KR100381981B1 - 펌프 - Google Patents

Abstract

본 발명은 펌프에 관한 것으로서, 펌프실의 임펠러 하방으로 유입되는 액체의 유입량을 극소화 시켜줌과 동시에 액체가 외부로 누출되는 것을 효과적으로 방지함은 물론 펌프실내의 흡입력이 저하되는 현상을 제거하여 흡입되는 액체가 그대로 토출되게 하므로 이송 효율이 크게 향상되도록 하기 위해,

흡입 및 토출구를 구비하는 상부케이싱(10)의 개방된 하부에 중간케이싱(20)을 착설하여 형성되는 펌프실(14)의 상측부내에 위치하게 상기 중간케이싱을 수직 관통하게 설치되는 회동축(40)의 상부에는 임펠러(50)를 축착하고, 상기 펌프실의 중간케이싱(20)의 상주면과 임펠러(50)의 하면 사이의 공간에는 고정자(60)를 고정 장착하며, 상기 중간케이싱의 하향 요입된 중앙부와 고정자(60)의 하면 중앙부 사이의 공간에는 상기 회동축에 축착되어 회전하게 되며 외주면에는 나선(73)이 형성된 회전자(70)를 내장하여 구성한 것이다.

Description

펌프{pump}

본 발명은 화공약품등의 액체를 이송하는데 사용되는 펌프에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 이송효율이 대폭 향상되며 액체의 누출이 효과적으로 방지되게 한 펌프에 관한 것이다.

종래의 이와 같은 펌프로는 실용신안등록 제52874호가 있는데, 이 펌프는 그 기능상 회동축의 선단에 축착된 임펠러가 위치하는 펌프실의 후면벽에 상기 회동축이 관통하게 형성된 축공의 내주면과 회동축의 외주면 사이를 밀폐시킬 수 없기 때문에 이들 사이의 공간을 통해 후방으로 누출되는 액체의 량이 많게 되어 상기 펌프실의 직후방에 누액집합실을 설치하여 누출되는 액체가 이 누액집합실에 모아지게 함과 동시에 모아진 액체는 다시 펌프실로 보내지도록 하기 위해 상기 펌프실과 누액집합실 사이에 바이패스관을 배관하였으며, 또 상기 누액집합실에 유입된 액체가 부동시트의 축공와 회동축사이의 공간부를 통해 후방으로 누출되는 것을 방지하기 위해 패킹링을 회동축에 축결합하여 펌프의 정지시에는 패킹링이 스프링의 탄반력으로 전진되어 부동시트에 밀착되어 공간부를 밀폐시켜 주고 작동시에는 후진되어 부동시트와 격리되게 하므로 마찰에 의한 마모가 방지되게 하였다.

그러나, 상기의 펌프는 작동중에 펌프실로 부터 누액집합실내로 누출되는 액체량이 매우 많기 때문에 이에 비례하여 액체의 이송효율이 저하되었음은 물론 이에 따라 운전시간이 많이 소요되는 등의 단점들이 있다.

또한, 누액집합실내에 있는 액체는 펌프실의 흡입력에 의해 바이패스관을 통해 다시 펌프실로 이송되기 때문에 누액집합실에도 흡입력이 발생하게 되는데, 이렇게 되면 펌프실로 부터의 누출량이 더욱 증가하게 되었음은 물론 작동중에는 패킹링이 부동시트로 부터 격리됨에 따라 이 부동시트와 회동축사이의 공간부를 통해 외부의 공기가 누액집합실로 흡입되어 바이패스관을 통해 펌프실내로 보내지게 되므로 펌프실내의 진공상태 유지가 곤란하게 되어 이송효율이 더욱 저하되었고, 심한 경우에는 이송작동이 이루어지지 않게 되는 등 사용상 많은 문제점들이 있다

본 발명은 상기와 같은 점들을 감안하여 안출된 것으로서, 그 목적은 액체의 이송효율을 대폭 향상시켜 주는 펌프를 제공하는 것이다.

본 발명의 상기와 같은 목적은, 이송되는 액체가 펌프실의 하방으로 이동되는 것을 효과적으로 차단하여 줌은 물론 작동중 펌프실내의 진공상태가 해제되는 현상이 발생하지 않도록 한 펌프를 제공함으로써 달성되는데, 이 펌프는 누액집합실을 설치하지 않고 임펠러의 하방에 상면부가 임펠러의 하면과 걸맞는 형상으로 된 고정자를 장착하여 임펠러의 하방에 공간이 거의 형성되지 않게 함은 물론 고정자의 하면 내주연과 중간케이싱의 상면사이에는 임펠러와 고정자 사이의 공간을 통해 하방으로 이동되는 액체를 상방으로 밀어주는 회전자를 회동축에 축착하여, 1차적으로는 임펠러의 하방으로 유입되는 액체량이 극소화 되게 함과 동시에 유입되는 액체를 회전자가 상방으로 밀어 주므로 중간케이싱의 축공을 통해 펌프의 하방으로 누출되는 것을 확실하게 방지함은 물론 회전자가 상방으로 밀어주는 압력에 의해액체가 임펠러의 하방으로 유입되는 현상이 제어되게 함으로써 액체의 누설이 효과적으로 방지되고 액체의 이송효율이 대폭 향상되게 한 것이다.

도 1은 본 발명 실시예에 의한 펌프의 정지상태의 종단면도,

도 2는 동 펌프의 가동상태의 종단면도,

도 3은 동 펌프의 요부를 발췌 분리한 사시도.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

10 ; 상부케이싱,

11 ; 흡입구, 13 ; 토출구,

14 ; 펌프실,

20 ; 중간케이싱,

21 ; 중앙부,

40 ; 회동축,

50 ; 임펠러,

52 ; 제어편, 56 ; 분산날개,

60 ; 고정자,

61 ; 차단편, 62 ; 홈,

70 ; 회전자,

72 ; 감압홈, 73 ; 나선.

이하, 본 발명의 실시예에 의한 펌프를 첨부된 도면에 의하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명 실시예에 의한 펌프의 정지상태의 종단면도 이고, 도 2는 동 작동상태의 종단면도 이며, 도 3은 동 요부를 발췌하여 분리한 사시도 이다.

도면 부호 중 (10)은 상부케이싱 이며, 이 케이싱의 상면 중앙에는 액체가 흡입되는 흡입구(11)가 구비되어 있고, 상주연부에 빙둘러 형성된 토출통로(12)의 일측에는 토출구(13)가 구비되어 있다.

그리고, 상기 상부케이싱의 개방된 하부는 중간케이싱(20)을 착설하여 봉해줌으로써 상부케이싱내에 펌프실(14)이 형성된다.

상기 중간케이싱의 중앙부(21)는 하향 요입되며, 그 중앙에는 축공(22)이 형성되어 있고, 하부에는 상하부가 개방된 하부케이싱(30)이 착설된다.

축공(22)으로는 회동축(40)이 수직으로 관통 결합되며, 이 회동축의 상단부에는 임펠러(50)가 축착된다.

상기 임펠러는 원판형의 몸체(51)로 되며, 그 상면에는 액체를 흡입 및 토출하는 날개(52)들이 방사상으로 배열된다.

또한, 몸체(51)의 외주연측 하면에는 제어편(53)이 빙둘러 하향 연장되며, 하면의 중앙부에는 상기 제어편보다 길게 축수부(54)가 하향 연장되고, 이 축수부와 상기 몸체를 수직으로 관통하게 축공(55)이 형성된다.

제어편(53)은 그 직경이 몸체(51)의 직경 보다 작게 되므로, 이들의 직경차이에 비례하여 외주면 사이에는 단차가 형성된다.

상기 몸체는 상부케이싱의 토출통로(12)측에 위치하게 되며, 제어편(53)의 외주면은 상기 토출통로 직하방의 상부케이싱 내주면 위치에서 이 내주면과 일정간격으로 격리된다.

그리고, 몸체(51) 하면의 제어편(53) 내주면과 축수부(54) 외주면 사이에는 상하 길이가 상기 제어편보다 짧은 분산날개(56)들이 방사상으로 배열된다.

상기 분산날개들은 사선방향으로 형성되는 것으로서, 액체가 몸체(51)의 외주면을 따라 하면의 중앙측으로 유입되는 것을 외주연측으로 분산시켜 주게 된다.

임펠러(50)에 의해 구획되는 펌프실(14)의 후방 공간내에는 고정자(60)가 장착되는데, 이 고정자의 상면은 상기 임펠러의 분산날개(56)들 하단과 근접하게 되며 외주연에는 제어편(53)의 길이에 비례하는 차단편(61)이 빙둘러 상향 연장된다.

또한, 상기 고정자의 상면 외주연과 차단편의 내면 하단사이에는 제어편(53)의 하단부가 삽입되는 홈(62)이 빙둘러 형성되며, 중앙에는 축수부(54)가 관통하는 관통구(63)가 형성되어 있다.

따라서, 고정자(60)를 임펠러(50)의 후방에 위치하게 상부케이싱(10)내에 장착하면 이들의 대응면은 서로 걸맞게 되는데, 상기 임펠러는 회전하게 되는 반면 고정자는 고정되어 있게 되므로 이들의 대응면은 마찰을 방지하기 위해 비록 간격은 크지 않지만 서로 격리되어야 하므로 이들 사이에 간극이 형성된다.

이에 따라, 임펠러(50)의 회전으로 발생되는 흡입력에 의해 흡입구(11)를 통해 흡입되는 액체가 토출통로(12)를 거쳐 토출구(13)로 토출되는 과정에서 극히 일부가 상기 임펠러와 고정자의 대응면 사이의 간극으로 유입된다.

그러나, 상부케이싱(10)의 내주면과 고정자(60)의 외주면은 기밀이 유지되게서로 밀착되어 있기 때문에 이들 사이로는 액체가 유입되지 않게 된다.

그리고, 고정자(60)는 그 외주면 하단에 빙둘러 돌출된 고정턱(64)이 상기 상부케이싱의 내주면 하단과 중간케이싱의 상면 내주연에 각각 빙둘러 형성된 고정부(15)(23)들 사이에 개재되어 결착되므로 회전되지 않게 고정된다.

한편, 관통구(63)의 하부는 중간케이싱(20)의 하향 요입된 중앙부(21)의 직경과 같은 크기로 되므로, 이들 사이에는 공간이 형성된다.

상기 공간에는 회전자(70)가 장착되는데, 이 회전자는 그 중앙에 수직 관통된 축공(71)이 회동축(40)에 기밀이 유지되게 축착되어 회전하게 된다.

따라서, 상기 회전자의 상하면 및 외주면과 접하게 되는 관통구(63)와 중앙부(21)의 대응면들 사이에는 상기 회전자의 회전시 마찰을 방지하기 위해 비록 간격은 크지 않지만 서로 격리되기 때문에, 이들 사이에는 간극이 형성된다.

이에 따라, 임펠러(50)의 회전으로 발생되는 흡입력에 의해 흡입구(11)를 통해 흡입되는 액체가 토출통로(12)를 거쳐 토출구(13)로 토출되는 과정에서 극히 일부가 상기 임펠러와 고정자의 대응면 사이의 간극을 거쳐 회전자(70)와 관통구(63) 및 중앙부(21)들 사이의 간극으로 유입되지만, 이렇게 유입되는 액체는 상기 회전자의 작용에 의해 유입 경로를 역류하여 밀려나가게 된다.

즉, 이러한 작용은 상기 회전자의 상면에는 축공(71)으로 부터 외주면에 이르게 요입되는 다수의 감압홉(72)들을 방사상으로 배열되게 형성되어 있고 외주면에는 나선(73)이 형성되어 있기 때문에, 상기 회전자가 회전하게 되면 감압홈들은 유입되는 유체의 압력을 감쇄시켜 주고 압력이 감쇄되어 외주면측으로 유입되는 유체는 나선의 방향에 의해 역으로 밀려 역류하게 됨으로써 이루어 진다.

한편, 축공(22)의 하단부에는 고정시트(74)가 회동축(40)이 관통하게 장착 고정되며, 이 고정시트의 하부에는 패킹링(75)이 상부에 결합된 지지링(76)을 스프링(77)에 의해 상향 탄발되게 상기 회동축에 축결합하여 이 회동축이 회전하지 않을 때에는 상기 지지링이 스프링에 의해 탄발 상승되어 상기 패킹링을 고정시트의 하면에 밀착시켜 주므로 축공을 통한 액체의 누출이 방지된다.

그리고, 스프링(77)의 하단은 그 하방에 위치하게 회동축(40)에 축착 고정되는 고정링(80)에 의해 지지되며, 이 고정링에는 복수의 가동레버(81)들을 축결합하여 각 내단이 상기 지지링의 하단에 빙둘러 돌출된 주연턱을 걸어 주게 한다.

이에 따라, 회동축(40)이 회전되면 고정링(80)이 함께 회전되기 때문에 가동레버(81)들의 각 외단측이 원심력에 의해 각각 상향 회전되어 벌어지게 되므로 반대로 내단이 하향되면서 지지링(76)의 하단 주연턱을 걸어 하강시켜 줌으로써, 상기 지지링은 스프링을 압축시키면서 하강된다.

이렇게 되면, 패킹링(75)도 함께 하강되어 고정시트(74)로 부터 격리되므로 이 고정시트와의 마찰로 인한 마모가 방지되며, 이때 고정시트와 회동축(40)사이의 간극은 개방되지만 회전자(70)가 회전되고 있기 때문에 이 회전자의 작용에 의해액체가 축공(71)측으로 유입되지 않고 역으로 밀려서 역류하게 됨에 따라 액체는 하방으로 누출되지 않게 된다.

이와 같은 본 발명 실시예에 의한 펌프를 사용할 때에는, 흡입구(11)는 액체탱크(도시하지 않음)에 연결하고 토출구(13)는 사용처에 연결하면 되는 것으로서, 모터(도시하지 않음)에 의해 회동축(40)이 회전되면 가동레버(81)의 작용에 의해 패킹링(15)이 하강되므로 상기 회동축이 원활히 회전하게 된다.

이렇게 되면, 임펠러(50)의 작동에 의해 흡입력이 발생되므로 흡입구(11)를 통해 액체탱크내의 액체가 펌프실(14)의 상기 임펠러 상부 공간으로 흡입되어 토출통로(12)와 토출구(13)를 거쳐 사용처로 공급되는데, 이러한 과정에서 발생되는 흡입력등에 의한 압력으로 일부의 액체가 상기 임펠러의 제어편(53)과 고정자(60)의 차단편(61)사이를 통해 이들 임펠러와 고정자의 대응면 사이의 간극으로 유입된다.

이때, 유입되는 액체량은 임펠러(50)와 고정자(60)사이의 간극이 크지 않기 때문에 매우 적으며, 또 유입되는 액체는 상기 임펠러의 하면과 고정자의 상면에 형성된 제어편(53)과 차단편(61) 및 상기 제어편의 하단이 삽입된 홈(62)들 사이를 통과 하면서 저항을 받게 되어 1차적으로 압력이 감쇄되고, 이들을 통과한 다음에는 분산날개(56)들의 분산작용에 의해 유입되는 압력이 2차적 감쇄된다.

그리고, 임펠러(50)의 하면과 고정자(60)의 상면 사이를 통과한 액체가 축수부(54)와 관통구(63)사이를 거쳐 회전자(70)의 상면에 도달하면, 이 회전자의 상면에 형성된 감압홈(72)들의 감압작용으로 유입되는 압력이 3차적으로 감쇄된다.

이후, 액체는 회전자(70)의 상면과 관통구(63)의 대응면을 거쳐 상기 회전자의 외주면과 이에 접하는 관통구의 대응면 사이로 유입되는데, 이때 이들 사이에는 상기 회전자의 외주면에 형성된 나선(73)의 작용에 의해 역압이 발생되기 때문에 유입되는 액체는 역으로 밀려 역류하게 된다.

이에 따라, 임펠러(50)와 고정자(60) 및 회전자(70)들의 각 대응면 사이의 간극에는 나선(73)에 의해 발생되는 역압이 작용하게 되며, 이 역압이 상기 임펠러의 상측 공간에 발생되는 흡입력등과 대등하게 되면 액체가 대응면 사이로 유입되는 것이 차단된다.

이와 같은 본 발명 실시예에 의한 펌프는, 펌프실의 임펠러 하방에 고정자와 회전자를 장착하여 이들 대응면 사이의 간극을 제외한 공간을 제거하므로 작동시 임펠러의 하방으로 유입되는 액체의 유입량을 극소화 시켜줌과 동시에 외주면에 나선이 형성된 상기 회전자의 작동으로 발생되는 역압에 의해 상기 간극으로 유입되는 액체를 역으로 밀어내 주므로 유입이 차단되어 액체의 누출을 효과적으로 방지하고, 이에 따라 펌프실내의 흡입력이 저하되는 현상이 제거되어 흡입되는 액체가 그대로 토출되기 때문에 이송 효율이 크게 향상되는 특징이 있다.

또한, 펌프의 작동시 패킹링이 고정시트로 부터 격리됨에 따라 이 고정시트와 회동축사이의 간극을 통해 외부공기가 유입될 수 있으나 임펠러에 의한 흡입력과 회전자에 의한 역압의 상쇄작용에 의해 공기가 펌프실내로 유입되는 것이 차단되어 펌프실내의 진공상태가 확실하게 유지되며, 이에 따라 이송 효율이 저하되거나 작동이 중단되는 등의 현상이 방지되는 장점도 있다.

Claims (5)

1. 흡입 및 토출구를 구비하는 상부케이싱(10)의 개방된 하부에 중간케이싱(20)을 착설하여 형성되는 펌프실(14)의 상측부내에 위치하게 상기 중간케이싱(20)을 관통하여 설치되는 회동축(40)의 상부에 축착된 임펠러(50), 상기 펌프실(14)내의 중간케이싱(20)의 상주면과 임펠러(50)의 하면 사이 공간에 고정장착된 고정자(60), 그리고 상기 중간케이싱(20)의 하향 요입된 중앙부와 고정자(60)의 하면 중앙부 사이의 공간에서 상기 회동축(40)에 축착되어 회전되며 외주면에 나선(73)이 형성된 회전자(70)를 포함하여 구성되는, 펌프.
2. 제1항에 있어서, 상기 임펠러(50)의 하면 외주연측에 원통형으로 하향 연장된 제어편(53), 그리고 상기 제어편(53)의 외측에 위치하게 상기 고정자(60)의 상면 외주연에 상기 제어편(14)의 길이에 비례하게 원통형으로 상향 연장된 차단편(61)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 펌프.
3. 제2항에 있어서, 상기 고정자(60)의 상면 외주연과 차단편(61)의 내면 하단사이에는 제어편(53)의 하단부가 삽입되는 홈(62)이 빙둘러 형성된 것을 특징으로 하는, 펌프.
4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 임펠러(50)의 하면에 방사상으로 배열되어형성된 분산날개(56)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 펌프.
5. 제1항에 있어서, 상기 회전자(70)의 상면에는 축공(71)으로 부터 외주면에 걸쳐 방사상으로 배열되게 요입 형성된 다수의 감압홈(72)들을 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 펌프.