(57)【要約】      （修正有）【課題】蠕動ポンプ内にあるホースの寿命を大幅に増大させる。更にポンプ能力をポンプの循環速度の増加によって増加させる。【解決手段】媒体の循環のための蠕動ポンプは、弾性的に変形可能なホースを備え、ホースが加圧面に抗して置かれ、ホースは媒体注入口と媒体排出口を有し、加圧要素がホースに沿って移動するように、加圧要素は、稼働中、加圧要素に接触しているホース部分を加圧面に抗して押圧しながら、ホース部分を局所的に圧縮して閉塞し、加圧手段の稼働の間、媒体は媒体注入口を経て引き込まれ、そして圧力下で媒体排出口を経て排出される。このポンプは、加圧面、ホースおよび加圧要素を備えた加圧手段は潤滑剤を含む槽内に置かれ、ホースは均質な熱可塑性の加硫物のみからなるという特別な特徴を持っている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体、気体、スラリ、粒状物、またはそれらの二つまたはそれ以上の組み合わせからなるような媒体の循環のための蠕動ポンプであって、
上記ポンプは、
ポンプ室と、
上記ポンプ室に存在する加圧面と、
弾性的に変形可能なホースを備え、上記ホースの一部分が上記加圧面に抗して置かれ、上記ホースは媒体注入口と媒体排出口を有し、
ローラまたはカムのような等間隔で配置された幾つかの加圧要素を備えた加圧手段を備え、
上記加圧要素がホースに沿って移動するように、上記加圧手段は駆動可能になっており、
上記加圧要素は、稼働中、関連した上記加圧要素に接触しているホース部分を上記加圧面の一部分に抗して押圧しながら、上記ホース部分を局所的に圧縮して閉塞し、
上記加圧手段の稼働の間、上記媒体は上記媒体注入口を経て引き込まれ、そして圧力下で上記媒体排出口を経て排出される蠕動ポンプにおいて、
上記加圧面、上記ホースおよび上記加圧要素を備えた上記加圧手段は潤滑剤を含む槽内に置かれ、
上記ホースは均質な熱可塑性の加硫物のみからなることを特徴とする蠕動ポンプ。
【請求項２】
請求項１に記載の蠕動ポンプにおいて、上記ホースの材質がエチレンプロピレンジエン系ゴムおよびポリプロピレンを含むことを特徴とする蠕動ポンプ。
【請求項３】
請求項１に記載の蠕動ポンプにおいて、上記ホースの材質がニトリルゴムおよびポリプロピレンを含むことを特徴とする蠕動ポンプ。
【請求項４】
請求項１に記載の蠕動ポンプにおいて、上記ホースの材質がニトリルゴムおよびポリ塩化ビニルを含むことを特徴とする蠕動ポンプ。
【請求項５】
請求項１に記載の蠕動ポンプにおいて、上記ホースの材質がポリアクリル酸塩ゴムおよびポリアミドを含むことを特徴とする蠕動ポンプ。
【請求項６】
請求項１から５までのいずれか一つに記載の蠕動ポンプにおいて、上記ホースの材質はシェアＡ硬度５５から９５までの範囲の硬度を持ち、上記ホースの寸法、上記ホース内の媒体の設計背圧および所望の化学品耐性を条件として選択されていることを特徴とする蠕動ポンプ。
【請求項７】
請求項１から６までのいずれか一つに記載の蠕動ポンプにおいて、
上記ポンプがリニア型であることを特徴とする蠕動ポンプ。
【請求項８】
請求項の１から６までのいずれか一つに記載の媒体の循環のための回転型の蠕動ポンプであって、
ポンプ室と、
上記ポンプ室に存在する湾曲した加圧面を備え、少なくとも上記湾曲した加圧面の一部分が中心軸を持つ円弧の一般的な形態をとり、
弾性的に変形可能なホースを備え、上記ホースの一部分が上記加圧面に抗して置かれ、上記ホースは媒体注入口と媒体排出口を有し、
ローラまたはカムのような幾つかの加圧要素を備えた回転子と備え、上記加圧要素は均等な角度で放射状に置かれ、
上記回転子は中心軸の周りを回転式に駆動可能であり、
上記加圧要素は、稼働中、関連した上記加圧要素に接触しているホース部分を上記加圧面の一部に抗して押圧しながら上記ホース部分を局所的に圧縮して閉塞し、
上記加圧手段の稼働の間、上記媒体は上記媒体注入口を経て引き込まれ、そして圧力下で上記媒体排出口を経て排出される蠕動ポンプにおいて、
上記加圧面、上記ホースおよび上記加圧要素を備えた上記加圧手段は潤滑剤を含む槽内に置かれ、
上記ホースは均質な熱可塑性の加硫物のみからなることを特徴とする蠕動ポンプ。
【請求項９】
請求項１から８までのいずれか一つに記載の蠕動ポンプのためのホースを製造する方法であって、ゴムおよび熱可塑性のプラスチックからなる粒状物が、上昇された温度および圧力で環状の押し出しノズルを通り圧力をかけられ、上記押し出しノズルから出た上記ホース状の押し出し物は冷やされ、そしてこのように取得された押し出し物から所望の長さのホースが切り離されることを特徴とする方法。
【請求項１０】
請求項１から８までのいずれか一つに記載の蠕動ポンプのためのホースを製造する方法であって、以前に製造され場合によりすでに使用されたホースが細かく砕かれて、ゴムおよび熱可塑性のプラスチックからなる粒状物が得られ、上記粒状物は上昇された温度および圧力で環状の押し出しノズルを通り圧力をかけられ、上記押し出しノズルから出た上記ホース状の押し出し物は冷やされ、そしてこのように取得された押し出し物から所望の長さのホースが切り離されることを特徴とする方法。
【請求項１１】
請求項１から８までのいずれか一つに記載の蠕動ポンプの構成要素として適用されるために意図されそして具体化されたホースであって、
上記ホースの材質は請求項１から６までのいずれか一つに記載の熱可塑性の加硫物であることを特徴とするホース。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液体、気体、スラリ、粒状物、またはそれらの二つまたはそれ以上の組み合わせからなるような媒体の循環のための蠕動ポンプであって、上記ポンプは、ポンプ室と、上記ポンプ室に存在する加圧面と、弾性的に変形可能なホースを備え、上記ホースの一部分が上記加圧面に抗して置かれ、上記ホースは媒体注入口と媒体排出口を有し、ローラまたはカムのような等間隔で配置された幾つかの加圧要素を備えた加圧手段を備え、上記加圧要素がホースに沿って移動するように、上記加圧手段は駆動可能になっており、上記加圧要素は、稼働中、関連した上記加圧要素に接触しているホース部分を上記加圧面の一部分に抗して押圧しながら、上記ホース部分を局所的に圧縮して閉塞し、上記加圧手段の稼働の間、上記媒体は上記媒体注入口を経て引き込まれ、そして圧力下で上記媒体排出口を経て排出される蠕動ポンプに関する。
【背景技術】
【０００２】
このような蠕動ポンプは、例えば、米国公開特許２００６／００１８７７７号公報から知られています。
【０００３】
局所的な圧縮、それによって加圧要素によるホースの閉塞、ホースに沿って稼働される加圧要素の影響下でのこの局所的な圧縮の移動のおかげで、ホースに存在する媒体はホースに沿って押し出される。加圧要素が通過したあと、ホースの形はホースの弾性的性質によって元の状態に戻される。この仕組みによって、媒体はホースの吸い込み側に引き込まれる。
【０００４】
少なくとも一つの局所的に作動する加圧要素によって、ホースが常に局所的に加圧されて閉じられていることが保証されているので、ポンプは、送出側と吸い込み側がお互いから分離されているような閉止弁として動作する。
【０００５】
蠕動ポンプに内で、加圧下で加圧要素が通過することによってホースは、順次局所的に負荷がかけられる。このことはホースの材質の疲労を引き起こす。これによって、しばらくすると発生する疲労割れは最終的にホースの破壊を起こす可能性がある。このことによって、送り込まれている媒体と送り込まれてくる媒体がホースから流れ出し、場合によりホースの外側に存在する潤滑剤が送り出された媒体と混ざる可能性がある。亀裂の形成の過程は多くの要因によって決まるので、破壊が生じる瞬間は予測することが難しい。破壊は、特に記述された技術上の崩壊を引き起こし、そして、予測不可能な時点で望まれていない整備を行わなければならないという結果をもたらす。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
前述に述べたことを踏まえて、本発明の目的は、ホースの寿命の大幅に増加することにある。
【０００７】
さらに、記述されている周知のタイプの蠕動ポンプは他の容量形ポンプとあまり競合しない。なぜなら、蠕動ポンプのポンプ能力はポンプの容量やポンプの原価に関して相対的に小さいためである。仮にホースの寿命が通常の蠕動ポンプにより大幅に短くされることが事実でないなら、循環速度の増加による能力を増加することが考えられ得る。本発明のさらなる目的は、ホースの寿命を長くさせるかまたはポンプ能力をポンプの循環速度の増加によって増加させるように周知のポンプを変更することにある。
【０００８】
上述した米国公開特許２００６／００１８７７７号公報より周知であるポンプは、層構造のホースを備えている。内部層は、ホースの化学品耐性が望ましい水準に達せられるＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）からなる。キャリアまたはケーシングは、さまざまな常温で非常に大きな弾性をもつエラストマ、例えばサントプレーン（Ｓａｎｔｏｐｒｅｎｅ）という名の市販の材質から構成することができる。この米国公開特許によると、ポンプホースはフッ素樹脂材質の化学品耐性と常温で非常に大きな弾性をもつエラストマの弾性を持っている。
【０００９】
しかしながら、この周知であるホースで発生する問題は、連続して繰り返される圧縮や膨張が原因で、ポンプがたびたび繰り返して発生する強いせん断力の結果として起こる早すぎる層間剥離の影響を被るということである。これによってホースは短い時間で使用不可能なものになる。なぜなら、ＰＴＦＥ層の完全な状態が壊され、そしてそれゆえホースの化学品耐性がこの目的のために特別に考案または選ばれたものでないキャリアの材質の化学品耐性によって確定されるようになるためである。これによってこの周知のポンプの寿命については、多くの要望が残されている。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
前述したことを目的として、本発明は、前文で説明されるタイプの蠕動ポンプを提供する。この蠕動ポンプは、加圧面、ホース、および加圧要素を備えた加圧手段が潤滑剤を含む槽内に置かれるという特徴を持っている。そしてホースは均質の熱可塑性の加硫物（ＴＰＶ）のみからなる。
【００１１】
米国公開特許２  ２４８  ６１９号公報が滑らかにされたホースポンプの可能な機械的原理を示していることは知られている。一般的な意味においてそして明細書を超えることなく、循環のための上記媒体に適した天然ゴム、合成ゴム、または、同種材質のようなプラスチック材質があげられている。
【００１２】
この刊行物は、本発明の教示と一致して、均質な加熱塑性の加硫物のみからなるホースの可能性の方向を全く少しも示したものではない。米国特許公報文献が層構造のホースへ注意を向けているという事実が注目される。さらにこの事実は本発明の重要な基礎原理と完全に正反対である。
【００１３】
本発明によるホースは、与えられた定義に従って、引っ張り強度を持つ繊維が埋め込まれたどの形態の強化剤（例えばマットの形態の強化剤）からも無関係であることも注目される。例えば、それらの強化剤は、ホースポンプのためにそれ自体が周知で通常である。
【００１４】
好ましい実施形態において、上記ポンプはホースの材質がエチレンプロピレンジエン系ゴム（ＥＰＤＭ）およびポリプロピレン（ＰＰ）で構成されているという特徴を持っている。
【００１５】
具体的な実施例において、上記ポンプは上記ポンプがリニア型であることを特徴とする。「リニア（Ｌｉｎｅａｒ）」は、上記加圧要素が加圧面に沿って多かれ少なかれ少なくとも一つの直線的経路を追い、同様に加圧面が多かれ少なかれ少なくとも一つの直線的な形態をもつポンプを意味すると理解される。
【００１６】
さらになお、媒体の循環のための回転型の蠕動ポンプであって、ポンプ室と、上記ポンプ室に存在する湾曲した加圧面を備え、少なくとも上記湾曲した加圧面の一部分が中心軸を持つ円弧の一般的な形態をとり、弾性的に変形可能なホースを備え、上記ホースの一部分が上記加圧面に抗して置かれ、上記ホースは媒体注入口と媒体排出口を有し、ローラまたはカムのような幾つかの加圧要素を備えた回転子と備え、上記加圧要素は均等な角度で放射状に置かれ、上記回転子は中心軸の周りを回転式に駆動可能であり、上記加圧要素は、稼働中、関連した上記加圧要素に接触しているホース部分を上記加圧面の一部に抗して押圧しながら上記ホース部分を局所的に圧縮して閉塞し、上記加圧手段の稼働の間、上記媒体は上記媒体注入口を経て引き込まれ、そして圧力下で上記媒体排出口を経て排出される蠕動ポンプが知られている。
【００１７】
このポンプは本発明の背景において特に重要である。なぜなら、一般的に「ホースポンプ」と称されるようなポンプは大変一般的であり、上記ポンプは本発明の教示に関して適合するために非常に適している。
【００１８】
本発明によると、回転型蠕動ポンプは、上記加圧面、上記ホースおよび上記加圧要素を備えた上記加圧手段は潤滑剤を含む槽内に置かれ、上記ホースは均質な熱可塑性の加硫物（ＴＰＶ）のみからなることを特徴としてもっている。
【００１９】
本発明によると、この回転型ポンプは例えばリニア型ポンプ以外の構造を持っているということが注目される。それにもかかわらず、そこで実現された原理は同じである。これによって、本発明による教示している効果は、回転型ポンプにおいて容易に実現される。
【００２０】
さらに、本発明は特定のタイプの蠕動ポンプのためのホースを製造する方法に関連している。この方法によると、ゴムおよび熱可塑性のプラスチックからなる粒状物が、上昇された温度および圧力で環状の押し出しノズルを通り圧力をかけられ、上記押し出しノズルから出た上記ホース状の押し出し物は冷やされ、そしてこのように取得された押し出し物から所望の長さのホースが切り離される。
【００２１】
この方法によると、「新しい」材質、つまり、原理上は明らかに使用されていなかった材質が使用されている。
【００２２】
本発明による上述の材質の選択は、例えばすでに使用された本発明によるタイプのホースの再生利用にも適している。その点において、本発明はポンプのためのホースを製造する方法も提供している。この方法によると、以前に製造され場合によりすでに使用されたホースが細かく砕かれて、ゴムおよび熱可塑性のプラスチックからなる粒状物が得られ、上記粒状物は上昇された温度および圧力で環状の押し出しノズルを通り圧力をかけられ、上記押し出しノズルから出た上記ホース状の押し出し物は冷やされ、そしてこのように取得された押し出し物から所望の長さのホースが切り離される。
【００２３】
本発明は、本発明によるタイプの蠕動ポンプの構成部品として適用されるために意図され、具体化されたホースにさらになお関連している。このホースは、本発明によると、ホースの材質は熱可塑性の加硫物（ＴＰＶ）であるという特徴を持っている。
【００２４】
それらは、現在、本発明を明瞭にするための目的の３つの定義に従う。
（１）熱可塑性の加硫物またはＴＰＶは、動的加硫を用いて形成された化学的に交差結合されたゴム相で構成される熱可塑性エラストマ（ＴＰＥ）である。
（２）熱可塑性エラストマまたはＴＰＥは通常の加硫ゴム以外のゴム状の材質の族の一部を形成する。熱可塑性エラストマまたはＴＰＥは熱可塑性プラスチック材質と同じように加工および再生利用されることができる。熱可塑性エラストマは通常の硬化ゴム生成物と一致する性能および特性を備えている。しかし、熱可塑性エラストマは、熱可塑性材質の速度、効率性、および経済面の利点をもって加工されることができる。
（３）動的加硫は、化学的に交差結合されたゴム相であるＴＰＥを得るために、熱可塑性高分子と適切に反応するゴム重合体の緊密な混合物を溶かすための過程であり、交差結合がされていない同じ構成の場合よりゴムの熱硬化の場合のほうがより近い特性をもたらしている。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
本発明は唯一の図を参照して明瞭にされるであろう。
【００２６】
この図は、回転型の本発明による蠕動ポンプの１を貫いた横断面を示したものである。
【００２７】
ポンプ１は、
ポンプ室２と、
このポンプ室２に存在している加圧面を備え、加圧面は１８０°まで延びている半円筒の一般的な形態をもちそして中心軸５をもっており、
弾性的に変形可能なホース４を備え、ホース４は媒体注入口と媒体排出口を有し、
２つの加圧カム９，１０を備えた回転子８を備え、加圧カムは互いに正反対に配置され、例えば、１８０°の相互の角度で回転子８の中心軸でもある中心軸５に対して相対的な放射状の位置に均等に配置されている。この実施形態では、加圧カムは各々中心軸１１、１２を備えた部分的に円筒形のカムとして具体化されている。回転子８は駆動手段（図示しない）を用いて中心軸５の周りを回転的に駆動可能である。加圧カム９，１０は、稼働中、関連した加圧カム９，１０に接触しているホース４の一部分を加圧面３の一部に抗して押圧しながら上記ホース部分を局部的に圧縮して閉塞する。媒体は、加圧手段の稼働の間、媒体注入口６を経て引き込まれ、そして圧力下で媒体排出口７を経て排出される。
【００２８】
吸い込まれた媒体は、矢印１３で示されている。加圧下で排出された媒体は矢印１４で示されている。
【００２９】
ポンプ１の構造はそれ自体が知られている。本発明はホース３の材質の選択にある。この材質は熱可塑性の加硫物（ＴＰＶ）である。
【００３０】
非常に適した材質は、エチレンプロピレンジエン系ゴム（ＥＰＤＭ）およびポリプロピレン（ＰＰ）である。この材質は、酸、塩基、酸化性物質、アルコール、アルデヒド、およびあっさりした食材への優れた耐性をもっている。
【００３１】
他の選択として、ホースの材質がニトリルゴム（ＮＢＲ）およびポリプロピレン（ＰＰ）から構成されている。一つの例としては、ベルギー国のアドバンスド・エラストマ・システムズ（Ａｄｖａｎｃｅｄ  Ｅｌａｓｔｏｍｅｒ  Ｓｙｓｔｅｍｓ）の登録商標Ｇｅｏｌａｓｔ（ジオラスト）がある。この材質は、オイル、塩基、および希釈された酸の吐出に非常に適している。
【００３２】
さらに、他の選択肢としてホースの材質がニトリルゴム（ＮＢＲ）およびポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）から構成されている。これに関して、一つの例としては、アメリカ合衆国のビー・ケム・コーポレーション（Ｖｉ−Ｃｈｅｍ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ）の登録商標Ｎｉｔｒｏｖｉｎ（ニトロビン）がある。
【００３３】
さらに、他の選択肢としてポリアクリル酸塩ゴム（ＡＣＭ）およびポリアミド（ＰＡ）から構成されている。これに関して、一つの例としては、アメリカ合衆国のゼオン・ケミカル（Ｚｅｏｎ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ）の登録商標Ｚｅｏｔｈｅｒｍ（ゼオサーム）がある。
【００３４】
ポンプの中に配置された空間１５には液体潤滑剤が存在する。潤滑冷却剤のような液体の作用として非常に適したものは、出願人から市販されている「バーデル・ジェニュィン・ホース・ルブリカント（Ｂｒｅｄｅｌ  Ｇｅｎｕｉｎｅ  Ｈｏｓｅ  Ｌｕｂｒｉｃａｎｔ）」という名前の潤滑冷却剤である。これは２０℃で約６００ｍＰａ・ｓから約７００ｍＰａ・ｓまでの動粘性係数をもつ液体である。この潤滑冷却剤は番号１２３２０４でアメリカ合衆国のＮＳＦに登録されている。
【００３５】
実験では、本発明によるホースと本発明による蠕動ポンプの材質の組み合せを示している。加圧面３、ホース４、および加圧カム９，１０を備えた回転子８は潤滑剤の中に配置され、ポンプは、以下に述べるよりも３倍から７倍の寿命を持つことができた。
（１）潤滑されていないポンプにおいて同じ材質のものがホースに使用され、加圧カム９，１０が自由に回転するローラに置換されているとき。
（２）その他の実験された材質がローラを備えた潤滑されていない蠕動ポンプに使用されたとき。
（３）固定されたカムと通常のホース材質を備えた潤滑されている蠕動ポンプのとき。通常のホース材質とは、例えば強化剤を選択的に備えたゴムホースである。
（４）米国公開特許２００４／００１８７７７によるポンプにおいて、せん断の結果として層間剥離する強い傾向をもっているホースを採用したとき。それゆえ、ポンプは短い寿命をもっている。
【００３６】
実験は、回転子８の回転速度を増加することによって組み合わせが３倍から１０倍のより速いポンプ流速を可能にすることも明らかにしている。
【００３７】
ホースの材質は上述で述べられた例に限られる物ではないことは注目される。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】回転型の本発明による蠕動ポンプを貫いた横断面図を示したものである。
【図１】
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【外国語明細書】
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