(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ポンプであって、
筐体と、
第１のギアを有する駆動シャフトと、
第２のギアを有する被駆動シャフトと、
第１および第２の非対称の軸受とを備え、前記非対称の軸受のそれぞれは、
第１および第２の対向する面、ならびに前記駆動シャフトおよび前記被駆動シャフトを受領するように構成された第１および第２の孔と、
第１の平坦な側面および第２の湾曲した側面であって、前記第２の湾曲した側面は、前記第１および第２の孔のそれぞれに関連した第１および第２の湾曲した部分を有する、第１の平坦な側面および第２の湾曲した側面と、
前記第１および第２の対向する面ならびに前記第１の平坦な側面内の複数の溝であって、前記複数の溝は、前記ポンプの作動中に前記軸受を超える処理流体の流れを方向付けるように構成される、複数の溝と
を有するポンプ。
【請求項２】
前記非対称の軸受の少なくとも１つの前記第１および第２の孔は、潤滑溝をさらに含む、請求項１に記載のポンプ。
【請求項３】
前記潤滑溝は、前記それぞれの孔の中心からオフセット距離だけずれ、前記軸受中心線に垂直な線に対して角度「α」傾斜した、円の一部として形成される、請求項２に記載のポンプ。
【請求項４】
前記潤滑溝は、前記潤滑溝が前記第２の面から前記孔内に距離「Ｄ」だけ延びるように、前記軸受の前記第２の面に垂直な線に対して角度「β」だけずれる、請求項２に記載のポンプ。
【請求項５】
前記潤滑溝は、前記軸受の前記第２の面に垂直であり、前記第２の面から前記孔内に距離「Ｄ」だけ延びる、請求項２に記載のポンプ。
【請求項６】
第１および第２のシール要素を備えるシール組立体であって、前記第１および第２のシール要素は、前記ポンプが組み立てられるときに前記第１および第２のシール要素が前記駆動シャフトと所望の整合をするように、互いに相互係合する凹部と唇部とを含む、シール組立体をさらに備える、請求項１に記載のポンプ。
【請求項７】
前記第１のシール要素の遠位端は、前記第１または第２の非対称の軸受の前記第１または第２の孔内に受領される、請求項６に記載のポンプ。
【請求項８】
前記第１のシール要素はシールスリーブであり、前記第２のシール要素は唇シールを含有する唇シール筐体であり、前記唇シールは、前記シールスリーブとの係合を介した面シール特性、および前記駆動シャフトとの係合を介した軸シール特徴を提供し、前記ポンプは、前記シールスリーブと前記唇シール筐体との間に配置された洗浄プレートを更に備え、この洗浄プレートは、流体を前記駆動シャフトの外部および前記唇シールの内部に導入するための洗浄ポートを含み、前記洗浄プレートは、前記シールスリーブ内の前記円周凹部内に受領されるように構成された円周唇部、および前記唇シール筐体の前記円周唇部を受領するように構成された円周凹部をさらに備える、請求項７に記載のポンプ。
【請求項９】
軸受であって、
第１および第２の対向する面と、
前記第１および第２の対向する面と連通する第１および第２の孔であって、前記第１および第２の孔は、第１および第２のシャフトを受領するように構成される、第１および第２の孔と、
第１の平坦な側面および第２の湾曲した側面であって、前記第２の湾曲した側面は、前記第１および第２の孔のそれぞれに関連した第１および第２の湾曲した部分を有する、第１の平坦な側面および第２の湾曲した側面と、
前記第１および第２の対向する面ならびに前記第１の平坦な側面内の複数の溝であって、前記複数の溝は、前記軸受の作動中に前記軸受を超える処理流体の流れを方向付けるように構成される、複数の溝と
を備える、軸受。
【請求項１０】
前記非対称の軸受の少なくとも１つの前記第１および第２の孔は、前記それぞれの孔の中心からオフセット距離だけずれ、前記軸受中心線に垂直な線に対して角度「α」傾斜した、円の一部として形成される潤滑溝をさらに含む、請求項９に記載の軸受。
【請求項１１】
前記潤滑溝は、前記潤滑溝が前記第２の面から前記孔内に距離「Ｄ」だけ延びるように、前記軸受の前記第２の面に垂直な線に対して角度「β」だけずれる、請求項１０に記載の軸受。
【請求項１２】
前記潤滑溝は、前記軸受の前記第２の面に垂直であり、前記第２の面から前記孔内に距離「Ｄ」だけ延びる、請求項１０に記載の軸受。
【請求項１３】
前記複数の溝は、前記第１の対向する面内に配置された第１および第２の溝、ならびに前記第２の対向する面内に配置された第３および第４の溝を含み、前記第１および第２の溝は、互いに対して斜角に配向され、前記第３およびさらなる溝は、互いに対して斜角に配向される、請求項９に記載の軸受。
【請求項１４】
前記第１、第２、第３、および第４の溝は、前記第１の平坦な側面内で第５の溝と交差する、請求項１３に記載の軸受。
【請求項１５】
前記複数の溝は、前記第１の対向する面内に配置された第１および第２の溝、ならびに前記第２の対向する面内に配置された第３および第４の溝を含み、前記第１および第２の溝は、互いに対して垂直に配向され、前記第３およびさらなる溝は、互いに対して垂直に配向される、請求項９に記載の軸受。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願の相互参照
本出願は、２０１２年３月３０日に出願された係属中の米国特許仮出願第６１／６１８，２１８号の非仮出願であり、本出願の全体が参照によって本明細書に組み込まれる。
【０００２】
本開示は、一般にポンプ組立体に使用するための軸受に関し、より詳細には定量ポンプなどのポンプに使用するための非対称の二重軸受に関する。
【背景技術】
【０００３】
ギアポンプは、通常１組の内接噛合ギアを保持する筐体またはプレートを含む。ギアが回転するにつれて、流体はギアの歯と筐体との間を移動し、ギアの内接噛合に起因してポンプから放出される。ギアは、歯面から軸方向に延びるシャフトに取り付けられ、これらのシャフトは１つまたは複数の軸受面上に延びなければならない。
【０００４】
ギアポンプは、様々な産業に適用される。高分子押出に使用されるギアポンプの場合、高分子がポンプ内に存在する時間を低減し、ポンプによって高分子に加えられる総加熱量を最小にするために、ギア「噛合」の入口および出口にできるだけ接近した流体ポートを有することが重要である。ギアセットを含有する筐体またはプレートは、その側部の中に機械加工された１つまたは複数のポートを含む。筐体またはプレートは、ポンプに取り付けるフランジのボルトを受領するために、ギアセットより実質的に広くてもよい。筐体のこの余分の空間は、ギアシャフトを担持するために軸受を収容してもよい。離散シャフトの軸受を提供することにより、単にギア筐体に取り付けられた分離したプレート内にシャフトを単に装着した配置より、良好なシャフトの整合が可能になる。
【０００５】
従来、ポンプが１対の内接噛合ギアを含む場合、各ギアの両側の駆動シャフトのそれぞれに１つずつ、２つの分離した軸受が利用され、ポンプ毎に合計４つの軸受がもたらされる。筐体内の従来のギア空洞の一般的形状は、数字の「８」に似ている。各軸受は、平坦な側部をもつ丸み部を有してもよい。次いで２つの軸受の平坦な側部は、ギアの両側の１対を対としてポンプ筐体の中に整合され設置される。
【０００６】
また従来の軸受は、捕捉された流体をギア噛合から取り除く働きをするために使用されるフィーチャを含んでいることがある。このようなフィーチャは、２つの分離したフィーチャとして個々の軸受片上に機械加工されることが多い。軸受組立体は非常に多くの個々の軸受片で作成されるので、これらのフィーチャが製造および設置中に不整合になりやすい。このような不整合により、ポンプがあまり所望しない方法で機能する可能性がある。さらに軸受組立体に使用される片が多数であること、および軸受内の軸受の対が軸受空洞の中に相互嵌合することが重要であることにより、ポンプの組立が非常に困難になる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
したがって、一般にポンプのために、また詳細にはギアポンプのために改良された軸受組立体が必要とされている。このような改良された軸受組立体は、設置が容易であるべきであり、組立に必要な個々の部品の総数を低減するべきである。また改良された軸受組立体は、捕捉した流体をギア噛合から確実に取り除くことができるフィーチャを含むべきである。またポンプの構成部品が組立てられる際に、ギアポンプの構成部品の所望の整合が確実に得られる、改良された配置が必要とされている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
軸受が開示される。軸受は、第１および第２の対向する面、ならびに第１および第２の対向する面と連通する第１および第２の孔を含んでもよい。第１および第２の孔は、第１および第２のシャフトを受領するように構成されてもよい。また軸受は、第１の平坦な側面および第２の湾曲した側面を有してもよく、第２の湾曲した側面は、第１および第２の孔のそれぞれに関連した第１および第２の湾曲した部分を有してもよい。複数の溝は、第１および第２の対向する面ならびに第１の平坦な側面内に提供されてもよい。複数の溝は、軸受の作動中に軸受を超える処理流体の流れを方向付けるように構成される。
【０００９】
また筐体、第１のギアを有する駆動シャフト、第２のギアを有する被駆動シャフト、ならびに第１および第２の非対称の軸受を備えるポンプ組立体が開示される。非対称の軸受は、それぞれ第１および第２の対向する面、ならびに第１および第２の対向する面と連通する第１および第２の孔を含んでもよい。第１および第２の孔は、第１および第２のシャフトを受領するように構成されてもよい。また軸受は、第１の平坦な側面および第２の湾曲した側面を有してもよく、第２の湾曲した側面は、第１および第２の孔のそれぞれに関連した第１および第２の湾曲した部分を有してもよい。複数の溝は、第１および第２の対向する面ならびに第１の平坦な側面内に提供されてもよい。複数の溝は、ポンプの作動中に軸受を超える処理流体の流れを方向付けるように構成される。
【００１０】
また各孔は、それぞれの孔の中心からオフセット距離だけずれ、軸受中心線に垂直な線に対して角度「α」傾斜した、円の一部として形成された潤滑溝を提供されてもよい。一実施形態では、この角度「α」は、約３５度である。さらに潤滑溝は、潤滑溝が第２の面からそれぞれの孔内に一定距離だけ延びるように、軸受の第２の面に垂直な線に対して角度「β」だけずれてもよい。潤滑溝は先細にされてもよく、または潤滑溝は、軸受孔内で所定の距離を延ばし、孔に平行に配向されてもよい。
【００１１】
次に例として、開示された装置の特定の実施形態を、添付図面を参照して説明する。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】開示された軸受を含むポンプの斜視図である。
【図２】図１のポンプの分解図である。
【図３】図１の３−３線に沿って切断した、図１のポンプの断面図である。
【図４】図３の断面図の詳細図である。
【図５】図１のポンプに使用するための二重軸受の斜視図である。
【図６】図５の二重軸受の平面図である。
【図７】図５の二重軸受の逆平面図である。
【図８】図７の８−８線に沿って切断した、図５の二重軸受の断面図である。
【図９】図７の９−９線に沿って切断した、図５の二重軸受の断面図である。
【図１０】本開示によるポンプの等角図である。
【図１１】図１０のポンプの分解図である。
【図１２】図１０の１２−１２線に沿って切断した、図１０のポンプの断面図である。
【図１３】図１２の断面図の部分詳細図である。
【図１４】本開示によるポンプの等角図である。
【図１５】図１４のポンプの分解図である。
【図１６】図１４の１６−１６線に沿って切断した、図１４のポンプの断面図である。
【図１７】本開示によるポンプの等角図である。
【図１８】図１７の１８−１８線に沿って切断した、図１７のポンプの断面図である。
【図１９】本開示によるポンプの等角図である。
【図２０】図１９の２０−２０線に沿って切断した、図１９のポンプの断面図である。
【図２１】本開示によるポンプの等角図である。
【図２２】図２１の２２−２２線に沿って切断した、図２１のポンプの断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
ポンプのシャフトを担持する際に使用するための、非対称の軸受が開示される。一実施形態では、非対称の単一軸受が、ギアポンプ内の１対のギアの両側に提供される。非対称の単一軸受は、駆動シャフトおよび被駆動ギアのシャフトの両方を担持してもよい。軸受の非対称は、軸受が設置中に有する自由度を制限する作用をする。単一軸受をポンプの両側に使用することができる。加えて、単一軸受の設計は、ポンプ内の部品の総数を低減し、ポンプの組立体を大幅に簡素化する。
【００１４】
次に図１を参照すると、例示的ギアポンプ１が示されている。ギアポンプ１は、中央ギアプレート２、フロントおよびリアプレート４、６、シールプレート８、ならびに駆動シャフト１０を含んでもよい。入口ポート（図示せず）および出口ポート１２を、流体がポンプ１を通って移動するための中心ギアプレート内に形成してもよい。入口および出口ポートを、Ｏリングの接続を介して入口および出口配管または管材に結合してもよい。したがって、中心ギアプレート２は、Ｏリング（図示せず）とシール係合するために、平坦面部１３ａならびに第１および第２の傾斜面１３ｂ、１３ｃを有する凹部を含んでもよい。示された実施形態では、第１および第２の傾斜面１３ｂ、１３ｃは、平滑面よりむしろ１２角形を備える。１２角形を使用することにより、製造中に表面の機械加工を促進することができる。ポンプ１を複数の締結具を介してその組立てられた形に固定してもよく、複数の締結具は、示された実施形態では、ソケット押えネジ１４、１６である。
【００１５】
図２は、ポンプ１を分解した形で示す。図に示すように、駆動シャフト１０は、被駆動シャフト２２の第２のギア２０と相互噛合する第１のギア１８を含む。第１および第２の非対称の軸受２４、２６は、第１および第２のギア１８、２０の両側に位置付けられ、駆動シャフト１０および駆動シャフト２２をそれぞれの孔２８Ａ、Ｂ、３０Ａ、Ｂを介して受領する。第１および第２のギア１８、２０ならびに第１および第２の非対称の軸受２４、２６は、中心ギアプレート２内の非対称開口３２内に受領される。示された実施形態では、非対称開口３２は、非対称の軸受２４、２６の形状に対応するような形状とされ、非対称の軸受２４、２６の形状は軸受の設置を促進し、それらの整合を作動中に維持する。
【００１６】
シールプレート８は、駆動シャフト１０の周囲の流体漏出を防ぐために、様々なシール要素をフロントプレート４に固定させてもよい。シール要素は、Ｏリング３４、唇シール３６およびシールスリーブ３８を含んでもよく、それらのすべては、フロントプレート４内の適切に構成された凹部４０内に受領されてもよい。図３および４は、組立時のポンプ１の構成部品の内部の相互関係を示す。図に示すように、Ｏリング３４は、シールスリーブ３８のリム部４０とフロントプレート４の肩部４２との間に挟まれる。同様に、唇シール３６は、シールプレート８の第１および第２の肩部４４、４６とシールスリーブ３８の正面４８との間に挟まれる。シールスリーブ３８の内孔５０は、回転する駆動シャフト１０の表面に対して封止するための複数の溝５２を含む。一部の実施形態では、溝５２は、シールスリーブ３８が作動中にネジ式ポンプとして作用できる螺旋状溝を備える。流体がギアポンプ（駆動シャフト１０の外径の周囲）から出ようとすると、シャフトの回転運動は、流体を溝５２の中に押し入れる。これにより流体をポンプから出す圧力より大きい圧力が生成され、流体を中心ギアプレート２に向かって戻す。そのように配置されて、ポンプで汲み上げられた流体は、作動中に駆動シャフト１０を超えて漏出するのを防止される。
【００１７】
ピン８１、８２は、シールスリーブ３８の回転を防ぐために溝８３、８４内に受領される。シールスリーブ３８の外径は、フロントプレート４の孔８０内に緩く嵌合するようにサイズ化される一方で、シールスリーブ３８の内径は、シャフト１０に密接に嵌合するようにサイズ化される。シールスリーブ３８は、シールスリーブ３８が常にシャフト１０に整合できるように、Ｏリング３４と唇シール３６との間に柔軟に装着される。そのように配置されて、ポンプで汲み上げられた流体は、作動中に駆動シャフト１０を超えて漏出するのを防止される。
【００１８】
次に図５〜９を参照して、非対称の軸受２４、２６についてより詳細に説明する。この説明は軸受２４に関連して進められるが、同じ説明が軸受２６に適用することに留意されたい。軸受２４は、第１および第２の面５４、５６、ならびに第１の側部６０上に平坦であり、対向する第２の側部上に１対のローブ６２、６４を形成する側面５８を有する、概ね平坦な構造であってもよい。得られる構成は、軸受２４に文字「Ｂ」の外観を与える。
【００１９】
第１の面５４は、第１の側部６０上の共通位置から延びる第１および第２の溝６６、６８を含んでもよく、そのそれぞれは、駆動シャフト１０および被駆動シャフト２２を受領する孔２８Ａ、２８Ｂのうちの１つと交差する。切欠７０は、溝６６、６８が交わる第１の側部６０上に提供されてもよい。この切欠７０は、第１の面５４から第２の面５６に延びてもよい。第１および第２の溝６６、６８（ならびに切欠７０）は、特定の適用に対する要望通りに、あらゆる様々な断面形状および深さを有してもよい。一実施形態では、溝は、深さ約０．０１０インチおよび幅約０．１００インチであるが、これは必須ではなく、溝は要望通りに異なる形状および深さであってもよい。例えば、溝の幅は、ローブ６２、６４の一方または両方の曲率半径の約１／２０であってもよい一方で、溝の深さは、ローブ６４の一方または両方の曲率半径の約１／２００であってもよい。
【００２０】
また代替実施形態では、溝は代わりに、フロントプレート４の一部の上に配置できることも理解されよう。加えて、切欠７０を軸受２４の代わりにギアプレート２内に提供することができる。
【００２１】
図７は、溝はまた、非対称の軸受２４の第２の面５６内に提供されてもよいことを示す。したがって、第３の溝７２は孔２８Ａと２８Ｂとの間に延びでもよく、ローブ６２、６４が概ね孔２８Ａの中心点と２８Ｂの中心点との間の点で交差する、側面５８上の位置から延びる第４の溝７４によって二等分されてもよい。図が示すように、第３の溝７２は、第３の溝７２が孔とほぼ接線で交差するように、孔２８Ａ、２８Ｂの中心に対してずれる。しかし、これは必須ではなく、第３の溝７２を、孔の一方または両方の中心に向かって傾斜させることができる。一実施形態では、溝は、深さ約０．０１０インチおよび幅約０．１００インチであるが、これは必須ではなく、溝は要望通りに異なる形状および深さであってもよい。
【００２２】
また孔２８Ａ、２８Ｂのそれぞれに、孔が第３の溝７２と交差する領域内で潤滑溝７６を提供してもよい。この潤滑溝７６は、それぞれの孔の中心「Ｃ」からオフセット距離「ＯＤ」だけずれ、軸受中心線（８−８断面線によって表されている）に垂直な線に対して角度「α」傾斜した、円７８の一部として形成されてもよい。一実施形態では、「α」は約３５度である。図９に示すように、潤滑溝７６は、潤滑溝７６が第２の面５６からそれぞれの孔２８Ａ、２８Ｂ内で距離「Ｄ」だけ延びるように、第２の面５６に垂直な線に対して角度「β」だけさらにずれてもよい。潤滑溝７６は先細であるように示されているが、潤滑溝７６が軸受孔内で所定の距離を延びるように、潤滑溝７６が先細にされないように（すなわち、β＝０）、溝を代わりに機械加工することができることが理解されよう。
【００２３】
上記に加えて、軸受全体の外形、ならびに軸受を設置する筐体またはプレートの外形に、小さい傾斜の移行を適用してもよい。これらの移行により、あらゆる角度の不整合がそれ自体で自己修正でき、筐体またはプレート内の軸受の組立が円滑に行える助けとなり得る。
【００２４】
シャフトの潤滑は、常にギアポンプにおける優先事項であり、シャフトは通常、ポンプで汲み上げられる流体によって潤滑される。軸受を通る流体のための流路を提供するために多くの努力がなされてきたが、開示された設計は、軸受を通る流体流れを向上させる働きをするために使用されるフィーチャの１つが、部品を製造するためにも使用されるという点で独特である。
【００２５】
軸受を製造中、その片は少量の余分な材料とともに適所に保持される。一旦機械加工が終了すると、余分な材料は取り除かれ、切欠７０が生成される。この切欠７０は、面５４を備える入口ポートに流体的に連結するように機能的に働き、軸受を潤滑するために使用される流体に対する戻り流路として作用してもよい。したがって、示された実施形態では、高圧流体は、軸受２４の第２の面５６に沿って、軸受２４内の孔２８Ａ、２８Ｂ内の溝の中に入り、軸受の第１の面５４に落ち、切欠７０に向けられ、最後にポンプの低圧入口に戻る。潤滑における追加補助として、軸方向溝が潤滑溝７６によって生成される。ギア筐体プレート内の穴などの、流体を低圧入口に運搬する他の方法が利用されてもよいことが理解されよう。
【００２６】
理解されるように、非対称設計の配向は、ポンプ内の流体流れを促進するのに重要である。開示された非対称設計は、流体が、ギア形状によりギアポケットの周囲に運ばれる前に、ポンプで汲み上げられて収集されるために、空洞を入口の上に生成する。流体のこの溜まりは、ポンプが作動中にポンプ自体を枯渇させず、その最大能力で稼働することを確実にするのに役立つ。また溝７４は、捕捉された流体をギア噛合から取り除く助けをするために使用され、ギア形状に依存してポンプの中心線から外れて臨界寸法から延び、部品の全長を円筒状に延ばす。
【００２７】
次に図１０〜１３を参照して、シール要素の整合を高め得、またポンプの１つまたは複数の構成部品の組立てを促進し得るフィーチャを含む、ギアポンプ１００について説明する。ギアポンプ１００は、図１〜４に関して説明されたギアポンプ１に類似していてもよい。したがって、ポンプ１００は、中心ギアプレート１０２、フロントおよびリアプレート１０４、１０６、シール組立体１０８ならびに駆動シャフト１１０を含んでもよい。入口ポート（図示せず）および出口ポート１１２は、流体がポンプ１００を通って移動するために中心ギアプレート内に形成されてもよい。ポンプ１を複数の締結具を介してその組み立てられた形に固定してもよく、複数の締結具は、示された実施形態では、ソケット押えネジ１１４、１１６である。
【００２８】
図１１は、ポンプ１００を分解した形で示す。図に示すように、駆動シャフト１１０は、被駆動シャフト１２２の第２のギア１２０と相互噛合する第１のギア１１８を含む。第１および第２の非対称の軸受１２４、１２６は、第１および第２のギア１１８、１２０の両側に位置付けされ、駆動シャフト１１０および被駆動シャフト１２２をそれぞれの孔１２８Ａ、Ｂ、１３０Ａ、Ｂのそれぞれを介して受領する。第１および第２のギア１１８、１２０ならびに第１および第２の非対称の軸受１２４、１２６は、中心ギアプレート１０２内の非対称開口１３２内に受領される。示された実施形態では、非対称開口１３２は、非対称の軸受１２４、１２６の形状に対応するような形状とされ、非対称の軸受２４、２６の形状は軸受の設置を促進し、それらの整合を作動中に維持する。理解されるように、第１および第２の非対称の軸受１２４、１２６は、図５〜９に関して説明された軸受２４、２６のあらゆるフィーチャを有することができる。
【００２９】
シール配置１０８は、駆動シャフト１１０の周囲の流体漏出を防ぐように構成された複数のシール要素を含んでもよい。示された実施形態では、シール配置１０８は、唇シール筐体１３４、唇シール１３６およびシールスリーブ１３８を備え、それらは一緒に、図１２および１３に示された積層関係に固定されてもよい。唇シール１３６は、唇シール筐体１３４内に形成された凹部内に保持されてもよい。唇シール１３６の円周フランジ部１４０は、唇シール筐体１３４とシールスリーブ１３８の正面１４２との間に挟まれてもよい。唇シール１３６は、ラジアルシールを駆動シャフト１１０の周囲に形成してもよく、面シールをシールスリーブ１３８と唇シール筐体１３４との間に形成してもよい（面シールは唇シール１３６のフランジ部１４０によって促進される）。
【００３０】
シールスリーブ１３８の円筒体部１４４は、フロントプレート１０４の開口１４６内に受領されてもよい。示された実施形態では、円筒体部１４４の遠位端１４８は、シールスリーブをポンプ１００内に整合するために、非対称の軸受１２４の孔１２８Ａ内に受領されるようにサイズ化された、低減された直径部１５０を含む。シールスリーブ１３８をシールスリーブ１３８の低減された直径部１５０上の密接な嵌合を介して非対称の軸受１２４から外れて直接導くことにより、シールスリーブ１３８の中心孔１５２は、駆動シャフト１１０の外径１５６に対して正確に配置され、したがって、駆動シャフトとシールスリーブとの間の接触の可能性が低下し、また駆動シャフトとシールスリーブとの間のあらゆる偏心が最小になる。
【００３１】
シールスリーブ１３８、唇シール１３６および唇シール筐体１３４はすべて、それを通る駆動シャフト１１０の一部を受領する、対応する中心孔を有してもよい。シールスリーブ１３８の中心孔１５２は、シールスリーブが、図１〜４の実施形態に関して先に説明したように、作動中にネジ式ポンプとして作用できる螺旋状溝１５４を含んでもよい。
【００３２】
ポンプ１００は、シール要素上に整合、すなわち「導く」フィーチャをさらに含んでもよく、したがって、そうでなければ独立したフィーチャである、シール要素の軸とシャフトの軸との間の同心度を向上させる。示したように、シールスリーブ１３８は、フランジ部の外周に隣接して配置された、前向き円周整合凹部１６０を有するフランジ部１５８を含む。理解されるように、この整合凹部１６０を使用して１つまたは複数の二次シールを整合できる。示された実施形態では、整合凹部１６０は、唇シール筐体１３４の後方に突出する円周唇部１６２を受領する。円周唇部１６２を整合凹部１６０の中に嵌合することにより、駆動シャフト１１０の軸と唇シールの軸との間の同心度を所望の高度の同心度に達成させることができる。示したように、唇シール筐体１３４は、筐体の前向き部の上に配置されたそれ自体の整合凹部１６４を含む。この整合凹部１６４を使用して、所望通りに追加のシール要素（図示せず）を整合することができる。
【００３３】
組立中に、シールスリーブ１３８をフロントプレート１０４にボルトで留めてもよい。シールスリーブの円筒体部１４４の外表面とフロントプレート１０４との間に緩いすきまばめが存在してもよい。シールスリーブはフロントプレート１０４上に密接に配置されないので、この緩いすきまばめは、ボルト１１４が密接している際に組立中にポンプが結合する機会を低減する。シールスリーブの円筒体部１４４がフロントプレート１０４内の貫通孔に接触することなく、シールスリーブ１３８および唇シール筐体１３４をフロントプレート１０４にボルトで留めることができる。シールスリーブ１３８上に配置するフィーチャ（すなわち、シールスリーブの低減された直径部１５０と非対称の軸受１２４の孔１２８Ａとの相互作用）を使用して、この組立体をポンプの残部に整合することができる。次いでフロントプレート１０４、シール組立体１０８およびポンプ構成部品の残余を一緒に締結具１１６で締結することができる。理解されるように、開示された配置はシール性能を改良することができ、ポンプの組立てをより容易にすることができる。
【００３４】
次に図１４〜１６を参照して、流体が駆動シャフト２１０を超えて漏出するのを防止するためのパッキングシール配置を含む、ギアポンプ２００について説明する。この実施形態のギアポンプ２００は、中心ギアプレート２０２、フロントおよびリアプレート２０４、２０６、シール組立体２０８ならびに駆動シャフト２１０を含む、先に記載されたポンプ１、１００のフィーチャの一部またはすべてを含んでもよい。入口ポート（図示せず）および出口ポート２１２を、流体がポンプ２００を通って移動するための中心ギアプレート内に形成してもよい。ポンプ２００を複数の締結具２１４、２１６を介してその組み立てられた形に固定してもよい。また、ポンプ２００は、駆動シャフト２１０および被駆動シャフト２２２に係合する第１および第２の非対称の軸受２２４、２２６を含んでもよい。非対称の軸受２２４、２２６は、図５〜９に関して説明された軸受２４、２６のあらゆるフィーチャを有してもよい。
【００３５】
ポンプ２００のシール組立体２０８はパッキング筐体２３４、パッキングシール２３６Ａ、Ｂおよびパッキング従動子２３８を備えてもよい。このパッキング筐体２３４は、駆動シャフト２１０の外径「ＯＤ」より大きい内径「ＩＤ」を画定する孔を有する。またパッキング筐体２３４は、１対のパッキングシール２３６Ａ、Ｂを受容するように構成された前端に形成された、凹部２３５を含んでもよい。また凹部２３５は、パッキング従動子２３８の後方突起部２３７を受領してもよい。理解されるように、パッキング従動子の後方突起部２３７は、パッキングシール２３６Ａ、Ｂを凹部２３５内に圧縮して、駆動シャフト２１０の「ＯＤ」との所望のシール係合を提供する。パッキングシール２３６Ａ、Ｂの圧縮は締結具２１５を介して調節できる。
【００３６】
パッキング筐体２３４の円筒体部２４４をフロントプレート２０４の開口２４６内に受領してもよい。示された実施形態では、円筒体部２４４の遠位端２４８は、ポンプ２００内にパッキング筐体２３４を整合するために、非対称の軸受２２４の孔２２８Ａ内に受領されるようにサイズ化された、低減された直径部２５０を含む。パッキング筐体２３４をパッキング筐体２３４の低減された直径部２５０上の密接な嵌合を介して非対称の軸受２２４から外れて直接導くことにより、パッキング筐体２３４の「ＩＤ」は、駆動シャフト２１０の外径「ＯＤ」に対して正確に配置され、したがって、駆動シャフトとパッキング筐体との間の接触の可能性が低下し、また駆動シャフトとパッキング筐体との間のあらゆる偏心が最小になる。
【００３７】
示された実施形態では、パッキング筐体２３４はまた、筐体の前向き部の上に配置された整合凹部２６４を含む。この整合凹部２６４を使用して、所望通りに追加のシール要素（図示せず）を整合することができる。加えて、開示された設計は、追加のパッキング筐体を備える追加のパッキングリングを含むことができると言う点で、モジュール式であることが可能である。
【００３８】
図１７および１８は、図１０〜１３に関して説明されたポンプ１００に類似した、ギアポンプ３００を示す。しかしこの実施形態のギアポンプ３００は、シールスリーブ３３４に加えて、１対の唇シール筐体３３８Ａ、Ｂおよび１対の唇シール３３６Ａ、Ｂを含む、シール組立体３０８を有する。この実施形態のシールスリーブ３３４は、図１０〜１３に関して説明されたシールスリーブの任意の、またはすべてのフィーチャを含んでもよい。
【００３９】
図１７および１８の実施形態は、開示された整合するフィーチャ（シールスリーブ３３４および唇シール筐体３３８Ａ内の円周整合凹部３６０Ａ、３６０Ｂは、唇シール筐体３３８Ａ、Ｂ内の円周唇部３６２Ａ、３６２Ｂに係合する）を利用して追加のシール部を図１０〜１３に示された基本シール構成に追加できることを示し、したがって、シール設計がどのようにモジュラー式であることが可能か、すなわち構成可能であるかを実証する。
【００４０】
この実施形態では、シールスリーブ３３４は、非対称の軸受３２４を介して図１０〜１３の実施形態に関して説明されたのと同じ方式で（すなわち、軸受３２４の孔３２８Ａ内に受領された、低減された直径部３５０を介して）整合される。第１の唇シール筐体３３８Ａは、シールスリーブ３３４から（すなわち、凹部３６０Ａと唇部３６２Ａの相互係合を介して）導かれる一方で、第２の唇シール筐体３３８Ｂは、第１の唇シール筐体３３８Ａから（すなわち、凹部３６０Ｂと唇部３６２Ｂの相互係合を介して）導かれる。図に示すように、第１および第２の唇シール筐体３３８Ａ、Ｂは、第１および第２の唇シール３３６Ａ、Ｂのそれぞれを受領し、１対の面シールをもたらす。理解されるように、この配置により、シールスリーブ３３４および両方の唇シール３３６Ａ、Ｂが駆動シャフト３１０に正確に整合できる。また理解されるように、追加の唇シール筐体および唇シールを所望通りに追加できる。このために、第２の唇シール筐体３３８Ｂは、円周整合溝３６０Ｃをその前面上に含む。
【００４１】
図１９および２０は、先に説明されたポンプに類似したギアポンプ４００を示すが、ギアポンプ４００は、シールスリーブとパッキングシール設計の合成物であるシール組立体４０８を含む。特に、シール組立体４０８は、シールスリーブ４３８、１対のパッキングリング４３６Ａ、Ｂおよびパッキング従動子４３４を含む。この実施形態のシールスリーブ４３８は、図１０〜１３に関して説明されたシールスリーブの任意の、またはすべてのフィーチャを含んでもよい。加えて、シールスリーブ４３８は、パッキングリング４３６Ａ、Ｂを受領するための凹部４３５を含む。したがって、シールスリーブ４３８は、パッキング筐体として作用する。また、凹部４３５は、パッキング従動子４３４の後方突起部４３７を受領してもよい。理解されるように、パッキング従動子の後方突起部４３７は、パッキングシール４３６Ａ、Ｂを凹部４３５内に圧縮して、駆動シャフト４１０との所望のシール係合を提供する。パッキングシール４３６Ａ、Ｂの圧縮は締結具４１５を介して調節できる。
【００４２】
そのように配置されて、シールスリーブ４３８は、非対称の軸受４２４の孔４２８Ａにより、図１３および１８に関して先に説明された方式で整合される。パッキングシール４３６Ａ、Ｂは、パッキングシール４３６Ａ、Ｂが駆動シャフト４１０に対して同心であるように、シールスリーブ内の凹部４３５内に設置され整合される。次いでパッキング従動子４３４は、シールスリーブ４３８にボルトで留められる。この実施形態では、シールスリーブ４３８はまた、必要に応じて、別のパッキング筐体および追加のパッキングリングに加えるために使用することができる外部整合溝４６０を含む。
【００４３】
図２１および２２は、開示されたモジュラー式シール設計に対するさらに別の選択肢を示す。この実施形態のポンプ５００は、唇シール筐体５３８と組み合わせた洗浄プレート５３７、唇シール５３６、およびＲｈｅｏｓｅａｌ５３４を含む、シール組立体５０８を包含する。唇シール筐体５３８、唇シール５３６、およびシールスリーブ５３４は、すべて先の実施形態に関して説明されたフィーチャを含むことができる。
【００４４】
理解されるように、洗浄プレート５３７を使用して、唇シール５３６の内側および駆動シャフト５１０とシールスリーブ５３４との間から漏れ得るあらゆる流体を洗い流すことができる。一実施形態では、洗浄液はポート５３９を通って導入され、駆動シャフト５１０の周囲の空洞５４１および唇シール５３６の内側を満たす。洗浄液は、洗浄プレート５３７内の別のポート（図示せず）を通って排出されてもよい。
【００４５】
唇シール筐体５３８、洗浄プレート５３７、およびシールスリーブ５３４は、すべてポンプ５００内に先に説明した方式で整合されてもよい。したがって、シールスリーブ５３４は、非対称の軸受５２４の孔５２８Ａに図１３の実施形態に関して先に説明された方式で導かれてもよい。洗浄プレート５３７は、シールスリーブ５３４の前面内に形成された補完整合凹部５６０Ａ内に受領される、後向き円周唇部５６２Ａを有してもよい。同様に唇シール筐体５３８は、洗浄プレート５３７の前面内に形成された補完整合凹部５６０Ｂ内に受領される、後向き円周唇部５６２Ｂを有してもよい。唇シール５３６は、唇シール筐体５３８内の凹部内に他の実施形態に関して先に説明された方式で保持されてもよい。また唇シール筐体５３８は、追加のシール構成部品を追加し整合できるように、その前面内に形成された円周整合凹部３６０Ｃを含んでもよい。そのように配置されて、唇シール５３６、シールスリーブ５３４、および駆動シャフト５１０の間の同心度は維持される。
【００４６】
前述の情報に基づいて、本発明は、広範の実用および適用の影響を受けやすいことが当業者には容易に理解されよう。本明細書に具体的に記載されたもの以外に本発明の多くの実施形態および適応、ならびに多くの変形形態、修正形態および均等配置が、本発明の実質または範囲から逸脱することなく、本発明およびその前述の記載から明らかになる、または本発明およびその前述の記載により合理的に提案される。したがって、本発明はその好ましい実施形態に関して本明細書に詳細に説明されたが、本開示は、本発明の説明および例示に過ぎず、本発明を完全に可能にする開示を提供するためのみになされたことを理解されたい。前述の開示は、本発明を限定する、あるいはその他のいかなる実施形態、適応形態、変形形態、修正形態もしくは均等配置を除くと解釈されることを意図せず、本発明は、本明細書に添付された特許請求の範囲およびその均等物のみによって限定される。特定の用語が本明細書に利用されているが、それらは、一般的で記述的な意味のみにおいて用いられ、限定の目的には用いられない。
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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