KR20020062700A

KR20020062700A - 펌프전환밸브의 재시동장치

Info

Publication number: KR20020062700A
Application number: KR1020020003668A
Authority: KR
Inventors: 무라타시게루
Original assignee: 가부시키가이샤 와이.티.에스.
Priority date: 2001-01-23
Filing date: 2002-01-22
Publication date: 2002-07-29
Also published as: US6619932B2; CN1245573C; CN1373293A; JP3416656B2; EP1225335A3; EP1225335B1; US20020098095A1; JP2002221161A; KR100742763B1; EP1225335A2; HK1048843B; DE60227725D1; HK1048843A1

Abstract

본 발명의 목적은, 펌프의 운전을 스위칭하기 위하여 밸브가 전후로 이동되도록 되어 있는 중립위치에 전환밸브가 정지함에 따라 펌프의 운전이 중지되는 경우에, 구동유체를 사용하여 펌프의 운전을 자동으로 재시동시키기 위한 펌프전환밸브의 재시동장치를 제공하는 것이다.

본 발명은 펌프내에 펌프전환밸브의 재시동장치를 제공하고, 상기 펌프는 펌프본체(1)와 전환밸브(2)로 이루어지며, 여기서 상기 펌프본체(1)는, 유체송출챔버(4A)내에 있는 이송유체가 배출되어야 하는 때에는, 구동유체가 구동챔버(4B)로 공급되어 구동챔버(4B)의 체적을 증가시키고 따라서 유체송출챔버(4A)의 체적을 감소시키는 한편, 동시에 구동챔버(5B)내의 구동유체가 배기되어 구동챔버의 체적을 감소시키고 따라서 유체송출챔버(5A)의 체적을 증가시킴으로써, 유체송출챔버(5A)가 이송유체를 흡입하도록 하며, 유체송출챔버(5A)내에 있는 이송유체가 배출되어야 하는 때에는, 구동유체가 구동챔버(5B)에 공급되어 구동챔버(5B)의 체적을 증가시키고 따라서 유체송출챔버(5A)의 체적을 감소시키는 한편, 동시에 구동챔버(4B)내에 있는 구동유체가 배기되어 구동챔버의 체적을 감소시키고 따라서 유체송출챔버(4A)의 체적을 증가시킴으로써, 유체송출챔버(4A)가 이송유체를 흡입하도록 하는 방식으로 운전되고; 상기 전환밸브(2)는, 유체송출챔버(4A)내에 있는 이송유체를 배출시키는 한편, 유체송출챔버(5A)가 이송유체를 흡입하도록 하는 모드와 유체송출챔버(4A)가 이송유체를 흡입하도록 하는 한편 유체송출챔버(5A)내에있는 이송유체를 배출시키는 또 하나의 모드 사이에서 상기 펌프본체(1)의 운전을 스위칭시키기 위한 왕복운동을 하도록 하게 되고, 상기 펌프내에 있는 전환밸브의 상기 재시동장치는, 전환밸브(2)에 그 밸브몸체(23)의 뒷면쪽의 양쪽 끝단부에 각각 형성되는 한 쌍의 압력챔버(31, 32)가 제공되고, 압력챔버안으로 구동유체가 공급되어 밸브몸체(23)의 이동방향을 스위칭하여 압력차를 유발시키며, 상기 펌프본체(1)에는 그 양쪽 끝단부(49A, 49B)가 구동챔버(4A, 5A)로 각각 향하고 있는 밸런싱밸브(49)가 제공되고, 만일 전환밸브(2)가 고장을 일으켜 2개의 구동챔버(4B, 5B)내의 압력이 평형을 이루면, 상기 밸런싱밸브(49)는 중간위치에 유지되어, 2개의 압력챔버(31, 32) 간의 압력차를 유발시키는 것을 특징으로 한다.

Description

펌프전환밸브의 재시동장치{A RESTARTING DEVICE OF A PUMP CHANGE-OVER VALVE}

본 발명은, 펌프의 운전을 스위칭하기 위하여 전후로 밸브가 이동되도록 되어 있는 중립위치에 전환밸브가 정지함에 따라 펌프의 운전이 중지되는 경우에, 펌프의 운전을 자동으로 재시동시키기 위한 펌프전환밸브의 재시동장치에 관한 것이다.

종래의 펌프중에는, 예를 들어, 한 쌍의 다이어프램을 포함하는 다이어프램형 펌프가 공지되어 있다. 상기 각각의 다이어프램은 펌프본체를 유체송출챔버와 구동챔버로 각각 분할한다.

이러한 다이어프램형 펌프는 소정의 구성을 채택하고 있으며, 일측 다이어프램에 있는 일측 유체송출챔버내에 있는 이송유체가 배출될 때, 구동유체(예를 들어, 압축공기)는 일측 다이어프램에 있는 일측 구동챔버에 공급되어, 일측 다이어프램에 있는 일측 구동챔버의 체적을 증가시키고 따라서 일측 유체송출챔버의 체적을 감소시키는 한편, 동시에 타측 다이어프램에 있는 타측 구동챔버내의 구동유체가 배기되어, 구동챔버의 체적을 감소시키고 따라서 타측 다이어프램에 있는 타측 유체송출챔버의 체적을 증가시킴으로써, 상기 타측 유체송출챔버가 이송유체를 흡입하게 한다.

또한, 이러한 구성에서, 타측 다이어프램에 있는 타측 유체송출챔버내에 있는 이송유체가 배출될 때, 구동유체는 타측 다이어프램에 있는 타측 구동챔버에 공급되어 타측 다이어프램에 있는 타측 구동챔버의 체적을 증가시키고 따라서 타측다이어프램에 있는 타측 유체송출챔버의 체적을 감소시키는 한편, 동시에 일측 다이어프램에 있는 일측 구동챔버내의 구동유체가 배기되어, 구동챔버의 체적을 감소시키고 따라서 일측 다이어프램에 있는 일측 유체송출챔버의 체적을 증가시킴으로써 상기 일측 유체송출챔버가 이송유체를 흡입하게 한다.

또한, 이러한 종류의 다이어프램형 펌프에는 통상적으로 전환밸브가 제공되며, 이는 일측 다이어프램에 있는 일측 유체송출챔버내에 있는 이송유체를 배출하고, 타측 다이어프램에 있는 타측 유체송출챔버가 이송유체를 흡입하게 하기 위한 모드와 일측 다이어프램에 있는 일측 유체송출챔버가 이송유체를 흡입하도록 하고, 타측 다이어프램에 있는 타측 유체송출챔버내에 있는 이송유체를 배출하기 위한 또 하나의 모드와의 사이에서 펌프의 운전을 스위칭하도록 전후로 이동되도록 되어 있다.

그러나, 이 전환밸브에는 중립위치가 있고, 상기 중립위치에 밸브몸체가 정지하면 펌프의 운전을 중지시킬 수 있는 단점이 있기 때문에, 이러한 문제를 해결하기 위하여 다양한 개선이 펌프설계에 도입되어 왔다.

이러한 개선들은, 예를 들어, 전환밸브가 고장을 일으킬 때, 이송유체의 압력이 저하되며, 상기 압력저하를 검출하고 전환밸브를 재시동시키기 위하여 리셋(reset)버튼을 누르는 시스템 및 소정 기간동안에 발생되는 검출신호가 없으면, 금속검출센서에 의하여 밸브몸체의 왕복운동을 검출하여 전환밸브가 고장을 일으킨 것으로 결정하여 전환밸브를 재시동시키도록 리셋버튼을 누르는 대안적시스템을 포함한다.

그러나, 이송유체가 가연성이어서 폭발을 피하기 위하여 주의해서 다루어져야 한다면, 전기시스템에 의한 검출은 적절하지 않고, 게다가 종래기술분야에 따른 재시동장치가 펌프를 재시동하도록 전환밸브가 고장을 신뢰성있게 검출하도록 할 수 있는 구조를 갖는 것은 거의 불가능하다.

본 발명은 상술된 문제를 고려하여 만들어졌고, 그 목적은 밸브가 펌프의 운전을 스위칭하도록 전후로 이동되도록 되어 있는 중립위치에 전환밸브가 정지하여 펌프의 운전이 중지되는 경우에 구동유체를 사용하여 자동으로 펌프의 운전을 재시동시키기 위한 펌프전환밸브의 재시동장치를 제공하는 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 다이어프램형(diaphram-type) 펌프의 개략적 다이어그램,

도 2는 펌프의 운전이 정지될 때의 상태를 예시하는, 본 발명에 따른 다이어프램형 펌프내에 있는 전환밸브의 재시동장치의 유압회로도,

도 3은 펌프의 운전이 재시동된 직후의 상태를 예시하는, 본 발명에 따른 다이어프램형 펌프내에 있는 전환밸브의 재시동장치의 유압회로도,

도 4는 펌프가 정상적으로 운전될 때의 상태를 예시하는, 본 발명에 따른 다이어프램형 펌프내에 있는 전환밸브의 재시동장치의 유압회로도,

도 5는 화살표(A)에 의하여 지시되는 방향에서 보는 도 1에 도시된 유압회로판의 도면,

도 6은 절반이 단면도로 예시되어 있는, 도 2에 도시된 밸런싱밸브 (balancing valve) 부분의 확대도,

도 7은 전체가 단면도로 예시되어 있는, 도 2에 도시된 밸런싱밸브 부분의 확대도이다.

청구항 1항에서 정의되는 바와 같이, 본 발명에 따르면, 펌프에 펌프전환밸브의 재시동장치가 제공되며, 상기 펌프는 펌프본체와 전환밸브를 포함하여 이루어지고,

상기 펌프본체는, 일측 유체송출챔버내에 있는 이송유체가 배출될 때, 구동유체가 일측 구동챔버에 공급되어 상기 일측 구동챔버의 체적을 증가시키고 따라서 상기 일측 유체송출챔버의 체적을 감소시키는 한편, 동시에 타측 구동챔버내의 구동유체가 배기되어 구동챔버의 체적을 감소시키고 따라서 타측 유체송출챔버의 체적을 증가시킴으로써, 상기 타측 유체송출챔버가 이송유체를 흡입하도록 하고, 상기 타측 유체송출챔버내에 있는 이송유체가 배출될 때, 구동유체는 상기 타측 구동챔버에 공급되어, 타측 구동챔버의 체적을 증가시키고 따라서 상기 타측 유체송출챔버의 체적을 감소시키는 한편, 동시에 상기 일측 구동챔버내에 있는 구동유체가 배기되어, 구동챔버의 체적을 감소시키고 따라서 상기 일측 유체송출챔버의 체적을 증가시킴으로써, 상기 일측 유체송출챔버가 이송유체를 흡입하도록 하는 방식으로 운전되고,

상기 전환밸브는, 상기 일측 유체송출챔버내에 있는 이송유체를 배출시키는 한편 상기 타측 유체송출챔버가 이송유체를 흡입하도록 하기 위한 모드와 상기 일측 유체송출챔버가 이송유체를 흡입하도록 하는 한편 상기 타측 유체송출챔버내에 있는 이송유체를 배출하도록 하기 위한 또 하나의 모드 사이에서 상기 펌프본체의 운전을 스위칭하는 왕복운동을 하도록 하게 되며,

상기 펌프내에 있는 전환밸브의 상기 재시동장치는, 상기 전환밸브에 그 밸브몸체의 뒷면쪽의 양쪽 끝단부에 각각 형성되는 한 쌍의 압력챔버가 제공되고, 압력챔버안으로 구동유체가 공급되어 밸브몸체의 이동방향을 스위칭하도록 압력차를 유발시키며, 상기 펌프본체는 그 양쪽 끝단부가 상기 일측 구동챔버와 상기 타측 구동챔버로 각각 향하고 있는 밸런싱밸브를 포함하고, 만일 상기 전환밸브가 고장을 일으켜 상기 2개의 구동챔버내의 압력이 평형을 이루면, 상기 밸런싱밸브가 중간위치에 유지되어 상기 한 쌍의 압력챔버간의 압력차를 유발시키는 것을 특징으로 한다.

청구항 2항에 정의되는 바와 같이, 본 발명에 따르면, 펌프내에 펌프전환밸브의 재시동장치가 제공되고, 상기 펌프는 펌프본체와 전환밸브를 포함하여 이루어지며,

상기 펌프본체는 유체송출챔버와 구동챔버를 형성하기 위하여 한 쌍의 다이어프램이 제공되고, 상기 펌프본체는, 일측 다이어프램에 있는 일측 유체송출챔버내에 있는 이송유체가 배출될 때, 구동유체가 상기 일측 다이어프램에 있는 일측 구동챔버로 공급되어, 상기 일측 다이어프램에 있는 상기 일측 구동챔버의 체적을 증가시키고 따라서 상기 일측 다이어프램에 있는 상기 일측 유체송출챔버의 체적을 감소시키는 한편, 동시에 상기 타측 다이어프램에 있는 타측 구동챔버내의 구동유체가 배기되어, 구동챔버의 체적을 감소시키고 따라서 상기 타측 다이어프램에 있는 타측 유체송출챔버의 체적을 증가시킴으로써, 상기 타측 다이어프램에 있는 상기 타측 유체송출챔버가 이송유체를 흡입하도록 하고, 또한 상기 타측 다이어프램에 있는 상기 타측 유체송출챔버내에 있는 이송유체가 배출될 때, 구동유체가 상기 타측 다이어프램에 있는 상기 타측 구동챔버로 공급되어, 상기 타측 다이어프램에 있는 상기 타측 구동챔버의 체적을 증가시키고 따라서 상기 타측 다이어프램에 있는 상기 타측 유체송출챔버의 체적을 감소시키는 한편, 동시에 상기 일측 다이어프램에 있는 상기 일측 구동챔버내의 구동유체가 배기되어, 구동챔버의 체적을 감소시키고 따라서 상기 일측 다이어프램에 있는 일측 유체송출챔버의 체적을 증가시킴으로써, 상기 일측 다이어프램에 있는 상기 일측 유체송출챔버가 이송유체를 흡입하도록 하는 방식으로 운전되고,

상기 전환밸브는 상기 일측 다이어프램에 있는 상기 일측 유체송출챔버내에 있는 이송유체를 배출시키는 한편 상기 타측 다이어프램에 있는 상기 타측 유체송출챔버가 이송유체를 흡입하도록 하기 위한 모드와 상기 일측 다이어프램에 있는상기 일측 유체송출챔버가 이송유체를 흡입하도록 하는 한편 상기 타측 다이어프램에 있는 상기 타측 유체송출챔버내에 있는 이송유체를 배출하기 위한 또 하나의 모드 사이에서 상기 펌프본체의 운전을 스위칭하는 왕복운동을 하도록 하게 되며,

상기 펌프내에 있는 전환밸브의 상기 재시동장치는, 상기 전환밸브에 그 밸브몸체의 뒷면쪽의 양쪽 끝단부에 각기 형성되는 한 쌍의 압력챔버가 제공되고, 압력챔버안으로 구동유체가 공급되어 밸브몸체의 이동방향을 스위칭하도록 압력차를 유발시키며, 상기 펌프본체에는 그 양쪽 끝단부가 상기 일측 다이어프램에 있는 상기 일측 구동챔버와 상기 타측 다이어프램에 있는 상기 타측 구동챔버로 각각 향하고 있는 밸런싱밸브가 제공되고, 만일 상기 전환밸브가 고장을 일으켜 상기 2개의 구동챔버내의 압력이 평형을 이루면, 상기 밸런싱밸브는 중간위치에 유지되어 상기 한 쌍의 압력챔버간의 압력차를 유발하는 것을 특징으로 한다.

청구항 3항에 정의되는 바와 같이, 본 발명에 따르면, 펌프전환밸브의 재시동장치가 제공되고, 상기 펌프본체는 상기 한 쌍의 압력챔버간의 압력차를 유도하기 위하여 파일럿밸브가 추가로 제공되고, 상기 파일럿밸브의 이동방향은 상기 한 쌍의 다이어프램에 의하여 스위칭되는 것을 특징으로 한다.

청구항 4항에 정의되는 바와 같이, 본 발명에 따르면, 펌프전환밸브의 재시동장치가 제공되고, 상기 펌프본체는 상기 2개의 구동챔버내의 구동유체를 밖으로 배기하기 위한 배기통로가 추가로 제공되고, 밸런싱밸브는 상기 밸런싱밸브가 중립위치에 위치될 때, 상기 배기통로를 막기 위한 스로틀밸브(throttle valve)가 추가로 제공된다.

도 1은 본 발명에 따른 다이어프램형펌프에서 전환밸브의 재시동장치의 개략적인 다이어그램이고, 도 2 내지 도 4는 다이어프램형 펌프에서 전환밸브의 재시동장치의 유압회로도를 도시한다. 도 1에서, 참조부호 1은 펌프본체를 나타내고, 참조부호 2는 전환밸브를 나타내며, 참조부호 3은 유압회로판을 나타낸다.

펌프본체(1)는 도 2 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 그 양면에 배치되는 한 쌍의 다이어프램(4, 5)을 포함한다. 각각의 다이어프램(4, 5)은 펌프본체(1)를 유체송출챔버(4A, 5A) 및 구동챔버(4B, 5B)로 분할한다. 이들 다이어프램(4, 5)의 주위부는 펌프본체(1)의 장착부(6, 6)에 고정된다. 각각의 다이어프램(4, 5)은 그 중심부에 배치되는 스위칭판(7, 8)을 포함한다.

펌프본체(1)는 횡방향으로 이동가능한 파일럿밸브(9)를 포함하는 알루미늄으로 만들어진 케이싱블록(1A)를 갖는다. 파일럿밸브(9)는 환형부재(9A, 9B)에 의하여 슬라이딩할 수 있게 지지된다.

파일럿밸브(9)는 직경확대부(9C, 9D)와 그들사이에 개재된 직경축소부(9E)를 갖는다. 직경축소부(9E)는 후술될 배기통로와 연통되어 있다. 연통구멍(9F)은 환형부재(9A)에 형성되고 연통구멍(9G)은 환형부재(9B)에 형성된다.

이 파일럿밸브(9)의 일 끝단부(9H)는 스위칭판(7)을 향하고 스위칭판(7)과 접촉될 수 있도록 구동챔버(4B)를 향하여 돌출되고, 다른 끝단부(9I)는 스위칭판(8)을 향하도록 구동챔버(5B)를 향하여 돌출된다. 파일럿밸브(9)가 좌측에 위치될 때, 연통구멍(9F)은 후술될 배기통로와 연통되는 한편, 연통구멍(9G)은 직경확대부(9D)에 의하여 차단된다.

파일럿밸브(9)가 우측에 위치될 때, 연통구멍(9F)은 직경확대부(9C)에 의하여 차단되는 한편, 연통구멍(9G)은 후술될 배기통로와 연통된다. 파일럿밸브(9)가 중간위치에 위치되면, 연통구멍(9F, 9G)은 직경확대부(9C, 9D)에 의하여 각각 차단된다. 이 파일럿밸브(9)는 전환밸브(2)에 배치되는 (후술될)파일럿챔버내의 압력을 해제시키기 위한 기능을 갖는다.

공지된 공급로(도시되지 않음)는 유체송출챔버(4A, 5A)에 이송유체를 공급하기 위하여 펌프본체(1)의 한쪽에 배치되고, 공지된 배출로(도시되지 않음)는 밖으로 유체송출챔버(4A, 5A)내의 이송유체를 배출하기 위하여 펌프본체(1)의 다른쪽에 배치된다. 도 1에서, 참조부호12는 외부유닛으로부터 이송유체를 받아들이기 위한 유입구를 나타내고 참조부호13은 배출로로부터 이송유체를 밖으로 배출하기 위한 배출구를 나타낸다.

공급로와 연통되는 공지된 흡입구(도시되지 않음)는 유체송출챔버(4A, 5A)에 각각 배치되는 한편, 배출로와 연통되는 공지된 배출구(도시되지 않음)도 유체송출챔버(4A, 5A)에 각각 배치된다. 각각의 이들 포트는 각각의 상기 포트를 개폐하기 위한 공지된 체크밸브(도시되지 않음)가 제공된다.

구동챔버(4B, 5B)는 후에 상술되는 바와 같이 구동유체로서 전환밸브(2)로부터 압축공기가 공급되지만, 우선 전환밸브(2)가 설명될 것이다.

전환밸브(2)는 구동챔버(4B) 또는 구동챔버(5B)로 공급될 구동유체의 방향을 스위칭하는 기능을 갖는다. 본 실시예에서 스풀밸브(spool valve)가 전환밸브(2)로 사용되었다. 본 전환밸브(2)는 알루미늄으로 만들어진 케이싱블록부(22)와 밸브몸체로서 스풀(23)을 갖는다.

케이싱블록(22)은 스풀(23)의 수평왕복운동을 하도록 하는 수용공간을 포함한다. 스풀(23)은 그 중앙부에 직경확대부(25)를 갖고, 수용공간(24)은 직경확대부(25)에 의하여 좌우챔버로 분할된다. 그 밖의 직경확대부(26, 27)는 직경축소부(28)로서 형성되는 직경확대부(26, 25) 사이의 부분과 직경축소부(29)로서 형성되는 직경확대부(27, 25) 사이의 또 다른 부분과 함께 스풀(23)의 반대쪽 끝단에 형성된다. 각각의 직경확대부(25 내지 27)에는 시일링부재(30)가 제공된다.

좌측챔버는 파일럿챔버(압력챔버; 31)를 갖고, 우측챔버는 파일럿챔버(압력챔버; 32)를 갖는다. 직경확대부(26)의 뒷면은 파일럿챔버(31)를 향하고, 직경확대부(27)의 뒷면은 파일럿챔버(32)를 향한다. 파일럿챔버(31, 32)에는 쿠션부재(31A, 32A)가 각각 제공된다.

공급구(33)와 공급로(34)는 압축공기(또는 공기)를 공급하기 위하여 케이싱블록(22)의 상부에 형성된다. 케이싱블록(22)에는, 공급로(34)와 파일럿챔버(31) 사이를 연통시키고 오리피스(35) 및 공급로(34)와 파일럿챔버(32) 사이를 연통시키기 위한 오리피스(36)들이 공급로(34)와 수용공간(24) 사이의 부분에 배치되므로, 소량의 압축공기가 각각의 파일럿챔버(31, 32) 안으로 규칙적으로 공급될 수 있다.

포트(37 내지 42)는 케이싱부(22)의 하부에 배치된다. 포트(37, 38)는 좌측챔버와 연통되고, 포트(39, 40)는 우측챔버와, 포트(41)는 파일럿챔버(31)와, 포트(42)는 파일럿챔버(32)와 각각 연통된다.

포트(37)는 스풀(23)이 우측에 위치될 때, 직경확대부(26)에 의하여 상기 포트(37)가 차단되는 위치에 형성되고, 포트(40)는 스풀(23)이 좌측에 위치될 때, 직경확대부(27)에 의하여 상기 포트(40)가 차단되는 위치에 형성된다. 포트(38)는 스풀(23)이 우측에 위치될 때, 상기 포트(38)가 공급구(33)와 연통되도록 하고, 스풀(23)이 좌측에 위치될 때, 포트(37)와 연통되도록 하는 위치에 형성된다. 포트(39)는 스풀(23)이 좌측에 위치될 때, 상기 포트(39)가 공급구(33)와 연통되도록 하고, 스풀(23)이 우측에 위치될 때, 포트(40)와 연통되도록 하는 위치에 형성된다.

이들 포트(37 내지 42)들은 유압회로판(3)을 통하여 펌프본체(1)내의 각각의 통로에 연통되어 있다. 통로(43 내지 47)는 도 5에 도시되는 바와 같이, 유압회로판(3)에 형성된다. 통로(43)는 포트(37, 40)와 연통되고, 통로(44)는 포트(38)와, 통로(45)는 포트(39)와, 통로(46)는 튜브(46A)를 통하여 포트(41)와, 통로(47)는 튜브(47A)를 통하여 포트(42)와 각기 연통된다. 도 5에서, 참조부호46B는 포트(41)에 대하여 개방된 어퍼쳐를 나타내고, 참조부호47B는 포트(42)에 대하여 개방된 어퍼쳐를 나타낸다. 이 유압회로판(3)은 도시되지 않았지만, 스크루를 사용하여 펌프본체(1)와 케이싱부(22) 사이에서 고정되고, 여기서 참조부호48은 상기 스크루가 삽입되어지는 구멍을 나타낸다.

밸런싱밸브(49)는 구동챔버(4B, 5B) 사이의 압력차에 응답하여 왼쪽 또는 오른쪽방향으로 이동할 수 있도록 하는 케이싱블록(1A)에 배치된다. 밸런싱밸브(49)는, 도 6과 도 7의 확대도에 예시된 바와 같이, 환형부재(50, 51)에 의하여 슬라이딩할 수 있게 지지된다. 밸런싱밸브(49)의 한 끝단부(49A)는 구동챔버(4B)안으로돌출될 수 있도록 구동챔버(4B)를 향하고, 밸런싱밸브(49)의 다른 끝단부(49B)는 구동챔버(5B)안으로 돌출될 수 있도록 구동챔버(5B)를 향한다.

케이싱블록(1A)에는 구동유체를 배기시키기 위한 배기통로(52) 및 구동유체의 공급을 스위칭하기 위한 스위칭채널(53 내지 56)이 각각 형성된다. 환형그루브(57, 58)는 환형부재(50, 51)에 형성되고, 이에 따라 스위칭채널(53)은 환형그루브(57)를 통하여 스위칭채널(54)과 연통되고, 스위칭채널(55)은 환형그루브(58)을 통하여 스위칭채널(56)과 연통된다.

밸런싱밸브(49)는 밸런싱밸브 구성요소(49C)와 밸런싱밸브 구성요소(49D)를 포함하고, 밸런싱밸브 구성요소(49C)와 밸런싱밸브 구성요소(49D)는 나사에 의하여 서로 결합되어 밸런싱밸브(49)를 형성한다. 밸런싱밸브(49)에는 배기통로(52)를 막기 위하여 그 중앙에 배치되는 환형의 스로틀밸브(59)가 제공된다. 이 환형의 스로틀밸브(59)는 밸런싱밸브 구성요소(49C)와 밸런싱밸브 구성요소(49D)가 나사에 의하여 서로 고정될 때, 동시에 단단하게 유지된다.

바이어스스프링(bias spring)(60, 61)은 환형의 스로틀밸브(59)와 각각의 환형부재(50, 51) 사이에 배치되고, 바이어스스프링(60, 61)은 각기 반대방향으로 밸런싱밸브(49)를 편향되도록 작용한다.

반지름 방향으로 연장되는 릴리프구멍(relief hole; 62), 축선방향으로 확장되는 축선방향구멍(63) 및 반지름 방향으로 확장되는 또 하나의 릴리프구멍(64)이 밸런싱밸브(49)에 형성된다. 릴리프구멍(62)은 축선방향구멍(63)을 통하여 릴리프구멍(64)과 연통된다. 릴리프구멍(64)은 배기통로(52)와 연통된다.

환형그루브(57)와 연통되는 연통구멍(65)은 환형부재(50)에 형성되고, 구동챔버(4B, 5B)에서의 압력이 평형을 이룸에 따라 밸런싱밸브(49)가 중앙점에 위치될 때, 도 2에 도시되는 바와 같이, 그 릴리프구멍(62)이 연통구멍(65)과 연통되게 된다.

이제, 본 발명에 따른 다이어프램형 펌프의 운전이 아래에 기술될 것이다.

도 4는 스풀(23)이 우측에 위치되고 압축공기가 포트(38)와 통로(44)를 통하여 구동챔버(4B)안으로 공급된 직후의 상태를 예시하는, 정상운전상태에서의 다이어프램형 펌프를 도시한다.

또한, 파일럿밸브(9)는 연통구멍(9G)이 배기통로(52)와 연통되도록 우측에 배치되었고, 파일럿챔버(32)내의 압축공기는 포트(42), 통로(47), 스위칭채널(55), 환형그루브(58), 스위칭채널(56) 및 연통구멍(9G)을 통하여 밖으로 배출되며, 이에 따라 압력챔버(31, 32) 사이의 차등압력을 유지시킨다.

이 상태에서, 다이어프램(4)은 구동챔버(4B)의 체적을 증가시킴에 따라 유체송출챔버(4A)의 체적을 감소시키도록 화살표(B)에 의하여 지시되는 방향으로 이동되고, 이에 따라 유체송출챔버(4A)안에서 이송유체가 배출구(13)로부터 밖으로 배출된다.

한편, 포트(40)와 포트(39)는 서로 연통되어 있기 때문에, 구동챔버(5B)내의 압축공기는 통로(45), 포트(39), 포트(40) 및 통로(43)을 통하여 배기통로(52)로 안내되어 밖으로 배기된다.

이것은 구동챔버(5B)의 체적을 감소시키고, 유체송출챔버(5A)의 체적을 증가시키므로, 이송유체가 입구부(12)로부터 유체송출챔버(5A)로 흡입된다. 또한, 구동챔버(4B)내의 압력은 구동챔버(5B)의 압력보다 더 높아지기 때문에, 밸런싱밸브는 우측에 유지되고, 환형스로틀밸브(59)는 상기 환형스로틀밸브(59)가 배기통로(52)로부터 후퇴되어진 상태로 유지된다. 따라서, 연통구멍(65)과 릴리프구멍(62) 사이의 연통은 차단되고, 동시에 연통구멍(9F)은 직경확대부(9C)에 의하여 차단되어, 파일럿챔버(31)내의 압축공기의 압력레벨이 지속된다.

구동챔버(5B)의 체적이 감소되고 스위칭판(8)은 파일럿밸브(9)의 다른쪽 끝단(9I)에 접촉됨에 따라, 파일럿밸브(9)는 왼쪽방향으로 이동되고, 파일럿밸브(9)가 그 이동스트로크의 터미널 끝단에 이르면, 연통구멍(9G)은 직경확대부(9D)에 의하여 차단되고 직경확대부(9C)는 상기 직경확대부(9C)가 연통구멍(9F)을 차단할 수 있는 위치로부터 후퇴되고, 이에 따라 연통구멍(9F)이 개방되므로, 파일럿챔버(31)내의 압축공기가 포트(41), 통로(46), 스위칭채널(53), 환형그루브(57), 스위칭채널(54) 및 연통구멍(9F)을 통하여 배기통로(52)로 안내되어 밖으로 배기된다.

이것은 파일럿챔버(31)와 파일럿챔버(32) 사이의 압력차를 유도하여, 이번에는 스풀(23)을 왼쪽방향으로 이동시키고, 따라서 압축공기가 포트(39)와 통로(45)를 통하여 구동챔버(5B)로 공급되므로, 다이어프램(5)은 구동챔버(5B)의 체적이 증가하고 유체송출챔버(5A)의 체적이 감소하도록 화살표(C(도 3참조))에 의하여 지시되는 방향으로 이동된다. 따라서, 유체송출챔버(5A)내의 이송유체는 배출구(13)로부터 배출된다. 한편, 구동챔버(4B)내의 압축공기는 통로(44), 포트(38), 포트(37), 통로(43) 및 배기통로(52)를 통하여 밖으로 배기된다. 이것은구동챔버(4B)의 체적을 감소시키고 유체송출챔버(4A)의 체적을 증가시킨다. 그 결과, 이송유체는 입구(12)로부터 유체송출챔버(4A)내로 흡입된다. 또한, 구동챔버(5B)내의 압력은 구동챔버(4B)내의 압력보다 더 높아져서, 밸런싱밸브(49)는 오른쪽방향으로 이동된다.

다이어프램형 펌프가 그 운전을 정지한다면, 구동챔버(4B)내의 압력이 구동챔버(5B)내의 압력과 평형을 이룰 것이고, 따라서 밸런싱밸브(49)는 도 2에 도시되는 바와 같이, 중립위치에 유지될 것이다. 도 2에 도시된 이 상태에서, 환형스로틀밸브(59)는 배기통로(52)를 거의 완전히 차단하는 위치에 있어, 포트(37, 40) 및 통로(43)를 통한 압축공기의 배기가 저지되는 한편, 오리피스(35, 36)를 통하여 파일럿챔버(31, 32)에 공급될 압축공기의 체적이 증가된다.

또한, 릴리프구멍(62)은 연통구멍(65)과 연통하게 되므로, 파일럿챔버(31)내의 압축공기는 포트(41), 통로(46), 스위칭채널(53), 연통구멍(65), 릴리프구멍(62), 축선방향구멍(63) 및 릴리프구멍(64)를 통하여 배기통로(52)로 안내되어 파일럿챔버(31)내의 압력을 해제시킨다.

이것은 도 3에 도시되는 바와 같이, 포트(37)와 포트(38) 간의 연통을 허용하도록 스풀(23)이 왼쪽방향으로 이동되도록 하는 파일럿챔버(31)와 파일럿챔버(32) 사이의 압력차를 유도한다. 또한, 포트(39)는 개방된다.

따라서, 압축공기는 구동챔버(5B)에 공급되도록 포트(39)와 통로(45)를 통하여 흐르고, 다이어프램(5)은 화살표(C)에 의하여 지시되는 방향으로 이동된다. 한편, 구동챔버(4B)내의 압축공기는 통로(44), 포트(38, 37) 및 통로(43)를 통하여배기통로(52)로 안내되고, 따라서 밖으로 배기된다. 또한, 구동챔버(5B)내의 압력은 구동챔버(4B)내의 압력보다 높은 레벨로 증가되기 때문에, 파일럿밸브(9)와 밸런싱밸브(49)는 펌프본체(1)의 재시동을 유발시키도록 왼쪽방향으로 이동되고, 이에 따라 펌프를 정상운전모드로 되돌아가도록 리셋트시킨다.

중립위치에 스풀(23)이 정지하는 경우에 환형스로틀밸브(59)가 채택된 이유는, 파일럿챔버(31, 32)로의 압축공기의 공급용량을 증가시키기 위하여 공급구(33)를 통하여 공급되는 압축공기가 상기 스풀(23)의 정지위치에 따라, 포트(40) 또는 포트(37)을 통하여 배기통로(52)로 직접 배기되는 것을 환형스로틀밸브(59)가 막을 필요가 있을 수 있기 때문이다.

본 발명은 다이어프램형 펌프에 적용된 실시예를 사용하여 상술되었지만, 본 발명이 복수의 방향(예를 들어, 2방향, 3방향 등)으로 유체를 제어하는 이러한 전환밸브에 응용될 수 있음이 이해되어야 한다.

본 발명에 따르면, 밸브가 펌프의 운전을 스위칭하도록 전후로 이동되는 전환밸브가 중립위치에 정지하여 펌프의 운전이 중지되더라도, 펌프의 운전이 확실하게 그리고 자동으로 재시동될 수 있다.

특히, 본 발명에 따르면, 펌프가 구동유체에서의 압력차이에만 근거로하여 자동으로 재시동될 수 있기 때문에, 본 발명은 이송유체가 가연성액체인 경우에 현저한 안정성 및 효율성을 제공할 수 있다.

Claims

펌프본체와 전환밸브를 포함하는 펌프내에 있는 펌프전환밸브의 재시동장치에 있어서,

상기 펌프본체는 일측 유체송출챔버내에 있는 이송유체가 배출될 때, 구동유체가 일측 구동챔버에 공급되어 상기 일측 구동챔버의 체적을 증가시키고 따라서 상기 일측 유체송출챔버의 체적을 감소시키는 한편, 동시에 타측 구동챔버내의 구동유체가 배기되어 구동챔버의 체적을 감소시키고 따라서 타측 유체송출챔버의 체적을 증가시킴으로써, 상기 타측 유체송출챔버가 이송유체를 흡입하도록 하고, 상기 타측 유체송출챔버내의 이송유체가 배출될 때, 구동유체가 상기 타측 구동챔버에 공급되어, 상기 타측 구동챔버의 체적을 증가시키고 따라서 상기 타측 유체송출챔버의 체적을 감소시키는 한편, 동시에 상기 일측 구동챔버내에 있는 구동유체가 배기되어, 구동챔버의 체적을 감소시키고 따라서 상기 일측 유체송출챔버의 체적을 증가시킴으로써, 상기 일측 유체송출챔버가 이송유체를 흡입하도록 하는 방식으로 운전되고,

상기 전환밸브는 상기 일측 유체송출챔버내의 이송유체를 배출시키는 한편 상기 타측 유체송출챔버가 이송유체를 흡입하도록 하기 위한 모드와 상기 일측 유체송출챔버가 이송유체를 흡입하도록 하는 한편 상기 타측 유체송출챔버내에 있는 이송유체를 배출하기 위한 또 하나의 모드 사이에서 상기 펌프본체의 운전을 스위칭하는 왕복운동을 하도록 하게 되며,

상기 펌프내에 있는 전환밸브의 상기 재시동장치에는, 상기 전환밸브에 그밸브몸체의 뒷면쪽의 양쪽 끝단부에 각각 형성되는 한 쌍의 압력챔버가 제공되고, 압력챔버안으로 구동유체가 공급되어 밸브몸체의 이동방향을 스위칭하도록 압력차를 유발시키며, 상기 펌프본체는 그 양쪽 끝단부가 상기 일측 구동챔버 및 상기 타측 구동챔버로 각각 향하고 있는 밸런싱밸브를 포함하고, 만일 상기 전환밸브가 고장을 일으켜 상기 2개의 구동챔버내의 압력이 평형을 이루면, 상기 밸런싱밸브는 중간위치에 유지되어 상기 한 쌍의 압력챔버간의 압력차를 유발시키는 것을 특징으로 하는 펌프전환밸브의 재시동장치.
펌프본체와 전환밸브를 포함하는 펌프내에 있는 펌프전환밸브의 재시동장치에 있어서,

상기 펌프본체에는 유체송출챔버 및 구동챔버를 형성하기 위하여 한 쌍의 다이어프램이 제공되고, 상기 펌프본체는, 일측 다이어프램에 있는 일측 유체송출챔버내의 이송유체가 배출될 때, 구동유체가 상기 일측 다이어프램에 있는 일측 구동챔버에 공급되어, 상기 일측 다이어프램에 있는 상기 일측 구동챔버의 체적을 증가시키고 따라서 상기 일측 다이어프램에 있는 상기 일측 유체송출챔버의 체적을 감소시키는 한편, 동시에 상기 타측 다이어프램에 있는 타측 구동챔버내의 구동유체가 배기되어 구동챔버의 체적을 감소시키고 따라서 상기 타측 다이어프램에 있는 타측 유체송출챔버의 체적을 증가시킴으로써, 상기 타측 다이어프램에 있는 상기 타측 유체송출챔버가 이송유체를 흡입하도록 하고, 또한 상기 타측 다이어프램에 있는 상기 타측 유체송출챔버내의 이송유체가 배출될 때, 구동유체가 상기 타측 다이어프램에 있는 상기 타측 구동챔버에 공급되어, 상기 타측 다이어프램에 있는 상기 타측 구동챔버의 체적을 증가시키고 따라서 상기 타측 다이어프램에 있는 상기 타측 유체송출챔버의 체적을 감소시키는 한편, 동시에 상기 일측 다이어프램에 있는 상기 일측 구동챔버내의 구동유체가 배기되어, 구동챔버의 체적을 감소시키고 따라서 상기 일측 다이어프램에 있는 일측 유체송출챔버의 체적을 증가시킴으로써, 상기 일측 다이어프램에 있는 상기 일측 유체송출챔버가 이송유체를 흡입하도록 하는 방식으로 운전되고,

상기 전환밸브는 상기 일측 다이어프램에 있는 상기 일측 유체송출챔버내의 이송유체를 배출시키는 한편 상기 타측 다이어프램에 있는 상기 타측 유체송출챔버가 이송유체를 흡입하도록 하기 위한 모드와 상기 일측 다이어프램에 있는 상기 일측 유체송출챔버가 이송유체를 흡입하도록 하는 한편 상기 타측 다이어프램에 있는 상기 타측 유체송출챔버내의 이송유체를 배출하기 위한 또 하나의 모드 사이에서 상기 펌프본체의 운전을 스위칭하는 왕복운동을 하도록 하게 되며,

상기 펌프내에 있는 전환밸브의 상기 재시동장치는, 상기 전환밸브에 그 밸브몸체의 뒷면쪽의 양쪽 끝단부에 각각 형성되는 한 쌍의 압력챔버가 제공되고, 압력챔버안으로 구동유체가 공급되어 밸브몸체의 이동방향을 스위칭하도록 압력차를 유발시키며, 상기 펌프본체는 그 양쪽 끝단부가 상기 일측 다이어프램에 있는 상기 일측 구동챔버와 상기 타측 다이어프램에 있는 상기 타측 구동챔버로 각각 향하고 있는 밸런싱밸브가 제공되고, 만일 상기 전환밸브가 고장을 일으켜 상기 2개의 구동챔버내의 압력이 평형을 이루면, 상기 밸런싱밸브는 중간위치에 유지되어 상기한 쌍의 압력챔버간의 압력차를 유발시키는 것을 특징으로 하는 펌프전환밸브의 재시동장치.
제2항에 있어서,

상기 펌프본체에는 상기 한 쌍의 압력챔버간의 압력차를 유도시키기 위하여 파일럿밸브가 추가로 제공되고, 상기 파일럿밸브의 이동방향은 상기 한 쌍의 다이어프램에 의하여 스위칭되는 것을 특징으로 하는 펌프전환밸브의 재시동장치.
제3항에 있어서,

상기 펌프본체는 상기 2개의 구동챔버내의 구동유체를 밖으로 배기시키기 위한 배기통로가 추가로 제공되고, 상기 밸런싱밸브에는 상기 밸런싱밸브가 중립위치에 위치될 때, 상기 배기통로를 막기 위한 스로틀밸브가 추가로 제공되는 것을 특징으로 하는 펌프전환밸브의 재시동장치.