KR20110027707A

KR20110027707A - 펌프

Info

Publication number: KR20110027707A
Application number: KR1020107028919A
Authority: KR
Inventors: 마르무스 에른스트 쿠니
Original assignee: 가르트너 덴버 쇼프하임 게엠베하
Priority date: 2008-06-25
Filing date: 2009-06-04
Publication date: 2011-03-16
Also published as: WO2009156051A1; DE102008029822A1; WO2009156051A8; JP2011525582A; KR101580000B1; US20090324437A1; JP5368553B2; CN102066755B; EP2304237B1; EP2304237A1; US8147225B2; CN102066755A; ATE540224T1

Abstract

본 발명은 펌프와 펌프용 밸브 유닛에 관한 것으로서, 상기 펌프는 하우징(3); 유체를 전달하기 위해 상기 하우징(3) 내에 위치된 작동 챔버(5); 유체를 상기 작동 챔버(5) 내로 안내하기 위해 상기 작동 챔버(5)와 유체 연결상태에 있는 흡입 채널(6); 상기 흡입 채널(6) 내에 배열된 밸브 유닛; 및 유체를 상기 작동 챔버(5)로부터 배출하도록 안내하기 위해 상기 작동 챔버(5)와 흐름 연결상태에 있는 압력 채널을 포함하며, 상기 밸브 유닛은 가이드 바디(21); 상기 가이드 바디(21) 내에서 이동을 위해 안내되며 상기 이동을 제한하기 위해 하나 이상의 변위 스톱장치(38)를 포함하는 제한 부재(22); 상기 흡입 채널(6) 내로의 유체 흐름을 조절하기 위해 개방 위치와 밀봉 위치 사이에서 이동가능한 밸브(23); 및 상기 제한 부재(22)를 상기 밸브(23)의 밀봉 위치 방향으로 가압하는 압력 부재(24)를 포함하고, 상기 밸브(23)는 이동을 위해 안내된다.

Description

펌프{PUMP}

본 발명은 펌프 및 펌프용 밸브 유닛에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 발명은 진공 펌프 또는 압축기 및 이러한 타입의 진공 펌프 또는 압축기용 논-리턴 밸브 유닛에 관한 것이다.

공지된 것과 같이, 이러한 타입의 펌프들은 유체를 전달하기 위해 사용될 수 있다. 본 명세서에서, 용어 "유체(fluid)"는 액체, 가스 또는 액체-가스 혼합물과 같은 매질(medium)을 가리킨다. 통상적으로, 논-리턴 밸브(non-return valve)는 펌프의 작동이 정지되고 난 뒤 유체의 역류를 방지하기 위해 펌프의 흡입부 상에 배열된다. 이렇게 진공 펌프 내에 논-리턴 밸브를 배열시키면 펌프의 흡입부 상에 단지 매우 낮은 압력만이 존재하게 되는 문제점을 야기한다. 논-리턴 밸브가 한편으로는 안정적인 밀봉력을 제공하지만, 다른 한편으로는 논-리턴 밸브에는 압력 손실이 전혀 없어야 하거나 또는 압력 손실 정도가 매우 낮아야 한다. 심지어 미세한 양의 압력 손실도 이미 진공 펌프의 초진공(ultimate vacuum) 상태를 얻을 가능성을 떨어뜨린다.

진공 펌프에는 종종 스프링이 장착된 논-리턴 밸브들이 설치된다. 여기에 사용되는 스프링들은 오직 아주 작은 양의 압력 손실만을 야기하면서 특정 흐름의 경우에 논-리턴 밸브가 쉽게 개방되게 하기 위해 작은 스프링 강성계수를 가져야 한다. 펌프의 작동이 정지되고 난 뒤, 스프링은 약하지만 밀봉되게 밸브 시트에 대해 밸브 디스크를 눌러야 한다. 하지만 이러한 성질을 가진 스프링을 공정-안전 방식으로 제작하는 것은 매우 어렵다.

본 발명의 목적은 펌프의 밸브 유닛이 사용하기에 특히 안정적이며 공정-안전 방식으로 제작할 수 있도록 펌프를 개발하는 데 있다. 본 발명의 또 다른 목적은 펌프에 상응하는 펌프용 밸브 유닛을 제작하는 데 있다.

이러한 목적들은 본 발명에 따른 청구항 제 1항과 제 15항에 기술된 특징들에 의해 구현된다. 본 발명의 핵심은 밸브 유닛을 이동시키기 위해 제한 부재(limiting element)를 안내하는 가이드 바디(guide body)를 가진 밸브 유닛을 제공하는 데 있다. 상기 제한 부재는 하나 이상의 변위 스톱장치(displacement stop)를 가진다. 또한 가이드 바디를 통해 이동시키기 위해 밸브가 안내되는 것이 바람직하다.

본 발명의 또 다른 바람직한 구체예들이 종속항들에서 기술된다.

본 발명의 바람직한 구체예는 첨부된 도면을 참조하여 하기에서 기술될 것이다.

도 1은 본 발명의 펌프를 도시한 투시도로서, 펌프의 밸브 유닛은 흡입부 상에서 부분적으로 절단된 도면으로 도시된다.
도 2는 도 1에서 부분적으로 절단되어 도시된 밸브 유닛을 확대하여 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 밸브 유닛을 도시한 투시도이다.
도 4는 장착 위치에 있는 밸브 유닛을 확대하여 도시한 단면도로서, 밸브 유닛의 밸브는 밀봉 위치에 있다.
도 5는 도 4와 유사하게 도시한 도면으로서, 밸브는 개방 위치에 있다.

도 1에서 볼 수 있듯이, 펌프(1)를 작동시키기 위해 구동 모터(2)가 펌프(1)에 플랜지 연결된다. 상기 구동 모터(2)는 통상적으로 전기 회전 구동부(electric rotary drive)이다.

이 구체예에서, 펌프(1)는 진공상태를 생성할 수 있는 진공 펌프이다. 진공 펌프(1)는 회전 압축기 진공 펌프로서 설계된다. 보다 구체적으로, 진공 펌프(1)는 만유식(oil-flooded) 회전-베인 진공 펌프이다. 하지만 본 발명은 그 외의 다른 펌프를 사용하여 구현될 수도 있다.

도 1 내지 5에서 볼 수 있듯이, 펌프(1)는 주물 재료로 주조된 하우징(3)을 가지며 에어 슬롯(air slot)들을 가진 커버(4)에 의해 둘러싸인다. 실질적으로 닫힌 작동 챔버(5)가 상기 하우징(3) 내에 배열되며, 회전을 위해 로터가 상기 작동 챔버(5) 내에 장착된다. 상기 로터는 구동 모터(2)의 수평 구동 샤프트에 의해 수평의 중앙 종축 주위로 회전하도록 구동가능하다. 상기 로터는 회전-베인 가이드(rotary-vane guide)들을 포함하며, 이동을 위해 회전-베인이 상기 회전-베인 가이드 내에서 안내된다. 작동 챔버(5)는 도면에서 오직 일부만이 도시된다.

전달되거나 또는 압축되어야 하는 유체가 작동 챔버(5)로 유입될 수 있는 흡입 채널(6)이 작동 챔버(5)와 흐름 연결상태(flow connection)에 있다. 상기 흡입 채널(6)은 실질적으로 원형의 흐름 횡단면을 가지며 커넥터(7)에 의해 외부를 향해 반경 방향으로의 경계가 결정된다. 더 넓은 의미에서, 하우징(3)의 구성요소로서 간주되는 커넥터(7)는 밀봉 링(8)에 의해 유체가 새지 않는 방식으로 상기 하우징(3)의 상부에 위치된다. 상기 커넥터(7)와 흡입 채널(6)은 공통적인 중앙 종축(9)을 가진다.

더 자세하게 보면, 상기 커넥터(7)는 실질적으로 회전 본체(rotary body)로서 설계된다. 상기 커넥터(7)는 하부 방향을 향하는 접촉 면(10)을 포함하는데, 상기 접촉 면(10) 내에 밀봉 링(8)이 배열된다. 상기 접촉 면(10)은 하우징(3)의 상응하는 상측 부분과 표면 대 표면 방식으로 접촉하고 유체가 새지 않는 방식으로 접촉하도록 제공되며, 상기 상측 부분은 하우징(3) 내에서 흐름 개구부(11)를 둘러싼다.

상기 접촉 면(10)은 내부 고정 부분(12)과 접하고 있으며 이어서 이동 부분(13)과 접하고 있다. 상기 이동 부분(13)은 상기 고정 부분(12)보다 훨씬 더 길다. 흐름의 횡단면은 상기 이동 부분(13) 전반에 걸쳐 실질적으로 일정하다. 상기 이동 부분(13)은 원형의 흐름 횡단면이 일정하게 줄어드는 밸브-시트 부분(14)과 접하고 있으며 상기 밸브-시트 부분(14)과 접하고 있는 중간 부분(15)은 상기 이동 부분(13)보다 훨씬 더 작은 흐름 횡단면을 가진다. 상기 이동 부분(13)은 환형의 숄더(50)에 의해 밸브-시트 부분(14) 내로 연장된다. 상기 중간 부분(15)은 상기 중간 부분(15)보다 더 작은 흐름 횡단면을 가진 외부 유입 부분(16)과 접하게 된다.

유입 부분(16)의 자유 단부에서, 커넥터(7)는 정사각형의 단부 플레이트(17)를 가지는데, 상기 단부 플레이트(17)는 이에 상응하는 커버(4)의 상부 수용 리세스(18) 내에 배열된다. 상기 단부 플레이트(17)는 네 개의 조임 나사(19)들에 의해 하우징(3)에 죄어진다.

유입 부분(16), 중간 부분(15), 밸브-시트 부분(14), 이동 부분(13), 고정 부분(12) 및 흐름 개구부(11)는 모두 흡입 채널(6)을 형성한다. 커넥터(7)는 일체형으로 형성되며 주물 재료로부터 주조되는 것이 바람직하다.

흡입 채널(6) 내의 유체 흐름을 조절하기 위해 밸브 유닛이 흡입 채널(6) 내에 배열된다. 이에 따라 펌프(1)의 흡입부 상에 배열되는 밸브 유닛의 기능은, 특히, 펌프(1)가 더 이상 작동되지 않을 때 흡입 채널(6)을 통해 작동 챔버(5)로부터 유체가 역류되는 것을 방지하는 것이다.

밸브 유닛은 제자리에 고정될 수 있도록 고정 부분(12)과 맞물린 가이드 바디(21)를 포함한다. 상기 밸브 유닛은 상기 가이드 바디(21) 내에서 축방향 이동을 위해 안내되는 제한 부재(22), 가이드 바디(21)를 통해 축방향 이동을 위해 안내되는 밸브(23), 및 상기 제한 부재(22)와 가이드 바디(21)와 접촉하고 있는 압력 부재(24)를 추가로 포함한다. 상기 밸브 유닛은 흡입 채널(6)의 중앙 종축(9)과 실질적으로 일직선상에 있는 중앙 종축(25)을 가진다. 앞서 사용된 용어 "축방향(axial)" 및 "반경방향(radial)"은 상기 중앙 종축(25)에 대한 방향을 가리킨다. 제한 부재(22)와 밸브(23)는 이들의 공통의 중앙 종축(25)을 따라 서로에 대해 축방향으로 이동가능하다.

가이드 바디(21)의 중앙에서, 바람직하게는 일체형으로 형성되고 플라스틱으로 제조된 가이드 바디(21)는 축방향으로 개방된 가이드 부싱(26)을 가지며, 상기 가이드 부싱(26)은 원형의 횡단면을 가진 수용 챔버(27)의 외부를 향해 반경 방향으로의 경계를 결정한다. 상기 가이드 부싱(26) 내에 세 개의 축방향 가이드 홈(28)들이 형성되며, 이 가이드 홈(28)들은 상기 수용 챔버(27)로부터 반경 방향으로 외부를 향해 연장된다. 가이드 부싱(26)의 내측 벽(29)의 주변을 가로질러 서로로부터 동일한 거리에 가이드 홈(28)들이 배열되며, 이 가이드 홈(28)들은 중앙 종축(25)을 따라 가이드 부싱(26)의 전체 축방향 높이를 가로질러 연장된다. 반경 방향으로 외부를 향하는 고정 링(31)이 수 개의 캐리어 웹(30)들에 의해 가이드 부싱(26)에 연결되며, 상기 고정 링(31)은 가이드 부싱(26)을 둘러싼다. 서로로부터 동일한 거리에 캐리어 웹(30)들이 배열되고, 상기 캐리어 웹(30)들은 가이드 부싱(26)으로부터 반경 방향으로 외부를 향해 고정 링(31)으로 연장된다. 각각의 경우에서, 캐리어 웹(30)들 사이에 흐름 개구부(32)들이 배열되며, 상기 흐름 개구부(32)들은 고정 링(31)과 가이드 부싱(26)에 의해서도 경계가 결정된다. 고정 링(31)의 높이는 가이드 부싱(26)의 높이보다 더 낮다. 고정 링(31)의 외측 직경과 높이는 고정 링(31)이 고정 부분(12)과 적어도 부분적으로 맞물릴 수 있도록 크기가 결정진다. 고정 링(31)은 고정 부분(12) 내에 수용되는데, 이 고정 링(31)으로 인해 가이드 바디(21)는 흡입 채널(6) 내에서 정해진 축방향 및 반경 방향 위치에 고정된다. 가이드 바디(21)에는 축방향 고정을 위한 스냅-인 보스(snap-in boss)들이 추가로 제공된다. 고정 링(31)의 하부 접촉 면(33)은 거리가 떨어진 접촉 돌출부(51)들 위에 배열되며, 이 접촉 돌출부(51)들은 하우징(3)과 일체형으로 구성되고 흐름 개구부(11)의 중심 방향으로 반경 방향으로 돌출한다. 상기 하부 접촉 면(33)은 커넥터(7)의 접촉 면(10)과 나란하게 정렬된다. 게다가, 커넥터(7)의 하우징(3)과 가이드 바디(21) 사이에서는 상대적인 회전운동도 가능하다.

제한 부재(22)도 일체형으로 형성되고 플라스틱으로 제조되는 것이 바람직하다. 제한 부재(22)는 축방향으로 개방된 수용 개구부(35)의 외부를 향해 반경 방향으로의 경계를 결정하고 닫힌 주변을 가진 상부 캐리어 링(34)을 포함한다. 상기 캐리어 링(34)으로부터 세 개의 서포트 웹(36)들이 반경 방향으로 외부를 향해 돌출한다. 이 서포트 웹(36)들은 캐리어 링(34)을 가로질러 서로 동일한 거리에 배열된다. 게다가, 세 개의 가이드 풋(guide foot, 37)들은 캐리어 링(34)으로부터 축방향으로 하부를 향해 연장되는데, 상기 가이드 풋(37)들은 가이드 풋(37)들의 길이를 가로질러 서로로부터 일정한 거리를 가지고 캐리어 링(34)의 주변을 가로질러 동일한 거리에 배열된다. 각각의 가이드 풋(37)들로부터 반경 방향으로 외부를 향해 변위 스톱장치(38)가 연장되는데, 이 변위 스톱장치(38)는, 각각의 경우, 가이드 풋(37)들의 하부 자유 단부에 형성되며 상기 변위 스톱장치(38)에는 상부방향을 향하는 스톱장치 면(39)이 제공된다. 가이드 풋(37)들은 수용 챔버(27)를 관통하며 축방향 이동을 위해 가이드 풋(37)들이 안내되는 가이드 바디(21)의 가이드 홈(28)들과 맞물린다. 이와 같이 맞물리기 때문에 가이드 바디(21)와 제한 부재(22) 사이에는 상대적인 회전운동이 방지된다. 변위 스톱장치(38)들은 가이드 바디(21) 밑에 배열된다. 하부를 향하는 환형의 스톱장치 면(40)이 가이드 바디(21)의 바닥에 형성되며, 이 환형의 스톱장치 면(40)은 가이드 부싱(26)의 일부분을 형성하고 상기 변위 스톱장치(38)들의 상부방향을 향하는 스톱장치 면(39)들과 상호작용할 수 있다. 다른 한편으로, 캐리어 링(34)은 가이드 바디(21) 위에 배열된다.

위에서 언급한 압력 부재(24)는 나선형의 압축 스프링이다. 상기 압력 부재(24)는 한편으로는 가이드 바디(21)의 상부에 위치되고 다른 한편으로는 서포트 웹(36)들의 하측면에 대해 위치된다. 상기 압력 부재(24)는 캐리어 링(34)을 축방향으로 고정된 가이드 바디(21)로부터 멀어지도록 중앙 종축(25) 방향으로 밀 수 있다. 이 압력 부재(24)는 가이드 풋(38)들의 외부를 둘러싸며 가능한 최대로 낮은 스프링 계수(spring rate)를 가진다. 압력 부재(24)는 가이드 바디(21)와 제한 부재(22) 사이에 탈착 불가능한 방식으로 결합된다.

일체형 논-리턴 밸브로서 작용하는 상기 밸브(23)는 상부 밸브 디스크(41)와 상기 밸브 디스크(41)로부터 멀어지도록 축방향으로 하부를 향해 연장되는 밸브 스템(42)을 포함한다. 밸브 디스크(41)는 밸브 디스크(41)의 중심(43)으로부터 하부 방향으로 경사진 방향으로 반경 방향으로 외부를 향해 연장되는 우산과 유사한 형태를 가지며, 밸브 디스크(41)의 최고점은 밸브 디스크(41)의 중심(43) 내에 위치된다. 밸브 디스크(41)는 반경 방향으로 형성된 외부 환형 주변 영역(44)을 가지며, 이 주변 영역(44)은 밸브 디스크(41)가 이동 부분(13) 내에서 상기 주변 영역(44)을 따라 이동할 수 있도록 크기가 정해진다. 상기 밸브 디스크(41)의 주변 영역(44) 내에 밀봉 링(45)이 수용된다. 밸브(23)가 밀봉 위치에 있을 때, 상기 밀봉 링(45)은 밸브 디스크(41)에 의해 밸브-시트 부분(14) 가까이에 있는 흡입 채널(6)에서 유체가 새지 않도록 밀봉되기 위해 상기 밸브-시트 부분(14)과 밀봉되어 협력한다(sealingly cooperate). 반면, 밸브(23)가 개방 위치에 있을 때는, 유체는 이동 부분(13) 내에서 밸브 디스크(41) 주위로 흐를 수 있다.

가이드 바디(21)의 수용 챔버(27)와 제한 부재(22)의 수용 개구부(35)를 관통하지만 내부에서 축방향으로도 이동가능한 밸브 스템(22)은 외부에 대해 개방되고 서로로부터 동일한 거리에 배열된 세 개의 축방향 가이드 홈(46)들을 포함한다. 상기 가이드 홈(46)들은 제한 부재(22)와 밸브 스템(42) 사이에서 상대적인 회전운동을 방지하기 위해 제한 부재(22)의 가이드 풋(37)들과 맞물린다. 또한, 밸브 디스크(41)의 하측면에 수 개의 보강 웹(47)들이 형성되며, 이 보강 웹(47)들은 밸브 스템(42)으로부터 주변 영역(44)을 향해 반경 방향으로 외부를 향해 연장된다.

밑에서 펌프(1) 특히 밸브 유닛의 기능이 기술된다. 이미 언급한 것과 같이, 작동 챔버(5) 내에 배열된 로터는 구동 모터(2)에 의해 회전하도록 설정될 수 있으며 이에 따라 각각 펌핑 효과 또는 압축 효과가 구현될 수 있다. 이 과정에서, 전달되거나 또는 압축되어야 하는 유체는 흡입 채널(6)에 통해 흐름 방향(20)으로 작동 챔버(5) 내로 안내된다. 흐름 방향(20)에서 볼 때, 유체는 유입 부분(16), 중간 부분(15), 밸브-시트 부분(14), 이동 부분(13) 및 고정 부분(12) 뿐만 아니라 흐름 개구부(11)를 통과한다. 이미 언급한 것과 같이, 밸브 유닛은 흡입 채널(6) 내에 배열된다. 그 뒤, 유체는 로터의 회전하고 있는 회전-베인들에 의해 작동 챔버(5) 주위로 이동된다. 이 전달 과정에서, 유체는, 각각의 경우, 두 개의 인접한 회전-베인들과 하우징(3) 사이에 갇히고, 이에 따라 상기 회전-베인들과 하우징(3)은 회전 동안 유체가 압축되는 펌핑 셀(pumping cell)을 형성한다.

유입되는 유체는 유체를 향하는 밸브 디스크(41)의 상측 면에 흐름 방향(20)으로 작용하는 힘을 가하여, 밀봉 링(45)이 밸브-시트 부분(14)으로부터 올라갈 수 있게 한다. 따라서 밸브(23)는 밸브-시트 부분(14)에 대해 하부를 향해 도 5에 도시된 개방 위치로 이동된다. 유체는 밸브 디스크(41) 주위로, 엄밀히 말하면, 이동 부분(13) 내에 배열된 밸브 디스크(41)의 방사형 외측 주변 영역(44)을 따라 일정하게 흐를 수 있다. 이 유체는 가이드 바디(21) 내에 형성된 흐름 개구부(32)들을 통해 작동 챔버(5) 내로 유입될 수 있다. 유체가 작동 챔버(5)를 향해 흐를 때, 유체는 고정 링(31)의 외측 주위로 흐른다. 작동 챔버(5) 내에서, 유체는 로터에 의해 이동되고 그 뒤 압력 채널 또는 배출 채널에 의해 작동 챔버(5)로부터 배출된다. 도 1에 따르면, 펌프(1)에는 유체가 통과하는 압력부 상에 오일-제거 장치(48)가 장착된다. 세척 후에, 유체는 배출 커넥터(49)에 의해 상기 오일-제거 장치(48)로부터 배출된다. 오일-제거 장치(48)는 오직 오일-윤활식 펌프(1)에 연결되어 사용된다.

또한 도 5에 도시된, 제한 부재(22)의 스톱장치 면(39)은 밸브(23)가 개방 위치에 있을 때 가이드 바디(21)의 스톱장치 면(40)으로부터 올라간다. 압력 부재(24)가 압축되어, 유입 흐름 방향(20)에 대해 반대방향으로 서포트 웹(36)들의 하측면에 힘이 가해지고, 그 결과 제한 부재(22)는 가이드 바디(21)에 의해 밸브-시트 부분(14) 방향으로 작동한다. 가이드 바디(21)는 밸브(23)가 밸브(23)의 최대 개방 위치에 있을 때 제한 부재(22)를 위한 축방향 스톱장치를 형성한다. 또한, 제한 부재(22)는 최대 개방 위치에 있을 때 밸브(23)를 위한 축방향 스톱장치를 형성한다.

유입되는 유체의 흐름 속도 또는 밸브 디스크(41)에 가해지는 힘이 각각 감소될 때, 밸브(23)는 그와 유사하게 이동되는 제한 부재(22)에 의해 유입 흐름 방향(20)에 대해 반대 방향으로 중앙 종축(25)을 따라 밸브-시트 부분(14)을 향해 이동 부분(13)을 따라 이동된다. 이를 위해 필요한 힘이 서포트 웹(36)들을 통해 압력 부재(24)에 의해 제한 부재(22)에 가해진다. 밸브(23)의 밸브 디스크(41)가 서포트 웹(36)들의 상부에 위치되기 때문에, 밸브(23)가 밸브-시트 부분(14)을 향해 이동될 수 있게 한다. 밸브(23)는 밸브(23)의 밀봉 위치에 도달하지 못하지만, 밸브(23)는 상기 밀봉 위치로부터 축방향 거리에서 개방 위치에서 이동 부분(13) 내에 위치된다. 변위 스톱장치(38)들의 스톱장치 면(39)들은 가이드 바디(21)의 스톱장치 면(40)과 표면 대 표면 방식으로 접촉하고 있다. 하지만 상기 변위 스톱장치(38) 또는 변위 스톱장치의 스톱장치 면(39)들은, 이러한 흐름 상태에서, 제한 부재(22)가 압력 부재(24)의 최대 길이 또는 최대 연장부를 형성하면서, 서포트 웹(36)들의 상부 위에 배열된 밸브 디스크(41) 또는 밸브 디스크(41)의 밀봉 링(45)이 밸브-시트 부분(14)으로부터 축방향으로 거리가 떨어진 상태로 유지되도록 배열된다. 이에 따라, 제한 부재(22)는 밸브(23)의 밀봉 위치를 향해 압력 부재(22)의 최대 축방향 연장부를 제한하며, 밸브(23) 및/또는 밸브 디스크(41)는 밀봉 위치를 향해 중앙 종축(25)을 따라 더 멀리 자유롭게 이동된다. 밸브 디스크(41)의 자체 중량으로 인해, 밸브 디스크(41)는 서포트 웹(36)들의 상부에 위치된다. 따라서 압력 부재(24)의 스프링 예비인장력이 상기 제한 부재(22)에 의해 완전히 흡수되기 때문에 펌프(1)의 초진공(ultimate vacuum) 상태가 안정적으로 구현될 수 있다.

구동 모터(2)의 작동이 정지되어 펌프(1)가 더 이상 작동되지 않을 때, 밸브 디스크(41)는 흡입 채널(6) 내의 압력차와 회수되는 유체에 의해 밸브-시트 부분(14)에 대해 가압된다. 그러면 밀봉 링(45)이 밸브-시트 부분(14)과 밀봉 접촉되어, 흡입 채널(6)을 거쳐 밸브 디스크(41)를 통해 유체가 역류되는 것이 방지된다. 밸브 디스크(41)는 서포트 웹(36)들로부터 축방향으로 거리가 떨어진 위치로 올라간다. 위에서 기술한 위치와 대조해 보면, 밸브 디스크(41)는 제한 부재(22)에 의해 유입 흐름 방향(20)에 대해 반대편 방향으로 중앙 종축(25)을 따라 이동되었다. 밸브 디스크(41)가 서포트 웹(36)들로부터 축방향으로 거리가 떨어진 위치로 올라가는 경우에만 밸브(23)의 밀봉 위치가 도달될 수 있다. 밸브 디스크(41)가 서포트 웹(36)들로부터 올라가서 밸브 디스크(41)의 밀봉 위치에 도달할 때, 제한 부재(22)와 밸브(23) 사이에는 상대적인 축방향 변위(relative axial displacement)가 발생한다. 밸브(23)에는 상기 축방향의 밀봉 이동을 제한하기 하기 위해 스톱장치가 제공되지 않는다. 밀봉 위치에서, 밀봉 링(45)은 흡입 채널(6)이 완전히 밀봉되도록 밸브-시트 부분(14)과 유체가 새지 않는 방식으로 접촉하고 있다. 압력 부재(24)는 펌프(1)의 초진공 상태를 얻는데 있어서 영향을 미치지 못한다. 여기서, 변위 스톱장치(38)의 스톱장치 면(39)들도 가이드 바디(21)의 스톱장치 면(40)과 표면 대 표면 방식으로 접촉하고 있다.

펌프가 다시 작동될 때, 밸브 디스크(41)는 흡입 채널(6)을 다시 개방시키기 위해, 반대 순서로, 흐름 방향(20)으로 밸브-시트 부분(14)으로부터 축방향으로 멀어지도록 이동된다. 밸브 디스크(41)가 밸브 디스크(41)의 밀봉 위치로부터 나와서 서포트 웹(36)들로 접근할 때, 제한 부재(22)와 밸브(23) 사이에는 상대적인 축방향 변위가 발생한다.

또한 압력 부재(24)는 엘라스토머 재료로 제조된 링과 같은 그 외의 다른 탄성 부재들에 의해 형성될 수 있다.

위에서 기술된 구체예에서, 밸브 유닛은 세 개의 가이드 홈(28)에서 이동을 위해 안내되는 세 개의 가이드 풋(37)들을 포함한다. 게다가, 제한 부재(22)는 밸브 디스크(41)를 지지하기 위해 세 개의 서포트 웹(36)들을 포함한다. 대안으로, 그 외의 다른 개수의 구성요소들도 고려할 수 있다. 예를 들어, 각각의 경우에서, 밸브 유닛은 위에서 언급한 세 개의 구성요소들 외에도, 두 개 또는 그보다 많은 구성요소들을 포함할 수 있다.

Claims

펌프에 있어서,
상기 펌프는:
a) 하우징(3)을 포함하고;
b) 유체를 전달하기 위해 상기 하우징(3) 내에 위치된 작동 챔버(5)를 포함하며;
c) 유체를 상기 작동 챔버(5) 내로 안내하기 위해 상기 작동 챔버(5)와 유체 연결상태에 있는 흡입 채널(6)을 포함하고;
d) 상기 흡입 채널(6) 내에 배열된 밸브 유닛을 포함하며,
상기 밸브 유닛은:
i) 가이드 바디(21)를 포함하고;
ii) 상기 가이드 바디(21) 내에서 이동을 위해 안내되며 상기 이동을 제한하기 위해 하나 이상의 변위 스톱장치(38)를 포함하는 제한 부재(22)를 포함하고;
iii) 상기 흡입 채널(6) 내로의 유체 흐름을 조절하기 위해 개방 위치와 밀봉 위치 사이에서 이동가능한 밸브(23)를 포함하며, 상기 밸브(23)는 이동을 위해 안내되고; 및
iv) 상기 제한 부재(22)를 상기 밸브(23)의 밀봉 위치를 향하는 방향으로 가압하는 압력 부재(24)를 포함하며; 및
e) 유체를 상기 작동 챔버(5)로부터 배출하도록 안내하기 위해 상기 작동 챔버(5)와 흐름 연결상태에 있는 압력 채널을 포함하는 펌프.
제 1항에 있어서,
상기 가이드 바디(21)는 상기 하우징(3) 내에 고정되도록 장착되는 것을 특징으로 하는 펌프.
제 1항 또는 제 2항에 있어서,
상기 제한 부재(22)는 상기 압력 부재(24)와 협력하기 위해 하나 이상의 서포트 웹(36)을 포함하는 것을 특징으로 하는 펌프.
제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 압력 부재(24)는 상기 가이드 바디(21)에 대해 지지되는 것을 특징으로 하는 펌프.
제 1항 내지 제 4항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 밸브(23)는 밸브 디스크(41)와 밸브 디스크(41)에 연결된 밸브 스템(42)을 포함하는 것을 특징으로 하는 펌프.
제 5항에 있어서,
상기 제한 요소(22)는 하나 이상의 변위 스톱장치(38)를 포함하며, 상기 하나 이상의 변위 스톱장치(38)는 상기 밸브(23)의 밀봉 위치에서 상기 밸브 디스크(41)가 상기 제한 부재(22)로부터 올라가도록 배열되는 것을 특징으로 하는 펌프.
제 5항 또는 제 6항에 있어서,
밸브-시트 부분(14)이 상기 하우징(3) 내에 형성되며, 상기 밸브-시트 부분(14)은 상기 밸브(23)가 밀봉 위치에 있을 때 상기 밸브 디스크(41)와 접촉상태에 있는 것을 특징으로 하는 펌프.
제 1항 내지 제 7항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제한 부재(22)와 상기 밸브(23)는 공통의 중앙 종축(25)을 가지며, 상기 제한 부재(22)와 상기 밸브(23)는 상기 중앙 종축(25)을 따라 이동가능한 것을 특징으로 하는 펌프.
제 8항에 있어서,
상기 제한 부재(22)와 상기 밸브(23)는 상기 공통의 중앙 종축(25)을 따라 서로에 대해 이동가능한 것을 특징으로 하는 펌프.
제 1항 내지 제 9항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 밸브(23)는 상기 가이드 바디(21)를 통해 이동하도록 안내되는 것을 특징으로 하는 펌프.
제 1항 내지 제 10항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 가이드 바디(21)와 상기 제한 부재(22)는 서로에 대해 상대적인 회전운동을 방지하기 위해 서로 맞물려 있는 것을 특징으로 하는 펌프.
제 1항 내지 제 11항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제한 부재(22)와 상기 밸브(23)는 서로에 대해 상대적인 회전운동을 방지하기 위해 서로 맞물려 있는 것을 특징으로 하는 펌프.
제 1항 내지 제 12항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제한 부재(22)는 상기 밸브(23)를 위한 축방향 스톱장치를 가지는 것을 특징으로 하는 펌프.
제 1항 내지 제 13항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제한 부재(22)는 상기 압력 부재(24)의 최대 축방향 연장부(extension)를 형성하는 것을 특징으로 하는 펌프.
펌프용 밸브 유닛에 있어서,
상기 밸브 유닛은:
a) 가이드 바디(21)를 포함하고;
b) 상기 가이드 바디(21) 내에서 이동을 위해 안내되며 상기 이동을 제한하기 위해 하나 이상의 변위 스톱장치(38)를 포함하는 제한 부재(22)를 포함하고;
c) 흡입 채널(6) 내의 유체 흐름을 조절하기 위해 개방 위치와 밀봉 위치 사이에서 이동가능한 밸브(23)를 포함하며, 상기 밸브(23)는 이동을 위해 안내되고; 및
d) 상기 제한 부재(22)를 상기 밸브(23)의 밀봉 위치 방향으로 가압하는 압력 부재(24)를 포함하는, 펌프용 밸브 유닛.