KR20010009338A - Ejector array and its arrangement method - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 이젝터어레이에 관한 것으로 특히, 각각 서로 다른 최적효율을 갖는 적어도 2 이상의 이젝터가 순서적으로 적층, 배열되는 이젝터어레이에 관한 것이다.The present invention relates to an ejector array, and more particularly, to an ejector array in which at least two or more ejectors each having a different optimal efficiency are sequentially stacked and arranged.
본 발명에 관련한 이젝터는 주로 동일한 이젝터 하우징내에 수개의 이젝터 노즐이 동축선상에서 연속하여 배열되는 형태의 소위 멀티이젝터이다. 그러나 본 발명은 이러한 형태에 한정되는 것은 아니며, 압축공기에 의하여 부압(負壓-negative pressure)을 발생시키는 모든 형태의 이젝터가 사용될 수 있다. 이러한 이젝터는 진공시스템(vacuum system)에서 작업대상물을 지지하는 흡착패드(suction pad)등과 직접 연결되어 사용되며, 공급되는 압축공기나 개스에 의하여 작동되어 부압을 발생시킨다. 잘 알려진 바와 같이, 부압은 기계공작시 공작물을 파지하여 견고하게 유지하거나, 정열작업이나 조립라인에서 대형의 작업대상물을 들어올리거나 이송하여야 하는등의 조작이 필요한 다양한 산업분야에서 사용된다.The ejector according to the present invention is a so-called multi-ejector of the form in which several ejector nozzles are arranged in succession on a coaxial line mainly in the same ejector housing. However, the present invention is not limited to this form, and any type of ejector that generates negative pressure by compressed air may be used. The ejector is used in direct connection with a suction pad for supporting a workpiece in a vacuum system, and is operated by supplied compressed air or gas to generate negative pressure. As is well known, negative pressure is used in a variety of industries that require manipulation, such as grasping and holding a workpiece securely during machining, or lifting or transporting large workpieces on an alignment or assembly line.
상기한 이젝터들은 각각 서로 다르게 설정된 작용범위내에서 최적효율을 갖도록 되어 있다. 즉, 단위시간당 적은 공기양을 배출하는 저용량의 이젝터는 극히 낮은 부압 예컨데 대기압의 5%정도에 해당하는 부압을 달성하는데에 최적인 효과가 있고, 단위시간당 많은 공기양을 배출하는 고용량(high capacity)의 이젝터는 평범한 부압 예컨데 대기압의 50%정도에 해당하는 부압을 달성하는데에 최적인 효과가 있다. 따라서 작업대상물 및 작업의 종류에 따라 선택된 작용범위와 주어진 압축공기공급에 대하여 원하는 효과를 갖는 적합한 이젝터를 선택적으로 사용함으로써 최적효율을 얻게 된다.The ejectors are each designed to have an optimum efficiency within a different operating range. In other words, the low-capacity ejector that emits a small amount of air per unit time has the optimal effect of achieving a very low negative pressure, for example, a negative pressure equivalent to about 5% of atmospheric pressure, and a high capacity that emits a large amount of air per unit time. The ejector of is effective at achieving a negative pressure equal to about 50% of atmospheric pressure. Therefore, optimum efficiency can be obtained by selectively using a suitable ejector having a desired effect for the selected range of action and given compressed air supply according to the object and the type of work.
진공시스템의 적용예에 있어서, 크고 무거운 부하를 취급하는 경우에는 비교적 많고 큰 흡착패드가 필요하며, 이것은 대량의 공기가 패드로부터 배출되고 또한 극히 낮은 부압이 패드내에서 이루어져야 한다는 것을 의미한다. 그러나 상기한 바와 같은 이젝터의 동작특성을 고려한다면, 저용량의 이젝터는 극히 낮은 부압을 달성할 수 있으나 단위 시간당 배출하는 공기양이 적어 그 시간이 매우 오래 걸린다. 이것은 작업시간의 지연을 초래힐 뿐만 아니라 압축공기를 제공하는데 사용되는 에너지의 실질적인 증가요인이 된다. 한편, 고용량의 이젝터는 필요한 부압을 주지 못하므로 선택될 수 없다.In applications of vacuum systems, handling large and heavy loads requires relatively large and large adsorption pads, which means that a large amount of air is expelled from the pad and extremely low negative pressure must be achieved within the pad. However, considering the operating characteristics of the ejector as described above, the low-capacity ejector can achieve an extremely low negative pressure, but the time is very long because the amount of air discharged per unit time is small. This not only results in a delay in working time but also a substantial increase in the energy used to provide compressed air. On the other hand, a high capacity ejector does not give the necessary negative pressure and thus cannot be selected.
따라서 단위 시간내에 많은 양의 공기를 배출함과 동시에 충분히 낮은 부압을 달성하는 새로운 형태의 이젝터어레이가 요구되는 것이다.Therefore, there is a need for a new type of ejector array which achieves a sufficiently low negative pressure while releasing a large amount of air in a unit time.
이러한 요구에 대응하는 기술로서 미국특허 제5,205,717호가 제시된 바 있다. 이 특허에 관한 이젝터이레이는 공통의 부압수집실이 형성된 몸체의 양측에 상이한 작용범위내에서 최적효율을 갖는 이젝터를 장착하고 공급되는 압축공기는 단위시간당 최대의 공기양을 배출하는 제1이젝터에 공급되기 시작하여 최소의 부압을 발생시키는 제2이젝터에 공급되기 까지 어느 하나의 이젝터에만 공급되도록 제어되는 것을 특징으로 한다. 이러한 구성으로 인하여 어느 정도의 부압 예컨데 대기압의 50% 정도의 부압은 제1이젝터에 의하여 빠르게 달성되며 이후 제2이젝터가 작용하여 원하는 최종 부압을 달성하게 된다는 것이며, 따라서 압축공기 공급을 위한 에너지의 사용을 최소화할 수 있다는 것이다.U.S. Patent No. 5,205,717 has been presented as a technology to address this need. The ejector array according to this patent is equipped with ejectors having optimum efficiency within different operating ranges on both sides of a body in which a common negative pressure collection chamber is formed, and the supplied compressed air is supplied to the first ejector which discharges the maximum amount of air per unit time. It is characterized in that it is controlled to be supplied to only one of the ejector until it is supplied to the second ejector for generating a minimum negative pressure. Due to this configuration, a certain negative pressure, for example, about 50% of the atmospheric pressure is quickly achieved by the first ejector, and then the second ejector acts to achieve the desired final negative pressure, thus using energy for supplying compressed air. Can be minimized.
그러나 상기와 같은 구성의 미국 특허는 상이한 작용범위를 갖는 이젝터들이 각각 독립적인 위치에서 선택적으로 작용하므로 예컨데 2 이상의 이젝터가 동시에 작용하는 것에 비하여 단위시간내에 배출하는 공기의 양이 적게 된다. 이것은 원하는 정도의 낮은 부압을 얻기 위하여는 보다 많은 에너지가 요구됨을 의미한다.However, the US patent of the above-described configuration, because ejectors having different operating ranges selectively operate at independent positions, respectively, for example, the amount of air discharged within a unit time is reduced compared to when two or more ejectors simultaneously operate. This means more energy is required to achieve the desired negative pressure.
물론 구성상 선택제어수단을 배제하면 제1,2이젝터가 함께 작용하여 단위시간내에 배출하는 공기의 양이 많아지기는 할 것이다. 그러나 이러한 경우라면 단지 이젝터의 용량이 커졌음을 의미하며 원하는 정도의 낮은 부압을 얻을 수는 없는 것이다. 이것은 통상의 이젝터의 동작특성상 당연하다.Of course, if the selective control means is excluded from the configuration, the first and second ejectors may work together to increase the amount of air discharged within a unit time. In this case, however, it simply means that the ejector's capacity has increased, and it is not possible to achieve the desired negative pressure. This is natural due to the operation characteristics of a conventional ejector.
따라서 압축공기가 어느 하나의 이젝터에만 공급되도록 제어하는 구성을 필요적으로 포함하게 되는데 이는 전술한 바와 같이 보다 많은 에너지의 소모와 생산원가 상승의 문제 및 전기적 고장에 의한 위험을 야기하는 원인이 된다.Therefore, it is necessary to include a configuration that controls the compressed air to be supplied to only one ejector, which causes a problem of more energy consumption, production cost increase, and electrical failure as described above.
본 발명은 종래기술 특히 상술한 미국특허의 문제점을 해결하기 위하여 창안된 것으로, 서로 다른 작용범위를 갖는 이젝터들을 일방향으로 적층하고 단일의 압축공기 공급루트를 통하여 일시에 작용하게 함으로써, 단위 시간내에 보다 많은 양의 공기를 배출함과 동시에 충분히 낮은 부압을 달성하는 새로운 형태의 이젝터어레이를 제공하고자 하는 것이다.The present invention was devised to solve the problems of the prior art, in particular the above-mentioned US patent, and by stacking ejectors having different working ranges in one direction and acting at a time through a single compressed air supply route, It is to provide a new type of ejector array which achieves a sufficiently low negative pressure while releasing a large amount of air.
도 1은 본 발명에 따른 이젝터어레이의 실시예를 보인 사시도이다.1 is a perspective view showing an embodiment of the ejector array according to the present invention.
도 2는 도 1의 A-A 선단면도이다.2 is a cross-sectional view taken along the line A-A of FIG.
도 3은 도 1의 B-B선 단면도이다.3 is a cross-sectional view taken along the line B-B in FIG.
도 4는 플랫밸브가 결합되는 밸브플레이트의 정면도이다.4 is a front view of the valve plate to which the flat valve is coupled.
도 5는 본 발명에 따른 이젝터어레이의 작용개념도5 is a conceptual view of the ejector array according to the present invention
〈도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명〉<Explanation of symbols for main parts of drawing>
1: 이젝터어레이 10: 패널 20: 제1이젝터1: ejector array 10: panel 20: first ejector
21∼24, 31∼33: 노즐 25∼27, 34∼36: 챔버21-24, 31-33: nozzles 25-27, 34-36: chamber
30: 제2이젝터 40: 밸브플레이트 41∼45: 밸브30: second ejector 40: valve plate 41 to 45: valve
상기한 목적을 위하여 본 발명은, 부압수집실을 갖는 패널의 일측으로 동가치의 압축공기에 대하여 각각 상이한 작동범위내에서 최적효율을 갖는 이젝터를 적층시키되 최외측에는 단위시간당 최대의 공기량을 배출하는 이젝터를 배치하고 최내측에는 최소의 부압을 발생시키는 이젝터를 배치하며 각각의 이젝터간에는 밸브플레이트를 설치하는 방법으로 적층시키며, 이와같이 적층된 이젝터들이 단일의 주입구를 통하여 공급되는 압축공기에 의하여 작용하도록 한 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the present invention is to stack an ejector having an optimum efficiency within a different operating range with respect to the same value of compressed air to one side of the panel having a negative pressure collection chamber, but to discharge the maximum amount of air per unit time on the outermost side. The ejector is arranged, the ejector generating the minimum negative pressure on the innermost side, and the valve plate is disposed between the ejectors, so that the stacked ejectors act by the compressed air supplied through a single inlet. It is characterized by.
이하, 본 발명을 첨부된 도면과 관련하여 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명에 따른 이젝터어레이의 실시예를 보인 사시도이고, 도 2는 도 1의 A-A 선단면도이고, 도 3은 도 1의 B-B선 단면도이고, 도 4는 플랫밸브가 결합되는 밸브플레이트의 정면도이다.1 is a perspective view showing an embodiment of the ejector array according to the present invention, Figure 2 is a cross-sectional view taken along line AA of Figure 1, Figure 3 is a cross-sectional view taken along line BB of Figure 1, Figure 4 is a valve plate coupled to the flat valve Front view.
이들 도면에 따른 실시예에서 이젝터어레이(1)는 패널(10)과 제1이젝터(20), 제2이젝터(30) 및 밸브플레이트(40)로 구성된다.In the embodiment according to these figures, the ejector array 1 consists of a panel 10, a first ejector 20, a second ejector 30, and a valve plate 40.
상기 패널(10)의 일측에는 압축공기공급장치가 결합되는 주입구(11)와 흡착패드등이 결합되는 연결구(12) 및 공기 배출구(13)가 형성되어 있다.One side of the panel 10 is formed with an inlet 11 to which the compressed air supply device is coupled, a connector 12 to which an adsorption pad is coupled, and an air outlet 13.
또한 상기 패널(10)의 타측에는 제1이젝터(20)와 제2이젝터(30)가 연속하여 적층되며, 패널(10)과 제1이젝터(20) 및 제1이젝터(20)와 제2이젝터(30)간에는 밸브플레이트(40)가 설치되며, 이 밸브플레이트(40)에는 공기의 역류를 방지하는 밸브(41∼45)가 결합되어 있다.In addition, the first ejector 20 and the second ejector 30 are sequentially stacked on the other side of the panel 10, and the panel 10, the first ejector 20, the first ejector 20, and the second ejector The valve plate 40 is provided between 30, and the valve plates 40 are coupled with valves 41 to 45 which prevent backflow of air.
상기 밸브플레이트(40)의 일측에는 상기 주입공(11)과 연통하는 통공(46)이 형성되어, 주입구(11)로 공급된 압축공기는 이 통공(41)을 통하여 제1이젝터(20)와 제2이젝터(30) 모두에 주입되는 것이다.One side of the valve plate 40 is formed with a through-hole 46 in communication with the injection hole 11, the compressed air supplied to the injection hole 11 and the first ejector 20 through the through-hole (41) It is injected into all of the second ejector (30).
이때 상기 제2이젝터(30)는 주어진 압축공기에 대하여 단위시간당 최대의 공기량을 배출하는 동작특성을 갖는 것으로 하고, 제1이젝터(20)는 최소의 부압을 발생시키는 것으로 한다. 각 이젝터(20)(30)의 형태는 본 발명을 구성하는 것이 아니므로 그에 대한 설명은 생략한다.At this time, the second ejector 30 has an operating characteristic of discharging the maximum amount of air per unit time for a given compressed air, and the first ejector 20 is supposed to generate the minimum negative pressure. Since the shape of each ejector 20, 30 does not constitute the present invention, description thereof will be omitted.
도 5는 본 발명에 따른 이젝터어레이의 작용개념도로서, 이 도면에 의해 위와같이 구성된 이젝터어레이의 작용을 살펴보면 다음과 같다.5 is a conceptual view of the ejector array according to the present invention. Looking at the action of the ejector array configured as above by the drawing, the following is described.
압축공기는 먼저 주입구(11)를 통하여 공급되어 주입실(50)로 들어와 제1이젝터(20)와 제2이젝터(30)의 노즐(21∼24, 31∼33)을 통하여 흐른다. 이 때 챔버(25,26,27, 34,35,36)내에서 부압이 발생하며 그에 따라 모든 밸브(41,42,43,44,45)가 열린다. 각각의 챔버(25,26,27, 34,35,36)에서 발생된 부압은 도시되지 않은 흡착패드가 결합된 부압수집실(60)에 집합되고, 부압수집실(60)의 부압은 패드 내의 공기가 열린 밸브(41,42,43,44,45)를 통하여 압축공기와 함께 배출되도록 한다. 압축공기는 챔버(28, 37)와 배출구(13)를 통하여 외부로 배출된다.Compressed air is first supplied through the injection port 11 to enter the injection chamber 50 and flows through the nozzles 21 to 24 and 31 to 33 of the first and second ejectors 20 and 30. At this time, negative pressure is generated in the chambers 25, 26, 27, 34, 35, and 36, and thus all the valves 41, 42, 43, 44, and 45 are opened. The negative pressure generated in each of the chambers 25, 26, 27, 34, 35, and 36 is collected in a negative pressure collecting chamber 60 to which an adsorption pad (not shown) is coupled, and the negative pressure of the negative pressure collecting chamber 60 is in the pad. Air is discharged with compressed air through open valves (41, 42, 43, 44, 45). Compressed air is discharged to the outside through the chambers 28 and 37 and the outlet 13.
챔버(36)의 부압이 부압수집실(60)의 부압과 동일하게 되면 밸브(43)가 닫히고, 부압수집실(60)의 부압이 점점 감소됨에 따라 밸브(42, 41)가 차례로 닫힌다. 이때 부압집합실(60)의 부압은 제2이젝터(30)의 최적효율인 대기압의 50%이며, 이 때까지는 제1이젝터(20)와 제2이젝터(30)가 동시에 작용하는 것이므로 본 발명에 따른 이젝터어레이(1)는 제2이젝터(30)가 선택적으로 사용되는 것에 비하여 단위시간당 공기배출양이 비교적 많으며, 이것은 대기압의 50%에 도달하는 시간이 빨라진다는 것을 의미한다.When the negative pressure of the chamber 36 is equal to the negative pressure of the negative pressure collecting chamber 60, the valve 43 is closed, and the valves 42 and 41 are closed in turn as the negative pressure of the negative pressure collecting chamber 60 gradually decreases. At this time, the negative pressure of the negative pressure assembly chamber 60 is 50% of the atmospheric pressure which is the optimum efficiency of the second ejector 30, and until this time, the first ejector 20 and the second ejector 30 act simultaneously. According to the ejector array 1, the amount of air discharged per unit time is relatively higher than that of the second ejector 30 selectively used, which means that the time for reaching 50% of atmospheric pressure is faster.
이상과 같이 부압이 제2이젝터(30)에 주어진 부압의 가치에 도달하면 제2이젝터(30)는 작용을 멈추고, 이후 작업대상물의 조작에 필요한 보다 낮은 부압은 제1이젝터(20)의 작용에 의하여 얻게된다.As described above, when the negative pressure reaches the value of the negative pressure given to the second ejector 30, the second ejector 30 stops functioning, and a lower negative pressure necessary for the manipulation of the workpiece is then applied to the action of the first ejector 20. Get by.
제1이젝터(20)는 제2이젝터(30)와 동일한 작용원리를 갖는다. 즉 챔버(28)의 부압이 부압집합실(60)의 부압과 동일하게 되면 밸브(45)가 닫히고, 부압수집실(60)의 부압이 점점 감소됨에 따라 밸브(44)가 닫힌다. 그러나 제1이젝터(20)는 대기압의 50∼3%의 범위내에서 최적의 효율을 갖는다.The first ejector 20 has the same working principle as the second ejector 30. That is, when the negative pressure of the chamber 28 is equal to the negative pressure of the negative pressure collection chamber 60, the valve 45 is closed and the valve 44 is closed as the negative pressure of the negative pressure collection chamber 60 gradually decreases. However, the first ejector 20 has an optimum efficiency within a range of 50 to 3% of atmospheric pressure.
이상에서 설명한 바와같이 본 발명에 따른 이젝터어레이는 서로 다른 작용범위에서 최적효율을 갖는 제1이젝터와 제2이젝터를 적층하여 최초 대기압의 50%에 이르는 부압을 달성하기 까지 상기 제1,2이젝터가 동시에 작용하도록 함으로써 보다 빠르게 원하는 부압을 얻을 수 있게 된다, 따라서 압축공기의 공급에 필요한 에너지 손실을 줄일수 있으며 작업시간에 대한 로스를 줄일 수 있는 효과가 있다.As described above, in the ejector array according to the present invention, the first and second ejectors are stacked until the first and second ejectors having the optimum efficiency in different operating ranges are stacked to achieve a negative pressure of 50% of the initial atmospheric pressure. At the same time, it is possible to obtain a desired negative pressure more quickly, thus reducing the energy loss required for supplying compressed air and reducing the loss of working time.
또한 각 이젝터의 작용을 위한 전기적 구성을 배제하여 구성을 단순화함으로써 전기적 위험으로부터 안전하고 생산원가 면에서도 유리하다.In addition, by simplifying the configuration by excluding the electrical configuration for the action of each ejector, it is safe from electrical hazards and advantageous in terms of production cost.
또한 각 이젝터를 적층가능한 구조로 함으로써 작업대상물의 하중에 대하여 신축적으로 대응할 수 있는 장점이 있다.In addition, by having a structure in which each ejector can be stacked there is an advantage that it can flexibly respond to the load of the workpiece.
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