KR100358965B1

KR100358965B1 - 맥동 저감장치부착 펌프

Info

Publication number: KR100358965B1
Application number: KR1020000057010A
Authority: KR
Inventors: 니시오기요시; 이마니시료; 미나토요지; 가츠라마사요시; 가와무라히토시; 후지이마코토
Original assignee: 니폰 필라고교 가부시키가이샤
Priority date: 1999-10-25
Filing date: 2000-09-28
Publication date: 2002-10-31
Also published as: EP1096147B1; DE60034096T2; KR20010039937A; DE60034096D1; TW508408B; JP2001123959A; EP1096147A2; US6364640B1; JP3205909B2; EP1096147A3

Abstract

맥동 저감효과를 가일층 높일 수 있는 맥동 저감장치를 부착한 펌프를 제공한다.

유입로(2) 및 유출로(3)를 구비한 펌프헤드 구성벽(1)의 한 측부에는, 에어실린더부(14)에 의해 구동(驅動)신축(伸縮)변형되는 제1벨로즈(7)와, 이 벨로즈(7)내에 형성된 펌프작용실(9a)에 교호로 개폐가 작동되는 체크밸브(16a),(16b)를 설치하여 왕복운동 펌프부(4)를 구성한다. 펌프헤드 구성벽부(1)의 다른 측부에는, 펌프부(4)로부터 토출되는 액체를 저류시킬 수 있는 액체실(20a)과, 그 액체실(20a)에 대하여 격리된 공기실(20b)을 형성하는 신축변형이 가능한 제2벨로즈(18)를 가지며, 상기 액체실(20a)의 용량변화로 펌프부(4)로부터 토출되는 액체의 맥동을 흡수시키는 맥동저감부(5)를 구성한다. 또, 제2벨로즈(18)의 신장률을 제1벨로즈(7)의 그것보다 크게 하고 있다.

Description

맥동 저감장치부착 펌프{PULSATION REDUCING APPARATUS ATTACHED PUMP}

본 발명은, 예를 들면 반도체 제조장치에 있어서의 IC나 액정의 표면세정 등의 각종 처리에 사용되는 약액의 순환수송 등에 적합하게 적용되는 맥동 저감장치부착 펌프에 관한 것이다.

이와 같은 종류의 맥동 저감장치부착 펌프로서, 본 출원인은, 예를 들면 일본국 특개평10-196521호 공보에 개시되어 있는 바와 같은 구성의 것을 이미 제안하고 있다. 그 제안에서는 액체의 유입로 및 유출로를 구비한 펌프헤드 구성벽과, 이 펌프헤드 구성벽의 양측에 에어구동형 왕복운동 펌프와 맥동 저감부를 대향시켜 일체로 배치하고 있다.

에어구동형의 왕복운동 펌프부는, 상기 펌프헤드 구성벽의 한 측부에 배설된 케이싱 내를 축선 방향을 따라서 신축변형이 가능한 제1벨로즈와, 이 제1벨로즈를 구동 신축변형운동을 시키는 에어실린더부와, 상기 제1벨로즈의 내측에 그 제1벨로즈의 신축변형운동에 수반하여 교호로 개폐가 작동되어 액체의 흡입작용 및 토출작용을 행하는 체크밸브가 설치된 펌프 작용실을 구비하고 있다.

한편, 맥동 저감부는, 상기 펌프헤드 구성벽의 다른 측부에 배설된 케이싱 내에 배설되어 신축변형이 가능한 제2벨로즈와, 이 제2벨로즈의 내측에 형성되어 상기 펌프 작용실로부터 토출용 체크밸브를 경유하여 토출되는 액체를 일시적으로 저류 시킬 수 있게 하는 액체실과, 상기 제2벨로즈의 외측에 상기 액체실에 대하여격리형성되어 맥동 저감용의 공기가 봉입되는 공기실을 구비하고 있어서, 상기 제2벨로즈의 신축변형운동에 수반하는 상기 액체실의 용량변화에 의한 상기 펌프 작용실로부터 토출되는 액체의 토출압력에 의한 맥동을 감소시키도록 구성하고 있다.

이와 같은 펌프에 있어서, 펌프의 맥동 저감작용은 예를 들면, 왕복운동 펌프부로부터 토출된 높은 이송(移送)액압을 제2벨로즈로 받아들이는 경우는 제2벨로즈를 신장시키면서, 이 제2벨로즈의 액실 내로 그 이송액을 유입시키는 것에 의하여 그 높은 이송액의 압력을 흡수하며, 일시적으로 제2벨로즈의 액실 내에 이송액을 저류 시켜 이송액의 압력을 저하시키면서 유출로에서 토출시키는 것으로 시행된다. 그리고 이 경우, 이 제2벨로즈의 신장동작은, 제2벨로즈의 액실 내에 유입하는 이송액압과, 그 제2벨로즈를 통해서 이송액압에 저항하여 작용하는 공기실의 압력과의 밸런스에 의해 좌우되는 바, 일반적으로, 제2벨로즈의 신장에 따른 제2벨로즈의 신장변위 만큼의 공기실 압축에 수반하는 공기실의 압력증가의 영향을 극력 받지 않고, 그 이송액압에 대응하여 제2벨로즈가 자유롭게 신장될 수 있을 정도로 높은 완충기능이 얻어진다.

그런데, 상기 맥동 저감장치부착 펌프의 제1벨로즈는, 일반적으로, 반도체 제조장치 등에 사용되는 처리약액의 순환수송에 적합하도록 내열성, 내약품성에 우수한 폴리4불화에틸렌 등의 불소수지로 성형되어 있으며, 제2벨로즈도 그와 동일한 수지재료에 의해 동일한 두께로 성형된 것이 사용되고 있기 때문에, 제1벨로즈 및 제2벨로즈의 양자의 신장률이 전혀 동일하게 구성되어 있다. 그 때문에, 제2벨로즈가 펌프부로부터의 토출압력의 변동에 대하여 지속적(遲速的)으로 추종하여 신축하는 경향이 있으며, 즉 제2벨로즈의 맥압에 대한 응답성이 늦어지기 때문에, 맥동 감소효과를 충분히 올릴 수 없었다.

본 발명은, 이와 같은 문제를 해소시키기 위해 이루어진 것으로서, 맥동 감소효과를 가일층 높일 수 있는 맥동 저감장치부착 펌프를 제공하는 것을 목적으로 한다.

도 1은, 맥동 저감장치부착 펌프의 전체 종단정면도.

도 2는, 상기 펌프의 급 배기용 전환밸브 기구의 확대 종단정면도.

도 3은, 다른 실시예의 맥동 저감장치부착 펌프의 왕복운동 펌프부의 종단정면도.

도 4는, 도 3의 맥동 저감장치부착 펌프의 맥동 저감부를 왕복운동 펌프부로부터 분리시킨 상태로 나타내는 종단정면도.

(도면의 주요부분에 대한 부호의 설명)

1 ; 펌프헤드 구성벽 2 ; 유입로

3 ; 유출로 4 ; 왕복운동 펌프부

5 ; 맥동 저감부 6, 17 ; 케이싱

7 ; 제1벨로즈 9a ; 펌프 작용실

14 ; 에어실린더 부 16a ; 흡입용 체크밸브

16b ; 토출용 체크밸브 18 ; 제2벨로즈

20a ; 액체실 20b ; 공기실

본 발명은, 도 1에 예시하고 있는 바와 같이, 액체의 유입로(2) 및 유출로(3)를 구비한 펌프헤드 구성벽(1)과, 상기 펌프헤드 구성벽(1)의 한 측부에 배설된 케이싱(6)내를 축선 방향을 따라서 신축변형이 가능한 수지제의 제1벨로즈(7)와, 이 제1벨로즈(7)를 구동 신축변형운동을 시키는 에어실린더부(14)와, 상기 제1벨로즈(7)의 내측에 그 제1벨로즈의 신축변형운동에 수반하여 교호로 개폐를 작동시켜 액체의 흡입작용 및 토출작용을 행하는 체크밸브(16a),(16b)가 설치된 펌프작용실(9a)을 구비하여 이루어지는 에어구동형 왕복운동 펌프부(4)와, 상기 펌프헤드 구성벽(1)의 다른 측부에 배설된 케이싱(17)내에 배설되어 신축변형이 가능한 수지제의 제2벨로즈(18)와, 이 제2벨로즈(18)의 내측에 형성되어 상기 펌프 작용실(9a)로부터 토출용 체크밸브(16b)를 경유하여 토출되는 액체를 일시적으로 저류 가능하게 하는 액체실(20a)과, 상기 제2벨로즈(18)의 외측에 상기 액체실(20a)에 대하여 격리형성되어 맥동 저감용의 공기가 봉입되는 공기실(20b)을 구비하여, 상기 제2벨로즈(18)의 신축변형운동에 수반하는 상기 액체실(20a)의 용량변화에 의한 상기 펌프작용실(9a)로부터 토출되는 액체의 토출압에 의한 맥동을 흡수시키도록 구성한 맥동 저감부(5)를 구비하고 있는 맥동 저감장치부착 펌프에 있어서, 상기 제2벨로즈(18)의 신장률을 상기 제1벨로즈(7)의 신장률보다 크게 설정하고 있는 것에 특징을 갖는 것이다.

여기에서, 상기 신장률이라는 것은, 제1, 제2벨로즈의 각각의 내부에 어떤 압력을 가한 경우의 각 벨로즈의 신축부분의 신장률을 의미한다.

상기 제1벨로즈 및 제2벨로즈는 동일한 수지재료로 성형하며, 제2벨로즈의 두께를 제1벨로즈의 그것보다 얇게 할 수 있다. 이 경우, 제1벨로즈와 제2벨로즈의 두께의 비(제2벨로즈/제1벨로즈)는 1미만으로 하는 것이 바람직하다. 제1벨로즈 및 제2벨로즈의 동일한 성형재료로서는 내열성, 내약품성에 뛰어난 폴리4불화에틸렌을 사용하는 것이 바람직하다.

에어실린더부를 통해서 왕복운동 펌프부의 제1벨로즈를 구동 신축변형운동을 시키면, 펌프작용실 내의 흡입용 체크밸브와 토출용 체크밸부가 교호로 개폐작동 하여 액체의 유입로에서 펌프작용실에의 액체의 흡입과 펌프작용실내로부터 유출로에의 액체의 토출이 반복되어 소정의 펌프작용이 행하여진다. 이때, 펌프작용실로부터 상기 토출용 체크밸브를 거쳐서 토출되는 액체는, 맥동 저감부의 액체실을 통과하여 유출로로 유출되며, 이때, 그 토출액체의 토출압의 맥동의 정상부에 있어서는, 제2벨로즈가 액체실의 용량을 증대시키는 방향으로 운동하여 압력을 흡수하고, 또한, 맥동의 골짜기부에 있어서는 제2벨로즈가 액체실의 용량을 감소시키는 방향으로 운동하여 토출액체의 압력이 올라가서 맥동을 흡수하는 것이 의하여, 액체를맥동이 적고 연속적으로 원활하게 유출시킬 수 있게 된다.

특히, 제2벨로즈의 신장률을 제1벨로즈의 그것보다 크게 설정해 두면, 제2벨로즈의 맥압에 대한 응답성이 극히 양호하게 되기 때문에, 맥동 저감효과를 가일층 높일 수 있게 된다.

(실시예)

본 발명의 한 실시예를 도 1 및 도 2에 의거하여 설명한다.

도 1은, 본 발명에 있어서의 맥동 저감장치부착 펌프의 전체 종단정면도, 도 2는, 급·배기용 전환밸브기구의 확대 종단정면도이다.

도 1에 있어서, 1은 액체의 유입로(2) 및 유출로(3)가 형성된 펌프헤드 구성벽으로서, 이 펌프헤드 구성벽(1)의 양측에 에어구동형 왕복운동 펌프부(4)와 맥동 저감부(5)를 대향시켜 일체로 배치하고 있다. 펌프헤드 구성벽(1)의 한 측부에 바닥이 있는 통 형상의 케이싱(6)이 연이어 설치 고정되어 있다. 이 케이싱(6)내에 그 통의 축선 방향을 따라서 신축변형이 가능한 바닥이 있는 통 형상의 제1벨로즈(7)가 배치되어 있다. 이 제1벨로즈(7)의 개방구의 둘레 테두리부(7a)는 환상의 고정판(8)에 의해 펌프헤드 구성벽(1)의 한 측면에 기밀상태로 압박고정시키는 것에 의하여, 케이싱(6)의 내부공간이 제1벨로즈(7)내의 펍프작용실(9a)과 제1벨로즈(7)외의 펌프작동실(9b)로 밀폐구획되어 있다.

케이싱(6)의 저벽부(6a)의 외측에는, 제1벨로즈(7)의 폐쇄단 부재(7b)에 연결부재(10)를 통해서 고정연결된 피스톤체(11)를 미끄럼운동이 가능하게 내장하는 실린더체(12)가 고정되어 있으며, 이 실린더체(12) 및 상기 케이싱(6)의저벽부(6a)에 형성한 공기구멍(13a),(13b)을 통해서, 콤프레서 등의 가압공기 공급장치(도시생략)로부터 송급되는 가압공기를 실린더체(12)의 내부 또는 펌프작동실(9b)에 공급하는 것에 의하여, 제1벨로즈(7)를 구동 신축변형운동을 시키는 에어실린더부(14)가 형성되어 있다.

에어실린더부(14)에는, 근접센서(25a),(25b)가 설치되는 한편, 피스톤체(11)에 센서 감지판(26)이 설치되어, 피스톤체(11)의 왕복운동에 수반하여 센서 감지판(26)이 근접센서(25a),(25b)에 교호로 근접하는 것에 의하여 상기 가압공기 공급장치(도시생략)로부터 송급되는 가압공기의 실린더체(12)내로의 공급과 펌프작동실(9b)로의 공급을 자동적으로 전환시킨다.

또, 상기 펌프작용실(9a)에 각각 개구하도록 형성된 흡입구(15a) 및 토출구(15b)는, 상기 유입로(2) 및 유출로(3)에 연이어 통하고 있다. 이들 흡입구(15a) 및 토출구(15b)에는 각각 제1벨로즈(7)의 구동 신축변형에 따라서 교호로 개폐작동 하는 흡입용 체크밸브(16a) 및 토출용 체크밸브(16b)가 설치되어 있다. 이상의 각 구성요소에 의해 상기 왕복운동 펌프부(4)가 구성된다.

한편, 상기 펌프헤드 구성벽(1)의 다른 측부에 바닥이 있는 통 형상의 케이싱(17)이 상기 케이싱(6)과 동일한 축 상태로 고정 연이어 설치되어 있다. 이 케이싱(17)내에도 상기 펌프부(4)에 있어서의 제1벨로즈(7)에 대향시켜서, 그 통의 축선 방향을 따라서 신축변형이 가능한 바닥이 있는 통 형상의 제2벨로즈(18)가 배설되어 있으며, 이 제2벨로즈(18)의 개방구 둘레테두리부(18a)를 환상의 고정판(19)에 의해 상기 펌프헤드 구성벽(1)의 다른 측면에 기밀상태로 압박 고정하는 것에의하여, 케이싱(17)의 내부공간이, 제2벨로즈(18)내에서 펌프부(4)에 있어서의 토출용 체크밸브(16b) 및 펌프헤드 구성벽(1)의 두께 내에 관통 형성시킨 연통로(21)를 경유하여 토출되는 액체를 일시적으로 저류 시키는 액체실(20a)과, 제2벨로즈(18)외에서 맥동 저감용의 공기가 봉입되는 공기실(20b)로 격리형성되어 있다.

이상의 각 구성요소에 의해, 제2벨로즈(18)의 신축변형에 따른 액체실(20a)의 용량변화에 의한 펌프부(4)의 펌프작용실(9a)로부터 토출되는 액체의 토출압에 의한 맥동을 흡수하여 감쇄시키는 상기 맥동 저감부(5)가 구성되어 있다.

그리고, 상기 맥동 저감부(5)에 있어서의 케이싱(17)의 저벽부(17a)의 외면의 중앙부근에 개방구(27)를 형성하며, 이 개방구(27)내에 플랜지(23a)부착의 밸브케이스(23)를 끼워 결합시킴과 동시에, 플랜지(23a)를 저벽부(17a)의 외측에 볼트(24)등으로 착탈이 가능하게 체결고정하고 있다.

도 2에 나타내는 바와 같이, 밸브케이스(23)에는 급기구(31)와 배기구(32)를 평행으로 나란히 형성하고 있다. 급기구(31)에는, 상기 액체실(20a)의 용량이 소정의 범위를 넘어서 증대하였을 때, 상기 공기실(20b)내로 이송액의 최대 압력치 이상의 압력의 공기를 공급하여 공기실(20b)내의 봉입압력을 상승시키는 자동급기 밸브기구(33)가 설치된다. 배기구(32)에는, 액체실(20a)의 용량이 소정의 범위를 넘어서 감소하였을 때, 공기실(20b)내로부터 배기하여 그 공기실(20b)내의 봉입압력을 하강시키는 자동배기 밸브기구(34)가 설치된다.

상기 자동급기 밸브기구(33)는, 밸브케이스(23)에 급기구(31)와 연이어 통하는 상태로 형성한 급기 밸브실(35)과, 이 밸브실(35)내에서 그 축선 방향을 따라서 미끄럼운동이 자유롭게 급기구(31)의 개폐를 작동시키는 급기밸브체(36)와, 이 밸브체(36)를 항상 폐쇄위치로 가세시키는 스프링(37)과, 내부 단부에 급기밸브체(36)의 밸브좌(38)를 구비함과 동시에 급기밸브실(35)과 공기실(20b)을 연이어 통하게 하는 관통구멍(39)을 가지고 밸브케이스(23)에 틀어 넣어 고정시킨 가이드부재(40)와, 이 가이드부재(40)의 관통구멍(39)내에 슬라이딩이 자유롭게 삽입관통된 밸브 미는 막대(41)를 구비하여 이루어진다. 액체실(20a)내의 액압이 평균압력의 상태에서 제2벨로즈(18)가 기준위치(S)에 있는 상태에서는, 급기밸브(36)가 가이드부재(40)의 밸브좌(38)에 밀접하여 급기구(31)를 폐쇄함과 동시에, 밸브 미는 막대(41)의 공기실(20b)내에 면하는 단부(41a)가 제2벨로즈(18)의 폐쇄단부(18b)와 스트로크(A)만큼 이간하고 있다.

한편, 상기 자동배기 밸브기구(34)는, 밸브케이스(23)에 배기구(32)와 연이어 통하는 상태로 형성한 배기밸브실(42)과 이 밸브실(42)내에서 그 축선 방향을 따라서 미끄럼운동이 자유롭게 배기구(32)의 개폐를 작동시키는 배기밸브체(43)와, 이 밸브체(43)를 선단에, 플랜지부(44)를 가각 구비한 배기밸브봉(45)과, 배기밸브실(42)내에 틀어넣어 고정되며, 배기밸브봉(45)이 삽입 관통되는 관통구멍(46)을 갖는 스프링 수용체(47)와, 배기밸브봉(45)의 후단측에 슬라이딩이 자유롭게 삽입 관통되며, 상기 플랜지부에 의하여 탈락이 방지되고 있는 통형의 슬라이더(48)와, 배기밸브체(43)와 스프링 수용체(47)와의 사이에 설치된 폐쇄용 스프링(50)을 구비하여 이루어진다. 스프링 수용체(47)의 관통구멍(46)의 내부지름은 배기밸브봉(45)의 축 지름보다 커서 양자간에 간극(51)이 형성되며, 이 간극(51)을 통해서 배기밸브실(42)과 공기실(20b)이 연이어 통하고 있다. 제2벨로즈(18)가 기준위치(S)에 있는 상태에 있어서, 배기밸브체(43)는 배기구(32)를 폐쇄함과 동시에 배기밸브봉(45)의 후단의 플랜지부(44)는 슬라이더(48)의 폐쇄단부(48a)의 내면으로부터 스트로크(B)만큼 이간되어 있다.

밸브케이스(23)의 공기실 측단은 도 2에 가상선(52)으로 나타내는 바와 같이 공기실(20b)내의 방향으로 연장시켜, 이 연장단에, 제2벨로즈(18)가 액체실(20a)을 확대시키는 방향으로 소정의 스트로크(A)를 넘어서 상기 밸브 미는 막대(41)를 동작시키는데까지 이동되었을 때 제2벨로즈(18)의 그 이상의 이동을 규제하기 위한 스토퍼(53)를 설치할 수 있다. 이 경우는, 케이싱(17)의 내면으로부터 공기실(20b)로 돌출 설치한 동일목적의 스토퍼벽(55)(도 1참조)은 생략할 수 있다.

다음에, 상기 맥동 저감장치부착 펌프의 동작에 대하여 설명한다.

콤프레서 등의 가압공기 공급장치(도시생략)로부터 송급되는 가압공기를 왕복운동 펌프부(4)에 있어서의 에어실린더부(14)의 실린더체(12)의 내부에 공기구멍(13b)을 통해서 공급하며, 피스톤체(11) 및 연결부재(10)를 도 1의 x 방향으로 변위(變位)시키는 것에 의하여 제1벨로즈(7)를 도 1의 x 방향으로 신장동작을 시키면, 유입로(2)내의 이송액체가 흡입용 체크밸브(16a)를 거쳐서 펌프작용실(9a)내로 흡입된다. 상기 가압공기를 에어실린더부(14)의 펌프작동실(9b)내에 공기구멍(13b)을 통해서 공급함과 동시에, 공기구멍(13b)으로부터 배기하여 제1벨로즈(7)를 도 1의 y 방향으로 수축동작을 시키면, 펌프작용실(9a)내에 흡입된 이송액체가 토출용 체크밸브(16b)를 거쳐서 토출된다. 이와 같이, 에어실린더부(14)를 통해서 왕복운동 펌프부(4)에 있어서의 제1벨로즈(7)를 구동 신축변형운동을 시키는 것에 의하여, 흡입용 체크밸브(16a)와 토출용 체크밸브(16b)가 교호로 개폐 작동하여 유입로(2)로부터 펌프작용실(9a)로의 액체의 흡입과, 펌프작용실(9a)내로부터 유출로(3)로의 액체의 토출이 반복되어 소정의 펌프작용이 행하여진다. 이와 같은 왕복운동 펌프부(4)의 작동에 의해 이송액체가 소정의 부위를 향해서 공급되면, 펌프의 토출압은 정상부와 골짜기부와의 반복에 의한 맥동을 발생시킨다.

여기에서, 상기 펌프부(4)에 있어서의 펌프작용실(9a)내로부터 토출용 체크밸브(16b)를 거쳐서 토출되는 이송액체는, 연통로(21)를 통과하여 맥동 저감부(5)에 있어서의 액체실(20a)내로 반송되며, 이 액체실(20a)에 일시적으로 저류된 후 유출로(3)로 유출된다. 이때, 이송액체의 토출압이 토출압 곡선의 정상부에 있는 경우, 이송액체는 액체실(20a)의 용량을 증대시키도록 제2벨로즈(18)를 신장 변형시키므로, 그 압력이 흡수된다. 이때, 액체실(20a)로부터 유출되는 이송액체의 유량은 왕복운동 펌프부(4)로부터 송급되어 오는 유량보다 적어진다.

또, 상기 이송액체의 토출압이 토출압 곡선의 골짜기부에 다다르면, 제2벨로즈(18)의 신장변형에 수반하여 압축된 공기실(20b)내의 봉입압력보다 이송액체의 압력이 낮아지게 되므로, 제2벨로즈(18)는 수축 변형한다. 이때, 왕복운동 펌프부(4)로부터 액체셀(20a)내로 유입하는 이송액체의 유량보다 액체실(20a)로부터 유출하는 유량이 많아진다. 이 반복동작, 즉 액체실(20a)의 용량변화에 의해서 상기 맥동이 흡수되어 저감된다.

그런데, 상기와 같은 동작 중에 있어서, 왕복운동 펌프부(4)로부터의 토출압이 상승 변동하면, 이송액체에 의해서 액체실(20a)의 용량이 증대하여, 제2벨로즈(18)가 크게 신장 변형하게 된다. 이 제2벨로즈(18)의 신장변형 되는 양이 소정의 범위(A)를 초과하면, 제2벨로즈(18)의 폐쇄단부(18b)가 밸브 미는 막대(41)를 밸브실내의 방향으로 민다. 이에 의해서, 자동급기 밸브기구(33)에 있어서의 급기밸브체(36)가 스프링(37)에 저항하여 개방되어 급기구(31)를 통해서 높은 공기압이 공기실(20b)내로 공급되며, 그 공기실(20b)내의 봉입압력이 상승한다. 따라서, 제2벨로즈(18)의 스트로크(A)를 넘는 신장변형 되는 양이 규제되어, 액체실(20a)의 용량이 과도하게 증대되는 것이 억제된다. 이때, 밸브케이스(23)의 공기실 측단에 상기 스토퍼(53)를 설치해 두면, 제2벨로즈(18)의 폐쇄단부(18b)가 그 스토퍼(53)에 맞닿아서, 제2벨로즈(18)가 지나치게 신장 변형하는 것을 확실하게 방지할 수 있기 때문에, 그 파손의 예방에 유리하다. 그리고, 공기실(20b)내의 봉입압력의 상승에 따라서 제2벨로즈(18)가 기준위치(S)를 향해서 수축함으로, 밸브 미는 막대(41)가 제2벨로즈(18)의 폐쇄단부(18b)로부터 이탈하며, 급기밸브체(36)가 다시 폐쇄위치로 되돌아와서 공기실(20b)내의 봉입압력이 조정상태로 고정된다.

한편, 왕복운동 펌프부(4)로부터의 토출압이 하강 변동하면, 이송액체에 의해서 액체실(20a)의 용량이 감소하며, 제2벨로즈(18)가 크게 수축 변형을 하게된다. 이 제2벨로즈(18)의 수축변형 되는 양이 소정의 범위(B)를 초과하면, 제2벨로즈(18)의 폐쇄단부(18b)의 수축방향 b에로의 이동에 따라서 자동배기 밸브기구(34)의 슬라이더(48)가 개방용 스프링(50)의 가세작용에 의해 제2벨로즈(18)의 수축방향 b로 이동하며, 슬라이더(48)의 폐쇄단부(48a)의 내면이 배기 밸브봉(45)의 플랜지부(44)에 결합한다. 이에 의해서, 배기 밸브봉(45)이 b방향으로 이동하여 배기 밸부체(43)가 배기구(32)를 개방시키기 때문에, 공기실(20b)내의 봉입 공기가 배기구(32)로부터 대기중으로 배출되어 공기실(20b)내의 봉입압력이 저하한다. 따라서, 제2벨로즈(18)의 스트로크(B)를 초과하는 수축변형 되는 양이 규제되어, 액체실(20a)의 용량이 과도하게 감소되는 것이 억제된다. 그리고, 공기실(20b)내의 봉입압력의 감소에 따라서 제2벨로즈(18)가 기준위치(S)를 향해서 신장하기 때문에, 슬라이더(48)가 제2벨로즈(18)의 폐쇄단부(18b)에 밀려서 a방향으로 이동하면서 개방용 스프링(50)을 압축시켜, 배기 밸브체(43)가 폐쇄용 스프링(49)의 가세작용으로 다시 배기구(32)를 폐쇄한다. 이에 의해서, 공기실(20b)내의 봉입압력이 조정상태로 고정된다. 그 결과, 왕복운동 펌프부(4)의 펌프작용실(9a)로부터의 토출압력의 변동에 상관없이, 맥동을 효율적으로 흡수하여 맥동의 폭이 작아지도록 억제하게 된다.

상기 실시예의 맥동 저감장치부착 펌프에서는, 왕복운동 펌프부(4)가 단일의 제1벨로즈(7)를 구비하여 이루어지는바, 도 3과 같이 왕복운동 펌프부(4)는 한 쌍의 제1벨로즈(7),(7)를 구비하는 타이프의 것에도 동일하게 적용시킬 수 있다.

도 3의 맥동 저감장치부착 펌프는, 유체의 유입로(2) 및 유출로(3)를 구비한 펌프헤드 구성벽(1)의 양측에 고정하여 연이어 설치된 통 형상의 케이싱(6A),(6B)내에 각각, 동일방향으로 신축변형이 가능한 한 쌍의 제1벨로즈(7),(7)를 서로 대향하는 상태로 배설하고, 이들 한 쌍의 제1벨로즈(7),(7)의 개방구둘레테두리부(7a),(7b)를 환상의 고정판(8),(8)을 통해서 펌프헤드 구성벽(1)에 기밀상태로 고정시키는 것에 의해 케이싱(6A), (6B)의 내부공간을 펌프작용실(9a),(9a)과 펌프작동실(9b),(9b)로 밀봉 구획하여 이루어지는 한 쌍의 펌프부(4A),(4B)가 구성되어 있다.

그리고, 한 쌍의 펌프부(A),(4B)에 있어서의 한 쌍의 제1벨로즈(7),(7)는 펌프헤드 구성벽(1)을 관통하여 설치된 원주방향으로 복수개의 연결로드(55)를 통해서, 한 쪽의 제1벨로즈(7)가 축소동작을 할 때 다른 쪽의 제1벨로즈(7)가 신장동작을 하도록 연동 연결되어 있다. 또, 한 쌍의 펌프부(4A),(4B)에 있어서의 펌프작용실(9a),(9a)에 각각 개구하도록 형성된 흡입구(15a),(15a) 및 토출구(15b),(15b)는 각각 유입로(2) 및 유출로(3)에 연이어 통하고 있으며, 이들 흡입구(15a) 및 토출구(15b)에는 각각, 흡입용 체크밸브(16a) 및 토출용 체크밸브(16b)가 설치되어 있다. 또, 케이싱(6A),(6B)의 저벽부(6a),(6b)에는 펌프작동실(9b),(9b)에 소정의 시간마다 가압공기를 교호로 공급하는 공기구멍(13a),(13a)이 형성되어 있다.

이와 같은 구성의 경우, 콤프레서 등의 가압공기 공급장치(도시생략)로부터 송급되는 가압공기를 소정의 시간마다 교호로 공기구멍(13a),(13a)을 통해서 펌프작동실(9b),(9b)로 공급하는 것에 의해, 한 쌍의 제1벨로즈(7),(7)를 연결로드(55)를 통해서 가역적(可逆的)으로 신축변형 구동을 시켜서 한 쌍의 펌프부(4A),(4B)의 흡입공정과 토출공정을 교호로 실행하도록 하며, 이에 의해서 유입로(2)로부터 펌프작용실(9a),(9a)에 유입되는 액체를 유출로(3)로 거의 연속적으로 토출시키는 펌프작용이 실행되는 것이다.

이와 같은 한 쌍의 제1벨로즈(7),(7)를 구비하는 왕복운동 펌프부(4A),(4B)에는, 도 4에 나타내는 맥동 저감부(5)가 일체적으로 접합된다. 이 맥동 저감부(5)는, 도 1의 케이싱(17)과 거의 동일한 형상의 케이싱(17)의 한 측벽(17b)에 왕복운동 펌프(4A),(4B)의 토출구(15b)와 연이어 통하는 상태로 접속되는 유입구(56)와, 왕복운동 펌프(4A),(4B)의 유출로(3)와 연이어 통하는 상태로 접속되는 유출구(57)를 갖는다. 이 케이싱(17)내의 한 측부에는, 왕복운동 펌프부(4A),(4B)의 토출구(15b)로부터의 이송액을 유입구(56)를 통해서 받아 넣어 일시적으로 저류시킨 후, 유출로(57)로부터 유출시키는 액체실(20a)이 형성되며, 케이싱(17)내의 다른 측부에는 공기실(20b)이 형성된다. 이들 액체실(20a)과 공기실(20b)은 제2벨로즈(18)에 의해서 격리되어 있다. 그리고 케이싱(17)의 다른 측벽(170a)에는 개방구(27)가 형성되며, 이 개방구(27)에 상기 실시예의 자동급기 밸브기구(33) 및 자동배기 밸브기구(34)와 동일한 것이 설치되어 있는 밸브케이스(23)가 볼트(24)등에 의해 고정 설치되어 있다. 이들 맥동 저감부(5), 자동급기 밸브기구(33) 및 자동배기 밸브기구(34)의 각각의 구성 및 작용에 관해서는 상기 실시예의 것과 동일하기 때문에, 그 설명은 생략한다.

상기의 각 실시예와 같이 구성하는 맥동 저감장치부착 펌프에 있어서, 본 발명은, 제2벨로즈(18)의 신장률을 제1벨로즈(7)의 그것보다 크게 설정하는 것을 특징으로 한다,

구체적으로, 제1벨로즈(7) 및 제2벨로즈(18)는 공히, 내열성, 내약품성에 우수한 PTFE(폴리4불화에틸렌), PFA(퍼플로로알콕시)등의 불소수지, 바람직하기는 폴리4불화에틸렌으로 형성하는 바, 이 경우, 제1벨로즈(7)의 두께(예를 들면, 2.0∼2.5mm)보다 제2벨로즈(18)의 두께(예를 들면1∼1.5mm)를 얇게 하는 것에 의하여, 제1벨로즈(7)와 제2벨로즈(18)의 두께의 비(제2벨로즈의 두께/제1벨로즈의 두께)는 1 미만으로 하며, 제1벨로즈(7)와 제2벨로즈(18)의 신장률의 비(제2벨로즈의 신장률/제1벨로즈의 신장률)는 1을 초과하는 값으로 한다.

제2벨로즈(18)와 제1벨로즈(7)의 신장률에 의한 맥동의 폭에 대하여 비교테스트를 하였다. 그 결과, 실시예1, 2, 3의 신장률의 비가 각각 2, 3, 4인 경우는 각각의 맥동폭이 15(%), 실시예4의 신장률의 비가 6인 경우는 맥동폭이 13(%), 실시예5의 신장률의 비가 각각 8, 10인 경우는 각각의 맥동폭이 12(%)로서, 실시예1∼5의 어느 경우에 있어서도 맥동폭을 평균적으로 작게 억제할 수 있는 좋은 결과를 얻을 수 있었다. 이 경우, 그 신장률의 비가 10을 초과하면, 제1벨로즈(18)의 최대신장의 길이가 크게되어 맥동 저감부(5)의 대형화를 초래하게 되기 때문에 바람직하지 않다.

이에 대하여, 비교예1의 신장률의 비가 0.6인 경우는 맥동폭이 60(%), 비교예2의 신장률의 비가 0.8인 경우는 맥동폭이 30(%)로서, 비교예1, 2가 모두 맥동폭이 크게되어 바람직하지 못하였다.

단, 신장률의 비=제2벨로즈의 신장률/제1벨로즈의 시장률, 맥동폭(%)=｛(최대토출압력-최소토출압력)/평균토출압력｝X 100이다

제2벨로즈(18)와 제1벨로즈(7)의 두께의 비에 의한 맥동폭에 대해서도 비교테스트를 하였다. 실시예1, 2, 3의 두께의 비가 각각 1.0, 0.9, 0.7인 경우는 각각의 맥동폭이 15(%), 실시예4의 두께의 비가 0.5인 경우는 맥동폭이 14(%), 실시예5의 두께의 비가 0.3인 경우는 맥동폭이 13(%), 실시예6의 두께의 비가 0.1인 경우는 맥동폭이 12(%)로서, 실시예1 내지 6의 어느 경우에 있어서도 맥동폭을 평균적으로 작게 억제할 수 있는 좋은 결과를 얻을 수 있었다.

이에 대하여, 비교예1의 두께의 비가 1.1인 경우는 맥동폭이 20(%), 비교예2의 두께의 비가 1.2인 경우는 맥동폭이 35(%), 비교예3의 두께의 비가 1.3인 경우는 맥동폭이 70(%)로서, 어느 비교예의 경우에도 맥동폭이 비교적 크게되어, 바람직하지 못하였다.

단, 두께의 비=(제2벨로즈의 두께/제1벨로즈의 두께), 맥동폭(%)=｛(최대토출압력-최소토출압력)/평균토출압력｝X 100이다.

제2벨로즈(18)의 신장률을 제1벨로즈(7)의 그것보다 크게 설정하는 수단으로서는, 상기와 같이 제1벨로즈(7)와 제2벨로즈(18)는 공히 동일한 수지재료로 형성하며, 제2벨로즈(18)의 두께를 제1벨로즈(7)의 그것보다 얇게 한다는 수단 외에, 제1벨로즈(7)의 성형수지재료의 신장률보다 큰, 그것과는 다른 수지재료로 제2벨로즈(18)를 성형하는 것도 가능하다. 예를 들면, 제1벨로즈(7)를 PTFE(폴리4불화에틸렌)로 성형하고, 제2벨로즈(18)를 고무로 성형하는 것이다. .

이상 설명한 바와 같이, 본 발명의 맥동 저감장치부착 펌프에 의하면, 맥동 저감의 효과를 한층 더 올려 놓게 되는 효과를 발휘한다.

Claims

액체의 유입로 및 유출로를 구비한 펌프헤드 구성벽과, 상기 펌프헤드 구성벽의 한 측부에 배설된 케이싱내를 축선 방향을 따라서 신축변형이 가능한 수지제의 제1벨로즈와, 이 제1벨로즈를 구동 신축변형운동을 시키는 에어실린더부와, 상기 제1벨로즈의 내측에 그 제1벨로즈의 신축변형운동에 수반하여 교호로 개폐를 작동시켜 액체의 흡입작용 및 토출작용을 행하는 체크밸브가 설치된 펌프작용실을 구비하여 이루어지는 에어구동형 왕복운동 펌프부와,

상기 펌프헤드 구성벽의 다른 측부에 배설된 케이싱내에 배설되어 신축변형이 가능한 수지제의 제2벨로즈와, 이 제2벨로즈의 내측에 형성되어 상기 펌프 작용실로부터 토출용 체크밸브를 경유하여 토출되는 액체를 일시적으로 저류 가능하게 하는 액체실과, 상기 제2벨로즈의 외측에 상기 액체실에 대하여 격리형성되어 맥동 저감용의 공기가 봉입되는 공기실을 구비하여, 상기 제2벨로즈의 신축변형운동에 수반하는 상기 액체실의 용량변화에 의해 상기 펌프작용실로부터 토출되는 액체의 토출압에 의한 맥동을 흡수시키도록 구성한 맥동 저감부를 구비하고 있는 맥동 저감장치부착 펌프로서,

상기 제2벨로즈의 신장률을 상기 제1벨로즈의 그것보다 크게 설정하고 있는 것을 특징으로 하는 맥동 저감장치부착 펌프.
제1항에 있어서,

상기 제1벨로즈 및 제2벨로즈는 동일한 수지재료로 성형하며, 제2벨로즈의 두께를 제1벨로즈의 그것보다 얇게 성형하고 있는 것을 특징으로 하는 맥동 저감장치부착 펌프.
제1항에 있어서,

상기 제1벨로즈 및 제2벨로즈가 공히 폴리4불화에틸렌에 의해 이루어지며, 또한 제2벨로즈의 두께를 제1벨로즈의 그것보다 얇게 하고 있는 것을 특징으로 하는 맥동 저감장치부착 펌프.
제3항에 있어서,

상기 제1벨로즈 및 제2벨로즈가 공히 폴리4불화에틸렌에 의해 이루어지며, 또한 제1벨로즈와 제2벨로즈의 두께의 비(제2벨로즈의 두께/제1벨로즈의 두께)가 1 미만인 것을 특징으로 하는 맥동 저감장치부착 펌프.
제1항 내지 제4항의 어느 한 항에 있어서,

상기 왕복운동 펌프부가 한 쌍의 제1벨로즈를 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 맥동 저감장치부착 펌프.