KR102457681B1

KR102457681B1 - 유체 제품들을 위한 양변위 펌프 및 펌핑 그룹 및 그의 사용을 위한 방법

Info

Publication number: KR102457681B1
Application number: KR1020177012896A
Authority: KR
Inventors: 에도아르도 로제티; 마르코 로제티
Original assignee: 알파 에스알엘
Priority date: 2014-10-13
Filing date: 2015-10-13
Publication date: 2022-10-20
Also published as: AU2015332105A1; EP3483434A1; JP6686269B2; JP2017534806A; US11053930B2; KR20170070153A; CN107076126B; EP3207250A2; US20210310467A1; WO2016059551A2; ES2716964T3; BR112017007471A2; CL2017000899A1; EP3207250B1; EP3483434B1; WO2016059551A3; AU2015332105B2; MX2017004915A; BR112017007471B1; US20170248129A1

Abstract

유체 제품들(fluid products), 특히 페인트들, 염료들(colorants) 등을 위한 양변위 펌프(positive-displacement pump)는, 펌핑 챔버(3)가 형성되고, 피스톤(5)이 슬라이딩을 위해 장착되고 펌핑 챔버(3)의 유용한 볼륨을 변경하기 위해 전진(advance) 및 철수(withdraw)하도록 제어되는 펌프 바디(2)를 포함한다. 펌핑 챔버(3)는 기울어진 길이방향 축(longitudinal axis)(X-X)을 따라 수평 평면에 대해 비-수직 방식(non-vertical manner)으로 연장되고, 수평 평면에 대해 더 큰 높이에 위치된 상위 영역(42)을 갖고, 상기 영역에서 펌핑 챔버(3)는 유체 제품의 적어도 하나의 흡입 파이프(intake pipe)(33)와 연통하게 배치된다.

Description

유체 제품들을 위한 양변위 펌프 및 펌핑 그룹 및 그의 사용을 위한 방법{POSITIVE―DISPLACEMENT PUMP AND PUMPING GROUP FOR FLUID PRODUCTS AND METHOD FOR THE USE THEREOF}

본 발명은 페인트들, 염료들 등과 같은 유체 제품들을 분배하는 분야에 관한 것이다. 본 발명은 특히 페인트들, 염료들 등과 같은 유체 제품들을 배출하기 위해 사용되는 분배 기계들에 관련하여 개발되었다. 더 상세하게, 본 발명은 그러한 유체 제품들을 배출하기 위한 양변위 펌프(positive-displacement pump)에 관한 것이다. 본 발명은 또한 그러한 타입의 양변위 펌프를 포함하는 펌핑 그룹에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 양변위 펌프를 사용하기 위한 방법 및 그러한 유체 제품들을 분배하기 위한 펌핑 그룹에 관한 것이다.

염료들을 분배하기 위한 기계들은 유체 염료들을 포함하는 복수의 탱크들을 포함한다. 특정 컬러의 페인트를 획득하기 위해, 캔에 포함된 기본 페인트에 부가되어 함께 혼합되는 미리 결정된 수량의 다양한 염료들을 배출하기 위한 분배 기계가 제공된다. 염료들의 배출은, 각각의 탱크들로부터 원하는 수량의 염료를 취하고 그들을 분배 노즐로 이송하는 하나 이상의 양변위 펌프들의 작동에 의해 유발되고, 분배 노즐 아래에 기본 페인트를 갖는 캔이 위치된다.

유체 염료 제품들의 배출은 음료들을 배출하는 분야 또는 플라스틱 재료들을 주입하는 분야와 같이 양변위 펌프들의 다른 사용 분야들에서 알려지지 않은 약간의 문제들을 제기한다. 유체 염료 제품들은 사실상 특수 어레인지먼트들을 요구하는 특정 물리-화학 특성들을 갖는다. 많은 염료들은 자극적(aggressive)이고 부식성이 있고, 이러한 경우에 펌프들은 내마모성이 있어야 한다. 유체 염료 제품들은 또한 상당히 점성이 있고, 그의 내부 측에 공기를 둘러싸는 경향이 있고, 배출 동작의 정확성 및 반복 가능성을 절충하지 않기 위해, 공기는 엄밀한 의미의 배출 동작의 시작 전에 배출되어야 한다.

염료들을 위한 분배 기계들의 분야에서, 다양한 타입들의 양변위 펌프들이 사용되고 있다. 제 WO 1986/02320 호는 알려진 타입의 분배 기계를 제시한다. 이러한 타입의 분배 기계에는 일반적으로 기어 타입의 양변위 펌프들이 제공된다. 기어 펌프들은 높은 배출 볼륨들이 도달되도록 허용하고, 전형적으로 산업 타입 플랜트들에서 사용된다. 이러한 타입의 펌프는, 예를 들면, 자동차들의 본체들을 위한 금속성 페인트들의 경우에서와 같이, 특히 유체 염료 제품들이 입상 입자들(granular particles)을 포함하는 경우에 특히 마모에 영향을 받는다.

제 US 5511695 호는 피스톤 타입의 양변위 펌프들을 갖는 분배 기계를 제시한다. 이러한 타입의 펌프는 슬라이딩 시일들(sliding seals)의 영역에서 마모 및 기밀성(tightness)의 문제들 이외에 상당히 큰 공간적 요건을 갖는다.

제 WO 2000/46506 호는 벨로즈(bellows)에 의해 정의된 가변 볼륨을 갖는 펌핑 챔버를 포함하는 분배 기계를 위한 주입 타입 펌프를 제시한다. 벨로즈는 스테핑 모터(stepping motor)의 추력(thrust) 하에서 확대 및 수축한다. 벨로즈의 확대는 비-반환 흡입 밸브(non-return intake valve)를 통한 펌핑 챔버 내부의 유체 제품의 흡입량(intake)을 결정하고, 반면에 벨로즈의 수축은 제 2 비-반환 배출 밸브를 통한 배출 파이프를 향해 유체 제품에 압력을 가한다(urge). 이러한 타입의 펌프에서, 벨로즈의 구조는 신뢰성 및 반복 가능성을 보장하기 위해 중요하고, 이러한 이유로 펌프는 특히 비싸다. 또한, 염료는 벨로즈의 폴드들에서 정지하는 경향이 있어서, 시간에 걸쳐 펌프의 성능 레벨들 및 정확성을 정착시키고 감소시킨다.

제 WO 2008/105007 호는 염료들을 위한 분배 기계를 위한 펌핑 그룹을 제시한다. 이러한 경우에, 염료의 배출은 나선형 회전자 및 고무 고정자(rubber stator)를 갖는 단일 스크류 펌프에 의해 유발된다. 이러한 펌프는 제한된 용량을 갖고, 과도한 속도들에서 동작될 수 없는데, 왜냐하면 펌프가 가열되어 멈추는(seize) 경향이 있기 때문이다.

제 EP2174009 호는 염료들을 위한 분배 기계들을 위한 다른 타입의 양변위 펌프를 제시한다. 이러한 경우에, 피스톤은 가변 실린더형 볼륨을 정의하기 위해 재킷(jacket) 내부에서 교번하여(alternately) 이동한다. 피스톤 위에, 벨로즈 방식으로 구성되고 재킷 상의 시일 및 가이드로서 작동하는 배열된 세장형 엘리먼트가 존재한다. 이러한 펌프에서, 염료는 그 안에 공기를 보유하려는 경향이 있고, 공기가 압축 가능하지 때문에, 이러한 펌프에 의한 염료의 배출의 정확도 및 반복 가능성이 매우 불만족스럽다. 또한, 이러한 펌프에서, 염료는 헤드 상에 정착하는 경향이 있다.

본 발명의 목적은 종래 기술의 문제들을 해결하는 양변위 펌프 및 펌핑 그룹을 제공하고, 특히 페인트들, 염료들 등과 같은 유체 제품들을 분배하기 위한 고레벨의 정확성 및 반복 가능성을 제공하는 것이다. 본 발명의 다른 목적은 경제적이고 신뢰할 수 있고 공칭 특성들을 갖는 긴 서비스-수명을 보장할 수 있는 양변위 펌프 및 펌핑 그룹을 제공하는 것이다. 본 발명의 다른 목적은 콤팩트한 크기들을 갖고 분배 기계 상에서 조립 및 유지하기에 용이한 양변위 펌프 및 펌핑 그룹을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은, 마감되는 페인트들에서 매우 다양한 컬러의 그라데이션들(gradations)의 재생산에서 고레벨의 정확성을 허용하기 위해 정확성 및 반복 가능성으로 매우 작은 수량들의 유체 제품을 또한 배출할 수 있는 펌프 및 펌핑 그룹을 제공하는 것이다. 본 발명의 다른 목적은, 이동될 유체의 특정 특성들에 따라 변통성(versatile)이 있도록 사용 원리 및 볼륨에 대해 상이한 구성들로 용이하게 조립될 수 있는 펌프 및 펌핑 그룹을 제공하는 것이다.

그러한 목적들을 달성하기 위해, 본 발명은 첨부된 청구항들에서 정의된 특징들을 갖는 펌프, 펌핑 그룹 및 그의 사용 방법에 관한 것이다.

일 양상에 따라, 유체 제품들(fluid products), 특히 페인트들, 염료들(colorants) 등을 위한 양변위 펌프(positive-displacement pump)는 펌핑 챔버가 형성된 펌프 바디를 포함한다. 피스톤은 슬라이딩을 위해 펌핑 챔버에 장착된다. 피스톤은 펌핑 챔버의 유용한 볼륨을 변경하기 위해 전진(advance) 및 철수(withdraw)하도록 제어된다. 펌핑 챔버는 유체 제품의 적어도 하나의 흡입 파이프와 연통하게 배치된다. 펌핑 챔버는 유체 제품의 적어도 하나의 배출 파이프와 연통하게 배치된다. 흡입 및 배출 파이프들은 바람직하게는 펌프 바디 상에 장착된 헤드 바디에 통합되도록 형성된다. 2 개의 메인 컴포넌트들로서 양변위 펌프의 구조는 특히 그러한 파이프들의 차단 수단을 참조하여 흡입 및 배출 파이프들의 상이한 구성들에 대해 동일한 펌프 바디의 사용을 허용한다.

바람직하게는, 흡입 파이프의 차단 수단은 헤드 바디 상에 장착된다.

이롭게도, 배출 파이프의 차단 수단은 헤드 바디 상에 장착된다.

바람직하게는, 3-방향 밸브는 흡입 파이프의 차단 수단 및 배출 파이프의 차단 수단을 통합하는 헤드 바디 상에 장착된다.

바람직하게는, 3-방향 밸브는 헤드 바디 상에 장착된 액추에이터 부재를 포함한다.

바람직하게는, 피스톤은 펌프 바디에 고정된 지지부 상에 장착된 모터에 동작가능하게 연결된다.

바람직하게는, 흡입 파이프 및 배출 파이프로 갈라지는(branch off) 단일 펌핑 파이프는 펌핑 챔버로부터 안내된다.

바람직하게는, 단일 펌핑 파이프는 그의 상위 영역에서 펌핑 챔버로 안내된다.

어댑터는 펌핑 챔버의 볼륨 및 따라서 실린더형 용량을 감소시키기 위해 펌핑 챔버 내부에 장착될 수 있다. 이것은 상이한 실린더형 용량들을 요구하는 상이한 유체들 및 애플리케이션들에서 사용될 수 있는 단일 펌프 바디의 구조를 허용한다.

바람직하게는, 펌핑 챔버는 수축된 단부를 갖는 실질적으로 실린더형 부분을 포함한다. 어댑터는 또한 수축된 단부를 갖는 실린더형 부분을 포함하고, 어댑터가 더 작은 펌핑 챔버를 생성하기 위해 펌핑 챔버의 내부 벽들을 커버하기에 적합하도록, 어댑터의 기하학적 구조(geometry) 및 외부 크기들(dimensions)은 펌핑 챔버의 기하학적 구조 및 내부 크기들에 실질적으로 대응한다. 다시 말해서, 어댑터는 더 큰 크기들을 갖는 펌핑 챔버에 의해 구성된 그의 하우징에 대해 완전히 맞춘다.

바람직하게는, 양변위 펌프의 피스톤의 외부 커버링은 벨로즈형 형태이다. 어댑터는 하부에 환형 스텝(annular step)을 갖고, 환형 스텝은, 외부 측에서, 펌핑 챔버의 단부에 있는 교대 부재(abutment member)를 갖는 교대(abutment)로 이동하고, 내부 측에서, 피스톤의 슬리브의 더 큰 지름을 갖는 환형 부분에 대한 교대로서 작동한다. 피스톤은 어댑터 없이 펌핑 챔버에서 사용될 수 있는 피스톤보다 더 작은 총 지름을 갖는다. 어댑터 및 감소된 피스톤의 형성은 감소된 실린더형 용량을 갖는 펌프의 시일링, 정확성 및 반복 가능성에 관련하여 최적의 성능 레벨들을 허용한다.

이롭게도, 펌핑 챔버는 유체 제품의 적어도 하나의 흡입 파이프와 연통하는 펌핑 개구를 갖는다. 어댑터는 펌핑 챔버의 펌핑 개구와 대응하여 배치된 개구를 포함한다. 따라서, 감소된 펌핑 챔버로부터 및 그를 통한 유체 통로는 어댑터의 존재에도 불구하고 방해되지 않는다.

바람직하게는, 펌핑 개구 및 어댑터의 개구는, 펌핑 챔버의 더 큰 크기들에 관련하여 펌핑 챔버에 대해 제공된 것과 동일한 방식으로, 감소된 펌핑 챔버로부터 공기의 배출을 촉진하기 위해, 수평 평면에 대해 더 큰 높이에 위치된 펌핑 챔버 및 감소된 펌핑 챔버의 상위 영역에 각각 위치된다.

다른 양상에 따라, 유체 제품들을 위한 양변위 펌프는 펌핑 챔버를 포함하고, 여기서 펌핑 챔버의 유용한 볼륨을 변경하기 위해 모터에 의해 전진 및 철수하도록 제어되는 피스톤이 슬라이딩 방식으로 장착된다. 펌핑 챔버는 3-방향 밸브와 연통할 수 있다. 3-방향 밸브는 흡입 파이프 및 배출 파이프와 선택적으로 연통하여 작동될 수 있다. 모터 및 3-방향 밸브의 독립적인 작동은 유체 제품에 포함될 수 있는 공기의 제거가 엄밀한 의미의(proper) 배출 동작을 시작하기 전에 유발되도록 허용하고, 또한 펌프의 기계적 작용의 회복 및 그의 임의의 회복력 있는 회복(resilient recovery) 없이 배출 동작의 시작을 허용한다. 이러한 방식으로, 양변위 펌프의 동작 동안에 고레벨의 정확성 및 반복 가능성이 유발된다.

바람직하게는, 펌핑 챔버는 수평 평면에 대해 기울어진 길이방향 축을 따라 연장된다. 바람직하게는, 길이방향 축은 수직이 아니다. 훨씬 더 바람직하게는, 기울기(inclination)는 대략 60°미만이고, 훨씬 더 바람직하게는 대략 45°미만이다. 이것은 유체 제품에 둘러싸일 수 있는 공기가, 수평 평면에 대해 더 큰 높이에 위치된 펌핑 챔버의 상위 영역을 향해 위로 자연스럽게 이주하도록 허용한다. 이롭게도, 펌핑 챔버는 유체 제품에 포함될 수 있는 공기의 배출 및 엄밀한 의미의 배출 동작 전에 탱크로의 그의 도입을 촉진하기 위해 상위 영역에서 3-방향 밸브와 연통하여 배치된다.

이롭게도, 양변위 펌프의 펌핑 챔버는 수축된 단부를 갖는 실질적으로 실린더형 부분을 포함한다. 바람직하게는, 수축된 단부는 실질적으로 원추대이다. 이러한 방식으로, 상위 영역은, 특히 콤팩트한 펌프의 구조적 간단함을 생성하기 위해, 바람직하게는 실질적으로 원추대인 수축된 단부의 영역에 또는 근처에 위치될 수 있다.

양변위 펌프의 다른 양상에 따라, 피스톤의 외부 커버링은 벨로즈 형태이다. 이러한 방식으로, 펌핑 챔버의 내부 벽과 피스톤 사이의 인터페이스에서 시일들 없이 유체-기밀성(fluid-tightness)이 생성된다. 시일들의 부재는, 겹쳐진 접촉 표면들에서 유리, 스틸 또는 세라믹 재료와 같은 재료들을 사용하는 염료들, 페인트들 등을 분배하는 섹터에서 현재 사용되는 펌프들에서 현재 사용되는 것들보다 덜 극심한 프로세싱 허용오차들을 사용하는 것을 가능하게 한다. 본원에 설명된 양변위 펌프에서, 플라스틱 재료의 더 경제적인 몰딩 동작(moulding operation)을 사용하는 것이 가능하다.

다른 양상에 따라, 양변위 펌프의 3-방향 밸브는 펌핑 챔버 위에 제공된 밸브 챔버를 포함한다. 바람직하게는, 양변위 펌프의 흡입 파이프는 유체 제품을 포함하는 탱크만큼 밸브 챔버로부터 수평 평면에 대해 멀리 기울어진다. 이러한 방식으로, 펌프의 재순환 구성에서 탱크만크 펌핑 챔버로부터 멀리 공기의 자발적인 이주가 획득된다.

다른 양상에 따라, 양변위 펌프는 펌핑 챔버가 형성된 펌프 바디를 포함한다. 3-방향 밸브는 펌프의 더 용이하고 더 편리한 조립을 위해 펌프 바디 상에 장착된 작동 부재를 포함한다. 훨씬 더 이롭게도, 작동 부재는 공간적 요건을 감소시키기 위해 수직에 대해 기울어진다.

이롭게도, 밸브 챔버, 흡입 파이프 및 배출 파이프는 구조, 조립 및 유지의 용이성을 위해 펌프 바디 상에 장착된 헤드 바디에 통합되도록 형성된다.

다른 양상에 따라, 밸브 챔버, 흡입 파이프 및 배출 파이프는 펌프 바디 상에 장착된 헤드 바디에 통합되도록 형성된다. 이러한 방식으로, 양변위 펌프의 사용의 큰 유연성이 획득된다. 예를 들면, 단일 공통 3-방향 밸브를 갖는 펌핑 그룹에서 또는 개별적으로 양변위 펌프의 다양한 구성들에 대해 단일 펌프 바디를 생성하는 것이 가능하다.

다른 양상에 따라, 펌핑 챔버의 볼륨은 감소 어댑터 및 대응하여 더 작은 크기들을 갖는 피스톤을 사용함으로써 감소될 수 있다. 이러한 경우에, 제한된 비용들로 다양한 실린더형 용량들로 용이하게 유도될 수 있는 펌프의 큰 유연성 및 표준화가 또한 생성된다.

다른 양상에 따라, 적어도 2 개의 양변위 펌프들은, 다른 양변위 펌프의 피스톤의 철수가 적어도 2 개의 양변위 펌프 중 하나의 피스톤의 전진 이동에 대응하는 방식으로 양변위 펌프들이 동작가능하게 연결되는 펌핑 그룹을 정의한다. 그러한 펌핑 그룹은 펌핑 그룹의 각각의 양변위 펌프의 실린더형 용량보다 더 큰 유체 제품의 볼륨의 거의 연속적인 배출의 생성을 허용한다.

이롭게도, 펌핑 그룹에서, 적어도 2 개의 양변위 펌프들은 단일 모터에 의해 제어되는 기어 메커니즘에 의해 연결된다. 이러한 방식으로, 양변위 펌프들 사이의 완전한 동기화가 보장된다.

다른 양상에 따라, 흡입 파이프가 유체 제품의 탱크에 연결된 양변위 펌프를 사용하기 위한 방법이 설명된다. 펌프는 흡입 파이프 및 배출 파이프를 개방 및 폐쇄하기 위해 선택적으로 제어될 수 있는 차단 부재들 및 배출 파이프를 포함한다. 상기 방법은,

흡입 파이프를 개방하고 배출 파이프를 폐쇄하기 위해 차단 부재들을 제어하는 단계,

일정량의 유체 제품을 탱크로부터 펌핑 챔버로 이송하기 위해 철수하도록 피스톤을 제어하는 단계,

흡입 파이프가 개방되고 배출 파이프가 폐쇄되게 유지함으로써 전진하기 위해 피스톤을 제어하는 단계,

일정량의 유체 제품을 배출하기 위해 피스톤의 전진 이동 동안에 배출 파이프를 개방하고 흡입 파이프를 폐쇄하는 단계를 포함한다.

그러한 방법은, 펌핑 챔버에 대해 포함될 수 있고 그의 상위 영역에 축적된 임의의 공기가, 유체 제품의 엄밀한 의미의 배출 동작이 시작하기 전에, 압력이 가해지고 탱크로 반환되도록 허용하고, 배출 동작의 정확성 및 반복 가능성은 유체 제품 내의 공기의 상당한 존재에 의해 절충될 것이다.

전적으로 비제한적인 예에 의해 그리고 첨부된 도면들을 참조하여 제공된 본 발명의 일부 바람직한 실시예들의 다음의 상세한 설명으로부터 부가적인 특징들 및 이점들이 인지될 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 양변위 펌프의 길이방향 섹션이다.
도 2는 도 1의 화살표 II에 따른 양변위 펌프의 평면도이다.
도 3은 도 1의 양변위 펌프의 3-방향 밸브의 확대 스케일로 도시된 단면도이다.
도 4는 본 발명의 양변위 펌프의 밸브 그룹 및 배출 그룹의 변형의, 확대 스케일로 도시된 단면도이다.
도 5는 본 발명의 양변위 펌프의 밸브 그룹 및 배출 그룹의 다른 변형의, 확대 스케일로 도시된 단면도이다.
도 6a는 양변위 펌프의 흡입 조건에서 본 발명의 양변위 펌프의 밸브 그룹 및 배출 그룹의 다른 변형의, 확대 스케일로 도시된 단면도이다.
도 6b는 양변위 펌프의 배출 조건에서, 도 6a와 유사한 단면이다.
도 7a 및 7b는 실린더형 용량의 감소 어댑터를 각각 갖고 없는 본 발명에 따른 양변위 펌프의 펌핑 챔버의 변형의 단면도들이다.
도 8은 비병렬 방식으로 연결된 본 발명에 따른 2 개의 양변위 펌프들을 포함하는 펌핑 그룹의 개략도이다.

이제 도 1 및 2를 참조하면, 양변위 펌프(1)는 수평 평면에 대해 약간 기울어진 길이방향 축(X-X)을 따라 길어진 펌핑 챔버(3)를 규정하는 펌프 바디(2)를 포함한다. 펌핑 챔버(3)는, 바람직하게는 실질적으로 원추대(frustoconical)인 수축된 단부(4)를 갖는 실린더형 재킷(3a)을 포함한다. 펌핑 챔버(3) 내부에서, 펌핑 챔버(3)의 단부(4)를 보완(complement)하는, 실질적으로 원추대 형태를 갖는 일반적으로 실린더형이고 수축된 헤드(6)인 바디(7)를 갖는 피스톤(5)을 슬라이딩 방식으로 수용된다. 더 상세하게는, 피스톤(5)은 실린더형 중심 샤프트(8)를 포함하고, 그 위에서 벨로즈 형 또는 지그재그 형태를 갖는 슬리브(9)는 그의 외부 커버링(10)에서 일련의 확장 가능한 원주의 물결 주름들(circumferential corrugations) 또는 노치들(10)을 제공하도록 맞춰지고, 펌핑 챔버(3)의 실린더형 재킷(3a)의 벽 상의 시일 및 가이드로서 작동한다. 슬리브(9)는 피스톤(5)의 헤드(6)를 형성하는 것에 기여하는 헤드 단부(10)를 갖는다. 헤드 단부(10)는 중심 샤프트(8)의 나사산 단부(8a)에 고정되는 실질적으로 원추대의 그리고 나사산 축 홀(11)인 외부 커버링(10a)을 갖는다. 그의 다른 하부 단부(12)에서, 슬리브(9)는 더 큰 지름을 갖고 펌프 바디(2) 상에 형성된 교대 부재(abutment member )(14) 및 모터(22), 바람직하게는 스테핑 모터의 지지 그룹(16)의 클램핑 플랜지(clamping flange)(15) 사이에 클램핑된 환형 부분(annular portion)(13)을 갖는다. 모터(22)는 스크류들(23) 또는 다른 유사한 클램핑 수단에 의해 지지 그룹에 고정된다. 지지 그룹(16)은 차례로 스크류들(17) 또는 다른 유사한 클램핑 수단에 의해 펌프 바디(2) 상에 장착된다. O-링(18) 또는 유사한 유체 기밀 시일이 수용되는 환형 그루브가 환형 부분(13)의 외부 벽 상에 형성된다.

펌핑 챔버(3)에 대해 대향 측면에서, 피스톤(5)의 중심 샤프트(8)는, 모터(22)의 지지 그룹(16)의 슬롯(21)에 삽입되는 길이방향 가이딩 핀(20)을 사용하여 핸들링 생크(handling shank)(19)로 연장된다. 연장 피스(24)는, 지지 그룹(16)에 고정적으로(fixedly) 연결되는 지지 플레이트(26) 상에 장착된 센서(25)와 상호작용하기 위해 핸들링 생크(19)로부터 방사상으로(radially) 돌출된다. 핸들링 생크(19)는, 핸들링 생크(19) 그리고 따라서 펌핑 챔버(3) 내부의 피스톤(5)의 병진 이동으로의 스테핑 모터(22)의 회전 이동의 변환을 허용하는 핸들링 스크류(31)에 의해 스테핑 모터(22)에 연결된다.

아래에서 더 명백하게 될 방법들에 따라, 공기 제거의 이유로, 탱크로부터의 끊임없는 하강을 통해 유압식 헤드 및 유체 이동을 생성하기 위해 양변위 펌프(1)에 대해 더 높은 높이에 위치되고 예시되지 않은 유체 제품의 탱크와 연통하는 파이프에 대한 흡입 커플링(32)을 포함하는 흡입 파이프(30)가 펌프 바디(2)에 형성된다. 흡입 커플링(32)으로부터, 흡입 파이프(30)는 수평 평면에 대해 하강하는 약간 기울어진 부분(33)을 포함한다. 부분(33)은 도 3의 확대된 예시에 더 명백히 예시된 3-방향 밸브(35)의 챔버(34)로 안내된다.

3-방향 밸브(35)는 펌프 바디(2) 상에 장착된 액추에이터(36), 바람직하게는 솔레노이드 밸브 액추에이터에 의해 제어된다. 액추에이터(36)는 알려진 방식으로 밸브 폐쇄 부재(37)에 연결된다. 또한, 펌프 바디(2) 상에 장착된 배출 헤드(41)에 의해 운반되는 배출 노즐(40)과 연통하는 배출 파이프(39) 및 펌핑 챔버(3)와 연통하는 펌핑 파이프(38)를 챔버(34)로 안내한다. 밸브 폐쇄 부재(37)는 2 개의 위치들: 하위 흡입 위치 ― 여기서 밸브 폐쇄 부재(37)는 배출 파이프(39)를 폐쇄하고 흡입 파이프(30)와 펌핑 파이프(38) 사이의 유체 연통을 허용함 ― , 및 상승된 배출 위치 ― 여기서 밸브 폐쇄 부재(37)는 흡입 파이프(30)를 폐쇄하고 펌핑 파이프(38)와 배출 파이프(39) 사이의 유체 연통을 허용함 ― 사이에서 챔버(34)에서 이동될 수 있다.

펌핑 파이프(38)는, 실린더형 재킷(3a)과 실질적으로 원추대 단부(4) 사이의 연결 또는 전환의 영역에 배치되는 상위 영역(42)의 펌핑 챔버(3)로 안내된다. 수평 평면에 대해 길이방향 축(X-X)의 경사(inclination)와 실질적으로 원추대 단부(4)의 측벽(lateral wall)의 경사 사이의 관계는, 펌핑 파이프(38)가 안내되는 상위 영역(42)이 펌핑 챔버(3)의 가장 높은 위치에 위치되는 그러한 방식으로 선택된다. 이러한 방식으로, 펌핑되도록 의도되고, 펌핑 챔버(3)에 포함되는 유체 제품에 포함되는 임의의 공기는, 상위 영역(42)에 축적하고 상위 영역(42)에 대해 상위 위치에 배치된 3-방향 밸브(35)의 챔버(34)만큼 멀리 그로부터 펌핑 파이프(38)로 상승시키기 위해 자발적으로 위로 상승시킨다. 밸브 폐쇄 부재(37)가 흡입 위치에 있을 때, 공기는 흡입 파이프(30)의 기울어진 부분(33)을 향해 이주하고 그 위치를 이에 연결된 탱크로 복귀할 수 있다. 이러한 구성은, 비용이 드는 재순환 동작들 또는 부가적인 강제된 추출 시스템들에 대한 임의의 필요성 없이, 펌핑 챔버(3) 내부에서 유체 제품에 포함될 수 있는 임의의 공기의 자발적인 제거를 허용한다.

사용 동안에, 양변위 펌프(1)는, 흡입 커플링(32)에 연결된 파이프에 의해, 염료 또는 페인트 등과 같은 유체 제품 위에 위치된 탱크에 연결된다. 공기의 자발적인 제거에 관련하여 위에 제시된 이유들로, 양변위 펌프(1)로의 탱크의 연결 파이프가 탱크로부터 양변위 펌프(1)로 아래로 기울어지는 것이 바람직하다. 유체 제품들을 위한 분배 기계에서, 피스톤(5)을 이동시키는 스테핑 모터(22)를 제어하는 전자 논리 유닛에 의해 제어되는 배출 프로그램에 따라 유체 제품들을 배출하기 위한 복수의 양변위 펌프들(1), 및 3-방향 밸브(35)의 개방 및 폐쇄를 제어하는 액추에이터(36)가 제공된다. 전자 논리 유닛은 피스톤(5)의 포지셔닝을 제어하기 위해 센서(25)로부터 피드백 정보를 수신한다.

양변위 펌프(1)의 동작 동안에, 피스톤(5)은, 제 1 방향으로 회전시키기 위해 스테핑 모터(22)를 제어하고 이로써 피스톤(5)을 철수시키는 제어 스크류(31)를 작동시키고, 펌핑 챔버(3)의 유용한 내부 볼륨을 증가시키기 위해 펌핑 챔버(3)의 단부(4)로부터 멀리 떨어져 피스톤의 헤드(6)를 이동시킴으로써 흡입 동작을 위해 병진운동(translation)으로 이동될 수 있다. 피스톤(5)의 철수(withdrawal) 동안에, 슬리브(9)의 물결 주름들(10)이 함께 이동한다. 또한, 3-방향 밸브(35)는 펌핑 파이프(38)와 연통하게 흡입 파이프(30) 및 따라서 유체 제품의 탱크를 배치하기 위해 흡입 위치로 제어된다. 이로써, 탱크에 포함된 유체는 펌핑 챔버(3)에 생성된 부가적인 볼륨을 채울 수 있다. 탱크의 깊이에 의해 설정된 셔터 압력, 피스톤(5)의 흡입 속도 및 프로세싱된 유체 제품의 속도뿐만 아니라 다양한 파이프들의 지름들은, 비어있는 펌핑 챔버(3)의 경우에, 양변위 펌프(1)의 제 1 작동에서 그의 정확한 프라이밍(priming)을 보장하기 위해 분배 시스템 및 전자 논리 유닛의 프로젝션에서 고려되는 파라미터들이다.

펌핑 챔버(3)가 유체 제품으로 가득하고, 피스톤(5)이 그의 최대 철수 위치에 있을 때, 피스톤(5)은 스테핑 모터(22)의 회전 방향의 역전(reversal)의 결과로서 반대 방향, 즉, 전진 방향으로 작동될 수 있다. 이러한 경우에, 양변위 펌프(1)는 3-방향 밸브(35)에 의해 테이크 업된 위치에 따라 유체 제품의 재순환 또는 배출로 동작할 수 있다. 펌핑 파이프(38)가 흡입 파이프(30)와 연통하고 배출 파이프(39)가 폐쇄된 흡입 위치에서 3-방향 밸브(35)가 유지되면, 펌핑 챔버(3)에 포함된 유체 제품은 흡입 파이프(30)에 연결된 탱크를 향해 다시 압력이 가해진다. 그것은, 탱크로부터 펌핑 챔버(3)로 연장되는 파이프들에서 침전물들(sediments) 또는 건조물(dry matter)을 방지하기 위해 유체 제품의 이동이 유지되도록 허용하는 유체 제품의 재순환 또는 이동 조건이다. 또한, 전진 방향으로의 피스톤(5)의 이동은 시스템을 제로 미리 결정된 조건으로 이동시키기 위해 기계적 작용(mechanical play)의 회복을 허용하고, 이것은 유체 제품의 배출의 정확하고 반복 가능한 조정을 위해 중요하다. 마지막으로, 재순환의 경우 피스톤(5)의 전진 이동은 유체 제품에 포함될 수 있고 상위 영역(42) 또는 펌핑 파이프(38) 내에 자연적으로 축적되고 흡입 파이프(30)를 통해 탱크를 향해 뒤로 압력이 가해지는 임의의 공기의 배출을 촉진한다.

전진 방향으로의 피스톤(5)의 동작 동안에 3-방향 밸브(35)의 스위칭은 상술된 재순환 조건으로부터 배출 조건으로의 변화를 허용하고, 배출 조건에서 펌핑 챔버(3)에 포함된 유체 제품은 펌핑 파이프(38)를 통해 압력이 가해지고, 노즐(40)만큼 멀리 배출 파이프(39)로 재지향되고, 한편 흡입 파이프(30)는 밸브 폐쇄 부재(37)에 의해 폐쇄된다. 본 발명의 양변위 펌프(1)에서, 배출 조건으로의 변화가 피스톤(5)에 의해 유체 제품으로 인가되는 압력의 중단을 수반하지 않는 것이 특히 유리하다. 이것은, 시스템의 볼륨에 대해 유체 제품에 여전히 포함될 수 있는 공기의 영향이 최소화되는 그러한 방식으로 유체 제품이 압력 하에서 유지되도록 허용하고, 이로써 그렇지 않다면 후속 펌핑 동작들에서 배출의 저레벨의 반복 가능성을 발생시킬 유체 제품의 볼륨 변동들을 최소치로 감소시킨다. 피스톤(5)의 전진 이동의 제 1 단계는, 3-방향 밸브(35)의 재순환 조건에서, 유체 제품에 포함된 임의의 공기의 제거에 기여한다. 후속으로, 배출 조건에서, 전진 이동 동안에 유체 제품에 대한 피스톤(5)의 압력은 전형적으로 10으로부터 15 bar까지 도달할 수 있고, 이러한 압력에서, 유체 제품에 둘러싸인 임의의 잔여 공기의 영향은 볼륨의 관점에서 거의 사소하게 된다. 결과는, 본 발명의 양변위 펌프(1)의 볼륨에 관한 성능 레벨들 배출의 정확성이 매우 높은 레벨의 정확성으로 예측 가능하고, 측정 가능하고 반복 가능하다는 것이다. 다시 말해서, 피스톤의 전진 이동의 제 1 단계는 유체 제품에 둘러싸인 공기를 압축하고, 시스템이 양변위 펌프의 배출 성능 레벨들에 대한 공기의 영향에 특히 영향받지 않게 만든다. 따라서, 피스톤의 제 1 전진 단계에서, 펌프의 상위 부분에 존재하는 공기는 펌핑 챔버(3)로부터 배출되고, 이러한 방식으로 배출되는 않은 유체 제품에 남아있는 공기가 셔터, 연결들 및 주변 압력에 따르지만 주변 압력보다 여전히 훨씬 더 큰 압력으로 압축된다.

또한, 피스톤(5)이 유체 제품의 배출 조건으로의 스위칭 동안에 압축 하에 남아있다는 사실은 재순환 조건에서 피스톤의 전진 이동의 제 1 단계 동안에 테이크 업되는 기계적 작용의 임의의 이완(relaxation)을 방지하고, 이로써 실질적으로 또한 유체 제품의 배출의 정확성 및 반복 가능성을 개선한다.

상술된 양변위 펌프(1)는, 펌프의 생산, 유지 및 사용을 유리하게 하는 구조 변형들로 생산될 수 있다.

도 4는 펌프 바디(2)로부터 별개로 구조화되고 스크류들, 볼트들 등(예시되지 않음)을 사용하여 그에 연결된 헤드 바디(2')를 포함하는, 본 발명의 양변위 펌프의 변형을 예시한다. 더 상세하게, 헤드 바디(2')에서, 유체 제품의 탱크(예시되지 않음)로의 연결을 위한 통합된 흡입 개구(32')를 갖는 흡입 파이프(30')가 구조화된다. 그 안에 슬라이딩 피스톤(5)을 갖는 펌핑 챔버(3)는, 그의 상위 영역(42'), 즉, 수평 평면에 대해 그의 가장 높은 위치가 실질적으로 원추대 단부(4)의 실질적으로 가장 전진된 영역에 있는 그러한 방식으로 기울어진다. 상위 영역(42')은, 도 4에 예시된 구성에서, 수직에 대해 유리하게 기울어져서 그 방향에서 크기들이 감소되는 액추에이터(36')에 의해 작동되는 3-방향 밸브(35')의 밸브 챔버(34')와 연통하는 극히 짧은 펌핑 파이프(38')를 형성하도록 관통된다. 밸브 챔버(34')로부터 연장되는 배출 파이프(39')가 존재하고, 이것은 수평 방향에서 양변위 펌프의 크기들을 추가로 감소시키기 위해 펌핑 챔버(3) 근처의 위치에 이롭게 배열된다. 배출 파이프(39')의 단부(50)에서, 침전물들의 결과로서 예를 들면, 막힘 이벤트들에서 배출 노즐(51)의 더 용이하게 교체를 허용하기 위해, 헤드 바디(2')와 별개인 배출 노즐(51)이 장착된다.

도 5는, 헤드 바디(2'')를 포함하고 펌프 바디(2)와 별개로 구조화되고, 시일(52)이 삽입되어 스크류들, 볼트들 등(예시되지 않음)을 사용하여 그에 연결된 본 발명의 양변위 펌프의 다른 변형을 개략적으로 예시한다. 상술된 실시예들과 달리, 헤드 바디(2'')는 3-방향 밸브가 아니라 대신에 흡입 파이프(30'') 상에 장착된 비-반환 흡입 밸브(68) 및 배출 파이프(39'') 상에 장착된 비-반환 배출 밸브(69)를 포함한다. 흡입 조건과 배출 조건 사이의 스위칭은 비-반환 밸브들(68 및 69)의 단방향성 거동에 의해 자동적으로 초래된다. 피스톤(5)이 뒤로 이동할 때, 유체 제품으로 하여금 펌핑 파이프(38'')를 통해 흡입 파이프(30'')에 연결된 탱크로부터 펌핑 챔버(3)로 유동하게 하기 위해, 비-반환 배출 밸브(69)가 폐쇄되고, 한편 비-반환 흡입 밸브(68)는 자유롭게 개방된다. 그러나, 피스톤(5)이 전진할 때, 유체 제품으로 하여금 펌핑 챔버(3)로부터 배출 파이프(39')에 연결된 배출 노즐로 유동하게 하기 위해, 비-반환 흡입 밸브(68)가 폐쇄되고, 한편 비-반환 배출 밸브(69)가 자유롭게 개방된다. 도 8의 예를 참조하여 아래에 더 명백하게 될 바와 같이, 탱크를 향해 유체 제품의 재순환을 작동시키기 위해, 바람직하게는 3-방향 밸브인 외부 제어 밸브를 제공하는 것이 가능하다.

이롭게도, 헤드 바디(2'')는, 도 4의 헤드 바디와 유사하고 또한 약간 상이한 구성으로 도 6a 및 6b에 도시된 헤드 바디와 상호교환될 수 있다. 도 6a는 특히 흡입 조건에서 밸브(35')를 갖는 양변위 펌프를 도시한다. 이러한 경우에, 폐쇄 부재(37)는 배출 파이프(39')의 개구를 폐쇄하고, 피스톤(5)의 후진(backward) 이동은 펌핑 챔버(3)를 채우기 위해 흡입 개구(32')에 연결된 탱크에 포함된 유체 제품이 흡입 파이프(30')를 통해 화살표들(A)의 방향에 따라 유동하도록 허용한다. 그러나, 도 6b는 배출 조건에서 밸브(35')를 갖는 동일한 양변위 펌프를 도시한다. 이러한 경우에, 폐쇄 부재(37)는 흡입 파이프(30')의 개구를 폐쇄하고, 피스톤(5)의 전진 이동은 배출 파이프(39')의 단부에 위치된 배출 노즐(도면에 도시되지 않음)에 도달하기 위해 펌핑 챔버(3)에 포함된 유체 제품이 펌핑 파이프(38')로부터 배출되고 이어서 화살표들(E)의 방향에 따라 배출 파이프(39')로 통과하도록 허용한다.

기계적 작용이 테이크 업되고 펌핑 챔버(3)에 포함된 유체 제품 내의 공기가 제거 또는 압축된 후에, 3-방향 밸브(35 또는 35')가 재순환 조건으로부터 배출 조건으로 스위칭될 수 있는 위치에 대응하고, 예를 들면, 센서(25)에 의해 발견되는 제로 위치에 피스톤(5)이 있을 때, 양변위 펌프(1)의 실린더형 용량은 펌핑 챔버(3)의 최대 유용한 볼륨만큼 제공된다.

피스톤(5)의 단일 전진 이동으로 배출될 수 있는 유체 제품의 최대 수량은 양변위 펌프(1)의 실런더형 용량에 비례한다.

양변위 펌프의 분해능(resolution), 즉, 스테핑 모터(22)의 단일 단계마다 배출될 수 있는 유체 제품의 최소 수량은 대신에 양변위 펌프의 실린더형 용량에 반비례한다. 양변위 펌프의 최적의 실린더형 용량은 배출될 유체 제품의 내재된 특성들, 예를 들면, 그의 점성(viscosity) 및 유체 제품의 소비에 관련하여 주관적인 특성들에 의존한다. 예를 들면, 염료 분배 기계들의 분야에서, 황색 염료의 분배는 정상적으로 컬러 비올라(colour viola)의 분배보다 훨씬 더 크다. 그러한 이유들로, 적은 노력과 비용으로, 그것이 의도된 용도에 따라 상이한 실린더형 용량으로 생산될 수 있는 양변위 펌프를 제공할 수 있는 것이 유리하다.

도 7a 및 7b는, 실린더형 용량을 감소시키기 위한 어댑터(55)를 각각 갖고 그리고 갖지 않는 본 발명에 따른 양변위 펌프의 펌핑 챔버(3')의 부분적인 섹션들이다. 더 상세하게, 도 7a는 펌핑 개구(56)를 갖는, 상술된 것과 유사한 펌핑 챔버(3)의 단면도이다. 이전에 제시된 바와 같이, 펌핑 챔버(3)는, 바람직하게는 실질적으로 원추대이고 피스톤(5)이 그의 내부 측에서 벨로즈 타입의 외부 슬리브(9)로 슬라이딩하는 수축된 단부(4)를 갖는다.

예를 들면, 5 cc의 실린더형 용량으로부터 1.7 cc의 실린더형 용량으로 변경하기 위해, 더 작은 실린더형 용량을 갖는 양변위 펌프를 제공하는 것이 바람직할 때, 수축된 단부(4')를 갖는 실질적으로 실린더 형태를 갖고 바람직하게는 실질적으로 원추대이고, 감소된 펌핑 챔버(3')를 생성하기 위해 펌핑 챔버(3)의 내부 벽들을 커버하기에 적합한 어댑터(55)에 의해 펌핑 챔버(3)의 볼륨을 감소시키는 것이 가능하다. 어댑터는 대응하여 배치되고 바람직하게는 펌핑 챔버(3)의 펌핑 개구(56)와 실질적으로 정렬되는 개구(57)를 갖는다. 어댑터(55)는, 환형 스텝(58)의 외부 측에서, 교대 부재(14)를 통해 교대로 이동하는 환형 스텝(58)을 하부에 작고, 한편, 그의 내부 측에서, 이것이 펌핑 챔버(3')의 더 작은 볼륨에 적응시키기 위해 피스톤(5)에 대해 더 작은 총 지름을 갖는 피스톤(5')의 슬리브(9')의 더 큰 지름을 갖는 환형 부분(13')에 대한 교대로서 작동한다.

배출될 유체 제품의 수량이 양변위 펌프의 실린더형 용량보다 더 크면, 단일의 양변위 펌프로 작동될 수 있는 배출 동작이 필연적으로 불연속적인데, 왜냐하면 피스톤(5)의 전진 이동의 끝에서, 3-방향 밸브를 흡입 조건으로 스위칭하고, 흡입 파이프(30, 30')에 연결된 탱크로부터 유체 제품을 채우기 위해 펌핑 챔버(3)가 뒤로 이동할 때까지 피스톤(5)을 뒤로 이동시킬 필요가 있다. 일부 경우들에서, 유체 제품의 완전한 수량의 배출을 개선하고 이를 더 빠르게 하여, 펌핑 챔버(3)의 충진(filling)의 결과로서 고장 시간들(down times)을 회피할 필요성이 있다. 그러한 경우들에서, 다른 양변위 펌프가 배출 조건에 있을 때, 동일한 탱크(또는 다른 펌프의 탱크에 또한 충전되는 동일한 유체 제품을 포함하는 개별적인 탱크)로부터 유체 제품을 한 쌍의 양변위 펌프들 각각이 취하는 그러한 방식으로 비-병렬 방식으로 작동하는 한 쌍의 양변위 펌프들을 장착하는 것이 유리하다.

유체 제품에 대한 이러한 연속적인 배출 거동은, 2 개의 양변위 펌프들의 각각의 스테핑 모터들(22) 및 3-방향 밸브들(35, 35')의 이동의 동기화를 제공하는 전자 논리 제어 유닛에 의한 한 쌍의 양변위 펌프들의 동기화된 제어에 의해, 또는 또한 도 8을 참조하여 후술될 기계적 연결의 구성의 결과로서 야기될 수 있다.

도 8은 개별적으로 취해진 각각의 양변위 펌프의 실린더형 용량보다 더 큰 수량들로 실질적으로 연속적인 방식으로 유체 제품을 배출하기 위해 비-병렬 방식으로 연결된 본 발명의 한 쌍의 양변위 펌프들의 개략적인 예시이다.

더 상세하게, 2 개의 양변위 펌프들(1a, 1b) 각각은, 상술된 펌프의 펌핑 챔버(3)와 유사한 펌핑 챔버(3a, 3b)를 포함하고, 여기서 비-병렬 방식으로 이동할 수 있는 각각의 피스톤들(5a, 5b)이 슬라이딩 방식으로 장착되고, 피스톤(5a)이 펌핑 챔버(3a)에서 전진할 때, 피스톤(5b)은 그의 펌핑 챔버(3b)에서 뒤로 이동하고, 그 역도 가능하다. 각각의 피스톤(5a, 5b)은, 도 1의 기어링 비율을 갖는 2 개의 기어 휠들(toothed wheels)(62a, 62b)을 포함하는 기어 메커니즘(61)을 수용하는 트랜스미션 케이싱(60) 상에 장착된 각각의 핸들링 스크류(31a, 31b)에 연결된 각각의 핸들링 생크(19a, 19b)로 연장되는 각각의 중심 샤프트(8a, 8b)를 갖는다. 각각의 기어 휠(62a, 62b)은 트랜스미션 케이싱(60)에서 베어링들(63)에 의해 지지되고, 각각의 핸들링 스크류(31a, 31b)의 핸들(64a, 64b)에 맞추진다. 2 개의 핸들링 스크류들(31a) 중 하나의 핸들(64a)은 연장되고, 트랜스미션 케이싱(60)에 고정되는 단일의 스테핑 모터(66)의 드라이브 샤프트(65)에 고정된다. 기어 휠들(62a, 62b)의 상호 각 위치는, 2 개의 펌프들(1a) 중 하나의 핸들링 생크(19a)가 그의 최대 정도에 있을 때, 다른 펌프(1b)의 핸들링 생크(19b)가 그의 최대 철수의 위치에 있도록 한다. 스테핑 모터(66)의 작동은 2 개의 핸들링 생크들(19a, 19b) 및 따라서 2 개의 펌프들(1a, 1b)의 피스톤들(5a, 5b)의 비-병렬 이동을 야기한다.

도 8b는 또한 각각이 3-방향 밸브들 대신에 비-반환 밸브들을 포함하는 펌프들(1a, 1b)의 흡입 및 배출 파이프들의 대안적인 구성을 예시한다. 더 상세하게, 2 개의 양변위 펌프들(1a, 1b)의 흡입 파이프들(30a, 30b) 각각은, 대응하는 피스톤(5a, 5b)의 철수 이동 동안에 탱크(67)로부터의 유체 제품이 각각의 펌핑 챔버들(3a, 3b)로 도입되도록 허용하고, 동일한 흡입 파이프(30a, 30b)를 통해 탱크(67)로의 유체 제품의 반환을 방지하는 비-반환 밸브(68a, 68b)를 갖는다. 마찬가지로, 한 측에서 탱크(67)와 연통하고 다른 측에서 공통 배출 파이프(71)와 연통하고, 공통 노즐(72)에서 종결되는 공통 3-방향 밸브(70)를 향한 유체 제품의 배출을 허용하는 비-반환 밸브들(69a, 69b)이 각각의 배출 파이프들(39a, 39b) 상에 장착된다. 공통 3-방향 밸브(70)의 스위칭은, 각각의 양변위 펌프(1a, 1b)에 의해 배출되는 유체 제품이 각각의 피스톤(5a, 5b)의 전진 이동 동안에 재순환 조건에서 탱크(67)를 향해 또는 유체 제품의 배출을 위해 공통 배출 파이프(71) 및 노즐(72)을 향해 교번으로 전달되도록 허용한다.

자연적으로, 동일하게 유지되는 본 발명의 원리, 실시예의 형태들 및 구조 세부사항들은 이로써 본 발명의 범위에서 벗어나지 않고서 설명 및 예시된 것들에 대해 널리 변경될 수 있다.

Claims

유체 제품들(fluid products)을 위한 양변위 펌프(positive-displacement pump)로서,
펌핑 챔버(3)가 형성되고, 피스톤(5)이 펌핑 챔버(3) 내의 슬라이딩을 위해 장착되며, 상기 펌핑 챔버(3)의 가용한 볼륨을 변경하기 위해 전진(advance) 및 철수(withdraw)하도록 제어되는, 펌프 바디(2)를 포함하고,
상기 펌핑 챔버(3)는 수평 평면에 대해 비-수직 방식(non-vertical manner)으로 기울어진 길이방향 축(longitudinal axis)(X-X)을 따라 연장되고, 수평 평면에 대해 가장 높은 레벨에 위치된 상위 영역(42)을 갖고,
상기 펌핑 챔버(3)는 상기 상위 영역에서 유체 제품의 적어도 하나의 흡입 파이프(intake pipe)(33)와 연통하게 배치되는,
양변위 펌프.
제 1 항에 있어서,
상기 펌핑 챔버(3)는 수축된 단부(constricted end)(4)를 갖는 실린더형 부분(substantially cylindrical portion)(3a)을 포함하고, 상기 상위 영역(42)은 상기 수축된 단부(4)의 영역에 또는 근처에 위치되는,
양변위 펌프.
제 2 항에 있어서,
상기 수축된 단부(4)는 원추대(frustoconical)이고, 상기 상위 영역(42)은 원추대인 상기 수축된 단부(4)와 상기 실린더형 부분(3a) 사이의 연결 영역 또는 전환 영역에, 또는 상기 연결 영역 또는 전환 영역 근처에 위치되는,
양변위 펌프.
제 2 항 또는 제 3 항에 있어서,
상기 피스톤(5)은 상기 펌핑 챔버(3)의 단부(4)를 보완(complement)하도록 수축된 헤드 단부(10)를 갖는,
양변위 펌프.
제 1 항에 있어서,
상기 펌핑 챔버(3)는 유체 제품의 적어도 하나의 흡입 파이프(33) 및 하나의 배출 파이프(39)와 연통하게 배치되고, 상기 파이프들은 상기 펌프 바디(2) 상에 장착된 헤드 바디(2')에 통합되도록 형성된,
양변위 펌프.
제 5 항에 있어서,
상기 펌핑 챔버(3)는 상기 흡입 파이프(33) 및 상기 배출 파이프(39)와 선택적으로 연통하도록 작동될 수 있는 3-방향 밸브(three-way valve)(35)와 연통하는,
양변위 펌프.
제 6 항에 있어서,
상기 3-방향 밸브(35)는 상기 펌핑 챔버(3) 위에 배열된 밸브 챔버(34)를 포함하고, 상기 적어도 하나의 흡입 파이프(33)는 상기 밸브 챔버(34)로부터 수평 평면에 대해 위로 기울어진,
양변위 펌프.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 피스톤(5)의 외부 커버링(outer covering; 7)은 벨로즈(bellows) 형태인,
양변위 펌프.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
흡입 파이프(33) 및 배출 파이프(39)와 연통하는 단일 펌핑 파이프(38)가 상기 펌핑 챔버(3)로부터 연장되고, 상기 펌핑 파이프(38)는 상기 펌핑 챔버(3)의 상위 영역(42)에서 상기 펌핑 챔버(3)로 안내되는,
양변위 펌프.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 펌프 바디(2) 상에 장착된 헤드 바디(2') 상에 장착된 흡입 파이프(33)의 차단(interception) 수단 또는 부재(35, 68)를 포함하는,
양변위 펌프.
제 1 항 내지 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 펌프 바디(2) 상에 장착된 헤드 바디(2') 상에 장착된 배출 파이프(39)의 차단 수단 또는 부재(35, 69)를 포함하는,
양변위 펌프.
제 1 항 내지 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 펌프 바디(2) 상에 장착된 헤드 바디(2') 상에 장착된 흡입 파이프(33)의 차단(interception) 수단 또는 부재(35, 68), 상기 펌프 바디(2) 상에 장착된 헤드 바디(2') 상에 장착된 배출 파이프(39)의 차단 수단 또는 부재(35, 69), 및 상기 흡입 파이프(33)의 차단 수단 또는 부재(35) 및 상기 배출 파이프(39)의 차단 수단 또는 부재(35)를 통합하는 상기 헤드 바디(2') 상에 장착된 3-방향 밸브(35)를 포함하는,
양변위 펌프.
제 12 항에 있어서,
상기 3-방향 밸브(35)는 상기 헤드 바디(2') 상에 장착된 액추에이터 부재(actuator member)(36)를 포함하는,
양변위 펌프.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 피스톤(5)은 상기 펌프 바디(2)에 고정된 지지부(15) 상에 장착된 모터(22)에 동작가능하게(operationally) 연결되는,
양변위 펌프.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 펌핑 챔버(3)의 볼륨을 감소시키고 따라서 상기 양변위 펌프의 실린더형 용량을 감소시키기 위해 상기 펌핑 챔버(3) 내부에 장착된 어댑터(55)를 포함하는,
양변위 펌프.
제 15 항에 있어서,
상기 펌핑 챔버(3)는 수축된 단부(4)를 갖는 실린더형 부분(3a)을 포함하고, 상기 어댑터(55)는 또한 실린더형 부분 및 수축된 단부(4')를 포함하고, 상기 어댑터가 더 작은 펌핑 챔버(3')를 생성하기 위해 상기 펌핑 챔버(3)의 내부 벽들을 커버하기에 적합하도록, 상기 어댑터의 기하학적 구조(geometry) 및 외부 크기들(dimensions)은 상기 펌핑 챔버(3)의 기하학적 구조 및 내부 크기들에 대응하는,
양변위 펌프.
제 15 항에 있어서,
상기 피스톤(5)의 외부 커버링(7)은 벨로즈형 형태이고, 상기 어댑터(55)는 하부에 환형 스텝(annular step)(58)을 갖고, 상기 환형 스텝(58)은, 외부 측에서, 상기 펌핑 챔버(3)의 단부에 있는 교대 부재(abutment member)(14)와 접하도록 이동하고(moves into abutment), 내부 측에서, 어댑터(55) 없이 상기 펌핑 챔버(3)에서 사용될 수 있는 피스톤(5)에 대해 더 작은 총 지름을 갖는 피스톤(5')의 슬리브(9')의 더 큰 지름을 갖는 환형 부분(13')에 대한 교대(abutment)로서 작동하는,
양변위 펌프.
제 15 항에 있어서,
상기 펌핑 챔버(3)는 유체 제품의 적어도 하나의 흡입 파이프(33)와 연통하는 펌핑 개구(56)를 갖고, 상기 어댑터(55)는 상기 펌핑 챔버의 펌핑 개구(56)와 대응하여 배치된 개구(57)를 포함하는,
양변위 펌프.
제 18 항에 있어서,
상기 펌핑 개구(56) 및 상기 어댑터(55)의 개구(57)는, 수평 평면에 대해 더 큰 높이에 위치된 상기 펌핑 챔버(3) 및 감소된 펌핑 챔버(3')의 상위 영역(42)에 각각 위치된,
양변위 펌프.
적어도 2 개의 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 따른 양변위 펌프를 포함하는 펌핑 그룹으로서,
상기 적어도 2 개의 양변위 펌프는, 상기 적어도 2 개의 양변위 펌프(1b, 1a) 중 하나의 피스톤(5a)의 전진이 상기 적어도 2 개의 양변위 펌프(1a, 1b) 중 다른 것의 피스톤(5b)의 철수에 대응하는 방식으로, 동작가능하게 연결된,
펌핑 그룹.
제 20 항에 있어서,
상기 적어도 2 개의 양변위 펌프(1a, 1b)는 단일 모터(66)에 의해 제어되는 기어 메커니즘(61)에 의해 연결된,
펌핑 그룹.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 따른 양변위 펌프를 사용하기 위한 방법으로서,
상기 흡입 파이프(33)는 유체 제품의 탱크에 연결되고, 상기 펌프는 상기 흡입 파이프(33) 및 배출 파이프(39)를 개방 및 폐쇄하기 위해 선택적으로 제어될 수 있는 차단 부재(35) 및 상기 배출 파이프(39)를 포함하고, 상기 방법은,
상기 흡입 파이프(33)를 개방하고 상기 배출 파이프(39)를 폐쇄하기 위해 상기 차단 부재(35)를 제어하는 단계,
일정량의 유체 제품을 상기 탱크로부터 상기 펌핑 챔버(3)로 이송하기 위해 철수하도록 상기 피스톤(5)을 제어하는 단계,
상기 흡입 파이프(33)가 개방되고 상기 배출 파이프(39)가 폐쇄되게 유지함으로써 전진하도록 상기 피스톤(5)을 제어하는 단계,
일정량의 유체 제품을 배출하기 위해 상기 피스톤(5)의 전진 이동 동안에 상기 배출 파이프(39)를 개방하고 상기 흡입 파이프(33)를 폐쇄하는 단계를 포함하는,
양변위 펌프를 사용하기 위한 방법.
제 20 항에 따른 펌핑 그룹을 사용하기 위한 방법으로서,
상기 흡입 파이프(33)는 유체 제품의 탱크에 연결되고, 상기 펌프는 상기 흡입 파이프(33) 및 배출 파이프(39)를 개방 및 폐쇄하기 위해 선택적으로 제어될 수 있는 차단 부재(35) 및 상기 배출 파이프(39)를 포함하고, 상기 방법은,
상기 흡입 파이프(33)를 개방하고 상기 배출 파이프(39)를 폐쇄하기 위해 상기 차단 부재(35)를 제어하는 단계,
일정량의 유체 제품을 상기 탱크로부터 상기 펌핑 챔버(3)로 이송하기 위해 철수하도록 상기 피스톤(5)을 제어하는 단계,
상기 흡입 파이프(33)가 개방되고 상기 배출 파이프(39)가 폐쇄되게 유지함으로써 전진하도록 상기 피스톤(5)을 제어하는 단계,
일정량의 유체 제품을 배출하기 위해 상기 피스톤(5)의 전진 이동 동안에 상기 배출 파이프(39)를 개방하고 상기 흡입 파이프(33)를 폐쇄하는 단계를 포함하는,
펌핑 그룹을 사용하기 위한 방법.