KR100287571B1 - 누수방지용펌프 - Google Patents

Abstract

본 발명은 누수없이 유체를 이송함과 아울러, 씰링수의 공급없이도 사용가능하도록 구성된 누수방지용 펌프에 관한 것이다.

본 발명에 따른 누수방지용 펌프는 유체의 이동 경로를 형성하는 유로 형성수단과, 유체의 이동경로에 위치하여 유체를 펌핑하는 임펠러쪽으로 전달하는 회전축과, 유로 형성수단과 회전축의 사이에서 누출되는 유체를 일시적으로 보관하기 위한 공간인 스터핑 박스를 형서하는 몸체커버 및 리펠러커버와, 유로 형성수단과 스터핑 박스 사이에 위치하여 스터핑 박스의 유체를 유로 형성수단 내의 유체 이동경로쪽으로 배출시키기 위한 리펠러와, 몸체 커버의 일측에 장착되어 유체의 누수를 방지하는 디스크와, 회전축에 장착되어 디스크와 접촉하여 유체의 누수를 방지하는 스토퍼를 구비한다.

이에 따라, 본 발명의 누수방지용 펌프는 유체의 누수를 방지함과 아울러, 씰링수의 사용을 배제하게 된다.

Description

누수방지용 펌프(Pump for Preventing Leakage)

본 발명은 펌프에 관한 것으로, 특히 누수없이 유체를 이송함과 아울러, 씰링수의 공급없이도 사용가능 하도록 구성된 누수방지용 펌프에 관한 것이다.

통상적으로, 펌프(Pump)는 유체(Fluid)에 압력을 가하여 이동시키는 장치로서 전 산업분야에 걸쳐 다양하게 사용되고 있다. 상기 펌프는 유체의 씰링(Sealing)형태에 따라 그랜드 패킹형과 메카니칼 형으로 대별된다. 이중, 그랜드 패킹형 펌프는 그랜드 패킹과 접촉에 의해 유체를 밀봉하여 누수(Leakage)를 방지하게 된다.

도 1 내지 도 2b를 참조하면, 종래기술에 따른 그랜드 패킹형 펌프는 유체의 유로를 형성함과 아울러 내부에 일정한 압력을 발생시키는 몸체(Casing:14)와, 상기 몸체(14)와 체결되는 몸체 커버(Casing Cover:18)와, 동력원으로 부터의 회전력을 전달하는 축(Shaft:4)과, 축(4)의 일단에 체결되어 축의 회전력에 의해 유체를 펌핑하는 임펠러(Impeller:2)와, 원통형의 형태로 형성되어 축(4)의 마모를 방지하는 축 슬리브(Shaft Sleeve:6)와, 스터핑 박스(26)에 형성되어 축 슬리브(6)와 접촉하여 유체의 누수를 방지하는 그랜드 패킹(Gland Packing:10)과, 스터핑 박스(26)에 장착되어 그랜드 패킹(10)을 누르는 그랜드(Gland:8)를 구비한다. 동력원(도시되지 않음)에 연결된 축(4)의 회전운동에 따라 임펠러(2)가 회전하여 유체를 일정한 방향으로 펌핑하게 된다. 이에 대해서 상세히 설명하기로 한다. 임펠러(2)는 도 2a에 도시된 바와 같이 나선형의 날개부(2a)와 날개부(2a)들 사이의 요홈부(2b)를 갖도록 형성되어, 축(4)의 회전방향에 대응하여 유체를 일정한 방향으로 펌핑시키게 된다. 또한, 임펠러(2)에 의해 펌핑된 유체는 몸체(14) 및 사이드 플레이트(Side Plate:16)에 의해 형성된 유로를 따라 이송하게 된다. 상기 임펠러(2)는 임펠러 너트(24)에 의해 축(4)에 고정되어 진다. 한편, 임펠러(2)의 배면에는 별도로 형성된 임펠러 백 베인(Impeller Back Vane:2c)이 장착되어 스터핑 박스(Stuffing Box:26)의 압력을 감소시킨다. 이때, 스터핑 박스(26)는 상기 그랜드 패킹(10), 랜턴킹(12)이 장착된 공간으로 임펠러(2)의 동작상태에 따라 스터핑 박스(26) 내부의 상태가 변화된다. 예를들어 설명하면, 임펠러(2)가 정지된 경우 임펠러 백 베인(2c)과 몸체 커버(18)에 의해 형성된 유로를 따라 내부 유체가 스터핑 박스(26)로 유입되어 진다. 이 경우 스터핑 박스(26)에 유입된 유체중 일부는 축 슬리브(6)와 그랜드 패킹(10)의 접촉부에 형성된 미소한 틈을 통하여 누수된다. 반면에 임펠러(2)가 회전하는 경우, 스터핑 박스에 유입된 유체는 임펠러 백 베인(2c)의 원심력에 의해 몸체(14) 쪽으로 베출되어 진다. 한편, 축(4)이 회전함에 따라 축(4)에 고정된 축 슬리브(6)와 그랜드 패킹(10) 사이에는 마찰력이 발생하게 되는데 이를 방지하기 위해 씰링수(Sealing Water)를 공급하게 된다. 도 2b와 결부하여 이를 상세히 설명하기로 한다. 그랜드 패킹(10)과 축슬리브(6)유체의 압력보다 높은 압력의 씰링수를 렌턴 링(12)을 경유하때, 씰링수는 축 슬리브(6) 및 그랜드 패킹(10)사이에 펌핑과 아울러, 윤활 및 냉각작용을 수행함으로써, 축 슬리브(6)와 마모를 줄이고 소착을 방지한다. 또한 유체에 마모성그랜드 패킹(10)과 축 슬리브(6)의 조속한 마모를 방지하기 를 사용하는 것이 바람직하다. 한편, 축(4)을 지지함과 아울러력을 줄이기 위해 베어링(Bearing:20)이 몸체(14)의 뒷부분에 한편, 종래의 그랜드 패킹형 펌프는 씰링수가 충분한행할 수 없는 경우 소착의 원인이 되는데 이 과정에서 으로 발생하게 되어 주변의 환경을 오염 시키게 된다. 또한 허용함에도 불구하고 지속적인 마모에 의해 축 슬리브 및 그랜드 패킹정하기 위한 조임조정 또는 축 슬리브 및 그랜드 패킹을 빈번편이 있다. 또한, 씰링수를 공급하기 위한 공업용수가 필요 용된 씰링수를 처리하기 위한 폐수처리 설비 및 처리비용이씰링수 공급에 의한 씰링수 공급라인 및 상기 씰링수 공급라인 요하게 되는 여러 가지 문제점이 도출되었다.

상기와 같은 문제점으로 인해 누수없이 유체를 펌핑하고 공급없이도 사용 가능한 새로운 펌프가 요구되고 있는 실정이다

따라서, 본 발명의 목적은 누수없이 유체를 이송함과 아울러, 씰링수의 공급없이도 사용가능 하도록 구성된 누수방지용 펌프를 제공하는데 있다.

도 1은 종래기술에 따른 그랜드 패킹형 펌프를 도시한 단면도

도 2a는 도 1의 임펠러를 상세하게 도시한 도면.

도 2b는 도 1의 스터핑 박스를 상세하게 도시한 도면

도 3은 본 발명에 따른 누수방지용 펌프를 도시한 도면.

도 4a는 도 3의 리펠러를 상세하게 도시한 도면.

도 4b는 도 3의 디스크를 상세하게 도시한 도면.

도 4c는 도 3의 스토퍼를 상세하게 도시한 도면.

도 5a 및 도 5b는 리펠러의 상태에 따른 유체의 이동상태를 도시한 도면.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

2,23 : 임펠러 4,44 : 축

6 : 축 슬리브 8 : 그랜드

10 :그랜드 패킹 12 : 랜턴 링

14,48 : 몸체 16,46 : 사이드 플레이트

18,50 : 몸체 커버 20,52 : 베어링

24,54 : 임펠러 너트 26,56 : 스터핑 박스

34 : 리펠러 36 : 디스크

38 : 디스크 커버 40 : 스토퍼

42 : 리펠러 커버 58 : 리펠러실

60 : 임펠러키

상기 목적은 달성하기 위하여 본 발명에 따른 누수방지용 펌프는 유체의 이동경로를 형성하는 유로 형성수단과, 유체의 이동경로에 위치하여 유체를 펌핑하는 임펠러와, 유로 형성수단을 관통하여 동력원으로부터의 회전력을 임펠러쪽으로 전달하는 회전축과, 유로 형성수단과 회전축의 사이에서 누출되는 유체를 일시적으로 보관하기 위한 스터핑 박스를 형성하는 몸체커버 및 리펠러커버와, 유로 형성수단과 스터핑 박스 사이에 위치하여 스터핑 박스의 유체를 유로 형성수단 내의 유체 이동경쪽으로 배출시키기 위한 리펠러와, 몸체 커버의 일측에 장착되어 유체의 누수를 방지하는 디스크와, 회전축에 장착되어 디스크와 접촉하여 유체의 누수를 방지하는 스토퍼를 구비한다.

상기 목적외에 본 발명의 다른 목적 및 특징들은 첨부도면을 참조한 실시예에 대한 설명을 통하여 명백하게 드러나게 될 것이다.

도 3 내지 도 4c를 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하기로 한다.

도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 누수방지용 펌프는 유체의 유로를 형성함과 아울러, 내부에 일정한 압력을 형성시키는 몸체 및 몸체 커버(50)와, 동력원으로부터의 회전력을 전달하는 축(44)과, 축(44)의 일단에 체결되어 축(44)의 회전력에 의해 유체를 펌핑하는 임펠러(32)와, 상기 몸체커버(50)에 체결되어 리펠러실을 형성함과 아울러, 유체의 레벨을 일정하게 유지하여 일정한 진공을 유지시키는 리펠러 커버(42)와, 상기 리펠러실(58)에 진공을 형성시키는 리펠러(Repeller:34)와, 상기 몸체(48), 몸체커버(50) 및 리펠러 커버(42)와 축(44) 사이에서 누출되는 유체를 일시적으로 보관하기 위한 공간인 스터핑 박스(56)와, 상기 몸체커버(50)의 일측에 장착되어 유체의 누수를 방지하는 디스크(36) 및 스토퍼(Stopper:40)를 구비한다. 동력원(도시되지 않음)에 연결된 축(44)의 회전운동에 에 의해 임펠러(32)와 리펠러(34)는 동시에 회전하게 된다. 상기 임펠러(32)는 축의 회전방향에 대응하여 유체를 일정한 방향으로 펌핑하는 기능을 수행하며, 리펠러(34)는 스터핑 박스(56)와 리펠러실 일부에 진공상태를 유지하게 된다. 이에 대해서 상세히 설명하기로 한다. 임펠러(32)는 펌프내의 유체를 몸체(48), 사이트 플레이트(46) 및 몸체커버(50)에 의해 형성된 유로를 따라 이동시킨다. 즉, 몸체(48) 및 몸체커버(50)는 유체의 이동경로를 형성하게 된다. 이때, 몸체(48) 및 몸체커버(50)는 임펠러(32)의 회전에 의해 형성된 유체의 흐름을 압력으로 변환시킨다. 한편, 도 4a에 도시된 바와 같이, 상기 몸체의 일측에 돌출된 다수개의 리브(34b)로 형성되어 있다. 상기 리펠러(34)는 자신의 회전력에 대응하는 원심력을 발생시켜 유체를 외주 방향으로 배출함으로써 스터핑 박스(56)가 진공상태로 되도록 한다. 또한, 리펠러(34)는 임펠러키(60)에 의해 회전력이 전달되며 임펠러 너트(54)에 의해 축에 고정된다. 상기 스터핑 박스(56)는 상기 몸체(48) 및 몸체커버(50)에서 유입된 유체의 완충영역을 형성하는 공간으로서, 리펠러(34)의 동작상태에 따라 유체의 유입여부가 달라지게 된다. 또한, 스터핑 박스(56)에는 사용자의 요구에 따라 그랜드 패킹(도시되지 않음), 랜턴링(도시되지 않음)을 장착할 수 있다. 또한, 리펠러실(58)은 몸체 커버(50)에 리펠러 커버(42)가 장착되어 형성된 공간으로써, 리펠러(34)가 수납되어 진다. 도 5a 및 도 5b를 결부하여 이를 상세히 설명하기로 한다. 도 5a에 도시된 바와 같이 리펠러(34)의 정지시에 임펠러(32)의 배면에 형성된 유로를 따라 내부 유체는 상대적으로 낮은 압력분포를 갖는 스터핑 박스(56)와 리펠러실(58)에 유입되게 된다. 이 경우, 몸체 커버(50)의 일측에는 디스크(36) 및 디스크 커버(38)가 장착되어 유입된 유체의 누수를 방지하게 된다. 반면에 도 5b에 도시된 바와 같이 리펠러(34)의 회전시에는 리펠러(34)의 펌핑작용에 의해 스터핑 박스(56)에 유입된 유체는 리펠러실(58)로 이동되어 스터핑 박스(56)는 진공상태를 유지하여 유체의 누수를 방지하게 된다. 한편, 리펠러 커버(42)는 리펠러(34)와 소정간격을 유지하도록 몸체커버(50)에 장착되어 스터핑 박스(56)에서 이동된 내부 유체의 수위를 일정하게 유지시킴과 아울러 리펠러실(58)을 일정한 진공상태로 유지시킨다. 상기 리펠러 커버(42)와 몸체커버(50) 사이에는 가스켓(도시되지 않음)이 부착되어 틈새를 밀봉하여 누수를 방지하게 된다. 또한, 디스크(36)는 도 4b에 도시된 바와 같이 소정개수의 체결홈(36a)을 갖는 원반형으로 형성되어 리펠러의 회전 또는 정지시 스터핑 박스(56)에 유입된 유체의 누수를 방지하게 된다. 이때, 디스크(36)는 탄성을 가진 재질이 바람직하다. 상기 디스크(36)의 일측에는 디스크 커버(38)가 장착되어 디스크 체결나사의 체결력을 분산시킴과 아울러, 디스크(36)가 몸체커버(50)에 밀착되도록 하여 펌핑유체가 밀봉되도록 한다. 또한, 스토퍼(40)는 도 4c에 도시된 바와 같이 원통형으로 형성되어 상기 디스크(36)와 접촉하여 스터핑 박스(56)에 유입된 유체의 누수를 방지하게 된다. 상기 스토퍼(40)와 축(44) 사이에는 오링(O-Ring)이 장착되어 유체의 누수를 방지하게 된다. 또한, 축(44)을 지지함과 아울러, 회전에 의한 마찰력을 줄이기 위해 베어링(Bearing:52)이 몸체(48)의 뒷부분에 설치되어 있다. 이때, 상기 스터핑 박스(40)는 유로형성수단(예를들면, 몸체, 몸체커버 및 리펠러 커버 등)과 축(44) 사이로 유체가 외부로 누출되지 않도록 하는 다이나믹 씰을 구성하게된다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 누수방지용 펌프는 축의 회전시에는 스터핑 박스에 진공을 형성하여 펌핑 유체의 누수를 방지하게 되며, 축의 정지시에는 디스크 및 스토퍼에 의해 유체의 누수를 방지하게 된다. 또한, 본 발명에 따른 누수 방지용 펌프는 회전하는 축과 구성부품과의 마찰을 최소화 할 수 있도록 구성되어 씰링수의 공급없이도 사용이 가능하다. 이로 인해, 기존 펌프에서 마찰열에 의한 소착을 방지하기 위해 사용된 씰링수 공급을 배제할 수 있어 씰링수 공급비용, 씰링수 공급라인 및 유지 보수비, 폐수처리비용 등을 절감하게 된다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 누수방지용 펌프는 펌핑 유체의 누수를 방지할 수 있는 장점이 있다.

또한, 씰링수 사용을 배제하여 씰링수 관련설비의 유지보수 및 폐수처리비용을 절감할 수 있는 장점이 있다.

이상 설명한 내용을 통해 당업자 라면 본 발명의 기술사상을 일탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다 따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허 청구의 범위에 의해 정하여 져야만 할 것이다.

Claims (4)

1. 유체의 이동 경로를 형성하는 유로 형성수단과,

   상기 유체의 이동경로에 위치하여 유체를 펌핑하는 임펠러와,

   상기 유로 형성수단을 관통하여 동력원으로부터의 회전력을 상기 임펠러쪽으로 전달하는 회전축과,

   상기 유로 형성수단과 상기 회전축의 사이에서 누출되는 유체를 일시적으로 보관하기 위한 공간인 스터핑 박스를 형성하는 몸체커버 및 리펠러 커버와,

   상기 유로 형성수단과 상기 스터핑 박스 사이에 위치하여 상기 스터핑 박스의 유체를 상기 유로 형성수단 내의 유체 이동경로 쪽으로 배출시키기 위한 리펠러와,

   상기 몸체커버의 일측에 정착되어 유체의 누수를 방지하는 디스크와, 상기 히전축에 장착되어 상기 디스크와 유체의 누수를 방지하는 스토퍼를 구비하는 것을 특징으로 하는 누수방지용 펌프.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 디스크의 재질이 탄성을 가진 물질인 것을 특징으로 하는 투수방지용 펌프.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 유로형성수단이,

   상기 리펠러를 수납하는 리펠러실을 형성함과 아울러, 유체의 레벨을 일정하게 유지하여 일정한 진공을 유지시키는 리펠러 커버를 구비하는 것을 특징으로 하는 누수방지용 펌프.
4. 제 1 항에 있어서,

   상기 리펠러가,

   소정 두께를 갖는 원형으로 형성된 몸체와,

   상기 몸체의 일측에 돌출된 다수개의 리브를 구비하는 것을 특징으로 하는 누수방지용 펌프.