KR102344214B1 - 진공 이젝터 펌프 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 조립된 복수의 노즐을 포함하며 상기 노즐들을 고속으로 통과하는 압축공기에 의해 작용하여 외측 포위공간에 부압을 발생시키는 진공 이젝터 펌프에 관한 것이다. 본 발명의 펌프는 중간노즐을 중심으로, 그 일단부 외경에 끼워지는 전방- 커버부가 형성된 제1 노즐과, 그 타단부 외경에 끼워지는 후방- 커버부가 형성된 제2 노즐을 포함하여 이젝터 본체를 구성한다. 상기 포위공간은 이젝터 본체의 측벽에 형성된 통공과 상기 각 노즐 사이에 형성된 슬롯을 통하여 각 노즐과 소통하며, 상기 통공은 적정 형태로 구성된 밸브부재에 의하여 기밀적으로 개폐된다.

Description

진공 이젝터 펌프 {Vacuum ejector pump}

본 발명은 진공 이젝터 펌프에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 고속으로 유입 및 배출되는 압축공기에 의해 작용하여 일정한 공간에 부압을 발생시키는데 사용되는 진공 이젝터 펌프에 관한 것이다.

일반적으로 진공 이젝터 펌프는 진공이송 시스템에 사용되는 장치로서, 직렬 배열된 다단 노즐을 포함하는 이젝터 본체와, 상기 본체의 측벽에 형성된 통공 및 상기 통공의 내측에 설치된 가요성 밸브를 포함하여 이루어진다. 특히 소형의 진공 이젝터 펌프는 배기를 요하는 하우징 내부에 직접 장착되며, 이때 하우징 내부 진공챔버는 상기 통공과 소통하게 된다. 그리고 별도의 흡착장치 예컨대 흡착 컵이나 패드가 상기 진공챔버에 연결되어 진공 시스템을 구성한다.

시스템 동작시 공급된 압축공기가 이젝터 본체를 고속으로 통과하여 배출될 때 상기 진공챔버의 내부공기가 상기 통공을 통해 본체 내부로 유인되고 압축공기와 함께 배출된다. 이에 따라 상기 진공챔버 및 흡착장치에 진공 및 부압이 생성되며, 그 생성된 부압이 일정수준 이하로 되면 상기 통공이 밸브에 의하여 폐쇄되고 진공챔버는 그 압력수준을 유지하게 된다. 이 과정에서 생성된 흡착장치의 내부 부압은 물품의 파지 및 반송에 이용된다.

이러한 진공 이젝터 펌프의 대표적 유형으로 한국등록특허공보 제10-0393434호(미국특허공보 제6,394,760호) 및 한국등록특허공보 제10-1039470호에 개시된 진공 이젝터 펌프가 있다. 전자는 동일한 형태의 복수 노즐이 일-방향으로 나란히 배치된 상태로 조립되고 각 노즐 사이에 밸브 요소가 설치되는 구성이고, 후자는 별도의 원통형 부재를 이용하여 각 노즐을 조립하는 구성이다.

위 개시된 장치들은 현재 진공이송의 작업 현장에서 실제 사용되고 있다. 그러나 이 장치들은 모두:
각 구성의 조립이 복잡하여 생산성이 떨어지는 문제;
사용시에 각 부품 특히 노즐이 임의로 분리 또는 회전되는 등 구조적으로 취약하고 안정적이지 못한 문제; 및
기밀성이 약하여 진공 리키지(leakage)가 발생하기 쉽고, 그로 인해 진공 이송시 사고가 발생하는 문제;
가 있다. 게다가 후자의 경우는:
부품 수가 많아 생산 및 조립이 번거롭고 비경제적인 문제도 있다.

<선행기술문헌>

등록특허공보 제10-0393434호

등록특허공보 제10-0629994호

등록특허공보 제10-1039470호

등록특허공보 제10-1685998호

본 발명은 상기한 종래의 진공 이젝터 펌프들의 문제점을 해결하고자 제안된 것이다. 본 발명은 간편하게 조립 및 제조될 수 있고 사용시 견고하고 안정적인 상태로 유지될 수 있으며, 나아가 진공 리키지가 최소화되는 진공 이젝터 펌프를 제공하고자 하는 것이다.

본 발명의 진공 이젝터 펌프는:

조립된 복수의 노즐을 포함하며, 상기 노즐들을 고속으로 통과하는 압축공기에 의해 작용하여 외측 포위공간에 부압을 발생시키는 것에 있어서;

장-방향 채널을 갖는 파이프형 중간노즐을 중심으로,

그 일단부 외경에 끼워지는 전방- 커버부가 형성된 제1 노즐과, 그 타단부 외경에 상기 전방- 커버부와 서로 대향하는 방향으로 끼워지는 후방- 커버부가 형성된 제2 노즐을 포함하여,

이젝터 본체를 구성하며;

상기 포위공간은,

상기 이젝터 본체의 측벽에 형성된 통공과 상기 각 노즐 사이에 형성된 슬롯을 통하여 각 노즐과 소통하는 것;

을 특징으로 한다.

여기에서 상기 압축공기는 제1 노즐로 유입되고, 중간노즐을 통과한 후, 제2 노즐을 통해 외부로 배출되는 것이다.

바람직하게, 상기 통공은 각 커버부를 관통하여 형성된다.

또한, 상기 중간노즐은 그 중심부 외경에 링형으로 형성된 스토퍼 플랜지를 포함하며, 이에 전방- 커버부 및 후방- 커버부는 각 단부가 상기 플랜지의 양측 면에 대향하여 접촉하게 되는 것이다.

상기 이젝터 본체는, 조립된 각 노즐의 임의 회전을 방지하기 위하여, 중간노즐과 각 커버부 간에 형성된 상호 걸림구조를 더 포함한다. 구체적으로, 상기 걸림구조는 '키-키홈' 대응구조이며, 바람직하게는 상기 플랜지와 각 커버부의 단부에 대응하여 형성된다.

본 발명의 진공 이젝터 펌프는, 상기 이젝터 본체의 내부에 설치되고 통공을 개폐하도록 동작하는 가요성 밸브부재를 더 포함한다. 바람직하게, 상기 밸브부재는 제1 및 제2 노즐의 각 커버부와 그 내측의 중간노즐 사이의 공간에 설치된다.

구체적으로, 상기 밸브부재는 중간노즐 외경에 끼워져 고정되는 오-링과, 상기 오-링으로부터 연장되어 통공을 커버하는 체크밸브 플랩을 포함한다. 바람직하게, 상기 밸브 플랩은 그 표면으로부터 상기 통공의 주변을 둘러싸는 형태로 돌출하여 형성된 기밀성 서클을 포함한다.

본 발명에 따른 진공 이젝터 펌프는 기본적으로 중간노즐을 중심으로 그 양측 단부에 제1 노즐 및 제2 노즐의 각 커버부가 대칭적으로 끼워지는 형태로 구성되는데, 이 구조는 종래의 다른 펌프 장치에 비하여 조립이 쉽고 간편하면서도 견고하고 안정적인 효과가 있다.

바람직하게, 상기 밸브부재가 오-링과 밸브 일체형으로 성형되고 상기 중간노즐에 끼워지는데, 이 경우 밸브의 구성 및 조립이 쉽고 간편하면서 한편으로는 공기의 불필요한 흐름을 효율적으로 차단하여 장치의 진공 리키지를 최소화할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 진공 이젝터 펌프의 외형 사시도.
도 2는 도 1의 분해도.
도 3은 도 1의 'A-A'선 단면도
도 4는 도 1의 'B-B'선 단면도
도 5는 도 1의 진공 이젝터 펌프의 작용을 설명하기 위한 도면.

이상 기재된 또는 기재되지 않은 본 발명 '진공 이젝터 펌프'의 특징과 작용효과들은, 이하에서 첨부도면을 참조하여 설명하는 실시예 기재를 통하여 더욱 명백해질 것이다. 도 1 내지 5에서, 본 발명의 실시예에 따른 진공 이젝터 펌프가 부호 '10'으로 표시되어 있다.

도 1 내지 4를 참조하면, 본 발명의 진공 이젝터 펌프(10)는 직렬로 배치된 복수의 노즐(12,13,14)을 포함하며, 종래 진공 이젝터 펌프와 마찬가지로, 상기 노즐(12,13,14)을 고속으로 통과하는 압축공기에 의해 작용하여 외측 포위공간(도 5의 'S' 참조)을 배기함으로써 그 내부에 부압을 발생시키는 장치이다. 구체적으로 상기 진공 이젝터 펌프(10)는, 장-방향(도면상 횡-방향) 채널을 갖는 파이프형 중간노즐(12)과 그 양측에 각 조립되는 제1 노즐(13)과 제2 노즐(14)을 포함하여, 이젝터 본체(11)를 구성하고 있다.

부호 28은 제1 노즐(13)에 제공된 압축공기 유입구이고, 부호 29는 제2 노즐(14)에 제공된 배출구이다. 상기 압축공기는 제1 노즐(13)로 공급되고, 중간노즐(12)을 통과한 후, 제2 노즐(14)을 통해 외부로 배출되는 것이다.

구체적으로, 상기 제1 노즐(13)은 중간노즐(12)의 일단부(16a) 외경에 끼워지는 전방- 커버부(17)가 일체로 형성된 노즐이며, 상기 제2 노즐(14)은 중간노즐(12)의 타단부(16b) 외경에 끼워지는 후방- 커버부(18)가 일체로 형성된 노즐이다. 즉, 전방- 커버부(17)와 후방- 커버부(18)는 중간노즐(12)의 양단부(16a,16b)를 각 수용하면서 서로 대향하는 방향으로 끼워져 조립되는 것이며(도 2의 화살표 ①,② 참조), 이로써 3- 노즐(12,13,14)을 포함하는 이젝터 본체(11)를 구성하는 것이다.

이 이젝터 본체(11)의 구조는, 종래 다른 장치의 노즐 구조에 비하여, 조립이 쉽고 간편하면서 견고하고 안정적이다.

여기에서 상기 포위공간(S)은, 이와 같이 구성된 이젝터 본체(11)의 측벽에 형성된 통공(19)과 각 노즐(12,13,14)의 채널 사이에 형성된 슬롯(20)을 통하여 각 노즐(12,13,14)과 소통한다. 상기 슬롯(20)은 통공(19)과 각 노즐(12,13,14)을 소통시키는 통로로서 역할을 하는 구성으로서, 그 구체적인 명칭이나 형태에 한정되는 것은 아니다. 상기 통공(19)은 가공 편의상 각 커버부(17,18)를 관통하여 형성되도록 한다.

상기 이젝터 본체(11)의 조립시 편의를 위하여, 상기 중간노즐(12)은 그 중심부 외경에 형성된 링형의 스토퍼 플랜지(15)를 포함하며, 이에 전방- 커버부(17) 및 후방- 커버부(18)는 각 단부가 상기 플랜지(15)의 양측 면에 대향 접촉하도록 끼워지는 것이다.

상기 이젝터 본체(11)는, 조립된 각 노즐(12,13,14)의 임의 회전을 방지하기 위하여, 중간노즐(12)과 각 커버부(17,18) 간에 형성된 상호 걸림구조(21)를 더 포함한다. 구체적으로, 상기 걸림구조는 '키(23)-키홈(22)' 구조이며, 바람직하게는 상기 플랜지(15) 및 각 커버부(17,18) 단부에 대응하여 형성된다.

본 발명의 진공 이젝터 펌프(10)는, 상기 이젝터 본체(11)의 내부에 설치되고 상기 통공(19)을 개폐하도록 동작하는 가요성 밸브부재(24)를 더 포함한다. 바람직하게, 상기 밸브부재(24)는 제1 및 제2 노즐(13,14)의 각 커버부(17,18)와 그 내측의 중간노즐(12)의 단부(16a,16b) 사이 공간에 설치된다.

구체적으로, 상기 밸브부재(24)는 중간노즐(12)의 외경에 끼워 설치되는 오-링(25)과, 그 오-링(25)으로부터 연장되어 통공(19)을 커버하게 되는 체크밸브 플랩(26)을 포함한다. 바람직하게, 상기 밸브 플랩(26)은 그 표면으로부터 상기 통공(19)의 주변을 둘러싸는 형태로 돌출 형성된 기밀성 서클(27)을 포함한다.

본 발명의 진공 이젝터 펌프(10)의 조립시에 먼저 상기 밸브부재(24)를 중간노즐(12)의 단부(16a,16b) 측에 설치한 후, 그 중간노즐(12)의 양측에서 제1 및 제2 노즐(13,14)의 각 커버부(17,18)를 대향하여 끼워 넣으면서 홈(22)과 키(23)를 맞추면(도 2의 화살표 ①,② 참조), 상기 밸브 플랩(26)이 자연스럽게 통공(19)을 커버하게 되는 것이다.

도 5를 참조하면, 본 발명의 상기 이젝터 펌프(10)는 별도 구비된 하우징(H) 내부에 장착되어 그 외측 포위공간(S) 즉 하우징(H) 내부의 진공 챔버를 배기하는 것이다. 예컨대 상기 하우징(H)에는 포위공간(S)과 연통하는 흡착 컵이나 패드 등 흡착장치가 연결될 것이다. 먼저, 고속의 압축공기가 제1 노즐(13)의 유입구(28)로 공급되고 중간노즐(12)을 거쳐 제3 노즐의 배출구(29)를 통해 외부로 배출(화살표 ③ 참조)된다.

이 과정에서 각 노즐(12,13,14) 사이 슬롯(20) 부분에 압력 강하가 발생하며, 이에 밸브 플랩(26)이 동작하여 상기 통공(19)을 개방하며, 이 상태에서 포위공간(S)의 배기가 이루어진다. 즉, 상기 포위공간(S)의 내부 공기는 통공(19), 슬롯(20)을 경유하여 이젝터 본체(11)의 내부로 유인되고, 상기 압축공기와 함께 외부로 배출(화살표 ④ 참조)되는 것이다. 이러한 배기과정에 의하여 상기 포위공간(S) 및 흡착장치의 내부에는 진공 및 부압이 발생한다.

그리하여 상기 포위공간(S)의 내부 압력수준이 이젝터 본체(11) 내부 압력수준과 동등한 수준에 이르면, 밸브 플랩(26)이 반대로 동작하여 상기 통공(19)을 폐쇄한다. 이에 따라 상기 공간(S) 및 흡착장치의 내부에는 진공 및 부압이 생성·유지되는데, 진공이송 시스템에서는 이와 같이 생성된 부압을 이용하여 물품을 파지하고 이송할 수 있게 되는 것이다.

이때 상기 통공(19)과 밸브부재(24) 간 기밀이 약하면 공기가 통공(19)을 통하여 상기 포위공간(S)으로 들어가게 되고, 그러면 상기 생성된 진공과 부압이 순식간에 파기되어 이송 중 물품이 낙하해 버리는 문제가 발생할 수 있다. 이 문제에 대하여, 압축공기를 계속적으로 공급하는 경우가 있지만 이 경우 상당한 에너지 손실이 있다. 한편으로는 다양한 실링 요소들을 복합 사용하는 경우도 있지만, 복잡하고 불편하며 그 효과도 미미하다.

이에 비해 본 발명의 상기 밸브부재(24)는 오링(25)과 밸브 플랩(26)이 일체로 구성됨으로써 그 구성 및 설치가 간편하게 되면서도 상기 통공(19)의 개폐 및 밀폐가 효과적으로 수행될 수 있으며, 적정 설계된 상기 기밀성 서클(27)이 구성됨에 따라 상기 통공(19)의 기밀이 강화될 수 있다.

10. 진공 이젝터 펌프
11. 이젝터 본체
12. 중간 노즐
13. 제1 노즐 14. 제2 노즐
15. 플랜지
16a. 일단부 16b. 타단부
17. 전방- 커버부 18. 후방- 커버부
19. 통공
20. 슬롯
21. 걸림구조
22. 키홈 23. 키
24. 밸브부재
25. 오-링 26. 밸브 플랩
27. 서클
28. 유입구 29. 배출구
H. 하우징
S. 포위공간

Claims (8)

1. 조립된 복수의 노즐을 포함하며, 상기 노즐들을 고속으로 통과하는 압축공기에 의해 작용하여 외측 포위공간에 부압을 발생시키는 것에 있어서;
   장-방향 채널을 갖는 파이프형 중간노즐(12)을 중심으로,
   그 일단부(16a) 외경에 끼워지는 전방- 커버부(17)가 형성된 제1 노즐(13)과, 그 타단부(16b) 외경에 상기 전방- 커버부(17)와 서로 대향하는 방향으로 끼워지는 후방- 커버부(18)가 형성된 제2 노즐(14)을 포함하여,
   이젝터 본체(11)를 구성하며;
   상기 포위공간(S)은,
   상기 이젝터 본체(11)의 측벽에 형성된 통공(19)과 상기 각 노즐(12,13,14) 사이에 형성된 슬롯(20)을 통하여 각 노즐(12,13,14)과 소통하는 것;
   을 특징으로 하는 진공 이젝터 펌프.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 통공(19)은 각 커버부(17,18)를 관통하여 형성된 것을 특징으로 하는 진공 이젝터 펌프.
   
3. 제1항에 있어서,
   상기 중간노즐(12)은 그 중심부 외경에 링형으로 형성된 스토퍼 플랜지(15)를 포함하며; 상기 전방- 커버부(17) 및 후방- 커버부(18)는 각 단부가 상기 플랜지(15)의 양측 면에 대향하여 접촉하는 것;
   을 특징으로 하는 진공 이젝터 펌프.
   
4. 제3항에 있어서,
   상기 이젝터 본체(11)는, 조립된 각 노즐(12,13,14)의 임의 회전을 방지하기 위하여, 상기 중간노즐(12)과 각 커버부(17,18) 간에 형성된 상호 걸림구조(21)를 포함하는 것을 특징으로 하는 진공 이젝터 펌프.
   
5. 제4항에 있어서,
   상기 걸림구조(21)는, '키(23)-키홈(22)' 대응구조이며 상기 플랜지(15)와 각 커버부(17,18)의 단부에 서로 대응하여 형성되는 것을 특징으로 하는 진공 이젝터 펌프.
   
6. 제1항에 있어서,
   상기 진공 이젝터 펌프는, 이젝터 본체(11)의 내부에 설치되고 통공(19)을 개폐하도록 동작하는 가요성 밸브부재(24)를 더 포함하며;
   상기 밸브부재(24)는 제1 및 제2 노즐(13,14)의 커버부(17,18)와 그 내측의 중간노즐(12) 사이의 공간에 설치되는 것;
   을 특징으로 하는 진공 이젝터 펌프.
   
7. 제6항에 있어서,
   상기 밸브부재(24)는, 중간노즐(12)의 외경에 끼워져 고정되는 오-링(25)과, 상기 오-링(25)으로부터 연장되어 통공(19)을 커버하는 체크밸브 플랩(26)을 포함하는 것을 특징으로 하는 진공 이젝터 펌프.
   
8. 제7항에 있어서,
   상기 밸브 플랩(26)은 그 표면으로부터 상기 통공(19)의 주변을 둘러싸는 형태로 돌출하여 형성된 기밀성 서클(27)을 포함하는 것을 특징으로 하는 진공 이젝터 펌프.
   

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