KR101117300B1

KR101117300B1 - 펌프

Info

Publication number: KR101117300B1
Application number: KR1020110098817A
Authority: KR
Inventors: 이응수
Original assignee: (주)대진정공
Priority date: 2011-09-29
Filing date: 2011-09-29
Publication date: 2012-03-20

Abstract

본 발명은 펌프 회전축의 진동변위를 측정하여 상기 펌프의 운전을 제어하는 펌프에 관한 것이다.
이를 위해, 본 발명은 외부의 전력공급원과 연결되는 전원연결부를 갖는 상부 하우징;과 상기 상부 하우징의 하부에 설치되는 모터 하우징;과 상기 모터 하우징의 하부에 설치되는 임펠러 하우징;과 상기 모터 하우징의 내측면에 고정 설치되는 환형 고정자와, 상기 환형 고정자의 내측 공간상에 설치되는 회전자를 갖는 구동모터;와 상기 회전자와 결합되어 회전하며, 상기 모터 하우징 및 상기 임펠러 하우징의 내부에 설치되는 회전축;과 상기 임펠러 하우징의 내부에서 상기 회전축의 일단과 결합되어 유체를 펌핑하는 임펠러;와 상기 회전축의 외측면상에 레이저빔을 조사하여 상기 회전축의 진동변위를 측정하기 위하여 상기 모터 하우징의 상단부 내측면상에 설치되는 제1 거리센서유닛과, 상기 모터 하우징의 하단부 내측면상에 설치되는 제2 거리센서유닛 및 상기 회전축과 대향하는 상기 임펠러 하우징의 내측면상에 설치되는 제3 거리센서유닛을 갖는 거리센서유닛; 및 상기 제1 거리센서유닛에서 측정된 상부 진동변위,상기 제2 거리센서유닛에서 측정된 중간 진동변위 및 제3 거리센서유닛에서 측정된 하부 진동변위에서 최대값과 최소값을 산정하고, 상기 최대값과 최소값의 차이값과 미리 설정된 편차값 허용범위를 비교하여 상기 구동모터의 작동여부를 제어하는 제어유닛;을 포함하며, 상기 제1 거리센서유닛 및 상기 제2 거리센서유닛은 지면을 기준으로 각각 제1 수평면 및 제2 수평면상에 설치되며, 상기 제3 거리센서유닛은 지면을 기준으로 상기 제1 수평면 및 상기 제2 수평면보다 하부에 위치하는 제3 수평면상에 설치되며, 상기 제1 거리센서유닛, 상기 제2 거리센서유닛 및 상기 제3 거리센서유닛은 각각 일정간격을 가지면서 설치되는 적어도 2개 이상의 거리센서를 구비하며, 상기 거리센서는 상기 레이저빔을 발광하는 발광부와 상기 회전축의 표면에서 반사되는 반사빔을 수광하는 수광부를 갖는 센서몸체와, 상기 센서몸체를 지지함과 동시에 상기 모터하우징 또는 임펠러 하우징과 착탈가능하게 결합되도록 하기 위한 걸림돌기를 갖는 센서결합부를 포함하며, 상기 걸림돌기는 상기 모터 하우징의 내측면 또는 상기 임펠러 하우징의 내측면에서 돌출된 하우징 돌출부상에 형성된 걸림홈과 대응되는 것을 특징으로 하는 펌프를 제공한다.

Description

펌프{Pump}

본 발명은 펌프에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 펌프의 회전축의 진동변위를 바탕으로 안정적으로 운전할 수 있는 펌프에 관한 것이다.

일반적으로 수중펌프는 수중에서 작동하는 전동식 펌프를 총칭하는 것으로서, 상기 수중펌프의 사용목적 및 용도에 따라 심정용, 상수도 가압용, 배수용 펌프 등 여러 종류로 다양하게 구분되어 진다.

상기 수중펌프는 외부에서 공급되는 전원에 의하여 구동하는 구동모터의 회전자와, 상기 회전자에 결합된 구동축과, 상기 구동축의 끝단에 결합된 임펠러를 포함한다. 상기 구동축이 회전하게 되면, 임펠러가 회전되면서 유체를 외부로 배출시키게 된다.

종래에는 수중펌프를 제어함에 있어서, 구동축 자체의 진동변위를 측정하지 않고, 베어링 하우징 등과 같은 특정구성부품에서 발생하는 진동을 측정하여, 상기 수중펌프의 운전을 제어하고 있다.

그러나, 종래의 수중펌프의 운전방법에 따르면, 구동축의 진동변위는 이미 구동축의 진동 허용범위를 벗어난 상황임에도 불구하고 특정구성부품의 진동은 안정적인 범위에 존재하는 경우가 발생할 수 있게 된다.

결과적으로, 구동축의 진동변위가 이미 허용범위를 벗어났음에도 불구하고 상기 펌프는 지속적으로 운전되고 있으므로 상기 펌프가 손상될 가능성이 커지는 문제점이 있다.

대한민국 공개특허공보 제10-2004-0008292호(발명의 명칭: 진동센서가 구비된 수중펌프)의 3쪽 4째줄~10째줄, 도 2a 및 도 2b

본 발명의 해결하고자 하는 과제는 회전축의 진동변위를 정확하게 측정하고 이를 바탕으로 안정적으로 운전되는 펌프를 제공하는 것이다.

상술한 해결하고자 하는 과제를 달성하기 위하여, 본 발명은 외부의 전력공급원과 연결되는 전원연결부를 갖는 상부 하우징;과 상기 상부 하우징의 하부에 설치되는 모터 하우징;과 상기 모터 하우징의 하부에 설치되는 임펠러 하우징;과 상기 모터 하우징의 내측면에 고정 설치되는 환형 고정자와, 상기 환형 고정자의 내측 공간상에 설치되는 회전자를 갖는 구동모터;와 상기 회전자와 결합되어 회전하며, 상기 모터 하우징 및 상기 임펠러 하우징의 내부에 설치되는 회전축;과 상기 임펠러 하우징의 내부에서 상기 회전축의 일단과 결합되어 유체를 펌핑하는 임펠러;와 상기 회전축의 외측면상에 레이저빔을 조사하여 상기 회전축의 진동변위를 측정하기 위하여 상기 모터 하우징의 상단부 내측면상에 설치되는 제1 거리센서유닛과, 상기 모터 하우징의 하단부 내측면상에 설치되는 제2 거리센서유닛 및 상기 회전축과 대향하는 상기 임펠러 하우징의 내측면상에 설치되는 제3 거리센서유닛을 갖는 거리센서유닛; 및 상기 제1 거리센서유닛에서 측정된 상부 진동변위,상기 제2 거리센서유닛에서 측정된 중간 진동변위 및 제3 거리센서유닛에서 측정된 하부 진동변위에서 최대값과 최소값을 산정하고, 상기 최대값과 최소값의 차이값과 미리 설정된 편차값 허용범위를 비교하여 상기 구동모터의 작동여부를 제어하는 제어유닛;을 포함하며, 상기 제1 거리센서유닛 및 상기 제2 거리센서유닛은 지면을 기준으로 각각 제1 수평면 및 제2 수평면상에 설치되며, 상기 제3 거리센서유닛은 지면을 기준으로 상기 제1 수평면 및 상기 제2 수평면보다 하부에 위치하는 제3 수평면상에 설치되며, 상기 제1 거리센서유닛, 상기 제2 거리센서유닛 및 상기 제3 거리센서유닛은 각각 일정간격을 가지면서 설치되는 적어도 2개 이상의 거리센서를 구비하며, 상기 거리센서는 상기 레이저빔을 발광하는 발광부와 상기 회전축의 표면에서 반사되는 반사빔을 수광하는 수광부를 갖는 센서몸체와, 상기 센서몸체를 지지함과 동시에 상기 모터하우징 또는 임펠러 하우징과 착탈가능하게 결합되도록 하기 위한 걸림돌기를 갖는 센서결합부를 포함하며, 상기 걸림돌기는 상기 모터 하우징의 내측면 또는 상기 임펠러 하우징의 내측면에서 돌출된 하우징 돌출부상에 형성된 걸림홈과 대응되는 것을 특징으로 하는 펌프를 제공한다.

또한, 상기 제1 거리센서유닛은 상기 제1 수평면상에서 제1 반경방향으로 진동하는 상기 회전축의 제1 상부 진동변위를 측정하는 제1 상부 거리센서와, 상기 제1 수평면상에서 상기 제1 상부 거리센서와 일정간격 떨어져 설치되며 제2 반경방향으로 진동하는 상기 회전축의 제2 상부 진동변위를 측정하는 제2 상부 거리센서를 포함하고, 상기 제2 거리센서유닛은 상기 제2 수평면상에서 상기 제1 반경방향으로 진동하는 상기 회전축의 제1 중간 진동변위를 측정하는 제1 중간 거리센서와, 상기 제2 수평면상에서 상기 제1 중간 거리센서와 일정간격 떨어져 설치되며 상기 제2 반경방향으로 진동하는 상기 회전축의 제2 중간 진동변위를 측정하는 제2 중간 거리센서를 포함하며, 상기 제3 거리센서유닛은 상기 제3 수평면상에서 상기 제1 반경방향으로 진동하는 상기 회전축의 제1 하부 진동변위를 측정하는 제1 하부 거리센서와, 상기 제3 수평면상에서 상기 제1 하부 거리센서와 일정간격 떨어져 설치되며 상기 제2 반경방향으로 진동하는 상기 회전축의 제2 하부 진동변위를 측정하는 제2 하부 거리센서를 포함한다.

본 발명에 따른 펌프의 효과를 설명하면 다음과 같다.

첫째, 펌프에 구비된 회전축의 진동변위가 허용범위에 있는지를 판단하여 상기 진동변위가 상기 허용범위를 벗어나면 곧 바로 상기 회전축을 회전시키는 구동모터를 정지시킴으로써 상기 펌프의 손상을 방지할 수 있는 이점이 있다.

둘째, 동일 수평면상에 설치되는 복 수개의 거리센서를 설치하여, 상기 회전축이 특정방향으로 허용범위 이상의 진동변위를 가질 때 곧 바로 상기 구동모터를 정지시킴으로써 조기에 상기 펌프의 손상을 방지할 수 있는 이점이 있다.

셋째, 상기 회전축의 길이방향을 따라 복수 개의 거리센서유닛을 설치하여, 상기 회전축의 부위별 진동변위를 측정하고, 상기 부위별 진동변위 중 어느 하나의 부위에서 허용범위 이상의 진동변위를 가질 때 곧 바로 상기 구동모터를 정지시킴으로써 조기에 상기 펌프의 손상을 방지할 수 있는 이점이 있다.

도 1은 본 발명에 따른 펌프의 일 실시 예를 나타낸 단면도
도 2는 도 1의 I-I 단면을 나타내는 단면도.
도 3은 도 1의 A 부분의 확대단면도
도 4은 본 발명에 따른 펌프의 운전방법의 일 실시 예를 나타낸 흐름도.
도 5는 도 4의 제1 단계의 운전 방법을 나타내는 흐름도.

이하, 첨부된 도면을 참조하여, 본 발명에 따른 펌프 및 펌프의 운전방법에 대한 실시 예를 구체적으로 설명한다.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 펌프는 상부 하우징(120), 모터 하우징(140), 임펠러 하우징(190), 구동모터(110), 회전축(180), 임펠러(193), 거리센서유닛 그리고 제어유닛(미도시)를 포함한다.

상기 상부 하우징(120)은 상기 펌프의 상단에 설치되며, 상기 상부 하우징(120)에는 외부의 전력공급원과 연결되는 전원연결부(121)가 설치되어, 상기 전력공급원으로부터 전력을 공급받게 된다.

상기 상부 하우징(120)의 하부에는 설치되는 상기 모터 하우징(140)이 결합된다. 상기 모터 하우징(140)의 내부에는 상기 구동모터(110)가 설치된다.

상기 구동모터(110)는 상기 모터 하우징(140)의 내측면에 고정 설치되는 환형 고정자(111)와 상기 환형 고정자(111)의 내측 공간상에 설치되는 회전자(113)를 포함한다.

상기 환형 고정자(111)에는 다수개의 코일이 권선되어 있고, 상기 회전자(113)에는 상기 코일과 전자기적으로 상호 작용하는 복수 개의 마그넷이 설치되어 있다. 외부에서 상기 환형고정자(111)로 전류가 공급되면 전자기적 상호 작용으로 인하여 상기 회전자(113)가 회전하게 된다.

상기 환형 고정자(111)와 상기 회전자(113)는 일정간격 떨어져 배치되며, 상기 회전자(113)에는 상기 회전축(180)이 결합되어, 상기 회전자(113)의 회전과 함께 상기 회전축(180)이 회전하게 된다.

상기 상부 하우징(120)의 하단부에는 상기 회전축(180)을 지지하기 위한 제1 회전축 지지부(123)가 구비되어 있고, 상기 회전축(180)의 상측 끝단부와 상기 제1 회전축 지지부(123) 사이에는 제1 베어링(131)이 설치되어 상기 회전축(180)의 회전을 지지하게 된다.

또한, 상기 모터 하우징(140)의 하단부에는 상기 회전축(180)의 회전을 지지하는 제2 베어링(132)이 설치된다.

한편, 상기 모터 하우징(140)의 하부에는 상기 임펠러 하우징(190)이 설치된다. 또한, 상기 모터 하우징(140)과 상기 임펠러 하우징(190)이 연결되는 지점의 내부 공간상에는 상기 제2 베어링(132)이 설치되는 베어링 하우징(135)이 설치된다.

결과적으로, 상기 회전축(180)의 상측 끝단은 상기 상부 하우징(120)의 제1 회전축 지지부(123)에 의하여 지지되고, 상기 회전축(180)의 타측은 상기 모터 하우징(140), 상기 베어링 하우징(135)을 관통하여 상기 임펠러 하우징(190)의 내부에서 상기 임펠러(193)와 결합된다. 또한, 상기 회전축(180)은 상기 임펠러 하우징(190)과 상기 회전축(180) 사이에 설치되는 제3 베어링(133)에 의하여 지지된다.

상기 임펠러(193)는 상기 임펠러 하우징(190)의 주변에 존재하는 유체를 흡입하여 상기 임펠러 하우징(190)에 연결된 배출유로(미도시)를 통하여 상기 임펠러 하우징(190)의 외부로 배출하게 된다.

한편, 상기 거리센서유닛은 상기 회전축의 외측면상에 레이저빔을 조사(照射)하여 상기 회전축(180)의 진동변위를 측정하게 된다.

상기 거리센서유닛은 상기 모터 하우징(140)의 상단부 내측면상에 설치되는 제1 거리센서유닛(150)과, 상기 모터 하우징(140)의 하단부 내측면상에 설치되는 제2 거리센서유닛(160)과, 상기 회전축(180)과 대향하는 상기 임펠러 하우징의 내측면(191)상에 설치되는 제3 거리센서유닛(170)을 포함한다.

상기 제1 거리센서유닛(150)은 지면을 기준으로 제1 수평면(1)상에 위치하게 되며, 상기 제2 거리센서유닛(160)은 상기 지면을 기준으로 제2 수평면(2)상에 위치하게 되고, 상기 제3 거리센서유닛(170)은 상기 지면을 기준으로 제3 수평면(3)상에 위치하게 된다. 지면을 기준으로 상기 제1 수평면(1)이 상기 제2 수평면(2)보다 높게 위치하고, 상기 제2 수평면(2)은 상기 제3 수평면(3)보다 높게 위치한다.

또한, 상기 제1 거리센서유닛(150), 상기 제2 거리센서유닛(160) 및 상기 제3 거리센서유닛(170) 각각은 지면을 기준으로 상기 제1 수평면(1), 상기 제2 수평면(2) 및 상기 제3 수평면(3)상에서 일정간격을 가지면서 설치되는 적어도 2개 이상의 거리센서를 가지게 된다.

예를 들어, 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 제1 거리센서유닛(150)은 상기 제1 수평면(1)상에서 제1 반경방향(R1)으로 진동하는 상기 회전축(180)의 제1 상부 진동변위를 측정하는 제1 상부 거리센서(151)와, 상기 제1 수평면(1)상에서 상기 제1 상부 거리센서(151)와 일정간격 떨어져 설치되며 제2 반경방향(R2)으로 진동하는 상기 회전축(180)의 제2 상부 진동변위를 측정하는 제2 상부 거리센서(152)를 포함한다.

또한, 상기 제1 거리센서유닛(150)은 상기 제1 상부 거리센서(151)와 대향되는 방향에 설치되는 제3 상부 거리센서(153)와, 상기 제2 상부 거리센서(152)와 대향되는 방향에 설치되는 제4 상부 거리센서(154)를 더 포함한다.

물론, 상기 제1 거리센서유닛(150)은 상기 제1 수평면(1) 상에서 120°간격으로 설치되는 3개의 거리센서로 구성될 수도 있을 것이다.

마찬가지로, 상기 제2 거리센서유닛(160)은 상기 제2 수평면(2) 상에서 상기 제1 반경방향으로 진동하는 상기 회전축(180)의 제1 중간 진동변위를 측정하는 제1 중간 거리센서(미도시)와, 상기 제2 수평면(2) 상에서 상기 제1 중간 거리센서(미도시)와 일정간격 떨어져 설치되며 상기 제2 반경방향으로 진동하는 상기 회전축(180)의 제2 중간 진동변위를 측정하는 제2 중간 거리센서(미도시)를 포함한다.

또한, 상기 제3 거리센서유닛(170)은 상기 제3 수평면(3) 상에서 상기 제1 반경방향으로 진동하는 상기 회전축(180)의 제1 하부 진동변위를 측정하는 제1 하부 거리센서(미도시)와, 상기 제3 수평면(3) 상에서 상기 제1 하부 거리센서와 일정간격 떨어져 설치되며 상기 제2 반경방향으로 진동하는 상기 회전축(180)의 제2 하부 진동변위를 측정하는 제2 하부 거리센서(미도시)를 포함한다.

상기 거리센서유닛을 구성하는 각각의 거리센서들, 예를 들면, 상기 제1 및 제2 상부거리센서, 상기 제1 및 제2 중간 거리센서, 상기 제1 및 제2 하부 거리센서들은 상기 모터 하우징(140) 또는 임펠러 하우징(190)의 내측벽면에 착탈 가능하게 설치된다.

상기 거리센서들이 상기 모터 하우징(140) 또는 임펠러 하우징(190)의 내측벽면에 설치되는 구조는 도 3에 도시된 제1 상부 거리센서(151)가 상기 모터 하우징(140)의 내측면에 설치되는 구조와 실질적으로 동일하다.

도 3을 참조하면, 상기 제1 상부 거리센서(151)는 센서몸체(151a)와, 상기 센서몸체(151a)가 상기 모터 하우징(140)에 착탈가능하게 결합되도록 하기 위한 센서결합부(151b)를 포함한다.

상기 센서몸체(151a)는 상기 회전축의 외측면을 향하여 레이저빔을 발광하는 발광부와, 상기 회전축(180)의 외측면에서 반사되는 반사빔을 수광하는 수광부를 포함한다.

상기 센서결합부(151b)는 상기 센서몸체(151a)와 일체로 결합되어 상기 센서몸체(151a)를 지지하게 된다. 상기 센서결합부(151b)는 상기 모터 하우징(140)의 내측면에서 돌출된 하우징 돌출부(141)와 대응된다.

구체적으로, 상기 센서결합부(151b)는 상기 하우징 돌출부(141)에 형성된 삽입홈(141a)에 삽입되어 결합된다. 특히, 상기 센서결합부(151b)의 하단부에는 걸림돌기(151c)가 형성되어 있으며, 상기 걸림돌기(151c)는 상기 삽입홈의 하부에 형성된 걸림홈(141b)과 대응되면서 결합된다.

상기 삽입홈(141a)의 바닥부에는 외부의 전력공급원과 연결되는 연결단자(121a)가 설치되고, 상기 연결단자(121a)는 상기 센서결합부(151b)와 접촉되면서 상기 센서몸체(151a)에 전원을 공급하게 된다. 본 발명은 상술한 실시 예에 한정되지 않고, 상기 연결단자가 구비되지 않은 상태에서 상기 센서결합부(151b)에는 휴대용 밧데리가 장착될 수도 있을 것이다.

한편, 상기 제어유닛은 상기 거리센서유닛에서 측정된 진동변위, 즉 상부 진동변위, 중간 진동변위 및 하부 진동변위를 바탕으로 상기 구동모터(110)의 작동여부를 제어하게 된다. 여기서, 상기 상부 진동변위는 상기 제1 상부 진동변위 및 상기 제2 상부 진동변위를 포함하고, 상기 중간 진동변위는 상기 제1 중간 진동변위 및 상기 제2 중간 진동변위를 포함하며, 상기 하부 진동변위는 상기 제1 하부 진동변위 및 상기 제2 하부 진동변위를 포함한다.

도 1 내지 도 5를 참조하며, 본 발명에 따른 펌프의 운전방법을 설명하면 다음과 같다.

먼저, 도 4를 참조하여, 제1 거리센서유닛(150)이 제1 상부 거리센서(151) 및 제2 상부 거리센서(152)를 포함하고, 제2 거리센서유닛(160)이 제1 중간 거리센서 및 제2 중간거리센서를 포함하고, 제3 거리센서유닛(170)이 제1 하부 거리센서 및 제2 하부거리센서를 포함하는 경우에 한하여 펌프의 운전방법을 설명한다.

펌프의 운전이 시작되면, 상기 펌프에 설치된 거리센서유닛은 회전축(180)의 진동변위를 측정하게 된다(S100). 제어유닛은 다음의 운전과정을 거치면서 상기 회전축(180)의 진동변위를 바탕으로 구동모터(110)의 작동여부를 결정하게 된다.

먼저, 제1 수평면(1)상에 설치된 제1 거리센서유닛(150)에서 측정된 상부 진동변위를 바탕으로 구동모터(110)의 작동여부를 제어하는 제1 단계가 수행된다.

구체적으로, 상기 상부 진동변위와 상부진동 허용범위를 비교하여(S200), 상기 상부 진동변위가 상기 상부진동 허용범위 내에 있지 않다면 상기 펌프의 운전은 정지된다(S700).

상기 제1 단계가 수행됨과 동시에, 제2 수평면(2)상에 설치된 제2 거리센서유닛(160)에서 측정된 중간 진동변위를 바탕으로 상기 구동모터(110)의 작동여부를 제어하는 제2 단계가 수행된다.

마찬가지로, 상기 중간 진동변위와 중간진동 허용범위를 비교하여(S300), 상기 중간 진동변위가 상기 중간진동 허용범위 내에 있지 않다면 상기 펌프의 운전은 정지된다(S700).

상기 제2 단계가 수행됨과 동시에, 지면을 기준으로 상기 제1 수평면(1) 및 상기 제2 수평면(2)보다 하부에 위치하는 제3 수평면(3)에서 상기 회전축(180)과 대향하는 상기 임펠러 하우징의 내측면(191)상에 설치되는 제3 거리센서유닛(170)에서 측정된 하부 진동변위를 바탕으로 상기 구동모터의 작동여부를 제어하는 제3 단계가 수행된다.

마찬가지로, 상기 하부 진동변위와 하부진동 허용범위를 비교하여(S400), 상기 하부 진동변위가 상기 하부진동 허용범위 내에 있지 않다면 상기 펌프의 운전은 정지된다(S700).

다음으로, 상기 회전축(180)의 진동변위, 즉 상기 제1 단계의 상부 진동변위, 상기 제2 단계의 중간 진동변위 및 상기 제3 단계의 하부 진동변위 중에서 최대값과 최소값을 산정하고(S500), 상기 최대값과 최소값의 차이값과 미리 설정된 편차값 허용범위를 비교하여(S600), 상기 구동모터의 작동여부를 제어하는 제4 단계가 수행된다.

구체적으로, 상기 차이값과 상기 편차값 허용범위를 비교하여, 상기 차이값이 상기 편차값 허용범위 내에 있지 않다면 상기 펌프의 운전은 정지된다(S700).

한편, 도 5를 참조하여, 상기 제1 단계의 운전과정을 구체적으로 설명하면 다음과 같다. 상기 제2 단계 및 상기 제3단계의 운전과정은 상기 제1 단계의 운전과 실질적으로 동일하므로 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.

먼저, 상기 제1 단계에서는 상기 제1 상부 거리센서(151)를 사용하여 상기 제1 수평면(1)상에서 제1 반경방향(R1)으로 진동하는 상기 회전축(180)의 제1 상부 진동변위가 측정된다.

다음으로, 상기 제1 상부 진동변위와 미리 설정된 제1 상부진동 허용범위를 비교하여, 상기 구동모터(110)의 작동여부가 제어된다.

구체적으로, 상기 제1 상부 진동변위와 제1 상부진동 허용범위를 비교하여(S210), 상기 제1 상부 진동변위가 상기 제1 상부진동 허용범위 내에 있지 않다면 상기 펌프의 운전은 정지된다(S700).

여기서, 상기 제1 상부 진동변위는 회전축이 정지상태에 있을 때 상기 회전축의 표면에서 상기 제1 상부 거리센서(151)까지의 거리(L₁)와, 상기 회전축이 회전하고 있을 때 상기 회전축의 표면에서 상기 제1 상부 거리센서(151)까지의 거리(l₁)의 차이값의 절대값을 의미한다.

상기 제1 상부 진동변위가 측정됨과 동시에, 상기 제2 상부 거리센서(152)를 사용하여 상기 제1 수평면(1)상의 제2 반경방향(R2)으로 진동하는 상기 회전축(180)의 제2 상부 진동변위가 측정된다.

다음으로, 상기 제2 상부 진동변위와 미리 설정된 제2 상부진동 허용범위를 비교하여, 상기 구동모터(110)의 작동여부가 제어된다.

마찬가지로, 상기 제2 상부 진동변위와 제2 상부진동 허용범위를 비교하여(S220), 상기 제2 상부 진동변위가 상기 제2 상부진동 허용범위 내에 있지 않다면 상기 펌프의 운전은 정지된다(S700).

여기서, 상기 제2 상부 진동변위는 회전축이 정지상태에 있을 때 상기 회전축(180)의 표면에서 상기 제2 상부 거리센서(152)까지의 거리(L₂)와, 상기 회전축(180)이 회전하고 있을 때 상기 회전축(180)의 표면에서 상기 제2 상부 거리센서(152)까지의 거리(l₂)의 차이값의 절대값을 의미한다.

다음으로, 상기 제1 상부 진동변위와 상기 제2 상부 진동변위의 평균값인 제3 상부 진동변위와 미리 설정된 제3 상부진동 허용범위를 비교하여, 상기 구동모터의 작동여부가 제어된다.

마찬가지로, 상기 제3 상부 진동변위와 제3 상부진동 허용범위를 비교하여(S230), 상기 제3 상부 진동변위가 상기 제3 상부진동 허용범위 내에 있지 않다면 상기 펌프의 운전은 정지된다(S700).

결과적으로, 펌프의 운전을 제어함에 있어서, 상기 회전축의 길이방향을 따라 설치되는 복수 개의 거리센서유닛 중의 어느 하나에서 측정된 진동변위가 허용변위를 벗어날 때 상기 구동모터의 운전을 정지시킴으로써 상기 펌프가 손상되는 것을 조기에 방지할 수 있게 된다.

또한, 하나의 거리센서유닛에서도 동일 평면상에 설치되는 복수 개의 거리센서들 중에 어느 하나에서 측정된 진동변위가 허용범위를 벗어날 때 상기 구동모터의 운전을 정지시킴으로써 상기 펌프가 손상되는 것을 조기에 방지할 수 있게 된다.

본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시 예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.

110: 구동모터 111: 환형 고정자
113: 회전자 120: 상부 하우징
121: 전원연결부 123: 제1 회전축 지지부
131: 제1 베어링 132: 제2 베어링
133: 제3 베어링 140: 모터 하우징
150: 제1 거리센서유닛 151: 제1 상부 거리센서
153: 제2 상부 거리센서 160: 제2 거리센서유닛
170: 제3 거리센서유닛 180: 회전축
190: 임펠러 하우징 193: 임펠러

Claims

외부의 전력공급원과 연결되는 전원연결부를 갖는 상부 하우징;
상기 상부 하우징의 하부에 설치되는 모터 하우징;
상기 모터 하우징의 하부에 설치되는 임펠러 하우징;
상기 모터 하우징의 내측면에 고정 설치되는 환형 고정자와, 상기 환형 고정자의 내측 공간상에 설치되는 회전자를 갖는 구동모터;
상기 회전자와 결합되어 회전하며, 상기 모터 하우징 및 상기 임펠러 하우징의 내부에 설치되는 회전축;
상기 임펠러 하우징의 내부에서 상기 회전축의 일단과 결합되어 유체를 펌핑하는 임펠러;
상기 회전축의 외측면상에 레이저빔을 조사하여 상기 회전축의 진동변위를 측정하기 위하여 상기 모터 하우징의 상단부 내측면상에 설치되는 제1 거리센서유닛과, 상기 모터 하우징의 하단부 내측면상에 설치되는 제2 거리센서유닛 및 상기 회전축과 대향하는 상기 임펠러 하우징의 내측면상에 설치되는 제3 거리센서유닛을 갖는 거리센서유닛; 그리고,
상기 제1 거리센서유닛에서 측정된 상부 진동변위,상기 제2 거리센서유닛에서 측정된 중간 진동변위 및 제3 거리센서유닛에서 측정된 하부 진동변위에서 최대값과 최소값을 산정하고, 상기 최대값과 최소값의 차이값과 미리 설정된 편차값 허용범위를 비교하여 상기 구동모터의 작동여부를 제어하는 제어유닛을 포함하며,
상기 제1 거리센서유닛 및 상기 제2 거리센서유닛은 지면을 기준으로 각각 제1 수평면 및 제2 수평면상에 설치되며, 상기 제3 거리센서유닛은 지면을 기준으로 상기 제1 수평면 및 상기 제2 수평면보다 하부에 위치하는 제3 수평면상에 설치되며, 상기 제1 거리센서유닛, 상기 제2 거리센서유닛 및 상기 제3 거리센서유닛은 각각 일정간격을 가지면서 설치되는 적어도 2개 이상의 거리센서를 구비하며,
상기 거리센서는 상기 레이저빔을 발광하는 발광부와 상기 회전축의 표면에서 반사되는 반사빔을 수광하는 수광부를 갖는 센서몸체와, 상기 센서몸체를 지지함과 동시에 상기 모터하우징 또는 임펠러 하우징과 착탈가능하게 결합되도록 하기 위한 걸림돌기를 갖는 센서결합부를 포함하며, 상기 걸림돌기는 상기 모터 하우징의 내측면 또는 상기 임펠러 하우징의 내측면에서 돌출된 하우징 돌출부상에 형성된 걸림홈과 대응되는 것을 특징으로 하는 펌프.
제1항에 있어서,
상기 제1 거리센서유닛은 상기 제1 수평면상에서 제1 반경방향으로 진동하는 상기 회전축의 제1 상부 진동변위를 측정하는 제1 상부 거리센서와, 상기 제1 수평면상에서 상기 제1 상부 거리센서와 일정간격 떨어져 설치되며 제2 반경방향으로 진동하는 상기 회전축의 제2 상부 진동변위를 측정하는 제2 상부 거리센서를 포함하고,
상기 제2 거리센서유닛은 상기 제2 수평면상에서 상기 제1 반경방향으로 진동하는 상기 회전축의 제1 중간 진동변위를 측정하는 제1 중간 거리센서와, 상기 제2 수평면상에서 상기 제1 중간 거리센서와 일정간격 떨어져 설치되며 상기 제2 반경방향으로 진동하는 상기 회전축의 제2 중간 진동변위를 측정하는 제2 중간 거리센서를 포함하며,
상기 제3 거리센서유닛은 상기 제3 수평면상에서 상기 제1 반경방향으로 진동하는 상기 회전축의 제1 하부 진동변위를 측정하는 제1 하부 거리센서와, 상기 제3 수평면상에서 상기 제1 하부 거리센서와 일정간격 떨어져 설치되며 상기 제2 반경방향으로 진동하는 상기 회전축의 제2 하부 진동변위를 측정하는 제2 하부 거리센서를 포함하는 것을 특징으로 하는 펌프.