KR100215280B1 - 다이어 프램펌프에 있어서의 플런저의 시일구조 - Google Patents

Abstract

본 발명은 다이어프램 펌프에 있어서의 글랜드 패킹에 관한 것으로, 플런저의 축봉부의 고압측 및 저압측에 각각 제1, 제2시일부재를 배설하고 이들 양자사이에 상기 플런저와의 사이에 약간의 간격을 형성하여 이 간격으로 유출한 제1시일부재로부터의 누출액을 액류부로 도출하는 접속구를 갖춘 중간부재를 끼워붙임으로써 제1시일부재로부터의 누출량의 제한이 완화되므로 이 제1시일부재를 적당하게 지지함과 동시에 수명을 연장할 수 있고, 누출된 작동액은 항상 액류실에 보충되는 순환계가 구성되어 펌프의 보전이 매우 용이하게 되고 외부로의 누출에 의한 주변의 오염을 방지할 수 있도록 한 발명이다.

Description

다이어프램 펌프에 있어서의 플런저의 시일구조

본 발명은 다이어프램 펌프에 있는 플런저의 시일구조에 관한 것으로서, 특히 다이어프램 핌프에 있어서의 글랜드 패킹(gland packing)의 개량에 관한 것이다.

도 5에 나타낸 종래의 다이어프램 펌프에 있어서, 10은 다이어프램 펌프를 나타낸 것으로서, 이 다이어프램 펌프(10)는 압력실(14) 내를 다이어프램(16)에 의해 2개의 실(室)로 나누어 형성하며, 일측 실에는 이송되는 액이 충전(充塡)됨과 아울러 타측 실에는 액저장부(17)에서 공급되는 작동액이 충전되어 플런저(12)의 왕복이동에 의하여 상기 작동액의 용적을 변화시킴으로써 체크밸브를 통해 송액(送液)할 수 있다.

이 경우 다이어프램 펌프 하우징(24)에 진퇴가능하게 설치된 플런저(12)의 축봉부{18;shaft seal(軸封部)}는 이 플런저(12)의 외측둘레를 V패킹 또는 각형접합패킹 등을 사용한 글랜드 패킹(20)으로 밀봉함으로써 플런저(12)로부터 작동액이 누출되는 것을 방지하고 있다.

그러나, 이와 같은 글랜드 패킹(20)에 있어서도 이 부분으로부터 작지만 작동액이 누출되어 바닥면 또는 지면에 떨어지거나, 혹은 트립 팬 위에 떨어진 작동액은 회수되지 않고 그대로 폐기되기 때문에 작동액이 조금씩 감소하여 그 보충이 필요하게 된다.특히 사용압력이 높은 경우에는 누출량이 증가하여 작동액의 보충빈도가 높아지고 그에 더하여, 이 누출을 억제하기 위해 글랜드 패킹(20)을 캡(22)의 조임에 의해 세게 압압하면 글랜드 패킹(20)의 수명을 단축하게 되어 펌프의 유지보수가 어려워지는 난점을 가지고 있었다.

또한, 종래의 다이어프램 펌프가 갖는 또 다른 문제점으로서, 글랜드패킹(20)의 다이어프램 반대측(크랭크 케이스측)은 대기와 접촉하고 있기 때문에 펌프의 흡입압력이 높은 경우에는 펌프가 흡입행정시에도 시일부로부터 에어를 흡입하는 일이 없으므로 정상적인 펌핑이 유지된다. 그러나 흡입탱크의 액면(液面)이 낮거나 또는 흡입조건이 나빠서 펌프가 흡입행정시에 펌프실이 부압(負壓)으로 되는 것과 같은 경우에는 시일부로부터 외부의 공기를 펌프측으로 흡입하게 된다.

그 결과 펌프의 토출량이 불안정하게 되거나, 혹은 송액불능으로 되어 정량(定量) 펌프로서의 기능을 다하지 못하게 될 우려가 있었으며, 또한 시일부로 외부의 공기가 들어옴으로 인해 미끄럼 운동부는 건조한 상태(무윤활 상태)로 되어 시일의 수명은 매우 짧아진다.

따라서, 흡입조건이 부압으로 되는 계(系)에는 사용할 수 없다는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기한 바와 같은 사정을 감안해서 이루어진 것으로, 플런저 축봉부의 고압측 및 저압측에 각각 제1시일부재 및 제2시일부재를 배치하여 설치하고,이들 양자 사이의 상기 플런저와의 사이에 약간의 간격을 형성하여 이 간격으로 유출된 상기 제1시일부재를 통해 누출된 액을 액저장부로 안내하는 접속구(接續口)를 구비한 중간부재를 양자 사이에 끼워 장착함으로써, 누출된 작동액은 항상 액저장부로 회수되는 순환계를 구성하는 것에 의하여 액누출이 확실하게 억제되어 다이어프램 펌프의 유지보수가 매우 용이해짐과 아울러, 제1시일부재로부터의 누출량의 제한이 완화되기 때문에 이 제1시일부재를 적당하게 지지하므로 상기 제1시일부재의 수명을 연장시킬 수 있는 다이어프램 핌프에 있어서의 플런저의 시일구조를 제공함을 그 목적으로 한다.

도 1은 본 발명에 의한 다이어프램 펌프에 있어서의 플런저의 시일구조의 제1실시예를 나타낸 다이어프램 펌프의 전체 단면도,

도 2는 플런저의 시일구조인 축봉부(軸封部)의 확대 단면도,

도 3은 다이어프램 펌프에 있어서의 플런저 시일구조의 제2실시예 및 제3실시예를 나타낸 축봉부의 확대 단면도,

도 4는 액저장부의 확대 단면도,

도 5는 종래의 다이어프램 펌프에 있어서의 플런저 시일구조를 나타낸 펌프의 전체 단면도.

도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10 : 다이어프램 펌프 12 : 플런저

14 : 압력실 16 : 다이어프램

17 : 액저장부 18 : 축봉부

19 : 릴리프 밸브 20 : 글랜드 패킹

21 : 작동유 보급밸브 22 : 캡

24 : 하우징 28 : 제1시일부재

30 : 제2시일부재 32 : 중간부재

32a : 압압부 32b : 지지부

34a : 간격 36 : 통액구멍

38 : 접속구 40 : 배관

42 : 커플링 44, 46 : 0링

48 : 단차부(段差部) 50 : 플랜지

52 : 캡

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 다이어프램 펌프(10)의 하우징(24)으로 축봉상태에서 플런저(12)의 왕복운동에 의해 송액하는 다이어프램 펌프(10)에 있어서, 다이어프램 펌프(10) 상부에 이 다이어프램 펌프(10)의 압력실(14)과 연결되는 액저장부(17)를 설치하고, 상기 하우징(24)에 설치된 플런저(12)의 축봉부(軸封部)는 고압측에 설치한 제1시일부재(28)와, 동일한 축봉부의 저압측에 설치한 제2시일부재(30)와, 이들 양자 사이에 설치된 중간부재(32)를 포함하여 구성하고, 상기 중간부재(32)는 원통모양으로 형성하며, 그 후측 외측둘레에 나사산을 형성하여 하우징(24)의 단부 내측둘레에 형성한 나사부와 나사결합시키고, 상기 플런저(12)의 외측둘레와의 사이에 약간의 간격(34)을 형성하고, 이 간격(34)으로 유출된 작동액을 상기 액저장부(17)로 안내하기 위하여 액저장부(17)와 연결되는 접속구(38)를 상기 하우징(24)에 형성하고, 그 선단에 상기 제1시일부재(28)를 축방향으로 누르는 압압부(32a)를 형성함과 아울러 그 후측에 상기 제2시일부재(30)를 지지하는 지지부(32b)를 형성하여 구성하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 중간부재(32)는 원통모양으로 형성하며, 그 후측 외측둘레에 걸림부를 형성하고, 이 걸림부에 걸린 캡을 하우징(24) 단부 내측둘레에 형성한 나사부와 나사결합시켜 이것을 조여 넣음으로써 상기 제1시일부재(28)를 축방향으로 누름지지하도록 구성할 수도 있다.

또한, 상기 제1시일부재(28)와 제2시일부재(30)는 각각 V패킹으로 구성하여도 되고, 또는 U패킹과 오일 시일의 조합으로 구성하거나, 접합패킹과 오일 시일의 조합으로 구성하는 것도 가능하다.

본 발명에 의한 다이어프램 펌프에 있어서의 플런저의 시일구조는, 플런저축봉부의 고압측 및 저압측에 각각 제1시일부재 및 제2시일부재를 배치하여 설치하고, 이들 양자 사이의 상기 플런저 외측둘레와의 사이에 약간의 간격을 형성하여 이 간격으로 유출된 상기 제1시일부재를 통해 누출된 액을 액저장부로 도출하도록 상기 간격과 연결되는 접속구를 구비한 중간부재를 양자 사이에 끼워 장착함으로써, 누출된 작동액은 항상 액저장실로 회수되는 순환계가 구성되어 액누출이 확실하게 억제되어 다이어프램 펌프의 유지보수가 매우 용이해 짐과 동시에 제1시일부재로부터의 누출량의 제한이 완화되기 때문에 이 제1시일부재를 적당하게 지지하므로 이 제1시일부재의 마모 허용량이 증대하여 수명을 연장시킬 수 있다.

이하에서는 첨부 도면을 참조하여 본 발명 다이어프램 펌프에 있어서의 플런저의 시일구조를 상세하게 설명한다.

그리고 설명의 편의상 도 5에 나타낸 종래의 구조와 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 부호를 붙이고 그 상세한 설명은 생략한다.

도 1은 본 발명의 제1실시예를 나타낸 펌프의 전체 단면도이다.

다이어프램 펌프 본체(10)에 형성된 하우징(24)에는 도시하지 않은 구동원에 의하여 왕복이동하는 플런저(12)의 일단이 미끄럼운동이 가능하도록 지지되어 있다.

이 경우 도 2에 나타낸 플런저의 시일구조인 축봉부의 확대 단면도에 있어서, 플런저(12)의 외측둘레는 제1시일부재(28) 및 제2시일부재(30)에 의해 축봉되어 있다.

즉, 플런저(12)의 축봉부는 고압측에 설치된 제1시일부재(28)와 저압측에 설치된 제2시일부재(30)를 각각 축방향으로 배치하여 설치함과 아울러, 이들 제1시일부재(28) 및 제2시일부재(30) 사이에는 원통형상으로 된 중간부재(32)가 끼워 장착된다. 이 중간부재(32)의 내측둘레에는 상기 플런저와의 사이에 약간의 간격(34)이 형성되고 또한 중간부재(32)에는 반지름방향으로 통액(通液)구멍(36)이 관통형성되어 있으며, 이 통액구멍(36)과 연결되도록 상기 하우징(24)에 형성된 접속구(38)에는 액저장부(17)에 접속되는 배관(40)의 일부가 커플링(42)을 통해 접속되어 있다.

이 경우 상기 중간부재(32)는 그 선단에 하우징(24) 내에 끼워 장착된 제1시일부재(28)를 축방향으로 누르는 압압부(32a)가 형성됨과 더불어, 그 후측 내부에는 제2시일부재(30)를 수납하여 지지하는 지지부(32b)가 형성되어 있다.

이와 같이 구성된 중간부재(32)는 상기 하우징(24)의 단부에 형성된 나사부와 나사식 결합되어 있으며, 이것을 조임으로써 제1시일부재(28)는 중간부재(32)의 압압부(32a)에 의해 축방향으로 누름지지된다.

한편, 중간부재(32)의 후측에 지지된 제2시일부재(30)는 이 중간부재(32) 후측의 나사부와 나사식 결합된 캡(52)에 의해 축방향으로 누름지지된다.

따라서, 다이어프램 펌프 본체(10)의 고압측에 장착된 제1시일부재(28)를 통해 누출되는 작동액(유)의 누출량은 그 제한을 완화하도록 구성되어 있기 때문에, 제1시일부재(28)를 통해 누출되어 중간부재(32)와의 사이에 형성된 간격으로 누출된 작동유는 상기 커플링(42)을 통해 액저장부(17)로 회수됨과 아울러 액저장부(17)의 작동유는 핌프의 압력실(14)로 공급된다.

또한, 상술한 액저장부(17)의 내부에는 제 4 도에 나타낸 바와 같이 릴리프밸브(19;relief valve)와 작동유 보급밸브(21)가 설치된다.

이와 같이하여 폐회로(c1osed circuit)로 되는 작동유의 순환계가 형성된다.또한, 도 3의 중심선 상부에 나타낸 플런저의 시일구조에 관한 본 발명의 제2실시예인 축봉부의 확대 단면도에 있어서, 중간부재(32)는 고압측 단부 내측둘레에 단차부(段差部)(48)를 형성하며, 이 부분에 제1시일부재인 U패킹(28a)이 끼워 장착된다. 한편, 중간부재(32)의 후측에는 상술한 바와 마찬가지로 제2시일부재로서, 예를 들면 오일 시일(30a)이 끼워 장착되어 지지된다.

그리고, 중간부재(32)의 후측 외측둘레에는 걸림부로 되는 플랜지(50)가 형성되고, 상기 하우징(24) 단부의 나사부에 나사식 결합된 캡(52)을 상기 플랜지(50)에 걸어 조임으로써 고압측에 지지되는 U패킹(28a)을 확실하게 지지할수 있다.

또한, 도 3의 중심선 하부에 나타낸 플런저의 시일구조에 관한 본 발명의 제3실시예인 축봉부의 확대 단면도에 있어서, 중간부재(32)는 상술한 도 1 및 도 2에 나타낸 것과 동일한 구조로 되어 있으며, 제1시일부재 및 제2시일부재를 각각 V패킹과 V패킹 및 U패킹과 오일 시일 혹은 접합패킹과 오일 시일을 조합한 글랜드 패킹으로서 사용할 수 있다.

또한, 이 패킹의 조합은 상술한 실시예에 한정되는 것이 아니라 사양에 따라 여러 가지 패킹의 조합이 가능하게 된다.

또한, 하우징(24) 내에 끼워 장착되는 각종 중간부재의 외측둘레는 각각 0링(44)(46)에 의해 확실하게 밀봉된다.

이와 같이 플런저의 축봉부에 시일부재를 축방향으로 2중으로 배치하여 설치함으로써, 제2시일부재(30a)에는 액저장부(17)의 높이에 상당하는 작동유의 압력만이 작용할 뿐이므로 이 제2시일부재(30a)를 간단한 구조로 구성하더라도 액누출을 확실하게 억제할 수 있다.

이상 본 발명의 실시예에 관하여 설명하였으나, 본 발명의 개념을 일탈하지 않는 범위 내에서 여러 가지 설계변경을 할 수 있음은 물론이다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명의 다이어프램 펌프에 있어서의 플런저의 시일구조를 사용하면, 플런저에 있어서 축봉부의 고압측 및 저압측에 각각 제1시일부재 및 제2시일부재를 배치하여 설치하고, 이들 양자 사이 상기 플런저와의 사이에 약간의 간격을 형성하여 이 간격으로 유출된 상기 제1시일부재로부터의 누출액을 액저장부로 안내하는 접속구를 구비한 중간부재를 끼워 장착함으로써, 제1시일부재로부터의 누출량의 제한이 완화되기 때문에 이 제1시일부재를 적당히 지지하여 제1시일부재의 수명을 연장시킬 수 있고, 누출된 작동액은 항상 액저장부로 보충되는 순환계가 구성되어 펌프의 유지보수가 매우 용이하게 되므로 외부로의 누출로 인한 주변의 오염을 방지할 수 있다.

그리고 고압을 받는 제1시일부재는 그 전후에 작동유가 항상 채워져 있으며, 제2시일부재의 크랭크 케이스측은 대기와 접촉하고 있다. 그러나 이 제2시일부재 부분은 압력이 낮기 때문에 오일의 누출이나 건조한 상태로 될 가능성이 매우 낮아 통상의 일단(一段) 패킹에 비하여 윤활 및 냉각조건이 향상되므로 시일부재의 수명연장을 기대할 수 있다.

또한, 제1시일부재의 외측(크랭크 케이스측)에 제2시일부재가 있으며 또한 제1시일부재는 작동유 안에 있기 때문에 펌프의 흡입압력이 낮은 경우라 하더라도 대기를 흡입하는 일은 없고, 제2시일부재에는 액저장부의 높이만큼의 압력만 작용하므로 시일구조를 간단하게 할 수 있다.

따라서, 흡입조건이 나쁜 경우라도 펌프의 성능에 영향을 미치지 않으므로 항상 정량성(定量性)을 유지할 수 있게 되는 등의 뛰어난 효과를 발휘한다.

Claims (5)

1. 다이어프램 펌프(10)의 하우징(24)으로 축봉상태에서 플런저(12)의 왕복운동에 의해 송액하는 다이어프램 펌프(10)에 있어서, 다이어프램 핌프(10) 상부에 이 다이어프램 펌프(10)의 압력실(14)과 연결되는 액저장부(17)를 설치하고, 상기 하우징(24)에 설치된 플런저(12)의 축봉부(軸封部)는 고압측에 설치한 제1시일부재(28)와, 동일한 축봉부의 저압측에 설치한 제2시일부재(30)와, 이들 양자 사이에 설치된 중간부재(32)를 포함하여 구성하고, 상기 중간부재(32)는 원통모양으로 형성하며, 그 후측 외측둘레에 나사산을 형성하여 하우징(24)의 단부 내측둘레에 형성한 나사부와 나사결합시키고, 상기 플런저(12)의 외측둘레와의 사이에 약간의 간격(34)을 형성하고, 이 간격(34)으로 유출된 작동액을 상기 액저장부(17)로 안내하기 위하여 액저장부(17)와 연결되는 접속구(38)를 상기 하우징(24)에 형성하고, 그 선단에 상기 제1시일부재(28)를 축방향으로 누르는 압압부(32a)를 형성함과 아울러 그 후측에 상기 제2시일부재(30)를 지지하는 지지부(32b)를 형성하여 구성하는 것을 특징으로 하는 다이어프램 펌프에 있어서의 플런저의 시일구조.
2. 제1항에 있어서, 상기 중간부재(32)는 원통모양으로 형성하며, 그 후측 외측둘레에 걸림부를 형성하고, 이 걸림부에 걸린 캡을 하우징(24) 단부 내측둘레에 형성한 나사부와 나사결합시켜 이것을 조여 넣음으로써 상기 제1시일부재(28)를 축방향으로 누름지지하도록 구성하는 것을 특징으로 하는 다이어프램 펌프에 있어서의 플런저의 시일구조.
3. 제1항에 있어서, 상기 제1시일부재(28)와 제2시일부재(30)는 각각 V패킹으로 구성하는 것을 특징으로 하는 다이어프램 펌프에 있어서의 플런저의 시일구조.
4. 제1항에 있어서, 상기 제1시일부재(28)와 제2시일부재(30)는 U패킹과 오일 시일의 조합으로 구성하는 것을 특징으로 하는 다이어프램 펌프에 있어서의 플런저의 시일구조.
5. 제1항에 있어서, 상기 제1시일부재(28)와 제2시일부재(30)는 접합패킹과 오일 시일의 조합으로 구성하는 것을 특징으로 하는 다이어프램 펌프에 있어서의 플런저의 시일구조.