KR100363807B1 - 다이어프램일체형피스톤을포함하는3중토출펌프 - Google Patents

Abstract

본 발명의 펌프는 하우징과, 하우징에 장착된 가요성 다이어프램을 포함한다. 펌프의 펌핑 부재 또는 펌핑 부재들은 다이어프램과 일체로되어 있다. 다이어프챔의 제 1영역은 제 1펌핑 챔버를 부분적으로 한정하고, 펌핑 챔버는 입구 및 출구를 갖는다. 워블 판 구동부는 펌핑 챔버에 펌핑 작용을 제공하도록 다이어프램의 펌핑 부재에 결합된다. 위블 판 구동부는 장동 축을 구비하고, 다이어프램의 환형 영역은 이 장동 축의 반경 방향 외측으로 위치한다. 다이어프램의 환형 영역은 펌핑 작용을 제공하도록 워블 판 구동부에 의해 구동될 때 휘도록 되어 있다, 펌프는 또는 복수 펌핑 챔버에 작용하도록 정렬된 단일 출구 밸브를 갖는다.

Description

다이어프램 일체형 피스톤을 포함하는 3중 토출 펌프

다이어프램 펌프는 많은 장점을 갖고 있으며 널리 사용되고 있다. 다이어프램 펌프를 위해 왕복 구동이 사용될 수 있다. 또한 다이어프램 펌프를 구동하기 위해 장동(nutating) 또는 워블(wobble) 판 구동이 사용될 수 있으며, 이러한 구조는 미국 특허 제4,153,391호 및 미국 특허 제4,610,605호에 도시되어 있다. 이들 각 미국 특허의 개시 내용은 본 명세서에 참조되었다. 워블 판 구동은 일종의 왕복 운동을 제공하지만, 이러한 왕복 운동은 선형 왕복 운동과는 아주 다르다.

상기 미국 특허들에서 개시된 펌프는 매우 만족스러운 성능을 갖는다. 그러나, 보다 많은 이점을 갖는 펌프를 제공하는 것이 유리할 것이다.

본 발명은 제조 및 조립이 용이하고 감싸며, 뛰어난 성능 및 효율을 가지며, 긴 수명을 갖는 워블 판 다이어프램 또는 가스켓 펌프를 제공한다.

본 발명의 한 특징에 따르면, 피스톤 또는 펌핑 부재가 다이어프램 또는 가스켓과 일체가 되도록 연속된(solid) 다이어프램 또는 가스켓이 사용된다. 이러한 펌프의 특정 예가 본 명세서에 개시된 연속된 고체 다이어프램 또는 가스켓을 포함하도록 개량된 미국 특허 제4,610,605호의 펌프이다. 연속된 다이어프램은 피스톤 또는 펌핑 부재와 고정 시일 및 장착 기구를 하나의 일체형 부품으로 합체하면서, 한편 나사, 분리 가능한 피스톤 그리고 후방 면 시일 홈을 제거한다. 양호하게는, 미리 부하가 걸린 장착 기구가 형성되어 펌핑 챔버를 유압식으로 밀봉한다.

본 발명의 한 태양에서, 펌프는 제1 및 제2 하우징 부분을 포함하는 하우징과, 제1 하우징 부분과 제2 하우징 부분 사이의 가스켓 또는 다이어프램과, 제1 및 제2 하우징 부분을 함께 고정하기 위한 적어도 하나의 체결구와, 제1 펌핑 부재 또는 피스톤과, 제1 펌핑 부재를 이동시키기 위한 구동부를 포함한다. 하우징은 적어도 제1 펌핑 챔버와, 입구와, 입구로부터 제1 펌핑 챔버로 연장된 하우징 내의 입구 통로와, 출구와, 제1 펌핑 챔버로부터 출구로 연장된 하우징 내의 출구 통로를 갖는다. 제1 펌핑 부재는, 입구 통로로부터의 유체가 제1 펌핑 챔버 내로 흡입되는 흡입 행정 시 그리고 제1 펌핑 챔버 내의 유체가 출구 통로 내로 토출되는 토출 행정 시, 제1 펌핑 챔버 내에서 이동 가능하다. 제1 펌핑 부재는 다이어프램과 일체로 되어 있다. 구동부는 흡입 및 토출 행정 시 제1 펌핑 부재를 이동시킨다. 제1 펌핑 부재는 구동부에 작동 가능하게 고정된다.

본 펌프의 하나의 중요한 장점은 펌핑 부재 또는 펌핑 부재들이 가스켓과 일체로 되어 있다는 점이다. 이에 의해 하우징 부분들 사이에 매우 효과적이고 효율적으로 밀봉이 제공되고, 또한, 펌프가 용이하고 신속하게 매우 효과적으로 조립된다. 펌핑 부재들이 구동부에 작동 가능하게, 양호하게는 착탈 가능하게 고정됨으로써, 필요시 용이하고 신속하게 다이어프램/피스톤 조합체가 교환될 수 있다. 이러한 특징은 본 펌프의 용이하고 신속한 유지 보수를 가능하게 한다.

양호하게는, 하우징은 제2 펌핑 챔버를 가지며, 입구 통로는 입구로부터 제 2 펌핑 챔버로 이어지며 출구 통로는 제2 펌핑 챔버로부터 출구로 이어진다. 양호하게는, 펌프는 입구 통로로부터의 유체가 제2 펌핑 챔버 내로 흡입되는 흡입 행정시 그리고 제2 펌핑 챔버 내의 유체가 출구 통로로 토출 되는 토출 행정시 제2 펌핑 챔버 내에서 이동 가능한 제2 펌핑 부재를 포함한다. 제1 펌핑 부재가 구성된 것과 실질적으로 동일하게, 제2 펌핑 부재는 다이어프램 또는 가스켓과 일체로 되어 있으며 제2 펌핑 부재는 구동부에 작동 가능하게 고정된다. 세 개의 펌핑 챔버 및 세 개의 펌핑 부재를 포함하는 펌프가 특히 유리하다.

양호하게는, 구동부는 펌핑 부재 또는 펌핑 부재들을 구동하도록 펌핑 부재 또는 펌핑 부재들에 작동 가능하게 고정된 워블 판과, 워블 판에 워블링 운동을 가하도록 하우징 내에 장착된 워블 기구를 포함한다.

일 실시예에서는, 워블 판은 두 개의 대향 개방 단부를 갖는 하나 이상의 개방 단부 챔버를 포함한다. 양호하게는, 이 개방 단부 챔버의 수는 포함된 펌핑 부재들의 수와 동일하다. 각 펌핑 부재는 양호하게는 워블 판에 착탈 가능하게 고정되며, 단부 개방 챔버 중 하나의 챔버 내에 부분적으로 위치되며, 대향 개방 단부들의 양쪽에서 외측으로 연장된다. 양호하게는, 펌핑 부재 또는 펌핑 부재들은 대응하는 펌핑 챔버로부터 멀리 연장된 단부 부분을 갖고, 이 단부 부분은 외부로 연장된 워블 판의 개방 단부에 대해, 예를 들어 단면이 확장된다. 단부 개방 챔버 내의 펌핑 부재의 부분의 형상은 양호하게는 대체로 펌핑 부재에 접촉하는 워블 판의 표면의 형상 또는 각도와 대응하거나 또는 상응한다. 또한, 양호하게는, 펌핑 부재에 미리 부하가 가해지도록 워블 판 내에 펌핑 부재를 설치하는 동안에 펌핑 부재의 이러한 부분이 신장된다. 워블 판의 운등은 실질적으로는 펌핑 부재의 운동으로 완전히 전환된다. 이러한 구성에 의하면 펌핑 부재가 워블 판에 효과적으로 고정되는 것이 용이해져서 다이어프램(펌핑 부재)과 워블 판 사이의 마모가 감소되게 된다.

일 실시예에서, 워블 판의 단부 개방 챔버 또는 챔버들은, 펌핑 부재의 대응하는 펌핑 챔버로부터 멀리 연장된 펌핑 부재의 단부 부분의 하부 측벽과 실질적으로 동일한 각도나 흑은 실질적으로 대응한 각도로 배열된 표면을 포함한다. 이렇게 일치하는 형상에 의해 펌핑 부재를 워블 판에 보다 용이하게 설치할 수 있게 한다.

또한, 워블 판은 양호하게는 그와 접촉하게 되는 다이어프램의 하부와 일치하거나 혹은 그에 상응하는 원형 상부를 포함한다. 이러한 구성에 의하면 마찰 부하가 소산되게 되므로, 워블 판과 다이어프램 사이의 작은 운동이 다이어프램의 과도한 마모를 야기하거나 혹은 다이어프램을 열화시키는 과도한 열 축적을 야기하지 않게 된다. 단부 개방 챔버를 형성하는 워블 판의 표면의 하부 부분은, 펌핑 챔버에서 멀리 연장된 단부 개방 챔버로부터 바깥쪽으로 연장되는 펌핑 챔버의 부분이 파열되어 느슨해지거나 혹은 마멸되는 것을 용이하게 방지할 수 있도록 하기 위하여, 양호하게는 둥글게 되어 있다.

본 발명의 일 태양에 따르면, 가스켓 또는 다이어프램은 바람직하기로는 펌핑 부재가 구동부에 의해 구동될 때에 휘어지는 펌핑 부재를 실질적으로 한정하는 대체로 환형 구역 또는 영역을 포함한다. 일 실시예에서, 이러한 영역은 흡입 및 토출 행정에서 펌핑 부재가 원활하게 운동할 수 있도록 하면서도 이러한 운동에 의해 유발되는 다이어프램 상의 응력의 크기는 감소되게 하는 포선체(convolute)로 구성할 수 있다. 이러한 구성에 의하면 가스켓 또는 다이어프램의 유효 수명이 길게 유지될 수 있게 된다. 특히 유용한 실시예에서는 포선체가 펌핑 부재로 접근해 감에 따라 포선체의 두께는 증가되고, 보다 바람직하게는 점진적으로 증가된다. 즉, 펌핑 부재로부터 반경 방향으로 멀리 떨어진 포선체 부분은 펌핑 부재에 반경방향으로 근접 또는 인접한 포선체 부분보다 얇다. 펌핑 부재에 근접한 위치에서 보다 두껍고 보다 내구성 있는 포선체를 구비하게 되면 펌핑 부재에 근접한 위치에 존재하게 되는 응력의 증가를 효과적으로 상쇄시킬 수 있게 된다.

또한, 가스켓 또는 다이어프램의 환형 구역은 워블 판의 장동 운동(nutating motion)과 일치되거나 혹은 부분적으로 일치된다. 이러한 것은 장동 운동 축에 근접한 위치에서보다도 장동 운동 축으로부터 멀리 떨어진 위치에서의 환형 구역을 반경 방향으로 보다 넓게 하거나 그리고/또는 축방향으로 깊게 함으로써 달성된다. 바람직하기로는, 환형 구역이 장동 운동 축의 반경 방향 바깥쪽으로 연장될 때에,환형 구역이 반경 방향으로 점차 넓어지고 그리고/또는 축방향으로 점차 깊어진다. 환형 구역의 형상을 장동 운동에 일치시킴으로써 체적 효율이 향상되며 마모가 감소된다.

본 발명의 여러 가지 특징적 구성들이 단일로 혹은 임의로 조합되어서 사용될 수 있지만 이들은 서로가 함께 사용되는 것이 바람직하다. 첨부된 도면을 참고한 하기의 설명에 의하면, 본 발명과 그리고 본 발명의 또 다른 특징적 구성 및 장점이 다함께 명확하게 파악될 것이다.

제1도는 펌프(11) 및 적절한 기부(15)에 장착되어 펌프와 결합된 전기 모터 (13)를 도시하고 있다. 제1도에 도시한 바와 같이, 펌프(11)는 하우징(17), 입구 (19), 출구(21) 및 하우징 상에 장착된 압력 스위치(23)를 구비한다. 압력 스위치 (23)는, 토출 압력이 소정의 수준 아래로 떨어지면 펌프를 구동시키기 위하여 모터 (13)를 작동시키고 토출 압력이 소정 상위 수준을 넘어서게 되면 모터(13)를 작동 중지시키게 되는 펌프의 요구 조건에 따라 펌프(11)를 작동시키게 된다. 펌프(11)는 일례로 휴대형 물 시스템에서 물을 펌핑 하는데 특히 유용하다. 아주 유용한 적용예의 하나로는 역삼투성(RO: reverse osmosis) 물 시스템에서의 부스터 펌프 (booster pump)이다.

임의의 적절한 구조로 구성할 수 있는 하우징(17)은 본 실시예에서는 모터 하우징에 결합되는 하우징 부분(25, 제2도), 중간 하우징 부분(27) 및 전방 하우징 부분(29)을 포함한다. 하우징 부분(25)은 다수의 체결구(30, 제1도 내지 제4도)에 의해 하우징 부분(27, 29)에 결합된다. 밸브 판(31) 및 다이어프램(33)은 하우징부분(27, 29) 사이에 클램프된 외주 영역을 갖고, 상기 하우징 부분들은 체결구 (35)에 의해 함께 고정된다(제2도 및 제3도). 다이어프램(33)은 하우징(17)의 내부를 완전히 가로질러 연장되고, 하우징 내부를 분할한다. 하우징 부분(25, 27, 29) 및 밸브 판(31)은 적절한 플라스틱 재료로 일체로 성형될 수 있다.

제2도 및 제3도에 도시된 바와 같이, 외부 볼 베어링(36)이 하우징 부분(25)에 장착되고, 축 상의 평면부(43)와 부싱(39) 상의 (도시되지 않은) 대응하는 평면부에 의해 모터(13)의 출력축(41)에 구동식으로 결합된 부싱(39)을 수용한다. 내부 볼 베어링(45)이 편심 부싱(47)에 의해 모터축(41)에 장착된다. 워블 판(49)은 볼 베어링(45)의 외부 레이스에 장착된다. 이 구성에서, 베어링(36)의 내부 레이스, 부싱(39) 및 모터축(41)은 모터축과 동축인 축(51)에 대해 회전하고, 편심 부싱 (47) 및 볼 베어링(45)의 내부 레이스는 장동 축(53)에 대해 회전한다. 축(51 및 53)은 모든 회전 위치에서, 다이어프램(33)의 평면에서 점(55)에서 교차한다.

워블 판(49)은 적절한 중합체 재료로 만들어진다. 베어링(45)이 워블 판에 고정되도록 스냅 리테이너(38)가 워블 판에 제공된다. 제2도에 잘 도시된 바와 같이, 스냅 리테이너(38)는 축(53)에 평행한 제1 세그먼트(40)와 축(53)에 대해 45°로 배열된 제2 세그먼트(42)와, 축(53)에 평행한 제3 세그먼트(44)를 갖는다. 3개의 세그먼트(40, 42, 44) 모두는 워블 판(49)의 측벽의 2개의 이격된 개구에 의해 형성된 가동 탭(46)상에 위치된다. 펌프(11) 조립 시에, 베어링(45)은 스냅 리테이너(38)를 가로질러 통과한다. 스냅 리테이너(38)의 형상은 워블 판(49)이 베어링력에 대응하여 휘어져, 베어링이 제2도에 도시된 위치로 비교적 용이하게 위치될 수있게 한다. 일단 이 위치가 되면, 스냅 리테이너(38)의 형상은 베어링(45)이 워블 판(49)으로부터 분리되는 것을 효과적으로 방지한다. 따라서, 베어링(45)은 중합체 재료의 워블 판(49)에, 예를 들어 균열과 같은 해를 입힐 수 있는 억지 끼워 맞춤 없이 제 위치에 효과적으로 유지될 수 있다.

베어링(36, 45), 부싱(39, 47) 및 워블 판(49)은 워블 판 구동부를 형성한다. 이 구조에서 워블 판은 장동 운동을 따르게 된다.

워블 판(49)은 하우징(17)내에 수용되고 3개의 단부 개방 챔버(71)를 한정한다. 챔버(71)를 둘러싸는 워블 판(49)의 3개의 외벽(73)은 중간 하우징 부분(27)의 3개의 개구에 수용된다. 워블 판(49)의 각 단부 개방 챔버(71)는 제1 단부 개구(75)와 대향 제2 단부 개구(77)를 포함한다. 개구(75, 77) 사이의 워블 판(49)의 내부면(76)은 축(53)에 대해 일정 각도로 배열된다. 제1 단부 개구(75) 및 제2 단부 개구(77)는 둥굴게 형성되어 이들 개구와 접촉하게 되는 다이어프램(33)의 부분상의 응력 및/또는 마모를 감소시킨다. 이는 다이어프램(33)의 사용 수명을 향상시킨다.

펌핑 부재(37)들은 바람직하게는 중합체 재료 또는 더 바람직하게는 몬산토 (Monsanto)에 의해 판매되는 산토프렌(Santoprene)을 포함하는 일래스토머 (elastomer)일 수 있는 적절한 가요성, 탄성 재료로 만들어지는 다이어프램(33)과 일체로 형성된다. 펌핑 부재(37)는 챔버(71)를 한정하는 워블 판(49)의 내부면(76)에 대응 또는 상응하는 외벽 또는 외면(82)을 포함한다. 펌핑 부재(37)는 제2 단부 개구(77) 보다 큰 단면적을 갖는 확장된 부재 또는 루트(foot, 84)를 포함한다. 펌핑 부재(37)는 워블 판(49)의 챔버(71)에 수용되고, 예를 들어 기계 프레스의 힘을 사용하여 스냅 끼워 맞춤 또는 가압되어 확장된 부재(84)가 제2 단부 개구(77)를 통과하여 외측으로 연장되게 한다.

펌핑 부재(37)는 제1 단부 개구(75)로부터 외측으로 연장되는 헤드부(62)를 포함한다. 헤드부(62)는 중앙 피스톤 면(64)을 포함한다. 다이어프램(33)은 중앙피스톤 면(64)을 한정하고 펌핑 부재(37)가 흡입 및 토출 행정 사이로 이동함에 따라 휘어지는 환형 영역(86)을 포함한다. 다이어프램(33) 및 펌핑 부재(37)의 형상에 비추어 별도의 밀봉 다이어프램은 필요치 않다.

가요성 다이어프램(33)의 바람직한 구성이 제5도 내지 제7도에 도시되어 있다. 다이어프램(33)은 하우징 부분(29) 및 밸브 판(31)의 각각과 밀봉 결합하는 외주연 리브(67, 69)를 갖는다. 각 환형 영역(86)은 장동 축(53)이 축(51)과 교차하는 지점(55)에서 반경 방향 외측으로 연장됨에 따라 축방향으로 점진적으로 깊어진다. 다이어프램(33)의 두께는 환형 영역(86)에서 펌핑 부재(37)로부터 먼 지점으로부터 펌핑 부재에 인접한 지점까지 점진적으로 증가된다.

제2도에 도시된 바와 같이, (펌핑 부재(37)를 포함하는) 다이어프램(33)은 밸브 판(31)과 협동하여 펌핑 챔버(81)를 한정한다. 다이어프램(33)의 다른 영역은 대응 구조체와 유사하게 협동하여 2개의 다른 동일한 펌핑 챔버를 한정한다. 펌핑 챔버(81)는 밸브 판(31)을 통해 연장되는(제2도 내지 제4도의) 입구(83) 및 또한 밸브 판을 통해 연장되는 출구(85)를 갖는다. 하나의 탄성적인 입구 밸브(87)가 각 펌핑 챔버(81)를 위한 밸브 판(31)에 장착되고, 관련 입구(83)위에 중첩되게 되어있다. 각각의 입구 밸브(87)는 종래의 구조를 가질 수 있고, 밸브 판(31)의 보어(96)에 수납된 중앙 장착부(94)와, 탄성 부분(88)을 포함할 수 있다. 입구(83)들은 입구(19)로 통하는 공통의 입구 챔버(89)와 연통한다. 출구(85)들은 출구(21)와 연통 관계에 있는 공통의 출구 챔버(91)로 연장되어 있다.

일부품 일체식 구조를 갖는 공통의 출구 밸브(93)는 밸브 판(31)에 의해 지지되고, 고무와 같은 적절한 재료로 성형될 수 있다. 출구 밸브(93)는 밸브 판 상에 밸브를 장착하기 위한 중앙의 대체로 원통형의 장착부(95)와, 그 중앙 장착부를 에워싸는 오목하고 부분적으로 구형인 탄성 부분(97)을 갖고 있다. 또한, 출구 밸브(93)는, 120도의 각도로 이격되고 탄성 부분(97)으로부터 양 축방향으로 연장하는 세 개의 반경 방향 연장 웨브(99)들을 갖고 있다. 웨브들의 수는 펌핑 챔버들의 수와 동일하다.

밸브 판(31)은 오목 탄성 부분(97)을 수납하기 위한 대체로 오목한 리세스 (101)를 갖고 있고, 장착부(95)는 밸브 판(31)의 보어(103)를 통해 연장한다. 또한, 밸브 판(31)은 인접한 펌핑 챔버(81)들의 출구(85)들 사이로 반경 방향으로 연장하는 세 개의 슬롯(제2도 내지 제4도, 105)들을 갖고 있다. 탄성 부분(97)의 볼록면 상의 웨브(99)들의 영역들은 각각 슬롯(105)들 내에 수납된다. 이러한 배치 덕분에, 탄성 부분(97)의 탄성부들이 각각 세 개의 펌핑 챔버(81)들의 출구(85)들을 덮는다. 이들 탄성부들은 인접한 웨브(99)들 사이에 놓여지게 되어 제3도에 도시된 것처럼 해당 출구(85)를 들어올리지만, 웨브(99)들은 출구 밸브(93)를 국부적으로 강화하여, 펌핑 챔버들 중의 하나가 해당 출구를 통해 출구 챔버(91) 속으로액체를 배출하고 있을 때 출구 밸브가 다른 펌핑 챔버(81)들로부터 다른 출구(85)들을 밀봉할 수 있게 한다. 또한, 슬롯(105)들 내에 수납된 웨브(99) 부분들이 슬롯들과 협동하여, 인접한 펌핑 챔버들 사이의 밀봉을 더 제공하려는 경향이 있다. 이와 관련하여, 웨브(99)는 관련 슬롯(105)안에 약간 헐겁게 또는 마찰 끼워 맞춤 상태로 수용될 것이다. 이러한 방식으로 단일 출구 밸브(93)가 복수의 펌핑 챔버들로부터 공통의 출구 챔버(91)로의 배출 흐름을 제어한다.

제2도 및 제3도에 도시한 바와 같이, 출구 챔버(91)는 0링 시일(107)에 의해 밸브 판(31)에 밀봉될 수 있다. 다이어프램(109)은 출구 챔버(91) 내의 유체로 부터 압력 스위치(23)를 격리시킨다.

펌프(11)는 다양한 유체들을 펌프하기에 적합하지만, 특히 물을 펌핑하기에 적합하다. 출구 챔버(91) 내의 압력이 소정의 낮은 값보다 낮으면, 압력 스위치(23)는 회로를 접속시켜 모터(13)가 축(41)의 회전 및 워블 판(49) 및 펌핑 부재(37)들의 장동 운동을 일으키게 한다. 이러한 장동 운동은 다이어프램(33)의 환형 영역(86)들을 주기적으로 휘어지게 하여 각각의 펌핑 챔버(81)에 장동 펌핑 작용을 제공한다. 환형 영역(86)들은 장동 펌핑 운동을 일으키고, 환형 영역들은 펌핑 부재(37)들의 장동 운동에 맞추어진다. 따라서, 환형 영역(86)들은 반경 방향 내측 위치들에서보다 반경 방향 외측 위치들에서 축방향으로 더 깊다. 또한, 환형 영역(86)들과 접촉하는 하우징(17)의 표면(22, 제3도)의 각도(45°) 및 하우징 표면에 인접한 워블 판(49)의 외부면(48, 제3도)의 각도(20°)는 다이어프램(33) 상의 마모 및 파손을 최소화하도록 선택된다. 이러한 배치 덕분에, 제2도에 도시한흡입 행정 중에 펌핑 챔버(81)들 속으로 흡인되거나 제3도에 도시한 토출 행정 시에 다른 방향으로 가압될 수 있는 과잉 또는 지지되지 않은 길이의 환형 영역(86)이 없다. 따라서, 작동 압력이 증가될 수 있고, 체적 효율이 향상되고, 다이어프램 (33)의 마모가 감소된다.

각각의 펌핑 챔버에서의 흡입 행정 시에, 펌핑 챔버(81)의 압력 감소는 입구 챔버(89) 내의 액체가 제2도에 도시된 것처럼 입구 밸브(87)를 개방시키고 펌핑 챔버로 유동하는 것을 감소시킨다. 토출 행정 시에, 펌핑 챔버(81)의 압력은 출구(85)로부터 멀리 탄성 부분(97)의 관련 부분을 가압시키도록 출구 챔버(91)에서의 압력 이상으로 증가한다. 출구 밸브(93)는 개방되어 있는 출구(85)로부터 다른 출구(85)들을 밀봉하기 위해 상술한 바와 같이 밸브 판(31)과 협동한다.

필요하다면, 본 펌프에는 과도한 출구 압력의 경우 펌핑된 유체를 출구로부터 입구로 바이패스하기 위한 하나 이상의 바이패스 밸브를 장착할 수 있다. 하나의 유용한 바이패스 밸브 구조가 제2도 및 제3도에 도시되어 있다. 스프링(120)은 보어(96)의 연장부(122) 내에 설치된다. 바이패스 통로(124)는 연장부(122)와 입구 챔버(89) 사이의 유체 연통을 제공하도록 선택된다. 충분한 (과도한) 유체 압력이 존재하면, 유체 압력은 스프링(120)을 압축시켜, 포펫(126)을 (제2도 및 제3도에서) 좌측으로 이동시킨다. 이는 펌핑 챔버(81)와 입구 챔버(89) 사이의 유체 연통을 형성하고, 펌핑된 유체가 입구 챔버로 바이패스 되도록 한다.

본 발명의 예시적인 실시예를 도시 및 기술하였지만, 본 발명의 정신 및 범주를 벗어남이 없이 본원 기술 분야에서 숙련된 자들에 의해 다양한 수정, 변경 및치환이 이루어질 수 있다.

제1도는 본 발명에 따라 구성된 펌프의 사시도.

제2도는 흡입 행정 말기에 있는 펌핑 챔버 중 하나를 도시한 제1도의 선 2-2를 따라 도시한 부분 단면도.

제3도는 토출 행정을 완료한 펌핑 챔버를 도시한 제2도와 유사한 단면도.

제4도는 제3도의 선 4-4를 따라 도시한 단면도.

제5도는 다이어프램의 양호한 형태를 도시하는 평면도.

제6도는 다이어프램의 저면도.

제7도는 제5도의 선 7-7을 따라 도시한 단면도.

도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

11 : 펌프 13 : 전기 모터

15 : 기부 17 : 하우징

19 : 입구 21 : 출구

23 : 압력 스위치 25, 27, 29 : 하우징 부분

30 : 체결구 31 : 밸브 판

33, 109 : 다이어프램 35 : 패스너

36, 45 : 베어링 37 : 펌핑 부재

38 : 스냅 리테이너 39 : 부싱

40, 42, 44 : 세그먼트 41 : 출력축

43 : 평면부 46 : 가동 탭

49 : 워블 판 62 : 헤드부

67, 69 : 외주연 리브 71 : 단부 개방 챔버

75, 77 : 단부 개구 81 : 펌핑 챔버

87 : 입구 밸브 92 : 피스톤 면

93 : 출구 밸브 96, 103 : 보어

105 : 슬롯 107 : 시일

Claims (18)

1. 제1 및 제2 하우징 부분을 포함하고, 적어도 제1 펌핑 챔버와, 입구와, 이 입구로부터 상기 제1 펌핑 챔버로 연장된 하우징 내의 입구 통로와, 출구와, 상기 제1 펌핑 챔버로부터 상기 출구로 연장된 하우징 내의 출구 통로를 구비한 하우징과,

   제1 및 제2 하우징 부분 사이의 다이어프램과,

   제1 및 제2 하우징 부분을 함께 고정하기 위한 적어도 하나의 체결구와,

   입구 통로로부터의 유체가 제1 펌핑 챔버로 흡입되는 흡입 행정 시 그리고 제1 펌핑 챔버 내의 유체가 출구 통로로 토풀되는 토출 행정 시 제1 펌핑 챔버 내에서 이동 가능하고, 상기 다이어프램과 일체로 된 제1 펌핑 부재와,

   흡입 및 토출 행정 시 상기 제1 펌핑 부재를 이동시키고 상기 제1 펌핑 부재가 이에 작동 가능하게 고정된 구동부를 포함하는 것을 특징으로 하는 펌프.
2. 제1항에 있어서, 하우징은 제2 펌핑 챔버를 갖고, 입구 통로는 입구로부터 제2 펌핑 챔버로 연장되고 출구 통로는 제2 펌핑 챔버로부터 출구로 연장되고,

   상기 펌프는 입구 통로로부터의 유체가 제2 펌핑 챔버로 흡입되는 흡입 행정 시 그리고 제2 펌핑 챔버 내의 유체가 출구 통로로 토출되는 토출 행정시 제2 펌핑 챔버 내에서 이동 가능한 제2 펌핑 부재를 포함하고,

   상기 제2 펑핑 부재는 상기 다이어프램과 일체로 되고 구동부에 작동 가능하게 고정된 것을 특징으로 하는 펌프.
3. 제2항에 있어서, 상기 하우징은 제3 펌핑 챔버를 갖고, 입구 통로는 입구로부터 제3 펌핑 챔버로 연장되고 출구 통로는 제3 펌핑 로부터 출구로 연장되고,

   상기 펌프는 입구 통로로부터의 유체가 제3 펌핑 챔버로 흡입되는 흡입 행정 시 그리고 제3 펌핑 챔버 내의 유체가 출구 통로로 토출되는 토출 행정시 제3 펌핑 챔버 내에서 이동 가능한 제3 펌핑 부재를 포함하고,

   상기 제3 펌핑 부재는 상기 다이어프램과 일체로 되고 구동부에 작동 가능하게 고정된 것을 특징으로 하는 펌프.
4. 제1항에 있어서, 상기 구동부는 상기 제1 펌핑 부재를 구동시키도록 상기 제1 펌핑 부재에 작동 가능하게 고정된 워블 판과, 이 워블 판에 워블링 운동을 가하도록 하우징 내에 장착된 워블 기구를 포함하는 것을 특징으로 하는 펌프.
5. 제3항에 있어서, 상기 구동부는 펌핑 부재들을 구동시키도록 펌핑 부재들에 작동 가능하게 고정된 워블 판과, 이 워블 판에 워블링 운동을 가하도록 하우징 내에 장착된 워블 기구를 포함하는 것을 특징으로 하는 핌프.
6. 제4항에 있어서, 워블 판은 두 개의 대향 개방 단부를 갖는 제1 단부 개방 챔버를 한정하고, 제1 펌핑 부재는 워블 판에 착탈 가능하게 고정되고 제1 단부 개방 챔버 내에 부분적으로 위치되고 상기 대향 개방 단부의 양쪽으로부터 외측으로 연장된 것을 특징으로 하는 펌프.
7. 제6항에 있어서, 제1 펌핑 챔버로부터 먼 쪽으로 연장된 제1 단부 개방 챔버의 개방 단부로부터 외측으로 연장된 제1 펌핑 부재의 단부 부분은, 단부 부분이 연장된 개방 단부의 개구보다 큰 단면적을 갖는 것을 특징으로 하는 펌프.
8. 제1항에 있어서, 상기 다이어프램은 펌핑 부재가 구동부에 의해 구동될 때 휘어지는 환형 영역을 포함하는 것을 특징으로 하는 펌프.
9. 제8항에 있어서, 상기 환형 영역은 포선체(convolute) 형태인 것을 특징으로 하는 펌프.
10. 제6항에 있어서, 단부 개방 챔버 내의 펌핑 부재 부분의 형상은 펌핑 부재와 접촉하는 워블 판의 표면의 형상과 대응하는 것을 특징으로 하는 펌프.
11. 제10항에 있어서, 단부 개방 챔버 내의 펌핑 부재 부분은 워블 판안에 펌핑 부재를 설치하는 동안 펌핑 부재에 미리 부하가 걸리도록 신장되는 것을 특징으로 하는 펌프.
12. 제7항에 있어서, 워블 판의 단부 개방 챔버는 펌핑 챔버로부터 먼 쪽으로 연장된 펌핑 부재의 단부 부분의 하부 측벽과 일치하는 각도로 배열된 표면을 포함하는 것을 특징으로 하는 펌프.
13. 제4항에 있어서, 워블 판이, 다이어프램의 하부와 접촉하여 그와 상응하는 원형 상부(rounded top)를 포함하는 것을 특징으로 하는 펌프.
14. 제7항에 있어서, 단부 개방 챔버를 한정하는 워블 판의 표면의 하부 부분은 둥글게 된 것을 특징으로 하는 펌프.
15. 제9항에 있어서, 포선체의 두께는 포선체가 펌핑 부재로 접근해 감에 따라 증가되는 것을 특징으로 하는 펌프.
16. 제4항에 있어서, 상기 다이어프램은 펌핑 부재가 구동부에 의해 구동될 때 휘도록 된 환형 포선체를 포함하고, 상기 포선체는 장동 축에 가까운 위치에서 보다 장동 축으로부터 먼 쪽의 위치에서 축방향으로 깊은 것을 특징으로 하는 펌프.
17. 제4항에 있어서, 상기 다이어프램은 펌핑 부재가 구동부에 의해 구동될 때 휘도록 된 환형 영역을 포함하고, 하우징 표면에 인접한 워블 판의 외부 표면과 상기 환형 영역과 접촉하는 하우징의 표면의 각도들은 다이어프램의 마모 또는 손상을 최소화시키도록 선택되는 것을 특징으로 하는 펌프.
18. 제4항에 있어서, 워블 판이 중합체 재료로 만들어져 볼 베어링 상에 장착되고, 워블 판은 볼 베어링을 제 위치로 유지시키는 스냅 리테이너를 포함하고, 스냅 리테이너는 워블 판의 장동 축에 평행한 제1 세그먼트와 상기 장동 축에 대하여 45°로 배열된 제2 세그먼트와 상기 장동 축에 평행한 제3 세그먼트를 포함하고, 제1 및 제2 그리고 제3 세그먼트는 워블 판의 측벽의 2개의 이격된 개구에 의해 형성된 가동 탭 상에 위치된 것을 특징으로 하는 펌프.