JPH0819900B2 - 高粘性材料用の往復動ベーンポンプ - Google Patents

高粘性材料用の往復動ベーンポンプ

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JPH0819900B2
JPH0819900B2 JP62036838A JP3683887A JPH0819900B2 JP H0819900 B2 JPH0819900 B2 JP H0819900B2 JP 62036838 A JP62036838 A JP 62036838A JP 3683887 A JP3683887 A JP 3683887A JP H0819900 B2 JPH0819900 B2 JP H0819900B2
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Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、粘度が35000ポアズを超える高粘性材料、
例えばブチルゴム又はポリイソブチレンをベースとする
プラスチック材料用の往復動ベーンポンプに関する。
本発明は、粘度が35000ポアズを超える極めて粘度の
高い材料の汲み上げに適しているのであるから、より低
粘性の材料の汲み上げに適していることは言うまでもな
い。
［従来の技術］ 最大粘度が35000ポアズであるような比較的低い粘性
を示す材料の汲み上げに適した空気式往復動ベーンポン
プは既に知られている。例えば粘度35000ポアズの多硫
化物は、粘度の点からいうと、これら公知の往復動ベー
ンポンプによって汲み上げできる範囲の限界にある。
これらの公知ポンプは空気式であり、特にベーンを支
持するロッドのまわりに装着されたリング状逆止弁のレ
ベルに、間隙のほとんどない複数の狭い通路を有する。
これらのポンプは又、汲み上げるべき材料を通すための
５mm2以下の狭い流通口を有する。
この種のポンプでは分子量約8000〜15000（STAN−DIN
GERによる）のブチルゴム又はポリイソブチレンベース
の材料の汲み上げは全く不可能である。これらの材料は
40℃で８分テストした後で約115°以上のムーニー粘度
を示す（ASTM D1646−74に従ってムーニー計により測
定）。
実際、ゴム又はポリイソブチレンをベースとする前述
のごとき材料並びに同程度の粘度を有する他の材料は、
粘性が余りにも高いため前述のタイプのポンプはベーン
がその中に侵入し難い。そこでベーンをより大きな力で
作動させるべくポンプのモータ出力を増大する試みがな
されたが、このようにするとベーンを支持するロッドが
側方へ変形し、ロッドがこれを滑動可能に収容する狭い
通路内、特にこのロッドを包囲するリング状逆止弁内に
ひっかかって動かなくなり、又、モータ出力を大幅に増
大させると前記狭小通路の壁、特にリング状逆止弁の壁
との摩擦によってロッドが摩耗し、削り屑が生成される
ことになる。
そこで今度はロッドの断面積を大きくしてロッドを強
化することが試みられたが、この場合はポンプにおける
他の部材も大きくしなければならず、従ってモータの出
力も増大させなければならなかった。その結果、ポンプ
が著しく大型化され、使用出力も汲み上げるべき材料の
貯蔵タンクがこれに加えられる圧力に耐えきれず破壊さ
れてしまう程になった。
これら先行技術の往復動ベーンポンプが高粘性材料の
汲み上げには全く不適切であることから、仏国特許出願
公開第2,567,448号、第2,570,322号、第2,570,443号、
第2,570,324号、第2,570,323号に記載のごときアセンブ
リが使用されることになった。これらのアセンブリは、
多重ガラスにおける２枚のガラス板間のパッキン及び挿
入材として使用するのに適したブチルゴム又はポリイソ
ブチレンベースの分子量約8000〜15000の粘性プラスチ
ック材料の線材を製造する押出ヘッドに対して前記材料
を供給するためのものである。
前記アセンブリは、加熱用の円錐形プレートであって
その円錐形の頂点に前記材料の送出口を備えたプレート
を使用する。このプレートは貯蔵タンク内のプラスチッ
ク材料に強く押し付けられる。このプレートは加熱用突
起を備え、かつ特殊な形状をしているため、内歯車付ポ
ンプへの供給に適した材料が前記開口から送出される。
この歯車付ポンプは回転継手によって枢着された剛性導
管を介して前記材料を前進させ、押出ヘッドの直ぐ上流
に配置された可変容量タンクまで移送する。歯車付ポン
プのレベルでは送出流量がまだ小さく、材料もまだ濃密
であるため、流量を十分にしかつポンプの歯車及びその
駆動システムの損傷を回避すべく、前記ポンプは歯車の
両面で同時に材料を受給し、歯車の歯が台形であり、か
つポンプの駆動が流体圧で行われるようになっている。
このような装置を使用すれば、ブチルゴム又はポリイ
ソブチレンをベースとする分子量8000〜15000のプラス
チック材料を、押出ヘッドへの供給及び大型多重ガラス
（周辺の最大値約10m）の連続的製造を実施するのに十
分な流量及び十分な粘度でタンクから送出することがで
きる。前記多重ガラスは、前記材料からなる挿入線材が
２枚のガラス板を互いに分離しかつこれらガラス板の間
に高さ12mmまでのパッキンを形成するような状態で製造
される。又、ガラス板は押出ヘッドの下を約20m/分の速
度、すなわち1kg/分の流量で走行させることができる。
しかしながら、この種のプラスチック材料製造及び送出
アセンブリにもやはり問題はある。
すなわち、前記材料は約130℃の高温で送出される。
この温度は一部分は特に前記円錐プレートのレベルで与
えられる加熱に起因するが、大部分は歯車付きポンプ内
で材料に加えられる剪断効果に起因する。しかるに、プ
レート材料におけるこのように高い送出温度は有害であ
り得る。実際、この材料も余りに高い温度で押し出す
と、得られる線材が柔らかくなり過ぎ、自己重量で流動
しかつ撓む傾向を示す。従ってこの材料をガラス上に配
置すると同時にこれを保持するような手段が必要にな
る。これは特にガラスの高さが大きい場合に必要な処置
である。このような手段は例えば仏国特許出願第8,414,
185号に開示されている。
［発明が解決しようとする課題］ 又、他の用途、特に自動車工業では、高粘性プラスチ
ック材料を著しい加熱を使用せずに汲み上げる技術が必
要とされているが、この問題は今日に至るまで解決され
ていない。
本発明の目的は、ポンプ動作時における材料の流動抵
抗を低減すると共に各構成部品間の摩擦を無くし得、粘
度が35000ポアズを超える高粘性材料の汲み上げを温度
上昇を惹起することなく効果的かつ効率的に実施し得、
特に、有機材料製パッキンを注入して使用する多重ガラ
スの製造に適用されて有効である、高粘性材料用の往復
動ベーンポンプを提供することにある。
［課題を解決するための手段］ 本発明んひよれば、前述の目的は、ベーンによりポン
プ本体の長手方向に沿ってポンプ吸込口側で伸長するロ
ッドに接続されており、ポンプ本体内を滑動するピスト
ンと、汲み上げた材料をポンプ吸込口からポンプ吐出口
まで通過させるべくポンプ本体を複数の段に分割する隔
壁とピストンとを夫々貫通する複数のオリフィスと、オ
リフィスの少なくともいくつかと協働するところのボー
ル形の逆止弁あるいはピストンに接続されたロッドを取
り囲むリング状の逆止弁とを備えている、粘度が35000
ポアズを超える高粘性材料を汲み上げる往復動ベーンポ
ンプであって、汲み上げた材料の通路としての各オリフ
ィスの直径が10mm以上であり、リング状逆止弁がロッド
を1mm〜2.5mmの径方向間隙を有して取り囲んでいること
を特徴とする往復動ベーンポンプによって達成される。
［作用］ 本発明の高粘性材料用の往復動ベーンポンプによれ
ば、材料を汲み上げる場合、ピストン及びロッドが下方
に駆動されて該ロッドのポンプ吸込口側に設けられたベ
ーンが材料内に侵入し、その後、ピストン及びロッドが
上方に駆動されてベーンが材料を上部に担持した状態で
吸込口まで上昇し、材料をポンプ本体内に取り込む。ピ
ストン及びロッドが下方に駆動されるときは、所定のオ
リフィスがボール形の逆止弁あるいはピストンに接続さ
れたロッドを取り囲むリング状の逆止弁により閉鎖され
て材料がポンプ本体の各段にそのまま保持され、ピスト
ン及びロッドが上方に駆動されるとき、ポンプ本体の各
段に保持された材料が、隔壁とピストンとを夫々貫通す
る複数のオリフィスを通過して順次上方の段に送られ、
吐出口から排出される。材料はピストン及びロッド（ベ
ーン）におけるこの往復動作を繰り返すことによって汲
み上げられる。ここで、汲み上げた材料の通路としての
各オリフィスの直径が10mm以上であるため、粘度が3500
0ポアズを超える高粘性材料を自由にかつ温度上昇を招
くことなく通過させることができる。又、リング状逆止
弁がロッドを1mm〜2.5mmの径方向間隙を有して取り囲ん
でいるため、高粘性材料の汲み上げで特に問題となると
ころのロッドの撓みに起因するロッド及びリング状逆止
弁間の接触あるいは固渋を回避し得、しかも、流体抵抗
の大きな高粘性材料であるが故にリング状逆止弁及びロ
ッド間の径方向間隙を介した材料の自由な通過を、寿命
が短く頻繁な交換を要するパッキン部品等を使用するこ
となく制限して材料の後戻りを防止し得る。従って、本
発明の往復動ベーンポンプによれば、ポンプ動作時にお
ける材料の流動抵抗を低減すると共に各構成部品間の摩
擦を無くし得、粘度が35000ポアズを超える高粘性材料
の汲み上げを温度上昇を惹起することなく効果的かつ効
率的に実施し得、特に、有機材料製パッキンを注入して
使用する多重ガラスの製造に適用されて有効である。
本発明による往復動ベーンポンプの好ましい特徴によ
れば、リング状逆止弁とロッドとの間における径方向間
隙の大きさが2mmであるのがよい。
本発明による往復動ベーンポンプの他の好ましい特徴
によれば、各オリフィスの直径が20mm以上であるのがよ
い。
本発明による往復動ベーンポンプの更に他の好ましい
特徴によれば、材料を通過させるべくポンプ本体内に形
成された各通路の断面積が300mm2以上であるのがよい。
本発明による往復動ベーンポンプの更に他の好ましい
特徴によれば、各通路の断面積が1200mm2以上であるの
がよい。
本発明による往復動ベーンポンプの更に他の好ましい
特徴によれば、逆止弁がばねによって付勢されているの
がよい。
本発明による往復動ベーンポンプの更に他の好ましい
特徴によれば、ピストンが平滑な外壁面を有しており、
パッキンシールを備えていないのがよい。
本発明による往復動ベーンポンプの更に他の好ましい
特徴によれば、ピストンが油圧モータで駆動されるのが
よい。
本発明による往復動ベーンポンプの更に他の好ましい
特徴によれば、リング状逆止弁はロッドを案内すべく青
銅製のブッシュを備えているのがよい。
本発明による往復動ベーンポンプの更に他の好ましい
特徴によれば、ポンプ本体が該ポンプ本体の外周壁を包
囲する加熱帯を含んでいるのがよい。
本発明による往復動ベーンポンプの更に他の好ましい
特徴によれば、ベーンは、材料の通過孔を複数有すると
共にロッドの他端に固定されたディスクと、ディスクと
重なるように配置されると共に前記ロッドに沿って移動
自在であるプレートとを備えているのがよい。
本発明による往復動ベーンポンプの更に他の好ましい
特徴によれば、汲み上げるべき材料に対して侵入しやす
いようにディスクの外周縁が面取りされているのがよ
い。
本発明による往復動ベーンポンプの更に他の好ましい
特徴によれば、プレートを移動自在に支持するロッドの
他端部分が、該ロッドの他の部分よりも小さな断面を有
すると共にスリーブで被覆されているのがよい。
本発明による往復動ベーンポンプの更に他の好ましい
特徴によれば、プレートがディスクの大きさ以下である
のがよい。
本発明による往復動ベーンポンプの更に他の好ましい
特徴によれば、プレートがディスクの通過孔を全て覆え
る大きさであるのがよい。
本発明による往復動ベーンポンプの更に他の好ましい
特徴によれば、ベーンが、往復動作のいずれにおいても
流体抵抗が小さくなるようにほぼ球状体であるのがよ
い。
本発明による往復動ベーンポンプの更に他の好ましい
特徴によれば、球状体は、ロッドと連結する上方が水平
に切除されると共にロッドの長手方向に伸長する少なく
とも一つの貫通孔を有しており、該球状体の上にはロッ
ドに沿って移動自在なプレートが載置されているのがよ
い。
本発明による往復動ベーンポンプの更に他の好ましい
特徴によれば、貫通孔がベンチュリ形であるのがよい。
本発明による往復動ベーンポンプの更に他の好ましい
特徴によれば、球状体の下方において貫通孔を形成して
いる縁部が鋭角をなしているのがよい。
本発明による往復動ベーンポンプの更に他の好ましい
特徴によれば、プレートは、貫通孔の全てを閉鎖できる
と共に球状体の外面に沿って流れる材料の通過を妨げな
いように球状体上方の切除面とほぼ同じ大きさを有して
いるのがよい。
前述のようなポンプ並びにこの種のポンプと円錐形加
熱プレートとからなるアセンブリは、高粘性材料の汲み
上げ、特にブチルゴム又はポリイソブチレンをベースと
する分子量約8000〜15000の材料であって、多重ガラス
のパッキン及び挿入材として使用される所定ゲージの線
材を製造するための材料、一般的には粘度が35000を越
え、40℃で８分後にムーニー粘度計で測定したムーニー
粘度が115℃以上に達し得るような材料の汲み上げに使
用される。
［実施例］ 以下、添付図面に基づき本発明をより詳細に説明す
る。
第１図は本発明の往復ベーンポンプ１を示している。
このポンプは、汲み上げるべき材料の吸込口３を一端に
備え、かつ前記材料の吐出口４を他端に備えた円筒形ポ
ンプ本体２を有する。このポンプ本体２の内部は隔壁５
及び６によって互いに重なり合う三つの段、すなわち吸
込又は導入段７と中間又は緩衝段８と排出段９とに分割
されている。排出段９はポンプ本体の先端に近い部分に
吐出口４を有する。
排出段９の中ではピストン10が流体圧モータによって
往復移動する。前記モータは図示されていないが、シャ
フト11によってピストン10に接続される。このピストン
は排出段９を二つのチャンバすなわち下方チャンバ12及
び上方チャンバ13に分割する。これらのチャンバの容積
はピストンの移動によって変化する。
ピストン10はシャフト11に接続された面と反対側の面
でロッド14に固定される。このロッドは前記ポンプ本体
の軸線方向に延在し、この本体を貫通して吸込口３の近
傍まで延びる。ロッド14の自由端にはベーン15がロッド
14と直角に固定される。このベーンの断面積はポンプ本
体２の内部断面積よりやや小さい。
第１図に示した第１の実施例では、前記ベーン15は単
純なプレートからなる。
第２図に示した第２の実施例では、前記ベーン15がポ
ンプ１の性能を向上させるべく改良されている。
この改良ベーン15は少なくとも二つの部分からなる。
一方の部分はディスク151であってロッド14の最先端に
固定され、他方の部分はディスク151の上方にこれと平
行に配置されるプレート152であってロッド14に滑動自
在に装着される。そのためプレート152は中央に穴153を
有し、ディスク151の固定前にこの穴を介してロッド14
の先端に嵌挿される。ロッド14は前記先端に該ロッドの
残りの部分よりやや小さい断面を持つ最先端部154を有
すると有利である。この最先端部154はスリーブ155で被
覆され、プレート152はこの最先端部上を滑動し得る。
この細くなった先端部分とロッド14の残りの部分との間
の接続部に形成されるショルダ156は、プレート152の滑
動を制限するストッパ手段を構成する。
有利には、スリーブ155とプレート152との間の間隙を
大きくとり、ブッシュ21とロッド14との間の間隙と同程
度の大きさにする。
プレート152の大きさはディスク151より大きくしない
方が有利である。
ディスク151には汲み上げるべき材料を通すための通
過孔157が設けられる。これらの通過口157は通路16,17
及び26,28と同程度の大きさを有する。
プレート152の大きさ及び通過口157の位置は、プレー
ト152がディスク151に当接したときに全ての通過孔157
がこのプレートによって閉鎖されるように決定する。
好ましくは、汲み上げるべき材料中へのベーン15の侵
入を容易にすべくベーン15の縁、特にディスク151の縁
を面取りする。
第3A図及び第3B図に示した第３の実施例では、ベーン
15はポンプ１の性能を向上させるべく更に改良されてい
る。
この実施例のベーン15は「ポリハイドロダイナミッ
ク」形状、すなわち全方向で流体力学的であるような形
状を有する本体1510で主として構成される。
この「ポリハイドロダイナミック」形状の実施例とし
ては、球形又はほぼ球形が挙げられる。
前記本体1510にはロッド14の方向、すなわちポンプが
往復移動するときの該本体の移動方向とほぼ同じ方向に
少なくとも一つの貫通孔1520を設けると有利である。こ
の場合はロッド14との接続レベルで本体1510の球形又は
ほぼ球形の頭部を切断してロッド14と直角な円形面1530
を得るようにする。前記一つ以上の貫通孔1520はこの円
形面を介して貫通する。この本体は面1530と平行なプレ
ート1540と協働し、このプレートは本体1510から遠ざか
って前記孔1520を開放し又は逆に円形面1530に当接して
前記孔1520を閉鎖するようにロッド14上を滑動し得る。
プレート1540は好ましくは円形面1530とほぼ同じ大き
さを有する。このようにすれば材料の移動を阻止するこ
となく孔1520を閉鎖することができる。有利には材料の
移動を更に促進するために、プレート1540の縁を面取り
する。各孔1520は好ましくはベンチュリ形状を有する。
すなわち、プレート1540と反対側に大きな入口1550を有
すると共に、プレート1540側に狭い出口1560を有する。
孔1520の数は任意的であり、１個、２個、３個又はそれ
以上の数の孔1520を設け得る。第3B図はポリハイドロダ
イナミック状本体の平面図であり、円形面1530上での三
つの孔1520の出口1560の配置状態の一例を示している。
孔1520の入口1550は点線で示されている。これらの孔は
別の状態に配置してもよい。プレート1540と反対の側で
孔1520を規定する辺は鋭くて切断作用を有し、本体1510
の押抜器のような役割とベーンが汲み上げすべき材料中
に降下するときの材料中への該本体の侵入とを促進させ
る。
ベーン15の構造に係わりなく、ロッド14の断面はシャ
フト11の断面より小さい。これは、ピストン10が最下方
位置にあるときの上方チャンバ13の容積が、ピストン10
が最上方位置にあるときの下方チャンバ12の容積より小
さくなり、その結果、ポンプの複動が可能になるように
するためである。
隔壁５及び６はロッド14を通すための開口を有する
他、汲み上げるべき材料を段から段へと通過させるため
の通路16及び17を夫々備える。
隔壁５の通路16はリング状逆止弁18によって閉鎖され
る。前記逆止弁はロッド14を包囲し、緩衝段８内に配置
される。このリング状弁は隔壁５の一部分として弁18の
台座を構成する傾斜壁面20と協働し得る外側傾斜壁面19
を有する。
弁18のリングはロッド14のガイドとして機能する。滑
動を容易にすべく、前記リングの内部には特に青銅製の
ブッシュ21が具備される。弁18と隔壁６との間には前記
弁18の閉鎖を補助するバネ22が挿入される。
ピストン10は中空であり、汲み上げるべき材料を通す
空洞23を有する。この空洞23の中にはボール形逆止弁24
が収容される。
ロッド14はヘッド25を介してピストン10に固定され
る。前記ヘッドには材料を通すための通路26のごとき複
数の流路が設けられ、これらの通路26は空洞23と連通す
るベルマウス27に連通する。このベルマウス27はボール
形逆止弁の台座として使用できるように形成される。
ピストン10側のシャフト11のヘッドは通路28を有し、
これらの通路を介して空洞23が排出段９の上方チャンバ
13に連通する。
シャフト11の前記先端には軸方向に沿ってくり抜き部
29が設けられる。このくり抜き部は空洞23と連通し、ボ
ール形逆止弁24による通路26の閉鎖を制御するバネ30を
収容する。
ブッシュ21とロッド14との間には直径方向に測定して
約2mm、より一般的には約１〜2.5mmの大きな間隙を残
す。
ピストン10は先行技術のポンプと異なってパッキンを
具備しないため、ポンプ本体２の内側と接触する該ピス
トンの表面は平滑であり、摩擦を伴わない滑動に適した
材料、例えばテフロン又はナイロン等の材料で被覆され
る。
隔壁５及び６を貫通する通路16及び17の他、通路26、
28はこの種のポンプで通常使用されるものよりも大きい
寸法を有する。例えば、各通路26又は28の直径は少なく
とも約10mm、好ましくは少なくとも20mmであり、この特
定実施例では通路26が四つ、通路28が四つ設けられる。
従って各レベルでの好ましい通路断面積は少なくとも30
0mm2、好ましくは1200mm2である。
空洞23内で材料を自由に通過させるべくボール24のま
わりに残される通路は、通路26又は28全体からなる通路
より小さくならないように選択される。
このようなポンプは下記のように作動する。
ピストン10が排出段９の下方に押し動かされ、その結
果先端にベーン15をもつロッド14も押し動かされる。そ
のためロッド14の下端及びベーン15がポンプ本体２の外
に突出し、第１図には図示されていないタンク内に貯蔵
されている汲み上げ用材料の中に侵入する。そこでベー
ン15に前記材料が積載される。ピストン10が降下する
間、緩衝段８と排出段９の下方チャンバ12とを満たす前
記材料が圧縮され、下方すなわち吸込口３方向への押返
し力を受ける。この吸込口方向へ押返す力とバネ22の力
とによってリング状逆止弁18が作動し、隔壁５の通路16
を閉鎖する。下方チャンバ12内の材料の圧力によってボ
ール24が上昇し、その結果材料が空洞23内に流入し、対
で通路18を介して上方チャンバ13方向に流れる。ロッド
14の断面がシャフト11の断面より小さいため、ピストン
が上方位置にあるときに下方チャンバ12内に収容される
材料の量が上方チャンバ13内に収容され得る量を上回
り、そのため材料は出口４から流出する。
ピストン10の運動が反転すると、材料を積載したベー
ン15がポンプ本体２内を上方に移動する。ベーン15に担
持された材料はリング状逆止弁18を上昇させる圧力を加
え、その結果材料が緩衝段８内に侵入し、次いで排出段
９の下方チャンバ12内に流入する。ピストンが上昇する
間に、排出段９の上方チャンバ13内に収容された材料が
出口４方向に排出され、ボールの重量と特に補助バネ30
と背圧との作用下でボール形逆止弁24が通路26を閉鎖
し、その結果下方チャンバ12内への材料の逆流が阻止さ
れる。
従って材料はピストンの二つの移動方向で出口４から
流出する。
通路26,28及び通路16が大きいため、材料は粘性が高
いにもかかわらず移動し得る。材料はこれらの通路内を
容易に移動し得るため、これらの通路以外の場所、特に
ピストンとポンプ本体２の内側壁面との間を通ることは
ない。
材料の粘性が高く硬いため、ロッド14及びベーン15が
大きな抵抗を受ける。そのためロッドは強さ及び断面積
に係わりなく圧縮応力下で側方に変形する。しかしなが
らロッド14とブッシュ21との間の間隙が大きいため、こ
のようなロッド14の変形にもかかわらず詰まりが生じる
心配はない。
又、いずれの箇所にもパッキンは具備されていないた
め、これらパッキンが破損することはない。このように
パッキンを使用しないと気密性は確かに劣るが、粘度の
大きい材料自体が間隙を埋めるため漏洩が回避され、パ
ッキンなしでも機能が可能になる。
ボール24の重量と、特にこれに対応する補助バネ30と
背圧との作用を受けるため、前記ボール24は高粘性材料
がこのボールを包囲してこれを空洞23内で浮上させよう
とするという事実によって通路26を閉鎖すべく下降する
のを阻止されることはない。
ベーン15が第２図のように改良されている場合にも、
全体的動作は前述の動作と同じである。
ただし、ロッド14の下降時に、このように改良された
ベーン15が汲み上げ材料中に侵入する間に、この材料が
ディスク151の通過孔157内に侵入し、ディスクを通過し
てプレート152を押し動かし、このプレートをディスク1
51から遠ざけ、ロッド14の小断面積部分154に沿ってシ
ョルダ156に当接するまで滑動させる。従って、ポンプ
１の本体内には、ベーン15が下降し次いで上昇するとき
にこのベーンを覆う材料の他に、通過孔157を通る材料
も導入されることになる。本特許出願による改良が実現
される以前は、ポンプ内に侵入するのはベーン15を覆う
材料だけであった。
材料中へのベーンの侵入はディスク151の縁に形成さ
れた面取りによって容易に行なわれる。
ロッド14が運動を反転してポンプ本体内を上昇する
と、プレート152が逆止弁の役割を果たすことになる。
ベーンの上に配置されてポンプ本体内に送られた材料
は、ベーンの上昇によって圧縮され、プレート152を押
し動かす。このプレートはロッド14の小断面積部分154
に沿ってディスク151に当接するまで滑動し、通過孔157
を閉鎖する。
ベーン15を第３図のように改良した場合にも、全体的
動作はやはり同じである。ただし、ベーン15は流体力学
的形状を有するため、汲み上げ用材料中により容易に侵
入する。この侵入動作は、辺が鋭くて切断作用をもつよ
うな複数の孔を有するポリハイドロダイナミック形状本
体の押抜器としての機能によって一層容易になる。すな
わち、前述の切断作用をもつ辺が、材料中への侵入時
に、各孔1520内に流入する材料分を切り取るのである。
材料中へのベーン15の侵入によって各孔1520内に押し
入れられた材料は、大きな圧力をもって各出口1560から
流出し、プレート1540を上昇させる。
本体1510が特殊な輪郭を有しているため、材料はその
壁面に沿って流動し、ベーン15の上方のスペースに流入
する。流体力学的形状本体を介して送られるこの材料
は、本体の形状が流体力学的であればある程該本体の壁
面に沿ってより容易に流動し、ポンプ１の吸込段すなわ
ち導入段７内に流入する。
このポリハイドロダイナミック形状は更に、ベーン15
の上方に位置するスペースの中央に向かう汲み上げ材料
の流動を促進させる。これはポンプの良好な機能とポン
プの効率及び流量の増加とにとって有利な利点である。
実際、好ましいことにはベーン15の上方で圧縮される
材料は、この材料が逆に貯蔵タンク（第3A図及び第3B図
には図示せず）の壁の方向に送られた場合より容易に、
前記ベーンによって段７内に押し上げられる。
ベーン15が上方に移動するとプレート1540が穴1520に
当接してこれを閉鎖する。孔1520を通過した材料又は本
体1510の輪郭に沿って流動した材料、従ってベーン15の
上方に位置する材料は全て、ポンプ本体内でのベーンの
上昇によってポンプの導入段７内に導入される。
又、ポンプのモータの作用でベーン15が再上昇すると
きには、ポリハイドロダイナミック形状によって材料に
汲み上げ効果が生じると思われる。この効果はベーン15
の下に材料の空洞が生じるのを回避せしめる。これはポ
ンプの良好な機能、効率向上及び流量増加にとっても有
利である。何故なら、次のサイクルの最初にベーンが材
料収容タンク内に再び降下したときに、ベーンと材料と
が即座に接することになるからである。
有利にはこのポンプ１を加熱作用のある円錐状プレー
トに接続する。このようなプレートは公開番号第2,567,
448号の仏国特許出願及びその追加特許出願第2,570,322
号に記載されている。本発明でポンプ１に接続されるこ
のプレートは、第４図に汲み上げ材料収容タンク内に配
置された状態で示されている。
前記プレートは符号31、前記タンクは符号32で示し
た。円錐状プレート31はその凹面がタンク32の内側に向
くようにタンク32内に載置される。この円錐状プレート
の壁の傾斜は約45°である。このプレートはタンク32の
内側に向けて円錐形の軸線とほぼ同じ方向に延びる加熱
用突起33を備える。このプレートの円錐の頂点には開口
34が設けられ、この開口内にポンプ１の吸込口先端が挿
入される。ポンプ本体とプレート31の開口34との間には
密封手段が配置される。この密封手段は第４図には図示
せず第５図に図示した。この手段については後で詳述す
る。ポンプ１及びプレート31は、やはり第４図には示さ
ず第５図に示したような固定手段によって互いに固定さ
れる。この固定手段も後で詳述する。プレート31はタン
ク32を担持する台座36と門形フレーム37との間に配置さ
れたジャッキ35のごときジャッキによってタンク32内の
材料に強く押し付けられる。フレーム37はバー38を介し
てプレート31に連結される。
第４図にはポンプ１のピストン10に作用する流体圧モ
ータ39が示されている。このモータ39は二つの支持体40
及び41によって支持され、これら支持体はポンプ１上に
載置される。ポンプ／加熱プレートアセンブリをより強
く固定させると共にその剛性をより大きくすべく、前記
モータ39は前記二つのバー38を互いに連結する横材42の
上にも同時に載置される。
前記支持体40,41の一方、例えば支持体40は更に二つ
の接触器43,44を支持する。これら接触器の一方は上方
に、他方は下方に配置され、ピストン10とモータ39とを
連結するシャフト11に具備されたプレート45の通過時に
作動する。これらの接触器43,44はモータ39の方向転換
を制御する機能をもつ。
第５図はポンプ本体２と円錐形加熱プレート31との間
の密封手段、並びにこれら本体及びプレート間の固定手
段を詳細に示している。第５図は第４図に示されている
円錐形加熱プレート31とポンプ本体２の下方部分との間
の接続点レベルの拡大図である。この図から明らかなよ
うに円錐プレート31には二つの加熱用突起33が具備され
ており、頂点には開口34が設けられていて、この開口内
にポンプ本体２が挿入されている。
ポンプ本体２と円錐プレート31との間の気密性は複数
のレベルに配置される環状パッキン、第５図の場合は２
つの環状パッキン46及び47と、補助的環状パッキン50と
によって確保される。パッキン46及び47は開口34の鉛直
面に設けられた溝48及び49と係合してポンプ本体２に当
接し、パッキン50はプレート31の最上部に設けられた溝
51と係合し、円錐プレート31の上表面とポンプ本体２に
完璧に適合するリング52との間で圧縮される。
リング52はネジ53,54によってポンプ本体に固定さ
れ、更に部材55によって締め付けられる。部材55はネジ
56,57によって円錐プレート31に固定される。又、第４
図に示したようなパッキン58もプレート31とタンク32と
の間の密封を行うべく円錐形加熱プレート31の周縁に具
備される。これらのパッキンは仏国特許出願第8,414,18
4号に詳細に記述されている。
有利には、特に一定の停止期間後に、すなわちポンプ
１内の材料が冷めて硬くなった後でもポンプが容易に再
始動するように、ポンプ本体２の周囲に温度調整付加熱
帯59を具備する（第１図及び第４図参照）。この帯59は
例えばアルミニウムのごとき熱伝導性の大きい金属に電
気抵抗を具備したもので構成し得る。
この汲み上げアセンブリは下記のごとく作動する。す
なわち、往復動ベーンポンプに固定された加熱プレート
31が汲み上げ材料収容タンク内に配置され、かつジャッ
キ35の作用によって前記材料に強く押し付けられる。プ
レートがこのように押し付けられて加熱するとプレート
31の円錐形状の内側スペース内に少し軟化しかつ少し加
熱された材料が存在するようになる。この材料は円錐の
頂点の排出口に近いほど柔らかくかつ高温である。前記
プレートの壁は傾斜しているため、前記材料は円錐の頂
点に向かって集中しようとする。往復ベーンポンプのベ
ーンは材料を積載すべくこの頂点に降下する。
このアセンブリを使用すればタンクに収容された高粘
性材料を汲み上げることができる。40℃で８分後にムー
ニー粘度計で測定して115°以上のムーニー粘度を示す
材料を室温でタンクに貯蔵しておき、これを100℃、95
℃及び90℃以下という比較的低温で、前述のごとき改良
ベーンを用いて、比較的低い圧力、例えばポンプ１の出
力で200バール以下という圧力で汲み上げると、流量は
約1.5kg/分、2kg/分及び2kg以上／分になる。
勿論、所望であれば、前記温度は加熱温度を上昇させ
ることによってより高温にし得、かつ圧力もポンプの流
体圧モータを操作して増加させ得る。しかしながら通常
は、所定流量に対して圧力及び温度をできるだけ低くす
る。
前述のごとき汲み上げアセンブリは、多重ガラスのパ
ッキン及び挿入材として使用される一定ゲージの線材を
前述のムーニー粘度を持つ材料で製造する場合に使用す
ると極めて有利である。
特性が異なる材料、例えば、公知のポンプではわずか
な流量が得られるような、ムーニー粘度115°以上のブ
チルゴム又はポリイソブチレンベースの材料以外の材料
に関しては多少異なる。本発明のポンプを使用したアセ
ンブリを使用すれば供給流量を増加し、供給材料の温度
を低下させ、材料を供給するときの圧力を低下させるこ
とができる。
本発明のポンプを使用したアセンブリでは先行技術よ
り大きい流量が得られるため、より大型のガラス又はよ
り厚い挿入材を有するガラスを連続的に製造することが
でき、及び汲み上げられる材料を一定ゲージの線材に押
出す押出ヘッドの下を走行するガラス板の速度を上昇さ
せ得る。
いずれの用途においても、大きな流量の材料が比較的
低い温度及び圧力で得られるため、上流の装置の出力が
より小さくてすみ、従ってアセンブリのコスト低下及び
大衆化が可能になる。
［発明の効果］ 以上述べてきたように、本発明の高粘性材料用の往復
動ベーンポンプによれば、汲み上げた材料の通路として
の各オリフィスの直径が10mm以上であるため、粘度が35
000ポアズを超える高粘性材料を自由にかつ温度上昇を
招くことなく通過させることができ、又、リング状逆止
弁がロッドを1mm〜2.5mmの径方向間隙を有して取り囲ん
でいるため、高粘性材料の汲み上げで特に問題となると
ころのロッドの撓みに起因するロッド及びリング状逆止
弁間の接触あるいは固渋を回避し得、しかも、流体抵抗
の大きな高粘性材料であるが故にリング状逆止弁及びロ
ッド間の径方向間隙を介した材料の自由な通過を、寿命
が短く頻繁な交換を要するパッキン部品等を使用するこ
となく制限して材料の後戻りを防止し得る。従って、本
発明の往復動ベーンポンプによれば、ポンプ動作時にお
ける材料の流動抵抗を低減すると共に各構成部品間の摩
擦を無くし得、粘度が35000ポアズを超える高粘性材料
の汲み上げを温度上昇を惹起することなく効果的かつ効
率的に実施し得、特に、有機材料製パッキンを注入して
使用する多重ガラスの製造に適用されて有効である。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明のポンプの断面図、第２図は改良ベーン
の詳細図、第3A図は他の改良ベーンの側面図、第3B図は
第3A図のベーンの平面図、第４図は本発明のポンプとこ
れに固定された円錐形加熱プレートとを含む汲み上げア
センブリの簡略説明図、第５図はポンプ及び円錐形加熱
プレートの接続部とこの接続部における気密手段とを示
す第４図のアセンブリの詳細図である。 １……ポンプ、２……ポンプ本体、10……ピストン、15
……ベーン、18……リング状逆止弁、21……ブッシュ、
24……ボール形逆止弁、31……円錐形加熱プレート、32
……貯蔵タンク、35……ジャッキ、59……加熱帯。

Claims (20)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】ベーン（15）によりポンプ本体（２）の長
    手方向に沿ってポンプ吸込口側まで伸長するロッド（1
    4）に接続されており、該ポンプ本体内を滑動するピス
    トン（10）と、汲み上げた材料をポンプ吸込口からポン
    プ吐出口まで通過させるべく前記ポンプ本体を複数の段
    （７、８、９）に分割する隔壁（５、６）と前記ピスト
    ンとを夫々貫通する複数のオリフィスと、前記オリフィ
    スの少なくともいくつかと協働するところのボール（2
    4）形の逆止弁あるいは前記ピストン（10）に接続され
    たロッド（14）を取り囲むリング状の逆止弁（18）とを
    備えている、粘度が35000ポアズを超える高粘性材料を
    汲み上げる往復動ベーンポンプであって、 前記汲み上げた材料の通路としての各オリフィスの直径
    が10mm以上であり、リング状逆止弁（18）が前記ロッド
    を1mm〜2.5mmの径方向間隙を有して取り囲んでいること
    を特徴とする往復動ベーンポンプ。
  2. 【請求項２】前記リング状逆止弁（18）と前記ロッド
    （14）との間における径方向間隙の大きさが2mmである
    特許請求の範囲第１項に記載の往復動ベーンポンプ。
  3. 【請求項３】各オリフィスの直径が20mm以上である特許
    請求の範囲第１項又は第２項に記載の往復動ベーンポン
    プ。
  4. 【請求項４】前記材料を通過させるべくポンプ本体
    （２）内に形成された各通路の断面積が300mm2以上であ
    る特許請求の範囲第３項に記載の往復動ベーンポンプ。
  5. 【請求項５】前記各通路の断面積が1200mm2以上である
    特許請求の範囲第４項に記載の往復動ベーンポンプ。
  6. 【請求項６】前記逆止弁（24）がばね（30）によって付
    勢されている特許請求の範囲第１項から第５項のいずれ
    か一項に記載の往復動ベーンポンプ。
  7. 【請求項７】前記ピストン（10）が平滑な外壁面を有し
    ており、パッキンシールを備えていない特許請求の範囲
    第１項から第６項のいずれか一項に記載の往復動ベーン
    ポンプ。
  8. 【請求項８】前記ピストンが油圧モータで駆動される特
    許請求の範囲第１項から第７項のいずれか一項に記載の
    往復動ベーンポンプ。
  9. 【請求項９】前記リング状逆止弁（18）は前記ロッド
    （14）を案内すべく青銅製のブッシュ（21）を備えてい
    る特許請求の範囲第１項から第８項のいずれか一項に記
    載の往復動ベーンポンプ。
  10. 【請求項１０】前記ポンプ本体が該ポンプ本体の外周壁
    を包囲する加熱帯（59）を含んでいる特許請求の範囲第
    １項から第９項のいずれか一項に記載の往復動ベーンポ
    ンプ。
  11. 【請求項１１】前記ベーン（15）は、前記材料の通過孔
    （157）を複数有すると共に前記ロッドの他端に固定さ
    れたディスク（151）と、前記ディスクと重なるように
    配置されると共に前記ロッドに沿って移動自在であるプ
    レート（152）とを備えている特許請求の範囲第１項か
    ら第10項のいずれか一項に記載の往復動ベーンポンプ。
  12. 【請求項１２】汲み上げるべき材料に対して侵入しやす
    いように前記ディスク（151）の外周縁が面取りされて
    いる特許請求の範囲第11項に記載の往復動ベーンポン
    プ。
  13. 【請求項１３】前記プレート（152）を移動自在に支持
    する前記ロッド（14）の他端部分（154）が、該ロッド
    の他の部分よりも小さな断面を有すると共にスリーブ
    （155）で被覆されている特許請求の範囲第11項又は第1
    2項に記載の往復動ベーンポンプ。
  14. 【請求項１４】前記プレート（152）が前記ディスクの
    大きさ以下である特許請求の範囲第11項から第13項のい
    ずれか一項に記載の往復動ベーンポンプ。
  15. 【請求項１５】前記プレート（152）が前記ディスク（1
    51）の通過孔（157）を全て覆える大きさである特許請
    求の範囲第11項から第14項のいずれか一項に記載の往復
    動ベーンポンプ。
  16. 【請求項１６】前記ベーン（15）が、往復動作のいずれ
    においても流体抵抗が小さくなるようにほぼ球状体（15
    10）である特許請求の範囲第１項から第10項のいずれか
    一項に記載の往復動ベーンポンプ。
  17. 【請求項１７】前記球状体（1510）は、前記ロッドと連
    結する上方が水平に切除されると共に前記ロッドの長手
    方向に伸長する少なくとも一つの貫通孔（1520）を有し
    ており、該球状体の上には前記ロッド（14）に沿って移
    動自在なプレート（1540）が載置されている特許請求の
    範囲第16項に記載の往復動ベーンポンプ。
  18. 【請求項１８】前記貫通孔（1520）がベンチュリ形であ
    る特許請求の範囲第17項に記載の往復動ベーンポンプ。
  19. 【請求項１９】前記球状体（1510）の下方において前記
    貫通孔（1520）を形成している縁部が鋭角をなしている
    特許請求の範囲第17項又は第18項に記載の往復動ベーン
    ポンプ。
  20. 【請求項２０】前記プレート（1540）は、前記貫通孔
    （1520）の全てを閉鎖できると共に前記球状体（1510）
    の外面に沿って流れる材料の通過を妨げないように前記
    球状体上方の切除面とほぼ同じ大きさを有している特許
    請求の範囲第17項から第19項のいずれか一項に記載の往
    復動ベーンポンプ。
JP62036838A 1986-02-20 1987-02-19 高粘性材料用の往復動ベーンポンプ Expired - Lifetime JPH0819900B2 (ja)

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