KR20030046320A

KR20030046320A - 다이어프램형 펌프장치

Info

Publication number: KR20030046320A
Application number: KR1020020076583A
Authority: KR
Inventors: 무라타시게루
Original assignee: 가부시키 가이샤 야마다 코포레이션
Priority date: 2001-12-05
Filing date: 2002-12-04
Publication date: 2003-06-12
Also published as: EP1318303A3; KR100862338B1; EP1318303A2; CN1423051A; US20030101865A1; JP3542990B2; DE60227906D1; JP2003172267A; US6742997B2; EP1318303B1; CN1288343C

Abstract

본 발명의 목적은 본체부와 케이싱부재 사이의 다이어프램의 주변부를 클램핑하는 클램핑부를 통하여 작동유체 또는 송액될 유체가 외부로 누출되는 것을 방지할 수 있으며 동시에, 중심로드의 왕복운동시에 본체부와 케이싱부재 사이의 클램핑부로부터 다이어프램의 주변부가 뽑혀지는 것을 방지할 수 있어, 장치의 수명을 연장시킬 수 있는 다이어프램형 펌프장치를 제공하는 것이다.

본 발명에 따른 다이어프램형 펌프장치(1)는 송액실(14) 및 작동유체실(15)을 각각 형성하는 한 쌍의 다이어프램(12, 12), 중심로드가 왕복운동하도록 중심로드(11)를 지지하고 상기 각각의 다이어프램(12, 12)은 상기 중심로드의 각각의 끝단에 장착되어 있는 본체부(2) 및 상기 본체부(2)를 양측으로부터 유지하도록 배치되어 상기 본체부(2)와 협동하여 상기 각각의 다이어프램(12)의 주변부(42)를 그 두께방향을 따라 양측으로부터 클램핑하는 한쌍의 케이싱부재(3, 3)를 구비하고, 중심로드(11)의 왕복운동에 의하여 유체흡입구(7)를 통하여 유체를 흡입하고 유체토출구(9)로부터 유체를 배출시키고, 케이싱부재(3)는 테프론(등록상표)재료로 만들어지고, 상기 다이어프램은 주변부(42)의 더 외측에 있는 외주부에 형성되고, 중심로드(11)의 왕복운동방향을 따라 또한 다이어프램(12)의 두께방향을 따라 어느 한쪽으로 연장되는 고리모양 립부(43)를 가지고, 케이싱부재(3)에는 고리모양 후퇴부(27)를 형성하는 고리모양 벽부(28)가 형성되고, 본체부(2)와 케이싱부재(3)를 향하여 고리모양 립부(43)를 가압하기 위하여 고리모양 나사부재(44)가 고리모양벽부(28)의 외측면과 맞물린다.

Description

다이어프램형 펌프장치 {A DIAPHRAGM-TYPE PUMPING APPARATUS}

본 발명은, 각각 양쪽에 부착된 한쌍의 다이어프램이 제공되는 중심로드가 왕복운동하도록 작동가능하게 지지하는 본체부; 및 상기 본체부를 양측으로부터 유지하도록 배치되고, 상기 본체부와 협동하여 각각의 다이어프램의 주변부를 그 두께방향을 따라 양측으로부터 클램핑하는 한쌍의 케이싱부재를 포함하며, 중심로드를 왕복시킴으로써, 유체흡입구를 통하여 유체를 흡입하고 유체토출구로부터 유체를 배출시키는 다이어프램형 펌프장치의 개선에 관한 것이다.

다이어프램형 펌프장치에 있어서, 이러한 장치는, 송액실 및 작동유체실을 형성하는 격막부를 각각 가지는 한쌍의 디스크형상의 다이어프램; 중심로드가 왕복운동하도록 중심로드를 작동가능하게 지지하고, 상기 각각의 다이어프램은 그것의 중앙부에서 상기 중심로드의 각각의 끝단에 장착되어 있는 본체부; 및 송액실을 거쳐 유체흡입구와 유체토출구를 연통시키기 위하여 연통로가 내부에 형성되고, 상기 본체부와 협동하여 작용하도록 상기 각 다이어프램의 주변부를 그 두께방향을 따라 양측으로부터 클램핑하기 위하여, 상기 본체부를 양측으로부터 유지하도록 배치되는 한쌍의 케이싱부재를 포함하고 있는 것이 알려져 있다(예를 들면, 일본국 특공평 6-31650호 공보 참조).

이러한 종래의 다이어프램형 펌프장치에서는, 일반적으로 한쪽의 다이어프램측에 위치된 하나의 작동유체실 및 다른쪽의 다이어프램측에 위치된 나머지 작동유체실로 작동유체가 교대로 공급되고, 이들 2개의 작동유체실로의 작동유체의 공급전환에 응답하여 한쪽의 작동유체실의 체적의 확대와 다른쪽의 작동유체실의 체적의 확대를 교대로 반복하도록, 중심로드가 왕복운동되어, 유체가 유체흡입구로부터 각각의 송액실에 교대로 흡입될 수 있어, 각각의 송액실로부터 각 송액실로 흡입된 유체를 교대로 배출하여, 유체토출구로부터 유체를 연속적으로 배출시킨다.

이러한 종래의 다이어프램형 펌프장치에서는, 본체부와 그 양측에 설치되는 각각의 케이싱부재 사이에 각 다이어프램의 주변부가 클램핑되고, 다이어프램의 두께방향을 따라 본체부 및 한쌍의 케이싱부재가 타이로드 스크루부재로 체결되어, 다이어프램의 주변부가 케이싱부재와 본체부 사이에서 클램핑된다.

따라서, 케이싱부재의 재료로서 테프론(등록상표)이 사용되는 경우에, 테프론(등록상표)재료 자체의 선팽창계수가 금속에 비하여 크기 때문에, 온도변화와 관련된 그것의 팽창 및 수축의 정도가 크고 따라서, 다이어프램의 주변부가 타이로드 스크루부재에 의해 한쌍의 케이싱부재와 본체부 사이의 클램핑부에 그 두께방향을 따라 단순히 클램핑되는 종래의 구조로 인하여, 클램핑부에 느슨함이 생겨, 클램핑부로부터 작동유체 또는 송액될 유체가 외부로 누출된다는 문제점이 있었다.

즉, 테프론(등록상표)재료는 연질이고, 실온(23℃)의 범위에서 변형을 일으키기 쉽지만, 타이로드 스크루부재는 스테인레스강으로 만들어지므로, 실온환경하에서한쌍의 케이싱부재 및 본체부가 타이로드 스크루부재에 의해 삼자일체(as three in one body)로 함께 체결된다고 하더라도, 작동환경하에서 온도가 내려가면, 케이싱부재가 타이로드 스크루부재의 연장되는 방향으로 그 타이로드 스크루부재의 수축량보다도 크게 수축하기 때문에, 타이로드 스크루부재에 의한 한쌍의 케이싱부재 및 본체부의 체결이 느슨해지는 명백한 조건이 발생하고, 따라서 다이어프램의 클램핑부에 간극이 생성되는 문제를 일으키고, 이곳을 통하여 작동유체 또는 송액될 유체가 외부로 누출된다.

이러한 문제점을 극복하기 위해서는, 저온의 작동환경하에서 다이어프램형 펌프장치가 작동될 때, 장치의 작동개시 이전에, 한쌍의 케이싱부재와 본체부와의 체결력을 증가시키도록 타이로드 스크루부재는 더욱 단단히 체결되지만, 작동환경에서 온도가 상승하면, 케이싱부재가 타이로드 스크루부재의 연장방향을 따라 타이로드 스크루부재보다도 많이 팽창하기 때문에, 케이싱부재와 본체부와의 체결력이 과도하게 조여진 상태까지 증가됨에 따라, 케이싱부재가 변형되어, 다이어프램형 펌프장치의 수명이 짧아진다.

또한, 다이어프램의 주변부가 클램핑되는 클램핑부에 느슨함이 생기기 때문에, 중심로드의 왕복운동시에 다이어프램의 주변부가 미끄러져서 클램핑부로부터 뽑혀짐에 따라, 다이어프램형 펌프장치가 고장나기도 한다.

본 발명은 상기의 문제점을 고려하여 만들어졌으며, 본 발명의 목적은 본체부와 케이싱부재 사이의 다이어프램의 주변부를 클램핑하는 클램핑부를 통하여 작동유체 또는 송액될 유체가 외부로 누출되는 것을 방지할 수 있으며 동시에, 중심로드의 왕복운동시에 본체부와 케이싱부재 사이의 클램핑부로부터 다이어프램의 주변부가 뽑혀지는 것을 방지할 수 있어, 장치의 수명을 연장시킬 수 있는 다이어프램형 펌프장치를 제공하는 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 다이어프램형 펌프장치의 종단면도,

도 2는 도 1에 도시된 외측챔버부재의 확대평면도,

도 3은 도 4의 B-B 선을 따라 취한 외측챔버부재의 단면도,

도 4는 도 2에 도시된 외측챔버부재의 상면도,

도 5는 도 2의 A-A 선을 따라 취한 외측챔버부재의 단면도,

도 6은 도 1에 도시된 중심로드의 확대측면도,

도 7은 도 1에 도시된 다이어프램의 확대단면도,

도 8은 도 1에 도시된 보강링부재의 확대단면도,

도 9는 도 1에 도시된 고리모양 나사부재의 확대평면도,

도 10은 도 9의 C-C 선에 따르는 고리모양 나사부재의 단면도,

도 11은 고리모양 벽부와 고리모양 나사부재와의 체결상태를 예시하는 부분확대단면도,

도 12는 본 발명에 따른 도 1에 도시된 다이어프램형 펌프장치의 대안적 실시예의 종단면도이다.

청구항 제1항에 기재된 바에 따르면, 송액실 및 작동유체실을 형성하는 격막부를 각각 가지는 한쌍의 디스크형상의 다이어프램; 중심로드가 왕복운동하도록 중심로드를 작동가능하게 지지하고, 상기 각각의 다이어프램은 그것의 중앙부에서 상기 중심로드의 각각의 끝단에 장착되어 있는 본체부; 및 송액실을 거쳐 유체흡입구와 유체토출구를 연통시키기 위하여 연통로가 내부에 형성되고, 상기 본체부와 협동하여 작용하는 상기 각 다이어프램의 주변부를 그 두께방향을 따라 양측으로부터 클램핑하기 위하여, 상기 본체부를 양측으로부터 유지하도록 배치되는 한쌍의 케이싱부재를 포함하며, 상기 각각의 작동유체실로의 작동유체의 공급전환에 대응하여 상기 중심로드를 왕복시켜, 유체가 유체흡입구를 통하여 흡입되고, 유체토출구로부터 배출되는 다이어프램형 펌프장치가 제공되고,

상기 다이어프램형 펌프장치는 상기 케이싱부재가 테프론(등록상표)재료로 만들어지고, 상기 다이어프램은 그 주변부보다 더 외측에 형성된 외주부에 형성되고, 상기 중심로드의 왕복운동방향을 따라, 또한 상기 다이어프램의 두께방향을 따라 연장되는 고리모양 립부를 가지며, 상기 케이싱부재 또는 상기 본체부 중의 어느 하나에는 상기 고리모양 립부의 진입을 수용하는 고리모양 후퇴부를 형성하는 고리모양 벽부가 제공되는 것을 특징으로 한다.

청구항 제2항에 기재된 바에 따르면, 상기 케이싱부재는 상기 송액실을 거쳐 상기 유체흡입구와 상기 유체토출구 사이를 연통시키기 위하여 그 내부에 형성된 연통로를 가지는 다이어프램형 펌프장치가 제공된다.

청구항 제3항에 기재된 바에 따르면, 상기 본체부에는 상기 송액실을 거쳐상기 유체흡입구와 상기 유체토출구 사이를 연통시키기 위하여 그 내부에 형성된 연통로를 가지는 다이어프램형 펌프장치가 제공된다.

청구항 제4항에 기재된 바에 따르면, 상기 고리모양 벽부의 외측면상에 나사부가 형성되고, 고리모양 나사부는 상기 본체부와 상기 케이싱부재 사이의 클램핑부를 향하여 상기 고리모양 립부를 가압시키는 상기 나사부재와 맞물리는 다이어프램형 펌프장치가 제공된다.

청구항 제5항에 기재된 바에 따르면, 상기 고리모양 후퇴부는 진입구로부터 최내측부를 향함에 따라 상기 고리모양 립부의 진입로가 점차적으로 좁아지게 만들어지도록 형성되는 다이어프램형 펌프장치가 제공된다.

청구항 제6항에 기재된 바에 따르면, 상기 고리모양 나사부재는 상기 고리모양 립부를 상기 고리모양 후퇴부에 밀어넣기 위하여 나사진행방향을 따라 직접 또는 간접적으로 상기 고리모양 립부를 가압하는 가압벽부를 갖는 다이어프램형 펌프장치가 제공된다.

청구항 제7항에 기재된 바에 따르면, 상기 다이어프램은 테프론(등록상표)으로 만들어지는 다이어프램형 펌프장치가 제공된다.

청구항 제8항에 기재된 바에 따르면, 상기 다이어프램의 중앙부에는 원통부가 형성되고 또한 상기 중심로드의 나사부와 맞물리도록 상기 원통부의 내측면상에 나사부가 형성되고, 상기 원통부의 외측부상에는 또 다른 나사부가 형성되며, 보강링부재는 상기 중심로드와 협동하여 양쪽으로부터 클램핑되도록 상기 원통부의 상기 외측면상에 형성된 상기 나사부와 맞물리고, 상기 중심로드는 PPS로 만들어지는다이어프램형 펌프장치가 제공된다.

청구항 제9항에 기재된 바에 따르면, 상기 보강링부재는 PP 또는 PVC로 만들어지는 다이어프램형 펌프장치가 제공된다.

청구항 제10항에 기재된 바에 따르면, O링이 상기 본체부와 상기 고리모양 립부의 접촉개소에 설치되는 다이어프램형 펌프장치가 제공된다.

도 1은 본 발명에 따른 다이어프램형 펌프장치의 종단면도이고, 여기서 부호 1은 다이어프램형 펌프장치를 나타낸다. 이 다이어프램형 펌프장치(1)는 본체부(2) 및 상기 본체부(2)의 양측에 배치되는 한쌍의 케이싱부재(3, 3)로 구성된다.상기 본체부(2)를 형성하는 재료에는 스테인레스강(SUS)가 사용되고, 그것의 외측면은 테프론(등록상표) 재료로 코팅된다. 한쌍의 케이싱부재(3, 3)를 형성하는 재료에는 테프론이 또한 사용된다.

한쌍의 케이싱부재(3, 3)는 한쌍의 외측챔버부재(4, 4), 흡입매니폴드부재(5) 및 토출매니폴드부재(6)로 구성된다. 흡입매니폴드부재(5)는 유체흡입구(7)와 유체송액로(8)를 가진다. 토출매니폴드부재(6)는 유체토출구(9)와 유체송액로(10)를 가진다. 본체부(2)는 그 중앙에 중심로드(11)가 왕복운동하도록 효과적으로 지지된다. 중심로드(11)의 양쪽 끝부에는 한쌍의 다이어프램(12, 12)이 부착된다. 각 한쌍의 다이어프램(12)은 만곡형상의 격막부(13)를 가지고, 이는 송액실(14) 및 작동유체실(15)을 형성하는 역활을 한다.

상기 본체부(2)에는 도시되지 않은 전환밸브와 각각 연통하는 연통구(16a, 16b), 전환압 감압구멍(17a, 17b)이 더욱 제공된다. 연통구(16a, 16b)는 작동유체로서의 기능을 하는 압축공기를 전환밸브로부터 작동유체실(15)에 공급하고 전환밸브를 거쳐 작동유체실(15)내의 압축공기를 대기로 방출하는 역할을 한다.

이러한 본체부(2)는 전환압 감압구멍(17a, 17b)을 개폐하기 위하여 그 안에 통합된 개폐밸브체(18)를 갖는 푸시로드(19)를 포함한다. 상기 푸시로드(19)는 코일스프링(20)에 의해 작동유체실(15)을 향하여 돌출되도록 편향되어 있다. 각각의 한쌍의 외측챔버부재(4, 4)에는 그 주변부에, 도 2, 도 3에 확대도시된 바와 같이, 수평방향으로 연장되어 타이로드 스크루부재(21)가 삽입되는 3개의 관통구멍(22) 및 도 3, 도 4에 도시된 바와 같이 상하방향으로 연장되어 타이로드 스크루부재(23, 23)가 삽입되는 한쌍의 관통구멍(24, 24)이 제공된다.

각각의 외측챔버부재(4, 4)에는, 도 3 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 상하방향으로 연장되어 연통로를 형성하는 관통구멍(25)이 그 한쌍의 관통구멍(24, 24) 사이에 형성된다. 또한, 각각의 외측챔버부재(4, 4)의 일측벽에는 송액실(14)을 형성하는 송액실 구성벽(26) 및 상기 송액실 구성벽(26)을 둘러싸는 고리모양 후퇴부(27)를 형성하는 고리모양 벽부(28)가 형성된다. 각각의 한쌍의 외측챔버부재(4, 4)는 두께방향을 따르는 열팽창 및 수축량을 가능한 한 작게 하도록, 얇은 벽부재로 만들어진다.

관통구멍(25)의 하부는 흡입매니폴드부재(5)의 원통부(5a)가 끼워 맞춰지는 끼워맞춤부(29A)로서 작용하고, 관통구멍(25)의 상부는 토출매니폴드부재(6)의 원통부(6a)가 끼워 맞춰지는 끼워맞춤부(29B)로서 작용한다. 관통구멍(25)은 2개의 끼워맞춤부(29A, 29B) 사이에 배치된 반구형상공간(25A)을 통하여 송액실(14)과 연통된다. 2개의 끼워맞춤부(29A, 29B)에는, 볼밸브(30 내지 33)가 각각 배치된다. 각각의 끼워맞춤부(29A, 29B)에는 밸브시트(34)가 제공되고, 상기 밸브시트(34)에는 연통로(35)가 형성된다.

중심로드(11)의 양단부에는, 도 6에 확대하여 도시된 바와 같이, 그 외측면상에 나사부(36)가 형성된다. 중심로드(11)의 재료로는 PPS가 사용될 수 있다. 다이어프램(12)의 재료로는 테프론(등록상표)이 사용될 수 있다.

도 7에 확대하여 도시된 바와 같이, 다이어프램(12)의 중앙부에는 원통부(37)가 형성되고, 또한 나사부(38)가 중심로드(11)의 양단부에 형성된 나사부(36)와 맞물리도록 내부에 형성된다. 이러한 배열에 의하여, 다이어프램(12) 및 중심로드(11)는 서로 체결되어 나사고정연결을 형성한다.

그 원통부(37)의 외측면상에는 나사부(39)가 형성된다. 원통부(37)의 내면상에는 고리모양 단차부(39')가 형성된다. 상기 원통부(37)는 도 8에 확대도시된 링부재(40)에 의해 보강된다.

그 보강링부재(40)의 내면상에는 원통부(37)의 외측면상에 형성된 나사부(39)가 맞물리는 나사부(41)가 형성된다. 보강링부재(40)의 재료로는 PP 또는 PVC가 사용될 수 있다. 보강링부재(40)는 중심로드(11)와 협동하여 양측으로부터 원통부(37)를 클램핑하도록 작용하고, 이에 따라 다이어프램형 펌프장치(1)의 작동중에, 중심로드(11)가 다이어프램(12)으로부터 뽑혀지는 것을 방지할 수 있다. 즉, 이것은 중심로드(11)의 왕복운동에 의해 응력을 받은 원통부(37)가 그 직경이 확대되는 것을 방지한다. 푸시로드(19)의 돌출단은 보강링부재(40)의 한측벽면(40a)을 향하도록 배치된다. 중심로드(11)의 왕복운동중에, 보강링부재(40)는 체적이 감소되는 유체작동실의 푸시로드(19)의 돌출단에 접촉되어, 이 푸시로드(19)를 코일스프링(20)의 편향력에 저항하는 방향으로 이동시켜, 개폐밸브체(18)를 개방시킨다.

다이어프램(12)은 도 7에 도시된 바와 같이, 그 중앙부로부터 격막부(13)를 향하여 점차적으로 벽두께가 얇아지는 특정 형상으로 형성된다. 종래에는, 다이어프램(12)이 소정 두께를 갖는 얇은 테프론(등록상표)판으로 만들어 졌고, 상기 얇은 테프론(등록상표)판을 블로우성형하여, 만곡형상의 격막부가 형성되었으며, 중앙부로부터 격막부(13)를 향하여 서서히 두께가 얇아지는 형상을 채용함으로써, 격막부(13)에 가해지는 응력의 균일화를 제공하게 한다.

격막부(13)는 사전설정된 두께를 갖는 만곡형상으로 형성되고, 그 격막부(13)의 외측에 배치된 주변부(42)는 본체부(2)와 외측챔버부재(4)사이에 클램핑되도록 클램프부로서 역할을 한다. 다이어프램(12)은 또한 주변부(42)의 더 외측에 형성되는 외측둘레부에 형성된 다이어프램의 두께방향을 따라 양쪽을 향하여 연장되는 고리모양 립부(43)를 포함한다.

본체부(2) 및 외측챔버부재(4)는 그것의 두께방향을 따라 클램핑됨에 따라 그 사이에 개재된 다이어프램(12)의 주변부(42)를 구비한 3개의 타이로드 스크루부재(21)에 의해 서로 체결된다.

고리모양 립부(43)는 도 9에 도시된 고리모양나사부재(44)에 의해 고리모양 후퇴부(27)에 밀어 넣어지고, 상기 고리모양 나사부재(44)는 도 10에 도시된 바와같이, 그 내측면에 형성된 나사부(45)를 포함한다. 또한 고리모양 나사부재(44)는 나사진행방향을 따라 고리모양 립부(43)에 직접 접촉하는 가압벽부(46)를 포함한다.

고리모양 후퇴부(27)를 형성하는 고리모양 벽부(28)의 외측면상에는, 고리모양 나사부재(44)의 나사부(45)와 맞물릴 나사부(47)가 도 11에 확대하여 도시된 바와 같이 형성되며, 여기서 고리모양 립부(43)는 본체부(2)와 외측챔버부재(4) 사이의 주변부(42)의 클램핑부(48)를 향하여 고리모양 나사부재(44)에 의해 변형되도록 가압된다. 이 때, 고리모양 립부(43)는 고리모양 벽부(28)를 거쳐 고리모양 나사부재(44)에 의해 균등하게 가압된다.

고리모양 후퇴부(27)에서, 고리모양 립부(43)의 진입구(49)로부터 그것의 최내측부를 향함에 따라 고리모양 립부(43)의 진입로가 점차적으로 좁아지고, 고리모양 벽부(28)의 내측면은 진입구(49)로부터 최내측부를 향함에 따라 고리모양 립부(43)의 진입로가 점차적으로 좁아지도록 테이퍼진면으로 형성된다. 이러한 구성은 점선으로 표시되는 영역으로 형성되는 밀봉면을 제공할 수 있어, 송액될 유체가 본체부(2)와 외측챔버부재(4) 사이의 클램핑부(48)를 통하여 누설되는 것을 방지할 수 있다.

본체부(2)는 고리모양 립부(43)와의 접촉개소에 배치된 0링(50)을 포함하여, 작동유체가 작동유체실(15)로부터 외부로 누출되는 것을 막을 수 있다.

본체부(2)가 수평방향을 따라 한쌍의 외측챔버부재(4, 4)와 접합되고, 고리모양 나사부재(44)를 사용하여 고리모양 립부(42)가 가압 및 변형되어,다이어프램(12)이 본체부(2)와 외측챔버부재(4) 사이에 확실하게 클램핑된 후, 흡입매니폴드부재(5)와 토출매니폴드부재(6)는 4개의 타이로드 스크루부재(23)에 의해 외측챔버부재(4, 4)에 상하방향으로부터 체결된다.

다음은, 상기 다이어프램형 펌프장치(1)의 작동이 일반적으로 설명된다.

이제, 도 1을 참조하면, 전환밸브(도시 생략)로부터 연통구(16b)를 거쳐 오른쪽의 작동유체실(15)에 작동유체로서 작용하는 압축공기가 공급되고, 중심로드(11)가 오른쪽으로 이동중이면, 오른쪽의 작동유체실(15)의 체적이 증가함과 동시에, 왼쪽에 위치된 작동유체실(15)내의 압축공기가 전환밸브를 거쳐 대기에 방출됨에 따라, 왼쪽 작동유체실(15)의 체적이 감소된다고 가정한다. 즉, 이러한 가정하에서, 다이어프램형 펌프장치는 오른쪽에 위치된 송액실(14)의 체적은 축소중인 한편, 왼쪽에 위치된 송액실(14)의 체적은 증가중인 상태에 있다.

이 때, 오른쪽 송액실(14)의 압력이 증가되어, 볼밸브(32)가 흡입매니폴드부재(5)측의 밸브시트(34)와 접촉하게 되고, 볼밸브(33)는 토출매니폴드부재(6)측의 밸브시트(34)로부터 이격됨에 따라, 오른쪽 송액실(14)의 유체가 오른쪽의 관통구멍(25)을 거쳐 화살표 "a"로 표시된 바와 같이 유체토출구(9)로부터 배출된다. 한편, 왼쪽 송액실(14)의 압력이 감소되어, 볼밸브(30)가 흡입매니폴드부재(5)측의 밸브시트(34)로부터 이격되어, 볼밸브(31)가 토출매니폴드부재(6)측의 밸브시트(34)와 접촉함에 따라, 유체흡입구(7)로부터 왼쪽의 관통구멍(25)을 경유하여 화살표 "b"로 표시된 바와 같이 왼쪽 송액실(14)로 유체가 흡입된다.

왼쪽의 보강링부재(40)의 한 측벽면(40a)이 왼쪽의 푸시로드(19)의 돌출단과접촉하면, 왼쪽의 푸시로드(19)가 코일스프링(20)의 편향력에 저항하는 방향으로 이동되고, 개폐 밸브체(18)가 전환압 감압구멍(17a)을 개방시켜, 전환밸브의 전환압실(도시 생략)의 공기가 전환압 감압구멍(17a)을 거쳐 왼쪽의 작동유체실(15)로 유입된 후, 연통구(16a)를 거쳐 대기로 방출되고, 이에 따라 전환밸브가 순간적으로 전환되어, 전환밸브로부터의 압축공기가 연통구(16a)를 경유하여 왼쪽의 작동유체실(15)에 공급되어, 왼쪽의 작동유체실(15)의 체적이 증가한다.

이것은 또한 중심로드(11)를 왼쪽으로 이동시키고, 이러한 중심로드(11)의 왼쪽방향 이동은 왼쪽 송액실(14)의 체적을 축소시켜, 내부의 압력이 증가되어, 볼밸브(30)가 흡입매니폴드부재(5)측의 밸브시트(34)에 접촉하고, 볼밸브(31)가 토출매니폴드부재(6)측의 밸브시트(34)로부터 이격됨에 따라, 왼쪽 송액실(14)의 유체가 왼쪽의 관통구멍(25)을 통하여 유체토출구(9)로부터 배출되게 한다.

한편, 오른쪽 작동유체실(15)의 작동유체는 연통구(16b)를 통하여 전환밸브로부터 대기로 방출되어 상기 챔버의 체적이 감소되고, 오른쪽 송액실(14)의 체적이 증가되어 내부의 압력이 감소함에 따라, 볼밸브(32)가 흡입매니폴드부재(5)측의 밸브시트(34)로부터 이격되고, 볼밸브(33)가 토출매니폴드부재(6)측의 밸브시트(34)와 접촉하게 된다.

이것은 유체가 관통구멍(25)을 통하여 유체흡입구(7)로부터 오른쪽 송액실(14)로 흡입되게 한다. 이 중심로드(11)의 반복된 왕복운동에 의하여, 송액될 어느 한쪽의 송액실(14, 14)에 교대로 흡입됨과 동시에, 어느 한쪽의 송액실(14, 14)에 흡입된 유체가 유체토출구(9)로부터 순차적으로 배출된다. 이러한 다이어프램형 펌프장치(1)의 전환밸브의 작용은, 예를 들어 일본국 특공평 6-31650호 공보에 상세하게 설명된다.

도 12는 본 발명에 따른 다이어프램형 펌프장치(1)의 대안적인 실시예를 나타내는 것으로, 유체흡입구(7)와 유체토출구(9)를 연통시키는 연통로(51, 52)가 본체부(2)에 형성된다.

또한, 송액실(14)은 본체부(2)측에 형성되고, 푸시로드(19)가 또한 배치되는 작동유체실(15)은 외측챔버부재(4)측에 형성된다. 푸시로드(19)의 돌출단은 다이어프램(12)의 중앙부를 향하는 구성으로 만들어진다.

이러한 구성에서, 다이어프램(12)의 중앙부와 푸시로드(19)의 돌출단과의 접촉은 스프링(53)의 편향력에 저항하는 방향으로 푸시로드(19)를 이동시켜, 개폐 밸브체(18)를 개방상태로 만든다. 본체부(2)에는 고리모양 립부(43)의 진입을 수용하는 고리모양 후퇴부(27)를 구성하도록 고리모양 벽부(28)가 형성된다.

외측챔버부재(4)에는 고리모양 나사부재(44)의 가압벽부(46)와 접촉하는 접촉플랜지부(54)가 형성된다. 본체부(2) 및 외측챔버부재(4)는 고리모양 나사부재(44)를 고리모양 벽부(28)의 외측면에 형성된 나사부(47)에 맞물리게 하여, 함께 체결될 수 있다. 이러한 체결시에, 고리모양 립부(43)는 가압벽부(46)에 의해 간접적으로 가압되고, 고리모양 후퇴부(27)로 밀어 넣어진다.

이러한 구성에 따르면, 본체부(2) 및 외측챔버부재(4)는 고리모양 나사부재(44)에 의해서 일체로 함께 체결되기 때문에, 본체부(2)와 외측챔버부재(4)를 수평방향을 따라 일체로 클램핑하기 위한 타이로드스크루부재(21)가 불필요하다.

또한, 이러한 구성에서는 본체부(2) 및 외측챔버부재(4)가 고리모양 나사부재(44)의 회전방향의 전체둘레에 걸쳐 함께 균일하게 체결되므로, 본체부(2) 및 외측챔버부재(4)에 집중적인 방식으로 클램핑압력이 국부적으로 가해지는 것을 방지할 수 있어, 외측챔버부재(4)의 변형을 방지할 수 있다.

청구항 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 기재된 본 발명에 따르면, 다이어프램형 펌프장치가, 다이어프램의 바깥 둘레부에 형성된 고리모양 립부는 고리모양 나사부재를 사용하여, 다이어프램의 벽두께의 대각선방향으로부터 본체부 및 케이싱부재에 대하여 가압되어, 다이어프램의 주변부가 본체부와 케이싱부재 사이에서 클램핑되는 클램핑부를 밀봉하는 구성을 채택함에 따라, 온도변화에 따라 고리모양 립부의 열팽창 및 수축이 그것의 연장방향으로 가능해지므로, 케이싱부재의 재료로서 테프론(등록상표)이 사용되더라도, 작동유체 또는 송액될 유체가 클램핑부를 통하여 외부로 누출되는 것을 방지할 수 있다.

또한, 중심로드의 왕복운동시에, 다이어프램이 본체부와 케이싱부재 사이의 클램핑부로부터 뽑히는 것을 방지할 수 있다.

특히, 청구항 제4항에 기재된 발명에 따르면, 청구항 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 기재된 발명에 비해, 송액될 유체의 누설을 더욱 신뢰성 있는 방식으로 방지할 수 있다.

또한, 청구항 제5항에 기재된 발명에 따르면, 고리모양 나사부재와 고리모양 벽부가 맞물릴 때, 고리모양 립부를 고리모양 후퇴부에 밀어넣을 수 있으므로, 작업능률의 향상될 수 있다.

또한, 청구항 제7항 또는 제8항에 기재된 발명에 따르면, 다이어프램을 만드는 재료로서 테프론(등록상표)이 사용되더라도, 중심로드의 왕복운동시에, 다이어프램으로부터 중심로드가 뽑히는 것을 방지할 수 있다.

특히, 청구항 제9항에 기재된 발명에 따르면, 작동유체가 작동유체실로부터 외부로 누출되는 것을 효과적으로 방지할 수 있다.

본 발명에 따른 다이어프램형 펌프장치를 사용하면, 본체부와 케이싱부재 사이의 다이어프램의 주변부를 클램핑하는 클램핑부를 통하여 작동유체 또는 송액될 유체가 외부로 누출되는 것을 방지할 수 있으며 동시에, 중심로드의 왕복운동시에 본체부와 케이싱부재 사이의 클램핑부로부터 다이어프램의 주변부가 뽑혀지는 것을 방지할 수 있어, 장치의 수명을 연장시킬 수 있다.

Claims

송액실과 작동유체실을 형성하는 격막부를 각각 가지는 한쌍의 디스크형상의 다이어프램; 중심로드가 왕복운동하도록 중심로드를 작동가능하게 지지하고, 상기 각각의 다이어프램은 그것의 중앙부에서 상기 중심로드의 각각의 끝단에 장착되어 있는 본체부; 및 그것의 양측으로부터 상기 본체부를 유지하도록 배치되고, 상기 본체부와 협동하여 상기 각 다이어프램의 주변부를 그 두께방향을 따라 양측으로부터 클램핑하도록 작용하는 한쌍의 케이싱부재를 포함하며, 상기 각각의 작동유체실로 작동유체의 공급전환에 대응하여 상기 중심로드를 왕복시켜, 유체가 유체흡입구를 통하여 흡입되고, 유체토출구로부터 배출되는 다이어프램형 펌프장치에 있어서,

상기 케이싱부재는 테프론(등록상표)재료로 만들어지고, 상기 다이어프램은 그 주변부보다 더 외측에 형성된 외주부에 형성되고, 상기 중심로드의 왕복운동방향을 따라, 또한 상기 다이어프램의 두께방향을 따라 연장되는 고리모양 립부가 형성되며, 상기 케이싱부재 또는 상기 본체부 중의 어느 하나에는 상기 고리모양 립부의 진입을 수용하는 고리모양 후퇴부를 형성하는 고리모양 벽부가 제공되는 것을 특징으로 하는 다이어프램형 펌프장치.
제1항에 있어서,

상기 케이싱부재는 상기 송액실을 거쳐 상기 유체흡입구와 상기 유체토출구 사이를 연통시키기 위하여 그 내부에 형성된 연통로를 가지는 것을 특징으로 하는다이어프램형 펌프장치.
제1항에 있어서,

상기 본체부에는 상기 송액실을 거쳐 상기 유체흡입구와 상기 유체토출구 사이를 연통시키기 위하여 그 내부에 형성된 연통로를 가지는 것을 특징으로 하는 다이어프램형 펌프장치.
제1항에 있어서,

상기 고리모양 벽부의 외측면상에 나사부가 형성되고, 고리모양 나사부는 상기 본체부와 상기 케이싱부재 사이의 클램핑부를 향하여 상기 고리모양 립부를 가압시키는 상기 나사부재와 맞물리는 것을 특징으로 하는 다이어프램형 펌프장치.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 고리모양 후퇴부는 진입구로부터 최내측부를 향하여 상기 고리모양 립부의 진입로가 점차적으로 좁아지게 만들어지도록 형성되는 것을 특징으로 하는 다이어프램형 펌프장치.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 고리모양 나사부재는 상기 고리모양 립부를 상기 고리모양 후퇴부에 밀어넣기 위하여 나사진행방향을 따라 직접 또는 간접적으로 상기 고리모양 립부를가압하는 가압벽부를 갖는 것을 특징으로 하는 다이어프램형 펌프장치.
제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 다이어프램은 테프론(등록상표)으로 만들어지는 것을 특징으로 하는 다이어프램형 펌프장치.
제7항에 있어서,

상기 다이어프램의 중앙부에는 원통부가 형성되고 또한 상기 중심로드의 나사부와 맞물리도록 상기 원통부의 내측면상에 나사부가 형성되고, 상기 원통부의 외측부상에는 또 다른 나사부가 형성되며, 보강링부재는 상기 중심로드와 협동하여 양쪽으로부터 클램핑되도록 상기 원통부의 상기 외측면상에 형성된 상기 나사부와 맞물리고, 상기 중심로드는 PPS로 만들어지는 것을 특징으로 하는 다이어프램형 펌프장치.
제8항에 있어서,

상기 보강링부재는 PP 또는 PVC로 만들어지는 것을 특징으로 하는 다이어프램형 펌프장치.
제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,

O링은 상기 본체부와 상기 고리모양 립부의 접촉개소에 설치되어 있는 것을특징으로 하는 다이어프램형 펌프장치.