KR200189751Y1 - 쌍원통 펌프 - Google Patents

Abstract

본 고안은 피스톤이 장착되는 이중의 실린더가 형성된 쌍원통 펌프에 관한 것으로서, 특히 피스톤의 중앙에 장착되는 링크를 통해 단일의 구동캠축의 회전만으로도 펌프를 작동시킬 수 있는 효과가 있으며, 실린더의 내부인 흡입구의 바로 하측에는 상기 피스톤의 격판 중앙과 제 1,2핀(P1,P2)을 통해 연결되어 각 회전되는 링크가 장착되고, 상기 피스톤의 제 1헤드부의 중앙에는 편심 회전되는 구동캠축이 장착됨을 특징으로 하는 것이다.

Description

쌍원통 펌프{Twin pump}

본 고안은 피스톤이 장착되는 이중의 실린더가 형성된 쌍원통 펌프에 관한 것으로서, 특히 피스톤의 중앙에 장착되는 링크를 통해 단일의 구동캠축의 회전만으로도 펌프를 작동시킬 수 있는 쌍원통 펌프에 관한 것이다.

일반적으로 쌍원통 펌프라 함은, 유체 및 점성이 큰 액체 등을 압송하는 로터리 펌프의 기능은 물론, 공기 및 기체 등을 압송하는 진공(眞空)펌프(vacuum pump)의 기능도 가지고 있는 새로운 개념의 펌프로서, 먼저, 본 출원인이 기 출원한 대한민국 특허공고 제 97-9955호(이하, 종래고안이라 칭함)를 설명하면 다음과 같다.

도 7 내지 도 9에 도시된 바와같이, 본체(100)의 내부 일측에는 한쌍을 이루는 유체실(201)과 이를 연결하는 개방부(202) 및 개방부(202)의 양쪽에 형성된 흡입,토출구(IH,OH)가 구비된 실린더(200)가 형성되며, 이 실린더(200)의 내측에는 양측에 제 1,2헤드부(301,302)와 이를 서로 연결하는 격판(303)으로 이루어진 피스톤(300)이 장착되고, 상기 본체(100)의 내부 타측인 상기 실린더(200)의 타측에는 격벽을 경계로 하여 기어박스(400)가 형성되며, 이 기어박스(400)의 내측에는 상기 피스톤(300)의 제 1헤드부(301)에 장착되는 구동캠축(401)과 상기 제 2헤드부(302)에 장착되는 종동캠축(402) 및 상기 구동,종동캠축(401,402)을 서로 연결하는 제 1,2타원기어(403,404)가 장착됨을 특징으로 하는 것이다.

특히, 상기 구동,종동캠축(401,402)의 일단에는 편심축(S)을 구비한 편심캠(C)이 장착되어 있으며, 상기 편심축(S)은 상기 피스톤(300)을 구성하는 제 1,2헤드부(301,302)의 중앙에 장착되는 것이다.

따라서, 상기 기어박스(400)에 장착되어 있는 구동캠축(401)을 별도의 구동수단을 통해 회전시키게 되면, 구동,종동캠축(401,402)에 장착되어 있는 제 1,2타원기어(403,404)가 반대 방향으로 회전됨으로서, 구동캠축(401)과 연결된 제 1헤드부(301)와 종동캠축(402)에 연결된 제 2헤드부(302)가 편심캠(C)을 통해 서로 반대 방향으로 회전되는 것이다.

그러므로, 상기 피스톤(300)을 구성하는 제 1,2헤드부(301,302)가 서로 반대의 괘적으로 대칭되게 이동된다. 즉, 상기 제 1,2헤드부(301,302)의 외측면이 상기 실린더(200)의 내측면과 밀착됨과 동시에 이동됨으로서, 실린더(200)의 한쪽에 형성된 흡입구(IH)를 통해 유체가 유입된 후, 유입된 유체는 실린더(200)의 반대쪽에 형성된 토출구(OH) 쪽으로 압송되는 것이다.

그러나, 상기와 같이 구성된 종래의 쌍원통 펌프에 있어서, 상기 피스톤의 제 1,2헤드부를 회전시키기 위해서는 두 개의 축(구동캠축, 종동캠축)이 반드시 필요하고, 이를 연결하는 각종 동력전달요소(기어,체인,밸트등)들이 필요함으로서, 구성요소의 과다로 인하여 제작원가가 상승되는 문제점을 가지고 있었다.

또한, 상기 구동캠축은 일정한 각속도로 회전되는데, 이 구동캠축과 연결되어 회전되는 종동캠축은 피스톤을 원할히 움직일 수 있도록 회전각도에 따라 각속도를 변화시켜야 함으로서, 상기한 바와같이 제 1,2타원기어를 사용하여야 하나, 상기 타원기어는 제작에 어려움이 많았으며, 작동중 소음이 발생등의 문제점을 가지고 있었다.

이에 본 고안은 상기한 문제점을 해소하기 위하여 고안된 것으로, 단일의 구동캠축의 회전만으로도 펌프를 작동시킬 수 있도록 함으로서, 종래 기어박스의 형성과 타원기어의 사용에 따른 제작원가의 낭비와 소음의 발생 및 제작의 곤란성을 해소할 수 있는 쌍원통 펌프를 제공함에 목적이 있다.

또한, 피스톤의 외측면과 실린더의 내측면에는 탄성체층을 형성함으로서, 기밀을 유지함은 물론, 이물질의 혼입시 순조로운 펌핑을 얻고자 하는 목적도 가지는 것이다.

또, 피스톤을 구성하는 제 2헤드부를 타원형으로 형성함으로서, 특정한 패턴의 맥동을 얻을 수 있는 목적도 가지는 것이다.

또, 토출구의 반대편 후방 또는 전방의 상,하측에 상기 피스톤의 작동시 제 1,2헤드부를 통해 격번으로 개방되는 흡입구를 형성함으로서, 펌프의 작동시 피스톤이 임의의 각도에서 정지되더라도 고압부와 저압부가 완전히 격리되도록 함으로서, 펌프가 정지할 경우에도 고압부의 유체가 저압부로 역류하는 것을 막을 수 있는 목적도 가지는 것이다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 고안은, 실린더의 내부인 흡입구의 바로 하측에는 상기 피스톤의 격판 중앙과 제 1,2핀을 통해 연결되어 각 회전되는 링크가 장착되고, 상기 피스톤의 제 1헤드부의 중앙에는 편심 회전되는 구동캠축이 장착됨을 특징으로 하는 것이다.

도 1은 본 고안의 쌍원통 펌프를 나타낸 전단면도.

도 2는 도 1의 A-A선 단면도.

도 3은 본 고안의 쌍원통 펌프의 동작 관계를 나타낸 것으로서,

도 3a는 유체의 유입상태를,

도 3b 및 도 3c는 유체의 이동상태를,

도 3d는 유체의 배출상태를 나타낸다.

도 4는 본 고안에 따른 피스톤과 실린더의 다른 실시예를 나타낸 개략도.

도 5는 본 고안에 따른 피스톤의 또 다른 실시예를 나타낸 개략도.

도 6은 본 고안에 따른 실린더의 또 다른 실시예를 나타낸 개략도.

도 7은 종래의 쌍원통 펌프를 나타낸 단면도.

도 8은 도 7의 B-B선 단면도.

도 9는 도 7의 C-C선 단면도.

도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 본체

2 : 실린더

21 : 유체실

22 : 개방부

IH : 흡입구

OH : 토출구

3 : 피스톤

31 : 제 1헤드부

32 : 제 2 헤드부

33 : 격판

4 : 링크

P1 : 제 1핀

P2 : 제 2핀

5 : 구동캠축

51 : 편심캠

52 : 편심축

6,7 : 탄성체층

이하 본 고안을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 1은 본 고안의 쌍원통펌프를 나타낸 전단면도이며, 도 2는 도 1의 A-A선 단면도로서, 본체(1)의 내부에는 한쌍을 이루는 유체실(21)과 이를 연결하는 개방부(22) 및 개방부(22)의 양쪽에 형성된 흡입,토출구(IH,OH)가 구비된 실린더(2)가 형성되며, 이 실린더(2)의 내측에는 양측에 제 1,2헤드부(31,32)와 이를 서로 연결하는 격판(33)으로 이루어진 피스톤(3)이 장착되어 있는 쌍원통 펌프에 있어서;

상기 실린더(2)의 내부인 흡입구(IH)의 바로 하측에는 상기 피스톤(3)의 격판 중앙과 제 1,2핀(P1,P2)을 통해 연결되어 각 회전되는 링크(4)가 장착되고, 상기 피스톤(3)의 제 1헤드부(31)의 중앙에는 별도의 구동수단(도시않됨)을 통해 편심 회전되는 구동캠축(5)이 장착됨을 특징으로 한다.

특히, 상기 피스톤(3)의 격판 중앙에는 일측이 개방되어 있는 홈부가 형성되어 상기 링크부의 일단이 제 2핀(P2)을 통해 장착됨으로서, 피스톤(3)은 상기 각 회전되는 제 2핀(P2)을 중심으로 구동캠축(5)의 회전과 연동되어 각 회전되는 것이다.

그리고 상기 구동캠축(5)의 일단에는 편심축(52)을 구비한 편심캠(51)이 장착되어 있으며, 상기 편심축(52)은 상기 피스톤(3)을 구성하는 제 1헤드부(31)의 중앙에 장착됨으로서, 상기 구동캠축(5)의 회전시 상기 제 1헤드부(31)는 일정한 편심 궤적으로 회전 이동되는 것이다.

따라서, 상기와 같이 구성된 본 고안의 펌프를 작동시킬 경우에는, 먼저, 피스톤(3)의 제 1헤드부(31)와 연결된 구동캠축(5)을 별도의 구동수단(도시않됨)을 통해 회전시키게 되면, 실린더(2)에 형성된 흡입구(IH)를 통해 유체 또는 기체가 유입되고, 유입된 기체는 실린더(2)를 구성하는 유체실(21)중 하나를 통과하여 토출구(OH)를 통해 배출되는 것이다.

이를 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

도 3a는 유체의 유입상태를 나타낸 것으로서, 구동캠축(5)이 회전되어 제 1헤드부(31)가 상사점에 위치되면, 피스톤(3)의 중간에 장착된 링크(4)를 통해 제 2헤드부(32)도 상사점에 위치됨으로서, 유체가 흡입구(IH)를 통해 상부에 위치된 유체실(21)로 유입되는 것이다.

도 3b 및 도 3c는 유체의 이동상태를 나타낸 것으로서, 구동캠축(5)이 회전되어 제 1헤드부(31)가 하사점에 위치되면, 피스톤(3)의 중간에 장착된 링크(4)를 통해 제 2헤드부(32)도 하사점에 위치됨으로서, 유체가 실린더(3)의 상측에 위치되어 있는 유체실(21)에 취합되는 것이다. 즉, 상기 피스톤(3)의 제 1헤드부(31)의 하측면이 실린더(2)의 개방부(22)를 막게 되는 것이다.

도 3d는 유체의 배출상태를 나타낸 것으로서, 구동캠축(5)이 회전되어 제 1헤드부(31)가 하사점을 통과하게 되면, 피스톤(3)의 중간에 장착된 링크(4)를 통해 제 2헤드부(32)도 하사점을 통과 함으로서, 유체가 토출구(OH)를 통해 외부로 배출되는 것이다.

그러므로 상기와 같은 동작은 연속적으로 진행됨으로서, 단일의 구동캠축(5)의 회전만으로 도 쌍원통펌프를 작동 시킬 수 있는 것이다.

도 4는 본 고안에 따른 피스톤과 실린더의 다른 실시예를 나타낸 것으로서, 상기 피스톤(3)를 구성하는 제 1,2헤드부(31,32)와 격판(33)의 표면에는 탄성체층(6)이 형성되고, 상기 실린더(2)를 구성하는 한쌍의 유체실(21)과 이를 연결하는 개방부(22)의 표면에는 탄성체층(7)이 형성되는 것이다.

따라서, 상기 피스톤(3)의 외측면과 실린더의 내측면에 형성되어 있는 탄성체층(6,7)을 통해 기밀을 유지함은 물론, 이물질의 혼입시 순조로운 펌핑을 얻을 수 있는 것이다.

도 5는 본 고안에 따른 피스톤의 또 다른 실시예를 나타낸 것으로서, 상기 피스톤(3)을 구성하는 제 2헤드부(32')를 타원형으로 형성함으로서, 의료기기에 적용되는 특정한 패턴의 맥동을 얻을 수 있는 펌프로도 사용이 가능한 것이다.

도 6은 본 고안에 따른 또 다른 실시예의 실린더를 나타낸 것으로서, 상기 본체(1)에 형성된 토출구(OH)의 반대편 후방 또는 전방의 상,하측에는 상기 피스톤의 작동시 제 1,2헤드부(31,32)의 후면을 통해 격번으로 개방되는 흡입구(IH')가 형성되어 있는 것이다.

따라서, 펌프의 작동시 피스톤(3)이 임의의 각도에서 정지되더라도, 고압부와 저압부가 완전히 격리되도록 함으로서, 펌프가 정지할 경우에도 고압부의 유체가 저압부로 역류하는 것을 막을 수 있는 것이다.

상술한 바와 같은 본 고안은, 단일의 구동캠축만을 사용함에 따라서, 펌프의 제작원가를 최소화함은 물론, 소음의 발생을 막고, 제작을 용이하게 할 수 있는 효과를 가지는 것이다.

또한, 피스톤의 외측면과 실린더의 내측면에는 탄성체층을 형성함에 따라서, 기밀을 유지함은 물론, 이물질의 혼입시에도 장치의 고장을 막을 수 있어 펌프의 신뢰성을 높일 수 있는 효과도 가지는 것이다.

또, 피스톤을 구성하는 제 2헤드부를 타원형으로 형성함에 따라서, 특정한 패턴의 맥동을 얻을 수 있음으로서, 의료기기등의 특수 목적에도 적용이 가능한 효과를 가지는 것이다.

또, 토출구의 반대편 후방 또는 전방의 상,하측에 상기 피스톤의 작동시 제 1,2헤드부를 통해 격번으로 개방되는 흡입구를 형성함으로서, 펌프가 정지할 경우에도 고압부의 유체가 저압부로 역류하는 것을 막을 수 있는 효과도 가지는 것이다.

Claims (7)

1. 본체(1)의 내부에는 한쌍을 이루는 유체실(21)과 이를 연결하는 개방부(22) 및 개방부(22)의 양쪽에 형성된 흡입,토출구(IH,OH)가 구비된 실린더(2)가 형성되며, 이 실린더(2)의 내측에는 양측에 제 1,2헤드부(31,32)와 이를 서로 연결하는 격판(33)으로 이루어진 피스톤(3)이 장착되어 있는 쌍원통 펌프에 있어서;

   상기 실린더(2)의 내부인 흡입구(IH)의 바로 하측에는 상기 피스톤(3)의 격판 중앙과 제 1,2핀(P1,P2)을 통해 연결되어 각 회전되는 링크(4)가 장착되고, 상기 피스톤(3)의 제 1헤드부(31)의 중앙에는 편심 회전되는 구동캠축(5)이 장착됨을 특징으로 하는 쌍원통 펌프.
2. 제 1항에 있어서, 상기 구동캠축(5)의 일단에는 편심축(52)을 구비한 편심캠(51)이 장착되어 있으며, 상기 편심축(52)은 상기 피스톤(3)을 구성하는 제 1헤드부(31)의 중앙에 장착됨을 특징으로 하는 쌍원통 펌프.
3. 제 1항에 있어서, 상기 피스톤(3)를 구성하는 제 1,2헤드부(31,32)와 격판(33)의 표면에는 탄성체층(6)이 형성됨을 특징으로 하는 쌍원통 펌프.
4. 제 1항에 있어서, 상기 실린더(2)를 구성하는 한쌍의 유체실(21)과 이를 연결하는 개방부(22)의 표면에는 탄성체층(7)이 형성됨을 특징으로 하는 쌍원통 펌프.
5. 제 1항에 있어서, 상기 피스톤(3)을 구성하는 제 2헤드부(32)를 타원형으로 형성함을 특징으로 하는 쌍원통 펌프.
6. 제 1항에 있어서, 상기 본체(1)에 형성된 토출구(OH)의 반대편 후방 상,하측에는 상기 피스톤의 작동시 제 1,2헤드부(31,32)의 후면을 통해 격번으로 개방되는 흡입구(IH')가 형성됨을 특징으로 하는 쌍원통 펌프.
7. 제 1항에 있어서, 상기 본체(1)에 형성된 토출구(OH)의 반대편 전방 상,하측에는 상기 피스톤의 작동시 제 1,2헤드부(31,32)의 전면을 통해 격번으로 개방되는 흡입구(IH')가 형성됨을 특징으로 하는 쌍원통 펌프.