KR101759773B1 - 유체 펌프들, 유체 펌프들을 제조하는 방법들 및 유체를 펌핑하는 방법들 - Google Patents

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Abstract

유체 펌프는 제 1 공동과 제 2 공동을 둘러싸는 펌프 본체와, 제 1 공동 내에 배치된 제 1 가요성 부재와, 제 2 공동 내에 배치된 제 2 가요성 부재와, 제 1 가요성 부재 및 제 2 가요성 부재 각각의 사이에 배치되고 그에 부착된 구동 샤프트를 포함한다. 구동 샤프트는 펌프 본체 내에서 전후로 활주하도록 구성된다. 또한, 펌프는 제 1 가요성 부재와 제 2 가요성 부재 사이에 배치되고 교번적 순서로 구동 유체 챔버들에 구동 유체를 전달하도록 작동식으로 결합되는 제 1 절환 밸브 및 제 2 절환 밸브를 포함한다. 일부 유체 펌프들은 모듈식 수용 공동을 형성하는 중심 본체와의 억지끼워맞춤에 의해 모듈식 수용 공동 내에 고정된 모듈식 삽입체를 포함한다. 유체 펌프들을 제조 및 사용하는 방법들도 개시되어 있다.

Description

유체 펌프들, 유체 펌프들을 제조하는 방법들 및 유체를 펌핑하는 방법들 {FLUID PUMPS, METHODS OF MANUFACTURING FLUID PUMPS, AND METHODS OF PUMPING FLUID}
우선권 주장
본 출원은 발명의 명칭이 "유체 펌프들, 유체 펌프들을 제조하는 방법들 및 유체를 펌핑하는 방법들"인 2012년 4월 20일자로 출원된 미국 특허 출원 제 13/452,077호의 이득을 주장한다.
기술 분야
본원은 일반적으로 왕복 유체 펌프들 및 이런 펌프들을 제조 및 사용하는 방법들에 관한 것이다.
왕복 유체 펌프들은 다수의 산업들에서 사용되고 있다. 왕복 유체 펌프들은 일반적으로 펌프 본체 내에 두 개의 유체 챔버들을 포함한다. 왕복 피스톤 또는 샤프트가 펌프 본체 내에서 전후로 구동된다. 왕복 피스톤이 일 방향으로 이동할 때, 유체가 두 개의 유체 챔버들 중 제 1 유체 챔버로 흡인되고, 펌프 본체 내의 두 개의 유체 챔버들 중 제 2 챔버로부터 배출된다. 왕복 피스톤이 반대 방향으로 이동할 때, 유체는 제 1 유체 챔버로부터 배출되고 제 2 유체 챔버 내로 흡인된다. 챔버 입구 및 챔버 출구는 제 1 유체 챔버와 유체 연통하는 상태로 제공되고, 다른 챔버 입구 및 다른 챔버 출구는 제 2 유체 챔버와 유체 연통하는 상태로 제공될 수 있다. 제 1 및 제 2 유체 챔버들로의 챔버 입구들은 공통 단일 펌프 입구와 유체 연통할 수 있고, 제 1 및 제 2 유체 챔버들로부터의 챔버 출구들은 공통 단일 펌프 출구와 유체 연통할 수 있으며, 그래서, 유체는 단일 펌프 입구를 통해 단일 유체 소스로부터 펌프 본체로 흡인될 수 있고, 유체는 단일 펌프 출구를 통해 펌프로부터 배출될 수 있다. 유체가 챔버 입구들을 통해서만 유체 챔버들로 유입될 수 있고, 유체가 챔버 출구들을 통해서만 유체 챔버들로부터 유출될 수 있는 것을 보증하도록 유체 챔버들 각각의 챔버 입구 및 출구에 체크 밸브들이 제공될 수 있다.
이런 왕복 유체 펌프들의 예들은 Dunn 등에게 1994년 12월 6일자로 허여된 미국 특허 제 5,370,507호, Simmons 등에게 1996년 9월 24일자로 허여된 미국 특허 제 5,558,506호, Simmons 등에게 1999년 4월 13일자로 허여된 미국 특허 제 5,893,707호, Steck 등에게 2000년 8월 22일자로 허여된 미국 특허 제 6,106,246호, Simmons 등에게 2001년 10월 2일자로 허여된 미국 특허 제 6,295,918호, Simmons 등에게 2004년 2월 3일자로 허여된 미국 특허 제 6,685,443호 및 Simmons 등에게 2008년 12월 2일자로 허여된 미국 특허 제 7,458,309호에 개시되어 있다.
본 기술 분야에 개선된 왕복 유체 펌프들 및 이런 펌프들을 제조 및 사용하는 방법들에 대한 필요성이 존재한다.
일부 실시예들에서, 본 발명은 유체 펌프를 포함한다. 유체 펌프는 제 1 공동과 제 2 공동을 둘러싸는 펌프 본체와, 제 1 공동 내에 배치되어 제 1 공동 내에 제 1 대상 유체 챔버와 제 1 구동 유체 챔버를 형성하는 제 1 가요성 부재와, 제 2 공동 내에 배치되어 제 2 공동 내에 제 2 대상 유체 챔버와 제 2 구동 유체 챔버를 형성하는 제 2 가요성 부재와, 제 1 가요성 부재와 제 2 가요성 부재의 각각의 사이에서 연장하면서 그에 부착된 구동 샤프트를 포함할 수 있다. 구동 샤프트는 펌프 본체 내에서 전후로 활주하도록 구성된다. 또한, 유체 펌프는 제 1 가요성 부재와 제 2 가요성 부재 사이에 배치된 제 1 절환 밸브와, 제 1 가요성 부재와 제 2 가요성 부재 사이에 배치된 제 2 절환 밸브를 포함한다. 제 1 절환 밸브는 제 1 가요성 부재의 이동에 응답하여 이동하도록 구성되고, 제 2 절환 밸브는 제 2 가요성 부재의 이동에 응답하여 이동하도록 구성된다. 제 1 절환 밸브 및 제 2 절환 밸브는 교번적 순서로 제 1 구동 유체 챔버와 제 2 구동 유체 챔버에 구동 유체를 전달하도록 작동식으로 결합된다.
본 발명의 유체 펌프들의 추가적 실시예들은 내부에 모듈식 수용 공동과 억지끼워맞춤에 의해 모듈식 수용 공동 내에 고정된 모듈식 삽입체를 갖는 펌프 본체를 포함한다. 펌프 본체 및 모듈식 삽입체는 함께 모듈식 삽입체와 펌프 본체 사이의 인터페이스에서 모듈식 삽입체 둘레로 연장하는 적어도 하나의 유체 통로의 적어도 일부를 형성할 수 있다.
유체 펌프를 제조하기 위한 방법은 제 1 공동 내에 제 1 대상 유체 챔버와 제 1 구동 유체 챔버를 형성하도록 제 1 가요성 부재로 펌프 본체 내의 제 1 공동을 분할하는 단계를 포함할 수 있다. 유사하게, 이 방법은 제 2 공동 내에 제 2 대상 유체 챔버와 제 2 구동 유체 챔버를 형성하도록 제 2 가요성 부재로 펌프 본체 내의 제 2 공동을 분할하는 단계를 포함할 수 있다. 제 1 가요성 부재 및 제 2 가요성 부재는 적어도 부분적으로 펌프 본체를 통해 연장하는 구동 샤프트와 연결될 수 있다. 제 1 절환 밸브는 구동 샤프트 옆에서 제 1 가요성 부재와 제 2 가요성 부재 사이에서 펌프 본체 내에 배치될 수 있다. 제 2 절환 밸브는 구동 샤프트 및 제 1 절환 밸브 옆에서 제 1 가요성 부재와 제 2 가요성 부재 사이에서 펌프 본체 내에 위치될 수 있다.
또한, 이 방법은 구동 샤프트가 제 1 방향으로 행정(stroke)의 끝에 도달할 때의 기계적 힘에 응답하여 제 1 절환 밸브를 제 1 위치로부터 제 2 위치로 이동시키도록 구성하는 단계를 포함한다. 제 1 위치로부터 제 2 위치로의 제 1 절환 밸브의 이동은 구동 유체의 압력이 제 2 절환 밸브를 제 2 위치로부터 제 1 위치로 이동하게 하고, 구동 유체의 전달을 제 2 구동 유체 챔버로부터 제 1 구동 유체 챔버로 절환한다. 또한, 이 방법은 구동 샤프트가 제 2 방향으로 행정의 끝에 도달할 때의 기계적 힘에 응답하여 제 2 절환 밸브를 제 1 위치로부터 제 2 위치로 이동시키도록 구성하는 단계를 포함할 수 있다. 제 1 위치로부터 제 2 위치로의 제 2 절환 밸브의 이동은 구동 유체의 압력이 제 1 절환 밸브를 제 2 위치로부터 제 1 위치로 이동시키게 하고 구동 유체의 전달을 제 1 구동 유체 챔버로부터 제 2 구동 유체 챔버로 절환시킨다.
유체 펌프를 제조하는 방법은 펌프 본체의 중심 본체 내에 모듈식 수용 공동을 형성하는 단계와, 중심 본체 내에 복수의 리세스들을 형성하는 단계와, 모듈식 수용 공동 내에 삽입체를 배치하는 단계와, 삽입체 내에 구동 샤프트를 배치하는 단계를 포함할 수 있다.
유체를 펌핑하는 방법은 제 1 가요성 부재에 인접한 제 1 대상 유체 챔버로부터 유체를 배출하고 제 2 가요성 부재에 인접한 제 2 대상 유체 챔버 내로 유체를 흡인하도록 구동 샤프트와, 구동 샤프트의 제 1 단부에 부착된 제 1 가요성 부재와, 구동 샤프트의 대향 제 2 단부에 부착된 제 2 가요성 부재를 펌프 본체 내에서 제 1 방향으로 이동시키는 단계를 포함할 수 있다. 이 방법은 제 2 가요성 부재의 이동에 응답하여 구동 샤프트 옆에서 제 1 가요성 부재와 제 2 가요성 부재 사이의 펌프 본체 내에 위치된 제 1 절환 밸브를 이동시키는 단계와, 제 2 대상 유체 챔버로부터 유체를 배출하고 제 1 대상 유채 챔버 내로 유체를 흡인하도록 제 1 방향에 대향한 제 2 방향으로 구동 샤프트, 제 1 가요성 부재 및 제 2 가요성 부재를 이동시키는 단계와, 제 1 가요성 부재의 이동에 응답하여 구동 샤프트 옆에서 제 1 가요성 부재와 제 2 가요성 부재 사이에서 펌프 본체 내에 위치된 제 2 절환 밸브를 이동시키는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 명세서가 본 발명의 실시예들로서 간주되는 바를 특정하게 기재하고 분명하게 주장하는 청구범위에서 종결되지만, 본 발명의 실시예들의 장점들은 첨부 도면과 연계하여 읽을 때 본 발명의 일부 실시예들의 설명으로부터 더욱 쉽게 확인될 수 있다.
도 1은 본 발명의 유체 펌프의 일 실시예의 단순화된 개략 단면도이며, 유체 펌프의 행정의 일 지점에서 유체 펌프의 구성요소들을 예시하는 도면.
도 2는 유체 펌프 내에 절환 밸브들을 포함하는 도 1의 유체 펌프의 일부의 확대도.
도 3은 유체 펌프 내에 제 1 절환 밸브를 포함하는 도 1의 유체 펌프의 일부의 다른 확대도.
도 4는 도 1의 유체 펌프의 제 1 절환 밸브의 확대도.
도 5는 유체 펌프 내에 제 2 절환 밸브를 포함하는 도 1의 유체 펌프의 일부의 다른 확대도.
도 6은 도 1의 유체 펌프의 제 2 절환 밸브의 확대도.
도 7은 도 1의 유체 펌프의 다른 단순화된 개략 단면도이며, 유체 펌프의 행정의 다른 지점의 위치에서 유체 펌프의 구성요소들을 예시하는 도면.
도 8은 도 7에 도시된 위치에서 유체 펌프의 일부의 확대도.
도 9는 제 1 절환 밸브를 포함하는 도 7에 도시된 위치에서 유체 펌프의 일부의 다른 확대도.
도 10은 제 2 절환 밸브를 포함하는 도 7에 도시된 위치에서 유체 펌프의 일부의 다른 확대도.
도 11은 도 1의 유체 펌프의 중심 본체의 확대도.
도 12는 도 1의 유체 펌프의 삽입체의 확대도.
도 13은 도 12의 삽입체가 도 11의 중심 본체 내에 끼워지는 방식을 도시하는 단순화된 개략도.
본 명세서에 제공된 예시도들은 임의의 특정 유체 시스템 또는 유체 펌프나 펌프 시스템의 구성요소의 실제 모습들이 아닐 수 있으며, 단지 본 발명의 실시예들을 설명하기 위해 사용되는 이상화된 표현들일 뿐이다. 도면들 사이의 공통적 요소들은 동일한 참조 번호들을 보유할 수 있다.
본 명세서에서 사용될 때, 용어 "대상 유체"는 본 명세서에 설명된 바와 같은 유체 펌프를 사용하여 펌핑되는 임의의 유체를 의미하며 이를 포함한다.
본 명세서에서 사용될 때, 용어 "구동 유체"는 본 명세서에 설명된 바와 같은 유체 펌프의 펌핑 기구를 구동하기 위해 사용되는 임의의 유체를 의미하며 이를 포함한다. 구동 유체는 공기 및 다른 가스들을 포함한다.
도 1은 본 발명의 유체 펌프(100)의 일 실시예를 예시한다. 일부 실시예들에서, 유체 펌프(100)는 압축된 가스(예를 들어, 공기) 같은 가압된 구동 유체를 사용하여 액체(예를 들어, 물, 오일, 산 등) 같은 대상 유체를 펌핑하도록 구성된다. 따라서, 일부 실시예들에서, 유체 펌프(100)는 공압식으로 작동되는 액체 펌프를 포함할 수 있다. 또한, 추가로 상세히 후술된 바와 같이, 유체 펌프(100)는 왕복 펌프를 포함할 수 있다.
유체 펌프(100)는 펌프 본체(102) 또는 하우징을 포함하고, 이는 중심 본체(104), 제 1 단부 본체(106) 및 제 2 단부 본체(108)를 포함할 수 있다. 중심 본체(104)는 내부에 형성된 중심 공동(105)을 가질 수 있다(또한 도 11 참조). 중심 본체(104), 제 1 단부 본체(106) 및 제 2 단부 본체(108)는 단부 본체들(106, 108)이 중심 본체(104)에 부착될 때 펌프 본체(102) 내에 제 1 공동(110) 및 제 2 공동(112)을 형성하도록 크기설정, 성형 및 다른 방식으로 구성될 수 있다. 예로서, 제 1 공동(110)은 제 1 단부 본체(106)와 중심 본체(104) 각각의 내부 표면들 사이에 형성되고 그들에 의해 한정될 수 있으며, 제 2 공동(112)은 제 2 단부 본체(108)와 중심 본체(104) 각각의 내부 표면들 사이에 형성될 수 있으며, 그에 의해 한정될 수 있다.
구동 샤프트(116)는 구동 샤프트(116)가 제 1 공동(110)과 제 2 공동(112) 사이에서 중심 본체(104)를 통해 연장하도록 중심 본체(104) 내에 위치될 수 있다. 구동 샤프트(116)의 제 1 단부는 제 1 공동(110) 내에 위치될 수 있고, 구동 샤프트(116)의 대향 제 2 단부는 제 2 공동(112) 내에 위치될 수 있다. 구동 샤프트(116)는 중심 본체(104) 내의 보어 내에서 전후로 활주하도록 구성된다. 또한, 하나 이상의 유체 밀폐 밀봉부들(118)(도 3 참조)이 구동 샤프트(116)와 중심 본체(104) 사이에 제공될 수 있으며, 그래서, 유체가 구동 샤프트(116)와 중심 본체(104) 사이의 임의의 공간을 통해 유동하는 것이 방지된다.
제 1 가요성 부재(120)는 제 1 공동(110) 내에 배치될 수 있으며, 제 2 가요성 부재(122)는 제 2 공동(112) 내에 배치될 수 있다. 가요성 부재들(120, 122)은 예로서, 가요성 폴리머 재료(예를 들어, 엘라스토머 또는 열가소성 재료)로 구성된 다이아프램들 또는 벨로우즈들을 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 가요성 부재들(120, 122)은 발명의 명칭이 "나선형 벨로우즈, 이를 포함하는 펌프 및 벨로우즈를 제조하는 방법"인 2010년 7월 15일자로 공개된 미국 특허 출원 공보 제 2010/0178182호에 개시된 바와 같은 나선형 벨로우즈를 포함할 수 있다. 제 1 가요성 부재(120)는 제 1 공동(110)을 중심 본체(104)에 대향한(그리고, 제 1 단부 본체(106)에 인접한) 제 1 가요성 부재(120)의 측부 상의 제 1 대상 유체 챔버(126)와, 중심 본체(104)에 인접한(그리고, 제 1 단부 본체(106)에 대향한) 제 1 가요성 부재(120)의 측부 상의 제 1 구동 유체 챔버(127)로 분할할 수 있다. 유사하게, 제 2 가요성 부재(122)는 제 2 공동(112)을 중심 본체(104)에 대향한(그리고, 제 2 단부 본체(108)에 인접한) 제 2 가요성 부재(122)의 측부 상의 제 2 대상 유체 챔버(128)와 중심 본체(104)에 인접한(그리고, 제 2 단부 본체(108)에 대향한) 제 2 가요성 부재(122)의 측부 상의 제 2 구동 유체 챔버(129)로 분할할 수 있다.
제 1 가요성 부재(120)의 주연 에지는 중심 본체(104)와 제 1 단부 본체(106) 사이에 배치될 수 있으며, 유체 밀폐 밀봉부는 제 1 가요성 부재(120)의 주연 에지 부분을 가로질러 중심 본체(104)와 제 1 단부 본체(106) 사이에 제공될 수 있다. 구동 샤프트(116)의 제 1 단부는 제 1 가요성 부재(120)의 일부에 결합될 수 있다. 일부 실시예들에서, 구동 샤프트(116)의 제 1 단부는 제 1 가요성 부재(120)의 중심 부분의 개구를 통해 연장할 수 있으며, 하나 이상의 밀봉 부착 부재들(132)(예를 들어, 너트들, 스크류들, 와셔들, 밀봉부들 등)이 제 1 가요성 부재(120)의 하나 또는 양 측부들 상에서 구동 샤프트(116)에 제공되어 제 1 가요성 부재(120)를 구동 샤프트(116)의 제 1 단부에 부착하고 제 1 가요성 부재(120)와 구동 샤프트(116) 사이에 유체 밀폐 밀봉부를 제공함으로써 제 1 대상 유체 챔버(126)와 제 1 구동 유체 챔버(127) 사이에서 구동 샤프트(116)와 제 1 가요성 부재(120) 사이의 임의의 공간을 통해 유체가 유동할 수 없다.
유사하게, 제 2 가요성 부재(122)의 주연 에지는 중심 본체(104)와 제 2 단부 본체(108) 사이에 배치될 수 있으며, 유체 밀폐 밀봉부는 제 2 가요성 부재(122)의 주연 에지 부분을 가로질러 중심 본체(104)와 제 2 단부 본체(108) 사이에 제공될 수 있다. 구동 부재의 제 2 단부는 제 2 가요성 부재(122)의 일부에 결합될 수 있다. 일부 실시예들에서, 구동 샤프트(116)의 제 2 단부는 제 2 가요성 부재(122)의 중심 부분의 개구를 통해 연장할 수 있으며, 하나 이상의 밀봉 부착 부재들(134)(예를 들어, 너트들, 스크류들, 와셔들, 밀봉부들 등)이 제 2 가요성 부재(122)의 하나 또는 양 측부들 상에서 구동 샤프트(116) 상에 제공되어 구동 샤프트(116)의 제 2 단부에 제 2 가요성 부재(122)를 부착하고 제 2 가요성 부재(122)와 구동 샤프트(116) 사이에 유체 밀폐 밀봉부를 제공함으로써 유체가 제 2 가요성 부재(122)와 구동 샤프트(116) 사이의 임의의 공간을 통해 제 2 대상 유체 챔버(128)와 제 2 구동 유체 챔버(129) 사이에서 유동할 수 없다.
이 구성에서, 구동 샤프트(116)는 펌프 본체(102) 내에서 전후로 활주할 수 있다. 구동 샤프트(116)가 우측(도 1의 시점에서)으로 이동함에 따라, 제 1 가요성 부재(120)는 제 1 대상 유체 챔버(126)의 체적이 증가하고 제 1 구동 유체 챔버(127)의 체적이 감소하도록 이동 및/또는 변형하게 되고, 제 2 가요성 부재(122)는 제 2 대상 유체 챔버(128)의 체적이 감소하고 제 2 구동 유체 챔버(129)의 체적이 증가하도록 이동 및/또는 변형하게 된다. 반대로, 구동 샤프트(116)가 좌측으로(도 1의 시점에서) 이동함에 따라, 제 1 가요성 부재(120)는 제 1 대상 유체 챔버(126)의 체적은 감소하고 제 1 구동 유체 챔버(127)의 체적은 증가하도록 이동 및/또는 변형하게 되고, 제 2 가요성 부재(122)는 제 2 대상 유체 챔버(128)의 체적이 증가하고 제 2 구동 유체 챔버(129)의 체적이 증가하도록 이동 및/또는 변형하게 된다.
대상 유체 입구(136)는 제 1 대상 유체 챔버(126) 및/또는 제 2 대상 유체 챔버(128)로 이어질 수 있다. 대상 유체 출구(138)는 제 1 대상 유체 챔버(126) 및/또는 제 2 대상 유체 챔버(128)로부터 이어질 수 있다. 일부 실시예들에서, 대상 유체 입구(136) 및/또는 대상 유체 출구(138)는 예로서, 이전에 언급한 2008년 12월 2일자로 허여된 미국 특허 제 7,458,309호에 설명된 바와 같을 수 있다. 대상 유체 입구(136) 및/또는 대상 유체 출구(138)는 하나 이상의 밸브들, 매니폴드들, 체결구들, 밀봉부들 등을 포함할 수 있다. 예로서, 대상 유체 입구(136) 및/또는 대상 유체 출구(138)는 발명의 명칭이 "피스톤 챔버들 사이에 유동 경로를 갖는 피스톤 시스템들, 피스톤 챔버들 사이에 유동 경로를 포함하는 펌프들 및 펌프들을 구동하는 방법들"인 2010년 9월 30일자로 공개된 미국 특허 출원 공보 제 2010/0247334호에 설명된 바와 같은 일방 밸브들을 포함할 수 있다. 대상 유체 입구(136)를 통해 대상 유체 챔버들(126, 128)로부터 대상 유체가 유출되는 것을 제한 또는 방지하기 위해 및/또는 대상 유체 출구들(138)로부터 대상 유체 챔버들(126, 128)로 대상 유체가 흡인되는 것을 제한 또는 방지하기 위해 대상 유체 입구들(136) 및 출구들(138) 각각에 밸브들(130)이 제공될 수 있다. 예로서, 밸브들(130)은 미국 특허 제 7,458,309호에 개시된 바와 같은 체크 밸브들일 수 있다.
대상 유체 입구(136)는 유체가 단일 유체 소스로부터 대상 유체 입구(136)를 통해 유체 펌프(100) 내로 흡인될 수 있도록 제 1 대상 유체 챔버(126) 및 제 2 대상 유체 챔버(128) 양자 모두로 이어질 수 있다. 유사하게, 대상 유체 출구(138)는 유체가 단일 유체 출구 라인을 통해 유체 펌프(100)로부터 배출될 수 있도록 제 1 대상 유체 챔버(126) 및 제 2 대상 유체 챔버(128) 양자 모두로부터 공급받을 수 있다. 다른 실시예들에서, 다수의 대상 유체 입구들(미도시) 및/또는 다수의 대상 유체 출구들(미도시)이 존재할 수 있으며, 이들 각각은 제 1 대상 유체 챔버(126) 및/또는 제 2 대상 유체 챔버(128)와 유체 연통한다.
제 1 구동 유체 챔버(127)는 구동 유체로 가압될 수 있고, 이는 제 1 가요성 부재(120)를 좌측(도 1의 시점에서)으로 추진할 수 있다. 제 1 가요성 부재(120)가 좌측으로 이동할 때, 구동 샤프트(116) 및 제 2 가요성 부재(122)는 좌측으로 당겨진다. 구동 샤프트(116), 제 1 가요성 부재(120) 및 제 2 가요성 부재(122)가 좌측으로 이동할 때(도 1의 시점에서), 제 1 대상 유체 챔버(126) 내의 임의의 대상 유체는 제 1 대상 유체 챔버(126)로부터 이어져 나오는 각각의 대상 유체 출구(138)를 통해 제 1 대상 유체 챔버(126)로부터 배출될 수 있고, 대상 유체는 제 2 대상 유체 챔버(128)로 이어지는 각각의 대상 유체 입구(136)를 통해 제 2 대상 유체 챔버(128) 내로 흡인된다.
제 2 구동 유체 챔버(129)는 구동 유체로 가압될 수 있으며, 이는 제 2 가요성 부재(122)를 우측으로(도 1의 시점에서) 추진할 수 있다. 제 2 가요성 부재(122)가 우측으로 이동할 때, 구동 샤프트(116) 및 제 1 가요성 부재(120)는 우측으로 당겨질 수 있다. 따라서, 제 2 대상 유체 챔버(128) 내의 임의의 대상 유체는 제 2 대상 유체 챔버(128)로부터 이어져 나오는 대상 유체 출구(138)를 통해 제 2 대상 유체 챔버(128)로부터 배출될 수 있고, 대상 유체는 제 1 대상 유체 챔버(126)로 이어지는 대상 유체 입구(136)를 통해 제 1 대상 유체 챔버(126) 내로 흡인될 수 있다.
유체 펌프(100)의 펌핑 작용을 구동하기 위해, 제 1 구동 유체 챔버(127) 및 제 2 구동 유체 챔버(129)는 교번적 방식으로 가압됨으로써 구동 샤프트(116), 제 1 가요성 부재(120) 및 제 2 가요성 부재(122)가 펌프 본체(102) 내에서 전후로 왕복할 수 있게 한다.
유체 펌프(100)는 구동 샤프트(116)의 행정의 단부에서 제 1 구동 유체 챔버(127)와 제 2 구동 유체 챔버(129) 사이에서 가압된 구동 유체의 유동을 전후로 절환하기 위한 절환 기구를 포함할 수 있다. 절환 기구는 예로서, 제 1 절환 밸브(140) 및 제 2 절환 밸브(142)를 포함할 수 있다. 제 1 절환 밸브(140) 및 제 2 절환 밸브(142)는 교번적 순서로 제 1 구동 유체 챔버(127) 및 제 2 구동 유체 챔버(129)에 구동 유체를 전달하도록 작동식으로 결합될 수 있다. 제 1 절환 밸브(140) 및 제 2 절환 밸브(142)는 모듈식 삽입체(144) 내에 배치될 수 있다. 모듈식 삽입체(144)는 중심 본체(104) 내에서 중심 공동(105) 내에 배치될 수 있다. 즉, 중심 공동(105)은 모듈식 삽입체(144)를 수용하도록 크기설정 및 구성될 수 있다. 모듈식 삽입체(144) 및 중심 공동(105) 양자 모두는 대체로 원통형 또는 임의의 다른 선택된 형상(예를 들어, 타원형 단면, 정사각형 단면 등을 갖는)일 수 있다. 모듈식 삽입체(144)는 억지끼워맞춤으로, 스크류들에 의해 또는 임의의 다른 부착 수단에 의해 중심 공동(105) 내에 고정될 수 있다.
도 1에 도시된 바와 같이, 제 1 절환 밸브(140) 및 제 2 절환 밸브(142)는 제 1 가요성 부재(120)와 제 2 가요성 부재(122) 사이에서 모듈식 삽입체(144) 내에(펌프 본체(102)의 중심 본체(104) 내에) 배치될 수 있다. 제 1 절환 밸브(140) 및 제 2 절환 밸브(142)는 각각 구동 샤프트(116)에 대체로 평행하게 배향된 세장형 본체들을 포함할 수 있다. 제 1 절환 밸브(140) 및 제 2 절환 밸브(142)는 대체로 원통형이거나 임의의 다른 선택된 형상(예를 들어, 타원형 단면, 정사각형 단면 등을 갖는)일 수 있다. 제 1 절환 밸브(140) 및 제 2 절환 밸브(142)는 구동 샤프트(116) 옆에서 모듈식 삽입체(144) 내에 위치될 수 있다. 제 1 절환 밸브(140) 및 제 2 절환 밸브(142)는 제 1 구동 유체 챔버(127)와 제 2 구동 유체 챔버(129) 사이에서 모듈식 삽입체(144)의 적어도 일부를 통해 연장하는 보어들 내에 배치될 수 있다.
제 1 절환 밸브(140) 및 제 2 절환 밸브(142) 각각은 유체 펌프(100)가 동작할 때 두 개의 위치들 사이에서 절환되도록 구성될 수 있다. 제 1 절환 밸브(140)는 구동 샤프트(116)가 행정의 끝에 도달할 때의 기계적 힘에 의해 제 1 위치로부터 제 2 위치로 이동된다. 제 1 위치로부터 제 2 위치로의 제 1 절환 밸브(140)의 이동은 구동 유체의 압력이 제 2 절환 밸브(142)를 제 2 위치로부터 제 1 위치로 이동시키게 함으로써 제 2 구동 유체 챔버(129)로부터 제 1 구동 유체 챔버(128)로 구동 유체의 전달을 절환하고 대향 행정을 시작하게 한다.
반대측 행정의 단부에서(즉, 구동 샤프트(116)의 단부가 반대 방향으로 이동), 제 2 절환 밸브(142)는 구동 샤프트(116)의 기계적 힘에 의해 제 1 위치로부터 제 2 위치로 이동된다. 제 1 위치로부터 제 2 위치로의 제 2 절환 밸브(142)의 이동은 구동 유체의 압력이 제 1 절환 밸브(140)를 제 2 위치로부터 제 1 위치로 이동시킴으로써 구동 유체의 전달을 제 1 구동 유체 챔버(128)로부터 다시 제 2 구동 유체 챔버(129)로 절환한다. 따라서, 유체 펌프(100)의 사이클을 완성한다.
도 2는 모듈식 삽입체(144)의 제 1 절환 밸브(140) 및 제 2 절환 밸브(142)를 포함하는 도 1의 일부의 확대도이다. 도 2의 부분들은 도 3 내지 도 6에 추가로 확대 및 도시되어 있다. 특히, 도 3은 모듈식 삽입체(144)의 제 1 절환 밸브(140)를 도시하고, 도 4는 제 1 절환 밸브(140)를 단독으로 도시한다. 도 5는 모듈식 삽입체(144)의 제 2 절환 밸브(142)를 도시하고, 도 6은 제 2 절환 밸브(142)를 단독으로 도시한다. 도 2에 도시된 바와 같이, 리세스들(146a 내지 146c) 또는 구동 유체 통로들이 내부의 공동(105) 둘레에서 중심 본체(104)의 벽에 제공될 수 있다. 리세스들(146a 내지 146c)은 형상이 환형일 수 있고, 중심 본체(104) 및 모듈식 삽입체(144) 중 하나 또는 각각에 의해 적어도 부분적으로 형성될 수 있다. 즉, 중심 본체(104) 및 모듈식 삽입체(144)는 함께 리세스들(146a 내지 146c)의 적어도 일부를 형성하고, 리세스들(146a 내지 146c)은 중심 본체(104)와 모듈식 삽입체(144) 사이의 인터페이스에서 적어도 부분적으로 모듈식 삽입체(144) 둘레로 연장할 수 있다. 예로서, 리세스들(146a 내지 146c)은 모듈식 삽입체(144)의 삽입 이전에 중심 본체(104) 내로 기계가공될 수 있다. 모듈식 삽입체(144)는 리세스들(146a 내지 146c) 중 하나 이상의 내부 경계를 형성할 수 있다. 리세스들(146a 내지 146c) 각각은 모듈식 삽입체(144) 둘레에서 연장하는 실질적으로 연속적인 환형 리세스를 포함할 수 있다. 따라서, 리세스들(146a 내지 146c) 각각은 모듈식 삽입체(144) 위 및 아래에서(도 2의 시점에서) 도 2의 단면도에서 볼 수 있다. 리세스들(146a 내지 146c) 중 하나 이상은 구동 유체 통로들일 수 있으며, 제 1 절환 밸브(140) 및 제 2 절환 밸브(142) 내외로 구동 유체를 안내하도록 구성될 수 있다. 리세스들(146a 내지 146c)은 또한 제 2 절환 밸브(142)의 일부와 제 1 절환 밸브(140)의 일부 사이에 유체 경로를 각각 제공할 수 있다. 유체 도관들(148a 내지 148c)은 펌프 본체(102)를 통해(예를 들어, 펌프 본체(102)의 중심 본체(104)를 통해) 하나 이상의 리세스들(146a 내지 146c)로 이어질 수 있다. 예로서, 유체 도관(148b)은 포트(150b)에 연결될 수 있고(도 1), 이는 순차적으로 구동 유체 소스(예를 들어, 가압된 유체)에 연결될 수 있다. 유체 도관들(148a, 148c)은 포트들(150a, 150c)에 연결될 수 있고(도 1), 이는 배기 포트들(예를 들어, 대기로 개방됨)일 수 있다.
모듈식 삽입체(144)는 자체적으로 하나 이상의 공동들을 형성할 수 있다. 예로서, 도 2에 도시된 바와 같이, 모듈식 삽입체(144)는 세 개의 공동들(152, 154, 156)(또한 도 12 참조)을 가질 수 있다. 제 1 공동(152) 및 제 2 공동(154)은 각각 제 1 절환 밸브(140) 및 제 2 절환 밸브(142)를 포함하도록 구성될 수 있다. 제 3 공동(156)은 구동 샤프트(116)를 포함하도록 구성될 수 있다. 세 개의 공동들(152, 154, 156)은 실질적으로 원통형이거나 임의의 다른 선택된 형상을 가질 수 있다. 세 개의 공동들(152, 154, 156)은 각각 다른 공동들(152, 154, 156)의 종방향 축들에 적어도 실질적으로 평행하게 배향되는 종방향 축을 가질 수 있다. 절환 밸브들(140, 142) 및 구동 샤프트(116)는 따라서 서로 실질적으로 평행한 종방향 축들을 가질 수 있다.
공동들(152, 154, 156) 중 하나 이상은 보어 둘레로 연장하는 실질적으로 연속적인 리세스들을 포함할 수 있다. 예로서, 도 3에 도시된 바와 같이, 리세스들(158a-158e)이 제 1 공동(152) 둘레에서 모듈식 삽입체(144)의 벽에 제공될 수 있다. 리세스들(158a-158e)은 환형이거나 임의의 다른 선택된 형상일 수 있으며, 삽입체(144) 및/또는 슬리브(162)에 의해 적어도 부분적으로 형성될 수 있다. 예로서, 리세스들(158a-158e)은 슬리브(162)의 삽입 이전에 모듈식 삽입체(144) 내에서 기계가공될 수 있다. 슬리브(162)는 리세스들(158a-158e) 중 하나 이상의 내부 경계를 형성할 수 있다. 리세스들(158a-158e) 각각은 슬리브(162) 둘레로 연장하는 실질적 연속적 리세스를 포함할 수 있다. 따라서, 리세스들(158a-158e) 각각은 슬리브(162)(도 3의 시점에서) 위 및 아래에서 도 3의 단면도(그리고, 도 12에서)에서 볼 수 있다. 리세스들(158a-158e) 중 하나 이상은 구동 유체 통로들일 수 있고, 제 1 절환 밸브(140)로, 그리고, 그로부터 구동 유체를 안내하도록 구성될 수 있다. 유체 도관들(166a-166e)은 리세스들(146a-146c, 158a-158e) 중 하나 이상에 모듈식 삽입체(144)를 통해 이어질 수 있다. 유체 도관들(166a-166e)은 유체 도관들(166a-166e)의 기능들 및 연결들의 명료성을 향상시키기 위해 도 3의 도면의 평면을 가로지르는 것으로 도시되어 있다. 그러나, 유체 도관들(166a-166e)은 제 1 절환 밸브(140) 둘레의 임의의 위치에 배치될 수 있다. 유체 도관(166a)은 리세스(158a)를 리세스(146a)에 연결할 수 있다. 유체 도관(166b)은 리세스(158b)를 제 2 공동(154)의 단부에 연결할 수 있다(도 5 참조). 유체 도관(166c)은 리세스(158c)를 리세스(146b)에 연결할 수 있다. 유체 도관(166d)은 리세스(158d)를 제 2 구동 유체 챔버(129)에 연결할 수 있다. 유체 도관(166e)은 리세스(158e)를 리세스(146c)에 연결할 수 있다.
슬리브(162)는 대체로 원통형이거나 임의의 다른 선택된 형상(예를 들어, 타원 단면, 정사각형 단면 등을 가짐)일 수 있다. 슬리브(162)는 억지끼워맞춤에 의해, 스크류들에 의해 또는 임의의 다른 부착 수단에 의해 제 1 공동(152) 내에 고정될 수 있다. 하나 이상의 구멍들(170)은 리세스들(158a-158e) 중 하나와 정렬된 제 1 절환 밸브(140)의 종방향 축에 횡단하는 각 평면에서 슬리브(162)를 통해 제공될 수 있다. 따라서, 구멍들(170)을 통해 리세스들(158a-158e) 각각과 슬리브(162)의 내부 사이에 유체 연통이 제공될 수 있다. 또한, 모듈식 삽입체(144)와 슬리브(162) 사이의 임의의 공간을 통해 임의의 리세스들(158a-158e) 사이의 유체 연통을 제거하기 위한 목적 등으로, 슬리브(162)가 배치되는 보어 내의 모듈식 삽입체(144)의 인접한 벽과 슬리브(162)의 외부 원통형 표면 사이에 복수의 밀봉 부재들(172)(예를 들어, O-링들)이 제공될 수 있다. 제 1 절환 밸브(140)는 슬리브(162) 내에서 자유롭게 전후로 활주될 수 있다.
도 4에 도시된 바와 같이, 제 1 절환 밸브(140)는 제 1 절환 밸브(140)의 외부 표면의 제 1 리세스(174a)와 제 1 절환 밸브(140)의 외부 표면의 제 2 리세스(174b)를 포함할 수 있다. 제 1 리세스(174a) 및 제 2 리세스(174b)는 제 1 절환 밸브(140)의 외부 표면 상의 중심 리지(178)에 의해 분리될 수 있다. 또한, 제 1 단부 리지(182a)가 중심 리지(178)에 대향한 제 1 리세스(174a)의 종방향 측부 상의 제 1 절환 밸브(140)의 외부 표면 상에 제공되고, 제 2 단부 리지(182b)가 중심 리지(178)에 대향한 제 2 리세스(174b)의 종방향 측부 상의 제 1 절환 밸브(140)의 외부 표면 상에 제공될 수 있다.
제 1 리세스(174a) 및 제 2 리세스(174b) 각각은 리세스들(158a-158e) 중 두 개의 인접한 리세스들에 적어도 부분적으로 종방향으로 중첩하기에 충분히 긴 길이(즉, 제 1 절환 밸브(140)의 종방향 축에 대체로 평행하게 측정된 치수)를 가질 수 있다. 예로서, 제 1 절환 밸브(140)가 도 3에 도시된 위치에 있을 때, 제 1 리세스(174a)는 리세스들(158b, 158c) 각각으로 연장하고 적어도 부분적으로 그와 중첩하며, 제 2 리세스(174b)는 리세스들(158d, 158e) 각각으로 연장하고 적어도 부분적으로 그와 중첩한다. 이 구성에서, 도관들(148b, 166b, 166c), 리세스들(146b, 158b, 158c, 174a) 및 슬리브(162) 내의 구멍들(170)을 거쳐 제 2 공동(154)의 단부(도 5 참조)와 구동 유체 소스 관통 포트(150b)(도 1) 사이에 유체 연통이 제공된다. 또한, 도관들(148c, 166d, 166e), 리세스들(146c, 158d, 158e, 174b) 및 슬리브(162) 내의 구멍들(170)을 거쳐 제 2 구동 유체 챔버(129)와 포트(150c)(도 1) 사이에 유체 연통이 제공된다. 유체 연통의 중요성은 이하의 유체 펌프(100)의 동작에 대한 설명으로부터 명백히 알 수 있다.
도 2 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 제 1 구동 유체 챔버(127) 내로 적어도 부분적으로 연장하는 제 1 절환 밸브(140)의 제 1 단부에 세장형 연장부(188)가 제공될 수 있다. 세장형 연장부(188)는 제 1 가요성 부재(120)가 우측으로(도 1의 시점에서) 특정 거리만큼 이동할 때 밀봉 부착 부재(132)와 제 1 가요성 부재(120) 중 적어도 하나가 제 1 절환 밸브(140)의 세장형 연장부(188)의 단부에 대해 접하도록 위치 및 구성될 수 있다. 제 1 가요성 부재(120) 및 밀봉 부착 부재(132) 중 적어도 하나가 제 1 절환 밸브(140)의 세장형 연장부(188)의 단부에 대해 접할 때, 제 1 절환 밸브(140)는 우측으로 추진됨으로써 제 1 절환 밸브(140) 둘레에서 구동 유체의 유동을 재분배하고, 구동 샤프트(116)의 행정의 단부를 신호하고, 구동 샤프트(116), 제 1 가요성 부재(120) 및 제 2 가요성 부재(122)가 이하에서 추가로 상세히 설명된 바와 같이 좌측으로 이동하기 시작하게 한다.
도 3에 도시된 바와 같이, 유체 펌프(100)는 제 1 절환 밸브(140)가 두 개의 위치들(도 1에 도시된 위치 및 도 7에 도시된 위치) 각각에 있을 때, 제 1 절환 밸브(140)에 대한 유지력을 제공하기 위한 기구 또는 장치를 더 포함할 수 있다. 예로서, 유체 펌프(100)는 스프링 부재(미도시)에 의해 제 1 절환 밸브(140)의 세장형 연장부(188)의 외부 표면에 대해 압박되는 볼(194)을 포함하는 하나 이상의 디텐트 기구들(192)을 포함할 수 있다. 도 4에 도시된 바와 같이, 둘 이상의 리세스들(196)(예를 들어, 환형 리세스들, 딤플들 등)이 제 1 절환 밸브(140)의 세장형 연장부(188)의 외부 표면 상에 제공될 수 있다. 둘 이상의 리세스들(196)은 세장형 연장부(188)를 따라 다양한 종방향 위치들에 제공될 수 있으며, 하나의 위치는 구동 샤프트(116)의 우향 행정(도 1의 시점에서)을 위해 필요한 제 1 절환 밸브(140)의 위치에 대응하고, 다른 위치는 구동 샤프트(116)의 좌향 행정을 위해 필요한 제 1 절환 밸브(140)의 위치에 대응한다. 리세스(196)가 볼(194)과 정렬될 때, 볼(194)은 리세스(196) 내로 압박된다. 볼(194)이 리세스(196) 내에 배치될 때 제 1 절환 밸브(140)를 좌측 또는 우측으로 이동시키기 위해, 볼(194)은 제 1 절환 밸브(140)의 세장형 연장부(188)의 표면에 대해 볼(194)을 추진하는 스프링의 편향력에 대항하여 리세스(196) 외부로 압박될 수 있다. 따라서, 제 1 절환 밸브(140)가 밀봉 부착 부재들(132) 중 하나 또는 제 1 가요성 부재(120)에 의해 위치의 외부로 이동될 때까지 구동 샤프트(116)의 행정 동안 사용되는 두 개의 각각의 위치들 중 하나에서 제 1 절환 밸브(140)를 보유 또는 유지하기 위해 디텐트 기구(192)가 사용될 수 있다.
제 2 절환 밸브(142) 및 연계된 리세스들, 도관들, 밀봉부들 등은 제 1 절환 밸브(140)와 유사하게 구성될 수 있지만, 대향 방향으로 배향될 수 있다. 도 1의 시점에서, 그리고, 도 2, 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 제 2 절환 밸브(142)는 제 2 절환 밸브(142)의 우측에 세장형 연장부(190)를 갖는 상태로 배향될 수 있다. 제 2 가요성 부재(122)가 좌측으로(도 1의 시점에서) 소정 거리 이동할 때, 밀봉 부착 부재(134) 및 제 2 가요성 부재(122) 중 적어도 하나가 제 2 절환 밸브(142)의 세장형 연장부(190)의 단부에 대해 접하도록 세장형 연장부(190)가 위치 및 구성될 수 있다.
제 2 공동(154)은 제 1 공동(152)과 실질적으로 유사할 수 있지만, 반대 방향으로 배향될 수 있다. 도 5에 도시된 리세스들(160a-160e)은 제 2 공동(154) 둘레에서 모듈식 삽입체(144)의 벽 내에 제공될 수 있다. 리세스들(160a-160e)은 환형 형상일 수 있으며, 모듈식 삽입체(144) 및/또는 슬리브(164)에 의해 적어도 부분적으로 형성될 수 있다. 예로서, 리세스들(160a-160e)은 슬리브(164)의 삽입 이전에 모듈식 삽입체(144) 내로 기계가공될 수 있다. 슬리브(164)는 리세스들(160a-160e) 중 하나 이상의 내부 경계를 형성할 수 있다. 리세스들(160a-160e) 각각은 슬리브(164) 둘레로 연장하는 실질적 연속적 환형 리세스를 포함할 수 있다. 따라서, 리세스들(160a-160e) 각각은 슬리브(164) 위 및 아래에서(도 5의 시점에서) 도 5의 단면도에서 볼 수 있다. 리세스들(160a-160e) 중 하나 이상은 구동 유체 통로들일 수 있으며, 제 2 절환 밸브(142)로, 그리고, 그로부터 구동 유체를 안내하도록 구성될 수 있다. 유체 도관들(168a-168e)은 모듈식 삽입체(144)를 통해 리세스들(146a-146c, 160a-160e) 중 하나 이상에 이어질 수 있다. 유체 도관들(168a-168e)은 유체 도관들(168a-168e)의 기능들 및 연결들의 명료성을 향상시키기 위해 도 5의 도면의 평면을 가로지르는 것으로 도시되어 있다. 그러나, 유체 도관들(168a-168e)은 제 2 절환 밸브(142) 둘레의 임의의 위치에 배치될 수 있다. 유체 도관(168a)은 리세스(160a)를 리세스(146a)에 연결할 수 있다. 유체 도관(168b)은 리세스(160b)를 제 1 구동 유체 챔버(127)에 연결할 수 있다. 유체 도관(168c)은 리세스(160c)를 리세스(146b)에 연결할 수 있다. 유체 도관(168d)은 리세스(160d)를 제 1 공동(152)의 단부에 연결할 수 있다(도 3). 유체 도관(168e)은 리세스(160e)를 리세스(146c)에 연결할 수 있다.
슬리브(164)는 대체로 원통형이거나 임의의 다른 선택된 형상(예를 들어, 타원 단면, 정사각형 단면 등을 가짐)일 수 있다. 슬리브(164)는 억지끼워맞춤, 스크류들 또는 임의의 다른 부착 수단에 의해 제 2 공동(154) 내에 고정될 수 있다. 리세스들(160a-160e) 중 하나와 정렬되는 제 2 절환 밸브(142)의 종방향 축에 횡단하는 각 평면에서 하나 이상의 구멍들(170)이 슬리브(164)를 통해 제공될 수 있다. 따라서, 구멍들(170)을 통해 리세스들(160a-160e) 각각과 슬리브(164)의 내부 사이에 유체 연통이 제공될 수 있다. 또한, 모듈식 삽입체(144)와 슬리브(164) 사이의 임의의 공간을 통해 임의의 리세스들(160a-160e) 사이의 유체 연통을 제거하기 위한 목적 등으로, 슬리브(164)가 배치되는 보어 내의 모듈식 삽입체(144)의 인접한 벽과 슬리브(164)의 외부 원통형 표면 사이에 복수의 밀봉 부재들(172)(예를 들어, O-링들)이 제공된다. 제 2 절환 밸브(142)는 슬리브(164) 내에서 자유롭게 전후로 활주될 수 있다.
도 6에 도시된 바와 같이, 제 2 절환 밸브(142)는 제 2 절환 밸브(142)의 외부 표면의 제 1 리세스(176a)와 제 2 절환 밸브(142)의 외부 표면의 제 2 리세스(176b)를 포함할 수 있다. 제 1 리세스(176a) 및 제 2 리세스(176b)는 제 2 절환 밸브(142)의 외부 표면 상의 중심 리지(180)에 의해 분리될 수 있다. 또한, 제 1 단부 리지(184a)가 중심 리지(180)에 대향한 제 1 리세스(176a)의 종방향 측부 상의 제 2 절환 밸브(142)의 외부 표면 상에 제공될 수 있고, 제 2 단부 리지(184b)가 중심 리지(180)에 대향한 제 2 리세스(176b)의 종방향 측부 상의 제 2 절환 밸브(142)의 외부 표면 상에 제공될 수 있다.
제 1 리세스(176a) 및 제 2 리세스(176b) 각각은 리세스들(160a - 160e) 중 두 개의 인접한 리세스들에 적어도 부분적으로 종방향으로 중첩하기에 충분히 긴 길이(즉, 제 2 절환 밸브(142)의 종방향 축에 대체로 평행하게 측정된 치수)를 가질 수 있다. 예로서, 제 2 절환 밸브(142)가 도 5에 도시된 위치에 있을 때, 제 1 리세스(176a)는 리세스들(160d, 160e) 각각으로 연장하며 그와 적어도 부분적으로 중첩하고, 제 2 리세스(174b)는 리세스들(160b, 160c) 각각으로 연장하며 적어도 부분적으로 그와 중첩한다. 이 구성에서, 도관들(148b, 168b, 168c), 리세스들(146b, 160b, 160c, 176a) 및 슬리브(164) 내의 구멍들(170)을 거쳐 제 1 구동 유체 챔버(127)와 구동 유체 소스 관통 포트(150b)(도 1) 사이에 유체 연통이 제공된다. 또한, 도관들(148b, 168d, 168e), 리세스들(146c, 160d, 160e, 176b) 및 슬리브(164) 내의 구멍들(170)을 통해 제 1 공동(152)의 단부와 포트(150c)(도 1) 사이에 유체 연통이 제공된다. 또한, 제 1 절환 밸브(140)와 제 2 절환 밸브(142)가 도 3 및 도 5에 도시된 위치들에 있을 때, 제 2 공동(154)의 단부와 구동 유체 소스 관통 포트(150b) 사이에 유체 연통이 존재한다. 또한, 포트(150c)와 제 1 공동(152)의 단부 사이에도 유체 연통이 존재한다.
유체 펌프(100)는 상술한 디텐트 기구(192) 같은 제 2 절환 밸브(142)에 대한 유지력을 제공하기 위한 디바이스 또는 기구를 포함할 수 있다. 제 2 절환 밸브(142)는 제 1 절환 밸브(140)의 둘 이상의 리세스들(196)과 유사하게 구성된 둘 이상의 리세스들(198)을 가질 수 있다. 디텐트 기구(192)는 제 2 절환 밸브(142)가 밀봉 부착 부재들(134) 중 하나 또는 제 2 가요성 부재(120)에 의해 위치의 외부로 이동될 때까지 구동 샤프트(116)의 행정 동안 사용되는 두 개의 각각의 위치들 중 하나에서 제 2 절환 밸브(142)를 보유 또는 유지하기 위해 사용될 수 있다.
유체 펌프(100)의 동작에 대한 완전한 이해를 촉진하기 위해, 유체 펌프(100)(도 1의 시점에서, 구동 샤프트(116)의 우향 행정 및 좌향 행정을 포함)의 완전한 펌핑 사이클이 이하에 설명된다.
제 1 절환 밸브(140) 및 제 2 절환 밸브(142)가 도 1, 도 2, 도 3 및 도 5에 도시된 위치들에 있는 동안 유체 펌프(100)의 사이클이 시작된다. 도 1, 도 2 및 도 3에 도시된 위치로 제 1 절환 밸브(140)가 이동하면, 가압된 구동 유체는 포트(150b)로부터 도관(148b) 내로, 리세스(146b)를 통해 도관들(166c, 168c)로 통과한다. 구동 유체는 리세스들(160c, 176b, 160b)을 통과하고, 그후, 도관(168b)을 통해 제 1 구동 유체 챔버(127)로 통과한다(도 5 참조). 제 1 구동 유체 챔버(127) 내로의 구동 유체의 유동은 제 1 가요성 부재(120)가 이동 및/또는 변형되게 함으로써 제 1 대상 유체 챔버(126)의 체적을 감소시킨다. 대상 유체는 그에 의해 제 1 대상 유체 챔버(126)로부터 대상 유체 출구(138)를 통해 배출된다. 구동 샤프트(116)는 좌향력을 작용하고 제 2 가요성 부재(122)를 당기며, 이는 제 2 가요성 부재(122)가 이동 및/또는 변형됨으로써 제 2 대상 유체 챔버(128)의 체적을 증가시키게 한다. 대상 유체는 그에 의해 대상 유체 입구(136)를 통해 제 2 대상 유체 챔버(128) 내에 수용된다. 제 2 구동 유체 챔버(129) 내의 구동 유체는 도관(166d), 리세스들(158d, 174b, 158e), 도관(166e), 리세스(146c), 도관(148c) 및 최종적으로 관통 포트(150c)를 통해 배출된다.
좌향 행정의 단부 부근에서, 유체 펌프(100)는 도 7 내지 도 10에 도시된 위치에 있다. 제 2 가요성 부재(122) 및 밀봉 부착 부재(134) 중 적어도 하나는 제 2 절환 밸브(142)의 세장형 연장부(190)의 단부에 대해 접하고, 제 2 절환 밸브(142)는 좌측으로(도 7 내지 도 10의 시점에서) 밀려진다. 이는 제 2 절환 밸브(142) 둘레에서 구동 유체의 유동을 재분배한다. 제 2 절환 밸브(142)의 이동의 결과로서, 구동 유체는 도관(168c), 리세스들(160c, 176a, 160d) 및 도관(168d)을 통해 제 1 공동(152)의 단부로 통과(도 9 및 도 10 참조)함으로써, 제 1 절환 밸브(140)를 좌측으로, 도 7 내지 도 9에 도시된 위치로 추진한다. 좌측으로의 두 개의 절환 밸브들(140, 142)의 이동은 구동 샤프트(116)의 행정의 단부를 신호하고, 구동 샤프트(116), 제 1 가요성 부재(120) 및 제 2 가요성 부재(122)가 우측으로 이동하기 시작하게 한다.
도 7, 도 8 및 도 10에 도시된 위치로의 제 2 절환 밸브(142)의 이동시, 구동 유체는 리세스들(158c, 174b, 158d)을 통과하고, 그후, 도관(166d)을 통해 제 2 구동 유체 챔버(129)로 통과한다(도 9 참조). 제 2 구동 유체 챔버(129)로의 가압된 구동 유체의 유동은 제 2 가요성 부재(122)가 변형됨으로써 제 2 대상 유체 챔버(128)의 체적을 감소시키게 한다. 대상 유체는 그에 의해 대상 유체 출구(138)를 통해 제 2 대상 유체 챔버(128)로부터 배출된다. 구동 샤프트(116)는 우향력을 작용하고 제 1 가요성 부재(120)를 당기며, 이는 제 1 가요성 부재(120)가 이동 및/또는 변형되게 함으로써 제 1 대상 유체 챔버(126)의 체적을 증가시킨다. 대상 유체는 그에 의해 대상 유체 입구(136)를 통해 제 1 대상 유체 챔버(126) 내에 수용된다. 제 1 구동 유체 챔버(127) 내의 구동 유체는 도관(168b), 리세스들(160b, 176b, 160a), 도관(168a), 리세스(146a), 도관(148a), 그리고 최종적으로 관통 포트(150a)를 통해 배출된다.
우향 행정의 단부 부근에서, 유체 펌프(100)는 다시 도 1, 도 2, 도 3 및 도 5에 도시된 위치에 있다. 제 1 가요성 부재(120) 및 밀봉 부착 부재(132) 중 적어도 하나는 제 1 절환 밸브(140)의 세장형 연장부(188)의 단부에 대해 접하며, 제 1 절환 밸브(140)는 좌측으로 밀려진다(도 1의 시점에서). 이는 제 1 절환 밸브(140)의 둘레에서 공기의 유동을 재분배한다. 제 1 절환 밸브(140)의 이동의 결과로서, 가압된 구동 유체는 도관(166c), 리세스들(158c, 174a, 158b) 및 도관(166b)을 통해 제 2 공동(154)의 단부로 통과(도 3 및 도 5 참조)함으로써, 제 2 절환 밸브(142)를 우측으로, 도 1, 도 2, 도 3 및 도 5에 도시된 위치로 추진한다. 두 개의 절환 밸브들(140, 142)의 우측으로의 이동은 구동 샤프트(116)의 행정의 단부를 신호하고, 구동 샤프트(116), 제 1 가요성 부재(120) 및 제 2 가요성 부재(122)가 좌측으로 이동하기 시작하게 한다. 구동 샤프트(116)의 좌향 이동과 그에 후속하는 구동 샤프트(116)의 우향 이동의 사이클은 유체 펌프(100)가 동작하는 한 반복된다.
유체 펌프(100)를 제조하는 방법은 공동(110) 내의 제 1 구동 유체 챔버(127)와 제 1 대상 유체 챔버(126)를 형성하도록 제 1 가요성 부재(120)로 펌프 본체(102) 내의 제 1 공동(110)을 분할하는 단계를 포함할 수 있다. 유사하게, 이 방법은 제 2 공동(112) 내에 제 2 대상 유체 챔버(128)와 제 2 구동 유체 챔버(129)를 형성하기 위해 제 2 가요성 부재(122)로 펌프 본체(102) 내의 제 2 공동(112)을 분할하는 단계를 포함할 수 있다. 제 1 가요성 부재(120) 및 제 2 가요성 부재(122)는 적어도 부분적으로 펌프 본체(102)를 통해 연장하는 구동 샤프트(116)와 연결될 수 있다. 제 1 절환 밸브(140)는 구동 샤프트(116) 옆에서 제 1 가요성 부재(120)와 제 2 가요성 부재(122) 사이에서 펌프 본체(102) 내에 위치될 수 있다. 제 2 절환 밸브(142)는 구동 샤프트(116)와 제 1 절환 밸브(140) 옆에서 제 1 가요성 부재(120) 및 제 2 가요성 부재(122) 사이에서 펌프 본체(102) 내에 위치될 수 있다.
도 11 및 도 12는 도 1의 유체 펌프(100)의 중심 본체(104) 및 모듈식 삽입체(144)를 각각 예시한다. 도 11에 도시된 바와 같이, 중심 본체(104)는 내부에 형성된 중심 공동(105)을 가질 수 있다. 중심 공동(105)은 대체로 원통형이거나 임의의 다른 선택된 형상을 가질 수 있으며, 종래의 방법들(예를 들어, 기계가공, 캐스팅 등)에 의해 형성될 수 있다. 리세스들(146a-146c)은 중심 본체(104)에 형성될 수 있다. 유체 도관(148b) 및 포트(150b)가 중심 본체(104) 내에 형성될 수 있고, 유체 도관들(148a, 148c)(도 11에는 미도시) 및 포트들(150a, 150c)(도 11에는 미도시)도 마찬가지이다. 중심 공동(105)은 모듈식 수용 공동(즉, 모듈식 삽입체(144)를 수용하도록 구성됨)일 수 있다.
모듈식 삽입체(144)는 억지끼워맞춤에 의해 중심 본체(104) 내에 설치될 수 있다(도 1에 도시된 바와 같이). 예로서, 중심 본체(104)의 중심 공동(105)은 모듈식 삽입체(144)의 외경보다 미소하게 작은 내경을 선택된 온도(T0)(예를 들어, 실온, 펌프 동작 온도 등)에서 갖도록 형성될 수 있다. 중심 본체(104)는 모듈식 삽입체(144)의 온도(T2)보다 높은 온도(T1)가 될 수 있다. 열 팽창에 기인하여, 중심 본체(104)의 중심 공동(105)은 T2에서의 모듈식 삽입체(144)의 외경보다 큰 T1에서의 내경을 가질 수 있다. 모듈식 삽입체(144)는 간섭 없이 중심 본체(104)의 중심 공동(105) 내로 활주할 수 있다. 모듈식 삽입체(144)와 중심 본체(104)의 온도들이 평형화될 때(예를 들어, T0를 향해), 모듈식 삽입체(144)의 재료가 팽창할 수 있고 및/또는 중심 본체(104)의 재료가 접촉할 수 있다. 모듈식 삽입체(144) 및/또는 중심 본체(104)는 온도들이 평형화될 때 탄성적으로 변형될 수 있다. 결과적으로, 모듈식 삽입체(144)와 중심 본체(104) 사이의 인터페이스는 높은 마찰을 제공함으로써 모듈식 삽입체(144)를 중심 본체(104)의 중심 공동(105) 내에 고정할 수 있다.
예로서, 펌프의 공칭 동작 온도(T0)는 약 80℃ 내지 약 100℃ 또는 약 90℃ 같이 약 60℃ 내지 약 200℃일 수 있다. 중심 본체(104)가 금속 또는 금속 합금으로 형성되는 실시예에서, 중심 본체(104)는 적어도 약 300℃, 적어도 약 500℃ 또는 적어도 약 750℃의 온도(T1)로 가열될 수 있다. 모듈식 삽입체(144)는 약 0℃ 미만, 약 -40℃ 미만 또는 약 -100℃ 미만의 온도(T2)로 냉각될 수 있다. 중심 본체(104)가 폴리머(예를 들어, 폴리프로필렌, 폴리테트라플루오로에틸렌 등)로 형성되는 일 실시예에서, 중심 본체(104)는 적어도 약 60℃, 적어도 약 90℃ 또는 적어도 약 100℃의 온도(T1)로 가열될 수 있다. 모듈식 삽입체(144)는 어떠한 가열도 냉각도 없이 중심 본체(104) 내로 삽입될 수 있다. 일부 실시예들에서, 모듈식 삽입체(144)의 냉각은 중심 본체(104)의 가열에 비해 바람직할 수 있으며, 그 이유는 냉각이 유체 펌프(100)의 구성요소의 재료 특성들(예를 들어, 경도)을 변화시킬 가능성이 작을 수 있기 때문이다.
일부 실시예들에서, 모듈식 삽입체(144)는 강제로 중심 본체(104)의 중심 공동(105) 내에 설치될 수 있다. 예로서, 모듈식 삽입체(144)는 중심 본체(104)의 중심 공동(105) 내로 유압 프레스에 의해 가압될 수 있다. 모듈식 삽입체(144) 및/또는 중심 본체(104)의 중심 공동(105)은 중심 공동(105)의 원주 둘레에 균등하게 힘을 분사시키고, 압축이 점진적으로 발생할 수 있게 하고 및/또는 중심 공동(105) 내의 모듈식 삽입체(144)의 적절한 정렬을 촉진하기 위해 모따기 또는 베벨링된 에지들(200, 202)을 가질 수 있다(또한, 도 12 참조). 상술한 온도차와 연계하여 또는 그 대신 가압력이 사용될 수 있다. 중심 본체(104)는 중심 공동(105) 내의 모듈식 삽입체(144)의 적절한 정렬을 돕기 위해 립부(201) 또는 정지부를 포함할 수 있다. 다른 실시예들(미도시)에서, 모듈식 삽입체(144)는 정렬을 돕기 위해 립부 또는 정지부를 포함한다.
도 13은 중심 본체(104) 내에 배치된 모듈식 삽입체(144)를 도시하며, 억지끼워맞춤부의 확대도를 포함한다. 두 본체들 사이에 온도차가 있는 상태에서(예를 들어, 중심 본체(104)가 T1에 있고 모듈식 삽입체(144)가 T2에 있는 상태) 모듈식 삽입체(144)가 중심 본체(104)의 중심 공동(105)에 삽입되고, 후속하여, 온도 균등화가 후속되는 경우, 모듈식 삽입체(144)의 일부는 중심 본체(104) 내의 공동들(146a-146c)의 일부를 충전시키도록 팽창될 수 있다. 유사하게, 모듈식 삽입체(144)가 가압력에 의해 중심 본체(104) 내에 배치되는 경우, 삽입체가 중심 공동(105) 내로 추진될 때 모듈식 삽입체(144)의 일부는 공동들(146a-146c)의 일부를 충전하도록 팽창될 수 있다. 달리 말해서, 모듈식 삽입체(144)의 일부는 공동들(146a-146c)에 대응하는 종방향 위치에서 외향 "융기"될 수 있다. 모듈식 삽입체(144)의 융기된 부분은 추가적 로킹 메커니즘(즉, 간섭)을 제공할 수 있다. 모듈식 삽입체(144)를 제거하기 위해 요구되는 힘의 크기는 공동들(146a-146c)이 없는 중심 공동(105)으로부터 유사한 크기의 삽입체를 제거하기 위해 필요한 힘의 크기보다 더 클 수 있다.
도 12에 도시된 바와 같이, 모듈식 삽입체(144)는 내부에 형성된 공동들(152, 154, 156)을 가질 수 있다. 공동들(152, 154, 156)은 대체로 원통형일 수 있거나 임의의 다른 선택된 형상(즉, 타원 단면, 정사각형 단면 등을 가짐)일 수 있으며, 종래의 방법들(예를 들어, 기계가공, 캐스팅 등)에 의해 형성될 수 있다. 리세스들(158a-158e, 160a-160e)은 모듈식 삽입체(144)에 형성될 수 있다. 유체 도관들(166a-166e, 168a-168e)은 모듈식 삽입체(144) 내에 형성될 수 있다. 슬리브들(162, 164)(도 2)은 중심 본체(104) 내에 모듈식 삽입체(144)를 고정하는 것에 관하여 상술한 바와 같이 억지끼워맞춤에 의해 공동들(152, 154) 각각 내에 고정될 수 있다. 예로서, 온도차 및/또는 가압력은 공동들(152, 154) 내의 슬리브들(162, 164)의 삽입을 촉진하기 위해 사용될 수 있다. 제 1 절환 밸브(140), 제 2 절환 밸브(142) 및 구동 샤프트(116)는 슬리브(162), 슬리브(164) 및 공동(156) 각각 내에 활주식으로 배치될 수 있다.
일부 실시예들에서, 유체 펌프(100)는 산 같은 부식성 또는 반응성 대상 유체를 펌핑하도록 구성될 수 있다. 이런 실시예들에서, 대상 유체와 접촉하는 유체 펌프(100)의 적어도 모든 구성요소들은 대상 유체에 의해 부식되지 않고 대상 유체와 반응하지 않는 재료의 코팅으로 제조될 수 있거나 이를 가질 수 있다. 예로서, 유체 펌프(100)가 산을 펌핑하도록 구성되는 실시예들에서, 적어도 산과 접촉하는 유체 펌프(100)의 구성요소들은 폴리머 재료(예를 들어, 열가소성 또는 열경화성 재료)를 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 이런 폴리머 재료는 플루오로폴리머를 포함할 수 있다. 예로서, 그리고, 비제한적으로, 적어도 산과 접촉하는 유체 펌프(100)의 구성요소들은 네오프렌, 부나-N, 에틸렌 프로필렌 디엔 M-클래스(EPDM), VITON®, 폴리우레탄, HYTREL®, SANTOPRENE®, 불화 에틸렌-프로필렌(FEP), 퍼플루오로알콕시 플루오로카본 수지(PFA), 에틸렌-클로로트리플루오로에틸렌 공중합체(ECTFE), 에틸렌-테트라플루오로에틸렌 공중합체(ETFE), 나일론, 폴리에틸렌, 폴리비닐리덴 플루오라이드(PVDF), 폴리비닐 클로라이드(PVC), NORDEL® 및 니트릴 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
본 발명의 추가적 비제한적 예시적 실시예들이 이하에 설명되어 있다.
실시예 1: 제 1 공동 및 제 2 공동을 둘러싸는 펌프 본체를 포함하는 유체 펌프. 제 1 가요성 부재는 제 1 공동 내에 배치되고, 제 1 공동 내에 제 1 대상 유체 챔버와 제 1 구동 유체 챔버를 형성한다. 제 2 가요성 부재는 제 2 공동 내에 배치되고 제 2 공동 내에 제 2 대상 유체 챔버와 제 2 구동 유체 챔버를 형성한다. 구동 샤프트가 제 1 가요성 부재와 제 2 가요성 부재 각각 사이에서 연장하고 그들에 부착되며, 펌프 본체 내에서 전후로 활주하도록 구성된다. 제 1 절환 밸브가 제 1 가요성 부재와 제 2 가요성 부재 사이에 배치되고 제 1 가요성 부재의 이동에 응답하여 이동하도록 구성된다. 제 2 절환 밸브가 제 1 가요성 부재와 제 2 가요성 부재 사이에 배치되고 제 2 가요성 부재의 이동에 응답하여 이동하도록 구성된다. 제 1 절환 밸브 및 제 2 절환 밸브는 교번적 순서로 제 1 구동 유체 챔버와 제 2 구동 유체 챔버로 구동 유체를 전달하도록 작동식으로 결합된다.
실시예 2: 실시예 1의 유체 펌프이며, 제 1 절환 밸브는 구동 샤프트가 제 1 방향으로 행정의 끝에 도달할 때의 기계적 힘에 의해 제 1 위치로부터 제 2 위치로 이동되고, 제 1 위치로부터 제 2 위치로의 제 1 절환 밸브의 이동은 구동 유체의 압력이 제 2 절환 밸브를 제 2 위치로부터 제 1 위치로 이동시키게 하며, 구동 유체의 전달을 제 2 구동 유체 챔버로부터 제 1 구동 유체 챔버로 절환하고, 제 2 절환 밸브는 구동 샤프트가 제 2 방향으로 행정의 끝에 도달할 때의 기계적 힘에 의해 제 1 위치로부터 제 2 위치로 이동되고, 제 2 절환 밸브의 제 1 위치로부터 제 2 위치로의 이동은 구동 유체의 압력이 제 1 절환 밸브를 제 2 위치로부터 제 1 위치로 이동시키게 하고 구동 유체의 전달을 제 1 구동 유체 챔버로부터 제 2 구동 유체 챔버로 절환시킨다.
실시예 3: 실시예 2의 유체 펌프이며, 제 1 절환 밸브의 종방향 축 및 제 2 절환 밸브의 종방향 축 각각은 구동 샤프트의 종방향 축에 적어도 실질적으로 평행하게 배향된다.
실시예 4: 실시예 1 내지 3 중 어느 하나의 유체 펌프이며, 제 1 절환 밸브 및 제 2 절환 밸브 각각은 펌프 본체 내에서 구동 샤프트 옆에 배치된다.
실시예 5: 실시예 1 내지 4 중 어느 하나의 유체 펌프이며, 제 1 가요성 부재 및 제 2 가요성 부재 중 적어도 하나는 다이아프램을 포함한다.
실시예 6: 실시예 1 내지 5 중 어느 하나의 유체 펌프이며, 펌프 본체는 펌프 본체의 중심 본체 내에 모듈식 수용 공동을 형성하는 적어도 하나의 표면을 갖는 중심 본체와, 모듈식 수용 공동 내에 배치된 모듈식 삽입체를 갖는다. 구동 샤프트, 제 1 절환 밸브 및 제 2 절환 밸브는 모듈식 삽입체 내에 배치된다.
실시예 7: 실시예 6의 유체 펌프이며, 모듈식 삽입체는 중심 본체와의 억지끼워맞춤에 의해 모듈식 수용 공동 내에 고정된다.
실시예 8: 실시예 6 또는 7의 유체 펌프이며, 중심 본체 및 모듈식 삽입체는 함께 모듈식 삽입체를 둘러싸는 복수의 구동 유체 통로들 중 적어도 일부를 형성한다.
실시예 9: 실시예 8의 유체 펌프이며, 중심 본체 내에 모듈식 수용 공동을 형성하는 적어도 하나의 표면은 내부에 형성된 복수의 리세스들을 가지고, 모듈식 삽입체의 외부 표면은 내부에 복수의 돌출부들을 가지며, 복수의 돌출부들은 복수의 리세스들 내로 부분적으로 연장하며, 복수의 구동 유체 통로들은 복수의 돌출부들과 복수의 리세스들 사이에 형성된다.
실시예 10: 실시예 6 내지 9 중 어느 하나의 유체 펌프이며, 모듈식 삽입체는 제 1 공동, 제 2 공동 및 제 3 공동을 모듈식 삽입체 내에 형성하는 내부 표면들을 가지고, 제 1 슬리브는 모듈식 삽입체 내에서 제 1 공동 내에 배치되고, 제 2 슬리브는 모듈식 삽입체 내에서 제 2 공동 내에 배치되고, 구동 샤프트는 모듈식 삽입체 내의 제 3 공동 내에 배치된다.
실시예 11: 실시예 10의 유체 펌프이며, 제 1 절환 밸브는 제 1 슬리브 내에 배치되고, 제 2 절환 밸브는 제 2 슬리브 내에 배치된다.
실시예 12: 실시예 10 또는 11의 유체 펌프이며, 제 1 슬리브 및 제 2 슬리브 각각은 억지끼워맞춤에 의해 모듈식 삽입체 내에 고정된다.
실시예 13: 실시예 1 내지 12 중 어느 하나의 유체 펌프이며, 펌프 본체, 제 1 가요성 부재 및 제 2 가요성 부재 중 적어도 하나는 플루오로폴리머를 포함한다.
실시예 14: 내부에 모듈식 수용 공동과 억지끼워맞춤에 의해 모듈식 수용 공동 내에 고정되는 모듈식 삽입체를 포함하는 유체 펌프. 펌프 본체 및 모듈식 삽입체는 함께 모듈식 삽입체와 펌프 본체 사이의 인터페이스에서 모듈식 삽입체 둘레로 연장하는 적어도 하나의 유체 통로의 적어도 일부를 형성한다.
실시예 15: 실시예 14의 유체 펌프이며, 펌프 본체 내의 제 1 유체 공동 및 제 2 유체 공동과, 제 1 유체 공동 내에 배치되고 제 1 유체 공동 내에 제 1 대상 유체 챔버와 제 1 구동 유체 챔버를 형성하는 제 1 가요성 부재와, 제 2 유체 공동 내에 배치되고 제 2 유체 공동 내에 제 2 대상 유체 챔버와 제 2 구동 유체 챔버를 형성하는 제 2 가요성 부재와, 제 1 가요성 부재 및 제 2 가요성 부재 각각에 부착되고 모듈식 삽입체를 통해 연장하는 구동 샤프트를 더 포함하고, 구동 샤프트는 모듈식 삽입체를 통해 전후로 활주하도록 구성된다.
실시예 16: 실시예 15의 유체 펌프이며, 모듈식 삽입체 내에 배치되고 제 1 가요성 부재와 제 2 가요성 부재 중 적어도 하나의 이동에 응답하여 이동하도록 구성되는 적어도 하나의 절환 밸브를 더 포함한다.
실시예 17: 실시예 16의 유체 펌프이며, 적어도 하나의 절환 밸브는 교번적 순서로 제 1 구동 유체 챔버와 제 2 구동 유체 챔버에 구동 유체를 전달하도록 작동식으로 결합된 제 1 절환 밸브 및 제 2 절환 밸브를 포함한다.
실시예 18: 유체 펌프를 제조하는 방법이며, 제 1 공동 내에 제 1 대상 유체 챔버와 제 1 구동 유체 챔버를 형성하도록 제 1 가요성 부재로 펌프 본체의 제 1 공동을 분할하는 단계와, 제 2 공동 내에 제 2 대상 유체 챔버와 제 2 구동 유체 챔버를 형성하도록 제 2 가요성 부재로 펌프 본체 내의 제 2 공동을 분할하는 단계와, 적어도 부분적으로 펌프 본체를 통해 연장하는 구동 샤프트와 제 1 가요성 부재와 제 2 가요성 부재를 연결하는 단계와, 구동 샤프트 옆에서 제 1 가요성 부재와 제 2 가요성 부재 사이에서 펌프 본체 내에 제 1 절환 밸브를 위치시키는 단계와, 구동 샤프트와 제 1 절환 밸브 옆에서 제 1 가요성 부재와 제 2 가요성 부재 사이에서 펌프 본체 내에 제 2 절환 밸브를 위치시키는 단계와, 제 1 절환 밸브를 제 1 위치로부터 제 2 위치로 이동하도록 구성하는 단계와, 제 2 절환 밸브를 제 1 위치로부터 제 2 위치로 이동시키도록 구성하는 단계를 포함한다. 제 1 절환 밸브는 구동 샤프트가 제 1 방향으로 행정의 끝에 도달할 때의 기계적 힘에 응답하여 이동하며, 제 1 위치로부터 제 2 위치로의 제 1 절환 밸브의 이동은 구동 유체의 압력이 제 2 절환 밸브를 제 2 위치로부터 제 1 위치로 이동시킴으로써 구동 유체의 전달을 제 2 구동 유체 챔버로부터 제 1 구동 유체 챔버로 절환시킨다. 제 2 절환 밸브는 구동 샤프트가 제 2 방향으로 행정의 끝에 도달할 때의 기계적 힘에 응답하여 이동하며, 제 1 위치로부터 제 2 위치로의 제 2 절환 밸브의 이동은 구동 유체의 압력이 제 1 절환 밸브를 제 2 위치로부터 제 1 위치로 이동하게 함으로써 구동 유체의 전달을 제 1 구동 유체 챔버로부터 제 2 구동 유체 챔버로 절환시킨다.
실시예 19: 실시예 18의 방법이며, 제 1 절환 밸브의 종방향 축과 제 2 절환 밸브의 종방향 축이 구동 샤프트의 종방향 축에 적어도 실질적으로 평행하게 배향되도록 제 1 절환 밸브 및 제 2 절환 밸브 각각을 배향시키는 단계를 더 포함한다.
실시예 20: 실시예 18 또는 19의 방법이며, 제 1 절환 밸브를 제 1 위치로부터 제 2 위치로 이동시키도록 제 1 절환 밸브에 대해 접하여 그에 기계적 힘을 인가하도록 구동 샤프트에 제 1 가요성 부재를 부착하기 위해 제 1 부착 부재 및 제 1 가요성 부재 중 적어도 하나를 구성하는 단계와, 제 2 절환 밸브를 제 1 위치로부터 제 2 위치로 이동시키기 위해 제 2 절환 밸브에 대해 접하여 그에 기계적 힘을 인가하도록 구동 샤프트에 제 2 가요성 부재를 부착하기 위해 제 2 부착 부재 및 제 2 가요성 부재 중 적어도 하나를 구성하는 단계를 더 포함한다.
실시예 21: 실시예 18 내지 20 중 어느 하나의 방법이며, 제 1 가요성 부재로 펌프 본체 내의 제 1 공동을 분할하는 단계와 제 2 가요성 부재로 펌프 본체 내의 제 2 공동을 분할하는 단계 중 적어도 하나는 펌프 본체의 중심 본체 내에 삽입체를 고정하는 단계를 포함한다.
실시예 22: 실시예 21의 방법이며, 펌프 본체의 중심 본체 내에 삽입체를 고정하는 단계는 억지끼워맞춤에 의해 펌프 본체 내에 삽입체를 고정하는 단계를 포함한다.
실시예 23: 실시예 21 또는 22의 방법이며, 삽입체 내에 구동 샤프트를 배치하는 단계를 더 포함한다.
실시예 24: 실시예 18 내지 23 중 어느 하나의 방법이며, 제 1 공동 및 제 2 공동 중 적어도 하나와 삽입체 사이에 복수의 유체 통로들을 형성하는 단계를 더 포함한다.
실시예 25: 중심 본체 내에 모듈식 수용 공동을 형성하는 단계와, 중심 본체 내에 복수의 리세스들을 형성하는 단계와, 모듈식 수용 공동 내에 삽입체를 배치하는 단계와, 삽입체 내에 구동 샤프트를 배치하는 단계를 포함하는 유체 펌프를 제조하는 방법.
실시예 26: 실시예 25의 방법이며, 모듈식 수용 공동 내에 삽입체를 배치하는 단계는 억지끼워맞춤에 의해 모듈식 수용 공동 내에 삽입체를 고정하는 단계를 포함한다.
실시예 27: 실시예 25 또는 26의 방법이며, 삽입체와 모듈식 수용 공동들 사이에 복수의 유체 통로들을 형성하는 단계를 더 포함한다.
실시예 28: 실시예 25 내지 27 중 어느 하나의 방법이며, 제 1 가요성 부재 및 제 2 가요성 부재를 구동 샤프트와 연결하는 단계를 더 포함한다.
실시예 29: 실시예 28의 방법이며, 구동 샤프트 옆에서 제 1 가요성 부재와 제 2 가요성 부재 사이에서 삽입체 내에 제 1 절환 밸브를 위치시키는 단계와, 구동 샤프트 옆에서 제 1 가요성 부재와 제 2 가요성 부재 사이에서 삽입체 내에 제 2 절환 밸브를 위치시키는 단계를 더 포함한다.
실시예 30: 유체를 펌핑하는 방법이며, 제 1 가요성 부재에 인접한 제 1 대상 유체 챔버로부터 유체를 배출하고 제 2 가요성 부재에 인접한 제 2 대상 유체 챔버 내로 유체를 흡인하도록 펌프 본체 내에서 제 1 방향으로 구동 샤프트를 이동시키는 단계와, 제 2 가요성 부재의 이동에 응답하여 구동 샤프트 옆에서 제 1 가요성 부재와 제 2 가요성 부재 사이에서 펌프 본체 내에 위치된 제 1 절환 밸브를 이동시키는 단계와, 제 2 대상 유체 챔버로부터 유체를 배출하고 제 1 대상 유체 챔버 내로 유체를 흡인하도록 제 1 방향에 대향한 제 2 방향으로 구동 샤프트, 제 1 가요성 부재 및 제 2 가요성 부재를 이동시키는 단계와, 제 1 가요성 부재의 이동에 응답하여 구동 샤프트 옆에서 제 1 가요성 부재와 제 2 가요성 부재 사이에서 펌프 본체 내에 위치되어 있는 제 2 절환 밸브를 이동시키는 단계를 포함한다. 제 1 가요성 부재는 구동 샤프트의 제 1 단부에 부착되고, 제 2 가요성 부재는 구동 샤프트의 대향 제 2 단부에 부착된다.
실시예 31: 실시예 30의 방법이며, 제 2 절환 밸브를 이동시키는 단계는 제 2 절환 밸브에 대하여 제 1 가요성 부재와 제 1 밀봉 부착 부재 중 적어도 하나를 접촉시키는 단계를 포함하고, 제 1 절환 밸브를 이동시키는 단계는 제 1 절환 밸브에 대해 제 2 가요성 부재와 제 2 밀봉 부착 부재 중 적어도 하나를 접촉시키는 단계를 포함한다.
특정 실시예들이 설명되고 첨부 도면들에 도시되어 있지만, 이런 실시예들은 단지 예시적이며, 본 발명의 범주를 제한하지 않고, 본 발명은 도시 및 설명된 특정 구성들 및 배열들에 한정되지 않으며, 그 이유는 설명된 실시예에 대한 다른 추가들 및 변형들과 그로부터의 삭제들을 본 기술 분야의 숙련자들이 명백히 알 수 있기 때문이다. 따라서, 본 발명의 범주는 이하의 청구범위의 문자 그대로의 언어 및 법적 균등물들에 의해서만 제한된다.

Claims (20)

  1. 유체 펌프로서,
    제 1 공동과 제 2 공동을 둘러싸는 펌프 본체와,
    상기 제 1 공동 내에 배치되고 상기 제 1 공동 내에 제 1 대상 유체 챔버와 제 1 구동 유체 챔버를 형성하는 제 1 가요성 부재와,
    상기 제 2 공동 내에 배치되고 상기 제 2 공동 내에 제 2 대상 유체 챔버와 제 2 구동 유체 챔버를 형성하는 제 2 가요성 부재와,
    상기 제 1 가요성 부재와 상기 제 2 가요성 부재 사이에서 연장하면서 그 각각에 부착되는 구동 샤프트로서, 상기 펌프 본체 내에서 전후로 활주하도록 구성되는 구동 샤프트와,
    상기 제 1 가요성 부재와 상기 제 2 가요성 부재 사이에 배치되고, 상기 제 1 가요성 부재의 이동에 응답하여 이동하도록 구성되는 제 1 절환 밸브와,
    상기 제 1 가요성 부재와 상기 제 2 가요성 부재 사이에 배치되고, 상기 제 2 가요성 부재의 이동에 응답하여 이동하도록 구성되는 제 2 절환 밸브를 포함하고,
    상기 펌프 본체는
    제 1 단부 본체와, 그에 대향하는 제 2 단부 본체와,
    상기 제 1 단부 본체 및 제 2 단부 본체의 사이에서 이들에 결합된 중심 본체로서, 상기 중심 본체 내에 모듈식 수용 공동을 형성하는 적어도 하나의 표면을 갖는 중심 본체와,
    상기 중심 본체의 모듈식 수용 공동 내에 배치된 모듈식 삽입체로서, 상기 모듈식 삽입체 내에 상기 구동 샤프트, 상기 제 1 절환 밸브 및 상기 제 2 절환 밸브가 배치되는 모듈식 삽입체를 포함하고,
    상기 제 1 절환 밸브는 상기 구동 샤프트가 제 1 방향으로 행정(stroke)의 끝에 도달할 때의 기계적 힘에 의해 제 1 위치로부터 제 2 위치로 이동되고, 상기 제 1 위치로부터 상기 제 2 위치로의 상기 제 1 절환 밸브의 이동은 상기 구동 유체의 압력이 상기 제 2 절환 밸브를 제 2 위치로부터 제 1 위치로 이동시키게 하고 상기 구동 유체의 전달을 상기 제 2 구동 유체 챔버로부터 상기 제 1 구동 유체 챔버로 절환시키고,
    상기 제 2 절환 밸브는 상기 구동 샤프트가 제 2 방향으로 행정의 끝에 도달할 때의 기계적 힘에 의해 제 1 위치로부터 제 2 위치로 이동되고, 상기 제 1 위치로부터 상기 제 2 위치로의 상기 제 2 절환 밸브의 이동은 상기 구동 유체의 압력이 상기 제 1 절환 밸브를 상기 제 2 위치로부터 상기 제 1 위치로 이동시키게 하고 상기 구동 유체의 전달을 상기 제 1 구동 유체 챔버로부터 상기 제 2 구동 유체 챔버로 절환시키며,
    상기 제 1 절환 밸브 및 상기 제 2 절환 밸브는 교번적 순서로 상기 제 1 구동 유체 챔버와 상기 제 2 구동 유체 챔버에 구동 유체를 전달하도록 작동식으로 결합되는, 유체 펌프.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 절환 밸브의 종방향 축과 상기 제 2 절환 밸브의 종방향 축 각각은 상기 구동 샤프트의 종방향 축에 평행하게 배향되는, 유체 펌프.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 제 1 절환 밸브 및 상기 제 2 절환 밸브 각각은 상기 펌프 본체 내에서 상기 구동 샤프트 옆에 배치되는, 유체 펌프.
  4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 제 1 가요성 부재와 상기 제 2 가요성 부재 중 적어도 하나는 다이아프램을 포함하는, 유체 펌프.
  5. 삭제
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 모듈식 삽입체는 상기 중심 본체와의 억지끼워맞춤에 의해 상기 모듈식 수용 공동 내에 고정되는, 유체 펌프.
  7. 제 1 항에 있어서, 상기 중심 본체 및 상기 모듈식 삽입체는 함께 상기 모듈식 삽입체를 둘러싸는 복수의 구동 유체 통로들의 적어도 일부를 형성하는, 유체 펌프.
  8. 제 7 항에 있어서, 상기 중심 본체 내에 상기 모듈식 수용 공동을 형성하는 적어도 하나의 표면에는 복수의 리세스들이 형성되어 있고, 상기 모듈식 삽입체의 외부 표면에는 복수의 돌출부들이 형성되어 있으며, 상기 복수의 돌출부들은 부분적으로 상기 복수의 리세스들 내로 연장하며, 상기 복수의 구동 유체 통로들은 상기 복수의 돌출부들과 상기 복수의 리세스들 사이에 형성되는, 유체 펌프.
  9. 제 1 항에 있어서, 상기 모듈식 삽입체는 상기 모듈식 삽입체 내에 제 1 공동, 제 2 공동 및 제 3 공동을 형성하는 내부 표면들을 갖고,
    상기 모듈식 삽입체 내의 상기 제 1 공동 내에 제 1 슬리브가 배치되고,
    상기 모듈식 삽입체 내의 상기 제 2 공동 내에 제 2 슬리브가 배치되고,
    상기 모듈식 삽입체 내의 상기 제 3 공동 내에 상기 구동 샤프트가 배치되는, 유체 펌프.
  10. 제 9 항에 있어서, 상기 제 1 절환 밸브는 상기 제 1 슬리브 내에 배치되고, 상기 제 2 절환 밸브는 상기 제 2 슬리브 내에 배치되는, 유체 펌프.
  11. 제 9 항에 있어서, 상기 제 1 슬리브 및 상기 제 2 슬리브 각각은 억지끼워맞춤에 의해 상기 모듈식 삽입체 내에 고정되는, 유체 펌프.
  12. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 펌프 본체, 상기 제 1 가요성 부재 및 상기 제 2 가요성 부재 중 적어도 하나는 플루오로폴리머를 포함하는, 유체 펌프.
  13. 유체 펌프를 제조하는 방법으로서,
    펌프 본체 내의 제 1 공동을, 상기 제 1 공동 내에 제 1 대상 유체 챔버와 제 1 구동 유체 챔버를 형성하는 제 1 가요성 부재로 분할하는 단계와,
    상기 펌프 본체 내의 제 2 공동을, 상기 제 2 공동 내에 제 2 대상 유체 챔버와 제 2 구동 유체 챔버를 형성하는 제 2 가요성 부재로 분할하는 단계와,
    상기 펌프 본체의 중심 본체 내에 모듈식 삽입체를 위치시키는 단계와,
    상기 펌프 본체의 제1 단부 본체 및 제2 단부 본체 사이에 상기 중심 본체를 위치시키는 단계와,
    적어도 부분적으로 상기 펌프 본체의 중심 본체 내의 상기 모듈식 삽입체를 통해 연장하는 구동 샤프트와 상기 제 1 가요성 부재 및 상기 제 2 가요성 부재를 연결시키는 단계와,
    상기 구동 샤프트 옆에서 상기 제 1 가요성 부재와 상기 제 2 가요성 부재 사이에서 상기 펌프 본체의 중심 본체 내의 상기 모듈식 삽입체 내에 제 1 절환 밸브를 위치시키는 단계와,
    상기 구동 샤프트 및 상기 제 1 절환 밸브 옆에서 상기 제 1 가요성 부재와 상기 제 2 가요성 부재 사이에서 상기 펌프 본체의 중심 본체 내의 상기 모듈식 삽입체 내에 제 2 절환 밸브를 위치시키는 단계와,
    상기 구동 샤프트가 제 1 방향으로 행정의 끝에 도달할 때의 기계적 힘에 응답하여 제 1 위치로부터 제 2 위치로 이동하도록 상기 제 1 절환 밸브를 구성하는 단계로서, 상기 제 1 위치로부터 상기 제 2 위치로의 상기 제 1 절환 밸브의 이동은 구동 유체의 압력이 상기 제 2 절환 밸브를 제 2 위치로부터 제 1 위치로 이동시키게 하고 상기 구동 유체의 전달을 상기 제 2 구동 유체 챔버로부터 상기 제 1 구동 유체 챔버로 절환시키는, 상기 제 1 절환 밸브를 구성하는 단계와,
    상기 구동 샤프트가 제 2 방향으로 행정의 끝에 도달할 때의 기계적 힘에 응답하여 제 1 위치로부터 제 2 위치로 이동하도록 상기 제 2 절환 밸브를 구성하는 단계로서, 상기 제 1 위치로부터 상기 제 2 위치로의 상기 제 2 절환 밸브의 이동은 상기 구동 유체의 압력이 상기 제 1 절환 밸브를 상기 제 2 위치로부터 상기 제 1 위치로 이동시키게 하고 상기 구동 유체의 전달을 상기 제 1 구동 유체 챔버로부터 상기 제 2 구동 유체 챔버로 절환시키는, 상기 제 2 절환 밸브를 구성하는 단계를 포함하는, 유체 펌프 제조 방법.
  14. 제 13 항에 있어서, 상기 제 1 절환 밸브의 종방향 축과 상기 제 2 절환 밸브의 종방향 축이 상기 구동 샤프트의 종방향 축에 평행하게 배향되도록 상기 제 1 절환 밸브 및 상기 제 2 절환 밸브 각각을 배향하는 단계를 더 포함하는, 유체 펌프 제조 방법.
  15. 제 13 항에 있어서, 상기 제 1 절환 밸브를 상기 제 1 위치로부터 상기 제 2 위치로 이동시키도록 상기 제 1 절환 밸브에 대해 접하여 그에 기계적 힘을 인가하도록 상기 구동 샤프트에 상기 제 1 가요성 부재를 부착하기 위한 제 1 부착 부재와 상기 제 1 가요성 부재 중 적어도 하나를 구성하는 단계와,
    상기 제 2 절환 밸브를 상기 제 1 위치로부터 상기 제 2 위치로 이동시키도록 상기 제 2 절환 밸브에 대해 접하여 그에 기계적 힘을 인가하도록 상기 구동 샤프트에 상기 제 2 가요성 부재를 부착하기 위한 제 2 부착 부재와 상기 제 2 가요성 부재 중 적어도 하나를 구성하는 단계를 더 포함하는, 유체 펌프 제조 방법.
  16. 삭제
  17. 제 13 항 내지 제 15 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 펌프 본체의 중심 본체 내에 모듈식 삽입체를 위치시키는 단계는 억지끼워맞춤에 의해 상기 펌프 본체의 중심 본체 내에 상기 모듈식 삽입체를 고정하는 단계를 포함하는, 유체 펌프 제조 방법.
  18. 제 13 항 내지 제 15 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 모듈식 삽입체 내에 상기 구동 샤프트를 배치하는 단계를 더 포함하는, 유체 펌프 제조 방법.
  19. 제 13 항 내지 제 15 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제 1 공동과 상기 제 2 공동 중 적어도 하나와 상기 모듈식 삽입체 사이에 복수의 유체 통로들을 형성하는 단계를 더 포함하는, 유체 펌프 제조 방법.
  20. 삭제
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Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9004881B2 (en) 2012-04-20 2015-04-14 Simmons Development, Llc Modular fluid-driven diaphragm pump and related methods
DE112014002350B4 (de) 2013-05-10 2023-07-06 White Knight Fluid Handling Inc. (n.d.Ges.d. Staates Minnesota) Pneumatische Fluid-Hubkolbenpumpe mit verbesserter Rückschlagventil-Anordnung und damit zusammenhängende Verfahren
TWI512204B (zh) * 2013-12-20 2015-12-11 Yuarn Niring Co Ltd Diaphragm compressor oil pump structure and diaphragm compressor
JP2016156405A (ja) * 2015-02-23 2016-09-01 アネスト岩田株式会社 パイロットバルブ
CN205731171U (zh) * 2015-03-28 2016-11-30 压力生物科技公司 用于流体的高压、高剪切力处理的系统
CN105351177A (zh) * 2015-11-03 2016-02-24 王庆昌 一种单进单出整体式气动隔膜泵
EP3452721B1 (en) 2016-05-06 2020-04-15 Graco Minnesota Inc. Mechanically driven modular diaphragm pump
CN113167254A (zh) * 2018-12-11 2021-07-23 惠普发展公司，有限责任合伙企业 容积式泵
CN111188618A (zh) * 2020-01-17 2020-05-22 江苏科技大学 一种深海采矿提升泵
KR102502884B1 (ko) * 2022-10-25 2023-02-27 (주)일신오토클레이브 다이어프램 펌프

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20100247334A1 (en) * 2009-03-30 2010-09-30 Simmons Tom M Piston systems having a flow path between piston chambers, pumps including a flow path between piston chambers, and methods of driving pumps

Family Cites Families (38)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2296647A (en) * 1941-02-28 1942-09-22 Racine Tool & Machine Company Hydraulic pressure booster
US3192865A (en) * 1963-09-10 1965-07-06 Francis J Klempay Hydraulically actuated pump
US4123204A (en) * 1977-01-03 1978-10-31 Scholle Corporation Double-acting, fluid-operated pump having pilot valve control of distributor motor
DE2726667A1 (de) * 1977-06-14 1978-12-21 Licentia Gmbh Oberflaechenpassiviertes halbleiterbauelement und verfahren zum herstellen desselben
AU553956B2 (en) * 1981-12-23 1986-07-31 Devilbiss Company, The Twin coupled-diaphragm pump
JPS6088089U (ja) * 1983-11-25 1985-06-17 山田油機製造株式会社 ダイアフラムポンプにおける切換装置
IL71058A0 (en) * 1984-02-24 1984-05-31 Koor Metals Ltd Method and system for handling pressurized fluids
US4566867A (en) * 1984-07-02 1986-01-28 Alberto Bazan Dual diaphragm pump
GB8428013D0 (en) * 1984-11-06 1984-12-12 Flotronics Ag Double-diaphragm pumps
JPH0629503Y2 (ja) * 1987-07-13 1994-08-10 株式会社ワイ・テイ・エス ダイアフラムポンプ
JPH0720387Y2 (ja) * 1989-04-20 1995-05-15 エスエムシー株式会社 手動操作機構付きダイヤフラム形ポンプ
US4981418A (en) * 1989-07-25 1991-01-01 Osmonics, Inc. Internally pressurized bellows pump
JPH0367075A (ja) * 1989-08-03 1991-03-22 Smc Corp ダイヤフラム形ポンプ
US5240390A (en) 1992-03-27 1993-08-31 Graco Inc. Air valve actuator for reciprocable machine
US5277555A (en) 1992-12-31 1994-01-11 Ronald L. Robinson Fluid activated double diaphragm pump
US5370507A (en) 1993-01-25 1994-12-06 Trebor Incorporated Reciprocating chemical pumps
US5893707A (en) 1994-03-03 1999-04-13 Simmons; John M. Pneumatically shifted reciprocating pump
EP0754271A4 (en) 1994-03-03 1998-12-16 John M Simmons PUMP WITH PNEUMATICALLY REGULATED FLOATING
US5616005A (en) 1994-11-08 1997-04-01 Regents Of The University Of California Fluid driven recipricating apparatus
US5640995A (en) * 1995-03-14 1997-06-24 Baxter International Inc. Electrofluidic standard module and custom circuit board assembly
JP3816988B2 (ja) * 1996-08-12 2006-08-30 Ｓｍｃ株式会社 プロセスポンプ
US6152705A (en) * 1998-07-15 2000-11-28 Wilden Pump & Engineering Co. Air drive pumps and components therefor
US6106246A (en) 1998-10-05 2000-08-22 Trebor International, Inc. Free-diaphragm pump
US6230609B1 (en) * 1999-06-03 2001-05-15 Norton Performance Plastics Corporation Fluoropolymer diaphragm with integral attachment device
US6295918B1 (en) 1999-10-15 2001-10-02 John M. Simmons Suspended diaphragm
JP3515070B2 (ja) * 2000-12-18 2004-04-05 株式会社ヤマダコーポレーション ポンプの再始動装置
US6685443B2 (en) 2001-07-11 2004-02-03 John M. Simmons Pneumatic reciprocating pump
JP3542990B2 (ja) 2001-12-05 2004-07-14 株式会社ヤマダコーポレーション ダイヤフラムポンプ装置
JP4768244B2 (ja) * 2004-08-09 2011-09-07 シーケーディ株式会社 薬液供給システム及び薬液供給用ポンプ
JP2007225005A (ja) 2006-02-23 2007-09-06 Toray Ind Inc 伸縮管継手
US7458309B2 (en) 2006-05-18 2008-12-02 Simmons Tom M Reciprocating pump, system or reciprocating pumps, and method of driving reciprocating pumps
US8167586B2 (en) * 2008-08-22 2012-05-01 Ingersoll-Rand Company Valve assembly with low resistance pilot shifting
US20100178182A1 (en) 2009-01-09 2010-07-15 Simmons Tom M Helical bellows, pump including same and method of bellows fabrication
US8636484B2 (en) * 2009-01-09 2014-01-28 Tom M. Simmons Bellows plungers having one or more helically extending features, pumps including such bellows plungers, and related methods
CN101705934B (zh) * 2009-11-23 2012-03-07 杭州大潮石化设备有限公司 结构简化的液压隔膜往复泵
US20140113144A1 (en) 2011-06-08 2014-04-24 University Of Virginia Patent Foundation Superhydrophobic nanocomposite coatings
US9004881B2 (en) 2012-04-20 2015-04-14 Simmons Development, Llc Modular fluid-driven diaphragm pump and related methods
DE112014002350B4 (de) 2013-05-10 2023-07-06 White Knight Fluid Handling Inc. (n.d.Ges.d. Staates Minnesota) Pneumatische Fluid-Hubkolbenpumpe mit verbesserter Rückschlagventil-Anordnung und damit zusammenhängende Verfahren

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20100247334A1 (en) * 2009-03-30 2010-09-30 Simmons Tom M Piston systems having a flow path between piston chambers, pumps including a flow path between piston chambers, and methods of driving pumps

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Publication number Publication date
EP2839156B1 (en) 2017-06-07
JP6503027B2 (ja) 2019-04-17
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US9004881B2 (en) 2015-04-14
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