KR100199658B1 - Reciprocating electric pump - Google Patents
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Abstract
본 발명은 소형으로서 출력과 에너지 효율이 높고 내구성이 뛰어나며 저렴한 비용으로 제작 가능한 왕복동식 전자펌프에 관한 것이다.The present invention relates to a reciprocating electronic pump that is compact and has high output, energy efficiency, durability and low cost.
본 발명에 따른 전자펌프는 하나의 길이방향 실린더와, 상기 실린더 내부 좌/우에 작동공간을 구비하도록 삽입되어 좌/우로 슬라이딩 가능하게 배치된 영구자석과, 상기 실린더의 좌/우측 작동공간에 각각 연결된 한쌍의 흡입관 및 배출관과, 한쌍의 흡입관과 배출관에 설치되어 유체를 일방향으로만 통과시키는 한쌍의 흡입밸브 및 배출밸브와, 실린더의 외주부 중간에 배치되며 인가되는 교번전압에 응답하여 실린더 양측에 서로 반대극성을 가지며 주기적으로 극성이 반전되어 실린더 내부의 영구자석을 좌/우로 이동시키기 위한 솔레노이드로 구성되며, 영구자석의 좌/우 이동에 따라 흡입관 및 배출관을 통하여 교대로 유체의 흡입과 배출을 실행하는 것을 특징으로 한다.The electronic pump according to the present invention is connected to one longitudinal cylinder, a permanent magnet inserted to have a working space in the left and right of the cylinder and slidably disposed left and right, and a left and right working space of the cylinder, respectively. A pair of suction pipes and discharge pipes, a pair of suction valves and discharge valves installed in the pair of suction pipes and discharge pipes to pass the fluid in only one direction, and are arranged in the middle of the outer circumference of the cylinder and opposite to each other in response to the applied alternating voltage. It consists of a solenoid for moving the permanent magnet in the cylinder to the left and right with the polarity and the polarity is periodically reversed, and the suction and discharge of the fluid alternately through the suction pipe and the discharge pipe in accordance with the left / right movement of the permanent magnet It is characterized by.
따라서 본 발명은 구조가 간단하여 내구성이 높고 가공이 용이하여 제조비용이 저렴하며, 솔레노이드에 의한 흡인력이 피스톤을 이루는 영구자석의 자력과 상호작용시 피스톤의 이동방향으로 흡인력과 반발력이 발생되어 피스톤에 대한 구동력의 증가와 이에따른 유체의 펌핑능력이 향상된다.Therefore, the present invention has a simple structure, high durability, easy processing, and low manufacturing cost. When the suction force by the solenoid interacts with the magnetic force of the permanent magnet forming the piston, the suction force and the repulsive force are generated in the piston's moving direction. Increasing the driving force and thus the pumping capacity of the fluid is improved.
Description
제1도는 종래의 전자식 유체펌프에 대한 길이방향 단면도.1 is a longitudinal sectional view of a conventional electronic fluid pump.
제2도는 제1도에 도시된 유체펌프의 종단면도.2 is a longitudinal sectional view of the fluid pump shown in FIG.
제3도는 본 발명에 따른 왕복동식 전자펌프에 대한 길이방향 일부 단면도.3 is a partial longitudinal cross-sectional view of a reciprocating electromagnetic pump according to the present invention.
제4도는 제3도에 도시된 전자펌프의 종단면도.4 is a longitudinal sectional view of the electronic pump shown in FIG.
제5도 (a) 및 (b)는 본 발명의 유체 펌핑작용을 설명하기 위한 설명도.5 (a) and 5 (b) are explanatory diagrams for explaining the fluid pumping action of the present invention.
제6도는 (a) 및 (b)는 본 발명의 다른 실시예에 따른 피스톤의 구조를 보여주는 단면도이다.6 is a cross-sectional view showing the structure of a piston according to another embodiment of the present invention (a) and (b).
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings
21 : 피스톤 23 : 실린더21: piston 23: cylinder
25 : 솔레노이드 27A,27B : 좌/우측 흡입관25: solenoid 27A, 27B: left and right suction pipe
29A,29B : 좌/우측 배출관 31A,31B : 좌/우측 흡입밸브29A, 29B: Left / right discharge line 31A, 31B: Left / right intake valve
33A,33B : 좌/우측 배출밸브 35A,35B : 좌/우측 리미트 스위치33A, 33B: Left / right discharge valve 35A, 35B: Left / right limit switch
37 : 구동 제어부 39 : 좌측공간37: drive control unit 39: left space
41 : 우측공간 43 : 밀폐링41: right space 43: sealing ring
[발명의 목적][Purpose of invention]
[발명이 속하는 기술분야 및 그 분야의 종래기술][Technical field to which the invention belongs and the prior art in that field]
본 발명은 왕복동식 전자펌프(Electro-Magnetic Pump)에 관한 것으로, 특히 소형으로서 출력과 에너지 효율을 높고 내구성이 뛰어나며 저렴한 비용으로 제작 가능한 전자펌프에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a reciprocating electromagnetic pump, and more particularly, to an electronic pump that can be manufactured in a small size with high output and energy efficiency, excellent durability, and low cost.
일반적으로 기체나 액체와 같은 유체를 이송하기 위한 유체펌프는 대체적으로 동원력으로서 모터를 이용하고 있다.In general, a fluid pump for transporting a fluid such as gas or liquid generally uses a motor as a motive force.
즉 모터를 이용한 방식은 모터의 회전동력을 이용하여 임펠러를 회전시킴으로서 일측의 기체나 액체를 타측으로 이송시킬 수 있도록 한 구조를 갖고 있으나 모터의 로우터와 크랭크축으로 연결된 피스턴이 실린더 내에서 왕복운동하면서 양단의 첵크밸브가 교번으로 개폐되는 작동에 의하여 유체를 이송시키고 있다.In other words, the method using the motor has a structure that can transfer the gas or liquid of one side to the other side by rotating the impeller by using the rotational power of the motor, but the piston connected to the rotor of the motor and the crankshaft reciprocates in the cylinder. The check valves at both ends transfer fluid by an operation of alternating opening and closing.
그러나 이러한 유체펌프는 기본적으로 모터를 구비해야 하므로 압송을 위한 에너지 효율이 저하될 수밖에 없으며, 또한 피스턴과 실린더를 이용한 방식은 크랭크에 의해 모터의 회전운동을 직선 왕복운동으로 변환시키는 과정에서 소음이 구조적으로 크게 발생하게 되면 구조가 복잡하여 제작비용이 높고 부피가 커지는 문제를 안고 있다.However, since the fluid pump basically has a motor, the energy efficiency for pumping is inevitably deteriorated. In addition, the piston and the cylinder-based method have a structural noise in the process of converting the rotational motion of the motor into a linear reciprocating motion by a crank. If large occurs as a complex structure has a problem that the production cost is high and bulky.
이를 개선하기 위하여 일본국 특개소56-66467호 왕복식 액체 압송기에서는 상용교류전원을 이용하여 전자석에 의한 영구자석의 흡인과 반발이 반복되도록 함으로써 이송대상물의 흡인과 압출이 반복되도록하여 효율적이고 단순한 구조를 갖는 전자(電磁) 유체펌프를 제안하고 있다.In order to improve this, Japanese Patent Application Laid-Open No. 56-66467 reciprocating liquid presser allows the suction and repulsion of the permanent magnet by the electromagnet to be repeated by using a commercial alternating current power so that the suction and extrusion of the object to be transported are repeated efficiently and simply. An electromagnetic fluid pump having a structure has been proposed.
상기 유체펌프는 별도의 모터 동력원을 구비하지 않는다는 점에서 종래에 비하여 효율의 증가와 크기의 소형화를 이룰 수 있으나 전자석의 흡인 및 반발하면서 왕복운동하는 영구자석의 스트로크 바깥 위치, 즉 길이방향 실린더의 좌/우에 전자석이 배열된 구조를 갖고 있다.The fluid pump can achieve an increase in efficiency and size reduction compared to the conventional one in that it does not have a separate motor power source, but the stroke outside position of the permanent magnet reciprocating while sucking and repelling the electromagnet, that is, the left side of the longitudinal cylinder It has a structure in which electromagnets are arranged at the right.
따라서 실린더 내에서 왕복운동하는 영구자석과 전자석 간의 거리가 비교적 크게 존재하며 이러한 상태에서 운동방향을 바꾸는데 필요한 기동 토오크를 얻기 위하여 전자석에는 이격된 거리의 제곱에 반비례하는 전자력을 생성할 수 있는 많은 전력소모가 요구되었다. 그 결과 효율이 떨어지며 또한 대부분의 경우 전자석에 공급할 수 있는 전력은 극히 제한되어 있으므로 이러한 유체펌프는 그 출력이 작게 된다. 따라서 이러한 유체펌프는 주로 완구나 간이 설비용으로 사용되고 있으며 산업용으로 활용할 수 있는 정도의 경제성을 갖고 있지 못하고 있다.Therefore, there is a relatively large distance between the permanent magnet reciprocating in the cylinder and the electromagnet, and in this state, in order to obtain the starting torque required to change the direction of motion, the electromagnet consumes a lot of power which can generate an electromagnetic force inversely proportional to the square of the distance separated from the electromagnet. Was required. The result is less efficiency, and in most cases the power that can be supplied to the electromagnet is extremely limited, so these fluid pumps have a small output. Therefore, such a fluid pump is mainly used for toys or simple equipment and does not have the economical degree that can be utilized for industrial use.
[발명이 이루고자 하는 기술적 과제][Technical problem to be achieved]
상기한 종래기술의 문제점을 해결하기 위하여 또다른 종래기술이 본 발명자에 의해 실용신안공고 제96-3409호로 제안되었다. 상기 실용신안공고 제96-3409호에 개시된 제안에서는 제1도 및 제2도에 도시된 바와같이 영구자석(1)이 내부에서 왕복운동하는 길이방향 실린더(3)의 외주부에 소정간격으로 길이방향 실린더(3)의 외주부에 소정간격으로 길이방향으로 둘러싸는 4개의 전자석(5A-5D)이 배치되어 각 전자석(5A-5D)에 인가되는 동일한 교류전압(AC)에 따라 길이방향의 실린더 외주부 전체가 동일한 N극 또는 S극 전자석을 교번되는 구조를 갖고 있다. 제1도 및 제2도에서 미설명부호 7은 흡입관, 9는 배출관, 11은 흡입밸브, 13은 배출밸브, 15는 리미트 스위치, 17은 구동 제어부를 각각 가리킨다.In order to solve the above problems of the prior art, another prior art has been proposed by the inventor in the Utility Model Publication No. 96-3409. In the proposal disclosed in the Utility Model Publication No. 96-3409, as shown in FIGS. 1 and 2, the permanent magnet 1 reciprocates in the longitudinal direction at a predetermined interval in the outer circumferential portion of the longitudinal cylinder 3. Four electromagnets 5A-5D enclosed in the longitudinal direction at predetermined intervals on the outer circumference of the cylinder 3 are arranged so that the entire cylinder outer periphery in the longitudinal direction is subject to the same alternating current AC applied to each electromagnet 5A-5D. Has the structure in which the same N pole or S pole electromagnet is alternated. In FIG. 1 and FIG. 2, reference numeral 7 denotes a suction pipe, 9 a discharge pipe, 11 a suction valve, 13 a discharge valve, 15 a limit switch, and 17 a drive control unit.
상기한 종래구조는 영구자석과 전자석 간의 거리가 최소로 유지될 수 있어 영구자석(1)에 가해지는 전자석(5A-5D)의 전자력이 강력하게 영향을 미치기 때문에 효율의 개선이 크게 이루어지고 있어 산업용으로 널리 활용이 이루어질 수 있는 구조이다.In the above-described conventional structure, since the distance between the permanent magnet and the electromagnet can be kept to a minimum, the electromagnetic force of the electromagnet (5A-5D) applied to the permanent magnet 1 is strongly influenced, and thus the efficiency is greatly improved. This is a structure that can be widely used.
그러나 상기 유체펌프의 전자석은 4개의 전자석(5A-5D)이 각각 실린더(1)의 길이 방향을 따라 돌출된 코어에 구동코일이 권취된 구조를 갖고 있다.However, the electromagnet of the fluid pump has a structure in which four driving magnets 5A-5D are wound around a core in which cores protrude along the longitudinal direction of the cylinder 1, respectively.
그 결과 대형 유체펌프에는 적합하나 소형 유체펌프에 있어서는 소경의 실린더 외주부에 다수로 분할되어 장착될 수 있는 전자석의 구동코일이 제한되기 때문에 구동코일의 길이와 이를 통하여 흐르는 전류량이 상대적으로 작게 되며 이에 따른 전자석의 전자력 또한 작게되어 유체펌프의 출력 또한 작게된다. 더욱이 전자석의 코일 권취가 어려워 제조비용이 상승하는 문제점이 있다.As a result, the size of the driving coil and the amount of current flowing through it are relatively small because the driving coil of the electromagnet which is suitable for the large fluid pump but can be divided and mounted in the outer circumference of the small diameter in the small fluid pump is limited. The electromagnetic force of the electromagnet is also small, so that the output of the fluid pump is also small. Moreover, there is a problem in that the coiling of the electromagnet is difficult and the manufacturing cost is increased.
본 발명은 이러한 종래기술의 문제점을 감안하여 안출된 것으로, 그 목적은 소형으로서 출력과 에너지 효율이 높고 내구성이 뛰어나며 저렴한 비용으로 제작 가능한 왕복동식 전자펌프를 제공하는데 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the problems of the prior art, and its object is to provide a reciprocating electronic pump which is compact and has high output and energy efficiency, excellent durability and low cost.
[발명의 구성 및 작용][Configuration and Function of Invention]
상기한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 하나의 길이방향 원통형 실린더와, 상기 실린더 내부 좌/우에 작동공간을 구비할 수 있는 길이로 삽입되어 좌/우로 슬라이딩 가능하게 배치되며 외주부와 중심간에 서로 반대 극성의 자극을 갖는 영구자석으로 이루어진 피스톤과, 상기 실린더의 좌/우측 작동공간에 각각 연결된 한쌍의 흡입관 및 배출관과, 상기 한쌍의 흡입관과 배출관에 설치되어 유체를 일방향으로만 통과시키는 한쌍의 흡입밸브 및 배출밸브와, 상기 실린더의 외주부 중간에 배치되며 인가되는 교번전압에 응답하여 실린더 양측에 서로 반대극성을 가지며 주기적으로 극성이 반전되어 상기 실린더 내부의 피스톤을 좌/우로 이동시키기 위한 교번 전자력을 발생하는 솔레노이드로 구성되며, 상기 피스톤의 좌/우 이동에 따라 상기 좌/우측 작동공간과 연결된 흡입관 및 배출관을 통하여 교대로 유체의 흡입과 배출이 실행되는 것을 특징으로 하는 왕복동식 전자펌프를 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention is inserted into one longitudinal cylindrical cylinder, the length that can have a working space in the left and right inside the cylinder is arranged to be slidable left and right and opposite each other between the outer peripheral portion and the center A pair of suction valves, which are installed in the pair of suction pipes and discharge pipes connected to the left and right operating spaces of the cylinder, and the pair of suction pipes and discharge pipes, respectively, to the piston made of a permanent magnet having a polar magnetic pole. And a discharge valve and a polarity opposite to each other on both sides of the cylinder in response to an alternating voltage applied in the middle of the outer periphery of the cylinder and periodically inverting polarity to generate an alternating electromagnetic force for moving the piston inside the cylinder to the left / right. Consists of a solenoid, the left / right side according to the left / right movement of the piston It provides a reciprocating electronic pump characterized in that the suction and discharge of the fluid is carried out alternately through the suction pipe and the discharge pipe connected to the operating space.
본 발명에 따르면, 상기 피스톤은 전체적으로 봉형상을 이루며, 중앙부에 길이방향으로 중공부를 갖거나 중공부가 없는 다수의 분할자석으로 구성되어 있다. 또한 상기 분할자석 각각의 외주부와 내주부 간에는 서로 반대극성, 예를들어 외주부가 N극이면 내주부는 S극으로 설정되고, 외주부가 S극이면 내주부가 N극으로 되도록 착자된다. 따라서, 피스톤 전체적으로 볼 때 외주부는 N극 또는 S극의 자극을 갖는다.According to the present invention, the piston has a rod shape as a whole, and is composed of a plurality of divided magnets having a hollow portion in the longitudinal direction or no hollow portion. In addition, between the outer circumferential portion and the inner circumferential portion of each of the divided magnets, the inner circumferential portion is set to the S pole if the outer circumferential portion is the N pole, and the inner circumferential portion is magnetized to the N pole if the outer circumferential portion is the S pole. Therefore, the outer peripheral part has the magnetic pole of N pole or S pole as the whole piston.
또한 상기 솔레노이드는 소정길이 만큼 실린더의 외주에 종방향을 따라 권취된 구동코일로 구성된다.In addition, the solenoid is composed of a drive coil wound along the longitudinal direction on the outer periphery of the cylinder by a predetermined length.
상기한 바와같이 본 발명에서는 실린더의 외주에 종방향으로 구동코일이 권취된 솔레노이드를 구비하고 있으므로 실린더 직경이 작은 소출력 펌프에 채용되는 경우 구조가 간단하여 내구성이 높고 가공이 용이하여 제조비용이 저렴하며, 솔레노이드를 이루는 구동코일의 권취턴수와 구동전류를 상대적으로 증강시키는 것이 가능하며 피스톤에 대한 기동 토오크가 크게 발생하여 에너지 효율과 유체의 펌핑능력이 향상된다.As described above, the present invention includes a solenoid in which the drive coil is wound in the longitudinal direction on the outer circumference of the cylinder, so that when it is employed in a small output pump with a small cylinder diameter, the structure is simple, high durability, easy processing, and low manufacturing cost. In addition, it is possible to increase the number of turns and the drive current of the drive coil constituting the solenoid relatively, and the starting torque for the piston is largely generated, thereby improving energy efficiency and pumping ability of the fluid.
[실시예]EXAMPLE
이하에 상기한 본 발명을 바람직한 실시예가 도시된 첨부도면을 참고하여 보다 상세하게 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings.
첨부된 제3도는 본 발명에 따른 왕복동식 전자펌프에 대한 길이방향 단면도이고, 제4도는 제3도에 도시된 전자펌프의 종단면도이며, 제5도(a) 및 (b)는 본 발명의 유체 펌핑작용을 설명하기 위한 설명도이고, 제6도(a) 및 (b)는 본 발명의 다른 실시예에 따른 피스톤의 구조를 보여주는 종단면도이다.3 is a longitudinal cross-sectional view of the reciprocating electromagnetic pump according to the present invention, FIG. 4 is a longitudinal sectional view of the electron pump shown in FIG. 3, and FIGS. 5 (a) and (b) show Explanatory drawing for explaining the fluid pumping action, Figure 6 (a) and (b) is a longitudinal cross-sectional view showing the structure of a piston according to another embodiment of the present invention.
먼저 제3도 및 제4도에 도시된 바와같이 본 발명의 유체펌프는 길이방향의 원통형 실린더(23) 내부에 좌/우로 이동가능하게 봉형 영구자석으로 이루어진 피스톤(21)이 삽입되어 있고, 실린더(23)의 좌/우측에는 각각 압송 대상 물측과 연통된 좌/우 흡입관(27A,27B) 및 압송물이 공급되는 장소와 연결된 좌/우 배출관(29A,29B)이 접속되며, 흡입관에는 좌/우 흡입밸브(31A,31B)가, 배출관에는 좌/우 배출밸브(33A,33B)가 설치되어 있다.First, as shown in FIGS. 3 and 4, the fluid pump of the present invention has a piston 21 made of a rod-shaped permanent magnet inserted into the cylindrical cylinder 23 in the longitudinal direction so as to be movable left and right. The left and right suction pipes 27A and 27B in communication with the water side to be conveyed and the left and right discharge pipes 29A and 29B connected to the place where the feed material is supplied are respectively connected to the left and right sides of 23, and the left and right sides are connected to the suction pipe. Right intake valves 31A and 31B are provided, and discharge pipes are provided with left and right discharge valves 33A and 33B.
또한 실린더의 양측단부에는 피스톤(21)의 접근을 검출하는 좌/우 리미트 스위치(35A,35B)가 배치되어 있고, 상기 스위치의 검출신호는 상용 교류 입력 신호의 극성주기를 변환함과 동시에 솔레노이드에 인가되는 전력량과 구동주기를 제어하기 위한 구동 제어부(37)에 인가된다.In addition, left and right limit switches 35A and 35B for detecting the approach of the piston 21 are disposed at both ends of the cylinder, and the detection signal of the switch converts the polarity period of the commercial AC input signal to the solenoid. It is applied to the drive control unit 37 for controlling the amount of power applied and the drive cycle.
상기 구동 제어부(37)의 출력은 원통형 실린더(23)의 외주부 중간에 피스톤(21)을 원할하게 왕복운동시킬 수 있는 소정길이에 걸쳐 종방향으로 구동코일이 원형으로 권취된 솔레노이드(25)에 연결되어 있다. 도면에서 미설명 부호 43은 밀폐링을 가리킨다.The output of the drive control unit 37 is connected to the solenoid 25 in which the drive coil is wound in a circular shape in the longitudinal direction over a predetermined length capable of smoothly reciprocating the piston 21 in the middle of the outer circumferential portion of the cylindrical cylinder 23. It is. Reference numeral 43 in the drawing indicates a sealing ring.
상기한 피스톤(21)은 제4도에 도시된 바와같이 전제척으로 원형 봉형상을 이루는 3개의 분할자석(21A-21C)으로 이루어지며, 외주부에 S극의 극성을 갖고 내주부에 N극 갖도록 착자되어 있다. 따라서 이 경우 피스톤(21)의 외주부는 S극을 갖는다.As shown in FIG. 4, the piston 21 is composed of three divided magnets 21A-21C which form a circular rod shape as a whole, and have an S pole polarity at the outer circumference and an N pole at the inner circumference. It is magnetized. Therefore, in this case, the outer peripheral part of the piston 21 has S pole.
한편 제3도 및 제4도에서 본 발명의 피스톤(21)은 3개의 분할자석으로 분할된 경우를 예시하였으나, 제6도(a) 및 (b)와 같이 4개의 분할자석(51A-51D) 또는 N(N은 양의 정수)개의 분할자석으로 형성하는 것도 가능하며, 외주부가 N극이고 내주부가 S극을 갖게 착자시키는 것도 물론 가능하다.Meanwhile, in FIG. 3 and FIG. 4, the piston 21 of the present invention is divided into three divided magnets, but the four divided magnets 51A-51D are illustrated in FIGS. 6A and 6B. Alternatively, it is also possible to form N (N is a positive integer) divided magnets, and it is also possible to magnetize the outer circumferential portion to the N pole and the inner circumferential portion to the S pole.
상기에서 피스톤이 중공부를 갖는 경우는 유체의 이동을 막기 위하여 양측입구를 밀봉시키는 것이 필요하다.In the case where the piston has a hollow portion, it is necessary to seal both inlets in order to prevent the movement of the fluid.
더욱이 제6도(b)와 같이 분할 영구자석(53A-53D)의 중심부에 관통구멍이 없는 구조를 채택하는 것도 물론 가능하다.Furthermore, as shown in FIG. 6 (b), it is of course possible to adopt a structure without a through hole in the center of the divided permanent magnets 53A to 53D.
즉, 본 발명의 피스톤(21)을 구성하는 영구자석은 외주부 표면이 전체적으로 동일한 N극 또는 S극을 갖는 구조이면 모두 가능하다.That is, the permanent magnets constituting the piston 21 of the present invention can be used as long as the outer circumferential surface thereof has the same N pole or S pole as a whole.
이하에 상기와 같이 구성된 본 발명의 유체펌프의 작용을 제5도(a) 및 (b)를 참고하여 상세하게 설명한다.Hereinafter, the operation of the fluid pump of the present invention configured as described above will be described in detail with reference to FIGS. 5 (a) and (b).
먼저, 제5도(a)와 같이 피스톤(21)을 이루는 영구자석의 길이방향을 따른 외주부가 S극이고 중심부가 N극 극성을 갖고 있다고 가정하고, 솔레노이드(25)을 이루는 구동코일의 전류흐름 방향이 실린더(23) 하측으로 부터 나와서 상측방향으로 들어가는 방향을 따라 흐를 때 상기한 솔레노이드(25)에 의한 자력선은 솔레노이드의 왼쪽으로부터 나와서 오른쪽으로 들어가는 방향으로 형성된다.First, as shown in FIG. 5 (a), it is assumed that the outer circumferential portion along the longitudinal direction of the permanent magnet constituting the piston 21 is the S pole and the center has the N pole polarity, and the current flow of the driving coil constituting the solenoid 25 is shown. When the direction flows out from the lower side of the cylinder 23 and flows in the upward direction, the magnetic force lines by the solenoid 25 are formed in the direction from the left side of the solenoid to enter the right side.
이 경우 외주부가 S극 극성을 갖고 있는 피스톤(21)은 솔레노이드(25)의 우측에 형성된 S극과 동일극성을 이루므로 반발력이 발생되며, 솔레노이드(25)의 좌측에 형성된 N극과는 반대극성을 이루고 있으므로 이들간에는 흡인력이 발생하게 되어 피스톤(21)은 흡인력이 작용하는 방향, 즉 실린더(23)의 좌측으로 급속하게 이동하게 된다.In this case, the piston 21 having the S-pole polarity of the outer circumference has the same polarity as the S-pole formed on the right side of the solenoid 25, so that a repulsive force is generated, and the polarity opposite to the N-pole formed on the left side of the solenoid 25 is generated. Since the suction force is generated between them, the piston 21 moves rapidly in the direction in which the suction force acts, that is, to the left of the cylinder 23.
따라서 실린더(23)의 피스톤(21) 좌측공간(39)에 유입되어 있던 유체는 좌측 배출밸브(33A)와 배출관(29A)을 통하여 배출되며, 이때 좌측 흡입밸브(31A)는 닫힌상태를 유지하고, 우측 흡입밸브(31)는 실린더 우측공간(41)의 압력이 낮아짐에 따라 개방되어 압송 대상물이 실린더(23)의 우측공간(41)내부로 흡입된다.Therefore, the fluid flowing into the left space 39 of the piston 21 of the cylinder 23 is discharged through the left discharge valve 33A and the discharge pipe 29A. At this time, the left suction valve 31A is kept closed. The right suction valve 31 is opened as the pressure in the cylinder right space 41 is lowered so that the object to be pushed is sucked into the right space 41 of the cylinder 23.
한편 피스톤(21)이 실린더(23)의 좌측단으로 이동한 경우 좌측 리미트 스위치(15A)가 신호를 발생하여 구동 제어부(37)로 출력하면 구동 제어부가 동작하여 솔레노이드(25)에 인가되는 전류의 흐름방향이 제5도(b)와 같이 제5도(a)와 반대방향으로 변환되고, 자력선의 방향도 반대로 변환된다.On the other hand, when the piston 21 moves to the left end of the cylinder 23, when the left limit switch 15A generates a signal and outputs the signal to the drive control unit 37, the drive control unit operates to generate the current applied to the solenoid 25. The flow direction is converted in the opposite direction to that in FIG. 5 (a) as in FIG. 5 (b), and the direction of the magnetic force lines is also reversed.
이 경우, 즉 피스톤(21)이 실린더(23)의 좌측에 위치하고 있는 경우 피스톤(21)의 외주부는 솔레노이드(25)의 좌측에 형성된 S극과 동일한 극성을 갖게되어 반발력이 발생되고, 솔레노이드(25)의 우측에 형성된 N극과는 서로 반대의 극성을 갖게되어 이들간에는 흡인력이 발생하게 된다. 그결과 피스톤(21)은 흡인력이 작용하는 방향, 즉 실린더(23)의 우측으로 이동하게 된다.In this case, that is, when the piston 21 is located on the left side of the cylinder 23, the outer peripheral portion of the piston 21 has the same polarity as the S pole formed on the left side of the solenoid 25, so that a repulsive force is generated, and the solenoid 25 N poles formed on the right side of) have polarities opposite to each other, and suction forces are generated therebetween. As a result, the piston 21 moves in the direction in which the suction force acts, that is, to the right of the cylinder 23.
따라서 실린더(23)의 우측공간(41)에 유입되어 있던 유체는 우측 배출벨브(33B)와 배출관(29B)을 통하여 배출되며, 이때 우측 흡입밸브(31B)는 닫힌상태를 유지하고, 좌측 흡입밸브(31A)는 실린더의 좌측공간(39) 압력이 낮아짐에 따라 개방되어 압송 대상물이 실린더(23) 내부로 흡입된다.Therefore, the fluid introduced into the right space 41 of the cylinder 23 is discharged through the right discharge valve 33B and the discharge pipe 29B. At this time, the right suction valve 31B remains closed and the left suction valve 31A is opened as the pressure of the left space 39 of the cylinder is lowered, and the object to be pushed is sucked into the cylinder 23.
결과적으로 피스턴(21)의 왕복운동에 따라 실린더(23)내로 유입된 유체는 배출관(33A,33B)을 통하여 압송된다.As a result, the fluid introduced into the cylinder 23 by the reciprocating motion of the piston 21 is pumped through the discharge pipes 33A and 33B.
한편 피스톤(21)이 실린더(23)의 우측단으로 이동한 경우 우측 리미트 스위치(15B)가 신호를 발생하여 구동 제어부(37)로 출력하면 구동 제어부가 동작하여 솔레노이드(25)에 인가되는 전류의 흐름방향을 제5도(a)와 같이 변환시키므로 유체의 펌핑작용이 반복적으로 이루어진다.On the other hand, when the piston 21 moves to the right end of the cylinder 23, the right limit switch 15B generates a signal and outputs the signal to the drive control unit 37, whereby the drive control unit operates to generate the current applied to the solenoid 25. Since the flow direction is changed as shown in FIG. 5 (a), the pumping action of the fluid is repeated.
이 경우 본 발명에서는 솔레노이드(25)을 구성하는 구동코일이 실린더(25)의 중간에 실린더(23) 외주를 따라 종방향으로 권취된 구조를 갖고 있으므로 종래의 실린더를 따른 길이방향 권취보다 동일한 공간에 상대적으로 많은 코일이 감겨질 수 있게 된다. 따라서 동일한 크기를 갖는 경우 구동코일의 턴수가 많게되어 출력이 상대적으로 높게 구성될 수 있다.In this case, in the present invention, since the drive coil constituting the solenoid 25 has a structure wound longitudinally along the outer periphery of the cylinder 23 in the middle of the cylinder 25 in the same space than the longitudinal winding along the conventional cylinder Relatively many coils can be wound. Therefore, when the same size has a large number of turns of the drive coil can be configured to be relatively high output.
이와는 반대로 동일한 길이의 구동코일을 감을 경우에는 코일의 직경이 굵은 것을 사용할 수 있어 구동전류의 증가에 따라 펌프의 출력을 증가시킬 수 있게 된다.On the contrary, when winding coils of the same length, a coil having a large diameter may be used, and thus the output of the pump may be increased as the driving current increases.
더욱이 동일한 길이와 직경을 갖는 코일을 사용하여 솔레노이드(25)를 구성하는 경우에도 본 발명과 같이 실린더(23)의 종방향을 따라 권취할 경우가 길이방향을 따라 권취하는 경우보다 상대적을 영구자석(21)에 영향을 미치는 자계의 발생력이 더크게 발생하게 된다. 그결과 에너지 소비효율 또한 종래에 비하여 크게 개선이 이루어진다.Furthermore, even when the solenoid 25 is formed by using coils having the same length and diameter, the case of winding along the longitudinal direction of the cylinder 23 as in the present invention is relatively more permanent than the case of winding along the longitudinal direction. 21, the greater the generating force of the magnetic field affecting. As a result, the energy consumption efficiency is also greatly improved compared to the conventional.
또한 본 발명에 있어서는 왕복동 피스톤(21)의 외표면 전체가 동일한 극성으로 착자되어 있고, 이를 둘러싸는 실린더(23)의 외주부에 권취된 구동코일이 솔레노이드(25)를 형성하여 솔레노이드의 극성이 반전되는 순간 피스톤(21)과 솔레노이드(25)의 양극단 사이의 흡입 및 반발력은 종래의 어떤 구조보다 더 피스톤을 이동시켜야 할 방향으로 크게 발생된다. 따라서 피스톤(21)의 운동방향을 바꾸는데 필요한 기동 토오크가 크게 발생되어 펌핑성능이 개선된다.In addition, in the present invention, the entire outer surface of the reciprocating piston 21 is magnetized with the same polarity, and the drive coil wound around the outer circumference of the cylinder 23 surrounding it forms the solenoid 25 so that the polarity of the solenoid is reversed. The suction and repelling force between the momentary piston 21 and the anode end of the solenoid 25 are generated in a larger direction in which the piston should be moved than in any conventional structure. Therefore, the starting torque required to change the direction of movement of the piston 21 is greatly generated, thereby improving pumping performance.
[발명의 효과][Effects of the Invention]
상기한 바와같이 본 발명에서는 실린더의 외주에 종방향으로 구동코일이 권취된 솔레노이드를 구비하고 있으므로 실린더 직경이 작은 소출력 펌프에 채용되는 경우 구조가 간단하여 내구성이 높고 가공이 용이하여 제조비용이 저렴하며, 솔레노이드를 이루는 구동코일의 권취턴수와 구동전류를 상대적으로 증강시키는 것이 가능하여 에너지 효율과 유체의 펀핑능력이 향상된다.As described above, the present invention includes a solenoid in which the drive coil is wound in the longitudinal direction on the outer circumference of the cylinder, so that when it is employed in a small output pump with a small cylinder diameter, the structure is simple, high durability, easy processing, and low manufacturing cost. In addition, the winding turns and the driving current of the driving coil constituting the solenoid can be relatively increased, thereby improving energy efficiency and pumping ability of the fluid.
또한 솔레노이드에 의한 흡인력이 피스톤을 이루는 영구자석의 자력과 상호작용시 피스톤의 이동방향으로 흡인력과 반발력이 발생되어 피스톤에 대한 구동력의 증가와 이에따른 유체의 펌핑능력이 향상된다.In addition, when the suction force by the solenoid interacts with the magnetic force of the permanent magnet constituting the piston, the suction force and repulsion force are generated in the direction of movement of the piston, thereby increasing the driving force on the piston and consequently the pumping ability of the fluid.
이상에서는 본 발명을 특정의 바람직한 실시예를 예를들어 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며 본 발명의 정신을 벗어나지 않는 범위내에서 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에 의해 다양한 변경과 수정이 가능할 것이다.In the above, the present invention has been illustrated and described with reference to specific preferred embodiments, but the present invention is not limited to the above-described embodiments and is not limited to the spirit of the present invention. Various changes and modifications can be made by those who have
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