KR101086053B1

KR101086053B1 - 도징펌프

Info

Publication number: KR101086053B1
Application number: KR1020090096054A
Authority: KR
Inventors: 김태선
Original assignee: 주식회사 상원
Priority date: 2009-10-09
Filing date: 2009-10-09
Publication date: 2011-12-06
Also published as: KR20110038874A

Abstract

도징펌프가 개시된다. 본 발명에 따른 도징펌프는, 저압부와, 저압부와 연통하는 입출부와, 입출부와 연통하는 챔버유입구 및 챔버유출구를 구비하는 챔버와, 저압부의 내부에서 왕복 운동하면서 저압부의 체적을 변화시키는 액츄에이터를 포함한다. 챔버유입구에는 유입구볼 및 유입구볼을 입출부 외부로 탄성적으로 가압하는 유입스프링이 구비되어 있으며, 챔버유출구에는 유출구볼 및 유출구볼을 입출부 내부로 탄성적으로 가압하는 유출스프링이 구비되어 있다. 그리고 액츄에이터의 작동에 의해 저압부의 체적이 변화함으로써 입출부 내부와 외부의 압력차가 발생하고, 압력차에 의해 유입구볼 또는 유출구볼이 이동하여 챔버유입구 및 챔버유출구가 개방 또는 폐쇄된다.

도징펌프, 챔버, 볼

Description

도징펌프{DOSING PUMP}

본 발명은 일정한 양의 도즈 액체를 운송하는 도징펌프에 관한 것이다.

도징펌프(dosing pump)는 일정한 양의 유체를 운송하는 것으로, 특히 도즈 액체(dose liquid)를 물과 같은 다른 매체로 균일한 양으로 전달하는 역할을 한다. 일반적으로 도징펌프는 챔버 입구에 있는 입구측 밸브 및 챔버 출구측에 구비된 출구측 밸브를 갖는 챔버를 포함한다. 챔버의 벽 한 부분은 구동 장치에 의해서 앞뒤로 움직이는 멤브레인(membrane)에 의해 형성된다. 챔버의 체적이 확대되는 상태에서 도즈 액체는 흡입되어 입구측 밸브를 통해서 챔버의 내부로 유입되고, 반대 방향으로 멤브레인이 이동하여 챔버의 체적이 감소하는 경우에는 도즈 액체는 챔버에서 유출되어 출구측 밸브를 통해서 외부로 유출된다.

이와 같은 종래의 도징펌프는 챔버 안으로 도즈 액체가 유입되는 시간 및 챔버의 외부로 도즈 액체가 유출되는 시간이 길다는 문제점이 있었다. 또한, 종래의 도징펌프는 멤브레인의 주기적인 이동 및 변형에 의해서 챔버 내부와의 마찰 등에 의해서 소음 및 마모가 발생하는 문제점도 함께 가지고 있었다.

본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해 도출된 것으로, 도즈 액체의 유입 및 유출 시간을 줄일 수 있는 도징펌프를 제공하고자 한다.

본 발명은 작동이 안정적이고 내구성이 우수한 도징펌프를 제공하고자 한다.

본 발명은 챔버의 입구측 및 출구측의 구성이 단순한 도징펌프를 제공하고자 한다.

본 발명의 일 측면에 따른 도징펌프는, 저압부와, 저압부와 연통하는 입출부와, 입출부와 연통하는 챔버유입구 및 챔버유출구를 구비하는 챔버와, 저압부의 내부에서 왕복 운동하면서 저압부의 체적을 변화시키는 액츄에이터를 포함한다. 챔버유입구에는 유입구볼 및 유입구볼을 입출부 외부로 탄성적으로 가압하는 유입스프링이 구비되어 있으며, 챔버유출구에는 유출구볼 및 유출구볼을 입출부 내부로 탄성적으로 가압하는 유출스프링이 구비되어 있다. 그리고 액츄에이터의 작동에 의해 저압부의 체적이 변화함으로써 입출부 내부와 외부의 압력차가 발생하고, 압력차에 의해 유입구볼 또는 유출구볼이 이동하여 챔버유입구 및 챔버유출구가 개방 또는 폐쇄된다.

본 발명에 따른 도징펌프의 실시 예들은 다음과 같은 특징들을 하나 또는 그 이상 구비할 수 있다. 예를 들면, 액츄에이터의 작동에 의해 저압부의 체적이 증가하면 압력차에 의해, 유입구볼이 유입스프링을 가압하면서 챔버유입구가 개방되고, 유출구볼은 유출스프링에 의해 가압되어 챔버유출구를 폐쇄할 수 있다.

그리고 액츄에이터의 작동에 의해 저압부의 체적이 감소하면 압력차에 의해, 유입구볼이 유입스프링에 의해 가압되어 챔버유입구를 폐쇄하고, 유출구볼은 유출스프링을 가압하면서 챔버유출구를 개방될 수 있다.

챔버유입구에는 입출부의 외부로 갈수록 축소되는 유입테이퍼부가 형성되어 있고, 유입구볼은 유입스프링에 의해 유입테이퍼부를 가압함으로써 챔버유입구를 폐쇄할 수 있다.

챔버유출구에는 입출부의 외부로 갈수록 확대되는 유출테이퍼부가 형성되어 있고, 유출구볼은 유출스프링에 의해 유출테이퍼부를 가압함으로써 챔버유출구를 폐쇄할 수 있다.

챔버유입구에는 유입스프링이 삽입되는 유입스프링 고정홈이 형성되어 있고, 챔버유출구에는 유출스프링이 삽입되는 유출스프링 고정홈이 형성되어 있다.

액츄에이터는, 저압부의 내부에서 왕복 운동을 하면서 저압부의 체적을 변화시키는 이동부재를 포함할 수 있다. 그리고 액츄에이터는 저압부의 내부에서 왕복 운동을 하는 피스톤을 포함하고, 피스톤의 단부에는 이동부재를 고정하는 상부클램프 및 하부클램프가 결합될 수 있다. 또한, 이동부재는 가이드부재의 내부에 삽입되고, 이동부재와 가이드부재의 접촉 부분은 밀폐 상태를 유지할 수 있다. 여기서, 이동부재 및 가이드부재는 세라믹 재질에 의해 형성될 수 있다.

가이드부재는 고정부재의 내부에 삽입되고, 고정부재의 외주면에는 순환홈 이 형성되어 있으며, 순환홈을 따라서 냉각유체가 순환하면서 가이드부재에 발생하는 마찰열을 냉각할 수 있다.

저압부는 오버플로 장치와 연결될 수 있는데, 이로 인해 저압부로 과도하게 유입된 도즈 액체는 오버플로 장치로 유입될 수 있다.

본 발명은 도즈 액체의 유입 및 유출 시간을 줄일 수 있는 도징펌프를 제공할 수 있다.

본 발명은 작동이 안정적이고 내구성이 우수한 도징펌프를 제공할 수 있다.

본 발명은 챔버의 입구측 및 출구측의 구성이 단순한 도징펌프를 제공할 수 있다.

본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시 예를 가질 수 있는 바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에서 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.

제1, 제2 또는 상부, 하부 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사 용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 실시예들을 상세히 설명하기로 하며, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어 도면 부호에 상관없이 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 참조번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 도징펌프(100)를 설명하기에 앞서, 도징펌프(100)가 장착되는 유체 혼합 시스템의 전체 구성에 대해서 도 1을 참고하면서 설명하기로 한다. 도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 도징펌프(100)가 구비된 유체 혼합 시스템을 나타낸 도면이다.

도 1을 참고하면, 유체 혼합 시스템은 2개의 도징펌프(100)와, 각각의 도징펌프(100)에 레진(resin) 또는 경화제를 제공하는 레진믹서(360) 및 경화제 믹서(370)와, 도징펌프(100)에서 나온 레진 및 경화제를 혼합하는 믹싱장치(380)를 포함한다. 유체 혼합 시스템은 레진 및 경화제를 일정 비율을 유지하면서 골고루 혼합하기 위한 것으로, 여기서 레진은 에폭시(epoxy) 수지일 수 있다. 그리고 도징펌프(100)는 레진믹서(360) 또는 경화제 믹서(370)와 연결되어 믹싱장치(380)에 일정한 양의 레진 또는 경화제를 제공하는 역할을 한다. 그리고 믹싱장치(380)는 도징펌프(100)로부터 공급된 레진 또는 경화제를 골고루 혼합하는 역할을 한다.

이와 같은 유체 혼합 시스템은 에폭시와 경화제를 혼합하여, 전력기기 등에서 사용되는 에폭시 절연체인 부싱용 쉴드(bushing shield)를 제조하는데 사용될 수 있다. 물론, 유체 혼합 시스템은 다양한 종류의 도징 액체를 혼합하는데 사용될 수 있음은 물론이다.

이하에서는 도 2 내지 도 4를 참고하면서, 본 발명의 일 실시예에 따른 도징펌프(100)에 대해서 설명하기로 한다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 도징펌프(100)의 단면도이고, 도 3은 도 2의 점선원 부분을 확대한 단면도이다. 그리고 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 도징펌프(100)의 챔버(280)에 대한 단면도이다. 참고로, 도 2에서는 액츄에이터(110)가 하강한 상태를 예시하고 있다.

도 2 내지 도 4를 참고하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 도징펌프(100)는, 하부하우징(210)의 내부에 형성되는 저압부(150)와, 저압부(150)의 내부에서 왕복 운동을 하면서 저압부(150)의 체적을 변하게 하는 액츄에이터(110)를 포함한다. 그리고 본 발명의 일 실시예에 따른 도징펌프(100)는 저압부(150)와 연통되어 있는 챔버(280)를 포함하는데, 챔버(280)의 양측에는 챔버유입구(284) 및 챔버유출구(288)가 형성되어 있다. 챔버(280)의 내부에는 저압부(150)와 연통되는 입출부(286)가 형성되어 있고, 챔버유입구(284)에는 유입스프링(294) 및 유입구볼(316) 그리고 챔버유출구(288)에는 유출스프링(324) 및 유출구볼(330)이 구비되어 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 도징펌프(100)에서, 액츄에이터(110)의 작동에 의해 저압부(150)의 체적이 변화함으로써 입출부(286)의 내부와 외부의 압력차가 발생하게 된다. 즉, 액츄에이터(110)의 피스톤(132) 및 이동부재(142)가 상승하는 경우 입출부(286)의 외부에 비해 내부의 압력이 낮게 형성되고, 피스톤(132) 및 이동부재(142)가 하강 하는 경우 입출부(286)의 내부에 비해 외부의 압력이 낮게 형성된다. 이와 같이, 입출부(286)의 내부와 외부에 압력차가 발생하게 되면 유입구볼(310) 및 유출구볼(330)이 이동하면서 챔버유입구(284) 또는 챔버유출구(288)를 개방 또는 폐쇄하게 된다.

이와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 도징펌프(100)는 입출부(286)의 내부와 외부의 압력차를 이용하여 탄성적으로 지지되어 있는 유입구볼(310) 및 유출 구볼(330)을 작동하기 때문에, 정확한 양의 도즈 액체를 믹싱장치(380)에 전달할 수 있으며 유입 및 유출 시간을 줄일 수 있게 된다. 또한, 종래의 도징펌프(100)에서 사용되는 멤브레인을 구비하지 않기 때문에, 본 발명의 일 실시예에 따른 도징펌프(100)는 작동이 안정적이고 내구성이 우수한 장점이 있다. 그리고 본 발명의 일 실시예에 따른 도징펌프(100)는 챔버(280)의 구성이 단순하고 조립 및 분해가 용이하기 때문에 수리 및 보수가 용이한 장점도 가진다.

본 발명의 일 실시예에 따른 도징펌프(100)는, 저압부(150)의 내부에서 상하로 왕복 운동하는 액츄에이터(110)를 갖는다. 액츄에이터(110)는 도징펌프(100)의 상단에 구비되어 있으며, 모터(112)와, 모터(112)와 연결되어 회전하는 스크류(114)와, 스크류(114)와 연결되어 상하로 이동하는 연결부재(122) 및 피스톤(132)과, 피스톤(132)의 단부에 결합되어 있는 이동부재(142)를 포함한다.

모터(112)는, 도징펌프(100)의 외체(外體)를 형성하는 헤드부(148) 상부에 결합되어 있으며, 제어장치(도시하지 않음)의 제어 신호에 의해 정회전 또는 역회전 하면서 연결부재(122), 피스톤(132) 및 이동부재(142)를 상하로 왕복 운동하게 한다.

스크류(114)의 일단부는 모터(112)와 연결되어 있고 타단부는 연결부재(122)와 연결되어 있다. 스크류(114)의 외주면에는 나사산(116)이 형성되어 있는데, 나사산(116)은 연결부재(122)의 수용공(124) 입구에 형성되어 있는 나사산(126)와 나사 결합하게 된다. 스크류(114)는 모터(112)의 구동력에 의해 회전하면서 연결부재(122)를 상하 방향으로 왕복 운동하게 한다.

연결부재(122)는 스크류(114)의 회전력에 의해 상하로 왕복 운동하는 것으로, 그 단부에는 피스톤(132)이 결합되어 있다. 연결부재(122)는 스크류(114)가 삽입될 수 있는 수용공(124) 및 수용공(124)의 내주면에 형성된 나사산(126)을 갖는다. 상부하우징(160)의 내부에 삽입된 연결부재(122)는 다각형 형상의 단면을 갖기 때문에, 스크류(114)에 의해 회전력이 전달되더라도 상부하우징(160)의 간섭에 의해서 회전하지 않고 직선 왕복 운동만 하게 된다.

연결부재(122)의 상단에는 스크류(114)가 삽입될 수 있는 수용공(124)이 형성되어 있고, 수용공(124)의 내부에는 나사산(126)이 형성되어 있음은 위에서 설명한 바와 같다. 수용공(124)은 연결부재(122)의 길이 방향으로 형성되어 있으며, 피스톤(132) 및 이동부재(142)가 상승하는 경우, 스크류(114)의 일부를 수용한다(도 5 참조).

그리고 연결부재(122)의 측면에는 위치센서(260)가 구비되어 있다. 위치센서(260)는 연결부재(122)의 상승 및 하강 정도를 파악하여 제어장치(도시하지 않음)에 제공하고, 제어장치는 이를 이용하여 도즈 액체의 유입 및 유출량을 파악할 수 있게 된다. 위치센서(260)는 포텐시오메터(potentiometer)에 의해 구성될 수 있지만, 이에 국한되는 것은 아니다.

피스톤(132)은 연결부재(122)와 결합되어 상하 방향으로 직선 왕복 운동을 한다. 피스톤(132)은 저압부(150)의 내부에 위치하는 것으로, 그 단부에는 이동부재(142)를 고정하는 상부클램프(134) 및 하부클램프(136)가 결합되어 있다. 피스톤(132)의 상하 왕복 운동에 의해서 저압부(150)의 체적이 증가 또는 감소하게 되 고, 이에 의해서 저압부(150)와 연통되어 있는 입출부(286)의 내부와 외부의 압력차가 발생하게 된다.

상부클램프(134) 및 하부클램프(136)는 동일한 형상을 가지고, 상호 대칭되게 결합되어 있다. 상부클램프(134) 및 하부클램프(136)의 둘레 방향을 따라서 이동부재(142)가 장착될 수 있는 홈이 형성되어 있다.

피스톤(132)의 단부에서 상부클램프(134) 및 하부클램프(136)에 의해 고정되어 있는 이동부재(142)는, 가이드부재(240)의 내주면과 접촉 상태를 유지하면서 상하 운동을 통해서 저압부(150)의 체적을 증가 또는 감소하게 하는 역할을 한다. 즉, 이동부재(142)가 도 5와 같이 상승하는 경우 저압부(150)의 체적이 증가하게 되고, 도 7과 같이 하강하는 경우 저압부(150)의 체적이 감소하게 된다. 여기서, 저압부(150)와 입출부(286)는 상호 연통되어 있기 때문에, 저압부(150) 및 입출부(286)의 압력은 동일하게 된다. 따라서 이동부재(142)가 상승하는 경우 저압부(150) 및 입출부(286)의 압력은 진공에 가까워지기 때문에, 입출부(286) 내부와 외부의 압력차에 의해서 챔버유입구(284)가 개방된다. 그리고 이동부재(142)가 하강 하는 경우 저압부(150) 및 입출부(286)의 압력은, 외부에 비해서 높기 때문에 압력차에 의해서 챔버유출구(288)가 개방된다.

이와 같이, 저압부(150)는 하부하우징(210) 및 마찰하우징(220)에 의해 형성되는 공간에 해당한다. 그리고 유입된 도즈 액체가 이동부재(142)를 통과하여 저압부(150)의 상부로 유입되는 것을 방지하기 위해서, 이동부재(142)는 가이드부재(240)와 접촉하여 밀폐 상태를 유지한다. 따라서 이동부재(142)가 왕복 운동을 하게 되면, 이동부재(142)의 외주면과 가이드부재(240)의 내주면 사이에는 마찰이 발생하게 된다.

이와 같은 마찰에 따른 이동부재(142) 및 가이드부재(240)의 마모 및 마찰열의 발생을 억제하기 위해서, 이동부재(142) 및 가이드부재(240)는 세라믹에 의해 형성될 수 있다. 세라믹은 열 변형율이 적고 마찰에 강하기 때문에, 반복적으로 상호 마찰하는 이동부재(142)와 가이드부재(240)의 재료로서 사용할 수 있다.

상기와 같은 구성을 갖는 액츄에이터(110)는, 상부하우징(160), 제1연결하우징(170), 제2연결하우징(180), 하부하우징(210) 및 마찰하우징(220)의 내부에 삽입되어 있다. 그리고 액츄에이터(110)의 모터(112)는 헤드부(148)의 상부에 위치한다. 이와 같이, 헤드부(148), 상부하우징(160), 제1연결하우징(170), 제2연결하우징(180), 하부하우징(210) 및 마찰하우징(220)은 도징펌프(100)의 외체를 형성한다. 그리고 마찰하우징(220)의 하부에는 챔버(280)가 결합되어 있다.

상부하우징(160)은 중공(中空)의 원통 형상을 갖는 것으로, 그 내부에는 스크류(114)가 회전 운동하고 연결부재(122)가 직선 왕복 운동을 한다. 상부하우징(160)의 측면에는 위치센서(260)가 삽입되어 연결부재(122)의 위치를 파악할 수 있음은 위에서 설명한 바와 같다.

상부하우징(160)의 하부에 위치하는 제1연결하우징(170) 및 제2연결하우징(180)은 중공의 원통 형상을 갖는 것으로, 그 내부에는 연결부재(122)에 결합된 스크류(132)가 왕복 운동을 하게 된다. 제1연결하우징(170) 및 제2연결하우징(180)은, 저압부(150)를 형성하는 하부하우징(210)과 결합되어 있는데, 저압부(150)의 저압 상태를 유지하기 위해서 피스톤(132)과의 접촉 부분에 오링(O-ring) 또는 리데나(oil seal) 등과 같은 실링(sealing)부재(190)가 구비되어 있다.

상부하우징(160)과 헤드부(148)는 체결부재(149)에 의해 결합되어 있다.

하부하우징(210)은 중공의 원통 형상을 가지는 것으로, 그 내부에는 피스톤(132)이 상하로 왕복 운동을 한다. 그리고 하부하우징(210)의 측면에는 오버플로(overflow) 배출구(212)가 구비되어 있다. 오버플로 배출구(212)는 연결관(252)을 통해서 오버플로 장치(250)와 연결되어 있다. 오버플로 장치(250)는 저압부(150)에 도즈 액체가 과도하게 유입된 경우, 도즈 액체의 일부를 유입하는 장치에 해당한다. 하부하우징(210)의 하부에는 마찰하우징(220)이 결합되어 있다.

마찰하우징(220)은 중공의 원통 형상을 가지는 것으로, 그 내부에는 고정부재(230) 및 가이드부재(240)가 삽입되어 있다. 그리고 마찰하우징(220)의 측면에는 냉각유흡입구(222) 및 냉각유배출구(224)가 형성되어 있다. 냉각유흡입구(222)를 통해서 냉각유가 유입되어 고정부재(230)의 둘레를 따라 순환하면서 고정부재(230) 및 가이드부재(240)를 냉각한다. 그리고 순환을 마친 냉각유는 냉각유배출구(224)를 통해 외부로 배출된다.

마찰하우징(220)의 내부에 삽입되어 있는 고정부재(230)는 가이드부재(240)를 고정하는 것으로, 중공의 원통 형상을 가진다. 고정부재(230)의 외주면에는 냉각유가 순환할 수 있는 순환홈(232)이 나선 형상을 가지고 형성되어 있다. 따라서 냉각유흡입구(222)를 통해 유입된 냉각유는 순환홈(232)을 따라서 순환한 후 냉각유배출구(224)를 통해서 외부로 배출된다.

고정부재(230)의 내부에 삽입되어 있는 가이드부재(240)는 이동부재(142)와 접하는 것으로, 중공의 원통 형상을 가진다. 가이드부재(240)는 일정한 높이를 갖는데, 이동부재(142)는 가이드부재(240)의 높이 만큼 이동할 수 있다. 따라서 이동부재(142)는 가이드부재(240)의 내부에서 이탈하지 않게 되고, 항상 가이드부재(240)의 내주면과 접하게 된다. 이동부재(142)와 가이드부재(240)의 접촉면은 밀폐되어 있기 때문에, 저압부(150) 및 입출부(286)에 유입된 도즈 액체는 이동부재(142)와 가이드부재(240)의 접촉 부분을 통과할 수 없게 된다.

도 3 내지 도 4를 참고하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 도징펌프(100)의 챔버(280)는, 저압부(150)와 연통되는 입출부(286)와, 입출부(286)의 일 측에 형성되어 있는 챔버유입구(284)와, 입출부(286)의 타측에 형성되어 있는 챔버유출구(288)를 포함한다. 그리고 챔버유입구(284)에는 유입구볼(310) 및 유입스프링(294)이 구비되어 있고, 챔버유출구(288)에는 유출구볼(330) 및 유출스프링(324)이 구비되어 있다.

챔버(280)는 도즈 액체의 유입 및 유출이 이루어지는 부분에 해당하며, 그 중앙에는 저압부(150)와 연통되어 있는 입출부(286)가 형성되어 있다. 입출부(286)는 저압부(150)와 연통되어 있기 때문에, 저압부(150)와 동일한 압력을 갖게 된다. 그리고 이동부재(142)가 상승하는 경우 입출부(286) 내부의 압력은 외부의 압력에 비해 낮게 형성되는데, 이와 같은 압력차에 의해서 유입구볼(310)이 유입스프링(294)을 가압하면서 챔버유입구(284)를 개방하게 된다. 그리고 입출부(286)에 도즈 액체가 유입된 상태에서 이동부재(142)가 하강하는 경우 입출부(286) 내부의 압 력은 외부의 압력에 비해 높게 형성되는데, 이와 같은 압력차에 의해서 유출구볼(330)이 유출스프링(324)을 가압하면서 챔버유출구(288)를 개방하게 된다.

입출부(286)는 챔버유입구(284) 및 챔버유출구(288)와 연통되어 있다.

챔버유입구(284)는 챔버(280)의 일 측에 형성되어 있는 것으로, 도즈 액체가 입출부(286) 및 저압부(150)로 유입되는 통로에 해당한다. 챔버유입구(284)는 유입테이퍼부(296) 및 유입스프링 고정홈(282)을 갖는다.

유입테이퍼부(296)는 챔버유입구(284)의 입구에서 입출부(286)의 외부 방향으로 그 지름이 축소되게 형성된 부분에 해당한다. 유입테이퍼부(296) 방향으로 유입구볼(310)이 유입스프링(294)에 의해 탄성적으로 가압되는 경우, 유입구볼(310)은 챔버유입구(284)를 폐쇄하게 된다.

유입스프링 고정홈(282)은 유입스프링(294)을 수용할 수 있는 공간에 해당하는 것으로, 유입테이퍼부(296)와 연결되어 있다. 유입스프링 고정홈(282)에는 유입스프링(294)의 단부를 지지하는 단턱(283)이 형성되어 있다.

유입스프링 고정홈(282)에 삽입되는 유입스프링(294)은 유입구볼(310)을 입출부(286)의 외부 방향으로 탄성적으로 가압하여, 유입구볼(310)이 유입테이퍼부(296)를 폐쇄하게 한다. 유입스프링(294)은 일정한 탄성 계수를 가지는데, 입출부(286) 내부와 외부의 압력차가 유입스프링(294)을 변형할 수 있을 정도로 커지는 경우 유입스프링(294)은 수축되고, 이에 의해 유입구볼(310)이 입출부(286) 방향으로 이동하면서 챔버유입구(284)를 개방하게 된다. 그리고 입출부(286) 내부와 외부의 압력차가 유입스프링(294)을 변형할 정도로 크지 않은 경우, 유입스프링(294)은 유입구볼(310)을 가압하고 유입구볼(310)은 유입테이퍼부(296)를 가압하면서 챔버유입구(284)를 폐쇄하게 된다.

챔버유출구(288)는 챔버(280)의 타측에 형성되어 있는 것으로, 도즈 액체가 입출부(286) 및 저압부(150)에서 배출될 수 있는 통로에 해당한다. 챔버유출구(288)는 유출테이퍼부(292) 및 유출스프링 고정홈(326)을 갖는다.

유출테이퍼부(292)는 챔버유출구(288)에서 입출부(286)의 내부 방향으로 그 지름이 축소되게 형성된 부분에 해당한다. 유출테이퍼부(292) 방향으로 유출구볼(330)이 유출스프링(324)에 의해 탄성적으로 가압되는 경우, 유출구볼(330)은 챔버유출구(288)를 폐쇄하게 된다.

유출스프링 고정홈(326)은 유출스프링(324)을 수용할 수 있는 공간에 해당하는 것으로, 유출테이퍼부(292)와 연결되어 있다. 유출스프링 고정홈(326)에는 유출스프링(324)의 단부를 지지하는 단턱(322)이 형성되어 있다.

유출스프링 고정홈(326)에 삽입되는 유출스프링(324)은 유출구볼(330)을 입출부(286)의 내부 방향으로 탄성적으로 가압하여, 유출구볼(330)이 유출테이퍼부(292)를 폐쇄하게 한다. 유출스프링(324)은 일정한 탄성 계수를 가지는데, 입출부(286) 내부와 외부의 압력차가 유출스프링(324)을 변형할 수 있을 정도로 커지는 경우 유출스프링(324)은 수축되고, 이에 의해 유출구볼(330)이 입출부(286)의 외측 방향으로 이동하면서 챔버유출구(288)를 개방하게 된다. 그리고 입출부(286) 내부와 외부의 압력차에 의해서도 유출스프링(324)이 변형되지 않는 경우, 유출구볼(330)은 유출테이퍼부(292)를 가압하면서 챔버유출구(288)를 폐쇄하게 된다.

이와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 도징펌프(100)의 챔버(280)는 유입스프링(294) 및 유입구볼(310) 그리고 유출스프링(324) 및 유출구볼(330)을 이용하여 챔버유입구(284) 및 챔버유출구(288)를 개방 또는 폐쇄하기 때문에, 구성이 단순하고 조립 및 분해가 용이하여 유지 및 보수가 편리한 장점이 있다. 또한, 입출부(286) 내부와 외부의 압력차를 이용하여 챔버유입구(284) 및 챔버유출구(288)를 개방 또는 폐쇄하기 때문에, 도즈 액체의 유입 및 유출 시간을 줄일 수 있고 안정적인 작동이 가능한 장점도 가진다.

이하에서는 도 5 내지 도 8을 참조하면서, 본 발명의 일 실시예에 따른 도징펌프(100)의 작동에 대해서 설명하기로 한다.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 도징펌프(100)에서 도즈 액체가 유입되는 상태를 나타내는 단면도이고, 도 6은 도 5의 원(B) 부분의 확대 단면도이다. 그리고 도 7은 도징 액체가 유출되는 상태를 나타내는 단면도이고, 도 8은 도 7의 원(C) 부분의 확대 단면도이다.

도 5 내지 도 6을 참조하면, 액츄에이터(110)의 모터(112)가 작동하여 스크류(114)가 회전하게 되면 연결부재(122) 및 피스톤(132)이 상승하고, 이에 연동하여 이동부재(142)도 함께 상승하게 된다. 이동부재(142)가 상승하면 저압부(150)의 체적이 증가하게 되고, 이로 인해서 저압부(150) 및 이와 연통되어 있는 입출부(286)의 압력이 도즈 액체가 공급되는 유입관(340) 내부의 압력에 비해 작게 된다. 이와 같은 입출부(286)와 유입관(340) 내부의 압력차에 의해서 유입구볼(310)은 챔버유입구(284)에 구비되어 있는 유입스프링(294)을 수축하게 한다. 유입스프 링(294)의 수축에 의해서 유입구볼(310)은 입출부(286) 측으로 이동하게 되고, 이로 인해 챔버유입구(284)가 개방되어 도즈 액체가 유입될 수 있게 된다.

도즈 액체가 챔버유입구(284)를 통해서 유입될 때, 챔버유출구(288)는 폐쇄상태에 있게 된다. 즉, 도즈 액체가 유입되는 경우 입출부(286) 내부의 압력은 배출관(350) 및 필터(270)의 내부에 비해 낮게 형성되는데, 이와 같은 압력차 및 유출스프링(324)의 탄성력에 의해서 유출구볼(330)은 유출테이퍼부(292)를 가압하여서 챔버유출구(288)를 폐쇄한다.

챔버(280)의 내부로 유입되는 도즈 액체의 양은 유량센서(도시하지 않음)에 의해 측정된다. 그리고 도즈 액체가 설정된 양만큼 챔버(280)의 내부로 유입된 경우 챔버(280)의 입출부(286) 및 저압부(150)에는 유입된 도즈 액체로 충진되고, 충진된 도즈 액체에 의해서 입출부(286) 및 저압부(150) 내부의 압력이 증가하게 된다. 이와 같이, 입출부(286) 및 저압부(150)의 압력이 유입관(340)의 내부와 동일하거나 유사하게 되는 경우, 유입스프링(294)의 탄성력에 의해서 유입구볼(310)은 유입테이퍼부(296)를 가압하게 되고, 이에 의해 챔버유입구(284)가 폐쇄된다.

도 5에서 알 수 있는 바와 같이, 이동부재(142)는 가이드부재(240)의 높이까지만 상승함을 알 수 있다. 이는, 이동부재(142)가 동일한 세라믹 재질에 의해 형성된 가이드부재(240)에만 접촉하게 함으로써 내구성을 높이고 마찰열에 의한 영향을 최소화 하기 위함이다.

도 7 내지 도 8을 참조하면, 입출부(286) 및 저압부(150)의 내부에 도즈 액체가 충진된 상태에서 액츄에이터(110)가 작동하여 이동부재(142)가 하강하게 되 면, 이동부재(142)가 하강하는 힘에 의해서 입출부(286) 및 저압부(150) 내부의 압력이 필터장치(270) 또는 배출관(350)에 비해 높아지게 된다. 이와 같은 압력차에 의해서 유출구볼(330)이 유출스프링(324)을 가압하여 유출스프링(324)을 수축시키고, 이로 인해 유출구볼(330)이 유출테이퍼부(292)에서 이탈하면서 챔버유출구(288)가 개방된다.

챔버유출구(288)가 개방될 때 입출부(286) 및 저압부(150) 내부의 압력이 유입관(340) 내부의 압력에 비해 높기 때문에, 유입구볼(310)은 압력차에 의해 가압되어 유입테이퍼부(296)를 가압하게 된다. 이로 인해 챔버유입구(284)가 유입구볼(310)에 의해 폐쇄된다.

챔버유출구(288)에는 필터장치(270)가 구비되어 있다. 필터장치(270)는 한 쌍의 필터클램프(272) 및 필터클램프(272)의 내부에 구비되어 있는 필터(274)를 포함한다. 챔버유출구(288)에서 나온 도징 액체는 필터(274)를 통과하면서 불순물이 제거된 후 배출관(350)을 통해서 믹싱장치(380)로 유입된다.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시 예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 도징펌프가 구비되어 있는 유체 혼합 시스템의 전체 구성을 나타낸 도면이다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 도징펌프의 단면도이다.

도 3은 도 2의 원 부분(A)을 확대한 단면도이다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 챔버의 단면도이다.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 도징펌프에서 도징 액체가 유입되는 상태를 나타내는 단면도이다.

도 6은 도 5의 원 부분(B)의 확대 단면도이다.

도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 도징펌프에서 도징 액체가 유출되는 상태를 나타내는 단면도이다.

도 8은 도 7의 원 부분(C)의 확대 단면도이다.

Claims

저압부;

상기 저압부와 연통하는 입출부와, 상기 입출부와 연통하는 챔버유입구 및 챔버유출구를 구비하는 챔버;

상기 저압부의 내부에서 왕복 운동하면서 상기 저압부의 체적을 변화시키는 액츄에이터;

상기 챔버유입구에는, 유입구볼 및 상기 유입구볼을 상기 입출부 외부로 탄성적으로 가압하는 유입스프링이 구비되어 있으며,

상기 챔버유출구에는, 유출구볼 및 상기 유출구볼을 상기 입출부 내부로 탄성적으로 가압하는 유출스프링이 구비되어 있고,

상기 액츄에이터의 작동에 의해 상기 저압부의 체적이 변화함으로써 상기 입출부 내부와 외부의 압력차가 발생하고, 상기 압력차에 의해 상기 유입구볼 또는 상기 유출구볼이 이동하여 상기 챔버유입구 및 상기 챔버유출구가 개방 또는 폐쇄되는 도징펌프.
제1항에 있어서,

상기 액츄에이터의 작동에 의해 상기 저압부의 체적이 증가하면 압력차에 의해, 상기 유입구볼이 상기 유입스프링을 가압하면서 상기 챔버유입구가 개방되 고, 상기 유출구볼은 상기 유출스프링에 의해 가압되어 상기 챔버유출구를 폐쇄하는 것을 특징으로 하는 도징펌프.
제1항에 있어서,

상기 액츄에이터의 작동에 의해 상기 저압부의 체적이 감소하면 압력차에 의해, 상기 유입구볼이 상기 유입스프링에 의해 가압되어 상기 챔버유입구를 폐쇄하고, 상기 유출구볼은 상기 유출스프링을 가압하면서 상기 챔버유출구를 개방하는 것을 특징으로 하는 도징펌프.
제1항에 있어서,

상기 챔버유입구에는 상기 입출부의 외부로 갈수록 축소되는 유입테이퍼부가 형성되어 있고,

상기 유입구볼은 상기 유입스프링에 의해 상기 유입테이퍼부를 가압함으로써 상기 챔버유입구를 폐쇄하는 것을 특징으로 하는 도징펌프.
제1항에 있어서,

상기 챔버유출구에는 상기 입출부의 외부로 갈수록 확대되는 유출테이퍼부 가 형성되어 있고,

상기 유출구볼은 상기 유출스프링에 의해 상기 유출테이퍼부를 가압함으로써 상기 챔버유출구를 폐쇄하는 것을 특징으로 하는 도징펌프.
제1항에 있어서,

상기 챔버유입구에는 상기 유입스프링이 삽입되는 유입스프링 고정홈이 형성되어 있고,

상기 챔버유출구에는 상기 유출스프링이 삽입되는 유출스프링 고정홈이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 도징펌프.
제1항에 있어서,

상기 액츄에이터는, 상기 저압부의 내부에서 왕복 운동을 하면서 상기 저압부의 체적을 변화시키는 이동부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 도징펌프.
제7항에 있어서,

상기 액츄에이터는 상기 저압부의 내부에서 왕복 운동을 하는 피스톤을 포함하고,

상기 피스톤의 단부에는 상기 이동부재를 고정하는 상부클램프 및 하부클램프가 결합되어 있는 것을 특징으로 하는 도징펌프.
제7항에 있어서,

상기 이동부재는 가이드부재의 내부에 삽입되고,

상기 이동부재와 상기 가이드부재의 접촉 부분은 밀폐 상태를 유지하는 것을 특징으로 하는 도징펌프.
제9항에 있어서,

상기 이동부재 및 상기 가이드부재는 세라믹 재질에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는 도징펌프.
제9항에 있어서,

상기 가이드부재는 고정부재의 내부에 삽입되고,

상기 고정부재의 외주면에는 순환홈이 형성되어 있으며,

상기 순환홈을 따라서 냉각유체가 순환하면서 상기 가이드부재에 발생하는 마찰열을 냉각하는 것을 특징으로 하는 도징펌프.
제1항에 있어서,

상기 저압부는 오버플로 장치와 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 도징펌프.