WO2021118064A1 - 무전원 유체증압장치 - Google Patents

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WO2021118064A1
WO2021118064A1 PCT/KR2020/015223 KR2020015223W WO2021118064A1 WO 2021118064 A1 WO2021118064 A1 WO 2021118064A1 KR 2020015223 W KR2020015223 W KR 2020015223W WO 2021118064 A1 WO2021118064 A1 WO 2021118064A1
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pressure
cylinder
fluid
path
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정종범
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정종범
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F15B2211/70—Output members, e.g. hydraulic motors or cylinders or control therefor
    • F15B2211/705—Output members, e.g. hydraulic motors or cylinders or control therefor characterised by the type of output members or actuators
    • F15B2211/7051—Linear output members
    • F15B2211/7055—Linear output members having more than two chambers

Definitions

  • the present invention relates to a device for outputting by increasing the pressure of an inflowing fluid, and more particularly, it is possible to discharge the high-pressure fluid by increasing the pressure of the inflowing fluid for all of the reciprocating strokes of the piston without supply of external power. It relates to a non-powered fluid pressure-increasing device.
  • a fluid intensifier is a device that intensifies and discharges an incoming fluid. It is widely used in a wide variety of industrial fields such as wood processing, mechanical processing, automobile industry, stone processing, food processing, paper business, and aircraft. is being used In general, such a fluid pressure device often requires a control device using a power source for the operation of the components for increasing the fluid pressure.
  • the technical problem to be solved by the present invention is to increase the pressure of the flowing fluid through the reciprocating motion of the piston module coupled through the plurality of cylinders, without a separate external power source or control device, and It is to provide an unpowered fluid pressure-increasing device capable of discharging.
  • a non-powered fluid pressure-increasing device comprising: first and second cylinders having a first inner diameter; a third cylinder having a second inner diameter smaller than the first inner diameter; A first piston inserted into the first cylinder, a second piston inserted into the second cylinder, and the first and second pistons coupled to both ends of a common rod passing through the first to third cylinders and a piston module coupled to the common rod and including a third piston inserted into the third cylinder; first to fourth pressure paths connected to both ends of the first and second cylinders to supply a fluid; and a fluid discharge path connected to both ends of the third cylinder.
  • fluid is supplied to the first and third pressurization paths connected to one end of the first and second cylinders so that the first to third pistons move from one end of the corresponding cylinder to the other end, and the third
  • the fluid pressurized by the piston may be discharged to the fluid discharge path through the first inlet/outlet hole of the other end of the third cylinder.
  • fluid is supplied through second and fourth pressure paths connected to the other ends of the first and second cylinders, and the first to third pistons move from the other end of the corresponding cylinder to one end, and the third
  • the fluid pressurized by the piston may be discharged to the fluid discharge path through the second inlet/outlet of one end of the third cylinder.
  • the non-powered fluid pressure-increasing device may include, according to a pressure-increasing mode, a pressure path adjusting member for supplying the fluid to the first and third pressurization paths or selectively supplying the fluid to the second and fourth pressurization paths; and a discharge path adjusting member selectively communicating the fluid discharging path with one of the first and second inflow and outflow holes according to the pressure-increasing mode.
  • the third cylinder is provided in a longitudinal direction of the central body in a central body coupled to the other end of the first cylinder and one end of the second cylinder, and communicates with the other end of the first cylinder and one end of the second cylinder.
  • the longitudinal center communicates with the fluid inlet path
  • a first supply hole communicating with the first and third pressurization paths is formed on one side
  • the second and fourth pressurization paths are formed on the other side.
  • a second supply hole to communicate with may be formed.
  • the pressure path adjusting member is shaft-fixed to one end and the other end of the first hole and has a cylindrical shape movable in the longitudinal direction inside the first hole, and a first sealing member for sealing the first hole in the horizontal direction at one side is coupled, and a second sealing member capable of sealing the first hole in the transverse direction may be coupled to the other side.
  • the pressure path adjusting member is located at one end of the first hole so that the first supply hole communicates with the center of the first hole, but the second supply hole is connected to the first by the second sealing member. It can be blocked from the center of the hole.
  • the pressure path adjusting member is located at the other end of the first hole so that the first supply hole is blocked from the center of the first hole by the first sealing member, but the second supply hole is the first hole. It can communicate with the center.
  • one fixed shaft of the pressing path adjusting member protrudes to the other side of the first cylinder, and in the second pressure-increasing mode, the other fixed shaft of the pressing path adjusting member may protrude to one side of the second cylinder have.
  • the pressure path adjusting member is pressed alternately by the first and second pistons by the first and second pistons in the pressure path adjusting member, and the protrusions of one side and the other fixed shaft of the pressure path adjusting member are pressed alternately to reciprocate in the longitudinal direction in the first hole.
  • the longitudinal center communicates with the fluid inlet path, one side communicates with the second outlet hole and the fluid outlet path, and the other end communicates with the first outlet hole and the fluid outlet path.
  • the discharge path adjusting member is shaft-fixed at one end and the other end of the second hole and has a cylindrical shape movable in the longitudinal direction inside the second hole, and a third sealing member for sealing the second hole in the horizontal direction at one side is coupled, and a fourth sealing member capable of sealing the second hole in the transverse direction may be coupled to the other side.
  • the discharge path adjusting member is located at one end of the second hole so that the first inlet and outlet holes communicate with the center of the second hole, but the second outlet and outlet holes are connected to the second by the fourth sealing member. It can be blocked from the center of the hole.
  • the discharge path adjusting member is located at the other end of the second hole so that the second inlet and outlet holes are blocked from the center of the second hole by the third sealing member, but the first inlet and outlet holes are the second It can communicate with the center of the hall.
  • the second inlet/outlet may communicate with the fluid discharge path, and in the second pressure-increasing mode, the first inlet/outlet may communicate with the fluid discharge path.
  • one fixed shaft of the discharge path adjusting member protrudes to the other side of the first cylinder, and in the second pressure-increasing mode, the other fixed shaft of the discharge path adjusting member may protrude to one side of the second cylinder have.
  • the discharge path control member according to the change of the pressure increasing mode, by the first and second pistons of the discharge path control member one side and the protrusion of the other fixed shaft is pressed alternately by the reciprocating movement in the longitudinal direction in the second hole can do.
  • the longitudinal center of the second hole may be connected to the longitudinal center of the first hole to communicate with the fluid inflow path.
  • the first pressing path may include a first sub-path formed in the central body and a second sub-path formed in a barrel of the first cylinder.
  • the fourth pressing path may include a third sub-path formed in the central body and a fourth sub-path formed in the barrel of the second cylinder.
  • the second pressing path may be formed in the central body to communicate with the third sub-path, and the third pressing path may be formed in the central body to communicate with the first sub-path.
  • the central body includes: a first discharge hole for discharging the fluid discharged from the first and second cylinders through the second and fourth pressure paths in the first pressure-increasing mode; and a second discharge hole for discharging the fluid discharged from the first and second cylinders through the first and third pressure paths in the second pressure increasing mode.
  • the non-powered fluid pressure-increasing device can provide an effect of high durability while being able to pressurize and output the fluid by itself without supply of external power based on the mechanical motion of the components according to the movement of the flowing fluid.
  • the non-powered fluid pressure-increasing device can provide an effect of easily increasing the fluid pressure by designing different inner diameters of a plurality of cylinders in which the piston module reciprocates.
  • FIG. 1 to 3 are conceptual diagrams for explaining the basic operating principle of the non-powered fluid pressure-increasing device according to the present invention.
  • FIG. 4 is a block diagram corresponding to the basic configuration of the non-powered fluid pressure-increasing device according to the present invention.
  • 5 and 6 are first and second cross-sectional views in the longitudinal direction of the non-powered fluid pressure-increasing device 100 according to the present invention when the first pressure-increasing mode starts.
  • FIG 7 and 8 are first and second cross-sectional views of the non-powered fluid pressure-increasing apparatus 100 according to the present invention at the end of the first pressure-increasing mode.
  • 9 and 10 are first and second cross-sectional views of the non-powered fluid pressure-increasing device 100 according to the present invention at the start of the second pressure-increasing mode.
  • 11 and 12 are first and second cross-sectional views of the non-powered fluid pressure-increasing apparatus 100 according to the present invention at the end of the second pressure-increasing mode.
  • FIG. 1 to 3 are conceptual diagrams for explaining the basic operating principle of the non-powered fluid pressure-increasing device 100 according to the present invention.
  • the non-powered fluid pressure-increasing device 100 is characterized by high durability while being able to pressurize and output the fluid on its own without the supply of external power based on the mechanical motion of the components according to the movement of the flowing fluid.
  • the components of the non-powered fluid pressure-increasing device 100 are made of a metal material and a reinforced synthetic resin material.
  • the non-powered fluid pressure-increasing device 100 may provide an effect of easily increasing the fluid pressure by designing different inner diameters of a plurality of cylinders in which the piston module reciprocates.
  • the non-powered fluid pressure booster 100 includes a first cylinder 101 , a second cylinder 102 , a third cylinder 103 , a piston module 110 , and a plurality of pressurization paths 121 to 124 .
  • the components of the non-powered fluid pressure-increasing device 100 shown in FIGS. 1 and 2 are not essential, the non-powered fluid pressure-increasing device 100 has more components or fewer components. may have
  • the first cylinder 101 and the second cylinder 102 have a first inner diameter.
  • the third cylinder 103 has a second inner diameter smaller than the first inner diameter of the first cylinder 101 and the second cylinder 102 .
  • the piston module 110 includes a first piston 111 inserted into the first cylinder 101 to reciprocate, a second piston 112 inserted into the second cylinder 102 to reciprocate, and the third It is inserted into the cylinder 103 and includes a third piston 113 and a common rod 114 reciprocating.
  • the common rod 114 is installed through the first to third cylinders.
  • the first piston 111 and the second piston 112 are coupled to both ends of the common rod 114
  • the third cylinder 103 is coupled to the transverse central portion of the common rod 114 .
  • the common rod 114 passes through one side of the first cylinder 101 , one side of the third cylinder 103 , and both sides of the second cylinder 102 to pass through the first to third pistons 111 to 123 . ) is combined with
  • a first pressure path 121 is connected to one end thereof, and a second pressure path 122 is connected to the other end thereof, and in the second cylinder 102, a third pressure path 123 is connected to one end thereof.
  • a fourth pressing path 124 is connected to the other end thereof.
  • a first outlet hole 131 and a second outlet hole 132 are formed at both ends of the third cylinder 103 .
  • the first outlet hole 131 connects the other end of the third cylinder 103 to a fluid discharge path (not shown), and the second outlet hole 132 connects one end of the third cylinder 103 to the Connect to the fluid discharge path.
  • These inlet and outlet holes 131 and 132 are used to supply or discharge the fluid to the third cylinder 103 according to the pressure increasing mode.
  • the first to third pistons 111 to 113 move together with the common rod 114 by the fluid.
  • the fluid inside the third cylinder 103 is obtained by dividing the cross-sectional area of the empty space inside the first cylinder 101 and the second cylinder 102 by the cross-sectional area of the empty space inside the third cylinder 103 .
  • the pressure is increased and discharged through the first outlet hole 131 or the second outlet hole 132 .
  • the non-powered fluid pressure-increasing device 100 can perform the above-described fluid pressure-increasing only with the pressure of the fluid flowing in without an external power supply, which will be described in detail with reference to other drawings in the future.
  • FIGS. 1 and 2 are conceptual diagrams illustrating a first pressure-increasing mode
  • FIG. 3 is a second pressure-increasing mode
  • the first pressure-increasing mode refers to a pressure-increasing mode in which the piston module 110 moves from one side of the non-powered fluid pressure-increasing device 100 to the other side
  • the second pressure-increasing mode is the piston module 110 in which the non-powered fluid pressure is applied.
  • the fluid is supplied to the first pressure path 121 and the third pressure path 123 connected to one end of the first cylinder 101 and the second cylinder 102 . Then, the first piston 111 and the second piston 112 are pressurized by the fluid, and the first to third pistons 111 to 113 move from one end of the corresponding cylinder to the other end.
  • the entire piston module 110 coupled to the common rod 114 moves from one end of the non-powered fluid pressure-increasing device 100 to the other end.
  • the fluid in the third cylinder 103 is pressurized by the third piston 113 and discharged through the first inlet/outlet hole 131 .
  • the fluid stored in the first cylinder 101 and the second cylinder 102 is transferred to the cylinder through the second pressure path 122 and the fourth pressure path 124 , respectively. discharged to the outside In addition, the fluid is supplied into the third cylinder 103 through the second inlet and outlet holes 132 .
  • the fluid is supplied to the second pressure path 122 and the fourth pressure path 124 connected to the other ends of the first cylinder 101 and the second cylinder 102 . Then, the first piston 111 and the second piston 112 are pressurized by the fluid, and the first to third pistons 111 to 113 move from the other end of the corresponding cylinder to one end.
  • the entire piston module 110 coupled to the common rod 114 moves from the other end of the non-powered fluid pressure booster 100 to one end.
  • the fluid in the third cylinder 103 is pressurized by the third piston 113 and discharged to the second inlet and outlet holes 132 .
  • the fluid stored in the first cylinder 101 and the second cylinder 102 is transferred to the cylinder through the first pressurization path 121 and the third pressurization path 123, respectively. discharged to the outside In addition, the fluid is supplied into the third cylinder 103 through the first inlet and outlet holes 131 .
  • the fluid in the third cylinder 103 is the cross-sectional area of the empty space inside the first cylinder 101 and the second cylinder 102 , the cross-sectional area of the empty space inside the third cylinder 103 . It can be discharged by increasing the pressure by dividing the pressure by .
  • FIG. 4 is a block diagram corresponding to the basic configuration of the non-powered fluid pressure-increasing device 100 according to the present invention.
  • the non-powered fluid pressure booster 100 includes the first to third cylinders 101 to 103 , the first to third pistons 111 to 113 , the common rod 114 and the first In addition to the to fourth pressing paths (121 to 124), it further includes a pressing path regulating member 140 and a discharge path regulating member 150.
  • the pressure path adjusting member 140 moves to one end of the first cylinder 101 and the second cylinder 102 through the first pressure path 121 and the third pressure path 123 according to the pressure increasing mode. It may be determined whether to supply the fluid or to supply the fluid to the other ends of the first cylinder 101 and the second cylinder 102 through the second pressurization path 122 and the fourth pressurization path 124 .
  • the discharge path control member 150 may selectively communicate the fluid discharge path 160 with the first outlet hole 131 or the second outlet hole 132 of the third cylinder 103 according to the pressure increasing mode. .
  • the third cylinder 103 is inside the central body 170 coupled to the other end of the first cylinder 101 and one end of the second cylinder 102 in the longitudinal direction of the central body 170 . can be provided. And the third cylinder 103 communicates with the other end of the first cylinder 101 and one end of the second cylinder 102 . According to this structure, the piston module 110 may reciprocate within the first to third cylinders 101 to 103 .
  • a first hole (not shown) into which the pressing path adjusting member 140 is inserted and a second hole (not shown) into which the discharge path adjusting member 150 is inserted are formed in the central body 170 .
  • 3 may be formed in the longitudinal direction of the central body 170 parallel to the cylinder (103).
  • the pressurization path control member 140 and the discharge path control member 150 may perform the above-described operation or a mechanical operation by the fluid flowing into the non-powered fluid pressure-increasing device 100 without an electric device for supplying external power. function can be performed. Therefore, the non-powered fluid pressure-increasing device 100 according to the present invention can provide the advantages of safety accidents and excellent durability.
  • non-powered fluid pressure-increasing device 100 will be described in detail with reference to a more specific example.
  • FIG. 5 and 6 are first and second cross-sectional views in the longitudinal direction of the non-powered fluid pressure-increasing device 100 according to the present invention when the first pressure-increasing mode starts.
  • the circular drawings in the upper part of FIG. 5 are cross-sectional views at various parts in the transverse direction of the non-powered fluid pressure-increasing device 100 .
  • 7 and 8 are first and second cross-sectional views of the non-powered fluid pressure-increasing apparatus 100 according to the present invention at the end of the first pressure-increasing mode.
  • 9 and 10 show first and second cross-sectional views of the non-powered fluid pressure-increasing apparatus 100 according to the present invention at the start of the second pressure-increasing mode, and FIGS. 11 and 12 are at the end of the second pressure-increasing mode.
  • First and second cross-sectional views of the non-powered fluid pressure-increasing device 100 according to the present invention are shown.
  • the non-powered fluid pressure booster 100 is basically composed of a first cylinder 101 , a second cylinder 102 , a piston module 110 , and a central body 170 .
  • the piston module 110 includes a first piston 111 , a second piston 112 , a third piston 113 , and a common rod 114 .
  • the second piston 112 includes a piston packing 112A. This is the same in the first piston 111, although no reference number is given. Although not clearly shown in the drawings, it is preferable that the piston packing is also included in the third piston 113 having a small diameter.
  • the other end of the second piston 112 is sealed with the cylinder cover (102A).
  • the cylinders 101 and 102 may not be sealed by a cover, but may be sealed in a structure connected to the barrel.
  • the central body 170 is formed with a third cylinder 103, a first hole 171 into which the pressure path adjusting member 140 is inserted, and a second hole 172 into which the discharge path adjusting member 150 is inserted. have.
  • various holes, connection holes, and paths through which the fluid can move are formed in the central body 170 . Some of them communicate with paths provided in the first cylinder 101 and the second cylinder 102 .
  • the longitudinal center of the first hole 171 communicates with the fluid inflow path 173, and the fluid flows into the first hole 171 through the fluid inflow path 173 through a plurality of holes and paths. passed to other components.
  • a first supply hole 174 communicating with the first pressing path 121 and the third pressing path 123 is formed at one end of the first hole 171 .
  • a second supply hole 175 communicating with the second pressing path 122 and the fourth pressing path 124 is formed at the other end of the first hole 171 .
  • the central body 170 has a first discharge hole 176 that communicates with the second pressing path 122 and the fourth pressing path 124 to discharge the fluid from the central body 170 to the outside. is formed
  • the central body 170 has a second discharge hole 177 communicating with the first pressing path 121 and the third pressing path 123 to discharge the fluid from the central body 170 to the outside. is formed
  • the pressing path adjusting member 140 is shaft-fixed to one end and the other end of the first hole 171 and has a cylindrical shape movable in the longitudinal direction inside the first hole 171 .
  • a first sealing member 141 capable of sealing the first hole 171 in the horizontal direction is coupled to one side of the pressing path adjusting member 140
  • the second sealing member 141 is coupled to the other side of the pressing path adjusting member 140 .
  • a second sealing member 142 capable of sealing the first hole 171 in the horizontal direction is coupled.
  • One fixed shaft 143 and the other fixed shaft 144 of the pressure path adjusting member 140 have a smaller diameter than the body of the pressure path adjusting member 140, respectively, and the other side of the first cylinder 101 and It may protrude to one side of the second cylinder 102 .
  • the longitudinal center of the second hole 172 may communicate with the fluid inlet path 173 to receive fluid through the fluid inlet path 173 .
  • the second hole 172 communicates with the fluid inlet path 173 via the first hole 171 through the hole communication path 178, but in another embodiment of the present invention, the second hole 172 may be in direct communication with the fluid inflow path 173 or may communicate with the fluid inflow path 173 through another path.
  • One side of the second hole 172 may communicate with the second inlet hole 132 formed in the third cylinder 103 and the fluid discharge path 160 .
  • One side of the second hole 172 may communicate with the fluid discharge path 160 through the first connection hole 180 .
  • the other side of the second hole 172 may communicate with the first outlet hole 131 and the fluid outlet path 160 .
  • the other side of the second hole 172 may communicate with the fluid discharge path 160 through the second connection hole 181 .
  • the discharge path adjusting member 150 is shaft-fixed to one end and the other end of the second hole 172 and has a cylindrical shape movable in the longitudinal direction inside the second hole 172 .
  • a third sealing member 151 capable of sealing the second hole 172 in the horizontal direction is coupled to one side of the discharge path adjusting member 150
  • the second sealing member 151 is coupled to the other side of the discharge path adjusting member 150 .
  • a fourth sealing member 152 capable of sealing the second hole 172 in the horizontal direction is coupled.
  • One fixed shaft 153 and the other fixed shaft 154 of the discharge path control member 150 are smaller in diameter than the body of the discharge path control member 150, respectively, the other side of the first cylinder 101 and It may protrude to one side of the second cylinder 102 .
  • the fluid discharge path 160 may communicate with the fluid discharge hole 179 to discharge the fluid pressurized in the third cylinder 103 to the outside of the central body 170 .
  • the first pressing path 121 may include a first sub-path formed in the central body 170 and a second sub-path formed in the barrel of the first cylinder 101 .
  • the fourth pressing path 124 may include a third sub-path formed in the central body 170 and a fourth sub-path formed in the barrel of the second cylinder 102 .
  • the second pressing path 122 may be formed in the central body 170 to communicate with the third sub-path.
  • the third pressing path 123 may be formed in the central body 170 to communicate with the first sub-path.
  • first pressing path 121 and the fourth pressing path 124 may be formed in the cylinder cover portion.
  • the coupling portion of the central body 170 and the first cylinder 101 and the second cylinder 102, the piston module 110 is the central body 170 ), a portion in which the pressing path control member 140 and the discharge path control member 150 are in contact with the central body 170, the first cylinder 101 and the second cylinder 102 A sealing member is provided at the coupling portion between the and the cylinder cover.
  • a plurality of paths, holes, and connection holes required for inflow, movement, and discharge of fluid are all provided in the first cylinder 101, the second cylinder 102 and It is characterized in that it is formed on the central body (170).
  • the first piston 111 and the second piston 112 are located at one end of the first cylinder 101 and the second cylinder 102, and the third piston 113 is It is located on one side of the third cylinder 103 .
  • the pressure path adjusting member 140 is located at one end of the first hole 171
  • the discharge path adjusting member 150 is located at one end of the second hole 172 .
  • one side of the fixed shaft 143 of the pressing path adjusting member 140 protrudes to the other side of the first cylinder (101).
  • the first supply hole 174 communicates with the central portion of the first hole 171 , and the second supply hole 175 . ) is blocked from the center of the first hole 171 by the second sealing member 142 .
  • the fluid supplied to the first hole 171 moves through the first pressure path 121 and the third pressure path 123 through the first supply hole 174 .
  • the first piston 111 moves from one end of the first cylinder 101 to the other end
  • the second piston 112 moves from one end of the second cylinder 102 to the other end
  • the third The piston 113 moves from one end of the third cylinder 103 to the other end. That is, the entire piston module 110 moves from one side to the other inside the non-powered fluid pressure-increasing device 100 .
  • the fluid filled in the first cylinder 101 is discharged through the second pressure path 122
  • the fluid filled in the second cylinder 102 is discharged through the fourth pressure path 124 .
  • the fluid discharged from the first cylinder 101 and the second cylinder 102 is discharged to the outside of the central body 170 through the first discharge hole 176 .
  • the discharge path adjusting member 150 is located at one end of the second hole 172 , and the second inlet/outlet hole 132 communicates with the center of the second hole 172 , but the first The outlet hole 131 is blocked from the center of the second hole 172 by the fourth sealing member 152 .
  • the third piston 113 moves from one side of the third cylinder 103 to the other side, and the fluid flowing into the second hole 172 flows into the third cylinder ( 103), the fluid stored on the other side of the third cylinder 103 is discharged through the first inlet and outlet holes 131 and is discharged through the second connection hole 181 of the second hole 172. It is discharged to the outside of the central body 170 through the fluid discharge hole 179 through the fluid discharge path 160 .
  • the pressure of the fluid discharged through the fluid discharge hole 179 is a value obtained by subtracting the cross-sectional area of the common rod 114 from the cross-sectional area of one of the first and second cylinders 101 and 102 and the other cross-sectional area.
  • the pressure may be increased by a pressure increase ratio obtained by dividing the summed value by a value obtained by subtracting the cross-sectional area of the common rod 114 from the cross-sectional area of the third cylinder 103 .
  • the fluid pressure increase ratio is the sum of the value (80 2- 20 2) in cross-sectional area obtained by subtracting the cross-sectional area of the common rod 114 of the second cylinder 102 and the cross-sectional area 80 2 of the first cylinder (101)
  • the value may be calculated as 199.197, which is a value obtained by dividing the cross-sectional area of the third cylinder 103 by (21.5 2 -20 2 ), which is a value obtained by subtracting the cross-sectional area of the common rod 114 from the cross-sectional area of the third cylinder 103 .
  • the non-powered fluid pressure-increasing device 100 can greatly increase and discharge the pressure of the fluid only by driving the supplied fluid without external power supply.
  • one fixed shaft 143 protruding from the pressure path adjusting member 140 to the other side of the first cylinder 101 and the discharge path adjusting member 150 The one-side fixed shaft 153 protruding to the other side of the first cylinder 101 is pressed by the inertia of the moving first piston 111 (see FIGS. 7 and 8 ).
  • the other fixed shaft 144 of the pressing path adjusting member 140 protrudes to one side of the second cylinder 102 , and the other fixed shaft 154 in the discharge path adjusting member 150 is connected to the second cylinder. It protrudes to one side of (102). Then, the pressure-increasing mode of the non-powered fluid pressure-increasing device 100 is switched from the first pressure-increasing mode to the second pressure-increasing mode (see FIGS. 9 and 10 ).
  • FIGS. 8 and 9 are for explaining the process of switching from the first pressure-increasing mode to the second mode, and the operation mechanism in FIGS. 8 and 9 is the same as the operation mechanism in FIGS. 6 and 7, so the detailed operation Reference numbers for mechanism description are omitted.
  • the first piston 111 and the second piston 112 are located at the other ends of the first cylinder 101 and the second cylinder 102 , and the third piston 113 is It is located on the other side of the third cylinder 103 .
  • the pressure path adjusting member 140 is located at the other end of the first hole 171
  • the discharge path adjusting member 150 is located at the other end of the second hole 172 .
  • the other fixed shaft 144 of the pressing path adjusting member 140 protrudes to one side of the second cylinder (102).
  • the first supply hole 174 is moved to the center of the first hole 171 by the first sealing member 141 . and the second supply hole 175 communicates with the central portion of the first hole 171 .
  • the fluid supplied to the first hole 171 moves through the second pressure path 122 and the fourth pressure path 124 through the second supply hole 175 .
  • the first piston 111 moves from the other end of the first cylinder 101 to one end
  • the second piston 112 moves from the other end of the second cylinder 102 to one end
  • the third The piston 113 moves from the other end of the third cylinder 103 to one end. That is, the entire piston module 110 moves from the other side to one side inside the non-powered fluid pressure-increasing device 100 .
  • the fluid filled in the first cylinder 101 is discharged through the first pressurization path 121
  • the fluid filled in the second cylinder 102 is discharged through the third pressurization path 123 .
  • the fluid discharged from the first cylinder 101 and the second cylinder 102 is discharged to the outside of the central body 170 through the second discharge hole 177 .
  • the discharge path adjusting member 150 is located at the other end of the second hole 172 , and the second inlet/outlet hole 132 is formed in the second hole ( ) by the third sealing member 151 . 172), but the first outlet hole 131 communicates with the center of the second hole 172.
  • the third piston 113 moves from the other side of the third cylinder 103 to one side, and the fluid flowing into the second hole 172 passes through the first outlet hole 131 into the third cylinder ( 103), the fluid stored at one side of the third cylinder 103 is discharged through the second inlet and outlet holes 132 through the first connection hole 180 of the second hole 172 It is discharged to the outside of the central body 170 through the fluid discharge hole 179 through the fluid discharge path 160 .
  • the pressure of the fluid discharged through the fluid discharge hole 179 is the cross-sectional area of the empty space inside the first cylinder 101 and the second cylinder 102, similar to the first pressure increasing mode, the third cylinder. (103) It can be increased by the ratio of pressure increase divided by the cross-sectional area of the empty space inside.
  • the other fixed shaft 144 protruding from the pressure path adjusting member 140 to one side of the second cylinder 102 and the discharge path adjusting member 150
  • the other fixed shaft 154 protruding to one side of the second cylinder 102 is pressed by the inertia of the moving second piston 112 (see FIGS. 11 and 12 ).
  • one fixed shaft 143 of the pressing path adjusting member 140 protrudes to the other side of the first cylinder 101 , and one fixed shaft 153 in the discharge path adjusting member 150 is connected to the first cylinder. (101) protrudes to the other side.
  • the pressure-increasing mode of the non-powered fluid pressure-increasing device 100 is switched from the second pressure-increasing mode to the first pressure-increasing mode (see FIGS. 7 and 8 ).
  • the pressure path adjusting member 140 according to the change of the pressure increasing mode, by the first piston 111 and the second piston 112, one side and the other side of the fixed shaft ( The protrusions 143 and 144 are alternately pressed while reciprocating in the longitudinal direction in the first hole 171 .
  • the discharge path control member 150 according to the switching of the pressure increasing mode, the first piston 111 and the second piston 112 by the one side and the other side of the fixed shaft of the discharge path control member 150 ( The protrusions 153 and 154 are alternately pressed while reciprocating in the longitudinal direction in the second hole 172 .
  • FIG. 11 and FIG. 12 are for explaining a process of switching from the second pressure boosting mode to the first mode, and since the pressure boosting mechanism in FIGS. 11 and 12 is the same as the operating mechanism in FIGS. 9 and 10 , the detailed operation Reference numbers for mechanism description are omitted.
  • the non-powered fluid pressure-increasing device 100 is capable of pressurizing and moving the fluid introduced through the fluid inlet path 173 without supply of external power. Based on it, the first pressure-increasing mode and the second pressure-increasing mode for increasing the fluid pressure for all of the reciprocating strokes of the piston module 110 may be repeatedly performed.
  • the non-powered fluid pressure-increasing device can be used in a wide variety of industrial fields such as wood processing fields, mechanical processing fields, automobile industry fields, stone processing fields, food processing fields, paper business fields, airplane fields, etc. It can be widely used.

Abstract

유입되는 유체를, 별도의 외부전원이나 조절장치 없이도, 자체 증압하여 배출할 수 있는 본 발명에 따른 무전원 유체증압장치는, 제1 내경의 제1 및 제2 실린더; 상기 제1 내경보다 작은 제2 내경의 제3 실린더; 상기 제1 실린더에 삽입되는 제1 피스톤, 상기 제2 실린더에 삽입되는 제2 실린더, 양단에 상기 제1 및 제2 피스톤이 결합되어 상기 제1 내지 제3 실린더를 관통하는 공통로드(common rod), 및 상기 공통로드에 결합되며 상기 제3 실린더에 삽입되는 제3 피스톤을 포함하는 피스톤 모듈; 제1 및 제2 실린더의 양단에 연결되어 유체를 공급하는 제1 내지 제4 가압경로; 및 상기 제3 실린더 양단에 연결된 유체배출경로;를 포함할 수 있다.

Description

무전원 유체증압장치
본 발명은 유입되는 유체의 압력을 증가시켜 출력하는 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 외부 전원의 공급 없이도 피스톤의 왕복행정 모두에 대해 유입되는 유체의 압력을 증가시켜 고압의 유체를 배출할 수 있는 무전원 유체증압장치에 관한 것이다.
유체증압장치(intensifier)는 유입되는 유체를 증압시켜 배출하는 장치로 임가공분야, 기계가공분야, 자동차산업분야, 석재가공분야, 식품가공분야, 제지사업분야, 항공기분야 등 매우 다양한 산업분야에 널리 이용되고 있다. 일반적으로 이러한 유체증압장치는 유체의 증압을 위한 구성요소들의 동작을 위하여 전원을 이용한 컨트롤 장치를 필요로 하는 경우가 많다.
이에 본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는, 복수의 실린더를 관통하여 결합되되 복수의 피스톤이 결합된 피스톤 모듈의 왕복운동을 통하여, 유입되는 유체를, 별도의 외부전원이나 조절장치 없이도, 자체 증압하여 배출할 수 있는 무전원 유체증압장치를 제공하는 것이다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 무전원 유체증압장치는, 제1 내경의 제1 및 제2 실린더; 상기 제1 내경보다 작은 제2 내경의 제3 실린더; 상기 제1 실린더에 삽입되는 제1 피스톤, 상기 제2 실린더에 삽입되는 제2 피스톤, 양단에 상기 제1 및 제2 피스톤이 결합되어 상기 제1 내지 제3 실린더를 관통하는 공통로드(common rod), 및 상기 공통로드에 결합되며 상기 제3 실린더에 삽입되는 제3 피스톤을 포함하는 피스톤 모듈; 제1 및 제2 실린더의 양단에 연결되어 유체를 공급하는 제1 내지 제4 가압경로; 및 상기 제3 실린더 양단에 연결된 유체배출경로;를 포함할 수 있다.
제1 증압모드에서는, 상기 제1 및 제2 실린더 일단에 연결된 제1 및 제3 가압경로로 유체가 공급되어 상기 제1 내지 제3 피스톤이 대응되는 실린더의 일단에서 타단으로 이동하며, 상기 제3 피스톤에 의하여 증압된 유체가 상기 제3 실린더의 타단의 제1 유출입공을 통하여 상기 유체배출경로로 배출될 수 있다.
제2 증압모드에서는, 상기 제1 및 제2 실린더 타단에 연결된 제2 및 제4 가압경로로 유체가 공급되어 상기 제1 내지 제3 피스톤이 대응되는 실린더의 타단에서 일단으로 이동하며, 상기 제3 피스톤에 의하여 증압된 유체가 상기 제3 실린더의 일단의 제2 유출입공을 통하여 상기 유체배출경로로 배출될 수 있다.
상기 무전원 유체증압장치는, 증압모드에 따라서, 유체를 상기 제1 및 제3 가압경로로 공급하거나 상기 제2 및 4 가압경로로 선택적으로 공급하는 가압경로 조절부재; 및 증압모드에 따라서, 상기 유체배출경로를 상기 제1 및 제2 유출입공 중 하나와 선택적으로 연통시키는 배출경로 조절부재를 더 포함할 수 있다.
상기 제3 실린더는, 상기 제1 실린더의 타단과 상기 제2 실린더의 일단에 결합되는 중심몸체 내에 상기 중심몸체의 길이방향으로 마련되고, 상기 제1 실린더의 타단과 상기 제2 실린더의 일단과 연통될 수 있다.
상기 중심몸체에는, 상기 중심몸체의 길이방향으로 상기 제3 실린더와 평행하게 마련되어 상기 가압경로 조절부재가 삽입되는 제1 홀; 및 상기 중심몸체의 길이방향으로 상기 제3 실린더와 평행하게 마련되어 상기 배출경로 조절부재가 삽입되는 제2 홀이 더 형성되어 있을 수 있다.
상기 제1 홀에 있어서, 길이방향 중심은 유체유입경로와 연통되며, 일측에는 상기 제1 및 제3 가압경로와 연통되는 제1 공급홀이 형성되며, 타측에는 상기 제2 및 제4 가압경로와 연통되는 제2 공급홀이 형성되어 있을 수 있다.
상기 가압경로 조절부재는, 상기 제1 홀의 일단 및 타단에 축고정되되 상기 제1 홀 내부에서 길이방향으로 이동가능한 원기둥형상을 가지며, 일측에는 상기 제1 홀을 가로방향으로 밀봉하는 제1 밀봉부재가 결합되며, 타측에는 상기 제1 홀을 가로방향으로 밀봉할 수 있는 제2 밀봉부재가 결합될 수 있다.
제1 증압모드에서는, 상기 가압경로 조절부재는 상기 제1 홀의 일단에 위치하여 상기 제1 공급홀은 상기 제1 홀의 중심부와 연통되나 상기 제2 공급홀은 상기 제2 밀봉부재에 의하여 상기 제1 홀의 중심부와 차단될 수 있다.
제2 증압모드에서는, 상기 가압경로 조절부재는 상기 제1 홀의 타단에 위치하여 상기 제1 공급홀은 상기 제1 밀봉부재에 의하여 제1 홀의 중심부와 차단되나 상기 제2 공급홀은 상기 제1 홀의 중심부와 연통될 수 있다.
제1 증압모드에서, 상기 가압경로 조절부재의 일측 고정축은 상기 제1 실린더의 타측으로 돌출되며, 제2 증압모드에서, 상기 가압경로 조절부재의 타측 고정축은 상기 제2 실린더의 일측으로 돌출될 수 있다. 상기 가압경로 조절부재는, 증압모드의 변환에 따라 상기 제1 및 제2 피스톤에 의하여 상기 가압경로 조절부재의 일측 및 타측 고정축의 돌출부가 교대로 가압되어 상기 제1 홀에서 길이방향으로 왕복운동할 수 있다.
상기 제2홀에 있어서, 길이방향 중심은 유체유입경로와 연통되며, 일측은 상기 제2 유출입공 및 상기 유체배출경로와 연통되며, 타측은 상기 제1 유출입공 및 상기 유체배출경로와 연통될 수 있다.
상기 배출경로 조절부재는, 상기 제2 홀의 일단 및 타단에 축고정되되 상기 제2 홀 내부에서 길이방향으로 이동가능한 원기둥형상을 가지며, 일측에는 상기 제2 홀을 가로방향으로 밀봉하는 제3 밀봉부재가 결합되며, 타측에는 상기 제2 홀을 가로방향으로 밀봉할 수 있는 제4 밀봉부재가 결합될 수 있다.
제1 증압모드에서는, 상기 배출경로 조절부재는 상기 제2 홀의 일단에 위치하여 상기 제1 유출입공은 상기 제2 홀의 중심부와 연통되나 상기 제2 유출입공은 상기 제4 밀봉부재에 의하여 상기 제2 홀의 중심부와 차단될 수 있다.
제2 증압모드에서는, 상기 배출경로 조절부재는 상기 제2 홀의 타단에 위치하여 상기 제2 유출입공은 상기 제3 밀봉부재에 의하여 상기 제2 홀의 중심부와 차단되나 상기 제1 유출입공은 상기 제2 홀의 중심부와 연통될 수 있다.
제1 증압모드에서는, 상기 제2 유출입공이 상기 유체배출경로와 연통되며, 제2 증압모드에서는, 상기 제1 유출입공이 상기 유체배출경로와 연통될 수 있다.
제1 증압모드에서, 상기 배출경로 조절부재의 일측 고정축은 상기 제1 실린더의 타측으로 돌출되며, 제2 증압모드에서, 상기 배출경로 조절부재의 타측 고정축은 상기 제2 실린더의 일측으로 돌출될 수 있다.
상기 배출경로 조절부재는, 증압모드의 전환에 따라, 상기 제1 및 제2 피스톤에 의하여 상기 배출경로 조절부재의 일측 및 타측 고정축의 돌출부가 교대로 가압되어 상기 제2 홀에서 길이방향으로 왕복운동할 수 있다.
상기 제2 홀의 길이방향 중심은, 상기 제1 홀의 길이방향 중심과 연결되어 상기 유체유입경로와 연통될 수 있다.
상기 제1 가압경로는, 상기 중심몸체에 형성된 제1 하위경로 및 상기 제1 실린더의 배럴(barrel)에 형성된 제2 하위경로를 포함할 수 있다. 상기 제4 가압경로는, 상기 중심몸체에 형성된 제3 하위경로 및 상기 제2 실린더의 배럴에 형성된 제4 하위경로를 포함할 수 있다. 상기 제2 가압경로는, 상기 중심몸체에 형성되어 상기 제3 하위경로와 연통되며, 상기 제3 가압경로는, 상기 중심몸체에 형성되어 상기 제1 하위경로와 연통될 수 있다.
상기 중심몸체에는, 제1 증압모드에서 상기 제2 및 제4 가압경로를 통하여 상기 제1 및 제2 실린더로부터 배출되는 유체를 배출하는 제1 배출공; 및 제2 증압모드에서 상기 제1 및 제3 가압경로를 통하여 상기 제1 및 제2 실린더로부터 배출되는 유체를 배출하는 제2 배출공이 더 형성되어 있을 수 있다.
본 발명에 따른 무전원 유체증압장치는 유입되는 유체의 이동에 따른 구성요소들의 기계적 운동에 기초하여 외부전원의 공급없이도 자체적으로 유체를 증압하여 출력할 수 있으면서도 내구성이 높은 효과를 제공할 수 있다.
본 발명에 따른 무전원 유체증압장치는 피스톤 모듈이 왕복운동하는 복수의 실린더의 내경을 달리 설계함으로써 유체를 용이하게 증압할 수 있는 효과를 제공할 수 있다.
도 1 내지 도 3은 본 발명에 따른 무전원 유체증압장치의 기본 동작원리를 설명하기 위한 개념도이다.
도 4는 본 발명에 따른 무전원 유체증압장치의 기본구성에 대응되는 블락도이다.
도 5 및 도 6은 제1 증압모드 개시시점에서의 본 발명에 따른 무전원 유체증압장치(100)의 길이방향의 제1 및 제2 단면도이다.
도 7 및 도 8은 제1 증압모드 종료시점에서의 본 발명에 따른 무전원 유체증압장치(100)의 제1 및 제2 단면도를 나타낸다.
도 9 및 도 10은 제2 증압모드 개시시점에서의 본 발명에 따른 무전원 유체증압장치(100)의 제1 및 제2 단면도를 나타낸다.
도 11 및 도 12는 제2 증압모드 종료시점에서의 본 발명에 따른 무전원 유체증압장치(100)의 제1 및 제2 단면도를 나타낸다.
본 발명과 본 발명의 동작상 또는 기능상의 이점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 충분히 이해하기 위해서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 첨부 도면 및 첨부 도면에 기재된 내용을 참조하여야만 한다.
이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명함으로써, 본 발명을 상세히 설명한다. 각 도면에 제시된 동일한 참조부호는 동일한 부재를 나타낼 수 있다.
도 1 내지 도 3은 본 발명에 따른 무전원 유체증압장치(100)의 기본 동작원리를 설명하기 위한 개념도이다.
상기 무전원 유체증압장치(100)는 유입되는 유체의 이동에 따른 구성요소들의 기계적 운동에 기초하여 외부전원의 공급없이도 자체적으로 유체를 증압하여 출력할 수 있으면서도 내구성이 높은 것을 특징으로 한다. 한편, 내구성의 확보를 위하여 상기 무전원 유체증압장치(100)의 구성요소들은 금속재 및 강화합성수지재로 구현됨이 바람직하다. 그리고 상기 무전원 유체증압장치(100)는 피스톤 모듈이 왕복운동하는 복수의 실린더의 내경을 달리 설계함으로써 유체를 용이하게 증압할 수 있는 효과를 제공할 수 있다.
상기 무전원 유체증압장치(100)는 제1 실린더(101), 제2 실린더(102), 제3 실린더(103), 피스톤 모듈(110), 복수의 가압경로(121 내지 124)를 포함한다. 한편, 도 1 내지 도 2에 도시된 상기 무전원 유체증압장치(100)의 구성요소들이 필수적인 것은 아니어서, 상기 무전원 유체증압장치(100)는 그보다 많은 구성요소들을 갖거나 그보다 적은 구성요소들을 가질 수도 있다.
상기 제1 실린더(101) 및 제2 실린더(102)는 제1 내경을 갖는다. 그리고 상기 제3 실린더(103)는 상기 제1 실린더(101) 및 제2 실린더(102)의 제1 내경보다 작은 제2 내경을 갖는다. 상기 피스톤 모듈(110)은 상기 제1 실린더(101)에 삽입되어 왕복운동하는 제1 피스톤(111), 상기 제2 실린더(102)에 삽입되어 왕복운동하는 제2 피스톤(112), 상기 제3 실린더(103)에 삽입되어 왕복운동하는 제3 피스톤(113) 및 공통 로드(common rod, 114)를 포함한다. 상기 공통 로드(114)는 상기 제1 내지 제3 실린더를 관통하여 설치된다.
상기 공통 로드(114)의 양단에는 상기 제1 피스톤(111) 및 상기 제2 피스톤(112)이 결합되며, 상기 공통 로드(114)의 가로방향 중심부에는 상기 제3 실린더(103)가 결합된다. 상기 공통 로드(114)는 상기 제1 실린더(101)의 한쪽과 상기 제3 실린더(103)의 한쪽과 상기 제2 실린더(102)의 양쪽을 관통하여 상기 제1 내지 제3 피스톤(111 내지 123)과 결합된다.
상기 제1 실린더(101)에서 그 일단에는 제1 가압경로(121) 그 타단에는 제2 가압경로(122)가 연결되며, 상기 제2 실린더(102)에서는 그 일단에는 제3 가압경로(123) 그 타단에는 제4 가압경로(124)가 연결된다. 이러한 가압경로들(121 내지 124)은 증압모드에 따라(즉, 피스톤 이동방향에 따라) 상기 제1 피스톤(111) 및 제2 피스톤(112)을 가압하기 위한 유체를 공급하거나, 상기 제1 실린더(101) 및 제2 실린더(102) 내부의 유체를 배출하는 경로로 이용된다.
상기 제3 실린더(103)의 양단에는 제1 유출입공(131) 및 제2 유출입공(132)이 형성되어 있다. 상기 제1 유출입공(131)은 상기 제3 실린더(103)의 타단을 유체배출경로(미도시)로 연결하며, 상기 제2 유출입공(132)은 상기 제3 실린더(103)의 일단을 상기 유체배출경로로 연결한다. 이러한 유출입공들(131 및 132)은 증압모드에 따라서 상기 제3 실린더(103)로 유체를 공급하거나 배출하는데 이용된다.
상기 무전원 유체증압장치(100)는 유체에 의하여 상기 제1 내지 제3 피스톤(111 내지 113)이 상기 공통 로드(114)와 함께 이동한다. 이때, 상기 제3 실린더(103) 내부의 유체는, 상기 제1 실린더(101) 및 제2 실린더(102) 내부의 빈 공간의 단면적을 상기 제3 실린더(103) 내부의 빈 공간의 단면적으로 나눈 압력으로 증압되어 상기 제1 유출입공(131) 또는 상기 제2 유출입공(132)로 배출된다.
상기 무전원 유체증압장치(100)는 외부 공급 전원없이 유입되는 유체의 압력만으로 상술한 유체증압을 수행할 수 있는데, 이에 대해서는 향후 다른 도면들을 참조하여 상세히 살펴본다.
이상에서는 상기 무전원 유체증압장치(100)의 각 구성요소들 각각에 대하여 살펴보았다. 이하에서는 도 1 내지 도 3에 도시된 개념도를 참조하여 상기 무전원 유체증압장치(100)가 제1 증압모드와 제2 증압모드에서 동작하는 메커니즘에 대해 살펴본다.
참고로 도 1 및 도 2는 제1 증압모드를, 그리고 도 3은 제2 증압모드를 설명하기 위한 개념도이다. 그리고 제1 증압모드는 상기 피스톤 모듈(110)이 상기 무전원 유체증압장치(100) 내부의 일측에서 타측으로 이동하는 증압모드를 말하며, 제2 증압모드는 상기 피스톤 모듈(110)이 상기 무전원 유체증압장치(100) 내부의 타측에서 일측으로 이동하는 증압모드를 말한다.
제1 증압모드에서는 상기 제1 실린더(101) 및 상기 제2 실린더(102)의 일단에 연결된 상기 제1 가압경로(121) 및 상기 제3 가압경로(123)로 유체가 공급된다. 그러면 상기 제1 피스톤(111) 및 상기 제2 피스톤(112)이 유체에 의하여 가압되어, 상기 제1 내지 제3 피스톤(111 내지 113)은 대응되는 실린더의 일단에서 타단으로 이동한다.
즉, 상기 공통 로드(114)에 결합된 상기 피스톤 모듈(110) 전체가 상기 무전원 유체증압장치(100)의 일단에서 타단으로 이동한다. 이로 인하여 상기 제3 실린더(103) 내의 유체가 상기 제3 피스톤(113)에 의하여 증압되어 상기 제1 유출입공(131)으로 배출된다.
한편, 제1 증압모드에서는 상기 제1 실린더(101) 및 상기 제2 실린더(102) 내부에 저장되어 있는 유체는 각각 상기 제2 가압경로(122) 및 상기 제4 가압경로(124)를 통하여 실린더 외부로 배출된다. 그리고 상기 제2 유출입공(132)을 통해서는 상기 제3 실린더(103) 내부로 유체가 공급된다.
제2 증압모드에서는 상기 제1 실린더(101) 및 상기 제2 실린더(102)의 타단에 연결된 상기 제2 가압경로(122) 및 상기 제4 가압경로(124)로 유체가 공급된다. 그러면 상기 제1 피스톤(111) 및 상기 제2 피스톤(112)이 유체에 의하여 가압되어, 상기 제1 내지 제3 피스톤(111 내지 113)은 대응되는 실린더의 타단에서 일단으로 이동한다.
즉, 상기 공통 로드(114)에 결합된 상기 피스톤 모듈(110) 전체가 상기 무전원 유체증압장치(100)의 타단에서 일단으로 이동한다. 이로 인하여 상기 제3 실린더(103) 내의 유체가 상기 제3 피스톤(113)에 의하여 증압되어 상기 제2 유출입공(132)으로 배출된다.
한편, 제2 증압모드에서는 상기 제1 실린더(101) 및 상기 제2 실린더(102) 내부에 저장되어 있는 유체는 각각 상기 제1 가압경로(121) 및 상기 제3 가압경로(123)를 통하여 실린더 외부로 배출된다. 그리고 상기 제1 유출입공(131)을 통해서는 상기 제3 실린더(103) 내부로 유체가 공급된다.
상술한 메커니즘에 따라, 상기 제3 실린더(103)내의 유체는 상기 제1 실린더(101) 및 제2 실린더(102) 내부의 빈 공간의 단면적을 상기 제3 실린더(103) 내부의 빈 공간의 단면적으로 나눈 증압비로 증압되어 배출될 수 있다.
도 4는 본 발명에 따른 무전원 유체증압장치(100)의 기본구성에 대응되는 블락도이다.
도 4를 참조하면, 상기 무전원 유체증압장치(100)는 앞서 살펴본 제1 내지 제3 실린더(101 내지 103), 제1 내지 제3 피스톤(111 내지 113), 공통 로드(114) 및 제1 내지 제4 가압경로(121 내지 124)에 추가적으로 가압경로 조절부재(140) 및 배출경로 조절부재(150)를 더 포함한다.
상기 가압경로 조절부재(140)는 증압모드에 따라서 상기 제1 가압경로(121) 및 상기 제3 가압경로(123)를 통하여 상기 제1 실린더(101) 및 상기 제2 실린더(102)의 일단으로 유체를 공급하거나, 상기 제2 가압경로(122) 및 상기 제4 가압경로(124)를 통하여 상기 제1 실린더(101) 및 상기 제2 실린더(102)의 타단으로 유체를 공급할지를 결정할 수 있다.
상기 배출경로 조절부재(150)는 증압모드에 따라서 유체배출경로(160)를 상기 제3 실린더(103)의 제1 유출입공(131) 또는 제2 유출입공(132)과 선택적으로 연통시킬 수 있다.
여기서, 상기 제3 실린더(103)는 상기 제1 실린더(101)의 타단과 상기 제2 실린더(102)의 일단에 결합되는 중심몸체(170)의 내부에 상기 중심몸체(170)의 길이방향으로 마련될 수 있다. 그리고 상기 제3 실린더(103)는 상기 제1 실린더(101)의 타단과 상기 제2 실린더(102)의 일단과 연통된다. 이러한 구조에 따라 피스톤 모듈(110)은 상기 제1 내지 제3 실린더(101 내지 103) 내에서 왕복운동을 할 수 있다.
그리고 상기 중심몸체(170)의 내부에는 상기 가압경로 조절부재(140)가 삽입되는 제1 홀(미도시)과 상기 배출경로 조절부재(150)가 삽입되는 제2 홀(미도시)이 상기 제3 실린더(103)와 평행하게 상기 중심몸체(170)의 길이방향으로 형성되어 있을 수 있다.
상기 가압경로 조절부재(140) 및 상기 배출경로 조절부재(150)는, 외부 전원 공급을 위한 전기장치 없이, 상기 무전원 유체증압장치(100)로 유입되는 유체에 의한 기계적 동작만으로 상술한 동작 또는 기능을 수행할 수 있다. 그러므로 본 발명에 따른 무전원 유체증압장치(100)는 안전사고의 위험성 및 내구성이 뛰어난 장점을 제공할 수 있다.
이하에서는 보다 구체적인 예를 참조하여 본 발명에 따른 무전원 유체증압장치(100)에 대해 상세히 살펴본다.
도 5 및 도 6은 제1 증압모드 개시시점에서의 본 발명에 따른 무전원 유체증압장치(100)의 길이방향의 제1 및 제2 단면도이다. 특히, 도 5의 상부에 원형의 도면들은 상기 무전원 유체증압장치(100)의 가로방향 여러 부분에서의 단면도들이다. 도 7 및 도 8은 제1 증압모드 종료시점에서의 본 발명에 따른 무전원 유체증압장치(100)의 제1 및 제2 단면도를 나타낸다. 도 9 및 도 10은 제2 증압모드 개시시점에서의 본 발명에 따른 무전원 유체증압장치(100)의 제1 및 제2 단면도를 나타내며, 도 11 및 도 12는 제2 증압모드 종료시점에서의 본 발명에 따른 무전원 유체증압장치(100)의 제1 및 제2 단면도를 나타낸다.
먼저, 상기 무전원 유체증압장치(100)의 구조에 대해 살펴본다.
상기 무전원 유체증압장치(100)는 기본적으로 제1 실린더(101), 제2 실린더(102), 피스톤 모듈(110) 및 중심몸체(170)로 구성된다. 상기 피스톤 모듈(110)은 제1 피스톤(111), 제2 피스톤(112), 제3 피스톤(113) 및 공통 로드(114)를 포함한다.
상기 제2 피스톤(112)은 피스톤 패킹(112A)를 포함하고 있다. 이는, 부재번호를 부여하지 않았으나, 상기 제1 피스톤(111)에서도 마찬가지이다. 도면에는 명확히 도시되지는 않았으나, 직경이 작은 제3 피스톤(113)에도 피스톤 패킹이 포함되어 있음이 바람직하다.
그리고 상기 제2 피스톤(112)의 타단은 실린더 커버(102A)로 밀봉된다. 부재번호는 부여되지 않았으나, 이는 상기 제1 실린더(101)의 일단에 대해서도 마찬가지이다. 본 발명의 다른 구현예에서는 상기 실린더들(101 및 102)은 커버에 의해 밀봉되지 않고 배럴과 연결된 구조로 밀봉될 수도 있다.
상기 중심몸체(170)에는 제3 실린더(103), 가압경로 조절부재(140)가 삽입되는 제1 홀(171), 배출경로 조절부재(150)가 삽입되는 제2 홀(172)이 형성되어 있다. 그리고 상기 중심몸체(170)에는 유체가 이동할 수 있는 다양한 홀들과 연결공 그리고 경로들이 형성되어 있다. 이들 중 일부는 상기 제1 실린더(101) 및 상기 제2 실린더(102)에 마련된 경로들과 연통된다.
상기 제1 홀(171)의 길이방향 중심은 유체유입경로(173)와 연통되며, 유체는 상기 유체유입경로(173)를 통하여 상기 제1 홀(171)로 유입되어 복수의 홀과 경로를 통하여 다른 구성요소들로 전달된다. 상기 제1 홀(171)의 일단에는 제1 가압경로(121) 및 제3 가압경로(123)와 연통되는 제1 공급홀(174)이 형성되어 있다. 상기 제1 홀(171)의 타단에는 제2 가압경로(122) 및 제4 가압경로(124)와 연통되는 제2 공급홀(175)이 형성되어 있다.
상기 중심몸체(170)에는 상기 제2 가압경로(122) 및 상기 제4 가압경로(124)와 연통되어 상기 중심몸체(170)로부터 유체를 외부로 배출할 수 있는 제1 배출공(176)이 형성되어 있다. 상기 중심몸체(170)에는 상기 제1 가압경로(121) 및 상기 제3 가압경로(123)와 연통되어 상기 중심몸체(170)로부터 유체를 외부로 배출할 수 있는 제2 배출공(177)이 형성되어 있다.
상기 가압경로 조절부재(140)는 상기 제1 홀(171)의 일단 및 타단에 축고정되며 상기 제1 홀(171) 내부에서 길이방향으로 이동가능한 원기둥형상을 가진다. 상기 가압경로 조절부재(140)의 일측에는 상기 제1 홀(171)을 가로방향으로 밀봉할 수 있는 제1 밀봉부재(141)가 결합되며, 상기 가압경로 조절부재(140)의 타측에는 상기 제1 홀(171)을 가로방향으로 밀봉할 수 있는 제2 밀봉부재(142)가 결합된다.
상기 가압경로 조절부재(140)의 일측 고정축(143) 및 타측 고정축(144)은 상기 가압경로 조절부재(140)의 몸체보다 직경이 작으며, 각각 상기 제1 실린더(101)의 타측과 상기 제2 실린더(102)의 일측으로 돌출될 수 있다.
상기 제2 홀(172)의 길이방향 중심은 상기 유체유입경로(173)와 연통되어 상기 유체유입경로(173)를 통하여 유체를 공급받을 수 있다. 도면에서는 상기 제2 홀(172)은 홀 연통경로(178)를 통하여 상기 제1 홀(171)을 경유하여 상기 유체유입경로(173)에 연통되나, 본 발명의 다른 구현예에서 상기 제2 홀(172)은 상기 유체유입경로(173)와 직접 연통될 수도 있고 다른 경로를 통하여 상기 유체유입경로(173)와 연통될 수도 있다.
상기 제2 홀(172)의 일측은 상기 제3 실린더(103)에 형성된 제2 유출입공(132) 및 상기 유체배출경로(160)와 연통될 수 있다. 상기 제2 홀(172)의 일측은 제1 연결공(180)을 통하여 상기 유체배출경로(160)와 연통될 수 있다. 상기 제2 홀(172)의 타측은 상기 제1 유출입공(131) 및 상기 유체배출경로(160)와 연통될 수 있다. 상기 제2 홀(172)의 타측은 제2 연결공(181)을 통하여 상기 유체배출경로(160)와 연통될 수 있다.
상기 배출경로 조절부재(150)는 상기 제2 홀(172)의 일단 및 타단에 축고정되며 상기 제2 홀(172) 내부에서 길이방향으로 이동가능한 원기둥형상을 가진다. 상기 배출경로 조절부재(150)의 일측에는 상기 제2 홀(172)을 가로방향으로 밀봉할 수 있는 제3 밀봉부재(151)가 결합되며, 상기 배출경로 조절부재(150)의 타측에는 상기 제2 홀(172)을 가로방향으로 밀봉할 수 있는 제4 밀봉부재(152)가 결합된다.
상기 배출경로 조절부재(150)의 일측 고정축(153) 및 타측 고정축(154)은 상기 배출경로 조절부재(150)의 몸체보다 직경이 작으며, 각각 상기 제1 실린더(101)의 타측과 상기 제2 실린더(102)의 일측으로 돌출될 수 있다.
상기 유체배출경로(160)는 유체배출공(179)과 연통되어 상기 제3 실린더(103)에서 증압된 유체를 상기 중심몸체(170)의 외부로 배출할 수 있다.
상기 제1 가압경로(121)는 상기 중심몸체(170)에 형성된 제1 하위경로와 상기 제1 실린더(101)의 배럴에 형성된 제2 하위경로를 포함할 수 있다. 상기 제4 가압경로(124)는 상기 중심몸체(170)에 형성된 제3 하위경로 및 상기 제2 실린더(102)의 배럴에 형성된 제4 하위경로를 포함할 수 있다.
상기 제2 가압경로(122)는 상기 중심몸체(170)에 형성되어 상기 제3 하위경로와 연통될 수 있다. 상기 제3 가압경로(123)는 상기 중심몸체(170)에 형성되어 상기 제1 하위경로와 연통될 수 있다. 한편, 상술한 하위경로들은 도면상에서 명확하게 파악할 수 있어 이들에 대해서는 별도의 부재번호를 부여하지 않았다.
그리고 상기 제1 가압경로(121) 및 상기 제4 가압경로(124)의 일부는 실린더 커버부에 형성되어 있을 수도 있다. 한편, 도면에서 부재번호를 부여하여 설명하지는 않았으나, 상기 중앙몸체(170)와 상기 제1 실린더(101) 및 제2 실린더(102)의 결합부분, 상기 피스톤 모듈(110)이 상기 중앙몸체(170)와 접촉하는 부분, 상기 가압경로 조절부재(140)와 상기 배출경로 조절부재(150)가 상기 중앙몸체(170)와 접촉하는 부분, 상기 제1 실린더(101) 및 상기 제2 실린더(102)와 실린더 커버의 결합부분에는 밀봉부재가 마련되어 있다.
이와 같이 본 발명에 따른 무전원 유체증압장치(100)는 유체의 유입과 이동 및 배출에 필요한 복수의 경로와 홀 그리고 연결공들이 모두 상기 제1 실린더(101), 상기 제2 실린더(102) 및 상기 중심몸체(170)에 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.
이상에서는 상기 무전원 유체증압장치(100)의 구조에 대해 살펴보았다. 이하에서는, 상기 무전원 유체증압장치(100)에 유체가 채워져 있는 상태를 가정하여, 증압모드에 따른 상기 무전원 유체증압장치(100)의 유체증압 메커니즘을 살펴본다.
먼저, 도 5 및 도 6을 참조하여 상기 무전원 유체증압장치(100)의 제1 증압모드에서의 동작 메커니즘을 살펴본다.
제1 증압모드에서 상기 제1 피스톤(111) 및 상기 제2 피스톤(112)은 상기 제1 실린더(101) 및 상기 제2 실린더(102)의 일단에 위치하며, 상기 제3 피스톤(113)는 상기 제3 실린더(103)의 일측에 위치한다. 그리고 상기 가압경로 조절부재(140)는 상기 제1 홀(171)의 일단에 위치하며 상기 배출경로 조절부재(150)는 상기 제2 홀(172)의 일단에 위치한다. 그리고 상기 가압경로 조절부재(140)의 일측 고정축(143)은 상기 제1 실린더(101)의 타측으로 돌출되어 있다.
상기 가압경로 조절부재(140)가 상기 제1 홀(171)의 일단에 위치함에 따라 상기 제1 공급홀(174)은 상기 제1 홀(171)의 중심부와 연통되며 상기 제2 공급홀(175)은 상기 제2 밀봉부재(142)에 의하여 상기 제1 홀(171)의 중심부와 차단된다.
그러면 상기 제1 홀(171)로 공급되는 유체는 상기 제1 공급홀(174)을 통하여 상기 제1 가압경로(121) 및 상기 제3 가압경로(123)를 통하여 이동한다. 그러면 상기 제1 피스톤(111)은 상기 제1 실린더(101)의 일단에서 타단으로 이동하며, 상기 제2 피스톤(112)은 상기 제2 실린더(102)의 일단에서 타단으로 이동하며, 상기 제3 피스톤(113)은 상기 제3 실린더(103)의 일단에서 타단으로 이동한다. 즉, 상기 피스톤 모듈(110) 전체가 상기 무전원 유체증압장치(100)의 내부에서 일측에서 타측으로 이동한다.
이때, 상기 제1 실린더(101)에 채워진 유체는 상기 제2 가압경로(122)를 통하여 배출되고, 상기 제2 실린더(102)에 채워진 유체는 상기 제4 가압경로(124)를 통하여 배출된다. 상기 제1 실린더(101) 및 상기 제2 실린더(102)로부터 배출되는 유체는 상기 제1 배출공(176)을 통하여 상기 중심몸체(170) 외부로 배출된다.
제1 증압모드에서 상기 배출경로 조절부재(150)는 상기 제2 홀(172)의 일단에 위치하며 상기 제2 유출입공(132)은 상기 제2 홀(172)의 중심부와 연통되나 상기 제1 유출입공(131)은 상기 제4 밀봉부재(152)에 의하여 상기 제2 홀(172)의 중심부와 차단된다.
상기 제3 피스톤(113)이 상기 제3 실린더(103)의 일측에서 타측으로 이동하며, 상기 제2 홀(172)로 유입되는 유체는 상기 제2 유출입공(132)을 통하여 상기 제3 실린더(103)의 일측으로 공급되며, 상기 제3 실린더(103)의 타측에 저장된 유체는 상기 제1 유출입공(131)을 통하여 배출되어 상기 제2 홀(172)의 제2 연결공(181)을 통하여 상기 유체배출경로(160)을 거쳐 상기 유체배출공(179)을 통하여 상기 중심몸체(170) 외부로 배출된다.
상기 유체배출공(179)을 통하여 배출되는 유체의 압력은, 상기 제1 및 제2 실린더(101 및 102) 중 하나의 단면적과 나머지 하나의 단면적에서 상기 공통로드(114)의 단면적을 뺀 값을 합한 값을, 상기 제3 실린더(103)의 단면적에서 상기 공통로드(114)의 단면적을 뺀 값으로 나눈 증압비로 증압될 수 있다.
예컨대, 상기 제1 실린더(101) 및 상기 제2 실린더(102)의 내경이 80mm이고, 상기 제3 실린더(103)의 내경이 21.5mm이며, 공통 로드(114)의 직경이 20mm인 경우를 가정한다. 그러면, 유체의 증압비는, 상기 제1 실린더(101)의 단면적 802과 상기 제2 실린더(102)의 단면적에서 상기 공통로드(114)의 단면적을 뺀 값인 (802-202)을 합한 값을, 상기 제3 실린더(103)의 단면적에서 상기 공통로드(114)의 단면적을 뺀 값인 (21.52-202)으로 나눈 값인 199.197로 산출될 수 있다. 이는 제2 증압모드에서도 유사하게 적용될 수 있다. 참고로, 증압비는 비율에 관한 것이라 증압비 산출과정에서 공통요소인 원주율과 단위는 생략하였다. 이와 같이, 본 발명에 따른 무전원 유체증압장치(100)는, 외부전원 공급없이, 공급되는 유체에 의한 구동만으로도 유체의 압력을 매우 크기 증압하여 배출할 수 있다.
다음으로 도 7 및 도 8을 참조하여, 상기 무전원 유체증압장치(100)의 증압모드가 제1 증압모드에서 제2 증압모드로 전환되는 메커니즘을 살펴본다.
제1 증압모드에서 제2 증압모드로 전환되기 전, 상기 가압경로 조절부재(140)에서 상기 제1 실린더(101)의 타측으로 돌출된 일측 고정축(143) 및 상기 배출경로 조절부재(150)에서 상기 제1 실린더(101)의 타측으로 돌출된 일측 고정축(153)이, 이동하는 상기 제1 피스톤(111)의 관성에 의하여 가압된다(도 7 및 도 8 참조).
그러면 상기 가압경로 조절부재(140)의 타측 고정축(144)이 상기 제2 실린더(102)의 일측으로 돌출되고, 상기 배출경로 조절부재(150)에서 타측 고정축(154)이 상기 제2 실린더(102)의 일측으로 돌출된다. 그러면 상기 무전원 유체증압장치(100)의 증압모드는 제1 증압모드에서 제2 증압모드로 전환된다(도 9 및 도 10 참조).
참고로 도 8 및 도 9는 제1 증압모드에서 제2 모드로 전환되는 과정을 설명하기 위한 것이며, 도 8 및 도 9에서의 동작 메커니즘 도 6 및 도 7에서의 동작메커니즘과 동일하므로, 구체적인 동작 메커니즘 설명을 위한 부재번호는 생략하였다.
다음으로, 도 9 및 도 10을 참조하여 상기 무전원 유체증압장치(100)의 제2 증압모드에서의 동작 메커니즘을 살펴본다.
제2 증압모드에서 상기 제1 피스톤(111) 및 상기 제2 피스톤(112)은 상기 제1 실린더(101) 및 상기 제2 실린더(102)의 타단에 위치하며, 상기 제3 피스톤(113)은 상기 제3 실린더(103)의 타측에 위치한다. 그리고 상기 가압경로 조절부재(140)는 상기 제1 홀(171)의 타단에 위치하며 상기 배출경로 조절부재(150)는 상기 제2 홀(172)의 타단에 위치한다. 그리고 상기 가압경로 조절부재(140)의 타측 고정축(144)은 상기 제2 실린더(102)의 일측으로 돌출되어 있다.
상기 가압경로 조절부재(140)가 상기 제1 홀(171)의 타단에 위치함에 따라 상기 제1 공급홀(174)은 상기 제1 밀봉부재(141)에 의하여 상기 제1 홀(171)의 중심부와 차단되며 상기 제2 공급홀(175)은 상기 제1 홀(171)의 중심부와 연통된다.
그러면 상기 제1 홀(171)로 공급되는 유체는 상기 제2 공급홀(175)을 통하여 상기 제2 가압경로(122) 및 상기 제4 가압경로(124)를 통하여 이동한다. 그러면 상기 제1 피스톤(111)은 상기 제1 실린더(101)의 타단에서 일단으로 이동하며, 상기 제2 피스톤(112)은 상기 제2 실린더(102)의 타단에서 일단으로 이동하며, 상기 제3 피스톤(113)은 상기 제3 실린더(103)의 타단에서 일단으로 이동한다. 즉, 상기 피스톤 모듈(110) 전체가 상기 무전원 유체증압장치(100)의 내부에서 타측에서 일측으로 이동한다.
이때, 상기 제1 실린더(101)에 채워진 유체는 상기 제1 가압경로(121)를 통하여 배출되고, 상기 제2 실린더(102)에 채워진 유체는 상기 제3 가압경로(123)를 통하여 배출된다. 상기 제1 실린더(101) 및 상기 제2 실린더(102)로부터 배출되는 유체는 상기 제2 배출공(177)을 통하여 상기 중심몸체(170) 외부로 배출된다.
제2 증압모드에서 상기 배출경로 조절부재(150)는 상기 제2 홀(172)의 타단에 위치하며 상기 제2 유출입공(132)은 상기 제3 밀봉부재(151)에 의하여 상기 제2 홀(172)의 중심부와 차단되나 상기 제1 유출입공(131)은 상기 제2 홀(172)의 중심부와 연통된다.
상기 제3 피스톤(113)이 상기 제3 실린더(103)의 타측에서 일측으로 이동하며, 상기 제2 홀(172)로 유입되는 유체는 상기 제1 유출입공(131)을 통하여 상기 제3 실린더(103)의 타측으로 공급되며, 상기 제3 실린더(103)의 일측에 저장된 유체는 상기 제2 유출입공(132)을 통하여 배출되어 상기 제2 홀(172)의 제1 연결공(180)을 통하여 상기 유체배출경로(160)를 거쳐 상기 유체배출공(179)을 통하여 상기 중심몸체(170) 외부로 배출된다.
이때, 상기 유체배출공(179)을 통하여 배출되는 유체의 압력은, 제1 증압모드와 마찬가지로, 상기 제1 실린더(101) 및 제2 실린더(102) 내부의 빈 공간의 단면적을 상기 제3 실린더(103) 내부의 빈 공간의 단면적으로 나눈 증압비로 증압될 수 있다.
다음으로 도 11 및 도 12를 참조하여, 상기 무전원 유체증압장치(100)의 증압모드가 제2 증압모드에서 제1 증압모드로 전환되는 메커니즘을 살펴본다.
제2 증압모드에서 제1 증압모드로 전환되기 전, 상기 가압경로 조절부재(140)에서 상기 제2 실린더(102)의 일측으로 돌출된 타측 고정축(144) 및 상기 배출경로 조절부재(150)에서 상기 제2 실린더(102)의 일측으로 돌출된 타측 고정축(154)이, 이동하는 상기 제2 피스톤(112)의 관성에 의하여 가압된다(도 11 및 도 12 참조).
그러면 상기 가압경로 조절부재(140)의 일측 고정축(143)이 상기 제1 실린더(101)의 타측으로 돌출되고, 상기 배출경로 조절부재(150)에서 일측 고정축(153)이 상기 제1 실린더(101)의 타측으로 돌출된다. 그러면 상기 무전원 유체증압장치(100)의 증압모드는 제2 증압모드에서 제1 증압모드로 전환된다(도 7 및 도 8참조).
즉, 상기 가압경로 조절부재(140)는, 증압모드의 전환에 따라, 상기 제1 피스톤(111) 및 제2 피스톤(112)에 의하여 상기 가압경로 조절부재(140)의 일측 및 타측 고정축(143 및 144)의 돌출부가 교대로 가압되면서 상기 제1 홀(171)에서 길이방향으로 왕복이동한다.
그리고 상기 배출경로 조절부재(150)는, 증압모드의 전환에 따라, 상기 제1 피스톤(111) 및 상기 제2 피스톤(112)에 의하여 상기 배출경로 조절부재(150)의 일측 및 타측 고정축(153 및 154)의 돌출부가 교대로 가압되면서 상기 제2 홀(172)에서 길이방향으로 왕복이동한다.
참고로 도 11 도 12는 제2 증압모드에서 제1 모드로 전환되는 과정을 설명하기 위한 것이며, 도 11 및 도 12에서의 증압동작 메커니즘 도 9 및 도 10에서의 동작메커니즘과 동일하므로, 구체적인 동작 메커니즘 설명을 위한 부재번호는 생략하였다.
이상에서 도 5 내지 도 12를 참조하여 살펴본 바와 같이, 본 발명에 따른 무전원 유체증압장치(100)는, 외부 전원의 공급없이도, 유체유입경로(173)를 통하여 유입되는 유체의 가압 및 이동에 기초하여 피스톤 모듈(110)의 왕복행정 모두에 대해 유체를 증압하는 제1 증압모드 및 제2 증압모드를 반복적으로 수행할 수 있다.
이상과 같이 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다.
그러므로, 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
본 발명에 따른 무전원 유체증압장치는 유입되는 유체를 증압배출이 필요한, 임가공분야, 기계가공분야, 자동차산업분야, 석재가공분야, 식품가공분야, 제지사업분야, 항공기분야 등 매우 다양한 산업분야에 널리 이용될 수 있다.

Claims (12)

  1. 제1 내경을 가지며 중심축이 동일한 제1 및 제2 실린더;
    상기 제1 내경보다 작은 제2 내경을 가지고, 상기 제1 및 제2 실린더 사이에 위치하며, 상기 제1 및 제2 실린더와 중심축이 동일한 제3 실린더; 및
    상기 제1 실린더에 삽입되는 제1 피스톤, 상기 제2 실린더에 삽입되는 제2 실린더, 양단에 상기 제1 및 제2 피스톤이 결합되어 상기 제1 내지 제3 실린더를 관통하는 공통로드(common rod), 및 상기 공통로드에 결합되며 상기 제3 실린더에 삽입되는 제3 피스톤을 포함하는 피스톤 모듈을 포함하며,
    상기 제3 실린더 내부의 유체를, 상기 제1 및 제2 실린더 내부 빈 공간의 단면적을 상기 제3 실린더 내부 빈 공간의 단면적으로 나눈 값으로 증압하여 배출하는 것을 특징으로 하는, 무전원 유체증압장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 무전원 유체증압장치는,
    제1 및 제2 실린더의 양단에 연결되어 유체를 공급하는 제1 내지 제4 가압경로; 및
    상기 제3 실린더 양단에 연결된 유체배출경로를 더 포함하며,
    제1 증압모드에서는,
    상기 제1 및 제2 실린더 일단에 연결된 제1 및 제3 가압경로로 유체가 공급되어 상기 제1 내지 제3 피스톤이 대응되는 실린더의 일단에서 타단으로 이동하며, 상기 제3 피스톤에 의하여 증압된 유체가 상기 제3 실린더의 타단의 제1 유출입공을 통하여 상기 유체배출경로로 배출되며,
    제2 증압모드에서는,
    상기 제1 및 제2 실린더 타단에 연결된 제2 및 제4 가압경로로 유체가 공급되어 상기 제1 내지 제3 피스톤이 대응되는 실린더의 타단에서 일단으로 이동하며, 상기 제3 피스톤에 의하여 증압된 유체가 상기 제3 실린더의 일단의 제2 유출입공을 통하여 상기 유체배출경로로 배출되는 것을 특징으로 하는, 무전원 유체증압장치.
  3. 제2항에 있어서, 상기 무전원 유체증압장치는,
    증압모드에 따라서, 유체를 상기 제1 및 제3 가압경로로 공급하거나 상기 제2 및 4 가압경로로 선택적으로 공급하는 가압경로 조절부재; 및
    증압모드에 따라서, 상기 유체배출경로를 상기 제1 및 제2 유출입공 중 하나와 선택적으로 연통시키는 배출경로 조절부재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 무전원 유체증압장치.
  4. 제3항에 있어서, 상기 제3 실린더는,
    상기 제1 실린더의 타단과 상기 제2 실린더의 일단에 결합되는 중심몸체 내에 상기 중심몸체의 길이방향으로 마련되고, 상기 제1 실린더의 타단과 상기 제2 실린더의 일단과 연통되며,
    상기 중심몸체에는,
    상기 중심몸체의 길이방향으로 상기 제3 실린더와 평행하게 마련되어 상기 가압경로 조절부재가 삽입되는 제1 홀; 및
    상기 중심몸체의 길이방향으로 상기 제3 실린더와 평행하게 마련되어 상기 배출경로 조절부재가 삽입되는 제2 홀이 더 형성되어 있는 것을 특징으로 하는, 무전원 유체증압장치.
  5. 제4항에 있어서, 상기 제1 홀에 있어서,
    길이방향 중심은 유체유입경로와 연통되며, 일측에는 상기 제1 및 제3 가압경로와 연통되는 제1 공급홀이 형성되며, 타측에는 상기 제2 및 제4 가압경로와 연통되는 제2 공급홀이 형성되며,
    상기 가압경로 조절부재는,
    상기 제1 홀의 일단 및 타단에 축고정되되 상기 제1 홀 내부에서 길이방향으로 이동가능한 원기둥형상을 가지며, 일측에는 상기 제1 홀을 가로방향으로 밀봉하는 제1 밀봉부재가 결합되며, 타측에는 상기 제1 홀을 가로방향으로 밀봉할 수 있는 제2 밀봉부재가 결합되며,
    제1 증압모드에서는,
    상기 가압경로 조절부재는 상기 제1 홀의 일단에 위치하여 상기 제1 공급홀은 상기 제1 홀의 중심부와 연통되나 상기 제2 공급홀은 상기 제2 밀봉부재에 의하여 상기 제1 홀의 중심부와 차단되며,
    제2 증압모드에서는,
    상기 가압경로 조절부재는 상기 제1 홀의 타단에 위치하여 상기 제1 공급홀은 상기 제1 밀봉부재에 의하여 제1 홀의 중심부와 차단되나 상기 제2 공급홀은 상기 제1 홀의 중심부와 연통되는 것을 특징으로 하는, 무전원 유체증압장치.
  6. 제5항에 있어서, 제1 증압모드에서,
    상기 가압경로 조절부재의 일측 고정축은 상기 제1 실린더의 타측으로 돌출되며,
    제2 증압모드에서,
    상기 가압경로 조절부재의 타측 고정축은 상기 제2 실린더의 일측으로 돌출되며,
    상기 가압경로 조절부재는,
    증압모드의 변환에 따라 상기 제1 및 제2 피스톤에 의하여 상기 가압경로 조절부재의 일측 및 타측 고정축의 돌출부가 교대로 가압되어 상기 제1 홀에서 길이방향으로 왕복운동하는 것을 특징으로 하는, 무전원 유체증압장치.
  7. 제4항에 있어서, 상기 제2홀에 있어서,
    길이방향 중심은 유체유입경로와 연통되며, 일측은 상기 제2 유출입홀 및 상기 유체배출경로와 연통되며, 타측은 상기 제1 유출입홀 및 상기 유체배출경로와 연통되며,
    상기 배출경로 조절부재는,
    상기 제2 홀의 일단 및 타단에 축고정되되 상기 제2 홀 내부에서 길이방향으로 이동가능한 원기둥형상을 가지며, 일측에는 상기 제2 홀을 가로방향으로 밀봉하는 제3 밀봉부재가 결합되며, 타측에는 상기 제2 홀을 가로방향으로 밀봉할 수 있는 제4 밀봉부재가 결합되며,
    제1 증압모드에서는,
    상기 배출경로 조절부재는 상기 제2 홀의 일단에 위치하여 상기 제1 유출입홀은 상기 제2 홀의 중심부와 연통되나 상기 제2 유출입홀은 상기 제4 밀봉부재에 의하여 상기 제2 홀의 중심부와 차단되며,
    제2 증압모드에서는,
    상기 배출경로 조절부재는 상기 제2 홀의 타단에 위치하여 상기 제2 유출입홀은 상기 제3 밀봉부재에 의하여 상기 제2 홀의 중심부와 차단되나 상기 제1 유출입홀은 상기 제2 홀의 중심부와 연통되는 것을 특징으로 하는, 수도직결형 무전원 구강세정기.
  8. 제7항에 있어서, 제1 증압모드에서는,
    상기 제2 유출입공이 상기 유체배출경로와 연통되며,
    제2 증압모드에서는,
    상기 제1 유출입공이 상기 유체배출경로와 연통되는 것을 특징으로 하는, 무전원 유체증압장치.
  9. 제7항에 있어서, 제1 증압모드에서,
    상기 배출경로 조절부재의 일측 고정축은 상기 제1 실린더의 타측으로 돌출되며,
    제2 증압모드에서,
    상기 배출경로 조절부재의 타측 고정축은 상기 제2 실린더의 일측으로 돌출되며,
    상기 배출경로 조절부재는,
    증압모드의 전환에 따라, 상기 제1 및 제2 피스톤에 의하여 상기 배출경로 조절부재의 일측 및 타측 고정축의 돌출부가 교대로 가압되어 상기 제2 홀에서 길이방향으로 왕복운동하는 것을 특징으로 하는, 무전원 유체증압장치.
  10. 제7항에 있어서, 상기 제2 홀의 길이방향 중심은,
    상기 제1 홀의 길이방향 중심과 연결되어 상기 유체유입경로와 연통되는 것을 특징으로 하는, 무전원 유체증압장치.
  11. 제4항에 있어서, 상기 제1 가압경로는,
    상기 중심몸체에 형성된 제1 하위경로 및 상기 제1 실린더의 배럴(barrel)에 형성된 제2 하위경로를 포함하며,
    상기 제4 가압경로는,
    상기 중심몸체에 형성된 제3 하위경로 및 상기 제2 실린더의 배럴에 형성된 제4 하위경로를 포함하며,
    상기 제2 가압경로는,
    상기 중심몸체에 형성되어 상기 제3 하위경로와 연통되며,
    상기 제3 가압경로는,
    상기 중심몸체에 형성되어 상기 제1 하위경로와 연통되는 것을 특징으로 하는, 무전원 유체증압장치.
  12. 제4항에 있어서, 상기 중심몸체에는,
    제1 증압모드에서 상기 제2 및 제4 가압경로를 통하여 상기 제1 및 제2 실린더로부터 배출되는 유체를 배출하는 제1 배출공; 및
    제2 증압모드에서 상기 제1 및 제3 가압경로를 통하여 상기 제1 및 제2 실린더로부터 배출되는 유체를 배출하는 제2 배출공이 더 형성되어 있는 것을 특징으로 하는, 무전원 유체증압장치.
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