KR101845572B1 - 로터리 피스톤 펌프 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 고체를 포함하는 유체 매체를 운반하기 위한 로터리 로브 펌프(100)에 관한 것이고, 이것은 운반될 매체를 위한 입구 개구(111) 및 출구 개구(112) 및 펌프 케이싱(140)에 배열되고 서로 맞물리는 로터리 로브 베인들을 갖는 2개의 로터리 로브들(121, 122)를 포함하고, 2개의 로터리 로브의 각각은 개별 샤프트(131) 상에 토크 저항적으로 고정되고 상기 개별 샤프트에 의해 구동될 수 있으며, 상기 2개의 샤프트는 기어박스 케이싱(152)에 배열된 트랜스미션 기어에 의해 서로 결합된다. 본 발명은 특히 연결 케이싱(151) 상에 배열된 입구 개구 및 출구 개구가 배열된 로터리 로브 펌프에 관한 것이다.

Description

로터리 피스톤 펌프{ROTARY PISTON PUMP}
본 발명은 고체를 포함하는 유체 매체를 운반하기 위한 로터리 로브 펌프에 관한 것이고, 이 로터리 로브 펌프는 운반될 매체를 위한 입구 개구 및 출구 개구와, 펌프 케이싱에 배열되고 서로 맞물리는 로터리 로브 베인들을 갖는 2개의 로터리 로브를 포함하고, 2개의 로터리 로브의 각각은 개별 샤프트 상에서 토크 저항적으로(torque-resistantly) 고정되며, 2개의 샤프트는 기어박스 케이싱에 배열된 트랜스미션 기어(transmission gear)에 의해 서로 결합된다.
본 발명은 또한 로터리 로브 펌프를 제공하기 위한, 로터리 로브 펌프를 위한 구성 키트(construction kit)에 관한 것이다.
먼저 명시된 종류의 로터리 로브 펌프는 예컨대 출원인의 특허 DE 10 2007 054 544 A1, EP 1 624 189 B1, DE 10 2005 017 575 A1 및 WO 2007/026 109 A1에 알려져 있고, 고체를 포함하는 유체 매체를 운반하기 위해 사용된다. 예컨대, 액비(liquid manure)와 같은 비균질 유체는 로터리 로브 펌프에 의해 운반될 수 있다. 펌프 케이싱 상에 배열된 입구 개구를 통하여 운반될 매체는 펌프 케이싱의 내부로 들어가고, 여기서 이 매체는 2개의 구동 로터리 로브의 인터메싱(intermeshing) 로터리 로브 베인들에 의해 펌프 케이싱 상에 배열된 출구 개구의 방향으로 운반되고 출구 개구를 통해 다시 펌프 케이싱의 내부에서 나간다.
로터리 로브 펌프들은 운반될 물질의 종류, 특히 포함된 고체 및 로터리 로브 펌프가 사용될 필드로 인한 높은 마모 레벨의 대상이 된다. 이러한 높은 마모 레벨로 인하여, 로터리 로브 펌프들의 정기적인 유지보수 및 마모 부분들의 교체가 필수적이다.
로터리 로브들과 관련된 다른 문제점들은, 봉인이 적절하지 않거나 마멸(wear and tear)되기 쉬운 경우에 나타나는 누설 문제 및 데드 스페이스(dead space)에서의 고체의 침착(deposition)이다.
기존의 로터리 로브 펌프들의 다른 단점은, 설치를 위하여 아주 적은 구성 공간이 이용가능할 경우 펌프들이 배치될 수 없거나 배치되어도 문제를 동반한다는 점과 펌프들이 상이한 응용 필드에 적응하기 부적절하거나 어렵다는 점이다.
그러므로, 본 발명의 목적은 고체를 포함한 유체 매체를 운반하기 위한 로터리 로브 펌프뿐만 아니라 로터리 로브 펌프를 위한 구성 키트를 제공하여 상기 언급된 하나 이상의 단점들을 줄이거나 제거하는 로터리 로브 펌프들을 제공하는 것이다. 본 발명의 다른 목적은 고체를 포함한 유체 매체를 운반하기 위한 로터리 로브 펌프뿐만 아니라 로터리 로브 펌프를 위한 구성 키트를 제공하여 적은 마모성을 보이고 유지보수하기에 쉬운 로터리 로브 펌프들을 제공하기 위함이다. 본 발명의 다른 목적은 고체를 포함한 유체 매체를 운반하기 위한 로터리 로브 펌프뿐만 아니라 로터리 로브 펌프를 위한 구성 키트를 제공하여 컴팩트한 설계를 갖되 설치, 크기 및 용량에 있어서 융통성 있는 로터리 로브 펌프들을 제공하는 것이다. 또한 본 발명의 목적은 고체를 포함한 유체 매체를 운반하기 위한 로터리 로브 펌프뿐만 아니라 로터리 로브 펌프를 위한 구성 키트를 제공하여 생산하기 저렴한 로터리 로브 펌프들을 제공하는 것이다.
이러한 목적들은, 입구 개구 및 출구 개구가 연결 케이싱 상에 배열된 것을 특징으로 하는 먼저 명시된 종류의 로터리 로브 펌프에 의해 성취된다.
본 발명은, 유리한 로터리 로브 펌프가, 펌프 케이싱 내부의 로터리 로브들에 대한 가능한 한 직접적인 엑세스에 의해, 펌프 케이싱 상에 배열된 입구 및 출구 개구들을 갖는 일반적인 디자인으로부터 벗어남으로써 실현될 수 있다는 발견에 기초한다. 발명에 따르면, 입구 및 출구 개구들은 연결 케이싱 상에 배열된다.
양쪽 로터리 로브는 펌프 케이싱의 내부에, 바람직하게는 펌프 케이싱의 내부에 형성된 펌프 챔버 내부에 배열된다. 2개의 로터리 로브는 반대방향으로 구동되고, 이것들의 로터리 로브 베인(rotary lobe vane)들은 매체를 전달하기 위해 인터메싱(intermeshing)한다.
펌프 케이싱이 아닌 연결 케이싱 상의 입구 및 출구 개구들의 본 발명의 배열은 연결 케이싱이 파이프 시스템의 입구 및 출구 개구들을 통해 완전히 통합될 수 있고 펌프 케이싱 만이 로터리 로브 펌프를 점검(service)하기 위해 접근가능할 필요가 있다는 장점을 갖는다.
로터리 로브들을 포함하는 펌프 케이싱과 로터리 로브 펌프를 파이프라인들에 연결하는 역할을 하는 입구 및 출구 개구들 사이의 공간적 분리를 갖는, 본 발명에 따른 로터리 로브 펌프의 이러한 설계는, 더 높은 마모 레벨에 노출되고 더욱 자주 교체되어야 하는 로터리 로브들이 연결 케이싱 및 거기에 연결된 파이프라인들에 독립되게 배열되고 접근가능하기 때문에, 로터리 로브 펌프가 매우 컴팩트한 설계를 갖고 유지보수되기 쉽도록 허용한다.
연결 케이싱은 샤프트에 평행하게 나아가는 축방향의 펌프 케이싱으로부터 오프셋되는 것이 바람직하다. 특히, 입구 개구 및 출구 개구는 샤프트에 평행한 축 방향의 펌프 케이싱으로부터 이격되거나 근접한, 특히 펌프 케이싱의 내부에 형성된 펌프 챔버로부터 이격되거나 근접한 것이 바람직하다. 이것은 입구 및 출구 개구들에 연결된 파이프들이 펌프 케이싱으로부터 이격된다는 것과 펌프 케이싱이 쉽게 접근될 수 있다는 것을 보장한다.
본 발명은 트랜스미션 기어로서 구현되는 기어 박스 케이싱 및 연결 케이싱을 가짐으로써 개발할 수 있다.
본 발명의 이러한 개발로, 기어박스 케이싱 및 연결 케이싱은 구조적 유닛(constructional unit), 즉 트랜스미션 유닛을 형성한다. 기어박스 케이싱 및 연결 케이싱은 복수의 구성요소를 각각 포함할 수 있거나 각각 일체형 구성이 될 수 있다. 특별히 선호되는 실시예는, 전체 트랜스미션 유닛이 일체형 구성인, 즉 기어박스 케이싱 및 연결 케이싱이 인접한, 일체형 구성요소로서 구현되는 실시예이다.
기어박스 케이싱이 연결 케이싱의 내부에 적어도 부분적으로 배열되는 것이 더욱 선호되고, 운반될 매체가 흐를 수 있는 적어도 하나의 흐름 스페이스가 연결 케이싱과 기어박스 케이싱 사이에 형성되는 것 또한 선호된다. 적어도 하나의 흐름 스페이스가 입구/출구 개구 및 펌프 케이싱의 내부와 유체 연동 되어있으므로, 입구 개구를 통해 흐르는 매체는, 흐름 스페이스를 통해 펌프 케이싱 내부에 배열되고 로터리 로브를 포함하는 펌프 챔버로 흐를 수 있고, 이로부터 이 매체는 흐름 스페이스 또는 추가 흐름 스페이스를 통해 출구 개구로 흐를 수 있다. 본 발명의 이러한 개발은 매우 컴팩트하고, 또한, 기어박스 케이싱이 전달될 매체 - 흐름 스페이스 내부의 기어박스 케이싱의 적어도 섹션들 주변을 흐름 - 에 의해 이런 식으로 냉각되어서 더 높은 출력 밀도(power density)를 얻는다는 장점을 갖는다.
본 발명의 로터리 로브 펌프의 일 선호되는 실시예에서, 펌프 케이싱 및 트랜스미션 유닛은 서로 해제가능하게 연결된다.
펌프 케이싱은 연결 케이싱, 기어박스 케이싱 또는 연결 케이싱과 기어박스 케이싱 양쪽에 해제가능하게 연결될 수 있다. 이로써 로터리 로브 펌프의 펌프 케이싱이 제거되어서 예컨대 로터리 로브들을 점검하거나 교체할 수 있다. 본 발명에 따르면, 펌프 케이싱 상에 입구 및 출구 개구가 배열되지 않는 것으로 인하여, 입구 및 출구 개구에 연결된 공급 및 방출 라인들은 로터리 로브 펌프를 점검할 때 분해될 필요는 없지만, 펌프 케이싱이 제거될 때에도 연결 케이싱에 연결된 상태로 남을 수 있다. 로터리 로브들의 접근성과, 유지보수 및 필요할 경우의 이것들의 설치/분해는 트랜스미션 유닛으로부터 완전히 펌프 케이싱을 제거하는 가능성으로 인하여 실질적으로 활용되어서 완전한 시야(full view)를 위해 로터리 로브를 드러낸다.
본 발명은 개별 샤프트에 두개의 로터리 로브를 해제가능하게 고정함으로써 개발될 수 있다.
이러한 개발의 장점은, 로터리 로브들을 교체하는 것을 포함하는 유지보수를 수행할 때, 샤프트를 또한 분해할 필요가 없다는 점이다. 일단 펌프 케이싱이 제거되면, 오직 로터리 로브들만을 샤프트로부터 해제할 필요가 있으며 이어서 교체될 수 있다.
본 발명은 펌프 케이싱과 트랜스미션 유닛 사이에 마모 플레이트를 배열함으로써 개발될 수 있고, 상기 마모 플레이트는 바람직하게는 트랜스미션 유닛에 해제가능하게 고정된다.
본 발명의 로터리 로브 펌프의 이러한 선호되는 개발은, 로터리 로브 펌프의 유지보수의 편이가 송신 유닛과 펌프 케이싱의 연결 포인트에 마모 플레이트를 배열함으로써 더욱 개선되고, 이러한 이유로, 마모 플레이트는 접근하기 매우 용이하며 신속하게 교체될 수 있다는 장점을 갖는다. 마모 플레이트는 트랜스미션 유닛에 해제가능하게 고정되어서 예컨대 로터리 로브들을 트랜스미션 유닛으로부터 펌프 케이싱을 제거할 때 교체하기 위해, 마모 플레이트가 다시 대체되거나 분해되는 경우, 마모 플레이트에 접근하기 용이하면서, 트랜스미션 유닛에 안정적으로 고정되는 것이 특히 선호된다. 마모 플레이트는 연결 케이싱, 기어박스 케이싱 또는 연결 케이싱 및 기어박스 케이싱 양쪽에 해제가능하게 연결될 수 있다.
로터리 로브 펌프는 오직 하나의 마모 플레이트를 갖는 것이 특히 선호된다.
본 발명에 따른 로터리 로브 펌프의 구조 및 이것의 개발은 2개의 마모 플레이트를 갖는 선행 기술의 로터리 로브 펌프와 반대로 단 하나의 마모 플레이트가 요구되도록 허용한다. 이것은, 더 적은 수의 마모 부분이 교체될 필요가 있으므로 적은 유지보수 시간이 든다는 장점을 갖는다. 더 적은 수의 마모 부분들은 또한 유지보수 비용의 감소를 의미한다.
본 발명은 회전가능하게 장착된 트랜스미션 유닛의 양쪽 샤프트들에 의해 개발될 수 있고 각각의 샤프트의 그 부분은 펌프 케이싱의 내부에 형성된 펌프 챔버로 돌출된다(project). 펌프 케이싱이 2개의 샤프트에 대한 베어링을 갖지 않는 것이 특히 선호된다.
본 발명의 이러한 선호되는 개발에서, 로터리 로브들의 2개의 구동 샤프트들에 대한 베어링들은 트랜스미션 유닛 또는 바람직하게는 기어박스 케이싱에 위치된다. 샤프트들은, 2개의 회전 로브들이 샤프트들에 토크 저항적으로 고정되고 개별 샤프트에 의해 적절하게 구동될 수 있는 방식으로 펌프 케이싱의 펌프 챔버 내로 돌출된다. 특히, 샤프트들이 펌프 케이싱의 베어링들 상에 추가적으로 장착되지 않는 것이 선호된다.
이러한 개발은, 펌프 케이싱이 트랜스미션 유닛으로부터 제거되고 또한 로터리 로브들이 샤프트들로부터 제거될 때, 또한 유지보수 동안, 샤프트들이 트랜스미션 유닛에서 단독으로 완전히 장착되고, 펌프 케이싱에 샤프트 베어링들을 설치하거나 분해할 필요가 없다는 장점을 갖는다.
이러한 개발의 다른 장점은 펌프 케이싱이 이로써 설계상에서 특별히 간소하게 만들어질 수 있고 그러므로 샤프트 베어링들을 포함하는 케이싱 파트들 보다 더욱 빠르게 생산될 수 있고 더욱 비용 효율적일 수 있다는 장점을 갖는다.
그러므로 특히 선호되는 개발은 펌프 케이싱이 일체형 구성이라는 점이다.
2개의 하프 쉘(half-shell)인 선행 기술의 구성에 비해 일체형 구조인 펌프 케이싱의 장점은, 펌프 케이싱이 더욱 비용 효율적으로 생산될 수 있고 2개의 부분의 펌프 케이싱보다 더욱 신속하고 간단하게 설치되고 분해될 수 있으며, 봉인되어야 하므로 누설의 위험이 제기될 수 있는 분리의 추가점이 회피될 수 있다는 점이다.
본 발명은 펌프 케이싱 내부에 형성되는 펌프 챔버에 제 1 흐름 채널을 통해 연결되는 입구 개구 및 제 2 흐름 채널을 통해 연결되는 출구 개구에 의해 개발되고, 제 1 및 제 2 흐름 채널들의 적어도 하나의 개별 부분은 샤프트에 평행한 실질적으로 축방향으로 나아간다.
연결 케이싱 상의 입구 및 출구 개구의 본 발명의 배열로 인해, 운반될 매체가 입구 개구에서 펌프 케이싱 내부에 형성된 펌프 챔버로 그리고 펌프 챔버에서 출구 개구로 흐를 수 있는 흐름 채널을 제공할 필요가 잇다. 이러한 선호되는 개발에서, 흐름 채널 또는 적어도 그것의 섹션들은 축방향으로, 즉 샤프트들의 회전 축에 평행하게 배열된다. 흐름 채널들은 연결 케이싱과 기어박스 케이싱 사이의 하나 이상의 흐름 스페이스들 내에 또는 부분으로서 형성될 수 있다. 펌프 케이싱에 대한 매체의 이러한 부분적으로 축방향의 유입 및 반출은 펌프 케이싱 내부에 형성되고 로터리 로브를 포함하는 형성된 펌프 챔버 및 연결 케이싱 상에 배열된 입구 및 출구 개구들 간의 축방향 거리를 극복한다.
본 발명은 로터리 로브 펌프의 동작 동안 연결 케이싱의 상측 반부에 입구 개구 및 출구 개구를 배열함으로써 개발될 수 있다.
본 발명의 이러한 개발은, 유체의 우수한 공급이 항상 얻어져서 로터리 로브 펌프가 높은 출력 밀도로 특히 효율적으로 동작하는 것이 가능해진다는 장점을 갖는다.
입구 개구를 포함하는 평면에 대한 직각에서의 제 1 축 및 출구 개구를 포함하는 평면에 대한 직각에서의 제 2 축은 수직으로부터 각각 45˚각도로 경사지는 방식으로 입구 개구 및 출구 개구가 로터리 로브 펌프의 동작 동안 연결 케이싱 상에 배열되는 것이 특히 선호된다.
본 발명의 이러한 개발의 장점은, 우수한 유체 공급 및 높은 출력 밀도가 성취되는 것뿐만 아니라 입구 및 출구 개구들에 연결될 입구 및 출구 연결 부재들이 상이한 설치 상황에 대하여 다양하게 조절될 수 있다는 점이다.
이에 관하여 특히 선호되는 개발은, 입구 개구에 부착되고 입구 플랜지를 포함하는 입구 연결 부재 및 출구 개구에 부착되고 출구 플랜지를 포함하는 출구 연결 부재를 특징으로 하고, 입구 및/또는 출구 플랜지는 제 1 고정 위치에서 수평으로 배열되고/되거나 입구 및/또는 출구 플랜지가 로터리 로브 펌프의 동작 동안 제 2 고정 위치에서 수직으로 배열되는 방식으로, 입구 연결 부재 및 출구 연결 부재가 설계되고 연결 케이싱에 부착가능하다.
본 발명의 이러한 개발에서, 입구 및 출구 부재들은, 연결 케이싱 상의 입구 및 출구 개구들에 배열되고 고정될 수 있고, 각각이 입구 또는 출구 부재를 파이프에 연결하기 위한 입구 또는 출구 플랜지를 개별적으로 갖도록 제공된다. 이제, 입구 및 출구 연결 부재는, 이것들이 연결 케이싱 상의 입구 또는 출구 개구 상에서 적어도 2개의 상이한 방식으로 배열될 수 있는 방식으로 구현될 수 있는 것이 선호된다. 개별 연결 부재는, 관련된 플랜지가 로터리 로브 펌프의 동작 동안 수평으로 또는 수직으로 배열되는 방식으로 배열될 수 있다. 이것은 이하의 선호되는 결합을 생성한다. 입구 및 출구 연결 부재들은, 입구 및 출구 플랜지들이 로터리 로브 펌프의 동작 동안 수평으로 배열되는 방식으로 배열되고, 입구 및 출구 연결 부재들은, 입구 및 출구 플랜지들이 로터리 로브 펌프의 동작 동안 수직으로 배열되는 방식으로 배열되고, 또는, 입구 및 출구 연결 부재들은, 2개의 연결 부재들 중 하나가 로터리 로브 펌프의 동작 동안 수평으로 배열되고 2개의 연결 부재들 중 다른 하나가 로터리 로브 펌프의 동작 동안 수직으로 배열되는 방식으로 배열된다. 이런 식으로, 로터리 로브 펌프의 컴팩트한 설계로 인해, 매우 상이한 설치 상황에서 로터리 로브 펌프를 배치하는 것이 가능하다.
본 발명은 운반되는 매체가 배출될 수 있는 적어도 하나의 해제가능하게 폐쇄가능한 드레인 홀(drain hole)을 갖는 연결 케이싱에 의해 개발될 수 있다.
본 발명의 이러한 개발은, 연결 케이싱 또는 연결 케이싱과 기어박스 케이싱 사이에 형성된 적어도 흐름 공간을 완전히 또는 거의 완전히 비우도록 허용하여, 그 결과로 예컨대 로터리 로브 펌프가 유지보수 목적으로 개방될 때 흐름을 지속하는 운반될 매체가 없다는 점에서, 로터리 로브 펌프의 유지보수를 더욱 쉽게 만든다. 이를 성취하기 위해, 드레인 홀은 임의의 유지가 수행되기 전에 개방된다. 로터리 로브 펌프의 동작 동안, 적어도 하나의 드레인 홀이 바람직하게 폐쇄되어서 운반될 매체의 원치않는 누설을 방지한다.
발명의 다른 측면은 상이한 크기 및/또는 용량의 로터리 로브 펌프들을 제공하기 위한, 구성 키트에 관한 것이고, 이것은 상기 기재되고 상이한 사이즈의 적어도 2개의 추가 로터리 로브 및 서로 맞물린 로터리 로브 베인들을 가지는 것을 추가 특징으로 하는 본 발명의 로터리 로브 펌프를 포함하며, 2개의 샤프트 및 상이한 크기의 적어도 2개의 추가적인 로터리 로브는, 상이한 크기의 적어도 2개의 추가 로터리 로브가 2개의 샤프트 중 개별 하나에 각각 해제가능하게 부착가능한 방식으로 설계된다.
본 발명의 이러한 측면에 따르면, 본 발명에 따른 로터리 로브 펌프 및 이것의 개발은 로터리 로브 펌프에 대한 구성 키트의 부분을 형성할 수 있고, 이것은 로터리 로브들을 교체함으로써, 본 발명에 따른 로터리 로브 펌프가 상이한 크기 및/또는 상이한 용량을 갖는 본 발명에 따른 로터리 로브 펌프로 전환될 것을 허용한다. 로터리 로브 펌프에 대한 구성 키트는 상이한 크기, 특히 상이한 길이의 로터리 로브들의 2개의 쌍을 가지므로, 2개의 로터리 로브의 제 1 쌍이나 2개의 로터리 로브의 제 2 쌍이 샤프트에 고정된다. 로터리 로브 펌프에 대한 본 발명의 구성 키트는 또한 상이한 크기들의 로터리 로브들의 2개 이상의 쌍을 포함할 수 있다. 더욱 구체적으로, 펌프 케이싱이 트랜스미션 유닛에 해제가능하게 고정되는 경우, 로터리 로브 펌프는 로터리 로브들을 교체함으로써 이것의 크기 및/또는 용량의 측면에서 매우 신속하고 간편하게 변형될 수 있다.
로터리 로브 펌프를 위한 구성 키트는 상이한 크기의 적어도 하나의 추가적인 펌프 케이싱을 제공함으로써 개발될 수 있고, 트랜스미션 유닛 및 상이한 크기를 갖는 적어도 하나의 추가적인 펌프 케이싱은 상이한 크기를 갖는 적어도 하나의 추가적인 펌프 케이싱이 트랜스미션 유닛에 해제가능하게 부착가능한 방식으로 설계된다.
본 발명의 이러한 개발은, 더 큰 특히 더 긴 로터리 로브들이 로터리 로브들을 수용하기 위하여 적절하게 더 큰 펌프 챔버를 갖는 더 큰 특히 더 긴 펌프 케이싱을 제공하는 것 또한 가능하므로, 로터리 로브 펌프를 위한 구성 키트가 제공될 로터리 로브 펌프들의 크기 및/또는 용량의 상당히 더 큰 범위를 실현하는 것이 가능하다는 장점을 갖는다. 이런 식으로, 로터리 로브들 및 필요시 펌프 케이싱을 단순히 교체함으로써, 파이핑 시스템으로부터 연결 케이싱 및 기어박스 케이싱을 갖는 트랜스미션 유닛을 분해하지 않고 빠르고 정확하게 로터리 로브 펌프의 크기 및/또는 용량을 변경하는 것이 가능하다.
이제, 본 발명의 선호되는 실시예는 도면들을 참조하여 기재될 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 로터리 로브 펌프의 제 1 실시예의 3차원도를 도시한다.
도 2는 도 1에 도시된 로터리 로브 펌프의 정면도를 도시한다.
도 3은 드레인 홀이 제공되는 변형에서, 본 발명에 따른 로터리 로브 펌프의 다른 실시예의 3차원도를 도시한다.
도 4는 도 3에 도시된 로터리 로브 펌프의 정면도를 도시한다.
도 5는 도 1에 도시된 로터리 로브 펌프의 3차원도의 부분적인 컷어웨이(cutaway)를 도시한다.
도 6은 도 1에 도시된 로터리 로브 펌프의 길이방향 단면도를 도시한다.
도 7은 제거된 펌프 케이싱이 제거된 도 6의 단면도를 도시한다.
도 8은 드레인 홀이 제공된 변형에서, 입구 및 출구 연결 부재들이 없는, 본 발명에 따른 로터리 로브 펌프의 추가 실시예의 후면도를 도시한다.
도 9는 입구 및 출구 연결 부재들이 없는, 본 발명에 따른 로터리 로브 펌프의 추가 실시예의 정면도를 도시한다.
도 10은 도 9에 도시된 로터리 로브 펌프의 측면도를 도시한다.
도 11은 도 9에 도시된 로터리 로브 펌프의 후면도를 도시한다.
도 12는 도 9에 도시된 로터리 로브 펌프의 부분 컷어웨이 측면도를 도시한다.
도 13은 도 9에 도시된 로터리 로브 펌프의 평면도를 도시한다.
도 14는 도 9에 도시된 로터리 로브 펌프의 제 1 3차원도를 도시한다.
도 15는 도 9에 도시된 로터리 로브 펌프의 제 2 3차원도를 도시한다.
도 16은 펌프 케이싱의 부분 컷어웨이 도를 갖는, 도 15에 도시된 3차원도를 도시한다.
모든 도면들은 도면 부호를 동반해 한번 도시되고(추가된 글자"a"로 표시된 개별 도면 번호) 더 분명한 표시를 위하여 도면 부호 없이 한번 더 도시된다(추가된 글자 "b"로 표시된 개별 도면 번호).
본 발명에 따른 로터리 로브 펌프(100)는 운반될 매체를 위한 입구 개구(111) 및 출구 개구(112)를 갖는다.
도 1 내지 도 7에 도시된 바와 같이, 입구 플랜지(117)가 제공된 입구 연결 부재(115)가 입구 개구(111)에 고정될 수 있다. 상기 입구 플랜지(117)에 의해, 로터리 로브 펌프(100)는 동작 동안 파이프라인(미도시)에 연결될 수 있다. 마찬가지로, 도 1 내지 도 7에 도시된 바와 같이, 출구 플랜지(118)가 제공된 출구 연결 부재(116)는 출구 개구(112)에 고정될 수 있다. 상기 출구 플랜지(118)에 의해, 로터리 로브 펌프(100)는 동작 동안 파이프라인(미도시)에 연결될 수 있다.
입구 및 출구 연결 부재들이 없는 실시예들로부터 알 수 있듯이, 도 8 내지 도 16에 도시된 바와 같이, 상기 연결 부재들의 배열은 선택적이다.
도 1 및 도 2는 본 발명에 따른 로터리 로브 펌프(100)의 일 실시예를 도시하고, 여기서 연결 부재들(115, 116)은, 연결 부재들(115, 116)의 개별 플랜지들(117, 118)이 로터리 로브 펌프 상에 설치될 때 실질적으로 수직으로 배열되도록 배열되므로, 상기 플랜지들(117, 118)에 연결될 개별 파이프들(미도시)은 90˚ 연결로 실질적으로 수평으로 나아간다.
도 3 및 도 4에 도시된 로터리 로브 펌프(100)의 실시예에서, 2개의 연결 부재들(115, 116)은 구스넥(gooseneck) 연결로서 구현되고, 즉, 2개의 플랜지(117, 118)는 로터리 로브 펌프 상에 설치되는 경우 실질적으로 수평으로 배치되므로, 플랜지들(117, 118)에 연결될 파이프들은 로터리 로브 펌프에 연결될 때 실질적으로 수직으로 나아간다.
수직 플랜지를 갖는 2개의 연결 부재들 중 오직 하나 그리고 실질적으로 수평인 플랜지를 갖는 개별 다른 연결 부재들을 장착하는 것 또한 가능하다. 이것은 상이한 설치 상황에 적응하기 위하여 추가적인 유연성을 본 발명의 로터리 로브 펌프(100)에 제공한다.
도면들을 전체적으로 살펴보면 알 수 있듯이, 연결 부재들(115, 116)의 회전된 장착에 의해 구스넥에서 90˚연결로 그리고 그 반대로 본 발명의 로터리 로브 펌프(100)를 매우 쉽게 전환하거나 연결 부재들 없이 또는 오직 하나의 연결 부재로 완전히 로터리 로브 펌프(100)를 사용하는 것이 가능하다. 이것은 본 발명의 로터리 로브 펌프(100)가 설계상 매우 컴팩트하고 상이한 설치 환경에서 간단하고 신속하게 적응될 수 있다는 장점을 갖는다.
본 발명의 로터리 로브 펌프(100)의 다른 필수 특성들은 입구 및 출구 연결 부재들(115, 116)이 장착된 방식에 의존하지 않는다. 그러므로 이하에서 기재되는 특성들, 기능 및 장점들은 도면들에 도시된 바와 같이 본 발명의 로터리 로브 펌프(100)의 다양한 실시예에 동등하게 적용된다. 그러므로 동일한 요소들 또는 실질적으로 동일한 기능을 갖는 요소들은 동일한 참조 번호로 표시된다.
입구 개구 및 출구 개구(111, 112)는 로터리 로브 펌프(100)의 연결 케이싱(151) 상에 배열된다. 로터리 로브 펌프(100)는 또한 펌프 케이싱(140)을 갖는다.
펌프 케이싱(140) 내에서, 펌프 챔버(141)가 형성되고, 여기서 인터메싱 로터리 로브 베인들을 갖는 2개의 회전 로브(121, 122)가 배열된다. 제 1 로터리 로브(121)는 샤프트(131)에 토크 저항적으로 고정되어, 이에 의해 구동될 수 있다. 제 2 로터리 로브(122)는 제 2 샤프트(미도시)에 토크 저항적으로 고정되고 후자에 의해 구동될 수 있다. 2개의 샤프트는 전형적으로 반대 방향으로 구동되고 이러한 목적으로 적절한 트랜스미션을 통해 서로 결합된다. 이러한 트랜스미션(미도시)은 기어박스 케이싱(152)에 위치된다. 상기 기어박스 케이싱(152)과 연결 케이싱(151)은 함께 트랜스미션 유닛(150)을 형성한다. 여기서 도시된 실시예에서, 기어 박스 케이싱(152)은 연결 케이싱(151) 내에 적어도 부분적으로 배열된다. 입구 개구(111)가 펌프 챔버(141)와 유체연동 되게 하는 흐름 스페이스(153)가 연결 케이싱(151)과 기어박스 케이싱(152) 사이에 형성된다. 로터리 로브 펌프(100)는 바람직하게 추가적인 흐름 스페이스(미도시)를 포함하고, 이것을 통하여 출구 개구(112)는 펌프 챔버(141)와 유체연동 된다.
입구 개구 및 출구 개구(111, 112)는 샤프트(131)에 평행으로 나아가는 축방향으로 펌프 케이싱(140)으로부터 이격된다. 연결 케이싱(151) 및 펌프 케이싱(140)은 축방향으로 서로로부터 오프셋되고 축방향으로 서로 근접하게 된다. 도 6에 도시된 바와 같이, 특히, 입구 및 출구 개구(111, 112)와 펌프 챔버(141)는 (축방향으로부터 보았을 때 각각 그들 중간에 있어서) 거리(A)만큼 서로로부터 이격된다.
펌프 케이싱(140)은 연결 포인트 또는 인터페이스(170)에서 송신 유닛(150)에 해제가능하게 연결된다. 2개의 샤프트 중 하나, 이러한 경우, 샤프트(131)는 기어박스 케이싱(152)의 외부로 가이드되고 구동 모터(미도시)에 의해 회전되도록 만들어질 수 있다. 이러한 회전은 기어박스 케이싱(152)의 기어 메커니즘(미도시)에 의해 다른 샤프트(미도시)로 보내진다.
샤프트(131)는 기어박스 케이싱(152)에서 회전가능하게 장착되고 섹션(131a)에 의해 펌프 챔버(141) 내로 돌출한다. 로터리 로브(121)는 섹션(131a)에 해제가능하게 그리고 토크 저항적으로 고정된다. 제 2 로터리 로브(122)는 제 2 샤프트(미도시)에 동일한 방식으로 고정된다. 펌프 케이싱(140)은 2개의 샤프트에 대한 어떤 베어링도 가지지 않으며 그러므로 일체형 구성이 된다. 이것은 펌프 케이싱(140)을 생성하며, 이 펌프 케이싱은 생산하기에 특히 비용 효율적이고, 코어 없이 주조될 수 있으며 처리나 가공될 때 오직 클램프(clamp)만을 요구한다. 펌프 케이싱(140)의 일체형 실시예는 또한 케이싱 분리 포인트의 갯수를 감소시켜서 하우징 섹션이 조립되는 정확도가 유리하게 향상될 수 있다.
마모 플레이트(160)는 펌프 케이싱(140)과 트랜스미션 유닛(150) 사이에서 배열되고, 상기 마모 플레이트는 바람직하게는 트랜스미션 유닛(150)에 해제가능하게 고정된다. 로터리 로브 펌프(100)의 본 발명의 구성으로 인하여, 하나의 단일 마모 플레이트(160) 만을 제공하는 것이 가능하고, 이 결과, 유지보수를 위한 시간 및 비용의 절감이 성취될 수 있다.
입구 연결 부재(115)와 입구 개구(111)를 통해 연결 케이싱으로 들어가는 유체 매체는 제 1 흐름 채널(113)을 통해 펌프 챔버(141)내로 흐르고, 거기서부터, 제 2 흐름 채널(114)을 통해, 출구 개구(112) 및 출구 연결 부재(116)를 통하여 로터리 로브 펌프(110)의 외부로 나간다. 2개의 흐름 채널(113, 114)은 각각 트랜스미션 유닛(150) 내에서 나아가는 제 1 섹션(113a, 114a) 및 펌프 케이싱(140)의 내에서 나아가는 제 2 섹션(113b, 114b)를 각각 갖는다. 2개의 흐름 채널(113, 114)은 샤프트(131)에 부분적으로 평행하게, 즉, 로터리 로브 펌프(100)의 축(180)에 관하여 로터리 로브 펌프(100)의 실질적으로 축방향으로 배열된다. 이것은 펌프 챔버(141) 내외로의 유체 매체의 부분적인 축방향 유입 및 유출을 야기한다. 흐름 채널(113)은 흐름 스페이스(153) 내에 적어도 부분적으로 형성되거나 흐름 스페이스(153)의 부분을 형성한다. 이것은 흐름 채널(114) 및 다른 흐름 스페이스(미도시)에 적용된다. 흐름 스페이스들 및 채널들을 통한 유체 매체의 적어도 부분적으로 축방향의 유입 및 유출로 인하여, 입구 및 출구 개구(111, 112)와 펌프 챔버(141)간의 축방향 거리(A)가 극복된다.
로터리 로브 펌프(100)의 동작 동안 연결 케이싱(151)의 상부 반부의 입구 개구(111) 및 출구 개구(112)의 배열은 로터리 로브 펌프(100) 및 특히 펌프 챔버(141)에서 특히 유체 매체의 적어도 부분적으로 축방향 유입 및 유출과 결합하여 항상 우수한 유체 공급을 생성한다.
도 3, 도 4 및 도 8에 도시된 바와 같이, 연결 케이싱(151)은 운반될 매체가 배출될 수 있는, 해제가능하게 부착된 커버 플레이트(155a,b)를 갖는 2개의 해제가능하게 폐쇄가능한 드레인 홀(154a,b)을 가질 수 있다. 이것은, 연결 케이싱(151), 특히 연결 케이싱과 기어박스 케이싱 사이에 형성된 적어도 하나의 흐름 공간(153) 및 흐름 채널들(113)을 완전히 또는 거의 완전히 비우도록 허용하여, 그 결과 예컨대, 로터리 로브 펌프가 유지보수 목적으로 개방될 때 흐름을 지속하는 운반될 매체다는 점에서 로터리 로브 펌프의 유지보수를 용이하게 한다. 로터리 로브 펌프(100)의 동작 동안, 커버 플레이트(155a,b)가 드레인 홀들(154a,b)을 완전히 폐쇄하여 운반될 매체의 임의의 원치않은 누출을 방지하는 것이 선호된다.
추가적인 장점들은 연결 케이싱(151) 상의 입구 개구 및 출구 개구(111, 112)의 본 발명의 배열로부터 그리고 펌프 케이싱(140)의 2개의 로터리 로브(121, 122)의 배열로부터 발생한다. 먼저, 입구 개구 및 출구 개구(111, 112)에 인접하고 연결 플랜지(117, 118)가 제공되는 연결 부재들(115, 116)를 통해 파이핑 시스템(미도시)의 연결 케이싱(151)에 로터리 로브 펌프(100)를 단단히 연결하는 것이 가능하다. 연결 케이싱(151)의 단단한 결합에도, 마모 부분들, 특히 마모 플레이트(160) 및 로터리 로브들(121, 122)이 펌프 케이싱(140)을 제거함으로써 쉽고 신속하게 교체되는 것이 가능하다. 이런식으로, 다른 크기의 로터리 로브들 및 다른 크기들의 펌프 케이싱들을 샤프트들 및 트랜스미션 유닛(150)에 부착하는 것 그리고 이러한 로터리 로브 펌프에 대한 구성 키트로 쉽고 빠르게 로터리 로브 펌프(100)의 크기 및 용량을 변경하는 것이 가능하다. 이것에 있어서, 한편으로는 트랜스미션 유닛과 샤프트의 개별 연결 및 부착 메커니즘 그리고 다른 한편으로 상이한 크기의 로터리 로브들 및 펌프 케이싱들은, 상이한 결합들이 동일한 연결 및 부착 메커니즘으로 실현될 수 있는 방식으로 설계된다.
전체적으로, 본 발명의 로터리 로브 펌프(100)의 구조는 고체가 침착될 수 있는 약간의 데드 스페이스를 갖는다.

Claims (16)

  1. 고체를 포함하는 유체 매체를 운반하기 위한 로터리 로브 펌프(100)로서,
    - 운반되는 상기 매체를 위한 입구 개구(111) 및 출구 개구(112), 및
    - 펌프 케이싱(140)에 배치되고, 서로 맞물리는 로터리 로브 베인들(vanes)을 갖는 2개의 로터리 로브(121, 122)를 포함하고, 상기 2개의 로터리 로브의 각각은 개별 샤프트(131) 상에 토크 저항적으로(torque-resistantly) 고정되고 상기 개별 샤프트에 의해 구동될 수 있고, 2개의 상기 샤프트는 기어박스 케이싱(152)에 배열된 트랜스미션 기어에 의해 서로 결합되며,
    상기 입구 개구 및 출구 개구는 연결 케이싱(151) 상에 배열되고,
    상기 기어박스 케이싱(152) 및 상기 연결 케이싱(151)은 트랜스미션 유닛(150)으로서 구현되는 것을 특징으로 하는, 로터리 로브 펌프(100).
  2. 삭제
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 펌프 케이싱(140) 및 상기 트랜스미션 유닛(150)은 서로 해제가능하게 연결되는 것을 특징으로 하는, 로터리 로브 펌프(100).
  4. 청구항 1 또는 청구항 3에 있어서,
    상기 2개의 로터리 로브(121, 122)는 상기 개별 샤프트(131)에 해제가능하게 고정되는 것을 특징으로 하는, 로터리 로브 펌프(100).
  5. 청구항 1 또는 청구항 3에 있어서,
    상기 펌프 케이싱(140)과 상기 트랜스미션 유닛(150) 사이에 배열되는 마모 플레이트(160)를 특징으로 하는, 로터리 로브 펌프(100).
  6. 청구항 1 또는 청구항 3에 있어서,
    상기 로터리 로브 펌프는 오직 하나의 마모 플레이트(160)를 갖는 것을 특징으로 하는, 로터리 로브 펌프(100).
  7. 청구항 1 또는 청구항 3에 있어서,
    상기 펌프 케이싱(140)은 상기 2개의 샤프트(131)를 위한 베어링을 갖지 않는 것을 특징으로 하는, 로터리 로브 펌프(100).
  8. 청구항 1 또는 청구항 3에 있어서,
    상기 펌프 케이싱(140)은 일체형 구성인 것을 특징으로 하는, 로터리 로브 펌프(100).
  9. 청구항 1 또는 청구항 3에 있어서,
    상기 입구 개구(111)는 제 1 흐름 채널(113)을 통해, 그리고 상기 출구 개구(112)는 제 2 흐름 채널(114)을 통해 상기 펌프 케이싱 내에 형성된 펌프 챔버(141)에 연결되고, 상기 제 1 및 제 2 흐름 채널들의 적어도 하나의 개별 부분은 상기 샤프트들(131)에 평행한 실질적으로 축방향으로 나아가는 것을 특징으로 하는, 로터리 로브 펌프(100).
  10. 청구항 1 또는 청구항 3에 있어서,
    상기 입구 개구(111) 및 상기 출구 개구(112)는 상기 로터리 로브 펌프의 동작 동안 상기 연결 케이싱(151)의 상반부에 배열되는 것을 특징으로 하는, 로터리 로브 펌프(100).
  11. 청구항 1 또는 청구항 3에 있어서,
    상기 입구 개구(111) 및 상기 출구 개구(112)는, 상기 입구 개구를 포함하는 평면에 직각인 제 1 축과 상기 출구 개구를 포함하는 평면에 직각인 제 2 축이 수직으로부터 각각 45˚각도로 경사지는 방식으로, 상기 로터리 로브 펌프의 동작 동안 상기 연결 케이싱(151) 상에 배열되는 것을 특징으로 하는, 로터리 로브 펌프(100).
  12. 청구항 1 또는 청구항 3에 있어서,
    상기 입구 개구에 부착되고 입구 플랜지(117)를 포함하는 입구 연결 부재(115) 및 상기 출구 개구(112)에 부착되고 출구 플랜지(118)를 포함하는 출구 연결 부재(116)를 특징으로 하며, 상기 입구 연결 부재 및 상기 출구 연결 부재가, 상기 로터리 로브 펌프의 동작 동안, 상기 입구 및 출구 플랜지가 제 1 고정 위치에서 수평으로 배열되거나 상기 입구 및 출구 플랜지가 제 2 고정 위치에서 수직으로 배열되거나 상기 입구 및 출구 플랜지 중의 하나는 제 1 고정 위치에서 수평으로 배열되고 상기 입구 및 출구 플랜지 중의 다른 하나는 제 2 고정 위치에서 수직으로 배열되는 방식으로 설계되고 상기 연결 케이싱(151)에 부착될 수 있는, 로터리 로브 펌프(100).
  13. 청구항 1 또는 청구항 3에 있어서,
    상기 연결 케이싱(151)은 상기 운반되는 상기 매체가 배출될 수 있게 하는 적어도 하나의 해제가능하게 폐쇄가능한 드레인 홀을 포함하는 것을 특징으로 하는, 로터리 로브 펌프(100).
  14. 상이한 크기 및/또는 용량의 로터리 로브 펌프들(100)을 제공하기 위한, 로터리 로브 펌프를 위한 구성 키트로서, 청구항 1 또는 청구항 3에 기재된 로터리 로브 펌프를 포함하되, 또한 상이한 사이즈이며, 서로 맞물린 로터리 로브 베인들을 가지는 적어도 2개의 추가적인 로터리 로브를 특징으로 하고, 2개의 샤프트(131) 및 상이한 크기의 적어도 2개의 추가적인 로터리 로브는, 상기 상이한 크기의 적어도 2개의 추가적인 로터리 로브가 상기 2개의 샤프트 중 개별 샤프트에 각각 해제가능하게 부착될 수 있는 방식으로 설계되는, 구성 키트.
  15. 청구항 14에 있어서, 상이한 크기의 적어도 하나의 추가적인 펌프 케이싱을 특징으로 하고, 상기 트랜스미션 유닛(150) 및 상이한 크기의 적어도 하나의 추가적인 펌프 케이싱은, 상이한 크기의 적어도 하나의 추가적인 펌프 케이싱은, 상기 트랜스미션 유닛에 해제가능하게 부착될 수 있는 방식으로 설계되는, 구성 키트.

  16. 청구항 1 또는 청구항 3에 있어서,
    상기 펌프 케이싱(140)과 상기 트랜스미션 유닛(150) 사이에 배열되며, 상기 트랜스미션 유닛에 해제가능하게 고정되는 마모 플레이트(160)를 특징으로 하는, 로터리 로브 펌프(100).

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