KR101727163B1 - 베어링 윤활유의 보유를 위한 벨로우즈 및 밀봉 링을 사용하는 펌프 샤프트 시일 - Google Patents

베어링 윤활유의 보유를 위한 벨로우즈 및 밀봉 링을 사용하는 펌프 샤프트 시일 Download PDF

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폴 더블유. 벤케
매튜 제이. 코렌
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아이티티 매뉴팩츄어링 엔터프라이즈, 엘엘씨
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Abstract

케이싱 조립체, 샤프트 및 일체형 벨로우즈 유형의 기계적 페이스 시일을 특징으로 하는 장치가 제공된다. 케이싱 조립체는 고정형 베어링을 내장하고 윤활 오일을 수용하도록 구성된 봉입 튜브를 갖는다. 샤프트는 회전형 밀봉면을 구비하는 회전형 시일을 갖고, 고정형 베어링에 관하여 회전하도록 구성된다. 일체형 벨로우즈 유형의 기계적 페이스 시일은 봉입 튜브의 고정형 베어링과 중첩하고 이에 결합하도록 구성된 일 단부를 갖고, 샤프트의 회전형 밀봉면에 결합하도록 구성된 고정형 밀봉면을 구비하는 다른 단부를 가지며, 윤활 오일의 누설을 방지하고 윤활 오일을 격리시켜 깨끗하게 유지하도록 봉입 튜브 내에 수용된 윤활 오일을 위한 시일을 제공하기 위하여 고정형 밀봉면과 회전형 밀봉면 사이에서의 큰 변동에 적응하고 고정형 밀봉면을 회전형 밀봉면에 대항하여 가압하도록 압축 하에 배치된 중간 벨로우즈형 부분을 갖는다.

Description

베어링 윤활유의 보유를 위한 벨로우즈 및 밀봉 링을 사용하는 펌프 샤프트 시일{Pump shaft seal using sealing rings and a bellows for retention of bearing lubricant}
[관련 출원에 대한 상호 참조]
본 출원은 전체적으로 참고로 포함된, 2011년 8월 11일자로 출원된 미국 특허 출원 제13/207,917호(대리인 관리번호: 911-002.042-1 (FGI-1101US))에 대한 이익을 주장한다.
[기술 분야]
본 발명은 펌프 또는 펌핑 조립체(assembly), 기구(arrangement) 또는 조합체(combination)에 관한 것으로, 더 구체적으로는 예컨대 수직 양흡입(double-suction) 펌프를 비롯한 그러한 펌프 또는 펌핑 조립체, 기구 또는 조합체에서 샤프트(shaft)를 밀봉하기 위한 신규한 기술에 관한 것이다.
샤프트를 밀봉하기 위한 기술들이 당업계에 공지되어 있다.
예를 들어, 물이 프로펠러 샤프트를 거쳐 배의 선체로 들어가는 것을 방지하기 위해 벨로우즈 유형의 기계적 페이스 시일(face seal)을 사용하는 해양용 샤프트 밀봉 기술이 공지되어 있다. 이러한 공지된 프로펠러 샤프트 밀봉 응용에서, 시일 면들은 배 외부에서 물을 밀봉하고, 시일 면들은 시일 면들 사이의 축방향 간극의 내경으로부터 들어가는 물에 의해 냉각된다.
게다가, 윤활 오일을 양수량(pumpage)으로부터 격리시키기 위해 상업용 립 시일(lip seal)을 사용하는 기존의 산업용 펌프 샤프트 밀봉 기술이 공지되어 있다. 그러나, 기존의 산업 펌프 샤프트 밀봉 기술에서의 문제점들은 하기를 포함한다:
1) 작동 동안에, 상업용 립 시일은 고정형 고무 요소와 회전형 샤프트 사이의 반경방향 간극을 사용하기 때문에 일시적인 밀봉 조건만을 달성한다. 립 시일의 고무 요소는 마멸로 인해 급속히 마모되고, 이는 오일이 봉입 튜브(enclosing tube)로부터 흘러 나가게 한다.
2) 공전(idle) 조건 동안에, 새로운 립 시일은 윤활 오일을 봉입 튜브 내에 보유시킨다. 그러나, 수 주일의 펌프 작동 후에, 마모된 립 시일의 개방된 간극은 아르키메데스의 원리(Archimedes' principle)로 인해 오일이 빠져 나가게 하고 더러운 섬프(sump) 유체가 봉입 튜브 내로 들어가게 한다.
3) 립 시일은 봉입 튜브로부터의 더러운 섬프 유체를 퍼징하고 제한하기 위해 새로운 윤활 오일의 연속적인 주입에 의존한다. 고무 요소와 샤프트 사이의 개방된 반경방향 간극을 메우기 위하여 오일이 주변 환경으로 연속적으로 누설된다.
또한, 스프링 기구의 사용에 적어도 부분적으로 기초하는 샤프트 밀봉 기구가 당업계에 공지되어 있는데, 예로서 미국 특허 제5,562,406호를 참조한다. 벨로우즈 시일을 사용하는 밀봉 기구가 또한 당업계에 공지되어 있는데, 예로서 미국 특허 제6,422,822호를 참조한다.
전술된 것에 비추어, 수직 양흡입 펌프를 비롯한 산업용 펌프 또는 펌핑 조립체, 기구 또는 조합체에서 샤프트를 밀봉하는 것과 관련된 문제점을 해결하는 개선된 설계 또는 기술에 대한, 오랫동안 절실한 필요성이 산업용 펌프 산업에 존재한다.
본 발명은 기존의 해양용 샤프트 밀봉 기술을 산업용 펌프에 혁신적이고 특유한 방식으로 적용한다. 예로서, 본 발명은 수직 양흡입 펌프와 같은 장치의 튜브 시일을 봉입하기 위한 신규한 기술을 제공한다. 본 발명의 일부 실시예들에 따르면, 장치는 조합으로 케이싱 조립체, 샤프트 및 일체형 벨로우즈 유형의 기계적 페이스 시일을 특징으로 한다. 케이싱 조립체는 케이싱 조립체 부분, 및 고정형 베어링을 내장하고 윤활 오일을 수용하도록 구성된 봉입 튜브를 포함한다. 샤프트는 회전형 밀봉면을 구비하는 회전형 시일을 포함하고, 고정형 베어링에 관하여 회전하도록 구성된다. 일체형 벨로우즈 유형의 기계적 페이스 시일은 봉입 튜브 내에 내장된 고정형 베어링과 중첩하고 이에 결합하는 일 단부를 갖고, 샤프트의 회전형 밀봉면에 결합하는 고정형 밀봉면을 구비하는 다른 단부를 가지며, 윤활 오일의 누설을 방지하고 윤활 오일을 격리시켜 깨끗하게 유지하도록 봉입 튜브 내에 수용된 윤활 오일을 위한 시일을 제공하기 위하여 고정형 밀봉면과 회전형 밀봉면 사이에서의 큰 변동에 적응하고 고정형 밀봉면을 회전형 밀봉면에 대항하여 가압하도록 압축 하에 배치된 중간 벨로우즈형 부분을 가지고서 구성된다.
일부 실시예들에 따르면, 본 발명은 하기의 특징들 중 하나 이상을 포함할 수 있다:
일체형 벨로우즈 유형의 기계적 페이스 시일은 고정형 밀봉면과 회전형 밀봉면 사이에서 자동 조절식 밀접 축방향 간극을 제공하여 밀봉 조건을 달성하도록 구성될 수 있다.
일체형 벨로우즈 유형의 기계적 페이스 시일은 고정형 밀봉면과 회전형 밀봉면이 마모될 때 확장하여 고정형 밀봉면의 위치가 회전형 밀봉면에 관하여 조절되도록 구성될 수 있다.
일체형 벨로우즈 유형의 기계적 페이스 시일은 공전 조건 동안에 확장하여 그의 시일 면들 사이의 축방향 간극을 좁혀서 장치가 공전 중일 때 누설이 실질적으로 일어나지 않도록 구성될 수 있다.
벨로우즈 유형의 기계적 페이스 시일의 일 단부는 봉입 튜브의 단부에 클램핑될 수 있고, 회전형 밀봉면은 예컨대 회전형 칼라(collar) 내의 나사형성된 개구들에 배치된 세트 스크루(set screw)들에 의해 샤프트에 고정 또는 체결될 수 있다.
장치는 수직 양흡입 펌프의 형태를 취할 수 있고, 봉입 튜브, 샤프트 및 일체형 벨로우즈 유형의 기계적 페이스 시일은 서로에 대하여 수직 양흡입 펌프의 수직축을 따라서 배치될 수 있다.
봉입 튜브는 수직축에 관하여 일체형의 벨로우즈 유형의 기계적 페이스 시일 위에 배치될 수 있고, 샤프트를 윤활시키기 위해 오일이 중력 공급을 통해 제공된다.
실제로, 본 발명은 펌프 베어링을 내장하는 봉입 튜브 내에서 윤활 오일을 격리시키도록 산업용 수직 양흡입 펌프의 케이싱 조립체 내에 이러한 밀봉 기술을 통합시킴으로써 기존의 해양용 샤프트 밀봉 기술을 산업용 펌프에 적용시킨다. 이에 의해 윤활 오일은 깨끗하게 유지되고, 이는 펌프 베어링의 수명을 연장시킨다. 본 발명은 윤활 오일을 격리시키기 위하여 상업용 립 시일을 사용하는 기존의 산업용 펌프 기술을 개선시키는데, 그 이유는 다음과 같다:
1) 작동 동안에, 종래 기술의 립 시일 대신에 벨로우즈 유형의 기계적 페이스 시일을 적용하는 것에 적어도 부분적으로 기초하여, 연속적이고 오랫동안 지속되는 밀봉 조건이 유지되기 때문이다. 기계적 페이스 시일은 그의 고정형 면과 회전형 면 사이에서 자동 조절 밀접 축방향 간극을 이용하여 밀봉 조건을 달성한다. 시일 면 마모가 일어날 때, 기계적 페이스 시일 기술의 벨로우즈 특징부를 확장시킴으로써 고정형 면은 회전형 면에 대한 그의 위치를 조절한다. 이에 의해, 베어링 수명은 실질적으로 연장된다.
2) 공정 조건 동안에, 립 시일 대신에 벨로우즈 유형의 기계적 페이스 시일을 적용하는 것에 적어도 부분적으로 기초하여, 시일 면들의 자동 조절 특징은 축방향 간극이 0에 근접하게 함으로써, 이는 윤활 오일의 실질적으로 완벽한 격리 및 보유를 유지하기 때문이다.
3) 립 시일 대신에 벨로우즈 유형의 기계적 페이스 시일을 적용하는 것에 적어도 부분적으로 기초하여, 펌프 작동 동안에 주변 환경으로의 최소한의 누설이 일어나고, 펌프가 공전 중일 때 누설이 일어나지 않기 때문이다.
본 발명에 따른 벨로우즈 유형의 기계적 페이스 시일의 벨로우즈 특성은 또한 산업용 펌프 응용에서 하기의 두 가지 기계적 이점들을 갖는다:
- 시일 면들을 조절할 필요가 없는 펌프 샤프트의 축방향 이동. 이는 최종 임펠러 양정(lift)이 설정되기 전에 시일이 샤프트에 장착되게 할 것이다. 시일은 펌프가 일단 설치되면 조절될 필요가 없을 것이다(일부 경우에, 펌프가 설치된 후에 시일에 대한 접근이 불가능할 수 있음).
- 시일 면들을 손상시킴이 없이 작동 동안에 진동을 흡수함 - 탄소 요소가 샤프트 직경보다 더 크게 천공되어 탄소 요소와 샤프트 사이에서 정압 베어링(hydrostatic bearing) 효과를 발생시켜, 샤프트에 요소의 중심을 연속적으로 둔다. 정압 베어링 효과는 이러한 시일이 진동 및 오정렬을 보상하게 한다.
산업용 펌프에 대한 기존의 해양용 샤프트 밀봉 기술의 적용은 특유한데, 그 이유는 벨로우즈 유형의 기계적 페이스 시일 형태의 이러한 특정 해양용 샤프트 시일 기술이 현재까지 오로지 배에서의 프로펠러 샤프트 밀봉을 위해 사용되어 왔기 때문이다. 산업용 수직 펌프에서의 봉입 튜브 밀봉에 대한 벨로우즈 유형의 기계적 페이스 시일의 적용은 혁신적인데, 그 이유는 시일 면들이 반대 방향으로 상이한 액체들을 밀봉하기 때문이다:
- 프로펠러 샤프트 밀봉 응용에서, 시일 면들은 배 외부에서 물을 밀봉하고, 시일 면들은 시일 면들 사이에서 축방향 간극의 내경으로부터 들어가는 물에 의해 냉각된다.
- 이에 비해, 산업용 펌프 응용에서, 시일 면들은 봉입 튜브 내에서 윤활 오일을 밀봉하고, 시일 면들은 시일 면들 사이에서 축방향 간극의 내경으로부터 들어가는 오일에 의해 냉각된다.
벨로우즈 유형의 기계적 페이스 시일은 하기의 구성요소들로 구성될 수 있다: 회전형 요소, 세트 스크루, "O"-링, 탄소 시일 면, 벨로우즈, 및 장착 클램프. 펌프 응용에서, 벨로우즈 구성요소는 봉입 튜브의 단부에 클램핑될 수 있고, 회전형 시일 면은 세트 스크루들에 의해 펌프 샤프트에 고정된다. 회전형 요소는 벨로우즈가 압축되는 방식으로 샤프트 상에 위치되어 2개의 밀봉 부품들 사이에서 접촉력을 발생시킬 수 있다. 이 접촉력은 펌프가 작동 중이 아닌 동안에 시일을 생성하는 것이다.
도면은 반드시 축척대로 그려진 것은 아닌 하기의 도면들을 포함한다.
도 1은 본 발명의 일부 실시예들에 따른 벨로우즈 유형의 기계적 페이스 시일을 갖는 수직 양흡입 펌프 형태의 장치의 도면.
도 2는 도 1에 도시된 장치의 단면도.
도 3은 도 3a 및 도 3b를 포함하고, 이들은 본 발명의 일부 실시예들에 따른 벨로우즈 유형의 기계적 페이스 시일의 사시도.
도 4는 본 발명의 일부 실시예들에 따른 벨로우즈 유형의 기계적 페이스 시일의 다이어그램.
예시적인 실시예의 하기의 설명에서, 본 발명이 실시될 수 있는 실시예의 예시로서 도시되고 도면의 일부를 형성하는, 도면 중의 각 첨부 도면들을 참조하기로 한다. 본 발명의 범주로부터 벗어남이 없이 구조적 및 작동적 변경이 이루어질 수 있으므로 다른 실시예들이 이용될 수 있음이 이해될 것이다.
도 1 및 도 2는 수직 양흡입 펌프의 형태인, 본 발명의 일부 실시예들에 따른 도면부호 10으로 전반적으로 지시된 장치를 도시한다. 본 발명은 그러한 수직 양흡입 펌프와 관련하여 예로서 기술될 것이지만, 본 발명의 범주는 그 유형 또는 종류의 펌프, 펌핑 조립체, 기구 또는 조합체로 제한되도록 의도되는 것은 아니다. 예를 들어, 본 발명이 현재 공지되거나 장래에 추후 개발되는 다른 유형 또는 종류의 펌프, 펌핑 조립체, 기구 또는 조합체로 구현되는 실시예들이 고려된다.
도 1 및 도 2에서, 수직 양흡입 펌프(10)는 내부 케이싱 조립체 부분(12a) 및 봉입 튜브(14)를 갖는 케이싱 조립체(12)를 포함하며, 봉입 튜브는 고정형 베어링(16)을 내장하고 윤활 오일을 봉입 튜브(14) 내부에 수용하도록 구성된다. 수직 양흡입 펌프(10)는 또한 고정형 베어링(16)에 관하여 회전하도록 구성된 샤프트(18)를 포함하는데, 여기서 샤프트(18)는 회전형 밀봉면(20a)을 갖는 회전형 시일(20)과 함께 구성된다. 수직 양흡입 펌프(10)는 또한 일체형 벨로우즈 유형의 기계적 페이스 시일(22)을 포함하는데, 기계적 페이스 시일은 봉입 튜브(14) 내에 내장된 고정형 베어링(16)과 중첩하고 이에 결합하도록 구성된 일 단부(24)를 갖고, 샤프트(16)의 회전형 밀봉면(20a)에 결합하도록 구성된 고정형 밀봉면(26a)을 구비하는 다른 단부(26)를 가지며, 윤활 오일의 누설을 방지하고 윤활 오일을 격리시켜 깨끗하게 유지하도록 봉입 튜브(14) 내에 수용된 윤활 오일을 위한 시일을 제공하기 위하여 고정형 밀봉면(226a)과 회전형 밀봉면(20a) 사이에서의 큰 변동에 적응하고 고정형 밀봉면(26a)을 회전형 밀봉면(20a)에 대항하여 가압하도록 압축 하에 있도록 구성된 중간 벨로우즈형 부분(28)을 갖는다.
일체형 벨로우즈 유형의 기계적 페이스 시일(22)은 고정형 밀봉면(26a)과 회전형 밀봉면(20a) 사이에서 자동 조절식 밀접 축방향 간극을 제공하여 밀봉 조건을 달성하도록, 고정형 밀봉면(26a)과 회전형 밀봉면(20a)이 마모될 때 확장하여 고정형 밀봉면(26a)의 위치가 회전형 밀봉면(20a)에 관하여 조절되게 하도록, 그리고/또는 공전 조건 동안에 확장하여 그의 밀봉면(20a, 26a)들 사이의 축방향 간극을 좁혀서 장치가 공전 중일 때 누설이 실질적으로 일어나지 않도록 구성된다. 일체형 벨로우즈 유형의 기계적 페이스 시일(22)은, 본 명세서에 기재된 기능을 수행하기 위해 가요성이고 확장가능하도록, 탄소, 열가소성 또는 금속성 재료를 비롯한, 현재 공지되거나 장래에 추후 개발되는, 많은 상이한 유형 또는 종류의 재료뿐만 아니라 재료들의 조합으로부터 전체적으로 또는 부분적으로 제조될 수 있다. 중간 벨로우즈형 부분(28)은 본 명세서에서 2개의 확장 부분(28a, 28b)들을 갖는 것으로 나타나 있지만(도 3a 참조), 본 발명의 범주는, 본 발명의 사상 내에서 하나의 확장 부분 또는 2개 초과의 확장 부분들을 비롯한, 상이한 개수의 확장 부분들로 구성된 다른 중간 벨로우즈형 부분들을 포함하도록 의도된다.
예컨대 도 3a, 도 3b에 도시된 바와 같은 일부 실시예들에 따르면, 벨로우즈 유형의 기계적 시일(22)의 일 단부(24)는, 예컨대 하나 이상의 클램프(30a, 30b)들에 의해 봉입 튜브(14)의 단부에 결합될 수 있고, 회전형 밀봉면(20)은 회전형 시일(20)의 나사형성된 개구(40)들에 배치된 하나 이상의 세트 스크루(도시되지 않음)에 의해 샤프트(18)에 고정될 수 있다. 본 발명의 범주는 또한 현재 공지되거나 향후에 추후 개발되는 봉입 튜브(14)의 단부에 벨로우즈 유형의 기계적 페이스 시일(22)의 일 단부(24)를 결합시키기 위한 다른 유형 또는 종류의 기술들을 포함하도록 의도된다. 일부 실시예들에 따르면, 벨로우즈 유형의 기계적 페이스 시일(22)의 단부(26)는 또한 하나 이상의 클램프(32a, 32b)들과 함께 구성될 수 있다.
도시된 바와 같이, 봉입 튜브(14), 샤프트(18) 및 일체형 벨로우즈 유형의 기계적 페이스 시일(22)은 서로에 대하여 수직축(A)을 따라 배치된다.
봉입 튜브(14)는 수직축(A)에 관하여 일체형의 벨로우즈 유형의 기계적 페이스 시일(22) 위에 배치될 수 있고, 윤활 오일이 중력 공급을 통해 제공된다.
벨로우즈 유형의 기계적 페이스 시일(22)은 예로서 회전형 시일(20)과 상호작용하는 일체형 단일 부재로서 도시되고 기술된다. 그러나, 벨로우즈 유형의 기계적 페이스 시일(22)이 하나 초과의 부재로서 구성되는 실시예들, 예컨대 단부(24), 단부(26) 및 중간 부분(28)이 예컨대 클램핑 또는 현재 공지되거나 장래에 추후 개발되는 다른 적합한 수단에 의해 결합되는 예컨대 2개 이상의 별개의 부재들로서 구성되는 경우가 고려된다.
본 명세서에서 기재된 것과 일치되게, 예컨대 공지의 립 시일 대신에 본 발명에 따른 벨로우즈 유형의 기계적 페이스 시일(22)을 적용함으로써, 펌프 작동 동안에 주변 환경으로의 최소한의 누설이 일어나고, 펌프가 공전 중일 때 실질적으로 누설이 일어나지 않는다. 본 발명은 또한 펌프 베어링을 내장하는 봉입 튜브(14) 내에서 윤활 오일을 격리시키도록 산업용 수직 양흡입 펌프(10)의 케이싱 조립체 내부에 이러한 밀봉 기술을 통합시킨다. 이에 의해 윤활 오일은 깨끗하게 유지되고, 이는 펌프 베어링의 수명을 연장시킨다.
예컨대 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같은 장치(10)는, 당업자에 의해 인식되는 바와 같이, 파이핑, 플랜지, 샤프트에 부착되는 임펠러, 너트와 볼트 등을 비롯한, 근원적 발명의 일부를 형성하지 않아서 본 명세서에서 상세히 기술되지 않는 다른 요소들 또는 구성요소들을 또한 포함한다. 당업자가 또한 인식하는 바와 같이, 샤프트(18)는 도 1 및 도 2에 도시된 펌프(10)의 상부 부분에 배치된 모터(도시되지 않음)에 결합될 수 있다.
본 발명의 범주
본 명세서에서 달리 언급되지 않는다면, 본 명세서 내의 특정 실시예에 관해 기술된 특징들, 특성들, 대안예들 또는 수정들 중 임의의 것이 본 명세서에 기술된 임의의 다른 실시예와 함께 적용되거나 사용되거나 통합될 수 있다는 것을 이해하여야 한다. 또한, 본 명세서 내의 도면은 축척대로 그려지지 않았다.
본 발명이 본 발명의 예시적인 실시예들에 대해 기술되고 예시되었지만, 본 발명의 사상 및 범주로부터 벗어남이 없이 그 실시예들에서 그리고 그들에 대해 상기 및 다양한 다른 추가 및 생략이 이루어질 수 있다.

Claims (19)

  1. 수직 양흡입 펌프(vertical double-suction pump)로서, 상기 수직 양흡입 펌프는:
    내부 케이싱 조립체 부분 및 봉입 튜브(enclosing tube)를 갖는 케이싱 조립체(casing assembly)로서, 상기 봉입 튜브는, 고정형 베어링을 내장하고 봉입 튜브 내부에 윤활 오일을 수용하도록 구성된, 케이싱 조립체;
    고정형 베어링에 관하여 회전하도록 구성된 샤프트로서, 회전형 밀봉면에 의하여 샤프트에 고정된 회전형 시일(seal)을 갖는, 샤프트; 및
    단일 부재로서 형성된 일체형 벨로우즈 유형의 기계적 페이스 시일(integral bellows type mechanical face seal);을 포함하고,
    상기 기계적 페이스 시일은, 상기 고정형 베어링에 대해 중첩(overlap) 및 클램핑(clamping)하는 일 고정형 단부와, 시일을 제공하기 위하여 상기 샤프트의 회전형 밀봉면에 결합하는 고정형 밀봉면을 구비하는 다른 고정형 단부와, 윤활 오일의 누설을 방지하고 윤활 오일을 격리시켜 깨끗하게 유지하도록 봉입 튜브 내에 수용된 윤활 오일을 위한 시일을 제공하기 위하여 고정형 밀봉면과 회전형 밀봉면 사이에서의 큰 변동에 적응하고 고정형 밀봉면을 회전형 밀봉면에 대해 가압하도록 압축 하에 있도록 구성된 적어도 2개의 확장 부분들을 구비한 중간 벨로우즈형 부분을 갖는, 수직 양흡입 펌프.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 일체형 벨로우즈 유형의 기계적 페이스 시일은 고정형 밀봉면과 회전형 밀봉면 사이에서 자동 조절식 밀접 축방향 간극을 제공하여 밀봉 조건을 달성하도록 구성되는, 수직 양흡입 펌프.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 일체형 벨로우즈 유형의 기계적 페이스 시일은 고정형 밀봉면과 회전형 밀봉면이 마모될 때 확장하여 고정형 밀봉면의 위치가 회전형 밀봉면에 관하여 조절되도록 구성되는, 수직 양흡입 펌프.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 일체형 벨로우즈 유형의 기계적 페이스 시일은 공전(idle) 조건 동안에 확장하여 그의 시일 면들 사이의 축방향 간극을 좁혀서 장치가 공전 중일 때 누설이 실질적으로 일어나지 않도록 구성되는, 수직 양흡입 펌프.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 벨로우즈 유형의 기계적 페이스 시일의 일 고정형 단부는 봉입 튜브의 단부에 클램핑되고, 회전형 밀봉면은 회전형 시일의 나사형성된 개구들에 배치된 세트 스크루(set screw)들에 의해 상기 샤프트에 고정되는, 수직 양흡입 펌프.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 봉입 튜브, 샤프트 및 일체형 벨로우즈 유형의 기계적 페이스 시일은 서로에 대하여 수직 양흡입 펌프의 수직축을 따라서 배치되는, 수직 양흡입 펌프.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 봉입 튜브는 수직축에 관하여 일체형 벨로우즈 유형의 기계적 페이스 시일 위에 배치되고, 윤활 오일이 중력 공급을 통해 제공되는, 수직 양흡입 펌프.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 수직 양흡입 펌프는, 상기 일 고정형 단부를 봉입 튜브의 고정형 베어링에 클램핑시키도록 구성된 클램프를 더 포함하는, 수직 양흡입 펌프.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 일체형 벨로우즈 유형의 기계적 페이스 시일은, 윤활 오일의 누설을 방지하고 윤활 오일을 격리시켜 깨끗하게 유지하도록 봉입 튜브 내에 수용된 윤활 오일을 위한 시일을 제공하기 위하여 고정형 밀봉면과 회전형 밀봉면 사이에서의 큰 변동에 적응하고 고정형 밀봉면을 회전형 밀봉면에 대항하여 가압하도록 유연하고 확장가능할 수 있도록, 전체적으로 또는 부분적으로 탄소, 열가소성 또는 금속성 재료로 만들어지는, 수직 양흡입 펌프.
  10. 고정형 베어링을 내장하고 윤활 오일을 수용하는 봉입 튜브 및 내부 케이싱 조립체 부분을 갖는 케이싱 조립체(casing assembly);
    고정형 베어링에 관하여 회전하도록 구성된 샤프트로서, 회전형 밀봉면에 의하여 샤프트에 고정된 회전형 시일(seal)을 갖는, 샤프트; 및
    단일 부재로서 형성된 일체형 벨로우즈 유형의 기계적 페이스 시일(integral bellows type mechanical face seal);을 포함하는 장치로서,
    상기 기계적 페이스 시일은, 상기 고정형 베어링에 대해 중첩 및 클램핑하는 일 고정형 단부와, 시일을 제공하기 위하여 상기 샤프트의 회전형 밀봉면에 결합하는 고정형 밀봉면을 구비하는 다른 고정형 단부와, 윤활 오일의 누설을 방지하고 윤활 오일을 격리시켜 깨끗하게 유지하도록 봉입 튜브 내에 수용된 윤활 오일을 위한 시일을 제공하기 위하여 고정형 밀봉면과 회전형 밀봉면 사이에서의 큰 변동에 적응하고 고정형 밀봉면을 회전형 밀봉면에 대해 가압하도록 압축 하에 있도록 구성된 중간 벨로우즈형 부분을 갖는, 장치.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 장치는, 상기 봉입 튜브의 고정형 베어링에 상기 일 고정형 단부를 클램핑시키도록 구성된 클램프를 가진 수직 양흡입 펌프를 포함하고,
    상기 봉입 튜브, 샤프트 및 일체형 벨로우즈 유형의 기계적 페이스 시일은 서로에 대하여 수직 양흡입 펌프의 수직축을 따라서 배치되며,
    상기 봉입 튜브는 수직축에 관하여 일체형 벨로우즈 유형의 기계적 페이스 시일 위에 배치되고, 윤활 오일이 중력 공급을 통해 제공되는, 장치.
  12. 제10항에 있어서,
    중간 벨로우즈형 부분은, 고정형 밀봉면을 회전형 밀봉면에 대해 가압하도록 압축 하에 있도록 구성된 적어도 2개의 확장 부분들을 구비하는, 장치.
  13. 수직 양흡입 펌프(vertical double-suction pump)로서, 상기 수직 양흡입 펌프는:
    내부 케이싱 조립체 부분 및 봉입 튜브(enclosing tube)를 갖는 케이싱 조립체(casing assembly)로서, 상기 봉입 튜브는, 고정형 베어링을 내장하고 봉입 튜브 내부에 윤활 오일을 수용하도록 구성된, 케이싱 조립체;
    고정형 베어링에 대하여 회전하도록 구성된 샤프트로서, 회전형 밀봉면에 의하여 샤프트에 고정된 회전형 시일(seal)을 갖는, 샤프트; 및
    단일 부재로서 형성된 일체형 벨로우즈 유형의 기계적 페이스 시일(integral bellows type mechanical face seal);을 포함하고,
    상기 기계적 페이스 시일은, 상기 고정형 베어링에 대해 중첩(overlap) 및 클램핑(clamping)하는 일 고정형 단부와, 시일을 제공하기 위하여 상기 샤프트의 회전형 밀봉면에 결합하는 고정형 밀봉면을 구비하는 다른 고정형 단부와, 윤활 오일의 누설을 방지하고 윤활 오일을 격리시켜 깨끗하게 유지하도록 봉입 튜브 내에 수용된 윤활 오일을 위한 시일을 제공하기 위하여 고정형 밀봉면과 회전형 밀봉면 사이에서의 큰 변동에 적응하고 고정형 밀봉면을 회전형 밀봉면에 대해 가압하도록 압축 하에 있도록 구성된 적어도 2개의 확장 부분들을 구비한 중간 벨로우즈형 부분을 가지며,
    상기 봉입 튜브, 샤프트, 및 일체형 벨로우즈 유형의 기계적 페이스 시일은 서로에 대하여 수직 양흡입 펌프의 수직축을 따라서 배치되고, 상기 봉입 튜브는 수직축에 관하여 일체형 벨로우즈 유형의 기계적 페이스 시일 위에 배치되며, 윤활 오일이 중력 공급을 통해 제공되는, 수직 양흡입 펌프.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 일체형 벨로우즈 유형의 기계적 페이스 시일은 고정형 밀봉면과 회전형 밀봉면 사이에서 자동 조절식 밀접 축방향 간극을 제공하여 밀봉 조건을 달성하도록 구성되는, 수직 양흡입 펌프.
  15. 제13항에 있어서,
    상기 일체형 벨로우즈 유형의 기계적 페이스 시일은 고정형 밀봉면과 회전형 밀봉면이 마모될 때 확장하여 고정형 밀봉면의 위치가 회전형 밀봉면에 관하여 조절되도록 구성되는, 수직 양흡입 펌프.
  16. 제13항에 있어서,
    상기 일체형 벨로우즈 유형의 기계적 페이스 시일은 공전(idle) 조건 동안에 확장하여 그의 시일 면들 사이의 축방향 간극을 좁혀서 장치가 공전 중일 때 누설이 실질적으로 일어나지 않도록 구성되는, 수직 양흡입 펌프.
  17. 제13항에 있어서,
    상기 벨로우즈 유형의 기계적 페이스 시일의 일 고정형 단부는 봉입 튜브의 단부에 클램핑되고, 회전형 밀봉면은 회전형 시일의 나사형성된 개구들에 배치된 세트 스크루(set screw)들에 의해 상기 샤프트에 고정되는, 수직 양흡입 펌프.
  18. 제13항에 있어서,
    상기 수직 양흡입 펌프는, 상기 일 고정형 단부를 봉입 튜브의 고정형 베어링에 클램핑시키도록 구성된 클램프를 더 포함하는, 수직 양흡입 펌프.
  19. 제13항에 있어서,
    상기 일체형 벨로우즈 유형의 기계적 페이스 시일은, 윤활 오일의 누설을 방지하고 윤활 오일을 격리시켜 깨끗하게 유지하도록 봉입 튜브 내에 수용된 윤활 오일을 위한 시일을 제공하기 위하여 고정형 밀봉면과 회전형 밀봉면 사이에서의 큰 변동에 적응하고 고정형 밀봉면을 회전형 밀봉면에 대항하여 가압하도록 유연하고 확장가능할 수 있도록, 전체적으로 또는 부분적으로 탄소, 열가소성 또는 금속성 재료로 만들어지는, 수직 양흡입 펌프.
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Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9046107B2 (en) * 2011-08-11 2015-06-02 Itt Manufacturing Enterprises Llc. Vertical double suction pump enclosing tube seal
US9739284B2 (en) * 2013-11-19 2017-08-22 Charles Wayne Zimmerman Two piece impeller centrifugal pump
CN108927795A (zh) * 2017-05-22 2018-12-04 沈阳新松机器人自动化股份有限公司 一种柔性传动机械手臂及控制系统

Family Cites Families (43)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3123010A (en) * 1964-03-03 Centrifugal pump with thrust balancing means
US2363420A (en) 1941-05-05 1944-11-21 Howard Giles Philip Eliot Submersible pump
US2598484A (en) * 1945-10-19 1952-05-27 Nash Engineering Co Bearing seal assembly
US2919148A (en) * 1957-12-27 1959-12-29 Thompson Ramo Wooldridge Inc Seal assembly
US2997958A (en) 1960-06-13 1961-08-29 Heinicke Pump Co Centrifugal pump
US3117793A (en) * 1960-10-26 1964-01-14 Victor Mfg & Gasket Co Rotary face type seal
US3551067A (en) * 1969-01-22 1970-12-29 Duriron Co Lined corrosion resistant pump
US4350372A (en) * 1980-01-21 1982-09-21 Logsdon Duane D Expansion coupling for large diameter plastic pipes
GB2094417A (en) 1981-03-09 1982-09-15 Skf Uk Ltd Shaft seals
JPS6267298A (ja) * 1985-09-18 1987-03-26 Hitachi Ltd スラストベアリングの冷却装置
US4605234A (en) * 1985-12-16 1986-08-12 Metcalf Maurice E Mechanical seal assembly with orientation maintaining means
US4932846A (en) 1987-08-06 1990-06-12 Shippensburg Domestic Pump Co. Resilient shaft mounting for pump
US4840384A (en) * 1987-09-04 1989-06-20 Vaughan Co., Inc. Face-type shaft seal with shroud
US5238363A (en) 1987-10-30 1993-08-24 Baker Hughes Incorporated Dual suction vertical pump with pendant auger
US4992690A (en) 1988-10-07 1991-02-12 Emerson Electric Co. Combination motor endshield and pump housing
GB8909289D0 (en) * 1989-04-24 1989-06-07 Crane John Uk Ltd Mechanical face seals
JP2536237B2 (ja) * 1990-05-17 1996-09-18 ダイキン工業株式会社 横型開放圧縮機
GB9011388D0 (en) * 1990-05-22 1990-07-11 Flexibox Ltd Mechanical face seals
RU2027073C1 (ru) * 1991-07-16 1995-01-20 Сумский физико-технологический институт Центробежный насос
US5346361A (en) 1993-04-15 1994-09-13 Goulds Pumps, Incorporated Air seal for pump with vertical shaft
US5503520A (en) 1993-12-17 1996-04-02 Henry Filters, Inc. Pump for filtration systems
JPH08177782A (ja) 1994-12-27 1996-07-12 Ebara Corp 両吸込ポンプ
US5562406A (en) 1995-01-11 1996-10-08 Ansimag Inc. Seal assembly for fluid pumps and method for detecting leaks in fluid pumps or fluid containment devices
US5605287A (en) * 1995-01-17 1997-02-25 Parker-Hannifin Corporation Airblast fuel nozzle with swirl slot metering valve
SE511683C2 (sv) 1998-03-04 1999-11-08 Itt Mfg Enterprises Inc Anordning vid spärrvätsketätning vid en dränkbar arbetsmaskin
US6196813B1 (en) 1999-07-06 2001-03-06 Flowserve Management Company Pump assembly including integrated adapter
SE516277C2 (sv) * 2000-05-18 2001-12-10 Skf Sverige Ab Lagerarrangemang för en axel samt användning av ett lagerarrangemang
US6422822B1 (en) 2000-06-15 2002-07-23 Shell Oil Company Pressurized seal for submersible pumps
US6379127B1 (en) 2000-09-29 2002-04-30 Lawrence Pumps, Inc. Submersible motor with shaft seals
DE20107960U1 (de) * 2001-05-11 2001-07-05 Burgmann Dichtungswerke Gmbh Dichtungselement für eine Gleitringdichtungsanordnung
RU2180063C1 (ru) * 2001-05-15 2002-02-27 Общество с ограниченной ответственностью "Торговый дом "Тульский патронный завод" Уплотнительное устройство для защиты подшипников вращающегося вала
GB0214857D0 (en) * 2002-06-26 2002-08-07 Aes Eng Ltd Mechanical seal drive and coupling device
US6854957B2 (en) 2002-10-10 2005-02-15 Assoma, Inc. Seal of a vertical pump
US7070186B2 (en) * 2003-06-19 2006-07-04 General Motors Corporation Flanged boot having a rolling bearing interface
EP1711709A2 (en) 2004-01-16 2006-10-18 Polaris Pool Systems, Inc. Motor-driven pump for pool or spa
CN2694003Y (zh) * 2004-02-03 2005-04-20 濮阳市沃隆密封机械制造有限公司 增压注水泵机械密封装置
CN2786329Y (zh) * 2004-07-20 2006-06-07 中国石化胜利油田有限公司滨南采油厂油气集输大队 内装弹簧支撑式橡胶波纹管
JP2006029502A (ja) 2004-07-20 2006-02-02 Aisin Seiki Co Ltd メカニカルシール
GB0509787D0 (en) 2005-05-12 2005-06-22 Brisland M J Fluid powered motor or pump
US20070172367A1 (en) 2006-01-26 2007-07-26 Janocko David J Flow restricting devices in pumps
CN200968421Y (zh) * 2006-11-20 2007-10-31 河南省中原大化集团有限责任公司 一种波纹管式机械油封
CN201687771U (zh) * 2009-12-21 2010-12-29 李锦泽 一种新型便拆立式单级双吸泵
US9046107B2 (en) * 2011-08-11 2015-06-02 Itt Manufacturing Enterprises Llc. Vertical double suction pump enclosing tube seal

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US9046107B2 (en) 2015-06-02

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