KR100519567B1 - 로터리 베인형 진공펌프 - Google Patents

Abstract

본 발명은 흡기구의 역류차단이 획기적으로 신속하게 이루어지며, 종래 기술에서 수반되었던 작동밸브 및 U자형 시일이 배제되는 간단한 구성으로 부품수 및 제작공수가 현저히 감축되고, 고장발생이 최소화되어 관리가 간편하며 수명을 극대화시키고, 수리도 간편하도록 하는 역류방지밸브장치가 구비된 로터리 베인형 진공펌프에 관한 것이다.

이를 실현하기 위한 본 발명은 펌프모듈의 정지시에 흡기구(101)를 차단하기 위하여 스프링에 탄지되고 밸브판이 구비된 피스톤, 상기 피스톤 작동공간 및 유로가 구비되는 펌프하우징(70), 상기 피스톤 승강을 안내하며 작동공간의 기밀유지를 위한 밸브커버(80)가 구비되는 역류방지밸브장치를 포함하여 구성되는 로터리 베인형 진공펌프에 있어서, 상기 흡기구(101)를 개폐하기 위한 밸브판(11)이 상부에 결합되는 밸브봉(12)이 구비되고 작동공간(71)을 상부오일공간(71a)과 하부오일공간(71b)으로 나누며 상부오일공간(71a)과 하부오일공간(71b)을 연통시키는 오일통로(P)가 형성된 피스톤(10)과; 상기 피스톤(10)을 탄지하기 위하여 피스톤 하방에 설치되는 제1스프링(20)과; 상기 펌프모듈측에 설치된 오일펌프로부터 상기 피스톤의 상부오일공간(71a)으로 직통되는 유로A(31)와; 상기 피스톤의 하부오일공간(71b)으로부터 오일저장소로 직통되는 유로B(32);를 포함하여 구성되는 역류방지밸브장치가 구비됨을 특징으로 하는 것이다.

Description

로터리 베인형 진공펌프{A ROTARY VANE-TYPE VACUUM PUMP}

본 발명은 로터리 베인형 진공펌프에 관한 것으로서, 특히 흡기구의 역류차단이 획기적으로 신속하게 이루어지며, 종래 기술에서 수반되었던 작동밸브 및 U자형 시일이 배제되는 간단한 구성으로 부품수 및 제작공수가 현저히 감축되고, 고장발생이 최소화되어 관리가 간편하며 수명을 극대화시키고, 수리도 간편하도록 하는 역류방지밸브장치가 구비된 로터리 베인형 진공펌프에 관한 것이다.

도 1은 일반적인 로터리 베인형 진공펌프의 구성을 보이는 단면도이며, 도 2는 로터리 베인형 진공펌프의 윤활회로 및 진공펌프장치의 흡기, 배기를 설명하기 위하여 그 제1실린더(111)와 제2실린더(112)의 시점을 회전시켜 동일 평면상에 가상적으로 나타낸 것이다.

로터리 베인형 진공펌프는 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이. 모터(160)에 의하여 구동되는 펌프모듈(110)이 펌프하우징(170)과 오일저장 케이싱(130)에 둘러써여 있으며, 오일저장 케이싱 내의 공간부는 다량의 오일을 저장하고 있다.

상기 펌프모듈(110)은 내부에 베인을 보유한 로터(113)가 구비된 제1실린더(111) 및 제2실린더(112), 오일펌프(140)를 포함하여 구성되며, 상기 로터(113)가 회전시 발생되는 원심력에 의하여 베인이 상기 실린더 내벽면에 밀착하여 회전하면서 흡기구(101)를 통해 진공설비로부터 가스 또는 기체를 흡입, 압축하여 배기구멍을 통하여 배출되며, 케이싱으로 배출된 기체는 배기구(102)를 통하여 외부로 배기되는 과정을 반복하게 된다.

이와 같은 펌프모듈(110)의 실린더(111)(112)와 로터 등을 비롯한 각 운동부위에는 마모와 고착현상 및 누설작용에 따른 진공능력 저하와 펌프장치 보호를 위하여 오일이 지속적으로 공급된다.

이를 위하여 오일저장 케이싱 하부인 오일저장소(131)에 저장된 오일은 펌프모듈(110)의 각 운동부위들의 윤활과 기밀 유지, 냉각작용을 위하여 사용되며, 이를 펌프모듈(110)에 공급하기 위하여 오일펌프(140)와 윤활회로가 구비된다.

오일펌프(140)는 펌프모듈(110)의 로터 동축상에 설치되어 펌프모듈과 연동되고, 펌프모듈에서 필요로 하는 양보다 충분한 양의 오일을 공급할 수 있도록 설계되며, 내구성이 좋고 강력한 유압을 발생하는 성능을 갖추어야 하고, 오일 유입관로의 입구(142)는 오일저장소(131)와 연통되어 있다.

상기 오일펌프(140)는 윤활회로를 형성하는 각 오일통로를 통하여 각 마찰부위와 역류방지밸브(200) 및 오일시일 공간에 오일을 공급해 준다.

또한, 가동중의 진공펌프가 갑자기 멈추고 정지하게 될 경우, 펌프모듈(110)의 실린더 내부 및 이에 연결된 흡입공간과 흡기구(101)에 연결된 진공설비로 윤활에 사용된 오일 또는 오염가스 등이 진공을 파기하게 됨으로 이를 방지하기 위한 안전장치로 역류방지밸브장치(200)가 설치되어 있다.

종래 기술의 상기 역류방지밸브(200)는 도 3에 상세 도시된 바와 같이, 오일펌프(140)에 의해 형성된 오일압이 유로1(201)를 통해 피스톤 작동공간(270)의 상부오일공간(271)에 작용할 때 펌프 흡기구(101)를 개방하도록 펌프 흡기부 공간 내에서 하강하며, 펌프모듈(110)의 정지시엔 흡기구(101)를 차단하도록 상승 작동하는 밸브판(211), 그 밸브판(211)의 하측으로 연장되어 상부오일공간에 오일압 작용시 하강하는 피스톤(210), 상부오일공간(271)을 형성하고 피스톤의 슬라이딩 승강을 안내하는 밸브커버(280), 상부오일공간(271)내의 오일압을 유지하기 위한 밀봉 시일(260), 펌프모듈의 정지시에 상기 피스톤(210)을 부상시켜 주기 위해 하부오일공간(272)에 피스톤을 상측으로 탄력적으로 밀어올리기 위해 설치되는 리턴스프링(220)을 포함하여 구성된다.

또한, 상부오일공간(271)과 연통되는 유로1(201)은 작동밸브(250)를 통하여 상기 오일펌프(140)와 연통하는 유로2(202) 또는 오일저장소(131)로 통하는 유로3(203)과 연결된다.

상기 작동밸브(250)는 오일펌프(140)로부터 상부오일공간(271)으로 유입되는 유로1(201)과 오일저장소로 통하는 유로3(203)의 분기점에 위치되는 밸브공간(251)에 설치되며 스프링(253)에 의하여 탄지되고 단면이 ∪형상으로 이루어지는 밸브체(253)로 구성되며, 상기 밸브체(252)의 외경과 밸브공간(251)의 내경 사이에는 펌프모듈 정상 가동시 오일이 유통되기 위한 작은 틈새로 이루어지는 오일통로(254)가 형성되며, 상기 제1유로(201)와 제2유로(202)의 오일압의 상대적인 크기에 따라 스프링(251) 및 밸브체(252)가 작동된다.

즉, 펌프장치가 정상적으로 가동시에는 오일펌프(140)로부터 공급되는 유로2의 유압이 밸브체(252) 및 그 내부에 구비된 스프링(253)을 가압하여 유로1(201)과 유로2(202)가 연통되도록 함과 동시에 유로3(203)을 폐쇄시킨다. 이에 따라 상부오일공간(271)에 오일압이 형성되어 피스톤(210)이 하강되고 동시에 흡기구(101)로부터 밸브판(211)이 이격되어 진공흡입펌핑이 이루어진다.

펌프모듈(110)의 구동이 정지되어 유로2(202)의 유압이 해제될 시에는 작동밸브의 스프링(253) 탄성에 의해 밸브체(252)가 유로2(202)를 폐쇄하며 밀착되고 오일저장소(131)로 통하는 유로3(203)이 열리게 되어 상부오일공간(271)의 오일압이 해제되면 상기 피스톤(210)을 탄지하는 리턴스프링(220)의 탄력에 의하여 피스톤이 상승하면서 이 피스톤(210)과 일체로 움직이는 밸브판(211)이 상승되어 흡기구(101)를 차단하여 진공설비로 오일이 역류되는 것을 방지하게 된다.

이 때 상부오일공간에 체류하던 오일은 리턴스프링에 떠밀려 올려져 유로1 및 유로3을 통하여 회수된다.

이와 같은 상기 종래 기술의 구성은 몇가지 심각한 문제점을 가지고 있었다.

첫째, 펌프모듈 정지시에 상기 리턴스프링(220)은 상부 오일공간에 가득 차있는 오일을 밀어올리면서 서서히 복귀, 부상하게 됨으로 복귀시간이 지체되며, 이와같이 복귀시간이 지체되는 동안 진공펌프로부터 이물질 등의 유체가 진공설비로 역류되어 심각한 손상을 입히는 문제점이 있었다.

둘째, 역류방지밸브(200)에 작동밸브(250)가 별도로 구비됨으로써 여러가지 문제점을 가지고 있었다.

상기한 바와 같이, 작동밸브(250)는 펌프장치 정지시에 피스톤 상부오일공간(271)과 오일저장소(131) 사이의 통로인 유로3(203)을 열고, 펌프장치 정상 가동시에는 상기 유로3(203)이 차단되도록 작동되는데, 펌핑되는 작업물질의 구성물에 의하여 오일이 오염되거나 또는 오일에 이물질이 포함될 경우 그 이물질이 틈새 오일통로(254)인 상기 밸브체의 외경과 밸브공간의 내벽 사이에 증착되어 밸브체(252)의 작동을 방해한다.

이에 따라 결국 상부오일공간(271)과 상기 유로3(203)이 열린 상태가 되어 유로1(201)에 오일압이 형성되지 않고 밸브판(211)이 열리지 않게 되는 치명적인 문제점이 있었다.

또한, 작동밸브의 상기 밸브체(252)가 손상될 경우 역시, 상부오일공간에 오일압이 형성되지 않고 진공흡입이 불가능하게 된다.

또한, 역류방지밸브장치(200)는 펌프하우징(170)측에 형성되는데 비하여 작동밸브(250)는 펌프모듈(110)의 제1실린더(111)몸체 내에 설치됨으로써 작동밸브(250) 고장시 수리를 위하여는 펌프모듈까지 모두 분해해야 되는 번거로움이 있어 인력과 시간이 막대하게 낭비된다.

또한, 밸브체(252), 스프링(253), 밸브체가 작동하기 위한 밸브공간(251)이 별도로 구비되어 부품 및 조립공수가 많아지고, 여기에 밸브체 및 밸브공간이 정밀가공되어야 함으로써 제조원가가 상승되는 문제점이 있었다.

셋째, 상기 피스톤(210)의 상부오일공간에 기밀유지를 위하여 오목부가 형성된 대략 W자 형상의 시일(260)이 부여되는데 상기 시일은 오일압에 의한 스트레스로 인하여 파손이 발생되며, 이 경우 오일압이 형성되지 않아 밸브판(211)이 열리지 않고 기기의 작동이 마비되는 한편 별도의 부품이 구비되어야 함으로써 부품수가 늘고 구조 및 제조공정을 복잡하게 하여 제조원가를 상승시키는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기한 문제점을 해소하기 위하여 안출된 것으로서,

본 발명의 목적은, 역류방지밸브장치가 펌프모듈 정지시에 제1스프링의 복귀동작과 동시에 상부오일공간의 오일압력이 피스톤에 형성된 여러 오일통로를 통하여 신속하게 해제됨으로 진공설비로의 역류가 획기적으로 신속하게 차단되도록 하는 로터리 베인형 진공펌프를 제공함에 있다.

본 발명의 다른 목적은 종래 기술의 역류방지밸브장치에서 수반되었던 작동밸브 및 파손이 쉽게 발생되는 U자형 시일이 배제되고 구성이 간단하게 되어 부품수 및 제작공수가 현저히 감축되며, 고장발생이 최소화되어 관리가 간편하고 수명을 극대화시키도록 하는 로터리 베인형 진공펌프를 제공함에 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 역류방지장치의 수리시에 펌프모듈을 분해할 필요가 없어 인력과 시간이 현저히 단축됨으로 관리가 간편하도록 하는 로터리 베인형 진공펌프를 제공함에 있다.

상기한 목적을 달성하는 본 발명에 따른 로터리 베인형 진공펌프는,

펌프모듈의 정지시에 흡기구를 차단하기 위하여 스프링에 탄지되고 밸브판이 구비된 피스톤, 상기 피스톤 작동공간 및 유로가 구비되는 펌프하우징, 상기 피스톤의 승강을 안내하며 작동공간의 기밀유지를 위한 밸브커버가 구비되는 역류방지밸브장치를 포함하여 구성되는 로터리 베인형 진공펌프에 있어서,

상기 흡기구를 개폐하기 위한 밸브판이 상부에 결합되는 밸브봉이 구비되고 작동공간을 상부오일공간과 하부오일공간으로 나누며 상부오일공간과 하부오일공간을 연통시키는 오일통로가 형성된 피스톤과;

상기 피스톤을 탄지하기 위하여 피스톤 하방에 설치되는 제1스프링과;

상기 펌프모듈측에 설치된 오일펌프로부터 상기 피스톤의 상부오일공간으로 직통되는 유로A와;

상기 피스톤의 하부오일공간으로부터 오일저장소로 직통되는 유로B;를 포함하여 구성되는 역류방지밸브장치가 구비됨을 특징으로 한다.

본 발명의 일 실시예로서,

상기 피스톤은 상부오일공간으로부터 하방으로 관통되는 오일통로가 밸브봉에 형성되고,

상기 밸브봉의 오일통로 하방에 과압밸브가 더 설치됨을 특징으로 한다.

이하, 본 발명의 로터리 베인형 진공펌프에 대한 일 실시예를 첨부도면을 참조하여 보다 상세히 설명한다.

도 4a는 본 발명에 따른 일 실시예의 구성을 보이는 일부 생략 단면도, 도 4b는 도 4a의 가변상태도이다.

도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 일 실시예의 로터리 베인형 진공펌프는, 펌프모듈의 정지시에 흡기구(101)를 차단하기 위하여 스프링에 탄지되고 밸브판이 구비된 피스톤, 상기 피스톤 작동공간 및 유로가 구비되는 펌프하우징(70), 상기 피스톤 승강을 안내하며 작동공간의 기밀유지를 위한 밸브커버(80)가 구비되는 역류방지밸브장치를 포함하여 구성되되,

상기 역류방지밸브장치(1a)는 흡기구(101)를 개폐하기 위한 밸브판(11)이 상부에 결합되는 밸브봉(12)이 구비되고 작동공간(71)을 상부오일공간(71a)과 하부오일공간(71b)으로 나누며 상부오일공간(71a)과 하부오일공간(71b)을 연통시키는 오일통로(P)가 형성된 피스톤(10)과, 상기 피스톤(10)을 탄지하기 위하여 피스톤 하방에 설치되는 제1스프링(20)과, 상기 펌프모듈측에 설치된 오일펌프로부터 상기 피스톤의 상부오일공간(71a)으로 직통되는 유로A(31)와, 상기 피스톤의 하부오일공간(71b)으로부터 오일저장소로 직통되는 유로B(32)를 포함하여 구성되는 것이다.

도 5는 본 발명에 따른 일 실시예의 피스톤의 사시도이다. 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 피스톤의 밸브봉(12)에는 상부에서 하부로 통하는 오일통로(P1)가 형성된다.

또한, 상기 피스톤(20)의 외연과 작동공간(71)의 내벽 사이에도 오일통로(P2)가 형성됨이 바람직하다.

상기 피스톤(10)의 외연과 작동공간(71) 내벽사이의 오일통로(P2)로서 도 5에 도시된 바와 같이, 피스톤 외연에 방사상으로 미세미세홈(17)이 형성되어도 무방하다.

상기 피스톤의 밸브봉(12)에 관통 형성되는 오일통로(P1)와 피스톤 외연과 작동공간 내벽 사이에 형성된 오일통로(P2)는 피스톤의 상부오일공간과 하부오일공간의 오일압이 적정하게 유지되며, 펌프모듈 정지로 인하여 상부오일공간(71a)으로 오일압이 추가되지 않을 경우, 신속하게 복귀가 이루어지도록 설계된다.

상기 유로B(32)는 하부오일공간(71b)의 바닥에서 소정높이 올라간 위치의 일측에 형성됨이 바람직하다.

또한, 상기 피스톤 작동공간(71)의 하부오일공간(71b)의 바닥면으로부터 펌프모듈의 로터부로 연통되는 유로C(33)가 더 형성될 수 있다.

또한, 피스톤(10)의 슬리브(14) 하방에는 단차(14a)가 형성되고, 상기 피스톤 작동공간(71)의 내벽에는 상기 슬리브 단차(14a)에 대응하는 멈춤단턱(71c)이 형성되어 피스톤의 행정이 결정되도록 하여도 무방하다. 미설명 부호 (83)은 시일을 위한 오링이다.

이와 같은 구성의 본 발명에 따른 역류방지밸브장치(1a)의 작동상태를 살펴본다.

진공펌프의 펌프모듈이 가동하면 오일펌프(140)가 회전하면서 오일통로(35)에 강한 오일압이 형성되고 이 오일이 펌프모듈의 운동부위에서 윤활, 기밀, 냉각작용을 하고 실린더의 배기밸브를 통하여 오일저장소로 회수된다.

이와 동시에 오일펌프(140)로부터 공급되는 상기 유로A(31)에도 강한 오일압이 형성되어 상부오일공간(71a)에는 가득찬 오일로 오일압이 형성된다.

상기 오일압이 제1스프링(20)에 압력을 가하게 되어 피스톤(10)이 하방으로 밀리면서 밸브봉(12) 상부에 결합된 밸브판(11)이 밀착 폐쇄하고 있던 흡기구(101)로부터 이격되어 진공흡입통로(90)를 열어 연결시켜준다(도 4b 참조).

이 때, 상부오일공간(71b) 내의 오일은 피스톤의 밸브봉(12)에 관통 형성된 오일통로(P1)와 피스톤 외연과 작동공간 내벽 사이에 형성된 오일통로(P2)를 통하여 하부오일공간(71b)으로 이동되면서 상부오일공간(71a)의 오일압이 적정하게 유지된다.

즉, 상기 유로A(31)를 통하여 연속적으로 공급되는 오일이 제1스프링(20)을 압축하기 위한 적정압력을 상부오일공간(71a)에 유지하는 한편, 피스톤(10)에 형성된 오일통로(P1)(P2)를 통하여 연속적으로 하부오일공간(71b)으로 이동되고, 상기 하부오일공간(71b)으로 이동된 오일은 오일압이 소멸된 상태로 유로B(32)로 흘러넘쳐 들어가 오일저장소로 회수되는 것이다

또한, 펌프모듈 정지로 오일펌프(140)가 정지되면 상부오일공간(71a)에 오일압이 해제됨으로 스프링(20)의 복귀탄력에 의하여 피스톤(10) 및 밸브판(11)이 상승하여 흡기구(101)를 밀착 폐쇄시킨다(도 4a 참조).

이 때, 상기 상부오일공간(71a)에 체류하고 있던 오일은 상기 피스톤에 형성된 오일통로(P1)(P2) - 하부오일공간(71b) - 유로B(32)를 통하여 오일저장소로 회수된다.

또한, 상기 하부오일공간(71b)의 바닥면으로부터 펌프모듈의 로터부로 연통되는 유로C(33)는 펌프모듈 정지시에 오일의 배출 회수로를 추가시켜 스프링의 복귀 및 밸브판(11) 흡기구(101) 차단작동이 더욱 신속하게 이루어지도록 한다.

도 6a는 본 발명에 따른 다른 일 실시예의 로터리 베인형 진공펌프의 역류방지밸브장치(1b)의 구성을 보이는 일부 생략 단면도, 도 6b는 도 6a의 가변상태도이다.

본 발명에 따른 다른 일 실시예의 로터리 베인형 진공펌프의 역류방지밸브장치(1b)는 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 피스톤 밸브봉(12)의 오일통로 하방(P1), 피스톤 슬리브(14) 내측으로, 오일이 수용되기 위한 오일컵부(61)와 상기 오일컵부(61)의 플랜지부(62), 상기 플랜지부(62)에 연결되는 슬리브(63)가 일체로 형성되고, 상부오일공간(71a)의 오일압에 의하여 동작되며 피스톤과의 접속부에 오일통로(P3)를 형성하고 상기 제1스프링(20)에 의하여 탄지되는 받침컵(60)이 더 구비되어 구성된다.

상기 피스톤의 밸브봉(12)은 피스톤(10) 상부에만 형성됨이 바람직하다.

도 7은 상기 받침컵(60)의 사시도이다.

도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이, 상기 받침컵(60)의 오일통로(P3)는 상면에 형성되는 요철부(64)와, 피스톤 슬리브(14)의 내경과 받침컵 슬리브(63)의 외경 사이에 형성되는 틈새로 형성되며, 피스톤 슬리브(14)와의 사이에 상호 걸림되는 걸림턱(14c)(63c)이 각각 형성됨이 바람직하다.

또한, 상기 받침컵(60)은 슬리브 하방으로 이탈방지를 위한 멈춤턱(65)이 형성되고, 상기 피스톤의 슬리브(14) 내연에는 상기 받침컵의 멈춤턱(65)에 대응하는 멈춤링(16)이 구비됨이 바람직하다. 상기 멈춤턱(65)은 오일흐름을 방해하지 않도록 요철형성된다.

이와 같은 구성의 받침컵(60)은 상부오일공간(71a)의 오일압이 정상압력시에는 상기 걸림턱(63c)이 피스톤 슬리브의 걸림턱(14c)에 걸쳐지지된다.

이 때, 상기 피스톤 슬리브(14) 외연에 형성된 오일통로(P2)를 통하여 상부오일공간(71a)에서 하부오일공간(71b)으로 유입 이동되면서 적정압력이 유지되며(도 6b 참조), 상기 걸림턱(63c)(14c)이 접속되는 부분으로는 미량의 오일이 통과된다.

그리고, 펌프모듈 정지로 상부오일공간(71a)의 오일압 해제시에는 상기 피스톤(10) 외연에 형성된 오일통로(P2)에 추가로 상기 받침컵(60)에 의한 오일통로(P3)가 형성되어 흡기구 차단을 위한 피스톤(10) 및 밸브판(11)의 상승작동이 더욱 신속하게 이루어진다.

즉, 상부오일공간(71a)의 압력이 약화되면 제1스프링(20)의 반력에 의하여 상기 받침컵(60)의 요철부(64)가 피스톤의 하면에 접속됨과 동시에 걸림턱(63c)(14c)이 이격되어 상기 요철부(64)와 피스톤 슬리브(14)의 내연과의 사이에 형성되는 틈새로 이루어지는 상기 오일통로(P3)가 추가로 열리게 되어 상부오일공간(71a)의 오일압력이 더욱 신속하게 해제되고 제1스프링(20)의 복귀를 가속시킨다(도 6a 참조).

도 8a는 본 발명에 따른 또 다른 일 실시예의 로터리 베인형 진공펌프의 역류방지밸브장치(1c)의 구성을 보이는 일부 생략 단면도, 도 8b는 도 8a의 가변상태도이다.

도 8에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 또 다른 일 실시예의 로터리 베인형 진공펌프의 역류방지밸브장치(1c)는 상기 피스톤 밸브봉의 오일통로(P1) 하방에 과압밸브(S)가 더 설치되는 것이다.

상기 과압밸브(S)는, 도 8 및 그 밸브체(50)의 사시도를 보이는 도 9에 도시된 바와 같이, 상기 피스톤 밸브봉(12)의 오일통로(P1)와 연통되며 하방으로 관통공(51a)이 형성된 밸브관(51)과, 상기 밸브관(51)의 상부 선단에 형성되며 상부오일공간(71a)의 오일압에 의하여 상기 피스톤(10) 하면에 밀착 또는 이격되며 외연에 방사상으로 오일통로(P4)가 형성된 플랜지(52)를 구비하여 된 밸브체(50)와, 피스톤 슬리브(14) 내측에 일단이 지지되고 상기 밸브체(50)를 탄지하기 위한 제2스프링(55)을 포함하여 구성된다.

상기 밸브체(50)는 플랜지(52) 하방으로 제1스프링(20)과 제2스프링(55)이 탄지되기 위한 스프링 장착홈(52a)(52b)이 형성되며, 상면에는 시일을 위한 오링(53)이 부여되고, 상기 피스톤의 슬리브(14) 내연에는 상기 제2스프링(55)의 일단을 지지하기 위한 멈춤링(15)이 구비됨이 바람직하다.

상기 피스톤 작동공간(71) 바닥면에 일단이 지지되는 상기 제1스프링(20)은 상기 밸브체(50)를 통하여 피스톤(20)을 탄지하며, 상기 제2스프링(55)은 제1스프링(20)에 지지된 밸브체(50)를 다시 피스톤(20) 슬리브 하단으로부터 탄지한다.

이와 같은 구성의 과압밸브(S)는 펌프모듈 정상 구동시에는 상부오일공간(71a)의 오일압에 의하여 상기 제1스프링(20)이 압축되어 피스톤(10) 및 밸브판(11)이 하강하여 흡기구(101)를 개방하는 동시에 피스톤의 외연 오일통로(P2), 그리고 상기 밸브봉(12)의 오일통로(P1)와 연통되는 밸브체(50)의 오일통로(P4)를 통하여 소정량의 오일이 연속적으로 상부오일공간(71a)으로부터 하부오일공간(71b)으로 이동되어 적정한 오일압이 유지되도록 하며(도 8b 참조), 펌프 정지시에 상부오일공간의 오일압력을 해소해 주는 기능을 갖는다.

즉, 오일통로 및 상부오일공간(71a)에 어떤 문제로 인하여 과도한 압력이 발생되면 제2스프링(55)이 압축되어 피스톤(10) 밑면을 밀착하고 있던 밸브체(50)가 피스톤(10) 하면으로부터 이격, 뒤로 밀리면서 추가로 형성되는 오일통로(P4-1)가 상기 밸브봉(12)에 형성된 오일통로(P1)와 연통되어 상부오일공간(71a)내의 오일압력을 적정하게 유지시켜 주고(도 8c 참조), 다시 오일압력이 정상으로 되면 제2스프링(55)이 복귀되어 밸브체(50)가 피스톤 밑면에 밀착된다.

또한, 펌프모듈 정지로 상부오일공간(71a)의 오일압이 해제되면 제1 스프링(20)의 반력에 의하여 피스톤을 상승시킴으로 밸브판(11)이 흡기구(101)를 차단하게 된다(도 8a 참조).

이 때의 상부오일공간(71a)에 체류하던 오일은 상기 피스톤의 밸브봉(12)에 형성된 오일통로(P1) 및 이와 연통되는 밸브체(50)에 형성된 오일통로(P4), 피스톤 외연에 형성된 오일통로(P2)를 통하여 하부오일공간으로 유입되어 상기 유로B(32), 유로C(33)의 경로를 통하여 신속하게 회수된다.

이상과 같이 본 발명은 펌프모듈 정지시에 제1스프링(20)의 복귀동작과 동시에 상부오일공간(71a) 내에 가득 차 있는 오일이 피스톤 또는 피스톤에 결합형성된 여러 오일통로(P1, P2, P3, P4, P4-1)를 통하여 하부오일공간(71b)으로 자연스러운 배출이 이루어짐으로 오일압이 신속하게 해제되고 이에 따라 제1스프링의 복귀동작에 상부오일공간에 차있던 오일압력이 작용되지 않는다.

따라서, 펌프모듈 정지시에 상기 밸브판(11)이 현저히 신속하게 흡기구를 차단하게 됨으로 진공펌프내의 유체가 진공설비로 역류되는 것이 방지되어 품질특성을 획기적으로 향상시키게 되는 것이다.

본 발명의 이러한 오일유통 및 작동구조는 종래 기술에서 리턴스프링의 복귀시에 상부 오일공간에 가득 차있는 오일압력의 간섭에 의하여 서서히 복귀 부상이 지체되는 동안 진공설비로의 역류가 발생되었던 점과 극명하게 대비되는 탁월한 장점이다.

또한, 상부오일공간으로 공급되는 유로A(31)가 오일펌프(140)로부터 직통형성되고, 하부오일공간에서 오일저장소 등으로 배출되는 유로B,C(32)(33)가 직통형성됨으로써, 다시 말하자면 종래 기술에서 수반되었던 작동밸브 및 파손이 쉽게 발생되는 U자형 시일이 배제됨으로 구성이 간단하게 되고 부품수 및 제작공수가 현저히 감축되어 고장발생이 최소화되며 관리가 간편하고 수명을 극대화시킨다.

또한, 수리를 요할 경우에도 펌프모듈을 분해할 필요가 없어 인력과 시간이 현저히 단축된다.

이상, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조로 설명하였다. 여기서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

이상에서 상세히 살펴본 바와 같이, 본 발명에 따른 로터리 베인형 진공펌프는,

펌프모듈 정지시에 역류방지장치의 제1스프링의 복귀동작과 동시에 상부오일공간의 오일압력이 피스톤에 형성된 여러 오일통로를 통하여 신속하게 해제됨으로 진공설비로의 역류차단이 획기적으로 신속하게 이루어진다.

또한, 종래 기술에서 수반되었던 작동밸브 및 파손이 쉽게 발생되는 U자형 시일이 배제되고 구성이 간단하게 되어 부품수 및 제작공수가 현저히 감축되고, 고장발생이 최소화되어 관리가 간편하며 수명을 극대화시키는 효과가 있다.

또한, 수리시에도 펌프모듈을 분해할 필요가 없어 인력과 시간이 현저히 단축됨으로 관리가 간편한 효과가 있다.

도 1은 일반적인 로터리 베인형 진공펌프의 구성을 보이는 단면도

도 2는 도 1의 윤활회로 및 진공펌프장치의 흡기, 배기를 설명하기 위하여 그 제1실린더와 제2실린더의 시점을 회전시켜 동일 평면상에 나타낸 가상도

도 3은 종래 기술의 역류방지밸브장치의 상세 단면도

도 4a는 본 발명에 따른 일 실시예의 구성을 보이는 일부 생략 단면도

도 4b는 도 4a의 가변상태도

도 5는 본 발명에 따른 일 실시예의 피스톤의 사시도(밸브판은 생략됨)

도 6a는 본 발명에 따른 다른 일 실시예의 구성을 보이는 일부 생략 단면도

도 6b는 도 6a의 가변상태도

도 7은 도 6의 받침컵의 사시도

도 8a는 본 발명에 따른 또 다른 일 실시예의 일부 생략 단면도

도 8b는 도 8a의 가변상태도1

도 8c는 도 8a의 가변상태도2

도 9는 도 8의 밸브체의 사시도

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

1a, 1b, 1c: 본 발명에 따른 역류방지밸브장치

10: 피스톤 11: 밸브판

12: 밸브봉 14: 슬리브

15,16: 멈춤링 17: 피스톤의 외연홈

20: 제1스프링 31: 유로A

32: 유로B 33: 유로C

50: 과압밸브 51: 밸브관

52: 플랜지 55: 제2스프링

60: 받침컵 61: 오일컵부

62: 플랜지부 63: 슬리브

64: 상면 요철 65: 멈춤턱

70: 펌프하우징 71: 작동공간

71a: 상부오일공간 71b: 하부오일공간

71c: 멈춤단턱 80: 밸브커버

90: 진공흡입통로 101: 흡기구

140: 오일펌프 P1: 밸브봉의 오일통로

P2: 피스톤 외연의 오일통로

P3: 받침컵과 피스톤 사이에 형성되는 오일통로

P4: 과압밸브 밸브관의 오일통로

P4-1; 과압밸브와 피스톤 사이에 형성되는 오일통로

200: 종래 기술의 역류방지밸브장치

Claims (12)

1. 펌프모듈의 정지시에 흡기구(101)를 차단하기 위하여 스프링에 탄지되고 밸브판이 구비된 피스톤, 상기 피스톤 작동공간 및 유로가 구비되는 펌프하우징(70), 상기 피스톤 승강을 안내하며 작동공간의 기밀유지를 위한 밸브커버(80)가 구비되는 역류방지밸브장치를 포함하여 구성되는 로터리 베인형 진공펌프에 있어서,

   상기 흡기구(101)를 개폐하기 위한 밸브판(11)이 상부에 결합되는 밸브봉(12)이 구비되고 작동공간(71)을 상부오일공간(71a)과 하부오일공간(71b)으로 나누며 상부오일공간(71a)과 하부오일공간(71b)을 연통시키는 오일통로(P)가 형성된 피스톤(10)과;

   상기 피스톤(10)을 탄지하기 위하여 피스톤 하방에 설치되는 제1스프링(20)과;

   상기 펌프모듈측에 설치된 오일펌프로부터 상기 피스톤의 상부오일공간(71a)으로 직통되는 유로A(31)와;

   상기 피스톤의 하부오일공간(71b)으로부터 오일저장소로 직통되는 유로B(32);를 포함하여 구성되는 역류방지밸브장치가 구비됨을 특징으로 하는 로터리 베인형 진공펌프.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 피스톤의 밸브봉(12)에는 피스톤(10)의 상부에서 하부로 통하는 오일통로(P1)가 형성됨을 특징으로 하는 로터리 베인형 진공펌프.
3. 제 1항에 있어서,

   상기 피스톤(20)의 외연과 작동공간(71)의 내벽 사이에 오일통로(P2)가 형성됨을 특징으로 하는 로터리 베인형 진공펌프.
4. 제 1항에 있어서,

   상기 피스톤 작동공간(71)의 하부오일공간(71b)으로부터 펌프모듈의 로터부로 연통되는 유로C(33)가 더 형성됨을 특징으로 하는 로터리 베인형 진공펌프.
5. 제 1항에 있어서,

   상기 피스톤(10)은 슬리브(14) 하방에 단차(14a)가 형성되고,

   상기 피스톤 작동공간(71)의 내벽에는 상기 슬리브 단차(14a)에 대응하는 멈춤단턱(71c)이 형성됨을 특징으로 하는 로터리 베인형 진공펌프.
6. 제 3항에 있어서,

   상기 피스톤(10)의 외연과 작동공간(71) 내벽사이의 오일통로(P2)로서 피스톤 외연에 방사상으로 미세홈(17)이 형성됨을 특징으로 하는 로터리 베인형 진공펌프.
7. 제 1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 피스톤 밸브봉(12)의 오일통로 하방, 피스톤 슬리브(14) 내측으로, 오일이 수용되기 위한 오일컵부(61)와 상기 오일컵부(61)의 플랜지부(62), 상기 플랜지부(62)에 연결되는 슬리브(63)가 일체로 형성되고, 상부오일공간의 오일압에 의하여 동작되며 피스톤과의 접속부에 오일통로(P3)를 형성하고 상기 제1스프링(20)에 의하여 탄지되는 받침컵(60)이 더 구비됨을 특징으로 하는 로터리 베인형 진공펌프.
8. 제 7항에 있어서,

   상기 피스톤의 밸브봉은 피스톤 상부에만 형성되고,

   상기 받침컵(60)의 오일통로(P3)는 상면에 형성되는 요철부(64)와, 피스톤 슬리브(14)의 내경과 받침컵 슬리브(63)의 외경 사이에 형성되는 틈새로 형성되며, 피스톤 슬리브와의 사이에 상호 걸림되는 걸림턱(14c)(63c)이 각각 형성됨을 특징으로 하는 로터리 베인형 진공펌프.
9. 제 7항에 있어서,

   상기 받침컵(60)은 슬리브 하방으로 이탈방지를 위한 멈춤턱(65)이 형성되고,

   상기 피스톤의 슬리브(14) 내연에는 상기 받침컵의 멈춤턱(65)에 대응하는 멈춤링(16)이 구비됨을 특징으로 하는 로터리 베인형 진공펌프.
10. 제 1항 내지 제 5항 중 어느 한 항에 있어서,

    상기 피스톤(10)은 상부오일공간(71a)으로부터 하방으로 관통되는 오일통로(P1)가 밸브봉(12)에 형성되고,

    상기 밸브봉의 오일통로(P1) 하방에 과압밸브(S)가 더 설치됨을 특징으로 하는 로터리 베인형 진공펌프.
11. 제 10항에 있어서,

    상기 과압밸브(S)는,

    상기 피스톤 밸브봉(12)의 오일통로(P1)와 연통되며 하방으로 관통공(51a)이 형성된 밸브관(51)과, 상기 밸브관(51)의 상부 선단에 형성되며 상부오일공간(71a)의 오일압에 의하여 상기 피스톤(10) 하면에 밀착 또는 이격되며 외연에 방사상으로 오일통로(P4)가 형성된 플랜지(52)를 구비한 밸브체(50)와;

    피스톤 슬리브(14) 내측에 일단이 지지되고 상기 밸브체(50)를 탄지하기 위한 제2스프링(55);을 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 로터리 베인형 진공펌프.
12. 제 11항에 있어서,

    상기 밸브체(50)는 상부에 오링(53)이 부여되고, 플랜지(52) 하방으로 제1스프링(20)과 제2스프링(55)이 탄지되기 위한 스프링 장착홈(52a)(52b)이 형성되며,

    상기 피스톤의 슬리브(14) 내연에는 상기 제2스프링(55)의 일단을 지지하기 위한 멈춤링(15)이 구비됨을 특징으로 하는 로터리 베인형 진공펌프.