KR101453429B1 - 고압의 고점도 액 이송을 위한 이액형 복렬구조의 트로코이드 펌프 - Google Patents

고압의 고점도 액 이송을 위한 이액형 복렬구조의 트로코이드 펌프 Download PDF

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Abstract

고압의 고점도 액 이송을 위한 이액형 복렬구조의 트로코이드 펌프가 개시된다. 본 발명은, 프론트 바디, 제1하우징, 센터바디, 제2하우징, 리어바디가 순차적으로 결합되어 외부 몸체를 구성하고, 제1하우징의 내부에는 제1아이들러가 결합되고, 제1아이들러의 내부에 제1로터)가 삽입되며, 제2하우징의 내부에는 제2아이들러가 결합되고, 제2아이들러의 내부에 제2로터가 삽입된다. 프론트 바디, 제1하우징, 센터바디, 제2하우징, 리어바디 및 제1로터와 제2로터를 관통하여 샤프트가 결합된다. 샤프트에는 외부의 전동기가 연결된다.
이에 따르면, 기존의 2기의 기어 펌프 또는 기존의 2기의 트로코이드 펌프가 소요되었던 것과 달리 하나의 트로코이드 펌프로 이를 달성할 수 있으므로 이송설비가 가지는 부속장치와 제어장치를 하나로 줄여 이송설비를 소형화 경량화시킬 수 있게 된다.

Description

고압의 고점도 액 이송을 위한 이액형 복렬구조의 트로코이드 펌프{For high-pressure two-component high viscosity liquid transfer pump double-row structure of the trochoidal}
본 발명은 트로코이드 펌프에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 2가지 상이한 고점도액을 고압으로 이송하기 위하여 기존의 2기의 트로코이드 펌프를 병렬로 장치하여 사용하던 방식을 하나의 트로코이드 펌프에 2개의 로터를 작동하도록 일체화한 트로코이드 펌프에 관한 것이다.
일반적으로 트로코이드 펌프는 유량이 모터의 회전속도에 비례하는 대표적인 용적펌프로서 액 이송용 펌프로 사용된다.
트로코이드 펌프는 모터의 구동 샤프트에 의해 연결되어 회전력을 전달하는 로터와, 로터가 결합되며 로터의 구동에 의해 회전되는 아이들러로 구성되어 있고, 로터와 아이들러가 일정 간극을 두고 편심되어 있어 유체를 이동시키는 구조로 되어 있다.
국내 등록특허 10-0964517호에는 "오일 펌프 로터"가 개시되어 있다.
상기 선행특허는 외치가 형성된 내부 로터와, 이 내부 로터와 맞물리는 내치가 형성된 외부로터를 구비한 트로코이드 치형을 갖는 오일 펌프에 관련된다.
한편, 종래 트로코이드 펌프는 2가지 상이한 성질의 고점도액을 이송하는 경우 각각의 펌프를 병렬로 장착하여 사용함으로써 각각의 제어장치 및 부속장치들이 중복되고 장치의 크기가 커져 별도의 큰 설치공간을 필요로 하여 실제 고점도액이 토출되는 건(GUN)까지의 긴 길이로 인한 관로 손실의 증가로 큰 압력으로 이송하기 위한 보다 큰 용량의 전동기 또는 1차 펌프가 필요하였고, 이에 따라 비생산적인 관리 요소가 증대하는 등 불필요하거나 불합리한 점들이 상존하였다.
본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해소하기 위해 안출된 것으로, 2가지 상이한 고압의 고점도액을 이송함에 있어서 2기의 고점도액 이송용 트로코이드 펌프를 1개의 트로코이드 펌프로 이송이 가능하도록 함으로써 액 이송에 소요되는 부속장치 및 중복적인 제어장치들을 일원화할 수 있도록 하고, 소형화 경량화로 설지공간이 최소화될 수 있고 산업현장의 로봇 팔에 직접 장착하여 사용될 수 있도록 한 트로코이드 펌프를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기한 본 발명의 목적은, 트로이드 펌프에 있어서, 외면에 제1토출구가 형성되고, 상기 제1토출구에 통하는 제1토출유로가 내부에 형성되며, 중앙에는 제1통공이 형성되고, 상기 제1통공의 주변에 다수의 체결공이 형성된 프론트 바디; 상기 프론트 바디에 결합되며 양단이 개구되고 중앙에는 통로가 형성된 제1하우징; 상기 제1하우징의 통로에 삽입되어 회전되며, 내측에 치차홈이 형성된 제1아이들러; 상기 제1아이들러의 치차홈에 삽입되며 외주면에 다수의 치차가 형성되고, 상기 치차홈보다 작은 직경으로 형성된 제1로터; 일측이 상기 제1하우징에 결합되며 중앙에는 상기 제1통공과 일치되는 제2통공이 형성된 센터바디; 상기 센터바디의 타측에 결합되며 양단이 개구되고 중앙에는 통로가 형성된 제2하우징; 상기 제2하우징의 통로에 삽입되어 회전되며, 내측에 치차홈이 형성된 제2아이들러; 상기 제2아이들러의 치차홈에 삽입되며 외주면에 다수의 치차가 형성되고, 상기 치차홈보다 작은 직경으로 형성된 제2로터; 외면에 제2토출구가 형성되고, 상기 제2토출구에 통하는 제2토출유로가 내부에 형성되며, 중앙에는 제2통공이 형성되고, 상기 제2통공의 주변에 다수의 체결공이 형성된 리어 바디; 상기 프론트 바디의 제1통공과, 제1로터 및 제2로터가 결합되어 상기 제1아이들러 및 제2아이들러를 관통한 후 리어 바디의 제2통공에 결합되며, 외부의 전동기로부터 회전력을 전달받아 회전되는 샤프트;를 포함하는 것을 특징으로 하는 트로코이드 펌프에 의해 달성될 수 있다.
상기 프론트 바디에는 제1통공의 양측에 대칭되게 2개의 제1토출유로와 제1토출구가 형성되고, 대칭 형성된 2개의 제1토출유로를 연결하는 제1바이패스 라인이 형성되며, 상기 제1바이패스 라인에 바이패스 밸브 또는 리턴 밸브가 형성되는 것을 특징으로 한다.
상기 리어 바디에는 제2통공의 양측에 대칭되게 2개의 제2토출유로와 제2토출구가 형성되고, 대칭 형성된 2개의 제2토출유로를 연결하는 제2바이패스 라인이 형성되며, 상기 제2바이패스 라인에 바이패스 밸브 또는 리턴 밸브가 형성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 기존의 2기의 기어 펌프 또는 기존의 2기의 트로코이드 펌프가 소요되었던 것과 달리 하나의 트로코이드 펌프로 이를 달성할 수 있으므로 이송설비가 가지는 부속장치와 제어장치를 하나로 줄여 이송설비를 소형화 경량화시킬 수 있게 된다.
따라서 기존의 넓은 설치면적이 별도로 필요하였으나 본 발명에 의하면 설치면적을 최소화할 수 있을 뿐 아니라 로봇 팔에 직접 장착이 가능하여 설치면적을 아예 없앰으로써 불필요한 관리요소 및 제어요소를 대폭 줄여 이송설비 전체의 효율을 높이고 아울러 비용을 크게 줄일 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 트로코이드 펌프를 나타낸 분해사시도,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 트로코이드 펌프를 나타낸 단면도,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 트로코이드 펌프를 적용한 고점도액 이송설비를 나타낸 도면,
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 트로코이드 펌프를 로봇팔에 직접 장착한 고점도액 이송설비를 나타낸 도면.
이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 토대로 상세하게 설명하면 다음과 같다.
첨부된 도면 중에서, 도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 트로코이드 펌프를 나타낸 분해사시도, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 트로코이드 펌프를 나타낸 단면도, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 트로코이드 펌프를 적용한 고점도액 이송설비를 나타낸 도면, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 트로코이드 펌프를 로봇팔에 직접 장착한 고점도액 이송설비를 나타낸 도면이다.
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 트로코이드 펌프(A)는, 프론트 바디(100), 제1하우징(200), 센터바디(300), 제2하우징(400), 리어바디(500)가 순차적으로 결합된 후 장볼트(미도시)로 관통 체결되어 외부 몸체를 구성하게 된다.
제1하우징(200)의 내부에는 제1아이들러(10)가 결합되고, 제1아이들러(10)의 내부에 제1로터(30)가 삽입된다.
제2하우징(400)의 내부에는 제2아이들러(20)가 결합되고, 제2아이들러(20)의 내부에 제2로터(40)가 삽입된다.
프론트 바디(100), 제1하우징(200), 센터바디(300), 제2하우징(400), 리어바디(500) 및 제1로터(30)와 제2로터(40)를 관통하여 샤프트(600)가 결합된다.
샤프트(600)에는 외부의 전동기(미도시)가 연결된다.
프론트 바디(100)는 원판형상이며, 외면에 제1토출구(101)가 형성되고, 상기 제1토출구(101)에 통하는 제1토출유로(102)가 내부에 형성되며, 중앙에는 제1통공(104)이 형성되고, 상기 제1통공(104)의 주변에 다수의 체결공이 형성되어 볼트가 체결된다.
제1하우징(200)은 상기 프론트 바디(100)와 동일한 직경을 갖는 원판형상으로 이루어져 프론트 바디(100)에 결합되며, 양단이 개구되고 중앙에는 통로(201)가 형성된다.
제1아이들러(10)는 상기 제1하우징(200)의 통로(201)에 삽입되어 결합되며, 미세한 틈새로 이격되어 회전가능하도록 결합되고, 제1하우징(200)의 통로(201) 내주면을 따라 회전될 수 있고, 내측에 치차홈(12)이 형성되는데 치차홈(12)은 다수의 기어(122)가 돌출되어 별 모양으로 형성된다.
제1로터(30)는 상기 제1아이들러(10)의 치차홈(12)에 삽입되며 외주면에 다수의 치차(32)가 형성되고, 상기 치차홈(12)보다 작은 직경으로 형성되어 내접되는 것이며, 다수의 치차(32)가 돌출되어 별 모양으로 형성된다.
여기서 상기 제1아이들러(10)의 치차홈(12)은 제1로터(30)의 치차의 기어 갯수보다 1개 많게 형성되며, 내접하는 제1로터(30)의 치차(32)가 제1아이들러(10)의 치차홈(12)의 기어(122)를 밀어 회전시키면서 맞물리도록 형성된다.
따라서 치차(32) 및 기어(122) 간의 용적이 변하면서 이송액의 충진과 토출을 반복하게 된다.
일 예로서, 제1아이들러(10)의 기어 치수는 9개이고, 내치인 제1로터(30)의 기어 치수는 8개로 이루어진다.
물론 기어 치수는 다양하게 변경될 수 있음은 당연할 것이다.
후술될 제2로터(40) 및 제2아이들러(20)의 결합 및 작용도 동일하므로 중복 설명은 생략하기로 한다.
센터바디(300)는 제1하우징(200)과 동일한 직경을 갖는 원판형상이며, 일측이 상기 제1하우징(200)에 결합되고, 중앙에는 상기 제1통공(104)과 일치되는 제2통공(530)이 형성된다.
제2하우징(400)은 상기 센터바디(300)의 타측에 결합되는 원판형상이며, 양단이 개구되고 중앙에는 통로(401)가 형성된다.
제2아이들러(20)는 상기 제2하우징(400)의 통로(401)에 삽입되어 회전되며, 내측에 치차홈(22)이 형성된다.
제2로터(40)는 상기 제2아이들러(20)의 치차홈(22)에 삽입되며 외주면에 다수의 치차(42)가 형성되고, 상기 치차홈(22)보다 작은 직경으로 형성된다.
제2아이들러(20)의 치차홈(22)에 내접되는 제2로터(40)의 치차(42)의 갯수는 상술한 제1아이들러(10) 및 제1로터(30)와 동일하게 갯수의 차이를 갖도록 형성됨이 바람직하다.
리어바디(500)는 외면에 제2토출구(510)가 형성되고, 상기 제2토출구(510)에 통하는 제2토출유로(520)가 내부에 형성되며, 중앙에는 제2통공(530)이 형성되고, 상기 제2통공(530)의 주변에 다수의 체결공이 형성되어 볼트가 체결될 수 있다.
샤프트(600)는 상기 프론트 바디(100)의 제1통공(104)과, 제1로터(30) 및 제2로터(40)가 결합되어 상기 제1아이들러(10) 및 제2아이들러(20)를 관통한 후 리어 바디(500)의 제2통공(530)에 결합되며, 외부의 전동기로부터 회전력을 전달받아 회전된다.
한편 상기 프론트 바디(100)에는 제1통공(104)의 양측에 대칭되게 제1충진구(103)와 제1토출구(101)가 형성되고, 제1충진구(103)와 통하며 제1아이들러(10)의 치차홈(12)에 통하도록 형성된 제1충진유로(105)와, 제1토출구(101)에 통하는 제1토출유로(102)가 형성된다.
제1토출유로(102)와 제1충진유로(105)를 통하도록 연결되어 과도한 토출량이 다시 제1충진유로(105)로 회수되도록 하기 위한 제1바이패스 라인(BL-1)이 형성되며, 상기 제1바이패스 라인(BL-1)에 바이패스 밸브(V) 또는 리턴 밸브가 형성된다.
따라서 과용량의 고점도액은 제1토출유로(102)에서 바이패스 밸브(V) 또는 리턴 밸브가 열리면서 제1바이패스 라인(BL-1)으로 회수되어 타측의 제1충진유로(105)로 재순환이 이루어지게 된다.
상기 리어바디(500)에는 제2통공(530)의 양측에 대칭되게 제2충진구(503)와 제2토출구(510)가 형성되고, 제2충진구(503)와 통하며 제2아이들러(20)의 치차홈(22)에 통하도록 형성된 제2충진유로(505)와, 제2토출구(510)에 통하는 제2토출유로(520)가 형성된다.
제2토출유로(520)와 제2충진유로(505)를 통하도록 연결되어 과도한 토출량이 다시 제2충진유로(505)로 회수되도록 하기 위한 제2바이패스 라인(BL-2)이 형성되며, 상기 제2바이패스 라인(BL-2)에 바이패스 밸브(V) 또는 리턴 밸브가 형성된다.
따라서 과용량의 고점도액은 제2토출유로(520)에서 바이패스 밸브(V) 또는 리턴 밸브가 열리면서 제2바이패스 라인(BL-2)으로 회수되어 타측의 제2충진유로(505)로 재순환이 이루어지게 된다.
이와 같이 구성된 본 발명의 작용을 설명하면 다음과 같다.
외부의 전동기로부터 회전력을 전달받아 샤프트(600)가 회전되면, 제1로터(30)와 제2로터(40)가 회전되고, 이에 치차 결합된 제1아이들러(10) 및 제2아이들러(20)가 회전된다.
따라서 로터의 치형이 아이들러(10,20)의 치형을 밀어 회전시키면서 맞물리는 치형 간의 용적이 변하면서 이송액의 충진과 토출을 반복하게 된다.
제1충진유로(105) 및 제1충진구(103)으로부터 유입되어 제1로터(30)로부터 가압된 고점도액(A)은 제1토출유로(102) 및 제1토출구(101)를 통해 토출된다.
도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 2액형 트로코이드 펌프(A)에는 감속기(R)와 서보모터(S)가 연결되고, 고점도액(A)는 1차 펌프장치(P-1)로부터 공급된다.
제2충진유로(505) 및 제2충진구(503)으로부터 유입되어 제2로터(40)로부터 가압된 고점도액(A)은 제2토출유로(520) 및 제2토출구(510)를 통해 토출된다.
고점도액(B)는 2차 펌프장치(P-2)로부터 공급된다.
아울러 트로코이드 펌프(A) 내에서 과용량 토출되는 고점도액은 각각의 제1바이패스(BL-1) 라인 또는 제2바이패스 라인(BL-2)을 통해 회수되어 재순환된다.
따라서 본 발명에 따른 2액형 트로코이드 펌프(A)를 통해 2가지의 고압의 고점도액을 동시에 공급할 수 있게 되므로 토출건(G)을 통해 2가지 고점도액의 분출이 가능해진다.
한편 본 발명에 따른 2액형 트로코이드 펌프(A)는 도 4와 같이, 로봇 팔(R)에 장착하고, 1차 펌프(P-1)로부터 고점도액인 A액과 B액이 공급되며, 직접 로봇 팔(R)의 펌프를 통하여 직접 토출건(G)으로 이송함으로써 설치공간의 낭비를 없애고, 관로 상의 압력 손실을 줄일 수 있으므로 전동기의 용량을 줄여 최적화시킬 수 있다.
비록 본 발명이 상기 언급된 바람직한 실시예와 관련하여 설명되어졌지만, 발명의 요지와 범위로부터 벗어남이 없이 다양한 수정 및 변형이 가능한 것은 당업자라면 용이하게 인식할 수 있을 것이며, 이러한 변경 및 수정은 모두 첨부된 청구의 범위에 속함은 자명하다.
10 : 제1아이들러 12,22 : 치차홈
20 : 제2아이들러 30 : 제1로터
32 : 치차 40 : 제2로터
100 : 프론트 바디 101 : 제1토출구
103 : 제2충진구 105 : 제1충진유로
200 : 제1하우징 201 : 통로
300 : 센터바디 400 : 제2하우징
500 : 리어 바디 503 : 제2충진구
505 : 제2충진유로 510 : 제2토출구
520 : 제2토출유로 530 : 제2통공
600 : 샤프트

Claims (3)

  1. 트로이드 펌프에 있어서,
    외면에 제1토출구가 형성되고, 상기 제1토출구에 통하는 제1토출유로가 내부에 형성되며, 중앙에는 제1통공이 형성되고, 상기 제1통공의 주변에 다수의 체결공이 형성된 프론트 바디;
    상기 프론트 바디에 결합되며 양단이 개구되고 중앙에는 통로가 형성된 제1하우징;
    상기 제1하우징의 통로에 삽입되어 회전되며, 내측에 치차홈이 형성된 제1아이들러;
    상기 제1아이들러의 치차홈에 삽입되며 외주면에 다수의 치차가 형성되고, 상기 치차홈보다 작은 직경으로 형성된 제1로터;
    일측이 상기 제1하우징에 결합되며 중앙에는 상기 제1통공과 일치되는 제2통공이 형성된 센터바디;
    상기 센터바디의 타측에 결합되며 양단이 개구되고 중앙에는 통로가 형성된 제2하우징;
    상기 제2하우징의 통로에 삽입되어 회전되며, 내측에 치차홈이 형성된 제2아이들러;
    상기 제2아이들러의 치차홈에 삽입되며 외주면에 다수의 치차가 형성되고, 상기 치차홈보다 작은 직경으로 형성된 제2로터;
    외면에 제2토출구가 형성되고, 상기 제2토출구에 통하는 제2토출유로가 내부에 형성되며, 중앙에는 제2통공이 형성되고, 상기 제2통공의 주변에 다수의 체결공이 형성된 리어 바디;
    상기 프론트 바디의 제1통공과, 제1로터 및 제2로터가 결합되어 상기 제1아이들러 및 제2아이들러를 관통한 후 리어 바디의 제2통공에 결합되며, 외부의 전동기로부터 회전력을 전달받아 회전되는 샤프트;를 포함하고,
    상기 프론트 바디에는
    제1통공의 양측에 대칭되게 2개의 제1토출유로와 제1토출구가 형성되고, 대칭 형성된 2개의 제1토출유로를 연결하는 제1바이패스 라인이 형성되며, 상기 제1바이패스 라인에 바이패스 밸브 또는 리턴 밸브가 형성되는 것을 특징으로 하는 트로코이드 펌프.
  2. 삭제
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 리어 바디에는
    제2통공의 양측에 대칭되게 2개의 제2토출유로와 제2토출구가 형성되고, 대칭 형성된 2개의 제2토출유로를 연결하는 제2바이패스 라인이 형성되며, 상기 제2바이패스 라인에 바이패스 밸브 또는 리턴 밸브가 형성되는 것을 특징으로 하는 트로코이드 펌프.

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