KR19990066908A - 왕복 피스톤 펌프용 각진 유동 포트 - Google Patents

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Abstract

왕복 펌프 피스톤은 향상된 유동 특성과 감소된 마모 특성을 제공하기 위해 각진 유동 포트를 구비한다.

Description

왕복 피스톤 펌프용 각진 유동 포트
본 출원은 1998년 1월 2일자로 출원된 미국 특허출원 제60/070,368호의 일부 연속 출원이다.
페인트 및 다른 점성 재료 용도의 왕복 피스톤 펌프는 오랫동안 알려져 있었다. 현재의 설계가 확장된 용도에 대해서도 통상 만족스럽기는 하지만, 사용자들은 작업과 생산성의 단절을 방지하기 위해 패킹 수명(packing life)의 증가를 원해왔다.
따라서, 본 발명의 목적은 난류, 와전류(eddy current) 및 펌프의 피스톤 내의 장착 작업을 감소시킬 수 있는 피스톤 포트 설계를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 증가된 전체 펌프 효율 및 성능을 제공하고 본 발명이 로드 재료(rod material)로부터 자체 생성되므로 피스톤 볼 정지부에 대한 필요성을 제거하는 것이다.
본 발명의 추가 목적은 볼 마모 검사용 관측창을 제공하여 피스톤 헤드를 제거하고 패킹 스택(packing stack)을 손상시키는 필요성을 제거하는 것이다.
펌프 크기에 따라, 원추형 구멍(countersink hole)은 20 내지 80도 범위 내의 소정의 각도로 기계 가공됨으로써 와전류 및 유체 포집(fluid trap)을 감소시키는 최적의 유동 상태에 있게 된다. 이러한 각도는 펌프 수명을 감소시키도록 작용할 수 있는 실린더 벽 내의 주요한 마모 패턴(wear pattern)을 또한 감소시킨다.
이러한 원추형 구멍은 제한 및 차단을 감소시킬 뿐만 아니라 피스톤 헤드를 제거하지 않고서도 볼 마모를 관측할 수 있도록 가시적 관측이 가능하게 하는 관측창을 고려할 수 있게 한다. 이러한 원추형 구멍은 하향 행정 중에 측면 부하를 최소로 감소시키도록 작용하는 반경방향 및 각방향 유동을 제공한다.
평탄부 하부 드릴 가공에 의한 평탄부는 볼 이동 공차를 소정의 거리로 제한하는 정밀한 볼 정지부를 제공한다. 이 각도는 첨부 도면에 도시된 바와 같이 치수 "A"와 관계되어야 하며, 이는 치수 X, Y 및 Z 사이의 관계와 20 내지 80도의 각도에 의해 결정된다. 2개의 구멍이 소정의 각도로 만남으로써, 볼 정지부용 핀은 제거되고 로드 재료로 대체될 수 있고, 따라서 피스톤용의 일 부품 고정 헤드와 결합될 때 엄밀한 볼 이동 치수를 제공하는 한편 부품 및 조립체를 감소시킨다.
볼 헤드 힘 압력은 속도를 향상시키도록 볼과 직접 연결되고 시팅(seating)을 위해 직접 연결된다. 이러한 설계 작업의 핵심적인 특징은 볼이 출구 포트를 차단하거나 또는 이 포트를 통해 배출되지 않게 하면서도 완전한 볼 안내 정렬과 완전한 측면 노출을 가능하게 할 수 있는 피스톤 내로 기계 가공된 내부 볼 안내부이다.
본 발명의 이들 목적 및 다른 목적과 장점은 몇몇 도면에 걸쳐 동일한 부호가 동일한 또는 유사한 부품을 가리키는 첨부 도면을 참조한 후속의 상세한 설명으로부터 보다 충분하게 된다.
도1은 본 발명을 상세히 도시한 단면도.
도2는 본 발명에 사용되는 펌프의 단면도.
도3은 본 발명에 사용되는 펌프의 전개도.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
10 : 왕복 피스톤 펌프
12 : 로드
14 : 하향 원추 유동 포트 또는 구멍
16 : 실린더 벽
18 : 볼
20 : 볼 정지부
왕복 피스톤 펌프(10)에 있어서, 로드(12)는 하향 원추 유동 포트(14)를 구비한다. 펌프 크기에 따라, 원추형 구멍(14)은 (수평으로부터) 20 내지 80도(전체 협각은 40 내지 160도임.) 내의 각도로 기계 가공됨으로써 와전류 및 유체 포집을 감소시키는 최적의 유동 상태가 된다. 이러한 양호한 실시예는 대략 40도의 협각을 이용한다. 또한, 이러한 각도는 펌프 수명을 감소시키도록 작용할 수 있는 실린더 벽(16) 내의 주요한 마모 패턴을 감소시킨다.
원추형 구멍은 제한 및 차단을 감소시킬 뿐만 아니라 피스톤 헤드를 제거하지 않고서도 볼(18)의 마모를 관측하도록 가시적 검사를 제공하는 관측창을 고려할 수 있게 한다. 이러한 원추형 구멍은 하향 행정 중에 측면 부하를 최소로 감소시키도록 작용하는 반경방향 및 각방향 유동을 또한 제공한다.
평탄부 하부 드릴 가공에 의한 평탄부는 볼 이동 공차를 소정의 거리로 제한하는 정밀한 볼 정지부(20)를 제공한다. 이 각도는 첨부 도면에 도시된 바와 같이 치수 "A"와 관계되어야 하며, 이는 치수 X, Y 및 Z 사이의 관계와 20 내지 80도의 각도에 의해 결정된다. 2개의 구멍이 소정의 각도로 만남으로써, 볼 정지부용 핀은 제거되고 로드 재료로 대체될 수 있고, 따라서 피스톤용의 일 부품 고정 헤드와 결합될 때 엄밀한 볼 이동 치수를 제공하는 한편 부품 및 조립체를 감소시킨다.
볼 헤드 힘 압력은 속도를 향상시키도록 볼과 직접 연결되고 시팅을 위해 직접 연결된다. 이러한 설계 작업의 핵심적인 특징은 볼이 출구 포트를 차단하거나 또는 이 포트를 통해 배출되지 않게 하면서도 완전한 볼 안내 정렬과 완전한 측면 노출을 가능하게 할 수 있는 피스톤 내로 기계 가공된 내부 볼 안내부이다.
후속의 청구범위에 기재된 바와 같이 본 발명의 요지 및 범위를 벗어나지 않고서도 포트 설계에 대한 다양한 변경 및 수정이 행해질 수도 있다는 것을 알 수 있다.
전술한 바와 같은 왕복 피스톤 펌프를 제공함으로써, 난류, 와전류 및 장착 작업을 감소시킬 수 있으며, 전체적인 펌프 효율 및 성능을 향상시킬 수 있다.

Claims (4)

  1. 유동 포트가 피스톤 펌프 내에 위치된 원통형 로드를 갖는 왕복 피스톤 펌프에 있어서,
    반경방향 외향 방향으로 직경을 증가시키기 위해 일반적으로 테이퍼진 상기 유동 포트를 포함하는 것을 특징으로 하는 펌프.
  2. 제1항에 있어서, 상기 포트는 대략 40 내지 160의 협각을 갖는 것을 특징으로 하는 펌프.
  3. 제2항에 있어서, 상기 포트는 대략 40도의 협각을 갖는 것을 특징으로 하는 펌프.
  4. 제1항에 있어서, 상기 로드와 일체가 되는 재료로 형성된 볼 정지부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 펌프.
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