KR20210092811A - 노즐 - Google Patents

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KR20210092811A
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구오후아 리우
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일리노이즈 툴 워크스 인코포레이티드
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Abstract

본 발명은 노즐을 제공하며, 이 노즐은 노즐 통로 및 유체 통로를 포함하고, 노즐 통로는 공기 흐름 입구 및 공기 흐름 출구를 갖는다. 유체 통로는 유체 통로 입구 및 유체 통로 출구를 가지며, 이 유체 통로 입구는 유체가 유체 통로로 들어갈 수 있도록 유체 소스와 연통하고, 유체 통로 출구는 유체가 노즐 통로로 들어갈 수 있도록 노즐 통로와 연통하며, 공기 흐름 입구로부터 가해지는 공기 흐름은 노즐 통로 내의 유체를 공기 흐름 출구 밖으로 가압한다. 본 출원에 의해 제공되는 노즐은 소량의 점성 유체를 분배할 수 있고, 쉽게 막히지 않는다.

Description

노즐
본 국제 출원은 "A NOZZLE"이라는 명칭으로 2018년 11월 22일 출원된 중국 특허 출원 번호 제 201811397781.7호를 우선권 주장한다. 중국 특허 출원 번호 제 16/201811397781.7호의 전체가 본 명세서에 참조로 포함된다.
본 출원은 노즐에 관한 것으로, 구체적으로는 전자 프로세싱 분야에서 사용되는 노즐에 관한 것이다.
전자제품들의 지속적인 소형화로 인해서, 인쇄 회로 기판들의 인쇄 프로세스에 대해 더 높은 요구사항들이 제시된다. 따라서, 보다 정밀하게 프로세싱 재료들을 분배할 수 있는 장치가 인쇄 회로 기판들의 극소량의 프로세싱 재료들을 분배하는 데에 필요하다. 일부 프로세싱 재료들은 점성 유체들, 예를 들어 솔더 페이스트 및 수지다. 그러한 점성 유체를 분배하는 해법은 다음과 같다. 챔버가 제공되며, 이 챔버는 노즐과 연통하고, 챔버는 유체를 포함하며, 챔버 내의 유체는 유체가 노즐 밖으로 압출되도록 피스톤의 왕복 운동을 통해 압출된다. 점성 유체의 유동성이 낮기 때문에, 그러한 유체 분배 해법은 특정 결함들, 예를 들어 낮은 분배 효율, 낮은 제어성 및 막힘 경향이 있다.
상기 문제들을 극복하기 위해, 본 출원은 노즐 및 노즐 조립체를 제공한다.
본 출원의 제 1 양태에 따르면, 노즐이 제공되며, 이 노즐은
공기 흐름 입구 및 공기 흐름 출구를 구비하는 노즐 통로;
유체 통로 입구 및 유체 통로 출구를 구비하는 유체 통로로서, 이 유체 통로 입구는 유체가 유체 통로로 들어갈 수 있도록 유체 소스와 연통하고, 유체 통로 출구는 유체가 노즐 통로로 들어갈 수 있도록 노즐 통로와 연통하는 것인, 유체 통로
를 포함하며,
공기 흐름 입구로부터 가해지는 공기 흐름은 노즐 통로 내의 유체를 공기 흐름 출구 밖으로 가압할 수 있다.
전술한 노즐에 따르면, 노즐 통로는 유체 입구를 더 포함하며,
유체 통로 출구는 유체가 노즐 통로로 들어갈 수 있도록 노즐 통로의 유체 입구와 연통한다.
전술한 노즐에 따르면, 유체는 점성 유체이고 유체의 점도는 1000cps 내지 150,000cps 범위 내에 있다.
전술한 노즐은 피스톤 챔버를 더 포함하며, 이 피스톤 챔버는 피스톤을 수용하는 데 사용되고 피스톤 챔버는 노즐 통로의 공기 흐름 입구와 연통한다.
전술한 노즐에 따르면, 피스톤 챔버와 유체 통로는 떨어져서 배치된다.
전술한 노즐에 따르면, 피스톤 챔버의 저부는 매끈하게 전이되는 만곡된 표면의 형상이다.
전술한 노즐에 따르면, 공기 흐름 입구는 피스톤 챔버 밑에 위치된다.
전술한 노즐에 따르면, 유체 통로 입구는 노즐의 측벽에 배치된다.
전술한 노즐에 따르면, 유체 통로는 유체 통로 입구로부터 유체 통로 출구까지 아래쪽으로 비스듬하게 연장한다.
전술한 노즐에 따르면, 노즐 통로는 상부 노즐 통로 섹션 및 하부 노즐 통로 섹션을 포함하고, 하부 노즐 통로 섹션은 상부 노즐 통로 섹션보다 가늘며, 상부 노즐 통로 섹션은 공기 흐름 입구와 연통한다.
본 출원의 제 2 양태에 따르면, 노즐 조립체가 제공되며 이 노즐 조립체는,
챔버가 내부에 배치되는 케이싱;
케이싱의 챔버 내에 배치되는 슬리브로서, 슬리브의 내부벽이 피스톤 통로를 획정하며, 유체 챔버가 슬리브의 외부벽과 케이싱의 내부벽 사이에 배치되는 것인, 슬리브;
케이싱의 챔버 내에 배치되고 슬리브 밑에 배치되는 노즐
을 포함하며, 이 노즐은,
공기 흐름 입구 및 공기 흐름 출구를 구비하는 노즐 통로;
유체 통로 입구 및 유체 통로 출구를 구비하는 유체 통로로서, 유체 통로 입구는 유체가 유체 통로로 들어갈 수 있도록 유체 챔버와 연통하고, 유체 통로 출구는 유체가 노즐 통로로 들어갈 수 있도록 노즐 통로와 연통하는 것인, 유체 통로;
노즐 통로의 공기 흐름 입구와 연통하고 피스톤 통로와 연통하는 피스톤 챔버; 및
피스톤 통로 및 피스톤 챔버 내에서 상하로 이동 가능하고 노즐 통로를 통해 공기를 흡입 및 배출 가능하여, 노즐 통로 내의 유체를 노즐 통로의 공기 흐름 출구 밖으로 가압할 수 있는 피스톤
을 포함한다.
전술한 노즐 조립체에 따르면, 피스톤은 헤드 부분을 구비하며, 이 헤드 부분의 형상은, 피스톤이 노즐에 대해 왕복 운동하는 경우 노즐 통로를 통해 공기를 흡입 및 배출할 수 있도록 노즐의 피스톤 챔버의 형상에 매칭되도록 구성된다.
전술한 노즐 조립체에 따르면, 케이싱은 입구를 가지고, 이 입구는 유체 챔버와 연통한다.
전술한 노즐 조립체에 따르면, 슬리브는 노즐에 밀봉 연결되고 케이싱에 밀봉 연결된다.
전술한 노즐 조립체에 따르면, 노즐 조립체는 케이싱에 밀봉 연결된다.
본 출원에 의해 제공되는 노즐은 소량의 점성 유체를 분배할 수 있고, 쉽게 막히지 않는다.
도 1은 본 출원의 노즐 조립체의 일실시예의 측면도이다.
도 2는 도 1에 도시된 노즐 조립체의 분해도이다.
도 3a는 도 1에 도시된 노즐 조립체의 케이싱의 3-D 도면이다.
도 3b는 도 3a에 도시된 노즐 조립체의 케이싱의 축방향 단면도이다.
도 4a는 도 1에 도시된 노즐 조립체의 슬리브 조립체의 3-D 도면이다.
도 4b는 도 4a에 도시된 슬리브 조립체의 분해도이다.
도 4c는 도 4a에 도시된 슬리브 조립체의 축방향 단면도이다.
도 5a는 도 1에 도시된 노즐 조립체의 노즐을 하나의 방향에서 본 3-D 도면이다.
도 5b는 도 1에 도시된 노즐 조립체의 노즐을 다른 방향에서 본 3-D 도면이다.
도 5c는 도 5a에 도시된 노즐을 축방향으로 절취한 도면이다.
도 6은 도 1에 도시된 노즐 조립체를 A-A 방향으로 본 단면도이다.
본 발명의 다양한 구체적인 구현 방법들은 본 설명의 일부를 구성하는 도면들을 참조하여 설명될 것이다. "전", "후", "위", "아래", "좌측", "우측", "상부" 및 "저부" 등의 방향을 나타내는 용어들은 본 출원에서 다양한 예시된 구조적 부분들 및 구성 요소들을 설명하는 데 사용되지만, 이러한 용어들은 오로지 예시들의 편의를 위해 사용되고 도면들의 예시된 방향들에 기초하여 정해진다는 점을 이해해야만 한다. 본 출원에서 개시된 실시예들이 다른 방향들로 설정될 수 있기 때문에, 방향들을 나타내는 그러한 용어들은 한정 대신에 예시로서만 사용된다.
도 1은 본 출원의 노즐 조립체의 일실시예의 측면도이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 노즐 조립체(100)는 바디(101), 피스톤(103) 및 유체 수송 파이프(105)를 포함하고, 바디 유체 출구(111)가 바디(101)의 저부에 배치된다. 유체가 유체 수송 파이프(105)로부터 바디(101)로 들어가고, 바디(101) 내의 유체는 바디(101)에 대한 피스톤의 상하 이동들을 통해 바디 유체 출구(111) 밖으로 가압될 수 있다. 본 출원의 노즐 조립체(100)는 예를 들어 1000cps 내지 150,000cps의 점도를 갖는 점성 유체의 분배에 적용 가능하다. 점성 유체는 전자 프로세싱 분야에서 솔더 페이스트 또는 전도성 재료일 수 있다.
도 2는 도 1에 도시된 노즐 조립체(100)의 분해도이다. 도 2에 도시된 바와 같이, 바디(101)는 케이싱(203), 슬리브 조립체(205) 및 노즐(201)을 포함한다. 슬리브 조립체(205) 및 노즐(201)은 케이싱(203) 내에 위치하고, 피스톤(103)은 슬리브 조립체(205) 및 노즐(201) 내로 삽입될 수 있다. 유체 수송 파이프(105)의 일 단부가 케이싱(203) 내로 삽입될 수 있다. 피스톤(103)은 원통형 로드 부분(134) 및 둥근 헤드 부분(135)을 구비하며, 헤드 부분(135)은 노즐(201) 내로 삽입될 수 있다. 노즐 시일(250)이 또한 노즐(201)과 케이싱(203) 사이에 배치된다.
도 3a는 도 1에 도시된 노즐 조립체(100)의 케이싱(203)을 하나의 방향에서 본 3-D 도면이고, 도 3b는 도 3a에 도시된 케이싱(203)의 도 3a의 입구(303)를 통과하는 방향으로 취한 축방향 단면도이며, 케이싱의 구조를 도시하는 데 사용된다. 도 3a 및 도 3b에 도시된 바와 같이, 케이싱(203)은 대략 원통형이다. 케이싱(203)은 외부벽(341) 및 내부벽(342)을 구비하며, 내부벽(342)은 케이싱(203)의 챔버(305)를 획정한다. 챔버(305)는 상부 개구(316) 및 하부 개구(318)를 갖는다. 챔버(305)는 대략 원통형이다.
케이싱(203)은 하부 케이싱 부분(332) 및 상부 케이싱 부분(331)을 포함하고, 챔버(305)와 연통하는 입구(303)가 상부 케이싱 부분(331)의 측벽에 배치된다. 유체 수송 파이프(105)의 일 단부가 유체 수송 파이프(105)가 챔버(305)와 연통할 수 있도록 입구(303) 내로 삽입된다. 상부 케이싱 부분(331)의 측벽의 두께는 유체 수송 파이프(105)가 설치될 수 있도록 굵다. 본 출원의 일실시예에서, 상부 케이싱 부분(331)의 외경이 하부 케이싱 부분(332)의 외경보다 커서 상부 케이싱 부분(331)의 더 굵은 측벽을 형성할 수 있다.
챔버(305)는 상부 섹션(381), 중간 섹션(382) 및 하부 섹션(383)을 포함한다. 상부 섹션(381)은 상부 개구(316)와 연통하고, 하부 섹션(383)은 하부 개구(318)와 연통한다. 중간 섹션(382)의 직경은 상부 섹션(381)의 직경보다 작고, 따라서 노즐 제한 단차(355)가 중간 섹션(382)과 상부 섹션(381) 사이에 형성된다. 하부 섹션(383)의 직경은 중간 섹션(382)의 직경보다 작고, 따라서 시일 제한 단차(365)가 하부 섹션(383)과 중간 섹션(382) 사이에 형성된다. 노즐 제한 단차(355)는 케이싱(203)의 챔버(305) 내에 장착된 노즐(201)이 케이싱(203)의 하부 개구(318)로 빠지는 것을 방지하는 데 사용된다. 시일 제한 단차(365)는 노즐(201)과 케이싱(203) 사이의 노즐 시일(250)이 케이싱(203)의 하부 개구(318)로 빠지는 것을 방지하는 데 사용된다.
도 4a 및 도 4b는 각각 슬리브 조립체(205)의 3-D 도면 및 분해도이고, 도 4c는 도 4a에 도시된 슬리브 조립체의 축방향 단면도이며, 슬리브 조립체(205)의 구조를 도시하는 데 사용된다. 도 4a 및 도 4b에 도시된 바와 같이, 슬리브 조립체(205)는 슬리브(401) 및 복수의 시일들을 포함한다. 슬리브(401)는 대략 원통형이고, 슬리브(401)의 축방향으로 연장하여 슬리브(401)를 통과하는 챔버(406)가 슬리브(401) 내에 형성되며, 챔버(406)는 피스톤 통로(407)를 획정하고 피스톤(103)을 수용하는 데 사용된다. 본 출원의 일실시예에서, 슬리브(401)는 상부 슬리브 부분(411) 및 하부 슬리브 부분(412)을 갖는다. 상부 슬리브 부분(411)은 상부 챔버(451)를 구비하며, 하부 슬리브 부분(412)은 하부 챔버(452)를 구비하며, 상부 챔버(451) 및 하부 챔버(452)는 서로 연통하고 함께 피스톤 통로(407)를 획정한다. 상부 슬리브 부분(411)은 헤드 부분(421) 및 단부 부분(422)을 포함하고, 이 단부 부분(422)은 헤드 부분(421) 밑에서부터 아래로 연장한다. 헤드 부분(421)의 외경은 케이싱의 챔버(305)의 상부 섹션(381)의 직경과 대략 동일하고, 단부 부분(422)의 외경은 헤드 부분(421)의 외경보다 작다. 또한, 하부 슬리브 부분(412)의 외경은 상부 슬리브 부분(411)의 헤드 부분(421)의 외경보다 작다.
헤드 부분(411)에서 둘레 방향으로 연장하는 환형 홈(429)이 헤드 부분(411)에 배치되고, 환형 홈(429)은 헤드 부분(411)의 외면으로부터 안쪽으로 리세스되어있다. 환형 홈(429)은 헤드 부분 시일(441)을 장착하는 데 사용되고, 이 헤드 부분 시일(441)은 상부 슬리브 부분(411)과 케이싱(203) 사이를 밀봉하는 데 사용된다. 하부 챔버(452)의 직경은 하부 슬리브 부분(412)의 상부 및 하부 단부에서 더 커서 시일 수용 부분(461, 462)들을 형성하며, 이 시일 수용 부분(461, 462)들은 하부 슬리브 부분 제 1 시일(442) 및 하부 슬리브 부분 제 2 시일(443)을 각각 수용하는 데 사용된다. 하부 슬리브 부분 제 1 시일(442)은 상부 슬리브 부분(411)과 하부 슬리브 부분(412) 사이를 밀봉하는 데 사용되고, 하부 슬리브 부분 제 2 시일(443)은 하부 슬리브 부분(412)과 노즐(201) 사이를 밀봉하는 데 사용된다. 본 실시예에서, 헤드 시일(441), 하부 슬리브 부분 제 1 시일(442) 및 하부 슬리브 부분 제 2 시일(443)은 탄성 재료, 예를 들어 고무로 이루어지는 O링 시일들이다.
본 출원의 다른 실시예에서, 슬리브(401)는 일체형 구조체이고, 이 경우에 상부 슬리브 부분과 하부 슬리브 부분 사이에 시일이 필요하지 않다.
도 5a 및 도 5b는 각각 2개의 방향에서 본 노즐(201)의 3-D 도면들이고, 도 5c는 유체 통로 입구(518)의 방향으로 취한 노즐(201)의 축방향 단면도이고 노즐의 구체적인 구조를 도시하는 데 사용된다. 도 5a, 도 5b 및 도 5c에 도시된 바와 같이, 노즐(201)은 대략 원통형이고 상부 노즐 섹션(501), 중간 노즐 섹션(503), 하부 노즐 섹션(502)을 갖는다. 하부 노즐 섹션(502)의 외경은 중간 노즐 섹션(503)이 하부 노즐 섹션(502)에 대해 플랜지(538)를 형성하도록 중간 노즐 섹션(503)의 외경보다 작다. 하부 노즐 섹션(502)이 케이싱의 하부 개구(318) 내로 위에서 아래로 삽입되는 경우, 플랜지(538)는 케이싱(203)의 노즐 제한 단차(355)에 의해 멈춰지고, 따라서 노즐(201)은 케이싱(203)의 하부 개구(318)에서 빠지지 않을 것이다. 추가로, 중간 노즐 섹션(503)의 직경이 상부 노즐 섹션(501)의 직경보다 커서, 노즐(201)이 케이싱(203) 내에 장착되는 경우 상부 노즐 섹션(501)과 케이싱(203)의 상부 섹션(381)의 내부 측벽 사이에 특정 거리가 존재한다.
노즐(201)은 피스톤 챔버(530), 노즐 통로(512) 및 유체 통로(511)를 포함하며, 이 노즐 통로(512)는 피스톤 챔버(530)와 연통하고 유체 통로(511)는 노즐 통로(512)와 연통한다. 피스톤 챔버(530)는 노즐(201)의 상부 표면(581)으로부터 안쪽으로 리세스되어 피스톤(103)을 수용하는 데 사용된다. 피스톤 챔버(530)의 형상은 피스톤(103)의 형상과 매칭되어 피스톤(103)은 피스톤 챔버(530)의 내벽에 대해 근접하여 접촉할 수 있다. 피스톤 챔버(530)의 상부 부분(531)의 내벽은 원통형이고, 하부 부분(532)의 내벽은 상부 부분(531)의 내벽으로부터 아래로 연장하는 매끈하게 전이되는 구형 표면이고, 개구(537)가 하부 부분(532)에 배치된다. 노즐 통로(512)는 피스톤 챔버(530) 밑에 위치되고 공기 흐름 입구(515), 공기 흐름 출구(516) 및 유체 입구(517)를 가진다. 유체 입구(517)는 공기 흐름 입구(515) 밑에 배치되고 공기 흐름 출구(516)는 유체 입구(517) 밑에 배치된다. 공기 흐름 입구(515)는 피스톤 챔버(530)의 개구(537)와 연통하거나 그에 정렬되어 피스톤 챔버(530)가 노즐 통로(512)와 연통한다. 유체 통로(511)는 유체 통로 입구(518) 및 유체 통로 출구(514)를 구비하며, 유체 통로 입구(518)는 유체를 유체 통로(511) 내로 안내하도록 유체 소스와 연통하고, 유체 통로 출구(514)는 노즐 통로(512)의 유체 입구(517)와 연통하거나 그에 정렬되어 유체가 유체 통로(511)로부터 노즐 통로(512)로 들어갈 수 있다. 노즐 통로(512)는 상부 노즐 통로 섹션(541) 및 하부 노즐 통로 섹션(542)을 구비하며, 하부 노즐 통로 섹션(542)은 상부 노즐 통로 섹션(541)보다 가늘다. 공기 흐름 입구(515)는 상부 노즐 통로 섹션(541)의 상부에 배치되고, 공기 흐름 출구(516)는 하부 노즐 통로 섹션(542)의 저부에 배치된다. 유체 입구(517)는 상부 노즐 통로 섹션(541)과 연통하고 유체 입구(517)는 상부 노즐 통로 섹션(541)의 측벽에서 상부 노즐 통로 섹션(541)과 하부 노즐 통로 섹션(542) 간의 접합부 근처에 배치된다. 공기가 굵은 상부 노즐 통로 섹션(541)으로부터 가는 하부 노즐 통로 섹션(542) 내로 흐른 후에 유체를 노즐 통로(512) 밖으로 가압하도록 가속될 수 있다.
노즐(201)은 노즐(201)의 저부 표면(582)으로부터 안쪽으로 리세스된 홈(560)을 더 포함하고, 돌출 부분(561)이 홈(560)의 저부(567)로부터 노즐(201)의 저부 표면(582)을 향해 연장하며, 노즐 통로(512)는 돌출 부분(561)을 통과해 지나가고, 따라서 노즐 통로(512)의 공기 흐름 출구(516)는 돌출 부분(561)의 하부 단부에 위치한다. 공기 흐름 출구(516)는 홈(560) 내에 위치하는데, 즉 공기 흐름 출구(516)의 위치는 도 5c에 도시된 수평 방향으로 노즐(201)의 저부 표면(582)보다 높다.
본 출원의 일실시예에서, 하나의 유체 통로(511)가 존재하고, 다른 실시예들에서, 복수의 유체 통로(511)들이 존재할 수 있다.
전술한 본 출원의 실시예들에서 슬리브(401) 및 노즐(201)은 별개의 구성 요소들이지만, 슬리브(401) 및 노즐(201)은 다른 실시예들에서는 본 출원에 따라 일체형 구성 요소로 만들어질 수 있음을 유념해야만 한다.
도 6은 도 1에 도시된 노즐 조립체(100)를 A-A 방향에서 본 단면도이고, 노즐 조립체의 다른 구성 요소들 간의 연결들을 도시한다. 도 6에 도시된 바와 같이, 슬리브(401) 및 노즐(201)은 케이싱(203)의 챔버(305) 내에 장착되고, 슬리브(401)는 피스톤 통로(407)가 피스톤 챔버(530)와 연통할 수 있도록 노즐(201)에 장착된다. 피스톤(103)은 피스톤 통로(407) 및 피스톤 챔버(530) 내로 삽입되어 피스톤 통로(407) 및 피스톤 챔버(530) 내에서 왕복 운동할 수 있다. 피스톤의 헤드 부분(135)의 형상은 피스톤 챔버(530)와 매칭되어 헤드 부분(135)과 피스톤 챔버(53) 간의 표면들이 서로 딱 맞을 수 있고 피스톤(103)은 노즐(201)에 대해 왕복 운동하는 경우 노즐 통로(512)를 통해 공기를 흡입 및 배출할 수 있다.
상부 슬리브 부분(411)의 헤드 부분(421)의 외경이 케이싱의 챔버(305)의 상부 섹션(381)의 직경과 대략 동일하기 때문에, 상부 슬리브 부분(411)의 헤드 부분(421)의 외면이 케이싱(203)의 내부벽에 접촉한다. 하부 노즐 섹션(502)은 케이싱(203)의 개구(318)를 통과하여 지나가고, 중간 노즐 섹션(503)은 케이싱(203) 내의 노즐 제한 단차(355) 상에 장착된다. 따라서, 유체 챔버(640)가 노즐(201) 및 슬리브(401)의 외면들과 케이싱(203)의 내면 사이에 형성되고, 유체 챔버(640)는 케이싱(203)의 외부로부터 유입되는 유체를 수용하는 데 사용된다. 유체 수송 파이프(105)가 케이싱(203)의 입구(303)에 장착되고, 유체 수송 파이프(105)의 일 단부가 유체 소스와 연통하며, 다른 단부가 유체를 유체 챔버(640) 내로 유입시키도록 유체 챔버(640)와 연통한다. 유체 통로(511)의 유체 입구(517)는 유체가 유체 챔버(640)로부터 유체 통로(511)로 들어갈 수 있도록 유체 챔버(640)와 연통한다.
헤드 부분 시일(441)이 슬리브(401)와 케이싱(203) 간의 접합부에 배치되며, 헤드 부분 시일(441)은 만약 헤드 부분 시일(441)이 케이싱(203)의 내부벽(342)과 슬리브(401)의 외부벽 사이에서 압력을 받는다면 변형될 것이고, 따라서 밀봉이 케이싱(203)과 슬리브(401) 사이에 형성되어 유체 챔버(640) 내의 유체가 접합부에서 케이싱(203)의 외부로 누출되는 것을 방지한다. 노즐 시일(250)이 노즐(201)과 케이싱(203) 간의 접합부에 배치된다. 노즐(201) 및 노즐 시일(250)이 케이싱(203) 내에 장착된 후에, 노즐 시일(250)은 중간 노즐 섹션(503)의 플랜지(538)와 시일 제한 단차(365) 사이에서 구속되며 만약 노즐 시일(250)이 중간 노즐 섹션(503)의 하부 부분과 시일 제한 단차(365) 사이에서 압착(squeezed)된다면 변형될 것이고, 따라서 밀봉이 케이싱(203)과 노즐(201) 사이에 형성되어 유체 챔버(640) 내의 유체가 접합부에서 케이싱(203)의 외부로 누출되는 것을 방지한다. 제 2 시일(443)이 하부 슬리브 부분(412)과 노즐(201) 사이에 접합부에 배치되고, 제 2 시일(443)은 만약 제 2 시일(443)이 하부 슬리브 부분(402)과 노즐(201)의 상부 표면(581) 사이에서 압력을 받는다면 유체가 피스톤 통로(407) 및 피스톤 챔버(530)로 들어가는 것을 방지하도록 밀봉을 형성하기 위해 변형될 것이다. 따라서, 유체는 오로지 입구(303)로부터만 유체 챔버(640) 내로 들어갈 수 있어서 노즐(201)의 유체 통로(511)로 흘러나올 수 있지만, 케이싱(203)의 외부로 누출되거나 피스톤 통로(407) 또는 피스톤 챔버(530)로 들어가지 않을 것이다.
본 출원의 일실시예에서, 시일(250)은 노즐(201)의 하부 노즐 섹션(502) 상에 놓여지며 중간 노즐 섹션(503)에 근접하고, 따라서 시일(250)의 플랜지(538)는 밀봉을 형성하도록 시일 제한 단차(365)에 접촉한다. 다른 실시예에서, 시일(250)은 중간 노즐 섹션(503)의 플랜지(538) 밑에 배치되고 밀봉을 형성하도록 노즐 제한 단차(355)에 접촉한다. 또 다른 실시예에서, 시일(250)은 중간 노즐 섹션(503)의 외면 상에 배치될 수 있고, 따라서 시일(250)의 반경 방향 외면이 밀봉을 형성하도록 케이싱의 내부벽(342)에 접촉한다.
본 출원의 노즐 조립체가 유체를 분배하는 데 사용되는 경우, 후속하는 단계들이 포함된다.
(1) 유체를 노즐 통로로 진입시키는 단계;
유체가 분배되기 전에, 피스톤(103)은 노즐(201)보다 높은 위치, 즉 피스톤(103)의 초기 위치에 위치된다. 그 때에, 피스톤(103)의 헤드 부분이 피스톤 챔버(530)를 전부 차지하지 않아서 피스톤 챔버(530)가 공기를 수용한다. 유체의 점도가 통상적으로 매우 크기 때문에, 유체는 유체 챔버(640)로부터 노즐 통로(512) 내로 자발적으로 흐를 수 없으며, 유체 수송 파이프가 연결되는 유체 소스에서 적절한 압력이 가해진 적절한 양의 유체가 노즐 통로(512) 내로 가압될 수 있다. 가해지는 압력은 유체의 특성들에 따라 달라진다. 추가로, 유체가 중력에 의해 노즐 통로(512)로 들어갈 수 있는 일부 특별한 경우에, 유체 소스에 압력을 가할 필요가 없다.
(2) 유체를 분배하는 단계;
노즐 조립체가 처리될 위치로 이동하면, 피스톤(103)을 아래로 이동시켜 피스톤 챔버(530) 내의 공기를 압착하며, 압착된 공기는 유체를 노즐 통로(512)에서 흘러나와 처리될 위치로 낙하하게 하여, 한번의 유체 분배를 완료한다.
(3) 피스톤을 초기화시키는 단계
유체 분배를 완료한 후에, 피스톤(103)을 위로 이동시켜 초기 위치로 복귀시켜서 다음 유체 분배를 준비하게 한다. 유체의 점도가 크기 때문에, 유체는, 피스톤(103)이 이동함으로써 압착된 공기에 의해 노즐 통로(512) 내의 유체가 압출된 직후에 노즐 통로(512) 내로 자발적으로 흐를 수 없을 것이다. 그 때에, 피스톤(103)을 곧바로 위로 이동시켜 주위 공기를 노즐 통로(512)를 통과해 노즐 챔버(530) 내로 끌어들여서 피스톤(103)의 공기 흡입 프로세스를 완료한다. 피스톤(103)은 초기 위치에 복귀하고 다음 유체 분배를 위해 준비된다.
전체 유체 분배 프로세스에서 피스톤(103)이 유체와 접촉하지 않기 때문에, 유체가 피스톤(103)에 부착되기 어렵고, 따라서 피스톤(103)의 왕복 운동의 유연성에 영향을 미치지 않는다. 또한, 피스톤(103)과 유체 간의 비접촉은 노즐(201)이 점성 유체에 의해 막힐 가능성을 낮춘다. 추가로, 본 출원의 노즐 조립체가 채용된다면, 분배될 유체의 양은 노즐 통로(512) 및 유체 통로(511)의 두께와 길이들을 설계함으로써 제어될 수 있다. 따라서, 본 출원의 노즐 조립체는 소량의 유체 분배에 적용 가능하고, 칩 레벨의 전자 프로세싱 분야에 적용될 수 있다.
본 발명의 일부 특징들만이 본 명세서에서 예시되고 설명되지만, 당업자들은 다양한 개선들 및 변경들을 만들 수 있다. 따라서, 첨부된 청구 범위는 본 발명의 사상 및 범위 내에 있는 모든 개선들 및 변경들을 포함하도록 의도된 것임을 이해해야만 한다.

Claims (15)

  1. 노즐로서,
    공기 흐름 입구(515) 및 공기 흐름 출구(516)를 포함하는 노즐 통로(512); 및
    유체 통로 입구(518) 및 유체 통로 출구(514)를 포함하는 유체 통로(511)로서, 상기 유체 통로 입구(518)는 유체가 상기 유체 통로(511)로 들어갈 수 있도록 유체 소스와 연통하고, 상기 유체 통로 출구(514)는 상기 유체가 상기 노즐 통로(512)로 들어갈 수 있도록 상기 노즐 통로(512)와 연통하는 것인, 유체 통로(511)
    를 포함하고,
    상기 공기 흐름 입구(515)로부터 가해지는 공기 흐름이 상기 노즐 통로(512) 내에서 상기 유체를 공기 흐름 출구(516) 밖으로 가압하는 것을 특징으로 하는, 노즐.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 노즐 통로(512)는 유체 입구(517)를 더 포함하고,
    상기 유체 통로 출구(514)는 유체가 상기 노즐 통로(512)로 들어갈 수 있도록 상기 노즐 통로(512)의 상기 유체 입구(517)와 연통하는 것을 특징으로 하는, 노즐.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 유체는 점성 유체이고 상기 유체의 점도는 1000cps 내지 150,000cps 범위 내에 있는 것을 특징으로 하는, 노즐.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 노즐은, 피스톤을 수용하는 데 사용되고 상기 노즐 통로(512)의 공기 흐름 입구(515)와 연통하는 피스톤 챔버(530)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 노즐.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 피스톤 챔버(530)와 상기 유체 통로(511)는 떨어져서 배치되는 것을 특징으로 하는, 노즐.
  6. 제 4 항에 있어서,
    상기 피스톤 챔버(530)의 저부는 매끄럽게 전이되는 만곡된 표면의 형상인 것을 특징으로 하는, 노즐.
  7. 제 4 항에 있어서,
    상기 공기 흐름 입구(515)는 상기 피스톤 챔버(530) 밑에 위치되는 것을 특징으로 하는, 노즐.
  8. 제 3 항에 있어서,
    상기 유체 통로 입구(518)는 상기 노즐(201)의 측벽에 배치되는 것을 특징으로 하는, 노즐.
  9. 제 3 항에 있어서,
    상기 유체 통로(511)는 상기 유체 통로 입구(516)로부터 상기 유체 통로 출구(514)까지 아래쪽으로 비스듬하게 연장하는 것을 특징으로 하는, 노즐.
  10. 제 3 항에 있어서,
    상기 노즐 통로(512)는 상부 노즐 통로 섹션(541) 및 하부 노즐 통로 섹션(542)을 구비하며, 상기 하부 노즐 통로 섹션(542)은 상기 상부 노즐 통로 섹션(541)보다 가늘고, 상기 상부 노즐 통로 섹션(541)은 상기 공기 흐름 입구(515)와 연통하는 것을 특징으로 하는, 노즐.
  11. 노즐 조립체로서,
    챔버(305)가 내부에 배치되어 있는 케이싱(203);
    상기 케이싱(203)의 상기 챔버(305) 내에 배치되는 슬리브(360)로서, 상기 슬리브(360)의 내부벽이 피스톤 통로(407)를 획정하며, 유체 챔버(640)가 상기 슬리브(360)의 외부벽과 상기 케이싱(203)의 내부벽 사이에 배치되는 것인, 슬리브(360);
    상기 케이싱(203)의 상기 챔버(305) 내에 배치되고 상기 슬리브(360) 밑에 배치되는 노즐(201)
    을 포함하며, 상기 노즐(201)은,
    공기 흐름 입구(515) 및 공기 흐름 출구(516)를 구비하는 노즐 통로(512);
    유체 통로 입구(518) 및 유체 통로 출구(514)를 구비하는 유체 통로(511)로서, 상기 유체 통로 입구(518)는 유체 챔버(640) 내의 유체가 상기 유체 통로(511)로 들어갈 수 있도록 상기 유체 챔버(640)와 연통하고, 상기 유체 통로 출구(514)는 상기 유체가 상기 노즐 통로(512)로 들어갈 수 있도록 상기 노즐 통로(512)와 연통하는 것인, 유체 통로(511);
    상기 노즐 통로(512)의 상기 공기 흐름 입구(515)와 연통하고 상기 피스톤 통로(407)와 연통하는 피스톤 챔버(530); 및
    상기 피스톤 통로(407) 및 상기 피스톤 챔버(530) 내에서 상하로 이동 가능한 피스톤(301)으로서, 상기 노즐 통로(512)를 통해 공기를 흡입 및 배출하여 상기 노즐 통로(512) 내의 유체를 상기 노즐 통로(512)의 상기 공기 흐름 출구(516) 밖으로 가압할 수 있는 것인, 피스톤(301)
    을 포함하는 것을 특징으로 하는, 노즐 조립체.
  12. 제 10 항에 있어서, 상기 피스톤(301)은 헤드 부분(302)을 구비하며, 상기 헤드 부분(302)의 형상은, 상기 피스톤(301)이 상기 노즐(201)에 대해 왕복 운동하는 경우 상기 노즐 통로(512)를 통해 공기를 흡입 및 배출할 수 있도록 상기 노즐(201)의 상기 피스톤 챔버(530)의 형상에 매칭되도록 구성되는 것을 특징으로 하는, 노즐 조립체.
  13. 제 10 항에 있어서,
    상기 케이싱(203)은 입구(303)를 가지고, 상기 입구(303)는 상기 유체 챔버(640)와 연통하는 것을 특징으로 하는, 노즐 조립체.
  14. 제 10 항에 있어서,
    상기 슬리브(360)는 상기 노즐(201)에 밀봉 연결되고 상기 슬리브(360)는 상기 케이싱(203)에 밀봉 연결되는 것을 특징으로 하는, 노즐 조립체.
  15. 제 10 항에 있어서,
    상기 노즐(201)은 상기 케이싱(203)에 밀봉 연결되는 것을 특징으로 하는, 노즐 조립체.
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