JP2009533586A - 供給ポンプおよびそのシール機構 - Google Patents

Abstract

本発明は供給ポンプ、特にＵＶペイントおよび他の高粘度媒体を送り出すポンプに関する。ポンプは、入口バルブ（３）および出口バルブ（５）が取り付けられたポンプハウジング（２）とピストン（８）とを備え、このピストンは、媒体を送り出すために、位置移動できるようにポンプハウジング（２）に取り付けられている。シールおよびピストン寿命を改善するために、ピストン（８）は、ピストン（８）の軸方向に整列して配置された少なくとも２つにシール（７ａ、７ｂ）によってポンプハウジング（２）の少なくとも１つのセクション（４）内を案内され、ピストンをその周辺部に対して密封し、シール間に中間部、特には冷媒および／または潤滑油容器（１１）からの流れに接続する空隙（１２）を形成する。
【選択図】 図１

Description

本発明は入口バルブおよび出口バルブが取り付けられたポンプハウジングと、媒体を送り出すためにポンプハウジング内に移動可能に配置されたピストンとを備える、供給ポンプに関する。本発明はさらに、このタイプの供給ポンプにおけるシール機構に関する。

供給ポンプは特に、ＵＶペイントおよび他の高粘度媒体を送り出すために使用される。例えば高温で硬化するような媒体を送り出す場合、または媒体が、例えば重合により他の媒体と接触する場合、ピストンとポンプハウジングとの間のシール機構は特に厳格な必要条件を要求される。例えば、ピストンとポンプハウジングとの間の摩擦を極力防いで、例えば、摩擦により生じる高温状態におけるＵＶペイントの重合を防止する必要がある。従来のシール機構を備える供給ポンプは単に、特にＵＶペイントおよび強い重合傾向を有する類似の媒体を送り出すのに条件的に適している。

これに加えて、このような動作条件に対する公知のシール機構の耐用年数は、通常はあまり長くないため、シールを頻繁に交換する必要がある。これは結果的にポンプ修理の長い停止時間を招く。いくつかの公知の供給ポンプおよびシール機構では、摩擦が小さい場合であっても、送り出される媒体が供給ポンプおよび／またはシール機構のピストン上で硬化する危険性を受け入れざるを得ないことになる。

これと異なり、本発明は、摩擦を低減することにより、強い重合傾向を有する媒体、特にＵＶペイント、を送り出すことができると同時に、適切なシールおよびシールの長い耐用年数を保証する、供給ポンプおよびシール機構を利用可能にする目的を基本にする。

本発明によれば、本目的は、ピストンがピストンの軸方向に整列して配置された２つのシールによって周辺部に対して密封されるようにして、最初に引用したタイプの供給ポンプのピストンがポンプハウジングの少なくとも１つのセクション内を案内されることにより、本質的に達成される。この場合、中間空間、具体的には空隙状の中間空間が、少なくとも２つのシール間に形成され、冷媒および／または潤滑油容器に流体接続されている。

２つのシール間に存在する中間空間と冷媒および／または潤滑油容器との接続によって、シール機構内のピストンの摩擦を最小にする恒久的冷媒および／または潤滑油膜が、ポンプハウジング内でピストンが移動することにより、ピストン上に形成される。ピストンとシール機構は冷媒および／または潤滑油の供給により同時に冷却され、これにより送り出される媒体の硬化の危険性を最小化する。したがって、本発明の供給ポンプは特に、ＵＶペイントおよび類似の高粘度媒体を、それらが強い重合傾向を有する場合であっても、送り出すのに適している。さらに、潤滑油および／またはシール機構とピストンの冷却により、シールの耐用年数を大幅に延長できる。したがって、本発明の供給ポンプを用いることにより、シール交換のための停止時間の延長が防止できる。

本発明の好ましい実施形態の１つによれば、その間に中間空間が形成される少なくとも２つのシールが、リップシールの形体で実現される。代替的には、しかし、ポンプハウジング内および／またはピストン上の他の適切なシールを提供することも可能である。

２つのシール間に存在するポンプハウジングの中間空間は、少なくとも１つの領域において増加した内径を有し、ピストンとポンプハウジングとの間に環状空隙または溝が画成される。冷媒および／または潤滑油容器の冷媒および／または潤滑油は、この環状空隙またはこの溝に流れ込み、摩擦を最小にし、ピストンおよびシール機構の温度を低下させることができる。

本発明によれば、ピストンと２つのシール間に存在するポンプハウジングの中間空間とが、ピストンの軸方向移動の間に中間空間内に負圧を生成するように提案される。これにより、外部容器から少量の冷媒および／または潤滑油を吸引できる。したがって、供給ポンプの作動中に、それらの冷媒および／または潤滑油がシール機構および供給ポンプのピストンに自動的に供給される。この結果、潤滑油の追加駆動を削除できる。

供給ポンプと冷媒および／または潤滑油容器との間の接続は、好ましくは、ポンプハウジングにある穴または同等物およびハウジングに接続された配管によって、少なくとも２つのシール間に存在するポンプハウジングの中間空間を冷媒および／または潤滑油容器に流体的に接続することにより生成される。代替的またはこれに加えて、２つのシール間に存在するポンプハウジングの中間空間はまた、溶剤容器に流体的に接続されてもよい。この方策によって、ピストンおよび／またはシール機構は溶剤で濡れて、送り出される媒体の硬化の危険性をさらに低下させる。したがって、摩擦および温度を低減し、同時に送り出される媒体の硬化の危険性を低下するために、２つのシール間に存在するポンプハウジングの中間空間は単一容器に接続される必要がある。

本発明の好ましい実施形態の１つによれば、ポンプハウジングは基本的に円筒パイプから構成され、この円筒パイプは、チェックバルブの形体の入口バルブによって一端を閉じられ、反対端を接続ヘッドによって閉じられている。これはポンプハウジングの特に簡単な設計を示し、この結果、供給ポンプの低コスト製造を可能にする。

この実施形態のさらなる改良によれば、ポンプハウジングは接続ヘッドを特徴とし、この接続ヘッド内をピストンが案内され、チェックバルブの形体の出口バルブが配置される、ことが提示される。この場合、ピストンは接続ヘッドのねじ込み式スリーブ内を案内され、このスリーブ内に少なくとも２つのシールが収容される。したがって、その必要があれば、修理目的で供給ポンプの個々の構成部品を容易に交換し、またはこれら個々の構成部品を様々な動作条件に適応させることができる。供給ポンプの本発明の設計により、ポンプの低コスト製造もまた可能になる。

本発明の目的はさらに、特に最初に引用したタイプの供給ポンプに適し、およびスリーブ状構成部品内を案内されるピストンまたは同等物を特徴とする、シール機構によって達成される。この場合、少なくとも２つのシールは、スリーブ状構成部品内に配置され、２つのシールはその間に中間空間が形成されるように間隔を空けており、この中間空間は冷媒および／または潤滑油容器に流体的に接続されており、上記中間空間の内径は、少なくとも１つの領域において増加した内径を有し、これによりピストンとスリーブ状構成部品との間に環状空隙または溝が画成される。これにより潤滑油、冷媒または同等物をシール機構内に導入して、少なくともピストンの特定領域が濡れるようにすることができる。このようにするとピストンとシール機構のスリーブ状構成部品との間の摩擦が最少になり、摩擦に起因する熱応力の増加は発生しない。また、摩擦の低減により耐用年数を延長できる。さらに、シール機構およびピストンは冷媒で冷却されてもよい。動作条件に応じて、シール機構およびピストンを冷却するのでなく、実際には加熱してもよい。

本発明の好ましい実施形態の１つによれば、ピストンと２つのシール間に存在するシール機構のスリーブ状構成部品の中間空間とが、ピストンの軸方向移動の間に中間空間内に少なくともわずかな負圧を生成するように実現される。この場合上記負圧により媒体を冷媒および／または潤滑油容器から中間空間内に吸入できる。これにより、ピストン移動の間に、冷媒および／または潤滑油がシール機構に自動的に搬送できる。

本発明のさらなる改良、利点および可能な用途は１つの実施形態および図面の以下の説明から明らかになる。この点において、すべての説明および／または図示された特徴は、個別にまたは任意の組合せで、特許請求の範囲における上記特徴の組合せまたは他の請求項への参照とは独立して、本発明の目的を形成する。

唯一の図１が供給ポンプ１の構成を断面図の形式で示している。この供給ポンプは基本的には円筒パイプの形体で実現されたポンプハウジング２から構成され、この円筒パイプの下端は、チェックバルブの形体で実現された入口バルブ３によって閉じられている。入口バルブ３は、流体がポンプハウジング２に流れ込むが、ポンプハウジング２から流れ出ることができないように、実現され、配置されている。

ポンプハウジング２は、図における上端において、接続ヘッド４で密封されている。同じくチェックバルブの形体で実現された出口バルブ５が、接続ヘッド４から分岐し、流体がポンプハウジング２から流れ出るが、ポンプハウジング２に流れ込むことができないように、実現され、配置されている。

接続ヘッド４はさらに、ねじ込み式スリーブ６が密封形式でねじ込まれるねじ切りセクションを有する。リップシールの形体で実現される２つのシール７ａおよび７ｂは、ねじ込み式スリーブ６内に配置され、相互に間隔を空けている。ピストン８は、ポンプハウジング２の軸方向に移動でき、および２つのシール７ａおよび７ｂにより周辺部に対して密封されるように、ねじ込み式スリーブ６内を案内される。

ピストン８は図示された位置から上方に垂直に移動し、これによりポンプハウジング２内に負圧を生成できる。これにより、ばねまたは同等物の力に対抗して出口バルブ５が閉じ、入口バルブ３が開き、この結果、媒体（例えば、ＵＶペイントまたは他の高粘度媒体）がポンプハウジング２内に吸入される。その後ピストン８が図の下方に動き、ポンプハウジング２内に移動すると、入口バルブ３は再度閉じる。ポンプハウジング２内に生成された圧力により、ばねまたは同等物の力に対抗して出口バルブ５が開き、この結果、媒体は出口バルブ５を通過してポンプハウジング２から外に出ることができる。

ねじ込み式スリーブ６および接続ヘッド４を貫通する穴９が、２つのシール７ａおよび７ｂの間に配置されている。この穴９は、配管１０を介して冷媒、潤滑油および／または溶剤を収容する容器１１に接続される。該当する場合は、それに応じて、接続ヘッド４およびねじ込み式スリーブ６にいくつかの容器を接続することもできる。

２つのシール７ａおよび７ｂの間に存在するねじ込み式スリーブ６の中間空間は、ねじ込み式スリーブ６の内径が少なくとも特定領域において増加するように実現されている。図示された実施形態では、ねじ込み式スリーブ６の内側に溝１２が設けられている。この場合においては、溝１２は、配管１０、したがって穴９を介して容器１１に接続されるようにして、ねじ込み式スリーブ６内に配置される。

ピストン８の移動により、２つのシール７ａおよび７ｂの間の中間空間（空隙）内に僅かな負圧が発生し、この負圧が容器１１から少量の潤滑油または同等物を吸引する。この結果、潤滑油の恒久的膜が、ピストン８のシール領域内に形成され、ピストン８の摩擦および温度上昇を最小にする。

これに加えて、溶剤添加物を有する特殊オイルを利用して、送り出される媒体の硬化傾向をさらに低減することができる。これにより、ＵＶペイントおよび強い重合（硬化）傾向を有する他の媒体（例えば、高粘度媒体）を、供給ポンプ１を用いて送り出すことができる。この方式により、使用されるシール７ａおよび７ｂの耐用年数を数倍に延長できる。

ねじ込み式スリーブ６内の溝１２の代替としてまたはこれに加えて、２つのシール７ａおよび７ｂの間の中間空間は、環状空隙または他の適正な形状で実現され、これによりピストン８の移動が十分な負圧を生成して、冷媒または潤滑油といった媒体を外部容器１１から配管１０を介してシール機構内に吸入してもよい。

本発明による供給ポンプ断面図である。

符号の説明

１…供給ポンプ、２…ポンプハウジング、３…入口バルブ、４…接続ヘッド、５…出口バルブ、６…ねじ込み式スリーブ、７ａ、７ｂ…シール（リップシール）、８…ピストン、９…穴、１０…配管、１１…冷媒および／または潤滑油容器、１２…溝

Claims (10)

1. 入口バルブ（３）および出口バルブ（５）が取り付けられたポンプハウジング（２）と、媒体を送り出すために前記ポンプハウジング（２）内に移動可能に配置されたピストン（８）とを備える、特にＵＶペイントおよび他の高粘度媒体を送り出すための供給ポンプにおいて、
   前記ピストン８が、該ピストン（８）の軸方向に整列して配置された少なくとも２つのシール（７ａ、７ｂ）によって周辺部に対して密封されるように、前記ポンプハウジング（２）の少なくとも１つのセクション（４）内を案内され、
   中間空間、特には空隙形状の中間空間（１２）が、前記少なくとも２つのシール間に形成され、冷媒および／または潤滑油容器（１１）に流体的に接続されている、供給ポンプ。
2. 前記２つのシール（７ａ、７ｂ）がリップシールの形体で構成されていることを特徴とする、請求項１に記載の供給ポンプ。
3. 前記２つのシール（７ａ、７ｂ）の間に存在する前記ポンプハウジング（２）の前記中間空間（１２）が、少なくとも特定領域において拡大した内径を有し、これにより前記ピストン（８）と前記ポンプハウジング（２）との間に環状空隙または溝（１２）が画成されていることを特徴とする、請求項１または２に記載の供給ポンプ。
4. 前記ピストン（８）と前記２つのシール（７ａ、７ｂ）間に存在する前記ポンプハウジング（２）の前記中間空間（１２）とが、前記ピストン（８）の軸方向移動の間に前記中間空間（１２）内に負圧を生成するように構成されていることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか一項に記載の供給ポンプ。
5. 前記２つのシール（７ａ、７ｂ）の間に存在する前記ポンプハウジング（２）の前記中間空間（１２）が、前記ポンプハウジング（２、４、６）にある穴（９）または同等物および前記ハウジングに接続された配管（１０）によって、冷媒および／または潤滑油容器（１１）および／または溶剤容器に流体的に接続されていることを特徴とする、請求項１〜４のいずれか一項に記載の供給ポンプ。
6. 前記ポンプハウジング（２）が基本的に円筒パイプ（２）から構成され、該円筒パイプ（２）が、チェックバルブの形体の前記入口バルブ（３）によって一端を閉じられ、反対端を接続ヘッド（４）によって閉じられていることを特徴とする、請求項１〜５のいずれか一項に記載の供給ポンプ。
7. 前記ポンプハウジング（２）が接続ヘッド（４）を特徴とし、該接続ヘッド（４）内を前記ピストン（８）が案内され、前記チェックバルブの形体の前記出口バルブ（５）が配置されていることを特徴とする、請求項１〜６のいずれか一項に記載の供給ポンプ。
8. 前記ピストン（８）が前記接続ヘッド（４）のねじ込み式スリーブ（６）内を案内され、該スリーブ（６）内に前記２つのシール（７ａ、７ｂ）が収容されていることを特徴とする、請求項７に記載の供給ポンプ。
9. スリーブ状構成部品（６）内を案内されるピストン（８）または同等物を備える、特に請求項１〜８のいずれか一項に記載の供給ポンプ（１）用のシール機構において、
   少なくとも２つのシール（７ａ、７ｂ）が、前記スリーブ状構成部品（６）内に配置され、相互に間隔を空けることにより、中間空間（１２）が、前記シール（７ａ、７ｂ）間に形成され、および冷媒および／または潤滑油容器（１１）に流体的に接続され、
   前記中間空間（１２）の前記内径が、少なくとも特定領域において増加しており、これにより前記ピストン（８）と前記スリーブ状構成部品（６）との間に環状空隙または溝が画成されるようになっている、シール機構。
10. 前記ピストン（８）と前記２つのシール（７ａ、７ｂ）間に存在する前記スリーブ状構成部品（６）の前記中間空間（１２）とが、前記ピストン（８）の軸方向移動の間に前記中間空間（１２）内に負圧を生成することにより、媒体を前記冷媒および／または潤滑油容器（１１）から前記中間空間（１２）内に吸入できように構成されていることを特徴とする、請求項９に記載のシール機構。

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