KR100438112B1 - Apparatus for balancing the thrust load of submersible motor pump - Google Patents
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Abstract
본 발명은 지하수를 지상으로 끌어 올리는 과정에서 이용되는 수중모터펌프에 관한 것으로, 하우징(151)의 바닥면에 구비되어 회전력을 발생시키는 모터부(A)와, 모터부(A)의 상부측에 구비되어 지하수의 이물질을 걸러 주는 여과부(B), 여과부(B)의 상부측에 다단계로 보울팅되어 회전축(155)에 의해 회전하는 회전체(152)를 통해 지하수를 펌핑하는 펌프부(C)로 이루어진 수중모터펌프에 있어서, 회전축 (155)의 상단부에, 회전체(152)의 회전과정에서 유로(153)를 따라 상향하는 지하수의 토출경로를 변경시키는 추력제거부(10)가 결합되어, 펌프부의 회전체와 모터부의 회전체를 지지하는 베어링에 과다한 하중이 부가되는 것이 방지되어 마모가 감소됨은 물론 수명이 연장될 뿐만 아니라, 회전체의 회전과정에서 발생하는 진동 및 소음이 최소화되어 지하수의 펌핑에 따른 작업효율이 증대되게 한 것이다.The present invention relates to an underwater motor pump used in the process of drawing groundwater to the ground, the motor portion (A) and the upper side of the motor portion (A) which is provided on the bottom surface of the housing 151 to generate a rotational force The pump unit for filtering the groundwater through the filtration unit (B), which is provided to filter the foreign matter of the ground water, multi-step bowling on the upper side of the filtration unit (B) and rotates by the rotating shaft 155 ( In the submersible motor pump consisting of C), the thrust removal unit 10 for changing the discharge path of the ground water upward along the flow path 153 during the rotation of the rotor 152, the upper end of the rotating shaft 155 is coupled As a result, excessive load is prevented from being applied to the rotating body of the pump unit and the bearing supporting the rotating body of the motor unit, thereby reducing wear and extending the life and minimizing vibration and noise generated during the rotation of the rotating body. Groundwater The working efficiency in accordance with a ping will be increased.
Description
본 발명은 지하수를 지상으로 끌어 올리는 과정에서 이용되는 수중모터펌프에 관한 것으로, 특히 수중모터펌프의 작동과정에서 발생하는 회전체의 축추력을 최소화하여 펌핑력을 증대시킴과 더불어 수명을 연장시킬 수 있도록 된 수중모터펌프의 축추력 제거 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a submersible motor pump used in the process of raising groundwater to the ground, in particular to minimize the axial thrust force of the rotating body generated during the operation of the submersible motor pump to increase the pumping force and to extend the service life. The present invention relates to a device for removing axial thrust of an underwater motor pump.
일반적으로, 수중모터펌프는, 지하 암반의 깊숙한 곳에 고여 있는 지하수를 끌러 올려 고지대나 원거리로 공급하는 장치로서, 특히 심정용(深井用) 수중모터펌프는 수중모터의 작동과정에서 수중펌프에 의해 흡입되는 지하수를 송출관과 공급관을 이용하여 사용장소로 공급한다.In general, the submersible motor pump is a device that draws the groundwater accumulated deep in the underground rock and supplies it to the highlands or remote areas. Especially, the submersible submersible motor pump is sucked by the submersible pump during the operation of the submersible motor. Supply groundwater to the place of use by using discharge pipe and supply pipe.
즉, 도 1에서와 같이, 수중모터펌프(150)는, 지하에 굴착시공되는 우물(110)내의 지하수로 삽입되는 것으로서, 그 몸체상부측에 송출관(120)과 곡관(130)과 공급관(140)이 연속적으로 연결되며, 공급관(140)에 수압게이지(141)와 체크밸브 (142)와 개폐밸브(143)가 장착된다.That is, as shown in Figure 1, the submersible motor pump 150 is inserted into the groundwater in the well 110 to be excavated underground, the discharge pipe 120 and the curved pipe 130 and the supply pipe (top) 140 is continuously connected, the hydraulic pressure gauge 141, the check valve 142 and the on-off valve 143 is mounted on the supply pipe 140.
또한, 도 2에서와 같이, 수중모터펌프(150)는, 하우징(151)의 바닥에 구비되어 회전력을 발생시키는 모터부(A)와, 모터부(A)의 상부측에 구비되어 지하수의 이물질을 걸러주는 여과부(B) 및, 여과부(B)의 상부측에 결합되어 회전체(152)의 회전력을 통해 지하수를 펌핑하는 펌프부(C)로 구성되어 있다.In addition, as shown in FIG. 2, the submersible motor pump 150 is provided at the bottom of the housing 151 to generate a rotational force, and is provided at the upper side of the motor part A to provide foreign matter in the groundwater. The filter unit (B) for filtering the filter unit and the pump unit (C) coupled to the upper side of the filter unit (B) to pump groundwater through the rotational force of the rotating body 152.
따라서, 수중모터펌프(150)의 전원스위치를 "온"하면, 제어부(160)에서 수위조절봉(161,162)의 입력신호에 따라 모터부(A)로 작동신호를 출력하고, 모터부(A)에 의해 펌프부(C)의 회전체(152)가 회전되므로, 우물(110)내에 고여있던 지하수가 유로(153)를 따라 퍼올려지는 것이다.Therefore, when the power switch of the submersible motor pump 150 is "on", the control unit 160 outputs an operation signal to the motor unit A in accordance with the input signal of the water level adjusting rods 161 and 162, and the motor unit A By rotating the rotating body 152 of the pump portion (C), the groundwater accumulated in the well 110 is pumped along the flow path 153.
그런데, 수중모터펌프(150)는, 도 3에서와 같이, 회전체(152)에 작용하는 축추력 즉, 유로(153)의 흡입측과 토출측의 수압차로 인해 회전체(152)를 지지하는 트러스트베어링(154, 이하, 베어링이라 함)으로 하중이 집중되어 마모현상이 발생됨은 물론 모터펌프의 수명을 저하시키는 문제점이 있었다.However, the submersible motor pump 150, as shown in Fig. 3, the thrust supporting the rotor 152 due to the axial thrust acting on the rotor 152, that is, the hydraulic pressure difference between the suction side and the discharge side of the flow path 153. Bearings 154 (hereinafter, referred to as bearings) have a problem in that load is concentrated and wear occurs, and the life of the motor pump is reduced.
그리고, 수중모터펌프(150)의 회전체(152)에 작용되는 축추력으로 인해 회전축(155)과 회전체(152)의 윤활작용이 원활하게 이루어지지 않아 심한 소음이 발생될 뿐만 아니라, 회전체(152)의 회전이 불균일하여 유로(153)의 토출압력이 감소됨은 물론 펌핑효율이 저하되는 문제점이 있었다.Further, due to the axial thrust acting on the rotating body 152 of the submersible motor pump 150, the lubricating action of the rotating shaft 155 and the rotating body 152 is not smoothly performed, and severe noise is generated, as well as the rotating body. The rotation of 152 is uneven, so that the discharge pressure of the flow path 153 is reduced, as well as the pumping efficiency is lowered.
한편, 회전체(152)에 작용되는 축추력의 감소수단으로, 회전체(152)의 회전경로상에 다수개의 배면깃을 설치하는 배면깃 방식을 작용하여 수압을 분산시킬 수는 있으나, 이는 회전체(152)간의 설치간격이 벌어져 회전축(155)이 길어지므로 수중모터펌프(150)의 부피가 커지는 문제점이 있었다.On the other hand, as a means for reducing the axial thrust acting on the rotating body 152, it is possible to distribute the water pressure by acting a back feather method for installing a plurality of back flags on the rotation path of the rotating body 152, There is a problem that the volume of the submersible motor pump 150 because the installation interval between the whole 152 is widened and the rotating shaft 155 is long.
또한, 회전체(152)의 회전경로상에 밸런스링을 장착함과 더불어 밸런스홀을 형성하는 밸런스링 방식을 적용하여 수압을 분산시킬 수는 있으나, 이러한 밸런스링 방식도 역시 수중모터펌프(150)의 부피가 커지는 문제점이 있었다.In addition, although the balancing ring is mounted on the rotation path of the rotating body 152, a balancing method for forming a balance hole may be applied to distribute water pressure, but such a balancing method also includes an underwater motor pump 150. There was a problem that the bulky.
이에, 본 발명은 상기한 바와 같은 제문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 수중모터펌프의 전체길이를 증대시키지 않은 상태에서도 회전체의 축추력을 최소화하여 펌핑력을 증대시킴과 더불어 장치의 수명을 연장시킬 수 있도록 된 수중모터펌프의 축추력 제거 장치를 제공하는 데에 그 목적이 있다.Accordingly, the present invention has been made to solve the problems described above, while minimizing the axial thrust force of the rotor even without increasing the overall length of the submersible motor pump to increase the pumping force and the life of the device It is an object of the present invention to provide an apparatus for removing axial thrust of an underwater motor pump that can be extended.
상기한 바의 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 하우징의 바닥면에 구비되어 회전력을 발생시키는 모터부와, 모터부의 상부측에 구비되어 지하수의 이물질을 걸러 주는 여과부 및, 여과부의 상부측에 다단계로 보울팅되어 회전축에 의해 회전하는 회전체를 통해 지하수를 펌핑하는 펌프부로 이루어진 수중모터펌프에 있어서, 회전축의 상단부에 회전체의 회전과정에서 유로를 따라 상향하는 지하수의 토출경로를 변경시키는 추력제거부가 보울트로 결합된 것을 특징으로 한다.The present invention for achieving the object of the above is provided on the bottom surface of the housing for generating a rotational force, the upper side of the motor portion is provided with a filtering portion for filtering foreign matter of the groundwater, and the upper side of the filtering portion In the submersible motor pump consisting of a pump unit for pumping ground water through a rotating body rotated by a rotating shaft in a multi-stage, the thrust to change the discharge path of the ground water upward along the flow path during the rotation of the rotating body in the upper end of the rotating shaft The removal unit is characterized in that coupled to the bowl.
도 1은 일반적인 기술에 따른 수중모터펌프의 설치상태도,1 is an installation state of the submersible motor pump according to the general technology,
도 2는 종래 기술에 따른 수중모터펌프의 단면도,2 is a cross-sectional view of the submersible motor pump according to the prior art,
도 3은 종래 기술에 따른 수중모터펌프의 상단부를 도시한 부분확대도Figure 3 is a partially enlarged view showing the upper end of the submersible motor pump according to the prior art
도 4는 본 발명에 따른 수중모터펌프의 상단부를 도시한 부분확대도,Figure 4 is an enlarged partial view showing the upper end of the submersible motor pump according to the present invention,
도 5는 본 발명에 따른 수중모터펌프의 추력제거부의 일실시예,5 is an embodiment of the thrust removing unit of the submersible motor pump according to the present invention,
도 6은 본 발명에 따른 수중모터펌프의 추력제거부의 다른 실시예이다.6 is another embodiment of the thrust removing unit of the submersible motor pump according to the present invention.
* 도면 중 주요부분에 대한 부호의 설명 *Explanation of symbols on the main parts of the drawings
150 : 수중모터펌프 151 : 하우징150: submersible motor pump 151: housing
152 : 회전체 153 : 유로152: rotating body 153: flow path
154 : 베어링 155 : 회전축154: bearing 155: rotation axis
10 : 추력제거부 11 : 와류홈10: thrust removal unit 11: vortex groove
11a : 평면부 11b : 곡선부11a: flat part 11b: curved part
11c : 라운딩부 11d : 오목부11c: rounding part 11d: concave part
이하, 본 발명에 따른 실시예를 첨부된 예시도면을 참고로하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, an embodiment according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 4는 본 발명에 따른 수중모터펌프의 부분확대도이며, 도 5는 본 발명에 따른 수중모터펌프의 추력제거부를 도시한 확대도로서, 하우징(151)의 바닥면에 구비되어 회전력을 발생시키는 모터부(A)와, 모터부(A)의 상부측에 구비되어 지하수의 이물질을 걸러 주는 여과부(B), 여과부(B)의 상부측에 다단계로 보울팅되어 회전축(155)에 의해 회전하는 회전체(152)를 통해 지하수를 펌핑하는 펌프부(C)로 이루어진 수중모터펌프에 있어서, 회전축(155)의 상단부에, 회전체(152)의 회전과정에서 유로(153)를 따라 상향하는 지하수의 토출경로를 변경시키는 추력제거부(10)가 보울트 (20)를 통해 결합된 것을 특징으로 한다.Figure 4 is a partially enlarged view of the submersible motor pump according to the present invention, Figure 5 is an enlarged view showing the thrust removing portion of the submersible motor pump according to the present invention, which is provided on the bottom surface of the housing 151 to generate a rotational force The motor unit A, the filter unit B provided at the upper side of the motor unit A, and the upper side of the filter unit B, which filters foreign substances in the groundwater, are bowled in multiple stages by the rotating shaft 155. In the submersible motor pump consisting of a pump unit (C) for pumping groundwater through the rotating body 152, the upper end of the rotating shaft 155, along the flow path 153 during the rotation of the rotating body 152 The thrust removing unit 10 for changing the discharge path of the groundwater is characterized in that coupled through the bolt (20).
먼저, 본 발명의 구성요소 중 수중모터펌프(150)의 모터부(A)와 여과부(B)와 펌프부(C)는 종래 기술과 기능상 동일하므로 자세한 설명은 생략하기로 하고, 다만 펌프부(C)의 상단부에 장착되는 마감와셔(200, 도 3 참조)를 제거한 다음 추력제거부(10)를 장착하는 것에 차이점이 포함되어 있다.First, among the components of the present invention, the motor unit A, the filtration unit B, and the pump unit C of the submersible motor pump 150 are functionally the same as in the prior art, and thus the detailed description thereof will be omitted, but the pump unit The removal of the finish washer 200 (see FIG. 3) mounted to the upper end of (C) and then includes a difference in mounting the thrust removal unit 10.
그리고, 추력제거부(10)는, 도 5에서와 같이, 회전축(155)의 상단부에 고정되어 지하수의 흐름경로를 변경시키는 것으로서, 그 몸체중심부에 보울트(20)가 체결되는 보울트공(12)이 형성되며, 그 둘레면에 유로(153)를 따라 상향하는 지하수를 와류시키는 와류홈(11)이 오목하게 형성되어 있다.And, the thrust removing unit 10, as shown in Figure 5, is fixed to the upper end of the rotating shaft 155 to change the flow path of the groundwater, the bolt hole 12 is fastened to the bolt 20 to the center of the body Is formed, and a vortex groove 11 for vortexing groundwater upward along the flow path 153 is formed in a concave surface thereof.
또한, 와류홈(11)은, 그 천정면에 수평상태의 평면부(11a)가 형성됨과 더불어 그 내벽면에 유로(153)와 대응하는 곡률반경을 갖는 곡선부(11b)가 형성됨은 물론 천정면의 단부에 라운딩부(11c)가 형성되어 있다.In addition, the vortex groove 11 has a flat portion 11a in a horizontal state on its ceiling surface and a curved portion 11b having a radius of curvature corresponding to the flow path 153 on its inner wall surface. The rounding part 11c is formed in the front end part.
물론, 와류홈(11)의 평면부(11a)와 곡선부(11b)가 접하는 지점에, 즉 모서리부분에 도 6에서와 같은 오목부(11d)를 필요에 따라 형성하여, 곡선부(11b)에 의해 유입되어지는 지하수를 와류상태로 평면부(11a)로 유도하여 와류를 증대시키는 오목부(11d)가 형성되어 있다.Of course, at the point where the planar portion 11a and the curved portion 11b of the vortex groove 11 are in contact with each other, that is, the concave portion 11d as shown in Fig. 6 is formed as necessary at the corner portion, and the curved portion 11b is formed. The recessed part 11d which guides the groundwater which flows in by inflow to the flat part 11a in a vortex state, and increases vortex is formed.
이하, 본 발명에 따른 작용을 첨부된 예시도면을 참고로하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, described in detail with reference to the accompanying drawings illustrating the operation according to the present invention.
먼저, 수중모터펌프(150)를 구성하기 위해서는, 펌프부(C)의 상단부에 보울팅되어 있는 마감와셔(200, 도 3 참조)를 제거한 다음, 마감와셔(200)의 설치장소에 보울트(20)로 추력제거부(10)를 체결하여 고정시킨다.First, in order to configure the submersible motor pump 150, remove the finish washer (see Fig. 3) which is bowled on the upper end of the pump portion (C), then the bolt 20 in the installation place of the finish washer 200 Fasten the thrust removal unit 10 with).
이어서, 우물(110)에 수중모터펌프(150)와 송출관(120)과 곡관(130)과 공급관(140)이 연속적으로 연결된 지하수펌핑기구 삽입한 다음, 우물(110)의 내부공간으로 상하수위조절봉(161,162)을 삽입하여 지하수에 부유시킨다.Subsequently, the water pump 150, the discharge pipe 120, the curved pipe 130, and the supply pipe 140 are continuously connected to the well 110, and then the water and water forgery is introduced into the internal space of the well 110. Insert rods (161, 162) to float in the ground water.
만일, 우물(110)내의 지하수가 규정높이 이상으로 충만되어 수위조절봉(161)에 의해 감지되는 경우, 제어부(160)에서는 모터부(A)로 작동신호를 출력하므로, 모터부(A)의 회전축(155)에 의해 펌프부(C)가 회전되는 것이다.If the groundwater in the well 110 is filled above the prescribed height and sensed by the water level adjusting rod 161, the control unit 160 outputs an operation signal to the motor unit A, so that the motor unit A The pump unit C is rotated by the rotation shaft 155.
이때, 회전축(155)에 장착되어 있는 회전체(152)가 베어링(154)를 지지점을 회전하고 있는 상태이므로, 여과부(B)에 의해 이물질이 걸러진 지하수가 유로(153)를 따라 관체(120,130,140)을 통해 사용개소로 공급되는 것이다.At this time, since the rotating body 152 mounted on the rotating shaft 155 is rotating the support point for the bearing 154, the groundwater filtered out of the foreign matter by the filtering part B along the flow path 153 is a pipe body 120, 130, 140. It is supplied to the point of use through).
물론, 공급관(140)에 구비된 개폐밸브(143)의 개방에 의해 사용개소로 공급되는 지하수는 수압게이지(141)에 의해 압력이 측정됨과 더불어 체크밸브(142)에 의해 역류가 방지된 상태에서 사용개소로 공급되는 것이다.Of course, the groundwater supplied to the use location by opening and closing the valve 143 provided in the supply pipe 140 is measured by the pressure gauge 141 and in the state in which backflow is prevented by the check valve 142. It is supplied to the place of use.
한편, 펌프부(C)의 작동과정에서 유로(153)를 따라 상향하는 지하수는 추력제거부(10)의 둘레면에 형성된 와류홈(11)의 곡선부(11b)와 평면부(11a)와 라운딩부(11c)를 연속적으로 경유하면서 송출관(120)으로 공급되는 것이다.On the other hand, the ground water upward along the flow path 153 during the operation of the pump portion (C) is the curved portion 11b and the flat portion 11a of the vortex groove 11 formed on the circumferential surface of the thrust removing portion 10 and It is supplied to the delivery pipe 120 while continuously passing through the rounding part 11c.
이때, 펌프부(C)의 상단부 즉, 추력제거부(10)를 통과하는 지하수가 와류홈 (11)에 의해 와류되면서 송출관(120)으로 공급되므로, 예컨대 회전체(152)에 작용되는 축추력과 반대방향으로 상쇄력이 가해지는 것이다.At this time, because the ground water passing through the upper end of the pump portion (C), that is, the thrust removing unit 10 is vortexed by the vortex groove 11 is supplied to the delivery pipe 120, for example, the shaft acting on the rotating body 152 Offset force is applied in the opposite direction to the thrust.
즉, 추력제거부(10)에 의해 발생되는 와류현상에 의해, 회전체(152)의 흡입측과 토출측의 수압차가 상쇄되므로, 회전체(152)의 축추력이 최소화됨은 물론 모터부(A)에 구비된 회전체(미도시)의 축추력도 역시 최소화되는 것이다.That is, the hydraulic pressure difference between the suction side and the discharge side of the rotating body 152 is canceled by the vortex phenomena generated by the thrust removing unit 10, so that the axial thrust of the rotating body 152 is minimized, as well as the motor portion A. Axial thrust of the rotating body (not shown) provided in is also minimized.
물론, 추력제거부(10)와 와류홈(11)의 단면적과 높이 및 형상은 수중모터펌프(150)의 용량에 따라 설계변경하여 제작할 수 있음은 당연하다.Of course, the cross-sectional area, height and shape of the thrust removing unit 10 and the vortex groove 11 can be manufactured by changing the design according to the capacity of the underwater motor pump 150.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 수중모터펌프의 축추력 제거 장치에 의하면, 수중모터펌프의 회전체에 작용되는 축추력과 반대방향으로 와류에 의한 상쇄력이 작용되므로, 펌프부의 회전체와 모터부의 회전체를 지지하는 베어링에 과다한 하중이 부가되는 것이 방지되어 마모가 감소됨은 물론 수명이 연장될 뿐만 아니라, 회전체의 회전과정에서 발생되는 진동 및 소음이 최소화되어 지하수의 펌핑에 따른 작업효율이 증대되는 효과가 있는 것이다.As described above, according to the axial thrust removal device of the submersible motor pump according to the present invention, since the offset force by the vortex is applied in the opposite direction to the axial thrust acting on the rotating body of the submersible motor pump, the rotating body and the motor of the pump portion Excessive load is prevented from being applied to the bearing supporting the negative rotor, which not only reduces wear, but also prolongs the service life, and minimizes vibration and noise generated during the rotation of the rotor to minimize the work efficiency due to the pumping of groundwater. The effect is to increase.
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| Publication number | Publication date |
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| KR20030072450A (en) | 2003-09-15 |
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