KR101613145B1 - 펌프용 웨어링 간극조절장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 구조가 서로 다른 다양한 펌프의 웨어링 부위에 적용 가능하면서 틈새 간격을 용이하게 조절할 수 있도록 그 구조가 개선된 펌프의 웨어링 간격 조절장치에 관한 것이다.
본 발명에 따른 펌프용 웨어링 간극조절장치는, 모터(20)의 모터축(22)에 연결되어 회전되는 회전체(30)와, 상기 회전체(30)가 내장되고 내부에 웨어링(50)이 배치되며 유체를 흡입하는 흡입구와 흡입된 유체를 배출시키는 토출구가 구성된 케이싱(10)으로 이루어진 펌프로서: 내주면에 암나사산(54a)이 형성되는 웨어링(50)과; 외주면에 상기 웨어링(50)의 암나사산(54a)에 체결되는 수나사산(105)이 형성되고 나사 체결시 회전체(30)와의 틈새 간극이 조절되는 틈새조절구(100); 및 상기 웨어링(50)을 안내케이싱(15)에 고정시키는 고정수단;을 포함하고, 상기 고정수단은 상기 안내케이싱(15)에 웨어링(50)이 결합되는 단턱부(15a)가 형성되고, 상기 웨어링(50)과 단턱부(15a)의 연결부위에 끼워져 웨어링(50)을 단턱부(15a)에 고정시키는 스크류부재(210)가 구비된 것을 특징으로 한다.

Description

펌프용 웨어링 간극조절장치{GAP ADJUSTING APPARATUS FOR WEAR-RING IN PUMP}

본 발명은 펌프용 웨어링 간극조절장치에 관한 것으로, 특히 펌프 내에 장착되는 웨어링 부위의 틈새 간극을 간단한 나사 체결방식으로 가변 조절할 수 있도록 함과 아울러, 웨어링이 장착되는 모든 종류의 펌프에 적용 가능하도록 그 구조가 개선된 펌프용 웨어링 간극조절장치에 관한 것이다.

일반적으로, 수중모터펌프라 함은 청수 또는 오,폐수 등의 유체 중에 설치되어, 모터에 의하여 구동 회전되는 임펠러가 회전됨에 따라 흡입된 다음, 토출관을 통하여 밖으로 배출되도록 하는 모터펌프이다.

일반적으로 원심펌프는 케이싱의 일측에는 케이싱 커버가 설치되어 상기 임펠러가 설치된 공간부의 기밀을 유지하고 있다.

또, 케이싱에는 흡입구 및 토출구가 형성되며 상기 일측은 케이싱 커버로 막혀 있어 기밀을 유지하고 있다.

상기 임펠러는, 직경이 큰 입구단과 직경이 작은 출구단을 가지며, 상기 케이싱 및 케이싱 커버의 내측과 밀접하게 조립된다. 이 조립은 각각 웨어링이라고 불리는 부재에 매우 작은 틈새를 가진 채 이루어진다. 상기 웨어링은 녹발생 방지 및 내구성을 위하여 통상 스텐리스강 또는 청동을 사용하고 있다.

이와 같이 구성되는 종래의 원심펌프의 웨어링 구조는, 모터에 전원이 인가되면 상기 임펠러가 회전하고 이 임펠러 날개의 원심력에 의하여 내부 유체는 케이싱 내부로 흡인되는데, 이때, 임펠러의 입구단의 압력과 날개부 끝단인 출구단의 압력은 차이를 보인다. 즉, 출구단의 압력은 진공상태가 되어 지하수의 유체를 케이싱의 흡입구를 통하여 빨아들인다. 케이싱 내부의 유체는 이러한 압력 차이에 의하여 웨어링과 임펠러 사이의 미세 틈새를 통하여 불가피하게 누수현상이 발생한다

이를 극복하기 위해 한국 공개특허공보 제10-1998-0917629호 "원심펌프의 웨어링 구조"(공개일자 : 1998.06.05)에 개시된 바와 같이, 임펠러를 내장한 케이싱을 포함하는 원심펌프의 웨어링 구조에서 임펠러와 케이싱 및 케이싱 커버 사이에 탄성 기밀재가 설치된 것이다.

그런데, 기존 펌프의 경우 이러한 누수현상을 방지하기 위한 기밀재가 설치되더라도 시간이 경과됨에 따라 누수현상이 발생할 수 밖에 없으며, 이러한 누수현상이 발생하여 펌프의 효율이 저하되더라도 누수현상을 조기에 발견할 수 없는 문제점이 있다.

종래 원심펌프의 웨어링 구조와 관련된 다른 선행기술로는 한국 등록특허공보 제10-1130708호 "웨어링 조절형 수중모터펌프"(등록일자 : 2012.03.20)에 개시된 바와 같이, 하측의 펌프부와 상측의 전동모터부가 동일한 구동축에 의해 일체형으로 조립 형성되고, 전동모터부의 상단에 챔버부가 장착되며, 상기 전동모터부의 작동에 의해 펌프부의 임펠러가 작동하면서 하측의 물을 상측으로 펌핑하도록 하되, 상기 펌프부에서 상측케이싱과 하측케이싱과의 사이에 설치되는 가변형 웨어링의 높낮이를 높낮이조절장치에 의해 조절하여 임펠러 날개와의 유격을 조절할 수 있도록 된 수중모터펌프에 있어서; 상기 상측케이싱과 하측케이싱과의 사이에 설치되는 웨어링의 높낮이를 조절하는 높낮이조절장치는; 가변형 웨어링을 수직선상에서 ∠θ만큼 하측으로 경사져 좁아지게 형성하고, 상기 가변형 웨어링의 웨어링 플랜지에는 상하로 통공되는 공정너트공과 구멍이 뚫어지지 않은 조절볼트부를 일정 한 간격을 유지시키면서 반복적으로 형성한 것과;

하측케이싱의 상단에 일체로 형성된 하측플랜지의 상면 내측에는 환상요홈을 형성하여 조절공간부가 형성되도록 하고, 상기 공간부에는 가변형 웨어링의 웨어링플랜지를 결합하며, 조절공간부에서 하측플랜지에는 너트공을 가변형 웨어링에 형성되는 공정볼트공과 조절볼트부와의 간격을 유지시켜 형성한 것과;

상기 하측플랜지에 형성된 각 너트공에는 제1너트와 제2너트가 나사 결합된 고정볼트와 조절볼트를 교호로 나사 결합하여, 조절볼트는 상단이 하측플랜지의 밑면을 받쳐 지지하고, 고정볼트는 선단을 하측플랜지에 형성된 고정너트공에 나사 결합한 것이다.

그런데, 종래의 웨어링 조절기구는 가변형 웨어링의 높낮이를 조절할 수 있는 수중 축류식 펌프에만 적용 가능한 단점이 있을 뿐만 아니라, 펌프의 진동에 의해 고정볼트가 쉽게 풀리게 될 우려가 있으며, 이로 인해 고정볼트 및 가변형 웨어링이 이탈되어 펌프의 내부에서 유동되면서 펌프 주요부품을 훼손시킬 우려가 있다.

한국 공개특허공보 제10-1998-0917629호 "원심펌프의 웨어링 구조"(공개일자 : 1998.06.05) 한국 등록특허공보 제10-1130708호 "웨어링 조절형 수중모터펌프"(등록일자 : 2012.03.20)

본 발명은 상기한 제반문제점을 감안하여 이를 해결하고자 창출된 것으로, 그 목적은 구조가 서로 다른 다양한 펌프의 웨어링 부위에 적용 가능하면서 틈새 간격을 용이하게 조절할 수 있도록 그 구조가 개선된 펌프용 웨어링 간격조절장치를 제공하는 데 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 모터의 모터축에 연결되어 회전되는 회전체와, 상기 회전체가 내장되고 내부에 웨어링이 배치되며 유체를 흡입하는 흡입구와 흡입된 유체를 배출시키는 토출구가 구성된 케이싱으로 이루어진 펌프로서: 내주면에 암나사산이 형성되는 웨어링과; 외주면에 상기 웨어링의 암나사산에 체결되는 수나사산이 형성되고 나사 체결시 회전체와의 틈새 간극이 조절되는 틈새조절구; 및 상기 웨어링을 안내케이싱에 고정시키는 고정수단;을 포함하고, 상기 고정수단은 상기 안내케이싱에 웨어링이 결합되는 단턱부가 형성되고, 상기 웨어링과 단턱부의 연결부위에 끼워져 웨어링을 단턱부에 고정시키는 스크류부재가 구비된 것을 특징으로 한다.

상기 웨어링은 내주면이 상기 암나사산이 형성되는 체결부와 상기 회전체와 간극을 갖도록 형성되는 간극부로 구성된 것이다.

상기 틈새조절구는 틈새조절구와 웨어링의 조립용 도구가 결합되는 복수의 조립홈이 형성된다.

상기 체결부는 간극부보다 더 큰 내경을 갖도록 형성된다.

본 발명은 웨어링이 장착되는 모든 종류의 펌프에 적용가능할 뿐만 아니라, 단순한 나사 체결방식으로 사용자가 원하는 웨어링 부위에 대한 틈새 간극을 갖도록 가변 조절할 수 있는 유용한 효과를 갖는다.

또한, 본 발명은 틈새조절구가 웨어링의 내주면에 체결되는 구조이므로, 기존 유체의 압력 또는 펌프의 진동에 의해 고정볼트가 쉽게 풀리게 되는 현상을 예방할 수 있는 이점을 갖는다.

도 1은 본 발명에 따른 펌프용 웨어링 간극조절장치를 나타낸 구성도.
도 2는 본 발명 웨어링을 나타낸 사시도.
도 3은 본 발명 틈새조절구를 나타낸 사시도.
도 4는 본 발명 웨어링과 틈새조절구의 조립용 도구를 나타낸 사시도.
도 5는 본 발명의 웨어링 간극조절장치가 양쪽흡입 벌류트펌프에 적용된 상태를 나타낸 도면.
도 6은 본 발명의 웨어링 간극조절장치가 한쪽흡입 벌류트펌프에 적용된 상태를 나타낸 도면.

본 발명에 따른 펌프용 웨어링 간극조절장치는, 도 1 내지 도 4를 참조하면, 모터(20)의 모터축(22)에 결합되어 모터의 회전 구동에 따라 연동 회전되는 회전체(30)와, 내부에 상기 회전체(30)가 배치되고 회전체(30)의 외측에 웨어링(50)이 배치되며 유체를 흡입하는 흡입구와 흡입된 유체를 토출하는 토출구가 마련되는 케이싱(10)을 구비하되, 상기 웨어링(50)의 내주면에 암나사산(54a)이 형성되고, 웨어링(50)의 암나사산(54a)에 체결되어 나사 체결조작에 따라 전,후진 이동되도록 외주면에 수나사산(105)이 형성되는 틈새조절구(100)로 구성된다.

도 1을 참조하면, 웨어링(50)은 공지의 환형 구조로 형성되어 있으며, 케이싱(10) 내에 위치한 안내케이싱(15)과 회전체(30)인 임펠러 날개 사이에 배치된다.

또한, 웨어링(50)의 내주면은 회전체(30)와 동일 간극으로 이격되도록 수평으로 형성되는 간극부(52)와, 간극부(52)보다 큰 내경을 가지며 암나사산(54a)이 형성되는 체결부(54)로 구성된다.

즉, 틈새조절구(100)와 체결되는 웨어링(50)의 체결부(54)는 웨어링(50)이 체결되지 않는 간극부(52)보다 더 큰 내경을 갖도록 형성되는 것이 바람직하다.

또한, 본 발명은 웨어링(50)을 안내케이싱(15)에 고정시키는 고정수단을 구비할 수 있으며, 상기 고정수단은 상기 안내케이싱(15)에 웨어링(50)이 결합되는 단턱부(15a)가 형성되고, 상기 웨어링(50)과 단턱부(15a)의 연결부위에 끼워져 웨어링(50)을 단턱부(15a)에 고정시키는 스크류부재(210)로 구성된다.

틈새조절구(100)는 외주면 둘레에 수나사산(105)이 형성된 고리 형태로 형성되고, 틈새조절구(100)와 웨어링(50)의 조립용 도구(300)가 결합되는 복수의 조립홈(110)이 형성된다.

조립홈(110)은 틈새조절구(100)의 일측면에 동일한 방향으로 서로 이격된 위치에 복수개로 형성된 구조를 갖는다.

예를 들어 조립홈(110)은 대략 90°의 등간격으로 복수개 형성된 구조를 갖는다.

미설명 부호 "56"은 웨어링(50)의 외측면에 형성되어 스크류부재(210)가 체결되는 체결홀(56)을 나타낸 것이다.

도 4를 참조하면, 조립용 도구(300)는 복수개의 단부가 조립홈(110)들에 각각 끼워져 결합되고, 조립용 도구(300)에 힘을 가해 회전시키면 틈새조절구(100)가 연동 회전되면서 회전 방향에 따라 웨어링(50)으로부터 틈새조절구(100)를 체결시키거나 분해하는 기능을 수행하게 된다.

또한, 조립용 도구(300)는 조립홈(110)들의 위치에 따라 그 형태가 변경될 수 있다.

이러한 구성을 갖는 본 발명은 안내케이싱(15)의 단부 내주면에 웨어링(50)을 배치시킨 후에, 웨어링(50)의 체결부(54)에 틈새조절구(100)를 체결시킨 후에, 모터축(22)의 단부에 회전체(30)를 결합시킨다.

이때, 웨어링(50)과 틈새조절구(100)는 작업자의 편의를 위해 회전체(30)의 결합 전에 조립하는 것이 바람직하나, 회전체(30)의 결합 후에 조립될 수도 있다.

상기한 웨어링(50)의 조립이 완료된 후에는 스크류부재(210)를 웨어링(50)의 외측에 형성된 체결홀(56)과 단턱부(15a)의 단부에 형성된 체결홀에 서로 맞물리도록 체결하여 안내케이싱(15)의 단부에 형성된 단턱부(15a)에 웨어링(50)을 견고하게 고정시킬 수 있다.

틈새조절구(100)는 웨어링(50)과의 체결중에 체결부위의 깊이에 따라 회전체(30)와의 간극이 가변되므로, 조립용 도구(300)를 이용한 웨어링(50)의 체결부(54)와의 체결작업중에 웨어링(50)과의 간극을 조절할 수 있는 이점을 갖는다.

이때, 조립용 도구(300)는 각각의 단부가 각 조립홈(110)들에 끼워지도록 결합한 상태에서 조립용 도구(300)의 중간부분을 파지한 후에 일방향으로 회전시켜 틈새조절구(100)를 웨어링(50)의 내주면에 형성된 체결부(54)에 체결할 수 있으며, 이와 반대로 타방향으로 회전시킬 경우 틈새조절구(100)를 웨어링(50)으로부터 분리시킬 수 있다.

상기한 바와 같이 틈새조절구(100)가 웨어링(50)의 내주면에 체결됨에 따라 조립홈(110)이 형성된 일측면과 반대 쪽인 틈새조절구(100)의 타측면과 회전체(30)의 틈새 간극(ℓ1)이 발생하게 되고, 웨어링(50)의 간극부(52)와 회전체(30)와의 틈새 간극(ℓ2)이 발생하게 된다.

앞서 설명한 틈새 간극(ℓ2)은 웨어링(50)과 회전체(30)간의 간극이므로 가변되지 않는 고정된 간극이지만, 틈새간극(ℓ1)은 틈새조절구(100)와 웨어링(50)의 체결 깊이에 따라 가변되므로, 사용자가 원하는 간극을 조절할 수 있게 된다.

여기서 본 발명의 펌프는 원심펌프, 사류펌프, 축류펌프 등에도 채용할 수 있으며, 도 1에서는 수중 사류펌프를 일 예로 설명하였으나, 다른 예로 도 5에 도시된 바와 같이 양측흡입 벌류트펌프에도 적용 가능하고 도 6에 도시된 한쪽흡입 벌류트펌프에도 적용 가능하다.

이 경우 웨어링(50)이 케이싱(10)의 내주면에 장착되도록 조립되며, 웨어링(50)의 내주면에 틈새조절구(100)의 외주면이 체결됨에 따라 틈새조절구(100)의 일면이 회전체(30)인 임펠러의 단부와 틈새 간극을 갖도록 조립된다.

이는 웨어링(50)이 장착되는 다른 종류의 펌프에도 적용 가능함을 알 수 있다.

또한, 회전체(30)인 임펠러와의 결합구조 및 웨어링(50)의 형태에 따라 틈새조절구(100)의 폭이나 형태가 일부 변경될 수 있으며, 조립홈(110)의 위치가 변경될 수 있음을 알 수 있다.

따라서, 본 발명은 웨어링(50)이 장착되는 모든 종류의 펌프에 적용가능할 뿐만 아니라, 단순한 나사 체결방식으로 사용자가 원하는 웨어링(50) 부위에 대한 틈새 간극을 갖도록 가변 조절할 수 있는 유용한 이점을 갖는다.

10 : 케이싱 15 : 안내케이싱
15a : 단턱부 20 : 모터
22 : 모터축 30 : 회전체
50 : 웨어링 52 : 간극부
54 : 체결부 54a : 암나사산
56 : 체결홀 100 : 틈새조절구
105 : 수나사산 110 : 조립홈
210 : 스크류부재 300 : 조립용 도구

Claims (4)

1. 모터(20)의 모터축(22)에 연결되어 회전되는 회전체(30)와, 상기 회전체(30)가 내장되고 내부에 웨어링(50)이 배치되며 유체를 흡입하는 흡입구와 흡입된 유체를 배출시키는 토출구가 구성된 케이싱(10)으로 이루어진 펌프로서:
   내주면에 암나사산(54a)이 형성되는 웨어링(50)과;
   외주면에 상기 웨어링(50)의 암나사산(54a)에 체결되는 수나사산(105)이 형성되고 나사 체결시 회전체(30)와의 틈새 간극이 조절되는 틈새조절구(100); 및
   상기 웨어링(50)을 안내케이싱(15)에 고정시키는 고정수단;을 포함하고,
   상기 고정수단은 상기 안내케이싱(15)에 웨어링(50)이 결합되는 단턱부(15a)가 형성되고, 상기 웨어링(50)과 단턱부(15a)의 연결부위에 끼워져 웨어링(50)을 단턱부(15a)에 고정시키는 스크류부재(210)가 구비된 것을 특징으로 하는 펌프용 웨어링 간극조절장치.
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 웨어링(50)은 내주면이 상기 암나사산(54a)이 형성되는 체결부(54)와 상기 회전체(30)와 간극을 갖도록 형성되는 간극부(52)로 구성된 것을 특징으로 하는 펌프용 웨어링 간극조절장치.
3. 청구항 1에 있어서,
   상기 틈새조절구(100)는 틈새조절구(100)와 웨어링(50)의 조립용 도구(300)가 결합되는 복수의 조립홈(110)이 형성된 것을 특징으로 하는 펌프용 웨어링 간극조절장치.
4. 청구항 2에 있어서,
   상기 체결부(54)는 간극부(52)보다 더 큰 내경을 갖도록 형성된 것을 특징으로 하는 펌프용 웨어링 간극조절장치.

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