JP2015522736A - 往復容量型ポンプ用の直接容積制御装置(dvcd) - Google Patents
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Abstract
流入口路と、流出口路と、流入口路および流出口路と連通する内部チャンバとを備えたハウジングを有する容積制御装置。アキュムレータは、内部チャンバ内に移動可能に配置され、内部チャンバの壁とほぼ合致し、流体流れが貫流するのを可能にする内部通路を含む。一方向弁は、アキュムレータの内部通路に配置され、閉じた位置でアキュムレータに付勢され、調整可能な座は、アキュムレータとハウジング流出口路との間のハウジング内部チャンバ内に配置される。位置決め機構は、ハウジングおよび調整可能な座と係合し、ハウジング内部チャンバ内の調整可能な座の位置を調整可能に固定することができる。【選択図】図1
Description
本願は、米国特許法119条(e)に基づき、2013年3月4日に出願された米国特許出願第13/827,136号明細書の利益を主張し、米国特許出願第13/827,136号明細書は、米国特許法119条(e)に基づき、2012年4月27日に出願された米国特許出願第61/639,524号明細書の利益を主張し、これらの特許はともに、参照によりその全体を本明細書に援用するものとする。
本発明は、ポンプおよび流体噴射システムに関する。
容量型ポンプは、予測可能で正確な量の流体を連続的に送出する、または「投与する」ために使用される。通常、容量型ポンプは、プランジャ、ピストン、または膜などの固体物体の往復運動を使用して、吸入行程時に連続供給源から流体を引き出し、次いで、吐出行程時に引き出された流体を移動させる。そのような往復式の容量型ポンプでは、流体の引き出された部分が、吐出サイクル時にその供給源に戻るのではなくて、ポンプに向かうただ1つの方向の流れを可能にする吸入逆止弁によって、供給源に戻るのを防止されるように流体の流れを制御するのが一般的である。吐出逆止弁が、その動作時に、流れをポンプから遠ざけて、意図された受け入れプロセスに向かわせ、任意の流体が受け入れプロセスからポンプに戻るのを防止するために存在するのも一般的である。
図1は、「駆動体」部分100およびポンプ「ヘッド」アセンブリ105(他の用語の中で特に、「接液端」または「流体端」とも呼ばれる)を有する従来の容量型ポンプの1つのタイプを示している。ヘッドアセンブリ105は、ポンプアセンブリの、圧送される流体と接触する部分である。当然ながら、示したポンプヘッドアセンブリ105は、容量型ポンプシステムで採用される複数のポンプヘッド構造の単なる1つに過ぎない。ポンプアセンブリの駆動体部分100もまた、往復式の容量型ポンプで採用されるいくつかの構造の単なる1つに過ぎない。駆動体は、加圧ガス(空気)によって駆動することができ、多くの場合加圧ガスによって駆動され、駆動体では、ガス圧を変えることで駆動されている間、ピストンが往復運動をする(例えば、参照により本明細書に援用される米国特許第8,087,345号明細書を参照のこと)。駆動体は、電気式とすることもでき、例えば、回転モータは、その回転運動を往復運動に変換するために機械手段を利用する。駆動体は、油圧流体または他の任意のエネルギ源によっても駆動することができ、そのエネルギは、最終的に、繰り返し可能な交互の往復運動になる。図1に示す駆動体のタイプは、単に説明のために空気式とされるが、多数の様々なタイプの従来の、または将来的に開発される駆動体を本発明と共に使用することができる。
本発明の多数の実施形態は、ポンプアセンブリのヘッド部分におけるポンプからの流量または出力の制御に関係する。図1では、プランジャタイプのヘッド105が示されている。この従来のタイプのポンプヘッドでは、駆動体は、直線往復(前後)運動するプランジャに作用する。プランジャは、封止材を利用してポンプヘッドに連結され、封止材は、環境とヘッド内部のチャンバとの間のバリアを形成して、チャンバを密閉した形で分離するように設計されている。封止材は、漏れのない密閉封止を維持しながら、プランジャがチャンバ内を上下にスライド可能に移動するのを可能にする。プランジャは、ヘッド内部のチャンバから完全ではないが部分的に引き出されるので、チャンバの内部に吸引力(負圧)をもたらす。図1はまた、ヘッド部分105に取り付けられた吸入逆止弁106を示している。逆止弁106が流体源に取り付けられると、流体はポンプチャンバに引き込まれ、後退したプランジャによって形成された膨張空間を満たす。ある時点で、プランジャは、(駆動体の往復運動により)後退をやめ、チャンバに戻り始める。この動作により、チャンバ内の圧力が上昇して吸入逆止弁106が閉じ、流体が吐出逆止弁を107通ってチャンバから出ていく。
いくつかの他のタイプの容量型ポンプヘッドは、負圧、次いで正圧を交互に生じさせて、流体を制御された態様で取り込み、次いで吐出する様々な手段を利用する。これらの各ポンプヘッド構造において、少なくとも1つの吸入逆止弁、および少なくとも1つの吐出逆止弁が使用される。例えば、図には示していない、第2のきわめて一般的なタイプのポンプヘッドは、「膜」タイプのポンプヘッドと呼ばれる。このポンプヘッドは、膜またはサンドイッチ状の膜の片側に作用する、プランジャの往復運動によって生じた油圧流体圧力を利用する。このタイプのヘッド構造では、圧送された流体は、膜または膜アセンブリの反対側から作用を受ける。他のタイプのポンプヘッドは、流体を制御し、駆動し、圧送する代替の手段、例えば、ベローズタイプのポンプヘッドを利用する。そのようなポンプヘッドのすべて、場合によっては、多数の他の従来式および将来開発されるポンプヘッドを本発明と共に使用することができる。
本発明の多数の実施形態は、タイプに関係なく、ポンプヘッドが吐出逆止弁を利用し、往復運動によってチャンバの内部容積を機械的に変えることを含む、任意の往復ポンプの吐出サイクル時に吐出される流体量の制御に関係する。図2は、図1と同様であるが、吐出逆止弁107の代わりに本発明の一実施形態である直接容積制御装置(DVCD)1を用いたポンプアセンブリを示している。
図3は、DVCDをポンプアセンブリから取り外して、DVCD1のこの実施形態の外部特徴部をより良好に示している。図3は、DVCD1のハウジング2、端部キャップ7、流入口3、流出口4、および容積調整機構を示しており、容積調整機構は、図示した実施形態では、目盛り付きインジケータリング36を含む制御ノブ35とされる。流入口3は、ポンプヘッドに連結するための任意の従来の手段、例えば、流入口3が形成されたねじ付きニップル70を含むことができる。同様に、流出口4は、DVCD1から、供給される、または圧送される流体を必要とするプロセスに至る適切なパイプまたはチューブへの取り付けを可能にするねじ付き面または他の連結手段を有することができる。DVCD1をポンプヘッドおよびプロセスに接続する様々な手段が、本発明によって企図される。例えば、底部のねじ付き部分は、テーパ付き管用ねじ、または他の任意の従来式もしくは将来的に開発される機械手段とすることができる。好ましい実施形態では、ポンプヘッドへの取り付けについては、ポンプヘッドに対して封止する封止手段(例えば、封止溝39に配置されたO−リングタイプの封止材)と共に直線ねじを利用する。流出口4に近いねじ付き部分は、使用されるプロセスに合わせた任意のタイプのねじとすることができるし、あるいは、例えば、低圧用の「かしめ式」管継手、または中圧もしくは高圧用の「ねじ付き円錐形」連結器を受け入れるように作ることもできる。DVCD1の内部部品は、図4(DVCD1の分解図)および図5(組み立てたDVCD1の断面図)を見ることでより深く理解することができる。図5は、O−リング8がハウジング2と端部キャップ7との間で封止を形成した状態で、ハウジング2の上部端のねじ38が、端部キャップ7の相手ねじとどのように係合するかを示している。座機構または手段(この実施形態では調整可能な座16)と、一方向弁45と、アキュムレータ10と、下記にさらに詳細に説明するように、アキュムレータ10の位置を調整可能にする位置決め機構または手段20とからなる主要部品を収容した内部チャンバ5がハウジング内に形成されている。内部チャンバ5の下側端部は、アキュムレータ10との封止係合を容易にするテーパ付き側壁9を含む。特定の実施形態では、内部チャンバ5は、アキュムレータチャンバと呼ばれることがある空間を含む。
調整可能な座16の図示した実施形態は、図4に最もよく示されている。この実施形態は、封止材リング溝64を有する円形ベース部60と、楕円開口62およびカムピン63(例えば、上側カムピン63Bおよび下側カムピン63A、これらの機能については下記に説明する)を有する直立部61とを含む。図5は、スペーサ17が円形ベース部60内でどのようにスライドするかを示し、4リングシール18は、内部ハウジングチャンバ5の内部側壁とともに封止を形成するように溝64内の位置である。図4はまた、アキュムレータ10のこの実施形態が、本体14、より小直径の上側部41、封止溝42、および下側開口路44(図5に示す)をどのように含むかを示している。図5を参照すると、この実施形態が、4シールリング11およびバックアップシールリング12を封止溝42にどのように配置しているかが分かる。図5はまた、通路44が、アキュムレータ本体14に形成された内部空洞15とどのように連通するかを示し、より小直径の上側部41が、調整可能な座16の円形ベース部60内のスペーサ17内にどのようにしてスライドするかを示している。
アキュムレータ10の図示した実施形態は、アキュムレータの内部空洞15内に配置された一方向弁45をさらに含む。これらの実施形態では、一方向弁は、ポペット46、圧力差ばね47、ばね保持器48、およびO−リング49を含むポペットタイプの弁として示されている。ポペット46は、一連の側部開孔50と、図では隠れているが、上部開口部とを含み、ポペット側部開孔に流入した流体は、上部開口部を通って出て行くことができる。ばね47は、O−リング49を有するポペット46の端部をアキュムレータ内部空洞15の下側部分に付勢しているのも分かる。図示した実施形態は、ポペットアセンブリで形成された一方向弁を示しているが、多数の異なる従来式または将来的に開発される一方向弁、非限定的な例として、様々な調整器(例えば、背圧調整器)、ソレノイド弁、またはシャトル弁などを利用することができる。
図4は、下記にさらに詳細に説明するように、調整可能な座16、最終的にはアキュムレータ10の位置に影響を及ぼす位置決め機構20の一実施形態の個々の部品を最もよく示している。位置決め機構20の主要な部品には、シャフト21と、カム部材22A、22Bと、シャフト24にトルクを加えるための制御面または把持面として機能するノブ23とがある。位置決め機構20の他の部品には、螺旋リング29、ワッシャ28、バックアップリング27、O−リング26、目盛り付きのスケールリング24、固定リング25、および固定ねじ30がある。シャフト24は、(図5および図6に、よりよく示す)調整可能な座16の楕円開口62を貫通して配置され、固定ピン25は、カム部材22を回転しないようにシャフト21に固定し、各カム部材のカム面33(図5)は、互いにほぼ逆向きにされる。図5を参照すると、カム部材22の回転により、カム面33が、調整可能な座16に形成されたカムピン63にどのように支持されて動くかが分かる。例えば、図5において、カム部材22Aの示したカム面33は、下側カムピン63AをDVCDハウジング2に対して下方に押し付け(すなわち、その理由は、シャフト21が、ハウジングの両側を貫通することで、ハウジング2に対して垂直方向に固定されているからである)、それにより、調整可能な座16をハウジング2内で下方に押し付ける。図面には具体的に示されていないが、カムピン63Bに作用するカム部材22Bが、どのようにして調整可能な座16を上方に押し付けるのも分かる。ノブ23を調整することでシャフト21、カム部材22が回転し、それにより、調整可能な座16が回転し、一方、スケールリング24は、カム部材の移動度を目に見えるように指示する。図示した実施形態では、スケールリング24の目盛り線は、調整可能な座16が、ノブ23の回転と同時に移動する直線距離に対して校正される。この機構によって、カム部材23は、内部ハウジングチャンバ内での調整可能な座16の上下の移動を正確に制御するように機能する。
いくつかの構造部品がハウジング内部チャンバ5内に配置されているが、それでもなお、流入口3から流出口4に至る、これらの部品のまわりの流体路が存在する。流入口3の流体圧力により、一方向弁45が開き、流体がアキュムレータ10を流れることができるようになると、ポペット46を通り、調整可能な座の円形ベース部64を通り、位置決め機構20を囲み、流出口4を通る流体路が存在する。
図示した実施形態の動作
容量型ポンプシステムで使用される場合、DVCD1は、図2に示すように、ハウジング2の下側外部に配置されたねじ、または他の機械手段によってポンプヘッドアセンブリに接続することができる。図5を参照すると、調整可能な座16は、閉じた、または下側の位置で示され、アキュムレータ10が、ハウジング2のテーパの付いた内部側壁9に密着して配置されたままであるように、アキュムレータ10の動きを完全に妨げている。この位置では、ポンプヘッドが、ポンプヘッドのサイクルの吐出または加圧部分を開始したときに、流体は、DVCDアセンブリの流入口3で加圧されるようになると分かる。図示した実施形態では、流体は、底部から流入口3を通って流入し、アキュムレータ10の底部部分に至り、アキュムレータ10は、調整可能な座16が完全に下がった位置にあるために、流体圧力がアキュムレータに作用したのに呼応して移動することができない。加圧流体は、ポペット46に作用し、ポペット46は、ばね47によって付勢されて閉じているが、流体圧力がばね47の力に打ち勝つのに十分な場合に開く。
容量型ポンプシステムで使用される場合、DVCD1は、図2に示すように、ハウジング2の下側外部に配置されたねじ、または他の機械手段によってポンプヘッドアセンブリに接続することができる。図5を参照すると、調整可能な座16は、閉じた、または下側の位置で示され、アキュムレータ10が、ハウジング2のテーパの付いた内部側壁9に密着して配置されたままであるように、アキュムレータ10の動きを完全に妨げている。この位置では、ポンプヘッドが、ポンプヘッドのサイクルの吐出または加圧部分を開始したときに、流体は、DVCDアセンブリの流入口3で加圧されるようになると分かる。図示した実施形態では、流体は、底部から流入口3を通って流入し、アキュムレータ10の底部部分に至り、アキュムレータ10は、調整可能な座16が完全に下がった位置にあるために、流体圧力がアキュムレータに作用したのに呼応して移動することができない。加圧流体は、ポペット46に作用し、ポペット46は、ばね47によって付勢されて閉じているが、流体圧力がばね47の力に打ち勝つのに十分な場合に開く。
図6は、流体圧力を受けて、開いた位置に移動したポペット46を示している。ポペット46が動くことで、流体が、アキュムレータ内部空洞15の内壁とポペットO−リング49との間に生じたギャップを通り、次いで、ポペット側の開孔またはポート50を通り、ポペット46の上部開口部を通るのが可能になる。流体がポペット46を通り抜けると、流体は、調整可能な座16の内部、位置決め機構20を自由に通過し、流出口4からDVCDアセンブリを出る。当然ながら、DVCD1が定常状態で稼働する(例えば、内部が圧送された流体で満たされる)と、ポンプの吐出サイクル中に移動するすべての流体はDVCD1に流入しなければならず、同じ流体質量(概ね非圧縮性の流体と仮定した場合)が救出口4から出なければならない。
図7は、明瞭にするために、DVCD1の内部から圧力が排除された状態を示している。(互いに取り付けられ、したがって単一ユニットとして移動する)カム部材22は、反時計方向に約145°回転し、調整可能な座16も動かして、調整可能な座16が上方に移動し、それにより、調整可能な座16とアキュムレータ10との間にギャップが形成されているのが分かる。アキュムレータ10に圧力が作用しないので、アキュムレータ10は、内部チャンバ5の底部側壁9に接して配置されたままである。同様に、ポペット46は、ばね47によってポペット46に加えられた力により、アキュムレータ内部空洞15の底部に着座したままである。調整可能な座16がこの「中間」位置にある場合、ポンプヘッドがそのサイクルの放出部分中に圧力を加え始めると、流体は、DVCDの流入口3の内部を通って圧力をかけて押し始め、アキュムレータ10およびポペット46に圧力を同時にかける。ポペット46は、それでもなお、ばね47によってアキュムレータ10の座部分に接したその下側位置に保持される。しかし、流体の移動によりアキュムレータ10が動き、アキュムレータ10は、図8に示すように、調整可能な座16の下側縁部(具体的にはスペーサ17)に接触するまで上方にスライドして移動する。アキュムレータ10がその第2の位置に移動したときに着座し続けているポペット46は、ここで加圧流体にとって利用可能な唯一の通路になり、したがって、ポペット46は、流体圧力がばね47の力に打ち勝ったときに上方に動き、この場合も、すでに説明したように、流体が通過するのを可能にする。この動作シーケンスにおいて、ポンプヘッドから吐出された流体の体積V1が、ポペット46が動く前にアキュムレータ10を調整可能な座16上に保持するために、どのように利用されるか、または「借用されるか」が分かる。この体積の流体がDVCD1に流入すると、それ以上の任意の流体はポペット46を動かし、ポペット46を流れて、往復ポンプサイクルの吐出部分が終了するまで、流体が流出口4から外に移動するのに寄与する。すでに説明したように、サイクルの吐出部分の終わりに、流体は一旦流れを止める。この時点で、ポンプヘッドは、そのサイクルの補給または吸入部分を再度開始する。しかし、説明したのと異なり、アキュムレータ10が完全に拘束された場合、ここで、流体が吸入逆止弁アセンブリ106(図2を参照のこと)を通ってポンプに流入し始めることができる前に、アキュムレータ10およびポペット46の両方は最初に、アキュムレータおよびポペットの着座位置まで下方にスライドして移動することで、補給の開始を示す瞬間的な減圧に反応する。アキュムレータおよびポペットは、共に下方に移動するときに所定の体積の流体を移動させ、最初にアキュムレータおよびポペットを動かすために使用されたのと同じ量(V1)が、ポンプヘッドアセンブリに戻る。サイクルのこの部分中に、新たな流体はポンプヘッドに流入せずに、むしろ、アキュムレータ10を移動させるために前に使用された流体だけがポンプヘッドに流入すると分かる。このとき、アキュムレータ10およびポペット46は共に、図7にすでに示した、下方の完全に着座した位置に戻る。この時点で、これを超える流体は、DVCD1からポンプヘッドアセンブリに流入することができない。ここで、ポンプサイクルの補給または吸入部分の残りの部分の間、図1の先行技術の装置の動作と同様に、新たな流体が、吸入逆止弁アセンブリ106を通ってポンプヘッドに流入する。
図7および図8についてのこの説明から、全体的に見れば、説明したサイクル中にDVCD1から吐出される流体は、全サイクルにわたってアキュムレータ10が最も下方の位置に(すなわち、図5と同様に)拘束された場合よりも少ないことが分かる。アキュムレータ10が最大限に拘束されないと、アキュムレータは、その着座位置と非着座位置との間を移動して、次いで、その元の位置に戻るので、ある量の流体が吸入サイクル時に補給されない。本質的に、ポンプは、流体と固体との組み合わせを移動させる、その違いは、アキュムレータ10を移動させるのに必要とされる流体の体積V1であり、アキュムレータ10は、調整可能な座16が許容する正確な距離にわたって移動する。したがって、ポンプヘッドは、吸入サイクル時に流体のその体積を補給することができない。ポンプの全体出力は、移動した体積分だけ小さくなった。
図9および図10は、最大回転位置までさらに180°反時計方向に回転したカム部材を示している。この時点で、両方のカム部材は、カム面内の湾曲面ノッチ34がカムピン63と係合したためにさらに回転することができない。すでに説明したように、カム部材22がさらに回転することで、調整可能な座16がスライドする形で駆動され、調整可能な座16はさらに上方に移動し、それにより、調整可能な座16とアキュムレータ10との間にさらに大きなギャップが形成される。このとき、アキュムレータ10は最大距離を移動することができ、流出口4を通って移動するのをより大きな体積V2分だけ少なくすることを除いて、すべての移動および動作は、図7および図8を参照してすでに説明した通りである。上記の説明から、当然ながら、カム部材22は任意の位置まで回転して、調整可能な座16を最大限に下がった状態から最大限に上がった状態の間で移動させ、その結果、アキュムレータ10は、ポンプヘッドアセンブリのサイクルによって生じた圧力または減圧に応じて両方向に移動するときに、調整可能な量の流体を移動させる。
ハウジングの内部チャンバ5およびアキュムレータ10の直径を含むDVCD1の寸法と、最大および最小寸法におけるカム部材22の直径を変えることで付与される移動量と、場合によっては他のパラメータとにより、DVCD1が接続されたポンプの出力から減ずることができる最大流体量が決まると、当業者には容易に分かるであろう。DVCD1は、ポンプヘッドが最大出力および効率を有する完全に着座した、または閉じた位置と、さらに、DVCD1内のアキュムレータの位置を調整することで、ポンプ出力から減ずることができる可変流体量とを有するのが好ましい。
DVCD1の特定の具体的な実施形態が図1〜10に詳細に示されたが、本発明には、多数の代替実施形態が含まれる。一例として、代替の位置決め機構20が図11および図12に示されている。この実施形態では、図12に最もよく示すように、調整可能な座16Aは、中央路86およびねじ付き部87を有する細長い柄85を含む。ねじ付き部87は、図12に示すように、ハウジングチャンバ5の内面に形成された対応するねじと係合している。したがって、調整可能な座16Aが反時計方向または時計方向に回転すると、調整可能な座16Aは、ハウジング2A内を上下に移動し、それにより、アキュムレータ10がハウジングチャンバ5内を移動しなければならない空間を調整する。トルクを加えて調整可能な座16Aを回転させる1つの方法は、ハウジング2Aに座用アクセスウインドウ52を形成し(図11)、調整可能な座16Aに座用トルク穴53を形成することである。ロッドまたは他の工具がアクセスウインドウ52からトルク穴53に入り、調整可能な座16Aが回転するのを可能にする。当然ながら、この実施形態は、すでに説明したように、カム部材22を間接的に使用するのではなくて、調整可能な座を装置の軸のまわりに直接回転させるのを可能にする点で、前の実施形態と異なっている。
図12はまた、O−リングシール27がバックアップシール26と共に、流体が調整可能な座16Aの上端部のまわりに広がり、アクセスウインドウ52を通って漏れるのをどのように防止するかを示している。同様に、ワイパシール55は、流体が調整可能な座16Aの底端部のまわりに広がり、アクセスウインドウ52を通って漏れるのを防止する。図12の流体路は、流入口3の流体圧力がポペットばね47に打ち勝ったときに見ることができる。流体は、すでに説明したように、ポペット46を流れるが、次いで、柄路86に直接流入し、流出口4から出ることができる。小さい方の下側部が大きい方の上側部に螺入されている点で、ハウジング2Aも前の実施形態と異なっている(重なったねじ部56を参照のこと)。前の実施形態と同様に、O−リング8は、ハウジング2Aの上側および下側部間の封止を行うように配置されている。
DVCD装置のさらに別の実施形態が図13〜16に示されている。図13は、この実施形態が、どのようにして、流入口203の反対側に配置された容積制御ノブ223を有し、一方で、流出口204がハウジング2Bの側部に形成されているかを示している。図14および図15は、DVCDのこの実施形態が、逆転したカップ状構造体225が下側端部にあり、上側端部が制御ノブ223に連結された柄またはシャフト215を用いて、調整可能な座をどのように形成しているかをより良好に示している。シャフト215は、保持ナット222を貫通して、ナット222に螺入されて係合し、一方、ナット222は、同様に、ハウジング2Bの上部に螺入されて係合している。uカップまたは一方向封止材219は、平衡シャフト215とナット222との間に配置され、O−リングは、バックアップシール217とともに、シャフト215とハウジング2Bの内部側壁との間に配置され、さらなるuカップまたは一方向封止材216は、シャフト215が、調整可能な座の逆転カップ225を収容したハウジング2Bの開放空洞に入った地点に配置されている。
シャフト215は、そのねじの切られた面を動かなくしようとする、圧力に誘導された力を無効にするために、様々な方向に圧力支持面を有するという意味で、「平衡シャフト」と考えられる。図15は、シャフト中央路221およびシャフト側路224を通じてDVCDの内部流体圧力を受けるシャフト215の平衡ショルダ部220を示している。したがって、アキュムレータ210の底部に作用する圧力は、シャフト215のねじに上向きの力を作用させ、場合によってはねじを動かなくする傾向があり、平衡ショルダ部220にかかる圧力は、反対の作用力を発揮する傾向があり、それにより、ねじが動かなくなる傾向を軽減する。図15はまた、封止材216を通り過ぎて漏出し、本来なら平衡ショルダ部220の下側に不利に作用する傾向がある任意の流体圧力を抜く逃がし通路227を示している。
アキュムレータ210は、ばね247によってアキュムレータの内部側壁に付勢されたポケット246で形成された一方向弁を含むという点で他の実施形態のものと同様である。同様に、アキュムレータ210は、その最下位置にあるときに、封止を形成するために、ハウジング2Bの下側部のテーパの付いた内部側壁と係合するワイパシール255およびO−リング240を有する。
図16は、調整可能な座および逆カップ225を持ち上げて、流入口203に流体圧力が作用したときに、アキュムレータ210が、ハウジングの内部チャンバの底部から上方に移動するのを可能にするために、ノブ223を回転させた状況を示している。流体圧力が、ポペットばね247に打ち勝つように十分に高くなると、図16の流体流れ矢印で示すように、流体は、最初にポペットのまわりを流れてポペットを通り、逆カップ225の開孔226を通り、最終的に、流体流出口204から出るように流れる。このように、図13〜16の実施形態は、流入口および流出口が、物理的に近接し、投入体積制御ノブが、DVCD装置の流入口および流出口部分からより離れた構成を提供する。
図17は、膜ポンプと併用した(唯一の用途ではないが)特定の用途を有するDVCDの別の実施形態を示している。本明細書において、「膜ポンプ」とは、通常、可撓性の(例えば、ゴム、熱可塑性プラスチック、またはテフロン)膜の往復動作と、流体を圧送する膜のいずれかの側の適切な弁(逆止弁、蝶形弁、フラップ弁、または遮断弁の他の任意の形態)との組み合わせを使用する容量型ポンプを指す。図17は、上記に説明した(例えば、米国特許第8,087,345号明細書)ような駆動体100を示しており、駆動体100は、DVCD1のプランジャ325に往復運動を付与する。膜ポンプ350は、駆動体100の反対側で(通常、図に示していないボルトによって)DVCD1に連結されている。当然ながら、駆動体100および膜ポンプ350は、主にこのDVCDの実施形態を使用することができる1つの動作環境を明示するために示されており、DVCDのこの実施形態は、特定の駆動体タイプまたは特定のポンプタイプに限定されない。例えば、電動駆動体または内燃駆動体を代替として採用することができる。
図18は、DVCD1のこの実施形態の主要部品をより詳細に示している。DVCDは通常、内部にアキュムレータチャンバ305が形成されたハウジング302を含む。この実施形態では、ばね空洞311と、アキュムレータチャンバ305の一端のテーパの付いた面と係合する同様にテーパの付いたノーズ部分312とを有するアキュムレータ310が、アキュムレータチャンバ305内に配置されている。調整可能なストッパ315も、アキュムレータチャンバと係合している。調整可能なストッパ315のこの実施形態は、ノブ部分316、柄317、およびストッパ面318を含む。ストッパ面318は、ばね空洞319を画定し、アキュムレータ310の対応する周縁面と係合する(すなわち、対応する周縁面と同様な面を有する)ように構成された縁面を有する逆カップの形態をとる。当然ながら、逆カップは、ストッパ面形状の単なる一例であり、ストッパ面318の代替実施形態は、任意の数の異なる形状をとることができる。付勢機構324は、アキュムレータ310をストッパ面318から離れる方向に付勢するように働く。図18の例では、付勢機構は従来からのばねであるが、他の任意の従来式または将来的に開発される付勢装置とすることもできる。
図示した実施形態では、調整可能なストッパ315の柄317は、アキュムレータチャンバ305の壁に直接係合するのではなくて、ねじ付きブッシュ322の雄ねじがアキュムレータチャンバ305の壁と係合し、ブッシュ322の雌ねじが柄317の雄ねじと係合している。この構成は、ノブ316を回転させることで、ストッパ面318がアキュムレータ310に対して遠近方向に移動するのを可能にし、それにより、ストッパ面318がアキュムレータ310の移動範囲を限定するのを可能にすることが容易に分かる。当然のことながら、調整可能なストッパ315は、アキュムレータ310の移動可能な距離を調整するただ1つの方法であり、他の従来式または将来的に開発される技術を使用することもできる。1つの非限定的な例として、図5に示すカムシステムを図17〜19に示す調整可能なストッパに代えて使用することができる。
DVCD1は、膜ポンプ350内の膜を駆動する駆動流体を収容するための貯蔵器空間306を形成する貯蔵器ハウジング303をさらに含む。駆動流体は、本明細書で説明したように、DVCDおよびポンプ350を作動させる任意の数の流体とすることができるが、1つの許容可能な駆動流体は、15−30Wなどの従来のギヤオイルである。通気キャップ307は、貯蔵器ハウジング303に係合し、貯蔵器の内部空間が、外部環境の圧力(通常では大気圧)に維持されるのを可能にする。流入口路335は、貯蔵器空間306、アキュムレータチャンバ305、および配給路336と連通し、次に、配給路336は油圧ポンプ350に接続されているのも分かる。当然ながら、これらの通路を通る流体流れは、膜を駆動する「駆動流体」である。ポンプによって移動することを意図された流体(「ポンプ圧送流体」)は、膜の反対側で分離され、反対側の逆止弁対(図示せず)を通過する。
図18はまた、プランジャ325が、どのように貯蔵器空間306を貫通し、流入口路335まで延びるかを示している。プランジャ325の図示した実施形態は、プランジャ325の端部で開放された(すなわち、流入口路335と流体連通している)内部通路326と、プランジャ325を貫通し、内部通路326と流体連通している1つまたは複数の側部穴または「シッピ(sippy)穴」327とをさらに含む。当然ながら、流入口路335内で圧力のかかった流体は、アキュムレータ310のノーズに作用し、配給路336および濾過器プレート351内の開孔を介して膜352に作用する。流入口路335内の加圧流体は、抽気路337を通って抽気ねじ330にも作用する。この実施形態では、抽気ねじ330は、手動操作式のポペットまたはボールタイプの抽気ねじであり、通常動作に備えてシステムから任意の空気を抽気することを意図されている。図18に示す別の通路には、アキュムレータチャンバ305と貯蔵器空間306との間に延び、アキュムレータ310の上に漏れ出た任意の流体が、貯蔵器空間306に戻るのを可能にするバイパス路304がある。
動作時、プランジャは、上死位置および下死位置という2つの位置間を往復運動する。上死位置は、図18に示すように、吸入行程の終わりを指し、下死位置は、図19に示すように、吐出行程の終わりを指す。図17は、吸入行程の終わりにあるプランジャ325を示し、駆動体100の主駆動ピストン109は上がった位置にある。図18に示すように、これは、プランジャ325の端部が流入口路335内にあるが、シッピ穴327は流入口路335の外にあり、貯蔵器空間306と流体連通している配置となっている。この位置において、任意の余分な流体がプランジャと流入口路335の間に割り込んで、シッピ穴327から出たときに、それらの流体が流入口路入り口を通過し、大気状態の貯蔵器に入った時点で形成された空所によって生じた若干負に作用する圧力と、それに加えた静圧とにより、駆動流体は、シッピ穴327、内部通路326を通って一様化され、流入口路335を満たす。吐出行程では、駆動ピストン109は、図19に示すように、プランジャ325を流入口路335の中まで前進させる。シッピ穴327が流入口路335の中まで移動した後、流入口路の壁との精密公差により、流入口路335内の流体は、漏出して貯蔵器306に戻ることを実質的に阻止される。したがって、流入口路335内の流体にかかる圧力が上昇する。上記の他の実施形態と同様に、アキュムレータ310は、流体圧力が十分に高い場合に、ばね324の力に抗して上方に移動することができる。したがって、特定の体積の流体をアキュムレータチャンバ305に送ることができ、それにより、本来なら膜352に作用する圧力が弱まり、膜352が受ける移動が小さくなる。当然ながら、膜352に作用する圧力および膜の移動は、膜ポンプ350を通る圧送流体の圧力および体積に影響を及ぼす。したがって、アキュムレータ310が上方に移動できる程度に応じて、膜ポンプ350によって移動する圧送流体が少なくなる。当然ながら、ストッパ315が、アキュムレータ310をアキュムレータチャンバ305の底部に押し付けるまで、調整可能なストッパ315が完全に下までねじ込まれた場合、吐出行程時に、流体はアキュムレータチャンバ内に分流されない。プランジャ325が、次の吸入行程で引っ込むときに、ばね324は、図18に示すように、アキュムレータ310をアキュムレータチャンバ305内のその完全に着座した位置に戻すように作用する。
図示した実施形態では、アキュムレータ310は、水撃ポンプシール効果が得られる十分な精密公差で、アキュムレータ空洞305内に休止する。しかし、非限定的な例として、機械シール(例えば、O−リング)およびラビリンスシールがある他の封止技術を選択的に使用することができる。上記のように、アキュムレータ310の上に漏れ出た任意の流体は、最終的に、バイパス路304を経由して貯蔵器空間306に戻すことができる。当然ながら、多数の実施形態において、膜352に作用する流体の量に影響を及ぼすのは、アキュムレータ310の比較的精細な調整である。例えば、一実施形態では、アキュムレータチャンバ305に入ることができる流体の体積は、約1mL〜約100mLである。当然ながら、他の実施形態では、アキュムレータチャンバ305に入ることができる流体の体積は、この範囲よりも遙かに多いか、または遙かに少ないこともあり得る。
図17に示すように、DVCD/ポンプシステムのこの実施形態は、ボルト留めされた(または別の方法で互いに連結された)3つの個別に分離可能な部分に分けて視覚化することができる。このように、ポンプは、第1の分離可能な部分Aを形成し、アキュムレータチャンバは、第2の分離可能な部分B内に形成され、貯蔵器ハウジングは、第3の分離可能な部分C内に形成されている。当然ながら、他の実施形態は、より少ない、またはより多い分離可能部分で形成することができる。
図20および図21は、図17〜19の実施形態からの若干の変形型を示している。図20は、図21の断面図用の切断線を示す、DVCD/ポンプ複合体の端面図である。この実施形態では、プランジャ325は、図21に示すように中実である、すなわち、プランジャ325は、内部通路326またはシッピ穴327を有さない。しかし、この実施形態は、貯蔵器空間303と接続し、逃がし通路341を経由して流体を膜352に送るように配置された一方向弁(例えば、逆止弁)340をさらに含む、すなわち、一方向弁を通る流れ方向は、貯蔵器空間303から膜352に向かう。この実施形態は、吸入行程時に、流体を流入口路に補給するのに、シッピ穴を利用しないことを除いて、図17〜19のものと同様の態様で動作する。もっと正確に言えば、プランジャ325が吸入行程時に膜352から遠ざかるときに、流入口路335内に真空を形成する傾向が、(プランジャを引っ込めることで生じる真空を緩和するために所定量の流体流れが必要であると仮定して)貯蔵器空間303から一方向弁304および逃がし通路341を通って膜352をまわり、最終的に流入口路335まで流れる流体の能力によって緩和される。当然ながら、シッピ穴327および一方向弁340は、単に、システムの動作時に、システム全体にわたって圧力を一様にするための2つの例示的な技術に過ぎず、当業者は、同様に本発明の範囲内と考えられる他の多数の技術を思いつくであろう。
DVCDの機能部品を検討することで、本発明の他の多くの実施形態を概念化することができる。例えば、別の実施形態として、吐出サイクル時に、容量型ポンプヘッド内の流体によって圧力が加えられたのに応じて、固体部品が移動し、次に、そのポンプの補給サイクルの前に元の位置に戻されて、それにより、流体の本来なら吐出された一部分を差し引くDVCDがある。このDVCDは、調整可能な固体部品を有することができる。さらなるDVCDの実施形態は、容量型ポンプの吐出逆止弁の代わりとなり、吐出逆止弁として機能し、容量型ポンプ内の固体部品が、標準的な逆止弁部品(例えば、ボールまたはポペット)と連携して、すぐ上で説明したように移動する。この実施形態において、固体部品はやはり調整可能である。
当業者には、DVCD1の説明した実施形態が、駆動体の機械動作を邪魔することなく、投与量を直接制御すると分かるであろう。代わりとして、DVCD1は、投与チャンバの「見かけの大きさ」を制御することにより、供給時点で投与量を直接変える。DVCD1により、通常は圧送サイクルの吐出部分の間に吐出される流体の厳密に制御された部分が、供給される直前に「借用され」、投与サイクルの補給または吸入部分の直前に、投与サイクルに「返済される」または戻される。DVCD1は、制御可能な固体部品が、本来なら吐出された流体の可変部分を「所定の位置」に移動させるのを可能にする。この固体部品は、流体吐出の直前に、吐出サイクルからの液圧に応じて制御された距離を移動し、次いで、流体補給または吸入サイクルの直前に、真空圧力に応じて固体部品自体をリセットして、移動させた量をポンプに戻す。DVCD1は完全に受動的であって、単に、吐出および補給サイクルに反応し、制御できないポンプに存在するもののほかに、1つだけの移動部分を含む。それにもかかわらず、DVCD1のすべての実施形態が上記の機能を有する必要がある訳ではなく、そのような機能のない実施形態も、本発明の範囲内に入ることを意図されている。
Claims (81)
- a.流入口路と、流出口路と、前記流入口路および前記流出口路と連通する内部チャンバとを有するハウジングと、
b.前記内部チャンバ内に移動可能に配置され、前記内部チャンバの壁とほぼ合致するアキュムレータであって、流体流れが貫流するのを可能にする内部通路を含むアキュムレータと、
c.前記アキュムレータの前記内部通路に配置され、閉じた位置に付勢される一方向弁と、
d.前記ハウジング内部チャンバ内で、前記アキュムレータと前記ハウジング流出口路との間に配置された調整可能な座と、
e.前記ハウジングおよび調整可能な座と係合し、前記ハウジング内部チャンバ内の前記調整可能な座の位置を調整可能に固定することができる位置決め機構と、
を含むことを特徴とする容積制御装置。 - 請求項1に記載の容積制御装置において、前記アキュムレータは、前記内部チャンバの下側部分に対して封止し、前記アキュムレータの前記内部通路は、前記ハウジングの前記流入口路とほぼ一列に整列することを特徴とする容積制御装置。
- 請求項1に記載の容積制御装置において、前記アキュムレータ内の前記弁は、前記弁を前記閉じた位置に付勢するばねを有するポペット式であることを特徴とする容積制御装置。
- 請求項1に記載の容積制御装置において、前記調整可能な座の第1の位置は、前記アキュムレータを前記ハウジング内部チャンバの下側部分に当てて保持することを特徴とする容積制御装置。
- 請求項4に記載の容積制御装置において、前記調整可能な座の第2の位置は、前記アキュムレータが、前記ハウジング内部チャンバ内で第1の距離を移動するのを可能にすることを特徴とする容積制御装置。
- 請求項5に記載の容積制御装置において、前記調整可能な座の第3の位置は、前記アキュムレータが、前記ハウジング内部チャンバ内で、第2のより長い距離を移動するのを可能にすることを特徴とする容積制御装置。
- 請求項1に記載の容積制御装置において、前記位置決め機構は、前記ハウジング内部チャンバ内で回転する少なくとも1つのカム部材を含むことを特徴とする容積制御装置。
- 請求項6に記載の容積制御装置において、前記アキュムレータは、前記アキュムレータと前記ハウジング内部チャンバとの間の封止摩擦だけを受けて、第1または第2の距離を自由に移動できることを特徴とする容積制御装置。
- 請求項7に記載の容積制御装置において、前記位置決め機構は、前記調整可能な座のカムピンと係合する2つのカム部材を含むことを特徴とする容積制御装置。
- 請求項1に記載の容積制御装置において、前記アキュムレータと前記ハウジング内部チャンバの壁との間に配置された第1の封止材と、前記調整可能な座と前記ハウジング内部チャンバの前記壁との間に配置された第2の封止材とをさらに含むことを特徴とする容積制御装置。
- 請求項1に記載の容積制御装置において、前記位置決め機構は、前記ハウジングの外の制御面を含むことを特徴とする容積制御装置。
- 請求項11に記載の容積制御装置において、前記位置決め機構はボルト部材を含み、前記制御面は、前記ボルト部材の一端にある把持面であることを特徴とする容積制御装置。
- 請求項1に記載の容積制御装置において、前記一方向弁は、前記流入口路から前記流出口路に向かう方向の流れを可能にすることを特徴とする容積制御装置。
- 請求項1に記載の容積制御装置において、前記位置決め機構は、前記ハウジング内部チャンバの前記壁の一部と前記調整可能な座とに噛み合いねじ面を含むことを特徴とする容積制御装置。
- 請求項14に記載の容積制御装置において、前記調整可能な座は、前記流入口路と一列に並んだねじ付き柄を含むことを特徴とする容積制御装置。
- 請求項1に記載の容積制御装置において、前記アキュムレータは、大きい方の第1の端部と、小さい方の第2の端部とを有し、前記小さい方の第2の端部は、前記調整可能な座の開孔内にスライドすることを特徴とする容積制御装置。
- 請求項16に記載の容積制御装置において、前記第2の端部は前記調整可能な座内を自由にスライドすることを特徴とする容積制御装置。
- 請求項1に記載の容積制御装置において、前記ハウジング内に配置された部品は、基本的に、アキュムレータ、調整可能な座、および位置決め機構からなることを特徴とする容積制御装置。
- 請求項1に記載の容積制御装置において、前記位置決め機構は、前記ハウジング内での前記アキュムレータの異なる移動量を可能にするために、前記ハウジング内の前記調整可能な座の位置を変える手段を含むことを特徴とする容積制御装置。
- 調整可能な容積制御装置を有する往復ポンプシステムであって、
a.吸入サイクル時に、流体が流入するのを可能にする流体流入口と、吐出サイクル時に、流体が流出するのを可能にする流体流出口とを有する往復ポンプと、
b.前記ポンプ流出口と流体連通する容積制御装置と、
を含み、前記制御装置は、
i.前記ポンプ流出口と連通する流入口路と、流出口路と、前記流入口路および前記流出口路と連通する内部チャンバとを有するハウジングと、
ii.前記内部チャンバ内に移動可能に配置され、前記内部チャンバの壁とほぼ合致する少なくとも1つの面を有するアキュムレータであって、流体流れが貫流するのを可能にする内部通路を含むアキュムレータと、
iii.前記アキュムレータの前記内部通路に配置され、閉じた位置に付勢される弁と、
iv.前記ハウジング内部チャンバ内に配置された調整可能な座と、
v.前記ハウジングおよび前記調整可能な座と係合し、前記ハウジング内部チャンバ内の前記調整可能な座の位置を調整可能に固定することができる位置決め機構と、
を含むことを特徴とする往復ポンプシステム。 - a.流入口路と、流出口路と、前記流入口路および前記流出口路と連通する内部チャンバとを有するハウジングと、
b.流体流れが貫流するのを可能にする内部通路をさらに含む、前記内部チャンバ内の流体の体積を制御する容積制御手段と、
c.前記容積制御手段の前記内部通路に配置され、閉じた位置に付勢される、一方向の流体流れを可能にするための流れ方向制御手段と、
d.前記容積制御手段と前記ハウジング流出口路との間に存在する、前記ハウジング内部チャンバ内の前記容積制御手段を調整可能に配置するための着座手段と、
e.前記ハウジング内部チャンバ内の前記着座手段の位置を調整可能に固定するための位置決め手段と、
を含むことを特徴とする容積制御装置。 - a.流入口路および流出口路と、
b.アキュムレータチャンバに配置され、前記アキュムレータチャンバが前記流入口路と流体連通するアキュムレータと、
c.前記アキュムレータチャンバ内の前記アキュムレータの位置を調整可能に固定できる位置決め機構と、
d.一方向弁チャンバに配置され、前記一方向弁チャンバが前記流入口路と流体連通する一方向弁と、
を含む容積制御装置において、
e.前記一方向弁チャンバは、前記流出口路と流体連通し、前記一方向弁は、前記流入口路を前記流出口路から遮断する位置に付勢されることを特徴とする容積制御装置。 - 請求項22に記載の容積制御装置において、アキュムレータの移動により、前記流出口路と前記アキュムレータチャンバとの間が流体接続されることを特徴とする容積制御装置。
- 請求項22に記載の容積制御装置において、調整可能な座が、前記アキュムレータを前記アキュムレータチャンバの一端に当てて保持することを特徴とする容積制御装置。
- 請求項24に記載の容積制御装置において、前記調整可能な座の第1の位置は、前記アキュムレータが、前記アキュムレータチャンバ内で第1の距離を移動するのを可能にし、前記調整可能な座の第2の位置は、前記アキュムレータが、前記アキュムレータチャンバ内で第2の距離を移動するのを可能にすることを特徴とする容積制御装置。
- 請求項22に記載の容積制御装置において、前記一方向弁は、前記一方向弁を前記閉じた位置に付勢するばねを有するポペット式であることを特徴とする容積制御装置。
- 請求項22に記載の容積制御装置において、前記アキュムレータと前記アキュムレータチャンバの壁との間に配置された第1の封止材をさらに含むことを特徴とする容積制御装置。
- 請求項22に記載の容積制御装置において、前記一方向弁は、前記流入口路から前記流出口路に向かう方向の流れを可能にすることを特徴とする容積制御装置。
- 請求項24に記載の容積制御装置において、前記位置決め機構は、前記アキュムレータチャンバの前記壁の一部と前記調整可能な座とに噛み合いねじ面を含むことを特徴とする容積制御装置。
- 請求項22に記載の容積制御装置において、前記アキュムレータチャンバ、前記一方向弁、前記流入口路、および前記流出口路は、単一の一体ハウジング内に形成されることを特徴とする容積制御装置。
- 請求項22に記載の容積制御装置において、前記アキュムレータチャンバおよび前記一方向弁チャンバは分離した本体に形成され、外部導管が、前記流入口路および前記流出口路を前記アキュムレータチャンバおよび前記一方向弁チャンバに接続することを特徴とする容積制御装置。
- 請求項1に記載の容積制御装置において、前記内部チャンバの壁と実質的に合致する前記アキュムレータは、前記壁と前記アキュムレータとの間に配置された封止材を含むことを特徴とする容積制御装置。
- a.流入口路を有するハウジングと、
b.アキュムレータチャンバに配置され、前記アキュムレータチャンバが前記流入口路と流体連通するアキュムレータと、
c.前記アキュムレータチャンバ内の前記アキュムレータの移動を調整することができる位置決め機構と、
を含むことを特徴とする容積制御装置。 - 請求項33に記載の容積制御装置において、前記位置決め機構は、前記アキュムレータと係合するように構成されたストッパ面を含むことを特徴とする容積制御装置。
- 請求項34に記載の容積制御装置において、前記位置決め機構は、前記ストッパ面に取り付けられ、前記アキュムレータに対する前記ストッパ面の遠近調整を可能にするねじ付き柄部を含むことを特徴とする容積制御装置。
- 請求項34に記載の容積制御装置において、付勢機構が前記アキュムレータと前記ストッパ面との間に配置されることを特徴とする容積制御装置。
- 請求項33に記載の容積制御装置において、前記流入口路は、駆動流体を収容した流体貯蔵器と連通することを特徴とする容積制御装置。
- 請求項37に記載の容積制御装置において、プランジャが前記貯蔵器と連通し、流入口路の駆動流体を加圧することを特徴とする容積制御装置。
- 請求項38に記載の容積制御装置において、前記プランジャは、長手方向に向けられた内部通路と、前記内部通路と連通する側部流出口とを含むことを特徴とする容積制御装置。
- 請求項39に記載の容積制御装置において、前記プランジャの動作行程は、前記側部流出口を前記貯蔵器内から前記流入口路内に移動させることを特徴とする容積制御装置。
- 請求項37に記載の容積制御装置において、バイパス流体路が、前記アキュムレータチャンバから前記流体貯蔵器まで延びることを特徴とする容積制御装置。
- 請求項38に記載の容積制御装置において、膜ポンプが前記流入口路と連通し、前記プランジャの動作により、前記ポンプ内の膜に作用する前記駆動流体にかかる圧力が増大することを特徴とする容積制御装置。
- 請求項42に記載の容積制御装置において、前記膜ポンプは濾過器プレートを含むことを特徴とする容積制御装置。
- 請求項38に記載の容積制御装置において、前記アキュムレータは第1の軸に沿って移動し、前記プランジャは、前記第1の軸にほぼ垂直な第2の軸に沿って移動することを特徴とする容積制御装置。
- 請求項33に記載の容積制御装置において、前記アキュムレータチャンバは、前記ハウジング内に存在することを特徴とする容積制御装置。
- 請求項33に記載の容積制御装置において、一方向弁が一方向弁チャンバに配置され、前記一方向弁チャンバは、前記流入口路と流体連通することを特徴とする容積制御装置。
- 請求項46に記載の容積制御装置において、前記一方向弁チャンバは、前記ハウジング内の流出口路と流体連通し、前記一方向弁は、前記流入口路を前記流出口路から遮断する位置に付勢されることを特徴とする容積制御装置。
- 請求項47に記載の容積制御装置において、アキュムレータの移動により、前記流出口路と前記アキュムレータチャンバとの間が流体接続されることを特徴とする容積制御装置。
- 請求項47に記載の容積制御装置において、調整可能な座が、前記アキュムレータを前記アキュムレータチャンバの一端に当てて保持することを特徴とする容積制御装置。
- 請求項49に記載の容積制御装置において、前記調整可能な座の第1の位置は、前記アキュムレータが、前記アキュムレータチャンバ内で第1の距離を移動するのを可能にし、前記調整可能な座の第2の位置は、前記アキュムレータが、前記アキュムレータチャンバ内で第2の距離を移動するのを可能にすることを特徴とする容積制御装置。
- 請求項47に記載の容積制御装置において、前記一方向弁は、前記一方向弁を前記閉じた位置に付勢するばねを有するポペット式であることを特徴とする容積制御装置。
- 請求項47に記載の容積制御装置において、前記アキュムレータと前記アキュムレータチャンバの壁との間に配置された第1の封止材をさらに含むことを特徴とする容積制御装置。
- 請求項47に記載の容積制御装置において、前記一方向弁は、前記流入口路から前記流出口路に向かう方向の流れを可能にすることを特徴とする容積制御装置。
- 請求項49に記載の容積制御装置において、前記位置決め機構は、前記アキュムレータチャンバの前記壁の一部と前記調整可能な座とに噛み合いねじ面を含むことを特徴とする容積制御装置。
- 請求項47に記載の容積制御装置において、前記アキュムレータチャンバ、前記一方向弁、前記流入口路、および前記流出口路は、単一の一体ハウジング内に形成されることを特徴とする容積制御装置。
- 請求項47に記載の容積制御装置において、前記アキュムレータチャンバおよび前記一方向弁チャンバは分離した本体に形成され、外部導管が、前記流入口路および前記流出口路を前記アキュムレータチャンバおよび前記一方向弁チャンバに接続することを特徴とする容積制御装置。
- a.膜ポンプと、
b.容積制御装置と、
を含む膜ポンプシステムであって、前記容積制御装置は、
i.流入口路を有し、前記膜ポンプに流体接続したハウジングと、
ii.アキュムレータチャンバに配置され、前記アキュムレータチャンバが前記流入口路と流体連通するアキュムレータと、
ii.前記アキュムレータチャンバ内の前記アキュムレータの移動を調整することができる位置決め機構と、
を含むことを特徴とする膜ポンプシステム。 - 請求項57に記載の容積制御装置において、前記位置決め機構は、前記アキュムレータと係合するように構成されたストッパ面を含むことを特徴とする容積制御装置。
- 請求項58に記載の容積制御装置において、前記位置決め機構は、前記ストッパ面に取り付けられ、前記アキュムレータに対する前記ストッパ面の遠近調整を可能にするねじ付き柄部を含むことを特徴とする容積制御装置。
- 請求項58に記載の容積制御装置において、付勢機構が前記アキュムレータと前記ストッパ面との間に配置されることを特徴とする容積制御装置。
- 請求項57に記載の容積制御装置において、前記流入口路は、駆動流体を収容した流体貯蔵器と連通することを特徴とする容積制御装置。
- 請求項61に記載の容積制御装置において、プランジャが前記貯蔵器と連通し、流入口路の駆動流体を加圧することを特徴とする容積制御装置。
- 請求項62に記載の容積制御装置において、前記プランジャは、長手方向に向けられた内部通路と、前記内部通路と連通する側部流出口とを含むことを特徴とする容積制御装置。
- 請求項63に記載の容積制御装置において、前記プランジャの吐出行程は、前記側部流出口を前記貯蔵器内から前記流入口路内に移動させることを特徴とする容積制御装置。
- 請求項61に記載の容積制御装置において、バイパス流体路が、前記アキュムレータチャンバから前記流体貯蔵器まで延びることを特徴とする容積制御装置。
- 請求項62に記載の容積制御装置において、前記プランジャの動作により、前記ポンプ内の膜に作用する前記駆動流体にかかる圧力が増大することを特徴とする容積制御装置。
- 請求項57に記載の容積制御装置において、前記膜ポンプは濾過器プレートを含むことを特徴とする容積制御装置。
- 請求項62に記載の容積制御装置において、前記アキュムレータは第1の軸に沿って移動し、前記プランジャは、前記第1の軸にほぼ垂直な第2の軸に沿って移動することを特徴とする容積制御装置。
- 請求項61に記載の容積制御装置において、前記膜ポンプは、第1の分離可能部分を形成し、前記アキュムレータ空洞は、第2の分離可能部分に形成され、前記流体貯蔵器は、第3の分離可能部分を形成することを特徴とする容積制御装置。
- 請求項69に記載の容積制御装置において、前記流入口路は、前記第2および第3の分離可能部分を通って形成されることを特徴とする容積制御装置。
- ポンプによって送出される流体の流れを調整する方法であって、
a.前記ポンプの駆動流体流入口を容積制御装置の流出口に接続し、前記容積制御装置は、
i.流入口路を有し、前記ポンプの前記流入口と流体接続するハウジングと、
ii.アキュムレータチャンバに配置され、前記アキュムレータチャンバが前記流入口路と流体連通するアキュムレータと、
ii.前記アキュムレータチャンバ内の前記アキュムレータの移動を調整することができる位置決め機構と、
を含むステップと、
b.前記流入口路内のプランジャを前進させ、それにより、前記アキュムレータおよび前記ポンプの前記駆動流体流入口の流体圧力を高めるステップと、
を含む方法。 - 請求項71に記載の流体を調整する方法において、前記位置決め機構は、前記アキュムレータと係合するように構成されたストッパ面を含むことを特徴とする流体を調整する方法。
- 請求項72に記載の流体を調整する方法において、付勢機構が前記アキュムレータと前記ストッパ面との間に配置されることを特徴とする流体を調整する方法。
- 請求項72に記載の流体を調整する方法において、前記流入口路は、駆動流体を収容した流体貯蔵器と連通することを特徴とする流体を調整する方法。
- 請求項71に記載の流体を調整する方法において、前記プランジャは、長手方向に向けられた内部通路と、前記内部通路と連通する側部流出口とを含むことを特徴とする流体を調整する方法。
- 請求項75に記載の流体を調整する方法において、前記プランジャの吐出行程は、前記側部流出口を前記貯蔵器内から前記流入口路内に移動させることを特徴とする流体を調整する方法。
- 請求項76に記載の流体を調整する方法において、バイパス流体路が、前記アキュムレータチャンバから前記流体貯蔵器まで延びることを特徴とする流体を調整する方法。
- 請求項71に記載の流体を調整する方法において、前記プランジャの動作により、前記ポンプ内の膜に作用する前記駆動流体にかかる圧力が増大することを特徴とする流体を調整する方法。
- 請求項71に記載の流体を調整する方法において、前記アキュムレータは第1の軸に沿って移動し、前記プランジャは、前記第1の軸にほぼ垂直な第2の軸に沿って移動することを特徴とする流体を調整する方法。
- 請求項74に記載の流体を調整する方法において、一方向弁が前記貯蔵器と前記ポンプの膜との間を連通させ、前記逆止弁は、前記貯蔵器からの流れが、前記膜を通り過ぎ、前記容積制御装置の前記流入口路に向かうのを可能にするように向けられることを特徴とする流体を調整する方法。
- 請求項71に記載の流体を調整する方法において、前記アキュムレータは第1の軸に沿って移動し、前記プランジャは、前記第1の軸にほぼ垂直な第2の軸に沿って移動することを特徴とする流体を調整する方法。
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