KR101493841B1 - 정량펌프 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 일정량의 유체를 지속적으로 이송시키기 위한 정량펌프에 관한 것으로, 본 발명은 오폐수의 배관이 수밀가능하게 결합되는 입구(201)와 출구(202)를 구비하는 환형 펌프 하우징(200a)과; 테두리에 반원형 탄성튜브의 마운트 에지(120a)가 실링되도록 결합되고 상기 입구와 출구와 연결되도록 환형 펌프 하우징(200a)의 내경에 결합되는 레이디알 써포트 드럼(210)과; 상기 레이디알 써포트 드럼(210)의 측면에 결합되어 상기 탄성튜브의 측방향 팽창을 제한하기 위하여 상기 탄성튜브측으로 연장된 액슬 마운트(232)를 포함하는 액슬 서포터(230)와; 상기 액슬 서포터(230)의 외측에 상기 환형 펌프 하우징(200a)에 결합되는 로터 결합공(221)을 구비하는 로터 리테이너(220)와; 상기 탄성튜브(120)가 압착되도록 접해진 스퀴즈 롤러(102)를 회전가능하게 지지하고, 상기 로터 결합공(221)속에 회전가능하게 결합되는 로터(101)로 구성된 것에 특징이 있다.

Description

정량펌프 {FLUID METERING PUMP}
본 발명은 일정량의 유체를 지속적으로 이송시키기 위한 정량펌프에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 오·폐수에 포함된 슬러지를 응집시켜 슬러지를 제거함에 있어 약품처리조에 투입되는 응집제의 비율과 오·폐수의 량을 일정한 비율로 혼합되도록 일정량의 오·폐수를 지속적으로 이송시키기 위한 정량펌프에 관한 것이다.
일반적으로, 수질보호를 위해 생활하수나 산업용 오·폐수 또는 축산분뇨와 같은 오·폐수는 방류할 수 있는 수준으로 정화처리하거나 중수로 정화시켜 도로 청소나 화장실 세척수 혹은 가로수나 공원의 식목수 등으로 재활용하기도 한다.
수질을 정화처리함에 있어 오·폐수의 오염원의 종류 및 오염정도에 따라 다양한 정화처리기법이 적용되고 있다. 일 예로 축산분뇨와 같은 오·폐수는 분뇨의 오염농도가 심각하게 크기 때문에 오수정화처리에 앞서 협잡물이나 기타 오염물질은 물리적 혹은 화학적 방법으로 제거한 뒤 오·폐수를 단계별로 순차적으로 정화시킨다.
전술한 바와 같이 오·폐수에 포함된 슬러지를 제거하기 위해 오·폐수가 유입된 처리조에 응집제를 투입하여 슬러지를 응집시키게 되는데, 약품처리조로 유입되는 오·폐수의 수량이나 오·폐수의 오염농도에 따라 응집제의 투입량을 적절히 조절해야만 효과적인 슬러지 응집효과를 기대할 수 있으나 소량의 오·폐수의 슬러지 제거에는 그다지 문제가 되지 않으나, 대용량 오·폐수에 포함된 슬러지를 연결된 후속공정과 연계하여 신속하게 슬러지를 제거하는 것은 어렵다.
일 예로, 슬러지 제거방식에는 와이어를 가로 세로로 엮어 만든 여과망을 이용하여 슬러지나 협잡물을 제거하거나 필터를 통해 여과하는 물리적 여과방식과, 오·폐수에 약품을 투입하여 슬러지를 응집시켜 제거방식이 통용되고 있는데, 물리적 여과방식은 협잡물이나 슬러지를 신속히 제거할 수 있는 장점이 있으나 응집된 슬러지에 의한 관로 막힘이 수시로 발생되는 문제로 응집제에 의한 슬러지 응집 제거방식이 주로 활용되고 있다.
그러나 오·폐수의 수량 대비 응집제의 투입량이 과다한 경우 탈수장치 운전시 오·폐수의 탈수가 어려워지는 문제가 발생되고, 반대의 경우는 슬러지의 응집력이 약화되어 탈수된 오·폐수에 다량의 슬러지가 포함되면서 후속 오·폐수 처리공정에서 처리부하가 커지는 문제로 이어진다.
일 예로, 도 1을 참조하면 기존의 약품처리조(3)는 유입되는 오·폐수가 삼각웨이방식에 의해 오버 플로우(넘침)되면서 탈수장치로 배출되는데, 이때 약품처리조(3)의 수위가 일정수위 이하로 하강하면, 이송펌프(4)가 작동(약품처리조(3)에 수위센서(참조번호 미표기) 작동에 의함)되면서 침전조(1)에 저장된 오·폐수가 약품처리조(3)로 이송되지만 이송펌프(4)는 운전구간(이송펌프의 작동 및 휴지시간)에서는 약품처리조(3)로 유입되는 오·폐수의 수량이 불규칙해지는 문제가 발생된다. 도 1에서 미설명 부호 5는 응집된 슬러지를 탈수하여 액상의 오·폐수와 슬러지를 분리하는 탈수장치이다.
이외에도 오·폐수의 수량 불규칙 현상은 침전조(1)에 유입된 오·폐수의 수위변화에 따른 수압차에 의해서도 발생된다. 즉, 일반 하수종말처리장 등과 같은 곳에서 운영되는 침전조(1)는 높이 7~10m, 가로세로 15m X 20m의 대용량이므로 수위차로 인한 수압 변화의 폭은 매우 크다.
수압에 의한 수량의 변화는 침전조(1)와 약품처리조(3)의 수위를 대등하게 설치함으로써 해결할 수도 있으나, 지하의 오·폐수를 지상이나 높은 곳으로 이송시키는 경우와 같은 오·폐수처리에는 모두 적용할 수 없는 경우도 상당히 많다.
수압의 변화는 이송펌프(4)의 내부에 가해지므로 펌프의 양정은 펌프가 지니는 양정 이외에 펌프에 작용하는 수압에 의해서도 차이가 생긴다.
통상 침전조에는 토사, 포크나 젓가락, 못, 볼트, 너트, 나사 등과 같은 금속류, 합성수지로 성형된 장난감, 주방용기, 병뚜껑 등과 같은 수지내 고무재 생활용품, 비닐재질의 포장지, 스타킹, 양말과 같은 직물, 음료용 캔 등 다양하고 잡다한 것들이 오·폐수와 함께 유입되므로 오·폐수를 이송시키는 펌프는 종류에 관계없이 구동시 모두 극심한 마모현상이 발생된다.
다시 말해서, 침전물에 포함된 이물질에 의해 펌프는 내부의 실링이나 임펠러, 임펠러와 압축실사이의 내벽과, 임펠러를 회전시키는 샤프트 표면 등이 극심하게 마모되면서 펌프의 양정 감소는 물론 마모로 인한 부품간의 간격 확장 등으로 펌프내에 작용하는 침전조(1)의 수압에 의해 펌프에 의한 오·폐수의 이송량에 변화가 발생되며, 이로 인해 약품처리조로 이송된 오·폐수의 량과 응집제의 혼합비율이 비정상적으로 혼합되는 문제가 발생된다.
그러므로 오·폐수에 포함된 이물질이나 협잡물은 물리적 방식으로 대부분 제거하더라도 펌프의 마모 문제와 수명 단축문제는 불가피하므로 오·폐수에 포함된 슬러지를 효과적으로 응집시켜 제거하기 위해 응집제의 투입량을 관리할 인력이 요구되고, 오·폐수처리 설비의 자동화에 제약이 되고 있는 점을 감안하면 슬러지 응집제 투입량 관리와 슬러지 응집효율의 관리는 매우 중요한 의미가 있고 그 해결책이 요구된다.
본 발명은 전술한 바와 같이 약품처리조속으로 이송되는 오·폐수의 유량을 항시 일정하게 이송시켜야 하는 환경에서 일정량의 유체를 지속적으로 이송시킬 수 있는 정량펌프를 제공하는데 목적이 있다.
본 발명의 유체 정량 이송용 정량펌프의 구현수단은 도 6에 도시된 바와 같이 정량펌프에 있어서,
삭제
오·폐수 배관이 수밀가능하게 결합되는 입구(201)와 출구(202)를 구비하는 환형 펌프 하우징(200a)과; 테두리에 반원형 탄성튜브(120)의 마운트 에지(120a)가 실링되도록 결합되고 상기 입구(201)와 출구(202)가 연결되도록 환형 펌프 하우징(200a)의 내경에 결합되는 레이디알 써포트 드럼(210)과; 상기 레이디알 써포트 드럼(210)의 측면에 결합되어 상기 탄성튜브의 측방향 팽창을 제한하기 위하여 상기 탄성튜브(120)측으로 연장된 액슬 마운트(232)를 포함하는 액슬 서포터(230)와; 상기 액슬 서포터(230)의 외측에 상기 환형 펌프 하우징(200a)에 결합되는 로터 결합공(221)을 포함하는 로터 리테이너(220)와; 상기 탄성튜브(120)가 압착되도록 접해진 스퀴즈 롤러(102)를 회전가능하게 지지하고, 상기 로터 결합공(221)속에 회전가능하게 결합되는 로터(101)에 의해 구현되는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 구동모터가 가동되면 압축튜브의 신축작용에 의해 압축튜브 속으로 유입된 오폐수는 스퀴즈 롤러가 회전에 의해 계속 일정량의 유량을 펌핑하게 되므로 본 발명은 오폐수 처리설비에 있어 약품처리조로 이송되는 오폐수의 유량을 일정하게 이송시켜야 하는 기술분야에서 일정량의 오·폐수를 지속적으로 이송시키는데 매우 유용하다.
도 1은 오폐수에 포함된 슬러지를 제거하기 위해 정량펌프가 적용된 오폐수 처리 시스템을 예시한 시스템 구성도,
도 2는 본 발명에 따른 정량펌프를 예시한 요부 단면도,
도 3은 본 발명에 따른 정량펌프 하우징을 예시한 사시도,
도 4는 본 발명의 정량펌프의 분해 단면도,
도 5는 본 발명에 따른 정량펌프의 샤프트 리테이너의 측면도,
도 6은 본 발명에 따른 정량펌프의 종단면도,
도 7은 본 발명의 제1 실시예에 따른 정량펌프 작동 예시도,
도 8은 도 7의 제1 실시예의 응용예를 예시한 정량펌프 작동 예시도이다.
이하, 본 발명에 따른 정량펌프에 대하여 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 2 내지 도 4를 참조하면, 도 2는 본 발명에 따른 정량펌프를 예시한 요부 단면도이고, 도 3은 도 2에 도시된 정량펌프 하우징 사시도이며, 도 4는 본 발명의 정량펌프의 분해 단면도로서, 본 발명의 정량펌프(200)는 펌핑부(도면부호 미표기)와 펌핑부를 구동시키기 위한 구동부(도면부호 미표기)로 구성되어 있다.
펌핑부는 구동모터(도면에는 미도시)의 구동시 유체를 실질적으로 펌핑하는 구성을 의미한다.
구동부는 입구(201)와 출구(202)를 갖춘 환형 펌프 하우징(200a)과, 환형 펌프 하우징(200a)의 내경에 결합되는 레이디알 써포트 드럼(210), 상기 입구(201)와 출구(202)가 통해지고 내부가 수밀가능하게 상기 레이디알 써포트 드럼(210)의 내면에 결합되는 반원형 탄성튜브(120)와, 상기 반원형 탄성튜브의 외경을 압압하면서 회전되는 스퀴즈 롤러(102)가 결합된 로터(101)를 포함한다.
도 4 내지 도 6에서 도면부호 221은 로터 결합공이고, 221a는 로터 베어링이다. 상기 환형 펌프 하우징(200a)은 플렛폼(200b)을 관통하여 바닥면에 앵커볼트앵커볼트(도면부호 미표기)에 의해 견고히 고정된다.
환형 펌프 하우징(200a)의 외주면에는 유체가 출입할 수 있는 입구(201)와 출구(202)가 마련되어 있고, 그 입구(201)와 출구(202)에 실링되도록 각각 결합되는 유체 출입용 배관라인(도면에는 미도시)이 결합된다.
상기 입구(201)와 출구(202)가 연결되는 환형 펌프 하우징(200a)의 내경에는 레이디알 써포트 드럼(210)가 결합되어 있다.
레이디알 써포트 드럼(210)는 반원형 탄성튜브(120)가 방사방향으로 압착되도록 지지함과 동시에 반원형 탄성튜브(120)가 수밀되어지도록 반원형 탄성튜브를 결합할 수 있고, 환형 펌프 하우징(200a)의 레이디알 써포트 드럼(210)의 접경 외측에 반원형 탄성튜브(120)의 마운트 에지(120a)가 삽입되는 마운트 홈(204)이 마련되어 있다.
마운트 홈(204)은 반원형 탄성튜브(120)가 수축 및 압축동작이 반복되는 과정에 반원형 탄성튜브(120)의 밀림을 방지하고, 펌핑동작시 반원형 탄성튜브(120)가 레이디알 써포트 드럼(210)로부터 벗겨지거나 분리되지 않도록 고정시키며, 반원형 탄성튜브(120)의 교체시 레이디알 써포트 드럼(210)와의 탈부착이 용이하게 하고, 또한 반원형 탄성튜브(120)의 실링을 위해 유용하다.
반원형 탄성튜브(120)는 반원형상으로 이루어지고, 내부에 가는 강선으로 이루어진 심재를 구비하거나 고탄성 고무 소재 혹은 압력 제거시 스스로 형태가 복원될 수 심재가 삽입된 소재로 제조된 것을 채용할 수 있다.
반원형 탄성튜브(120)는 전술한 바와 같이 레이디알 써포트 드럼(210)의 마운트 홈(204)속에 삽입되는 마운트 에지에 의해 레이디알 써포트 드럼(210)에 결합되며, 상기 마운트 홈(204)의 외측에 볼트(도면부호 미표기)에 의해 액슬 서포터(230)를 포함하고 있다.
상기한 액슬 서포터(230)는 반원형 탄성튜브(120)의 압착시, 신축부재의 비정상적인 부풀어 오름을 방지하고, 압축에 의한 형태적 변형을 항시 일정한 형태로 유지시킬 수 있고, 또한 액슬 서포터(230)은 반원형 탄성튜브(120)와 접하는 표면에 실링(231)이 결합되어 보다 견고하게 실링되어 있다.
상기 액슬 서포터(230)는 반원형 탄성튜브(120)를 커버하는 접촉면에 실링이 결합될 수 있고,반원형 탄성튜브(120)의 압축시 반원형 탄성튜브(120)의 압축작용이 용이하도록 반원형 탄성튜브(120)의 내측으로 연장된 액슬 마운트(232)를 포함한다.
상기한 레이디알 써포트 드럼(210), 액슬 서포터(230) 및 스퀴즈 롤러(102) 표면에 접해져 압착되는 반원형 탄성튜브(120)는 액슬 마운트(232)에 의해 측방향 으로의 팽창을 제한하는 효과를 제공한다.
즉, 본 발명은 레이디알 써포트 드럼(210)와 액슬 서포터(230) 및 스퀴즈 롤러(102)에 의해 압착되어지는 반원형 탄성튜브(120)의 압착 형상이 비정상적(예측할 수 없는 부플어 오름이나 팽창되는 것을 방지함으로써 펌핑 압력이 저하되는 것을 방지할 수 있고, 오폐수의 이송방향을 일 방향으로 계속 유지될 수 있다.
써포팅 드럼(210)는 반원형 탄성튜브(120)가 수밀될 수 있도록 결합되어 있고, 환형 펌프 하우징(200a)에 탈부착 될 수 있도록 결합되어 있다.
도 6을 참조하면 전술한 반원형 탄성튜브(120)의 조립상채를 예시한 도면으로, 환형 펌프 하우징(200a)의 입구(201)와 출구(202)에 연결되도록 반원형 탄성튜브(120)가 결합된 레이디알 써포트 드럼(210)를 환형 펌프 하우징(200a)에 결합하되 한 뒤 환형 펌프 하우징(200a) 양측에 액슬 서포터(230)를 볼트(도면부호 미표기)로 체결함으로써 정량펌프(200)의 조립이 완성된다.
전술한 바와 같은 정량펌프(200)는 반원형 탄성튜브(120)의 내경에 로터(101)를 결합하고, 로터(101)에 구동모터와 연결된 감속기(도면에는 미도시)를 연결함으로써 구동될 수 있다.
로터(101)는 반원형 탄성튜브(120)를 압압하는 스퀴즈 롤러(102)가 결합된 링크(103)를 포함하고 도 4에 도시된 바와 같이 로터 리테이너(220)의 로터 결합공(221)에 축받이 베어링(221a)에 의해 회전가능하게 결합되어 있다.
스퀴즈 롤러(102)는 피벗축(102a)에 의해 링크(103)에 회전가능하게 결합되어 있고, 스퀴즈 롤러(102)는 양 측단의 외경이 점차 협소해지는 형상으로 이루어지는 것이 바람직하다.
즉, 이는 반원형 탄성튜브(120)가 압착되어질 때 반원형 탄성튜브의 가장 큰 외경에서부터 작아지는 직경의 반원형 탄성튜브(120)가 점진적으로 압착되도록 즉, 반원형 탄성튜브(120)의 압착작용이 튜브를 짜내는 것처럼 압압함으로써 유체의 이동방향을 한 방향으로 진행될 수 있게 하고, 또 탄성튜브의 압착시 구동모터의 부하를 감소시키는데 유용하다.
상기한 스퀴즈 롤러(102)는 반원형 탄성튜브(120)가 레이디알 써포트 드럼 (210) 표면에 압착되도록 링크(103)에 결합되어 있다.
전술한 바와 같이 구성된 본 발명에 따른 정량펌프의 작용예를 첨부된 도 7과 도 8을 참조하여 상세히 설명한다.
도 7과 도 8은 본 발명에 따른 정량펌프의 제1 실시예 및 제1 실시예의 응용예를 예시한 작동 예시도로서, 제1 실시예와 응용예의 차이점은 스퀴즈 롤러(102)의 수량에 차이가 있으나, 작동방식과 작용효과는 동일하다.
정량펌프(200)는 로터(101)의 링크(103)에 결합된 스퀴즈 롤러(102)가 반원형 탄성튜브(120)를 압착시키면서 회전되므로 입구(201)에 연결된 배관라인(도면에는 미도시)을 통해 반원형 탄성튜브(120) 속에 유입된 오·폐수는 스퀴즈 롤러(102)의 회전운동과 스퀴즈 롤러(102)의 회전방향으로 이송되면서 출구(202)를 통해 배출된다.
이때 탄성튜브(120)는 스퀴즈 롤러(102)에 의해 압축되어지는 부위는 레이디알 써포트 드럼(210)과 액슬 서포터(230)에 의해 지지되어 스퀴즈 롤러에 의해 비정상적으로 형태로 팽창되거나 부풀어오르는 것을 방지하고, 오·폐수를 출구(202)측으로 이송시킬 수 있다.
도 7과 도 8에서 미설명 부호 122는 출입구(201)(202)와 연결된 탄성튜표(120)의 중첩부이다.
상기한 바와 같이 스퀴즈 롤러(102)가 입구(201)에서부터 출구(202)까지 회전되는 동안 스퀴즈 롤러(102)에 의해 가해진 압력이 해지되는 탄성튜브(120)는 스스로 원상태로 복원되면서 탄성튜브(120)속으로 오폐수가 다시 유입되므로 계속 회전되는 스퀴즈 롤러(102)의 스퀴즈 작용에 의해 오폐수를 일정량씩 계속 이송시킬 수 있다.
따라서 본 발명은 오·폐수에 포함된 슬러지를 응집시켜 슬러지를 제거함에 있어 약품처리조에 투입되는 응집제의 비율과 오·폐수의 량을 일정한 비율로 이송시킬 수 있는 정량펌프를 제공할 수 있는 효과가 있다.
101: 로터
102: 스퀴즈 롤러 102a: 피벗축
103: 링크 120: 반원형 탄성튜브
120a: 마운트 에지 122: 탄성튜브 중첩부
200: 정량펌프
200a: 환형 펌프 하우징 200b: 플렛폼
201, 202:오폐수 입구와 출구 204: 마운트 홈
210: 레이디알 써포트 드럼 220: 로터 리테이너
221: 로터 결합공 221a: 로터 베어링
230: 액슬 서포터 231: 실링
232: 액슬 마운트

Claims (1)

  1. 오·폐수 배관이 수밀가능하게 결합되는 입구(201)와 출구(202)를 구비하는 환형 펌프 하우징(200a)과;
    테두리에 반원형 탄성튜브(120)의 마운트 에지(120a)가 실링되도록 결합되고 상기 입구(201)와 출구(202)가 연결되도록 환형 펌프 하우징(200a)의 내경에 결합되는 레이디알 써포트 드럼(210)과;
    상기 레이디알 써포트 드럼(210)의 측면에 결합되어 상기 탄성튜브의 측방향 팽창을 제한하기 위하여 상기 탄성튜브(120)측으로 연장된 액슬 마운트(232)를 포함하는 액슬 서포터(230)와;
    상기 액슬 서포터(230)의 외측에 상기 환형 펌프 하우징(200a)에 결합되는 로터 결합공(221)을 포함하는 로터 리테이너(220)와;
    상기 탄성튜브(120)가 압착되도록 접해진 스퀴즈 롤러(102)를 회전가능하게 지지하고, 상기 로터 결합공(221)속에 회전가능하게 결합되는 로터(101)로 구성된 것을 특징으로 하는 정량펌프.
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