KR101889294B1 - 안전변 내장형 기어 펌프의 운전 상태에 따른 펌프의 운전 성능을 시험하기 위한 방법 - Google Patents

안전변 내장형 기어 펌프의 운전 상태에 따른 펌프의 운전 성능을 시험하기 위한 방법 Download PDF

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Abstract

일 실시예에 의하여, 펌프의 운전 상태에 따라서 펌프의 성능을 시험하는 장치 및 방법을 제공할 수 있으며, 본 장치는 복수개의 유체 공급부를 통해 압력이 상이한 유체를 공급받고, 유체를 흡입하는 흡입압력 및 유체를 토출하는 토출압력을 미리 결정된 기준 성능치와 비교함으로써 펌프의 성능을 효율적으로 측정할 수 있다.

Description

안전변 내장형 기어 펌프의 운전 상태에 따른 펌프의 운전 성능을 시험하기 위한 방법{METHOD AND FOR TESTING A PERFORMANCE OF GEAR PUMP WITH RELIEF VALVE}
본 발명은 펌프의 성능을 시험하기 위한 장치 및 방법에 관한 것으로서, 보다 구체적으로 펌프의 운전 상태에 따라 흡입 압력 및 토출 압력을 진단함으로써 펌프의 성능을 시험하는 장치 및 방법에 관한 것이다.
국내에서 사용되고 있는 펌프는 산업 전반에 걸쳐 사용되고 있으며, 그 용도에 따라 선박용, 건축설비용, 농공업용, 상하수도용, 석유화학, 플랜트용, 발전소용, 소방용 등으로 분류된다. 1997년 국내 펌프 시장의 전면 개방에 따라 외국 기업의 직접적인 국내 진출이 가속화 되었고, 국내에 진출한 외국 기업은 고임금 등으로 인한 제품원가 상승이유로 우리나라를 제품을 직접 생산하는 생산거점으로써의 역할보다는 단순히 제품을 판매하기 위한 판매 거점으로써만 활용되고 있다.
현재 펌프 및 임펠러 시장을 점유하고 있는 세계적인 업체들은 대부분 100년이 넘는 오랜 역사를 가지고 있으며, 이들 중 상당수는 펌프 부품들을 전문으로 생산하는 다국적 기업의 형태를 띄고 있다.
최근들어, 다국적 펌프 제작 기업들은 고효율, 저소음, 긴 수명을 만족시키기 위해 금속 임펠러를 탄소 섬유를 이용하여 CFRP 임펠러로 대처하고자 하는 수요자들을 만족시키기 위해 오랜 경험과 노하우를 가지고 제품을 연구 및 개발하고 있다.
따라서, 펌프의 성능, 안정성, 효율에 대한 조사가 철저하게 이루어지고 있는지에 대한 관심도 덩달아 증가하였으며, 보다 확실하게 펌프의 성능 및 안정성을 조사할 수 있는 기술에 대한 니즈도 증가하였다.
(선행문헌 1) 대한민국 등록특허공보 제 10-1625123호(2016년 05월 23일 등록) (선행문헌 2) 대한민국 등록특허공보 제 10-1568091호(2015년 11월 04일 등록)
일 실시예에 의하여 본 발명에서는 펌프의 동작 상태에 따른 펌프의 성능을 시험하기 위한 장치 및 방법을 제공함에 목적이 있다.
일 실시예에 의하여, 펌프의 내부로 30 내지 80 질량%의 윤활 점도 20 내지 70 질량%의 첨가제를 포함하는 윤활성 유체 30 ㎥/min가 15 m/s의 속도로 공급되도록 유체 공급을 제어하는 단계를 제공할 수 있다.
펌프의 모터를 가동하여 펌프의 내부에서 공급되는 유체를 흡입하는 흡입 압력을 1분 간격으로 3회 측정하는 단계를 제공할 수 있다.
유체를 흡입하는 펌프의 운전 상태를 30초에 한 번씩 기록하되, 흡입 압력이 2Mpa로 이하로 측정되는 경우 한번 더 기록하는 유체 흡입 압력 재 측정 단계를 제공할 수 있다.
유체를 흡입하는 펌프의 운전 중 펌프의 내부 온도를 확인하는 단계를 제공할 수 있다.
펌프의 내부 온도가 70℃이상으로 확인되는 경우, 펌프의 내부 온도를 지속적으로 확인하고, 펌프의 내부 온도가 130℃이상으로 확인되는 경우 펌프의 운전을 정지시키는 펌프 운전 제어단계를 제공할 수 있다.
펌프의 운전 상태에 따라 펌프로부터 토출되는 유체의 토출 압력을 1분 간격으로 3회 측정하는 단계를 제공할 수 있다.
펌프의 운전 상태에서 측정된 흡입 압력 토출 압력이 10 내지 14 Kg/㎠에 해당하는지 판단하여, 판단된 편차값에 기초하여 펌프의 성능을 평가하는 단계를 제공할 수 있다.
평가된 펌프의 성능을 수식화하고, 펌프의 성능을 그래프로 생성하여 출력하는 단계를 제공할 수 있다.
일 실시예에 의하여, 본 발명은 펌프의 운전 상태에 따라서 성능을 시험하기 위한 장치를 제공하며, 본 장치는 펌프의 상단부에 연결되며, 펌프 측으로 미리 결정된 양의 유체가 공급되도록 제어하는 유체 공급 제어부, 펌프의 일단에 연결되어, 펌프에서 유체를 흡입하는 흡입 압력을 측정하는 흡입 압력 측정부, 흡입 압력 측정부의 일단에 연결되며, 펌프의 운전 상태를 실시간 체크하여 표시하는 운전 상태 표시부, 운전 상태 표시부의 일단에 연결되며, 펌프의 운전 상태에 따라 펌프로부터 토출되는 유체의 토출 압력을 측정하는 토출 압력 측정부, 토출 압력 측정부에 연결되며, 유체 공급 제어부에 제 1 압력의 유체를 공급하는 제 1 유체 공급부, 토출 압력 측정부와 제 1 유체 공급부 사이에 설치되며, 제 1 압력의 유체의 공급을 제어하는 제 1 밸브, 토출 압력 측정부에 연결되며, 유체 공급 제어부에 제 2 압력의 유체를 공급하는 제 2 유체 공급부, 토출 압력 측정부와 제 2 유체 공급부 사이에 설치되며, 제 2압력의 유체의 공급을 제어하는 제 2 밸브, 토출 압력 측정부에 연결되며, 유체 공급 제어부에 제 3 압력의 유체를 공급하는 제 3 유체 공급부, 토출 압력 측정부와 제 3 유체 공급부 사이에 설치되며, 제 3 압력의 유체의 공급을 제어하는 제 3 밸브, 제 1 밸브, 제 2 밸브 및 제 3 밸브 중 어느 하나의 밸브를 제어함으로써 펌프에 공급되는 유체의 공급을 조절하고, 펌프의 흡입 압력 및 토출 압력을 미리 결정된 표준값들과 비교하여 펌프의 성능을 평가하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 제어부에서 평가된 펌프의 성능을 수식화 하고, 펌프의 성능을 그래프로 생성하는 수식 도출부 및 수식 도출부로부터 생성된 그래프를 출력하는 디스플레이 부를 더 포함할 수 있다.
일 실시예예 의하여, 제 1 유체 공급부는, 제 1 유체의 공급을 위한 동력을 제공하는 제 1 모터를 포함하고, 제 2 유체 공급부는, 제 2 유체의 공급을 위한 동력을 제공하는 제 2모터를 포함하고, 제 3 유체 공급부는, 제 13 유체의 공급을 위한 동력을 제공하는 제 3 모터를 포함하고, 제 1 모터, 2 모터, 제 3 모터의 순서로 모터에서 사용되는 전류의 양이 증가하는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 제 1 모터의 회전축에 좌, 우양측의 편심축부가 서로 반대 방향으로 위치되는 캠을 축설하고, 캠의 편심축부에 각각 펌프에 설치되는 한 쌍의 제 1, 2다이어프램의 하측을 연결 설치하되 캠의 회전시 상, 하로 승, 하강되도록 연결하여서, 제 1 모터의 작동시 한 쌍의 제 1, 2다이어프램이 서로 반대방향으로 교대로 승, 하강하면서 펌프에 일체로 연계 설치되는 유체 유로박스에 구비된 제 1 ,2 흡입 체크 밸브 및 제 1, 2토출체크밸브로 제 1, 2흡입공 및 제 1, 2토출공을 개방 또는 밀폐하면서 유체를 유체 유입구를 통해 유입함과 동시에 유체 토출구로 토출되도록 조절하여 유체의 흡입 압력과 토출 압력의 동시작용에 의한 압력 상쇄현상으로 진동과 소음발생이 최대한 감쇄되도록 이루어지도록 하는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 유체 공급 제어부에 연결되며, 펌프로 유입되는 유체의 초기 온도 T1을 측정하는 제 1 온도 센서, 펌프에 연결되어, 펌프를 통해 순환되는 유체의 온도인 T2를 측정하는 제 2 온도 센서, 흡입 압력 측정부에 연결되어, 흡입 압력을 측정하는 동시에 펌프의 유체 흡입 온도인 T3를 측정하도록 하는 제 3 온도 센서, 토출 압력 측정부에 연결되어, 토출 압력을 측정하는 동시에 펌프의 유체 토출 온도인 T4를 측정하도록 하는 제 4 온도 센서 및 수학식 1을 이용하여 펌프의 사용 효율을 계산하는 효율 계산부를 더 포함하되, 수학식 1은 하기와 같으며,
Figure 112017129667328-pat00001
Cp는 유체의 정압 비열이고, r은 유체의 밀도이며, L은 펌프에 미리 결정된 양으로 유입되도록 정해진 유체의 부피이고, m은 펌프에 저장된 유체의 부피인 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 펌프의 성능을 시험한 결과값을 출력하는 출력부, 펌프의 성능을 시험한 결과값을 미리 결정된 다른 장치로 전송하는 통신부, 펌프의 성능이 미리 결정된 기준 성능값에 미달되는 경우 알림을 출력하는 알림부 및 펌프의 성능이 미리 결정된 기준 성능값에 미달되는 경우, 기준 성능값에 미달되는 결과값이 검출되는 펌프의 운전 상태, 미달되는 성능값에 대한 표시를 수행하는 미달 검출부를 더 포함할 수 있다.
본 발명은 펌프의 운전 상태에 따라서 성능을 시험하기 위한 방법을 제공할 수 있으며, 펌프의 상단부에 연결된 유체 공급 제어부를 이용하여 펌프 측으로 미리 결정된 양의 유체가 공급되도록 유체 공급을 제어하는 단계, 펌프의 일단에 연결된 흡입 압력 측정부를 이용하여, 펌프에서 유체를 흡입하는 흡입 압력을 측정하는 단계, 흡입 압력 측정부의 일단에 연결된 운전 상태 표시부를 이용하여, 펌프의 운전 상태를 실시간 체크하여 표시하는 단계, 운전 상태 표시부의 일단에 연결된 토출 압력 측정부를 이용하여, 펌프의 운전 상태에 따라 펌프로부터 토출되는 유체의 토출 압력을 측정하는 단계, 펌프의 흡입 압력 및 토출 압력을 미리 결정된 표준값들과 비교하여 펌프의 성능을 평가하는 단계 및 평가된 펌프의 성능을 수식화 하고, 펌프의 성능을 그래프로 생성하여 출력하는 단계를 포함하되, 유체 공급을 제어하는 단계는, 토출 압력 측정부에 연결되며, 유체 공급 제어부에 제 1 압력의 유체를 공급하는 제 1 유체 공급부, 유체 공급 제어부에 제 2 압력의 유체를 공급하는 제 2 유체 공급부 및 유체 공급 제어부에 제 3 압력의 유체를 공급하는 제 3 유체 공급부 중 어느 하나를 이용하되, 제 1 유체 공급부, 제 2 유체 공급부 및 제 3 유체 공급부를 순차적으로 이용하여 유체 공급을 제어하는 것을 특징으로 할 수 있다.
일 실시예에 의하여, 복수개의 유체 공급부를 이용하여 유체의 압력에 따른 펌프의 성능을 측정할 수 있으며, 이는 순차적으로 또는 사용자의 선택에 따라 제어될 수 있으므로 펌프의 맞춤식 성능 시험이 가능해질 수 있다.
일 실시예에 의하여, 성능 기준 값에 미달되는 펌프를 따로 표시해두거나, 어느 부분에서 미달 값이 발생하였는지 측정하여 출력하거나, 다른 단말로 전송할 수 있으므로 성능 미달 부위를 손쉽게 알 수 있다. 이로 인하여, 펌프의 안정성이 증대될 수 있다.
일 실시예에 의하여, 펌프가 현장에 설치되어 운전되고 있는 상태에서 펌프설비의 입출력 압력과 전동기 입력측 유효전력등의 정보를 측정하여 온라인 상에서 펌프의 유량 상태와 펌프설비의 성능을 자동으로 예측할 수 있으므로 대부분의 현장에서 필요한 각 펌프의 유지, 보수와 운용방식을 개량할 수 있으며, 그에 따른 전기에너지를 절약할 수 있고, 펌프설비의 정상동작 유무, 수명예측 등을 판단할 수 있는 등의 효과가 있다.
도 1은 발명에서는 펌프의 동작 상태에 따른 펌프의 성능을 시험하기 위한 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 2는 발명에서는 펌프의 성능을 시험하기 위한 장치의 유체를 공급하기 위한 모터의 전체 분해 사시도를 나타낸 도면이다.
도 3은 도 2의 모터의 다이어프램의 열결 상태를 살펴보기 위하여 일부 분해 사시도를 나타낸 것이다.
도 4는 도 2의 모터의 전체 조립 상태도를 나타낸 도면이다.
도 5는 펌프의 동작 상태에 따른 펌프의 성능을 시험하기 위한 방법의 흐름을 나타내는 흐름도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여, 본 발명에 따른 실시예에 대하여 설명한다. 본 실시예는 제한적인 것으로 의도된 것이 아니다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
공간적으로 상대적인 용어인 "아래(below)", "아래(beneath)", "하부(lower)", "위(above)", "상부(upper)" 등은 도면에 도시되어 있는 바와 같이 하나의 부재 또는 구성 요소들과 다른 소자 또는 구성 요소들과의 상관관계를 용이하게 기술하기 위해 사용될 수 있다. 공간적으로 상대적인 용어는 도면에 도시되어 있는 방향에 더하여 사용시 또는 동작 시 부재의 서로 다른 방향을 포함하는 용어로 이해되어야 한다. 예를 들면, 도면에 도시되어 있는 부재를 뒤집을 경우 "상부" 는 "하부"로 해석될 수 있다. 부재는 다른 방향으로도 배향될 수 있고, 이에 따라 공간적으로 상대적인 용어들은 배향에 따라 해석될 수 있다.
본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소, 단계, 동작 및/또는 부재는 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작 및/또는 부재의 존재 또는 추가를 배제하지않는다.
다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어있지 않은 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.
도 1은 발명에서는 펌프의 동작 상태에 따른 펌프의 성능을 시험하기 위한 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
단계 S101에서는, 일 실시예에 따라 펌프의 내부로 30 내지 80 질량%의 윤활 점도 및 20 내지 70 질량%의 첨가제를 포함하는 윤활성 유체 30 ㎥/min가 15 m/s의 속도로 공급되도록 유체 공급을 제어할 수 있다.
유체 공급을 제어하는 단계는, 펌프에 1600 내지 1900rpm으로 동작하는 제 1 모터를 이용하여 400 cst의 점도로 구성된 제 1 유체를 공급하는 단계를 제공할 수 있다.
또한 제 1 유체가 공급된 이후, 펌프에 1300 내지 1600rpm으로 동작하는 제 2 모터를 이용하여 500 cst의 점도로 구성된 제 2 유체를 공급하는 단계를 제공할 수 있다.
또한, 유체 공급을 제어하는 단계는. 제 2 유체가 공급된 이후, 펌프에 1000 내지 1300rpm으로 동작하는 제 3 모터를 이용하여 1000 cst의 점도로 구성된 제 3 유체를 공급하는 단계를 제공할 수 있다.
단계 S102에서는, 일 실시예에 따라 펌프의 모터를 가동하여 펌프의 내부에서 공급되는 유체를 흡입하는 흡입 압력을 1분 간격으로 3회 측정하는 단계를 제공할 수 있다.
단계 S103에서는, 일 실시예에 따라 유체를 흡입하는 펌프의 운전 상태를 30초에 한 번씩 기록하되, 흡입 압력이 2Mpa로 이하로 측정되는 경우 한번 더 기록하는 유체 흡입 압력 재 측정 단계를 제공할 수 있다.
단계 S104에서는, 일 실시예에 따라 유체를 흡입하는 펌프의 운전 중 펌프의 내부 온도를 확인하는 단계를 제공할 수 있다.
단계 S105에서는, 일 실시예에 따라 펌프의 내부 온도가 70℃이상으로 확인되는 경우, 펌프의 내부 온도를 지속적으로 확인하고, 펌프의 내부 온도가 130℃이상으로 확인되는 경우 펌프의 운전을 정지시키는 펌프 운전 제어단계를 제공할 수 있다.
단계 S106에서는, 일 실시예에 따라 펌프의 운전 상태에 따라 펌프로부터 토출되는 유체의 토출 압력을 1분 간격으로 3회 측정하는 단계를 제공할 수 있다.
단계 S107에서는, 일 실시예에 따라 펌프의 운전 상태에서 측정된 흡입 압력 및 토출 압력이 10 내지 14 Kg/㎠에 해당하는지 판단하여, 판단된 편차값에 기초하여 펌프의 성능을 평가하는 단계를 제공할 수 있다.
단계 S108에서는, 일 실시예에 따라 평가된 펌프의 성능을 수식화하고, 펌프의 성능을 그래프로 생성하여 출력하는 단계를 제공할 수 있다.
유체의 점도 및 공급량에 기초하여 측정된 측정값을 이용하여 펌프의 성능을 수식화하는 단계를 제공할 수 있다. 펌프의 성능을 가로축을 시간, 세로축을 펌프의 성능으로 설정하여 그래프로 생성하는 그래프화 단계를 제공할 수 있다. 생성된 그래프의 성능 곡선을 이용하여 펌프의 성능이 표준값에 도달하는지 판단하는 단계를 제공할 수 있다.
펌프의 성능이 표준값에 도달하지 않는 경우, 표준값에 도달하지 않은 펌프를 불량으로 분류하는 단계를 제공할 수 있다.
또한, 유체 공급을 제어하는 단계는, 유체가 공급되는 동안 유체가 공급되는 동안의 펌프의 내부 압력을 유지하면서, 펌프에 포함된 복수개의 밸브에 3000 내지 5000psig의 압력을 가하는 단계를 제공할 수 있다.
또한, 유체 공급을 제어하는 단계는, 복수개의 밸브에 가해진 압력이 누설되는지 여부를 판단하기 위하여 복수개의 밸브의 압력 변화여부를 각각 검출하는 단계를 제공할 수 있다.
또한, 유체 공급을 제어하는 단계는, 복수개의 밸브 중 어느 하나에서 가해진 압력보다 낮은 압력이 검출되는 경우, 낮은 압력이 검출된 밸브를 결함이 있는 것으로 판단하는 단계를 제공할 수 있다.
일 실시예에 의하여 펌프의 내부 온도를 확인하는 단계(S104)는 펌프로 유입되는 유체의 초기 온도 T1을 측정하는 제 1 온도 센서를 이용하여 유체의 초기 온도 T1을 측정하는 단계를 제공할 수 있다.
또한, 펌프를 통해 순환되는 유체의 온도인 T2를 측정하는 제 2 온도 센서를 이용하여 유체의 순환 온도인 T2를 측정하는 단계를 제공할 수 있다.
또한, 펌프의 흡입 압력을 측정하는 동시에 펌프의 유체 흡입 온도인 T3를 측정하는 제 3 온도 센서를 이용하여 유체 흡입 온도인 T3를 측정하는 단계를 제공할 수 있다.
또한, 펌프의 유체의 토출 온도인 T4를 측정하는 제 4 온도 센서를 이용하여 유체의 토출 온도 T5를 측정하는 단계를 제공할 수 있다.
나아가, 하기 수학식 1을 이용하여 펌프의 사용 효율을 계산하는 효율 계산 단계를 제공할 수 있다.
수학식 1은 하기와 같으며,
Figure 112017129667328-pat00002
Cp는 유체의 정압 비열이고, r은 유체의 밀도이며, L은 펌프에 미리 결정된 양으로 유입되도록 정해진 유체의 부피이고, m은 펌프에 저장된 유체의 부피인 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 펌프의 성능을 시험한 결과값을 출력하는 단계를 제공할 수 있으며, 펌프의 성능을 시험한 결과값을 미리 결정된 다른 장치로 전송하는 단계를 제공할 수 있다.
또한, 펌프의 성능이 미리 결정된 기준 성능값에 미달되는 경우 알림을 출력하는 알림 출력 단계를 제공할 수 있다.
또한, 펌프의 성능이 미리 결정된 기준 성능값에 미달되는 경우, 기준 성능값에 미달되는 결과값이 검출되는 펌프의 운전 상태, 미달되는 성능값에 대한 표시를 수행하는 단계를 제공할 수 있다.
도 2는 발명에서는 펌프의 성능을 시험하기 위한 장치의 유체를 공급하기 위한 모터의 전체 분해 사시도를 나타낸 도면이다.
도 3은 도 2의 모터의 다이어프램의 열결 상태를 살펴보기 위하여 일부 분해 사시도를 나타낸 것이다.
도 4는 도 2의 모터의 전체 조립 상태도를 나타낸 도면이다.
도 2 내지 도 4를 이용하여 설명하면, 펌프하우징(500)의 일측면에 단일 전동모터(300)가 결합되어 있는데 이 펌프하우징의 내부로 전동모터(300)의 회전축(310)이 내설되어 있다.
그리고 상기 회전축(310)에는 캠(400)이 볼트(401) 등의 고정수단에 의해 축설되어 있는데 이 캠(400)의 좌,우양측에는 편심축부(410)(420)가 서로 반대 방향으로 형성되어 있다.
또한, 상기 캠(400)의 편심축부(410)(420)에는 각각 펌프하우징(500)에 설치되는 한쌍의 제 1, 2다이어프램(510)(520)의 하측이 연결설치되어 캠(400)의 회전시 상,하로 교대로 승,하강 된다.
한편, 제 1, 2다이어프램(510)(520)이 설치된 펌프하우징(500)의 상면에는 각각 제 1, 2흡입공(641b)(641c)을 개폐하는 제 1, 2흡입체크밸브(631)(632) 및 제 1, 2토출공(642b)(642c)을 개폐하는 제 1, 2토출체크밸브(633)(634)가 구비된 유체유로박스(600)가 연계설치되어 있어서 상기 단일 전동모터(300)의 작동시 한쌍의 제 1, 2다이어프램(510)(520)이 서로 반대방향으로 교대로 승,하강하면서 펌핑하여 펌프하우징(500) 상면에 연계설치되는 유체유로박스(600)에 구비된 제 1, 2흡입체크밸브(631)(632) 및 제 1, 2토출체크밸브(633)(634)를 이용 각각의 제 1, 2흡입공(641b)(641c) 및 제 1, 2토출공(642b)(642c)을 개방 또는 밀폐하면서 유체를 유체유입구(641a)를 통해 유입함과 동시에 유체토출구(642b)로 토출되도록 구성하여서 유체의 흡입압력과 토출압력의 동시작용에 의한 압력 상쇄현상으로 진동과 소음발생이 최대한 감쇄되도록 이루어진다.
여기서 본 발명은 상기 캠(400)의 편심축부(410)(420)에 펌프하우징(500)에 설치되는 한쌍의 제 1, 2다이어프램(510)(520)의 연결시 각각 캠(400)의 편심축부(410)(420)에 베어링(431)(432)을 이용하여 상,하작동암(430)(440)을 축설한 다음, 상기 각각의 상,하작동암(430)(440) 상단을 제 1, 2다이어프램의 하단에 볼트체결하여 연결하였다.
그러는 한편, 펌프하우징(500) 상면에 연계설치되는 유체유로박스(600)는, 펌프하우징(500)의 상면에 연계설치되며 저면에 제 1흡입유로(611a)와 제 1토출유로(611b)가 형성된 제 1펌프실(611)과 제 2흡입유로(612a)와 제 2토출유로(612b)가 형성된 제 2펌프실(612)이 동시에 구비되는 하부몸체(610)와,
상기 하부몸체(610)의 상측에 연계설치되는 것으로 제 1, 2흡입공(641b)(641c)을 개폐토록 제 1, 2흡입체크밸브(631)(632)가 설치됨과 동시에 일측으로 유체흡입구()가 구비되는 흡입체크밸브설치실(641)과 및 제 1, 2토출공(642b)(642c)을 개폐토록 제 1, 2토출체크밸브(633)(634)가 설치됨과 동시에 일측으로 유체토출구(642b)가 구비되는 토출체크밸브설치실(642)이 구비되는 상부몸체(640)와, 상기 상부몸체(640)의 상측에 연계설치되어 상부를 밀폐하는 상부캡(660)과, 상기 하부몸체(610)와 상부몸체(640) 사이에 삽입설치되어 흡입 및 토출되는 유체가 흡입체크밸브설치실(641)과 토출체크밸브설치실(642)로 분리 공급되도록 함과 동시에 외부로 새나가지 않도록 기밀역활을 하는 하부패드(620)와, 상부몸체(640)와 상부캡(660) 사이에 삽입설치되어 흡입 및 토출되는 유체가 흡입체크밸브설치실(641)과 토출체크밸브설치실(642)간에 서로 혼입되지 않도록 함과 동시에 외부로 새나가지 않도록 기밀역활을 하는 상부패드(650)를 포함하여 이루어진다.
한편, 본 발명은 상기 상부캡(660)의 저면으로 흡입 체크 밸브 설치실(641)과 토출체크밸브설치실(642)에 대응되는 위치에 요입 공간(661)(662)을 더 형성하여, 흡입체크밸브설치실(641)과 토출체크 밸브설치실(642)로 유체의 토출 압력 및 흡입압력 발생시 상부패드(650)가 상,하로 탄력적으로 위,아래로 변형되면서 압력을 상쇄하여 맥동이 더욱더 효과적으로 방지되도록 구성하였다.
이하에서는 상기와 같이 구성으로 이루어지는 모터의 사용 상태를 설명한다.
먼저 단일 전동모터(300)를 가동시키면 회전축(310)이 회전하게 되고 상기 회전축(310)에 축설된 캠(400) 또한 회전하게 된다.
그러면 상기 캠(400)의 좌,우 양측에는 서로 반대방향으로 편심축부(410)(420)가 형성되어 있고 이 편심축부(410)(420)에는 각각 베어링(431)(432)을 이용하여 상,하작동암(430)(440)이 축설되어 있고 이 상,하작동암(430)(440)은 각각 제 1, 2다이어프램(510)(520)의 하단에 연결되어 있으므로 제 1다이어프램(510)이 하강하면서 제 1펌프실(611)에 흡입압이 발생되면 흡입체밸브설치실(641)의 바닥면에 설치된 제 1흡입체크밸브(631)가 개방되면서 유체유입구(641a)로 유입된 외부 유체가 제 1흡입공(641b)과 제 1흡입유로(611a)를 통해 제 1펌프실(611)로 흡입됨과 동시에,
상기 제 2다이어프램(520)이 승강하면서 제 2펌프실(612)에 토출압이 발생되면 제 2토출유로(612b)를 통해 유체가 공급되어 제 2토출체크밸브(634)가 개방되면서 제 2토출공(642c)을 통해 제 2펌프실(612)의 유체가 토출체크밸브설치실(642)으로 압송됨과 동시에 이에 구비되는 유체토출구(642b)를 통해 외부로 토출된다.
그런 다음 계속해서 캠(400)이 회전하므로 이번에는 상기와 반대로 상기 하강되어 있던 제 1다이어프램(510)이 승강하면서 제 1펌프실(611)에 토출압이 발생되면 제 1토출유로(611b)를 통해 유체가 공급되어 제 1토출체크밸브(633)가 개방되면서 제 1토출공(642b)을 통해 제 1펌프실(611)의 유체가 토출체크밸브설치실(642)으로 압송됨과 동시에 이에 구비되는 유체토출구(642b)를 통해 외부로 토출됨과 동시에,
상기 승강되어 있던 제 2다이어프램(520)이 하강하면서 제 2펌프실(612)에 흡입압이 발생되면 흡입체크밸브설치실(641)의 바닥면에 설치된 제 2흡입체크밸브(632)가 개방되면서 유체유입구(641a)로 유입된 외부 유체가 제 2흡입공(641c)과 제 2흡입유로(612a)를 통해 제 2펌프실(612)로 흡입된다.
이와 같이 본 발명의 듀얼펌핑 유체펌프는 상기 단일 전동모터(300)의 회전축(310)에 축설된 캠(400)의 회전시 상기 캠(400)의 좌,우양측에 형성된 편심축부(410)(420)에 연계설치된 한쌍의 제 1, 2다이어프램(510)(520)이 서로 반대방향으로 교대로 승,하강하면서 펌프하우징(500) 상면에 연계설치되는 유체유로박스(600)에 구비된 제 1, 2흡입체크밸브(631)(632) 및 제 1, 2토출체크밸브(633)(634)로 제 1, 2흡입공(641b)(641c) 및 제 1, 2토출공(642b)(642c)을 개방 또는 밀폐하면서 유체유입구(641a)를 통해 유입된 유체를 유체토출구(642b)로 토출하는 것이어서 유체의 흡입압력과 토출압력의 동시작용에 의한 압력 상쇄현상으로 진동과 소음발생이 최대한 감쇄된다.
더군다나 본 발명은 상기 상부캡(660)의 저면에는 흡입체크밸브설치실(641)과 토출체크밸브설치실(642)에 대응되는 위치에 요입공간(661)(662)이 더 형성되어 있으므로 흡입체크밸브설치실(641)과 토출체크밸브설치실(642)로 유체의 흡입압력 및 토출압력 발생시 하부패드(620)가 상,하로 탄력적으로 변형되면서 압력을 상쇄하여 주므로 맥동이 더욱더 효과적으로 방지된다.
도 5는 펌프의 동작 상태에 따른 펌프의 성능을 시험하기 위한 방법의 흐름을 나타내는 흐름도이다.
단계 S501에서, 본 발명의 일 실시예에 의하여 펌프의 성능을 시험하기 위한 장치는, 펌프의 상단부에 연결된 유체 공급 제어부를 이용하여 펌프 측으로 미리 결정된 양의 유체가 공급되도록 유체 공급을 제어할 수 있다.
특히, 토출 압력 측정부에 연결되며, 유체 공급 제어부에 제 1 압력의 유체를 공급하는 제 1 유체 공급부, 유체 공급 제어부에 제 2 압력의 유체를 공급하는 제 2 유체 공급부 및 유체 공급 제어부에 제 3 압력의 유체를 공급하는 제 3 유체 공급부 중 어느 하나를 이용하되, 제 1 유체 공급부, 제 2 유체 공급부 및 제 3 유체 공급부를 순차적으로 이용하여 유체 공급을 제어하는 것을 특징으로 할 수 있다.
단계 S502에서, 본 발명의 일 실시예에 의하여 펌프의 성능을 시험하기 위한 장치는, 펌프의 일단에 연결된 흡입 압력 측정부를 이용하여, 펌프에서 유체를 흡입하는 흡입 압력을 측정할 수 있다.
단계 S503에서, 본 발명의 일 실시예에 의하여 펌프의 성능을 시험하기 위한 장치는, 흡입 압력 측정부의 일단에 연결된 운전 상태 표시부를 이용하여, 펌프의 운전 상태를 실시간 체크하여 표시할 수 있다.
단계 S504에서, 본 발명의 일 실시예에 의하여 펌프의 성능을 시험하기 위한 장치는, 운전 상태 표시부의 일단에 연결된 토출 압력 측정부를 이용하여, 펌프의 운전 상태에 따라 펌프로부터 토출되는 유체의 토출 압력을 측정할 수 있다.
단계 S505에서, 본 발명의 일 실시예에 의하여 펌프의 성능을 시험하기 위한 장치는, 펌프의 흡입 압력 및 토출 압력을 미리 결정된 표준값들과 비교하여 펌프의 성능을 평가할 수 있다.
단계 S506에서, 본 발명의 일 실시예에 의하여 펌프의 성능을 시험하기 위한 장치는, 평가된 펌프의 성능을 수식화 하고, 펌프의 성능을 그래프로 생성하여 출력할 수 있다.
특히, 펌프의 성능을 시험하기 위한 장치는 기준 성능값에 미달되는 결과값이 검출되는 펌프의 운전 상태, 미달되는 성능값에 대한 표시를 수행할 수 있다.
또한, 펌프의 성능을 시험하기 위한 장치는 성능 측정치, 성능 측정 결과값을 미리 결정된 다른 장치로 전송할 수 있으며, 펌프의 성능이 미리 결정된 기준 성능값에 미달되는 경우 알림을 출력할 수 있다.
지금까지, 본 명세서에는 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 이해하고 재현할 수 있도록 도면을 참조하여 실시예를 설명하였으나, 이는 예시적인 것에 불과하며 당해 기술분야에 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 실시예로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 특허청구범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.
이상에서는 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어서는 안될 것이다.
100 : 펌프
110 : 흡입 압력 측정부
120 : 운전 상태 표시부
130 : 토출 압력 측정부
140 : 제 1 유체 공급부
141 : 제 1 밸브
142 : 제 2 유체 공급부
143 : 제 2 밸브
144 : 제 3 유체 공급부
145 : 제 3 밸브
150 : 유체 공급 제어부
160 : 제어부
170 : 디스플레이 부

Claims (6)

  1. 안전변 내장형 기어 펌프의 운전 상태에 따른 펌프의 운전 성능을 시험하기 위한 방법에 있어서,
    상기 펌프의 내부로 30 내지 80 질량%의 윤활 점도 및 20 내지 70 질량%의 첨가제를 포함하는 윤활성 유체 30 ㎥/min가 15 m/s의 속도로 공급되도록 유체 공급을 제어하는 단계;
    상기 펌프의 모터를 가동하여 상기 펌프의 내부에서 상기 공급되는 유체를 흡입하는 흡입 압력을 1분 간격으로 3회 측정하는 단계;
    상기 유체를 흡입하는 펌프의 운전 상태를 30초에 한 번씩 기록하되, 상기 흡입 압력이 2Mpa로 이하로 측정되는 경우 한번 더 기록하는 유체 흡입 압력 재 측정 단계;
    상기 유체를 흡입하는 펌프의 운전 중 상기 펌프의 내부 온도를 확인하는 단계;
    상기 펌프의 내부 온도가 70℃이상으로 확인되는 경우, 상기 펌프의 내부 온도를 지속적으로 확인하고, 상기 펌프의 내부 온도가 130℃이상으로 확인되는 경우 상기 펌프의 운전을 정지시키는 펌프 운전 제어단계;
    상기 펌프의 운전 상태에 따라 상기 펌프로부터 토출되는 유체의 토출 압력을 1분 간격으로 3회 측정하는 단계;
    상기 펌프의 운전 상태에서 측정된 흡입 압력 및 토출 압력이 10 내지 14 Kg/㎠에 해당하는지 판단하여, 상기 판단된 편차값에 기초하여 상기 펌프의 성능을 평가하는 단계;및
    평가된 상기 펌프의 성능을 수식화하고, 상기 펌프의 성능을 그래프로 생성하여 출력하는 단계; 를 포함하며,
    상기 유체 공급을 제어하는 단계는,
    상기 펌프에 1600 내지 1900rpm으로 동작하는 제 1 모터를 이용하여 400 cst의 점도로 구성된 제 1 유체를 공급하는 단계;
    상기 제 1 유체가 공급된 이후, 상기 펌프에 1300 내지 1600rpm으로 동작하는 제 2 모터를 이용하여 500 cst의 점도로 구성된 제 2 유체를 공급하는 단계;및
    상기 제 2 유체가 공급된 이후, 상기 펌프에 1000 내지 1300rpm으로 동작하는 제 3 모터를 이용하여 1000 cst의 점도로 구성된 제 3 유체를 공급하는 단계;를 포함하는, 안전변 내장형 기어 펌프의 운전 상태에 따른 펌프의 운전 성능을 시험하기 위한 방법.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 유체의 점도 및 공급량에 기초하여 측정된 측정값을 이용하여 상기 펌프의 성능을 수식화하는 단계;
    상기 펌프의 성능을 가로축을 시간, 세로축을 펌프의 성능으로 설정하여 그래프로 생성하는 그래프화 단계;
    상기 생성된 그래프의 성능 곡선을 이용하여 상기 펌프의 성능이 표준값에 도달하는지 판단하는 단계; 및
    상기 펌프의 성능이 표준값에 도달하지 않는 경우, 상기 표준값에 도달하지 않은 펌프를 불량으로 분류하는 단계;를 포함하는, 안전변 내장형 기어 펌프의 운전 상태에 따른 펌프의 운전 성능을 시험하기 위한 방법.
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 삭제
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