(57)【要約】塗料供給システムにおいて使用される能動サージチャンバであり、塗料チャネルと、加圧流体供給部に接続された流体チャンバと、ダイヤフラムと、ばねと、当該加圧流体供給部と当該流体チャンバとの接続及び接続解除を有効にするべく、及び当該チャンバの中の流体の圧力を解放するべく、当該ダイヤフラムの動きに応答する手段とを含む。塗料チャネルは、ダイヤフラムによりシールされたまま流体チャンバから分離される。ばねは、当該ばねがダイヤフラムに及ぼす力が、当該ダイヤフラムの動きを減衰させてシステムの、望ましくない振動を受ける感受性を低減するべく、一の選択された範囲のポンプ出口圧力にわたって当該ダイヤフラムの動きを規制するような、ばね定数を有する。能動サージチャンバの上流における往復ポンプの使用により誘発される塗料流の圧力変動が最小にされる。
2019503450.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
塗料供給システムにおいてポンプとともに使用される能動サージチャンバであって、
塗料チャネルと、
加圧流体供給部に接続される流体チャンバと、
ダイヤフラムと、
ばねと、
前記加圧流体供給部と前記流体チャンバとの接続及び接続解除を有効にするべく、及び前記流体チャンバの中の流体の圧力を解放するべく、前記ダイヤフラムの湾曲に応答する手段と
を含み、
前記塗料チャネルは、前記ダイヤフラムによりシールされたまま前記流体チャンバから分離され、
前記ばねは前記ダイヤフラムに作用してばね定数を有し、前記ばねにより前記ダイヤフラムに及ぼされる力は、前記ダイヤフラムの一の範囲の動きに対する塗料圧力のばらつきに起因する前記ダイヤフラムの動きを減衰させるべく、一の選択された範囲のポンプ出口圧力にわたって前記ダイヤフラムの動きを規制し、
前記ダイヤフラムの湾曲に応答する手段は、前記加圧流体供給部と前記流体チャンバとの接続を有効にすることがなく、又は前記流体チャンバの中の流体の圧力を解放することがない能動サージチャンバ。
【請求項２】
前記ダイヤフラムと協働するスプールをさらに含み、
前記スプールは、前記加圧流体供給部と前記流体チャンバとの接続及び接続解除を有効にするべく、及び前記流体チャンバの中の流体の圧力を解放するべく、前記ダイヤフラムの湾曲に基づいて動くように構成される請求項１の能動サージチャンバ。
【請求項３】
前記流体チャンバからの流体の排出路をさらに含み、
前記スプールは、前記流体チャンバの中の流体が前記排出路と流体連通する結果、前記流体チャンバから流体が排出される態様で動くように構成される請求項２の能動サージチャンバ。
【請求項４】
前記スプールに配置された少なくとも一つのシールをさらに含み、
単数又は複数の前記シールは、前記スプールが第１範囲の位置にあるときに、前記加圧流体供給部から前記流体チャンバへの流体の流れと、前記流体チャンバから前記排出路への流体の流れとを阻止するように構成される請求項３の能動サージチャンバ。
【請求項５】
単数又は複数の前記シールはまた、前記スプールが第２範囲の位置にあるときに、前記加圧流体供給部から前記流体チャンバへの流体の流れと、前記流体チャンバから前記排出路への流体の流れとを有効にするように構成される請求項４の能動サージチャンバ。
【請求項６】
シャフトをさらに含み、
前記シャフトは一端が前記ダイヤフラムに接続されて前記ダイヤフラムの湾曲が前記シャフトの動きを引き起こすように構成され、
前記シャフトの動きが前記スプールに結びついて前記スプールの動きを引き起こす請求項４又は５の能動サージチャンバ。
【請求項７】
環状空間をさらに含み、
前記スプールは前記シャフトを取り囲み、
前記環状空間は前記スプールと前記ボアとの間に配置され、
前記環状空間は、前記スプールが前記シャフト沿いの特定の位置にあるときに常に前記加圧流体供給部と流体連通し、
前記環状空間が前記加圧流体供給部及び前記流体チャンバと流体連通することにより、流体が前記環状空間を介して前記加圧流体供給部から前記流体チャンバに入ることができる請求項６の能動サージチャンバ。
【請求項８】
前記シャフトが前記スプールに係合する前に第１距離だけ動くように構成されることにより、前記ダイヤフラムは、前記スプールの動きが引き起こされることなく所定量だけ湾曲することができる請求項６の能動サージチャンバ。
【請求項９】
前記シャフトはさらに、
前記ダイヤフラムに接続された端の対向端の近くに配置された端フランジと、
前記シャフトまわりの任意の位置に配置されたシャフトシールに隣接する一対のシャフトシールフランジと
を含み、
前記ダイヤフラムの湾曲により、前記端フランジと又は前記シャフトシールフランジの一方と前記スプールとの連通が引き起こされてスプールの動きが有効になる請求項６の能動サージチャンバ。
【請求項１０】
流体リザーバをさらに含み、
前記流体リザーバは、前記流体チャンバの総合容積を増加させるべく前記流体チャンバに接続される請求項１から９のいずれかの能動サージチャンバ。
【請求項１１】
前記ダイヤフラムとともに動くように結合されてシールを有するピストンをさらに含み、
前記シールは前記ピストンを取り囲み、前記流体チャンバと流体連通する二次チャンバにおいて前記ピストンの摺動による移動を許容し、
前記二次チャンバの中の流体圧力が、前記ダイヤフラムに付加力を与えるべく前記ピストンに作用する請求項１から１０のいずれかの能動サージチャンバ。
【請求項１２】
前記二次チャンバの中の流体が、前記ピストンヘッドの平坦面に力を及ぼし、
前記ピストンヘッド及びピストンロッドの対向面は、前記流体チャンバ又は二次チャンバの加圧流体とのインタフェイスとはならない請求項１１の能動サージチャンバ。
【請求項１３】
ダクトをさらに含み、
前記流体チャンバは前記ダクトを介して前記二次チャンバと流体接続する請求項１１又は１２の能動サージチャンバ。
【請求項１４】
前記ピストンは結合され、前記シャフトとの接続を介して前記ダイヤフラムとともに動く請求項１１から１３のいずれかの能動サージチャンバ。
【請求項１５】
前記ピストンの下方に間隙をさらに含み、
前記間隙は、前記間隙が前記流体チャンバと流体接続する場合に流体の流れを前記排出路に導くように構成される請求項１１から１４のいずれかの能動サージチャンバ。
【請求項１６】
塗料供給システムにおいてポンプとともに使用される能動サージチャンバであって、
塗料チャネルと、
排出路と、加圧流体供給部と接続される入口とを有してダイヤフラムにより前記塗料チャネルからシールされたまま分離される流体チャンバと、
前記ダイヤフラムに力を及ぼすように配列されたばねと、
前記排出路が閉の間に前記チャンバの前記入口が加圧流体を入れるように開とされた充填位置と前記入口が閉かつ前記排出路が開の排出位置との間で動く前記ダイヤフラムの湾曲に応答するスプールと
を含み、
前記スプールの動きは、前記入口及び前記排出路の双方が閉の中間位置を含み、
前記ばねが前記ダイヤフラムに及ぼす力により、前記ダイヤフラムの動きが、前記中間位置における前記スプールの動きを減衰させるように一定範囲の塗料圧力にわたって規制される能動サージチャンバ。
【請求項１７】
前記スプールに配置された少なくとも一つのシールをさらに含み、
前記スプールが前記充填位置にあるとき、前記少なくとも一つのシールの一つにより、流体が前記圧力解放出口に入ることが防止され、
前記スプールが前記排出位置にあるとき、前記少なくとも一つのシールの一つにより、前記加圧流体供給部からの流体が前記流体チャンバに入ることが防止される請求項１６の能動サージチャンバ。
【請求項１８】
シャフトをさらに含み、
前記シャフトは一端が前記ダイヤフラムに接続されて前記ダイヤフラムの湾曲が前記シャフトの動きを引き起こすように構成され、
前記シャフトの動きが前記スプールに結びついて前記スプールの動きを引き起こす請求項１６又は１７の能動サージチャンバ。
【請求項１９】
前記シャフトが前記スプールに係合する前に第１距離だけ動くように構成されることにより、前記ダイヤフラムは、前記スプールの動きが引き起こされることなく所定量だけ湾曲することができる請求項１８の能動サージチャンバ。
【請求項２０】
流体リザーバをさらに含み、
前記リザーバは、前記チャンバの総合容積を増加させるべく前記流体チャンバに接続される請求項１６から１９のいずれかの能動サージチャンバ。
【請求項２１】
前記ダイヤフラムとともに動くように結合されてピストンシールを有するピストンをさらに含み、
前記ピストンシールは、前記ピストンを取り囲み、前記流体チャンバと流体連通する二次チャンバにおいて前記ピストンの摺動による移動を許容し、
前記二次チャンバにおける流体圧力が、前記ダイヤフラムに付加力を与えるべく前記ピストンに作用する請求項１６から１９のいずれかの能動サージチャンバ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、塗料供給システムにおける往復ポンプとの使用に適した能動サージチャンバに関する。
【背景技術】
【０００２】
塗料供給システムにおいて、当該システム全体にわたって塗料を移動させるべく往復ポンプを使用することが一般的である。往復ポンプは典型的に、シリンダーの内側に位置決めされたピストンからなる。ピストンは、シリンダーの内側の往復運動で駆動される。塗料又は任意の他の流体をポンピングするべく、入口及び出口弁の補助を受けてポンピング動作が与えられる。ピストンが「上りストローク」中に一方向に駆動されると、出口弁が閉の間に入口弁を介して塗料がシリンダーの中に引き込まれる。シリンダーが「下りストローク」中に逆方向に駆動されると、入口弁が閉の間に出口弁を介して塗料がシリンダーの外へと押し出される。したがって、塗料が往復ポンプを通り抜けるときに運動エネルギーがピストンから塗料へと伝達される結果、システムまわりに塗料がポンピングされる。
【０００３】
塗料供給システムにおいて使用される往復ポンプの固有の特徴は、ポンピング方向が逆転するポイントにおいて塗料圧力の急激な降下が存在することにある。ポンプの下流側のシステム圧力を維持して、塗料圧力のこうした急激な降下を克服するべく、能動サージチャンバのような装置が使用される。
【０００４】
典型的には、塗料供給システムとともに使用される能動サージチャンバは、流体チャンバ及び塗料チャネルからなる。流体チャンバは、加圧流体源及び排出部を有する。流体チャンバ及び塗料チャネルは、可撓性ダイヤフラムによりシールされたまま分離される。ポンピング方向逆転に起因する塗料流の一時的な圧力変化により、ダイヤフラムは最初に湾曲し始める。この流体チャンバにおける機構が、この湾曲に反応し、ダイヤフラムをニュートラル位置に又はニュートラル位置近くに維持するべく当該流体チャンバの中の流体を充填又は排出することにより、当該流体チャンバにおける圧力が増加又は減少することが保証される。この効果は、ダイヤフラムが塗料流に対して適切な力を及ぼす結果、能動サージチャンバの下流にある塗料流内圧力が、ほぼ一定のレベルに維持されるというものである。
【０００５】
現行の装置は、使用される往復ポンプのタイプがピストンポンプである場合、一定のシステム圧力を維持するのに適切である。ピストンポンプは典型的に、一回のストロークにわたって相対的に安定した圧力の出力を維持する。しかしながら、ダイヤフラムポンプのように、そのような安定した圧力の出力を一回のストロークにわたって保持することがない他のポンプも存在する。現行の能動サージチャンバが、このようなタイプのポンプと組み合わせて使用される場合、システムは、望ましくない振動、いわゆる「ハンチング」、を起こす傾向がある。所定の状況では、クリーニングの容易さゆえに、及び、例えば潤滑剤により流体が汚染されるリスクの低減ゆえに、ピストンポンプの代わりにダイヤフラムポンプを使用することが好ましい。
【０００６】
上記を考慮し、本発明の目的は、改善された能動サージチャンバを与えることにある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】欧州特許出願公開第０７０７１７３（Ａ１）号明細書
【特許文献２】欧州特許出願公開第０９４３７９９（Ａ２）号明細書
【特許文献３】欧州特許出願公開第１０７９１６９（Ａ１）号明細書
【発明の概要】
【０００８】
本発明の第１側面によれば、塗料供給システムにおいてポンプとともに使用される能動サージチャンバが与えられ、前記能動サージチャンバは、塗料チャネルと、加圧流体供給部に接続される流体チャンバと、ダイヤフラムと、ばねと、当該加圧流体供給部と流体チャンバとの接続及び接続解除を有効にするべく、及び当該チャンバの中の流体の圧力を解放するべく、当該ダイヤフラムの湾曲に応答する手段とを含む。前記塗料チャネルは、ダイヤフラムによりシールされたまま流体チャンバから分離され、ばねは、ダイヤフラムに作用し、当該ダイヤフラムに及ぼされる力が当該ダイヤフラムの動きを、選択された範囲のポンプ出口圧力に規制するようなばね定数を有する。ダイヤフラムに及ぼされる力は、一定範囲の当該ダイヤフラムの動きを目的として、塗料圧力のばらつきに起因するダイヤフラムの動きを減衰させる。ここで、ダイヤフラムの湾曲に応答する前記手段は、加圧流体供給部の流体チャンバとの接続を有効にすることがなく、又は流体チャンバにおける流体の圧力を解放することがない。
【０００９】
特定のばね定数のばねを使用することは、システムが望ましくない振動、いわゆる「ハンチング」、をする可能性を低減するので、有利である。本発明の目的は、ばねに取り付けられたダイヤフラムが、動作中に、ニュートラル位置の近くに位置決めされたままとすることにある。ここで、ニュートラル位置は、ダイヤフラムが受け得る湾曲の第１極値及び第２極値から等距離の位置として定義される。「受動範囲」とは、流体チャンバにおける圧力変動手段に係合することなしに、ポンプ動作中に許容される塗料圧力のばらつきの範囲である。ばね定数は、受動範囲内での圧力のばらつきに起因して塗料が及ぼす力が、加圧流体と流体供給部との接続及び接続解除を有効にしてチャンバの中の流体の圧力を解放する手段を作動させる程度にまで膜が湾曲すること許容しないようにされる。したがって、受動範囲内の圧力のばらつきが存在する場合は、流体チャンバの中での圧力変化が存在しない。しかしながら、受動範囲の外側での塗料圧力変化が存在する場合は、ダイヤフラムの動きによって、加圧流体と流体供給部との接続及び接続解除を有効にしてチャンバの中の流体の圧力を解放する手段が作動される。したがって、ばねによりダイヤフラムに及ぼされる力は、塗料チャネル内の塗料と流体チャンバの流体との圧力差に起因する当該ダイヤフラムへの力と組み合わされて、当該ダイヤフラムをニュートラル位置近くのままにする。
【００１０】
理解すべきことだが、ばね定数が高すぎたり低すぎたりすると、流体チャンバ内の流体圧力は、ポンプ出力圧力とともに変動し、ニュートラル位置近くの安定した平衡状態に落ち着くことがない。
【００１１】
能動サージチャンバはさらに、ダイヤフラムと協働するスプールを含んでよい。このスプールは、加圧流体供給部と流体チャンバとの接続及び接続解除を有効にするべく、及び当該流体チャンバの中の流体の圧力を解放するべく、ダイヤフラムが湾曲するときに動くように構成される。
【００１２】
本発明の第２の側面によれば、塗料供給システムにおいてポンプとともに使用される能動サージチャンバが与えられる。能動サージチャンバは、塗料チャネルと、排出路を有する流体チャンバと、加圧流体供給部と接続するための入口とを含み、ダイヤフラムにより前記塗料チャネルからシールされたまま分離される。ばねが、前記ダイヤフラムに力を及ぼすように配列される。スプールが、排出路が閉の間にチャンバの入口が加圧流体を入れるように開とされた充填位置と当該入口が閉かつ排出路が開の排出位置との間で動くダイヤフラムの湾曲に応答する。前記スプールの動きには、前記入口及び前記排出路が双方とも閉される中間位置が含まれる。前記ばねが前記ダイヤフラムに及ぼす力により、当該ダイヤフラムの動きが、前記中間位置におけるスプールの動きを減衰させるように一定範囲の塗料圧力にわたって規制される。
【００１３】
第１又は第２の側面の実施形態において、能動サージチャンバはさらに、流体チャンバの中の流体の排出路を含んでよく、当該流体チャンバから流体を排出できるようにするべく、当該流体チャンバの中の流体が当該排出路と流体連通する態様でスプールが動くように構成される。流体チャンバの中の流体が排出路と流体連通すると、能動サージチャンバは排出条件にある。
【００１４】
第１又は第２の側面の実施形態において、能動サージチャンバはさらに、スプールに配置された少なくとも一つのシールを含んでよく、前記単数又は複数のシールは、スプールが第１範囲の位置にあるときに加圧流体供給部から流体チャンバへの流体の流れ、及び流体チャンバから排出路への流体の流れを阻止するように構成される。前記単数又は複数のシールはまた、スプールが第２範囲の位置にあるときに加圧流体供給部から流体チャンバへの流体の流れ、及び流体チャンバから排出路への流体の流れが有効になるように構成される。流体チャンバの中の流体が加圧流体供給部と流体連通すると、能動サージチャンバは充填条件にある。
【００１５】
スプールに配置された単数又は複数のシールを使用することは、加圧流体供給部からの又は排出路への流体の流れが、スプールの位置に基づいて防止され又は有効にされ得る点で有利である。
【００１６】
第１又は第２の側面の実施形態において、能動サージチャンバはさらに、一端がダイヤフラムに接続されたシャフトであって、当該ダイヤフラムの湾曲が当該シャフトの動きを引き起こすように構成されたシャフトを含んでよい。シャフトの動きがスプールに結びついて当該スプールの動きを引き起こす。シャフトは円形とされて円形ボアの中に配置されてよい。当該ボアにおいて、シャフトとチャネルとの間には、やはり円形となり得るスプールのための空間が存在する。
【００１７】
ボアは、当該ボアの壁に配置されたチャンバ接続孔及び加圧空気供給孔とを有し得る。チャンバ接続孔は流体チャンバへとつながり、加圧空気供給孔は加圧空気供給部へとつながる。これらの孔をボアに配置することの利点は、当該ボア内のシールの動きにより当該孔をシールしたり又はシール解除したりすることが可能となる点にある。
【００１８】
スプールは、当該スプールとボア壁との間に環状空間が存在するようにシャフトを取り囲むことができる。環状空間は、スプールの各端においてシールを使用することにより、ボア壁とシャフトとの間にある、以下では「ボア空間」と称する空間からシールすることができるので、当該スプールは、環状空間からボア空間に入る流体が存在しないまま、ボア内を動くことができる。スプールのシールは、以下では「上側スプールシール」及び「下側スプールシール」と称する。上側スプールシールは、ダイヤフラムから最も離れたところに位置するシールを言及する。「下側スプールシール」は、ダイヤフラムに最も近いところに位置するシールを言及する。前記環状空間は、加圧流体供給部を環状空間に接続するボア壁に流体供給孔を配置することに起因して常に加圧流体供給部と流体連通する。環状空間は、上側スプールシールがチャンバ接続孔を覆うように位置することに起因して常に流体チャンバと流体連通するというわけではない。スプールがシャフト沿いの特定位置にあると、環状空間は、加圧流体供給部及び流体チャンバの双方と流体連通するので、流体は環状空間及び孔を介して加圧流体供給部から流体チャンバに入るようになる。
【００１９】
前記環状空間を使用することは、加圧流体供給部に接続された流体が流体供給孔を介して環状空間へと維持されている間にスプールが動くことができる点で有利である。流体チャンバと環状空間との流体接続は、スプール全体の動きにより、上側及び下側スプールシール及び関連する環状空間と結びつくか又は結びつきが解除され得る。
【００２０】
シャフトがスプールに係合する前に第１距離だけ動くように構成されることにより、ダイヤフラムは、スプールに動きが引き起こされることなく所定量だけ湾曲することができる。これは、シャフトを前記第１距離ほど遠くまで動かすことのない量だけダイヤフラムが湾曲する場合に、流体チャンバにおける望ましくない圧力変動を防止できる点で有利である。
【００２１】
シャフトはさらに、ダイヤフラムに接続された端の対向端の近くに配置された端フランジと、ダイヤフラムとスプールとの間のシャフト沿いの位置で当該シャフトまわりに配置されたシャフトシールに隣接する一対のシャフトシールフランジとを含んでよい。スプールが前記端フランジと一対のシールフランジとの間に配置される場合にスプールの動きを有効にするべく、ダイヤフラムの設定湾曲度により、前記端フランジ又は前記シャフトシールフランジの一方とスプールとの接触が引き起こされる。端フランジの利点は、ダイヤフラムの湾曲に起因してシャフトが塗料流体チャンバに向けて引っ張られるときにスプールに係合できる点にある。そのようなスプールの動きにより、流体チャンバは、上側スプールシールの動きに起因して排出路と流体連通する。ダイヤフラムの湾曲に起因してシャフトが塗料流体チャンバから離れるように押される場合、一対のシールフランジの一方がスプールに係合するので、シャフトシールがボア壁とともにシールを形成してチャンバ流体と当該スプールとの相互作用を防止し、当該シャフトの動きが許容される。
【００２２】
第１又は第２の側面の実施形態において、ダイヤフラムはシャフトに接続されてよい。以下、「上向き」の動きは、塗料チャネルの容積がダイヤフラム湾曲により増加するシャフトの動きを言及し、「下向き」の動きは、塗料チャネルの容積がダイヤフラム湾曲により減少するシャフトの動きを言及する。
【００２３】
チャネル塗料圧力に降下が存在する場合、上側スプールシールは、ダイヤフラム及びシャフトの結果的な動きにより引き起こされた当該シャフトの動きに起因して一定ポイントまで下向きに動くことができる。排出路は、ボアの延長であるから、その後、チャンバ接続孔を介してチャンバ流体と流体連通する。排出路は流体チャンバ圧力よりも下側圧力にあるので、流体チャンバ流体が排出されてシステムは「排出」条件に入る。
【００２４】
チャネル塗料圧力に増加が存在する場合、上側スプールシールは、流体チャンバからの流体が、スプールとシャフトとの間にある環状空間と流体連通するように、一定ポイントまで上向きに動くことができる。その後、流体は、環状空間及びチャンバ接続孔を介して加圧流体供給部から流体チャンバへと自由に流れることができる。これにより、チャンバ流体に圧力増加が引き起こされ、システムは「充填」条件に入る。
【００２５】
このシステムは、塗料圧力のばらつきに起因してチャンバ流体が排出又は充填されるフィードバックシステムを有効に形成するので、ダイヤフラムが近ニュートラル位置に維持されて塗料流の圧力が均一になる。
【００２６】
第１又は第２の側面の実施形態において、能動サージチャンバは、ポンピングされている塗料の圧力変動を低減することを目的とするダイヤフラムポンプのような往復ポンプに接続されてよい。システムは、流体チャンバの中の圧力の調整と、ダイヤフラムを介して塗料に適切な力を及ぼしてその中の圧力を調整するばねとの結果的な力を利用してダイヤフラムがニュートラル位置近く又はニュートラル位置のままとなるように保証することにより、塗料流の圧力変動を低減することができる。
【００２７】
上述した利益に加え、ばねはまた、ダイヤフラムとのシャフト接続により引き起こされるチャンバ流体作用面積の損失を、当該ばねが与える力により補償できる点で有利である。流体チャンバの中の流体圧力は、チャネルの中の塗料圧力よりも低くなるまで低減され得る。これは、ポンプからの塗料圧力範囲全体にわたって装置が動作できることを保証する点で有利である。
【００２８】
第１又は第２の側面の実施形態において、能動サージチャンバはさらに流体リザーバを含んでよい。ここで、前記リザーバは、流体チャンバの総合容積を増加させるように当該流体チャンバに接続される。これは、流体チャンバの総合容積が増加して、ポンピング方向の変化中にダイヤフラムが湾曲するときの流体圧力変化が最小になる点で有利である。
【００２９】
第１又は第２の側面の実施形態において、サージチャンバはさらに、ダイヤフラムとともに動くように結合されてピストンシールを有するピストンを含んでよく、当該ピストンシールは当該ピストンを取り囲み、流体チャンバと流体連通する二次チャンバにおいてピストンの摺動による移動を許容する。ここで、二次チャンバの流体圧力は、ダイヤフラムに付加力を与えるべく前記ピストンに作用する。ピストンロッドは、ボアにおいて摺動可能であり、シャフトに接続され得る。
【００３０】
二次チャンバの中の流体が、ピストンヘッドの平坦面に力を及ぼし得る。ピストンヘッド及びピストンロッドの対向面は、流体チャンバ又は二次チャンバの加圧流体とのインタフェイスとはならない。
【００３１】
第１又は第２の側面の実施形態において、能動サージチャンバはさらに、流体チャンバ及び二次チャンバと流体接続されるダクトを含み得る。したがって、流体チャンバにおける圧力は、二次チャンバにおける圧力と等しい。
【００３２】
ピストンは結合され、シャフトとの接続を介してダイヤフラムとともに動くことができる。
【００３３】
第１又は第２の側面の実施形態において、能動サージチャンバはさらに、ピストン、シャフト及びボア壁の間に間隙を含んでよい。間隙は、当該間隙が流体チャンバと流体接続する場合に流体の流れを排出路に導くように構成される。
【００３４】
このピストンを使用する利点は、流体チャンバの流体圧力が作用する表面積が、ピストンヘッド平坦面の表面積により増加する点にある。これにより、能動サージチャンバは、流体チャンバの中の流体圧力が従前の実施形態と同様のレベルのままであっても、従前の実施形態により可能となるよりも高い比率のダイヤフラムポンプ及び高い塗料流圧力で動作することができる。
【００３５】
第１又は第２の側面の実施形態において、流体チャンバの中の流体圧力を測定できるように取り付けられた圧力ゲージが存在してよい。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】安定動作条件にある、本発明の一実施形態に係る能動サージチャンバを示す。
【図２】チャンバ流体充填条件にある、本発明の一実施形態に係る能動サージチャンバを示す。
【図３】チャンバ流体排出条件にある、本発明の一実施形態に係る能動サージチャンバを示す。
【図４】請求項８において言及される付加ピストンを伴う、本発明の一実施形態に係る能動サージチャンバを示す。
【発明を実施するための形態】
【００３７】
図１〜３を参照すると、ダイヤフラムポンプとともに使用される能動サージチャンバが例示される。
【００３８】
ダイヤフラムポンプ（図示せず）による供給を受けることができる塗料チャネル１が存在する。図示の実施形態において、塗料は、導管２を介して塗料チャネル１の中に流れ、導管３を介して外に出ることができる。他の実施形態において、塗料流が同じ導管を通って出入りする「ティー（ｔｅｅ）」配列の塗料供給システムに接続された一つの導管のみが存在し得る。塗料チャネル１は、塗料チャネル１におけるチャンバ流体及び塗料が決して接触しないように固定かつシールされた可撓性ダイヤフラム５により４から分離される。チャンバ流体は典型的に、圧縮空気であり、以下の記載において空気と称される。しかしながら、他の気体又は作動液のような他の流体も使用することができる。
【００３９】
シャフト６が、ダイヤフラム５に取り付けられてボア２８の中に包含される。シャフトシール７、端フランジ８、及び一対のシールフランジ３０，３１が、シャフト６に配置される。シャフトシールは、ここで頂部シールフランジ３０及び底部シールフランジ３１と称される一対のシールフランジ間に配置される。上側スプールシール１０及び下側スプールシール１１を備えたスプール９が、シャフト６まわりに配置される。スプール９は、シャフトが所定量を超えて変位される場合に当該スプールが端フランジ８又は頂部シールフランジ３０いずれかと接触するように配置される。端フランジ８又は頂部シールフランジ３０と接触するポイントにおいて、シャフトスプール９は、下向き又は上向きそれぞれに動く。スプール９の動きはまた、スプールシール１０，１１とボア壁との間に存在する環状エリア１６の動きを引き起こす。スプールシール１０，１１により、スプール９が動くのを許容したまま、環状エリアからの空気が当該環状エリアの外側にあるボア空間に入ることが防止される。シャフトシール７により、空気チャンバ４はスプール９から分離されるので、空気チャンバの中の空気がスプールに力を及ぼすことがない。排出部１２は、シャフト６の上方に配置されてボアに連結される。
【００４０】
加圧空気供給部が、空気供給入口１３を介して空気供給孔１５により環状エリア１６に接続されるので、空気供給部からの空気が上側スプールシール１０と下側スプールシール１１との間にある環状エリア１６を満たす。空気供給部の圧力は、空気チャンバ４の圧力よりも高い。
【００４１】
特定のばね定数のばね１７が、空気チャンバ側にあるダイヤフラム５に取り付けられる。ばね１７は、コイルばねであり、空気チャンバ４の中に配置されてシャフト６及びボア２８を取り囲む。
【００４２】
空気チャンバ内の圧力が測定されるように圧力ゲージ１８が空気チャンバに取り付けられる。ダイヤフラム５が湾曲するときに総合空気圧力を増加させて空気圧力の変化を低減するべく、空気リザーバ（図示せず）が、空気チャンバ４のポート１９に接続される。
【００４３】
ダイヤフラム５は、フランジ８及びシールフランジ３０の配置に起因して、スプール９及び関連シール１０，１１の動きに影響することなく所定量だけ湾曲することができる。
【００４４】
使用時、塗料圧力が増加して受動範囲を上回ると、ダイヤフラム５が上向きに一定程度まで湾曲し、ばね１７が圧縮されるとシャフト６が動くので、スプール９は頂部シールフランジ３０と接触して上向きに押される。能動サージチャンバはこのとき、図２に具体的に示される充填条件にある。これにより、チャンバ接続孔２０は、環状エリア１６を介して高圧力空気供給部と連通する。チャンバ空気が空気供給部から充填され、結果的なチャンバ空気の高圧力がダイヤフラム５に力を及ぼして下向きに押す結果、ダイヤフラム５は近ニュートラル位置に戻って塗料流の圧力増加に対抗する。ダイヤフラム５がニュートラル位置に戻ると、シャフト６が引き下げられる結果、スプールとシャフトフランジ８との相互作用がもたらされ、チャンバ接続孔２０は上側スプールシール１０によってシールされる。空気チャンバ４の中の空気圧力はこのとき、塗料圧力にさらなる変化が存在するまでダイヤフラム５をニュートラル状態に維持するのに必要なレベルにある。
【００４５】
これとは逆に、塗料圧力が受動範囲を下回るまで減少すると、ダイヤフラム５は、シャフト６がスプール９をシャフトフランジ８により押し下げる程度まで湾曲する。能動サージチャンバはこのとき、図３に具体的に示される排出条件にある。この動きによるチャンバ接続孔２０のシール解除に起因して、空気チャンバの中の空気はこのとき、低い圧力が存在するボア２８を介して排出路１２にさらされる。したがって、空気チャンバの中の空気が排出され、空気チャンバ４の圧力が解放されるので、ダイヤフラム５はニュートラル状態に向かって戻るように湾曲する。ダイヤフラムがニュートラル位置の近くに存在すると、チャンバ接続孔２０が上側スプールシール１０によりシールされるので、空気チャンバ４からの空気の排出が停止される。
【００４６】
特定のばね定数のばね１７が、空気チャンバ側にあるダイヤフラム５に取り付けられる。ばね１７のばね定数は、圧力ばらつきが受動範囲内の場合に当該ばねがダイヤフラムの湾曲を規制するようにされる。したがって、こうしたレベルの圧力ばらつきに起因するダイヤフラム５の結果的な湾曲は、空気チャンバ４の中の圧力をばらつかせる手段が有効になるほどまでシャフト６をさらに動かすには十分とはならない。これにより、システムが振動又はいわゆる「ハンチング」を受ける感受性が低減される。
【００４７】
チャネル１９は、総合空気チャンバ容積を増加させる空気リザーバ（図示せず）につながる。これが有利なのは、結果的な大きな空気容積により、ポンピング方向の変化により引き起こされる圧力のばらつきの最中に、ダイヤフラム５の湾曲により引き起こされる空気チャンバ４の空気圧力変化が低減されるからである。
【００４８】
図４を参照すると、ダクト２３を介して空気チャンバ４に接続される二次チャンバ２２の中に配置されたピストン２１が、本発明の一実施形態に組み入れられる。空気チャンバ４の中の空気圧力は、二次チャンバ２２の中の空気圧力と等しい。ピストン２１は、二次チャンバ２２を上側二次チャンバ２２ａと下側二次チャンバ２２ｂとに分割するヘッドを有する。ピストン２１はシャフト６に結合され、ピストン２１の下側には下側ロッド面３２が存在し、下側ロッド面３２は、シャフト表面及びボア壁と垂直をなし、スプール９の頂部に対向する。
【００４９】
使用時、二次チャンバ２２の中の圧力がピストン２１に対し、ばね１７が及ぼす力と同じ方向に、かつ、空気チャンバ４の中の空気圧力に起因してダイヤフラム５が及ぼす力と同じ方向に、力を及ぼす。スプール９の動きを介して空気チャンバ４の中の空気圧力を制御する手段は、従前に記載した実施形態と同じである。ただし、システムが排出条件にあるとき、下側ロッド面３２との係合ゆえにスプール９が下向きに押される点が異なる。
【００５０】
ピストン２１がシャフト６を介してダイヤフラム５と結合することに起因して、ピストン２１が及びす力は、ばね１７及び加圧空気双方がダイヤフラム５に与える力を補助する。ピストンヘッド２１は、加圧空気が下側二次チャンバ２２ｂに入るのを防止するべく、シール２６により取り囲まれる。下側二次チャンバ２２ｂが加圧されない結果、ピストンヘッド２４の頂部に及ぼされる任意の力が、システムの他の部品により与えられる他方の力を補助する。
【００５１】
スプール９の上方には、ボア壁、シャフト６及びピストン２１により画定された間隙２７が存在する。排出条件にある場合、間隙２７がチャンバ接続孔２０と流体連通するので、流体は排出路２９に入って消音器１２を介してシステムから出ることができる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【国際調査報告】
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