(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁気係合されたポンプであって、
筐体にシャフトを含む、ポンプ筐体と、
回転可能な磁気駆動部と、前記回転可能な磁気駆動部の内側の回転駆動される磁石アセンブリと、前記回転可能な磁気駆動部と前記回転駆動される磁石アセンブリとの間に延在する円筒形キャニスタとを含む、前記ポンプ筐体の磁気結合と、を備え、前記回転駆動される磁石アセンブリは、同心キャビティを有し、前記磁気係合されたポンプはさらに、
前記回転駆動される磁石アセンブリと係合され、軸方向通路を含む、ポンプロータと、
キャリアと、を備え、前記キャリアは、前記シャフトの周りに回転可能に配置されるボアと、前記シャフトに当接する前記ボアの少なくとも１つの単一形ブッシングと、前記回転駆動される磁石アセンブリとともに回転するように係合可能である径方向取付フランジとを含み、前記キャリアは、前記ポンプからの取外しのために、前記同心キャビティ内にあるとともに前記軸方向通路を通って嵌合し、前記ポンプロータは、前記回転駆動される磁石アセンブリと係合され、前記回転駆動される磁石アセンブリは、前記回転可能な磁気駆動部と磁気係合され、
回転可能な前記キャリアは、前記ボアの一端に隣接するスラストブッシング位置をさらに含んでいる、磁気係合されたポンプ。
【請求項２】
前記回転駆動される磁石アセンブリとともに回転可能であり、前記ポンプロータを通って軸方向に取外し可能である、内側インペラホイールをさらに備え、前記ポンプロータは、前記内側インペラホイールと流れの連続性を有する環状インペラホイールを含む、請求項１に記載の磁気係合されたポンプ。
【請求項３】
前記ポンプロータは、内側に延在するフランジを含み、前記径方向取付フランジは、前記ポンプロータの前記内側に延在するフランジに当接し、前記径方向取付フランジは、前記ポンプロータの前記内側に延在するフランジと前記内側インペラホイールとの間にある、請求項２に記載の磁気係合されたポンプ。
【請求項４】
前記内側インペラホイールを通って延在する固定具をさらに備え、前記径方向取付フランジおよび前記ポンプロータの前記内側に延在するフランジは、順次、前記回転駆動される磁石アセンブリと係合する、請求項３に記載の磁気係合されたポンプ。
【請求項５】
前記少なくとも１つの単一形ブッシングは、前記キャリアから分離可能である、請求項１に記載の磁気係合されたポンプ。
【請求項６】
前記ポンプ筐体に設置されるとともに、前記ロータに係合して歯車ポンプを規定する、回転可能な歯車をさらに備える、請求項１に記載の磁気係合されたポンプ。
【請求項７】
前記回転可能な歯車および前記シャフトは、回転可能な前記キャリアを露出させて前記ポンプロータを通って前記回転駆動される磁石アセンブリから移動させるために、前記ポンプ筐体から軸方向に取外し可能である、請求項６に記載の磁気係合されたポンプ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の分野は、電源に磁気結合されているポンプである。
Ｓｈａｆｅｒらに対する米国特許第７，１３７，７９３号、Ｓｈａｆｅｒらに対する米国特許第７，１８３，６８３号、およびＳｈａｆｅｒに対する米国特許第７，５４９，２０５号は、磁気係合されたポンプに関し、その開示は参照によりここに組み込まれる。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００２】
本発明は、ポンプ筐体を有するポンプに関する。ポンプ筐体内には、シャフトが固定される。固定されたシャフトの周りには、ポンプロータが回転可能に設置される。磁気駆動アセンブリと、ポンプロータと関連する磁気駆動されるアセンブリと、駆動アセンブリと駆動されるアセンブリとの間のキャニスタとを含む磁気係合は、駆動アセンブリとポンプロータとの間にシールレス係合を提供する。ポンプは、静止シャフトの周りの回転可能なキャリアをさらに含む。このキャリアは、駆動される磁気アセンブリに固定可能な径方向取付フランジを含む。回転可能なキャリアは、ポンプロータを通って軸方向に取外し可能である。キャリアは、ブッシングを受容するための平軸受位置を含む。したがって、回転可能なキャリアの配置は、ポンプがその設置部から外されることまたは磁気結合アセンブリが分断されることを要求することなく、ベアリング支持部の交換を可能にする。キャリアは、固定されたシャフト上の肩部に面するとともにキャニスタの端部に面し得る、スラストブッシング位置も含み得る。
【０００３】
好ましい実施形態では、多数のポンプのカテゴリが開示される。さらに、部品の選択的な統合が本実施形態において開示される。各実施形態における独立した変形例が等しい適用性で他の実施形態に用いられ得ることが意図され、ここに教示される。
【図面の簡単な説明】
【０００４】
【図１】ポンプの主軸を通る断面図で示される、磁気係合された歯車ポンプの側面図である。
【図２】ポンプロータ、回転駆動される磁気アセンブリ、および回転可能なキャリアアセンブリを示す、磁気係合された歯車ポンプの主軸を通る断面における等角図である。
【図３】分解されたアセンブリにおける図２の３つのアセンブリのポンプの主軸を通る等角断面図である。
【図４】磁気係合された遠心ポンプの前面図である。
【図５】ポンプの主軸を通る断面において示される磁気係合された遠心ポンプの側面図である。
【図６】分解されたアセンブリにおける図５のポンプロータ、回転駆動される磁気アセンブリおよび回転可能なキャリアアセンブリの磁気係合された遠心ポンプの主軸を通る等角断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００５】
図における参照番号は、示される要素が同じである実施形態間で対応する。
図を詳細に参照すると、磁気係合を有する歯車ポンプが、図１〜図３の好ましい実施形態に開示される。歯車ポンプは、第１筐体部分１２および第２筐体部分１４によって規定される、概して１０で指定される、ポンプ筐体を含む。部分は、ともにボルトで留められる。ポンプ筐体１０は、第１筐体部分１２にボルトで留められることによってポンプ筐体１０の第１端部を閉鎖するベアリングキャップ１６と、ポンプ筐体１０の第２端部を閉鎖するとともに第２筐体部分１４にボルトで留められるポンプシャフト支持部１８とをさらに含む。ベアリングキャップ１６は、ベアリング２２に設置される駆動シャフト２０を通る動力結合を含む。駆動シャフト２０は、回転動力源（図示せず）に固定可能である。ポンプシャフト支持部１８は、キャップ２４を含む。流体入口（図示せず）および流体出口２６は、従来、ポンプ筐体１０の中へ延在する。
【０００６】
回転可能な磁気駆動アセンブリは、カップ形状駆動部材２８を含む。カップ形状部材２８によって規定される軸方向凹部の周りには、磁石３０が環状配置で保持される。部材２８上のハブ３２は、駆動シャフト２０に設置され、それとともに回転されるように固定される。カップ形状部分は、磁気結合のために円筒形包囲部を形成するポンプ筐体１０内のハブ３２から片持ち梁状に形成される。
【０００７】
回転駆動される磁気アセンブリは、概ね円筒形の磁石設置部３４を含み、磁石設置部３４は、磁気的な位置合わせのために磁石３０と実質的に位置合わせされるように物理的に配置されて磁気結合を可能にする磁気部分を規定するために、外周の周りに磁石３６を有する。回転可能な磁気駆動アセンブリおよび回転駆動される磁気アセンブリによって、従来、磁気結合が配置される。
【０００８】
ポンプシャフト支持部１８においてポンプ筐体に固定される複合静止設置シャフト３８は、軸が軸方向および横方向にずらされた、２つの円筒形シャフト４０，４２を規定する。２つのシャフト４０，４２の間には、径方向設置フランジ４４が位置する。設置シャフト３８は、設置フランジ４４に対する固定具４６によって、およびシャフト支持部１８におけるキャビティ５０内に位置決めされる円筒形シャフト４２上のスタブ端部４８によって、シャフト支持部１８に設置される。この配置は、構造上、磁気結合の中へシャフト４０を片持ち梁のように形成する。設置フランジ４４は、さらに、歯車ポンプの駆動端部に面する円筒形シャフト４０の一端に肩部を規定する。
【０００９】
磁石３０，３６によって規定されるシールレス磁気結合を分離するために、磁石３０，３６間、カップ形状駆動部材２８の軸方向凹部内には、円筒形のキャニスタが延在する。キャニスタは、磁石３０，３６間において薄い壁を有しており、磁気結合との相互作用を回避するために非強磁性材料からなる。キャニスタ５２は、径方向設置フランジ５４によってポンプ筐体１０に固定されて、封止係合をもたらす。
【００１０】
好都合には、第１筐体部分１２と第２筐体部分１４との間には、設置フランジ５４が固定される。キャニスタ５２の他端において、キャニスタキャップ５６は、キャニスタ５２を閉鎖する。キャニスタキャップ５６は、円筒形のシャフト４０の端部を受容し、キャニスタ５２の薄い壁を位置決めすることを助ける。キャニスタキャップ５６は、ポンプ筐体１０の第２端部のポンプシャフト支持部に面する肩部も規定する。キャニスタキャップ５６上の中央ノブは、ポンプ筐体付近まで延在する。これは、規定された肩部が遠くに押されすぎた場合に、キャニスタキャップ５６が過剰にゆがむことを防止し得る。
【００１１】
歯車ポンプの回転駆動される磁石アセンブリの磁石設置部３４には、ポンプロータ５８が固定可能である。ポンプロータ５８は、主に、ポンプ筐体１０の第１筐体部分１２内に位置決めされ、図２および図３に最もよく示されるように、歯部６０を有する管状歯車を含む。ポンプロータ５８上の内側に延在する径方向設置フランジ６２は、回転駆動される磁石アセンブリの磁石設置部３４の端部付近に当接する。ブッシング６６の周りの横方向にずらされた円筒形シャフト４２の周りには、歯車６４が回転可能に設置される。回転可能な歯車６４は、ポンプロータ５８の環状歯車の歯部６０とかみ合う。この歯車は、ポンプの流体入口および流体出口２６と連通する歯車ポンプを規定する。
【００１２】
円筒形シャフト４０の周りには、回転可能なキャリア６８が設置される。磁石設置部３４は、回転可能なキャリア６８を受容するために完全にそこを通って延在する同心の円筒形キャビティを含む。磁石設置部３４および回転可能なキャリア６８は、材料および重量を低減するために、その間に環状キャビティを規定するように示される。環状キャビティを作業流体から隔離するために、図３に示されるように、２つの部品の間の接触面にＯリングが配置されてもよい。
【００１３】
ポンプロータ５８に隣接する回転可能なキャリア６８の端部には、径方向取付フランジ７０が位置する。この径方向取付フランジ７０は、ポンプロータ５８の内側に延在する設置フランジ６２の外側にある。等角度で離間される３つの固定具７２は、径方向取付フランジ７０、内側に延在する径方向設置フランジ６２および磁石設置部３４の端部の設置穴を通って延在して、それらが円筒形シャフト４０の周りのアセンブリとして回転可能となるようにこれら３つの要素をともに保持する。
【００１４】
回転可能なキャリア６８は、シャフト４０を受容するためにそこを通るボア７４を含む。歯車ポンプにおいて、ボア７４は、シャフト４０の周りに磁石設置部３４およびポンプロータ５８を同心的に設置するためのブッシング８０，８２を保持するための、２つの平軸受位置７６，７８を含む。ボア７４の周りの回転可能なキャリア６８の端部は、スラストブッシング８８，９０をそれぞれシャフト４０の設置フランジ４４上の肩部およびキャニスタキャップ５６に面するように保持するための、スラストブッシング位置８４，８６を含む。
【００１５】
回転可能なキャリア６８は、ブッシング８０，８２，８８，９０の確実な（positive）保持および配置のための機構を提供するという特質を有する。さらに、図２および図３に示されるように、回転可能なサブアセンブリ全体は、ポンプをその設置および配管から取外すことなく、アクセスされることが可能である。ポンプシャフト支持部１８の取外しによって、設置シャフト３８は、歯車６４とともに引き抜かれ得る。これは、固定具７２を露出させる。任意には、図２および図３に示されるようなアセンブリ全体が、所定位置に固定具７２とともに引き抜かれ得る。より重要には、固定具７２は取り外されることが可能であり、ロータ５８および磁石設置部３４を含むポンプの残りの部分を所定位置に残しながら、回転可能なキャリア６８が引き抜かれることを可能にする。ポンプのすべてのブッシングおよび回転可能なキャリア６８は、点検され、交換され得る。精密交差の磁気連結の主要なブッシングは、ユニットとして受容され、そのようなものとして導入され得る。
【００１６】
磁気係合を有する遠心ポンプが、図４〜図６の好ましい実施形態に開示される。ポンプは、第１筐体部分１２と、遠心ポンプ機構および流れを従来の態様で収容する歯車ポンプの筐体部分１４とは異なる第２筐体部分１００とによって規定される、概して１０で指定される、ポンプ筐体を含む。部分１２および１００は、ともにボルトで留められる。ポンプ筐体１０は、第１筐体部分１２にボルトで留められることによってポンプ筐体１０の第１端部を閉鎖するベアリングキャップ１６と、ポンプ筐体１０の第２端部にあり第２筐体部分１００にボルトで留められるポンプシャフト支持部１０２とをさらに含む。筐体１０の第１端部は、ベアリングキャップ１６、駆動シャフト２０およびベアリング２２を有する歯車ポンプと同じである。ポンプシャフト支持部１０２は、ポンプへの流体入口１０４を含む。従来、ポンプ筐体１０からは、流体出口１０６が延在する。ポンプシャフト支持部１０２のポンプ筐体には、静止設置シャフト１０８が固定される。この配置は、構造上、ポンプロータを通って磁気結合の中へ、シャフト１０８を片持ち梁状に形成する。静止設置シャフト１０８は、また、歯車ポンプのように、キャニスタキャップ５６と係合する。
【００１７】
遠心ポンプにおける磁気結合は、歯車ポンプのそれと同一である。これは、回転可能な磁気駆動アセンブリ、回転駆動される磁気アセンブリおよび円筒形キャニスタを含む。しかしながら、歯車ポンプにおいて別個の円筒形要素３４であることが示される、回転駆動される磁石アセンブリの磁石設置部１１２は、その延長されたスカートとして、図４〜図６の遠心ポンプにおけるポンプロータ１１４と一体形成される。磁石設置部１１２は、ポンプロータ１１４に面する内側に延在する肩部１１６を含む。一体的な構成は、歯車ポンプの好ましい実施形態に等しく当てはまる。
【００１８】
磁石設置部１１２から延在する一体的な回転要素のポンプロータ部分１１４は、主にポンプ筐体１０の第１筐体部分１２内に位置決めされ、遠心ポンプとして動作するための図５および図６に最もよく見られるような肩付き環状インペラホイール１１８を含む。一体的な回転要素には、内側インペラホイール１２２が設置される。内側インペラホイール１２２は、環状インペラホイール１１８に固定されるまたは環状インペラホイール１１８と一体の前シュラウド１２４の中央開口を通過可能である直径を有する。環状インペラホイール１１８および内側インペラホイール１２２は、インペラアセンブリを通る流れの連続性を有するように組み立てられたときに二者がユニットとして動作するように位置合わせされる羽根を含む。
【００１９】
静止設置シャフト１０８の周りには、中央ボア１２８を有する回転可能なキャリア１２６が設置される。磁石設置部１１２は、同様に、回転可能なキャリア１２６を受容するために完全にそこを通って延在する同心の円筒形キャビティを含む。磁石設置部１１２および回転可能なキャリア１２６は、材料および重量を低減するために、その間に環状キャビティを規定するように示される。環状キャビティを作業流体から隔離するために、図６で見られるように、２つの部品の間の接触表面にＯリングが配置されてもよい。
【００２０】
回転可能なキャリア１２６の端部には、径方向取付フランジ１３０が位置する。この径方向取付フランジ１３０は、内側に延在する肩部１１６にかみ合うように延在する。インペラホイール１１８の内側インペラホイール１２２は、径方向環状フランジの外側にかみ合う。径方向取付フランジ１３０は、インペラホイール１１８の内側インペラホイール１２２の直径程度の直径を有し、インペラホイール１１８および前シュラウド１２４の中央開口を通過可能とする。等角度で離間される３つの固定具１３２は、内側インペラホイール１２２、径方向取付フランジ１３０の設置穴を通り、かつ内側に延在する肩部１１６の中へ延在して、これら３つの要素をともに保持する。固定具１３２を取外すことによって、インペラホイール１１８の内側インペラホイール１２２および回転可能なキャリア１２６は、ポンプ筐体１０から引き抜かれ得る。
【００２１】
図４〜図６の第２の実施形態の回転可能なキャリア１２６は、中央ボア１２８の２つの平軸受位置１３４，１３８を含む。この遠心ポンプでは、平軸受位置１３４，１３８において、ブッシング１３６，１４０が回転可能なキャリア１２６と一体形成される。これらのブッシング１３６，１４０は、静止設置シャフト１０８の周りに、磁石設置部１１２およびポンプロータ１１４を、回転可能および同心的に設置する。遠心ポンプの駆動端部に向かうボア１２８の周りの回転可能なキャリア１２６の端部は、スラストベアリング位置１４２を含む。遠心ポンプにおいても、スラストブッシング１４４が、スラストベアリング位置１４２において、回転可能なキャリア１２６と一体形成される。このスラストブッシング１４４は、キャニスタキャップ５６に面する。
【００２２】
歯車ポンプにもいえるように、回転可能なキャニスタ１２６は、ブッシング１３６，１４０，１４４の確実な保持および配置のための機構を提供するという特質を有する。さらに、回転可能なサブアセンブリ全体は、図５および図６に示されるように、磁気結合の分解またはポンプロータ１１４のポンプからの、および同様にポンプのその設置部からの取外しをすることなく、アクセスされることが可能である。ポンプシャフト支持部１０２の取外しによって、固定具１３２は露出される。固定具１３２は取外されることが可能であり、ロータ１１４および磁石設置部１１２を含むポンプの残りの部分を所定位置に残しながら、回転可能なキャリア１２６が引き抜かれることを可能にする。
【図１】
0006900506.tif 000002
【図２】
0006900506.tif 000003
【図３】
0006900506.tif 000004
【図４】
0006900506.tif 000005
【図５】
0006900506.tif 000006
【図６】
0006900506.tif 000007