KR100882466B1 - Rotary piston pump - Google Patents
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Abstract
Description
도 1은 본 발명에 따른 로터리 피스톤 펌프의 구조를 나타낸 종단면도.1 is a longitudinal sectional view showing a structure of a rotary piston pump according to the present invention.
도 2는 본 발명에 따른 로터리 피스톤 펌프의 구조를 나타낸 측단면도.Figure 2 is a side cross-sectional view showing the structure of a rotary piston pump according to the present invention.
도 3은 본 발명에 따른 로터리 피스톤 펌프의 기어 연결상태 개략도.Figure 3 is a schematic view of the gear connection state of the rotary piston pump according to the present invention.
*** 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ****** Explanation of symbols for the main parts of the drawing ***
10 - 하우징 12 - 제1커버10-Housing 12-First Cover
14 - 제2커버 16a,16b - 흡입 및 배출실14-
18a,18b - 흡입 및 배출구 20 - 회전체18a, 18b-inlet and outlet 20-rotating body
21 - 회전체 축 22 - 실린더 21-rotor shaft 22-cylinder
24 - 제1기어 30 - 피스톤24-1st Gear 30-Piston
31 - 피스톤축 32 - 로드31-piston shaft 32-rod
34 - 제2기어 44 - 구동기어34-2nd Gear 44-Drive Gear
M - 구동모터 S1 - 구동축M-Drive Motor S1-Drive Shaft
B1,B2 - 베어링 X - 교차점B1, B2-Bearing X-Intersection
L - 편심거리L-eccentric distance
본 발명은 편심되게 설치된 피스톤축과 회전체가 동일한 회전속도로 회전하여 그 편심차에 의해 피스톤이 실린더내부를 순차적으로 왕복운동하면서 유체의 흡입과 공급이 이루어지도록 하는 유체펌프에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 편심된 두 축을 각각 하우징의 양측에서 지지하도록 하여 흡입 및 배출과정에서 일측방향으로만 작용하는 압력 및 고속회전에서도 안정적으로 지지하도록 한 로터리 피스톤 펌프의 동력전달장치에 관한 것이다. The present invention relates to a fluid pump in which the eccentrically installed piston shaft and the rotating body rotate at the same rotational speed so that the piston reciprocates the inside of the cylinder sequentially by the eccentric difference to allow the suction and supply of the fluid. It is related with the power transmission device of the rotary piston pump to support the two eccentric shafts on both sides of the housing, respectively, to stably support the pressure and high-speed rotation acting only in one direction during the suction and discharge process.
선등록된 특허공고 제10-0196279호에 의하면, 중심부가 양측으로 개방된 원형의 회전체에 복수의 실린더가 사방으로 배열 장치되고, 상기 실린더의 내부에 피스톤이 내장되며, 상기 회전체의 중앙부에 상기 회전체의 축과 편심되게 각 피스톤을 연결하는 피스톤축을 형성하여 두축을 동일한 회전수로 회전시켜 두 축의 편심차에 의해 각 피스톤들이 실린더내에서 순차적으로 왕복 운동하게 되어 유체의 흡입과 배출이 연속적으로 이루어지도록 한 것이다. 이러한 펌프는 체적효율성에 비해 그 구조가 간단하고, 회전체의 1회전에 따라 연속적인 유체의 펌핑이 가능하므로 높은 펌핑력을 발휘하는 특징이 있다.According to the pre-registered Patent Publication No. 10-0196279, a plurality of cylinders are arranged in all directions in a circular rotating body whose center is open to both sides, the piston is built in the cylinder, the central portion of the rotating body A piston shaft is formed to connect each piston to be eccentric with the axis of the rotating body. The two shafts are rotated at the same rotational speed so that the pistons reciprocate sequentially in the cylinder by the eccentricity of the two shafts, so that the intake and discharge of the fluid is continuously It is to be made. Such a pump has a feature that exhibits a high pumping force because the structure is simpler than the volumetric efficiency and the pumping of the continuous fluid is possible in accordance with one rotation of the rotating body.
그런데 상기 펌프는 복수의 피스톤을 회전시키는 축과 복수의 실린더를 회전시키는 축이 편심된 상태로 회전되어야 하는데, 이를 가능하게 하는 동력전달 기술이 완성되지 못하여 사장되었다. However, the pump should be rotated in an eccentric state of the shaft for rotating a plurality of pistons and the shaft for rotating a plurality of cylinders, the power transmission technology for enabling this has been dead.
이에 특허출원 제10-2006-0043266호는 단순한 원리를 이용하여 복수의 실린더를 방상형으로 배열한 회전체축(S과 복수의 피스톤축을 동일한 속도로 회전시키 는 동력전달 구조를 완성하여 출원한 바 있다.Patent Application No. 10-2006-0043266 has been filed using a simple principle to complete the power transmission structure for rotating the rotating shaft (S and the plurality of piston shaft at the same speed by arranging a plurality of cylinders in a rectangular shape bar) have.
그 구조는, 회전체의 축과 피스톤 축을 유니버셜 조인트로 연결함으로써 편심차를 극복할 수 있도록 한 것이다. 따라서 로터리 피스톤 펌프가 해결하지 못한 동력전달 구조를 해결한 것이다.The structure is such that the eccentricity can be overcome by connecting the shaft of the rotor and the piston shaft with a universal joint. Therefore, it solves the power transmission structure that the rotary piston pump did not solve.
그런데, 상기 펌프는, 회전체축과 피스톤축이 편심되어 있는 관계로 회전체축과 피스톤축의 지지부가 양측으로 나뉘어져 외팔식 지지 구조를 가질 수밖에 없으므로 고압, 고속회전시 문제가 발생될 우려가 있는 것이다. By the way, since the support shaft of the rotor shaft and the piston shaft is divided into both sides because the rotor shaft and the piston shaft are eccentric, the pump has a cantilever support structure, which may cause problems during high pressure and high speed rotation. .
다시말해, 피스톤이 실린더 및 피스톤축의 편심차에 의해 실린더 내에서 왕복운동하여 유체를 흡입 및 압축시키는 펌핑작동을 실시할 때, 피스톤축에 작용하는 반력이 한 방향으로만 작용하게 된다. 특히 그 반력은 펌핑되는 점성을 가진 유체, 예를 들면, 슬러지, 슬러리 등과 같은 유체의 경우에는 더더욱 높아지게 되며, 이 상태로 고속 회전이 이루어질 경우에는 외팔 지지식으로 이루어진 피스톤축으로는 감당할 수 없을 정도의 반력이 예상된다. 더욱이 회전체의 측면과 하우징은 수밀을 유지하기 위해 매우 작은 유격을 유지해야 하는 등 정밀성을 유지해야 하는데, 반력이 클 경우에는 축의 휨이 발생하여 회전체와 하우징이 닫게 되는 문제가 발생하게 되는 것이다.In other words, when the piston reciprocates in the cylinder by the eccentric difference between the cylinder and the piston shaft to perform the pumping operation of sucking and compressing the fluid, the reaction force acting on the piston shaft acts in only one direction. In particular, the reaction force is higher in the case of a pumped viscous fluid, for example, sludge, slurry, and the like, and in this state, when a high-speed rotation is achieved, the piston shaft made of a one-arm support type is unacceptable. Reaction is expected. In addition, the sides and the housing of the rotor must maintain precision, such as maintaining a very small play to maintain watertightness, but when the reaction force is large, the shaft will bend and the rotor and the housing will be closed. .
이러한 문제들은 피스톤축, 회전체축, 로드 등과 같은 부품은 물론이고 펌프 자체의 수명을 단축시키는 요인이 된다.These problems are factors that shorten the life of the pump itself, as well as components such as piston shaft, rotor shaft, rod and the like.
본 발명은 상기한 바와 같은 종래 펌프의 문제점을 해소하기 위해 창안된 것 으로, 그 목적은, 회전체 축과 피스톤축 모두 양단부가 지지되면서도 단순한 구조에 의해 동일한 회전수로 회전이 가능하도록 하여 고압 및 고속회전 상태에서도 하우징과 회전체의 정밀 유격이 안정적으로 유지될 수 있음은 물론이고, 펌프의 부품과 펌프 자체의 수명을 연장시킬 수 있으며, 펌핑능력도 향상시킬 수 있는 로터리 피스톤 펌프를 제공하는데 있다.The present invention was devised to solve the problems of the conventional pump as described above, the object of which is that both the rotating shaft and the piston shaft is supported by both ends while being capable of rotating at the same rotational speed by a simple structure and high pressure and It is to provide a rotary piston pump that can maintain the precision clearance of the housing and the rotating body even at high speed, as well as extend the life of the pump parts and the pump itself, and improve the pumping ability. .
상기 본 발명의 구성은, 둘레에 방사형태로 일정 간격 배열 형성된 복수의 실린더를 가지며, 중심부가 양측으로 관통 개방된 회전체와;The configuration of the present invention, the circumference has a plurality of cylinders formed in a predetermined interval arranged in a radial direction, the central body is open through both sides;
상기 회전체의 각 실린더내에 설치되어 왕복운동하는 피스톤과;Pistons installed in each cylinder of the rotating body to reciprocate;
상기 회전체의 내부에서 상기 회전체의 중심과 편심되게 설치되고, 상기 각 피스톤을 로드로 연결하여 회전시 상기 회전체의 중심과의 편심거리에 의해 상기 피스톤이 순차적으로 왕복운동하도록 한 피스톤축과;A piston shaft installed eccentrically with the center of the rotating body in the rotating body, and connecting the respective pistons to the rods so as to sequentially reciprocate the piston by an eccentric distance from the center of the rotating body during rotation; ;
상기 회전체의 양측과 상기 피스톤축의 양측을 회전가능하게 지지하며, 상기 피스톤의 상사점과 하사점을 경계로 유체의 흡입 및 배출실을 가지는 하우징과;A housing rotatably supporting both sides of the rotor and both sides of the piston shaft, the housing having a suction and discharge chamber for fluid at a boundary between the top dead center and the bottom dead center of the piston;
상기 회전체의 일측에 결합되는 제1기어와;A first gear coupled to one side of the rotating body;
상기 피스톤축에 상기 제1기어에 설치된 제2기어와;A second gear installed at the first gear on the piston shaft;
구동원 및 상기 제1기어와 제2기어가 동일한 회전수로 작동하도록 상기 구동원으로부터의 동력을 전달하는 동력전달장치로 구성되어 달성된다.And a power transmission device for transmitting power from the drive source such that a drive source and the first gear and the second gear operate at the same rotational speed.
이하, 본 발명의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명에 따른 압송시스템의 구조를 나타낸 종단면도이고, 도 2는 본 발명에 따른 압송 시스템의 구조를 나타낸 측단면도이며, 도 3은 본 발명에 따른 로터리 피스톤 펌프의 기어 연결상태 개략도이다.1 is a longitudinal sectional view showing a structure of a pressure feeding system according to the present invention, Figure 2 is a side cross-sectional view showing a structure of the pressure feeding system according to the present invention, Figure 3 is a schematic view of the gear connection state of a rotary piston pump according to the present invention. .
상기 도면에 도시된 바와 같이 본 발명 로터리 피스톤 펌프는, 회전체(20)를 구성한다. 상기 회전체는 하우징(10)의 내부에 복수의 실린더(22)가 방사형태로 배열 형성된다. 실린더의 배열은 균일한 간격을 갖는다. 회전체(20)의 중심부는 양측으로 관통 개방된 구조를 가지며, 상기 회전체(20)의 각 실린더(22)내에는 피스톤(30)이 설치된다. 그리고 상기 회전체(20)의 내부에서 상기 회전체(20)의 중심과 편심되게 피스톤축(31)이 설치되며, 상기 피스톤축(31)에는 상기 각 피스톤(30)과 로드(32)로 연결되어 회전시 상기 회전체(20)의 중심과의 편심거리에 의해 상기 피스톤(30)들이 순차적으로 왕복운동하도록 되어 있다.As shown in the figure, the rotary piston pump of the present invention constitutes a
또한 상기 하우징(10)은 상기 피스톤(30)의 상사점과 하사점을 경계로 유체의 흡입 및 배출실(16a)(16b)과 상기 각실로 유체의 흡입과 배출을 허용하는 흡입 및 배출구(18a)(18b)를 가지며, 양측면은 상기 회전체(20)의 양측과 상기 피스톤축(31)의 양측을 회전가능하게 지지한다. 특히 상기 하우징(10)이 회전체(20)를 지지하는 구조에 있어서는, 회전체(20) 내측에서 베어링(B1)을 통해 지지하거나 또는 짧은 관형상로 축(21)을 돌출형성하여 그 둘레에서 베어링(B2)을 통해 지지할 수 있다. 상기 두 구조는 필요에 따라 선택할 수 있으며, 특히 구동모터(M)의 동력을 전달 받기 위해서는 후자의 구조를 선택해야 할 것이다. 본 발명 도면에서는 두 조가 혼용된 상태를 도시하고 있다.In addition, the
또한 상기 회전체(20)와 피스톤축(31)에 동력을 전달하기 위해 상기 회전체(20)의 일측을 상술한 바와 같이 짧은 관형상으로 축(21)을 돌출형성하여 이에 제1기어(24)를 설치하고, 피스톤축(31)에 상기 제1기어(24)와 근접되도록 제2기어(34)를 설치한다. 이때 상기 제1기어(24)와 제2기어(34)의 지름은 동일하며 동일 기어칫수를 가지고 있다. In addition, as described above, one side of the rotating
상기 제1기어(24)와 제2기어(34)는 회전체(20) 및 피스톤축(31)이 편심거리만큼 동일한 편심거리를 갖게 되는데, 그 사이에 도 3와 같이 교차점(X)이 발생된다. 이 교차점(X)부위에 구동기어(44)를 연결하며, 상기 구동기어(44)는 하우징(10)에 지지되어 구동원, 즉 구동모터와 연결되어 있다.The
한편, 조립 및 분해의 용이성을 위해 제1,제2기어(24)(34)가 설치되는 하우징(10)의 일측을 개방시켜 이에 제1커버(12)를 결합시키고, 상기 제1커버(12)의 중앙부는 상기 제1 및 제2기어(24)(34)의 설치를 위한 개방공을 설치하고, 상기 제1커버(12)의 일측에 상기 제1,제2 및 구동기어(44)를 지지하면서 그 둘레를 외부와 차단하기 위한 제2커버(14)를 결합시킨 구조를 가질 수 있다.Meanwhile, one side of the
이러한 구조를 가진 본 발명 로터리 피스톤 펌프는, 구동모터가 작동하면 구동기어(44)가 회전하여 상기 제1,제2기어(24)(34)를 동일한 방향으로 동일 회전비로 회전시킨다. 상기 제1,제2기어(24)(34)의 회전에 의해 상기 회전체(20)와 피스톤축(31)이 동일한 회전비로 회전하게 되어 실린더(22) 내에서 피스톤(30)은 피스톤축(31)의 편심거리차 만큼 순차적으로 왕복운동을 하게 된다.In the rotary piston pump of the present invention having the above structure, when the driving motor is operated, the
이 작동에 의해 실린더(22)의 내부에는 압력변화가 발생되어 상사점과 하사점으로 가는 구간에서는 흡입력이 발생하게 되고, 하사점에서 상사점으로 가능 구 간에서는 고압이 발생하게 된다. 또한 이 작동에 의해 유체가 흡입구(18a)를 통해 흡입실(16a)로 유입되고, 회전체(20)의 회전에 의해 회전되는 실린더(22)에 담아져 배출실(16b)로 이송된다. 배출실(16b)에서는 피스톤(30)에 의해 실린더(22) 내의 유체가 배출되어 배출구(18b)를 통해 배출 이송된다. By this operation, a pressure change is generated inside the
이러한 유체의 흡입 및 배출은 회전체(20)의 회전에 의해 연속적으로 이루어진다. The suction and discharge of such fluid are continuously performed by the rotation of the
상기 본 발명의 구동장치는 피스톤펌프외에 편심축을 동일 회전비로 회전시켜야 하는 펌프에는 모두 적용할 수 있다.The drive device of the present invention can be applied to all pumps to rotate the eccentric shaft at the same rotation ratio in addition to the piston pump.
이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명은, 회전체 축과 피스톤축 모두 양단부가 하우징에 지지됨과 동시에 두축에 설치된 제1,제2기어 및 상기 두 기어의 교차점 부위에 연결된 구동기어에 의해 동일한 회전비로 회전되므로, 고압 및 고속회전 상태에서도 안정적으로 작동될 수 있다. 그리고, 그에 따라 펌프의 부품과 펌프 자체의 수명이 연장됨과 동시에 펌핑능력도 향상되는 장점이 있으며, 동력전달의 메커니즘이 매우 단순하기 때문에 고장이 없고 제조가 용이한 장점이 있다.As described above, in the present invention, since both ends of the rotor shaft and the piston shaft are supported by the housing and rotated at the same rotation ratio by the first and second gears installed in the two shafts and the drive gears connected to the intersections of the two gears. It can operate stably even under high pressure and high speed rotation. In addition, there is an advantage in that the pumping capacity is also improved at the same time as the life of the pump parts and the pump itself is extended, and there is no failure and easy to manufacture because the mechanism of power transmission is very simple.
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2007
- 2007-04-27 KR KR1020070041305A patent/KR100882466B1/en not_active IP Right Cessation
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