JP2009522497A - ハイブリッド摂動ポンプ - Google Patents

ハイブリッド摂動ポンプ Download PDF

Info

Publication number
JP2009522497A
JP2009522497A JP2008548846A JP2008548846A JP2009522497A JP 2009522497 A JP2009522497 A JP 2009522497A JP 2008548846 A JP2008548846 A JP 2008548846A JP 2008548846 A JP2008548846 A JP 2008548846A JP 2009522497 A JP2009522497 A JP 2009522497A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
piston
pump
perturbation
yoke
valve
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2008548846A
Other languages
English (en)
Inventor
リン,ウイリアム,ハーリー
ロゼック,ロイ
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Thomas Industries Inc
Original Assignee
Thomas Industries Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Thomas Industries Inc filed Critical Thomas Industries Inc
Publication of JP2009522497A publication Critical patent/JP2009522497A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04BPOSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B27/00Multi-cylinder pumps specially adapted for elastic fluids and characterised by number or arrangement of cylinders
    • F04B27/08Multi-cylinder pumps specially adapted for elastic fluids and characterised by number or arrangement of cylinders having cylinders coaxial with, or parallel or inclined to, main shaft axis
    • F04B27/10Multi-cylinder pumps specially adapted for elastic fluids and characterised by number or arrangement of cylinders having cylinders coaxial with, or parallel or inclined to, main shaft axis having stationary cylinders
    • F04B27/1036Component parts, details, e.g. sealings, lubrication
    • F04B27/1054Actuating elements
    • F04B27/1072Pivot mechanisms
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04BPOSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B1/00Multi-cylinder machines or pumps characterised by number or arrangement of cylinders
    • F04B1/12Multi-cylinder machines or pumps characterised by number or arrangement of cylinders having cylinder axes coaxial with, or parallel or inclined to, main shaft axis
    • F04B1/14Multi-cylinder machines or pumps characterised by number or arrangement of cylinders having cylinder axes coaxial with, or parallel or inclined to, main shaft axis having stationary cylinders
    • F04B1/141Details or component parts
    • F04B1/146Swash plates; Actuating elements
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04BPOSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B1/00Multi-cylinder machines or pumps characterised by number or arrangement of cylinders
    • F04B1/12Multi-cylinder machines or pumps characterised by number or arrangement of cylinders having cylinder axes coaxial with, or parallel or inclined to, main shaft axis
    • F04B1/20Multi-cylinder machines or pumps characterised by number or arrangement of cylinders having cylinder axes coaxial with, or parallel or inclined to, main shaft axis having rotary cylinder block
    • F04B1/2014Details or component parts
    • F04B1/2078Swash plates
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04BPOSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B27/00Multi-cylinder pumps specially adapted for elastic fluids and characterised by number or arrangement of cylinders
    • F04B27/08Multi-cylinder pumps specially adapted for elastic fluids and characterised by number or arrangement of cylinders having cylinders coaxial with, or parallel or inclined to, main shaft axis
    • F04B27/0804Multi-cylinder pumps specially adapted for elastic fluids and characterised by number or arrangement of cylinders having cylinders coaxial with, or parallel or inclined to, main shaft axis having rotary cylinder block
    • F04B27/0821Multi-cylinder pumps specially adapted for elastic fluids and characterised by number or arrangement of cylinders having cylinders coaxial with, or parallel or inclined to, main shaft axis having rotary cylinder block component parts, details, e.g. valves, sealings, lubrication
    • F04B27/086Multi-cylinder pumps specially adapted for elastic fluids and characterised by number or arrangement of cylinders having cylinders coaxial with, or parallel or inclined to, main shaft axis having rotary cylinder block component parts, details, e.g. valves, sealings, lubrication swash plate
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04BPOSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B27/00Multi-cylinder pumps specially adapted for elastic fluids and characterised by number or arrangement of cylinders
    • F04B27/08Multi-cylinder pumps specially adapted for elastic fluids and characterised by number or arrangement of cylinders having cylinders coaxial with, or parallel or inclined to, main shaft axis
    • F04B27/10Multi-cylinder pumps specially adapted for elastic fluids and characterised by number or arrangement of cylinders having cylinders coaxial with, or parallel or inclined to, main shaft axis having stationary cylinders
    • F04B27/1036Component parts, details, e.g. sealings, lubrication
    • F04B27/1054Actuating elements
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T74/00Machine element or mechanism
    • Y10T74/18Mechanical movements
    • Y10T74/18056Rotary to or from reciprocating or oscillating
    • Y10T74/18296Cam and slide
    • Y10T74/18336Wabbler type

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Compressors, Vaccum Pumps And Other Relevant Systems (AREA)
  • Compressor (AREA)
  • Pistons, Piston Rings, And Cylinders (AREA)
  • Transmission Devices (AREA)

Abstract

圧力または真空形成用の摂動ポンプ。摂動ポンプは、ハウジング内部に配置された中央支持体を備えたハウジングを含む。中央支持体は半球状の凹部を含む。ポンプはまた、電気モータに接続するように構成された駆動シャフトと、駆動シャフトに接続するように構成された偏心部を含む。ポンプは更に、ボールジョイントを形成し、中央支持体の半球状の凹部の内部に配置されるように構成されたボールを含む。更に、ポンプはハウジング内部に配置された摂動ヨークを含む。前記ヨークはピボット・ボールを収容するように構成された半球状の凹部を含む。摂動ヨークは偏心部の回転によってヨークが前記ボールの周囲を移動するように、偏心部に接続するように構成される。ポンプはまたヨークに接続された連結ロッドと、連結ロッドに接続されたピストンと、ピストンを収容するように構成されたシリンダを含み、ボールの周囲をヨークが移動することによりピストンがシリンダの内部を往復運動する。
【選択図】図1

Description

(発明の属する技術分野)
本発明はポンプに関するものであり、特に、摂動ポンプ(nutating pump)に関する。
(発明の背景)
結果的にポンピング運動となるようにピストンを往復運動させるための環状のロッキング(rocking)あるいはウォブル(wobble「揺動」)運動を行う摂動(nutating)部材を備えた摂動ポンプは公知である。例えば、米国特許第5,007,385号は、ウォブル部材とハウジングの間に球面ベアリングあるいはクロス型自在ジョイントを使用するメカニズムを開示する。ウォブル部材は、駆動シャフトによって偏心的に駆動され、ボールジョイントあるいは他の車軸ジョイント(pivot joint)によって線形に往復運動するピストンに接続されたアームを備えている。
これらのタイプのメカニズムは、典型的には多数の摺動面を有するので、多数のベアリングを有することになり、各ベアリングは、全体構造を比較的複雑で、組み立てが難しく、かつ高価なものとする。
(発明の概要)
本発明は、クロス型自在ジョイントが摂動部材をハウジングに接続し、ボールジョイントが摂動部材をピストンロッドに接続し、ピストンロッドはピストンヘッドに固定され、それによりピストンヘッドがポンプシリンダ内で揺動する摂動ポンプを提供する。これによってピストンロッドとピストンヘッド間のベアリング接続を避けることができ、一方では、ピストンヘッドの側面負荷を除去するために、ハウジングに摂動部材を接続する自在ジョイントを使用するという利点を得ることができる。
本発明の他の特徴によれば、ポンプシリンダ内でのピストンヘッドのウォブル運動を最小限にするために、ピストンロッドは比較的長く形成されている。ピストンロッドを長くできるほど、ポンプシリンダ内でのピストンヘッドの揺動は少なくなる。すなわち、例えば、自在ジョイントの傾斜角度が12°の場合、十分長いピストンロッドであれば、ピストンヘッドは1°傾斜するのみである。ポンプシリンダの軸方向に整列配置されたピストンヘッドの傾斜が少ないため、ウォブルピストンで一般的に使用される、ピストンカップ、あるいは分割リングシール(内燃往復機関及びある種の往復ポンプで一般的に使用されるタイプの分割リング)を使用することができる。分割リングシールは、一般に磨耗寿命が長くガス漏れが少ないと考えられ、ウォブルピストンカップは、ウォブルピストンヘッドの比較的大きな傾斜角度も適切にシールすることができる。
自在ジョイントはウォブル部材が被る捩り荷重を担持し、ピストンの側面負荷を低減することができるため、ハウジングに摂動部材を接続するには自在ジョイントを使用することが望ましい。ピストンの側面負荷は、磨耗を増大させ、寿命を短くし、ポンプの耐用年数に亘るガス漏れを増やす。
更に、U−ジョイント及びピストンロッドにウォブル部材を接続するソケットジョイントの使用によって可能となる長いストロークは、小さな空間での高い流量を実現し、これは他のタイプの摂動ポンプの設計よりもはるかに高い流量である。ピストンカップの代わりに分割リングシールを使用することで、摩擦負荷の減少に役立ち、より高い効率を提供する。
本発明の上記及び他の目的及び効果は、以下の詳細な説明で明らかになるであろう。発明の詳細な説明において、本発明の好適な実施の形態を示す添付図面が参照される。
(好適な実施の形態の説明)
本発明のポンプ10は、その数がいくつであってもよいハウジング12、一対の互いに対向した圧縮ピストン14(一方のみが示され、他方は図示された一方から180°離れている。図1は90°断面図である)、一対の真空ピストン16(一方のみが示され、他方の真空ピストン16は図示された一方と対向しており、図示された駆動シャフト18の軸周りで180°離れている)。各ピストン14,16は、ヘッド14A又は16A、及びロッド14B又は16Bを夫々有している。ヘッド14A及び16Aは、各ポンプシリンダ20及び22内において僅かなウォブル運動を伴って往復運動する。ヘッド14A及び16Aは、望ましくは夫々ポリテトラフルオロエチレン複合材料からなり、分割リングシール14C,16Cを有し、それらはシリンダ20,22の壁面に摺動シールを実現する。ヘッド14A及び16Aは、シリンダ内でピストンが揺動する際の良好なシーリングを維持するために、望ましくはその外表面においてシリンダ半径に等しい半径を有する。シリンダ20内のポンピングチャンバへの吸入弁24及びポンピングチャンバからの排出弁26が夫々設けられ、シリンダ22のポンピングチャンバへの吸入弁28及びポンピングチャンバからの排出弁30が夫々設けられている。本発明は、圧縮単独のあるいは真空単独のポンプにも適用することができる。その場合には、ガス・パルセーション(gas pulsation)を最小限にするために、奇数個の、例えば3個又は5個の、ピストンを設けることが望ましい。
シリンダ20への吸気は、孔部36を通って吸入チャンバ34に入り、圧縮空気はシリンダ20から出て弁26を通って排出チャンバ36に入り、破線40によって示されるように、排出チャンバ36からチャンバ36と連通しているコネクタチューブ38を通る。真空シリンダ22への吸気は、孔部42を通って消音ハウジング44に入り、孔部46を通ってハウジング12の内部に入り、ピストンヘッド16Aを通過し、弁28を通って、シリンダ22のポンピングチャンバ内に入る。真空シリンダ22からの圧縮排気は、弁30を通って排出チャンバ48に入り、排出チャンバ48から出て孔部50を通り、あるいは破線54に示されるように、チャンバ48と連通しているコネクタチューブ52を通る。コネクタチューブ38及び52は消音チャンバ44を通過するため、真空チャンバへの吸気口42及び圧縮及び真空ポンプからの排気口を含む、ポンプの接続の全てをポンプの端部に設けることができる。もし必要であれば、チューブ38及び52のようなコネクタチューブを圧縮シリンダ20の吸気口のために設けることもできる。
クロス型自在ジョイント56は、コネクタ58に軸止された2本の対向したアームと、ウォブル部材60に軸止された (前記第1の2本の対向したアームに対して90°の角度にある)他の2本の対向したアームを備えている。ここで用いられる「対向する」は2本のアームが180°離れていることを意味する。ウォブル部材60は、自在ジョイント56と反対の端部において、ベアリング62の外側軸受けを載置する。ベアリングの内部軸受けは、駆動シャフト18に対して角度を有し中心を外れて固定された偏心スタブシャフト64上に押圧される。駆動シャフト18は、ハウジング12に固定子が固定されたモータ68によって駆動され、ベアリング70によってハウジング12に軸止される。自在ジョイント56の中心はシャフト18の軸上にある。シャフト18が回転すると、偏心器64はウォブル部材60に対して自在ジョイント56によりウォブル運動を与えることができるので、2つの圧縮ピストン14(シャフト18の軸回りに互いに180°の位置にある)は、互いに180°位相がずれ、シャフト18の軸回りに圧縮ピストン14に対して90°に位置する(及び、それらはシャフト18の軸回りに互いに180°の位置にある)2つの真空ピストン16は、互いに180°位相がずれる。
ウォブル部材60は、4本のピストンロッド14B及び16Bに向かって延びるアーム74を有する。アーム74は、各ピストンロッド内に延び、その端部にボールヘッド76を有する。ピストンロッド14B及び16Bは中空であり、各々内部に固定半ソケット78及び付勢半ソケット80を含む。圧縮ピストンロッド14Bの各固定半ソケット78は、ロッド14B内に含まれるスペーサチューブ82によってピストンヘッド14Aから一定の間隔に保たれ、真空ピストンロッド16Bの固定半ソケット78は、ロッド16Bの端部84に圧着されることより真空ピストンヘッド16Aから一定の間隔に保たれている。各圧縮ピストンロッド14Bの付勢半ソケット80は、端部84に圧着されることでロッド14B内に保持されたバネ86によって、ボールヘッド76に向かって及びピストンヘッド14Aに向かって付勢される。真空ピストン16の半ソケット80は、各ピストンロッド16B内部でスペーサチューブ88に対して作用する他の端部を有するバネ86によって、ボールヘッド76に対して、またピストンヘッド16Aから離れるように付勢される。バネ86は、ボールヘッド76に予圧を加えるが、(自身が及ぼす力以外の)各ピストンの働きストローク(working stroke)の力の影響を受けない。なぜなら、圧縮ピストンの動力ストローク上の(すなわち、上死点に向かっていく)スペーサチューブ82及び半ソケット78によって、ボールヘッド76と圧縮ピストンヘッド14Aの間が固結されるからであり、また、半ソケット78及びそれに圧着されたピストンロッド16Bによって、動力ストローク上の(すなわち、下死点に向かっていく)ボールヘッド76と真空ピストンヘッド16Aの間が固結されるからである。また、ピストンロッド14B,16Bのボールとウォブル部材60のソケットについては、ボールとソケットのジョイントを逆にしてもよい。
あるいは、圧縮器への適用において、図2〜図10に示されるタイプの摂動ポンプ100は、ポンプ動作を行うために効果的にピストンを往復運動させるように設計されている。摂動ポンプ100(図2および3に最もよく示される)は、複数の固定具108を使用してバルブヘッド104およびバルブ板106に固定されたハウジング102を含む。ハウジング102は、整列ピン110を使用してバルブヘッド104およびバルブ板106に対して位置決めされる。整列ピン110が示されているが、適切にハウジング102をバルブヘッド104及びバルブ板106に整列させるために、成形された整列チャネル、タブなどを含む他の整列手段を利用することができると考察される。
図2及び3は、シリンダ112およびピストン114を示す。本開示の摂動ポンプ100は、3シリンダ設計であって、所定の点の周囲で揺動または摂動するように設計されているヨーク116を含む。3本のシリンダが示されているが、1本、2本、3本、又はそれ以上のシリンダを使用することができ、請求された発明の範囲内であると考察される。
摂動ポンプ100のヨーク116は、ピストン114の連結ロッド120と係合するように構成された複数のアーム118を含む。ヨーク116は、案内ロッド124と摺動可能に係合するように構成された保持スロット122を含む。案内ロッド124は第1の端部126がハウジング102に固定され、第2の端部128がバルブ板106に固定される。ヨーク116は、ピボット・ボール134を収容するように構成された球状凹部132を含む凹部を備えた中心部130を含む。球状凹部132の周囲にはボール134を凹部132の内部に保持するのを補助する複数の突起136がある。ヨーク116は、円筒状凹部140を含む底部138も含む。円筒状凹部140は、テーパ付き偏心ピン142を収容するように構成されている。図5に最もよく示されるように、テーパ付き偏心ピン142はヨーク116の底部138の円筒状凹部140内部に配置されるように構成された第1の端部144を有する。テーパ付き偏心ピン142は隙間146、148を形成するようにテーパをつけた側壁144を含み、隙間146,148は摂動ポンプ100の操作中に円筒状凹部140内部でテーパ付きピンが固着するのを防止するための付加的トレランスを提供する。
ハウジング102は、ヨーク116およびピストンアセンブリを収容する。ハウジングは、固定具108を収容するための開口部を含む複数のフランジ150を含む。ハウジング152は、ボール134を収容するように構成された球状凹部154を含む中央支持体152を含む。中央支持体シャフト152は、球状凹部154の内部でピボット・ボール134を保持するように構成された複数の突起156も含む。中央支持体シャフト152の突起156は、ピボット・ボール134が球状凹部132、154の内部に配置されるときに、突起156がヨーク116の突起136の間に配置されるように設計されている。ピボット・ボール134が球状凹部132、154の内部に配置されるとき、突起136、156はその位置を保持するためにボール134を囲む。
ヨーク116は、偏心部158を用いて摂動される。偏心部158は、図4に示すようにモータ162の駆動シャフト160に接続されている。モータ162によって回転される偏心部158はテーパ付き偏心ピン142を収容するように構成された傾斜孔164を含む。傾斜孔164は駆動シャフト160の中心線に対して所定の角度にヨーク116の中心線を配置し、それによりヨーク116はボール134の周囲を摂動する。ヨーク116の不必要な回転を防止するために、保持スロット122は案内ロッド124に係合する。
ヨーク116のアーム118は、ピストン114の連結ロッド120に係合するように設計されている。アームは、ボール170を収容するように構成された球状凹部168を含む端部166を含む。アームは戻り止め172も含む。アーム118の端部166に対向するのは連結ロッド120の上部176である。連結ロッド120の上部176はまた、ボール170に係合する球状凹部178を含み、ゴム・ブートまたはスリーブ174に係合する戻り止め181を更に含む。この構成により、ヨーク116のアーム118は連結ロッド120に対して下方への力を及ぼすことができる。図示された特定のスリーブの構成は圧縮ピストンに使用することができる。
図6および図7に最もよく示されるように、ピストン114には連結ロッド120が形成され、ヘッド部180およびベース部182を含む。ピストン114のヘッド部180は、シリンダ112の内壁に係合するように構成されたピストン・カップ型シールを含む。ピストン・カップ型シール184は、保持クリップ186を用いて所定の位置に保持される。保持カップ186は、ピストンヘッド部180の方へ付勢され、リップ190の下に固定されている複数のフィンガー188を含む。
ピストン114のベース部182は、吸入弁のための開口部を形成する。開示された実施例のベース部182は、一対の吸入スロット194に至る一対のテーパ付き開口部192を含む。また、吸入弁198のゴム・ステム196も図3に示される。スロット194は、吸気がシリンダ112を通過することを可能にする複数の吸入開口部200に至る。吸入開口部200は溝202によって相互接続される。溝202はまた開口部200と吸入弁198間の通路を減少させる。溝の全体的な機能は、シリンダ112に入る気流を改善することである。中央の開口部204は、図示された傘バルブ198のゴム・ステム196が上方へ移動し、テーパ付き開口部192の中に入ることができるように設計されている。
吸入弁198は、傘状のエラストマ材料から製造される。吸入弁198は、開口部200及び溝202をカバーするように構成されたエラストマ・バルブヘッド210を含む。吸気が必要なときには、バルブヘッド210の端部は、空気またはガスがピストンヘッド部180を通過することができるように曲がる。吸入弁198はまた、バルブヘッド210が形成され、ピストン114の開口部206に螺入するように構成されたエラストマ・バルブステム196を含む。エラストマ・バルブステム196は、所定の位置にバルブ198を固定するバルジ部208を含む。バルブ198をピストン114に取付ける際、ステム196は開口部206に螺入され、バルジ部208が開口部206を出るまで引き出される。バルジ部208が所定の位置に配置されると、余分なバルブステム材料は切り離され除去される。
図8は、摂動ポンプ100のバルブヘッド104を示す。バルブヘッド104は、バルブ板106にバルブヘッド104を封止するように構成された一体的圧縮器シールおよびバルブ構造204を含む。圧縮器シール204は、モータ駆動シャフト160の周囲から圧縮ガスが漏出するのを防止するように構成された内部エラストマ・シール部材212を含む。内部シール部材212の位置を保持するために、一対の環状リング218、220がバルブヘッド104に形成される。圧縮器シール204はまた、圧縮ガスの漏出を防止するように構成された外部エラストマ・シール部材214を含む。例えば図8に示すように、内部及び外部のエラストマ・シール部材212、214の間に延伸する複数のリブ部材216によって、内部及び外部シール部材212、214は、相互接続することができる。図8に示す実施例において、圧縮器シール204は、例えば、内部又は外部のエラストマ・シール部材212、214に接続することができ、あるいはバルブ部材222が内部及び外部シール部材212、214の間をブリッジするように改良された場合には、両方に接続することができるエラストマ・バルブ部材222を含む。バルブ部材222はエラストマ・シール部材212、214から分離してもよいと考察される。
使用の際、駆動シャフト160および偏心部158の回転によって、傾斜孔164に取り付けられた偏心ピン142は駆動シャフト160の周囲を回転する。偏心ピン142の回転によって、ヨーク116はピボット・ボール134の周囲で摂動又は揺動する。案内ロッド124を用いてヨーク116の回転が防止される。ヨーク116の揺動運動によりアーム118が振動し、連結ロッド120およびピストン114に対して順番に下方及び上方への力を加える。シリンダ112内部でのピストン114の往復運動によって、ピストン114が上方に移動するときには吸入弁198はピストン114の開口部200に空気またはガスが通過することを可能にさせ、ピストン114が下方に移動するときにはシリンダ112内部の空気を圧縮する。ピストン114の下方への移動によって、圧縮器シール204のバルブ部材222は、空気またはガスがシリンダ112からバルブヘッド104を通過し、最終的には圧縮器100から排出されることを可能にする。
本発明の好適な実施の形態は詳細に説明された。記載した好適な実施の形態に対して多数の変更及び変形例が可能であることは当業者には明らかである。例えば、ピストンロッドが十分長く形成され、あるいは、分割リングシールを使用できる程度にピストンのウォブルが低減される場合には、カップ型シールよりも分割リングシールを使用することができる。従って、本発明は記載された実施の形態に限定されるものではない。
図1は本発明を包含するポンプを図示する90°切断線に沿った断面概略図である。 図2はポンプの他の実施例の斜視図である。 図3はポンプの断面概略図である。 図4はヨークの部分拡大図である。 図5は偏心ピンの拡大図である。 図6はポンプのピストンの斜視図である。 図7はピストンの他の斜視図である。 図8はバルブヘッドの斜視図である。 図9はヨークの上部部分の斜視図である。 図10はピストンの断面図である。

Claims (31)

  1. ハウジングと、
    前記ハウジング内部に配置され、半球状の凹部を含む中央支持体と、
    電気モータに接続するように構成された駆動シャフトと、
    前記駆動シャフトに接続するように構成された偏心部と、
    ボールジョイントを形成し、前記中央支持体の前記半球状の凹部の内部に配置されるように構成されたボールと、
    前記ハウジング内部に配置され、ピボット・ボールを収容するように構成された半球状の凹部を有する摂動ヨークであって、前記偏心部の回転によって前記ヨークが前記ボールの周囲を移動するように前記摂動ヨークは前記偏心部に接続するように構成され、
    前記ヨークに接続された連結ロッドと、
    前記連結ロッドに接続されたピストンと、
    前記ピストンを収容するように構成されたシリンダとからなり、及び
    前記ボールの周囲を前記ヨークが移動することにより前記ピストンが前記シリンダの内部を往復運動することを特徴とする圧力または真空形成用の摂動ポンプ。
  2. 前記中央支持体は前記ボールの位置の保持を補助するための複数の突起を含む請求項1の摂動ポンプ。
  3. 前記ヨークは前記ボールの位置の保持を補助するように構成された複数の突起を含む請求項1の摂動ポンプ。
  4. 前記ポンプは案内ロッドを含む請求項1の摂動ポンプ。
  5. 前記ヨークは、前記ヨークが前記ボールジョイントの周囲で回転するのを防止するために前記案内ロッドに摺動可能に係合するように構成された保持スロットを含む請求項4の摂動ポンプ。
  6. 前記ピストンは、ガスが前記ピストンを通じて前記シリンダに入ることができるように構成されたバルブを含む請求項1の摂動ポンプ。
  7. 前記シリンダは、ガスが前記シリンダから出ることができるように構成された開口部を含む請求項1の摂動ポンプ。
  8. 前記ヨークは、テーパ付き側面を有する偏心ピンによって前記偏心部に枢着される請求項1の摂動ポンプ。
  9. 前記摂動ポンプは、バルブヘッドを含む請求項1の摂動ポンプ。
  10. 前記バルブヘッドは、独立した複数の密閉チャンバのための複数の封止面を有する一体型ガスケットを含む請求項9の摂動ポンプ。
  11. 前記ガスケットは、複数のエラストマ・バルブを含む請求項10の摂動ポンプ。
  12. 前記エラストマ・バルブは、ガスが前記シリンダから出ることができるように構成された請求項11の摂動ポンプ。
  13. 前記ピストンは、ガスが前記ピストンの中を流れることができるように構成された複数の開口部を含む請求項11の摂動ポンプ。
  14. 前記ピストンは、前記複数の開口部と流体連通する環状溝を含む請求項13の摂動ポンプ。
  15. 第1の側面、第2の側面および外周部を有するヘッド部と、
    前記ヘッド部に接続されたベース部と、
    前記ヘッド部の前記外周部に接続され、それを超えて延伸するシールと、
    前記ヘッド部の内部に延びる複数の開口部であって、ガスが前記ヘッド部の前記第1の側面から前記第2の側面を通過することができるように構成された前記開口部と、
    前記開口部と流体連通する環状溝と、及び
    前記ピストンに接続し、選択的にガスが前記開口部を通過できるように構成されたバルブとからなることを特徴とする圧縮器に使用されるピストン。
  16. 前記バルブは、ガスが前記ヘッド部の前記第1の側面から前記第2の側面まで通過することができる傘状の一方向バルブである請求項15のピストン。
  17. 前記シールはカップシールであり、前記カップシールは保持器クリップにより前記ピストンに保持される請求項15のピストン。
  18. 前記保持器クリップは、前記ピストンに係合するように付勢される複数のフィンガーを含む請求項17のピストン。
  19. 前記ピストンは中央に配置された開口部を含む請求項15のピストン。
  20. 前記バルブは、前記中央に配置された開口部内に配置されるように構成された可撓性シャフトを含む請求項19のピストン。
  21. 前記可撓性シャフトは、前記バルブを前記ピストンに固定するための保持部材を含む請求項20のピストン。
  22. 前記保持部材は前記可撓性シャフトの拡張部の形状を有する請求項21のピストン。
  23. 第1の側面、第2の側面および外周部を有するヘッド部と、
    前記ヘッド部に接続されたベース部と、
    前記ヘッド部の前記外周部に接続され、それを超えて延伸するシールと、
    前記ヘッド部の内部に延びる少なくとも1つの通路であって、ガスが前記ヘッド部の前記第1の側面から前記第2の側面を通過することができるように構成された前記少なくとも1つの通路と、
    前記ピストンの前記ヘッド部の内部に延びる開口部と、
    前記ピストンに接続し、前記開口部内部に配置されるように構成された可撓性シャフトを有するバルブと、
    前記可撓性シャフトの拡張部の形状を有し、前記バルブを前記ピストンに固定するように構成された保持部材とからなることを特徴とする圧縮器に使用されるピストン。
  24. 圧縮ガスの漏出を防止するように構成された内部エラストマ・シール部材と、
    圧縮ガスの漏出を防止するように構成された外部エラストマ・シール部材と、
    前記内部及び外部エラストマ・シール部材の間に延伸する複数のリブ部材と、
    前記内部及び外部のエラストマ・シール部材のうち前記一つに接続された複数のエラストマ・バルブ部材からなることを特徴とする一体型の圧縮機シールおよびバルブ構造。
  25. 前記連結ロッドに前記ヨークのアームを枢着し、前記シリンダ内部でピストンの往復運動の間前記連結ロッドと前記アームの接続が維持されるように、アーム及び連結ロッドに嵌合するように構成された可撓性スリーブを更に含むことを特徴とする請求項1の摂動ポンプ。
  26. ハウジングと、
    前記ハウジング内部に配置され、アームを有する摂動ヨークと、
    前記アームに整列配置され、第1の端部でピストンに結合された連結ロッドと、
    前記ピストンを収容するように構成されたシリンダと、及び
    前記連結ロッドに前記ヨークのアームを枢着し、前記シリンダ内部でピストンの往復運動の間前記連結ロッドと前記アームの接続が維持されるように、アーム及び連結ロッドに嵌合するように構成された可撓性スリーブとからなることを特徴とする圧力または真空形成用の摂動ポンプ。
  27. アームは凹部を含むように形成される請求項26の摂動ポンプ。
  28. 連結ロッドは第2の端部で凹部を含むように形成される請求項27の摂動ポンプ。
  29. 前記ポンプは、シリンダ内部でピストンが往復運動する間、前記アームが前記ボールの周囲で前記連結ロッドに対して回転することができるように、前記連結ロッド及び前記アームに形成された凹部の内部に配置されるボールを含む請求項28の摂動ポンプ。
  30. 前記アームは、前記アームに対して前記スリーブを保持する際に補助するように構成された戻り止めを含む請求項26の摂動ポンプ。
  31. 前記連結ロッドは、前記連結ロッドにスリーブを保持する際に補助するように構成された戻り止めを含む請求項30の摂動ポンプ。
JP2008548846A 2005-12-29 2006-12-28 ハイブリッド摂動ポンプ Pending JP2009522497A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US11/275,402 US7451687B2 (en) 2005-12-07 2005-12-29 Hybrid nutating pump
PCT/US2006/062656 WO2007076521A2 (en) 2005-12-29 2006-12-28 Hybrid nutating pump

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2009522497A true JP2009522497A (ja) 2009-06-11

Family

ID=38005100

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2008548846A Pending JP2009522497A (ja) 2005-12-29 2006-12-28 ハイブリッド摂動ポンプ

Country Status (5)

Country Link
US (2) US7451687B2 (ja)
EP (1) EP1977109A2 (ja)
JP (1) JP2009522497A (ja)
CN (1) CN101351641A (ja)
WO (1) WO2007076521A2 (ja)

Families Citing this family (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWM291472U (en) * 2005-12-16 2006-06-01 Tricore Corp Pump of improved inlet controlling structure
US20110252960A1 (en) * 2011-04-27 2011-10-20 Flight Medical Innovations Ltd. Mechanical ventilator
US8448614B1 (en) * 2012-10-23 2013-05-28 Ruei-Ting Gu Four-stroke engine without a crankshaft and valves
US9016247B2 (en) 2013-09-26 2015-04-28 Ruei-Ting Gu Four-cylinder four-stroke engine without a crankshaft and valves
US20180010587A1 (en) * 2014-08-13 2018-01-11 Nextern, Inc. Durable canted off-axis driver for quiet pneumatic pumping
US9920753B2 (en) * 2014-08-13 2018-03-20 Nextern, Inc. Canted off-axis driver for quiet pneumatic pumping
US10173183B2 (en) 2014-09-11 2019-01-08 Flowserve Management Company Diaphragm pump with improved tank recirculation
EP3374635B1 (en) 2015-11-12 2019-07-03 Gojo Industries, Inc. Sequentially activated multi-diaphragm foam pump
US10065199B2 (en) * 2015-11-13 2018-09-04 Gojo Industries, Inc. Foaming cartridge
US10080466B2 (en) 2015-11-18 2018-09-25 Gojo Industries, Inc. Sequentially activated multi-diaphragm foam pumps, refill units and dispenser systems
US10080467B2 (en) 2015-11-20 2018-09-25 Gojo Industries, Inc. Foam dispensing systems, pumps and refill units having high air to liquid ratios
US10080468B2 (en) 2015-12-04 2018-09-25 Gojo Industries, Inc. Sequentially activated multi-diaphragm foam pumps, refill units and dispenser systems
US10441115B2 (en) 2016-02-11 2019-10-15 Gojo Industries, Inc. High quality non-aerosol hand sanitizing foam
US10912426B2 (en) 2016-04-06 2021-02-09 Gojo Industries, Inc. Sequentially activated multi-diaphragm foam pumps, refill units and dispenser systems
US10143339B2 (en) 2016-04-06 2018-12-04 Gojo Industries, Inc. Sequentially activated multi-diaphragm foam pumps, refill units and dispenser systems
CN109863301A (zh) 2016-07-25 2019-06-07 开罗股份有限公司 摇摆板式压缩机和使用它的氧气浓缩器

Family Cites Families (52)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2107090A (en) * 1935-01-10 1938-02-01 Borg Warner Water pump
US2169456A (en) * 1937-01-25 1939-08-15 Gunnar A Wahlmark Fluid motor or pump
US2214390A (en) * 1937-05-07 1940-09-10 Gunnar A Wahlmark Fluid pressure generating and control means
US2237518A (en) * 1937-08-27 1941-04-08 Hosmer L Blum Fluid meter
US2625914A (en) * 1945-03-05 1953-01-20 Bowser Inc Meter for industrial liquids
US2451379A (en) * 1945-05-26 1948-10-12 Byron R Burke Compressor pump
FR1332574A (fr) * 1962-04-12 1963-07-19 Mécanisme de machine en barillet
US4153391A (en) * 1975-05-29 1979-05-08 Carr-Griff, Inc. Triple discharge pump
US4290345A (en) * 1978-03-17 1981-09-22 Sankyo Electric Company Limited Refrigerant compressors
US4283997A (en) * 1978-08-22 1981-08-18 Sankyo Electric Company Limited Refrigerant compressors
US4507058A (en) * 1983-12-20 1985-03-26 Carr-Griff, Inc. Wobble plate pump and drive mechanism therefor
JPH036873Y2 (ja) * 1986-01-17 1991-02-20
US4801249A (en) * 1986-06-09 1989-01-31 Ohken Seiko Co., Ltd. Small-sized pump
US4852418A (en) * 1987-03-30 1989-08-01 Armstrong Richard J Nutating drive
DE3743125A1 (de) * 1987-12-18 1989-07-06 Brueninghaus Hydraulik Gmbh Axialkolbenpumpe
US5007385A (en) * 1989-07-15 1991-04-16 Hiromasa Kitaguchi Crankless engine
JP2751454B2 (ja) * 1989-09-05 1998-05-18 株式会社豊田自動織機製作所 斜板式圧縮機の潤滑構造
US4976284A (en) * 1990-01-16 1990-12-11 General Motors Corporation Reed valve for piston machine
US5094590A (en) * 1990-10-09 1992-03-10 General Motors Corporation Variable displacement compressor with shaft end play compensation
US5079996A (en) * 1991-01-08 1992-01-14 General Motors Corporation Positive displacement control for a variable displacement compressor
US5147190A (en) * 1991-06-19 1992-09-15 General Motors Corporation Increased efficiency valve system for a fluid pumping assembly
US5163819A (en) * 1992-02-07 1992-11-17 General Motors Corporation Asymmetrical suction porting for swash plate compressor
JPH06241161A (ja) * 1993-02-15 1994-08-30 Sanden Corp 圧縮機
US5476371A (en) * 1994-06-08 1995-12-19 Tecumseh Products Company Compressor suction valve of toroidal shape with a radial finger
JP3874308B2 (ja) * 1994-10-18 2007-01-31 株式会社小松製作所 斜板式ピストンポンプ・モータの斜板角度変更装置
US5795139A (en) * 1995-03-17 1998-08-18 Kabushiki Kaisha Toyoda Jidoshokki Seisakusho Swash plate type refrigerant compressor with improved internal lubricating system
US6450777B2 (en) * 1995-07-25 2002-09-17 Thomas Industries, Inc. Fluid pumping apparatus
US6074174A (en) * 1998-01-15 2000-06-13 Thomas Industries Inc. Fluid pumping apparatus
WO1997007629A1 (fr) * 1995-08-11 1997-02-27 Kabushiki Kaisha Toshiba Dispositif semi-conducteur mos pour effectuer une saisie d'image
ES2134001T3 (es) * 1995-09-11 1999-09-16 Ylli Tasi Motor de cilindros axiales accionado por pistones.
US5632607A (en) * 1995-11-01 1997-05-27 Shurflo Pump Manufacturing Co. Piston and valve arrangement for a wobble plate type pump
US5791882A (en) * 1996-04-25 1998-08-11 Shurflo Pump Manufacturing Co High efficiency diaphragm pump
JP4035193B2 (ja) * 1997-02-26 2008-01-16 株式会社日立製作所 アキシャルピストン機械
US5800136A (en) * 1997-02-28 1998-09-01 Shurflo Pump Manufacturing Co. Pump with bypass valve
JPH10281059A (ja) * 1997-04-02 1998-10-20 Sanden Corp プーリー直結型容量可変型斜板式圧縮機
US6234769B1 (en) * 1997-07-09 2001-05-22 Denso Corporation Hybrid type compressor driven by engine and electric motor
US6048183A (en) * 1998-02-06 2000-04-11 Shurflo Pump Manufacturing Co. Diaphragm pump with modified valves
US6264438B1 (en) * 1998-02-10 2001-07-24 Ohken Seiko Co., Ltd. Reciprocating pump having a ball drive
JP4065063B2 (ja) * 1998-09-17 2008-03-19 サンデン株式会社 往復動圧縮機
US6099268A (en) * 1998-09-29 2000-08-08 Pressel; Hans-Georg G. Pneumatic compressor system
US7331271B2 (en) * 2001-02-08 2008-02-19 R. Sanderson Management, Inc. Variable stroke/clearance mechanism
US6439857B1 (en) * 2001-03-12 2002-08-27 Haldex Brake Corporation Axial piston compressor
DE10131001C1 (de) * 2001-06-27 2002-11-07 Klaus Reitzig Mehrzylindrige Hochdruckplungerpumpe
JP3928398B2 (ja) * 2001-10-10 2007-06-13 ミツミ電機株式会社 小型ポンプ
US7025515B2 (en) * 2003-05-20 2006-04-11 Software 2000 Ltd. Bit mask generation system
JP2007524026A (ja) 2003-06-18 2007-08-23 トーマス インダストリーズ インコーポレーテツド ハイブリッド摂動ポンプ
KR100524725B1 (ko) 2003-08-11 2005-10-31 엘지전자 주식회사 왕복동식 압축기의 소음 저감 장치
JP4539205B2 (ja) * 2003-08-21 2010-09-08 日産自動車株式会社 冷媒圧縮機
US6968751B2 (en) * 2004-01-21 2005-11-29 Innovation Engineering, Inc. Axial piston machines
BRPI0511592A (pt) * 2004-05-26 2008-01-02 Sanderson R Man Inc mecanismo de curso e folga variáveis
US7373870B2 (en) * 2005-04-20 2008-05-20 Grigoriy Epshteyn Universal hybrid engine, compressor and pump, and method of operation
US7819642B2 (en) * 2006-08-24 2010-10-26 N.A.H. Zabar Ltd. Reciprocatory fluid pump

Also Published As

Publication number Publication date
WO2007076521A2 (en) 2007-07-05
US7451687B2 (en) 2008-11-18
US20070128051A1 (en) 2007-06-07
CN101351641A (zh) 2009-01-21
WO2007076521B1 (en) 2008-02-07
WO2007076521A3 (en) 2007-11-01
US20080304993A1 (en) 2008-12-11
EP1977109A2 (en) 2008-10-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2009522497A (ja) ハイブリッド摂動ポンプ
US7220109B2 (en) Pump cylinder seal
US9453504B2 (en) Diaphragm pump
US8887621B2 (en) Reciprocating compressor
US20180010587A1 (en) Durable canted off-axis driver for quiet pneumatic pumping
US4486157A (en) Reciprocating compressor
KR20140057168A (ko) 피스톤형 압축기
JP3976677B2 (ja) 支持リングを有する膜ポンプ
JP2007524026A (ja) ハイブリッド摂動ポンプ
US6634867B2 (en) Shuttle piston assembly with dynamic valve
US7313999B2 (en) Piston for a reciprocating machine
US20100101407A1 (en) Hybrid nutating pump with anti-rotation feature
US20080075616A1 (en) Orbiting Valve For A Reciprocating Pump
CN113931833B (zh) 阀座机构及微型电动隔膜泵
US6499975B2 (en) Means for sealing the cylinder bore of a variable displacement compressor without using a valve plate
JP3756982B2 (ja) 多段圧縮装置
KR20170104195A (ko) 소형 왕복동식 압축기
JPH08232852A (ja) 燃料ポンプ
RU2206754C1 (ru) Поршневая машина (варианты)
JP2002147362A (ja) ベローズおよびベローズ式ポンプ装置
JP2014194178A (ja) 容量可変型斜板式圧縮機
JP2003148331A (ja) ワッブル式ポンプ
JP2014240637A (ja) 往復動型流体機械

Legal Events

Date Code Title Description
A711 Notification of change in applicant

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A711

Effective date: 20090914

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821

Effective date: 20090914