JP5175839B2 - 回転ピストン機械 - Google Patents

Description

この発明は、主請求項（国際出願公開第０５／０２４２３６号明細書［特許文献１］）、請求項１０或いは請求項１３に基づく回転ピストン機械に関する方法、或いは回転ピストン機械の製造方法、或いは方法を実施する回転ピストン機械に関する。

搬出すべき材料では、強靭な、或いは高温下のみで搬送可能な毒性材料が重要であり、その毒性材料が高い要件の回転部材の清掃を要するか、或いは主として困難であるか、或いは全く不可能になるときに、ポンプと圧縮機のこの種の分野におけるかなり重大な問題が常に生じる。このために、搬送すべき材料の値と機械の値と場合によっては機械の交換と比較する際に決定問題が生じる。これは、特に使用の際に製薬材料、しかし所定のほとんどの高温下で搬送すべき合成材料に適用される。重大な問題はポンプ部材の清掃である。これは、清掃酸の使用の際にポンプ部材が適切に耐性でなければならないことにある。このために、ポンプの残留する残余空間、即ち有害な空間が出来るだけ小さい、可能な限り零になるべきである。回転ピストン機械のために貴金属或いは高耐性材料が使用されるので、実際には出くわした問題を解決しようと試みる。

国際出願公開第２００５／０２４２３６号明細書 ドイツ特許第６０３００７８０号明細書 ドイツ特許出願公開第１９９１６８７６号明細書 ドイツ特許出願公告第１０１１８９６号明細書

この発明の課題は、この種の回転ピストン機械では、特に専門界の先入観の克服の下で使用方法、或いは製造方法、或いはこの種の回転ピストン機械が幅広い利用範囲に供給され得る特殊な構造を開発することである。

この課題は、請求項１と１０に基づくこの発明による方法、或いは請求項３に基づくこの発明による回転ピストン機械によって解決される。

電気的に駆動されたポンプでは、電流を通電した電気的に制御されたコイルを受けて、ほとんど固定式に配置された高価なハウジング部材を鉢状キャンによって永久磁石を受けて回転する出力ロータから分離すること（ドイツ特許第６０３００７８０号明細書［特許文献２］或いはオーストリア特許第２８１１８４号明細書）が確かにそれ自体知られていて、無論、そこで完全に他の問題が生じ、即ちこの種のキャンの電気部材の冷却が生じ、この発明におけるように、使い捨て部材と見做される安価なポンプヘッドと場合によっては固定される高価なポンプハウジングとの組合せによる価格節約する構成を生じない。基礎ハウジングからポンプヘッドを分離した後に搬出すべき媒体を貫流した作業空間が基礎ハウジングに向いた側面で閉鎖されているので、例えば酸などが使い捨て部材に残留されてこの使い捨て部材により塵処理され得ることが、この発明にとって重要である。公知のキャンドモータ（ドイツ特許第６０３００７８０号明細書［特許文献２］或いはオーストリア特許第２８１１８４号明細書）の場合には、単に隙間鉢がポンプの閉鎖された状態では電気的に制御された巻線に沈められルけれども、電流コイルを受けるハウジングが基礎ハウジングを形成しないので、電気的に貫流されたコイルを受ける部材を取り除いた際にはポンプヘッドが搬送すべき媒体に関してもはや閉鎖されていない。

その外に、液状薬剤用の医学的投薬ポンプでは、ポンプに関する限り、高価な駆動ユニット（電動モータ）から分離できる使い捨て可能な使い捨てユニットを達成させるために、ポンプユニットとモータ或いはポンプとモータの間の作用結合を分離可能に構成することが知られていて、駆動ユニットが再使用され得る（ドイツ特許出願公開第１９９１６８７６号明細書［特許文献３］）。無論、ここではホースポンプが重要であり、このポンプでは、ポンプヘッドが使い捨て部材として形成されるという特徴が既に採用できるけれども、迅速な分割結合が重要であり、当然にこの種の単に搬送ホースによって外方に密封されたポンプが非常に狭い使用範囲を有し、この発明に関して他の種類のポンプを付属すべきであることを思い止まる。

この発明の好ましい構成によると、ロータが内部係合するトロコイダル歯（サイクロイド歯）を有する。そのような回転ピストン機械は確かにポンプの残留する残余空間、即ち有害な空間が非常に小さいという利点をもつことが知られているけれども、この発明に関して、そのようなトロコイダル回転ピストン機械のために専門界の著しい先入観が、特に利用方法、製造方法或いは構造に関して存在する。

有害な空間を零にする非常に難しい解決すべき要件では、回転する部材の歯がサイクロイド状或いはトロコイダル状に形成されて、歯先を丸めることによって密封して追加的密封手段なしに他の回転する部材の歯に係合するので、ほんの僅かに知られたポンプのみが適合されている（ドイツ特許出願公告第１０１１８９６号明細書［特許文献４］、国際出願公開第０５／０２４２３６号明細書［特許文献１］）。それ故に、これら公知の回転ピストン機械では、有害な空間が零にまで減少され得る。

トロコイダル状に形成されたロータを備えるそのような回転ピストン機械は、確かに僅かな有害な空間という利点を有するけれども、それにより、特に高温下の材料（合成材料）或いは侵食性材料の搬送の際に上記されていない問題も解決する。

けれども、トロコイダル歯では、公知のポンプとは違って、使い捨て部材としての構成が専門家にとって異例である高価な精密ポンプが重要であるので、ここでは専門界の先入観が克服すべきであった。この発明の基礎となっている課題から生じる解決策、即ちトロコイダル部材から成るポンプヘッドを使い捨て部材として形成して、これを基礎ハウジングと、つまり迅速な分割結合で結合することが、専門家にとって異例であり、モータと特殊なポンプの間の迅速結合が種々の種類で上記のように知られている。

ポンプヘッドの交換を容易とするために鉢状に形成されたキャンを備える請求項３の一致して構成する回転ピストン搬送ポンプが追加的思想段階であり、それ故に、異例であり、というのは、専門家にとって公知のポンプではキャンが作動中に流れる媒体を電気部材にプンプ部材から気密に分離されるべきであるので、搬出すべき物質から貫流したポンプヘッドがこの発明による交換性によって公知のキャンドモータの機能に対する思想的結合を形成しないからである。

それ故に、この発明の好ましい構成によると、ポンプヘッドの交換の際に使い捨て部材としてロータと永久磁石を備えるキャンが基礎ハウジングから外へ引き出され、その後に交換部材が挿入される。ポンプヘッドのこの発明による交換を容易とするために、この発明の構成によると、基礎ハウジングとポンプヘッドの間の結合が基礎ハウジングとポンプヘッドの適切な装置に作用する迅速な分割結合継手として形成されている。

この発明のこれに関する好ましい構成は、
・基礎ハウジングとポンプヘッドのハウジングを結合させる装置が基礎ハウジングとポンプヘッドの間の接触する前面に存在し、
・ハウジングが接触する領域にて互いに付属された外部***或いはフランジを有し、
・ハウジングがこれら***或いはフランジの上に拡がる正接の短縮可能なリングが軸方向に一緒に固定できるようになっている。

この発明の構成は、ポンプヘッド及び／又は隙間鉢のこの合成材料が工具を落下して製造される製造方法にある。そのような製造は特に好ましくはトロコイダル歯切ったロータに使用でき、滑らかな面で丸めた歯が直線状作業空間に形成された形状により互いに対向位置している歯のフランクと歯室の間に進行し、それはポンプヘッドと隙間鉢のハウジング部材を含めた工具を下降した製造でもたらされる。

この発明の別の利点と好ましい構成は、次の明細書、請求の範囲や図面に採用できる。

この発明の対象の実施例は、図面に図示されている。
この発明による回転ピストン搬送ポンプを分解表示で長手方向断面で示す。 基礎ハウジングとポンプヘッドハウジングの間の迅速な分割結合を平面図で示す。 回転ピストン搬送ポンプを図２の断面Ａに一致して組み立てられた状態で示す。

図１において分解表示で示されるように、この発明による回転ピストン搬送ポンプが基礎ハウジング１を有し、このハウジングによりポンプが固定式に係留でき、そのハウジング内に電動モータの電気的制御可能なコイル２が配置されている。分解表示の右部分には、ポンプヘッド３が図示されていて、鉢状キャン４によって閉鎖できる。キャン４のフランジ状部分９とキャン４の部分９に向いたポンプヘッド３の平らな前面８との間には、リングパッキング５がポンプヘッド３の前面リング溝６に配置されている。そのために、ポンプヘッド３はリング***７を有し、その***には前面８が存在し、この***は固定リング１０を係合するのに用いられ、この固定リングが他方では基礎ハウジングのリング***１１に係合する。

固定リング１０が１２で片面に開放し、正接に開口１３に挿入できるねじによってその周辺にて短縮できる。その外に、固定リング１０が円錐状に延びているウエブ１４を有するので、固定リング１０の周辺の短縮がポンプヘッド３と基礎ハウジング１のリング***７と１１に係合することにより一体固定を生じる。

ポンプヘッド３はキャン４の鉢状部分に永久磁石１６を備える出力ロータ１５並びに回転軸受１８を備えて出力ロータ１５によって駆動される逆ロータ１７を受けている。

図２には、特に開放側面１２を備える固定リング１０が図示されている。

図３において一体構成で且つ長手方向断面で示される態様では、搬出すべき媒体から貫流した領域を含めてポンプヘッド３の固定リングの分解後に分離するキャン４が簡単な仕様で基礎ハウジング１と電気コイル２から外へ引き出しできることが、特に良く認識できる。

この発明はキャン機械に制限されるのではなく、むしろ交換すべきポンプヘッドと基礎ハウジングとの間の密封が他の公知の手段によって行われる回転ピストンポンプを把握されることが示唆されている。流れ媒体の分離によりポンプヘッドの簡単で実際的交換性が規準である。

明細書、次の請求項と図面に示されたすべての特徴事項が個々に並びに互いに任意の組合せでこの発明の本質である。

１．．．．．基礎ハウジング
２．．．．．コイル
３．．．．．ポンプヘッド
４．．．．．キャン
５．．．．．リングパッキング
６．．．．．前面リング溝
７．．．．．ポンプヘッドのリング***
８．．．．．前面
９．．．．．フランジ部分
１０．．．．固定リング
１１．．．．基礎ハウジングのリング***
１２．．．．固定リングの開放面
１３．．．．開口
１４．．．．ウエブ
１５．．．．出力ロータ
１６．．．．永久磁石
１７．．．．逆ロータ
１８．．．．回転軸受

Claims (6)

1. ・駆動されるトロコイダル歯切った出力ロータ（１５）と、
   ・出力ロータ（１５）の歯に係合する、そのためこの歯に対応して歯切った逆ロータ（１７）と、
   ・ロータ間に配置された作業空間と、
   ・ポンプ駆動装置（２、１６）と、
   ・ポンプ駆動装置を制御する部材を受ける基礎ハウジング（１）と、
   ・ロータ（１５、１７）を軸方向に且つ半径方向に支承するポンプヘッド（３）と、
   ・基礎ハウジング（１）とポンプヘッド（３）間の分解可能な結合装置と
   を備える回転ピストン機械において、
   ・出力ロータ（１５）がキャン（４）を備えるキャンドモータの一部であり、
   ・半径方向に推移する部分を備えるキャン（４）が基礎ハウジング（１）とポンプヘッド（３）の互いに向き合った側面間に延びていて、
   ・ポンプ駆動装置がキャン（４）によって出力ロータ（１５）内に配置された磁石部材（１６）と基礎ハウジング（１）内に配置された電流を貫流させるコイル部材（２）とに分割されていること、
   および、出力ロータ（１５）と出力ロータ（１５）の永久磁石（１６）とを受けるキャン（４）が鉢状に、基礎ハウジング（１）とポンプヘッド（３）の間に固定される幅広い半径方向フランジ（９）を備えて形成されていることを特徴とする回転ピストン機械。
2. ロータが互いに係合するトロコイダル歯（サイクロイド歯）を有することを特徴とする請求項１に記載の回転ピストン機械。
3. 基礎ハウジング（１）とポンプヘッド（３）間の分解可能な結合装置が基礎ハウジング（１）とポンプヘッド（３）の***或いはフランジ（７、１１）に作用する迅速結合継手（１０）として形成されていることを特徴とする請求項１または２に記載の回転ピストン機械。
4. ・基礎ハウジング（１）とポンプヘッド（３）を結合させる***或いはフランジ（７、１１）が、基礎ハウジング（１）とポンプヘッド（３）の接触する前面（８）の領域に存在し、
   ・この接触する領域には互いに付属された外部隆起或いはフランジ（７、１１）が、基礎ハウジング（１）とポンプヘッド（３）から半径方向外側に突出し、
   ・これら隆起或いはフランジ（７、１１）が、拡がっておりかつ接線方向に短縮可能なリング（１０）によって軸方向に一体固定できること、
   その際、リング（１０）が断面で外方に彎曲されており、周辺において一箇所（１２）で開放する固定リングとして形成されていて、開放箇所（１２）に配置されておりかつねじ装置によって互いに結合した半径方向ウエブ（１４）を備えることを特徴とする請求項３に記載の回転ピストン機械。
5. キャン（４）とポンプヘッド（３）の互いに向かい合った面の間にはパッキングが配置されていることを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の回転ピストン機械。
6. ・パッキングがリングとして形成されて前面リング溝に配置されていて、
   ・全ポンプヘッド（３）を分解後に閉鎖するために、フランジ（９）の方を向いた、ポンプヘッド（３）の側面に前面リング溝が配置されていることを特徴とする請求項５に記載の回転ピストン機械。

Images