(57)【要約】【課題】  簡易な構成でありながら、駆動軸の軸封部分からポンプ本体内に空気が侵入することを防止することが可能なポンプおよび送液装置を提供する。【解決手段】  駆動軸２１が本体１０から外部に露出するラビリンスケース３６とハブ３１との間の位置には、駆動軸２１の軸封部分を覆うカバー６１が配設されている。カバー６１は、その内部に窒素ガスを収納可能な空間６９を有する。このカバー６１には、窒素ガスの供給口６２が形成されている。この供給口６２は、窒素ガスの供給部６３と、管路６４により接続されている。この管路６４中には、電磁開閉弁６５が配設されている。【選択図】        図１
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【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
駆動軸を回転させることにより液体を送液するポンプにおいて、
前記駆動軸における軸封部分を覆うカバーを備え、
前記カバーには、当該カバー内に前記液体に混入しても支障のない流体を供給するための流体供給部に接続される流体供給口が形成されていることを特徴とするポンプ。
【請求項２】
請求項１に記載のポンプにおいて、
前記駆動軸の外周部に配設された駆動側歯車と、
前記駆動側歯車に噛合する従動側歯車と、を備え、
前記駆動側歯車および前記従動側歯車の回転により液体を送液するポンプ。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載のポンプにおいて、
前記液体を前記駆動軸における軸封部分に供給する液体の流通路を備え、
前記駆動軸における軸封部分を前記液体によりシールするポンプ。
【請求項４】
請求項３に記載のポンプにおいて、
前記液体の流通路は、本体内における加圧領域と前記駆動軸における軸封部分とを接続するポンプ。
【請求項５】
請求項１から請求項４のいずれかに記載のポンプにおいて、
前記液体に混入しても支障のない流体は、不活性ガスであるポンプ。
【請求項６】
駆動軸と、前記駆動軸の外周部に配設された駆動側歯車と、前記駆動側歯車に噛合する従動側歯車と、前記駆動軸における軸封部分を覆うカバーとを備え、前記駆動側歯車および前記従動側歯車の回転により液体を送液するギアポンプと、
前記ギアポンプに接続され、前記駆動軸を回転させるためのモータと、
前記ギアポンプにおけるカバー内に、前記液体に混入しても支障のない流体を供給するための流体供給部と、
前記流体供給部と前記ギアポンプにおけるカバーとを接続する管路と、
前記液体供給部から前記ギアポンプにおけるカバー内へ前記液体に混入しても支障のない流体を供給し、あるいは、当該流体の供給を停止するための開閉弁と、
前記モータによる前記駆動軸の回転駆動が停止した時に、前記開閉弁を開放することにより、前記流体供給部から前記ギアポンプにおけるカバー内に前記流体を供給させる制御部と、
を備えたことを特徴とする送液装置。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この考案は、駆動軸を回転させることにより液体を送液するポンプおよびこのポンプを利用した送液装置に関する。なお、この明細書における液体とは、ポリマー等の粘性を有する流動体をも含む概念である。
【背景技術】
【０００２】
このような粘性を有する液体を送液するポンプとしては、ギアポンプが使用される。このギアポンプは、駆動軸と、この駆動軸の外周部に配設された駆動側歯車と、駆動側歯車に噛合する従動側歯車とを備え、駆動軸をモータにより回転させることにより、駆動側歯車および従動側歯車を同期して回転させ、これらの駆動側歯車および従動側歯車の回転により液体を送液する構成を有する。
【０００３】
このようなギアポンプにおいては、駆動側ギアを備えた駆動軸をモータにより回転させる構成であることから、駆動軸はギアポンプの本体とギアポンプの外部とにわたって配設され、ギアポンプには、駆動軸を外部から囲う軸封部分が存在する。この軸封部分を介して外部から空気がギアポンプの本体内に侵入した場合には、送液対象となる液体が空気中の酸素と反応して品質の低下を招き、また、これにより液体を廃棄する必要が生ずる場合がある。このため、この軸封部分は、一般的には、ラビリンスシールやグランドパッキング等を利用した軸封構造となっている。
【０００４】
ラビリンスシールやグランドパッキング等を利用した軸封構造は、構成がシンプルであり、また、メンテナンスも容易ではあるが、外部からの気体の侵入を確実に防止し得るものではない。このため、ダブルメカニカルシール等を利用した軸封構造を採用することにより、より機密性を高めることも可能ではあるが、このような構成を採用した場合には装置構成が複雑となり、また、メンテナンスも煩雑なものとなる。
【０００５】
一方、ポンプの歯車軸のグランドへ吐出液体を供給する管路を設け、減圧部で所定圧に減圧した抜き出し液体によって歯車駆動軸のグランド部を加圧シールするようにしたギアポンプも提案されている（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】実公昭５４−２５６８５号公報
【考案の開示】
【考案が解決しようとする課題】
【０００７】
上述した特許文献１に記載のギアポンプは、簡易な構造で確実な軸封を実行し得る優れたものではあるが、ギアポンプの停止動作に伴って吐出液体の圧力が低下し、且つ吸入側が負圧となった場合に、駆動軸における軸封部分からポンプ本体内に空気が侵入する可能性がある。
【０００８】
この考案は上記課題を解決するためになされたものであり、簡易な構成でありながら、駆動軸の軸封部分からポンプ本体内に空気が侵入することを防止することが可能なポンプおよび送液装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
請求項１に記載の考案は、駆動軸を回転させることにより液体を送液するポンプにおいて、前記駆動軸における軸封部分を覆うカバーを備え、前記カバーには、当該カバー内に前記液体に混入しても支障のない流体を供給するための流体供給部に接続される流体供給口が形成されていることを特徴とする。
【００１０】
請求項２に記載の考案は、請求項１に記載の考案において、前記駆動軸の外周部に配設された駆動側歯車と、前記駆動側歯車に噛合する従動側歯車と、を備え、前記駆動側歯車および前記従動側歯車の回転により液体を送液する。
【００１１】
請求項３に記載の考案は、請求項１または請求項２に記載の考案において、前記液体を前記駆動軸における軸封部分に供給する液体の流通路を備え、前記駆動軸における軸封部分を前記液体によりシールする。
【００１２】
請求項４に記載の考案は、請求項３に記載の考案において、前記液体の流通路は、本体内における加圧領域と前記駆動軸における軸封部分とを接続する。
【００１３】
請求項５に記載の考案は、請求項１から請求項４のいずれかに記載の考案において、前記液体に混入しても支障のない流体は、不活性ガスである。
【００１４】
請求項６に記載の考案は、駆動軸と、前記駆動軸の外周部に配設された駆動側歯車と、前記駆動側歯車に噛合する従動側歯車と、前記駆動軸における軸封部分を覆うカバーとを備え、前記駆動側歯車および前記従動側歯車の回転により液体を送液するギアポンプと、前記ギアポンプに接続され、前記駆動軸を回転させるためのモータと、前記ギアポンプにおけるカバー内に、前記液体に混入しても支障のない流体を供給するための流体供給部と、前記流体供給部と前記ギアポンプにおけるカバーとを接続する管路と、前記液体供給部から前記ギアポンプにおけるカバー内へ前記液体に混入しても支障のない流体を供給し、あるいは、当該流体の供給を停止するための開閉弁と、前記モータによる前記駆動軸の回転駆動が停止した時に、前記開閉弁を開放することにより、前記流体供給部から前記ギアポンプにおけるカバー内に前記流体を供給させる制御部と、を備えたことを特徴とする。
【考案の効果】
【００１５】
請求項１から請求項６に記載の考案によれば、液体に混入しても支障のない流体を封入可能なカバーの作用により、簡易な構成でありながら、駆動軸の軸封部分からポンプ本体内に空気が侵入することを防止することが可能となる。このため、軸封部分を介して外部から空気がポンプ本体内に侵入し、ポンプにより送液される液体に悪影響を及ぼすことを効果的に防止することが可能となる。
【００１６】
特に、請求項６に記載の考案によれば、駆動軸の回転が停止した時に流体供給部からギアポンプのカバー内に流体が供給されることから、ギアポンプの停止時における駆動軸の軸封部分からポンプ本体内への空気の侵入を自動的に防止することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】この考案に係るポンプの断面図である。
【図２】この考案に係るポンプの分解斜視図である。
【図３】この考案に係る送液装置の制御系を示すブロック図である。
【考案を実施するための形態】
【００１８】
以下、この考案の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１は、この考案に係るポンプの断面図である。また、図２は、この考案に係るポンプの分解斜視図である。なお、図１は、ギアポンプを水平方向を向く平面で切断した断面を示している。また、図２においては、各部分の方向を変更して図示しており、液体としての樹脂の送液方向を白矢印で示している。なお、図２においては、カバー６１等の図示を省略している。
【００１９】
これらの図に示すポンプは、駆動側歯車２３および従動側歯車２４によりポリマーからなる流動性の樹脂を送液するためのギアポンプである。このギアポンプは、プロセス機器等への送液に使用されるもので、例えば、重合反応により樹脂が生成されるタンクから、樹脂製のペレットを作成するペレタイザーまで、樹脂を送液するためのものである。なお、このような流動性の樹脂は、空気と触れることにより酸化することから、樹脂の流路内への空気の混入を防止する必要がある。
【００２０】
このギアポンプは、ケーシング１１と、リアカバー１２と、フロントカバー１３とからなる本体１０と、その外周部に駆動側歯車２３が配設された駆動軸２１と、その外周部に駆動側歯車２３と噛合する従動側歯車２４が配設された従動軸２２と、駆動軸２１の両端を軸支するための一対のベアリング２５、２７と、従動軸２２の両端を軸支するための一対のベアリング２６、２８と、本体１０の上部に配設され吸入側の開口部が形成されたフランジ部１４と、本体１０の下部に配設され吐出側の開口部が形成された排出部１５とを備えている。
【００２１】
図１に示すように、駆動軸２１の外周部には、ラビリンスシール３５がラビリンスケース３６により固定されている。このラビリンスシール３５には、螺旋状の溝３９が形成されている。なお、図１においては、ラビリンスシール３５に形成された溝３９を、駆動軸２１に外周部において斜め線で表示している。なお、条件によっては溝３９を駆動軸２１側に設けることもある。また、駆動軸２１の外周部には、グランドパッキング３４が配設されることもあり、ここではグランドパッキング３４は、押さえ部材３７により固定されている。
【００２２】
駆動軸２１の先端には、この駆動軸２１を、図示を省略したカップリング部材、例えばユニバーサルジョイントを介して後述するモータ６６に接続するためのハブ３１が配設されている。そして、駆動軸２１が本体１０から外部に露出するラビリンスケース３６とハブ３１との間の位置には、駆動軸２１の軸封部分を覆うカバー６１が配設されている。このカバー６１とハブ３１との間の位置には、オイルシール３２がオイルシール押さえ３３により固定されている。
【００２３】
カバー６１は、その内部に不活性ガスとしての窒素ガスを収納可能な空間６９を有する。このカバー６１には、窒素ガスの供給口６２が形成されている。この供給口６２は、窒素ガスの供給部６３と、管路６４による接続されている。この管路６４中には、電磁開閉弁６５が配設されている。なお、この電磁開閉弁６５は、窒素ガスの供給部６３からカバー６１内へ窒素ガスを供給し、あるいは、この窒素ガスの供給を停止することができる位置であれば、管路６４中以外の位置に設置してもよい。
【００２４】
図２に示すように、ケーシング１１と、リアカバー１２と、フロントカバー１３とからなる本体１０における駆動側歯車２３および従動側歯車２４の上方の位置、すなわち、負圧となる樹脂の吸入側の位置には、樹脂の流路５１、５２、５３、５４が形成されている。流路５１は、リアカバー１２に形成された溝部４１を介して、ベアリング２６に形成された溝部と連通している。また、流路５２は、リアカバー１２に形成された溝部４２を介して、ベアリング２５に形成された溝部と連通している。また、流路５３は、フロントカバー１３に形成された溝部４３を介して、ベアリング２７に形成された溝部と連通している。さらに、流路５４は、フロントカバー１３に形成された溝部４４を介して、ベアリング２８に形成された溝部と連通している。
【００２５】
このため、従動軸２２とベアリング２６との間に侵入した樹脂は、溝部４１を介して流路５１へ流入する。これにより、従動軸２２とベアリング２６との間に侵入した樹脂は、常に新しい樹脂と入れ替わる。駆動軸２１とベアリング２５との間に侵入した樹脂は、溝部４２を介して流路５２へ流入する。これにより、駆動軸２１とベアリング２５との間に侵入した樹脂は、常に新しい樹脂と入れ替わる。また、駆動軸２１とベアリング２７との間に侵入した樹脂は、溝部４３を介して流路５３へ流入する。これにより、駆動軸２１とベアリング２７との間に侵入した樹脂は、常に新しい樹脂と入れ替わる。さらに、従動軸２２とベアリング２８との間に侵入した樹脂は、溝部４４を介して流路５４へ流入する。これにより、従動軸２２とベアリング２８との間に侵入した樹脂は、常に新しい樹脂と入れ替わる。
【００２６】
図２に示すように、ケーシング１１と、リアカバー１２と、フロントカバー１３とからなる本体１０における駆動側歯車２３および従動側歯車２４の下方の位置、すなわち、正圧となる樹脂の吐出側の位置には、樹脂の流路５５が形成されている。流路５５は、フロントカバー１３に形成された溝部４５と連通している。また、フロントカバー１３には、溝部４５における外部への開口部の面積を変更可能なバルブ部材４６が配設されている。
【００２７】
このため、流路５５内の正圧の樹脂は、溝部４５を介して、駆動軸２１の外周部におけるラビリンスシール３５付近に供給される。ラビリンスシール３５に形成された螺旋状の溝３９は、駆動軸２１の回転により樹脂を本体１０内に送液する方向に形成されている。一方、流路５５から溝部４５に送液される樹脂は正圧となっている。このため、バルブ部材４６により溝部４５における外部への開口部の面積を調整することで、ラビリンスシール３５付近に供給された樹脂を、ラビリンスシール３５付近で停滞させることが可能となる。このため、ラビリンスシール３５付近の駆動軸２１の軸封部分を、樹脂によりシールすることが可能となる。
【００２８】
なお、流路５５から溝部４５に送液され、駆動軸２１の軸封部分に供給される樹脂は、そこに停滞した樹脂が本体内に侵入しないように、わずかに外部に流出する状態とすることが好ましい。外部に流出した樹脂は、カバー６１における空間６９内に滴下し、図示しないドレインより排出される。
【００２９】
図３は、この考案に係る送液装置の制御系を示すブロック図である。
【００３０】
この送液装置は、論理演算を実行するＣＰＵ、装置の制御に必要な動作プログラムが格納されたＲＯＭおよび制御時にデータ等が一時的にストアされるＲＡＭを備え、装置全体を制御する制御部７０を備える。この制御部７０は、上述した電磁開閉弁６５と接続されている。また、この制御部７０は、駆動軸２１を回転駆動するためのモータ６６と接続されている。この制御部７０は、モータ６６による駆動軸２１の回転駆動が停止した時に、電磁開閉弁６５を開放することにより、窒素ガスの供給部６３からカバー６１内に窒素ガスを送り込む。
【００３１】
以上のような構成を有するギアポンプを備えた送液装置においては、モータ６６の駆動により駆動軸２１が回転することで、互いに噛合する駆動側歯車２３および従動側歯車２４が同期して回転し、樹脂がフランジ部１４に形成された吸入側の開口部から、排出部１５に形成された吐出側の開口部に送液される。このときには、駆動軸２１の軸封部分は、ラビリンスシール３５、グランドパッキング３４およびそこに供給された樹脂によりシールされている。
【００３２】
この状態でモータ６６による駆動軸２１の回転駆動が停止し、ギアポンプによる送液が中止された場合においては、ギアポンプの吸入側圧力が負圧の場合、本体１０内部の吸入側の領域が負圧となることから、駆動軸２１の軸封部分を介して外部の気体がギアポンプの本体１０内に吸い込まれようとする現象が発生する。しかしながら、この時には、制御部７０の作用により電磁開閉弁６５が開放され、ギアポンプにおけるカバー６１内の空間６９が、窒素ガスの供給部６３から供給された窒素ガスによりパージされる。
【００３３】
従って、ギアポンプの本体１０内に侵入する可能性があるのは、樹脂に混入しても支障のない流体である窒素ガスのみとなる。これにより、駆動軸２１の軸封部分を介して外部から空気がギアポンプの本体１０内に侵入し、このギアポンプにより送液される樹脂に悪影響を及ぼすことを効果的に防止することが可能となる。
【００３４】
なお、上述した実施形態においては、液体としての樹脂に混入しても支障のない流体として、窒素ガスを使用している。しかしながら、この流体として、その他の不活性ガスを使用してもよい。また、流動パラフィンやシリコンオイル等の液体を、送液すべき液体に混入しても支障のない流体として使用してもよい。
【００３５】
また、上述した実施形態においては、送液すべき液体としてポリマーからなる流動性の樹脂を採用しているが、その他の液体を送液するようにしてもよい。
【００３６】
さらに、上述した実施形態においては、この考案をギアポンプに適用した場合について説明したが、例えば、スクリューポンプ等の、駆動軸を回転させることにより液体を送液するその他のポンプにこの考案を適用してもよい。
【符号の説明】
【００３７】
１０    本体
１１    ケーシング
１２    リアカバー
１３    フロントカバー
２１    駆動軸
２２    従動軸
２３    駆動側歯車
２４    従動側歯車
３１    ハブ
３４    グランドパッキング
３５    ラビリンスシール
４５    溝部
４６    バルブ部材
５５    流路
６１    カバー
６２    窒素ガスの供給口
６３    窒素ガスの供給部
６４    管路
６５    電磁開閉弁
６６    モータ
６９    空間
７０    制御部
【図１】
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【図２】
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【図３】
0003186358.tif 000005