KR100411513B1 - 자동펌프 - Google Patents

Abstract

유체 흐름의 유/무에 따라 펌프의 유로를 개방/폐쇄함과 동시에 펌프의 동작을 온/오프하는 밸브부의 구조를 개선한 자동펌프가 개시된다. 상기 자동펌프는 유입관측과 토출관측을 연통/차단시키는 밸브를 강제로 최초의 상태로 복귀시킨다. 그러므로 밸브를 어떠한 방향으로도 설치할 수 있다. 이로인해, 자동펌프의 설치방향에 제한을 받지 않는다.

Description

자동펌프 {AUTOMATIC PUMP}

본 발명은 자동펌프에 관한 것으로, 더 상세하게는 유체 흐름의 유/무에 따라 펌프의 유로를 개방/폐쇄함과 동시에 펌프의 동작을 온/오프하는 밸브부의 구조를 개선한 자동펌프에 관한 것이다.

펌프란 모터의 작용으로 유체를 수송하는 장치이고, 자동펌프란 유입되어 토출되는 유체의 흐름을 자동으로 제어하는 장치이다. 이러한 종래의 자동펌프를 도 1을 참조하여 설명한다.

도 1은 종래의 자동펌프의 개략적 구성을 보인 도이다.

도시된 바와 같이, 유체의 유로를 형성하며 임펠러(11)가 내장된 케이싱(10)이 마련되고, 케이싱(10)은 유체가 유입 및 토출되는 유입관(13a) 및 토출관(13b)과 각각 연통된다. 모터(15)에 의하여 회전되는 임펠러(11)는 유체를 강제로 유입관(13a)측으로 유입시켜 토출관(13b)측으로 토출시킨다. 그리고, 토출관(13b)측의 케이싱(10)의 유로에는 밸브(21)가 설치된다.

밸브(21)의 작동을 설명한다.

유입관(13a)으로 유체가 유입되지 않는 경우에는, 도 1에 실선으로 도시된 바와 같이, 케이싱(10)의 유로는 자중에 의하여 하강된 밸브(21)에 의하여 폐쇄된다. 그러다가, 사용처의 수도꼭지를 개방하면, 토출관(13b)측의 유체가 상기 수도꼭지로 토출된다. 그러면, 유입관(13a)과 토출관(13b)측의 압력차에 의하여 밸브(21)가 도 1에 도시된 점선과 같이 상승하고, 이로인해 밸브(21)에 내장된 마그네트(21a)와 케이싱(10)에 설치된 리드스위치(23)의 상호 작용에 의하여 리드스위치(23)가 온(On) 되면서 모터(15)를 구동시킨다. 그후, 상기 수도꼭지를 잠그면 밸브(21)가 자중에 의해 하강되고, 이로인해 리드스위치(23)가 오프(Off)되면서 모터(15)를 정지시킨다. 미설명부호 25는 결선부이고, 27은 전선이다.

상기와 같이 구성된 종래의 자동펌프는 밸브(21)의 하강이 밸브(21)의 자중에 의하여 이루어지므로, 밸브(21)가 수직으로만 설치되어야 한다. 이로인해, 자동펌프의 설치방향에 제한이 따르는 단점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 창작된 것으로, 본 발명의 목적은 설치방향에 제한을 받지 않는 자동펌프를 제공함에 있다.

도 1은 종래의 자동펌프의 개략적 구성을 보인 도.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 자동펌프의 개략적 구성을 보인 도.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 안내부재와 밸브의 사시도.

도 4a 및 도 4b는 본 발명의 일 실시예에 따른 자동펌프의 동작을 보인 밸브부의 확대도.

도 5a 및 도 5b는 본 발명의 다른 실시예에 따른 자동펌프의 구성 및 동작을 보인 밸브부의 확대도.

도 6a 및 도 6b는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 자동펌프의 구성 및 동작을 보인 밸브부의 확대도.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

110 : 케이싱 121 : 임펠러

125 : 모터 130 : 안내부재

140 : 밸브 150 : 밸브커버

160 : 외측커버 171 : 제 1 마그네트

181 : 탄성부재 185a,185b : 제 1,2 마그네트

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 자동펌프는, 수원(水源)측과 연통된 유입관과 사용처측과 연통된 토출관이 각각 설치되고, 내부에는 상기 유입관 및 토출관과 각각 연통된 유체의 유로가 형성되며, 일측에는 제어부가 마련된 자성체의 케이싱; 상기 케이싱의 내부에 설치되어 강제로 유체를 상기 유입관으로 유입시켜 상기 토출관으로 토출시키는 임펠러; 상기 케이싱의 외측에 설치되어 상기 제어부의 제어에 의하여 상기 임펠러를 회전시키는 모터; 상기 토출관측의 상기 케이싱의 유로에 설치된 안내부재; 상기 안내부재에 직선왕복운동가능하게 삽입되고, 일단면(一端面)에는 상기 유입관측의 유압이 작용하고 타단면(他端面)에는 상기 토출관측의 유압이 작용하도록 상기 안내부재와 접촉하며, 상기 토출관으로 유체가토출되면 상기 토출관측과 상기 유입관측의 압력차에 의하여 직선운동하면서 상기 유입관측과 상기 토출관측을 연통시키고 상기 토출관으로 유체가 토출되지 않으면 상기 안내부재와 접촉하여 상기 유입관측과 상기 토출관측을 차단시키는 원통형의 밸브; 상기 제어부를 온/오프시킴과 동시에 상기 토출관으로 유체가 토출되지 않으면 상기 밸브를 강제로 직선운동시켜 상기 밸브를 상기 안내부재와 접촉시키는 제 1 수단을 구비한다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들에 따른 자동펌프를 상세히 설명한다.

제 1 실시예

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 자동펌프의 개략적 구성을 보인 도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 안내부재와 밸브의 사시도이며, 도 4a 및 도 4b는 본 발명의 일 실시예에 따른 자동펌프의 동작을 보인 밸브부의 확대도이다.

도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 자동펌프(100)는 유체의 유로(111)를 형성하는 금속 등과 같은 자성체의 케이싱(110)을 가진다. 케이싱(110)의 유로(111)에는 수원(水源)측과 연통된 유입관(113)과 사용처측과 연통된 토출관(115)이 각각 연통된다. 그리고, 케이싱(110)의 내부에는 임펠러(121)가 설치되고, 케이싱(110)의 외측에는 임펠러(121)를 회전시키는 모터(125)가 설치된다. 임펠러(121)는 강제로 유체를 유입관(113)으로 유입시켜 토출관(115)으로 토출시킨다.

토출관(115)측의 케이싱(110)의 유로(111)에는 단면(段面)(117a)을 가지는홈형태의 안치부(117)가 형성되고, 안치부(117)와 대향하는 케이싱(110)의 부위에는 출입공(119)이 형성된다. 바람직하게는, 출입공(119)은 모터(125) 및 후술할 외측커버(160)를 향하게 형성된다.

안치부(117)에는 베이스(131)와 받침부(133)와 안내바(135)와 접촉편(137)과 접촉링(139)을 가지는 원통형의 안내부재(130)가 삽입되어 안치된다. 베이스(131)는 원형으로 형성되어 안치부(117)의 단면(117a)에 삽입되어 안치되고, 받침부(133)는 베이스(131)의 일면에서 연장ㆍ형성되어 안치부(117)의 저면(117b)과 접촉한다. 그리고, 안내바(135)는 베이스(131)의 타면 중앙부에서 연장ㆍ형성되어 출입공(119)을 통과하고, 접촉편(137)은 베이스(131)의 타면 상측 테두리부에서 연장ㆍ형성된다. 즉, 접촉편(137)은 반원통형으로 마련된다. 베이스(131)와 소정 거리 이격된 접촉편(137)의 단면(端面)(137a)은 경사지게 형성되어 타원형으로 형성되는데, 접촉편(137)의 단면(端面)(137a)은 후술할 밸브(140)와 접촉한다. 접촉링(139)은 접촉편(137)의 단면(137a)과 동일한 각도로 경사지게 접촉편(137)의 단면(137a)에서 연장ㆍ형성된다. 이때, 접촉편(137)의 단면(137a)과 접촉링(139)의 단면(139a)은 동일 평면상에 존재하도록 형성되는데, 접촉편(137)의 단면(137a)과 접촉링(139)의 단면(139a)이 연결되어 이루는 형상은 타원형이다. 그리고, 접촉링(139)의 단면(139a)도 후술할 밸브(140)와 접촉한다. 그리하여, 접촉편(137)의 단면(137a) 및 접촉링(139)의 단면(139a)이 밸브(140)와 접촉/비접촉되면서 유입관(113)측과 토출관(115)측을 차단/연통시킨다. 이는 후술한다.

원통형의 밸브(140)는 안내바(135)에 직선왕복운동가능하게 삽입되는데, 이를 위하여 밸브(140)에는 안내바(135)가 관통하는 관통공(141)이 형성된다. 안내바(135)와 관통공(141)은 상호 대응되게 타원형으로 형성되는데, 이는 밸브(140)가 회전되지 않고 직선운동만 되도록 하기 위함이다. 안내바(135)에 지지된 밸브(140)의 외주면에는 접촉편(137)의 단면(137a) 및 접촉링(139)의 단면(139a)과 대응되게 경사진 단면(段面)(145)이 형성된다. 그리하여, 접촉편(137)의 단면(137a) 및 접촉링(139)의 단면(139a)에 밸브(140)의 단면(145)이 접촉하면, 밸브(140)의 일단면(一端面)(142)과 베이스(131) 사이에는 유입관(113)측의 유압이 작용하는 소정 공간(113a)이 형성되고, 밸브(140)의 타단면(他端面)(143)과 후술할 밸브커버(150) 사이에는 토출관(115)측의 유압이 작용하는 소정 공간(115a)이 형성된다. 이로인해, 수도꼭지를 열어서 토출관(115)측의 유체가 사용처로 토출되면, 밸브(140)의 일단면(142)에 작용하는 압력이 밸브(140)의 타단면(143)에 작용하는 압력 보다 크므로 밸브(140)가 밸브(140)의 타단면(143)측으로 직선운동하고, 이로인해 유입관(113)측과 토출관(115)측이 연통된다.

케이싱(110)의 출입공(119)에는 플라스틱 등과 같은 비자성체의 밸브커버(150)가 밀폐ㆍ결합된다. 밸브커버(150)는 밸브(140)의 타단면(他端面)(143) 및 밸브(140)를 통과하여 케이싱(110)의 외부로 노출된 안내바(135)의 단부를 덮는다. 그리고, 밸브커버(150)는, 전술한 바와 같이, 밸브(140)의 타단면(他端面)(143)과의 사이에 토출관(115)측의 유체가 유입되는 소정 공간(115a)이 형성되게 한다.

출입공(119)이 향하는 케이싱(110)의 부위에는 외측커버(160)가 결합되고,외측커버(160)의 내부에는 제어부(163)가 설치된다. 제어부(163)는 결선부(164)와 다수의 전선(165) 및 리드스위치(166)를 가진다. 리드스위치(166)는 밸브커버(150)와 인접되게 설치되어, 밸브(140)에 의하여 온/오프된다. 이는 후술한다.

본 실시예에 따른 자동펌프에는 리드스위치(166)를 온/오프시킴과 동시에 토출관(115)으로 유체가 토출되지 않으면 밸브(140)를 강제로 직선운동시켜서, 밸브(140)를 안내부재(130)의 제 1 및 제 2 차단판(137,139)과 접촉시키는 제 1 수단을 구비한다. 제 1 수단은 밸브(140)의 타단면(142)측에 설치되어 밸브(140)와 동일하게 운동하는 제 1 마그네트(171)로 마련된다.

밸브(140) 및 제 1 수단의 작동을 도 4a 및 도 4b를 중심으로 상세히 설명한다.

안내부재(130)와 밸브(140)가 접촉된, 도 4a와 같은 상태를 최초의 상태라 가정한다.

수도꼭지를 열어서 사용처로 토출관(115)측의 유체가 토출되게 하면, 유입관(113)측과 토출관(115)측의 압력차에 의하여 밸브(140)는 도 4a의 상태에서 도 4b의 상태로 된다. 그러면, 제 1 마그네트(171)에 의하여 리드스위치(166)가 온 되면서 모터(125)를 구동시키고, 이로인해, 임펠러(121)가 회전되면서 강체로 유체를 유입시켜 토출시킨다. 그후, 수도꼭지를 잠그면, 토출관(115)측의 유체가 토출되지 않게 되고, 이로인해 유입관(113)측과 토출관(115)측의 유압이 같아지게 된다. 그러면, 밸브(140)에 설치된 제 1 마그네트(171)가 자성체인 케이싱(110)에 흡인되려는 힘에 의하여, 밸브(140)는 도 4b의 상태에서 도 4a의 상태로 된다. 즉,벨브(140)는 안내부재(130)의 접촉편(137) 및 접촉링(139)측으로 이동되고, 이로인해 밸브(140)의 단면(145)이 안내부재(140)의 접촉편(137)의 단면(137a) 및 접촉링(139)의 단면(139a)에 각각 접촉된다. 그러면, 유입관(113)측과 토출관(115)측이 차단됨과 동시에 리드스위치(166)가 오프되면서 모터(125)의 구동을 정지시킨다.

본 실시예에 따른 밸브(140)는 일단면(142)의 면적 보다 타단면(143)의 면적이 더 넓게 형성된다. 이는, 유입관(113)측과 토출관(115)측이 압력이 같아졌을 때, 밸브(140)의 양단면의 단면적 차로 인하여 밸브(140)가 최초의 상태로 용이하게 복귀되도록 하기 위함이다.

본 실시예에 따른 밸브(140)와 안내부재(130)가 접촉하였을 때, 밸브(140)의 타단면(143)이 출입공(119)에 위치될 정도로 마련된다. 이는 밸브(140)가 정확하게 작동되게 하기 위함이다.

안내부재(140)의 접촉편(137)의 단면(137a) 및 접촉링(139)의 단면(139a)과 대향하는 케이싱(110)의 부위(110a,110b)와 대향되도록 경사지게 형성된다. 안내부재(130)의 접촉편(137)의 단면(137a) 및 접촉링(139)의 단면(139a)과 케이싱(110)의 부위(110a,110b)를 상호 대향되게 형성한 이유는 유체의 저항을 최소로 하여 유체가 최대로 유입되어 최대로 토출되게 하기 위함이다.

그리고, 전술한 바와 같이, 안내부재(130)의 접촉편(137)의 단면(137a) 및 접촉링(139)의 단면(139a)과 밸브(140)의 단면(145)을 대응되게 경사지게 형성한 이유는 상호 견고하게 밀폐ㆍ접촉되게 하기 위함이다.

본 실시예에 따른 자동펌프에는 밸브(140)를 강제로 최초의 상태로 복귀시키는 제 1 마그네트(171)가 마련되므로, 밸브(140)의 설치방향에 제한이 없다. 즉, 밸브(140)는 수직, 수평 및 경사지게 설치될 수 있다. 도 2의 미설명부호 155는 오링이다.

제 2 실시예

도 5a 및 도 5b는 본 발명의 다른 실시예에 따른 자동펌프의 구성 및 동작을 보인 밸브부의 확대도로써, 제 1 실시예와 차이점만을 설명한다.

밸브(140)의 타단면(143)과 밸브커버(150) 사이에는 스프링 등과 같은 탄성부재(181)가 마련된다. 탄성부재(181)는 토출관(115)으로 유체가 토출되지 않으면 밸브(140)를 강제로 직선운동시켜 안내부재(130)의 접촉편(137)의 단면(137a) 및 접촉링(139)의 단면(139a)에 밸브(140)의 단면(145)이 접촉되게 한다. 또한, 탄성부재(181)는 안내부재(130)의 접촉편(137)의 단면(137a) 및 접촉링(139)의 단면(139a)에 밸브(140)의 단면(145)이 견고하게 접촉되어 있도록 탄성ㆍ지지한다.

제 3 실시예

도 6a 및 도 6b는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 자동펌프의 구성 및 동작을 보인 밸브부의 확대도로써, 제 1 실시예와의 차이점만을 설명한다.

밸브(140)의 일단면(142)측에는 제 2 마그네트(185a)가 마련되고, 안내부재(130)의 받침부(133)에는 제 3 마그네트(185b)가 마련된다. 이때, 제 2 마그네트(185a)와 제 3 마그네트(185b)는 상호 인력이 작용하도록 반대의 극성을 가진다. 그리하여, 제 2 마그네트(185a)와 제 3 마그네트(185b)는 상호 작용하여 토출관(115)으로 유체가 토출되지 않으면 밸브(140)를 강제로 직선운동시켜 안내부재(130)의 접촉편(137)의 단면(137a) 및 접촉링(139)의 단면(139a)에 밸브(140)의 단면(139)을 접촉시킨다. 또한, 제 2 마그네트(185a)와 제 3 마그네트(185b)는 안내부재(130)의 접촉편(137)의 단면(137a) 및 접촉링(139)의 단면(139a)에 밸브(140)의 단면(145)이 견고하게 접촉되어 있도록 지지한다.

이상에서 설명하듯이, 본 발명에 따른 자동펌프는 유입관측과 토출관측을 연통/차단시키는 밸브를 강제로 최초의 상태로 복귀시킨다. 그러므로 밸브를 어떠한 방향으로도 설치할 수 있다. 이로인해, 자동펌프의 설치방향에 제한을 받지 않는다.

이상에서는, 본 발명의 일 실시예에 따라 본 발명을 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 변경 및 변형한 것도 본 발명에 속함은 당연하다.

Claims (10)

1. 수원(水源)측과 연통된 유입관과 사용처측과 연통된 토출관이 각각 설치되고, 내부에는 상기 유입관 및 토출관과 각각 연통된 유체의 유로가 형성되며, 일측에는 제어부가 마련된 자성체의 케이싱;

   상기 케이싱의 내부에 설치되어 강제로 유체를 상기 유입관으로 유입시켜 상기 토출관으로 토출시키는 임펠러;

   상기 케이싱의 외측에 설치되어 상기 제어부의 제어에 의하여 상기 임펠러를 회전시키는 모터;

   상기 토출관측의 상기 케이싱의 유로에 설치된 안내부재;

   상기 안내부재에 직선왕복운동가능하게 삽입되고, 일단면(一端面)에는 상기 유입관측의 유압이 작용하고 타단면(他端面)에는 상기 토출관측의 유압이 작용하도록 상기 안내부재와 접촉하며, 상기 토출관으로 유체가 토출되면 상기 토출관측과 상기 유입관측의 압력차에 의하여 직선운동하면서 상기 유입관측과 상기 토출관측을 연통시키고 상기 토출관으로 유체가 토출되지 않으면 상기 안내부재와 접촉하여 상기 유입관측과 상기 토출관측을 차단시키는 원통형의 밸브;

   상기 제어부를 온/오프시킴과 동시에 상기 토출관으로 유체가 토출되지 않으면 상기 밸브를 강제로 직선운동시켜 상기 밸브를 상기 안내부재와 접촉시키는 제 1 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 자동펌프.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 케이싱에는 상기 안내부재가 삽입되어 안치되는 단면(段面)을 가지는 홈형태의 안치부가 형성되고, 상기 안치부와 대향하는 상기 케이싱의 부위에는 출입공이 형성되며,

   상기 안내부재는 상기 단면(段面)에 삽입되어 안치되는 원형의 베이스와 상기 베이스의 일면에서 연장되며 상기 안치부의 저면과 접촉하는 받침부와 상기 베이스의 타면 중앙부에서 연장되어 상기 출입공을 통과하며 상기 밸브를 관통하는 안내바와 상기 베이스의 타면 일측 테두리부에서 연장되며 상기 밸브의 외주면 일측과 접촉하여 상기 유입관측과 상기 토출관측을 차단시킴과 동시에 상기 밸브의 일단면(一端面)과 상기 베이스면 사이에 상기 유입관측의 유체가 유입되는 소정 공간이 형성되게 하는 접촉편과 상기 접촉편의 단부에서 연장되며 상기 밸브의 외주면 타측과 접촉하여 상기 유입관측과 상기 토출관측을 차단시키는 접촉링을 가지고,

   상기 밸브의 길이는 상기 밸브의 외주면이 상기 접촉편 및 접촉링과 접촉하였을 때 상기 밸브의 타단면은 상기 출입공에 위치되게 마련되며,

   상기 출입공에는 상기 밸브를 통과하여 케이싱의 외부로 노출된 안내바의 단부와 상기 밸브의 타단면(他端面)을 덮음과 동시에 상기 밸브의 타단면(他端面)과 자신 사이에 토출관측의 유체가 유입되는 소정 공간이 형성되게 하는 비자성체의 밸브커버가 밀폐ㆍ결합된 것을 특징으로 하는 자동펌프.
3. 제 2 항에 있어서,

   상기 접촉편의 단부는 경사지게 형성되고, 상기 접촉링은 상기 접촉편의 단부와 동일하게 경사져서 상기 접촉편의 단부에 일체로 형성되며,

   상기 접촉편의 단면(端面)과 상기 접촉링의 단면(端面)은 동일 평면상에 존재하면서 타원형을 이루고,

   상기 밸브의 외주면에는 상기 접촉편의 단면(端面) 및 상기 접촉링의 단면(端面)과 대응되게 경사지게 형성되어 상기 접촉편의 단면(端面) 및 상기 접촉링의 단면(端面)과 접촉하는 단면(段面)이 형성된 것을 특징으로 하는 자동펌프.
4. 제 2 항에 있어서,

   상기 접촉편 및 접촉판의 단면(端面)과 대향하는 상기 케이싱의 부위는 상기 접촉편 및 접촉판의 단면(端面)과 대응되게 경사지게 형성된 것을 특징으로 하는 자동펌프.
5. 제 2 항에 있어서,

   상기 안내바는 타원형으로 형성된 것을 특징으로 하는 자동펌프.
6. 제 2 항에 있어서,

   상기 제어부는 상기 밸브커버와 인접되게 설치된 리드스위치를 가지고,

   상기 제 1 수단은,

   상기 밸브의 타단면측에 마련되어 상기 리드스위치를 온/오프시킴과 동시에 상기 케이싱에 부착되려는 제 1 마그네트인 것을 특징으로 하는 자동펌프.
7. 제 6 항에 있어서,

   상기 토출관으로 유체가 토출되지 않으면 상기 밸브를 강제로 직선운동시켜 상기 밸브를 상기 안내부재와 접촉시키는 제 2 수단이 더 구비된 것을 특징으로 하는 자동펌프.
8. 제 7 항에 있어서, 상기 제 2 수단은,

   상기 밸브커버와 상기 밸브의 타단면 사이에 설치된 탄성부재인 것을 특징으로 하는 자동펌프.
9. 제 7 항에 있어서, 상기 제 2 수단은,

   상기 밸브의 일단면에 설치된 제 2 마그네트와 상기 제 2 마그네트와 반대의 극성을 가지면서 상기 안내부재에 설치된 제 3 마그네트인 것을 특징으로 하는 자동펌프.
10. 제 2 항에 있어서,

    상기 밸브의 일단면의 단면적은 타단면의 단면적 보다 작은 것을 특징으로 하는 자동펌프.