JP2002540345A - ポンプ・ブロック構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 本発明はポンプ・ブロック（４）の構造に関する。ポンプ・ブロック（４）は複数のポンプ・バルブ（３）を含み、各々のポンプ・バルブはピストン・ポンプ（２１）のピストン（２０）にそれぞれ連結される。ポンプ・ブロック（４）はまた、ポンプ・バルブ（３）の全てに共通の１つの入口パイプ（１）を含む。入口パイプは各々のポンプ・バルブ（３）に対する連結部（２）を有する。入口パイプ（１）とポンプ・ブロック（４）との間の１つの連結部（２）は固定された連結部（９）であり、ポンプ・ブロック（４）にねじ止めされて固定されるフランジ（１０）を含む。他の連結部（２）は入口パイプ（１）の長手方向に可動の連結部（１６）である。可動の連結部（１６）は、スペーサ（１９）が配置されるオーバーサイズなボルト穴（１８）を備えたフランジ（１７）をそれぞれ含む。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】 （技術分野） 本発明は、ピストン・ポンプのピストンに各々連結された複数のポンプ・バル
ブと、全てのポンプ・バルブに共通の１つの入口パイプとを含み、各ポンプ・バ
ルブに１つの連結部が備えられているポンプ・ブロックにおける構造に関する。

【０００２】 （技術の背景） 本発明による構造が使用できる形式のポンプ・ブロックは、例えば高圧ポンプ
またはホモジェナイザーにある。高圧ポンプは実質的に、ベルト・ラック、ギヤ
ボックスおよびクランク・ハウジングに収容されたクランク機構を含む伝達機構
を備えた強力な電気モーターを含んで構成される。高圧ポンプはまたポンプ・ブ
ロック、バルブおよびピストンを備えたポンプ部も含む。電気モーターの回転運
動は伝達機構によってピストンの往復運動に変換される。

【０００３】 ホモジェナイザーは基本的には、均質化作用の行われる１以上の均質化装置ま
たは逆圧装置をポンプ・ブロックに追加した高圧ポンプである。この基本に従う
高圧ポンプまたはホモジェナイザーはスウェーデン国特許出願ＳＥ９８００８９
６−４に記載されている。

【０００４】 均質化は、長年に亘って使用されてきた工業上の処理であり、例えば乳化混濁
液（エマルジョン）を安定させ、香味および芳香を強め、塗料の色飽和を改善す
るなどのために異なる種類の液体中の粒子を微細化することを目的とする。非常
に一般的な応用分野はミルクの均質化であり、その目的はミルク中に生じる非常
に大きい脂肪球体を小さな脂肪球体にせん断することであり、そのような手段に
よって脂肪エマルジョンを安定化させてクリームが固まるのを防止することであ
る。今日消費されている全てのミルクの大部分は均質化処理を行われている。

【０００５】 例えば、ミルクで構成された脂肪エマルジョンに高い入口圧力をかけ、非常に
狭い間隙を通してそのエマルジョンを高速度で駆動して、とりわけ均質化バルブ
後方の急激な圧力降下によって乱流が生じる結果として脂肪エマルジョン中の脂
肪球をせん断するようにして、均質化は通常行われる。均質化すべき製品は高圧
ポンプによりしばしば数百バールの圧力まで加圧され、逆圧装置の狭い間隙を強
制的に通過させられる。

【０００６】 製品がホモジェナイザーまたは高圧ポンプに入ると、その製品は入口パイプま
たはダクトを通過し、ポンプ・ブロックの各バルブに分配される。現在のほとん
ど全てのホモジェナイザーおよび高圧ポンプでは、入口ダクトはホモジェナイザ
ーのポンプ・ブロックにドリル加工して形成されており、高い製造費を必要とす
る。また、望まれるような大きな直径に入口ダクトをドリル加工することは常に
可能ではないことも示唆される。大きな入口直径を選ぶことによって入口パイプ
内の速度は小さくなり、これによりポンプの脈動で生じる速度変化の結果として
発生するキャビテーションの危険性も小さくなる。

【０００７】 ポンプ・ブロックにドリル加工される入口ダクトを別個の入口パイプに置き換
える試みも行われている。しかしながら製品はしばしば加熱されるので、非常に
大きな熱応力が発生する。何故なら、パイプは急速に加熱されるが、ポンプ・ブ
ロックは質量が大きいために非常にゆっくりと加熱されるからである。均質化処
理では、製品はしばしば７５゜Ｃの温度であり、均質化装置の始動によって生じ
る熱応力はパイプ材料の破損レベルを超えてしまう。製造を開始する前のパイプ
またはチューブ系統の殺菌処理においても高温度は生じる。当然ながら入口パイ
プに存在する不可欠な溶接部分は、かなり小さな熱応力でも亀裂を発生すること
になる。ホモジェナイザーが大型になればなるほど、すなわちポンプ・ブロック
におけるポンプ・バルブの個数が多くなればなるほど、ポンプ・ブロックと入口
パイプとの間に発生する熱応力は大きくなる。

【０００８】 膨張ボックスまたはその他の膨張チューブの構造を使用してこの問題を解決す
ることは適当でない。何故なら、しばしば嵩張るそれらの装置のための受け入れ
空間がなく、さらにまたそれらは衛生の観点から適当でないからである。

【０００９】 （本発明の目的） 本発明の１つの目的は、パイプに亀裂を生じるような熱応力の発生しない別個
の部品としてポンプ・ブロックのための入口パイプを実現することである。

【００１０】 本発明の他の目的は、本発明による構造を使用することで、入口径の自由な選
択を可能にする非常に経済的なポンプ・ブロック入口を実現することである。

【００１１】 （解決法） これらおよびその他の目的は、冒頭に記載した形式の構造に対して、ポンプ・
ブロックと入口パイプとの間の１つの連結部が固定され、他の連結部は入口パイ
プの長手方向に可動であるという特徴を与える本発明によって達成された。

【００１２】 本発明の好ましい実施例は、従属クレームに記載された特徴をさらに与えられ
る。

【００１３】 本発明の１つの好ましい実施例が添付図面を特に参照して以下に非常に詳細に
説明される。

【００１４】 （好ましい実施例の説明） 図１は本発明による構造の一部分を示し、さらに正確にはポンプ・ブロック４
に収容されている各ポンプ・バルブ３に連結することを意図された多数の連結部
２を備えた入口パイプ１を示している。入口パイプ１は標準的なステンレス鋼製
パイプ５で構成され、その直径は本発明による構造を使用できるホモジェナイザ
ー６または高圧ポンプの容量の観点から選ばれる。入口パイプ１が別個の部品を
構成するなら、全く同一のポンプ・ブロック４にさまざまな異なる直径のさまざ
まな入口パイプ１を選ぶことができる。

【００１５】 一方の端部７で入口パイプ１は開放され、製品をホモジェナイザー６または高
圧ポンプに導く導管（図示せず）に連結される。入口パイプ１は他方の端部８で
閉じている。

【００１６】 図１では、入口パイプ１は５つの連結部２を有している。この個数はホモジェ
ナイザー６の高圧ポンプの容量に応じて変化される。連結部２のうち、連結部９
は固定されている。好ましい実施例では、この連結部９は入口パイプ１の閉じた
端部８に配置される。これに替えて、固定した連結部９を他のいずれかの連結部
とすることができるが、連結部９は入口パイプの端部７または端部８の一方に配
置されることが最も現実的である。

【００１７】 固定された連結部９は、パイプ５の開口１２のまわりのカラー１１に溶接して
固定されるフランジ１０を有する。フランジ１０はねじまたはボルト連結のため
の少なくとも２つの穴１３を有する。ボルト穴１３は使用されるねじまたはボル
ト１４に対して正規の寸法とされる。フランジ１０にはＯ−リングまたはガスケ
ット１５が配置され、ポンプ・ブロック４の所定位置にねじ止めされたときに連
結部９をシールする。

【００１８】 他の連結部１６はパイプ５の長手方向に可動である。可動の連結部１６は図２
に詳細に示されている。可動の連結部１６は、固定の連結部９と同じ方法でパイ
プ５の開口１２のまわりのカラー１１に溶接されて固定されたフランジ１７を有
する。フランジ１７はねじまたはボルト連結のための少なくとも２つの穴１８を
有する。ボルト穴１８は使用されるねじまたはボルト１４に対してオーバーサイ
ズとされる。

【００１９】 スペーサ１９が各々のオーバーサイズなボルト穴１８に配置されている。スペ
ーサ１９は、ポンプ・ブロック４へ向けられるフランジ１７の側にてフランジ１
７から上方へ突出する長さとされる。スペーサ１９は、使用されるねじまたはボ
ルト１４のための標準寸法であるボルト穴を構成する内径を有する。スペーサの
外径とオーバーサイズなボルト穴１８との間に間隙Ａが与えられている。可動の
連結部１６はまた、ポンプ・ブロック４の所定位置にねじ止めされるときに連結
部１６をシールするＯ−リングまたはガスケット１５を有する。完全に締め付け
ることで、フランジ１７がポンプ・ブロック４の所定位置にねじ止めされると、
Ｏ−リング１５はその可能な圧縮性能の２０％を圧縮される。２０％の圧縮状態
は、信頼できるシールを形成するためにＯ−リング１５に必要とされる圧縮状態
である。

【００２０】 可動の連結部１６はポンプ・ブロック４の所定位置にねじ止めされる。スペー
サ１９の長さは、ねじまたはボルト１４が完全に締め付けられたときに、Ｏ−リ
ングがポンプ・ブロック４に対して十分なシールを形成するとともにフランジ１
７とポンプ・ブロック４との間に間隙Ｂが形成されるような長さとされる。

【００２１】 酪農工業におけるホモジェナイザー６への使用の点で入口パイプを製造するの
に好ましいとされるステンレス鋼材料は、１００゜Ｃで１ｍ当たり１．６５ｍｍ
の熱膨張率を有する。オーバーサイズなボルト穴１８に適合することで、その予
測される熱膨張を吸収することのできる間隙Ａが得られる。オーバーサイズなボ
ルト穴１８は全ての可動の連結部１６に対しても同じ間隙Ａを有して形成できる
。これに替えて、固定の連結部９から連結部１６が離れるほど大きな間隙Ａが得
られるように、間隙Ａは固定の連結部９からの距離に関係付けることができる。
フランジ１７とポンプ・ブロックとの間の間隙Ｂの結果として、入口パイプ１は
ポンプ・ブロック４に対して支障無く移動できる。

【００２２】 流入する製品側に連結される入口パイプ１の端部７にて、入口パイプ１はスラ
イド・アンカーまたはスライド・クランプ（図示せず）に対してスライド可能に
取り付けられる。スライド・アンカーはパイプ５の長手方向の動きを与え、半径
方向には移動させずに保持する。

【００２３】 図３はホモジェナイザー６に使用された本発明による構造を示している。製品
は図面に示されていない導管によりホモジェナイザー６へ送られる。その導管は
入口パイプ１の端部７に連結される。入口パイプ１は１つの固定された連結部９
と、他の可動の連結部２投入よってポンプ・ブロック４に取り付けられる。連結
部２の個数はポンプ・ブロック４のポンプ・バルブ３の個数と同じである。ポン
プ・バルブ３はピストン・ポンプ２１のピストン２０に各々連結される。ピスト
ン・ポンプ２１は電気モーター２２からの回転運動を往復運動に変化する。ホモ
ジェナイザー６はまた均質化装置２３または逆圧装置としての性能を表す。

【００２４】 製品がポンプ・バルブ３を備えたポンプ・ブロック４に入ると、その製品はピ
ストン・ポンプ２１によって圧縮される。製品（しばしば数百バールまで圧縮さ
れる）は均質化装置２３の狭い間隙を通して高速度で送り出される。製品は安定
化すべきエマルジョンで構成される。製品がミルクである場合、さまざまに異な
る寸法の脂肪球を有する脂肪エマルジョンで構成される。均質化装置の狭い間隙
において脂肪球は小さな球にせん断され、安定したエマルジョンが得られるので
あり、クリームの凝固は防止される。この製品は出口パイプ２４を通してホモジ
ェナイザー６から取り出される。

【００２５】 前述した説明から明白となったように、本発明は、入口パイプとポンプ・ブロ
ックとの温度差によって生じる熱応力を補償することのできるポンプ・ブロック
に対する入口パイプを構成する構造を実現する。本発明による構造は、発生する
大きな熱応力のためにパイプが亀裂を生じる危険の無い、ポンプ・ブロックに対
する個別の入口パイプの使用を可能にする。本発明はまた、入口パイプの直径の
自由な選択を可能にし、ポンプの脈動のためにパイプ内にキャビテーションが生
じる危険を減少できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明による構造の一部分を示す。

【図２】 本発明による構造の詳細を部分的に断面として示す。

【図３】 本発明による構造が使用できるホモジェナイザーを示す。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ，ＭＬ， ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，Ｋ Ｅ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＬ，ＳＺ，ＴＺ，ＵＧ，ＺＷ )，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ， ＴＪ，ＴＭ)，ＡＥ，ＡＧ，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ， ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，Ｃ Ｎ，ＣＲ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＤＭ，ＤＺ，ＥＥ ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＤ，ＧＥ，ＧＨ，ＧＭ，ＨＲ， ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＮ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，Ｋ Ｐ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ ，ＬＶ，ＭＡ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ， ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，Ｓ Ｇ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＴＺ ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ，ＺＡ，ＺＷ Ｆターム(参考） 3H070 AA00 BB07 BB25 CC04 CC28 CC32 CC37 DD96 3H071 AA01 BB01 CC05 CC32 DD32 DD38

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ピストン・ポンプ（２１）のピストン（２０）に各々連結さ
   れた複数のポンプ・バルブ（３）と、全てのポンプ・バルブ（３）に共通の入口
   パイプ（１）とを含み、各ポンプ・バルブ（３）に１つの連結部（２）が備えら
   れているポンプ・ブロック（４）における構造であって、ポンプ・ブロック（４
   ）と入口パイプ（１）との間の１つの連結部（９）が固定され、他の連結部（１
   ６）は入口パイプ（１）の長手方向に可動であることを特徴とするポンプ・ブロ
   ック構造。
2. 【請求項２】 固定された連結部（９）はポンプ・ブロック（４）に固定的
   に連結されたフランジ（１０）を含み、また可動の連結部（１６）はスペーサ（
   １９）が配置されるオーバーサイズなボルト穴（１８）を有するフランジ（１７
   ）をそれぞれ含むことを特徴とする請求項１に記載された構造。
3. 【請求項３】 オーバーサイズなボトル穴（１８）は、スペーサ（１９）の
   外径とオーバーサイズなボトル穴（１８）の直径との間に間隙（Ａ）を与えるこ
   とを特徴とする請求項２に記載された構造。
4. 【請求項４】 スペーサ（１９）は、フランジ（１７）とポンプ・ブロック
   （４）との間に間隙（Ｂ）を与える長さであることを特徴とする請求項２から請
   求項３までのいずれか一項に記載された構造。
5. 【請求項５】 間隙（ＡおよびＢ）は入口パイプ（１）とポンプ・ブロック
   （４）との間に発生する熱応力によって移動が生じ得るようにするために備えら
   れていることを特徴とする請求項４に記載された構造。