KR102155310B1

KR102155310B1 - 평면캠을 이용한 고정밀 다이어프램형 무맥동 정량펌프

Info

Publication number: KR102155310B1
Application number: KR1020190165793A
Authority: KR
Inventors: 김성준
Original assignee: 천세산업 주식회사
Priority date: 2019-12-12
Filing date: 2019-12-12
Publication date: 2020-09-11

Abstract

평면캠을 이용한 고정밀 다이어프램형 무맥동 정량펌프가 개시된다. 평면캠을 이용한 고정밀 다이어프램형 무맥동 정량펌프는, 펌프 바디에 설치되는 구동모터와, 구동모터의 구동축에 연결되어 회전되며 구동축이 연결되는 연결부의 외측 둘레를 따라 구동홈이 형성된 평면캠과, 구동홈의 내벽면에 회전 접촉되는 제1 롤러 베어링이 일단에 설치되며 펌프 바디에 슬라이딩 가능하게 설치되는 제1 슬라이더와, 구동홈의 내벽면에 회전 접촉되는 제2 롤러 베어링이 일단에 설치되며 펌프 바디에 슬라이딩 가능하게 설치되는 제2 슬라이더와, 제1 흡입 유로와 제1 토출 유로의 사이에 형성된 제1 작동 공간에 설치되며 제1 슬라이더의 타단에 의해 가압 변형되어 유체의 흡입 토출을 제공하는 제1 다이어프램과 제1 작동 공간의 내벽면과 상기 제1 다이어프램의 사이 위치에 설치되며 제1 슬라이더의 타단에 연결되는 제1 백업 다이어프램을 포함하는 제1 펌프 헤드와, 제2 흡입 유로와 제2 토출 유로의 사이에 형성된 제2 작동 공간에 설치되며 제2 슬라이더의 타단에 의해 가압 변형되어 유체의 흡입 토출을 제공하는 제2 다이어프램과 제2 작동 공간의 내벽면과 상기 제2 다이어프램의 사이 위치에 설치되며 제2 슬라이더의 타단에 연결되는 제2 백업 다이어프램을 포함하는 제2 펌프 헤드를 포함한다.

Description

평면캠을 이용한 고정밀 다이어프램형 무맥동 정량펌프{HIGH PRECISION DIAPHRAGM TYPE PULSELESS METERING PUMP USING FACE CAM}

본 발명은 다이어프램의 손상 확인이 용이하고 내구성의 향상이 가능한 평면캠을 이용한 고정밀 다이어프램형 무맥동 정량펌프에 관한 것이다.

일반적으로 정량펌프는 낮은 속도에서 높은 압력을 낼 수 있고, 캠 샤프트 등을 통하여 피스톤, 다이어프램 등을 왕복 운동시켜 단위 시간당 유량을 정확하게 토출할 수 있는 펌프를 말한다.

다이어프램 정량펌프는 황산, 염산 등 부식성이 강한 액을 견딜 수 있게 만든 펌프이다.

산업이 고도화되면서 생산프로세스 라인 등에는 정량적이면서 맥동이 없는 약액 이송이 필요하게 되었으며, 종래의 등속도캠을 이용한 무맥동 정량펌프가 도입되었지만 기술발달에 의해 점차 고성능의 무맥동 정량펌프를 요구하고 있다.

그러나, 기존의 다이어프램형 무맥동 정량펌프는, 토출 압력에 의한 다이어프램의 변형으로 만족할 만한 맥동율을 얻기 힘들었으며, 다이어프램의 파손에 의한 유체의 누출시 감지센서의 손상이 발생되어 감지센서의 교환 비용이 발생되는 문제점이 있다.

또한 현장에서의 고진공 흡입이 요구되는 고점도액 이송시에 과도한 진공 압력에 의한 다이어프램의 손상이 발생되어 유량이 감소하거나 맥동율이 증가는 현상이 발생되는 문제점이 있다.

본 발명의 일 실시예는, 평면캠을 이용하여 고점도액의 안정적인 이송이 가능하고 무맥동 토출 작동이 안정적으로 이루어지며, 다이어프램의 파손에 의한 유체의 누출에도 센서 손상이 발생되지 않고, 고진공에도 안정적인 작동이 가능한, 평면캠을 이용한 고정밀 다이어프램형 무맥동 정량펌프를 제공하고자 한다.

본 발명의 일 실시예는, 펌프 바디에 설치되는 구동모터와, 구동모터의 구동축에 연결되어 회전되며 구동축이 연결되는 연결부의 외측 둘레를 따라 구동홈이 형성된 평면캠과, 구동홈의 내벽면에 회전 접촉되는 제1 롤러 베어링이 일단에 설치되며 펌프 바디에 슬라이딩 가능하게 설치되는 제1 슬라이더와, 구동홈의 내벽면에 회전 접촉되는 제2 롤러 베어링이 일단에 설치되며 펌프 바디에 슬라이딩 가능하게 설치되는 제2 슬라이더와, 제1 흡입 유로와 제1 토출 유로의 사이에 형성된 제1 작동 공간에 설치되며 제1 슬라이더의 타단에 의해 가압 변형되어 유체의 흡입 토출을 제공하는 제1 다이어프램과 제1 작동 공간의 내벽면과 상기 제1 다이어프램의 사이 위치에 설치되며 제1 슬라이더의 타단에 연결되는 제1 백업 다이어프램을 포함하는 제1 펌프 헤드와, 제2 흡입 유로와 제2 토출 유로의 사이에 형성된 제2 작동 공간에 설치되며 제2 슬라이더의 타단에 의해 가압 변형되어 유체의 흡입 토출을 제공하는 제2 다이어프램과 제2 작동 공간의 내벽면과 상기 제2 다이어프램의 사이 위치에 설치되며 제2 슬라이더의 타단에 연결되는 제2 백업 다이어프램을 포함하는 제2 펌프 헤드를 포함한다.

제1 다이어프램과 제2 다이어프램은 제1 작동 공간의 내벽면과 제2 작동 공간의 내벽면의 사이에 각각 실링된 상태로 설치될 수 있다.

제1 백업 다이어프램은, 제1 작동 공간의 일부를 제1 센싱 공간과 제1 센서 공간으로 구획한 상태로 제1 작동 공간에 설치될 수 있다.

제1 백업 다이어프램과 제1 다이어프램의 각각의 가장자리는 제1 작동 공간에서 제1 펌프 헤드의 내부로 삽입될 수 있다.

제1 펌프 헤드에는 제1 백업 다이어프램과 제1 다이어프램의 가장자리 부분이 제1 펌프 헤드의 내부에 삽입된 상태를 고정하는 제1 고정부재가 삽입될 수 있다.

제2 백업 다이어프램은, 제2 작동 공간의 일부를 제2 센싱 공간과 제2 센서 공간으로 구획한 상태로 제2 작동 공간에 설치될 수 있다.

제2 백업 다이어프램과 제2 다이어프램의 각각의 가장자리가 제2 작동 공간에서 제2 펌프 헤드의 내부로 삽입될 수 있다.

제2 펌프 헤드에는 제2 백업 다이어프램과 제2 다이어프램의 가장자리가 제2 펌프 헤드의 내부에 삽입된 상태를 고정하는 제2 고정부재가 삽입될 수 있다.

제1 센서 공간에는 제1 센싱 공간으로 유체의 유출 상태를 센싱하는 제1 센서가 설치될 수 있다.

제2 센서 공간에는 제2 센싱 공간으로 유체의 유출 상태를 센싱하는 제2 센서가 설치될 수 있다.

제1 센서와 제2 센서는, 제1 센싱공간과 제2 센싱공간의 정전기 전압의 변화량을 센싱하는 정전용량 센서일 수 있다.

제1 펌프 헤드와 제2 펌프 헤드에 설치되어 작동 공간의 진공압을 해소하는 진공압 해소부를 더 포함할 수 있다.

진공압 해소부는, 작동 공간에 연통되게 설치되며 측면에는 개구부가 형성된 바디부와, 바디부의 내부에 형성되며 작동 공간에 연통되는 연통홀이 형성되는 볼시트와, 볼시트에 설치되는 스프링부재와, 스프링부재에 안착되어 진공압의 미인가시 개구부를 폐쇄하고 진공압이 설정 압력 이상으로 인가되면 스프링부재를 압축하여 개구부를 개방하는 볼부재를 포함할 수 있다.

제1 백업 다이어프램과 제2 백업 다이어프램의 표면에는 복수개의 완충 돌기가 돌출될 수 있다.

삭제

본 발명의 일 실시예에 따르면, 평면캠과 제1 슬라이더와 제2 슬라이더의 크랭크 타입 구성에 의해 고점도액의 안정적인 이송이 가능하고 무맥동 토출 작동이 안정적으로 이루어지는 것이 가능하다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 평면캠을 무맥동 토출 작용이 안정적으로 이루어지도록 적절하게 보정 제작하는 것이 가능하다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 다이어프램의 파손된 상태를 센서를 이용하여 용이하게 확인 가능하여, 다이어프램의 신속한 교체가 가능하여 정량 펌프의 사용 수명을 연장하는 것이 가능하다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 정량펌프에 과도한 진공압이 인가되는 것을 방지하여, 과도한 진공압에 의해 다이어프램의 손상을 방지하여 내구성의 향상이 가능하다.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 평면캠이 설치된 평면캠을 이용한 고정밀 다이어프램형 무맥동 정량펌프를 개략적으로 도시한 요부 단면도이다.
도 2는 도 1의 제1 슬라이더에 제1 백업 다이어프램과 제1 다이어프램이 연결 설치되고 진공압 해소부가 설치된 상태를 개략적으로 도시한 요부 단면도이다.
도 3은 본 발명의 제2 실시예에 따른 제1/제2 백업 다이어프램에 완충 돌기가 돌출 형성된 상태를 개략적으로 도시한 측면도이다.
도 4는 도 3의 제1 백업 다이어프램에 완충 돌기가 돌출 형성된 상태를 개략적으로 도시한 요부 단면도이다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 붙였다.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 평면캠이 설치된 평면캠을 이용한 고정밀 다이어프램형 무맥동 정량펌프를 개략적으로 도시한 요부 단면도이고, 도 2는 도 1의 제1 슬라이더에 제1 백업 다이어프램과 제1 다이어프램이 연결 설치되고 진공압 해소부가 설치된 상태를 개략적으로 도시한 요부 단면도이다.

도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제1 실시예에 따른 평면캠을 이용한 고정밀 다이어프램형 무맥동 정량펌프(100)는, 펌프 바디(10)에 설치되는 구동모터와, 구동모터의 구동축에 연결되어 회전되며 구동축이 연결되는 연결부의 외측 둘레를 따라 구동홈(23)이 형성된 평면캠(20)과, 구동홈(23)의 내벽면에 회전 접촉되는 제1 롤러 베어링(31)이 일단에 설치되며 펌프 바디(10)에 슬라이딩 가능하게 설치되는 제1 슬라이더(30)와, 구동홈(23)의 내벽면에 회전 접촉되는 제2 롤러 베어링(41)이 일단에 설치되며 펌프 바디(10)에 슬라이딩 가능하게 설치되는 제2 슬라이더(40)와, 제1 흡입 유로(51)와 제1 토출 유로(53)의 사이에 형성된 제1 작동 공간(55)에 설치되며 제1 슬라이더(30)의 타단에 의해 가압 변형되어 유체의 흡입 토출을 제공하는 제1 다이어프램(52)과, 제1 작동 공간(55)의 내벽면과 제1 다이어프램(52)의 사이 위치에 설치되며 제1 슬라이더(30)의 타단에 연결되는 제1 백업 다이어프램(54)을 포함하는 제1 펌프 헤드(50)와, 제2 흡입 유로(61)와 제2 토출 유로(63)의 사이에 형성된 제2 작동 공간(65)에 설치되며 제2 슬라이더(40)의 타단에 의해 가압 변형되어 유체의 흡입 토출을 제공하는 제2 다이어프램(62)과, 제2 작동 공간(65)의 내벽면과 제2 다이어프램(62)의 사이 위치에 설치되며 제2 슬라이더(40)의 타단에 연결되는 제2 백업 다이어프램(64)을 포함하는 제2 펌프 헤드(60)를 포함한다.

이하에서 설명하는 정량 펌프는, 낮은 속도에서 높은 압력을 낼 수 있고, 다이어프램의 작동에 따라 단위 시간당 유량을 정확하게 토출할 수 있는 펌프를 말한다. 이에 대하여 이하에서 구체적으로 설명한다.

구동모터(미도시)는 펌프 바디(10)에 설치되어 구동력을 전달할 수 있다. 이러한 구동모터는 모터 콘트롤러(미도시)에 의해 구동 제어될 수 있다.

이러한 펌프 바디(10)의 내부에는 구동모터의 구동축에 연결되어 구동력을 전달받아 회전 작동되는 평면캠(20)이 설치될 수 있다.

평면캠(20)은 회전 운동을 직선 운동으로 전환하도록 설치되는 것으로, 중앙 위치에는 구동축이 고정되는 연결부(21)가 형성될 수 있다.

연결부(21)는 평면캠(20)의 회전 중심 위치에 형성되는 것으로, 구동모터의 구동축이 삽입된 상태로 고정을 위한 키홈(22)이 형성될 수 있다.

이러한 연결부(21)의 외측에는 구동홈(23)이 형성될 수 있다.

구동홈(23)은 다이어프램에 구동력의 제공을 위해 형성되는 것으로, 연결부(21)의 둘레를 따라 형성될 수 있다.

구동홈(23)은 연결부(21)의 둘레를 따라 평면캠(20)의 내부로 인입된 상태로 형성될 수 있다.

구동홈(23)은 캠 형상의 내벽면이 형성되는 것으로, 제1 다이어프램(52)과 제2 다이어프램(62)에 구동력을 제공하도록 제1 롤러 베어링(31)과 제2 롤러 베어링(41)이 내부에 회전 가능하게 삽입될 수 있다.

제1 롤러 베어링(31)과 제2 롤러 베어링(41)은 각각 제1 슬라이더(30)와 제2 슬라이더(40)의 단부에 회전 가능하게 설치되는 바, 구동모터의 회전 구동력이 직선 구동력으로 전환되어 전달되도록 할 수 있다. 이에 대해서는 이하에서 보다 구체적으로 설명한다.

한편, 구동홈(23)은 평면캠(20)의 연결부(21)의 둘레를 따라 형성되는 것으로, 연결부(21)의 외측에 형성된 제1 내벽면(23a)과 제1 내벽면(23a)으로부터 이격된 제2 내벽면(23b)의 사이에 형성될 수 있다.

이러한 구동홈(23)을 형성하는 제1 내벽면(23a)과 제2 내벽면(23b)은 정량 펌프를 구동하는 캠 형상으로 형성될 수 있다.

보다 구체적으로 설명하면, 제1 내벽면(23a)은 연결부(21)의 외측 둘레를 따라 캠 형상으로 돌출된 상태로 형성되는 것으로, 제1 내벽면(23a)에는 제1 롤러 베어링(31)과 제2 롤러 베어링(41)이 회전 가능하게 접촉될 수 있다.

따라서, 평면캠(20)은 구동모터의 구동력이 전달되어 회전되는 과정에서 캠 형상으로 돌출된 제1 내벽면(23a)이 제1 롤러 베어링(31)과 제2 롤러 베어링(41)을 위상차를 두고 순차적으로 가압하는 것이 가능하다.

이에 따라, 제1 롤러 베어링(31)이 설치된 제1 슬라이더(30)와, 제2 롤러 베어링(41)이 설치된 제2 슬라이더(40)의 슬라이딩 작동 압력은 다이어프램에 전달되어 제1 다이어프램(52)의 변형 작동이 이루어지도록 할 수 있다.

제2 내벽면(23b)은 제1 내벽면(23a)으로부터 이격된 상태로 평면캠(20)의 내부로 인입된 상태로 형성되는 것으로, 제1 내벽면(23a)과의 사이에서 구동홈(23)을 형성할 수 있다.

제2 내벽면(23b)은 제1 내벽면(23a)의 외부 둘레를 따라 라운드 형상으로 형성될 수 있다. 제2 내벽면(23b)은 본 실시예에서 원형으로 형성될 수 있다.

이러한 제2 내벽면(23b)에는 구동모터의 구동력에 따라 평면캠(20)이 회전하는 상태에서 제1 롤러 베어링(31)과 제2 롤러 베어링(41)이 회전 접촉될 수 있다.

한편, 제1 롤러 베어링(31)과 제2 롤러 베어링(41)은 평면캠(20)의 연결부(21)를 중심으로 구동홈(23)에 대향되게 삽입된 상태로 설치되는 것으로, 제1 슬라이더(30)와 제2 슬라이더(40)의 단부에 각각 회전 가능하게 설치될 수 있다.

제1 슬라이더(30)는, 일단에는 구동홈(23)의 내벽면에 회전 접촉되는 제1 롤러 베어링(31)이 설치되어 펌프 바디(10)에 슬라이딩 가능하게 설치될 수 있다.

이러한 제1 슬라이더(30)의 타단은 유체의 흡입 토출을 제공하도록 제1 다이어프램(52)을 가압 변형하도록 설치될 수 있다.

제2 슬라이더(40)는, 일단에는 구동홈(23)의 내벽면에 회전 접촉되는 제2 롤러 베어링(41)이 설치되어 펌프 바디(10)에 슬라이딩 가능하게 설치될 수 있다. 제2 슬라이더(40)는 평면캠(20)을 사이에 두고 대향된 위치에 슬라이딩 가능하게 설치될 수 있다.

이와 같이, 제1 슬라이더(30)와 제2 슬라이더(40)는 평면캠(20)을 사이에 두고, 대향하는 양측으로 슬라이딩 가능하게 설치될 수 있다.

제1 슬라이더(30)는 제1 펌프 방향으로 긴 길이로 설치되어 제1 다이어프램(52)을 가압 변형시키도록 작동되고, 제2 슬라이더(40)는 제2 펌프 레드 방향으로 긴 길이로 설치되어 제2 다이어프램(62)을 가압 변형시키도록 작동될 수 있다.

제1 펌프헤드(50)는, 제1 흡입 유로(51)와 제1 토출 유로(53)의 사이에 형성된 제1 작동 공간(55)에 설치되어 제1 슬라이더(30)의 타단에 의해 가압 변형되어 유체의 흡입 토출을 제공하는 제1 다이어프램(52)과, 제1 작동 공간(55)의 내벽면과 제1 다이어프램(52)의 사이 위치에 설치되며 제1 슬라이더(30)의 타단에 연결되는 제1 백업 다이어프램(54)을 포함할 수 있다.

제1 다이어프램(52)은, 제1 슬라이더(30)의 타단에 의해 가압 변형되어 유체 토출 압력을 제공하도록 제1 펌프헤드(50)의 제1 작동 공간(55)의 내부에 설치될 수 있다.

제1 백업 다이어프램(54)은 제1 작동 공간(55)에서 제1 다이어프램(52)과 제1 작동 공간(55)의 내벽면과의 사이에 설치될 수 있다.

즉, 제1 백업 다이어프램(54)은 가장자리 부분이 제1 다이어프램(52)에 이격된 위치에서 제1 작동 공간(55)의 내부에서 제1 펌프헤드(50)에 고정되고 중앙 부분은 제1 슬라이더(30)에 의해 제1 다이어프램(52)에 고정된 상태로 설치될 수 있다.

보다 구체적으로 설명하면, 제1 백업 다이어프램(54)과 제1 다이어프램(52)의 각각의 가장자리는 제1 작동 공간(55)에서 제1 펌프 헤드(50)의 내부로 삽입될 수 있다.

이러한 제1 펌프 헤드(50)에는 제1 백업 다이어프램(54)과 제1 다이어프램(52)의 가장자리 부분이 제1 펌프 헤드(50)의 내부에 삽입된 상태를 고정하는 제1 고정부재(56)가 설치될 수 있다.

제1 고정부재(56)는 전술한 바와 같이, 제1 펌프헤드(50)에 삽입된 상태로 제1 백업 다이어프램(54)과 제1 다이어프램(52)의 가장자리를 제1 펌프헤드(50)에 가압 고정하도록 설치될 수 있다.

전술한 바와 같이, 제1 백업 다이어프램(54)이 제1 작동 공간(55)의 내부에서 제1 다이어프램(52)의 측면에 설치되는 것은 제1 다이어프램(52)의 파손된 상태를 센싱하는 제1 센서(57)를 설치하기 위함이다.

즉, 제1 백업 다이어프램(54)은, 제1 작동 공간(55)의 일부를 제1 센싱 공간(55a)과 제1 센서 공간(55b)으로 구획한 상태로 제1 작동 공간(55)에 설치될 수 있다. 여기서, 제1 센싱 공간(55a)은 제1 다이어프램(52)과 제1 백업 다이어프램(54)과의 사이 공간이고, 제1 센서 공간(55b)은 제1 백업 다이어프램(54)과 제1 작동 공간(55)의 내벽면의 사이 공간을 말한다.

제1 센서(57)는 제1 센서 공간(55b)에서 제1 작동 공간(55)의 내벽면에 설치되는 것으로, 제1 다이어프램(52)이 파손되어 유체가 제1 센싱 공간(55a)으로 유입된 상태를 센싱하도록 설치될 수 있다.

보다 구체적으로 설명하면, 제1 센서(57)는 본 실시예에서 정전 용량형 센서로 적용될 수 있다.

따라서, 제1 센서(57)는 정전 용량형 센서로 적용되어 제1 다이어프램(52)의 파손에 의해 유체가 제1 센싱공간(55a)으로 유입되는 경우, 유체의 유입에 의한 제1 센싱공간(55a)의 변화된 정전기 전압을 센싱하도록 설치될 수 있다.

이와 같이, 제1 센서(57)는 제1 센싱공간(55a)의 변화된 정전기 전압을 센싱하여 제1 다이어프램(52)의 파손된 상태를 안정적으로 센싱하여, 제1 다이어프램(52)의 신속한 교체가 가능하도록 할 수 있다.

여기서, 제1 다이어프램(52)의 손상이 발생되어 제1 센싱공간(55a)으로 유입된 상태에서 제1 센서공간(55b)은 제1 백업 다이어프램(54)에 의해 밀폐되는 바, 유체가 제1 센서(57)에 접촉되지 않도록 할 수 있다.

따라서, 제1 센서(57)는 제1 다이어프램(52)의 파손시 유입된 유체의 접촉에 의한 손상이 발생되지 않은 상태로 제1 다이어프램(52)의 파손 상태를 안정적으로 센싱하는 것이 가능하다. 이에 따라, 제1 다이어프램(52)이 손상되어도 제1 센서(57)의 손상이 발생되지 않는 바, 제1 센서(57)는 교체하지 않고 제1 다이어프램(52)의 단독 교체가 가능하여 교체 과정에서 비용 절감이 가능하다.

제1 백업 다이어프램(54)은 제1 다이어프램(52)의 손상으로 인해 유입된 유체의 접촉에 의한 손상이 발생되는 것은 방지하면서 제1 센서 공간(55b)을 실링하도록 내부식성의 고무재질로 형성될 수 있다.

제1 센서(57)는 정전 용량형 센서로 적용되는 바, 최초 설치 과정에서 제1 다이어프램(52)과의 이격된 거리의 적절한 설정이 필요하다. 제1 센서(57)와 제1 다이어프램(52)과의 이격 거리는 정전기 전압의 안정적인 센싱을 위한 반복 실험으로 적절한 거리로 설정될 수 있다.

여기서, 제1 센서(57)와 제1 백업 다이어프램(54)과의 이격 거리는 6mm이하 바람직하게는 3mm로 이격된다. 즉, 제1 센서(57)와 제1 백업 다이어프램(54)과의 이격 거리가 6mm를 초과하게 되면 다이어프램의 파손으로 센싱공간으로 유입된 유체의 감지가 어렵고 3mm 미만으로 최근접되면 제1 백업 다이어프램(54)의 작동 과정에 의한 변형을 제1 센서(57)가 감지하는 오작동이 발생될 수 있다.

제2 펌프헤드(60)는, 제2 흡입 유로(61)와 제2 토출 유로(63)의 사이에 형성된 제2 작동 공간(65)에 설치되어 제2 슬라이더(40)의 타단에 의해 가압 변형되어 유체의 흡입 토출을 제공하는 제2 다이어프램(62)과, 제2 작동 공간(65)의 내벽면과 제2 다이어프램(62)의 사이 위치에 설치되며 제2 슬라이더(40)의 타단에 연결되는 제2 백업 다이어프램(64)을 포함할 수 있다.

제2 다이어프램(62)은, 제2 슬라이더(40)의 타단에 의해 가압 변형되어 유체 토출 압력을 제공하도록 제2 펌프헤드(60)의 제2 작동 공간(65)의 내부에 설치될 수 있다.

제2 백업 다이어프램(64)은 제2 작동 공간(65)에서 제2 다이어프램(62)과 제2 작동 공간(65)의 내벽면과의 사이에 설치될 수 있다.

즉, 제2 백업 다이어프램(64)은 가장자리 부분이 제2 다이어프램(62)에 이격된 위치에서 제2 작동 공간(65)의 내부에서 제2 펌프헤드(60)에 고정되고 중앙 부분은 제2 슬라이더(40)에 의해 제2 다이어프램(62)에 고정된 상태로 설치될 수 있다.

보다 구체적으로 설명하면, 제2 백업 다이어프램(64)과 제2 다이어프램(62)의 각각의 가장자리는 제2 작동 공간(65)에서 제2 펌프 헤드(60)의 내부로 삽입될 수 있다.

이러한 제2 펌프 헤드(60)에는 제2 백업 다이어프램(64)과 제2 다이어프램(62)의 가장자리 부분이 제2 펌프 헤드(60)의 내부에 삽입된 상태를 고정하는 제2 고정부재(66)가 설치될 수 있다.

제2 고정부재(66)는 전술한 바와 같이, 제2 펌프헤드(60)에 삽입된 상태로 제2 백업 다이어프램(64)과 제2 다이어프램(62)의 가장자리를 제2 펌프헤드(60)에 가압 고정하도록 설치될 수 있다.

전술한 바와 같이, 제2 백업 다이어프램(64)이 제2 작동 공간(65)의 내부에서 제2 다이어프램(62)의 측면에 설치되는 것은 제2 다이어프램(62)의 파손된 상태를 센싱하는 제2 센서(67)를 설치하기 위함이다.

즉, 제2 백업 다이어프램(64)은, 제2 작동 공간(65)의 일부를 제2 센싱 공간(65a)과 제2 센서 공간(65b)으로 구획한 상태로 제2 작동 공간(65)에 설치될 수 있다. 여기서, 제2 센싱 공간(65a)은 제2 다이어프램(62)과 제2 백업 다이어프램(64)과의 사이 공간이고, 제2 센서 공간(65b)은 제2 백업 다이어프램(64)과 제2 작동 공간(65)의 내벽면의 사이 공간을 말한다.

제2 센서(67)는 제2 센서 공간(65b)에서 제2 작동 공간(65)의 내벽면에 설치되는 것으로, 제2 다이어프램(62)이 파손되어 유체가 제2 센싱 공간(65a)으로 유입된 상태를 센싱하도록 설치될 수 있다. 제2 센서(67)는 제1 센서(57)와 동일한 것으로 그 자세한 설명은 생략한다.

여기서, 제2 센서(67)와 제2 백업 다이어프램(64)과의 이격 거리는 6mm이하 바람직하게는 3mm로 이격된다. 즉, 제1 센서(57)와 제2 백업 다이어프램(64)과의 이격 거리가 6mm를 초과하게 되면 다이어프램의 파손으로 센싱공간으로 유입된 유체의 감지가 어렵고 3mm 미만으로 최근접되면 제2 백업 다이어프램(64)의 작동 과정에 의한 변형을 제2 센서(67)가 감지하는 오작동이 발생될 수 있다.

제2 백업 다이어프램(64)은 제2 다이어프램(62)의 손상이 유입된 유체의 접촉에 의한 손상이 발생되는 것은 방지하면서 제2 센서 공간(65b)을 실링하도록 내부식성의 고무재질로 형성될 수 있다.

한편, 제1 펌프 헤드(50)와 제2 펌프 헤드(60)에는 작동 공간의 진공압을 해소하는 진공압 해소부(70)가 설치될 수 있다.

진공압 해소부(70)는, 도 2에 도시된 바와 같이, 제1 펌프헤드(50)와 제2 펌프헤드(60)의 작동 공간에 과도한 진공압이 작용되는 것을 방지하도록 설치되는 것으로, 과도한 진공압에 의해 제1 다이어프램(52) 및 제2 다이어프램(62)이 손상되는 것을 방지하도록 설치될 수 있다.

보다 구체적으로 설명하면, 진공압 해소부(70)는, 작동 공간에 연통되게 설치되며 측면에는 개구부(71a)가 형성된 바디부(71)와, 바디부(71)의 내부에 형성되며 작동 공간에 연통되는 연통홀이 형성되는 볼시트(73)와, 볼시트(73)에 설치되는 스프링부재(75)와, 스프링부재(75)에 안착되어 진공압의 미인가시 개구부(71a)를 폐쇄하고 진공압이 설정 압력 이상으로 인가되면 스프링부재(75)를 압축하여 개구부(71a)를 개방하는 볼부재(77)를 포함할 수 있다.

바디부(71)는 제1 펌프 헤드(50)와 제2 펌프 헤드(60)의 작동 공간에 연통되도록 설치되는 것으로, 제1 펌프 헤드(50)와 제2 펌프 헤드(60)에 형성되는 관통홀(72)에 연통된 상태로 제1 펌프 헤드(50)와 제2 펌프 헤드(60)의 각각의 측면에 돌출된 상태로 설치될 수 있다.

바디부(71)는 하부는 관통홀(72)에 연통된 상태로 설치되고 상부는 대기와 연통된 개구부(71a)가 형성될 수 있다.

이러한 바디부(71)의 내부에는 볼부재(77)의 안착을 위한 볼시트(73)가 형성될 수 있다.

볼시트(73)는 바디부(71)의 내부에 형성되며 관통홀(72)에 연통되는 연통홀이 형성되는 바, 볼부재(77)의 선택적인 안착에 따라 연통홀의 개폐 작동이 이루어질 수 있다.

이러한 볼시트(73)의 연통홀 위치에는 스프링부재(75)가 설치될 수 있다.

스프링부재(75)는 일부분은 연통홀의 내부에 삽입되고 나머지 일부분은 연통홀의 외부에 돌출되게 설치되며, 돌출된 단부에는 볼부재(77)가 위치되도록 설치될 수 있다.

볼부재(77)는 개구부(71a)의 개구된 직경보다 큰 직경으로 바디부(71)의 내부에서 스프링부재(75)에 안착된 상태로 진공압의 인가 압력에 따라 상승 또는 하강 가능하게 설치될 수 있다.

이와 같이, 볼부재(77)가 바디부(71)의 내부에서 스프링부재(75)에 안착된 상태로 진공압의 인가된 크기에 따라 스프링부재(75)의 탄성력을 극복하면서 상승 또는 하강 가능하게 마련되는 바, 작동 공간의 내부로 진공압이 과도하게 인가되는 경우 진공압의 해소 작동이 이루어지도록 설치될 수 있다.

즉, 사용자가 정량 펌프의 작동 과정에서 사용자 부주의로 흡입밸브를 잠근 상태로 운전하거나 스트레이너 또는 배관이 막인 상태에서 운전하는 경우, 과도한 진공 압력이 인가되어 다이어프램의 표면에 부착된 테프론이 벗겨지는 박리 현상이 발생되어 손상이 발생될 수 있다.

따라서, 본 실시예의 진공압 해소부(70)는, 제1 펌프 헤드(50) 및 제2 펌프 헤드(60)의 내부에 비정상적인 과도한 진공압이 인가되는 경우, 볼부재(77)는 스프링부재(75)를 압축하면서 제1 펌프 헤드(50) 및 제2 펌프 헤드(60)에 형성된 관통홀(72) 방향으로 일정 거리 이동되어, 바디부(71)에 형성된 개구부(71a)를 대기로 개방하도록 작동될 수 있다.

따라서, 제1 펌프 헤드(50) 및 제2 펌프 헤드(60)의 내부에 인가된 비정상적인 진공압은, 볼부재(77)의 이동 작동에 따라 바디부(71)의 개구부(71a)를 통해 대기로 해소되는 바, 비정상 진공 압력에 의한 다이어프램의 손상이 발생되는 것을 효과적으로 방지하는 것이 가능하다.

전술한 바와 같이, 본 실시예의 평면캠을 이용한 고정밀 다이어프램형 무맥동 정량펌프(100)는, 다이어프램의 파손된 상태를 센서를 이용하여 용이하게 확인 가능하여, 다이어프램의 신속한 교체가 가능하여 정량 펌프의 사용 수명을 연장하는 것이 가능하다.

아울러, 정량펌프에 과도한 진공압이 인가되는 것을 방지하여, 과도한 진공압에 의해 다이어프램의 손상을 방지하여 내구성의 향상이 가능하다.

도 3은 본 발명의 제2 실시예에 따른 제1/제2 백업 다이어프램에 완충 돌기가 돌출 형성된 상태를 개략적으로 도시한 측면도이고, 도 4는 도 3의 제1 백업 다이어프램에 완충 돌기가 돌출 형성된 상태를 개략적으로 도시한 요부 단면도이다. 도 1 및 도 2와 동일 참조 번호는 동일 또는 유사 기능의 동일 또는 유사부재를 말한다. 이하에서 동일 참조 번호에 대해서는 그 자세한 설명을 생략한다.

도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제2 실시예에 따른 평면캠을 이용한 고정밀 다이어프램형 무맥동 정량펌프의 제1 백업 다이어프램(54) 및 제2 백업 다이어프램(64)의 표면에는 복수개의 완충 돌기(110)가 돌출될 수 있다.

완충 돌기(110)는 제1 백업 다이어프램(54) 및 제2 백업 다이어프램(64)의 각각에서 제1 다이어프램(52)과 제2 다이어프램(62)에 대면하는 표면에 복수개로 돌출될 수 있다.

따라서, 완충 돌기(110)는 제1 다이어프램(52)과 제2 다이어프램(62)의 변형에 의해 제1 백업 다이어프램(54) 및 제2 백업 다이어프램(64)의 각각의 표면에 접촉하는 경우, 접촉에 따른 완충을 흡수하도록 돌출될 수 있다.

이에 따라, 완충 돌기(110)는 제1 백업 다이어프램(54) 및 제2 백업 다이어프램(64)의 접촉 손상을 방지하여 내구성의 향상에 따른 사용 수명의 연장이 가능하다.

삭제

이상을 통해 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것은 당연하다.

10...펌프 바디 20...평면캠
21...연결부 22...키홈
23...구동홈 23a..제1 내벽면
23b..제2 내벽면 30...제1 슬라이더
31...제1 롤러 베어링 40...제2 슬라이더
41...제2 롤러 베어링 50...제1 펌프헤드
51...제1 흡입 유로 52...제1 다이어프램
53...제1 토출 유로 54...제1 백업 다이어프램
56...제1 고정부재 57...제1 센서
60...제2 펌프헤드 61...제2 흡입유로
62...제2 다이어프램 63...제2 토출유로
64...제2 백업 다이어프램 66...제2 고정부재
67...제2 센서 70...진공압 해소부
71...바디부 72...관통홀
73...볼시트 75...스프링부재
77...볼부재 110..완충돌기

Claims

펌프 바디에 설치되는 구동모터;
상기 구동모터의 구동축에 연결되어 회전되며, 상기 구동축이 연결되는 연결부의 외측 둘레를 따라 구동홈이 형성된 평면캠;
상기 구동홈의 내벽면에 회전 접촉되는 제1 롤러 베어링이 일단에 설치되며, 상기 펌프 바디에 슬라이딩 가능하게 설치되는 제1 슬라이더;
상기 구동홈의 내벽면에 회전 접촉되는 제2 롤러 베어링이 일단에 설치되며, 상기 펌프 바디에 슬라이딩 가능하게 설치되는 제2 슬라이더;
제1 흡입 유로와 제1 토출 유로의 사이에 형성된 제1 작동 공간에 설치되며 상기 제1 슬라이더의 타단에 의해 가압 변형되어 유체의 흡입 토출을 제공하는 제1 다이어프램과, 상기 제1 작동 공간의 내벽면과 상기 제1 다이어프램의 사이 위치에 설치되며 상기 제1 슬라이더의 타단에 연결되는 제1 백업 다이어프램을 포함하는 제1 펌프 헤드; 및
제2 흡입 유로와 제2 토출 유로의 사이에 형성된 제2 작동 공간에 설치되며 상기 제2 슬라이더의 타단에 의해 가압 변형되어 유체의 흡입 토출을 제공하는 제2 다이어프램과, 상기 제2 작동 공간의 내벽면과 상기 제2 다이어프램의 사이 위치에 설치되며 상기 제2 슬라이더의 타단에 연결되는 제2 백업 다이어프램을 포함하는 제2 펌프 헤드;
를 포함하고,
상기 제1 백업 다이어프램은, 상기 제1 작동 공간의 일부를 제1 센싱 공간과 제1 센서 공간으로 구획한 상태로 상기 제1 작동 공간에 설치되고,
상기 제2 백업 다이어프램은, 상기 제2 작동 공간의 일부를 제2 센싱 공간과 제2 센서 공간으로 구획한 상태로 상기 제2 작동 공간에 설치되며,
상기 제1 센서 공간에는 상기 제1 센싱 공간으로 유체의 유출 상태를 센싱하는 제1 센서가 설치되고,상기 제2 센서 공간에는 상기 제2 센싱 공간으로 유체의 유출 상태를 센싱하는 제2 센서가 설치되는, 평면캠을 이용한 고정밀 다이어프램형 무맥동 정량펌프.
제1항에 있어서,
상기 제1 다이어프램과 상기 제2 다이어프램은 상기 제1 작동 공간의 내벽면과 상기 제2 작동 공간의 내벽면의 사이에 각각 실링된 상태로 설치되는, 평면캠을 이용한 고정밀 다이어프램형 무맥동 정량펌프.
삭제
제1항에 있어서,
상기 제1 백업 다이어프램과 상기 제1 다이어프램의 각각의 가장자리는 상기 제1 작동 공간에서 상기 제1 펌프 헤드의 내부로 삽입되고,
상기 제1 펌프 헤드에는 상기 제1 백업 다이어프램과 상기 제1 다이어프램의 가장자리 부분이 상기 제1 펌프 헤드의 내부에 삽입된 상태를 고정하는 제1 고정부재가 삽입되는, 평면캠을 이용한 고정밀 다이어프램형 무맥동 정량펌프.
삭제
제1항에 있어서,
상기 제2 백업 다이어프램과 상기 제2 다이어프램의 각각의 가장자리가 상기 제2 작동 공간에서 상기 제2 펌프 헤드의 내부로 삽입되고,
상기 제2 펌프 헤드에는 상기 제2 백업 다이어프램과 상기 제2 다이어프램의 가장자리가 상기 제2 펌프 헤드의 내부에 삽입된 상태를 고정하는 제2 고정부재가 삽입되는, 평면캠을 이용한 고정밀 다이어프램형 무맥동 정량펌프.
삭제
삭제
제1항에 있어서,
상기 제1 센서와 상기 제2 센서는, 상기 제1 센싱공간과 상기 제2 센싱공간의 정전기 전압의 변화량을 센싱하는 정전용량 센서인, 평면캠을 이용한 고정밀 다이어프램형 무맥동 정량펌프.
제1항에 있어서,
상기 제1 펌프 헤드와 상기 제2 펌프 헤드에 설치되어 상기 작동 공간의 진공압을 해소하는 진공압 해소부를 더 포함하는, 평면캠을 이용한 고정밀 다이어프램형 무맥동 정량펌프.
제10항에 있어서,
상기 진공압 해소부는,
상기 작동 공간에 연통되게 설치되며 측면에는 개구부가 형성된 바디부;
상기 바디부의 내부에 형성되며 상기 작동 공간에 연통되는 연통홀이 형성되는 볼시트;
상기 볼시트에 설치되는 스프링부재; 및
상기 스프링부재에 안착되어 진공압의 미인가시 상기 개구부를 폐쇄하고 진공압이 설정 압력 이상으로 인가되면 상기 스프링부재를 압축하여 상기 개구부를 개방하는 볼부재;
를 포함하는, 평면캠을 이용한 고정밀 다이어프램형 무맥동 정량펌프.
제1항에 있어서,
상기 제1 백업 다이어프램과 상기 제2 백업 다이어프램의 표면에는 복수개의 완충 돌기가 돌출되는, 평면캠을 이용한 고정밀 다이어프램형 무맥동 정량펌프.
삭제