KR102270527B1 - 로터리 스크린 커터를 구비한 펌프 - Google Patents

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박경호
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이기성
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Abstract

본 발명은 유체를 이송하기 위한 펌프에 관한 것으로서, 유체에 포함된 이물질을 흡입 및 토출하기 위한 로터 스크린 커터를 구비한 펌프에 관한 것이다. 본 발명의 실시예에 따른 로터리 스크린 커터를 구비한 펌프는 유체가 흡입되는 흡입구와 상기 흡입구로 흡입된 유체를 토출하는 토출구가 형성된 펌프케이싱, 상기 펌프케이싱의 내부에 설치되어 회전력에 의해 유체를 흡입하고 흡입된 유체를 토출하는 임펠러, 상기 임펠러를 구동시키키는 구동모터, 유체가 흡입되는 흡입구에 설치되어 유체와 함께 흡입되는 슬러지를 걸러내는 스크린, 상기 스크린의 외측에 설치되어 상기 임펠러와 함께 회전하며 상기 스크린에 걸린 이물질을 절단하는 로터리커터, 및 상기 로터리커터가 상기 스크린에 밀착되어 절단력이 향상되도록 상기 로터리커터를 상기 스크린이 위치되는 방향으로 압력을 가해 밀착시키는 밀압제공부를 포함하고, 상기 로터리커터는 상기 스크린과 밀착되는 부분의 커팅엣지가 마모되더라도 다음 층에 위치한 커팅엣지에 의해 슬러지를 절단하여 절단성이 향상되도록 상기 로터리커터가 회전하는 방향과 마주하는 면에 계단 형태의 엣지를 갖는 커팅엣지부를 포함한다. 따라서, 이물질의 절단성을 향상시킬 수 있다.

Description

로터리 스크린 커터를 구비한 펌프{Pump with rotary screen cutter}
본 발명은 유체를 이송하기 위한 펌프에 관한 것으로서, 유체에 포함된 이물질을 흡입 및 토출하기 위한 로터 스크린 커터를 구비한 펌프에 관한 것이다.
일반적으로 펌프는 유체를 이송하기 위한 장치로서, 오폐수조에 설치되는 경우, 이송할 유체에 이물질이 혼합되기 때문에 이물질이 펌프에 걸려 펌프의 기능을 발휘하지 못하는 문제점이 있다.
이를 해결하기 위해 종래에는 한국등록특허공보 제10-2119816호(2020.6.5.공고)의 "하수관거용 수중 컷 하이패스펌프"가 개시된 바가 있다.
상기한 종래의 하이패스펌프는 흡입구에 절단공이 형성된 커팅플레이트와 커터가 설치되어 흡입구로 흡입되는 유체에 포함된 이물질이 절단공에 걸릴 경우, 커터가 회전하면서 이물질을 절단하여 이물질의 걸림을 방지할 수 있었다.
하지만, 종래의 하이패스펌프는 커팅플레이트 또는 커터가 마모되는 경우, 둘 사이에 간격이 발생하면서, 이물질이 끼이거나, 절단성이 하락되는 문제점이 있었다.
본 발명은 상기한 문제점들을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 밀압제공부에 의해 스크린에 로터리커터를 밀착시켜 로터리커터의 마모가 발생하더라도 로터리커터를 스크린에 밀착시켜 이물질의 끼임을 방지하고, 절단성을 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라, 로터리커터에서 커터블레이드를 교체할 수 있으며, 커터블레이드에 복수 개의 계단형태의 엣지를 갖는 커팅엣지부가 형성되어 마모가 발생하더라도 차례로 새로운 엣지가 절단을 수행하면서 이물질의 절단성을 향상시킬 수 있는 로터리 스크린 커터를 구비한 펌프를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 로터리커터에서 커터블레이드를 교체 가능하게 결합하여 로터리커터의 교체에 따른 교체비용을 절감시킬 수 있을 뿐만 아니라, 커터블레이드가 로터리커터에 힌지결합부에 의해 시소운동하도록 설치되어 진동이 발생하더라도 커터블레이드가 스크린에 밀착되어 틈의 발생으로 인한 절단성이 하락되는 것을 방지할 수 있는 로터리 스크린 커터를 구비한 펌프를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 오일챔버에 챔버펌핑부가 설치되어 밀압제공부에 유압을 제공하는 작동유체를 오일챔버에 충전된 오일을 이용하기 때문에 밀압제공부를 작동시키기 위한 작동유체를 외부에서 공급할 필요가 없기 때문에 설치가 용이하며, 설치비용을 감소시킬 수 있는 로터리 스크린 커터를 구비한 펌프를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기한 과제를 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 로터리 스크린 커터를 구비한 펌프는 유체가 흡입되는 흡입구와 상기 흡입구로 흡입된 유체를 토출하는 토출구가 형성된 펌프케이싱, 상기 펌프케이싱의 내부에 설치되어 회전력에 의해 유체를 흡입하고 흡입된 유체를 토출하는 임펠러, 상기 임펠러를 구동하는 구동모터, 유체가 흡입되는 흡입구에 설치되어 유체와 함께 흡입되는 슬러지를 걸러내는 스크린, 상기 스크린의 외측에 설치되어 상기 임펠러와 함께 회전하며 상기 스크린에 걸린 이물질을 절단하는 로터리커터, 및 상기 로터리커터가 상기 스크린에 밀착되어 절단력이 향상되도록 상기 로터리커터를 상기 스크린이 위치되는 방향으로 압력을 가해 밀착시키는 밀압제공부를 포함하고, 상기 로터리커터는 상기 스크린과 밀착되는 부분의 커팅엣지가 마모되더라도 다음 층에 위치한 커팅엣지에 의해 슬러지를 절단하여 절단성이 향상되도록 상기 로터리커터가 회전하는 방향과 마주하는 면에 계단 형태의 엣지를 갖는 커팅엣지부를 포함한다.
상기 로터리커터는 상기 커팅엣지부가 형성된 커터블레이드, 및 상기 커터블레이드가 방사상으로 복수 개가 결합되며 상기 임펠러와 함께 회전하는 커터본체를 포함할 수 있다.
상기 로터리커터는 상기 스크린과 상기 커터블레이드의 사이 간격이 발생하는 것을 방지하도록 상기 커팅본체에서 상기 커터블레이드를 시소운동 가능하게 결합하는 힌지결합부를 포함하는 힌지결합부를 포함할 수 있다.
상기 밀압제공부는 상기 임펠러가 결합되는 상기 구동모터의 구동축에서 연장되거나 상기 구동축에 결합되어 상기 구동축과 함께 회전하며 상기 로터리커터가 설치되는 커터축부, 상기 커터축부를 관통하여 상기 커터축부의 끝단으로 유압을 공급하는 유압유로, 상기 커터축부의 끝단에 설치되어 상기 유압유로로부터 작동유체가 공급되는 유압챔버를 형성하는 유압챔버캡, 및 상기 커터축부를 따라 슬라이딩 이동가능하도록 상기 커터축부에 설치되며 상기 유압챔버에 작용하는 작동유체의 압력에 따라 상기 로터리커터를 상기 스크린이 위치된 방향으로 가압하는 가압플레이트를 포함할 수 있다.
상기 밀압제공부는 상기 스크린에 형성되어 상기 유압유로로 작동유체를 공급하도록 상기 스크린의 둘레에서 상기 커터축부가 끼워지는 관통공까지 관통형성되는 공급유로, 및 상기 관통공에서 상기 커터축부의 둘레를 감싸 상기 관통공으로 공급되는 작동유체를 상기 유압유로 제공하는 공급챔버부를 포함할 수 있다.
상기 구동모터와 상기 펌프케이싱의 사이에 기밀을 수행하도록 오일이 충전된 오일챔버, 및 상기 밀압제공부에서 상기 로터리커터를 상기 스크린으로 밀착되는 압력을 제공하도록 상기 오일챔버에 설치되어 상기 오일챔버에 충전된 오일을 상기 밀압제공부로 공급하는 챔버펌핑부를 포함할 수 있다.
본 발명에 따르면, 밀압제공부에서 유압에 의해 스크린에 로터리커터를 밀착시켜 마모의 발생에 따라 둘 사이에 틈이 발생하더라도 이물질의 끼임을 방지할 수 있을 뿐만 아니라, 절단성을 향상시킬 수 있다.
또한, 커터본체에서 커터블레이드가 힌지결합부에 의해 결합되어 커터블레이드의 마모 시 교체 가능하기 때문에 교체비용을 절감시킬 수 있을 뿐만 아니라, 커터본체에서 커터블레이드가 시소운동하여 진동이 발생하더라도 커터블레이드가 스크린에 밀착되어 절단성을 향상시킬 수 있다.
또한, 커터블레이드에 계단 형태의 엣지로 구성된 커팅엣지부가 형성되어 엣지의 마모 시 그 다음에 위치한 새로운 엣지가 차례로 스크린에 접촉하면서 절단을 수행하기 때문에 마모가 발생하더라도 절단성을 향상시킬 수 있다.
또한, 밀압제공부로 제공하는 유압을 오일챔버에 설치된 챔버펌핑부에서 공급하여 외부에서 공급호스를 연결할 필요가 없기 때문에 설치가 용이하며, 설치비용을 감소시킬 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 로터리 스크린 커터를 구비한 펌프를 도시한 측단면도이다.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 로터리 스크린 커터를 구비한 펌프의 흡입구 부분을 확대한 측단면도이다.
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 로터리 스크린 커터를 구비한 펌프를 구성하는 스크린 및 로터리커터의 저면도이다.
도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 로터리 스크린 커터를 구비한 펌프를 구성하는 스크린의 다양한 실시형태를 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 제1 실시예에 따른 로터리 스크린 커터를 구비한 펌프를 구성하는 로터리커터로서, (a)는 저면도, (b)는 측단면도이다.
도 6는 도 5의 (a)에서 A-A선을 절단한 단면도로서, 블레이드결합부에 커터블레이드가 결합된 상태를 나타낸다.
도 7은 본 발명의 제1 실시예에 따른 로터리 스크린 커터를 구비한 펌프를 구성하는 커터블레이드의 다양한 실시형태를 도시한 도면이다.
도 7은 본 발명의 제1 실시예에 따른 로터리 스크린 커터를 구비한 펌프를 구성하는 커터블레이드의 다양한 실시형태를 도시한 도면이다.
도 8은 본 발명의 제2 실시예에 따른 로터리 스크린 커터를 구비한 펌프의 일부를 도시한 측단면도이다.
이하, 첨부된 도면을 참고하여 본 발명의 실시예를 설명하도록 한다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제1 실시예에 따른 로터리 스크린 커터를 구비한 펌프(100)는 임펠러(110)를 포함할 수 있다.
이 임펠러(110)는 회전하며 유체를 흡입하고 흡입된 유체를 토출할 수 있다.
임펠러(110)는 유체를 흡입하기 위해 하나의 베인이 형성되거나, 복수 개의 베인이 방사상 형성될 수 있으며, 임펠러(110)는 중앙으로 유체를 흡입하고 흡입된 유체를 둘레로 토출할 수 있다.
임펠러(110)는 공지된 스크류 타입, 축류 타입, 축사류 타입, 원심 타입 등 다양한 형태의 임펠러(110)를 적용할 수 있다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제1 실시예에 따른 로터리 스크린 커터를 구비한 펌프(100)는 펌프케이싱(130)을 포함할 수 있다.
펌프케이싱(130)은 임펠러(110)가 내부에 회전 가능하게 설치될 수 있으며, 유체가 흡입되는 흡입구(131)와 흡입된 유체를 토출하는 토출구(133)가 형성될 수 있다.
흡입구(131)는 임펠러(110)에서 유체가 흡입되는 부분과 마주하는 부분에 형성될 수 있으며, 흡입구(131)에 대해 직교된 방향에 형성될 수 있다.
펌프케이싱(130)은 유체를 토출할 때, 유속을 유압으로 변경하도록 임펠러(110)의 둘레에서 반경방향으로 점점 넓어지는 케이싱공간이 내부에 형성될 수 있다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제1 실시예에 따른 로터리 스크린 커터를 구비한 펌프(100)는 구동모터(120)를 포함할 수 있다.
구동모터(120)는 임펠러(110)를 회전시킬 수 있으며, 구동모터(120)는 펌프케이싱(130)의 외부에 결합되어 펌프케이싱(130)을 관통하여 펌프케이싱(130)의 내부에 설치된 임펠러(110)가 결합하는 형태로 설치될 수 있다.
구동모터(120)는 회전하는 구동축(121)이 펌프케이싱(130)을 관통하여 임펠러(110)에 결합되는 형태로 설치될 수 있다.
구동모터(120)는 모터케이싱에 감싸져 외부로부터 기밀될 수 있으며, 구동모터(120)는 전기에 의해 회전하는 전기모터 또는 연료를 사용하는 엔진으로 구현될 수도 있다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제1 실시예에 따른 로터리 스크린 커터를 구비한 펌프(100)는 오일챔버(135)를 포함할 수 있다.
오일챔버(135)는 펌프케이싱(130)과 구동모터(120)의 사이에 설치되어 펌프케이싱(130)으로 유입되는 유체가 구동모터(120)로 누수됨에 따라 손상이 발생하는 것을 방지할 수 있다.
오일챔버(135)의 내부에는 오일이 충전되어 기밀하는 펌프케이싱(130)과 구동모터(120)의 사이를 기밀하는 동시에 구동축(121)을 윤활하는 기능을 수행할 수 있다.
오일챔버(135)에는 구동축(121)과 펌프케이싱(130)의 사이 및 오일챔버(135)와 구동축(121)의 사이를 기밀하는 메커니컬씰이 구동축(121)이 관통한 부분에 설치될 수 있다.
도 2 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제1 실시예에 따른 로터리 스크린 커터를 구비한 펌프(100)는 스크린(140)은 스크린(140)을 포함할 수 있다.
이 스크린(140)은 흡입구(131)에 설치되어 흡입되는 유체에 포함된 이물질을 걸러낼 수 있다.
스크린(140)은 미리 설정된 크기의 이물질만 걸러낼 수 있도록 미리 설정된 크기의 관통된 스크린공(141)이 복수 개가 형성될 수 있다.
스크린공(141)은 흡입구(131)의 중앙을 중심으로 복수 개가 방사상 형성될 수 있으며, 스크린공(141)에 걸린 이물질은 하기에 설명할 로터리커터(150)에 의해 절단되어 흡입될 수 있다.
스크린(140)의 중앙에는 하기에 설명할 커터축부(161)가 관통하는 관통공(140a)이 형성될 수 있다.
스크린(140)의 둘레는 흡입구(131)의 둘레에 겹쳐진 상태에서 볼트에 의해 체결될 수 있다.
도 4의 (a) 내지 (c)에 도시된 바와 같이 스크린(140)은 이물질의 종류 및 크기에 따라 다양한 형태로 스크린공(141)을 형성할 수 있다.
도 2, 도 5 내지 도 7에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제1 실시예에 따른 로터리 스크린 커터를 구비한 펌프(100)는 로터리커터(150)를 포함할 수 있다.
이 로터리커터(150)는 걸린 이물질이 유체와 함께 흡입될 수 있도록 스크린(140)에 걸린 이물질을 절단할 수 있다.
로터리커터(150)는 스크린(140)을 중심으로 펌프케이싱(130)의 외측에 설치되고, 스크린(140)의 관통공(140a)을 관통한 커터축부(161)에 결합되어 임펠러(110)와 함께 회전하며 스크린(140)에 걸린 이물질을 절단할 수 있다.
커터축부(161)는 구동축(121)의 길이를 스크린(140)의 관통공(140a)을 관통하도록 연장하거나, 구동축(121)의 단부에 결합되어 구동축(121)의 길이를 연장시키고, 커터축부(161)에 로터리커터(150)가 결합되어 임펠러(110)가 결합된 구동축(121)과 함께 회전할 수 있다.
커터축부(161)에는 로터리커터(150)가 키에 의해 결합되어 커터축부(161)에서 로터리커터(150)의 슬립이 발생하는 것을 방지할 수 있다.
로터리커터(150)는 커터본체(151) 및 커터블레이드(155)를 포함할 수 있다.
커터본체(151)는 중앙에 커터축부(161)가 관통하여 끼워져 결합되는 축공이 관통형성될 수 있으며, 커터본체(151)에는 축공을 중심으로 복수 개의 블레이드결합부(153)가 방사상 등간격으로 돌출되어 형성될 수 있다.
하나의 블레이드결합부(153)는 스크린(140)에 형성된 스크린공(141)에 걸린 이물질을 절단할 수 있도록 스크린(140)에서 최외측에 위치하는 스크린공(141)의 끝단까지 연장되는 길이를 가지도록 형성될 수 있다.
각 블레이드결합부(153)에는 커터블레이드(155)가 끼워져 결합되는 블레이드홈(154)이 형성될 수 있으며, 블레이드홈(154)은 스크린(140)과 마주하는 블레이드결합부(153)의 부분에 형성될 수 있다.
커터블레이드(155)는 블레이드홈(154)에 끼워져 결합될 수 있으며, 커터블레이드(155)는 실질적으로 스크린(140)에 근접하거나, 스크린(140)에 밀착되어 로터리커터(150)의 회전에 따라 스크린공(141)에 걸린 이물질을 절단할 수 있다.
커터블레이드(155)는 블레이드결합부(153)와 대응되는 길이를 가지도록 형성되어 블레이드결합부(153)에 결합될 수 있으며, 커터블레이드(155)는 스크린(140)에 근접하거나 밀착되어 이물질을 절단하도록 로터리커터(150)가 회전하는 방향과 마주하는 면과, 스크린(140)과 마주하는 면이 만나는 단부의 엣지가 마치 칼날과 같이 날카롭게 형성되는 커팅엣지부(156)가 형성될 수 있다.
이때, 스크린(140)의 스크린공(141)에서 커터블레이드(155)와 마주하는 테두리도 날카로운 칼날의 형태로 형성되어 마치 가위와 같이 커터블레이드(155)와 상호 작용에 따라 이물질의 절단성을 향상시킬 수 있다.
한편, 커팅엣지부(156)는 스크린(140)과 마주하는 엣지가 마모되면 새로운 엣지가 스크린(140)과 접촉 또는 근접하면서 이물질을 절단하여 절단성을 향상시키도록 복수 개의 엣지가 계단의 형태로 형성될 수 있다.
도 7의 (a) 내지 (d)에 도시된 바와 같이, 커팅엣지부(156)는 복수 개의 엣지가 로터리커터(150)의 회전하는 방향을 향해 계단의 형태로 돌출되는 형태 예컨대, 스크린(140)의 외측에서 스크린(140)이 위치하는 방향으로 갈수록 로터리커터(150)가 회전하는 방향에 대해 후방으로 후퇴하는 경사진 계단의 형태로 형성되거나, 로터리커터(150)의 회전하는 반대방향을 향해 계단의 형태 예컨대, 스크린(140)의 외측에서 스크린(140)이 위치하는 방향으로 갈수록 로터리커터(150)가 회전하는 방향에 대해 전방으로 돌출되어 경사진 계단의 형태로 형성될 수 있다.
또한, 커팅엣지부(156)는 로터리커터(150)가 회전하는 방향과 마주하는 면뿐만 아니라, 그 반대방향의 면에도 함께 형성되어 로터리커터(150)가 양측으로 회전하더라도 이물질을 절단할 수 있도록 형성될 수 있다.
커터블레이드(155)는 커팅엣지부(156)가 블레이드결합부(153)의 외측에 위치하도록 블레이드홈(154)에 삽입되어 결합되고, 블레이드결합부(153)에서 커터블레이드(155)를 교체 가능하도록 볼트 및 너트와 같은 체결부재에 의해 결합될 수 있다.
한편, 커팅엣지부(156)는 스크린(140)보다는 경도가 낮은 재료로 형성되어 상호간의 마찰에 따라 마모가 발생하더라도 스크린(140)보다 교체가 가능한 커팅엣지부(156)가 먼저 마모되도록 구성될 수 있다.
로터리커터(150)는 힌지결합부(157)를 포함할 수 있다.
이 힌지결합부(157)는 커터블레이드(155)가 스크린(140)과의 이격되는 사이가 발생하지 않고 스크린(140)에 밀착되도록 블레이드결합부(153)에 결합되는 커터블레이드(155)가 블레이드결합부(153)에서 시소운동 가능하게 결합할 수 있다(도 5의 (b) 참조).
힌지결합부(157)는 블레이드결합부(153)에서 커터블레이드(155)가 커터본체(151)의 중심 또는 커터본체(151)의 외측으로 시소운동하도록 커터블레이드(155)를 블레이드결합부(153)에 결합하여 회전하는 진동이 발생하더라도 스크린(140)에 밀착되어 회전하는 커터블레이드(155)가 블레이드결합부(153)에서 시소운동하며 스크린(140)에 커터블레이드(155)가 밀착하여 절단성을 향상시킬 수 있다.
힌지결합부(157)는 블레이드홈(154)에 삽입된 상태에서 커터블레이드(155)와 블레이드결합부(153)가 겹쳐지는 중앙부분을 볼트와 너트에 의해 체결하는 형태로 결합하여 볼트와 너트를 중심으로 블레이드결합부(153)에서 커터블레이드(155)를 시소운동하도록 결합할 수 있다.
이때, 블레이드홈(154)에 삽입되는 커터블레이드(155)의 부분은 원호형상으로 형성되어 커터블레이드(155)가 힌지결합부(157)를 중심으로 시소운동할 때, 시소운동에 제약이 발생하는 것을 방지할 수 있다.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제1 실시예에 따른 로터리 스크린 커터를 구비한 펌프(100)는 밀압제공부(160)를 포함할 수 있다.
이 밀압제공부(160)는 로터리커터(150)를 스크린(140)에 밀착시키는 압력을 제공하여 커터블레이드(155)가 마모되더라도 로터리커터(150)를 스크린(140)에 계속적으로 밀착시켜 이물질의 절단성을 향상시킬 수 있다.
밀압제공부(160)는 커터축부(161)를 통해 작동유체를 공급하여 발생하는 유압에 따라 로터리커터(150)를 스크린(140)에 밀착시킬 수 있으며, 밀압제공부(160)는 커터축부(161), 유압유로(163), 공급유로(143), 유압챔버캡(165), 가압플레이트(167) 및 공급챔버부(145)를 포함할 수 있다.
커터축부(161)는 구동축(121)의 끝단에서 연장되어 스크린(140)의 관통공(140a)을 통해 삽입되고, 로터리커터(150)가 결합되어 로터리커터(150)를 구동축(121)과 함께 회전시킬 수 있다.
커터축부(161)는 구동축(121)의 끝단에 결합되거나, 구동축(121)을 커터축부(161)의 길이만큼 연장시키는 형태로 구성될 수 있으며, 커터축부(161)에는 로터리커터(150)가 키이음되는 형태로 결합되어 커터축부(161)에서 로터리커터(150)의 슬립이 발생하는 것을 방지할 수 있다.
유압유로(163)는 커터축부(161)에 형성될 수 있으며, 유압유로(163)는 커터축부(161)에서 관통공(140a)과 대응되는 커터축부(161)의 둘레 부분에서 로터리커터(150)가 위치하는 커터축부(161)의 외측 끝단까지 관통하여 형성될 수 있다.
스크린(140)부에 위치하는 유압유로(163)는 커터축부(161)의 둘레에 복수 개의 유입구가 형성되어 복수 개의 유입구를 통해 작동유체가 공급될 수 있다.
여기서, 작동유체는 펌프(100)가 흡입되는 유체와는 다른 유체이며, 작동유체는 압축변형이 최소화되는 오일일 수 있다.
커터축부(161)의 끝단에는 유압유로(163)로 공급되는 작동유체를 수용하는 유압챔버(166)가 형성된 유압챔버캡(165)이 설치될 수 있으며, 유압챔버캡(165)에서 로터리커터(150)와 마주하는 면은 유압챔버(166)를 개방한 형태로 형성될 수 있다.
유압챔버캡(165)은 커터축부(161)의 끝단에 고정설치될 수 있으며, 유압챔버캡(165)의 유압챔버(166)가 개방된 부분에는 가압플레이트(167)가 유압챔버(166)를 밀폐하도록 설치될 수 있으며, 가압플레이트(167)는 유압챔버(166)에 작용하는 작동유체의 압력에 의해 유압챔버(166)에서 밀려나 로터리커터(150)를 가압함으로써, 로터리커터(150)를 스크린(140)에 밀착시킬 수 있다.
가압플레이트(167)는 커터축부(161)에 슬라이딩 이동하도록 커터축부(161)에 끼워져 유압챔버(166)에 작용하는 유압에 따라 유압챔버(166)의 내부로 삽입되거나, 유압챔버(166)에서 돌출되어 스크린(140)에 로터리커터(150)를 가압하는 가압력을 조절할 수 있다.
이때, 가압플레이트(167)의 둘레에는 유압챔버(166)으로 공급되는 작동유체의 누설을 방지하기 위한 기밀성을 갖는 탄성체로 형성되는 기밀링이 설치될 수 있다.
공급챔버부(145)는 외부에서 작동유체를 스크린(140)을 통해 커터축부(161)의 유압유로(163)로 제공할 수 있다.
공급챔버부(145)는 관통공(140a)을 관통하는 커터축부(161)의 둘레를 감싸 작동유체가 공급되는 공급챔버(146)가 내부에 형성되며, 스크린(140)에는 스크린(140)의 외측 둘레에서 커터축부(161)가 위치하는 관통공(140a)까지 유체를 공급하는 공급유로(143)가 형성될 수 있다.
공급유로(143)는 스크린(140)에서 스크린공(141)이 형성되지 않은 부분을 통해 스크린(140)의 외측 둘레에서 관통공(140a)이 위치하는 공급챔버(146)와 연통하도록 설치될 수 있다.
이때, 스크린(140)의 외측에 위치하는 공급유로(143)의 끝단에는 외부에서 작동유체를 공급하는 공급호스(170)가 연결될 수 있다.
한편, 공급챔버부(145)에서 커터축부(161)가 관통하는 부분에는 공급챔버(146)로 공급되는 작동유체가 외부로 유출되는 것을 방지하기 위한 오링 또는 메카니컬씰이 설치될 수 있다.
이상에서 설명한 각 구성 간의 작용과 효과를 설명하도록 한다.
본 발명의 제1 실시예에 따른 로터리 스크린 커터를 구비한 펌프(100)는 펌프케이싱(130)의 내부에 임펠러(110)가 설치되며, 펌프케이싱(130)에는 구동모터(120)가 설치되며, 구동모터(120)의 구동축(121)은 임펠러(110)에 결합된다.
그리고, 구동모터(120)와 펌프케이싱(130)의 사이에는 오일챔버(135)가 설치되며, 펌프케이싱(130)의 흡입구(131)에는 스크린(140)이 설치된다.
이물질을 걸러내는 스크린(140)에는 미리 설정된 크기의 이물질은 걸리고 나머지 크기의 이물질은 걸리는 스크린공(141)이 형성되며, 스크린(140)의 중앙에는 구동축(121) 또는 커터축부(161)가 관통되는 관통공(140a)이 형성된다.
스크린(140)의 외측에는 스크린(140)을 관통한 커터축부(161)에 구동축(121)과 함께 회전하는 로터리커터(150)가 설치되며, 로터리커터(150)에는 계단형태의 엣지가 형성된 커팅엣지부(156)를 구비한 커터블레이드(155)가 설치된다.
커터블레이드(155)는 커터본체(151)에서 방사상으로 복수 개가 돌출되는 블레이드결합부(153)에 결합되며, 커터블레이드(155)는 블레이드결합부(153)에 형성된 블레이드홈(154)에 끼워지는 형태로 설치되며, 블레이드결합부(153)에 결합된 커터블레이드(155)는 블레이드결합부(153)에서 시소운동할 수 있도록 힌지결합부(157)에 의해 결합된다.
구동축(121)부의 끝단에는 유압챔버(166)를 형성하는 유압챔버캡(165)이 설치되며, 유압챔버캡(165)의 유압챔버(166)가 개방되는 부분에는 유압챔버(166)를 밀폐하는 동시에 유압챔버(166)에 작용하는 로터리커터(150)를 외측에서 가압하여 스크린(140)에 밀착시키는 가압플레이트(167)가 설치된다.
한편, 커터축부(161)에는 스크린(140)과 위치와 대응되는 위치의 커터축부(161)의 둘레에서 커터축부(161)의 외측 끝단까지 작동유체를 공급하는 유압유로(163)가 형성되며, 커터축부(161)가 관통하는 스크린(140)의 부분에는 커터축부(161)의 일부 둘레를 감싸 스크린(140)에 형성된 공급유로(143)로부터 커터축부(161)의 유압유로(163)로 작동유체를 공급하기 위해 작동유체를 수용하는 공급챔버(146)가 형성된 공급챔버부(145)가 형성된다.
이렇게 구성된 본 발명의 제1 실시예에 따른 로터리 스크린 커터를 구비한 펌프(100)는 구동모터(120)의 작동으로 인해 임펠러(110)가 회전하면 펌프케이싱(130)의 흡입구(131)로 유체가 흡입되면서, 흡입된 유체는 펌프케이싱(130)의 토출구(133)로 토출된다.
이와 동시에 임펠러(110)가 회전하면, 커터축부(161)도 함께 회전하면서, 커터축부(161)에 의해 결합된 로터리커터(150)도 회전하고, 회전하는 로터리커터(150)는 스크린(140)의 스크린공(141)을 통과하지 못해 걸리는 이물질을 로터리커터(150)의 엣지에 의해 절단한다.
그리고 로터리커터(150)는 마모가 발생하는 경우, 스크린(140)과 로터리커터(150)가 이격되는 틈이 발생하면서 절단성이 하락되는 데, 이를 보완하기 위해 외부에서 공급호스(170)를 통해 작동유체가 스크린(140)에 형성된 공급유로(143)로 제공된다.
이때, 저수조의 외부에는 공급호스(170)로 작동유체를 가압하여 가압펌프(100)가 설치될 수 있으며, 가압펌프(100)에는 공급호스(170)로 공급되는 작동유체의 압력을 조절하는 압력조절기가 설치되어 작동유체를 밀압제공부(160)로 제공하는 공급하는 압력을 조절하는 형태로 로터리커터(150)가 스크린(140)에 밀착되는 가압력을 조절할 수 있다.
한편, 공급유로(143)로 공급되는 작동유체는 공급챔버(146)로 공급되고, 공급챔버(146)로 공급되는 작동유체는 공급축부에 형성된 유압유로(163)로 공급되며 유압유로(163)를 통해 공급축부의 끝단으로 이동하여 유압챔버캡(165)에 형성된 유압챔버(166)로 공급된다.
유압챔버(166)로 공급되는 작동유체는 유압챔버(166)에 압력을 증가시키고, 유압챔버(166)의 압력이 증가되면 유압챔버(166)를 밀폐하는 가압플레이트(167)가 유압챔버(166)에서 밀려나면서 로터리커터(150)를 스크린(140)으로 밀착시켜 로터리커터(150)를 스크린(140)에 밀착시킴으로써, 로터리커터(150)의 마모에 따라 스크린(140)과 발생하는 틈을 최소화시켜 절단성을 향상시킬 수 있다.
이때, 로터리커터(150)는 이물질의 절단을 수행하는 엣지가 마모되면서, 절단성이 하락되더라도 계단 형태로 형성되는 엣지에 의해 새로운 엣지가 스크린(140)에 접촉되면서, 이물질의 절단성을 계속적으로 초기와 같이 유지하면서 이물질을 절단할 수 있다.
그리고, 로터리커터(150)에 진동이 발생하여 흔들리며 회전하더라도 가압플레이트(167)에서 로터리커터(150)를 가압하는 가압력이 제공되는 동시에 커터블레이드(155)가 커터본체(151)의 블레이드결합부(153)에서 힌지결합부(157)에 의해 시소운동하기 때문에 스크린(140)에서 이격되지 않고 밀착되면서 절단성을 향상시킬 수 있다.
따라서, 본 발명의 제1 실시예에 따른 로터리 스크린 커터를 구비한 펌프(100)는 로터리커터(150)에 의해 스크린(140)에 걸린 이물질을 절단하여 흡입하기 때문에 이물질에 의한 막힘을 최소화할 수 있을 뿐만 아니라, 이물질을 처리해야하는 처리비용을 절감시킬 수 있다.
또한, 로터리커터(150)가 밀압제공부(160)에서 제공되는 작동유체의 압력에 의해 스크린(140)에 밀착하는 가압력을 제공함으로써, 로터리커터(150)가 마모되면서 스크린(140)과의 사이에 발생하는 틈을 최소화시켜 절단성을 향상시킬 수 있다.
또한, 이물질을 절단하는 커터블레이드(155)의 엣지가 계단형태로 복수 개가 형성되기 때문에, 커터블레이드(155)의 엣지가 마모되더라도 차례로 새로운 엣지가 스크린(140)에 접촉되면서 이물질의 절단성을 향상시킬 수 있다.
또한, 커터본체(151)에서 커터블레이드(155)를 교체 가능할 뿐만 아니라, 커터본체(151)에 커터블레이드(155)가 힌지결합부(157)에 의해 시소운동할 수 있도록 설치되어 로터리커터(150)가 진동에 의해 흔들리더라도 커터블레이드(155)가 커터본체(151)에서 시소운동하며 스크린(140)에 밀착됨으로써, 이물질의 절단성을 향상시킬 수 있다.
이하, 본 발명의 제2 실시예에 따른 로터리 스크린 커터를 구비한 펌프(100)를 설명한다. 제2 실시예는 제1 실시예와 동일한 구성은 동일한 부호를 병기하고 동일한 구성은 동일한 작용과 효과를 가지므로 상세한 설명은 생략한다.
도 8에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제2 실시예에 따른 로터리 스크린 커터를 구비한 펌프(100)는 챔버펌핑부(180)를 포함할 수 있다.
이 챔버펌핑부(180)는 외부에서 작동유체를 밀압제공부(160)로 제공하지 않고 오일챔버(135)에 충전된 오일을 작동유체로서 밀압제공부(160)로 제공할 수 있다.
챔버펌핑부(180)는 보조임펠러(183)와 펌핑케이싱(181), 및 공급호스(170)를 포함할 수 있다.
보조임펠러(183)는 오일챔버(135)에 위치되는 구동축(121)에 결합되어 구동축(121)과 함께 회전하여 유체를 흡입 및 토출할 수 있으며, 보조임펠러(183)는 원심임펠러(110)로 구현될 수 있다.
보조임펠러(183)는 펌핑케이싱(181)에 감싸지며, 펌핑케이싱(181)에는 오일챔버(135)에 충전된 오일을 흡입하는 흡입구(131)와 흡입된 유체를 토출하는 토출구(133)가 형성될 수 있다.
펌핑케이싱(181)의 토출구(133)에는 토출되는 유체를 스크린(140)의 외측 둘레에 위치하는 공급유로(143)에 연결되어 펌핑케이싱(181)을 통해 토출되는 오일을 공급유로(143)를 통해 공급챔버(146) 및 커터축부(161)의 유압유로(163)를 거쳐 유압공간으로 제공하고 유압공간으로 제공된 유체의 압력에 의애 가압플레이트(167)를 밀어내어 로터리커터(150)를 스크린(140)에 밀착시킬 수 있다.
여기서, 공급호스(170)에는 구동축(121)의 회전속도가 변화되더라도 챔버펌핑부(180)에서 토출되는 유체의 압력이 일정하도록 압력을 조절하는 압력조절밸브(185)가 설치될 수 있다.
따라서, 본 발명의 제2 실시예에 따른 로터리 스크린 커터를 구비한 펌프(100)는 제1 실시예에 효과에 대해 외부에서 작동유체를 공급하는 공급호스(170)를 연결할 필요 없이 오일챔버(135)에 설치된 챔버펌핑부(180)에 의해 오일챔버의 오일을 공급하여 사용함으로써, 긴 공급호스(170)를 사용할 필요가 없어 설치가 용이할 뿐만 아니라, 설치비용을 감소시키고, 공급호스(170)의 단선으로 인한 작동유체의 유출을 최소활 수 있다.
이상에서는 본 발명의 실시예를 설명하였으나, 본 발명의 권리범위는 이에 한정되지 아니하며 본 발명의 실시예로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 용이하게 변경되어 균등한 것으로 인정되는 범위의 모든 변경 및 수정을 포함한다.
100: 로터리 스크린 커터를 구비한 펌프
110: 임펠러 120: 구동모터
121: 구동축 130: 펌프케이싱
131: 흡입구 133: 토출구
140: 스크린 140a: 관통공
141: 스크린공 143: 공급유로
145: 공급챔버부 146: 공급챔버
150: 로터리커터 151: 커터본체
153: 블레이드결합부 154: 블레이드홈
155: 커터블레이드 156: 커팅엣지부
157: 힌지결합부 160: 밀압제공부
161: 커터축부 163: 유압유로
165: 유압챔버캡 166: 유압챔버
167: 가압플레이트 170: 공급호스
180: 챔버펌핑부 181: 펌핑케이싱
183: 보조임펠러 185: 압력조절밸브

Claims (6)

  1. 유체가 흡입되는 흡입구와 상기 흡입구로 흡입된 유체를 토출하는 토출구가 형성된 펌프케이싱,
    상기 펌프케이싱의 내부에 설치되어 회전력에 의해 유체를 흡입하고 흡입된 유체를 토출하는 임펠러,
    상기 임펠러를 구동하는 구동모터,
    유체가 흡입되는 흡입구에 설치되어 유체와 함께 흡입되는 슬러지를 걸러내는 스크린,
    상기 스크린의 외측에 설치되어 상기 임펠러와 함께 회전하며 상기 스크린에 걸린 이물질을 절단하는 로터리커터, 및
    상기 로터리커터가 상기 스크린에 밀착되어 절단력이 향상되도록 상기 로터리커터를 상기 스크린이 위치되는 방향으로 압력을 가해 밀착시키는 밀압제공부를 포함하고,
    상기 로터리커터는
    상기 스크린과 밀착되는 부분의 커팅엣지가 마모되더라도 다음 층에 위치한 커팅엣지에 의해 슬러지를 절단하여 절단성이 향상되도록 상기 로터리커터가 회전하는 방향과 마주하는 면에 계단 형태의 엣지를 갖는 커팅엣지부,
    상기 커팅엣지부가 형성된 커터블레이드,
    상기 커터블레이드가 방사상으로 복수 개가 결합되며 상기 임펠러와 함께 회전하는 커터본체, 및
    상기 스크린과 상기 커터블레이드의 사이 간격이 발생하는 것을 방지하도록 상기 커터본체에서 상기 커터블레이드를 시소운동 가능하게 결합하는 힌지결합부를 포함하는 힌지결합부를 포함하는 것을 특징으로 하는 로터리 스크린 커터를 구비한 펌프.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 밀압제공부는
    상기 임펠러가 결합되는 상기 구동모터의 구동축에서 연장되거나 상기 구동축에 결합되어 상기 구동축과 함께 회전하며 상기 로터리커터가 설치되는 커터축부,
    상기 커터축부를 관통하여 상기 커터축부의 끝단으로 유압을 공급하는 유압유로,
    상기 커터축부의 끝단에 설치되어 상기 유압유로로부터 작동유체가 공급되는 유압챔버를 형성하는 유압챔버캡, 및
    상기 커터축부를 따라 슬라이딩 이동가능하도록 상기 커터축부에 설치되며 상기 유압챔버에 작용하는 작동유체의 압력에 따라 상기 로터리커터를 상기 스크린이 위치된 방향으로 가압하는 가압플레이트를 포함하는 것을 특징으로 하는 로터리 스크린 커터를 구비한 펌프.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 밀압제공부는
    상기 스크린에 형성되어 상기 유압유로로 작동유체를 공급하도록 상기 스크린의 둘레에서 상기 커터축부가 끼워지는 관통공까지 관통형성되는 공급유로, 및
    상기 관통공에서 상기 커터축부의 둘레를 감싸 상기 관통공으로 공급되는 작동유체를 상기 유압유로 제공하는 공급챔버부를 포함하는 것을 특징으로 하는 로터리 스크린 커터를 구비한 펌프.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 구동모터와 상기 펌프케이싱의 사이에 기밀을 수행하도록 오일이 충전된 오일챔버, 및
    상기 밀압제공부에서 상기 로터리커터를 상기 스크린으로 밀착되는 압력을 제공하도록 상기 오일챔버에 설치되어 상기 오일챔버에 충전된 오일을 상기 밀압제공부로 공급하는 챔버펌핑부를 포함하는 것을 특징으로 하는 로터리 스크린 커터를 구비한 펌프.
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