KR20180046906A - 유동 조절 펌프, 시스템 및 방법 - Google Patents

유동 조절 펌프, 시스템 및 방법 Download PDF

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토드 에이. 앤더슨
부 케이. 응우옌
폴 에프. 보쉐르트
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그라코 미네소타 인크.
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Abstract

본 발명의 조절기 펌프는 유출로부터의 유입 분리를 제공하여, 하류 압력이 상류 압력에 의해 영향을 받지 않는다. 조절기 펌프는 출구 밸브가 폐쇄 위치에 남아 있는 상태에서, 입구 밸브를 통해 유체를 수용한다. 유체는 조절기 펌프가 완충될 때까지 조절기 펌프로 계속 유동한다. 조절기 펌프가 유체로 충전된 상태에서, 입구 밸브는 폐쇄 위치로 시프트하여, 조절기 펌프 챔버를 유체 소스로부터 격리시킨다. 조절기 펌프는 입구 밸브가 폐쇄된 상태에서 도포기에 대해 유체를 하류로 이동시킨다. 조절기 펌프는, 상류 압력이 하류 압력에 영향을 주지 않도록 하류 유체로부터 상류 유체를 완전히 격리시킨다.

Description

유동 조절 펌프, 시스템 및 방법{FLOW REGULATING PUMP, SYSTEM, AND METHOD}
관련 출원(들)에 대한 교차 참조
본 출원은 발명의 명칭을 "저유동 복수 성분 재료 단면계산(LOW FLOW PLURAL COMPONENT MATERIAL PROPORTIONING)"으로 하여 2016년 10월 28일 출원되었으며 그 전체가 참조로서 본원에 포함된 미국 가출원 번호 62/414,168에 대한 우선권을 청구한다.
본 개시내용은 일반적으로 유동 제어에 관한 것이다. 특히, 본 개시내용은 상류 유동으로부터 하류 유동을 격리하기 위한 시스템 및 방법에 관한 것이다.
재료, 예컨대 페인트, 물, 기름, 마무리 칠(finishes), 에폭시, 응집제(aggregate), 코팅, 접착제, 밀봉재 및 용제는 다른 옵션 중에 도포를 위한 낮은 압력 및 유량을 요구할 수 있다. 유체 조절 장치, 예컨대 제어 밸브 및 압력 조절기는 상류 유체 압력을 하류 재료 유량 및/또는 압력으로 변경하는데 사용될 수 있다. 유동 조절 장치에 의해 제공된 하류 압력 및/또는 유량은 상류 압력에 따라 결정된다. 재료가 복수 성분 재료일 때, 재료 공급부는 요구되는 하류 유량 및 압력보다 훨씬 높은 최소 유량 및 압력을 가질 수 있다. 재료 공급부로부터의 최소 유량과 요구되는 하류 유량 사이의 차이는 혼합 비율의 정확도에 영향을 미칠 수 있다.
본 개시내용의 일 양태에 따르면, 유동 조절 시스템은 제1 조절기 펌프, 제1 조절기 펌프의 상류에 배치되는 재료 공급부 및 제1 조절기 펌프의 하류에 배치되는 도포기를 포함한다. 조절기 펌프는 제1 유체 챔버, 제1 유체 챔버 내로의 유체 유동을 제어하도록 구성된 제1 입구 밸브, 제1 유체 챔버로부터의 유체 유동을 제어하도록 구성된 제1 출구 밸브, 제1 유체 챔버를 적어도 부분적으로 접경하고 제1 압력에서 제1 출구 밸브를 통해 재료를 하류로 이동시키도록 구성되는 제1 유체 변위 부재, 및 제1 조절기 펌프에 연결된 제1 상태 센서를 포함하고, 상기 제1 상태 센서는 재충전 체적이 된 유체 챔버 내의 재료의 체적에 기초하여 제1 충전 신호를 생성하고 완충 체적이 된 유체 챔버 내의 재료의 체적에 기초하여 제1 펌프 완충 신호를 생성하도록 구성된다. 재료 공급부는 제1 입구 밸브와 유체적으로 연결되고 제2 압력에서 제1 입구 밸브로 재료를 제공하도록 구성된다. 도포기는 제1 출구 밸브에 유체적으로 연결된다. 제1 조절기 펌프는, 제1 압력이 제2 압력과 독립적이어서 영향을 받지 않도록 도포기로부터 재료 공급부를 유체적으로 격리하도록 구성된다.
본 개시내용의 다른 양태에 따르면, 조절기 펌프는 유체 챔버, 유체 챔버 내로의 유체 유동을 제어하도록 구성되어 배치되는 입구 밸브, 유체 챔버로부터의 유체 유동을 제어하도록 구성된 출구 밸브, 유체 챔버를 적어도 부분적으로 접경하고 하류 압력에서 출구 밸브를 통해 하류 재료를 이동시키도록 구성되는 유체 변위 부재, 및 조절기 펌프에 연결되는 상태 센서를 포함한다. 상태 센서는 재충전 체적이 된 유체 챔버 내의 재료의 체적에 기초하여 충전 신호를 생성하고 완충 체적이 된 유체 챔버 내의 재료의 체적에 기초하여 펌프 완충 신호를 생성하도록 구성될 수 있다. 출구 밸브는, 하류 압력이 상류 압력으로부터 격리되어 그에 독립적이도록 입구 밸브가 폐쇄 위치에 있을 때에만 개방 위치에 있도록 구성된다.
본 개시내용의 또 다른 양태에 따르면, 유동 제어 방법은 재충전 체적이 된 제1 조절기 펌프의 제1 유체 챔버 내의 실제 재료 체적에 기초하여 제1 충전 신호를 생성하는 단계와, 재료로 제1 조절기 펌프를 충전하라는 제1 충전 명령에 기초하여 제1 펌프 재충전 사이클을 통해 진행하는 단계로서, 제1 유체 챔버는 제1 펌프 재충전 사이클 동안 하류 재료 유동으로부터 유체적으로 격리되고 제1 유체 챔버는 제1 펌프 재충전 사이클 동안 상류 재료 유동에 유체적으로 연결되는, 진행 단계와, 제1 분배 명령에 기초하여 제1 펌프 분배 사이클을 통해 진행하는 단계로서, 제1 유체 챔버는 제1 펌프 분배 사이클 동안 상류 재료 유동으로부터 유체적으로 격리되고 제1 유체 챔버는 제1 펌프 분배 사이클 동안 하류 재료 유동에 유체적으로 연결되는, 진행 단계를 포함하고, 제1 조절기 펌프는 제1 펌프 분배 사이클 도중 제1 유체 챔버로부터 재료를 하류로 이동시키도록 하류 압력을 생성한다.
도 1은 유동 조절 시스템의 개략적 블록선도이다.
도 2는 유동 조절 시스템의 개략적 블록선도이다.
도 3은 다중 조절기 펌프를 갖는 유동 조절 시스템의 개략적 블록선도이다.
도 4는 다중 조절기 펌프를 갖는 유동 조절 시스템의 개략적 블록선도이다.
도 5a는 조절기 펌프의 등각도이다.
도 5b는 도 5a의 선 B-B을 따라 취해진 도 5a의 조절기 펌프의 단면도이다.
도 6a는 조절기 펌프의 등각도이다.
도 6b는 도 6a의 선 B-B을 따라 취해진 도 6a의 조절기 펌프의 단면도이다.
도 6c는 도 6a의 선 C-C를 따라 취해진 도 6a의 조절기 펌프의 단면도이다.
도 6d는 도 6a의 선 D-D를 따라 취해진 도 6a의 조절기 펌프의 단면도이다.
도 7a는 조절기 펌프 재충전 사이클의 흐름도이다.
도 7b는 조절기 펌프 분배 사이클의 흐름도이다.
도 8은 다중 조절기 펌프 시스템 내의 재료를 분배하는 방법을 도시하는 흐름도이다.
도 1은 유동 조절 시스템(10)의 개략적 블록선도이다. 유동 조절 시스템(10)은 제어기(12), 재료 공급부(14), 조절기 펌프(16), 도포기(18), 액추에이터(20), 저압 호스(22), 고압 호스(24), 통신 링크(26a, 26b), 액추에이터 라인(28a, 28b) 및 압력 라인(30)을 포함한다. 제어기(12)는 메모리(32), 프로세서(34) 및 사용자 인터페이스(36)를 포함한다. 조절기 펌프(16)는 입구 밸브(38a), 출구 밸브(38b) 및 상태 센서(40)를 포함한다.
입구 밸브(38a)는 조절기 펌프(16) 상에 배치되어 조절기 펌프(16) 내로의 재료의 유동을 제어한다. 출구 밸브(38b)는 조절기 펌프(16) 상에 유사하게 배치되어 조절기 펌프(16) 내로의 재료의 유동을 제어한다. 재료 공급부(14)는 고압 호스(24)에 의해 입구 밸브(38a)에 연결된다. 재료 공급부(14)는 상류 압력(upstream pressure)으로 조절기 펌프(16)로 재료의 유동을 제공한다. 도포기(18)는 저압 호스(22)에 의해 출구 밸브(38b)에 연결된다. 조절기 펌프(16)는, 상기 상류 압력과 격리되어 그와 독립적인 하류 압력(downstream pressure)에서 재료 공급부(14)로부터 수용된 재료를 도포기(18)에 대한 하류로 이동시킨다. 도포기(18)는 소정의 위치에서 조절기 펌프(16)로부터 수용된 재료를 도포하도록 구성된다.
액추에이터(20)는 액추에이터 라인(28a)에 의해 입구 밸브(38a)에 연결되고, 액추에이터 라인(28b)에 의해 출구 밸브(38b)에 연결된다. 액추에이터(20)는 입구 밸브(38a) 및 출구 밸브(38b)의 위치를 개방 위치와 폐쇄 위치 사이에서 제어하도록 구성된다. 예컨대, 액추에이터(20)는 공기 또는 유압 유체와 같은 구동 유체(motive fluid)의 유동을 제공하여, 개방 위치와 폐쇄 위치 간의 시프트를 유발한다. 일 예에서, 액추에이터(20)는 입구 밸브(38a) 및 출구 밸브(38b) 중 하나로부터 구동 유체를 배출하면서, 입구 밸브(38a) 및 출구 밸브(38b) 중 다른 하나로의 구동 유체의 유동을 제어하기 위해 3방향 밸브, 예컨대 3방향 솔레노이드 밸브를 포함한다. 액추에이터(20)는, 입구 밸브(38a)가 폐쇄될 때 출구 밸브(38b)만이 개방되고, 출구 밸브(38b)가 폐쇄될 때 입구 밸브(38a)가 개방되도록 입구 밸브(38a) 및 출구 밸브(38b)의 위치를 제어한다. 따라서, 하류 압력은 상류 압력으로부터 격리되어 영향을 받지 않은 상태로 남는다. 액추에이터(20)가 구동 유체로 입구 밸브(38a) 및 출구 밸브(38b)를 시프트하는 것으로 기술되었지만, 액추에이터는 임의의 적절한 방식으로 입구 밸브(38a) 및 출구 밸브(38b)를 시프트시킬 수 있다.
액추에이터(20)는 압력 라인(30)에 의해 조절기 펌프(16)에 연결된다. 액추에이터(20)는, 조절기 펌프(16)로 하여금 저압 호스(22) 내에 하류 압력을 생성 및 유지하게 하도록 조절기 펌프(16)를 제어하도록 구성된다. 일부 예에서, 액추에이터(20)는 조절기 펌프(16)의 유체 변위 부재, 예컨대, 다이어프램 또는 피스톤을 구동하기 위해 조절기 펌프(16)에 작동 유체, 예컨대 공기 또는 유압 유체를 제공할 수 있으며, 그로 인해 유체 변위 부재는 출구 밸브(38b)를 통해 재료를 하류로 이동시킨다. 하지만, 액추에이터(20)는 입구 밸브(38a) 및 출구 밸브(38b)를 제어하기 위한 임의의 적절한 구성 예컨대, 공압식으로 제어되거나, 모터 제어되거나, 전기 제어되는 구성 또는 임의의 다른 적절한 구성일 수 있다는 것이 이해되어야 한다.
제어기(12)는 통신 링크(26a)를 통해 액추에이터(20)와 통신한다. 제어기(12)는 입구 밸브(38a) 및 출구 밸브(38b)의 위치를 제어하고 조절기 펌프(16)에 의해 생성된 하류 압력을 제어하기 위해 액추에이터(20)에 명령을 제공하도록 구성된다.
제어기(12)는 통신 링크(26b)를 통해 상태 센서(40)와 통신한다. 상태 센서(40)는 조절기 펌프(16)를 모니터링하도록 구성되는데, 예컨대 조절기 펌프(16)가 재충전 사이클에 진입해야 하는지, 재충전 사이클을 완료하였는지 및/또는 분배 사이클을 위해 준비되었는지를 특히 모니터링하도록 구성된다. 상태 센서(40)는 조절기 펌프 상태를 통신 링크(26b)를 통해 제어기(12)에 제공할 수 있다. 예컨대, 상태 센서(40)는, 조절기 펌프(16) 내에 잔류하는 재료의 체적이 재충전 레벨에 도달한 것을 감지할 수 있다. 재충전 레벨을 감지한 상태 센서(40)에 응답하여, 상태 센서(40)는 조절기 펌프(16)가 재충전될 필요가 있다는 것을 지시하는 충전 신호를 생성할 수 있으며, 상기 충전 신호를 통신 링크(26b)를 통해 제어기(12)에 통신할 수 있다. 상태 센서(40)는 조절기 펌프(16)가 충전되어 재충전 사이클이 완료되었을 때를 추가로 감지할 수 있다. 조절기 펌프(16)가 재충전 사이클을 완료하였을 때, 조절기 펌프(16)는 분배 사이클을 통해 진행하여 도포기(18)의 하류로 재료를 분배할 준비가 된다. 상태 센서(40)는, 조절기 펌프(16)가 재료로 가득찬 것을 감지하는 것에 응답하여 펌프 완충 신호를 생성할 수 있으며, 펌프 완충 신호를 제어기(12)에 통신할 수 있다.
제어기(12)가 통신 링크(26a, 26b)를 통해 통신하는 것으로 도시되었지만, 제어기(12)는 임의의 적절한 방식, 예컨대 무선 네트워크 또는 유선 네트워크 또는 양자 모두로 액추에이터(20) 및 조절기 펌프(16)와 통신할 수 있다는 것이 이해되어야 한다. 일부 예에서, 액추에이터(20)는 제어기(12)에 통합될 수 있다. 사용자 인터페이스(36)는 사용자로 하여금 제어기(12)로의 입력 및 그로부터의 출력을 제공할 수 있게 한다. 사용자 인터페이스(36)는 임의의 적절한 구성, 예컨대 키보드, 터치스크린 또는 다른 적절한 인터페이스 장치일 수 있다.
메모리(32)는, 프로세서(34)에 의해 실행될 때 개방 위치와 폐쇄 위치 사이에서 입구 밸브(38a) 및 출구 밸브(38b)에 명령하는 소프트웨어를 저장한다. 메모리(32)는, 프로세서(34)에 의해 실행될 때, 재료의 소정의 하류 압력 및/또는 유량을 제공하기 위한 조절기 펌프(16) 제어를 제공하는 소프트웨어를 추가로 저장한다.
프로세서(34)는 일 예에서 기능(functionality) 및/또는 프로세스 명령어를 실행하도록 구성된다. 예컨대, 프로세서(34)는 메모리(32) 내에 저장된 명령어를 처리할 수 있다. 프로세서(34)의 예는 마이크로 프로세서, 제어기, DSP(digital signal processor), ASIC(application specific integrated circuit), FPGA(field-programmable gate array) 또는 다른 등가의 독립 또는 집적 논리 회로 중 임의의 하나 이상을 포함할 수 있다.
메모리(32)는 일부 예에서, 동작 도중 정보를 저장하도록 구성될 수 있다. 메모리(32)는 일부 예에서, 컴퓨터-판독가능 저장 매체로 기술된다. 일부 예에서, 컴퓨터-판독가능 저장 매체는 비일시적 매체를 포함할 수 있다. 용어 "비일시적"은, 저장 매체가 캐리어 웨이브(carrier wave) 또는 전파 신호(propagated signal)에서 구현되지 않는다는 것을 나타낼 수 있다. 특정 예에서, 비일시적 저장 매체는 시간 경과에 따라 변화되는 데이터를 저장할 수 있다(예컨대, RAM 또는 캐시). 일부 예에서, 메모리(32)는 임시 메모리로서, 이는 메모리(32)의 주요 목적이 장기간 저장이 아니라는 것을 의미한다. 메모리(32)는 일부 예에서 휘발성 메모리로 기술되는데, 이는 제어기(12)에 대한 파워가 꺼졌을 때 메모리(32)가 저장된 내용을 유지하지 않는다는 것을 의미한다. 휘발성 메모리의 예는 RAM(random access memories), DRAM(dynamic random access memories), SRAM(static random access memories) 및 다른 형태의 휘발성 메모리를 포함할 수 있다. 일부 예에서, 메모리(32)는 프로세서(34)에 의해 실행되기 위한 프로그램 명령어를 저장하는데 사용된다. 메모리(32)는 일 예에서 프로그램 실행 도중 정보를 일시적으로 저장하도록 제어기(12) 상에서 구동되는 소프트웨어 또는 애플리케이션에 의해 사용된다.
메모리(32)는 일부 예에서, 하나 이상의 컴퓨터-판독가능 저장 매체를 포함할 수도 있다. 메모리(32)는 휘발성 메모리보다 더 큰 양의 정보를 저장하도록 구성될 수 있다. 메모리(32)는 정보의 장기간 저장을 위해 추가로 구성될 수 있다. 일부 예에서, 메모리(32)는 비휘발성 저장 요소를 포함한다. 그러한 비휘발성 저장 요소의 예는 자기 하드 디스크, 광 디스크, 플로피 디스크, 플래시 메모리, 또는 EPROM(electrically programmable memories) 또는 EEPROM(electrically erasable and programmable memories)의 형태를 포함한다.
조절기 펌프(16)는 재료 공급부(14)에 의해 제공되는 재료의 상류 유동으로부터 도포기(18)에 대한 재료의 하류 유동을 격리하도록 구성된다. 따라서, 하류 압력은 상류 압력에 독립적이며 영향을 받지 않는다. 예로서, 조절기 펌프(16)의 재충전 사이클 및 분배 사이클이 아래에 기술될 것이다.
동작 중에, 조절기 펌프(16)는 소정의 하류 압력에서 출구 밸브(38b) 및 저압 호스(22)를 통해 재료를 하류로 이동시킨다. 조절기 펌프(16)가 재료를 하류로 이동시킴에 따라, 입구 밸브(38a)는 폐쇄 위치에 잔류하여, 상류 압력이 조절기 펌프(16)에 의해 생성된 하류 압력에 영향을 주지 않는 것을 보장한다. 조절기 펌프(16) 내의 재료가 재충전 체적에 도달한 것을 상태 센서(40)가 감지하면, 상태 센서(40)는 조절기 펌프(16)가 재충전 사이클에 진입해야 한다는 것을 지시하는 충전 신호를 생성할 수 있다. 상태 센서(40)는 제어기(12)에 충전 신호를 통신한다. 제어기(12)는 충전 신호에 기초하여 충전 명령을 생성할 수 있다. 제어기(12)가 충전 신호에 기초하여 충전 명령을 생성하는 것으로 기술되었지만, 제어기(12)는 하나 이상의 신호에 기초하여 충전 명령을 생성할 수 있다는 것이 이해되어야 한다. 예컨대, 유동 조절 시스템(10)이 단일 조절기 펌프(16)를 포함하는 경우, 도포기(18)에서의 현재 도포 사이클이 완료된 것을 나타내는 도포 종료 신호(end-of-application signal) 및 충전 신호의 수신에 기초하여 제어기(12)가 충전 명령을 생성할 수 있다. 적용 종료 신호에 적어도 부분적으로 기초하여 충전 명령을 생성하는 것은, 도포기(18)가 재료를 도포하는 동안 조절기 펌프(16)가 재충전 사이클을 개시하지 않는 것을 보장한다.
충전 명령에 응답하여, 출구 밸브(38b)는 폐쇄 위치로 시프트하고 입구 밸브(38a)는 개방 위치로 시프트한다. 제어기(12)는 액추에이터(20)가 출구 밸브(38b) 및 입구 밸브(38a)를 시프트시키도록 액추에이터(20)에 충전 명령을 제공할 수 있다. 예컨대, 액추에이터(20)는 출구 밸브(38b)로부터 구동 유체를 배출하여 출구 밸브(38b)를 폐쇄할 수 있으며, 입구 밸브(38a)에 구동 유체를 공급하여 입구 밸브(38a)를 개방할 수 있다. 출구 밸브(38b)가 폐쇄 위치에 있는 상태에서, 조절기 펌프(16) 내의 임의의 재료는 조절기 펌프(16) 내의 압력이 하류 유체 압력에 영향을 주지 않도록 저압 호스(22)로부터 격리된다. 입구 밸브(38a)가 개방 위치에 있는 상태에서, 재료는 고압 호스(24) 및 재료 공급부(14)로부터 조절기 펌프(16) 내로 유동한다. 재료 공급부(14)는 공급되고 있는 재료의 무결성 및 요구되는 재료 특성을 유지하는데 요구되는 임의의 상류 압력에서 고압 호스(24)를 통해 재료를 이동시킨다. 예컨대, 재료 공급부(14)가 다중 성분 재료를 제공하는 경우, 다중 성분 재료의 요구되는 혼합 비율을 정확하게 제공 및 유지하는데 요구되는 압력은, 특히 30:1 또는 그보다 높은 혼합 비율에서, 도포기(18)에서 요구되는 하류 압력보다 상당히 높을 수 있다.
재료 공급부(14)는 조절기 펌프(16) 내로 재료를 계속 이동시킨다. 상태 센서(40)는, 조절기 펌프(16)가 재충전되는 때를 감지하고 재충전되고 있는 조절기 펌프(16)에 기초하여 펌프 완충 신호를 생성할 수 있다. 상태 센서(40)는 펌프 완충 신호를 제어기(12)에 제공할 수 있으며, 제어기(12)는 펌프 완충 신호에 기초한 명령을 생성할 수 있다. 펌프 완충 신호는, 조절기 펌프(16)가 재충전 사이클을 완료하였으며 분배 사이클에 대해 준비되었다는 것을 나타낸다. 일부 예에서, 제어기(12)는 펌프 완충 신호에 기초하여 밸브 폐쇄 명령을 생성할 수 있다. 입구 밸브(38a)는 밸브 폐쇄 명령에 응답하여 폐쇄 위치로 시프트할 수 있다. 다른 예에서, 입구 밸브(38a)는, 조절기 펌프(16)가 분배 사이클에 진입할 때까지 재료가 조절기 펌프(16) 내에서 데드헤드하도록(deadhead) 개방을 유지할 수 있다.
분배 사이클 중에, 입구 밸브(38a)는 폐쇄되고 출구 밸브(38b)는 개방된다. 조절기 펌프(16)는 하류 압력 및 유량을 생성하도록 출구 밸브(38b)를 통해 재료를 하류로 이동시킨다. 제어기(12)는 펌프 완충 신호에 기초하여 분배 명령을 생성할 수 있다. 일부 예에서, 분배 명령에 응답하여 입구 밸브(38a)는 폐쇄 위치로 시프트하고 출구 밸브(38b)는 개방 위치로 시프트한다. 예컨대, 제어기(12)는 액추에이터(20)에 분배 명령을 통신하고, 액추에이터(20)는 입구 밸브(38a)로부터 구동 유체를 배출할 수 있어, 입구 밸브(38a)를 폐쇄시키고, 출구 밸브(38b)로 구동 유체를 공급할 수 있어 출구 밸브(38b)를 폐쇄시킨다. 입구 밸브(38a)가 폐쇄된 상태에서, 입구 밸브(38a) 하류의 임의의 재료는 상류 압력으로부터 격리된다. 출구 밸브(38b)가 개방된 상태에서, 조절기 펌프(16)는 저압 호스(22)에 유체적으로 연결되고 출구 밸브(38b)를 통해 하류로 재료를 이동시킬 수 있다.
조절기 펌프(16)는 분배 명령에 응답하여 저압 호스(22)를 통해 하류로 그리고 도포기(18)로 재료를 이동시키도록 구성된다. 일부 예에서, 액추에이터(20)는 작동 유체, 예컨대 압축 공기 또는 유압 유체를 압력 라인(30)을 통해 조절기 펌프(16)에 제공하여 조절기 펌프(16) 내에 구동 압력을 발생시킨다. 조절기 펌프(16)는, 저압 호스(22) 내의 하류 압력이 작동 유체와 임의의 바람직한 압력 비율을 갖도록 구성될 수 있다. 예컨대, 조절기 펌프(16)는 작동 유체 압력과 하류 압력 사이에 1:1 압력 비율을 제공할 수 있다. 따라서, 작동 유체 압력 제어가 하류 압력을 제어한다. 조절기 펌프(16)가 작동 유체 압력에 기초하여 하류 압력을 생성하는 것으로 기술되었지만, 조절기 펌프(16)는 임의의 적절한 방식으로 하류 압력을 생성할 수 있다는 것이 이해되어야 한다. 예컨대, 조절기 펌프(16)의 유체 변위 부재는 예컨대, 솔레노이드에 의해 전기적으로 제어될 수 있다. 출구 밸브(38b)는 저압 호스(22) 내에서 하류 압력을 유지하기 위해 분배 사이클 전체에 걸쳐 개방 위치에 머무른다. 따라서, 저압 호스(22) 내의 재료는 도포기(18)가 활성화될 때 가압되어 분배 준비가 된체로 남겨진다. 하류 유동 및/또는 압력 조절기는 도포기(18)에서 하류 압력을 추가로 제어하는데 사용될 수 있다는 것도 이해되어야 한다.
액추에이터(20)는 요구되는 하류 압력을 유지하기 위해 작동 유체 압력을 연속적으로 모니터링하는 피드백을 수신할 수 있다. 예컨대, 압력 센서 또는 유량 센서가 액추에이터(20)에 피드백을 제공하도록 저압 호스 및/또는 도포기(18)에 연결될 수 있다. 조절기 펌프(16)는 상태 센서(40)가 충전 신호를 생성하여, 조절기 펌프(16)가 재충전 사이클에 다시 진입해야 하는 것을 나타낼 때까지, 분배 사이클 전체에 걸쳐 도포기(18)에 재료를 계속 공급할 수 있다.
유동 조절 시스템(10)은 상당한 이점을 제공한다. 조절기 펌프(16)는, 하류 압력이 상류 압력에 의해 영향을 받지 않도록 고압 호스(24) 내의 상류 압력으로부터 저압 호스(22) 내의 하류 압력을 완전히 격리한다. 하류 압력으로부터 상류 압력을 격리시킴으로써, 재료는 상대적으로 높은 유량, 예컨대 약 0.4 fl.oz/min.(12 cc/min.) 이상에서 조절기 펌프(16)에 공급되는 상태에서, 낮은 유량, 예컨대 약 0.03-0.07 fl. oz/min.(1-2 cc/min.)에서 조절기 펌프(16)로부터 도포될 수 있다. 또한, 하류 압력으로부터 상류 압력을 격리시킴으로써 도포기(18)에 제공되는 재료의 일관성(consistency)이 증가된다. 재료가 다중 성분 재료인 경우, 재료는 그 정확도가 낮은 유량에서 유지하기 어려운 높은 혼합 비율을 요구할 수 있다. 따라서, 조절기 펌프(16)는 재료로 하여금 높은 혼합 비율 및 높은 유량에서 혼합될 수 있게 하여, 조절기 펌프(16)가 바람직한 비율로 혼합된 재료를 수용하는 것을 보장한다. 조절기 펌프(16)는, 유체 압력 및 유량이 어떻게 요구되던지 요구되는 혼합 비율로 준비된 혼합 재료를 도포기(18)에 제공한다. 또한, 입구 밸브(38a) 및 출구 밸브(38b)를 포함하는 조절기 펌프(16)가 예컨대, 액추에이터(20)에 의해 공압적으로 제어되는 경우, 유동 조절 시스템(10)은 클래스 I, 디비젼 I, 위험 위치(hazardous location)에서 사용될 수 있다.
도 2는 유동 조절 시스템(10')의 개략적 블록선도이다. 유동 조절 시스템(10')은 재료 공급부(14), 조절기 펌프(16), 도포기(18) 및 액추에이터(20)를 포함한다. 조절기 펌프(16)는 입구 밸브(38a), 출구 밸브(38b) 및 상태 센서(40)를 포함한다. 입구 밸브(38a)는 조절기 펌프(16) 상에 배치되고 재료 공급부(14)로부터의 조절기 펌프 내로의 재료의 유동을 제어한다. 재료 공급부(14)는 고압 호스(24)에 의해 조절기 펌프(16)에 유체적으로 연결된다. 입구 밸브(38b)는 조절기 펌프(16) 상에 유사하게 배치되어 조절기 펌프(16) 내로의 재료의 유동을 제어한다. 저압 호스(22)는 출구 밸브(38b)와 도포기(18) 사이에서 연장하여 상기 둘을 유체적으로 연결한다. 액추에이터(20)는 액추에이터 라인(28a)에 의해 입구 밸브(38a)에 연결되고, 액추에이터 라인(28b)에 의해 출구 밸브(38b)에 연결된다. 액추에이터(20)는 압력 라인(30)에 의해 조절기 펌프(16)에 연결된다. 액추에이터(20)는, 특히 무선, 유선 또는 공압적 연결(pneumatic connection)과 같이 액추에이터(20)에 신호를 제공하기 위한 임의의 적절한 링크일 수 있는 통신 링크(26)를 통해 상태 센서(40)로부터 신호를 수신할 수 있다.
조절기 펌프(16)가 재충전 사이클을 위해 준비되면, 상태 센서(40)는 충전 신호를 생성할 수 있다. 상태 센서(40)는 통신 링크(26)를 통해 충전 신호를 액추에이터(20)에 제공할 수 있다. 충전 신호는 충전 명령으로 기능할 수 있어서, 액추에이터(20)로 하여금 출구 밸브(38b)가 폐쇄 위치로 시프트하게 하고 입구 밸브(38a)가 개방 위치로 시프트하게 한다. 예컨대, 액추에이터(20)는 상태 센서(40)로부터의 신호에 응답하는 3방향 솔레노이드 밸브를 포함할 수 있다. 충전 신호는, 압축 공기 또는 압축불가 유압 유체와 같은 구동 유체가 입구 밸브(38a)에 제공되고 출구 밸브(38b)로부터 배출되도록, 3방향 솔레노이드로 하여금 위치를 시프트하게 한다. 출구 밸브(38b)가 폐쇄된 상태에서, 하류 압력은 조절기 펌프(16)로부터 격리되어, 조절기 펌프(16) 내의 어떠한 압력도 하류 압력에 영향을 주지 못한다. 입구 밸브(38a)가 개방된 상태에서, 조절기 펌프(16)는 재료 공급부(14)에 유체적으로 연결되고, 고압 호스(24) 내의 상류 압력은 재료를 조절기 펌프(16) 내로 이동시킨다.
상태 센서(40)는 조절기 펌프(16)가 재충전 사이클을 완료했을 때를 감지하고 그에 응답하여 펌프 완충 신호를 생성한다. 상태 센서(40)는 통신 링크(26)를 통해 펌프 완충 신호를 액추에이터(20)에 제공할 수 있다. 펌프 완충 신호는 분배 명령으로 기능할 수 있어, 입구 밸브(38a)가 폐쇄 위치로 시프트하게 하고 출구 밸브(38b)가 개방 위치로 시프트하게 한다. 일부 예에서, 액추에이터(20)는 상태 센서(40)로부터의 신호에 응답하는 3방향 솔레노이드 밸브를 포함할 수 있다. 펌프 완충 신호는, 압축 공기 또는 압축불가 유압 유체와 같은 구동 유체가 출구 밸브(38b)에 제공되고 입구 밸브(38a)로부터 배출되도록, 3방향 솔레노이드로 하여금 위치를 시프트하게 한다. 출구 밸브(38b)가 개방된 상태에서, 도포기(18)는 조절기 펌프(16)가 하류 압력을 생성할 수 있도록 조절기 펌프(16)에 유체적으로 연결된다. 입구 밸브(38a)가 폐쇄된 상태에서, 조절기 펌프(16)는 고압 호스(24) 내의 상류 압력이 조절기 펌프(16) 내의 압력 또는 하류 압력에 영향을 주지 않도록 재료 소스(14)로부터 유체적으로 격리된다.
또한, 펌프 완충 신호에 응답하여, 액추에이터(20)는 작동 유체, 예컨대, 압축 공기 또는 압축불가 유압 유체를 조절기 펌프(16)에 제공할 수 있다. 작동 유체는 재료를 도포기(18)에 대해 하류로 이동시키도록 조절기 펌프(16) 내의 압력을 생성할 수 있다. 액추에이터(20)가 작동 유체를 제공하는 것으로 기술되었지만, 작동 유체의 소스는 구동 유체의 소스로부터 분리될 수 있다는 것이 이해되어야 한다. 하류 압력이 상류 압력으로부터 완전히 격리된 상태에서, 조절기 펌프(16)는 하류 압력을 생성 및 유지한다. 따라서, 하류 압력은 상류 압력과 무관하게 제어될 수 있으며 상류 압력과 독립적이다.
유동 조절 시스템(10')은 상당한 이점을 제공한다. 상태 센서(40)는 액추에이터(20)가 재충전 사이클 및 분배 사이클을 개시하도록 액추에이터(20)에 직접 신호를 제공할 수 있다. 따라서, 조절기 펌프(16)는 자동으로 재충전 및 분배 사이클을 통해 진행할 수 있다. 조절기 펌프(16)는, 하류 압력이 상류 압력에 의해 영향을 받지 않도록 고압 호스(24) 내의 상류 압력으로부터 저압 호스(22) 내의 하류 압력을 완전히 격리한다. 하류 압력으로부터 상류 압력을 격리시킴으로써, 재료는 상대적으로 높은 유량, 예컨대 약 0.4 fl.oz/min.(12 cc/min.) 이상에서 조절기 펌프(16)에 공급되는 상태에서, 낮은 유량, 예컨대 약 0.03-0.07 fl.oz/min.(1-2 cc/min.)에서 조절기 펌프(16)로부터 도포될 수 있다. 또한, 입구 밸브(38a) 및 출구 밸브(38b)를 포함하는 조절기 펌프(16)가 예컨대, 액추에이터(20)에 의해 공압적으로 제어되는 경우, 유동 조절 시스템(10)은 클래스 I, 디비젼 I, 위험 위치(hazardous location)에서 사용될 수 있다.
도 3은 다중 조절기 펌프(16a, 16b)를 갖는 유동 조절 시스템(10'')의 개략도이다. 유동 조절 시스템(10'')은 제어기(12), 재료 공급부(14), 조절기 펌프(16a), 조절기 펌프(16b), 도포기(18) 및 액추에이터(20)를 포함한다. 제어기(12)는 메모리(32), 프로세서(34) 및 사용자 인터페이스(36)를 포함한다. 조절기 펌프(16a)는 입구 밸브(38a), 출구 밸브(38b) 및 상태 센서(40a)를 포함한다. 조절기 펌프(16b)는 입구 밸브(38c), 출구 밸브(38d) 및 상태 센서(40b)를 포함한다.
입구 밸브(38a)는 조절기 펌프(16a) 상에 배치되어 조절기 펌프(16a) 내로의 재료의 유동을 제어한다. 출구 밸브(38b)는 조절기 펌프(16a) 상에 배치되어 조절기 펌프(16a) 내로의 재료의 유동을 제어한다. 고압 호스(24a)는 재료 공급부(14)와 입구 밸브(38a) 사이에서 연장하여 그 둘을 연결하고, 고압 호스(24a)는 재료 공급부(14)로부터 조절기 펌프(16a)로 재료를 공급하도록 구성된다. 저압 호스(22a)는 출구 밸브(38b)와 도포기(18) 사이에서 연장하여 그 둘을 연결하고, 저압 호스(22a)는 조절기 펌프(16a)로부터 도포기(18)로 재료를 제공하도록 구성된다. 상태 센서(40a)는 조절기 펌프(16a) 상에 배치되어 조절기 펌프(16a)를 모니터링하도록 구성된다. 상태 센서(40a)는 무선 또는 유선 연결일 수 있는 통신 링크(26b)를 통해 제어기(12)와 통신하도록 구성된다.
입구 밸브(38c)는 조절기 펌프(16b) 상에 배치되어 조절기 펌프(16b) 내로의 재료의 유동을 제어한다. 출구 밸브(38d)는 조절기 펌프(16b) 상에 배치되어 조절기 펌프(16b) 내로의 재료의 유동을 제어한다. 고압 호스(24b)는 재료 공급부(14)와 입구 밸브(38c) 사이에서 연장하여 그 둘을 연결하고, 고압 호스(24b)는 재료 공급부(14)로부터 조절기 펌프(16b)로 재료를 공급하도록 구성된다. 저압 호스(22b)는 출구 밸브(38d)와 도포기(18) 사이에서 연장하여 그 둘을 연결하고, 저압 호스(22b)는 조절기 펌프(16b)로부터 도포기(18)로 재료를 제공하도록 구성된다. 상태 센서(40b)는 조절기 펌프(16b) 상에 배치되어 조절기 펌프(16b)를 모니터링하도록 구성된다. 상태 센서(40b)는 무선 또는 유선 연결일 수 있는 통신 링크(26c)를 통해 제어기(12)와 통신하도록 구성된다.
재료 공급부(14)는 고압 호스(24a) 및 고압 호스(24b) 양자 모두를 통해 재료를 이동시킨다. 재료는 단일 성분 재료 또는 다중 성분 재료일 수 있다. 재료 공급부(14)는 재료의 무결성 및 요구되는 재료 특성을 유지하는데 요구되는 임의의 압력 및 유량에서 재료를 이동시키도록 구성된다.
액추에이터(20)는 액추에이터 라인(28a)을 통해 입구 밸브(38a)에 연결되고, 액추에이터 라인(28b)을 통해 출구 밸브(38b)에 연결되고, 액추에이터 라인(28c)을 통해 입구 밸브(38c)에 연결되고, 액추에이터 라인(28d)을 통해 출구 밸브(38d)에 연결된다. 액추에이터(20)는 입구 밸브(38a, 38c) 및 출구 밸브(38b, 38d)가 폐쇄 위치와 개방 위치 사이에서 시프트하도록 구동 유체, 예컨대 공기 또는 압축불가 유압 유체를 입구 밸브(38a, 38c) 및 출구 밸브(38b, 38d)에 제공한다. 예컨대, 액추에이터(20)는 입구 밸브(38a)가 폐쇄 위치로부터 개방 위치로 시프트하도록 입구 밸브(38a)에 구동 유체를 제공할 수 있으며, 액추에이터(20)는 동시에 출구 밸브(38b)가 개방 위치로부터 폐쇄 위치로 시프트하도록 출구 밸브(38b)로부터 구동 유체를 배출할 수 있어서, 입구 밸브(38a)가 개방될 때 재료는 출구 밸브(38b)를 통해 유동할 수 없다. 일부 예에서, 액추에이터(20)는 각 조절기 펌프(16)에 전용인 별개의 제어 밸브를 갖는 다중 제어 밸브를 포함할 수 있다. 예컨대, 액추에이터(20)는 입구 밸브(38a) 및 출구 밸브(38b)로의 구동 유체의 공급을 제어하기 위해 입구 밸브(38a) 및 출구 밸브(38b)에 연결되는 제1 3방향 솔레노이드 밸브를 포함할 수 있다. 액추에이터(20)는 입구 밸브(38c) 및 출구 밸브(38d)로의 구동 유체의 공급을 제어하기 위해 입구 밸브(38c) 및 출구 밸브(38d)에 연결되는 제2 3방향 솔레노이드 밸브를 더 포함할 수 있다. 하지만, 액추에이터(20)는, 출구 밸브(38b, 38d)가 개방될 때면 언제나 입구 밸브(38a, 38c)가 폐쇄 상태를 유지하도록 개방 및 폐쇄 시퀀스를 제어하는 것이 이해되어야 한다. 따라서, 저압 호스(22a, 22b) 내의 하류 유체 압력은 고압 호스(24a, 24b) 내의 상류 유체 압력으로부터 격리되어 그에 영향을 받지 않는다.
액추에이터(20)는 압력 라인(30a)을 통해 조절기 펌프(16a)에 연결되고 압력 라인(30b)을 통해 조절기 펌프(16b)에 연결된다. 액추에이터(20)는 분배 사이클 중에 작동 유체, 예컨대 압축 공기 또는 압축불가 유압 유체를 조절기 펌프(16a, 16b)에 제공할 수 있어, 조절기 펌프(16a, 16b)가 재료를 하류로 이동시키고 하류 압력을 생성하게 한다.
제어기(12)는 입구 밸브(38a, 38c) 및 출구 밸브(38b, 38d)의 개폐를 제어할 수 있다. 제어기(12)는 하류 압력을 제어하기 위해 조절기 펌프(16a, 16b)를 추가로 제어할 수 있다. 메모리(32)는, 프로세서(34)에 의해 실행될 때 입구 밸브(38a, 38c) 및 출구 밸브(38b, 38d)의 개폐를 제어하도록 구성되는 소프트웨어를 저장한다. 메모리(32)에 저장된 소프트웨어는, 프로세서(34)에 의해 실행될 때 조절기 펌프(16a) 및 조절기 펌프(16b)로의 작동 유체의 유동을 제어하여 저압 호스(22a) 및 저압 호스(22b) 내의 하류 압력을 각각 제어하도록 추가로 구성될 수 있다. 제어기(12)는 통신 링크(26a)를 통해 액추에이터(20)와 통신하고 통신 링크(26b)를 통해 상태 센서(40a)와 통신하고 통신 링크(26c)를 통해 상태 센서(40b)와 통신한다.
동작 중에, 조절기 펌프(16a) 및 조절기 펌프(16b) 중 하나는 충전 사이클을 통해 진행하고 동시에 조절기 펌프(16a) 및 조절기 펌프(16b) 중 나머지 하나는 분배 사이클을 통해 진행하도록 구성된다. 예로서, 조절기 펌프(16a)의 출구 밸브(38b)가 최초로 개방되어 조절기 펌프(16a)가 도포기(18)로 재료를 제공하고 조절기 펌프(16b)의 출구 밸브(38d)가 최초 폐쇄되어 조절기 펌프(16b)가 도포기(18)로부터 연결해제되는 유동 제어 사이클이 이하에 기술된다.
조절기 펌프(16a)는, 조절기 펌프(16a) 내의 재료의 체적이 재충전 레벨에 도달하여 조절기 펌프(16a)가 재충전될 준비가 된 때를 상태 센서(40a)가 감지할 때까지 도포기(18)에 대해 하류로 재료를 이동시킨다. 상태 센서(40a)는 재충전 레벨에 도달한 조절기 펌프(16a) 내의 재료의 체적에 기초하여 제1 충전 신호를 생성한다. 상태 센서(40a)는 통신 링크(26b)를 통해 제1 충전 신호를 제어기(12)에 제공한다. 제1 충전 신호에 응답하여, 제어기(12)는 제1 분배 명령을 생성하여 조절기 펌프(16b)가 분배 사이클에 진입하게 하고 제1 충전 명령을 생성하여 조절기 펌프(16a)가 재충전 사이클에 진입하게 한다. 제어기(12)는 액추에이터(20)에 제1 충전 명령 및 제1 분배 명령을 통신할 수 있다.
제1 분배 명령에 응답하여, 액추에이터(20)는 출구 밸브(38d)가 개방 위치로 시프트하게 하고 입구 밸브(38c)가 개방 위치로 시프트하게 한다. 일 예에서, 액추에이터(20)는 구동 유체, 예컨대 공기 또는 압축불가 유압 유체를 액추에이터 라인(28d)을 통해 출구 밸브(38d)에 제공하여, 출구 밸브(38d)가 개방 위치로 시프트하게 한다. 동시에, 액추에이터(20)는, 입구 밸브(38c)가 폐쇄 위치로 시프트하도록 액추에이터 라인(28c)을 통해 입구 밸브(38c)로부터 구동 유체를 배출할 수 있다. 입구 밸브(38c)가 폐쇄된 상태에서, 조절기 펌프(16b) 내의 재료는 고압 호스(24b) 내의 상류 유체 압력으로부터 격리된다. 출구 밸브(38d)가 개방된 상태에서, 조절기 펌프(16b) 내의 재료는 저압 호스(22b)를 통해 도포기(18)에 연결된다.
액추에이터(20)는 제1 분배 신호에 응답하여 조절기 펌프(16b)로 작동 유체를 제공하도록 추가로 구성된다. 액추에이터(20)는 요구되는 하류 압력 및 유량에서 조절기 펌프(16b)로부터 재료를 이동시키는데 요구되는 압력에서 작동 유체를 제공한다. 작동 유체는 압력 스트로크(pressure stroke)를 통해 조절기 펌프(16b) 내의 유체 변위 부재를 구동하고, 유체 변위 부재는 조절기 펌프(16b)로부터 재료를 이동시킨다. 조절기 펌프(16b)는, 조절기 펌프(16b) 내의 재료의 체적이 재충전 레벨에 도달한 것을 상태 센서(40b)가 감지하고 제2 충전 신호를 생성할 때까지 분배 사이클을 유지한다.
조절기 펌프(16b)가 분배 사이클에 진입할 때 조절기 펌프(16a)는 동시에 재충전 사이클에 진입한다. 조절기 펌프(16a, 16b) 중 하나가 재충전 사이클에 진입할 때 조절기 펌프(16a, 16b) 중 나머지 하나를 분배 사이클에 진입하게 함으로써, 유동 조절 시스템(10)은 재료의 연속적인 공급이 도포기(18)에 대해 유효한 것을 보장한다.
제1 충전 명령에 응답하여, 액추에이터(20)는 출구 밸브(38b)가 폐쇄되게 하고 입구 밸브(38a)가 개방되게 한다. 일 예에서, 액추에이터(20)는 출구 밸브(38b)가 폐쇄 위치로 시프트하게 하기 위해 액추에이터 라인(28b)을 통해 출구 밸브(38b)로부터 구동 유체를 배출하고, 액추에이터(20)는 입구 밸브(38a)가 개방 위치로 시프트하게 하기 위해 액추에이터 라인(28a)을 통해 입구 밸브(38a)로 구동 유체를 제공한다. 출구 밸브(38b)가 폐쇄된 상태에서, 저압 호스(22a)는 조절기 펌프(16a)로부터 격리되어, 조절기 펌프(16a) 내의 어떠한 내압도 하류 압력에 영향을 주지 못한다. 입구 밸브(38a)가 개방 위치에 있는 상태에서, 재료 공급부(14)에 의해 생성된 상류 유체 압력은 입구 밸브(38a)를 통해 조절기 펌프(16a) 내로 고압 호스(24a) 내의 유체를 이동시킨다.
조절기 펌프(16a)는 고압 호스(24a)로부터 재료를 충전한다. 상태 센서(40)는, 조절기 펌프(16) 내의 재료의 체적이 최대 체적에 도달하였을 때를 감지할 수 있으며, 상태 센서(40)는 그에 응답하여 제1 펌프 완충 신호를 생성할 수 있다. 일부 예에서, 입구 밸브(38a)는 펌프 완충 신호에 응답하여 폐쇄 위치로 시프트할 수 있다. 예컨대, 제어기(12)는 제1 펌프 완충 신호에 기초하여 제1 펌프 완충 명령을 생성할 수 있으며, 통신 링크(26a)를 통해 액추에이터(20)에 제1 펌프 완충 명령을 제공할 수 있다. 제1 펌프 완충 신호에 기초하여, 액추에이터(20)는 입구 밸브(38a)가 폐쇄 위치로 시프트하게 할 수 있어, 상류 압력으로부터 조절기 펌프(16) 내의 재료를 격리시킬 수 있다. 다른 예에서, 입구 밸브(38a)는, 예컨대 상태 센서(40b)에 의해 생성된 제2 충전 신호에 응답하여 제어기(12)가 제2 분배 명령을 생성할 때까지 개방 위치에 남아 있을 수 있다. 제1 펌프 완충 신호는, 조절기 펌프(16a)가 재충전 사이클을 완료하였으며 분배 사이클에 대해 준비되었다는 것을 나타낸다.
조절기 펌프(16b)는 분배 사이클을 유지하고 도포기(18)에 재료를 제공한다. 상태 센서(40b)가, 조절기 펌프(16b) 내의 재료의 체적이 재충전 체적에 도달한 것을 감지할 때, 상태 센서(40b)는 제2 충전 신호를 생성하고 통신 링크(26c)를 통해 제어기(12)에 제2 충전 신호를 제공한다. 제2 충전 신호에 응답하여, 제어기(12)는 제2 분배 명령 및 제2 충전 명령을 생성한다. 제어기(12)는 액추에이터(20)에 제2 분배 명령 및 제2 충전 명령을 통신할 수 있다. 하지만, 제어기(12)는 입구 밸브(38a, 38c) 및 출구 밸브(38b, 38d)를 제어하기 위해 조절기 펌프(16b) 및 조절기 펌프(16a)와 직접 통신할 수 있다.
제2 분배 명령에 기초하여, 조절기 펌프(16a)는 분배 사이클에 진입한다. 액추에이터(20)는 출구 밸브(38b)가 개방 위치로 시프트하게 하고 입구 밸브(38a)가 폐쇄 위치로 시프트하게 할 수 있다. 입구 밸브(38a)를 폐쇄함으로써, 조절기 펌프(16) 내의 재료는 상류 압력으로부터 격리된다. 액추에이터(20)는 또한 조절기 펌프(16a)로부터 재료를 하류로 이동시키기 위해 압력 라인(30a)을 통해 조절기 펌프(16a)에 작동 유체를 제공할 수 있다. 출구 밸브(38b)는 입구 밸브(38a)가 폐쇄된 때에만 개방되어, 하류 압력이 상류 압력과 독립적이고 그에 영향을 받지 않는 것을 보장한다는 것이 이해되어야 한다. 조절기 펌프(16a)는 따라서 도포기(18)에 유체적으로 연결되고 하류 압력을 생성 및 제공할 수 있다.
제2 충전 명령에 기초하여, 조절기 펌프(16b)는 재충전 사이클에 진입한다. 액추에이터(20)는 출구 밸브(38d)가 폐쇄 위치로 시프트하게 하고 입구 밸브(38c)가 폐쇄 위치로 시프트하게 할 수 있다. 출구 밸브(38d)가 폐쇄된 상태에서, 조절기 펌프(16b)는 도포기(18)로부터 유체적으로 연결해제되어, 조절기 펌프(16b) 내의 어떠한 압력 변화도 저압 호스(22b) 및/또는 도포기(18) 내의 하류 압력에 영향을 주지 못한다. 입구 밸브(38c)가 개방된 상태에서, 고압 호스(24b) 내의 상류 유체 압력은 입구 밸브(38c)를 통해 조절기 펌프(16b) 내로 재료를 이동시킨다. 조절기 펌프(16b)는 재료로 충전되고 상태 센서(40b)는 최대 체적에 도달한 조절기 펌프(16b) 내의 재료의 체적을 감지하는 것에 응답하여 제2 펌프 완충 신호를 생성할 수 있다. 제2 펌프 완충 신호는, 조절기 펌프(16b)가 재충전 사이클을 완료하였으며 다른 분배 사이클에 대해 준비되었다는 것을 나타낸다.
조절기 펌프(16a)는 조절기 펌프(16a)가 재충전을 요구할 때까지 요구되는 하류 압력에서 도포기(18)로 재료를 계속 제공한다. 조절기 펌프(16a)는 조절기 펌프(16b)가 빌 때 도포기(18)에 연결되고, 조절기 펌프(16b)는 조절기 펌프(16a)가 빌 때 도포기(18)에 연결된다. 조절기 펌프(16a)가 분배 사이클을 통해 진행할 때 조절기 펌프(16b)는 재충전 사이클을 통해 진행한다. 조절기 펌프(16b)가 분배 사이클을 통해 진행할 때 조절기 펌프(16a)는 재충전 사이클을 통해 진행한다. 따라서, 재료는 조절기 펌프(16a) 및 조절기 펌프(16b) 중 적어도 하나에 의해 도포기(18)에 연속적으로 공급되는 동시에, 조절기 펌프(16a) 및 조절기 펌프(16b) 중 나머지 하나가 재충전되어, 도포기(18)에 대한 재료의 연속 유동을 보장한다.
유동 조절 시스템(10'')은 상당한 이점을 제공한다. 출구 밸브(38b, 38d)는 입구 밸브(38a, 38c)가 각각 폐쇄될 때에만 개방되도록 구성되어, 상류 유체 압력으로부터 하류 유체 압력을 격리한다. 따라서, 하류 유체 압력은 상류 유체 압력에 영향을 받지 않는다. 조절기 펌프(16a, 16b)는 요구되는 하류 유체 압력을 생성하도록 제어된다. 하류 유체 압력을 상류 유체 압력으로부터 격리함으로써, 재료 공급부(14)는 재료가 복수 성분 재료인 경우 재료 특성 및 요구되는 혼합 비율을 유지하는데 요구되는 임의의 압력 및/또는 유량에서 고압 호스(24a, 24b)를 통해 재료를 제공할 수 있다. 조절기 펌프(16a, 16b)는 개별적으로 재료를 하류로 이동시키고, 하류 유체 압력을 생성한다. 따라서, 재료는 상류 압력과 독립적인 임의의 요구되는 하류 압력에서 제공될 수 있다. 유동 조절 시스템(10')은 재료 공급부(14)가 높은 유량 및 혼합 비율에서 재료를 제공함과 동시에 재료가 상대적으로 낮은 유량 및 압력에서 도포기(18)에 제공되게 할 수 있다. 또한, 조절기 펌프(16a, 16b) 중 하나가 재료를 분배함과 동시에 조절기 펌프(16a, 16b) 중 나머지 하나가 재료로 충전되도록 조절기 펌프(16a, 16b)를 제어하는 것은 재료의 연속적인 공급이 도포기(18)에 제공되어, 더욱 효과적이고 비용 효율적인 재료 도포를 제공하는 것을 보장한다.
도 4는 유동 조절 시스템(10''')의 개략적 블록선도이다. 유동 조절 시스템(10''')은 재료 공급부(14), 조절기 펌프(16a), 조절기 펌프(16b), 도포기(18) 및 액추에이터(20)를 포함한다. 조절기 펌프(16a)는 입구 밸브(38a), 출구 밸브(38b) 및 상태 센서(40a)를 포함한다. 조절기 펌프(16b)는 입구 밸브(38c), 출구 밸브(38d) 및 상태 센서(40b)를 포함한다.
입구 밸브(38a)는 조절기 펌프(16a) 상에 배치되어 조절기 펌프(16a) 내로의 재료의 유동을 제어한다. 출구 밸브(38b)는 조절기 펌프(16a) 상에 배치되어 조절기 펌프(16a) 내로의 재료의 유동을 제어한다. 고압 호스(24a)는 재료 공급부(14)와 입구 밸브(38a) 사이에서 연장하여 그 둘을 연결한다. 저압 호스(22a)는 출구 밸브(38b)와 도포기(18) 사이에서 연장하여 그 둘을 연결한다. 상태 센서(40a)는 조절기 펌프(16a) 상에 배치되어 조절기 펌프(16a)를 모니터링하도록 구성된다. 상태 센서(40a)는 통신 링크(26b)를 통해 액추에이터(20)과 통신하도록 구성된다.
입구 밸브(38c)는 조절기 펌프(16b) 상에 배치되어 조절기 펌프(16b) 내로의 재료의 유동을 제어한다. 입구 밸브(38d)는 조절기 펌프(16b) 상에 배치되어 조절기 펌프(16b) 내로의 재료의 유동을 제어한다. 고압 호스(24b)는 재료 공급부(14)와 입구 밸브(38c) 사이에서 연장하여 그 둘을 연결한다. 저압 호스(22b)는 출구 밸브(38d)와 도포기(18) 사이에서 연장하여 그 둘을 연결한다. 상태 센서(40b)는 조절기 펌프(16b) 상에 배치되어 조절기 펌프(16b)를 모니터링하도록 구성된다. 상태 센서(40b)는, 특히 무선, 유선 또는 공압적 연결과 같이 액추에이터(20)에 신호를 제공하기 위한 임의의 적절한 링크일 수 있는 통신 링크(26c)를 통해 제1 충전 신호를 액추에이터(20)에 제공한다.
액추에이터(20)는 액추에이터 라인(28a)을 통해 입구 밸브(38a)에 연결되고, 액추에이터 라인(28b)을 통해 출구 밸브(38b)에 연결되고, 액추에이터 라인(28c)을 통해 입구 밸브(38c)에 연결되고, 액추에이터 라인(28d)을 통해 출구 밸브(38d)에 연결된다. 액추에이터(20)는 입구 밸브(38a, 38c) 및 출구 밸브(38b, 38d)가 폐쇄 위치와 개방 위치 사이에서 시프트하도록 구동 유체, 예컨대 공기 또는 압축불가 유압 유체를 입구 밸브(38a, 38c) 및 출구 밸브(38b, 38d)에 제공한다. 액추에이터(20)는 압력 라인(30a)을 통해 조절기 펌프(16a)에 연결되고 압력 라인(30b)을 통해 조절기 펌프(16b)에 연결된다.
동작 중에, 조절기 펌프(16a) 및 조절기 펌프(16b) 중 하나는 충전 사이클을 통해 진행하고 동시에 조절기 펌프(16a) 및 조절기 펌프(16b) 중 나머지 하나는 분배 사이클을 통해 진행하도록 구성된다. 상태 센서(40a)는 조절기 펌프(16a)가 재충전 레벨에 도달했을 때를 감지하고 그에 응답하여 제1 충전 신호를 생성한다. 상태 센서(40a)는, 특히 무선, 유선 또는 공압적 연결과 같이 액추에이터(20)에 신호를 제공하기 위한 임의의 적절한 링크일 수 있는 통신 링크(26b)를 통해 액추에이터(20)에 제1 충전 신호를 제공한다. 제1 충전 신호는 제1 충전 명령 및 제1 분배 명령으로 기능할 수 있다. 따라서, 제1 충전 신호에 응답하여, 액추에이터(20)는 출구 밸브(38b)를 폐쇄 위치로 시프트시키고 입구 밸브(38a)를 개방 위치로 시프트시킨다. 출구 밸브(38b)가 폐쇄 위치에 있는 상태에서, 조절기 펌프(16a) 내의 재료는 저압 호스(22a) 및 도포기(18)로부터 격리된다. 입구 밸브(38a)가 개방 위치에 있는 상태에서, 조절기 펌프(16a)는 고압 호스(24a)로부터 재료를 충전한다. 또한, 제1 충전 신호에 응답하여, 액추에이터(20)는 입구 밸브(38c)를 폐쇄 위치로 시프트시키고 출구 밸브(38d)를 개방 위치로 시프트시킨다. 입구 밸브(38c)가 폐쇄된 상태에서, 조절기 펌프(16b) 내의 재료는 고압 호스(24b) 내의 상류 유체 압력으로부터 격리된다. 출구 밸브(38d)가 개방된 상태에서, 조절기 펌프(16b) 내의 재료는 저압 호스(22b)를 통해 도포기(18)에 연결된다. 예컨대, 액추에이터(20)는 입구 밸브(38a) 및 출구 밸브(38d)를 동시에 개방하고, 입구 밸브(38c) 및 출구 밸브(38b)를 동시에 폐쇄하도록 구성된 밸브장치(valving)를 포함할 수 있어, 조절기 펌프(16a) 및 조절기 펌프(16b) 중 적어도 하나가 도포기(18)에 연결된다.
액추에이터(20)는 또한, 요구되는 하류 압력 및 유량에서 조절기 펌프(16b)로부터 재료를 이동시키는데 요구되는 압력에서 조절기 펌프(16b)로 작동 유체를 제공한다. 작동 유체는 압력 스트로크를 통해 조절기 펌프(16b) 내의 유체 변위 부재를 구동하고, 유체 변위 부재는 조절기 펌프(16b)로부터 재료를 이동시킨다. 조절기 펌프(16b)는, 조절기 펌프(16b) 내의 재료의 체적이 재충전 레벨에 도달한 것을 상태 센서(40b)가 감지하고 제2 충전 신호를 생성할 때까지 분배 사이클을 유지한다.
제2 충전 신호는 제2 충전 명령 및 제2 분배 명령 모두로 기능할 수 있다. 따라서, 제2 충전 신호에 기초하여, 액추에이터(20)는 출구 밸브(38b)가 개방 위치로 시프트하게 하고 입구 밸브(38a)가 폐쇄 위치로 시프트하게 하고 출구 밸브(38d)가 폐쇄 위치로 시프트하게 하고 입구 밸브(38c)가 개방 위치로 시프트하게 한다. 조절기 펌프(16a)는 따라서 도포기(18)에 유체적으로 연결되고, 분배 사이클을 통해 진행할 수 있으며, 조절기 펌프(16b)는 재료 공급부(14)에 유체적으로 연결되고 재충전 사이클을 통해 진행할 수 있다.
액추에이터(20)는 또한 요구되는 하류 압력 및 유량에서 조절기 펌프(16a)로부터 재료를 이동시키는데 요구되는 압력에서 조절기 펌프(16a)에 작동 유체를 제공한다. 작동 유체는 압력 스트로크를 통해 조절기 펌프(16a) 내의 유체 변위 부재를 구동하고, 유체 변위 부재는 조절기 펌프(16a)로부터 재료를 이동시킨다. 조절기 펌프(16a)는, 조절기 펌프(16a) 내의 재료의 체적이 재충전 레벨에 도달한 것을 상태 센서(40a)가 감지하고 제1 충전 신호를 생성할 때까지 분배 사이클을 유지된다.
유동 조절 시스템(10''')은 상당한 이점을 제공한다. 상태 센서(40a, 40b )는 액추에이터(20)가 재충전 사이클 및 분배 사이클을 개시하도록 액추에이터(20)에 직접 신호를 제공할 수 있다. 따라서, 조절기 펌프(16a, 16b)는 자동으로 재충전 및 분배 사이클을 통해 진행할 수 있다. 조절기 펌프(16a, 16b)는, 하류 압력이 상류 압력에 의해 영향을 받지 않도록 고압 호스(24a, 24b) 내의 상류 압력으로부터 저압 호스(22a, 22b) 내의 하류 압력을 완전히 격리한다. 하류 압력으로부터 상류 압력을 격리시킴으로써, 재료는 상대적으로 높은 유량, 예컨대 약 0.4 fl.oz/min.(12 cc/min.) 이상에서 조절기 펌프(16a, 16b)에 공급되는 상태에서, 낮은 유량, 예컨대 약 0.03-0.07 fl. oz/min.(1-2 cc/min.)에서 조절기 펌프(16a, 16b)로부터 도포될 수 있다. 또한, 입구 밸브(38a, 38c) 및 출구 밸브(38b, 38d)를 포함하는 조절기 펌프(16a, 16b)가 예컨대, 액추에이터(20)에 의해 공압적으로 제어되는 경우, 유동 조절 시스템(10)은 클래스 I, 디비젼 I, 위험 위치에서 사용될 수 있다. 또한, 조절기 펌프(16a)는 조절기 펌프(16b)가 비게 될 때 도포기(18)에 연결되고, 조절기 펌프(16b)는 조절기 펌프(16a)가 비게 될 때 도포기(18)에 연결된다. 조절기 펌프(16a)가 분배 사이클을 통해 진행할 때 조절기 펌프(16b)는 재충전 사이클을 통해 진행한다. 조절기 펌프(16b)가 분배 사이클을 통해 진행할 때 조절기 펌프(16a)는 재충전 사이클을 통해 진행한다. 따라서, 재료는 조절기 펌프(16a) 및 조절기 펌프(16b) 중 적어도 하나에 의해 도포기(18)에 연속적으로 공급되는 동시에, 조절기 펌프(16a) 및 조절기 펌프(16b) 중 나머지 하나가 재충전되어, 도포기(18)에 대한 재료의 연속 유동을 보장한다.
도 5는 조절기 펌프(16)의 등각도이다. 도 5b는 도 5a의 선 B-B을 따라 취해진 조절기 펌프(16)의 단면도이다. 도 5a 내지 도 5b는 함께 기술될 것이다. 조절기 펌프(16)는 입구 밸브(38a), 출구 밸브(38b), 상태 센서(40), 유체 변위 부재(42), 본체(44), 덮개 판(46), 재료 챔버(48) 및 작동 유체 챔버(50)를 포함한다. 입구 밸브(38a)는 습윤부(52a), 건조부(54a), 시트(56a), 스템(58a), 밀봉 부재(60a), 스프링(62a) 및 커넥터(64a)를 포함한다. 입구 밸브(38b)는 유사하게 습윤부(52b), 건조부(54b), 시트(56b), 스템(58b), 밀봉 부재(60b), 스프링(62b) 및 커넥터(64b)를 포함한다. 상태 센서(40)는 슬라이드(66), 정지부(68), 포트(70)를 포함한다. 유체 변위 부재(42)는 샤프트(72) 및 다이어프램(74)을 포함한다. 본체(44)는 작동 유체 입구(76) 및 샤프트 구멍(78)을 포함한다. 덮개 판(46)은 재료 입구(80) 및 재료 출구(82)를 포함한다.
덮개 판(46)은 본체(44)에 부착되고, 다이어프램(74)은 덮개 판(46)과 본체(44) 사이에 배치된다. 재료 챔버(48)는 덮개 판(46)과 다이어프램(74) 사이에 배치되어 이들에 의해 형성된다. 작동 유체 챔버(50)는 본체(44) 및 다이어프램(74) 사이에 배치되어 이들에 의해 형성된다. 작동 유체 입구(76)는 본체(44)를 통해 연장하고 작동 유체 챔버(50)에 연결된다. 압력 라인(30)은 작동 유체 입구(76)에 연결된다. 작동 유체 입구(76)는, 덮개 판(46)을 향한 전방으로 유체 변위 부재(42)를 구동하도록 유체 소스, 예컨대 액추에이터(20)(도 1 및 도 2에 도시됨)로부터 압력 라인(30)을 통해 작동 유체, 예컨대 공기 또는 압축불가 유압 유체를 수용하도록 구성된다.
샤프트(72)는 다이어프램(74)에 부착되어 종동하고, 샤프트(72)는 본체(44) 내의 샤프트 구멍(78)을 통해 연장한다. 상태 센서(40)는 작동 유체 챔버(50) 반대편에서 본체(44)에 부착된다. 슬라이드(66)는 상태 센서(40) 내에 배치되어 샤프트(72)의 원위 단부와 접촉한다. 정지부(68)는 슬라이드(66)를 위한 이동 범위를 한정한다. 포트(70)는 재료 챔버(48) 내의 재료의 체적과 관련하여 액추에이터(20)(도 1 내지 도 4에 도시됨) 및/또는 제어기(12)(도 1 및 도 3에 도시됨)에 정보를 제공하기 위한 통신 링크, 예컨대 통신 링크(26)(도 1 및 도 2)를 수용하도록 구성된다. 상태 센서(40)는 샤프트(72) 및 슬라이드(66)의 연결에 기인한 유체 변위 부재(42)의 변위 및 그에 따른 재료 챔버(48) 내의 재료의 체적에 대응하는 슬라이드(66)의 선형 변위에 관한 정보를 제공하도록 구성된다. 따라서, 상태 센서(40)는 선형 변환기일 수 있다. 하지만, 상태 센서(40)는 유체 변위 부재(42)의 위치를 감지하기 위한 임의의 적절한 변환기일 수 있다는 것이 이해되어야 한다.
입구 밸브(38a)는 재료 입구(80)에서 덮개 판(46)에 부착된다. 시트(56a)는 습윤부(52a)와 덮개 판(46a)사이에 배치된다. 스템(58a)은 습윤부(52a)로부터 건조부(54a) 내로 연장한다. 밀봉 부재(60a)는 습윤부(52a) 내에서 스템(58a)에 부착되고 시트(56a)에 인접하게 배치된다. 밀봉 부재(60a)는 입구 밸브(38a)가 폐쇄 위치에 있을 때 시트(56a)와 결합하도록 구성되고, 입구 밸브(38a)가 개방 위치에 있을 때 시트(56a)로부터 변위되도록 구성되어 입구 유동 경로를 생성한다. 커넥터(64a)는 건조부(54a)로부터 연장하고 액추에이터 라인, 예컨대 액추에이터 라인(28a)에 연결되도록 구성된다(도 1에 가장 잘 도시됨). 커넥터(64a)는 구동 유체, 예컨대 공기 또는 압축불가 유압 유체를 수용하고, 폐쇄 위치와 개방 위치 사이에서 스템(58a) 및 밀봉 부재(60a)를 구동하기 위해 구동 유체를 건조부(54a)에 제공하고 건조부(54a)로부터 구동 유체를 배출한다. 스프링(62a)은 건조부(54a) 내에 배치되고, 구동 유체의 공급이 건조부(54a)로부터 제거될 때 스템(58a) 및 밀봉 부재(60a)를 폐쇄 위치로 구동하도록 구성된다. 입구 밸브(38a)가 니들 밸브로 도시되었지만, 입구 밸브(38a)는 개방 위치와 폐쇄 위치 사이에서 제어될 수 있는 임의의 바람직한 밸브일 수 있다는 것이 이해되어야 한다.
출구 밸브(38b)는 재료 출구(82)에서 덮개 판(46)에 부착된다. 시트(56b)는 습윤부(52b)와 덮개 판(46b) 사이에 배치된다. 스템(58b)이 습윤부(52b)로부터 건조부(54b)로 연장되고, 밀봉 부재(60b)는 스템(58b)에 부착되고 시트(56b)에 인접하게 배치된다. 밀봉 부재(60b)는 출구 밸브(38b)가 폐쇄 위치에 있을 때 시트(56b)와 결합하도록 구성되고, 출구 밸브(38b)가 개방 위치에 있을 때 시트(56b)로부터 변위되도록 구성된다. 커넥터(64b)는 건조부(54b)로부터 연장하고 액추에이터 라인, 예컨대 액추에이터 라인(28b)에 연결되도록 구성된다(도 1에 가장 잘 도시됨). 커넥터(64b)는 스템(58b) 및 밀봉 부재(60b)를 개방 위치로 구동하도록 건조부(54b)에 구동 유체를 제공할 수 있다. 스프링(62b)은 건조부(54b) 내에 배치되고, 구동 유체가 건조부(54b)로부터 배출될 때 스템(58b) 및 밀봉 부재(60b)를 폐쇄 위치로 구동할 수 있다. 출구 밸브(38b)가 니들 밸브로 도시되었지만, 입구 밸브(38a)는 개방 위치와 폐쇄 위치 사이에서 확실하게 제어될 수 있는 임의의 바람직한 밸브일 수 있다는 것이 이해되어야 한다.
일부 예에서, 출구 밸브(38b)는 출구 밸브(38b)가 재료 출구(82)에 연결되는 것을 제외하면 입구 밸브(38a)와 동일하여, 습윤부(52b)는 재료 챔버(48)로부터 재료를 수용하고, 입구 밸브(38a)는 재료 입구(80)에 연결되어, 습윤부(52a)는 재료를 재료 챔버(48)에 제공한다. 출구 밸브(38b) 및 입구 밸브(38a)는 동일할 수 있어서 작은 수의 고유 부품을 요구하면서 부품의 용이한 교체를 촉진할 수 있지만, 입구 밸브(38a) 및 출구 밸브(38b) 각각은 임의의 바람직한 구성일 수 있으며 동일하거나 고유할 수 있다는 것이 이해되어야 한다.
재충전 사이클 도중, 구동 유체는 입구 밸브(38a)의 건조부(54a)에 제공되어, 스템(58a) 및 밀봉 부재(60a)가 시트(56a)로부터 멀리 시프트되게 할 수 있다. 구동 유체는 출구 밸브(38b)의 건조부(54b)로부터 배출될 수 있으며, 출구 밸브(38b)는 폐쇄 위치로 시프트한다. 출구 밸브(38b)는 입구 밸브(38a)가 개방될 때 폐쇄된 체로 유지된다. 구동 유체는 스템(58a)을 시프트시켜서 밀봉 부재(60a)를 시트(56a)로부터 결합해제시키고, 그로 인해 밀봉 부재(60a)와 시트(56a) 사이에 입구 유동경로를 생성한다. 재료 공급부, 예컨대 재료 공급부(14)에 의해 생성된 상류 압력(도 1 내지 도 4에 도시됨)은 재료가 입구 밸브(38a) 및 재료 입구(80)를 통해 재료 챔버(48) 내로 유동하게 한다. 재료 챔버(48)가 팽창하고 샤프트(72)와 다이어프램의 연결에 기인하여 샤프트(72)를 후방으로 구동함에 따라 재료 챔버(48) 내로 유동하는 재료는 유체 변위 부재(42)를 후방으로 시프트시킨다. 샤프트(72)는 동시에 슬라이드(66)를 후방으로 구동한다. 샤프트(72) 및 슬라이드(66)는, 후방으로의 슬라이드(66)를 위한 이동 범위를 한정하는 정지부(68)와 슬라이드(66)가 접촉할 때까지 시프트를 계속한다. 상태 센서(40)는 슬라이드(66)와 정지부(68)의 접촉에 응답하여 펌프 완충 신호를 생성하도록 구성될 수 있다. 상태 센서(40)는, 조절기 펌프(16)가 재충전 사이클을 완료하였으며 분배 사이클에 대해 준비되었다는 것을 나타내도록 제어기에 펌프 완충 신호를 제공할 수 있다. 조절기 펌프(16)는 분배 명령이 수신될 때까지 준비된 상태를 유지할 수 있다.
분배 명령에 기초하여, 조절기 펌프(16)는 분배 사이클에 진입한다. 입구 밸브(38a)는 폐쇄 위치로 시프트하고 출구 밸브(38b)는 개방 위치로 시프트한다. 예컨대, 액추에이터는 구동 유체의 공급을 출구 밸브(38b)의 건조부(54b)에 제공하여, 스템(58b) 및 밀봉 부재(60b)를 개방 위치로 시프트시킨다. 개방 위치에서, 밀봉 부재(60b)는 시트(56b)로부터 변위되어 재료는 밀봉 부재(60b)와 시트(56b) 사이에서 재료 챔버(48)로부터 유동할 수 있다. 액추에이터는 또한 입구 밸브(38a)의 건조부(54a)로부터 구동 유체를 배출할 수 있으며, 그에 따라 스프링(62a)은 스템(58a) 및 밀봉 부재(60a)를 폐쇄 위치로 구동할 수 있다. 입구 밸브(38a)가 폐쇄된 상태에서, 재료 챔버(48) 내의 내압 및 하류 압력은 상류 압력으로부터 격리된다.
요구되는 압력을 생성하기 위해, 작동 유체는 작동 유체 입구(76)를 통해 작동 유체 챔버(50)에 제공된다. 압력 라인(30)은 작동 유체 소스, 예컨대 액추에이터(20)(도 1 내지 도 4에 도시됨)로부터 작동 유체를 수용하고, 작동 유체 챔버(50)에 작동 유체를 제공한다. 작동 유체는 재료 챔버(48)를 통해 전방으로 유체 변위 부재(42)를 구동한다. 작동 유체 챔버(50) 내의 작동 유체의 압력은 재료 챔버(48) 내의 재료 압력 및 그에 따라 하류 압력에 직접적으로 관련된다. 따라서, 하류 압력은 조절기 펌프(16)에 의해 생성되고 작동 유체 압력을 제어함으로써 제어될 수 있다. 도시된 예에서, 작동 유체 압력 및 하류 압력은 1:1 압력 비율을 갖는다. 예컨대, 요구되는 하류 유체 압력이 1034KPa(148psi)인 경우, 압력 챔버 내의 작동 유체는 1034KPa(148psi)로 제공되어 유지될 것이다.
작동 유체는 전방으로 유체 변위 부재(42)를 구동한다. 다이어프램(74)은 샤프트(72) 및 다이어프램(74)의 연결에 기인하여 샤프트 구멍(78)을 통해 샤프트(72)를 당긴다. 샤프트(72)는 샤프트(72)와 슬라이드(66)의 연결에 기인하여 전방으로 슬라이드(66)를 동시에 당긴다. 상태 센서(40)는 슬라이드(66)의 위치에 기초하여 유체 변위 부재(42)에 관한 위치 정보를 전송한다. 슬라이드가 이동의 전방 범위에 도달하여 재료 챔버(48) 내의 재료의 체적이 재충전 체적에 도달하였다는 것을 나타낼 때, 상태 센서(40)는 충전 신호를 생성할 수 있으며 제어기(12)에 충전 신호를 전송할 수 있다. 슬라이드(66)가 이동의 전방 범위에 도달할 때 상태 센서(40)가 충전 신호를 생성하는 것으로 기술되었지만, 상태 센서(40)는 제어기에 위치 정보를 연속적으로 제공할 수 있으며, 그로 인해 제어기는 임의의 요구되는 위치에 도달하는 슬라이드(66)에 기초하여 충전 명령을 제공한다. 예컨대, 제어기는, 재료 챔버(48)가 50% 빈 것을 나타내는 위치에 슬라이드(66)가 존재하는 것에 기초하여 충전 명령을 생성할 수 있다. 충전 신호는, 조절기 펌프(16)가 다른 재충전 사이클을 통해 진행할 준비가 되었다는 것을 나타낸다.
조절기 펌프(16)는 상당한 장점을 제공한다. 조절기 펌프(16)의 출구 밸브(38b)는, 조절기 펌프의 입구 밸브(38a)가 개방 위치에 있을 때면 언제나 폐쇄 위치에 있도록 구성된다. 따라서, 상류 유체 압력은 출구 밸브의 하류의 하류 유체 압력에 영향을 주지 못한다. 상류 압력으로부터 하류 압력을 격리함으로써, 하류 압력은 어떠한 압력 및 유량이 요구되더라도 제공할 수 있도록 확실하게 제어될 수 있다. 상류 유체 압력을 하류 유체 압력을 격리함으로써, 재료가 가해지는 조절기 펌프(16)의 하류에 낮은 유량 및 압력을 제공하면서도, 조절기 펌프(16) 상류에 높은 유량 및 압력을 허용하여 재료가 요구되는 특성을 갖는 것을 보장할 수 있다.
도 6a는 조절기 펌프(16')의 등각도이다. 도 6b는 도 6a의 선 B-B을 따라 취해진 조절기 펌프(16')의 단면도이다. 도 6c는 도 6a의 선 C-C를 따라 취해진 조절기 펌프(16')의 단면도이다. 도 6d는 도 6a의 선 D-D를 따라 취해진 조절기 펌프(16')의 단면도이다. 도 6a 내지 도 6d는 함께 기술될 것이다. 조절기 펌프(16')는 입구 밸브(38a), 출구 밸브(38b), 상태 센서(40'), 유체 변위 부재(42), 본체(44'), 덮개 판(46'), 재료 챔버(48) 및 작동 유체 챔버(50), 베이스(84), 파일롯 밸브(86) 및 압력 소스(88)를 포함한다. 유체 변위 부재(42)는 샤프트(72') 및 다이어프램(74) 및 다이어프램 판(90)을 포함한다. 샤프트(72')는 단차부(92)를 포함한다. 본체(44')는 작동 유체 입구(76), 샤프트 구멍(78), 신호 통로(94), 상태 센서 포트(96) 및 압력 포트(98)를 포함한다.
덮개 판(46') 및 본체(44')는 베이스(84) 상에 배치된다. 덮개 판(46')은 다이어프램(74)이 덮개 판(46')과 본체(44') 사이에 배치 및 고정되는 상태에서 본체(44')에 부착된다. 샤프트(72')는 다이어프램(74)에 부착되어 종동하고, 샤프트(72')는 샤프트 구멍(78)을 통해 다이어프램(74)으로부터 후방으로 연장한다. 다이어프램 판(90)은 다이어프램(74)에 부착되어 파일롯 밸브(86)의 핀(100)을 접촉 및 구동하도록 구성된다. O-링(102)이 샤프트 구멍(78) 내에 배치되고 샤프트(72') 주위에 시일을 제공한다. 재료 챔버(48)는 덮개 판(46')과 다이어프램(74) 사이에 배치되어 이들에 의해 형성된다. 작동 유체 챔버(50)는 본체(44') 및 다이어프램(74) 사이에 배치되어 이들에 의해 형성된다. 작동 유체 입구(76)는 본체를 통해 연장하고 작동 유체 챔버(50)에 연결된다. 작동 유체 입구(76)는 작동 유체, 예컨대 공기 또는 압축불가 유압 유체를 압력 라인(30)을 통해 수용하고 작동 유체 챔버(50)에 작동 유체를 제공하도록 구성된다. 작동 유체는, 출구 밸브(38b)를 통해 재료 챔버(48)로부터 재료를 이동시키기 위해 유체 변위 부재(42)가 덮개 판(46')을 향해 구동되는 도중에, 압력 스트로크를 통해 작동 유체 챔버(50)를 가압하고 유체 변위 부재(42)를 구동하도록 구성된다. 입구 밸브(38a)는 베이스(84)에 부착되고, 출구 밸브(38b)는 유사하게 베이스(84)에 부착된다. 입구 밸브(38a)는 베이스(84)를 통해 연장하는 재료 통로(도시 생략)에 의해 재료 챔버(48)에 유체적으로 연결되고, 출구 밸브(38b)는 베이스(84)를 통해 연장하는 재료 통로(도시 생략)에 의해 재료 챔버(48)에 유사하게 연결된다. 입구 밸브(38a) 및 출구 밸브(38b)는 조절기 펌프(16)를 통한 재료의 유동을 제어하기 위한 임의의 적절한 구성일 수 있어서, 하류 압력은 상류 압력으로부터 격리되고 그와 독립적이다.
상태 센서 포트(96)는 본체(44') 내로 연장하여 상태 센서(40')를 수용한다. 상태 센서(40')는 조절기 펌프(16)의 상태, 예컨대 조절기 펌프(16)가 재충전을 요구하는지 또는 재료를 분배할 준비가 되었는지를 제어기, 예컨대 제어기(12)(도 1 및 도 3에 도시됨) 및/또는 액추에이터, 예컨대 액추에이터(20)(도 1 내지 도 4에 도시됨)에 통신하도록 구성된다. 신호 통로(94)는 상태 센서 포트(96)로부터 그리고 샤프트 구멍(78)으로 연장한다. 파일롯 밸브(86)는 상태 센서 포트(96)와 샤프트 구멍(78) 사이에서 본체(44') 내에 배치되어, 신호 통로(94)는 유체, 예컨대 공기를 파일롯 밸브(86)를 수용할 수 있다. 파일롯 밸브(86)의 핀(100)은 본체(44')를 통해 그리고 작동 유체 챔버(50) 내로 연장한다. 압력 소스(88)는 압력 포트(98) 내에 배치되고 가압 유체, 예컨대 압축 공기를 파일롯 밸브(86)에 제공하도록 구성된다. 압력 소스(88)는 압력 포트(98)를 통해 가압 유체를 연속적으로 공급하도록 구성된다. 파일롯 밸브(86)가 후방의 개방 위치에 있을 때, 가압 유체는 파일롯 밸브(86)를 통해 신호 통로(94) 내로 유동한다. 파일롯 밸브가 전방의 폐쇄 위치에 있을 때, 가압 유체가 파일롯 밸브(86)를 통해 유동하는 것이 방지되어, 가압 유체가 신호 통로(94)로 유동할 수 없다.
동작 중에, 재료가 입구 밸브(38a)를 통해 재료 챔버(48) 내로 유동함에 따라, 유체 변위 부재(42)는 재료 챔버(48)로부터 재료를 변위시키도록 덮개 판을 향해 전방으로 그리고 재료에 의해 덮개 판으로부터 멀어지는 후방으로 교호식으로 구동된다. 예로서, 재충전 사이클 및 분배 사이클이 아래에 기술될 것이다.
제어기 및/또는 액추에이터는 상태 센서(40')로부터 충전 신호를 수신하고 충전 명령을 생성할 수 있다. 충전 명령에 기초하여, 출구 밸브(38b)는 폐쇄 위치로 시프트하여, 재료가 재료 챔버(48)로부터 하류로 이동하는 것을 방지하고, 입구 밸브(38a)는 개방 위치로 시프트하여, 재료가 입구 밸브(38a)를 통해 재료 챔버(48) 내로 유동할 수 있게 한다. 입구 밸브(38a)가 개방 위치에 있는 상태에서, 재료 공급부, 예컨대 재료 공급부(14)(도 1 내지 도 4에 도시됨)에 의해 생성된 상류 유체 압력은 재료를 재료 챔버(48) 내로 이동시킨다. 재료 챔버(48) 내로 유동하는 재료는 후방으로 유체 변위 부재(42)를 이동시킨다.
유체 변위 부재(42)는 후방으로 계속 이동하고, 다이어프램 판(90)은 파일롯 밸브(86)의 핀(100)과 접촉한다. 유체 변위 부재(42)가 후방으로 구동됨에 따라, 단차부(92)는 o-링(102)을 통과하여, o-링(102)이 샤프트(72)에 대해 밀봉을 형성한다. o-링(102)이 샤프트(72')와 접촉한 상태에서, 샤프트 구멍(78)이 밀봉되어, 신호 통로(94)는 샤프트 구멍(78)을 통해 배출할 수 없다. 다이어프램 판(90)은 핀(100)을 구동하여, 파일롯 밸브(86)의 내부 구성요소를 후방으로 시프트시키고, 그로 인해 파일롯 밸브(86)를 개방 위치로 시프트시킨다. 파일롯 밸브(86)가 개방된 상태에서, 가압 소스(88)에 의해 제공되는 가압 유체는 파일롯 밸브를 통해 신호 통로(94)로 유동할 수 있다. 신호 통로(94) 내의 압력은, 파일롯 밸브(86)가 개방 위치로 시프트할 때 갑자기 상승한다. 상태 센서(40')는 신호 통로(94) 내의 갑작스런 압력 상승을 감지하고, 갑작스런 압력 상승에 응답하여 펌프 완충 신호를 생성하고 제어기 및/또는 액추에이터에 펌프 완충 신호를 제공하도록 구성된다. 상태 센서(40')가 압력 변환기로 기술되었지만, 임의의 적절한 센서가 사용될 수 있다는 것이 이해되어야 한다. 펌프 완충 신호는, 조절기 펌프(16)가 재충전 사이클을 완료하였으며 분배 사이클에 대해 준비되었다는 것을 나타낸다.
분배 명령이 생성될 때, 분배 명령에 기초하여, 출구 밸브(38b)는 개방 위치로 시프트하고, 입구 밸브(38a)는 폐쇄 위치로 시프트한다. 재료 챔버(48)는 따라서 상류 압력으로부터 격리되고 하류 압력에 유체적으로 연결된다. 출구 밸브(38b)가 개방된 상태에서, 작동 유체는 예컨대, 액추에이터와 같은 작동 유체 소스에 의해 작동 유체 챔버(50)에 제공되어, 유체 변위 부재(42)를 전방으로 구동한다. 일부 예에서, 작동 유체 챔버(50) 내의 압력 및 유체 변위 부재(42)에 의해 생성되는 하류 압력은 1:1 압력 비율을 갖는다. 따라서, 하류 압력은 요구되는 하류 압력으로 작동 유체 압력을 설정함으로써 제어될 수 있다.
분배 사이클 도중, 작동 유체가 유체 변위 부재(42)를 전방으로 구동함에 따라 다이어프램(74)은 샤프트(72')를 전방으로 당긴다. 샤프트(72')의 단차부(92)가 o-링(102)을 넘어 당겨질 때, 신호 통로(94)는 밀봉해제되고 샤프트 구멍(78)을 통해 가압 유체가 배출된다. 단차부(92)는, 신호 통로(94)가 샤프트 구멍(78)을 통해 배출될 때를 제어하기 위해 샤프트(72') 상의 임의의 요구되는 위치에 배치될 수 있다. 예컨대, 단차부(92)는, 재료 챔버(48)가 빌 때 신호 통로(94)가 배출하도록 샤프트(72') 상에 위치될 수 있다. 다른 예에서, 임의의 요구되는 체적 및/또는 백분율의 재료가 재료 챔버(48)로부터 변위된 후에, 단차부(92)는 신호 통로(94)를 배출시키도록 위치될 수 있다.
신호 통로(94)를 배출시킴으로써, 신호 통로(94) 내의 압력이 주위압으로 강하된다. 압력의 강하로 인해, 파일롯 밸브(86)는 폐쇄 위치로 시프트되고, 그로 인해 압력 포트(98)를 통해 제공되는 가압 유체는 신호 통로(94)로 유동할 수 없다. 상태 센서(40')는 신호 통로(94) 내의 압력 강하를 감지하고 압력 강하에 응답하여 충전 신호를 생성한다. 충전 신호는, 조절기 펌프(16')가 분배 사이클을 완료하였으며 다른 재충전 사이클을 통해 진행할 준비가 되었다는 것을 나타낸다.
조절기 펌프(16')는 상당한 장점을 제공한다. 조절기 펌프(16')는 공압-기계 방식으로 충전 신호 및 펌프 완충 신호를 생성한다. 조절기 펌프(16)는 따라서 클래스 I, 디비전 I, 위험 위치에서 사용하기에 적합하다. 조절기 펌프(16')는 하류 유체 압력을 생성하는 자급식(self-contained) 유닛이다. 조절기 펌프(16')는 또한 상류 유체 압력으로부터 하류 유체 압력을 완전히 격리하여, 하류 유체 압력은 상류 유체 압력으로부터 독립적이며 영향을 받지 않는 상태를 유지한다. 따라서, 조절기 펌프(16')는 재료 공급부에서 요구되는 최소 유량 및 압력보다 훨씬 낮은 재료 하류 유량 및 압력을 제공할 수 있다. 따라서, 조절기 펌프(16')는 더 많고 다양한 재료가 낮은 유량 및 압력에서 적용될 수 있게 한다. 입구 밸브(38a) 및 출구 밸브(38b)는 동일 부품일 수 있어서, 부품 수의 양을 감소시킴으로써 비용 및 유지 보수 간접비를 절약할 수 있다.
도 7a는 재충전 사이클(104)을 도시하는 흐름도이다. 도 7b는 분배 사이클(106)을 도시하는 흐름도이다. 도 7a 및 도 7b는 함께 기술될 것이다. 단계 108에서, 충전 신호가 생성된다. 충전 신호는 조절기 펌프, 예컨대 조절기 펌프(16)(도 1 내지 도 4)로부터 변위된 재료의 체적에 기초하여 생성될 수 있다. 일부 예에서, 센서, 예컨대 상태 센서(40)(도 1 내지 도 4에 가장 잘 도시됨)는 조절기 펌프가 재충전 사이클을 개시할 준비가 되는 때를 감지할 수 있다. 예컨대, 상태 센서는 조절기 펌프 내의 재료의 체적이 최소 체적에 도달하는 때를 감지할 수 있으며, 재료의 체적이 최소 체적에 도달하는 것이 응답하여 충전 신호를 생성할 수 있다. 조절기 펌프가 재충전, 예컨대 선형, 압력, 온도 및/또는 유량 변환기를 요구할 때를 감지하기 위해 임의의 적절한 센서가 사용될 수 있다. 일부 예에서, 충전 신호는 제어기, 예컨대 제어기(12)(도 1 및 도 3에 도시됨)에 제공될 수 있으며, 제어기는 충전 신호를 기초로 충전 명령을 생성할 수 있다. 다른 예에서, 충전 신호는 액추에이터, 예컨대 액추에이터(20)(도 2 및 도 4에 도시됨)에 제공될 수 있어, 액추에이터가 재충전 사이클을 개시하게 한다. 그러한 경우, 충전 신호는 충전 명령이다.
단계 110에서는, 하류 재료가 조절기 펌프로부터 유체적으로 격리된다. 하류 재료를 격리하기 위해, 출구 밸브, 예컨대 출구 밸브(38b)(도 1 내지 도 6a)는 폐쇄 위치로 시프트된다. 일부 예에서, 제어기는 출구 밸브가 폐쇄 위치로 시프트하게 할 수 있다. 예컨대, 제어기는 충전 신호에 기초하여 충전 명령을 생성할 수 있으며, 액추에이터에 충전 명령을 제공할 수 있다. 액추에이터는 예컨대, 출구 밸브에 구동 유체를 배출 또는 제공함으로써 출구 밸브를 폐쇄 위치로 구동할 수 있다. 다른 예에서, 충전 신호가 액추에이터에 직접 제공되는 경우, 충전 신호는 충전 명령으로 기능할 수 있으며, 액추에이터로 하여금 출구 밸브를 폐쇄 위치로 시프트하게 할 수 있다. 예컨대, 충전 신호는 출구 밸브 및 입구 밸브, 예컨대 입구 밸브(38a)(도 1 내지 도 6a)에 연결된 3방향 밸브가 위치를 시프트하게 하여, 출구 밸브를 폐쇄되게 시프트하게 한다.
단계 112에서는, 상류 재료가 조절기 펌프에 유체적으로 연결된다. 입구 밸브는 충전 명령에 응답하여 개방 위치로 시프트될 수 있다. 하지만, 입구 밸브는 출구 밸브가 폐쇄된 경우에만 개방될 수 있다는 것이 이해되어야 한다. 따라서, 하류 재료는 상류 재료로부터 격리되어, 상류 압력은 하류 압력에 영향을 주지 못한다. 일부 예에서, 제어기는 충전 신호에 기초하여 충전 명령을 생성할 수 있으며, 액추에이터에 충전 명령을 제공할 수 있다. 액추에이터는 입구 밸브를 개방 위치로 구동할 수 있다. 예컨대, 액추에이터는 구동 유체, 예컨대 압축 공기 또는 유압 유체를 입구 밸브에 제공하거나 입구 밸브로부터 구동 유체를 배출한다. 다른 예에서, 충전 신호가 액추에이터에 직접 제공되는 경우, 충전 신호는 충전 명령으로 기능할 수 있어서, 액추에이터는 충전 신호에 기초하여 입구 밸브를 개방 위치로 구동시킨다. 예컨대, 충전 신호는 출구 밸브 및 입구 밸브에 연결된 3방향 밸브가 위치를 시프트하게 하여, 입구 밸브가 폐쇄 위치로부터 개방 위치로 구동하게 한다.
단계 114에서, 펌프 완충 신호가 생성된다. 상태 센서는 유체 챔버 내의 재료의 체적이 재료 용량에 도달하였을 때를 감지할 수 있으며, 재료 용량에 도달한 유체 챔버 내의 재료에 응답하여 펌프 완충 신호를 생성할 수 있다. 펌프 완충 신호는 제어기에 제공될 수 있으며, 펌프 완충 신호 조절기 펌프가 재충전 사이클을 완료하였으며 분배 사이클에 대해 준비되었다는 것을 나타낸다.
도 7b의 단계 116에서, 분배 명령이 생성된다. 분배 명령은 조절기 펌프가 분배 사이클에 진입하게 하는데, 분배 사이클에서 조절기 펌프는 하류 재료에 유체적으로 연결되고 상류 재료로부터 유체적으로 연결해제된다.
일부 예에서, 다중 조절기 펌프, 예컨대 유동 조절 시스템(10'')(도 3) 및 유동 조절 시스템(10''')(도 4)을 구비한 유동 조절 시스템과 같이, 분배 명령은 제1 조절기 펌프로부터의 제1 충전 신호에 기초하여 생성될 수 있다. 제어기는 제1 충전 신호에 기초하여 제1 분배 명령을 생성할 수 있으며, 제1 분배 명령은 충전 사이클을 이미 완료한 제2 조절기 펌프를 분배 사이클에 진입시킨다. 따라서, 조절기 펌프 중 하나가 하류에 유체적으로 연결되고 하류에 재료를 제공함과 동시에, 조절기 펌프 중 다른 하나는 상류에 유체적으로 연결되고 다음 분배 사이클을 위해 재료를 재충전한다. 유동 조절 시스템은, 조절기 펌프 중 적어도 하나가 하류에 유체적으로 연결되어 재료의 연속적인 하류 공급을 보장하도록 구성된다.
다른 예에서, 제어기는 펌프 완충 신호에 기초하여 분배 명령을 생성할 수 있다. 예컨대, 조절기 펌프는 재료가 데드헤드될 때, 예컨대 하류 도포기가 도포 사이클 사이에 있는 경우 재충전 사이클에 진입할 수 있으며, 펌프 완충 명령에 기초하여 재충전 사이클을 완료한 직후 분배 사이클을 개시할 수 있어서, 조절기 펌프는 다음 도포 사이클 전에 도포기에 유체적으로 연결된다. 다른 예에서, 펌프 완충 신호는 예컨대, 펌프 완충 신호가 액추에이터에 직접 제공되어, 액추에이터가 입구 밸브 및 출구 밸브를 구동하게 하는 경우 분배 명령어로 기능할 수 있다.
단계 118에서는, 상류 재료가 조절기 펌프로부터 유체적으로 격리된다. 예컨대, 입구 밸브는 분배 명령어에 기초하여 폐쇄 위치로 시프트할 수 있다. 일부 예에서, 제어기는, 입구 밸브를 폐쇄 위치로 시프트시키기 위해, 액추에이터가 입구 밸브에 구동 유체를 제공하거나 입구 밸브로부터 구동 유체를 배출하도록 액추에이터에 분배 명령을 제공할 수 있다. 다른 예에서, 예컨대 펌프 완충 신호가 액추에이터에 직접 제공되는 경우, 펌프 완충 신호는 분배 명령으로 기능할 수 있으며, 그로 인해, 액추에이터는 펌프 완충 신호를 기초로 입구 밸브를 폐쇄 위치로 시프트한다. 예컨대, 충전 신호는 출구 밸브 및 입구 밸브에 연결된 3방향 밸브가 위치를 시프트하게 하여, 입구 밸브가 개방 위치로부터 폐쇄 위치로 시프트하게 한다.
단계 120에서는, 하류 재료가 조절기 펌프에 유체적으로 연결된다. 예컨대, 출구 밸브는 분배 명령에 응답하여 개방 위치로 시프트될 수 있다. 일부 예에서, 제어기는, 출구 밸브를 개방 위치로 시프트시키기 위해, 액추에이터가 출구 밸브에 구동 유체를 제공하거나 출구 밸브로부터 구동 유체를 배출하도록 액추에이터에 분배 명령을 제공할 수 있다. 다른 예에서, 예컨대 펌프 완충 신호가 액추에이터에 직접 제공되는 경우, 펌프 완충 신호는 분배 명령으로 기능할 수 있으며, 그로 인해, 액추에이터는 펌프 완충 신호를 기초로 출구 밸브를 개방 위치로 시프트한다. 예컨대, 충전 신호는 출구 밸브 및 입구 밸브에 연결된 3방향 밸브가 위치를 시프트하게 하여, 출구 밸브가 폐쇄 위치로부터 개방 위치로 시프트하게 한다. 하류 재료는 상류 재료가 조절기 펌프로부터 유체적으로 격리된 경우에만 조절기 펌프에 유체적으로 연결되어, 상류 압력은 하류 압력에 영향을 주지 못한다.
단계 122에서, 조절기 펌프는 요구되는 하류 압력에서 재료를 하류로 이동시킨다. 예컨대, 유체 변위 부재, 예컨대 유체 변위 부재(42)(도 5b 및 도 6c에 가장 잘 도시됨)는 재료를 조절기 펌프로부터 하류로 이동시키도록 압력 스트로크를 통해 구동될 수 있다. 일부 예에서, 제어기 및/또는 액추에이터는, 예컨대 유체 변위 부재에 부착된 솔레노이드에 전력을 공급하고 그리고 유체 변위 부재를 구동함으로써 유체 변위 부재를 전기적으로 구동할 수 있다. 다른 예에서, 액추에이터는 작동 유체, 예컨대 압축 공기 또는 압축불가 유압 유체를 조절기 펌프에 제공하여 유체 변위 부재를 구동할 수 있다. 조절기 펌프는 요구되는 하류 압력 및/또는 유량을 생성하도록 제어된다. 일부 예에서, 조절기 펌프는 작동 유체와 하류 압력 사이에 1:1 압력 비율을 제공하도록 구성된다. 따라서, 하류 압력은 유체 변위 부재를 구동하는 작동 유체 압력을 제어함으로써 제어될 수 있다. 조절기 펌프는, 조절기 펌프가 재충전을 요구할 때까지 재료를 계속 분배하는데, 그 시기는 조절기 펌프가 다른 재충전 사이클에 대해 준비되고 공정은 단계 108로 다시 진행된다.
조절기 펌프의 출구 밸브는, 입구 밸브가 개방 위치에 있을 때면 언제나 폐쇄 위치에 있도록 구성된다. 따라서, 상류 압력은 하류 압력에 영향을 주지 않는다. 상류 압력으로부터 하류 압력을 격리함으로써, 하류 압력은 어떠한 압력 및/또는 유량이 요구되더라도 제공할 수 있도록 확실하게 제어될 수 있다. 조절기 펌프는 유체 챔버로부터 재료를 이동시킴으로써 하류 압력을 생성하여, 상류 압력은 하류 압력에 영향을 주지 못한다. 따라서, 재료는 하류 압력이 영향을 받지 않는 상태에서 높은 유량 및 압력으로 조절기 펌프에 제공될 수 있다.
도 8a는 다중 조절기 펌프 시스템 내의 재료를 분배하는 방법(124)을 도시하는 흐름도이다. 단계 126에서, 제1 충전 신호가 생성된다. 제1 충전 신호는 제1 조절기 펌프, 예컨대 조절기 펌프(16a)(도 2 및 도 4)로부터 변위된 재료의 체적에 기초하여 생성될 수 있다. 일부 예에서, 센서, 예컨대 상태 센서(40a)(도 2 및 도 4에 가장 잘 도시됨)는 제1 조절기 펌프가 재충전 사이클을 개시할 준비가 되는 때를 감지할 수 있다. 예컨대, 상태 센서는 제1 조절기 펌프 내의 재료의 체적이 최소 체적에 도달하는 때를 감지할 수 있으며, 재료의 체적이 최소 체적에 도달하는 것이 응답하여 제1 충전 신호를 생성할 수 있다. 제1 조절기 펌프가 재충전, 예컨대 선형, 압력, 온도 및/또는 유량 변환기를 요구할 때를 감지하기 위해 임의의 적절한 센서가 사용될 수 있다. 일부 예에서, 제1 충전 신호는 제어기, 예컨대 제어기(12)(도 1 및 도 3에 도시됨)에 제공될 수 있으며, 제어기는 제1 충전 신호를 기초로 제1 충전 명령을 생성할 수 있다. 다른 예에서, 제1 충전 신호는 액추에이터, 예컨대 액추에이터(20)(도 2 및 도 4에 도시됨)에 제공될 수 있어, 액추에이터가 재충전 사이클을 개시하게 한다. 단계 126에서 생성된 제1 충전 신호에 기초하여, 방법(124)은 단계 128 및 단계 130으로 진행한다.
단계 128에서, 제2 조절기 펌프, 예컨대 조절기 펌프(16b)(도 2 및 도 4)는 제1 충전 신호에 기초하여 분배 사이클을 통해 진행한다. 단계 130에서, 제1 조절기 펌프는 제1 충전 신호에 기초하여 재충전 사이클을 통해 진행한다. 제2 조절기 펌프는 제1 조절기 펌프가 재충전 사이클에 진입하기 전에 분배 사이클에 진입하여, 어떠한 압력 손실 및/또는 하류 도포기로의 유동을 방지한다.
단계 128에서, 하류 재료 도포기는 제2 조절기 펌프에 유체적으로 연결되고, 상류 재료 공급부는 제2 조절기 펌프로부터 유체적으로 격리된다. 하류 재료를 연결하기 위해, 제2 출구 밸브, 예컨대 출구 밸브(38d)(도 2 및 도 4)는 개방 위치로 시프트된다. 상류 재료를 격리하기 위해, 제2 입구 밸브, 예컨대 입구 밸브(38c)(도 2 및 도 4)는 폐쇄 위치로 시프트된다. 제2 입구 밸브는 분배 사이클 초기에 폐쇄 위치로 시프트될 수 있거나 이전 재충전 사이클의 말미에 폐쇄 위치로 시프트될 수 있다는 것이 이해되어야 한다. 제2 출구 밸브는 제2 입구 밸브가 폐쇄된 경우에만 개방되어, 상류 유체 압력이 하류 유체 압력에 영향을 주지 않는 것을 보장한다. 일부 예에서, 제어기는 액추에이터가 제2 입구 밸브를 폐쇄 위치로 시프트하게 하고 제2 출구 밸브를 개방 위치로 시프트하기 하기 위해 액추에이터에 제1 분배 명령을 제공할 수 있다. 다른 예에서, 제1 충전 신호는 제1 분배 명령으로서 기능할 수 있어서, 액추에이터는 제1 충전 신호에 응답하여 제2 입구 밸브를 폐쇄 위치로 시프트시키고 제2 출구 밸브를 개방 위치로 시프트시킨다.
제2 출구 밸브가 개방 위치에 있고 제2 입구 밸브가 폐쇄 위치에 있는 상태에서, 제2 조절기 펌프는 제2 출구 밸브를 통해 제2 조절기 펌프 내의 재료를 하류로 이동시킨다. 예컨대, 유체 변위 부재, 예컨대 유체 변위 부재(42)(도 5b 및 도 6c에 가장 잘 도시됨)는 재료를 제2 조절기 펌프로부터 하류로 이동시키도록 압력 스트로크를 통해 구동될 수 있다. 일부 예에서, 제어기 및/또는 액추에이터는, 예컨대 유체 변위 부재에 부착된 솔레노이드에 전력을 공급하고 그리고 유체 변위 부재를 구동함으로써 유체 변위 부재를 전기적으로 구동할 수 있다. 다른 예에서, 액추에이터는 작동 유체, 예컨대 압축 공기 또는 압축불가 유압 유체를 제2 조절기 펌프에 제공하여 유체 변위 부재를 구동할 수 있다. 제2 조절기 펌프는 요구되는 하류 압력 및/또는 유량을 생성하도록 제어된다. 일부 예에서, 제2 조절기 펌프는 작동 유체와 하류 압력 사이에 1:1 압력 비율을 제공하도록 구성된다. 따라서, 하류 압력은 유체 변위 부재를 구동하는 작동 유체 압력을 제어함으로써 제어될 수 있다. 제2 조절기 펌프는 제2 조절기 펌프가 재충전을 요구할 때까지 재료를 계속 분배한다.
단계 130에서, 하류 재료 도포기는 제1 조절기 펌프로부터 유체적으로 격리되고, 상류 재료 공급부는 제1 조절기 펌프에 유체적으로 연결된다. 하류 재료를 격리하기 위해, 제1 출구 밸브, 예컨대 출구 밸브(36b)(도 1 내지 도 6a)는 폐쇄 위치로 시프트된다. 제2 출구 밸브가 개방 위치로 시프트함과 동시에 또는 그 후에, 제1 출구 밸브는 폐쇄 위치로 시프트한다. 따라서, 제1 출구 밸브 및 제2 출구 밸브 중 적어도 하나는 개방 위치에 있기 때문에 하류 압력 및 유동이 유지된다. 상류 재료를 연결하기 위해, 제1 입구 밸브, 예컨대 입구 밸브(38a)(도 1 내지 도 6a)는 개방 위치로 시프트된다. 제1 입구 밸브는 제1 출구 밸브가 폐쇄된 경우에만 개방되어, 상류 유체 압력이 하류 유체 압력에 영향을 주지 않는 것을 보장한다. 일부 예에서, 제어기는 액추에이터가 제1 출구 밸브를 폐쇄 위치로 시프트하게 하고 제1 입구 밸브를 개방 위치로 시프트하기 하기 위해 액추에이터에 제1 충전 명령을 제공할 수 있다. 다른 예에서, 제1 충전 신호는 제1 충전 명령으로서 기능할 수 있어서, 액추에이터는 제1 충전 신호에 응답하여 제1 출구 밸브를 폐쇄 위치로 시프트시키고 제1 입구 밸브를 개방 위치로 시프트시킨다.
제1 입구 밸브가 개방된 상태에서, 상류 압력은 제1 조절기 펌프 내로 재료를 이동시켜서, 제1 조절기 펌프의 유체 챔버를 충전한다. 입구 밸브를 개방하고 출구 밸브를 폐쇄하는 것은 상류 재료를 하류 재료로부터 완전히 격리하여, 상류 압력은 하류 압력에 영향을 주지 않는다. 일부 예에서, 제1 입구 밸브는 제1 조절기 펌프 재충전 사이클의 말미에 폐쇄 위치로 시프트한다. 예컨대, 제1 조절기 펌프는 완충되었을 때 제1 펌프 완충 신호를 생성할 수 있으며, 액추에이터는 제1 펌프 완충 신호에 기초하여 제1 입구 밸브를 폐쇄 위치로 시프트시킬 수 있다. 따라서, 제1 조절기 펌프는 제1 조절기 펌프 재충전 사이클의 말미에 상류 재료로부터 격리될 수 있다. 제1 조절기 펌프는 따라서 제1 조절기 펌프 분배 사이클에 대해 준비된다.
단계 132에서, 제2 충전 신호가 생성된다. 제2 충전 신호는 제2 조절기 펌프로부터 변위된 재료의 체적에 기초하여 생성될 수 있다. 일부 예에서, 센서, 예컨대 상태 센서(40b)(도 2 및 도 4)는 제2 조절기 펌프가 재충전 사이클을 개시할 준비가 되는 때를 감지할 수 있다. 예컨대, 상태 센서는 제2 조절기 펌프 내의 재료의 체적이 최소 체적에 도달하는 때를 감지할 수 있으며, 재료의 체적이 최소 체적에 도달하는 것이 응답하여 제1 충전 신호를 생성할 수 있다. 제2 충전 신호는 제어기 및/또는 액추에이터에 제공될 수 있다. 단계 132에서 생성된 제2 충전 신호에 기초하여, 방법(124)은 단계 134 및 단계 136으로 진행한다.
단계 134에서, 제1 조절기 펌프는 제2 충전 신호에 기초하여 분배 사이클을 통해 진행한다. 단계 136에서, 제2 조절기 펌프는 제2 충전 신호에 기초하여 재충전 사이클을 통해 진행한다. 제1 조절기 펌프는 제2 조절기 펌프가 재충전 사이클에 진입하기 전에 분배 사이클에 진입하여, 어떠한 압력 손실 및/또는 하류 도포기로의 유동을 방지한다.
단계 134에서, 제1 조절기 펌프는 제2 충전 신호에 기초하여 분배 사이클을 통해 진행한다. 액추에이터는 제1 입구 밸브를 폐쇄 위치로 시프트시켜서, 상류 재료를 제1 조절기 펌프로부터 유체적으로 격리시킨다. 일부 예에서, 예컨대 제1 입구 밸브는 예컨대 제1 펌프 완충 신호에 응답하여 제1 조절기 펌프 재충전 사이클의 말미에서 폐쇄된다. 액추에이터는 제1 출구 밸브를 개방 위치로 시프트시켜서, 하류 재료와 제1 조절기 펌프를 유체적으로 연결한다. 제1 출구 밸브가 개방 위치에 있고 제1 입구 밸브가 폐쇄 위치에 있는 상태에서, 제1 조절기 펌프는 제1 출구 밸브를 통해 제1 조절기 펌프 내의 재료를 하류로 이동시킨다. 일부 예에서, 제어기 및/또는 액추에이터는, 예컨대 유체 변위 부재에 부착된 솔레노이드에 전력을 공급하고 그리고 유체 변위 부재를 구동함으로써 유체 변위 부재를 전기적으로 구동할 수 있다. 다른 예에서, 액추에이터는 작동 유체, 예컨대 압축 공기 또는 압축불가 유압 유체를 제1 조절기 펌프에 제공하여 유체 변위 부재를 구동할 수 있다. 제1 조절기 펌프는 제1 조절기 펌프가 재충전을 요구할 때까지 재료를 계속 분배한다. 제1 조절기 펌프가 재충전을 요구할 때, 방법(124)은 단계 126으로 다시 진행하고, 제1 충전 신호가 생성된다.
단계 136에서, 제2 조절기 펌프는 제2 충전 신호에 기초하여 재충전 사이클을 통해 진행한다. 액추에이터는 제2 출구 밸브를 폐쇄 위치로 시프트시켜서, 하류 재료를 제2 조절기 펌프로부터 유체적으로 격리시킨다. 제1 출구 밸브가 개방 위치로 시프트한 후 또는 그와 동시에, 제2 출구 밸브는 폐쇄 위치로 시프트할 수 있어서, 제1 출구 밸브 및 제2 출구 밸브 중 적어도 하나가 개방 위치에 있기 때문에 하류 압력 및 유동이 유지되는 것을 보장한다. 액추에이터는 또한, 제2 입구 밸브를 개방 위치로 시프트시켜서, 상류 재료와 제2 조절기 펌프를 유체적으로 연결한다. 재료는 제2 조절기 펌프를 재료로 재충전하기 위해 제2 입구 밸브를 통해 제2 조절기 펌프 내로 유동한다. 일부 예에서, 제2 입구 밸브는 제2 조절기 펌프 재충전 사이클의 말미에 폐쇄 위치로 시프트한다. 예컨대, 제2 조절기 펌프는 완충되었을 때 제2 펌프 완충 신호를 생성할 수 있으며, 액추에이터는 제2 펌프 완충 신호에 기초하여 제2 입구 밸브를 폐쇄 위치로 시프트시킬 수 있다. 따라서, 제2 조절기 펌프는 제2 조절기 펌프 재충전 사이클의 말미에 상류 재료로부터 격리될 수 있다. 제2 조절기 펌프는 따라서 제2 조절기 펌프 분배 사이클에 대해 준비된다.
제1 조절기 펌프 및 제2 조절기 펌프 중 하나가 재료로 재충전될 때 제1 조절기 펌프 및 제2 조절기 펌프 중 다른 하나는 요구되는 유량 및 압력에서 재료를 하류로 분배한다. 따라서, 재료의 일정한 공급량이 요구되는 유량 및 압력으로 하류에 공급된다. 또한, 각 출구 밸브는 연관된 입구 밸브가 개방 위치에 있을 때면 언제나 폐쇄 위치에 있도록 구성된다. 따라서, 상류 압력은 하류 압력에 영향을 주지 않는다. 상류 압력으로부터 하류 압력을 격리함으로써, 하류 압력은 어떠한 압력 및/또는 유량이 요구되더라도 제공할 수 있도록 확실하게 제어될 수 있다. 조절기 펌프는 유체 변위 부재로 재료를 하류로 이동시킴으로써 하류 압력을 생성한다. 따라서, 재료는 하류 압력이 영향을 받지 않는 상태에서 높은 유량 및 압력으로 조절기 펌프에 제공될 수 있다.
본 발명은 예시적 실시예(들)를 참조로 설명되었지만, 본 기술 분야의 일반적 기술자라면, 본 발명의 범주 내에서 다양한 변화가 이루어질 수 있으며, 그 요소가 등가물로 대체될 수 있다는 것을 이해할 것이다. 또한, 본 발명의 필수적 범주 내에서 본 발명의 교시에 대해 특정한 상황 또는 재료를 적용하기 위해 많은 변형이 이루어질 수 있다. 따라서, 본 발명은 기술된 특정 실시예(들)에 제한되는 것이 아니라, 본 발명은 첨부된 청구항의 범주 내에 있는 모든 실시예를 포함하도록 의도되었다.

Claims (20)

  1. 유동 조절 시스템이며,
    제1 조절기 펌프로서,
    제1 유체 챔버,
    제1 유체 챔버 내로의 유체 유동을 제어하도록 구성된 제1 입구 밸브,
    제1 유체 챔버로부터의 유체 유동을 제어하도록 구성된 제1 출구 밸브,
    제1 유체 챔버와 적어도 부분적으로 접경하는 제1 유체 변위 부재로서, 제1 유체 변위 부재는 제1 압력에서 제1 출구 밸브를 통해 재료를 하류로 이동시키도록 구성되는, 제1 유체 변위 부재를 포함하는, 제1 조절기 펌프와,
    제1 조절기 펌프에 연결된 제1 상태 센서로서, 상기 제1 상태 센서는 재충전 체적이 된 유체 챔버 내의 재료의 체적에 기초하여 제1 충전 신호를 생성하고 완충 체적이 된 유체 챔버 내의 재료의 체적에 기초하여 제1 펌프 완충 신호를 생성하도록 구성되는, 제1 상태 센서와,
    제1 조절기 펌프의 상류에 배치되고 제1 입구 밸브와 유체적으로 연결되는 재료 공급부로서, 상기 재료 공급부는 재료를 제2 압력에서 제1 입구 밸브에 제공하도록 구성되는, 재료 공급부와,
    제1 조절기 펌프의 하류에 배치되고 제1 출구 밸브에 유체적으로 연결되는 도포기를 포함하고,
    제1 조절기 펌프는, 제1 압력이 제2 압력과 독립적이며 제2 압력에 의해 영향을 받지 않도록 도포기로부터 재료 공급부를 유체적으로 격리하도록 구성되는 유동 조절 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    입구 밸브 및 출구 밸브에 연결되는 액추에이터를 더 포함하고,
    액추에이터는 충전 명령에 기초하여 구동 유체를 입구 밸브에 제공하여 입구 밸브를 개방 위치로 시프트시키고, 충전 명령에 기초하여 구동 유체를 출구 밸브로부터 배출시켜 출구 밸브를 폐쇄 위치로 시프트시키도록 구성되는, 유동 조절 시스템.
  3. 제1항에 있어서,
    재료의 유동을 제어하도록 구성된 제어기로서, 상기 제어기는
    프로세서 및
    프로세서에 의해 실행될 때 제1 충전 신호에 기초하여 프로세서가 제1 충전 명령을 생성하게 하는 명령어로 인코딩된 메모리로서, 제1 충전 명령은 제1 조절기 펌프를 제1 재충전 사이클을 통해 진행하게 하도록 구성되는, 메모리를 포함하고,
    제1 입구 밸브는 재료가 제1 입구 밸브를 통해 제1 유체 챔버 내로 유동할 수 있도록 제1 충전 명령에 응답하여 개방하도록 구성되고, 제1 출구 밸브는 재료가 제1 출구 밸브를 통해 제1 유체 챔버로부터 유동하는 것을 방지하도록 제1 충전 명령에 응답하여 폐쇄되도록 구성되는, 유동 조절 시스템.
  4. 제3항에 있어서,
    메모리는 프로세서에 의해 실행될 때, 펌프 완충 신호에 기초하여 프로세서가 분배 명령을 생성하게 하는 명령어로 인코딩되고,
    입구 밸브는 유체 챔버가 재료 공급부로부터 유체적으로 격리되도록 분배 명령에 응답하여 폐쇄되도록 구성되고, 출구 밸브는 유체 챔버가 도포기에 유체적으로 연결되도록 분배 명령에 응답하여 개방되도록 구성되는, 유동 조절 시스템.
  5. 제4항에 있어서, 액추에이터가 분배 명령에 기초하여 조절기 펌프에 작동 유체의 공급을 제공하도록 구성되고, 작동 유체는 유체 챔버를 통해 유체 변위 부재를 구동하고 제1 압력을 생성하도록 구성되는, 유동 조절 시스템.
  6. 제1항에 있어서, 상태 센서는 선형 변환기 및 압력 변환기로 구성된 그룹으로부터 선택되는, 유동 조절 시스템.
  7. 제3항에 있어서,
    재료 공급부 및 도포기에 유체적으로 연결되는 제2 조절기 펌프로서, 상기 제2 조절기 펌프는:
    제2 유체 챔버,
    제2 유체 챔버 내로의 유체 유동을 제어하도록 구성된 제2 입구 밸브,
    제2 유체 챔버로부터의 유체 유동을 제어하도록 구성된 제2 출구 밸브,
    제2 유체 챔버와 적어도 부분적으로 접경하는 제2 유체 변위 부재로서, 상기 제2 유체 변위 부재는 제1 압력에서 제2 출구 밸브를 통해 재료를 하류로 이동시키도록 구성되는, 제2 유체 변위 부재, 및
    제2 유체 챔버 내의 재료의 체적을 감지하고 재충전 체적이 된 재료의 체적에 기초하여 제2 충전 신호를 생성하고, 완충 체적이 된 재료의 체적에 기초하여 제2 펌프 완충 신호를 생성하도록 구성되는 제2 상태 센서를 더 포함하고,
    제어기는 제1 충전 명령에 기초하여 제1 분배 명령을 생성하도록 구성되고,
    제2 입구 밸브는 제2 유체 챔버가 재료 공급부로부터 유체적으로 격리되도록 제1 분배 명령에 응답하여 폐쇄되도록 구성되고, 제2 출구 밸브는 제2 유체 챔버가 도포기에 유체적으로 연결되도록 제1 분배 명령에 응답하여 개방되도록 구성되는, 유동 조절 시스템.
  8. 제7항에 있어서,
    프로세서는 제2 충전 신호에 기초하여 제2 충전 명령을 생성하고 제2 충전 신호에 기초하여 제2 분배 명령을 생성하도록 구성되고,
    제1 입구 밸브는 제2 분배 명령에 응답하여 폐쇄하도록 구성되고, 제1 입구 밸브는 제2 분배 명령에 응답하여 개방하도록 구성되고, 제2 입구 밸브는 제2 충전 명령에 응답하여 개방하도록 구성되고, 제2 출구 밸브는 제2 충전 명령에 응답하여 폐쇄하도록 구성되는, 유동 조절 시스템.
  9. 제7항에 있어서,
    제1 분배 명령에 기초하여 제2 조절기 펌프에 작동 유체의 제1 공급을 제공하고 제2 분배 명령에 기초하여 제1 조절기 펌프에 작동 유체의 제2 공급을 제공하도록 구성되는 액추에이터를 더 포함하고,
    작동 유체의 제1 공급은 제2 압력을 생성하도록 제2 유체 변위 부재를 구동하게 구성되고, 작동 유체의 제2 공급은 제2 압력을 생성하도록 제1 유체 변위 부재를 구동하게 구성되는, 유동 조절 시스템.
  10. 조절기 펌프이며,
    유체 챔버와,
    유체 챔버 내로의 유체 유동을 제어하도록 구성된 입구 밸브와,
    유체 챔버로부터의 유체 유동을 제어하도록 구성된 출구 밸브와,
    유체 챔버와 적어도 부분적으로 접경하는 유체 변위 부재로서, 유체 변위 부재는 하류 압력에서 출구 밸브를 통해 재료를 하류로 이동시키도록 구성되는, 유체 변위 부재와,
    조절기 펌프에 연결된 상태 센서로서, 상기 상태 센서는 재충전 체적이 된 유체 챔버 내의 재료의 체적에 기초하여 충전 신호를 생성하고 완충 체적이 된 유체 챔버 내의 재료의 체적에 기초하여 펌프 완충 신호를 생성하도록 구성되는, 상태 센서를 포함하고,
    출구 밸브는, 하류 압력이 상류 압력으로부터 격리되어 그에 독립적이도록 입구 밸브가 폐쇄 위치에 있을 때에만 개방 위치에 있도록 구성되는 조절기 펌프.
  11. 제10항에 있어서,
    유체 덮개에 연결되는 본체로서, 유체 변위 부재는 본체와 유체 덮개 사이에 보유되는, 본체와,
    본체 및 유체 변위 부재에 의해 형성되는 작동 유체 챔버를 더 포함하고,
    유체 챔버는 유체 덮개와 유체 변위 부재에 의해 형성되는, 조절기 펌프.
  12. 제11항에 있어서, 유체 변위 부재는:
    유체 챔버와 적어도 부분적으로 접경하는 다이어프램과,
    다이어프램에 연결되어 다이어프램의 후방으로 조절기 펌프의 본체 내의 샤프트 구멍에 연장하는 샤프트를 포함하고,
    상태 센서는 적어도 부분적으로 샤프트의 위치에 기초하여 충전 신호 및 펌프 완충 신호를 생성하도록 구성되는, 조절기 펌프.
  13. 제12항에 있어서,
    펌프 본체 내에 배치되는 파일롯 밸브로서, 파일롯 밸브의 핀이 작동 유체 챔버 내로 연장하는, 파일롯 밸브와,
    다이어프램 상에 배치되는 다이어프램 판으로서, 다이어프램 판은 유체 챔버가 완충 체적일 때 상기 핀과 접촉하고 파일롯 밸브를 개방 위치로 구동하도록 구성되는, 다이어프램 판을 더 포함하고,
    상태 센서는 개방 위치가 된 파일롯 밸브에 적어도 부분적으로 기초하여 펌프 완충 신호를 생성하도록 구성되는, 조절기 펌프.
  14. 제13항에 있어서, 상태 센서는 본체 내의 신호 통로 내 압력 변화를 감지하도록 구성된 압력 변환기를 포함하고, 신호 통로는 샤프트 구멍과 상태 센서 포트 사이에서 연장하여 파일롯 밸브와 유체 소통하는, 조절기 펌프.
  15. 제12항에 있어서, 상태 센서는 샤프트의 선형 변위를 감지하도록 구성된 선형 변환기를 포함하는, 조절기 펌프.
  16. 유동 제어 방법이며, 상기 방법은:
    재충전 체적이 된 제1 조절기 펌프의 제1 유체 챔버 내 실제 재료 체적에 기초하여 제1 충전 신호를 생성하는 단계와,
    재료로 제1 조절기 펌프를 충전하기 위해 제1 충전 명령에 기초하여 제1 펌프 재충전 사이클을 통해 진행하는 단계로서, 제1 유체 챔버는 제1 펌프 재충전 사이클 동안 하류 재료 유동으로부터 유체적으로 격리되고, 제1 유체 챔버는 제1 펌프 재충전 사이클 동안 상류 재료 유동에 유체적으로 연결되는, 제1 펌프 재충전 사이클을 통해 진행하는 단계와,
    제1 분배 명령에 기초하여 제1 펌프 분배 사이클을 통해 진행하는 단계로서, 제1 유체 챔버는 제1 펌프 분배 사이클 도중 상류 재료 유동으로부터 유체적으로 격리되고, 제1 유체 챔버는 제1 펌프 분배 사이클 도중 하류 재료 유동에 유체적으로 연결되는, 제1 펌프 분배 사이클을 통해 진행하는 단계를 포함하고, 제1 조절기 펌프는 제1 펌프 분배 사이클 도중 제1 유체 챔버로부터 재료를 하류로 이동시키기 위해 하류 압력을 생성하는, 유동 제어 방법.
  17. 제16항에 있어서, 재료로 제1 조절기 펌프를 충전하기 위해 제1 펌프 재충전 사이클을 통해 진행하는 단계는:
    제1 유체 챔버로부터 하류 재료 유동을 유체적으로 격리하기 위해 제1 충전 신호에 응답하여 제1 조절기 펌프의 제1 출구 밸브를 폐쇄하는 단계와,
    제1 유체 챔버에 상류 재료 유동을 유체적으로 연결하기 위해 제1 조절기 펌프의 제1 입구 밸브를 개방하는 단계와,
    완충 체적이 된 실제 재료 체적에 기초하여 제1 펌프 완충 신호를 생성하는 단계로서, 제1 펌프 완충 신호는 제1 조절기 펌프가 재충전 사이클을 완료하였다는 것을 나타내는, 제1 펌프 완충 신호 생성 단계를 포함하는, 유동 제어 방법.
  18. 제17항에 있어서,
    제1 펌프 완충 신호에 기초하여 제1 펌프 완충 명령을 생성하는 단계와,
    제1 펌프 완충 명령에 응답하여 제1 입구 밸브를 폐쇄하는 단계를 더 포함하는, 유동 제어 방법.
  19. 제16항에 있어서, 제1 분배 명령에 기초하여 제1 펌프 분배 사이클을 통해 진행하는 단계는:
    상류 재료로부터 제1 유체 챔버를 유체적으로 격리하기 위해 제1 입구 밸브를 폐쇄하는 단계와,
    재료가 제1 유체 챔버로부터 유동할 수 있도록 제1 유체 챔버와 하류 재료 유동을 유체적으로 연결하기 위해 제1 분배 명령에 기초하여 제1 출구 밸브를 개방하는 단계와,
    제1 조절기 펌프에 작동 유체를 제공함으로써 제1 분배 명령에 기초하여 제1 조절기 펌프로부터 하류로 재료를 이동시키는 단계로서, 작동 유체는 하류 압력을 생성하도록 제1 조절기 펌프 내의 제1 유체 변위 부재를 구동하도록 구성되는, 재료 이동 단계를 포함하는, 유동 제어 방법.
  20. 제16항에 있어서,
    제2 조절기 펌프가 제1 충전 신호에 기초하여 제2 펌프 분배 사이클을 통해 진행하도록 제1 충전 신호에 기초하여 제2 분배 명령을 생성하는 단계와,
    제2 조절기 펌프가 제2 펌프 재충전 사이클을 통해 진행할 준비가 되었다는 것을 나타내는 제2 충전 신호에 기초하여 제1 분배 명령을 생성하는 단계를 더 포함하는, 유동 제어 방법.
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