KR20120007138U - 면접촉식 유체이송장치 - Google Patents

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Abstract

본 고안은 면접촉식 유체이송장치에 관련되며, 구성에 특징을 살펴보면, 실린더(12a)에 의해 왕복이송되는 펌프피스톤(12)과, 펌프피스톤(12)이 삽입되고, 양단에 흡입공(14a)과 토출공(14b)이 형성되는 펌프실(14)이 구비되는 펌프본체(10); 상기 흡입공(14a)과 토출공(14b)상에 각각 설치되고, 실린더(12a)의 작동방향과 연계되어 상호 역방향으로 개폐작동되는 면접촉식밸브(20);를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
이에 따라, 본 고안은 밸브로드와 고정ㆍ유동블럭이 기밀면을 통하여 면접촉식으로 밀착되어 유체이송을 단속함에 따라 필라 및 전지액을 포함하는 강성화공약품 공급용으로 사용하더라도 마모로 인한 기밀성저하현상이 방지되고, 특히 펌프로 사용시 제1, 2밸브실린더 중 어느 하나의 작동이 완료된 후 펌프실린더가 작동되는 연계구조를 가짐에 따라 작동속도에 영향을 받지 않고 액체의 공급정밀도가 향상되는 효과가 있다.

Description

면접촉식 유체이송장치{side contact type fluid transfer device}
본 고안은 면접촉식 유체이송장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 필라 및 전지액을 포함하는 강성화공약품용을 정량 공급하기 위한 면접촉식 유체이송장치에 관한 것이다.
일반적으로 밸브 및 정량펌프를 포함하는 유체이송제어장치는 반도체, 식품, 약품제조등을 포함하는 정밀산업분야에서 배합비를 정밀하게 제어하기 위해 사용하는 장치로서, 정량펌프의 경우 피스톤의 왕복운동에 의해 주입구를 통하여 투입된 액체가 토출구를 통하여 원하는 장소로 공급되는 구조를 가지고, 이때 정량펌프를 구성하는 각각의 부품들은 오링에 의존하여 기밀성이 유지되고 있다.
종래에 개시된 정량펌프를 살펴보면, 실용신안 등록번호 제20-0352227호의 "정량토출펌프"는 계량피스톤의 흡입력에 의해 액체가 계량실내로 흡입충진되게 함과 동시에 토출 역시 계량피스톤의 전진운동에 의해 이루어지게 하되 액체의 유입과 토출통로의 구성이 간단하게 이루어지고, 토출량의 미세조정이 가능하도록 하고 있다.
그러나, 상기한 정량토출펌프는 액체의 토출량을 정량으로 유지함과 동시에 토출량을 미세조절 가능케 하려는데 목적이 있지만, 사용상에 있어 많은 문제점이 제기되었다.
첫째, 정량펌프의 작동속도에 따라 계량실린더 내부압력 변화되면서 순간적으로 토출되는 액체량이 일정하게 유지되지 못하고, 또 오링이 수축하면서 액체가 수용되는 체적의 변화를 가져오므로 액체 토출량이 1/1000 ~ 3/10000의 공차를 유지해야함에도 불구하고 정밀제어가 불가능한 실정이다.
둘째, 1일에 수천회의 반복작동으로 인해 오링이 쉽게 마모되어 3~7일 주기로 오링을 교체해야 하고, 특히 입자가 포함된 필라 혹은 전지액을 포함하는 강성화공약품 공급용으로 사용시 오링의 수명이 더욱 단축되는 문제점이 따랐다.
셋째, 액체를 흡입하기 위해 계량피스톤이 승강시 액체를 흡입하기 위해 계량실린더의 내압이 낮아지고, 이때 계량피스톤과 오링사이로 공기 혹은 이물질이 유입되어 액체가 변출되거나 토출량의 정밀도가 저하되는 폐단이 따랐다.
한편, 유체의 이송을 제어하는 밸브는 상기 전술하는 정량펌프와 동일한 문제점을 가지는바, 즉 단속로드의 이송에 의해 유체공급을 ON/OFF하도록 구성되고, 각각의 구성부품이 오링에 의존하여 기밀성이 유지됨에 따라 1일에 수천회의 반복작동으로 인해 오링이 쉽게 마모되어 3~7일 주기로 오링을 교체해야 하고, 또 입자가 포함된 필라 혹은 전지액을 포함하는 강성화공약품 공급용으로 사용시 오링의 수명이 더욱 단축되는 문제점이 따랐다.
이에 따라 본 고안은 상기한 문제점을 해결하기 위해 착안 된 것으로서, 작동속도 변화에 영향을 받지 않고 토출량이 정밀하게 제어되고, 또 필라 및 전지액을 포함하는 강성화공약품용으로 적합하도록 내식성 및 내화학성, 내구성이 우수하는 면접촉식 유체이송제어장치를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
이러한 목적을 달성하기 위해 본 발명의 특징은, 실린더(12a)에 의해 왕복이송되는 펌프피스톤(12)과, 펌프피스톤(12)이 삽입되고, 양단에 흡입공(14a)과 토출공(14b)이 형성되는 펌프실(14)이 구비되는 펌프본체(10); 상기 흡입공(14a)과 토출공(14b)상에 각각 설치되고, 실린더(12a)의 작동방향과 연계되어 상호 역방향으로 개폐작동되는 면접촉식밸브(20);를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
이때, 상기 면접촉식밸브(20)는 양단에 구비되는 제1, 2밸브실린더(20a)(20b)에 의해 왕복이송되고, 제1이송공(22a)이 관통형성되는 밸브로드(22); 상기 밸브로드(22)가 수용되고, 제1이송공(22a)의 일단부와 대향하는 위치에 설치되어 제2이송공(24a)이 형성되는 고정블럭(24)과, 제1이송공(22a)의 다른 일단부와 대향하는 위치에 설치되어 제3이송공(26a)이 형성되는 유동블럭(26)이 구비되는 밸브본체(28);를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 밸브로드(22)와 고정ㆍ유동블럭(24)(26)이 면접되는 대응면에 고조도의 기밀면(30)이 형성되어 서로 밀착되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 유동블럭(26)은 일단에 스프링(26b)이 구비되어 밸브로드(10)상에 가압밀착되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 펌프피스톤(12)은 펌프실린더(12a)상에 설치되는 마이크로 게이지(50)의 게이지봉(52)에 의해 이송거리가 정밀제어되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 펌프실(14) 내주면에 액체잔류홈(60)이 형성되고, 액체잔류홈(60)과 대응하는 펌프피스톤(12)상에 액체차단씰(62)이 구비되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 액체잔류홈(60)과 연통되면서 펌프본체(10) 외측에 설치되어 누수된 액체량을 나타내는 투명누수확인관(70)이 구비되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 펌프본체(10)의 흡입공(14a)은 하부에 위치되고, 토출공(14b)은 상부에 위치되어 펌핑작동중에 발생되는 기포가 토출공(14b)을 통하여 배출되도록 형성되는 것을 특징으로 한다.
이상의 구성 및 작용에 의하면, 본 고안은 밸브로드와 고정ㆍ유동블럭이 기밀면을 통하여 면접촉식으로 밀착되어 유체이송을 단속함에 따라 필라 및 전지액을 포함하는 강성화공약품 공급용으로 사용하더라도 마모로 인한 기밀성저하현상이 방지됨과 더블어 유체공급정밀도가 향상되는 효과가 있다.
도 1은 본 고안에 따른 면접촉식 유체이송장치를 전체적으로 나타내는 사시도.
도 2는 본 고안에 따른 면접촉식 유체이송장치를 전체적으로 나타내는 구성도.
도 3은 도 2의 A-A'선을 절단하여 나타내는 구성도.
도 4는 도 2의 B-B'선을 절단하여 나타내는 구성도.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 고안의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.
본 고안은 면접촉식 유체이송장치에 관련되며, 이때 면접촉식 유체이송장치는 작동속도 변화에 영향을 받지 않고 토출량이 정밀하게 제어되고, 또 필라 및 전지액을 포함하는 강성화공약품용으로 사용시 마모로 인한 작동불량을 방지하기 위해 펌프본체(10), 면접촉식밸브(20)를 포함하여 주요구성으로 이루어진다.
본 고안에 따른 펌프본체(10)는 실린더(12a)에 의해 왕복이송되는 펌프피스톤(12)과, 펌프피스톤(12)이 삽입되고, 양단에 흡입공(14a)과 토출공(14b)이 형성되는 펌프실(14)이 구비된다. 실린더(12a)는 일단에 펌프피스톤(12)이 연결되고, 펌프피스톤(12)은 펌프실(14)내에서 왕복운동하며 흡입공(14a)으로 유입된 유체를 토출공(14b)을 통하여 배출하는 펌핑작동을 수행하게 된다.
이때, 실린더(12a)는 공압에 의해 작동되도록 한 쌍의 에어이송공이 형성되어 후술하는 면접촉식밸브(20)와 독립적으로 작동시점이 제어되어 펌핑작동을 수행하거나, 도 4처럼 실린더(12a)와 면접촉식밸브(20)의 에어이송공이 연통되도록 연결되어 연계작동되는 구조로 형성된다.
즉, 도 4에서 실린더(12a)의 어느 일측 에어이송공이 한 쌍의 면접촉식밸브(20) 중 흡입공(14a) 측에 설치되는 면접촉식밸브(20)의 개방작동을 담당하는 제1밸브실린더(20a) 배기공 및 토출공(14b)측에 설치되는 면접촉식밸브(20)의 폐쇄작동을 담당하는 제2밸브실린더(20b) 배기공과 연통되고, 또 다른 일측의 에어이송공은 흡입공(14a)측에 설치되는 면접촉식밸브(20)의 폐쇄작동을 담당하는 제2밸브실린더(20b) 배기공 및 토출공(14b)측에 설치되는 면접촉식밸브(20)의 개방작동을 담당하는 제1밸브실린더(20a) 배기공과 연결되며, 이때 실린더(12a)의 에어이송공측으로 압축공기가 이송되는 라인은 축소제작되어 압축공기의 흐름을 지체시킴으로 면접촉식밸브(20)의 작동이 우선적으로 이루어지도록 한다.
이에 펌프실(14)에 충진된 유체를 토출시 흡입공(14a)측에 설치된 면접촉식밸브(20)의 제2밸브실린더(20b)상으로 공기가 투입되어 폐쇄작동됨과 동시에 토출공(14b)측에 설치된 면접촉식밸브(20)의 제1밸브실린더(20a)상으로 공기가 투입되어 개방작동되고, 이어서 압축공기가 실린더(12a)의 에어이송공으로 주입되어 펌프피스톤(12)이 작동되면서 펌핑작동이 이루어진다.
이때, 상기 펌프본체(10)의 흡입공(14a)은 하부에 위치되고, 토출공(14b)은 상부에 위치되어 펌핑작동중에 발생되는 기포가 토출공(14b)을 통하여 배출되도록 형성됨에 따라 펌프실(14) 내부에 잔류하는 기포로 인한 유체 공급 정밀도가 저하현상이 미연에 방지된다.
한편, 실린더(12a)의 승하강 작동위치는 펌프본체(10) 외측에 설치되는 근접센서에 의해 검출되어 펌핑작동이 연속적으로 반복 수행된다.
또한, 상기 펌프피스톤(12)은 실린더(12a)상에 설치되는 마이크로 게이지(50)의 게이지봉(52)에 의해 이송거리가 정밀제어된다. 마이크로 게이지(50)는 레버의 회전력에 의해 게이지봉(52)의 돌출길이가 정밀제어되는 통상의 게이지로서, 게이지봉(52)이 펌프피스톤(12)과 동축을 이루도록 설치되고, 게이지봉(52)의 돌출길이에 따라 펌프피스톤(12)의 이송거리가 제한되면서 유체 공급량이 정밀제어된다.
또한, 상기 펌프실(14) 내주면에 액체잔류홈(60)이 형성되고, 액체잔류홈(60)과 대응하는 펌프피스톤(12)상에 액체차단씰(62)이 구비된다. 액체잔류홈(60)은 U형 패킹에 의해 유체가 충진되는 공간과 격리되어 펌프피스톤이 위치되는 펌프실(14) 내주면에 형성되어 누수된 액체를 포집하는 역할을 수행한다.
이에 펌프실(14)의 기밀성을 유지하는 U형 패킹(U)의 마모로 인해 펌프피스톤(12)과 펌프실(14) 사이로 액체가 누수시, 펌프피스톤(12)을 타고 이송되는 누수액체가 액체차단씰(62)에 맺힌 상태로 낙하되어 액체잔류홈(60)상에 포집되므로 누수된 액체가 펌프피스톤(12)을 타고 실린더(12a)내부로 유입되어 고장을 일으키는 문제점이 미연에 방지된다.
한편, 사용중 펌프피스톤(12)의 작동상태를 육안으로 검사가능하도록 액체잔류홈(60)의 일단이 펌프본체(10) 외부로 개방형성되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 액체잔류홈(60)과 연통되면서 펌프본체(10) 외측에 설치되어 누수된 액체량을 나타내는 투명누수확인관(70)이 구비된다. 이에 U형패킹(U)의 기밀성 저하로 액체가 펌프피스톤(12)과 펌프실(14) 사이로 누수시, 누수된 액체가 액체잔류홈(60)에 포집되어 도 2처럼 투명누수확인관(70)을 통하여 외부에서 확인가능함에 따라 일일이 펌프본체(10)를 분해하지 않고도 U형 패킹(U)의 교체시기를 육안으로 확인가능하고, 또 누수에 따른 작동불량에 신속하게 대응가능한 이점이 있다.
한편, U형 패킹(U)은 U형 탄성링 외부에 U형씰부가 형성되고, U자 형상의 개방된 부분이 압력이 발생되는 방향으로 위치되어 펌프피스톤(12)이 펌핑작동시에는 내부압력에 의해 U형 패킹(U)이 활개되고, 평상시에는 U형 탄성링의 탄성력에 의해 활개되어 펌프피스톤(12)과 펌프실(14)사이의 기밀이 유지된다.
또한, 본 고안에 따른 면접촉식밸브(20)는 흡입공(14a)과 토출공(14b)상에 각각 설치되고, 실린더(12a)의 작동방향과 연계되어 상호 역방향으로 개폐작동된다. 즉 펌프피스톤(12)이 유체를 흡입작동시에는 토출공(14b)측에 설치된 면접촉식밸브(20)가 폐쇄작동됨과 동시에 흡입공(14a)측에 설치된 면접촉식밸브(20)는 개방작동되고, 또 펌프피스톤(12)이 유체를 배출작동시에는 흡입공(14a)측에 설치된 면접촉식밸브(20)는 폐쇄작동됨과 동시에 토출공(14b)측에 설치된 면접촉식밸브(20)는 개방작동된다.
이때, 상기 면접촉식밸브(20)는 양단에 구비되는 제1, 2밸브실린더(20a)(20b)에 의해 왕복이송되고, 제1이송공(22a)이 관통형성되는 밸브로드(22); 상기 밸브로드(22)가 수용되고, 제1이송공(22a)의 일단부와 대향하는 위치에 설치되어 제2이송공(24a)이 형성되는 고정블럭(24)과, 제1이송공(22a)의 다른 일단부와 대향하는 위치에 설치되어 제3이송공(26a)이 형성되는 유동블럭(26)이 구비되는 밸브본체(28);를 포함하여 구성된다.
여기서, 밸브로드(22)는 고정블럭(24)과 유동블럭(26)사이에 밀착삽입되어 면접되도록 사각봉형태로 형성되고, 양단에 구비되는 제1, 2밸브실린더(20a)(20b)의 작동에 의해 직선왕복이송된다. 그리고 밸브로드(22)가 어느 일측으로 밀착된 위치에서 제2이송공(24a)과 제3이송공(26a)이 연통되도록 제1주입공(22a)이 형성된다.(도 3에서 면접촉식밸브(20)는 제1밸브실린더(20a)가 작동시 개방작동되고, 제2밸브실린더(20b)가 작동시 폐쇄작동되는 상태를 도시함)
이때, 밸브로드(22)와 고정ㆍ유동블럭(24)(26)이 면접되는 대응면에 고조도의 기밀면(30)이 형성된다. 즉 초고경면으로 가공된 기밀면(30)에 의해 밸브로드(10) 양단이 고정ㆍ유동블럭(22)(24)상에 밀착되므로 밸브로드(10)가 직선 왕복이송중에 기밀성이 고도로 유지되고, 필라 및 전지액을 포함하는 강성화공약품공급용으로 사용하더라도 기밀씰이 존재하지 않아 기밀부재의 마모로 인한 기밀성 저하현상이 방지되면서 수명이 장구히 유지된다.
또한, 유동블럭(24)은 면접촉식밸브(20) 내부에서 유동되도록 설치되고, 일단에 스프링(26b)이 구비되어 밸브로드(22)상에 가압밀착된다. 스프링(26b)은 유동블럭(24)과 대응하는 밸브본체(28)상에 적어도 2개소에 설치되고, 스프링(26b)의 탄성력에 의해 유동블럭(24)이 밸브로드(22)상으로 밀착 지지되어 밸브로드(22)와 고정ㆍ유동블럭(22)(24) 사이의 기밀성이 고도로 유지된다.
작동상에 있어서, 먼저 흡입공(14a)상에 설치되는 면접촉식밸브(20)가 개방됨과 동시에 토출공(14b)상에 설치되는 면접촉식밸브(20)가 폐쇄된 상태로 펌프피스톤(12)이 후퇴작동하여 펌프실(14)에 유체가 흡입충진된다.
이어서, 토출공(14b)상에 설치되는 면접촉식밸브(20)가 개방됨과 동시에 흡입공(14a)상에 설치되는 면접촉식밸브(20)가 폐쇄된 상태로 펌프피스톤(12)이 펌프실(14) 내부로 전진작동하여 유체를 토출공(14b)으로 배출하는 펌핑작동을 반복하게 된다.
10: 펌프본체 20: 면접촉식밸브 30: 기밀면

Claims (8)

  1. 실린더(12a)에 의해 왕복이송되는 펌프피스톤(12)과, 펌프피스톤(12)이 삽입되고, 양단에 흡입공(14a)과 토출공(14b)이 형성되는 펌프실(14)이 구비되는 펌프본체(10);
    상기 흡입공(14a)과 토출공(14b)상에 각각 설치되고, 실린더(12a)의 작동방향과 연계되어 상호 역방향으로 개폐작동되는 면접촉식밸브(20);를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 면접촉식 유체이송장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 면접촉식밸브(20)는 양단에 구비되는 제1, 2밸브실린더(20a)(20b)에 의해 왕복이송되고, 제1이송공(22a)이 관통형성되는 밸브로드(22); 상기 밸브로드(22)가 수용되고, 제1이송공(22a)의 일단부와 대향하는 위치에 설치되어 제2이송공(24a)이 형성되는 고정블럭(24)과, 제1이송공(22a)의 다른 일단부와 대향하는 위치에 설치되어 제3이송공(26a)이 형성되는 유동블럭(26)이 구비되는 밸브본체(28);를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 면접촉식 유체이송장치.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 밸브로드(22)와 고정ㆍ유동블럭(24)(26)이 면접되는 대응면에 고조도의 기밀면(30)이 형성되어 서로 밀착되는 것을 특징으로 하는 면접촉식 유체이송장치.
  4. 제 2항에 있어서,
    상기 유동블럭(26)은 일단에 스프링(26b)이 구비되어 밸브로드(10)상에 가압밀착되는 것을 특징으로 하는 면접촉식 유체이송장치.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 펌프피스톤(12)은 펌프실린더(12a)상에 설치되는 마이크로 게이지(50)의 게이지봉(52)에 의해 이송거리가 정밀제어되는 것을 특징으로 하는 면접촉식 유체이송장치.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 펌프실(14) 내주면에 액체잔류홈(60)이 형성되고, 액체잔류홈(60)과 대응하는 펌프피스톤(12)상에 액체차단씰(62)이 구비되는 것을 특징으로 하는 면접촉식 유체이송장치.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 액체잔류홈(60)과 연통되면서 펌프본체(10) 외측에 설치되어 누수된 액체량을 나타내는 투명누수확인관(70)이 구비되는 것을 특징으로 하는 면접촉식 유체이송장치.
  8. 제 1항에 있어서,
    상기 펌프본체(10)의 흡입공(14a)은 하부에 위치되고, 토출공(14b)은 상부에 위치되어 펌핑작동중에 발생되는 기포가 토출공(14b)을 통하여 배출되도록 형성되는 것을 특징으로 하는 면접촉식 유체이송장치.
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