、後壁４に設けられた円周上の窪み１２は、インペラ１に面する後壁４の側の基本的に切頭円錐形の面４ａに隣接して配置することができる。
【００２０】
ロータリング２５は、インペラ１のハブ部４１に直接挿入することによって、インペラの後面１ａに取り付けることができる。図に示すように、ロータリングは、インペラ１のハブにある補助窪み４２に挿入され、前記補助窪みは、好ましくは円筒形で、任意選択で階段状底部４３を設けることができる。ロータリングは、圧力によって、または固定ピン４４などの固定部材によって、補助窪みに固定することができる。第二密封チャンバ４６は、半径方向外側に面するロータリング２５の面２５ａと、半径方向内側に面する補助窪みの面との間に設けることができ、これによって、補助Ｏリング４７などの弾性密封補助リングを、前記第二チャンバに挿入する。この密封チャンバは、補助リングの断面の軸方向寸法（この場合は直径）δの１．１〜１．５、たとえば１．２〜１．３倍の軸方向長さを有することが好ましい。
【００２１】
ロータリング２５またはステータリング１０、あるいはその両方は、断面が基本的にＳ字形でよい。
【００２２】
ステータリング１０は、たとえばネジによってハウジングに固定されるポット形のカバー１９により、ポンプハウジングの後壁４に固定することができ、ここでコイルバネなどの、予圧バネ手段２０が、カバーと、これと同心円状のステータリング１０との間にステータリング１０と同軸に配置され、環状ディスク２１に対して押し付けられて、環状ディスクが、ステータリング１０のインペラとは反対を向く端面に押し付けられる。
【００２３】
ステータリングの端面に面する側で、環状ディスク２１に、少なくとも一本の軸方向に延びるピン様の突起２２を設けることができ、ピン様の突起２２は、ステータリングの端部にある対応する切欠きとともに、ステータリングの回転を防止するが、その軸方向の少量の運動は許容するように作用する。圧力ディスク２１がホルダ手段１９に対して回転できないように、環状ディスクには、その円周に沿って、ポット形のカバー様ホルダ１９内の切欠きまたは空洞（図示せず）と共同で作用する、半径方向に延びる二個のピン様の突起（図１では、そのうち一個だけが参照番号２１ａで見られる）を設けることができる。
【００２４】
環状ディスク２１の中心穴を通し、ステータリング１０まで続けてドレンシリンダ２４を挿入することができ、前記シリンダの内径は、基本的にステータリング１０の内径と対応し、シャフト３と、ステータリングおよびドレンシリンダそれぞれの内面との間に空洞が設けられる。ドレンシリンダは、カバー１９の中心穴２６を通って外側に突き出ることができる。ドレンシリンダは、ドレンシリンダ２４上の一個または数個の突起２７を環状ディスク２１によってステータリング１０に対してドレンシリンダ２４に押し付けることにより、ステータリング１０に固定することができる。
【００２５】
「Ｏリング」という用語は、この言葉の最も広い意味で理解されるものとする。前記リングが、円形の断面を有するばかりでなく、Ｃ字形、正方形、またはＶ字形の断面を有することもできるからである。
【００２６】
図３に示すように、ポンプはロータローブポンプ（ロータリギアポンプ）でもよい。その場合は、二本のシャフト３’および３”を、ポンプハウジングの壁４に配置する。各シャフトにはそれぞれローブギア１’、１”を設けることができる。図１の弾性密封リング２２を有するステータリング１０に対応して、ここではステータリング１０、１０’および弾性密封リング２２’、２２”が設けられる。永久的に取り付けられる保持手段が、参照番号１９’、１９”によって示される。図１のロータリングに対応するロータリングは、図３では参照番号２５’、２５”で指示される。図３の軸封装置は、図１の軸封装置と同じ方法で作用する。
【００２７】
本発明は、その範囲から逸脱することなく、多くの方法で変更することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】渦巻ポンプとして形成され、特殊な軸封装置を備えた本発明によるポンプの実施形態の、後壁の小さい部分以外、インペラおよびポンプハウジングの大部分を除去した図である。
【図２】Ｏリングが配置された環状チャンバの拡大図である。
【図３】ロータローブポンプとして成形された、本発明によるポンプの第二の実施形態の概略断面図である。
【符号の説明】
１ インペラ
１’ ローブギア
１” ローブギア
１ａ 後面
２ 羽根
３ ポンプシャフト
３’ シャフト
３” シャフト
４ 後壁
４’ ポンプハウジング
４ａ 切頭円錐形面
６ 軸封装置
８ 吸込み路
１０ ステータリング
１０’ ステータリング
１０” ステータリング
１２ 環状チャンバ
１３ Ｏリング
１４ 吸込み路
１５ 円筒形表面
１６ 端部カラー
１６ｂ 突起
１７ 移行領域
１８ 底部
１９ カバー
１９’ 保持手段
１９” 保持手段
２０ バネ手段
２１ 環状ディスク
２１ａ 突起
２２ 突起
２２’ 弾性密封リング
２２” 弾性密封リング
２４ ドレンシリンダ
２５ ロータリング
２５ａ 面
２５’ ロータリング
２５” ロータリング
２６ 中心穴
２７ 突起
４１ ハブ部
４２ 補助窪み
４３ 底部
４４ 固定ピン
４６ 第二密封チャンバ
４７ 補助Ｏリング

Claims (13)

1. 少なくとも一本のロータリシャフト（３、３’、３”）と、インペラ（１）やロータローブ（１’、１”）など一つまたは複数のロータリポンプ部品（１、１’、１”）、ならびにポンプハウジング（４’）を備え、シャフト（３、３’、３”）とポンプハウジングの後壁（４）との間の、シャフトが後壁の穴を通って延びる位置に軸封装置（６）が配置された渦巻ポンプやロータローブポンプなどのポンプであって、
   軸封装置が、永久的に取り付けられた保持手段（１９、２０、２１、１９’、１９”）によって後壁（４’）に半径方向にしっかり固定されたステータリング（１０、１０’、１０”）を備えており、ロータリング（２５、２５’、２５”）が、インペラやロータローブなどのロータリポンプ部品の後面（１ａ）に固定接続されて、前記ステータリングに密封状態で突き合わせすることができ、環状チャンバ（１２）が、後壁（４、４’）とステータリング（１０、１０’、１０”）との間に設けられて、Ｏリングなどの弾性密封リング（１３）を収容し、前記環状チャンバ（１２）が、たとえばＯリングのような弾性リングの断面の軸方向寸法（ｄ）を上回る軸方向長さを有し、円周上の漏斗状の吸込み路（８）を備えており、
   ステータリングの円筒形表面（１５）に面するステータリング（１０）の端部カラー（１６）の部分が、切頭円錐形であり、環状チャンバ（１２）が、Ｏリング（１３）の断面直径（ｄ）の１．１〜１．５の長さを有することを特徴とするポンプ。
2. ステータリングの円筒形表面（１５）に面するステータリング（１０）の端部カラー（１６）の部分が、円周上の一個または数個の丸い突起（１６ｂ）を具備していることを特徴とする請求項１に記載のポンプ。
3. 環状チャンバ（１２）が、Ｏリング（１３）の断面直径（ｄ）の１．２〜１．３倍の長さを有することを特徴とする請求項１または２に記載のポンプ。
4. 環状チャンバ（１２）が、後壁（４）の内部円周上の円筒形の窪み（１４）と、ステータリング（１０）の円筒形の外部表面（１５）と、ステータリング上に形成された端部カラー（１６）とによって規定され、これによってロータリング（２５）が、前記端部カラーに突き合わせすることができることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載のポンプ。
5. 円筒形窪み（１４）が、円筒形面（１２）と平面状の底面（１８）との間の移行領域で丸くすることができることを特徴とする請求項４に記載のポンプ。
6. 後壁（４）に設けられた円周上の窪み（１２）が、後壁（４）のインペラ（１）に面する側で切頭円錐形表面（４ａ）に隣接して配置されることを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載のポンプ。
7. ロータリング（２５）が、インペラ（１）の後面（１ａ）に形成された円筒形の補助窪み（４２）に直接挿入することにより、インペラ（１）の後面（１ａ）に取り付けられ、これによって、ロータリング（２５）がさらに、圧力手段や固定ピン（４４）のような固定部材によって前記窪みに固定され、第二密封チャンバ（４６）が、ロータリング（２５）の半径方向外向きの面（２５）と補助窪み（４２）の半径方向内向きの面（２５ａ）との間に設けられ、これによって補助Ｏリングなどの弾性密封リングが、前記第二チャンバ（４６）に挿入されることを特徴とする請求項１から６のいずれか一項に記載のポンプ。
8. 円筒形の補助窪み（４２）が階段状の底部（４３）を備えていることを特徴とする請求項７に記載のポンプ。
9. 前記第二チャンバ（４６）が、補助リングの断面の軸方向寸法δの１．１〜１．５、たとえば１．２から１．３倍の軸方向長さを有することを特徴とする請求項７に記載のポンプ。
10. ロータリング（２５）またはステータリング（１０）、あるいはその両方が、Ｓ字形の断面であることを特徴とする請求項７から９のいずれか一項に記載のポンプ。
11. ステータリング（１０）を後壁（４）に固定する永久保持手段が、たとえばネジによって後壁に取り付けられたポット形のカバー様ホルダ部材（１９）によって形成され、予圧バネ手段（２０）がホルダ部材とステータリングの間に後者と同軸に配置され、前記バネ手段が、たとえば環状ディスク（２１）に押し付けられたコイルバネであり、環状ディスクがステータリング（１０）のインペラ（１）とは反対側の端面に押し付けられることを特徴とする請求項１から１０のいずれか一項に記載のポンプ。
12. ステータリングの端面に面する側で、環状ディスクが、少なくとも一本の軸方向に延びるピン様の突起（２２）を備え、前記突起が、ステータリング（１０）の端部にある切欠きと共同で、ステータリングの回転を防止するが、その軸方向の少量の運動は許容するように作用し、これによって、環状ディスク（２１）が、その円周に沿って、ポット形のカバー様ホルダ部材（１９）内の切欠きと共同で環状ディスク（２１）が回転できないように作用する、半径方向外向きに延びる少なくとも一個のピン様の突起（２１ａ）を備えることを特徴とする請求項１１に記載のポンプ。
13. 環状ディスク（２１）の中心穴を通って、ステータリング（１０）まで続けてドレンシリンダ（２４）が挿入され、前記シリンダの内径が、ステータリング（１０）の内径と対応し、これによって、ドレンシリンダ（２４）が、ポット形のホルダ部材（１９）の中心穴（２６）を通って外側に突き出し、ドレンシリンダ（２４）上の一個または数個の突起（２７）を環状ディスク（２１）によってステータリング（１０）に押し付けることにより、ドレンシリンダがステータリング（１０）に固定されることを特徴とする請求項１２に記載のポンプ。

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