(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
クランク機構（１）と、前記クランク機構（１）の周りで見た場合に第１のシリンダー（２）、第２のシリンダー（３）、及び第３のシリンダー（４）に相当する少なくとも３つのシリンダー（２，３，４）とを有するプロセスポンプ（１００）であって、前記クランク機構（１）は、クランク軸と、前記シリンダー（２，３，４）の各々に関するクロスヘッド（７，１０，１３）と、各々が前記クランク軸を受け入れるための大型コネクティングロッド先端部（８ａ，１１ａ，１４ａ）を有するコネクティングロッド（８，１１，１４）とを有し、前記クロスヘッド（７，１０，１３）が、前記コネクティングロッド（８，１１，１４）を介して前記クランク軸に機能的に結合されており、
前記クランク軸は、第１の偏心部（１５）及び第２の偏心部（１６）を備えた偏心軸（５）として形成され、前記第１のシリンダー（２）の前記コネクティングロッド（８）及び前記第３のシリンダー（４）のコネクティングロッド（１４）は、前記第１の偏心部（１５）上に配置され、前記第２のシリンダー（３）の前記コネクティングロッド（１１）は、前記第２の偏心部（１６）上に配置され、前記第１のシリンダー（２）の前記コネクティングロッド（８）の前記大型コネクティングロッド先端部（８ａ）と、前記第３のシリンダー（４）の前記コネクティングロッド（１４）の大型コネクティングロッド先端部（１４ａ）とは、共通の中心軸（１７）を有し、前記クランク機構（１）は、制御シーケンス：第１のシリンダー（２）−第３のシリンダー（４）−第２のシリンダー（３）を有することを特徴とする、プロセスポンプ（１００）。
【請求項２】
前記クランク機構（１）は、厳密に３つのシリンダー（２，３，４）を有する、請求項１に記載のプロセスポンプ（１００）。
【請求項３】
隣接する前記シリンダー（２，３，４）の軸（２０，２１，２２）は、相互に６０度の角度オフセット（Ｗ1-2，Ｗ2-3）を有する、請求項１又は２に記載のプロセスポンプ（１００）。
【請求項４】
前記第１のシリンダー（２）の前記軸（２０）と、前記第３のシリンダー（４）の前記軸（２２）との間の前記角度オフセット（Ｗ1-3）は、１２０度である、請求項３に記載のプロセスポンプ（１００）。
【請求項５】
前記２つの偏心部（１５，１６）のうちの少なくとも一方が、偏心ディスクとして形成される、請求項１から４のいずれかに記載のプロセスポンプ（１００）。
【請求項６】
前記第１の偏心部（１５）及び前記第２の偏心部（１６）は、１８０度のオフセットで前記偏心軸（５）上に配置される、請求項１から５のいずれかに記載のプロセスポンプ（１００）。
【請求項７】
前記コネクティングロッド（８，１１，１４）の各々は、コネクティングロッドシャンク（８ｂ，１１ｂ，１４ｂ）と、前記クロスヘッド（７，１０，１３）に機能的に結合するための小型コネクティングロッド先端部（８ｃ，１１ｃ，１４ｃ）とを有し、前記大型コネクティングロッド先端部（８ａ，１１ａ，１４ａ）、前記コネクティングロッドシャンク（８ｂ，１１ｂ，１４ｂ）、及び前記小型コネクティングロッド先端部（８ｃ，１１ｃ，１４ｃ）は、一体部品として形成される、請求項１から６のいずれかに記載のプロセスポンプ（１００）。
【請求項８】
前記偏心軸（５）は、一体部品として形成される、請求項１から７のいずれかに記載のプロセスポンプ（１００）。
【請求項９】
バランスマス（２４）が、前記偏心軸（５）上に配置される、請求項１から８のいずれかに記載のプロセスポンプ（１００）。
【請求項１０】
前記プロセスポンプ（１００）は、単動式（１０２ａ，１０３ａ，１０４ａ）又は複動式ポンプヘッド（１０２，１０３，１０４）として形成された、少なくとも１つのポンプヘッドを有する、請求項１から９のいずれかに記載のプロセスポンプ（１００）。
【請求項１１】
前記少なくとも１つのポンプヘッド（１０２，１０２ａ，１０３，１０３ａ，１０４，１０４ａ）は、メンブレンポンプヘッドとして形成される、請求項１０に記載のプロセスポンプ（１００）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、クランク機構を備えたプロセスポンプに関する。より具体的には、本発明は、各々がコネクティングロッドへの結合要素としてのクロスヘッドを有する複数のシリンダーを備えたプロセスポンプに関し、クロスヘッドは、コネクティングロッドを介してクランク軸に機能的に結合される。
【背景技術】
【０００２】
一般に、複数のシリンダーを備えたプロセスポンプは、大きなポンプ流量で及び／又は高い圧力でポンプ送給するために使用される。このようなプロセスポンプでの１つの問題点は、特にメンブレンポンプヘッドを用いる場合、各ポンプヘッドが構造的に互いに距離を必要とするので比較的大きな空間が必要となることである。プロセスポンプは、一定のストローク長を有する揺動式容積型ポンプであることが意図される。
【０００３】
クランク機構を備えた公知のプロセスポンプでは、シリンダーは連続して並列に配置され、クランク軸に沿って支持される。この場合、各ポンプヘッドについての接続領域での大きなシリンダー距離は、クランク軸上の大きな軸受スパンを意味する。複数のシリンダー及び大きなポンプヘッド、特にメンブレンポンプヘッドでは、クランク軸は対応して長くなる必要がある。結果として、このことは、特に安定性及び曲げ強度の点で、クランク軸の特別な性質を必要とする。これにより及び高い空間要求に起因して、製造及び保管において高コストが生じる。
【０００４】
この問題を解決するために、欧州特許第１７３６６６６号明細書には、シリンダーを相互に扇形方式で配置することが提案されており、各シリンダーの間の垂直オフセットは非常に小さいか又は垂直オフセットは全くない。特に、欧州特許第１７３６６６６号明細書は、３つのシリンダーをクランク軸の周りで四分円上に分散配置することを示唆しており、各シリンダーは、互いにコネクティングロッドの厚さに関する垂直オフセットを有する。もしくは、欧州特許第１７３６６６６号明細書には、クランク形コネクティングロッドの使用が示唆されており、全てのシリンダーは、クランク軸に対して直交する平面に位置する。このシリンダー配置によって、このようなクランク機構を有するポンプに関する空間要求は、大幅に減少され、同時に製造コストも低減される。
【０００５】
このようなプロセスポンプは、本質的に、ポンプ送給流体の大きな質量加速度を生じるので、プロセス関連の理由で均一なポンプ特性を目的としている。複式シリンダーポンプに関して、これは個別シリンダーのポンプ流量によって生じる全ポンプ流量である。実質的に一様な全ポンプ流量は、ポンプ駆動のトルク特性、並びに、特に、導管などの後続の部材における圧力及びポンプ流量の変動に好都合に作用する。従って、この解決策に起因して、適切なポンプ駆動に関するコストは、管理できる限界内に維持することができる。同時に、導管を最適にするための手段を節減することで、小型の振動減衰器又は共鳴器を使用すること又はこれらを完全に排除することができるので、コスト低減を実現することができる。
【０００６】
欧州特許１７３６６６６号明細書に示唆された解決策は、既に、例えば、ポンプ送給される原油を処理しかつ一時的に貯蔵する掘削船上の所謂ＦＰＳＯユニット（浮遊式生産貯蔵出荷設備：Floating Production Storage & Offloading）での使用に非常に適している。しかしながら、これに使用されるポンプでは、単位面積当たりのさらに高いポンプ性能が要求されている。特に、大型ポンプに関して、可動部品の不釣り合いは、結果として生じる動的振動が問題となる可能性があるので、特に弊害をもたらす可能性が高い。例として、ここでは振動によって高くなる疲労破壊の可能性に言及することができる。
国際公開第２０１３／１１６８２０号は、コネクティングロッドを介してカムシャフトに各々が連結された４つのシリンダーを備えた、ガスを圧縮又は放出するための圧縮機を示している。
欧州特許１７３６６６６号明細書においては、いくつかのシリンダーを備え、特に整合されたシリンダー軸線間の角度と適切に選択されたクランクスローとによってシリンダー振動の均質な位相変移を可能とするポンプ機構が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】欧州特許第１７３６６６６号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
従って、本発明の目的は、クランク機構を備えたプロセスポンプを提供することであり、結果とて生じる全ポンプ流量の高い一様性を実現することができるが、同時に不釣り合いが実質的に回避される。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記の問題点は、請求項１に記載のプロセスポンプを用いて解決される。好都合な進展は、従属項に記載される。
本発明によるプロセスポンプは、クランク機構及び少なくとも３つのシリンダーを有する。クランク機構の周りで見た場合、各シリンダーは、第１のシリンダー、第２のシリンダー、及び第３のシリンダーに相当する。クランク機構は、クランク軸と、各シリンダーに関するクロスヘッドの各々と、各々がクランク軸を受け入れるための大型コネクティングロッド先端部を有するコネクティングロッドとを有する。
【００１０】
上述の従来技術よりも優れた本発明によるプロセスポンプは、クランク軸が、第１の偏心部及び第２の偏心部を有する偏心軸として形成され、第１のシリンダーのコネクティングロッド及び第３のシリンダーのコネクティングロッドが第１の偏心部の上に配置され、第２のシリンダーのコネクティングロッドが、第２の偏心部の上に配置され、第１のシリンダーのコネクティングロッドの大型コネクティングロッド先端部及び第３のシリンダーのコネクティングロッドの大型コネクティングロッド先端部が共通の中心軸を有することを特徴とする。換言すると、第２のシリンダーのコネクティングロッドの大型コネクティングロッド先端部は、第２の偏心部で支持され、第１及び第３のシリンダーのコネクティングロッドの大型コネクティングロッド先端部は、第１の偏心部で支持されるので、第１及び第３のシリンダーの各コネクティングロッドの各大型コネクティングロッド先端部は、共通の中心軸の周りで枢動する。
【００１１】
この構成は、大型プロセスポンプ及びこれに対応した高いポンプ性能又はこれに対応した高い圧力を利用して、従来公知の解決策に優る均一なポンプ流量が得られかつ可動部品の不釣り合いに起因して発生する振動が大幅に低減されるという利点を有する。従って、本発明によるプロセスポンプは、仮にあったとしても、結果として生じる振動を除去又は最小にするために、比較的小さなバランスマスを必要とする。従って、このようなプロセスポンプは、特にＦＰＳＯユニット上での使用に特に適しており、この分野での高い要求を考慮する。
【００１２】
本発明によるプロセスポンプの別の利点は、使用部品が標準化できる点と見なすことができる。このように、駆動系以外の、偏心軸、コネクティングロッド、及びクロスヘッドなどのクランク機構の実質的に全ての使用部品は、使用されるポンプヘッドとは無関係なので、特定の改造を行う必要はない。同じ様式のクランク機構を、単動式及び複動式ポンプヘッドの両方に用いることができる。これにより、個別の構成要素の必須の数が複数の異なる種類のポンプに適しているので、本発明によるプロセスポンプの大幅なコスト低減がもたらされる。
【００１３】
好ましくは、プロセスポンプは厳密に３つのシリンダーを有する。これにより、不釣り合い低減と同時に、特に単純な構成を得ることができる。
【００１４】
好ましくは、プロセスポンプは、制御シーケンス：第１のシリンダー−第３のシリンダー−第２のシリンダーを有する。これに関連して、隣接するシリンダーの各軸が相互に６０度の角度オフセットを有する場合には好都合である。従って、３つのシリンダーの場合、１２０度の配列となり、最も離間した２つのシリンダーの間の各軸の間の最大角は、１２０度である。ここで、シリンダーの軸は、クランク軸又は偏心軸の回転軸から実質的に垂直方向に延びるシリンダーの中心軸を意味するものとする。特に、偏心軸の２つの偏心部が互いに１８０度でオフセットする場合、この構成は、各シリンダーの個別のポンプ流量の１２０度の最適位相オフセットが形成されるのという利点を有するので、非常に一様な、結果として生じる全ポンプ流量が形成される。本明細書では、各軸の間の角度すなわち角度オフセットのそれぞれは、これを特定するために、偏心軸に沿った可能性のある高さオフセットが無視されるように、各軸が、偏心軸の回転軸に対して直交して配置された共通平面に投影されると理解されることになる。
【００１５】
本明細書では、第１のシリンダーの軸と第３のシリンダーの軸との間の角度オフセットが１２０度の場合が好都合である。従って、制御シーケンス：第１のシリンダー−第３のシリンダー−第２のシリンダーの場合、中央シリンダーは、最低位置に配置することができ、そうすることで、前記の利点に加えて、特に小型コンパクトなクランク機構、結果的に対応するプロセスポンプを実現することができる。
【００１６】
好ましくは、２つの偏心部のうちの一方、好ましくは両方が、偏心ディスクとして形成される。偏心ディスクは、作動時にクランク軸又は偏心軸内で良好な力分散を可能にする利点を有しており、永続的な疲労破壊などが生じ得ない。
【００１７】
また、第１の偏心部及び第２の偏心部が１８０度のオフセットで偏心軸上に配置されることが好都合である。この構成により、作動時のクランク機構の不釣り合いが低減して、結果として生じる個別のシリンダーの部分ポンプ流量の均一な位相オフセットが可能になり、加えて、より小型のデザインが可能になる。
【００１８】
好ましくは、コネクティングロッドの各々は、コネクティングロッドシャンクと、クロスヘッドに機能的に結合するための小型コネクティングロッド先端部とを有し、各コネクティングロッドの大型コネクティングロッド先端部、コネクティングロッドシャンク、及び小型コネクティングロッド先端部は、一体部品として形成される。これは、一方ではコネクティングロッドが一体部品なのでこれを良好な価格で作ることができるという利点を有する。他方で、コネクティングロッドを対象の偏心軸上の支持面に差し込むことだけを必要とするので、組み込みが容易になるという利点が生じる。さらに、複動式ポンプヘッドの作動時、分割式コネクティングロッドとは対照的に、疲労破壊を受ける可能性がある結合ボイルが装着されないので一体式コネクティングロッドは好都合である、もちろん、本明細書では、コネクティングロッドを最適に支持するための、例えば、ボール軸受又はころ軸受などの転がり軸受、又は滑り軸受である、相応の支持手段を追加的に使用することが想定される。また、各コネクティングロッドの相互の軸方向距離は適切なスライディングディスクによって調整することができる。
【００１９】
さらなる進展において、偏心軸は一体部品として形成される。一体部品の偏心軸は、該偏心軸が２本の軸部品の確実な結合を必要としないので、偏心軸での良好な力の分散をもたらすという利点を有する。さらに、クランク機構は、保守管理を目的として容易かつ迅速に取り付け又は取り外しを行うことができる。最後に、このようにして、クランク機構又はプロセスポンプは製造するのも安価である。
【００２０】
さらなる進展において、バランスマスは、偏心軸上に配置される。このバランスマスは、作動時の不釣り合い、従って発生する振動をさらに低減又は排除するのに役立つ。さらに、このようにして、偏心軸の軸受の摩耗を低減することができる。この場合、実験では、バランスマスは、作動時に発生するＸ軸方向及びＹ軸方向（偏心軸の回転軸に対して直交して延びる方向）の不釣り合い力の最大５０％まで低減できることが示されている。バランスマスは、偏心軸に対する半径方向位置での歯状システムなどで取り付けることができるはずである。バランスマスを軸方向に取り付けるために、適切な締め付け手段又は固定手段を用いることができる。これはバランスマスが、偏心軸の軸方向に見た場合に偏心軸の一端で第１のシリンダーの上流側に配置される場合に特に好都合であり、クランク機構全体を取り外すことなく、バランスマスに関する可能性のある改造を迅速かつ容易に行うことができる。
【００２１】
プロセスポンプが必要に応じて単動式又は複動式ポンプヘッドとして形成することができる少なくとも１つのポンプヘッドを有することが適切である。好ましくは、全てのシリンダーは、単動式又は複動式ポンプヘッドを備える。単動式ポンプヘッドは、複動式ポンプヘッドに対して、空間要求が比較的低いという利点を有する。従って、これらのポンプヘッドは、プロセスポンプのための窮屈な設置条件の場合に特に適している。複動式ポンプヘッドは、ピストンロッドの両方の移動方向でポンプ作用を生じるので、２倍のポンプ流量を可能にするという利点を有する。
【００２２】
好ましくは、少なくとも１つのポンプヘッドは、メンブレンポンプヘッドとして形成されるが、ピストンポンプヘッドを使用することも考えられる。ピストンポンプヘッドは、単動式又は複動式で設計することもできる。特に、メンブレンポンプヘッドは、ポンプ送給流体が大気に対して密封され、結果的にポンプ送給流体が環境又はポンプ駆動部品に接触するのを防ぐという利点を有する。特に複動式メンブレンポンプヘッドを備えた複動式ポンプヘッドを使用する場合、同時に、大きな全ポンプ流量を得ることができる。
【００２３】
以下、本発明は、図面に例示された実施例を用いて詳細に説明される。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】複動式ポンプヘッドを備えた本発明によるプロセスポンプの概略斜視図である。
【図２】図１のプロセスポンプの一部を通る概略断面図である。
【図３】本発明のクランク機構、並びにそれぞれのコネクティングロッド及びクロスヘッドの概略的斜視図である。
【図４】図３に示すクランク機構の概略平面図である。
【図５】図３に示すクランク機構を通る概略断面図である。
【図６】本発明によるクランク機構の偏心軸の概略側面図である。
【図７】複動式ポンプヘッドを備えた本発明によるプロセスポンプの原理を概略的に示す概略図である。
【図８】図７に示す原理に関するポンプ流量の図を概略的に示す。
【図９】単動式ポンプヘッドを備えた本発明によるプロセスポンプの原理を概略的に示す概略図である。
【図１０】図９に示す原理に関するポンプ流量の図を概略的に示す。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
図１は、本発明によるプロセスポンプ１００を示す。プロセスポンプ１００は、時計周り又は反時計回りに見た場合に第１のシリンダー２（図１の最後部のシリンダー）、第２のシリンダー３（図１の中央シリンダー）、及び第３のシリンダー４（図１の最前部のシリンダー）に相当する３つのシリンダー２、３、４を有する。以下において、「第１の」、「第２の」、「第３の」などで指定された部材は、対応するシリンダー２、３、４で指定されることを意味する。
【００２６】
しかしながら、図１において、プロセスポンプ１００は、シリンダー２、３、４に加えて、各々が吸い込み又は送出ラインにつながり、導管が取り付けられる２つのポンプリッド１０を有する複動式ポンプヘッド１０２、１０３、１０４を有することが分かる。さらに、プロセスポンプ１００は、駆動装置１０１（例えば、電気モータ１０１ａ及び減速ギヤ１０１ｂ）と、ケーシング１０５を有する。
【００２７】
図２にはケーシング１０５（駆動装置１０１は示されていない）の断面が示されている。図２には、プロセスポンプ１００の取り付け及び作動状態において、クランク機構１がケーシング１０５内でどのように支持されるかが示される。以下にクランク機構１を詳細に説明する。
【００２８】
図３から５において、本発明のクランク機構１は、異なる図においてそれぞれ断面で示されている。クランク機構１は、偏心軸５として形成された一体部品のクランク軸を有し、これによって３つのシリンダー２、３、４が駆動される。図４において、シリンダー２、３、４は、点線ボックスで示されている。シリンダー２、３、４の各々は、ピストンロッド６ａ、９ａ、１２ａを備えたピストン６、９、１２を有し（図７及び図９を参照）、各々、クロスヘッド７、１０、１３を介して一体部品のコネクティングロッド８、１１、１４に結合される。旋回運動するコネクティングロッド８、１１、１４は、クロスヘッド７、１０、１３を介して直線的にだけ移動できるピストン６、９、１２に結合されるので、最初の偏心軸５の回転運動は、ピストン６、９、１２の直線運動となる。図３−５からよく理解できるように、コネクティングロッド８、１１、１４及びこれに付随するクロスヘッド７、１０、１３は、同様に構成される。
【００２９】
換言すると、それぞれ、クランク機構１又は偏心軸５の周りで、すなわち偏心軸５の中心軸又は回転軸に沿って時計回り又は反時計回りで見ると、第１のピストン６を有する第１のシリンダー２が存在し、これは第１のクロスヘッド７及び第１のコネクティングロッド８を介して偏心軸５に対して機能的に結合している。時計回り又は反時計回りで見ると、この後に、第２のピストン９を有する第２のシリンダー３が続き、同様に第２のクロスヘッド１０及び第２のコネクティングロッド１１を介して偏心軸５に対して機能的に結合している。次に、時計回り又は反時計回りで見ると、第３のピストン１２を有する第３のシリンダー４が続き、これは第３のクロスヘッド１３及び第３のコネクティングロッド１４を介して偏心軸５に機能的に結合している。
【００３０】
コネクティングロッド８、１１、１４の各々は、大型コネクティングロッド先端部８ａ、１１ａ、１４ａ、コネクティングロッドシャンク８ｂ、１１ｂ、１４ｂ、及び小型コネクティングロッド先端部８ｃ、１１ｃ、１４ｃを有し、小型コネクティングロッド先端部８ｃ、１１ｃ、１４ｃ上にはボルト２５を用いてそれぞれのクロスヘッド７、９、１１が配置される。例えば、このことは図２及び５の断面図から明らかであり、本明細書では第２のシリンダー３に対してのみ例示されている構成は、第１のシリンダー２及び第３のシリンダー４にも同様に実施される。
【００３１】
図６からよく分かるように、偏心軸５は、偏心ディスクの形態の第１の偏心部１５及び第２の偏心部１６を有する。第１の偏心部１５及び第２の偏心部１６は、１８０度オフセットして偏心軸５上に配置される。第１の偏心部１５上では、第１のコネクティングロッド８の大型コネクティングロッド先端部８ａ、並びに第３のコネクティングロッド１４の大型コネクティングロッド先端部１４ａが支持される。第２の偏心部１６上では、第２のコネクティングロッド１１の大型コネクティングロッド先端部１１ａだけが支持される。例えば図５から分かるように、大型コネクティングロッド先端部８ａ、１１ａ、１４ａは、転がり軸受を介して（本実施例では円筒形転がり軸受を介して）、偏心軸５上に、すなわちそれぞれ第１の偏心部１５又は第２の偏心部１６上で支持される。また、滑り軸受の使用も可能である。
【００３２】
特に図５からよく分かるように、第１のシリンダー２のコネクティングロッド８と第３のシリンダー４のコネクティングロッド１４との間の偏心軸５の軸方向距離は短く、スライディングディスク２６によってもたらされる。
【００３３】
本発明によれば、第１の偏心部１５及び第２の偏心部１６は、それぞれ回転軸１７及び１８を有し、これは偏心軸５の回転軸又は中心軸１９からオフセットしており、例えば、図５及び６を参照されたい。前述のように、第１のシリンダー２及び第３のシリンダー４は第１の偏心部１５で駆動されるので、第１のシリンダー２のコネクティングロッド８及び第３のシリンダー３のコネクティングロッド１４は、共通の中心軸１７を有する。
【００３４】
本発明によれば、シリンダー２、３、４は、それぞれの軸２０、２１、２２（例えば図４参照）が互いに対して６０度だけ角度オフセットするように、互いに対して配置される。本明細書では、第１のシリンダー２は、直接隣接する第２のシリンダー３に対して６０度だけ角度オフセットＷ1-2しており、同様に、第３のシリンダー４は、直接隣接する第２のシリンダー３に対して６０度だけ角度オフセットＷ2-3している。これは第１のシリンダー２と第３のシリンダー４との間の合計１２０度の角度オフセットＷ1-3をもたらす。また、これは、偏心軸５が一回転し終わった場合に、制御が再度始まる前に、シリンダーの制御シーケンスが、最初に第１のシリンダー２が制御され、次に第３のシリンダー４、その後に第２のシリンダー３が制御されるシーケンスであるという事実をもたらす。
【００３５】
作動時に生じる不釣り合いに対応するために、クランク機構１は、偏心軸５上に配置されたバランスマス２４を有する。図２に示すように、バランスマス２４を支えるために、軸方向に見た場合に、偏心軸５は第１のシリンダー２の上流側に歯状システム２３を有する。バランスマス２４は、図２に示すように、この歯状システム２３上に設けることができる。クランク機構１の組み込み状態において、バランスマス２４を偏心軸５上の軸方向位置に固定するために、例えば、半径方向に作用する締結要素を備えたスロット付き端部を有することができるバランスマス２４は、この歯状システム２３上に配置される。さらに、偏心軸５の歯状システム２３によって、クランク機構１を駆動することもできる。
【００３６】
図２からよく分かるように、一体部品の偏心軸５及び一体部品のコネクティングロッド８、１１、１４により、クランク機構１を組み込むのが容易である。そのために、最初に第２のシリンダー３のコネクティングロッド１１及びクロスヘッド１０が取り付けられる。次に、偏心軸５がケーシング１０５に組み込まれるので、その後、第３のシリンダー４のコネクティングロッド１４及びクロスヘッド１３、次に、第１のシリンダー２のコネクティングロッド８及びクロスヘッド７、最後にバランスマス２４を組み込むことができる。次に、ケーシング１０５は閉じられ、本発明によるプロセスポンプ１００の残りの構成要素が取り付けられる。
【００３７】
本発明によるプロセスポンプ１００において、複動式ポンプヘッド１０２、１０３、１０４（図７参照）又は単動式ポンプヘッド１０２ａ、１０３ａ、１０４ａ（図９参照）は、特にメンブランポンプヘッドの形態で、ポンプヘッドとして使用することができ。本発明によるプロセスポンプ１００の利点は、クランク機構１を変更することなく、制御シーケンス：第１のシリンダー２−第３のシリンダー４−第２のシリンダー３を単動式ポンプヘッド１０２ａ、１０３ａ、１０４ａ及び複動式ポンプヘッド１０２、１０３、１０４の両者に使用できること、さらに部分ポンプ流量の個別の位相オフセット１２０度が得られることである。複動式ポンプヘッド１０２、１０３、１０４に関する原理は図７に概略的に示され、単動式ポンプヘッド１０２ａ、１０３ａ、１０４ａに関する原理は図９に示される。
【００３８】
図８には、複動式ポンプヘッド１０２、１０３、１０４を備えたシリンダー２、３、４の各々の個別のポンプ流量、並びに結果として生じる全ポンプ流量が示されている。横座標には、偏心軸５の位置が「度」で与えられる。縦座標には、ポンプ流量が与えられ、一般に単位量すなわち単位時間当たりの容量「ｍ3／ｈ」を有する。第１のシリンダー２のポンプ流量は実線で示され、第２のシリンダー３のポンプ流量は長い破線で示され、第３のシリンダー４のポンプ流量は短い破線で示される。個別のポンプ流量から生じる全ポンプ流量は、太線で示されている。本明細書において、結果として生じる全ポンプ流量は、実質的に一様であることを理解できる。
【００３９】
図１０には対応する図が示されており、単動式ポンプヘッド１０２、１０３ａ、１０４を備えたシリンダー２、３、４の各々の個別のポンプ流量、並びに結果として生じる全ポンプ流量が示されている。この図は実質的に図８と同じであり、前記を参照されたい。また、単動式ポンプヘッドに関して、図示の結果として生じる太線の全ポンプ流量はかなり一様であり、変動が少ないことを理解できる。
【符号の説明】
【００４０】
１  クランク機構
２  第１のシリンダー
３  第２のシリンダー
４  第３のシリンダー
５  偏心軸
６  第１のシリンダーのピストン
６ａ  ピストンロッド
７  第１のシリンダーのクロスヘッド
８  第１のシリンダーのコネクティングロッド
８ａ  大型コネクティングロッド先端部
８ｂ  コネクティングロッドシャンク
８ｃ  小型コネクティングロッド先端部
９  第２のシリンダーのピストン
９ａ  ピストンロッド
１０  第２のシリンダーのクロスヘッド
１１  第２のシリンダーのコネクティングロッド
１１ａ  大型コネクティングロッド先端部
１１ｂ  コネクティングロッドシャンク
１１ｃ  小型コネクティングロッド先端部
１２  第３のシリンダーのピストン
１２ａ  ピストンロッド
１３  第３のシリンダーのクロスヘッド
１４  第３のシリンダーのコネクティングロッド
１４ａ  大型コネクティングロッド先端部
１４ｂ  コネクティングロッドシャンク
１４ｃ  小型コネクティングロッド先端部
１５  第１の偏心部
１６  第２の偏心部
１７  第１及び第３のシリンダーの各コネクティングロッドの各大型コネクティングロッド先端部の中心軸／第１の偏心部の中心軸
１８  第２のシリンダーのコネクティングロッドの大型コネクティングロッド先端部の中心軸／第２の偏心部の中心軸
１９  偏心軸の中心軸又は回転軸
２０  第１のシリンダーの軸
２１  第２のシリンダーの軸
２２  第３のシリンダーの軸
２３  歯状システム
２４  バランスマス
２５  ボルト
２６  スライディングディスク
１００  プロセスポンプ
１０１  駆動装置
１０１ａ  電気モータ
１０１ｂ  減速ギヤ
１０２  第１のシリンダーのポンプヘッド（複動式）
１０２ａ  第１のシリンダーのポンプヘッド（単動式）
１０３  第２のシリンダーのポンプヘッド（複動式）
１０３ａ  第２のシリンダーのポンプヘッド（単動式）
１０４  第３のシリンダーのポンプヘッド（複動式）
１０４ａ  第３のシリンダーのポンプヘッド（単動式）
１０５  ケーシング
１０６  ポンプリッド
Ｗ1-2  第１及び第２のシリンダーの間の角度オフセット
Ｗ2-3  第２及び第３のシリンダーの間の角度オフセット
Ｗ1-3  第１及び第３のシリンダーの間の角度オフセット
【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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