KR20220156622A - 전기 작동식 변위 펌프 - Google Patents

Abstract

전기 작동식 변위 펌프는 고정자(28) 및 회전자(30)를 갖는 전기 모터(22)를 포함한다. 회전자(30)는 유체 변위 부재(20a, 20b)에 연결되어 유체 변위 부재(20a, 20b)의 축방향 왕복을 구동한다. 구동 메커니즘(24)은 회전자(30)로부터 회전 출력을 수신하고 유체 변위 부재(20a; 20b)에 선형 입력을 제공한다. 구동 메커니즘(24)은 유체 변위 부재(20a; 20b)에 연결되고 회전자(30)와 동축으로 배치된 스크류(92), 및 스크류(92)와 회전자(30) 사이에 배치된 복수의 롤링 요소(98)를 포함한다.

Description

전기 작동식 변위 펌프

관련 출원에 대한 상호 참조

본 출원은 그 개시내용이 본 명세서에 그대로 참조로서 합체되어 있는, 2020년 3월 31일 출원되고 발명의 명칭이 "전기 작동식 변위 펌프(ELECTRICALLY OPERATED DISPLACEMENT PUMP)"인 미국 가출원 제63/002,674호의 이익을 주장한다.

본 개시내용은 정변위 펌프(positive displacement pumps)에 관한 것으로서, 더 구체적으로는 정변위 펌프용 구동 시스템에 관한 것이다.

정변위 펌프는 선택된 유량으로 프로세스 유체(process fluid)를 토출한다. 통상적인 정변위 펌프에서, 유체 변위 부재, 일반적으로 피스톤 또는 다이어프램은 프로세스 유체를 펌핑한다.

유체 작동식 이중 변위 펌프는 통상적으로 유체 변위 부재로서 다이어프램을 채용하고 유체 변위 부재를 구동하기 위한 작동 유체로서 공기 또는 유압 유체를 채용한다. 공기 작동식 이중 변위 펌프에서, 2개의 다이어프램은 샤프트에 의해 연결되고 압축 공기는 작동 유체이다. 압축 공기는 각각의 다이어프램과 연관된 2개의 챔버 중 하나에 인가된다. 제1 다이어프램은 펌핑 행정을 통해 구동되고, 압축 공기가 제1 챔버에 제공될 때 흡입 행정을 통해 제2 다이어프램을 견인한다. 다이어프램은 압축 공기가 제2 챔버에 제공될 때 역행정을 통해 이동한다. 압축 공기의 전달은 공기 밸브에 의해 제어되고, 공기 밸브는 일반적으로 다이어프램에 의해 기계적으로 작동된다. 하나의 다이어프램은 액추에이터가 공기 밸브를 토글하게 할 때까지 견인된다. 공기 밸브를 토글하는 것은 제1 챔버로부터 분위기로 압축 공기를 배기하고 신선한 압축 공기를 제2 챔버로 도입하여, 이에 의해 각각의 다이어프램의 왕복을 유발한다.

이중 변위 펌프는 또한 펌프가 작동 유체의 사용을 요구하지 않도록 기계적으로 작동될 수 있다. 이러한 경우에, 모터는 왕복 구동하기 위해 유체 변위 부재에 작동식으로 연결된다. 유체 변위 부재를 연결하는 샤프트와 모터 사이에 기어 트레인(gear train)이 배치되어 펌프가 펌핑 중에 충분한 토크를 제공할 수 있는 것을 보장한다. 모터와 기어 트레인은 펌프의 본체 외부에 배치된다.

본 개시내용의 일 양태에 따르면, 유체를 펌핑하기 위한 변위 펌프는 고정자 및 회전자를 포함하는 전기 모터; 유체를 펌핑하도록 구성된 유체 변위 부재; 및 회전자와 유체 변위 부재에 연결된 구동 메커니즘을 포함한다. 구동 메커니즘은 회전자로부터의 회전 출력을 유체 변위 부재에 대한 선형 입력으로 변환한다. 구동 메커니즘은 유체 변위 부재에 연결된 스크류 및 스크류와 회전자 사이에 배치된 복수의 롤링 요소를 포함한다. 스크류는 회전자와 동축으로 배치된다. 복수의 롤링 요소는 회전자에 대해 스크류를 지지하고 스크류를 축방향으로 구동한다.

본 개시내용의 다른 양태에 따르면, 펌핑 방법은 전기 모터의 회전자의 회전을 구동하는 단계; 스크류 샤프트가 제1 흡입 행정 및 제1 펌핑 행정 중 하나를 통해 스크류 샤프트의 제1 단부에 부착된 제1 유체 변위 부재를 구동하도록 스크류 샤프트를 제1 축방향으로 선형 변위하는 단계로서, 스크류는 회전자와 동축이고 회전자와 스크류 샤프트 사이에 배치된 복수의 롤링 요소에 의해 지지되는, 선형 변위 단계; 및 복수의 롤링 요소에 의해, 스크류 샤프트를 제1 축방향에 대향하는 제2 축방향으로 선형 변위하는 단계를 포함한다.

본 개시내용의 또 다른 양태에 따르면, 유체를 펌핑하기 위한 변위 펌프는 펌프 하우징 내에 배치된 전기 모터; 유체를 펌핑하도록 구성되고 유체 변위 부재가 펌프 하우징에 대해 회전하는 것이 방지되도록 펌프 하우징과 계면 접촉하도록 구성되는 유체 변위 부재; 및 전기 모터의 회전자와 유체 변위 부재에 연결되고 회전자로부터의 회전 출력을 유체 변위 부재에 대한 선형 입력으로 변환하도록 구성된 구동 메커니즘을 포함한다. 구동 메커니즘은 유체 변위 부재에 연결된 스크류를 포함한다. 스크류는 유체 변위 부재에 선형 입력을 제공한다. 스크류는 스크류가 유체 변위 부재에 대해 회전하는 것이 방지되도록 유체 변위 부재와 계면 접촉한다.

본 개시내용의 또 다른 양태에 따르면, 유체를 펌핑하기 위한 변위 펌프는 펌프 하우징 내에 배치되고 고정자 및 펌프 축을 중심으로 회전 가능한 회전자를 포함하는 전기 모터; 유체를 펌핑하기 위해 펌프 축 상에서 왕복하도록 구성된 유체 변위 부재; 및 회전자와 유체 변위 부재에 연결되고 회전자로부터의 회전 출력을 유체 변위 부재에 대한 선형 입력으로 변환하도록 구성된 구동 메커니즘을 포함한다. 유체 변위 부재는 제1 계면에서 펌프 하우징과 계면 접촉한다. 구동 메커니즘은 제2 계면에서 유체 변위 부재에 연결된 스크류를 포함한다. 제1 계면과 제2 계면은 스크류가 펌프 축을 중심으로 유체 변위 부재 및 펌프 하우징에 대해 회전하는 것을 방지한다.

본 개시내용의 또 다른 양태에 따르면, 전기 모터를 갖는 이중 다이어프램 펌프는 하우징; 고정자 및 회전자를 포함하는 전기 모터로서, 회전자는 회전 입력을 발생하기 위해 회전하도록 구성되는, 전기 모터; 회전 입력을 수신하고 회전 입력을 선형 입력으로 변환하는 스크류; 제1 다이어프램 및 제2 다이어프램을 포함한다. 스크류는 제1 및 제2 다이어프램 사이에 위치설정되고, 제1 및 제2 다이어프램의 각각은 제1 및 제2 다이어프램의 각각이 유체를 펌핑하기 위해 왕복하도록 선형 입력을 수신한다. 제1 및 제2 다이어프램의 각각은 하우징에 의해 회전 고정된다. 제1 및 제2 다이어프램은 스크류에 대해 회전 고정되어, 스크류를 회전 고정하는 제1 및 제2 다이어프램에 의해, 회전 입력에도 불구하고, 스크류가 회전되는 것이 방지되게 된다.

본 개시내용의 또 다른 양태에 따르면, 유체를 펌핑하기 위한 변위 펌프는 펌프 하우징 내에 배치된 전기 모터로서, 전기 모터는 고정자 및 회전자를 포함하고 회전자는 펌프 축을 중심으로 회전하도록 구성되는, 전기 모터, 유체 변위 부재의 선형 왕복에 의해 유체를 펌핑하도록 구성된 유체 변위 부재, 및 회전자 및 유체 변위 부재에 연결된 구동 메커니즘을 포함한다. 유체 변위 부재는 유체 변위 부재가 펌프 하우징에 대해 회전하는 것이 방지되도록 펌프 하우징과 계면 접촉한다. 구동 메커니즘은 유체 변위 부재에 연결된 스크류를 포함하고 회전자로부터 회전 출력을 수신하고 회전자로부터의 회전 출력을 유체 변위 부재를 선형 왕복시키기 위한 유체 변위 부재에 대한 선형 입력으로 변환하도록 구성된다. 스크류와 펌프 하우징 사이의 계면에 의해 스크류가 회전 출력에 의해 회전되는 것이 방지된다.

본 개시내용의 또 다른 양태에 따르면, 왕복 펌프에 의해 유체를 펌핑하는 방법은 전기 모터의 고정자에 의해 전기 모터의 회전자의 회전을 구동하는 단계; 회전자의 회전에 의해, 회전자와 동축으로 배치된 스크류 샤프트가 펌프 축을 따라 왕복하게 하는 단계로서, 스크류 샤프트는 흡입 행정 및 펌핑 행정을 통해 유체 변위 부재를 구동하는, 왕복하게 하는 단계; 유체 변위 부재와 펌프 하우징 사이의 제1 계면에 의해 펌프의 펌프 하우징에 대한 유체 변위 부재의 회전을 방지하는 단계; 및 스크류 샤프트와 유체 변위 부재 사이의 제1 계면 및 제2 계면에 의해 축을 중심으로 하는 스크류 샤프트의 회전을 방지하는 단계를 포함한다.

본 개시내용의 또 다른 양태에 따르면, 유체를 펌핑하기 위한 변위 펌프는 펌프 하우징 내에 배치되고 고정자 및 회전자를 포함하는 전기 모터; 유체를 펌핑하도록 구성된 유체 변위 부재; 및 유체 변위 부재에 연결된 스크류를 포함한다. 스크류는 회전자의 회전이 펌프 축을 따른 스크류의 선형 변위를 구동하도록 회전자에 작동 가능하게 연결된다. 스크류는 샤프트 본체와, 샤프트 본체를 통해 연장하고 스크류와 회전자 사이의 계면에 윤활제를 제공하도록 구성된 윤활제 경로를 포함한다.

본 개시내용의 또 다른 양태에 따르면, 전기 변위 펌프를 윤활하는 방법은 스크류 샤프트를 통해 연장하는 윤활제 경로를 통해 펌프의 펌프 모터의 회전자와 스크류 샤프트 사이의 계면에 윤활제를 제공하는 단계를 포함하고, 스크류 샤프트는 회전자와 동축으로 배치된다.

본 개시내용의 또 다른 양태에 따르면, 유체를 펌핑하기 위한 변위 펌프는 펌프 하우징 내에 적어도 부분적으로 배치되고 고정자 및 회전자를 포함하는 전기 모터 및 회전자로부터의 회전 출력이 제1 유체 변위 부재에 선형 왕복 입력을 제공하도록 회전자에 연결된 제1 유체 변위 부재를 포함한다. 제1 유체 변위 부재는 제1 유체 변위 부재의 제1 측면에 배치된 제1 프로세스 유체 챔버를 제1 유체 변위 부재의 제2 측면에 배치된 제1 냉각 챔버로부터 유체적으로 분리한다. 제1 유체 변위 부재는 동시에 제1 프로세스 유체 챔버를 통해 프로세스 유체를 펌핑하고 제1 냉각 챔버를 통해 공기를 펌핑한다.

본 개시내용의 또 다른 양태에 따르면, 전기 모터를 갖는 이중 다이어프램 펌프는 하우징; 고정자 및 회전자를 포함하는 전기 모터로서, 회전자는 회전 입력을 발생하기 위해 회전하도록 구성되는, 전기 모터; 회전자로부터의 회전 출력이 제1 다이어프램에 선형 왕복 입력을 제공하도록 회전자에 연결된 제1 다이어프램; 및 회전자로부터의 회전 출력이 제2 다이어프램에 선형 왕복 입력을 제공하도록 회전자에 연결된 제2 다이어프램을 포함한다. 제1 다이어프램은 제1 다이어프램의 제1 측면에 배치된 제1 프로세스 유체 챔버를 제1 다이어프램의 제2 측면에 배치된 제1 냉각 챔버로부터 유체적으로 분리한다. 제2 다이어프램은 제2 다이어프램의 제1 측면에 배치된 제2 프로세스 유체 챔버를 제2 다이어프램의 제2 측면에 배치된 제2 냉각 챔버로부터 유체적으로 분리한다. 제1 다이어프램과 제2 다이어프램은 제1 방향 및 제2 방향으로 왕복한다. 제1 다이어프램은 제1 다이어프램이 제1 방향으로 이동함에 따라 프로세스 유체의 펌핑 행정과 공기의 흡입 행정을 동시에 수행한다. 제2 다이어프램은 제2 다이어프램이 제1 방향으로 이동함에 따라 프로세스 유체의 흡입 행정과 공기의 펌핑 행정을 동시에 수행한다. 제1 다이어프램은 제1 다이어프램이 제2 방향으로 이동함에 따라 공기의 펌핑 행정과 프로세스 유체의 흡입 행정을 동시에 수행한다. 제2 다이어프램은 제2 다이어프램이 제2 방향으로 이동함에 따라 프로세스 유체의 펌핑 행정과 공기의 흡입 행정을 동시에 수행한다.

본 개시내용의 또 다른 양태에 따르면, 전기 작동식 다이어프램 펌프를 냉각하는 방법은 펌프 축을 중심으로 회전하도록 구성된 회전자를 갖는 전기 모터에 의해 제1 유체 변위 부재 및 제2 유체 변위 부재의 왕복을 구동하는 단계로서, 제1 유체 변위 부재 및 제2 유체 변위 부재는 회전자와 동축으로 배치되고 구동 메커니즘을 통해 회전자에 연결되는, 구동 단계; 제1 유체 변위 부재에 의해 펌프의 냉각 회로의 제1 냉각 챔버 내로 공기를 흡인하는 단계로서, 제1 냉각 챔버는 제1 유체 변위 부재와 회전자 사이에 배치되는, 흡인 단계; 제1 냉각 챔버로부터 제2 유체 변위 부재와 회전자 사이에 배치된 제2 냉각 챔버로 공기를 펌핑하는 단계; 및 냉각 회로로부터 공기를 배기하기 위해 제2 유체 변위 부재에 의해 제2 모터 챔버 외부로 공기를 구동하는 단계를 포함한다.

본 개시내용의 또 다른 양태에 따르면, 유체를 펌핑하기 위한 변위 펌프는 회전자 및 회전자 둘레로 연장하는 고정자를 포함하는 전기 모터, 유체를 펌핑하도록 구성되고 회전자와 동축으로 배치된 유체 변위 부재, 회전자 및 유체 변위 부재에 연결된 구동 메커니즘, 및 회전자에 근접하게 배치된 위치 센서를 포함하고, 위치 센서는 회전자의 회전을 감지하고 제어기에 데이터를 제공하도록 구성된다. 구동 메커니즘은 회전자로부터의 회전 출력을 유체 변위 부재에 대한 선형 입력으로 변환하도록 구성된다.

본 개시내용의 또 다른 양태에 따르면, 유체를 펌핑하기 위한 변위 펌프는 고정자 및 회전자를 포함하는 전기 모터; 유체를 펌핑하도록 구성되고 회전자와 동축으로 배치되는 유체 변위 부재; 회전자와 유체 변위 부재에 연결된 구동 메커니즘으로서, 구동 메커니즘은 회전자로부터의 회전 출력을 유체 변위 부재에 대한 선형 입력으로 변환하도록 구성된, 구동 메커니즘; 및 제어기를 포함한다. 제어기는 회전자가 펌프가 펌핑 상태와 실속 상태의 모두에 있는 상태에서 구동 메커니즘에 토크를 인가하도록 전기 모터로의 전류 흐름을 조절하도록 구성된다. 펌핑 상태에서, 회전자는 구동 메커니즘에 토크를 인가하고 펌프 축을 중심으로 회전하여 유체 변위 부재가 프로세스 유체에 힘을 인가하고 펌프 축을 따라 축방향으로 변위하게 한다. 실속 상태에서, 회전자는 구동 메커니즘에 토크를 인가하고 펌프 축을 중심으로 회전하지 않아 유체 변위 부재 프로세스 유체에 힘을 인가하고 축방향으로 변위하지 않게 된다.

본 개시내용의 또 다른 양태에 따르면, 왕복 펌프의 작동 방법은 전기 모터의 회전자에 회전력을 전자기적으로 인가하는 단계; 회전자에 의해, 구동 메커니즘에 토크를 인가하는 단계; 구동 메커니즘에 의해, 프로세스 유체를 펌핑하기 위해 펌프 축 상에서 왕복하도록 구성된 유체 변위 부재에 축방향 힘을 인가하는 단계; 및 제어기에 의해, 펌핑 상태 및 실속 상태의 모두 동안 회전력이 회전자에 인가되도록 전기 모터의 고정자로의 전류 흐름을 조절하는 단계를 포함한다. 펌핑 상태에서, 회전자는 구동 메커니즘에 토크를 인가하고 펌프 축을 중심으로 회전하여 유체 변위 부재가 프로세스 유체에 힘을 인가하고 펌프 축을 따라 축방향으로 변위하게 한다. 실속 상태에서, 회전자는 구동 메커니즘에 토크를 인가하고 펌프 축을 중심으로 회전하지 않아 유체 변위 부재 프로세스 유체에 힘을 인가하고 축방향으로 변위하지 않게 된다.

본 개시내용의 또 다른 양태에 따르면, 왕복 펌프의 작동 방법은 펌프 축 상에 배치되고 펌프 축을 따라 왕복하도록 구성된 유체 변위 부재에 연결된 전기 모터에 전류를 제공하는 단계; 및 제어기에 의해, 펌프에 의한 압력 출력을 타겟 압력으로 제어하기 위해 전기 모터로의 전류 흐름을 조절하는 단계를 포함한다.

본 개시내용의 또 다른 양태에 따르면, 유체를 펌핑하기 위한 변위 펌프는 고정자 및 펌프 축을 중심으로 회전하도록 구성된 회전자를 포함하는 전기 모터; 유체를 펌핑하도록 구성되고 회전자와 동축으로 배치되는 유체 변위 부재; 회전자와 유체 변위 부재에 연결된 구동 메커니즘; 및 제어기를 포함한다. 구동 메커니즘은 회전자로부터의 회전 출력을 유체 변위 부재에 대한 선형 입력으로 변환하도록 구성된다. 제어기는 전류가 고정자에 제공되게 하여 회전자의 회전을 구동하여, 이에 의해 유체 변위 부재의 왕복을 구동하고; 펌프에 의한 압력 출력을 타겟 압력으로 제어하기 위해 전기 모터로의 전류 흐름을 조절하도록 구성된다.

본 개시내용의 또 다른 양태에 따르면, 왕복 펌프의 작동 방법은 전기 모터에 의해, 펌프 축을 따라 유체 변위 부재의 왕복을 구동하는 단계로서, 유체 변위 부재는 전기 모터의 회전자와 동축으로 배치되는, 구동 단계; 제어기에 의해, 회전자의 회전 속도를 조절하여 이에 의해 회전 속도가 최대 속도 이하가 되도록 유체 변위 부재의 축방향 속도를 직접 제어하는 단계; 및 제어기에 의해, 제공된 전류가 최대 전류 이하가 되도록 전기 모터에 제공되는 전류를 조절하는 단계를 더 포함한다.

본 개시내용의 또 다른 양태에 따르면, 왕복 펌프의 작동 방법은 전기 모터에 의해, 펌프 축을 따라 유체 변위 부재의 왕복을 구동하는 단계로서, 유체 변위 부재는 전기 모터의 회전자와 동축으로 배치되고, 유체 변위 부재는 가변 작업 표면적을 포함하는, 구동 단계; 및 제어기에 의해, 유체 변위 부재의 펌핑 행정의 시작시에 제1 전류가 전기 모터에 제공되고 펌핑 행정의 종료시에 제2 전류가 전기 모터에 제공되도록 전기 모터에 제공되는 전류를 변동하는 단계로서, 제2 전류는 제1 전류보다 더 작은, 변동 단계를 포함한다.

본 개시내용의 또 다른 양태에 따르면, 유체를 펌핑하기 위한 이중 펌프는 고정자 및 회전자를 포함하는 전기 모터로서, 회전자는 회전 입력을 발생하도록 구성되는, 전기 모터; 전기 모터로의 전류 흐름을 조절하도록 구성된 제어기; 회전자 내에서 연장하고 회전 입력을 수신하고 회전 입력을 스크류의 선형 왕복 운동으로 변환하도록 구성된 스크류를 포함하는 구동 메커니즘, 제1 유체 변위 부재, 및 제2 유체 변위 부재를 포함한다. 제1 방향으로의 회전자의 회전은 축을 따라 제1 방향으로 선형 이동하도록 스크류를 구동하고, 제2 방향으로의 회전자의 회전은 축을 따라 제2 방향으로 선형 이동하도록 스크류를 구동한다. 스크류는 제1 및 제2 유체 변위 부재 사이에 위치설정된다. 스크류는 회전자가 제1 방향으로 회전할 때 축을 따라 제1 방향으로 그리고 회전자가 제2 방향으로 회전할 때 축을 따라 제2 방향으로 제1 및 제2 유체 변위 부재를 왕복시킨다. 제1 유체 변위부는 프로세스 유체의 펌핑 행정을 수행하고 제2 유체 변위부는 스크류가 제1 방향으로 이동할 때 프로세스 유체의 흡입 행정을 수행한다. 제1 유체 변위부는 프로세스 유체의 흡입 행정을 수행하고 제2 유체 변위부는 스크류가 제2 방향으로 이동할 때 프로세스 유체의 펌핑 행정을 수행한다. 제어기는 모터로의 전류 흐름을 조절함으로써 프로세스 유체의 출력 압력을 조절하여, 전류가 제어기에 의해 모터에 계속 공급되는 동안에도 제1 유체 변위 부재가 펌프 행정에 있고 제2 유체 변위 부재가 흡입 행정에 있는 동안 프로세스 유체의 압력이 회전자를 실속할 때까지 회전자가 회전하여 제1 및 제2 유체 변위 부재가 왕복하게 하여 프로세스 유체를 펌핑하고, 제1 및 제2 유체 변위 부재는 회전자가 실속을 극복하고 회전을 재개하게 하기 위해 충분하게 프로세스 유체의 압력이 강하할 때 펌핑을 재개한다.

본 개시내용의 또 다른 양태에 따르면, 유체를 펌핑하기 위한 변위 펌프는 고정자 및 펌프 축을 중심으로 회전하도록 구성된 회전자를 포함하는 전기 모터; 유체를 펌핑하도록 구성되고 회전자와 동축으로 배치되는 제1 유체 변위 부재; 유체를 펌핑하도록 구성되고 회전자와 동축으로 배치되는 제2 유체 변위 부재; 회전자와 제1 및 제2 유체 변위 부재에 연결되고 스크류를 포함하고 회전자로부터의 회전 출력을 제1 및 제2 유체 변위 부재에 대한 선형 입력으로 변환하도록 구성된 구동 메커니즘, 및 펌프를 시동 모드와 펌핑 모드에서 작동하도록 구성된 제어기를 포함한다. 시동 모드 동안 제어기는 모터가 제1 및 제2 유체 변위 부재를 제1 축방향으로 구동하게 하고; 제1 및 제2 유체 변위 부재 중 적어도 하나가 제1 스톱에 조우할 때 제어기가 제1 전류 스파이크를 검출하는 것에 기초하여 제1 및 제2 유체 변위 부재 중 적어도 하나의 축방향 로케이션을 결정하도록 구성된다. 제1 및 제2 유체 변위 부재를 제1 축방향으로 이동시키는 것은 제1 및 제2 유체 변위 부재 중 하나를 펌핑 행정을 통해 이동시키고 제1 및 제2 유체 변위 부재 중 다른 하나를 흡입 행정을 통해 이동시킨다. 제1 및 제2 유체 변위 부재를 제1 축방향에 대향하는 제2 축방향으로 이동시키는 것은 제1 및 제2 유체 변위 부재 중 하나를 흡입 행정을 통해 이동시키고 제1 및 제2 유체 변위 부재 중 다른 하나를 펌핑 행정을 통해 이동시킨다.

본 개시내용의 또 다른 양태에 따르면, 유체를 펌핑하기 위한 변위 펌프는 고정자 및 펌프 축을 중심으로 회전하도록 구성된 회전자를 포함하는 전기 모터; 유체를 펌핑하도록 구성되고 회전자와 동축으로 배치되는 유체 변위 부재; 회전자와 유체 변위 부재에 연결된 구동 메커니즘; 및 시동 모드 및 펌핑 모드에서 펌프를 작동시키도록 구성된 제어기를 포함한다. 구동 메커니즘은 회전자로부터의 회전 출력을 유체 변위 부재에 대한 선형 입력으로 변환하도록 구성된다. 시동 모드 동안 제어기는 모터가 유체 변위 부재를 제1 축방향으로 구동하게 하고; 유체 변위 부재가 제1 스톱에 조우할 때 제어기가 제1 전류 스파이크를 검출하는 것에 기초하여 유체 변위 부재의 축방향 로케이션을 결정하도록 구성된다.

본 개시내용의 또 다른 양태에 따르면, 왕복 펌프의 작동 방법은 전기 모터에 의해, 펌프 축 상에서 제1 축방향으로 제1 유체 변위 부재를 구동하는 단계로서, 제1 유체 변위 부재는 전기 모터의 회전자와 동축으로 배치되는, 구동 단계; 제어기에 의해, 제1 유체 변위 부재가 제1 스톱에 조우하고 회전자가 회전을 정지하는 것으로 인해 제어기가 전류 스파이크를 검출하는 것에 기초하여 제1 유체 변위 부재의 축방향 로케이션을 결정하는 단계를 포함한다.

본 개시내용의 또 다른 양태에 따르면, 왕복 펌프의 작동 방법은 전기 모터에 의해, 펌프 축을 따라 제1 축방향으로 제1 유체 변위 부재를 구동하는 단계로서, 제1 유체 변위 부재는 전기 모터의 회전자와 동축으로 배치되는, 구동 단계; 제어기에 의해, 제1 유체 변위 부재가 펌프 축을 따라 제1 타겟 지점으로부터 제1 축방향 거리에 배치된 제1 감속 지점에 있을 때 회전자의 감속을 시작하는 단계; 제어기에 의해, 제1 정지 지점과 제1 타겟 지점 사이의 제1 축방향 거리에 기초하여 제1 조정 인자를 결정하는 단계로서, 제1 정지 지점은 제1 유체 변위 부재가 제1 축방향으로 변위를 정지하는 축방향 로케이션인, 제1 조정 인자 결정 단계; 및 제어기에 의해, 제1 조정 인자에 기초하여 행정 길이를 관리하는 단계를 포함한다.

본 개시내용의 또 다른 양태에 따르면, 유체를 펌핑하기 위한 변위 펌프는 고정자 및 회전자를 포함하는 전기 모터; 회전자로부터의 회전 출력이 제1 유체 변위 부재에 선형 왕복 입력을 제공하도록 회전자에 연결된 유체 변위 부재; 및 제어기를 포함한다. 제어기는 전류 한계에 기초하여 전기 모터로의 전류 흐름을 조절하여 이에 의해 유체 변위 부재에 의해 펌핑된 유체의 출력 압력을 조절하고; 속도 한계에 기초하여 회전자의 회전 속도를 조절하여 이에 의해 유체 변위 부재에 의해 펌핑된 유체의 출력 유량을 조절하고; 제어기에 의해 수신된 단일 파라미터 명령에 기초하여 전류 한계 및 속도 한계를 설정하도록 구성된다.

본 개시내용의 또 다른 양태에 따르면, 왕복 펌프의 작동 방법은 전기 모터의 회전자에 회전력을 전자기적으로 인가하는 단계; 회전자에 의해, 구동 메커니즘에 토크를 인가하는 단계; 구동 메커니즘에 의해, 프로세스 유체를 펌핑하기 위해 펌프 축 상에서 왕복하도록 구성된 유체 변위 부재에 축방향 힘을 인가하는 단계; 제어기에 의해, 전류 한계에 기초하여 전기 모터의 고정자로의 전류 흐름을 조절하는 단계; 제어기에 의해, 속도 한계에 기초하여 회전자의 속도를 조절하는 단계; 사용자로부터의 단일 입력에 기초하여 단일 파라미터 명령을 발생하는 단계; 및 제어기에 의해, 제어기에 의해 수신된 단일 파라미터 명령에 기초하여 전류 한계 및 속도 한계의 모두를 설정하는 단계를 포함한다.

본 개시내용의 또 다른 양태에 따르면, 유체를 펌핑하기 위한 변위 펌프는 고정자 및 펌프 축을 중심으로 회전하도록 구성된 회전자를 포함하는 전기 모터; 유체를 펌핑하기 위해 왕복하도록 회전자에 작동식으로 연결된 유체 변위 부재; 및 시동 모드 및 펌핑 모드에서 모터를 작동시키도록 구성된 제어기를 포함한다. 펌핑 모드 동안 제어기는 타겟 전류 및 타겟 속도에 기초하여 전기 모터를 작동하도록 구성된다. 시동 모드 동안 제어기는 타겟 속도 미만인 최대 프라이밍 속도에 기초하여 전기 모터를 작동하도록 구성된다.

본 개시내용의 또 다른 양태에 따르면, 왕복 펌프의 작동 방법은 전기 모터의 회전자에 회전력을 전자기적으로 인가하는 단계; 회전자에 의해, 구동 메커니즘에 토크를 인가하는 단계; 구동 메커니즘에 의해, 프로세스 유체를 펌핑하기 위해 펌프 축 상에서 왕복하도록 구성된 유체 변위 부재에 축방향 힘을 인가하는 단계; 제어기에 의해, 실제 속도가 최대 프라이밍 속도 미만이 되도록 시동 모드 동안 회전자의 실제 속도를 제어하기 위해 제어기에 의해 전기 모터에 대한 전력을 조절하는 단계; 제어기에 의해, 실제 속도가 타겟 속도 미만이 되도록 펌핑 모드 동안 회전자의 실제 속도를 제어하기 위해 제어기에 의해 전기 모터에 대한 전력을 조절하는 단계를 포함한다. 최대 프라이밍 속도는 타겟 속도 미만이다.

본 개시내용의 또 다른 양태에 따르면, 왕복 펌프의 작동 방법은 전기 모터에 의해, 펌프 축을 따라 제1 축방향으로 펌핑 행정을 통해 제1 유체 변위 부재를 구동하는 단계로서, 제1 유체 변위 부재는 전기 모터의 회전자와 동축으로 배치되는, 구동 단계; 및 제어기에 의해, 제2 작동 모드 동안 행정 길이가 제1 작동 모드 동안 행정 길이보다 짧도록 제1 작동 모드 및 제2 작동 모드 동안 제1 유체 변위 부재의 행정 길이를 관리하는 단계를 포함한다.

본 개시내용의 또 다른 양태에 따르면, 왕복 펌프의 작동 방법은 전기 모터에 의해, 펌프 축을 따라 제1 축방향으로 펌핑 행정을 통해 제1 유체 변위 부재를 구동하는 단계로서, 제1 유체 변위 부재는 전기 모터의 회전자와 동축으로 배치되는, 구동 단계; 및 제어기에 의해, 펌프 행정이 펌프 축을 따라 제1 변위 범위에서 발생하도록 제1 작동 모드 동안 제1 유체 변위 부재의 행정을 관리하는 단계; 및 제어기에 의해, 펌프 행정이 펌프 축을 따라 제2 변위 범위에서 발생하도록 제1 작동 모드 동안 제1 유체 변위 부재의 행정을 관리하는 단계를 포함하고; 제2 변위 범위는 제1 변위 범위의 부분집합이다.

본 개시내용의 또 다른 양태에 따르면, 유체를 펌핑하기 위한 변위 펌프는 고정자 및 펌프 축을 중심으로 회전하도록 구성된 회전자를 포함하는 전기 모터; 유체를 펌핑하기 위해 펌프 축을 따라 왕복하도록 회전자에 작동식으로 연결된 유체 변위 부재; 제1 작동 모드 및 제2 작동 모드에서 모터를 작동시키도록 구성된 제어기를 포함한다. 제1 작동 모드 동안 제어기는 유체 변위 부재의 펌프 행정이 펌프 축을 따른 제1 변위 범위에서 발생하도록 유체 변위 부재의 행정 길이를 관리하도록 구성된다. 제2 작동 모드 동안 제어기는 유체 변위 부재의 펌프 행정이 펌프 축을 따른 제2 변위 범위에서 발생하도록 유체 변위 부재의 행정 길이를 관리하도록 구성된다. 제2 변위 범위는 제1 변위 범위보다 더 작은 축방향 범위를 갖는다.

본 개시내용의 또 다른 양태에 따르면, 왕복 펌프의 작동 방법은 전기 모터에 의해, 유체를 펌핑하기 위해 제1 유체 변위 부재 및 제2 유체 변위 부재의 왕복을 구동하는 단계; 및 제어기에 의해, 전기 모터의 실제 작동 파라미터를 모니터링하는 단계; 및 제어기에 의해, 펌프 사이클의 특정 위상 동안 예상 작동 파라미터와는 상이한 실제 작동 파라미터에 기초하여 에러가 발생했다고 결정하는 단계를 포함한다.

본 개시내용의 또 다른 양태에 따르면, 유체를 펌핑하기 위한 변위 펌프는 고정자 및 펌프 축을 중심으로 회전하도록 구성된 회전자를 포함하는 전기 모터; 회전자에 연결된 구동부로서, 구동부는 회전자로부터의 회전 출력을 선형 입력으로 변환하도록 구성되는, 구동부; 선형 입력에 의해 구동되도록 구동부에 연결된 제1 유체 변위 부재; 및 제어기를 포함한다. 제어기는 전류가 고정자에 제공되게 하여 회전자의 회전을 구동하여, 이에 의해 유체 변위 부재의 왕복을 구동하고; 전기 모터의 실제 작동 파라미터를 모니터링하고; 펌프 사이클의 특정 위상 동안 예상 작동 파라미터와는 상이한 실제 작동 파라미터에 기초하여 에러가 발생했다고 결정하도록 구성된다.

도 1a는 전기 작동식 펌프의 정면 등각도이다.
도 1b는 전기 작동식 펌프의 후면 등각도이다.
도 1c는 전기 작동식 펌프의 개략 블록도이다.
도 2는 전기 작동식 펌프의 유로를 도시하고 있는 개략 블록도이다.
도 3a는 전기 작동식 펌프의 분해 후면 등각도이다.
도 3b는 전기 작동식 펌프의 부분의 분해 정면 등각도이다.
도 4a는 도 1b의 라인 A-A를 따라 취한 단면도이다.
도 4b는 도 4a의 상세 B의 확대도이다.
도 4c는 도 1a의 라인 C-C를 따라 취한 단면도이다.
도 4d는 도 4b의 라인 D-D를 따라 취한 단면도이다.
도 5a는 내부 체크 밸브 및 단부 캡의 등각도이다.
도 5b는 전기 작동식 펌프의 부분의 확대 단면도이다.
도 6a는 에어 체크 조립체의 분해도이다.
도 6b는 에어 체크 조립체의 내부측의 등각도이다.
도 6c는 펌프에 장착된 에어 체크 조립체의 확대 단면도이다.
도 7은 유체 변위 부재, 유체 커버, 및 구동 메커니즘의 부분의 분해 단면도이다.
도 8a는 전기 작동식 펌프의 등각도이다.
도 8b는 하우징 커버가 제거되어 있는 상태의 도 8a에 도시되어 있는 전기 작동식 펌프의 등각도이다.
도 8c는 도 8a에 도시되어 있는 전기 작동식 펌프의 펌프 본체의 등각도이다.
도 8d는 도 8a의 라인 D-D를 따라 취한 단면도이다.
도 8e는 도 8a의 라인 E-E를 따라 취한 단면도이다.
도 9a는 전기 작동식 펌프의 부분 분해 등각도이다.
도 9b는 유체 변위 부재와 구동 메커니즘 사이의 계면의 분해 단면도이다.
도 9c는 스크류의 단부의 등각도이다.
도 10은 회전 방지 계면을 도시하고 있는 단면 블록도이다.
도 11은 회전 방지 계면을 도시하고 있는 블록도이다.
도 12는 전기 작동식 펌프의 모터 및 구동 메커니즘을 도시하고 있는 등각 부분 단면도이다.
도 13은 구동 너트의 일부가 제거된 상태의 구동 메커니즘의 등각도이다.
도 14는 구동 너트의 일부가 제거된 상태의 구동 메커니즘의 등각도이다.
도 15는 롤링 요소를 나타내기 위해 구동 너트의 본체가 제거된 상태의 도 13에 도시되어 있는 구동 메커니즘의 등각도이다.
도 16a는 모터 너트의 제1 등각도이다.
도 16b는 모터 너트의 제2 등각도이다.
도 17a는 전기 작동식 펌프의 부분의 확대 단면도이다.
도 17b는 회전자의 부분의 등각도이다.
도 18은 전기 작동식 펌프의 부분의 확대 단면도이다.
도 19는 전기 작동식 펌프의 블록도이다.
도 20a는 타겟 지점에 대한 제1 전환 로케이션을 도시하고 있는 블록도이다.
도 20b는 타겟 지점에 대한 제2 전환 로케이션을 도시하고 있는 블록도이다.
도 20c는 타겟 지점에 대한 제3 전환 로케이션을 도시하고 있는 블록도이다.
도 21은 왕복 펌프의 작동 방법을 도시하고 있는 흐름도이다.
도 22는 왕복 펌프의 작동 방법을 도시하고 있는 흐름도이다.
도 23은 왕복 펌프의 작동 방법을 도시하고 있는 흐름도이다.
도 24는 왕복 펌프의 작동 방법을 도시하고 있는 흐름도이다.
도 25a는 회전자 조립체의 등각도이다.
도 25b는 도 25a의 회전자 조립체의 분해도이다.
도 25c는 도 25a의 회전자 조립체의 단면도이다.
도 26은 회전자 조립체의 단면도이다.
도 27은 회전자 조립체의 단면도이다.

도 1a는 전기 작동식 펌프(10)의 정면 등각도이다. 도 1b는 펌프(10)의 후면 등각도이다. 도 1c는 펌프(10)의 개략 블록도이다. 도 1a 내지 도 1c가 함께 설명될 것이다. 펌프(10)는 입구 매니폴드(12), 출구 매니폴드(14), 펌프 본체(16), 유체 커버(18a, 18b)(여기서 집합적으로 "유체 커버(18") 또는 "유체 커버(18")), 유체 변위 부재(20a, 20b)(여기서 집합적으로 "유체 변위 부재(20") 또는 "유체 변위 부재(20")), 모터(22), 구동 메커니즘(24) 및 제어기(26)를 포함한다. 모터(22)는 고정자(28) 및 회전자(30)를 포함한다.

펌프 본체(16)는 유체 커버(18a, 18b) 사이에 배치된다. 모터(22)는 펌프 본체(16) 내에 배치되고, 이하에 더 상세히 설명되는 바와 같이, 유체 변위 부재(20)와 동축이다. 모터(22)는 고정자(28) 및 회전자(30)를 갖는 전기 모터이다. 고정자(28)는 전기자 권선을 포함하고 회전자(30)는 영구 자석을 포함한다. 회전자(30)는 고정자(28)를 통한 전류(직류(DC) 신호 및/또는 교류(AC) 신호와 같은)에 응답하여 펌프 축(PA-PA)을 중심으로 회전하도록 구성된다. 모터(22)는 고정자(28)가 회전자(30)를 2개의 회전 방향 중 어느 하나로(예를 들어, 시계 방향과 반시계 방향 사이에서 교번하여)으로 회전하게 할 수 있다는 점에서 가역 모터이다. 회전자(30)는, 회전자(30)로부터 회전 출력을 수신하고 유체 변위 부재(20)에 선형 왕복 입력을 제공하는 구동 메커니즘(24)을 통해 유체 변위 부재(20)에 연결된다. 유체 변위 부재(20)는 다이어프램 또는 피스톤과 같이, 입구 매니폴드(12)로부터 출구 매니폴드(14)로 유체를 펌핑하기 위해 적합한 임의의 유형일 수 있다. 펌프(10)는 2개의 유체 변위 부재(20)를 포함하는 것으로서 도시되어 있지만, 펌프(10)의 몇몇 예는 단일 유체 변위 부재(20)를 포함하는 것으로 이해된다. 또한, 2개의 유체 변위 부재(20)는 여기서 다이어프램으로서 도시되어 있지만, 이들은 대신에 다양한 다른 실시예에서 피스톤일 수 있고, 본 명세서에 제공된 교시는 피스톤 펌프에 적용될 수 있다.

제어기(26)는 모터(22)의 작동을 제어하기 위해 모터(22)에 작동식으로 연결된다. 제어기(26)의 사용자 인터페이스(27)가 도시되어 있다. 작동 중에, 전류 신호가 고정자(28)에 제공되어 고정자(28)가 회전자(30)의 회전을 구동하게 한다. 구동 메커니즘(24)은 회전자(30)로부터 회전 출력을 수신하고 그 회전 출력을 선형 출력으로 변환하여 유체 변위 부재(20)를 구동한다. 몇몇 예에서, 회전자(30)는 제1 회전 방향으로 회전하여 유체 변위 부재(20)를 제1 축방향으로 구동하고 제2 회전 방향으로 회전하여 유체 변위 부재(20)를 제2 축방향으로 구동한다.

구동 메커니즘(24)은 유체 변위 부재(20)가 교번하는 흡입 및 펌핑 행정을 통해 펌프 축(PA-PA)을 따라 왕복하게 한다. 흡입 행정 동안, 유체 변위 부재(20)는 입구 매니폴드(12)로부터 유체 커버(18) 및 유체 변위 부재(20)에 의해 적어도 부분적으로 형성된 프로세스 유체 챔버 내로 프로세스 유체를 흡인한다. 펌핑 행정 동안, 유체 변위 부재(20)는 프로세스 유체 챔버로부터 출구 매니폴드(14)로 유체를 구동한다. 통상적으로, 체크 밸브의 배열에 따라, 2개의 유체 변위 부재(20)는 180도 역위상(out of phase)으로 작동되어, 제1 유체 변위 부재(20)가 펌핑 행정을 통해 구동되게 되고(예를 들어, 펌프로부터 하류로 프로세스 유체를 구동함), 반면 제2 유체 변위 부재(20)는 흡입 행정을 통해 구동되게 된다(예를 들어, 펌프로부터 상류로 프로세스 유체를 견인함). 2개의 유체 변위 부재(20)는 또한 동시에 그러나 서로에 대해 180도 역위상으로 전환한다(예를 들어, 펌핑 행정과 흡입 행정 사이에서 전이함).

구동 메커니즘(24)은 회전자(30)에 직접 연결되고 유체 변위 부재(20)는 구동 메커니즘(24)에 의해 직접 구동된다. 이와 같이, 모터(22)는 감속 기어 장치와 같은 중간 기어 장치의 존재 없이 유체 변위 부재(20)를 직접 구동한다. 전원 코드(32)가 펌프(10)로부터 연장되고 펌프(10)의 전자 부품에 전력을 제공하도록 구성된다. 전원 코드(32)는 벽 소켓에 연결할 수 있다.

도 2는 펌프(10)를 통한 유체 유로를 도시하고 있는 펌프(10)의 블록도이다. 프로세스 유체 유로(PF)는 프로세스 유체 챔버(34a, 34b)(여기서 집합적으로 "프로세스 유체 챔버(34") 또는 "프로세스 유체 챔버들(34"))를 통해 입구 매니폴드(12)로부터 출구 매니폴드(14)로 연장한다. 프로세스 유체 챔버(34)는 공통 입구 매니폴드(12) 및 출구 매니폴드(14)에 연결될 수 있는 것으로 이해된다. 냉각 유체 회로(CF)는 펌프(10)의 내부를 통해 연장되고 공기와 같은 냉각 유체를 펌프(10)를 통해 유도하여 펌프(10)의 구성요소를 냉각시킨다. 펌프(10)의 주요 열원은 제어기(26), 고정자(28) 및 구동 메커니즘(24)을 포함한다. 냉각 유체 회로(CF)는 냉각 공기와 열원 사이의 열 교환에 영향을 미치고 이에 의해 펌프(10)를 냉각시키기 위해 발열 구성요소에 근접한 통로를 통해 냉각 공기를 안내한다. 모든 실시예가 반드시 냉각 유체 회로 또는 다른 펌프 냉각 공기를 포함하는 것은 아니다.

냉각 유체 회로(CF)는 펌프(10)를 통해 냉각 공기를 안내하여 구동 메커니즘(24), 제어기(26) 및 고정자(28)와 같은 펌프(10)의 발열 구성요소를 냉각하도록 구성된다. 펌프(10)는 냉각 유체 회로(CF)를 통해 냉각 공기를 펌핑한다. 유체 변위 부재(20a, 20b)는 역위상으로 배치되어, 하나의 유체 변위 부재(20)는 다른 부재가 냉각 공기에 대한 흡입 행정을 통해 이동할 때 냉각 공기에 대한 펌핑 행정을 통해 이동하게 되고, 체크 밸브(48, 50, 52)는 냉각 공기가 펌프(10)의 일 측으로 진입하고 펌프(10)의 다른 측에서 진출하도록 배열된다. 비교적 더 차가운 공기가 펌프(10)로 진입하고 비교적 더 따뜻한 공기는 펌프(10)에서 진출한다. 유체 변위 부재(20)는, 유체 변위 부재(20)가 작동 유체(예를 들어, 압축 공기)에 의해 이동되지 않고 대신에 모터(22) 및 구동 메커니즘(24)에 의해 전기기계적으로 구동되기 때문에 냉각 공기를 펌핑하기 위해 이용될 수 있다. 따라서, 유체 변위 부재(20)는 펌프(10)를 통해 프로세스 유체와 냉각 공기의 모두를 펌핑할 수 있다.

냉각 유체 회로(CF)는 제1 냉각 통로(36), 제2 냉각 통로(38), 제3 냉각 통로(40), 제4 냉각 통로(42), 및 냉각 챔버(44a, 44b)(여기서 집합적으로 "냉각 챔버(44") 또는 "냉각 챔버들(44"))를 포함한다. 에어 체크(46)는 냉각 유체 회로(CF)의 입구/배기구에 배치되고 유로(CF)를 통한 단방향성 유동을 위한 냉각 공기의 유동을 제어한다.

에어 체크(46)는 입구 밸브(48) 및 출구 밸브(50)를 포함한다. 입구 밸브(48)는 냉각 공기가 냉각 유체 회로(CF)로 진입하는 것을 허용하고 냉각 공기가 에어 체크(46)를 통해 냉각 챔버(44a) 외부로 역류하는 것을 방지하는 일방향 밸브이다. 출구 밸브(50)는 냉각 공기가 냉각 유체 회로(CF)에서 진출하는 것을 허용하고 분위기 공기가 출구 밸브(50)를 통해 냉각 유체 회로(CF)로 진입하는 것을 방지하는 일방향 밸브이다. 에어 체크(46)는 배기 및 흡기 유동 중 하나 또는 모두가 펌프 본체(16) 상에 형성된 냉각 휜(fin) 위로 안내되어, 펌프(10)에 추가 냉각을 제공하도록 구성될 수 있다.

내부 밸브(52)는 제2 냉각 통로(38) 및 제3 냉각 통로(40)가 냉각 챔버(44b)에 냉각 공기를 제공하는 냉각 유체 회로(CF) 내에 배치된다. 내부 밸브(52)는 냉각 유체 회로(CF)를 통한 단방향성 유동을 야기하도록 냉각 유체 회로(CF) 내의 냉각 공기의 유동을 제어하는 일방향 밸브이다. 내부 밸브(52)는 냉각 공기가 냉각 챔버(44b) 내로 유동하는 것을 허용하고 냉각 챔버(44b)로부터 역행 유동을 방지하는 일방향 밸브이다.

제1 냉각 통로(36)는 입구 밸브(48)의 공기 입구로부터 냉각 챔버(44a)로 연장된다. 냉각 챔버(44a)는 유체 변위 부재(20a)와 모터(22) 사이에 배치된다(도 4a, 도 4b 및 도 4d에 도시되어 있는 바와 같이). 제2 냉각 통로(38) 및 제3 냉각 통로(40)는 냉각 챔버(44a)로부터 냉각 챔버(44b)로 연장된다. 제2 냉각 통로(38) 및 제3 냉각 통로(40)의 각각은 하나 이상의 개별 통로를 포함할 수 있다. 몇몇 예에서, 제2 냉각 통로(38)는 복수의 개별 통로를 포함한다. 몇몇 예에서, 제2 냉각 통로(38)는 상이한 수의 입구/출구 구멍(38i/38o) 및 입구 구멍(들)(38i)과 출구 구멍(들)(38o) 사이에서 연장하는 경로(38p)를 포함한다. 일 예에서, 제2 냉각 통로(38)는 냉각 챔버(44a)와 직접 유체 연통하는 단일 입구 구멍(38i), 복수의 경로(38p), 및 냉각 챔버(44b)와 직접 유체 연통하는 단일 출구 구멍(38o)을 포함한다. 몇몇 예에서, 제3 냉각 통로(40)는 복수의 개별 통로를 포함한다. 몇몇 예에서, 제3 냉각 통로(40)는 제3 냉각 통로(40)를 통해 상이한 축방향 로케이션에 가변 수의 개별 통로를 포함한다. 예를 들어, 제3 냉각 통로(40)는 제1 수의 입구 구멍(40i), 제2 수의 경로(40p), 및 제3 수의 출구 구멍(40o)을 포함할 수 있다. 제1 수, 제2 수, 제3 수는 각각 동일할 수 있고, 모두 상이할 수 있고, 또는 2개는 동일하고 제3 수는 상이할 수 있다.

몇몇 예에서, 제2 냉각 통로(38)는 작동 중에 펌프 축(PA-PA)에 대해 정지 상태로 유지되는 고정자 통로를 포함하고, 제3 냉각 통로(40)는 회전자(30)(도 4a 내지 도 4d 및 도 12에서 가장 양호하게 볼 수 있음)를 통해 연장하고 작동 중에 펌프 축(PA-PA에 대해)을 중심으로 회전하는 회전자 통로를 포함한다. 예를 들어, 제2 냉각 통로(38)는 펌프 본체(16)의 부분에 의해 형성될 수 있고 제어기(26)(도 1c 및 도 16)와 고정자(28)(도 4a 내지 도 4d 및 도 12에서 가장 양호하게 볼 수 있음) 사이에 적어도 부분적으로 배치될 수 있다. 제3 냉각 통로(40)는 회전자(30)의 본체를 통해 형성될 수 있고 고정자(28)와 구동 메커니즘(24) 사이에 배치될 수 있다. 그러나, 제2 냉각 통로(38) 및 제3 냉각 통로(40)는 냉각 챔버(44a)와 냉각 챔버(44b) 사이에 냉각 공기를 통과시키기 위해 적합한 임의의 원하는 구성일 수 있는 것으로 이해된다.

내부 밸브(52)는 제2 냉각 통로(38)와 냉각 챔버(44b) 사이 및 제3 냉각 통로(40)와 냉각 챔버(44b) 사이에 배치된다. 내부 밸브(52)는 제2 냉각 통로(38)의 출구(38o)와 제3 냉각 통로(40)의 출구(40o)에 배치된다. 냉각 챔버(44b)는 유체 변위 부재(20b)와 모터(22) 사이에 배치된다. 내부 밸브(52)는 제2 냉각 통로(38) 및 제3 냉각 통로(40)를 통한 역행 유동을 방지하면서 냉각 공기가 냉각 챔버(44b)로 유동할 수 있게 한다. 몇몇 예에서, 내부 밸브(52)는 제2 냉각 통로(38) 및 제3 냉각 통로(40)의 각각과 연관된 단일 밸브 부재를 포함한다. 예를 들어, 플래퍼(flapper) 밸브 부재가 다수의 출구로 연장될 수 있다. 몇몇 예에서, 내부 밸브(52)는 제2 냉각 통로(38) 및 제3 냉각 통로(40)의 하나 이상의 출구와 연관된 다수의 밸브 부재를 포함한다. 몇몇 예에서, 내부 밸브(52)는 출구가 있는 것과 동일한 수의 밸브 부재를 포함하여, 각각의 출구는 전용 밸브 부재를 갖게 된다. 예를 들어, 다른 옵션들 중에서도, 볼 밸브가 각각의 출구에 배치될 수 있다. 제4 냉각 통로(42)는 냉각 챔버(44b)로부터 출구 밸브(50)의 배기 출구까지 연장된다. 냉각 공기는 출구 밸브(50)를 통해 유로(CF)에서 진출한다.

유체 변위 부재(20a)는 프로세스 유체 챔버(34a)와 냉각 챔버(44a) 사이에 배치되어 이들을 유체적으로 격리시킨다. 유체 변위 부재(20a)는 프로세스 유체 챔버(34a) 및 냉각 챔버(44)의 각각을 적어도 부분적으로 형성할 수 있다. 유체 변위 부재(20a)는 제1 축방향(AD1)으로 시프트하여 프로세스 유체 챔버(34a)의 체적을 감소시켜, 프로세스 유체를 프로세스 유체 챔버(34a) 외부로 구동하고, 냉각 챔버(44a)의 체적을 증가시켜, 냉각 공기를 냉각 챔버(44a) 내로 흡인한다. 유체 변위 부재(20a)는 제1 축방향(AD1)에 대향하는 제2 축방향(AD2)으로 시프트하여 프로세스 유체 챔버(34a)의 체적을 증가시켜, 입구 매니폴드(12)로부터 프로세스 유체 챔버(34a) 내로 프로세스 유체를 흡인하고, 냉각 챔버(44a)의 체적을 감소시켜, 냉각 공기를 냉각 챔버(44a) 외부로 구동한다. 이와 같이, 유체 변위 부재(20a)는 냉각 공기에 대한 흡입 행정을 통해 동시에 진행하면서 프로세스 유체에 대한 펌핑 행정을 통해 진행하고, 냉각 공기에 대한 펌핑 행정을 통해 동시에 진행하면서 프로세스 유체에 대한 흡입 행정을 통해 진행한다. 유체 변위 부재(20a)는 프로세스 유체와 냉각 공기를 동시에 펌핑한다.

유체 변위 부재(20b)는 유체 변위 부재(20a)와 실질적으로 유사하다. 유체 변위 부재(20b)는 프로세스 유체 챔버(34b)를 통해 프로세스 유체를 펌핑하고 냉각 챔버(44b)를 통해 냉각 공기를 펌핑한다. 유체 변위 부재(20b)는 펌프 행정이 역전되도록 유체 변위 부재(20a)에 연결된다. 이와 같이, 유체 변위 부재(20b)는 제2 축방향(AD2)으로 구동될 때 프로세스 유체 챔버(34b)의 펌핑 행정 및 냉각 챔버(44b)의 흡입 행정을 통해 진행하고, 제1 축방향(AD1)으로 구동될 때 프로세스 유체 챔버(34b)의 흡입 행정 및 냉각 챔버(44b)의 펌핑 행정을 통해 진행한다.

작동 중에, 유체 변위 부재(20)는 제1 및 제2 행정을 통해 축방향으로 시프트한다. 제1 행정 동안, 유체 변위 부재(20a)는 프로세스 유체 챔버(34a)에 대한 펌핑 행정 및 냉각 챔버(44a)에 대한 흡입 행정을 통해 시프트한다. 유체 변위 부재(20a)는 프로세스 유체를 프로세스 유체 챔버(34a)로부터 출구 매니폴드(14)로 구동한다. 동시에, 유체 변위 부재(20a)는 냉각 챔버(44a)가 팽창하게 하여, 냉각 공기를 입구 밸브(48) 및 제1 냉각 통로(36)를 통해 냉각 챔버(44a) 내로 흡인한다. 유체 변위 부재(20b)는 프로세스 유체 챔버(34b)에 대한 흡입 행정 및 냉각 챔버(44b)에 대한 펌핑 행정을 통해 시프트한다. 유체 변위 부재(20b)는 프로세스 유체 챔버(34b)의 체적이 증가하게 하여, 프로세스 유체를 입구 매니폴드(12)로부터 프로세스 유체 챔버(34b) 내로 흡인한다. 동시에, 유체 변위 부재(20b)는 냉각 챔버(44b)가 수축되게 하고, 이에 의해 냉각 챔버(44b)로부터 그리고 제4 냉각 통로(42) 및 출구 밸브(50)를 통해 유로(CF) 외부로 냉각 공기를 구동한다. 입구 밸브(48) 및 출구 밸브(50)의 각각은 제1 행정 동안 개방된다. 이와 같이, 에어 체크(46)는 제1 행정 동안 개방 상태에 있다. 냉각 챔버(44b) 수축 및 냉각 챔버(44a) 팽창은 내부 밸브(52)가 폐쇄 상태로 유지되거나 복귀하게 하여, 냉각 공기가 냉각 챔버(44b)로부터 제2 냉각 통로(38) 또는 제3 냉각 통로(40)를 통해 상류로 유동하는 것을 방지한다.

유체 변위 부재(20)는 제1 행정의 단부에서 전환되고 제2 행정 동안 대향 축방향으로 구동된다. 유체 변위 부재(20a)는 프로세스 유체 챔버(34a)에 대한 흡입 행정을 통해 시프트하고 입구 매니폴드(12)로부터 프로세스 유체 챔버(34a) 내로 프로세스 유체를 흡인한다. 동시에, 유체 변위 부재(20a)는 냉각 챔버(44a)에 대한 펌핑 행정을 통해 시프트한다. 냉각 챔버(44a) 내의 압력 상승은 입구 밸브(48)가 폐쇄 상태로 시프트하게 하여, 입구 밸브(48)를 통해 유로(CF) 외부로 냉각 공기의 역행 유동을 방지한다. 유체 변위 부재(20a)는 냉각 공기를 냉각 챔버(44a)로부터 제2 냉각 통로(38) 및 제3 냉각 통로(40)를 통해 냉각 챔버(44b)로 구동한다.

유체 변위 부재(20b)는 유체 변위 부재(20a)와 동시에 시프트한다. 유체 변위 부재(20b)는 프로세스 유체 챔버(34b)에 대한 펌핑 행정 및 냉각 챔버(44b)에 대한 흡입 행정을 통해 시프트한다. 흡입 행정은 출구 밸브(50)를 폐쇄 상태로 시프트하게 하여, 에어 체크(46)를 통해 냉각 챔버(44b) 내로의 분위기 유동을 방지한다. 유체 변위 부재(20b)는 냉각 공기를 냉각 챔버(44a)로부터 제2 냉각 통로(38) 및 제3 냉각 통로(40)를 통해 냉각 챔버(44b) 내로 흡인한다. 입구 밸브(48)와 출구 밸브(50)의 모두는 제2 행정 동안 폐쇄된다. 이와 같이, 에어 체크(46)는 제2 행정 동안 폐쇄 상태에 있다.

냉각 챔버(44a) 내의 압력 및 냉각 챔버(44b) 내의 흡입은 내부 밸브(52)가 개방 상태로 시프트되게 하여, 이에 의해 제2 냉각 통로(38) 및 제3 냉각 통로(40)를 통해 냉각 챔버(44a)와 냉각 챔버(44b) 사이의 유로를 개방한다. 냉각 챔버(44a) 내의 냉각 공기의 제1 부분은 제2 냉각 통로(38)를 통해 펌핑되고 냉각 챔버(44a) 내의 냉각 공기의 제2 부분은 제3 냉각 통로(40)를 통해 펌핑된다. 냉각 공기의 제1 및 제2 부분은 펌프(10)의 발열 구성요소를 지나 유도된다. 냉각 공기는 펌프(10)의 일 측으로부터 다른 측으로 이동된다. 더 구체적으로, 냉각 공기는 모터(22)를 통해 강제로 유동하게 된다. 냉각 공기는 구동 메커니즘(24) 위로 강제로 유동하게 된다. 몇몇 예에서, 냉각 공기는 구동 메커니즘(24)을 통해 강제로 유동하게 되어, 유동하는 공기가 스크류 및/또는 복수의 롤링 요소와 접촉하게 된다. 냉각 공기는 제2 냉각 통로(38) 및 제3 냉각 통로(40)를 통해 유동할 때 이들 구성요소로부터 열을 흡수한다. 냉각 챔버(44b) 내의 흡입 행정 및 냉각 챔버(44a) 내의 펌핑 행정은 내부 밸브(52)가 개방되게 하고, 이에 의해 냉각 공기의 제1 및 제2 부분이 냉각 챔버(44b) 내로 유동할 수 있게 한다.

제2 행정을 완료한 후, 유체 변위 부재(20)는 제1 행정을 통해 다시 구동되고 냉각 공기와 프로세스 유체의 모두를 계속 펌핑한다. 몇몇 예에서, 유체 변위 부재(20a, 20b)는 프로세스 유체 유로(PF)에 대해 병렬로 배치된다. 각각의 유체 변위 부재(20a, 20b)는 입구 매니폴드(12)의 하류 및 출구 매니폴드(14)의 상류에 있다. 유체 변위 부재(20a, 20b) 중 어느 하나도 유체 변위 부재(20a, 20b) 중 다른 하나의 상류 또는 하류에 있지 않다. 유체 변위 부재(20a, 20b) 중 어느 하나도 유체 변위 부재(20a, 20b) 중 다른 하나로부터 프로세스 유체를 수용하거나 그에 프로세스 유체를 제공하지 않는다.

유체 변위 부재(20a, 20b)는 프로세스 유체 유로(PF) 내에 병렬로 배치되지만, 유체 변위 부재(20a, 20b)는 냉각 유체 회로(CF) 내에서는 직렬로 배치된다. 냉각 챔버(44a)는 냉각 챔버(44b)의 상류에 배치되고 그에 냉각 공기를 제공한다. 유체 변위 부재(20a)는 냉각 챔버(44a)를 위한 펌핑 요소를 형성하고 유체 변위 부재(20b)는 냉각 챔버(44b)를 위한 펌핑 요소를 형성한다. 유체 변위 부재(20a, 20b)는 냉각 챔버(44a)로부터 냉각 챔버(44b)로 냉각 공기를 구동하기 위해 협력하여 작동한다.

냉각 유체 회로(CF)는 펌프(10)에 공기 냉각을 제공한다. 제어기(26), 고정자(28), 및 구동 메커니즘(24)을 포함하는 펌프(10)의 주요 발열 구성요소는 냉각 공기와의 열 교환 관계를 촉진하기 위해 제2 냉각 통로(38) 및 제3 냉각 통로(40)에 대해 배치된다. 냉각 유체 회로(CF)의 입구 및/또는 출구는 펌프(10)를 추가로 냉각시키기 위해 펌프 본체(16) 상에 형성된 휜 위로 기류를 안내하도록 배향될 수 있다. 프로세스 유체와 냉각 공기의 모두를 구동하는 유체 변위 부재(20)는 팬과 같은 부가의 구성요소를 필요로 하지 않고 효율적인 냉각을 제공한다.

도 3a는 펌프(10)의 분해 정면 등각도이다. 도 3b는 펌프(10)의 구성요소의 부분집합을 도시하고 있는 분해 후면 등각도이다. 도 3a 및 도 3b가 함께 설명될 것이다. 펌프(10)는 입구 매니폴드(12), 출구 매니폴드(14), 펌프 본체(16), 유체 커버(18a, 18b), 유체 변위 부재(20a, 20b), 모터(22), 구동 메커니즘(24), 에어 체크(46), 내부 밸브(52), 베어링(54a, 54b)(여기서 집합적으로 "베어링(54") 또는 "베어링들(54")), 모터 너트(56), 펌프 체크 밸브(58), 그리스 캡(60a, 60b)(여기서 집합적으로 "그리스 캡(60") 또는 "그리스 캡들(60")), 위치 센서(62), 및 하우징 체결구(64)를 포함한다.

펌프 본체(16)는 중심부(66) 및 단부 캡(68a, 68b)(여기서 집합적으로 "단부 캡(68") 또는 "단부 캡들(68"))을 포함한다. 중심부(66)는 모터 하우징(70), 제어 하우징(72), 히트 싱크(74), 및 고정자 통로(76)(도 3b)를 포함한다. 유체 변위 부재(20a, 20b)는 각각 내부 플레이트(78a, 78b)(여기서 집합적으로 "내부 플레이트(78") 또는 "내부 플레이트들(78")); 외부 플레이트(80a, 80b)(여기서 집합적으로 "외부 플레이트(80") 또는 "외부 플레이트들(80")); 멤브레인(82a, 82b)(여기서 집합적으로 "멤브레인(82") 또는 "멤브레인들(82")) 및 체결구(84a, 84b)를 포함한다. 모터(22)는 고정자(28) 및 회전자(30)를 포함한다. 회전자(30)는 영구 자석 어레이(86) 및 회전자 본체(88)를 포함한다. 구동 메커니즘(24)의 구동 너트(90) 및 스크류(92)가 도시되어 있다.

단부 캡(68a, 68b)은 중심부(66)의 대향 측면들에 배치되고 중심부(66)에 부착되어 펌프 본체(16)를 형성한다. 하우징 체결구(64)는 단부 캡(68)을 펌프 본체(16)에 고정하기 위해 단부 캡(68)을 통해 펌프 본체(16) 내로 연장된다. 히트 싱크(74)는 중심부(66) 상에 형성된다. 도시되어 있는 예에서, 히트 싱크(74)는 휜에 의해 형성되지만, 히트 싱크는 펌프(10)를 냉각시키기 위한 열 교환을 촉진하기 위해 펌프 본체(16)의 표면적을 증가시키기 위해 적합한 임의의 구성일 수 있다는 것이 이해된다. 고정자 통로는 모터 하우징(70)과 제어 하우징(72) 사이의 계면에서 중심부(66) 상에 형성된다. 고정자 통로(76)는 제2 냉각 통로(38)(도 2)의 부분을 형성한다. 고정자 통로(76)는 펌프 본체(16) 내의 발열 요소와 고정자 통로(76)를 통해 유동하는 냉각 공기에 노출된 적어도 4개의 측면을 포함하는 돌출부로서 형성된다. 예를 들어, 각각의 고정자 통로(76)의 일 측면은 고정자(28)에 인접하게 배치될 수 있고, 반면 각각의 고정자 통로(76)의 3개의 측면은 제어 하우징(72) 내의 가열된 공기에 노출될 수 있다. 몇몇 예에서, 고정자 통로(76)는 작동 중에 에워싸여 고정자 통로(76)가 분위기에 직접 노출되지 않게 된다.

유체 커버(18a, 18b)는 단부 캡(68a, 68b)에 각각 연결된다. 하우징 체결구(64)는 유체 커버(18)를 단부 캡(68)에 고정한다. 입구 매니폴드(12)는 각각의 유체 커버(18)에 연결된다. 펌프 체크(58)의 입구는 입구 매니폴드(12)와 유체 커버(18a, 18b) 사이에 배치된다. 펌프 체크(58)의 입구는 프로세스 유체가 프로세스 유체 챔버(34a, 34b)(도 2 및 도 4a)로 유동하는 것을 허용하고 프로세스 유체 챔버(34a, 34b)로부터 입구 매니폴드(12)로의 역행 유동을 방지하도록 구성된 일방향 밸브이다. 출구 매니폴드(14)는 각각의 유체 커버(18)에 연결된다. 펌프 체크(58)의 출구는 출구 매니폴드(14)와 유체 커버(18a, 18b) 사이에 배치된다. 펌프 체크(58)의 출구는 프로세스 유체가 프로세스 유체 챔버(34a, 34b) 외부로 출구 매니폴드(14)로 유동하는 것을 허용하고 출구 매니폴드(14)로부터 프로세스 유체 챔버(34a, 34b)로의 역행 유동을 방지하도록 구성된 일방향 밸브이다.

모터(22)는 단부 캡(68) 사이에 모터 하우징(70) 내에 배치된다. 제어 하우징(72)은 모터 하우징(70)에 연결되고 그로부터 연장된다. 제어 하우징(72)은 제어기(26)(도 1c 및 도 19)와 같은 펌프(10)의 제어 요소를 수용하도록 구성된다. 고정자(28)는 회전자(30)를 둘러싸고 회전자(30)의 회전을 구동한다. 회전자(30)는 펌프 축(PA-PA)을 중심으로 회전하고 구동 메커니즘(24) 및 유체 변위 부재(20)와 동축으로 배치된다. 영구 자석 어레이(86)는 회전자 본체(88) 상에 배치된다.

구동 너트(90)는 회전자 본체(88) 내에 배치되고 그에 연결된다. 구동 너트(90)는 다른 옵션들 중에서도, 체결구(예를 들어, 볼트), 접착제 또는 압입을 통해 회전자 본체(88)에 부착될 수 있다. 구동 너트(90)는 회전자 본체(88)와 함께 회전한다. 구동 너트(90)는 구동 너트(90)의 대향 축방향 단부에서 베어링(54a, 54b)에 장착된다. 베어링(54)은 축방향 및 반경방향 힘의 모두를 지지하도록 구성된다. 몇몇 예에서, 베어링(54)은 테이퍼 롤러 베어링을 포함한다. 스크류(92)는 구동 너트(90)를 통해 연장되고 각각의 유체 변위 부재(20)에 연결된다. 스크류(92)는 펌프 축(PA-PA)을 따라 왕복하여 각각의 펌핑 및 흡입 행정을 통해 유체 변위 부재(20)를 구동한다.

모터 너트(56)는 고정자(28)를 수용하는 펌프 본체(16)의 부분에 연결된다. 모터 너트(56)는 펌프(10)의 고정자 하우징에 연결되는 것으로 고려될 수 있는데, 이 고정자 하우징은 모터 하우징(70) 및 단부 캡(68a, 68b)에 의해 형성될 수 있다. 도시되어 있는 예에서, 모터 너트(56)는 단부 캡(68a)에 연결되고 펌프 본체(16) 내에 베어링(54)을 고정한다. 모터 너트(56)는 베어링(54)을 예압한다(preloads). 스크류(92)는 작동 중에 모터 너트(56)를 통해 왕복할 수 있다. 그리스 캡(60a)은 모터 너트(56)에 의해 지지되고 모터 너트(56)는 베어링(54a)에 대해 그리스 캡(60a)을 정렬한다. 그리스 캡(60b)은 베어링(54b)에 인접하게 배치된다. 그리스 캡(60)은 오염물이 베어링(54)에 진입하는 것을 방지하고 작동 중에 액화될 수도 있는 임의의 그리스를 보유한다.

내부 밸브(52)는 단부 캡(68b)에 연결된다. 내부 밸브(52)는 그리스 캡(60b)에 의해 단부 캡(68b)에 연결된다. 내부 밸브(52)는 유체 변위 부재(20b)에 대면하는 단부 캡(68b)의 측면에 배치된다. 도시되어 있는 예에서, 내부 밸브(52)는 플래퍼 밸브이다.

유체 변위 부재(20a)는 스크류(92)의 제1 단부에 연결된다. 멤브레인(82a)은 내부 플레이트(78a)와 외부 플레이트(80a) 사이에 포획된다. 체결구(84a)는 내부 플레이트(78a), 외부 플레이트(80a) 및 멤브레인(82)의 각각을 통해 그리고 스크류(92) 내로 연장되어 유체 변위 부재(20a)를 구동 메커니즘(24)에 연결한다. 멤브레인(82a)의 외주 에지는 유체 커버(18a)와 단부 캡(68a) 사이에 포획된다. 멤브레인(82a)은 유체 변위 부재(20a)가 펌프 축(PA-PA)을 중심으로 회전하는 것을 방지하도록 포획된다.

유체 변위 부재(20b)는 유체 변위 부재(20a)로부터 스크류(92)의 대향 축방향 단부에 연결된다. 도시되어 있는 예에서, 멤브레인(82b)은 외부 플레이트(80b) 상에 오버몰딩된다. 체결구(84b)는 외부 플레이트(80b)로부터 내부 플레이트(78b)를 통해 스크류(92) 내로 연장되어 유체 변위 부재(20b)를 구동 메커니즘(24)에 연결한다. 멤브레인(82b)의 외주 에지는 유체 커버(18b)와 단부 캡(68b) 사이에 포획된다. 멤브레인(82b)은 유체 변위 부재(20b)가 펌프 축(PA-PA)을 중심으로 회전하는 것을 방지하기 위해 포획된다. 유체 변위 부재(20)는 상이한 구성을 갖는 것으로서 설명되지만, 펌프(10)는 동일하거나 상이한 구성을 갖는 유체 변위 부재(20)를 포함할 수 있는 것으로 이해된다.

작동 중에, 전류 신호가 고정자(28)에 제공되어 회전자(30)의 회전을 구동한다. 위치 센서(62)는 이하에 더 상세히 설명되는 바와 같이, 회전자(30)에 근접하게 배치되고, 고정자(28)에 대한 회전자(30)의 회전 위치에 관한 위치 데이터를 발생한다. 예를 들어, 위치 센서(62)는 영구 자석 어레이(86) 내의 영구 자석의 극성에 응답하는 홀 효과 센서의 어레이를 포함할 수 있다. 제어기(26)는 모터(22)를 정류하기 위해 위치 데이터를 이용한다.

구동 메커니즘(24)은 회전자(30)로부터의 회전 운동을 유체 변위 부재(20)의 선형 운동으로 변환한다. 회전자 본체(88)는 펌프 축(PA-PA)(도 4a에서 가장 양호하게 볼 수 있음)를 중심으로 회전하고 구동 너트(90)의 회전을 구동한다. 구동 너트(90)는 구동 너트(90)와 스크류(92) 사이에 배치되어 스크류(92)에 대해 구동 너트(90)를 지지하는 롤링 요소(98)(도 12 및 도 13에서 가장 양호하게 볼 수 있음)와 같은 롤링 요소의 맞물림에 의해 펌프 축(PA-PA)을 따라 스크류(92)를 축방향으로 구동한다. 롤링 요소는 구동 너트(90)가 작동 중에 스크류(92)와 접촉하지 않도록 스크류(92)에 대해 구동 너트(90)를 지지한다. 롤링 요소는 구동 너트(90)의 회전을 스크류(92)의 선형 운동으로 변환한다. 스크류(92)는 각각의 펌핑 및 흡입 행정을 통해 유체 변위 부재(20)를 구동한다. 회전자(30)는 스크류(92)가 제1 축방향으로 변위하게 하도록 제1 회전 방향으로 회전된다. 회전자(30)는 제1 회전 방향에 대향하는 제2 회전 방향으로 회전되어 스크류(92)가 제1 축방향에 대향하는 제2 축방향으로 변위되게 한다.

모터(22)는 유체 변위 부재(20)와 축방향으로 정렬되고 유체 변위 부재(20)의 왕복을 구동한다. 회전자(30)는 펌프 축(PA-PA)을 중심으로 회전하고 유체 변위 부재(20)는 펌프 축(PA-PA) 상에서 왕복한다. 펌프(10)는 상당한 장점을 제공한다. 모터(22)가 유체 변위 부재(20)와 축방향으로 정렬되는 것은 다른 기계 구동 및 전기 구동 펌프에 비해 더 작은 패키지를 제공하는 콤팩트한 펌프 배열을 용이하게 한다. 게다가, 모터(22)는 모터(22)와 유체 변위 부재(20) 사이에 감속 기어와 같은 기어 장치를 포함하지 않는다. 이러한 기어 장치를 제거하는 것은 이동 부품의 수를 감소시킴으로써 더 신뢰적이고 더 간단한 펌프를 제공한다. 기어 장치를 제거하는 것은 또한 더 조용한 펌프 작동을 제공한다.

회전자(30) 및 구동 메커니즘(24, 24', 24")은 원하는 회전 대 행정 비를 제공하도록 크기 설정된다. 몇몇 예에서, 회전자(30) 및 구동 메커니즘(24, 24', 24")은 회전자(30)의 1 회전이 제1 축방향(AD1) 및 제2 축방향(AD2) 중 하나에서 스크류(92)의 전체 행정을 야기하도록 크기 설정된다. 대향 회전 방향으로 완전한 회전은 대향 축방향으로 스크류(92)의 완전 행정을 야기한다. 이와 같이, 대향 방향들에서의 2회 회전은 각각의 유체 변위 부재(20)에 대해 완전 펌프 사이클을 제공할 수 있다. 펌프(10)는 이에 의해 회전자(30)의 회전과 펌핑 행정 사이에 1:1 비를 제공할 수 있다. 도시되어 있는 예에서, 펌프(10)는 하나의 유체 변위 부재(20)가 단일 행정 동안 펌핑 행정을 통해 진행하고 다른 유체 변위 부재(20)가 단일 행정 동안 흡입 행정을 통해 진행함에 따라, 회전자(30)의 회전과 펌프 사이클 사이에 1:1 비를 제공할 수 있다. 회전 대 행정 비는 행정 길이와 스크류(92)의 리드(단일 회전에 대한 축방향 이동)에 의존한다. 몇몇 예에서, 스크류(92)는 약 5 내지 35 밀리미터(mm)(약 0.2 내지 1.4 인치(in))의 리드를 갖는다. 몇몇 예에서, 스크류(92)는 약 10 내지 25 mm(약 0.4 내지 1.0 in)의 리드를 갖는다. 몇몇 예에서, 행정 길이는 약 12.7 내지 76.2 mm(약 0.5 내지 3 in)이다. 몇몇 예에서, 행정 길이는 약 19 내지 63.5 mm(약 0.75 내지 2.5 in)이다. 몇몇 예에서, 행정 길이는 약 21.6 내지 58.4 mm(0.85 내지 2.3 in)이다. 회전자(30) 및 구동 메커니즘(24, 24', 24")은 임의의 원하는 회전 대 행정 비를 제공하도록 크기 설정될 수 있는 것으로 이해된다. 예를 들어, 펌프(10)는 약 0.25:1 내지 약 7:1의 회전 대 행정 비를 가질 수 있다. 몇몇 예에서, 펌프(10)는 약 0.5:1 내지 약 3:1의 회전 대 행정 비를 갖는다. 더 특정 예에서, 펌프(10)는 약 0.8:1 내지 약 1.5:1의 회전 대 행정 비를 갖는다. 비교적 더 큰 회전 대 행정 비는 더 큰 펌핑 압력을 촉진한다. 비교적 더 작은 회전 대 행정 비는 더 큰 유량을 촉진한다.

그러나, 회전자(30) 및 구동 메커니즘(24, 24', 24")은 임의의 원하는 회전 대 행정 비를 제공하도록 크기 설정될 수 있는 것으로 이해된다. 제어기(26)는 실제 행정 길이가 동적이고 작동 중에 변동할 수 있도록 모터(22)의 작동을 제어할 수 있다는 것이 또한 이해된다. 제어기(26)는 행정 길이가 하강행정(downstroke)과 상승행정(upstroke) 사이에서 변동하게 할 수 있다. 몇몇 예에서, 제어기(26)는 최대 회전 대 행정 비와 최소 회전 대 행정 비 사이의 작동을 제어하도록 구성된다. 펌프(10)는 임의의 원하는 회전 대 행정 비를 제공하도록 구성될 수 있다. 몇몇 예에서, 펌프(10)는 최대 약 4:1의 회전 대 행정 비를 제공한다. 다른 옵션들 중에서도, 약 1:1, 2:1, 3:1, 또는 5:1과 같은 다른 최대 회전 대 행정 비가 가능하다는 것이 이해된다. 설명된 임의의 범위는 경계 값이 범위 내에 포함되도록 포괄적인 범위일 수 있다는 것이 이해된다. 설명된 각각의 범위는 본 개시내용의 범주 내에 여전히 속하면서 명시된 범위로부터 변동할 수 있다는 것이 또한 이해된다.

모터(22) 및 구동 메커니즘(24, 24', 24")은 유체 변위 부재(20)를 회전자 회전당 적어도 약 6.35 mm(약 0.25 in) 변위시키도록 구성될 수 있다. 몇몇 예에서, 모터(22) 및 구동 메커니즘(24, 24', 24")은 유체 변위 부재(20)를 회전자 회전당 약 8.9 내지 30.5 mm(약 0.35 내지 1.2 in) 사이에서 변위시키도록 구성된다. 몇몇 예에서, 모터(22) 및 구동 메커니즘(24, 24', 24")은 유체 변위 부재(20)를 약 8.9 내지 11.4 mm(약 0.35 내지 0.45 in) 사이에서 변위시키도록 구성된다. 몇몇 예에서, 모터(22) 및 구동 메커니즘(24, 24', 24")은 유체 변위 부재(20)를 약 19 내지 21.6 mm(약 0.75 내지 0.85 in) 사이에서 변위시키도록 구성된다. 몇몇 예에서, 모터(22) 및 구동 메커니즘(24, 24', 24")은 약 24, 24', 24".1 내지 26.7 mm(약 0.95 내지 1.05 in) 사이에서 유체 변위 부재(20)를 변위시키도록 구성된다. 펌프(10)에 의해 제공되는 회전자 회전당 축방향 변위는 펌핑 동안 정확한 제어 및 신속한 응답을 촉진한다. 회전자 회전당 축방향 변위는 신속한 전환을 촉진하고 펌프(10)의 구성요소에 대한 마모를 감소시키면서 더 효율적인 펌핑을 제공한다.

펌프(10)는 회전 대 변위 비에 따라 펌핑하도록 구성된다. 더 구체적으로, 모터(22) 및 구동 메커니즘(24, 24', 24")은 회전자(30)의 각각의 회전에 대해, 인치 단위로 측정된 바와 같은, 회전자(30)의 회전과 유체 변위 부재(20)의 선형 변위 사이의 원하는 회전 대 변위 비를 제공하도록 구성된다. 몇몇 예에서, 회전 대 변위 비(rev/in.)는 약 4:1 미만이다. 몇몇 예에서, 회전 대 변위 비는 약 0.85:1 내지 3.25:1이다. 몇몇 예에서, 회전 대 변위 비는 약 1:1 내지 3:1이다. 몇몇 예에서, 회전 대 변위 비는 약 1:1 내지 2.75:1이다. 몇몇 예에서, 회전 대 변위 비는 약 1:1 내지 2.55:1이다. 몇몇 예에서, 회전 대 변위 비는 약 1:1 내지 1.3:1이다. 몇몇 예에서, 회전 대 변위 비는 약 0.9:1 내지 1.1:1이다. 몇몇 예에서, 회전 대 변위 비는 약 2.4:1 내지 2.6:1이다. 충분한 펌핑 토크를 발생하기 위해 감속 기어 장치를 요구하고 통상적으로 약 8:1 이상의 회전 대 변위 비를 갖는 크랭크 동력 펌프와 같은 다른 전동식 펌프에 비해 펌프(10)에 의해 제공되는 낮은 회전 대 변위 비는 더 효율적인 펌핑을 촉진하고, 적은 마모를 발생하고, 행정 방향 변화에 대한 신속한 응답성을 제공한다. 회전자(30)는 동일한 선형 속도를 발생하기 위해 더 낮은 회전 속도로 구동될 수 있고, 이에 의해 작동 중에 더 적은 열을 발생시킨다.

도 4a는 도 1b의 라인 A-A를 따라 취한 펌프(10)의 단면도이다. 도 4b는 도 4a에 도시되어 있는 단면의 부분의 확대도이다. 도 4c는 도 1a의 라인 C-C를 따라 취한 펌프(10)의 단면도이다. 도 4d는 도 4c의 라인 D-D를 따라 취한 단면도이다. 도 4a 내지 도 4d가 함께 설명될 것이다. 펌프(10)의 펌프 본체(16), 유체 커버(18a, 18b), 유체 변위 부재(20a, 20b), 모터(22), 구동 메커니즘(24), 프로세스 유체 챔버(34a, 34b), 냉각 챔버(44a, 44b), 에어 체크(46), 베어링(54a, 54b), 모터 너트(56), 그리스 캡(60a, 60b) 및 그리스 피팅(94)이 도시되어 있다.

펌프 본체(16)는 중심부(66) 및 단부 캡(68a, 68b)을 포함한다. 중심부(66)는 모터 하우징(70), 제어 하우징(72), 히트 싱크(74), 및 고정자 통로(76)를 포함한다. 유체 변위 부재(20a, 20b)는 내부 플레이트(78a, 78b), 외부 플레이트(80a, 80b), 멤브레인(82a, 82b) 및 체결구(84a, 84b)를 각각 포함한다.

모터(22)는 고정자(28) 및 회전자(30)를 포함한다. 회전자(30)는 영구 자석 어레이(86) 및 회전자 본체(88)를 포함한다. 회전자 본체(88)는 회전자 보어(96)를 포함한다.

구동 메커니즘(24)은 구동 너트(90), 스크류(92), 및 롤링 요소(98)를 포함한다. 구동 너트(90)는 너트 노치(100a, 100b)(여기서 집합적으로 "너트 노치(100") 또는 "너트 노치(100")) 및 너트 나사산(102)을 포함한다. 스크류(92)는 제1 스크류 단부(104), 제2 스크류 단부(106), 스크류 본체(108), 스크류 나사산(110), 제1 보어(112), 제2 보어(114), 및 제3 보어(116)를 포함한다. 제2 보어(114)는 제1 직경부(118) 및 제2 직경부(120)를 포함한다. 베어링(54a, 54b)은 내부 레이스(122a, 122b) 및 외부 레이스(124a, 124b)를 각각 포함한다. 모터 너트(56)는 모터 너트 노치(126), 외부 에지(128), 및 냉각 포트(130)를 포함한다.

구성요소는 구성요소가 축을 따라 공통 위치에 배치될 때 축방향으로 중첩하여 그 축을 투영하는 반경방향 라인이 이들 축방향으로 중첩된 구성요소의 각각을 통해 연장하게 되는 것으로 고려될 수 있다. 유사하게, 구성요소는 구성요소가 축으로부터 공통 반경방향 거리에 배치될 때 반경방향으로 중첩하여 축에 평행한 축방향 라인이 이들 반경방향으로 중첩된 구성요소의 각각을 통해 연장하게 되는 것으로 고려될 수 있다.

단부 캡(68a, 68b)은 중심부(66)의 대향 측면들에 배치되고 중심부(66)에 부착되어 펌프 본체(16)를 형성한다. 모터(22)는 단부 캡(68) 사이에 모터 하우징(70) 내에 배치된다. 제어 하우징(72)은 모터 하우징(70)에 연결되고 그로부터 연장된다. 제어 하우징(72)은 제어기(26)(도 1c 및 도 19)와 같은 펌프(10)의 제어 요소를 수용하도록 구성된다. 고정자(28)는 회전자(30)를 둘러싸고 회전자(30)의 회전을 구동한다. 회전자(30)는 펌프 축(PA-PA)을 중심으로 회전하고 구동 메커니즘(24) 및 유체 변위 부재(20)와 동축으로 배치된다. 영구 자석 어레이(86)는 회전자 본체(88) 상에 배치된다. 유체 커버(18a, 18b)는 단부 캡(68a, 68b)에 각각 연결된다.

구동 메커니즘(24)은 회전자(30)로부터 회전 출력을 수신하고 그 회전 출력을 유체 변위 부재(20)에 대한 선형 입력으로 변환한다. 모터(22)는 어떠한 중간 기어 장치 없이 구동 메커니즘(24)을 통해 유체 변위 부재(20)의 왕복을 직접 구동한다. 구동 너트(90)는 회전자 본체(88)에 연결되어 회전자(30)와 함께 회전한다. 스크류(92)는 펌프 축(PA-PA)을 따라 세장형이고 회전자(30)와 동축으로 구동 너트(90)를 통해 연장된다.

롤링 요소(98)는 회전자(30)와 스크류(92) 사이에 배치된다. 더 구체적으로, 롤링 요소(98)는 구동 너트(90)와 스크류(92) 사이에 배치된다. 롤링 요소(98)는 대향하는 너트 나사산(102)과 스크류 나사산(110)에 의해 형성된 레이스웨이(raceways)에 배치된다. 롤링 요소(98)는 펌프 축(PA-PA)을 따라 스크류(92)의 선형 변위를 구동하기 위해 스크류 나사산(110)과 맞물린다. 롤링 요소(98)는 다른 옵션들 중에서도 그리고 이하에 더 상세히 설명되는 바와 같이 볼 또는 롤러일 수 있다. 롤링 요소(98)는 스크류(92) 둘레에 원주방향으로 배치되고 스크류(92) 주위에 균일하게 배열된다. 롤링 요소(98)는 축(PA-PA)과 동축인 축 주위에 배열되고 이를 따라 배열된다. 롤링 요소(98)는 구동 너트가 스크류(92)와 직접 접촉하지 않도록 구동 너트(90)와 스크류(92)를 분리한다. 대신에, 구동 너트(90)와 스크류(92)의 모두가 모두 롤링 요소(98) 상에 얹혀 있다. 롤링 요소(98)는 구동 너트(90)와 스크류(92) 사이에 간극(99)(도 12)을 유지하여 그 사이의 접촉을 방지한다.

제1 보어(112)는 제1 스크류 단부(104)로부터 스크류 본체(108) 내로 연장된다. 제1 보어(112)는 펌프 축(PA-PA)을 따라 세장형이다. 제1 보어(112)는 펌프 축(PA-PA)과 동축이다. 제2 보어(114)는 제2 스크류 단부(106)로부터 스크류 본체(108) 내로 연장된다. 제2 보어(114)는 펌프 축(PA-PA)을 따라 세장형이다. 제2 보어(114)의 제1 직경부(118)는 제2 스크류 단부(106)로부터 스크류 본체(108) 내로 연장된다. 제2 보어(114)의 제2 직경부(120)는 제1 직경부(118)로부터 스크류 본체(108) 내로 연장된다. 도시되어 있는 예에서, 제1 보어(112) 및 제2 보어(114)의 각각은 폐쇄되어 제1 보어(112) 및 제2 보어(114)가 유체적으로 격리되게 된다. 도시되어 있는 예에서, 제2 보어(114)는 제1 보어(112)보다 더 큰 길이를 갖는다. 도시되어 있는 예에서, 제2 직경부(120)는 제1 보어(112)보다 더 큰 길이를 갖는다.

그리스 피팅(94)이 스크류 본체(108) 내에 배치된다. 그리스 피팅(94)은 제2 보어(114) 내에 배치된다. 더 구체적으로, 그리스 피팅(94)은 제1 직경부(118)와 제2 직경부(120) 사이의 계면에 배치된다. 그리스 피팅(94)은 스크류 본체(108)에 고정된다. 그리스 피팅(94)은 제2 직경부(120) 내에 고정될 수 있고 그리스 피팅(94)의 일부는 제1 직경부(118) 내로 연장될 수 있다. 그리스 피팅(94)은 다른 옵션들 중에서도, 그리스 저크(zerk)일 수 있다. 제2 직경부(120)는 윤활제 저장조로서 작용할 수 있다.

제3 보어(116)는 제2 보어(114)로부터 스크류 본체(108)의 외부면까지 연장된다. 제3 보어(116)는 제2 보어(114)로부터 스크류 본체(108)의 외부면 상의 출구까지 연장된다. 제3 보어(116)의 출구는 스크류 나사산(110) 중간의 스크류 본체(108)의 부분 상에 배치될 수 있다. 제3 보어(116)는 구동 너트(90)와 스크류 본체(108) 사이의 최소 틈새의 지점에서 윤활제를 제공할 수 있다. 제3 보어(116)는 펌프 축(PA-PA)에 횡단하는 축을 따라 세장형일 수 있다. 몇몇 예에서, 제3 보어(116)는 펌프 축(PA-PA)에 직교하여 연장된다.

제2 보어(114)의 제1 직경부(118)는 그리스 건(grease gun)의 도포기를 수용하도록 크기 설정된다. 도포기는 제2 보어(114)와 제3 보어(116)를 통해 구동 너트(90)와 스크류(92) 사이의 롤링 요소(98)에 윤활제를 공급하기 위해 그리스 피팅(94)에 연결된다. 구동 메커니즘(24)은 롤링 요소(98)에 접근하고 윤활하기 위해 분해를 요구하지 않는다. 몇몇 예에서, 윤활제 구동 메커니즘은 제2 보어(114) 내에 배치될 수 있다. 윤활제 구동 메커니즘은 제2 직경부(120) 내에서 윤활제와 물리적으로 계면 접촉하여 윤활제 상에 압력을 인가하고 제3 보어(116)를 통해 윤활제를 구동할 수 있다. 예를 들어, 공급 튜브가 그리스 피팅(94)으로부터 연장될 수 있고 종동자 플레이트가 공급 튜브 둘레에 배치될 수 있다. 스프링이 제3 보어(116)를 향해 종동자 플레이트를 구동할 수 있다. 종동자 플레이트가 제3 보어(116) 위로 통과하는 것을 방지하기 위해 스톱이 제2 직경부(120) 내에 배치될 수 있다. 다른 예에서, 제3 보어(116)는 그리스 피팅(94)에 더 근접하게 배치될 수 있고 플레이트 및 스프링은 그리스 피팅(94)으로부터 제3 보어(116)의 대향 측면에 배치될 수 있다.

베어링(54a, 54b)은 회전자(30)의 대향 축방향 단부에 배치된다. 베어링(54)은 축방향 및 반경방향 힘의 모두를 지지하도록 구성된다. 몇몇 예에서, 베어링(54)은 테이퍼 롤러 베어링이다. 베어링(54a)은 구동 너트(90) 둘레로 회전자(30)의 제1 단부에 배치된다. 베어링(54a)의 내부 레이스(122a)는 구동 너트(90) 상에 배치되어 그에 연결된다. 내부 레이스(122a)는 구동 너트(90) 상에 형성된 구동 너트 노치(100a)와 계면 접촉한다. 구동 너트 노치(100a)는 구동 너트(90)의 제1 축방향 단부에서 구동 너트(90)의 외부에 형성된 환형 노치이다. 구동 너트 노치(100a)는 내부 레이스(122a)와 축방향 및 반경방향의 모두에서 계면 접촉한다. 베어링(54a)의 외부 레이스(124a)는 모터 너트(56)에 형성된 모터 너트 노치(126)와 계면 접촉한다. 외부 레이스(124a)는 모터 너트 노치(126)와 축방향 및 반경방향의 모두에서 계면 접촉한다. 롤러(123a)의 어레이가 내부 레이스(122a)와 외부 레이스(124a) 사이에 배치된다. 각각의 롤러(123a)는 롤러(123a)의 축이 스크류(92)의 왕복 축에 평행하지도 직교하지도 않도록 롤러(123a)의 축을 따라 배향될 수 있다. 몇몇 예에서, 롤러(123a)는 롤러(123a)의 축이 펌프 축(PA) 상에 정렬된 지점을 통해 연장되거나 수렴하도록 배향될 수 있다. 베어링(54a)의 적어도 일부는 회전자(30)의 반경방향 내부에 직접 배치될 수 있다. 도시되어 있는 예에서, 베어링(54a)과 영구 자석 어레이(86)는 축방향으로 중첩된다. 이와 같이, 펌프 축(PA)으로부터 연장하는 반경방향 라인은 베어링(54a)과 영구 자석 어레이(86)의 모두를 통과할 수 있다. 도시되어 있는 예에서, 내부 레이스(122a), 외부 레이스(124a) 및 롤러(123a)의 각각의 적어도 일부는 영구 자석 어레이(86)와 축방향으로 중첩된다.

베어링(54b)은 구동 너트(90) 둘레로 회전자(30)의 제2 축방향 단부에 배치된다. 베어링(54b)의 내부 레이스(122b)는 구동 너트(90) 상에 배치되어 그에 연결된다. 내부 레이스(122b)는 구동 너트(90b) 상에 형성된 구동 너트 노치(100b)와 계면 접촉한다. 구동 너트 노치(100b)는 구동 너트(90)의 제2 축방향 단부에서 구동 너트(90)의 외부에 형성된 환형 노치이다. 구동 너트 노치(100b)는 내부 레이스(122a)와 축방향 및 반경방향의 모두에서 계면 접촉한다. 베어링(54b)의 외부 레이스(124b)는 축방향 및 반경방향의 모두에서 단부 캡(68b)과 계면 접촉한다. 외부 레이스(124b)는 단부 캡(68b)에 형성된 캡 노치(134)와 축방향 및 반경방향의 모두에서 계면 접촉한다. 롤러(123b)의 어레이가 내부 레이스(122b)와 외부 레이스(124b) 사이에 배치된다. 각각의 롤러(123b)는 롤러(123b)의 축이 스크류(92)의 왕복 축에 평행하지도 직교하지도 않도록 롤러(123b)의 축을 따라 배향될 수 있다. 몇몇 예에서, 롤러(123b)는 롤러(123b)의 축이 펌프 축(PA) 상에 정렬된 지점을 통해 연장되거나 수렴하도록 배향될 수 있다. 베어링(54b)의 적어도 일부는 회전자(30)의 반경방향 내부에 직접 배치될 수 있다. 도시되어 있는 예에서, 베어링(54b)과 영구 자석 어레이(86)는 축방향으로 중첩된다. 이와 같이, 펌프 축(PA)으로부터 연장하는 반경방향 라인은 베어링(54b)과 영구 자석 어레이(86)의 모두를 통과할 수 있다. 도시되어 있는 예에서, 내부 레이스(122b), 외부 레이스(124b) 및 롤러(123b)의 각각의 적어도 일부는 영구 자석 어레이(86)와 축방향으로 중첩된다.

모터 너트(56)는 펌프 본체(16)에 연결된다. 모터 너트(56)는 모터(22)의 축방향 단부의 적어도 일부를 커버한다. 도시되어 있는 예에서, 모터 너트(56)는 단부 캡(68a)에 연결된다. 도시되어 있는 예에서, 외부 에지(128)는 모터 너트(56)를 펌프 본체(16)에 고정하기 위해 단부 캡(68a)과 계면 접촉한다. 모터 너트(56) 및 단부 캡(68a)은 다른 옵션들 중에서도, 계면 나사 결합에 의해 연결될 수 있다. 도시되어 있는 예에서, 외부 에지(128)에서 모터 너트(56)의 직경(D1)은 회전자(30)의 직경(D2)보다 더 크다. 이와 같이, 모터 너트(56)는 회전자(30)의 축방향 단부를 완전히 커버하고 고정자(28)의 축방향 단부를 부분적으로 커버할 수 있다. 모터 너트(56)는 회전자(30)와 완전히 반경방향으로 중첩되고 고정자(28)와 부분적으로 반경방향으로 중첩된다. 도시되어 있는 예에서, 모터 너트(56)의 중심 구멍(144)(도 15a 및 도 15b)의 직경(D3)은 구동 너트(90)의 직경(D4)보다 더 크다.

모터 너트(56)는 베어링(54)을 예압하고 회전자(30)를 축방향으로 정렬한다. 모터 너트(56)는 단부 캡(68a) 내로 나사 결합하고 베어링(54a)과 계면 접촉한다. 모터 너트(56)는 단부 캡(68b)과 모터 너트(56) 사이에서 베어링(54)과 회전자(30)를 클램핑한다. 모터 너트(56)는 베어링(54) 내의 유격(play)을 제거한다. 모터 너트(56)는 단부 캡(68a) 내로 나사 결합함으로써 펌프 축(PA-PA) 상에 축방향으로 베어링(54) 및 회전자(30)를 정렬한다. 나사 결합 계면은 펌프 축(PA-PA) 상에 모터 너트(56)를 정렬한다. 모터 너트(56)는 회전자(30)와 고정자(28) 사이에 공기 간극을 유지하고 회전자(30)와 고정자(28) 사이의 원하지 않는 접촉을 방지하기 위해 고정자(28)에 대해 회전자(30)를 정렬한다.

그리스 캡(60a)은 모터 너트(56)에 의해 지지되고 유체 변위 부재(20a)에 대면하는 베어링(54a)의 단부를 에워싼다. 그리스 캡(60a)이 모터 너트(56)에 부착되는 것은 그리스 캡(60a)이 베어링(54a)에 대해 적절하게 위치되고 정렬되는 것을 보장한다. 도시되어 있는 예에서, 그리스 캡(60a) 플레이트는 모터 너트(56)와 베어링(54a) 사이에 배치되고 지지부는 모터 너트(56)의 대향 측면에 배치되고 플레이트로 연장되어 그를 지지하는 프롱(prongs)을 갖는다. 몇몇 예에서, 프롱은 그리스 캡(60a)을 모터 너트(56)에 연결하기 위해 모터 너트(56)에 스냅 로킹될 수 있다. 그리스 캡(60b)은 그리스 캡(60a)과 실질적으로 유사하다. 그리스 캡(60b)은 펌프 본체(16)에 연결되고 유체 변위 부재(20b)에 대면하는 베어링(54b)의 단부를 에워싼다. 더 구체적으로, 그리스 캡(60b)은 단부 캡(68b)에 연결된다. 그리스 캡(60)은 오물 또는 습기와 같은 오염물이 베어링(54)에 진입하는 것을 방지하고 작동 중에 액화될 수도 있는 그리스를 포획한다.

유체 변위 부재(20a, 20b)는 스크류(92)의 대향 단부(104, 106)에 연결된다. 도시되어 있는 예에서, 유체 변위 부재(20)는 가요성이고 펌핑 동안 가변 표면적을 포함한다. 더 구체적으로, 유체 변위 부재(20)는 다이어프램 플레이트(78, 80) 및 멤브레인(82)을 포함하는 다이어프램이다. 멤브레인(82)은 고무 또는 다른 유형의 폴리머와 같은 가요성 재료로부터 형성될 수 있다. 그러나, 유체 변위 부재(20)는 피스톤과 같은 다른 구성일 수 있는 것이 이해된다.

도시되어 있는 예에서, 유체 변위 부재(20a)는 멤브레인(82a)의 대향 측면에 배치된 내부 플레이트(78a) 및 외부 플레이트(80a)를 포함한다. 멤브레인(82a)의 일부는 대향하는 다이어프램 플레이트(78a, 80a) 사이에 포획된다. 유체 변위 부재(20a)는 스크류(92)의 제1 스크류 단부(104)에 부착된다. 체결구(84a)는 유체 변위 부재(20a)로부터 스크류(92) 내로 연장되어 유체 변위 부재(20a)를 스크류(92)에 고정한다. 체결구(84a)는 각각의 외부 플레이트(80a), 멤브레인(82a) 및 내부 플레이트(78a)를 통해 제1 보어(112) 내로 연장되어 유체 변위 부재(20a)를 구동 메커니즘(24)에 연결한다. 체결구(84a)는 유체 변위 부재(20a)를 스크류(92)에 고정하기 위해 제1 보어(112) 내에 맞물린다. 예를 들어, 체결구(84a) 및 제1 보어(112)는 다른 옵션들 중에서도, 계면 나사 결합을 포함할 수 있다.

도시되어 있는 예에서, 유체 변위 부재(20b)는 유체 변위 부재(20a)와 유사하다. 멤브레인(82b)의 일부는 대향하는 다이어프램 플레이트(78b, 80b) 사이에 포획된다. 외부 플레이트(80b)는 외부 플레이트(80b)가 멤브레인(82b) 내에 배치되도록 멤브레인(82b)에 의해 오버몰딩된다. 체결구(84b)는 유체 변위 부재(20b)로부터 스크류(92) 내로 연장되어 유체 변위 부재(20b)를 구동 메커니즘(24)에 연결한다. 체결구(84b)는 외부 플레이트(80b)로부터 내부 플레이트(78b)를 통해 제2 보어(114) 내로 연장하여 유체 변위 부재(20b)를 구동 메커니즘(24)에 연결한다. 체결구(84b)는 유체 변위 부재(20b)를 스크류(92)에 고정하기 위해 제2 보어(114) 내에 맞물린다. 예를 들어, 체결구(84b) 및 제2 보어(114)는 다른 옵션들 중에서도, 계면 나사 결합을 포함할 수 있다. 도시되어 있는 예에서, 체결구(84b)는 제2 보어(114)의 제1 직경부(118) 내로 연장되어 그와 맞물린다. 체결구(84b)는 도시되어 있는 예에서 제2 직경부(120) 내로 연장되지 않는다.

구동 너트(90) 및 롤링 요소(98)는 스크류(92)를 축방향으로 구동하면서 스크류(92) 상에 회전력을 인가한다. 전술된 바와 같이, 베어링(54)은 축방향 및 반경방향 힘의 모두를 지지하도록 구성된다. 스크류(92)는 유체 변위 부재(20)가 펌프 축(PA-PA)을 중심으로 스크류(92)가 회전하는 것을 방지하도록 유체 변위 부재(20)에 연결된다. 유체 변위 부재(20)는 펌프 본체(16)와 계면 접촉하여 펌프 축(PA-PA)에 대한 유체 변위 부재(20) 및 스크류(92)의 회전을 방지한다.

스크류(92)의 제1 스크류 단부(104)는 유체 변위 부재(20a)와 계면 접촉하여 스크류(92)가 유체 변위 부재(20a)에 대해 회전하는 것을 방지한다. 도시되어 있는 예에서, 제1 스크류 단부(104)는 내부 플레이트(78a)와 계면 접촉하여 스크류(92)가 내부 플레이트(78a)에 대해 회전하는 것을 방지한다. 몇몇 예에서, 제1 스크류 단부(104) 및 내부 플레이트(78a)는 상대 회전을 방지하기 위해 계면 접촉하도록 구성된 정합면을 포함한다.

멤브레인(82a)의 외부 에지(128a)는 유체 변위 부재(20a)의 습윤 및 건조 측면 사이에 유체 기밀 밀봉부를 제공하기 위해 유체 커버(18a)와 펌프 본체(16) 사이에 고정된다. 유체 커버(18a) 및 유체 변위 부재(20a)는 프로세스 유체 챔버(34a)를 적어도 부분적으로 형성한다. 유체 변위 부재(20a) 및 펌프 본체(16)는 냉각 챔버(44a)를 적어도 부분적으로 형성한다. 외부 에지(128a)는 유체 변위 부재(20a)가 펌프 축(PA-PA)을 중심으로 회전하지 않도록 클램핑된다. 외부 에지(128a)는 펌프 축(PA-PA)을 중심으로 회전하지 않는다. 도시되어 있는 예에서, 외부 에지(128a)는 펌프 축(PA-PA)에 대해 축방향으로 시프트되지 않는다. 외부 에지(128a)는 유체 커버(18a) 및 단부 캡(68a)의 대향 트렌치에 의해 형성된 홈(138) 내에 안착된 비드(136)를 포함한다. 비드(136)는 비드(136)에 인접한 멤브레인(82a)의 일부와 비교하여 확대된 단면적을 갖는다.

유체 변위 부재(20a)의 습윤 측면은 유체 커버(18a)를 향해 배향되고 프로세스 유체 챔버(34a)를 적어도 부분적으로 형성한다. 외부 플레이트(80a) 및 체결구(84a)의 일부는 프로세스 유체 챔버(34a)에서 프로세스 유체에 노출된다. 유체 변위 부재(20a)의 건조 측면은 모터(22)를 향해 배향되고 냉각 챔버(44a)를 적어도 부분적으로 형성한다. 내부 다이어프램 플레이트(78a)는 냉각 챔버(44a) 내의 냉각 공기에 노출된다. 몇몇 예에서, 유체 변위 부재(20)의 열 전도성 구성요소는 유체 사이의 열 교환을 실행하기 위해 프로세스 유체 및 냉각 공기에 노출되고, 이에 의해 프로세스 유체로 펌프(10)를 냉각시킨다. 예를 들어, 내부 플레이트(78a) 및 외부 플레이트(80a)와 체결구(84a) 중 적어도 하나는 알루미늄과 같은 열 전도성 재료로부터 형성될 수 있다.

스크류(92)의 제2 스크류 단부(106)는 스크류(92)가 유체 변위 부재(20b)에 대해 회전하는 것이 방지되도록 유체 변위 부재(20b)와 계면 접촉한다. 도시되어 있는 예에서, 제2 스크류 단부(106)는 내부 플레이트(78b)와 계면 접촉하여 스크류(92)가 내부 플레이트(78b)에 대해 회전하는 것을 방지한다. 몇몇 예에서, 제2 스크류 단부(106) 및 내부 플레이트(78b)는 상대 회전을 방지하기 위해 계면 접촉하도록 구성된 윤곽 표면을 포함한다.

멤브레인(82b)의 외부 에지(128b)는 유체 변위 부재(20b)의 습윤 및 건조 측면 사이에 유체 기밀 밀봉부를 제공하기 위해 유체 커버(18b)와 펌프 본체(16) 사이에 고정된다. 유체 커버(18b) 및 유체 변위 부재(20b)는 프로세스 유체 챔버(34b)를 적어도 부분적으로 형성한다. 유체 변위 부재(20b) 및 펌프 본체(16)는 냉각 챔버(44b)를 적어도 부분적으로 형성한다. 외부 에지(128b)는 단부 캡(68b)과 유체 커버(18b) 사이에 클램핑되어 외부 에지(128b)가 정적 상태를 유지하고 펌프 축(PA-PA)을 중심으로 회전하지 않게 된다. 외부 에지(128b)는 유체 커버(18b) 및 단부 캡(68b) 상에 형성된 대향 트렌치에 의해 형성된 홈(138) 내에 안착된 비드(136)를 포함한다. 비드(136)는 비드(136)에 인접한 멤브레인(82b)의 일부와 비교하여 확대된 단면 폭을 갖는다.

유체 변위 부재(20b)의 습윤 측면은 단부 캡(68b)을 향해 배향되고 프로세스 유체 챔버(34b)를 적어도 부분적으로 형성한다. 유체 변위 부재(20b)의 건조 측면은 모터(22)를 향해 배향되고 냉각 챔버(44b)를 적어도 부분적으로 형성한다. 몇몇 예에서, 외부 플레이트(80b)의 부분은 멤브레인(82b)을 통해 연장되어 이들 부분이 프로세스 유체에 노출되게 된다. 유체 변위 부재(20b)는 이에 의해 유체 변위 부재(20b)를 통한 냉각 공기와 프로세스 유체 사이의 전도 경로에 의해 부가의 냉각을 제공할 수 있다.

에어 체크(46)가 펌프 본체(16) 상에 장착된다. 밸브 하우징(142)이 모터 하우징(70) 상에 장착된다. 밸브 하우징(142)은 입구 밸브(48) 및 출구 밸브(50)를 지지한다. 입구 밸브(48)는 냉각 회로(CF)(도 2에서 가장 양호하게 볼 수 있음) 내로의 냉각 공기의 유동을 제어하고 출구 밸브(50)는 냉각 회로(CF) 외부로의 냉각 공기의 유동을 제어한다. 필터(140)는 입구 밸브(48)의 상류에 배치되고 냉각 회로(CF)로 진입하는 공기로부터 먼지와 같은 오염물을 제거하도록 구성된다. 밸브 하우징(142)은 도 4b에 화살표(E)에 의해 도시되어 있는 바와 같이, 펌프 본체(16)의 히트 싱크(74) 위의 냉각 공기의 유동을 안내하도록 윤곽 형성되고 배향된다. 몇몇 예에서, 밸브 하우징(142)은 냉각 공기의 흡기 유동이 밸브 하우징(142)에 진입하기 위해 히트 싱크(74) 위로 유동하도록 구성된다. 몇몇 예에서, 밸브 하우징(142)은 냉각 공기의 배기 유동이 밸브 하우징(142)에서 진출할 때 히트 싱크(74) 위로 유동하도록 구성된다. 몇몇 예에서, 흡기 및 배기 유동의 모두는 히트 싱크(74) 위로 안내된다.

제1 냉각 통로(36)가 펌프 본체(16) 내에 형성된다. 도시되어 있는 예에서, 제1 냉각 통로(36)는 모터 하우징(70) 및 단부 캡(68a)을 통해 연장된다. 제1 냉각 통로(36)는 에어 체크(46)와 냉각 챔버(44a) 사이에서 연장된다.

제2 냉각 통로(38)가 펌프 본체(16) 내에 형성된다. 도시되어 있는 예에서, 제2 냉각 통로(38)는 단부 캡(68a)을 통해, 중심부(66)를 통해, 특히 고정자 통로(76)를 통해, 그리고 단부 캡(68b)을 통해 연장된다. 제2 냉각 통로(38)는 단부 캡(68)을 통해 연장하는 외부 부분 및 고정자 통로(76)에 의해 형성된 내부 부분을 포함한다. 제2 냉각 통로(38)는 상이한 수의 내부 부분 및 외부 부분을 포함한다. 예를 들어, 제2 냉각 통로(38)의 각각의 외부 부분은 각각의 단부 캡(68)을 통해 단일 보어에 의해 형성될 수 있고, 반면 내부 부분은 다수의 고정자 통로(76)에 의해 형성된다. 각각의 단부 캡(68)은 단부 캡(68)과 고정자 통로(76)를 통한 입구/출구 보어 사이의 유체 연통을 제공하는 리세스를 포함할 수 있다. 제2 냉각 통로(38)는 외부 부분을 통해서보다 내부 부분을 통해 더 큰 유동 면적을 가질 수 있다. 외부 부분에 비해 내부 부분의 확대된 유동 면적은 고정자 경로를 통한 기류를 감속하여, 열 교환을 향상시킨다.

제3 냉각 통로(40)는 냉각 챔버(44a)와 냉각 챔버(44b) 사이에서 연장된다. 도시되어 있는 예에서, 제3 냉각 통로(40)는 모터 너트(56), 회전자(30), 및 단부 캡(68b)을 통해 연장된다. 더 구체적으로, 제3 냉각 통로(40)는 모터 너트(56) 내의 냉각 포트(130), 회전자(30) 내의 회전자 보어(96), 및 단부 캡(68b) 내의 캡 보어(132)에 의해 형성된다. 따라서, 제3 냉각 통로(40)의 일부는 펌프(10)의 회전 구성요소를 통해 연장된다. 회전자 보어(96)는 제3 냉각 통로(40)의 회전부를 형성한다. 제3 냉각 통로(40)의 비회전부는 펌프 본체(16)에 의해 형성될 수 있다. 제3 냉각 통로(40)는 정적 보어보다 더 많은 회전 보어를 포함할 수 있다. 예를 들어, 회전자 본체(88)는 모터 너트(56)가 냉각 포트(130)를 갖는 것보다 더 많은 회전자 보어(96)를 포함할 수 있다. 제3 냉각 통로(40)는 제3 냉각 통로(40)의 하나 또는 양 축방향 단부에 배치된 정적 보어를 통해서보다 회전 보어를 통해 더 큰 단면 유동 면적을 가질 수 있다. 증가된 단면적은 회전자 보어(96)를 통한 냉각 기류를 감속하여, 열 교환을 향상시킨다.

작동 중에, 전류가 회전자(30)의 회전을 구동하기 위해 고정자(28)에 제공된다. 구동 너트(90)는 회전자 본체(88)에 연결되고 회전자(30)와 함께 회전한다. 롤링 요소(98)는 펌프 축(PA-PA)을 따라 선형으로 스크류(92)를 구동한다. 축방향 펌프 반력은 펌핑 중에 발생되고 펌프 축(PA-PA)을 따라 경험된다. 펌프 반력은 초기에 유체 변위 부재(20)에 의해 경험되고 스크류(92)로 전달된다. 펌프 반력은 스크류를 통해 롤링 요소(98)로 그리고 롤링 요소(98)로부터 구동 너트(90)로 흐른다. 구동 너트(90)에 의해 경험된 축방향 힘은 베어링(54)으로 그리고 베어링(54)으로부터 펌프 본체(16)로 전달된다. 도시되어 있는 예에서, 축방향 힘은 구동 너트(90)에 의해 경험되고 베어링(54a, 54b)을 통해 단부 캡(68a, 68b)으로 그리고 단부 캡(68a, 68b)으로부터 펌프 본체(16)를 형성하는 다른 구성요소로 각각 전달된다. 베어링(54)은 축방향 힘을 펌프 하우징(16)으로 전달하여 모터(22)를 펌프 반력으로부터 격리시킨다. 유체 변위 부재(20)에 의해 경험되는 펌프 반력은, 하나의 유체 변위 부재(20)가 펌핑되고 반면 다른 유체 변위 부재(20)가 흡입 상태에 있기 때문에 각각의 행정 동안 서로 대향한다.

스크류(92)가 초기에 도 4a의 제1 축방향(AD1)으로 구동되면, 스크류(92)는 흡입 행정을 통해 유체 변위 부재(20b)를 견인하고 프로세스 유체에 대한 펌핑 행정을 통해 유체 변위 부재(20a)를 압박한다. 제1 행정의 단부에 도달한 후, 회전자(30)는 대향 회전 방향으로 구동되어 스크류(92)가 제1 행정으로부터 대향 선형 방향으로 제2 축방향(AD2)으로 구동되게 된다. 스크류(92)가 방향(AD2)으로 구동될 때, 스크류(92)는 흡입 행정을 통해 유체 변위 부재(20a)를 견인하고 프로세스 유체에 대한 펌핑 행정을 통해 유체 변위 부재(20b)를 압박한다. 흡입 행정 동안, 프로세스 유체 챔버(34)의 체적이 증가하고 프로세스 유체는 입구 매니폴드(12)로부터 프로세스 유체 챔버(34) 내로 흡인된다. 펌핑 행정 동안, 프로세스 유체 챔버(34)의 체적이 감소하고 유체 변위 부재(20)는 프로세스 유체 챔버(34) 외부로 하류에서 출구 매니폴드(14)로 프로세스 유체를 구동한다.

유체 변위 부재(20)는 프로세스 유체를 펌핑하는 것과 동시에 펌프(10)의 냉각 회로(CF)(도 2에서 가장 양호하게 볼 수 있음)를 통해 냉각 공기를 펌핑한다. 스크류(92)가 방향(AD1)으로 구동됨에 따라, 냉각 챔버(44a)의 체적이 팽창하고 공기가 입구 밸브(48) 및 제1 냉각 통로(36)를 통해 냉각 챔버(44a) 내로 흡인된다. 이와 같이, 유체 변위 부재(20a)는 냉각 공기에 대한 흡입 행정을 통해 진행하는 동시에 프로세스 유체에 대한 펌핑 행정을 통해 진행한다. 냉각 챔버(44b)의 체적은 유체 변위 부재(20b)가 방향(AD1)으로 견인됨에 따라 감소한다. 유체 변위 부재(20b)는 냉각 챔버(44b)로부터 제4 냉각 통로(42)를 통해 그리고 출구 밸브(50)를 통해 펌프(10)로부터 외부로 냉각 공기를 구동한다. 이와 같이, 유체 변위 부재(20b)는 냉각 공기에 대한 펌핑 행정을 통해 진행하는 동시에 프로세스 유체에 대한 흡입 행정을 통해 진행한다.

밸브 하우징(142)은 냉각 회로에 진입 및/또는 진출하는 냉각 공기의 유동을 안내한다. 밸브 하우징(142)은 펌프 본체(16) 상에 형성된 히트 싱크(74) 위로 유동을 안내한다. 히트 싱크(74) 위로 유동하는 냉각 공기는 펌프 본체(16)로부터의 열 전달을 향상시킨다.

스크류(92)가 제2 축방향(AD2)으로 구동됨에 따라, 냉각 챔버(44a)의 체적은 감소하고 냉각 챔버(44b)의 체적은 증가한다. 유체 변위 부재(20a)는 냉각 공기를 냉각 챔버(44a)로부터 제2 냉각 통로(38) 및 제3 냉각 통로(40)를 통해 냉각 챔버(44b)로 구동한다. 유체 변위 부재(20b)는 냉각 공기를 냉각 챔버(44a)로부터 제2 냉각 통로(38) 및 제3 냉각 통로(40)를 통해 냉각 챔버(44b)로 흡인한다. 냉각 공기의 유동은 입구 밸브(48) 및 출구 밸브(50)의 각각이 각각의 폐쇄 위치로 시프트하게 하고 내부 밸브(52)가 개방 위치로 시프트하게 하여, 냉각 회로(CF)를 통한 냉각 공기의 단방향성 유동을 안내한다.

유체 변위 부재(20)는 각각의 유체 변위 부재(20)의 대향 축방향 측면이 각각의 펌핑된 유체와 계면 접촉하는 상태로 냉각 공기 및 프로세스 유체를 동시에 펌핑하도록 구성된다. 건조 측면은 냉각 공기와 계면 접촉하고 습윤 측면은 프로세스 유체와 계면 접촉한다. 유체 변위 부재(20)는 유체 변위 부재(20)에 의해 펌핑되는 2개의 유체에 대한 펌핑 및 흡입 행정의 모두를 통해 동시에 구동된다. 이와 같이, 유체 변위 부재(20)는 냉각 공기에 대한 펌핑 행정을 통해 구동되면서 프로세스 유체에 대한 흡입 행정을 통해 구동되고, 유체 변위 부재(20)는 프로세스 유체에 대한 펌핑 행정을 통해 구동되면서 냉각 공기에 대한 흡입 행정을 통해 구동된다.

펌프(10)는 상당한 장점을 제공한다. 베어링(54)은 축방향 및 반경방향 하중의 모두를 지지하여, 모터(22) 및 유체 변위 부재(20)의 동축 장착을 용이하게 한다. 게다가, 구동 메커니즘(24)은 펌핑 동안 반경방향 하중과 축방향 하중의 모두를 경험한다. 이와 같이, 베어링(54)은 구동 메커니즘(24)의 사용을 더 용이하게 한다. 모터 너트(56)는 베어링(54)을 예압하고 고정자(28)에 대해 회전자(30)를 정렬한다. 모터 너트(56)는 회전 구성요소의 적절한 정렬을 보장하여, 이에 의해 비의도된 접촉을 방지하고 유효 수명을 증가시킨다. 모터 너트(56)는 베어링(54a)용 그리스 캡(60a)을 추가로 지지하여, 부품 수를 감소시키고 그리스 캡(60a)과 베어링(54a) 사이의 적절한 정렬을 보장하는데, 이는 윤활제 누설로 인해 발생할 수 있는 조기 고장을 방지한다.

스크류(92)는 펌프 축(PA-PA)을 중심으로 회전하는 것이 방지된다. 예시된 실시예에서, 스크류(92)는 유체 변위 부재(20)에 의해 펌프 축(PA-PA)을 중심으로 회전하는 것이 방지된다. 스크류(92)는 스크류(92)가 유체 변위 부재(20)에 대해 회전하는 것이 방지되도록 유체 변위 부재(20)와 계면 접촉한다. 유체 변위 부재(20)는 펌프 본체(16)와 계면 접촉하여 펌프 축(PA-PA)을 중심으로 하는 유체 변위 부재의 회전을 방지하여, 이에 의해 스크류(92)의 회전을 방지한다. 스크류(92)의 회전을 방지하는 것은 작동 전체에 걸쳐 스크류(92)와 유체 변위 부재(20) 사이의 연결을 유지하여, 스크류(92)와 유체 변위 부재(20) 사이의 원하지 않는 헐거워짐을 방지한다. 스크류(92)가 펌프 축(PA-PA)을 중심으로 회전하는 것을 방지하는 것은 구동 너트(90)가 회전함에 따라 스크류(92)가 선형으로 변위되게 하여, 펌프(10)에 의한 펌핑을 촉진한다.

그리스 피팅(94)이 스크류(92) 내에 배치된다. 그리스 피팅(94)은 롤링 요소(98)에 신속하고 간단한 윤활제 도포를 촉진한다. 윤활제를 제공하기 위해, 사용자는 펌프 본체(16)로부터 유체 커버(18b)를 제거하고 스크류(92)로부터 유체 변위 부재(20b)를 분리할 수 있다. 유체 변위 부재(20b)를 탈착하는 것은 제2 보어(114)로의 접근을 제공한다. 사용자는 그리스 건의 도포기를 제2 보어(114) 내에 삽입하고 도포기를 그리스 피팅(94)에 연결하여 윤활제를 공급할 수 있다. 윤활제는 제2 직경부(120) 및 제3 보어(116)를 통해 구동 너트(90)와 스크류(92) 사이의 간극으로 유동한다. 이와 같이, 사용자는 윤활을 위해 구동 메커니즘(24)에 접근하기 위해 펌프(10)를 완전히 분해하도록 요구되지 않는다. 게다가, 사용자는 윤활을 위해 롤링 요소(98)에 접근하기 위해 구동 메커니즘(24)을 분해하도록 요구되지 않아, 윤활 프로세스를 단순화하고 쉽게 분실될 수 있는 다수의 헐거운 작은 구성요소에 접근할 필요성을 방지한다.

유체 변위 부재(20)는 냉각 공기와 프로세스 유체의 모두를 펌핑한다. 냉각 공기는 단방향성 냉각 회로(CF)를 따라 펌프(10)를 통해 순환한다. 프로세스 유체를 또한 펌핑하는 유체 변위 부재(20)로 냉각 공기를 펌핑하는 것은 냉각 공기를 구동하기 위한 펌프 또는 팬과 같은 부가의 이동 부품을 갖는 부가의 구성요소를 제거함으로써 부품 수를 감소시킨다. 유체 변위 부재(20)가 직렬로 배치되는 것은 냉각 유로(CF)를 통한 효율적인 유동을 제공한다. 제2 냉각 통로(38) 및 제3 냉각 통로(40)는 제어기(26), 고정자(28) 및 구동 메커니즘(24)을 포함하는 펌프(10)의 주요 발열 구성요소로부터 열을 흡수하도록 위치된다. 제2 냉각 통로(38)의 적어도 일부는 양 소스로부터 열을 흡수하여 냉각 효율을 증가시키도록 고정자(28) 및 제어기(26)의 중간에 위치된다. 게다가, 배기 및 흡기 유동 중 적어도 하나는 고정자(28)를 추가로 냉각시키기 위해 히트 싱크(74) 위로 안내될 수 있다. 에어 체크(46) 및 내부 밸브(52)는 냉각 회로(CF)를 통한 신선한 냉각 공기의 유동을 보장하기 위해 단방향성 유동을 용이하게 한다.

도 5a는 단부 캡(68b) 상에 장착된 내부 밸브(52)를 도시하고 있는 등각도이다. 도 5b는 내부 밸브(52)를 도시하고 있는 펌프(10)의 부분의 확대 단면도이다. 도 5a 및 도 5b가 함께 설명될 것이다. 도 5a는 내부 밸브(52), 단부 캡(68b), 캡 보어(132), 캡 보어(146), 밸브 부재(148), 지지부(152), 부재 본체(156), 돌출부(158), 외부 부분(162), 테이퍼 에지(164), 및 단부(166)를 도시하고 있다. 도 5b는 또한 내부 밸브(52), 단부 캡(68b), 캡 보어(132), 밸브 부재(148), 지지부(152), 부재 본체(156), 돌출부(158), 외부 부분(162), 테이퍼 에지(164), 및 단부(166)를 도시하고 있고, 게다가 모터(22), 구동 메커니즘(24), 회전자(30), 냉각 챔버(44b), 베어링(54b), 그리스 캡(60b), 단부 캡(68b), 영구 자석 어레이(86), 그리스 피팅(94), 회전자 보어(96), 롤링 요소(98), 플레이트(150), 프롱(154), 내부 부분(160), 반경방향 내부 에지(168), 반경방향 외부 에지(170), 및 반경방향 외부 에지(172)를 도시하고 있다.

캡 보어(146)는 단부 캡(68b)을 통해 연장되고 제2 냉각 통로(38)를 위한 출구를 형성한다. 캡 보어(132)는 단부 캡(68b)을 통해 연장되고 제3 냉각 통로(40)를 위한 출구이다. 캡 보어(132)는 모두 동일한 구성일 수 있거나 다양한 구성일 수 있다.

캡 보어(132)는 베어링(54b)의 반경방향 외부에 배치된다. 캡 보어(132)는 펌프 축(PA-PA)에 대해 회전자 보어(96)의 반경방향 외부에 배치된다. 예를 들어, 캡 보어(132)의 중심선(CL1)은 회전자 보어(96)의 중심선(CL2)의 반경방향 외부에 있을 수 있고, 캡 보어(132)의 반경방향 내부 에지(168)는 회전자 보어(96)의 중심선(CL2)의 반경방향 외부에 있을 수 있고, 캡 보어(132)의 반경방향 외부 에지(170)는 회전자 보어(96)의 반경방향 외부 에지(172)의 반경방향 외부에 있을 수 있고, 캡 보어(132)의 중심선(CL1)은 회전자 보어(96)의 반경방향 외부 에지(172)의 반경방향 외부에 있을 수 있고, 그리고/또는 캡 보어(132)의 반경방향 내부 에지(168)는 회전자 보어(96)의 반경방향 외부 에지(172)의 반경방향 외부에 있을 수 있다. 캡 보어(132)는 영구 자석 어레이(86)와 적어도 부분적으로 반경방향으로 중첩될 수 있다.

내부 밸브(52)는 단부 캡(68b) 상에 장착되고 제2 냉각 통로(38) 및 제3 냉각 통로(40)로부터 냉각 챔버(44b) 내로의 유동을 제어한다. 도시되어 있는 예에서, 내부 밸브(52)는 플래퍼 밸브 부재(148)를 갖는 플래퍼 밸브이다. 밸브 부재(148)는 냉각 챔버(44b) 내로의 유동을 허용하는 개방 상태와, 냉각 챔버(44b)로부터 제2 냉각 통로(38) 및 제3 냉각 통로(40)로의 역행 유동을 방지하는 폐쇄 상태 사이에서 굴곡되도록 구성된 가요성 부재이다. 밸브 부재(148)는 폐쇄 상태에서 단부 캡(68b)에 대해 밀봉한다.

그리스 캡(60b)은 베어링(54b)에 인접하게 배치된다. 그리스 캡(60b)의 플레이트(150)는 베어링(54b)에 인접하고, 베어링(54b)을 오염으로부터 보호하고, 작동 중에 액화되는 임의의 그리스를 포획한다. 그리스 캡(60b)의 지지부(152)는 베어링(54b)으로부터 단부 캡(68b)의 대향 측면에 배치된다. 몇몇 예에서, 체결구(도시되어 있지 않음)는 단부 캡(68) 및 지지부(152) 내로 연장하여 그리스 캡(60b)을 단부 캡(68b)에 고정한다. 몇몇 예에서, 프롱(154)은 지지부(152)로부터 연장되고 플레이트(150)와 계면 접촉하여 베어링(54b)에 대해 플레이트(150)를 유지한다. 몇몇 예에서, 프롱(154)은 단부 캡(68b)의 부분 상에 스냅 로킹된다. 밸브 부재(148)의 부분은 지지부(152)와 단부 캡(68b) 사이에 배치되어 밸브 부재(148)가 그리스 캡(60b)에 의해 단부 캡(68b)에 연결되게 된다. 그러나, 밸브 부재(148)는 냉각 공기의 단방향성 유동을 용이하게 하기 위해 적합한 임의의 방식으로 펌프(10) 내에 고정될 수 있는 것으로 이해된다.

밸브 부재(148)는 부재 본체(156) 및 돌출부(158)를 포함한다. 부재 본체(156) 및 돌출부(158)는 단일 부품으로서 기능하고 단일 부품으로서 일체로 형성될 수 있다. 부재 본체(156)는 그리스 캡(60b)에 의해 단부 캡(68)에 고정된다. 부재 본체(156)는 밸브 부재(148)의 본체를 형성한다. 부재 본체(156)는 단부 캡(68b) 내의 중심 구멍 둘레로 연장하는 환형 링이다. 구동 메커니즘(24)의 스크류(92)는 부재 본체(156)의 중심 개구를 통해 왕복한다. 도시되어 있는 예에서, 부재 본체(156)의 내경(D5)은 구동 너트(90)의 직경(D4)보다 더 크다.

부재 본체(156)의 내부 부분(160)은 그리스 캡(60b)의 지지부(152)와 계면 접촉한다. 내부 부분(160)은 지지부(152)와 단부 캡(68b) 사이에 클램핑된다. 외부 부분(162)은 지지부(152)의 축방향 면과 계면 접촉하지 않는다. 외부 부분(162)은 내부 부분으로부터 반경방향으로 연장하고 캡 보어(132)를 커버한다. 외부 부분(162)은 캡 보어(132)를 밀봉하기 위해 단부 캡(68b)과 계면 접촉한다. 부재 본체(156)는 냉각 공기가 냉각 챔버(44a)로부터 냉각 챔버(44b)로 펌핑되는 것에 응답하여 캡 보어(132)를 통해 유로를 개방하도록 굴곡된다. 더 구체적으로, 외부 부분(162)은 유로를 개방하기 위해 단부 캡(68b)으로부터 이격하여 굴곡된다.

돌출부(158)는 부재 본체(156)로부터 연장되어 캡 보어(146)를 커버한다. 제2 부분은 돌출부(158)의 단부(166)와 부재 본체(156) 사이의 돌출부(158)의 폭을 감소시키는 테이퍼 에지(164)를 포함한다. 단부(166)는 테이퍼 에지(164) 사이에서 연장되어 이들을 연결한다. 단부(166)는 평탄, 만곡, 첨단 등과 같이 테이퍼 에지 사이의 임의의 원하는 프로파일일 수 있다. 돌출부(158)는 캡 보어(146)를 통한 유로를 밀봉하기 위해 단부 캡(68b)과 계면 접촉한다. 돌출부(158)는 캡 보어(146)를 통한 유로를 개방하기 위해 단부 캡(68b)으로부터 이격하여 굴곡된다.

내부 밸브(52)는 플래퍼 밸브 부재(148)를 갖는 것으로서 설명되었지만, 내부 밸브(52)는 단방향성 유동을 용이하게 하기 위한 임의의 원하는 구성일 수 있는 것으로 이해된다. 예를 들어, 내부 밸브(52)는 볼 밸브, 다이어프램 밸브, 스윙 밸브, 또는 임의의 다른 일방향 밸브 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 몇몇 예에서, 내부 밸브(52)는 보어(132, 146)가 있는 것과 동일한 수의 밸브 부재를 포함한다. 예를 들어, 밸브 요소는 각각의 보어(132, 146) 내에 배치되어 냉각 공기의 단방향성 유동을 용이하게 할 수 있다. 몇몇 예에서, 내부 밸브(52)는 출구 보어(132, 146)가 있는 것보다 더 적은 밸브 요소를 포함한다.

작동 중에, 냉각 공기는 제2 냉각 통로(38)(도 2) 및 제3 냉각 통로(40)(도 2)를 통해 냉각 챔버(44b)로 펌핑된다. 밸브 부재(148)는 제2 냉각 통로(38) 및 제3 냉각 통로(40)를 통한 유동을 제어하기 위해 캡 보어(146)와 캡 보어(132)의 모두 위로 연장된다. 밸브 부재(148)는 개방 상태로 시프트하고 냉각 챔버(44) 내로 냉각 기류를 허용하기 위해 단부 캡(68b)으로부터 들어올려진다. 몇몇 예에서, 밸브 부재(148)의 외부 부분(162)의 360도 부분은 캡 보어(132)의 전체 원주방향 어레이를 노출시키기 위해 단부 캡(68b)으로부터 들어올려진다. 냉각 공기를 냉각 챔버(44b)로 펌핑한 후, 유체 변위 부재(20)는 행정 방향을 역전시킨다. 냉각 챔버(44b) 내의 압력의 증가 및 냉각 챔버(44a) 내의 흡입은 밸브 부재(148)를 폐쇄 상태로 다시 구동한다. 밸브 부재(148)의 구조적 구성은 또한 밸브 부재(148)를 폐쇄 상태를 향해 편향시킨다. 이와 같이, 내부 밸브(52)는 상시 폐쇄 밸브일 수 있다.

내부 밸브(52)는 상당한 장점을 제공한다. 내부 밸브(52)는 냉각 챔버(44b)로부터 냉각 챔버(44a)로의 역행 유동을 방지한다. 내부 밸브(52)는 이에 의해 신선한 냉각 공기의 연속적인 순환을 보장하여, 더 효율적인 냉각을 제공한다. 내부 밸브(52)가 제2 냉각 통로(38)와 제3 냉각 통로(40)의 모두를 통한 유동을 제어하는 단일 부품 밸브인 것은 더 간단한 조립을 제공하고, 부품 수를 감소시키며, 작동을 단순화하고, 비용을 감소시킨다. 밸브 부재(148)는 그리스 캡(60b)에 의해 고정되어, 그리스 캡(60b)에 이중 기능을 제공함으로써 부품을 더 감소시킨다.

도 6a는 에어 체크(46)의 분해도이다. 도 6b는 에어 체크(46)의 후면 등각도이다. 도 6c는 펌프 본체(16) 상에 장착된 에어 체크(46)를 도시하고 있는 확대 단면도이다. 도 6a 내지 도 6c가 함께 설명될 것이다. 에어 체크(46)는 입구 밸브(48), 출구 밸브(50), 필터(140), 밸브 하우징(142), 및 에어 캡(174)을 포함한다. 밸브 하우징(142)은 외부측(176), 내부측(178), 상단부(180), 하단부(182), 장착 실린더(184a, 184b)(여기서 집합적으로 "장착 실린더(184")), 및 벽(186)을 포함한다. 입구 밸브(48) 및 출구 밸브(50)는 각각 밸브 부재(188a, 188b) 및 보유 부재(190a, 190b)를 포함한다.

에어 체크(46)는 펌프 본체(16)에 장착되고 냉각 회로(CF)(도 2) 내외로의 기류를 제어하도록 구성된다. 몇몇 예에서, 밸브 하우징(142)은 모터 하우징(70) 상에 배치되고 그에 연결된다. 몇몇 예에서, 밸브 하우징(142)은 단부 캡(68a, 68b)(도 4a, 도 4b 및 도 4d에서 가장 양호하게 볼 수 있음) 사이에 축방향으로 배치된다. 밸브 하우징(142)은 밸브 하우징(142)을 통해 모터 하우징(70) 내로 연장하는 체결구에 의해 모터 하우징(70)에 연결될 수 있다. 밸브 하우징(142)의 상단부(180) 및 하단부(182)는 펌프 본체(16) 상에 형성된 히트 싱크(74)(도 3a에서 가장 양호하게 볼 수 있음) 위로 냉각 공기의 유동을 안내하도록 윤곽 형성되어 있다. 몇몇 예에서, 상단부(180) 및 하단부(182)는 펌프 본체(16)에 대해 일반적으로 접선 방향으로 냉각 기류를 안내하도록 윤곽 형성된다.

필터(140)는 밸브 하우징(142)의 외부측(176)에 배치된다. 필터(140)는 공기가 냉각 회로(CF)에 진입하기 전에 공기로부터 오물 및 먼지와 같은 오염물을 필터링하도록 구성된다. 에어 캡(174)은 밸브 하우징(142)에 장착되고 필터(140)를 보유한다. 몇몇 예에서, 에어 캡(174)은 에어 캡(174)이 냉각 회로(CF) 내로 유동하는 공기의 체적을 제어하게 조정될 수 있도록 조정 가능한 제한을 제공한다. 에어 캡(174)의 포스트(192)는 필터(140)를 통해 연장되고 탭(194)과 연결된다. 몇몇 예에서, 탭(194)은 에어 캡(174)을 밸브 하우징(142)에 고정하기 위해 장착 실린더(184b)로부터 연장된다.

장착 실린더(184)가 밸브 하우징(142)의 내부측(178) 상에 형성된다. 장착 실린더(184a)는 펌프 하우징(16) 내에 형성된 입구 보어(196) 내로 돌출한다. 입구 보어(196)는 냉각 회로(CF)의 입구를 형성한다. 장착 실린더(184b)는 펌프 하우징(16) 내에 형성된 출구 보어(198) 내로 돌출한다. 출구 보어(198)는 냉각 회로(CF)의 출구를 형성한다.

장착 실린더(184a, 184b)는 입구 밸브(48) 및 출구 밸브(50)를 밸브 하우징(142)에 고정하기 위해 보유 부재(190a, 190b)를 수용한다. 보유 부재(190)는 장착 실린더(184) 내로 연장되고 작동 중에 장착 실린더(184)에 대해 정지 상태를 유지하도록 구성된다. 벽(186)은 입구 밸브(48)와 연관된 장착 실린더(184) 주위로 연장된다. 벽(186)은 펌프 본체(16)와 계면 접촉하여 입구 밸브(48)를 통한 입구 유동을 출구 밸브(50)를 통한 출구 유동으로부터 격리시킨다.

밸브 부재(188a)는 장착 실린더(184a)의 숄더 상에 배치되고 보유 부재(190a)에 의해 고정된다. 보유 부재(190a)의 샤프트는 예로서 압입 연결에 의해, 장착 실린더(184a) 내에 고정된다. 보유 부재(190a)의 헤드는 밸브 부재(188a)의 일부 위로 연장되어 밸브 부재(188a)를 장착 실린더(184a) 상에 보유한다. 도시되어 있는 예에서, 밸브 부재(188a)는 개방 단부가 펌프 하우징(16)을 향해 그리고 밸브 하우징(142)으로부터 이격하여 지향하는 상태로 배향된 u-컵 링을 포함한다. 밸브 부재(188a)는 밸브 하우징(142)과 입구 보어(196) 사이에 일방향 밀봉부를 형성한다. 밸브 부재(188a)는 도 6c에서 화살표(IF)에 의해 도시되어 있는 바와 같이, 제1 냉각 통로(36) 내로의 단방향성 유동을 허용하도록 구성된다.

밸브 부재(188b)는 장착 실린더(184b)의 숄더 상에 배치되고 보유 부재(190b)에 의해 고정된다. 보유 부재(190b)의 샤프트는 예로서 압입 연결에 의해, 장착 실린더(184b) 내에 고정된다. 보유 부재(190b)의 헤드는 밸브 부재(188b)의 일부 위로 연장되어 밸브 부재(188b)를 장착 실린더(184b) 상에 보유한다. 도시되어 있는 예에서, 밸브 부재(188b)는 개방 단부가 밸브 하우징(142)을 향해 그리고 펌프 본체(16)로부터 이격하여 지향하는 상태로 배향된 u-컵 링을 포함한다. 밸브 부재(188b)는 밸브 하우징(142)과 출구 보어(198) 사이에 일방향 밀봉부를 형성한다. 밸브 부재(188b)는 도 6c에서 화살표(EF)에 의해 도시되어 있는 바와 같이, 제4 냉각 통로(42) 외부로의 단방향성 유동을 허용하도록 구성된다. 서로에 대한 밸브 부재(188a, 188b)의 역 배향은 냉각 회로(CF)를 통한 단방향성 유동을 용이하게 한다. 밸브 부재(188a)는 냉각 공기가 냉각 회로(CF)로 진입하지만 진출하지 않을 수 있게 하고, 반면 밸브 부재(188b)는 냉각 공기가 냉각 회로(CF)로 진입하지만 진출하지 않을 수 있게 한다.

작동 중에, 그 동안에 흡입 행정이 입구 밸브(48)와 연관된 제1 냉각 챔버(예를 들어, 냉각 챔버(44a)(도 2 및 도 4a))에서 발생하고 펌핑 행정이 출구 밸브(50)(예를 들어, 냉각 챔버(44b)(도 2 및 도 4a))와 연관된 제2 냉각 챔버에서 발생하는 제1 행정이 발생한다. 흡입은 밸브 부재(188a)가 굴곡되게 하고 펌프 본체(16)로부터 분리되게 하여, 이에 의해 장착 실린더(184a)와 펌프 본체(16) 사이의 입구 보어(196)를 통한 유로를 개방한다. 냉각 공기의 흡기부는 에어 캡(174) 및 필터(140)를 통해 에어 체크(46) 내로 흡인된다. 냉각 공기의 흡기부는 밸브 부재(188a)를 지나 입구 보어(196)를 통해 냉각 회로(CF) 내로 유동한다. 동시에, 제2 냉각 챔버 내의 압력은 밸브 부재(188b)가 굴곡되게 하고 펌프 본체(16)로부터 분리되게 하여, 이에 의해 장착 실린더(184b)와 펌프 본체(16) 사이의 출구 보어(198)를 통한 유로를 개방한다. 냉각 공기의 배기부는 밸브 부재(188b)를 지나 제4 냉각 통로(42)를 통해 그리고 출구 보어(198)를 통해 하류로 구동된다. 배기부는 출구 보어(198)를 통해 냉각 회로(CF)에서 진출한다. 배기부는 출구 보어(198)에서 진출하고 밸브 하우징(142)과 펌프 본체(16) 사이에 배치된다. 배기부는 밸브 하우징(142)의 상단부(180) 및 하단부(182)를 향해 구동된다. 상단부(180) 및 하단부(182)의 윤곽은 펌프 본체(16) 상에 형성된 히트 싱크(74) 위로 배기 유동을 안내한다. 입구 밸브(48) 및 출구 밸브(50)는 동시에 개방 상태에 있다.

제1 행정이 완료된 후, 그 동안에 펌핑 행정이 제1 냉각 챔버에서 발생하고 흡입 행정이 제2 냉각 챔버에서 발생하는 제2 행정이 발생한다. 제1 냉각 챔버 내의 압력은 밸브 부재(188a)가 확장되게 하고 펌프 본체(16)와 맞물리게 하여 이에 의해 입구 보어(196)를 통한 유로를 폐쇄한다. 동시에, 제2 냉각 챔버 내의 흡입은 밸브 부재(188b)가 확장되게 하고 펌프 본체(16)와 맞물리게 하여 이에 의해 출구 보어(198)를 통한 유로를 폐쇄한다. 이와 같이, 입구 밸브(48) 및 출구 밸브(50)의 각각은 동시에 폐쇄 상태에 있다.

입구 밸브(48) 및 출구 밸브(50)는 각각 밸브 부재(188a, 188b) 및 보유 부재(190a, 190b)를 포함하는 것으로서 설명되었지만, 입구 밸브(48) 및 출구 밸브(50)는 단방향성 유동을 용이하게 하기 위한 임의의 원하는 구성일 수 있다는 것이 이해된다. 예를 들어, 입구 밸브(48) 및 출구 밸브(50) 중 하나 또는 모두는 볼 밸브, 게이트 밸브, 디스크 밸브, 플래퍼 밸브를 포함하거나, 또는 임의의 다른 적합한 구성일 수 있다.

에어 체크(46)는 상당한 장점을 제공한다. 에어 체크(46)는 냉각 경로(CF) 내외로 단방향성 유동을 제공한다. 밸브 하우징(142)은 펌프 본체(16) 상에 형성된 히트 싱크(74) 위로 냉각 기류를 안내하여, 펌프(10)에 부가의 냉각을 제공한다. 입구 밸브(48)와 출구 밸브(50)는 동시에 개방 또는 폐쇄의 동일한 상태에 있다. 이와 같이, 따뜻한 공기가 배기됨에 따라 신선한 냉각 공기가 냉각 회로(CF)에 진입한다.

도 7은 유체 변위 부재(20')를 도시하고 있는 단면도이다. 유체 변위 부재(20')는 유체 변위 부재(20)(도 3a 및 도 4a에서 가장 양호하게 볼 수 있음)와 실질적으로 유사하다. 유체 변위 부재(20')는 내부 플레이트(78'), 외부 플레이트(80'), 멤브레인(82), 및 체결구(84)를 포함한다. 내부 플레이트(78') 및 외부 플레이트(80')는 각각 히트 싱크(200)를 포함한다. 유체 변위 부재(20')는 작동 중에 펌프(10)의 부가의 냉각을 용이하게 한다.

내부 플레이트(78')의 히트 싱크(200)는 냉각 챔버(44a, 44b)(도 2 및 도 4a)와 같은 냉각 챔버 내에서 냉각 공기와 접촉하는 내부 플레이트(78')의 부분 상에 형성된다. 외부 플레이트(80')의 히트 싱크(200)는 프로세스 유체 챔버(34a, 34b)와 같은 프로세스 유체 챔버 내에서 프로세스 유체와 접촉하는 외부 플레이트(80')의 부분 상에 형성된다. 체결구(84)는 내부 플레이트(78') 및 외부 플레이트(80')의 각각을 통해 연장되어 이들과 접촉한다. 내부 플레이트(78'), 외부 플레이트(80'), 및 체결구(84)의 각각은 다른 옵션들 중에서도, 알루미늄과 같은 열 전도성 재료로부터 제조될 수 있다. 유체 변위 부재(20)는 비교적 차가운 프로세스 유체와 비교적 따뜻한 냉각 공기 사이에서 열 교환 요소로서 작용한다. 프로세스 유체는 펌핑 중에 발생된 열을 흡수하여, 펌프(10)를 추가로 냉각시킬 수 있다. 히트 싱크(200)는 냉각 공기 및 프로세스 유체에 노출된 전도성 표면의 표면적을 증가시켜, 더 양호한 열 전달 효율을 제공한다. 몇몇 예에서, 체결구(84)가 그를 통해 통과하는 멤브레인(82)의 중심 구멍은, 내부 플레이트(78') 및 외부 플레이트(80')의 부분이 그 중심 구멍을 통해 물리적으로 접촉할 수 있도록 확대되어, 유체 변위 부재(20)의 전도 용량을 증가시킨다.

히트 싱크(200)는 열 전달 효율을 증가시키기 위해 유체 변위 부재의 임의의 원하는 구성에 적용될 수 있다. 예를 들어, 유체 변위 부재(20b)(도 3a 및 도 4a에서 가장 양호하게 볼 수 있음)는 프로세스 유체와 접촉할 것인 외부 플레이트의 부분 상에 오버몰딩된 멤브레인을 포함한다. 멤브레인은 통상적으로 열 전달을 억제하는 고무와 같은, 낮은 열 전도율을 갖는 재료로부터 형성된다. 유체 변위 부재(20b)는 히트 싱크가 외부 플레이트로부터 그리고 프로세스 유체에 노출될 오버몰딩을 통해 연장하도록 구성될 수 있다. 유체 변위 부재(20')는 펌프(10)에 대한 열 전달 효율을 증가시킴으로써 상당한 장점을 제공한다. 게다가, 유체 변위 부재(20')는 프로세스 유체를 열 전달 유체로서 이용하여, 시스템 내에 이미 존재하는 유체를 이용함으로써 열 전달을 단순화한다.

도 8a는 전기 작동식 펌프(10)의 후면 등각도이다. 도 8b는 하우징 커버(67)가 제거되어 있는 상태의 펌프(10)의 후면 등각도이다. 도 8c는 펌프(10)의 펌프 본체(16)의 등각도이다. 도 8d는 도 8a의 라인 D-D를 따라 취한 단면도이다. 도 8e는 도 8a의 라인 E-E를 따라 취한 단면도이다. 도 8a 내지 도 8e가 함께 설명될 것이다. 펌프(10)는 입구 매니폴드(12), 출구 매니폴드(14), 펌프 본체(16), 유체 커버(18a, 18b)(여기서 집합적으로 "유체 커버(18") 또는 "유체 커버(18")), 유체 변위 부재(20a, 20b)(여기서 집합적으로 "유체 변위 부재(20") 또는 "유체 변위 부재(20")), 모터(22), 구동 메커니즘(24), 제어기(26), 팬 조립체(31), 및 하우징 커버(67)를 포함한다. 모터(22)는 고정자(28) 및 회전자(30)를 포함한다. 팬 조립체(31)는 임펠러(33) 및 팬 모터(35)를 포함한다.

펌프 본체(16)는 중심부(66) 및 단부 캡(68a, 68b)(여기서 집합적으로 "단부 캡(68") 또는 "단부 캡들(68"))을 포함한다. 중심부(66)는 모터 하우징(70), 제어 하우징(72), 및 히트 싱크(74)를 포함한다. 회전자(30)는 영구 자석 어레이(86) 및 회전자 본체(88)를 포함한다. 구동 메커니즘(24)의 구동 너트(90) 및 스크류(92)가 도시되어 있다.

단부 캡(68a, 68b)은 중심부(66)의 대향 측면들에 배치되고 중심부(66)에 부착되어 펌프 본체(16)를 형성한다. 유체 커버(18a, 18b)는 단부 캡(68a, 68b)에 각각 연결된다. 입구 매니폴드(12)는 각각의 유체 커버(18)에 연결되어 프로세스 유체 챔버(34a, 34b)에 유체를 제공한다. 출구 매니폴드(14)는 각각의 유체 커버(18)에 연결되어 프로세스 유체 챔버(34a, 34b)로부터 유체를 수용한다.

모터(22) 및 제어 요소(29)(다른 요소들 중에서도 제어기(26)(도 1c 및 도 19)와 같은)는 펌프 본체(16)에 의해 지지된다. 더 구체적으로, 모터(22) 및 제어 요소(29)는 펌프 본체(16)의 중심부(66)에 의해 지지된다. 모터(22)는 단부 캡(68) 사이에 모터 하우징(70) 내에 배치된다. 고정자(28)는 회전자(30)를 둘러싸고 회전자(30)의 회전을 구동하여, 모터(22)는 내부 회전자 모터로 고려될 수 있게 된다. 회전자(30)는 펌프 축(PA-PA)을 중심으로 회전하고 구동 메커니즘(24) 및 유체 변위 부재(20)와 동축으로 배치된다. 영구 자석 어레이(86)는 회전자 본체(88) 상에 배치된다.

제어 하우징(72)은 모터 하우징(70)에 연결되고 그로부터 연장된다. 도시되어 있는 예에서, 제어 하우징(72) 및 모터 하우징(70)은 단일 하우징으로서 일체로 형성될 수 있다(예를 들어, 다른 옵션들 중에서도 주조에 의해). 제어 하우징(72)은 제어기(26)(도 1c 및 도 19)와 같은 펌프(10)의 제어 요소(29)를 수용하도록 구성된다.

히트 싱크(74)는 중심부(66) 상에 형성된다. 도시되어 있는 예에서, 히트 싱크(74)는 다수의 구성으로 형성되고 돌출부 및 휜을 포함하지만, 히트 싱크(74)는 펌프(10)를 냉각시키기 위한 열 교환을 촉진하기 위해 펌프 본체(16)의 표면적을 증가시키기 위해 적합한 임의의 구성일 수 있다는 것이 이해된다. 도시되어 있는 예에서, 히트 싱크(74) 중 몇몇은 펌프(10)용 외부 냉각 유체 회로(CF2)를 형성하는 유동 통로를 형성한다. 도시되어 있는 예에서, 히트 싱크(74)의 지지부는 제어 하우징(72)과 모터 하우징(70) 사이에서 연장되어 이들을 연결한다.

하우징 커버(67)는 펌프 본체(16)에 장착되고 냉각 유체 회로(CF2)의 유동 통로를 적어도 부분적으로 형성한다. 입구 개구(83) 및 출구 개구(85)는 하우징 커버(67)를 통해 형성된다. 몇몇 예에서, 하우징 커버(67)는 중심부(66)의 상부측에서(예를 들어, 도시되어 있는 예에서 출구 매니폴드(14)와 중심부(66) 사이) 펌프 본체(16)에 연결된 상부 부분으로서 형성되고, 및 중심부(66)의 하부측에서(예를 들어, 도시되어 있는 예에서 입구 매니폴드(12)와 중심부(66) 사이) 펌프 본체(16)에 연결된 하부 부분으로서 형성된다. 이와 같이, 하우징 커버(67)는 냉각 유체 회로(CF2)를 적어도 부분적으로 형성하기 위해 펌프(10)에 조립된 다수의 개별 구성요소로부터 형성될 수 있다. 그러나, 하우징 커버(67)는 원하는 만큼 많은 또는 적은 수의 구성요소에 의해 형성될 수 있는 것으로 이해된다.

펌프(10)의 주요 열원은 제어기(26), 고정자(28) 및 구동 메커니즘(24)을 포함한다. 냉각 유체 회로(CF)는 냉각 공기와 열원 사이의 열 교환에 영향을 미치고 이에 의해 펌프(10)를 냉각시키기 위해 발열 구성요소에 근접한 통로를 통해 냉각 공기를 안내한다. 냉각 유체 회로(CF2)는 냉각 공기를 모터 하우징(70) 주위로 안내하도록 구성된다. 냉각 유체 회로(CF2)는 냉각 공기를 펌프 축(PA) 주위로 원주방향으로 안내한다. 냉각 유체 회로(CF2)는 냉각 공기를 안내하여 모터 하우징(70)과 제어 하우징(72)의 모두 내의 요소에 냉각을 제공하도록 구성된다. 모든 실시예가 반드시 냉각 유체 회로(CF2) 또는 다른 펌프 냉각 공기를 포함하는 것은 아니라는 것이 이해된다.

도시되어 있는 예에서, 냉각 유체 회로(CF2)는 입구 통로(101), 중간 통로(103), 및 출구 통로(105)를 포함한다. 도시되어 있는 예에서, 유동을 안내하기 위한 냉각 유체 회로(CF2)에 밸브가 없다. 대신에, 팬(31)은 냉각 유체 회로(CF2)를 통해 냉각 공기를 능동적으로 구동하도록 구성된다. 팬(31)은 펌프 본체(16)에 의해 지지된다. 더 구체적으로, 팬(31)은 벽 형성 제어 하우징(72)에 의해 지지된다. 임펠러(33)는 냉각 유체 회로(CF2) 내에 배치된다. 도시되어 있는 예에서, 임펠러(33)는 입구 통로(101)와 출구 통로(105) 사이의 교차점에 배치된다. 팬(31)은 이에 의해 냉각 유체 회로(CF2) 내에 적어도 부분적으로 배치된다. 더 구체적으로, 임펠러(33)는 냉각 유체 회로(CF2)의 입구와 냉각 유체 회로(CF2)의 출구 사이의 유로 내에 배치된다. 도시되어 있는 예에서, 임펠러(33)는 피복되지 않지만, 다른 예에서는 임펠러(33)는 피복될 수 있다는 것이 이해된다. 팬 모터(35)는 제어 하우징(72) 내에 배치된다. 전기 모터일 수 있는 팬 모터(35)는 제어 하우징(72)의 벽에 의해 고정자(28)를 둘러싸는 환경으로부터 격리되어, 도시되어 있는 냉각 장치가 위험한 로케이션에서 사용하기에 적합하게 된다.

입구 통로(101)는 모터 하우징(70)과 하우징 커버(67) 사이에 형성된다. 도시되어 있는 예에서, 입구 통로(101)는 히트 싱크(74)에 의해 부분적으로 형성된 다수의 개별 통로를 포함한다. 개별 통로는 모터 하우징(70) 주위에 원주방향으로 연장된다. 각각의 유로의 축방향 측면은 히트 싱크(74)에 의해 형성된다. 도시되어 있는 예에서, 히트 싱크(74)의 적어도 일부는 모터 하우징(70) 상에서 그리고 펌프 축(PA) 둘레로 원주방향으로 연장될 수 있지만 축방향으로는 연장되지 않는다. 입구 통로(101) 내의 각각의 유로의 적어도 3개의 측면은 열 전도성 재료(예를 들어, 모터 하우징(70) 및 히트 싱크(74))에 의해 형성된다. 모터 하우징(70)의 본체는 입구 통로(101)를 적어도 부분적으로 형성한다. 모터 하우징(70)은 이에 의해 냉각 유체 회로(CF2)를 통해 냉각 유동에 직접 노출된다. 모터 하우징(70)은 고정자(28)와 입구 통로(101) 사이에 직접 배치되어 고정자(28)로부터 냉각 유체 회로(CF2)를 통한 냉각 유동으로 효율적인 열 전달을 제공한다.

중간 통로(103)는 제어 하우징(72)과 모터 하우징(70) 사이에 배치된다. 제어 하우징(72)의 벽은 중간 통로(103)를 적어도 부분적으로 형성한다. 제어 하우징(72) 내의 발열 요소의 하나 이상은 제어 하우징 벽(73)에 장착될 수 있다. 발열 요소는 이에 의해 냉각 유체 회로(CF2)를 통해 유동하는 냉각 공기와 또한 직접 접촉하는 제어 하우징 벽(73)에 장착된다. 발열 요소를 제어 하우징 벽(73)에 장착하는 것은 이들 구성요소로부터 냉각 유체 회로(CF2)를 통한 냉각 유동으로의 효율적인 열 전달을 용이하게 한다. 중간 통로(103)는 모터 하우징(70)의 본체에 의해 적어도 부분적으로 형성된다. 모터 하우징(70)은 이에 의해 냉각 유체 회로(CF2)를 통해 냉각 유동에 직접 노출된다. 모터 하우징(70)은 고정자(28)와 중간 통로(103) 사이에 직접 배치되어 고정자(28)로부터 냉각 유체 회로(CF2)를 통한 냉각 유동으로 효율적인 열 전달을 제공한다. 히트 싱크(74)는 제어 하우징(72)과 모터 하우징(70) 사이에서 연장되어 이들을 연결한다. 중간 통로(103)를 적어도 부분적으로 형성하는 히트 싱크(74)는 제어 하우징(72)과 모터 하우징(70)의 모두와 직접 접촉한다. 이러한 히트 싱크(74)는 제어 하우징(72)과 모터 하우징(70)의 모두로부터 열을 전달한다.

출구 통로(105)는 모터 하우징(70)과 하우징 커버(67) 사이에 형성된다. 도시되어 있는 예에서, 출구 통로(105)는 히트 싱크(74)에 의해 부분적으로 형성된 다수의 개별 통로를 포함한다. 개별 통로는 모터 하우징(70) 주위에 원주방향으로 연장된다. 각각의 유로의 축방향 측면은 히트 싱크(74)에 의해 형성된다. 도시되어 있는 예에서, 히트 싱크(74)의 적어도 일부는 모터 하우징(70) 상에서 그리고 펌프 축(PA) 둘레로 원주방향으로 연장될 수 있지만 축방향으로는 연장되지 않는다. 출구 통로(105) 내의 각각의 유로의 적어도 3개의 측면은 열 전도성 재료(예를 들어, 모터 하우징(70) 및 히트 싱크(74))에 의해 형성된다. 모터 하우징(70)의 본체는 출구 통로(105)를 적어도 부분적으로 형성한다. 모터 하우징(70)은 이에 의해 냉각 유체 회로(CF2)를 통해 냉각 유동에 직접 노출된다. 모터 하우징(70)은 고정자(28)와 출구 통로(105) 사이에 직접 배치되어 고정자(28)로부터 냉각 유체 회로(CF2)를 통한 냉각 유동으로 효율적인 열 전달을 제공한다.

작동 중에, 팬 모터(35)는 임펠러(33)의 회전을 구동하기 위해 전력 공급된다. 팬(31)은 입구 개구(83)를 통해 냉각 유체 회로(CF2) 내로 공기를 흡인한다. 입구 개구(83)는 공기가 냉각 유체 회로(CF2) 내로 진입하게 하기 위한 로케이션을 제공하고 주변 환경과 유체 연통한다. 이와 같이, 펌프(10) 환경의 주위 공기는 냉각 유체 회로(CF2)의 냉각 유체를 형성할 수 있다. 다수의 입구 개구(83)가 도시되어 있지만, 냉각 유체 회로(CF2)는 하나 이상과 같은 임의의 원하는 수의 입구 개구(83)를 포함할 수 있는 것으로 이해된다. 입구 개구(83)는 또한 입구 통로(101)를 따라 원주방향으로 이격될 수 있다. 예를 들어, 하나 이상의 부가의 또는 대안적인 입구 개구(83)는 현재 도시되어 있는 로케이션과 팬(31)의 위치 사이에서 하우징 커버(67)를 따라 원주방향 로케이션에 형성될 수 있다.

팬(31)은 입구 통로(101)를 통해 그리고 모터 하우징(70) 및 히트 싱크(74) 위로 흡기 공기를 흡인한다(화살표(IA)에 의해 도시되어 있음). 냉각 공기의 유동(도 8d에 화살표(AF)에 의해 도시되어 있음)은 히트 싱크(74) 및 모터 하우징(70) 위를 통과하여 이들 요소를 냉각한다. 팬(31)은 중간 통로(103)와 출구 통로(105)를 통해 공기를 하류로 송풍한다. 팬(31)에 의해 송풍된 냉각 공기는 초기에 중간 통로(103)를 통해 유동한다. 중간 통로(103)를 통해 유동하는 공기는 제어 하우징(72)과 모터 하우징(70)의 모두와 접촉하여 제어 하우징(72) 내의 발열 구성요소(예를 들어, 무엇보다도 제어기(26))와 모터 하우징(70) 내의 발열 구성요소(예를 들어, 고정자(28) 및 구동 메커니즘(24))의 모두로부터 열을 전달한다. 냉각 유체 회로(CF2)를 통한 유동의 적어도 일부는 모터(22)와 하우징 벽(73)에 장착된 전기 부품(29) 사이에서 직접 유동한다. 펌프 축(PA)으로부터 연장하는 반경방향 라인은 구동 메커니즘(24), 고정자(28), 냉각 유체 회로(CF2)를 통한 통로 및 하우징 벽(73)에 장착된 전기 부품(29)을 통해 연장될 수 있다.

냉각 유체 회로(CF2)의 적어도 일부는 2개의 고유한 열원에 의해 반경방향으로 브래킷된다. 구체적으로, 중간 통로(103)는 중간 통로(103)의 양 반경방향 측면에서 열 전도성 요소에 노출된다. 제어 하우징(72) 내의 전기 요소는 냉각 유체 회로(CF2)를 통한 유동에 의해 냉각되는 제1 열원을 형성하고, 모터 하우징(70) 내의 고정자(28) 및 구동 메커니즘(24)은 냉각 유체 회로(CF2)를 통한 유동에 의해 냉각되는 제2 열원을 형성한다. 중간 통로(103)는 임펠러(33)로부터 바로 하류에 배치된다. 이와 같이, 중간 통로(103)에 진입하고 이어서 그를 통해 유동하는 공기는 냉각 유체 회로(CF2)를 통한 유동의 최고 속도를 갖는다. 높은 속도는 신속한 공기 교환을 촉진하고 체류 시간을 감소시켜, 2개의 독립적인 열원에 노출된 냉각 유체 회로(CF2)의 부분에 향상된 냉각 효율을 제공한다.

팬(31)은 중간 통로(103)를 통해 공기를 하류로 송풍한다. 기류는 중간 통로(103)에서 진출하고 출구 통로(105)를 통해 유동한다. 공기가 출구 통로(105)를 통해 출구 개구(85)로 유동할 때 공기는 펌프(10)를 추가로 냉각시킨다. 공기는 배기 공기로서 출구 개구(85)를 통해 배기된다(화살표(EA)에 의해 도시되어 있음). 몇몇 예에서, 펌프(10)는 출구 개구(85)에서 진출하는 가열된 배기 공기를 입구 개구(83)로부터 이격하여 안내하기 위한 편향기 및/또는 윤곽을 포함한다. 몇몇 예에서, 펌프(10)는 공기 흡기구가 뜨거운 배기 공기의 흡기를 무효화하기 위해 출구 개구(85)로부터 이격하여 배향되도록 편향기 및/또는 윤곽을 포함한다. 차단기 벽(71)은 모터 하우징(70)으로부터 반경방향으로 연장된다. 차단기 벽(71)은 입구 통로(101)와 출구 통로(105) 사이에 원주방향으로 배치된다. 차단기 벽(71)은 입구 통로(101)에 진입하는 차가운 흡기 공기가 출구 통로(105) 내로 교차하는 것을 방지하고 출구 통로(105)로부터의 가열된 배기 공기가 입구 통로(101) 내로 교차하는 것을 방지한다. 차단기 벽(71)은 또한 고정자(28) 및 구동 메커니즘(24)으로부터 이격하여 열을 전도하기 위한 히트 싱크로서 작용할 수 있다.

히트 싱크(74)의 하나 이상은 냉각 유체 유로(CF2)의 다수의 부분을 통해 연장하는 연속 돌출부로서 형성될 수 있다. 예를 들어, 단일 히트 싱크(74)는 차단기 벽(71)으로부터, 입구 통로(101)를 통해, 중간 통로(103)를 통해, 그리고 출구 통로(105)를 통해, 다시 차단기 벽(71)으로 연장될 수 있다. 이와 같이, 히트 싱크(74)의 하나 이상은 공통 연결 지점(예를 들어, 도시되어 있는 예에서 차단기 벽(71)) 사이에서 모터(22) 둘레로 원주방향으로 완전히 연장될 수 있다.

냉각 기류(AF)는 팬(31)에 의해 냉각 유체 회로(CF2) 내로 흡인되고 제어 하우징(72)과 모터 하우징(70) 내에 수용된 2개의 독립적인 열원 사이에서 그리고 냉각 유체 회로(CF2)의 하류로 송풍된다. 냉각 기류(AF)는 모터 하우징(70) 및 펌프 축(PA)을 둘레로 원주방향으로 유도된다. 냉각 기류(AF)는 이에 의해 회전자(30)의 회전축과 유체 변위 부재(20)의 왕복 축의 모두 주위로 유동한다. 도시되어 있는 예에서, 냉각 기류(AF)는 냉각 유체 회로(CF2)의 전체 원주방향 길이에 대해 모터 하우징(70)과 접촉한다. 냉각 기류(AF)는 냉각 유체 회로(CF2)의 길이의 일부에 대해 제어 하우징(72)과 접촉한다.

냉각 유체 회로(CF2)는 상당한 장점을 제공한다. 냉각 유체 회로(CF2)는 펌프(10)를 둘러싸는 환경으로부터 냉각 공기를 흡인하여, 냉각 공기의 무제한 소스를 제공한다. 팬(31)은 냉각 유체를 냉각 유체 회로(CF2) 내로 능동적으로 견인하고 냉각 유체를 냉각 유체 회로(CF2)를 통해 출구로 하류로 송풍한다. 팬(31)은 냉각 유체 회로(CF2)를 통해 공기를 능동적으로 송풍하여, 더 큰 유동 및 더 효율적인 냉각을 촉진한다. 냉각 유체 회로(CF2)는 제어 하우징(72)의 가열 요소와 모터 하우징(70) 내의 가열 요소의 모두에 냉각을 제공한다. 다수의 별개의 열원을 냉각함으로써, 냉각 유체 회로(CF2)는 펌프(10)의 배열을 단순화하고 더 콤팩트하고 효율적인 펌핑 조립체를 제공한다. 냉각 유체 회로(CF2)는 냉각 공기를 모터 하우징(70) 주위로 원주방향으로 유도하여, 모터 하우징(70)과 냉각 기류(AF) 사이의 열 전달 영역을 최대화한다.

도 9a는 펌프(10)의 부분 분해도이다. 도 9b는 구동 메커니즘(24)과 유체 변위 부재(20a) 사이의 계면을 도시하고 있는 확대 단면도이다. 도 9c는 스크류(92)의 단부(104, 106)의 확대 등각도이다. 도 9a 내지 도 9c가 함께 설명될 것이다. 입구 매니폴드(12), 출구 매니폴드(14), 펌프 본체(16), 유체 커버(18a, 18b), 유체 변위 부재(20a) 및 구동 메커니즘(24)의 스크류(92)가 도시되어 있다. 유체 변위 부재(20a)는 내부 플레이트(78a), 외부 플레이트(80a), 멤브레인(82), 및 체결구(84)를 포함한다. 내부 플레이트(78a)는 수용 챔버(202), 체결구 개구(204), 및 세트 스크류 개구(206)를 포함한다. 수용 챔버(202)는 챔버 벽(208)을 포함한다. 스크류(92)의 제1 단부(104)는 제1 보어(112), 위치설정 보어(210) 및 플랫(212)을 포함한다.

전술된 바와 같이, 유체 변위 부재(20a)는 유체 변위 부재(20a)가 펌프 축(PA-PA)을 중심으로 회전하지 않도록 펌프(10) 내에 장착된다. 도시되어 있는 예에서, 멤브레인(82)의 외주 에지는 유체 커버(18a)와 펌프 본체(16) 사이에 포획되어 유체 변위 부재(20a)가 펌프 축(PA-PA)을 중심으로 회전하는 것을 방지한다.

스크류(92)는 스크류(92)가 유체 변위 부재(20a)에 대해 회전하는 것이 방지되도록 유체 변위 부재(20a)에 연결된다. 외부 플레이트(80a)는 유체 커버(18a)에 대면하는 멤브레인(82)의 측면에 배치된다. 내부 플레이트(78a)는 단부 캡(68a)에 대면하는 멤브레인(82)의 측면에 배치된다. 체결구(84)는 외부 플레이트(80a), 멤브레인(82a) 및 내부 플레이트(78a)의 각각을 통해 그리고 스크류(92) 내로 연장되어 유체 변위 부재(20)를 스크류(92)에 연결한다.

챔버 벽(208)은 내부 플레이트(78a)의 내부측으로부터 돌출한다. 챔버 벽(208)은 수용 챔버(202)를 적어도 부분적으로 형성한다. 챔버 벽(208)은 스크류(92)와 맞물리고 스크류(92)가 유체 변위 부재(20)에 대해 회전하는 것을 방지하도록 프로파일링된다. 체결구 개구(204) 및 세트 스크류 개구(206)는 내부 플레이트(78)를 통해 수용 챔버(202) 내로 연장된다. 수용 챔버(202)는 내부 플레이트(78a)로부터의 돌출부에 의해 형성된 것으로서 설명되었지만, 수용 챔버(202)는 임의의 원하는 방식으로 형성될 수 있는 것으로 이해된다. 예를 들어, 수용 챔버(202)는 내부 플레이트(78a) 내로 연장하는 리세스에 의해 형성될 수 있다.

도시되어 있는 예에서, 제1 스크류 단부(104)는 수용 챔버(202) 내로 연장된다. 제1 단부(104)는 유체 변위 부재(20a)에 대한 스크류(92)의 회전을 방지하기 위해 챔버 벽(208)에 상보적으로 프로파일링된다. 도시되어 있는 예에서, 플랫(212)은 제1 단부(104)의 대향 반경방향 측면에 형성된다. 챔버 벽(208)은 플랫(212)과 정합하도록 구성된 대응 특징부를 포함한다. 스크류(92)와 내부 플레이트(78a) 사이의 계면은 스크류(92)가 내부 플레이트(78a)에 대해 회전하는 것을 방지한다. 유체 변위 부재(20a) 및 스크류(92)는 회전을 방지하기 위해 정합 플랫을 갖는 것으로서 설명되었지만, 유체 변위 부재(20a) 및 스크류(92)는 스크류(92)를 유체 변위 부재(20a)에 키 고정(keying)하고 상대 회전을 방지하기 위해 적합한 임의의 원하는 방식으로 계면 접촉할 수 있는 것으로 이해된다.

세트 스크류(214)는 세트 스크류 개구(206)를 통해 위치설정 보어(210) 내로 연장된다. 위치설정 보어(210) 내로 연장하는 세트 스크류(214)는 스크류(92)를 유체 변위 부재(20a)에 추가로 로킹한다. 위치설정 보어(210)는 제1 단부(104) 및 제2 단부(106)로부터 스크류(92) 내로 연장된다. 몇몇 예에서, 위치설정 보어(210)는 제1 보어(112) 및 제2 보어(114)에 평행하게 연장된다. 위치설정 보어(210)는 세트 스크류(214) 상에 형성된 나사산과 정합하도록 구성된 나사산을 포함할 수 있다.

스크류(92)는 스크류(92)가 유체 변위 부재(20a)에 대해 회전할 수 없도록 유체 변위 부재(20a)에 연결된다. 스크류(92)는 스크류(92)가 유체 변위 부재(20a)에 연결되는 것과 실질적으로 동일한 방식으로 유체 변위 부재(20b)에 연결된다. 몇몇 예에서, 내부 플레이트(78a)는 내부 플레이트(78b)와 동일하다. 유체 변위 부재(20a, 20b)는 이에 의해 펌프 축(PA-PA)에 대한 스크류(92)의 회전을 방지한다.

스크류(92)와 유체 변위 부재(20) 사이의 연결은 또한 작동 중에 체결구(84)의 헐거워짐 또는 분리를 방지한다. 펌핑 동안 스크류(92) 상에 인가되는 회전 모멘트는, 스크류(92)가 유체 변위 부재(20)에 대해 회전하는 것이 방지되기 때문에 제1 보어(112)로부터 체결구(84)의 나사 풀림을 유발하지 않는다. 유체 변위 부재(20a)는 유체 변위 부재(20)가 펌프 축(PA-PA)에 대해 회전할 수 없도록 펌프(10) 내에 고정된다. 유체 변위 부재(20)는 스크류(92)가 펌프 축(PA-PA)을 중심으로 회전하는 것을 방지하여 펌프 축(PA-PA)을 따른 스크류(92)의 병진을 더 용이하게 한다.

도 10은 펌프 본체(16')와 유체 변위 부재(20") 사이의 계면을 도시하고 있는 개략 블록도이다. 도시되어 있는 예에서, 유체 변위 부재(20")는 피스톤이다. 펌프 본체(16')는 피스톤 보어(216)를 포함한다. 펌프 본체(16')는 왕복 피스톤을 수용하도록 구성된 단부 캡과 같이, 펌핑 동안 피스톤이 그 내에서 왕복하는 펌프(10)의 임의의 하우징일 수 있다. 피스톤 보어(216)는 하우징 윤곽(218)을 포함한다. 유체 변위 부재(20")는 피스톤 윤곽(220)을 포함한다. 피스톤 윤곽(220)은 하우징 윤곽(218)과 정합하여 유체 변위 부재(20")가 펌프 본체(16')에 대해 축방향으로 이동할 수 있지만 펌프 본체(16')에 대해 회전하는 것은 방지된다. 유체 변위 부재(20")와 펌프 본체(16') 사이의 계면은 유체 변위 부재(20")가 축(PA-PA)에 대해 그리고 펌프 본체(16')에 대해 회전하는 것을 방지한다. 스크류(92)(도 4a 및 도 12에서 가장 양호하게 볼 수 있음)는 도 9a 및 도 9b에 도시되어 있는 연결과 유사하게, 상대 회전을 방지하기 위해 유체 변위 부재(20")에 연결될 수 있다.

도 11은 회전 방지 계면(222)을 도시하고 있는 개략 블록도이다. 스크류(92)의 제2 단부(106)가 도시되어 있다. 슬롯(224)이 펌프 본체(16) 내에 형성된다. 슬롯(224)은 스크류(92)의 단부(104, 106) 중 하나 상에 그리고 펌프 하우징(16) 내에 형성될 수 있는 것으로 이해된다. 슬롯(224)은 스크류(92)의 단부에서 개방될 수 있다.

돌출부(226)는 스크류(92)로부터 연장된다. 도시되어 있는 예에서, 돌출부(226)는 스크류(92)의 단부에 연결된 칼라(225)의 부분으로서 형성된다. 슬롯(224)이 스크류(92) 내에 형성된 예에서, 돌출부(226)는 펌프 본체(16)와 같은, 펌프(10)의 정적 구성요소로부터 연장될 수 있다. 돌출부(226)는 슬롯(224) 내로 연장되어 정합한다. 슬롯(224)과 정합하는 돌출부(226)는 스크류(92)가 왕복함에 따라 스크류(92)가 펌프 축(PA-PA)에 대해 회전하는 것을 방지한다. 스크류(92)는 돌출부(226)에 대해 왕복한다. 돌출부(226)는 핀(pin)으로서 도시되어 있지만, 돌출부는 스크류(92)의 회전을 방지하기 위해 슬롯(224) 내로 연장하기에 적합한 임의의 구성일 수 있는 것으로 이해된다. 예를 들어, 돌출부(226)는 다른 옵션들 중에서도, 휜, 디텐트 또는 범프일 수 있다.

도 12는 모터(22)와 구동 메커니즘(24)의 등각 부분 단면도이다. 모터(22)는 고정자(28) 및 회전자(30)를 포함하고 모터 하우징(70) 내에 장착된다. 회전자(30)는 영구 자석 어레이(86) 및 회전자 본체(88)를 포함한다. 회전자 본체(88)는 회전자 보어(96); 회전자 단부(228a, 228b)(여기서 집합적으로 "회전자 단부(228")); 축방향 연장부(230a, 230b)(여기서 집합적으로 "축방향 연장부(230")); 및 축방향 리세스(232a, 232b)(여기서 집합적으로 "축방향 리세스(232"))를 포함한다. 구동 메커니즘(24)은 구동 너트(90), 스크류(92), 및 롤링 요소(98)를 포함한다. 구동 너트(90)와 스크류(92) 사이의 간극(99)이 도시되어 있다. 구동 너트(90)는 너트 노치(100a, 100b), 너트 나사산(102), 너트 단부(234a, 234b) 및 너트 본체(236)를 포함한다. 스크류(92)의 제1 스크류 단부(104), 제2 스크류 단부(106), 스크류 본체(108), 스크류 나사산(110), 제1 보어(112), 위치설정 보어(210), 및 플랫(212)이 도시되어 있다.

회전자(30)는 펌프 축(PA-PA) 상에서 고정자(28) 내에 배치된다. 축방향 연장부(230a, 230b)는 각각 회전자 단부(228a, 228b)에 배치되고 이들로부터 연장된다. 축방향 연장부(230a, 230b)는 고정자(28)의 축방향 단부를 넘어 연장된다. 영구 자석 어레이(86)가 회전자(30) 상에 장착된다. 영구 자석 어레이(86)의 축방향 단부는 축방향 연장부(230) 상으로 연장된다. 고정자(28)의 축방향 단부를 넘어 연장하는 축방향 연장부(230)는 이하에 더 상세히 설명되는 바와 같이, 위치 센서(62)(도 17a 및 도 18에서 가장 양호하게 볼 수 있음)의 상부 및/또는 단부 장착을 용이하게 한다. 회전자 보어(96)는 회전자 단부(228a)와 회전자 단부(228b) 사이에서 회전자 본체(88)를 통해 연장된다. 회전자 보어(96)는 도시되어 있는 예에서 축방향으로 연장된다. 회전자 보어(96)는 회전자(30)를 통한 냉각 유동에 영향을 미치고 그리고/또는 회전자(30)의 중량을 감소시키기 위해 적합한 임의의 구성일 수 있다.

구동 너트(90)는 회전자(30)를 통해 연장되고 회전자(30)와 동축으로 배치된다. 구동 너트(90)는 구동 너트(90)가 회전자(30)와 함께 펌프 축(PA-PA)을 중심으로 회전하도록 회전자 본체(88)에 연결된다. 너트 나사산(102)은 구동 너트(90)의 내부 반경방향 표면 상에 형성된다. 너트 단부(234a)는 너트 본체(236)로부터 제1 축방향으로 연장되고 너트 단부(234b)는 너트 본체(236)로부터 제2 축방향으로 연장된다. 너트 노치(100a)는 너트 단부(234a)와 너트 본체(236) 사이의 계면에 형성된다. 너트 노치(100b)는 너트 단부(234b)와 너트 본체(236) 사이의 계면에 형성된다. 베어링(54a, 54b)의 내부 레이스(122a, 122b)(도 4a, 도 4b 및 도 4d에서 가장 양호하게 볼 수 있음)는 각각 너트 노치(100a, 100b)에 배치되고 너트 단부(234a, 234b) 상에 안착된다. 축방향 리세스(232a, 232b)는 축방향 연장부(230a, 230b)와 너트 단부(234a, 234b) 사이에 배치된 환형 리세스이다. 베어링(54)은 축방향 리세스(232) 내에 적어도 부분적으로 배치된다. 축방향 리세스(232)는 위치 센서(62)가 영구 자석 어레이(86) 아래로 연장되게 하기 위한 공간을 제공한다.

스크류(92)는 구동 너트(90)를 통해 축방향으로 연장되고 회전자(30) 및 구동 너트(90)와 동축으로 배치된다. 스크류 나사산(110)은 스크류 본체(108)의 외부에 형성된다. 제1 스크류 단부(104)는 스크류 본체(108)의 제1 단부로부터 축방향으로 연장되고 제2 스크류 단부(106)는 스크류 본체(108)의 제2 단부로부터 축방향으로 연장된다. 플랫(212)은 제1 스크류 단부(104) 및 제2 스크류 단부(106)의 각각에 형성된다. 플랫(212)은 스크류(92)가 유체 변위 부재(20)에 대해 회전하는 것을 방지하기 위해 유체 변위 부재(20) 상의 특징부와 계면 접촉하도록 구성된 회전 방지 표면을 형성한다. 제1 보어(112) 및 위치설정 보어(210)는 제1 스크류 단부(104) 내로 축방향으로 연장된다.

롤링 요소(98)는 스크류 나사산(110)과 너트 나사산(102)에 의해 형성된 레이스웨이에 배치된다. 롤링 요소(98)는 구동 너트(90)와 스크류(92)의 각각이 롤링 요소(98) 상에 얹혀지도록 구동 너트(90)에 대해 스크류(92)를 지지한다. 롤링 요소(98)는 구동 너트(90)와 스크류(92)가 작동 중에 접촉하지 않도록 구동 너트(90)에 대해 스크류(92)를 지지한다. 롤링 요소(98)는 구동 너트(90)와 스크류(92) 사이에 간극(99)을 유지하고 그 사이의 접촉을 방지한다.

구동 너트(90)는 스크류(92)에 대해 회전한다. 롤링 요소(98)는 스크류 나사산(110)에서 스크류(92) 상에 힘을 인가하여 펌프 축을 따른 스크류(92)의 축방향 변위를 야기한다. 회전자(30)는 제1 축방향으로 스크류(92)를 구동하기 위해 제1 회전 방향으로 구동될 수 있다. 회전자(30)는 제1 회전 방향에 대향하는 제2 회전 방향으로 구동되어 제1 축방향에 대향하는 제2 축방향으로 스크류(92)를 구동할 수 있다.

도 13은 구동 메커니즘(24')의 부분 단면도이다. 구동 메커니즘(24')은 구동 너트(90'), 스크류(92), 롤링 요소(98) 및 볼 리턴(238)을 포함한다.

구동 너트(90')는 스크류(92)의 일부를 둘러싸고 롤링 요소(98)는 구동 너트(90')와 스크류(92) 사이에 배치된다. 도시되어 있는 예에서, 롤링 요소(98)는 볼이다. 이와 같이, 구동 메커니즘(24')은 볼 스크류로 고려될 수 있다. 롤링 요소(98)는 구동 너트(90')가 스크류(92)와 접촉하지 않도록 스크류(92)에 대해 구동 너트(90')를 지지한다. 롤링 요소(98)는 스크류 나사산(110)과 너트 나사산(102)에 의해 형성된 레이스웨이에 배치된다(도 12에서 가장 양호하게 볼 수 있음). 볼 리턴(238)은 롤링 요소(98)를 픽업하고 스크류 나사산(110) 및 너트 나사산(102)에 의해 형성된 레이스웨이 내에서 롤링 요소(98)를 재순환하도록 구성된다. 볼 리턴(238)은 롤링 요소(98)를 순환하기 위해 적합한 임의의 유형일 수 있다. 몇몇 예에서, 볼 리턴(238)은 레이스웨이 내에 있지 않은 롤링 요소(98)가 구동 너트(90')의 본체를 통과하도록 내부 볼 리턴이다.

구동 너트(90')는 스크류(92)에 대해 회전하고 롤링 요소(98)가 스크류(92) 상에 축방향 힘을 인가하게 하여 스크류를 선형으로 구동한다. 구동 메커니즘(24')은 이에 의해 회전 입력을 선형 출력으로 변환할 수 있다.

도 14는 구동 너트(90")의 일부가 제거된 상태의 구동 메커니즘(24")의 등각도이다. 도 15는 롤링 요소(98')를 나타내기 위해 구동 너트(90")의 본체가 제거된 상태의 구동 메커니즘(24")의 등각도이다. 도 14 및 도 15가 함께 설명될 것이다. 구동 메커니즘(24")은 구동 너트(90"), 스크류(92), 및 롤링 요소(98')를 포함한다. 구동 너트(90")는 구동 링(240)을 포함한다. 각각의 롤링 요소(98')는 단부 롤러(242) 및 롤러 샤프트(244)를 포함한다.

구동 너트(90")는 스크류(92)의 일부를 둘러싸고 롤링 요소(98')는 구동 너트(90")와 스크류(92) 사이에 배치된다. 도시되어 있는 예에서, 롤링 요소(98')는 롤러를 포함한다. 이와 같이, 구동 메커니즘(24")은 롤러 스크류로 고려될 수 있다. 롤링 요소(98')는 구동 너트(90")가 스크류(92)와 접촉하지 않도록 스크류(92)에 대해 구동 너트(90")를 지지한다. 롤링 요소(98')는 스크류(92)를 중심으로 원주방향으로 대칭적으로 배치된다. 롤러 샤프트(244)는 단부 롤러(242)의 쌍 사이에서 연장하여 이들을 연결한다. 이와 같이, 각각의 롤링 요소(98')는 샤프트(244)의 제1 단부에 단부 롤러(242)를 포함할 수 있고 롤러 샤프트(244)의 제2 단부에 단부 롤러(242)를 더 포함할 수 있다. 몇몇 예에서, 롤러 샤프트(244)는 스크류(92) 상에 부가의 구동력을 인가하기 위해 스크류 나사산(110)과 정합하도록 구성된 나사산을 포함한다. 각각의 단부 롤러(242)는 톱니를 포함한다. 단부 롤러(242)는 나사산(110)과 구동 링(240) 사이에서 연장되어 맞물린다. 단부 롤러(242)의 톱니는 구동 링(240)의 톱니와 맞물린다.

구동 너트(90")는 구동 너트(90")의 제1 단부에 있는 제1 구동 링(240) 및 구동 너트(90")의 제2 단부에 있는 제2 구동 링(240)을 포함한다. 각각의 롤링 요소(98')에 대해, 단부 롤러(242) 중 제1 단부 롤러는 구동 너트(90")의 제1 단부에서 구동 링(240)의 톱니와 맞물리고, 단부 롤러(242) 중 제2 단부 롤러는 구동 너트(90")의 제2 단부에서 구동 링(240)의 톱니와 맞물린다. 구동 너트(90")가 회전함에 따라, 단부 롤러(242)와 구동 링(240) 사이의 맞물림은 각각의 롤링 요소(98')가 그 자신의 축을 중심으로 회전하게 하고 롤링 요소(98')의 어레이가 펌프 축(PA-PA)을 중심으로 회전하게 한다. 롤러 샤프트(244)의 나사산은 스크류 나사산(110)과 맞물리고 그 위에 구동력을 인가하여 스크류(92)를 선형으로 변위시킨다.

구동 너트(90")는 스크류(92)에 대해 회전하고 롤링 요소(98')가 스크류(92) 상에 축방향 힘을 인가하게 하여 스크류(92)를 선형으로 구동한다. 구동 메커니즘(24")은 이에 의해 회전 입력을 선형 출력으로 변환한다.

도 16a는 모터 너트(56)의 제1 등각도이다. 도 16b는 모터 너트(56)의 제2 등각도이다. 도 16a 및 도 16b가 함께 설명될 것이다. 모터 너트(56)는 모터 너트 노치(126), 외부 에지(128), 냉각 포트(130), 중심 구멍(144), 제1 측면(246)(도 16a에서 볼 수 있음), 제2 측면(248)(도 16b에서 볼 수 있음), 플랜지(250), 및 립(256)을 포함한다. 모터 너트 노치(126)는 축방향 표면(252) 및 반경방향 표면(254)을 포함한다.

중심 구멍(144)은 제1 측면(246)과 제2 측면(248) 사이에서 모터 너트(56)를 통해 연장된다. 중심 구멍(144)은 작동 중에 스크류(92)가 왕복할 수 있는 개구를 제공한다. 모터 너트(56)의 제1 측면(246)은 유체 변위 부재(20a)를 향해 배향되고(도 4a, 도 9a 및 도 9b에서 가장 양호하게 볼 수 있음), 모터 너트(56)의 제2 측면(248)은 모터(22)를 향해 배향된다(도 4a 내지 도 4d 및 도 12에서 가장 양호하게 볼 수 있음). 모터 너트(56)는 펌프 본체(16)(도 3a 내지 도 4c에서 가장 양호하게 볼 수 있음)와 같은 펌프 하우징에 장착되도록 구성된다. 외부 에지(128)는 펌프 하우징 내에 형성된 나사산에 연결하도록 구성된 나사산을 포함한다. 이와 같이, 모터 너트(56)는 펌프 본체(16)에 나사식으로 연결될 수 있다. 플랜지(250)는 모터 너트(56)의 제2 측면(248)으로부터 축방향으로 돌출한다. 플랜지(250)는 모터 너트(56)와 펌프 본체(16) 사이의 적절한 정렬을 보장하기 위해 모터 너트(56)가 설치될 때 펌프 하우징(16)과 계면 접촉한다. 도시되어 있는 예에서, 플랜지(250)는 단부 캡(68a)과 정렬되고, 단부 캡(68a)은 중심부(66)와 정렬된다. 몇몇 예에서, 나사산은 플랜지(250) 상으로 연장되지 않는다.

모터 너트 노치(126)는 중심 구멍(144) 내에 형성된다. 모터 너트 노치(126)는 베어링(54)의 외부 레이스 주위로 연장하여 이를 수용하도록 구성된다. 외부 레이스(124)는 모터 너트 노치(126)의 축방향 표면(252) 및 반경방향 표면(254)의 모두와 계면 접촉한다. 모터 너트(56)는 베어링(54a)과의 계면을 통해 펌프(10)의 베어링(54)을 예압한다.

립(256)은 제1 측면(246)으로부터 중심 구멍(144) 내로 반경방향으로 연장된다. 립(256)은 중심 구멍(144) 둘레로 원주방향으로 연장된다. 립(256)은 중심 구멍(144)의 가장 좁은 직경을 정의한다. 몇몇 예에서, 립(256)은 그리스 캡(60a)의 일부가 장착될 수 있는 장착 특징부를 형성한다. 예를 들어, 그리스 캡(60)의 지지부(152)(도 5a)와 같은 지지부는 스냅 로킹 구성을 통해 립(256)에 장착될 수 있다. 냉각 포트(130)는 제1 측면(246)과 제2 측면(248) 사이에서 모터 너트(56)를 통해 연장된다. 냉각 포트(130)는 제3 냉각 통로(40)(도 2 및 도 4a에서 가장 양호하게 볼 수 있음)의 최상류 부분을 형성한다. 냉각 포트(130)는 냉각 공기의 일부가 제3 냉각 통로(40)로 진입하게 하기 위한 경로를 제공한다.

도 17a는 모터(22)에 대한 위치 센서(62)의 로케이션을 도시하고 있는 확대 단면도이다. 도 17b는 영구 자석 어레이, 특히 영구 자석 어레이(86)의 등각 개략도이다. 도 18은 모터(22)에 대한 위치 센서(62)의 로케이션을 도시하고 있는 확대 단면도이다. 도 17a 내지 도 18이 함께 설명될 것이다. 모터(22)는 고정자(28) 및 회전자(30)를 포함한다. 회전자(30)는 회전자 본체(88) 및 영구 자석 어레이(86)를 포함한다. 위치 센서(62)는 지지체(263) 및 감지 구성요소(264)를 포함한다. 영구 자석 어레이(86)는 영구 자석(258) 및 백 아이언(260)을 포함한다.

위치 센서(62)는 펌프(10) 내에 그리고 회전자(30)에 인접하게 장착된다. 위치 센서(62)는 회전자(30)가 위치 센서(62)에 대해 이동하도록 장착된다. 예를 들어, 위치 센서(62)는 다른 옵션들 중에서도, 펌프 본체(16) 또는 고정자(28)에 장착될 수 있다. 도 17a에 도시되어 있는 예에서, 위치 센서(62)는 단부 캡(68b)에 장착된다. 더 구체적으로, 센서 본체(263)는 펌프 축(PA) 둘레의 고정 위치에 위치 센서(62)를 고정하기 위해 단부 캡(68b)에 고정된다. 도 18에 도시되어 있는 예에서, 센서 본체(263)는 펌프 축(PA) 둘레의 고정 위치에 위치 센서(62)를 고정하기 위해 고정자(28)에 고정된다. 예를 들어, 센서 본체(263)는 고정자(28)의 포팅 화합물 내로와 같이, 고정자(28) 내로 연장하는 체결구에 의해 고정자(28)에 연결될 수 있다. 센서 본체(263)는 모터(22) 및 펌프(10)의 다른 구성요소에 대해, 그 전자 부품과 같은 위치 센서(62)의 다른 구성요소를 지지할 수 있다.

위치 센서(62)는 제어기(26)(도 1a 및 도 19)에 통신적으로 연결된다. 전술된 바와 같이, 스크류(92)는 작동 중에 스크류(92)가 병진할 때 회전하지 않는다. 이와 같이, 스크류(92)의 회전은 정류 데이터를 발생하기 위해 감지될 수 없다. 대신에, 위치 센서(62)는 영구 자석(258)의 자기장이 위치 센서(62)에 의해 감지되도록 영구 자석 어레이(86)에 근접하게 배치된다. 특히, 위치 센서(62)는 펌프 축(PA) 둘레로 원주방향으로 이격된 감지 구성요소(264)의 어레이를 포함한다. 예를 들어, 감지 구성요소(264)의 어레이는 영구 자석(258)에 의해 발생된 자기장에 응답하는 홀 효과 센서의 어레이일 수 있다. 예를 들어, 위치 센서(62)는 위치 센서(62)의 감지 구성요소(264)로서 3개의 홀 효과 센서의 어레이를 이용할 수 있다. 위치 센서(62)에 의해 발생된 위치 정보는 제어기(26)가 모터(22)를 정류시키기 위해 이용하는 정류 데이터를 제공한다.

도 17a에 도시되어 있는 바와 같이, 영구 자석 어레이(86)는 외부 반경방향 에지(266) 및 내부 반경방향 에지(268)를 포함한다. 외부 반경방향 에지(266)는 고정자(28)를 향해 배향되고 고정자(28)로부터 공기 간극만큼 이격되어 있다. 내부 반경방향 에지(268)는 펌프 축(PA-PA)을 향해 배향된다. 작동 중에, 백 아이언(260)은 자속을 집중시키고 백 아이언(260)의 대향 원주방향 측면 상의 영구 자석으로부터 자기장을 안내한다. 회전자(30)를 통한 표류 자속(stray flux)은 위치 센서(62)의 작동에 영향을 미치고 감지 구성요소(264)가 영구 자석(258)의 극성을 정확하게 감지하는 것을 방해할 수 있다. 표류 자속은 영구 자석 어레이(86)와 반경방향으로 정렬된 영역(예를 들어, 내부 반경방향 에지(268)와 외부 반경방향 에지(266) 사이) 및 영구 자석 어레이(86)의 반경방향 외부 영역(예를 들어, 외부 반경방향 에지(266)의 반경방향 외부)에 집중된다.

위치 센서(62)는 감지 구성요소(264)가 작동 중에 표류 자속으로부터 감지 구성요소(264)를 격리하기 위해 영구 자석 어레이(86)의 반경방향 내측(예를 들어, 펌프 축(PA)과 영구 자석 어레이(86) 사이의 반경방향)의 장착 영역에 배치되도록 장착된다. 도 17a에서, 위치 센서(62)는 단부 캡(68)에 장착되고 그에 의해 지지된다. 도 18에서, 위치 센서(62)는 고정자(28)에 장착되고 그에 의해 지지된다. 도 17a 및 도 18에 도시되어 있는 예의 모두에서, 감지 구성요소(264)는 영구 자석 어레이(86)가 감지 구성요소(264)와 고정자(28) 사이에 반경방향으로 위치하도록 영구 자석 어레이(86)의 반경방향 내측에 배치된다. 감지 구성요소(264)가 회전자(30)의 반경방향 내측에 배치되어 있지만, 위치 센서(62)의 일부가 영구 자석 어레이(68)의 반경방향 내부에 배치되고 위치 센서(62)의 일부가 영구 자석 어레이(68)의 반경방향 외부에 배치되도록 위치 센서(62)가 영구 자석 어레이(68)에 걸쳐 반경방향으로 걸쳐 있을 수 있는 것으로 이해된다.

위치 센서(62)의 감지 구성요소(264)는 내부 반경방향 에지(268)와 펌프 축(PA-PA) 사이에 반경방향으로 배치된다. 영구 자석 어레이(86)는 감지 구성요소(264)와 고정자(28) 사이에 배치된다. 감지 구성요소(264)는 영구 자석 어레이(86)의 내부 반경방향 에지(268)의 반경방향 내측에 배치된다. 감지 구성요소(264)는 베어링(54b)과 내부 반경방향 에지(268) 사이에 반경방향으로 배치된다. 감지 구성요소(264)는 영구 자석 어레이(86) 아래 그리고 영구 자석 어레이(86)와 펌프 축(PA-PA) 사이에서 연장된다. 감지 구성요소(264)는 축방향 연장부(230b)가 감지 구성요소(264)와 영구 자석 어레이(86) 사이에 배치되도록 회전자 본체(88) 내로 축방향으로 연장된다. 감지 구성요소(264)는 축방향 리세스(232b) 내로 연장된다. 감지 구성요소(264)는 펌프 축(PA)으로부터 연장하는 반경방향 라인이 감지 구성요소(264) 및 영구 자석 어레이(86)의 각각의 일부를 통과하도록 영구 자석 어레이(86)와 축방향으로 중첩될 수 있다. 장착 영역에 장착될 때, 감지 구성요소(264)는 영구 자석 어레이(86)와 반경방향으로 중첩되지 않아, 펌프 축(PA)에 평행한 축방향 라인이 감지 구성요소(264)와 영구 자석 어레이(86)의 모두를 통과하지 않을 것이게 된다. 영구 자석 어레이(86)의 반경방향 내측에 감지 구성요소(264)를 위치설정하는 것은 표류 자속으로부터 감지 구성요소(264)를 차폐한다. 위치 센서(62)는 영구 자석(258)에 관한 데이터를 발생할 수 있고 장착 영역에 장착된 감지 구성요소(264)와 함께 제어기(26)에 정류 정보를 제공할 수 있다. 감지 구성요소(264)는 영구 자석 어레이의 반경방향 내측에 장착될 수 있고 그 위치로부터 정류 데이터를 발생할 수 있다.

감지 구성요소(264)가 영구 자석 어레이(86)의 반경방향 내부에 있도록 위치 센서(62)를 장착하는 것은 위치 센서(62)에 대한 고정자 자속의 영향을 감소시킨다. 영구 자석 어레이(86)의 반경방향 내부에 장착된 감지 구성요소(264)는 감지 구성요소(264)를 차폐하고 위치 센서(62)에 의한 감지를 용이하게 한다. 감지 구성요소(264)는 회전자(30)와 축방향으로 중첩되고 회전자(30)의 일부 내로 연장되어, 펌프(10)의 콤팩트한 배열을 용이하게 한다.

도 19는 펌프(10)의 블록도이다. 유체 변위 부재(20), 모터(22), 구동 메커니즘(24), 제어기(26) 및 사용자 인터페이스(27)가 도시되어 있다. 모터(22)는 고정자(28) 및 회전자(30)를 포함한다. 제어기(26)는 제어 회로(272) 및 메모리(274)를 포함한다.

모터(22)는 펌프 본체 내에 배치되고 도시되어 있는 예에서 펌프(10)의 유체 변위 부재(20)와 동축이다. 제어기(26)는 모터(22)의 작동을 제어하기 위해 모터(22)에 작동 가능하게 연결된다. 모터(22) 및 유체 변위 부재(20)는 동축으로 도시되어 있지만, 몇몇 예에서, 회전자(30)는 유체 변위 부재(20)의 왕복 축과 동축이 아닌 모터 축 상에서 회전하도록 구성될 수 있는 것으로 이해된다. 게다가, 각각의 유체 변위 부재(20)는 다른 유체 변위 부재(20)의 왕복 축과 동축이 아닌 그 자신의 왕복 축 상에서 왕복하도록 구성될 수 있다. 펌프(10)는 2개의 유체 변위 부재(20)를 포함하는 것으로 도시되어 있지만, 펌프(10)의 몇몇 예는 단일 유체 변위 부재 또는 2개 초과의 유체 변위 부재를 포함할 수 있다는 것이 또한 이해된다.

모터(22)는 고정자(28) 및 회전자(30)를 갖는 전기 모터이다. 고정자(28)는 전기자 권선을 포함하고 회전자(30)는 영구 자석 어레이(86)(도 17b에서 가장 양호하게 볼 수 있음)와 같은 영구 자석 어레이를 포함한다. 회전자(30)는 전류, 전압 또는 전력이라 칭할 수 있는 고정자(28)를 통한 전류에 응답하여 펌프 축(PA-PA)을 중심으로 회전하도록 구성된다. 용어 "전류"의 언급은 전압 또는 용어 "전력" 자체와 같은 전력의 상이한 척도로 대체될 수 있다는 것이 이해한다.

위치 센서(62)는 회전자(30)에 근접하게 배치되고 회전자(30)의 회전을 감지하고 그 회전에 응답하여 데이터를 발생하도록 구성된다. 몇몇 예에서, 위치 센서(62)는 회전자(30)의 영구 자석 어레이를 형성하는 영구 자석의 극성을 감지하기 위해 회전자(30)에 근접하게 배치된 홀 효과 센서의 어레이를 포함한다. 제어기(26)는 위치 센서(62)에 의해 발생된 데이터에 기초하여 모터(22)를 정류한다.

위치 센서(62)는 영구 자석이 위치 센서(62)를 통과할 때 회전자(30)의 자기 섹션을 카운팅하고, 위치 센서(62)에 의해 측정된 자기장이 임계값 초과로 증가하고 이어서 임계값 미만으로 다시 감소함에 따라 각각의 자석이 검출되고, 위치 센서에 대응하는 임계값이 자석에 근접한다. 제어기는 얼마의 수의 통과 자기 섹션이 다른 옵션들 중에서도, 어느 회전자(30)의 각도 변위, 회전자(30)의 전체 회전, 스크류(92)(및 유체 변위 부재(20))의 선형 변위, 및/또는 펌프 사이클의 부분과 대응하는지를 인지하도록 구성될 수 있다. 위치 센서(62)는 어느 회전 방향으로 회전자(30)가 스핀하고 있는지에 관한 정보를 제공하지 않지만, 제어기(26)는 어느 방향으로 회전자(30)가 구동되고 있는지를 인지한다. 제어기(26)는 이어서 위치 센서(62)를 통과하는 자석의 수를 카운팅하는 것에 기초하여 펌프 축(PA-PA)을 따른 스크류(92) 및/또는 유체 변위 부재(20)의 위치를 계산할 수 있다. 몇몇 예에서, 자석 통과의 수는 회전자가 제1 방향(예를 들어, 시계 방향 및 반시계 방향 중 하나)으로 구동될 때 누적 합계에 가산되고 회전자가 대향 방향(예를 들어, 시계 방향 및 반시계 방향 중 다른 하나)으로 구동될 때 누적 합계로부터 감산된다.

모터(22)는 고정자(28)가 회전자(30)를 2개의 회전 방향 중 어느 하나로 회전하게 할 수 있다는 점에서 가역 모터이다. 회전자(30)는, 회전자(30)로부터 회전 출력을 수신하고 유체 변위 부재(20)에 선형 입력을 제공하는 구동 메커니즘(24)을 통해 유체 변위 부재(20)에 연결된다. 구동 메커니즘(24)은 펌프 축(PA-PA)을 따른 유체 변위 부재(20)의 왕복을 유발한다. 구동 메커니즘(24)은 회전자(30)로부터 회전 출력을 수신하고 유체 변위 부재(20) 중 하나 또는 모두에 선형 입력을 제공하기 위한 임의의 원하는 구성일 수 있다.

회전자(30)를 제1 회전 방향으로 회전시키는 것은 구동 메커니즘(24)이 유체 변위 부재(20)를 제1 축방향으로 변위시키게 한다. 회전자(30)를 제2 회전 방향으로 회전시키는 것은 구동 메커니즘(24)이 유체 변위 부재(20)를 제1 축방향에 대향하는 제2 축방향으로 변위시키게 한다. 구동 메커니즘(24)은 회전자(30)에 직접 연결되고 유체 변위 부재(20)는 구동 메커니즘(24)에 의해 직접 구동된다. 이와 같이, 모터(22)는 감속 기어 장치와 같은 중간 기어 장치의 존재 없이 유체 변위 부재(20)를 직접 구동한다.

유체 변위 부재(20)는 입구 매니폴드(12)로부터 출구 매니폴드(14)로 유체를 펌핑하기 위해 적합한 임의의 유형일 수 있다. 예를 들어, 유체 변위 부재(20)는 피스톤, 다이어프램을 포함하거나, 또는 유체를 왕복식으로 펌핑하기에 적합한 임의의 다른 유형일 수 있다. 펌프(10)는 다수의 유체 변위 부재(20)를 포함하는 것으로 설명되었지만, 펌프(10)의 몇몇 예는 단일 유체 변위 부재(20)를 포함하는 것으로 이해된다.

몇몇 예에서, 유체 변위 부재(20)는 프로세스 유체를 구동하는 표면의 면적인 가변 작업 표면적을 갖는다. 작업 표면적은 행정 전체에 걸쳐 변동할 수 있다. 예를 들어, 멤브레인(82)(도 3a 및 도 3b에서 가장 양호하게 볼 수 있음)과 같은 유체 변위 부재(20)의 적어도 일부를 형성하는 가요성 부재는 가변 작업 표면적을 야기하도록 굴곡될 수 있다. 몇몇 예에서, 가요성 부재는 가요성 부재에 대향하여 배치된 유체 커버(18)(도 3a 및 도 4a 내지 도 4c에서 가장 양호하게 볼 수 있음)와 같은 하우징과 접촉할 수 있고, 이에 의해 유체 변위 부재(20)가 펌핑 행정을 통해 진행할 때 작업 표면적을 감소시킨다. 펌프(10)에 의한 압력 출력은 유체 변위 부재(20)의 작업 표면적에 의존한다. 작업 표면적이 감소함에 따라, 펌프(10)가 주어진 속도 및 압력에서 작동하게 하는 데 더 적은 전류가 요구된다.

제어기(26)는 소프트웨어를 저장하고, 기능을 구현하고, 그리고/또는 명령을 처리하도록 구성된다. 제어기(26)는 본 명세서에 언급된 임의의 센서로부터 출력을 수신하는 것, 본 명세서에 언급된 임의의 조건 또는 이벤트를 검출하는 것, 본 명세서에 언급된 임의의 구성요소의 작동을 제어하는 것을 포함하여, 본 명세서에 설명된 임의의 기능을 수행하도록 구성된다. 제어기(26)는 모터(22)의 작동을 제어하고, 데이터를 수집하고, 데이터를 처리하는 등을 위한 임의의 적합한 구성일 수 있다. 제어기(26)는 하드웨어, 펌웨어 및/또는 저장된 소프트웨어를 포함할 수 있고, 제어기(26)는 하나 이상의 보드 상에 완전히 또는 부분적으로 장착될 수 있다. 제어기(26)는 본 명세서에 설명된 기술에 따라 작동하기에 적합한 임의의 유형일 수 있다. 제어기(26)는 단일 유닛으로서 예시되어 있지만, 제어기(26)는 하나 이상의 보드를 가로질러 배치될 수 있다는 것이 이해되어야 한다. 몇몇 예에서, 제어기(26)는 복수의 이산 회로 서브조립체로서 구현될 수 있다.

메모리(274)는 제어 회로(272)에 의해 실행될 때 모터(22)의 작동을 제어하는 소프트웨어를 저장하도록 구성된다. 예를 들어, 제어 회로(272)는 마이크로프로세서, 제어기, 디지털 신호 프로세서(DSP), 주문형 집적 회로(ASIC), 필드 프로그램 가능 게이트 어레이(FPGA), 또는 다른 등가의 이산 또는 집적 논리 회로 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 메모리(274)는 몇몇 예에서, 컴퓨터 판독 가능 저장 매체로서 설명된다. 몇몇 예에서, 컴퓨터 판독 가능 저장 매체는 비일시적 매체를 포함할 수 있다. 용어 "비일시적"은 저장 매체가 반송파 또는 전파된 신호에 구현되지 않는 것을 나타낼 수 있다. 특정 예에서, 비일시적 저장 매체는 시간 경과에 따라, 변화할 수 있는 데이터를 저장할 수 있다(예를 들어, RAM 또는 캐시에). 몇몇 예에서, 메모리(274)는 일시적 메모리인데, 즉 메모리(274)의 주요 목적이 장기 저장이 아닌 것을 의미한다. 메모리(274)는 몇몇 예에서, 휘발성 메모리로서 설명되는데, 즉 메모리(274)는 제어기(26)로의 전원이 턴오프될 때 저장된 내용을 유지하지 않는다는 것을 의미한다. 휘발성 메모리의 예는 랜덤 액세스 메모리(RAM), 동적 랜덤 액세스 메모리(DRAM), 정적 랜덤 액세스 메모리(SRAM) 및 다른 형태의 휘발성 메모리를 포함할 수 있다. 메모리(274)는 일 예에서, 프로그램 실행 중에 정보를 일시적으로 저장하기 위해 제어 회로(272) 상에서 실행되는 소프트웨어 또는 애플리케이션에 의해 사용된다. 메모리(274)는 몇몇 예에서, 하나 이상의 컴퓨터 판독 가능 저장 매체를 또한 포함한다. 메모리(274)는 정보의 장기 저장을 위해 또한 구성될 수 있다. 메모리(274)는 휘발성 메모리보다 더 많은 양의 정보를 저장하도록 구성될 수 있다. 몇몇 예에서, 메모리(274)는 비휘발성 저장 요소를 포함한다. 이러한 비휘발성 저장 요소의 예는 자기 하드 디스크, 광학 디스크, 플로피 디스크, 플래시 메모리, 또는 전기 프로그램 가능 메모리(EPROM) 또는 전기 소거 가능 및 프로그램 가능(EEPROM) 메모리의 형태를 포함할 수 있다.

사용자 인터페이스(27)는 제어기(26)와의 사용자 상호작용을 가능하게 하는 임의의 그래픽 및/또는 기계적 인터페이스일 수 있다. 예를 들어, 사용자 인터페이스(27)는 사용자에게 정보를 제시하고 그리고/또는 사용자로부터 입력을 수신하기 위해 사용자 인터페이스(27)의 디스플레이 디바이스에 디스플레이되는 그래픽 사용자 인터페이스를 구현할 수 있다. 사용자 인터페이스(27)는 디스플레이 디바이스에 제시된 그래픽 버튼 또는 다른 그래픽 제어 요소와 같은 그래픽 탐색 및 제어 요소를 포함할 수 있다. 사용자 인터페이스(27)는 몇몇 예에서, 물리적 작동식 버튼 또는 다른 물리적 탐색 및 제어 요소와 같은 물리적 탐색 및 제어 요소를 포함한다. 일반적으로, 사용자 인터페이스(27)는 제어기(26)와의 사용자 상호작용을 가능하게 할 수 있는 임의의 입력 및/또는 출력 디바이스 및 제어 요소를 포함할 수 있다.

펌프(10)는 임의의 원하는 출력 파라미터에 기초하여 제어될 수 있다. 몇몇 예에서, 펌프(10)는 원하는 압력, 유량, 및/또는 임의의 다른 바람직한 작동 파라미터에 기초하여 프로세스 유체 유동을 제공하도록 구성된다. 몇몇 예에서, 펌프(10)는 사용자가 펌프(10)의 작동 용량에 기초하여 펌프(10)의 작동을 제어할 수 있도록 구성된다. 예를 들어, 사용자는 그 동안에 속도 및/또는 압력과 같은 타겟 작동 파라미터가 최대 작동 파라미터의 절반인, 50% 용량에서 작동하도록 펌프(10)를 설정할 수 있다. 몇몇 예에서, 펌프(10)는 압력 센서 또는 유량 센서와 같은 유체 센서를 포함하지 않는다. 몇몇 예에서, 펌프(10)를 포함하는 펌핑 시스템은 펌프(10)의 하류에 배치된 유체 센서를 포함하지 않는다. 몇몇 예에서, 펌핑 시스템은 펌프(10)의 상류에 배치된 유체 센서를 포함하지 않는다.

제어기(26)는 타겟 속도로 유체 변위 부재(20)의 왕복을 구동하고 타겟 압력에서 유체를 출력하도록 펌프(10)의 작동을 제어한다. 펌프(10)는 위치 센서(62)에 의해 제공되는 데이터에 기초하는 폐루프 속도 제어를 포함할 수 있다. 위치 센서(62)는 회전자(30)의 회전을 감지하고 회전자(30)의 회전 속도는 위치 센서(62)로부터의 데이터에 기초하여 결정될 수 있다. 회전 속도는 유체 변위 부재(20)의 축방향 변위 속도를 제공할 수 있다. 이와 같이, 위치 센서(62)는 또한 속도 센서로서 고려될 수 있다. 회전 속도 대 축방향 속도의 비는 구동 메커니즘의 구성에 기초하여 인지된다. 스크류(92)를 갖는 구동 메커니즘(24)(도 4a 및 도 12에서 가장 잘 볼 수 있음)과 같은 스크류를 갖는 구동 메커니즘을 이용할 때, 축방향 속도는 회전 속도와 스크류(92)의 리드의 함수이다. 제어기(26)는 실제 속도가 타겟 속도를 초과하지 않도록 펌프(10)를 작동할 수 있다. 속도는 펌프(10)에 의해 출력되는 유량에 대응한다. 이와 같이, 더 높은 속도는 더 높은 유량을 제공하고 반면 더 낮은 속도는 더 낮은 유량을 제공한다.

제어기(26)는 펌프(10)로의 전류 흐름을 제어함으로써 펌프(10)의 압력 출력을 제어한다. 모터(22)는 최대 작동 전류를 갖는다. 제어기(26)는 최대 작동 전류 또는 타겟 작동 전류일 수 있는 최대 전류가 초과되지 않도록 모터(22)의 작동을 제어하도록 구성된다. 제어기(26)는 모터에 인가되는 전류가 최대 전류를 초과하지 않도록 펌프(10)를 전류 제한한다. 모터(22)에 제공되는 전류는 모터(22)에 의해 출력되는 토크를 제어하고, 이에 의해 펌프(10)에 의해 출력되는 압력 및 유량을 제어한다.

타겟 압력 및 타겟 속도는 사용자 인터페이스(27)에 의해 제어기(26)에 제공될 수 있다. 몇몇 예에서, 타겟 압력 및 타겟 속도는 제어기(26)에 대한 단일 입력에 의해 설정될 수 있다. 예를 들어, 사용자 인터페이스(27)는 압력 명령 및 속도 명령의 모두를 제어기(26)에 제공하는 파라미터 입력을 포함할 수 있다. 예를 들어, 사용자 인터페이스(27)는 사용자가 펌프(10)의 작동 파라미터를 설정하기 위해 조정할 수 있는 노브일 수 있거나 이를 포함할 수 있으며, 노브는 파라미터 입력을 형성한다. 그러나, 파라미터 입력은 아날로그 또는 디지털 슬라이더, 스케일, 버튼, 노브, 다이얼 등을 포함하여, 임의의 원하는 구성일 수 있다는 것이 이해된다. 파라미터 입력을 조정하는 것은 타겟 압력과 타겟 속도를 설정하기 위해 제어기(26)에 압력 명령과 속도 명령의 모두를 제공한다. 입력이 설정/조정될 때 압력과 속도는 서로 비례적으로 변화되도록 함께 연계될 수 있다. 예를 들어, 타겟 압력을 증가시키기 위해 파라미터 입력을 조정하는 것은 또한 타겟 속도를 증가시킬 것이고, 타겟 압력을 감소시키기 위해 파라미터 입력을 조정하는 것은 또한 타겟 속도를 감소시킬 것이다. 하나의 입력이 이에 의해 압력 임계값과 속도 임계값의 모두의 변화를 야기한다. 사용자는 이에 의해 파라미터 입력에 의해 제어기(26)에 단일 입력을 제공함으로써 시간의 단일 인스턴스에서 압력과 속도의 모두를 조정할 수 있다.

작동 중에, 제어기(26)는 펌프 축(PA-PA)을 중심으로 하는 회전자(30)의 회전을 구동하기 위해 고정자(28)에 대한 전력을 조절한다. 제어기(26)는 최대 전류까지 제공하고 회전자(30)의 회전을 타겟 작동 속도까지 구동한다. 제어기(26)는 회전자(30)의 속도를 제어하기 위해 전압을 제어할 수 있다. 모터(12)를 통한 전류는 회전자(30) 상에 인가되는 토크를 결정하여, 이에 의해 펌프(10)에 의한 압력 출력을 결정한다. 타겟 작동 속도에 도달하면, 제어기(26)는 타겟 작동 속도에서 작동하도록 모터(22)에 전류를 계속 제공한다. 최대 전류에 도달하면, 모터(22)는 실제 속도에 무관하게 그 최대 전류에서 계속 작동할 수 있다. 펌프(10)는 이에 의해 설정 압력에서 프로세스 유체를 펌핑하도록 구성된다. 펌프(10)는 정압 모드에 따라 작동할 수 있다.

펌프(10)는 펌핑 상태와 실속 상태에서 작동 가능하다. 펌프(10)는 작동 전체에 걸쳐 일정한 프로세스 유체 압력을 유지할 수 있다. 몇몇 예에서, 펌프(10)는 약 100 평방 인치당 파운드(psi)로 프로세스 유체를 출력하도록 구성된다. 펌핑 상태에서, 제어기(26)는 회전자(30)에 전류를 제공하고 회전자(30)는 구동 메커니즘(24)에 토크를 인가하고 펌프 축(PA-PA)을 중심으로 회전하여, 유체 변위 부재(20)가 프로세스 유체에 힘을 인가하고 펌프 축(PA-PA)을 따라 축방향으로 변위하게 한다. 실속 상태에서, 회전자(30)는 구동 메커니즘(24)에 토크를 인가하고 펌프 축(PA-PA)을 중심으로 회전하지 않아, 유체 변위 부재(20)가 프로세스 유체에 힘을 인가하고 펌프 축(PA-PA)을 따라 축방향으로 변위하지 않게 된다. 예를 들어, 펌프(10)가 하류 밸브의 폐쇄로 인해 데드헤드될(deadheaded) 때 실속이 발생할 수 있다. 펌프(10)는 펌프(10)가 실속될 때 프로세스 유체에 압력을 계속 인가한다. 이와 같이, 모터(22)는 펌핑 상태 또는 실속 상태에서 펌프(10)로 전력 공급된다.

제어기(26)는 회전자(30)가 구동 메커니즘(24)에 토크를 인가하여, 유체 변위 부재(20)가 프로세스 유체 상에 힘을 계속 인가하도록 고정자(28)에 전류를 공급한다. 실속 상태에서, 제어기(26)는 모터(22)로의 연속적인 전류 흐름을 유발하여 회전자(30)가 구동 메커니즘(24)에 연속적인 토크를 인가하게 한다. 제어기(26)는 회전자(30)가 회전하고 있는지 여부를 나타내는 위치 센서(62)에 의해 제공된 데이터에 기초하여 모터(22)가 실속되었는지를 결정할 수 있다. 구동 메커니즘(24)은 구동 메커니즘(24)이 유체 변위 부재(20)에 연속적인 힘을 인가하도록 토크를 선형 구동력으로 변환한다. 회전자(30)는 시스템 내의 배압이 타겟 압력보다 더 큰 것으로 인해 실속 동안 회전하지 않는다. 회전자(30)는 펌프(10)가 실속 상태에 있을 때 0의 회전 속도를 갖는 토크를 인가한다. 펌프(10)는 회전자(30)가 실속 상태 동안 유체 변위 부재(20)가 프로세스 유체에 압력을 기계적으로 인가하게 하는 점에서 완전히 기계적으로 구동된다. 펌프(10)는 유체 변위 부재(20)에 힘을 인가하기 위한 어떠한 내부 작동 유체도 포함하지 않는다. 인가된 압력은 압축 공기 또는 유압 유체에 의해 유체적으로 발생되지 않고, 모터(22) 및 구동 메커니즘(24)에 의해 전기기계적으로 발생된다. 제어기(26)는 모터(22)가 실속될 때보다 모터(22)가 회전하는 상태에서 모터(22)에 더 많은 전력을 제공할 수 있다. 전류는 실속시와 회전시의 모두에 일정하게 유지될 수 있지만, 전압은 속도를 변경하기 위해 변화될 수 있다. 이와 같이, 압력에 도달하는 데 부가의 속도가 요구되지 않기 때문에, 전압은 0의 속도에 있을 때 그리고 원하는 레벨의 압력에서 최소이다. 전압은 모터(22)의 속도를 증가시키기 위해 증가하여, 회전 동안 부가의 전력을 야기한다. 모터(22)가 정류됨에 따라, 정현 파형에 따라 전력이 인가된다. 예를 들어, 모터(22)는 AC 전력을 수신할 수 있다. 예를 들어, 전기적으로 오프셋된 정현 파형에 따라 모터(22)의 권선에 전력이 제공될 수 있다. 예를 들어, 3개의 위상을 갖는 모터는 각각의 위상이 서로로부터 전기적으로 120도 오프셋된 전력 신호를 수신하게 할 수 있다. 모터(22)가 실속된 상태에서, 신호는 일정한 신호가 실속 상태에서 모터(22)에 제공되도록 실속 지점에서 유지된다. 이와 같이, 모터(22)의 적어도 하나의 위상은 실속 상태에 있는 모터(22)로 DC 신호를 수신하는 것으로 고려될 수 있다. 모터(22)는 이에 의해 작동 중에 2개의 유형의 전기 신호, 즉 회전 중에 제1 전기 신호 및 실속 중에 제2 전기 신호를 수신할 수 있다. 제1 전기 신호는 정현파일 수 있고 제2 전기 신호는 일정할 수 있다. 제1 전기 신호는 AC일 수 있고 제2 전기 신호는 DC로 고려될 수 있다. 제1 전력 신호는 제2 전력 신호보다 더 클 수 있다.

제어기(26)에 의해 조절되는 연속 전류 흐름은 펌프(10)가 유체 변위 부재(20)를 통해 프로세스 유체에 연속 압력을 인가하게 한다. 모터의 압력 설정은 모터에 공급되는 전류(또는 다른 전력의 척도)의 양에 대응할 수 있어, 더 높은 압력 설정은 더 큰 전류에 대응하고 더 낮은 압력 설정은 더 적은 전류에 대응하게 된다. 몇몇 예에서, 설정 전류는 펌프(10)가 프로세스 유체 상에 연속적인 균일한 힘을 인가할 수 있도록 실속 전체에 걸쳐 모터(22)에 제공될 수 있다. 예를 들어, 최대 전류는 실속 전체에 걸쳐 모터(22)에 제공될 수 있다. 몇몇 예에서, 제어기(26)는 실속 상태 동안 모터(22)에 제공되는 전류를 변동할 수 있다. 예를 들어, 전류는 전류가 고정자(28)에 지속적으로 그러나 상이한 레벨로 공급되도록 펄스화될 수 있다. 이와 같이, 펌프(10)는 프로세스 유체에 연속적이고 가변적인 힘을 인가할 수 있다. 몇몇 예에서, 전류는 최대 전류와 최대 전류보다 더 작은 하나 이상의 전류 사이에서 펄스화될 수 있다. 예를 들어, 제어기(26)는 다른 옵션들 중에서도, 전류를 더 낮은 레벨로 유지하고 이어서 스케쥴에 기초하여 전류를 최대로 펄스화할 수 있다. 펌프(10)는 모터(22)에 제공되는 전류가 회전자(30)의 회전을 유발할 수 있도록 프로세스 유체의 배압이 충분히 강하할 때 펌핑 상태로 복귀한다. 펌프(10)는 이에 의해 프로세스 유체 상에 인가되는 힘이 프로세스 유체의 배압을 극복할 때 펌핑 상태로 복귀한다.

제어기(26)는 실속 상태 동안 정전류 모드 및 펄스화 전류 모드의 모두에서 모터(12)를 작동시키도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 제어기(26)는 실속 상태에 있을 때 모터(12)에 일정한 정상 전류를 초기에 공급할 수 있다. 일정한 정상 전류는 실속 상태의 제1 기간 동안 공급될 수 있다. 제어기(26)는 실속 상태의 제2 기간 동안 펄스화 전류를 모터(12)에 제공할 수 있다. 예를 들어, 제1 기간은 그 동안에 일정한 정상 전류가 공급되는 제1 시간량(예를 들어, 5초, 30초, 1분 등)과 연관될 수 있다. 펌프(10)가 제1 기간이 타임아웃된 후에 실속 유지되면, 제어기(26)는 펄스화 전류를 공급할 수 있다.

회전자 상의 구동력이 2개의 유체 변위 부재 중 하나로부터 하류 유체의 반력 및 2개의 유체 변위 부재 중 다른 하나로부터 유체의 흡입에 대한 유압 저항과 동일할 때 실속이 발생한다. 펌프는 하류 압력이 감소할 때 실속을 종료하여, 힘이 더 이상 균형화되지 않고 회전자가 제1 및 제2 유체 변위 부재 상에 작용하는 힘을 극복하게 된다. 펌프는 하류 유체 압력을 측정하고 제어기에 피드백을 제공하는 압력 센서를 포함하지 않을 수도 있다는 것이 이해된다. 오히려, 압력은 모터에 공급되는 전류의 레벨(또는 다른 전력의 레벨)에 대응하는 사용자 설정과 그 레벨이 하류 압력을 극복할 수 있는지 여부에 기초하여 제어된다.

프로세스 유체 배압에 응답하여 펌프(10)를 실속하는 것은 상당한 장점을 제공한다. 사용자는 펌프(10)의 내부 구성요소를 손상시키지 않고 펌프(10)를 데드헤드할 수 있다. 제어기(26)는 최대 전류로 조절하여, 펌프(10)가 일정한 압력을 출력하게 한다. 펌프(10)는 프로세스 유체에 지속적으로 압력을 인가하여, 펌프(10)가 신속하게 작동을 재개하고 하류 압력이 완화될 때 일정한 압력을 출력할 수 있게 한다. 실속 동안 전류를 펄스화하는 것은 고정자(28)에 의해 발생되는 열을 감소시키고 적은 에너지를 사용한다.

전술된 바와 같이, 유체 변위 부재(20)는 가변 작업 표면적을 가질 수 있다. 작업 표면적이 변화함에 따라, 원하는 압력을 출력하기 위해 회전자(30)를 구동하는 데 요구되는 전류가 변화한다. 모터(22)에 제공된 전류는 회전자(30)에 의해 인가된 토크를 제공하고, 이 토크는 압력 출력을 제공하는 유체 변위 부재(20)의 작업 표면적을 가로질러 인가된 힘으로 변환된다. 타겟 압력 출력을 유지하는 데 요구되는 전류는 이에 의해 작업 표면적이 감소함에 따라 감소한다. 이와 같이, 펌핑 행정의 종료시에와 같이, 작업 표면적이 더 작을 때에는 작업 표면적이 더 클 때보다 더 적은 전류가 요구된다. 몇몇 예에서, 유체 변위 부재(20)의 작업 표면적은 최대 50%만큼 변화할 수 있다. 몇몇 예에서, 유체 변위 부재(20)의 작업 표면적은 최대 30%만큼 변화할 수 있다. 몇몇 예에서, 유체 변위 부재(20)의 작업 표면적은 적어도 10%만큼 변화할 수 있다. 몇몇 예에서, 유체 변위 부재(20)의 작업 표면적은 20 내지 30%만큼 변화할 수 있다.

제어기(26)는 유체 변위 부재(20)의 가변 작업 표면적을 보상하기 위해 모터(22)에 공급되는 전류를 변동하도록 구성된다. 작업 표면적이 감소함에 따라, 제어기(26)는 고정자(28)에 공급되는 전류를 감소시켜 펌프(10)에 의한 일정한 압력 출력을 유지한다. 제어기(26)는 유체 변위 부재(20)가 최대 작업 표면적을 가질 때 행정의 부분 동안 행정에 대해 최대 전류를 제공한다. 몇몇 예에서, 유체 변위 부재(20)의 작업 표면적은 유체 변위 부재(20)가 펌핑 행정을 시작할 때 최대이다. 몇몇 예에서, 유체 변위 부재(20)의 작업 표면적은 펌핑 행정의 종료시에 최대이다. 유체 변위 부재(20)의 작업 표면적은 유체 변위 부재(20)가 행정을 통해 진행함에 따라 변화한다. 제어기(26)는 유체 변위 부재(20)의 작업 표면적이 펌핑 행정을 통해 감소하면 유체 변위 부재(20)가 펌핑 행정을 통해 진행함에 따라 모터(22)에 제공되는 전류를 감소시킨다. 제어기(26)는 유체 변위 부재(20)의 작업 표면적이 펌핑 행정을 통해 증가하면 유체 변위 부재(20)가 펌핑 행정을 통해 진행함에 따라 모터(22)에 제공되는 전류를 증가시킨다. 제어기(26)는 작업 표면적이 최소일 때 그 행정에 대해 최소 전류를 제공한다.

몇몇 예에서, 작업 표면적 변동은 제어기(26)가 메모리(274)로부터 호출된 데이터에 기초하여 전류를 변동하도록 메모리(274)에 저장될 수 있다. 제어기(26)는 위치 센서(62)와 같은 위치 센서로부터의 데이터와 유체 변위 부재(20)의 위치를 크로스체크(cross-check)하도록 구성될 수 있어, 전류는 행정의 해당 위상에서 유체 변위 부재(20)의 더 큰/더 작은 작업 표면적을 고려하기 위해 행정의 위상에 기초하여 변동될 수 있게 된다. 몇몇 예에서, 제어기(26)는 회전자(30)의 타겟 작동 속도에 기초하여 전류를 변동한다. 제어기(26)는 모터(22)에 공급되는 전류를 변동시킴으로써 작동 중에 작업 표면적의 변동을 보상한다. 이와 같이, 펌프(10)는 유체 변위 부재(20)의 작업 표면적에 무관하게 일정한 하류 압력을 제공하도록 구성된다.

작동 중에, 제어기(26)는 유체 변위 부재(20)의 행정 길이를 축방향으로 위치설정하고 관리한다. 전술된 바와 같이, 유체 변위 부재(20)의 축방향 변위율은 회전자(30)의 회전율의 함수이다. 스크류(92)를 포함하는 예에서, 축방향 변위율은 스크류(92)의 회전율과 리드의 함수이다. 몇몇 예에서, 펌프(10)는 왕복 구성요소의 축방향 로케이션을 제공하기 위한 절대 위치 센서를 포함하지 않는다. 이와 같이, 제어기(26)는 왕복 구성요소를 축방향으로 위치설정할 수 있다.

시스템 시동시에, 제어기(26)는 시동 모드에서 작동할 수 있다. 몇몇 예에서, 제어기(26)는 펌프(10)가 시스템 시동시에 프라이밍 루틴에 따라 작동하게 한다. 펌프(10)는 초기에 건조할 수 있고 효과적으로 작동하기 위해 프라이밍을 필요로 한다. 프라이밍 루틴 동안, 제어기(26)는 효율적인 프라이밍을 용이하게 하기 위해 펌프(10)의 속도를 조절한다. 예를 들어, 제어기(26)는 프라이밍 속도에 기초하여 펌프(10)의 속도를 제어할 수 있다. 프라이밍 속도는 메모리(274)에 저장될 수 있고 프라이밍 루틴을 위해 호출될 수 있다. 프라이밍 속도는 펌프(10)에 대해 설정된 타겟 속도에 기초할 수 있거나 타겟 속도로부터 분리될 수 있다. 제어기(26)는 펌프(10)가 펌프(10)를 프라이밍하기 위해 프라이밍 속도에 기초하여 작동하게 한다. 프라이밍 루틴이 완료된 후, 제어기(26)는 프라이밍 루틴을 종료하고 모터(12)의 정상적인 제어를 재개한다. 예를 들어, 프라이밍 루틴을 종료한 후 제어기(26)는 프라이밍 속도보다는 타겟 속도에 기초하여 속도를 제어할 수 있다. 제어기(26)는 임의의 원하는 파라미터에 기초하여 프라이밍 루틴을 종료하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 제어기(26)는 임계 시간, 회전자(30)의 회전수, 펌프 사이클 또는 행정 수, 모터(12)의 전류 인출(current draw) 등에 기초하여 작동 루틴을 종료하도록 구성될 수 있다. 몇몇 예에서, 제어기(26)는 예로서 제어기(26)가 모터(12)로의 전류 인출에 기초하여 프라이밍 루틴을 종료하는 것과 같이, 프라이밍 루틴을 종료할 때를 능동적으로 결정할 수 있다. 예를 들어, 제어기(26)는 펌프(10)가 압력에 대해 펌핑하고 있는 것을 나타내는 증가된 전류 인출 또는 전류 스파이크(spike)에 기초하여 펌프(10)가 프라이밍되었다는 것을 결정할 수 있다.

몇몇 예에서, 제어기(26)는 시동시 초기화 루틴에 따라 펌프(10)가 작동하게 하고, 그 동안 제어기(26)가 펌프(10) 내에서 유체 변위 부재(20)를 축방향으로 위치설정한다. 제어기(26)는 유체 변위 부재(20)를 위치설정하고 유체 변위 부재(20)의 행정을 제어한다. 제어기(26)는 펌프 행정의 축방향 한계를 정의하는 기계적 스톱에 대해 유체 변위 부재(20)를 축방향으로 위치설정한다. 기계적 스톱은 펌프 부품의 기계적 맞물림일 수 있다. 예를 들어, 기계적 스톱은 다른 옵션들 중에서도, 외부 플레이트(80)(도 4a에서 가장 양호하게 볼 수 있음)와 유체 커버(18)의 내부면(도 3a 및 도 4a에서 가장 양호하게 볼 수 있음) 사이의 접촉 지점일 수 있다. 제어기(26)는 모터(22)에 제공된 전류에 적어도 부분적으로 기초하여 유체 변위 부재(20)의 축방향 로케이션을 결정할 수 있다.

제어기(26)는 발생하는 전류 스파이크에 기초하여 유체 변위 부재(20)가 기계적 스톱을 조우할 때를 결정한다. 전류 스파이크는 모터(22)에 제공된 전류가 최대 전류에 도달할 때 발생한다. 그러나, 기계적 스톱 또는 유체 스톱이 조우될 때 전류 스파이크가 발생할 수 있다. 하드 스톱(hard stop)이라고도 또한 칭할 수 있는 기계적 스톱은 축방향 이동 한계를 정의한다. 소프트 스톱(soft stop)이라고도 또한 칭할 수 있는 유체 스톱은 증가된 유체 저항으로 인해 발생하는 증가된 배압에 의해 발생한다. 예를 들어, 유체 스톱은 펌프의 기계적 맞물림에 기인한 것이 아니라, 유체 변위 부재의 하류의 프로세스 유체의 증가된 유압 저항에 기인한다. 예를 들어, 프로세스 유체에 출구를 갖지 않는 데드헤드 조건은 유체 스톱에 대응하는 모터 내의 전류 상승(제어기가 전류 입력 설정에서 제공하도록 프로그래밍된 전류 레벨을 넘는)을 신속하게 야기할 수 있다. 기계적 스톱은 타겟 행정 길이를 결정하기 위해 유용한 데이터를 제공한다. 유체 스톱은 증가된 배압으로 인해 행정을 따라 임의의 지점에서 발생할 수 있다.

제어기(26)는 시동 모드를 종료하고 펌핑을 시작하기 전에 기계적 스톱으로서 스톱을 긍정적으로 식별하도록 구성된다. 몇몇 예에서, 스톱은 스톱을 기계적 스톱으로서 분류하기 위한 임계 요건이 충족될 때까지 유체 스톱으로서 분류된다. 제어기(26)는 측정된 행정 길이가 스톱의 상대 로케이션에 기초하여 펌핑 동안 이용될 수 있는 실제 행정 길이인지 여부를 또한 결정할 수 있다.

모터(22)가 스톱으로 인한 어떠한 회전도 유발하지 않고 구동 메커니즘(24)에 토크를 인가할 때 스톱이 발생한다. 임의의 변위가 발생하면, 스톱이 조우되지 않고 모터(22)는 유체 변위 부재(20)를 계속 구동한다.

전류가 모터(22)에 제공되어 어느 하나의 축방향으로 유체 변위 부재(20)의 축방향 변위를 야기한다. 초기화 루틴 동안, 최대 전류 미만이 축방향 변위를 최대 속도보다 느린 시동 속도에서 유지하기 위해 모터(22)에 제공될 수 있다. 시동 속도는 다른 옵션들 중에서도, 최대 속도의 약 50% 미만일 수 있다. 유체 변위 부재(20)는 기계적 스톱에 조우했을 때 충격 손상을 방지하기 위해 최대 속도 미만으로 변위한다.

제어기(26)는 제1 스톱을 위치설정한다. 유체 변위 부재(20)는 스톱이 조우될 때까지 축방향으로 시프트하는데, 이는 제어기(26)에 의해 검출된 전류 스파이크에 의해 적어도 부분적으로 표시된다. 전술된 바와 같이, 제어기(26)는 모터(22)가 최대 전류 초과의 전류를 수신하지 않도록 모터(22)를 전류 제한한다. 몇몇 예에서, 제어기(26)는 초기화 루틴 동안 최대 작동 전류를 이용하고 펌핑 동안 타겟 작동 전류를 이용한다. 제어기(26)는 타겟 작동 압력보다 더 큰 유체 압력으로 인한 것이 아니라, 스톱이 실제 스톱인 것을 검증하기 위해 스톱이 조우될 때 전류를 최대 전류로 램프(ramp)할 수 있다. 증가된 저항에 응답하여 전류를 램프하는 것은 시동 속도 이하로 축방향 변위 속도를 유지한다. 모터(22)는 제1 스톱이 조우될 때까지 유체 변위 부재(20)의 축방향 변위를 계속 구동한다. 제어기(26)는 메모리(274)에 스톱 로케이션을 저장할 수 있다. 제어기(26)는 이어서 스톱이 기계적 스톱인지 여부를 결정한다.

몇몇 예에서, 제어기(26)는 변위가 스톱 로케이션에 대해 감지되는지 여부에 적어도 부분적으로 기초하여 스톱 분류를 기초할 수 있다. 유체 변위 부재(20)가 가요성인 예에서, 유체 변위 부재(20)는 스톱 로케이션을 넘어 검출 가능한 거리만큼 변위할 수 있다. 예를 들어, 멤브레인(80)(도 3a 및 도 4a에서 가장 양호하게 볼 수 있음)은 힘이 그 축방향으로 증가될 때 스톱 로케이션을 넘어 유체 변위 부재(20)의 변위를 허용한다. 유체 변위 부재(20)는 전류가 최대 전류로 램프됨에 따라 계속해서 약간 변위될 수도 있다. 몇몇 예에서, 위치 센서(62)는 0.010 센티미터(0.004 인치)만큼 작은 변위의 검출을 용이하게 한다. 제어기(26)는 유체 변위 부재(20)가 스톱 로케이션을 넘어 변위하지 않는 것에 기초하여 스톱을 기계적 스톱으로서 분류할 수 있다. 제어기(26)는 유체 변위 부재(20)가 스톱 로케이션을 넘어 임의의 거리만큼 변위하는 것에 기초하여 스톱이 기계적 스톱이 아니라고 결정할 수 있다.

몇몇 예에서, 제어기(26)는 스톱 로케이션을 프로빙함으로써 스톱을 분류할 수 있다. 예를 들어, 제어기(26)는 제2 회전 방향으로 운전하도록 회전자(30)의 회전 방향을 역전시켜 스톱으로부터 이격하는 축방향 변위를 야기할 수 있다. 제어기(26)는 이어서 부가의 전류 스파이크를 발생하기 위해 유체 변위 부재(20)를 제1 스톱을 향해 다시 구동하도록 제1 회전 방향으로의 회전을 야기할 수 있다. 제어기(26)는 제1 축방향에서의 제2 전류 스파이크와 연관된 스톱 로케이션을 제1 축방향에서의 제1 전류 스파이크와 연관된 스톱 로케이션과 비교할 수 있다. 제어기(26)는 스톱 로케이션의 비교에 기초하여 스톱이 기계적 스톱인지 여부를 결정할 수 있다. 위치 센서(62)로부터의 데이터에 기초하여, 스크류(92)가 2개의 스톱 사이에서 미리 결정된 거리를 이동할 수 있으면, 2개의 스톱은 기계적 스톱으로서 확인될 수 있다. 그러나, 스크류(92)가 2개의 스톱 사이에서 미리 결정된 거리를 이동할 수 없으면, 스톱 중 적어도 하나는 유체 스톱이어야 하고 제어기(26)는 기계적 스톱을 위치설정하기 위해 계속되는 프로빙을 야기할 것이다. 의심된 스톱은 이어서 스톱을 지나 이동을 시도함으로써 후속 사이클에서 스톱 로케이션을 프로빙함으로써 제거될 수 있고, 전류 스파이크가 후속 행정시에 스톱 로케이션에서 측정되지 않으면, 의심되는 스톱은 유체 스톱으로서 확인되는 것으로 인해 기계적 스톱에 대한 후보로서 제거될 수 있다. 스톱 로케이션이 일치하여, 스톱 로케이션이 동일하거나 스톱 로케이션 사이의 차이가 임계값을 초과하지 않게 되면, 제어기(26)는 스톱을 기계적 스톱으로서 분류할 수 있다. 몇몇 예에서, 제어기(26)는 2개, 3개, 4개 이상의 동일한 스톱 로케이션과 같은 기계적 스톱으로서 스톱을 분류하기 전에 임계 수의 일치하는 스톱 로케이션을 요구할 수 있다.

몇몇 예에서, 제어기(26)는 스톱에서 발생된 전류 스파이크의 프로파일에 기초하여 스톱을 분류할 수 있다. 전류는 스톱이 기계적 스톱인지 유체 스톱인지 여부에 따라 상이한 비율로 최대 전류까지 상승할 수 있다. 기계적 스톱은 기계적 스톱이 기계적 스톱을 넘는 임의의 축방향 변위를 방지하는 것으로 인해 전류 상승에서 더 가파른 경사를 갖는 프로파일을 발생한다. 유체 스톱은 유체 스톱으로 인해 전류 상승에서 더 완만한 경사를 발생하여 압력이 초기에 조우될 때와 축방향 변위의 단부 사이에 약간의 축방향 변위를 허용한다. 몇몇 예에서, 기준 프로파일이 메모리(274)에 저장될 수 있다. 제어기(26)는 측정된 전류 프로파일과 기준 전류 프로파일의 비교에 적어도 부분적으로 기초하여 스톱을 분류할 수 있다.

제어기(26)는 펌핑 동안 사용을 위한 행정 길이를 측정하기 위해 제1 스톱에 대해 제2 스톱을 위치설정할 수 있다. 제어기(26)는 제2 회전 방향으로 회전을 야기하도록 모터(22)에 전류를 제공하여, 유체 변위 부재(20)가 제1 스톱으로부터 축방향으로 이격하여 구동되게 된다. 제어기(26)는 전류 스파이크에 의해 표시된 바와 같이, 제2 스톱이 조우될 때까지 축방향 변위를 야기한다. 몇몇 예에서, 제어기(26)는 다른 옵션들 중에서도, 예로서 전류 프로파일을 비교하는 것에 의해, 스톱 로케이션을 프로빙하는 것에 의해, 또는 상대 축방향 변위의 부재에 의해, 제2 스톱이 기계적 스톱인지 여부를 결정한다. 몇몇 예에서, 제어기(26)는 기계적 스톱으로서 제1 스톱을 긍정적으로 식별한 후에 제2 스톱을 위치설정한다.

몇몇 예에서, 제어기(26)는 스톱 사이의 측정된 거리인 측정된 행정 길이를 메모리(274)로부터 호출될 수 있는 최소 행정 길이와 비교한다. 측정된 행정 길이가 최소 행정 길이를 초과하면, 제어기(26)는 양 스톱을 기계적 스톱으로서 분류하고 초기화 루틴을 종료할 수 있다. 측정된 행정 길이가 최소 행정 길이보다 더 작으면, 스톱 중 하나 또는 모두는 실제 기계적 스톱이 아니고 제어기(26)는 초기화 루틴에 따라 계속 작동할 수 있다.

제어기(26)는 다른 옵션들 중에서도, 단일 기계적 스톱을 위치설정하는 제어기(26), 다수의 기계적 스톱을 위치설정하는 제어기, 및/또는 기준 행정 길이를 초과하는 측정된 행정 길이 중 임의의 하나 이상에 기초하여 초기화 루틴을 종료하도록 구성될 수 있다. 제어기(26)는 시동 모드를 종료하고 펌핑 모드로 진입한다. 펌핑 모드 동안, 제어기(26)는 유체 변위 부재(20)의 왕복을 구동하고 펌프(10)에 의한 펌핑을 야기하기 위해 모터(22)에 최대 전류까지를 제공한다. 펌핑 모드 동안, 제어기(26)는 측정된 행정 길이에 기초하여 유체 변위 부재(20)의 행정을 제어할 수 있다.

제어기(26)가 하나 이상의 기계적 스톱을 긍정적으로 위치설정할 수 없으면, 제어기(26)는 기계적 스톱이 긍정적으로 위치설정될 때까지 초기화 루틴에 따라 계속 작동할 수 있다. 몇몇 예에서, 제어기(26)는, 제어기(26)가 기계적 스톱을 긍정적으로 위치설정하지 않는 것에 기초하여, 예로서 사용자 인터페이스(27)를 통해, 사용자에게 통지를 제공할 수 있다. 예를 들어, 제어기(26)는 초기화 루틴을 완료하지 않고 경과하는 특정 시간 기간에 기초하여 경보를 발생할 수 있다. 경보는 펌프(10)가 데드헤드되었고 하류 압력이 완화되어야 하고 그리고/또는 펌프(10)가 서비스를 필요로 한다는 것을 나타낼 수 있다.

제어기(26)는 펌핑 동안 타겟 전환점(TP)에 대해 펌프(10)의 행정을 제어할 수 있다. 도 20a 내지 도 20c에서 가장 잘 볼 수 있는 바와 같이 그리고 도 19를 계속 참조하면, 제어기(26)는 행정이 전환될 때 유체 변위 부재(20)를 타겟 지점(TP)과 정렬하도록 행정을 제어할 수 있다. 도 20a 내지 도 20c는 타겟 지점(TP)에 대한 유체 변위 부재(20)의 축방향 로케이션을 도시하고 있는 개략도이다.

타겟 지점(TP)은 유체 변위 부재(20)가 제1 축방향으로 변위를 정지하고 제2 축방향으로 변위를 시작하는 타겟 로케이션이다. 예를 들어, 타겟 지점(TP)은 유체 변위 부재(20)가 펌핑 행정을 완료하고 흡입 행정을 시작하는 로케이션일 수 있다. 타겟 지점(TP)의 상대 축방향 로케이션은 메모리(274)에 저장될 수 있다.

전환 동안, 제어기(26)는 유체 변위 부재(20)가 타겟 지점(TP)에 접근함에 따라 모터(22)가 역전을 시작하게 한다. 제어기(26)는 유체 변위 부재(20)가 전환시 제1 축방향으로 변위를 정지할 때 유체 변위 부재(20)를 타겟 지점(TP)과 정렬하기 위해 모터(22)를 감속하기 시작한다. 모터(22)가 감속함에 따라, 유체 변위 부재(20)는 제1 축방향으로 계속 변위된다. 제어기(26)는 타겟 지점(TP)에 대한 유체 변위 부재(20)의 최종 로케이션을 결정하고, 예로서 타겟 지점(TP)에 대한 감속 지점을 조정함으로써, 행정 길이를 조정하기 위해 그 정보를 이용한다. 제어기(26)는 이에 의해 펌핑 동안 행정 길이를 조정하고 최적화할 수 있다.

도 20a 내지 도 20c에 도시되어 있는 바와 같이, 유체 변위 부재(20)는 전환 동안 타겟 지점(TP)을 언더슈트하고(도 20a), 정렬하거나(도 20b) 또는 오버슈트할(도 20c) 수 있다. 축방향 변위 방향을 감속 및 역전시키는 데 요구되는 정지 거리는 유체 변위 부재(20) 상의 프로세스 유체 부하에 따라 변동한다. 부하가 감속을 보조하는 저항을 제공하기 때문에, 더 큰 부하는 모터(22)의 감속을 가속화할 것이다. 이와 같이, 최대 정지 거리는 펌프(10)가 프로세스 유체 부하 없이 건조 상태로 작동할 때 발생한다.

도 20a에 도시되어 있는 바와 같이, 유체 변위 부재(20)는 전환 동안 타겟 지점(TP)을 언더슈트할 수 있다. 도 20c에 도시되어 있는 바와 같이, 유체 변위 부재(20)는 전환 동안 타겟 지점(TP)을 오버슈트할 수 있다. 제어기(26)는 타겟 지점(TP)과 실제 전환 지점(CP) 사이의 언더슈트 거리(X) 및/또는 오버슈트 거리(Y)를 결정한다. 제어기(26)는 거리(X, Y)에 기초하여 후속 펌프 행정에 대한 감속 지점을 조정한다. 이와 같이, 거리(X, Y)는 조정 인자를 제공한다.

제어기(26)는 모터(22)가 조정 인자에 기초하여 감속을 시작하는 감속 지점을 수정할 수 있다. 유체 변위 부재(20)가 타겟 지점(TP)을 언더슈트하는 예에서, 제어기(26)는 제1 축방향(AD1)으로 그리고 타겟 지점(TP)을 향해 축방향 감속 위치를 시프트할 수 있다. 제어기(26)는 유체 변위 부재(20)가 이전 행정에 대해 타겟 지점(TP)에 더 근접하게 감속하기 시작하도록 감속이 시작되는 축방향 로케이션을 변경한다. 도시되어 있는 예에서, 축방향 로케이션은 이전 행정에 대해 감속이 시작될 때 유체 변위 부재(20)가 타겟 지점(TP)에 더 근접한 X 거리가 되도록 언더슈트 거리(X)만큼 수정될 수 있다.

유체 변위 부재(20)가 타겟 지점(TP)을 오버슈트하는 예에서, 제어기(26)는 제2 축방향(AD2)으로 그리고 타겟 지점(TP)을 향해 축방향 감속 지점을 시프트할 수 있다. 제어기(26)는 유체 변위 부재(20)가 이전 행정에 대해 타겟 지점(TP)에 더 멀어지게 감속하기 시작하도록 감속이 시작되는 축방향 로케이션을 변경한다. 도시되어 있는 예에서, 축방향 로케이션은 이전 행정에 대해 감속이 시작될 때 유체 변위 부재(20)가 타겟 지점(TP)에 더 근접한 Y 거리가 되도록 오버슈트 거리(Y)만큼 수정될 수 있다.

제어기(26)는 제1 축방향(AD1) 및 제2 축방향(AD2)의 각각에서 행정 길이를 독립적으로 최적화할 수 있다. 예를 들어, 제어기(26)는 제1 축방향으로의 이동을 위한 제1 조정 인자 및 제2 축방향으로의 이동을 위한 제2 조정 인자를 결정할 수 있다. 제어기(26)는 제1 조정 인자에 기초하여 제1 축방향(AD1)에서의 행정 길이를 조정할 수 있고 제2 조정 인자에 기초하여 제2 축방향에서의 행정 길이를 조정할 수 있다.

몇몇 예에서, 제어기(26)는 축방향 중 단지 하나에서 행정 길이를 최적화할 수 있다. 예를 들어, 제어기(26)는 측정된 행정 길이 및 메모리(274)에 저장된 행정 길이 중 하나에 기초하여 제1 축방향(AD1)에서의 이동 및 제2 축방향에서의 구동 변위를 위한 조정 인자를 결정할 수 있다. 조정 인자는 제1 축방향(AD1)에서의 후속 행정에서 축방향 감속 로케이션을 조정하는 데 이용될 수 있다.

제어기(26)는 제1 축방향(AD1) 및 제2 축방향(AD2)에서 행정 길이를 지속적으로 최적화할 수 있다. 예를 들어, 제어기(26)는 제1 축방향(AD1)에서의 이동의 단부에서 제1 조정 인자를 결정할 수 있다. 제어기(26)는 제1 조정 인자에 기초하여 제2 축방향(AD2)에서의 후속 행정에 대한 축방향 감속 로케이션을 수정할 수 있다. 제어기(26)는 제2 축방향(AD2)에서의 이동의 단부에서 제2 조정 인자를 결정할 수 있다. 제어기(26)는 제2 조정 인자에 기초하여 제1 방향(AD1)에서의 복귀 행정을 수정할 수 있다. 제어기(26)는 조정 인자를 계속 발생하고 작동 전체에 걸쳐 조정 인자에 기초하여 행정 길이를 수정할 수 있다.

몇몇 예에서, 제어기(26)는 짧은 행정 모드 및 표준 행정 모드에서 모터(12)를 작동시키도록 구성된다. 표준 행정 모드 동안, 제어기(26)는 전술된 바와 같이, 유체 변위 부재(20)가 전체 행정 길이를 변위하게 할 수 있다. 짧은 행정 모드 동안, 제어기(26)는 유체 변위 부재(20)가 전체 행정 길이에 비교하여 더 짧은 행정 길이를 갖게 한다. 예를 들어, 제어기(26)는 다른 옵션들(예를 들어, 전체 행정 길이의 25%, 33%, 75%) 중에서도, 전체 행정 길이의 절반(50%)이 되도록 행정 길이를 제어할 수 있다. 제어기(26)는 이에 의해 펌프 행정이 표준 행정 모드 동안 제1 변위 범위에서 발생하고 짧은 행정 모드 동안 제2 변위 범위에서 발생하도록 행정 길이를 제어한다. 제2 변위 범위는 제1 변위 범위보다 짧고, 몇몇 예에서, 제1 변위 범위의 부분집합일 수 있다. 예를 들어, 제2 변위 범위는 왕복 축을 따라 제1 변위 범위 내에 완전히 배치될 수 있다.

제어기(26)는 짧은 행정 모드 동안 타겟 작동 속도에 기초하여 모터(12)의 작동을 계속 제어할 수 있어, 유체 변위 부재(20)가 동일한 속도로 축방향으로 계속 시프트하게 한다. 더 짧은 행정 길이는 더 많은 수의 전환을 야기한다(이동이 축방향(AD1, AD2) 중 제1 축방향으로부터 축방향(AD1, AD2) 중 다른 하나로 변화하는 경우). 몇몇 예에서, 제어기(26)는 유체 변위 부재(20)의 선형 변위 속도를 증가시키고 전환율을 추가로 증가시키기 위해 짧은 행정 모드 동안 타겟 작동 속도를 증가시킬 수 있다. 더 빈번한 전환은 표준 행정 모드와 비교하여 짧은 행정 모드 동안 단위 시간당 증가된 펌프 사이클 수에 따라 펌프(10)가 작동하게 한다. 몇몇 예에서, 제어기(26)는 전환율을 추가로 증가시키기 위해 짧은 행정 모드 동안 변위율을 증가시킬 수 있다.

하류 압력 펄스가 전환 동안 발생될 수 있다. 짧은 행정 모드에서 모터(12)를 작동하는 제어기(26)는 더 원활한 하류 유동을 제공한다. 압력 변동은 행정 길이의 감소 및 전환율의 대응 증가에 의해 감소된다. 전환을 증가시키고 행정 길이를 감소시키는 것은 전체 행정 길이에 비교하여 더 많은 더 작은 압력 변동을 제공하는데, 이는 더 적은 더 큰 변동을 야기한다. 짧은 행정 모드 동안의 더 작은 변동은 또한 시간적으로 함께 더 근접하여, 펌프(10)로부터의 더 원활한 출력을 야기한다.

제어기(26)는 모터(12)의 작동 파라미터에 기초하여 펌핑 에러의 존재를 결정하도록 또한 구성될 수 있다. 펌핑 에러는 펌프(10)의 유체 이동/유량 조절 구성요소와 연관된 에러일 수 있다. 예를 들어, 다이어프램이 누설을 경험할 수 있고, 체크 밸브가 폐쇄/개방으로 고착될 수 있고, 체크 밸브가 누설이 있을 수 있는 등이다. 작동 중에, 제어기(26)는 모터(12)의 작동을 모니터링하고 모터(12)의 작동 파라미터에 관한 데이터에 기초하여 펌프(10)의 에러를 결정할 수 있다. 제어기(26)는 예상치 못한 작동 파라미터에 기초하여 에러가 존재하는 것으로 결정할 수 있다. 예를 들어, 제어기(26)는 펌프 사이클 또는 행정의 특정 위상에 대한 작동 파라미터의 예상 값과는 상이한 모터(12)의 실제 작동 파라미터에 기초하여 에러가 발생했다고 결정할 수 있다.

일 예에서, 제어기(26)는 모터(12)에 의한 유체 변위 부재(20)의 왕복을 야기할 수 있다. 제어기(26)는 속도와 같은 모터(12)의 전류 또는 다른 작동 파라미터를 모니터링하고, 실제 파라미터의 값에 기초하여 펌프(10)의 상태를 결정한다. 예를 들어, 제어기(26)는 펌프 사이클의 일부 동안 예상치 못한 전류 인출을 경험할 수도 있고, 펌프 사이클의 해당 부분에 대한 그 예상치 못한 전류 인출에 기초하여 에러의 존재를 결정할 수 있다. 펌프 사이클의 특정 시점에, 제어기(26)는 전류의 예상치 못한 강하/상승을 검출할 수 있는데, 이는 에러를 나타낼 수 있다. 펌프 사이클의 특정 시점에, 제어기(26)는 속도의 예상치 못한 강하/상승을 검출할 수 있는데, 이는 에러를 나타낼 수 있다. 제어기(26)는 예로서 사용자 인터페이스(27)에 의해, 에러 코드를 발생하고 사용자에게 에러 정보를 제공하도록 구성될 수 있다.

몇몇 예에서, 제어기(26)는 제2 유체 변위 부재의 행정과 비교하여 제1 유체 변위 부재의 행정 동안 경험되는 작동 파라미터에 기초하여 펌프 에러의 존재를 결정하도록 구성될 수 있다. 각각의 유체 변위 부재에 대한 작동 파라미터는 모니터링되는 행정의 동일한 부분에 대해 균형화되어야 한다. 제어기(26)는 제2 유체 변위 부재의 펌핑 행정 동안의 작동 파라미터에 대해 제1 유체 변위 부재의 펌핑 행정 동안의 작동 파라미터를 비교할 수 있다. 제어기(26)는 2개의 행정 동안 경험된 작동 파라미터의 변동에 기초하여 에러의 존재를 결정할 수 있다. 몇몇 예에서, 제어기(26)는 변동을 임계값과 비교하고 임계값에 도달하거나 임계값을 초과하는 변동의 크기에 기초하여 에러의 존재를 결정할 수 있다. 몇몇 예에서, 제어기(26)는 예로서 전류 피드백에 기초하여, 유체 변위 부재(20)에 의해 경험되는 부하의 차이를 결정할 수 있고, 이들 차이에 기초하여 에러의 존재를 결정한다. 제어기(26)는 각각의 유체 변위 부재(20)에 대한 펌프 사이클의 동일한 지점에서 경험되는 작동 파라미터의 비교에 기초할 수 있다. 예를 들어, 제어기(26)는 그 펌핑 행정의 시작에서 제1 다이어프램에 대한 작동 파라미터를 그 펌핑 행정의 시작에서 제2 다이어프램에 대한 작동 파라미터와 비교할 수 있다.

예를 들어, 제2 다이어프램이 다이어프램을 통한 누설 또는 누설이 있는 입구 밸브를 가지면, 누설 유체로 인해 제2 다이어프램의 압력 행정 동안 더 적은 전류 인출이 경험될 것이다. 제어기(26)는 제1 및 제2 다이어프램 사이의 부하의 차이를 감지하고 그 비교에 기초하여 에러의 존재를 결정할 수 있다. 제어기(26)는 전류에 기초하여 에러를 검출하는 것으로서 설명되었지만, 제어기(26)는 임의의 원하는 작동 파라미터에 기초하여 에러를 검출하도록 구성될 수 있는 것으로 이해된다. 예를 들어, 제어기(26)는 2개의 펌프 행정 동안 경험된 실제 속도에 기초하여 펌프 에러의 존재를 결정할 수 있다. 에러를 결정하기 위해 모터 작동 파라미터를 모니터링하는 것은 캘리브레이션(calibration)을 요구하지 않고 에러 검출을 용이하게 한다. 직접 비교는 펌핑 동안 경험된 변동에 기초하여 에러를 나타낼 수 있다.

도 21은 방법(2100)을 도시하고 있는 흐름도이다. 방법(2100)은 펌프(10)(도 3a 내지 도 4d에서 가장 양호하게 볼 수 있음)와 같은 왕복 펌프의 작동 방법이다. 단계 2102에서, 전기 모터(22)(도 4a 내지 도 4d)와 같은 전기 모터는 구동 메커니즘(24)(도 12에서 가장 양호하게 볼 수 있음), 구동 메커니즘(24')(도 13), 또는 구동 메커니즘(24")(도 14)과 같은 구동 메커니즘에 토크를 인가한다.

단계 2104에서, 구동 메커니즘은 유체 변위 부재(20)(도 3a 및 도 4a에서 가장 양호하게 볼 수 있음), 유체 변위 부재(20')(도 7), 또는 유체 변위 부재(20")(도 10)와 같은 유체 변위 부재에 축방향 힘을 인가한다. 유체 변위 부재는 회전자가 유체 변위 부재가 그를 따라 왕복하는 펌프 축을 중심으로 회전하도록 회전자와 동축으로 배치될 수 있다.

단계 2106에서, 제어기(26)(도 1c 및 도 19)와 같은 제어기는 모터로의 전류 흐름을 조절한다. 전류가 인가되어 회전자(30)(도 3a 내지 도 4c 및 도 12에서 가장 양호하게 볼 수 있음)와 같은 회전자가 구동 메커니즘(24)(도 12에서 가장 양호하게 볼 수 있음), 구동 메커니즘(24')(도 13), 또는 구동 메커니즘(24")(도 14)과 같은 구동 메커니즘에 토크를 인가하게 한다. 제어기는 펌프가 펌핑 상태일 때와 펌프가 실속 상태일 때의 모두에 전류가 공급되도록 전류를 조절한다. 펌핑 상태에서, 회전자는 회전하고 유체 변위 부재는 축방향으로 변위한다. 실속 상태에서, 유체 변위 부재 상의 배압은 유체 변위 부재가 축방향으로 변위하고 회전자가 회전하는 것을 방지한다.

제어기는 회전자가 펌핑 및 실속 상태 전체에 걸쳐 구동 메커니즘에 토크를 인가하도록 전류가 모터에 지속적으로 제공되게 한다. 이와 같이, 유체 변위 부재는 펌핑된 유체에 힘을 계속 인가한다. 몇몇 예에서, 제어기는 전기 모터에 대한 전류를 변동할 수 있다. 예를 들어, 제어기는 실속 상태 동안 전류가 모터에 펄스화되게 할 수 있다. 펄스화 전류는 회전자가 다양한 양의 토크를 인가하게 하지만, 회전자는 실속 전체에 걸쳐 약간의 토크를 계속 인가한다.

일단 배압이 타겟 펌핑 압력 미만으로 강하하면, 유체 변위 부재는 축방향으로 시프트할 수 있다. 따라서, 펌프는 펌핑 상태에 있다. 제어기는 펌핑 상태 동안에 모터로의 전류를 조절하여 타겟 압력에서 펌프를 작동시킬 수 있다.

방법(2100)은 상당한 장점을 제공한다. 사용자는 펌프의 내부 구성요소를 손상시키지 않고 펌프를 데드헤드할 수 있다. 제어기는 최대 전류로 조절하여, 펌프가 타겟 압력에서 출력하게 한다. 펌프는 펌핑 상태와 실속 상태의 모두에서 프로세스 유체에 지속적으로 압력을 인가하여, 이에 의해 배압이 완화될 때 펌프가 신속하게 펌핑을 재개하는 것을 용이하게 한다. 펌프는 배압이 타겟 압력 미만으로 강하할 때 펌핑 모드에서 작동하기 시작한다. 실속 중에 전류를 펄스화하는 것은 실속 중에 발생된 열을 감소시키고 에너지를 보존한다.

도 22는 방법(2200)을 도시하고 있는 흐름도이다. 방법(2200)은 펌프(10)(도 3a 내지 도 4d에서 가장 양호하게 볼 수 있음)와 같은 펌프의 작동 방법이다. 단계 2202에서, 전기 모터(22)(도 4a 내지 도 4d)와 같은 전기 모터는 유체 변위 부재(20)(도 3a 및 도 4a에서 가장 양호하게 볼 수 있음), 유체 변위 부재(20')(도 7), 또는 유체 변위 부재(20")(도 10)와 같은 유체 변위 부재를 펌프 축 상에서 축방향으로 구동한다. 방법(2200)은 펌핑 중 임의의 시점에 구현될 수 있다. 몇몇 예에서, 방법(2200)은 펌프가 초기에 전력 공급될 때 및 펌핑 상태에 진입하기 전에 발생하는 시동 루틴이다.

단계 2204에서, 스톱이 제어기(26)(도 1c 및 도 19)와 같은 제어기에 의해 검출된다. 스톱은 제어기가 전류 스파이크를 검출하는 것에 기초하여 그리고 유체 변위 부재가 축방향 변위를 정지하는 것에 기초하여 검출될 수 있다. 전류 스파이크는 모터에 공급되는 전류가 최대 전류로 상승할 때 발생한다. 전류 스파이크가 검출되었지만 유체 변위 부재가 여전히 축방향으로 시프트하면, 스톱이 조우되지 않은 것이다.

단계 2206에서, 제어기는 스톱이 기계적 스톱인지 유체 스톱인지 여부를 결정한다. 기계적 스톱은 유체 변위 부재의 행정 한계를 물리적으로 정의하는 스톱이다. 예를 들어, 기계적 스톱은 유체 변위 부재가 유체 커버(18)(도 3a 및 도 4a에서 가장 양호하게 볼 수 있음)와 같은 유체 커버의 내부면과 접촉하는 축방향 로케이션일 수 있다. 유체 스톱은 시스템 내의 증가된 배압에 의해 발생한다. 유체 스톱은 행정을 따라 임의의 축방향 로케이션에서 발생할 수 있다. 제어기는 임의의 원하는 방식으로 스톱이 기계적 스톱인지 여부를 결정할 수 있다. 예를 들어, 제어기는 다른 스톱이 조우될 때까지 제2 축방향으로 변위를 야기할 수 있다. 제어기는 측정된 행정 길이를 결정하기 위해 제1 및 제2 스톱 사이의 거리를 비교할 수 있고 그 측정된 행정 길이를 최소 및/또는 다른 기준 행정 길이와 추가로 비교할 수 있다. 제어기는 유체 변위 부재를 제1 축방향으로 다수회 구동하여 그 제1 축방향으로 복수의 스톱 로케이션을 발생할 수 있다. 복수의 스톱 로케이션은 스톱 유형을 결정하기 위해 비교될 수 있다. 제어기는 전류 스파이크의 전류 프로파일의 경사를 기준 프로파일과 비교하여 스톱 유형을 결정할 수 있다. 스톱 유형은 임의의 원하는 방식으로 식별될 수 있다는 것이 이해된다.

단계 2206에서의 대답이 아니오여서, 스톱은 기계적 스톱으로서 긍정적으로 식별될 수 없으면, 방법(2200)은 단계 2208로 진행한다. 단계 2206에서의 대답이 예이면, 방법(2200)은 단계 2210으로 진행한다.

단계 2208에서, 제어기는 대향 축방향들에서 조우되는 2개의 스톱 사이의 측정된 행정 길이가 최소 행정 길이보다 더 큰지를 결정한다. 단계 2208에서의 대답이 아니오이면, 방법은 단계 2202로 다시 진행하고 제어기는 기계적 스톱의 로케이션을 계속 검색한다. 단계 2208에서의 대답이 예이면, 방법(2200)은 단계 2210으로 진행한다.

단계 2210에서, 제어기는 하나 이상의 스톱의 축방향 로케이션에 기초하여 행정 길이를 관리한다. 예를 들어, 제어기는 유체 변위 부재가 기계적 스톱에 접촉하는 것을 방지하기 위해 행정 길이를 제어할 수 있다. 몇몇 예에서, 제어기는 최소 행정 길이와 단일 스톱에서 행정 길이를 기초로 할 수 있다. 몇몇 예에서, 제어기는 다수의 기계적 스톱을 위치설정하고 이들 2개의 기계적 스톱 사이의 행정 길이를 관리할 수 있다.

방법(2200)은 상당한 장점을 제공한다. 펌프는 유체 변위 부재의 축방향 로케이션이 시동시에 인지되지 않도록 절대 위치 센서를 포함하지 않을 수도 있다. 제어기는 최적 행정 길이를 제공하고 기계적 스톱과 유체 변위 부재 사이의 원하지 않는 접촉을 방지하기 위해 스톱을 위치설정한다. 적어도 하나의 스톱의 로케이션은 펌핑 모드에 진입하기 전에 기계적 스톱으로서 긍정적으로 식별될 수 있다. 적어도 하나의 기계적 스톱을 긍정적으로 식별하는 것은 유체 스톱과 같은, 거짓 양성(false positives)으로 인한 손상을 방지한다.

도 23은 방법(2300)을 도시하고 있는 흐름도이다. 방법(2300)은 펌프(10)(도 3a 내지 도 4c에서 가장 양호하게 볼 수 있음)와 같은 펌프의 작동 방법이다. 단계 2302에서, 전기 모터(22)(도 4a 내지 도 4d)와 같은 전기 모터는 유체 변위 부재(20)(도 3a 및 도 4a에서 가장 양호하게 볼 수 있음), 유체 변위 부재(20')(도 7), 또는 유체 변위 부재(20")(도 10)와 같은 유체 변위 부재를 펌프 축 상에서 제1 축방향으로 구동한다.

단계 2304에서, 제어기는 회전자(30)(도 3a 내지 도 4d 및 도 12에서 가장 양호하게 볼 수 있음)와 같은 전기 모터의 회전자의 감속을 시작한다. 제어기는 유체 변위 부재가 행정의 단부에 접근할 때 회전자를 감속하여 유체 변위 부재가 전환되고 대향 행정을 시작하게 한다. 제어기는 유체 변위 부재가 제1 감속 지점에 대응하는 축방향 로케이션에 있을 때 감속을 시작한다. 단계 2306에서, 제어기는 유체 변위 부재에 대한 정지 지점을 결정한다. 정지 지점은 유체 변위 부재가 제1 축방향에서의 변위를 정지하는 지점이다.

제어기는 감속 및 전환을 제어하여 정지 지점을 타겟 지점과 정렬한다. 단계 2308에서, 제어기는 정지 지점과 타겟 지점 사이의 오프셋을 결정한다. 제어기는 정지 지점과 타겟 지점 사이의 축방향 간격에 기초하여 조정 인자를 결정한다. 단계 2310에서, 제어기는 조정 인자에 기초하여 행정 길이를 관리한다. 제어기는 감속이 조정 인자에 기초하여 시작되는 감속 지점을 조정할 수 있다. 예를 들어, 제어기는 유체 변위 부재가 타겟 지점을 언더슈트할 때 제1 감속 지점에 비해 타겟 지점에 축방향으로 더 근접한 제2 감속 지점에서 감속을 시작할 수 있다. 제어기는 유체 변위 부재가 타겟 지점을 오버슈트할 때 제1 감속 지점에 비해 타겟 지점에 축방향으로 더 멀리 있는 제2 감속 지점에서 감속을 시작할 수 있다. 제어기는 작동 전체에 걸쳐 정지 지점과 타겟 지점에 기초하여 행정 길이를 지속적으로 관리하도록 구성될 수 있다. 타겟 지점은 원하는 임의의 축방향 로케이션에 있을 수 있다. 행정 길이를 지속적으로 모니터링하고 조정하는 것은 펌프가 최적 행정으로 작동하게 한다. 게다가, 행정 길이 조정은 행정 길이에 영향을 미칠 수 있는 구동 에러의 축적을 방지한다.

도 24는 방법(2400)을 도시하고 있는 흐름도이다. 방법(2400)은 펌프(10)(도 3a 내지 도 4c에서 가장 양호하게 볼 수 있음)와 같은 펌프의 작동 방법이다. 단계 2402에서, 전기 모터(22)(도 4a 내지 도 4d)와 같은 전기 모터는 유체 변위 부재(20)(도 3a 및 도 4a에서 가장 양호하게 볼 수 있음), 유체 변위 부재(20')(도 7), 또는 유체 변위 부재(20")(도 10)와 같은 유체 변위 부재를 펌프 축 상에서 제1 축방향으로 구동한다.

단계 2404에서, 제어기(26)(도 1c 및 도 19)와 같은 제어기는 회전자의 회전 속도 및 전기 모터에 제공되는 전류를 모니터링한다. 예를 들어, 제어기는 위치 센서(62)(도 3a, 도 17a 및 도 18에서 가장 양호하게 볼 수 있음)와 같은 위치 센서에 의해 제공되는 데이터에 기초하여 회전 속도를 결정할 수 있다. 유체 변위 부재의 축방향 변위 속도는 회전 속도가 축방향 속도를 제공하도록 회전자의 회전 속도의 함수이다. 제어기는 속도와 전류의 모두를 조절하여 펌프가 타겟 펌핑 압력에서 프로세스 유체를 출력하게 한다.

단계 2406에서, 제어기는 모터에 제공되는 전류가 최대 작동 전류 또는 타겟 작동 전류일 수 있는 전류 한계 미만인지를 결정한다. 몇몇 예에서, 전류 한계는 펌핑 행정 전체에 걸쳐 변화할 수 있다. 예를 들어, 유체 변위 부재는 펌핑 행정 전체에 걸쳐 가변 작업 표면적을 가질 수 있다. 가변 작업 표면적은 유체 변위 부재가 펌핑 행정을 통해 구동됨에 따라 증가하거나 감소할 수 있다. 이와 같이, 작업 표면적이 감소할 때, 타겟 펌핑 압력을 달성하기 위해 펌핑 행정의 시작시보다 더 적은 전류가 펌핑 행정의 종료시에 요구될 수 있고, 또는 작업 표면적이 증가할 때, 타겟 펌핑 압력을 달성하기 위해 펌핑 행정의 시작시보다 더 많은 전류가 펌핑 행정의 종료시에 요구될 수 있다. 제어기는 가변 전류 한계에 기초하여 작동을 제어할 수 있다. 단계 2406에서의 대답이 아니오여서, 실제 전류가 전류 한계에 있게 되면, 방법(2400)은 단계 2408로 진행한다. 단계 2408에서 제어기는 펌프를 작동시키기 위해 전류 한계에서 모터에 전류를 계속 제공한다. 단계 2406에서의 대답이 예이면, 방법(2400)은 단계 2410으로 진행한다.

단계 2410에서, 제어기는 실제 속도가 속도 한계 미만인지를 결정한다. 속도 한계는 최대 작동 속도 또는 타겟 작동 속도일 수 있다. 단계 2410에서의 대답이 아니오여서, 현재 작동 속도가 속도 한계에 있게 되면, 방법(2400)은 단계 2412로 진행하고 제어기는 모터가 현재 속도로 계속 작동하게 할 수 있다. 단계 2410에서의 대답이 예이면, 방법은 단계 2414로 진행한다. 단계 2414에서, 제어기는 모터에 제공되는 전력(전압 또는 전류와 같은)을 증가시켜 회전자 회전 속도를 속도 한계를 향해 가속한다.

방법(2400)은 상당한 장점을 제공한다. 몇몇 예에서 펌프는 압력 센서를 포함하지 않는다. 펌프는 축방향 변위 속도와 상관하는 회전 속도 및 모터에 제공되는 전류에 기초하여 타겟 압력에서 프로세스 유체를 출력할 수 있다. 제어기는 펌프가 타겟 압력에서 출력되게 하기 위해 속도와 전류가 제어되는 정압 모드에서 펌프가 작동할 수 있도록 펌핑을 제어한다. 유체 변위 부재의 가변 작업 표면적은 펌프 행정 전체에 걸쳐 변화하는 표면적으로 인해 압력 변동을 야기할 수 있다. 제어기는 가변 작업 표면적을 고려하고 펌프가 타겟 압력에 따라 작동하게 하기 위해 펌프 행정 전체에 걸쳐 전류 한계를 조정한다.

도 25a는 회전자 조립체(300)의 등각도이다. 도 25b는 회전자 조립체(300)의 분해도이다. 도 25c는 회전자 조립체(300)의 단면도이다. 도 25a 내지 도 25c가 함께 설명될 것이다. 회전자 조립체(300)는 회전자(30)와 실질적으로 유사하고 고정자(28)와 같은 고정자를 통한 전력으로 인해 축(PA)을 중심으로 회전하도록 구성된다. 회전자 조립체(300)는 영구 자석 어레이(302), 구동 구성요소(304), 회전자 본체(306), 지지 링(308), 베어링(310), 및 밀봉부(312)를 포함한다. 영구 자석 어레이(302)는 영구 자석(314) 및 백 아이언(316)을 포함한다. 구동 구성요소(304)는 인터페이스 스트립(320)을 포함하는 본체(318)를 포함한다. 회전자 본체(306)는 본체 구성요소(322a, 322b) 및 수용 챔버(324)를 포함한다. 본체 구성요소(322a, 322b)는 각각 축방향 돌출부(326a, 326b) 및 밀봉 홈(328a, 328b)을 포함한다.

회전자 조립체(300)는 모터(22)와 같은 전기 모터의 회전 구성요소를 형성하도록 구성된 조립체이다. 회전자 본체(306)는 클램쉘 하우징 구동 구성요소(304)를 형성한다. 영구 자석 어레이(302)는 회전자 본체(306)의 외부면에 배치된다. 지지 링(308)은 회전자 본체(306)의 대향 축방향 단부들에 배치되고 회전자 본체(306) 상에 영구 자석 어레이(302)를 유지한다. 지지 링(308)은 다른 옵션들 중에서도, 체결구, 접착제 또는 압입에 의해서와 같은, 임의의 원하는 방식으로 회전자 본체(306)에 고정될 수 있다. 영구 자석 어레이(302)는 포팅 화합물과 같은, 접착제에 의해 회전자 본체(306)에 고정될 수 있다. 포팅 화합물은 지지 링(308)을 회전자 본체(306)에 추가로 고정할 수 있다. 회전자 조립체(300)의 몇몇 예는 지지 링(308)을 포함하지 않는 것으로 이해된다. 베어링(310)은 베어링(54a, 54b)과 실질적으로 유사하고 축방향 돌출부(326a, 326b) 본체 구성요소(322a, 322b) 상에 배치된다. 베어링(310)은 반경방향 및 축방향 하중의 모두를 지지하도록 구성된다. 예를 들어, 베어링(310)은 테이퍼 롤러 베어링일 수 있다.

본체 구성요소(322a, 322b)는 회전자 본체(306)의 클램쉘을 형성하고 수용 챔버(324)를 형성한다. 밀봉부(312)는 밀봉 홈(328a, 328b) 내에 그리고 본체 구성요소(322a, 322b) 사이에 배치된다. 밀봉부(312)는 포팅 화합물이 본체 구성요소(322a, 322b) 사이에서 이동하는 것을 방지한다.

구동 구성요소(304)는 수용 챔버(324)에 배치된다. 수용 챔버(324)는 본체 구성요소(322a, 322b)에 의해 형성된다. 본체 구성요소(322a, 322b)는 구동 구성요소(304)가 본체 구성요소(322a, 322b)와 함께 회전하도록 구동 구성요소에 고정된다. 본체 구성요소(322a, 322b)는 수용 챔버(324) 내에 구동 구성요소(304)를 축방향으로 고정하기 위해 구동 구성요소(304)의 축방향 단부와 반경방향으로 중첩된다. 구동 구성요소(304)는 본체 구성요소(322a, 322b)에 대해 회전하지 않는다. 예를 들어, 본체 구성요소(322a, 322b)는 본체(318) 상에 압입될 수 있고 그 억지 끼워맞춤은 구동 구성요소(304)를 본체 구성요소(322a, 322b)에 고정할 수 있다. 몇몇 예에서, 구동 구성요소(304)는 접착제에 의해 본체 구성요소(322a, 322b)에 고정된다. 다른 고정 옵션이 가능한 것으로 이해된다.

인터페이스 스트립(320)은 구동 구성요소(304)의 본체(318) 주위에 원주방향으로 배치된다. 인터페이스 스트립(320)은 본체 구성요소(322a, 322b)를 구동 구성요소(304)에 추가로 고정한다. 예를 들어, 인터페이스 스트립(320)은 널링되고(knurled), 홈 형성되거나(grooved), 또는 구동 구성요소(304)를 본체 구성요소(322a, 322b)에 고정하기에 적합한 임의의 다른 구성일 수 있다. 몇몇 예에서, 인터페이스 스트립(320)은 본체(318)의 전체 길이를 가로질러 형성된다. 몇몇 예에서, 구동 구성요소(304)는 인터페이스 스트립(320)을 포함하지 않는다.

구동 구성요소(304)는 회전자 조립체(300)의 회전을 선형 출력으로 변환하는, 구동 메커니즘(24, 24', 24")과 유사한 구동 메커니즘의 회전 구성요소를 제공하도록 구성된 구동 너트(90)와 유사한 구동 너트일 수 있다. 보어(330)는 회전자 조립체(300)를 통해 축방향으로 연장되고, 도시되어 있는 예에서, 구동 구성요소(304)에 의해 형성된다.

회전자 조립체(300)는 상당한 장점을 제공한다. 클램쉘 구성인 회전자 본체(306)는 구동 구성요소(304)의 더 큰 직경, 및 따라서 구동 구성요소(304)를 통한 보어(330)의 더 큰 직경을 촉진한다. 보어(330)의 더 큰 직경은 볼 및 롤러와 같은 더 강인한 구동 구성요소의 사용을 용이하게 하고, 스크류(92)와 같은 더 큰 직경의 선형 변위 부재의 사용을 용이하게 한다. 더 강인하고, 더 큰 선형 변위 부재는 더 큰 펌핑 압력을 발생하고 더 큰 하중에 반응할 수 있다.

도 26은 회전자 조립체(300')의 단면도이다. 회전자 조립체(300')는, 회전자 조립체(300')가 회전자 조립체(300')의 모터로부터 선형 대신에 회전 출력을 제공하도록 구성되는 것을 제외하고는, 회전자 조립체(300)(도 25a 내지 도 25c)와 실질적으로 유사하다. 구동 구성요소(304')는 본체(318') 및 샤프트(332)를 포함한다. 샤프트(332)는 회전자 본체(306)의 축방향 단부를 넘어 돌출하고 회전자 조립체(300')의 출력 샤프트를 형성한다. 샤프트(332)는 회전자 조립체(300')로부터 회전 출력을 제공한다. 구동 구성요소(304')는 단일 샤프트(332)를 포함하는 것으로서 도시되어 있지만, 구동 구성요소(304')는 샤프트(332)로부터 구동 구성요소(304')의 대향 축방향 단부로부터 연장하는 제2 샤프트를 포함할 수 있는 것으로 이해된다.

도 27은 회전자 조립체(300")의 단면도이다. 회전자 조립체(300")는 회전자 조립체(300')(도 26) 및 회전자 조립체(300)(도 25a 내지 도 25c)와 실질적으로 유사하다. 회전자 조립체(300')와 유사하게, 회전자 조립체(300")는 회전자 조립체(300")의 모터로부터 회전 출력을 제공하도록 구성된다. 구동 구성요소(304")는 본체(318")를 포함한다. 본체(318")는 보어(330')를 형성한다. 본체(318")는 보어(330') 내에 샤프트를 수용하도록 구성된다. 구동 구성요소(304")는 보어(330')의 표면과 샤프트 사이 사이의 계면에 의해 샤프트의 회전을 구동하기 위해 회전력을 전달하도록 구성된다. 예를 들어, 다른 옵션들 중에서도, 샤프트 및 보어(330')는 키홈이 있는 계면을 포함할 수 있거나 보어(330')는 샤프트의 윤곽과 계면 접촉하도록 구성된 윤곽을 포함할 수 있다.

본 개시내용 및 청구범위의 펌핑 조립체가 이중 변위 펌프의 맥락에서 설명되었지만, 펌핑 조립체 및 제어부는 다양한 유체 취급 맥락 및 시스템에서 이용될 수 있고 설명된 것들에 한정되지 않는다는 것이 이해된다. 설명된 펌핑 조립체 중 임의의 하나 이상은 단독으로 또는 하나 이상의 부가의 펌프와 함께 이용되어 로케이션 전달, 분무, 계량, 적용 등과 같은 임의의 원하는 목적으로 유체를 전달할 수 있다.

비배타적 예의 설명

다음은 본 개시내용의 가능한 실시예의 비배타적인 설명이다.

유체를 펌핑하기 위한 변위 펌프는 고정자 및 회전자를 포함하는 전기 모터로서, 회전자는 펌프 축을 중심으로 회전하도록 구성되는, 전기 모터; 유체 변위 부재의 선형 왕복에 의해 유체를 펌핑하도록 구성된 유체 변위 부재; 및 회전자와 유체 변위 부재에 연결된 구동 메커니즘으로서, 구동 메커니즘은 회전자로부터의 회전 출력을 유체 변위 부재에 대한 선형 입력으로 변환하도록 구성된, 구동 메커니즘을 포함한다. 구동 메커니즘은 유체 변위 부재에 연결되고 회전자와 동축으로 배치되는 스크류; 및 스크류와 회전자 사이에 배치된 복수의 롤링 요소로서, 복수의 롤링 요소는 회전자에 대해 스크류를 지지하고 회전자의 회전에 의해 구동되어 스크류를 축방향으로 구동하도록 구성되는, 복수의 롤링 요소를 포함한다.

이전 단락의 변위 펌프는 추가적으로 및/또는 대안적으로 다음의 특징, 구성 및/또는 부가의 구성요소 중 어느 하나 이상을 선택적으로 포함할 수 있다:

구동 메커니즘은 회전자와 함께 회전하는 내부 나사산; 및 스크류 상의 외부 나사산을 포함하고; 복수의 롤링 요소의 각각의 롤링 요소는 내부 나사산 및 외부 나사산의 모두와 계면 접촉하고, 내부 나사산은 외부 나사산과 접촉하지 않는다.

스크류는 회전자 및 고정자의 각각 내에서 연장되고; 스크류, 복수의 롤링 요소, 및 회전자는 펌프 축을 따라 동축으로 정렬되고; 스크류, 복수의 롤링 요소, 및 회전자는 스크류, 이어서 복수의 롤링 요소, 이어서 회전자의 순서로 펌프 축으로부터 반경방향 외향으로 직접 배열된다.

유체를 펌핑하도록 구성된 제1 유체 변위 부재 및 제2 유체 변위 부재가 있고; 유체 변위 부재는 제1 유체 변위 부재이고; 스크류는 제1 및 제2 유체 변위 부재의 모두에 고정되고; 제1 및 제2 유체 변위 부재는 스크류가 제1 및 제2 유체 변위 부재 사이에 직접 위치하도록 스크류의 대향 단부들 상에 각각 위치설정된다.

회전자는 제1 회전 방향으로 회전하여 스크류를 펌프 축을 따라 제1 방향으로 선형 구동하여 펌핑 행정을 통해 제1 유체 변위 부재를 그리고 흡입 행정을 통해 제2 유체 변위 부재를 동시에 이동시키고, 회전자는 제2 회전 방향으로 회전하여 스크류를 펌프 축을 따라 제2 방향으로 선형 구동하여 흡입 행정을 통해 제1 유체 변위 부재를 그리고 펌핑 행정을 통해 제2 유체 변위 부재를 동시에 이동시킨다.

제1 유체 변위 부재는 제1 다이어프램이고, 제2 유체 변위 부재는 제2 다이어프램이고, 회전자 및 복수의 롤링 요소의 모두는 제1 다이어프램과 제2 다이어프램 사이에 축방향으로 위치설정된다.

복수의 롤링 요소는 볼을 포함한다.

복수의 롤링 요소는 톱니형 롤러를 포함한다.

구동 메커니즘은 회전자의 회전이 구동 너트의 회전을 구동하도록 회전자에 연결된 구동 너트를 더 포함하고, 복수의 롤링 요소는 구동 너트와 스크류 사이에 배치된다.

복수의 롤링 요소는 세장형 환형 어레이로 배열되고, 롤링 요소의 환형 어레이는 유체 변위 부재와 동축으로 배치된다.

유체 변위 부재는 다이어프램을 포함한다.

다이어프램은 스크류에 연결된 다이어프램 플레이트 및 다이어프램 플레이트에 대해 반경방향으로 연장하는 가요성 멤브레인을 포함한다.

회전자는 제1 베어링 및 제2 베어링에 의해 지지되고; 제1 베어링은 축방향 및 반경방향 힘의 모두를 지지하는 것이 가능하고; 제2 베어링은 축방향 및 반경방향 힘의 모두를 지지하는 것이 가능하다.

각각의 베어링은 롤러의 어레이를 포함하고, 각각의 롤러는 롤러의 축이 스크류의 축에 평행하지도 직교하지도 않도록 소정 각도로 롤러의 축을 따라 배향된다.

제1 베어링은 테이퍼 롤러 베어링이고 제2 베어링은 테이퍼 롤러 베어링이다.

제1 베어링은 회전자의 제1 축방향 단부에 배치되고 제2 베어링은 회전자의 제2 축방향 단부에 배치된다.

고정자를 지지하는 고정자 하우징에 연결된 로킹 너트가 있고, 로킹 너트는 제1 및 제2 베어링을 예압한다.

로킹 너트는 제1 베어링에 인접하게 배치된다.

로킹 너트는 제1 베어링의 외부 레이스와 맞물린다.

로킹 너트는 고정자 하우징에 나사식으로 연결된다.

로킹 너트는 외부 나사산을 포함한다.

로킹 너트는 제1 베어링의 그리스 캡을 지지한다.

제1 베어링 및 제2 베어링은 복수의 롤링 요소와 회전자 사이에 배치된 구동 너트를 지지하고, 구동 너트는 회전자와 함께 회전하도록 회전자에 연결된다.

구동 너트는 제1 베어링의 내부 레이스를 형성하는 제1 내부 레이스와 제2 베어링의 내부 레이스를 형성하는 제2 내부 레이스에 연결된다.

유체 변위 부재는 스크류의 제1 단부에 연결된 제1 유체 변위 부재 및 스크류의 제2 단부에 연결된 제2 유체 변위 부재를 포함한다.

고정자는 스크류의 왕복을 구동하기 위해 제1 회전 방향 및 제1 회전 방향에 대향하는 제2 회전 방향의 모두에서 회전자를 구동하도록 구성된다.

펌핑 방법은 전기 모터의 회전자의 회전을 구동하는 단계; 스크류가 제1 행정을 통해 스크류의 제1 단부에 부착된 제1 유체 변위 부재를 구동하도록 스크류를 제1 축방향으로 선형 변위하는 단계로서, 스크류는 회전자와 동축이고 회전자와 스크류 사이에 배치된 복수의 롤링 요소에 의해 지지되고, 제1 행정은 펌핑 행정 및 흡입 행정 중 하나인, 선형 변위 단계; 및 복수의 롤링 요소에 의해 제1 축방향에 대향하는 제2 축방향으로 스크류를 선형 변위하는 단계를 포함한다.

이전 단락의 방법은 추가적으로 및/또는 대안적으로 다음의 특징, 구성 및/또는 부가의 구성요소 중 어느 하나 이상을 선택적으로 포함할 수 있다:

회전자의 회전을 구동하는 단계는, 스크류를 제1 축방향으로 구동하도록 회전자를 제1 회전 방향으로 회전하는 단계; 및 스크류를 제2 축방향으로 구동하도록 회전자를 제1 회전 방향에 대향하는 제2 회전 방향으로 회전하는 단계를 포함한다.

스크류를 제1 축방향으로 선형 변위하는 단계는 또한 스크류가 스크류의 제2 단부에 부착된 제2 유체 변위 부재를 제1 행정에 반대인 제2 행정을 통해 구동하게 한다.

유체를 펌핑하기 위한 변위 펌프는 펌프 하우징 내에 배치된 전기 모터로서, 전기 모터는 고정자 및 회전자를 포함하고, 회전자는 펌프 축을 중심으로 회전하도록 구성되는, 전기 모터; 유체 변위 부재의 선형 왕복 운동에 의해 유체를 펌핑하도록 구성된 유체 변위 부재로서, 유체 변위 부재는 유체 변위 부재가 펌프 하우징에 대해 회전하는 것이 방지되도록 펌프 하우징과 계면 접촉하도록 구성되는, 유체 변위 부재; 및 회전자 및 유체 변위 부재에 연결된 구동 메커니즘으로서, 구동 메커니즘은 유체 변위 부재에 연결된 스크류를 포함하고, 구동 메커니즘은 회전자로부터 회전 출력을 수신하고 회전자로부터의 회전 출력을 유체 변위 부재를 선형 왕복시키기 위한 유체 변위 부재에 대한 선형 입력으로 변환하도록 구성되는, 구동 메커니즘을 포함하고, 스크류는 유체 변위 부재에 대해 회전 고정됨으로써 회전 출력에 의해 회전되는 것이 방지된다.

이전 단락의 변위 펌프는 추가적으로 및/또는 대안적으로 다음의 특징, 구성 및/또는 부가의 구성요소 중 어느 하나 이상을 선택적으로 포함할 수 있다:

유체를 펌핑하도록 구성된 제1 유체 변위 부재 및 제2 유체 변위 부재가 있고; 유체 변위 부재는 제1 유체 변위 부재이고; 스크류는 제1 및 제2 유체 변위 부재가 스크류의 회전을 방지하도록 제1 및 제2 유체 변위 부재의 모두에 회전식으로 고정된다.

제1 유체 변위 부재는 제1 다이어프램을 포함하고 제2 유체 변위 부재는 제2 다이어프램을 포함한다.

유체 변위 부재는 다이어프램 플레이트 및 다이어프램 플레이트와 펌프 하우징 사이에서 연장하는 멤브레인을 갖는 다이어프램을 포함하고; 스크류는 다이어프램 플레이트에 연결되고 멤브레인은 펌프 하우징과 계면 접촉한다.

멤브레인의 적어도 일부는 펌프 하우징과 유체 커버 사이에 클램핑되고, 다이어프램과 유체 커버는 펌핑 챔버를 형성한다.

멤브레인의 일부는 멤브레인의 외부 에지이다.

멤브레인의 일부는 원주방향 비드를 포함한다.

스크류의 단부는 다이어프램 플레이트 상에 형성된 수용 챔버로 연장된다.

스크류의 단부는 제1 윤곽 표면을 포함하고 수용 챔버는 스크류가 다이어프램 플레이트에 대해 회전하는 것을 방지하기 위해 제1 윤곽 표면과 정합하도록 구성된 제2 윤곽 표면을 포함한다.

세트 스크류가 다이어프램 플레이트와 스크류 내로 연장된다.

세트 스크류는 축방향으로 연장된다.

다이어프램 스크류가 다이어프램 플레이트를 통해 스크류 내로 연장되어 스크류를 다이어프램 플레이트에 고정한다.

스크류의 단부는 다이어프램 플레이트 상에 형성된 수용 챔버 내로 연장되고 다이어프램 스크류는 다이어프램 플레이트를 통해 스크류 내로 연장된다.

유체 변위 부재는 스크류의 제1 단부에 고정된 제1 유체 변위 부재 및 스크류의 제2 단부에 고정된 제2 유체 변위 부재를 포함한다.

유체를 펌핑하기 위한 변위 펌프는 펌프 하우징 내에 배치되고 고정자 및 펌프 축을 중심으로 회전 가능한 회전자를 포함하는 전기 모터; 유체를 펌핑하기 위해 펌프 축 상에서 왕복하도록 구성된 유체 변위 부재로서, 유체 변위 부재는 제1 계면에서 펌프 하우징과 계면 접촉하는, 유체 변위 부재; 및 회전자와 유체 변위 부재에 연결되고 회전자로부터의 회전 출력을 유체 변위 부재에 대한 선형 입력으로 변환하도록 구성된 구동 메커니즘을 포함하고, 구동 메커니즘은 제2 계면에서 유체 변위 부재에 연결된 스크류를 포함하고, 제1 계면과 제2 계면은 스크류가 펌프 축을 중심으로 유체 변위 부재 및 펌프 하우징에 대해 회전하는 것을 방지한다.

이전 단락의 변위 펌프는 추가적으로 및/또는 대안적으로 다음의 특징, 구성 및/또는 부가의 구성요소 중 어느 하나 이상을 선택적으로 포함할 수 있다:

유체 변위 부재는 다이어프램 및 피스톤 중 하나를 포함한다.

제1 계면은 펌프 하우징과 펌프 하우징에 연결된 유체 커버 사이에 클램핑된 유체 변위 부재의 부분을 포함하고, 유체 커버 및 유체 변위 부재는 프로세스 유체 챔버를 적어도 부분적으로 형성한다.

제2 계면은 유체 변위 부재 상에 형성된 제2 표면 윤곽과 접촉하는 스크류의 단부에서 제1 표면 윤곽을 포함한다.

왕복 펌프에 의해 유체를 펌핑하는 방법은 전기 모터의 고정자에 의해 전기 모터의 회전자의 회전을 구동하는 단계; 회전자의 회전에 의해, 회전자와 동축으로 배치된 스크류가 펌프 축을 따라 왕복하게 하는 단계로서, 스크류는 흡입 행정 및 펌핑 행정을 통해 유체 변위 부재를 구동하는, 왕복하게 하는 단계; 유체 변위 부재와 펌프 하우징 사이의 제1 계면에 의해 펌프의 펌프 하우징에 대한 유체 변위 부재의 회전을 방지하는 단계; 및 스크류와 유체 변위 부재 사이의 제1 계면 및 제2 계면에 의해 축을 중심으로 하는 스크류의 회전을 방지하는 단계를 포함한다.

이전 단락의 방법은 추가적으로 및/또는 대안적으로 다음의 특징, 구성 및/또는 부가의 구성요소 중 어느 하나 이상을 선택적으로 포함할 수 있다:

유체 변위 부재와 펌프 하우징 사이의 계면에 의해 펌프 하우징에 대한 유체 변위 부재의 회전을 방지하는 단계는 유체 변위 부재의 멤브레인을 펌프 하우징에 고정하는 단계를 포함한다.

유체 변위 부재의 멤브레인을 펌프 하우징에 고정하는 단계는 펌프의 유체 커버와 펌프 하우징 사이에 멤브레인의 원주방향 에지를 클램핑하는 단계를 포함한다.

유체 변위 부재와 펌프 하우징 사이의 계면에 의해 펌프 하우징에 대한 유체 변위 부재의 회전을 방지하는 단계는 피스톤의 제1 표면 윤곽과 피스톤 보어의 적어도 일부를 형성하는 제2 표면 윤곽 사이의 계면에 의해 피스톤의 회전을 방지하는 단계를 포함하고, 피스톤은 유체 변위 부재를 형성하고 피스톤 보어 내에서 왕복하도록 구성된다.

전기 모터를 갖는 이중 다이어프램 펌프는 하우징; 고정자 및 회전자를 포함하는 전기 모터로서, 회전자는 회전 입력을 발생하기 위해 회전하도록 구성되는, 전기 모터; 회전 입력을 수신하고 회전 입력을 선형 입력으로 변환하는 스크류; 제1 다이어프램 및 제2 다이어프램으로서, 스크류는 제1 및 제2 다이어프램 사이에 위치설정되고, 제1 및 제2 다이어프램의 각각은 제1 및 제2 다이어프램의 각각이 유체를 펌핑하기 위해 왕복하도록 선형 입력을 수신하는, 제1 다이어프램 및 제2 다이어프램을 포함하고; 제1 및 제2 다이어프램의 각각은 하우징에 의해 회전 고정되고; 제1 및 제2 다이어프램은 스크류에 대해 회전 고정되어, 스크류를 회전 고정하는 제1 및 제2 다이어프램에 의해, 회전 입력에도 불구하고, 스크류가 회전되는 것이 방지되게 된다.

유체를 펌핑하기 위한 변위 펌프는 펌프 하우징 내에 배치된 전기 모터로서, 전기 모터는 고정자 및 회전자를 포함하고, 회전자는 펌프 축을 중심으로 회전하도록 구성되는, 전기 모터; 유체 변위 부재의 선형 왕복 운동에 의해 유체를 펌핑하도록 구성된 유체 변위 부재로서, 유체 변위 부재는 유체 변위 부재가 펌프 하우징에 대해 회전하는 것이 방지되도록 펌프 하우징과 계면 접촉하도록 구성되는, 유체 변위 부재; 및 회전자 및 유체 변위 부재에 연결된 구동 메커니즘으로서, 구동 메커니즘은 유체 변위 부재에 연결된 스크류를 포함하고, 구동 메커니즘은 회전자로부터 회전 출력을 수신하고 회전자로부터의 회전 출력을 유체 변위 부재를 선형 왕복시키기 위한 유체 변위 부재에 대한 선형 입력으로 변환하도록 구성되는, 구동 메커니즘을 포함하고, 스크류와 펌프 하우징 사이의 계면에 의해 스크류가 회전 출력에 의해 회전되는 것이 방지된다.

이전 단락의 변위 펌프는 추가적으로 및/또는 대안적으로 다음의 특징, 구성 및/또는 부가의 구성요소 중 어느 하나 이상을 선택적으로 포함할 수 있다:

계면은 슬롯 내에 배치된 돌출부에 의해 형성되고, 돌출부는 스크류 및 펌프 하우징 중 하나로부터 연장되고, 슬롯은 스크류 및 펌프 하우징 중 다른 하나 내에 형성된다.

유체를 펌핑하기 위한 변위 펌프는 펌프 하우징 내에 배치되고 고정자 및 회전자를 포함하는 전기 모터; 유체를 펌핑하도록 구성된 유체 변위 부재; 및 유체 변위 부재에 연결된 스크류로서, 스크류는 회전자의 회전이 펌프 축을 따른 스크류의 선형 변위를 구동하도록 회전자에 작동 가능하게 연결되는, 스크류를 포함한다. 스크류는 스크류 본체; 및 스크류 본체를 통해 연장되고 스크류와 회전자 사이의 계면에 윤활제를 제공하도록 구성된 윤활제 경로를 포함한다.

이전 단락의 변위 펌프는 추가적으로 및/또는 대안적으로 다음의 특징, 구성 및/또는 부가의 구성요소 중 어느 하나 이상을 선택적으로 포함할 수 있다:

회전자와 스크류 본체 사이에 반경방향으로 배치된 구동 너트가 있고, 구동 너트는 회전자로부터 회전 출력을 수신하고 스크류를 선형으로 구동한다.

구동 너트는 회전자와 스크류 사이에 배치된 복수의 롤링 요소를 포함하고, 롤링 요소는 스크류를 선형으로 구동하기 위해 스크류와 맞물린다.

복수의 롤링 요소는 볼 및 톱니형 롤러 중 적어도 하나를 포함한다.

윤활제 경로는 스크류 본체 내로 연장하는 제1 보어 및 스크류 본체 내로 연장하고 제1 보어와 교차하는 제2 보어를 포함한다.

제1 보어는 스크류 본체의 제1 축방향 단부로부터 스크류 본체 내로 연장한다.

제2 보어는 제2 보어 축 상에서 연장되고, 제2 보어 축은 펌프 축에 횡단한다.

제2 보어 축은 펌프 축에 직교한다.

제2 보어는 제1 보어와 스크류의 외부면 사이에서 연장된다.

제2 보어의 출구는 제1 보어에 대향하는 제2 보어의 단부에 배치되고 스크류의 중간 나사산이다.

그리스 피팅이 제1 보어 내에 배치되고 스크류 본체에 연결된다.

제1 보어는 스크류 본체의 제1 축방향 단부로부터 스크류 본체 내로 연장하고, 제1 보어는 제1 직경을 갖고 제1 축방향 단부로부터 연장하는 제1 직경부 및 제2 직경을 갖고 제1 직경부로부터 연장하는 제2 직경부를 포함하고, 제1 직경은 제2 직경보다 더 크다.

그리스 피팅은 제1 직경부와 제2 직경부 사이의 교차점에 배치된다.

유체 변위 부재는 제1 직경부 내로 연장하여 그와 연결되는 체결구에 의해 스크류에 연결된다.

체결구와 제1 직경부는 계면 나사 결합에 의해 연결된다.

제2 보어는 제2 직경보다 더 작은 제3 직경을 갖는다.

유체 변위 부재는 스크류 본체의 제1 축방향 단부에 연결된 제1 유체 변위 부재이고, 제2 유체 변위 부재가 스크류 본체의 제2 축방향 단부에 연결된다.

스크류는 스크류 본체의 제1 축방향 단부 내로 연장하는 제1 보어; 및 스크류 본체의 제2 축방향 단부 내로 연장하는 제2 보어를 더 포함하고; 제1 보어는 윤활제 경로의 일부를 형성한다.

그리스 피팅이 제1 보어 내에 배치되고; 제1 유체 변위 부재는 제1 보어 내로 연장하는 제1 체결구에 의해 스크류에 연결되고; 제2 유체 변위 부재는 제2 보어 내로 연장하는 제2 체결구에 의해 스크류에 연결된다.

제2 보어는 제1 보어로부터 유체적으로 격리된다.

윤활제 경로는 입구를 포함한다.

입구는 스크류 내에 위치설정된 그리스 저크이다.

입구는 스크류가 회전자 내에 위치설정되는 동안 그리스를 도입하기 위해 접근 가능하다.

유체를 펌핑하도록 구성된 제1 유체 변위 부재 및 제2 유체 변위 부재가 있고; 유체 변위 부재는 제1 유체 변위 부재이고; 제1 유체 변위 부재 및 제2 유체 변위 부재의 각각은 스크류에 연결된다.

제1 유체 변위 부재는 제1 다이어프램을 포함하고 제2 유체 변위 부재는 제2 다이어프램을 포함한다.

전기 변위 펌프를 윤활하는 방법은 스크류를 통해 연장하는 윤활제 경로를 통해 펌프의 펌프 모터의 회전자와 스크류 사이의 계면에 윤활제를 제공하는 단계를 포함하고, 스크류는 회전자와 동축으로 배치된다.

이전 단락의 방법은 추가적으로 및/또는 대안적으로 다음의 특징, 구성 및/또는 부가의 구성요소 중 어느 하나 이상을 선택적으로 포함할 수 있다:

스크류로부터 유체 변위 부재를 분리하는 단계가 있다.

스크류로부터 유체 변위 부재를 분리하는 단계는 스크류 내로 연장하는 보어로부터 체결구를 제거하는 단계를 포함한다.

스크류 내로 연장하는 보어로부터 체결구를 제거하는 단계는 보어로부터 체결구를 나사 풀림하는 단계를 포함한다.

보어는 스크류와 회전자 사이의 계면에 윤활제를 제공하는 단계가 스크류 내로 연장하는 보어를 통해 윤활제를 제공하는 단계를 포함하도록 윤활제 경로의 일부를 형성한다.

스크류와 회전자 사이의 계면에 윤활제를 제공하는 단계는 스크류 내로 연장하는 보어를 통해 윤활제를 제공하는 단계를 포함하고, 보어는 유체 변위 부재를 스크류에 고정하기 위해 체결구를 수용하도록 구성된다.

스크류와 회전자 사이의 계면에 윤활제를 제공하는 단계는 윤활제 건의 도포기를 보어 내에 삽입하는 단계 및 도포기를 보어 내에 배치된 그리스 피팅과 맞물리게 하는 단계를 포함한다.

유체를 펌핑하기 위한 변위 펌프는 펌프 하우징 내에 적어도 부분적으로 배치되고 고정자 및 회전자를 포함하는 전기 모터; 회전자로부터의 회전 출력이 제1 유체 변위 부재에 선형 왕복 입력을 제공하도록 회전자에 연결된 제1 유체 변위 부재를 포함하고; 제1 유체 변위 부재는 제1 유체 변위 부재의 제1 측면에 배치된 제1 프로세스 유체 챔버를 제1 유체 변위 부재의 제2 측면에 배치된 제1 냉각 챔버로부터 유체적으로 분리하고; 제1 유체 변위 부재는 동시에 제1 프로세스 유체 챔버를 통해 프로세스 유체를 펌핑하고 제1 냉각 챔버를 통해 공기를 펌핑한다.

이전 단락의 변위 펌프는 추가적으로 및/또는 대안적으로 다음의 특징, 구성 및/또는 부가의 구성요소 중 어느 하나 이상을 선택적으로 포함할 수 있다:

제2 유체 변위 부재가 회전자에 연결되어 회전자에 의해 구동되고, 제2 유체 변위 부재는 제2 유체 변위 부재의 제1 측면에 배치된 제2 프로세스 유체 챔버를 제2 유체 변위 부재의 제2 측면에 배치된 제2 냉각 챔버로부터 유체적으로 분리하고; 제2 유체 변위 부재는 동시에 제2 프로세스 유체 챔버를 통해 프로세스 유체를 펌핑하고 제2 냉각 챔버를 통해 공기를 펌핑하도록 구성된다.

제1 체크 밸브가 제1 냉각 챔버 내로의 유동을 허용하도록 제1 냉각 챔버의 상류에 배치되고, 적어도 하나의 통로가 제1 냉각 챔버와 제2 냉각 챔버 사이에서 연장되고, 제2 체크 밸브가 제2 냉각 챔버 외부로의 유동을 허용하도록 제2 냉각 챔버의 하류에 배치된다.

적어도 하나의 통로는 회전자와 함께 회전하는 적어도 하나의 회전자 통로를 포함한다.

적어도 하나의 통로는 고정자에 대해 정적 상태로 유지하는 적어도 하나의 고정자 통로를 포함한다.

적어도 하나의 고정자 통로는 고정자와 제어 하우징 사이에 배치된다.

내부 체크 밸브가 적어도 하나의 통로의 출구에 배치되어 내부 체크 밸브는 공기가 제2 냉각 챔버로부터 적어도 하나의 통로 내로 역류하는 것을 방지하게 된다.

내부 체크 밸브는 플래퍼 밸브이다.

플래퍼 밸브의 플래퍼는 회전자를 지지하는 베어링과 연관된 그리스 캡에 의해 펌프 하우징에 고정된다.

적어도 하나의 통로는 제1 통로 및 제2 통로를 포함하고, 제1 통로의 적어도 일부는 회전자를 통한 적어도 하나의 회전자 통로에 의해 형성되고, 제2 통로는 적어도 하나의 고정자 통로를 포함하고, 내부 체크 밸브는 적어도 하나의 회전자 통로와 적어도 하나의 고정자 통로의 모두의 외부로의 유동을 제어한다.

제1 체크 밸브는 밸브 플레이트에 장착되고 제2 체크 밸브는 밸브 플레이트에 장착된다.

유동 안내 부재로서, 유동 안내 부재는 제2 체크 밸브에서 진출하는 공기의 배기 유동 및 제1 체크 밸브로 유동하는 공기의 입구 유동 중 하나를 안내하여 배기 유동 및 입구 유동 중 하나가 펌프 하우징의 외부에 걸쳐 유동하게 하도록 구성된다.

펌프 하우징의 외부는 열 전달을 용이하게 하기 위해 펌프 하우징 외부의 표면적을 증가시키는 적어도 히트 싱크를 포함하고, 유동 안내 부재는 배기 유동 및 입구 유동 중 하나를 적어도 하나의 돌출부 위로 안내한다.

제1 다이어프램 플레이트가 제1 냉각 챔버 및 제1 프로세스 챔버 중 하나에 노출되고; 멤브레인이 제1 다이어프램 플레이트에 대해 반경방향으로 연장하고; 제1 다이어프램 플레이트는 제1 다이어프램 플레이트 상에 형성된 적어도 하나의 제1 히트 싱크를 포함한다.

체결구는 제1 다이어프램 플레이트를 스크류에 연결하고, 스크류는 회전자로부터 회전 출력을 수신하고 유체 변위 부재에 선형 입력을 제공한다.

제2 다이어프램 플레이트가 제1 냉각 챔버 및 제1 프로세스 챔버 중 다른 하나에 노출되고; 멤브레인의 내부 부분은 제1 다이어프램 플레이트와 제2 다이어프램 플레이트 사이에 포획된다.

제2 다이어프램 플레이트는 제2 다이어프램 플레이트 상에 형성된 적어도 하나의 제2 히트 싱크를 포함한다.

제1 유체 변위 부재는 제1 방향 및 제2 방향으로 왕복하고; 제1 유체 변위 부재는 제1 유체 변위 부재가 제1 방향으로 이동할 때 프로세스 유체의 펌핑 행정과 공기의 흡입 행정을 동시에 수행하고; 제1 유체 변위 부재는 제1 유체 변위 부재가 제2 방향으로 이동할 때 공기의 펌핑 행정과 프로세스 유체의 흡입 행정을 동시에 수행한다.

제1 유체 변위 부재에 의해 펌핑된 공기는 전기 모터를 통해 강제 이동되어 전기 모터로부터 열을 제거한다.

회전자와 제1 유체 변위 부재에 연결된 구동 메커니즘으로서, 구동 메커니즘은 회전자로부터의 회전 출력을 제1 유체 변위 부재에 대한 선형 입력으로 변환하도록 구성되고; 제1 유체 변위 부재에 의해 펌핑된 공기는 구동 메커니즘과 접촉하도록 강제 이동되고 구동 메커니즘으로부터 열을 제거한다.

구동 메커니즘은 유체 변위 부재에 연결되고 회전자와 동축으로 배치되는 스크류를 포함한다.

전기 모터를 갖는 이중 다이어프램 펌프는 하우징; 고정자 및 회전자를 포함하는 전기 모터로서, 회전자는 회전 입력을 발생하기 위해 회전하도록 구성되는, 전기 모터; 회전자로부터의 회전 출력이 제1 다이어프램에 선형 왕복 입력을 제공하도록 회전자에 연결된 제1 다이어프램; 회전자로부터의 회전 출력이 제2 다이어프램에 선형 왕복 입력을 제공하도록 회전자에 연결된 제2 다이어프램을 포함하고; 제1 다이어프램은 제1 다이어프램의 제1 측면에 배치된 제1 프로세스 유체 챔버를 제1 다이어프램의 제2 측면에 배치된 제1 냉각 챔버로부터 유체적으로 분리하고; 제2 다이어프램은 제2 다이어프램의 제1 측면에 배치된 제2 프로세스 유체 챔버를 제2 다이어프램의 제2 측면에 배치된 제2 냉각 챔버로부터 유체적으로 분리하고; 제1 다이어프램과 제2 다이어프램은 제1 방향 및 제2 방향으로 왕복하고, 제1 다이어프램은 제1 다이어프램이 제1 방향으로 이동함에 따라 프로세스 유체의 펌핑 행정과 공기의 흡입 행정을 동시에 수행하고; 제2 다이어프램은 제2 다이어프램이 제1 방향으로 이동함에 따라 프로세스 유체의 흡입 행정과 공기의 펌핑 행정을 동시에 수행하고; 제1 다이어프램은 제1 다이어프램이 제2 방향으로 이동함에 따라 공기의 펌핑 행정과 프로세스 유체의 흡입 행정을 동시에 수행하고; 제2 다이어프램은 제2 다이어프램이 제2 방향으로 이동함에 따라 프로세스 유체의 펌핑 행정과 공기의 흡입 행정을 동시에 수행한다.

이전 단락의 이중 다이어프램 펌프는 추가적으로 및/또는 대안적으로 다음의 특징, 구성 및/또는 부가의 구성요소 중 어느 하나 이상을 선택적으로 포함할 수 있다:

제1 다이어프램 및 제2 다이어프램에 의해 펌핑된 공기는 전기 모터를 통해 강제 이동되어 전기 모터로부터 열을 제거한다.

회전자, 제1 다이어프램 및 제2 다이어프램에 연결된 구동 메커니즘으로서, 구동 메커니즘은 회전자로부터의 회전 출력을 제1 다이어프램 및 제2 다이어프램에 대한 선형 입력으로 변환하도록 구성되고; 제1 다이어프램에 의해 펌핑된 공기는 구동 메커니즘과 접촉하도록 강제 이동되고 구동 메커니즘으로부터 열을 제거한다.

제1 냉각 챔버로부터 펌핑된 공기는 제2 냉각 챔버로 펌핑된다.

전기 작동식 펌프를 냉각하는 방법은 펌프 축을 중심으로 회전하도록 구성된 회전자를 갖는 전기 모터에 의해 제1 유체 변위 부재 및 제2 유체 변위 부재의 왕복을 구동하는 단계로서, 제1 유체 변위 부재 및 제2 유체 변위 부재는 회전자와 동축으로 배치되고 구동 메커니즘을 통해 회전자에 연결되는, 구동 단계; 제1 유체 변위 부재에 의해 펌프의 냉각 회로의 제1 냉각 챔버 내로 공기를 흡인하는 단계로서, 제1 냉각 챔버는 제1 유체 변위 부재와 회전자 사이에 배치되는, 흡인 단계; 제1 냉각 챔버로부터 제2 유체 변위 부재와 회전자 사이에 배치된 제2 냉각 챔버로 공기를 펌핑하는 단계; 및 냉각 회로로부터 공기를 배기하기 위해 제2 유체 변위 부재에 의해 제2 냉각 챔버 외부로 공기를 구동하는 단계를 포함한다.

이전 단락의 방법은 추가적으로 및/또는 대안적으로 다음의 특징, 구성 및/또는 부가의 구성요소 중 어느 하나 이상을 선택적으로 포함할 수 있다:

외부 기류가 펌프 하우징 상에 형성된 적어도 하나의 히트 싱크 위로 유동하도록 전기 모터가 배치되는 펌프 하우징의 외부로 외부 기류를 안내하는 단계가 있다.

제1 냉각 챔버로부터 제2 유체 변위 부재와 회전자 사이에 배치된 제2 냉각 챔버로 공기를 펌핑하는 단계는 제1 냉각 챔버와 제2 냉각 챔버 사이에서 연장하는 적어도 하나의 통로를 통해 공기를 유동하는 단계를 포함한다.

제1 냉각 챔버와 제2 냉각 챔버 사이에서 연장하는 적어도 하나의 통로를 통해 공기를 유동하는 단계는 고정자 공기 통로를 통해 공기를 유동하는 단계를 포함하고, 고정자 공기 통로는 펌핑 동안 고정자에 대해 정지 상태를 유지한다.

제1 냉각 챔버와 제2 냉각 챔버 사이에서 연장하는 적어도 하나의 통로를 통해 공기를 유동하는 단계는 회전자와 함께 펌프 축을 중심으로 회전하는 회전자 통로에 의해 적어도 부분적으로 형성된 공기 통로를 통해 공기를 유동하는 단계를 포함한다.

적어도 하나의 통로와 제2 냉각 챔버 사이에 배치된 내부 체크 밸브에 의해 제2 냉각 챔버 내에 배치된 공기가 적어도 하나의 통로로 역류하는 것을 방지하는 단계가 있다.

제1 체크 밸브로 제1 냉각 챔버 내로의 기류를 제어하는 단계; 및 제2 체크 밸브로 제2 냉각 챔버의 외부로의 기류를 제어하는 단계가 있다.

유체를 펌핑하기 위한 변위 펌프는 회전자 및 고정자를 포함하는 전기 모터로서, 회전자는 고정자 내에 위치설정되는 전기 모터; 유체를 펌핑하도록 구성되고 회전자와 동축으로 배치되는 유체 변위 부재; 회전자와 유체 변위 부재에 연결된 구동 메커니즘으로서, 구동 메커니즘은 회전자로부터의 회전 출력을 유체 변위 부재에 대한 선형 입력으로 변환하도록 구성된, 구동 메커니즘; 및 회전자 내부에 반경방향으로 배치된 감지 구성요소를 포함하는 위치 센서로서, 위치 센서는 회전자의 회전을 감지하고 데이터를 제어기에 제공하도록 구성되는, 위치 센서를 포함한다.

이전 단락의 변위 펌프는 추가적으로 및/또는 대안적으로 다음의 특징, 구성 및/또는 부가의 구성요소 중 어느 하나 이상을 선택적으로 포함할 수 있다:

회전자의 영구 자석 어레이는 복수의 백 아이언과 복수의 영구 자석을 포함한다.

감지 구성요소는 회전자의 영구 자석 어레이의 반경방향 내부 에지의 반경방향 내측에 배치된다.

회전자는 회전자의 축방향 단부로부터 돌출하는 축방향 연장부를 포함하고, 감지 구성요소의 적어도 일부는 축방향 연장부가 위치 센서와 영구 자석 어레이 사이에 배치되도록 축방향 연장부 아래로 연장된다.

위치 센서는 회전자를 지지하는 베어링으로부터 반경방향 외측에 배치된다.

위치 센서는 홀 효과 센서의 어레이를 포함한다.

위치 센서는 고정자에 장착된다.

유체를 펌핑하기 위한 변위 펌프는 고정자 및 회전자를 포함하는 전기 모터; 유체를 펌핑하도록 구성되고 회전자와 동축으로 배치되는 유체 변위 부재; 회전자와 유체 변위 부재에 연결된 구동 메커니즘으로서, 구동 메커니즘은 회전자로부터의 회전 출력을 유체 변위 부재에 대한 선형 입력으로 변환하도록 구성된, 구동 메커니즘; 및 회전자가 펌프가 펌핑 상태와 실속 상태의 모두에 있는 상태에서 구동 메커니즘에 토크를 인가하도록 전기 모터로의 전류 흐름을 조절하도록 구성된 제어기를 포함하고; 펌핑 상태에서, 회전자는 구동 메커니즘에 토크를 인가하고 펌프 축을 중심으로 회전하여 유체 변위 부재가 프로세스 유체에 힘을 인가하고 펌프 축을 따라 축방향으로 변위하게 하고; 실속 상태에서, 회전자는 구동 메커니즘에 토크를 인가하고 펌프 축을 중심으로 회전하지 않아 유체 변위 부재가 프로세스 유체에 힘을 인가하고 힘이 프로세스 유체의 하류 압력을 극복하기에 불충분한 것으로 인해 축방향으로 변위하지 않게 된다.

이전 단락의 변위 펌프는 추가적으로 및/또는 대안적으로 다음의 특징, 구성 및/또는 부가의 구성요소 중 어느 하나 이상을 선택적으로 포함할 수 있다:

제어기는 제공된 전류가 최대 전류가 되도록 펌프가 실속 상태에 있는 상태에서 전기 모터로의 전류 흐름을 조절하도록 또한 구성된다.

최대 전류는 최대 작동 전류이다.

최대 전류는 타겟 작동 전류이다.

제어기는 펌프가 실속 상태에 있는 상태에서 전기 모터에 전류를 펄스화하도록 또한 구성된다.

펌프는 유체 변위 부재가 프로세스 유체에 힘을 인가하게 하기 위한 작동 유체를 포함하지 않는다.

유체를 펌핑하기 위한 이중 펌프는 고정자 및 회전자를 포함하는 전기 모터로서, 회전자는 회전 출력을 발생하도록 구성되는, 전기 모터; 전기 모터로의 전류 흐름을 조절하도록 구성된 제어기; 스크류를 포함하는 구동 메커니즘으로서, 스크류는 회전자 내에서 연장하고, 스크류는 회전 출력을 수신하고 회전 출력을 스크류의 선형 왕복 운동으로 변환하도록 구성되고, 제1 방향으로의 회전자의 회전은 축을 따라 제1 방향으로 선형 이동하도록 스크류를 구동하고, 제2 방향으로의 회전자의 회전은 축을 따라 제2 방향으로 선형 이동하도록 스크류를 구동하는, 구동 메커니즘; 제1 유체 변위 부재 및 제2 유체 변위 부재로서, 스크류가 제1 유체 변위 부재와 제2 유체 변위 부재 사이에 위치설정되고, 스크류는 회전자가 제1 방향으로 회전할 때 축을 따라 제1 방향으로 그리고 회전자가 제2 방향으로 회전할 때 축을 따라 제2 방향으로 제1 및 제2 유체 변위 부재를 병진하는, 제1 유체 변위 부재 및 제2 유체 변위 부재를 포함하고; 스크류가 제1 방향으로 이동할 때 제1 유체 변위부는 프로세스 유체의 펌핑 행정을 수행하고 제2 유체 변위부는 프로세스 유체의 흡입 행정을 수행하고, 스크류가 제2 방향으로 이동할 때 제1 유체 변위부는 프로세스 유체의 흡입 행정을 수행하고 제2 유체 변위부는 프로세스 유체의 펌핑 행정을 수행하고, 제어기는 모터로의 전류 흐름을 조절함으로써 프로세스 유체의 출력 압력을 조절하여, 전류가 제어기에 의해 모터에 계속 공급되는 동안에도 제1 유체 변위 부재가 펌프 행정에 있고 제2 유체 변위 부재가 흡입 행정에 있는 동안 프로세스 유체의 압력이 회전자를 실속할 때까지 회전자가 회전하여 제1 및 제2 유체 변위 부재가 왕복하게 하여 프로세스 유체를 펌핑하고, 제1 및 제2 유체 변위 부재는 회전자가 실속을 극복하고 회전을 재개하게 하기 위해 충분하게 프로세스 유체의 압력이 강하할 때 펌핑을 재개한다.

이전 단락의 이중 펌프는 추가적으로 및/또는 대안적으로 다음의 특징, 구성 및/또는 부가의 구성요소 중 어느 하나 이상을 선택적으로 포함할 수 있다:

제어기는 사용자로부터 펌프에 대한 압력 출력 설정을 수신하도록 구성되고, 압력 출력 설정은 제어기가 모터에 전류를 공급하는 전류 레벨에 대응한다.

이중 펌프는 제어기에 의해 모터에 공급되는 전력의 레벨에 영향을 미치는 압력 변환기를 포함하지 않는다.

제어기는 압력 변환기로부터의 압력 정보 이외의 데이터에 기초하여 모터로의 전류 흐름을 조절하도록 구성된다.

왕복 펌프의 작동 방법은 전기 모터의 회전자에 회전력을 전자기적으로 인가하는 단계; 회전자에 의해, 구동 메커니즘에 토크를 인가하는 단계; 구동 메커니즘에 의해, 프로세스 유체를 펌핑하기 위해 펌프 축 상에서 왕복하도록 구성된 유체 변위 부재에 축방향 힘을 인가하는 단계; 제어기에 의해, 펌핑 상태 및 실속 상태의 모두 동안 회전력이 회전자에 인가되도록 전기 모터의 고정자로의 전류 흐름을 조절하는 단계를 포함하고; 펌핑 상태에서, 회전자는 구동 메커니즘에 토크를 인가하고 펌프 축을 중심으로 회전하여 유체 변위 부재가 프로세스 유체에 힘을 인가하고 펌프 축을 따라 축방향으로 변위하게 하고; 실속 상태에서, 회전자는 구동 메커니즘에 토크를 인가하고 펌프 축을 중심으로 회전하지 않아 유체 변위 부재 프로세스 유체에 힘을 인가하고 축방향으로 변위하지 않게 된다.

이전 단락의 방법은 추가적으로 및/또는 대안적으로 다음의 특징, 구성 및/또는 부가의 구성요소 중 어느 하나 이상을 선택적으로 포함할 수 있다:

구동 메커니즘은 적어도 부분적으로 회전자 내에 배치된다.

구동 메커니즘에 의해, 유체 변위 부재에 축방향 힘을 인가하는 단계는 회전자에 연결되어 회전자와 함께 회전하는 구동 메커니즘의 구동 너트에 의해, 유체 변위 부재와 동축으로 배치된 구동 메커니즘의 스크류에 축방향 힘을 인가하는 단계; 및 스크류에 의해, 유체 변위 부재에 축방향 힘을 인가하는 단계를 포함한다.

회전자에 의해, 구동 메커니즘에 토크를 인가하는 단계는 회전자에 의해, 회전자에 연결되어 회전자와 함께 회전하는 구동 너트에 토크를 인가하는 단계를 포함하고, 구동 너트는 스크류와 동축으로 배치되고 스크류의 축방향 변위를 구동하도록 구성된다.

구동 너트와 스크류 사이에 배치된 롤링 요소에 의해 스크류에 힘을 인가하는 단계가 있다.

제어기에 의해, 고정자로의 전류 흐름을 조절하는 단계는 회전자가 실속 상태에 있을 때 구동 메커니즘에 다양한 양의 토크를 인가하도록 실속 상태에서 전류를 펄스화하는 단계를 포함한다.

제1 전류와 제2 전류 사이의 전류를 펄스화하는 단계로서, 제1 전류는 최대 작동 전류이고, 제2 전류는 최대 작동 전류 미만인 전류이다.

제1 전류와 제2 전류 사이의 전류를 펄스화하는 단계로서, 제1 전류는 최대 작동 전류 미만인 설정점 전류이고, 제2 전류는 설정점 전류 미만인 전류이다.

설정점 전류는 펌프에 대한 타겟 작동 전류이다.

왕복 펌프의 작동 방법은 펌프 축 상에 배치되고 펌프 축을 따라 왕복하도록 구성된 유체 변위 부재에 연결된 전기 모터에 전류를 제공하는 단계; 및 제어기에 의해, 펌프에 의한 압력 출력을 타겟 압력으로 제어하기 위해 전기 모터로의 전류 흐름을 조절하는 단계를 포함한다.

이전 단락의 방법은 추가적으로 및/또는 대안적으로 다음의 특징, 구성 및/또는 부가의 구성요소 중 어느 하나 이상을 선택적으로 포함할 수 있다:

제어기에 의해, 펌프가 펌핑 상태에 있을 때, 전류가 최대 전류 이하로 유지되도록 전기 모터로의 전류 흐름을 조절하는 단계; 제어기에 의해, 펌프가 실속 상태에 있을 때, 유체 변위 부재가 실속 상태에 있는 펌프와 함께 프로세스 유체에 힘을 인가하도록 전기 모터로의 전류 흐름을 조절하는 단계가 있다.

제어기에 의해, 펌프가 펌프 축을 중심으로 회전하는 전기 모터의 회전자에 기초하여 하여 펌프가 펌핑 상태에 있다고 결정하는 단계가 있다.

제어기에 의해, 펌프가 실속 상태에 있을 때 전기 모터로의 전류 흐름을 조절하는 단계는 전기 모터에 제공되는 전류를 펄스화하는 단계를 포함한다.

제어기에 의해, 펌프가 실속 상태에 있을 때 전기 모터로의 전류 흐름을 조절하는 단계는 전류를 최대 전류로 유지하는 단계를 포함한다.

유체를 펌핑하기 위한 변위 펌프는 고정자 및 펌프 축을 중심으로 회전하도록 구성된 회전자를 포함하는 전기 모터; 유체를 펌핑하도록 구성되고 회전자와 동축으로 배치되는 유체 변위 부재; 회전자와 유체 변위 부재에 연결된 구동 메커니즘으로서, 구동 메커니즘은 회전자로부터의 회전 출력을 유체 변위 부재에 대한 선형 입력으로 변환하도록 구성된, 구동 메커니즘; 및 전류가 고정자에 제공되게 하여 회전자의 회전을 구동하여, 이에 의해 유체 변위 부재의 왕복을 구동하고; 펌프에 의한 압력 출력을 타겟 압력으로 제어하기 위해 전기 모터로의 전류 흐름을 조절하도록 구성된 제어기를 포함한다.

이전 단락의 변위 펌프는 추가적으로 및/또는 대안적으로 다음의 특징, 구성 및/또는 부가의 구성요소 중 어느 하나 이상을 선택적으로 포함할 수 있다:

제어기는 압력 센서로부터의 압력 피드백 없이 전기 모터로의 전류 흐름을 조절한다.

제어기는 실제 전류가 타겟 압력에 대한 최대 전류를 초과하지 않도록 전류 흐름을 조절하도록 구성되고, 제어기는 실제 회전 속도가 최대 속도를 초과하지 않도록 회전자의 회전 속도를 조절하도록 또한 구성된다.

제어기는 제어기에 의해 수신된 단일 파라미터 입력에 기초하여 최대 전류와 최대 속도의 모두를 설정하도록 구성된다.

유체 변위 부재는 가변 작업 표면적을 포함하고, 제어기는 타겟 압력에 대한 압력 출력을 제어하기 위해 유체 변위 부재의 행정 전체에 걸쳐 전류를 변동하도록 구성된다.

왕복 펌프의 작동 방법은 전기 모터에 의해, 펌프 축을 따라 유체 변위 부재의 왕복을 구동하는 단계로서, 유체 변위 부재는 전기 모터의 회전자와 동축으로 배치되는, 구동 단계; 제어기에 의해, 회전자의 회전 속도를 조절하여 이에 의해 회전 속도가 최대 속도 이하가 되도록 유체 변위 부재의 축방향 속도를 직접 제어하는 단계; 및 제어기에 의해, 제공된 전류가 최대 전류 이하가 되도록 전기 모터에 제공되는 전류를 조절하는 단계를 포함한다.

이전 단락의 방법은 추가적으로 및/또는 대안적으로 다음의 특징, 구성 및/또는 부가의 구성요소 중 어느 하나 이상을 선택적으로 포함할 수 있다:

유체 변위 부재는 가변 작업 표면적을 포함한다.

제어기에 의해, 유체 변위 부재의 펌핑 행정의 시작시에 제1 전류가 전기 모터에 제공되고 펌핑 행정의 종료시에 제2 전류가 전기 모터에 제공되도록 전기 모터에 제공되는 전류를 변동하는 단계가 있다.

왕복 펌프의 작동 방법은 전기 모터에 의해, 펌프 축을 따라 유체 변위 부재의 왕복을 구동하는 단계로서, 유체 변위 부재는 전기 모터의 회전자와 동축으로 배치되고, 유체 변위 부재는 가변 작업 표면적을 포함하는, 구동 단계; 및 제어기에 의해, 유체 변위 부재의 펌핑 행정의 시작시에 제1 전류가 전기 모터에 제공되고 펌핑 행정의 종료시에 제2 전류가 전기 모터에 제공되도록 전기 모터에 제공되는 전류를 변동하는 단계로서, 제2 전류는 제1 전류보다 더 작은, 변동 단계를 포함한다.

유체를 펌핑하기 위한 변위 펌프는 고정자 및 펌프 축을 중심으로 회전하도록 구성된 회전자를 포함하는 전기 모터; 유체를 펌핑하도록 구성되고 회전자와 동축으로 배치되는 유체 변위 부재; 회전자와 유체 변위 부재에 연결된 구동 메커니즘으로서, 구동 메커니즘은 스크류를 포함하고 회전자로부터의 회전 출력을 유체 변위 부재에 대한 선형 입력으로 변환하도록 구성된, 구동 메커니즘; 및 시동 모드 및 펌핑 모드에서 펌프를 작동시키도록 구성된 제어기를 포함하고, 시동 모드 동안 제어기는 모터가 유체 변위 부재를 제1 축방향으로 구동하게 하고; 유체 변위 부재가 제1 스톱에 조우할 때 제어기가 제1 전류 스파이크를 검출하는 것에 기초하여 유체 변위 부재의 축방향 로케이션을 결정하도록 구성된다.

이전 단락의 변위 펌프는 추가적으로 및/또는 대안적으로 다음의 특징, 구성 및/또는 부가의 구성요소 중 어느 하나 이상을 선택적으로 포함할 수 있다:

제어기는 제1 스톱이 기계적 스톱인지 여부를 결정하도록 또한 구성된다.

기계적 스톱은 유체 변위 부재의 이동 한계에 대응한다.

제어기는 모터가 유체 변위 부재를 제1 축방향에 대향하는 제2 축방향으로 구동하게 하고; 제2 스톱을 검출하고; 제1 스톱과 제2 스톱 사이의 행정 길이를 측정하고; 측정된 행정 길이를 기준 행정 길이와 비교하여 제1 스톱의 스톱 유형을 결정하도록 구성된다.

제어기는 측정된 행정 길이가 기준 행정 길이 미만인 것에 기초하여 제1 스톱 및 제2 스톱 중 적어도 하나를 유체 스톱으로서 분류하도록 구성된다.

제어기는 복수의 스톱 로케이션의 비교에 기초하여 제1 스톱의 스톱 유형을 결정하도록 구성된다.

제어기는 비교가 복수의 스톱 로케이션 사이의 차이가 임계 차이 미만인 것을 나타내는 것에 기초하여 제1 스톱이 기계적 스톱이라고 결정하도록 구성된다.

기계적 스톱은 유체 변위 부재의 이동 한계에 대응한다.

제어기는 비교가 복수의 스톱 로케이션 사이의 적어도 하나의 차이가 임계 차이 초과인 것을 나타내는 것에 기초하여 제1 스톱이 유체 스톱이라고 결정하도록 구성된다.

유체 스톱은 유체 변위 부재 상에 작용하는 하류 유체 압력으로 인한 것이다.

제어기는 제1 전류 스파이크의 전류 프로파일의 경사에 기초하여 제1 스톱의 스톱 유형을 결정하도록 구성된다.

축방향 로케이션은 회전자의 회전에 기초하여 결정된다.

유체를 펌핑하기 위한 변위 펌프는 고정자 및 펌프 축을 중심으로 회전하도록 구성된 회전자를 포함하는 전기 모터; 유체를 펌핑하도록 구성되고 회전자와 동축으로 배치되는 제1 유체 변위 부재; 유체를 펌핑하도록 구성되고 회전자와 동축으로 배치되는 제2 유체 변위 부재; 회전자와 제1 및 제2 유체 변위 부재에 연결된 구동 메커니즘으로서, 구동 메커니즘은 스크류를 포함하고 회전자로부터의 회전 출력을 제1 및 제2 유체 변위 부재에 대한 선형 입력으로 변환하도록 구성된, 구동 메커니즘; 및 시동 모드 및 펌핑 모드에서 펌프를 작동시키도록 구성된 제어기를 포함한다. 시동 모드 동안 제어기는 모터가 제1 및 제2 유체 변위 부재를 제1 축방향으로 구동하게 하고; 제1 및 제2 유체 변위 부재 중 적어도 하나가 제1 스톱에 조우할 때 제어기가 제1 전류 스파이크를 검출하는 것에 기초하여 제1 및 제2 유체 변위 부재 중 적어도 하나의 축방향 로케이션을 결정하도록 구성된다. 제1 및 제2 유체 변위 부재를 제1 축방향으로 이동시키는 것은 제1 및 제2 유체 변위 부재 중 하나를 펌핑 행정을 통해 이동시키고 제1 및 제2 유체 변위 부재 중 다른 하나를 흡입 행정을 통해 이동시킨다. 제1 및 제2 유체 변위 부재를 제1 축방향에 대향하는 제2 축방향으로 이동시키는 것은 제1 및 제2 유체 변위 부재 중 하나를 흡입 행정을 통해 이동시키고 제1 및 제2 유체 변위 부재 중 다른 하나를 펌핑 행정을 통해 이동시킨다.

왕복 펌프의 작동 방법은 전기 모터에 의해, 펌프 축 상에서 제1 축방향으로 제1 유체 변위 부재를 구동하는 단계로서, 제1 유체 변위 부재는 전기 모터의 회전자와 동축으로 배치되는, 구동 단계; 및 제어기에 의해, 제1 유체 변위 부재가 제1 스톱에 조우하고 회전자가 회전을 정지하는 것으로 인해 제어기가 제1 전류 스파이크를 검출하는 것에 기초하여 제1 유체 변위 부재의 축방향 로케이션을 결정하는 단계를 포함한다.

이전 단락의 방법은 추가적으로 및/또는 대안적으로 다음의 특징, 구성 및/또는 부가의 구성요소 중 어느 하나 이상을 선택적으로 포함할 수 있다:

제1 유체 변위 부재를 제1 축방향으로 복수회 구동하여 복수의 스톱 로케이션을 발생하는 단계; 및 제어기에 의해, 복수의 스톱 로케이션의 각각의 축방향 로케이션에 기초하여 제1 스톱의 스톱 유형을 결정하는 단계가 있다.

복수의 스톱 로케이션을 비교하여 스톱 유형을 결정하는 단계; 및 임계 차이 미만인 스톱 로케이션 사이의 차이에 기초하여 제1 스톱을 기계적 스톱으로 분류하는 단계가 있다.

복수의 스톱 로케이션을 비교하여 스톱 유형을 결정하는 단계; 및 비교가 임계 차이를 초과하는 복수의 스톱 로케이션 중 임의의 2개 사이의 차이를 나타내는 것에 기초하여 제1 스톱이 유체 스톱이라고 결정하는 단계가 있다.

전기 모터에 의해, 펌프 축을 따라 제1 축방향에 대향하는 제2 축방향으로 제2 유체 변위 부재를 구동하는 단계로서, 제2 유체 변위 부재는 회전자와 동축으로 배치되는, 구동 단계; 제2 유체 변위 부재가 제2 스톱에 조우하고 회전자가 회전을 정지하는 것으로 인해 제2 전류 스파이크를 검출하는 단계; 및 제어기에 의해, 제1 전류 스파이크의 축방향 로케이션 및 제2 전류 스파이크의 축방향 로케이션에 기초하여 측정된 행정 길이를 결정하는 단계가 있다.

측정된 행정 길이를 기준 행정 길이와 비교하는 단계; 및 측정된 행정 길이와 기준 행정 길이의 비교에 기초하여 제1 스톱 및 제2 스톱 중 적어도 하나를 기계적 스톱 및 유체 스톱 중 하나로 분류하는 단계가 있다.

제1 전류 스파이크에 의해 발생된 전류 프로파일에 기초하여 제1 스톱을 기계적 스톱 및 유체 스톱 중 하나로서 분류하는 단계가 있다.

전기 모터에 의해, 펌프 축을 따라 제1 축방향에 대향하는 제2 축방향으로 제2 유체 변위 부재를 구동하는 단계로서, 제2 유체 변위 부재는 회전자와 동축으로 배치되는, 구동 단계; 및 제어기에 의해, 제2 유체 변위 부재가 제2 스톱에 조우하고 회전자가 회전을 정지하는 것으로 인해 제어기가 제2 전류 스파이크를 검출하는 것에 기초하여 제2 유체 변위 부재의 축방향 로케이션을 결정하는 단계가 있다.

제1 스톱과 제2 스톱의 로케이션을 제1 유체 변위 부재 및 제2 유체 변위 부재에 대한 이동 한계로서 기록하여, 제1 스톱과 제2 스톱 사이의 거리가 최대 행정 길이를 정의하게 하는 단계가 있다.

왕복 펌프의 작동 방법은 전기 모터에 의해, 펌프 축을 따라 제1 축방향으로 펌핑 행정을 통해 제1 유체 변위 부재를 구동하는 단계로서, 제1 유체 변위 부재는 전기 모터의 회전자와 동축으로 배치되는, 구동 단계; 제어기에 의해, 제1 유체 변위 부재가 펌프 축을 따라 제1 타겟 지점으로부터 제1 축방향 거리에 배치된 제1 감속 지점에 있을 때 회전자의 감속을 시작하는 단계; 제어기에 의해, 제1 정지 지점과 제1 타겟 지점 사이의 제1 축방향 거리에 기초하여 제1 조정 인자를 결정하는 단계로서, 제1 정지 지점은 제1 유체 변위 부재가 제1 축방향으로 변위를 정지하는 축방향 로케이션인, 제1 조정 인자 결정 단계; 및 제어기에 의해, 제1 조정 인자에 기초하여 행정 길이를 관리하는 단계를 포함한다.

이전 단락의 방법은 추가적으로 및/또는 대안적으로 다음의 특징, 구성 및/또는 부가의 구성요소 중 어느 하나 이상을 선택적으로 포함할 수 있다:

제어기에 의해, 행정 길이를 관리하는 단계는 제1 조정 인자에 기초하여 제1 감속 지점의 축방향 로케이션을 변경하는 단계를 포함한다.

타겟 지점을 언더슈팅하는 정지 지점에 기초하여 제1 감속 지점의 로케이션을 타겟 지점에 축방향으로 더 근접하게 시프트하는 단계가 있다.

타겟 지점을 오버슈팅하는 정지 지점에 기초하여 제1 감속 지점의 로케이션을 타겟 지점으로부터 축방향으로 더 멀리 시프트하는 단계가 있다.

제1 조정 인자에 기초하여 제1 축방향에 대향하는 제2 축방향으로 제2 펌핑 행정을 통해 시프트하도록 구성된 제2 유체 변위 부재에 대한 제2 감속 지점의 축방향 로케이션을 조정하는 단계가 있다.

제어기에 의해, 행정 길이를 관리하는 단계는 제1 조정 인자에 기초하여 제1 축방향에 대향하는 제2 축방향으로 제2 행정 길이를 제어하는 단계를 포함한다.

제2 타겟 지점에 대해, 제2 유체 변위 부재가 제2 축방향으로 변위를 정지하는 제2 정지 지점 사이의 제2 축방향 거리에 기초하여 제2 조정 인자를 발생하는 단계가 있다.

제2 조정 인자에 기초하여 제1 축방향으로 제1 행정 길이를 조정하는 단계가 있다.

전기 모터용 회전자 조립체는 제1 본체 구성요소 및 제2 본체 구성요소로부터 형성된 회전자 본체; 제1 본체 구성요소 및 제2 본체 구성요소에 의해 형성된 챔버 내에 배치된 구동 구성요소; 및 회전자 본체의 외부면 상에 배치된 영구 자석 어레이를 포함하고; 제1 본체 구성요소 및 제2 본체 구성요소는 구동 구성요소를 수용하는 클램쉘을 형성한다.

이전 단락의 회전자 조립체는 추가적으로 및/또는 대안적으로 다음의 특징, 구성 및/또는 부가의 구성요소 중 어느 하나 이상을 선택적으로 포함할 수 있다:

제1 본체 구성요소에 장착된 제1 베어링 조립체; 및 제2 본체 구성요소에 장착된 제2 베어링 조립체가 있다.

구동 구성요소는 회전자 본체의 회전 운동을 선형 변위 부재의 선형 운동으로 변환하도록 구성된 구동 메커니즘의 구동 너트이다.

선형 변위 부재는 스크류이다.

구동 구성요소는 제1 본체 구성요소의 외부 축방향 단부를 넘어 축방향으로 연장하는 샤프트를 포함한다.

구동 구성요소는 샤프트를 수용하도록 구성된 보어를 형성하고, 보어는 샤프트의 회전을 구동하기 위해 샤프트와 계면 접촉한다.

유체를 펌핑하기 위한 변위 펌프는 고정자 및 회전자를 포함하는 전기 모터; 회전자로부터의 회전 출력이 제1 유체 변위 부재에 선형 왕복 입력을 제공하도록 회전자에 연결된 유체 변위 부재; 및 전류 한계에 기초하여 전기 모터로의 전류 흐름을 조절하여 이에 의해 유체 변위 부재에 의해 펌핑된 유체의 출력 압력을 조절하고; 속도 한계에 기초하여 회전자의 회전 속도를 조절하여 이에 의해 유체 변위 부재에 의해 펌핑된 유체의 출력 유량을 조절하고; 제어기에 의해 수신된 단일 파라미터 명령에 기초하여 전류 한계 및 속도 한계를 설정하도록 구성된 제어기를 포함한다.

이전 단락의 변위 펌프는 추가적으로 및/또는 대안적으로 다음의 특징, 구성 및/또는 부가의 구성요소 중 어느 하나 이상을 선택적으로 포함할 수 있다:

제어기에 작동식으로 연결된 사용자 인터페이스로서, 사용자 인터페이스는 단일 파라미터 명령을 제어기에 제공하도록 구성된 파라미터 입력을 포함한다.

파라미터 입력은 노브, 다이얼, 버튼, 슬라이더 중 하나이다.

왕복 펌프의 작동 방법은 전기 모터의 회전자에 회전력을 전자기적으로 인가하는 단계; 회전자에 의해, 구동 메커니즘에 토크를 인가하는 단계; 구동 메커니즘에 의해, 프로세스 유체를 펌핑하기 위해 펌프 축 상에서 왕복하도록 구성된 유체 변위 부재에 축방향 힘을 인가하는 단계; 제어기에 의해, 전류 한계에 기초하여 전기 모터의 고정자로의 전류 흐름을 조절하는 단계; 제어기에 의해, 속도 한계에 기초하여 회전자의 속도를 조절하는 단계; 사용자로부터의 단일 입력에 기초하여 단일 파라미터 명령을 발생하는 단계; 및 제어기에 의해, 제어기에 의해 수신된 단일 파라미터 명령에 기초하여 전류 한계 및 속도 한계의 모두를 설정하는 단계를 포함한다.

이전 단락의 방법은 추가적으로 및/또는 대안적으로 다음의 특징, 구성 및/또는 부가의 구성요소 중 어느 하나 이상을 선택적으로 포함할 수 있다:

제어기에 의해, 제어기에 의해 수신된 단일 파라미터 명령에 기초하여 전류 한계 및 속도 한계의 모두를 설정하는 단계는 단일 파라미터 명령에 기초하여 전류 한계 및 속도 한계를 비례적으로 조정하는 단계를 포함한다.

유체를 펌핑하기 위한 변위 펌프는 고정자 및 펌프 축을 중심으로 회전하도록 구성된 회전자를 포함하는 전기 모터; 유체를 펌핑하기 위해 왕복하도록 회전자에 작동식으로 연결된 유체 변위 부재; 시동 모드 및 펌핑 모드에서 모터를 작동시키도록 구성된 제어기를 포함하고, 펌핑 모드 동안 제어기는 타겟 전류 및 타겟 속도에 기초하여 전기 모터를 작동하도록 구성되고, 시동 모드 동안 제어기는 타겟 속도 미만인 최대 프라이밍 속도에 기초하여 전기 모터를 작동하도록 구성된다.

이전 단락의 변위 펌프는 추가적으로 및/또는 대안적으로 다음의 특징, 구성 및/또는 부가의 구성요소 중 어느 하나 이상을 선택적으로 포함할 수 있다:

제어기는 작동 파라미터가 임계값에 도달하는 것에 기초하여 시동 모드를 종료하고 펌핑 모드로 진입하도록 또한 구성된다.

작동 파라미터는 작동 시간, 유체 변위 부재의 펌프 사이클의 수, 유체 변위 부재의 펌프 행정의 수, 회전자의 회전수 및 전기 모터의 전류 인출 중 하나이다.

제어기는 전원 공급 시 시동 모드에서 펌프를 작동하도록 구성된다.

왕복 펌프의 작동 방법은 전기 모터의 회전자에 회전력을 전자기적으로 인가하는 단계; 회전자에 의해, 구동 메커니즘에 토크를 인가하는 단계; 구동 메커니즘에 의해, 프로세스 유체를 펌핑하기 위해 펌프 축 상에서 왕복하도록 구성된 유체 변위 부재에 축방향 힘을 인가하는 단계; 제어기에 의해, 실제 속도가 최대 프라이밍 속도 미만이 되도록 시동 모드 동안 회전자의 실제 속도를 제어하기 위해 제어기에 의해 전기 모터에 대한 전력을 조절하는 단계; 제어기에 의해, 실제 속도가 타겟 속도 미만이 되도록 펌핑 모드 동안 회전자의 실제 속도를 제어하기 위해 제어기에 의해 전기 모터에 대한 전력을 조절하는 단계를 포함하고, 최대 프라이밍 속도는 타겟 속도 미만이다.

왕복 펌프의 작동 방법은 전기 모터에 의해, 펌프 축을 따라 제1 축방향으로 펌핑 행정을 통해 제1 유체 변위 부재를 구동하는 단계로서, 제1 유체 변위 부재는 전기 모터의 회전자와 동축으로 배치되는, 구동 단계; 및 제어기에 의해, 제2 작동 모드 동안 행정 길이가 제1 작동 모드 동안 행정 길이보다 짧도록 제1 작동 모드 및 제2 작동 모드 동안 제1 유체 변위 부재의 행정 길이를 관리하는 단계를 포함한다.

이전 단락의 방법은 추가적으로 및/또는 대안적으로 다음의 특징, 구성 및/또는 부가의 구성요소 중 어느 하나 이상을 선택적으로 포함할 수 있다:

제1 작동 모드에 비교하여 제2 작동 모드에 있는 동안 제1 유체 변위 부재에 대한 행정 방향 사이의 전환의 수를 증가시키는 단계가 있다.

제어기에 의해, 최대 속도에 기초하여 제1 작동 모드 동안 제1 유체 변위 부재의 실제 속도를 조절하는 단계; 제어기에 의해, 최대 속도에 기초하여 제2 작동 모드 동안 제1 유체 변위 부재의 실제 속도를 조절하는 단계가 있다.

제어기에 의해, 제1 최대 속도에 기초하여 제1 작동 모드 동안 제1 유체 변위 부재의 실제 속도를 조절하는 단계; 및 제어기에 의해, 제1 최대 속도보다 더 큰 제2 최대 속도에 기초하여 제2 작동 모드 동안 제1 유체 변위 부재의 실제 속도를 조절하는 단계가 있다.

왕복 펌프의 작동 방법은 전기 모터에 의해, 펌프 축을 따라 제1 축방향으로 펌핑 행정을 통해 제1 유체 변위 부재를 구동하는 단계로서, 제1 유체 변위 부재는 전기 모터의 회전자와 동축으로 배치되는, 구동 단계; 및 제어기에 의해, 펌프 행정이 펌프 축을 따라 제1 변위 범위에서 발생하도록 제1 작동 모드 동안 제1 유체 변위 부재의 행정을 관리하는 단계; 및 제어기에 의해, 펌프 행정이 펌프 축을 따라 제2 변위 범위에서 발생하도록 제1 작동 모드 동안 제1 유체 변위 부재의 행정을 관리하는 단계를 포함하고; 제2 변위 범위는 제1 변위 범위의 부분집합이다.

유체를 펌핑하기 위한 변위 펌프는 고정자 및 펌프 축을 중심으로 회전하도록 구성된 회전자를 포함하는 전기 모터; 유체를 펌핑하기 위해 펌프 축을 따라 왕복하도록 회전자에 작동식으로 연결된 유체 변위 부재; 제1 작동 모드 및 제2 작동 모드에서 모터를 작동시키도록 구성된 제어기를 포함한다. 제1 작동 모드 동안 제어기는 유체 변위 부재의 펌프 행정이 펌프 축을 따른 제1 변위 범위에서 발생하도록 유체 변위 부재의 행정 길이를 관리하도록 구성된다. 제2 작동 모드 동안 제어기는 유체 변위 부재의 펌프 행정이 펌프 축을 따른 제2 변위 범위에서 발생하도록 유체 변위 부재의 행정 길이를 관리하도록 구성된다. 제2 변위 범위는 제1 변위 범위보다 더 작은 축방향 범위를 갖는다.

이전 단락의 변위 펌프는 추가적으로 및/또는 대안적으로 다음의 특징, 구성 및/또는 부가의 구성요소 중 어느 하나 이상을 선택적으로 포함할 수 있다:

제2 변위 범위는 제1 변위 범위의 부분집합이다.

유체를 펌핑하도록 구성되고 회전자와 동축으로 배치되는 제2 유체 변위 부재가 있다.

회전자와 제1 및 제2 유체 변위 부재에 연결된 구동 메커니즘으로서, 구동 메커니즘은 스크류를 포함하고 회전자로부터의 회전 출력을 제1 유체 변위 부재 및 제2 유체 변위 부재에 대한 선형 입력으로 변환하도록 구성된다.

왕복 펌프의 작동 방법은 전기 모터에 의해, 유체를 펌핑하기 위해 제1 유체 변위 부재 및 제2 유체 변위 부재의 왕복을 구동하는 단계; 및 제어기에 의해, 전기 모터의 실제 작동 파라미터를 모니터링하는 단계; 및 제어기에 의해, 펌프 사이클의 특정 위상 동안 예상 작동 파라미터와는 상이한 실제 작동 파라미터에 기초하여 에러가 발생했다고 결정하는 단계를 포함한다.

이전 단락의 방법은 추가적으로 및/또는 대안적으로 다음의 특징, 구성 및/또는 부가의 구성요소 중 어느 하나 이상을 선택적으로 포함할 수 있다:

제어기에 의해, 전기 모터의 실제 작동 파라미터를 모니터링하는 단계는 제어기에 의해, 전기 모터의 실제 전류 인출을 모니터링하는 단계를 포함하고; 제어기에 의해, 펌프 사이클의 특정 위상 동안 예상 작동 파라미터와는 상이한 실제 작동 파라미터에 기초하여 에러가 발생했다고 결정하는 단계는 제어기에 의해, 예상 전류 인출과는 상이한 실제 전류 인출에 기초하여 에러가 발생했다고 결정하는 단계를 포함한다.

제어기에 의해, 전기 모터의 실제 작동 파라미터를 모니터링하는 단계는 제어기에 의해, 전기 모터의 실제 속도를 모니터링하는 단계를 포함하고; 제어기에 의해, 펌프 사이클의 특정 위상 동안 예상 작동 파라미터와는 상이한 실제 작동 파라미터에 기초하여 에러가 발생했다고 결정하는 단계는 제어기에 의해, 예상 속도와는 상이한 실제 속도에 기초하여 에러가 발생했다고 결정하는 단계를 포함한다.

제어기에 의해, 펌프 사이클의 특정 위상 동안 예상 작동 파라미터와는 상이한 실제 작동 파라미터에 기초하여 에러가 발생했다고 결정하는 단계는 제1 유체 변위 부재의 펌핑 행정 동안 실제 작동 파라미터의 제1 값을 제2 유체 변위 부재의 펌핑 행정 동안 실제 작동 파라미터의 제2 값에 비교하는 단계; 및 제어기에 의해, 제1 값과 제2 값 사이의 변동을 나타내는 제1 값과 제2 값의 비교에 기초하여 에러가 발생했다고 결정하는 단계를 포함한다.

제어기에 의해, 제1 값과 제2 값 사이의 변동을 나타내는 제1 값과 제2 값의 비교에 기초하여 에러가 발생했다고 결정하는 단계는 임계값을 초과하는 변동에 기초하여 에러가 발생했다고 결정하는 단계를 포함한다.

제어기에 의해, 제1 유체 변위 부재의 펌핑 행정의 시작에서 실제 작동 파라미터의 제1 값을 결정하는 단계; 및 제어기에 의해, 제2 유체 변위 부재의 펌핑 행정의 시작에서 실제 작동 파라미터의 제2 값을 결정하는 단계가 있다.

전기 모터에 의해, 펌프 축을 따라 제1 축방향으로 펌핑 행정을 통해 제1 유체 변위 부재를 변위하는 단계; 전기 모터에 의해, 펌프 축을 따라 제2 축방향으로 펌핑 행정을 통해 제2 유체 변위 부재를 변위하는 단계가 있고, 제2 축방향은 제1 축방향에 대향한다.

회전자, 제1 유체 변위 부재 및 제2 유체 변위 부재가 펌프 축 상에서 동축으로 배치되도록 펌프 축을 중심으로 전기 모터의 회전자의 회전을 구동하는 단계가 있다.

제어기에 의해, 에러에 대한 에러 코드를 발생하는 단계가 있다.

제어기에 의해, 사용자 인터페이스에 에러 코드를 제공하는 단계; 및 사용자 인터페이스에 의해, 에러 코드를 사용자에게 제공하는 단계가 있다.

유체를 펌핑하기 위한 변위 펌프는 고정자 및 펌프 축을 중심으로 회전하도록 구성된 회전자를 포함하는 전기 모터; 회전자에 연결된 구동부로서, 구동부는 회전자로부터의 회전 출력을 선형 입력으로 변환하도록 구성되는, 구동부; 선형 입력에 의해 구동되도록 구동부에 연결된 제1 유체 변위 부재; 전류가 고정자에 제공되게 하여 회전자의 회전을 구동하여, 이에 의해 유체 변위 부재의 왕복을 구동하고; 전기 모터의 실제 작동 파라미터를 모니터링하고; 펌프 사이클의 특정 위상 동안 예상 작동 파라미터와는 상이한 실제 작동 파라미터에 기초하여 에러가 발생했다고 결정하도록 구성된 제어기를 포함한다.

이전 단락의 변위 펌프는 추가적으로 및/또는 대안적으로 다음의 특징, 구성 및/또는 부가의 구성요소 중 어느 하나 이상을 선택적으로 포함할 수 있다:

선형 입력에 의해 구동되도록 구동부에 연결된 제2 유체 변위 부재가 있다.

제어기는 제1 유체 변위 부재의 펌핑 행정 동안 실제 작동 파라미터의 제1 값을 제2 유체 변위 부재의 펌핑 행정 동안 실제 작동 파라미터의 제2 값과 비교하고; 제1 값과 제2 값 사이의 변동을 나타내는 제1 값과 제2 값의 비교에 기초하여 에러가 발생했다고 결정하도록 또한 구성된다.

제어기는 실제 작동 파라미터를 형성하는 전기 모터의 실제 전류 인출을 모니터링하고; 예상 전류 인출과는 상이한 실제 전류 인출에 기초하여 에러가 발생했다고 결정하도록 또한 구성된다.

제어기는 실제 작동 파라미터를 형성하는 전기 모터의 실제 속도를 모니터링하고; 예상 속도와는 상이한 실제 속도에 기초하여 에러가 발생했다고 결정하도록 또한 구성된다.

본 발명이 예시적인 실시예(들)를 참조하여 설명되었지만, 본 발명의 범주를 벗어나지 않고 다양한 변경이 이루어질 수도 있고 등가물이 그 요소를 대체할 수도 있다는 것이 통상의 기술자에 의해 이해될 수 있을 것이다. 게다가, 본 발명의 본질적인 범주로부터 벗어나지 않고 다수의 수정이 본 발명의 교시에 특정 상황 또는 재료를 적응하기 위해 이루어질 수도 있다. 따라서, 본 발명은 개시된 특정 실시예(들)에 한정되지 않고, 본 발명은 첨부된 청구범위의 범주 내에 있는 모든 실시예를 포함할 것이라는 것이 의도된다.

Claims (77)

1. 유체를 펌핑하기 위한 변위 펌프이며,
   고정자 및 회전자를 포함하는 전기 모터로서, 회전자는 펌프 축을 중심으로 회전하도록 구성되는, 전기 모터;
   유체 변위 부재의 왕복에 의해 유체를 펌핑하도록 구성된 유체 변위 부재; 및
   회전자 및 유체 변위 부재에 연결된 구동 메커니즘으로서, 구동 메커니즘은 회전자로부터의 회전 출력을 유체 변위 부재에 대한 선형 입력으로 변환하도록 구성되고, 구동 메커니즘은:
   유체 변위 부재에 연결되고 회전자와 동축으로 배치되는 스크류; 및
   스크류와 회전자 사이에 배치된 복수의 롤링 요소로서, 복수의 롤링 요소는 회전자에 대해 스크류를 지지하고 회전자의 회전에 의해 구동되어 스크류를 축방향으로 구동하도록 구성되는, 복수의 롤링 요소를 포함하는, 구동 메커니즘을 포함하는, 변위 펌프.
2. 제1항에 있어서, 구동 메커니즘은:
   회전자와 함께 회전하는 내부 나사산; 및
   스크류 상의 외부 나사산을 포함하고;
   복수의 롤링 요소의 각각의 롤링 요소는 내부 나사산 및 외부 나사산의 모두와 계면 접촉하고, 내부 나사산은 외부 나사산과 접촉하지 않는, 변위 펌프.
3. 제1항에 있어서,
   스크류는 회전자 및 고정자의 각각 내에서 연장되고;
   스크류, 복수의 롤링 요소, 및 회전자는 펌프 축을 따라 동축으로 정렬되고;
   스크류, 복수의 롤링 요소, 및 회전자는 스크류, 이어서 복수의 롤링 요소, 이어서 회전자의 순서로 펌프 축으로부터 반경방향 외향으로 직접 배열되는, 변위 펌프.
4. 제1항에 있어서,
   유체 변위 부재를 형성하고 유체를 펌핑하도록 구성된 제1 유체 변위 부재; 및
   유체를 펌핑하도록 구성된 제2 유체 변위 부재를 더 포함하고;
   스크류는 제1 유체 변위 부재와 제2 유체 변위 부재의 모두에 고정되고;
   여기서, 제1 유체 변위 부재 및 제2 유체 변위 부재는 스크류가 제1 유체 변위 부재와 제2 유체 변위 부재 사이에 직접 위치하도록 스크류의 대향 단부들에 각각 부착되는, 변위 펌프.
5. 제4항에 있어서,
   회전자는 제1 회전 방향으로 회전하여 스크류를 펌프 축을 따라 제1 방향으로 선형 구동하여 펌핑 행정을 통해 제1 유체 변위 부재를 그리고 흡입 행정을 통해 제2 유체 변위 부재를 동시에 이동시키고,
   회전자는 제2 회전 방향으로 회전하여 스크류를 펌프 축을 따라 제2 방향으로 선형 구동하여 흡입 행정을 통해 제1 유체 변위 부재를 그리고 펌핑 행정을 통해 제2 유체 변위 부재를 동시에 이동시키는, 변위 펌프.
6. 제5항에 있어서, 제1 유체 변위 부재는 제1 다이어프램을 포함하고, 제2 유체 변위 부재는 제2 다이어프램을 포함하고, 회전자 및 복수의 롤링 요소의 모두는 제1 다이어프램과 제2 다이어프램 사이에 축방향으로 위치설정되는, 변위 펌프.
7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 구동 메커니즘은 회전자의 회전이 구동 너트의 회전을 구동하도록 회전자에 연결된 구동 너트를 더 포함하고, 복수의 롤링 요소는 구동 너트와 스크류 사이에 반경방향으로 배치되는, 변위 펌프.
8. 제7항에 있어서, 복수의 롤링 요소는 세장형 환형 어레이로 배열되고, 롤링 요소의 환형 어레이는 유체 변위 부재와 동축으로 배치되는, 변위 펌프.
9. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 유체 변위 부재는 다이어프램을 포함하는, 변위 펌프.
10. 제9항에 있어서, 다이어프램은 스크류에 연결된 다이어프램 플레이트 및 다이어프램 플레이트에 대해 반경방향으로 연장하는 가요성 멤브레인을 포함하는, 변위 펌프.
11. 제1항에 있어서,
    회전자는 제1 베어링 및 제2 베어링에 의해 지지되고;
    제1 베어링은 축방향 및 반경방향 힘의 모두를 지지하는 것이 가능하고;
    제2 베어링은 축방향 및 반경방향 힘의 모두를 지지하는 것이 가능한, 변위 펌프.
12. 제11항에 있어서, 제1 베어링 및 제2 베어링의 각각은 롤러의 어레이를 포함하고, 각각의 롤러는 롤러의 축이 펌프 축에 평행하지도 직교하지도 않도록 소정 각도로 롤러의 축을 따라 배향되는, 변위 펌프.
13. 제11항에 있어서, 제1 베어링은 테이퍼 롤러 베어링이고 제2 베어링은 테이퍼 롤러 베어링인, 변위 펌프.
14. 제11항에 있어서,
    고정자를 지지하는 고정자 하우징에 연결된 로킹 너트를 더 포함하고, 로킹 너트는 제1 베어링과 제2 베어링을 예압하는, 변위 펌프.
15. 제14항에 있어서, 로킹 너트는 제1 베어링에 인접하게 배치되고 제1 베어링의 외부 레이스와 맞물리는, 변위 펌프.
16. 제14항에 있어서, 로킹 너트는 제1 베어링의 그리스 캡을 지지하는, 변위 펌프.
17. 제11항에 있어서, 제1 베어링 및 제2 베어링은 복수의 롤링 요소와 회전자 사이에 배치된 구동 너트를 지지하고, 구동 너트는 회전자와 함께 회전하도록 회전자에 연결되는, 변위 펌프.
18. 제17항에 있어서, 구동 너트는 제1 베어링의 내부 레이스를 형성하는 제1 내부 레이스와 제2 베어링의 내부 레이스를 형성하는 제2 내부 레이스에 연결되는, 변위 펌프.
19. 제1항 내지 제3항 또는 제11항 내지 제18항 중 어느 한 항에 있어서, 유체 변위 부재는 스크류의 제1 단부에 연결된 제1 유체 변위 부재 및 스크류의 제2 단부에 연결된 제2 유체 변위 부재를 포함하는, 변위 펌프.
20. 제19항에 있어서, 고정자는 스크류의 왕복을 구동하기 위해 제1 회전 방향 및 제1 회전 방향에 대향하는 제2 회전 방향의 모두에서 회전자를 구동하도록 구성되는, 변위 펌프.
21. 제1항에 있어서, 유체 변위 부재는 회전자와 동축으로 배치되는, 변위 펌프.
22. 제21항에 있어서, 스크류는 유체 변위 부재에 대해 회전 고정됨으로써 회전 출력에 의해 회전되는 것이 방지되는, 변위 펌프.
23. 제22항에 있어서,
    전기 모터는 펌프 하우징 내에 배치되고;
    유체 변위 부재는:
    다이어프램 플레이트 및 다이어프램 플레이트와 펌프 하우징 사이에서 연장하는 멤브레인을 갖는 다이어프램을 더 포함하고;
    스크류는 다이어프램 플레이트에 연결되고 멤브레인은 펌프 하우징과 계면 접촉하고;
    스크류의 단부는 유체 변위 부재의 다이어프램 플레이트 상에 형성된 수용 챔버 내로 연장되는, 변위 펌프.
24. 제23항에 있어서, 스크류의 단부는 제1 윤곽 표면을 포함하고 수용 챔버는 스크류가 다이어프램 플레이트에 대해 회전하는 것을 방지하기 위해 제1 윤곽 표면과 정합하도록 구성된 제2 윤곽 표면을 포함하는, 변위 펌프.
25. 제1항 내지 제6항, 제11항 내지 제18항 또는 제21항 내지 제24항 중 어느 한 항에 있어서, 스크류는:
    스크류 본체; 및
    스크류 본체를 통해 축방향으로 연장하고 회전자 내에 반경방향으로 출구를 더 갖는 윤활제 경로로서, 윤활제 경로는 스크류와 구동 너트를 윤활하기 위해 회전자 내에 있는 구동 너트와 스크류 사이의 반경방향 공간에 윤활제를 제공하도록 구성되는, 윤활제 경로를 포함하는, 변위 펌프.
26. 제25항에 있어서, 윤활제 경로는 스크류 본체 내로 연장하는 제1 보어 및 스크류 본체 내로 연장하고 제1 보어와 교차하는 제2 보어를 포함하고, 제1 보어는 스크류 본체의 제1 축방향 단부로부터 스크류 본체 내로 연장하고, 제2 보어는 제2 보어 축 상에서 연장되고, 제2 보어 축은 펌프 축에 횡단하는, 변위 펌프.
27. 제26항에 있어서, 그리스 피팅이 제1 보어 내에 배치되고 스크류 본체에 연결되는, 변위 펌프.
28. 제1항 내지 제6항, 제11항 내지 제18항 또는 제21항 내지 제24항 중 어느 한 항에 있어서,
    유체 변위 부재는 유체 변위 부재의 제1 측면에 배치된 제1 프로세스 유체 챔버를 제1 유체 변위 부재의 제2 측면에 배치된 제1 냉각 챔버로부터 유체적으로 분리하고;
    제1 유체 변위 부재는 동시에 제1 프로세스 유체 챔버를 통해 프로세스 유체를 펌핑하고 제1 냉각 챔버를 통해 공기를 펌핑하는, 변위 펌프.
29. 펌핑 방법이며,
    전기 모터의 회전자의 회전을 구동하는 단계;
    스크류가 제1 행정을 통해 스크류의 제1 단부에 부착된 제1 유체 변위 부재를 구동하도록 스크류를 제1 축방향으로 선형 변위하는 단계로서, 스크류는 회전자와 동축이고 회전자와 스크류 사이에 배치된 복수의 롤링 요소에 의해 지지되고, 제1 행정은 펌핑 행정 및 흡입 행정 중 하나인, 선형 변위 단계; 및
    복수의 롤링 요소에 의해 제1 축방향에 대향하는 제2 축방향으로 스크류를 선형 변위하는 단계를 포함하는, 펌핑 방법.
30. 제29항에 있어서, 회전자의 회전을 구동하는 단계는:
    스크류를 제1 축방향으로 구동하도록 회전자를 제1 회전 방향으로 회전하는 단계; 및
    스크류를 제2 축방향으로 구동하도록 회전자를 제1 회전 방향에 대향하는 제2 회전 방향으로 회전하는 단계를 포함하는, 펌핑 방법.
31. 제29항 또는 제30항에 있어서, 스크류를 제1 축방향으로 선형 변위하는 단계는 또한 스크류가 스크류의 제2 단부에 부착된 제2 유체 변위 부재를 제2 행정을 통해 구동하게 하고, 제2 행정은 제1 행정에 반대인 펌핑 행정 및 흡입 행정 중 하나인, 펌핑 방법.
32. 유체를 펌핑하기 위한 변위 펌프이며,
    고정자 및 회전자를 포함하는 전기 모터;
    유체를 펌핑하도록 구성되고 회전자에 연결되어 회전자에 의해 선형 변위되도록 구성된 복수의 유체 변위 부재;
    회전자 및 복수의 유체 변위 부재에 연결되는 구동부로서, 구동부는 회전자로부터의 회전 출력을 복수의 유체 변위 부재의 각각에 대한 선형 입력으로 변환하도록 구성되는, 구동부; 및
    제어기를 포함하고, 제어기는:
    회전자가 펌프가 펌핑 상태와 실속 상태의 모두에 있는 상태에서 구동부에 토크를 인가하도록 전기 모터로의 전류 흐름을 조절하도록 구성되고;
    펌핑 상태에서, 회전자는 구동부에 토크를 인가하고 회전자 축을 중심으로 회전하여 유체 변위 부재가 선형으로 변위하고 프로세스 유체에 힘을 인가하게 하고;
    실속 상태에서, 회전자는 구동 메커니즘에 토크를 인가하고 회전자 축을 중심으로 회전하지 않아 복수의 유체 변위 부재 중 제1 유체 변위 부재가 프로세스 유체에 힘을 인가하고 힘이 프로세스 유체의 하류 압력을 극복하기에 불충분한 것으로 인해 축방향으로 변위하지 않게 되고;
    실속 상태에서, 제1 유체 변위 부재는 펌핑 행정에 있고 복수의 유체 변위 부재 중 제2 유체 변위 부재는 흡입 행정에 있는, 변위 펌프.
33. 제32항에 있어서, 제어기는:
    제공된 전류가 최대 전류가 되도록 펌프가 실속 상태에 있는 상태에서 전기 모터로의 전류 흐름을 조절하도록 또한 구성되는, 변위 펌프.
34. 제32항에 있어서, 제어기는:
    펌프가 실속 상태에 있는 상태에서 전기 모터에 전류를 펄스화하도록 또한 구성되는, 변위 펌프.
35. 제32항에 있어서, 펌프는 유체 변위 부재가 프로세스 유체에 힘을 인가하게 하기 위한 작동 유체를 포함하지 않는, 변위 펌프.
36. 제32항에 있어서, 제1 유체 변위 부재는 회전자 축과 동축인 펌프 축을 따라 왕복하도록 구성되는, 변위 펌프.
37. 제36항에 있어서, 제2 유체 변위 부재는 제2 유체 변위 부재가 제1 유체 변위 부재 및 회전자와 동축이 되도록 펌프 축을 따라 왕복하도록 구성되는, 변위 펌프.
38. 제32항에 있어서,
    회전자 내부에 반경방향으로 배치된 감지 구성요소를 포함하는 위치 센서를 더 포함하고, 위치 센서는 회전자의 회전을 감지하고 회전자의 회전에 관한 데이터를 제어기에 제공하도록 구성되는, 변위 펌프.
39. 제32항 내지 제38항 중 어느 한 항에 있어서, 제어기는 시동 모드 및 펌핑 모드에서 모터를 작동시키도록 구성되고,
    펌핑 모드 동안 제어기는 타겟 전류 및 타겟 속도에 기초하여 전기 모터를 작동하도록 구성되고;
    시동 모드 동안 제어기는 타겟 속도 미만인 최대 프라이밍 속도에 기초하여 전기 모터를 작동하도록 구성되는, 변위 펌프.
40. 제32항 내지 제38항 중 어느 한 항에 있어서, 제어기는:
    전기 모터의 실제 작동 파라미터를 모니터링하고;
    펌프 사이클의 특정 위상 동안 예상 작동 파라미터와는 상이한 실제 작동 파라미터에 기초하여 에러가 발생했다고 결정하도록 또한 구성되는, 변위 펌프.
41. 제32항 내지 제38항 중 어느 한 항에 있어서, 제어기는 제1 작동 모드 및 제2 작동 모드에서 모터를 작동시키도록 또한 구성되고,
    제1 작동 모드 동안 제어기는 제1 유체 변위 부재의 펌프 행정이 펌프 축을 따른 제1 변위 범위에서 발생하도록 제1 유체 변위 부재의 행정 길이를 관리하도록 구성되고;
    제2 작동 모드 동안 제어기는 제1 유체 변위 부재의 펌프 행정이 펌프 축을 따른 제2 변위 범위에서 발생하도록 제1 유체 변위 부재의 행정 길이를 관리하도록 구성되며;
    제2 변위 범위는 제1 변위 범위보다 제1 유체 변위 부재의 왕복 축을 따라 더 짧은 축방향 거리로 연장하는, 변위 펌프.
42. 유체를 펌핑하기 위한 펌프이며,
    고정자 및 회전자를 포함하는 전기 모터로서, 회전자는 회전 출력을 발생하도록 구성되는, 전기 모터;
    전기 모터로의 전류 흐름을 조절하도록 구성된 제어기;
    스크류를 포함하는 구동 메커니즘으로서, 스크류는 회전자 내에서 연장하고, 구동 메커니즘은 회전 출력을 수신하고 회전 출력을 스크류의 선형 왕복 운동으로 변환하도록 구성되고, 제1 회전 방향으로의 회전자의 회전은 축을 따라 제1 선형 방향으로 선형 이동하도록 스크류를 구동하고, 제2 회전 방향으로의 회전자의 회전은 축을 따라 제2 선형 방향으로 선형 이동하도록 스크류를 구동하는, 구동 메커니즘;
    제1 유체 변위 부재 및 제2 유체 변위 부재로서, 스크류가 제1 유체 변위 부재와 제2 유체 변위 부재 사이에 위치설정되고, 스크류는 회전자가 제1 회전 방향으로 회전할 때 축을 따라 제1 선형 방향으로 그리고 회전자가 제2 회전 방향으로 회전할 때 축을 따라 제2 선형 방향으로 제1 및 제2 유체 변위 부재를 병진하는, 제1 유체 변위 부재 및 제2 유체 변위 부재를 포함하고;
    제1 유체 변위 부재는 프로세스 유체의 펌핑 행정을 수행하고 제2 유체 변위 부재는 스크류가 제1 방향으로 이동할 때 프로세스 유체의 흡입 행정을 수행하며;
    제1 유체 변위 부재는 프로세스 유체의 흡입 행정을 수행하고 제2 유체 변위 부재는 스크류가 제2 방향으로 이동할 때 프로세스 유체의 펌핑 행정을 수행하고;
    제어기는 전기 모터로의 전류 흐름을 조절함으로써 프로세스 유체의 출력 압력을 조절하여, 회전자가 실속 유지되는 동안 전류가 제어기에 의해 전기 모터에 계속 공급되는 동안에도 제1 유체 변위 부재가 펌프 행정에 있고 제2 유체 변위 부재가 흡입 행정에 있는 동안 프로세스 유체의 압력이 회전자를 실속할 때까지 회전자가 회전하여 제1 및 제2 유체 변위 부재가 왕복하게 하여 프로세스 유체를 펌핑하고, 제1 및 제2 유체 변위 부재는 회전자가 실속을 극복하고 회전을 재개하게 하기 위해 충분하게 프로세스 유체의 압력이 강하할 때 펌핑을 재개하도록 구성되는, 펌프.
43. 제42항에 있어서, 제어기는 사용자로부터 펌프에 대한 압력 출력 설정을 수신하도록 구성되고, 압력 출력 설정은 제어기가 모터에 전류를 공급하는 전류 레벨에 대응하는, 펌프.
44. 제43항에 있어서, 압력 출력 설정은 펌프의 최대 속도에 대응하도록 구성되는, 펌프.
45. 제44항에 있어서, 압력 출력 설정은 펌프의 제어 스위치에 대한 단일 입력에 기초하여 발생되는, 펌프.
46. 제42항 내지 제45항 중 어느 한 항에 있어서, 이중 펌프는 제어기에 의해 모터에 공급되는 전력의 레벨에 영향을 미치는 압력 변환기를 포함하지 않는, 펌프.
47. 제42항 내지 제45항 중 어느 한 항에 있어서, 제어기는 압력 변환기로부터의 압력 정보 이외의 데이터에 기초하여 모터로의 전류 흐름을 조절하도록 구성되는, 펌프.
48. 제42항 내지 제45항 중 어느 한 항에 있어서, 제어기는 시동 모드 및 펌핑 모드에서 전기 모터를 작동시키도록 구성되고, 시동 모드 동안 제어기는:
    모터가 제1 축방향으로 복수의 유체 변위 부재를 구동하게 하고;
    유체 변위 부재가 제1 스톱에 조우할 때 제어기가 제1 전류 스파이크를 검출하는 것에 기초하여 제1 유체 변위 부재의 축방향 로케이션을 결정하도록 구성되는, 펌프.
49. 제42항에 있어서, 제어기는 회전자가 회전하는 동안 모터의 제1 위상에 제1 전력 신호를 제공하도록 구성되고 회전자가 실속되는 동안 모터의 제1 위상에 제2 전력 신호를 제공하도록 구성되는, 분무기.
50. 제49항에 있어서, 제1 전력 신호는 정현파이고 제2 전력 신호는 일정한, 분무기.
51. 제49항에 있어서, 제1 전력 신호는 교류 신호이고, 제2 전력 신호는 직류 신호인, 분무기.
52. 제49항에 있어서, 제1 전력 신호는 제2 전력 신호보다 더 큰, 분무기.
53. 왕복 펌프의 작동 방법이며,
    전기 모터의 회전자에 회전력을 전자기적으로 인가하는 단계;
    회전자에 의해, 구동 메커니즘에 토크를 인가하는 단계;
    구동 메커니즘에 의해, 프로세스 유체를 펌핑하기 위해 제1 펌핑 행정 및 제1 흡입 행정을 통해 왕복하도록 구성된 제1 유체 변위 부재에 축방향 힘을 인가하고, 프로세스 유체를 펌핑하기 위해 제2 펌핑 행정 및 제2 흡입 행정을 통해 왕복하도록 구성된 제2 유체 변위 부재에 축방향 힘을 인가하는 단계;
    제어기에 의해, 펌핑 상태 및 실속 상태의 모두 동안 회전력이 회전자에 인가되도록 전기 모터의 고정자로의 전류 흐름을 조절하는 단계를 포함하고;
    펌핑 상태에서, 회전자는 구동 메커니즘에 토크를 인가하고 펌프 축을 중심으로 회전하여 제1 유체 변위 부재가 프로세스 유체에 힘을 인가하고 펌프 축을 따라 축방향으로 변위하게 하고;
    실속 상태에서, 회전자는 구동 메커니즘에 토크를 인가하고 펌프 축을 중심으로 회전하지 않아 제1 유체 변위 부재가 펌핑 행정에 있고 프로세스 유체에 힘을 인가하고 축방향으로 변위하지 않게 되고, 제2 유체 변위 부재는 실속 상태 동안 흡입 행정에 있는, 방법.
54. 제53항에 있어서, 구동 메커니즘에 의해, 제1 유체 변위 부재에 축방향 힘을 인가하는 단계는:
    회전자에 연결되어 회전자와 함께 회전하는 구동 메커니즘의 구동 너트에 의해, 제1 유체 변위 부재와 동축으로 배치된 구동 메커니즘의 스크류에 축방향 힘을 인가하는 단계; 및
    스크류에 의해, 제1 유체 변위 부재에 축방향 힘을 인가하는 단계를 포함하는, 방법.
55. 제53항에 있어서, 회전자에 의해, 구동 메커니즘에 토크를 인가하는 단계는,
    회전자에 의해, 회전자에 연결되어 회전자와 함께 회전하는 구동 너트에 토크를 인가하는 단계를 포함하고, 구동 너트는 스크류와 동축으로 배치되고 스크류의 축방향 변위를 구동하도록 구성되는, 방법.
56. 제53항에 있어서, 제어기에 의해, 고정자로의 전류 흐름을 조절하는 단계는:
    회전자가 실속 상태에 있을 때 구동 메커니즘에 다양한 양의 토크를 인가하도록 실속 상태에서 전류를 펄스화하는 단계를 포함하는, 방법.
57. 제53항에 있어서,
    제어기에 의해, 회전자의 회전을 검출하는 센서에 기초하여 펌프가 펌핑 상태에 있는 것으로 결정하는 단계를 더 포함하는, 방법.
58. 제53항 내지 제57항 중 어느 한 항에 있어서,
    제어기에 의해, 회전자의 회전 속도를 조절하여 이에 의해 회전 속도가 최대 속도 이하가 되도록 제1 유체 변위 부재 및 제2 유체 변위 부재의 축방향 속도를 직접 제어하는 단계; 및
    제어기에 의해, 제공된 전류가 최대 전류 이하가 되도록 전기 모터에 제공되는 전류를 조절하는 단계를 더 포함하는, 방법.
59. 제53항 내지 제57항 중 어느 한 항에 있어서,
    제어기에 의해, 제1 유체 변위 부재의 제1 펌핑 행정의 시작시에 제1 전류가 전기 모터에 제공되고 제1 펌핑 행정의 종료시에 제1 전류보다 더 작은 제2 전류가 전기 모터에 제공되도록 전기 모터에 제공되는 전류를 변동하는 단계를 더 포함하고;
    제1 유체 변위 부재의 작업 표면은 가변 표면적을 가져, 작업 표면은 펌핑 행정의 시작시에 제1 면적을 갖고 작업 표면은 펌핑 행정의 종료시에 제2 면적을 갖게 되고, 제2 면적은 제1 면적보다 더 작은, 방법.
60. 제53항 내지 제57항 중 어느 한 항에 있어서,
    제어기에 의해 그리고 제1 유체 변위 부재의 제1 펌핑 행정 동안, 제1 유체 변위 부재가 펌프 축을 따라 제1 타겟 지점으로부터 제1 축방향 거리에 배치된 제1 감속 지점에 있을 때 회전자의 감속을 시작하는 단계;
    제어기에 의해, 제1 정지 지점과 제1 타겟 지점 사이의 제2 축방향 거리에 기초하여 제1 조정 인자를 결정하는 단계로서, 제1 정지 지점은 제1 유체 변위 부재가 제1 펌핑 행정 동안 제1 축방향으로 변위를 실제로 정지하는 축방향 로케이션인, 제1 조정 인자 결정 단계; 및
    제어기에 의해, 제1 조정 인자에 기초하여 제1 유체 변위 부재의 행정 길이를 관리하는 단계를 더 포함하는, 방법.
61. 유체를 펌핑하기 위한 펌프이며,
    유체를 변위시키기 위해 굴곡되도록 구성된 제1 다이어프램;
    유체를 변위시키기 위해 굴곡되도록 구성된 제2 다이어프램;
    제1 및 제2 다이어프램 사이에 직접 위치설정된 스크류로서, 스크류는 축을 따른 스크류의 이동이 유체를 변위시키기 위해 제1 및 제2 다이어프램의 모두를 굴곡시키도록 제1 및 제2 다이어프램의 모두에 연결되는, 스크류;
    스크류 주위에 그리고 제1 및 제2 다이어프램 사이에 직접 위치설정된 구동 너트;
    스크류 주위에 배열되고 제1 및 제2 다이어프램 사이에 직접 위치설정된 복수의 롤링 요소로서, 복수의 롤링 요소는 구동 너트와 스크류의 모두와 맞물리고 복수의 롤링 요소가 스크류 주위에서 롤링하여 스크류가 축을 따라 선형으로 병진하게 하는 동안 구동 너트로부터 스크류로 회전 운동을 전달하도록 구성되는, 복수의 롤링 요소; 및
    고정자 및 회전자를 포함하는 전기 모터로서, 회전자는 축과 동축으로 회전하도록 구성되고, 회전자는 스크류 및 복수의 롤링 요소와 반경방향으로 중첩되고, 회전자는 구동 너트가 회전자와 함께 회전하도록 구동 너트에 연결되는, 전기 모터를 포함하는, 펌프.
62. 제61항에 있어서, 구동부는 스크류와 접촉하지 않는, 펌프.
63. 제61항 또는 제62항에 있어서, 전기 모터의 적어도 일부는 제1 및 제2 다이어프램 사이에 직접 위치설정되는, 펌프.
64. 유체를 펌핑하기 위한 펌프이며,
    하우징;
    유체를 변위시키기 위해 굴곡되도록 구성되는 제1 다이어프램으로서, 제1 다이어프램은 하우징에 대해 고정되어 제1 다이어프램이 하우징에 대해 회전할 수 없게 하는 외부 에지를 갖는, 제1 다이어프램;
    제1 다이어프램과 동축인 스크류로서, 스크류는 축을 따른 스크류의 이동이 유체를 변위시키기 위해 제1 다이어프램을 굴곡시키고 스크류가 제1 다이어프램에 대해 회전 고정되어 스크류가 회전하는 것을 방지하도록 제1 다이어프램에 연결되는, 스크류;
    스크류 주위에 위치설정된 구동 너트;
    고정자 및 회전자를 포함하는 전기 모터로서, 회전자는 축과 동축으로 회전하도록 구성되고, 회전자는 구동 너트가 회전자와 함께 회전하도록 구동 너트에 연결되고, 구동 너트는 스크류가 제1 다이어프램에 의해 회전하는 것이 방지되는 것으로 인해 스크류가 축을 따라 선형으로 병진하게 하는 회전 운동을 출력하는, 전기 모터를 포함하는, 펌프.
65. 유체를 펌핑하기 위한 펌프이며,
    제1 프로세스 유체 챔버;
    제2 프로세스 유체 챔버;
    제1 프로세스 유체 챔버에서 교번하는 펌프 행정과 흡입 행정을 통해 굴곡되도록 구성된 제1 다이어프램;
    제2 프로세스 유체 챔버에서 교번하는 펌프 행정과 흡입 행정을 통해 굴곡되도록 구성된 제2 다이어프램;
    제1 및 제2 다이어프램 사이에 직접 위치설정된 스크류로서, 스크류는 제2 다이어프램이 흡입 행정을 통해 이동되는 동안 축을 따른 제1 방향으로의 스크류의 이동이 펌프 행정을 통해 제1 다이어프램을 이동시키고, 제2 다이어프램이 펌프 행정을 통해 이동하는 동안 축을 따른 제2 방향으로의 스크류의 이동이 흡입 행정을 통해 제1 다이어프램을 이동시키도록 제1 및 제2 다이어프램의 모두에 연결되는, 스크류;
    고정자 및 회전자를 포함하고, 회전자는 스크류가 축을 따라 선형으로 병진하게 하여 펌프 행정 및 흡입 행정을 통해 제1 및 제2 다이어프램을 이동시키는 회전 운동을 출력하는, 전기 모터; 및
    회전자를 회전시키기 위해 고정자로의 전력의 전달을 제어하는 제어기를 포함하고,
    전기 모터는 제1 및 제2 프로세스 유체 챔버의 하류의 유체의 압력으로 인한 조합된 저항과 제1 및 제2 프로세스 유체 챔버의 상류의 유체의 흡입에 대한 저항이 더 이상 제어기에 의해 전기 모터에 전달되는 전력에 의해 극복될 수 없을 때 회전자를 실속하도록 구성되고, 제어기는 회전자가 실속 상태를 유지하는 동안 전기 모터에 전력을 계속 전달하여 회전자가 스크류에 토크를 계속 인가하게 되고 또한 회전자가 회전을 재개하게 되고, 일단 제1 및 제2 프로세스 유체 챔버의 하류의 유체의 압력이 감소하면 스크류는 축을 따른 이동을 재개하여 전기 모터에 전달된 전력이 제1 및 제2 프로세스 유체 챔버의 하류의 유체의 압력으로 인한 조합된 저항 및 제1 및 제2 프로세스 유체 챔버의 상류의 유체의 흡입에 대한 저항을 극복하게 되도록 구성되는, 펌프.
66. 제65항에 있어서, 제어기는 회전자가 이동하는지 또는 실속하는지 여부에 기초하여 전기 모터에 전달되는 전력을 변화하도록 구성되는, 펌프.
67. 제66항에 있어서, 제어기는 회전자가 회전할 때 전기 모터로의 비교적 더 많은 양의 전력 및 회전자가 실속될 때 전기 모터로의 비교적 더 적은 양의 전력의 전달을 제어하도록 구성되는, 펌프.
68. 제66항에 있어서, 제어기는 회전자가 회전할 때 전기 모터로의 교류 및 회전자가 실속될 때 전기 모터로의 직류의 전달을 제어하도록 구성되는, 펌프.
69. 제68항에 있어서, 제어기는 회전자가 실속될 때 전기 모터에 직류를 펄스화하도록 구성되는, 펌프.
70. 유체를 펌핑하기 위한 펌프이며,
    제1 프로세스 유체 챔버;
    제2 프로세스 유체 챔버;
    제1 프로세스 유체 챔버에서 교번하는 펌프 행정과 흡입 행정을 통해 굴곡되도록 구성된 제1 다이어프램;
    제2 프로세스 유체 챔버에서 교번하는 펌프 행정과 흡입 행정을 통해 굴곡되도록 구성된 제2 다이어프램;
    제1 및 제2 다이어프램 사이에 직접 위치설정된 스크류로서, 스크류는 제2 다이어프램이 흡입 행정을 통해 이동되는 동안 축을 따른 제1 방향으로의 스크류의 이동이 펌프 행정을 통해 제1 다이어프램을 이동시키고, 제2 다이어프램이 펌프 행정을 통해 이동하는 동안 축을 따른 제2 방향으로의 스크류의 이동이 흡입 행정을 통해 제1 다이어프램을 이동시키도록 제1 및 제2 다이어프램의 모두에 연결되는, 스크류;
    고정자 및 회전자를 포함하고, 회전자는 스크류가 축을 따라 선형으로 병진하게 하여 펌프 행정 및 흡입 행정을 통해 제1 및 제2 다이어프램을 이동시키는 회전 운동을 출력하는 전기 모터로서, 제1 방향으로의 회전자의 회전은 스크류가 제1 방향으로 선형으로 이동하게 하고 제2 방향으로의 회전자의 회전은 스크류가 제2 방향으로 선형으로 이동하게 하는, 전기 모터; 및
    회전자를 회전시키기 위해 고정자로의 전력의 전달을 제어하는 제어기를 포함하고, 제어기는 적어도 제1 방향으로 굴곡되는 제1 및 제2 다이어프램의 모두의 조합된 저항이 제1 파라미터가 제1 임계값을 통과하게 할 때까지 전기 파라미터를 모니터링하면서 제1 방향으로 회전자를 회전시킴으로써, 또한 적어도 제2 방향으로 굴곡되는 제1 및 제2 다이어프램의 모두의 조합된 저항이 제1 파라미터가 제2 임계값을 통과하게 할 때까지 전기 파라미터를 모니터링하면서 제2 방향으로 회전자를 회전시킴으로써, 작동 펌핑 동안 그 각각의 펌프 및 흡입 행정을 통해 제1 및 제2 다이어프램을 이동시키기 위한 이동 범위를 식별하도록 구성되는, 펌프.
71. 제70항에 있어서, 회전자의 회전을 나타내는 신호를 출력하도록 구성된 센서를 더 포함하고, 제어기는 신호를 수신하고 전기 파라미터가 제1 임계값 및 제2 임계값을 초과할 때 사이에 회전자의 회전수를 결정하여 이동 범위를 식별하도록 구성되는, 펌프.
72. 제70항 또는 제71항에 있어서, 제어기는, 스크류가 이전에 식별된 이동 범위가 식별되었을 때와 동일한 축방향 위치에 있는 동안 전기 파라미터가 제1 임계값을 통과했는지 여부 또는 스크류가 전기 파라미터가 제1 임계값을 통과할 때까지 제1 방향으로 동일한 축방향 위치를 넘어 더 이동했는지를 결정하기 위해 이전에 식별된 이동 범위를 초과함으로써 이전에 식별된 이동 범위를 재평가하도록 구성되는, 펌프.
73. 제70항 내지 제72항 중 어느 한 항에 있어서, 전기 파라미터는 전기 모터에 전달된 전력인, 펌프.
74. 유체를 펌핑하기 위한 펌프이며,
    제1 프로세스 유체 챔버;
    제1 프로세스 유체 챔버에서 교번하는 펌프 행정과 흡입 행정을 통해 굴곡되도록 구성된 제1 다이어프램;
    고정자 및 회전자를 포함하는 전기 모터로서, 회전자는 회전 운동을 출력하는, 전기 모터;
    회전자로부터 회전 운동을 수신하고 회전 운동을 교번하는 펌프 행정 및 흡입 행정을 통해 제1 다이어프램을 이동시키는 왕복 운동으로 변환하는 구동 메커니즘; 및
    회전자를 회전시키기 위해 고정자로의 전력의 전달을 제어하고 전기 모터에 공급되는 전력을 나타내는 전기 파라미터를 모니터링하는 제어기로서, 제어기는 전기 파라미터를 모니터링하는 동안 회전자를 제1 속도로 회전시킴으로써 프라이밍 모드에서 전기 모터를 작동시키고, 프라이밍되는 제1 프로세스 유체 챔버를 나타내는 전기 파라미터의 증가를 검출하고, 전기 모터가 제1 속도보다 느린 제2 속도로 회전되는 전기 파라미터의 증가의 검출에 기초하여 펌프 모드에서 전기 모터를 작동시키도록 구성되는, 제어기를 포함하는, 펌프.
75. 제74항에 있어서, 제어기는 프라이밍 모드에서 작동하는 동안 전기 모터에 전달되는 제1 레벨의 전력 및 펌프 모드에서 작동하는 동안 전기 모터에 전달되는 제2 레벨의 전력을 갖도록 구성되고, 제2 레벨의 전력은 제1 레벨의 전력보다 더 큰, 펌프.
76. 유체를 펌핑하기 위한 펌프이며,
    하우징;
    제1 프로세스 유체 챔버;
    제2 프로세스 유체 챔버;
    제1 프로세스 유체 챔버에서 교번하는 펌프 행정과 흡입 행정을 통해 굴곡되도록 구성된 제1 다이어프램;
    제2 프로세스 유체 챔버에서 교번하는 펌프 행정과 흡입 행정을 통해 굴곡되도록 구성된 제2 다이어프램;
    제1 및 제2 다이어프램 사이에 직접 위치설정된 스크류로서, 스크류는 제2 다이어프램이 흡입 행정을 통해 이동되는 동안 축을 따른 제1 방향으로의 스크류의 이동이 펌프 행정을 통해 제1 다이어프램을 이동시키고, 제2 다이어프램이 펌프 행정을 통해 이동하는 동안 축을 따른 제2 방향으로의 스크류의 이동이 흡입 행정을 통해 제1 다이어프램을 이동시키도록 제1 및 제2 다이어프램의 모두에 연결되는, 스크류;
    스크류 주위에 그리고 제1 및 제2 다이어프램 사이에 직접 위치설정된 구동 너트;
    고정자 및 회전자를 포함하고, 회전자는 스크류가 축을 따라 선형으로 병진하게 하여 펌프 행정 및 흡입 행정을 통해 제1 및 제2 다이어프램을 이동시키는 회전 운동을 출력하는 전기 모터로서, 회전자는 자석의 환형 어레이를 포함하는, 전기 모터; 및
    제1 베어링 및 제2 베어링으로서, 제1 베어링 및 제2 베어링은 구동 너트 및 회전자 중 하나 또는 모두가 하우징에 대해 회전할 수 있게 하도록 구동 너트 및 회전자 중 하나 또는 모두를 지지하고, 제1 베어링 및 제2 베어링의 각각의 적어도 일부는 회전자 내에 반경방향으로 위치되는, 제1 및 제2 베어링을 포함하는, 펌프.
77. 제76항에 있어서, 제1 베어링 및 제2 베어링의 각각의 적어도 일부는 자석의 환형 어레이 내에 반경방향으로 위치되는, 펌프.

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