KR20100011337A - 공기압과 공기 흐름을 이용한 유해가스 차단 및 냉각,방습, 방폭 펌프 시스템에 관한 밀봉형 구조와 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 정밀유량제어 펌프를 위험한 환경(다습, 분진이 많은 곳, 산화성 기체 및 액체, 폭발성 기체)하에서 외부와 격리시키는 구조와 공기의 압력과 흐름을 이용하여 냉각, 방폭, 방습, 방진을 구현하는 방법에 관한 것이다. 구조는 펌프 헤드(도 1-a)는 외부에 돌출되고 동력전달 장치(도 1-c)와 원동기(도 1-e)는 밀봉된 구조 내에 위치한다. 그리고 공기는 공기 분사기(도 1-f, 도 4)로부터 원동기(도 1-e)가 위치한 곳을 거쳐 동력전달 장치(도 1-c)와 펌프 헤드(도 1-a)가 부착된 뒤편으로 이동하여 배출구를 통해 배출된다(도 5 참조). 이때 공기는 습기가 제거된 상태의 차가운 공기이다.

밀봉된 내부로 뿜어진 공기는 제일 처음 공기를 분산시켜서 내부 전체에 고루 퍼지도록 하는 공기 분사기(도 1-f, 도 4, 도 2-d)를 통과한다. 공기 분사기를 통과한 공기는 원동기(도 1-c)의 열을 뺐어 냉각을 시켜주면서 부식성, 폭발성 기체와 미세먼지, 습기 등을 펌프 헤드 블록(도 2-b)으로 옮긴다. 원동기의 열과 각종 유해한 기체 및 먼지, 습기는 펌프 헤드가 장착된 뒤편으로 이동하여 펌프 헤드 내의 유해성 기체와 함께 펌프 헤드 아래 단에 있는 배출용 포트(도 5-a)를 통해 외부를 배출된다.

공기를 이용한 방진, 방폭, 방습은 외부 대기압보다 밀봉된 내부의 공기압이 1~2기압 정도 높기 때문에 외부의 유해성 기체 및 습기는 내부로 침투할 수 없다. 또한 내부의 각종 유해성 기체 및 먼지와 습기는 외부로 배출된다. 그리고 초기 투입 되는 공기의 온도를 상온과 같이 하여 지속적으로 불어 넣어줌으로써 원동기 및 내부의 열을 냉각시켜주는 냉각기능을 보유하게 된다

방폭용 펌프, 방습용 펌프, 유해가스 차단형 펌프

Description

공기압과 공기 흐름을 이용한 유해가스 차단 및 냉각, 방습, 방폭 펌프 시스템에 관한 밀봉형 구조와 방법 {The explosion-proof, damp-proof construction Pump Module}

발명은 공기압과 공기의 흐름을 이용하여 밀봉된 구조 내의 펌프 헤드를 제외한 동력 전달기, 원동기 및 공기 분사기를 내재한 상태의 방폭, 방습, 냉각 기능을 구현하는 구조와 방법에 관련되어 있다.

밀봉형 구조는 펌프 헤드 장착부(도 2-a), 펌프 동력전달 블록(도 2-b), 원동기 장착 블록(도 2-c), 공기 분사기 블록(도 2-d)으로 4개의 주요 기능별 공간으로 구분되어 있다.

펌프 헤드 장착부(도 1-a)는 펌프 헤드가 밀봉형 구조부에 장착이 되고 펌프 헤드부(도 1-a)의 피스톤(도 1-b)이 밀봉형 구조 내부와 연결되어 있다. 실린더가 장착된 펌프 헤드는 밀봉형 구조의 머리부에 위치한다. 밀봉형 구조의 머리부는 피스톤이 삽입될 수 있도록 구멍이 뚫려 있고, 펌프 헤드로 덮어 펌프 헤드와 맞닿는 부위는 밀봉용 부품으로 처리하였다.

펌프 동력전달 블록(2-b)은 펌프 헤드에서 나온 피스톤에 동력을 전달하여 주는 역할을 하는 동력전달용 부품(도 1-c)이 공간 내부에 위치한다. 그리고 동력 전달부의 위치를 조정하고 고정하는 나사가 위치하는 축의 중심점을 기준으로 아래 단에 구멍(도 5-a)이 있다. 구멍은 공급된 공기를 통해 이물질, 내부에서 발생한 열이 배출될 수 있게 공압용 연결 부품이 체결되어 외부로 배출하는 기능과 부품을 조립한 후에 동력 전달부의 위치 조정을 위해 구멍에 연결된 부품을 탈거한 후에 공구가 삽입될 수 있다. 공기는 원동기 장착 블록의 상단에서 유입되어 배출용 구멍을 통해 배출되고 배출 단에 외부대기압보다 1~2기압 정도 높은 압력이 유지될 수 있는 부품을 장착하여 내부 압력이 높게 되도록 유지한다.

원동기 장착 블록(도 2-c)은 밀봉형 구조부의 내부에 원동기 단단히 고정되어 있는 곳이다. 원동기를 고정하는 부품(도 3)은 원동기를 고정하는 기능과 함께, 펌프 동력전달 블록에서 발생한 이물질이나 액체의 유입을 막을 수 있게 아래 부분이 막혀 있도록 설계하였다. 모터로 전달되는 신호선과 전원선은 원동기 장착 블록의 상단에 위치한 구멍(도 5-c)을 통해 외부로 통한다. 모터에 연결된 전기적 신호와 전원선은 밀봉이 되게 클램프 방식으로 전선을 감싸고 밀봉형 구조부 사이에 고무재질의 밀봉 부품을 사용하여 밀봉을 유지하게 한다. 공기는 공기 분사기를 통해 원동기 뒤편에 동일하게 분산되어 원동기 장착 블록 내의 열과 각종 기체, 먼지 등을 상단의 공기통로를 통해 펌프 동력 전달 블록으로 유입되게 한다.

공기 분사기 블록(도 2-d)은 뒤편에서 공급되는 공기를 분사하고, 먼지를 제거할 수 있도록 2개의 원형 판(도 4-a, b)을 1개의 볼트로 고정할 수 있게 설계되어 있다. 2개의 원형판은 원형면에 홈을 만들어 각각의 판을 회전하여 홈의 넓이를 조절하여 유입되는 공기 양을 조절한다. 2개의 원형판 사이에 먼지를 걸러내는 필 터부품을 넣어 먼지를 제거한다. 공기는 후단부의 공기유입용 구멍을 통해 연결된 공기압용 연결부품을 통해 외부에서 내부로 약 3~4기압의 공기압을 공급하고 공급된 공기는 공기 분사기의 홈을 통해서 원동기 장착 블록(도 2-c)으로 공기가 흘러 간다. 공급된 공기의 습기가 제거된 경우에는 필터를 장착하지 않는다. 공기 분사기 블록은 필터의 교체 및 유입 공기량의 조절을 하기 위해 탈부착이 가능하게 설계되어 있다.

발명은 방폭, 방습, 냉각을 할 수 있도록 공기압과 공기의 흐름을 이용한 밀봉형 펌프 모듈에 관한 것이다. 발화점이 될 수 있는 원동기(전기모터)에서 폭발성 기체가 유입될 수 있는 방향으로 공기를 끊임없이 흘려서 외부로 배출시킨다. 더불어 밀봉형 내부의 압력이 외부 환경(대기압)보다 높은 상태를 유지하여 내부로 침투하는 기체나 습기의 유입을 방지한다. 또한 내부로 주입된 공기가 외부로 끊임없이 배출되게 하여 침투되었거나 내부에서 발생한 먼지나 열이 배출되어 일정한 온도, 습도상태를 유지한다

주변 사용환경이 폭발성 기체에 노출되어 있고, 다습, 산화성 재료나 기체가 존재하는 곳, 먼지가 많은 곳에서 정밀한 유량제어 펌프를 사용하기 위한 발명이다.

폭발성 기체의 발화점이 될 수 있는 원동기(전기모터)로부터 기체의 접근을 차단하고 냉각을 위해 상온상태의 습기가 제거된 공기를 불어넣는다. 또한 펌프 헤드를 제외한 모든 부품은 밀봉된 구조부의 내부에 배치시키고 외부와 격리시켜 직접적인 접촉을 방지한다. 공기는 외부 대기압보다 1~2기압 높은 압력을 불어넣어 밀봉된 내부압력이 항상 외부압 보다 높게 유지하고, 유입된 공기를 외부로 배출시켜 방폭, 방습, 냉각 기능을 달성한다.

펌프 구동에 필요한 개별 부품을 밀봉형 구조부에 내장함으로써 부품별 내화학성, 내식성, 열방지, 먼지방지를 위한 추가조치 없이 일반 산업현장에 널리 사용되는 공기압을 이용하여 저렴한 가격과 기존 부품을 쉽게 사용할 수 있는 효과가 있다.

정밀 유량 펌프를 사용하는 주위 환경이 열악한 경우 외부의 환경요소로부터 격리시킨 구조부로 구성하여 펌프에 동력과 위치를 전달, 보정하는 전동기 부품과 동력을 발생하는 부품을 상태를 일정하게 유지할 수 있게 습기가 제거된 상온의 공 기를 공급하여 밀봉형 구조부 내부의 상태를 일정하게 유지한다. 공기의 흐름도(도 5)와 같이 습기가 제거된 상태에서 내부는 외부 환경의 영향에서 보호되면서 원하는 유량을 정밀하게 제어한다.

제1도는 전체 조립도 (부분 절개도)

제2도는 밀폐형 구조부의 3차원 절개도

제3도는 원동기 장착용 부품 3차원 도면

제4도는 공기 분사기의 3차원 도면

제5도는 전체 조립시 공기 흐름도

Claims (6)

1. 주위 대기압보다 큰 대기압 차이(1~2기압)를 이용하여 내ㆍ외부의 유해성 기체, 습기, 먼지 차단 방법.

   a. 밀폐된 공간 내부로 습기가 제거된 상온 공기를 주입하여 내부에 존재하는 열을 차가운 공기가 끊임없이 흘러가면서 냉각 후 외부로 배출가능 구조.

   b. 밀폐된 공간 내부로 습기가 제거된 상온 공기를 주입하여 내부에 존재하는 습기와 산화성 기체와 같은 부품을 손상시킬 수 있는 기체와 함께 외부로 배출가능 구조.

   c. 밀폐된 공간 내부로 습기가 제거된 상온 공기를 주입하여 내부에 존재하는 폭발성 기체를 발화점이 될 수 있는 원동기로부터 차단하고 흐르는 공기와 함께 외부로 배출하는 방법이 가능한 구조.

   d. 밀폐된 공간 내부로 습기가 제거된 상온 공기를 주입하여 외부 대기압보다 상대적으로 큰 대기압 차(1~2기압)가 발생하여 외부의 유해성 기체, 습기, 먼지를 차단하는 방법이 적용된 구조.
2. 밀폐형 구조부에서 펌프 헤드 장착을 할 수 있는 구조.

   a. 펌프 헤드 장착은 기울어진 경사면에 펌프 헤드를 2개의 볼트를 이용해서 체결 및 탈착이 가능한 구조.

   b. 펌프 헤드의 피스톤은 기울어진 경사면을 통해 내부의 동력전달부(coupling)로 연결되는 구조.

   c. 펌프 헤드의 튀어나온 면과 기울어진 경사면의 구멍 사이에 고무 재질의 밀폐형 재질을 장착하는 구조.
3. 동력전달 블록(도 2-b), 원동기 장착 블록(도 2-c), 공기 분사기 블록(도 2-d)별 기능과 구조.

   a. 밀폐형 구조부에서 동력전달 블록의 하단에 배출용 구멍을 하단에 배치하여 밀폐형 공간 내부에서 공기와 같이 외부로 배출되는 구조.

   b. 밀폐형 구조부에서 원동기를 장착하는 부품(도 3)은 원동기 장착 기능과 동력전달 블록의 하단과 중단면까지 막는 구조로 구성하여 동력전달 블록에 존재하는 이물질과 공기가 원동기 장착 블록으로 이동하는 것을 방지하고 원동기 장착 부품의 상단면의 틈을 통해 원동기 장착 블록에서 동력전달 블록으로 공기가 흘러가도록 만든 구조.

   c. 밀폐형 구조부에서 원동기 장착 블록에서 상단면을 통해 원동기와 연결된 파워선과 신호선이 외부와 연결되게 한 구조.

   d. 밀폐형 구조부에서 원동기용 전원선과 신호선의 밀폐를 위해 클램프 방식으로 전선의 직경 둘레를 꽉 조여주고 밀폐형 구조부 연결부 접촉면은 고무 재질의 부품을 사용하여 밀폐하는 구조.

   e. 밀페형 구조부에서 공기 분산 블록에서 공기를 주입하고 공기가 고루 분사되도록 2개의 원형판(도 4-a, b)을 사용하는 공기를 원동기 장착 블록에 공급하는 구조.
4. 공급되는 공기의 양을 조절하고 먼지제거 기능을 가진 공기 분사기의 기능과 구조.

   a. 밀폐형 구조부에서 2개의 원형판의 회전각도를 조절하여 공기를 분사하는 구조.

   b. 밀폐형 구조부에서 2개의 원형판 사이에 먼지 필터를 장착하여 먼지를 제거하는 구조.
5. 밀폐형 구조부에서 공기 분사부의 유지 관리를 위해 분리되는 구조.
6. 밀폐형 구조부의 내부 기압이 외부대기압보다 높기 때문에 펌프 헤드의 실린더와 피스톤이 접촉하는 Liner 부분의 누수방지 효과를 가지는 구조.

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