KR101040481B1 - 다축 연결형 수직펌프의 축 정렬상태 측정 시스템 - Google Patents

다축 연결형 수직펌프의 축 정렬상태 측정 시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명은 다축 연결형 수직펌프의 축 정렬상태 측정 시스템에 관한 것으로서, 상호 동축상에 연결되어지는 각 축 상호간에 정렬 상태가 신속하게 측정되어질 수 있도록 하여 수직펌프의 정비효율을 향상시키기 위한 것이다.
이를 실현하기 위한 본 발명은, 제1샤프트축(1)과 제2샤프트축(2)이 동축상에 커플링(10)으로 상호 연결되어져 있는 다축 연결형 수직펌프에 있어서, 커플링(10) 상부의 제1샤프트축(1)에 고정 설치되는 원통형 클램프(20)와; 원통형 클램프(20)를 따라 회동 가능하게 결합되어진 복수의 회동지그(30)와; 복수의 회동지그(30)를 상호 일정 간격으로 지지하기 위해 하부에서 연결되어진 하부 지지링(31)과; 상기 회동지그(30)의 회동을 안내하기 위해 원통형 클램프(20) 상면 및 하면에 각각 형성되어진 안내레일(21)과; 회동지그(30)의 상부에 작착되어 지그의 수평상태를 확인하기 위한 수평계(32)와; 회동지그(30)의 하부에 구성되어 제2샤프트축(2)과의 거리 변화를 측정하기 위한 거리측정센서(33)와; 거리측정센서(33) 및 수평계(32)에서 측정되어진 데이터가 유/무선으로 전달되어져 디스플레이 되어지는 데이터 모니터링부(40);를 포함하는 구성을 이룸을 특징으로 한다.
수직펌프, 다축, 연결, 정렬, 시스템, 측정, 센서, 무선, 블루투스

Description

다축 연결형 수직펌프의 축 정렬상태 측정 시스템{A SHAFT ALIGN SYSTEM FOR VERTICAL PUMP}
본 발명은 수직 펌프의 다축 정렬상태 측정 시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 다수의 축이 동축상에 연결되어진 수직펌프의 각 축 정렬상태 정보를 용이하게 확인이 가능한 시스템에 관한 것이다.
일반적으로, 고하중 대형 수직펌프의 축정렬은 수평펌프와 달리 축정열하는 방법이 단순하지 않는 바, 모터축을 쉽게 터닝 시킬 수 없어 축 커플링을 분리한 상태에서 모터축을 강제로 돌려서 축정렬 작업을 수행하도록 되어 있다.
즉, 대형 수직 다축 중간커플링 조립의 경우, 개별 축 밴딩(Bending)은 확인 가능하나 두축을 연결 조립을 위한 커플링과 커플링 결합 시 동심(진진도) 상태를 확인하지 않고 설치하여 진동의 근원이 되고 있다.
이는 결과적으로 장축 밴딩 효과를 유발시켜 베어링마다 편 마모 및 고 진동으로 인해 해수가 불안정한 겨울철(토사유입)에 집중 정비가 이어지고 있다.
한편, 종래에는 기준축에 레이저 장비를 설치하고 목표(target) 고정점을 축에 묶거나 마그네틱을 부착하여 오 정렬을 측정하는 수평축 정렬장비가 사용되고 있으나, 이러한 종래 정렬장비 사용을 위해서는 반드시 축을 회전시켜야 하는 단점이 있었다.
또한, 해수 순환 수직펌프(입축펌프)는 지역적인 특성으로 조수 간만의 차가 심하여 보통 2~4개축(길이 20m 내외)이 장착되며, 전체 축 조립시 확인을 위한 측정접근이 쉽게 요구되나 재질이 비자성체 이므로 측정장비를 부착시키기가 어려운 문제점이 있었다.
본 발명은 상기한 종래 기술에서의 문제점을 개선하기 위해 제안된 것으로서, 수직형 펌프의 점검시 다축 정렬이 동축상에 이루어졌는지 여부를 용이하게 확인할 수 있는 시스템을 제공함으로서 다축 오정렬에 따른 문제점 발생을 방지토록 하는데 목적이 있다.
상기 목적을 이루기 위한 본 발명은, 제1샤프트축과 제2샤프트축이 동축상에 커플링으로 상호 연결되어져 있는 다축 연결형 수직펌프에 있어서, 상기 커플링 상부의 제1샤프트축에 고정 설치되는 원통형 클램프와; 상기 원통형 클램프를 따라 회동 가능하게 결합되어진 복수의 회동지그와; 상기 복수의 회동지그를 상호 일정 간격으로 지지하기 위해 연결되어진 지지링과; 상기 회동지그의 회동을 안내하기 위해 원통형 클램프 상면 및 하면에 각각 형성되어진 안내레일과; 상기 회동지그의 상부에 구성되어 수평상태를 확인하기 위한 수평계와; 상기 회동지그의 하부에 구성되어 제2샤프트축과의 거리 변화를 측정하기 위한 레이져센서와; 상기 레이져센서 및 수평계에서 측정되어진 데이터가 유/무선으로 전달되어져 디스플레이 되어지는 데이터 모니터링부;를 포함하는 구성을 이룸을 특징으로 한다.
이러한 본 발명은, 상호 동축상에 연결되어지는 각 축 상호간에 정렬 상태가 신속하게 측정되어질 수 있게 되어 수직펌프의 정비효율을 향상시키는 효과를 나타 낸다.
특히, 측정센서가 장착되어져 있는 회동지그가 상부축을 기준축으로 하여 회전되어지면서, 하부축의 피드백 정보를 수신받아 무선으로 모니터링부에 저장되도록 함으로서 현재의 축 정렬상태를 용이하게 확인할 수 있게 된다.
또한, 이와 같은 측정장비의 신속하고 용이한 탈장착이 이루어질 수 있게 됨으로 다축의 각 축 연결부위에 대한 측정작업이 용이하게 이루어질 수 있게 되는 이점을 나타된다.
또한, 설비의 정비시간이 절약됨으로, 정비작업에 소요되는 비용을 절감시킬 수 있게 된다.
이하, 본 발명의 구체적인 실시 예를 첨부 도면을 참조하여 상세히 살펴보기로 한다.
도 1은 본 발명 측정시스템의 분리 사시도이고, 도 2는 도 1의 A부 확대도이며, 도 3은 본 발명 측정시스템의 설치상태 사시도이고, 도 4는 본 발명 측정시스템의 설치상태 측면도이며, 도 5는 도 4의 B부 상세 단면도이고, 도 6은 본 발명 측정시스템의 설치상태 평면도를 각각 나타낸다.
먼저, 본 실시예에 따른 다축 정렬 시스템의 특징적인 기술구성을 살펴보면, 상호 커플링(10)에 의해 동축상에 연결되어져 있는 제1샤프트축(1)과 제2샤프트축(2)중 제1샤프트축(1)에는 원통형 클램프(20)가 결합 설치되어지고, 원통형 클램프(20)에는 쌍을 이루는 2개의 회동지그(30)가 대칭형태로 양측에 각각 구성되어지 게 된다.
특히, 원통형 클램프(20)는 반원형태를 이루는 2개의 쌍이 체결되어 원통형태를 이루게 되는 것으로, 양측에는 각각 복수개의 체결공(22)이 형성되어져 있어 체결볼트(23)가 수평방향으로 체결되어짐에 따른 상호간 결합이 이루어지게 되며, 상면과 하면에는 각각 안내레일(21)이 형성되어져 있다.
또한, 회동지그(30)에는 원통형 클램프(20)를 따라 회전되어질 수 있도록 가이드블럭(34)이 상단과 중단에 각각 구성되어져 있는데, 각각의 가이드블럭(34,34')에는 상기 안내레일(21)과 대향되는 면에 볼베어링(35)이 구비되어져 있어 안내레일(21)을 따라 유동이 가능하도록 하였으며, 특히 상부에 위치한 가이드블럭(34)의 높이 조절을 위한 높이조절볼트(36)가 구성되어져 있다. 이때, 안내레일(21)은 도 5에서와 같이 볼베어링(35)이 안착되어질 수 있도록 일정깊이의 홈 형태로 구비됨이 바람직 하다. 또한 높이조절볼트(36)는 회동지그(30) 본체와 나사치합이 이루어져 회전에 따른 승강이 이루어질 수 있도록 하였으며, 상부 가이드블럭(34)과는 회동이 자유로운 상태로 하단부에서 결합이 이루어짐으로서, 높이조절볼트(36)가 회전되어지더라도 상부 가이드블럭(34)은 회동되지 않도록 구성함이 바람직하다.
그리고, 회동지그(30)의 상부에는 수평상태 측정을 위한 수평계(32)가 장착되며, 하부에는 하부축인 제2샤프트축(2)과의 거리를 측정하기 위한 거리측정센서(33)가 장착되어지게 된다.
본 발명에서의 거리측정센서(33)는 고정밀의 레이져 센서로서, 발광부와 수 광부가 일체로 구비되어져 있어 360도 회전이 이루어짐과 동시에 제2샤프트축(2)에서 반사된 측정값을 통해 거리를 환산하여 측정치의 변화를 통해 축의 편심상태를 확인할 수 있게 된다.
또한, 회동지그(30)의 하부에는 회동시 흔들림을 방지하기 위한 하부지지링(31)이 커플링(10)을 감싸는 형태로 장착되어지게 되는데, 도 1의 분해도와 같이 반원형태로 쌍을 이루는 2개가 상호 고정피스에 의해 회동지그(30) 양측에 각각 결합되어지도록 함이 바람직하다.
그리고, 수평계(32)와 거리측정센서(33)로 부터 측정되어진 데이터는 유,무선으로 연결되어진 데이타 모니터링부(40)로 송신되어 측정치 변화가 확인되어질 수 있도록 하였다.
상기 데이터 모니터링부(40)는 측정된 데이타의 분석을 통해 현재 축 정렬상태가 수치 및 그래프 형태로 디스플레이 되어질 수 있게 됨으로, 이를 참고하여 최종 축 정렬 작업시 정비 신뢰성이 증대되어질 수 있게 된다.
이와 같은 구성을 이루는 본 발명 축 정렬상태 측정 시스템을 이용한 측정 과정을 살펴보기로 한다.
제1샤프트축(1)과 제2샤프트축(2)이 커플링(10)에 의해 연결되어져 있는 상태에서, 제2샤프트축(2)의 정렬상태 측정을 위해서 먼저, 기준축이 되는 제1샤프트축(1)에 원통형 클램프(20)를 장착시킨 후, 원통형 클램프(20)에 수평계(32)와 거리측정센서(33)가 설치되어져 있는 2개의 회동지그(30)를 양측에 대칭형태로 설치하게 된다.
즉, 분리되어져 있는 원통형 클램프(20)를 체결볼트(23)를 이용하여 제1샤프트축(1)에 결합시킨 후, 양측에 회동지그(30)를 위치시킨 상태에서 작업자가 높이조절볼트(36)를 돌려서 상부 가이드블럭(34)을 서서히 하강시킴으로서 안내레일(21) 면에 회동지그(30)가 회동가능한 지지상태를 이루도록 하게 된다.
이와 같이 하면 회동지그(30)는 기준축인 제1샤프트축(1)에 결합되어지는 반면, 회동지그(30)의 하단부에 설치된 거리측정센서(33)는 측정타겟이 되는 제2샤프트축(2)과 대향 설치된 상태를 이루게 된다.
이때, 쌍을 이루는 회동지그(30)가 대칭 형태를 유지하며 회동되어질 수 있도록 하부에는 커플링(10) 주변을 감싸는 형태로 하부 지지링(31)을 별도로 장착시킴이 바람직 하다.
이와 같이 장착이 이루어진 상태에서 수평계(32)를 통해 회동지그(30)의 수평이 유지되는지 여부를 확인하는 가운데 작업자가 회동지그(30)를 서서히 회동시키면 하단부의 거리측정센서(33)가 제2샤프트축(2)과의 거리 변화를 측정함으로서 편차 변화를 확인하게 된다.
따라서, 작업자는 데이타 모니터링부(40)를 통해 측정값의 변화량을 확인하여 제1샤프트축(1)과 제2샤프트축(2)의 정렬작업을 실시할 수 있게 된다.
특히, 데이타 모니터링부(40)에서는 획득된 데이터가 내장 운영프로그램에 의해 그래프 형태로의 표시 및 수치비교를 통해 수치분석이 가능하게 되며, 이러한 각종 검출상황을 화면에 디스플레이 및 프린트 출력하여 작업자에게 실시간으로 알려주게 된다.
이와 같이 각각의 다축 연결부위에 본 발명의 측정시스템을 탈부착 방식으로 실시함으로서, 수직펌프의 각 축간 수직정렬상태를 용이하게 확인할 수 있게 됨을 알 수 있다.
그리고, 상기에서 본 발명의 특정한 실시 예가 설명 및 도시되었지만 본 발명의 다축 정렬 측정시스템이 당업자에 의해 다양하게 변형되어 실시될 수 있음은 자명한 일이다.
예를 들면, 수평계(32) 및 거리측정센서(33)로 부터 데이타 모니터링부(40)로의 데이타 송신이 이루어짐에 있어, 발전소는 현장의 특성상 다수의 신호 측정용 콘넥터 케이블을 만들어 층간을 가로질러 설치하는 일이 번거롭고 설치비용이 증가되어지게 된다.
따라서, 블루투스(Bluetooth) 통신 방식을 사용함이 바람직 한데, 다수의 측정센서를 동시에 사용하는 경우에는 다수의 호스트를 엮어서 처리할 경우 최대 28개의 슬레이브를 동시에 접속할 수 있게 된다.
따라서, 이와 같은 변형된 실시예들은 본 발명의 기술적 사상이나 범위로부터 개별적으로 이해되어져서는 안되며, 이와 같은 변형된 실시 예들은 본 발명의 첨부된 특허청구범위 내에 포함된다 해야 할 것이다.
도 1은 본 발명 측정시스템의 분리 사시도.
도 2는 도 1의 A부 확대도.
도 3은 본 발명 측정시스템의 설치상태 사시도.
도 4는 본 발명 측정시스템의 설치상태 측면도.
도 5는 도 4의 B부 상세 단면도.
도 6은 본 발명 측정시스템의 설치상태 평면도.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
1 : 제1샤프트축 2 : 제2샤프트축
10 : 커플링
20 : 원통형 클램프 21 : 안내레일
22 : 체결공 23 : 체결볼트
30 : 회동지그 31 : 하부 지지링
32 : 수평계 33 : 거리측정센서
34,34' : 가이드블럭 35 : 볼베어링
36 : 높이조절볼트
40 : 데이타 모니터링부

Claims (5)

  1. 제1샤프트축(1)과 제2샤프트축(2)이 동축상에 커플링(10)으로 상호 연결되어져 있는 다축 연결형 수직펌프에 있어서,
    상기 커플링(10) 상부의 제1샤프트축(1)에 고정 설치되는 원통형 클램프(20)와;
    상기 원통형 클램프(20)를 따라 회동 가능하게 결합되어진 복수의 회동지그(30)와;
    상기 복수의 회동지그(30)를 상호 일정 간격으로 지지하기 위해 하부에서 연결되어진 하부 지지링(31)과;
    상기 회동지그(30)의 회동을 안내하기 위해 원통형 클램프(20) 상면 및 하면에 각각 형성되어진 안내레일(21)과;
    상기 회동지그(30)의 상부에 작착되어 지그의 수평상태를 확인하기 위한 수평계(32)와;
    상기 회동지그(30)의 하부에 구성되어 제2샤프트축(2)과의 거리 변화를 측정하기 위한 거리측정센서(33)와;
    상기 거리측정센서(33) 및 수평계(32)에서 측정되어진 데이터가 유/무선으로 전달되어져 디스플레이 되어지는 데이터 모니터링부(40);
    를 포함하는 구성을 이룸을 특징으로 하는 다축 연결형 수직펌프의 축 정렬상태 측정 시스템.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 원통형 클램프(20)는 반원형태를 이루는 2개가 상호 착탈가능하도록 쌍을 이루며 구성되되, 양측에는 체결볼트(23)에 의한 체결이 이루어질 수 있도록 상호 대응되는 위치에 체결공(22)이 형성된 것을 특징으로 하는 다축 연결형 수직펌프의 축 정렬상태 측정 시스템.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 회동지그(30)는 원통형 클램프(20)에 형성된 상,하 안내레일(21)에 각각 가이드되는 가이드블럭(34,34)이 상단과 중단에 각각 구성되어져 있으며, 상기 각 가이드블럭(34,34')에는 안내레일(21) 대향면에 볼베어링(35)이 구비된 것을 특징으로 하는 다축 연결형 수직펌프의 축 정렬상태 측정 시스템.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 회동지그(30)에는 상단에 위치한 가이드블럭(34)의 높이 조절을 위한 높이조절볼트(36)가 구성된 것을 특징으로 하는 다축 연결형 수직펌프의 축 정렬상태 측정 시스템.
  5. 청구항 3에 있어서,
    상기 안내레일(21)은 볼베어링(35)이 안착되어질 수 있도록 일정깊이의 홈 형태로 구비된 것을 특징으로 하는 다축 연결형 수직펌프의 축 정렬상태 측정 시스템.
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