JPH08506398A - 真空ポンプ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 コンクリート供給ポンプとして使用可能な、圧縮空気ブレーキ装置を有する路上走行車両に取付けたスクイーズ式ポンプ（１２）のケーシング（１１）を排気するための真空ポンプ装置において、吸込み側が容器としてのスクイーズ式ポンプ（１２）のケーシング（１１）に接続された真空ポンプユニット（２８）が、空気ジェットポンプの原理で作動するエゼクタとして形成され、このエゼクタの駆動ガス噴射流が車両ブレーキ装置のコンプレッサ（４３）によって発生した圧縮空気から分岐可能である。

Description

【発明の詳細な説明】 真空ポンプ装置 本発明は、濃厚物質供給ポンプとして使用可能な、路上走行車両に取付けたス クイーズ式ポンプのケーシングを排気するための真空ポンプ装置に関し、更に詳 しくは、路上走行車両が、搭載装置、例えば車両の圧縮空気ブレーキ装置および または車両によって一緒に運ばれる機器または車両に取付けられた機器を運転す るための圧縮空気を発生するのに必要なコンプレッサと、吸込み側が容器として のスクイーズ式ポンプのケーシングに接続された真空ポンプユニットを備えてい る真空ポンプ装置に関する。 このような真空ポンプ装置の目的は、ポンプチューブがポンプロータの圧搾ロ ーラによってケーシング壁に押しつけられて圧搾された後で、最大吸込み横断面 および圧送横断面に相当するチューブの形をできるだけ早く得るために、スクイ ーズ式ポンプのケーシングを部分的に排気することによって、ポンプチューブの 横断面を円形に戻すことを加速することである（ドイツ連邦共和国特許出願公開 第３６０７８３６号）。 このような真空ポンプ装置の場合には、スクイーズ式ポンプのケーシングを容 器として接続したポンプユニットは通常は、容積形ポンプ、例えばカプセルポン プとして形成されている。このカプセルポンプはポンプロータを備え、このポン プロータを駆動するために、固有の電気式または油圧式駆動モータあるいは接続 または切り離し可能な伝動装置が設けられている。この伝動装置を介して、車両 エンジンの動力取り出し装置とのポンプロータの駆動連結が必要時に可能である 。 スクイーズ式ポンプの効果的な運転のために必要なそのケーシングの排気に起 因する技術的コストは多大であり、従って車両のための設備コストおよび運転コ ストが高くなる。なぜなら、真空ポンプユニットとその駆動装置が摩擦し、それ に伴い保守整備が必要であるからである。更に、一般的に容積形ポンプ原理で作 動する真空ポンプは、凝縮水に対して故障しやすい。この凝縮水は、例えばチュ ーブ交換時に行われるスクイーズ式ポンプの洗浄の途中で、スクイーズ式ポンプ のケーシングに残り、普通の運転温度で蒸発し、真空ポンブ内で凝縮する水であ る。それによって、真空ポンプの機能が悪影響を受け、その寿命が短くなる。 そこで、本発明の課題は、故障が大幅に減り、それと同時に非常に少ない技術 的コストおよび減少した費用でもって、信頼性が高まり、かつ寿命が長くなる、 冒頭に述べた種類の真空ポンプ装置を提供することである。 この課題は本発明に従い、真空ポンプユニットが、好ましくは空気ジェットポ ンプとして形成されたジェットポンプの原理で作動するエゼクタとして形成され 、このエゼクタの駆動ガス噴射流がコンプレッサによって発生した圧縮空気から 分岐可能であることによって解決される。 本発明による真空ポンプ装置は少なくとも次の利点がある。 真空ポンプユニットとして設けられたエゼクタ ― このエゼクタは、それ自 体公知の形状および機能的な構造をし、かつ、コンプレッサの圧力出口に接続可 能な駆動ノズルと、エゼクタの出口を形成する捕集ノズルと、圧縮空気の流れ方 向に見て互いに隣接する、駆動ノズルと捕集ノズルの開口を含むケーシングとか らなり、スクイーズ式ポンプの排気すべきケーシングが容器として接続可能であ る ― は、構造的に非常に簡単で、低コストで製作可能であるかあるいは市販 の機能要素である。そして、可動の部品を含んでいないので、ほとんど摩耗にさ らされることがなく、従って保守整備作業が不要である。 空気噴射流エゼクタの吸込み接続短管とスクイーズ式ポンプのケーシングの間 に、エゼクタのケーシング内の負圧および容器内の負圧に応答する弁が接続配置 され、エゼクタの負圧室内の圧力よりも高いスクイーズ式ポンプのケーシング内 の圧力によって、前記弁がその開放位置に操作可能であり、かつポンプケーシン グ内の圧力よりも高いエゼクタの負圧室内の圧力によって、前記弁がその遮断位 置に操作可能であることにより、圧縮空気源が故障したときに、スクイーズ式ポ ンプのケーシング内の負圧が維持される。 容器とエゼクタの間の圧力差に応答する弁としては、逆止弁が適している。こ の逆止弁は真空ポンプ装置の簡単な構造では、リード弁として形成されている。 このリード弁は、数ミリバールの非常に小さな値の圧力差に応答し、その機能位 置に確実に切り換え可能である。 真空ポンプ装置の好ましい実施形に従って、圧縮空気源の出口と、空気噴射エ ゼクタの圧縮空気入口との間に、圧縮空気源の出口圧力によって操作されるオー バーフロー弁が設けられ、圧縮空気源の出口圧力が低下し、およびまたは調節可 能または固定設定可能な閾値を下回るときに、オーバーフロー弁がエゼクタに通 じる圧縮空気流を遮断し、そして真空ポンプ装置の他の実施形に従って、エゼク タの空気流出口が、エゼクタ出口と大気圧との圧力差に応答する弁によって、大 気に対して遮断可能であり、この弁が大気圧よりも高いエゼクタの出口の圧力に よって、その開放位置に達し、この圧力差の最低値を下回ることによってその遮 断位置に達することにより、同様に、圧縮空気源が故障したときあるいは圧縮空 気源の出口の圧力が低下したときに、スクイーズ式ポンプのケーシング内の最低 負圧を、少なくとも制限された時間の間、維持することができる。 圧力に敏感なこの弁 ― この弁は大気圧に抗してエゼクタの出口側を遮断し 、エゼクタの入口側がオーバーフロー弁の応答によって遮断されるときに、スク イーズ式ポンプのケーシングを大気に対して遮断する ― は、簡単なリード弁 として形成可能である。 エゼクタの圧縮空気入口のすぐ手前に接続配置された３／３方向弁 ― この 弁は、圧縮空気源からエゼクタの駆動ノズルに通じる圧縮空気流路を開放しかつ エゼクタの駆動ノズル接続短管を大気に対して遮断する第１の流通位置から、エ ゼクタの駆動ノズル接続短管を圧縮空気源の圧縮空気出口と大気に対して遮断す る遮断位置を経て、第２の流通位置へ操作可能であり、この第２の流通位置で、 エゼクタの駆動ノズル接続短管が大気と連通し、かつ圧縮空気源の圧縮空気出口 に対して遮断されている ― により、必要な場合に、エゼクタを経てスクイー ズ式ポンプのケーシングに通気可能である。それによって、真空ポンプ装置の切 り離し状態で、スクイーズ式ポンプのケーシングが通気される。 これは、真空ポンプ装置の代替的な実施形において、スクイーズ式ポンプのケ ーシングのすぐ手前に３／３方向弁が接続配置され、この３／３方向弁が、容器 を形成するスクイーズ式ポンプのケーシングをエゼクタの負圧室に接続し同時に 大気に対して遮断する第１の流通位置から、容器とエゼクタの負圧室を大気に対 して遮断する遮断位置を経て、第２の流通位置、すなわち通気位置に切り換え可 能であり、この第２の流通位置で、容器が大気に連通することによって達成可能 である。この実施形の場合、エゼクタの負圧室は捕集ノズルを介して大気に連通 している。 このような３／３方向弁は、Ｌ字形栓を備えた手動操作可能な簡単な三方コッ クとして形成可能である。 真空ポンプ装置の低騒音の運転は、エゼクタの後方に接続配置された普通の構 造の消音器によって簡単に達成可能である。 本発明の他の詳細および特徴は、図に基づく２つの実施の形態の次の説明から 明らかになる。 図１は、真空ポンプユニットとしての空気噴射流型エゼクタと、このエゼクタ と容器との間に接続配置された遮断弁とを備えた真空ポンプ装置のブロック線図 、そして、 図２は、真空ポンプユニットとしての空気噴射流型エゼクタと、このエゼクタ の後に接続配置された遮断弁とを備えた真空ポンプ装置の、図１と同様なブロッ ク線図である。 図１において全体を１０で示した真空ポンプ装置は、スクイーズ式ポンプ、す なわちチューブ絞り出し式ポンプとして形成された、全体を１２で示す濃厚物質 供給ポンプのケーシング１１内で、負圧を発生させるために役立つ。この負圧に より、ポンプ運転中ポンプの全長にわたって移動する圧搾個所の両側で、ポンプ チューブの減張、すなわちポンプチューブの元の形状への復帰が促進され、それ によって、ポンプ１２への供給物質の補充流れが容易になる。 基本形状がドラム状のケーシング１２内には、ほぼ円板状のロータ１６が、ケ ーシングの中心軸線１４回りに回転可能に支承されている。このロータは例えば 、図示していない建設車両のエンジンの動力取り出し装置を介して、回転駆動可 能である。この建設車両上には、スクイーズ式ポンプが他の装置、例えばコンク リートミキサおよびまたはコンクリート用分配マストと共に取付けられている。 ロータには、２個の圧搾ローラが、ポンプ１２の中心軸線１４と平行な回転軸線 １９，２１回りに自由に回転可能に支承されている。この回転軸線１９，２１は 中心軸線１４から等しい間隔をおいてかつ１８０°の角度間隔をおいてロータに 設 けられている。ポンプ１２のケーシング１１内には、ポンプ入口２２とポンプ出 口２３の間に延設された支持壁２４が設けられている。この支持壁は１８０°の 外周範囲にわたってロータを同軸に取り囲んでいる。支持壁はポンプケーシング １１の側壁の間に固定され、円篭の半分の形をしている。ポンプの供給運転中、 ロータ１６は矢印２６の方向に、すなわち、図において時計回りに回転する。こ のポンプの供給運転中、ポンプチューブは支持壁２４と、支持壁の内面に沿って チューブ１３に交互に作用する両圧搾ローラ１７，１８との間で圧搾される。こ の場合、圧搾個所２７はポンプ入口２２から支持壁２４の内周範囲に沿ってポン プ出口２３まで移動し、それによって供給材料がポンプホース１３を通って圧送 される。 スクイーズ式ポンプ１２のケーシング１２を部分的に、すなわち、約０.２バ ールの圧力絶対値まで排気可能である真空ポンプユニットとして、全体を２８で 示す空気噴射エゼクタが設けられている。この空気噴射エゼクタは、流れ矢印３ １によって示す圧縮空気噴射流が駆動噴射流として流通する入口側の駆動ノズル ３２と、出口側の捕集ノズル３３と、負圧室３７を画成するケーシング２９を備 えている。このケーシングは、駆動噴射流３１の流れ方向に見て互いに隣接する 、駆動ノズル３２または捕集ノズル３３の開口３４，３６を含み、吸込み接続管 ３８を備えている。この吸込み接続管には、入口逆止弁３９と三方コック４１を 介して、スクイーズ式ポンプ１２のケーシング１１によって画成された、容器と してのスクイーズ式ポンプ１２の室１２が接続可能である。 エゼクタ２８の排気運転中およびエゼクタの吸込み管３８に接続されたポンプ 室４２の排気運転中、エゼクタ２８を通って案内される圧縮空気流は、コンプレ ッサ４３によって発生する。このコンプレッサは車両の搭載に適した機器として 設けられ、車両の圧縮空気ブレーキ装置への圧縮空気供給のためにも役立つ。こ のコンプレッサ４３は車両のエンジンによって駆動される。一方、スクイーズ式 ポンプ１２は車両の駆動機器の図示していない連結および切離し可能な動力取り 出し装置を介して駆動可能である。 エゼクタへの圧縮空気供給のために設けられたコンプレッサ４３の圧縮空気出 口４４と、エゼクタの駆動ノズル３２の外側の開口４６によって形成されたエゼ クタの圧縮空気入口との間には、圧力で制御されるオーバーフロー弁４７が接続 配置されている。コンプレッサ４３の出口圧力が例えば８バールの所定の閾値よ りも高いときには、このオーバーフロー弁はコンプレッサ４３の圧縮空気出口４ ４からエゼクタ２８の入口４６への圧縮空気流の通路を開放するか、コンプレッ サ４３の出口圧力がこの閾値を下回るや否や前記通路を遮断する。駆動噴射流３ １の流れ方向に見て連続して縮小する流れ横断面を有する駆動ノズルの内側開口 ３４へ高速で流出する駆動空気噴射流３１は、エゼクタ２８の負圧室３７内にあ る空気を、エゼクタ２８の捕集ノズル３３内へ吸引排出する。この空気は駆動空 気流３１と共に、捕集ノズルの外側の開口４８によって形成されたエゼクタ２８ の圧縮空気出口へ搬送される。この圧縮空気出口において、捕集ノズルが流れ方 向に拡がった形をしていることにより、流出空気流の速度が大幅に低下する。捕 集ノズル３３は、横断面が駆動ノズル３２の隣接する内側の開口３４よりもはる かに大きいその内側の開口３６と、その外側の開口４８との間において、先ず最 初に縮小し、その後再び外側の開口４８の方へ連続して拡がる流れ横断面を有す る。外側の開口４８の領域のこの流れ横断面は、コンプレッサ側の駆動ノズルの 外側の開口４６の内法横断面よりもはるかに大きい。それによって、エゼクタ２ ８の出口４８から流出する空気流が鎮静化される。この空気流は、運転騒音を低 下させるために更に、エゼクタ２８の後方に接続配置された消音器４９に導かれ る。 図１の実施の形態において、エゼクタ２８の出口接続短管３８と、好ましくは スクイーズ式ポンプ１２のケーシング１１に設けられた三方コック４１との間に 設けられた逆止弁３９は、リード弁として形成されている。このリード弁は、エ ゼクタの負圧室３７と容器を形成するスクイーズ式ポンプ１１の室との間の圧力 差が非常に小さいときに、その開放または遮断位置に移行する。このリード弁３ ９は、容器４２内の圧力よりも少しだけ高いエゼクタ２８の負圧室３７内の圧力 によって、その遮断位置に保持され、エゼクタ２８の負圧室３７内の圧力よりも 高い容器４２内の圧力によって、その開放位置に切り換えられる。 三方コックが図示の排気位置にある場合、駆動空気噴射流が一時的に停止する ときおよびそれに伴いエゼクタの負圧室３７内の圧力が上昇するときに遮断位置 に達するリード弁３９により、接続された容器内の負圧が維持される。 図示の実施の形態の場合、三方コック４１は、回転可能なＬ字形栓を備えたコ ックとして形成されている。この栓は３／３方向弁の機能を有する。この弁は、 ポンプケーシング１１を排気する図示の第１の流通位置から、外気およびエゼク タ２８に対してポンプケーシング１１を遮断する遮断位置を経て、第２の流通位 置、すなわち通気位置に切り換え可能である。この通気位置では、スクイーズ式 ポンプ１２の排気可能な室４２が、コック４１を介して、外気に直接連通する。 スクイーズ式ポンプのロータ１６および圧送チューブ１３を排気するのに適し た真空ポンプ装置１０′の、図２に基づいて説明する他の実施の形態の場合、そ の機能要素、すなわち、コンプレッサ４３、オーバーフロー弁４７、三方コック ４１、エゼクタ２８、リード弁３９および消音器４９は、同じ番号で示した図１ の実施の形態の機能要素と構造が同じである。 図２の実施の形態は次の点で図１の実施の形態と異なっている。すなわち、エ ゼクタ２８の吸込み接続短管３８が、スクイーズ式ポンプ１２のケーシング１１ の排気可能な室４２に直接接続され、三方コック４１がオーバーフロー弁４７と エゼクタ２８の間に接続配置され、エゼクタ２８の出口逆止弁として形成された リード弁３９が、エゼクタ２８と消音器４９の間に接続配置されている点が異な っている。 両実施の形態は機能的には同じである。この場合、例えばコンプレッサ４３の 出口圧力が圧力閾値 ― この圧力閾値以上でオーバーフロー弁４７が開放する ― を下回り、オーバーフロー弁４７がその遮断位置に達すると、リード弁３ ９が片側からの大気圧による付勢によって同様に遮断位置に達し、それによって 容器４２が大気に対して遮断されるので、容器内の負圧は維持される。図２の実 施の形態の場合には、容器４２の通気は三方コック４１とエゼクタ２８の駆動ノ ズル３２を介して行われる。リード弁３９が閉じているとき、エゼクタの駆動ノ ズルは三方コックによって大気に連通させることができる。 図１，２の真空ポンプ装置１０，１０′の代表的な設計の場合、コンプレッサ ４３の出口圧力は４〜８バールである。この場合、エゼクタ２８の駆動噴射流と して使用される圧縮空気流は、普通の条件（圧力１バール、空気温度約２０°） で、２００リットル／分である。そして、真空ポンプ装置１０，１０′のこの設 計の場合、排気運転の開始時に容器４２から供給搬送可能な空気量は、約１５０ リットル／分である。この場合、真空ポンプ装置１０，１０′の定常運転状態で は、絶対値が約０.２〜０.３バールの負圧が容器４２内に生じる。 要約すると次のことが言える。圧縮空気ブレーキ装置を備えた路上走行車両に 取付けられた、コンクリート供給ポンプとして使用可能であるスクイーズ式ポン プ１２のケーシングを排気するための真空ポンプ装置の場合には、真空ポンプユ ニット２８ ― この真空ポンプユニットの吸込み側に、容器としてのスクイー ズ式ポンプ１２のケーシング１１が接続されている ― は、蒸気ジェットポン プの原理で作動するエゼクタとして形成されている。このエゼクタの駆動空気噴 射流は、車両ブレーキ装置のコンプレッサ４３によって発生する圧縮空気から分 岐供給可能である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．濃厚物質供給ポンプ、特にコンクリート供給ポンプとして使用可能な、路上 走行車両に取付けたスクイーズ式ポンプのケーシングを排気するための真空ポン プ装置であって、路上走行車両が、搭載装置、例えば車両の圧縮空気ブレーキ装 置およびまたは車両によって一緒に運ばれる機器または車両に取付けられた機器 を運転するための圧縮空気を発生するのに必要なコンプレッサと、吸込み側が容 器としてのスクイーズ式ポンプのケーシングに接続された真空ポンプユニットを 備えている真空ポンプ装置において、真空ポンプユニット（２８）がジェットポ ンプの原理で作動するエゼクタとして形成され、このエゼクタの駆動ガス噴射流 がコンプレッサ（４３）によって発生した圧縮空気から分岐可能であることを特 徴とする真空ポンプ装置。 ２．空気噴射流エゼクタ（２８）の吸込み接続短管（３８）とスクイーズ式ポン プ（１２）のケーシング（１１）の間に、容器内の負圧に応答する弁（３９）が 接続配置され、エゼクタ（２８）の負圧室（３７）内の圧力よりも高いポンプケ ーシング（１１）内の圧力によって、前記弁がその開放位置に操作可能であり、 かつポンプケーシング内の圧力よりも高いエゼクタ（２８）の負圧室（３７）内 の圧力によって、前記弁がその遮断位置に操作可能であることを特徴とする請求 の範囲第１項の真空ポンプ装置。 ３．容器（１１，４２）内の負圧に応答する弁（３９）がリード弁として形成さ れていることを特徴とする請求の範囲第２項の真空ポンプ装置。 ４．圧縮空気源（４３）の出口（４４）と、空気噴射エゼクタ（２８）の圧縮空 気入口（４６）との間に、圧縮空気源（４３）の出口圧力によって操作されるオ ーバーフロー弁（４７）が設けられ、このオーバーフロー弁が、圧縮空気源の最 低出口圧力以上で、最大流れ横断面に相当する開放位置へ操作され、圧縮空気源 （４３）の出口圧力が調節可能または固定設定可能な閾値を下回るときに、オー バーフロー弁がその遮断位置に移行することを特徴とする請求の範囲第１〜３項 のいずれか一つの真空ポンプ装置。 ５．空気噴射エゼクタ（２８）の空気流出口（４８）が、エゼクタ出口（４８） と大気圧との圧力差に応答する弁（３９）によって、大気に対して遮断可能であ り、この弁が大気圧よりも高いエゼクタ（２８）の出口の圧力によって、その開 放位置に達し、エゼクタ（２８）の出口（４８）の圧力よりも高い大気圧によっ てその遮断位置に達することを特徴とする請求の範囲第１〜４項のいずれか一つ の真空ポンプ装置。 ６．大気圧とエゼクタ（２８）の負圧室（３７）内の圧力との差に応答する弁（ ３９）が、リード弁として形成されていることを特徴とする請求の範囲第５項の 真空ポンプ装置。 ７．エゼクタ（２８）の圧縮空気入口（４６）のすぐ手前に３／３方向弁（４１ ）が接続配置され、この弁が、圧縮空気源（４３）からエゼクタ（２８）の駆動 ノズル（３２）に通じる圧縮空気流路を開放しかつエゼクタ（２８）の駆動ノズ ル接続短管を大気に対して遮断する第１の流通位置から、駆動ノズル接続短管を 圧縮空気源（４３）の圧縮空気出口（４４）と大気に対して遮断する遮断位置を 経て、第２の流通位置へ操作可能であり、この第２の流通位置で、駆動ノズル接 続短管が大気と連通し、かつ圧縮空気源（４３）の圧縮空気出口（４４）に対し て遮断されていることを特徴とする請求の範囲第５項または第６項の真空ポンプ 装置。 ８．スクイーズ式ポンプ（１２）のケーシング（１１）のすぐ手前に３／３方向 弁（４１）が接続配置され、この３／３方向弁が、容器（４２）をエゼクタ（２ ８）の負圧室（３７）に接続し同時に大気に対して遮断する第１の流通位置から 、容器（４２）とエゼクタ（２８）の負圧室（３７）を大気に対して遮断する遮 断位置を経て、第２の流通位置、すなわち通気位置に切り換え可能であり、この 第２の流通位置で、容器（４２）が大気に連通することを特徴とする請求の範囲 第１〜４項のいずれか一つの真空ポンプ装置。 ９．３／３方向弁（４１）が特にＬ字形栓を備えた手動操作可能な三方コックと して形成されていることを特徴とする請求の範囲第７項または第８項の真空ポン プ装置。 10．エゼクタ（２８）の後方に消音器（４９）が接続配置されていることを特徴 とする請求の範囲第１〜９項のいずれか一つの真空ポンプ装置。