KR101304140B1 - 진공 이젝터 펌프의 에어저감용 온오프밸브 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 고속의 압축공기가 유입 및 배출됨에 따라 일정한 공간에 부압을 발생시켜 진공을 형성하는 진공 이젝터 펌프에 관한 것으로, 보다 상세하게는 진공 이젝터 펌프의 진공챔버 내부에 진공이 형성될 경우 진공챔버의 진공상태를 일정하게 유지하면서도 압축공기의 흐름을 차단하여 압축공기의 손실을 방지할 수 있는 진공 이젝터 펌프의 에어 저감용 온오프밸브에 관한 것이다.

Description

진공 이젝터 펌프의 에어저감용 온오프밸브{AIR REDUCING ON-OFF VALVE FOR VACCUM EJECTOR PUMP}
본 발명은 고속의 압축공기가 유입 및 배출됨에 따라 일정한 공간에 부압을 발생시켜 진공을 형성하는 진공 이젝터 펌프에 관한 것으로, 보다 상세하게는 압축공기가 유입되는 입구챔버 내부로 고속의 압축공기를 유입(ON)시키거나 차단(OFF)시키도록 개폐하는 진공 이젝터 펌프의 온오프밸브에 관한 것이다.
일반적으로 진공 이젝터 펌프는 입구챔버, 진공챔버 및 출구챔버가 각각 구획된 하우징과, 상기 각각의 챔버들 사이의 격벽을 관통하여 설치되고, 고속의 압축공기가 유입 및 배출됨에 따라 상기 하우징의 진공챔버에 부압을 발생시키는 다단이젝터를 포함하여 이루어진다.
상기 하우징의 진공챔버는 일측에 흡입포트를 구비하고, 상기 흡입포트를 통하여 외부장치, 예컨대 흡착장치 등과 연결된다. 상기 다단이젝터에 고속의 압축공기가 유입 및 배출됨에 따라 진공챔버에 부압이 발생하면, 상기 진공챔버의 흡입포트와 연결된 흡착장치도 부압이 발생하고, 발생한 부압은 물품을 흡착하여 반송하는데 사용된다.
상기 하우징의 진공챔버에 부압을 발생하기 위한 다단이젝터에 관하여 다수의 출원이 존재한다. 즉, 특허등록 393434호, 578540호 및 629994호와 더불어 본 출원인이 출원하여 등록된 특허등록 1039470호도 있다.
도 1에 도시된 바와 같이 이러한 다단이젝터(20)의 구성은 보통, 하우징(10)의 각 챔버들 간의 격벽을 관통하여 직렬로 설치된 복수의 노즐(21)과, 상기 복수의 노즐(21)을 수용하고, 외주면에 통공(22a)이 관통 형성된 복수의 슬롯(22)을 포함하고, 상기 통공(22a)은 상기 하우징(10)의 진공챔버(VC)와 소통되도록 형성되고, 상기 통공(22a) 각각을 개폐하는 복수의 가요성 밸브(23)가 구비된다.
상기와 같은 다단이젝터(20)는, 하우징(10)의 입구챔버(IC)로부터 고속의 압축공기가 다단이젝터(20)의 복수의 노즐(21)을 통과하여 배출될 때, 하우징(10)의 진공챔버(VC) 및 흡착장치(미도시)의 내부 공기가 유인되어 함께 하우징(10)의 출구챔버(OC)로 배출됨에 따라 상기 진공챔버(VC) 내의 압력이 하강한다. 하우징(10)의 진공챔버(VC) 내의 압력이 복수의 슬롯(22) 내부의 압력 이하로 되면, 모든 통공(22a)이 각 밸브(23)에 의하여 폐쇄되고, 진공챔버(VC)는 그 압력 수준을 유지하게 되는 것이다.
도 2는 도 1의 실시예의 사시도로서 진공 이젝터 펌프는, 하우징(10)의 내부에 전방의 입구챔버(IC), 중앙의 진공챔버(VC) 및 후방의 출구챔버(OC)가 각각 구획되고, 상기 하우징(10)의 각 챔버들 간의 격벽을 관통하여 다단이젝터(20)가 설치된다. 이때 상기 하우징(10)의 일측에는 외부로부터 상기 입구챔버(IC)와 연통되어 고속의 압축공기가 유입되는 유입포트(11a), 외부의 흡착장치의 내부 공기가 유인되도록 상기 진공챔버(VC)와 연통되는 흡입포트(12a) 및 외부로 고속의 압축공기를 배출하도록 출구챔버(OC)와 연통된 배출포트(13a)가 각각 관통 형성되어 있다. 또한, 도 3에 도시된 바와 같이 유입포트(11a)와 흡입포트(12a) 사이에 상기 진공챔버(VC)와 연통되도록 관통 형성된 서브포트(12b)는 압력센서(30)가 설치되어 상기 진공챔버(VC)의 진공도를 측정하거나 상기 흡입포트(12a)와 함께 다른 라인의 흡착장치와 연결될 수도 있다. 물론, 배출포트(13a)를 통해 단순히 고속의 압축공기가 배출되면 엄청난 소음이 발생할 수 있으므로 배출포트(13a)에는 소음부재가 내장된 소음기(40)가 설치된다.
이때, 상기 진공 이젝터 펌프의 입구챔버(IC) 내부로 고속의 압축공기를 주입하거나 차단하기 위하여 도 3에 도시된 바와 같이 입구챔버(IC)와 연통된 유입포트(11a)에 온오프밸브(50)가 설치된다. 온오프밸브(50)는 명칭 그대로 개폐밸브로서, 컴프레서(미도시)로부터 발생한 고속의 압축공기를 입구챔버(IC) 내부로 유입(ON) 시키거나 차단(OFF)시켜 사용자가 원하는 때에 진공챔버(VC)의 내부에 진공을 형성하여 부압을 발생시킨다.
도 4 및 5는 도 3의 실시예 중 종래 기술에 따른 온오프밸브를 A-A'선에서 바라본 측단면도로서, 종래 기술에 따른 온오프밸브의 작동과정을 나타낸다.
종래 기술에 따른 진공 이젝터 펌프의 온오프밸브(50)는 도 4 및 5에 도시된 바와 같이, 일측 하부에 압축공기가 주입되는 주입유로(51-1) 및 타측 상부에 상기 압축공기가 배출되는 배출유로(51-2)가 각각 연통되도록 관통 형성되고, 내부에 내경이 축소되는 개폐홀(51-3a)이 형성된 밸브시트(51-3)를 기준으로 상기 배출유로(51-2)와 연통되는 스풀실(51-4)이 형성된 밸브몸체(51)와, 상기 밸브몸체(51)의 스풀실(51-4) 내부에 길이방향을 따라 슬라이딩 가능하게 설치되고, 전단의 스풀헤드(52-1)가 상기 밸브몸체(51)의 밸브시트(51-3)에 접촉하여 상기 밸브시트(51-3)의 개폐홀(51-3a)을 개폐하며, 후단의 스풀테일(52-2)이 상기 밸브몸체(51)의 스풀실(51-4)을 전방유로(51-4a) 및 후방유로(51-4b)로 구획하는 밸브스풀(52)과, 상기 밸브몸체(51)의 스풀실(51-4) 후방 내부에 설치되고, 스프링력에 의해 상기 밸브스풀(52)의 스풀테일(52-2)을 전방으로 밀어주는 코일스프링(53)과, 상기 밸브몸체(51)의 상단에 설치되어 전기 신호에 따라 작동하고, 상기 밸브몸체(51)의 스풀실(51-4)의 전방유로(51-4a)와 후방유로(51-4b)를 연결 또는 차단시키는 솔레노이드밸브(54)를 포함한다.
상기와 같이 구성되는 종래 기술에 따른 온오프밸브(50)의 작동과정을 도 4 및 5를 참조하여 상세히 살펴본다. 먼저, 도 4에 도시된 바와 같이 솔레노이드밸브(54)가 OFF상태, 즉 상기 밸브몸체(51)의 스풀실(51-4)의 전방유로(51-4a)와 후방유로(51-4b)를 연결시킨 경우 고속의 압축공기가 컴프레서로부터 밸브몸체(51)의 주입유로(51-1)로 유입되고, 밸브몸체(51)의 스풀실(51-4)의 전방유로(51-1)로 이동한다. 상기 스풀실(51-4)의 전방유로(51-4a)로 이동한 압축공기는 솔레노이드밸브(54)를 지나 스풀실(51-4)의 후방유로(51-4b)로 이동한 후 밸브스풀(52)의 스풀테일(52-2)을 전방으로 밀어준다. 그에 따라, 밸브스풀(52)의 스풀헤드(52-1)가 밸브시트(51-3)의 개폐홀(51-3a)을 폐쇄하면서 밸브몸체(51)의 배출유로(51-2)는 차단된다. 즉, 솔레노이드밸브(54)가 OFF상태인 경우에는 밸브몸체(51)의 주입유로(51-1)를 통해 주입된 고속의 압축공기는 밸브몸체(51)의 배출유로(51-2)로 배출되지 못하고 차단된 상태가 되는 것이다.
반대로, 도 5에 도시된 바와 같이 솔레노이드밸브(54)가 ON상태, 즉 상기 밸브몸체(51)의 스풀실(51-4)의 전방유로(51-4a)와 후방유로(51-4b)를 차단시킨 경우 고속의 압축공기가 컴프레서로부터 밸브몸체(51)의 주입유로(51-1)로 유입되고, 밸브몸체(51)의 스풀실(51-4)의 전방유로(51-1)로 이동한다. 이때, 상기 스풀실(51-4)의 전방유로(51-4a)로 이동한 압축공기는 솔레노이드밸브(54)를 지나지 못하고, 스풀실(51-4)의 후방유로(51-4b)로 이동할 수 없다. 그에 따라, 압축공기는 스풀실(51-4)의 전방유로(51-4a)에 모여 압력이 상승하고, 상승된 압력이 밸브스풀(52)에 가해진 코일스프링(53)의 스프링력을 이기면서 밸브스풀(52)의 스풀테일(52-2) 후방으로 밀어준다. 결국, 밸브스풀(52)의 스풀헤드(52-1)가 밸브시트(51-3)의 개폐홀(51-3a)을 개방하게 되고, 밸브몸체(51)의 주입유로(51-1)를 통해 주입된 고속의 압축공기는 밸브몸체(51)의 배출유로(51-2)로 배출되는 것이다.
상기 종래 기술에 따른 진공 이젝터 펌프의 온오프밸브(50)에 의해 도 1 및 2에 도시된 바와 같이 하우징(10)의 입구챔버(IC) 내부로 고속의 압축공기가 유입되거나 차단된다. 유입된 압축공기는 입구챔버(IC) 내부를 통해 다단이젝터(20)를 지나면서 진공챔버(VC)에 부압을 발생시켜 진공을 형성하고, 다단이젝터(20)를 지난 압축공기는 출구챔버(OC) 내부로 진입한 후 하우징(10)의 배출포트(13a)로 배출된다. 이때, 상기 온오프밸브(50)가 도 4에 도시된 바와 같이 입구챔버(IC) 내부로의 압축공기를 차단할 경우에는 컴프레서로부터 발생한 압축공기의 손실은 없을 것이다. 그러나, 상기 온오프밸브(50)가 도 5에 도시된 바와 같이 입구챔버(IC) 내부로 압축공기를 유입시킬 경우에는 진공챔버(VC) 내부에 부압이 발생하여 진공이 형성된 경우에도 계속적으로 압축공기의 흐름이 이어지고, 출구챔버(OC)를 통해 외부로 배출될 것이다.
즉, 종래 기술에 따른 진공 이젝터 펌프의 온오프밸브는 컴프레서로부터 발생한 압축공기를 하우징(10)의 입구챔버(IC) 내부로 유입시키거나 차단시키는 ON/OFF 기능만을 수행한다. 그에 따라, 입구챔버(IC) 내부로 유입된 압축공기가 다단이젝터(20)를 지나 출구챔버(OC)를 경유하여 배출포트(13a)로 배출될 때, 진공챔버(VC)에 부압이 발생하여 진공이 형성된 경우, 즉 진공챔버(VC)와 연결된 흡착장치가 반송하고자 하는 물품을 흡착한 경우에도 계속적으로 압축공기가 유입된 후 배출되므로 압축공기의 손실이 너무나 큰 문제가 있다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 본 발명의 목적은, 진공 이젝터 펌프의 진공챔버 내부에 진공이 형성될 경우 진공챔버의 진공상태를 일정하게 유지하면서도 압축공기의 흐름을 차단하여 압축공기의 손실을 방지할 수 있는 진공 이젝터 펌프의 에어 저감용 온오프밸브를 제공하는 데 있다.
본 발명의 그 밖의 목적, 특정한 장점들 및 신규한 특징들은 첨부된 도면들과 연관된 이하의 상세한 설명과 바람직한 실시예들로부터 더욱 분명해질 것이다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 진공 이젝터 펌프의 에어저감용 온오프밸브는, 고속의 압축공기가 유입 및 배출됨에 따라 내부의 진공챔버에 부압을 발생시켜 진공을 형성하는 진공 이젝터 펌프에 설치되고, 상기 진공 이젝터 펌프 내부로 상기 압축공기를 유입 및 차단시키는 진공 이젝터 펌프의 온오프밸브에 있어서, 일측 하부에 압축공기가 주입되는 주입유로 및 타측 중앙에 상기 압축공기가 배출되는 배출유로가 각각 연통되도록 관통 형성되고, 내부 중앙에 내경이 축소되는 개폐홀이 형성된 밸브시트를 기준으로 상기 배출유로와 연통되는 제1 스풀실이 형성되며, 상기 제1 스풀실의 상방으로 평행하게 전방의 축경유로와 후방의 확경유로가 연통되게 구획되도록 제2 스풀실이 내부에 형성된 밸브몸체와, 상기 밸브몸체의 제1 스풀실 내부에 길이방향을 따라 슬라이딩 가능하게 설치되고, 전단의 스풀헤드가 상기 밸브몸체의 밸브시트에 접촉하여 상기 밸브시트의 개폐홀을 개폐하며, 후단의 스풀테일이 상기 밸브몸체의 제1 스풀실을 전방유로 및 후방유로로 밀폐시켜 구획하는 밸브스풀과, 상기 밸브몸체의 제1 스풀실의 후방유로에 설치되고, 스프링력에 의해 상기 밸브스풀의 스풀테일을 전방으로 밀어주는 제1 코일스프링과, 상기 밸브몸체의 제2 스풀실 내부에 길이방향을 따라 슬라이딩 가능하게 설치되고, 전단의 에어저감헤드가 상기 제2 스풀실의 축경유로를 전방축경유로 및 후방축경유로로 밀폐시켜 구획하며, 중앙의 단차부가 상기 제2 스풀실의 확경유로 및 축경유로의 단차면에 접촉하여 상기 확경유로 및 축경유로를 상호 간 개폐하고, 후단의 에어저감테일이 상기 제2 스풀실의 확경유로를 전방확경유로 및 후방확경유로로 밀페시켜 구획하는 에어저감스풀과, 상기 밸브몸체의 제2 스풀실 중 확경유로의 후방확경유로에 설치되고, 스프링력에 의해 상기 에어저감스풀의 후단을 전방으로 밀어주는 제2 코일스프링과, 상기 밸브몸체의 상단에 설치되어 전기 신호에 따라 작동하고, 상기 밸브몸체의 제2 스풀실의 축경유로 중 후방축경유로와 상기 확경유로 중 전방확경유로를 연결 또는 차단시키는 솔레노이드밸브를 포함하고, 상기 밸브몸체는, 상기 제1 스풀실의 전방유로와 상기 제2 스풀실의 축경유로 중 후방축경유로가 연통되고, 상기 제1 스풀실의 후방유로와 상기 제2 스풀실의 확경유로 중 전방확경유로가 연통되며, 일측 상단에 상기 제2 스풀실의 확경유로 중 후방확경유로를 외부와 연통시키는 에어저감유로가 관통 형성되고, 상기 에어저감유로와 상기 진공 이젝터 펌프의 진공챔버를 연결하는 에어저감튜브를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 솔레노이드밸브가 상기 밸브몸체의 제2 스풀실의 축경유로 중 후방축경유로와 상기 확경유로 중 전방확경유로를 연결시킨 오프(OFF)상태인 경우, 상기 밸브몸체의 주입유로를 통해 주입된 상기 압축공기는 상기 제1 스풀실의 전방유로를 거쳐 상기 제2 스풀실의 축경유로 중 후방축경유로를 경유하여 상기 솔레노이드밸브를 지나고, 상기 솔레노이드밸브를 통해 상기 제2 스풀실의 확경유로 중 전방확경유로를 거쳐 상기 제1 스풀실의 후방유로로 진입하며, 상기 제1 스풀실의 후방유로로 진입한 상기 압축공기는 상기 밸브스풀의 스풀테일을 전방으로 밀어 상기 밸브스풀의 스풀헤드가 상기 밸브시트의 개폐홀을 폐쇄하면서 상기 밸브몸체의 배출유로를 차단시키고, 상기 솔레노이드밸브가 상기 밸브몸체의 제2 스풀실의 축경유로 중 후방축경유로와 상기 확경유로 중 전방확경유로를 차단시킨 온(ON)상태인 경우, 상기 밸브몸체의 주입유로를 통해 주입된 압축공기는 상기 제1 스풀실의 전방유로를 거쳐 상기 제2 스풀실의 축경유로 중 후방축경유로를 경유하여 상기 솔레노이드밸브에 막히고, 상기 압축공기는 제1 스풀실의 전방유로에 모여 압력이 상승하고, 상승된 상기 압축공기의 압력이 상기 밸브스풀에 가해진 제1 코일스프링의 스프링력을 이기면서 상기 밸브스풀의 스풀테일을 후방으로 밀어주며, 상기 밸브스풀의 스풀헤드가 상기 밸브시트의 개폐홀을 개방하게 되어 상기 밸브몸체의 주입유로를 통해 주입된 상기 압축공기는 상기 밸브몸체의 배출유로로 배출되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 솔레노이드밸브가 온(ON)상태를 유지하고, 상기 진공 이젝터 펌프의 진공챔버에 진공이 형성되어 상기 에어저감튜브를 거쳐 상기 에어저감유로에 진공이 형성될 경우, 상기 제2 스풀실의 확경유로 중 후방확경유로에 부압이 발생함과 동시에 상기 에어저감스풀이 상기 제2 코일스프링의 스프링력을 이기면서 후방으로 이동하고, 상기 에어저감스풀의 단차부가 상기 제2 스풀실의 축경유로와 확경유로의 단차면으로부터 이탈되어 상기 제2 스풀실의 축경유로 및 확경유로를 연통시키며, 상기 제1 스풀실의 전방유로에 모여 압력이 상승된 상기 압축공기는 상기 제2 스풀실의 축경유로를 통해 상기 확경유로를 지나 상기 제1 스풀실의 후방유로로 진입하고, 상기 제1 스풀실의 후방유로로 진입한 상기 압축공기는 상기 밸브스풀의 스풀테일을 전방으로 밀어 상기 밸브스풀의 스풀헤드가 상기 밸브시트의 개폐홀을 폐쇄하면서 상기 밸브몸체의 배출유로를 차단시키는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 솔레노이드밸브가 온(ON)상태를 유지하고, 상기 진공 이젝터 펌프의 진공챔버에 진공이 형성된 후 다시 진공에서 해제될 경우, 상기 제2 스풀실의 확경유로 중 후방확경유로에 부압이 해제됨과 동시에 상기 에어저감스풀이 상기 제2 코일스프링의 스프링력에 의해 전방으로 이동하고, 상기 에어저감스풀의 단차부가 상기 제2 스풀실의 축경유로와 확경유로의 단차면에 접촉되어 상기 제2 스풀실의 축경유로 및 확경유로를 폐쇄하면서 상기 제1 스풀실의 전방유로에 상기 압축공기가 다시 모여 압력이 상승되며, 상승된 상기 압축공기의 압력이 상기 밸브스풀에 가해진 상기 제1 코일스프링의 스프링력을 이기면서 상기 밸브스풀의 스풀테일을 후방으로 밀어주고, 상기 밸브스풀의 스풀헤드가 상기 밸브시트의 개폐홀을 개방하게 되어 상기 압축공기는 상기 밸브몸체의 배출유로로 다시 배출되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 진공 이젝터 펌프는, 내부에 입구챔버, 진공챔버 및 출구챔버가 각각 구획되고, 일측에 외부와 상기 입구챔버, 진공챔버 및 출구챔버를 각각 연통시키는 유입포트, 흡입포트 및 배출포트가 각각 관통 형성된 하우징과, 상기 각각의 챔버들 사이의 격벽을 관통하여 설치되고, 상기 압축공기가 유입 및 배출됨에 따라 상기 하우징의 진공챔버에 부압을 발생시켜 진공을 형성하는 다단이젝터를 포함하고, 상기 밸브몸체는, 상기 배출유로가 상기 진공 이젝터 펌프의 하우징 내부의 입구챔버와 연통되도록 상기 유입포트에 연결 설치되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 진공 이젝터 펌프의 하우징은, 상기 유입포트와 흡입포트 사이에 외부와 상기 진공챔버를 연통시키도록 관통 형성된 서브포트를 더 포함하고, 상기 에어저감튜브는, 상기 에어저감유로와 상기 하우징의 서브포트를 상호 연결시키는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 밸브몸체는, 상기 제2 스풀실의 축경유로 중 전방축경유로가 외부와 연통되도록 압력조절유로가 관통 형성된 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 밸브몸체의 제2 스풀실의 확경유로 중 후방확경유로를 관통하여 나사결합되고, 상기 제2 코일스프링의 스프링력을 조절할 수 있도록 선단이 상기 제2 코일스프링을 지지하는 스프링조절볼트를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 진공 이젝터 펌프의 에어저감용 온오프밸브는, 압축공기의 유입 및 차단이라는 종래의 온오프 기능과 더불어 밸브몸체에 제2 스풀실을 마련하고, 에어저감스풀과 제2 코일스프링 및 진공 인제터 펌프의 진공챔버와 연통된 에어저감라인을 통해 진공 이젝터 펌프의 진공챔버 내부에 진공이 형성될 경우 진공챔버의 진공상태를 일정하게 유지하면서도 압축공기의 흐름을 차단하여 압축공기의 손실을 방지할 수 있다.
도 1은 일반적인 진공 이젝터 펌프의 측단면도이고,
도 2는 도 1의 실시예의 사시도이며,
도 3은 도 1의 실시예에 종래 기술에 따른 진공 이젝터 펌프의 온오프밸브를 도시한 사시도이고,
도 4 및 5는 도 3의 실시예 중 종래 기술에 따른 온오프밸브의 A-A'선에서 바라본 작동과정을 도시한 측단면도이며,
도 6은 본 발명에 따른 진공 이젝터 펌프의 에어저감용 온오프밸브의 일 실시예를 진공 이젝터 펌프에 설치하는 상태를 도시한 사시도이고,
도 7은 도 6의 실시예 중 본 발명에 따른 에어저감용 온오프밸브만을 도시한 사시도이며,
도 8 및 9는 도 7의 실시예의 B-B'선에서 바라본 ON/OFF 작동과정을 도시한 측단면도이고,
도 10 및 11은 도 9의 실시예에서 에어저감 기능을 구현하는 과정을 도시한 측단면도이며,
도 12는 도 8의 실시예 중 주입유로, 배출유로 및 제1 스풀실의 요부 측단면도이고,
도 13은 도 8의 실시예 중 제2 스풀실의 요부 측단면도이다.
이하에서는 첨부된 도면을 참조로 본 발명에 따른 원통형 진공 이젝터 펌프의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.
본 발명에 따른 진공 이젝터 펌프의 에어저감용 온오프밸브(200)는, 도 1을 참조하여 도 6에 도시된 바와 같이 고속의 압축공기가 유입 및 배출됨에 따라 내부의 진공챔버(VC)에 부압을 발생시켜 진공을 형성하는 진공 이젝터 펌프(100)에 설치되고, 상기 진공 이젝터 펌프(100) 내부로 상기 압축공기를 유입 및 차단시키는 개폐기능과 더불어 진공 이젝터 펌프(100)의 진공챔버(VC) 내부에 진공이 형성될 경우 진공챔버(VC)의 진공상태를 일정하게 유지하면서도 압축공기의 흐름을 차단하여 압축공기의 손실을 방지할 수 있는 기능을 함께 구현한다.
상기와 같이 본 발명에 따른 진공 이젝터 펌프의 에어저감용 온오프밸브(200)가 기본적인 개폐기능과 함께 압축공기의 손실 방지 기능을 구현하기 위하여, 도 6 내지 13에 도시된 바와 같이 밸브몸체(210), 밸브스풀(220), 제1 코일스프링(230), 에어저감스풀(240), 제2 코일스프링(250), 솔레노이드밸브(260) 및 에어저감튜브(270)를 포함하여 이루어지고, 스프링조절너트(280)를 더 포함할 수 있다.
먼저, 본 발명의 온오프밸브(200)의 외관으로서 프레임 기능을 수행하는 밸브몸체(210)는, 도 6 내지 13에 도시된 바와 같이 일측 하부에 압축공기가 주입되는 주입유로(211) 및 타측 중앙에 상기 압축공기가 배출되는 배출유로(212)가 각각 연통되도록 관통 형성되고, 내부 중앙에 내경이 축소되는 개폐홀(213-1)이 형성된 밸브시트(213)를 기준으로 상기 배출유로(212)와 연통되는 제1 스풀실(214)이 형성되며, 상기 제1 스풀실(214)의 상방으로 평행하게 전방의 축경유로(214-1)와 후방의 확경유로(214-2)가 연통되게 구획되도록 제2 스풀실(215)이 내부에 형성된다. 즉, 밸브몸체(210)의 내부에는 주입유로(211), 배출유로(212), 밸브시트(213), 제1 스풀실(214) 및 제2 스풀실(215)이 주입된 압축공기가 이동할 수 있도록 각각 유로를 형성하거나 구획된다.
밸브스풀(220)은 도 8 내지 12에 도시된 바와 같이 상기 밸브몸체(210)의 제1 스풀실(214) 내부에 길이방향을 따라 슬라이딩 가능하게 설치되고, 전단의 스풀헤드(221)가 상기 밸브몸체(210)의 밸브시트(213)에 접촉하여 상기 밸브시트(210)의 개폐홀(213-1)을 개폐하며, 후단의 스풀테일(222)이 상기 밸브몸체(210)의 제1 스풀실(214)을 전방유로(214-1) 및 후방유로(214-2)로 밀폐시켜 구획한다. 밸브스풀(220)은 명칭 그대로 원기둥 형상인 스풀이 제1 스풀실(214)의 내부를 따라 전후로 슬라이딩하면서 밸브시트(213)의 개폐홀(213-1)을 개폐하는 기능을 수행한다. 상기 밸브스풀(220)의 전단은 스풀헤드(221)가 구비되어 밸브시트(213)에 접촉하고, 후단은 스풀테일(222)이 구비되어 제1 스풀실(213)을 전방유로(214-1) 및 후방유로(214-2)로 구획하여 상호 간 오링(O-ring)에 의해 밀폐시킨다.
제1 코일스프링(230)은 도 8 내지 12에 도시된 바와 같이 상기 밸브몸체(210)의 제1 스풀실(214)의 후방유로(214-2)에 설치되고, 스프링력에 의해 상기 밸브스풀(220)의 스풀테일(222)을 전방으로 밀어준다. 즉, 제1 스풀실(214)의 내부에 길이방향을 따라 상기 밸브스풀(220)이 전후로 슬라이딩 이동하므로 밸브스풀(220)의 후방에서 상기 제1 코일스프링(230)이 스프링력으로 밀어주면, 밸브스풀(220)은 전방으로 이동한 상태를 유지하게 된다.
따라서, 상기 제1 코일스프링(230)의 스프링력 이상의 외력이 반대로 작용하지 않는 한 밸브스풀(220)은 전방으로 이동된 상태이고, 이때 밸브스풀(220)의 스풀헤드(221)는 밸브시트(213)에 접촉하여 개폐홀(213-1)을 폐쇄한 상태가 된다. 즉, 밸브스풀(220)의 스풀헤드(221)가 밸브시트(213)에 접촉하여 개폐홀(213-1)을 폐쇄하게 되면, 상기 밸브몸체(210)의 배출유로(212)는 차단된 상태이므로 상기 밸브몸체(210)의 주입유로(211)를 통해 주입된 압축공기는 밸브몸체(210)의 배출유로(212)로 배출되지 못하는 상태가 됨을 의미한다. 반면, 상기 제1 코일스프링(230)의 스프링력 이상의 외력이 반대로 작용할 경우에는 밸브스풀(220)은 후방으로 이동하게 되고, 이때 밸브스풀(220)의 스풀헤드(221)는 밸브시트(213)으로부터 이격되어 개폐홀(213-1)을 개방하게 됨은 쉽게 유추할 수 있다. 즉, 밸브스풀(220)의 스풀헤드(221)가 밸브시트(213)로부터 이격되어 개폐홀(213-1)이 개방된다는 것은, 상기 밸브몸체(210)의 배출유로(212)가 열린 상태이므로 상기 밸브몸체(210)의 주입유로(211)를 통해 주입된 압축공기는 밸브몸체(210)의 배출유로(212)로 배출될 것이다. 결국, 밸브스풀(220)이 밸브시트(213)의 개폐홀(213-1)을 개방 또는 폐쇄하느냐에 따라 밸브몸체(210)의 주입유로(211)로부터 배출유로(212)로 압축공기가 배출(ON) 또는 차단(OFF) 여부가 결정된다는 것이다.
에어저감스풀(240)은 도 8 내지 11 및 13에 도시된 바와 같이 상기 밸브몸체(210)의 제2 스풀실(215) 내부에 길이방향을 따라 슬라이딩 가능하게 설치되고, 전단의 에어저감헤드(241)가 상기 제2 스풀실(215)의 축경유로(215-1)를 전방축경유로(215-1a) 및 후방축경유로(215-1b)로 밀페시켜 구획하며, 중앙의 단차부(242)가 상기 제2 스풀실(215)의 확경유로(215-2) 및 축경유로(215-1)의 단차면(215-3)에 접촉하여 상기 확경유로(215-2) 및 축경유로(215-1)를 상호 간 개폐하고, 후단의 에어저감테일(243)이 상기 제2 스풀실(215)의 확경유로(215-2)를 전방확경유로(215-2a) 및 후방확경유로(215-2b)로 밀폐시켜 구획한다. 에어저감스풀(250) 역시 상기 밸브스풀(230)과 대동소이하게 원기둥 형상인 스풀이 제2 스풀실(215)의 내부를 따라 전후로 슬라이딩하면서 중앙의 단차부(242)가 확경유로(215-2) 및 축경유로(215-1) 사이의 단차면(215-3)에 접촉 또는 이격되면서 확경유로(215-2)와 축경유로(215-1)가 서로 연통 또는 차단되도록 개폐하는 기능을 수행한다.
상기 에어저감스풀(250)의 또 다른 기능으로는 전단의 에어저감헤드(241)가 제2 스풀실(215)의 축경유로(215-1)를 전방축경유로(215-1a) 및 후방축경유로(215-1b)로 상호 연통되지 않도록 밀폐시켜 구획하고, 후단의 에어저감테일(243)이 제2 스풀실(215)의 확경유로(215-2)를 전방확경유로(215-2a) 및 후방확경유로(215-2b)로 상호 연통되지 않도록 밀폐시켜 구획한다. 따라서, 에어저감스풀(240)의 단차부(242)가 확경유로(215-2) 및 축경유로(215-1) 사이의 단차면(215-3)에 접촉 또는 이격되면서 확경유로(215-2)의 전방확경유로(215-2a) 및 축경유로(215-1)의 후방축경유로(215-1b)를 서로 연통 또는 차단되도록 개폐하는 기능을 수행하는 것과 같다.
제2 코일스프링(250)은 도 8 내지 11 및 13에 도시된 바와 같이 상기 밸브몸체(210)의 제2 스풀실(215) 중 확경유로(215-2) 중 후방확경유로(215-2b)에 설치되고, 스프링력에 의해 상기 에어저감스풀(240)의 후단을 전방으로 밀어준다. 즉, 제2 스풀실(215)의 내부에 길이방향을 따라 상기 에어저감스풀(240)이 전후로 슬라이딩 이동하므로 에어저감스풀(240)의 후방에서 상기 제2 코일스프링(250)이 스프링력으로 밀어주면, 에어저감스풀(240)은 전방으로 이동한 상태를 유지하게 된다.
따라서, 상기 제2 코일스프링(250)의 스프링력 이상의 외력이 반대로 작용하지 않는 한 에어저감스풀(240)은 전방으로 이동된 상태이고, 이때 에어저감스풀(240)의 단차부(242)는 축경유로(215-1) 및 확경유로(215-2) 사이의 단차면(215-3)에 접촉하여 상기 축경유로(215-1) 및 확경유로(215-2)를 서로 연통되지 않도록 차단한 상태가 된다. 반면, 상기 제2 코일스프링(250)의 스프링력 이상의 외력이 반대로 작용할 경우에는 에어저감스풀(240)은 후방으로 이동하게 되고, 이때 에어저감스풀(240)의 단차부(242)는 상기 축경유로(215-1) 및 확경유로(215-2)의 단차면(215-3)으로부터 이격되어 축경유로(215-1) 및 확경유로(215-2)를 서로 연통되도록 개방하게 됨은 쉽게 유추할 수 있다.
솔레노이드밸브(260)는 도 6 내지 11에 도시된 바와 같이 전기적 신호에 따라 작동하는 밸브로서, 상기 밸브몸체(210)의 상단에 설치되어 상기 밸브몸체(210)의 제2 스풀실(215)의 축경유로(215-1) 중 후방축경유로(215-1b)와 상기 확경유로(215-2) 중 전방확경유로(215-2a)를 연결 또는 차단시킨다. 즉, 둘 이상의 유로를 서로 연결 또는 차단시키는 밸브는 방향절환밸브로서, 상기 솔레노이드밸브(260)는 전기적 신호에 따라 방향이 절환되어 상기 후방축경유로(215-1b)와 전방확경유로(215-2a)를 서로 연결되도록 하거나 차단시키도록 작동한다. 이러한 솔레노이드밸브(260)의 구성 및 작동과정은 종래 일반적으로 널리 알려져 있으므로 그 상세한 설명은 생략한다.
상기와 같이 본 발명에 따른 진공 이젝터 펌프(100)의 에어저감용 온오프밸브(200)는, 각각의 특징적인 형상의 밸브몸체(210), 밸브스풀(220), 제1 코일스프링(230), 에어저감스풀(240), 제2 코일스프링(250) 및 솔레노이드밸브(260)의 연결 및 결합관계에 큰 특징이 있다. 다만, 상술한 밸브몸체(210)의 제1 스풀실(214)과 제2 스풀실(215)의 연결관계가 분명하지 아니한데, 이는 도 8 내지 11에 도시된 바와 같이 상기 밸브몸체(210)는 상기 제1 스풀실(214)의 전방유로(214-1)와 상기 제2 스풀실(215)의 축경유로(215-1) 중 후방축경유로(215-1b)가 연통되고, 상기 제1 스풀실(214)의 후방유로(214-2)와 상기 제2 스풀실(215)의 확경유로(215-2) 중 전방확경유로(215-2a)가 연통된다. 또한, 밸브몸체(210)의 일측 상단에 상기 제2 스풀실(214)의 확경유로(215-2) 중 후방확경유로(215-2b)를 외부와 연통시키는 에어저감유로(216)가 관통 형성되고, 도 6에 도시된 바와 같이 상기 에어저감유로(216)와 상기 진공 이젝터 펌프(100)의 진공챔버(VC)를 연결하는 에어저감튜브(270)가 구비된다.
상기 밸브몸체(210)의 제1 스풀실(214)과 제2 스풀실(215) 연결관계를 통해서, 밸브몸체(210)의 주입유로(211)로 유입된 압축공기의 흐름이 끊기지 않고, 명확해지며, 본 발명의 특징적인 목적 및 효과를 구현하기 위하여 상기 에어저감유로(216) 및 에어저감튜브(270)가 구비된다. 이하에서는 상기 밸브몸체(210) 내부에서의 압축공기의 흐름을 온오프 기능과 함께 상세하게 살펴보고, 에어저감유로(216) 및 에어저감튜브(270)에 의해서 본 발명의 에어저감 기능을 어떻게 구현할 것인지도 함께 살펴본다.
먼저, 본 발명에 따른 진공 이젝터 펌프(100)의 에어저감용 온오프밸브(200)의 온오프 기능에 따른 주입된 압축공기의 흐름을 상세히 살펴본다. 즉, 상기 솔레노이드밸브(260)가 도 8에 도시된 바와 같이 상기 밸브몸체(210)의 제2 스풀실(215)의 축경유로(215-1) 중 후방축경유로(215-1b)와 상기 확경유로(215-2) 중 전방확경유로(215-2a)를 연결시킨 오프(OFF)상태인 경우, 상기 밸브몸체(210)의 주입유로(211)를 통해 주입된 상기 압축공기는 제1 스풀실(214)의 전방유로(214-1)를 거쳐 상기 제2 스풀실(215)의 축경유로(215-1) 중 후방축경유로(215-1b)를 경유하여 상기 솔레노이드밸브(260)를 지난다. 이때, 상기 솔레노이드밸브(260)는 OFF상태로서 상기 후방축경유로(215-1b)와 상기 전방확경유로(215-2a)를 연결하고 있으므로 상기 솔레노이드밸브(260)를 통해 상기 제2 스풀실(215)의 확경유로(215-2) 중 전방확경유로(215-2a)를 거쳐 상기 제1 스풀실(214)의 후방유로(214-2)로 진입한다. 또한, 상기 제1 스풀실(214)의 후방유로(214-2)로 진입한 상기 압축공기는 상기 밸브스풀(220)의 스풀테일(222)을 전방으로 밀어 상기 밸브스풀(220)의 스풀헤드(221)가 상기 밸브시트(213)의 개폐홀(213-1)을 폐쇄하면서 상기 밸브몸체(210)의 배출유로(212)를 차단시킨다. 결과적으로, 상기 솔레노이드밸브(260)가 OFF상태인 경우에는 밸브몸체(210)의 주입유로(211)를 통해 주입된 압축공기가 배출유로(212)로 배출되지 못하고 차단된 상태가 되는 것이다.
반대로, 상기 솔레노이드밸브(260)가 도 9에 도시된 바와 같이 상기 밸브몸체(210)의 제2 스풀실(215)의 축경유로(215-1) 중 후방축경유로(215-1b)와 상기 확경유로(215-2) 중 전방확경유로(215-2a)를 차단시킨 온(ON)상태인 경우, 상기 밸브몸체(210)의 주입유로(211)를 통해 주입된 상기 압축공기는 제1 스풀실(214)의 전방유로(214-1)를 거쳐 상기 제2 스풀실(215)의 축경유로(215-1) 중 후방축경유로(215-1b)를 경유하여 상기 솔레노이드밸브(260)에 막힌다. 이때, 상기 솔레노이드밸브(260)는 ON상태로서 상기 후방축경유로(215-1b)와 상기 전방확경유로(215-2a)를 차단하고 있으므로 상기 솔레노이드밸브(260)를 통해 상기 압축공기가 전방확경유로(215-2a)를 거쳐 상기 제1 스풀실(214)의 후방유로(214-2)로 진입하지 못한다는 것이다. 즉, 상기 압축공기는 제1 스풀실(214)의 전방유로(214-1)에 모여 압력이 상승하고, 상승된 상기 압축공기의 압력이 상기 밸브스풀(220)에 가해진 제1 코일스프링(230)의 스프링력을 이기면서 상기 밸브스풀(220)의 스풀테일(222)을 후방으로 밀어준다. 그에 따라 상기 밸브스풀(220)의 스풀헤드(221)가 상기 밸브시트(213)의 개폐홀(213-1)을 개방하게 되어 상기 밸브몸체(210)의 주입유로(211)를 통해 주입된 상기 압축공기는 상기 밸브몸체(210)의 배출유로(212)로 배출된다. 즉, 상기 솔레노이드밸브(260)가 ON상태인 경우에는 밸브몸체(210)의 주입유로(211)를 통해 주입된 압축공기가 배출유로(212)로 배출되어 진공 이젝터 펌프(100)의 입구챔버(IC) 내부로 유입되는 상태가 되는 것이다. 이렇게 진공 이젝터 펌프(100)의 입구챔버(IC) 내부로 유입된 압축공기는 도 1에 도시된 바와 같이 다단이젝터(20)를 지나면서 출구챔버(OC)로 배출됨과 동시에 진공챔버(VC) 내부에 부압을 발생시켜 진공을 형성하게 될 것이다.
다음으로, 본 발명에 따른 진공 이젝터 펌프(100)의 에어저감용 온오프밸브(200)의 에어저감 기능에 따른 주입된 압축공기의 흐름을 상세히 살펴본다. 앞서 살펴본 바와 같이 상기 솔레노이드밸브(260)가 OFF상태일 경우에는 진공 이젝터 펌프(100) 내부로 압축공기가 유입될 여지가 없이 차단된 상태가 되므로 언급할 필요가 없을 것이다. 따라서, 에어저감 기능을 수행하기 위하여 도 10 및 11에 도시된 바와 같이 상기 솔레노이드밸브(260)가 ON상태, 즉 상기 밸브몸체(210)의 제2 스풀실(215)의 축경유로(215-1) 중 후방축경유로(215-1b)와 상기 확경유로(215-2) 중 전방확경유로(215-2a)를 차단시킨 상태를 전제로 한다.
즉, 도 10에 도시된 바와 같이 상기 솔레노이드밸브(260)가 온(ON)상태를 유지하고, 상기 진공 이젝터 펌프(100)의 진공챔버(VC)에 진공이 형성되어 상기 에어저감튜브(270)를 거쳐 상기 에어저감유로(216)에 진공이 형성될 경우, 상기 제2 스풀실(215)의 확경유로(215-2) 중 후방확경유로(215-2b)에 부압이 발생함과 동시에 상기 에어저감스풀(240)이 상기 제2 코일스프링(250)의 스프링력을 이기면서 후방으로 이동한다. 이는 상기 에어저감유로(216)는 에어저감튜브(270)를 통해 진공 이젝터 펌프(100)의 진공챔버(VC)와 연결되어 있고, 상기 제2 스풀실(215)의 확경유로(215-2) 중 후방확경유로(215-2b)와도 연통되어 있으므로 상기 진공챔버(VC) 내부의 진공상태를 상기 후방확경유로(215-2b)와 함께 공유하고 있는 상태이기 때문이다. 상기 에어저감스풀(240)이 부압에 의해 제2 코일스프링(250)의 스프링력을 이기면서 후방으로 이동하게 되면, 상기 에어저감스풀(240)의 단차부(242)가 상기 제2 스풀실(215)의 축경유로(215-1)와 확경유로(215-2)의 단차면(215-3)으로부터 이탈되어 상기 제2 스풀실(215)의 축경유로(215-1) 및 확경유로(215-2)를 연통시킨다. 상기 단차면(215-3)을 기준으로 축경유로(215-1) 및 확경유로(215-2)가 연통된다는 것은 후방축경유로(215-1b)와 전방확경유로(215-2a)가 연통된다는 것이다. 그에 따라 상기 제1 스풀실(214)의 전방유로(214-1)에 모여 압력이 상승된 상기 압축공기는 상기 제2 스풀실(215)의 축경유로(215-1)를 통해 상기 확경유로(215-2)를 지나 상기 제1 스풀실(214)의 후방유로(214-2)로 진입하게 된다. 결과적으로 상기 제1 스풀실(214)의 후방유로(214-2)로 진입한 상기 압축공기는 상기 밸브스풀(220)의 스풀테일(222)을 전방으로 밀어 상기 밸브스풀(220)의 스풀헤드(221)가 상기 밸브시트(213)의 개폐홀(213-1)을 페쇄하면서 상기 밸브몸체(210)의 배출유로(212)를 차단시키게 된다. 즉, 진공 이젝터 펌프(100)의 진공챔버(VC)에 부압이 발생하여 진공이 형성되어 있는 한, 제2 스풀실(215)의 에어저감스풀(240)의 후방이동에 따라 밸브스풀(220)이 밸브시트(213)의 개폐홀(213-1)을 폐쇄하게 되면서 더 이상의 진공 이젝터 펌프(100) 내부로 압축공기가 유입되지 못하도록 하여 압축공기의 손실을 방지할 수 있게 되는 것이다.
도 10의 상태에서 진공 이젝터 펌프(100)의 진공챔버(VC) 내부에 진공이 형성되지 못할 경우에는 다시 진공 이젝터 펌프(100) 내부로 압축공기가 유입되어야 할 것이다. 즉, 도 11에 도시된 바와 같이 상기 솔레노이드밸브(260)가 온(ON)상태를 유지하고, 상기 진공 이젝터 펌프(100)의 진공챔버(VC)에 진공이 형성된 후 다시 진공에서 해제될 경우, 상기 제2 스풀실(215)의 확경유로(215-2) 중 후방확경유로(215-2b)에 부압이 해제됨과 동시에 상기 에어저감스풀(240)이 상기 제2 코일스프링(250)의 스프링력에 의해 전방으로 이동한다. 이는 진공챔버(VC)와 연결되어 있는 상기 후방확경유로(215-2b)에 상기 제2 코일스프링(250)의 스프링력을 이길 수 있는 부압이 형성되지 않기 때문이다. 상기 에어저감스풀(240)이 제2 코일스프링(250)의 스프링력에 의해 전방으로 이동하게 되면, 상기 에어저감스풀(240)의 단차부(242)가 상기 제2 스풀실(215)의 축경유로(215-1)와 확경유로(215-2)의 단차면(215-3)에 접촉되어 상기 제2 스풀실(215)의 축경유로(215-1) 및 확경유로(215-2)를 폐쇄한다. 그에 따라 상기 제1 스풀실(214)의 전방유로(214-1)에 상기 압축공기가 다시 모여 압력이 상승되고, 상승된 상기 압축공기의 압력이 상기 밸브스풀(220)에 가해진 상기 제1 코일스프링(230)의 스프링력을 이기면서 상기 밸브스풀(220)의 스풀테일(222)을 후방으로 밀어준다. 결과적으로 상기 밸브스풀(220)의 스풀헤드(221)가 상기 밸브시트(213)의 개페홀(213-1)을 개방하게 되어 상기 압축공기는 상기 밸브몸체(210)의 배출유로(212)로 다시 배출된다. 즉, 진공 이젝터 펌프(100)의 진공챔버(VC)에 진공이 형성된 후 부압이 해제될 경우, 제2 스풀실(215)의 에어저감스풀(240)의 전방이동에 따라 밸브스풀(220)이 밸브시트(213)의 개폐홀(213-1)을 다시 개방하게 되면서 진공 이젝터 펌프(100) 내부로 압축공기가 다시 유입되고, 진공챔버(VC)에 다시 부압을 발생하여 진공을 형성하게 되는 것이다.
상기와 같이 진공 이젝터 펌프(100)의 진공챔버(VC) 내부의 진공 형성 여부에 따라 에어저감스풀(240)의 후방이동 또는 전방이동에 의한 작동으로, 진공 이젝터 펌프(100) 내부로 압축공기를 효율적으로 유입 또는 차단시킬 수 있어 종래 진공챔버(VC)에 진공을 형성하기 위하여 계속적인 압축공기의 유입을 하던 것과 달리본 발명의 진공 이젝터 펌프의 에어저감용 온오프밸브는 압축공기의 무조건적인 손실을 방지할 수 있다.
한편, 상기 진공 이젝터 펌프(100)는 다단이젝터(20)가 구비되어 내부의 진공챔버(VC)에 부압을 발생하여 진공을 형성할 수 있는 어떠한 진공 이젝터 펌프라도 상관없다. 예컨대, 도 1을 참조하여 도 6에 도시된 바와 같이 내부에 입구챔버(IC), 진공챔버(VC) 및 출구챔버(OC)가 각각 구획되고, 일측에 외부와 상기 입구챔버(IC), 진공챔버(VC) 및 출구챔버(OC)를 각각 연통시키는 유입포트(111), 흡입포트(112) 및 배출포트(113)가 각각 관통 형성된 하우징(110)과, 상기 각각의 챔버들 사이의 격벽을 관통하여 설치되고, 압축공기가 유입 및 배출됨에 따라 상기 하우징(110)의 진공챔버(VC)에 부압을 발생시켜 진공을 형성하는 다단이젝터(20)를 포함한다. 상기 하우징(110)과 다단이젝터(20)의 구체적인 구성 및 기능에 의한 작동과정은 종래 기술로 구현 가능하므로 그 상세한 설명은 생략한다. 다만, 상기와 같이 구성되는 진공 이젝터 펌프(100)에서, 본 발명의 밸브몸체(210)는 상기 배출유로(212)가 상기 진공 이젝터 펌프(100)의 하우징(110) 내부의 입구챔버(IC)와 연통되도록 상기 유입포트(111)에 연결 설치된다. 즉, 밸브몸체(210)의 배출유로(212)가 하우징(110)의 유입포트(111)와 니플이나 에어튜브 등을 통해 연결 설치되어 배출유로(212)를 통해 배출되는 압축공기가 상기 하우징(110)의 유입포트(111)를 경유하여 입구챔버(IC) 내부로 유입될 수 있도록 한다.
또한, 상기 진공 이젝터 펌프(100)의 하우징(110)은 도 6에 도시된 바와 같이 상기 유입포트(111)와 흡입포트(112) 사이에 외부와 상기 진공챔버(VC)를 연통시키도록 관통 형성된 서브포트(112-1)를 더 포함한다. 상기 서브포트(112-1)는 도 3에 도시된 바와 같이 원래 진공챔버(VC) 내부의 진공도를 측정하기 위한 압력센서(30)나 다른 흡착장치와 연결 설치되기 위한 구성이겠지만, 본 발명에서는 도 6에 도시된 바와 같이 에어저감튜브(270)가 설치되기 위한 구성이 된다. 즉, 밸브몸체(210)의 에어저감유로(216)와 하우징(110)이 진공챔버(VC)를 연결하기 위하여 에어저감튜브(270)가 설치되는데, 상기 에어저감튜브(270)는 도 6에 도시된 바와 같이 상기 에어저감유로(216)와 상기 하우징(110)의 서브포트(112-1)를 연결시키는 것이다.
또 한편, 상술한 본 발명에 따른 진공 이젝터 펌프의 에어저감용 온오프밸브에 있어서, 밸브몸체(210)의 제2 스풀실(215)의 내부에서 전후로 슬라이딩 작동하는 에어저감스풀(240)의 에어저감헤드(241)가 상기 제2 스풀실(215)의 축경유로(215-1) 중 전방축경유로(215-1a) 및 후방축경유로(215-1b)를 밀폐시켜 구획하는데, 만일 전방축경유로(215-1a)가 완전히 밀폐되어 페쇄된 상태라면, 전방축경유로(215-1a) 내부의 공기가 에어저감스풀(240)의 전후 이동에 따라 압축 및 팽창될 수 있어 에어저감스풀(240)의 전후 이동에 방해가 될 수 있다. 따라서, 전방축경유로(215-1a) 내부의 잔류 공기를 외부로 배출시킬 수 있도록 압력조절유로(217)가 형성되어 있을 필요가 있다. 이를 위하여, 도 8 내지 11 및 13에 도시된 바와 같이 상기 밸브몸체(210)는 상기 제2 스풀실(215)의 축경부(215-1) 중 전방축경유로(215-1a)가 외부와 연통되도록 압력조절유로(217)가 관통 형성된다. 이러한 압력조절유로(217)를 통해 전방축경유로(215-1a) 내부가 대기압 상태에 놓이게 되므로 에어저감스풀(240)의 전후 작동에 방해를 주지 않는다.
상기 압력조절유로(217)가 형성되어 있음을 전제로, 에어저감스풀(240)에 스프링력을 제공하는 제2 코일스프링(250)의 스프링력을 조절할 필요가 있다. 즉, 제2 코일스프링(250)의 스프링력은 진공챔버(VC)와 연통된 에어저감라인(216) 및 후방확경유로(215-2b)에 형성되는 부압 보다는 작아야 에어저감스풀(240)이 제2 코일스프링(250)의 스프링력을 이기면서 후방으로 이동할 수 있다. 따라서, 제2 코일스프링(250)의 스프링력은 다양한 진공 이젝터 펌프(100)의 진공챔버(VC)에 발생하는 부압용량에 따라 조절되어야 하는 것이다. 이를 위하여, 본 발명에 따른 진공 이젝터 펌프의 에어저감용 온오프밸브는, 도 8 내지 11 및 13에 도시된 바와 같이 상기 밸브몸체(210)의 제2 스풀실(215)의 확경부(215-2) 중 후방확경유로(215-2b)를 관통하여 나사결합되고, 상기 제2 코일스프링(250)의 스프링력을 조절할 수 있도록 선단이 상기 제2 코일스프링(250)을 지지하는 스프링조절볼트(280)를 더 포함한다. 즉, 스프링조절보트(280)를 정회전 또는 역회전시킴에 따라 제2 코일스프링(250)의 에어저감스풀(240)에 가해지는 스프링력이 강해지거나 약해지므로 설치되는 진공 이젝터 펌프(100)의 다양한 부압용량에 에어저감스풀(240)의 작동을 위한 제2 코일스프링(250)의 스프링력을 조절할 수가 있는 것이다.
앞에서 설명되고, 도면에 도시된 본 발명의 실시예는, 본 발명의 기술적 사상을 한정하는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 발명의 보호범위는 청구범위에 기재된 사항에 의하여만 제한되고, 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상을 다양한 형태로 개량 변경하는 것이 가능하다. 따라서 이러한 개량 및 변경은 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것인 한 본 발명의 보호범위에 속하게 될 것이다.
IC : 입구챔버
VC : 진공챔버
OC : 출구챔버
20 : 다단이젝터
100 : 진공 이젝터 펌프
110 : 하우징 111 : 유입포트
112 : 흡입포트 112-1 : 서브포트
113 : 배출포트
200 : 온오프밸브
210 : 밸브몸체
211 : 주입유로 212 : 배출유로
213 : 밸브시트 213-1 : 개폐홀
214 : 제1 스풀실
214-1 : 전방유로 214-2 : 후방유로
215 : 제2 스풀실
215-1 : 축경유로
215-1a : 전방축경유로 215-1b : 후방축경유로
215-2 : 확경유로
215-2a : 전방확경유로 215-2b : 후방확경유로
215-3 : 단차면
216 : 에어저감유로 217 : 압력조절유로
220 : 밸브스풀
221 : 스풀헤드 222 : 스풀테일
230 : 제1 코일스프링
240 : 에어저감스풀
241 : 에어저감헤드 242 : 단차부
243 : 에어저감테일
250 : 제2 코일스프링
260 : 솔레노이드밸브
270 : 에어저감튜브
280 : 스프링조절볼트

Claims (8)

  1. 고속의 압축공기가 유입 및 배출됨에 따라 내부의 진공챔버에 부압을 발생시켜 진공을 형성하는 진공 이젝터 펌프에 설치되고, 상기 진공 이젝터 펌프 내부로 상기 압축공기를 유입 및 차단시키는 진공 이젝터 펌프의 온오프밸브에 있어서,
    일측 하부에 압축공기가 주입되는 주입유로 및 타측 중앙에 상기 압축공기가 배출되는 배출유로가 각각 연통되도록 관통 형성되고, 내부 중앙에 내경이 축소되는 개폐홀이 형성된 밸브시트를 기준으로 상기 배출유로와 연통되는 제1 스풀실이 형성되며, 상기 제1 스풀실의 상방으로 평행하게 전방의 축경유로와 후방의 확경유로가 연통되게 구획되도록 제2 스풀실이 내부에 형성된 밸브몸체와,
    상기 밸브몸체의 제1 스풀실 내부에 길이방향을 따라 슬라이딩 가능하게 설치되고, 전단의 스풀헤드가 상기 밸브몸체의 밸브시트에 접촉하여 상기 밸브시트의 개폐홀을 개폐하며, 후단의 스풀테일이 상기 밸브몸체의 제1 스풀실을 전방유로 및 후방유로로 밀폐시켜 구획하는 밸브스풀과,
    상기 밸브몸체의 제1 스풀실의 후방유로에 설치되고, 스프링력에 의해 상기 밸브스풀의 스풀테일을 전방으로 밀어주는 제1 코일스프링과,
    상기 밸브몸체의 제2 스풀실 내부에 길이방향을 따라 슬라이딩 가능하게 설치되고, 전단의 에어저감헤드가 상기 제2 스풀실의 축경유로를 전방축경유로 및 후방축경유로로 밀폐시켜 구획하며, 중앙의 단차부가 상기 제2 스풀실의 확경유로 및 축경유로의 단차면에 접촉하여 상기 확경유로 및 축경유로를 상호 간 개폐하고, 후단의 에어저감테일이 상기 제2 스풀실의 확경유로를 전방확경유로 및 후방확경유로로 밀페시켜 구획하는 에어저감스풀과,
    상기 밸브몸체의 제2 스풀실 중 확경유로의 후방확경유로에 설치되고, 스프링력에 의해 상기 에어저감스풀의 후단을 전방으로 밀어주는 제2 코일스프링과,
    상기 밸브몸체의 상단에 설치되어 전기 신호에 따라 작동하고, 상기 밸브몸체의 제2 스풀실의 축경유로 중 후방축경유로와 상기 확경유로 중 전방확경유로를 연결 또는 차단시키는 솔레노이드밸브를 포함하고,
    상기 밸브몸체는,
    상기 제1 스풀실의 전방유로와 상기 제2 스풀실의 축경유로 중 후방축경유로가 연통되고, 상기 제1 스풀실의 후방유로와 상기 제2 스풀실의 확경유로 중 전방확경유로가 연통되며, 일측 상단에 상기 제2 스풀실의 확경유로 중 후방확경유로를 외부와 연통시키는 에어저감유로가 관통 형성되고,
    상기 에어저감유로와 상기 진공 이젝터 펌프의 진공챔버를 연결하는 에어저감튜브를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 진공 이젝터 펌프의 에어저감용 온오프 밸브.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 솔레노이드밸브가 상기 밸브몸체의 제2 스풀실의 축경유로 중 후방축경유로와 상기 확경유로 중 전방확경유로를 연결시킨 오프(OFF)상태인 경우,
    상기 밸브몸체의 주입유로를 통해 주입된 상기 압축공기는 상기 제1 스풀실의 전방유로를 거쳐 상기 제2 스풀실의 축경유로 중 후방축경유로를 경유하여 상기 솔레노이드밸브를 지나고, 상기 솔레노이드밸브를 통해 상기 제2 스풀실의 확경유로 중 전방확경유로를 거쳐 상기 제1 스풀실의 후방유로로 진입하며, 상기 제1 스풀실의 후방유로로 진입한 상기 압축공기는 상기 밸브스풀의 스풀테일을 전방으로 밀어 상기 밸브스풀의 스풀헤드가 상기 밸브시트의 개폐홀을 폐쇄하면서 상기 밸브몸체의 배출유로를 차단시키고,
    상기 솔레노이드밸브가 상기 밸브몸체의 제2 스풀실의 축경유로 중 후방축경유로와 상기 확경유로 중 전방확경유로를 차단시킨 온(ON)상태인 경우,
    상기 밸브몸체의 주입유로를 통해 주입된 압축공기는 상기 제1 스풀실의 전방유로를 거쳐 상기 제2 스풀실의 축경유로 중 후방축경유로를 경유하여 상기 솔레노이드밸브에 막히고, 상기 압축공기는 제1 스풀실의 전방유로에 모여 압력이 상승하고, 상승된 상기 압축공기의 압력이 상기 밸브스풀에 가해진 제1 코일스프링의 스프링력을 이기면서 상기 밸브스풀의 스풀테일을 후방으로 밀어주며, 상기 밸브스풀의 스풀헤드가 상기 밸브시트의 개폐홀을 개방하게 되어 상기 밸브몸체의 주입유로를 통해 주입된 상기 압축공기는 상기 밸브몸체의 배출유로로 배출되는 것을 특징으로 하는 진공 이젝터 펌프의 에어저감용 온오프밸브.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 솔레노이드밸브가 온(ON)상태를 유지하고, 상기 진공 이젝터 펌프의 진공챔버에 진공이 형성되어 상기 에어저감튜브를 거쳐 상기 에어저감유로에 진공이 형성될 경우,
    상기 제2 스풀실의 확경유로 중 후방확경유로에 부압이 발생함과 동시에 상기 에어저감스풀이 상기 제2 코일스프링의 스프링력을 이기면서 후방으로 이동하고, 상기 에어저감스풀의 단차부가 상기 제2 스풀실의 축경유로와 확경유로의 단차면으로부터 이탈되어 상기 제2 스풀실의 축경유로 및 확경유로를 연통시키며, 상기 제1 스풀실의 전방유로에 모여 압력이 상승된 상기 압축공기는 상기 제2 스풀실의 축경유로를 통해 상기 확경유로를 지나 상기 제1 스풀실의 후방유로로 진입하고, 상기 제1 스풀실의 후방유로로 진입한 상기 압축공기는 상기 밸브스풀의 스풀테일을 전방으로 밀어 상기 밸브스풀의 스풀헤드가 상기 밸브시트의 개폐홀을 폐쇄하면서 상기 밸브몸체의 배출유로를 차단시키는 것을 특징으로 하는 진공 이젝터 펌프의 에어저감용 온오프밸브.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 솔레노이드밸브가 온(ON)상태를 유지하고, 상기 진공 이젝터 펌프의 진공챔버에 진공이 형성된 후 다시 진공에서 해제될 경우,
    상기 제2 스풀실의 확경유로 중 후방확경유로에 부압이 해제됨과 동시에 상기 에어저감스풀이 상기 제2 코일스프링의 스프링력에 의해 전방으로 이동하고, 상기 에어저감스풀의 단차부가 상기 제2 스풀실의 축경유로와 확경유로의 단차면에 접촉되어 상기 제2 스풀실의 축경유로 및 확경유로를 폐쇄하면서 상기 제1 스풀실의 전방유로에 상기 압축공기가 다시 모여 압력이 상승되며, 상승된 상기 압축공기의 압력이 상기 밸브스풀에 가해진 상기 제1 코일스프링의 스프링력을 이기면서 상기 밸브스풀의 스풀테일을 후방으로 밀어주고, 상기 밸브스풀의 스풀헤드가 상기 밸브시트의 개폐홀을 개방하게 되어 상기 압축공기는 상기 밸브몸체의 배출유로로 다시 배출되는 것을 특징으로 하는 진공 이젝터 펌프의 에어저감용 온오프밸브.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 진공 이젝터 펌프는,
    내부에 입구챔버, 진공챔버 및 출구챔버가 각각 구획되고, 일측에 외부와 상기 입구챔버, 진공챔버 및 출구챔버를 각각 연통시키는 유입포트, 흡입포트 및 배출포트가 각각 관통 형성된 하우징과,
    상기 각각의 챔버들 사이의 격벽을 관통하여 설치되고, 상기 압축공기가 유입 및 배출됨에 따라 상기 하우징의 진공챔버에 부압을 발생시켜 진공을 형성하는 다단이젝터를 포함하고,
    상기 밸브몸체는,
    상기 배출유로가 상기 진공 이젝터 펌프의 하우징 내부의 입구챔버와 연통되도록 상기 유입포트에 연결 설치되는 것을 특징으로 하는 진공 이젝터 펌프의 에어저감용 온오프밸브.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 진공 이젝터 펌프의 하우징은,
    상기 유입포트와 흡입포트 사이에 외부와 상기 진공챔버를 연통시키도록 관통 형성된 서브포트를 더 포함하고,
    상기 에어저감튜브는,
    상기 에어저감유로와 상기 하우징의 서브포트를 상호 연결시키는 것을 특징으로 하는 진공 이젝터 펌프의 에어저감용 온오프밸브.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 밸브몸체는,
    상기 제2 스풀실의 축경유로 중 전방축경유로가 외부와 연통되도록 압력조절유로가 관통 형성된 것을 특징으로 하는 진공 이젝터 펌프의 에어저감용 온오프밸브.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 밸브몸체의 제2 스풀실의 확경유로 중 후방확경유로를 관통하여 나사결합되고, 상기 제2 코일스프링의 스프링력을 조절할 수 있도록 선단이 상기 제2 코일스프링을 지지하는 스프링조절볼트를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 진공 이젝터 펌프의 에어저감용 온오프밸브.
KR1020120023077A 2012-03-06 2012-03-06 진공 이젝터 펌프의 에어저감용 온오프밸브 KR101304140B1 (ko)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN117919977A (zh) * 2024-03-20 2024-04-26 山西众智科技有限责任公司 一种气体混合装置

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