JPH0617771A - 高粘性材料用のポンプ - Google Patents

高粘性材料用のポンプ

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JPH0617771A
JPH0617771A JP5046787A JP4678793A JPH0617771A JP H0617771 A JPH0617771 A JP H0617771A JP 5046787 A JP5046787 A JP 5046787A JP 4678793 A JP4678793 A JP 4678793A JP H0617771 A JPH0617771 A JP H0617771A
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JP
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bearing
pump
gear
pair
gears
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Withdrawn
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JP5046787A
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Syamal K Ghosh
サイアマル・ケイ・ゴーシュ
William A Cox
ウィリアム・エイ・コックス
Larry H Bowerman
ラリー・エイチ・バウアーマン
David P Stoklosa
デーヴィッド・ピー・ストックロサ
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Eastman Kodak Co
Original Assignee
Eastman Kodak Co
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    • F04C2/00—Rotary-piston machines or pumps
    • F04C2/08—Rotary-piston machines or pumps of intermeshing-engagement type, i.e. with engagement of co-operating members similar to that of toothed gearing
    • F04C2/082—Details specially related to intermeshing engagement type machines or pumps
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    • F05C2203/0826—Carbides of wolfram, e.g. tungsten carbide

Abstract

(57)【要約】 【目的】 高粘性材料用のギアポンプを提供する。 【構成】 ギアポンプ１０は、入口端及び排出端を有す
ると共に、歯車収容空所１３が形成されているポンプ本
体１２を備える。歯車収容空所１３の中には、相互にか
み合う一対の歯車１４が設けられている。ギアポンプ１
０は、セラミック製の平軸受２０も備え、平軸受は、軸
受収容空所の中に収容される。軸受収容空所は、ポンプ
本体に取り付けられる一対の側部プレート１６、１８に
よって閉止される。平軸受空所の中で回転可能に支持さ
れ、歯車１４が装着されている一対の軸２２、２４が設
けられる。軸２２、２４は、平軸受空所と共に軸受／軸
アセンブリを形成する。側部プレートに形成され、材料
が当該ポンプによってポンプ本体の排出端に向けて送ら
れる際に、歯車のかみ合い部の中に発生する圧力を解放
する凹所部分５０が設けられる。凹所部分により軸受／
軸アセンブリに作用する負荷が減少される。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は一般に材料の搬送技術に
関し、より詳細には、写真フィルムのベースを製造する
際に用いられる高粘性材料用のポンプに関する。
【０００２】
【従来の技術】材料を搬送すなわち圧送するための装置
は当業界において良く知られている。通常のギアポンプ
は一般に、図１に示すように構成されている。このよう
なポンプは、入口端及び出口端（共に図示せず）を有す
るポンプ本体１と、一対のヘリングボーン歯車２、３
と、一対の側部プレート４、５と、各々の側部プレート
４、５に設けられたダブルローラ型の２つの内部軸受６
と、これら軸受６の中に回転可能に装着された２つの歯
車支持軸６、８とを備えている。これらのポンプは、例
えば、原油、並びに最大約１．０×１０5ｃｐｓ（セン
チポアズ）の粘性を有する他の材料を圧送すなわちポン
ピングするのに特に適している。
【０００３】最大約１．０×１０5ｃｐｓの粘性を有す
る材料用の従来のポンプが、米国特許第４，８５９，１
６１号明細書に開示されている。このポンプは、回転可
能な側部プレートに装着されたダブルローラ型の軸受を
用いており、これらダブルローラ型の軸受は、ポンプの
構造を変えることなくポンプの回転数を変化させること
を可能にする。ある種類の歯車の構成を用いた他のポン
プが米国特許第４，３２９，１２８号及び第４，８０
６，０８０号の明細書に開示されている。上記いずれの
米国特許明細書のポンプにおいても低粘性材料しか圧送
することができない。その理由は、ポンプハウジングの
中に発生する圧力、特に軸及び軸受アセンブリに作用す
る負荷、を減少させる手段が何等設けられていないため
である。従って、上述の如きポンプを使用して１．０×
１０5ｃｐｓよりもかなり大きな粘性を有する材料を搬
送した場合には、ポンプ及び／又はポンプの構成要素が
極めて早期に摩耗する。
【０００４】従って、従来のポンプの主な欠点は、約
１．０×１０5ｃｐｓよりも大きな粘性を有する材料を
搬送するのに適していないことである。上記粘性よりも
かなり高くなると、ポンプの各構成要素の寿命は大幅に
低下する。例えば、ギアポンプの軸受／軸アセンブリの
寿命は、この軸受／軸アセンブリに作用する負荷、吐出
圧、液体の粘性、並びに軸及びブッシング等の各構成要
素間の適正な心合わせすなわち整合に主として依存し、
また、速度及び作動温度にも依存する。従って、例えば
約３．０×１０5ｃｐｓの粘性を有する酢酸セルロース
等の高粘性材料を搬送するためには、軸受及びこれに関
連する装置の各要素の摩耗速度を極力小さくすることが
極めて重要である。また、従来のポンプに使用される通
常のダブルローラ型の軸受が過度に摩耗することによ
り、歯車アセンブリの摩耗及び不整合が生じ、また、軸
受を支持する側部プレートが摩耗する。これらの構成要
素は、高粘性材料を圧送することにより軸受／軸アセン
ブリに大きな負荷が作用した場合には特に、従来のポン
プの致命的な故障を生じさせる。
【０００５】従って、従来のポンプのように摩耗速度が
大きくなく且つ重大な故障を生じない、酢酸セルロース
等の高粘性材料を搬送するためのポンプが必要とされて
いる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、従来
技術の欠点を解消する高粘性材料用のギアポンプを提供
することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明の上記並びに他の
目的を達成するために、歯車収容手段が形成されると共
に、入口端及び排出端を有するポンプ本体を備えた、最
大約３．０×１０5ｃｐｓの粘性を有する材料を搬送す
るためのポンプが提供される。相互にかみ合う一対の歯
車が、入口側及び排出側を形成するように上記歯車収容
手段の中に配列され、上記入口側及び排出側は、ポンプ
本体の入口端及び排出端にそれぞれ対応する位置に設け
られている。軸受収容手段を有する一対の側部プレート
をポンプ本体に取り付けることができる。一対の平軸受
手段が軸受収容手段の中に圧入される。また、材料がポ
ンプ本体の排出端に向かって搬送される際に、歯車のか
み合い部の中に発生する圧力を解放し、これにより、軸
受／軸アセンブリに作用する負荷を低下させ、従って、
アセンブリの使用寿命を延ばすための手段が上記側部プ
レートに形成される。
【０００８】
【実施例】本発明の実施例を図面を参照して以下に説明
する。
【０００９】図面特に図３を参照すると、酢酸セルロー
ス等の最大約３．０×１０5ｃｐｓの粘性を有する材料
用の本発明のポンプが示されている。参照符号１０でそ
の全体を示されたポンプは、歯車収容空所１３と、入口
端及び排出端（共に図示せず）とを有するポンプ本体１
２を備えている。歯車収容空所１３の中には、ポンプ本
体１２の入口端と排出端との間で、一対の相互にかみ合
う歯車１４が設けられている（図７参照）。相互にかみ
合う歯車１４は入口側１５及び排出側１７を形成し、こ
れら入口側及び排出側は、ポンプ本体１２の入口端及び
排出端にそれぞれ対応する（図７参照）。一対の平軸受
２０を収容するための空所２１を各々有する同様の形状
の左右一対の側部プレート１６、１８がポンプ本体１２
の両側に取り付けられており、これら一対の側部プレー
トは歯車収容空所１３を閉止している。各側部プレート
１６、１８に設けられる平軸受２０は、被動歯車軸２２
及び駆動軸２４を支持している。
【００１０】図４及び図５に示す好ましい軸受２０は、
化学的に不活性で且つ耐摩耗性を有する円筒形のセラミ
ック製平軸受である。このセラミック製の平軸受は、ポ
ンプ１０の組み立てを容易にすると共に、通常の鋼製の
軸受よりも容易に清掃して再使用することができる。ま
た、セラミック製の軸受は、従来のポンプに使用されて
いる鋼製の軸受よりも耐摩耗性が高い。好ましい実施例
においては、セラミック材料は焼結された炭化ケイ素で
ある。しかしながら、窒化ケイ素、酸化アルミニウム、
あるいは酸化ジルコニウム等の他のセラミックを用いる
ことができる。軸受２０の内側壁３２（図５）は、歯車
１４のかみ合い部の中の圧力によって歪みを生ずるため
に、高応力領域２６及び低応力領域２８を形成する。最
大の圧力は、高粘性材料が相互にかみ合う歯車１４によ
ってポンプ本体１４の排出端に送られる際に、高応力領
域２６において内側壁３２に作用する。反対に、最小の
圧力は、低応力領域２８において内側壁３２に作用す
る。また、内側壁３２は、低応力領域２８の壁部の長手
方向に沿って、溝すなわち通路３０、又は複数の隔置さ
れた溝すなわち通路３０を有しており、この溝は、搬送
材料を軸受２０の内側に入れて該軸受２０を潤滑する連
続的な流体力学的な膜を形成させる手段を提供する。溝
３０はまた、歯車軸２２、２４からの粒子を解放する。
好ましい実施例においては、内側壁３２は、両方の軸２
２、２４を通る中心線３１の両側で４５°の角度で隔置
されると共に高応力領域２６の一部に半径方向において
対向するように対象的に配列された２つの溝３０を有し
ている。１又はそれ以上の溝３０を別の隔置された関係
で軸受２０の低応力領域２８に設け、同一又は類似の効
果をもたらすことができることは当業者には理解されよ
う。作動の際には、高粘性材料が相互にかみ合う歯車１
４（図７）によって絞り出される時に、その材料はかみ
合う歯車１４に上向きの力を与え、これに応じて歯車は
高応力領域２６において軸２２、２４及び軸受２０に力
を与える。従来技術においては、これにより軸２２、２
４及び軸受２０が早期に摩耗していた。低応力領域２８
に設けられた溝３０は、材料が搬送される際に、高応力
領域２６に追加の材料を供給して軸受２０及び軸２２、
２４を潤滑する手段として作用し、これにより、早期の
摩耗を防止する。また、下に説明するように、軸受２０
の高応力領域２６及び低応力領域２８においては、搬送
される材料によって軸２２、２４と軸受２０との間に空
隙３８が形成される。
【００１１】平軸受２０は、側部プレート１６、１８の
軸受収容空所２１の中に圧入されている。円形の金属製
のピン３４（図６及び図７に示す）が、ピン収容スロッ
ト３６（図５）を介して、軸受２０が軸受収容空所２２
の中で回転するのを防止すなわちロックしている。エポ
キシ接着剤、ろう付け等の適宜な手段を用いて軸受２０
を固定することができることは当業者には理解されよ
う。ギアポンプ１０が作動している間に、軸２２、２４
と軸受２０との間の間隙すなわちクリアランス３８が約
０．０２５４ｍｍ（約０．００１インチ）から約０．２
５４ｍｍ（約０．０１０インチ）までの範囲に入るよう
に軸受２０を構成する。軸２２、２４と軸受２０との間
のクリアランスは、作動の間に軸２２、２４と軸受２０
とが何等接触しないように、約０．１２７ｍｍ（０．０
０５インチ）であるのが好ましい。また、軸受収容空所
２１と軸受２０の外径との間のクリアランス４０は極力
小さくしなければならず、その範囲は、約０．０２５４
ｍｍ（約０．００１インチ）乃至約０．１２７ｍｍ
（０．００５インチ）の範囲であるのが好ましい（図６
参照）。本発明の好ましい実施例によれば、約０．０５
１ｍｍ（０．００２インチ）のクリアランスが好まし
い。実験によれば、上記範囲内のクリアランスは、作動
の間の軸受２０の半径方向の運動を極めて少なくするこ
とが分かっている。
【００１２】また、ギアポンプ１０の使用寿命は、セラ
ミック製の平軸受２０の内側で回転する耐摩耗性の軸２
２、２４によって延びる。軸２２、２４にハードコーテ
ィングを付することによって更に耐摩耗性を与えること
ができる。熱スプレー法等の適宜な表面硬化技術を用い
ることができる。熱スプレーが施されたタングステンカ
ーバイトは、好ましいハードコーティング技術である。
軸２２、２４をハードコーティングすると、新しいコー
ティングを付与した後に軸２２、２４を再使用すること
ができる。また、上述のように、軸２２、２４は搬送さ
れる材料によって潤滑される。軸２２、２４並びに軸受
２０の歪みを制限し、作動のいずれの時点においても軸
２２、２４がそれぞれの軸受２０に接触しないようにし
なければならない。これは、軸２２、２４及び軸受２０
のそれぞれの振れを最小限に維持することにより得られ
る。振れは、ダイアルインジケータ又は隙間ゲージ等の
通常の適宜な手段を用いて測定される。軸２２、２４の
周囲における軸受２０の表面の振れは、約０．００２５
４ｍｍ（０．０００１インチ）から約０．０１２７ｍｍ
（約０．０００５インチ）の範囲内である。良好な結果
は、振れが約０．０１２７ｍｍ（約０．０００５イン
チ）よりも小さい場合に得られた。軸受２０円筒度並び
に軸受の内径及び外径の振れは、約０．００２５４ｍｍ
（０．０００１インチ）から約０．０１２７ｍｍ（約
０．０００５インチ）までの範囲内に維持される。
【００１３】図６は、硬化鋼、又は耐摩耗性のコーティ
ングで被覆された鋼を用いて構成した側部プレート１
６、１８の一方を示している。好ましい耐摩耗性のコー
ティングは熱スプレーされたタングステンカーバイトで
ある。例えば、熱スプレーされた酸化クローム、酸化ア
ルミニウム又はチタンカーバイト等の他のコーティング
を用いることもできる。側部プレート１６、１８の表面
４６もタングステンカーバイト等のハードコーティング
で被覆して耐摩耗性を高めることができる。側部プレー
ト１６、１８の表面４６も摩耗プレートすなわちケーシ
ングライナの役割を果たし、従って、別個の摩耗プレー
トを設ける必要がない。
【００１４】本発明の好ましい実施例においては、歯車
１４のかみ合い部すなわち中心線３１よりも排出側に発
生する圧力を解放する手段が設けられる（図６及び図
７）。側部プレート１６、１８に設けられ、概ね平坦な
基部（図示せず）を有する凹所部分５０が、歯車１４の
かみ合い部に発生する圧力を解放するための好ましい手
段である。凹所部分５０は、本発明の一般的な要件を満
たす範囲内の適宜な寸法及び形状を有することができ、
例えば、円形、三角形、矩形等の形状とすることができ
る。本発明者等が行った実験によれば、歯車１４のかみ
合い部の排出側１７の中心線３１付近から材料が捕捉さ
れていない点（図７に明瞭に示す）を越えて延びる実質
的に釣り鐘形状の凹所部分５０が好ましく、本装置に最
も都合が良いことが分かった。また、凹所部分５０の深
さは、約１．５１ｍｍ（０．０６０インチ）乃至約６．
３５ｍｍ（約０．２５０インチ）の範囲である。凹所部
分の好ましい深さは、約３．１７５ｍｍ（０．１２５イ
ンチ）である。凹所部分５０は、材料が（図７の矢印で
示す方向に）ポンプ本体１２の排出端に向かって圧送さ
れる際に歯車１４の排出側のかみ合い部に発生する過剰
の圧力を低下させる。従って、凹所部分５０は、材料の
流れをポンプ本体１２の排出端へ向かわせて軸受２０に
作用する負荷を減少させ、これにより、軸２２、２４と
軸受２０との間の運転時のクリアランスを維持する。ポ
ンプ本体１２の排出端の高い圧力は、歯車１４のかみ合
い部に発生した圧力がポンプ本体１２の排出端に向かう
ことにより生ずる。
【００１５】本発明の好ましい実施例を特に参照して本
発明を以上詳細に述べたが、上述しまた特許請求の範囲
に記載した本発明の原理及び範囲内において、種々の変
形及び変更を行うことができることは理解されよう。
【００１６】
【発明の効果】本発明は上述のように構成されるので、
新規なギアポンプ装置が提供され、このギアポンプは、
ポンプの寿命を低下させることなく、３．０×１０5ｃ
ｐｓの粘性を有する酢酸セルロース等の高粘性材料を搬
送することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来技術のギアポンプの側面図である。
【図２】図１の線２−２に沿って従来技術のギアポンプ
を示す断面図である。
【図３】本発明のポンプの側面図である。
【図４】図５の線４−４に沿って示す断面図である。
【図５】軸受／軸アセンブリの端面図である。
【図６】図３の線６−６に沿って示す部分断面図であっ
て、軸を省略し、歯車を紙面の位置まで動かした状態で
示している。
【図７】図３の線７−７に沿って示す断面図である。
【符号の説明】
１０ ポンプ １２ ポンプ本体 １４ 歯車 １６、１８ 側部
プレート ２０ 平軸受 ２２ 被動軸 ２４ 駆動軸 ５０ 凹所部分
（負荷を減少する手段）
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ラリー・エイチ・バウアーマン アメリカ合衆国ニューヨーク州14424，カ ナンダイグア，フレッシュアワー・ロード 2781 (72)発明者 デーヴィッド・ピー・ストックロサ アメリカ合衆国ニューヨーク州14615，ロ チェスター，ハブロック・ドライブ 54

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 最大約３．０×１０5ｃｐｓ（センチポ
    アズ）の粘性を有する材料のためのポンプであって、 （ａ） 入口端及び排出端を有すると共に、歯車収容手
    段が形成されているポンプ本体と、 （ｂ） 前記入口端と前記排出端との間で前記歯車収容
    手段の中に設けられ、相互にかみ合う一対の歯車と、 （ｃ） 軸受収容手段を有すると共に、前記ポンプ本体
    に取り付けられて前記歯車収容手段を閉止する一対の側
    部プレートと、 （ｄ） 前記軸受収容手段の中に圧入される平軸受手段
    と、 （ｅ） 前記平軸受手段の中で回転可能に支持され、前
    記歯車が装着されている一対の軸であって、前記平軸受
    手段と共に軸受／軸アセンブリを形成する一対の軸と、 （ｆ） 前記側部プレートに形成され、材料が当該ポン
    プによってポンプ本体の前記排出端に向けて送られる際
    に、前記歯車のかみ合い部の中に発生する圧力を解放
    し、これにより、前記軸受／軸アセンブリに作用する負
    荷を減少させる手段とを備えるポンプ。
  2. 【請求項２】 写真フィルムのベースを製造する際に使
    用される最大約３．０×１０5ｃｐｓ（センチポアズ）
    の粘性を有する材料のためのポンプであって、 （ａ） 入口端及び排出端を有すると共に、歯車収容空
    所が形成されているポンプ本体と、 （ｂ） 前記入口端と前記排出端との間で前記歯車収容
    空所の中に設けられ、相互にかみ合う一対の歯車と、 （ｃ） 軸受収容空所を有すると共に、前記ポンプ本体
    に取り付けられて前記歯車収容空所を閉止する一対の側
    部プレートと、 （ｄ） 前記軸受収容空所の中に圧入される平軸受と、 （ｅ） 前記軸受収容空所の中で回転可能に支持され、
    前記歯車が装着されている一対の軸であって、前記平軸
    受と共に軸受／軸アセンブリを形成する一対の軸と、 （ｆ） 前記側部プレートに形成され、材料が当該ポン
    プによってポンプ本体の前記排出端に向けて送られる際
    に、前記歯車のかみ合い部の中に発生する圧力を解放
    し、これにより、前記軸受／軸アセンブリに作用する負
    荷を減少させる凹所部分とを備えるポンプ。
JP5046787A 1992-03-06 1993-03-08 高粘性材料用のポンプ Withdrawn JPH0617771A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US847257 1992-03-06
US07/847,257 US5190450A (en) 1992-03-06 1992-03-06 Gear pump for high viscosity materials

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH0617771A true JPH0617771A (ja) 1994-01-25

Family

ID=25300191

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP5046787A Withdrawn JPH0617771A (ja) 1992-03-06 1993-03-08 高粘性材料用のポンプ

Country Status (4)

Country Link
US (1) US5190450A (ja)
EP (1) EP0559582A1 (ja)
JP (1) JPH0617771A (ja)
CA (1) CA2089129A1 (ja)

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