KR101420449B1

KR101420449B1 - 유체 분배 장비에서 사용하는 자흡식 노즐

Info

Publication number: KR101420449B1
Application number: KR1020087027552A
Authority: KR
Inventors: 게리 엠. 헬레손
Original assignee: 그라코 미네소타 인크.
Priority date: 2006-04-13
Filing date: 2007-03-12
Publication date: 2014-07-16
Also published as: EP2007525B1; AU2007238502A1; US8056835B2; CN101466477B; CN101466477A; US20090108101A1; AU2007238502B2; WO2007121008A3; TW200804684A; EP2007525A2; KR20090007414A; WO2007121008A2; TWI404863B; EP2007525A4; ES2382537T3

Abstract

본 발명에 따른 자흡식 노즐 장치(20)는 노즐 슬리브(9)와; 노즐 본체 구멍(16), 슬리브 부분(15) 및 부착 부분(14)을 포함하는 노즐 본체(1)로서, 슬리브 부분(15)은 부착 부분(14)에 부착되고, 노즐 본체(1)의 슬리브 부분(15)은 노즐 슬리브(9) 내로 끼워지는, 노즐 본체(1)와; 스토퍼(21), O-링(4) 및 로드 부분(23)을 포함하는 노즐 스템(3)으로서, 스토퍼(21)는 로드 부분(23)에 부착되고, O-링(4)은 스토퍼(21) 근처에서 로드 부분(23) 주위에 위치되고, 노즐 스템(3)은 노즐 슬리브(9) 및 노즐 본체 구멍(16) 내부측에 위치되고, 스토퍼(21)는 노즐 슬리브(9) 내에 위치되는, 노즐 스템(3)과; 복수개의 와셔(2a, 2b), 압축 스프링(6) 그리고 압축 요소(5)를 포함하는 스프링 적재식 구성 요소(25)로서, 스프링 적재식 구성 요소(25)는 노즐 스템(3)의 로드 부분(23) 상에 위치되고, 압축 요소(5)는 노즐 스템(3)의 로드 부분(23)에 부착되는, 스프링 적재식 구성 요소(25)를 포함한다.

자흡식 노즐 장치, 노즐 슬리브, 노즐 본체, 노즐 스템, 스프링 적재식 구성 요소

Description

유체 분배 장비에서 사용하는 자흡식 노즐 {SELF-PRIMING NOZZLE FOR USE WITH FLUID DISPENSING EQUIPMENT}

본 발명은 일반적으로 노즐, 구체적으로 유체 분배 장비에서 사용하는 자흡식(self-priming) 노즐에 관한 것이다.

유체를 펌핑(pump)하는 통상의 방법은 내부 및 외부 기어 세트의 채용을 수반한다. 기어 세트의 동작 원리에 따르면, 유체의 체적이 기어 운동으로써 변함에 따라, 유체 유동을 생성시키는 압력 차이가 생성된다. 이 기술을 이용하는 여러 개의 펌프가 시장에서 구매 가능하다. 2개의 주요 종류의 기어 펌프는 스퍼 기어(spur gear)(외부) 및 로터 기어(rotor gear)(내부)를 포함한다.

구동력으로서의 이들 요소의 사용과 관련된 통상의 문제점에 따르면, 이들은 공기를 압축하는 데 있어서 어려움을 갖는다. 유체의 저장조 상으로 펌프를 설치하기 전에, 펌프에는 공기가 충전된다. 시스템의 프라이밍(prime)을 위해, 펌프는 전술된 압력 차이를 생성시키도록 이 공기를 변위시켜야 한다. 이 과제를 극복하는 가장 흔한 방법에 따르면, 최종 사용자가 펌프의 일부를 분해하게 하고 기어 세트 하우징 내로 고밀도 유체를 주입하게 함으로써 처리되며, 그에 의해 공기를 압축하는 요건을 제거시킨다. 이것은 펌프의 프라이밍에 충분히 큰 압축 비율을 제 공할 것이다.

이 방법에는 여러 개의 단점이 있다. 최종 사용자가 펌프를 분해하고 기어 하우징 내로 유체를 주입하고 펌프를 재조립하여야 하는 추가 작업 및 불편함이 있다. 펌프의 분해가 필요하지 않은 경우에, 펌프는 프라이밍을 위해 긴 시간을 요구한다. 프라이밍을 위한 연장된 시간은 기어가 윤활 없이 작동할 때에 증가된 마모를 보이기 때문에 펌프의 수명을 감소시킨다. 또한, 기어 펌프는 전형적으로 누설 경로를 유발시킬 수 있고 펌프 성능을 감소시킬 수 있는 마모물(debris)에 취약하다. 현장에서의 분해 필요성은 전술된 문제점의 가능성을 계속하여 증가시킬 수 있다.

하나의 실시예에서, 본 발명은 내부 및 외부 벽을 포함하는 노즐 슬리브와; 노즐 본체 구멍, 내부 및 외부 벽을 갖는 슬리브 부분 그리고 부착 부분을 포함하는 노즐 본체로서, 슬리브 부분은 부착 부분에 부착되고, 노즐 본체의 슬리브 부분의 외부 벽은 노즐 슬리브의 내부 벽 내로 끼워지는, 노즐 본체와; 스토퍼, O-링 및 로드 부분을 포함하는 노즐 스템으로서, 스토퍼는 상기 로드 부분에 부착되고, 상기 O-링은 상기 스토퍼 근처에서 상기 로드 부분 주위에 위치되고, 상기 노즐 스템은 상기 노즐 슬리브 및 상기 노즐 본체 구멍 내부측에 위치되고, 상기 스토퍼는 상기 노즐 슬리브의 내부 벽 내에 위치되는, 노즐 스템과; 복수개의 와셔, 2개의 자유 단부를 갖는 압축 스프링 그리고 압축 요소를 포함하는 스프링 적재식 구성 요소로서, 적어도 1개의 와셔가 상기 압축 스프링의 각각의 자유 단부 상에 위치되고, 상기 스프링 적재식 구성 요소는 노즐 스템의 상기 로드 부분 상에 위치되고, 상기 압축 요소는 노즐 스템의 상기 로드 부분에 부착되는, 스프링 적재식 구성 요소를 포함하는 자흡식(self-priming) 노즐 장치를 제공한다.

본 발명의 또 다른 태양에서, 바람직하게는, 상기 노즐 스템의 스토퍼는 복수개의 오목부를 포함한다. 바람직하게는, 자흡식 노즐 장치는 푸시-너트(push-nut)로서의 압축 요소를 포함한다.

또 다른 태양에서, 바람직하게는, 자흡식 노즐 장치에서의 복수개의 와셔는 3개의 꼭지점을 포함하는 삼각형 형상이고, 각각의 꼭지점은 노즐 본체 구멍의 내부 벽과 접촉한다. 바람직하게는, 노즐 본체는 상기 노즐 본체의 슬리브 부분의 상기 외부 벽에 부착되는 차단 구성 요소를 추가로 포함한다. 바람직하게는, 노즐 본체는 O-링을 추가로 포함하며, O-링은 상기 슬리브 부분의 상기 외부 벽 주위에 위치된다.

또 다른 태양에서, 자흡식 노즐 장치는 도웰 핀을 추가로 포함하며, 상기 노즐 슬리브는 상기 노즐 슬리브의 상기 내부 및 외부 벽을 횡단하는 도웰 구멍을 포함하고, 상기 노즐 본체의 상기 슬리브 부분은 상기 슬리브 부분의 상기 내부 및 외부 벽을 횡단하는 긴 도웰 구멍을 포함하며, 상기 도웰 핀은 초기에 도웰 구멍 내로 그리고 그 다음에 상기 긴 도웰 구멍 내로 삽입된다.

또 다른 태양에서, 자흡식 노즐 장치에서의 노즐 슬리브, 노즐 본체, 노즐 스템, 복수개의 와셔, 압축 요소 그리고 도웰 핀은 내식성이다.

자흡식 노즐의 하나의 장점에 따르면, 펌프를 분해할 필요 없이 기어 펌프의 프라이밍을 위한 편리한 방법이 제공된다. 이것은 또한 감소된 동작 정지 시간 그리고 긴 펌프 수명을 가져온다. 본 발명은 오일 분배 분야에서 사용되는 기어 구동식 펌프의 프라이밍을 위한 편리한 그리고 용이한 방법을 가능케 한다.

첨부 도면은 본 발명의 추가적인 이해를 제공하도록 포함되고 본 명세서 내에 합체되고 본 명세서의 일부를 구성한다. 도면은 본 발명을 추가로 설명하도록 역할하는 본 발명의 실시예를 도시하고 있다. 본 발명의 다른 태양 및 장점이 첨부 도면과 연계하여 고려될 때에 다음의 상세한 설명을 참조하면 이해될 것이다.

도1은 본 발명에 따른 자흡식 노즐의 측면도이다.

도2는 본 발명에 따른 자흡식 노즐의 노즐 스템의 측면도이다.

도3은 본 발명에 따른 자흡식 노즐의 작동 상태의 단면도이다.

도4는 본 발명에 따른 자흡식 노즐의 비작동 상태의 단면도이다.

도1을 참조하면, 자흡식 노즐 장치(20)는 내부 및 외부 벽(22, 24)을 포함하는 노즐 슬리브(9)와; 노즐 본체 구멍(16), 내부 및 외부 벽(26, 28)을 갖는 슬리브 부분(15) 그리고 부착 부분(14)을 포함하는 노즐 본체(1)로서, 슬리브 부분(15)은 부착 부분(14)에 부착되고, 노즐 본체(1)의 슬리브 부분(15)의 외부 벽(28)은 노즐 슬리브(9)의 내부 벽(26) 내로 끼워지는, 노즐 본체(1)와; 스토퍼(21), O-링(4) 및 로드 부분(23)을 포함하는 노즐 스템(3)으로서, 스토퍼(21)는 로드 부분(23)에 부착되고, O-링(4)은 스토퍼(21) 근처에서 로드 부분(23) 주위에 위치되 고, 노즐 스템(3)은 노즐 슬리브(9) 및 노즐 본체 구멍(16) 내부측에 위치되고, 스토퍼(21)는 노즐 슬리브(9)의 내부 벽(22) 내에 위치되는, 노즐 스템(3)을 포함한다.

스프링 적재식 구성 요소(25)는 복수개의 와셔(2a, 2b), 2개의 자유 단부를 갖는 압축 스프링(6) 그리고 압축 요소(5)를 포함하며, 적어도 1개의 와셔(2a)가 압축 스프링(6)의 각각의 자유 단부 상에 위치되고, 스프링 적재식 구성 요소(25)는 노즐 스템(3)의 로드 부분(23) 상에 위치되고, 압축 요소(5)는 노즐 스템(3)의 로드 부분(23)에 부착된다. 스프링 적재식 기구는 노즐 스템보다 작을 정도로 충분히 압축되어야 한다. 압축 스프링 그리고 그에 따라 스프링 적재식 기구가 압축될 때, 본 발명을 개시시키도록 수용하는 압력이 변한다. 추가로, 복수개의 와셔, 압축 요소 그리고 압축 스프링을 포함하는 스프링 적재식 기구의 크기는 유체가 통과할 수 있을 정도로 충분히 작아야 한다. 압축 스프링은 대개 악기용 현(music wire or steel)으로 구성된다.

다시, 도1을 참조하면, 본 발명의 다른 양호한 실시예는 푸시-너트(push-nut)로서의 압축 요소(5)를 포함한다. 그러나, 본 발명에 따른 압축 요소는 스템 상으로 용접되는 푸시-너트 또는 압축 상태로 압축 스프링을 유지할 수 있는 임의의 다른 부착 수단일 수 있다. 바람직하게는, 복수개의 와셔(2a, 2b)는 3개의 꼭지점을 포함하는 삼각형 형상이고, 각각의 꼭지점은 노즐 본체 구멍(16)의 내부 벽(26)과 접촉한다.

또 다른 양호한 실시예는 도웰 핀(dowel pin)(8)을 추가로 포함하며, 상기 노즐 슬리브(15)는 상기 노즐 슬리브(9)의 내부 및 외부 벽(22, 24)을 횡단하는 도웰 구멍(10)을 포함하고, 상기 노즐 본체(1)의 슬리브 부분(15)은 슬리브 부분(15)의 내부 및 외부 벽(26, 28)을 횡단하는 긴 도웰 구멍(11)을 포함하며, 상기 도웰 핀(8)은 초기에 상기 도웰 구멍(10) 내로 그리고 그 다음에 상기 긴 도웰 구멍(11) 내로 삽입된다.

도2를 참조하면, 본 발명에 따른 또 다른 양호한 실시예는 복수개의 오목부(concavity)(12a, 12b)를 포함하는 상기 노즐 스템(3)의 스토퍼(21)를 포함한다.

도3 및 도4를 참조하면, 다른 양호한 실시예는 노즐 본체의 슬리브 부분(15)의 외부 벽(28) 그리고 O-링(7)에 부착되는 차단 구성 요소(13)를 추가로 포함하는 노즐 본체를 포함하며, 상기 O-링(7)은 상기 슬리브 부분(15)의 외부 벽(28) 주위에 위치된다. 차단 구성 요소는 슬리브가 노즐 본체를 지나 과도하게 멀리 이동하는 것을 방지한다.

자흡식 노즐의 장점은 프라이밍 동안에 공기를 제거할 수 있는 능력 그리고 펌프가 사용 중이지 않을 때에 프라임 상태를 유지할 수 있는 능력을 포함한다. 도3에서, 최종 사용자는 펌프의 프라이밍을 시도할 때에 노즐 슬리브를 연장시킨다. 이 행동은 노즐 스템을 또한 연장시킬 것이며, 이것은 공기가 펌프로부터 탈출하게 하는 경로를 제공한다. 노즐 스템(3)은 전술된 경로를 제공하는 복수개의 오목부(12a, 12b)를 포함한다.

프라이밍이 수행되면, 펌프가 노즐 슬리브(9) 내에서의 노즐 스템(3)의 독립적인 운동으로 인해 프라임 상태를 계속하여 유지할 것이다. 노즐 슬리브(9)가 연 장될 때, 이것이 동일한 운동 축을 따라 노즐 스템(3)을 가압할 것이다. 이 이동은 O-링(4) 밀봉을 파괴하고 펌프의 프라이밍을 가능케 한다. 그러나, 노즐 스템(3)의 운동은 노즐 슬리브(9)와 독립적이다.

정상 동작 중, 펌프는 유체 유동을 유발시키는 압력을 생성시킨다. 이 압력은 스프링 적재식 노즐 스템(3)을 이동시키고 유체가 유동하게 하는 데 사용된다. 도4를 참조하면, 펌프가 작동 해제될 때, 시스템의 압력이 감쇠하고 스프링 적재식 구성 요소(25)가 그 밀봉 상태로 복귀한다. 다른 설계는 노즐 스템(3)이 노즐 스템의 기부에 위치되는 플런저(plunger) 또는 회전 캠(rotating cam)을 통해 전방으로 이동하게 가압하는 기구를 포함할 수 있다.

본 발명에 따른 양호한 실시예(20)는 펌프가 노즐에서 시스템으로부터 공기를 변위시키게 하는 방법을 포함한다. 이 방법은 최종 사용자에 의한 물리적인 행동을 요구한다. 본 발명에 따른 또 다른 실시예는 펌프가 사용 중이지 않을 때에 프라임 상태를 유지하지 못하는 것을 방지하도록 노즐에서 밀봉하는 방법을 포함한다. 이 방법이 자동일 필요는 없지만, 이것은 최종 사용자가 각각의 분배의 종료 시에 시스템을 밀봉할 것을 기억할 필요가 없기 때문에 장점으로서 간주된다.

노즐 본체(1)의 부착 부분(14)은 고무 호스(rubber hose)를 부착하도록 끼워지는 바브(barb)일 수 있거나 스틸 튜브(steel tubing)를 끼우도록 나사가 형성될 수 있다. 또한, 본 발명(20)은 전기 펌프와 연계하여 사용되어야 하고 공기 또는 유압 펌프를 위해 사용될 수 없다. 본 발명의 또 다른 실시예는 연료, 물 및 오일을 분배할 수 있다. 또한, 재료는 선택된 유체의 성질에 대처하도록 그에 따라 선 택되어야 한다.

본 발명의 또 다른 양호한 실시예(20)에서의 노즐 슬리브(9), 노즐 본체(1), 노즐 스템(3), 복수개의 와셔(2a, 2b), 압축 요소(5) 그리고 도웰 핀(8)은 내식성이다.

다양한 변화 및 변형이 다음의 청구의 범위에 의해 한정되는 것과 같은 본 발명의 사상 및 범주로부터 벗어나지 않으면서 유체 분배 장치에서 사용하는 자흡식 노즐에 행해질 수 있다는 것이 고려되어야 한다.

Claims

(a) 내부 및 외부 벽을 포함하는 노즐 슬리브와;

(b) 노즐 본체 구멍, 내부 및 외부 벽을 갖는 슬리브 부분 그리고 부착 부분을 포함하는 노즐 본체로서, 슬리브 부분은 상기 부착 부분에 부착되고, 노즐 본체의 슬리브 부분의 외부 벽은 노즐 슬리브의 내부 벽 내로 끼워지는, 노즐 본체와;

(c) 스토퍼, O-링 및 로드 부분을 포함하는 노즐 스템으로서, 상기 스토퍼는 상기 로드 부분에 부착되고, 상기 O-링은 상기 스토퍼 근처에서 상기 로드 부분 주위에 위치되고, 상기 노즐 스템은 상기 노즐 슬리브 및 상기 노즐 본체 구멍 내부측에 위치되고, 상기 스토퍼는 상기 노즐 슬리브의 내부 벽 내에 위치되는, 노즐 스템과;

(d) 복수개의 와셔, 2개의 자유 단부를 갖는 압축 스프링 그리고 압축 요소를 포함하는 스프링 적재식 구성 요소로서, 적어도 1개의 와셔가 상기 압축 스프링의 각각의 자유 단부 상에 위치되고, 상기 스프링 적재식 구성 요소는 노즐 스템의 상기 로드 부분 상에 위치되고, 상기 압축 요소는 노즐 스템의 상기 로드 부분에 부착되는, 스프링 적재식 구성 요소를 포함하고,

상기 노즐 스템의 스토퍼는 복수개의 오목부를 포함하는, 자흡식 노즐 장치.
삭제
제1항에 있어서, 압축 요소는 푸시-너트인 자흡식 노즐 장치.
제3항에 있어서, 복수개의 와셔는 3개의 꼭지점을 포함하는 삼각형 형상이고, 각각의 꼭지점은 노즐 본체 구멍의 내부 벽과 접촉하는 자흡식 노즐 장치.
제4항에 있어서, 노즐 본체는 상기 노즐 본체의 슬리브 부분의 상기 외부 벽에 부착되는 차단 구성 요소를 추가로 포함하는 자흡식 노즐 장치.
제5항에 있어서, 노즐 본체는 O-링을 추가로 포함하며, 상기 O-링은 상기 슬리브 부분의 상기 외부 벽 주위에 위치되는 자흡식 노즐 장치.
제6항에 있어서, 도웰 핀을 추가로 포함하며, 상기 노즐 슬리브는 상기 노즐 슬리브의 상기 내부 및 외부 벽을 횡단하는 도웰 구멍을 포함하고, 상기 노즐 본체의 상기 슬리브 부분은 상기 슬리브 부분의 상기 내부 및 외부 벽을 횡단하는 긴 도웰 구멍을 포함하며, 상기 도웰 핀은 초기에 상기 도웰 구멍 내로 그리고 그 다음에 상기 긴 도웰 구멍 내로 삽입되는 자흡식 노즐 장치.
제7항에 있어서, 노즐 슬리브, 노즐 본체, 노즐 스템, 복수개의 와셔, 압축 요소 및 도웰 핀은 내식성인 자흡식 노즐 장치.