KR100469683B1

KR100469683B1 - 케미칼 프로세스 펌프

Info

Publication number: KR100469683B1
Application number: KR10-2002-0078450A
Authority: KR
Inventors: 이수재
Original assignee: (주) 에스엠씨
Priority date: 2002-12-10
Filing date: 2002-12-10
Publication date: 2005-02-02
Also published as: KR20040050593A

Abstract

본 발명은 화학물질의 누출방향과 반대방향으로 공기를 압송하여 임펠러 회전축과 펌프하우징의 연결 간극을 통해 화학물질 기체가 외부로 누출되는 것을 효과적으로 방지할 수 있으며, 회전축과 펌프하우징의 연결부에 설치된 팩킹이 마모되지 않는 구조로 이루어져 팩킹의 마모에 따른 화학물질의 누출을 방지할 수 있고 저렴한 재질의 팩킹을 사용할 수 있도록 된 새로운 구조의 케미칼 프로세스 펌프에 관한 것이다.

본 발명에 따르면, 소정 위치에 흡입구(211) 및 토출구(212)가 구비되고 흡입구(211)와 대향되는 위치에는 삽입공(216)이 형성된 펌프하우징(210)과, 이 펌프하우징(210)의 내부에 상기 삽입공(216)를 통해 삽입 설치된 회전축(220)과, 이 회전축(220)의 펌프하우징(210) 내측 부분에 결합되며 그 회전에 따라 액상의 화학물질을 상기 흡입구(211)를 통해 흡입하여 토출구(212)를 통해 외부로 압송하는 임펠러(225)와, 상기 회전축(220)의 축방향 일측에 연결 설치되어 상기 임펠러(225)를 회전시키는 구동모터(240)와, 상기 펌프하우징(210)의 삽입공(216) 일측에 설치되어 화학물질의 누출을 차단하는 팩킹(251)을 포함하는 케미칼 프로세스 펌프에 있어서, 상기 펌프하우징(210)의 삽입공(216)과 근접하도록 상기 회전축(220)에 장착되며, 상기 임펠러(225)와 동시에 회전되면서 상기 삽입공(216)을 통해 펌프하우징(210) 내측으로 공기를 압송하는 팬(226)을 더 포함하는 케미칼 프로세스 펌프가 제공된다.

Description

케미칼 프로세스 펌프 {A chemical process pump}

본 발명은 케미칼 프로세스 펌프에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 화학물질의 누출방향과 반대방향으로 공기를 압송하여 임펠러 회전축과 펌프하우징의 연결 간극을 통해 화학물질 기체가 외부로 누출되는 것을 효과적으로 방지할 수 있으며, 회전축과 펌프하우징의 연결부에 설치된 팩킹이 마모되지 않는 구조로 이루어져 팩킹의 마모에 따른 화학물질의 누출을 방지할 수 있고 저렴한 재질의 팩킹을 사용할 수 있도록 된 새로운 구조의 케미칼 프로세스 펌프에 관한 것이다.

일반적으로, 케미칼 프로세스 펌프는 액상의 화학물질을 이송하기 위해 화학물질의 저장조 등에 설치되는 것으로, 도 1에 도시된 바와 같이 통상 자흡식의 원심펌프로 이루어진다.

도 1에 도시된 바와 같이, 종래의 케미칼 프로세스 펌프는 저부에 흡입구(111) 및 토출구(112)가 형성된 펌프하우징(110)의 내측 중심부에 임펠러(121)가 결합된 회전축(122)을 회전 가능하게 설치하고, 이 펌프하우징(110)의 상부에는 상기 회전축(122)을 회전시키는 구동모터(130)를 설치하여 이루어지며, 저장조 등에 담겨진 소정의 액상 화학물질에 상기 흡입구(111)가 연결되도록 설치하여 구동모터(130)의 작동에 의해 펌핑동작하도록 구성된다. 또한, 상기 펌프하우징(110)의 내부에는 이송되는 화학물질이 일부 기화되어 잔류하게 되므로, 이러한 이송물 기체가 상기 회전축(122)이 삽입되는 삽입공(113)을 통해 누출되는 것을 방지하기 위한 팩킹(141)이 설치된다.

그러나, 종래의 케미칼 프로세스 펌프는 상기 임펠러(121)의 회전을 위해 회전축(122)과 팩킹(141), 팩킹(141)과 삽입공(113) 사이에 간극이 형성될 수밖에 없는 구조로 이루어졌기 때문에, 이 간극을 통해 펌프하우징(110) 내부의 화학물질 기체가 외부로 누출되어 구동모터(130)가 부식되고 인체의 안전에도 악영향을 미치는 문제점이 있었다. 더욱이, 펌프가 작동되는 동안에 상기 팩킹(141)이 회전축(122) 및 펌프하우징(110)과 계속적으로 마찰되어 마모되기 때문에, 사용 시간이 경과됨에 따라 팩킹(141) 내외측의 간극이 점점 더 커지게 되어 화학물질 기체의 누출이 더욱 심하게 되는 문제점이 있었다.

또한, 종래의 케미칼 프로세스 펌프는 팩킹(141)의 마모속도를 늦추기 위해 상대적으로 내열성 및 내구성이 높은 세라믹소재 팩킹(141)을 사용하였으나, 이러한 세라믹 팩킹(141)은 가격이 고가일 뿐 아니라 펌프 작동시의 회전축(122)과의 마찰에 의한 마모를 완전히 피할 수는 없기 때문에 잦은 교체가 필요하게 되어 펌프의 유지보수에 비용이 많이 소요되는 문제점이 있었다.

본 발명은 전술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 회전축이 삽입되는 펌프하우징의 삽입공을 통해 펌프하우징의 내측을 향하는 강한 압력의 공기 흐름을 발생시켜 펌프하우징 내부의 화학물질 기체가 누출되는 것을 효과적으로 방지할 수 있으며, 임펠러가 작동될 때 팩킹에 마찰력이 가해지지 않도록 하여 팩킹의 마모에 의한 화학물질의 누출을 방지하고 저렴한 재질의 팩킹을 사용할 수 있도록 된 새로운 구조의 케미칼 프로세스 펌프를 제공하는 것이다.

도 1은 종래의 케미칼 프로세스 펌프의 단면도

도 2는 본 발명에 따른 케미칼 프로세스 펌프의 일실시예 구성을 도시한 단면도

도 3a는 도 2의 B부분의 상세도

도 3b는 도 3a의 평단면도

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

210 : 펌프하우징 220 : 회전축

221 : 보호관체 225 : 임펠러

226 : 팬 228 : 실링캡

229 : 고정캡 230 : 연결하우징

240 : 구동모터 251 : 팩킹

253 : 마모방지재 275 : 오링

본 고안의 다른 특징에 따르면, 상기 팩킹(251)의 일측에는 반경방향으로 휘어질 수 있도록 얇게 형성된 차단부(251a)가 연장형성되고, 이 차단부(251a)에는 소정 중량의 웨이트(252)가 부착되어, 회전에 따른 원심력 및 팬(226)의 이송압력에 의해 상기 차단부(251a)가 휘어지면서 상기 삽입공(216)을 개폐시키도록 된 것을 특징으로 하는 케미칼 프로세스 펌프가 제공된다.

상술한 목적, 특징들 및 장점은 첨부된 도면과 관련한 다음의 상세한 설명을 통하여 보다 분명해 질 것이다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 일실시예를 상세히 설명한다.

도 2는 본 발명에 따른 케미칼 프로세스 펌프의 일실시예 구성을 도시한 측단면도이고, 도 3a는 도 2의 B부분을 도시한 상세도이며, 도 3b는 도 3a의 평단면도이다.

도시된 바와 같이, 본 발명의 케미칼 프로세스 펌프는 저면에는 흡입구(211)가 형성되고 그 하측 외주면에는 배출관로(213)가 연결되는 토출구(212)가 형성되며 그 상부에는 중심측을 향하는 삽입공(216)이 형성된 펌프하우징(210)과, 상기 삽입공(216)을 통해 삽입되어 펌프하우징(210)의 중심부에 회전 가능하게 설치된 회전축(220)과, 이 회전축(220)의 하측단에 장착된 임펠러(225)와, 상기 펌프하우징(210)의 상부에 결합된 연결하우징(230)과, 이 연결하우징(230)의 상단에 장착되며 그 구동축(241)이 상기 회전축(220)에 연결되어 임펠러(225)를 회전시키는 구동모터(240)와, 상기 삽입공(216)의 상부에 설치되어 이송되는 화학물질 기체의 누출을 방지하는 누출방지수단으로 구성된다.

본 실시예에서, 상기 임펠러(225)는 펌프하우징(210) 내부의 화학물질에 의한 부식을 방지할 수 있도록 폴리프로필렌 등의 비부식성 합성수지재질로 이루어지며, 상기 임펠러(225)의 상면 중심부에는 회전축(220)이 삽입 결합되는 삽입구(221b)가 형성된 보호관체(221)가 일체로 상향 연장 형성되어 상기 회전축(220)의 펌프하우징(210) 내측에 배치된 부분을 감싸 밀봉하도록 구성된다.

상기 누출방지수단은, 상기 삽입공(216) 상부의 회전축(220) 외주면에 밀착 설치된 팩킹(251)과, 흑연 재질로 이루어지며 그 저면에 상기 팩킹(251)의 상단부가 접촉되도록 설치된 링형 마모방지재(253)와, 이 마모방지재(253)의 외주부에 설치된 오링(275)과, 상기 마모방지재(253)의 상면에 밀착되도록 고정 설치된 팩킹고정판(254)과, 이 팩킹고정판(254)의 상부에 설치되어 상기 연결하우징(230)으로부터 펌프하우징(210) 방향으로 공기를 압송하는 팬(226)으로 구성되며, 상기 팩킹(251)은 그 상부에 반경방향 외측으로 연장되어 상하방향 변형 가능하도록 얇게 형성된 차단부(251a)가 형성된 유연한 고무 또는 합성수지재질의 환형부재로 이루어지며, 이 팩킹(251)의 차단부(251a)에는 소정 중량의 웨이트(252)가 부착되고, 상기 마모방지재(253)와 회전축(220)의 외주면 사이에는 통로(A)가 형성된다.

이에 따라, 상기 임펠러(225)의 작동을 위해 구동모터(240)가 구동되어 상기 회전축(220)이 회전되면 상기 웨이트(252)에 작용되는 원심력에 의해 상기 차단부(251a)가 반경방향 외측으로 펼쳐지고, 상기 통로(A)를 통해 펌프하우징(210)의 내부가 상기 연결하우징(230)의 내부와 연통되어 상기 팬(226)에 의한 공기의 압송이 이루어지도록 구성된다.

상기 회전축(220) 상단의 팬(226)이 결합되는 부분에는 외주면을 따라 요홈(220a)이 형성되고, 상기 보호관체(221)의 내주면에는 이 회전축(220)의 요홈(220a)에 맞물리는 돌기(221d)가 형성되며, 보호관체(221)에 삽입된 회전축(220)의 하단부에는 키(282)가 결합되어 상기 임펠러(225)와 회전축(220)이 정확한 결합 위치를 유지하도록 구성된다. 또한, 상기 보호관체(221)의 상단부에는 회전축(220)의 삽입이 용이하도록 복수의 수직방향 슬릿(221c)이 형성되며, 이 슬릿(221c)을 통한 회전축(220)의 노출을 방지하고 회전축(220)이 삽입되는 삽입구(221b)를 차단하여 밀폐시킬 수 있도록 보호관체(221)의 상단부에는 고무재질의 실링캡(228)이 씌움 결합되며, 이 실링캡(228)의 상부에는 실링캡(228)을 고정하는 고정캡(229)이 결합된다. 상기 고정캡(229)은 그 상면이 구동모터(240)의 하우징에 인접되도록 설치된 것으로, 그 저면이 상기 보호관체(221)의 단면보다 넓게 형성되어 펌프의 분해시에 구동모터(240) 내부로 화학물질이 유입되는 것을 방지한다.

상기 팬(226)은 그 양측이 절단되어 두 개의 몸체부(226')로 나뉘어진 구조로 이루어지며, 양측 절단부(226a, 226b)는 볼트(291) 및 너트(292)를 매개로 연결되어 볼트(291)의 회전에 따라 서로 밀착되거나 이격되면서 상기 실링캡(228)을 통해 보호관체(221)를 회전축(220)의 외주면에 가압 밀착시키도록 구성된다. 또한, 이 팬(226)의 내주면에는 상기 실링캡(228)을 통해 보호관체(221)의 요홈(221e)에 맞물리는 돌기(226c)가 형성되어 보호관체(221)에 대한 팬(226)의 결합위치가 유지될 수 있게 된다.

상기와 같이 구성된 본 발명의 케미칼 프로세스 펌프의 작동을 살펴보면 다음과 같다.

상기 구동모터(240)가 정지상태일 때에는 상기 팩킹(251)의 차단부(251a)가 마모방지재(253)의 저면에 밀착된 상태를 유지하여 상기 통로(A)를 차단하게 되므로, 펌프하우징(210) 내부에 잔류하는 화학물질 기체가 외부로 누출되지 않는다.

이 상태에서 화학물질의 이송을 위해 상기 구동모터(240)가 구동되어 상기 회전축(220)이 소정 속도 이상으로 회전되면, 상기 웨이트(252)에 가해지는 원심력에 의해 상기 차단부(251a)가 반경방향 외측으로 펼쳐지면서 하측으로 구부러져 마모방지재(253)의 저면으로부터 떨어지게 되며, 이에 따라 상기 통로(A)가 개방되어 펌프하우징(210)의 내부와 연결하우징(230)의 내부가 소통된다. 이와 동시에, 상기 회전축(220)에 장착된 팬(226)이 임펠러(225)와 동시에 회전되면서 하향하는 방향으로 공기를 압송하게 되며, 이 공기압이 상기 통로(A)를 통해 펌프하우징(210) 내부로 전달되어 화학물질 기체의 누출이 방지된다.

따라서, 본 발명의 케미칼 프로세스 펌프는, 팩킹 내외측의 간극을 통해 펌프하우징의 외부로 화학물질 기체가 누출될 수밖에 없는 종래의 펌프와는 달리, 비작동상태일 때에는 팩킹(251)의 차단부(251a)에 의해 상기 통로(A)가 밀폐되고, 작동상태일 때에는 팬(226)에 의해 형성된 공기의 압력이 개방된 통로(A)를 통해 펌프하우징(210) 내측으로 작용되므로, 화학물질의 누출을 효과적으로 방지할 수 있는 장점이 있다.

그리고, 상기 회전축(220)이 회전되기 시작하는 짧은 시간 동안에만 상기 팩킹(251)의 차단부(251a)가 마모방지재(253)와 접촉되어 마찰될 뿐, 회전축(220)이 고속으로 회전될수록 상기 차단부(251a)가 마모방지재(253)로부터 이격되어 상기 팩킹(251)에 마찰되는 부분이 없어지게 되므로, 팩킹(251)의 마모에 의한 손상 및 이로 인한 화학물 기체의 누출이 방지되는 장점이 있다. 또한, 고속회전되는 회전축과의 마찰에 견딜 수 있도록 세라믹 소재 등으로 이루어진 고가의 팩킹이 요구되었던 종래의 펌프와는 달리, 상기 팩킹(251)에 마찰력이 거의 가해지지 않게 되므로, 고무나 합성수지 등의 저렴한 소재로 된 팩킹(251)을 사용할 수 있게 되고, 그 교체주기도 현저하게 길어지게 되므로, 유지보수에 있어서도 간편하고 경제적인 장점이 있다.

이상에서와 같이 본 발명에 의하면, 회전축(220)이 삽입되는 펌프하우징(210)의 삽입공(216)을 통해 펌프하우징(210) 내측으로 공기를 압송할 수 있도록 구성함으로써, 화학물질 기체가 삽입공(216)을 통해 외부로 누출되는 것을 효과적으로 방지하여 화학물질에 의한 구동모터(240)의 부식 및 인체의 피해를 방지할 수 있으며, 임펠러 회전축(220)이 회전되어도 팩킹(251)에는 마찰이 발생되지 않도록 구성함으로써, 팩킹(251)의 마모에 따른 화학물질의 누출을 방지하고 저렴한 소재의 팩킹(251)을 장시간 사용할 수 있도록 된 새로운 구조의 케미칼 프로세스 펌프를 제공할 수 있다.

Claims

소정 위치에 흡입구(211) 및 토출구(212)가 구비되고 흡입구(211)와 대향되는 위치에는 삽입공(216)이 형성된 펌프하우징(210)과, 이 펌프하우징(210)의 내부에 상기 삽입공(216)를 통해 삽입 설치된 회전축(220)과, 이 회전축(220)의 펌프하우징(210) 내측 부분에 결합되며 그 회전에 따라 액상의 화학물질을 상기 흡입구(211)를 통해 흡입하여 토출구(212)를 통해 외부로 압송하는 임펠러(225)와, 상기 회전축(220)의 축방향 일측에 연결 설치되어 상기 임펠러(225)를 회전시키는 구동모터(240)와, 상기 펌프하우징(210)의 삽입공(216) 일측에 설치되어 화학물질의 누출을 차단하는 팩킹(251)을 포함하는 케미칼 프로세스 펌프에 있어서, 상기 펌프하우징(210)의 삽입공(216)과 근접하도록 상기 회전축(220)에 장착되며, 상기 임펠러(225)와 동시에 회전되면서 상기 삽입공(216)을 통해 펌프하우징(210) 내측으로 공기를 압송하는 팬(226)을 더 포함하는 케미칼 프로세스 펌프.
제1항에 있어서, 상기 팩킹(251)의 일측에는 반경방향으로 휘어질 수 있도록 얇게 형성된 차단부(251a)가 연장형성되고, 이 차단부(251a)에는 소정 중량의 웨이트(252)가 부착되어, 회전에 따른 원심력 및 팬(226)의 이송압력에 의해 상기 차단부(251a)가 휘어지면서 상기 삽입공(216)을 개폐시키도록 된 것을 특징으로 하는 케미칼 프로세스 펌프.