KR100891040B1 - 공압펌프 - Google Patents

Abstract

개시된 공압펌프는 배출홀이 형성된 실린더 헤드, 실린더 헤드에 의해 상부가 폐쇄되고 공기가 압축되는 챔버가 내부에 형성되며 챔버에 대한 공기의 유입을 허용하는 유입구 및 챔버에서 공기의 유출을 허용하는 배출구가 형성된 실린더 블록, 실린더 블록의 하방에 배치되어 유입구를 통해 챔버로 공기를 흡입시키고 챔버에서 압축된 공기를 배출구를 통해 배출시키는 피스톤, 피스톤이 내부에서 상하로 미끄럼 가능하게 구속되며 실린더 블록의 하부에 결합되는 실린더, 피스톤에 연결되고 실린더의 내부에서 피스톤을 왕복운동시키는 피스톤 로드 및 피스톤 로드에 대한 왕복운동을 제공하는 크랭크가 내부에 배치되며 실린더의 하부에 결합되는 본체를 포함함으로써 챔버에서 발생하는 수분을 배출홀을 통해 용이하게 배출하여 피스톤의 왕복운동에 대한 수분의 저항을 방지할 수 있다.

실린더 헤드, 배출홀, 실린더 블록, 피스톤, 크랭크

Description

공압펌프{Pneumatic pump}

본 발명은 공압펌프에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 공기를 압축하여 가압된 공기를 제공하는 공압펌프에 관한 것이다.

종래의 유압/공압 피스톤 펌프는 실린더 내 피스톤을 왕복작용시키기 위해서 모터 또는 내연기관 등 원동기의 회전에너지를 사용하거나 전자석의 흡인력과 스프링의 탄성에너지를 동시에 이용한다.

이러한 유압/공압 피스톤 펌프는 다른 형태의 펌프에 비해 구조상 누설이 적고 고압을 생산할 수 있는데, 실린더 내 피스톤을 왕복운동시키기 위해서 회전에너지를 발생시키는 원동기와 회전에너지를 직선 왕복운동 에너지로 변환시키는 크랭크축과 링크 등을 사용한다.

여기서, 왕복펌프(Riciprocating Pump)의 일종인 플런저 펌프(Plunger Pump)는 크랭크기구ㆍ플런저ㆍ실린더ㆍ흡입밸브ㆍ송출밸브 등으로 크게 구성되며, 크랭크 기구에 의해 플런저가 실린더 내부를 직선 왕복운동하면서 진공압력(흡입압력) 과 토출압력을 발생시키게 된다.

상기 진공압력과 토출압력은 펌프블록으로 곧바로 전달되어 유체를 흡입한 다음 고압으로 토출시키게 되며, 플런저 펌프의 토출용량을 높이기 위하여 복수 개의 플런저 펌프를 병렬로 접속하여 2련식 3련식 또는 그 이상으로 구성하기도 한다.

그러나, 상기와 같은 종래의 공압 피스톤 펌프는 피스톤의 왕복운동에 의한 대기압과 실린더 내의 압력 차이에 의해 실린더의 내부로 유입된 공기에 의해 수분이 발생하고, 피스톤의 왕복운동이 수분에 의한 저항을 받아 속도가 느려지거나 멈추게 되는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 실린더의 내부에서 발생하는 수분에 의한 피스톤의 왕복운동이 저항을 받지 않게 됨으로써 실린더의 내부에서 피스톤이 왕복운동이 정상적으로 이루어지는 공압펌프를 제공하는 것이다.

본 발명에 따른 공압펌프의 구성은 배출홀이 형성된 실린더 헤드와, 상기 실린더 헤드에 의해 상부가 폐쇄되고, 공기가 압축되는 챔버가 내부에 형성되며, 상기 챔버에 대한 공기의 유입을 허용하는 유입구 및 상기 챔버에서 공기의 유출을 허용하는 배출구가 형성된 실린더 블록과, 상기 실린더 블록의 하방에 배치되어 상기 유입구를 통해 상기 챔버로 공기를 흡입시키고, 상기 챔버에서 압축된 공기를 상기 배출구를 통해 배출시키는 피스톤과, 상기 피스톤이 내부에서 상하로 미끄럼 가능하게 구속되며 상기 실린더 블록의 하부에 결합되는 실린더와, 상기 피스톤에 연결되고 상기 실린더의 내부에서 상기 피스톤을 왕복운동시키는 피스톤 로드; 및 상기 피스톤 로드에 대한 왕복운동을 제공하는 크랭크가 내부에 배치되며, 상기 실린더의 하부에 결합되는 본체를 포함한다.

그리고, 상기 실린더 헤드의 상면부에는 상기 실린더 헤드를 냉각시키는 복수개의 냉각핀이 돌출되게 형성되고, 상기 배출홀은 두 개 이상의 돌출된 배출관에 의해 형성되며, 상기 배출관은 상기 냉각핀 중 어느 하나에 의해 서로 연결된다.

또한, 상기 실린더 헤드의 배출홀과 상기 실린더 블록의 챔버의 내경은 1:8~9로 형성될 수 있다.

상기와 같이 구성된 본 발명에 의한 공압펌프는 피스톤이 실린더의 내부에서 왕복운동할 때 발생하는 수분이 실린더의 헤드의 배출홀을 통해 배출되므로 실린더의 내부에서 발생하는 수분에 의한 피스톤의 왕복운동이 저항을 받지 않게 됨으로써 실린더의 내부에서 피스톤이 왕복운동이 정상적으로 이루어지는 효과를 얻을 수 있다.

이하, 본 발명에 따른 공압펌프의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명한다. 이 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다. 또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로, 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

또한, 하기 실시예는 본 발명의 권리범위를 한정하는 것이 아니라 본 발명의 청구범위에 제시된 구성요소의 예시적인 사항에 불과하며, 본 발명의 명세서 전반에 걸친 기술사상에 포함되고 청구범위의 구성요소에서 균등물로서 치환 가능한 구성요소를 포함하는 실시예는 본 발명의 권리범위에 포함될 수 있다.

실시예

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 공압펌프의 사시도이고, 도 2는 도 1의 측면도이며, 도 3은 도 1의 A-A 단면도이고, 도 4는 도 1의 평면도이다.

도 1 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 공압펌프는 피스톤(120)의 왕복운동에서 발생하는 수분을 외부로 배출하기 위한 배출홀(102)이 형성된 실린더 헤드(100)와, 실린더 헤드(100)에 의해 상부가 폐쇄되고 공기가 압축되는 챔버(112)가 내부에 형성되며 챔버(112)에 대한 공기의 유입을 허용하는 유입구(115) 및 챔버(112)에서 공기의 유출을 허용하는 배출구(116)가 형성된 실린더 블록(110)과, 실린더 블록(110)의 하방에 배치되어 유입구(115)를 통해 챔버(112)로 공기를 흡입시키고, 챔버(112)에서 압축된 공기를 배출구(116)를 통해 배출시키는 피스톤(120), 피스톤(120)이 내부에서 상하로 미끄럼 가능하게 구속되며 실린더 블록(110)의 하부에 결합되는 실린더(125), 피스톤(120)에 연결되고 실린더(125)의 내부에서 피스톤(120)을 왕복운동시키는 피스톤 로드(130) 및 피스톤 로드(130)에 대한 왕복운동을 제공하는 크랭크(132)가 내부에 배치되며 실린더(125)의 하부에 결합되는 본체(135)를 포함한다.

여기서, 피스톤(120)은 크랭크(132)의 회전운동을 왕복운동으로 변환시키는 피스톤 로드(130)에 연결되어 실린더(125)의 내부에서 상하로 왕복운동하며, 피스톤(120)의 왕복운동 시에 실린더 블록(110)의 유입구(115)를 통해 유입된 공기는 실린더 블록(110)의 챔버(112)에서 가압되어 배출구(116)를 통해 외부로 배출되어 외부에 있는 장치에 또는 설비에 가압된 공기를 제공한다.

또한, 실린더 블록(110)의 유입구(115) 및 배출구(116)에는 도면에는 미도시 하였지만 공기의 일측 방향유동만 허용하는 체크밸브 방식의 밸브가 구비되어 있다. 즉, 실린더 블록(110)의 유입구(115)에는 피스톤(120)의 왕복운동에서 실린더 블록(110)의 챔버(112)로 공기를 유입시키는 흡입 시에 실린더 블록(110)의 외측에서 내부로 공기의 유입을 허용하고 배출구(116)를 통한 공기의 배출 시에 공기의 유출을 차단되는 체크밸브 방식의 밸브가 구비되며, 배출구(116)에는 반대로 배출구(116)를 통해 공기의 배출 시에 공기의 유동을 허용하고 유입구(115)를 통한 흡입 시에 공기의 흡입이 차단되는 체크밸브 방식의 밸브가 구비된다.

이때, 실린더 블록(110)의 유입구(115)를 통해 챔버(112)로 유입되는 공기는 실린더 블록(110)의 실린더 블록(110)의 챔버(112)로 유입되면서 팽창하게 되고, 실린더 블록(110)의 내측과 외측의 압력 차이에 의해 실린더 블록(110)의 챔버(112)에는 수분이 발생하게 된다.

여기서, 실린더 헤드(100)가 실린더 블록(110)의 상부에 결합되어 있지만, 실린더 헤드(100)가 실린더 블록(110)의 하방으로 향하게 본체(135)를 고정시키게 되면, 피스톤(120)의 왕복운동에 의해 발생하는 수분은 실린더 헤드(100)의 배출홀(102)을 통해 외부로 용이하게 배출되며, 실린더 블록(110)의 내부에서 발생하는 수분에 의해 피스톤(120)의 왕복운동은 영향을 받지 않는다.

따라서, 실린더(125)에서 피스톤(120)의 왕복운동은 원활하게 이루어지며, 피스톤(120)의 왕복운동이 수분에 의해 속도가 느려지거나 멈추게 되는 상태는 예방된다.

또한, 배출홀(102)은 사용자의 요구 시 탭을 내어 드레인용 피팅을 체결할 수 있는 구조로 사용될 수 있으며, 드레인용 피팅을 통해 챔버(112)에 쌓인 물을 배출할 수 있다.

한편, 실린더 헤드(100)의 상면부에는 실린더 헤드(100)를 냉각시키는 복수개의 냉각핀(140)이 돌출되게 형성되고, 배출홀(102)은 두 개 이상의 돌출된 배출관(142)에 의해 형성되며, 배출관(142)은 냉각핀(140) 중 어느 하나에 의해 서로 연결된다.

여기서, 배출관(142)의 내측으로 수분이 배출되는 배출홀(102)이 형성되며, 배출관(142)은 실린더 헤드(100)의 상면부에 있는 냉각핀(140)에 의해 연결되어 있는데, 냉각핀(140)은 피스톤(120)의 왕복운동에 의해 발생하는 실린더 블록(110)의 내부 열을 외부로 방출하여 피스톤(120)의 왕복운동에 의해 실린더 블록(110)의 과열을 방지하여 실린더 블록(110) 및 피스톤(120)의 열에 의해 변형을 방지하게 되며, 배출관(142) 사이를 연결하는 냉각핀(140)은 배출관(142)을 서로 연결하여 배출관(142)에 대한 강성을 제공하고, 배출관(142) 사이에 여유구역보다는 냉각핀(140)이 배출되게 함으로써 보다 많은 냉각핀(140)의 배치를 구성할 수 있다.

또한, 상기 실린더 헤드(100)의 배출홀(102)과 상기 실린더 블록(110)의 챔 버(112)의 내경은 1:8~9로 형성될 수 있다. 즉, 실린더 블록(110)의 챔버(112)보다 배출홀(102)의 크기를 상대적으로 많이 작게 해야 실린더 블록(110)을 거꾸로 배치하였을 때 피스톤(120)의 왕복운동에 의해 발생하는 수분의 쌓임에 의해 배출홀(102)은 외측과 차단된 상태를 유지하게 되며, 실린더 블록(110)의 유입구(115) 및 배출구(116)를 통해 공기의 흡입 및 유출은 원활하게 이루어지고, 배출홀(102)을 통해서는 중력 및 피스톤(120)의 가압에 의해 실린더 헤드(100)의 내측 상에 있는 수분만 용이하게 배출될 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 공압펌프의 사시도이다.

도 2는 도 1의 측면도이다.

도 3은 도 1의 A-A 단면도이다.

도 4는 도 1의 평면도이다.

<도면의 주요 부분에 관한 부호의 설명>

100: 실린더 헤드 102: 배출홀

110: 실린더 블록 112: 챔버

115: 유입구 116: 배출구

120: 피스톤 125: 실린더

130: 피스톤 로드 132: 크랭크

135: 본체 140: 냉각핀

142: 배출관

Claims (3)

1. 배출홀이 형성된 실린더 헤드;

   상기 실린더 헤드에 의해 상부가 폐쇄되고, 공기가 압축되는 챔버가 내부에 형성되며, 상기 챔버에 대한 공기의 유입을 허용하는 유입구 및 상기 챔버에서 공기의 유출을 허용하는 배출구가 형성된 실린더 블록;

   상기 실린더 블록의 하방에 배치되어 상기 유입구를 통해 상기 챔버로 공기를 흡입시키고, 상기 챔버에서 압축된 공기를 상기 배출구를 통해 배출시키는 피스톤;

   상기 피스톤이 내부에서 상하로 미끄럼 가능하게 구속되며 상기 실린더 블록의 하부에 결합되는 실린더;

   상기 피스톤에 연결되고 상기 실린더의 내부에서 상기 피스톤을 왕복운동시키는 피스톤 로드; 및

   상기 피스톤 로드에 대한 왕복운동을 제공하는 크랭크가 내부에 배치되며, 상기 실린더의 하부에 결합되는 본체;를 포함하며,

   상기 실린더 헤드의 내부에서 발생되는 수분이 중력 및 피스톤의 가압에 의해 상기 배출홀을 통해 외부로 배출되는 것을 특징으로 하는 공압펌프.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 실린더 헤드의 상면부에는 상기 실린더 헤드를 냉각시키는 복수개의 냉각핀이 돌출되게 형성되고, 상기 배출홀은 두 개 이상의 돌출된 배출관에 의해 형 성되며, 상기 배출관은 상기 냉각핀 중 어느 하나에 의해 서로 연결되는 것을 특징으로 하는 공압펌프.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 실린더 헤드의 배출홀과 상기 실린더 블록의 챔버의 내경은 1:8~9로 형성되는 것을 특징으로 공압펌프.

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