KR102534467B1

KR102534467B1 - 다단 레이디얼 피스톤 펌프

Info

Publication number: KR102534467B1
Application number: KR1020230000153A
Authority: KR
Inventors: 성명식
Original assignee: 하이드로텍(주)
Priority date: 2023-01-02
Filing date: 2023-01-02
Publication date: 2023-05-30
Anticipated expiration: 2043-01-02

Abstract

본 발명의 다단 레이디얼 피스톤 펌프는 레이디얼 피스톤 펌프에서 하나의 편심된 하우징의 회전에 의해 압력을 달리하여 동시에 유체를 펌핑할 수 있도록 하는 다단 레이디얼형 피스톤 펌프에 관한 것이다.
본 발명은 편심 캠의 위치를 바꾸는 편심 기구를 사용하지 않고 레이디얼 피스톤 펌프에서 압력을 발생시키는 압력생성원 자체에서 고압 및 저압으로 분리시켜 유압을 발생시키도록 하여 저압 및 고압펌프를 동시에 사용할 수 있는 장점이 있다.

Description

다단 레이디얼 피스톤 펌프{Radial Type Multistage Piston Pump}

본 발명은 레이디얼 피스톤 펌프에서 하나의 편심된 하우징의 회전에 의해 압력을 달리하여 동시에 유체를 펌핑할 수 있도록 하는 다단 레이디얼형 피스톤 펌프에 관한 것이다.

유압용 피스톤 펌프는 축의 회전에 의한 경사판의 경로에 따라 유체를 가압하는 피스톤이 인출 및 인입되는 형태인 액시얼형(Axial Type)과, 편심된 회전축의 둘레에 방사상으로 피스톤이 배치되어 회전에 의해 방사형으로 설치된 피스톤이 인출 및 인입되는 형태인 레이디얼형(Radial Type)으로 나눌 수 있다.

레이디얼형 피스톤 펌프는 흡입 및 송출 밸브로서 체크 밸브를 사용하기 때문에 밸브를 통한 누설이 적고, 부품의 수가 상대적으로 적은 이점이 있어서, 주로 60MPa 이상의 압력유를 송출하는 초고압 펌프로 사용되고 있다.

레이디얼 피스톤 펌프를 이용하여 압력을 달리(즉, 고압 및 저압)하여 유체를 펌핑하도록 하기 위한 하나의 방법으로는, 유체 토출부위에 저압펌프 및 고압펌프를 별도로 구비하고, 저압체크밸브, 고압체크밸브, 저압릴리프밸브 및 고압릴리프밸브를 이용하여 저압 및 고압으로 분리하여 펌핑되도록 하는 방법이 있다.

이러한 방식은 레이디얼 피스톤 펌프에서 압력을 발생시키는 압력생성원 자체에서 고압 및 저압으로 분리시켜 발생시키는 것이 아니라, 2개의 펌프와 밸브들을 이용하여 압력차이를 발생시키는 것이므로, 밸브의 압력조정범위가 한정적일 수 밖에 없어 압력차가 큰 경우에는 부적합하다.

전술한 레이디얼 피스톤 펌프에서 2개의 펌프를 사용하는 문제점을 해결하여 1개의 펌프와 밸브들을 이용하여 압력차이를 발생시키도록 개선한 한국등록특허 제10-0739504호(발명의 명칭: 휴대용 자동펌프)가 개시된 바 있다.

레이디얼 피스톤 펌프를 이용하여 압력을 달리(즉, 고압 및 저압)하여 유체를 펌핑하도록 하기 위한 다른 방법으로는, 유체의 압력을 발생시키기 위한 압력생성원의 용량을 가변시키는 방법을 들 수 있다.

이러한 방식으로는 일본공개특허 제1991-111673호(발명의 명칭: 고정 실린더형 가변 용량 레이디얼 피스톤 펌프)가 있다.

편심 캠의 중심선과 구동 회전축의 축선과의 사이의 거리를 조절 가능한 편심 기구를 편심 캠에 구비하여 편심량을 조절하도록 하여 토출용량을 가변시킴으로써 압력조절이 가능하도록 한다.

이러한 방식은 편심 캠의 위치를 바꾸는 기구는 복잡하고, 편심캠에 편심 기구를 구비하게 되므로 고정 용량형 레이디얼 피스톤 펌프보다 대형으로 될 수 밖에 없고, 비용 상승을 초래하게 되는 문제점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은, 편심 캠의 위치를 바꾸는 편심 기구를 사용하지 않고 레이디얼 피스톤 펌프에서 압력을 발생시키는 압력생성원 자체에서 고압 및 저압으로 분리시켜 유압을 발생시키도록 하는 다단 레이디얼 피스톤 펌프를 제공하는 것이다.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다단 레이디얼 피스톤 펌프는, 저압으로 공급될 유체가 유입되는 저압용 유체유입공(11)과, 고압으로 공급될 유체가 유입되는 고압용 유체유입공(12)과, 저압으로 배출될 유체가 배출되는 저압용 유체배출공(13)과, 고압으로 배출될 유체가 배출되는 고압용 유체배출공(14)과, 하우징(30)이 삽입되어 수용될 하우징 수용부(15)와, 유입 및 배출용 고정블록(20)이 삽입되어 수용될 유입 및 배출용 고정블록 수용부(16)가 구비된 펌프 몸체부(10); 일측으로부터 타측을 향하여 길이방향으로 길게 형성되고, 상기 저압용 유체유입공(11)과 연통되어 상기 저압용 유체유입공(11)으로 유입된 저압용 유체가 유동되는 저압용 유입유로(21)와, 일측으로부터 타측을 향하여 길이방향으로 길게 형성되고, 상기 고압용 유체유입공(12)과 연통되어 상기 고압용 유체유입공(12)으로 유입된 고압용 유체가 유동되는 고압용 유입유로(22)와, 타측으로부터 일측을 향하여 길이방향으로 길게 형성되며, 상기 저압용 유체배출공(13)과 연통되어 저압으로 승압된 저압용 유체가 유동되어 배출되도록 하는 저압용 배출유로(23)와, 타측으로부터 일측을 향하여 길이방향으로 길게 형성되며, 상기 고압용 유체배출공(14)과 연통되어 고압으로 승압된 고압용 유체가 유동되어 배출되도록 하는 고압용 배출유로(24)와, 상기 저압용 유입유로(21)를 통해 유입된 저압용 유체가 일시 수용되는 저압용 유입유체수용부(25)와, 상기 저압용 유입유체수용부(25)와 길이방향으로 이격되어 구비되며 상기 고압용 유입유로(22)를 통해 유입된 고압용 유체가 일시 수용되는 고압용 유입유체수용부(26)가 구비된 유입 및 배출용 고정블록(20); 상기 하우징 수용부(15)에 회전가능하게 수용되되, 상기 유입 및 배출용 고정블록(20)의 중심축과 편심되게 수용되며, 내부에 상기 유입 및 배출용 고정블록(20)의 일부가 수용되도록 삽입결합되되, 상기 저압용 유입유체수용부(25) 및 상기 고압용 유입유체수용부(26)가 수용되도록 삽입결합되는 유입 및 배출용 고정블록 삽입부(31)가 구비된 하우징(30); 상기 하우징(30)에 구비되며, 상기 고압용 배출유로(24)가 형성된 부위와 상응하는 상기 유입 및 배출용 고정블록(20)의 외주연의 둘레를 따라 방사상으로 배치되되 중심으로부터 외측으로 습동되도록 배치되어 상기 유입 및 배출용 고정블록(20)과 편심된 상기 하우징(30)의 회전에 따라 상기 고압용 유입유체수용부(26)에 일시 수용된 유체를 가압하여 가압된 고압용 유체를 상기 고압용 배출유로(24)로 배출되도록 하는 복수개의 고압용 피스톤(40); 상기 하우징(30)에 구비되며, 상기 저압용 배출유로(23)가 형성된 부위와 상응하는 상기 유입 및 배출용 고정블록(20)의 외주연의 둘레를 따라 방사상으로 배치되되 중심으로부터 외측으로 습동되도록 배치되어 상기 유입 및 배출용 고정블록(20)과 편심된 상기 하우징(30)의 회전에 따라 상기 저압용 유입유체수용부(25)에 일시 수용된 유체를 가압하여 가압된 저압용 유체를 상기 저압용 배출유로(23)로 배출되도록 하는 복수개의 저압용 피스톤(50); 상기 유입 및 배출용 고정블록(20)이 삽입되는 상기 하우징(30)의 반대편인 상기 하우징(30)의 일측에 형성되며 모터에 결합되어 상기 하우징(30)을 회전되도록 구동시키는 구동축(60);을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 하우징 수용부(15)와 상기 유입 및 배출용 고정블록(20) 사이에 개재되며 상기 하우징(30)이 회전가능하게 지지되는 베어링(70)이 구비된 것을 특징으로 한다.

아울러, 상기 저압용 유입유로(21)의 직경과 상기 고압용 유입유로(22)의 직경은 동일하고, 상기 저압용 배출유로(23)의 직경과 상기 고압용 배출유로(24)의 직경은 동일하며, 상기 고압용 피스톤(40)의 습동거리와 상기 저압용 피스톤(50)의 습동거리는 동일하고, 상기 고압용 피스톤(40)의 직경은 상기 저압용 피스톤(50)의 직경보다 작은 것을 특징으로 한다.

또, 상기 저압용 배출유로(23)의 직경보다 상기 고압용 배출유로(24)의 직경이 더 작으며, 상기 저압용 배출유로(23)의 직경과 상기 고압용 배출유로(24)의 직경은 동일하며, 상기 고압용 피스톤(40)의 습동거리와 상기 저압용 피스톤(50)의 습동거리는 동일하고, 상기 고압용 피스톤(40)의 직경은 상기 저압용 피스톤(50)의 직경은 동일한 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 저압용 유입유로(21)의 직경과 상기 고압용 유입유로(22)의 직경은 동일하고, 상기 저압용 배출유로(23)의 직경과 상기 고압용 배출유로(24)의 직경은 동일하며, 상기 고압용 피스톤(40)의 습동거리가 상기 저압용 피스톤(50)의 습동거리보다 길며, 상기 고압용 피스톤(40)의 직경과 상기 저압용 피스톤(50)의 직경은 동일한 것을 특징으로 한다.

아울러, 상기 저압용 유입유로(21)의 직경과 상기 고압용 유입유로(22)의 직경은 동일하고, 상기 저압용 배출유로(23)의 직경보다 상기 고압용 배출유로(24)의 직경이 더 작으며, 상기 고압용 피스톤(40)의 습동거리와 상기 저압용 피스톤(50)의 습동거리는 동일하고, 상기 고압용 피스톤(40)의 직경과 상기 저압용 피스톤(50)의 직경은 동일한 것을 특징으로 한다.

또, 상기 저압용 유입유체수용부(25)와, 상기 고압용 유입유체수용부(26)가 상기 유입 및 배출용 고정블록(20)을 중심으로 180도 각도를 이루고, 상기 저압용 배출유로(23)와, 상기 고압용 배출유로(24)가 상기 유입 및 배출용 고정블록(20)을 중심으로 180도 각도를 이루는 것을 특징으로 한다.

상기와 같은 구성에 의한 본 발명의 다단 레이디얼 피스톤 펌프는, 편심 캠의 위치를 바꾸는 편심 기구를 사용하여 압력을 가변하는 종래의 피스톤 펌프와는 달리, 편심기구를 사용하지 않고 하나의 동력원으로 고압 및 저압으로 분리시켜 유압을 발생시키도록 함으로써 유체의 고압펌핑과 저압펌핑을 동시에 이용할 수 있는 장점이 있다.

아울러, 본 발명은 레이디얼 피스톤 펌프에서 압력을 발생시키는 압력생성원 자체에서 고압 및 저압으로 분리시켜 유압을 발생시킬 수 있는 장점이 있다.

또한, 본 발명은 편심 기구를 사용하여 압력을 가변하는 종래의 피스톤 펌프와는 달리, 편심기구를 사용하지 않으므로, 레이디얼 피스톤 펌프를 소형으로 할 수 있으며, 구조가 간단하고 저렴한 장점이 있다.

도 1은 본 발명의 다단 레이디얼 피스톤 펌프를 나타낸 사시도이다.
도 2는 본 발명의 다단 레이디얼 피스톤 펌프를 나타낸 분해사시도이다.
도 3는 본 발명에 의한 다단 레이디얼 피스톤 펌프의 고압용 피스톤의 작동상태를 나타낸 횡단면도이다.
도 4는 본 발명에 의한 다단 레이디얼 피스톤 펌프의 저압용 피스톤의 작동상태를 나타낸 종단면도이다.
도 5와 도 6은 본 발명에 의한 다단 레이디얼 피스톤 펌프의 고압용 피스톤 작동상태를 나타낸 도면이다.
도 7과 도 8은 본 발명에 의한 다단 레이디얼 피스톤 펌프의 저압용 피스톤의 작동상태를 나타낸 도면이다.
도 9는 본 발명에 의한 다단 레이디얼 피스톤 펌프의 펌프 몸체부의 유로구조를 나타낸 도면이다.
도 10은 본 발명에 의한 다른 형태의 다단 레이디얼 피스톤 펌프의 분해사시도이다.
도 11은 본 발명에 의한 다른 형태의 다단 레이디얼 피스톤 펌프의 고압용 피스톤의 작동상태를 나타낸 횡단면도이다.
도 12는 본 발명에 의한 다른 형태의 다단 레이디얼 피스톤 펌프의 저압용 피스톤의 작동상태를 나타낸 종단면도이다.

이하, 본 발명의 다단 레이디얼 피스톤 펌프를 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 다단 레이디얼 피스톤 펌프를 나타낸 사시도이고, 도 2는 본 발명의 다단 레이디얼 피스톤 펌프를 나타낸 분해사시도이며, 도 3는 본 발명에 의한 다단 레이디얼 피스톤 펌프의 고압용 피스톤의 작동상태를 나타낸 횡단면도이고, 도 4는 본 발명에 의한 다단 레이디얼 피스톤 펌프의 저압용 피스톤의 작동상태를 나타낸 종단면도이며, 도 5와 도 6은 본 발명에 의한 다단 레이디얼 피스톤 펌프의 고압용 피스톤 작동상태를 나타낸 도면이고, 도 7과 도 8은 본 발명에 의한 다단 레이디얼 피스톤 펌프의 저압용 피스톤의 작동상태를 나타낸 도면이며, 도 9는 본 발명에 의한 다단 레이디얼 피스톤 펌프의 펌프 몸체부의 유로구조를 나타낸 도면이다.

본 발명에 의한 다단 레이디얼 피스톤 펌프는, 펌프 몸체부(10); 유입 및 배출용 고정블록(20); 하우징(30); 고압용 피스톤(40); 저압용 피스톤(50); 구동축(60);을 포함하여 이루어진다.

상기 펌프 몸체부(10)는 블록형태로 되며, 상기 펌프 몸체부(10)에는 저압용 유체유입공(11)과, 고압용 유체유입공(12)과, 저압용 유체배출공(13)과, 고압용 유체배출공(14)과, 하우징 수용부(15)와, 유입 및 배출용 고정블록 수용부(16)가 구비된다.

상기 펌프 몸체부(10)는, 상기 하우징 수용부(15)에 상기 하우징(30)이 삽입되어 수용될 수 있도록 하고, 상기 유입 및 배출용 고정블록 수용부(16)에 상기 유입 및 배출용 고정블록(20)이 삽입되어 수용될 수 있도록 커버를 구비하여 조립될 수 있도록 한다.

상기 펌프 몸체부(10)로는 저압용 유체 및 고압용 유체가 각각 유입되고, 후술할 저압용 피스톤(50) 및 고압용 피스톤(40)에 의해 저압 및 고압으로 각각 승압되어 저압용 유체 및 고압용 유체가 각각 배출되게 된다.

상기 저압용 유체유입공(11)은 저압으로 공급될 유체가 유입되도록 한다.

상기 고압용 유체유입공(12)은 고압으로 공급될 유체가 유입되도록 한다.

이때, 상기 저압용 유체유입공(11)으로 유입되는 유체 및 상기 고압용 유체유입공(12)으로 유입되는 유체는 동일한 유체를 사용하여도 무방하며, 서로 다른 유체를 사용하여도 무방하다. 상기 저압용 유체유입공(11)으로 유입되는 유체 및 상기 고압용 유체유입공(12)으로 유입되는 유체가 동일한 유체를 사용하는 경우에는 하나의 탱크로부터 공급되도록 하여 유입되어도 무방하다.

상기 저압용 유체배출공(13)은 후술할 저압용 피스톤(50)에 의해 저압으로 승압된 유체가 배출되도록 하는 역할을 한다.

상기 고압용 유체배출공(14)은 후술할 고압용 피스톤(40)에 의해 고압으로 승압된 유체가 배출되도록 하는 역할을 한다.

상기 하우징 수용부(15)는, 후술할 하우징(30)이 삽입되어 수용된다.

상기 유입 및 배출용 고정블록 수용부(16)는 후술할 유입 및 배출용 고정블록(20)이 삽입되어 수용된다.

상기 유입 및 배출용 고정블록(20)은, 상기 펌프 몸체부(10)의 저압용 유체유입공(11)과 고압용 유체유입공(12)으로 각각 유입된 유체를 후술할 하우징(30)으로 유동되도록 하고 후술할 고압용 피스톤(40) 및 저압용 피스톤(50)으로 고압 및 저압으로 각각 승압된 유체를 하우징(30)으로부터 상기 펌프 몸체부(10)의 저압용 유체배출공(13)과 고압용 유체배출공(14)으로 유동되도록 하는 역할을 한다.

상기 유입 및 배출용 고정블록(20)은, 상기 펌프 몸체부(10)의 상기 유입 및 배출용 고정블록 수용부(16)에 수용되게 되며, 저압용 유입유로(21)와, 고압용 유입유로(22)와, 저압용 배출유로(23)와, 고압용 배출유로(24)와, 저압용 유입유체수용부(25)와, 고압용 유입유체수용부(26)가 구비된다. 상기 유입 및 배출용 고정블록(20)은 전체적 형상이 원기둥형상으로 된다.

상기 저압용 유입유로(21)는, 일측으로부터 타측을 향하여 길이방향으로 길게 형성되고, 상기 저압용 유체유입공(11)과 연통되어 상기 저압용 유체유입공(11)으로 유입된 저압용 유체를 상기 하우징(30)의 내측으로 유동되도록 하는 역할을 한다.

상기 고압용 유입유로(22)는, 상기 저압용 유입유로(21)와 마찬가지로, 일측으로부터 타측을 향하여 길이방향으로 길게 형성되고, 상기 고압용 유체유입공(12)과 연통되어 상기 고압용 유체유입공(12)으로 유입된 고압용 유체를 상기 하우징(30)의 내측으로 유동되도록 하는 역할을 한다. 상기 고압용 유입유로(22)는, 상기 저압용 유입유로(21)와는 별도로 구비되게 된다.

상기 저압용 배출유로(23)는, 타측으로부터 일측을 향하여 길이방향으로 길게 형성되며, 상기 저압용 유체배출공(13)과 연통되어 저압으로 승압된 저압용 유체를 상기 하우징(30)의 외측으로 유동되도록 하여 상기 저압용 유체배출공(13)을 통해 배출되도록 하는 역할을 한다.

상기 고압용 배출유로(24)는, 타측으로부터 일측을 향하여 길이방향으로 길게 형성되며, 상기 고압용 유체배출공(14)과 연통되어 고압으로 승압된 고압용 유체를 상기 하우징(30)의 외측으로 유동되도록 하여 상기 고압용 유체배출공(14)을 통해 배출되도록 하는 역할을 한다.

상기 저압용 유입유체수용부(25)는, 상기 저압용 유입유로(21)를 통해 유입된 저압용 유체가 일시 수용된다. 수용된 저압용 유체는 후술할 저압용 피스톤(50)에 의해 저압으로 승압되며, 상기 저압용 배출유로(23)를 통해 상기 하우징(30)의 외측으로 유동되어 상기 저압용 유체배출공(13)을 통해 배출되게 된다.

상기 고압용 유입유체수용부(26)는, 상기 저압용 유입유체수용부(25)와 길이방향으로 이격되어 상기 저압용 유입유체수용부(25)와는 별도로 구비되며, 상기 고압용 유입유로(22)를 통해 유입된 고압용 유체가 일시 수용된다. 수용된 고압용 유체는 후술할 고압용 피스톤(40)에 의해 고압으로 승압되며, 상기 고압용 배출유로(24)를 통해 상기 하우징(30)의 외측으로 유동되어 상기 고압용 유체배출공(14)을 통해 배출되게 된다.

아울러, 본 발명은 상기 저압용 유입유체수용부(25)와 고압용 유입유체수용부(26)와 마찬가지로 유로의 배출측에 상기 저압용 배출유체수용부(27)와 고압용 배출유체수용부(28)가 구비될 수 있다.

상기 저압용 배출유체수용부(27)와 고압용 배출유체수용부(28)는 저압용 배출유로(23) 및 고압용 배출유로(24)를 통해 배출될 저압용 유체 및 고압용 유체가 각각 일시 수용되며, 수용된 저압용 유체 및 고압용 유체는 상기 저압용 배출유로(23) 및 고압용 배출유로(24)를 통해 각각 배출되게 된다.

상기 하우징(30)은, 상기 하우징 수용부(15)에 회전가능하게 수용되되, 상기 유입 및 배출용 고정블록(20)의 중심축과 편심되게 수용되며, 내부에 상기 유입 및 배출용 고정블록(20)의 일부가 수용되도록 삽입결합되되, 상기 저압용 유입유체수용부(25) 및 상기 고압용 유입유체수용부(26)가 수용되도록 삽입결합되는 유입 및 배출용 고정블록 삽입부(31)가 구비된다. 상기 하우징(30)의 내주연에는 후술할 고압용 피스톤(40)과 저압용 피스톤(50)이 별도로 각각 구비된다.

통상의 레이디얼 피스톤 펌프는 하우징이 축중심으로부터 편심되게 구비되어 하우징의 회전에 따라 방사상으로 배치된 피스톤에 의해 유입된 유체를 가압하여 펌핑하게 된다. 아울러, 피스톤은 스프링에 의해 탄지되어 스프링의 탄성력에 의해 습동되어 유체를 가압하게 되며, 하우징으로 유체가 유입되는 부위는 피스톤과 멀어져 유체를 유입되도록 하며, 하우징으로부터 유체가 배출되는 부위는 피스톤과 가깝게 되어 유체를 가압하게 된다. 이러한 구조는 공지된 것이므로 자세한 구조 및 작동은 생략하기로 한다.

상기 고압용 피스톤(40)은, 상기 하우징(30)에 구비되며, 상기 고압용 배출유로(24)가 형성된 부위와 상응하는 상기 유입 및 배출용 고정블록(20)의 외주연의 둘레를 따라 방사상으로 배치되되 중심으로부터 외측으로 습동되도록 배치되어 상기 유입 및 배출용 고정블록(20)과 편심된 상기 하우징(30)의 회전에 따라 상기 고압용 유입유체수용부(26)에 일시 수용된 유체를 가압하여 가압된 고압용 유체를 상기 고압용 배출유로(24)로 배출되도록 하는 역할을 하며, 복수개로 이루어진다.

상기 저압용 피스톤(50)은, 상기 하우징(30)에 구비되며, 상기 저압용 배출유로(23)가 형성된 부위와 상응하는 상기 유입 및 배출용 고정블록(20)의 외주연의 둘레를 따라 방사상으로 배치되되 중심으로부터 외측으로 습동되도록 배치되어 상기 유입 및 배출용 고정블록(20)과 편심된 상기 하우징(30)의 회전에 따라 상기 저압용 유입유체수용부(25)에 일시 수용된 유체를 가압하여 가압된 저압용 유체를 상기 저압용 배출유로(23)로 배출되도록 하는 역할을 하며, 복수개로 이루어진다.

도면에서는 상기 고압용 피스톤(40) 및 상기 저압용 피스톤(50)이 5개로 된 것을 도시하였다.

도 5는 저압용 유입유로(21)를 통해 유입되어 저압용 유입유체수용부(25)로 일시 수용된 저압용 유체가 저압용 피스톤(50) A에 의해 가압되기 전의 상태이다. 도 6은 도 5의 상태에서 하우징(30)이 180도 회전되어 저압용 피스톤(50) A에 의해 저압용 유체가 가압된 상태를 나타낸다. 가압된 저압용 유체는 저압용 배출유체수용부(27)에 일시 수용되어 저압용 피스톤(50)의 가압에 의해 저압용 배출유로(23)를 통해 유동되어 저압용 유체배출공(13)을 통해 배출되게 된다.

도 7은 고압용 유입유로(22)를 통해 유입되어 저압용 유입유체수용부(26)로 일시 수용된 고압용 유체가 고압용 피스톤(40) A에 의해 가압되기 전의 상태이다. 도 8은 도 7의 상태에서 하우징(30)이 180도 회전되어 고압용 피스톤(40) A에 의해 고압용 유체가 가압된 상태를 나타낸다. 가압된 고압용 유체는 고압용 배출유체수용부(28)에 일시 수용되어 고압용 피스톤(40)의 가압에 의해 고압용 배출유로(23)를 통해 유동되어 고압용 유체배출공(14)을 통해 배출되게 된다.

상기 구동축(60)은 상기 유입 및 배출용 고정블록(20)이 삽입되는 상기 하우징(30)의 반대편인 상기 하우징(30)의 일측에 형성되며 모터에 결합되어 상기 하우징(30)을 회전되도록 구동시키는 역할을 한다.

상기와 같은 구성으로 된 본 발명의 다단 레이디얼 피스톤 펌프는, 편심 캠의 위치를 바꾸는 편심 기구를 사용하여 압력을 가변하는 종래의 피스톤 펌프와는 달리, 편심기구를 사용하지 않고 하나의 동력원으로 고압 및 저압으로 분리시켜 유압을 발생시키도록 함으로써 유체의 고압펌핑과 저압펌핑을 동시에 이용할 수 있는 장점이 있다. 아울러, 본 발명은 편심 기구를 사용하여 압력을 가변하는 종래의 피스톤 펌프와는 달리, 편심기구를 사용하지 않으므로, 레이디얼 피스톤 펌프를 소형으로 할 수 있으며, 구조가 간단하고 저렴한 장점이 있다.

본 발명은 하우징(30)의 회전을 위하여 상기 하우징 수용부(15)와 상기 유입 및 배출용 고정블록(20) 사이에 개재되며 상기 하우징(30)이 회전가능하게 지지되는 베어링(70)이 구비된 것이 바람직하다. 상기 베어링(70)은 상기 고압용 피스톤(40)과 상기 저압용 피스톤(50)이 위치하는 부위에 각각 설치되어 상기 하우징(30) 회전시 상기 고압용 피스톤(40)과 상기 저압용 피스톤(50)이 습동되도록 하는 것이 바람직하다.

상기 고압용 피스톤(40)과 상기 저압용 피스톤(50)이 각각의 유체를 고압 및 저압으로 각각 승압되도록 하기 위해서는 다양한 방법이 이용될 수 있다.

첫 번째의 경우는, 상기 저압용 유입유로(21)의 직경과 상기 고압용 유입유로(22)의 직경이 동일하도록 하고, 상기 저압용 배출유로(23)의 직경과 상기 고압용 배출유로(24)의 직경은 동일하도록 하며, 상기 고압용 피스톤(40)의 습동거리와 상기 저압용 피스톤(50)의 습동거리는 동일하도록 하고, 상기 고압용 피스톤(40)의 직경은 상기 저압용 피스톤(50)의 직경보다 작도록 하는 방법이다.

도 3 내지 도 8에서는 상기 고압용 피스톤(40)의 직경이 상기 저압용 피스톤(50)의 직경보다 작은 것을 도시하였다.

피스톤의 습동거리가 동일하고 피스톤의 직경이 작게 되면 동일한 유량을 펌핑할 때 압력이 커지게 되므로, 상기 고압용 피스톤(40)의 직경이 상기 저압용 피스톤(50)의 직경보다 작게 되면, 상기 고압용 피스톤(40)으로 펌핑하는 유체의 압력은 고압으로 되고, 상기 저압용 피스톤(50)으로 펌핑하는 유체의 압력은 저압이 된다.

두 번째의 경우는, 상기 저압용 배출유로(23)의 직경과 상기 고압용 배출유로(24)의 직경은 동일하도록 하며, 상기 고압용 피스톤(40)의 습동거리와 상기 저압용 피스톤(50)의 습동거리는 동일하도록 하고, 상기 고압용 피스톤(40)의 직경은 상기 저압용 피스톤(50)의 직경은 동일하도록 하며, 상기 저압용 배출유로(23)의 직경보다 상기 고압용 배출유로(24)의 직경이 더 작도록 하는 방법이다.

피스톤의 습동거리가 동일하고 피스톤의 직경이 동일하므로, 동일한 유량을 펌핑할 때, 상기 저압용 배출유로(23)의 직경보다 상기 고압용 배출유로(24)의 직경이 더 작게 되면, 상기 고압용 피스톤(40)으로 펌핑하는 유체의 압력은 고압으로 되고, 상기 저압용 피스톤(50)으로 펌핑하는 유체의 압력은 저압이 된다.

세 번째 방법은, 상기 저압용 유입유로(21)의 직경과 상기 고압용 유입유로(22)의 직경은 동일하도록 하고, 상기 저압용 배출유로(23)의 직경과 상기 고압용 배출유로(24)의 직경은 동일하도록 하며, 상기 고압용 피스톤(40)의 직경과 상기 저압용 피스톤(50)의 직경이 동일하도록 하고, 상기 고압용 피스톤(40)의 습동거리가 상기 저압용 피스톤(50)의 습동거리보다 길도록 하는 방법이다.

피스톤의 습동거리가 동일하고 피스톤의 직경이 동일하므로, 동일한 유량을 펌핑할 때, 상기 고압용 피스톤(40)의 습동거리가 상기 저압용 피스톤(50)의 습동거리보다 길게 되면, 상기 고압용 피스톤(40)으로 펌핑하는 유체의 압력은 고압으로 되고, 상기 저압용 피스톤(50)으로 펌핑하는 유체의 압력은 저압이 된다.

네 번째 방법은, 상기 저압용 유입유로(21)의 직경과 상기 고압용 유입유로(22)의 직경은 동일하도록 하고, 상기 고압용 피스톤(40)의 습동거리와 상기 저압용 피스톤(50)의 습동거리는 동일하도록 하며, 상기 고압용 피스톤(40)의 직경과 상기 저압용 피스톤(50)의 직경은 동일하도록 하고, 상기 저압용 배출유로(23)의 직경보다 상기 고압용 배출유로(24)의 직경이 더 작도록 하는 방법이다.

피스톤의 습동거리가 동일하고 피스톤의 직경이 동일하므로, 동일한 유량을 펌핑할 때, 상기 저압용 배출유로(23)의 직경보다 상기 고압용 배출유로(24)의 직경이 더 작도록 하게 되면, 상기 고압용 피스톤(40)으로 펌핑하는 유체의 압력은 고압으로 되고, 상기 저압용 피스톤(50)으로 펌핑하는 유체의 압력은 저압이 된다.

상기와 같이, 본 발명은, 레이디얼 피스톤 펌프에서 압력을 발생시키는 압력생성원 자체에서 고압 및 저압으로 분리시켜 유압을 발생시키도록 하게 됨으로써 유체의 고압펌핑과 저압펌핑을 동시에 이용할 수 있는 장점이 있다.

아울러, 본 발명은, 상기 저압용 유입유체수용부(25)와, 상기 고압용 유입유체수용부(26)가 상기 유입 및 배출용 고정블록(20)을 중심으로 90도 각도를 이루고, 상기 저압용 배출유로(23)와, 상기 고압용 배출유로(24)가 상기 유입 및 배출용 고정블록(20)을 중심으로 180도 각도를 이루도록 하는 것이 바람직하다.

도 2에서는 상기 저압용 유입유체수용부(25)와, 상기 고압용 유입유체수용부(26)가 상기 유입 및 배출용 고정블록(20)을 중심으로 90도 각도를 이루고 있다.

상기와 같이, 상기 저압용 유입유체수용부(25)와, 상기 고압용 유입유체수용부(26)가 상기 유입 및 배출용 고정블록(20)을 중심으로 90도 각도를 이루고, 상기 저압용 배출유로(23)와, 상기 고압용 배출유로(24)가 상기 유입 및 배출용 고정블록(20)을 중심으로 180도 각도를 이루게 되면, 유체가 유입되어 가압될 때 대칭을 이루어 가압되게 되고, 유체가 가압되어 대칭을 이루어 배출되게 되므로, 유체의 유입 및 배출에 따른 맥동, 진동이 서로 상쇄되게 되므로 원활한 작동이 가능하게 된다.

도 10은 본 발명에 의한 다른 형태의 다단 레이디얼 피스톤 펌프의 분해사시도이고, 도 11은 본 발명에 의한 다른 형태의 다단 레이디얼 피스톤 펌프의 고압용 피스톤의 작동상태를 나타낸 횡단면도이며, 도 12는 본 발명에 의한 다른 형태의 다단 레이디얼 피스톤 펌프의 저압용 피스톤의 작동상태를 나타낸 종단면도이다.

본 발명에 의한 다른 형태의 다단 레이디얼 피스톤 펌프는, 전술한 본 발명에 의한 다단 레이디얼 피스톤 펌프와 동일하게, 펌프 몸체부(10); 유입 및 배출용 고정블록(20); 하우징(30); 고압용 피스톤(40); 저압용 피스톤(50); 구동축(60);을 포함하여 이루어진다.

상기 펌프 몸체부(10)와, 상기 유입 및 배출용 고정블록(20), 구동축(60)은 전술한 본 발명에 의한 다단 레이디얼 피스톤 펌프의 구조와 동일하다.

다만, 상기 하우징(30)이 유입된 유체를 고압 및 저압으로 가압하여 배출되도록 하기 위하여 단차지게 형성되는 점이 전술한 본 발명에 의한 다단 레이디얼 피스톤 펌프와 다르다.

상기 하우징(30)은, 상기 하우징 수용부(15)에 회전가능하게 수용되되, 상기 유입 및 배출용 고정블록(20)의 중심축과 편심되게 수용되며, 내부에 상기 유입 및 배출용 고정블록(20)의 일부가 수용되도록 삽입결합되되, 상기 저압용 유입유체수용부(25) 및 상기 고압용 유입유체수용부(26)가 수용되도록 삽입결합되는 유입 및 배출용 고정블록 삽입부(31)가 구비되는 것은 전술한 본 발명에 의한 다단 레이디얼 피스톤 펌프와 동일하다.

상기 하우징(30)의 내주연의 직경은 동일하고, 상기 하우징(30)의 외주연의 직경은 고압용 피스톤(40)이 결합되는 부위와 저압용 피스톤(50)이 결합되는 부위가 서로 직경이 다르도록 단차지게 형성된다는 점이 전술한 본 발명에 의한 다단 레이디얼 피스톤 펌프와 다르다.

도 10 내지 도 12에서는 상기 하우징(30)의 외주연의 직경이, 고압용 피스톤(40)이 결합되는 부위의 직경은 크고, 저압용 피스톤(50)이 결합되는 부위의 직경은 작은 것을 알 수 있다.

상기 고압용 피스톤(40)은, 상기 하우징(30)에 구비되며, 상기 고압용 배출유로(24)가 형성된 부위와 상응하는 상기 유입 및 배출용 고정블록(20)의 외주연의 둘레를 따라 방사상으로 배치되되 중심으로부터 외측으로 습동되도록 배치되어 상기 유입 및 배출용 고정블록(20)과 편심된 상기 하우징(30)의 회전에 따라 상기 고압용 유입유체수용부(26)에 일시 수용된 유체를 가압하여 가압된 고압용 유체를 상기 고압용 배출유로(24)로 배출되도록 하는 역할을 하며, 복수개로 이루어지는 것은 전술한 본 발명에 의한 다단 레이디얼 피스톤 펌프와 동일하다.

상기 저압용 피스톤(50)은, 상기 하우징(30)에 구비되며, 상기 저압용 배출유로(23)가 형성된 부위와 상응하는 상기 유입 및 배출용 고정블록(20)의 외주연의 둘레를 따라 방사상으로 배치되되 중심으로부터 외측으로 습동되도록 배치되어 상기 유입 및 배출용 고정블록(20)과 편심된 상기 하우징(30)의 회전에 따라 상기 저압용 유입유체수용부(25)에 일시 수용된 유체를 가압하여 가압된 저압용 유체를 상기 저압용 배출유로(23)로 배출되도록 하는 역할을 하며, 복수개로 이루어지는 것은 전술한 본 발명에 의한 다단 레이디얼 피스톤 펌프와 동일하다.

이때, 상기 고압용 피스톤(40)과 상기 저압용 피스톤(50)을 동일한 것을 사용하고, 하우징(30)의 회전을 위하여 상기 하우징 수용부(15)와 상기 유입 및 배출용 고정블록(20) 사이에 개재되며 상기 하우징(30)이 회전가능하게 지지되는 베어링(70)에서 내측 베어링의 내경이 동일하면, 상기 하우징(30)의 외주연의 직경이 다르게 단차져 형성되므로, 상기 고압용 피스톤(40)의 행정길이는 상기 저압용 피스톤(50)의 행정길이보다 길게 된다. 따라서, 피스톤의 행정길이가 길게 되면 동일한 유량을 펌핑할 때 행정길이가 상대적으로 더 긴 상기 고압용 피스톤(40)이 고압의 유체를 펌핑할 수 있게 된다.

이와 같이 본 발명에 의한 다른 형태의 다단 레이디얼 피스톤 펌프는, 상기 하우징(30)의 외주연의 직경은 고압용 피스톤(40)이 결합되는 부위와 저압용 피스톤(50)이 결합되는 부위가 서로 직경이 다르도록 단차지게 형성됨으로써, 하나의 동력원으로 고압 및 저압으로 분리시켜 유압을 발생시켜 유체의 고압펌핑과 저압펌핑을 동시에 이용할 수 있는 장점이 있다.

상기 고압용 피스톤(40)과 상기 저압용 피스톤(50)이 각각의 유체를 고압 및 저압으로 각각 승압되도록 하기 위해여 전술한 다양한 방법이 이용될 수 있음은 물론이다.

본 발명의 상기한 실시예에 한정하여 기술적 사상을 해석해서는 안된다. 적용범위가 다양함은 물론이고, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당업자의 수준에서 다양한 변형 실시가 가능하다. 따라서 이러한 개량 및 변경은 당업자에게 자명한 것인 한 본 발명의 보호범위에 속하게 된다.

10 : 펌프 몸체부
11 : 저압용 유체유입공
12 : 고압용 유체유입공
13 : 저압용 유체배출공
14 : 고압용 유체배출공
15 : 하우징 수용부
16 : 유입 및 배출용 고정블록 수용부
20 : 유입 및 배출용 고정블록
21 : 저압용 유입유로
22 : 고압용 유입유로
23 : 저압용 배출유로
24 : 고압용 배출유로
25 : 저압용 유입유체수용부
26 : 고압용 유입유체수용부
30 : 하우징
31 : 유입 및 배출용 고정블록 삽입부
40 : 고압용 피스톤
50 : 저압용 피스톤
60 : 구동축
70 : 베어링

Claims

저압으로 공급될 유체가 유입되는 저압용 유체유입공(11)과,
고압으로 공급될 유체가 유입되는 고압용 유체유입공(12)과,
저압으로 배출될 유체가 배출되는 저압용 유체배출공(13)과,
고압으로 배출될 유체가 배출되는 고압용 유체배출공(14)과,
하우징(30)이 삽입되어 수용될 하우징 수용부(15)와,
유입 및 배출용 고정블록(20)이 삽입되어 수용될 유입 및 배출용 고정블록 수용부(16)가 구비된 펌프 몸체부(10);
일측으로부터 타측을 향하여 길이방향으로 길게 형성되고, 상기 저압용 유체유입공(11)과 연통되어 상기 저압용 유체유입공(11)으로 유입된 저압용 유체가 유동되는 저압용 유입유로(21)와,
일측으로부터 타측을 향하여 길이방향으로 길게 형성되고, 상기 고압용 유체유입공(12)과 연통되어 상기 고압용 유체유입공(12)으로 유입된 고압용 유체가 유동되는 고압용 유입유로(22)와,
타측으로부터 일측을 향하여 길이방향으로 길게 형성되며, 상기 저압용 유체배출공(13)과 연통되어 저압으로 승압된 저압용 유체가 유동되어 배출되도록 하는 저압용 배출유로(23)와,
타측으로부터 일측을 향하여 길이방향으로 길게 형성되며, 상기 고압용 유체배출공(14)과 연통되어 고압으로 승압된 고압용 유체가 유동되어 배출되도록 하는 고압용 배출유로(24)와,
상기 저압용 유입유로(21)를 통해 유입된 저압용 유체가 일시 수용되는 저압용 유입유체수용부(25)와,
상기 저압용 유입유체수용부(25)와 길이방향으로 이격되어 구비되며 상기 고압용 유입유로(22)를 통해 유입된 고압용 유체가 일시 수용되는 고압용 유입유체수용부(26)가 구비된 유입 및 배출용 고정블록(20);
상기 하우징 수용부(15)에 회전가능하게 수용되되, 상기 유입 및 배출용 고정블록(20)의 중심축과 편심되게 수용되며, 내부에 상기 유입 및 배출용 고정블록(20)의 일부가 수용되도록 삽입결합되되, 상기 저압용 유입유체수용부(25) 및 상기 고압용 유입유체수용부(26)가 수용되도록 삽입결합되는 유입 및 배출용 고정블록 삽입부(31)가 구비된 하우징(30);
상기 하우징(30)에 구비되며, 상기 고압용 배출유로(24)가 형성된 부위와 상응하는 상기 유입 및 배출용 고정블록(20)의 외주연의 둘레를 따라 방사상으로 배치되되 중심으로부터 외측으로 습동되도록 배치되어 상기 유입 및 배출용 고정블록(20)과 편심된 상기 하우징(30)의 회전에 따라 상기 고압용 유입유체수용부(26)에 일시 수용된 유체를 가압하여 가압된 고압용 유체를 상기 고압용 배출유로(24)로 배출되도록 하는 복수개의 고압용 피스톤(40);
상기 하우징(30)에 구비되며, 상기 저압용 배출유로(23)가 형성된 부위와 상응하는 상기 유입 및 배출용 고정블록(20)의 외주연의 둘레를 따라 방사상으로 배치되되 중심으로부터 외측으로 습동되도록 배치되어 상기 유입 및 배출용 고정블록(20)과 편심된 상기 하우징(30)의 회전에 따라 상기 저압용 유입유체수용부(25)에 일시 수용된 유체를 가압하여 가압된 저압용 유체를 상기 저압용 배출유로(23)로 배출되도록 하는 복수개의 저압용 피스톤(50);
상기 유입 및 배출용 고정블록(20)이 삽입되는 상기 하우징(30)의 반대편인 상기 하우징(30)의 일측에 형성되며 모터에 결합되어 상기 하우징(30)을 회전되도록 구동시키는 구동축(60);을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 다단 레이디얼 피스톤 펌프.
제 1 항에 있어서,
상기 하우징 수용부(15)와 상기 유입 및 배출용 고정블록(20) 사이에 개재되며 상기 하우징(30)이 회전가능하게 지지되는 베어링(70)이 구비된 것을 특징으로 하는 다단 레이디얼 피스톤 펌프.
제 1 항에 있어서,
상기 저압용 유입유로(21)의 직경과 상기 고압용 유입유로(22)의 직경은 동일하고,
상기 저압용 배출유로(23)의 직경과 상기 고압용 배출유로(24)의 직경은 동일하며,
상기 고압용 피스톤(40)의 습동거리와 상기 저압용 피스톤(50)의 습동거리는 동일하고,
상기 고압용 피스톤(40)의 직경은 상기 저압용 피스톤(50)의 직경보다 작은 것을 특징으로 하는 다단 레이디얼 피스톤 펌프.
제 1 항에 있어서,
상기 저압용 배출유로(23)의 직경보다 상기 고압용 배출유로(24)의 직경이 더 작으며,
상기 저압용 배출유로(23)의 직경과 상기 고압용 배출유로(24)의 직경은 동일하며,
상기 고압용 피스톤(40)의 습동거리와 상기 저압용 피스톤(50)의 습동거리는 동일하고,
상기 고압용 피스톤(40)의 직경은 상기 저압용 피스톤(50)의 직경은 동일한 것을 특징으로 하는 다단 레이디얼 피스톤 펌프.
제 1 항에 있어서,
상기 저압용 유입유로(21)의 직경과 상기 고압용 유입유로(22)의 직경은 동일하고,
상기 저압용 배출유로(23)의 직경과 상기 고압용 배출유로(24)의 직경은 동일하며,
상기 고압용 피스톤(40)의 습동거리가 상기 저압용 피스톤(50)의 습동거리보다 길며,
상기 고압용 피스톤(40)의 직경과 상기 저압용 피스톤(50)의 직경은 동일한 것을 특징으로 하는 다단 레이디얼 피스톤 펌프.
제 1 항에 있어서,
상기 저압용 유입유로(21)의 직경과 상기 고압용 유입유로(22)의 직경은 동일하고,
상기 저압용 배출유로(23)의 직경보다 상기 고압용 배출유로(24)의 직경이 더 작으며,
상기 고압용 피스톤(40)의 습동거리와 상기 저압용 피스톤(50)의 습동거리는 동일하고,
상기 고압용 피스톤(40)의 직경과 상기 저압용 피스톤(50)의 직경은 동일한 것을 특징으로 하는 다단 레이디얼 피스톤 펌프.
제 1 항에 있어서,
상기 저압용 유입유체수용부(25)와, 상기 고압용 유입유체수용부(26)가 상기 유입 및 배출용 고정블록(20)을 중심으로 90도 각도를 이루고, 상기 저압용 배출유로(23)와, 상기 고압용 배출유로(24)가 상기 유입 및 배출용 고정블록(20)을 중심으로 180도 각도를 이루는 것을 특징으로 하는 다단 레이디얼 피스톤 펌프.