KR920002172B1 - 다중 펌핑실을 가진 베인형 로터리펌프 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

다중 펌핑실을 가진 베인형 로터리 펌프

제1도는 본 발명에 의한 베인형 펌프의 측단면도.

제2도는 제1도의 A-A선 단면구조도.

제3도는 본 발명의 구동상태를 설명키위한 단면구조도로서, 제3a도는 펌핑동작 초기상태도, 제3b도는 펌핑동작 진행 상태도, 제3c도는 펌핑동작 완료상태도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 뒤덮개 1a : 베어링지지부

2 :내측로우터 2a :베어링고정잡이

2b : 베인 2c : 걸림공

3 : 중앙하우징 4 : 외측로우터축

5 : 외측로우터 5a :베인유동홀

5b :걸림돌부 7 : 앞덮개

11,12,13 : 인입포오트 A,B,C U1,U2,U3 : 토츨포오트 A,B,C

P1,P2,P3 : 펌프실 A,B,C B1,B1',B2,B2' : 베어링

X1,X2 : 중심 S : 편심

본 발명은 각종 산업용 분야에서 오일펌프, 양수펌프, 공기펌프로 이용되는 베인형 로터리 펌프에 관한것으로서, 특히, 하나의 로터리 펌프를 이루고 있는 하우징내에 펌핑실이 다중에 해당하는 3중으로 형성되게 베인의 수납구조와, 로우터의 구조를 특이구조로 개발하여, 하나의 로터리 펌프로부터 단독, 2연, 3연 펌프기능의 수행과, 단순구조로 펌프능력을 증대시키게된 다중 펌핑실을 가진 베인형 로터리 펌프를 제공하는데 그 목적이 있다.

일반적으로 펌프의 종류는 기어펌프, 피스톤펌프, 베인펌프 및 나사펌프로 구분되어 산업상 이용되고 있다. 이와 같은 펌프의 종류에서 본 발명에 해당하는 베인펌프의 형태는 비평형형과 평형형 베인펌프로 구분할 수 있으며 상기 비평형형 베인펌프는 하우징에 내접된 캠링으로 펌핑실을 제공하면서 하우징의 캠링과는 편심된 위치로 로우터가 부설되고, 상기 편심위치에 내설된 로우터에는 방사상으로 베인이 탄력적으로 로우터의 내부로 출입할 수 있도록 구성되어 로우터가 회전시 베인의 선단은 항시 캠링의 내주면과 밀착 회전토록된 펌프하우징의 입구측으로부터 펌핑매체(오일,물,공기)를 캠링과 로우터간의 각 위치마다 회전함에 따라 용적변화가 이루어지면서 빨아들이고, 토출토록되는 형태로서, 로우터의 회전중심이 편심된 상태에서 인입과 토출되는 과정으로 인한 압력차이에 의해 로우터를 지탱하는 베어링에 상당한 부하가 작용되어 고압력펌핑시에는 사용이 불가하게 되고 특히, 펌핑동작시 고압이 작용되는 상황하에서는 로우터로부터 출입토록 장착된 베인이 캠링과의 신뢰성있는 밀착회전이 이루어지지 않아 펌핑효율이 저하되는 결함을 내포하고 있었다.

한편, 평형형 베인펌프는 상기한 비평형형 베인펌프에서 로우터가 캠링의 중심과 편심되게 설치되므로서 펌핑동작시 인입측과 토출측과의 압력차이에 의한 베어링에 편중되게 작용되는 현상으로 인한 결함을 로우터의 베어링에서 캠링에 의한 핌핑실을 타원형으로 제공하면서 동일 중심선상에 출입이 가능토록 베인이 부설된 로우터를 장착하여 하나의 펌핑실로부터 한쌍의 인입측과 토출측을 형성시킨 구조로서 로우터의 회전에 따른 베어링 부하현상을 제거하여 평형상태로 회전하면서 펌핑기능을 수행토록 하였으나 실제 펌핑 능력에 해당하는 펌핑실 용적이 적은 이유로 인해 성능이 뒤떨어지는 결함이 발생된다.

이때, 결함해소를 이유로 펌핑실 용적만을 크게하게된다면, 로우터에 출입토록 방사선 위치로 장착된 베인에 무리한 힘이 작용됨과 출입의 신뢰도가 낮아 캠링과의 밀착회전이 이루어지지못해 파손의 결함과 펌핑능력을 증대시키지 못하는 결과를 초래하게 된다. 다시말해서, 상기한 바와 같이 최근에 널리 이용되고 있는 베인펌프에서 문제점으로 대두되고 있는 가장 큰요인을 해소시키면서 고압으로 펌핑능력을 지닐려면, 캠링과 베인의 선단이 신뢰성있게 밀착회전되어야 하는 요건을 충족시켜야하는 베인의 장착구조 개발과 그에 따른 로우터의 구조 및 장착배열관계에 의한 회전시 충분한 용적변화를 가져올 수 있는 펌핑실을 제공해야하는 결론을 얻게되는 것이다.

따라서 본 발명은 하나의 베인펌프 하우징내에 다중의 펌핑실 제공과 함께 다중로우터를 내설하면서 베인이 장착된 내측로우터는 하우징과 동일중심선상에 위치토록 부설하여 베인의 선단은 하우징의 내주면과 항시 접촉 회전토록 하여 신뢰성을 증대시킨 평형형과, 외측로우터는 편심되게 중첩상태로 부설하여서된 비평형형을 병행하는 한편, 내측로우터를 분리형 베인 고정잡이로 조합한 상태의 것을 채택하여 각각의 고정잡이 사이공간으로 하여금 펌핑실을 제공하여 회전함에 따른 용적변화로 마치, 피스톤 펌프와 같은 펌핑 기능을 수행토록 이루어진 것으로서 그 실시예를 도시한 첨부도면에 따라 그 구성 및 작용효과를 상세히 설명하면 다음과 같다.

인입포오트 A,B(I1)(I2)와 토출포오트 A,B(U1)(U2) 및 베어링 지지부(1a)를 구비한 뒷덮개(1)와, 다수의 원호형 베인고정잡이(2a)각각에 베인(2b)를 부설하여 외주연에 형성된 걸림공(2c)에 관통되어 베인(2b)의 선단은 중앙하우징(3)의 내주면에 접촉토록 상기 베어링 지지부(1a)외곽으로 부설된 내측캠링(2d)사이에 내장시켜 내측로우터(2)를 구비하고, 당해 내측로우터(2)내부에는 다수의 베인고정잡이(2a)사이 간격으로부터 펌핑실 A(P1)이 구비된 상태가 된다. 이와 같이 구비된 내측로우터(2)는 상기 뒷덮개(1)의 베어링지지부(1a)에 베어링(B1)(B1')을 게재시켜 회동자재케 부설 구비된 내측캠링(2d)외곽으로 조립구비한다(여기서 펌핑실 A(P1)의 고압측과 저압측에는 토출포오트 A(U1)와, 인입포오트 A(I1)가 연통되게 형성시켜 외곽으로 유도되게 구비한다).

한편, 인입포오트 C(I3)와 토출포오트 C(U3)가 형성된 중앙하우징(3)을 상기 뒷덮개(1)에 조립하여 펌핑실 영역에 해당하는 챔버를 형성 제공 구비한다. 그리고, 상기 내측로우터(2)에 장착된 다수의 베인(2B)이 관통 조립되는 베인유동홀(5a) 및 내측로우터(2)와 치합되어 회전동력을 전달받을 수 있도록된 걸림돌부(5b)가 형성됨과, 외부동력을 전달받는 우측로우터축(4)를 갖춘 외측로우터(5)를 일체로 구비하여 상기 중앙하우징(3)으로부터 형성된 챔버내에 내측로우터(2)와 함께 조립구비하고, 앞덮개 (7)를 통해 상기 중앙하우징(3)내에 위치한 베인(2b)이 베인유동홀(5a)에 조립함과, 편심(S)으로 베어링(B2)(B2')을 게재시켜 회동자재케 체결구비하여 상기 중앙하우징 (3)으로 제공된 챔버를 펌핑실 B(P2)와 펌핑실 C(P3)로 구획한다. 여기서, 펌핑실 B,C(P2)(P3)의 조립된 내부의 고압측과 저압측에는 토출포오트 B,C(U2)(U3)와 인입포오트 B,C(I2)(I3)가 연통되게 구비하여서 된 것이다.

이와 같은 본 발명에 의한 구성에 따라 작동관계 및 작용효과를 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명의 구체적인 구조도를 도시한 도면 제1,2도에 도시된 바와 같이 외측 로우터축(4)에 외부의 회동동력이 작용되면 중심(X1)을 중심으로 외측로우터(5)가 회전함에 따라 편심(S)상태의 내측로우터(2) 내부에 베인고정잡이(2a)각각에 고정되어 방사상 위치한 베인(2b)이 외측로우터(5)의 베인유동홀(5a)에 각각 관통 결합되어 선단은 중앙하우징(3)의 내주면에 접촉된 상태로 조합되어 있는 상태이므로, 외측로우터축 (4)의 회전에 따라 외측로우터(5)는 중심(X1)로 회전하고, 내측로우터(2)는 편심(S)된 베어링지지부(1a)에 의한 중심(X2)으로 회전한다.

이때, 외측로우터(5)는 앞덮개(7)와 뒷덮개(1)사이 게재된 베어링(B2)(B2′)에 의해 원활히 회전함과, 내측로우터(2)는 베어링지지부(1a)사이에 게재된 베어링(B1)(B1')에 의해 외측로우터(5)의 회전에 따른 편심(S)된 각각의 중심(X1)(X2)으로 동시 회전한다. 한편, 내측로우터(2) 내부에 장치한 분할된 베인고정잡이(2a)는 외측로우터(5)와 내측로우터(2)간의 편심(S)량에 의해 베인(2b)과의 연관관계에 의해서 각각의 베인고정잡이(2a)사이의 간격(내용적)으로 하여금 제공된 펌핑실 A(P1)의 내용적은 도면 제2도에 도시된 바와 같이 가변되고, 또한 내측로우터 (2)의 외주연에 형성된 걸림공(2c)과 외측로우터(5)의 베인유동홀(5a) 내주연 위치에 형성된 걸림돌부(5b)는 회전 동작하는 과정에서 치합되는 형태처럼 마치 기어펌프 구동으로 회동하게 된다.

이와 같이 외측로우터축(5)의 반시계 방향으로 회동함에 따라 앞덮개(7)와 뒷덮개(1) 및 중앙하우징(3)의 조합으로 형성된 챔버내에 내장된 외측로우터(5)와 내측로우터(2)는 상호 편심(S)된 중심(X1)(X2)으로 회동하는 한편, 내측로우터(2)내부에 장치된 베인고정잡이(2a)의 회전과 동시에 위치가변에 따른 펌핑실 A(P1)의 내용적가변이 동시에 일어나게되는 회전 구동상태를 지닌다.

한편, 상기와 같은 회전구동이 진행되는 과정에서 각 인입포오트 A,B,C(I1) (I2)(I3)와 토출포오트 A,B,C(U1)(U2)(U3)에 연결되어진 펌핑매체 유도경로를 외측로우터축(4)의 반시계방향으로 회전하는 상태에서 도면으로 도시하면 도면 제3a,b,c,d도의 에 도시된 바와 같은 매체(오일,공기,물등)의 인입, 토출경로를 지니게 되는 것으로 도면에 따라 설명하면 다음과 같다.

외측로우터축(4)의 회전 초기상태는 제3a도에 도시된 바와 같이 중앙하우징(3)과 외측로우터(5)사이에 제공된 펌핑실 C(P3)의 인입포오트 C(I3)부근의 베인(2b)사이는 저압상태로서 인입포오트 C(I3)로 하여금 매체가 인입되는 상태가 되고, 외측로우터(5) 내부 내주면과 내측로우터(2)의 외주면 사이 편심(S)에 의해 반대위치에 형성된 펌핑실 B(P2)의 인입포오트 B(I2)부근이 저압상태가 되어 매체가 인입되는 상태가되고, 한편, 내측로우터(2) 내부에 분할된 베인고정잡이(2a)의 사이공간으로부터 제공되는 펌핑실 A(P1)는 펌핑실 C(P3)의 인입포오트 C(I3)와 동일 방향위치에서 저압분위기 형성됨에 따라 그 위치에 형성된 인입포오트 A(I1)로 하여금 매체가 펌핑실 A(P1)에 인입되는 형태가 된다.

이와 같이 회전 초기상태의 펌핑실 A,B,C(P1)(P2)(P3)의 인입포오트 A,B,C (I1)(I2)(I3) 부근에는 저압분위기가 되면서 매체가 흡입된다. 이후, 외측로우터축(4)의 반시계 방향으로의 회전이 진행되면 편심(S)에 의한 회전구동은 각 펌핑실 A,B,C (P1)(P2)(P3)의 내용적이 변화되면서 흡입력으로 작용되어 도면되어 도면 제3b도의 에 도시된 바와 같이 반시계 방향으로 베인(2b)이 이동하여 내용적이 최고위치에 도달하게 된다. 이후, 계속적인 회전이동이 이루어지면 흡입된 매체는 각 펌핑실 A,B,C (P1)(P2)(P3) 내용적이 점차 좁아지는 가변상태가 되면서 베인(2b)에 의해 흡입되어 각 펌핑실 A,B,C(P1)(P2)(P3) 내부로 진입된 매체는 다시 베인(2b)에 의한 압축력이 작용하게 된다.

이와 같은 매체에 대한 압축으로 각 인입포오트 A,B,C(I1)(I2)(I3)의 부설위치 반대측에 형성된 토출포오트 A,B,C(U1)(U2)(U3)로 압축력을 토출력으로 하여 펌핑기능을 수행하게되는 것이다.

이와 같은 본 발명에 의한 펌핑기능을 통해 필요에 따라 하나의 펌프로부터 3개의 펌프기능을 수행할 수 있을뿐 아니라 펌핑실 A,B,C(P1)(P2)(P3)의 각 토출포오트 A,B,C(U1)(U2)(U3)를 직렬로 연결 사용하게되면 강력한 펌핑력으로 그 기능을 수행할 수 있게 된다. 즉, 본 발명은 외부의 회전동력을 전달받아 외측로우터만을 회전시키게 되면 하나의 하우징내에 펌핑실을 3층으로 형성시켜 로우터에 장착된 배인의 출입이 없이 항시 신뢰성있게 베인(2b)의 선단이 중앙하우징(3)의 내주면에 접촉회전하므로 펌핑능력의 손실이 없으면서 외측로우터(5)의 걸림돌부(5b)와 내측로우터(2)의 걸림공(2c)에 의해 기어펌프 형식을 병행하여서 된 것이다.

Claims (3)

1. 중앙하우징(3)과 앞덮개(7), 뒷덮개(1)를 조립하여 형성된 내부챔버에 외측로우터(5)와 내측로우터(2)를 편심(S)되게 부설구비함과, 상기 내측로우터(2) 내부에 분리된 베인고정잡이(2a)를 조합 구비함과, 상기 베인고정잡이(2a)를 통해 고정된 다수의 베인(2b)은 내측로우터(2)와 외측로우터(5)를 관통 결합되어 선단이 중앙하우징(3)의 내주면에 접하도록 구비되어, 내, 외측 로우터(2)(5)는 각각의 중심(X2)(X1)으로 회동하면서 각각의 베인고정잡이(2a)의 위치가변에 의해 하나의 펌프 하우징 내에 펌핑실 A,B,C,(P1)(P2)(P3)이 다중으로 형성되어진 것을 특징으로 하는 다중 펌핑실을 가진 베인형 로터리 펌프.
2. 제1항에 있어서, 상기 내측로우터(2) 외주연에 걸림공(2c)과, 외측로우터(5)의 내주연에 걸림돌부(5b)를 형성 구비하여 동시 회전 일정위치에서 조합될 수 있게 된 베인형 로터리 펌프.
3. 제1항에 있어서, 상기 베인(2b)이 내측로우터(2) 내부에 분할 조합된 베인고정잡이(2a)에 고정된 베인형 로터리 펌프.

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