(57)【要約】  製品入口（６）および製品出口（７）を有し、封止された変位ピストン（Ｋ）を内部で前後に移動させることができるシリンダハウジング（１）を備える容積式計量ポンプ（Ｐ）において、シリンダハウジング（１）は、その内部に固定式に設置された、ピストンロッド（３）を形成する変位ピストン用のピストンロッドシール（５）を有し、製品入口（６）および製品出口（７）の配置により、デッドスペースを有さず、自己排出型であり、すなわちＣＩＰ衛生に関して完全に洗浄され得る。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
特に、固形物が部分的に充填された液状からペースト状の製品の不連続の容積計量を行うための、容積式計量ポンプ（Ｐ）であって、製品入口（６）および製品出口（７）を有する、本質的に垂直の動作姿勢で設置されるシリンダハウジング（１）を備え、前記シリンダハウジング内では、封止された変位ピストン（Ｋ）を前後に移動させることができる、容積式計量ポンプ（Ｐ）において、前記シリンダハウジング（１）が、その内部に固定式に設置された、ピストンロッド（３）として形成された前記変位ピストン（Ｋ）用のピストンロッドシール（５）を有し、前記製品入口（６）および前記製品出口（７）の選択された配置により、デッドスペースを有さず、自己排出型であることを特徴とする、容積式計量ポンプ（Ｐ）。
【請求項２】
前記動作姿勢において、前記製品入口（６）が、前記シリンダハウジング（１）の上部に配置され、前記製品出口（７）が底部に配置され、それにより、少なくとも前記シリンダハウジング（１）および前記シリンダハウジング（１）に上方から入り込む前記変位ピストン（Ｋ）が、前記製品入口（６）および前記製品出口（７）を介してＣＩＰ衛生に関して完全に洗浄され得ることを特徴とする、請求項１に記載の容積式計量ポンプ。
【請求項３】
前記製品入口（６）が、前記ピストンロッドシール（５）のすぐ隣にある前記シリンダハウジング（１）の上端部に横方向に配置されており、前記製品出口（７）が、前記シリンダハウジング（１）の下端部を形成していることを特徴とする、請求項１に記載の容積式計量ポンプ。
【請求項４】
前記シリンダハウジング（１）のシリンダ軸線（Ｘ）が、前記動作姿勢において垂直線（Ｙ）に対して、好ましくは約３０度の角度（α）で傾斜しており、それにより、前記製品入口（６）の最高点が、本質的に、前記シリンダハウジング（１）の内部（２３）の最高点内にまたは最高点にあることを特徴とする、請求項３に記載の容積式計量ポンプ。
【請求項５】
前記シリンダハウジング（１）が、封止されたフランジジョイント（８）によって、前記ピストンロッドシール（５）および前記製品入口（６）を備えるヘッド部（１ａ）と、シリンダセクション（２６）および前記製品出口（７）に開口する末端出口漏斗（２７）を有する同軸のボトム部（１ｂ）とに分割されていることを特徴とする、請求項１に記載の容積式計量ポンプ。
【請求項６】
前記変位ピストン（Ｋ）の直径（ＤＫ）が、少なくとも前記ヘッド部（１ａ）において、前記シリンダハウジング（１）の内径（ｄ）よりも小さいことを特徴とする、請求項１〜５のいずれか一項に記載の容積式計量ポンプ。
【請求項７】
前記ピストンロッドシール（５）が、前記ヘッド部（１ａ）内のシート（１８）に固定されたスライドブッシュであり、円筒状の前記変位ピストン（Ｋ）が、その上側ストローク停止位置において、その下端（４）が前記ピストンロッドシール（５）をわずかに超えて内部（２３）に入る状態で突出するか、または前記ピストンロッドシール（５）と同一平面にあ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容積式計量ポンプ。
【請求項８】
前記ボトム部（１ｂ）が、前記ヘッド部（１ａ）よりも長いことを特徴とする、請求項５に記載の容積式計量ポンプ。
【請求項９】
前記ヘッド部（１ａ）の内径（ｄ）が、前記製品入口（６）の開口部（１２）の領域内で前記ピストンロッドシール（５）に向かって、好ましくは、前記製品入口（６）の前記開口部と交差する丸みを帯びたショルダ（２４）にわたって、徐々に減少しており、丸みを帯びた膨張部（２５）が、前記ショルダ（２４）との前記製品入口（６）の交差部内に前記ピストンロッドシール（５）の前記シート（１８）に隣接して設けられており、前記シリンダハウジング（１）の前記動作姿勢において、前記ピストンロッドシール（５）の内端（２２）が、ほぼ前記膨張部（２５）の輪郭の高さまたはそのわずかに下方にあることを特徴とする、請求項５に記載の容積式計量ポンプ。
【請求項１０】
好ましくは一体的に形成された、前記ヘッド部（１ａ）に取り付けられた前記製品入口（６）が、接続管であり、前記接続管が、入口弁（１３）用の接続フランジ（１０）を備えた、前記動作姿勢においてほぼ垂直である開始部（２８）と、前記開始部（２８）に対して角度が付けられた終端部（２９）とを有し、前記ヘッド部（１ａ）に上方から開口する前記終端部（２９）の軸線が、シリンダ軸線（Ｘ）と、好ましくは約４５°の鋭角（β）を形成していることを特徴とする、請求項１に記載の容積式計量ポンプ。
【請求項１１】
前記製品出口（７）が、出口弁（１４）につながっていることを特徴とする、請求項５に記載の容積式計量ポンプ。
【請求項１２】
前記フランジジョイント（８）内に設置されたシール（９）が、前記シリンダハウジング（１）の内径（ｄ）とほぼ同一平面にあることを特徴とする、請求項５に記載の容積式計量ポンプ。
【請求項１３】
高温計量または低温計量のための、請求項１〜１２のいずれか一項に記載の容積式計量ポンプ（Ｐ）の使用。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、特許請求項１の前文による容積式計量ポンプおよび請求項１３によるその使用に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば食品または飲料業界において、固形物が追加的に充填された液状からペースト状の製品の不連続の容積計量を行うために、とりわけ容積式計量ポンプを使用することはよく知られている。これらの容積式計量ポンプは、ピストンまたはピストンと膜の組み合わせ、ホースなどで動作する。この原理の既知の容積式ポンプの欠点は、これらが自己排出型ではなく、それと同時にデッドスペース無しではないことである。デッドスペースは、ＤＩＮ  ＥＮ  １６７２−２に従って、製品、成分、洗浄剤、消毒剤、または不純物が含まれ、保持されているスペースとして、または洗浄手段によって完全に除去できないスペースとして定義されている。デッドスペースが、製品を運ぶシリンダハウジング内の、最も高い製品入口または出口の上方にある場合、ＤＩＮ  ＥＮ  １６７２−２に記載されている媒体以外に、空気さえもその中に含まれる可能性がある。空気の圧縮性により、計量精度は、影響を受ける。さらに、ＣＩＰ洗浄（定置洗浄）中に完全なすすぎを妨げるエアクッションが発生する可能性がある。したがって、これらのポンプはほとんどの場合、製品が滅菌効果をもたらすような高温計量に使用されるが、発芽を確実に排除できない低温計量には使用されない。したがって、前述の容積式計量ポンプは、例えばドイツにおいてＤＩＮ  ＥＮ  １６７２−２による食品機械の規定された衛生的要求を満たしていない。
【０００３】
本出願人が実際に使用する容積式計量ポンプは、動作姿勢において本質的に垂直に設置されたシリンダハウジング内のシリンダハウジングの上端部に、同じ高さにある製品入口および製品出口を備える。変位ピストンは、シリンダハウジングの下端部に挿入されており、ピストンリングタイプのピストンシールを有しており、このピストンシールは、変位ピストンを移動させてもシリンダハウジングの内壁をシールする。シリンダハウジングは、ヘッド部およびボトム部に分割され、これらの部分は、シールが挿入されたシールフランジジョイントを介して接続される。変位ピストンの近くでは、シリンダハウジング内に自己排出しないデッドスペースがあり、その内部に洗い流された固形物は、ＣＩＰ洗浄では除去できず、蓄積することになる。フランジジョイントの領域内には、不純物が堆積する可能性のあるアンダーカットがある。さらに、フランジジョイントは、変位ピストンのピストンシールと一緒に横断することはできない。最後に、製品の入口および出口の上にもデッドスペースがある。この構造概念により、容積式計量ポンプは、自己排出型ではなく、高温計量を必要とする。
【発明の概要】
【０００４】
本発明の根底にある目的は、食品機械の衛生的要求を容易に満たし、正確な不連続の容積計量を保証し、したがって高温計量と低温計量の両方に使用できる、冒頭で言及したタイプの容積式計量ポンプを提供することである。
【０００５】
設定された目的は、特許請求項１の特徴および特許請求項１３による使用によって達成される。
【０００６】
変位ピストンがシリンダハウジング内に上方から入り込むため、このピストンは、可動ピストンシール無しのピストンロッドとして具現化され、シリンダハウジング内に固定式に設置されたピストンロッドシール内に封止され、製品入口および製品出口の対応する配置によって、驚くべきことに、デッドスペースを有さない自己排出型の容積式計量ポンプを作り出すことができる。容積式計量ポンプは、例えばＤＩＮ  ＥＮ  １６７２−２による食品機械の標準化された衛生的要求を満たしており、エアクッションが解消されるために正確な計量を保証し、低温計量にも使用することができる。
【０００７】
適切には、変位ピストンがシリンダハウジングに上方から入り込むシリンダハウジングは、好ましくは上部に位置する製品入口および下部に位置する製品出口を介して、ＣＩＰ衛生に関して完全に洗浄され得る。
【０００８】
ここで、本質的に垂直な動作姿勢で設置されるとき、製品入口は、適切には、ピストンロッドシールのシリンダハウジングの上端部に横方向に適切に配置され、製品出口は、シリンダハウジングの下端部に配置される。この概念は、洗浄不可能なデッドスペース、およびエアクッションが維持される可能性があるデッドスペースも回避し、その結果、自己排出機能をもたらす。ＣＩＰ洗浄により、製品が接触する容積式計量ポンプのすべての表面を完全に洗浄することができ、洗浄媒体は自動的に流れ出し、すべての不純物を排出することができる。
【０００９】
デッドスペースを回避する観点から、シリンダハウジングのシリンダ軸線は、容積式計量ポンプの動作姿勢において垂直線に対して、好ましくは製品入口に対して約３０°の角度で傾斜することが適切であり、それにより、製品入口の最高点は、本質的にシリンダハウジング１の内部の最高点内または最高点にある。
【００１０】
１つの実施形態では、シリンダハウジングは、封止されたフランジジョイントを介して、ピストンロッドシールおよび製品入口を含むヘッド部と、シリンダセクションおよび製品出口内で終わる末端出口漏斗を備えた同軸のボトム部とに分割される。特に、出口漏斗は、変位ピストンの移動中に徐々に製品を加速させて正確な計量を促すか、または洗浄媒体を迅速な洗浄サイクルにおいて徐々に加速させる。
【００１１】
さらに、変位ピストンの直径が、少なくともシリンダハウジングのヘッド部の内径よりも小さく、そのため、変位ピストンがシリンダハウジングの内壁に接触せず、いかなるリスクもなくフランジを横断することさえもできることは有益である。
【００１２】
適切には、ピストンロッドシールは、ヘッド部のシートに固定されたスライドブッシュであり、円筒形変位ピストンは、上側ストローク停止位置にあるとき、その下端を下向きにしてピストンロッドシールをわずかに超えて突出する。しかし、変位ピストンは、上側ストローク停止位置においてピストンロッドシールの内端と同一平面にして、洗浄性をさらに向上させることもできる。
【００１３】
適切な実施形態では、ボトム部はヘッド部より長く、それにより、フランジジョイントは、製品入口の比較的近くに位置するようになる。
【００１４】
デッドスペースを回避し、自己排出を促進し、低乱流状態を作り出すことを考慮すると、ヘッド部の内径を、製品入口の開口部の領域内でピストンロッドシールに向かって、好ましくは製品入口の開口部と交差する丸みを帯びたショルダにわたって徐々に減少させ、ショルダと製品入口の交差部内にピストンロッドシールのシートに隣接して設けられる丸みを帯びた膨張部を形成することが適切であり、それにより、シリンダハウジングの動作姿勢において、ピストンロッドシールの内端は、交差部の領域内の、ほぼ膨張部の輪郭の高さまたはそれよりわずか下方にあるようになる。
【００１５】
１つの実施形態では、ヘッド部に取り付けられた、好ましくはそれと一体の製品入口は、接続管であり、接続管は、入口弁用の接続フランジを有する、動作姿勢においてほぼ垂直である開始部と、開始部に対して角度が付けられた終端部とを有し、上方から前記ヘッド部に開口する終端部の軸線は、シリンダ軸線との、好ましくは約４５°の鋭角を含む。
【００１６】
１つの実施形態では、シリンダハウジングの下端部の製品出口は、出口弁につながる。
【００１７】
最後に、フランジジョイント内に設置されたシールは、シリンダハウジングの内径と接するか、またはそこから突出することもでき、それにより、ここでは、アンダーカットされたデッドスペースは確実に排除される。このシールには、シリンダハウジング内の内壁に対して径方向距離を離して移動する変位ピストンは接触しない。
【００１８】
図を参照して、本発明の主題の１つの実施形態が、説明される。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】変位ピストンが動作姿勢において上側ストローク停止位置にある本発明の容積式計量ポンプの断面図である。
【図２】変位ピストンの下側ストローク停止位置にある容積式計量ポンプの断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
例えば食品業界において、特に、部分的に固形物が充填された液状からペースト状の製品の不連続な容積計量を行うための、図１および図２のそれぞれにおいて断面図で示す容積式計量ポンプＰは、動作姿勢において垂直線に対して、例えば約３０°の角度αで傾斜するように設置され得る。
【００２１】
容積式計量ポンプＰは、主構成要素として、管状シリンダハウジング１と、シリンダハウジング１内で二重矢印２の方向に移動可能な変位ピストンＫとを含む。変位ピストンＫは、その動作領域において、円形シリンダとして、そしてピストンロッドのように具現化され、シリンダハウジング１内に位置するピストンロッドの端部４は、平面であり、シリンダ軸線Ｘに本質的に垂直であり得る。シリンダハウジング１は、シール９を有するフランジジョイント８を介してヘッド部１ａおよびボトム部１ｂに分割され、ここでは例えばボトム部１ｂは、ヘッド部１ａより長い。ヘッド部１ａ内には、ピストンロッドシール５が固定式に設置されており、製品入口６は、ピストンロッドシール５のすぐ隣で横方向にヘッド部１ａに開口している。ボトム部１ｂは、フランジジョイント８の隣にシリンダセクション２６を備え、ボトム部１ｂの下端部に向かって出口漏斗２７が続き、出口弁１４につながる。ピストンロッドシール５に隣接して、丸みを帯びた膨張部２５が、製品入口６のヘッド部１ａの側面に設けられる。製品入口６は、例えば、少なくとも本質的に垂直な位置に設置された入口弁１３を接続するためのフランジ１０を備える。シリンダハウジング１が垂直線に対して傾斜する角度αは、約３０°であり得る。この角度αは限定的として解釈されるべきでなく、３０°より大きくても小さくてもよい。
【００２２】
図１および図２は、計量ストロークにおける変位ピストンＫの上側ストローク停止位置および変位ピストンＫの下側ストローク停止位置を示している。計量ストロークにおいて排出される用量は、変位ピストンＫの下側ストローク停止位置を調整することによって、および／またはそれに対応して入口弁および出口弁１３、１４を制御することによって選択され得る。
【００２３】
ピストンロッドシール５は、例えば、ヘッド部１ａの折り畳み状の内側シート１８内に固定式に設置されたスライドブッシュであり、シート１８は、ピストンロッドシール５を配置するためのショルダ２１を備えることができる。ヘッド部１ａの内部２３では、ヘッド部１ａの内径ｄは、ピストンロッドシール５に向かって、ショルダ２１に移行する丸みを帯びたショルダ２４にわたって減少する。製品入口６がヘッド部１ａに開口する右側には、丸みを帯びた膨張部２５が局所的に設けられ、ここでは、製品入口６の開口部１２は、ヘッド部１ａとその最高点において交差する。製品入口６は、適切には、ヘッド部１ａにおいて一体的に形成され、接続管の形状を有し、接続管は、フランジ１０を備えたほぼ垂直な開始部２８（垂直線は一点鎖線Ｙで示される）と、開始部２８に関して傾斜され、限定はしないが、図示する実施形態では約４５°であり得る、シリンダ軸線ｘとの角度βを含む終端部２９とを有する。膨張部２５は、そこに位置するピストンロッドシール５の端部２２（内径ｄｉ）が、膨張部２５の輪郭の最低点の高さに少なくともほぼ位置するように配置される。変位ピストンＫは、例えば、それにねじ込まれたタペット１７によって駆動される。
【００２４】
フランジジョイント８内のシール９は、図示するように（ＣＩＰ洗浄ができるように）内径ｄにできるだけ近づけて配置するか、それと接するか、または、突出させることもできる。その理由は、変位ピストンＫの直径ＤＫがヘッド部１ａおよびシリンダハウジング１内の直径ｄより小さく、変位ピストンｋがフランジジョイント８を容易に横断することができるためである。
【００２５】
例えば、容積式計量ポンプＰの所定の使用期間の後、または製品交換のために、洗浄サイクルを実行しなければならない（ＣＩＰ洗浄）場合、洗浄媒体は、圧力下で製品入口６から製品出口７まで下り、製品出口７を通るように運ばれる。容積式計量ポンプＰはデッドスペースを有さず、自己排出型であるため、製品が接触する容積式計量ポンプＰのすべての表面は、食品機械の厳格な規定に対応して、衛生的に完全に洗浄され得る。すべてがきれいな方法で、残留物無しで洗浄剤と共に流れ出す。
【００２６】
容積式計量ポンプのこの概念の本質的な利点は、ユーザーの観点から、高温計量だけでなく、驚くべきことに低温計量にも使用できることである。
【００２７】
エアクッションを保持するデッドスペースがないため、計量精度は、高いままである。
【図１】
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【図２】
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【国際調査報告】
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