KR0181398B1 - 펌프의 씰링장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 각종 산업용 원심펌프에 적용될 수 있는 그랜드카바체에 있어서, 특히 펌프의 회전축과 유착되는 시일링과 접촉되도록 임펠러의 후방 케이싱에 설치되어 그랜드패킹 기능과 함께 상기 시일링과 회전축간의 완벽한 씰링기능을 하게 하고, 또한 액체 및 펌프압 특성에 따른 인사이드와 아웃사이드의 호환성있는 설치를 가능하게 하며, 나아가 그랜드카바 작업을 별도로 하지 않아도 되도록 한 펌프의 씰링장치에 관한 것이다.

본 발명은 체결볼트(3)를 사용하여 케이싱(1)에 형성된 암나사부(4)에 수밀을 유지하며 체결되도록 그랜드패킹(30)이 설치되는 환상홈(22)(22') 및 다수의 체결공(23)을 형성한 플렌지(24)를 중심으로, 케이싱(1)내로 삽입되는 삽입부(25)(25')를 양측으로 형성하고, 회전축(2)에 설치된 시일링(10)의 시일(12)과 접촉되도록 일측에 시일(26a)을 부착시킨 다른 시일링(26)을 상기 일측의 삽입부(25)내에 설치하며, 상기 시일링(26)은 결합홈(26b)이 삽입부(25)내벽에 형성된 돌기(25a)에 결합되어 공회전이 방지되게 하고, 스프링(27)에 지지시키며, 단턱(26c)에 오링(28)을 설치하여 상기 스프링(27)으로의 유체가 유입되는 것을 방지되게 하며, 또한 스냅링(29)에 의해 그 이탈됨을 방지되도록 한 구성을 특징으로한다.

Description

펌프의 씰링장치

본 발명은 각종 산업용 원심펌프에 적용될 수 있는 그랜드카바체에 있어서, 특히 펌프의 회전축과 유착되는 스터팅박스와 접촉되도록 임펠러의 후방케이싱에 설치되어 그랜드패킹 기능과 함께 상기 스터핑박스와 회전축간의 완벽한 씰링기능을 하게 하고, 또한 액체 및 펌프압 특성에 따른 인사이드와 아웃사이드의 호환성 있는 설치를 가능하게 하며, 나아가 그랜드카바 작업을 별도로 하지 않아도 되도록 한 펌프의 씰링장치에 관한 것이다.

일반적으로 사용되고 있는 각종 산업용 원심펌프에 있어서는, 스터핑박스가 송출케이싱과 일체로 형성되어 있어 그 스터팅박스와 회전축사이를 통한 액체의 누설을 방지하기 위하여 반드시 그랜드패킹이나 미케니컬 시일 등을 이용한 축봉장치를 설치해야만 하는 구조로 되어 있다.

그러나 이와 같은 각종 패킹 또는 시일을 이용한 축봉장치는, 개선되어야 할 여러 가지 문제점을 안고 있었다.

즉 일반 원심펌프류의 축봉장치로서 그랜드 패킹을 사용하는 경우에는, 통상 송출케이싱과 일체로 된 스터핑박스내에 그랜드패킹을 삽입하고, 별도의 그랜드로서 스터핑박스와 회전축사이에 개재된 패킹을 눌러 고정시키는 축봉두구를 갖게 되므로, 펌프의 가동에 따른 패킹과 회전축간의 마찰로 인하여 축의 마로를 유발하게 됨과 아울러 그 마찰저항으로 인한 기계적 부하로 말미암아 불필요한 동력의 소모요인을 갖게 될 뿐만아니라, 축진동이 발생됨에 따라 회전축의 외주면과 그랜드패킹 내주면간의 접촉압력이 저하되거나 이완되어 유체의 누설을 완전히 차단할 수 없는 결함을 갖게 되므로 유체의 누설로 인한 작업환경의 저해와 기계의 부식요인 및 유체에 손실 등을 배제할 수 없게 되는 문제점이 있었다.

또한 축봉장치로서 미케니컬 시일을 사용하는 펌프의 경우에는, 유체의 누설은 거의 완전하게 차단할 수 있는 이점은 있으나, 실링부재의 가공에 초정밀 평면가공이 요구되어 제작이 용이하지 않고, 고가의 제작비가 소요되며, 또한 필히 고경도 소재를 사용하게 되므로 쉽게 파손될 우려를 갖게 되어 그 취급사용상 주의를 요할 뿐아니라, 진동이 심한 대용량의 양수펌프나 축의 유격이 심한 다단펌프 등에는 이용할 수 없고, 특히 고온, 고압용 펌프나 슬러리가 많은 유체 또는 고점성 유체에 사용되는 펌프에는 부적합되며, 그 구조 또한 복잡하여 일단 누설이 발생되면 펌프 전체를 분해하여야 만 그 정비가 가능하게 되는 등의 유지, 보수관리상의 문제점들이 있었다.

이러한 문제를 해결하기 위하여 마그네틱 드라이브펌프, 캔드모터펌프, 노패킨펌프 등의 실리스 펌프가 개발 사용되고 있으나, 상기 마그네틱 드라이브펌프 및 캔드 모터펌프 등은 소용량의 펌프에만 적용될 수 있으며, 상기 노패킹펌프는 수직형 펌프에만 적용이 가능하게 되는 등 그 적용범위가 극히 제한적이므로 이를 실용화 함에 있어서는 모든 종류의 펌프에 폭넓게 채용될 수 없는 난점이 있었다.

한편 상기와 같은 펌프의 축봉문제를 감안하여, 케이싱에 그랜드패킹을 설치하여 고정자로 하고, 회전축에 미케니컬 시일을 설치하여 회전자로 구성되게 하므로써, 상기 그랜드패킹에 의해 케이싱을 씰링되게 하고, 상기 미케니컬 시일에 의해 회전축을 씰링되게 한 기술이 제안되고 있다.

그러나 이러한 구성은, 펌프의 유체누설을 거의 완전하게 차단할 수 있으며, 패킹 등의 마모됨을 어느정도 방지할 수 있는 이점이 있으나, 상기 고정자 및 회전자를 공히 케이싱내에 설치되게 하는 까닭에, 진동이 심한 대용량의 양수펌프나 축의 유격이 심한 다단펌프 등에는 이용할 수 없고, 특히 고온, 고압용 펌프나 슬러리가 많은 유체 또는 고점성 유체에 사용되는 펌프에는 부적합하며, 그 구조 또한 복잡하여 일단 누설 또는 A/S사항이 발생되면 그랜드카바를 분해하는 등의 펌프 전체를 분해하여야 만 그 정비가 가능하게 되어 유지,보수관리상의 문제점들이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 펌프의 회전축과 유착되는 스터팅박스와 접촉되도록 임펠러의 후방케이싱에 설치되어 그랜트패킹 기능과 함께 상기 스터팅박스와 회전축간의 완벽한 씰링기능을 하게 하고, 또한 액체 및 펌프압 특성에 따른 인사이드와 아웃사이드의 호환성있는 설치를 가능하게 하며, 나아가 패킹 및 시일의 마모를 방지되게 하며, 그랜드카바 작업을 별도로 하지 않아도 되도록 한 그랜드카바체를 구비한 구성의 펌프의 씰링장치를 제공하는데 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 씰링장치는, 회전축이 삽입되는 통공을 중앙에 형성하고, 케이싱에 수밀을 유지하면서 체결되도록 그 외주부에 다수의 그랜드패킹홈 및 다수의 체결공을 형성한 플렌지를 중심으로, 케이싱내로 삽입되는 삽입부를 양측으로 형성하고, 회전축에 설치된 시일링과 접촉되는 다른 시일링을 상기 일측의 삽입부내에 구비시키며, 상기 시일링은 그 외주에 형성된 결합홈이 삽입부 내벽에 형성된 돌기에 결합되어 공회전이 방지되게 하고, 압축스프링에 지지시켜 탄력을 지니게 하며, 그 단턱에 오링을 설치하여 상기 스프링으로의 유체가 유입되는 것을 방지되게 하며, 또한 삽입부 내벽에 형성한 홈으로 개재된 스냅링에 의해 그 이탈됨을 방지되도록 구성된 그랜드카바체를 구비한 구성을 특징으로 한다.

이러한 본 발명은 양측으로 대칭되게 형성한 삽입부를 통해 케이싱에 인사이드 및 아웃사이드의 선택적인 설치가 가능하게 되어 액체 및 펌프압 특성을 고려할 수 있게 되고, 삽입부가 곧 그랜드카바기능을 하게 되어 별도의 그랜드카바작업을 요하지 않게 되며, 장탈착이 용이하게 되어 A/S 및 누설대책이 까다롭지 않게 되며, 회전축간의 완벽한 씰링기능을 이루게 되어 기기의 신뢰성을 향상시키며, 나아가 패킹 및 시일의 마모가 방지됨과 동시에 원활한 작동이 이루어져 수명이 연장되는 등의 효과를 발휘한다.

제1도는 본 발명에 펌프의 씰링장치 분해 사시도.

제2도는 본 발명에 따른 팜프의 씰링장치 조립 단면도.

제3도는 본 발명의 인사이드 설치상태를 나타낸 단면도.

제4도는 본 발명의 이웃사이드 설치상태를 나타낸 단면도.

제5도는 본 발명에 따른 스프링의 다른 실시예이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 케이싱 2 : 회전축

3 : 체결볼트 4 : 암나사부

10,26 : 시일링 11,28 : 오링

12,26a : 시일 13,23 : 체결공

14 : 세트스크류 20 : 그랜드카바체

21 : 통공 22,22' : 환상홈

24 : 플렌지 25,25' : 삽입부

26a : 돌기 26b : 홈

26b : 결합홈 26c : 단턱

27 : 스프링 29 : 스냅링

30 : 그랜드패킹 31 : 판스프링

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상술한다.

제1도는 본 발명에 따른 펌프의 씰링장치의 분해 사시도이고, 제2도는 본 발명에 따른 팜프의 씰링장치 조립 단면도이며, 제3도는 본 발명의 인사이드 설치상태를 나타낸 단면도이며, 제4도는 본 발명의 이웃사이드 설치상태를 나타낸 단면도이며, 제5도는 본 발명에 따른 스프링의 다른 실시예이다.

도시된 바와 같이 본 발명에 따른 펌프의 씰링장치는, 케이싱(1)에 축설되어 외부로 노출된 일측에 모터가 연결되고, 케이싱(1)내로 인입된 타측에 임펠러가 연결된 회전축(2)에 설치된다.

상기 케이싱(1)내의 회전축(2)에는 내면에 오링(11)이 설치되고, 일측에 시일(12)이 부착되며, 외주에 체결공(13)을 형성하여 세트스크류(14)가 조립되어 있는 공지의 시일링(10)이 이미 설치되어져 있는 것을 가정한다.

상기 케이싱(1) 단부의 회전축(2)에 설치되는 본 발명의 씰링장치는, 회전축이 삽입되는 통공(21)을 중앙에 형성하고, 체결볼트(3)를 사용하여 케이싱(1)에 형성된 암나사부(4)에 체결되도록 외주부에 그랜드패킹(30)이 설치되는 환상홈(22)(22') 및 다수의 체결공(23)을 형성한 플렌지(24)를 중심으로, 케이싱(1)내로 삽입되는 삽입부(25)(25')를 양측으로 형성하고, 회전축(2)에 설치된 시일링(10)의 시일(12)과 접촉되도록 일측에 시일(26a)을 부착시킨 다른 시일링(26)을 상기 일측의 삽입부(25)내에 구비시키며, 상기 시일링(26)은 그 외주에 형성된 결합홈(26b)이 삽입부(25)내벽에 형성된 돌기(25a)에 결합되어 공회전이 방지되게 하고, 스프링(27)에 지지시켜 탄력을 지니게 하여, 단턱(26c)에 오링(28)을 설치하여 상기 스프링(27)으로의 유체가 유입되는 것을 방지되게 하며, 또한 삽입부(25) 내벽에 형성한 홈(25b)으로 개재된 스냅링(29)에 의해 그 이탈됨을 방지되도록 구성된 그랜드카바체(20)를 구비하였다.

상기 스프링(27)은 제5도와 같이 원형으로 굴곡된 판스프링(31)인 것도 가능하다.

이러한 구성으로 이루어진 본 발명의 설치 및 작용, 효과를 설명한다.

먼저 제3도에 의거 인사이드설치방법을 설명한다.

도시된 바와 같이 인사이드설치는, 삽입부(25)를 케이싱(1)방향으로 하여 통공(21)을 통해 회전축(2)이 조립되도록 한다.

이후 상기 삽입부(25)를 케이싱(1)내로 인입시킨 상태에서 플렌지(24)를 체결볼트(3)로 케이싱(1)에 고정시킨다.

즉 체결볼트(3)를 플렌지(24)에 형성된 체결공(23)을 통해 케이싱(1)의 암나사부(4)에 조립시키게 되면, 상기 플렌지(24)는 케이싱(1)단부에 밀착되면서 그 그랜드패킹(30)이 압압되어져 케이싱(1)내부와의 수밀이 유지되는 상태를 이루게 되고, 시일링(26) 역시 스프링(27) 및 오링(28)을 수축시키면서 그 시일(26a)이 회전축(2)에 설치된 시일링(10)의 시일(12)과 밀착,접촉되는 상태를 이루게 된다.

이러한 설치상태가 완료되어 모터(도시 않함)를 작동시키게 되면, 상기 회전축(2)이 회전되고, 이에 따라 케이싱(1)내에 설치되어 상기 회전축(2)과 연결된 임펠러(도시 않함)가 회전하게 된다.

이에 따라 상기 임펠러의 원심력으로 액체가 케이싱의 유입구를 통해 흡입되어 토출구로 배출되는데, 이때 배출되는 압력에 의해 소량의 액체가 회전축(2) 둘레로 침습되는 현상이 발생하게 된다.

그러나 본 발명에서는, 회전축(2)과 시일링(10)사이의 틈새로 침습되는 액체가 상기 회전축(2)과 함께 회전하고 있는 시일링(10)내에 설치한 오링(11)에 의해 차단되어 지고, 케이싱(1)내벽과 상기 시일링(10)사이에 형성된 갭으로 침습되는 액체가 플렌지(24)에 설치한 그랜드패킹(30)에 의해 차단되어지며, 시일링(10)과 시일링(26)사이의 틈새로 침습하는 액체가 상기 시일링(10)과 시일링(26)에 각각 부착된 시일(12)(26a)의 밀착에 의해 차단되어 지며, 또한 시일링(26)과 삽입부(25)내벽사이의 틈새로 침습되는 액체가 상기 시일링(26)내에 설치된 오링(28)에 의해 차단되어지는 까닭에 완벽한 누수방지가 이루어 질 수 있다.

이때 회전축(2)의 회전에 의해 마찰되어지는 부위는 회전자인 시일링(10)과 고정자인 시일링(26)에 각각 부착된 시일(12)과 시일(26a)일 것이나, 상기 시일(12)과 시일(26a)은 주로 텅스텐카바이드 재질로서 가공에 있어서, 초정밀 평면가공이 이루어지고, 고경도의 특성을 지니고 있는 까닭에 그 사이에 수막 또는 유막이 형성되어져 누수의 염려를 전혀 주지 않게 된다.

또한 시일링(26)과 삽입부(25)내벽사이의 틈새로 침습되는 액체가 상기 시일링(26)내에 설치된 오링(28)에 의해 차단되어지는 까닭에 특히 오링(28)의 안쪽에 설치된 스프링(27)이 액체로 부터 보호되어 진다.

이러한 인사이드 설치방법은, 물 또는 기름과 같은 비교적 슬러리 발생이 많지 않고 점성이 떨어지는 부드러운 액체의 펌핑시 적합하게 되고, 또한 저압저온의 펌핑에 있어서 적합하게 된다.

한편, 진동이 심한 대용량의 양수펌프나 축의 유격이 심한 다단펌프 및 특히 고온, 고압용 펌프나 슬러리가 많은 유체 또는 고점성 유체에 사용되는 펌프에는 아웃사이드 설치방법이 적합하게 된다.

아웃사이드 설치방법을 설명하면 제4도에 도시된 바와 같이, 삽입부(25')를 케이싱(1)방향으로 하여 통공(21)을 통해 회전축(2)이 조립되도록 하고, 케이싱(1)내의 회전축(2)에 설치되었던 시일링(10)을 상기 먼저 설치된 시일링(26)의 시일(26a)에 접촉되도록 회전축(2)상에 고정설치한다.

즉 삽입부(25')를 케이싱(1)내로 인입시킨 상태에서 플렌지(24)를 체결볼트(3)로 케이싱(1)에 고정시킨다.

그러면 상기 플렌지(24)는 케이싱(1)단부에 밀착되면서 환상홈(22')에 설치된 그랜드패킹(30)이 압압되어져 케이싱(1)내부와의 수밀이 유지되는 상태를 이루게 되고, 시일링(26) 역시 스프링(27) 및 오링(28)을 수축시키면서 그 시일(26a)이 회전축(2)에 설치된 시일링(10)의 시일(12)과 밀착,접촉되는 상태를 이루게 된다.

이러한 설치상태가 완료되어 모터(도시 않함)를 작동시키게 되면, 전기한 인사이드 설치방법에서와 같은 수밀작용이 이루어 지게 된다.

즉 회전축(2)과 시일링(10)사이의 틈새로 침습되는 액체가 상기 회전축(2)과 함께 회전하고 있는 시일링(10)내에 설치한 오링(11)에 의해 차단되어 지고, 케이싱(1)내벽과 상기 시일링(10)사이에 형성된 갭으로 침습하는 액체가 플렌지(24)에 설치한 그랜드패킹(30)에 의해 차단되어지며, 시일링(10)과 시일링(26)사이의 틈새로 침습하는 액체가 상기 시일링(10)과 시일링(26)에 각각 부착된 시일(12)(26a)의 밀착에 의해 차단되어 지며, 또한 시일링(26)과 삽입부(25')내벽사이의 틈새로 침습되는 액체가 상기 시일링(26)내에 설치된 오링(28)에 의해 차단되어지는 까닭에 완벽한 누수방지가 이루어 질 수 있다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 펌프의 씰링장치는, 양측으로 대칭되게 형성한 삽입부를 통해 케이싱에 인사이드 및 아웃사이드의 선택적인 설치가 가능하게 되어 액체 및 펌프압 특성을 고려할 수 있게 되고, 삽입부가 곧 그랜드카바기능을 하게 되어 별도의 그랜드카바작업을 요하지 않게 되며, 장탈착이 용이하게 되어 A/S 및 누설대책이 까다롭지 않게 되며, 회전축간의 완벽한 씰링기능을 이루게 되어 기기의 신뢰성을 향상시키며, 나아가 패킹 및 시일의 마모가 방지됨과 동시에 원활한 작동이 이루어져 수명이 연장되는 등의 효과를 발휘한다.

본 발명은 기재된 구체예에 대해서만 상세히 설명되었지만 본 발명의 사상과 범위내에서 변형이나 변경할 수 있음은 본 발명이 속하는 분야의 당업자에게는 명백한 것이며, 그러한 변형이나 변경은 첨부한 특허청구의 범위에 속한다 할 것이다.

Claims (2)

1. 회전축이 삽입되는 통공(21)을 중앙에 형성하고, 체결볼트(3)를 사용하여 케이싱(1)에 형성된 암나사부(4)에 체결되도록 외주부에 그랜드패킹(30)이 설치되는 환상홈(22)(22') 및 다수의 체결공(23)을 형성한 플렌지(24)를 중심으로, 케이싱(1)내로 삽입되는 삽입부(25)(25')를 양측으로 형성하고, 회전축(2)에 설치된 시일링(10)의 시일(12)과 접촉되도록 일측에 시일(26a)을 부착시킨 다른 시일링(26)을 상기 일측의 삽입부(25)내에 구비시키며, 상기 시일링(26)은 그 외주에 형성된 결합홈(26b)이 삽입부(25)내벽에 형성된 돌기(25a)에 결합되어 공회전이 방지되게 하고, 스프링(27)에 지지시켜 탄력을 지니게 하여, 단턱(26c)에 오링(28)을 설치하여 상기 스프링(27)으로의 유체가 유입되는 것을 방지되게 하며, 또한 삽입부(25) 내벽에 형성한 홈(25b)으로 개재된 스냅링(29)에 의해 그 이탈됨을 방지되도록 한 구성된 특징으로 하는 펌프의 씰링장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 스프링(27)은 원형으로 굴곡된 판스링(30)인 것을 특징으로 하는 펌프의 씰링장치.