KR100274572B1 - 모노 펌프의 고정자 - Google Patents

모노 펌프의 고정자 Download PDF

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Abstract

본 발명은 모노 펌프의 고정자에 공간층을 형성하고, 이 공간층의 외측에 원료가 이송되는 고무재질의 이송부가 일정한 두께와 균일한 표면을 갖도록 형성하여, 회전자가 고정자 내부에서 회전하여 원료를 이송시킬 경우 회전자와 고무재질인 이송부와의 마찰력을 최소화 하는 한편, 고정자에 형성된 공간층에 의해 회전자와 이송부의 마찰력에 의한 열을 흡수시킴으로써 열 발생에 따른 이송부의 손상을 방지할 수 있도록 하는 모노 펌프의 고정자에 관한 것이다.
이를 위하여 본 발명은, 원통형의 고정자 몸체 내부에 부착 설치되어 장원형으로 전체가 비틀린 나선형 스크류 형상의 이송부가 구비되는 고정자와, 상기 이송부에 회전자가 유입되어 원료를 고압으로 이송시키는 모노 펌프에 있어서, 상기 고정자 몸체는 내벽과 외벽으로 구성되고, 상기 내벽과 외벽의 종단부가 서로 연결되어 내벽과 외벽 사이에 공간층이 형성되며, 상기 내벽은 장원형으로 전체가 비틀린 나선형 스크류 형상으로 형성되고, 상기 외벽의 일측에는 상기 공간층에 냉각수를 유입시키는 냉각수 주입구가 형성되고, 상기 외벽의 타측에는 공간층에 유입된 냉각수를 배출시키는 냉각수 배출구가 형성되고, 상기 내벽의 내측에는 고무재질의 이송부가 균일한 두께로 부착 형성된 것에 특징이 있다.

Description

모노 펌프의 고정자
본 발명은 모노 펌프의 고정자에 관한 것으로써, 더욱 상세하게는 회전자가 고정자 내부에서 회전하여 원료를 이송시킬 경우 회전자와 고무재질인 이송부와의 마찰력을 최소화하고, 회전자와 이송부의 마찰열에 의한 이송부의 손상을 방지할 수 있도록 하는 모노 펌프의 고정자에 관한 것이다.
일반적으로 모노 펌프의 주요기능은 점도성이 높은 원료를 압축 이송하여 연속적으로 배출할 수 있는 장치로서, 식품공업에 있어 적용범위는 어묵, 소세지를 일정점도로 유지하면서 연속적으로 이송 및 배출하게 되며, 환경공업에 있어서는 하수처리오니, 분료처리장오니 등을 일정점도를 유지하면서 연속적으로 이송 및 배출하게 되고, 제지공업에 있어 적용범위는 펄프원료, 코팅연료 등의 이송 및 배출에 사용되며, 그 화장품 및 의약품공업과 건축공업, 화학공업 등 여러 가지 원료의 이송수단에 널리 사용되고 있다.
이와 같이 특정 원료를 이송시키기 위한 모노 펌프는 도 1에 도시된 바와 같은 구조를 이루고 있다. 즉, 미도시된 모터의 회전축과 연결되는 구동축(11)에는 조인트(16)에 의해 굴곡 형상의 회전자(19)와 결합되어 있고, 이 구동축(11)의 외측에는 베어링 하우징(13)에 설치된 볼 베어링(12)에 의해 회전이 원활하도록 되어 있으며, 원료투입구(21)가 형성되어 원료가 유입되는 몸체(15) 내부에는 유니버셜 조인트(16)가 배치되고, 이 몸체(15)와 베어링 하우징(13) 사이에는 패킹부(14)에 의해 몸체(15)내부에 존재하는 원료가 베어링 하우징(13)으로 유입되지 않도록 차단되어 있으며, 상기 몸체(15)과 와 베어링 하우징(13)은 일체로 형성되어 있다.
또한, 몸체(15) 일측에는 고정자 몸체(17a) 내측에 고무재질의 이송부(18)가 타원 형상의 스크류가 형성되어 부착된 고정자(17)가 설치되고, 이 이송부(18)에 형성된 스크류 진행 방향으로 회전자(19)가 유입되어 회전하도록 되어 있으며, 몸체(15)의 일측에 형성된 토출구(22)를 통해 고정자(17) 내부에 원료가 유입되도록 구성되고, 상기 고정자(17)의 타측에는 회전자(19)에 의해 일정 압력으로 연속 배출되는 원료 배출구(20)가 설치되어 구성된다.
이와 같이 통상의 모노 펌프는 먼저, 원료투입구(21)를 통해 원료(1)를 투입하여 몸체(15) 내부의 공간부에 유입시키는 상태에서 미도시된 모터를 구동하게 되면 이와 연결된 구동축(11)이 회전하게 되어 이와 연결 설치된 조인트(16)와 회전자(19)가 회전하게 되며, 상기 몸체(15) 공간부에 일정 압력으로 유입되는 원료(1)는 토출구(22)를 통해 고정자 몸체(17a)의 내벽에 부착 형성된 고무재질의 이송부(18)에 유입되고, 이 유입된 원료(1)는 도 3에 도시된 회전자(19)의 회전각도에 따른 원료의 이송 상태도에서와 같이 회전자(19)의 회전에 의해 이송부(18)에 형성된 스크류의 진행 방향으로 원료를 연속적으로 이송시키게 된다.
이때, 회전자(19)의 회전에 따라 이송부(18)에 형성된 스크류의 진행 방향으로 원료(1)를 이송할 경우 매우 높은 압력으로 이송시키게 되며, 상기 일정 압력으로 이송되는 원료(1)는 배출구(20)에 모이게 되고, 여기서 상기 배출구(20)에 의해 2차적인 압력이 생성되어 점도성이 높게 연속적으로 배출되는 것이다.
이와 같은 종래 모노 펌프(10)는 고정자 몸체(17a)의 내측에 설치되는 이송부(18)가 일정한 두께로 형성되지 못하여 두께 편차로 인하여 수축율이 불규칙하며, 표면을 균일하게 형성하기 어려울 뿐만 아니라 이로 인해 회전자(19)의 회전시 불규칙한 면에 마찰력에 의한 고열이 발생되어 쉽게 손상됨으로써 모노 펌프의 전체적인 수명을 현저하게 단축시키게 된다.
즉, 도 4는 종래 모노 펌프인 고정자의 확대단면도로서, (가)도는 모노 펌프인 고정자의 횡단면도이며, (나)도는 (가)도의 A-A선 단면도이다.
여기에서 보는 바와 같이 고정자(17)는 고정자 몸체(17a)의 내측에 부착 형성된 타원 형상의 이송부(18)는 전체가 스크류 형상의 고무재질로 형성되어 있는 관계로 유입되는 부분의 고무 두께(t1)와 돌출되는 부분의 고무두께(t2)가 서로 다른 관계로 두께 편차로 인하여 제품의 몰드 성형시 고무의 수축율이 불규칙하므로 계산에 의한 정밀 제작이 어렵고 고정자 몸체(17a) 내부에서 회전하는 회전자(19)와의 공차유지가 되지 않아 기밀성이 유지되지 않음으로써 사용상 펌프의 기능이 전체적으로 저하되는 것이다.
따라서 이와 같이 구성되는 종래의 고정자(17)에 대한 문제점을 더욱 구체적으로 살펴보면 다음과 같다. 즉, 모노 펌프의 주 기능인 정지시 유체의 차단(check), 가동시 흡입측의 진공도, 토출측의 높은 압력을 내지 못하게 되어 효율이 저하되며, 회전자(19)와의 기밀성이 유지 되지 않아 상기 회전자(19)를 규정이상 크게 제작하여 억지 끼움 맞춤으로서 생산성을 저하시킬 뿐만 아니라 이로 인해 모노 펌프의 기동부하가 매우 높아 초기 기동이 어려운 관게로 모터 및 모노 펌프의 손상 및 고장 발생의 원인이 되어 수명을 현저히 단축시키는 문제점이 발생하게 된다.
또한, 회전자(19)와 고정자 몸체(17a)에 형성된 고무재질의 이송부(18)간에 심한 마찰력이 발생하여 이송부(18)가 마모되는 현상이 발생하게 되며, 정량펌프의 주 기능인 정량성과 정속운전이 되지 않게 되고, 가동중에도 동력의 부하가 많이 걸리게 되어 고장의 원인이 발생하고 이로 인해 전력소모가 증가하는 등 많은 문제점이 있는 것이다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해소하기 위한 것으로서, 모노 펌프의 고정자를 외벽과 내벽의 2층 구조로 제조하여 공간층을 구비하되, 상기 내벽을 장원형의 스크류 형상으로 제조하고, 이 장원형의 스크류 형상으로 제조된 내벽의 외측에 고무재질의 이송부를 균일한 두께로 부착 형성시켜 두께가 일정한 표면을 갖도록 함으로써 회전자가 고정자 내부에서 회전하여 원료를 이송시킬 경우 회전자와 고무재질인 이송부와의 마찰력을 최소화 하는 한편, 고정자에 형성된 공간층에 의해 냉각수를 유입시켜 회전자와 이송부의 마찰력에 의한 열을 흡수시킴으로써 열 발생에 따른 이송부의 손상을 방지하고, 이송부와 회전자의 기밀성이 유지되어 원료의 이송이 원할하게 이루어질 수 있도록 하는 모노 펌프의 고정자를 제공하는데 본 발명의 목적이 있는 것이다.
본 발명의 다른 목적은, 고정자의 고정자 몸체를 장원형으로 전체가 비틀린 나선형 스크류 형상으로 형성하고, 이와 같이 형성된 고정자 몸체의 내측에 고무재질의 이송부를 균일한 두께로 부착 형성시켜 두께가 일정한 표면을 갖도록 하여 회전자가 고정자 내부에서 회전하여 원료를 이송시킬 경우 회전자와 고무재질인 이송부와의 마찰력을 최소화하는 한편, 기밀성을 유지함과 동시에 고정자 몸체의 표면적 증대로 인해 주변의 공기에서 회전자와 이송부의 마찰력에 의한 열을 흡수함으로써 회전자와 이송부의 마찰력에 의한 이송부의 손상을 방지할 수 있도록 하는데 있다.
이와 같은 목적을 실현하기 위한 본 발명은, 원통형의 고정자 몸체 내부에 부착 설치되어 장원형으로 전체가 비틀린 나선형 스크류 형상의 이송부가 구비되는 고정자와, 상기 이송부에 회전자가 유입되어 원료를 고압으로 이송시키는 모노 펌프에 있어서, 상기 고정자 몸체는 내벽과 외벽으로 구성되고, 상기 내벽과 외벽의 종단부가 서로 연결되어 내벽과 외벽 사이에 공간층이 형성되며, 상기 내벽은 장원형으로 전체가 비틀린 나선형 스크류 형상으로 형성되고, 상기 외벽의 일측에는 상기 공간층에 냉각수를 유입시키는 냉각수 주입구가 형성되고, 상기 외벽의 타측에는 공간층에 유입된 냉각수를 배출시키는 냉각수 배출구가 형성되고, 상기 내벽의 내측에는 고무재질의 이송부가 균일한 두께로 부착 형성된 것에 특징이 있다.
본 발명의 다른 특징은, 원통형의 고정자 몸체 내부에 부착 설치되어 장원형으로 전체가 비틀린 나선형 스크류 형상의 이송부가 구비되는 고정자와, 상기 이송부에 회전자가 유입되어 원료를 고압으로 이송시키는 모노 펌프의 고정자에 있어서,상기 고정자의 고정자 몸체는, 내측이 관통되고 장원형으로 전체가 비틀린 나선형 스크류 형상으로 형성하여 표면적을 증대시키고, 상기 장원형으로 전체가 비틀린 나선형 스크류 형상의 고정자 몸체 양측에는 플랜지부가 설치되고, 상기 표면적이 증대된 장원형의 나선형 스크류 형상으로 이루어진 고정자 몸체의 내측에는 고무재질의 이송부가 균일한 두께로 부착 형성된 것에 있다.
도 1은 종래 모노 펌프의 단면도.
도 2는 모노 펌프의 동작 개요도.
도 3은 모노 펌프인 회전자의 회전각도에 따른 원료의 이송상태도.
도 4는 종래 모노 펌프인 고정자의 확대단면도로서,
(가)도는 모노 펌프인 고정자의 횡단면도이며,
(나)도는 (가)도의 A-A선 단면도이다.
도 5는 본 발명에 따른 모노 펌프인 고정자의 확대단면도로서,
(가)도는 모노 펌프인 고정자의 횡단면도이며,
(나)도는 (가)도의 B-B선 단면도이다.
도 6은 본 발명에 따른 모노 펌프 고정자의 다른 실시예를 도시한 단면도로
서,
(가)도는 모노 펌프인 다른 실시예의 고정자 횡단면도.
(나)도는 (가)도의 C-C선 단면도이다.
〈도면의 주요부분에 대한 부호의 설명〉
1 : 원료 10 : 모노 펌프
11 : 구동축 12 : 볼 베어링
13 : 베어링 하우징 14 : 패킹부
15 : 몸체 16 : 유니버셜 조인트
17 : 고정자 17a : 고정자 몸체
17b : 내벽 17c : 외벽
18 : 이송부 19 : 회전자
20 : 배출구 21 : 원료투입구
22 : 토출구 23 : 공간층
24 : 냉각수 주입구 25 : 냉각수 배출구
이하 첨부된 도면에 의해 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 5는 본 발명에 따른 모노 펌프인 고정자의 확대단면도로서, (가)도는 모노 펌프인 고정자의 횡단면도이며, (나)도는 (가)도의 B-B선 단면도이다.
즉, 고정자(17)의 고정자 몸체(17a)는, 내벽(17b)과 외벽(17c)으로 구성되고, 상기 내벽(17b)과 외벽(17c)의 종단부가 서로 밀폐되어 내벽(17b)과 외벽(17c) 사이에는 공간층(23)이 형성되며, 상기 내벽(17b)은 장원형으로 전체가 비틀린 나선형 스크류 형상으로 이루어지고, 이 내벽(17b)의 외측에는 고무재질의 이송부(18)가 균일한 두께로 부착 형성되어 있으며, 상기 외벽(17c)의 일측에는 공간층(23)에 냉각수를 유입시키는 냉각수 주입구(24)가 형성되고, 상기 외벽(17c)의 타측에는 공간층(23)에 냉각수를 배출시키는 냉각수 배입구(25)가 형성된 것이다.
이와 같은 구성으로 이루어진 본 발명에 따른 모노 펌프의 동작과정은 도 2 내지 도 3에서 설명한 바와 같이 동일하게 이루어짐으로서 원료가 고정자(17)에 유입되기전 까지의 설명은 생략한다.
여기서 상기 고정자(17)에 회전자(19)가 유입되어 회전함으로써 원료를 이송할 경우 상기 내벽(17b)의 외측에 동일한 두께로 형성된 고무재질의 이송부(18) 표면이 전체에 걸쳐 일정하게 고르게 형성됨에 따라 회전자(19)와 이송부(18)간에 기밀성이 유지되어 원료의 원할한 이송은 물론, 수축율이 어느 지점에서나 동일하여 회전자(19)의 표면과 이송부(18)의 표면 마찰력이 현저히 감소되어 이송부(18)가 부분적으로 마모되는 현상이 발생되지 않게 된다.
또한, 상기 회전자(19)의 표면과 이송부(18)의 표면 마찰력에 의한 열이 발생될 경우 냉각수 주입구(24)를 통해 냉각수가 공간층(23)에 내부에 유입된 후 냉각수 배출구(25)를 통해 배출되어 짐에 따라 공간층(23)에 유입 및 순환되는 냉각수(수냉식)에 의해 열을 제거함으로써 상기 회전자(19)의 회전시 이송부(18) 간에 발생되는 마찰열을 완전히 제거하여 마찰열의 발생에 의한 이송부(18)의 마모 요인을 해소하게 되는 것이다.
도 6은 본 발명에 따른 모노 펌프 고정자의 다른 실시예를 도시한 단면도로 서, (가)도는 모노 펌프인 다른 실시예의 고정자 횡단면도이며, (나)도는 (가)도의 C-C선 단면도이다.
즉, 고정자(17)의 고정자 몸체(17a)는, 내측이 관통되고 장원형으로 전체가 비틀린 나선형 스크류 형상으로 형성되고, 상기 장원형으로 전체가 비틀린 나선형 스크류 형상의 고정자 몸체(17a) 양측에는 플랜지부(17d)(17d')가 설치되며, 상기 장원형의 나선형 스크류 형상으로 형성된 고정자 몸체(17a)의 내측에는 고무재질의 이송부(18)가 균일한 두께로 부착 형성되어 있다.
이와 같은 구조로 이루어진 다른 실시예의 고정자(17)는, 전술한 바와 같이 고정자 몸체(17a)의 내측에는 고무재질의 이송부(18)가 균일한 두께로 부착 형성되어 있는 관계로 이송부(18)가 고정자 몸체(17a)의 전체에 동일한 두께로 형성됨으로써 수축율이 어느 부분에서나 일정함에 따라 회전자(19)와 이송부(18)간의 공차가 균일하게 되어 기밀유지가 잘 이루어지게 되며, 또한 회전자(19)의 표면과 이송부(18)의 표면 마찰력에 의한 열이 발생될 경우 고정자 몸체(17a)의 표면적이 증대되어 대기중의 공기가 고정자 몸체(17a)의 표면을 순환하게 되며, 이 순환되는 공기에 의해 열을 흡수(공냉식)함으로써 회전자(19)의 회전시 이송부(18) 간에 발생되는 마찰열을 최대한 억제되어 이송부(18)의 마모가 없게 되는 것이다.
여기서 플랜지부(17d)(17d')는 토출구(22)와 몸체(15)에 결착하기 위한 채결부이다.
이상에서 상술한 바와 같이 본 발명은, 모노 펌프의 고정자 몸체를 외벽과 내벽의 2층 구조로 제조하여 공간층을 구비하되, 상기 내벽을 장원형의 스크류 형상으로 제조하거나, 또는 고정자 몸체를 장원형으로 전체가 비틀린 나선형 스크류 형상으로 형성하고, 고무재질의 이송부를 균일한 두께로 부착 형성시켜 두께가 일정한 표면을 갖도록 함에 따른 효과적인 측면을 살펴보면 다음과 같다.
즉, 고정자에 형성된 고무재질의 이송부와 회전자간에 정밀하고 적정한 공자가 유지되어 모노 펌프의 정지시 유체의 차단, 흡입측의 높은 진공도, 배출구의 높은 압력이 발생되어 효율을 극대화하게 되며, 모노 펌프의 기동 부하가 적게 걸리게됨으로써 기동이 원활하고 고장의 원인이 제거되어 전력절감 및 수명을 연장시킬 수 있게 된다.
또한, 이송부와 회전자간의 적정한 공차유지로 인해 고정자에 형성된 고무재질인 이송부의 마찰열이 극히 저하되어 고정자의 수명이 현저히 길어지게 될 뿐만 아니라 공간층에 존재하는 냉각수 또는 공기에 의해 회전자와 이송부간의 마찰열을 사전에 억제하여 마찰열에 의한 이송부의 마모를 방지함으로써 고정자의 수명을 최대한 연장할 수 있는 것이다.

Claims (2)

  1. 원통형의 고정자 몸체(17a) 내부에 부착 설치되어 장원형으로 전체가 비틀린 나선형 스크류 형상의 이송부(18)가 구비되는 고정자(17)와, 상기 이송부(18)에 회전자(19)가 유입되어 원료를 고압으로 이송시키는 모노 펌프에 있어서,
    상기 고정자 몸체(17a)는 내벽(17b)과 외벽(17c)으로 구성되고,
    상기 내벽(17b)과 외벽(17c)의 종단부가 서로 연결되어 내벽(17b)과 외벽(17c) 사이에 공간층(23)이 형성되며,
    상기 내벽(17b)은 장원형으로 전체가 비틀린 나선형 스크류 형상으로 형성되고,
    상기 외벽(17c)의 일측에는 상기 공간층(23)에 냉각수를 유입시키는 냉각수 주입구(24)가 형성되고,
    상기 외벽(17c)의 타측에는 공간층(23)에 유입된 냉각수를 배출시키는 냉각수 배출구(25)가 형성되고,
    상기 내벽(17b)의 내측에는 고무재질의 이송부(18)가 균일한 두께로 부착 형성된 것을 특징으로 하는 모노 펌프의 고정자.
  2. 원통형의 고정자 몸체(17a) 내부에 부착 설치되어 장원형으로 전체가 비틀린 나선형 스크류 형상의 이송부(18)가 구비되는 고정자(17)와, 상기 이송부(18)에 회전자(19)가 유입되어 원료를 고압으로 이송시키는 모노 펌프의 고정자에 있어서,
    상기 고정자(17)의 고정자 몸체(17a)는, 내측이 관통되고 장원형으로 전체가 비틀린 나선형 스크류 형상으로 형성하여 표면적을 증대시키고,
    상기 장원형으로 전체가 비틀린 나선형 스크류 형상의 고정자 몸체(17a) 양측에는 플랜지부(17d)(17d')가 설치되고,
    상기 표면적이 증대되며 장원형의 나선형 스크류 형상으로 형성된 고정자 몸체(17a)의 내측에는 고무재질의 이송부(18)가 균일한 두께로 부착 형성된 것을 특징으로 하는 모노 펌프의 고정자.
KR1019980031465A 1998-07-29 1998-07-29 모노 펌프의 고정자 KR100274572B1 (ko)

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