KR20110042512A

KR20110042512A - 공압식 자동 피스톤 펌프

Info

Publication number: KR20110042512A
Application number: KR1020090099208A
Authority: KR
Inventors: 현기순
Original assignee: 주식회사 영일인덱스
Priority date: 2009-10-19
Filing date: 2009-10-19
Publication date: 2011-04-27
Also published as: KR101105630B1

Abstract

본 발명은 단일 체크밸브구조를 통해 유체와 압축공기의 흐름을 동시에 제어함으로써 장치의 크기를 콤팩트하게 유지할 수 있고, 체크밸브구조를 심플하게 제작함에 따라 장치의 유지보수 및 제품 단가를 낮출 수 있는 공압식 자동 피스톤 펌프에 관한 것이다.

상기 본 발명은 한쌍의 공기배출구를 가지는 좌/우측 하우징; 상기 좌/우측 하우징 중앙에 배치되며 공기유입구, 유체유입구 및 유체배출구를 가지는 몸체; 상기 몸체의 양측에 각각 배치되어 상기 몸체와 하우징 사이에 형성되는 공간을 제1 공기챔버 및 제1 유체챔버, 제2 공기챔버 및 제2 유체챔버로 각각 구획하는 제1 및 제2 피스톤부재; 및 상기 몸체 내부에 설치된 제1 내지 제3 체크밸브;를 포함하며, 상기 제1 체크밸브는 상기 제1 및 제2 공기챔버를 선택적으로 개폐하며, 상기 제2 및 제3 체크밸브는 동일하게 상기 제1 및 제2 유체챔버를 선택적으로 개폐하는 것을 특징으로 한다.

공압식, 피스톤 펌프, 유체, 체크밸브, 볼 체크, 유압

Description

공압식 자동 피스톤 펌프{Automatic Piston Pump of Pneumatic Type}

본 발명은 공압식 자동 피스톤 펌프에 관한 것으로, 특히 단일 체크밸브구조를 통해 유체와 압축공기의 흐름을 동시에 제어함으로써 장치의 크기를 콤팩트하게 유지할 수 있고, 체크밸브구조를 심플하게 제작함에 따라 장치의 유지보수 및 제품 단가를 낮출 수 있는 공압식 자동 피스톤 펌프에 관한 것이다.

일반적으로, 공압식 자동 피스톤 펌프는 외부에서 제공되는 공압을 이용하여 피스톤을 왕복운동시킴에 의해 유체를 이송시키는 펌프장치이다.

이와 같은 종래의 공압식 피스톤 펌프장치가 국내 등록특허 제719837호에 개시되어 있다. 상기 종래의 공압식 피스톤 펌프장치는 일측에 유체가 일시 저장되고 이송되는 유압유니트와 타측에 압축공기를 사용하여 상기 유압유닛을 작동시키기 위한 압축유니트를 구비한다.

그런데, 상기 종래의 공압식 피스톤 펌프장치는 유압유니트의 유체 흐름 제어하기 위한 체크밸브구조와 이와는 별도로 압축유니트의 공기 흐름을 제어하기 위한 또 다른 체크밸브구조를 각각 구비함에 따라 전체적인 크기가 대형화되는 문제가 있었다.

더욱이, 상기 종래의 공압식 피스톤 펌프장치는 유체유니트와 공기유니트가 각각의 체크밸브구조를 갖도록 제작함에 따라, 그 구조가 복잡하고 다수의 부품을 사용하고 있어 유지보수가 용이하지 못하고 제품이 고가인 문제가 있었다.

상기 문제점을 해결하기 위해 본 발명은, 단일 체크밸브구조를 통해 유체와 압축공기의 흐름을 동시에 제어함으로써 장치의 크기를 콤팩트하게 유지할 수 있는 공압식 자동 피스톤 펌프를 제공하는 데 그 목적이 있다.

또한, 본 발명의 다른 목적은 압축공기 및 유체의 흐름 유로를 개폐하는 체크밸브를 탄성 스프링을 사용하지 않고 밸브 몸체와 체크 볼만으로 구현함에 의해 부품 수를 줄여 내구성이 향상되고 장치 부품의 제조와 조립/분해가 쉽고, 유지보수 및 제품 단가를 낮출 수 있는 공압식 자동 피스톤 펌프를 제공하는 데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 공압 유니트를 피스톤 내측에 구비하고 유압 유니트를 몸체에 구비함에 따라 소형화 및 경량화가 가능한 공압식 자동 피스톤 펌프를 제공하는 데 있다.

상기 목적을 달성하기 위해 본 발명은, 각각의 단부에 한쌍의 공기배출구를 가지며 컵형상으로 이루어진 좌/우측 하우징; 양단부가 상기 좌/우측 하우징과 결합되며 각각 외주면으로부터 중심방향으로 형성되어 압축공기가 인가되는 공기유입구, 유체가 유입되는 유체유입구 및 유체가 배출되는 유체배출구를 가지며, 상기 공기유입구와 연통하며 축방향을 따라 중심을 관통하는 제1 관통홀, 상기 유체유입구와 연통하며 중심으로부터 거리를 두고 축방향을 따라 관통하는 제2 관통홀, 및 상기 유체배출구와 연통하며 중심으로부터 거리를 두고 축방향을 따라 관통하는 제3 관통홀을 구비하는 원통형 몸체; 상기 몸체의 양측에 각각 배치되어 상기 몸체와 좌/우측 하우징 사이에 형성되는 공간을 제1 공기챔버 및 제1 유체챔버, 제2 공기챔버 및 제2 유체챔버로 각각 구획하며, 각각의 피스톤로드가 제1 관통홀에 슬라이딩 가능하게 결합되는 제1 및 제2 피스톤부재; 상기 공기유입구와 연통된 제1 관통홀에 설치되어 상기 제1 및 제2 공기챔버를 선택적으로 개폐하여 제1 및 제2 피스톤부재의 이동방향을 결정하는 제1 체크밸브; 상기 유체유입구와 연통된 제2 관통홀에 설치되어 상기 제1 및 제2 유체챔버를 선택적으로 개폐하여 유입되는 유체의 유입 경로를 선택하는 제2 체크밸브; 및 상기 유체배출구와 연통된 제3 관통홀에 설치되어 상기 제1 및 제2 유체챔버를 선택적으로 개폐하여 배출되는 유체의 배출 경로를 선택하는 제3 체크밸브;를 포함하며, 상기 공기유입구로 공급되는 압축공기에 의해 제1 체크밸브가 상기 제1 및 제2 피스톤부재의 이동방향을 결정함에 따라 제2 및 제3 체크밸브가 이에 연동하여 상기 제1 또는 제2 유체챔버에 대한 유체의 유입 경로와 제1 또는 제2 유체챔버로부터의 유체의 배출 경로가 자동으로 결정되어 제1 및 제2 유체챔버에 대한 유체의 유입 및 배출이 이루어지는 것을 특징으로 하는 공압식 자동 피스톤 펌프를 제공한다.

상기 제1 및 제2 피스톤부재는 동일방향으로 함께 가동되도록 각각의 피스톤로드를 통해 상호 연결되는 것이 바람직하다.

또한, 상기 제1 및 제2 피스톤부재는 상기 몸체로 유입되는 압축공기에 의해 상기 제1 공기챔버 및 제2 유체챔버를 동시에 확장 또는 압축하고, 상기 제2 공기챔버 및 제1 유체챔버를 동시에 확장 또는 압축하여 상기 유체유입구를 통해 상기 몸체로 유입되는 유체를 상기 유체배출구로 배출하는 것이 바람직하다.

더욱이, 상기 제1 및 제2 피스톤부재는 각각, 내측에 슬라이딩 가능하게 설치되며 상기 제1 체크밸브를 통과한 압축공기를 제1 및 제2 공기챔버로 각각 안내하는 제1 및 제2 가이드튜브; 상기 좌측 하우징의 공기배출구를 개폐하도록 제1 가이드튜브에 슬라이딩 가능하며 탄력적으로 설치되는 제1 개폐 핀; 및 상기 우측 하우징의 공기배출구를 개폐하도록 제2 가이드튜브에 슬라이딩 가능하며 탄력적으로 설치되는 제2 개폐 핀을 더 포함하는 것이 바람직하다.

상기 제1 및 제2 개폐 핀은 각각, 상기 제1 및 제2 피스톤 부재의 이동과 연동하여 각각 상기 좌/우측 하우징의 한쌍의 공기배출구를 개폐한다.

본 발명은 상기 제1 및 제2 피스톤부재의 피스톤로드와 대향하는 제1 관통홀의 내주면에는 상기 공기유입구와 연통하며 제1 및 제2 피스톤부재의 이동거리에 대응하는 길이로 형성된 환형의 확장홈과, 상기 공기유입구로부터 확장홈으로 유입된 압축공기를 상기 피스톤로드 내부로 안내하는 적어도 하나의 내부 공기유입구를 더 포함하며, 상기 제1 체크밸브는 상기 내부 공기유입구를 통해 유입되는 압축공기에 의해 제1 및 제2 공기챔버로 연통하는 상기 제1 및 제2 피스톤부재의 피스톤로드를 선택적으로 개폐하여 압축공기의 유입방향을 안내하는 체크 볼을 구비하며, 상기 체크 볼의 이동방향과 동일하게 상기 제1 및 제2 피스톤부재의 이동방향이 설 정되는 것이 바람직하다.

또한, 상기 제2 체크밸브는 상기 제2 관통홀의 중앙부에 설치되어 유체유입구로 유입되는 유체를 제1 또는 제2 유체챔버로 안내하는 제1 부분과, 상기 제1 부분의 양측에 소정 간격을 두고 형성된 제2 및 제3 부분을 구비하는 밸브몸체; 및 각각 상기 제1 부분과 제2 및 제3 부분 사이에 유동 가능하게 설치되는 한쌍의 체크 볼을 포함하며, 상기 제1 및 제2 피스톤부재의 작동에 따라, 상기 한쌍의 체크 볼 중 어느 하나가 제1 유체챔버를 폐쇄할 때 나머지 하나는 제2 유체챔버를 개방하며, 반대로 상기 한쌍의 체크 볼 중 어느 하나가 제1 유체챔버를 개방할 때 나머지 하나는 제2 유체챔버를 폐쇄하는 것이 바람직하다.

더욱이, 상기 제3 체크밸브는 상기 제1 또는 제2 피스톤부재에 의해 압축되는 제1 또는 제2 유체챔버를 개방하여 유체를 상기 몸체 외부로 배출하는 것이 바람직하다.

이 경우, 상기 제3 체크밸브는 제3 관통홀의 양측에 설치되는 제1 부분 및 제2 부분을 포함하는 밸브몸체; 및 상기 제1 부분 및 제2 부분 사이에 유동 가능하게 설치되어 제1 및 제2 유체챔버를 교대로 개폐하는 체크 볼을 포함하는 것이 바람직하다.

상기 펌프장치는 좌/우 대칭 구조로 이루어진다.

상기한 바와 같이 본 발명에 있어서는, 유체와 압축공기의 흐름을 제어하기 위한 체크밸브의 구조를 단일 몸체에 구비함으로써, 전체적인 자동 피스톤 펌프의 크기를 콤팩트하게 유지할 수 있는 이점이 있다.

또한, 본 발명은 부품 수를 최소화하고 구조를 간소화하도록 체크 볼 이용한 체크밸브구조를 채택함으로써 유지보수가 용이한 것은 물론 제품의 제작비용을 줄여 제품 단가를 크게 낮출 수 있다.

더욱이, 본 발명에서는 제1 및 제2 피스톤부재를 이동시키기 위한 공압 유니트를 피스톤 내측에 구비하고 유체를 흡입/배출하는 유압 유니트를 몸체에 구비함에 따라 소형화 및 경량화가 가능하다.

이하, 첨부된 도면을 참고하여 본 발명의 일 실시예에 따른 공압식 자동 피스톤 펌프를 설명한다.

첨부된 도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 공압식 자동 피스톤 펌프를 나타내는 사시도이고, 도 2는 도 1에 표시된 Ⅱ-Ⅱ선을 따라 나타내는 단면도이고, 도 3은 도 1에 표시된 Ⅲ-Ⅲ선을 따라 나타내는 단면도이고, 도 4는 가이드튜브와 개폐 핀 사이에 형성된 공기의 유로를 나타내는 확대도이다.

도 1 및 도 2를 참고하면, 본 실시예의 공압식 자동 피스톤 펌프는 하우징(10), 몸체(30), 제1 및 제2 피스톤부재(51,55), 제1 내지 제3 체크밸브(71,73,75)를 포함한다.

상기 하우징(10)은 각각 컵 형상으로 이루어지며, 내측에 압축공기 및 유체를 일시적으로 저장하기 위한 소정의 공간부가 마련된 좌/우측 하우징(11,13)으로 이루어진다.

상기 좌/우측 하우징(11,13)은 각각 일측이 각각 개방되며 타측에는 대략 중앙 부분에 공기배출구(11a,13a)를 구비한 측벽이 형성된다. 이 경우 좌/우측 하우징(11,13)은 개방 측이 몸체(30)의 좌/우측에 각각 분리 가능하게 결합되도록 개방 측의 내주단을 따라 나사산(11b,13b)이 형성된다.

몸체(30)는 대략 원형으로 이루어지며, 양측 외주단을 따라 좌/우측 하우징(11,13)의 나사산(11b,13b)과 각각 나사 결합되는 나사산(30a,30b)이 형성된다.

상기 몸체(30)는 축방향을 따라 대략 중심을 관통하는 제1 관통홀(31)이 형성되고, 제1 관통홀(31) 주변에 제1 관통홀(31)을 중심으로 제2 및 제3 관통홀(35,37)이 대칭 형성된다.

상기 제1 관통홀(31)은 몸체(30) 외주면에 형성된 공기유입구(33a)로부터 직선방향으로 형성된 공기통로(33b)와 연통된다. 이에 따라 공기유입구(33a)로 유입되는 외부공기는 공기통로(33b)를 따라 제1 관통홀(31)로 안내됨으로써 몸체(30) 내부로 유입된다.

상기 제1 관통홀(31)은 후술하는 제1 및 제2 피스톤로드(51b,55b)가 슬라이딩 가능하게 관통한다. 이때, 제1 관통홀(31)은 내주 양측으로 제1 및 제2 피스톤로드(51b,55b)와 각각 접하는 한쌍의 씨일링(34a,34b)이 결합되며, 상기 한쌍의 씨일링(34a,34b)에 의해 제1 및 제2 유체챔버(S1,S2)에 장입된 유체가 제1 관통홀(31)로 누출되는 것을 방지한다.

또한, 제1 관통홀(31)은 한쌍의 씨일링(34a,34b) 사이에 해당하는 내주면에 확장홈(31a)이 형성된다. 상기 확장홈(31a)은 단일의 공기통로(33b)를 따라 유입된 압축공기가 제2 피스톤로드(55b)의 외주에 형성된 다수의 내부 공기유입구(58)로 골고루 분산 유입되도록 유도한다.

상기 제2 관통홀(35)은 외부에서 유입되는 유체를 제1 및 제2 유체챔버(S1,S2)로 안내하는 통로이며, 후술하는 제2 체크밸브(73)가 설치된다. 제2 관통홀(35)은 몸체(30) 외주면에 형성된 유체유입구(36a)로부터 직선방향으로 형성된 유체유입통로(36b)와 연통된다.

상기 제3 관통홀(37)은 제1 및 제2 유체챔버(S1,S2)에서 배출되는 유체를 몸체(30) 내부로 안내하기 위한 통로이며, 후술하는 제3 체크밸브(75)가 설치된다. 제3 관통홀(37)은 제2 관통홀(35)과 마찬가지로 몸체(30) 외주면에 형성된 유체배출구(38a)로부터 직선방향으로 형성된 유체배출통로(38b)와 연통된다.

제1 및 제2 피스톤부재(51,55)는 좌/우측 하우징(11,13)에 마련된 공간부를 압축공기 및 유체가 일시적으로 저장되도록 각각 분할하는 것은 물론, 몸체(30) 내부로 유입되는 압축공기에 의해, 유체를 제1 및 제2 유체챔버(S1,S2)로 교대로 유입하거나 배출함으로써 유체를 일방향으로 연속해서 펌핑하는 역할을 한다.

제1 피스톤부재(51)는 제1 피스톤(51a)과 제1 피스톤로드(51b)를 포함한다. 제1 피스톤(51a)은 좌측 하우징(11)의 공간부를 제1 공기챔버(A1)와 제1 유체챔버(S1)로 분할한다. 이 경우 제1 피스톤(51a)은 축방향을 따라 좌측 하우징(11)의 공간부를 좌우로 왕복 구동한다. 제1 피스톤로드(51b)는 제1 피스톤(51a)의 일측 중앙으로부터 연장 형성되며 아울러, 제1 피스톤(51a)의 직선 왕복운동이 가능하도록 제1 관통홀(31)에 슬라이딩 가능하게 삽입된다. 또한 제1 피스톤(51a)은 좌측 하우징(11)의 내주면과 접하는 외주단을 따라 씨일링(51g)이 결합된다.

상기 제1 피스톤부재(51)는 축방향을 따라 중앙을 관통하는 제1 가이드구멍(51c)이 형성된다. 제1 가이드구멍(51c)에는 제1 가이드튜브(52)가 슬라이딩 이동 가능하게 삽입된다.

제1 가이드튜브(52)는 제1 체크밸브(71)를 통해 유입된 압축공기를 제1 공기챔버(A1)로 안내한다. 또한 제1 가이드튜브(52)는 일측이 제1 가이드구멍(51c)으로부터 돌출되어 제1 공기챔버(A1) 내에 위치하고, 이 돌출된 부분에는 제1 가이드튜브(52) 내부를 따라 안내된 압축공기를 제1 공기챔버(A1)로 배출하는 다수의 내부 공기배출구(52a)가 형성된다.

상기 제1 가이드튜브(52)는 외주 일부에 제1 단턱(52b)을 형성하고, 제1 피스톤부재(51)의 제1 가이드구멍(51c) 내주면에는 제1 단턱(52b)이 후킹되도록 제2 단턱(51d)이 형성된다. 이에 따라 제1 피스톤부재(51)가 제1 유체챔버(S1)를 압축하는 방향으로 소정 위치까지 이동하면, 제1 단턱(52b)은 제2 단턱(51d)에 의해 후킹되면서 제1 피스톤부재(51)와 함께 제1 피스톤부재(51)의 이동방향과 동일방향으로 함께 이동한다. 이는 제1 공기챔버(A1)가 최대부피로 확장되는 시점 즉, 제1 피스톤(51a)이 상사점에 거의 인접했을 때부터 상사점에 다다르는 동안 제1 개폐 핀(53)에 의해 폐쇄된 제1 공기배출구(11a)를 개방하여 제1 공기챔버(A1)에 유입된 압축공기를 제1 공기배출구(11a)로 배출하기 위함이다.

제1 개폐 핀(53)은 제1 가이드튜브(52) 내측에 슬라이딩 이동 가능하게 삽입되며, 원뿔형상으로 돌출된 선단(53a)이 제1 공기배출구(11a)를 개폐한다.

상기 1 개폐 핀(53)은 후단에 형성된 헤드부(53b)가 제1 압축스프링(53c)에 의해 제1 가이드튜브(52)에 탄력적으로 지지되며, 이에 따라 제1 개폐 핀(53)은 제1 피스톤(51a)이 상사점에 인접하기 전까지 제1 공기배출구(11a)를 폐쇄상태로 유지함으로써 제1 피스톤(51a)이 제1 유체챔버(S1)를 최대한 압축하도록 하여 제1 유체챔버(S1)에 일시적으로 저장된 유체의 배출량을 최대로 설정할 수 있다.

상기 제1 가이드튜브(52)와 제1 개폐 핀(53) 사이에는, 도 4와 같이, 제1 체크밸브(71)로 유입된 압축공기를 다수의 내부 공기배출구(52a)로 안내하는 제1 유로(P1)가 형성된다.

한편, 제2 피스톤부재(55)는 상기 제1 피스톤부재(51)와 대부분 동일한 구성으로 이루어지며 그 기능 또한 제1 피스톤부재(51)와 유사하다. 상기 제2 피스톤부재(55)는 제2 피스톤(55a)과 제2 피스톤로드(55b)를 포함한다.

제2 피스톤(55a)은 우측 하우징(13)의 공간부를 제2 공기챔버(A2)와 제2 유체챔버(S2)로 분할한다. 이 경우 제2 피스톤(55a)은 축방향을 따라 우측 하우징(13)의 공간부를 좌우로 왕복 구동한다. 이 경우 제2 피스톤(55a)은 우측 하우징(13)의 내주면과 접하는 외주단을 따라 씨일링(55g)이 결합된다.

제2 피스톤로드(55b)는 제2 피스톤(55a)의 일측 중앙으로부터 연장 형성되며 아울러, 제2 피스톤(55a)의 직선 왕복운동이 가능하도록 제1 관통홀(31)에 슬라이딩 가능하게 삽입된다. 이 경우 제2 피스톤로드(55b)는 제1 피스톤로드(51b) 보다 길이가 다소 길게 형성되며, 제2 피스톤로드(55b)의 타측이 제1 피스톤로드(51b)의 타측과 상호 결합된다. 이와 같이 제1 및 제2 피스톤로드(51b,55b) 간의 결합에 따 라, 제1 및 제2 피스톤부재(51,55)는 함께 동일 방향으로 각각 좌/우측 하우징(11,13)을 따라 왕복 이동한다.

또한 제2 피스톤로드(55b)는 제1 피스톤로드(51b)에 인접한 부분에 외주를 따라 소정 간격으로 다수의 내부 공기유입구(58)가 형성된다. 다수의 내부 공기유입구(58)는 공기통로(36b)를 통해 몸체(30) 내부로 유입된 후 확장홈(31a)으로 분산된 압축공기를 제1 체크밸브(71) 내측으로 안내한다.

상기 제2 피스톤부재(55)는 축방향을 따라 중앙을 관통하는 제2 가이드구멍(55c)이 형성된다. 제2 가이드구멍(55c)에는 제2 가이드튜브(56)가 슬라이딩 이동 가능하게 삽입된다.

제2 가이드튜브(56)는 제1 체크밸브(71)를 통해 유입된 압축공기를 제2 공기챔버(A2)로 안내한다. 또한 제2 가이드튜브(56)는 일측이 제2 가이드구멍(55c)으로부터 돌출되어 제2 공기챔버(A2) 내에 위치하고 이 돌출된 부분에는 제2 가이드튜브(56) 내부를 따라 안내된 압축공기를 제2 공기챔버(A2)로 배출하는 다수의 내부 공기배출구(56a)가 형성된다.

상기 제2 가이드튜브(56)는 외주 일부에 제3 단턱(56b)을 형성하고, 제2 피스톤부재(55)의 제2 가이드구멍(55c) 내주면에는 제3 단턱(56b)이 후킹되도록 제4 단턱(55d)이 형성된다. 이에 따라 제2 피스톤부재(55)가 제2 유체챔버(S2)를 압축하는 방향으로 소정 위치까지 이동하면, 제3 단턱(56b)은 제4 단턱(55d)에 의해 후킹되면서 제2 피스톤부재(55)와 함께 제2 피스톤부재(55)의 이동방향과 동일방향으로 함께 이동한다. 이는 제2 공기챔버(A2)가 최대부피로 확장되는 시점 즉 제2 피 스톤(55a)이 상사점에 거의 인접했을 때부터 상사점에 다다르는 동안 제2 개폐 핀(57)에 의해 폐쇄된 제2 공기배출구(13a)를 개방하여 제2 공기챔버(A2)에 유입된 압축공기를 제2 공기배출구(13a)로 배출하기 위함이다.

제2 개폐 핀(57)은 제1 개폐 핀(57)의 형상 및 기능이 동일하다. 즉, 제2 개폐 핀(57)은 제2 가이드튜브(56) 내측에 슬라이딩 이동 가능하게 삽입되며, 원뿔형상으로 돌출된 선단(57a)이 제2 공기배출구(13a)를 개폐한다.

상기 제2 개폐 핀(57)은 후단에 형성된 헤드부(57b)가 제2 압축스프링(57c)에 의해 제2 가이드튜브(56)에 탄력적으로 지지되며, 이에 따라 제2 개폐 핀(57)은 제2 피스톤(55a)이 상사점에 인접하기 전까지 제2 공기배출구(13a)를 폐쇄상태로 유지함으로써 제2 피스톤(55a)이 제2 유체챔버(S2)를 최대한 압축하도록 하여, 제2 유체챔버(S2)에 일시적으로 저장된 유체의 배출량을 최대로 설정할 수 있다.

또한, 상기 제2 가이드튜브(56) 및 제2 개폐 핀(57) 사이에는 제1 체크밸브(71)로 유입된 압축공기를 다수의 내부 공기배출구(56a)로 안내하는 제2 유로(P2)가 형성된다.

제1 체크밸브(71)는 제2 피스톤로드(55b) 내측에 슬라이딩 이동 가능하게 삽입되는 체크 볼(71a)을 포함한다. 이 경우, 체크 볼(71a)의 가동 가능한 범위는 제1 피스톤로드(51)의 후단(51e)과 제2 피스톤로드(55b)의 내주면을 따라 형성된 제5 단턱(55e) 사이로 한정된다. 이에 따라 상기 체크 볼(71a)은 제1 및 제2 피스톤부재(51,55)의 이동과 연동하여 내부 공기유입구(58)를 지나 내부 공기유입구(58)의 양측 중 어느 일측으로 이동함에 따라 내부 공기유입구(58)로 유입되는 압축공기의 유입방향을 결정한다.

제2 체크밸브(73)는 제2 관통홀(35)에 삽입되는 밸브몸체(73d,73e)와 밸브몸체(73a)에 소정 구간 이동 가능하도록 삽입된 한쌍의 체크 볼(73b,73c)을 구비한다.

상기 밸브몸체(73a,73d,73e)는 내부 유체유입구(36a)로 유입되는 유체를 제1 및 제2 유체챔버(S1,S2)로 안내하는 제1 부분(73a)을 포함하며, 제1 부분(73a)의 양측에 소정 간격을 두고 형성된 제2 및 제3 부분(73d,73e)을 포함한다.

이 경우 제1 부분(73a)은 한쌍의 체크 볼(73b,73c)에 의해 번갈아 가며 개폐된다. 제2 및 제3 부분(73d,73e)은 제1 부분(73a)과 함께 한쌍의 체크 볼(73b,73c)이 밸브몸체(73a,73d,73e)를 이탈하지 않도록 하며, 또한 한쌍의 체크 볼(73b,73c)을 통과한 유체를 각각 제1 및 제2 유체챔버(S1,S2)로 안내한다.

한쌍의 체크 볼(73b,73c)은 제1 및 제2 피스톤부재(51,55)의 작동에 따라, 어느 하나(73b)가 제1 부분(73a)의 일측을 폐쇄하여 제1 유체챔버(S1)로 유체가 유입되는 것을 차단하면, 나머지 하나(73c)는 제1 부분(73a)의 타측을 개방하여 제2 유체챔버(S2)로의 유체가 유입하도록 유도한다. 반대로 한쌍의 체크 볼(73b,73c) 볼 중 어느 하나(73b)가 제1 유체챔버(S1)를 개방하면, 나머지 하나(73c)는 제2 유체챔버(S2)를 폐쇄한다.

제3 체크밸브(75)는 제1 및 제2 유체챔버(S1,S2)를 교대로 개폐하는 체크 볼(75a)과, 체크 볼(75a)을 이동 구간을 한정하는 밸브몸체(75b,75c)를 포함한다. 이 경우 밸브몸체는 제1 부분(75b) 및 제2 부분(75c)을 포함한다.

이 경우 상기 체크 볼(75a)은 제1 및 제2 유체챔버(S1,S2) 중 제1 또는 제2 피스톤부재(51,55)에 의해 압축되는 유체챔버 측에 인접한 제1 또는 제2 부분(75b,75c)을 개방하여, 유체배출통로(38b) 및 유체배출구(38a)를 통해 유체를 몸체(30) 외부로 배출한다.

상기한 바와 같이 구성된 본 발명의 일 실시예에 따른 공압식 자동 피스톤 펌프의 작동을 첨부된 도 5a 내지 도 5f를 참고하여 설명한다.

도 5a 내지 도 5f는 본 발명의 일 실시예에 따른 공압식 자동 피스톤 펌프의 작동을 순차적으로 나타내는 도면이다.

도 5a를 참고하면, 압축공기가 공기유입구(33a, 도 3 참고) 및 공기유입통로(33b, 도 3 참고)를 거쳐 몸체(30) 내부로 유입되면, 다수의 내부 공기유입구(58)를 통해 제1 체크밸브(71) 내부로 유입된다.

이때, 제1 체크밸브(71)의 체크 볼(71a)은 제1 체크밸브(71) 내로 유입되는 압축공기에 의해 제2 피스톤부재(55) 측으로 밀려나면서 제2 피스톤로드(55b)의 입구(55f)를 폐쇄한다.

제1 체크밸브(71)로 유입된 압축공기는 제1 피스톤로드(51b)의 제1 가이드구멍(51c)으로 유입된 후, 제1 유로(P1)를 거쳐 다수의 내부 공기배출구(52a)를 통해 제1 공기챔버(A1)로 유입된다. 이 경우 제1 개폐 핀(53)은 제1 가이드구멍(51c)으로 유입되는 압축공기의 압력에 의해 좌측방향으로 가압되어 선단(53a)이 좌측 하우징(11)의 공기배출구멍(11a)을 폐쇄한다.

도 5b를 참고하면, 제1 피스톤(51a)은 제1 공기챔버(A1)로 유입되는 압축공 기에 의해 제1 유체챔버(S1) 측, 즉 몸체(30) 방향으로 계속 이동하면서 제1 유체챔버(S1)를 압축한다.

이에 따라 제1 유체챔버(S1) 내의 유체는 제2 및 제3 체크밸브(73,75) 내로 유입된다. 한쌍의 체크 볼 중 제1 유체챔버(S1) 측에 인접한 체크 볼(73b)은 제1 유체챔버(S1)로부터의 압력에 의해 제1 부분(73a)을 폐쇄하여 유체가 제2 체크밸브(73)를 통해 유체유입통로(36b)나 제2 유체챔버(S2)로 유입되는 것을 차단한다. 이와 함께 제3 체크밸브(75)의 체크 볼(75a)은 제1 부분(75b)을 개방하고 제2 부분(75c)을 폐쇄함으로써, 제1 유체챔버(S1) 내의 유체가 유체배출통로(38b) 및 유체배출구(38a)를 순차적으로 통과하여 몸체(30)의 외부로 배출된다.

한편, 유체유입구(36a)를 통해 주입되는 유체는 유체유입통로(36b)를 거쳐 제2 체크밸브(73) 내로 유입된 후, 체크 볼(73c)에 의해 개방된 제1 부분(73a) 및 제3 부분(73f)을 거쳐 제2 유체챔버(S2)로 유입된다.

또한, 제1 체크밸브(71)의 체크 볼(71a)은 다수의 내부 공기유입구(58)를 통해 제1 체크밸브(71) 내부로 유입되는 압축공기에 의해 제2 피스톤로드(55b)의 입구(55f)를 폐쇄하고 있는 상태에서 제1 피스톤(51a)과 제2 피스톤(55a)의 이동에 따라 함께 이동하여 제2 가이드튜브(56)의 입구를 차단할 때 까지 이동한다.

도 5c를 참고하면, 제1 피스톤(51a)은 제1 공기챔버(A1)로 유입되는 압축공기에 의해 계속해서 제1 유체챔버(S1)를 압축하도록 몸체(30)로 향하는 방향으로 이동한다. 이때, 제1 가이드튜브(52)의 제1 단턱(52b)이 제1 피스톤부재(51)의 제2 단턱(51d)에 걸려 제1 피스톤부재(51)의 이동방향으로 함께 이동한다.

이에 따라 좌측 하우징(11)의 공기배출구(11a) 주위를 덮고 있던 제1 가이드튜브(52)는 일단이 좌측 하우징(11)으로부터 점차 이격되기 시작한다. 이 경우, 상기 내부 공기유입구(58)를 통해 제1 체크밸브(71)로 유입되는 압축공기는 체크 볼(71a)의 중앙부를 넘어서 제1 체크밸브(71) 우측의 제2 가이드구멍(55c)으로 인가되고 있으나, 제1 개폐 핀(53)은 아직 계속해서 공기배출구(11a)를 폐쇄하고 있는 상태에 있다.

따라서, 체크 볼(71a)은 제1 가이드구멍(51c)에 충진되어 있는 압축공기의 압력에 의해 계속해서 제2 가이드 튜브(56)의 입구를 차단한 상태를 유지하고 있고, 제1 가이드튜브(52)는 제1 피스톤(51a)의 추가적인 이동에 따라 내주부의 첫 번째 단차부가 제1 개폐 핀(53)의 헤드부(53b)와 접촉된 상태에 이르게 된다.

도 5d를 참고하면, 제1 피스톤부재(51)가 계속해서 제1 유체챔버(S1)를 압축하는 측으로 조금 더 이동하면, 제1 개폐 핀(53)은 제1 가이드튜브(52)와 함께 이동하면서 공기배출구(11a)를 개방한다. 이에 제1 공기챔버(A1)에 일시적으로 저장된 압축공기는 빠른 속도로 공기배출구(11a)를 통해 제1 공기챔버(A1)에서 빠져나간다.

제1 피스톤부재(51)의 이동에 따라 상사점까지 다다르는 과정에서 제2 피스톤로드(55b)의 다수의 내부 공기유입구(58)가 제1 체크밸브(71)의 체크 볼(71a)을 지나쳐서 체크 볼(71a)의 중심에서 우측 즉, 제2 유체챔버(S2) 측으로 이동하며, 제1 가이드구멍(51c)에 충전되어 있던 압축공기도 제1 공기챔버(A1)의 압력 저하에 따라 공기배출구(11a)를 통해 빠져 나가게 된다.

이에 따라 다수의 내부 공기유입구(58)를 통해 제1 체크밸브(71) 내로 유입되는 압축공기는 체크 볼(71a)의 우측으로 유입되면서 체크 볼(71a)을 제1 유압챔버(S1) 측으로 밀어내며, 제2 개폐 핀(57)을 우측으로 이동시켜 도 5e와 같이 공기배출구(13a)를 차단한다.

도 5e를 참고하면, 제1 피스톤부재(51)가 상사점에 도달한 경우 제1 체크밸브(71)의 체크 볼(71a)은 다수의 내부 공기유입구(58)로 유입되는 압축공기에 의해 제1 유체챔버(S1) 측으로 이동하면서 제1 피스톤로드(51b)의 제1 가이드구멍(51c) 입구(51f)를 폐쇄한다. 이 경우, 제1 개폐 핀(52)은 제1 가이드구멍(51c)의 공기가 빠져나가면서 제1 압축스프링(53c)에 의해 원위치로 복원된다.

한편, 압축공기는 제2 유로(P2)를 따라 제2 가이드튜브(56)의 다수의 내부 공기배출구(56a)를 통해 제2 공기챔버(A2)로 유입되고, 이에 따라 제2 피스톤(55a)은 제2 유체챔버(S2)를 압축하도록 몸체(30)를 향하는 방향으로 이동하기 시작한다. 이로써, 우측으로 이동하던 제1 및 제2 피스톤부재(51,55)는 좌측으로 방향전환이 이루어진다.

이 경우, 제2 체크밸브(73)로 유입되는 유체에 의해 체크 볼(73c)은 제1 부분(73a)을 폐쇄하여 제2 유체챔버(S2) 내의 유체가 제2 체크밸브(73)를 통해 유체유입통로(36b)로 역류하는 것을 방지한다. 또한, 나머지 체크 볼(73b)은 유체유입통로(36b)를 통해 제2 체크밸브(73) 내로 유입되는 유체에 의해 제1 부분(73a)을 개방하여 유체를 제1 유체챔버(S1)로 주입되도록 유도한다.

도 5f를 참고하면, 제2 피스톤(55a)이 제2 유체챔버(S2)를 압축함에 따라, 제2 유체챔버(S2) 내의 유체가 제3 체크밸브(75)로 유입된 후 유체배출통로(38b) 및 유체배출구(38a)를 순차적으로 통과하여 몸체(30) 외부로 배출된다.

한편, 유체유입구(36a) 및 유체유입통로(36b)를 통해 몸체(30) 내부로 주입되는 유체는 제2 체크밸브(73)를 거쳐 제1 유체챔버(S1)로 유입된다.

이와 같이 제1 및 제2 피스톤부재(51,55)는 제1 및 제2 공기챔버(A1,A2) 내로 교대로 유입되는 압축공기에 의해 동시에 좌/우측으로 왕복이동하면서 유체를 흡입 및 펌핑할 수 있다.

상기한 바와 같이 본 발명은 유체와 압축공기의 흐름을 제어하기 위한 체크밸브(71,73,75)의 구조를 단일 몸체(30)에 구비함으로써, 전체적인 자동 피스톤 펌프의 크기를 콤팩트하게 유지할 수 있다.

또한, 본 발명은 부품 수를 최소화하고 구조를 간소화하도록 체크 볼 이용한 체크밸브(71,73,75)의 구조를 채택함으로써 제조와 조립/분해가 쉽고, 유지보수가 용이한 것은 물론 제품의 제작비용을 줄여 제품 단가를 크게 낮출 수 있다.

이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술 사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형 가능함은 물론이다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 공압식 자동 피스톤 펌프를 나타내는 사시도,

도 2는 도 1에 표시된 Ⅱ-Ⅱ선을 따라 나타내는 단면도,

도 3은 도 1에 표시된 Ⅲ-Ⅲ선을 따라 나타내는 단면도,

도 4는 가이드튜브와 개폐 핀 사이에 형성된 공기의 유로를 나타내는 확대도,

* 도면 내 주요부분에 대한 부호 설명 *

10: 하우징 11: 좌측 하우징

13: 우측 하우징 11a,13a: 공기배출구

30: 몸체 33a: 공기유입구

36a: 유체유입구 38a: 유체배출구

51: 제1 피스톤부재 51a: 제1 피스톤

51b: 제1 피스톤로드 52a: 내부 공기배출구

55: 제2 피스톤부재 55a: 제1 피스톤

55b: 제1 피스톤로드 55c: 내부 공기유입구

71: 제1 체크밸브 73: 제2 체크밸브

75: 제3 체크밸브 31,35,37: 관통구멍

Claims

각각의 단부에 한쌍의 공기배출구를 가지며 컵형상으로 이루어진 좌/우측 하우징;

양단부가 상기 좌/우측 하우징과 결합되며 각각 외주면으로부터 중심방향으로 형성되어 압축공기가 인가되는 공기유입구, 유체가 유입되는 유체유입구 및 유체가 배출되는 유체배출구를 가지며, 상기 공기유입구와 연통하며 축방향을 따라 중심을 관통하는 제1 관통홀, 상기 유체유입구와 연통하며 중심으로부터 거리를 두고 축방향을 따라 관통하는 제2 관통홀, 및 상기 유체배출구와 연통하며 중심으로부터 거리를 두고 축방향을 따라 관통하는 제3 관통홀을 구비하는 원통형 몸체;

상기 몸체의 양측에 각각 배치되어 상기 몸체와 좌/우측 하우징 사이에 형성되는 공간을 제1 공기챔버 및 제1 유체챔버, 제2 공기챔버 및 제2 유체챔버로 각각 구획하며, 각각의 피스톤로드가 제1 관통홀에 슬라이딩 가능하게 결합되는 제1 및 제2 피스톤부재;

상기 공기유입구와 연통된 제1 관통홀에 설치되어 상기 제1 및 제2 공기챔버를 선택적으로 개폐하여 제1 및 제2 피스톤부재의 이동방향을 결정하는 제1 체크밸브;

상기 유체유입구와 연통된 제2 관통홀에 설치되어 상기 제1 및 제2 유체챔버를 선택적으로 개폐하여 유입되는 유체의 유입 경로를 선택하는 제2 체크밸브; 및

상기 유체배출구와 연통된 제3 관통홀에 설치되어 상기 제1 및 제2 유체챔버 를 선택적으로 개폐하여 배출되는 유체의 배출 경로를 선택하는 제3 체크밸브;를 포함하며,

상기 공기유입구로 공급되는 압축공기에 의해 제1 체크밸브가 상기 제1 및 제2 피스톤부재의 이동방향을 결정함에 따라 제2 및 제3 체크밸브가 이에 연동하여 상기 제1 또는 제2 유체챔버에 대한 유체의 유입 경로와 제1 또는 제2 유체챔버로부터의 유체의 배출 경로가 자동으로 결정되어 제1 및 제2 유체챔버에 대한 유체의 유입 및 배출이 이루어지는 것을 특징으로 하는 공압식 자동 피스톤 펌프.
제1항에 있어서, 상기 제1 및 제2 피스톤부재는 동일방향으로 함께 가동되도록 각각의 피스톤로드를 통해 상호 연결되는 것을 특징으로 하는 공압식 자동 피스톤 펌프.
제2항에 있어서, 상기 제1 및 제2 피스톤부재는 상기 몸체로 유입되는 압축공기에 의해 상기 제1 공기챔버 및 제2 유체챔버를 동시에 확장 또는 압축하고, 상기 제2 공기챔버 및 제1 유체챔버를 동시에 확장 또는 압축하여 상기 유체유입구를 통해 상기 몸체로 유입되는 유체를 상기 유체배출구로 배출하는 것을 특징으로 하는 공압식 자동 피스톤 펌프.
제1항에 있어서, 상기 제1 및 제2 피스톤부재는

각각, 내측에 슬라이딩 가능하게 설치되며 상기 제1 체크밸브를 통과한 압축 공기를 제1 및 제2 공기챔버로 각각 안내하는 제1 및 제2 가이드튜브;

상기 좌측 하우징의 공기배출구를 개폐하도록 제1 가이드튜브에 슬라이딩 가능하며 탄력적으로 설치되는 제1 개폐 핀; 및

상기 우측 하우징의 공기배출구를 개폐하도록 제2 가이드튜브에 슬라이딩 가능하며 탄력적으로 설치되는 제2 개폐 핀을 구비하는 것을 특징으로 하는 공압식 자동 피스톤 펌프.
제4항에 있어서, 상기 제1 및 제2 개폐 핀은 각각, 상기 제1 및 제2 피스톤 부재의 이동과 연동하여 각각 상기 좌/우측 하우징의 한쌍의 공기배출구를 개폐하는 것을 특징으로 하는 공압식 자동 피스톤 펌프.
제1항에 있어서, 상기 제1 및 제2 피스톤부재의 피스톤로드와 대향하는 제1 관통홀의 내주면에는 상기 공기유입구와 연통하며 제1 및 제2 피스톤부재의 이동거리에 대응하는 길이로 형성된 환형의 확장홈과,

상기 공기유입구로부터 확장홈으로 유입된 압축공기를 상기 피스톤로드 내부로 안내하는 적어도 하나의 내부 공기유입구를 더 포함하며,

상기 제1 체크밸브는 상기 내부 공기유입구를 통해 유입되는 압축공기에 의해 제1 및 제2 공기챔버로 연통하는 상기 제1 및 제2 피스톤부재의 피스톤로드를 선택적으로 개폐하여 압축공기의 유입방향을 안내하는 체크 볼을 구비하며,

상기 체크 볼의 이동방향과 동일하게 상기 제1 및 제2 피스톤부재의 이동방 향이 설정되는 것을 특징으로 하는 공압식 자동 피스톤 펌프.
제1항에 있어서, 상기 제2 체크밸브는

상기 제2 관통홀의 중앙부에 설치되어 유체유입구로 유입되는 유체를 제1 또는 제2 유체챔버로 안내하는 제1 부분과, 상기 제1 부분의 양측에 소정 간격을 두고 형성된 제2 및 제3 부분을 구비하는 밸브몸체; 및

각각 상기 제1 부분과 제2 및 제3 부분 사이에 유동 가능하게 설치되는 한쌍의 체크 볼을 포함하며,

상기 제1 및 제2 피스톤부재의 작동에 따라, 상기 한쌍의 체크 볼 중 어느 하나가 제1 유체챔버를 폐쇄할 때 나머지 하나는 제2 유체챔버를 개방하며, 반대로 상기 한쌍의 체크 볼 중 어느 하나가 제1 유체챔버를 개방할 때 나머지 하나는 제2 유체챔버를 폐쇄하는 것을 특징으로 하는 공압식 자동 피스톤 펌프.
제1항에 있어서, 상기 제3 체크밸브는 상기 제1 또는 제2 피스톤부재에 의해 압축되는 제1 또는 제2 유체챔버를 개방하여 유체를 상기 몸체 외부로 배출하는 것을 특징으로 하는 공압식 자동 피스톤 펌프.
제8항에 있어서, 상기 제3 체크밸브는 제3 관통홀의 양측에 설치되는 제1 부분 및 제2 부분을 포함하는 밸브몸체; 및

상기 제1 부분 및 제2 부분 사이에 유동 가능하게 설치되어 제1 및 제2 유체 챔버를 교대로 개폐하는 체크 볼을 포함하는 것을 특징으로 하는 공압식 자동 피스톤 펌프.
제1항에 있어서, 상기 펌프장치는 좌/우 대칭 구조로 이루어지는 것을 특징으로 하는 공압식 자동 피스톤 펌프.