KR101853474B1 - 케이블 보호 및 진동방지 구조를 갖는 수중모터펌프 - Google Patents

Abstract

본 발명은 보호관에 관한 것으로 보다 상세하게는 수중케이블 보호관에 관한 것이다. 본 발명은 관형 파이프 내부에 케이블 보호관을 구비하고, 토출관 커버에 스터핑박스가 구비된 케이블 보호 및 진동방지 구조를 갖는 수중모터펌프를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 관형 파이프 내부의 압력수의 외부 누출 및 압력수와 케이블의 접촉을 차단하는 효과를 가질 수 있으며, 토출관 스터핑박스를 이용하여 펌프 또는 모터 펌프의 좌, 우 진동뿐 아니라 상, 하 진동까지 방지하는 효과를 가질 수 있다.

Description

케이블 보호 및 진동방지 구조를 갖는 수중모터펌프{SUBMERSIBLE MOTOR PUMP WITH CABLE PROTECTION AND ANTI-VIBRATION STRUCTURE}

본 발명은 수중모터펌프에 관한 것으로 보다 상세하게는 케이블 보호 및 진동방지 구조를 갖는 수중모터펌프에 관한 것이다.

일반적으로 수중모터펌프는 전동기와 펌프가 일체로 조합된 구조를 가지며, 수중모터펌프가 내부에 수용될 수 있을 정도의 내경을 갖는 가늘고 긴 구조의 관형 케이스 내부에 설치된 채로 수중에 배치되어 작동하면서 물을 외부에 배출하는데 사용되는 펌프로써, 배수펌프장, 정수장, 오폐수처리장 혹은 침수가 우려되는 지하실, 혹은 대량의 물을 담아두는 양어장 등과 같은 장소에 사용되고 있다.

종래 수중모터펌프는 회전자와 고정자로 이루어진 전동기가 펌프 용기의 상부에 구성되고, 상기 전동기로부터 연장되는 회전축과 결합되어 회전하면서 물을 펌핑하는 임펠러가 펌프 용기의 하부에 설치된 구조를 갖고 있다.

이와 같이 구성된 수중모터펌프는 대략 수직방향으로 연장되는 구조를 갖는 관형 케이스의 내부에 설치된 상태에서 수중에 위치하도록 배치되며, 임펠러의 회전시 펌프 용기에 형성된 유로를 통해 유동하는 유체는 관형 케이스의 내부로 유입된 후, 관형 케이스의 상단부 측면에 형성된 배출구를 통하여 외부로 배출된다.

한편, 수중모터펌프는 항상 물과 접해 있기 때문에 부품간의 결합부위를 비롯하여 전체적으로 방수처리가 되어있으나, 제작시 발생된 결함 또는 사용중 발생되는 결함으로 인하여 전동기의 내부로 물이 유입되는 경우, 전동기의 치명적인 손상을 야기할 수 있다.

또한, 수중모터펌프는 수중에서 구동하는 관계로 전동기 작동과정에서 발생하는 열을 냉각하기 위한 별도의 냉각수단이 마련되어 있지 않다. 따라서 수중모터펌프가 작동하는 과정에서 수위가 낮아져 수중모터펌프의 전동기 부분이 수면위로 노출되는 경우, 전동기에서 발생되는 열로 인하여 고정자와 회전자에 급격하게 팽창되고, 결국 고정자와 회전자가 밀착되는 경우 전동기의 효율이 저하되는 것은 물론이고, 고정자와 회전자의 손상이 발생될 수 있으며, 전동기 기동시 발생하는 꾸준한 열 스트레스로 인한 회전자 동바와 엔드링의 결함이 발생될 수 있다.

또한, 수중모터펌프의 작동을 위한 전기와 제어신호를 전달하는 케이블이 육상으로부터 관형 케이스의 내부 공간을 통해 수중모터펌프로 연결되도록 설치되고 있으나, 이처럼 설치되는 케이블은 수중모터펌프의 작동에 의해 형성되는 토출수류에 그대로 노출됨에 따라 요동하게 되며, 이러한 케이블의 요동에 의해 전기 접점이 손상되거나, 케이블 자체가 손상될 수 있다.

이와 같이 수중모터펌프의 작동과정에서 발생할 수 있는 각종 결함이나 손상을 조기에 발견하여 조치하지 못할 경우, 결함의 확산에 의한 주변부품의 손상 및 전동기의 효율 저하가 발생되는 것은 물론이고, 더 나아가서는 수중모터펌프의 작동이 정지되어 물의 배출이 불가능해짐에 따라 추가적인 피해를 야기하게 되는 문제점이 있다.

1. 한국등록특허 제10-1559067호(2015.10.12 공고) 2. 한국등록특허 제10-1466238호(2014.11.27 공고)

본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 관형 파이프 내부에 케이블 보호관을 구비하고, 토출관 커버에 스터핑박스가 구비된 케이블 보호 및 진동방지 구조를 갖는 수중모터펌프를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 케이블 보호 및 진동방지 구조를 갖는 수중모터펌프는 관 형태이며, 내부가 중공인 관형 파이프, 상기 관형 파이프의 내부에 내장되며, 물을 펌핑하는 모터 펌프, 상기 관형 파이프의 상부에 구비되며, 상기 모터 펌프와 결합되는 토출관 커버 및 상기 관형 파이프의 내부에서 상부가 상기 토출관 커버와 결합되며, 하부가 상기 모터 펌프와 결합되고, 내부가 중공으로 관 형태인 케이블 보호관을 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 토출관 커버의 상부에 구비되며, 상기 모터 펌프 및 상기 케이블 보호관을 고정시키는 고정부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 케이블 보호관은 상단에 용접되어 고정되며, 케이블이 관통되어 설치될 수 있는 홀이 구비된 케이블 보호관 스터핑 박스를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 케이블 보호관 내부에 구비되는 케이블을 고정시키며, 내부에 적어도 1개 이상의 고무팩킹을 구비하는 케이블 그랜드를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 고정부는 상기 토출관 커버에 결합되며, 내부에 적어도 1개 이상의 고무팩킹 구비되고, 상기 고무팩킹의 하부에 구비되는 팩킹시트를 포함하는 스터핑박스 및 상기 고무팩킹에 일정한 압력을 가하는 그랜드 를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 케이블 그랜드는 상기 케이블 보호관 스터핑 박스의 상부 일측에 결합되며, 메인 케이블이 관통되어 외부로 유출될 수 있는 홀을 구비하고, 내부에 적어도 1개 이상의 고무팩킹이 구비된 메인 케이블 그랜드, 상기 케이블 보호관 스터핑 박스의 상부 타측에 결합되며, 센서 케이블이 관통되어 외부로 유출될 수 있는 홀을 구비하고, 내부에 적어도 1개 이상의 고무팩킹이 구비된 메인 케이블 그랜드, 상기 케이블 보호관의 내부에서 상기 모터 펌프 상부 커버의 상부에 결합되며, 하부에 구비되는 고무링 및 와셔링에 일정한 압력을 가하는 내부 케이블 그랜드 를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 와셔링은 상기 고무링의 사이에 구비되는 것을 특징으로 한다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 의하면 관형 파이프 내부의 압력수의 외부 누출 및 압력수와 케이블의 접촉을 차단하는 효과를 가질 수 있다.

또한, 토출관 스터핑박스를 이용하여 모터 펌프의 좌, 우 진동뿐 아니라 상, 하 진동까지 방지하는 효과를 가질 수 있다.

또한, 모터 펌프와 케이블 보호관 및 토출관 커버가 일체로 결합되는 것에 의해 점검 및 보수를 위한 모터 펌프의 인양을 손쉽게 실시할 수 있는 효과를 가질 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 케이블 보호 및 진동방지 구조를 갖는 수중모터펌프의 단면도
도 2는 도 1의 A의 확대도
도 3은 도 1의 B의 확대도

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시 예를 가질 수 있는바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.

제 1, 제 2 등의 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성 요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.

예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제 1 구성요소는 제 2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제 2 구성요소도 제 1 구성요소로 명명될 수 있다.

및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다.

단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다.

일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 일 실시 예에 따른 선풍기 장착용 공기 정화 필터에 대하여 상세히 설명하기로 한다. 이하에서 종래 주지된 사항에 대한 설명은 본 발명의 요지를 명확히 하기 위해 생략하거나 간단히 한다.

도 1은 본 발명에 따른 케이블 보호 및 진동방지 구조를 갖는 수중모터펌프의 단면도이다. 도 2는 도 1의 A의 확대도이다. 도 3은 도 1의 B의 단면도이다.

도 1 내지 3을 참조하면, 본 발명에 따른 케이블 보호 및 진동방지 구조를 갖는 수중모터펌프(10)는 관형 파이프(100)의 내부에서 메인 케이블(600)과 센서 케이블(700)이 압력수와 접촉하는 것을 방지할 수 있다. 또한, 토출관 커버(300)에 고정부(500)을 구비하여 펌프에서 발생되는 좌, 우 진동 및 상,하 진동, 즉, 레이디얼 및 스러스트 진동을 동시에 방지할 수 있다. 케이블 보호 및 진동방지 구조를 갖는 수중모터펌프(10)는 관형 파이프(100), 모터 펌프(200), 토출관 커버(300), 케이블 보호관(400), 고정부(500), 케이블 그랜드(600), 고무링(700) 및 와셔링(800)를 포함할 수 있다.

관형 파이프(100)는 관 형상으로 내부가 중공으로 형성될 수 있으며, 내측 하부에 모터 펌프(200)가 내장될 수 있으며, 토출관 커버(300)에 의해 상부가 폐쇄될 수 있다.

모터 펌프(200)는 관형 파이프(100)의 내부에 내장될 수 있으며, 모터 펌프 상부 커버(210)와 케이블 보호관(400)이 결합수단에 의해 결합될 수 있다. 모터 펌프 상부 커버(210)와 케이블 보호관(400)이 결합되는 것에 의해 케이블 보호관(400)이 인양되면 모터 펌프(200)도 함께 인양될 수 있으며, 이에 따라, 점검 및 보수를 위한 위치로 손쉽게 이동시킬 수 있다.

모터 펌프(200)는 모터 펌프(200)의 하단에 구비된 흡입관(220)과 컬럼 파이프(100)가 맞닿는 부분에 진동 방지 오링(230)이 구비될 수 있으며, 최측부에는 충격 방지 오링(240)이 구비될 수 있다.

진동 방지 오링(230)과 충격 방지 오링(240)에 의해 진동이나 충격에 의해 모터 펌프(200)이 파손되는 것을 미연에 방지할 수 있다.

결합 수단은 모터 펌프 상부 커버(210)와 케이블 보호관(400)을 고정시킬 수 있는 수단이면 한정하지 않는다.

토출관 커버(300)는 관형 파이프(100)의 상부에 구비되어 관형 파이프(100)를 폐쇄시킬 수 있다. 중심에는 메인 케이블(MC) 및 센서 케이블(SC)이 관통될 수 있는 홀이 형성될 수 있다. 또한, 토출관 커버(300)의 상부에 고정부(500)가 구비될 수 있다.

케이블 보호관(400)은 내부가 중공인 관 행태로 상부에 케이블 보호관 스터핑박스(410)가 구비될 수 있으며, 관형 파이프(100)보다 직경이 작을 수 있다. 케이블 보호관(400)의 내부에는 메인 케이블(MC) 및 센서 케이블(SC)이 내장될 수 있으며, 하부는 모터 펌프 상부 커버(210)와, 상부는 토출관 커버(300)와 결합수단에 의해 결합될 수 있다.

케이블 보호관(400)에 의해 모터 펌프 상부 커버(210)와 토출관 커버(300)가 일체로 결합될 수 있으며, 이에 따라, 토출관 커버(300)를 개방하여 인양하면 케이블 보호관(400)에 의해 모터 펌프(200)도 함께 인양될 수 있다.

또한, 케이블 보호관(400)은 상부가 토출관 커버(300)에 결합된 상태에서 하부가 모터 펌프(200)에 결합되어 수직 방향으로 압력을 가할 수 있으며, 스터핑박스(510)의 내부에 구비된 팩킹시트(512)에 의해 스터핑박스(510)와의 간극을 정밀하게 유지할 수 있어 다른 구속 수단을 사용하지 않아도 모터 펌프(200)의 좌, 우 진동 및 상,하 진동을 방지할 수 있다.

케이블 보호관 스터핑박스(410)는 케이블 보호관(400)의 상단에 용접되어 고정될 수 있으며, 메인 케이블 그랜드(610) 및 센서 케이블 그랜드(620)이 장착될 수 있다.

또한, 케이블 보호관 스터핑박스(410)는 상부에 장착된 메인 케이블 그랜드(610) 및 센서 케이블 그랜드(620)를 통해 메인 케이블(MC) 및 센서 케이블(SC)이 케이블 보호관 스터핑박스(410)를 관통하여 설치될 수 있는 홀을 구비할 수 있다.

결합 수단은 모터 펌프 상부 커버(210)와 케이블 보호관(400) 및 케이블 보호관(400)과 토출관 커버(300)를 고정시킬 수 있는 수단이면 한정하지 않는다.

고정부(500)는 모터 펌프(200) 및 케이블 보호관(400)을 고정시키며, 모터 펌프(200)에서 발생되는 좌, 우 진동 및 상,하 진동, 즉, 레이디얼 및 스러스트 진동을 동시에 방지할 수 있다. 고정부(500)는 스터핑박스(510) 및 그랜드(520)을 포함할 수 있다.

스터핑박스(510)는 토출관 커버(300)에 결합수단에 의해 결합될 수 있으며, 내부에 고무팩킹(511) 및 팩킹시트(512)가 구비될 수 있다.

고무팩킹(511)은 스터핑박스(510)의 내부에 적어도 1개 이상 구비될 수 있으며, 관형 파이프(100)의 누수 방지 및 모터 펌프(200)에서 발생되는 레이디얼 및 스러스트 진동을 흡수할 수 있다.

팩킹시트(512)는 고무팩킹(511)의 하부에 구비되며, 케이블 보호관(400)과 스터핑박스(510) 서로 간의 간극을 정밀하게 유지하여 압력수의 외부 유출을 막을 수 있다.

그랜드(520)는 고무팩킹(511)에 일정한 압력을 가하여 관형 파이프(100) 내부의 압력수를 외부로 누수되는 것을 방지할 수 있으며, 모터 펌프(200) 측에서 발생하는 진동을 방지할 수 있다.

케이블 그랜드(600)는 케이블을 고정할 수 있으며, 외부 유출 시 고무팩킹에 압력을 가하여 누수를 방지할 수 있다. 케이블 그랜드(600)는 메인 케이블 그랜드(610), 센서 케이블 그랜드(620), 내부 케이블 그랜드(630)를 포함할 수 있다.

메인 케이블 그랜드(610)는 케이블 보호관 스터핑박스(410)의 상부 일측에서 결합수단에 의해 결합될 수 있으며, 메인 케이블 그랜드(610)를 통해 메인 케이블(MC)이 외부로 유출될 수 있다. 또한, 메인 케이블 그랜드(610)의 내부에는 누수를 방지하기 위해 고무팩킹이 적어도 1개 이상 구비될 수 있다.

센서 케이블 그랜드(620)는 케이블 보호관 스터핑박스(410)의 상부 타측에서 결합수단에 의해 결합될 수 있으며, 센서 케이블 그랜드(620)를 통해 센서 케이블(SC)이 외부로 유출될 수 있다. 또한, 센서 케이블 그랜드(620)의 내부에는 누수를 방지하기 위해 고무팩킹이 적어도 1개 이상 구비될 수 있다.

내부 케이블 그랜드(630)는 케이블 보호관(400)의 내부에서 모터 펌프 상부 커버(210)의 상부에 결합될 수 있으며, 하부에 구비되는 고무링(700) 및 와셔링(800)에 압력을 가하여 누수를 방지할 수 있다.

고무링(700)은 내부 케이블 그랜드(630)의 하부에 구비될 수 있으며, 누수를 방지하기 위해 적어도 2개 이상 설치될 수 있다.

와셔링(800)은 고무링(700) 사이에 구비될 수 있으며, 와셔링(800)을 설치하는 것에 의해 고무링(700)만 설치하여 누수를 방지하는 것보다 더 기밀한 상태가 될 수 있다.

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

10 : 케이블 보호 및 진동방지 구조를 갖는 수중모터펌프.
100 : 관형 파이프
200 : 모터 펌프
210 : 모터 펌프 상부 커버
220 : 흡입관
230 : 진동 방지 오링
240 : 충격 방지 오링
300 : 토출관 커버
400 : 케이블 보호관
410 : 케이블 보호관 스터핑박스
500 : 고정부
510 : 스터핑박스
520 : 그랜드
600 : 케이블 그랜드
610 : 메인 케이블 그랜드
620 : 센서 케이블 그랜드
630 : 내부 케이블 그랜드
700 : 고무링
800 : 와셔링

Claims (7)

1. 관 형태이며, 내부가 중공인 관형 파이프;
   상기 관형 파이프의 내부에 내장되며, 물을 펌핑하는 모터 펌프;
   상기 관형 파이프의 상부에 구비되는 토출관 커버;
   상기 관형 파이프의 내부에서 상부가 상기 토출관 커버와 결합되며, 하부가 상기 모터 펌프와 결합되어 수직 방향으로 압력을 가하고, 내부가 중공으로 관 형태인 케이블 보호관;
   상기 토출관 커버의 상부에 구비되며, 상기 모터 펌프 및 상기 케이블 보호관을 고정시키는 고정부; 및
   상기 케이블 보호관 내부에 구비되는 케이블을 고정시키며, 내부에 적어도 1개 이상의 고무팩킹을 구비하는 케이블 그랜드; 을 포함하되,
   상기 케이블 보호관은 상기 케이블 보호관의 상단에 용접되어 고정되며, 케이블이 관통되어 설치될 수 있는 홀이 구비된 케이블 보호관 스터핑 박스를 포함하고,
   상기 고정부는
   상기 토출관 커버에 결합되며, 내부에 적어도 1개 이상의 고무팩킹 구비되고, 상기 고무팩킹의 하부에 구비되는 팩킹시트를 포함하는 스터핑박스 및
   상기 고무팩킹에 일정한 압력을 가하는 그랜드를 포함하고,
   상기 모터 펌프는 상기 관형 파이프와 맞닿는 하단에 구비되는 진동 방지 오링 및 모터 펌프의 최측부에 구비되는 충격 방지 오링을 포함하는 것을 특징으로 하는 케이블 보호 및 진동방지 구조를 갖는 수중모터펌프.
2. 삭제
3. 삭제
4. 삭제
5. 삭제
6. 제 1항에 있어서,
   상기 케이블 그랜드는
   상기 케이블 보호관 스터핑 박스의 상부 일측에 결합되며, 메인 케이블이 관통되어 외부로 유출될 수 있는 홀을 구비하고, 내부에 적어도 1개 이상의 고무팩킹이 구비된 메인 케이블 그랜드,
   상기 케이블 보호관 스터핑 박스의 상부 타측에 결합되며, 센서 케이블이 관통되어 외부로 유출될 수 있는 홀을 구비하고, 내부에 적어도 1개 이상의 고무팩킹이 구비된 센서 케이블 그랜드,
   상기 케이블 보호관의 내부에서 상기 모터 펌프 상부 커버의 상부에 결합되며, 하부에 구비되는 와셔링 및 적어도 2개 이상의 고무링에 일정한 압력을 가하는 내부 케이블 그랜드 를 포함하는 것을 특징으로 하는 케이블 보호 및 진동방지 구조를 갖는 수중모터펌프.
7. 제 6항에 있어서,
   상기 와셔링은 상기 고무링의 사이에 구비되는 것을 특징으로 하는 케이블 보호 및 진동방지 구조를 갖는 수중모터펌프.
   
   

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