KR0141620B1 - 전자펌프 - Google Patents

Abstract

전자밸브를 내장하고 있지 않으나, 전자펌프정짓에 유체의 배출을 차단함과 동시에 전자펌프 구동시에는 열리는 차단밸브로서 전자플런저로부터의 진동이 전달되지 않도록 한 것을 목적으로, 배출구멍을 개폐하는 차단밸브는 그것이 부착되어 있는 밸브제어로드를 개재하여 전자플런저 또는 피스톤에 맞닿아서 구성되었고, 구동과 정지할 때에 전자플런저의 동작중심이 배출구멍 반대쪽으로 변위하는 것을 이용하여 이 차단밸브는 이동하고, 따라서 배출구멍을 개폐함과 동시에 구동할 때 차단밸브는 전자코일 또는 피스톤에 닿지 않고 공진하는 일은 없다.

Description

전자펌프

도1은 본 발명에 관한 실시예의 단면도.

도2는 동상으 펌프구동시의 단면도.

도3은 제어밸브로드와 차단밸브의 확대 사시도.

도4는 로드가이드에 끼운 제어밸브로드의 단면도.

도5는 본 발명의 다른 실시예의 단면도.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1:전자펌프 2:전자코일

5:가이드파이프 7:키이스

9:전자플런저 13:세로구멍

14:피스톤 16:실린더

17:펌프본체 20:펌프실

21:흡입밸브 23:배출밸브

25:가이드로드 26:제어밸브로드

27:차단밸브 28:밸브통

29:밸브본체 32:스프링

35:홈 37:배출구멍

38:밸브시이트 39:스토퍼

40:구멍(孔)

[산업상 이용분야]

본 발명은 펌프정지시에 펌프내부압력 및 흡입측으로부터의 수두(water head) 압력에 의하여 유체의 누출 방지기능을 구비한 전자펌프에 관한 것이다.

[종래의 기술]

종래, 전자펌프에는 전자플런저의 배출측에서 펌프와 전혀 별개로 전자밸브를 부설시키거나, 전자플런저를 작동시키는 전자코일을 사용하여 전자가동밸브를 변위시키는 이른바 전자밸브내장의 전자펌프가 있었으나, 전자의 전자밸브 부가의 경우에는 전자밸브가 고가이어서 코스트가 상승하게 된다. 또, 후자의 전자밸브를 내장하였을 경우에는 펌프작용을 하는 부품이외에 전자밸브 작용을 하는 부품 등의 증가가 있었다.

또, 전술한 것으로부터 부품점수의 감소 및 구조의 간략을 목적으로하여 전자플런저의 일부를 차단밸브로서 이용하는 고안이 창작되고 있으나, 이것은 전자플런저에 직접 탄성재를 장착하여 하부스프링의 복귀에 의하여 유체통로를 설치한 밸브시이트에 맞닿아서 차단하는 기구이다.

그러나, 전자플런저는 극히 강력한 진동이 부여되어 있어 50 헬츠(Hz)의 적용 전원의 반파정류(半波整流)가 인가될 경우, 매분 50 회 탄성재료의 차단밸브가 밸브시이트에 맞닿도록 되어 탄성재료가 간섭재로서 기능을 갖게 하고 있으나, 차단밸브 및 밸브시이트가 반복되는 충격에 견딜 수 없어, 정지시에 차단하는 능력이 극히 짧아지게 되어 누출이 발생하게 되어 제품의 신뢰성에 문제가 있었다.

그라하여, 본 출원인은 이전에 일본국 실공소 61-21583 호에 관한 고안을 제안하였다. 이 고안에서는 전자플런저가 상부스프링과 하부스프링으로 아래 자극통에서 배출측으로 지지되도록 하고 있으므로 전자플런저는 통전시에 있어서, 전자코일의 하방으로 동작중심이 옮겨져서 전자플런저에 부착된 차단밸브는 밸브시이트에 닿지 않고, 상하동하여 펌프작용을 하고, 또한 통전을 중지하면 전자플런저의 정지위치가 상방(배출측)으로 이동하여 차단밸브를 개재하여 유체통로를 지닌 밸브시이트에 착좌하여 곧바로 배출을 방지할 수 있다.

또, 전술한 문제를 해결함에 있어 다른 회사로부터도 마찬가지 구성의 일본국 실공소 61-14635호에 관한 고안이 제안되었다. 이 고안도 통전시 전자플런저는 가이드케이스내의 액체에 의한 유동저항 등에 따라 복귀스프링의 반발력이 억제되어 정지시의 위치에 완전히 되돌아오기전에 다음의 펄스전류에 의하여 하방으로 재차 자기 흡인된다. 이 때, 전자플런저에 접촉한 배출플런저도 동시에 하방으로 이동한다. 즉, 통상 운전시는 밸브시이트와 밸브본체는 항상 오픈 상태인 위치에서 전자플런저는 왕복운동하고 있다.

따라서, 통상 운전시는 밸브시이트와 밸브본체는 접촉이 없고, 배출유로는 완전히 열려 있는 것이므로 맞닿는 소리도 발생하지 않고, 또한 그 손상도 없으며 누출액도 없다고 한다.

[발명을 해결하려는 과제]

전술한 일본국 실공소 61-21583호의 고안도 실공소 61-14635호의 고안도 마찬가지로 펌프구동시에는 밸브시이트에서 차단밸브나 밸브본체가 떨어져 닿지 않아서 수명을 격단히 향상시키게 되지만, 양자는 모두 차단밸브, 밸브본체가 전자플런저의 진동 (매초 50 회)을 받아서 공진(共振)하여, 진동음의 발생이나 통과하는 유체가 교반되는 불편이 있었다. 그것은 차단밸브의 밸브본체가 전자플런저측에 부착되어 있기 때문에 발생한다.

그리하여, 본 발명은 상술한 불편을 해결하기 위하여 차단밸브를 전자플런저에서 떨어지게 함에 따라 해결을 도모하면서 신뢰성이 높고, 또한 수명이 좋은 전자펌프를 제공하는 것이다.

[과제를 해결하기 위한 수단]

본 발명의 전자펌프는 전자코일을 밖에서 끼운 전자플런저 작동실내에 상부 스프링과 하부스프링으로 지지된 전자플런저를 배설하고, 이 전자플런저에 실린더에 끼운 피스톤을 접속하여 전자플런저가 전자코일에 공급되는 단속 전류에 의하여 왕복운동되어서 흡입밸브와 배출밸브 등에 의하여 펌프작용을 하는 전자펌프에 있어서, 전자플런저 작동실의 상방에 가입유체를 배출구멍으로 흘리도록 구성한 로드가이드를 배설하여, 이 로드가이드에서 제어밸브로드를 슬라이딩이 자유롭도록 안내하며, 이 제어밸브로드는 일단이 펌프정지시에 피스톤 또는 전자플런저에 닿는 당접단부(當接端部)로 되고, 타단에 탄성을 지닌 차단밸브가 배출구멍에 설치한 밸브시이트에 맞닿아서 이 배출구멍을 폐쇄함과 동시에 제어밸브로드를 배출구멍으로부터 차단밸브를 이탈하는 방향으로 가압시키는 스프링을 설치하였음에 있다.

차단 밸브는 제어밸브로드 단부의 스프링받침에 부착되는 밸브통과 이 밸브통내에 배설된 스프링 가압의 밸브본체 등으로 구성되었음에 있다.

로드가이드에의 유체의 흐름의 허용은 제어밸브로드에 있고, 축방향으로 홈을 형성한다거나, 또 로드가이드에 구멍을 뚫어서도 좋다.

전술한 밸브통은 일단에 스프링받침 끼워맞춤용 구멍이 타단에 밸브시이트 삽입용 구멍이 형성되어 있다.

또한, 차단밸브는 고무재로 형성되어도 좋다.

따라서, 전자플런저는 상부스프링 및 하부스프링으로 배출구멍측에 지지되어 있기 때문에 정지시에 제어밸브로드의 일단을 피스톤 또는 전자플런저에 의하여 가압되어 차단밸브가 스프링에 저항하여 배출구멍쪽으로 이동하여 이 차단밸브가 배출구멍의 밸브시이트에 착석하여 닫혀져 있다.

전자코일에 통전되면 전자플런저는 배출구멍 반대측으로 동작중심이 옳겨져서 피스톤 또는 전자플런저가 제어밸브로드의 일단에 닿지 않게 되어, 그 간격만큼 스프링에 의하여 제어밸브로드가 배출구멍 반대쪽으로 변위하여 차단밸브는 밸브시이트에서 떨어져서 배출구멍은 열리게 된다. 이 차단밸브에 영향을 주는 제어밸브로드는 피스톤 또는 전자플런저와 맞닿지 않아서 펄스수와 같은 진동이 전자플런저에 부여되어도 공진하는 일은 없다. 이에 따라, 차단밸브에 의한 진동음이나 유체를 교반시키는 불편은 없다.

[실시예]

이하, 본 발명의 실시예를 도면에 기초하여 설명한다.

도1∼ 도4에 있어서, 전자펌프(1)는 단속전류(펄스전류)가 흐르는 전자코일(2)을 구비하였고, 이 전자코일(2)은 수지성의 보빈(3)에 감겨져 있다. 그리고, 이 전자코일(2)의 중심에 가운데쯤에 공간이 비자성체에서 분리한 한쌍의 자성체의 상방자극통(4a), 하방자극통(4b)을 개재하여 금속성이고 비자성재인 가이드파이프(5)가 세로방향으로 설치되어 있다. 이 가이드파이프(5)는 그 일단 바깥쪽이 자극통(4a)에 접촉하였고, 그 안쪽에 다음에 설명하는 가이드로드(25)가 끼워맞추어졌고, 또 타단의 바깥쪽을 다음에 설명하는 펌프본체(17)에 접촉하여 설치되어 있다.

또, 상하자극통(4a, 4b)에는 자기회로를 구성하므로 보빈(3) 상부 및 하부에 잇따라서 뻗은 자성재의 상판(6a) 및 하판(6b)이 각기 설치됨과 동시에 전자코일(2)의 가장 바깥쪽에 자성재는 케이스(7)가 씌워져 있다.

전자플런저(9)는 자성재의 원통체이고 상부스프링(10a)과 하부스프링(10b) 등으로 가이드파이프(5)로 구성된 전자플런저 작동실(11)내에 지지되었고, 전자코일(2)의 여지없는 조건하에서는, 이 전자플런저(9)의 하단이 하방자극통(4b)의 상단과의 사이에 적당한 거리(d)를 갖도록 배설되어 있다. 그리고, 이 작동실(11)은 전자플런저(9)에 의해 상부스프링 실(11a)과 하부스프링 실(11b)로 분리되어 있다. 이 전자플런저(9)에는 축방향으로 세로구멍(13)이 천설되어, 상부스프링 실(11a)과 하부스프링 실(11b)의 사이에 연통하고 있다. 또, 이 전자플런저(9)의 하부에는 피스톤(14)이 굳게 부착되어 있다.

피스톤(14)은 전술한 바와 같이 전자플런저(9)에 굳게 부착되어, 실린더(16)내에 삽입되어서, 이 전자플런저(9)의 왕복운동에 따라서 왕복운동하고 있다. 더욱이, 실린더(16)는 펌프본체(17)에 o 링(18)을 개재하여 지지되어 있다. 더욱이, 실린더(16)는 하부스프링(10b)의 하단을 지지하고 있다.

펌프실(20)은 피스톤(14)의 선단이 한 면을 이루고, 이 피스톤의 왕복운동으로 이 챔버(20)내의 압력변화가 발생하여 부압으로 되면 흡입밸브(21)를 개방하여 흡입구(22)에서 유체를 흡입하고, 반대로 정압(正壓)으로 되면, 배출밸브(23)을 개방하여 플런저 작동실(11)내에 배출시킨다.

가이드로드(25)는 가이드파이프(5)의 안쪽에서 상단에 o 링(19)을 개재하여 부착되었고, 내부에 큰 지름부분(25a)과 작은 지름부분(25b)이 형성되었으며, 작은 지름부분(25b)에는 제어밸브로드(26)의 로드부(26a)가 배설되었고, 큰 지름부분(25a)에는 스프링받침(26b)이 수납되어 있다.

제어밸브로드(26)는 로드부(26a)와 스프링받침(26b)등으로 구성되었으며, 이 로드부(26a)에 세로방향으로 유체통과용의 홈(35)이 형성되었고(도 3 참조), 또 스프링받침(26b)에 차단밸브(27)가 부착되어 있다. 또, 스프링받침(26b)과 배출조인트(31) 사이에 제어밸브로드(26)를 전자플런저(9)측으로 가압하는 스프링(32)이 배설되어 있다.

차단밸브(27)는 스프링받침(26b)에 부착된 밸브통(28)과, 그 내부에 배설된 가이드로드(37) 반대방향으로 가압하는 스프링(30)에 가압된 밸브본체(29)로 구성되어 있다. 더욱이, 밸브통(28)의 상단에는 밸브시이트 삽입용 구멍(33)을, 하단에는 스프링받침 끼워맞춤용 구멍(34)을, 측면에는 구멍(41)이 각각 형성되어 있다(도 3 참조).

배출조인트(31)는 가이드로드(25)에 o 링(36)을 개재하여 밖에서 안으로 끼워졌고, 가이드로드(25)의 큰 지름부분(25a)을 폐쇄하여 하나의 챔버로 하고 있으며, 배출구멍(37)이 큰 지름부분(25a)에 돌출하고 있다. 이 배출구멍(37)의 선단은 밸브시이트(38)로 되어 있다.

다음에, 본 발명의 사용례를 설명한다. 상용전원을 반파정류한 단속전류(펄스전류)를 전자코일(2)에 통전하면 전류(펄스)인가시에 전자코일(2)에 자력이 발생하여 케이스(7), 하판(6b), 상방자극통(4a), 전자플런저(9), 하방자극통(4b) 및 상판(6a)에 의한 자기회로가 구성되어 전자플런저(9)가도 2에 나타낸 바와 같이 하방으로 흡입변위하게 된다. 변위량은 전자플런저(9)의 하단과 하방자극통(4b)의 상단의 거리(d)가 없어지는 량이다.

이 전자플런저(9)의 하방으로의 변위에 따라 상부스프링(10a)이 압축되어 하부스프링(10b)에 반발에너지가 저장된다. 이 경우 동시에 피스톤(14)도 변위하여 흡입한 유체를 가압하여 배출밸브(23)가 열림과 동시에 차단밸브(27)도 다음에 설명하는 바와 같이 열린다.

즉, 통전시에 피스톤(14)이 하방으로의 변위에 따라서 제어밸브로드(26)가 스프링(32)에 의하여 하방으로 스토퍼(39)에 이르기까지 변위한다. 이에 따라, 밸브통(28)도 함께 변위한다. 이 때문에 펌프본체(29)는 밸브통(28)의 상단 안쪽에 연결 고정되면서 하방으로 변위되어 배출구멍(37)의 밸브시이트(38)에서 강제적으로 떨어지게 된다. 따라서, 가압유체는 배출구멍(37)에서 배출된다. 더욱이, 제어밸브로드(26)의 하단과 피스톤(14)의 상단과의 최대 G만큼의 간극을 갖게 되어 있다.

전류(펄스) 차단시에는 전자코일(2)의 자력이 감쇠하여 소멸하면 하부스프링(10b)의 반발력으로 전자플런저(9)는 상방으로 이동한다. 이에 따라, 피스톤(14)의 상방으로 이동되어 흡입구멍(22)으로부터 유체를 흡입한다. 이와 같은 동작의 반복으로 매초 50회 진동하며, 피스톤(14)도 함께 왕복운동하기 때문에 흡입밸브(21)과 배출밸브(23)에 의하여 펌프작용을 하고, 유체를 흡입구멍(22)으로부터 흡입하며, 배출구멍(38)으로부터 배출하게 한다.

전류(펄스)의 감쇠시에는 하부스프링(10b)에 상방으로 변위시키나 전자플런저 작동실(11)내에 충만하는 유체에 의한 저항 등에 의하여 완전히 원래의 위치로 되돌아가기전에 전자코일(2)이 재차 여지되도록 되어, 재차 전자플런저(9)에 대하여 하방으로의 변위력이 부여되어 전자플런저(9)는 그 동작중심은 상당히 전자코일(2)의 하방(피스톤측)으로 옮긴 상태를 유지하면서 동작하기 때문에 피스톤(14)의 상단은 제어밸브로드(26)의 하단과 맞닿지 않도록 갭(G)을 확보하고 있다.

즉, 제어밸브로드(26)는 펌프구동시는 도 2에 나타낸 바와 같은 위치로 되고, 더욱이 그 위치가 변동하지 않고 스프링(28)에 의하여 스토퍼(39)에 가압된 위치에 유지되기 때문에 차단밸브(27)의 진동은 발생하지 않으며, 소음의 발생도 없다.

다음에, 전자플런저(9)에 대한 통전이 정지되면 전자코일(2)은 단속적으로 여지되는 일이 없게 되어 전자플런저(9)는 상부 및 하부스프링(10a, 10b)으로 지지되어 배출구멍측으로 복귀되며, 그 결과 피스톤(14)은 그 상부에서 제어밸브로드(26)의 하단에 맞닿아서 스프링(32)에 저항하여 가압한다. 하부스프링(10b)는 스프링(32)보다도 힘이 강하고, 밸브통(28)은 배출구멍쪽으로 도 1에 나타낸 바와 같은 위치에 복귀한다. 이에 따라, 차단밸브(27)의 밸브본체(29)는 밸브시이트(38)에 착석되어 닫혀진다. 그리고, 가압유체의 배출은 정지된다.

도 5에 있어서, 가압유체의 플런저 작동실(11)의 상부스프링 실(11a)에서 가이드로드(25)의 큰 지름부분(25a)으로 유체를 흘리는 수단으로서 실시예와 달라서 가이드로드(25)에 구멍(40)을 형성하여도 좋다.

다욱이, 본 발명의 실시예에 있어서는 제어밸브로드(26)는 그 하단에서 피스톤(14)의 상단과 맞닿도록 구성되어 있으나, 피스톤(14)뿐 아니라 이것과 연결되어 있는 전자플런저(9)에서 맞닿도록 구성하여도 좋다는 것은 더 말할 것도 없다.

또, 차단밸브(27)는 본 발명의 실시예에서는 밸브통(28)과 밸브본체(29), 스프링(30)등으로 이루어져 있으나, 이에 한정하지 않고 탄성을 갖도록 구성하는 것이 좋고, 예컨대 고무재나 수지재 등을 이용할 수도 있다.

[발명의 효과]

이상과 같이 본 발명에 의하면 상부스프링 및 하부스프링에 의하여 전자플런저는 배출측에 지지되어 있기 때문에 정지시에 제어밸브로드의 일단을 피스톤 또는 전자플런저에 의하여 가압되어 차단밸브가 스프링에 대하여 배출구멍측으로 이동하고, 배출구멍측에 설치한 밸브시이트에 착석하여 닫혀지게 된다. 전자코일에 통전되면 전자플런저는 배출구멍 반대측에 동작중심이 옮겨져서 피스톤 또는 전자플런저가 제어밸브로드의 일단에 닿지 않게 되고, 그 갭부분만큼 스프링에 의하여 제어밸브로드가 배출 반대측에 변위하여 차단밸브는 밸브시이트에서 떨어져서 배출구멍은 열리게 된다. 이 차단밸브에 영향을 주는 제어밸브로드는 피스톤 또는 전자플런저와 맞닿지 않으며, 펄스수와 같은 수의 진동이 전자플런저에 부여되어도 공진하는 일은 없다. 이에 따라 진동음이나 유체를 교반시키는 불편도 발생하지 않는 효과를 성취하였다.

Claims (6)

1. 전자코일을 바깥에서 안으로 끼운 전자플런저 작동실내에 상부스프링과 하부스프링에 의하여 지지된 전자플런저를 배설하고, 이 전자플런저에 실린더에 끼운 피스톤을 접속하여 전자플런저가 전자코일에 공급되는 단속전류에 따라 왕복운동되어서 흡입밸브와 배출밸브에 의하여 펌프작용을 하는 전자펌프에 있어서, 전자플런저 작동실의 상방에 가압유체를 배출구멍에 흐르도록 구성한 로드가이드를 배설하고, 이 로드가이드에서 제어밸브로드를 슬라이딩이 자유롭도록 안내하고, 이 제어밸브로드는 일단이 펌프정지시에 피스톤 또는 전자플런저에 닿는 당접단부로 되었으며, 타단은 탄성을 구비한 차단밸브가 설치되어, 펌프정지시에는 이 차단밸브가 배출구멍에 설치한 밸브시이트에 닿아서 이 배출구멍을 폐쇄함과 동시에 제어밸브로드를 배출구멍으로부터 차단밸브를 이탈하는 방향으로 가압시키는 스프링을 설치한 것을 특징으로 하는 전자펌프.
2. 제1항에 있어서, 차단밸브는 제어밸브로드 단부의 스프링받침에 부착되는 밸브통과, 이 밸브통내에 배설된 스프링가압의 밸브본체로 이루어진 것을 특징으로 하는 전자펌프.
3. 제1항에 있어서, 로드가이드에의 유체의 흐름의 허용은 제어밸브로드로서, 축방향으로 홈을 형성한 것을 특징으로 하는 전자펌프.
4. 제1항에 있어서, 로드가이드에의 유체의 흐름의 허용은 이 로드가이드에 구멍이 뚫린 것을 특징으로 하는 전자펌프.
5. 제2항에 있어서, 밸브통은 일단에 스프링 받침 끼워맞춤용 구멍이, 타단에 밸브시이트 삽입용 구멍이 각각 형성되어 있음을 특징으로 하는 전자펌프.
6. 제1항에 있어서, 차단밸브는 고무재 또는 수지재로 이루어진 것을 특징으로 하는 전자펌프.