JPH09506410A - 容積形ポンプのためのリリーフ弁の弁座 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 容積形ポンプ（５０）は、弁座（６１）と、弁座内のニードル（６２）と、弁座内でニードルを押圧するバネ（６３）と、ニードルに接するようにバネを押圧する止めネジ（６５）と、容積形ポンプのハウジングに止めネジを装着するためのスペーサ（６４）とから成るリリーフ弁を有する。弁座はリリーフ弁通路内にネジ係合して通路の侵食を阻止する。弁座はプラスチック、硬質ゴム又は金属材料で形成することができ、その一端にゴムシールが固定してある。弁座がニードルのための十分な座を提供できなくなる程度まで侵食したとき、その弁座をリリーフ弁通路から取り外し、同様の弁座に交換する。安価で、取り外し可能で、廃棄可能な弁座を使用してリリーフ弁通路を侵食から保護することにより、容積形ポンプのハウジングの高価な廃棄又は機械加工を回避することができる。

Description

【発明の詳細な説明】 容積形ポンプのためのリリーフ弁の弁座 発明の背景 （発明の分野） 本発明は容積形ポンプのためのリリーフ弁に関し、特に（限定されるものでは ないが）、ポンプハウジングの損傷を阻止できるリリーフ弁ニードルのための着 脱可能な弁座に関する。 （関連技術の説明） 容積形ポンプの重要な用途は炭酸飲料分配装置のカーボネータ即ち炭酸化器へ の接続である。容積形ポンプは炭酸化器へ水を供給し、炭酸化器では、水が炭酸 ガスに随伴されて、炭酸飲料分配装置から炭酸飲料を供給するに必要な炭酸水を 形成する。特に、容積形ポンプへの入口は水供給源に接続し、ポンプからの出口 は炭酸化器への入口に接続する。炭酸化器は更に、炭酸ガス源に接続し、この炭 酸ガス源は容積形ポンプからの水を炭酸化するのに十分な圧力（約１００ｐｓｉ ；約７ｋｇ／ｃｍ²）で炭酸化器へ炭酸ガスを供給する。 第１図は炭酸飲料分配装置に使用するのに適した既存の容積形ポンプを示す。 このような容積形ポンプは米国特許第２，９２５，７８６号明細書に開示されて いる。容積形ポンプ１０は典型的には真ちゅうで作ったハウジング１１を有する 。ハウジング１１は羽根付きポンプロータ（図示ぜず）を内蔵したポンプ室１２ を具備する。入口１３は水供給源に接続し、出口１４は炭酸化器（図示せず）に 接続する。従って、炭酸化器が水を必要とするとき、ポンプモータ（図示せず） が作動してポンプ室１２内のロータを回転させる。その結果、ロータは通路２３ を介して水供給源から水を引き込み、通路２４及び出口１４を介して水を炭酸化 器内へ圧送する。通路２３は典型的には、取り外して貫通開口２２を提供できる ストレーナ（図示せず）を含む。しかし、容積形ポンプ１０の作動中、開口２２ はストレーナキャップを用いてシールされる。 容積形ポンプ１０は更に、リリーフ弁１５を備え、オペレータは、このリリー フ弁により、水を炭酸化器内へポンピングする容積形ポンプの圧力（約１７０ｐ ｓｉ；約１２ｋｇ／ｃｍ²）を設定することができる。リリーフ弁１５はハウジ ング１１の通路１７内に位置するニードル１６を有する。ニードル１６のヘッド と止めネジ１９との間に位置したバネ１８はニードル１６に圧力を作用させ、ニ ードル１６を通路１７内で移動させる。止めネジ１９はハウジング１１にネジ係 合し、ニードル１６に作用する引っ張りバネ１８を調整できる。このような調整 により、ポンプ室１２から駆動される水をバイパスさせるためのリリーフ弁１５ の開弁時期を変えることができるので、容積形ポンプ１０のための異なるポンピ ング圧力を提供できる。すなわち、ポンプ室１２から吐き出された水の圧力がオ ペレータによる設定圧力レベルを越えると、水は通路１７へ侵入し、通路１７か らの出口におけるエッジ２０、２１から離れるようにニードル１６を移動させる 。その結果、吐き出された水は通路１７を通って流れ、炭酸化器への水の供給を 中断し、炭酸化器及びポンプモータの損傷を防止する。リリーフ弁１５がなけれ ば、炭酸化器へ供給された水の圧力がオペレータによる設定レベルを越えた場合 に、容積形ポンプ１０が炭酸化器を損傷させてしまうこととなる。すなわち、リ リーフ弁１５が吐き出された水をバイパスさせなかった場合は、水の圧力がオペ レータによる設定レベルを越えたときに、容積形ポンプ１０は炭酸化器のシール が破損するまで炭酸化器内へ水を供給することとなる。逆に、炭酸化器内の圧力 がポンプモータの能力に打ち勝って炭酸化器内へ水を駆動した場合は、ロータが 焼き付き、ポンプモータも焼き付いてしまう。 従って、リリーフ弁１５は容積形ポンプ１０の適正な機能にとって絶対必要な 部分を構成する。しかし、ハウジング１１が真ちゅうでできているため、通路１ ７のエッジ２０、２１を通る水の流れがこれらのエッジを侵食させてしまう。す なわち、水の流速と水中の鉱物物質がエッジ２０、２１を摩耗させてしまう。流 れる水がエッジ２０、２１を十分に丸く摩耗させてしまうと、ニードル１６は通 路１７の出口に対して十分に着座できなくなり、オペレータによる設定圧力レベ ル以下の圧力での水でさえ通路１７からの流出を防止できなくなってしまう。そ の結果、容積形ポンプ１０は適正な炭酸化を行わせるのに十分な体積及び圧力で 炭酸化器へ水を供給できなくなる。適正な炭酸化が行われなければ、炭酸飲料分 配装置から分配される炭酸飲料の味が落ちてしまう。 現在、容積形ポンプ１０の如き容積形ポンプは１年足らずの間は有効に作動す る。容積形ポンプ１０が許容レベルで作動しなくなった場合、典型的には、ポン プハウジング１１を再度機械加工する。しかし、再機械加工は高価であり、時と して、実践的ではなくなる。その理由は、必要な設備が入手し難いからである。 更に、エッジ２０、２１はポンプハウジング１１の再機械加工が不可能な程度ま で侵食してしまうことがある。このような場合は、容積形ポンプ１０を交換し、 ポンプハウジング１１を廃棄する。しかし、ポンプハウジングは容積形ポンプ１ ０の残りの部品に比べて極端に高価であるから、ポンプハウジング１１の廃棄は 実践的ではない。それ故、通路１７のエッジ２０、２１に生じた侵食によるポン プハウジング１１の廃棄は著しく無駄である。 従って、リリーフ弁の通路の出口におけるエッジの侵食が生じた場合に、機械 加工を必要とせず、全体のポンプハウジングの廃棄をも回避できる容積形ポンプ 及びリリーフ弁が要求される。 発明の概要 本発明によれば、容積形ポンプのリリーフ弁のための通路は安価で、取り外し 可能で、廃棄可能な弁座を備え、この弁座はポンプハウジングを侵食から保護す る。容積形ポンプは更に、弁座に着座するニードルを有する。バネはニードルを 弁座内に保持し、更に、リリーフ弁を開く流体圧力を制御するためにニードルを 規制するように作動する。止めネジはニードルに当接させてバネを保持し、ニー ドルに作用するバネの力を調整できるようにする。止めネジを介して作用するバ ネの圧縮力の調整により、オペレータは容積形ポンプから吐き出される流体の圧 力を規制できる。スペーサは容積形ポンプのハウジングに設けた開口にネジ係合 し、止めネジのための装着部を提供する。 弁座はプラスチック材料で形成された本体部分を有し、この本体部分の一端に は、化学結合剤又は接着剤を介してゴムシールが装着されている。代わりに、弁 座はシールを備えず、その全体をプラスチック材料、硬質ゴム材料又は金属で形 成してもよい。更に、本体部分を金属で形成し、その一端に接着剤を介してゴム シールを装着してもよい。 弁座は容積形ポンプのリリーフ弁の通路内にネジ係合し、リリーフ弁の通路を 侵食から保護する。従って、リリーフ弁の通路を通って流れる水は弁座に接触し 、 リリーフ弁の通路には接触しない。その結果、弁座のみが侵食し、ポンプハウジ ングは侵食しない。容積形ポンプが許容レベルで作動できなくなる程度に弁座が 侵食した場合、弁座を取り外して新たな弁座と交換する。それ故、弁座は高価な 再機械加工又は容積形ポンプの真ちゅう製ハウジングの廃棄を排除する。 それ故、本発明の目的は、リリーフ弁通路を侵食から保護する容積形ポンプの リリーフ弁通路のための弁座を提供することである。 本発明の別の目的は、流体により侵食されたときに容易に交換できるように安 価で、取り外し可能で、廃棄可能な容積形ポンプのリリーフ弁通路のための弁座 を提供することである。 本発明の更に別の目的は、容易に取り外せるようにリリーフ弁通路内にネジ係 合する弁座を提供することである。 本発明の他の目的は、ポンプの作動中にリリーフ弁を通る流体の漏洩を阻止す るシールを備えた弁座を提供することである。 当業者にとっては、本発明のその他の目的、特徴及び利点は以下の説明から明 らかとなろう。 図面の簡単な説明 第１図は従来の容積形ポンプの断面前立面図、 第２図は本発明のリリーフ弁及び弁座を示す断面前立面図、 第３図は本発明のポンプハウジング及びリリーフ弁を示す斜視図である。 好ましい実施例の詳細な説明 第２、３図に示すように、容積形ポンプ５０は真ちゅうから作られたハウジン グ５１を有する。入口５２は流体源に接続し、通路５４を介してポンプ室５３へ 進入する流体を受け取る。典型的には、通路５４は、取り外して貫通開口５５を 提供できるストレーナ（図示せず）を含む。しかし、ポンプ５０の作動中は、開 口５５はストレーナキャップの如き任意の適当な手段によりシールされる。流体 はポンプ室５３へ進入し、このポンプ室内の羽根付きロータ（図示せず）により 、流体は通路５７内へ圧送され、出口５８から流出する。 好ましい実施例においては、入口５２は公共水道管の如き任意の適当な水供給 源に接続し、出口５８は炭酸飲料分配装置の炭酸化器に接続する。ポンプ５０は 炭酸化器内へ水を供給し、この炭酸化器は水を炭酸化し、炭酸化した水を、炭酸 飲料を作るためにシロップを供給する分配弁へ送給する。しかし、当業者なら、 容積形ポンプを使用した流体のポンピングを必要とする任意の状況にポンプ５０ を利用できることを認識できよう。 容積形ポンプ５０は更に、リリーフ弁６０を有し、このリリーフ弁により、オ ペレータは出口５８から吐き出される流体の圧力を調整できる。リリーフ弁６０ は弁座６１と、ニードル６２と、バネ６３と、スペーサ６４と、止めネジ６５と から成る。弁座６１は通路５９内で弁座６１を固定するために通路５９のネジ部 ６８に係合するネジ部６７を具備する。弁座６１の内表面は８角形状を呈し、ア レンレンチを用いての通路５９に対する弁座の挿入及び取り出しを可能にする。 従って、ニードル６２、バネ６３、スペーサ６４及び止めネジ６５を取り外した 状態で、アレンレンチを弁座に嵌入６１し、ハウジング５１の開口６０を通して 通路５９内へ弁座６１を配置することができる。次いで、アレンレンチを用いて 弁座６１を通路５９内に螺入し、ネジ部６７、６８を係合させる。更に、弁座６ １は通路５９内の弁座６１のための流体シールを提供するＯ−リング６６を具備 する。 弁座６１を通路５９内でネジ固定した後、本体７２とヘッド７３とを有するニ ードル６２を弁座内に挿入する。本体７２は四辺形の形状を呈し、本体７２と弁 座６１の内表面との間にチャンネル８０、８１を形成するように、弁座６１内へ 嵌入される。本体７２が弁座６１内に挿入された状態では、ヘッド７３は弁座６ １からの出口に当接し、チャンネル８０、８１をシールする。ニードル６２はプ ラスチック又は硬質ゴムの如き任意の適当な材料で作ることができる。 ニードル６２を弁座６１内に挿入した後、スペーサ６４を開口６９内でネジ固 定し、止めネジ６５のための装着部を提供する。バネ６３は入口５２を横切って 位置し、弁座６１内でニードル６２を押圧して、ヘッド７３により弁座６１から の出口をシールする。止めネジ６５はスペーサ６４内にネジ装着され、ニードル ６２のヘッド７３にバネ６３を当接させる。止めネジ６５は、この止めネジ６５ とスペーサ６４との間に流体シールを提供するＯ−リング７４を具備する。止め ネジ６５はニードル６２に接した状態でバネ６３を保持し、ニードル６２に作用 するバネ６３の力を調整できる。ニードル６２に作用するバネ６３の圧縮力の調 整により、オペレータは容積形ポンプ５０から吐き出される流体の圧力を規制で きる。 この好ましい実施例においては、弁座６１は本体７０を備え、これにシール７ １が接着されている。本体７０はガラス、カーボン又はガラス／カーボンの組み 合わせにより補強されたナイロン、又は、ポリエステルスルホンの如きプラスチ ックにより構成され、インサートモールド法の如き任意の標準の（普通の）モー ルド法を用いて形成される。シール７１はゴム材料から成り、モールド工程中の 本体７０に化学的に結合され、一体の部品を形成する。代わりに、プラスチック により化学的に結合できないゴム材料を用いる場合は、接着剤を用いてシール７ １を本体７０に固定することができる。従って、シール７１を構成するゴム材料 が弁座６１とニードル６２のヘッド７３との間に良好な流体シールを形成するの で、弁座６１は改善したリリーフ弁を提供する。すなわち、ニードル６２がシー ル７１に当接したシール位置にあるときには、普通の容積形ポンプのようなヘッ ド７３を通る漏洩は生じない。 この好ましい実施例では、プラスチック本体をゴムシールと一体的に形成した が、当業者なら、全体の弁座６１をプラスチック、硬質ゴム又は真ちゅうの如き 金属で形成できることを認識できよう。更に、本体７０は真ちゅうの如き金属で 形成することができ、接着剤を使用してシール７１を本体に固定できる。本質的 には、弁座６１の形にモールド成形できる十分な強度及び耐熱特性を有する安価 な材料を利用することができる。 作動するとき、モータ（図示せず）がロータを駆動して、流体源から流体を引 き出し、リリーフ弁６０を使用してオペレータにより設定された圧力で流体を出 口５８から吐き出す。特に、止めネジ６５は流体を吐き出す容積形ポンプ５０の 圧力の調整を可能にする。例えば、オペレータが止めネジ６５を締め付けたとき 、バネ６３は増大した圧縮力をニードル６２に作用させる。その結果、ヘッド７ ３をシール７１から引き離してチャンネル８０、８１を開くために一層大きな圧 力をニードル６２に作用させなければならないので、容積形ポンプ５０は一層高 圧での吐き出しを行う。逆に、オペレータが止めネジ６５を緩めたときには、チ ャ ンネル８０、８１を開くためにニードル６２に作用させるに必要な圧力減少し、 出口５８から吐き出される流体の最大圧力が減少する。しかし、いずれの場合も 、チャンネル８０、８１が開くと、ポンプ５０は出口５８から流体を吐き出させ る。従って、ニードル６２に作用するバネ６３の圧縮力を調整することにより、 容積形ポンプ５０からのポンピング（吐き出し）圧力を規制できる。 リリーフ弁６０は更に、容積形ポンプ５０がこれを取り付けた装置を損傷させ るのを防止する。すなわち、吐き出された水の圧力がオペレータによる設定レベ ルを越えたときに、リリーフ弁６０が吐き出された水をバイパスさせなかった場 合は、容積形ポンプ５０は装置へ水を吐き出し続け、装置の諸素子のシールを破 損させてしまうこととなる。逆に、装置内の圧力が流体を装置内へ駆動するポン プモータの能力を超えた場合は、ロータが焼き付き、ポンプモータも焼き付いて しまう。 ポンプ室５３からの流体の出力圧力がオペレータによる設定値を越えたときに 、前述のようにリリーフ弁６０が開き、ロータによりポンプ室５３から吐き出さ れた流体をバイパスさせる。流体は通路５９へ流入し、チャンネル８０、８１を 介して弁座６１の内表面に沿って進行し、弁座６１から出て通路５４に至り、ポ ンプ室５３へ再流入する。普通の容積形ポンプのリリーフ弁の通路と同様、シー ル７１及び本体７０はその表面に沿って流れる水及びその中の鉱物物質により侵 食せしめられる。ポンプ５０の持続作動中のある時点で、弁座６１がかなり侵食 し、容積形ポンプから吐き出される流体の体積及び圧力を、交換を必要とするレ ベルまで減少させる。 しかし、普通の容積形ポンプとは異なり、ポンプハウジング５１の高価で非実 践的な廃棄又は再機械加工を行う必要はない。その代わりに、弁座６１を取り外 して廃棄し、上述のように新たな弁座に交換する。従って、弁座６１はリリーフ 弁の通路の侵食の問題に関して経済的（安価）な解決策を提供する。 以上、上述の実施例につき本発明を説明したが、これらは単なる例示にすぎず 、本発明の要旨内で種々の変形、修正が可能であることは言うまでもない。それ 故、本発明は上述の説明のみに限定されるものではない。

【手続補正書】 【提出日】１９９６年５月２４日 【補正内容】 請求の範囲を次の通り補正する。 請求の範囲 １．容積形ポンプのリリーフ通路を通る流体の流れを規制するリリーフ弁のた めの廃棄可能な素子であって、容積形ポンプのリリーフ通路に嵌合するように形 成された中空のスリーブ、及び中空スリーブの内表面に形成され、流体の通過を 許容し、容積形ポンプのリリーフ通路に対する中空スリーブの挿入配置及び取り 外しを可能にする係合表面を提供する長手方向の溝を含むことを特徴とする廃棄 可能な素子。 ２．前記中空スリーブは、第１の端部、及び環状リップ部を備えた第２の端部 を有することを特徴とする請求の範囲第１項に記載の廃棄可能な素子。 ３．前記中空スリーブの第２端部における環状リップ部内に固定されたシール を更に備えたことを特徴とする請求の範囲第２項に記載の廃棄可能な素子。 ４．前記中空スリーブがその外表面にネジ部を具備し、このネジ部が容積形ポ ンプのリリーフ通路内で中空スリーブを固定するようになっていることを特徴と する請求の範囲第１項に記載の廃棄可能な素子。 ５．中空スリーブがその外表面のまわりにＯ−リングを備え、このＯ−リング が中空スリーブの外表面と容積形ポンプのリリーフ通路との間に流体シールを形 成することを特徴とする請求の範囲第１項に記載の廃棄可能な素子。 ６．前記リリーフ弁は、中空スリーブ内に摺動自在に装着され、一端にヘッド 部分を備えたニードル及びヘッド部分をシール関係にて中空スリーブの後端即ち 第２端部に当接させるようにニードルを偏倚する手段を含むことを特徴とする請 求の範囲第１項に記載の廃棄可能な素子。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．容積形ポンプのリリーフ通路を通る流体の流れを規制するリリーフ弁のた めの廃棄可能な素子を製造する方法であって、 容積形ポンプのリリーフ通路内に嵌合し、前端と、環状リップ部を備えた後端 とを有する中空スリーブ内でプラスチック材料をモールド成形するモールド成形 工程と、 中空スリーブの後端における環状リップ部内でシールを固定する工程と、 から成ることを特徴とする方法。 ２．請求の範囲第２３項に記載の方法であって、中空スリーブの内表面に設け られ、流体の通過を許容し、容積形ポンプのリリーフ通路に対する当該中空スリ ーブの挿入配置及び取り外しを可能にする係合表面を提供する長手方向の溝を形 成する工程を更に備えたことを特徴とする方法。 ３．請求の範囲第２３項に記載の方法であって、中空スリーブの外表面にネジ 部を形成する工程を更に備えたことを特徴とする方法。 ４．請求の範囲第２３項に記載の方法であって、中空スリーブの外表面と容積 形ポンプのリリーフ通路との間に流体シールを提供するため中空スリーブの外表 面のまわりにＯ−リングを配置する工程を更に備えたことを特徴とする方法。 ５．請求の範囲第２３項に記載の方法であって、シールが、中空スリーブの一 体部分を形成するようにモールド成形工程中に環状リップ部に化学的に結合され るゴム材料で作られることを特徴とする方法。 ６．請求の範囲第２３項に記載の方法であって、モールド成形工程を完了した 後に、シールが環状リップ部に結合されることを特徴とする方法。 ７．容積形ポンプのリリーフ通路を通る流体の流れを規制するリリーフ弁のた めの廃棄可能な素子を製造する方法であって、 容積形ポンプのリリーフ通路内に嵌合する中空スリーブを形成する工程と、 流体の通過を許容し、容積形ポンプのリリーフ通路に対する当該中空スリーブ の挿入配置及び取り外しを可能にする係合表面を提供する長手方向の溝を、中空 スリーブの内表面に形成する工程と、 から成ることを特徴とする方法。 ８．請求の範囲第２９項に記載の方法であって、前端と、環状リップ部を備え た後端とを有する中空スリーブを形成する工程を更に備えたことを特徴とする方 法。 ９．請求の範囲第３０項に記載の方法であって、中空スリーブの後端における 環状リップ部内でシールを固定する工程を更に備えたことを特徴とする方法。 １０．請求の範囲第３１項に記載の方法であって、シールが、中空スリーブの 一体部分を形成するようにモールド成形工程中に環状リップ部に化学的に結合さ れるゴム材料で作られることを特徴とする方法。 １１．請求の範囲第３１項に記載の方法であって、モールド成形工程を完了し た後に、シールが環状リップ部に結合されることを特徴とする方法。 １２．請求の範囲第２９項に記載の方法であって、中空スリーブの外表面にネ ジ部を形成する工程を更に備えたことを特徴とする方法。 １３．請求の範囲第２９項に記載の方法であって、中空スリーブの外表面と容 積形ポンプのリリーフ通路との間に流体シールを提供するため中空スリーブの外 表面のまわりにＯ−リングを配置する工程を更に備えたことを特徴とする方法。 １４．請求の範囲第２９項に記載の方法であって、中空スリーブをモールドプ ラスチック材料で形成することを特徴とする方法。 １５．容積形ポンプのリリーフ通路を通る流体の流れを規制するリリーフ弁の ための廃棄可能な素子であって、 容積形ポンプのリリーフ通路内に嵌合するように形成された中空スリーブと、 中空スリーブの内表面に形成され、流体の通過を許容し、容積形ポンプのリリ ーフ通路に対する当該中空スリーブの挿入配置及び取り外しを可能にする係合表 面を提供するための手段と、 から成ることを特徴とする廃棄可能な素子。 １６．請求の範囲第３７項に記載の廃棄可能な素子であって、中空スリーブの 内表面に形成された上記手段が長手方向の溝から成ることを特徴とする廃棄可能 な素子。 １７．請求の範囲第３７項に記載の廃棄可能な素子であって、中空スリーブは 、前端部と、環状リップ部を備えた後端部とを有することを特徴とする廃棄可能 な 素子。 １８．請求の範囲第３９項に記載の廃棄可能な素子であって、中空スリーブの 後端部における環状リップ部内に固定されたシールを更に備えたことを特徴とす る廃棄可能な素子。 １９．請求の範囲第３７項に記載の廃棄可能な素子であって、中空スリーブが その外表面にネジ部を具備し、このネジ部が容積形ポンプのリリーフ通路内で中 空スリーブを固定するようになっていることを特徴とする廃棄可能な素子。 ２０．請求の範囲第３７項に記載の廃棄可能な素子であって、中空スリーブが その外表面のまわりにＯ−リングを備え、このＯ−リングが中空スリーブの外表 面と容積形ポンプのリリーフ通路との間に流体シールを形成することを特徴とす る廃棄可能な素子。 ２１．請求の範囲第３７項に記載の廃棄可能な素子であって、リリーフ弁が、 中空スリーブ内に摺動自在に装着され、一端にヘッド部分を備えたニードルと、 ヘッド部分をシール関係にて中空スリーブの後端部に当接させるようにニードル を偏倚する手段と、から成ることを特徴とする廃棄可能な素子。