KR101342001B1 - 공압식 자동 피스톤 펌프 - Google Patents

Abstract

본 발명은 공기압은 물론 고온, 고압의 유체를 동력원으로 사용할 수 있으며, 고온, 고압의 유체 등도 펌핑할 수 있도록 하고, 패킹을 사용하지 않고도 실링이 이루어지도록 하여 부품의 내구성을 극대화하며, 소형으로 제작이 가능하면서도 큰 마력을 얻을 수 있도록 한 공압식 자동 피스톤 펌프를 제공코자 하는 것이다.
즉, 본 발명에서 제공하는 펌프는 연신율이 있는 소재(테프론, 구리 등)를 사용하여 좌우 원판 보울형으로 제작하고, 실링이 필요한 구성부재의 연결부에는 패킹을 사용치 않고도 실링이 이루어질 수 있도록 하고, 공압챔버 내부에 설치된 피스톤을 상호 연결하는 연결로드에는 공기공급공을 형성하여 슬라이드 운동 시 펌핑력을 극대화 할 수 있도록 한 것을 특징으로 한다.

Description

공압식 자동 피스톤 펌프{Automatic pneumatic piston pumps}

본 발명은 공압식 자동 피스톤 펌프에 관한 것으로서, 더욱 상세히는 압축공기, 고압가스, 고온 고압의 스팀 등을 동력원으로 사용하여 피스톤유니트를 좌우로 왕복운동시켜 고온, 고압의 유체는 물론 일반 유류, 윤활유, 유기용제, 각종 화공약품, 식품, 포화증기, 정화조의 오수, 액체를 동반한 스케일 등을 펌핑할 수 있도록 하고, 패킹을 사용하지 않고도 실링이 이루어지도록 하여 부품의 내구성을 극대화하며, 소형으로 제작이 가능하면서도 큰 마력을 얻을 수 있도록 한 공압식 자동 피스톤 펌프를 제공코자 하는 것이다.

본 발명의 발명자는 공압을 이용하여 각종 유체를 펌핑할 수 있는 공압식 자동 피스톤 펌프에 관해 선특허 출원하여 등록받은 바 있다.

즉, 국내 등록특허 제10-0719837호는 압축공기를 실린더 내부로 교차 유입 및 배출시켜 피스톤로드에 연결된 피스톤을 연동시킴으로써 고점도 액상물을 무진동, 무소음으로 연속 흡입 및 토출시킬 수 있으며, 특히 유압유니트를 공압유니트 일측에 일체로 형성하여 빠른 응답성으로 펌핑효과를 극대화 하며 외관상의 불편함도 일소하는 공압식 자동 피스톤펌프에 관한 것이다.

이는 도 1에서 보는 바와 같이 공압으로 피스톤(5)(5')을 구동하는 공압유니트(2)와, 상기 피스톤(5)(5') 및 이들과 연동되는 피스톤(5")의 구동에 의한 액상물의 유입 및 토출을 단속하는 유압유니트(3)를 좌우측이 관통된 플랜지(40)(40')와 장축의 볼트(41)와 너트(42)로 일체로 결합하고, 상기 공압유니트(2)는 양측 격벽(7)(7')에 결합된 실린더(4)(4')(4")내부에 슬라이드 되도록 피스톤로드(6)를 결합하고, 상기 격벽(7) 양측으로 피스톤로드(6)에 결합한 피스톤(5)(5') 내측으로 공압챔버(8,8')를 형성하며, 맥동을 감쇄시키고 왕복운동 시 속도를 증대시키도록 피스톤(5)(5')의 바깥쪽에 배치한 스프링(10) 및 스프링(10)을 탄력 지지하도록 하며 이탈이 불가하도록 피스톤로드(6)에 고정수단(11)으로 고정한다.

상기 공압챔버(8,8')상에는 에어컴프레서의 압력에 따라 호환성을 갖도록 테이퍼형 스프링(10')을 개재하여 원판형 푸셔(12)(12')를 중앙부측으로 슬라이드 되도록 탄력 설치하고, 상기 푸셔(12)(12')는 격벽(7)상에 설치되는 밸브로드(13)(14)를 선택적으로 푸싱 할 수 있도록 하는 바, 상기 밸브로드(13)(14)는 격벽(7)상에 횡으로 관통 형성된 밸브공(15)(16)의 지지홀더(20)에 좌우로 왕복하면서 밸브(13a)(14a)가 상호 역방향으로 개폐작동이 이루어질 수 있도록 결합하고, 상기 밸브공(15)(16)에는 에어공급관(18)과 에어배출관(19)이 각각 연결되고 오리피스(orifice;17)로 상호 연통된다.

상기 유압유니트(3)는 격벽(7') 외측으로 돌출된 피스톤로드(6)에 결합한 피스톤(5') 및 상기 실린더(4'') 내부에 피스톤(5")을 피스톤로드(6)의 단부에 고정 결합하여 격벽(7') 양측으로 유압챔버(9)(9')를 형성하고, 상기 격벽(7')에는 흡입관(32) 및 토출관(33)을 형성하여 액상물이 유입 및 토출되도록 하며, 상기 흡입관(32)과 토출관(33) 상간에는 스프링(10a)이 내입된 체크밸브(34)(35)를 설치하여 각종 액상물을 소음 없이 큰 토출압력으로 연속 펌핑이 가능하며, 그 구조가 간단하면서도 고압으로 액상물 펌핑이 가능하여 고가의 수입 펌프를 대체할 수 있으며, 공압유니트(2)에 유압유니트(3)를 일체화하여 유압유니트(3)를 별도로 설치해야하는 번거로움이 없고 설치 후 외부에 연결관이 노출되지 않아 발길에 걸리거나 누수의 위험성을 일소하며 설치 및 수리, 교환 등이 용이한 효과를 제공하는 발명이었다.

그러나 이와 같은 선행특허는 플랜지와 실린더 연결부위, 피스톤 외단부, 격벽과 실린더 내주연부 등 구성부재의 연결부위에는 기체 및 유체가 누설되지 않도록 각종 패킹을 사용하여야 했고, 패킹은 통상 (합성)고무재로 제작이 되므로 고온의 유체를 펌핑코자 할 시에는 경화되어 실링기능을 제공하지 못하게 되고, 그로 인해 수명이 단축될 수 밖에 없었으며, 피스톤 외단부에 설치되는 패킹의 경우 실린더의 내주연부와 마찰하면서 좌우로 슬라이드 운동을 행하게 되므로 단기간에 마모가 발생하게 되어 그 수명이 극히 제한될 수 밖에 없었던 것이다.

또한 실린더 내부에 형성된 복수의 공압챔버에서 좌우로 슬라이드 운동을 행하는 피스톤은 좌우로 슬라이드 운동시 일측 공압챔버로 유입되는 공기압에 의해 슬라이드 운동이 이루어지므로, 큰 마력을 필요로 하는 유체의 이송을 행하고자 할 시에는 펌프의 규격 및 용량 역시 증대시켜야 하므로 공간점유률 증대와 함께 구입비용도 가중되어 이를 해소할 수 있는 펌프의 개발이 절실히 요망되었던 것이다.

대한민국 등록특허 제10-0719837호

이에 본 발명에서 제공하는 공압식 자동 피스톤 펌프는 실린더 내부에서 좌우로 슬라이드 왕복운동하는 피스톤은 물론 플랜지와 실린더 연결부 등 펌프의 구성부재가 상호 연결되는 실링부위에 별도의 패킹 등을 사용하지 않고도 실링이 이루어지도록 하여 원가절감 및 조립 등이 보다 용이하고 구성부재의 내구성이 극대화 될 수 있도록 한 공압식 자동 피스톤 펌프를 제공코자 하는 것이다.

더불어 본 발명의 공압식 자동 피스톤 펌프는 피스톤이 좌우로 왕복운동 시 마찰저항을 최소화하여 작동의 원활성과 함께 기밀성도 대폭 증대시킬 수 있는 공압식 자동 피스톤 펌프를 제공코자 하는 것이다.

또한 본 발명의 펌프는 피스톤의 좌우 왕복운동으로 유압유니트에서 각종 유체 등을 펌핑 할 시에 공압유니트의 공압챔버상에 설치된 복수개의 피스톤이 좌우 어느 방향으로 슬라이드 운동을 하더라도 피스톤에 가해지는 공압이 복수의 피스톤에 동일한 방향으로 가해지도록 하여 펌프의 전체 부피는 소형화 할 수 있으면서도 큰 마력을 얻을 수 있도록 하여 보다 강한 펌핑력을 요구하는 산업현장에서 유효 적절하게 사용할 수 있는 펌프를 제공코자 하는 것이다.

본 발명에서 제공하는 공압식 자동 피스톤 펌프는 피스톤을 연신율, 내마모성, 내열성이 우수한 소재를 사용하여 원판 보울형으로 구성한 것을 특징으로 한다.

또한 상기 피스톤은 보울형 요입부가 형성되고, 피스톤의 외단부에는 벽체부를 갖도록 하며, 상기 벽체부는 테프론, 구리, 기타 금속재를 사용하여 박판형으로 제작한 것을 특징으로 한다.

그리고 실린더의 단부는 테이퍼형으로 구성하여 플랜지와 격벽 연결부에 형성된 결합환홈에 압박 고정되도록 한 것을 특징으로 한다.

또한 피스톤을 연결고정하고 있는 연결로드에는 공기공급공을 형성하고, 복수의 공압챔버 외측에서 공압챔버 상호간에 연통하는 공기공급관을 형성하여, 복수의 공압챔버 중 선택된 일측 공압챔버에 공기가 공급될 시에 반대측 공압챔버에도 공기가 동시에 공급될 수 있도록 한 것을 특징으로 한다.

그리고 유압챔버에 연결되는 유체 흡입관 및 토출관에는 인장스프링과 밸브바디를 사용한 체크밸브를 각각 설치한 것을 특징으로 한다.

본 발명에서 제공하는 공압식 자동 피스톤 펌프는 공기압, 고온 고압의 스팀 등을 구동원으로 하여 고온, 고압의 유체는 물론 일반 유류, 윤활유, 유기용제, 각종 화공약품, 식품, 포화증기, 정화조의 오수, 액체를 동반한 스케일 등을 호환성 있게 펌핑할 수 있으며,

장치의 부피는 최소화하면서도 펌핑력은 극대화 할 수 있으며, 그로 인한 펌프가 설치되는 공간점유률을 최소화 할 수 있고,

각 구성부재의 실링이 필요한 연결부에 합성고무 등으로 제작되는 패킹을 사용하지 않아 부품 수를 줄여 조립성 향상 및 원가절감은 물론 실링효과를 극대화 할 수 있는 것이다.

또한 피스톤을 보울형 피스톤으로 구성하여 피스톤이 좌우로 왕복운동을 할 시에도 실링효과를 극대화 할 수 있고, 더불어 실링효과가 피스톤의 벽체부가 유지되는 한 지속될 수 있어 내구성 및 수명 향상과 더불어 펌핑력 증대에도 크게 일조할 수 있는 등 그 기대되는 효과가 다대한 발명이다.

도 1은 종래 본 발명자가 선출원하여 등록받은 종래의 공압식 자동 피스톤 펌프의 구성을 보인 단면도
도 2, 2a는 본 발명에서 제공하는 공압식 자동 피스톤 펌프의 바람직한 일 실시예를 보인 단면 구성 및 작용상태 단면도
도 3은 본 발명에서 제공하는 공압식 자동 피스톤 펌프의 바람직한 일 실시예를 보인 단면 구성도로서, 공기공급관을 연결 구성을 보인 단면도
도 4는 본 발명에서 제공하는 공압식 자동 피스톤 펌프에 있어서, 피스톤과 벽체부에 설치되는 밸브 등의 구성을 보인 확대 단면도
도 5는 본 발명에서 제공하는 공압식 자동 피스톤 펌프의 연결부의 실링수단을 발췌한 확대 단면도
도 6은 본 발명에서 제공하는 공압식 자동 피스톤 펌프의 연결부의 실링수단의 일부 다른 실시예를 설명하기 위한 확대 단면도
도 7은 본 발명에서 제공하는 공압식 자동 피스톤 펌프에 있어서, 유압챔버 측에 설치되는 체크밸브의 구성을 확대한 단면도

본 발명에서 제공하는 공압식 자동 피스톤 펌프의 기술적 사상에 대한 구체적인 설명에 앞서, 본 발명은 다양한 변경이 가능하고 여러 가지 실시 예를 가질 수 있는 것인 바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 발명을 실시하기 위한 구체적인 내용에 상세하게 설명하고자 한다.

그러나 이는 본 발명의 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 공압식 자동 피스톤 펌프를 첨부된 도면에 의거하여 상세히 설명키로 하며, 상세한 설명에 있어서 동일한 기능을 수행하는 구성 요소에 대해서는 동일한 명칭 또는 동일한 부호를 병기한다.

한편, 각 도면 및 상세한 설명에서 일반적인 펌프로부터 해당 분야의 종사자들이 용이하게 인지할 수 있는 구성 및 작용에 대한 도시 및 언급은 간략화하거나 생략하였다.

특히, 도면의 도시 및 상세한 설명에 있어서 본 발명의 기술적 특징과 직접적으로 연관되지 않는 요소의 구체적인 기술적 구성 및 작용에 대한 상세한 설명 및 도시는 생략하고, 본 발명과 관련되는 기술적 구성만을 간략하게 도시하거나 설명하였다.

그리고 도면의 도시에 있어서 요소들 간의 크기 비율이 다소 상이하게 표현되거나 서로 결합되는 부품들 간의 크기가 상이하게 표현된 부분도 있으나, 이와 같은 도면상에 나타나는 표현의 차이는 해당 분야의 종사자들이 용이하게 이해 가능한 부분들이므로 별도의 설명을 생략한다.

본 발명에서 제공하는 공압식 자동 피스톤 펌프(1)는 복수의 실린더(2a,2b,2c) 내부에 각각 형성되는 공압챔버(3a,3b) 상으로 공압(고압가스, 고온 고압의 스팀 등, 이하 통칭하여 '공압'으로 칭한다.)을 교호로 공급토록 하여 복수의 피스톤(4a,4b)이 좌우로 왕복운동토록 하고, 상기 피스톤(4a,4b)과 연결로드(5)로 연결된 유압챔버(31) 내부에 설치된 피스톤(4c)도 동시에 좌우로 왕복운동하면서 각종 유체를 펌핑할 수 있도록 한 공압식 자동 피스톤 펌프(1)에 있어서;

상기 피스톤(4a,4b,4c)은 테프론(상표명), 구리(Cu) 등과 같은 연신율, 내마모성, 내열성이 좋은 소재를 사용하여 원판 보울형 피스톤(bowl piston)으로 구성한 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명은 상기 피스톤(4a,4b,4c)을 연결하는 연결로드(5)상에 공기공급공(6)과 좌우 공압챔버(3a,3b)의 외부로 상호 연통되는 공기공급관(6a)을 형성하여 공기압을 좌우 피스톤(4a,4b)에 동시에 공급이 이루어지도록 하여 보다 큰 마력의 펌핑이 행해질 수 있도록 한 것을 특징으로 한다.

더불어 본 발명의 공압식 자동 피스톤 펌프(1)는 실링(sealing)이 이루어지는 구성부재 상호간의 연결부위에 합성고무 등으로 제작되는 별도의 패킹을 사용하지 않고도 확실한 실링 기능이 수행될 수 있도록 한 것을 특징으로 한다.

이와 같은 구성상 특징을 갖는 본 발명의 공압식 자동 피스톤 펌프(1)를 이하 첨부된 도면과 함께 바람직한 실시예를 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 2 및 도 2a는 본 발명에서 제공하는 공압식 자동 피스톤 펌프(1)의 바람직한 일 실시예를 보인 전체 단면 구성도이다.

본 발명의 펌프(1)는 좌우 플랜지(7a,7b) 사이에 복수개의 실린더(2a,2b,2c)를 장축의 볼트(8)와 너트(9)를 이용하여 고정한다.

상기 실린더(2a,2b,2c)는 에어컴프레서로부터 공급되는 공기 또는 고압가스, 고온 고압의 스팀 등을 공급받아 그 압력으로 복수의 피스톤(4a,4b)을 구동하는 공압유니트(10)와, 상기 복수의 피스톤(4a,4b)과 연동하여 피스톤(4c)을 구동하여 각종 액상물의 유입 및 토출을 단속하는 유압유니트(11)를 구성하는 바, 이러한 각각의 실린더(2a,2b,2c)는 좌우 플랜지(7a,7b)와 그 사이에 개재되는 좌우 격벽(12a,12b) 사이에 각각 개재되어 복수의 볼트(8)와 너트(9)로 고정이 된다.

이때 상기 플랜지(7a,7b)와 실린더(2a,2b,2c) 연결부위, 좌우 격벽(12a,12b)과 실린더(2a,2b,2c) 연결부위는 실린더(2a,2b,2c)의 좌우 단부를 테이퍼형(taper type)으로 가공하여 좌우 플랜지(7a,7b) 및 격벽(12a,12b)의 결합 대응면에 형성되는 사각 단면을 갖는 결합환홈(13,14)상에 각각 밀착되도록 한다.

이러한 테이퍼형 실린더(2a,2b,2c)의 좌우 단부는 도 5에서 보는 바와 같이 외연부만 테이퍼형으로 구성할 수도 있고, 도 6에서 보는 바와 같이 내연부도 테이퍼형으로 구성할 수 있음은 물론이다.

상기 외부 또는 내·외부 단부가 테이퍼형으로 이루어진 실린더(2a,2b,2c)는 결합환홈(13,14)에 결합되면서 테이퍼 면을 따라 압박이 가해지게 되어 패킹을 사용하지 않아도 확실한 실링효과를 제공하게 된다. 또한 패킹을 사용하지 않게 되므로 고온, 고압의 각종 스팀이나 화공약품 등 다양한 유체도 동력원이나 펌핑 대상물로 사용할 수 있게 되는 것이다.

한편, 상기 피스톤(4a,4b,4c)은 좌우가 분할형으로 이루어진 보울 타입의 피스톤(4a,4b,4c)으로 제작된다.

또한 상기 피스톤(4a,4b,4c)은 그 재질을 테프론 또는 구리와 같은 소재를 사용하여 제작한다. 이와 같은 테프론과 구리는 내부식성은 물론 내열성, 내마모성 등을 두루 갖추고 있으며, 연신율이 높은 소재라 마모가 되더라도 연신되면서 실린더(2a,2b,2c)의 내벽면과 긴밀한 밀착성을 유지하여 실링효과를 극대화 할 수 있다.

상기 피스톤(4a,4b,4c)을 보울 타입으로 구성하여 요입부(15)를 형성하고, 상기 요입부(15)의 외단부를 에워싸는 형태의 환형의 벽체부(16)를 구성하여 상기 벽체부(16)의 외면부(16a)가 실린더(2a,2b,2c)의 내주연 벽면부에 밀착되면서 좌우로 피스톤(4a,4b,4c)이 왕복운동을 행하게 된다. 그리고 상기 요입부(15)의 내측에는 피스톤바디(17)를 알루미늄 등의 금속성 소재를 사용하여 좌우 피스톤바디(17)가 나사식 등으로 조립되도록 한다.

이러한 피스톤(4a,4b,4c)의 벽체부(16)는 원호형으로 구성하여 공압, 유압이 작용할 시에 연신되는 소재로 이루어진 피스톤(4a,4b,4c)의 벽체부(16)가 압력에 의해 외연부로 확개되면서 보다 확실한 실링효과를 제공하게 되며, 벽체부(16)가 장기 사용으로 마모되더라도 벽체부(16)의 두께가 마모로 인해 소진될 때 까지 연속적인 실링효과를 제공받을 수 있는 것이다.

그리고 상기 피스톤(4a,4b,4c)을 연결고정하고 있는 연결로드(5)에는 복수의 공압챔버(3a,3b)로 공기가 각각 교호로 공급될 시에 어느 일측의 공압챔버(3a,3b)에서 반대측의 공압챔버(3a,3b)로 공기가 동시에 공급될 수 있도록 공기공급공(6)을 형성하고, 상기 공압챔버(3b,3b)로 공기가 반대방향으로 공급될 시에는 반대방향으로 공기를 동시에 공급토록 공기공급관(6a)을 공압챔버(3a,3b)가 형성되는 실린더(2a,2b) 외부로 연결배관토록 하여 동일 용량의 펌프에서 보다 큰 마력을 낼 수 있도록 한다.

한편, 상기한 구성상 특징을 갖는 본 발명의 공압식 자동 피스톤 펌프(1)는 상기 선행되는 국내 특허 공보(등록특허 제10-0719837호)에서 개시한 바와 같이, 에어컴프레서(도시하지 아니함)로부터 공급되는 공기, 또는 고압가스, 고온 고압의 스팀 등의 공급을 위해 상기 공압유니트(10)는 좌우 격벽(12a,12b)에 결합된 실린더(2a,2b,2c) 내부에 슬라이드 되도록 연결로드(5)를 결합하고, 상기 격벽(12a,12b) 양측으로 연결로드(5)에 결합한 피스톤(4a,4b,4c) 내측으로 공압챔버(3a,3b)를 형성한다.

상기 공압챔버(3a,3b)상에는 에어컴프레서의 압력에 따라 호환성을 갖도록 스프링(18,19)을 개재하여 원판형 푸셔(20,21)를 중앙부측으로 슬라이드 가능하게 탄력 설치한다.

상기 푸셔(20,21)는 격벽(12a)상에 설치되는 밸브로드(22,23)를 선택적으로 푸싱 할 수 있도록 한다. 이를 위해 상기 밸브로드(22,23)는 격벽(12a)에 횡으로 관통 형성된 복수의 밸브공(24,25)에 결합되어 밸브공(24,25)을 좌우로 왕복하면서 밸브(27,28)가 좌우 선택적으로 개폐작동이 이루어질 수 있도록 한다.

이러한 격벽(12a)에 형성되는 복수의 밸브공(24,25)은 에어공급관(29)과 에어배출관(30)이 각각 연결되고, 상기 밸브공(24,25)상에 결합된 밸브로드(22,23)의 밸브(27,28)는 상호 역방향으로 개폐작동이 이루어지도록 구성된다.

상기 유압유니트(11)는 격벽(12b) 외측으로 돌출된 연결로드(5)에 결합한 피스톤(4c) 및 상기 실린더(2c) 내부에 피스톤(4c)을 고정 결합하여 각종 유체가 진입 및 토출될 수 있도록 유압챔버(31)를 형성한다.

상기 유압챔버(31)에는 각각 흡입관(32) 및 토출관(33)을 형성하여 액상물이 유압챔버(31)의 피스톤(4c) 좌우로 유체를 교호로 유입 및 토출될 수 있도록 하며, 상기 흡입관(32)과 토출관(33)에는 인장스프링(34)과 밸브바디(35)를 사용한 체크밸브(36,37)를 설치토록 한다.

이러한 인장스프링(34)과 밸브바디(35)를 사용한 체크밸브(36,37)는 도 7에서 보는 바와 같이 밸브바디(35)에 유체 압력이 가해지면 인장스프링(34)이 신장되면서 인장스프링(34)에 생기는 틈새를 따라 유체가 유입되고, 압력이 떨어지면 인장스프링(34)이 수축되면서 유압챔버(31) 내부의 진공에 의해 틈새가 인장스프링(34)을 구성하는 선재의 선 접촉으로 완전 밀폐되면서 유체를 폐쇄토록 한 것으로서, 합성고무 등의 패킹이 사용되지 않아 고온, 고압의 유체 및 화공약품 등 패킹의 성질을 변화시키는 각종 유체를 개폐 단속할 수 있게 되는 것이다.

한편, 상기한 연결로드(5)가 슬라이드 운동시 격벽(12a,12b)에 형성되는 슬라이드공(38)에는 기밀성을 유지하기 위해 내측 단부가 테이퍼형으로 이루어진 암나사공(39)을 형성하고, 상기 암나사공(39)에 나사결합되는 너트(40)의 내측 단부를 역시 테이퍼형으로 제작하여 슬라이드공(38)과 연결로드(5)가 결합시 암나사공(39)과 너트(40)의 테이퍼형 부위가 형성하는 단면상 V형의 기밀공간(41) 내부에 미세한 직경을 갖는 테프론 또는 구리 등의 재질로 이루어진 기밀부재(42)를 권취시킨다.

상기 미세사로 이루어진 기밀부재(42)에 의해 연결로드(5)가 격벽(12a,12b)의 슬라이드공(38)을 좌우로 왕복운동할 시에 기밀공간(41) 내부에 권취된 기밀부재(42)가 연결로드(5)의 이동방향으로 마찰저항으로 인해 밀리게 되면서 압박되어 기체 및 유체가 누설되지 않도록 확실한 기밀성을 보장하게 되는 것이다.

상기와 같이 구성될 수 있는 본 발명의 공압식 자동 피스톤 펌프(1)는 피스톤(4a,4b,4c)을 테프론 또는 구리와 같은 연신율이 좋으면서도 내부식성, 내마모성, 내열성이 우수한 소재를 사용하여 원판 보울형 피스톤(bowl piston)으로 구성하여 실린더(2a,2b,2c) 내부에서 피스톤(4a,4b,4c)이 좌우 왕복으로 슬라이드 운동을 할 시에 패킹을 사용하지 않고도 실링효과를 극대화 할 수 있으며,

각 구성부재의 연결부에는 패킹을 사용치 않고도 실링효과를 거둘 수 있어 부품 수를 최소화하여 제품을 조립 시에 조립성 향상 및 원가절감 효과 등을 득할 수 있고,

또한 피스톤(4a,4b,4c)을 연결하는 연결로드(5)상에 공기공급공(6)을 형성하고 공압챔버(3a,3b) 외측으로 상호 연통되는 공기공급관(6a)을 형성하여 공기압을 좌우 피스톤(4a,4b)에 동시에 공급이 이루어지도록 하여 보다 큰 마력의 펌핑이 행해질 수 있도록 한 것을 특징으로 하는 바, 이러한 구성상 특징을 갖는 본 발명의 작용을 이하에 보다 상세히 설명키로 한다.

즉, 본 발명의 공압식 자동 피스톤 펌프(1)에서 사용되는 피스톤(4a,4b,4c)은 연신율이 좋고, 내부식성, 내마모성, 내열성 등을 갖는 테프론, 구리 금속판 등을 사용하여 원판 보울형으로 제작하여 벽체부(16)의 외면부(16a)가 실린더(2a,2b,2c)의 내주연 벽면부에 밀착된 상태로 슬라이드 운동이 이루어지도록 하여 패킹을 개재하지 않고도 확실한 실링효과를 얻을 수 있는 것이다.

상기 벽체부(16)는 외측으로 원호형으로 테이퍼지게 구성되어 있어 피스톤(4a,4b,4c)에 공기압이 작용할 시에 벽체부(16)가 외측 방향으로 공기압에 의해 벌어지게 되어 실린더(2a,2b,2c)의 내주연 벽면과 밀착성은 보다 강화되며, 벽체부(16)의 외면부(16a)는 실린더(2a,2b,2c)와 밀착되어 슬라이드 이동하면서 마찰저항 등으로 내마모성을 갖는 소재를 사용하더라도 장기 사용 시에는 마모가 이루어지지만, 피스톤(4a,4b,4c)이 연신율을 갖는 소재로 제작되므로 외면부(16a)의 마모가 이루어지더라도 피스톤(4a,4b,4c)의 요입부(15)에 작용하는 공기압에 의해 벽체부(16)는 여전히 실린더(2a,2b,2c)의 내주연 벽면과 밀착상태를 유지하면서 슬라이더 운동을 행할 수 있게 되는 것이다.

즉, 본 발명의 피스톤(4a,4b,4c)은 벽체부(16)가 완전히 마모되기 까지는 사용이 가능하여 그 수명을 장구히 할 수 있으며, 패킹을 사용하지 않으므로 고온의 유체 또는 패킹의 재료가 되는 고무의 성질을 변화시킬 수 있는 각종 화공약품 등을 펌핑코자 할 시에도 패킹이 경화되어 실링기능을 상실하는 문제점도 일소할 수 있는 것이다.

한편, 상기 피스톤(4a,4b,4c)은 좌우가 분할형으로 이루어진 원판 보울 타입으로 이루어져 좌우 중 어느 방향으로 슬라이드 운동을 행하더라도 피스톤(4a,4b,4c)의 벽체부(16)가 실린더(2a,2b,2c)의 내주연 벽면에 밀착되면서 실링 기능을 원활하게 수행할 수 있는 것이다.

그리고 본 발명의 펌프(1)는 각각의 구성부재가 연결되는 부위에 패킹을 사용치 않고 실링을 행하도록 하여 부품 수를 대폭 감소할 수 있어 원가절감 및 조립성 향상, 고온의 유체 및 각종 화공약품 등을 펌핑할 시에도 실링 효과를 역시 극대화 할 수 있는 바,

일예로 실린더(2a,2b,2c)와 플랜지(7a,7b) 연결부위, 좌우 격벽(12a,12b)과 실린더(2a,2b,2c) 연결부위는 실린더(2a,2b,2c)의 좌우 단부를 테이퍼형으로 가공하여 사각 단면을 갖는 좌우 플랜지(7a,7b) 및 격벽(12a,12b)의 결합환홈(13,14)상에 각각 밀착되도록 한 후 장축으로 이루어진 볼트(8)와 너트(9)를 사용하여 나사조임하면 실린더(2a,2b,2c)의 단부에 형성된 테이퍼형의 가공면이 결합환홈(13,14)에 연접된 상태에서 강하게 압박 조임이 이루어지게 되어 별도의 패킹을 사용치 않아도 긴밀한 실링이 이루어지는 것이다.

그리고 본 발명의 펌프(1)는 피스톤(4a,4b,4c)을 연결하는 연결로드(5)에 복수의 공압챔버(3a,3b)로 공기가 각각 교호로 공급될 시에 어느 일측의 공압챔버(3a,3b)에서 반대측의 공압챔버(3a,3b)로 공기가 공기공급공(6) 및 공기공급관(6a)을 통해 동시에 공급되도록 하여 보다 동일한 규격의 펌프 보다 더욱 더 큰 마력을 낼 수 있는 것이다.

즉, 복수의 공압챔버(3a,3b) 중 일측 공압챔버(3a)로 공기가 공급되면 공기압에 의해 피스톤(4a)에 공기압이 작용하게 되며, 상기 공기압은 연결로드(5)에 형성되어 있는 공기공급공(6) 또는 공압챔버(3a,3b) 외측으로 배관된 공기공급관(6a)을 통해 이웃하여 형성된 공압챔버(3b)로도 공급이 되어 피스톤(4a,4b) 모두에 공기압이 작용하여 피스톤(4a,4b)을 밀게 되므로 큰 마력의 펌핑력을 제공할 수 있게 되는 것이다.

이상과 같이 본 발명의 기술사상을 바람직한 실시예와 관련하여 도시하고 또한 설명하였으나, 본 발명은 그와 같이 도시되고 설명된 그대로의 구성 및 작용으로 한정되는 것이 아니다. 즉, 본 발명이 속한 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 첨부된 특허청구범위의 기술사상 및 범주를 일탈함이 없이 본 발명에 대한 다수의 변경 및 수정이 가능함을 잘 이해할 수 있을 것이다. 따라서 그러한 모든 적절한 변경 및 수정과 균등물도 본 발명의 범위에 속하는 것으로 간주되어야 할 것이다.

본 발명에서 제공하는 공압식 자동 피스톤 펌프는 고온, 고압 스팀 등 폐기 에너지원을 재활용하여 이산화탄소의 발생을 감소시킬 수 있으며, 모터펌프 등의 전기에너지원 소비 근절 및 화공약품 등과 같은 각종 유체에 호환성 있게 사용이 가능하고, 펌핑 용량에 비해 큰 마력의 펌프를 제공이 가능하며, 패킹을 사용치 않으면서도 확실한 실링 효과를 제공할 수 있어 관련업계에 파급효과가 지대한 발명이다.

1: 펌프 2a,2b,2c: 실린더
3a,3b: 공압챔버 4a,4b,4c: 피스톤
5: 연결로드 6: 공기공급공
6a: 공기공급관 7a,7b: 플랜지
8: 볼트 9: 너트
10: 공압유니트 11: 유압유니트
12a,12b: 격벽 13,14: 결합환홈
15: 요입부 16: 벽체부
16a: 외면부 17: 피스톤바디
18,19: 테이퍼형 스프링 20,21: 원판형 푸셔
22,23: 밸브로드 24,25: 밸브공
27,28: 밸브 29: 에어공급관
30: 에어배출관 31: 유압챔버
32: 흡입관 33: 토출관
34: 인장스프링 35: 밸브바디
36,37: 체크밸브 38: 슬라이드공
39: 암나사공 40: 너트
41: 기밀공간 42: 기밀부재

Claims (7)

1. 복수의 실린더 내부에는 피스톤을 연결로드를 사용하여 좌우 왕복운동이 가능하게 각각 설치하고, 상기 복수의 실린더 중 2곳의 실린더에는 공기압, 스팀 등의 각종 구동원이 양쪽으로 교호로 공급되는 공압챔버가 형성되며, 복수의 실린더 중 나머지 한 곳의 실린더에는 피스톤의 왕복운동에 따라 각종 유체가 흡입, 토출될 수 있도록 유압챔버가 형성되어 각종 유체를 펌핑할 수 있도록 한 공압식 자동 피스톤 펌프에 있어서;
   상기 피스톤은 좌우 대칭형의 원판 보울형으로 구성되며,
   상기 연결로드가 슬라이드 운동시 안내되는 좌우 격벽의 슬라이드공에는 내측 단부가 테이퍼형으로 이루어진 암나사공이 형성되고, 상기 암나사공에는 내측 단부가 테이퍼형으로 이루어진 너트를 나사결합하되, 상기 너트가 나사결합시 슬라이드공과 너트 내측에 형성되는 V형의 기밀공간에는 미세한 직경을 갖는 테프론 또는 구리로 제작된 기밀부재를 권취한 것을 특징으로 하는 공압식 자동 피스톤 펌프.
   
   
2. 제 1 항에 있어서;
   상기 피스톤은 보울형의 피스톤바디가 내입되는 보울형 요입부가 형성되고, 피스톤바디의 외단부에는 원호형 벽체부를 갖는 것을 특징으로 하는 공압식 자동 피스톤 펌프.
   
3. 삭제
4. 제 1 항에 있어서;
   상기 실린더의 단부는 테이퍼형으로 구성하여 플랜지와 격벽 연결부에 형성된 결합환홈에 압박 고정되도록 한 것을 특징으로 하는 공압식 자동 피스톤 펌프.
   
5. 제 1 항에 있어서;
   상기 연결로드에는 공기공급공을 형성하고, 복수의 공압챔버 외측에서 이를 상호 연통하는 공기공급관을 형성하여, 복수의 피스톤이 한 방향으로 이동 할 수 있도록 복수의 공압챔버에 공기가 동시에 공급될 수 있도록 한 것을 특징으로 하는 공압식 자동 피스톤 펌프.
   
6. 제 1 항에 있어서;
   상기 유압챔버에 연결되는 유체 흡입관 및 토출관에는 인장스프링과 밸브바디를 사용한 체크밸브를 각각 설치한 것을 특징으로 하는 공압식 자동 피스톤 펌프.
   
7. 삭제

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