KR20180070570A - 유압 기계 및 이러한 기계가 구비된 리버서블 정량 펌프 - Google Patents

Abstract

본 발명은 케이싱(14); 엔벨롭 내부 원통형 하우징(22) 내에서 및 케이싱 내에서 각각 왕복 운동으로 슬라이딩하기에 적절한, 상부 링(23) 및 하부 베이스(27)를 가지는 차동 피스톤(1), 피스톤은 케이싱의 2 개의 챔버들(16, 17)을 분리시키고; 피스톤에 의해 분리된 챔버들로부터 액체를 배출하고 이로 액체를 공급하기 위한 유압 스위칭 수단, 이 스위칭 수단은 피스톤의 운동에 의해 제어되고 또한 분배 부재 상에 작용하는 적어도 하나의 막대(4)를 포함하고, 이 분배 부재는 피스톤의 상부 링(23) 내에 마련되는 제1 시트(25)와 협력하는 상부 밸브(3) 및 피스톤의 하부 베이스(27) 내에 마련되는 제2 시트(26)와 협력하는 적어도 하나의 하부 밸브(9)를 포함하고; 및 피스톤의 스트로크의 끝단에서, 스위칭 수단의 위치에 있어서 급작스런 변화를, 탄성 수단(E)의 작용 하에서, 스트로크를 역전시키도록 야기시킬 수 있는 트리거링 수단을 포함한다. 하부 및 상부 밸브 시트들 각각은 서로에 반대 방향들로 가늘어지는 상부 절두원추 부분(25a; 26a) 및 하부 절두원추 부분(25c; 26c)을 수용한다. 본 발명은 또한 이러한 유압 기계를 포함하는 리버서블 정량 펌프에 관한 것이다.

Description

유압 기계 및 이러한 기계가 구비된 리버서블 정량 펌프

본 발명의 목적은 케이싱, 케이싱 내에서 및 케이싱 내부의 원통형 하우징 내에서 각각의 왕복 운동으로 슬라이딩하기에 적합한, 큰 단면 구역 및 이보다 작은 단면 구역을 가지는 차동 피스톤을 포함하는 유형의 유압 기계에 있다. 피스톤은 적어도 2 개의 챔버들에 따라 케이싱 내부의 공간을 분리시킨다. 기계는 피스톤에 의해 분리되는 챔버들로부터 액체를 배출하고 또한 상기 챔버로 액체를 공급하기 위한 유압식 스위칭 수단(hydraulic switching means)을 포함하고, 이 스위칭 수단은 피스톤의 운동들에 의해 제어되고 2 개의 안정적인 위치들을 취할 수 있다. 이 기계는 또한 피스톤의 스트로크의 끝에서, 스트로크를 반전시키기 위해, 탄성 수단의 작용 하에, 스위칭 수단의 위치에 있어서 급작스런 변화를 야기시킬 수 있는 트리거링 수단(triggering means)을 포함한다. 본 발명의 추가의 목적은 이러한 유압 기계를 포함하는 리버서블 정량 펌프(reversible metering pump)에 있다.

이러한 종류의 유압 기계는, 예를 들어 문서들 EP 0 255 791 B, US 5 505 224 A 또는 EP 1 151 196 A로부터 알려져 있다. 이 유압 기계는 주요 액체에 첨가제를 넣기 위한 장치를 구동시키는 데 사용될 수 있는데, 이것은 차례로, 기계에 구동을 제공한다.

하지만, 이러한 유형의 유압 기계에 있어서, 입구 및 출구의 제공은 공지되어 있고, 그 각각은 잘 정의되어 있으며, 첨가제와 주요 액체 사이의 혼합이 이 혼합물이 출구로 배출되기 직전에, "혼합 챔버"로 지칭되는 챔버 안에서 일반적으로 일어나는 것으로 알려져 있다. 이 구성은 혼합물이 전체 케이싱을 관통하는 것을 금지하기 때문에 효과적으로 선호되고, 이 통로는 첨가제가 공격적이거나 또는 달라붙는다면, 케이싱 내부 부품들의 부식 및/또는 막힘을 야기시킬 수 있다. 하지만, 첨가제가 부식 및/또는 막힘 특성들을 가지지 않는 경우에 있어서, 또는 펌프의 부품들이 첨가제에 민감하지 않은 경우에 있어서는, 혼합물이 전용 챔버로 배출될 때, 혼합물이 출구에 도달하기 전에 상부 챔버에서 그후 하부 챔버에서 순환하는 데는 바람직할 수 있다. 이 구성은 효과적으로 첨가제와 주요 액체 사이의 보다 양호한 혼합을 가능하게 한다.

이것이 주요 액체의 도달이 첨가제와 혼합된 액체의 배출과 교체가능하도록 이 유압 기계를 사용할 필요가 있는 이유이다. 이 방식으로, 첨가제와 주요 액체 사이의 혼합이 혼합 챔버에서 여전히 발생하지만, 유압 기계의 전체 내부를 통과하지 않고 혼합한 직후, 또는 기계의 전체 내부를 통과한 후, 펌프로부터 배출된다.

그 결과, 본 발명의 목적은,

- 축을 따라 길이 방향으로 연장되고, 케이싱과 동심축을 이루는 원통형 하우징을 둘러싸는, 케이싱,

- 상부 링 및 더 작은 단면의 하부 베이스를 가지는 차동 피스톤, 그 각각은 상기 케이싱 내에서 및 상기 원통형 하우징 내에서 각각 왕복 운동으로 슬라이딩하기에 적절하고, 상기 피스톤 및 상기 원통형 하우징은 상기 피스톤의 하부 베이스와 상기 원통형 하우징에 의해 구획되는 혼합 챔버, 상기 상부 링 및 상기 케이싱의 커버에 의해 구획되는 "상부 챔버"로 지칭되는 챔버, 및 상기 케이싱, 상기 원통형 하우징, 및 상기 상부 링 아래 부분에 의해 구획되는 "하부 챔버"로 지칭되는 챔버에 따라 상기 케이싱의 내부를 분리시키고,

- 상기 피스톤에 의해 분리되는 상기 챔버들을 공급 및 배출하기 위한 유압식 스위칭 수단, 이 스위칭 수단은 상기 피스톤의 운동들에 의해 제어되고 또한 2 개의 안정적인 위치들을 채택할 수 있는 분배 부재(distrubution member) 상에 작용하는 적어도 하나의 막대(rod)를 포함하고, 상기 분배 부재는 상기 피스톤의 상기 상부 링 내에 만들어진 제1 시트(seat)와 협력하여 상기 상부 챔버와 상기 하부 챔버 사이의 소통을 허용하는 상부 밸브, 및 상기 피스톤의 상기 하부 베이스 내에 만들어진 제2 시트와 협력하여 상기 상부 챔버와 상기 혼합 챔버 사이의 소통을 허용하는 적어도 하나의 하부 밸브를 포함하고,

- 상기 피스톤의 타격의 끝단에서, 상기 타격을 역전시키기 위해, 탄성 수단의 작용 하에서, 상기 스위칭 수단의 위치에 있어서 급작스런 변화를 야기시키기에 적절한 푸쉬-피스(push-piece)를 포함하는 트리거링 수단을 포함하고,

상기 하부 및 상부 밸브 시트들은 각각 반대 방향들로 가늘어지는 상부 절두원추 부분(upper frustoconical portion) 및 하부 절두원추 부분을 수용하고 그 각각은 소통하는 상기 챔버들 중 하나로 개방되어 있어, 상기 챔버들 사이의 소통은 연관된 밸브가 상기 상부 또는 하부 절두원추 부분들 중 하나를 폐쇄할 때 중단되는 것을 특징으로 하는, 유압 기계에 있다.

본 발명의 선택적인 특징들, 보완 또는 대체는 아래에 개설되어 있다.

소정의 특징들에 따르면, 상기 피스톤에는 제거가능한 밀폐 수단(sealing means)이 그 상부 링 및 그 하부 베이스에 구비된다.

다른 특징들에 따르면, 상기 상부 링 및 상기 하부 베이스의 밀폐 수단들 중 적어도 하나는 상기 피스톤의 링 및/또는 상기 베이스의 둘레 표면 상에 각각 조립 및 고정되는 립(lip) 및 어댑터(adapter)를 포함하고, 상기 립은 상기 상부 링 또는 상기 대응하는 하부 베이스의 둘레 표면 상에 배치되는, 숄더(shoulder)와 상기 어댑터 사이에서 병진 이동이 막혀 있다.

또 다른 특징들에 따르면, 상기 어댑터의 고정은 상기 어댑터의 내부 둘러 표면 상에 배치되는, 방사상 돌출부들(radial protrusions)이 상기 상부 링 또는 상기 대응하는 베이스의 외부 둘레 표면 상에 배치되는 대응하는 주변부 홈들(peripheral grooves)과 협력하도록 해주는, "바요넷" 종류 조립체(bayonet type assembly)를 포함한다.

또 다른 특징들에 따르면, 상기 어댑터의 고정은 나아가 상기 피스톤의 상기 상부 링, 상기 하부 베이스 각각의 두께로 만들어진 윈도우의 폭을 따라 연장되는, 스트립이 상기 어댑터의 내부 둘레 표면으로부터 방사상으로 연장되는 돌기(lug)와 협력하도록 해주는 잠금(lock)을 포함하여, 상기 "바요넷" 종류의 조립 동안, 상기 스트립을 따라 상기 돌기가 이동하여 상기 윈도우의 모서리와 상기 돌기의 지지부로부터 해제된 상기 스트립의 끝단 사이에 내재될 때까지 신장되는 것을 야기시키게 된다.

또 다른 특징들에 따르면, 상기 립들의 외부 둘레 표면은 절두원추형이고, 상기 립들은 바람직하게 단면에서 V 자형 프로파일을 가진다.

또 다른 특징들에 따르면, 상기 피스톤은 단일 피스로 주조된다.

또 다른 특징들에 따르면, 상기 피스톤은 흡입 장치(suction device)의 도움으로 접착제(adhesion) 상에 오버몰드된다.

본 발명의 다른 목적은 본 발명의 일 실시예에 따른 유압 기계를 포함하는 리버서블 정량 펌프에 있는데, 상기 펌프에는 나아가 흡입 장치, 상기 하부 챔버로 안내되는 제1 파이프, 그 각각이 상기 혼합 챔버로 안내되는 제2 파이프 및 슬리브가 부여되어 있고, 상기 슬리브는 그 타단에서 상기 흡입 장치에 연결되어 있다.

소정의 특징들에 따르면, 상기 리버서블 정량 펌프는 상기 상부 밸브는 상기 하부 챔버 내에 위치되는 한편, 상기 하부 밸브는 상기 상부 챔버 내에 위치되고, 상기 하부 베이스 및 상기 상부 링 각각에는 절두원추형의 밀폐 립들이 구비되어 있고, 상기 상부 링을 둘러싸는 상기 립의 가늘기(taper)는 상기 커버를 향해 변하는 한편, 상기 하부 베이스를 둘러싸는 상기 립의 가늘기는 상기 흡입 장치를 향해 변한다.

다른 특징들에 따르면, 상기 상부 밸브는 상기 상부 챔버 내에 위치되는 한편, 상기 하부 밸브는 상기 혼합 챔버 내에 위치되고, 상기 하부 베이스 및 상기 상부 링에는 절두원추형의 밀폐 립들이 구비되어 있고, 상기 상부 링을 둘러싸는 상기 립의 가늘기는 상기 흡입 장치를 향해 변하는 한편, 상기 하부 베이스를 둘러싸는 상기 립의 가늘기는 상기 커버를 향해 변한다.

본 발명의 다른 장점들 및 특성들은, 한정하고자 하는 것이 아닌, 구현들 및 실시예들의 상세한 설명, 및 이하의 첨부된 도면들을 읽는 것에 의해 나타날 것이다.
도 1a는 본 발명의 제1 기능 모드에 따른 유압 기계의 대략적인 도면이다.
도 1b는 본 발명의 제2 기능 모드에 따른 유압 기계의 대략적인 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예의 유압 기계의 측면에서의 길이 방향의 단면도이다.
도 3은 본 발명의 제1 기능 모드에 따른 유압 기계의 길이 방향의 단면의 전면도이다.
도 4는 본 발명의 제2 기능 모드에 따른 유압 기계의 분해된 길이 방향의 단면도이다.
도 5는 본 발명의 제2 기능 모드에 따른 유압 기계의 길이 방향의 단면의 전면도이다.
도 6은 본 발명의 제1 기능 모드에 따른 유압 기계의 분해된 길이 방향의 단면도이다.
도 7a, 도 7a', 도 7b, 도 7b', 도 7c, 도 7d는 본 발명에 따른 유압 기계의 상세의 사시도들이다.
도 8a, 도 8a', 도 8b, 도 8b', 도 8c, 도 8d는 본 발명에 따른 유압 기계의 다른 상세의 사시도들이다.

이하에서 설명되는 실시예들은 한정하고자 하는 것은 아니기 때문에, 특히 이 특징들의 선택이 종래 기술로부터 본 발명을 차별화하거나 또는 기술적인 장점을 제공하기에 충분하다면, 서술된 다른 특징들로부터 분리된, 서술된 특징들의 선택만을 포함하는 (비록 이러한 선택이 이러한 다른 특징들을 포함하는 문장 내에서 분리되더라도), 본 발명의 변형들을 고려하는 것은 가능하다. 이 선택은 적어도 하나의 특징을 포함하며, 바람직하게는 구조적인 상세 사항들 없이 기능적이며, 또는 이러한 부분만으로 종래 기술로부터 본 발명을 구별하거나 또는 기술적인 장점을 제공하기에 충분하다면 구조적인 상세사항들의 일부분만을 사용하여 수행될 수 있다.

간결함과 명확함을 위해, 요소들은 다른 도면들 상에서 동일한 참조 부호들을 가진다.

도면들, 특히 도 1 및 도 2를 참조하면, 왕복 운동을 하는 차동 유압 피스톤을 포함하는, 유압 기계를 볼 수 있다. 이 기계는 축(100)을 따라 연장되어 있고 또한 몸체(24) 상에 제거가능하게, 특히 나사 고정(screw fastening)에 의해 조립되는 커버(15)가 얹혀져 있는 원통형 몸체(24)로 구성되는 케이싱(14)을 포함한다. 차동 피스톤(1)은 케이싱(14) 내에 배치되어 축(100)을 따라 왕복 운동으로 슬라이드한다. 피스톤(1)은, 그 상부 부분에, 밀폐 피스 덕분에 케이싱(14)의 내부 벽에 밀폐 방식으로 지지되는 둘레를 가지는, 큰 단면을 가지는 상부 링(23)을 포함한다. 케이싱(14)에 동심축을 이루고 상부 링(23)보다 작은 지름을 가지는, 피스톤의 몸통은, 이 링에 통합되어 있고 아래쪽으로 (즉, 커버에 반대되는 방향으로) 연장되어 있다. 피스톤의 몸통의 하부 부분은 케이싱(1)에 동심축을 이루는 원통형 하우징(22) 내에서 밀폐 방식으로 슬라이드한다. 이 몸통은 하부 베이스(27)에 의해 하부 부분에서 폐쇄된다. 피스톤(1) 및 원통형 하우징(22)은 피스톤의 하부 베이스(27) 및 원통형 하우징(22)에 의해 구획되는 "혼합 챔버"로 지칭되는 챔버(18), 케이싱의 커버(15) 및 상부 링(23)에 의해 구획되는 "상부 챔버"로 지칭되는 챔버(16), 및 실질적으로 환형 형태이고, 원통형 하우징(22), 케이싱(14) 및 상부 링(23) 아래 부분에 의해 구획되는, "하부 챔버"로 지칭되는 챔버(17)에 따라서 케이싱(14)의 내부를 분리시킨다.

유압 기계는 하부 챔버(17)를 외부에 연결하는 제1 파이프(19), 및 혼합 챔버(18)를 외부에 연결하는 제2 파이프(21)를 포함한다. 케이싱(14)과 동심축을 이루는 원통형 슬리브(20)는 혼합 챔버로부터 아래쪽으로 연장되어 혼합 챔버가 흡입 장치(29)에 연결되도록 허용한다. 이 흡입 장치는 피스톤의 막대(1a)를 이용해 유압 기계에 의해 활성화되는데, 이 막대는 차례로 첨가제를 펌핑하기 위한 수단(미도시)에 연결된다. 이러한 종류의 장치에 관련된 상세사항들은, 문서들 EP0255791 및 EP115119을 참조할 수 있다.

유압식 스위칭 수단은 액체를 피스톤에 의해 분리되는 챔버들(16, 17, 18)로부터 배출 및 이로 공급하기 위해 제공된다. 이 스위칭 수단은 피스톤의 운동에 의해 제어되고 또한 2 개의 안정적인 위치들을 채택하는 것을 가능하게 해주는 분배 부재 상에 작용하는 막대(4)를 포함한다. 보다 상세하게는, 이 분배 부재는 피스톤의 상부 링(23) 내에 만들어진 제1 시트(25)와 협력하는 "상부 밸브"로 지칭되는 적어도 하나의 제1 밸브(3), 및 피스톤의 하부 베이스(27) 내에 만들어진 제2 시트(26)와 협력하는 "하부 밸브"로 지칭되는 적어도 하나의 제2 밸브(9)를 포함하는, 적어도 하나의 밸브 홀더(12)를 포함한다. 밸브들의 수는 변할 수 있지만, 바람직한 수는 4이다.

유압 기계는 나아가 푸쉬 피스(2, push-piece)를 포함하는 트리거링 수단을 포함하는데, 트리거링 수단은, 탄성 수단(E)의 작용 하에, 정지단에 대하여 지탱하는 것에 의해, 스위칭 수단의 위치에 있어서의 급작스런 변화를 야기하여, 피스톤을 스트로크(stroke)를 역전시키기에 적절하다.

정지단(미도시)에 대해 지탱할수 있게 하는 것은 커버(15)의 근방에서 일어나고 이로써 피스톤이 상승 스트로크에서 하강 스트로크로 변경되는 것을 허용한다. 정지단(140)에 대해 지탱하는 것은 또한 케이싱의 하부 부분의 근방에서 발생하고 이로써 피스톤이 하강 스트로크에서 상승 스트로크로 변경되는 것을 허용한다.

막대(4)는 피스톤(1)과 관련하여 고정되는 소정의 지점 상에 일 단에 힌지되는 한편, 막대의 타 단은 밸브 홀더(12)의 수직 윈도우 내에서 움직이고 또한 분배 부재의 2 개의 안정적인 위치들 중 하나에서, 이 윈도우의 양 단들 중 하나에 인접할 수 있다. 탄성 수단(E)은 그 양단 각각에서, 푸쉬 피스(2) 상에 및 막대 상에 제공되는 하우징 내에 각각 수용되는, 힌지 부재와 통합되어 있다. 각각의 하우징은 관련된 하우징의 벽 내에서 탄성 수단(E)에 의해 가해지는 힘의 방향에 실질적으로 반대인 방향을 따라 개방된다. 이 탄성 수단(E)은 유리하게 볼록한 스프링 날(covex spring blade, 11)로 구성될 수 있다.

밸브들(3, 9)은 위치(1) 내에 마련되는 안내 홈들(보이지 않음)과 협력하기에 적절한, 그 2 개의 수직 측면들 상에 외부를 향해 돌출되는 립들을 포함하고, 또한 유압 기계의 기능적 위치에서 수직으로, 프레임의 형태를 실질적으로 가지는 (도 4 및 도 6 참조) 밸브 홀더(12) 상에 조립된다. 유리하게도, 4 개의 상부 밸브들(3) 및 4 개의 하부 밸브들(9)이 있다. 프레임의 하부 수평 측면은 프레임의 평면에 수직하는 이동에 의해, 밸브의 원통형 막대의 래칭으로, 커플링을 허용하는 2 개의 개방 하우징들을 포함한다. 각각의 하우징의 하부 모서리들은 소정의 조작으로, 피스톤 축에 평행한 방향을 따라, 밸브 막대와 통합된 2 개의 칼라들 또는 디스크들 사이에 수용된다. 밸브 그 자체는 그 주변에 밀폐부(seal, 13, 28)를 수용하기 위한 오목부(recess)를 포함하는 디스크로 구성된다.

"상부 밸브"로 지칭되는 밸브(3)의 시트(25)는 피스톤의 상부 링(23)을 관통해 만들어져서, 상부 챔버(16)와 하부 챔버(17) 사이에서 소통을 허용한다. 상부 밸브의 시트는 유압 기계의 축(100)에 실질적으로 평행한 축을 따라 연장되고, 또한 반대 방향들로 가늘어지고 그 각각은 소통하는 챔버들 중 하나로 개방되는, 상부 절두원추 부분(25a) 및 하부 절두원추 부분(25c)을 수용한다. 상부 및 하부 절두원추 부분들은 중심 부분(25b)에 의해 연결된다.

"하부 밸브"로 지칭되는 밸브(9)의 시트(26)는 피스톤의 하부 베이스(27) 내에 만들어져서, 상부 챔버(16)와 혼합 챔버(18) 사이에서 소통을 허용한다. 하부 밸브의 시트는 유압 기계의 축(100)에 실질적으로 평행한 축을 따라 연장되고, 또한 반대 방향들로 가늘어지고 그 각각은 소통하는 챔버들 중 하나로 개방되는, 상부 절두원추 부분(26a) 및 하부 절두원추 부분(26c)을 수용한다. 상부 및 하부 절두원추 부분들은 중심 부분(26b)에 의해 연결된다. 다시 말하면, 절두원추 부분들의 단면은 이 부분들이 그 각각의 챔버들로 안내되는 위치에서 최대이다.

커버(15)가 제거될 때, 밸브 막대들로의 접근을 획득하는 것이 가능하게 되어, 밸브 홀더로 이들을 래치하거나 또는 이로부터 래치해제하게 된다.

밸브 홀더는 유리하게도 단일 피스로 형성되는데, 이것은 주조된 플라스틱 물질 내에 구현될 수 있다.

유압 기계의 기능은 EP1151196에 설명된 것과 유사하지만, 특히 이 기능은 리버서블하다.

도 1, 도 3 및 도 6에 도시된 바와 같이, 상부 밸브들(3)은 피스톤의 상부 링(23) 내에 "관통 밸브들"로서 조립되어 밸브들의 베이스는 하부 챔버(17) 내부에 위치된다. 이것은 베이스(30)의 면이 밸브(3)의 막대를 향해 위치되는데, 이 면이 상부 밸브들(3)의 시트(25)의 절두원추 부분(25c)에 인접할 때 상부 링 내에 만들어지는 절두원추 부분(25c)을 중단시킬 수 있다는 사실로 귀결된다. 유리하게도, O-링 밀폐부(13)는 상부 밸브들(3)의 베이스(30) 내에 만들어진 둘레의 홈 내에 수용되어 밀폐를 최적화시킬 수 있다.

대조적으로, 하부 밸브들(9)는 피스톤(1)의 하부 베이스(27) 내에 "관통 밸브들"로서 조립되지 않아서, 밸브들(9)의 베이스(90)는 상부 챔버 내에 위치된다. 이것은 밸브(9)의 막대를 향해 위치되는 면에 반대되는 베이스(90)의 면이 이 면이 하부 밸브들(9)의 시트(26)의 절두원추 부분(26a)에 인접할 때 베이스(27) 내에 만들어지는 절두원추 부분(26a)을 중단시킬 수 있다는 사실로 귀결된다. 유리하게도, O-링 밀폐부(28)는 하부 밸브들(9)의 베이스(90) 내에 만들어진 둘레의 홈 내에 수용되어 밀폐를 최적화시킬 수 있다.

이 밸브 조립체 구성에 따르면, 주요 액체를 위한 유압 기계의 입구는 제1 파이프(19)에 위치되고, 혼합물을 위한 출구는 제2 파이프(21)에 위치된다.

이 구성에 연관된 사이클에 따르면, 가압된 주요 액체, 일반적으로 물은 파이프(19)를 통해 하부 챔버(17)로 진입한다. 상부 밸브들(3)은 폐쇄되는 한편, 밸브들(9)는 개방되고, 이로써 액체는 상부 챔버(16)로부터 혼합 챔버(18)로 배출되고, 그후 혼합물은 파이프(21)를 거쳐 출구로 소거되는 것이 허용된다. 실제, 피스톤의 상부 링의 하부 면 상에의 주요 액체의 압력의 작용 하에서, 피스톤은 상승 스트로크를 시작하는데, 이것은 소통이 개방되기 때문에, 상부 챔버의 부피를 감소시키고 이로써 혼합 챔버로 내용물들을 몰아넣는 경향이 있다.

상승 스트로크의 끝단에서, 푸쉬-피스(2)는 커버(15)에 연결되는 정지단을 지탱하게 되는데, 이것은, 스프링 날(11)의 영향 하에서, 막대(4)가 다른 낮은 안정된 위치까지 틸트되고, 또한 밸브 홀더(12)가 피스톤의 베이스까지 이동하도록 야기시킨다. 밸브들(9)은 폐쇄되는 한편 밸브들(3)은 개방된다. 가압된 액체는 하부 챔버(17)로부터 상부 챔버(16)로 통과할 수 있는데, 혼합 챔버(18)와의 이 소통은 이제 중단되고, 피스톤의 운동은 역전된다. 이 운동은 하부 베이스(27) 상의 주요 액체의 압력으로 인해 역전된다. 하강 스트로크의 끝단에서, 푸쉬-피스(2)는, 그 하부 끝단을 통해, 케이싱(14)에 통합된 정지단(140)과 만나게 되는데, 이것은 상승된 위치까지의 막대(4)의 새로운 틸팅을 야기시키고 또한 밸브 홀더(12)의 운동은 밸브들(3)이 폐쇄되고 밸브들(9)이 개방되도록 야기시킨다. 피스톤(1)의 운동은 한번 더 역전되고 피스톤은 상승 스트로크과 함께 다시 시작한다.

동시에, 유압 기계에 액체를 공급할 때 피스톤의 왕복 운동은, 대안으로서 혼합 챔버(18)로의 슬리브(20)를 통한 흡입을 생성하는 것을 가능하게 해준다. 따라서, 슬리브(20)가 흡입 장치(29)에 연결될 때, 흡입은 첨가제에 발생되는데, 이것은 혼합 챔버로 주입된다. 흡입 장치는 일반적으로 적어도 하나의 흡입 밸브를 포함하는데, 이것은 피스톤이 슬리브로부터 멀리 움직일 때 (즉 상승 스트로크에서) 개방되고, 이후에 파이프(21)를 통한 배출로 피스톤이 슬리브로 접근할 때 (즉 하강 스트로크에서) 제1 흡입 밸브가 폐쇄된다.

상기에서 설명된 구성에 따르면, 첨가제의 흡입은 상부 챔버(16)로부터 혼합 챔버(18)까지 주요 액체의 배출과 동시에 일어난다. 파이프(21)를 통한 펌프로부터 출구로서의 배출은 그러므로 첨가제가 주요 액체와 혼합된 직후에 발생한다. 이 구성은 첨가제가 유압 기계의 전체 내부를 관통하는 것을 방지하는 것을 가능하게 한다. 특히, 기계 내부의 막힘 또는 부식의 위험성을 제한하는 것을 가능하게 한다.

도 4 및 도 5에 도시된 바와 같은 다른 구성에 따르면, 상부 밸브들(3)의 베이스(30)가 상부 챔버(16) 내부의 이 구성 내에 위치되기 때문에, 상부 밸브들(3)은 더 이상 피스톤의 상부 링(23) 내에 "관통 밸브들"로서 조립되지 않는다. 이것은 밸브들(3)의 베이스(30)의 막대를 향해 위치되는 반대되는 면이 이 면이 상부 밸브들(3)의 시트(25)의 절두원추 부분(25a)을 지탱할 때 상부 링 내에 만들어지는 구멍(orifice)을 폐쇄할 수 있다는 사실로 귀결된다. 유리하게도, O-링 밀폐부(13)는 상부 밸브들(3)의 베이스 내에 만들어진 둘레의 홈 내에 수용되어 밀폐를 최적화시킬 수 있다.

이 구성에 따르면, 하부 밸브들(9)은 피스톤(1)의 하부 베이스(27) 내에 "관통 밸브들"로서 조립되지 않아서, 밸브들(9)의 베이스(90)는 혼합 챔버(18) 내에 위치된다. 이것은 밸브(9)의 베이스(90)의 막대를 향하는 면이 이 면이 하부 밸브들(9)의 시트(26)의 절두원추 부분(26c)을 지탱할 때 베이스(27) 내에 만들어지는 구멍을 페쇄할 수 있다는 사실로 귀결된다. 유리하게도, O-링 밀폐부(28)는 하부 밸브들(9)의 베이스(90) 내에 만들어진 둘레의 홈 내에 수용되어 밀폐를 최적화시킬 수 있다.

이 밸브 조립체 구성에 따르면, 유압 기계의 입구는 제2 파이프(21)에 위치되고, 출구는 제1 파이프(19)에 위치된다.

이 구성에 연관된 사이클에 따르면, 가압된 주요 액체, 일반적으로 물은 파이프(21)를 통해 혼합 챔버(18)로 진입한다. 하부 밸브들(9)은 폐쇄되는 한편, 상부 밸브들(3)는 개방되고, 이로써 액체는 상부 챔버(16)로부터 하부 챔버(17)로 배출되고, 그후 혼합물은 파이프(19)를 거쳐 출구로 소거되는 것이 허용된다. 실제, 피스톤의 상부 링의 하부면 상에의 주요 액체의 압력의 작용 하에서, 피스톤은 상승 스트로크를 시작한다. 상부 챔버의 부피가 감소됨에 따라, 그 안에 포함된 혼합물은 상부와 하부 챔버들 사이의 개방 소통을 통해(상부 밸브들(3)이 상승되어) 소거된다.

상승 스트로크의 끝단에서, 푸쉬-피스(2)는 커버(15)에 연결되는 정지단을 지탱하게 되는데, 이것은, 스프링 날(11)의 영향 하에서, 막대(4)가 다른 안정된 위치까지 틸트되고, 또한 밸브 홀더(12)가 피스톤의 베이스 방향으로 이동하도록 야기시킨다. 밸브들(3)은 폐쇄되는 한편 밸브들(9)은 개방된다. 가압된 액체는 상부 챔버(16)로 가는데, 이것은 더 이상 하부 챔버와 소통하지 않고, 압력이 이제 하부 베이스(27)의 상부 면 상에 가해지기 때문에 피스톤의 운동은 역전된다. 하강 스트로크의 끝단에서, 푸쉬-피스(2)는, 그 하부 끝단을 통해, 케이싱에 통합된 정지단(140)과 만나게 되는데, 이것은 역전된 위치까지의 막대(4)의 새로운 틸팅을 야기시키고 또한 밸브 홀더(12)의 운동은 밸브들(9)이 폐쇄되고 밸브들(3)이 개방되도록 야기시킨다. 피스톤(1)의 운동은 한번 더 역전되고 피스톤은 상승 스트로크와 함께 다시 시작한다.

유압 기계에 주요 액체를 공급하는 것에 의해 구동되는 피스톤의 왕복 운동동안, 혼합 챔버(18)로의 슬리브(20)를 통한 흡입 또한 피스톤의 앙복 운동에 의해 생성된다. 따라서, 피스톤이 슬리브로부터 멀리 움직일 때, 첨가제는 챔버(18)로 흡입되어 파이프(21)를 통해 들어가는 주요 액체와 혼합되게 된다. 그후, 피스톤이 슬리브로 접근할 때, 제1 흡입 밸브는 폐쇄되고 혼합물은 상부 챔버(16)로 배출된다.

파이프(19)를 통한 펌프로부터의 출구로서의 배출은 그러므로 챔버(18) 내에서 함께 혼합된, 첨가제와 주요 액체가 상부 챔버 및 하부 챔버를 관통한 후에 발생한다. 이 구성은 이전의 구성에서 획득된 것보다 더 높은 혼합물의 품질을 보장한다.

유리하게도, 본 발명에 따른 유압 기계는 날(11)을 포함하여, 플라스틱 물질로 전체적으로 만들어질 수 있어, 금속 부품들 없이, 화학 제품들에 더 나은 저항성(resistance)을 가진다. 기계의 구성 부품들의 수 및 이 부품들을 조립하기 위한 시간은 또한 상당히 감소된다. 조립 및 유지보수는 단순해지고 더 쉽게 된다.

유리하게도, 이 피스톤의 물질은 폴리프로필렌, 폴리아미드, PVDF(polyvinylidene fluorides)에 의해 정의되는 목록으로부터 선택된 열가소성 수지(thermoplastic)이고, 피스톤은 바람직하게 흡입 장치의 도움으로 접착제 상에 오버몰딩된다.

유리하게도, 피스톤(1)에는 그 상부 링(23) 및 하부 베이스(27)에 제거가능한 밀폐 수단이 구비되어 있다. 이 방식은, 밀폐 수단이 마모되었을 때 전체 피스톤을 변경할 필요가 없기 때문에, 유지보수가 용이하다. 이 방식은, 유압 기계의 기능을 역전시키고자 할 때 이 밀폐 수단의 조립을 역전시키는 것 또한 가능하다.

도 7a, 도 7a', 도 7b, 도 7b', 도 7c, 도 7d 및 도 8a, 도 8a', 도 8b, ㄷ도 8b', 도 8c, 도 8d 상에 도시된 바와 같이, 하부 베이스의, 상부 링(23)의 밀폐 수단 각각은 베이스의, 및 링의 둘레 표면 상에 각각 조립 및 고정되는, 립(5, 6) 및 어댑터(7, 8)를 포함하고, 립은 상부 링(23)의, 및 하부 베이스(27)의 각각의 둘레 표면 상에 배치되는, 숄더와 어댑터 사이에서 병진 이동이 막혀 있다.

도 7a, 도 7b, 도 7c, 도 7d 상에 도시된 바람직한 배치에 따르면, 어댑터(8)의 고정은 어댑터(8)의 내부 둘레 표면 상에 배치되는, 방사상 돌출부들(81)이 하부 베이스(27)의 외부 둘레 표면 상에 배치되는 대응하는 주변부 홈들과 협력하도록 해주는, "바요넷" 종류 조립체를 포함한다. 보다 상세하게는, 돌출부들은 하부 베이스(27)의 외부 표면 상에 마련된 대응하는 주변부 홈들과 협력하기에 적절하다. 유압 기계의 축(100)에 평행한 모선(generatrices)을 갖는 언더컷들이 베이스(27)의 외부 주변부 상에 마련되어 피스톤의 축에 평행한 병진 이동을 통해 주변부 홈들로 리드-인(lead-in)에 반대되는 방사상 돌출부들을 가져가는 것을 가능하게 해준다. 그후, 피스톤의 이 축 주위로의 회전을 통해, 돌출부들(81)은 홈들과 맞물리고, 어댑터(8)는 막히게 된다. 링의 제거는 역방향 이동을 통해 빠르게 수행된다.

밀폐 립(5)은 그러므로 피스톤(1)의 베이스(27)의 외부 둘레 표면 상에서 돌출된 숄더와 어댑터(8) 사이에서 막히게 된다.

유사하게, 도 8a, 도 8b, 도 8c, 도 8d 상에 도시된 바람직한 배치에 따르면, 어댑터(7)의 고정은 어댑터(7)의 내부 둘레 표면 상에 배치되는, 방사상 돌출부들(71)이 상부 링(23)의 외부 둘레 표면 상에 배치되는 대응하는 주변부 홈들과 협력하도록 해주는, "바요넷" 종류 조립체를 포함한다. 보다 상세하게는, 돌출부들은 상부 링(23)의 외부 표면 상에 마련된 대응하는 주변부 홈들과 협력하기에 적절하다. 피스톤의 축에 평행한 모선(generatrices)을 가지는 언더컷들이 링(23)의 외부 주변부 상에 마련되어 피스톤의 축에 평행한 병진 이동을 통해 주변부 홈들로 리드-인(lead-in)에 반대되는 방사상 돌출부들을 가져가는 것을 가능하게 해준다. 그후, 피스톤의 이 축 주위로의 회전을 통해, 돌출부들(71)은 홈들과 맞물리고, 어댑터(7)는 막히게 된다. 링의 제거는 역방향 이동을 통해 빠르게 수행된다.

밀폐 립(6)은 그러므로 피스톤(1)의 상부 링(23)의 외부 둘레 표면 상에서 돌출된 숄더와 어댑터(7) 사이에서 막히게 된다.

유리하게도, 어댑터들(7, 8)의 "바요넷" 종류 고정은 나아가 어댑터와 그 지지부 사이의 예기치 않은 결합 해제를 방지하는 것을 목표로 하는 잠금 장치(locking device)를 포함한다. 다시 말하면, 이 잠금 장치는 어댑터의 선회를 방지하는 것을 가능하게 해주고, 이로써 립들(ribs)이 홈들로부터 풀리는 것을 야기시킨다.

도 7a' 및 도 7b' 상에 도시된 바와 같이, 잠금 장치는 하부 베이스(27)의 두께 내에 만들어지는 윈도우의 폭을 따라 연장되는, 스트립(strip, 271)이 어댑터(8)의 내부 둘레 표면으로부터 방사상으로 연장되는 돌기(82)와 협력하도록 해주어, 하부 베이스(27)에 대한 어댑터(8)의 축(100) 주위로의 회전에 의해 발생되는 (도 7b' 상에서) 바요넷 종류의 조립 동안, 돌기는 스트립을 따라 이동하여, 돌기의 지지부로부터 해제되는 스트립의 끝단과 윈도우의 모서리 사이에 내재될 때까지 신장되는 것을 야기시킨다(도 7a' 참조). 돌기는 그러므로 거리 a'를 이동한다.

유리하게도, 신장될 때, 스트립(271)은 하부 베이스(27)의 윈도우의 모서리 상에 배치되는 융기(protuberance, 272)에 인접한다. 이 방식은, 이 융기가 스트립(271)의 신축(flexion)을 제한하는 정지단을 형성한다. 이 방식은 다시, 돌기(82)가 스트립에 또한 인접하기 때문에 다시 돌아올 수 없다.

유사하게, 그리고 도 8a' 및 도 8b' 상에 도시된 바와 같이, 잠금 장치는 상부 링(23)의 두께 내에 만들어지는 원도우의 폭을 따라 연장되는 스트립(231)이 어댑터(7)의 내부 둘레 표면으로부터 방사상으로 연장되는 돌기(72)와 협력하도록 해주어, 상부 링(23)에 대한 어댑터(7)의 축(100) 주위로의 회전에 의해 발생되는 (도 8b' 상에서) 바요넷 종류의 조립 동안, 돌기는 스트립을 따라 이동하여, 돌기의 지지부로부터 해제되는 스트립의 끝단과 윈도우의 모서리 사이에 내재될 때까지 신장되는 것을 야기시킨다(도 8a' 참조). 돌기는 그러므로 거리 a'를 이동한다.

유리하게도, 신장될 때, 스트립(231)은 상부 링(23)의 윈도우의 모서리 상에 배치되는 융기(232)에 인접한다. 이 방식은, 이 융기(72)가 또한 스트립에 인접하기 때문에 다시 갈 수 없다.

유리하게도, 립들(5)은 외부 둘레 표면 상에서 적어도 절두원추형의 프로파일을 가진다. 유리하게도, 립들의 프로파일은 V자형일 수 있다.

주요 액체와 첨가제 사이에서 만들어지는 혼합물이 상부 챔버(16)를 관통하지 않고 펌프로부터 배출되는 기능 모드의 경우에 있어서, 이 리버서블 정량 펌프는 상부 밸브가 하부 챔버 내에 위치되는 한편 하부 밸브가 상부 챔버 내에 위치된다.

바람직한 방식으로, 하부 베이스 및 상부 링에는 V자형 프로파일을 가지는 밀폐 립들이 구비되어 있어, 상부 링의 립의 가늘기는 아래쪽으로 변하는 한편, 하부 베이스의 립의 가늘기는 상측으로 변하게 된다. 이 밀폐 립들의 V자형 프로파일에 관련된 더 많은 상세사항을 위해서는, 특히 문서 FR2896280A1 및 도 10을 참조할 수 있다.

주요 액체와 첨가제 사이에서 만들어지는 혼합물이 상부 챔버(16), 이어서 하부 챔버(17)를 관통한 후 펌프로부터 배출되는 기능 모드의 경우에 있어서, 이 리버서블 정량 펌프는 상부 밸브가 상부 챔버 내에 위치되는 한편 하부 밸브가 혼합 챔버 내에 위치된다.

바람직한 방식으로, 하부 베이스 및 상부 링에는 V자형 프로파일을 가지는 밀폐 립들이 구비되어 있어, 상부 링의 립의 가늘기는 아래쪽으로 변하는 한편, 하부 베이스의 립의 가늘기는 상측으로 변하게 된다. 이 밀폐 립들의 V자형 프로파일에 관련된 더 많은 상세사항을 위해서는, 특히 문서 FR2896280A1 및 도 10을 참조할 수 있다.

요약하면, 립들의 제거가능한 특성과 결합되는 이중의 가늘어지는 밸브 시트들의 특수성은, 기능이 리버서블되는 펌프를 획득하는 것을 가능하게 해 주는 것이 나타나 있다. 필요에 따라 입구 및 출구를 역전시킬 수 있다는 사실은, 이 사용이 첨가제에 매치되기 때문에, 펌프의 최적 사용을 허용한다. 리버서블 특성은 또한 매우 적은 특정 부품들, 즉 밸브들만을 가지는, 서로 다른 선택들을 제안하는 것을 가능하게 해준다.

물론, 본 발명은 이미 설명된 예들에 제한되지 않고 많은 개선들이 본 발명의 체계를 벗어나지 않으면서 이 예들에 발생될 수 있다. 나아가, 본 발명의 서로 다른 특성들, 형태들, 변형들 및 실시예들은 서로 양립불가하거나 또는 배타적이지 않는 한 다양한 조합들에 따라 서로 연관되어질 수 있다.

Claims (11)

1. 축(100)을 따라 길이 방향으로 연장되고, 케이싱과 동심축을 이루는 원통형 하우징(22)을 둘러싸는, 케이싱(14),
   상부 링(23) 및 더 작은 단면의 하부 베이스(27)를 가지는 차동 피스톤(1), 그 각각은 상기 케이싱 내에서 및 상기 원통형 하우징 내에서 각각 왕복 운동으로 슬라이딩하기에 적절하고, 상기 피스톤 및 상기 원통형 하우징은 상기 피스톤의 하부 베이스와 상기 원통형 하우징에 의해 구획되는 혼합 챔버(18), 상기 상부 링(23) 및 상기 케이싱의 커버(15)에 의해 구획되는 "상부 챔버"로 지칭되는 챔버(16), 및 상기 케이싱(14), 상기 원통형 하우징, 및 상기 상부 링 아래 부분에 의해 구획되는 "하부 챔버"로 지칭되는 챔버(17)에 따라 상기 케이싱의 내부를 분리시키고,
   상기 피스톤에 의해 분리되는 상기 챔버들을 공급 및 배출하기 위한 유압식 스위칭 수단, 이 스위칭 수단은 상기 피스톤의 운동들에 의해 제어되고 또한 2 개의 안정적인 위치들을 채택할 수 있는 분배 부재(12) 상에 작용하는 적어도 하나의 막대(4)를 포함하고, 상기 분배 부재는 상기 피스톤의 상기 상부 링(23) 내에 만들어진 제1 시트(25)와 협력하여 상기 상부 챔버와 상기 하부 챔버 사이의 소통을 허용하는 상부 밸브(3), 및 상기 피스톤의 상기 하부 베이스(27) 내에 만들어진 제2 시트(26)와 협력하여 상기 상부 챔버와 상기 혼합 챔버 사이의 소통을 허용하는 적어도 하나의 하부 밸브(9)를 포함하고,
   상기 피스톤의 스트로크의 끝단에서, 상기 스트로크를 역전시키기 위해, 탄성 수단(E)의 작용 하에서, 상기 스위칭 수단의 위치에 있어서 급작스런 변화를 야기시키기에 적절한 푸쉬-피스(2)를 포함하는 트리거링 수단을 포함하고,
   상기 하부 및 상부 밸브 시트들은 각각 반대 방향들로 가늘어지는 상부 절두원추 부분(25a; 26a) 및 하부 절두원추 부분(25c, 26c)을 수용하고 그 각각은 소통하는 상기 챔버들 중 하나로 개방되어 있어, 상기 챔버들 사이의 소통은 연관된 밸브가 상기 상부 또는 하부 절두원추 부분들 중 하나를 폐쇄할 때 중단되는 것을 특징으로 하는, 유압 기계.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 피스톤(1)에는 제거가능한 밀폐 수단(5, 8; 6, 7)이그 상부 링(23) 및 그 하부 베이스(27)에 구비되는 것을 특징으로 하는, 유압 기계.
3. 제 2 항에 있어서, 상기 상부 링 및 상기 하부 베이스의 밀폐 수단들 중 적어도 하나는 상기 피스톤의 링 및/또는 상기 베이스의 둘레 표면 상에 조립 및 고정되는 립(5, 6) 및 어댑터(7, 8)를 포함하고, 상기 립은 상기 상부 링 또는 상기 대응하는 하부 베이스의 둘레 표면 상에 배치되는, 숄더와 상기 어댑터 사이에서 병진 이동이 막혀 있는 것을 특징으로 하는, 유압 기계.
4. 제 3 항에 있어서, 상기 어댑터의 고정은 상기 어댑터의 내부 둘러 표면 상에 배치되는, 방사상 돌출부들(71, 81)이 상기 상부 링 또는 상기 대응하는 베이스의 외부 둘레 표면 상에 배치되는 대응하는 주변부 홈들과 협력하도록 해주는, "바요넷" 종류 조립체를 포함하는 것을 특징으로 하는, 유압 기계.
5. 제 3 항 또는 제 4 항에 있어서, 상기 어댑터의 고정은 상기 상부 링, 상기 대응하는 베이스의 두께로 만들어진 윈도우의 폭을 따라 연장되는, 스트립이 상기 어댑터의 내부 둘레 표면으로부터 방사상으로 연장되는 돌기와 협력하도록 해주는 잠금을 포함하여, 상기 "바요넷" 종류의 조립 동안, 상기 스트립을 따라 상기 돌기가 이동하여 상기 윈도우의 모서리와 상기 돌기의 지지부로부터 해제된 상기 스트립의 끝단 사이에 내재될 때까지 신장되는 것을 야기시키는 것을 특징으로 하는, 유압 기계.
6. 제 3 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 립들의 외부 둘레 표면은 절두원추형이고, 상기 립들은 바람직하게 단면에서 V 자형 프로파일을 가지는 것을 특징으로 하는, 유압 기계.
7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 피스톤은 단일 피스로 주조되고, 상기 피스톤의 물질은 폴리프로필렌, 폴리아미드, PVDF에 의해 정의되는 목록으로부터 선택된 열가소성 수지인 것을 특징으로 하는, 유압 기계.
8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 피스톤은 흡입 장치(29)의 도움으로 접착제 상에 오버몰드되는 것을 특징으로 하는, 유압 기계.
9. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 따른 유압 기계를 포함하는 리버서블 정량 펌프에 있어서, 상기 펌프에는 흡입 장치(29), 상기 하부 챔버(17)로 안내되는 제1 파이프(19), 상기 혼합 챔버(18)로 안내되는 제2 파이프(21), 및 상기 혼합 챔버로부터 외부까지 연장되어 상기 흡입 장치(29)에의 연결을 허용하는 상기 케이싱(14)과 동심축을 이루는 원통형 슬리브(20)가 부여되어 있는, 리버서블 정량 펌프.
10. 제 9 항에 있어서, 상기 상부 밸브(3)는 상기 하부 챔버(17) 내에 위치되는 한편, 상기 하부 밸브(9)는 상기 상부 챔버(16) 내에 위치되고, 상기 하부 베이스(27) 및 상기 상부 링(23)에는 그 외부 둘레 표면이 절두원추형인, 밀폐 립들(5, 6)이 구비되어 있고, 상기 립들은 바람직하게 V자형 프로파일을 가지고,
    상기 상부 링(23)의 상기 립(6)의 가늘기는 상기 커버를 향해 변하는 한편, 상기 하부 베이스(27)의 상기 립(5)의 가늘기는 상기 흡입 장치를 향해 변하는 것을 특징으로 하는, 리버서블 정량 펌프.
11. 제 9 항에 있어서, 상기 상부 밸브(3)는 상기 상부 챔버(16) 내에 위치되는 한편, 상기 하부 밸브(9)는 상기 혼합 챔버(18) 내에 위치되고, 상기 하부 베이스(27) 및 상기 상부 링(23) 각각에는 그 외부 둘레 표면이 절두원추형인, 밀폐 립들(5, 6)이 구비되어 있고, 상기 립들은 바람직하게 V자형 프로파일을 가지고,
    상기 상부 링(23)의 상기 립(6)의 가늘기는 상기 흡입 장치를 향해 변하는 한편, 상기 하부 베이스(27)의 상기 립(5)의 가늘기는 상기 커버를 향해 변하는 것을 특징으로 하는, 리버서블 정량 펌프.

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