KR100344812B1 - 로타리펌프 제어장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 로터리펌프 예컨대 베인펌프에 관한 것으로 유량조절밸브(13)를 갖추고 있는데 그의 제어프란쟈(22)에서 한쪽으로는 펌프압력이 그리고 또 한쪽으로는 교축제어장치에 의하여 유도되는 소요압력이 작용한다. 제어프란쟈(22)는 압력캐리지 역할을하며 이때 펌프회전수가 증가시 압력차는 제어된 송출량에 대한 척도역할을 한다. 압력차를 조정하기 위한 교축장치는 프란쟈구멍(15)내에서 스프링 (16) 하중을 이기고 이동이되는 교축프란쟈(17)를 포함하고 있는바 이것은 원위치에서 제어판(7)의 압력측 틈새(14)를 막아준다.

발명에따라 프란쟈구멍(15)은 우회찬넬(18)을 제공하고 있으며 이는 항상 펌프의 압실(1)을 교축프란쟈(17)의 스프링챔버(15A)와 연결시킨다.

이밖에 교축프란쟈는 송출유량에 따라서 스프링챔버(15A)로부터 배출찬넬 (21)까지 통하도록 제작된 교축찬넬(20)의 횡단면을 제어한다.

이러한 배치의 장점을들면 제어프란쟈(22)의 차압은 교축장치의 교축프란쟈 (17)에 영향을 줄 수 없다는 것이다. 교축프란쟈(17)에 작용하는 스프링 하중은 보다 작게 됨으로 동력이 절감된다.

Description

로타리펌프 제어장치

본 발명은 로터리펌프 특히 배인펌프에 관한 것으로서 이것은 교축프란쟈가 스프링 하중을 이겨 그 안에서 이동이 가능한 구멍을 거쳐 배출구에 접속된 압력찬넬과 연결되어 있다. 교축밸브는 펌프회전수 또는 송출유량에 따라서 단면을 제어한다. 하우싱구멍에는 이밖에도 스프링하중을 받는 유량제어 프란쟈가 있는데 그의 전면은 압실과 통해 있다. 유량제어 프란쟈의 배면은 교축장치의 유동방향쪽을 향하여 배출압력을 포함하는 챔버에 돌출해 있다. 유량조절프란쟈는 양 전면에 작용하고 있는 압력차에 따라서 압실로부터 펌프유입찬넬에 이르기까지 열려있다.

이러한 유형의 제어장치는 DE 41 01 210-A1에 공지되어 있다. 이러한 펌프에서 교축프란쟈는 회전수의 증가와 더불어 전면에 작용하는 동압에 의하여 밀린다. 이때 가이드에지는 압실에 접속된 프란쟈개구를 챔퍼링(모따기)함으로서 감소한 통과단면은 배출구애 항시 보다 적은 압력유를 배출케한다. 이러한 배열은 교축장치 역할을 한다.

통과횡단면을 줄임으로서 유량조절피스톤에 작용하는 차압이 커짐으로 이것은 펌프흡입측에 항시 보다 커지는 송출량을 규제한다. 교축프란쟈에 제어가능한 개구가 있음으로 차압 또한 교축장치의 프란쟈 배면상에 작용한다.

교축프란쟈는 원위치에서 그의 전면과 더불어 압실 또는 내실과 연결되어 있는 통로를 차단한다. 이를 위해서는 비교적 강한 스프링이 필요하다. 이러한 스프링 하중은 펌프구동시에 송출압력에 의하여 이겨내야 한다. 이러한 이유로 2방펌프의 고압영역에는 훨씬 보다 높은 펌프압력이 발생되고 펌프는 압력차로 인하여 비교적 높은 소음을 내며 돌아간다. 이밖에 프란쟈는 단차프란쟈로서 압입공차로 조립되는데 어느정도의 제작비를 요한다.

본 발명에서는 펌프의 출력을 현저히 높이지 않고도 당해 송출유량 특성 곡선에 대한 제어장치를 가급적 적은 비용으로 창안하기 위한 과제를 기본으로 하고 있다. 해당 특성곡선은 이밖에도 유량제어프란쟈의 개구거리와 차압에 무관하게 함으로서 고장의 크기를 예방해야 한다.

본 과제는 청구범위 제 1항의 특성에 의하여 해결된다. 유리한 형태들은 청구범위 제 2항과 3항에서 발생한다.

새 교축장치는 압실이 교축프란쟈를 포함하고 있는 구멍부위에서 우회찬넬을 거쳐서 항상 스프링챔버와 연결되고 교축프란쟈는 스프링쳄버를 배출 찬넬과 연결시켜주는 교축찬넬의 단면을 제어하도록 되어 있다.

청구범위 제 2항에 따라서 우회찬넬을 T-형으로 베어링하우싱에 주입하여 이때 수직으로 뻗은 찬넬단면이 구멍에 대하여 열려 있도록 하는 것이 실용적이다.

우회찬넬에 의하여 교축프란쟈의 차압작용은 즉 제어프란쟈의 차압은 교축프란쟈에 작용하지 아니한다. 이것은 출력손실이 보다 작게 발생하는 보다 약한 스프링을 사용할 수 있게 한다.

끝으로 청구범위 제 3항에 의하면 교축프란쟈의 이동개시를 제어판내 좁은구멍을 통하게 함으로서 송출유량 특성곡선에 영향을 주는 것이 유리하다. 이러한 구멍을 통하여 일부 송출량이 압실로 전달된다.

도면에 의하여 본 발명의 한가지 유형예가 보다 상세히 부연된다.

제 1도는 교축프란쟈 및 유량조절피스톤 그의 원위치에 있는 제어장치를 가진 배인펌프의 횡단면도이며,

제 2도는 제 1도에서 선 Ⅱ-Ⅱ에 따른 부분단면도이며,

제 3도는 제 1도의 Ⅲ상세 확대도이다.

베인펌프는 여기에 제시되어 있지 않은 탱크내의 고압유를 여기에는 제시되어 있는 않은 소비처 예컨대 보조동력제어까지 운반하는데 사용된다.

하우싱(2)의 오일로 채워진 압력실(1)에는 로터어셈블리(3)가 설치되어있다. 로터어셈블리(3)는 커브링(4)과 로터로 구성되어 있다. 로터(5)는 커브링(4)의 안에 들어 있으며 반경방향으로 뻗어 있는 홈을 제공하고 있는 데 여기에서 베인(6)이 슬라이드가 된다. 커브링로터와 베인(6) 사이에는 작동실이 형성되어 있는데 제어면과 인접한 제어판(7 및 8)에 의하여 축방향으로 제한을 받는다.

하우싱(2)은 베어링하우싱(10)과 컵형하우싱덮개(11)로 구성되어 있다. 로터(5)는 구동축(12)에 의하여 배어링하우싱에 지지되어 있다. 베어링하우싱(10)의 베어링이 구동축(12)의 유일한 베어링이다. 이것은 구동축(12)이 하우싱덮개 (11)에서는 반지름 방향으로 지지가 안되어 있음을 의미한다. 구동축은 하우싱덮개 (11)에서 축방향으로 지지된다. 탱크연결부의 여기에서는 제시되어 있지 않은 흡입유니언과 동시에 소비처의 보이지 않는 압력 유니언 외에 베어링하우싱(10)내에는압력유니언에 유도된 압력유의 제어를 위한 유량조절밸브(13)가 설치되어 있다.

유량조절밸브(13)와 기타 존재하는 여기에선 보이지 않는 것으로서 압력 릴리프밸브는 일반적으로 예컨대 미특허-A 5 098 259에 공지되어 있으며 이에따라서 상세히 부연하지 않는다. 이와같이 작동실을 흡입유니언, 유량조절밸브(13) 및 압력릴리프밸브와 연결해주는 흡입 및 압력찬넬은 베어링하우싱 내에 배치되어 있다. 이러한 찬넬들 또한 일반적으로 공지되어 있으므로 상세히 부연하지 않는다.

2방펌프에서 제어판(7)은 2개의 틈새(14 및 14A)를 가지고 있는데 로터(5), 커브링(4)과 베인(6) 사이에 구성된 작동실과 연결되어 있다. 압력실(1) 내에는 이때 송출압력이 걸린다. 상부틈새(14)에서 축방향으로는 프란쟈구멍(15)이 접속되어 있다. 프란쟈구멍(15)은 교축프란쟈(17)를 포함하고 있는데 여기에서 스프링실 (15A)에 끼어 있는 스프링(16)을 눌러준다. 발명에 따라 압력실(1)은 우회찬넬을 거쳐서 항상 스프링챔버(15A)와 교축프란쟈(17)에 의하여 제어가능한 교축찬넬(20)이 소비처에 안내하는 배출찬넬(21)과 통하게 된다. 교축프란쟈(17)의 모서리(19)는 이때 교축작용을 제어한다. 흡입찬넬(9)은 오일탱크와 연결되어 있다.

우회찬넬(18)은 제 2도의 단면에서 보듯이 베어링하우싱(10)안으로 T-형으로 주조가 되어 있으며 그와 수직방향에 위치한 찬넬단면(18A)으로 프란쟈구멍(15)과 통해 있다. 교축프란쟈(17)의 각 위치에서 이에따라 압력실(1)에서 배출찬넬(21)까지 연결되어 있다. 교축프란쟈(17)는 이에따라 압입을 요하지 않는다.

펌프가 서있는 한 출구위치에서 스프링(16)은 제어판(7)에 대하여 교축프란쟈(17)를 누르고 있다. 로터(5)가 회전하자마자 베인(임펠라)(6)은 틈새(14 및14A)에 의하여 그 사이에 들은 오일을 가압한다. 이때 교축프란쟈(17)는 그의 전면에 작용하는 정압에 의하여 우측으로 이동한다. 송출량이 틈새(14)에 의하여 증가하면 증가할수록 교축프란쟈(17)는 스프링(16)의 하중을 이겨서 더욱 밀린다. 교축프란쟈(17)는 이때, 교축찬넬(20)에 의한 배출찬넬(21)에 있는 배출류를 다소간에 감소시킨다. 사용처에 공급되는 펌프 송출량이 통과하는 각 유량단면은 펌프회전수에 따라 변한다. 이로인하여 해당 송출유량 특성곡선을 얻는다.

속도가 증가함에 따라서 틈새(14A)로 향한 유량조절밸브(13)에 속하여 있는 제어프란쟈(22)의 전면에 작용하는 압력차는 증가한다. 제어프란쟈(22)는 압력캐리지 역할을 하며 이것은 스프링(23)의 하중과 압실(24)에 작용하고 있는 배출압력의 하중에 대하여 우측으로 밀린다. 이때 제어프란쟈(22)의 전면이 흡입찬넬(25)을 연다. 일부 흐름은 이에따라서 공지되는 바와같이 재차 펌프의 유입측에 도달한다.

발명에 대하여 중요한 것으로 교축프란쟈(17)는 그의 스프링(23)으로서 제어프란쟈(22)의 압력차에 의하여 영향을 받지않고 우회찬넬(18)위의 틈새(14)의 송출유동에 의하여 밀린다는 것이다. 이러한 조치로 인하여 작은 스프링의 하중에 있어서도 교축프란쟈(17)의 지속적인 슬라이드 거리를 유지한다.

이에관한 특성곡선은 다음의 기준에 의하여 변한다:

a) 세미콜론에서 시사하는 바와같이 제어판(8)내 구멍(26)으로 인하여 교축프란쟈(17)의 이동개시가 영향을 받는다.

b) 스프링(16)강성;

c) 우회찬넬(18) 단면;

d) 교축프란쟈(17) 및 제어모서리(19)의 길이와 형상;

e) 교축구멍(20)의 직경 및 위치

Claims (3)

1. 로터리펌프 특히 배인펌프의 제어장치에 있어서,

   - 압실(1)이 구멍위(15)에 위치하고 그안에 교축프란쟈(17)가 스프링(16)의 하중에 대하여 밀리며 배출찬넬(21)과 통하고;

   - 피스톤은 송출유량에 따라서 배출횡단면(교축찬넬 (20))을 제어하고 ;

   - 하우싱구멍 내에서 밀리는 스프링하중을 받는 제어프란쟈(22)의 앞면은 압실과 통하고;

   - 제어프란쟈(22)의 배면은 배출압력을 포함하는 압실에 돌출되고;

   - 제어프란쟈(22)는 양 면에 작용하는 차압에 따라서 압실로부터 펌프유압찬넬(25)에 이르기까지 열리며;

   - 압실(1)은 교축프란쟈(17)를 포함하고 있는 구멍(15) 부위에서 우회찬넬 (18)에 의하여 항상 프란쟈피스톤(17)의 스프링챔버(15A)와 통해있고;

   - 교축피스톤(17)은 배출찬넬(21)과 스프링챔버(15A)를 연결하고 있는 교축찬넬(20)의 횡단면을 제어하는 것을 특징으로 하는 로타리펌프 제어장치.
2. 제 1항에 있어서,

   우회찬넬(18)은 베어링하우싱(10)내에 T-형으로 구조되어 있으며 수직찬넬단면(18A)은 구멍(15)에 대하여 열려있는 것을 특징으로 하는 제어장치.
3. 제 1항에 있어서,

   제어판(8)내 구멍(26)에 의하여 교축프란쟈(17) 이동개시 및 이에따른 송출유동 특성곡선이 영향을 받는 것을 특징으로 하는 제어장치.

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