KR0181711B1 - 유체 압송 장치 - Google Patents

Abstract

내용없음.

Description

유체 압송장치

제1도는 본 발명에 의한 유체 압송장치의 한 실시형태를 보인 단면도.

제2도는 제1도의 요부에 대한 부분 확대 단면도.

제3도는 본 발명에 의한 유체 압송장치의 제2실시형태를 보인 확대 단면도.

제4도는 본 발명에 의한 유체 압송장치의 제3실시형태를 보인 단면도.

제5도는 본 발명에 의한 유체 압송장치의 제4실시형태를 보인 단면도.

제6도는 본 발명에 의한 유체 압송장치의 통로부분 확대도.

제7도는 초고압 펌프에 이용하는 본 발명에 의한 유체 압송장치의 단면도.

제8도는 제7도에 사용되는 밸브 장치의 확대 단면도.

제9도는 제8도 밸브장치의 분해 사시도.

제10도는 제8도 밸브장치의 밸브 하우징 평면도.

제11도는 제10도 A-A선 단면도.

제12도는 제8도 밸브장치의 밸브 시이트 평면도.

제13도는 제12도 A-A선 단면도.

제14도와 제16도는 공지의 밸브 장치를 보인 단면도.

제15도와 제17도는 공지의 밸브 장치를 보인 분해 사시도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 밸브 챔버 2 : 밸브 박스

3 : 플런저 4 : 플런저 박스

5 : 박스 5a : 압력 작용실

6 : 입구통로 7 : 출구 통로

8 : 입구측 밸브 9 : 출구측 밸브

10 : 유체 통로 11 : 밸브 시이트

12 : 밸브 본체 13 : 스프링

14 : 유체 15 : 밸브 지지체

16 : 밸브 카바 17 : 통로

18 : 요홈 19 : 선별기

20 : 통로 21 : 실린더

22 : v-패킹 23 : 탄성막

24 : 오일통로 25 : 작용 매체

27 : 선별기 28 : 액체

29 : 선별기 30 : 저장실

32 : 제2액체 80 : 입구측 밸브

81 : 출구측 밸브 82 : 밸브시이트 표면

83 : 변좌 84 : 밸브 시이트

85 : 밸브 본체 86 : 스프링

87 : 밸브하우징 88 : 유체 통로

89 : 유체 통로 90 : 연부

91,92 : 통공

본 발명은 초고압으로 유체를 압송하기 위한 유체 압송장치에 관한 것이다.

피스톤의 왕복 운동에 의하여 밸브를 개폐하므로서 물과 같은 유체를 압송하는 왕복 펌프는 이미 알려져 있는데, 이러한 왕복 펌프는 피스톤의 형태에 따라 바켓형, 플런저형 및 피스톤형으로 분류되고 있으며, 용도에 따라 그 용도에 맞는 특정한 형태의 것을 선택하여 사용하고 있다. 이러한 펌프들이 갖고 있는 공통된 문제점은 슬라이딩 부품들이 쉽게 마모된다는 것이다. 따라서, 종래에는 슬라이딩 부품들의 마모를 방지하기 위하여 피스톤의 전방에 다이프람을 설치하여 밸브를 통과하는 유체가 왕복 펌프의 슬라이딩 부품에 직접 접촉하지 못하도록 하고 다이프람의 내측 공간부에 유체를 주입하여 피스톤의 힘이 전달되도록 하는 방법이 이용되고 있다.(일본 특허공보 공번48-35405)

그러나 이와 같은 통상적인 구성에 따르면 다이아프람이 유체에 접촉하므로 다이아프람 자체가 쉽게 마모되어 수시로 교체하여야 하는 문제점이 나타난다. 특히 시멘트 공장에서 사용하는 펌프는 다이아프람을 빈번하게 교체하여야 하였다.

예를 들면 플런저 펌프를 시멘트 밀에 사용하는 경우, 패킹이 시멘트 입자들에 의하여 신속하게 마모되므로 압송 압력을 200kgf/cm²이하로 제한하여야 하였다.

유체압송펌프를 통한 유체의 흐름은 각종의 밸브에 의하여 제어되고 조절된다. 제14도 및 제15도에는 고압용 펌프의 일종인 플런저 펌프에 사용되는 밸브가 도시되어 있는바, 이 밸브는 튜브형 밸브 시이트(100), 외주연부 플렌지(101)를 갖는 밸브 동체(102) 및 밸브 동체(102)를 밸브 시이트(100)쪽으로 압압하는 밸브 스프링(103)으로 구성되었다.

플런저 펌프는 시멘트 크링카와 같은 물질의 압송에 사용되고 있는데, 통상적인 플런저 펌프에서는 유체 중에 함유된 고형물들이 밸브 동체(102)와 밸브 시이트(100)의 변좌 사이에 끼어 드는 수가 있다. 이러한 종래의 밸브 장치에 사용되는 밸브 시이트(100)는 고형물들이 통과하기 쉽게 되었으며, 또한 밸브 시이트(100)와 밸브 동체(102)가 금속으로 되어 있어서 밸브 시이트(100)와 밸브 동체(102)사이에 고형물이 끼어 있으면 밸브의 개폐 작동이 확실하게 일어나지 않게 되고. 그 결과 일정량의 유체를 일정한 속도로 압송하기 곤란하여 펌프의 사용에 따른 작업능률이 저하되었다. 더구나 밸브 시이트(100)와 밸브동체(102)사이에 고형물이 끼어 있으면 밸브 시이트와 밸브 동체의 표면이 손상되어 유체가 누출되는 결점이 나타난다.

이와 같이 밸브 시이트나 밸브 본체가 손상되면 작업을 중단하고 밸브 장치를 교환하여야 하였다.

일본 특허출원 62-237996호에는 유체 중에 함유된 고형물의 유입을 방지하고 밸브의 내구성을 향상시킨 밸브 장치가 기재되어 있다. 전기한 밸브 장치는 반구형 요입면(105)을 갖는 변좌(104)와 반구형 요입면(105)을 갖는 밸브 시이트(107)를 포함하고 있는데, 전술한 밸브 시이트(107)에는 요입면(105)에 연결된 다수의 유체 통로(106)가 형성되었다. 이 밸브 장치는 또한 밸브 시이트(107)의 요입면(105)의 형태에 상응하는 외주면을 갖는 구형 밸브 본체(108) 및 밸브 동체(102)를 밸브 시이트(107)의 요입면(105)쪽으로 압압하는 스프링(109)의 양단을 지지하는 밸브 카바(110)와 스프링 지지구(111)를 갖고 있다. 이러한 밸브 장치에서는 밸브 시이트(107)와 밸브 동체(102) 중의 최소한 하나가 경질의 탄성 재질로 만들어진 것이거나 또는 탄성 재질로 피복한 것일 수 있다. 예를 들면 밸브 시이트와 밸브 본체중의 하나는 경질의 탄성 재질로 만든 것이고 다른 쪽은 경질의 탄성 재질로 피복한 것일 수 있다. 또한 경질의 탄성 재질 대신에 목재로 만들 수도 있다.

이러한 구성으로 된 밸브 장치에서는 밸브 시이트(107)에 형성된 유체통로(106)가 고형물을 통과시키지 않을 정도로 적은 직경을 갖고 있다. 설사 고형물이 유체 통로(106)를 통과하여 밸브 시이트(107)와 밸브 본체(108)사이에 끼인다 하여도 밸브 시이트 및/또는 밸브 본체가 탄성을 갖고 있어서 밸브의 개폐 기능에 지장을 가져오지 않도록 되었다. 그렇지만 전술한 종래의 밸브 장치는 펌프의 압송량이 증가하면 밸브 본체(108)가 유체 유입 시 진동을 일으키므로 고압으로 압송할 때는 적당하지 않은 것으로 알려졌다.

본 발명의 목적은 유체의 초고압 압송용 유체 압송장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 한 형태는 실린더내에 설치된 피스톤의 왕복 운동에 의하여 유체를 밸브 챔버 속으로 흡인하고 밸브 챔버로부터 배출하게된 유체 압송장치에 있어서, 실린더와 밸브 챔버 사이에 실린더 측과 밸브실 측으로 분할하는 압력 반응체를 설치하여 압력 반응체로 분할된 실린더 측에 피스톤의 작동을 전달하는 작용매체를 수용하고 압력 반응체와 밸브 챔버 사이의 통로에 일정한 크기이상의 입자가 통과하지 못하는 선별기를 설치한 밸브장치로 구성된다.

본 발명의 다른 형태는 실린더 내에 설치된 피스톤의 왕복 운동에 의하여 유체를 밸브 챔버속으로 흡인하고 밸브 챔버로부터 배출하게된 유체 압송장치에 있어서, 실린더와 밸브 챔버 사이에 압력 작용실을 형성하여 압력 작용실에 유체와 다른 비중을 갖는 액체를 주입하고, 압력 작용실과 밸브 챔버 사이에 액체와 유체간의 비중 차에 의하여 전기한 액체가 유출되지 못하도록 함과 동시에 유체도 압력 작용실속으로 유입되지 못하도록 하는 통로를 형성한 유체압송장치로 구성된다.

본 발명은 밸브 장치가 주연부 표면에 일정한 간격을 두고 형성된 반구형 요입면의 형태로된 다수의 변좌를 갖는 밸브 시이트, 밸브 시이트를 관통하도록 변좌에 형성된 다수의 유체 통로, 밸브 시이트의 변좌에 결합되도록 밸브시이트의 반구형 요입면에 상응하는 구형 표면을 갖고 있는 밸브 본체 및 밸브 본체를 밸브 시이트의 변좌 쪽으로 압압하는 압압장치가 설치된 밸브 하우징에도 관계된다.

본 발명에 의하면 피스톤이 흡인작용을 할 때 압력 작용체가 수축하게 되고 그에 따라 압력 작용체의 용적변화에 상응하는 양의 유체가 밸브 챔버 속으로 유입된다. 이때 일정한 크기를 초과하는 유체중의 입자들은 선별기에서 제거되므로 압력 반응체와 접촉하지 않게 된다. 이어서 피스톤의 압출 작동시에는 압력 작용체가 확장되면서 밸브 챔버내의 유체를 압출시키게 된다. 압력 작용실내에 수용된 액체는 압력 작용체의 용적변화와 그에 따른 유체의 흐름에 따라 압력 작용실과 밸브 챔버 사이를 연결하는 통로 내에서 이동한다. 이때 압력 작용 실내의 액체는 유체와 비중이 다르기 때문에 압력 작용실과 액체통로 사이에서만 이동하고 밸브 챔버속으로 유입되지 않게 되며, 밸브 챔버 속으로 들어온 유체는 피스톤과 접촉함이 없이 밸브 챔버로부터 배출되게 된다. 더구나 본 발명에 의한 밸브가 여러 개의 변좌와 밸브 본체로 이루어진 경우에는 밸브의 작동이 적은 진폭으로 여러 번 작동하는 형태로 이루어지므로 밸브의 개폐에 의한 진동이 방지되게 된다.

본 발명을 도면에 의하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

제1도는 시멘트 분말같은 미립자를 포함하는 유체를 압송하는데 사용되는 플런저 펌프에 적용시킨 본 발명에 의한 압송장치의 단면도이다.

제1도에 의하면, 유체 압송장치는 밸브 챔버(1)가 형성된 밸브 박스(2), 플런저(3)가 설치된 플런저 박스(4) 및 밸브 박스(2)와 플런저(4) 사이에 설치된 압력 작용실(5a)을 갖는 밸브 박스(5)로 구성된다.

밸브 박스(2)는 밸브 챔버(1)와 연결되는 입구 통로(6)와 출구 통로(7)를 갖고 있으며, 통로(6),(7)에는 각각 입구측 밸브(8)와 출구측 밸브(9)가 설치되었다.

이 입구측 밸브(8)와 출구측 밸브(9)는 각각 반구형 요입 표면과 이 요입 표면으로 부터 축방향 쪽을 향하여 형성된 다수와 소공 형태로 된 유체통로(10)를 갖는 밸브 시이트(11), 반구형 요입 표면에 상응하는 구형 표면을 갖는 밸브 본체(12) 및 밸브 본체(12)를 밸브 시이트(11)쪽으로 압압하는 밸브 스프링(13)으로 구성된다. 밸브 시이트(11)의 유체통로(10)는 유체(14)중에 존재하는 일정한 크기를 초과하는 고형물 입자들이 밸브 챔버(1) 속으로 유입되는 것을 방지한다.

입구측 밸브(8)의 밸브 본체(12)는 밸브 챔버(1)의 내측으로 개방되게 되었고 밸브 챔버(1)의 내벽에 결합된 밸브 스프링(13)에 연결된 밸브 지지체(15)에 의하여 밸브 시이트(11)쪽으로 압압되도록 되었으며, 출구측 밸브(9)의 밸브 본체(12)는 밸브 챔버(1)의 외측을 향하여 개방되도록 되었고 밸브 박스(2)와 밸브 카바(16)사이에 설치된 밸브 스프링(13)에 의하여 밸브 시이트(11)쪽으로 압압되도록 되었다.

밸브 박스(2)의 측벽(2a)에는 압력 작용실(5a)과 밸브 챔버(1)를 연결시키는 통로(17)가 형성되어 있는바, 이 통로(17)는 밸브박스(2)와 측벽(2a) 내측에 형성된 요홈(18)의 내측을 향하여 개방되었다. 이 요홈(18)은 통로(17)의 일부분을 구성한다.

압력 작용실(5a)을 구성하는 밸브 박스(5) 내측의 요홈(18)과 압력 작용실(5a) 사이에는 선별기(19)가 설치되었다. 이 선별기(19)는 망목 스크린 등으로 구성될 수 있는데, 선별기(19)에는 일정한 크기를 초과하는 입자들이 압력 작용실(5a)속으로 들어가는 것을 방지하는 다수의 미세한 구멍으로 구성된 통로(20)가 형성되었다. 이 통로(20)는 밸브 박스(5)의 측벽에 직접 형성될 수도 있고, 통로(17)쪽으로 향하여 소정의 각도로 경사지게 형성될 수도 있다.

플런저 박스(4)의 실린더(21) 내에는 V형 패킹(22)이 설치되고 그 내부에 플런저(3)가 설치되었는데, 이 플런저(3)는 그 내단부가 압력작용실(5a)속으로 돌출되었으며 구동장치(도시되지 않았음)에 의하여 고속으로 왕복운동을 하도록 되었다.

압력 작용실(5a)내부에는 탄성막(23)이 설치되었으며, 이 탄성막(23)에 의하여 압력 작용실(5a)은 실린더(21)측 A와 밸브 챔버(1)측 B로 나누어진다. 탄성막(23)에 의하여 나누어진 실린더(21)측 A에는 오일과 같은 작용 매체(25)가 플런저 박스(4)의 오일 통로(24)로부터 채워진다.

전술한 구성에 따르면 플런저(3)의 흡인 조작에 의하여 탄성막(23)이 수축되고 그에 따라 압력 작용실(5a)의 실린더(21)측 A의 용적이 적어지면서 그에 상응하는 양의 유체(14)가 밸브 챔버(1)의 내부로 도입된다. 이때 일정한 크기 이상의 입도를 갖는 고형물 입자들은 밸브 시이트(11)에서 제거되어 밸브 챔버(1) 속으로 유입되지 않게 된다. 또한 전술한 밸브를 통과한 유체(14)중에 포함된 입자들 중에서도 일정한 크기 이상의 입도를 갖는 고형물 입자들은 선별기(19)에서 여과되지 않는데, 유체(14)중의 전술한 입자들은 밸브 챔버(1)속으로 유입된다 해도 압력 작용실(5a)의 밸브 챔버(1) B 속으로는 들어가지 못하게 된다. 이와 같이 챔버(1) 속으로 유입된 유체(14)는 뒤이은 플런저(3)의 압출조작에 따라 탄성막(23)이 확장되면서 밸브 챔버(1)의 외부로 배출되게 된다.

제3도는 본 발명의 다른 예를 도시한 것으로서, 설명의 편의상 제1도에 도시된 부품과 동일한 부품에 대하여는 동일한 부호를 사용한다. 이 예에서는 탄성막(23)이 플런저(3)의 단부에 직접 씨워졌으며 플런저(3)는 탄성막(23)을 직접 밀어 팽창시키면서 왕복운동을 하도록 되었다. 또한 이 예에서는 선별기(27)에 형성된 통로(20)가 통로(17)에 직접적으로 대향되게 배치되지 않고 통로(17)보가 위쪽에 배치되어 있어서 유체(14)중의 어떤 고형물 입자들도 압력 작용실(5a) 내로 들어가지 못하도록 되었다. 시멘트 밀에서와 같이 큰 입자들을 포함하는 유체를 압송하는 경우에는, 가동을 시작하기 전에 물과 같이 고형물 입자를 포함하지 아니하는 액체를 압력 작용실(5a)의 밸브 챔버(1)측 B에 주입하므로서 유체(14)중에 있는 큰 고형물 입자가 밸브 챔버 (1)측 B속으로 들어가는 것을 방지할 수 있다.

제4도는 본 발명에 의한 압송장치의 제3의 형태를 도시한 것으로서, 제1도와 같은 부품에 대하여는 동일 도면 부호를 사용한다. 제4도에 도시된 제3의 형태에서는 압력 작용실(5a)과 밸브 챔버(1)를 연결하는 통로(17)가 밸브 박스(2)의 측벽(2a)에 형성되었다. 다음에 설명하는 바와 같이 통로(17)의 위치는 액체(28)와 유체(14)간의 비중 차이에 의하여 결정된다. 액체(28)의 비중이 유체(14)보다 큰 경우에는 통로(17)가 압력 작용실(5a)내의 보다 높은 위치에 형성되어야 하며 액체(28)의 비중이 유체(14)보다 낮은 경우에는 제4도에서와 같이 통로(17)가 보다 낮은 위치에 형성되어야 한다.

제4도에 도시된 예에서는, 압력 작용실(5a)폭으로 개방된 통로(17)의 단부가 밸브 챔버(1)의 입구보다 높은 위치에 있다. 이러한 통로(17)의 위치는 압력 작용실(5a)의 밸브 챔버(1) 높이 및 액체(28)와 유체(14)의 비중 등을 고려하여 결정한다.

플런저 박스(4)의 실린더(21) 내에는 V형 패킹(22)이 설치되고 그 내부에 플런저(3)가 설치되었는데, 이 플런저(3)는 그 내단부가 압력 작용실(5a) 속으로 돌출되었으며 구동장치(도시하지 않았음)에 의하여 고속으로 왕복 운동을 하도록 되었다.

압력 작용실(5a)내부에는 탄성막(23)이 설치되었으며, 이 탄성막(23)에 의하여 압력 작용실(5a)은 실린더(21)측 A와 밸브 챔버(1)측 B로 나누어진다. 탄성막(23)에 의하여 나누어진 실린더(21)측 A에는 오일과 같은 작용 매체(25)가 플런저 박스(4)의 오일 통로(24)로부터 채워진다. 또한 압력 작용실(5a)의 밸브 챔버(1)측 B와 통로(17)부분은 유체(14)보다 낮은 비중을 갖고 있으면서 유체(14)와 혼합되지 아니하는 오일과 같은 액체(28)로 채운다. 이 액체(28)는 통로(17)에서 유체(14)와 접촉한다. 이러한 구성은 특히 시멘트 밀에 유용하게 이용된다.

압력 작용실(5a)과 통로 (17)사이에는 일정한 크기의 입도를 초과하는 입자들이 압력 작용실(5a) 속으로 들어가는 것을 방지하는 망목 스크린같은 선별기(29)가 설치되었다. 이 선별기(29)는 압력 작용실(5a)을 형성하는 밸브 박스(5)에 형성되었으며, 통로(20)는 통로(17)쪽으로 하향 경사지게 형성되었다.

전술한 구성에 따르면 플런저(3)의 흡인조작에 의하여 탄성막(23)이 수축되고, 그에 따라 압력 작용실(5a)의 실린더(21)측 A의 용적이 적어지면서 밸브 챔버(1)측 B의 용적은 커진다. 이러한 용적 변화에 따라 통로(17)내에 있는 액체(28)의 레벨이 상승함과 동시에 입구측 밸브(8)가 개방되면서 용적 변화에 상응하는 양의 유체(14)가 밸브 챔버(1)속으로 유입된다. 플런저(3)의 압출조작 시에는 탄성막(23)이 작용 매체(25)와 함께 확장되고, 그에 따라 밸브 챔버(1)측 B의 용적이 적어지면서 압력 작용실(5a)의 밸브 챔버(1)측 B에 있는 액체(28)가 통로(20)를 통하여 배출된다. 이 배출되는 액체(28)에 의하여 통로(17) 내의 액체(28) 수위가 낮아지면서 출구측 밸브(9)가 개방되고 그에 상응하는 양의 유체(14)가 압출되게 된다.

액체(28)는 통로(17)까지만 나오고 밸브 챔버(1) 속으로는 유입되지 않도록 되었다.

제5도는 본 발명에 의한 유체 압송장치의 제4형태를 보인 것으로서, 제1도의 부품과 동일한 부품에 대하여는 동일한 부호를 사용한다. 이 예에서는 밸브 박스(5)에 액체(28)가 채워진 저장실(30)을 구비하고 있다. 이 저장실(30)은 분지관(31)에 의하여 통로(17)와 연결되었다. 액체(28)와 유체(14)의 접촉점은 저장실(30)보다 위쪽으로 이동하지 않도록 되었고, 그에 따라 저장실(30)에 있는 액체(28)를 새로운 액체로 교환하여 압력 작용실(5a) 내의 액체(28)를 항상 신선하게 유지할 수 있다.

제6도는 압력 작용실(5a)의 밸브 챔버(1)측 B에 액체(28)를 충전하게 된 압송장치에서 액체(28)와 유체(14)사이에 액체(28) 비중과 유체(14) 비중의 중간에 있는 비중을 가지면서 액체(28) 및 유체(14)와 혼합되지 아니하는 분리 매체인 제2의 액체(32)를 개재시켜서된 것이다. 이러한 구성에 따르면 액체(28)와 유체(14)가 직접 접촉하지 않게 된다. 제2의 액체(32) 대신에 액체(28)와 유체(14)를 분리시키는 다른 분리 매체를 사용할 수도 있다.

전술한 본 발명에 의하면 액체(28)는 유체(14) 보다 비중이 낮은 것을 사용할 수도 있고 유체(14) 보다 비중이 큰 것을 사용할 수도 있다. 이 경우 압력작용실(5a)과 밸브 챔버(1)를 연결시키는 통로는 압력 작용실(5a)의 위쪽에 형성되게 할 수도 있다. 이 경우에는 압력 작용실(5a)과 밸브 챔버(1)의 높이에 관계되는 위치 관계를 조정하는 것이 전제가 되어야 한다.

또한 전술한 본 발명의 예들에서는 압력 작용실(5a)에 탄성막(23)을 설치한 경우에 대하여 설명하였으나 액체(28)가 윤활성을 갖고 있으면서 유체(14)와 혼합되지 아니하는 오일같은 물질인 경우에는 탄성막(23)을 생략할 수도 있다.

제7도는 시멘트 밀에 사용하는 것과 같은 초고압 압송장치에 적용되는 본 발명의 제5형태를 도시한 것으로서, 제1도의 부품과 동일한 부품에 대하여는 동일한 부호를 사용한다. 이러한 형태의 초고압 압송장치는 밸브 챔버(1)를 갖는 밸브박스(2), 플런저(3)를 포함하는 플런저 박스(4) 및 밸브박스(2)와 플런저박스(4) 사이에 설치된 압력작용실(5a)을 갖는 밸브 박스(5)로 구성된다.

밸브박스(2)는 밸브 챔버(1)에 연결되고 입구측 밸브(80)와 출구측 밸브(81)를 구비한 입구 통로(6)와 출구 통로(7)를 갖고 있다. 제8도 내지 13도에 도시된바와 같이 입구측 밸브(80)와 출구측 밸브(81)는 각각 외주연부의 표면(82)에 일정한 간격을 두고 배치된 다수의 반구형 요입 표면으로 된 변좌(83)(예를들면 8개)를 갖는 밸브 시이트(84), 변좌(83)의 요입 표면에 상응하는 구형 표면을 갖고 있는 변좌(83)에 설치된 구형 밸브 본체(85) 및 밸브 본체(85)가 밸브 시이트(84)의 변좌(83)에 밀착되게 하는 스프링(86)이 설치된 밸브 하우징(87)으로 구성된다.

밸브 시이트(84)의 각개 변좌(83)에는 밸브 시이트(84)를 축 방향으로 관통하는 다수의 유체 통로(88)가 형성되었다. 설명의 편의상 도면에는 각개 변좌(83)에 3개의 유체 통로(88)가 도시되었다. 밸브 하우징(7)에는 밸브 시이트(84)의 변좌(83)에 상응하는 위치에 밸브본체(85)가 설치되는 유체 통로(89)가 형성되었다.

각개 유체통로(89)의 배출구측 단부에는 플렌지형 연부(90)가 형성되고, 이 연부(90)에 밸브 스프링(86)의 일단이 지지된다. 이 밸브 하우징(87)과 밸브 시이트(84)는 그 중앙부에 볼트공(91)(92)이 형성되어 있어서 볼트공(91)(92)을 관통하여 삽입되는 볼트(93)와 너트(94)에 의하여 밸브 하우징(87)과 밸브 시이트(84)가 결합되어 고정되게 되었다.

밸브 본체(85) 및/또는 밸브 시이트(84)는 금속 또는 기타의 경질의 재질로 만들 수도 있고 합성수지 같은 탄성 재질로 만들거나 또는 탄성 재질로 피복할 수도 있다.

밸브 박스(2)의 측벽(2a)에는 압력 작용실(5a)과 밸브 챔버(1)의 내부를 연결하는 통로(17)가 형성되었는데, 이 통로의 단부에 연결되는 압력 작용실(5a)에는 일정한 크기 이상의 입도를 갖는 입자의 유입을 방지하도록 된 망목 스크린 또는 그와 유사한 구성으로 된 선별기(29)가 설치된다.

플런저 박스(4)내에는 V형 패킹(22)을 갖는 실린더(21)가 설치되고 실린더(21)내에는 플런저(3)가 압력 작용실(5a) 내로 돌출되게 설치되었으며, 이 플런저(3)는 구동장치(도시하지 않았음)에 의하여 고속으로 왕복운동을 하도록 되었다.

압력 작용실(5a)내에는 압력 작용실(5a)을 실린더(21)측 A와 밸브 챔버(1)측 B로 나누는 탄성막(23)이 설치된다. 압력작용실(5a)의 실린더(21)측 A는 오일과 같은 작용 매체(25)로 채워지고, 압력 작용실(5a)의 밸브 챔버(1)측 B는 유체의 비중과 다른 비중을 갖는 오일 같은 액체가 채워져서 유체가 압력 작용실(5a)내로 들어가지 못하도록 되었다.

이러한 구성에 따르면 플런저(3)의 흡입조작 시 탄성막(23)이 수축되어 압력 작용실(5a)의 실린더(21)측 A의 용적이 감소되게 되고. 그 결과 입구측 밸브(80)의 밸브 본체(85)가 스프링(86)을 압축하면서 개방되어 유체(14)가 밸브 챔버(1) 속으로 유입된다. 이때 배출구 측 밸브(81)의 밸브 본체(85)는 그들의 폐쇄위치 쪽으로 흡인되므로 배출구 측 밸브(81)는 폐쇄된다. 유체(14)가 밸브 챔버(1)속으로 유입될 때 일정한 크기 이상의 입도를 갖는 고형물 입자들은 유체 통로(88)에서 제거되어 밸브 챔버(1)속으로 들어오지 못하게 되고 또한 밸브 챔버(1)속에 들어온 입자 중에서도 큰 고형물 입자는 선별기(29)에서 제거되므로 압력 작용실(5a) 내부에는 큰 입자들이 들어가지 못하게 된다. 이어서 플런저(3)의 압출 조작시에는 탄성막(23)이 확장되게 되고 그에 따라 밸브 챔버(1)내에 유입된 유체(14)는 배출구 측 밸브(81)를 개방하면서 압출되게 된다.

본 발명에 사용되는 입구측 밸브(80)와 출구측 밸브(81)는 여러개 형성하면 다수의 밸브 본체(85)의 진폭이 작아도 개폐작동이 이루어지므로 밸브의 개폐에 따른 진동이 일어나지 않게 된다.

전술한 바와 같이 본 발명에 의한 유체 압송장치는 여러 가지 형태로 변형시킬 수 있다.

본 발명에 의한 유체 압송장치에 의하면 일정한 크기 이상의 입도를 갖는 고형물 입자들이 밸브 챔버(1) 내부로 들어오거나 또는 압력 작용실(5a) 속으로 들어오는 것이 방지되므로 큰 입자들이 밸브 부품들과 접촉할 때 나타날 수 있는 마모와 그에 따른 피해가 감소되어 압송장치의 수명이 연장되게 된다. 또한 본 발명을 펌프에 적용시키는 경우에는 압력을 500kgf/cm²이상으로 올릴 수 있어서 통상의 엔지니어링 프로젝트에서 압송조작용으로 이용하는 경우 그 효율이 크게 증대 되게 된다. 그리고 탄성막의 사용은 피스톤 작동을 원할하게 하는 이점을 갖고 있다.

또한 유체와 다른 비중을 갖는 액체를 압력 작용실에 주입하면 액체가 압력 작용실로부터 밸브 챔버 속으로 유입되는 것을 방지함과 동시에 유체가 압력 작용실 속으로 유입되는 것을 방지할 수 있어서 유체에 의한 피스톤 부품의 마모와 균열을 방지할 수 있는 이점이 있다.

그리고 액체 저장용 저장실을 형성하면 압력 작용실내에 항상 신선한 액체가 들어 있도록 할 수 있으며 액체와 유체 사이에 분리 매체를 개재시키는 경우에는 액체와 유체가 혼합되는 것을 방지함과 동시에 일정한 크기 이상의 입도를 갖는 유체중의 고형물 입자 또는 먼지 등이 압력 작용실내로 유입되는 것을 방지할 수 있는 이점이 있다. 전술한 구성에 의하면 선별기를 생략할 수도 있다. 그리고 압력 작용실의 실린더 측에 피스턴 윤활제와 같은 윤활제를 사용하면 피스턴 마모부품의 수명을 연장시킬 수 있는 이점이 있다.

특히 본 발명에서 밸브를 여러 개의 밸브 본체와 밸브 시이트로 구성하면 밸브의 개폐 동작에 따른 진동을 방지할 수 있고 밸브의 압출 성능을 향상시킬 수 있는 이점이 있다.

Claims (8)

1. 실린더 내에 설치된 피스톤의 왕복 작동에 의하여 압송할 유체를 입구측 밸브(8)를 통하여 입구 통로(6)으로부터 밸브 챔버(1) 채로 흡인하여 출구측 밸브(9)를 통하여 출구측 통로(7)로 압출하게 된 유체 압송장치에 있어서, 실린더(21)와 밸브 챔버(1) 사이에 압력작용실(5a)을 형성하여 압력작용실 내에 탄성막(23, 26)을 설치하며, 탄성막으로 분할된 실린더측 A 내부에 피스톤의 작동을 전달하는 플런저(3)를 설치하고 압력 작용실과 밸브 챔버사이에 형성된 통로(17)에 일정한 크기 이상의 고형물을 통과시키지 아니하는 통로(20)가 형성된 선별기(19, 27, 29)를 설치하여서된 유체 압송장치.
2. 제1항에서, 압력작용실(5a)의 밸브 챔버 측 B에 압송할 유체(14)와 다른 비중을 갖는 액체(28)가 수용되고, 밸브챔버의 통로(17)와 선별기(27, 29)의 통로(20)는 전술한 액체와 압송할 유체간의 비중 차게 의하여 전술한 액체(28)가 밸브 챔버 내로 유입되지 못하도록 높이가 다른 위치에 설치되었음을 특징으로 하는 유체 압송장치.
3. 제2항에서, 이장치가 예비용 액체(28)를 수용하는 저장실(30)을 갖고 있고 저장실(30)은 통로(31)에 의하여 통로(17)에 연결되었음을 특징으로 하는 유체 압송장치.
4. 제2항에서, 전기한 액체(28)와 압송할 유체(14)의 경계면에 전술한 액체(28) 및 유체(14)와 혼합되지 아니하는 제2액체(32)가 수용되었으며, 이 제2액체(32)는 전술한 액체(28)와 유체(14)의 상대적인 수위 변동에 따라 이동하게 되었음을 특징으로 하는 유체 압송장치.
5. 제1항에서, 압력 작용실(5a)의 실린더 측 A에 피스톤의 작동을 전달하는 작용 매체(25)가 수용되었음을 특징으로 하는 유체 압송장치.
6. 제1항에서, 플런저(3)가 압력작용실(5a) 내로 돌출되게 설치되고, 탄성막(26)은 플런저(3)의 외주면에 접촉하도록 씨워져 있음을 특징으로 하는 유체 압송장치.
7. 제1항에서, 밸브 챔버의 입구측 통로(6)에 설치된 밸브(8)가 일정한 크기를 초과하는 유체중의 고형물의 유입을 억제하도록 되었음을 특징으로 하는 유체 압송장치.
8. 제2항에서, 통로(17)와 통로(20)가 수직으로 형성된 요홈(18)에 의하여 연결되고 액체(28)과 유체(14)의 경계면은 요홈(18) 내에 위치함을 특징으로 하는 유체 압송장치.

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