(57)【要約】本発明は、偏心ピストン容積式ポンプ（１）に関する。偏心ピストン容積式ポンプ（１）は、パイプ（２）、駆動軸（５）及びピストン（６）を備える。パイプ（２）は、伝動領域（３）に固定された第１の端部（２１）と、排出領域（４）に固定されたシリンダ（２４）において終端をなす第２の端部（２２）と、有する。パイプ（２）は吸引ポート（２３）を含み、排出領域は排出ポート（４１）を含む。駆動軸（５）は、シリンダ（２４）に位置する一端部（５３）を有する。ピストン（６）は、流体がパイプ（２）と排出領域（４）との間を移動しないように弾性手段（７）によりシリンダ（２４）に押圧される。ポンプ（１）は、シリンダ（２４）から離間するようにピストンを弾性的に移動させるとともに、シリンダ（２４）から所定の距離を隔ててピストンを維持するための手段（８，９）をさらに備える。また、本発明は、ポンプを洗浄する方法に関する。
2021507160.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
パイプ（２）、駆動軸（５）及びピストン（６）を備える偏心ピストン容積式ポンプ（１）であって、
前記パイプ（２）は、伝動領域（３）に固定された第１の端部（２１）と、排出領域（４）に固定されたシリンダ（２４）において終端をなす第２の端部（２２）と、有し、前記パイプ（２）は吸引ポート（２３）を含み、前記排出領域は排出ポート（４１）を含み、
前記駆動軸（５）は、前記伝動領域と、前記シリンダ（２４）に位置する前記パイプの一端部（５３）との間に亘って延びており、
前記ピストン（６）は、前記排出領域（４）に配置され、前記軸（５）の前記一端部（５３）上をスライドするように取り付けられ、前記パイプ（２）と前記排出領域（４）との間を流体が移動しないように弾性手段（７）により前記シリンダ（２４）に押圧され、
前記ポンプ（１）は、前記シリンダ（２４）から離間するように前記ピストンを弾性的に移動させるとともに、前記シリンダ（２４）から前記所定の距離を隔てて前記ピストンを維持するための手段（８，９）をさらに備える、ことを特徴とするポンプ（１）。
【請求項２】
前記所定の距離は、２ｍｍ〜１０ｍｍの範囲である、ことを特徴とする請求項１に記載のポンプ（１）。
【請求項３】
前記軸（５）の周囲で前記パイプ（２）に設けられたスリーブ（８）をさらに備え、
前記スリーブ（８）は、前記パイプ（２）から前記軸（５）への流体の移動を防ぐように、第１の固定手段（８３）により前記パイプ（２）の前記第１の端部（２１）に、第２の固定手段（８４）により前記軸の前記一端部（５３）に、それぞれシールされて固定される少なくとも１つの金属製のベローズ（８１，８２）を備える、ことを特徴とする請求項１又は２に記載のポンプ（１）。
【請求項４】
前記シリンダ（２４）から離間するように前記ピストンを移動させるための手段は、前記スリーブ（８）を加圧するように構成された空気圧手段（９）である、ことを特徴とする請求項３に記載のポンプ（１）。
【請求項５】
前記空気圧手段は、前記伝動領域（３）を介して前記スリーブと連通した加圧ポット（９）を有し、前記加圧ポット（９）は油を含み、圧縮空気の供給源に接続されている、ことを特徴とする請求項４に記載のポンプ（１）。
【請求項６】
前記加圧ポット（９）は、前記ポットから前記伝動領域及び前記伝動領域から前記ポットへの流体の流路を制限するように構成された制限手段（９１）を有する、ことを特徴とする請求項５に記載のポンプ（１）。
【請求項７】
前記制限手段（９１）は油量減少弁を含む、ことを特徴とする請求項６に記載のポンプ（１）。
【請求項８】
前記ピストン（６）を前記軸（５）の前記一端部（５３）に固定する前記弾性手段は、少なくとも１つの軸方向ばね（７１）を含む、ことを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載のポンプ（１）。
【請求項９】
前記軸方向ばねを保護するように構成された少なくとも１つのアバットメント（７２，７３）を備える、ことを特徴とする請求項８に記載のポンプ（１）。
【請求項１０】
請求項１〜９のいずれかに記載のポンプを洗浄する方法であって、
前記シリンダ（２４）から離間するように前記ピストン（６）を弾性的に移動させる手段を用いることと、
前記吸引ポート（２３）と前記排出ポート（４１）との間に亘って洗浄流体を循環させることと、
を含む方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ポンプ、特に、偏心ピストン容積移送式ポンプに関する。より具体的には、本発明は、改善された現場洗浄のための手段を備えたポンプに関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、食品業界などの一部の産業分野では、ポンプを取り外すことなくポンプを洗浄している。補助ポンプはポンプを通して洗浄液を送る。この方法は現場洗浄（ｉｎ  ｓｉｔｕ  ｃｌｅａｎｉｎｇ）として知られている。
【０００３】
この方法で洗浄されるポンプには容積移送式ポンプが含まれる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
偏心ピストン容積移送式ポンプは、通常、シリンダを有する。シリンダは、吸引ポートを有し、排出領域と一端を共有している。この端部の位置において、ピストンは駆動軸の端部をスライドするように取り付けられ、ばねなどのプレス手段によりシリンダに押圧されて、流体の流路をブロックする。
【０００５】
現場洗浄の間、補助ポンプによる圧力により、ピストンがシリンダから離間して、洗浄液の流路が生じる。しかし、プレス手段の抵抗により離間距離が減少し、設備にヘッドロス（水頭損失）が生じ、これにより、ポンプを通流する全洗浄流の流路が妨げられる。
【０００６】
シャフトを囲み、内部が大気圧のままであるベローズから形成されたスリーブを含む偏心ピストン容積移送式ポンプにおいて、上記の影響は特に顕著である。この種のスリーブは、外部から洗浄液の圧力を受けるので、プレス手段と同じ方向に力を加える。したがって、プレス手段及びスリーブのピストンに対する複合作用により、シリンダとピストンの間の離間距離がさらに減少し、ポンプによる生じるヘッドロスが増加する。
【０００７】
ヘッドロスを制限するため、一般に、ポンプの最大流量よりも大きい洗浄流の一部をそらすためのバルブを備えた外部パイプネットワークを設置する必要がある。これにより、設置及び現場洗浄が複雑になる。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の目的は、現場洗浄を容易にする容積移送式ポンプ及びこの種のポンプの洗浄方法を提供することである。
【０００９】
このため、本発明は、偏心ピストン容積移送式ポンプに関する。当該ポンプは、パイプ、駆動軸及びピストンを備える。パイプは、伝動領域に固定された第１の端部と、排出領域に固定されシリンダにおいて終端をなす第２の端部と、有する。前記パイプは吸引ポートを含み、排出領域は排出ポートを含む。駆動軸は、伝動領域と、シリンダに位置するパイプの一端部との間に亘って延びている。ピストンは、排出領域に配置され、軸の一端部上をスライドするように取り付けられ、パイプと排出領域との間を流体が移動しないよう弾性手段によりシリンダに押圧される。
【００１０】
本発明によれば、さらに、ポンプは、シリンダから離間するようにピストンを弾性的に移動させるとともに、シリンダから所定の距離を隔ててピストンを維持するための手段を備える。
【００１１】
シリンダから離間した位置においてピストンを固定することにより、ポンプは開いたバルブのように動作し、分岐接続システムを設置する必要がなくなる。したがって、全洗浄流が吸引ポートから排出ポートに流れることができる。したがって、ヘッドロスが非常に小さくなり、現場洗浄が容易になる。
【００１２】
有利には、所定の距離は２〜１０ｍｍの範囲である。
【００１３】
この距離は、全洗浄流がポンプを通過するのに十分な距離として、実験及びシミュレーションによって決定された。この距離はポンプのサイズに応じて変動する。
【００１４】
一実施例によれば、さらに、ポンプは、軸の周囲でパイプに設けられたスリーブを備える。このスリーブは少なくとも１つの金属製のベローズを有する。ベローズは、パイプから軸への流体の移動を防ぐように、第１の固定手段によりパイプの第１の端部に、第２の固定手段により軸の端部に、それぞれシールされて固定される。
【００１５】
有利には、シリンダから離間させるようにピストンを移動させる手段は、スリーブを加圧するように構成された空気圧手段である。
【００１６】
このように、スリーブの内部ポートが加圧され、これにより、ピストンがシリンダから十分に離間するとともに、シリンダから所定の距離に維持される。
【００１７】
有利には、空気圧手段は、伝動領域を介してスリーブと連通した加圧ポットを有し、加圧ポットは、油を含み、圧縮空気の供給源に接続される。
【００１８】
加圧ポットにより、伝動領域が完全に満たされ、また、油位（オイルレベル）が加圧ポットに位置するように少なくとも部分的に満たされる。その後、この加圧ポットを圧縮空気の供給源に接続することにより、結果生じる気圧が、ピストンに対するように油面に作用する。
【００１９】
そのため、油は、加圧ポットから伝動領域に送られ、次いで、スリーブに送られる。増加したスリーブの量は、スリーブを伸ばし、したがって、ピストンがシリンダから離間するようにスライドする。この離間する移動距離は、加圧ポットにおける圧力を調節することにより調節される。
【００２０】
さらに、加圧ポットにおける圧力を維持することにより、シリンダとピストンとの間の距離が実質的に一定に維持される。このように、洗浄液が吸引ポートと排出ポートとの間を循環するとき、ヘッドロスが非常に小さくなる。
【００２１】
有利には、加圧ポットは、ポットから伝動領域及び伝動領域からポットへの流体の流路を制限するように構成された制限手段を備える。
【００２２】
例えば、制限手段は、油量減少弁、制御可能なソレノイドバルブを含んでいてもよい。
【００２３】
伝動領域に向けた又は伝動領域からの油の流路の制限は、洗浄液の循環中に生じる可能性が高いベローズ周囲の圧力ピーク時にピストンをシリンダから離間した状態に維持する効果がある。実際に、制限手段は、加圧ポットと伝動領域との間における油の移動を低減させ、スリーブ量の突然の変化を防止する。
【００２４】
有利には、ピストンを軸の端部に固定する弾性手段は、少なくとも１つの軸方向ばねを含む。このばねにより、特にプライミングフェーズの間、ピストンがシリンダに対して押圧される。また、ポンピングフェーズの間、吐出圧により、ピストンがシリンダに対して押圧される。
【００２５】
例えば、この種のばねは、ばね座金のアセンブリから形成されてもよい。
【００２６】
有利には、ポンプは、軸方向ばねを保護するように構成された少なくとも１つのアバットメントを有する。特に、これは、伝動領域が加圧されるフェーズの間である。
【００２７】
また、本発明は、前述のポンプのうち少なくとも１つのポンプからなるポンプを洗浄する方法に関する。この方法は、シリンダから離間するようにピストンを弾性的に移動させる手段を用いることと、吸引ポートと排出ポートとの間に亘って洗浄流体を循環させることと、を含む。
【００２８】
非限定的な例を示す以下の実施例の説明により、本発明を詳細に理解することができる。以下、添付の図面を参照して説明を行う。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】図１は、本発明の好ましい実施例によるポンプの長手方向の断面図である。
【図２】図２は、公知の容積移送式ポンプにおける伝動軸の端部の拡大図である。
【図３】図３は、図２に類似した本発明の一実施例に係るポンプを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
図１は本発明の偏心ピストン容積移送式ポンプ１の長手方向に沿った断面図である。
【００３１】
ポンプ１はパイプ２を有する。パイプ２は、第１の端部２１、第２の端部２２及び吸引ポート２３を有する。
【００３２】
第１の端部２１は、ポンプ１の伝動手段を含む伝動領域３に固定されている。第２の端部２２は、シリンダ２４を有し、排出ポート４１を含む排出領域４に固定されている。
【００３３】
パイプ２において、駆動軸５は、伝動領域３から延びている。軸５の一端部５３は、シリンダ２４に位置している。
【００３４】
図１に示すように、本実施例では、スリーブ８は、軸５の周囲においてシリンダ２に設けられている。スリーブ８は、２つの部分８１，８２に金属（例えば鋼鉄）製のベローズを有する。スリーブ８は、第１の固定手段８３によりパイプ２の第１の端部２１に、第２の固定手段８４により軸の端部５３に、それぞれシールされて固定されている。このようなスリーブは当業者に周知である。スリーブは、例えば、ＷＯ９７／３６１０７号パンフレットに詳細に開示されている。
【００３５】
排出領域４におけるピストン６は、軸５の一端部５３上をスライドするように取り付けられており、軸方向ばね７により支持されている。軸方向ばね７は、パイプ２と排出領域４との間の流体の移動をブロックするようにシリンダ２４に対してピストン６を押圧する。
【００３６】
スリーブの第２の固定手段８４は、ピストンに固定されており、したがって、ピストンと同時に軸５の一端部５３上をスライドする。
【００３７】
また、洗浄されていないこの種のポンプの作動は当業者に周知である。現場洗浄の間、回転しているか又は静止しているポンプ、補助ポンプ（図示せず）は、ポンプを通して洗浄液を送って排出ポート４１から流出させるように、吸引ポート２３に接続されている。
【００３８】
前述のように、従来の洗浄方法では、洗浄液の圧力の影響により生じるシリンダ２に対するピストン６の移動を制限するベローズ及び軸方向ばね７の作用によりヘッドロス（水頭損失）が生じる。
【００３９】
この問題を解消するため、本発明のポンプ１は、シリンダ２からピストン６を移動させるとともに、シリンダから前記所定の距離を隔ててピストンを維持するための手段を有し、パイプ２と排出領域４との間に亘って洗浄流体を移動させる。
【００４０】
より具体的には、図１に示した本発明のポンプは、伝動領域３と連通する加圧ポット９を有する。
【００４１】
公知のポンプでは、伝動領域は一定レベルまで潤滑油で満たされている。
【００４２】
加圧ポット９をポンプ１に付加することにより、伝動領域３が油で完全に満たされ、油位（油量）が加圧ポット９における特定のレベルまで上昇する。
【００４３】
ポンプの現場洗浄の間、加圧ポット９は、図示せぬ圧縮空気の供給源に接続される。制御手段は、ピストンに対するように油面に作用する圧縮空気により生じる空気圧の制御を可能にする。
【００４４】
したがって、油は、加圧ポットから伝動領域に送られ、次いで、スリーブに送られる。スリーブ量の増加により、スリーブが伸び、ピストンがシリンダから離間するようにスライドする。加圧ポットにおける圧力レベルを調節することにより、ピストンがスライドする距離を調節してもよい。
【００４５】
さらに、加圧ポットにおける圧力を維持することにより、シリンダとピストンとの間の距離が実質的に固定状態に維持される。
【００４６】
したがって、全ての洗浄液は、減少したヘッドロスで吸引ポートから排出ポートに流れる。
【００４７】
十分な距離は、ポンプの大きさによって異なり、好ましくは、２〜１０ｍｍである。
【００４８】
さらに、加圧ポット９は、加圧ポット９と伝動領域との間における油の移動を制御可能な制限手段９１を有する。
【００４９】
図１の実施例において、制限手段９１は油量減少弁を備える。
【００５０】
図示せぬ変形例では、制限手段９１は、異なる弁、例えば、制御可能なソレノイドバルブであってもよい。
【００５１】
油の流路を制御することにより、洗浄液の循環中に生じる可能性のあるベローズ周囲の圧力ピーク時に、ピストンをシリンダから離間した状態に維持することができる。
【００５２】
図２，３は、公知のポンプ及び本発明による改善されたポンプにおける軸５の一端部５３をそれぞれ示す拡大図である。
【００５３】
図２，３に示すように、第２の固定手段８４，８４’は、ピストン６に固定され、軸方向ばね７１は、第２の固定手段８４，８４’の端部８４０，８４０’に作用して、シリンダ２４に対してピストン６を押圧する。
【００５４】
図２の場合、スリーブ８の量が増加すると、ピストン６がシリンダ２４から離間するように、ピストン６及び第２の固定手段８４’がスライドする。スリーブにおいて増加している圧力の影響のため、端部８４０’は、ばね、又は、ばね座金の場合には座金を押し潰して、これらを破損させる。
【００５５】
ばね７１を破損から保護するため、図３に示したポンプは、第２の固定手段８４の端部８４０及び軸５の一端部５３にそれぞれ固定された２つの部分７２，７３を含むアバットメントを有する。したがって、アバットメントの２つの部分７２，７３が接触しているとき、ピストンの移動が停止し、ばねに対する圧力は増加しない。
【００５６】
本発明は上記の実施例に限定されないことは明らかである。図示せぬ変形例では、ポンプはスリーブを有していなくてもよい。シリンダ２から離間するようにピストン６を移動させ、シリンダから所定の距離を隔ててピストンを維持する前記手段は、異なるものであってもよく、例えば、制御された機械的手段であってもよい。
【００５７】
また、本発明は、本発明に係る前述の特徴部の少なくとも１つを備えるポンプを洗浄する方法に関する。当該方法は、シリンダ２から離間するようにピストン６を弾性的に移動させる手段を用いることと、吸引ポート２３と排出ポート４１との間に亘って洗浄流体を循環させることと、を含む。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【国際調査報告】
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