KR101122886B1 - 다이아프램 펌프용의 피스톤 밸브 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 다이아프램 펌프용 피스톤 밸브의 개선에 관한 것으로, 물 배출 베이스 및 물 유입 포트는 제각기, 오리엔테이팅 홀 센터가 최하점에 위치하는 상부 캠버 오목 표면을 가지는 것을 특징으로 한다. 역류 방지 플라스틱 가스켓을 물 배출 베이스에 고정시킨 후에는, 역류 방지 플라스틱 가스켓의 바닥 표면과 물 배출 베이스의 상부 캠버 오목 표면 사이에 갭이 형성된다. 유사하게, 각 피스톤 슬라이스를 각 대응하는 물 유입 포트에 고정시킨 후에는, 피스톤 슬라이스의 바닥 표면과 물 유입 포트의 상부 캠버 오목 표면 사이에 갭이 형성된다. 상술한 갭들의 기능에 의해서, 전체적 압축 효율이 실질적으로 향상되는데, 이는 역류 방지 플라스틱 가스켓과 피스톤 슬라이스의 양쪽 흡입력이 피스톤 푸셔의 왕복 작동에 의해서 더욱 증가 되기 때문이다.
필터, 리바스 오스모시스, 다이아프램 펌프, 피스톤 밸브, 역류방지 가스켓, 물 배출 베이스, 물 유입 포트, 캠버 오목부, 캠버 볼록부, 압축효율

Description

다이아프램 펌프용의 피스톤 밸브{IMPROVED PISTON VALVE FOR DIAPHRAGM PUMP}
본 발명은, 리버스 오스모시스 정화(reverse osmosis purification)에 독점적으로 사용되는 다이아프램 펌프에 있어서, 압축 효율을 향상시키기 위한 개선된 피스톤 밸브에 관한 것으로서, 특히 비정상 압력을 방지하고 압축 효율의 저하를 방지하기 위한 것이다.
도 1 내지 도 6에는, 리버스 오스모시스 타입의 전통적인 물 필터(water filter)용 다이아프램 펌프(1)에 대한 여러 도면들이 도시되어 있다. 다이아프램 펌프(1)에는, 모터(10), 상부 후드섀시(upper hood chassis)(11), 다수의 워블휠들(wobble wheels)(13), 다이아프램(20), 피스톤 밸브(30), 반구의 사발형 역류 방지 플라스틱 가스켓(40) 및 상부 후드(50)가 포함되어 있다. 상기 후드새시(11)는 모터(10)의 출력축(도면에는 도시되지 않음) 위에 배치되고, 그 주변에는 다수의 스크류 구멍들(screw bores)(12)이 균등하게 배치되어 있으며, 상기 워블휠들(13) 은 상부 후드섀시(11)의 상면에 배치되어, 모터(10)의 출력축에 의해 회전운동이 축방향의 왕복운동으로 전환되는 방식으로 구동된다. 상기 다이아프램(20)은 상부 후드섀시(11) 위에 배치되고, 그 위에는 피스톤 밸브(30)가 끼워져 있으며, 상기 역류 방지 플라스틱 가스켓(40)은 피스톤 밸브(30)의 중앙에 밀착 부착되어 있다. 상기 상부 후드(50)의 주변에는, 상부 후드섀시(11)의 스크류 구멍들(12)과 대응되게 다수의 관통구멍들(51)이 균등하게 배치되어 있어서, 앞에서 언급한 다이아프램(20), 피스톤 밸브(30) 및 역류 방지 플라스틱 가스켓(40)들을 상부 후드섀시(11)와 상부 후드(50) 사이에 순서대로 삽입하여, 스크류 구멍들(12) 및 대응하는 관통구멍들(51)을 정렬시켜 볼트(2)들로 고정시킴으로써, 상부 후드섀시(11)와 상부 후드(50)는 콤팩트하게 도킹(docking)될 수 있다 (도 6에 도시된 바와 같음);
또한, 상기 다이아프램(20)에는 가스켓 홈(groove)(21)이 주변 가장자리에 형성되어 있으며, 다수의 볼록한 혹들(convex humps)(22)이 있는데, 이들 각각은 그 위에 배치된 편심 피스톤 푸셔들(eccentric piston pushers)(23)과 층을 이루며, 상기 볼록한 혹들(22) 및 이와 연관된 피스톤 푸셔들(23)의 중앙에는 동축의 관통된 구멍(221, 231)이 있어서, 다이아프램(20) 및 각 피스톤 푸셔들(23)을 대응하는 각 워블휠(13)들 위에 스크류(24)로 결합할 있다 (도 6에 도시된 바와 같음). 이렇게 함으로써, 다이아프램(20) 및 피스톤 푸셔들(23)은 워블휠들(13)에 의해 동시에 구동되어, 축방향의 왕복운동을 할 수 있게 된다 (도 6의 가상 쇄선으로 도시된 바와 같음);
도 2 및 도 4 내지 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 피스톤 밸브(30)에는 반 구형 사발의 물 배출 베이스(water discharge base)(31)가 그 내부 중앙에 오목하게 된 오리엔테이팅 홀(orientatating hole)(32)을 지니고 있으며, 그 상면에는 반경방향으로 3개의 분리 홈들(seperating grooves)(33)이 균등하게 형성되어, 인접 분리 홈들(33) 사이에 오리엔팅 홀(32)을 중심으로 내각이 약 120도 각도로 된 3개의 균등한 부채꼴 부위를 형성하며, 각 부채꼴 부위에는 다수의 물 배출 분출구들(water discharge spouts)(34)이 형성된다. 중앙의 물 배출 베이스(31)의 바깥 주변에는 역 깔때기 모양의 3개의 피스톤 슬라이스들(piston slices)(36)이 그 내부에 형성된, 연관된 다수의 물 유입 슬롯들(water inlet slots)(35)을 막기 위해, 각각 대응하는 부채꼴 부위에 인접하여 적당한 위치에 균등하게 배치되어 있다;
상기 사발형 역류 방지 플라스틱 가스켓(40)은, 부드러운 가요성 재질로 만들어진, 우묵한 반구형으로 몰딩된 일체의 하나의 피스이며, 피스톤 밸브(30)의 중앙에 밀착하여 부착되며, 그 하부 밑으로 돌출된 오리엔테이팅 스템(orientating stem)(41)을 지니고 있으며, 각각 연장 돌출된 패널(pannel)(43)과 함께, 그 상면에 반경방향으로 균등하게 배치된 3개의 분리 늑골 패널들(seperating rib panels)(42)을 가지고 있어, 오리엔테이팅 스템(41)을 중심으로 내각이 약 120도 되는 균등한 내부 부채꼴 챔버(chamber)들을 지닌 우묵한 반구형 사발을 형성하며, 각 돌출 패널(43)은 대응하는 각 분리 늑골 패널(42)의 연장체로서 우묵한 반구형 사발의 바깥쪽으로 돌출하고 있다;
역류 방지 플라스틱 가스켓(40)의 각 돌출 패널(43)들을 물 배출 베이스(31)의 각 분리 홈들(33)에 대응하여 정렬시키고, 오리엔테이팅 스템(41)을 대응하는 오리엔테이팅 홀(32)에 삽입함으로써, 역류 방지 플라스틱 가스켓(40)과 물 배출 베이스(31)는 서로 적합하게 도킹되어, 역류 방지 플라스틱 가스켓(40) 반구의 바깥쪽이 물 배출 베이스(31)의 상면 위에 밀착 접촉될 수 있다. 이로써, 압축 다이아프램 펌프의 정지 모드 상태에서, 3개의 내부 부채꼴 챔버들 각각은 물 배출 베이스(31) 상의 대응하는 물 배출 분출구(34)들을 완전히 막아주게 된다 (도 4에 도시된 바와 같음);
이리하여, 도킹 후 피스톤 밸브(30)에 의해 밀착 접촉하여 그 일단부가 피스톤 밸브(30)의 물 유입 슬롯(35)들과 연결되는 역류 방지 플라스틱 가스켓(40)의 물 배출 분출구들(34) 및 다이아프램(20)의 각 피스톤 푸셔(23) 사이에는 초기의 저압 챔버(3)이 형성된다 (도 6에 도시된 바와 같음);
상기 상부 후드(50)에는 바깥쪽 면에 형성된 물 출구 오리피스(53) 및 물 입구 오리피스(52)가 있으며, 그 바깥 테두리에는 다수의 관통구멍(51)이 배치되어 있다 (도 1 및 도 6에 도시된 바와 같음). 그리고 내부의 하부 테두리 아래에는 램프 홈(ramp groove)(54)가 배치되어, 피스톤 밸브(30) 및 다이아프램(20)이 층을 이룬 일체의 유닛의 바깥 테두리가 상기 램프 홈(54)과 적합하게 밀봉 결합할 수 있다;
이 외에도, 상기 상부 후드(50)의 상부 내벽에는 중앙을 중심으로 환상의홈(annular groove)(55)이 배치되어, 그 하부 테두리가 피스톤 밸브(30)의 물 배출 베이스(31)의 바깥 테두리에 밀봉 부착된다. 이리하여, 상기 환상의 홈(55) 및 물 배출 베이스(31) 사이에 고도의 고압 챔버(intensive high-pressured chamber)(4) 가 형성된다 (도 6에 도시된 바와 같음).
기능적 작동에 대해서는 도 7을 참조한다. 첫째로, 다이아프램 펌프(1)의 작동 모드에서 교대로 왕복운동하는 워블휠(13)들에 의해 다이아프램(20)이 축방향으로 밀려질 때, 물 입구 오리피스(52)로부터 상부 후드(50)로 흘러들어 오는 수도물(tab water) W 는 피스톤 밸브(30)의 물 유입 슬롯(35)들을 거쳐 초기 저압 챔버(preliminary low-pressured chamber)(3)로 들어 온다 (도 7에 도시된 화살표 방향). 여기서 상기 수도물 W 의 압력은, 워블휠(13)들의 축방향 왕복운동에 의해 작동되는 피스톤 푸셔(23)의 반복적인 압축에 의해, 80 psi 내지 100 psi의 범주까지 펌핑되어진다;
두번째로, 저압 챔버(3) 내의 수도물 W 는 물 배출 베이스(31)의 물 배출 분출구들(34)을 거쳐 고도의 고압 챔버(4)로 펌핑되어진다. 여기서, 수도물 W 의 압력은 사전 조절된 소정의 범주까지 펌핑 된다;
마지막으로 고압 챔버(4) 내의 수도물 W 는 상부 후드(50)의 물 출구 오리피스(53)를 거쳐 다이아프램 펌프(1)의 외부로 펌핑 배출되어, 전통적인 리버스 오스모시스 타입(RO type)의 물 필터용 필터 카트리지(도면에는 도시되지 않음) 내로 들어가게 된다.
앞서 언급한 바와 같이, 다이아프램 펌프(1)의 정지 모드에서는, 반구형 사발 역류 방지 플라스틱 가스켓(40)이 피스톤 밸브(30)의 물 배출 베이스(31)의 상면 위에 밀착 접촉하게 되고, 3개의 균등한 내부 부채꼴 챔버들 각각이 물 배출 베이스(31) 상의 대응하는 물 배출 분출구(34)들을 완전히 막아버린다;
이에 반해, 다이아프램 펌프(1)의 작동 모드에서는, 역류 방지 플라스틱 가스켓(40)의 3개의 균등한 내부 부채꼴 챔버들이 그 위에 덮여진 물 배출 분출구(34)에 의해 작동되어, 규칙적인 순서에 의해 개방-밀폐(open-and-close) 방식으로 일종의 펌핑 반응을 반복한다.
역류 방지 플라스틱 가스켓(40)은 부드러운 가요성 재질로 일체화된 하나의 피스로 몰딩되기 대문에, 각 정지 내부 부채꼴 챔버는 인접한 작동 내부 부채꼴 챔버에 의한 연결 작동(interlinking action)에 민감하여 쉽게 약간 개방된 상태로 될 수 있어서, 정지 내부 부채꼴 챔버에 의해 덮혀진 대응되는 물 배출 분출구(34)들은, 원래 기대한 개방-밀폐 효과인 이상적인 완전 밀폐 되는 것 대신에 약간 개방된 상태가 된다. 특히, 어느 정도 사용기간이 경과하면 재질의 노화 효과(aging effect)로 인해, 역류 방지 플라스틱 가스켓(40)의 변형 δ 는 더욱 나빠질 것이다 (도 3에 도시된 바와 같음). 이리하여 물 배출 분출구(34)에 대한 완전 밀폐 기능의 상실로 인해, 산출되는 가압된 물의 배출 유량 및 압력에 있어 전반적인 효과가 감소될 것이다. 바로 이것이, 리버스 오스모시스 타입의 전통적인 물 필터에서 종래기술의 다이아프램 펌프(1)가 약 3 내지 6 개월 정도 사용되면, "비정상 압력" 및 "가압된 물의 산출량 감소" 문제가 발생하는 주 원인이 된다.
상기 결함들을 개선하기 위해, 본 발명의 발명자는 연구작업을 통해, 개선된 압축 다이아프램 펌프를 고안함으로써 확실한 해결 방안을 강구하였으며, 이는 2006. 10. 24 및 26일자로 미국에 특허 출원 제 11/258027로 제출되었으며, 한국에는 특허 출원 제 10-2006-0103513으로 제출되었다.
상기 개선된 다이아프램 펌프의 구조는 도 8 내지 도 12에 도시되어 있으며, 주로 물 배출 베이스(61)의 부품이 개조되었다. 이전의 반구형 사발의 물 배출 베이스(31)가 다음의 편평한 물 배출 베이스(61)로 개조되었는데, 상기 물 배출 베이스(61)는 상부 후드(50)를 위로 향하면서 다이아프램 펌프(1)의 피스톤 밸브(60) 내 중심부에 놓여진다. 따라서 개조된 물 배출 베이스(61)의 모든 관련된 부품들은 아래와 같이 약간씩 수정된다.
여기서, 물 배출 베이스(61) 내에는, 중심의 오리엔테이팅 홀(63)을 지닌 오리엔테이팅 럼프(orientating lump)(62)가 상면 중심부에 오목하게 되어 있고, 3개의 균등한 부채꼴 부위들이 반경방향으로 오리엔테이팅 홀(63)을 중심으로 내각이 약 120도 되게, 상면 상에 균등하게 형성되고, 각 부채꼴 부위에는 다수의 물 배출 분출구(64)가 형성되어 있으며, 중앙의 물 배출 베이스(61) 바깥 주변에는, 3개의 역 깔때기 모양의 피스톤 슬라이스(36)들이 그 안에 형성되어 있는 연관된 다수의 물 유입 슬롯(65)들을 막기 위해, 대응하는 각 부채꼴 부위에 인접하여 배치된다.
또한, 역류 방지 플라스틱 가스켓(70)의 부품 개조가 있었는데, 이전의 반구형 사발 역류 방지 플라스틱 가스켓(40)이 다음의 편평한 멀티 블레이드(multi-blade) 디스크 형(disk-shaped)의 역류 방지 플라스틱 가스켓(70)으로 개조되었으며, 3개의 분리 간극(seperating rift)(71)들이 반경방향으로 균등하게 배치되고, 중심부에 관통 펀칭되어, 하부에 돌출된 오리엔테이팅 테두리(73)을 지닌 오리엔테이팅 구멍(orientating aperture)(72)을 중심으로, 인접한 분리 간극(71)들 사이에 내각이 약 120도 되는 3개의 균등한 내부 부채꼴 블레이드들이 형성되며, 상기 3개 의 균등한 내부 부채꼴 블레이드들 각각은, 다이아프램 펌프의 정지 모드에서, 물 배출 베이스(61) 상의 대응되는 물 배출 분출구(64)들을 완전히 막아준다;
조립에 대해서는 도 9 및 도 10을 참조한다. 첫째로, 역류 방지 플라스틱 가스켓(70)의 오리엔테이팅 테두리(73)를 물 배출 베이스(61)쪽을 향하게 하면서, 오리엔테이팅 구멍(72)을 물 배출 베이스(61)의 오리엔테이팅 럼프(62) 위로 끼운다;
두번째로, T-형상의 오리엔테이팅 스템(80)을 역류 방지 플라스틱 가스켓(70)의 오리엔테이팅 구멍(72)을 거쳐, 오리엔테이팅 럼프(62)의 오리엔테이팅 홀(63) 속으로 삽입하여, 역류 방지 플라스틱 가스켓(70)이 물 배출 베이스(61)에 확실하게 고정되도록 한다.
기능적 작동에 대해서는, 도 11 및 도 12를 참조한다. 첫째로, 압축 다이아프램 펌프(1)의 작동 모드에서 교대로 왕복운동하는 워블휠(13)들에 의해 다이아프램(20)이 축방향으로 밀려질 때, 물 입구 오리피스(52)로부터 상부 후드(50)로 흘러들어 오는 수도물 W 는 피스톤 밸브(60)의 물 유입 슬롯(65)들을 거쳐 초기 저압 챔버(3) 내로 들어 온다 (도 11에 도시된 화살표 방향). 여기서 상기 수도물 W 의 압력은, 워블휠(13)들의 축방향 왕복운동에 의해 작동되는 피스톤 푸셔(23)의 반복적인 압축에 의해, 80 psi 내지 100 psi 범주까지 펌핑되어진다;
두번째로, 저압 챔버(3) 내의 수도물 W 는, 역류 방지 플라스틱 가스켓(70)의 각 부채꼴 블레이드를 교대로 밀어 올림으로써, 물 배출 베이스(61)의 물 배출 분출구들(64)을 거쳐 고도의 고압 챔버(4)로 펌핑되어진다 (도 11에 도시된 화살표 방향). 여기서, 수도물 W 의 압력은 사전 조절된 소정의 범주까지 펌핑 된다;
마지막으로 고압 챔버(4) 내의 수도물 W 는 상부 후드(50)의 물 출구 오리피스(53)를 거쳐 압축 다이아프램 펌프(1)의 외부로 펌핑 배출된다 (도 12에 도시된 바와 같음). 이리하여, 모든 물 유입 슬롯(65)들로부터 들어오는 모든 수도물 W 는 물 배출 베이스(61)의 물 배출 분출구들(64)을 통해 일정하게 흐르면서, 역류 방지 플라스틱 가스켓(70)의 각 부채꼴 블레이드들을 교대로 "상향 개방 및 하향 밀폐(up-open and down-close)" 방식으로 작동시켜서, 모든 부채꼴 부위에 있어서, 물 배출 분출구(64)들이 완전 개방-밀폐되는 효과를 얻을 수 있게 된다. 그러므로, "비정상 압력" 및 "가압된 물의 산출량 감소" 문제들이 해결될 뿐만 아니라, 역류 방지 플라스틱 가스켓(70)의 사용수명기간도 증가될 수 있다.
비록, 피스톤 밸브(60) 및 역류 방지 플라스틱 가스켓(70)의 구조 개선으로 인해, 실제의 몰딩 및 테스트를 하여 "비정상 압력의 감소" 및 '가압된 물 산출량의 증가" 효과를 어느 정도 얻을 수 있지만, 본 발명의 발명자는 이에 만족하지 않고, 다이아프램 펌프(1)에 대해 전반적인 압축 효과를 더 좋은 방식으로 개선하는 가능한 방안이 있음을 믿는다.
상술한 종래 기술에서의 문제점을 고려해서, 압축 효율을 높이고 비정상 압력 문제를 해결하고자 한다.
본 발명의 주 목적은 다이아프램 펌프용의 개선된 피스톤 밸브를 제공하는 것인데, 이 피스톤 밸브는, 피스톤 밸브의 중심부에 배치된 물 배출 베이스, 상기 물 배출 베이스 내 중심부에 삽입되어 있는 역류 방지 플라스틱 가스켓, 상기 피스톤 밸브의 외측 위치에 제각기 배치되어 있는 다수의 물 유입 포트들, 각각의 대응하는 물 유입 포트 아래에 제각기 배치되어 있는 다수의 피스톤 슬라이스들을 포함하며, 상기 물 배출 베이스의 상부 표면은, 최하단점으로서 오리엔테이팅 홀의 센터를 가진 캠버 오목부로 형성되어 있고, 각각의 대응하는 피스톤 슬라이스와 접촉하는 물 유입 포트 각각의 상부 표면 또한 최하단점으로서 오리엔테이팅 홀의 센터를 가진 캠버 오목부로 형성되어 있으며; 상기 역류 방지 플라스틱 가스켓과 이와 연관된 오리엔테이팅 스템은 부드럽고 탄력적인 재질로 단일의 원피스 성형에 의해서 일체형 싱글 유닛으로 만들어져, 역류 방지 플라스틱 가스켓의 바닥 표면은 편평한 면으로 되어 있으며, 상기 피스톤 슬라이스와 이와 연관된 오리엔테이팅 스템 또한 단일의 원피스 성형에 의해서 일체형 싱글 유닛으로 만들어져, 피스톤 슬라이스의 바닥 표면이 편평한 면으로 되어 있으며; 이로써, 상기 역류 방지 플라스 틱 가스켓을 물 배출 베이스에 고정시킨 후에는, 상기 역류 방지 플라스틱 가스켓의 바닥 표면과 상기 물 배출 베이스의 캠버 오목부 사이에 갭(gap)이 형성되며; 이와 유사하게, 상기 피스톤 슬라이스 각각을 각각의 대응하는 물 유입 포트에 고정시킨 후에는, 상기 피스톤 슬라이스의 바닥 표면과 상기 물 유입 포트의 캠버 오목부 사이에 갭이 형성되며; 상술한 갭들의 기능에 의해서, 전체적 압축 효율이 실질적으로 향상되는데, 이는 역류 방지 플라스틱 가스켓과 피스톤 슬라이스의 양쪽 흡입력이 피스톤 푸셔의 왕복 작동에 의해서 더욱 증가 되기 때문이다.
본 발명의 또 다른 목적은, 역류 방지 플라스틱 가스켓과 피스톤 슬라이스가 평철 형상(plano-convex shape)으로 만들어져 있어서, 이들의 내구성이 개선될 뿐만 아니라, 대응하는 물 배출 홀들과 물 유입 홀들 상에 밀봉 접촉되는 효과를 얻을 수 있는 다이아프램 펌프용의 개선된 피스톤 밸브를 제공하는 것이다. 이리하여, 종래 다이아프램 펌프의 피스톤 밸브에서 야기되는 "비정상 압력" 문제는 본 발명에 의해서 완전히 해결된다.
본 발명의 또 다른 목적은, 피스톤 밸브 내에 있는 역류 방지 플라스틱 가스켓이 단일의 원 피스 성형으로 일체형 싱글 유닛으로 만들어지기 때문에, 본 발명의 조립 과정은 종래 다이아프램 펌프의 것보다 휠씬 빠르고 휠씬 더 시간을 절약하여, 제조공정에서의 인건비를 크게 줄일 수 있다; 따라서, 다이아프램 펌프의 대량 생산을 위해, 본 발명은 대량 생산의 경제적 효과면에서 보다 좋은 경쟁력을 제공한다.
종래 다이아프램 펌프의 피스톤 밸브에서 야기되는 "비정상 압력" 문제를 해결하고, 제조공정에서의 인건비를 크게 줄일 수 있다.
본 발명의 "다이아프램 펌프용의 개선된 피스톤 밸브"에 대한 다양한 도면들이 도시된 도 13 내지 도 16를 참조하면, 본원 피스톤 밸브(100)가 종래 피스톤 밸브(30)로부터 개조됨으로써, 개선된 피스톤 밸브(100)와 관련된 모든 부품은 아래와 같이 약간씩 개조되었다.
물 배출 베이스(101)는 종래의 대응하는 물 배출 베이스(31)로부터 개조되고, 오리엔테이팅 홀(102)은 종래의 대응하는 오리엔테이팅 홀(32)로부터 개조되고, 물 배출 홀(103)은 종래의 대응하는 물 배출 분출구(34)로부터 개조되고, 물 유입 포트(104)는 종래의 모든 믈 배출 분출구(34)용 일체형 홀딩 유닛(integral holding unit)으로부터 개조되고, 오리엔테이팅 홀(105)은 종래의 깔때기 모양 피스톤 슬라이스(36)용 홀딩 홀로부터 개조되고, 물 유입 홀(106)은 종래 물 유입 슬롯(35)으로부터 개조되어 있다;
여기서, 상기 물 배출 베이스(101)는 외부 상부 표면의 캠버 오목부(camber concave)(107)를 가지며, 캠버 오목부(107)의 최하단 점이 오리엔테이팅 홀(102)의 중앙에 배치되어 있으며(도 14 및 도 15에 도시된 바와 같음), 각각의 물 유입 포트(104)는 외부 상부 표면의 캠버 오목부(camber concave)(108)를 가지며, 캠버 오 목부(108)의 최하단 점이 오리엔테이팅 홀(105)의 중앙에 배치되어 있다. 물 유입 포트(104) 각각은 각 대응하는 피스톤 슬라이스(300)와 접촉한다(도 15에 도시된 바와 같음);
그 외에도, 평철형(plano-convex shaped) 역류 방지 플라스틱 가스켓(200)은 종래의 대응하는 반구형 사발의 역류 방지 플라스틱 가스켓(40)으로부터 개조되어 있다. 연관된 오리엔테이팅 스템(201)은 부드러운 가요성의 재질로 단일의 원피스 성형에 의해서 일체형 싱글 유닛으로 만들어지고, 피스톤 밸브(100)의 물 배출 베이스(101) 내의 중심부에 배치되어 있어(도 14a에 도시된 바와 같음), 역류 방지 플라스틱 가스켓(200)의 상부 표면(202)은 캠버 볼록부로 되고, 역류 방지 플라스틱 가스켓(200)의 바닥 표면(203)은 평면으로 되고, 그 결과로 두께 t1은 두께 t2보다 크게 된다. 여기서 t1은 상부 표면(202)의 중앙 상단점으로부터 바닥 표면(203)까지 측정된 두께를 가르키고, t2는 상부 표면(202)의 상부 가장자리에서 바닥 표면(203)까지 측정된 두께를 가르킨다(도 15에 도시된 바와 같음);
평철형 피스톤 슬라이스(300)는 종래의 깔때기 모양 피스톤 슬라이스(36)로부터 개조되고, 연관된 오리엔테이팅 스템(301)이 단일의 원피스 성형에 의해서 일체형 싱글 유닛으로 만들어지고 피스톤 밸브(100)의 각 물 유입 포트(104)내의 중심부에 배치되어 있어(도 14b에 도시된 바와 같음), 피스톤 슬라이스(300)의 상부 표면(302)은 캠버 볼록부로 되고, 피스톤 슬라이스(300)의 바닥 표면(303)은 평면으로 되고, 그 결과로 두께 t3 는 두께 t4 보다 크다. 여기서, t3은 상부 표면(302)의 중앙 상단점으로부터 바닥 표면(303)까지 측정된 두께를 가르키고, t4는 상부 표면(302)의 상부 가장자리에서 바닥 표면(303)까지 측정된 두께를 가르킨다(도 15에 도시된 바와 같음).
조립과 기능적 작동에 대해서는, 도 16 내지 도 18를 참조한다. 오리엔테이팅 스템(201)을 오리엔테이팅 홀(102) 속으로 삽입하여, 역류 방지 플라스틱 가스켓(200)을 물 배출 베이스(101)에 적당히 고정시킨 후에는, 갭 G1 이 역류 방지 플라스틱 가스켓(200)의 바닥 표면(203)과 물 배출 베이스(101)의 캠버 오목부(107)사이에 형성된다(도 16에 도시된 바와 같음);
유사하게, 각 오리엔테이팅 스템(301)을 각 대응하는 오리엔테이팅 홀(105) 속으로 삽입하여, 각 피스톤 슬라이스(300)를 대응하는 각 물 유입 포트(104)에 적당히 고정시킨 후에는, 갭 G2 가 피스톤 슬라이스(300)의 바닥 표면(303)과 물 유입 포트(104)의 캠버 오목부(108) 사이에 형성된다(도 16에 도시된 바와 같음).
갭 G1 과 갭 G2 의 기능에 의해서, 초기 저압 챔버(3)와 고도의 고압 챔버(4)로부터의 압축 효과 전체 효율이 실질적으로 향상될 수 있다. 이는 역류 방지 플라스틱 가스켓(200)과 피스톤 슬라이스(300)의 양쪽 흡입력이 피스톤 푸셔(23)의 왕복 작동에 의해서 증가되기 때문이다; 이리하여, 본 발명의 목적인 "압축 효율 개선"이 쉽게 달성될 수 있다;
한편, 종래의 대응하는 역류 방지 플라스틱 가스켓(40)의 반구형 사발과, 종래의 대응하는 역류 방지 플라스틱 가스켓(70)의 멀티 블레이드 디스크 형상과, 종래의 대응하는 깔때기 피스톤 슬라이스(36)의 깔때기 형상과 비교해보면, 역류 방지 플라스틱 가스켓(200)과 피스톤 슬라이스(300)는 평철 형상으로 만들어져 있어 서, 이들의 내구성이 개선될 뿐만 아니라, 대응하는 물 배출 홀(103)들과 물 유입 홀(106)들 상에 밀봉 접촉되는 효과를 얻을 수 있다(도 17 및 도 18에 도시된 바와 같음); 이리하여, 종래 다이아프램 펌프(1)의 피스톤 밸브(30)에서 야기되는 "비정상 압력" 문제는 본 발명에 의해서 완전히 해결된다. 특히, 본 발명의 역류 방지 플라스틱 가스켓(200)이 단일의 원 피스 성형으로 일체형 싱글 유닛으로 만들어지기 때문에, 본 발명의 조립 과정은 종래 다이아프램 펌프(1)의 것보다 휠씬 빠르고 휠씬 더 시간을 절약하여, 제조공정에서의 인건비를 크게 줄일 수 있다; 따라서, 다이아프램 펌프(1)의 대량 생산을 위해, 본 발명은 대량 생산의 경제적 효과면에서 보다 좋은 경쟁력을 제공한다.
또한, 도 19와 도 20에 도시된 바와 같이, 본 발명의 다른 예시적 실시예가 도시되어 있는데, 여기서, 역류 방지 플라스틱 가스켓(200)의 바닥 표면이 캠버 오목부(204)로 형성되어 있고, 피스톤 슬라이스(300)의 바닥 표면 또한 캠버 오목부(304)로 형성되어 있어서(도 19에 도시된 바와 같음), 역류 방지 플라스틱 가스켓(200)의 캠버 오목부(204)와 물 배출 베이스(101)의 캠버 오목부(107)사이의 갭 G3 는 갭 G1 보다 크게 되고, 피스톤 슬라이스(300)의 캠버 오목부(304)와 물 유입 홀(106)의 캠버 오목부(108) 사이의 갭 G4 는 갭 G2 보다 더 크게 된다(도 20에 도시된 바와 같음); 따라서, 압축 효과의 전체 효율이 실질적으로 향상될 수 있다. 이는 역류 방지 플라스틱 가스켓(200)과 피스톤 슬라이스(300)의 양쪽 흡입력이 피스톤 푸셔(23)의 왕복 작동에 의해서 더욱 더 증가되기 때문이다.
도 1은 종래의 다이아프램 펌프의 전개 사시도.
도 2는 종래의 피스톤 밸브와 역류 방지 플라스틱 가스켓을 도시한 사시도.
도 3은 종래의 역류 방지 플라스틱 가스켓의 변형을 도시한 사시도.
도 4는 종래의 피스톤 밸브와 역류 방지 플라스틱 가스켓의 분해 상태를 도시한 단면도.
도 5는 종래의 피스톤 밸브와 역류 방지 플라스틱 가스켓의 조립 상태를 도시한 단면도.
도 6은 종래의 피스톤 밸브와 상부 후드의 조립 상태를 도시한 부분 단면도.
도 7은 도 6의 작동 상태를 도시한 도면.
도 8은 다른 종래의 피스톤 밸브와 역류 방지 플라스틱 가스켓을 도시한 전개 사시도.
도 9는 다른 종래의 피스톤 밸브와 역류 방지 플라스틱 가스켓의 분해 상태를 도시한 단면도.
도 10은 다른 종래의 피스톤 밸브와 역류 방지 플라스틱 가스켓의 조립 상태를 도시한 단면도.
도 11은 다른 종래의 피스톤 밸브, 역류 방지 플라스틱 가스켓과 상부 후드의 조립 상태를 도시한 부분 단면도.
도 12는 도 11의 작동 상태를 도시한 도면.
도 13은 종래의 다이아프램 펌프와 본 발명의 개선된 피스톤 밸브를 도시한 전개 사시도.
도 14는 본 발명의 전개 사시도.
도 14a는 도 14의 14a-14a 선을 따라 절취한 단면도.
도 14b는 도 14의 14b-14b 선을 따라 절취한 단면도.
도 15는 본 발명의 전개 단면도.
도 16은 본 발명의 조립 단면도.
도 17은 종래의 상부 후드와 본 발명의 조립 상태를 도시한 부분 단면도.
도 18은 도 17의 작동 상태를 도시한 도면.
도 19는 본 발명의 다른 실시예의 전개 단면도.
도 20은 본 발명의 다른 실시예의 조립 단면도.

Claims (4)

  1. 피스톤 밸브의 중심부에 배치된 물 배출 베이스(water discharge base), 상기 물 배출 베이스 내 중심부에 삽입되어 있는 역류 방지 플라스틱 가스켓(anti-backflow plastic gasket), 상기 피스톤 밸브의 외측 위치에 제각기 배치되어 있는 다수의 물 유입 포트(water inlet port)들, 각각의 대응하는 물 유입 포트 아래에 제각기 배치되어 있는 다수의 피스톤 슬라이스(piston slice)들을 포함하는 "다이아프램 펌프용의 피스톤 밸브"에 있어서,
    상기 물 배출 베이스의 상부 표면은, 최하단점으로서 오리엔테이팅 홀(orientating hole)의 센터를 가진 캠버 오목부(camber concave)로 형성되어 있고, 각각의 대응하는 피스톤 슬라이스와 접촉하는 물 유입 포트 각각의 상부 표면 또한 최하단점으로서 오리엔테이팅 홀의 센터를 가진 캠버 오목부로 형성되어 있으며;
    상기 역류 방지 플라스틱 가스켓과, 상기 역류 방지 플라스틱 가스켓과 연관된 오리엔테이팅 스템(orientating stem)은 부드럽고 탄력적인 재질로 단일의 원피스 성형(one-piece molding)에 의해서 일체형 싱글 유닛(integral single unit)으로 만들어져, 역류 방지 플라스틱 가스켓의 바닥 표면은 편평한 면으로 되어 있으며, 상기 피스톤 슬라이스와, 상기 피스톤 슬라이스와 연관된 오리엔테이팅 스템 또한 단일의 원피스 성형에 의해서 일체형 싱글 유닛으로 만들어져, 피스톤 슬라이스의 바닥 표면이 편평한 면으로 되어 있으며;
    상기 역류 방지 플라스틱 가스켓을 물 배출 베이스에 고정시킨 후에는, 상기 역류 방지 플라스틱 가스켓의 바닥 표면과 상기 물 배출 베이스의 캠버 오목부 사이에 갭(gap)이 형성되며;
    상기 피스톤 슬라이스 각각을 각각의 대응하는 물 유입 포트에 고정시킨 후에는, 상기 피스톤 슬라이스의 바닥 표면과 상기 물 유입 포트의 캠버 오목부 사이에 갭이 형성되는 것;을
    특징으로 하는 다아아프램 펌프용의 피스톤 밸브.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 역류 방지 플라스틱 가스켓의 상부 표면은 캠버 볼록부(camber convex)로 형성되어 있어서, 상기 역류 방지 플라스틱 가스켓의 상부 중앙 상단점으로부터 상기 역류 방지 플라스틱 가스켓의 바닥 표면까지 측정된 두께는, 상기 역류 방지 플라스틱 가스켓의 상부 가장자리에서 상기 역류 방지 플라스틱 가스켓의 바닥 표면까지 측정된 두께보다 큰 것을 특징으로 하는 다아이프램 펌프용의 피스톤 밸브.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 피스톤 슬라이스 각각의 상부 표면은 캠버 볼록부로 형성되어 있어서,
    상기 피스톤 슬라이스의 상부 중앙 상단점으로부터 상기 피스톤 슬라이스의 바닥 표면까지 측정된 두께는, 상기 피스톤 슬라이스의 상부 가장자리에서 상기 피스톤 슬라이스의 바닥 표면까지 측정된 두께보다 큰 것을 특징으로 하는 다아이프램 펌프용의 피스톤 밸브.
  4. 제 1항, 제 2항 또는 제 3항 중 어느 하나의 항에 있어서, 상기 역류 방지 플라스틱 가스켓의 바닥 표면은 캠버 오목부로 형성되어 있고, 상기 피스톤 슬라이스 각각의 바닥 표면 또한 캠버 오목부로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 다아이프램 펌프용의 피스톤 밸브.
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