知財求人 - 知財ポータルサイト「IP Force」
▶ エフ．ホルツァー ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツングの特許一覧
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2023036891
(43)【公開日】2023-03-14
(54)【発明の名称】計量装置用の計量ポンプおよび計量装置
(51)【国際特許分類】
F04B 13/00 20060101AFI20230307BHJP
F04B 9/14 20060101ALI20230307BHJP
【ＦＩ】
F04B13/00 A
F04B9/14 B
【審査請求】有
【請求項の数】16
【出願形態】ＯＬ
【外国語出願】
(21)【出願番号】P 2022210542
(22)【出願日】2022-12-27
(62)【分割の表示】P 2019501751の分割
【原出願日】2017-03-21
(31)【優先権主張番号】102016204953.4
(32)【優先日】2016-03-24
(33)【優先権主張国・地域又は機関】DE
(71)【出願人】
【識別番号】518338334
【氏名又は名称】エフ．ホルツァー ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング
(74)【代理人】
【識別番号】110000475
【氏名又は名称】弁理士法人みのり特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】リー，ハイエック ヒー
(72)【発明者】
【氏名】シュタインフェルト，ウーテ
(72)【発明者】
【氏名】マーラー，マルクス
(72)【発明者】
【氏名】ホルツァー，フランク
(57)【要約】 （修正有）
【課題】高い流体不浸透性、単純な機械的操作性が確保され、かつ詰まりの傾向がより少ない計量ポンプを提供する。
【解決手段】本発明は計量装置用の計量ポンプに関し、この計量ポンプは、貯蔵容器に接続可能である。計量ポンプは下面側に封止要素を有する逆止弁を備え、この封止要素は計量ポンプの内部封止を可能にする。さらに、本発明は、本発明による計量ポンプが貯蔵容器に接続された計量装置に関する。
【選択図】図１
【解決手段】本発明は計量装置用の計量ポンプに関し、この計量ポンプは、貯蔵容器に接続可能である。計量ポンプは下面側に封止要素を有する逆止弁を備え、この封止要素は計量ポンプの内部封止を可能にする。さらに、本発明は、本発明による計量ポンプが貯蔵容器に接続された計量装置に関する。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
貯蔵容器（２００）に接続可能な、流体を計量分配するための計量装置用の計量ポンプ（１００）であって、
前記貯蔵容器（２００）の方向に開いている中空円筒形の第１のポンプ本体部分（１１１）と、作動体（１３０）の方向に開いている中空円筒形の第２のポンプ本体部分（１１２）とを備える円筒形のポンプ本体（１１０）と、
前記第１のポンプ本体部分（１１１）に取り付けられ、前記第１のポンプ本体部分（１１１）と同心に配置された、両端が開口した内側中空シリンダ（１２０）と、
前記ポンプ本体（１１０）に同心に取り付けられるとともに、前記内側中空シリンダ（１２０）内に移動可能に取り付けられ、前記内側中空シリンダ（１２０）の内壁と共に封止を形成するように構成された、貫通したチャネル（１０６）を有するプランジャ（１０５）と、
前記ポンプ本体（１１０）に接続されるとともに、前記ポンプ本体（１１０）に対して移動可能に取り付けられ、上端部に流体の出口（１３１）と前記第２のポンプ本体部分（１１２）の方向に開いている凹部（１３２）とを有する前記作動体（１３０）と、
前記凹部（１３２）の内側に受容され、前記第２のポンプ本体部分（１１２）の方向に開いている凹部（１４１）を有し、前記プランジャ（１０５）に対して流体封止を形成するように配置され、流体を前記凹部（１４１）から前記作動体（１３０）の前記出口（１３１）に導くことができる流体チャネル（１４２）を有するライナー（１４０）と、
移動可能に取り付けられ、前記ライナー（１４０）の前記凹部（１４１）に対して流体封止を形成するように構成され、前記ライナー（１４０）の前記凹部（１４１）の内側に配置され、当該計量ポンプの非作動状態において前記ライナー（１４０）の前記凹部（１４１）に対して前記プランジャ（１０５）の前記チャネル（１０６）を流体封止し、当該計量ポンプの作動中に前記プランジャ（１０５）の前記チャネル（１０６）および前記ライナー（１４０）の前記流体チャネル（１４２）を開く逆止弁（１５０）と、を備え、
前記逆止弁（１５０）は、前記プランジャ（１０５）に対する前記逆止弁（１５０）の流体封止を可能にする少なくとも１つの封止要素（１５１、１５２）を有することを特徴とする計量ポンプ（１００）。
前記貯蔵容器（２００）の方向に開いている中空円筒形の第１のポンプ本体部分（１１１）と、作動体（１３０）の方向に開いている中空円筒形の第２のポンプ本体部分（１１２）とを備える円筒形のポンプ本体（１１０）と、
前記第１のポンプ本体部分（１１１）に取り付けられ、前記第１のポンプ本体部分（１１１）と同心に配置された、両端が開口した内側中空シリンダ（１２０）と、
前記ポンプ本体（１１０）に同心に取り付けられるとともに、前記内側中空シリンダ（１２０）内に移動可能に取り付けられ、前記内側中空シリンダ（１２０）の内壁と共に封止を形成するように構成された、貫通したチャネル（１０６）を有するプランジャ（１０５）と、
前記ポンプ本体（１１０）に接続されるとともに、前記ポンプ本体（１１０）に対して移動可能に取り付けられ、上端部に流体の出口（１３１）と前記第２のポンプ本体部分（１１２）の方向に開いている凹部（１３２）とを有する前記作動体（１３０）と、
前記凹部（１３２）の内側に受容され、前記第２のポンプ本体部分（１１２）の方向に開いている凹部（１４１）を有し、前記プランジャ（１０５）に対して流体封止を形成するように配置され、流体を前記凹部（１４１）から前記作動体（１３０）の前記出口（１３１）に導くことができる流体チャネル（１４２）を有するライナー（１４０）と、
移動可能に取り付けられ、前記ライナー（１４０）の前記凹部（１４１）に対して流体封止を形成するように構成され、前記ライナー（１４０）の前記凹部（１４１）の内側に配置され、当該計量ポンプの非作動状態において前記ライナー（１４０）の前記凹部（１４１）に対して前記プランジャ（１０５）の前記チャネル（１０６）を流体封止し、当該計量ポンプの作動中に前記プランジャ（１０５）の前記チャネル（１０６）および前記ライナー（１４０）の前記流体チャネル（１４２）を開く逆止弁（１５０）と、を備え、
前記逆止弁（１５０）は、前記プランジャ（１０５）に対する前記逆止弁（１５０）の流体封止を可能にする少なくとも１つの封止要素（１５１、１５２）を有することを特徴とする計量ポンプ（１００）。
【請求項2】
前記逆止弁（１５０）は、作動プロセスの終了時に前記プランジャ（１０５）の前記チャネル（１０６）を通って前記逆止弁（１５０）に作用する吸引力（Ｆ２）によって、前記少なくとも１つの封止要素（１５１、１５２）を介した流体封止を可能にすることを特徴とする、請求項１に記載の計量ポンプ（１００）。
【請求項3】
前記少なくとも１つの封止要素（１５１、１５２）が弾性構成を有することを特徴とする、先行する請求項のいずれか一項に記載の計量ポンプ（１００）。
【請求項4】
前記少なくとも１つの封止要素（１５１、１５２）が封止リップとして、特に、前記プランジャ（１０５）の前記チャネル（１０６）を同心状に囲むか、または前記プランジャ（１０５）の前記チャネル（１０６）に部分的に導入することができる封止リップとして構成されることを特徴とする、先行する請求項のいずれか一項に記載の計量ポンプ（１００）。
【請求項5】
当該計量ポンプの非作動状態において、前記少なくとも１つの封止要素（１５１、１５２）が前記プランジャ（１０５）の壁と形状嵌合で封止を形成し、および／または前記プランジャ（１０５）の前記チャネル（１０６）に係合することを特徴とする、先行する請求項のいずれか一項に記載の計量ポンプ（１００）。
【請求項6】
前記逆止弁（１５０）の前記少なくとも１つの封止要素（１５１、１５２）が、前記逆止弁（１５０）と一体に構成されるか、または前記逆止弁（１５０）に成形されることを特徴とする、先行する請求項のいずれか一項に記載の計量ポンプ（１００）。
【請求項7】
前記少なくとも１つの封止要素（１５１、１５２）が、前記プランジャ（１０５）の方向に突出する０．３～５．０ｍｍ、好ましくは０．５～２．０ｍｍの高さ、および／または０．０５～３．０ｍｍ、好ましくは０．１～１．５ｍｍの厚さを有することを特徴とする、先行する請求項のいずれか一項に記載の計量ポンプ（１００）。
【請求項8】
前記少なくとも１つの封止要素（１５１、１５２）が、前記逆止弁（１５０）の下面側に配置され、好ましくは、前記逆止弁（１５０）の下面に対して、５～１７５°、好ましくは４５～１３５°、さらに好ましくは８０～１００°、特に９０°の角度で配置されることを特徴とする、先行する請求項のいずれか一項に記載の計量ポンプ（１００）。
【請求項9】
前記少なくとも１つの封止要素（１５１、１５２）が、熱可塑性材料、特にポリオレフィン、例えばポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレンから、エラストマー材料、特にゴムから、または熱可塑性エラストマー、特にＴＰＥ‐Ｕから形成されることを特徴とする、先行する請求項のいずれか一項に記載の計量ポンプ（１００）。
【請求項10】
前記逆止弁（１５０）は、当該逆止弁に復元力を与える弾性要素（１６０）、特にバネによって、前記プランジャ（１０５）の前記チャネル（１０６）および前記ライナー（１４０）の前記流体チャネル（１４２）に対する流体封止位置で、非作動状態で保持されることを特徴とする、先行する請求項のいずれか一項に記載の計量ポンプ（１００）。
【請求項11】
要素（１７０）、特にバネ要素が前記作動体（１３０）と前記ポンプ本体（１１０）との間に配置され、作動中および／または作動後に、前記作動体（１３０）に復元力を与えることを特徴とする、先行する請求項のいずれか一項に記載の計量ポンプ（１００）。
【請求項12】
前記第１のポンプ本体部分（１１１）は、前記貯蔵容器（２００）を固定するための装置を有することを特徴とする、先行する請求項のいずれか一項に記載の計量ポンプ（１００）。
【請求項13】
シール（１８０）が、前記第１のポンプ本体部分（１１１）の領域に配置され、当該計量ポンプ（１００）に対して前記貯蔵容器（２００）を封止することを特徴とする、先行する請求項のいずれか一項に記載の計量ポンプ（１００）。
【請求項14】
前記内側中空シリンダ（１２０）は、端部に前記貯蔵容器（２００）の方向に開いた弁部分を有し、特にディスク弁またはボール弁として構成された入口弁（１２１）が配置されることを特徴とする、先行する請求項のいずれか一項に記載の計量ポンプ（１００）。
【請求項15】
前記貯蔵容器（２００）の方向に開口した前記内側中空シリンダ（１２０）の端部にライザパイプが配置されることを特徴とする、先行する請求項のいずれか一項に記載の計量ポンプ（１００）。
【請求項16】
前記プランジャ（１０５）の外側と前記第２のポンプ本体部分（１１２）の内側との間に、前記プランジャ（１０５）を封止するための封止要素が、前記第２のポンプ本体部分（１１２）の内側に配置されることを特徴とする、先行する請求項のいずれか一項に記載の計量ポンプ（１００）。
【請求項17】
先行する請求項のいずれか一項に記載の計量ポンプ（１００）と、前記計量ポンプ（１００）に接続された貯蔵容器（２００）とを備えることを特徴とする計量装置（３００）。
【請求項18】
非均圧計量装置（３００）または均圧計量装置（３００）として構成されることを特徴とする、請求項１７に記載の計量装置（３００）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は計量装置用の計量ポンプに関し、この計量ポンプは、貯蔵容器に接続可能である。計量ポンプは下面側に封止要素を有する逆止弁を備え、この封止要素は計量ポンプの内部の封止を可能にする。さらに、本発明は、本発明による計量ポンプが貯蔵容器に接続された計量装置に関する。
【背景技術】
【0002】
防腐剤を含まない製剤のためのポンプおよびボトルは、精密に適合する液密または気密の弁を必要とする。しかしながら、このような弁の不浸透性は、対応する計量ポンプの基礎を形成する成形部品の取り付け精度に決定的に基づいている。その一方で、原則として、計量ポンプの全ての非金属部品、特に弁などが、コストの理由から射出成形によって製造される。しかしながら、射出成形作業中および組立工程中の不正確さは、個々の構成部品の取り付け精度、特に水平および／または垂直の取り付け精度に欠陥を生じさせる。これらの構造的に引き起こされた欠陥は、対応する計量ポンプが実際には不十分な不浸透性を有することをもたらし、その結果、計量ポンプまたは計量装置に、意図しない流体の流れ（例えば、分配されるべき流体だけでなく、気体の流れ）が起こり得る。
【0003】
十分な不浸透性、特に空気不浸透性を確保するために、従来から公知の計量装置においては、弁構造は密に組み立てられ、ほとんど隙間がない。しかしながら、このことおよび上記の取り付け精度の欠陥は、ポンプの剛性をもたらす。さらに、一般に、構成要素の摩擦嵌合による内部封止を行うために、強力なバネが弁閉鎖のために使用される。また、強力なバネは、操作を堅くするためのさらなる原因となり得る。さらに、上記の理由により、このような計量ポンプの可動部品は詰まることが多いという問題がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
したがって、本発明の目的は、上記の問題を解決するような方法で、従来から公知の計量ポンプを開発することである。特に、本発明の基礎を形成する計量ポンプは、可能な限り高い流体不浸透性が確保されるように構成されることが意図されるが、それにもかかわらず、十分に単純な機械的操作性が確保され、その結果、強力なバネおよびそれに付随する高い操作力を可能な限り省くことができる。さらに、本発明による計量ポンプは、詰まりの傾向がより少ないことが意図される。
【0005】
この目的は、計量ポンプに関しては請求項１の特徴によって、計量装置に関しては請求項１７の特徴によって達成される。したがって、それぞれの従属請求項は、有利な発展を示す。
【課題を解決するための手段】
【0006】
したがって、本発明は、貯蔵容器に接続可能な流体を計量分配するための計量装置用の計量ポンプであって、
貯蔵容器の方向に開いた中空円筒形の第１のポンプ本体部分と、作動体の方向に開いた中空円筒形の第２のポンプ本体部分と、を含む円筒形のポンプ本体と、
第１のポンプ本体部分に取り付けられ、第１のポンプ本体部分と同心に配置された、両端が開口した内側中空シリンダと、
ポンプ本体に同心に取り付けられるとともに、内側中空シリンダ内に移動可能に取り付けられ、内側中空シリンダの内壁と共に封止を形成するように構成された、連続的なチャネルを有するプランジャと、
ポンプ本体に接続されるとともに、ポンプ本体に対して移動可能に取り付けられ、上端部に流体の出口と第２のポンプ本体部分の方向に開いた凹部とを有する作動体と、
作動体の凹部の内側に受容され、第２のポンプ本体部分の方向に開いた凹部を有するライナーであって、プランジャに対して流体封止を形成するように配置されるかまたは配置可能であり、流体をライナーの凹部から作動体の出口まで導くことができる流体チャネルを有するライナーと、
移動可能に取り付けられ、ライナーの凹部に対して流体封止を形成するように構成され、ライナーの凹部の内側に配置され、計量ポンプの非作動状態においてライナーの凹部に対してプランジャのチャネルを流体封止し、計量ポンプの作動中にプランジャのチャネルおよびライナーの流体チャネルを開く逆止弁と、を備え、
逆止弁は、プランジャに対する逆止弁の流体封止を可能にする少なくとも１つの封止要素を有する。
貯蔵容器の方向に開いた中空円筒形の第１のポンプ本体部分と、作動体の方向に開いた中空円筒形の第２のポンプ本体部分と、を含む円筒形のポンプ本体と、
第１のポンプ本体部分に取り付けられ、第１のポンプ本体部分と同心に配置された、両端が開口した内側中空シリンダと、
ポンプ本体に同心に取り付けられるとともに、内側中空シリンダ内に移動可能に取り付けられ、内側中空シリンダの内壁と共に封止を形成するように構成された、連続的なチャネルを有するプランジャと、
ポンプ本体に接続されるとともに、ポンプ本体に対して移動可能に取り付けられ、上端部に流体の出口と第２のポンプ本体部分の方向に開いた凹部とを有する作動体と、
作動体の凹部の内側に受容され、第２のポンプ本体部分の方向に開いた凹部を有するライナーであって、プランジャに対して流体封止を形成するように配置されるかまたは配置可能であり、流体をライナーの凹部から作動体の出口まで導くことができる流体チャネルを有するライナーと、
移動可能に取り付けられ、ライナーの凹部に対して流体封止を形成するように構成され、ライナーの凹部の内側に配置され、計量ポンプの非作動状態においてライナーの凹部に対してプランジャのチャネルを流体封止し、計量ポンプの作動中にプランジャのチャネルおよびライナーの流体チャネルを開く逆止弁と、を備え、
逆止弁は、プランジャに対する逆止弁の流体封止を可能にする少なくとも１つの封止要素を有する。
【0007】
したがって、本発明は、貯蔵容器と共に取り付けられ、計量装置を製造する計量ポンプに関する。
【0008】
計量ポンプの必須の構成要素は、以下のとおりである。
【0009】
・円筒形のポンプ本体。円筒形のポンプ本体は、２つの機能部分に細分され、中空円筒形の第１のポンプ本体部分を有し、中空円筒形の第１のポンプ本体部分は、底部において、嵌合されるべき貯蔵容器の方向に開くように構成される。さらに、円筒形のポンプ本体は、開いた中空円筒形の第２のポンプ本体部分を有し、この開いた中空円筒形の第２のポンプ本体部分は、頂部において、嵌合されるべきまたは嵌合された作動体の方向に開口するように構成される。
【0010】
円筒形のポンプ本体はその中心に、すなわち両部分の間に案内要素を有することができ、それによってプランジャを円筒形のポンプ本体内で案内することができる。
【0011】
・開口した内側中空シリンダ。開口した内側中空シリンダは、下方の第１のポンプ本体部分に固定され、第１のポンプ本体部分と同心に配置される。同心配置は、ポンプ本体および中空シリンダの円筒形凹部を互いに対して軸方向に配置することにつながる。
【0012】
・プランジャ。プランジャは、中空プランジャとして構成され、連続的なチャネルを有する。プランジャは、ポンプ本体およびポンプ本体に固定された中空シリンダ内に同心状に案内され得るような寸法にされる。プランジャは、ポンプ本体内および中空シリンダ内に移動可能に配置され、少なくともその下端において、内側中空シリンダの内壁に対して封止を形成するように構成される。その可動性のために、中空容積を内側中空シリンダ内に構成することができ、「ポンプチャンバ」とも呼ぶことができる。
【0013】
・作動体。作動体は、中空円筒形のポンプ本体の上方部分、第２のポンプ本体部分に接続されるか、または第２のポンプ本体部分に接続され得る。作動体は、ポンプ本体に対して移動可能に取り付けられる。作動体は、その上端に流体用の出口を有する。作動体内には、第２のポンプ本体部分の方向に開いており、ライナーを受容することができる凹部が構成される。作動体をポンプ本体の方向に動かす（例えば、押す）ことによって、計量ポンプは、流体を分配するために作動され得る。
【0014】
・ライナー。ライナーは、この目的のために設けられたポンプ本体の凹部内に受け入れられる。ライナーは、その一部として、逆止弁を受容することができる凹部を有する。さらに、ライナーは、流体をライナーの凹部から作動体の出口まで案内することができる流体チャネルを有する。流体チャネルは、好ましくは凹部からライナーの壁を通して案内され、ライナーの外面に沿って出口の方向に延びる。これにより、ライナーはその下端が例えば中空プランジャの上端に取り付けられ（例えば、作動体の凹部およびライナーの対応する寸法によって構造的に引き起こされる）、その位置に保持されることによって、プランジャに対して流体封止を形成するように配置される。
【0015】
・逆止弁。ライナーの凹部内には、ライナーの凹部に対して流体封止を形成するように構成され、可動に取り付けられた逆止弁が配置される。逆止弁は凹部内で作動することができ、非作動状態において逆止弁によってチャネルが流体的に封止され、作動中、ライナーのチャネルが開かれ、流体が貯蔵容器からプランジャのチャネルを通って作動体の出口の開口部の方向に流れることができるように、逆止弁は流体の流れによって非作動位置から方向を変える。
【0016】
本発明は、逆止弁の下面側に配置され、プランジャに対する逆止弁の流体封止を可能にする少なくとも１つの封止要素によって特徴付けられる。
【0017】
したがって、逆止弁はプランジャ、特に、ライナーの凹部に対するプランジャの中空容積の付加的または特に効率的な封止を可能にする。この付加的な封止によって、製造による製造上の欠陥を補償することができ、その結果、計量ポンプの全ての構成要素の理想的でない幾何学的構成または配置の場合でさえ、計量される流体および／または気体の内部流路の効率的な封止が確保される。
【0018】
逆止弁は作動プロセスの終了時に、プランジャのチャネルを介して逆止弁に作用する吸引力によって、少なくとも１つの封止要素を介して流体封止を可能にすることが特に有利である。したがって、封止要素がプランジャの壁またはネックと接触するとすぐに封止が行われる。計量ポンプの作動プロセスの終了時におけるプランジャのストロークプロセスによって、流体は貯蔵容器からポンプチャンバ内に再び吸引される。プランジャのストロークプロセスによって、プランジャのチャネル内およびポンプチャンバ内に、低圧が生成され、それによって、流体が貯蔵容器から再び吸引されることが可能になる。他方、この低圧は、結果としてプランジャに対して吸引される逆止弁（いわゆる「吸引力」）にも作用する。特に、例えば封止リップの形態のような、可撓性または弾性の構成の封止要素の場合、改善された封止が結果的に可能である。
【0019】
したがって、好ましい実施形態は、封止要素が弾性構成を有することを提供する。
【0020】
少なくとも１つの封止要素が、封止リップとして、特に、プランジャのチャネルを同心状に包囲するか、または部分的にチャネル内に導入することができる封止リップとして構成される場合、特に有利である。
【0021】
さらに、計量ポンプの非作動状態において、少なくとも１つの封止要素がプランジャの壁と形状嵌合で封止を形成し、かつ／またはプランジャのチャネルに係合する場合、有利である。
【0022】
逆止弁の少なくとも１つの封止要素が、逆止弁と一体に構成されるか、または逆止弁に成形されることがさらに好ましい。一体構成は、例えば封止リップなどの関連する封止要素を含む完全な逆止弁によって達成することができ、射出成形法で製造される。この実施形態では、封止要素および逆止弁が好ましくは同じ材料から形成される。他方、同様に、逆止弁に１つ以上の封止要素を成形することも可能である。この実施形態では、封止要素および逆止弁が異なる材料から形成されるが、同じ材料からも形成されることもあり得る。
【0023】
少なくとも１つの封止要素は、０．３～５．０ｍｍ、好ましくは０．５～２．０ｍｍのプランジャの方向に突出する高さ、および／または０．０５～３．０ｍｍ、好ましくは０．１～１．５ｍｍの厚さまたは幅を有することができる。
【0024】
さらなる好ましい実施形態は、少なくとも１つの封止要素（１５１、１５２）が逆止弁（１５０）の下面側に配置され、好ましくは逆止弁（１５０）の下面に対して、５～１７５°、好ましくは４５～１３５°、さらに好ましくは８０～１００°、特に９０°の角度で配置されることを提供する。
【0025】
さらに、少なくとも１つの封止要素が熱可塑性材料、特にポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレンなどのポリオレフィンから、エラストマー材料、特にゴムから、または熱可塑性エラストマー、特にＴＰＥ‐Ｕから形成される場合、有利である。
【0026】
少なくとも１つの封止要素が逆止弁と同じ材料から形成されることが提供される。
【0027】
好ましくは、逆止弁が、当該逆止弁に復元力を与える弾性要素、特にバネによって、プランジャのチャネルおよびライナーの流体チャネルに対する流体封止位置で、非作動状態で保持される。
【0028】
さらに、要素、特にバネ要素が作動体とポンプ本体との間に配置され、作動中および／または作動後に、作動体に復元力を与えることが可能である。
【0029】
第１のポンプ本体部分は、貯蔵容器を固定するための装置を有することができる。この装置は例えば、スナップオン接続として、またはねじ込み接続として構成することができる。この場合、貯蔵容器および第１のポンプ本体部分の両方が、貯蔵容器の対応する固定のための対応する要素を有する。
【0030】
さらに、第１のポンプ本体部分の領域に、計量ポンプに対して貯蔵容器を封止するシールが配置されていると有利である。シールは例えば、この目的のために設けられた第１のポンプ本体部分の凹部内に配置することができる。
【0031】
さらなる好ましい実施形態は、貯蔵容器の方向に開いており、特にディスク弁またはボール弁として構成される入口弁が配置される弁部分を、内側中空シリンダがその端部に有することを提供する。
【0032】
さらに、ライザパイプが、貯蔵容器の方向に開いている内側中空シリンダの端部に配置されることが有利である。これにより、ライザパイプは、計量ポンプに固定された貯蔵容器の底部まで達するような寸法にすることができる。
【0033】
プランジャの外側と第２のポンプ本体部分の内側との間に、プランジャを封止するための封止要素を第２のポンプ本体部分の内側に配置することができる。このような封止要素は、ＤＥ １０ ２００９ ０９９ ２６２に詳細に記載されている。この封止要素に関する全ての実施形態は、本発明を制限することなく適用される。本特許出願の開示内容は、本特許出願の主題を参照することによって適用可能である。
【0034】
さらに、本発明は、本発明による上記の計量ポンプを備える計量装置に関し、また貯蔵容器にも関し、計量ポンプおよび貯蔵容器は、一緒に接続されて計量装置を形成する。
【0035】
貯蔵容器と計量ポンプとを一緒に接続して、例えばスナップオン接続によってだけでなく、ねじ込み接続によっても計量装置を形成することができる。
【0036】
特に、計量装置は、非均圧計量装置または均圧計量装置として構成することができる。
【0037】
本発明は、本発明を図示の特別な実施形態に限定することなく、後続の実施形態および図を参照してより詳細に説明される。
【図面の簡単な説明】
【0038】
【図1】本発明による計量装置を示す。
【図2】従来の計量ポンプの断面図である。
【図3】従来の計量ポンプの断面図である。
【図4】本発明による計量ポンプで使用する逆止弁の様々な実施形態である。
【図5】開いた状態の本発明による計量ポンプを示す。
【図6】本発明による計量ポンプのほぼ閉じた状態を示す。
【図7】閉じた状態にある本発明による計量ポンプを示す。
【図8】開いた状態の本発明による計量ポンプのさらなる実施形態である。
【図9】ほとんど閉じた状態の計量ポンプを示す。
【図10】完全に閉じた状態の本発明による計量ポンプを示す。
【発明を実施するための形態】
【0039】
後続の図において、同じ構成要素は常に同じ参照番号で特徴付けられる。
【0040】
図１に示す本発明による計量装置３００は、貯蔵容器２００に取り付けられた計量ポンプ１００を有する。本発明による計量ポンプは、下部１１１と上部１１２とを有する円筒形のポンプ本体１１０からなる。下部１１１には、内側中空シリンダ１２０が固定され、内側中空シリンダ１２０は例えばスナップオン接続を介してポンプ本体１１０に接続され得る。円筒形のポンプ本体１１０および内側中空シリンダ１２０は、内部中空容積１０６を有する中空のプランジャ１０５が上方および下方に移動可能に案内され得る同心凹部を有する。上部ポンプ本体部分１１２には、作動体１３０が固定され、バネ要素１７０を介した復元力によって図１に示す位置に保持される。作動体１３０は、ライナー１４０が固定される凹部１３２を有する。同様にライナー１４０は、底部が開放するように構成された凹部１４１を有する。ライナーはさらに、作動体１３０の出口１３１と連通する流体チャネル１４２を有する。それによって、流体チャネル１４２は、ライナー１４０の凹部１４１からその壁を通って出口１３１に向かって流体を案内することができる。したがって、流体チャネル１４２は、ライナー１４０の外壁の凹部として構成されることが好ましい。上に配置された出口１３１を介して、分配されるべき流体は、作動体１３０の作動時に計量装置から外に出ることができる。ライナー１４０の凹部１４１内には、逆止弁１５０が移動可能に配置され、例えば戻しバネ１６０を介して凹部１４１内を下方に押圧される。逆止弁１５０は、計量装置の非作動位置において、バネ１６０によってプランジャ１０５の上端に押し付けられ、プランジャ１０５の連続的な凹部１０６を閉じる。作動体１３０は、戻しバネ１７０によって円筒形のポンプ本体に関連して構成されている。下向きに開いた中空円筒形のポンプ本体部分１１１は、その下端に入口弁、例えばディスク弁１２１を有する。
【0041】
作動体１３０の作動時、すなわち作動体１３０を円筒形のポンプ本体１１０の方向に押すと、プランジャ１０５は同様に下方に押される。これにより、内側中空シリンダ１２０内のプランジャ１０５の下端によって囲まれた容積（ポンプチャンバ１２２）は、その中に囲まれた流体がプランジャ１０５のチャネル１０６を通ってライナー１４０の方に上向きに流れるように、最小化される。増大する圧力によって、逆止弁１５０はライナー１４０内を上方に移動し、流体チャネル１４２は開放され、流体は出口１３１の方向に流れ、そこから流出することができる。バネ１７０は作動プロセスの終了時に、作動体１３０に作用する復元力を確保し、作動体１３０を図１に示すようにポンプ本体１１０からその非作動位置に戻す。その結果、プランジャ１０５も上方に移動し、ポンプチャンバ１２２、すなわち内側中空シリンダ内のプランジャ１０５によって形成される容積内に低圧が形成される。入口弁１２１によって、このポンプチャンバの容積は、貯蔵容器２００内に貯蔵された流体を吸引した後に再び充満される。貯蔵容器２００は、シール１８０によって接続され、ポンプ本体１１０に対して封止を形成する。上側では、作動体を取り外し可能なキャップ１９０で閉じることができ、その結果、使用されていないときに、例えば、汚れおよび／または乾燥から出口１３１を保護することができる。したがって、本発明にとって不可欠なことは、逆止弁１５０がプランジャ１０５に対して、それゆえプランジャ１０５のチャネル１０６に対して、逆止弁の封止を可能にする封止要素、たとえば封止リップ１５１および１５２を有することである。
【0042】
【0043】
図２は、従来から知られているように、ライナー１４０内に配置された逆止弁１５０の実施形態を示す。ここでもまた、ライナー１４０は、底部が開口し、その中に逆止弁１５０が配置される凹部１４１を有する。ライナー１４０はプランジャ１０５上に取り付けられ、逆止弁１５０は同様にプランジャ１０５の上端と封止を形成するようになっている。逆止弁１５０は、バネ要素１６０によってプランジャ１０５の上端に押し付けられる。しかしながら、逆止弁１５０は、封止要素を有していない。図２には例えばプランジャ１０５および／またはライナー１４０などのいくつかの構成要素の製造不良および／または製造に起因する歪みが、例えばライナー１４０がプランジャ１０５との密着および形状適合封止を形成しない欠陥Ｘ１の存在につながる、実施の典型的な状態が示されている。その中に案内される逆止弁１５０も、閉鎖位置にあるプランジャ１０５の上端と完全に嵌合するようには構成されておらず、その結果、逆止弁の封止機能が単に不正確に形成される。したがって、逆止弁１５０の十分な封止機能が確保されない欠陥Ｘ１が形成される。例えば、吸引力Ｓによって引き起こされる液体および／または気体の望ましくない流れがここで生じ、この流れは、計量ポンプまたは計量装置の閉鎖状態において、出口チャネル１４２とプランジャ１０５のチャネル１０６との間の望ましくない流体連通を可能にする。
【0044】
図２に示すこの欠陥はさらに、図３に示す問題につながる可能性がある。図２に示す吸引力Ｓの結果として、逆止弁１５０はプランジャ１０５に対して完全に正確に押圧されるか、または発生する吸引力Ｆ２によって吸引されることができるが、結果として、Ｘ２で示される欠陥、すなわち、ライナー１４０内での逆止弁１５０の傾斜が生じる。逆止弁１５０の傾斜が起こるので、計量ポンプの作動時に逆止弁１５０の上方への移動は行われず、したがって流体チャネル１４２は開かないことが提供され得る。計量ポンプを作動させても、流体は計量ポンプから出ない。
【0045】
これらの欠陥は図４に示すように、本発明による計量ポンプに、改良された逆止弁１５０を挿入することによって排除することができる。逆止弁は、図２または図３に示されるように構成され、例えば、バネ要素１６０が係合する内側凹部１５３を有することができる。下面側、すなわち逆止弁１５０の底部には、２つの封止リップ１５１および１５２（図４ａ）または１つの封止リップ１５１（図４ｂ）が取り付けられている。図４に示す逆止弁１５０の二次元図は、封止リップがプランジャ１０５の円筒形凹部を囲むことができるか、またはプランジャ１０５に係合することができる同心円を表していることを理解されたい。封止リップの形態のこれら封止要素の正確な動作モードは、後続の図でより詳細に説明される。封止要素１５１、１５２は、通常、逆止弁１５０の底部に対して構成されている。
【0046】
図５は本発明に係る計量ポンプまたは計量装置の実施形態であって、原理的には図２に示すような構成に従うものを示している。図２の実施形態とは対照的に、図５に係る計量ポンプまたは計量装置は、図４ａに示すような逆止弁１５０を含んでいる。図５には、計量ポンプの開放位置が示されており、高圧の流体が底部からプランジャ１０５の凹部１０６を通って流れる結果、ライナー１４０の凹部１４１内の逆止弁１５０が上方に移動する（矢印Ａ１）。これにより、流体チャネル１４２は逆止弁１５０によって開放され、流体は流体チャネル１４２を通って出口の方向（矢印Ａ２）に上向きに流れることができる。逆止弁１５０は、底部に成形された２つの封止リップ１５１および１５２を有する。図２と同様に、ここではライナー１４０もプランジャ１０５上に理想的に配置されておらず、図２に示すような同じ欠陥が生じる。プランジャ１０５の軸方向に対するライナー１４０の軸方向のずれは、Δで示されている。
【0047】
図６は、作動プロセス後、計量ポンプによる流体の分配が終了した後の逆止弁１５０の位置を示す。バネ１６０の復元バネ力Ｆ１の結果として、逆止弁１５０はプランジャ１０５の方向に移動する。計量プロセスの終了時に上方に移動するプランジャ１０５によって（図１参照）、ポンプチャンバに低圧が生じ、この低圧は、一方で、流体が再び貯蔵容器から弁１２１を介してポンプチャンバに流れることを確実にする。他方、プランジャ１０５の円筒形容積１０６を越えて続く低圧は、復元力Ｆ２（いわゆる「吸引力」）が逆止弁１５０に作用するという効果も有する。これは、バネ１６０のいかなる既存の製造上の欠陥またはおそらくはより低い強度にもかかわらず、逆止弁がプランジャ１０５に対して吸引されることにつながる。封止リップ１５１および１５２の弾性のために、これは、封止要素が変形し、例えば折り畳まれたり座屈したりして、プランジャ１０５に対して強固に押圧されることにつながり得る。
【0048】
この状態は図７に示されており、作動プロセスの終了時に生成される低圧Ｆ２の結果として作用する力（吸引力）によってプランジャ１０５に対して完全に吸引される。したがって、プランジャ１０５に対するライナー１４０の理想的な幾何学的配置は提供されないが（Δを参照）、ライナーの凹部１４１に対するプランジャ１０５の完全な封止が提供され得る。
【0049】
図８では、図４ｂに示すような逆止弁１５０の代替実施形態の動作モードが説明される。図８は図５と同様の実施形態を表し、ここでは、計量ポンプも開いた状態で示されている。図５とは対照的に、逆止弁１５０はここでは図４ａによる封止弁１５０の実施形態と同様に、長手方向寸法（すなわち、プランジャ１０５の方向の高さまたは寸法）において構成される１つの封止リップ１５１のみを備える。図８には、さらに典型的な製造欠陥が示されている。これにより、ライナー１４０は、プランジャ１０５に対して横方向にオフセットされる。
【0050】
図９に示すように、作動プロセスの終了時に逆止弁１５０を閉じると、逆止弁１５０は図６と同様に、復元バネ１６０のバネ力（参照番号Ｆ１）によってプランジャ１０５の方向に押圧される。それにより、封止リップ１５１は、プランジャ１０５のチャネル１０６内での幾何学的係合が可能になるように構成される。したがって、封止リップはチャネル１０６内に導入され、その弾性のために、プランジャ１０５の壁に押し付けられる。これによって、封止のために（図１０、参照番号Ｆ２参照）、ポンプチャンバに生成される低圧の効果も生じ、この吸引力の結果として、逆止弁１５０のプランジャ１０５へのさらなる吸引が行われ、したがって、ライナー１４０の内側の凹部１４１に対するプランジャ１０５の確実な封止が可能になる。したがって、バネ１６０の力を増加させる必要はない。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【手続補正書】
【提出日】2023-01-05
【手続補正1】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項1】
貯蔵容器（２００）に接続可能な、流体を計量分配するための計量装置用の計量ポンプ（１００）であって、
前記貯蔵容器（２００）の方向に開いている中空円筒形の第１のポンプ本体部分（１１１）と、作動体（１３０）の方向に開いている中空円筒形の第２のポンプ本体部分（１１２）とを備える円筒形のポンプ本体（１１０）と、
前記第１のポンプ本体部分（１１１）に取り付けられ、前記第１のポンプ本体部分（１１１）と同心に配置された、両端が開口した内側中空シリンダ（１２０）と、
前記ポンプ本体（１１０）に同心に取り付けられるとともに、前記内側中空シリンダ（１２０）内に移動可能に取り付けられ、前記内側中空シリンダ（１２０）の内壁と共に封止を形成するように構成された、貫通したチャネル（１０６）を有するプランジャ（１０５）と、
前記ポンプ本体（１１０）に接続されるとともに、前記ポンプ本体（１１０）に対して移動可能に取り付けられ、上端部に流体の出口（１３１）と前記第２のポンプ本体部分（１１２）の方向に開いている凹部（１３２）とを有する前記作動体（１３０）と、
前記凹部（１３２）の内側に受容され、前記第２のポンプ本体部分（１１２）の方向に開いている凹部（１４１）を有し、前記プランジャ（１０５）に対して流体封止を形成するように下端が前記プランジャ（１０５）の上端に配置され、流体を前記凹部（１４１）から前記作動体（１３０）の前記出口（１３１）に導くことができる流体チャネル（１４２）を有するライナー（１４０）と、
移動可能に取り付けられ、前記ライナー（１４０）の前記凹部（１４１）に対して流体封止を形成するように構成され、前記ライナー（１４０）の前記凹部（１４１）の内側に配置され、当該計量ポンプの非作動状態において前記ライナー（１４０）の前記凹部（１４１）に対して前記プランジャ（１０５）の前記チャネル（１０６）を流体封止し、当該計量ポンプの作動中に前記プランジャ（１０５）の前記チャネル（１０６）および前記ライナー（１４０）の前記流体チャネル（１４２）を開く逆止弁（１５０）と、を備え、
前記逆止弁（１５０）は、前記プランジャ（１０５）に対する前記逆止弁（１５０）の流体封止を可能にする少なくとも１つの封止要素（１５１、１５２）を有し、
前記少なくとも１つの封止要素（１５１、１５２）が、前記逆止弁（１５０）の前記プランジャ（１０５）側である下面側に配置され、かつ前記逆止弁（１５０）の前記下面に対して５～１７５°の角度で配置され、
前記逆止弁（１５０）および前記少なくとも１つの封止要素（１５１、１５２）は、前記少なくとも１つの封止要素（１５１、１５２）が前記逆止弁（１５０）と一体に構成された一体構成品であるか、または前記少なくとも１つの封止要素（１５１、１５２）が前記逆止弁（１５０）に成形された成形品であり、
前記少なくとも１つの封止要素（１５１、１５２）は、前記プランジャ（１０５）に押し付けられると、変形して折り曲がった状態となることを特徴とする計量ポンプ（１００）。
前記貯蔵容器（２００）の方向に開いている中空円筒形の第１のポンプ本体部分（１１１）と、作動体（１３０）の方向に開いている中空円筒形の第２のポンプ本体部分（１１２）とを備える円筒形のポンプ本体（１１０）と、
前記第１のポンプ本体部分（１１１）に取り付けられ、前記第１のポンプ本体部分（１１１）と同心に配置された、両端が開口した内側中空シリンダ（１２０）と、
前記ポンプ本体（１１０）に同心に取り付けられるとともに、前記内側中空シリンダ（１２０）内に移動可能に取り付けられ、前記内側中空シリンダ（１２０）の内壁と共に封止を形成するように構成された、貫通したチャネル（１０６）を有するプランジャ（１０５）と、
前記ポンプ本体（１１０）に接続されるとともに、前記ポンプ本体（１１０）に対して移動可能に取り付けられ、上端部に流体の出口（１３１）と前記第２のポンプ本体部分（１１２）の方向に開いている凹部（１３２）とを有する前記作動体（１３０）と、
前記凹部（１３２）の内側に受容され、前記第２のポンプ本体部分（１１２）の方向に開いている凹部（１４１）を有し、前記プランジャ（１０５）に対して流体封止を形成するように下端が前記プランジャ（１０５）の上端に配置され、流体を前記凹部（１４１）から前記作動体（１３０）の前記出口（１３１）に導くことができる流体チャネル（１４２）を有するライナー（１４０）と、
移動可能に取り付けられ、前記ライナー（１４０）の前記凹部（１４１）に対して流体封止を形成するように構成され、前記ライナー（１４０）の前記凹部（１４１）の内側に配置され、当該計量ポンプの非作動状態において前記ライナー（１４０）の前記凹部（１４１）に対して前記プランジャ（１０５）の前記チャネル（１０６）を流体封止し、当該計量ポンプの作動中に前記プランジャ（１０５）の前記チャネル（１０６）および前記ライナー（１４０）の前記流体チャネル（１４２）を開く逆止弁（１５０）と、を備え、
前記逆止弁（１５０）は、前記プランジャ（１０５）に対する前記逆止弁（１５０）の流体封止を可能にする少なくとも１つの封止要素（１５１、１５２）を有し、
前記少なくとも１つの封止要素（１５１、１５２）が、前記逆止弁（１５０）の前記プランジャ（１０５）側である下面側に配置され、かつ前記逆止弁（１５０）の前記下面に対して５～１７５°の角度で配置され、
前記逆止弁（１５０）および前記少なくとも１つの封止要素（１５１、１５２）は、前記少なくとも１つの封止要素（１５１、１５２）が前記逆止弁（１５０）と一体に構成された一体構成品であるか、または前記少なくとも１つの封止要素（１５１、１５２）が前記逆止弁（１５０）に成形された成形品であり、
前記少なくとも１つの封止要素（１５１、１５２）は、前記プランジャ（１０５）に押し付けられると、変形して折り曲がった状態となることを特徴とする計量ポンプ（１００）。
【請求項2】
前記逆止弁（１５０）は、作動プロセスの終了時に前記プランジャ（１０５）の前記チャネル（１０６）を通って前記逆止弁（１５０）に作用する吸引力（Ｆ２）によって、前記少なくとも１つの封止要素（１５１、１５２）を介した流体封止を可能にすることを特徴とする、請求項１に記載の計量ポンプ（１００）。
【請求項3】
前記少なくとも１つの封止要素（１５１、１５２）が弾性構成を有することを特徴とする、請求項１または２に記載の計量ポンプ（１００）。
【請求項4】
前記少なくとも１つの封止要素（１５１、１５２）が、前記プランジャ（１０５）の前記チャネル（１０６）を同心状に囲む封止リップ、または前記プランジャ（１０５）の前記チャネル（１０６）に部分的に導入することができる封止リップとして構成されることを特徴とする、請求項１～３のいずれか一項に記載の計量ポンプ（１００）。
【請求項5】
当該計量ポンプの非作動状態において、前記少なくとも１つの封止要素（１５１、１５２）が前記プランジャ（１０５）の前記チャネル（１０６）に係合することを特徴とする、請求項１～４のいずれか一項に記載の計量ポンプ（１００）。
【請求項6】
前記少なくとも１つの封止要素（１５１、１５２）が、前記プランジャ（１０５）の方向に突出する０．３～５．０ｍｍの高さ、および／または０．０５～３．０ｍｍの厚さを有することを特徴とする、請求項１～５のいずれか一項に記載の計量ポンプ（１００）。
【請求項7】
前記少なくとも１つの封止要素（１５１、１５２）が、前記逆止弁（１５０）の前記下面に対して４５～１３５°の角度で配置され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計量ポンプ（１００）。
【請求項8】
前記少なくとも１つの封止要素（１５１、１５２）が、熱可塑性材料、エラストマー材料または熱可塑性エラストマーから形成されることを特徴とする、請求項１～７のいずれか一項に記載の計量ポンプ（１００）。
【請求項9】
前記逆止弁（１５０）は、当該逆止弁に復元力を与える弾性要素（１６０）によって、前記プランジャ（１０５）の前記チャネル（１０６）および前記ライナー（１４０）の前記流体チャネル（１４２）に対する流体封止位置で、非作動状態で保持されることを特徴とする、請求項１～８のいずれか一項に記載の計量ポンプ（１００）。
【請求項10】
要素（１７０）が前記作動体（１３０）と前記ポンプ本体（１１０）との間に配置され、作動中および／または作動後に、前記作動体（１３０）に復元力を与えることを特徴とする、請求項１～９のいずれか一項に記載の計量ポンプ（１００）。
【請求項11】
前記第１のポンプ本体部分（１１１）は、前記貯蔵容器（２００）を固定するための装置を有することを特徴とする、請求項１～１０のいずれか一項に記載の計量ポンプ（１００）。
【請求項12】
シール（１８０）が、前記第１のポンプ本体部分（１１１）の領域に配置され、当該計量ポンプ（１００）に対して前記貯蔵容器（２００）を封止することを特徴とする、請求項１～１１のいずれか一項に記載の計量ポンプ（１００）。
【請求項13】
前記内側中空シリンダ（１２０）は、端部に前記貯蔵容器（２００）の方向に開いた弁部分を有し、入口弁（１２１）が配置されることを特徴とする、請求項１～１２のいずれか一項に記載の計量ポンプ（１００）。
【請求項14】
前記貯蔵容器（２００）の方向に開口した前記内側中空シリンダ（１２０）の端部にライザパイプが配置されることを特徴とする、請求項１～１３のいずれか一項に記載の計量ポンプ（１００）。
【請求項15】
前記プランジャ（１０５）の外側と前記第２のポンプ本体部分（１１２）の内側との間に、前記プランジャ（１０５）を封止するための封止要素が、前記第２のポンプ本体部分（１１２）の内側に配置されることを特徴とする、請求項１～１４のいずれか一項に記載の計量ポンプ（１００）。
【請求項16】
請求項１～１５のいずれか一項に記載の計量ポンプ（１００）と、前記計量ポンプ（１００）に接続された貯蔵容器（２００）とを備えることを特徴とする計量装置（３００）。
【外国語明細書】