KR101685998B1 - 프로파일을 이용한 진공 펌프 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 프로파일을 이용한 진공 펌프에 관한 것이다. 본 발명의 진공 펌프는 길이 방향의 장착 홀과 진공 챔버가 인접하여 형성된 중공형 프로파일과, 상기 장착 홀 내에 길이 방향으로 배치되는 이젝터 펌프와, 상기 프로파일의 양측 개구에 각각 제공되며 상기 유입구 또는 배출구에 대응하는 관통 홀이 형성된 엔드캡을 포함한다. 특히, 상기 유입구 측 제1 캡은 상기 진공 챔버와 장착 홀을 연통시키는 통로를 갖도록 설계된다. 본 발명의 진공 펌프 구조는 적어도 소위 '프로파일'을 이용하는 진공 펌프 구조에 있어서, 상기 진공 펌프의 제작을 편리하게 하는 동시에 진공 특성을 향상시키는데 최선의 설계인 것으로 판단된다.

Description

프로파일을 이용한 진공 펌프 {Vacuum pump using profile}
본 발명은 진공 펌프에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 주로 진공 이송 시스템에 적용되며 고속으로 통과하는 압축공기에 의해 배기 작용하여 일정 공간에 진공 및 부압을 발생시키는 진공펌프에 관한 것이다.
진공 시스템은 통상적으로 압축공기 공급장치, 내부에 이젝터(ejector)가 장착된 진공 펌프, 상기 진공 펌프에 연결되는 흡착패드를 포함하여 이루어지며, 상기 장치로부터 공급된 압축공기가 진공 펌프를 고속으로 통과할 때 펌프 및 패드의 내부 공간이 배기되면서 진공 및 부압이 형성되며, 이때 형성된 부압에 의하여 대상 물품의 홀딩 및 이송이 가능해지는 것이다.
전통적으로 상기 진공 펌프는 외형상 박스형 펌프이므로, 그 자체로는 시스템 구성상 안정감을 제공하는 장점이 있으나, 예컨대 포위 공간을 제공하는 하우징에 직접 장착되기 어렵다는 측면에서, 그 적용성이 매우 한정적인 단점이 있다. 이에 개발된 것이, 최근 사용량이 급격히 증대되고 있는 소위 '회전 대칭형' 또는 '실린더형' 이젝터 펌프이다.
이러한 유형의 이젝터 펌프들이 한국특허등록 제393434호, 제578540호, 제629994호 등에 각각 개시되어 있다. 개시된 펌프들은 외형상 회전 대칭형 또는 실린더형이며, 내부에는 직렬로 배열된 노즐들이 장착되고, 벽에는 외부와 소통 가능하게 하는 통공이 형성되어 있는 특징이 있다. 이 형태의 펌프는 역시 포위 공간을 제공하는 다양한 형태의 하우징에 직접 장착되기 용이한 장점이 있으며, 그 하우징 요소의 하나가 바로 프로파일(prifile)이다.
도 1은 한국특허등록 제1351768호에 개시된 프로파일형 진공 펌프(1)를 나타낸다. 여기에서 프로파일(2)은 길이 방향으로 속이 빈 중공형 압출 부재로서 그 내부에 상기 이젝터 펌프가 수용되며, 양쪽 끝단에는 각각 압축공기 유입구(5)와 배출구가 형성된 마감 부재(3,4)가 제공된다. 그리고 흡착 패드가 일측 마감 부재(3) 또는 프로파일(2) 측벽에 형성된 흡입 포트(6)에 호스로 연결된다. 이 구조의 진공 펌프(1)에서, 고속의 압축공기가 유입구(5)와 배출구를 통과할 때 상기 흡입 포트(6)에 연결된 흡착 패드의 내부가 배기되는 것이다.
상기 프로파일은 길이 방향으로 속이 빈 중공형 압출 부재이므로, 편의상 임의로 적당한 길이로 절단하여 진공 펌프(1)의 하우징으로 사용할 수 있는 장점이 있다. 그러나 이 진공 펌프(1)의 경우,
상기 흡입 포트(6)가 이젝터 펌프 측에 직접 연결됨에 따라, 펌프(1)에서 구현할 수 있는 진공 속도 및 진공도가 높지 않으며;
특히, 유입구(5) 측 마감 부재(3)는 필요적으로 상당한 정도의 폭(w)을 가짐에도 불구하고 진공 펌프(1)의 특성에 관련하여 효율적으로 활용되지 못하는;
등의 문제들이 있다.
본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하고자 제안된 것이다. 본 발명의 목적은 프로파일을 이용하여 진공 펌프를 설계하되, 특히 공기 유입구 측 마감 부재의 특별한 설계를 통하여 펌프의 진공 특성을 개선할 수 있는 진공 펌프를 제공하고자 하는 것이다.
본 발명의 진공 펌프는:
길이 방향으로 상측의 장착 홀과 하측의 진공 챔버가 인접하여 평행하게 형성되며, 상기 진공 챔버의 일면에는 흡착 수단으로 통하는 다수의 소통 홀이 형성된 중공형 프로파일;
일단이 압축공기 유입구이고 타단이 그 배출구이며 측벽에는 하나 이상의 통공이 형성된 실린더형 펌프로서, 상기 장착 홀 내에 길이 방향으로 배치 및 고정되는 하나 이상의 이젝터 펌프;
상기 프로파일의 양측 개구에 각각 제공되며 상기 유입구 또는 배출구에 대응하는 관통 홀이 형성된 제1 캡 및 제2 캡을 포함하며, 상기 유입구 측 제1 캡은 상기 진공 챔버와 장착 홀을 연통시키는 통로를 갖도록 설계된 엔드캡;
을 포함한다.
바람직하게, 상기 제1 캡은 그 하부에 상기 진공 챔버와 공간적으로 연결되도록 형성된 보조 챔버를 포함하며, 상기 보조 챔버의 일측에서 상기 통로가 형성되도록 설계된다. 이 경우에, 상기 보조 챔버의 일면에는 흡착 수단으로 통하는 소통 홀이 형성될 수 있다.
바람직하게, 상기 흡착 수단은 상기 진공 챔버 및 보조 챔버의 소통 홀 방향 일면에 부착되는 패드 타입 수단이거나, 상기 소통 홀에 장착 또는 연결되는 컵 타입 수단이다.
본 발명에 따른 진공 펌프는, 중공형 프로파일이 길이 방향으로 평행하게 형성되는 장착 홀과 진공 챔버를 포함하며, 그 일측의 제1 캡 부분에서 상기 장착 홀과 진공 챔버를 연통시키도록 설계되어 있다. 따라서 프로파일 및 진공 펌프의 제작이 쉽고 간편하게 이루어질 수 있는 한편, 진공 펌프 동작시 진공 특성 즉 진공 속도, 진공도, 진공 유지력 등이 향상되는 효과가 있다.
바람직한 실시예에서, 상기 제1 캡은 진공 챔버와 연결되는 보조 챔버를 포함하며, 상기 보조 챔버의 저면에는 흡착 수단으로 통하는 소통 홀이 형성된다. 따라서 상기 제1 캡 자체가 펌프의 진공 특성을 더욱 향상시키는 기능을 하는 한편, 본 발명의 진공 펌프에서 흡착 수단을 더 많이 또는 더 넓게 활용할 수 있게 되는 효과가 있다.
도 1은 종래의 진공 펌프를 설명하기 위한 도면.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 진공 펌프의 사시도.
도 3은 도 2의 분해 사시도.
도 4는 도 2의 'A-A' 선 단면도.
도 5는 도 2의 진공 펌프의 작용을 설명하기 위한 도면.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 진공 펌프의 사시도.
도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 진공 펌프의 분해 사시도.
이상에 기재된 또는 기재되지 않은 본 발명 '프로파일을 이용한 진공 펌프'(이하, '진공 펌프')의 특징과 작용 효과들은, 이하에서 첨부도면을 참조하여 설명하는 실시예 기재를 통하여 더욱 명백해질 것이다. 도 2 이하의 도면에서, 본 발명에 따른 진공 펌프가 부호 10으로 표시되어 있다.
도 2 내지 도 4를 참조하면, 본 발명에 따른 진공 펌프(10)는 하우징을 제공하는 중공형 프로파일(20)과, 상기 프로파일(20) 내부에 길이 방향으로 수용 배치되는 이젝터 펌프(30)와, 상기 프로파일(20)의 양측 개구부를 마감하도록 제공되는 엔드캡(40)을 포함하여 이루어진다.
상기 프로파일(20)은 길이 방향으로 상측의 장착 홀(21)과 하측의 진공 챔버(22)가 인접하여 평행하게 형성된 알루미늄 압출 부재이다. 후술하는 바와 같이, 본 발명에서 상기 장착 홀(21)과 진공 챔버(22)는 엔드캡(40) 구조에 의하여 연결된다. 따라서 본 실시예에서, 상기 장착 홀(21)과 진공 챔버(22)는 프로파일(20) 자체에서는 서로 연통하지 않는 별개의 요소로 존재할 수 있다.
상기 진공 챔버(22)의 저면에는 상기 흡착 수단(50)으로 통하는 다수의 소통 홀(23)이 형성된다. 상기 소통 홀(23)은 적용되는 흡착 수단(50)의 형태에 따라 그 형태, 크기, 배열 등을 달리할 수 있다. 본 실시예에서 상기 흡착 수단(50)은 상기 진공 챔버(22)의 저면에 부착되는 스폰지 또는 패드 타입의 수단이다. 다만, 본 발명이 상기 흡착 수단(50)의 형태에 한정되는 것은 아니며, 도 6에 예시된 바, 상기 소통 홀(23)에 직접적으로 또는 라인을 통하여 간접적으로 장착되는 컵 타입 수단일 수 있다.
상기 프로파일(20)은, 당연하게, 필요에 따라 적당한 길이로 절단하여 사용할 수 있는 장점이 있다. 한편, 그 상면에 길이 방향으로 'T' 홈(24)을 형성함으로써 본 발명의 진공 펌프(10)가 진공 이송 시스템의 로보틱(robotic) 수단에 간편하게 취부될 수 있을 것이다.
상기 이젝터 펌프(30)는, 양단이 압축공기 유입구(31)와 배출구(32)이고 내부에 에어 노즐이 장착되며, 측벽에는 하나 이상의 통공(33)이 형성된 통상의 이젝터 펌프이다. 상기 통공(33)은 배기가 요구되는 진공 펌프(10)의 외부 공기가 이젝터 펌프(30)의 내부로 흡입될 수 있도록 한다. 바람직하게 상기 이젝터 펌프(30)는, 외형상 회전 대칭형이며, 내부에는 직렬로 배열된 다단의 노즐들이 장착되고 벽에는 외부와 소통 가능하게 하는 통공(33)이 형성되어 있는 소위 '실린더형' 이젝터 펌프이다.
상기 진공 펌프(10)의 필요한 용량에 따라 상기 장착 홀(21)에 수용되는 이젝터 펌프(30)의 수는 하나 또는 그 이상일 수 있으며, 도 7에 예시된 바, 둘 이상 구비되는 경우에 이젝터 펌프(30)들은 서로 평행하게 배치된다.
상기 이젝터 펌프(30)는 상기 장착 홀(21) 내부에 길이 방향으로 배치되는데, 이의 고정을 위하여 상기 이젝터 펌프(30)는 배출구(32) 측 단부에 형성된 링형의 고정부(34)를 더 포함한다. 상기 이젝터 펌프(30)는 유입구(31) 측 단부가 엔드캡(41)의 관통 홀(43) 내측에 끼워져 거치되는 한편 배출구(32) 측 단부가 상기 고정부(34)에 끼워지고, 상기 고정부(34)는 그 외경이 장착 홀(21)의 내면에 밀착 고정되는 것이다.
상기 고정부(34)에 의하여 이젝터 펌프(30)가 장착 홀(21) 내에 고정되며, 이때 장작 홀(21)의 일부에서 이젝터 펌프(30)를 둘러싼 포위 공간(25)이 형성된다. 본 실시예에서 상기 고정부(34)는 이젝터 펌프(30)와 별도로 구비되지만, 도시되지 않은 다른 실시예에서 상기 고정부(34)는 이젝터 펌프(30)의 배출구(32) 측에 일체로 형성될 수도 있을 것이다. 부호 35는 상기 고정부(34)의 외경에 끼워지고 장착 홀(21)의 내면에 압착되는 실링 링이다.
부가적 고정 수단으로 고정 볼트(36)가 구비되며, 상기 볼트(36)는 프로파일(20) 측벽을 관통하여 그 단부가 상기 고정부(34)의 외경에 형성된 환형 홈(37)에 삽입된다. 이에 상기 고정부(34)의 유동이 완전히 방지될 수 있다.
상기 엔드캡(40)은 상기 프로파일(20)의 양측 개구에 각각 제공되는 제1 캡(41) 및 제2 캡(42)을 포함하며, 각 캡(41,42)에는 상기 이젝터 펌프(30)의 유입구(31) 또는 배출구(32)에 대응하는 관통 홀(43,44)이 형성되어 있다. 실제로, 각 캡(41,42)은 알루미늄 또는 플라스틱을 재료로 하는 성형물 또는 성형물의 조립체로 구성될 수 있을 것이다.
본 발명에서, 상기 유입구(31) 측 제1 캡(41)은 하측의 진공 챔버(22)와 상측의 장착 홀(21) 특히 포위 공간(25)을 연통시키는 통로(45)를 가지도록 설계된다. 이에 따라 상기 프로파일(20) 내에서 장작 홀(21)과 진공 챔버(22)가 직접 소통하지 않는 별개의 요소로 존재할 수 있으며, 이는 적어도 소위 '프로파일'을 이용하는 진공 펌프 구조에 있어서, 상기 프로파일(20) 및 진공 펌프(10)의 제작을 편리하게 하는 동시에 진공 펌프(10)의 진공 특성을 향상시키는 최선의 설계인 것으로 판단된다.
구체적으로, 상기 제1 캡(41)은 그 하부에 상기 진공 챔버(22)와 공간적으로 연결되도록 형성된 보조 챔버(46)를 포함하며, 상기 보조 챔버(46)의 일측에 상기 통로(45)가 형성되도록 설계된다. 이 경우에, 상기 보조 챔버(46)의 저면에는 흡착 수단(50)으로 통하는 하나 또는 복수의 소통 홀(47)이 형성될 수 있다. 즉, 본 실시예는 상기 제1 캡(41)을 이용하여 진공 챔버(22)를 공간적으로 확장할 수 있으며, 더불어 이로 인하여 진공 펌프(10)에 더 넓은 또는 더 많은 흡착 수단(50)이 유효하게 적용될 수 있음을 보여준다.
도 5를 참조하면, 흡착 대상물(P)이 흡착 수단(50)의 저면에 접촉한 상태에서, 고속의 압축 공기가 제1 캡(41)의 관통 홀(43)을 통하여 이젝터 펌프(30)의 유입구(31)로 공급되며(화살표 ① 참조), 이 공기는 계속하여 이젝터 펌프(30)를 통과하고 배출구(32)를 통과한 후, 제2 캡(42)의 관통 홀(44)를 통하여 외부로 배출(화살표 ② 참조)된다.
이 과정에서, 각 챔버(22,46)와 포위 공간(25) 사이의 통로(45) 부분에서 압력 강하가 발생하며, 이에 상기 진공 챔버(22)와 보조 챔버(46) 및 흡착 수단(50)이 배기될 수 있는 것이다. 구체적으로, 상기 흡착 수단(50)의 내부 공기는 진공 챔버(22)와 보조 챔버(46)를 경유하고 상기 통로(45)를 지나 포위 공간(25)으로 흐르고, 계속하여 이젝터 펌프(30)의 통공(33)을 통하여 이젝터 펌프(30)의 내부로 유인(화살표 ③ 참조)된 후, 고속의 압축 공기와 함께 외부로 배출(화살표 ② 참조)되는 것이다.
그러면, 각 챔버(22,46) 및 흡착 수단(50)의 내부에 진공 및 부압이 발생하며, 이 발생된 부압에 의하여 대상물(P)이 진공 펌프(10)에 흡착되는 것이다. 도시되지 않았으나, 상기 진공 펌프(10)는 로보틱 수단에 연결되어 자동화된 경로로 이동하며, 이에 따라 상기 대상물(P)의 적정 이송이 가능할 것이다.
10. 진공 펌프
20. 프로파일
21. 장착 홀 22. 진공 챔버
23. 소통 홀 24. T 홈
25. 포위 공간
30. 이젝터 펌프
31. 유입구 32. 배출구
33. 통공 34. 고정부
35. 실링 링 36. 고정 볼트
37. 환형 홈
40. 엔드캡
41. 제1 캡 42. 제2 캡
43,44. 관통 홀 45. 통로
46. 보조 챔버 47. 소통 홀
50. 흡착 수단
'P'. 대상물

Claims (9)

  1. 길이 방향으로 상측의 장착 홀(21)과 하측의 진공 챔버(22)가 인접하여 평행하게 형성되며, 상기 진공 챔버의 일면에는 흡착 수단(50)으로 통하는 다수의 소통 홀(23)이 형성된 중공형 프로파일(20);
    일단이 압축공기 유입구(31)이고 타단이 그 배출구(32)이며 측벽에는 하나 이상의 통공(33)이 형성된 실린더형 펌프로서, 상기 장착 홀(21) 내에 길이 방향으로 배치 및 고정되는 하나 이상의 이젝터 펌프(30);
    상기 프로파일의 양측 개구에 각각 제공되며 상기 유입구 또는 배출구에 대응하는 관통 홀(43,44)이 형성된 제1 캡(41) 및 제2 캡(42)을 포함하며, 상기 유입구 측 제1 캡(41)은 진공 챔버(22)와 장착 홀(21)을 연통시키는 통로(45)를 갖도록 설계된 엔드캡(40);
    을 포함하며,
    상기 장착 홀(21)과 진공 챔버(22)는 상기 프로파일(20) 자체에서 서로 연통하지 않는 요소로 존재하는 것;
    을 특징으로 하는 프로파일을 이용한 진공 펌프.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 캡(41)은 그 하부에 상기 진공 챔버(22)와 공간적으로 연결되도록 형성된 보조 챔버(46)를 포함하며, 상기 보조 챔버(46)의 일측에서 상기 통로(45)가 형성되도록 설계된 것을 특징으로 하는 프로파일을 이용한 진공 펌프.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 보조 챔버(46)의 일면에는 흡착 수단(50)으로 통하는 소통 홀(47)이 형성된 것을 특징으로 하는 프로파일을 이용한 진공 펌프.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 흡착 수단(50)은 진공 챔버(22) 및 보조 챔버(46)의 소통 홀(23,47) 방향 일면에 부착되는 패드 타입 수단이거나, 상기 소통 홀(23,47)에 장착 또는 연결되는 컵 타입 수단인 것을 특징으로 하는 프로파일을 이용한 진공 펌프.
  5. 삭제
  6. 제1항에 있어서,
    상기 이젝터 펌프(30)는 배출구(32) 측 단부에 형성된 링형의 고정부(34)를 포함하며, 상기 고정부(34)는 그 외경이 장착 홀(21)의 내면에 밀착 고정되는 것을 특징으로 하는 프로파일을 이용한 진공 펌프.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 이젝터 펌프(30)는 고정부(34)가 별도로 구비되고, 배출구(32) 측 단부가 상기 고정부(34)에 끼워지는 것을 특징으로 하는 프로파일을 이용한 진공 펌프.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 고정부(34)에 의하여 장작 홀(21)의 일부에 상기 이젝터 펌프(30)를 둘러싼 포위 공간(25)이 형성되며, 상기 통로(45)는 진공 챔버(22)와 상기 포위 공간(25)을 연통시키는 것을 특징으로 하는 프로파일을 이용한 진공 펌프.
  9. 제6항에 있어서,
    상기 고정부(34)는 외경에 형성된 홈(37)을 포함하며, 고정 볼트(36)가 상기 프로파일(20)의 측벽을 관통하여 그 단부가 상기 홈(37)에 삽입되는 것을 특징으로 하는 프로파일을 이용한 진공 펌프.
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