(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
通路を画定し、入口および出口を有するギアハウジングと、
前記ギアハウジング内に収容される複数のギアと、
を備え、
前記ギアの各々が、前記ギアと移動可能に係合する少なくとも１つのベアリングを備え、
前記ベアリングが、シールによって前記ギアハウジングの通路から分離され、
前記ベアリングが、前記ギアハウジングに取り付けられるベアリングハウジング内に収容され、
前記ベアリングハウジングが、入口および出口と、前記ベアリングを収容するリザーバとを画定する、
ポンプ。
【請求項２】
通路を画定し、入口および出口を有するギアハウジングと、
前記ギアハウジング内に収容される複数のギアと、
を備えるポンプであり、
前記ギアの各々が、前記ギアと移動可能に係合する少なくとも１つのベアリングを備え、
前記ベアリングが、シールによって前記ギアハウジングの通路から分離され、
前記ギアが、モータに取り付けられるシャフトを備え、
前記ベアリングが、前記シャフトを取り囲むベアリングアセンブリの一部であり、
前記シールが、前記シャフトを取り囲むとともに、前記ギアと前記ベアリングアセンブリとの間に配置され、
前記ポンプが、前記シャフトを取り囲んで前記シールと前記ベアリングアセンブリとの間に配置されるスプリングアセンブリ、を更に備える、
当該ポンプ。
【請求項３】
前記ギアが、スタッド状、スプール、螺旋、ヘリングボーン、および、これらの組み合わせから成るグループから選択される形状を備える、請求項１又は２に記載のポンプ。
【請求項４】
通路を画定し、入口および出口を有するギアハウジングと、
第１のシャフトを備え、前記ギアハウジングの通路内に収容される第１のギアであって、前記第１のシャフトを取り囲む第１のベアリングアセンブリを備え、前記第１のベアリングアセンブリが第１のシールによって前記ギアハウジングの通路から分離される、当該第１のギアと、
第２のシャフトを備え、前記ギアハウジングの通路内に収容される第２のギアであって、前記第２のシャフトを取り囲む第２のベアリングアセンブリを備え、前記第２のベアリングアセンブリが第２のシールによって前記ギアハウジングの通路から分離される、当該第２のギアと、
を備え、
前記第１のベアリングアセンブリおよび前記第２のベアリングアセンブリは、前記ギアハウジングに取り付けられるベアリングハウジング内に収容され、
前記ベアリングハウジングが、入口および出口と、前記ベアリングアセンブリを収容するリザーバとを画定する、
ポンプ。
【請求項５】
通路を画定し、入口および出口を有するギアハウジングと、
第１のシャフトを備え、前記ギアハウジングの通路内に収容される第１のギアであって、前記第１のシャフトを取り囲む第１のベアリングアセンブリを備え、前記第１のベアリングアセンブリが第１のシールによって前記ギアハウジングの通路から分離される、当該第１のギアと、
第２のシャフトを備え、前記ギアハウジングの通路内に収容される第２のギアであって、前記第２のシャフトを取り囲む第２のベアリングアセンブリを備え、前記第２のベアリングアセンブリが第２のシールによって前記ギアハウジングの通路から分離される、当該第２のギアと、
を備えるポンプであり、
前記第１のシールは、前記第１のシャフトを取り囲んで前記第１のギアと前記第１のベアリングアセンブリとの間に配置される第１のシール、を備え、
前記第２のシールは、前記第２のシャフトを取り囲んで前記第２のギアと前記第２のベアリングアセンブリとの間に配置される第２のシール、を備え、
前記ポンプは、
前記第１のシャフトを取り囲んで前記第１のシールと前記第１のベアリングアセンブリとの間に配置される第１のスプリングアセンブリと、
前記第２のシャフトを取り囲んで前記第２のシールと前記第２のベアリングアセンブリとの間に配置される第２のスプリングアセンブリと、
を更に備える、
当該ポンプ。
【請求項６】
前記第１のシャフトおよび前記第２のシャフトのうちの少なくとも一方が、モータに取り付けられる、請求項４又は５に記載のポンプ。
【請求項７】
前記ギアが、スタッド状、スプール、螺旋、ヘリングボーン、および、これらの組み合わせから成るグループから選択される形状を備える、請求項４又は５に記載のポンプ。
【請求項８】
通路を画定し、入口および出口を有するギアハウジングと、
前記ギアハウジングの通路内に収容される第１のギアであって、当該第１のギアの両側から延びる第１のシャフトに取り付けられた当該第１のギアであって、当該第１のギアが、当該第１のギアの両側の前記シャフトに取り付けられる第１のベアリングアセンブリおよび第２のベアリングアセンブリを備え、前記第１のベアリングアセンブリおよび前記第２のベアリングアセンブリが、それぞれ第１のシールおよび第２のシールによって前記ギアハウジングの通路から分離される、当該第１のギアと、
前記ギアハウジングの通路内に収容される第２のギアであって、当該第２のギアの両側から延びる第２のシャフトに取り付けられた当該第２のギアであって、当該第２のギアが、当該第２のギアの両側の前記シャフトに取り付けられる第３のベアリングアセンブリおよび第４のベアリングアセンブリを備え、前記第３のベアリングアセンブリおよび前記第４のベアリングアセンブリが、それぞれ第３のシールおよび第４のシールによって前記ギアハウジングの通路から分離される、当該第２のギアと、
を備え、
前記第１および第２のベアリングアセンブリと、前記第１および第２のシールとが、前記ギアハウジングに取り付けられる第１のベアリングハウジング内に収容され、
前記第３および第４のベアリングアセンブリと、前記第３および第４のシールとが、前記ギアハウジングに取り付けられる第２のベアリングハウジング内に収容され、
前記第１のベアリングハウジングおよび前記第２のベアリングハウジングのうちの少なくとも一方が、入口および出口と、前記ベアリングアセンブリを収容するリザーバとを画定する、
ポンプ。
【請求項９】
通路を画定し、入口および出口を有するギアハウジングと、
前記ギアハウジングの通路内に収容される第１のギアであって、当該第１のギアの両側から延びる第１のシャフトに取り付けられた当該第１のギアであって、当該第１のギアが、当該第１のギアの両側の前記シャフトに取り付けられる第１のベアリングアセンブリおよび第２のベアリングアセンブリを備え、前記第１のベアリングアセンブリおよび前記第２のベアリングアセンブリが、それぞれ第１のシールおよび第２のシールによって前記ギアハウジングの通路から分離される、当該第１のギアと、
前記ギアハウジングの通路内に収容される第２のギアであって、当該第２のギアの両側から延びる第２のシャフトに取り付けられた当該第２のギアであって、当該第２のギアが、当該第２のギアの両側の前記シャフトに取り付けられる第３のベアリングアセンブリおよび第４のベアリングアセンブリを備え、前記第３のベアリングアセンブリおよび前記第４のベアリングアセンブリが、それぞれ第３のシールおよび第４のシールによって前記ギアハウジングの通路から分離される、当該第２のギアと、
前記第１のシャフトを取り囲んで前記第１のシールと前記第１のベアリングアセンブリとの間に配置される第１のスプリングアセンブリと、
前記第１のシャフトを取り囲んで前記第２のシールと前記第２のベアリングアセンブリとの間に配置される第２のスプリングアセンブリと、
前記第２のシャフトを取り囲んで前記第３のシールと前記第３のベアリングアセンブリとの間に配置される第３のスプリングアセンブリと、
前記第２のシャフトを取り囲んで前記第４のシールと前記第４のベアリングアセンブリとの間に配置される第４のスプリングアセンブリと、
を備える、ポンプ。
【請求項１０】
前記第１のシャフトおよび前記第２のシャフトのうちの少なくとも一方が、モータに取り付けられる、請求項８又は９に記載のポンプ。
【請求項１１】
前記ギアが、スタッド状、スプール、螺旋、ヘリングボーン、および、これらの組み合わせから成るグループから選択される形状を備える、請求項８又は９に記載のポンプ。
【請求項１２】
材料を圧送するための方法において、
通路を画定し、入口および出口を有するギアハウジングと、前記ギアハウジング内に収容される複数のギアと、を備えるポンプを設けるステップであって、前記ギアの各々が、前記ギアと移動可能に係合する少なくとも１つのベアリングアセンブリを備え、ベアリングがシールによって前記ギアハウジングの通路から分離される、当該ステップと、
前記ギアを回転させることによって前記ポンプを通じて材料を移動させるステップと、
を備え、
前記ベアリングアセンブリが前記ギアハウジングに取り付けられるベアリングハウジング内に収容され、
前記ベアリングハウジングが、入口および出口と、前記ベアリングを収容するリザーバとを画定する、
方法。
【請求項１３】
前記方法は、
前記ベアリングハウジングの入口を通じてバリア流体を圧送して、前記ベアリングハウジング内の温度および圧力のうちの少なくとも一方を制御するステップ、
を更に備える、請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記方法は、
バリア流体制御システムを使用してバリア流体を監視するステップ、
を更に備える、請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
前記ギアが、前記ギアに取り付けられるシャフトに取り付けられるモータを使用して回転する、請求項１２に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
[0001]この出願は、その開示内容が参照により本明細書に組み入れられる、２００８年４月９日に出願された米国特許仮出願第６１／１２３，５４５号の優先権を主張する。
【０００２】
[0002]本発明は、一般にポンプに関し、特にギアポンプおよびギアポンプを使用する方法に関する。
【背景技術】
【０００３】
[0003]従来のポンプ（例えば、遠心ポンプ、回転ローブポンプ、ピストンポンプ、ダイアグラムポンプ、および、スクリューポンプ）と比較すると、ギアポンプは、高い作動圧（＞６００ｐｓｉ）で機能できるとともに、幅広い圧力範囲にわたって流動安定性が高いという利点を有する。ギアポンプは、一般に、粘性材料の高圧圧送を必要とする用途で使用される。また、ギアポンプは、高分子反応器のための再循環ループなど、様々な範囲の流動性材料粘性を有するプロセスで使用される。使用する圧送用途の例としては、（１）プラスチック押し出し成形におけるブースターポンプ、（２）高分子およびゴム、（３）樹脂および接着剤、および、（４）アスファルト、タール、および、他の極めて粘性が高い材料、が挙げられる。
【０００４】
[0004]高圧で動作する既存のギアポンプは、液圧負荷を均一に支えるためにベアリングが各ギアシャフトの両側に配置されることを必要とする。一般に、ベアリングは、負荷を効果的に伝えて製品がベアリングを潤滑できるようにするために、ギア近傍の製品流れ中に配置される。これは、潤滑を可能にするが、２つの主要な欠点を有する。すなわち、（１）特に圧送される製品が硬質粒子または研磨粒子を含むときにベアリングが摩耗を起こし易く、また、（２）ポンプを洗浄することが難しい。これらの欠点は、圧送される材料が衛生的な機器構造を必要とする研磨剤および／または材料（例えば、食品または製剤）である固体を含む場合に更に明らかになる。
【発明の概要】
【０００５】
[0005]本発明は、一般に、ギアポンプおよびギアポンプを使用する方法に関する。一般的な実施形態において、本発明は、通路を画定し、入口および出口を有するギアハウジングと、ギアハウジング内に収容される１つ以上のギアとを備えるポンプを提供する。ギアは、該ギアと移動可能に係合し、ギアのための支持を与えつつギアが自由に回転できるようにする１つ以上のベアリングを備える。ベアリングをシールによってギアハウジングの通路から分離することができる。
【０００６】
[0006]一実施形態において、ベアリングは、ギアハウジングに取り付けられるベアリングハウジング内に収容される。他の実施形態において、ベアリングハウジングは、入口および出口と、ベアリングを収容するリザーバとを画定する。
【０００７】
[0007]一実施形態では、ギアがモータに取り付けられるシャフトを備える。他の実施形態において、ベアリングは、シャフトを取り囲むベアリングアセンブリの一部である。
【０００８】
[0008]一実施形態において、シールは、シャフトを取り囲むとともに、ギアとベアリングアセンブリとの間に配置される。
【０００９】
[0009]一実施形態において、ポンプは、シャフトを取り囲んでシールとベアリングアセンブリとの間に配置されるスプリングアセンブリを更に備える。
【００１０】
[0010]一実施形態において、ギアは、スタッド状、スプール、螺旋、ヘリングボーン形状を備える。
【００１１】
[0011]他の実施形態において、本発明は、通路を画定し、入口および出口を有するギアハウジングと、第１のシャフトを備えてギアハウジングの通路内に収容される第１のギアとを備えるポンプを提供する。第１のギアは、第１のシャフトを取り囲む第１のベアリングアセンブリを備える。第１のベアリングアセンブリは第１のシールによってギアハウジングの通路から分離される。ポンプは、第２のシャフトを備えてギアハウジングの通路内に収容される第２のギアを更に備える。第２のギアは、第２のシャフトを取り囲む第２のベアリングアセンブリを備える。第２のベアリングアセンブリは第２のシールによってギアハウジングの通路から分離される。
【００１２】
[0012]一実施形態では、第１のベアリングアセンブリおよび第２のベアリングアセンブリがギアハウジングに取り付けられるベアリングハウジング内に収容される。
【００１３】
[0013]一実施形態において、ベアリングハウジングは、入口および出口と、ベアリングアセンブリを収容するリザーバとを画定する。
【００１４】
[0014]一実施形態では、第１のシャフトおよび第２のシャフトのうちの少なくとも一方がモータに取り付けられる。
【００１５】
[0015]一実施形態において、第１のシールは、第１のシャフトを取り囲み、第１のギアと第１のベアリングアセンブリとの間に配置される第１のシールを備え、第２のシールは、第２のシャフトを取り囲み、第２のギアと第２のベアリングアセンブリとの間に配置される第２のシールを備える。
【００１６】
[0016]一実施形態において、ポンプは、第１のシャフトを取り囲み、第１のシールと第１のベアリングアセンブリとの間に配置される第１のスプリングアセンブリと、第２のシャフトを取り囲み、第２のシールと第２のベアリングアセンブリとの間に配置される第２のスプリングアセンブリとを更に備える。
【００１７】
[0017]別の実施形態において、本発明は、通路を画定し、入口および出口を有するギアハウジングを備えるポンプを提供する。また、ポンプは、その両側から延びる第１のシャフトに取り付けられてギアハウジングの通路内に収容される第１のギアも備える。第１のギアは、その両側のシャフトに取り付けられる第１のベアリングアセンブリおよび第２のベアリングアセンブリを備える。第１のベアリングアセンブリおよび第２のベアリングアセンブリはそれぞれ第１のシールおよび第２のシールによってギアハウジングの通路から分離される。ポンプは、その両側から延びる第２のシャフトに取り付けられてギアハウジングの通路内に収容される第２のギアを更に備える。第２のギアは、その両側のシャフトに取り付けられる第３のベアリングアセンブリおよび第４のベアリングアセンブリを備える。第３のベアリングアセンブリおよび第４のベアリングアセンブリはそれぞれ第３のシールおよび第４のシールによってギアハウジングの通路から分離される。
【００１８】
[0018]一実施形態では、第１および第２のベアリングアセンブリと第１および第２のシールとがギアハウジングに取り付けられる第１のベアリングハウジング内に収容され、第３および第４のベアリングアセンブリと第３および第４のシールとがギアハウジングに取り付けられる第２のベアリングハウジング内に収容される。
【００１９】
[0019]一実施形態において、第１のベアリングハウジングおよび第２のベアリングハウジングのうちの少なくとも一方は、入口および出口と、ベアリングアセンブリを収容するリザーバとを画定する。
【００２０】
[0020]一実施形態では、第１のシャフトおよび第２のシャフトのうちの少なくとも一方がモータに取り付けられる。
【００２１】
[0021]一実施形態において、ポンプは、第１のシャフトを取り囲み、第１のシールと第１のベアリングアセンブリとの間に配置される第１のスプリングアセンブリと、第１のシャフトを取り囲み、第２のシールと第２のベアリングアセンブリとの間に配置される第２のスプリングアセンブリと、第２のシャフトを取り囲み、第３のシールと第３のベアリングアセンブリとの間に配置される第３のスプリングアセンブリと、第２のシャフトを取り囲み、第４のシールと第４のベアリングアセンブリとの間に配置される第４のスプリングアセンブリと、を更に備える。
【００２２】
[0022]更なる他の実施形態において、本発明は、材料を圧送するための方法を提供する。該方法は、通路を画定し、入口および出口を有するギアハウジングと、ギアハウジング内に収容される少なくとも１つのギアと、を備えるポンプを設けるステップであって、ギアが、該ギアと移動可能に係合する少なくとも１つのベアリングアセンブリを備えるステップを備える。ベアリングはシールによってギアハウジングの通路から分離される。また、該方法は、ギアを回転させることによって、ポンプを通じて材料を移動させるステップを更に備える。
【００２３】
[0023]一実施形態では、ベアリングアセンブリがギアハウジングに取り付けられるベアリングハウジング内に収容される。ベアリングハウジングは、入口および出口と、該ベアリングを収容するリザーバとを画定する。
【００２４】
[0024]一実施形態において、該方法は、ベアリングハウジングの入口を通じてバリア流体を圧送して、ベアリングハウジング内の温度および圧力のうちの少なくとも一方を制御するステップを更に備える。
【００２５】
[0025]一実施形態において、該方法は、バリア流体制御システムを使用してバリア流体を監視するステップを更に備える。
【００２６】
[0026]一実施形態において、ギアは、該ギアに取り付けられるシャフトに取り付けられるモータを使用して回転する。
【００２７】
[0027]本発明の利点は、改良されたギアポンプを提供することである。本発明の他の利点は、ポンプのベアリングが製品流れと接触しないギアポンプを提供することである。本発明の更なる他の利点は、使用時に衛生状態が改善されたポンプを提供することである。本発明の更なる他の利点は、高いポンプ圧力に耐えることができる改良されたポンプを提供することである。本発明の更なる他の利点は、高い圧送温度に耐えることができる改良されたポンプを提供することである。本発明の他の利点は、粘性材料を圧送するための改良された方法を提供することである。
【００２８】
[0028]本発明の他の更なる目的、特徴、および、利点は、当業者に容易に明らかとなる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の一実施形態におけるポンプの正面斜視図を示している。
【図２】本発明の一実施形態におけるポンプのII−II線断面図を示している。
【図３】本発明の一実施形態における第１のベアリングハウスおよび第２のベアリングハウスの正面斜視図を示している。
【図４】本発明の一実施形態におけるギアハウジングの正面斜視図を示している。
【図５】本発明の一実施形態におけるポンプのＶ−Ｖ線断面図を示している。
【図６】本発明の一実施形態におけるシールの正面斜視図を示している。
【図７】本発明の一実施形態におけるスプリングアセンブリの正面斜視図を示している。
【図８】本発明の一実施形態におけるスプリングアセンブリの分解正面斜視図を示している。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
[0037]本発明は、一般に、ギアポンプとギアポンプを使用する方法とに関する。一般的な実施形態において、ギアポンプは、ベアリングがギアポンプの製品流れの外側に配置される。製品は、例えば高い固体含有量を有する材料などの任意の適した流動可能な材料であってもよい。ベアリングは、製品がポンプを通じて流れるときに製品と接触せず、したがって、製品によって、特に製品中の研磨粒子によって引き起こされる摩耗や裂傷を生じ難い。また、別の実施形態におけるギアポンプの構造によってポンプが洗浄し易くなり、したがって、ポンプを使用する際に衛生状態を維持することができる。これは、以下のうちの１つ以上、すなわち、１）メンテナンスコストの低減、２）工場休止時間の減少、３）極めて高い動作圧および温度での動作、４）粘性製品を扱うことができる能力、および、５）流動安定性の向上、のうちの１つ以上を可能にする改良されたギアポンプを提供する。
【００３１】
[0038]本発明のギアポンプは、粘性が高い材料を運ぶことができる。これらの材料は、軽〜重灯油、潤滑油、液圧流体、および、合成油の形態であってもよい。また、材料は、動物または植物油脂、砂糖水、高粘性高分子、粘性またはアセテートセルロースであってもよい。
【００３２】
[0039]また、本発明のギアポンプは、例えば様々な製造プロセスにおける食品またはペッドフード製品などの食品を運ぶためおよび／または形成するために使用することもできる。例えば、ギアポンプは、製造プロセス中に食品またはペッドフードを１つの場所から他の場所へと圧送するため、または輸送するために使用することができる。また、ギアポンプは、該ギアポンプを使用して食品またはペッドフード混合物を１つ以上の熱交換器および／または押し出しダイスを介して押圧することにより食品を製造するために使用することもできる。食品またはペットフード混合物は、高い固体含有量を有する乾燥材料、半湿潤材料、または、湿潤材料の形態であることができる。
【００３３】
[0040]図１〜図５に示される一般的な実施形態において、本発明は、通路２２を画定し、製品が流入または流出するための入口２４および出口２６をそれぞれ有するギアハウジング２０を備えるポンプ１０を提供する。また、ポンプ１０は第１のシャフト４０に取り付けられる第１のギア３０も備えており、第１のシャフト４０は第１のギア３０の一方側または両側から延びる。第１のギア３０は、ポンプ１０の通路２２を通じて製品流れを移動させるために回転できる。第１のギア３０の全て、または一部がギアハウジング２０の通路２２内に収容される。
【００３４】
[0041]第１のギア３０は１つ以上のベアリング３２を備える。ベアリング３２は、第１のシャフト４０を取り囲むベアリングアセンブリ３４の一部となることができる。ベアリングアセンブ３４は、第１のシャフト４０を自由に回転できるようにしつつ第１のシャフト４０を所定の位置に支持して保持することができる。他の実施形態において、第１のギア３０は、該第１のギア３０の反対側でシャフト４０に取り付けられる別個のベアリングアセンブリ３８の一部である１つ以上のベアリング３６も備えることができる。
【００３５】
[0042]シャフト４０は、任意の適した方法（例えば、接着、溶着、機械的な締結）でギア３０に取り付けることができる。一実施形態において、シャフト４０およびギア３０は、同じ材料（例えば、鉄、鋼、高強度ポリマー）から形成される単一の一体品である。
【００３６】
[0043]ベアリングアセンブリ３４および／またはベアリングアセンブリ３８は、シール５０、５２によってギア３０およびギアハウジング２０の通路２２からそれぞれ分離させることができる。シール５０、５２は第１のシャフト４０を取り囲むことができる。例えば、シール５０、５２をベアリングアセンブリ３４、３８とギア３０の側面との間で第１のシャフト４０上に配置することができる。シールがギア３０の側面と接触する、または該側面の近傍にあることによって、ギアハウジング２０内に配置されるギア３０とベアリングアセンブリ３４、３８との間に緊密なシールを形成することができる。構造により、製品がポンプ１０を通過する際に、回転ギア３０によって移動する任意の製品流れがベアリングアセンブリ３４、３８と接触できない。
【００３７】
[0044]一実施形態において、シール５０、５２は、ギアとギアハウジングの通路を通じて移動する製品流れとの間で空気／流体緊密分離を行なう機械的なリング形状シールとなることができる。これらのシールは、製品流れからの材料をベアリングハウジングまたはポンプのためのベアリングが位置される場所に浸入させないようになっている。また、これらのシールは、ベアリングハウジングからのバリア流体がポンプ通路内の製品流れ中に入り込まないようにするために使用することもできる。シール５０、５２は、ベアリング３２、３６およびベアリングアセンブリ３４、３８をギアハウジング２０の通路２２から分離する任意の適した形状および形態であることができる。
【００３８】
[0045]ギアハウジング２０は、任意のデッドスペースを排除し、流線型を有し、および、定置洗浄するべく高度に研磨された表面を有する形状であるように形成することができる。これにより、ポンプ１０は非常に衛生的な構造を有することができる。ギアハウジング２０は、任意の適した材料（例えば、鉄、鋼、高強度ポリマー）から形成することができる。摩耗を防止するためにギアハウジングの内面を適切な材料でコーティングすることができる。
【００３９】
[0046]一実施形態において、ポンプ１０は他のギア６０を更に備えており、該ギアは、この第２のギア６０の両側から延びる第２のシャフト７０に取り付けられるとともに、ギアハウジング２０の通路２２内に収容される。第２のギア６０は、製品をより効果的かつ効率的にポンプ１０を通じて移動させるために第１のギア３０と協働することができる。第２のギア６０は、第１のギア３０に類似する態様で１つ以上のベアリング６２を備えることができる。例えば、ベアリング６２は、その第２のシャフト７０を取り囲むベアリングアセンブリ６４の一部となることができる。他の実施形態において、第２のギア６０は、第２のギア６０の反対側でシャフト４０に取り付けられる別個のベアリングアセンブリ６８の一部である１つ以上のベアリング６６を備えることもできる。
【００４０】
[0047]ベアリングアセンブリ６４および／またはベアリングアセンブリ６８をシール８０、８２により前述したと同様の態様でギアハウジング２０の通路２２から分離することができる。シール８０は、ベアリング６２、６６およびベアリングアセンブリ６４、６８をギアハウジング２０の通路２２から分離する任意の適した形状および形態であることができる。
【００４１】
[0048]別の実施形態でポンプに使用されるシールのいずれかは、シール１５０の斜視図を示す図６に示される形態を有することができる。この実施形態において、シール１５０は、直径が外側へ向けて広がっている。シール１５０は、以下で詳しく説明するようにシールを所定位置に保持できるスプリングアセンブリ（図６〜図７参照）の一部であるピンなどの様々な機構を受け入れるための１つ以上の凹部１５２を備える。他の実施形態において、シール１５０は、シール１５０の外周を取り囲むＯリングと併せて使用されてもよい。Ｏリングは、更なるシールを行なうために使用できる。
【００４２】
[0049]用途に応じて、ギアは、任意の適したサイズおよび形状、例えばスタッド状、スプール、螺旋、または、これらの組み合わせなどを有することができる。ギアは、用途に応じて、任意の適した材料から形成できるとともに、任意の適したコーティングを備えることができる。例えば、異なる用途に関してポンプ構造を最適化するために異なるギアサイズ直径および幅を利用できる。
【００４３】
[0050]一実施形態では、ベアリングアセンブリ３４およびベアリングアセンブリ６４がベアリングハウジング９０内に収容される。ベアリングハウジング９０は、任意の適した機構（例えば、ネジ、留め具、または接着剤）を使用してギアハウジング２０に対して取り外し不能に、または取り外し可能に取り付けることができる。また、シール５０、８０もベアリングハウジング９０内に収容することができる。
【００４４】
[0051]他の実施形態では、ベアリングアセンブリ３８およびベアリングアセンブリ６８がベアリングハウジング９２内に収容される。ベアリングハウジング９２は、任意の適した機構（例えば、ネジ、留め具、または接着剤）を使用してギアハウジング２０に対して取り外し不能に、または取り外し可能に取り付けることができる。また、シール５２、８２もベアリングハウジング９２内に収容することができる。
【００４５】
[0052]一実施形態において、ベアリングハウジング９０および／またはベアリングハウジング９２は、入口９４、９６と、対応する出口（図示せず）と、リザーバとを画定する。ベアリングハウジング９０、９２内のリザーバは、ベアリングアセンブリを収容できるとともに、ベアリングを潤滑しおよび／またはベアリングハウジング９０、９２内の温度および圧力を制御して維持するためのバリア流体などの流体を収容するために使用できる。
【００４６】
[0053]ベアリングハウジング９０、９２は、ベアリングの交換のための組立および分解を容易に行なうことができるように独自に形成できる。また、ベアリングを潤滑してベアリングの温度を維持するために使用されるバリア流体の流路は、一貫したバリア流体流れを維持できるようになっている。また、ポンプヘッドの方向に応じてバリア流体流路を変えることもできる。この柔軟性により、ポンプバリア流体流路を様々なポンプ方向において最適化することができる。
【００４７】
[0054]別の実施形態では、ポンプで別個のベアリングハウジングを使用することにより、ベアリングハウジング内のバリア流体の品質および特性を監視して制御する適切なバリア流体制御システムを使用できる。例えば、本ポンプを備えれば、バリア流体制御システムを使用してバリア流体の温度および圧力を正確に制御でき、それにより、ベアリング寿命を最大にすることができる。また、バリア流体の圧力を制御して、シールに作用する背圧を補うことにより、高い吸引ポンプ入口圧でのシール損傷を防止できる。バリア流体の温度および圧力は、例えば比例-積分-微分（ＰＩＤ）コントローラを使用して自動的に制御できる。また、バリア流体制御システムは、バリア流体の品質を経時的に決定して監視するためのサイトグラスまたは自動化法を備えることもできる。摩耗を防止するために、ギアハウジングの内面を適切なものでコーティングすることができる。
【００４８】
[0055]一実施形態において、第１のシャフト４０および／または第２のシャフト７０は、対応するギア３０、６０を回転させるモータ（図示せず）に取り付けられる。例えば、モータは、シャフト４０をギア３０と共に回転させる駆動シャフト１００に取り付けることができる。モータ１００は、ギアハウジング２０内でギアを回転させることによりギアハウジング２０の通路２２を通じて材料を移動させる力を与えるべく使用される任意の適したモータであってもよい。このモータを可変周波数ドライブによって駆動させてポンプ速度を調整することができる。
【００４９】
[0056]別の実施形態において、ポンプは、ギアのシャフトを取り囲む１つ以上のスプリングアセンブリを更に備える。例えば、図５に示されるように、ポンプ１０は、第１のシャフトを取り囲み、第１のシールと第１のベアリングアセンブリとの間に配置されるスプリングアセンブリ２００と、第１のシャフトを取り囲み、第２のシールと第２ベアリングアセンブリとの間に配置されるスプリングアセンブリ２０２と、第２のシャフトを取り囲み、第３のシールと第３のベアリングアセンブリとの間に配置されるスプリングアセンブリ２０４と、第２のシャフトを取り囲み、第４のシールと第４のベアリングアセンブリとの間に配置される第４のスプリングアセンブリ２０６とを備えることができる。
【００５０】
[0057]スプリングアセンブリは、ベアリングアセンブリとギアとの間に緊密なシールを形成するために使用できる。例えば、シールとベアリングアセンブリとの間に配置されるスプリングアセンブリは、それぞれの対応するシールをギアの側面に押し付ける、または該側面の近傍に押しやることができる。これにより、シールがシャフトに沿って軸方向に移動することを防止できる。
【００５１】
[0058]スプリングアセンブリをベアリングアセンブリによって所定位置に取り付けて保持することができる。例えば、ベアリングアセンブリ３４、３８、６４、６８は、図５に示されるように組み立てられると、留め具またはクリップ（例えば、ベアリングハウジングに取り付けられる）を使用して対応するギアシャフト４０、７０上に固定させることができ、または軸方向に変移しないようにすることができ、また、留め具またはクリップは、シール５０、５２、８０、８２を押圧する取り付けられたスプリングアセンブリ２００が軸方向に変移するのを更に防止する。
【００５２】
[0059]スプリングアセンブリの更に詳しい実施形態が図７〜図８に示されている。図７〜図８に示されるように、一実施形態において、スプリングアセンブリは、横たわったＵ字形状の断面を有するケージ２１０を備える。動作中、ベアリングに最も近い側であるケージ２１０の一方側は閉じられている。ケージ２１０の上側部分および下側部分の径方向に配置される穴２１２は、１つ以上のピン２２０を受ける役目を果たす。ピン２２０は、図６に示されるシール１５０と併せて使用されることにより、シール１５０が動作中に回転しないようにすることができる。例えば、シール１５０の凹部１５２はスプリングアセンブリ２００のピン２２０を受けることができ、それにより、ギア３０、６０が回転されるときにシール１５０が回転することを防止する。
【００５３】
[0060]スプリングワッシャ２３０および力伝達リング２４０をピン２２０の背後に配置することができ、それにより、スプリングアセンブリ２００がシール１５０をギア３０、６０の側面に対して軸方向に押し当てる、または押し付けることができる。スプリングワッシャ２３０は、力伝達リング２４０とケージ２１０の閉端部との間に配置される。
【００５４】
[0061]更なる他の実施形態において、本発明は、材料を圧送するための方法を提供する。該方法は、通路を画定し、入口および出口を有するギアハウジングと、ギアハウジング内に収容される１つ以上のギアとを備えるポンプを設けることを含む。ギアは、ギアと移動可能に係合される１つ以上のベアリングアセンブリを備える。ベアリングは、１つ以上のシールによってギアハウジングの通路から分離される。方法は、ギアを回転させることによってポンプを通じて材料を移動させることを更に含む。
【００５５】
[0062]ベアリングアセンブリをギアハウジングに取り付けられるベアリングハウジング内に収容することができる。ベアリングハウジングは、入口および出口と、ベアリングを収容するリザーバとを画定する。一実施形態において、該方法は、ベアリングハウジングの入口を通じてバリア流体を圧送してベアリングハウジング内の温度および／または圧力を制御することを更に含む。方法は、バリア流体制御システムを使用してバリア流体を監視することを更に含むことができる。
【００５６】
[0063]明細書では、本発明の典型的な好ましい実施形態を開示してきており、また、特定の用語が使用されるが、これらの用語は、単なる総称的かつ記述的な意味で使用されており、限定を目的とするものではなく、本発明の範囲は特許請求の範囲に記載される。明らかに、前述した教示内容に照らして本発明の多くの変更および変形が可能である。したがって、添付の特許請求の範囲内において、具体的に説明された方法とは別の方法で本発明を実施できることは言うまでもない。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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