KR102178841B1 - 에어 구동식 부스터 펌프 시스템 - Google Patents

에어 구동식 부스터 펌프 시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명은 에어 구동식 부스터 펌프 시스템에 관한 것으로, 공압입력부를 통해 공급되는 공압에 의해 구동하여 유압를 펌핑하고, 승압된 유압을 유압출력부에 제공하는 유압펌프유닛을 포함하는 에어 구동식 부스터 펌프 시스템에 있어서, 상기 유압펌프유닛은 제1,2공압라인 및 제1,2유압리인을 각각 연결할 수 있도록 내부에 배관 형성되어 다수의 포트를 갖는 베이스와, 상기 베이스의 상부에 착탈 가능하게 구비되며, 공압입력부에 연결된 제1공압라인에 연결되어 공급되는 공압에 의해 구동하여 유압을 펌핑하는 복수의 부스터펌프와, 상기 베이스에 구비되며, 상기 부스터펌프에 연결된 제1유압라인에 연결되며, 제2유압라인으로 연결된 상기 유압출력부로 유압을 선택적으로 제공하는 제1밸브와, 상기 베이스에 연결됨과 동시에 상기 제1유압라인에 구비되어 상기 부스터펌프를 통해 제1유압라인에 제공되는 유압이 소정의 압력 이상인 경우 개방하여 상기 제1밸브로 유압을 공급하는 릴리프밸브를 포함하는 구성으로 기존에 비해 신속하고 안정적으로 유압을 제어할 수 있고, 맥동현상을 방지하여 실린더 및 펌프의 피로를 감소시킬 수 있어 제품의 사용 수명을 연장할 수 있는 에어 구동식 부스터 펌프 시스템에 관한 것이다.

Description

에어 구동식 부스터 펌프 시스템{Air Driven Booster Pump System}
본 발명은 에어 구동식 부스터 펌프 시스템에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 신속하고 안정적으로 유압을 제어할 수 있고, 맥동현상을 방지하여 실린더 및 펌프의 피로를 감소시킬 수 있어 제품의 사용 수명을 연장할 수 있는 에어 구동식 부스터 펌프 시스템에 관한 것이다.
일반적으로, 유압펌프는 광범위한 산업분야에 널리 사용되는 것으로 각종 유압공구 또는 기계장치에 구성되는 유압시스템에 연결되어 피스톤 또는 각종 유압기계에 공급되는 유압의 토출압력을 상승시키는 장치이다.
종래의 유압펌프는 내부에 구성된 전기모터를 포함하는 기계적인 회전력으로 유압공구의 작동을 위한 유압을 제공하지만, 구조적으로 복잡하고 작동에 따라 소음 및 상당한 열이 발생하여 수명이 단축되는 것을 물론 방폭지역에 경우 폭발의 위험이 발생할 수 있는 문제점이 있다.
그리고, 작동에 따른 소음이 상당하고, 전기적 제어에 따른 제작 및 유지보수 비용이 증가되는 문제점이 있다.
상기한 문제점을 해결하고자 특허문헌 1은 하부캡의 에어 주입구로 공급된 공기압을 파일럿트 밸브와 공기순환밸브로 분압시켜 푸쉬압이 인가되는 공기순환밸브의 스풀에 파일럿트 밸브를 통해 인가되는 작용압으로 유압 실린더의 피스톤을 상승시키고 하부캡과 에어관으로 연결된 상부캡에 에어의 배출통로로 되는 파일럿트 밸브를 장착하여 유압라인을 통과하는 유압유를 신속하게 배출하는 에어 구동식 유압펌프를 제안하였다.
그러나, 특허문헌 1에 경우 파일럿트 밸브, 공기순환밸브로 사용되는 스풀 등 구조가 복잡하고 단가가 높은 기성품을 설치 사용해야 하므로 이에 따를 제작비용이 상승되는 문제점이 있다.
따라서, 소음공해 및 폭발 위험으로부터 작업자의 안전을 보호할 수 있고, 단가가 높은 기성 부품의 설치를 최소화하여 제작 비용을 절감할 수 있는 유압펌프 시스템이 요구된다.
한국 등록실용신안 제 20-0233299호 (2001.05.25)
상기한 문제점을 해결하기 위하여 본 발명은 고가의 파일롯체크밸브를 설치할 필요 없이 두 개의 4/3way밸브, 복수의 부스터펌프, 릴리프밸브를 포함하여 유기적으로 결합된 유압펌프유닛을 포함하는 간단한 구조로 작동 및 유지 관리 비용을 절감할 수 있고, 저압의 공기압을 이용하여 유압을 승압하여 클린지역, 방폭지역 등의 작업장에 소음 공해 혹은 폭발 위험으로부터 안전성을 확보할 수 있는 에어 구동식 부스터 펌프 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 공압입력부를 통해 공급되는 공압에 의해 구동하여 유압를 펌핑하고, 승압된 유압을 유압출력부에 제공하는 유압펌프유닛을 포함하는 에어 구동식 부스터 펌프 시스템에 있어서, 상기 유압펌프유닛은 제1,2공압라인 및 제1,2유압리인을 각각 연결할 수 있도록 내부에 배관 형성되어 다수의 포트를 갖는 베이스와; 상기 베이스의 상부에 착탈 가능하게 구비되며, 공압입력부에 연결된 제1공압라인에 연결되어 공급되는 공압에 의해 구동하여 유압을 펌핑하는 복수의 부스터펌프와; 상기 베이스에 구비되며, 상기 부스터펌프에 연결된 제1유압라인에 연결되며, 제2유압라인으로 연결된 상기 유압출력부로 유압을 선택적으로 제공하는 제1밸브와; 상기 베이스에 연결됨과 동시에 상기 제1유압라인에 구비되어 상기 부스터펌프를 통해 제1유압라인에 제공되는 유압이 소정의 압력 이상인 경우 개방하여 상기 제1밸브로 유압을 공급하는 릴리프밸브를 포함하는 것을 특징으로 하는 에어 구동식 부스터 펌프 시스템.
상기 부스터펌프는 상기 제1공압라인을 따라 공급되는 공압에 의해 번갈아 구동하여 제1유압라인에 유압을 승압시키는 제1부스터와 제2부스터로 분할 구성되는 것을 특징으로 한다.
상기 제1부스터는 2개소로 유압을 출력하는 복동형이고, 상기 제2부스터는 1개소로 유압을 출력하는 단동형으로 이루어진 것을 특징으로 한다.
상기 공압입력부는 상기 제1공압라인에 입력부가 연결되고, 출력부에 제2공압라인이 연결되어 입력된 공압을 제2공압라인에 선택적으로 공압을 제공하여 제1밸브의 작동을 조작하는 제2밸브와; 상기 제1공압라인에 공압을 제공하는 에어펌프를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 유압펌프유닛의 베이스가 상부에 안착 설치되는 테이블과; 상기 테이블의 하부에 구비되어 유압으로 사용되는 유압유를 저장하는 저장탱크와; 상기 베이스의 상부에 설치되며, 상기 제1공압라인에 공압을 제공하는 두개의 에어펌프와; 상기 베이스의 상부에 설치되며, 상기 유압펌프유닛의 부스터펌프로 제공되는 유압유에 이물질을 제거하는 부스터필터를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 유압출력부는 상기 제1밸브가 선택적으로 제공하는 유압에 의해 로드가 전/후진으로 왕복 작동하는 복동형 유압실린더로 이루어진 것을 특징으로 한다.
상기와 같이 구성된 본 발명을 제공함으로써, 기존에 비해 간단한 구조로 작동 및 유지 관리 비용을 절감할 수 있고, 저압의 공기압을 이용하여 유압을 승압하여 클린지역, 방폭지역 등의 작업장에 소음 공해 혹은 폭발 위험으로부터 안전성을 확보할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 및 도 2는 본 발명에 따른 에어 구동식 부스터 펌프 시스템을 나타내는 구성도.
도 3은 본 발명에 따른 에어 구동식 부스터 펌프 시스템이 설치된 상태를 나타내는 구성도.
도 4 내지 도 6은 본 발명에 따른 에어 구동식 부스터 펌프 시스템의 작동상태를 나타내는 개념도.
이하, 본 발명에 대하여 동일한 기술분야에 속하는 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 첨부도면을 참조하여 바람직한 실시 예를 상세하게 설명하기로 한다.
본 발명의 에어 구동식 부스터 펌프 시스템은 도 1 내지 도 6에 도시된 바와 같이, 공압입력부(100)를 통해 공급되는 공압에 의해 구동하여 유압를 펌핑하고, 승압된 유압을 유압출력부(200)에 제공하는 유압펌프유닛(300)을 포함하여 구성될 수 있다.
즉, 상기 유압펌프유닛(300)는 부스터펌프(320), 공압으로 작동하는 제1밸브(310), 소정의 압력 이상의 유압을 계통하는 릴리프밸브(330)가 유기적으로 결합되어 고가의 파일롯체크밸브를 설치할 필요 없이 상기 공압입력부(100)를 통해 공급되는 공압을 이용하여 유압을 1000bar까지 승압시킬 수 있다.
여기서, 상기 유압펌프유닛(300)은 제1,2공압라인(10,20) 및 제1,2유압리인(30,40)을 각각 연결할 수 있도록 내부에 배관 형성되어 다수의 포트(341)를 갖는 베이스(340)를 구성할 수 있다.
상기 포트()에 경우 상기 베이스()의 저면에는 포트A(341a), 포트B(341b)가 형성되어 테이블()의 내부에 구비된 저장탱크(410)에서 유압유가 흡입될 수 있다.
그리고, 상기 베이스()의 일측에는 포트C(341c), 포트D(341d)가 형성되어 상기 부스터펌프()에 의해 승압된 유압을 유압출력부(200) 측으로 공급할 수 있다.
그리고, 상기 부스터펌프(320)는 상기 베이스(340)의 상부에 착탈 가능하게 구비될 수 있다.
이때, 상기 공압입력부(100)에 연결된 제1공압라인(10)에 연결되어 공급되는 공압에 의해 구동하여 유압을 신속하게 펌핑할 수 있도록 상기 부스터펌프(320)를 복수개로 구성할 수 있다.
한편, 상기 부스터펌프(320)는 상기 제1공압라인(10)을 따라 공급되는 공압에 의해 번갈아 구동하여 제1유압라인(30)에 유압을 승압시키는 제1부스터(321)와 제2부스터(323)로 분할 구성될 수 있다.
이때, 상기 제1부스터(321)는 2개소로 유압을 출력하는 복동형이고, 상기 제2부스터(323)는 1개소로 유압을 출력하는 단동형으로 이루어지는 것이 바람직하다.
따라서, 상기 공압입력부(100)에 의해 공급되는 공압이 상기 제1공압라인(10)을 따라 상기 제1부스터(321) 및 제2부스터(323)에 각각 제공된다.
여기서, 단동형인 제2부스터(323)가 복동형인 제1부스터(321)에 비해 유압 저항이 적으므로 제2부스터(323)에 공압이 우선적으로 제공되어 피스톤 작용에 의해 저장탱크(410)에 유압유를 흡입해 펌핑하여 제1유압라인(30)으로 송출한다.
그리고, 상기 제2부스터(323)에 공압 구동력이 사용된 후 복동형인 제1부스터(321)에 공압이 제공되어 제1부스터(321)의 구동으로 저장탱크(410)에 저장된 유압유를 흡입해 펌핑하여 제1유압라인(30)으로 송출한다.
이와 같이, 상기 제1부스터(321)와 제2부스터(323)가 공급되는 공압에 의해 번갈아 구동하여 유압을 제1유압라인(30)에 제공할 수 있어 제1유압라인(30)에 유압이 상승할 수 있다.
이때, 상기 제1부스터(321)와 제2부스터(323)에 유압이 토출되는 출구측에 각각 체크밸브(325)가 구성됨으로써, 제1유압라인(30)에 승압된 유압이 다시 역류하는 것을 방지할 수 있다.
따라서, 상기 체크밸브(325)로 인해 적은 힘의 공압으로 제1부스터(321) 및 제2부스터(323)를 구동시켜 제1유압라인(30)에 유압을 신속하게 승압시킬 수 있다.
그리고, 상기 제1부스터(321)와 제2부스터(323)가 번갈아 구동함에 따라 기존에 하나의 부스터로 유압의 압력 상승시 발생하는 맥동현상을 감소시킬 수 있다.
한편, 상기 제1밸브(310)는 상기 베이스(340)의 일측에 구비 또는 설치될 수 잇다.
따라서, 상기 제1밸브(310)는 상기 부스터펌프(320)에 연결된 제1유압라인(30)에 연결되며, 제2유압라인(40)으로 연결된 상기 유압출력부(200)로 유압을 선택적으로 제공할 수 있다.
그리고, 상기 공압입력부(100)는 상기 제1공압라인(10)에 입력부가 연결되고, 출력부에 제2공압라인(20)이 연결되는 제2밸브(110)가 구비될 수 있다.
상기 제2밸브(110)는 에어펌프(120)를 통해 입력된 공압을 제2공압라인(20)에 선택적으로 제공하여 제1밸브(310)의 작동을 조작할 수 있다.
이때, 상기 에어펌프(120)는 상기 제1공압라인(10)에 연결되어 공압을 제공할 수 있다.
마지막으로, 상기 릴리프밸브(330)는 상기 베이스(340)에 연결됨과 동시에 상기 제1유압라인(30)에 구비될 수 있다.
따라서, 상기 릴리프밸브(330)는 상기 부스터펌프(320)를 통해 제1유압라인(30)에 제공되는 유압이 소정의 압력 이상인 경우 개방하여 상기 제1밸브(310)로 승압된 유압을 공급할 수 있다.
한편, 상기 유압펌프유닛(300), 저장탱크(410), 에어펌프(120)를 하나의 테이블(400)에 복합적으로 설치하여 제1,2공압라인(10,20) 및 제1,2유압라인(30,40)의 유기적인 연결을 통해 시스템으로 제공될 수 있다.
상기 테이블(400)의 상부에는 상기 유압펌프유닛(300)의 베이스(340)가 안착 설치될 수 있다.
그리고, 상기 테이블(400)의 하측 내부에는 상기 유압펌프유닛(300)의 유압으로 사용되는 유압유를 저장하는 저장탱크(410)가 구비될 수 있다.
상기 테이블(400)의 상부에는 상기 제1공압라인(10)에 공압을 제공하는 하나 이상의 에어펌프(120)가 설치될 수 있다.
마자막으로, 상기 테이블(400)의 상부에는 상기 유압펌프유닛(300)의 부스터펌프(320)로 제공되는 유압유에 이물질을 제거하는 부스터필터(420)가 더 구비되는 것이 바람직하다.
하편, 상기 유압출력부(200)는 상기 제1밸브(310)가 선택적으로 제공하는 유압에 의해 로드(220)가 전/후진으로 왕복 작동하는 복동형 유압실린더(210)로 구성되어 상기 유압펌프유닛(300)을 통해 제공되는 유압을 효과적으로 사용할 수 있다.
상기와 같이 구성된 본 발명에 대해 첨부된 도 4 내지 도 6을 참조하여 작동과정을 상세히 설명한다.
<중립상태>
도 4에 도시된 바에 의하면, 작업자가 레버 작동으로 4/3way로 이루어진 제2밸브(110)를 중립에 위치되고, 4/3way로 이루어진 제1밸브(310) 역시 중립 상태로 위치되어 상기 유압펌프유닛(300)이 구동되더라도, 제1밸브(310)가 차단되어 있어 유압출력부(200)의 복동형 유압실린더(210)가 작동하지 않는다.
<전진상태>
도 5에 도시된 바에 의하면, 작업자가 레버 작동으로 4/3way로 이루어진 제2밸브(110)를 중립에서 직진으로 위치되면, 에어펌프(120)를 통해 제공되는 공압이 4/3way로 이루어진 제1밸브(310)를 중립에서 직진으로 위치시킨다.
이때, 제1공압라인을 따라 공급되는 공압이 상기 부스터펌프(320)를 구동시켜 제1유압라인(30)에 유압을 상승시키고, 릴리프밸브(330)를 통해 소정 이상의 압력으로 제1밸브(310)에 제공된다.
그리고, 상기 제1밸브(310)를 통해 제2유압라인(40)을 따라 유압실린더(210)의 후방에 유압이 제공되어 상기 로드(220)를 전진시킬 수 있다.
<후진상태>
도 6에 도시된 바에 의하면, 작업자가 레버 작동으로 4/3way로 이루어진 제2밸브(110)를 중립에서 교차으로 위치되면, 에어펌프(120)를 통해 제공되는 공압이 4/3way로 이루어진 제1밸브(310)를 중립에서 교차으로 위치시킨다.
이때, 제1공압라인을 따라 공급되는 공압이 상기 부스터펌프(320)를 구동시켜 제1유압라인(30)에 유압을 상승시키고, 릴리프밸브(330)를 통해 소정 이상의 압력으로 제1밸브(310)에 제공된다.
그리고, 상기 제1밸브(310)를 통해 제2유압라인(40)을 따라 유압실린더(210)의 전방에 유압이 제공되어 상기 로드(220)를 후진시킬 수 있다.
상기와 같이 구성된 본 발명을 제공함으로써, 기존에 비해 간단한 구조로 작동 및 유지 관리 비용을 절감할 수 있고, 저압의 공기압을 이용하여 유압을 승압하여 클린지역, 방폭지역 등의 작업장에 소음 공해 혹은 폭발 위험으로부터 안전성을 확보할 수 있는 효과가 있다.
이상에 설명한 본 명세서 및 청구범위에 사용되는 용어 및 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 본 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
따라서, 본 명세서에 기재된 도면 및 실시 예에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 하나의 실시 예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것이 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
10: 제1공압라인 20: 제2공압라인
30: 제1유압라인 40: 제2유압라인
100: 공압입력부 110: 제2밸브
120: 에어펌프 200: 유압출력부
210: 복동형 유압실린더 220: 로드
300: 유압펌프유닛 310: 제1밸브
320: 부스터펌프 321: 제1부스터
323: 제2부스터 330: 릴리프밸브
340: 베이스 341: 포트
400: 테이블 410: 저장탱크
420: 부스터필터

Claims (6)

  1. 공압입력부(100)를 통해 공급되는 공압에 의해 구동하여 유압를 펌핑하고, 승압된 유압을 유압출력부(200)에 제공하는 유압펌프유닛(300)을 포함하는 에어 구동식 부스터 펌프 시스템에 있어서,
    상기 유압펌프유닛(300)은,
    제1,2공압라인(10,20) 및 제1,2유압리인(30,40)을 각각 연결할 수 있도록 내부에 배관 형성되어 다수의 포트(341)를 갖는 베이스(340)와;
    상기 베이스(340)의 상부에 착탈 가능하게 구비되며, 공압입력부(100)에 연결된 제1공압라인(10)에 연결되어 공급되는 공압에 의해 구동하여 유압을 펌핑하는 복수의 부스터펌프(320)와;
    상기 베이스(340)에 구비되며, 상기 부스터펌프(320)에 연결된 제1유압라인(30)에 연결되며, 제2유압라인(40)으로 연결된 상기 유압출력부(200)로 유압을 선택적으로 제공하는 제1밸브(310)와;
    상기 베이스(340)에 연결됨과 동시에 상기 제1유압라인(30)에 구비되어 상기 부스터펌프(320)를 통해 제1유압라인(30)에 제공되는 유압이 소정의 압력 이상인 경우 개방하여 상기 제1밸브(310)로 유압을 공급하는 릴리프밸브(330)를 포함하고,
    상기 공압입력부(100)는,
    상기 제1공압라인(10)에 입력부가 연결되고, 출력부에 제2공압라인(20)이 연결되어 입력된 공압을 제2공압라인(20)에 선택적으로 공압을 제공하여 제1밸브(310)의 작동을 조작하는 제2밸브(110)와;
    상기 제1공압라인(10)에 공압을 제공하는 에어펌프(120);를 포함하는 것을 특징으로 하는 에어 구동식 부스터 펌프 시스템.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 부스터펌프(320)는,
    상기 제1공압라인(10)을 따라 공급되는 공압에 의해 번갈아 구동하여 제1유압라인(30)에 유압을 승압시키는 제1부스터(321)와 제2부스터(323)로 분할 구성되는 것을 특징으로 하는 에어 구동식 부스터 펌프 시스템.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 제1부스터(321)는 2개소로 유압을 출력하는 복동형이고, 상기 제2부스터(323)는 1개소로 유압을 출력하는 단동형으로 이루어진 것을 특징으로 하는 에어 구동식 부스터 펌프 시스템.
  4. 삭제
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 유압펌프유닛(300)의 베이스(340)가 상부에 안착 설치되는 테이블(400)과;
    상기 테이블(400)의 하부에 구비되어 유압으로 사용되는 유압유를 저장하는 저장탱크(410)와;
    상기 테이블(400)의 상부에 설치되며, 상기 제1공압라인(10)에 공압을 제공하는 두개의 에어펌프(120)와;
    상기 테이블(400)의 상부에 설치되며, 상기 유압펌프유닛(300)의 부스터펌프(320)로 제공되는 유압유에 이물질을 제거하는 부스터필터(420)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 에어 구동식 부스터 펌프 시스템.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 유압출력부(200)는,
    상기 제1밸브(310)가 선택적으로 제공하는 유압에 의해 로드(220)가 전/후진으로 왕복 작동하는 복동형 유압실린더(210)로 이루어진 것을 특징으로 하는 에어 구동식 부스터 펌프 시스템.
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