JPH0768944B2 - 高粘性流体送り用ポンプ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、合成樹脂材の中間生成物（ポリマー）など
の高粘性流体の送り出しに用いられる高粘性流体送り用
ポンプに関する。

〔従来の技術〕

合成樹脂材の中間生成物であるポリマーは、重合度の進
行程度によりその粘度が著しく変化するが、一般に1,00
0〜数万ポアズという高い粘性係数を有するものであ
り、温度変化によっても粘性係数が大きく変化する。そ
のためにポリマー送り出し用に使われる固定容積式回転
形ポンプ、たとえばギヤポンプにおいては、ケーシン
グ、リヤカバー、フロントカバーには保温用ジャケット
が設けられ、ポンプ全体を所定の温度に保持するように
されているのが通例である。

この種のギヤポンプにおいては第６図の展開斜視図およ
び駆動軸の部分側断面図である第７図に示すように、駆
動ポンプギヤ１およびこの駆動ポンプギヤ１の駆動軸２
を支持するすべり軸受３、３′ならびに、駆動ポンプギ
ヤ１と噛み合う被動ポンプギヤ４およびこの被動ポンプ
ギヤ４の被動軸（図示せず）を支持するすべり軸受５、
５′の潤滑にはポリマー自身が用いられ、駆動ポンプギ
ヤ１、被動ポンプギヤ４の各側面に当接するすべり軸受
３、３′;5、５′は、それぞれの内方端面にポリマーを
太い下方の矢印で示した吐出ポート側から各軸受孔にそ
れぞれ導入するための溝６、６′が設けられ、ポリマー
を軸受孔に導入するようにされているが、潤滑を終え、
すべり軸受３、３′;5、５′のそれぞれ外方端面から流
出するポリマーを太い上方の矢印で示した吸込みポート
に戻す手段として、リヤカバー７、フロントカバー８の
それぞれ内方端面にＬ字形状の還流溝９、10をそれぞれ
設け、これらの溝９、10をそれぞれの上端部で、駆動軸
２のすべり軸受３、３′の吸込みポート側に近い個所に
設けた貫通流路11、11′にそれぞれ接続するようにされ
ている。ポリマーの還流は矢印で示した通りに行なわれ
る。

また駆動軸２の貫通孔を有するフロントカバー８には、
それと一体をなすスタフィングボックス12の内部にポリ
マーの外部への洩れ出しを抑止する軸封部13が設けられ
ている。

この軸封部13には、通常メカニカルシールが用いられて
いる。メカニカルシールに高粘度のポリマーが侵入する
ことは、ポリマーが潤滑性に乏しく、しかも冷却効果が
期待できず、シール機能を良好に保つ上からは好ましく
ないので、メカニカルシール13、すべり軸受３間の長さ
Ｎで示したネック部14は、駆動軸２との隙間を狭くして
ポリマーが侵入しにくいようにするとともに、ポリマー
に少量混入しても支障を来たさない低粘度の溶剤からな
るフラッシング液をスタフィングボックス12に設けられ
た接続部15から加圧注入し、メカニカルシール13の冷却
を行なうと同時に侵入してきたポリマーと混合させてそ
の粘度を引き下げ、潤滑を終えて還流するポリマーに合
流させてポンプの吸込みポート側に戻すようにされてい
る。

〔発明が解決しようとする問題点〕

このように従来の高粘性流体送り用ポンプ、たとえばポ
リマー送り出し用のギヤポンプにおいては、高粘度のポ
リマーがメカニカルシールを用いた軸封部に多量に侵入
しないようにする手段ならびに侵入してきたポリマーに
対してはそれと混合させてその粘度を引き下げて流動し
易くし、ポンプの吸込みポート側に戻すフラッシング液
の加圧注入手段が前記した通り設けられている。しかし
ネック部14の駆動軸２との半径隙間がたとえば1mm程度
と小さくされているため、フラッシング液とポリマーと
の混合が十分に行なわれず、粘度が一様に引き下げられ
ないで粘度の高い部分と低い部分とに分かれ、円滑にポ
ンプ内へ還流されないことから、ネック部14の圧力が上
昇するとともにハンチング状態を呈する。そして間々ネ
ック部14の圧力が軸封部13の内圧よりも高くなる場合が
あり、このような逆圧現象が発生すると、メカニカルシ
ール13が破損することがあった。このことは従来の装置
における問題点である。

この発明は、スタフィングボックスの軸封部に外部から
加圧注入されたフラッシング液を軸封部に侵入しようと
する高粘性流体である被送液に均一に混合させ、侵入被
送液の粘度をムラなく引き下げ、円滑にポンプ内へ戻
し、このことにより軸封部の故障を防止し得る高粘性流
体送り用ポンプを提供することを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

この発明は、前記した課題を解決するための技術的手段
として、高粘性流体送り用ポンプをつぎのように構成し
た。すなわち、フロントカバーの貫通孔の内周面を、軸
封部とフロントカバー側軸受との間で半径方向に拡げで
攪拌用スペースを形成し、この攪拌用スペースに半径方
向に突出した揺動翼形（羽根）状突起体を内周面に有す
るブッシュを挿入固定して、前記羽根状突起体の頂面と
駆動軸の外周面とがわずかな隙間を介して対向するよう
に構成されている。

〔作用〕

この発明にかかる高粘性流体送り用ポンプは以上のよう
に構成されているので、軸封部に外部から加圧注入され
たフラッシング液は、フロントカバーの軸封部とフロン
トカバー側軸受との間で、駆動軸まわりに形成された攪
拌用スペースにおいて、軸封部側へ侵入して来た高粘度
の被送液とともに、駆動軸の回転によって旋回流れとさ
れる。この旋回流れが生じる攪拌スペースには、内周面
に半径方向に突出した羽根状突起体が多数配設されたブ
ッシュが挿入固定されているので、被送液、フラッシン
グ液それぞれの旋回流れに、前記羽根状突起体が攪拌羽
根として作用し、攪拌が効果的に行なわれる。このこと
によって侵入被送液はフラッシング液とムラなく混合
し、粘度が一様に引き下げられた混合液は、軸受の潤滑
を終え還流する被送液に、フラッシング液にかけられる
注入圧力によって円滑に合流し、ポンプの吸込みポート
側へ戻される。

〔実 施 例〕

以下、この発明にかかる実施例装置について図面を参照
しながら説明する。

第１図は、この実施例装置の展開斜視図であり、第２図
はその駆動軸の部分側断面図である。ただし、第１図に
は図示の都合上ケーシングは省略されている。

この第１図と、従来の装置の構成を示した第６図とを比
較すればわかるように、リアカバー７側のすべり軸受
３′、５′を、ケーシングの吐出しポート側から被送液
の一部を、溝６、６′を介して軸受孔にそれぞれ導入す
ることによって潤滑し、潤滑を終えた被送液を、リヤカ
バー７の内方端面に設けられたＬ字形状の還流溝９を経
て、すべり軸受３′の吸込みポート側に近い箇所に穿設
された貫通流路11′から吸込みポート側に戻すようにさ
れている構成は同じである。しかしフロントカバー８側
のすべり軸受３、５の被送液の一部による潤滑手段は、
従来の装置では、リヤカバー７側のすべり軸受３′、
５′のものとほぼ同様に構成されているのに対し、この
装置においては、被動軸側のすべり軸受５に溝６′を介
して導入された被送液の一部は、潤滑後、フロントカバ
ー８の内方端面に設けられたＩ字形状の還流溝10′を経
て、すべり軸受５の吸込みポート側に近い個所に穿設さ
れた貫通流路から吸込みポート側に戻すようにされてい
るとともに、駆動軸側のすべり軸受３に溝６を介して同
様に導入された被送液の一部はフロントカバー８の内方
端面に設けられた短いＩ字形状の還流溝10から、後記す
るフラッシング液と一様に混合され、粘度を引き下げら
れた軸封部13側への侵入被送液と合流し、フロントカバ
ー８に設けられた内部還流路16を経て、外部還流路17に
よってケーシングの吸込みポート側へ戻すようにされて
いるの点が相違する。

このようにフロントカバー８側のすべり軸受３、５の潤
滑を行なった被送液の吸込みポート側への還流手段の構
成が従来の装置と相違するのは、この実施例装置におい
ては、従来の装置におけると同様に、フラッシング液を
軸封部13に外部から加圧注入し、軸封部13のメカニカル
シールを冷却するとともに、軸封部13側へ侵入して来た
高粘性流体である被送液と十分に混合させ、被送液の粘
度をムラなく引き下げ、この混合液を、潤滑を終えてケ
ーシングの吸込みポート側へ還流する被送液と合流させ
て円滑にポンプ内に戻すための手段が設けられているこ
とによる。

この手段はつぎのように構成されている。フロントカバ
ー８の駆動軸２を貫通させる貫通孔が、スタフィングボ
ックス12の軸封部13とフロントカバー側軸受３との間の
ネック部14で、その内周面を半径方向に拡げることによ
って駆動軸２の外周面のまわりに攪拌用スペース18を持
つようにし、この攪拌用スペース18に、半径方向に突出
した羽根状突起体19を内周面に有するブッシュ20が挿入
固定されているものである。

羽根状突起体19は、第３図およびその部分拡大図である
第４図に示す通り、小円筒に羽根をつけたもので、その
筒部が支持ピン19′に挿通されてその支持ピン19′に回
動自在に支持されている。羽根状突起体19および支持ピ
ン19′はブッシュ20の外周面から第５図のブッシュ内周
面の展開図に示すように千鳥状に軸方向および円周方向
に一定のピッチで穿設した段付き孔に挿入され、内周面
に半径方向に突出させて配設されている。そして孔径が
拡げられたネック部14にブッシュ20が挿入され、第４図
に示す通り、１つの直径の端部にそれぞれ位置する一対
の回り止めねじ21により支持ピン19′は固定されてい
る。そしてブッシュ20がネック部14に装着された状態で
は、攪拌用スペース18の駆動軸２の外周面との半径隙間
はたとえば10mm程度とかなり大きくされ、一方羽根状突
起体19の頂面と駆動軸２の外周面とはわずかな隙間（こ
の例では1mm程度）を隔てて対向している。ブッシュ20
は、すべり軸受３側端面に、フロントカバー８の還流溝
10と接続する切欠け22が設けられている。なおフロント
カバー８の内部還流路16を、ケーシングの吸込みポート
側に流路的に接続するための外部流路17は、二重配管と
された内管が用いられ、その外部管路には加熱油注入管
23と加熱油排出管24とが第１図に示すように接続され、
前記内管を常時所定の温度に保温するようにされてい
る。

つぎにこの装置における動作について説明する。

軸封部13に、スタフィングボックス12に設けられた接続
部15から加圧注入されたフラッシング液はネック部14に
駆動軸２のまわりに形成された攪拌用スペース18におい
て軸封部13側へ侵入して来た高粘度の被送液たとえばポ
リマーとともに、駆動軸２の回転によって旋回流れとさ
れる。そしてこの旋回流れが生ずる攪拌用スペース18に
は、内周面に半径方向に突出した羽根状突起体19が多数
配設されたブッシュ20が挿入固定されているので、被送
液、フラッシング液それぞれの旋回流れに、羽根状突起
体19が攪拌羽根として作用し、攪拌が効果的に行なわれ
る。このことによって侵入被送液はフラッシング液とム
ラなく混合し、粘度が一様に引き下げられた混合液はす
べり軸受３の潤滑を終え、フロントカバー８の還流溝10
に還流する被送液に、フラッシング液にかけられる注入
圧力によって円滑に合流し、内部還流路16、外部流路17
を経てケーシングの吸込みポート側へ戻される。したが
ってネック部14に侵入被送液が滞留し、圧力が上昇した
り、ハンチング状態を呈したりすることは起こらない。
このことにより軸封部13に組み込まれたメカニカルシー
ルの故障が未然に防止された。

なおブッシュ20の内周面に配設される羽根状突起体19
は、前記した羽根状の代わりに小角柱でも、ピン状のも
のでもよい。

〔効果〕

この発明にかかる高粘性流体送り用ポンプにおいては、
スタフィングボックスの軸封部に外部から加圧注入され
たフラッシング液を、軸封部に侵入しようとする高粘性
流体である被送液に、ネック部の攪拌スペースにおける
羽根状突起体による攪拌作用で均一に混合させ、侵入被
送液の粘度をムラなく引き下げて円滑にポンプ内へ戻し
得るようにされているので、従来の装置で狭いネック部
において侵入被送液が滞留し、ネック部の圧力が上昇す
るとともに、ハンチング現象を生じたことが未然に防止
され、それに伴って軸封部のメカニカルシールの故障を
完全に防止することができる。

【図面の簡単な説明】 第１図は、この発明にかかる１実施例である高粘度性流
体送り用ポンプの構成を示す展開斜視図、第２図、第３
図はその駆動軸の部分側断面図、第４図はブッシュの固
定状態を示す部分断面図、第５図はブッシュの内周面の
展開図、第６図は従来の装置の構成を示す展開斜視図、
第７図はその駆動軸の部分側断面図である。 １……駆動ポンプロータ（ギヤ）、 ２……駆動軸、 ３、３′……駆動軸用軸受、 ４……被動ポンプロータ（ギヤ）、 ５、５′……被動軸用軸受、７……リヤカバー、 ８……フロントカバー、 12……スタフィングボックス、 13……軸封部（メカニカルシール）、 14……ネック部（貫通孔）、 15……フラッシング液注入用接続部、 18……攪拌用スペース、19……羽根状突起体、 20……ブッシュ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭60−156986（ＪＰ，Ａ)

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】軸封部（13）へ外部からフラッシング液を
   加圧注入する手段を設け、この手段により注入されたフ
   ラッシング液で軸封部に侵入した被送液を希釈し、潤滑
   済み被送液の還流手段を介してケーシングの吸込みポー
   ト側へ戻すようにした高粘性流体送り用ポンプにおい
   て、フロントカバー（８）の貫通孔の内周面を、前記軸
   封部（13）とフロントカバー側の駆動軸側軸受（３）と
   の間で半径方向に拡げて攪拌用スペース（18）を形成
   し、この攪拌用スペースに半径方向に突出した回動自在
   な羽根状突起体（19）を内周面に有するブッシュ（20）
   を挿入固定して、前記羽根状突起体の頂面と駆動軸
   （２）の外周面とがわずかな隙間を介して対向するよう
   にしたこを特徴とする高粘性流体送りポンプ。