(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
粘性材料を吐出するための計量ポンプであって、
粘性材料源に接続可能な入口と出口とを有しているハウジングと、
駆動ユニットによって少なくとも２つの位置、すなわち前記入口から前記ハウジングに至る前記粘性材料の流れを可能とする第１の位置と、前記ハウジングから前記出口に至る前記粘性材料の流れを可能とする第２の位置とに回転可能とされる円筒状のバルブ本体と、
前記ハウジングに接続されており、前記粘性材料の前記流れを実現するように制御可能なピストンを有しているシリンダ装置と、
前記計量ポンプを清浄する少なくとも１つの清浄装置と、
を備えている前記計量ポンプにおいて、
前記清浄装置は、前記ピストンの前記バルブ本体に面した部分内に配置された、清浄剤のための少なくとも１つのノズルを備えており、
前記ノズルは、前記計量ポンプが清浄されている間、前記ノズル自体が前記ピストンの外側に突出している延伸位置に配置されていることを特徴とする計量ポンプ。
【請求項２】
前記ノズルは、前記粘性材料が送り出される場合に、前記ピストン内の待避位置に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の計量ポンプ。
【請求項３】
前記延伸位置において、少なくとも１つの前記ノズルが、前記バルブ本体に及び前記シリンダ装置の内面に向いていることを特徴とする請求項１に記載の計量ポンプ。
【請求項４】
前記バルブ本体は、前記計量ポンプの清浄中に回転するように配置されていることを特徴とする請求項１に記載の計量ポンプ。
【請求項５】
前記バルブ本体は、連続的に回転するように配置されていることを特徴とする請求項４に記載の計量ポンプ。
【請求項６】
前記バルブ本体は、前記計量ポンプの清浄中に前記入口と前記出口との間において流通可能となる中間位置に回転するように配置されていることを特徴とする請求項１に記載の計量ポンプ。
【請求項７】
前記ピストンは、前記計量ポンプの清浄中に前記バルブ本体から所定距離で離隔するように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計量ポンプ。
【請求項８】
前記ピストンは、前記計量ポンプの清浄中に前記バルブ本体に対して相対的に移動可能なように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計量ポンプ。
【請求項９】
前記清浄装置は、前記入口内に配置された、清浄剤のための少なくとも１つのノズルを備えていることを特徴とする請求項１に記載の軽量ノズル。
【請求項１０】
前記バルブ本体は、軸方向に独立した少なくとも２つの位置で前記ハウジングに対して相対的に回転可能に取り付けられることを特徴とする請求項１に記載の計量ポンプ。
【請求項１１】
前記バルブ本体は、前記バルブ本体の両端に隣り合った前記ハウジングに対して相対的に回転可能に取り付けられていることを特徴とする請求項１０に記載の計量ポンプ。
【請求項１２】
前記入口は、前記バルブ本体の軸方向部分に接続されていることを特徴とする請求項１に記載の計量ポンプ。
【請求項１３】
前記出口は、前記バルブ本体の径方向部分に接続されていることを特徴とする請求項１に記載の計量ポンプ。
【請求項１４】
前記シリンダ装置は、前記バルブ本体の径方向部分に接続されていることを特徴とする請求項１又は１３に記載の計量ポンプ。
【請求項１５】
前記バルブ本体は、前記ハウジングに対して相対的に回転可能なように、前記シリンダ装置の側部に取り付けられていることを特徴とする請求項１４に記載の計量ポンプ。
【請求項１６】
粘性材料を送り出すために前記粘性材料が計量ポンプ内で流れるようにするシリンダ装置のピストンにおいて、
前記計量ポンプは、
粘性材料源に接続可能な入口と出口とを有しているハウジングと、
少なくとも２つの位置、すなわち前記入口から前記ハウジングに至る前記粘性材料の流れを可能とする第１の位置と、前記ハウジングから前記出口に至る前記粘性材料の流れを可能とする第２の位置とに配置可能なバルブ本体と、
前記粘性材料の流れを実現するために前記ハウジングに接続されているシリンダ装置と、
を備えており、
前記ピストンが、清浄剤を供給し、これにより前記計量ポンプを清浄するために、少なくとも１つの清浄装置を備えており、
前記清浄装置は、前記バルブ本体に面した前記ピストンの前部分に配置された、清浄剤のための少なくとも１つのノズルを備えており、
前記ノズルは、前記粘性材料が送り出される場合に、待避位置に配置されており、
前記ノズルは、前記計量ポンプの清浄中に、前記ノズル自体が前記ピストンの外側に突出している延伸位置に配置されていることを特徴とするピストン。
【請求項１７】
前記延伸位置において、少なくとも１つの前記ノズルが、前記バルブ本体に及び前記シリンダ装置の内面に向いていることを特徴とする請求項１６に記載のピストン。
【請求項１８】
前記ピストンは、前記計量ポンプの清浄中に前記バルブ本体から所定距離離隔して配置されていることを特徴とする請求項１７に記載のピストン。
【請求項１９】
前記ピストンは、前記計量ポンプの清浄中に前記バルブ本体に向かって移動可能なように配置されていることを特徴とする請求項１７に記載のピストン。
【請求項２０】
前記ピストンは、前記バルブ本体に向かって第１の端位置から第２の端位置に移動可能なように配置されていることを特徴とする請求項１９に記載のピストン。
【請求項２１】
少なくとも１つの前記ノズルは、前記シリンダ装置のピストンロッド内で軸方向に押し出すことができると共に前記ピストンロッドを貫通している、貫通ロッドの一端に配置されており、
前記ノズルは、前記ピストンの前面から外側に押し出されることを特徴とする請求項１６に記載のピストン。
【請求項２２】
前記貫通ロッドは、清浄剤のためのダクトを備えていることを特徴とする請求項２１に記載のピストン。
【請求項２３】
前記ダクトは、前記ノズルの周囲に複数のボアを備えており、
前記ノズルが前記延伸位置に配置されている場合には、前記ボアが露出していることを特徴とする請求項２２に記載のピストン。
【請求項２４】
少なくとも１つの前記ノズルは、前記シリンダ装置のピストンロッド内で軸方向に押出し可能な貫通ロッドの一端に配置されており、
前記ノズルは、前記ピストンの前面の内側に押し込まれることを特徴とする請求項１６に記載のピストン。
【請求項２５】
前記貫通ロッドと前記ピストンロッドの内面との間の間隙は、清浄剤のためのダクトを構成していることを特徴とする請求項２４に記載のピストン。
【請求項２６】
少なくとも１つの前記ノズルは、接線方向に向いているボアを有し、且つ回転可能に取り付けられた前側部分を備えており、
前記前側部分は、清浄剤を流す影響によって回転するようになっていることを特徴とする請求項２１に記載のピストン。
【請求項２７】
請求項１に記載の計量ポンプを清浄するための方法において、
前記粘性材料源に接続された前記入口を閉じるステップと、
前記入口から清浄剤を供給すると同時に前記出口を通じて清浄剤を排出するように前記バルブ本体を制御するステップと、
前記計量ポンプが前記ノズルによって清浄される位置に移動するように前記ノズルを制御するステップと、
前記入口を加圧された清浄剤源に接続するステップと、
前記ノズルを加圧された前記清浄剤源に接続するステップと、
前記バルブ本体と前記シリンダ装置の少なくとも一部分とを洗い流すステップと、
を備えていることを特徴とする方法。
【請求項２８】
前記方法は、前記入口及び前記出口を接続する中間位置に移動するように前記バルブ本体を制御するステップを備えていることを特徴とする請求項２７に記載の方法。
【請求項２９】
前記方法は、前記入口及び前記出口を断続的に接続するために、前記バルブ本体を回転させることによって前記バルブ本体を制御するステップを備えていることを特徴とする請求項２７に記載の方法。
【請求項３０】
前記方法は、前記バルブ本体に面する前記ピストンの前部分内で前記ノズルを開くステップを備えていることを特徴とする請求項２７に記載の方法。
【請求項３１】
前記方法は、貫通ロッドを前記シリンダ装置内でピストンロッドに対して相対的に軸方向に押し出すことによって、前記ノズルを開くステップを備えていることを特徴とする請求項３０の方法。
【請求項３２】
前記方法は、前記ピストンを前記バルブ本体に向かって移動させることによって、前記バルブ本体と前記シリンダ装置の少なくとも一部分とを洗い流すステップを備えていることを特徴とする請求項２７に記載の方法。
【請求項３３】
前記方法は、第１のステップで清浄剤によって洗い流し、第２のステップで加圧気体によって乾燥させるステップを備えていることを特徴とする請求項２７に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、異なる種類の材料を計量するか、又は該異なる種類の材料を容器又はこれに類するものに充填するための計量ポンプに関する。本発明は、具体的には計量ポンプに組み込まれた構成部材を清浄するための方法及び装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
異なる種類の液状材料を計量又は供給するための計量ポンプ又はこれに類する装置は、ポンプ内の構成部材に堆積した材料を取り除くために、又は他の材料を供給するためにポンプを準備するために清掃することが必要とされる。時間を節約し且つ材料を急速に変更可能とするために、分解する必要なく、計量ポンプを清浄可能なことが望ましい。
【０００３】
特許文献１は、分解せず計量ポンプを清浄するための装置を開示している。この計量ポンプは、入口と出口とこれらの間に設けられた回転式バルブとを備えている。材料は、シリンダの作用によって送り込まれたり、送り出される。該シリンダのピストンは、バルブの開口に面している。バルブの錐状の前部分は、シリンダの端部に面しているバルブ内に載置された、相互作用する錐状のシートを密閉状態で支持している。第１の位置では、バルブは、入口に向かって開口しており、ピストンは、材料を入口からシリンダに吸引するように動作する。この後に、バルブは、第２の位置に向かって回転し、この第２の位置では、ピストンは、材料を出口から吐出させる。ポンプが清浄されるべき場合には、入口と出口とを直接接続させるために、バルブの錐状部分が錐状のシートとの係合が解除されるように後退する。この直後に、清浄液は、バルブを清浄するために計量ポンプを通じて流れる。本発明の課題に関連する１つの問題は、バルブの前側部分によって入口から出口に至るまで貫流するので、液状材料が残留したままであることである。
【０００４】
特許文献２は、分解せず計量ポンプを清浄するための装置を開示している。この計量ポンプは、類する構造を有しており、回転式バルブと、材料を送り込み送り出すためのピストン−シリンダ装置とを備えている。清浄と関連して、清浄液は、最初に入口のノズルを通じて流れ、次に独立したノズルを介してバルブの内部端面に向かって流れる。清浄の間、バルブは、さらなる材料を取り除くために回転可能とされる。この装置も、ノズルからの流れが清浄すべき空間全体に行き渡らないので、材料が堆積するという問題を有している。
【０００５】
本発明の目的は、計量ポンプをより効果的且つより速く清浄する方法と、該方法を実施するための装置とを提供することである。本発明は、計量ポンプ内に組み込まれたすべての構成部材を分解することなく、そのままの状態で清浄することができる改良装置にも関連する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】米国特許第４，７５９，６９５号明細書
【特許文献２】米国特許第４，８４２，０２６号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許請求の範囲に記載の装置及び方法によって、課題は解決される。
【０００８】
好ましい実施例では、本発明は、様々な粘性材料に接続可能な入口と出口とを有するハウジングを備えている、粘性材料を吐出するための計量ポンプに関する。入口と出口との間には、円筒状のバルブ本体が設けられている。このバルブ本体は、駆動ユニットによって少なくとも２つの位置に回転可能である。一の実施例によると、駆動ユニットは、第１の位置と第２の位置との間で機械的な運動を伝達するための機構によって構成されている。代替的には、このような運動はサーボモータ、ステップモータ、又は他の適切な駆動ユニットによって実現される。このような駆動ユニットは、電気式、空圧式、又は液圧式で動作する。バルブ本体には、計量ポンプを通じて粘性材料を搬送可能とするキャビティ、開口部、又はダクトが設けられている。材料を計量することに関連して、回転式バルブ本体は、好ましくは２つの定位置に配置可能とされる。この２つの定位置とは、粘性材料が入口からハウジングに流れるようにする第１の位置と、粘性材料がハウジングから出口に流れるようにする第２の位置とである。一の実施例によると、バルブ本体は、
バルブ本体に沿った、必ずしも必要ではないが好ましくは、バルブ本体の両端部に隣り合った少なくとも２つの軸方向に独立した位置で、ハウジングに対して回転可能に取り付けられている。当該実施例では、入口がバルブ本体の軸方向部分に接続されており、出口がバルブ本体の径方向部分に接続されている。
【０００９】
ハウジングに接続されたシリンダ装置には、粘性材料が流れるようにする制御可能なピストンが設けられている。一の実施例によると、シリンダ装置はバルブ本体の径方向部分に接続されている。この場合には、バルブ本体は、シリンダ装置がハウジングに接続された各側部で、好ましくはハウジングに対して回転可能に取り付けられている。バルブ本体が第１の位置に配置されている状態で、ピストンは、バルブ本体から離隔する方向において所定距離に亘って移動される。所定量の送り出される材料がシリンダ装置内部に引き込まれた場合には、ピストンが停止する。続いて、バルブ本体が第２の位置に向かって回転され、ピストンはバルブ本体に向かって戻される。ピストンがハウジングに隣接した自身の端位置に一旦到達し、所望量の材料がシリンダ装置に充填されると、この材料は出口を通じて充填ノズル又は類するものに排出される。このタイプの充填ノズルは、本発明の一部分を構成するものではなく、以下で詳述することはない。
【００１０】
計量ポンプの清浄に関連して、駆動ユニットは、バルブ本体が段階的又は連続的に回転し、これにより少なくとも断続的に出口を通じて清浄剤を吐出するために利用される。代替的には、駆動ユニットは、第１の位置と第２の位置との間の中間位置にバルブ本体を配置することができる。この場合には、バルブ本体の開口部及びキャビティは、清浄剤が入口からバルブ本体を通過して出口に流れるように配設されている。計量ポンプには、計量ポンプを分解することなく、計量ポンプ内に組み込まれた部品を清浄するための少なくとも１つの装置が設けられている。第１の清浄装置は、ピストンのバルブ本体に面した部分に配置された、少なくとも１つの清浄剤のためのノズルを備えている。
【００１１】
利用可能な清浄剤のタイプは、例えば除去すべき粘性材料のタイプに依存する。圧力が作用する状態で計量ポンプのバルブ本体、代替的にはバルブ本体及びシリンダの少なくとも一部分を通じて送り出される清浄剤としては、例えば温水又は冷水、皿洗い用洗剤、アルコールや蒸気が挙げられる。
【００１２】
以下において、例えば“前（front）”、“後（rear）”、“前方（forwaed）”や“後方（rearward）”のような用語は、シリンダ装置の長手軸線に沿った様々な構成部材の相対位置及び移動を規定するために利用される。従って、シリンダ装置の前側部分は、計量ポンプのハウジングに当接している。
【００１３】
粘性材料が送り出される場合には、ノズルはピストン内の待避位置（retracted position）に配置されている。従って、バルブ本体に面しているピストンの前面は略平坦であり、ノズルは粘性材料から保護されている。好ましい典型的な実施例では、ノズルは、該ノズルが粘性材料のピストン内のシールと密着するように構成されている。
【００１４】
計量ポンプを清浄している際に、清浄剤のための第１のノズルは入口内に配置されている。任意の第１のステップにおいて、第１のノズルは、シリンダ装置に隣接したバルブ本体の入口開口部及びキャビティから大部分の粘性材料を洗い流すことができる。少なくとも第２のノズルは、ロッド１４及び／又はピストン１３の作用によってピストン内の延伸位置（extended position）に配置されている。好ましくは、ノズルは、延伸位置においてバルブ本体に向かって向いている。好ましくは、ノズルは、ピストンのピストンロッドの内側に同心に延在しているロッドの一端に配置されている。従って、ロッドは、粘性材料が送り出された場合にピストン及びピストンロッドと共に移動する。
【００１５】
計量ポンプの清浄中に、ノズルは、ロッドによってピストンの前面に対して軸方向に移動可能であり、これによりピストンロッド及びノズルを通じて清浄剤を供給することができる。その後の清浄ステップの際には、ノズルは、バルブ本体を回転させた状態で、最初に通常時にシリンダ装置に面しているキャビティ内を洗い流し、その後に通常時に出口に面しているキャビティを洗い流す。バルブ本体は、連続的又は段階的に回転され、これによりキャビティをノズルに露出させるか、又は第１のステップ及び第２のステップの両方の際に出口を通じて清浄剤を排出させることができる。また、第１のステップを独立して実行可能であるか、代替的には第１のステップと第２のステップとを同時に実行可能である。
【００１６】
一の典型的な実施例では、ノズルはピストンの前面に対して軸方向前方に押し出され、清浄剤を供給するための多数のボアが露出されている。ノズルの前側部分には、待避位置においてピストンの前面と一致するようになっている比較的平坦な表面が形成されている。さらに、ノズルは略錐状の基本形態の後側部分を備えており、錐状の前面がピストンの対応する表面に密接するようになっている。ノズルの後側部分には、径方向に延在し及び／又は傾斜している多数のボアが設けられている。これらボアは、ロッドの中央に形成されたダクトとノズルの後方に形成された錐状部分の外周部との間に延在している。一の実施例では、錐状の後側部分の外周部には、少なくとも１つの径方向外側の溝が形成されている。ボアは、これら溝に一致するように設けられている。代替的には、錐状部分には複数の溝が形成されており、ボアは同一の溝に一致するロッドの中心軸線に対して同一角度で傾斜している。おり、ボアの中心軸線それぞれがロッド１４の中心軸線Ｘに一致するように配置されている。ロッドの中心軸線Ｘに対して同一角度で傾斜しているボアは、同一の径方向の溝に一致するように設けられている。好ましくは、バルブ本体に対して向いているボアは、ロッドの中心軸線に対して直角に向いているボアよりもノズルの端面に近接して、溝に一致するように設けられている。ボアの中心軸線に対する角度は、清浄中のボアの役割に依存している。結果として、１つ以上のボアを備えたノズルが露出されており、計量ポンプとシリンダ装置の少なくとも一部分が洗浄される。ボアから噴出したジェット流が静止したバルブ本体の特定の表面に噴射されるようにバルブ本体から所定距離で離隔して配置されている。代替的には、バルブ本体が連続的に回転するので、清浄剤のジェット流がバルブ本体の大部分に到達する。ピストンは、計量ポンプの清浄中にバルブ本体に向かって及び／又は該バルブ本体から離れるように移動可能に配置されている。この移動は、一方向又は両方向において連続的又は段階的に為される。一定角度で噴出される複数のジェット流は、特にノズルとバルブ本体との距離が変化すると共に同時にバルブ本体が回転される場合であっても、バルブ本体の異なる部分に到達可能である。
【００１７】
代替的且つ典型的な実施例では、ロッドが自身の中心軸線を中心として回転するか、又は錐状部分を備えたノズルの前部分が清浄中に回転するように配設されている。ピストンが回転式バルブ本体に向かって移動すると共に、異なる角度のジェット流を噴流する回転式ノズルを備えた実施例では、シリンダ装置の内面とバルブ本体の外面との両方を効果的に洗浄することができる。
【００１８】
さらなる代替的且つ典型的な実施例では、頑丈なノズルがピストンの前面に対して軸方向前方に押し出され、環状の間隙がリング状のノズルの形態をしたノズルを形成する。リング状のノズルは、錐状且つ環状の清浄剤のジェット流を発生させる。当該実施例では、ノズルは、シリンダ装置のピストンロッドとノズルの動作を制御するロッドとの間の間隙を介して利用する清浄剤を備えている。ピストンは、ジェット流が静止したバルブ本体の特定の表面に噴出されるように、バルブ本体から所定距離で離間して配置されている。代替的には、バルブ本体は連続的に回転されるので、清浄剤のジェット流がバルブ本体の大部分に到達する。ピストンは、計量ポンプの清浄中にバルブ本体に向かって移動可能なように配置されている。この移動は、連続的又は段階的に為される。錐状且つ環状の一定形状のジェット流は、ノズルとバルブ本体との距離が変化するに従ってバルブ本体の異なる部分に到達する。代替的には、間隙の大きさを制御するノズルのピストンからの突出量を調整する、又は清浄剤の圧力を変更することによって、ジェット流の形状を変更することができる。言うまでもなく、ジェット流の形状とバルブ本体に対する距離とを同時に変化させることも可能である。
【００１９】
さらなる代替的且つ典型的な実施例では、清浄プロセスンの際に清浄剤を供給するために、ピストンの前面に対して相対的に軸方向後方にノズルを押すことができる。当該実施例では、剛性の高いノズルの周縁の前面は、軸方向前方に押されるので、ピストンの内部キャビティの対応する環状の内面に密接する。環状の内面がピストンの前面にキャビティを備えているので、ノズル及びロッドがピストンロッド内で軸方向後方に移動した場合に、環状の間隙はリング状のノズルの形態をしたノズルを形成する。当該実施例では、ノズルは、シリンダ装置のピストンロッドとノズルの移動を制御するロッドとの間に形成された間隙を介して利用される清浄剤を備えている。ジェット流の形状及び方向は、ノズルの周縁の前面とピストンのキャビティの環状の内面との間の距離を変化させること、及び／又は清浄剤を加圧することによって制御される。
【００２０】
上述のノズルのうち一のノズルを利用して可能な限りバルブ本体の広範囲に亘り清浄剤を到達させるためには、ノズルの大きさはピストンの形状及び大きさに適合している必要がある。ノズルとバルブ本体との適切な距離を選択することは、リング状のノズルの円錐角、清浄剤の利用可能な圧力、及びシリンダ装置をハウジングに接続する開口部の構成にも依存する。比較的小さな開口部がシリンダ装置とハウジングとの間に設けられていることは、ノズルがバルブ本体の比較的近傍に一定距離で配置される必要があることを意味する。
【００２１】
バルブ本体、代替的にバルブ本体及びシリンダ装置の内側の洗浄が完了した場合に、第１のノズル及び第２のノズルがシリンダ及びバルブ本体を乾燥させるために利用される。便宜上、適切な気体、例えば空気、窒素ガス、又はこれらに類するものが計量ポンプを通じて吹かれる。このようにして、準備に要する時間が短縮される。
【００２２】
本発明は、粘性材料を送り出すための計量ポンプ内で粘性材料が流れるようにするシリンダ装置のためのピストンに関する。ピストンは、清浄剤を供給することによって計量ポンプを清浄するための少なくとも１つの清浄装置を備えている。計量ポンプは、粘性材料源に接続可能な入口と、出口と、少なくとも２つの位置、すなわち粘性材料が入口からハウジングに流れる第１の位置と、粘性材料がハウジングから出口に流れる第２の位置とに配置可能なバルブ本体と、粘性材料が流れるようにするためにハウジングに接続されているシリンダ装置とを備えていることが望ましい。
【００２３】
ピストンの清浄装置は、バルブ本体に面したピストンの前部分に配置された、清浄剤のための少なくとも１つのノズルを備えている。ノズルは、粘性材料が送り出される場合にピストン内の待避位置に配置されており、計量ポンプが清浄されている際にはピストン内の延伸位置に配置されていることが望ましい。少なくとも１つのノズルが、延伸位置でバルブ本体に向かっている。さらに、少なくとも１つのノズルは、延伸位置においてシリンダ装置の内面に向かっている。
【００２４】
計量ポンプの清浄中、ピストンは、バルブ本体から所定距離で離間して配置されている。代替的には、ピストンは、計量ポンプの清浄中にバルブ本体に向かって移動することができる。ピストンのこのような移動は、連続的又は段階的に為される。本明細書では、ピストンは、バルブ本体に向かってバルブ本体から所定距離で離隔した位置又はシリンダ装置内の第１の端位置から第２の端位置に移動可能とされる。
【００２５】
ノズルは、好ましくはシリンダ装置のピストンロッド内で軸方向に押し出し可能な貫通ロッドの一端に配置されている。好ましい典型的な実施例では、ノズルがピストンの前面に対して軸方向前方に押し出され、清浄剤を供給するための多数のボアが露出される。ノズルの前側部分には、待避位置においてピストンの前面と一致するようになっている平面が形成されている。さらに、ノズルの後側部分には、略錐状の基本形態、すなわちピストンの対応する表面に密接するようになっている前方が錐状の表面に形成されたシールが設けられている。ノズルの後側部分には、多数の径方向に延在し及び／又は傾斜しているボアが設けられている。これらボアは、ロッドの中央に形成されたダクトとノズルの後方に形成された錐状部分の外周部との間に延在している。一の実施例では、錐状の後部分の外周部には、少なくとも１つの径方向外側の溝が形成されている。ボアは、これら溝に一致するように設けられている。代替的には、錐状部分には複数の溝が形成されており、ロッドの中心軸線に対して同一角度で傾斜しているボアは、同一の径方向の溝に一致するように設けられている。好ましくは、バルブ本体に対して向いているボアは、ロッドの中心軸線に対して直角に向いているボアよりもノズルの端面に近接して、溝に一致するように設けられている。ボアの中心軸線に対する角度は、清浄中のボアの役割に依存している。バルブ本体を清浄するようになっているボアは、後部分の前部分に沿って配置されている。
【００２６】
これらボアは、前方に向いており、９０°とロッドの中心軸線に対して相対的な後部分のテーパ角度との間の角度を有している。シリンダの内面とピストンの前面とを清浄するようになっているボアは、好ましくは後側部分の後部に沿って配置されている。これらボアは、外側に向いており、前方を通過するジェット流を阻害しない場合には、ロッドの中心軸線に対して９０°、代替的には７０°〜９０°で傾斜している。最後方のボアは、後方に傾斜しており、これによりピストンの前面を洗い流すことができることが理解される。
【００２７】
シリンダ装置の後端に設けられた制御ユニットを動作させることによって、ロッドが前方に押し出され、ノズルがピストンの前面から外側に押し出される。その結果として、１つ以上のボアが形成されたノズル、計量ポンプ、及びシリンダ装置の少なくとも一部分が露出され、清浄される。一の典型的な実施例では、ピストンがバルブ本体から所定距離で移動されるので、ボアから噴出するジェット流が固定されたバルブ本体の特定の面に射出される。代替的には、バルブ本体が連続的に回転されるので、清浄剤のジェット流がバルブ本体の大部分二等立つ可能とされる。ピストンは、計量ポンプのシリンダ装置を清浄する際にバルブ本体に対して移動可能に配置されている。この移動は、シリンダ装置の全長又は部分長に沿って連続的又は段階的に為される。一定の角度で噴射された複数のジェット流は、特にノズルとバルブ本体との距離が変化する場合に同時にバルブ本体が回転する場合であっても、広い意味でバルブ本体全体に到達する。ピストンは、清浄プロセス中にシリンダ装置内で往復運動することができる。上述のように、バルブ本体は、出口を通じて清浄剤を排出するために、清浄プロセス全体に亘って連続的又は段階的に回転することが望ましい。
【００２８】
さらなる典型的な実施例では、制御ユニットは、ロッドを該ロッドの中心軸線を中心として回転させるように配置されている。代替的には、ボアが形成された錐状部分を有しているノズルの前部分は、清浄中に回転するように配置されている。後者の例は、加圧された清浄剤がノズルを回転状態にするので、接線方向に配置されたボアによって実現される。異なる角度でジェット流を噴射可能な回転式ノズルを備え、且つピストンが回転式バルブ本体に向かって移動する実施例では、シリンダ装置の内面とバルブ本体の外面との両方を効果的に洗浄することができる。
【００２９】
本発明は、上述の計量ポンプを清浄するための方法にも関する。計量ポンプは、粘性材料源に接続可能な入口と出口とを有するハウジングを備えている。入口と出口との間には、円筒状の基本形態から成るバルブ本体が設けられており、バルブ本体は、駆動ユニットによって少なくとも２つの位置に回転可能とされる。バルブ本体は、計量ポンプ内で入口から出口に粘性材料を給送することができるキャビティ及び開口部又はダクトを備えている。ハウジングに接続されたシリンダ装置は、粘性材料が流れるようになっている制御可能なピストンを備えている。
【００３０】
好ましくは、当該方法は、
前記粘性材料源に接続された前記入口を閉じるステップと、
前記入口から清浄剤を供給すると同時に前記出口を通じて清浄剤を排出するように前記バルブ本体を制御するステップと、
前記計量ポンプが前記ノズルによって清浄される位置に移動するように前記ノズルを制御するステップと、
前記入口を加圧された清浄剤源に接続するステップと、
前記ノズルを加圧された前記清浄剤源に接続するステップと、
前記バルブ本体と前記シリンダ装置の少なくとも一部分とを洗い流すステップと、
を備えている。
【００３１】
一の典型的な実施例では、当該方法は、入口及び出口を断続的に接続するためにバルブ本体を連続的又は段階的に回転させることによって、バルブ本体を制御するステップを備えている。これによりバルブ本体の開口部又はキャビティが計量ポンプの出口を通過する度に、バルブ本体から清浄剤を完全に排出することができる。代替的且つ典型的な実施例では、当該方法は、入口及び出口を接続する中間位置にバルブ本体を制御するステップを備えている。これにより清浄剤が、清浄の際にバルブ本体を通じて自由に流れるようになる。後者の実施例のための必須条件は、バルブ本体のキャビティが少なくとも幾つかの部分がシリンダ装置の開口部と出口とに同時に露出するような配置に構成されていることである。
【００３２】
当該方法は、バルブ本体に面したピストンの前部分にノズルの開口部を備えている。ノズルの開口部は、シリンダ装置内でピストンロッドに対して相対的に軸方向に押すことができる貫通ロッドの作用によって決定される。バルブ本体とシリンダ装置の少なくとも一部分とは、ピストンがバルブ本体に向かって移動することによって洗い流される。当該方法は、清浄剤によって洗い流すステップを有する第１のステップに加えて、バルブ本体及びシリンダ装置が加圧気体によって駆動される第２のステップを備えている。
【００３３】
本発明の詳細は、添付の概略的な図面を参照しつつ、以下に示す好ましい実施例の説明から明らかになる。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明における軽量ポンプの斜視図である。
【図２】図１の計量ポンプのシリンダの部分断面図である。
【図３】ピストンがシリンダを充填する前の位置に配置された状態における、図２の計量ポンプを貫通する平面で切った計量ポンプの断面図である。
【図４】ピストンが清浄するための第１の位置に配置された状態における、図３の断面図の拡大図である。
【図５】ピストンが清浄するための第２の位置に配置された状態における、図３の断面図の拡大図である。
【発明を実施するための形態】
【００３５】
図１は、本発明の好ましい実施例における計量ポンプ１の斜視図である。図２は、この計量ポンプを部分的に断面図で表わしている。計量ポンプ１は、粘性材料を送り出すようになっている。粘性材料としては、例えばソフトチーズ、キャビア、整髪用ジェル、シャンプー、ローション、液体石けんやこれらに類する物が挙げられる。計量ポンプ１は、粘性材料用容器（図示しない）に接続可能な入口３と出口４とを有したハウジング２を備えている。入口３と出口４との間には、円筒状のバルブ本体５が設けられている（図２参照）。このバルブ本体は、駆動ユニット６によって、少なくとも第１の位置及び第２の位置に向かって回転可能とされる。駆動ユニット６は、第１の位置と第２の位置との間における機械的運動を伝達するための機構によって構成されている。代替的には、この機構は、サーボモータ又はステップモータとすることができる。バルブ本体５には、粘性材料が計量ポンプ１を通じて送り出されるようにキャビティ及び開口部が形成されている（図３参照）。粘性材料の計量に関連して、回転式バルブ本体５は、２つの定位置に配置することができる。２つの定位置とは、粘性材料を入口３からハウジング２に流すことができる第１の位置、及び粘性材料をハウジング２から出口４に流すことができる第２の位置である。バルブ本体５は、バルブ本体５の上端部７及び下端部８に隣接したハウジング２に対して相対的に回転可能に取り付けられている。この取付は、シール形滑り軸受９，１０（sealing plain bearing）によって構成されている。当該実施例では、入口３は、軸線方向においてバルブ本体５の上側部分に接続されている。出口４は、径方向においてバルブ本体５の側面の一部分に接続されている。出口４は、下方に向かって傾斜しており、垂直方向に配置された充填ノズル１１に接続されている。このタイプの充填ノズルは、本発明の一部を構成するものではないので、以下で詳述することはない。
【００３６】
シリンダ１２は、ハウジングに接続されており、上述の粘性材料の流れを実現するように制御可能なピストン１３を備えている（図２参照）。図１に表わすように、シリンダ１２は、出口４に対して径方向反対側でバルブ本体５の所定の径方向部分に接続されている。バルブ本体５が第１の位置に位置している状態で、材料が入口３からシリンダ１２内部に吸入された場合には、ピストン１３はバルブ本体５から所定の距離で離隔して配置されている。充填ノズル１１によって送り出すべき所定量の材料がシリンダ１２内部に引き込まれた場合に、ピストン１３が停止する。その後に、バルブ本体５が第２の位置に向かって回転し、ピストン１３がバルブ本体５に向かって押し戻される。一旦、ピストン１３がバルブ本体５に隣接するが接触していない端位置に到達すると、所望の量の材料が出口４を通じて押し出され、さらには容器（図示しない）に充填するために充填ノズル１１内部に押し込まれる。図２は、ピストン１３内で移動可能なロッド１４を表わす。このロッドは、バルブ本体５に面する端部で清浄剤を供給するためのノズル１５を有している。操作部材Ｍは、シリンダ１２の外側端部に取り付けられているので、シリンダ１２内の所望の位置にピストン１３を移動させ、且つ、ピストン１３に対して相対的に理想的な位置にノズル１５を移動させるように制御可能である。
【００３７】
以下において、例えば“前（front）”、“後（rear）”、“前方（forwaed）”や“後方（rearward）”のような用語は、シリンダ装置の長手軸線に沿った様々な構成部材の相対位置及び移動を規定するために利用される。従って、シリンダ装置の前側部分は、計量ポンプのハウジングに当接している。
【００３８】
図３は、シリンダ１２が充填される代わりにバルブ本体５及びピストン１３が第１の位置に位置している状態において、シリンダ１２を貫通する平面で切った、図２の計量ポンプ１の断面図である。第１の位置では、バルブ本体５の入口３は、径方向に形成された第１のキャビティ１７と流通している軸方向の開口部１６に接続している。この第１のキャビティは、シリンダ１２に形成され且つバルブ本体５に面している前方開口部に向かって開口している。第１の位置では、ピストン１３がシリンダ１２を充填するために後退した場合に、粘性材料が流れるようになっている。この後に、バルブ本体は、第２の位置（図示しない）に向かって９０°回転される。第２の位置では、径方向に形成された第２のキャビティ１８は、バルブ本体の外周部において第１のキャビティ１７に対して径方向反対側且つ該第１のキャビティと対称に配置されている。第１のキャビティ１７は、バルブ本体の軸線を中心として２００°の角度に亘ってバルブ本体に沿って形成されている。同時に、第１のキャビティ１７は、シリンダ１２の前方開口部と出口４との間の所定位置に移動される。この所定の位置では、ピストン１３がシリンダ１２を空にするために前方に押し出された場合に、粘性材料が出口４に向かって流れるようになっている。
【００３９】
計量ポンプの清浄と関連して、駆動ユニット６がバルブ本体５を連続的に回転させるので、第１のキャビティ１７及び第２のキャビティ１８はシリンダ１２の前方開口部及び出口４に対して交互に露出する。この場合、バルブ本体の軸方向の開口部１６、第１のキャビティ１７、及び第２のキャビティ１８は、出口４に断続的に接続しているので、清浄剤が入口３からバルブ本体５を通過して出口４に流れる。代替的には、バルブ本体５は、駆動ユニット６によって、清浄剤が少なくとも断続的に出口４を通じて外界に案内されるように漸進的に回転される。計量ポンプ１は、計量ポンプを分解することなく、計量ポンプに組み込まれた部品を清浄するために少なくとも１つの装置を備えている。第１の清浄装置（図示しない）は、清浄剤のためのノズルを備えている。このノズルは、入口３に接続可能であり、バルブ本体５の開口部１６及び第１のキャビティ１７から大部分の粘性材料を洗い流して清浄にすることができる。第２の清浄装置は、清浄剤のためのノズル１５を備えている。このノズルは、バルブ本体５に面したピストン１３の一部分内に配置されている。ノズル１５は、バルブ本体５に面したロッド１４の端部に配置されている。このロッドは、ピストン１３のピストンロッド１９内側で該ピストンロッドと同軸に延在している。従って、粘性材料が送り出された場合に、ロッド１４は、ピストン１３及びピストンロッド１９と共に移動される。計量ポンプ１を清浄する際には、ノズルは、ロッド１４を介してピストンの前面２０に対して軸方向に配置されているので、ロッド１４の中心を貫通するダクト２１を介してノズル１５に清浄剤を供給することができる。操作部材Ｍは、シリンダ１２内の所望の位置にピストン１３を移動させ、且つ、ピストン１３に対して所望の位置にノズル１５を移動させるように制御可能とされる。さらに、ロッド１４の後端部（図示しない）に設けられたダクト２１は、加圧された清浄剤源に接続可能とされる。
【００４０】
利用可能な清浄剤のタイプは、例えば除去すべき粘性材料のタイプに依存する。圧力が作用する状態で計量ポンプのバルブ本体、代替的にはバルブ本体及びシリンダの少なくとも一部分を通じて送り出される清浄剤としては、例えば温水又は冷水、皿洗い用洗剤、アルコールや蒸気が挙げられる。
【００４１】
粘性材料が送り出される場合には、ノズル１５は、図３に表わすようにピストン１３内の待避位置（retracted position）に配置されている。従って、バルブ本体に面しているピストン１３の前面２０は略平坦であり、ノズル１５は粘性材料から保護されている。図４は、図３の断面の拡大図であって、ピストン１３が計量ポンプを清浄するために第１の位置に配置された状態を表わす。計量ポンプ１を清浄している際に、清浄剤のための第１のノズル（図示しない）は、第１のステップにおいて、大部分の粘性材料をバルブ本体の開口部１６及び第１のキャビティ１７から洗い流すために、入口３に接続されている。第２のノズル１５は、ロッド１４及び／又はピストン１３の作用によってピストン１３内の延伸位置（extended position）に押し出されるように配置されている。図４から理解されるように、ノズル１５の大部分は、延伸位置においてバルブ本体５に向かって方向付けられているので、ピストン１３は、その前方位置の近傍に位置決めされている。図４は、ノズル１５がバルブ本体５を清浄するように位置決めされている実施例を表わす。当該位置においてノズル１５を利用して洗浄するために、ピストン１３は所定の距離に亘って後方に引き戻されなくてはならない一方で、ロッド１４は初期位置に待機している。ピストン１３が後方に引き戻された場合には、ノズル１５の外周部に設けられた多数のボア（拡大図参照）が露出する。加圧された清浄剤は、ダクト２１を通じてノズル１５まで押し出され、ダクト２１とノズル１５の外周部との間に形成されたボアを通じて外界に吐出する。清浄後のステップの際には、ノズル１５は、バルブ本体５を回転させた状態で、最初に第１のキャビティ１７、その後に第２のキャビティ１８を洗い流して清浄する。バルブ本体５は、連続的又は段階的に回転されるので、第１のキャビティ１７及び第２のキャビティ１８をノズル１５に対して露出させ、且つ、第１のステップ及び第２のステップの両方において出口を通じて清浄剤を排出することができる。また、第１のステップを独立して実行可能であるか、代替的には第１のステップと第２のステップとを同時に実行可能である。
【００４２】
図４は、ノズル１５の一の例示的な構成の部分拡大図である。ノズル１５の前側部分には、待避位置においてピストンの前面２０と一致するようになっている平面２２が形成されている。さらに、ノズル１５の後側部分には、略錐状の基本形態、すなわちピストン１３の対応する表面２４に密接するようになっている前方が錐状の表面に形成されたシール２３が設けられている。ノズル１５の後側部分には、多数の径方向に延在し及び／又は傾斜しているボア２５，２６，２７が設けられている。これらボアは、ロッド１４の中央に形成されたダクト２１とノズル１５の後方に形成された錐状部分の外周部との間に延在している。ボア２５，２６，２７は、ロッド１４の中心軸線Ｘに対して同一角度で傾斜しており、ボアの中心軸線それぞれがロッド１４の中心軸線Ｘに一致するように配置されている。図示の例では、錐状の後部分の外周部には、径方向外側の溝２８，２９，３０が形成されている。ボア２５，２６，２７は、これら溝に一致するように設けられている。ロッドの中心軸線Ｘに対して同一角度で傾斜しているボアは、同一の径方向の溝に一致するように設けられている。図４の部分拡大図から理解されるように、バルブ本体５に対して向いているボア２７は、ロッドの中心軸線Ｘに対して直角に向いているボア２６よりもノズル１５の端面２２に近接して、溝３０に一致するように設けられている。ボアの中心軸線に対する角度は、清浄中のボアの役割に依存している。バルブ本体５を清浄するようになっているボア２６は、後部分の前部分に沿って配置されている。これらボアは、前方に向いており、９０°とロッドの中心軸線Ｘに対して相対的な後部分のテーパ角度との間の角度を有している。シリンダ１２の内面３２とピストン１３の前面２０とを清浄するようになっているボア２５，２６は、好ましくは後側部分の後部に沿って配置されている。これらボアは、外側に向いており、前方を通過するジェット流を阻害しない場合には、ロッドの中心軸線に対して９０°、代替的には７０°〜９０°で傾斜している。部分拡大図から理解されるように、最後方のボア２５は、後方に傾斜しており、これによりピストン１３の前面２０を洗い流すことができる。
【００４３】
図５は、図３の断面の拡大図であり、ピストンが清浄のために第２の位置に配置されている状態を表わす。図５では、ピストン１３が後端位置に配置されており、ノズル１５は延伸位置においてバルブ本体５及びシリンダ１２の内面３２に対して向いている。シリンダ１２を清浄する第１のステップの際には、ピストン１３はバルブ本体５に向かって前方に押し出される一方、シリンダ１２の内面３２及びピストンの前面２０は、同時に洗い流される。次のステップにおいて一旦ピストン１３が前端位置に到達すると、ノズル１５は、バルブ本体５が回転している状態で、最初に第１のキャビティ内、その後に第２のキャビティ１８内を洗い流し清掃する。バルブ本体５は、連続的又は徐々に回転されるので、第１のキャビティ１７及び第２のキャビティ１８をノズル１５に対して露出させることができる。清浄プロセスが繰り返される場合に、必要であれば、ピストン１３は後端位置に引き戻される。利用された清浄剤を出口４を通じて排出するために、バルブ本体５は、ノズル１５を介した洗い流しが完了するまで回転される。
【００４４】
代替的には、ピストン１３は、シリンダ１２を通じて移動する際に連続的に回転されるので、清浄剤のジェット流は、シリンダ１２の内面３２の大部分に到達する。このことは、ロッド１４を自身の中心軸線を中心として回転させるように配置された制御ユニットＭによって達成される。さらなる代替的な実施例では、ボアが形成された錐状部分を備えているノズル１５の前部分が、清浄の際に回転するように配置されている。
【００４５】
本発明は、上述の実施例に限定される訳ではなく、特許請求の範囲の技術的範囲内で自由に変更することができる。
【符号の説明】
【００４６】
１  計量ポンプ
２  ハウジング
３  入口
４  出口
５  バルブ本体
６  駆動ユニット
７  上端部
８  下端部
９  シール形滑り軸受
１０  シール形滑り軸受
１１  充填ノズル
１２  シリンダ
１３  ピストン
１４  ロッド
１５  ノズル
１６  開口部
１７  第１のキャビティ
１８  第２のキャビティ
１９  ピストンロッド
２０  （ピストンの）前面
２１  ダクト
２２  （ノズルの）平面
２３  シール
２４  （ピストンの）表面
２５  ボア
２６  ボア
２７  ボア
２８  溝
２９  溝
３０  溝
３２  （シリンダの）内面
Ｍ  操作部材
【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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