【課題を解決するための手段】
【0004】
本発明の第1の目的はシングルチューブダブルチャンバー噴射ポンプを提供することにより、持続的に単方向へ媒体を出力することを実現することである。
【0005】
シングルチューブダブルチャンバー噴射ポンプであって、ポンプ本体軸スリーブ、噴射軸、ハウジングおよび密封装置を含み、ポンプ本体軸スリーブには軸スリーブ媒体の入口端および軸スリーブ媒体の出口端が開設されており、噴射軸の外側壁には二つの細長い凹溝が開設されており、二つの凹溝の一端はいずれも封止されており、他端はいずれも開放されており、かつ開放端はそれぞれ噴射軸の両端と端面が同じ面に位置しており、噴射軸はポンプ本体軸スリーブ内に設けられており、ポンプ本体軸スリーブの一端は密封装置に密封接続されており、噴射軸の一つの端面、ポンプ本体軸スリーブの内側壁および密封装置は第1チャンバーを構成しており、噴射軸の他の一つの端面、ポンプ本体軸スリーブの内側壁およびハウジングにおける円筒孔の内部底面は第2チャンバーを構成しており、噴射軸の外円はポンプ本体軸スリーブの内円に密着されており、よって第1チャンバーと第2チャンバーとを仕切っており、噴射軸はポンプ本体軸スリーブ内で軸方向に沿って前後移動可能であることによって二つのチャンバーの容積を変えている。
【0006】
好ましくは、上記ポンプ本体軸スリーブにおける軸スリーブ媒体の入口端および軸スリーブ媒体の出口端はポンプ本体軸スリーブの中央部に設けられており、軸スリーブ媒体の入口端および軸スリーブ媒体の出口端は対称となるように設置されている。
【0007】
好ましくは、上記噴射軸における二つの凹溝は噴射軸の中軸の中心をもって中心対称されている。
【0008】
好ましくは、上記噴射軸にはスクリューを接続するための貫通孔が設けられており、スクリューの一端は貫通孔および密封装置を貫通しており、スクリューは噴射軸の内側壁に緊密に接続されており、密封装置に密封接続されている。
【0009】
好ましくは、上記ハウジングはポンプ本体軸スリーブの外部に設けられており、ハウジングには軸スリーブ媒体の入口端、軸スリーブ媒体の出口端とそれぞれ連通する入口および出口が設けられており、ハウジング内には媒体入口貫通溝および媒体出口貫通溝が設けられており、軸スリーブ媒体の入口端、軸スリーブ媒体の出口端とそれぞれ連通しており、ハウジングの円筒孔の内壁はポンプ本体軸スリーブの外壁と密閉されている。円筒孔の内部底面はポンプ本体軸スリーブの一つの端面を密閉する役割を果たす。
【0010】
好ましくは、上記密封装置内にはシールリングが設けられており、シールリングはスクリューに緊密に接続されており、かつ密封装置とハウジングとは締結部材により密着するように接続されている。
【0011】
好ましくは、上記密封装置には媒体オーバーフロー孔が対称となるように設けられており、溢れる媒体を密封装置におけるオーバーフロー孔を通じて流出させ、スクリューを介してモータに直接達しないようにすることができる。
【0012】
好ましくは、上記ポンプ本体軸スリーブおよび噴射軸の材質はセラミックである。
【0013】
好ましくは、上記ハウジングおよび密封装置の材質は金属であり、好ましくは、金属アルミニウムおよびスチールである。
【0014】
本発明の第2の目的は上記シングルチューブダブルチャンバー噴射ポンプの操作方法を提供することである。
【0015】
シングルチューブダブルチャンバー噴射ポンプの使用方法であって、
(1)シングルチューブダブルチャンバー噴射ポンプのハウジングにおける入口および出口がいずれも外付けの媒体入力装置および媒体出力装置に密封接続され、噴射軸の二つの凹溝が軸スリーブ媒体の入口端および軸スリーブ媒体の出口端にそれぞれ面するステップと、
(2)スクリューにより噴射軸を付勢し、軸スリーブ媒体の出口端と一側の凹溝を介して連通するチャンバーの容積を小さくし、チャンバー内の媒体は凹溝を介してポンピングされるとともに、軸スリーブ媒体の入口端と他の一側の凹溝を介して連通するチャンバーの容積が大きくなり、媒体は該側の凹溝を介してチャンバーに吸い込まれるステップと、
(3)スクリューが噴射軸を密封装置の端面まで移動するように付勢した場合、スクリューを回転させることにより噴射軸を180°回転させ、噴射軸の両側の凹溝位置を交換させ、元の軸スリーブ媒体の入口端と連通する一側の凹溝は軸スリーブ媒体出口端と連通するようになり、この際、該凹溝と連通するチャンバー内には媒体が充填されると同時に、元のポンプ本体軸スリーブ媒体の出口端と連通する他の一側の凹溝は軸スリーブ媒体の入口端と連通するようになり、該凹溝と連通するチャンバーは既に全ての媒体が排出されているステップと、
(4)スクリューおよび噴射軸を逆方向に駆動し、両側の媒体チャンバーの容積を変え、一側の媒体チャンバーに継続して媒体をポンピングさせると同時に、他の一側の媒体チャンバーにより媒体を吸い込ませ、このように繰り返すステップと、
を含む、ことを特徴とする。
【0016】
本発明に係るシングルチューブダブルチャンバー噴射ポンプは構造が簡単であり、かつ噴射軸における二つの凹溝の開口はそれぞれ噴射軸の二つの異なる端面にあり、スクリューによる噴射軸を駆動させる移動方向が異なることに合わせて、一方の媒体チャンバーに出口端へ媒体を噴射させると同時に、他方の媒体チャンバーは入口端から媒体を吸い込む。本発明は噴射軸を往復移動させ、かつステアリングの際に凹溝と軸スリーブ媒体の出入口との対応関係を切り替えることで、噴射ポンプに持続的に単方向へ媒体を出力させる能力を有するようにする。本発明は、さらにスクリューの伝動および高精度の送り制御により、高精度の計量制御を実現することができる。本発明に係るポンプ本体軸スリーブおよび噴射軸の材料はセラミックであることが好ましく、特に高粘度の媒体に対し、高精度で嵌合され密閉の役割を果たして二つの媒体チャンバーを仕切り、耐磨耗、回転および摺動の抵抗が小さいという効果を有する。本発明に係るポンプ本体軸スリーブおよび噴射軸はその他の材料および密封方法を用いてもよく、具体的には、水、クリアオイルおよびガス等の流動性が高く、粘度が低い媒体に対応するための金属材料およびゴム封止技術である。
【0017】
本発明の第3の目的は、上記シングルチューブダブルチャンバー噴射ポンプを含む噴射ポンプ機構を提供することにより、噴射ポンプに対する操作制御および運転を実現することができ、噴射ポンプ機構の運転自動化を達成することである。
【0018】
シングルチューブダブルチャンバー噴射ポンプ機構であって、シングルチューブダブルチャンバー噴射ポンプ、スクリューモータ、クラッチ装置、検知装置および制御装置を含み、上記シングルチューブダブルチャンバー噴射ポンプは、ポンプ本体軸スリーブ、噴射軸、ハウジングおよび密封装置を含み、ポンプ本体軸スリーブには軸スリーブ媒体の入口端および軸スリーブ媒体の出口端が開設されており、噴射軸の外側壁には二つの細長い凹溝が開設されており、二つの凹溝の一端はいずれも封止されており、他端はいずれも開放されており、かつ開放端はそれぞれ噴射軸の両端と端面が同じ面に位置しており、噴射軸はポンプ本体軸スリーブ内に設けられており、ポンプ本体軸スリーブの一端は密封装置に密封接続されており、噴射軸の一つの端面、ポンプ本体軸スリーブの内側壁および密封装置は第1チャンバーを構成しており、噴射軸の他の一つの端面、ポンプ本体軸スリーブの内側壁およびハウジングにおける円筒孔の内部底面は第2チャンバーを構成しており、噴射軸の外円はポンプ本体軸スリーブの内円に密着されており、よって第1チャンバーと第2チャンバーとを仕切っており、噴射軸はポンプ本体軸スリーブ内で軸方向に沿って前後移動可能であることにより二つのチャンバーの容積を変えており、スクリューモータはスクリューにより両側においてシングルチューブダブルチャンバー噴射ポンプおよびクラッチ装置にそれぞれ接続されており、クラッチ装置はクラッチディスクおよびクラッチディスクの両側に対向するように設置された第1電磁クラッチ部材、第2電磁クラッチ部材を含み、二つの電磁クラッチ部材は制御装置にケーブルを介してそれぞれ接続されており、電磁クラッチ部材は通電された後にクラッチディスクを吸着することができ、二つの電磁クラッチ部材はクラッチブラケットにより組み付けられると共に固定されており、かつスクリューモータに固着されており、スクリューモータに近接する一側の第1電磁クラッチ部材の中心には回転子が設けられており、回転子とスクリューモータの回転子とは装着されるように接続されて回転対偶を形成しており、モータ回転子が回転する際に電磁クラッチ部材における回転子に連動して同期回転しており、検知装置はスクリューセンサおよびステアリングセンサを含み、二つのセンサは制御装置にケーブルを介してそれぞれ接続されており、かつ信号を伝送しており、スクリューセンサは第2電磁クラッチ部材の外側のクラッチブラケットに設けられており、スクリューの位置信号をトリガするのに用いられ、ステアリングセンサはクラッチディスクの下方のクラッチブラケットに設けられており、スクリューの中央部は片側フラットワイヤ状を呈しており、クラッチディスクの層間に挿入されたセンサ遮蔽シートの直線底辺はスクリューのフラットワイヤ状平面にマッチしており、クラッチディスクおよびスクリューに回転対偶を構成させており、クラッチディスクはスクリューを回って回転する際にスクリューを同期して回転移動するように駆動しており、センサ遮蔽シートおよびステアリングセンサは嵌合され回転位置信号をトリガしている。
【0019】
クラッチ装置における二つの電磁クラッチ部材はコントローラにより制御され、任意の電磁クラッチ部材は通電された後に電磁場を生成し、かつクラッチディスクを吸着して一体に結合される。クラッチディスクと回転子が設置されている電磁クラッチ部材とが一体に吸着された場合、スクリューモータの回転子と間接的に一体化され、かつスクリューモータに駆動されて回転移動し、それによりスクリューおよび噴射軸を駆動してスクリューモータと共に回転する。クラッチディスクが他の一側の電磁クラッチ部材に吸着された後、クラッチブラケットと間接的に一体化され、かつ相対的な静止状態を保持し、それによりスクリューおよび噴射軸の回転移動を阻止する。
【0020】
本発明に係る検知装置のスクリューセンサおよびステアリングセンサはいずれもフォトカプラセンサである。
【0021】
好ましくは、上記センサ遮蔽シートは半円形であり、クラッチディスクの層間に固定するように設置され、その半径はクラッチディスクの半径よりも大きく、そのため、クラッチディスクの外径より突出した部分はステアリングセンサを遮蔽することで信号をトリガすることができる。スクリューモータがクラッチディスクを回転させる際に、センサ遮蔽シートは共に回転し、センサ遮蔽シートの径方向の底辺はクラッチディスクの外径の両側にそれぞれ設置されており、センサの二つの信号トリガーポイントとなり、互いに180°離れており、そのいずれか一辺がステアリングセンサを通過する場合、対応する信号をトリガし、この信号は制御装置によりステアリング過程における二つの停止位置を判定するのに用いられる。
【0022】
本発明に係るスクリューセンサは、スクリューの軸方向に沿って移動する位置を検知するのに用いられ、スクリューモータの作用のもとでスクリューが軸方向に移動し、スクリューの露出端(末端)が該スクリューセンサをトリガする場合、制御装置はクラッチ装置およびスクリューモータの連動を利用して、スクリューおよび噴射軸を180°回転させた後、さらにスクリューモータによりスクリューを逆方向へ軸方向移動するように駆動する。
【0023】
本発明に係る噴射ポンプ機構は制御装置および検知装置により、クラッチ装置およびスクリューモータを正確に制御することができ、ステアリング動作と噴射軸およびスクリューのプッシュプル(押して引く)動作を交互に実行することができ、該噴射ポンプに対する操作および運転を実現し、噴射ポンプ機構の運転自動化を実現する。
【0024】
噴射ポンプ機構の操作方法であって、
(1)シングルチューブダブルチャンバー噴射ポンプのハウジングにおける入口および出口がいずれも外付けの媒体入力装置および媒体出力装置に密封接続されるステップと、
(2)制御装置はクラッチ装置、スクリューモータおよび検知装置を制御して噴射ポンプをリセット方向に配置し、リセット方向は、第1チャンバーが噴射軸の一側の凹溝を介してポンプ本体軸スリーブの媒体の出口端と連通し、同時に第2チャンバーが噴射軸の他の一側の凹溝を介してポンプ本体軸スリーブの媒体の入口端と連通し、噴射軸の二つの凹溝がポンプ本体軸スリーブの媒体の入口端および媒体の出口端にそれぞれ面するステップと、
(3)コントローラはクラッチ装置によりスクリューの軸方向における回転自由度をロックし、かつスクリューモータによりスクリューおよび噴射軸のスクリューモータ方向への移動を駆動し、第1チャンバーの容積が小さくなり、チャンバー内の媒体が噴射軸の凹溝を介してポンピングされ、同時に第2チャンバーの容積が大きくなり、媒体が該側の噴射軸の凹溝を介してチャンバーに吸い込まれるステップと、
(4)スクリューモータが噴射軸を密封装置の端面に近接するように駆動する際、スクリューの末端はスクリューセンサをトリガし、制御装置はクラッチ装置、スクリューモータおよびステアリングセンサを制御することによりスクリューおよび噴射軸を軸方向を回って180°回転させ、噴射軸の両側の凹溝位置を交換させ、媒体が充填されたチャンバーはポンプ本体軸スリーブの媒体の出口端と連通し、元のポンプ本体軸スリーブの媒体の出口端と連通するチャンバーはポンプ本体軸スリーブの媒体の入口端と連通するように変換されるステップと、
(5)制御装置はクラッチ装置によりスクリューの軸方向における回転自由度を再度ロックし、スクリューモータの逆方向への運転により、スクリューおよび噴射軸をスクリューモータの方向から分離させ、よって噴射軸の両側のチャンバーの容積を変更し、一側のチャンバーに継続して媒体をポンピングさせると同時に、他の一側のチャンバーは媒体を吸い込ませるステップと、
(6)噴射軸がスクリューモータから分離され、所定のストロークに達した場合、制御装置はクラッチ装置、スクリューモータおよび検知装置を制御して噴射ポンプをリセット方向に設置し、操作が終了するまでこのように繰り返すステップと、
を含む。
【0025】
本発明の第4の目的はシングルチューブダブルチャンバー噴射ポンプを含む他の一つの噴射ポンプ機構を提供することにより、同じく噴射ポンプに対する操作制御および運転を実現することができ、噴射ポンプ機構の運転自動化を達成することである。
【0026】
噴射ポンプ機構であって、シングルチューブダブルチャンバー噴射ポンプ、ステアリングモータ、スクリューモータ、伝動装置、検知装置および制御装置を含み、上記シングルチューブダブルチャンバー噴射ポンプは、ポンプ本体軸スリーブ、噴射軸、ハウジングおよび密封装置を含み、ポンプ本体軸スリーブには軸スリーブ媒体の入口端および軸スリーブ媒体の出口端が開設されており、噴射軸の外側壁には二つの細長い凹溝が開設されており、二つの凹溝の一端はいずれも封止されており、他端はいずれも開放されており、かつ開放端は噴射軸の両端とそれぞれ端面が同じ面に位置しており、噴射軸はポンプ本体軸スリーブ内に設けられており、ポンプ本体軸スリーブの一端は密封装置に密封接続されており、噴射軸の一つの端面、ポンプ本体軸スリーブの内側壁および密封装置は第1チャンバーを構成しており、噴射軸の他の一つの端面、ポンプ本体軸スリーブの内側壁およびハウジングにおける円筒孔の内部底面は第2チャンバーを構成しており、噴射軸の外円はポンプ本体軸スリーブの内円に密着されており、よって第1チャンバーと第2チャンバーとを仕切っており、噴射軸はポンプ本体軸スリーブ内で軸方向に沿って前後移動可能であり、それにより二つのチャンバーの容積を変えており、スクリューモータは制御装置に接続され、伝動装置は伝動ブラケット、第1ギアおよび第2ギアを含み、二つのギアは伝動ブラケット内に設置され、かつ互いに噛合されており、シングルチューブダブルチャンバー噴射ポンプはスクリューモータにより伝動装置における第1ギアに接続されており、スクリューはスクリューモータの作用のもとで軸方向に移動可能であり、ステアリングモータの出力軸は第2ギアに接続されており、第2ギアは第1ギアと連動しており、第1ギアは径方向にスクリューと連動しており、伝動ブラケットには検知装置が設置されており、検知装置は伸縮検知ユニットおよびステアリング検知ユニットを含み、伸縮検知ユニットは第1フォトカプラセンサであり、スクリューの軸方向に沿って移動する位置を検知するのに用いられ、ステアリング検知ユニットはフォトカプラ遮蔽盤および第2フォトカプラセンサを含み、第2ギアの外側に設けられており、ステアリングモータ、スクリューモータ、第1フォトカプラセンサおよび第2フォトカプラセンサは制御装置に接続されており、制御装置はステアリングモータおよびスクリューモータの移動を制御するのに用いられる。
【0027】
好ましくは、上記フォトカプラ遮蔽盤は半円形であり、フォトカプラ遮蔽盤の二つの径方向における直辺は第2フォトカプラセンサの二つの信号トリガーポイントとしてステアリングモータの回転角度を制御するのに用いられる。
【0028】
好ましくは、シングルチューブダブルチャンバー噴射ポンプのスクリューはスクリューモータおよび第1ギアを貫通し、第1ギアおよびスクリューは回転対偶を構成している。具体的には、スクリューの第1ギアを貫通する部分はフラット状を呈し、第1ギア内の貫通孔は矩形であり、それにより第1ギアとスクリューとを回転対偶に構成させている。同時に、スクリューモータの作用のもとで、スクリューは軸方向に沿って移動可能であり、かつ第1ギアの貫通孔内で軸方向に沿って摺動し、それにより噴射軸を軸方向に沿って移動するように駆動する。
【0029】
本発明におけるステアリングモータはモータおよび減速機で構成され、ステアリングモータ、伝動装置およびスクリューの設計によりステアリング機構を構成し、ステアリング移動を遂行するのに用いられ、ステアリングモータが動作する際に、伝動装置における二つのギアを駆動し、さらにスクリューおよび噴射軸が一緒に回転するように駆動する。
【0030】
第1フォトカプラセンサはスクリューの軸方向に沿って移動する位置を検知するのに用いられ、スクリューモータの作用のもとでスクリューは軸方向に沿って外へ移動し、スクリューの末端は第1フォトカプラセンサをトリガし、それにより信号をトリガし、この信号は制御装置によりスクリューが特定の位置まで移動することを判定するのに用いられ、ステアリング検知ユニットはフォトカプラ遮蔽盤および第2フォトカプラセンサを含み、フォトカプラ遮蔽盤は半円形であり、ステアリングモータに接続されたギアの他端に設けられ、ステアリングモータの作用のもとで、フォトカプラ遮蔽盤は共に回転し、フォトカプラ遮蔽盤の二つの径方向における直辺は第2フォトカプラセンサの二つの信号トリガーポイントとして、互いに180°離れた回転角の関係を呈し、そのいずれか一辺がフォトカプラセンサを通過する場合、対応する信号をトリガし、この信号は制御装置によりステアリング過程における二つの停止位置を判定するのに用いられる。
【0031】
上記噴射ポンプ機構の操作方法は、
(1)シングルチューブダブルチャンバー噴射ポンプのハウジングにおける入口および出口がいずれも外付けの媒体入力装置および媒体出力装置に密封接続されているステップと、
(2)制御装置はステアリング装置を動作するように起動し、かつリセット方向に停止させ、停止位置はステアリング検知ユニットのフォトカプラ遮蔽盤の径方向における直辺が第2フォトカプラセンサをトリガすることにより位置決めされ、リセット方向は、第1チャンバーが噴射軸の一側の凹溝を介してポンプ本体軸スリーブの媒体の出口端と連通し、同時に第2チャンバーが噴射軸の他の一側の凹溝を介してポンプ本体軸スリーブの媒体の入口端と連通し、噴射軸の二つの凹溝がそれぞれポンプ本体軸スリーブの媒体の入口端および媒体の出口端に面する状態であるステップと、
(3)制御装置はスクリューモータを起動してスクリューを駆動させ、スクリューは噴射軸と連動することにより噴射軸をスクリューモータ方向に移動させ、第1チャンバーの容積が小さくなり、チャンバー内の媒体をポンピングさせると同時に、第2チャンバーの容積を大きくし、媒体はチャンバーに吸い込まれ、スクリューモータが噴射軸を密封装置の端面まで走行するように駆動した場合、スクリューの末端は第1フォトカプラセンサをトリガし、制御装置はスクリューモータが動作を停止するように制御するステップと、
(4)制御装置はステアリングモータの運転を起動することにより連動されている第2ギアを回転させ、第2ギアに連動されて第1ギアが回転し、第1ギアに連動されてスクリューが回転し、スクリューは噴射軸をリセット方向と180度の角度を成す方向に回転するように連動させ、この際、フォトカプラ遮蔽盤の他の一つの径方向における直辺は第2フォトカプラセンサをトリガすることによって位置決めし、噴射軸の両側の凹溝位置を交換させ、媒体が充填されたチャンバーはポンプ本体軸スリーブの媒体の出口端と連通し、元のポンプ本体軸スリーブの媒体の出口端と連通するチャンバーはポンプ本体軸スリーブの媒体の入口端と連通するように変換されるステップと、
(5)制御装置はスクリューモータを起動して逆方向に運転させ、噴射軸をスクリューモータ方向から分離させ、一側のチャンバーに継続して媒体をポンピングさせると同時に、他の一側のチャンバーに媒体を吸い込ませるステップと、
(6)噴射軸がスクリューモータから分離され、所定のストロークに達した際に、制御装置はスクリューモータが動作を停止するように制御し、その後、ステアリング装置の運転を起動し、かつリセット方向に停止させ、操作が終了するまでこのように繰り返すステップと、
を含む。