KR920002157B1 - 다이아프램 펌프 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

다이아프램 펌프

제1도는 본 발명에 따른 공기작동형 다이아프램을 보인 것으로, 액체가 채워져 있는 드럼에서 사용되고 있는 상태를 보인 측면도.

제2도는 제1도의 시스템에 사용된 독특한 다이아프램 펌프의 제1실시형태를 보인 수직확대단면도.

제3도는 제1도의 시스템에 사용된 다이아프램 펌프의 제2실시형태를 보인 수직확대단면도.

제4도는 제3도 다이아프램의 평면도.

제5도는 제3도-제4도에서 보인 다이아프램내에 사용된 배출밸브의 분해 사시도.

제6도는 제1도의 시스템에 사용된 다이아프램 펌프의 제3실시형태를 보인 직단면도.

제7도는 제6도에서 보인 다이아프램 펌프의 평면도.

제8도는 여러 실시형태의 다이아프램을 작동시키기 위한 맥동발생기를 구성하는 압축공기 논리회로도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

116 : 맥동발생기 210 : 다이아프램 펌프

212, 214 : 세그먼트 218, 220, 222 : 밀폐실

224, 226, 228 : 채널 236 : 유입도관

242 : 유출도관 310 : 다이아프램 펌프

312, 314 : 세그먼트 318, 320, 322 : 펌프실

336, 340, 344 : 구동박막 348, 352, 356 : 압력실

360, 362, 364 : 배출밸브 366 : 캡

368 : 견부 370 : 버튼

377 : 스페이사 410 : 다이아프램 펌프

412, 414, 416 : 펌프다이아프램 413, 415, 417 : 구동다이아프램

440, 442, 444 : 펌프실

본 발명은 배출된 액체내에 잠기어 공기로 작동되는 적극배출형 다이아프램 펌프에 관한 것으로, 특히 다수의 배출밸브를 이용한 다이아프램 펌프에 관한 것이다.

종래 유입구를 통하여 용기로부터 액체를 흡인하여 이를 유출구를 통하여 배출하기 위한 여러 가지의 다이아프램 펌프가 사용되어 있다. 일반적으로 이 다이아프램은 펌프하우징을 공급실과 압력실로 분리한다. 제1체크밸브가 공급실로의 흐름을 조절하고 제2체크밸브는 이로부터의 흐름을 제어한다. 펌프케이싱내의 다이아프램 또는 박막의 운동을 제어하기 위하여 전기적 또는 수압의 신호가 피스턴과 같은 외부작동기에 인가된다. 다이아프램의 운동은 공급실로부터 가입된 유체를 밀어내어 제2체크밸브를 통과하도록 한다. 대표적인 왕복운동형 다이아프램 펌프가 미국특허 제3, 285, 182호 (1966. 11. 15. H. E. Pinkerton). 제3, 814, 548호(1974. 6. 4, Warren E.Rupp), 및 미국특허 제4, 021, 164호(1977. 5. 3, Hans Peter Tell)에 기술되어 있다. 그러나 용량이 작은 종래의 왕복운동형 다이아프램은 어떤 경우 매우 작은 자기 호수작용(自己呼水作用)을 갖는다. 따라서 이러한 펌프는 액체가 펌프될 용기의 액면에 근접되거나 그 이하에 놓이도록 하여야 한다. 또한, 종래의 이러한 펌프의 체크밸브는 누설현상을 보이는 경향이 있다. 비교적 다량의 액체가 펌프될때에 이러한 누설은 큰 문제가 아니나 펌프되는 양이 장시간에 결쳐 수 밀리리터 정도이거나 정확한 계량이 요구될때에는 큰 문제가 된다.

종래 왕복운동형 다이아프램 펌프의 상기 언급된 결점은 1982년 6월 4일자 조오지 에취 린드너(Georg H. Lindner)에 의하여 출원된 미국특허출원 제358, 176호의 출원서에 첨부된 도면에서 제2도-5도에 도시된 다이아프램 펌프에 의하여 치유되었다. 이 출원에 기술된 다이아프램 펌프는 압축공기 논리회로에 의하여 제어된 맥동발생기로부터 공급된 저압공기의 맥동을 제어하도록 되었으며, 이 저압공기는 산업장치에서 용이하게 이용할수 있으며 공지의 전기 및 수압제어장치 보다 현저히 경비를 줄일 수 있다. 또한 이 출원에서 구동박막, 펌프박막 및 배출기는 논리화로의 저항조작으로 선택된 속도로 소량의 액체를 배출하도록 작용하며, 이러한 배출속도는 변화될 수 있다.

또한 상기 출원의 다이아프램 펌프는 부식성의 액체라 할지라도 배출될 액체내에 잠길수 있게되어 있으며 장기간 동안 일정한 배출속도로 만족스럽게 작동할 수 있다.

이와 같이 상기 언급된 출원의 다이아프램 펌프가 종래의 다이아프램 펌프보다 현저히 유리한 것임에도 불구하고 가열피복 유리병을 위한 주석화합물과 같은 부식성 액체를 취급할때에는 이러한 펌프의 광범위한 시험하에 펌프구조를 보다 보강할 필요가 있다. 예를 들어 이 다이아프램 펌프에 있어서는 한쌍의 적극구동형 배출밸브를 사용하므로서 유입측 체크밸브와 유출측 체크밸브를 사용하지 않는다.

공지의 적극구동형 다이아프램 밸브와 결합되었을 때에 이 한쌍의 적극구동형 밸브는 연속단계에서 펌프동체를 통하여 계량된 양의 부식성 액체를 내보내도록 작용한다. 이 다이아프램 펌프에 사용된 3개의 적극구동형 배출밸브의 개념은 필요에 따라서 성공적인 낮은 용량의 작동을 위하여 4개이상의 배출밸브까지 확장될 수 있다.

또한 상기 출원의 적극배출 다이아프램 펌프는 간단히 설계된 논리화로로 구성된 입축공기 맥동발생기에 의하여 제어될 수 있다. 이 적극배출 다이아프램 펌프는 동 출원도면의 제6도에 도시된 논리회로와 양립될 수 있으며 용이하게 다른 압축공기 및 순수유체 논리회로와 결합되어 작동될 수 있다.

본 발명은 펌프동체내로 액체를 흡인하여 이를 가압하고 이를 일정한 저용량유속으로 장시간에 걸쳐 배출할 수 있는 3개 이상의 배출밸브를 이용한 적극배출형 다이아프램 펌프에 관한 것이다.

본 발명의 적극배출형 다이아프램 펌프는 신뢰가능하고 누설되지 않는 형태의 것이고, 부식성 액체에 잠기어도 내성을 갖는 것이다. 종래 스프링 탄지형 볼밸브와 같은 체크밸브에 관련된 누설문제가 해소된다. 또한 본 발명의 적극배출형 다이아프램 펌프는 자기 호수형으로 작용하며, 장시간에 걸쳐 재현가능한 결과를 가져오고, 저압의 수두에서도 신뢰가능하게 작동하며 일련의 불연속 맥동으로도 미량의 액체를 배출할 수 있다.

끝으로 본 발명의 적극 배출형 다이아프램 펌프는 간단한 설계의 압축공기 논리회로로 구성된 공지의 맥동발생기로부터 공급되는 저압공기펄스에 의하여 작동될 수 있다.

또한 박막의 파손이 있다하더라도 공기압력은 부식성 액체가 멕동발생기로 유입되어 이를 파손케 하는 것을 방지하는데 충분하다.

본 발명을 첨부된 예시도면에 의거하여 보다 상세히 설명하며 다음과 같다.

제1도에서는 80갈론의 용량을 갖는 대형 금속제 드럼(100)을 보이고 있다. 내부를 보이기 위하여 드럼의 일부를 절개하여 도시하였다. 뚜껑(104)이 드럼(100)의 개방상측단에 덮히며 뚜껑에는 통공(106)이 형성되어 있다.

공기작동형 다이아프램 펌프조립체(108)가 내용물의 배출을 위하여 드럼에 연결되어 있다. 이 조립체(108)는 드럼(100)의 저면에 착설되거나 이에 인접한 통상의 다이아프램 펌프(110), 통공(106)을 통하여 펌프로부터 상향돌출된 연장슬리이브 (112)와 이 연장슬리이브의 상측단부에 고정된 칼라(114)로 구성된다.

또한 다이아프램 펌프조립체는 맥동발생기(116), 이 맥동 발생기에 가압 또는 압출된 공기를 공급하기 위한 급기라인(118)과, 맥동발생기로부터 연장슬리이브(112 )상의 칼라(114)를 지나 펌프(110)와 연통되도록 연장된 도관(120)을 포함한다. 도관(120)과 슬리이브(112)는 3개의 공기 맥동호오스를 포함하는 바. 그 하나는 압력반환호오스이고 다른 하나는 펌프배출호오스이다. 세 번째 호오스는 사이트 글라스(Sight glass)(126)에 연결되어 공급점(128)에서 끝난다.

연장슬리이브(112)는 다소 견고한 재질로 되어 있으며 펌프(110)에 대하여 수밀하게 연결되어 있다. 슬리이브는 드럼(100)내의 액체로부터 호오스를 보호한다. 도관(120)은 가요성이며 드럼에 펌프를 이동시킬 수 있도록 한다.

제2도는 제1도의 공기작동형 펌프시스템에 통상의 펌프(110)를 대신하여 사용할 수 있도록한 다이아프램 펌프(210)의 제1실시형태를 보인 것이다. 이 펌프(210)는 좌측 세그먼트(212)와 우측 세그먼트(214)로 구성되고 이들사이에 단일 가요성 박막 (216)이 개재된 동체로 구성된다. 세그먼트(212)에는 일정한 간격을 둔 3개의 밀폐실 (220)(218)(222)이 형성되어 있고 세그먼트(214)에는 3개의 채널(224)(226)(22 8)이 천설되거나 그밖의 방법으로 형성되어 있다. 각 채널의 외측단부에는 나선형의 연결부(230)(232)(234)가 형성되어 있고 적당한 호오스(도시하지 않았음)가 이에 낙착되어 있다. 세그먼트(212)의 하측변부로부터 밀폐실(218)로 유입도관(236)이 연장되어 있으며, 밀폐실(218)로부터 상부밀폐실(220)로는 제1내부도관(238)이 연장되고, 밀폐실(220)로부터 다시 상부의 밀폐실(222)로는 제2내부도관(240)이 연장되어 있으며, 이 밀폐실 (222)로부터 세그먼트(212)의 상측변부로는 유출도관(242)이 연장되어 있다.

펌프 (210)는 드럼 또는 다른 적당한 용기내에 담겨있는 펌프될 액체내에 잠긴다. 대기압보다 약간 큰 압력에서 공기맥동이 사전에 결정된 시켄스로 세그먼트(214)의 도관에 공급된다. 특히 펌프(210)가 액체내에 잠길때에 밀폐실(218)로 소량의 액체가 유입된다. 그리고 처음 공기맥동이 맥동발생기(116)로부터 채널(224)에 공급될때에 박막(216)은 요입형태로 변형되면서 도관(238)을 통하여 밀폐실(218)내의 액체를 제2밀폐실(220)로 밀어낸다. 맥동(A)의 주기 동안 밀폐실(218)에서 굴신하는 박막은 유입도관(236)으로 액체가 역류하는 것을 방지하는 체크밸브로서 작용한다.

제2공기맥동(B)이 맥동발생기로부터 채널(226)에 공급될때에 박막이 역시 요입형태로 변형되면서 밀폐실(220)내의 유체를 도관(240)을 통하여 제3밀폐실(222)로 밀어올린다. 이 맥동(B)의 주기중에 밀폐실(220)에서 굴신하는 박막은 펌프동체에서 액체가 하향역류하는 것을 방지하기 위한 체크밸브로서 작용한다.

맥동(B)가 공급되는 동안 맥동(A)는 중지될 수 있다.

제3맥동(C)가 맥동발생기(116)로부터 도관 (120)내에 포함된 3개의 공기맥동호오스의 하나를 통하여 채널(228)으로 공급될때에, 박막이 요입형으로 변형되고 밀폐실(222)내의 유체를 도관(242)은 통하여 상부로 밀어내고 원격한 공급점으로 배출된다. 역시 맥동(C)의 주기중에 밀폐실(222)에서 굴신하는 박막은 액체가 펌프동체에서 하측으로 역류하는 것을 방지하는 채크밸브로서 작용한다.

채널(224)에 대한 공기맥동의 공급으로 생성된 압력이 제거될때에 박막(216)은 스트레스를 받지않는 상태로 복귀하고 밀폐실(218)에는 다시 액체로 채워진다.

채널(226)로부터 압력을 제거하므로서 박막이 마찬가지로 스트레스를 받지않는 상태로 복귀하여 밀폐실(220)에 액체가 채워진다.

펌프주기를 완료하기 위하여 공기맥동은 채널(228)로부터 옮겨서 채널(224)에 공급되고 연속하여 채널(226)에 공급된다. 각 펌프(210)의 작동주기는 밀폐실 (220)의 용량에 따른 양의 액체를 공급하게 될 것이다.

제2도에 도시된 펌프(210)의 밀폐실(218)(220)(222)이 용량에 있어서 동일하나 이들의 크기관계는 상이한 작동조건에 따라서 변경될 수 있다.

예컨데, 밀폐실(222)은 다른 밀폐실(220)의 용량에 반정도가 되는 경우 채널(226)에 공기압력의 맥동을 공급할때에 그 액체공급량은 반이 될 것이며 나머지 반의 액체공급량(각 작동주기 동안)은 채널(228)에 공기압력의 맥동공급시 공급된다. 이와 같은 경우 펌프가 3개 이상의 밀폐실, 예를 들어 ＂n＂개의 밀폐실로 구성되는 경우 각 작동주기의 동안의 액체공급량을 밀폐실용량의 정확한 선택에 의하여 펌프주기당 ＂n-1＂의 맥동으로 나누어진다.

펌프(210)는 만족스럽게 작동하고 종래 다이아프램 작동형 펌프에 비하여 우수한 반면에 박막(216)은 몇가지의 문제점을 갖는다. 즉, 박막(216)이 천연고무로 제조되었을때에 펌프는 며칠동안은 정상작동될 것이다. 그러나 박막의 이완이 증가됨에 따라 점차 펌프의 용량은 감소될 것이다.

박막(216)이 ＂Viton＂(상표명)과 같은 플라스틱으로 제조되었을 때에 이 박막은 보다 더 신속히 늘어나 펌프용량이 마찬가지로 감소된다. 박막을 사전에 늘여놓거나 또는 박막에 스프링복귀장치등을 제공하는 기술은 이러한 문제점을 해결하는데 실패하였다.

제3도는 제1도의 공기작동 펌프시스템에서 펌프(110)를 대신하는 다이아프램 펌프(310)의 제2실시형태를 보인 것이다. 이 펌프(310)는 펌프(210)보다 개선되었으며 펌프(210)에서 다이아프램(216)에 관계된 수명문제를 해결하였다. 또한 이 펌프 (310)는 그 스트레스를 받지 않는 본래의 위치에 급속제 탄지스프링 또는 사전에 늘여놓은 박막을 이용하지 않고도 적극적으로 복귀한다.

펌프(310)는 좌측세그먼트(312)와 우측세그먼트(314)로 구성되고 이들 사이에 단일의 가요성펌프박막(316)이 개재된 동체로 구성된다. 세그먼트(314)에는 제1, 제2 및 제3의 펌프실(318)(320)(322)이 형성되어 있다. 유입도관(324)이 세그먼트 (314)의 하측변부로부터 상측의 제1펌프실(318)로 연장되고, 제1내부도관(326)은 펌프실 (318)과 제2펌프실(320)사이에 연장되어 있다.

펌프실(320)과 제3펌프실(322)사이에는 제2내부도관(328)이 연장되어 있고, 유출도관(330)이 펌프실(322)과 펌프하우징의 상측단부에 연장되어 있다.

도관(330)의 단부에는 확대된 나선구 (332)가 형성되어 이에 나선을 갖는 호우스나 파이프(도시하지 않았음)가 삽입되어 액체를 원격한 배출장소로 내보낸다.

제1중간챔버(334)가 세그먼트(312)의 하단부에서 소형 구동박막(336)과 펌프박막(316)사이에 형성되어 있다.

또한 제2중간챔버(338)가 세그먼트(312)의 중간부근에서 소형구동박막(34 4)과 펌프박막(316)사이에 형성되어 있다.

수직으로 연장된 통로(346)가 세그먼트 (312)의 상측단으로부터 챔버(334) (338)(342)를 통하여 하향연장되어 있다. 따라서 통로(346)를 통하여 기준압력이 전달될때에 모든 박막은 동일한 압력을 받게 된다. 소형구동박막(336)(340)(344)는 그 크기, 형상 및 기능이 동일하다. 이러한 박막은 복귀스프링을 필요로 하지않으며 장시간 동안 만족스럽게 작동한다.

구동박막(336)과 세그먼트(312)의 하단에 형성된 공간부 사이에는 제1압력실 (348)이 형성되어 있고, 제1제어 도관(350)이 세그먼트(312)의 상부로부터 직접 상기 공간부로 연장되어 있다. 제어도관(354)은 제3도에 도시되어 있지 않으나 제4도에는 도시되어 있다. 제3압력실(352)을 구동박막(340)과 세그먼트(312)의 중간에 형성된 공간부사이에 형성되어 있고 제2제어도관(354)이 세그먼트(312)의 상부로부터 상기 공간부로 직접연장되어 있다. 제어도관(354)은 제3도에 도시되어 있지 않으나 제4도에는 도시되어 있다. 제3압력실(356)이 구동박막(344)과 세그먼트(312)의 상측단에 형성된 공간부 사이에 형성되어 있으며, 제3제어도관(358)이 세그먼트(312)의 상부로부터 상부의 공간부로 제3도에서 보인 바와 같이 직접 연장되어 있다. 제1배출밸브 (360)는 펌프실(318)로부터 내부도관(326)을 통하여 제2펌프실(320)로 액체를 보내는데 이용된다.. 제2의 동일한 배출밸브(362)는 펌프실(320)로부터 내부도관(328)을 통하여 제3펌프실(322)로 액체를 보내는데 이용된다. 제3배출밸브(364)는 펌프실 (322)로부터 도관(330)과 나선구(332)를 통하여 원격한 장소로 보내기 위한 호오스 또는 파이프(도시하지 않았음)로 액체를 보내는데 이용된다.

제5도는 배출밸브(360)의 분해사시도를 보인 것이다.

배출밸브(360)(362) (364)도 이와 같은 동일한 구조와 기능을 갖는다. 배출밸브(360)는 펌프실(318)내에서의 운동을 안내하는 확대된 환상의 견부(368)를 갖는 원통형캡(366)을 포함한다.

탄성이며 화학적으로 불활성 물질인 버튼(37)이 밸브의 작동면에 형성된 통공(375)내에 삽입되어 있으며, 중앙공(374)이 캡(366)에 부분적으로 천설되어 있다. 이 중앙공은 점선으로 도시되어 있다. 또한 이 밸브는 통공(376)을 갖는 스페이서 (377), 통공(379)을 갖는 환상의 고정판(378) 및 확대된 두부를 갖는 긴 스크류 (380)를 포함한다. 이 두부에는 스크류드라이버와 같은 공구의 삽입을 위한 슬로트 (381)가 형성되어 있다.

스크류(380)의 동체는 고정판(378)의 통공(379), 구동 다이아프램(336)의 소형중앙공(384), 스페이서(377)의 통공(376), 펌프다이아프램(316)의 소형통공을 통하여 캡(366)의 통공(374)으로 연장된다. 배출밸브(360)는 다이아프램에 밸브를 고정하고 밸브의 부품을 단알구조로 결합시키기 위하여 스크류(380)를 사용한다.

제3도, 제5도에서 보인 바와 같이, 펌프(310)의 기능은 다음과 같다.

기준압력이 통로(346)를 통하여 중간챔버(334)(338)(342)를 가압하도록 가하여진다. 펌프는 배출될 액체내에 잠기며 이때 일부의 액체가 액체를 흡인하도록 하측의 펌프실(318)내로 상향 유입된다.

먼저 제1의 공기제어맥동이 도관(350)에 전달되어 순간적으로 제1압력실(34 8)내의 압력이 중간 또는 기준챔버(334)의 압력보다 높게 상승된다. 구동다이아프램 (336)은 다이아프램(316)을 향하여 굴신하고 캡은 버튼(370)이 챔버(318)를 형성하는 벽에 대하여 접할때까지 챔버(318)내에서 우측으로 이동된다. 펌프실(318)내에 이미 세워져 있는 액체는 내부도관(326)을 통하여 제2펌프실(320)로 보내어진다. 제어맥동은 제1펌프실(318)과 유입도관(324)내로 액체가 역류되는 것을 방지하기 위하여 챔버의 벽에 대하여 버튼이 고정되도록 하는 동안에 계속 작용한다.

제2펌프실(320)이 채워진후 제2공기제어맥동이 도관(354)에 전달되어 순간적으로 제2압력실(352)내의 압력이 중간 또는 기준챔버(338)의 압력보다 높게 상승된다. 구동다이아프램(340)은 펌프다이아프램(316)을 향하여 굴신하며 캡(366)은 버튼이 챔버(320)를 구성하는 벽에 대하여 접할때까지 챔버(320)내에서 우측으로 이동한다. 펌프실(320)내에 이미 채워져 있는 액체는 내부도관(328)을 통하여 제3펌프실 (322)로 보내어진다. 도관(324)에 나타나는 제어맥동은 누설을 방지하도록 챔버의 벽에 대하여 버튼이 고정되도록 계속 유지되며, 도관(350)의 제어맥동은 중단된다.

제3펌프실(322)이 채워진후 제3의 공기제어맥동이 도관(358)에 전달되어 제3압력실(356)내의 압력은 순간적으로, 중간챔버(342)의 압력보다 높아진다.

구동다이아프램(344)은 펌프다이아프램(316)을 향하여 굴신하며 캡(366)은 챔버를 형성하고 있는 벽에 대하여 버튼이 접할때까지 챔버(322)내에서 우측으로 이동된다. 제3펌프실내에 이미 채워진 액체는 유출도관(330)과 유출구(332)를 통하여 호오스(도시하지 않음)로 보내어져 이에 의하여 원격한 장소로 배출된다.

제6도-제7도는 제1도의 공기작동형 펌프시스템의 펌프(110)를 대신할 수 있는 다이아프램작동형 펌프의 제3실시형태(410)를 보인 것이다. 펌프(410)는 특히 제3도-제5도를 상세히 기술된 펌프(310)와 같은 방법으로 작동한다.

그러나 펌프(310)는 펌프하우징을 통하여 연장된 펌프다이아프램(316)에 의존하는 반면에 펌프(410)는 동일목적으로 3개의 소형펌프다이아프램(412)(414) (416)을 이용한다. 또한 펌프(310)는 두 세그먼트(312)(314)로 구성된 펌프동체에 의하여 구성되어 있으나 펌프(410)의 동체는 다수의 소형 세그먼트(418)(420) (422)(424)(426)(428)(430)로 구성된다. 인접한 세그먼트(428)(430)사이에는 밀폐가스 킷트(432)가 개재되어 있는 반면에 다른 세그먼트는 구동다이아프램 및 펌프다이아프램으로 밀폐된다. 4개의 기다란 나선형 봉체가 펌프의 동체를 통하여 연장되어 있다. 너트(436)는 다수의 세그먼트를 한데 묶도록 봉체의 타측단부에 나착되고 세스먼트(430)의 상측단부에서 칼라(438)가 제1도에서 보인 연장슬리이브(112)에 고정된다.

펌프(310)가 수직으로 배치된 단일 펌프다이아프램을 갖는 반면에 펌프(410)는 수평으로 배치된 구동디이아프램(413)(415)(417)에 응답하는 3개의 수평배치된 소형 펌프다이아프램(412)(414)(416)을 사용한다. 펌프(310)가 동일한 방향으로 배향된 펌프실(318)(320)(322)을 갖는 반면에, 펌프실(440)(442)만이 동일방향으로 배향되고 펌프실(444)은 다른 두 펌프실과 180°위상이 다르게 배향되어 있다.

펌프(310)가 만족스럽게 작동하는 반면에 펌프와 연장 슬리이브(112)사이에서 누출이 되는 문제점을 갖는다.

이러한 누설문제점은 펌프되는 액체의 부식특성에 대하여 더욱 심화된다. 따라서, 펌프(410)의 구조가 유리한 것으로 판명되었으며 펌프(310)에서 얻을 수 있는 결과와 양립할 수 있는 결과를 갖는 누설문제가 해결될 수 있었다.

펌프(310)(410)가 구동다이아프램과 적어도 하나의 펌프다이아프램을 이용하므로 하나의 다이아프램이 작동치 않는다 하여도 펌프에 의하여 취급되는 개체가 맥동발생기측으로 유입되어 이를 오염시키지 아니한다.

압축공기가 펌프다이아프램을 통하여 누설되어 액체내로 이동될수는 있어도 그 역작용은 배제된다.

제8도는 공기작동형 펌프시스템을 위한 맥동발생기(116)로서 작용하는 논리회로를 보인 것이다. 이 맥동발생기는 요구된 주기동안에 저압력의 공기맥동을 펌프 (110)와, 펌프(210)(310)(410)에 공급한다. 또한 이 맥동발생기는 여러 펌프의 누설없는 작동이 이루어지도록 하는 적절한 타이밍 시켄스에서 배출밸브에 이러한 맥동을 전달한다.

맥동발생기(116)는 공지의 것으로, 서독 프랑크프르트의 삼손(Samson AG)사의 뉴저지 페어필드소재 삼소 맥틱사(Samsomatic Ltd)에서 판매되고 있는 유체논리소자로 구성된다. 수동스위치(446)가 펄스발생기에 결합되어 있으며 그 작동위치를 보인 이러한 스위치는 드럼(100)내의 내용물이 배출되고 새로운 드럼에 펌프(110) (210)(310)(410)와 삽입될때에 개방위치 또는 폐쇄위치(도시한 바와 같이)로 이동된다.

급기라인(115)에서 가압되는 맥동발생기(116)는 압축공기 스위치(448) (460)와 소위 슈미트트리거(458)를 포함한다.

스위치(448)(466)은 제로압력 이상의 압력과 최대시스템 압력 이하의 압력에서 변환된다. 슈미트트리거(458)는 사전에 결정된 저압 및 고압레벨에서 변환된다. 이들 스위치의 제어포트에 나타나는 고압은 스위치 출구를 개방하나 제어포트의 압력이 출구에 나타나지 않는다.

스위치(448)는 펌프(410)의 챔버(454)(또는 펌프 310의 챔버 348)에 압력을 공급한다.

압력하의 유체는 가변저항(450)을 통하여 볼륨(452)으로 유입되며 도관(45 6)을 통하여 슈미트트리거(458)에 연결된다. 일정한 시간이 지난후(저항 450과 볼륨 452에 의하여 결정되는 바와 같이), 볼륨(452)내의 압력은 충분한 레벨에 이르며 이 압력은 슈미트트리거의 제어포트에서 반사된다. 이 증가된 압력신호는 트리거의 상태를 변환시키므로서 펌프(410)의 챔버(476)내 공기압력은 슈미트트리거를 통하여 방출된다. 또한 볼륨(462)로부터의 공기는 고정저항(460)을 통하여 방출되어 볼륨(462)내의 압력과 스위치(466)의 제어포트에서의 압력이 제로로 강하 되도록 한다.

스위치(466)는 그 출구에 가압배출구를 제공하므로서 펌프(410)의 쳄버(472 )(또는 펌프 310의 챔버 352)내의 압력이 증가되도록 한다. 압력이 저항(468)을 통하여 볼륨(470)내에서 생성되고 저항(468)과 볼륨(470)에 의하여 결정된 시간이 지난후에는 그 상태가 변환되도록 스위치(448)의 제어포드에서 충분한 공기 압력이 생성된다.

이는 펌프(410)의 펌프챔버(454)로부터 공기압력을 방출하게 될 것이다.

상기 언급한 반싸이클이 반복되나 가압 및 배출단계가 전환되어 한싸이클이 완료되고 펌프(410)(또는 310)의 펌프작용이 이루어지도록 한다.

물론, 모든 스위치는 슈미트트리거일 수 있으며, 모든 저항은 가변저항 일 수 있다. 또한 고속의 맥동싸이클이 필요할 때에 볼륨(456)으로부터 스위치(448)의 출구측으로는 공기유동이 제한되나 반대방향으로는 그 유동이 제한되게 하는 압축공기 체크밸브(제8도에서 점선으로 보임)로 저항(450)을 바이페스시키는 것이 유리하다. 이 체크밸브는 챔버(454)로부터의 압력방출과 챔버(476)에서의 압력생성이 중복되도록 할 것이다.

이는 중간 밸브가 이 순간 폐쇄되므로 펌프밸브의 누설이 일어나지 않는다. 맥동발생기(116)가 장설된 캐비넷측의 사이트 글라스(126)는 시스템의 정상적인 기능을 확인할 수 있도록 한다.

불연속맥동으로 미량의 부식성액체를 배출할 수 있는 공기작동형 다이아프램 펌프(310)(410)는 유사한 문제점에 대한 다른 해결방법을 제안한다. 본 발명의 기술분야에 숙련된 자이면 몇가지의 수정이나 변경이 가능할 것이다.

예를 들어 논리회로는 필요한 수의 증폭기를 갖는 순수유체소자를 포함하는 여러 형태가 이용될 수 있다. 또한 비록 3개의 배출밸브가 이용되었으나 정확한 시켄스와 타이밍에서 4개이상의 제어맥동을 제공할 수 있는 압축공기 논리회로와 결합하여 4개이상의 배출밸브가 사용될 수 있다.

Claims (6)

1. 소량의 액체를 배출하기 위하여 배출될 액체가 담겨있는 용기내에 잠길 수 있게된 다이아프램 펌프에 있어서, 이 펌프가 다수의 세그먼트(312,314; 418,422,424, 426,428,430)으로 구성되는 펌프동체로 구성되고, 이어 펌프동체의 하단에 유입구가 형성되어 있고 상부에 유출구(332)가 형성되어 있으며, 펌프동체내에는 유입구와 유출구사이에 이들과 연통되는 일정한 간격을 둔 적어도 3개의 펌프실(318,320,322; 440,442,444)이 형성되어 있고, 이들 펌프실(318,320,322; 440, 442, 444)은 유입구와 유출구사이에서 도관(324,326,328,330)으로 연결되어 있으며, 펌프동체의 세그먼트(312,314; 420,422,424,426)사이에서 펌프동체에는 각 펌프실(318,320,322; 440,442,444)의 일측을 밀폐하도록 하나의 펌프다이아프램(316) 또는 다수의 펌프다이아프램(412,414,416)이 고정되어 있고, 펌프동체내에서 각 펌프실(318,320, 322; 440,442,444)에 구동다이아프램(336,340,344; 413,415,417)이 착설되어 있으며, 각 펌프실(318,320,322; 440,442,444)에 각각의 압력실(348,352,356; 454,472, 476)이 형성되어 있고, 특별한 시켄스와 요구된 시간동안에 제어맥동을 압력실(348, 352,356; 454,472,476)에 공급하기 위하여 공기공급원(118)과 펌프동체 사이에 맥동발생기(116)가 연결되어 있으며, 유입구를 통하여 펌프동체내로 유체를 흡인하고 이를 일측펌프실로부터 타측 펌프실로 연속하여 보내어 불연속맥동하에 유출구(332)를 통해 배출하므로 제어맥동에 응합하여 펌프실(318,320,322; 440, 422,444)로 유체가 역류되는 것을 방지하기 위하여 펌프다이아프램(316; 412 ,414,416)과 구동다이아프램(336,340,344; 413,415,417)에 배출밸브(360,362 ,364)가 고정착설됨을 특징으로 하는 다이아프램 펌프.
2. 청구범위 1항에 있어서, 각 구동다이아프램(336,340,344; 413,415,417)과 펌프다이아프램(316; 412,414,416)이 이들 사이에 중간챔버(334,338,342)를 형성하고 각 중간챔버에 기준압력을 공급하기 위한 통로(346)가 형성되어 있음을 특징으로 하는 다이아프램 펌프.
3. 청구범위 1항에 있어서, 배출밸브(360,362,364)가 일측단 통공에 (375)을 갖는 캡(366)과 상기 통공에 삽입되는 화학적 불활성 재질의 버튼(370)을 포함함을 특징으로 하는 다이아프램 펌프.
4. 청구범위 3항에 있어서, 각 배출밸브의 캡(366)이 확대된 환상견부(368)를 포함하고 이 견부는 각 펌프실내에서 배출밸브의 운동을 안내함을 특징으로 하는 다이아프램 펌프.
5. 청구범위 3항에 있어서, 각 배출밸브(360,362,364)가 중앙공(376)이 연장된 스페이서(377)를 포함하고 이 스페이서가 구동다이아프램(336)과 펌프다이아프램 (316)사이에 고정됨을 특징으로 하는 다이아프램 펌프.
6. 청구범위 1항에 있어서, 펌프실(318,320,322; 440,442,444)의 용적이 모두 동일함을 특징으로 하는 다이아프램 펌프.

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