KR200255900Y1

KR200255900Y1 - 피스톤 펌프

Info

Publication number: KR200255900Y1
Application number: KR2020010022079U
Authority: KR
Inventors: 천상석
Original assignee: 주식회사 다인엔지니어링
Priority date: 2001-07-20
Filing date: 2001-07-20
Publication date: 2001-12-13

Abstract

본 고안은 액상의 물질을 압송시키는 펌프에 관한 것으로, 특히 피스톤의 직선왕복 운동 및 회전운동에 의한 펌핑 방식으로 이물질이 포함된 액체 및 점도가 높은 액체를 고압으로 압송하는 피스톤 펌프에 관한 것이다.

본 고안은 이동이 자유롭게 바퀴와 손잡이가 설치된 본체와, 본체에 오일탱크가 설치되고 모터에 의해 유압펌프가 작동하는 유압발생기와, 유압발생기에서 제공된 유압을 콘트롤박스의 제어로 공급하는 유압밸브와, 상기 유압밸브에 의해 작동하는 제1유압실린더와, 유압밸브에 의해 작동하고 제1유압실린더와 수직 방향으로 설치되는 제2유압실린더와, 상기 제1유압실린더에 의해 회전운동하고 제2유압실린더에 의해 직선왕복 운동하는 피스톤과, 상기 피스톤이 내삽되며 흡입구와 토출구가 구비된 원통형의 실린더로 구성되는 것이다.

Description

피스톤 펌프 {the piston pump}

일반적으로 액상의 물질을 압송하는 펌프는 설치장소와 용량 및 압송물질에 따라 다르며, 가장 일반화된 임펠러 펌프는 모터의 구동을 받아 임펠러가 고속 회전하여 액체를 흡입 토출하는 펌핑 방식이고, 또한 베인펌프는 모터의 구동으로 베인을 고속 회전시켜 액체를 흡입 토출하는 펌핑 방식으로 널리 사용되고 있다.

한편 산업용 및 농약 살포용으로 널리 사용되고 있는 플런져 펌프는 실린더속에서 플런져가 왕복 운동하여 액체를 흡입 토출하는 펌핑 방식으로 플런져의 왕복 운동시 흡입밸브와 토출밸브가 교호로 작동하여 액체를 흡입 토출하게 된다.

상기의 플런져 펌프는 모터의 구동에 의해 크랭크축이 회전하여 실린더속에서 플런져를 왕복 운동시키며, 액체의 흡입 작동시 흡입밸브가 열리고 토출밸브는 닫히며 토출 작동은 반대로 토출밸브가 열리고 흡입밸브는 닫히게 되어 액체를 압송하게 된다.

기존에 제공되고 있는 일반화된 임펠러 펌프와 베인펌프는 모터의 구동에 의해 임펠러 및 베인이 고속 회전하여 액체를 흡입 토출하는 펌핑 방식으로 액체속에이물질이 포함되면 임펠러와 베인에 이물질이 끼어 회전력이 떨어지므로써 임펠러 및 베인에 마모가 발생하며 펌핑력이 저하되고 있다.

한편 상기에서 임펠러와 케이싱사이에 이물질이 끼면 임펠러의 회전이 순간적으로 정지하여 모터에 과부하가 발생하며 케이싱과 임펠러가 파손되어 수리가 불가피한 문제점을 야기하고 있다.

또한 기존에 제공되고 있는 플런져 펌프는 플런져의 왕복 운동에 의해 흡입토출작동시 이물질이 흡입밸브나 토출밸브에 끼게 되면 밸브의 기능이 상실되어 흡입 토출압이 급격히 저하되므로써 펌핑이 이루어지지 못하고 있다.

따라서 본 고안은 상기의 문제점을 해소하기 위하여 안출된 것으로, 피스톤의 왕복운동 및 회전운동에 의해 액체를 펌핑하는 방식으로 흡입밸브와 토출밸브가 필요치 않으며 이물질이 포함된 액체 및 점도가 높은 액체를 고압으로 펌핑하는 피스톤 펌프를 제공하고자 하는 것이다.

도 1 은 본 고안에 따른 실시예의 사시도

도 2 는 본 고안에 따른 실시예의 정단면도

도 3 은 본 고안에 따른 실시예의 측단면도

도 4 는 본 고안의 요부 정면도

도 5 는 본 고안의 요부 분해 사시도

도 6 내지 도 8 은 본 고안의 작동상태 평단면도

도 9 는 본 고안에 따른 작동상태 측면도

도 10 은 본 고안의 작동상태 측단면도

(도면의 주요부분에 대한 부호의 설명)

1: 본체 2: 바퀴 10: 유압발생기

11: 모터 12: 유압펌프 13: 오일탱크

20: 유압밸브 21: 콘트롤박스 30: 제1유압실린더

32: 래크 40: 제2유압실린더 42: 커플링

50: 피스톤 51: 장공 52: 패킹

53: 작동축 60: 실린더 61: 흡입구

62: 토출구 64: 베어링하우징 65: 피니언

본 고안의 바람직한 실시예를 도면에 도시된 도 1 내지 도 10 을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 고안은 이동이 자유롭게 저면부에 바퀴(2)가 장착되고 손잡이(3)가 설치된 본체(1)와, 본체(1)에 오일탱크(13)가 설치되고 모터(11)의 구동에 의해 유압펌프(12)가 작동하는 유압발생기(10)와, 상기 유압발생기(10)에서 제공된 유압을 콘트롤박스(21)의 제어로 개폐하여 공급하는 유압밸브(20)와, 상기 유압밸브(20)에 의해 작동하는 제1유압실린더(30)와, 상기 유압밸브(20)에 의해 작동하고 제1유압실린더(30)와 수직 방향으로 설치된 제2유압실린더(40)와, 상기 제1유압실린더(30)에 의해 회전 운동하고 제2유압실린더(40)에 의해 직선왕복 운동하며 외주연에 장공(51)이 천공된 피스톤(50)과, 상기 피스톤(50)이 내삽되며 한쪽에 캡(63)이 결합되고 흡입구(61)와 토출구(62)가 구비된 원통형의 실린더(60)로 본 고안의 피스톤펌프가 구성되는 것이다.

본 고안에서 필수적인 유압발생기(10)는 선행된 공지 기술로 오일탱크(13)에 담긴 오일을 모터(11)의 구동으로 유압펌프(12)를 작동시켜 유압을 발생시키는 것으로 유압펌프(12)에서 발생된 유압은 유압밸브(20)로 제공되어 콘트롤박스(21)의 제어로 제1유압실린더(30)와 제2유압실린더(40)를 작동시키게 된다.

따라서 콘트롤박스(21)에서 유압밸브(20)를 제어하므로 제1유압실린더(30)와 제2유압실린더(40)의 작동시간을 임의로 조정할 수 있게 된다.

본체(1)내에 소정크기의 오일탱크(13)가 내장되고 상부에는 직립되게 모터(11)가 설치되며 모터(11)의 구동축에는 유압펌프(12)가 설치되어 모터(11)의 구동에 의해 유압펌프(12)가 작동되도록 구성되며, 이러한 본체(1)는 이동이 자유롭게 저면부에 수개의 바퀴(2)가 장착되고 측면에 손잡이(3)가 설치된다.

유압펌프(12)에 의해 유압이 제공되는 유압밸브(20)는 본체(1)상측에 설치되고 유압밸브(20)를 제어하도록 콘트롤박스(21)가 설치된다.

액체가 흡입 토출되는 실린더(60)는 흡입구(61)와 토출구(62)가 상호 동일 원주상에서 소정의 각도를 갖도록 형성되며, 여기서 흡입구(61)과 토출구(62)는 90°로 수직 방향을 갖도록 형성됨이 바람직하고, 본체(1)위에 고정된 고정대(66)위에 설치되며 내부에 피스톤(50)이 내삽되어 직선왕복 운동과 회전 운동을 하여 액체를 흡입 토출하게 된다.

또한 본체(1)상부에는 유압밸브(20)에 의해 작동하는 제1유압실린더(30)와 제2유압실린더(40)가 상호 수직 방향을 갖도록 브라켓(33)(43)에 고정 설치되며, 제1유압실린더(30)는 실린더(60)에 내삽된 피스톤(50)을 회전 운동시키고 제2유압실린더(40)는 피스톤(50)을 직선왕복 운동시키게 된다.

상기 제1유압실린더(30)는 작동축(31)의 선단에 소정길이를 갖는 래크(32)가 장착되고, 이와 수직 방향을 갖도록 설치된 제2유압실린더(40)는 작동축(41)의 선단에 커플링(42)이 체결되어 피스톤(50)의 작동축(53)이 결합된다.

피스톤(50)은 한쪽이 개방되고 내부가 빈 공간을 갖는 원통형태이며, 외주연에 수개의 패킹(52)이 체결되어 실린더(60)내에서 기밀이 유지되고, 또한 외주연에 길쭉한 장공(51)을 천공하여 액체가 흡입 토출되게 하며, 길쭉한 작동축(53)에 키(54)를 장착한다.

상기 피스톤(50)의 작동축(53)이 제2유압실린더(40)의 작동축(41)에 체결된 커플링(42)에 나사 결합되어 제2유압실린더(40)의 작동에 의해 직선왕복 운동하게된다.

실린더(60)는 한쪽에 캡(63)이 결합되어 밀폐되고 피스톤(50)이 내삽된 상태에서 다른 한쪽에 베어링하우징(64)이 볼트에 의해 체결되며, 베어링하우징(64)에 피니언(65)이 회전가능케 결합되고, 키(54)가 장착된 작동축(53)이 피니언(65)에 끼워져 조립된다.

상기에서 피니언(65)에 키홈이 형성되어 피스톤(50)의 작동축(53)이 끼워져 직선왕복 운동이 가능케 되며, 제1유압실린더(30)에 장착된 래크(32)가 피니언(65)에 치합되어 제1유압실린더(30)의 작동에 의해 피니언(65)이 회전하여 피스톤(50)의 작동축(53)을 회전시키므로써 피스톤(50)이 실린더(60)내에서 회전할 수 있게 된다.

래크(32)의 저면부에 가이드롤러(34)를 설치하여 제1유압실린더(30)의 작동에 의해 래크(32)가 원활히 움직일 수 있게 하며, 래크(32)의 작동으로 피니언(65)이 소정의 각도로 회전되고, 이때 피니언(65)의 회전반경은 실린더(60)에 형성된 흡입구(61)와 토출구(62)의 각도와 동일하게 90°로 회전되도록 한다.

전술한 실린더(60)의 흡입구(61) 및 토출구(62)의 각도와 래크(32)의 작동으로 회전하는 피니언(65)의 회전각도는 상호 동일하게 구성되며, 90∼180°의 범위로 구성할 수 있다.

이와같은 구성의 본 고안은 유압에 의해 펌핑작동이 이루어지는 것이며, 유압 대신 공압을 이용할 수도 있고, 또한 본체(1)에서 제1유압실린더(30)와 제2유압실린더(40)와 실린더(60)를 분리하여 별도의 구조물에 설치할 수도 있는 것이다.

이하 본 고안의 작동과정을 설명하기로 한다.

실린더(60)의 흡입구(61)와 토출구(62)에 각각 흡입호스와 토출호스를 체결하고 콘트롤박스(21)에서 모터(11)를 작동시킨 다음 유압밸브(20)를 작동시킨다.

본 고안에서 제1유압실린더(30)와 제2유압실린더(40)는 유압밸브(20)에 의해 번갈아 작동되는 것으로, 도면의 도 6 내지 도 8 을 참조하여 작동과정을 설명하면최초 피스톤(50)의 장공(51) 일측면과 실린더(60)의 흡입구(61)가 일치된 상태에서 유압밸브(20)에 의해 제2유압실린더(40)가 작동하여 실린더(60)에 내삽된 피스톤(50)을 끌어 당기면 피스톤(50)과 실린더(60)와의 공간에 진공압이 발생하여 흡입구(61)를 통해 액체를 흡입하게 되며, 피스톤(50)을 끌어 당긴 다음 제2유압실린더(40)는 유압밸브(20)에 의해 정지된다.

상기 제2유압실린더(40)가 정지함과 동시에 유압밸브(20)의 작동으로 제1유압실린더(30)가 작동하여 래크(32)를 끌어 당기면 래크(32)와 치합된 피니언(65)이 90°로 회전하여 피스톤(50)의 작동축(53)을 회전시켜 장공(51)의 일측면과 토출구(62)가 일치되며, 피니언(65)을 회전시킨 다음 제1유압실린더(30)는 정지하게 된다.

제1유압실린더(30)가 정지함과 동시에 제2유압실린더(40)가 작동하여 피스톤(50)을 밀게 되며, 이때 실린더(60)내에 흡입 되었던 액체는 가압력을 받으며 토출구(62)로 압송되고 제2유압실린더(40)가 정지한다.

제2유압실린더(40)의 작동으로 액체의 토출과정이 종료하면 유압밸브(20)에 의해 제1유압실린더(30)가 작동하여 래크(32)를 밀게 되며, 래크(32)에 의해 피니언(65)이 회전하여 작동축(53) 및 피스톤(50)을 회전시켜 피스톤(50)의 장공(51)과 실린더(60)의 흡입구(61)가 일치되어 펌프의 1사이클이 종료하고 처음의 위치로 놓이게 된다.

상기와 같은 작동과정이 연속적으로 수행되어 액체를 펌핑하게 되며, 콘트롤박스(21)에서 유압밸브(20)의 작동시간을 조정하여 제1유압실린더(30)와 제2유압실린더(40)의 작동 사이클을 단축시켜 펌핑력을 향상시키게 된다.

이와같은 본 고안은 펌프의 용량에 따라 실린더(60)와 피스톤(50)의 크기를 달리하여 제작하거나, 또는 피스톤(50)의 직선왕복 거리를 달리하여 제작할 수 있으며, 피스톤(50)이 실린더(60)에서 직선왕복 운동 및 회전운동으로 액체를 펌핑하므로써 흡입밸브나 토출밸브가 필요없게 된다.

따라서 본 고안은 펌핑하고자 하는 액체속에 이물질이 포함되어도 펌핑력이나 작동에 장애가 없으며, 특히 점도가 높거나 이물질이 다량 포함된 축사의 분뇨 펌핑에 적합한 것이다.

또한 본 고안은 최초 실린더(60)에 내삽된 피스톤(50)의 위치와 피스톤(50)을 회전시키는 래크(32) 및 피니언(65)의 회전방향을 조정하면 액체가 흡입 토출되는 흡입구(61)과 토출구(62)가 바뀌어 펌핑이 이루어질 수 있다.

본 고안은 실린더에서 피스톤의 직선왕복 운동 및 회전운동에 의해 액체를 펌핑하는 방식으로 별도의 흡입밸브나 토출밸브가 필요치 않으며, 점도가 높거나 이물질이 다량 포함된 액체의 펌핑에 매우 적합하고 고압으로 펌핑이 이루어지는 것이다.

Claims

이동이 자유롭게 저면부에 바퀴(2)가 장착되고 손잡이(3)가 설치된 본체(1)와, 본체(1)에 오일탱크(13)가 설치되고 모터(11)의 구동에 의해 유압펌프(12)가 작동하는 유압발생기(10)와, 유압발생기(10)에서 제공된 유압을 콘트롤박스(21)의 제어로 개폐하여 공급하는 유압밸브(20)와, 상기 유압밸브(20)에 의해 작동하는 제1유압실린더(30)와, 상기 유압밸브(20)에 의해 작동하고 제1유압실린더(30)와 수직 방향으로 설치되는 제2유압실린더(40)와, 상기 제1유압실린더(30)에 의해 회전운동하고 제2유압실린더(40)에 의해 직선왕복 운동하며 외주연에 장공(51)이 천공된 피스톤(50)과, 상기 피스톤(50)이 내삽되며 흡입구(61)와 토출구(62)가 동일 원주상에서 소정의 각도를 갖도록 형성된 원통형의 실린더(60)로 구성되는 것을 특징으로 하는 피스톤 펌프.
제 1 항에 있어서,

실린더(60)의 한쪽에 캡(63)이 결합되고 다른 한쪽에 피니언(65)이 회전가능케 결합된 베어링하우징(64)이 체결되며, 제1유압실린더(30)의 작동축(31)에 피니언(65)과 치합하는 래크(32)를 장착하여 제1유압실린더(30)의 작동으로 피니언(65)을 회전시켜 실린더(60)에 내삽된 피스톤(50)을 회전 운동시키도록 구성되는 것을 특징으로 하는 피스톤 펌프.
제 1 항에 있어서,

피스톤(50)의 작동축(53)에 키(54)를 장착하여 피니언(65)의 키홈에 끼우고 제2유압실린더(40)의 작동축(41)에 체결된 커플링(42)에 피스톤(50)의 작동축(53)을 결합하여 제2유압실린더(40)의 작동으로 피스톤(50)이 직선왕복 운동하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 피스톤 펌프.