KR930003542B1 - 왕복운동 펌프장치 - Google Patents

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내용 없음.

Description

왕복운동 펌프장치

제 1 도 내지 제 3 도는 본 발명에 관한 왕복운동 펌프장치 및 각부의 운동에 의한 변화순서에 따라서 설명한 단면도.

제 4 도 및 제 5 도는 유체밀봉차단장치의 각각 다른 실시예의 단면도.

제 6 도는 왕복운동 펌프장치의 다른 실시예의 단면도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 왕복운동 펌프장치 2 : 케이싱

3 : 펌프부 4 : 구동피스톤부

5 : 전환제어부 6 : 흡입로

7 : 펌프실 8 : 토출로

9 : 토출밸브 10 : 밸브시이트

11 : 흡입밸브체 12 : 스프링

13 : 플런저 14 : 플런저실

15 : 조리개구멍 16 : 유체흡입구

17 : 필터 20 : 유체밀봉차단장치

21, 21' : 시일링 22, 22' : 탄성링

24 : 립부 30 : 실린더실

31 : 피스톤 32 : 압력실

33 : 스프링실 34 : 스프링

36 : 유로 37 : 접속로

38 : 배출구 39 : 조리개

51 : 공급구 52 : 셀렉터 밸브

54 : 공급로 55 : 시일부재

56 : 파일럿 밸브장치 57 : 파일럿실

58 : 파일럿 밸브체 59 : 걸어맞춤부

60 : 걸어맞춤클럭부 61 : 맞닿음부

62 : 유로 63 : 제 1 개구

64 : 제 2 개구 65 : 밸브시일

66 : 파일럿 공급로 67 : 파일럿 배출로

[산업상의 이용분야]

본 발명은 압력유체의 공급배출을 전환함으로써 피스톤을 왕복운동하고, 이 피스톤과 연결되는 플런저의 왕복운동에 의해 액체는 흡입밸브를 통하여 흡입하고, 토출밸브를 통하여 토출하는 왕복운동 펌프장치에 관한 것이다.

[종래기술]

이러한 종류의 왕복운동 펌프장치로는, 피스톤을 수용한 실린더로의 압력유체, 예컨대 압축공기의 공급배출의 전환을 전환밸브에 의해 행하고, 압력유체공급시에는 피스톤이 복귀 스프링에 저항하여 전진 이동되고, 압력유체 배출시에는 피스톤이 복귀 스프링에 의해 복동되고, 그위에 상기 전환밸브의 전환은 피스톤의 왕복운동의 반전위치에서 피스톤에 의해 작동되는 파일럿 밸브에 의해 전환밸브에 작용하는 파일럿 유로를 전환함으로써 행하여지도록 구성된 것이 예컨대 일본 특공소 48-29882호 공보에 의해 알려져 있다.

종래의 상기 종류의 펌프장치에서는 피스톤에 작용하는 압력유체측의 수압(受壓)추진력과 부하측 수압추진력과의 사이에 차가 있음으로써 피스톤은 왕복운동을 행하고, 피스톤에 의해 운동되는 플런저가 왕복운동하여 유체의 흡입 토출에 의한 펌프작동을 행한다.

부하측 수압추진력이 크게 되고 압력유체측 수압추진력과 균형이 되면 피스톤 및 플런저는 정지하고, 펌프작용을 정지한다. 부하측 수압추진력이 저하하든가 압력유체측 수압추진력이 증대하여 힘의 균형이 허물어지면 피스톤이 왕복운동을 하여 플런저에 의한 펌프작용에 의해 유체를 흡입 토출한다.

펌프장치의 시동시에는 펌프장치의 흡입구에 접속되는 흡입 배관중에, 공기등의 압축유체가 충만하고 있든가 또는 압축성 유체가 혼입한 상태의 기름등의 비압축성 유체가 존재하고 있는 경우가 많다. 플런저의 왕복운동에 의해 흡입배관내의 유체를 흡입밸브를 통하여 흡입하고 토출밸브를 통하여 배출하고, 흡입배관내의 압력을 대기압보다 낮은 부압으로 함으로써 기름 등의 비압축성 유체를 인도하여 토출한다. 압축성 유체 또는 압축성 유체를 혼입한 비압축성 유체의 경우는, 비압축성 유체만의 경우에 비해 플런저에 작용하는 부하저항은 작아진다. 부하저항이 작으면, 피스톤은 높은 빈도로 왕복운동을 행하고, 압축성 공기만의 경우는 소위 공타(空打)상태로 된다.

피스톤의 왕복운동에 의해 플런저가 펌프작용을 할 때, 왕복운동하는 플런저의 표면에는 흡입토출되는 유체의 유체막이 발생하는 것을 피할 수 없다. 플런저에는 유체밀봉차단장치를 설치하지만 유체의 반출은 완전히 피할 수 없고, 드래인 포오트를 설치하여 드래인을 탱크로 되돌리는 방식이 채용되는 경우가 있다.

[해결하고자 하는 문제점]

종래의 펌프장치에 있어서는, 피스톤의 압력유체측 수압추진력과 부하측 수압 추진력이 균형에 가까운 상태에서는, 피스톤은 정지에 가까운 미세한 속도로 움직이게 된다. 미세한 속도로 움직이는 피스톤이 왕복운동반전위치에 있으면, 반전위치에서 파일럿 밸브를 작동후의 피스톤은 반전에 이해 파일럿 밸브를 단시간의 작동에서 비작동상태로 복귀하고, 전환밸브를 도중위치에 정지시키든가 미세한 속도에서의 이동상태를 유지하는 상태가 생겨, 피스톤의 빠른 왕복운동에 의한 부하측에 대한 승압작용을 할 수 없다고 하는 문제점을 가진다. 특히 미세한 속도로 움직이는 피스톤이 왕동에서 복동으로의 반전위치의 가까이에 있을 때는, 피스톤이 배기용 파일럿 밸브를 작동하여 반전하고, 단시간후에 작동을 해제한다. 공급용 파일럿 밸브를 닫은 상태에서 전환밸브에 작용하는 압력유체의 압력이 저하하지만 전환밸브를 완전 전환작동하는데 필요한 압력까지 저하하지 않는 상태로 배기용 파일럿 밸브가 닫고, 전환밸브는 피스톤의 압력실의 유체배출로를 조금 개방한 상태로 압력균형하여 정지상태로 되고, 피스톤은 미세한 속도의 복동을 강요당하게 된다. 이 상태에서는 부하측의 증가 압력이 이상(異常) 저하하여도 피스톤은 빨리 작동할 수 없다고 하는 문제가 있다. 또 종래의 펌프장치에서는, 시동시에 서서히 승압되는 압력유체의 공급용 파일럿 밸브를 통해서의 공급에 의해, 작동 필요 최저압에 달한 시점에서 전환 밸브가 저속도로 전환이동을 개시한다. 전환밸브의 이동에 의한 조금 개방된 압력유체유로를 통하여 압력유체가 피스톤의 압력실에 공급되고, 피스톤이 조금 이동했을때 공급용 파일럿 밸브가 닫혀진다. 이 상태에서는 배기용 파일럿 밸브가 닫혀 있기 때문에, 전환배브에 작용하는 파일럿 유체인 압력유체의 그배기통로가 차단되고, 전환밸브는 피스톤의 압력실로의 압력유체공급로를 조금 개방된 상태에서 정지상태로 된다. 이 경우 압력유체가 규정압력에 달하여도 피스톤이 작동하지 않든가, 피스톤이 정상으로 작동하는 것은 초저속도로 이동하는 피스톤이 복동으로의 반전위치에서 배기용 파일럿 밸브를 작동하고나서 후로 되고, 시동성이 나쁘다는 문제가 생긴다.

제 2 의 문제점으로서는, 펌프장치의 시동에 흡입배관에 공기등의 압축성유체 또는 압축성 유체를 혼힙한 비압축성 유체가 충만하고 있는 경우, 부하저항이 작고, 피스톤은 높은 빈도의 왕복운동이 생기고, 소위 공타상태로 되고, 충격등에 의해 부품의 수명 등에 악영향이 생긴다고 하는 문제가 있었다.

제 3 의 문제점으로서는 종래의 펌프장치에서는 시동시에는 압축성 유체를 흡입배관에서 배출하여 부압을 생기게 하고 비압축성 유체를 인도토출시키지만, 흡입배관에 있어서의 긴 양정(揚程)에 대응하기 위해 흡입밸브의 균열압력을 낮게 할 필요가 있다. 그런데 흡입밸브의 균열압력을 낮게 하는 수단을 강구하면, 흡입밸브의 효율이 저하한다는 문제가 있었다.

제 4 의 문제점으로서는 종래의 펌프장치로는 플런저에 의해 유체를 유입하는 펌프실 또는 플런저 실은 플런저의 행정의 중간에 있어서 개구하는 유로에 의해 토출유로와 접속되어 있고, 플런저의 토출운동행정의 끝에 있어서는 유체는 플런저의 둘레의 간극을 통하여 토출유로에 밀어내는 구성으로 되어 있고, 틈 용적이 존재하는 데에 문제가 있다. 즉 시동시에는 흡입배관내의 부압을 크게 하기 위하여는 틈 용적을 없게하는 것이 바람직하지만, 플런저에 의한 토출운동의 행정에서 유체를 토출시키기 위하여는 플런저의 둘레에 유체의 유로가 필요가게 된다. 부압을 높이는 취지에서 틈 용적을 작게 하려하고 통로를 좁게하면 유체의 압력저항이 크게 되고, 플런저의 작동빈도를 저하하고 토출량이 적어진다고 하는 문제가 있다.

제 5 의 문제점으로서는, 초기의 시동시에 흡입배관내에 존재하는 먼지나 이물질 등이 배관중의 유체와 같이 펌프장치에 흡입되고, 흡입밸브, 토출밸브 및 플런저를 손상한다고 하는 문제가 있다.

제 6 의 문제점으로서는, 펌프장치로는 플런저에 의해 토출되는 유체의 피스톤측으로의 유출을 방지하기 위해 유체밀봉차단장치가 케이싱에 장착되기 때문에, 플런저에 고압의 유체가 작용하면, 유체봉지장치의 플런저에 대한 고착상태가 생기고, 플런저의 원활한 이동을 방해하고 또 미끄럼운동 저항의 증대에 의해 플런저의 수명을 짧게 한다는 문제가 있다. 이 문제를 회피하기 위해 유체밀봉차단장치의 플런저에 대한 접촉압력을 작게하면, 플런저에 생기는 유체막이 피스톤 측으로 반출하는 것을 피할 수 없다. 끌어낸 유체를 회수하기 이해 드레인 포오트를 설치하여 탱크를 되돌리는 수단을 설치한다는 번잡한 작업이 필요하게 된다는 문제가 있다.

[문제점을 해결하기 위한 수단 및 작용]

본 발명은 상기의 문제점을 파일럿 밸브체가 피스톤의 왕복운동 각 행정끝의 소정거리만큼 피스톤에 걸어 맞추어서 전환위치로 이동하여 셀렉터 밸브에 작용하는 유체용의 파일럿 유로와 파일럿 배출로의 어느것인가 한쪽을 개방하고 다른쪽을 폐쇄하는 것과, 피스톤의 반전후 소정거리의 사이는 걸어맞춤이 해제되고 파일럿 밸브체를 그 전환위치에 유지하는 왕복운동 펌프장치에 의해 해결하였다.

본 발명에 의해 파일럿 밸브체는 파일럿의 속도에 관계없이, 파일럿의 반전위치까지 이동되고, 그 위치에서 파일럿 공급로의 파일럿 배출로의 한쪽을 열고, 다른쪽을 닫은 상태로 유지하고, 피스톤의 반전후는 파일럿 밸브체는 그 전환위치에 유지된 대로 피스톤만이 이동을 계속한다. 따라서 전환밸브는 피스톤의 압력실로의 압력유체의 공급로의 배출로의 한쪽을 전부 열고 다른쪽을 전부 닫는 위치에서 그 역의 위치에 완전히 전환할때까지 이동된다.

본 발명은, 상기 제 2 의 문제점을 피스톤에 대한 스프링실에 대한 압축성 유체의 공급배출을 가변수축을 통하여 행함으로써 해결하였다.

시동시와 같이 공기 등의 압축성 유체를 흡입토출할 때에는 가변조절 조리개를 수축하여 스프링실에 배압을 세워, 피스톤의 왕복운동이 높은 빈도화하는 것을 억제하고, 비압축성 유체만을 흡입토출하는 상태에서는 조리개를 개방하고, 스프링실에 배압이 세워지지 않도록 하고, 유체의 성질에 관계없이 일정의 빈도로 피스톤이 왕복운동할 수 있도록 한다.

또 본 발명은, 상기 제 3 의 문제점을 흡입밸브의 흡입밸브체를 밸브시이트에 누르는 스프링으로서 약한 스프링을 사용하여 균열압력을 저하하고, 흡입밸브체에 플런저실과 토출로를 연통하는 조리개구멍을 설치함으로써 해결하였다.

조리개구멍을 설치하기 때문에, 플런저가 흡입운동에서 토출운동으로 전환된 시점에서 유체가 플런저실에서 토출로로 유출할 때에 저항을 받고 플런저실에 플런저에 의한 가압력이 생기고 흡입밸브체에는 스프링에 의한 힘외에 플런저에 의한 가압력이 부가되고, 흡입밸브체는 급속히 밸브시이트에 착좌하고, 플런저실에서 또는 펌프실에서 흡입로로 유체가 되돌아오는 것을 저감하고, 토출효율의 저하를 방지하였다.

본 발명은, 상기 제 4 의 문제점을 플런저의 토출행정 종료시에 있어서의 플런저실에 접근한 위치로 토출밸브의 입구를 펌프실에 개구시킴으로써 해결하였다.

플런저의 토출운동 때에는 플런저실의 유체는 최단로로서 직접적으로 토출밸브의 입구를 지나서 토출로에 배출되고, 플런저의 둘레에 작은 틈을 지날 필요가 없어 시동시의 흡입배관의 부압을 크게 할 수 있고, 또한 유체의 틈에 있어서의 압력저항이 거의 없어져서 플런저는 작동빈도를 저하하는 일이 없고 토출량이 감소도 없어졌다.

본 발명은, 상기 제 5 의 문제점을 흡입로의 입구에 필터를 설치함으로써 달성하였다.

배관에서 유입하는 이물질 등은 필터에 의해 제거되고, 흡이 밸브에 달하기 전에 제거되기 때문에 펌프장치의 부품의 손상을 회피할 수 있다.

본 발명은, 또한 상기 제 6 의 문제점을 탄성링과, 이 탄성링을 장착하는 단면은 거의 L자상의 시일링에 의해 유체밀봉차단장치를 형성하고, 시일링을 저마모 저미끄럼 저항재료에 의해 형성하고, 탄성링 도는 시일링에 플런저에 접하는 립부를 형성함으로써 해결하였다.

플런저가 직접 접촉하는 시일링은 저마모 저미끄럼 저항재료에 의해 형성되어 있어 고압하에서도 시일링이 플런저에 고착하는 것을 피할 수 있다.

플런저와 유체밀봉차단장치와의 사이에는 시일링에 있어서의 미끄럼운동 접촉과 립부에 의한 접촉이 있고, 플런저에 생기는 유체막의 반출이 저지되었다.

이하 본 발명의 상세한 것을 도면에 도시한 실시예에 의거하여 설명한다.

[실시예]

제 1 도에 있어서, 왕복운동 펌프장치(1)는 예컨대 프레스장치용의 과부하보호장치를 구비한 펌프장치로서 사용할 수가 있다. 왕복운동 펌프장치(1)는 케이싱(2)을 가지고 있다. 케이싱(2)에는 펌프부(3), 구동피스톤부(4) 및 전환제어부(5)가 조립되어 있다. 도면의 예와는 다르게, 케이싱(2)은 몇개의 케이싱을 결합하는 구조로 할 수도 있다.

펌프부(3)는 유체, 예컨대 기름의 흡입로(6)와, 이 흡입로(6)에 연통하는 펌프실(7)과, 이 펌프실(7)에 개구하는 토출로(8)와, 이 토출로에 설치된 토출밸브(9)를 가진다. 토출밸브(9)는 예컨대 스프링(9a)에 가압되는 보올(9b)을 가지는 체크밸브로서 형성할 수가 있고, 토출밸브(9)의 입구가 직접 펌프실(7)에 접속된다.

펌프실(7)과 흡입로(6)와의 경계부에는 밸브시이트(10)가 형성되고, 이 밸브시이트(10)에 흡입밸브체(11)가 착좌된다. 흡입밸브체(11)는 케이싱(2)의 펌프실(7)에 미끄럼운동 안내되는 원통둘레면을 가지는 컵형상부재로서 형성되고, 밸브시이트(10)에 착좌하는 부분은 컵의 밑부에 대응하는 부분으로서 형성된다. 흡입밸브체(11)의 내측 중공부에 플런저(13)가 미끄럼 운동 안내된다.

흡입밸브체(11)와 플런저(13)와의 사이에는 플런저실(14)이 중공공간으로서 형성되고, 이 플런저실(14)은 흡입밸브체(11)에 형성된 조리개구멍(15)에 의해 펌프실(7)과 연통한다.

조리개구멍(15)은 흡입밸브체(11)가 밸브시이트(10)에 착좌시에 토출밸브(9)에 직접 개구하도록 흡입밸브체(11)에 형성된다. 또 조리개구멍(15)의 위치는 밸브시이트(10)에 가까운 위치에 설치한다.

흡입밸브체(11)와 케이싱(2)과의 사이에 스프링(12)이 설치되고, 흡입밸브체(11)는 밸브시이트(10)로의 가압력이 가세되어 있다.

플런저(13)의 왕복운동에 의해 액체가 흡입로(6)에서 흡입되고, 토출로(8)에서 토출하여 펌프작용을 한다.

펌프장치(1)의 시동시에는 흡입로(6)에 접속되는 흡입밸브체내의 공기를 배출하고 부압으로 하여 액체를 인도토출시킨다. 액체 예컨대 기름을 토출하는 데는 소정의 부압이 필요하게 된다. 흡입 높이가 높은 흡입 배관에 있어서의 액체의 흡입토출에도 대응할 수 있도록 하는데는 흡입배관의 부압을 될 수 있는 대로 크게 할 필요가 있고, 거기에는 흡입밸브의 균열압력을 낮게 할 필요가 있다. 이것을 고려하면 스프링(12)으로서는 될 수 있는 대로 약한 스프링을 사용하도록 한다.

유체의 유입유출에 대하여 상세히 설명하면, 피스톤(31)에 따라 왕복운동하는 플런저(13)가 제 1 도의 위치에서 오른쪽으로 이동하면 플런저실(14)에 있는 제 1 유체는 조리개구멍(15)을 통해 토출로(8)에서 배출한다. 플런저(13)가 제 1 유체를 토출한 때에, 조리개구멍(15)의 효과로서 플런저실(14)의 압력이 토출로(8)이 압력보다 높게되고, 이 압력차에서 발생하는 폐쇄밸브 추진력은 플런저(13)의 움직임에 의하여 압축되는 유체가 상기 흡입밸브체(11)를 상기 밸브시이트(10)에 가압하는 것을 보조한다.

유체의 배출이 끝나면, 토출밸브(9)는 배출통로를 폐쇄한다. 플런저(13)가 유체를 흡입할때에 플런저(13)는 제 3 도의 위치에 후퇴하여, 조리개구멍(15)의 효과로 플런저실(14)의 압력이 흡입로(6)의 압력보다 낮게 되고, 이 압력차로 발생하는 개발밸브 추진력이 상기 흡입밸브체(11)가 상기 밸브시이트(10)를 개방하는 것을 보조한다. 이와 같은 추진력에 의하여 미소한 힘의 가압력 밖에 없는 스프링(12)은 수축하고 흡입밸브체(11)는 밸브시이트(10)에서 떨어져, 유입로(6)가 펌프실(7)에 통하여, 유체는 플런저실(14)에 들어간다. 플런저(13)가 다시 제 1 도와 같이 오른쪽으로 이동하면 흡입밸브체(11)는 밸브시이트(10)에 착좌하여 흡입로(6)를 폐쇄하여, 제 1 유체는 토출로(8)에서 배출된다.

이와같이하여 본 펌프장치는 유체를 가압이동한다.

스프링(12)의 힘을 작게 하면, 흡입에 의해 액체가 플런저실(14)에 충만했을때, 토출행정으로 옮긴 경우에 흡입밸브체(11)가 신속하게 밸브시이트(10)에 착좌되지 않고, 액체의 일부가 흡입로(6)에 되돌아오고, 토출효율을 나쁘게 되게한다. 이 문제를 피하고, 힘이 작은 스프링(12)을 이용하여도 흡입밸브가 신속하게 닫히도록, 즉 흡입밸브체(11)가 신속하게 밸브시이트(1)에 착좌하도록 하기 위해, 조리개구멍(15)의 구멍의 크기를 선정한다. 구멍의 크기를 적절하게 선정함으로써 플런저(13)가 흡입행정에서 토출행정으로 바뀌었을때, 플런저실(14)내에 미소한 압력이 발생하여 흡입밸브체(11)의 밸브시이트(10)로 향하는 가압력이 높아지고, 흡입밸브체(11)의 폐쇄밸브운동이 촉진되고, 액체의 흡입로(6)로의 되돌림을 적게하여 토출효율을 높일 수가 있다.

시동시의 부압을 크게 하기 위해 상기의 스프링(12)의 힘을 약하게 하는 외는 플런저의 토출행정에 있어서 압축성의 공기가 플런저와 토출밸브입구와의 사이에 잔류하는 틈 용적을 없게 하는 것이 바람직하다. 틈 용적을 작게 하기 위해, 흡입밸브체(11)의 조리개구멍(15)이 플런저(13)의 토출행정의 끝위치 플런저실(11)과 토출밸브(9)의 입구과의 사이를 직접적으로 접속하는 것같은 위치에 형성된다. 이것에 의해 플런저(13)의 토출행정에서 흡입행정으로의 반전시에는 플런저실(11)과 토출밸브(9)과의 사이에 잔류하는 공기량은 대단히 적어지고, 요컨대 틈 체적을 대단히 작게할 수 있다.

시동시에는 흡입배관중의 먼지나 이물질이 공기와 같이 흡입되어, 플런저(13), 흡입밸브체(11), 밸브시이트(10)등에 손상을 주는 경우가 있다. 이것을 회피하기 위해 흡입로(6)의 입구인 유체흡입구(16)에 필터(17)를 탈착 가능하게 장착한다.

이것에 의해 흡입되는 이물질 및 먼지는 필터(17)에서 제거되고, 유입로(6)로부터 내측으로 들어가는 일없이, 플런저(13)등의 손상이 방지된다.

플런저실(14)에 흡입되는 유체에 대한 누설방지를 위해 유체밀봉차단장치(20)가 케이싱(2)에 장착되는 플런저(13)가 유체밀봉차단장치(20)에 대하여 미끄럼운동한다.

유체밀봉차단장치(20)는 제 4 도에 도시된 바와같이 탄성링(22)과 이 탄성링(22)의 밀려 나오기 현상방지용 백업링과 동등한 기능을 가지는 시일링(21)을 가진다. 시일링(21)은 거의 L자상으로 형성되고 저마모 저미끄럼 저항재료에서 이루어지고, 플런저(13)에 접하는 미끄럼 운동부(21a)와 탄성링(22)에 대한 백업 및 고압시의 탄성링의 꼬이기 파손방지 때문에 칼라부(21b)를 가진다. 미끄럼 운동부(21a)에는 립(24)을 형성하고, 플런저(13)의 표면에 발생하는 유체막을 긁어내는 기능을 발휘시킨다. 이 립(24)에 의해 유체의 누락을 방지한다.

탄성링(22)은 O링, 각(角)링 등에 형성할 수가 있다. 탄성링(22)는 케이싱(2)의 시일홈(23)중에 장착되고, 시일링(21)의 미끄럼 운동부(21a)에는 플런저(13)가 미끄럼운동 가능하게 끼워넣어진다.

유체밀봉차단장치(20)의 다른 예는 제 5 도에 도시한 바와같이 U형상의 패킹으로부터 이루어지는 탄성링(22')과 단면 L자상의 시일링(21')을 가진다. 립(24)은 탄성링(22')으로 형성되고, 저마모성 저미끄럼 저항재료에 의해 형성 또는 피복되고, 시일링(21')에는 립은 형성되지 않는다. 시일링(21')은 저마모성 저미끄럼 저항재료에 의해 형성되고, 고압시의 시일면의 미끄럼운동 저항을 작게 한다.

펌프부(3)의 플런저(13)를 구동하는 구동 피스톤부(4)는, 제 1 도에 있어서, 케이싱(2)의 실린더실(30)내를 미끄럼운동 안내되는 피스톤(31)을 가진다. 피스톤(31)은 상기 펌프부(3)의 플런저(13)와 일체로 형성될 수가 있다. 실린더실(30)은 피스톤(31)에 의해 압력실(32)과 스프링실(33)로 분리된다. 스프링실(33)에는 케이싱(2)과 피스톤(31)과의 사이에 뻗는 상태로 스프링(34)이 설치된다. 스프링(34)은, 제1 도의 예에서는, 플런저(13)를 흡입운동하는 방향으로 피스톤(31)을 누르지만, 이 예에 한정되는 것은 아니다. 피스톤(31)은 공지한 바와같이 시일부재(35)를 가지고, 압력실(32)과 스프링실(33)과의 사이를 밀봉하고 있다. 압력실(32)에는 유로(36)가 개구하여, 압력실(32)의 압력유체, 예컨대 압력공기가 공급배출된다.

피스톤(31)의 왕복운동에 의해 플런저(13)가 왕복운동되어서 펌프부(3)에 있어서 유체의 흡입토출을 행한다. 흡입되는 유체가 공기와 같은 압축성 유체이든지, 압축성 유체가 혼입하고 있는 상태에서 플런저(13)의 부하저항이 기름등의 비압축성 유체만에 비하여 작아지고, 피스톤(31) 및 플런저(13)의 고빈도작동이 일어난다. 이 상태는 주로 기동시에 일어난다. 이 현상을 회피하기 위해, 스프링실(33)의 대기로의 개구부에 가변 조리개를 설치하고, 스프링실(33)에 있어서의 피스톤(31)에 대한 배압을 조정 가능하게 한다. 도면에 도시하는 바와같이 스프링실(33)을 케이싱(2)내에 형성된 접속로(37)에 의해 배출구(38)와 접속하고, 그 접속로(37)에 가변 조리개(39)를 설치할 수도 있다.

접속로(37)는 케이싱(2)내에 형성되는 볼트구멍을 이용할 수가 있다. 또, 제 6 도에 도시한 바와같이 케이싱(2)의 외측에 설치한 관로(37')에 의해 스프링실(33)과 배출구(38)를 연통하고, 그 관로(37')에 가변 조리개(39)를 설치할 수도 있다. 압축성 유체의 흡입에 의해 피스톤(31)에 대한 부하저항이 작을 때는 조리개(39)를 수축하여 스프링실(33)에 배압을 세워 피스톤(31)은 통상의 비압축성 유체의 경우와 같은 부하저항으로 왕복운동할 수 있도록 된다. 비압축성 유체의 흡입토출시에는 조리개(39)를 전부 열어서 스프링실(33)에 배압이 서지 않도록 한다. 이것에 의해 피스톤은 항상 유체의 성질에 관계없이 같은 빈도로 왕복운동을 할 수가 있다.

피스톤(31)의 왕복운동은 압력실(32)의 압력공기의 공급배출 전환에 의해 압력실(32)의 압력이 바뀜으로써 전환된다. 이것에서 피스톤(31)의 왕복운동전환수단으로서 압력실(32)로의 유로(36)의 공급배출전환을 행하는 전환제어부(5)가 설치된다.

전환제어부(5)는 압력실(32)로의 유로(36)와, 케이싱(2)에 설치된 공급구(51) 또는 배출구(38)와의 사이의 접속전환을 이루는 전환밸브로서의 셀렉터밸브(52)를 가진다. 셀렉터밸브(52)는 케이싱(2)내의 전환실(53)내에 이동가능하게 지지되고, 셀렉터밸브(52)가 제 1 도에 도시한 제 1 위치에 있을 때는, 공급구(51)에 접속되는 공급로(54)와 유로(36)가, 셀렉터밸브(52)의 주위의 유로공간을 통하여 연통되고, 그때 셀렉터밸브(52)에 설치된 시일부재(55)에 의해, 유로(36)와 배출구(38)와의 사이가 차단된다. 셀렉터밸브(52)가 도면의 오른쪽의 제 2 위치로 움직이게 되면, 유로(36)는 배출구(38)와 연통하고, 시일부재(55)에 의해 유로(36)와 공급로(54)와의 사이가 차단된다.

셀렉터 밸브(52)를 움직이는 수단으로서 파일럿 밸브장치(56)가 설치된다.

파일럿 밸브장치(56)는 케이싱(2)에 미끄럼운동 가능하게 지지되고, 한끝이 셀렉터 밸브(52)내에 형성된 파일럿실(57)에 돌입가능하게 형성되고, 다른끝이 피스톤(31)내에 돌입가능하게 형성된 파일럿 밸브체(58)를 가진다. 파일럿 밸브체(58)는 피스톤(31)내에 돌입하는 부분에 걸어맞춤부(59)를 가지고, 이 걸어맞춤부(59)는 제 1 도에 있어서는 피스톤(31)에 설치된 걸어맞춤 클럭부(60)에 걸어맞춤하고, 피스톤(31)의 도면에 있어서의 오른쪽 방향의 움직임에 있어서 파일럿 밸브체(58)는 피스톤(31)에 잡아당겨진다. 피스톤(31)이 반대로 움직일 때, 파일럿 밸브체(58)의 걸어맞춤부(59)가 피스톤(31)의 제 2 걸어맞춤부로서의 맞닿는 면(61)에 맞닿을 때까지 걸어맞춤부(59)는 어디에도 걸어맞추지 않고, 피스톤(31)의 움직임은 파일럿 밸브체(58)에는 전달되지 않는다. 따라서 이 경우, 파일럿 밸브체(58)는 정지하고 있다.

파일럿 밸브체(58)에는 유로(62)가 중공구멍으로서 형성되고, 그 한 끝은 파일럿실(57)측의 끝부의 제 1 개구(63)에 의해 파일럿실(57)에 연통한다. 유로(62)의 다른끝은 파일럿 밸브체(58)의 측면에 제 2 개구(64)로서 개구하고 있다.

케이싱(2)에는 공급구(51)에 연통하는 파일럿 공급로(66)와 배출구(38)에 연통하는 파일럿 배출로(67)가 형성된다.

파일럿 밸브체(58)가, 제 1 도에 도시한 최좌단위치에 있을 때, 유로(62)의 제 2 개구(64)가 파일럿 공급로(66)에 연통하고, 그때 케이싱(2)에 장착된 밸브시일(65)에 의해 파일럿 공급로(66) 및 제 2 개구(64)와 파일럿 배출로(67)와의 사이가 차단된다.

제 1 도의 위치에서 피스톤(31)이 오른쪽에 왕동할 때, 파일럿 밸브체(58)가 걸어맞춤부(59)와 걸어맞춤클럭부(60)의 걸어맞춤에 의해 오른쪽으로 끌려서 제 2 개구(64)는 파일럿 공급로(66)에 연통하는 위치에서 파일럿 배출로(67)에 연통하는 위치로 전환된다.

파일럿 공급로(66)에 제 2 개구(64)가 연통하는 제 1 위치에 파일럿 밸브체(58)가 있을때, 압력실(32)에 압력공기가 공급되고 피스톤(31)을 왕동하여, 파일럿 배출로(67)에 제 2 개구(64)가 연통하는 제 2 위치에 파일럿 밸브체(58)가 있을 때, 압력실(32)의 압력공기는 배출되고 스프링(34)의 힘에 의해 복동된다.

피스톤(31)의 왕동 및 복동의 행정의 끝 가까이에 있어서 파일럿 밸브체(58)의 걸어맞춤부(59)와 피스톤(31)의 걸어맞춤 클럭부(60) 또는 맞닿음부(61)와의 걸어맞춤에 의해 파일럿 밸브체(58)는 피스톤(31)과 함께 이동하고 파일럿 밸브체(58)는 피스톤(31)과 함께 이동하고 파일럿 밸브장치(56)를 공급과 배기의 사이에서 전환한다.

파일럿 밸브장치(56)의 전환에 의해 셀렉터 밸브(52)에 작용하는 압력이 변화하여 셀렉터 밸브(52)가 전환이동하여 압력실(32)의 압력공기의 공급배출 전환이 행하여진다. 압력실(32)의 공급배출전환에 의해 피스톤(31)에 작용하는 압력이 바뀌어서 피스톤(31)은 반전운동한다.

피스톤(31)에 대한 압력공기에 의한 추진력과 부하측의 추진력이 균형하면 피스톤(31)은 정지하고, 균형이 허물어지면 다시 피스톤은 왕복운동한다. 균형상태에 가까워지고 피스톤(31)의 극초 저속으로 이동하는 상태에서 반전위치의 가까이에 있을 때, 파일럿 밸브체(58)는 피스톤(31)과 같이 이동함으로써 파일럿 밸브장치(56)의 전환을 행한다. 파일럿 밸브장치(56)의 전환에 의해 셀렉터 밸브(52)가 전환되어 압력실(32)의 압력변화에 의해 피스톤(31)이 반전운동하여도, 피스톤(31)과 파일럿 밸브체(58)와의 사이의 걸어맞춤이 해제되고 피스톤(31)의 움직임은 즉시는 파일럿 밸브체(58)에 전달되지 않는다.

따라서 파일럿 밸브체(58)는 그 위치에 그대로 유지된다. 피스톤(31)이 소정량 만큼 이동하여 비로서 파일럿 밸브체(58)는 피스톤(31)과 걸어맞춤하여 이동을 개시한다. 파일럿 밸브체(58)가 정지하고 있는 사이에 파일럿 밸브장치(56)는 충분히 압력공기의 급배기를 행할 수가 있고, 셀렉터밸브(52)를 확실하게 전환위치로 이동할 수가 있다. 셀렉터 밸브(52)가 중간위치에서 정지하는 것을 피할수 잇다.

[효과]

본 발명에 의해 피스톤과 파일럿 밸브체와는 고정연락되지 않고, 반전운동시에는 피스톤의 움직임이 파일럿 밸브체에 전달되지 않는 간격을 설치하였기 때문에, 피스톤의 반전운동을 즉시 파일럿 밸브체에 전달하는 것이 없어지고, 파일럿 밸브체는 셀렉터 밸브를 완전하게 전환하는데 필요한 시간은 그 전환 위치에서 유지되고, 셀렉터 밸브의 전환운동의 도중에서 파일럿 밸브체가 전환 운동하는 것을 피할 수 있다. 따라서, 본 발명에 의해 피스톤은 어느 장소에서 추진력의 균형상태로 되어도, 전환밸브의 도중정지 때문에 초저속도로 이동을 계속하는 것을 방지하는 것이 가능하게 되었다.

본 발명에 의해 극미소량토출에 의한 극저속도로 작동중의 피스톤의 반전시에, 셀렉터 밸브에 전환작용하는 파일럿 밸브장치가 압력공급에서 단시간에 닫힘으로 바뀌든지 하지 않고 공급상태를 확실하게 필요시간만 유지하기 때문에, 전환밸브는 신속하게 작동하고, 따라서 피스톤도 신속하게 작동가능하게 되었다. 즉, 피스톤은 추진력이 균형상태로 되면 확실하게 그 위치에 정지유지될 수가 있고, 그 위치가 왕동에서 복동으로의 반전위치의 경우는 신속하게 왕복개시위치로 되돌아가서 그 위치에서 정지유지되는 것이 가능하게 되었다.

본 발명에 의해, 스프링실의 압축유체의 공급배출을 조리개에 의해 조절가능하게 되고, 스프링실내의 배압을 조정할 수 있기 때문에, 시동시에는 수축하여 스플링실의 배압을 세워, 배관중의 압축성 유체에 의한 부하저항의 감소를 보충하여 비압축성 유체만일 때는 조리개를 개방하여 스프링실의 배압을 없게 함으로써 항상 피스톤에 대한 부하저항을 일정하게 가동하는 것이 가능하게 되었다. 이것에 의한 공타현상을 회피하고, 부품의 수명에 대한 악영향을 해소하였다.

또 본 발명에 의해, 약한 스프링을 사용하여 흡입밸브의 균열저항을 작게하고, 흡입밸브체에 조리개구멍을 설치하여 플런저실에서 토출로로 유출하는 유체의 저항에 의해 플런저실내에 토출행정에 있어서 미소한 압력을 발생하고, 흡입밸브체의 밸브시이트에 대한 가압력으로서 스프링의 힘에 플런저실의 압력을 부가하여 흡입밸브체의 금속한 닫힘밸브운동을 가능하게 하고, 흡입로로의 되돌리기 유량을 감소하고, 토출효율을 높일 수가 있었다.

또한 본 발명에 이해 토출행정종료시의 플런저실로 접근한 위치에 토출밸브의 입구를 설치함으로써 쓸데없는 틈 용적을 적게하고, 시동시에 흡입 배관내에 큰 부압의 밸상을 가능하게 하고, 그 위에 유체에 의한 압력저항으로 플런저의 작동빈도를 저항시키는 것이 해소되고 토출량의 저하를 피할 수 있다.

본 발명에 의해 펌프장치의 흡입로의 입구에 필터가 설치되었기 때문에, 배관중의 이 물질에 의한 손상이 방지되었다.

또 본 발명에 의해, 탄성링과 저마모 저미끄럼 저항재료로 이루어지고 거의 단면 L자상의 시일링을 가지고, 탄성링과 시일링의 한쪽에 플런저에 접하는 립부를 설치함으로써, 고압하에서도 플런저에 발생하는 유체막을 긁어내는 효과가 높아지고, 반출 양이 허용량 이하로 극히 적어지기 때문에, 종래와 같은 드래인 포오트의 배치나 드레인 배관등의 번잡함을 없이하는 것이 가능하게 되었다.

본 발명의 시일링에 의해 미끄럼운동 저항이 극히 작아지고, 피스톤이 속히 작동하고 펌프의 토출유량을 증대하게 하는 것과 토출압력을 안정하는 것이 가능하게 되었다.

본 발명의 시일링은 탄성링의 밀려나기 현상을 방지하는 백업링과 동시의 기능을 가지고, 립을 혀엉하면 더욱 작은 미끄럼운동 저항으로 유체막의 긁어 내기 효과를 높였다. 시일링의 미끄럼운동 마모저항이 작아지기 때문에, 미끄럼운동 마찰저항에 의한 유체밀봉차단부재의 꼬이기 파손이 고압에 있어서도 방지가능하게 되었다.

또 본 발명에 의한 시일링 및 탄성링의 수명이 향상하였다.

Claims (3)

1. 왕복운동하는 피스톤과, 이 피스톤에 따라서 왕복운동이 되어 가압 이송될 제 1 유체를 급배기하는 플런저와, 피스톤 행정의 좌우 운동의 소정 위치에서 이 피스톤에 의해서 전환 작동되는 파일럿 밸브체를 갖춘 왕복 운동 펌프장치에 있어서, 상기 피스톤(31)에 의해서 압력실(32)과 스프링(33)로 분리되는 실린더(30)과, 이 압력실(32)에 유입하여 상기 피스톤(31)에 작용하는 제 2 압축 유체의 공급배출을 교대로 전환하기 위해서 파일럿실을 갖춘 셀렉터 밸브(52)와, 이 셀렉터 밸브(52)의 전환 조작을 위해서, 개방 폐쇄를 상호로 전환 선택되는 파일럿 공급로(66) 및 파일럿 배출로(67)와, 이 전환 선택을 위해서 파일럿 밸브체(58)에 갖추어진 제 2 개구(64)와, 상기 피스톤(31)의 이동에 따라 상기 플런저(13)의 왕복운동에 의하여 제 1 유체를 공급 배출하는 펌프실(7)로 구성되어 있으며, 상기 피스톤(31)에 상기 파일럿 밸브체(58)를 걸어맞추기 위한 맞닿는 면(61) 및 걸어맞춤 클릭부(60)가 갖추어지고, 상기 스프링실(33)에 제 2 압축유체의 작용에 대향하여 상기 피스톤(31)에 작용하는 제 1 스프링(34)이 설치되어, 상기 펌프실(7)에 제 1 유체를 위한 흡입로(6)와 토출로(8)가 각각 접속되는 동시에, 흡입로(6)와 펌프실(7)과의 사이를 개폐하는 흡입밸브체(11) 및 토출로(8)와 펌프실(7)과의 사이를 개폐하는 토출밸브(9)가 갖추어져서, 흡입밸브체(11)와 플런저(13)와의 사이에 플런저실(14)이 형성이 되어 컵형상 부재로서 형성이 된 흡입밸브체(11)는 이 플런저실(14)과 토출밸브(9)를 연통하는 조리개구멍(15)을 갖추어 또한 펌프실(7)내에서 이동하는 밸브시이트(10)에 접촉분리하여, 상기 흡입밸브체(11)를 상기 밸브시이트(10)에 가압하는 제 2 스프링(12)이 흡입밸브의 균일압력을 원하는 값으로 내리기 위해서 필요한 약한 힘을 갖추고 있는 것을 특징으로 하는 왕복운동 펌프장치.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 플런저(13)의 토출행정 종료시에 있어서 플런저실(14)에 접근한 위치에서 상기 토출밸브(9)의 입구가 상기 펌프실(7)에 개구하고 있는 것을 특징으로 하는 왕복운동 펌프장치.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 흡입로(6)의 입구(16)에 필터(17)가 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 왕복운동 펌프장치.