KR950007512B1 - 위상 조정이 가능한 계량 펌프 및 이의 유동률 조정 방법 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

위상 조정이 가능한 계량 펌프 및 이의 유동률 조정 방법

제1도는 본 발명에 따른 무밸브 양변위 계량 펌프의 정면도.

제2도는 상기 펌프의 평면도.

제3도는 상기 펌프의 정면 분해 사시도.

제4도는 상기 펌프의 몇몇 부품을 도시하는 후면 분해 사시도.

제5도는 펌프 작동 챔버의 하우징의 정면 사시도.

제6도는 상기 하우징의 단면도.

제7도는 상기 하우징의 평면도.

제8도는 피스톤의 측면도.

제9도는 상기 피스톤의 정면도.

제10도는 조정가능한 칼라를 포함하는 계량 펌프의 일부분에 대한 상부 사시도.

제11도는 제10도의 선 11-11을 따라 취해본 단면도.

제12도는 부유물을 펌핑하기 위한 특정 상황에 사용된 펌프의 개략도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10 : 계량 펌프 12 : 모터

14 : 구동축 22 : 하우징

24 : 작동 챔버 38 : 돌기

52, 54 : 와셔 66 : 구동 실린더

68 : 챔버 82 : 피스톤 부재

84 : 캡 88, 90 : 통로

96 : 체결나사 100 : 나사형성 개구

본 발명은 유체를 비교적 정확한 양으로 펌핑하기 위한 계량 펌프에 관한 것이다.

무밸브 양변위 계량 펌프는 유체를 안전하고 정확하게 취급해야 하는 경우에 많이 사용되어 왔다. 무밸브 펌핑 작용은 정확하게 결합된 실린더 보어내의 피스톤의 회전 및 왕복 운동이 동시에 일어남으로써 얻어진다. 압축 및 흡인 스트로크는 매 싸이클당 한번씩 이루어진다. 피스톤상의 도관(평면부)은 한쌍의 실린더포트를 펑핑 챔버에 교대로 즉, 하나의 포트를 펌핑 싸이클의 압력부에 그리고 다른 포트를 흡인 싸이클에 연결한다. 기계적으로 정확하고 무작위 패쇄 변동이 일어나지 않는 밸브 작동이 피스톤 도관의 이동에 의해 수행된다. 피스톤 및 실린더를 포함하는 펌프 헤드 모듀울은 회전 구동 부재에 대해 각도를 가지고 회전하도록 설치된다. 이 각도는 스트로크 길이 및 유동률을 조절한다. 각도의 방향은 유동 방향을 조절한다. 이러한 형태의 펌프는 개스 및 액체 상태의 유체를 모두 정확하게 이송하는 것을 알게 되었다.

어떤 경우에는, 계량 펌프의 유입 및/또는 유출 포트로부터의 극도로 정확한 유동률을 제공할 필요가 있다. 이는 상술한 것처럼 펌프 헤드 모듀울의 각도 방향을 주의깊게 조정함으로써 얻어진다.

현탁액이 펌핑되는 경우에는, 현탁액을 계속적으로 뒤섞을 필요가 있다. 이는 진동 또는 교반 수단에 의해 얻어진다.

또한, 펌프 안에 있는 필터를 깨끗하게 소제하기 위해서는 계량 펌프에 연결된 라인을 통해서 역류를 제공하는 것이 바람직하다. 이는 펌프의 유동을 완전히 역전시킴으로써 또는 라인을 단절시켜 원래의 유동 방향에 대향하는 유동 상태에 있게함으로써 얻어졌다.

본 발명의 목적은 피스톤을 수납하는 실린더에 연통하는 유입 또는 유출 포트에 대한 피스톤의 스트로크시간을 조정하는 수단을 포함하는 무밸브 양변위 계량 펌프를 마련하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 정확한 유동률로 유체를 분배할 수 있는 무밸브 양변위 계량 펌프를 마련하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 펌핑 단계의 말기에 포트에서 현적(hanging-drop) 또는 유체 스트링이 형성되는 것을 방지하기 위해 방출포트에 음압을 제공할 수 있는 무밸브 양변위 펌프를 마련하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 회전 구동 부재에 대해서 고정된 각도위치에서 펌프 헤드 모듀울을 유지하는 하우징을 포함하는 무밸브 양변위 펌프를 마련하는 것이다.

상술한 목적 및 기타의 목적에 따라, 하우징과, 하우징내에 있는 작동 챔버와, 그 외부 표면에 의해 형성된 도관을 포함하고 작동 챔버 내에 위치한 피스톤과, 하우징내에서 연장되어 제1방사상 위치에서 작동 챔버에 연통하는 제1포트와, 하우징내에서 연장되어 제2방사상 위치에서 작동 챔버에 연통하는 제2포트와, 작동 챔버 내에서 축을 따라 피스톤을 후방 및 전방 스트로크로 이동시키는 수단과, 작동 챔버 내에서 진동하고 회전함으로써 도관이 제1포트 및 제2포트에 연속적으로 유체 연통하도록 위치한 상기 피스톤을 회전시키는 수단과, 하우징을 피스톤에 대해 회전시켜서 피스톤이 작동 챔버 내에서 회전할 때 도관과 제1 및 제2포트 사이의 유체 연통 시간을 조정하게 되는 수단을 포함하는 무밸브 양변위 계량 펌프가 마련된다.

상술한 방법으로 하우징을 회전시킴으로써, 하나 또는 그 이상의 포트가 피스톤 전방 이동의 일부분(또는 전체) 및 피스톤 후방 이동의 일부분(또는 전체)에 노출된다. 각 포트를 통한 순 유동은 각 포트가 도관에 연통할때의 제어에 의해 매우 정확한 유동률을 제공하도록 조정될 수 있다. 또한, 다른 때에는 유입에 사용되는 포트를 통한 제한된 역류를 제공함으로써 유입 포트에 연결된 유체 공급원은 교반되기도 한다. 이는 상기 공급원이 현탁액을 포함하면 유용하다. 또한, 유체 공급원과 유입 포트 사이에 필터가 있을 때 유용하다.

상술한 방법으로 펌핑 시간을 조정하는 능력은 펌프 헤드 모듀울이 피스톤의 회전 구동 부재에 대해 선택된 각으로 영구적으로 유지되는 특히 저렴한 펌프 구조를 또한 허용한다. 펌핑 기구의 위상 조정성은 공차를 벗어나는 펌프 부분을 보상한다.

무밸브 양변위 계량 펌프(10)는 3개의 포트를 포함하며, 이들중 2개는 한번에 입구 또는 출구 포트로써 사용되고 다른 하나는 이와 반대로 사용된다. 펌프는 단지 하나의 유입 포트 및 하나의 유출 포트가 필요하면 단지 2개의 포트를 가질 수도 있다.

제1도 내지 제3도에서, 펌프(10)는 구동축(14)을 갖는 모터(12)와 같은 구동수단과, 블록(16) 형태의 일체식 지지부와, 모터 하우징 및 블록(16)에 고정된 편평한 금속판(18)과, 블록(16)에 인접한 원통형 스페이서(20)와, 원통형 작동 챔버(24, 제5도 및 제6도 참조)를 포함하는 원통형 하우징(22)과, 원통형 밀폐부(26)를 포함한다.

블록(16)은 의도한 펌프의 상황에 사용가능한 어떤 적합한 금속 또는 플라스틱 재료로도 제조된다. 이 블록은 한쌍의 수렴 표면(28, 30)을 포함한다. 스페이서(20), 하우징(22) 및 밀폐부(26)를 포함하는 펌프 헤드 모듀울은 블록의 전면 표면(30)으로부터 연장되는 원통형 돌기(38)에 장착된다. 따라서 이 모듈울은 모터구동축(14)에 의해 형성된 축에 대한 사각에서 연장된다. 모듀울 및 원통형 돌기는 모두 전면 표면(30)에 의해 형성된 평면에 대해 실질적으로 수직하게 연장된다.

블록(16)는 이를 통해 거의 완전하게 연장되어 원통형 돌기(38)의 전면벽(36)에서 종결되는 큰 원통형 구멍(34)를 갖는다. 작은 구멍(40)은 상기 벽(36)을 통해 연장된다. 2개의 작은 나사형성 구멍(42)은 돌기를 통해 적어도 부분적으로 연장된다.

스페이서(20)는 돌기(38)내의 상술한 작은 구멍(40)과 거의 같은 직경을 갖는 축방향 구멍(44)과, 한쌍의 관통 연장 원통 구멍(46)을 포함한다. 축방향 구멍(44)은 구멍(40)과 정렬되며, 2개의 작은 구멍(46)은 돌기(38)내의 2개의 작은 원통 구멍 (42)과 각각 정렬된다.

작동 챔버(24)의 하우징(22)은 스페이서를 통해 연장되는 구멍(46)과 정렬된 한쌍의 타원형 개구(48)를 포함한다. 하우징은 치수적으로 안정된 세라믹재료, 리톤(RYTON)이라는 상품명으로 판매되는 탄소 섬유보강 폴리페닐린설파이드와 같은 강성 중합체 또는 적합한 금속으로 제조되는 것이 바람직하다. 하우징(22)에 일체식으로 형성된 나사형성 원통형 돌기(50)가 이로부터 후방으로 연장된다. 제4도에 도시된 것처럼, 한쌍의 와셔(52, 54)가 돌기(50)의 편평한 후면에 인접하며, 마개 너트(56)에 의해 제위치에 유지된다.

밀폐부(26)는 이를 통해 연장되는 한쌍의 구멍(58)을 포함한다. 이들 구멍 (58)은 작동 챔버(24)의 하우징(22)을 통해 연장되는 개구(48)와 정렬된다. 밀폐부는 하우징(22)의 편평한 전면 표면에 인접한 편평한 후면 표면을 포함한다. 따라서 이는 작동 챔버(24)의 한단부를 밀봉한다. 이와 달리, 하우징 및 밀폐부는 일편으로 제조될 수 있어서 분리 밀폐부의 필요성을 배제할 수 있다. 한쌍의 나사(60, 62)가 구멍들(58, 48, 46)의 쌍을 통해 각각 연장되며, 나사형성 구멍(42)에 의해 블록(16)은 나사결합식으로 고정된다. 밀폐부(26), 하우징(22), 스페이서(20) 및 블록(16) 각각은 나사 (60, 62)쌍에 의해 서로 고정된다. 이들 각각의 부재는 실질적으로 동일한 외경을 갖는 것으로 도시되어 있다.

상술한 것처럼, 평판(18)은 모터 하우징에 고정된다. 한쌍의 나사(64)가 판(18)을 블록(16)에 고정시킨다. 제3도에 도시된 것처럼, 모터 구동축(14)의 전면부는 구동 실린더(66)에 고정된다. 실린더는 개발 전면 단부를 갖는 원통형 챔버(68)을 포함한다. 챔버의 후미단부는 구동축(14)의 전면부가 연장되는 벽(도시생략)에 의해 밀폐된다. 체결 나사(70)이 벽을 통해 연장되는 나사형성 구멍(72)을 통해서 연장되며, 구동축(14)에 대해서 누른다. 따라서 구동 실린더(66)는 모터(12)가 작동될때 구동축과 함께 회전된다.

제2의 비교적 큰 구멍(74)가 구동 실린더(66)를 통해 연장되며, 그안에 있는 챔버(68)와 연통된다. 볼 및 소켓 피팅(76)이 구멍(74)내에 위치한다. 이 피팅의 볼 부재는 피스톤 조립체(80)의 커넥팅 로드(78)를 수납하기 위해 이를 통해 연장되는 통로를 포함한다. 제4도, 제8도 및 제9도에 가장 잘 나타난 피스톤 조립체는 원통형 피스톤 부재(82)와, 피스톤 부재의 후미단부에 고정된 캡(84)와, 캡 및 피스톤 부재를 통해 연장되는 커넥팅 로드(78)을 포함한다. 제4도, 제8도 및 제9도에 가장 잘 나타난 피스톤 조립체는 원통형 피스톤 부재(82)와, 피스톤 부재의 후미단부에 고정된 캡(84)와, 캡 및 피스톤 부재를 통해 연장되는 커넥팅 로드(78)를 포함한다. 피스톤 부재(82)의 전면 단부는 이의 단부 표면으로부터 이 단부표면 뒤의 선택된 지점가지 연장되는 종방향 도관(86)을 포함한다. 도관은 편평한 바닥벽 및 이로부터 수직하게 연장되는 한쌍의 측벽을 포함하는 채널형태로 도시되어 있다. V형상의 채널은 편평한 형태의 도관에서와 대체로 동등한 작동 결과를 제공한다.

제4도 내지 제7도에서, 작동 챔버(24)의 하우징(22)은 피스톤 부재(82)가 회전할 수 있고 작동 챔버 내에서 자유롭게 왕복 운동할 수 있는 구조를 취한다. 피스톤 부재의 전면 단부는 이러한 왕복 운동을 용이하게 해 주도록 모따기 된다. 피스톤 부재와 작동 챔버의 벽 사이의 틈새는 수용액을 펌핑하는데 사용될때 약 0.0025mm (1/10,000inch) 정도가 된다. 피스톤 부재의 스트로크의 최대 길이는 도관(86)이 작동 챔버(24)내에 항상 전체적으로 위치하고 작동 챔버와 연통하는 3개의 통로(88, 90)중 적어도 하나와 항상 실질적으로 유체 연통하는 길이를 취한다.

도면에 도시된 본 발명의 실시예에서, 3개의 통로는 작동 챔버에 인접한다. 통로의 직경 및 축방향 위치 그리고 도관(86)의 폭은 통로안으로 그리고 통로 밖으로의 적합한 유동률을 얻는데 있어서 모두 중요하다.

제6도에 양호하게 도시된 것처럼, 하나의 비교적 큰 직경의 통로(88)는 실질적으로 수직한 기준축을 따라 연장된다. 2개의 작은 직경의 통로(90)는 기준축에 대해 45도의 각으로 각각 연장되며, 따라서 90도로 이격된다. 물론, 통로의 직경은 더 많은 또는 더 적은 수의 통로가 사용되는 경우에 조정 가능하다.

본 명세서에서는 단지 설명의 목적으로만 사용된 본 발명의 특정 실시예에서는 0.635cm(1/4inch)의 직경을 갖는 피스톤 부재(82)가 사용된다. 피스톤 부재내의 도관(86)은 약 0.953cm(3/8inch)의 길이를 갖는다. 도관의 깊이와 폭은 약 0.259cm (0.102inch)이다. 비교적 큰 통로(88)는 약 0.579cm(0.228inch)의 직경을 가지며, 작동 챔버(24)에 유체 연통하는 각각의 작은 통로(90)는 약 0.226cm(0.089inch)의 직경을 갖는다. 3개의 통로의 축들은 실질적으로 동일 평면상에 위치하여서 피스톤 조립체가 회전함으로써 선택된 시간동안 도관(86)에 각각 유체 연결된다.

각각의 통로는 하우징(22)의 외부 표면과 환형 착좌 표면(94) 사이에서 연장되는 나사형성 구멍(92)에 유체 연통된다. 이의 단부에 고정된 원추형 피팅(도시생략)을 갖는 튜브(도시생략)는 원추형 피팅이 착좌 표면(94)에 접촉할때까지 나사형성 구멍중 하나안에 삽입된다. 원추형 피팅은 나사형성 구멍에 의해 결합된 체결 나사(96)에 의해 제위치에 유지된다. 체결 나사는 유체 기밀 시일을 제공하도록 착좌 표면(94)에 대해 원추형 피팅을 누른다.

작동시에, 피스톤 조립체는 모터축(14)에 회전에 따라 왕복 운동한다. 모터축의 회전은 이에 고정된 실린더(66)의 회전을 일으킨다. 피팅(76) 및 커넥팅 로드(78)에 의해 실린더(66)에 연결된 피스톤 조립체(80)는 이의 축에 대해 회전하는 동시에 왕복 운동을 일으킨다. 블록의 전면 표면(30) 및 이에 따른 작동 챔버(24)의 블록(16)내에서의 구동 실린더(66)의 축에 대한 각도 방향은 피팅(76)의 회전을 일으키며, 따라서 피스톤 조립체가 작동 챔버에 대해 편심된다. 이는 작동 챔버 내에서 피스톤 부재(82)의 연관된 회전 및 왕복운동을 일으킨다.

하우징(22)은 포트(86)이 3개의 통로중 가장 큰 것(88)과 연통하는 포트에 연통할 때는 피스톤 부재(82)가 제1축방향으로 이동하고, 작은 통로(90)와 연통하는 작동 챔버 내의 포트에 연통하도록 이동할 때는 대향 방향으로 이동하도록 구동 실린더(66)에 대해 위치한다. 예를 들어, 비교적 큰 통로(88)가 유입 통로로 사용되면 작은 통로가 유체 유출 통로로 사용되며, 피스톤 조립체는 도관이 큰 통로에 연통할 때 내향으로 이동한다. 흡인이 일어나서 유체는 채널(86) 및 작동 챔버 안으로 흡입된다. 작은 통로(90)의 포트는 이 기간중에 피스톤 부재(82)의 원통형 외부 표면에 의해 밀봉된다. 피스톤 조립체가 계속적으로 회전함에 따라 이는 결국 대향 축방향 즉, 말폐부 (26)를 향해 이동하기 시작한다. 도관은 이 펌핑 단계중에 작은 통로중 하나에 연통된 다음에 다른 것에 연통되어 유체를 작동 챔버(24)로부터 도관을 통해 각각의 통로(90) 안으로 이동시킨다. 이때에 큰 통로(88)는 폐쇄된다.

펌프의 지나친 변형을 피하기 위해서, 도관(86)의 길이 및 폭, 3개의 통로(88, 90)의 직경 및 위치는 도관이 피스톤 조립체(80)의 축 또는 방사상 위치에 무관하게 3개의 통로중 하나에 사실상 항상 유체 연통시키는 구조를 취한다. 피스톤 조립체의 스트로크는 도관의 길이 보다 작아야 한다.

도시된 펌프가 도관 및 작동 챔버에 연통되는 3개의 통로를 포함하지만, 유입 또는 유출 능력을 다르게 제공하기 위해 다른 방사상 위치에 더 적거나 더 많은 추가의 통로가 마련되기도 한다. 각 통로의 직경은 동등하지 않은 유동을 필요로 하는 경우에는 또한 변경될 수도 있다.

도시된 펌프에 따르면, 비교적 큰 통로(88)는 도관에 피스톤 조립체(80)에 대해 약 180도 이상의 회전동안 유체 연통한다. 동일한 직경을 갖는 제2 및 제3통로는 각각 약 90도 이상의 회전동안 도관에 각각 연통한다. 피스톤 부재(82)는 도관이 제1통로(88)에 연통할 때 한 축방향으로 이동한다. 이는 다른 2개의 통로(90)에 연통할때에는 대향 축 방향으로 이동한다. 통로들 및 도관은 펌프내의 유체 유동을 정확하게 제어하도록 작동 챔버에 대해 비교적 예리한 모서리를 형성한다.

블록(16)은 구동 실린더(66)에 대해 소정의 각으로 펌프 하우징 모듀울을 유지하는 일체식 고정 형상으로 형성된다. 피스톤의 스트로크는 상기 소정의 각에 의해 정해진다. 힌지된 블록이 사용자가 구동 실린더에 대해 펌프 헤드 모듀울의 각을 조정하는 것을 허용하도록 사용될 수 있다.

본 발명의 중요한 특징은 작동 챔버 내의 포트에 대해 피스톤의 타이밍을 조정하 수 있다는 것이다. 이는 작동 챔버(24)의 하우징(22)을 이의 축에 대해 회전시키는 동안에 피스톤 조립체(80)를 고정 위치에 유지시킴으로써 또는 피스톤에 대한 하우징의 상대 이동이 얻어지도록 하우징을 회전시켜 펌프를 작동시킴으로써 성취된다.

하우징(22)을 회전시키기 위해서 블록(16)에 대해 밀폐부(26), 하우징(22) 및 스페이서(20)를 유지하는 나사(60, 62)가 먼저 느슨해진다. 나사(60, 62)가 연장되는 하우징의 타원형 개구(48)는 하우징의 회전을 허용하여 작동 챔버(24)가 이들의 공통축에 대해 약 30도의 각으로 회전되게 한다. 피스톤 조립체(80)에 대한 이러한 회전은 작동 챔버의 포트 위치에 대한 피스톤 이동 프로필에 영향을 미친다. 다시 말해서, 도관(86)은 다른 축방향 위치에서 그리고 하우징이 회전하기 이전의 위치 및 방향에 비해 적어도 부분적으로는 다른축 방향으로의 이동중에 각각의 포트에 유체 연통하도록 이동하게 된다.

제10도 및 제11도에서, 칼라(98)는 도시된 것처럼 블록(16)에 또는 돌기(38)에 고정될 수 있다. 칼라(98)는 하우징(22) 및 펌프 헤드 모듀울의 다른 부품의 대응 개구(48)에 정렬된 한쌍의 작고 나사형성된 개구(100)를 포함한다. 이는 또한 노치(102)를 포함한다. 104에 도시된 것처럼, 칼라는 클램프로써 사용될 수 있도록 파단된다. 무나사 구멍(106)이 노치(102)와 칼라의 한 단부 사이에서 연장된다. 나사구멍(108)은 칼라의 대향부를 통해 연장되며 무나사 구멍에 정렬된다. 나사(도시생략)는 각각의 구멍(106, 108)내에 삽입된다. 나사를 회전시킴으로써 칼라의 중단부(104)를 개방 또는 폐쇄시키게 된다. 따라서, 칼라는 해제 가능한 클램프로써 작용할 수 있다.

제10도 및 제11도에 도시된 조립체가 사용되면, 마개 너트(56)는 칼라(98)내에서 연장되도록 배열된다. 칼라가 조여지면 이에 결합되는 마개 너트(56) 및 하우징(22)은 칼라가 마개 너트와 결합함으로써 고정 위치에 유지된다. 중단부(104)가 충분히 개방되도록 칼라가 느슨해짐으로써, 마개 너트 및 하우징은 피스톤에 대해 회전가능하여 펌프의 타이밍을 변화시키게 된다.

하우징(22)은 칼라를 사용하지 않는 다양한 방법으로 고정되기도 한다. 하우징, 밀폐부(26) 및 스페이서(20) 사이의 마찰 결합은 타이밍 조정이 이루어지지 않았을때 고정위치에 하우징을 유지하는 것을 돕는다. 나사 세트와 같은 기계적 결합 수단이 또한 사용될 수 있다.

상술한 펌프의 위상조정 가능성은 많은 실제적 잇점들을 갖는다. 이러한 잇점들 중에 하나는 각각의 포트로의 적합한 유입 및 유출을 제공하는데 필요한 공차 범위 내에 있지 않는 펌프 부분을 보상하는데 사용될 수 있다는 것이다. 예를들어, 블록이 제1도 내지 제3도에 도시된 것처럼 구성되면, 무밸브 양변위 계량펌프에 통상적으로 요구되는 정확한 유동률을 얻는 것을 보장하는 것이 어렵다. 하우징(22)이 상술한 것처럼 회전됨으로써 각 포트에서의 유동률이 조정된다. 공차를 벗어나는 것에 기인한 문제점을 보상하는 데에는 통상적으로 약간의 조정으로 충분하다.

펌프의 타이밍은 피스톤이 제1축 방향으로 이동한 뒤에 제2축 방향으로 이동함에 따라 한개 또는 그 이상의 포트가 도관(86)에 노출되도록 조정될 수 있다. 유출 포트로부터의 유동이 감소될 필요성이 있으면 하우징(22)은 피스톤 부재(82)가 방향이 역전되어 포트안으로 유체를 펌핑하기 직전 후방 또는 흡인 방향으로 계속 이동되는 동안에 유출 포트가 도관(86)에 노출되도록 회전될 수 있다. 따라서, 유출 포트를 통해 펌핑된 용량은 유출 포트가 도관(86)에 노출된 전체 시간 동안 피스톤이 전방으로 이동했을 경우 통상적으로 펌핑되었을 용량에 비해 감소된다.

유입 포트가 피스톤 부재가 전방으로의 짧은 거리로 이동하고 이어서 후방(흡인) 방향으로 길게 이동될 때 도관(86)에 노출될 수 있다. 전방으로 이동할때 펌프에 이르는 유입 라인에 역류가 생성된다. 제12도에서, 유입 라인(110)은 펌프(10)와 현탁액을 포함하는 용기(112) 사이에 연결된다. 필터(114)가 소정의 크기보다 큰 입자들이 펌프(10)에 유입되는 것을 방지하도록 라인내에 마련될 수 있다. 유입 포트를 짧은 시간동안에 피스톤 부재(82)의 압축 스트로크에 노출시킴으로써 라인에 생성된 역류는 필터를 소제하는 것을 도와주며 용기(112)내의 현탁액을 교반한다.

점성 유체를 펌핑하려면, 피스톤 스트로크의 각 방출부의 끝에 있는 펌프의 유체 통로에서 흡인이 가해지는 것이 바람직하다. 이는 펌프로부터 용기로 점성 유체를 이송하는 유출 라인(116)의 방출 단부에 현적 또는 유체 스트링이 형성되는 것을 방지한다.

무밸브 양변위 계량 펌프(10)의 위상 조정이 피스톤(82)에 대해 하우징(22)을 회전시킴으로써 성취되는 반면에, 대안은 도관(86)에 대한 커넥팅 로드(78)의 방향을 제4도에 도시된 실질적으로 수직한 관계로부터 변화시키는 것이다. 피스톤에 대해 하우징을 회전시키는 잇점은 펌프가 계속 작동되는 동안에 하우징이 회전될 수 있다는 것이다. 커넥팅 로드(78)의 방향은 펌프가 정지될 때에만 변화될 수 있다.

본 발명의 실시예가 첨부된 도면을 참조하여 설명되었으나, 본 발명은 상기 실시예에 제한되지 않으며 이 기술분야에 숙달된 자에게는 본 발명의 영역 또는 기술 사상을 벗어남이 없이 다양한 변경 및 수정이 가능하다.

Claims (16)

1. 하우징(22)과, 상기 하우징내의 작동 챔버(24)와, 외부 표면부에 의해 한정된 도관(86)을 포함하고 상기 작동 챔버 내에 있는 피스톤(82)과, 제1방사상 위치에서 작동 챔버에 연통하는 제1포트(88)와, 제2방사상 위치에서 작동 챔버에 연통하는 제2포트(90)와, 작동 챔버 내의 축을 따라 피스톤을 후방 및 전방 스트로크로 이동시키는 수단(30, 66, 76, 78)과, 작동 챔버 내에서 피스톤이 후방 및 전방으로 이동할 때 피스톤을 회전시키는 수단(66, 76, 78)과, 상기 피스톤이 작동 챔버 내에서 회전되고 후방 및 전방으로 이동할 때 상기 도관과 상기 제1 및 제2포트 각각 사이의 유체 연통 타이밍을 조정하는 수단(22, 48)을 포함하고, 상기 피스톤이 작동 챔버 내에서 진동 및 회전될 때 상기 도관이 상기 제1 및 제2포트 각각과 연속하여 유체연통되도록 위치된 무밸브 양변위 계량 펌프에 있어서, 상기 피스톤(82)은 상기 하우징(22)과 직접 미끄럼 접촉하고, 하우징(22)은 상기 타이밍을 변경하기 위해 피스톤(82)내의 상기 덕트(86)에 대해 상기 제1 및 제2포트(88, 90)의 세팅을 변화시키는 한 방향으로 피스톤(82)의 축에 대해 회전 가능한 것을 특징으로 하는 무밸브 양변위 계량 펌프.
2. 제1항에 있어서, 상기 포트(88, 90)중 적어도 하나는 상기 피스톤(82)이 상기 작동 챔버(24)내에서 상기 후방 및 전방 스트로크중 적어도 일부를 통해 이동될 때 상기 도관(86)에 유체 연통 상태로 유지되도록 위치하는 것을 특징으로 하는 무밸브 양변위 계량 펌프.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 하우징은 지지부(16)에 회전 가능하게 장착되는 것을 특징으로 하는 무밸브 양변위 계량 펌프.
4. 제3항에 있어서, 상기 지지부(16)에 대한 상기 하우징의 회전 가능성을 제한하는 수단(60, 62, 48)을 포함하는 것을 특징으로 하는 무밸브 양변위 계량 펌프.
5. 제3항에 있어서, 상기 지지부 내에 회전 가능하게 장착된 구동 실린더(66)와, 상기 피스톤을 상기 구동 실린더에 회전식으로 연결하는 수단(76, 78)을 포함하는 것을 특징으로 하는 무밸브 양변위 계량 펌프.
6. 제5항에 있어서, 상기 구동 실린더(66)는 축을 포함하고, 상기 피스톤(82)은 상기 구동 실린더의 축에 대한 각도로 연장되는 축을 포함하는 것을 특징으로 하는 무밸브 양변위 계량 펌프.
7. 제5항에 있어서, 상기 하우징(22)는 상기 구동 실린더(66)의 축에 대해 고정된 각으로 상기 작동 챔버(24)의 각이 고정되도록 상기 지지부(16)에 장착되는 것을 특징으로 하는 무밸브 양변위 계량 펌프.
8. 하우징(22)과, 하우징(22)내의 원통형 작동 챔버(24)와, 상기 작동 챔버 내에 회전식으로 그리고 활주식으로 위치하며 그 외부 표면부에 의해 한정된 도관(86)을 포함하는 피스톤(82)과, 제1방사상 위치에서 작동 챔버(24)와 연통하는 하우징(22)내의 제1포트(88)와, 제2방사상 위치에서 작동 챔버(24)와 연통하는 하우징(22)내의 제2포트(90)와, 작동 챔버 내의 축을 따라 후방 및 전방 스트로크로 상기 피스톤을 이동시키는 수단(30, 66, 76, 78)과, 상기 도관(86)이 상기 제1포트(88) 및 제2포트(90) 각각에 계속해서 연통되도록 피스톤이 작동 챔버 내에서 후방 및 전방으로 이동될 때 피스톤을 작동 챔버 내에서 회전시키는 수단(66, 76, 78)을 포함하고, 상기 피스톤(82)은 상기 하우징(22)과 직접 미끄럼 접촉하는 무밸브 양변위 계량펌프(10)로의 유입 및 유출을 조정하는 방법에 있어서, 작동 챔버 내에서의 피스톤의 다른 위상의 회전과 후방 및 전방 이동중에 도관(86)이 상기 각 포트(88, 90)에 연통하도록 작동 챔버(24)와 피스톤(82)의 상대위치를 변화시키는 단계를 포함하고, 상기 단계는 제1위치 보다는 제2위치에서 상기 피스톤의 다른 위상의 회전과 후방 및 전방 이동중에 상기 도관(86)이 각 포트(88, 90)에 연통되도록 피스톤(82)에 대한 제1위치로부터 제2위치로 피스톤의 축에 대해 어느 한 방향으로 하우징(22)을 회전시켜 상기 상대 위치를 변경시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 무밸브 양변위 계량 펌프의 유입 및 유출 조정 방법.
9. 제8항에 있어서, 작동 챔버(24)와 피스톤(82)의 상대 위치를 변화시키는 상기 단계는 작동 챔버 내에서의 피스톤의 후방 및 전방 스트로크 모두의 적어도 일부분중에 상기 포트(88, 90)중 적어도 하나를 도관(86)과 연통시키는 것을 특징으로 하는 무밸브 양변위 계량 펌프의 유입 및 유출 조정 방법.
10. 제8항에 있어서, 하우징이 제2위치에 있을때 작동 챔버 내에서의 피스톤의 후방 및 전방 스트로크 모두의 적어도 일부분중에 상기 포트(88, 90)중 적어도 하나는 상기 도관(86)에 연통되는 것을 특징으로 하는 무밸브 양변위 계량 펌프의 유입 및 유출 조정 방법.
11. 제10항에 있어서, 하우징이 제2위치에 있을때 피스톤이 다른 후방 및 전방 스트로크로 이동될 때보다 한 후방 및 전방 스트로크로 이동될 때 상기 포트들중 상기 적어도 하나는 훨씬 긴 시간 주기로 상기 도관에 연통되는 것을 특징으로 하는 무밸브 양변위 계량 펌프의 유입 및 유출 조정 방법.
12. 제9항에 있어서, 하우징(22)은 지지부(16)에 회전 가능하게 장착되며, 피스톤에 대해 하우징을 회전시키는 상기 단계는 상기 지지부에 대해 하우징을 회전시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 무밸브 양변위 계량 펌프의 유입 및 유출 조정 방법.
13. 제8항에 있어서, 작동 챔버와 피스톤의 상대 위치를 변화시키는 상기 단계는 상기 펌프의 작동시에 수행되는 것을 특징으로 하는 무밸브 양변위 계량 펌프의 유입 및 유출 조정 방법.
14. 제8항에 있어서, 현탁액이 교반되도록 상기 포트중 하나를 현탁액(112)에 연통시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 무밸브 양변위 계량 펌프의 유입 및 유출 조정 방법.
15. 제1항 또는 제2항에 있어서, 피스톤(82)에 대한 하우징(20)의 회전은 피스톤의 스트로크를 변경시키지 않고 수행되는 것을 특징으로 하는 무밸브 양변위 계량 펌프.
16. 제8항 내지 제14항중 어느 한 항에 있어서, 피스톤(82)에 대한 하우징(20)의 회전은 피스톤의 스트로크를 변경시키지 않고 수행되는 것을 특징으로 하는 무밸브 양변위 계량 펌프의 유입 및 유출 조정 방법.

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