KR101231090B1 - 로터리 베인형 진공펌프 - Google Patents

Abstract

본 발명은 가동중인 진공펌프가 정지시에 진공설비의 진공이 파기되는 것을 차단함과 동시에 진공 상태인 펌프 실린더 내로 오일이 유입되는 것을 차단함으로써 오일 유입에 의한 로터와 베인 및 모터의 손상을 방지하는 구조의 오일 로터리 베인 진공펌프를 제공하는 데 있다. 이를 위해 본 발명의 로터리 베인형 진공펌프 장치는 진공펌프 장치의 가동 시 오일펌프에 의해 오일 케이싱으로부터 퍼올려져 압송되는 오일압에 의해 지지 스프링을 압축하면서 하강하여 진공설비에 접속된 흡입구를 개방하며, 오일펌프의 작동 정지 시에는 소멸된 오일압에 대항하는 방향으로 작용하는 지지 스프링 탄력에 의해 상승하여 상기 흡입구를 차단하도록 작동하는 역류방지밸브와; 상기 오일펌프에서 급송되는 오일을 상기 역류방지밸브에 공급하는 오일통로와; 상기 오일통로를 통하여 공급되는 오일의 일부를 펌프 실린더의 윤활과 냉각 및 기밀을 위해 공급하도록 상기 오일통로에 접속하는 실린더용 오일통로와; 상기 실린더용 오일 통로의 도중에 설치되어, 상기 오일펌프의 구동 시엔 오일압에 의해 상기 실린더용 오일통로를 개방하도록 작용함과 동시에 상기 오일 통로의 압력 조절을 위하여 공급되는 오일의 일부를 오일 회수통로를 통해 오일 케이싱으로 회수하며, 상기 오일펌프의 정지시엔 상기 실린더용 오일 통로를 상기 오일 통로 및 오일 회수통로로부터 차단하도록 작동하는 오일 조절 밸브기구;를 포함하여 구성되어 있다.

Description

로터리 베인형 진공펌프{Rotary vane type vaccum pump}

본 발명은 개선된 구조를 갖는 로터리 베인형 진공펌프 장치에 관한 것으로, 특히 진공펌프 장치가 작업중에 정전(순간적으로 발생하는 정전)이나 예상치 못한 고장으로 정지하였을 시, 펌프 장치 내의 오일 및 오일 증기 등이 진공 설비로 역류하여 오염시키는 것을 방지함과 동시에 펌프 실린더 내로 오일이 유입되는 것을 차단하도록 제어하기 위한 역류방지밸브 및 오일조절밸브기구를 구비하여 진공펌프의 재가동 시 유입된 오일에 의한 로터리 베인 및 모터의 손상을 방지토록 하는 구조의 로터리 베인형 진공펌프에 관한 것이다.

로터리 베인형의 진공펌프는 고 진공을 얻기 위하여 액체 시일링 수단으로서 오일을 사용한다. 동시에 오일은 펌프 장치 내를 순환하면서 펌프를 냉각시키고, 베어링 및 각 부품의 윤활 및 기밀을 유지시켜주는 역할을 하며, 오일회로 내에 형성된 오일압으로 역류방지밸브를 제어하는 역할을 한다. 따라서 펌프장치 내의 오일을 강제순환시키기 위해 오일 펌프가 사용되어지는 데, 펌프가 갑자기 작동을 멈추거나 순간적으로 일어나는 정전시에 진공설비 시스템으로의 오일 및 오일 증기가 역류하는 것을 폐쇄해 주는 것을 목적으로 하는 로터리 베인형의 진공펌프에 대한 특허가 본 출원인에 의해 미국특허 US 5,236,313호 및 US 6,641,370호로 등록된바 있다.

상기한 종래의 로터리 베인형 진공펌프의 기술에서는 펌프가 작동을 갑자기 멈추게 되었을 때 진공설비로 오일 및 오일 증기의 역류가 일어나 진공설비를 오염시키고 진공이 파기되는 것을 방지하도록 펌프 흡입구를 개폐하는 역류방지밸브 및 그 역류방지밸브를 제어하는 과압밸브를 구비토록 하여, 펌프 가동시 오일펌프에서 발생된 오일 압력을 가진 오일이 과압밸브를 거쳐 펌프 흡입구의 역류방지 밸브의 작동을 제어하고 동시에 펌프 실린더에 오일을 공급하도록 제어하여 펌프성능을 개선할 수 있도록 하고 있다. 그러나 상기한 선행 기술들의 경우 펌프장치의 정지시 과압밸브가 상기 역류방지밸브에 오일을 공급하는 오일 통로를 차단하여 상기 역류방지밸브가 펌프의 흡입구를 폐쇄한 상태에서 펌프의 실린더는 진공 상태를 유지하게 되나, 대기압력 상태인 오일이 오일펌프와 연결된 오일통로를 통해 진공상태인 실린더 내로 유입되는 현상이 발생하며, 이 때문에 실린더에 유입된 비압축성의 오일은 펌프 재가동시에 순간적으로 압축력을 받게 되면서 장치에 무리를 가져오고 또 배기구멍으로 오일이 배출되지 못해 로터와 베인의 손상 및 모터 고장의 원인이 되는 문제가 발생하고 있어 개선이 필요한 것으로 지적되어 왔다.

미국 특허 제 5,236,313호(명칭: 개선된 구조를 가진 로터리 베인형 진공펌프) 미국 특허 제 6,641,370호(명칭: 개선된 시일 구조를 가지는 로터리 베인형 진공펌프 장치)

본 발명은 상기한 점을 감안하여 제안한 것으로서 그의 목적으로 하는 것은 가동중인 펌프가 정지시에 진공설비의 진공이 파기되는 것을 차단함과 동시에 진공 상태인 펌프 실린더 내로 오일이 유입되는 것을 차단함으로써 오일 유입에 의한 로터와 베인 및 모터의 손상을 방지하는 구조의 오일 로터리 베인 진공펌프를 제공하는 데 있다.

상기 문제점을 해결하기 위하여 본 발명의 로터리 베인형 진공펌프 장치는 진공펌프 장치의 가동 시 오일펌프에 의해 오일 케이싱으로부터 퍼올려져 압송되는 오일압에 의해 스프링을 압축하면서 하강하여 진공설비에 접속된 흡입구를 개방하며, 오일펌프의 작동 정지 시에는 소멸된 오일압에 대항하는 방향으로 작용하는 스프링 탄력에 의해 상승하여 상기 흡입구를 차단하도록 작동하는 역류방지밸브와; 상기 오일펌프에서 급송되는 오일을 상기 역류방지밸브에 공급하는 오일통로와; 상기 오일통로를 통하여 공급되는 오일의 일부를 펌프 실린더의 윤활과 냉각 및 기밀을 위해 공급하도록 상기 오일통로에 접속하는 실린더용 오일통로와; 상기 실린더용 오일 통로의 도중에 설치되어, 상기 오일펌프의 구동 시엔 오일압에 의해 상기 실린더용 오일통로를 개방하도록 작용함과 동시에 상기 오일 통로의 압력 조절을 위하여 공급되는 오일의 일부를 오일 회수통로를 통해 오일 케이싱으로 회수하며, 상기 오일펌프의 정지시엔 상기 실린더용 오일 통로를 상기 오일 통로 및 오일 회수통로로부터 차단하도록 작동하는 오일 조절 밸브기구;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

이로써 진공펌프 장치가 작업 공정 중에 예기치 못한 원인으로 정지시 진공펌프 실린더 내의 오일이나 오일 증기 및 가스가 진공설비로 역류하는 것을 방지하고, 또한 오일조절밸브기구가 오일펌프와 실린더 오일통로 사이 및 오일 회수통로와 실린더 오일 통로 사이의 연통 상태를 차단하여 오일케이싱의 오일이 펌프 실린더로 유입되는 것을 방지하게 된다.

바람직하게는, 상기 오일 조절 밸브기구는 밸브 하우징 내에서 상기 오일 압력과 그 오일압력에 대항하여 탄발력을 가하는 지지 스프링에 의해 왕복 이동하여 상기 실린더로 향하는 오일 통로를 개폐하는 밸브몸체를 구비하고 있으며, 상기 밸브몸체와 밸브 하우징은 오일 펌프로부터 상기 오일 통로를 따라 급송되는 오일의 일부를 상기 오일 케이싱으로 회수하기 위하여 상기 오일 통로와 오일 케이싱을 연통하도록 축방향으로 형성되는 구멍을 구비하고 있으며, 상기 밸브몸체와 밸브 하우징 사이의 접촉틈새는 기밀이 유지되도록 형성된다.

바람직하게는, 상기 밸브몸체는 시일부재를 개재하여 상기 밸브 하우징에 기밀하게 접촉하도록 구성된다.

바람직하게는, 상기 밸브몸체 내의 공간에는 지지 스프링에 의해 지지되는 과압밸브가 설치되며, 상기 과압밸브에는 상기 오일을 오일 케이싱으로 회수하기 위한 노즐구멍이 형성되어 있다.

바람직하게는, 상기 과압밸브를 지지하는 지지 스프링은 상기 밸브몸체를 지지하는 지지 스프링보다 더 큰 탄성을 가지도록 형성된다.

바람직하게는, 상기 과압밸브가 오일압에 의해 상기 지지 스프링을 압축하면서 이동한 상태에서만 오일을 오일 케이싱으로 신속하게 배출하도록 개방되는 과압 오일 배출통로가 상기 과압밸브 외주로 상기 밸브몸체와의 사이에 형성되어 있어, 오일 점도가 높아 과압이 걸리는 펌프 장치의 초기 구동시에도 적절한 압력의 제어가 가능하다.

바람직하게는, 상기 밸브 하우징에는 밸브 시트로서 기능하는 플러그 시일부재가 장착되며, 상기 밸브몸체는 오일 펌프의 정지시 상기 플러그 시일부재에 밀착하여 오일 통로를 폐쇄하게 된다.

상기 오일 펌프는 제1실린더의 전방으로 로터축 상에 설치되는 것이 바람직하며, 이로써 별도의 보호 카바부재 등이 요구되지 않는다.

이상과 같은 본원 발명의 로터리 베인형 진공펌프는 다음과 같은 효과가 있다.

1) 펌프 가동시에 오일펌프와 연결된 실린더의 오일통로 사이에 위치한 오일 조절 밸브기구에서 오일통로 내의 오일압력을 일정하게 유지하여 역류방지밸브가 흡입구를 열고 동시에 오일조절밸브의 밸브몸체를 열어 실린더의 오일통로로 오일을 공급하도록 함으로써 펌프 성능을 개선시켰다.

2) 펌프 정지시에 오일 조절 밸브기구에서 오일펌프와 연결된 오일통로와 실린더의 오일통로를 폐쇄시켜 실린더에 오일이 계속하여 유입되는 것을 방지하는 구조로 하여 펌프 재가동시 실린더에 유입된 오일로 인한 문제점을 개선시켰다.

3) 오일 조절 밸브기구에서 평상시 오일통로의 오일압력을 자동으로 정상을 유지하도록 제어하며, 또한 오일통로에 과도한 압력이 급격하게 걸릴 때 다량의 오일을 신속하게 배출하여 과압력을 조절할 수 있다.

4) 오일 펌프를 제1실린더의 앞쪽으로 로터축에 설치하여 카바부재 등을 없앰으로써 펌프 모듈의 부품수를 줄여 원가절감의 효과가 있다.

도시된 도면은 본 발명을 보다 잘 이해하기 위하여 제공되었으며, 본 발명 출원의 일부를 구성하고 있으며, 본 발명의 도시된 실시예들 및 그 내용들은 본 발명의 설명하기 위하여 사용되었지만, 본 발명에 대한 부정확한 한정을 구성하는 것은 아니다.
도 1은 본 발명에 의한 로터리 베인형 진공펌프의 펌프 정지 시의 상태를 나타낸 정단면도이다.
도 2는 본 발명에 의한 로터리 베인형 진공펌프의 펌프 가동 시의 작동 상태를 나타낸 정단면도이다.
도 3은 본 발명에 의한 로터리 베인형 진공펌프의 과압밸브 작동 시의 상태를 나타낸 정단면도이다.
도 4는 본 발명에 의한 로터리 베인형 진공펌프의 오일조절밸브시스템의 상세도이다.

이하에 본 발명을 충분히 이해하기 위해서 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부 도면을 참조하여 설명한다. 본 발명의 실시예는 여러 가지 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상세히 설명하는 실시예로 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 실시예는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위하여 제공되는 것이다. 따라서 도면에서의 요소의 형상 등은 보다 명확한 설명을 강조하기 위해서 과장되어 표현될 수 있다. 각 도면에서 동일한 부재는 동일한 참조부호로 도시한 경우가 있음을 유의하여야 한다. 또한, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 기술은 생략된다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명함으로써, 본 발명의 오일로터리 베인 진공펌프를 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 로터리 베인형 진공펌프 장치(1)의 절개 단면도로서 펌프 내부의 주요 부분들을 보여주고 있다. 펌프장치(2)가 오일 케이싱(3)(또는 펌프 케이싱)에 둘러싸여 보호되고 있으며, 이 오일 케이싱(3) 내의 하부 공간부는 다량의 오일(4)을 저장하고 있다.

상기 펌프 모듈(2, 이하 펌프 모듈이라 함은 장치 전체를 뜻하는 진공펌프 장치 1과는 구별되도록 오일 케이싱으로 둘러싸인 부분을 지칭한다)는 제1 실린더(5), 제2실린더(6), 실린더 뒷카바(8) 및 실린더 내부에서 회전 운동하는 제1로터(9)와 제2로터(10)를 포함하는 구성으로 되어 있으며, 각각의 로터에 형성되는 2개(또는 3개 또는 4개)의 베인 홈 내에 끼워져 장착되는 베인(11)(11),(12)(12)을 보유한 상기 로터(9)(10)가 회전할 때 발생하게 되는 원심력에 의해 상기 실린더(5),(6) 내벽면에 상기 베인(11)(11),(12)(12)이 밀착하여 회전하면서 펌프 흡입구(7)에 접속되는 도시하지 아니한 진공설비로부터 실린더(5),(6)내로 가스를 흡입, 압축하여 외부로 강제 배기하는 과정을 반복하게 된다. 펌프장치(2)의 실린더(5),(6)와 로터(9),(10) 등을 비롯한 각 운동 부위에는 오일의 지속적 공급이 없으면 각 운동 부위의 마모와 고착현상 및 누설 작용으로 인하여 진공 능력이 현저히 감소하며, 심하면 펌프 모듈(2)을 손상시키므로 강제 윤활 방식에 의해 오일(4)을 공급해 준다.

이를 위해 오일 케이싱(3) 내에 저장된 오일(4)은 펌프 모듈의 각 운동 부위들의 윤활과 기밀 유지 작용, 냉각 작용을 위하여 사용되도록 공급되며, 이를 펌프 모듈(2)에 공급하기 위하여 오일 펌프(13)와 윤활회로(오일 공급통로)가 필요하게 된다. 상기 오일 펌프(13)는 제1실린더(5)의 전방으로 로터축(14)의 선단에 설치함으로써 종래 제2실린더(6) 후단에 오일펌프를 장착시 요구되던 중간 덮개판 등이 생략되어 펌프모듈의 부품수를 줄일 수 있기 때문에 소재준비, 부품가공 측면에서 원가절감의 효과가 있고, 분해조립이 용이하며, 부품의 사후관리 측면에서도 경제적인 펌프의 제공이 가능하며, 그리고 오일 펌프(13)로는 펌프장치(2)에서 필요로 하는 양보다 충분한 양의 오일을 공급할 수 있는 것으로 선정해 주는 것이 바람직하며, 내구성이 좋고 강력한 유압을 발생하는 성능을 갖추어야 한다.

오일 펌프(13)의 오일 유입 관로(15)의 입구는 오일 케이싱(3)의 바닥면 가까이 까지 연장되어 있어 오일의 양이 적더라도 펌프장치(2)에 오일 공급이 가능하도록 형성되어 있으며, 윤활회로를 형성하는 각 오일 통로(17),(18),(19),(20) 등을 통하여 실린더(5,6) 내부의 각 운동 부위와 역류방지밸브(21) 및 시일이 필요한 부재들의 접속부위에 오일을 공급해 주도록 구성되어 있다.

오일 케이싱(3) 상부의 윗면 카바(22)에 상기 펌프 흡입구(7)가 설치되어 있으며, 상기 역류방지밸브(21)가 열리고 상기 펌프 흡입구(7)를 통해 진공설비로부터 흡입 공간(23)으로 흡입된 가스 또는 기체는 흡입통로(24)를 통해 펌프 모듈(2)의 제1실린더(5) 내로 유입된 후, 로터(9)의 회전에 따라 압축되어 제2실린더(6)로 유입되고, 로터(10)에 의해 다시 압축된 기체는 배기통로(25)를 통해 배기밸브를 열고 오일 케이싱(3) 내로 배출되며, 오일 케이싱(3) 내로 배출된 기체는 오일 케이싱(3)에 구비된 배기구(도시는 생략)를 통하여 외부로 배기된다.

이때 진공펌프(1)가 갑자기 가동을 멈추고 정지하게 되면 펌프장치의 실린더(5),(6) 내부 및 이것과 흡입통로(24), 흡입공간(23) 및 흡입구(7)를 통해 연통하도록 흡입구(7)에 접속된 도시되지 아니한 진공 설비에로 윤활에 사용된 오일 또는 오염가스 및 외부 공기가 역류하여 오염시키는 것 및 진공을 파기하는 일이 발생하게 되는데, 이것을 방지하기 위해 역류방지밸브(21)를 흡입구(7)의 하방에 설치하여 펌프의 운전 중에는 흡입구(7)를 개방하고 정지시에는 흡입구(7)를 폐쇄하도록 하고 있다.

상기 역류방지밸브(21)는 도 2에 도시하는 것과 같이 오일 펌프(13)에 의해 형성된 오일압이 오일통로 (17),(26),(27)를 통해 상부 오일 공간(28)에 작용할 때(즉 펌프장치의 가동 상태를 말함)에는 펌프 흡입구(7)를 개방하도록 흡입공간(23) 내에서 하강 운동하도록 설치되며, 그리고 펌프장치의 정지시엔 상기 펌프 흡입구(7)를 폐쇄하도록 상승작동하는 밸브판(29)과, 그 밸브판(29)의 하측으로 연장되어 상부 오일 공간(28)에 오일압이 작용시 하강하는 피스톤(30)과, 상부 오일 공간(28)을 형성하고 피스톤(30)의 상하 운동시 피스톤(30)의 슬라이딩 이동을 안내하는 피스톤 가이드(31)와, 상부 오일 공간(28) 내의 오일압을 유지하기 위한 밀봉부재로서 리테이너(32)에 의해 지지 및 장착되는 U-시일부재(33)와 O-링(34) 및 펌프장치(1)의 정지시에 상기 피스톤(30)을 부상시켜 주기 위해 하부 공간(35)에 피스톤(30)을 항시 상측으로 밀어 올리는 힘을 가하도록 설치되는 지지 스프링(36)을 포함하여 구성된다.

밸브 하우징(37) 내에 형성되는 상기 상부 오일 공간(28)은 오일 통로(27)(26)(17)을 거쳐 제1실린더(5)의 오일 통로(18) 선단에 설치된 오일 조절 밸브기구(38)에 연통되어 있으며, 이처럼 본 발명의 요지 구성인 상기 오일 조절 밸브기구(38)는 오일 통로(18)과 오일 통로(17)과의 연결 부위에 설치되어 있고, 그 오일 통로(17),(18)는 오일 펌프(13) 구동 시 오일(4)을 도입하는 관로(15)와 연결되어 있다.

상기 펌프장치(1)에 전원이 공급되어 모터가 구동되면 로터축(14)이 회전하게 됨으로써 이에 따라 오일 펌프(13)도 작동하게 되어 윤활 회로를 구성하고 있는 각 오일 통로(17)(18)를 따라 오일을 공급하게 되며, 여분의 오일 또는 사용된 오일은 다시 오일 케이싱(3)으로 회수되는 순환 과정을 반복하게 된다. 오일 펌프(13) 작동에 의해 압력을 얻은 오일은 오일 통로(17)를 통하여 상기 오일 조절 밸브기구(38)에 작용하여, 지지 스프링(39)에 의해 밀어 올려져 플러그 시일(40)에 밀착하여 오일 통로(18)를 차단하고 있던 밸브몸체(41)를 강제로 하강시키게 되며(이때 지지 스프링 39는 압축됨), 이로써 실린더(5)(6)에 오일을 공급하기 위하여 형성된 오일 통로(18)를 오일 펌프(13) 측의 오일 통로(17)에 연통시켜 오일 펌프(13)에 의해 급송되는 오일이 오일 통로(17)(18)(19)(20)를 통하여 실린더(5,6) 내에 공급되도록 하여 로터(9)(10)의 윤활과 냉각 및 기밀 유지 작용을 하게 된다.

상기 오일 조절 밸브기구(38)는 상기 밸브몸체(41)를 수용하는 밸브 하우징(42)을 구비하고 있으며, 상기 밸브몸체(41)가 K자 단면 형상의 시일부재(43)를 통해 밸브 하우징(42)에 기밀하게 접촉하면서 오일압력과 지지 스프링(36)의 탄성력에 따라 공간 범위 내에서 상하로 슬라이드 이동이 가능하게 구성되어 있고, 상기 밸브몸체(41) 내부의 빈 공간에는 지지 스프링(44)에 의해 상승하는 힘을 받는 과압 밸브(45)가 설치되어 있으며, 상기 과압 밸브(45)는 축 방향을 따라 관통하는 노즐 구멍(46)이 구비되어 있고, 상기 노즐 구멍(46)은 상기 밸브몸체(41)의 상하로 형성된 통공(47)(48) 및 밸브 하우징(42) 하단의 구멍(49)과 축 방향으로 연통하고 있으며, 과압 밸브(45)의 외주에는, 오일압이 지지 스프링(44)의 탄발력 보다 높아 과압 밸브(45)가 지지 스프링(44)을 압축하면서 하강하게 될 때에만 개방되는 과압 오일 배출통로(50)가 형성되어 있다.

상기 노즐 구멍(46)과 통공(47)(48) 및 구멍(49)은 오일 통로(17)(18)를 통해 각ㅍ부분에 공급되는 오일이 적정 압력을 유지토록 오일의 일부를 오일 케이싱(3)으로 배출할 수 있게 구성된 오일 회수통로로서, 상기 밸브몸체(41)가 최대로 하강한 상태보다 오일 압력이 더 높게 작용하는 경우, 즉 설정치 이상의 오일압이 작용하는 순간에는 과압 밸브(45)가 지지 스프링(44)을 압축하면서 하강하여 과압 오일 배출통로(50)가 열려 다량의 오일을 순식간에 오일 케이싱(3)으로 배출하여 압력을 낮추게 되어 있으며, 오일압이 소멸되어 상기 밸브몸체(41)가 상승하여 오일 통로(18)를 차단하는 경우 상기 오일통로(18)는 상기 오일 회수통로와 오일 통로(17)로부터 완전히 차단되는 구조를 가지고 있다.

이와 같은 본 발명의 펌프 장치(1)의 작동에 대하여 이하에 자세하게 설명한다.

펌프 장치(1)가 작동되지 않는 때, 즉 전원 공급이 없는 경우 오일 펌프(13)가 가동되지 못하여 상부 오일 공간(28)에 오일 압력이 작용하지 않으므로, 밸브판(29)은 지지 스프링(36)에 의해 상승하여 펌프 흡입구(7)의 저면의 밸브 시트(51)에 밀착하여 흡입 공간(23)을 밸브 상부의 공간(52)에 대해 단절시킨다(도1 상태).

이 상태에서 흡입구(7)에 진공 작업을 요하는 진공설비를 접속하고 펌프 장치(1)에 전원을 공급하면 모터(도시 생략) 구동에 의해 로터축(14)에 형성된 로터(9)(10)가 회전을 시작하게 되고, 그와 동시에 로터축(14)의 선단에 설치된 오일 펌프(13)가 구동하여 관로(15)를 통해 오일(4)을 흡입 가압하여 오일 통로(17)를 통해 역류방지밸브(21)와 오일 조절 밸브기구(39)에 오일을 공급한다.

압송되는 오일은 통로(26)(27)를 거쳐 상부 오일공간(28)으로 유입되어 피스톤(30)을 하강시키게 되며, 피스톤(30)이 지지 스프링(36)을 압축하면서 하강함에 따라 밸브판(29)이 밸브시트(51)에서 떨어지게 되어 도2에 도시하는 것과 같이 흡입구(7)가 개방된다.

이 같은 상태에서 로터(9)(10)의 회전에 따라 진공설비 내의 공기 또는 가스가 흡입구(7), 흡입 공간(23) 통로(24)를 따라 제1실린더(5) 내로 강제로 흡입되어지게 되며, 제1실린더(5) 내로 유입되는 가스는 로터(9)의 회전에 따라 점차 압축되면서 출구 쪽으로 진행하여 이웃하고 있는 제2실린더(6) 내로 넘어가게 되며, 계속하여 회전하는 로터(10)에 의해 압축된 후 배기통로(25)를 통해 펌프 모듈(2)의 외부, 여기서는 오일 케이싱(3)으로 배출되며, 이 배출 공기는 다시 도시하지 않은 배기구를 통해 오일 케이싱(3)의 외부로 배출되게 된다.

한편, 상기 오일 통로(17)에 작용하는 오일압은 오일 조절 밸브기구(39)에도 작용하여, 밸브몸체(41)가 오일압에 의해 지지 스프링(39)을 압축하면서 하강하여 밸브 시트로서 기능하는 플러그 시일(40)로부터 이격되게 되면, 오일 통로(17)와 오일 통로(18)는 서로 연통하는 상태가 되며, 이에 따라 오일은 개방된 오일 통로(18)를 통해 흐른 후 오일 통로(19)(20)를 거쳐 실린더(6)(5)에 공급되어 로터(9)(10)의 윤활과 기밀 및 냉각 작용을 하게 된다.

그리고 본 발명의 오일 조절 밸브기구(39)의 과압밸브(45)는 오일 통로(17)를 오일 케이싱(3)과 연통하도록 하는 작은 직경의 노즐 구멍(46)을 구비하고 있어, 펌프 가동시에는 오일압이 항시 개방된 상태의 작은 노즐 구멍(46)을 통해 조금씩 오일 케이싱(3)으로 배출됨으로써 오일 통로(17)(18)의 오일압이 일정하게 유지되도록 제어하게 되며, 노즐 구멍(46)을 통한 오일압의 제어에도 불구하고 오일압이 과도하게 상승되면, 특히 펌프 가동 초기에 높은 오일 점도로 인한 오일의 과도 압력이 발생하면 도3에 도시한 것처럼 과압밸브(45)가 지지 스프링(44)을 압축하면서 하강하여 열려 과압밸브(45)의 외경부에 형성된 과압 오일 배출통로(50)를 통해 오일 케이싱(3)으로 다량의 오일이 신속하게 배출됨으로써 오일 통로 내의 과도한 압력을 빠르게 제거하여 항시 펌프 장치 내부가 일정한 오일 압력을 유지하게 되며, 이를 위해 상기 과압밸브(45)를 지지하는 스프링(44)의 탄성력은 밸브몸체(41)를 지지하는 스프링(39)의 탄성력보다 더 크게 설정되며, 상기 과압 오일 배출통로(50)는 상기 노즐 구멍(46)에 비해 단위시간당 오일의 배출량이 더 많도록 형성된다.

이 같은 운전 중 정전 등으로 펌프 장치(1)가 정지하게 되면(모터 구동이 정지), 로터축(14)의 회전정지로 오일 펌프(13)의 구동 역시 정지되어 오일 통로(17)에 작용하는 오일압이 제거되며, 이에 따라 압축되었던 지지 스프링(36)이 신장되면서 피스톤(21) 및 밸브판(29)을 밀어 올려 밸브 시트(51)를 다시 차단하게 됨으로써(도1 참조)(피스톤이 상승 시 상부 오일공간(28) 내에 있는 오일은 오일 조절 밸브기구(39)의 오일 회수통로(46,47,48,49)을 통해 오일 케이싱(3)으로 배출된다), 실린더(5) 내에 공급된 오일이나 잔류 가스 등이 흡입구(7)를 통해 진공설비로 역류하여 진공설비를 오염시키고 진공을 파기하는 것을 방지하게 된다.

또한 오일 펌프(13)의 구동 정지로 오일압이 소멸되면, 도1과 같이 오일 조절 밸브기구(39)의 밸브몸체(41) 역시 지지 스프링(39)에 의해 밀어 올려져 플러그 시일(40)에 밀착하여 오일 통로(18)를 차단하게 되며, 이때 밸브몸체(41)가 K-시일부재(43)를 통해 밸브 하우징(42) 벽면을 시일하고 있어 실린더(5)(6)는 밀폐 상태를 유지하게 되므로, 오일 통로(17)(18) 및 오일 회수통로(46,47,48,49)를 통하여 오일(4)이 실린더(5)(6) 내로 유입되는 것이 차단되며, 이로써 펌프 장치(1)의 재가동시 실린더(5)(6) 내에서의 오일 압축 현상에 따른 문제는 발생하지 않게 되는 것이다.

이상에서 설명된 본 발명의 실시예는 예시적인 것에 불과하며, 본 발명이 속한 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 잘 알 수 있을 것이다. 그러므로 본 발명은 상기의 상세한 설명에서 언급되는 형태로만 한정되는 것은 아님을 잘 이해할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다. 또한, 본 발명은 첨부된 청구범위에 의해 정의되는 본 발명의 정신과 그 범위 내에 있는 모든 변형물과 균등물 및 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

1 : 로터리 베인형 진공펌프 장치 2 : 펌프모듈
3 : 오일 케이싱 4 : 오일
5 : 제1실린더 6 : 제2실린더
7 : 흡입구 8 : 실린더 뒷카바
9 : 로터 10 : 로터
11 : 베인 12 : 베인
13 : 오일 펌프 14 : 로터 축
15 : 오일 흡입관로 17,18,19,20,26,27 : 오일 통로 21 : 역류방지밸브 22 : 윗면 카바
23 : 흡입 공간 24 : 통로
25 : 배기통로 28 : 상부 오일공간
29 : 밸브판 30 : 피스톤
31 : 피스톤 가이드 32 : 리테이너
33 : U-시일부재 34 : 오링
35 : 하부 공간 36 : 지지 스프링
37 : 밸브 하우징 38 : 오일 조절 밸브기구
39 : 지지 스프링 40 : 플러그 시일
41 : 밸브몸체 42 : 밸브 하우징
43 : K-시일부재 44 : 지지 스프링
45 : 과압 밸브 46 : 노즐 구멍
47,48: 통공 49 : 구멍
50 : 과압 오일 배출통로 51 : 밸브 시트
52 : 상부 공간 46,47,48,49 : 오일 회수통로

Claims (8)

1. 진공펌프 장치의 가동 시 오일펌프에 의해 오일 케이싱으로부터 퍼 올려져 압송되는 오일압에 의해 지지 스프링을 압축하면서 하강하여 진공설비에 접속된 흡입구를 개방하며, 오일펌프의 작동 정지 시에는 소멸된 오일압에 대항하는 방향으로 작용하는 지지 스프링 탄력에 의해 상승하여 상기 흡입구를 차단하도록 작동하는 역류방지밸브와; 상기 오일펌프에서 급송되는 오일을 상기 역류방지밸브에 공급하는 오일통로와; 상기 오일통로를 통하여 공급되는 오일의 일부를 펌프 실린더의 윤활과 냉각 및 기밀을 위해 공급하도록 상기 오일통로에 접속하는 실린더용 오일통로와; 상기 실린더용 오일 통로의 도중에 설치되어, 상기 오일펌프의 구동 시엔 오일압에 의해 상기 실린더용 오일통로를 개방하도록 작용함과 동시에 상기 오일 통로의 압력 조절을 위하여 공급되는 오일의 일부를 오일 회수통로를 통해 오일 케이싱으로 회수하며, 상기 오일펌프의 정지시엔 상기 실린더용 오일 통로를 상기 오일 통로 및 오일 회수통로로부터 차단하도록 작동하는 오일 조절 밸브기구;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 로터리 베인형 진공펌프.
   
2. 제1항에 있어서, 상기 오일 조절 밸브기구는 밸브 하우징 내에서 상기 오일 압력과 그 오일압력에 대항하여 탄발력을 가하는 지지 스프링에 의해 왕복 이동하여 상기 실린더로 향하는 오일 통로를 개폐하는 밸브몸체를 구비하고 있으며, 상기 밸브몸체와 밸브 하우징은 오일 펌프로부터 상기 오일 통로를 따라 급송되는 오일의 일부를 상기 오일 케이싱으로 회수하기 위하여 상기 오일 통로와 오일 케이싱을 연통하도록 축방향으로 형성되는 구멍을 구비하고 있으며, 상기 밸브몸체와 밸브 하우징 사이의 접촉틈새는 기밀이 유지되도록 형성되는 것을 특징으로 하는 로터리 베인형 진공펌프.
   
3. 제2항에 있어서, 상기 밸브몸체는 시일부재를 개재하여 상기 밸브 하우징에 기밀하게 접촉하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 로터리 베인형 진공펌프.
   
4. 제2항 또는 제3항에 있어서, 상기 밸브몸체 내의 공간에는 지지 스프링에 의해 지지되는 과압밸브가 설치되며, 상기 과압밸브에는 상기 오일을 오일 케이싱으로 회수하기 위한 노즐구멍이 형성되는 것을 특징으로 하는 로터리 베인형 진공펌프.
   
5. 제4항에 있어서, 상기 과압밸브를 지지하는 지지 스프링은 상기 밸브몸체를 지지하는 지지 스프링보다 더 큰 탄성을 가지도록 형성되는 것을 특징으로 하는 로터리 베인형 진공펌프.
6. 제5항에 있어서, 상기 과압밸브가 오일압에 의해 상기 지지 스프링을 압축하면서 이동한 상태에서만 오일을 오일 케이싱으로 신속하게 배출하도록 개방되는 과압 오일 배출통로가 상기 과압밸브 외주로 상기 밸브몸체와의 사이에 형성되는 것을 특징으로 하는 로터리 베인형 진공펌프.
   
7. 제2항 또는 제3항에 있어서, 상기 밸브 하우징에는 밸브 시트로서 기능하는 플러그 시일부재가 장착되며, 상기 밸브몸체는 오일 펌프의 정지시 상기 플러그 시일부재에 밀착하여 오일 통로를 폐쇄하게 되는 것을 특징으로 하는 로터리 베인형 진공펌프.
   
8. 제1항에 있어서, 상기 오일 펌프는 제1실린더의 전방으로 로터축 상에 설치되는 것을 특징으로 하는 로터리 베인형 진공펌프.
   
   
   
   

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