KR100743691B1 - 왕복 운동 펌프 및 역류 방지판 - Google Patents

Abstract

다이어프램 구동실과, 구동력 공급부(40)을 구비한 왕복 운동 펌프로서, 구동력 공급부(40)의 구동력이 작동유를 개재하여 다이어프램 구동실 내의 다이어프램(1A), (1B)으로 전달되도록 구성되고, 구동력 공급부(40)와 다이어프램 구동실 사이에는 작동유 제한실(5A), (5B)이 설치되어 있고, 작동유 제한실(5A), (5B)내의 위쪽 위치에 설치된 제 1 가스 배출부와, 다이어프램 구동실 내의 위쪽 위치에 설치된 제 2 가스 배출부를 가지고, 제 1 가스 배출부와 상기 제 2 가스 배출부가 연통되어 하나의 가스 배출기구(20A), (20B)가 구성되어 있고, 가스 배출기구(20A), (20B)에는 제 1 가스 배출부에서 제 2 가스 배출부로의 유체 역류를 방지하도록 역류 방지체가 설치된 구성이다.

역류 방지판, 왕복 운동 펌프, 다이어프램

Description

왕복 운동 펌프 및 역류 방지판{RECIPROCATING PUMP AND CHECK VALVE}

본 발명은, 왕복 운동 펌프 및 역류 방지판에 관한 것으로, 상세하게는 펌프 내의 가스를 적절하게 배출 가능하게 구성된 왕복 운동 펌프 및 상기 왕복 운동 펌프에 사용되는 역류 방지판에 관한 것이다.

다이어프램을 구동시켜서 유체(流體)를 반송시키는 왕복 운동 펌프는, 종래부터 알려져 있고, 일반적으로는 모터 등의 구동 수단으로 얻을 수 있는 회전운동을 캠을 개재하여 직선왕복 운동으로 변환하고, 이 직선왕복 운동으로 다이어프램을 구동시키도록 구성되어 있다. 또한, 보다 구체적인 구성으로서는, 모터 등에 기초하는 직선왕복 운동을 작동매체인 작동유를 개재하여, 다이어프램에 전달하는 구성이 알려져 있다.

이와 같이 구성된 왕복 운동 펌프에 있어서는, 탄성적으로 변형 가능한 다이어프램이 동작유를 사용하여 왕복 운동하게 하고, 이 다이어프램의 왕복 운동에 의해 반송 유체의 흡입 및 토출이 행해지고 있다. 따라서, 이러한 다이어프램은, 이 탄성 변형 및 왕복 운동의 필요성에 기초하여 비교적 얇게 형성되어 있다.

종래기술에 의한 왕복 운동 펌프는, 상술한 바와 같이 비교적 얇게 형성된 다이어프램을 사용하여 구성되어 있기 때문에, 다이어프램에 과부하가 발생했을 경 우에는 다이어프램에 변형 혹은 균열 등이 생길 우려가 있었다.

이러한 다이어프램의 변형 혹은 균열 등을 방지하기 위한 기술을 구비한 왕복 운동 펌프로서는, 예를 들면, 일본 특허공개 쇼와 61-61990 호 공보(참고문헌 1)에 개시된 펌프가 알려져 있다. 여기서 개시된 왕복 운동 펌프에 있어서는, 다이어프램과 함께 작동하는 판 유닛이 설치되어 있고, 다이어프램에 대하여 과부하가 작용하기 전에, 판 유닛에 의해서 다이어프램의 움직임을 제한함과 동시에, 작동유의 유입상태를 제어하도록 구성되어 있다.

또, 종래기술에 의한 유체 반송경로에 있어서는, 반송 유체의 역류를 방지하기 위해 볼 등을 포함하여 구성된 역류 방지판이 사용된다. 특히, 고점도의 유체(점착성 액체)를 반송시킬 때에는, 유로의 폐색을 확실하게 행하기 때문에, 예를 들면, 일본 특허공개 2000-356274 호(참고문헌 2) 기재와 같이, 스프링 등의 부세(付勢)수단을 사용하여 볼의 이동을 행하는 구성의 것이 알려져 있다. 즉, 고점도의 유체를 반송시킬 경우에는, 판체인 볼 등에 마찰저항이 작용하고, 볼 등의 착석이 늦어지고, 그 사이 유체가 유로 내를 역류한다. 그 결과, 펌프에 있어서의 토출유량이 감소하고, 펌프의 정량성 등에 영향을 미친다. 따라서, 종래기술에 의하면, 상술한 바와 같이, 판체인 볼의 착석을 빠르게 하기 위해서 볼의 상부에 스프링 등의 부세수단을 설치하고 있다.

그러나, 상기 참고문헌 1에 개시된 왕복 운동 펌프에 있어서는, 작동유의 흐름 제어를 행하기 위한 릴리프 판(27)과, 작동유 안에 혼입 혹은 발생한 공기 등의 가스를 배출하기 배기판(18)이 필수적이고, 특히 이 가스 배출부를 사용한 가스 배 출 작업이 번잡하다는 문제가 있었다.

상기 종래기술에 따른 왕복 운동 펌프에 있어서는, 작동유로 다이어프램을 왕복 운동시키는 구성이기 때문에 펌프 조립시 혹은 펌프 구동시에 작동유 안에 공기 등의 가스가 혼입하는 등의 경우가 있다. 작동유로 다이어프램을 왕복 운동시키는 구성의 왕복 운동 펌프에 있어서, 이러한 가스 혼입 등은 피하는 것이 바람직하다. 그래서, 종래기술에 따른 왕복 운동 펌프에 있어서는, 다이어프램과 판 유닛 사이에 가스를 배출하기 위한 구성(가스 배출부)을 설치하고, 왕복 운동 펌프 조립 후의 초기 작동시, 및 계속 구동 중의 가스 혼입시에 적의 가스 배출을 행하도록 구성되어 있다.

상기 기구를 사용하여 행해지는 가스 배출은 가스 배출부상에 설치된 볼트 등의 덮개부를 빼내고, 이 가스 배출부에 흡인구 등을 연통(連通)시키는 것에 의해 행해진다. 또한, 이 가스를 배출할 때에는 가스 배출부에서 가스와 함께 작동유가 넘쳐 흐를 수도 있기 때문에 가스 배출부의 주위에는 기름 받이 등을 준비하지 않으면 안 된다.

또, 판 유닛 근방에 설치하거나 릴리프 판에 있어서도, 작동유와 함께 혼입 등을 한 가스가 제거될 경우도 있지만, 참고문헌 1 의 종래기술에 있어서는, 릴리프 판의 구조가 불명확하기 때문에, 작동유 조정과 가스 배출과의 관계는 명확하게 인식할 수 없다.

즉, 종래기술에 있어서는, 가스 배출을 행하기 위한 가스 가스 배출부, 혹은 결과적으로 가스 배출을 행하는 것이 가능한 릴리프 판이 설치되어 있지만, 전자는 가스 배출을 위한 번잡한 작업이 필요하고, 후자는 구조가 불명확하고 또한 적극적으로 가스 배출을 행하는 것이 아니기 때문에, 그 결과 등을 명확하게 파악할 수 없다는 문제가 있었다.

또, 참고문헌 2 의 종래기술에 따른 역류 방지판에 있어서는, 유로의 폐색을 확실하게 행하기 위해서 스프링 등의 부세수단을 사용하여 판체인 볼의 이동이 이루어지지만, 이와 같은 구성의 경우에는, 판체와 판좌(弁座) 사이의 저항력이 증가하고 흡입공정시에 캐피테이션 등이 발생하여, 펌프 능력이 저하할 우려가 있었다. 게다가, 강력한 스프링 등을 사용하면, 펌프 시동시 유체가 자급되지 않기 때문에 「프라이밍 액(呼液)」을 행할 필요가 있다. 또, 유로의 폐색시에 스프링 등에 의해서 볼이 판좌에 꽉 눌리기 때문에, 볼이나 판좌 등이 국부적로 또는 불균일하게 마모된다는 문제가 있었다.

게다가, 종래기술에 따른 왕복 운동 펌프를 사용했을 경우에는, 고점도의 유체(점착성 액체)를 반송시킬 때에는, 상기 역류 방지판 등을 사용했을 경우라도 유체를 적절하게 정량적으로 반송할 수 없다는 문제가 있었다. 구체적으로, 유체의 점도가 높을 경우에는 유체가 흐르기 어렵고, 단순히 다이어프램 등의 왕복 운동 수단을 구동시키는 것만으로는 유체를 적절하게 흡입할 수 없기 때문에, 정량 반송을 실현하는 것이 곤란하다는 문제가 있었다.

그래서, 본 발명은, 번잡한 작업 등을 행하지 않고, 가스를 적절하게 또한 자동적으로 배출하는 것이 가능한 가스 배출기구를 구비한 왕복 운동 펌프를 제공하는 것을 과제로 한다.

또, 본 발명은 유로의 폐색을 확실하게 행하는 것이 가능하고, 프라이밍 액 등을 사용하지 않고, 볼이나 판좌 등의 국부적 또는 불균일한 마모를 감소시키는 것이 가능한 판좌를 제공하는 것을 과제로 한다.

게다가, 본 발명은 고점도의 유체를 반송할 경우라도 정량 반송을 실현 가능한 왕복 운동 펌프를 제공하는 것을 과제로 한다.

(발명의 개시)

본 발명에 의한, 유체를 반송하도록 왕복 운동하는 다이어프램과, 상기 다이어프램을 설치한 다이어프램 구동실과, 상기 다이어프램을 왕복 운동시키기 위한 구동력을 공급하는 구동력 공급부를 구비하고, 상기 구동력 공급부의 구동력이 작동유를 개재하여 상기 다이어프램 구동실 내의 다이어프램에 전달되도록 구성되고, 상기 구동력 공급부와 상기 다이어프램 구동실 사이에는 상기 작동유를 제한하는 작동유 제한실이 설치되어 있고, 상기 작동유 제한실 내의 위쪽 위치에 설치된 제 1 가스 배출부와, 상기 다이어프램 구동실 내의 위쪽 위치에 설치된 제 2 가스 배출부를 가지고, 상기 제 1 가스 배출부와 상기 제 2 가스 배출부가 연통되어 하나의 가스 배출부 기구가 구성되어 있고, 상기 가스 배출기구에는 상기 제 1 가스 배출부로부터 상기 제 2 가스 배출부로의 유체의 역류를 방지하도록 역류 방지체가 설치된 유체를 반송하기 위한 왕복 운동 펌프가 제공된다.

이와 같은 구성에 의하면, 복수의 가스 배출부(제 1 및 제 2 가스 배출부)가 연통되어 하나의 가스 배출기구가 구성되어 있기 때문에, 복수의 가스 배출부로부터 배출되는 가스를, 하나의 가스 배출기구를 조정하는 것만으로 적절하게 배출 가능하다.

또, 상기 작동유 제한실에는 상기 다이어프램에 연접(連接)되어 다이어프램과 함께 구동하는 판체와 상기 판체와 끼움 결합되어 상기 다이어프램 구동실에 공급되는 상기 작동유를 제한할 수 있는 판좌가 설치되어 있고, 상기 작동유 제한실 내에 있어서의 상기 구동력 공급부와 상기 판좌 사이에 상기 제 1 가스 배출부의 한쪽 끝 부분이 설치되고, 상기 다이어프램실 내에 있어서의 상기 판좌와 상기 다이어프램 사이에 상기 제 2 가스 배출부의 한쪽 끝부분이 설치되어 있는 구성이 바람직하다.

이 바람직한 구성에 의하면, 상기 판체 등을 사용함으로써, 상기 다이어프램에 대한 과부하 등을 적절하게 제한하고, 이 판체 및 판좌의 전후(다이어프램 구동실 및 작동유 제한실)에 각각 제 1 가스 배출부 및 제 2 가스 배출부가 설치되어 있기 때문에 다이어프램 주변의 가스를 적절하게 배출하는 것이 가능하게 된다.

또, 상기 제 1 가스 배출부의 다른 쪽 끝 부분과 상기 제 2 가스 배출부의 타측 단부가 근접하여 설치되어 있고, 상기 제 1 가스 배출부로부터 유체가 배출될 때에는, 그 유체의 압력에 의해 상기 제 2 가스 배출부의 타측 단부를 폐색하도록 상기 제 2 가스 배출부의 타측 단부에 압압되고, 상기 제 2 가스 배출부로부터 유체가 배출될 때에는, 그 유체의 압력에 의해 상기 제 2 가스 배출부의 타측 단부를 개방하게 하고, 상기 제 2 가스 배출부의 타측 단부로부터 들어 올려지도록 상기 제 2 가스 배출부의 타측 단부 상에 상기 역류 방지체가 설치되어 있는 구성이 바람직하다.

이 바람직한 구성에 의하면, 두 개의 가스 배출부를 연통시킨 구성으로서 상기 역류 방지체가 설치되어 있기 때문에, 다이어프램 구동실 측으로의 가스 및 작동유의 역류를 방지하고, 왕복 운동 펌프를 적절하게 구동시킬 수 있다.

또, 상기 가스 배출기구가 상기 제 1 가스 배출부, 상기 제 2 가스 배출부, 상기 역류 방지체, 및 유체 배출 조정부를 포함하여 구성되어 있고, 상기 유체 배출 조정부는 상기 역류 방지체의 상부에 설치된 볼체와, 상기 볼체의 리프트 양을 조정할 수 있는 조정 밸브를 포함하여 구성되어 있는 구성이 바람직하다.

이 바람직한 구성에 의하면, 리프트 양과 상기 볼체의 리프트 양을 각각 소정의 간격으로 하여, 상기 제 1 가스 배출부 및 상기 제 2 가스 배출부로부터 자동적으로 가스 배출이 행해지는 구성이 바람직하다.

그리고 이 경우에는, 상기 역류 방지체의 리프트 양이 0.5mm ~ 2.0mm정도이고, 상기 볼체의 리프트 양이 0.5mm ~ 2.0mm정도인 구성이 바람직하다. 또, 상기 역류 방지체의 리프트 양으로서는 1.0mm ~ 1.5mm정도가 더욱 바람직하고, 또 상기 볼체의 리프트 양으로서는 0.5mm ~ 1.0mm정도가 더욱 바람직하다.

또, 상기 역류 방지체가 볼체이고, 자동유의 비중에 가까운 비중을 가지는 재료를 사용하여 구성되어 있는 것이 바람직하다. 작동유의 비중에 가까운 비중을 가지는 재료로서는, 예를 들면 폴리프로필렌 등을 들 수 있다.

또, 적어도 상기 제 1 가스 배출부 및 상기 제 2 가스 배출부의 한쪽으로부터 배출되는 작동유를 보충하도록 작동유 보충기구가 설치되어 있는 구성이 바람직하다.

상기 작동유 보충기구로서는, 예를 들면 가스 배출시에 있어서의 작동유의 유출을 미리 상정하여 그만큼의 작동유를 공급하도록 구성된 보조 플런저 기구나, 다이어프램 구동실 내의 압력 변동에 따라서 적의 작동유를 공급 가능한 작동유 보급판(보충 압력을 가변 가능한 작동유 보급판)을 들 수 있다.

이 바람직한 구성에 의하면, 상기 작동유 보충기구(보조 플런저 기구, 작동유 보급판 등)가 설치되어 있기 때문에, 가스 배출시에 있어서의 작동유의 유출을 미리 감안하여 그것에 대응한 작동유의 보급, 혹은 다이어프램 구동실이 과잉 부압상태가 됐을 때의 작동유의 보급을 적절하게 행하는 것이 가능해지고, 펌프 효율을 저하시키지 않고, 안정적인 상태로 왕복 운동 펌프의 운전을 유지할 수 있다.

본 발명의 다른 특징에 의하면, 유체의 유통경로를 가지는 본체부와, 상기 유통경로를 개폐시키도록 상기 본체부 내에 설치된 판체와, 상기 판체에 부세력을 작용시키도록 상기 본체부 내에 설치된 부세수단을 사용하여 구성된 역류 방지판으로, 상기 부세수단이 상기 유통경로에 있어서의 상기 유체의 입구 측에 상기 판체에 부세하도록 설치되고, 상기 판체로 상기 유통경로가 폐색됐을 때에, 상기 판체와 상기 부세수단 사이에 소정의 간격을 가지는 것을 특징으로 하는 역류 방지판이 제공된다.

이와 같은 구성에 의하면, 상기 판체가 상기 부세수단에 의해서 상기 유체의 입구 측에 부세되고 있기 때문에 상기 유체에 있어서의 상기 유통경로의 폐색성을 높일 수가 있다. 또, 이와 같은 구성에 의하면 상기 판체에 의해서 상기 유통경로를 폐색했을 때에 있어서, 상기 부세수단과 상기 판체 사이에 상기 소정의 간격이 마련되어 있기 때문에, 상기 부세수단에 의해 상기 판체가 판좌에 강제적으로 꽉 눌려지지 않는다. 따라서, 이러한 구성에 의하면, 상기 판체 및 판좌 등의 마모를 효과적으로 감소시킬 수 있다.

또, 본 발명의 다른 특징에 의하면, 유체의 유통경로를 가지는 본체부와, 상기 유통경로를 개폐시키도록 상기 본체부 내에 설치된 판체를 사용하여 구성되고, 적어도 상기 본체부 및 상기 본체부 외부의 한쪽에 전자석 수단이 설치되고, 상기 판체가 자성체 재료를 사용하여 구성되어 있고, 상기 판체로 행해지는 상기 유통경로의 개폐 타이밍에 따라서, 상기 전자석 수단에 대한 통전 타이밍 및 극성 전환 타이밍 중 한쪽이 결정되는 것을 특징으로 하는 역류 방지판이 제공된다. 또한, 상기 구성에 있어서 상기 전자석 수단을 상기 본체부 내에 설치했을 경우, 상기 유통경로 내에 설치되는 것이 아니고, 상기 유통경로를 그리고 있는 벽부 내에 설치된다. 또는, 상기 전자석 수단을 별도 설치하는 것을 대신해서, 상기 판 본체부 자체를 전자석 수단으로 기능하도록 구성해도 좋다.

이와 같은 구성에 의하면, 상기 전자석 수단을 사용하여 상기 판체가 이동하게 되기 때문에, 상기 전자석 수단에 대한 통전 타이밍 등을 조절함으로써, 상기 판체를 적절하게 이동할 수 있다. 즉, 작동시에 높은 응답성을 가지는 역류 방지판을 얻는 것이 가능해지기 때문에, 상기 유체의 점성이 높은 경우 등이라도 유통경로를 적절한 타이밍으로 개폐할 수 있다.

또, 이 구성에 있어서는, 상기 판체가 상기 전자석 수단에 의해서 이동 가능하기 때문에, 상기 판체를 들어올려서, 상기 유통경로를 오픈으로 할 수 있다. 따라서 이 구성에 의하면, 라인 세정 후에 라인 내의 세정액 혹은 라인 내의 반송 유체를 상기 판체를 들어올려서 유통경로를 오픈으로 함으로써, 필요에 따라 용이하게 배출, 회수 등을 할 수 있다.

또, 상기 전자석 수단에 대한 전력공급 라인에 캐패시터가 설치된 구성이 바람직하다. 이 구성에 의하면, 상기 전자석 수단에 대하여 순간적으로 큰 전력공급을 행할 수 있고, 상기 전자석 수단에 있어서는 큰 전자력을 발생할 수 있으므로, 보다 닫힘 응답성이 높은 역류 방지판을 얻을 수 있다.

게다가, 본 발명의 다른 특징에 의하면, 유체를 반송하도록 왕복 운동하는 제 1 다이어프램 및 제 2 다이어프램과, 상기 제 1 및 제 2 다이어프램을 설치한 다이어프램 구동실과, 상기 제 1 및 제 2 다이어프램을 왕복 운동시키기 위한 구동력을 공급하는 구동력 공급부를 구비하고, 상기 구동력 공급부가 하나의 편심(偏心) 캠과, 상기 편심 캠의 회전에 의해서 왕복 운동하는 제 1 피스톤 및 제 2 피스톤부를 포함하여 구성되고, 상기 제 1 및 제 2 피스톤부의 구동력이 작동유를 개재하여 상기 제 1 및 제 2 다이어프램에 전달되도록 구성되고, 상기 다이어프램 구동실 내의 유체 반송실에 상기 유체를 반송하도록 보조 구동부가 설치되어 있는 유체를 반송하기 위한 왕복 운동 펌프가 제공된다.

상기 보조 구동부가 유체를 반송하도록 왕복 운동하는 제 1 보조 다이어프램 및 제 2 보조 다이어프램과, 상기 제 1 및 제 2 보조 다이어프램을 왕복 운동시키는 보조 편심 캠을 가지고, 상기 보조 편심 캠이 상기 편심 캠을 구동시키는 구동력 전달축을 사용하여 회전 구동시키게 하는 구성이 바람직하다. 또한, 상기 보조 편심 캠은 상기 구동력 전달축을 사용하여 같은 주기로 회전 구동하도록 구성해도 좋다.

게다가, 본 발명의 다른 특징에 의하면 유체를 반송하도록 왕복 운동하는 다이어프램과, 상기 다이어프램을 설치한 다이어프램 구동실과, 상기 다이어프램을 왕복 운동시키기 위한 구동력을 공급하는 구동력 공급부를 구비하고, 상기 다이어프램의 상류측 및 하류측에 각각 역류 방지판이 설치되어 있고, 상기 역류 방지판이 유체의 유통경로를 가지는 본체부와, 상기 유통경로를 개폐시키도록 상기 본체부 내에 설치된 판체와, 상기 판체에 부세력을 작용시키도록 상기 유통경로에 상기 유체의 입구측에 상기 판체를 부세하도록 설치되고, 상기 판체로 상기 유통경로가 폐색됐을 때에, 상기 판체와 상기 부세수단 사이에 소정의 간격을 가지는 유체를 반송하기 위한 왕복 운동 펌프가 제공된다.

또, 본 발명의 다른 특징에 의하면, 유체를 반송하도록 왕복 운동하는 제 1 다이어프램 및 제 2 다이어프램과, 상기 제 1 및 제 2 다이어프램을 설치한 다이어프램 구동실과, 상기 제 1 및 제 2 다이어프램을 왕복 운동시키기 위한 구동력을 공급하는 구동력 공급부를 구비하고, 상기 구동력 공급부가 하나의 편심 캠과, 상기 편심 캠의 회전에 의해서 왕복 운동하는 제 1 피스톤부 및 제 2 피스톤부를 포함하여 구성되고, 상기 제 1 및 제 2 피스톤부의 구동력이 작동유를 개재하여 상기 제 1 및 제 2 다이어프램에 전달되도록 구성되고, 상기 다이어프램 구동실 내의 유체 반송실에 상기 유체를 반송하도록 보조 구동부가 설치되어 있고, 상기 보조 구동부가 유체를 반송하도록 왕복 운동하는 제 1 보조 다이어프램 및 제 2 보조 다이어프램과, 상기 제 1 및 제 2 보조 다이어프램을 왕복 운동시키는 보조 편심 캠을 가지고, 상기 보조 편심 캠이, 상기 편심 캠을 구동시키는 구동력 전달축을 사용하여 회전 구동시키게 된다. 또한, 상기 보조 편심 캠은 상기 편심 캠을 구동시키는 구동력 전달축을 사용하여 같은 주기로 회전 구동되도록 구성해도 좋다. 또, 상기 제 1 및 제 2 다이어프램의 상류측 및 하류측에 각각 역류 방지판이 설치되어 있고, 상기 역류 방지판이 유체의 유통경로를 가지는 본체부와, 상기 유통경로를 개폐시키도록 상기 본체부 내에 설치된 판체와, 상기 판체에 부세력을 작용시키도록 상기 본체부 내에 설치된 부세수단을 사용하여 구성되고, 상기 부세수단이 상기 유통경로에 있어서의 상기 유체의 입구 측에 상기 판체에 부세하도록 설치되고, 상기 판체로 상기 유통경로가 폐색됐을 때에, 상기 판체와 상기 부세수단 사이에 소정의 간격을 가지는 유체를 반송하기 위한 왕복 운동 펌프가 제공된다.

게다가 본 발명의 다른 특징에 의하면, 유체를 반송하도록 왕복 운동하는 다이어프램과, 상기 다이어프램을 설치한 다이어프램 구동실과, 상기 다이어프램을 왕복 운동시키기 위한 구동력을 제공하는 구동력 공급부를 구비하고, 상기 다이어프램의 상류측 및 하류측에 각각 역류 방지판이 설치되어 있고, 상기 역류 방지판이 유체의 유통경로를 가지는 본체부와, 상기 유통경로를 개폐시키도록 상기 본체부 내에 설치된 판체를 사용하여 구성되고, 적어도 상기 본체부 및 상기 본체부 외부의 한쪽에 전자석 수단이 설치되고, 상기 판체가 자성체 재료를 사용하여 구성되어 있고, 상기 판체로 행해지는 상기 유통경로의 개폐 타이밍에 따라서, 상기 전자석 수단에 대한 통전 타이밍 및 극성 전환 타이밍 중 한쪽이 결정되는 유체를 반송하기 위한 왕복 운동 펌프가 제공된다. 또한, 상기 구성에 있어서 상기 전자석 수단을 상기 본체부 내에 설치한 경우, 상기 유통경로 내에 설치되는 것이 아니고, 상기 유통경로를 그리고 있는 벽부 내에 설치된다. 또는, 상기 전자석 수단을 별도로 설치하는 것을 대신하여, 상기 판 본체부 자체를 전자석 수단으로서 기능하도록 구성해도 좋다.

또, 본 발명의 다른 특징에 의하면, 유체를 반송하도록 왕복 운동하는 제 1 다이어프램 및 제 2 다이어프램과, 상기 제 1 및 제 2 다이어프램을 설치한 다이어프램 구동실과, 상기 다이어프램을 왕복 운동시키기 위한 구동력을 공급하는 구동력 공급부를 구비하고, 상기 구동력 공급부가 하나의 편심 캠과, 상기 편심 캠의 회전에 의해서 왕복 운동하는 제 1 피스톤부 및 제 2 피스톤부를 포함하여 구성되고, 상기 제 1 및 제 2 피스톤부의 구동력이 작동유를 개재하여 상기 제 1 및 제 2 다이어프램에 전달되도록 구성되고, 상기 다이어프램 구동실 내의 유체 반송실에 상기 유체를 반송하도록 보조 구동부가 설치되어 있고, 상기 보조 구동부가 유체를 반송하도록 왕복 운동하는 제 1 보조 다이어프램 및 제 2 다이어프램과, 상기 제 1 및 제 2 보조 다이어프램을 왕복 운동시키는 보조 편심 캠을 가지고, 상기 보조 편심 캠이 상기 편심 캠을 구동시키는 구동력 전달축을 사용하여, 회전 구동시키게 되고, 상기 제 1 및 제 2 다이어프램의 상류측 및 하류측에 각각 역류 방지판이 설치되어 있고, 상기 역류 방지판이 유체의 유통경로를 가지는 본체부와, 상기 유통경로를 개폐시키도록 상기 본체부 내에 설치된 판체를 사용하여 구성되고, 적어도 상기 본체부 및 상기 본체부 외부 중 한쪽에 전자석 수단이 설치되고, 상기 판체가 자성체 재료를 사용하여 구성되어 있고, 상기 판체로 행해지는 상기 유통경로의 개폐 타이밍에 따라서, 상기 전자석 수단에 대한 통전 타이밍 및 극성 전환 타이밍 중 한쪽이 결정되는, 유체를 반송하기 위한 왕복 운동 펌프가 제공된다. 또한, 상기 구성에 있어서 상기 전자석 수단을 상기 본체부 내에 설치했을 경우, 상기 유통경로 내에 설치되는 것이 아니고, 상기 유통경로를 그리고 있는 벽부 내에 설치된다. 또는, 상기 전자석 수단을 별도로 설치하는 것을 대신하여 상기 판 본체부 자체를 전자석 수단으로서 기능하도록 구성해도 좋다.

상기 전자석 수단에 대한 전력 공급 라인에 캐패시터가 설치된 구성이 바람직하다. 이와 같은 구성에 의하면, 닫힘 응답성 등이 높은 역류 방지판을 가지는 왕복 운동 펌프를 얻는 것이 가능해지고, 고정밀도의 정량 반송을 실현할 수 있다.

또, 본 발명의 다른 특징에 의하면, 반송되는 유체와 접한 상태로 왕복 운동하는 제 1 및 제 2 다이어프램을 포함하여 구성된 왕복 운동 펌프에 있어서, 제 1 다이어프램의 접액면과 제 2 다이어프램의 접액면이, 반송경로를 가지는 펌프 헤드를 개재하여 거의 평행하게 마주 볼 수 있도록 설치되어 있고, 상기 제 1 다이어프램의 접액면과 상기 제 2 다이어프램의 접액면과 상기 펌프 헤드를 사용하여 유체 반송 영역이 형성되어 있는 왕복 운동 펌프가 제공된다.

여기서, 「유체 반송 영역」이란, 각 다이어프램(제 1 다이어프램, 제 2 다이어프램)을 구동시킴으로써, 상기 펌프 헤드의 반송경로(펌프 헤드 내에 설치된 유체가 반송되는 경로)에 접속된 배관부 외에 대해서는 누설시키는 일 없이, 상기 유체를 적절하게 반송시키는 것이 가능한 영역을 말한다.

이와 같은 구성에 의하면, 상기 펌프 헤드를 개재하여 두 개의 다이어프램을 마주 보고 설치하고 있기 때문에, 단순히 두 개의 독립한 펌프 헤드부를 가지는 펌프와 비교하여, 왕복 운동 펌프를 구성할 때의 부품 점수를 대폭적으로 감소시킬 수 있다. 또, 부품 점수의 감소에 수반하고, 봉지(封止)부의 수도 삭감 가능하기 때문에, 봉지부의 감소분만큼 액체가 샐 가능성을 줄일 수 있다. 게다가, 부품 점수를 적게 하는 것이 가능해지기 때문에 각 구성요소의 제작 오차, 조립 오차의 발생확률을 줄일 수 있다. 또, 이와 같은 구성에 의하면 마주보는 다이어프램 사이에 상기 펌프 헤드가 설치되어 있기 때문에, 제 1 다이어프램의 움직임이 제 2 다이어프램 또는 그 반대에 대하여 악영향을 미치는 일 없이, 각 다이어프램이 각각 소정의 움직임을 적절하게 실시할 수 있다. 따라서, 이와 같은 구성의 왕복 운동 펌프에 의하면, 각 다이어프램에 있어서의 토출유량이 적절하게 유지되고, 효과적으로 반송 유체의 맥동을 방지할 수 있다.

게다가, 본 발명에 따른 왕복 운동 펌프에 있어서는, 상기 다이어프램 및 상기 펌프 헤드를 포함하여 구성되는 반송 유체 유통 블록이 상기 유체 반송 영역으로부터 상기 유체를 누설시키는 일 없이, 분리 가능한 구성이 바람직하다. 이 분리 가능한 구성에 의하면, 메인터넌스 처리를 효율적으로 행하는 것이 가능해진다. 즉, 이와 같은 왕복 운동 펌프에 의하면 반송 유체 유통 블록을 분해하는 등의 일 없이 배관부 등을 꺼내고, 구동력 공급부의 메인터넌스(예를 들면, 편심 캠, 위치 규제 부세수단의 교환 등)를 행하는 것이 가능해지므로, 독립한 두 개의 펌프 헤드부를 가지는 종래의 펌프와 같이, 두 개의 펌프 헤드부의 분해·조립 등을 행하는 일 없이 메인터넌스 처리를 행할 수 있다. 따라서, 상기 반송 유체 유통 블록 내를 유통하는 반송 유체를 미리 제거하는 일 없이, 상기 구동력 공급부 등의 메인터넌스를 행하는 것이 가능한, 메인터넌스성이 뛰어난 왕복 운동 펌프를 얻을 수 있다.

또, 본 발명의 다른 특징에 의하면 반송되는 유체와 접한 상태로 왕복 운동하는 다이어프램과, 상기 다이어프램을 구동시키는 구동력 공급부를 구비한 왕복 운동 펌프에 있어서, 상기 구동력 공급부가 하나의 편심 캠과, 상기 편심 캠의 회전에 의해서 왕복 운동하는 제 1 의 피스톤부 및 제 2 의 피스톤부와, 상기 제 1 및 제 2 의 피스톤부의 위치를 조정하는 조정수단을 포함하여 구성되어 있고, 상기 조정수단이 상기 제 1 및 제 2 의 피스톤부를 상기 편심 캠이 위치하는 방향으로 부세력을 부세하는 기능과, 상기 편심 캠의 대각선 거리의 변화에 기인하는 상기 제 1 의 피스톤부와 상기 제 2 의 피스톤부 사이에 발생하는 틈을 흡수할 수 있는 완충기능을 가지는 왕복 운동 펌프가 제공된다.

이와 같은 구성에 의하면, 하나의 편심 캠으로 두 개의 피스톤부를 구동시키도록 구성되어 있기 때문에, 두 개의 편심 캠을 사용할 경우와 비교하여, 편심 캠 형상의 동일성 등이 요구되는 일이 없게 된다. 따라서, 두 개의 편심 캠을 사용하는 경우와 같이 높은 조립 정밀도 등을 요구하지 않고, 효율적으로 왕복 운동 펌프 및 각 구성요소를 제작·조립 등을 할 수 있다.

게다가, 상기 제 2 의 피스톤부가 안이 빈 상태로 형성되어 있고, 상기 제 2 의 피스톤부의 내부에 상기 편심 캠과 상기 제 1 의 피스톤부가 설치되고, 상기 제 1 의 피스톤부의 외면부와 상기 제 2 의 피스톤부의 내면부 사이에 상기 조정수단이 설치되어 있고, 상기 편심 캠의 회전에 의해서 상기 제 1 의 피스톤부와 상기 제 2 의 피스톤부가 상기 조정수단을 수반하여 왕복 운동하는 구성이 바람직하다.

이 바람직한 구성에 의하면 상기 편심 캠의 회전에 의해서, 상기 조정수단(위치 규제 부세수단)을 끼운 상태로 상기 피스톤부가 각각 슬라이드하면서, 왕복 운동을 반복하게 되기 때문에, 상기 피스톤부의 왕복 운동 거리에 대하여 상기 조정수단의 최대 휨 거리를 꽤 작게 할 수 있다. 따라서, 이 바람직한 구성에 의하면, 소형이고 또한 저강도의 부세수단(스프링 등)을 사용하여 상기 조정수단을 구성하는 것이 가능해지기 때문에, 나아가서는 왕복 운동 펌프의 소형화를 실현할 수 있다.

게다가, 본 발명에 따른 왕복 운동 펌프에 있어서는 상기 제 1 및 제 2 의 피스톤부의 왕복 운동 방향과, 상기 조정수단의 부세방향 및 완충방향이 거의 평행한 구성이 바람직하다.

게다가, 본 발명에 따른 왕복 운동 펌프에 있어서는 상기 조정수단이 하나의 스프링 등으로 이루어지는 부세부재를 사용하여 구성되어 있는 것이 바람직하다.

게다가, 본 발명에 따른 왕복 운동 펌프에 있어서는, 상기 제 1 피스톤부의 단면부와 하나의 다이어프램 사이에 형성된 제 1 의 공간과, 상기 제 2 의 피스톤부의 단면부와 다른 다이어프램 사이에 형성된 제 2 의 공간이, 각각 거의 밀폐상태로 구성되어 있고, 상기 각 공간 내에는 작동유가 충전되어 있고, 상기 제 1 및 제 2 의 피스톤부의 왕복 운동에 기초하여 상기 작동유에 압력이 작용하여 상기 압력에 의해 상기 1 및 다른 다이어프램이 왕복 운동하는 구성이 바람직하다.

이 바람직한 구성에 의하면, 상기 피스톤부로부터의 구동력을 상기 다이어프램에 대하여 효과적으로 전달하는 것이 가능해지고, 상술한 여러 효과를 이루는 상기 구동력 공급부를 사용하여, 소형화 등을 실현 가능한 왕복 운동 펌프를 얻을 수 있다.

또, 본 발명의 다른 특징에 의하면, 반송되는 유체와 접한 상태로 왕복 운동하는 다이어프램과, 상기 다이어프램을 구동시키는 구동력 공급부를 구비한 왕복 운동 펌프에 있어서, 상기 구동력 공급부가 하나의 편심 캠과, 상기 편심 캠의 회전에 의해서 왕복 운동하는 제 1 의 피스톤부 및 제 2 의 피스톤부와, 상기 편심 캠의 구동력을 상기 각 피스톤부에 전달하도록 상기 편심 캠에 접하는 접촉전동요소(회동축)를 포함하여 구성되어 있고, 상기 편심 캠과 상기 접촉전동요소(회동축) 사이에 발생하는 압력각을 억제하도록 상기 접촉전동요소(회동축)가 상기 편심 캠보다 작은 지름으로 형성되어 있는 것을 특징으로 하고 있다. 즉, 본 발명에 따른 왕복 운동 펌프에 있어서는 상기 접촉전동요소(회동축)는 가능한 한 작게 형성되어 있는 것이 바람직하다.

이와 같은 구성에 의하면, 상기 접촉전동요소(회동축)를 가능한 한 작게 형성함으로써, 상기 편심 캠과의 사이에 발생하는 압력각을 작게 하여, 왕복 운동 펌프의 수명의 장수화를 꾀하고, 장기간의 무맥동 반송을 실현할 수 있다.

게다가, 본 발명에 따른 왕복 운동 펌프에 있어서는 상기 각 피스톤부에 베어링이 설치되어 있고, 상기 각각의 베어링은 대응하는 상기 접촉전동요소(회동축)를 지지하기 위한 복수의 링을 가진 내륜 유닛을 더 구비하고 있는 것이 바람직하다. 이 바람직한 구성에 의하면, 상기 편심 캠과 링의 내륜 측을 따라서 상기 접촉전동요소(회동축)가 접하기 때문에, 편심 캠이 베어링의 외륜 측을 따라서 상기 접촉전동요소(회동축)와 접할 경우와 비교하여, 상기 편심 캠과 상기 접촉전동요소(회동축) 사이에 발생하는 압력각보다 작게 할 수 있다. 그렇게 함으로써 상기와 같이 왕복 운동 펌프의 수명을 장수화할 수 있다.

게다가 본 발명에 따른 왕복 운동 펌프에 있어서는, 상기 각 피스톤부에 각각 두 개 이상의 베어링이 설치되어 있고, 상기 각 피스톤부에 있어서는, 상기 베어링과 상기 편심 캠으로 지지되도록 상기 접촉전동요소(회동축)가 설치되어 있는 구성이 바람직하다. 이 바람직한 구성에 의하면 상기 접촉전동요소(회동축)가 소정의 강도 등을 가지는 것이라면, 베어링 혹은 편심 캠 등의 크기에 좌우되지 않고 상기 접촉전동요소를 필요 최소한의 크기로 할 수 있다. 따라서, 상기와 같이 압력각을 작게 하여 왕복 운동 펌프의 수명을 장수화할 수 있다.

게다가 본 발명에 따른 왕복 운동 펌프에 있어서는, 상기 제 1 피스톤부 및 상기 제 2 피스톤부의 위치를 조정하는 조정수단이 설치되어 있고, 상기 조정수단이 상기 제 1 및 제 2 의 피스톤부에 설치된 상기 접촉전동요소를 상기 편심 캠이 위치하는 방향으로 부세시키는 기능과, 상기 편심 캠의 대각선 거리의 변화에 기인하는 상기 제 1 의 피스톤부와 상기 제 2 의 피스톤부 사이에 발생하는 틈을 흡수할 수 있는 완충기능을 가지는 구성이 바람직하다. 상기 조정수단은, 예를 들면 스프링 등의 부세수단을 포함하여 구성된다.

또 본 발명의 다른 특징에 의하면, 반송되는 유체와 접한 상태로 왕복 운동하는 다이어프램과, 상기 다이어프램을 구동시키는 구동력 공급부를 구비한 왕복 운동 펌프에 있어서, 상기 구동력 공급부가 하나의 편심 캠과, 상기 편심 캠의 회전에 의해 왕복 운동하는 제 1 의 피스톤부 및 제 2 의 피스톤부와, 상기 편심 캠의 구동력을 상기 각 피스톤부에 전달하도록 상기 편심 캠에 접하는 접촉전동요소(회동축)를 포함하여 구성되어 있고, 상기 다이어프램의 구동상태를 조정 가능한 구동저장기구가 설치되어 있는 왕복 운동 펌프가 제공된다.

이와 같은 구성에 의하면, 상기 구동조정기구를 설치함으로써 상기 다이어프램의 구동상태를 적의 조정 가능하기 때문에, 상기 왕복 운동 펌프의 토출 측으로 맥동 등이 발행했다고 해도, 그 맥동부분의 감소분을 보정하도록 상기 다이어프램을 구동시키는 것이 가능해지고, 효과적으로 맥동을 방지할 수 있는 왕복 운동 펌프를 얻을 수 있다.

게다가 본 발명에 따른 왕복 운동 펌프에 있어서는, 상기 피스톤부의 구동력이 작동유를 개재하여 상기 다이어프램에 전달되도록 구성되어 있고, 상기 구동조정기구가, 각 피스톤부의 움직임에 따라서 구동하는 보조 플런저와 상기 보조 플런저의 작용시간을 조정할 수 있는 조정용 플런저를 가지고, 상기 보조 플런저가 상기 작동유를 압압함으로써 상기 다이어프램의 구동상태가 조정되는 구성이 바람직하다.

이 바람직한 구성에 의하면, 상기 왕복 운동 펌프의 토출 측으로 맥동 등이 발생했다고 해도, 상기 보조 플런저에 의해 상기 작동유를 압압함으로써, 상기 맥동부분의 보정을 하도록, 상기 다이어프램을 구동시키는 것이 가능해진다. 따라서, 효과적으로 맥동을 방지하는 것이 가능한 왕복 운동 펌프를 얻을 수 있다.

게다가, 본 발명에 따른 왕복 운동 펌프에 있어서는, 상기 보조 플런저와 상기 조정용 플런저와의 간격이 상기 보조 플런저의 작용시간을 규제하고, 상기 간격을 임의로 설정 가능하도록 상기 조정용 플런저가 구성되어 있는 것이 바람직하다. 이 바람직한 구성에 의하면, 상기 보조 플런저의 작용시간을 임의로 설정하는 것이 가능하기 때문에, 펌프의 기종 차이 등에 의해서, 여러 가지 맥동 등이 발생하는 경우이더라도 각 펌프마다 상기 조정용 플런저를 사용한 조정이 가능하기 때문에, 효과적으로 맥동을 방지하는 것이 가능한 왕복 운동 펌프를 얻을 수 있다.

게다가, 본 발명에 따른 왕복 운동 펌프에 있어서는, 상기 구동조정기구가 상기 편심 캠을 구동시키는 가변속 모터와, 상기 편심 캠의 위치를 검지 가능한 회전위치 검출기와, 상기 회전위치 검출기에 의해서 검출된 상기 편심 캠의 위치를 나타내는 신호에 기초하여 상기 가변속 모터를 제어 가능한 제어수단을 포함하여 구성되어 있는 것이 바람직하다.

이 바람직한 구성에 의하면, 상기 위치신호 및 상기 제어수단을 사용하여, 적의 상기 가변속 모터를 제어 가능하기 때문에, 상기 다이어프램을 구동시키는 상기 편심 캠의 회전속도를 적절하게 제어할 수 있다. 따라서, 맥동 등이 발생했다고 해도, 필요에 따라서 상기 편심 캠의 회전을 제어하고, 상기 다이어프램의 구동상태를 제어함으로써, 효과적으로 맥동 등을 방지하는 것이 가능한 왕복 운동 펌프를 얻을 수 있다.

게다가, 본 발명에 따른 왕복 운동 펌프에 있어서는 유체 반송경로의 토출 측에 맥동검지수단이 설치되어 있고, 상기 맥동검지수단으로 검출된 맥동신호가 상기 제어수단에 피드백되도록 구성되어 있고, 상기 위치신호와 상기 맥동신호와 상기 제어수단에 기초하여 상기 가변속 모터가 제어되는 구성이 바람직하다. 여기서 상기 맥동검지수단으로서는, 반송 유체의 맥동을 어떠한 형태이든지 검지 가능한 유량계, 압력계 등의 검지수단을 사용하는 것이 바람직하다.

게다가 본 발명에 따른 왕복 운동펌프에 있어서는, 상기 가변속 모터가 스텝핑 모터인 구성이 바람직하다. 또, 회전위치검출기가 로터리 인코더 혹은 타코제네레이터인 구성이 바람직하다.

도 1은, 본 발명의 실시형태에 따른 왕복 운동 펌프의 개략 단면도이다.

도 2는, 도 1의 Ⅱ-Ⅱ 단면도이다.

도 3은, 본 실시형태에 따른 왕복 운동 펌프를 이루는 유체 반송부의 확대도이다.

도 4는, 본 실시형태에 따른 왕복 운동 펌프를 이루는 가스 배출기구의 확대도이다.

도 5A 및 도 5B는, 본 실시형태에 따른 왕복 운동 펌프를 이루는 보조 플런저 기구의 확대도이고, 각각은 보조 플런저의 구동개시시 및 구동종료시를 나타내고 있다.

도 6A 및 도 6B는, 본 실시형태에 따른 왕복 운동 펌프를 이루는 보조 플런저의 유량을 0으로 조정했을 경우의 보조 플런저 기구의 확대도이고, 각각 보조 플런저의 구동개시시 및 구동종료시를 나타내고 있다.

도 7은, 다른 실시형태에 따른 왕복 운동 펌프를 이루는 가스 배출기구의 확대도이다.

도 8은, 다른 실시형태에 따른 왕복 운동 펌프를 이루는 가스 배출기구의 확대도이다.

도 9A 및 도 9B는, 본 발명의 실시형태에 따른 역류 방지판의 제 1 실시형태를 나타내는 개략 단면도이다.

도 10은, 본 발명의 실시형태에 따른 역류 방지판의 제 2 실시형태를 나타내는 개략 단면도이다.

도 11은, 본 발명의 실시형태에 따른 역류 방지판의 제 3 실시형태를 나타내는 개략 단면도이다.

도 12는, 본 발명의 다른 실시형태에 따른 왕복 운동 펌프의 외관 정면도이다.

도 13은, 도 12에 나타낸 왕복 운동 펌프의 외관 측면도이다.

도 14는, 도 12의 A - A 단면 개략도이다.

도 15는, 도 13의 B - B 단면 개략도이다.

도 16은, 도 12 등으로 나타낸 왕복 운동 펌프의 각 다이어프램에 있어서의 압력 파형을 나타낸 것이고, 도 16A는 다이어프램에 있어서의 압력 파형을 나타내 고, 도 16B는 보조 다이어프램에 있어서의 압력 파형을 나타내고, 도 16C는 이들 파형을 중합시킨 것을 나타내고 있다.

도 17은, 본 발명의 다른 실시형태에 따른 왕복 운동 펌프의 부분 단면도이다.

이하, 도면에 기초하여 본 발명의 실시형태에 대하여 설명한다.

도 1은, 본 발명의 실시형태에 따른 왕복 운동 펌프의 개략 단면도를 나타낸 것이다. 도 1에 나타내는 바와 같이, 본 실시형태에 따른 왕복 운동 펌프는 다이어프램(제 1 의 다이어프램(1A) 및 제 2 의 다이어프램(1B))을 왕복 운동시킴으로써 유체의 반송을 실현하는 유체 반송부(10A), (10B)와, 이들 다이어프램(1A, 1B)을 구동시키도록 적절한 타이밍으로 작동유를 공급하는 구동력 공급부(40)와, 이 구동력 공급부(40)의 편심 캠(42)을 구동시키는 구동부(70) 등을 포함하여 구성되어 있다.

또, 이 왕복 운동 펌프를 이루는 구동부(70)는, 회전 운동을 발생하는 전동모터(71)와, 이 전동 모터(71)로부터의 회전력을 구동력 전달축(41)에 전달하기 위한 기아부(72) 등을 포함하여 구성되어 있다. 게다가 본 실시형태에 따른 왕복 운동 펌프에 있어서는 구동력 공급부(40)의 좌우 각각에 보조 플런저 기구(100A, 100B)(본 발명의 「작동유 보충기구」에 해당)와 작동유 보급판(150A, 150B)(본 발명의 「작동유 보충기구」에 해당)이 설치되어 있다. 이들에 대해서는 후에 상세히 설명한다.

또한, 본 실시형태에 따른 왕복 운동 펌프는, 맥동방지를 위해서 두 개의 유체 반송부(10A, 10B)를 포함하여 구성되어 있는데, 이들은 구동 타이밍이 다를 뿐 그 구성은 기본적으로 같다. 또, 이와 같이 두 개의 유체 반송부(10A, 10B)를 가지는 것으로, 본 실시형태에 있어서는 그외의 요소(예를 들면, 상술한 보조 플런저 기구(100A, 100B) 및 작동유 보급판(150A, 150B 등)에 대해서도, 같은 구성의 것이 각각 유체 반송부(10A, 10B)에 대응하여 두 개씩 설치되어 있다.

그래서, 이하, 같은 구성요소에 대하여 설명을 행할 경우에는, 같은 부호를 사용하는 것으로 하고, 각각을 구별할 때에는, 필요에 따라서 「A」,「B」의 부호를 부기한다.

도 2는, 도 1의 Ⅱ-Ⅱ 단면도를 나타낸 것이고, 구체적으로는 구동력 공급부(40)의 단면도를 나타낸 것이다. 또한, 이 도 2에 있어서는 보조 플런저의 기재는 생략하고 있다.

도 2에 나타내는 바와 같이 구동력 공급부(40)는, 앞에 서술한 구동부(70)에서 구동력을 받는 구동력 전달축(41)과, 이 구동력 전달축(41)에 부착된 편심 캠(42)과, 이 편심 캠(42)의 움직임에 따라서 왕복 운동하는 피스톤부(제 1 의 피스톤부(43) 및 제 2 의 피스톤부(44))와, 제 1 의 피스톤부(43) 내의 베어링(47)의 내륜 유닛으로 지지된 제 1 의 회동축(45)과, 제 2 의 피스톤부(44) 내의 베어링(48)의 내륜 유닛으로 지지된 제 2 의 회동축(46)과, 제 2 의 피스톤부(44) 내에서 제 1 의 피스톤부(43)와 제 2 의 피스톤부(44)를 적절하게 부세하여, 각 피스톤부(43, 44) 내에 설치되어 있는 각 회동축(45, 46)을 편심 캠(42)에 접촉시키도록 기 능을 하는 조정수단인 위치규제 부세수단(49)과, 이들 각 요소를 내포하고 있는 케이싱부(50) 등을 포함하여 구성되어 있다. 그리고 이상과 같은 요소를 가지는 구동력 공급부(40)에 있어서는, 케이싱부(50) 내벽과 피스톤부(43, 44) 사이의 밀폐공간에 작동유가 충전되어 있다.

본 실시형태에 따른 구동력 공급부(40)에 있어서는, 제 2 의 피스톤부(44)가 안이 빈 상태로 형성되어 있다. 즉, 제 2 의 피스톤부(44)는, 그 내부에 구동력 전달축(41), 편심 캠(42), 제 1 의 피스톤부(43), 베어링(48), 및 위치규제 부세수단(49) 등이 포함 가능하도록 구성되어 있다. 그리고 제 2 의 피스톤부(44)의 내벽부(내면부)(44a)와 제 1 의 피스톤부(43)의 외벽부(외면부)(43a) 사이에는, 위치규제 부세수단(49)이 끼워져 있다. 즉, 이 위치규제 부세수단(49)에 의해서, 제 1 및 제 2 의 피스톤부(43, 44)가 편심 캠(42)이 위치하는 방향으로 힘이 가해지게 된다. 바꿔말하면, 이 위치규제 부세수단(49)의 적절한 부세력에 의해서 제 1 의 피스톤부(43) 내의 제 1 의 회동축(45)과, 제 2 의 피스톤부(44) 내의 제 2 의 회동축(45)가, 항상 편심 캠(42)의 외주면에 접하도록 부세되게 된다.

또, 케이싱부(50)에는 각 배관부(후술한다)에 연통되도록 작동유의 공급구(제 1 의 공급구(51) 및 제 2 의 공급구(52))가 형성되어 있다. 그리고 각 피스톤부(43, 44)의 가장자리면부에서 공급구(51, 52), 배관부(21, 22) 등을 개재하여 각 다이어프램(1, 2)까지의 사이에 형성되는 공간은, 거의 밀폐상태로 구성되어있고, 이 공간 내에는 작동유가 충전되어 있다. 따라서, 본 실시형태에 있어서는, 각 피스톤부(43, 44)의 움직임에 따라서 작동유에 대하여 정압·부압이 작용하고, 이 압 력변동에 의해 각 공급구(51, 52)를 개재하여 작동유가 유통하게 된다. 그리고 이 작동유에 의해서 다이어프램(1, 2)이 왕복 운동하게 된다.

도 3은, 도 1에 나타낸 왕복 운동 펌프의 부분 확대도를 나타낸 것이고, 구체적으로는 유체 반송부(10)의 확대도를 나타낸 것이다. 또한, 본 실시형태에 따른 왕복 운동 펌프는 상술한 바와 같이, 두 개의 유체 반송부(10A, 10B)를 포함하여 구성되어 있지만, 그 구성은 기본적으로는 같다. 따라서, 이 도 3에 있어서는 좌우의 구별을 행하기 위한 「A」,「B」의 기재를 생략한다. 그리고 설명을 행할 때에 좌우의 구별을 필요로 할 경우에는, 도 1에 나타낸 바와 같이 도면의 좌측의 구성요소에 대해서는 「A」를 붙이고, 우측의 구성요소에 대해서는 「B」를 붙여 설명한다.

도 3에 나타내는 바와 같이, 본 실시형태에 있어서는 펌프 헤드(32)와 좌우의 작동유 공급부(31A, 31B)를 사용하여 각 다이어프램(1A, 1B)를 끼워서, 각 유체 반송부(10A), (10B)가 구성되어 있다. 구체적으로는, 유체 반송부(10)는 다이어프램(1)과 펌프 헤드(32)와 이 펌프 헤드(32)와 함께 다이어프램(1)을 끼워서 지지하는 작동유 공급부(31)와, 이 작동유 공급부(31)의 상부에 설치된 가스 배출기구(20) 등을 포함하여 구성되어 있다.

그리고, 이 작동유 공급부(31)와 펌프 헤드(32)를 사용하여, 다이어프램(1)을 구비한 다이어프램 구동실(2)이 구성되고, 작동유 공급부(31) 내에는 다이어프램(1)에 연접된 판체(3) 및 이것에 대응한 판좌(4)를 구비한 작동유 제한실(5)이 구성되어 있다. 또, 상술한 가스 배출기구(20)는 다이어프램 구동실(2) 및 작동유 제한실(5) 내의 작동유에 혼입한 가스(공기 등)를 적절하게 배출하기 위해서 설치된 것이다. 게다가, 펌프 헤드(32)에는 반송 유체를 유입시키기 위해서 기능을 하는 유입측 역류 방지판(33) 및 반송 유체를 유출시키기 위해서 기능을 하는 유출측 역류 방지판(34)이 설치되어 있고, 이들은 각각 유입경로(33a) 및 유출경로(34a)를 개재하여 다이어프램 구동실(2)의 유체 반송실(2a)에 연통되어 있다.

다이어프램 구동실(2)에 있어서는 앞에 설명한 구동부(70)로부터의 구동력을 구동력 공급부(40)를 개재하여 다이어프램(1)이 받고, 이 구동력에 기초하여 다이어프램(1)이 왕복 운동하도록 구성되어 있다. 구체적으로는, 구동력 공급부(40)와 작동유 공급부(31)가 작동유 배관부(35)를 개재하여 연통되고, 작동유 배관부(35) 및 작동유 공급부(31) 안은 작동유로 가득 채워져 있고, 구동력 공급부(40)에 있어서의 피스톤부(43, 44)의 왕복 운동이 작동유 배관부(35) 및 작동유 공급부(31) 내의 작동유를 개재하여, 다이어프램(1)에 전달되게 된다. 또한, 여기서 다이어프램(1)은, 그 단면 형상이 파형 형상으로 형성되어 있는데, 본 발명은 이 구성에 한정되지 않고 필요에 따라서 여러 형태로 하는 것이 가능하다.

작동유 제한실(5) 내에는 앞에서 서술한 바와 같이, 판체(3) 및 이것에 대응한 판좌(4)가 설치되어 있고, 이 판체(3)는, 판체 지지부(6)에 코일 스프링 등의 부세수단(7)을 개재하여 부착되고, 게다가 이 판체(3)는, 작동유 제한실(5)과 다이어프램 구동실(2) 사이를 연결하는 샤프트(8)에 고착되어 있다. 샤프트(8)의 일측 단부(8a)는, 부세수단(7) 및 판체(3)를 개재하여 다이어프램(1) 측에 부세되기 때문에, 통상 운전시에 있어서는 다이어프램(1)의 작동유 공급부(31) 측에 맞닿게 된 다.

또한, 작동유 제한실(5)은 다이어프램(1)에 공급되는 작동유를 제한하여, 다이어프램(1)이 소정의 범위를 넘어 과잉으로 왕복 운동하는 것을 방지하기 위해 설치된 것으로 상세하게는 후술한다.

또한, 이하의 설명은 유체 반송부(10A, 10B) 중 일측의 구성부재에 대하여 행하는 것으로 하고, 따라서 설명은 각 기능마다 설치된 두 개의 구성부재의 일측에 대해서만 행하는 것으로 한다. 따라서, 특별히 단서가 없는 한 동일 설명이 다른 쪽의 유체 반송부에도 적용되는 것으로 한다.

작동유 제한실(5)과 다이어프램 구동실(2) 사이에는 샤프트 지지부(9)가 설치되어 있고, 이 샤프트 지지부(9)에는 작동유를 유통시키기 위한 관통구멍(9a)이 형성되어 있다. 또, 판체 지지부(6)에 대해서도 작동유를 유통시키기 위한 관통구멍(6a)이 형성되어 있다.

본 실시형태에 있어서는, 도 3 등에 나타내는 바와 같이 다이어프램 구동실(2) 및 작동유 제한실(5)이 형성되어 있기 때문에 작동유 안에 공기 등의 가스가 혼입됐을 경우에는 각 실(2), (5)의 최상부에 가스가 적체되기 쉽다. 그래서, 본 실시형태에 있어서는 다이어프램 구동실(2) 및 작동유 제한실(5) 내의 가스를 적절하게 배출시키기 위해서 가스 배출기구(20)를 설치하고 있다. 이하, 가스 배출기구(20)의 구성을 도 4를 사용하여 설명한다.

도 4는, 본 실시형태에 따른 가스 배출기구의 확대도를 나타낸 것이다. 본 실시형태에 따른 가스 배출기구(20)는, 도 4에 나타내는 바와 같이 작동유 제한실 (5)에 제 1 가스 배출경로(21)(본 발명의 「제 1 가스 배출부」에 해당)로 설치되고, 다이어프램 구동실(2)에 설치된 제 2 가스 배출경로(22)(본 발명의 「제 2 가스 배출부」에 해당)가 설치되어 있다.

보다 구체적으로는, 작동유 제한실(5) 내에 있어서의 판좌(4)보다 작동유 배관부(35) 측의 위쪽 위치에 제 1 가스 배출경로(21)의 한쪽 끝 부분(21a)이 설치되고(도 3 참조), 다이어프램 구동실(2) 내에 있어서의 다이어프램(1)과 판좌(4) 사이의 위쪽 위치에 제 2 가스 배출경로(22)의 일측 단부(22a)가 설치되어 있다(도 3 참조). 그리고 각각의 배출경로(21), (22)의 타측 단부(21b), (22b)는 유체 배출 조정부(25)와 작동유 공급부(31)로 형성된 연통부(24)에 연통되도록 근접하여 설치되어 있다. 게다가, 제 2 가스 배출경로(22)의 타측 단부(22b) 위에는 제 1 볼체(23)(본 발명의 「역류 방지체」에 해당)가 설치되고, 이 제 1 볼체(23)의 상부에는 제 1 볼체(23)의 리프트 양(가동 가능영역)을 규제하는 규제부(26)가 설치되어 있다.

유체 배출조정부(25)에는 연통부(24)로부터의 배출 가스를 봉지 혹은 소정량 만큼 배출하기 위해서 기능을 하는, 제 1 조정부 배출경로(25a)에 설치된 제 2 볼체(28)(본 발명의 「볼체」에 해당)과, 이 제 2 볼체(28)의 리프트 양(가동 가능영역)을 제한함과 함께 제 1 조정부 배출경로(25a)를 개재하여 배출되는 배출 가스를 유통시키도록 기능을 하는 조정 밸브(27)가 설치되어 있다.

조정 밸브(27)는 그 내부에 밸브 내 배출경로(27a)를 가지고 있다. 그리고 이 조정 밸브(27)의 외주부에는 유체 배출조정부(25)에 대하여 나사가 끼워지도록 숫나사부가 형성되어 있고, 제 2 볼체(28)의 리프트 양은 이 조정 밸브(27)의 개폐량으로 조정되고 있다. 또, 조정 밸브(27)의 밸브 내 배출경로(27a)는 유체 배출조정부(25)에 형성된 제 2 조정부 배출경로(25b)에 연통 가능하게 구성되어 있다. 게다가, 이 제 2 조정부 배출경로(25b)는 구동력 공급부(40)의 작동유 적체부(케이싱(50) 내)에 접속된 가스 배출 배관부(36)에 연통되어 있다. 또, 유체 배출조정부(25)에 있어서의 조정 밸브(27)의 상부에는 이 조정 밸브(27)를 덮음과 동시에 조정 밸브(27)의 조정시에 탈착 가능(혹은 개폐 가능)한 보호 커버(29)가 설치되어 있다.

본 실시형태에 따른 왕복 운동 펌프는 이상의 도 1에서 도 4에 나타내는 바와 같이 구성되어 있고, 통상 운전시에 있어서는 다음과 같이 기능을 한다.

본 실시형태에 따른 왕복 운동 펌프에 있어서는, 우선 첫째로 전동 모터(71)를 회전시켜서, 이 회전력을 기아부(72)를 개재하여 구동력 전달축(41)에 전달한다.

다음으로, 이 구동력 전달축(41)에 의해서 편심 캠(42)을 회전시키고, 이 편심 캠(42)의 회전에 의해서 제 1 및 제 2 피스톤부(43, 44)를 왕복 운동시킨다. 여기에서는, 상술한 구성에 기초하여 제 1 의 피스톤부(43)와 제 2 의 피스톤부(44)가 일체적으로 하나의 편심 캠(42)에 의해서 왕복 운동한다. 그리고 이 피스톤부(43, 44)의 왕복 운동에 의해서 작동유에 대하여 소정의 힘 및 방향의 압력이 작용하고, 그 작동유가 제 1 및 제 2 의 공급구(51, 52)를 개재하여 배관부(35A, 35B)에 배송·배출되게 된다.

다음으로, 배관부(35A, 35B)를 개재하여 연통하는 작동유에 기초하여 다이어프램(1A, 1B)이 적절한 타이밍으로 왕복 운동하고, 이 다이어프램(1A, 1B)의 움직임에 의해서 유입측 역류 방지판(33) 및 유출측 역류 방지판(34)이 작동하여, 소망의 액체가 반송되게 된다.

그런데, 통상 운전시에 있어서 본 실시형태에 따른 왕복 운동 펌프는 각 구성요소가 이상과 같이 기능을 하여, 다이어프램(1A, 1B)의 왕복 운동을 반복적으로 행하게 함으로써 소망하는 유체를 정량적으로 반송시키는 것이 가능해진다. 그러나 어떠한 문제가 발생하여 구동력 공급부(40)로부터 작동유를 개재하여 과잉 압력이 다이어프램(1)에 작용하면(다량의 작동유가 다이어프램 구동실(2)에 공듭되면), 다이어프램(1)에 균열이나 파손 등이 발생하는 경우가 있다. 그래서, 본 실시형태에 있어서는 작동유 제한실(5)이 설치되어 있다. 이하, 구체적으로 설명한다.

작동유 배관부(35)를 개재하여 작동유 공급부(31)에 유입된 작동유에 의해서, 본 실시형태에 있어서는 다이어프램(1)과 함께 판체(3)도 왕복 운동한다. 따라서, 통상 운전시 이상의 작동유가 공급부(31)에 유입했을 경우에 있어서도 다이어프램(1)만이 구동하는 것이 아니고, 과잉된 작동유 등에 의해서 판체(3)도 다이어프램(1) 측으로 이동한다. 그리고 본 실시형태에 있어서는 과잉된 작동유 등에 의해 다이어프램(1)에 문제(균열 등)가 발생하기 전에 이 판체(3)가 판좌(4)에 접하도록 구성되어 있고, 이와 같이 판체(3)가 판좌(4)에 접함으로써 다이어프램 구동실(2)로의 작동유의 공급이 적절하게 제한되도록 구성되어 있다.

본 실시형태에 의하면, 이상과 같이 작동유의 공급량(압력)에 따라서 다이어 프램(1)과 함께 판체(3)도 구동하고, 필요에 따라서 판체(3)와 판좌(4)가 접함으로써 샤프트 지지부(9)의 관통구멍(9a)을 개재하여 다이어프램 구동실(2)에 유통되는 작동유를 차단하는 것이 가능하기 때문에 다이어프램(1)에 대하여 작동유를 개재하여 주어지는 압력을 적절하게 제한할 수 있다.

이와 같이 작동유 제한실(5)(을 이루는 판체(3) 및 판좌(4))로 작동유가 적절하게 제한되면 작동유 제한실(5) 내의 작동유는 갈 곳을 잃지만, 이 갈 곳을 잃은 작동유는 구동력 공급부(40)와 작동유 제한실(5) 사이에 설치된 릴리프 기구(도시 생략)로 적절하게 흘러 보내지고, 이러한 작동유는 구동력 공급부(40)를 이루는 케이싱(50) 안 등으로 되돌아오게 된다.

또, 이와 같이 판체(3)와 판좌(4)를 사용하여 작동유가 제한됐을 경우에는 작용유는 작동유 제한실(5)에 설치된 제 1 가스 배출경로(21)로부터도 넘쳐 흐르게 된다. 이때, 제 2 볼체(28)가 조정 밸브(27)로 제 1 조정부 배출경로에 틈 없이 압압되어 있을 경우에는 제 1 가스 배출경로(21)로 넘쳐 흐른 작동유는, 연통부(24)에 적체되게 된다. 그리고 본 실시형태에 있어서는 제 2 가스 배출경로(22)의 위쪽 단부(타측 단부(22b))에는 제 1 볼체(23)가 설치되어 있기 때문에, 이와 같이 제 1 가스 배출경로(21)를 개재하여 작동유가 넘쳐 흐른 경우이더라도 작동유가 제 2 가스 배출경로(22)로 역류하는 일은 없다.

또, 제 2 볼체(28)와 조정 밸브(27) 사이에 소정의 틈이 설치되어 있을 경우에는 제 1 가스 배출경로(21)로 넘쳐 흐른 작동유는 연통부(24), 제 1 조정부 배출경로(25a), 밸브 내 배출경로(27a), 제 2 조정부 배출경로(25b), 및 가스 배출 배 관부(36)를 개재하여 케이싱(50) 안 등으로 되돌아오게 된다. 또한, 이 경우에 있어서도 상기와 마찬가지로 제 2 가스 배출경로(22)의 위쪽 단부(타측 단부(22b))에 설치된 제 1 볼체(23)에 의해서 작동유의 제 2 가스 배출경로(22)에 대한 역류는 방지된다.

본 실시형태에 있어서는, 어떠한 문제에 의해 다이어프램(1)에 과부하가 걸릴 우려가 발생할 경우에는, 이상과 같이 판체(3) 등을 기능시켜서 다이어프램(1)을 보호한다.

다음으로, 본 실시형태에 따른 왕복 운동 펌프에 있어서는, 상술한 다이어프램 구동실(2) 및 작동유 제한실(5) 내에 혼입 등을 했을 경우에는 다음과 같이 해서 가스 배출을 행하고 있다.

구체적으로, 본 실시형태에 있어서는 유체 배출조정부(25) 등을 가지는 가스 배출기구(20)를 사용하여 수동 혹은 자동으로 상기 양실(2, 5)의 가스 배출을 행할 수 있도록 구성되어 있다.

우선, 수동으로 가스 배출을 행할 경우에 대하여 설명한다.

수동으로 행할 경우에는, 도 4 등에 나타낸 바와 같이 기본적으로 조정 밸브(27)를 사용하여 제 2 볼체(28)를 제 1 조정부 배출경로(25a)의 상단부에 대하여 압압한 상태로 한다. 이 상태에 있어서는 다이어프램 구동실(20) 내의 가스는 제 2 가스 배출경로(22)를 개재하여, 작동유 제한실(5) 내의 가스는 제 1 가스 배출경로(21)를 개재하여 연통부(24) 안으로 배출되고, 여기에 적체된 상태가 된다. 이때, 제 2 가스 배출경로(22)의 상부에는 제 1 볼체(23)가 설치되어 있는데, 이 제 1 볼 체(23)와 규제부(26) 사이에는 소정의 간격(예를 들면, 1mm)이 마련되어 있기 때문에, 제 1 볼체(23)는 배출 가스의 압력에 의해서 들어 올려져서, 배출 가스는 연통부(24)로 배출, 적체되게 된다.

그리고, 본 실시형태에 있어서는 필요에 따라서(가스 배출을 행할 필요가 발생했을 때에), 조정 밸브(27)의 개폐량을 조정하여(위쪽으로 이동시켜서), 제 2 볼체(28)와 조정 밸브(27) 사이에 소정의 간격을 마련하게 한다. 이와 같은 간격을 마련하면 연통부(24) 내의 배출 가스 압력에 의해서 제 2 볼체(28)가 들어 올려지고, 제 1 조정부 배출경로(25a), 밸브 내 배출경로(27a), 제 2 조정부 배출경로(25b), 및 가스 배출 배관부(36)를 개재하여 다이어프램 구동실(2) 및 작동유 제한실(5) 내의 가스가 적절하게 배출되게 된다. 가스 배출이 종료된 후, 조정 밸브(27)는 다시 비틀어 제 2 볼체(28)와 조정 밸브(27) 사이의 간격(제 2 볼체(28)의 리프트 가능 양)은 0으로 한다.

이와 같이, 제 2 볼체(28)의 리프트 양(조정 밸브(27)와 제 2 볼체(28)의 간격, 바꿔 말하면 제 2 볼체(28)의 리프트 가능 양)을 통상 「0」으로 한 구성에 있어서, 통상 운전시 다이어프램 구동실(2) 및 작동유 제한실(5)의 밀폐상태가 유지되어 있기 때문에, 가스 및 작동유 등이 외부로 새는 일이 없다. 따라서, 펌프 성능은 최대한 발휘할 수 있는 상태로 왕복 운동 펌프의 운전을 실시할 수 있다.

또, 상술한 바와 같이 필요에 따라서 하나의 조정 밸브(27)를 조작할 뿐, 두 군데의 가스를 적절하게 배출하는 것이 가능하기 때문에, 종래보다 용이하게 가스배출(공기 배출 등)을 행할 수 있다. 또한, 여기서 설명한 가스 배출처리(조정 밸 브(27)의 조정처리)는 기본적으로는 왕복 운동 펌프 제조시에 행하면, 그 정도로 빈번하게 행할 필요는 없다.

이어서, 자동으로 가스 배출을 행할 경우에 대하여 설명한다.

자동으로 행할 경우에는 제 1 볼체(23)와 규제부(26)와의 간격(제 1 볼체(23)의 리프트 가능 양)(이하, 「제 1 리프트 양」이라고 한다.)L1, 및 제 2 볼체(28)와 조정 밸브(27)(점선(가상선)으로 나타낸 쪽)와의 간격(제 2 볼체(28)의 리프트 가능 양)(이하, 「제 2 리프트 양」이라고 한다.)L2를, 각각 소정의 간격으로 설정할 필요가 있다. 여기서 「소정의 간격」이란, 각각의 가스 배출경로(21), (22)로부터 배출되는 가스가 적절하게 배출됨과 동시에 펌프의 토출 효과를 그다지 저하시키지 않고, 또 맥동도 억제한 상태로 운전을 행하는 것이 가능한 간격으로, 이것은 펌프의 토출량 등에 따라서도 다르다. 예를 들면, 제 1 리프트 양 L1으로서는 0.5mm ~ 2.0mm 정도(더욱 바람직하게는 1.0mm ~ 1.5mm 정도), 제 2 리프트 양 L2로서는 0.5mm ~ 2.0mm 정도(더욱 바람직하게는 0.5mm ~ 1.0mm 정도)가 바람직하다. 또한, 본 실시형태에 있어서는 규제부(26)는 고정식이고, 제 1 리프트 양 L1은 약 1.0mm로 설정되어 있다. 그리고 제 2 리프트 양 L2에 대해서는 예를 들면, 1.0mm 정도로 설정되어 있다. 단, 이 제 2 리프트 양 L2는 조정 밸브(27)에 의해서 가변 가능하기 때문에 필요에 따라서, 더욱 적절한 간격(적절하게 가스 배출이 행해지고 펌프의 토출 효과를 그다지 저하시키지 않는 간격)으로 조정하면 좋다. 또, 적절하게 가스 배출을 하면서, 적절한 밀폐성을 간직하기 위해서는 각 볼체(23), (28)를 구성하는 재료도 적절하게 선택할 필요가 있고, 예를 들면, 제 1 볼체(23) 는 작동유의 비중에 가까운 비중을 가지는 재료를 사용하여 구성하는 것이 바람직하고, 예를 들면, 폴리프로필렌 등을 사용하여 구성하는 것이 바람직하다.

이와 같이, 제 1 리프트 양 L1과 제 2 리프트 양 L2를 소정의 간격으로 정한 구성에 있어서는, 통상 운전시 다이어프램 구동실(2) 및 작동유 제한실(5) 내에 가스가 혼입했다고 해도, 각 볼체(23, 28)가 소정량 만큼 리프트 가능하기 때문에 제 1 가스 배출경로(21), 제 2 가스 배출경로(22), 연통부(24), 제 1 조정부 배출경로(25a), 및 밸브 내 배출경로(27a)를 개재하여 적절하게 또한 자동으로 가스 배출(공기 배출 등)을 행할 수 있다.

또한, 상술한 바와 같이 본 실시형태에 있어서는 수동이든 자동이든 가스 배출을 행할 경우에는 가스뿐만이 아니라 작동유도 동시에 배출될 가능성이 있다. 작동유가 배출되면 펌프의 토출효율이 저하되고, 맥동도 커질 우려가 있다. 그리고 본 실시형태에 있어서는 가스와 함께 배출되는 작동유를 보급하도록(공기를 배출시킬 때의 펌프 효율저하를 방지하기 위해서), 보조 플런저 기구(100)(도 1 참조)가 설치되어 있다. 이하, 도 1, 도 5 및 도 6을 사용하여 플런저 기구(100)를 구체적으로 설명한다.

도 1에 나타내는 바와 같이, 본 실시형태에 있어서는 제 1 및 제 2 의 피스톤부(43, 44)의 근방에 보조 플런저 기구(100A, 100B)가 설치되어 있다. 편심 캠(42)의 좌우에 설치된 각 보조 플런저 기구(100A, 100B)는 기본적으로는 각각 같은 구성을 가지고 있다. 따라서, 이하 도 5 및 도 6에 있어서는 좌측에 위치하는 보조 플런저 기구(100A)를 사용하여 설명한다. 또한, 도 5 및 도 6에 있어서는 좌측의 요소에 부기하는 「A」의 표기는 생략한다.

앞에서 서술한 바와 같이, 본 실시형태에 따른 왕복 운동 펌프에 있어서는 가스 배출이 행해질 때에 약간의 작동유도 가스에 수반되어 배출된다. 따라서, 본 실시형태에 따른 플런저 기구(100)는 기본적으로 이 배출되는 작동유를 보충하고, 적절하게 다이어프램(1)을 구동시키기 위해서 작동유의 압압양을 조정하고 있다.

도 5A 및 도 5B는, 소정의 양의 보충을 행하기 위해서 구성하고, 조정된 보조 플런저 기구의 확대도를 나타낸 것이다. 도 5A는 보조 플런저의 구동개시시를 나타내고, 도 5B는 보조 플런저의 구동종료시를 나타낸 것이다. 「소정양」이란, 가스 배출에 수반하여 작동유가 배출되어도 적절한 펌프 효과 및 맥동상태를 실현하면서 왕복운동 펌프의 운전을 행하는 것이 가능해지는 양이다.

도 5에 있어서, 본 실시형태에 따른 보조 플런저 기구는 작동유 압압수단(110)과, 보충량 조정수단(120)을 포함하여 구성되어 있다. 작동유 압압수단(110)은 제 1 의 피스톤부(43)에 부착된 압압부(115)로 압압되는 보조 플런저(111)와 보조 플런저(111)가 미끄러져 움직이는 것이 가능하게 유지하는 플런저 유지부(112)와, 보조 플런저(111)에 고착된 스프링 유지부(113)와, 플런저 유지부(112)와 스프링 유지부(113) 사이에 설치되고, 보조 플런저(111)를 편심 캠(42) 측으로 부세하는 스프링부(114)를 포함하여 구성되어 있다.

또, 보충량 조정수단(120)은 보조 플런저(111)의 작용시간을 조정하는 조정용 플런저(121)와, 조정용 플런저(121)가 미끄러져 움직이는 것을 가능하게 유지하는 조정용 플런저 유지부(122)와, 조정용 플런저 유지부(122)에 고착된 스프링 유 지부(123)와, 조정용 플런저(121)와 스프링 유지부(123) 사이에 설치되고, 조정용 플런저(121)를 작동유 압압수단(110) 측(편심 캠(42) 측)에 부세하고 있는 스프링부(124)를 포함하여 구성되어 있다.

조정용 플런저 유지부(122)의 외주면에는 숫나사부가 형성되어 있고, 이 숫나사부는 조정수단 삽입부(125)의 내주면에 형성된 암나사부와 끼움 결합되도록 형성되어 있다. 즉, 본 실시형태에 있어서는 조정수단 삽입부(125)와 조정용 플런저 유지부(122)와의 끼움 결합되는 위치(끼춤 결합되는 상태)를 조정함으로써 보충량 조정수단(120)을 화살표 X방향(도 5A 참조)으로 이동시키는 것이 가능하게 된다. 따라서, 본 실시형태에 있어서는 보조 플런저(111)의 가장자리면과 조정용 플런저(121)의 가장자리면과의 거리 t를 용이하게 조정할 수 있다.

본 실시형태에 따른 보조 플런저 기구에 있어서는 보조 플런저(111)의 가장자리면이 조정용 플런저(121)의 가장자리면에 접하기까지가 작동유를 보충하는 공정이 된다. 즉, 보조 플런저(111)의 가장자리면과 조정용 플런저(121)의 가장자리면과의 거리 t가 작동유의 보충량을 규정하게 된다. 그리고 상술한 바와 같이, 본 실시형태에 있어서는 거리 t(보조 플런저(111)의 작용시간)를 용이하게 조정하는 것이 가능하기 때문에 작동유의 보충량도 용이하게 조정 가능하게 된다.

상술한 바와 같이, 도 5A는 보조 플런저(111)의 구동개시시를 나타내고 있고, 보조 플런저(111)는 제 1 의 피스톤부(43)의 움직임에 따라서 플런저 압압부(115)에 의해서 압압되고, 화살표 P방향(도 5A 참조)으로 미끄러져 움직인다. 그리고 도 5B와 같이 보조 플런저(111)가 조정용 플런저(121)에 접하면 보조 플런저 (111)는 작동유에 대하여 아무런 작용을 하지 않게(작동유에 대하여 압압력 등을 발생하지 않는다)되기 때문에, 이와 같이 플런저(111, 121)의 서로 접한 상태가 보조 플런저(111)의 구동종료시를 나타내게 된다.

즉, 본 실시형태에 다른 왕복 운동 펌프에 있어서는 가스 배출에 수반하여 배출되는 작동유의 양을 보충하도록 각 플런저(111, 121) 간격을 결정하여 다이어프램을 구동시키는 작동유의 배출량을 증가시키고 있다. 즉, 본 실시형태에 따른 왕복 운동 펌프에 의하면 상기 보충 플런저 기구(100)를 사용함으로써, 가스 배출 기구(20)로부터 가스와 함께 배출되는 작동유를 보충하는 것이 가능하게 되기 때문에 통상 운전시에 있어서 펌프 효율을 저하시키지 않고, 또 특별히 맥동 등도 일으키는 일 없이, 수동 또는 자동으로 적절하게 가스 배출을 행할 수 있다.

또, 상술한 구성에 있어서 가스 배출기구(20)로부터 배출되는 작동유의 양과, 보조 플런저 기구(100)로 보급되는 작동유의 양을 일치시키면, 본 실시형태에 따른 왕복 운동 펌프는 펌프 효율 100%를 확보 가능하게 되고, 또 자동적으로 가스 배출을 행하는 구성(소정의 제 1 리프트 양 L1 및 제 2 리프트 양 L2를 가지는 구성)에 있어서는 펌프 운전 중에 작동유 제한실(5) 내에 공기가 혼입되어도, 운전효율을 저하시키지 않고 공기를 신속하게 펌프 밖으로 배출할 수 있다.

또한, 도 5 및 도 6에 있어서는 보조 플런저 기구(100)가 가스 배출기구(20)로부터 배출되는 작동유의 양만을 보충할 경우에 대하여 설명하였는데, 본 발명은 이 구성에 한정되는 것은 아니고 다른 부분에 있어서의 작동유의 증감에도 대응하도록 보조 플런저 기구(100)의 설정량을 조정해도 좋다. 예를 들면, 왕복 운동 펌 프에 있어서는 흡입측 판좌에 척 볼이 착석하기까지의 단시간에 극히 소량의 양의 액체가 액체의 유입측으로 역류할 경우가 있다. 또, 작동유 중에 극히 소량으로 남는 공기의 압축이나 초고압 하에 있어서의 작동유 자체의 체적변화(감소)에 의해서 작동유의 효율 저하가 발생하는 경우가 있다. 그래서, 그 역류나 작동유의 효율저하에 의한 유체량에 대응하는 양도 보충하도록 보조 플런저 기구를 조정해도 좋다.

또, 도 6A 및 도 6B는 보조 플런저의 유량을 0으로 조정한 상태의 확대도를 나타낸 것이다. 도 6A는 보조 플런저의 구동개시시를 나타내고, 도 6B는 보조 플런저의 구동종료시를 나타낸 것이다.

도 6에 나타낸 바와 같이, 조정된 보조 플런저(111) 및 조정용 플런저(121)는 기본적으로는 도 5에서 설명했던 경우와 마찬가지로, 제 1 의 피스톤부(43)에 부착된 압압부(115)에 의해서 구동한다. 그러나 이 도 6에 있어서는 압압부(115)가 보조 플런저(111)에 접하기 전부터 보조 플런저(111)와 조정용 플런저(121)가 서로 접하도록 조정되어 있다(도 6A 참조). 구체적으로는 조정용 플런저 유지부(122)와 조정수단 삽입부(125)의 끼움 결합된 상태를 조정함으로써, 도 5A와 비교하여 보충량 조정수단(120)을 화살표 Y방향(도 6A 참조)으로 이동시키고 있다(보조 플런저(111)와 조정용 플런저(121)가 접하는 위치까지 보충량 조정수단(120)(조정용 플런저 유지부(122))을 이동시키고 있다).

따라서, 이 도 6에 나타낸 바와 같이 조정하면, 보조 플런저(111)의 구동개시시(도 6A 참조)부터 구동종료시(도 6B)에 이르기까지 보조 플런저(111)와 조정용 플런저(121)는 접한 상태가 된다. 즉, 이 도 6의 조정상태라면 보조 플런저(111)의 가장자리면과 조정용 플런저(121)의 가장자리면의 거리가 0이기 때문에, 보조 플런저(111)는 작동유에 어떠한 작용도 미치지 않게 된다.

이상의 도 5 및 도 6에 나타내는 바와 같이, 본 실시형태에 따른 보조 플런저 기구는 필요에 따라서 보조 플런저(111)의 작용시간을 용이하게 조정할 수 있다. 따라서, 본 실시형태에 의하면 왕복 운동 펌프마다 토출능력, 맥동상태 등에 따라서 적의, 보충량 조정수단(120)을 조정하고, 효과적으로 맥동을 방지하고 높은 토출효율로 운전하는 것이 가능한 왕복 운동 펌프를 얻을 수 있다.

게다가, 본 실시형태에 따른 왕복 운동 펌프에 있어서는 도 1에 나타내는 바와 같이 제 1 및 제 2 의 피스톤부(43, 44) 근방에 작동유 보급판(150A, 150B)이 설치되어 있다. 이 작동유 보급판(150A, 150B)은 가스 배출기구(20) 등이 기능함으로써, 다이어프램 구동실(2) 안이 부압상태가 됐을 때에 적절하게 작동유를 공급하도록 기능하는 것으로, 보충압력이 변경 가능하게 구성되어 있다. 본 실시형태에 의하면, 이 작동유 보급판(150A, 150B)을 가지기 때문에, 어떠한 문제에 의해 다이어프램 구동실(2) 등이 과잉 부압상태가 되더라도 소정의 압력에 따라서 작동유 보급판(150)에서 보급이 개시된다. 따라서, 본 실시형태에 따른 왕복 운동 펌프는 펌프 효율을 저하시키지 않고 안정적인 기능을 유지할 수 있다.

또한, 본 발명은 상기 실시형태에 한정되는 것이 아니고, 그 취지를 벗어나지 않는 한, 상술한 것 이외에 다양한 변경을 행하는 것이 가능하다. 예를 들면, 상기 실시형태에 있어서는 반송 유체와의 접액부에 다이어프램을 사용할 경우에 대해서 설명했지만, 본 발명은 이 구성에 한정되는 것이 아니고, 예를 들면 접액부에 피스톤 혹은 플런저 등을 설치하여 왕복 운동 펌프를 구성해도 좋다.

또, 도 7은 다른 실시형태에 따른 왕복 운동 펌프를 이루는 가스 배출기구의 확대도를 나타낸 것이다. 여기서, 도 7에 나타낸 실시형태와, 도 4 등을 사용하여 설명한 상기 실시형태는 기본적으로 같은 구성을 가지고 있는데, 주로 조정 밸브(27)를 설치하기 위해서 유체 배출 조정부(25)에 형성된 암나사부(27) 주변의 구성이 다르다. 이하, 이와 같은 구성으로 한 이유에 대하여 상기 실시형태와 비교하여 설명한다.

도 4 등에 나타낸 가스 배출기구에 있어서, 왕복 운동 펌프 시작시에 있어서 공기 배출 작업을 행할 경우에는, 작동유 보충기구의 하나인 작동유 보급판의 설정압력을 낮게 설정하고, 조정 밸브(27)의 리프트 양을 최대로 하여 펌프를 구동시킨다. 그렇게 하면, 다이어프램 구동실(2) 및 작동유 제한실(5) 안의 가스는 구동력 공급부(40)의 구동력에 의해서 압축되고, 밸브 내 배출경로(27a)로부터 배출된다. 그리고 가스가 배출되어서 다이어프램 구동실(2) 및 작동유 제한실(5)의 압력이 내려가면, 작동유 보급판을 개재하여 작동유가 보급된다. 왕복 펌프 시작시에는, 이 조작을 반복함으로써 가스를 배출시킴과 동시에 작동유를 충전시킬 수 있다.

그러나 왕복 운동 펌프 1회전의 용적 이동이 적은 경우(작은 지름의 피스톤부 등이 사용되는 경우)는, 가스 전량을 배출하기까지 상당한 시간(예를 들면 수십 분)을 요하는 일이 있다. 또, 도 4 등에 나타낸 가스 배출기구에 있어서는 가능한 제 2 볼체(28)가 가스압에 의해서 조정 밸브(27)의 끝부분에 접촉하기까지 동안만 밸브 내 배출경로(27a)에서 가스 배출이 가능하기 때문에, 어떠한 원인으로 제 2 볼체(28)가 조정 밸브(27)에 접하면, 밸브 내 배출경로(27a)가 봉지되어서 가스를 적절하게 배출할 수 없는 경우가 있다. 이와 같이, 도 4에 나타낸 실시형태에 있어서는 가스 배출을 단시간에 적절하게 행할 수 없는 경우가 있다.

그래서, 상기 문제를 해결하기 위해 도 7에 있어서는, 조정 밸브(27a)를 부착할 수 있는 암나사부(271)가 도 4 등과는 다르도록 구성되어 있다. 즉, 도 7에 의하면 암나사부(271)의 상부(271a)와 하부(271b)가 다른 사이즈(내경)로 형성되어 있다. 구체적으로는, 암나사부 하부(271b)는 조정 밸브(27)에 설치된 오링(27c)에 의해서, 조정 밸브(27)와 암나사부(271) 사이를 가스 등의 유체가 유통하지 않도록 실되는 내경으로 형성되어 있다. 또, 암나사부 상부(271a)는, 조정 밸브(27)의 리프트 양을 많게 했을 때에 오링(27c)의 실(seal) 계합(係合)을 해제할 수 있는 내경으로 형성되어 있다.

즉, 이 도 7에 나타낸 실시형태에 의하면 필요에 따라서 조정 밸브(27)와 암나사부(271) 사이를 가스 등의 유체가 유통되도록, 조정 밸브(27)의 조정을 행하는 것이 가능하게 된다. 따라서, 본 실시형태에 의하면 도 7(의 실선)에 나타내는 바와 같이 제 2 볼체(28)가 조정 밸브(27)에 접촉하고, 밸브 내 배출경로(27a)가 봉지된 상태가 되더라도, 가스 등은 조정 밸브(27)와 암나사부(271) 사이, 및 바이패스 배출경로(25c)를 개재하여 가스 배출 배관부(36)로부터 적절하게 배출되게 된다.

또, 이 도 7에 나타내는 바와 같은 구성이라면, 작은 지름의 피스톤부 등이 사용되어서, 토출능력(가스 배출능력)이 적은 왕복 운동 펌프의 경우에는, 가스 배 출 배관부(36)에 외부로부터 부압을 작용시켜서, 가스를 강제적으로 빼낼 수 있다.

게다가, 도 8은 다른 실시형태에 따른 왕복 운동 펌프를 이루는 가스 배출기구의 확대도를 나타낸 것이다. 여기서, 도 8에 나타낸 실시형태와, 도 7 등을 사용하여 설명한 상기 실시형태는, 기본적으로 같은 구성을 가지고 있지만, 본 실시형태에 있어서는 제 1 가스 배출경로(21) 및 제 2 가스 배출경로(22)의 위쪽에 각각 볼체(231, 232)가 설치되어 있는 점이 다르다.

이 도 8에 나타내는 바와 같은 구성으로 하면, 각 볼체(231, 232)의 형성재료를 작동유의 비중에 가까운 재료로 한정하는 일 없이, 세라믹 등의 작동유보다 비중이 크고, 완벽한 구형에 가까운 볼체를 사용할 수 있다. 즉, 이와 같이 양쪽 가스 배출경로(21, 22) 위쪽에 볼체(231, 232)를 설치함으로써, 예를 들면, 제 1 가스 배출경로(21)를 개재하여 작동유가 넘쳐 흐른 경우이더라도, 볼체(232)에 의해서 제 2 가스 배출경로(22)에 작동유가 역류하는 일은 없다.

앞의 도 4 및 도 7 등으로 설명한 폴리프로필렌 등의 볼체를 포함하여 구성된 가스 배출기구는 비교적 낮은 압력의 펌프를 구성할 때에 적용되고, 이 도 8로 설명한 세라믹 등의 볼체를 포함하여 구성된 가스 배출기구는 높은 압력 펌프를 구성할 때에 적용된다. 즉, 이 도 8에 나타낸 가스 배출기구에 의하면 세라믹 등의 비교적 큰 비중을 가지는 볼체(231), (232)를 각 가스 배출경로(21, 22)의 위쪽에 설치되어 있기 때문에, 고점도의 유체에 대해서도 적절하게 역류방지를 행할 수 있다.

도 9A 및 도 9B는, 본 발명의 실시형태에 따른 역류 방지판의 제 1 실시형태 를 나타내는 개략적인 단면도이고, 구체적으로는, 도 9A는 판체가 판좌에 착석하여 유체경로를 폐색한 상태를 나타내고, 도 9B는 판체가 판좌로부터 떨어져서 유체경로를 개방한 상태를 나타내고 있다.

이 도 9에 나타내는 바와 같이, 본 실시형태에 따른 역류 방지판은 판 본체부(310)를 이루는 상부 본체부(311) 및 하부 본체부(312)와, 각 본체부(311), (312) 사이에 설치된 패킹(313)과, 판체(314)와 이 판체(314)를 가이드하는 상부 가이드부(315) 및 하부 가이드부(316)와, 상부 본체부(311)와 상부 가이드부(315) 사이에 설치된 스프링 등의 부세수단(317) 등을 포함하여 구성되어 있다. 또, 이 역류 방지판을 구성하는 각 본체부(311, 312)에는 유체를 유통시키기 위한 유통경로(311A, 312A)가 형성되어 있다.

본 실시형태에있어서, 하부 가이드부(316)는 하부 본체부(312)에 고착되어 있고, 상부 가이드부(315)는 부세수단(317)을 개재하여 상부 본체부(311)에 부착되어 있다. 그리고, 이 역류 방지판은 폐색상태(도 9A 참조)에 있을 경우에는 상부 가이드부(315)와 하부 가이드부(316)가 접함으로써(도 9A의 S부 참조), 상부 가이드부(315)와 판체(314) 사이에 소정의 간격 t1(도 9A 참조)이 설치되도록 구성되어 있다.

이상과 같이 구성된 역류 방지판은, 유체가 공급되지 않은 경우에는 도 9A에 나타내는 바와 같이, 판체(314)가 하부 본체부(312)의 판좌(312B)에 착석하고, 유통경로(311A, 312A)가 폐색되도록 기능한다. 이때, 상술한 바와 같이 상부 가이드부(315)는 판체(314)와의 사이에 소정의 간격 t1이 마련되도록 구성되어 있기 때문 에, 판체(314)가 판좌(312B)가 꽉 눌려 붙는 일은 없다.

한편, 하부 본체부(312) 측으로부터 역류 방지판 내에 유체가 공급되면, 도 9B에 나타내는 바와 같이, 역류 방지판을 구성하는 판체(314)는 그 유체의 압력에 따라서 판체(312B)로부터 떨어짐과 동시에, 부세수단(317)의 부세력에 저항하여, 상부 가이드부(315)를 위쪽으로 들어올리고, 역류 방지판 내에서의 유체의 유통경로(311A, 312A)가 개방상태가 된다.

역류 방지판의 유통경로(311A, 312A)가 개방상태가 된 후, 유체 공급이 정지되면 유체 공급 정지에 수반하여 판체(314)는 자중(自重) 및 부세수단(317)의 부세력에 의해, 판좌(312B)에 착석하게 되어서, 다시 역류 방지판의 유통경로(311A, 312A)가 폐색상태가 된다. 즉, 본 실시형태에 따른 역류 방지판(유통경로(311A, 312A))은, 유체의 공급상태(압력상태)에 따라서 이상과 같은 폐색상태 및 개방상태가 반복되게 된다.

그런데 이 도 9에 나타낸 역류 방지판은 이상과 같이 구성되고 기능을 하기 때문에, 다음과 같은 효과를 얻을 수 있다.

즉, 본 실시형태에 따른 역류 방지판은 유통경로(311A, 312A) 폐색시에 있어서도 부세수단(317)에 의해 판체(314)가 강제적으로 판좌(312B)에 꽉 눌려 붙어 있는 것은 아니고, 부세수단(317)에 부착된 상부 가이드부(315)와 판체(314) 사이에는 소정의 간격 t1이 마련되어 있다. 따라서, 본 실시형태에 의하면, 유통하는 유체에 의해서 판체(314)(구형의 판체) 자신이 용이하게 자전하게 되기 때문에, 판체(314)를 균등하게 마모시킬 수 있다. 종래라면, 예를 들면, 판체는 부세수단에 의 해서 판좌에 꽉 눌려 붙어 있었기 때문에 판체가 편마모될 우려가 있었다.

또, 본 실시형태에 있어서는 소정의 간격 t1을 마련함으로써 판체(314)의 자전을 가능하게 하는 것으로, 부세수단의 부세력을 종래보다 강력하게 할 수 있기 때문에, 닫힘 응답성이 높은 역류 방지판을 얻을 수 있다. 이것은 종래라면 판체의 편마모를 강력하게 억제하기 위해서, 부세수단의 부세력으로 소정의 제한을 마련할 필요가 있고, 이것에 의해 닫힘 응답성이 저하할 우려가 있었다.

게다가, 본 실시형태에 따른 역류 방지판은 이상과 같이 닫힘 응답성이 높기 때문에, 고점도의 유체를 반송할 경우이더라도 효과적으로 정량 반송을 실현할 수 있다.

도 10A 및 도 10B는, 본 발명의 실시형태에 따른 역류 방지판의 제 2 실시형태를 나타내는 개략적인 단면도이고, 구체적으로는 도 10A는 판체가 판좌에 착석하여 유체경로를 폐색한 상태를 나타내고, 도 10B는 판체가 판좌로부터 떨어져서 유체경로를 개방한 상태를 나타내고 있다.

이 도 10에 나타내는 바와 같이, 본 실시형태에 따른 역류 방지판은 판 본체부(320)와 판체(324)와, 이 판체(324)를 가이드하는 상부 가이드(325)와 상부 가이드(325)에 설치된 스프링 등의 부세수단(327) 등을 포함하여 구성되어 있다. 또, 이 역류 방지판을 구성하는 판 본체부(320)에는 유체를 유통시키기 위한 유통경로(320A)가 형성되어 있다.

본 실시형태에 있어서, 상부 가이드부(325)에는 부세수단(327)이 부착되어 있고, 이 부세수단(327)은 역류 방지판이 폐색상태(도 10A 참조)에 있을 경우(판체 (324)가 판좌(320B)에 착석해 있을 경우)에는, 부세수단(327)과 판체(324) 사이에 소정의 간격 t2(도 10A 참조)가 마련되어 있도록 구성되어 있다.

이 도 10에 나타낸 역류 방지판에 대해서도, 앞의 도 9에서 설명한 역류 방지판과 마찬가지로, 유체가 공급되지 않을 경우에는 판체(324)가 판좌(320B)에 착석하고, 유통경로(320A)가 폐색되도록 기능하고, 부세수단(327)은 판체(324)와의 사이에 소정의 간격 t2를 가지고 있기 때문에, 판체(324)가 판좌(320B)에 꽉 눌려붙는 일은 없다.

또, 역류 방지판 내에 유체가 공급되면, 도 10B에 나타내는 바와 같이 역류 방지판을 구성하는 판체(324)는 그 유체의 압력에 따라서 판좌(320B)로부터 떨어짐과 동시에 부세수단(327)의 부세력에 저항하여, 부세수단(327)을 위쪽으로 구부리고 역류 방지판 내에 있어서의 유체의 유통경로(320A)가 개방상태가 된다.

역류 방지판의 유통경로(320A)가 개방상태가 된 후, 유체의 공급이 정지되면 유체 공급 정지에 수반하여 판체(324)는 자중 및 부세수단(327)의 부세력에 의해 판좌(320B)에 착석하게 되어, 다시 역류 방지판의 유통경로(320A)가 폐색상태가 된다. 즉, 본 실시형태에 따른 역류 방지판도 도 9의 역류 방지판과 마찬가지로 유체의 공급상태(압력상태)에 따라서, 이상과 같은 폐색상태 및 개방상태가 반복되게 된다.

이 도 10에 나타낸 역류 방지판은 부세수단(327)과 판체(324)가 접하도록 구성되어 있지만, 판체(324)가 판좌(320B)에 착석하고 있을 때에, 판체(324)와 판좌(320B) 사이에 소정의 간격 t2를 가지는 것은, 앞의 역류 방지판(도 9 참조)과 마 찬가지이다. 따라서, 이 도 10에 나타낸 역류 방지판에 대해서도 도 9의 경우와 같은 효과를 얻을 수 있다.

또한, 이 도 10에 있어서는 판 본체부(320)의 판좌(320B) 근방에 판체(324)의 가이드부가 설치되어 있지 않지만, 본 발명은 이 구성에 한정되지 않고 필요에 따라서 판좌(320B) 근방에 가이드부를 설치해도 좋다.

도 11은, 본 발명의 실시형태에 따른 역류 방지판의 제 3 실시형태를 나타내는 개략적인 단면도이다. 여기에서는, 파선으로 나타낸 판체(334)가 판좌(330B)에 착석하여 유통경로(330A)를 폐색하고 있는 상태를 나타내고, 실선으로 나타낸 판체(334)가 판좌(330B)로부터 떨어져서 유통경로(330A)를 개방하고 있는 상태를 나타내고 있다.

이 도 11에 나타내는 바와 같이 본 실시형태에 따른 역류 방지판은 판 본체부(330)와 판체(334)와 이 판체(334)를 가이드하는 상부 가이드부(335)와 판 본체부(330)의 외부에 설치된 코일부(339) 등을 포함하여 구성되고 있다. 또, 이 역류 방지판을 구성하는 판 본체부(330)에는 유체를 유통시키기 위한 유통경로(330A)가 구성되어 있다.

도 11에 나타내는 바와 같이 구성된 역류 방지판에 있어서는 코일부(339)에 공급되는 전력에 따라서 판체(334)에 작용하는 전자력이 발생하고, 공급전력의 극성을 적절하게 전환함으로써, 강제적으로 판체(334)를 이동(본 실시형태에 있어서는「상하운동」, 도 11의 화살표 Y참조)시킬 수 있다.

즉, 본 실시형태에 따른 역류 방지판은 판체(334)가 자력을 받는 재료를 사 용하여 구성되고, 판 본체부(330)의 외부에 설치된 코일부(339)에 있어서의 전자력이 판체(334)에 작용한다. 따라서, 코일부(339)에 통전되는 전류의 극성을 적의 제어(반전 등)시킬 수 있는 것에 의해서, 본 실시형태에 의하면 응답성이 높은 역류 방지판을 얻을 수 있다. 또한, 필요에 따라서 코일부(339)(전자석)에 대한 전력 공급 라인에 캐패시터를 설치하면, 전류가 단시간에 공급되게 되기 때문에 보다 응답성이 높은 역류 방지판을 얻는 것이 가능하게 된다.

즉, 본 실시형태에 따른 역류 방지판에 의하면 스프링 등의 부세수단을 사용하는 일 없이, 강제적으로 판체(334)를 상하 운동시키는 것이 가능하게 되어서, 착석시에 있어서는 코일부(339)에 대한 통전을 없앰으로써, 판체(334)가 판좌(330B)에 꽉 눌려지는 일도 없다. 따라서, 앞에서 설명한 도 9 및 도 10과 마찬가지로 이 도 11에 나타낸 역류 방지판에 대해서도 판체(334)의 편마모성을 없애고, 고점도의 유체 반송시에 있어서도 효과적으로 정량 반송을 실현할 수 있다.

게다가, 본 발명에 따른 왕복 운동 펌프는 상기 도 1에서 도 7에 나타낸 구조에 한정되지 않고, 필요에 따라서 도 12에서 도 15 등에 나타내는 바와 같이 구성하는 것도 가능하다. 또한, 이하에 설명하는 왕복 운동 펌프는 기본적인 구성에 대해서는 앞의 도 1에서 도 7로 설명한 왕복 운동 펌프와 같기 때문에, 같은 구성요소에 대해서는 같은 부호를 사용하는 것으로 하고, 여기에서는 주로 다른 구성요소에 대한 설명을 행한다.

도 12는, 본 발명의 다른 실시형태에 따른 왕복 운동 펌프의 외관 정면도이고, 도 13은, 도 12에 나타낸 왕복 운동 펌프의 외관 측면도이다. 또, 도 14는, 도 12의 A-A 단면 개략도이고, 도 15는, 도 13의 B-B 단면 개략도이다.

이 도 12 ~ 도 15로 나타낸 왕복 운동 펌프는, 상술한 바와 같이 기본적으로는 앞에서 설명한 왕복 운동 펌프와 같은 구성을 가지고 있고, 다이어프램 구동실 내의 유체 반송실에 유체를 반송하도록, 보조 구동부가 설치되어 있는 점이 다르다. 그래서, 이하에 있어서는 주로 보조 구동부의 구성에 대하여 설명한다.

도 14 및 도 15에 나타내는 바와 같이, 본 실시형태에 따른 왕복 운동 펌프는 다이어프램(1)을 왕복 운동시키는 것으로 유체를 반송시키는 유체 반송부(10)와, 다이어프램(1)을 구동시키도록 적절한 다이어프램으로 작동유를 공급하는 구동력 공급부(40)와, 이 구동력 공급부(40)의 편심 캠(42)을 구동시키는 구동부(70)와 유체 반송부(10)에 있어서의 유체 반송실(2a)에 유체를 반송하는 보조 구동부(400) 등을 포함하여 구성되어 있다.

본 실시형태에 있어서는, 구동부(70)가 회전운동을 발생하는 전동 모터(71)와, 이 전동 모터(71)로부터의 회전력을 구동력 전달축(410)에 전달하기 위한 기아부(72) 등을 포함하여 구성된다. 그리고 이 구동력 전달축(410)은, 구동력 공급부(40)를 이루는 편심 캠(42), 및 보조 구동부(400)를 이루는 보조 편심 캠(402)에 대하여 회전력을 공급하도록 구성되어 있다. 즉, 본 실시형태에 따른 구동력 전달축(411)과, 보조 편심 캠(402)을 회전시키는 제 2 축부(412)가 일체로 되도록 구성되어 있다.

보조 구동부(400)는, 상기와 같이 하여 회전 구동하는 제 2 축부(412)에 부착된 보조 편심 캠(402)과, 이 보조 편심 캠(402)의 움직임에 따라서 각각 구동하 는 보조 다이어프램(401)(본 발명의 「제 1 보조 다이어프램」및 「제 2 보조 다이어프램」에 해당) 등을 포함하여 구성되어 있다. 보다 구체적으로는, 보조 편심 캠(402)에 접하고, 이 보조 편심 캠(402)의 회전에 따라서 좌우로 왕복 운동하는 보조 가동체(403)와, 이 보조 가동체(403)의 움직임에 의해서 다이어프램(1)을 왕복 운동시키도록, 보조 가동체(403)에 부착된 가동 샤프트 수단(제 1 가동 샤프트(405), 제 2 가동 샤프트(406)) 등을 포함하여 구성되어 있다.

또, 각 다이어프램(1)의 상류측에는 각각 보조 유입측 역류 방지판(430)이 설치되어 있고, 각 다이어프램(1)의 왕복 운동 상태에 기초하여, 이 보조 유입측 역류 방지판(430)의 개폐상태가 제어된다. 게다가, 본 실시형태에 있어서는, 소정량(압력) 이상의 유체가 유체 반송실로 반송되는 것을 방지하도록, 보조 리크부(440)가 설치되어 있다. 이 보조 리크부(440)는 각 역류 방지판(430)의 하류측에 설치되고, 리크 지지부(441)와 이 리크 지지부(441)에 이접(離接)되어 유체경로를 개폐하는 개폐부(443)와, 이 개폐부(443)를 리크 지지부(441)에 접하도록 부세하는 스프링 등의 부세수단(442)을 포함하여 구성되어 있다.

본 실시형태에 따른 왕복 운동 펌프는, 이상과 같이 구성되어 다음과 같이 기능한다.

즉, 이 도 12에서 도 15에서 나타내는 왕복 운동 펌프에 있어서는, 단순히 다이어프램(1)이 왕복 운동하여 유체를 반송시킬 뿐만 아니라, 보조 구동부(400)를 사용하여, 유체 반송실(2a) 내로 유체가 반송된다. 보다 구체적으로는, 예를 들면, 동일 유체 반송경로 중의 다이어프램(1) 및 보조 다이어프램(401)은(예를 들면, 도 15의 좌측에 위치하는 다이어프램(1) 및 보조 다이어프램(401)은), 각각 한쪽이 토출공정할 때에는 다른 쪽이 흡입공정하도록 기능한다.

여기서, 도 16은, 각각의 다이어프램(1, 401)의 토출·흡입공정의 압력 파형을 나타낸 것이다. 도 16A는, 다이어프램(1)으로 얻을 수 있는 압력 파형을 나타내고, 도 16B는, 보조 다이어프램(401)으로 얻을 수 있는 압력 파형을 나타낸 것이다. 그리고 도 16C는, 이 도 16A 및 도 16B의 압력 파형을 중합시켜서 나타낸 것이다.

이 도 16에 있어서는, 파선 및 실선이 각각 동일 유체 반송경로 중 다이어프램(1) 및 보조 다이어프램(401)을 나타내고 있고, 예를 들면, 실선이 도 15의 우측에 위치하는 다이어프램(1B)(우측 펌프) 및 보조 다이어프램(401B)(우측 가압 펌프)을 나타내고, 파선이 도 15의 좌측에 위치하는 다이어프램(1A)(좌측 펌프) 및 보조 다이어프램(401A)(좌측 가압 펌프)을 나타내고 있다.

이상과 같이, 본 실시형태에 있어서는 다이어프램(1)과 보조 다이어프램(401)이 상호 교대로 토출·흡입을 반복하게 되고, 다이어프램(1)의 흡입시는 보조 다이어프램(401)의 토출시이기 때문에, 유입 반송실(2a)에는 필요로 되는 유체가 적절하게 반송된다.

고점도 유체 등을 반송시키는 경우에는, 다이어프램(1) 만을 구동시키도록 한 펌프로는 유체가 고점도인 이유로, 유체 반송실(2a)까지 필요량의 유체를 흡입할 수 없고, 정량 반송을 실현할 수 없는 경우가 있었다. 그러나 본 실시형태에 의하면, 가령 다이어프램(1) 만에 의한 흡입부족이 있었다고 해도, 보조 구동부(400) 를 구동시킴으로써, 유체 반송실(2a)에 대한 반송량이 보충되기 때문에 적절하게 유체를 정량 반송할 수 있다.

또, 본 실시형태에 있어서는, 상기와 같이 유체를 적절하게 보충하도록 기능하는 보조 구동부(400)가 구동력 공급부(40)를 구동시키는 구동원인 구동부(70)로 구동되게 된다. 즉, 본 실시형태에 의하면 새로운 구동원을 사용하는 일 없이 보조 구동부(400)를 구성할 수 있다.

게다가, 본 실시형태에 있어서는, 보조 유입측 역류 방지판(430)의 하류측의 압력이 소정압력(예를 들면, 0.45MPa) 이상이 됐을 때에, 보조 리크부(440)가 기능하여 개폐부(443)가 리크 지지부(441)로부터 떨어지도록 구성되어 있다. 즉, 부세수단(442)의 부세력을 조정하여, 유로 내의 압력이 소정의 압력 이상이 됐을 경우에는 유체가 리크하도록 구성되어 있다.

따라서, 본 실시형태에 의하면, 유체 반송실(2a) 내의 압력을 필요 이상으로 높일 일이 없어 되고, 다이어프램(1) 및 보조 다이어프램(401) 등의 파손 방지 등을 꾀할 수 있다. 또, 이 보조 리크부(440)에 있어서의 소정의 압력은, 다이어프램(1)에 있어서의 정량 반송량에 따라서 결정되기 때문에, 즉, 과잉 공급 등이 없도록 배려하여 결정되기 때문에, 이 보조 리크부(440)를 설치함으로써, 고정밀도의 정량 반송을 실현할 수 있다.

또한, 본 발명은 상기 실시형태에 한정되는 것이 아니고, 그 취지를 벗어나지 않는 한 상술한 것 이외에 다양한 변경을 행하는 것이 가능하다.

예를 들면, 도 1 ~ 도 7, 및 도 12 ~ 도 15로 나타낸 왕복 운동 펌프에는 각 각 복수의 역류 방지판(33, 34, 430)이 설치되어 있고, 이들 역류 방지판(33, 34), 430)으로서는, 판체(볼체)가 유체 압력으로 판좌로부터 떨어져서 유체의 유통경로가 개방되고, 유체 압력의 감소에 수반하여 판체가 자중으로 판좌에 착석하여 유통경로가 폐색되는 구성의 것이 개시되어 있다. 그러나 본 발명은 이 구성에 한정되지 않고 필요에 따라서 예를 들면, 도 9에서 도 11에 나타낸 바와 같은 역류 방지판을 사용하여 왕복 운동 펌프를 구성해도 좋다. 이들 역류 방지판은, 어느 것이라도 유통경로의 폐색개시시에 있어서는 판체가 강제적으로 판좌측으로 이동되기 때문에, 높은 닫힘 응답성을 가지고 있다. 따라서, 이러한 역류 방지판을 사용하면, 앞에서 설명한 역류 방지판의 작용효과를 가지는 왕복 운동 펌프를 구성하는 것이 가능하다. 구체적으로는, 고정밀도로 정량 반송을 행하는 것이 가능한 왕복 운동 펌프, 및 판체의 편마모가 없어지게 됨으로써, 수명의 장수화를 꾀할 수 있는 왕복 운동 펌프를 얻을 수 있다.

또한, 도 11에 나타내는 바와 같이, 코일부(339)를 사용하여(즉, 전자력을 사용하여) 왕복 운동 펌프를 구성할 때에는 도 17에 나타내는 바와 같이 인코더(500)를 이용하는 것이 바람직하다. 즉, 이 인코더(500)를 이용함으로써 역류 방지판 내의 판체(334)의 착석 타이밍 등을 검지하고, 이 검지결과를 기초로 하여 코일부(339)에 대한 전력 공급 타이밍 및 극성 반전 타이밍 등을 제어하는 것이 가능하게 된다. 여기서 착석 타이밍은, 예를 들면, 구동력 전달축(41, 410)의 회전위치를 검지함으로써 파악할 수 있다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 번잡한 작업 등을 행하는 일 없이, 가스를 적절하게 또한 자동적으로 배출하는 것이 가능한 가스 배출기구를 구비한 왕복 운동 펌프를 얻을 수 있다. 또, 본 발명에 의하면 유로의 폐색을 확실하게 행하는 것이 가능하고, 프라이밍 액 등을 행하는 일 없이, 볼이나 판좌 등의 국부적인 마모를 감소시키는 것이 가능한 역류 방지판을 얻을 수 있다. 게다가, 본 발명에 의하면 고점도의 유체를 반송할 경우이더라도 정량 반송을 실현 가능한 왕복 운동 펌프를 얻을 수 있다.

Claims (18)

1. 유체를 반송하도록 왕복 운동하는 다이어프램과, 상기 다이어프램을 설치한 다이어프램 구동실과, 상기 다이어프램을 왕복 운동시키기 위한 구동력을 공급하는 구동력 공급부를 구비하고,

   상기 구동력 공급부의 구동력이 작동유를 개재하여 상기 다이어프램 구동실 내의 다이어프램에 전달되도록 구성되고, 상기 구동력 공급부와 상기 다이어프램 구동실 사이에 상기 작동유를 제한하는 작동유 제한실이 설치되어 있으며,

   상기 작동유 제한실 내의 위쪽 위치에 설치된 제 1 가스 배출부와, 상기 다이어프램 구동실 내의 위쪽 위치에 설치된 제 2 가스 배출부를 가지고,

   상기 제 1 가스 배출부와 상기 제 2 가스 배출부가 연통되어서 하나의 가스 배출기구가 구성되어 있으며, 상기 가스 배출기구에는 상기 제 1 가스 배출부로부터 상기 제 2 가스 배출부로의 유체의 역류를 방지하도록 역류 방지체가 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 유체를 반송하기 위한 왕복 운동 펌프.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 작동유 제한실에는, 상기 다이어프램에 연접되어 다이어프램과 함께 구동하는 판체와, 상기 판체와 끼움 결합되어 상기 다이어프램 구동실에 공급되는 상기 작동유를 제한할 수 있는 판좌가 설치되어 있고,

   상기 작동유 제한실 내에 있어서의 상기 구동력 공급부와 상기 판좌 사이에 상기 제 1 가스 배출부의 일측 단부가 설치되고, 상기 다이어프램실 내에 있어서의 상기 판좌와 상기 다이어프램 사이에 상기 제 2 가스 배출부의 한쪽 끝 부분이 설치되어 있는 왕복 운동 펌프.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 제 1 가스 배출부의 다른 쪽 끝 부분과 상기 제 2 가스 배출부의 타측 단부가 근접하여 설치되어 있고,

   상기 제 1 가스 배출부에서 유체가 배출될 때에는 그 유체의 압력에 의해서 상기 제 2 가스 배출부의 다른 쪽 끝 부분을 폐색하도록, 상기 제 2 가스 배출부의 다른 쪽 끝 부분에 압압되고, 상기 제 2 가스 배출부에서 유체가 배출될 때에는 그 유체의 압력에 의해서 상기 제 2 가스 배출부의 다른 쪽 끝 부분이 개방되고, 상기 제 2 가스 배출부의 다른 쪽 끝 부분으로부터 들어 올려지도록, 상기 제 2 가스 배출부의 다른 쪽 끝 부분상에 상기 역류 방지체가 설치되어 있는 왕복 운동 펌프.
4. 제 1 항에 있어서,

   상기 가스 배출기구는, 상기 제 1 가스 배출부, 상기 제 2 가스 배출부, 상기 역류 방지체 및 역류 배출 조정부를 포함하여 구성되어 있고,

   상기 역류 배출 조정부는, 상기 역류 방지체의 상부에 설치된 볼체와, 상기 볼체의 리프트 양을 조정할 수 있는 조정 밸브를 포함하여 구성되어 있는 왕복 운동 펌프.
5. 제 4 항에 있어서,

   상기 역류 방지체의 리프트 양과 상기 볼체의 리프트 양을 각각 소정의 간격으로 하여, 상기 제 1 가스 배출부 및 상기 제 2 가스 배출부로부터 자동적으로 가스 배출이 행해지는 왕복 운동 펌프.
6. 제 5 항에 있어서,

   상기 역류 방지체의 리프트 양이 0.5mm ~ 2.0mm 정도이고, 상기 볼체의 리프트 양이 0.5mm ~ 2.0mm 정도인 왕복 운동 펌프.
7. 제 5 항에 있어서,

   상기 역류 방지체가 볼체이고, 작동유의 비중에 가까운 비중을 가지는 재료를 사용하여 구성되어 있는 왕복 운동 펌프.
8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 제 1 가스 배출부 및 상기 제 2 가스 배출부 중 적어도 한쪽에서 배출되는 작동유를 보충하도록 작동유 보충기구가 설치되어 있는 왕복 운동 펌프.
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