KR102609343B1 - Vertical pump test device for reducing high vibration and resonance - Google Patents
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Abstract
본 발명에 따른 수직형 펌프 시험 장치는, 하중을 지지하고 내부에 수용공간을 형성하는 지지프레임과, 상기 지지프레임 상에 설치되는 상부프레임; 상기 수용공간에 설치되고, 내부에 설정된 수위의 유체가 수용되며, 하부면에 유체 진동을 형성하는 유체교란장치가 설치되는 수조; 상기 상부프레임의 상부에 설치되는 모터와, 상기 모터를 지지하는 모터스탠드; 상기 수조의 내부와 상기 모터스탠드를 연결하고, 내부를 따라 유체가 이동하는 배관; 상기 모터스탠드의 하부에 설치되고, 내부에 설정된 수위의 유체가 수용되며, 일 단부가 상기 수조의 내부와 연통되는 양수관; 및 상기 모터의 구동으로 발생하는 진동을 계측하도록 상기 양수관의 일 측에 설치되는 진동감지센서를 포함한다.A vertical pump test device according to the present invention includes a support frame that supports a load and forms a receiving space therein, and an upper frame installed on the support frame; A water tank installed in the receiving space, containing fluid at a set water level therein, and having a fluid disturbance device installed on the lower surface to generate fluid vibration; A motor installed on top of the upper frame and a motor stand supporting the motor; A pipe connecting the inside of the water tank and the motor stand and through which fluid moves along the inside; A pumping pipe installed at the lower part of the motor stand, containing fluid at a set water level therein, and having one end in communication with the inside of the water tank; and a vibration detection sensor installed on one side of the pumping pipe to measure vibration generated by driving the motor.
Description
본 발명은 수직형 펌프의 고진동 및 공진 저감을 위한 시험 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a test device for reducing high vibration and resonance of a vertical pump.
원자력 발전소는 원자로 내부에서 핵연료를 이용하여 핵 분열시 생성되는 에너지로 1차 냉각수를 가열하고, 열에너지를 증기발생기에서 2차 냉각수로 전달한 후 발생된 증기를 통해 증기 터빈에서 회전에너지로 변환하고 발전기를 이용해 전력을 생산하는 시스템이다.Nuclear power plants use nuclear fuel inside a nuclear reactor to heat the primary coolant with the energy generated during nuclear fission. The heat energy is transferred from the steam generator to the secondary coolant, and the generated steam is converted into rotational energy in the steam turbine and used as a generator. It is a system that produces electricity using
원자력 발전소는 원자로, 발전기, 터빈, 배관 등을 구성으로 포함하며, 이 중에서 발전소의 핵심 설비인 터빈(turbine)은 증기, 가스와 같은 압축성 유체의 흐름을 이용하여 반동력으로 회전력을 얻을 수 있는 기계 장치를 의미한다.A nuclear power plant includes a nuclear reactor, a generator, a turbine, and piping. Among these, the turbine, the core equipment of the power plant, is a mechanical device that uses the flow of compressive fluid such as steam or gas to obtain rotational power through reaction force. means.
일반적으로 펌프는 압력 작용에 의해 유체를 관을 통해 수송하거나, 저압의 용기 속에 있는 유체를 관을 통해 고압의 용기 속으로 압송하는 장치를 의미한다.In general, a pump refers to a device that transports fluid through a pipe by the action of pressure, or pumps fluid in a low-pressure container into a high-pressure container through a pipe.
펌프의 종류로는, 왕복 펌프, 원심 펌프, 축류 펌프, 마찰 펌프 등이 있으며, 원심 펌프는 하나 이상의 임펠러를 밀폐된 케이싱 내에서 회전시킴으로써 발생되는 원심력을 이용하여 유체를 수송하거나 압송하게 된다. 특히, 하부에 흡입구가 위치되고, 상부에 전동장치가 위치하여 수직방향으로 설치됨으로써, 하방에 있는 액체를 상방으로 가압하여 공급하는 것을 수직펌프라고 하는데, 발전소 및 산업용 플랜트 등에서는 냉각수 순환용으로 축의 길이가 긴 대형의 수직장축펌프가 사용된다.Types of pumps include reciprocating pumps, centrifugal pumps, axial flow pumps, friction pumps, etc. Centrifugal pumps transport or pump fluid using centrifugal force generated by rotating one or more impellers in a closed casing. In particular, a vertical pump is called a vertical pump that pressurizes and supplies the liquid below by having an intake inlet located at the bottom and an electric device located at the top. In power plants and industrial plants, a shaft is used for cooling water circulation. A large, long vertical shaft pump is used.
수직장축펌프는 그 구조와 설치 위치 때문에 펌프 전단에 유량 또는 압력조절밸브를 설치하거나 진공펌프를 설치하여 압력조절을 통해 성능시험을 수행하는 것이 어려우므로, 수직장축펌프가 설치된 탱크 내에서 다양한 조건을 변경해가면서 성능시험을 수행하는 것이 필요하다.Due to its structure and installation location, it is difficult to perform performance tests on vertical long axis pumps by installing a flow or pressure control valve at the front of the pump or installing a vacuum pump to control pressure, so it is difficult to test various conditions within the tank where the vertical long axis pump is installed. It is necessary to perform performance tests while making changes.
특히, 발전소에서는 효율적인 공간 활용 및 경제성으로 수직펌프를 많이 사용하고 있다. 다만, 수직펌프의 구조적인 특성상 진동 및 공진이 발생할 우려가 큰 편이며, 이는 고정부 및 회전부의 동적 특성과 관련된다. 종래에는 고정부의 동적 특성(강성, 질량 등)을 변경하는 방법으로 수직펌프의 진동 및 공진을 회피하였다. 다만, 회전부의 경우에도 질량불평형, 축정렬불량, 유체진동, 구성요소 간의 이격 등을 원인으로 수직펌프에서 다양한 형태의 진동이나 공진이 발생할 우려가 있다.In particular, vertical pumps are widely used in power plants due to efficient space utilization and economic efficiency. However, due to the structural characteristics of the vertical pump, there is a high risk of vibration and resonance occurring, and this is related to the dynamic characteristics of the fixed and rotating parts. In the past, vibration and resonance of the vertical pump were avoided by changing the dynamic characteristics (stiffness, mass, etc.) of the fixture. However, even in the case of the rotating part, there is a risk that various types of vibration or resonance may occur in the vertical pump due to mass imbalance, axial misalignment, fluid vibration, and separation between components.
이에, 수직형 펌프 시험 장치를 이용하여 시험 조건을 다양하게 변경시켜가면서, 회전부에 의해 수직형 펌프에서 발생하는 진동 및 공진 발생 여부 및 이에 대한 대응 방법을 연구할 수 있다.Accordingly, by changing the test conditions in various ways using a vertical pump test device, it is possible to study whether vibration and resonance occur in the vertical pump due to the rotating part and how to deal with them.
본 발명의 일 목적은, 회전체의 구동에 따라 수직형 펌프에서 발생하는 진동과 공진 특성을 살펴보고 이를 회피할 수 있는 방안을 얻기 위한 것이다.One purpose of the present invention is to examine the vibration and resonance characteristics that occur in a vertical pump according to the driving of the rotating body and to obtain a method to avoid them.
본 발명의 다른 일 목적은, 회전체의 동적특성을 변화시키면서 수직형 펌프 시험장치에서 발생하는 진동과 공진 특성을 분석할 수 있는 장치의 구조를 제안하기 위한 것이다.Another purpose of the present invention is to propose a structure of a device that can analyze vibration and resonance characteristics occurring in a vertical pump test device while changing the dynamic characteristics of the rotating body.
본 발명의 일 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 예에 따른 수직형 펌프 시험 장치는, 하중을 지지하고 내부에 수용공간을 형성하는 지지프레임과, 상기 지지프레임 상에 설치되는 상부프레임; 상기 수용공간에 설치되고, 내부에 설정된 수위의 유체가 수용되며, 하부면에 유체 진동을 형성하는 유체교란장치가 설치되는 수조; 상기 상부프레임의 상부에 설치되는 모터와, 상기 모터를 지지하는 모터스탠드; 상기 수조의 내부와 상기 모터스탠드를 연결하고, 내부를 따라 유체가 이동하는 배관; 상기 모터스탠드의 하부에 설치되고, 내부에 설정된 수위의 유체가 수용되며, 일 단부가 상기 수조의 내부와 연통되는 양수관; 및 상기 모터의 구동으로 발생하는 진동을 계측하도록 상기 양수관의 일 측에 설치되는 진동감지센서를 포함한다.In order to achieve an object of the present invention, a vertical pump test device according to an example of the present invention includes a support frame that supports a load and forms a receiving space therein, and an upper frame installed on the support frame; A water tank installed in the receiving space, containing fluid at a set water level therein, and having a fluid disturbance device installed on the lower surface to generate fluid vibration; A motor installed on top of the upper frame and a motor stand supporting the motor; A pipe connecting the inside of the water tank and the motor stand and through which fluid moves along the inside; A pumping pipe installed at the lower part of the motor stand, containing fluid at a set water level therein, and having one end in communication with the inside of the water tank; and a vibration detection sensor installed on one side of the pumping pipe to measure vibration generated by driving the motor.
본 발명의 일 예에 따르면, 상기 모터의 상부에 설치되는 불균형발생부와, 상기 불균형발생부에 결합되는 언밸런스플레이트를 더 포함할 수 있다.According to an example of the present invention, it may further include an imbalance generator installed on an upper portion of the motor and an imbalance plate coupled to the imbalance generator.
본 발명의 일 예에 따르면, 상기 모터와 상기 양수관의 연결부와, 상기 연결부의 림 부위의 오정렬을 발생시키기 위해 상기 연결부에 삽입되는 끼움부재를 더 포함할 수 있다.According to an example of the present invention, the connection between the motor and the amniotic fluid pipe may further include a fitting member inserted into the connection to cause misalignment of the rim portion of the connection.
본 발명의 일 예에 따르면, 모터스탠드의 일 측에는 배관이 삽입 지지되도록 배관연결부가 돌출 형성되고, 상기 배관연결부는 일 방향으로 연장된 후 양 방향으로 분지될 수 있다.According to one example of the present invention, a pipe connection portion is formed to protrude on one side of the motor stand to support the pipe insertion, and the pipe connection portion may extend in one direction and then branch in both directions.
본 발명의 일 예에 따르면, 배관은, 상기 배관연결부로부터 연장되고, 일정한 곡률을 갖고 벤딩되는 제1 배관; 및 상기 제1 배관으로부터 분리되어 연장되는 제2 배관을 포함할 수 있다.According to an example of the present invention, the pipe includes: a first pipe extending from the pipe connection portion and bent with a constant curvature; And it may include a second pipe that is separated from the first pipe and extends.
본 발명의 일 예에 따르면, 상부프레임의 상부에는 서로 다른 모터와 모터스탠드가 나란하게 설치되고, 상기 모터스탠드 사이에 유압조절을 위한 강성부가장치가 설치될 수 있다.According to one example of the present invention, different motors and motor stands are installed side by side on the upper part of the upper frame, and a rigid additional device for hydraulic pressure adjustment may be installed between the motor stands.
본 발명의 일 예에 따르면, 모터의 구동에 따라 발생하는 진동의 정밀한 감지를 위한 진동분석장비를 포함할 수 있다.According to one example of the present invention, vibration analysis equipment may be included for precise detection of vibration occurring as the motor is driven.
상기와 같은 구조를 갖는 수직형 펌프 시험 검사 장치는, 모터의 구동에 따라 진동감지센서에서 감지된 진동을 계측하고 이를 분석하면서, 진동과 공진 발생 원인을 분석하고 이를 회피할 수 있는 방안을 얻을 수 있다.The vertical pump test and inspection device having the above structure can measure and analyze the vibration detected by the vibration sensor as the motor drives, analyze the cause of vibration and resonance, and find ways to avoid it. there is.
또한, 회전체의 질량불평형, 양수관 연결부 림부위의 오정렬 형성및 유체의 유동 발생 등 회전체의 동적 특성을 변화시키면서 진동을 계측함에 따라, 수직형 펌프에서 발생할 수 있는 진동과 공진 발생 원인을 분석하고 이를 회피할 수 있는 방안을 얻을 수 있다.In addition, by measuring vibration while changing the dynamic characteristics of the rotating body, such as mass imbalance of the rotating body, misalignment of the rim of the pumping pipe connection, and fluid flow, the causes of vibration and resonance that can occur in the vertical pump are analyzed. And you can find a way to avoid this.
도 1은, 수직형 펌프 시험 장치의 전체 구조를 나타내는 사시도이다.
도 2는, 수직형 펌프 시험 장치의 상부를 확대한 확대도이다.
도 3은, 수직형 펌프 시험 장치의 평면도이다.
도 4는, 수직형 펌프 시험 장치의 하부를 확대한 부분 확대도이다.Figure 1 is a perspective view showing the overall structure of a vertical pump test device.
Figure 2 is an enlarged view of the upper part of the vertical pump test device.
Figure 3 is a top view of the vertical pump test device.
Figure 4 is a partial enlarged view of the lower part of the vertical pump test device.
이하, 본 발명에 관련된 수직형 펌프 시험 장치에 대해 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명한다.Hereinafter, the vertical pump test device related to the present invention will be described in more detail with reference to the drawings.
본 명세서에서는 서로 다른 실시예라도 동일, 유사한 구성에 대해서는 동일, 유사한 참조번호를 부여하고, 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.In this specification, identical and similar reference numbers are assigned to identical and similar components even in different embodiments, and overlapping descriptions thereof are omitted.
또한, 서로 다른 실시예라도 구조적, 기능적으로 모순이 되지 않는 한 어느 하나의 실시예에 적용되는 구조는 다른 하나의 실시예에도 동일하게 적용될 수 있다.In addition, even if the embodiments are different from each other, the structure applied to one embodiment may be equally applied to another embodiment as long as there is no structural or functional contradiction.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.Singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise.
본 명세서에 개시된 실시 예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 명세서에 개시된 실시예의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.In describing the embodiments disclosed in this specification, if it is determined that detailed descriptions of related known technologies may obscure the gist of the embodiments disclosed in this specification, the detailed descriptions will be omitted.
첨부된 도면은 본 명세서에 개시된 실시 예를 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 명세서에 개시된 기술적 사상이 제한되지 않으며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.The attached drawings are only for easy understanding of the embodiments disclosed in this specification, and the technical idea disclosed in this specification is not limited by the attached drawings, and all changes, equivalents, and changes included in the spirit and technical scope of the present invention are not limited. It should be understood to include water or substitutes.
이하에서 발명의 구체적인 설명에서 전방 또는 전방부는 도면상의 우측을 의미하고, 후방 또는 후방부는 도면상의 좌측을 의미하는 것으로 이해할 수 있다. 또한, 상부 또는 상측은 도면상의 상하방향에서 위쪽을 의미하고, 하부 또는 하측은 상하방향에서 아래쪽을 의미하는 것으로 이해할 수 있다.Hereinafter, in the detailed description of the invention, the front or front part may be understood as meaning the right side of the drawing, and the back or rear part may be understood as meaning the left side of the drawing. In addition, the top or upper side can be understood as meaning upward in the vertical direction of the drawing, and the lower or lower side can be understood as meaning downward in the vertical direction.
도 1은, 수직형 펌프 시험 장치(100)의 전체 구조를 나타내는 사시도이다.Figure 1 is a perspective view showing the overall structure of the vertical pump test device 100.
수직형 펌프 시험 장치(100)는, 수직 펌프에서 발생할 수 있는 회전체의 진동형태를 구현하고 동적특성(강성, 감쇠 등)을 변경하면서 수직 펌프에서 발생할 수 있는 고진동 및 공진 발생 여부를 확인할 수 있게 된다.The vertical pump test device 100 implements the vibration form of the rotating body that can occur in the vertical pump and changes the dynamic characteristics (stiffness, damping, etc.) to check whether high vibration and resonance that can occur in the vertical pump occur. do.
수직형 펌프 시험 장치(100)는, 지지프레임(110)과 상부프레임(111), 수조(120), 모터(130) 및 모터스탠드(131), 배관(140) 및 양수관(123), 진동감지센서(125)를 포함할 수 있다.The vertical pump test device 100 includes a
지지프레임(110)은 수직형 펌프 시험 장치(100)의 외관을 형성하는 것으로, 전체적인 하중을 지지하는 역할을 하며, 내부에 수용공간을 구비한다. 지지프레임(110)은 네 개의 바 및 이들을 연결하는 바들로 이루어져 충분한 강도를 갖도록 형성될 수 있다.The
상부프레임(111)은 지지프레임(110)의 상부에 설치되는 것으로, 상면부가 편평하도록 이루어져 모터(130) 및 모터스탠드(131)가 설치될 수 있다.The
수조(120)는 상면이 개구된 원통형의 형상으로 이루어질 수 있으며, 내부에 유체를 수용할 수 있다. 여기서, 유체는 물을 의미할 수 있다. 수조(120)는 지지프레임(110)에 의해 형성된 수용 공간에 설치될 수 있다.The
수조(120)의 내부에는 일정한 수위를 갖도록 유체가 수용될 수 있다.Fluid may be accommodated inside the
모터(130)는 상부프레임(111)의 상부에 설치되는 것으로, 로터 및 스테이터로 이루어져 구동력을 형성하면서, 수조(120)를 향해 물이 공급될 수 있는 동력을 제공하는 역할을 한다. 모터(130)의 회전속도는 임의로 설정될 수 있으며, 예를 들어, 0 ~ 7200 rpm 사이에서 설정될 수 있을 것이다.The
모터스탠드(131)는, 상부프레임(111)에 설치되어 상기 모터(130) 사이에 위치되고 모터(130)를 지지하는 역할을 한다. 모터스탠드(131)의 하단에는 양수관(123)이 연통되도록 설치될 수 있다.The
모터스탠드(131)의 일 측에는 배관연결부(161)가 설치되어 배관(140)이 연결될 수 있다.A
배관(140)은 수조(120) 내부와 상기 모터스탠드(131)를 연결하는 역할을 하며, 배관(140)을 통해 수조(120)와 양수관(123) 사이의 물이 이동이 이루어질 수 있게 된다.The
양수관(123)은 모터스탠드(131)의 하부에 설치되고, 일정 길이만큼 연장 형성되며 일 단부가 상기 수조(120)의 내부와 연통된다. 모터스탠드(131)와 양수관(123)은 모터(130)에 대응되도록 한 쌍으로 이루어질 수 있다.The
양수관(123)에는 일정한 수위의 유체가 수용될 수 있으며, 수조(120) 내부에 일정한 수위의 유체가 수용된 상태에서 모터(130)를 구동시키고 후술할 진동감지센서(125)를 통해 양수관(123)에서 발생하는 진동을 계측함으로써 수직펌프의 고유진동수를 계산할 수 있게 된다.The
진동감지센서(125)는 양수관(123)의 일 측에 설치되어 진동을 감지하는 역할을 할 수 있다. 진동감지센서(125)는 도시된 것과 같이 상하방향에 직교하는 일 방향을 따라 양수관(123)에 결합된 일부와, 일 방향 및 상하방향에 직교하는 방향을 따라 결합된 다른 일부를 포함할 수 있다. 또한 진동감지센서(125)는 상하방향을 기준으로 동일한 높이에 배치되는 복수의 일부분으로 구성된 층을 복수 개 형성할 수 있다. 따라서 진동감지센서(125)에 의해 다양한 방향으로 발생하는 진동을 다양한 위치에서 파악할 수 있다. 진동감지센서(125)는 속도를 감지하여 진동을 감지하는 속도센서일 수 있으나, 진동을 감지할 수있다면 그 종류가 이에 제한되지는 않는다.The
수직형 펌프에서 발생하는 진동의 감시를 위한 진동센서는 감도가 상이할 수 있으므로, 수직형 펌프 시험 장치(100)는 양수관(123)에서 감지된 진동의 정밀한 감지를 위하여 진동분석장비(미도시)를 이용하여 진동을 감지할 수 있다. 진동분석장비는 진동감지센서(125)보다 높은 감도를 가지는 Bently Nevada ADRE 등일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.Since vibration sensors for monitoring vibration occurring in a vertical pump may have different sensitivities, the vertical pump test device 100 is equipped with vibration analysis equipment (not shown) to precisely detect the vibration detected in the pumping pipe 123. ) can be used to detect vibration. The vibration analysis equipment may be Bently Nevada ADRE, etc., which has a higher sensitivity than the
진동감지센서(125)는 물리적인 상태 변화에 대응해 모터(130)의 구동으로 발생하는 진동을 계측할 수 있다. 여기서, 수직형 펌프 시험 장치(100)의 물리적인 상태 변화란, 모터 상부에 언밸런스플레이트가 설치됨에 따른 질량불평형, 모터스탠드(131)의 내부에 위치되는 모터(130)와 양수관(123)의 연결부(135)의 림(rim) 부위에 오정렬이 형성, 유체교란장치의 작동으로 형성된 유체의 유동이 발생한 상태를 의미할 수 있다. 즉 연결부(135)는 모터의 축의 하단의 림과 양수관(123)의 상단의 림이 서로 맞닿고 볼트 등의 체결구에 의해 서로 결합된 부분일 수 있다.The
진동감지센서(125)는 수직형 펌프 시험 장치(100)에 생성된 질량불평형, 연결부(135)의 림 부위에 오정렬 형성, 유체의 유동에 따른 진동을 계측할 수 있다.The
진동감지센서(125)는, 모터(130)의 상부에 언밸런스플레이트(미도시)가 결합된 상태에서 모터(130)의 구동으로 발생하는 진동을 계측할 수 있다. 모터(130)의 상부에 언밸런스플레이트(미도시)가 설치되면, 질량 불평형 발생에 따른 진동 발생의 변화를 분석할 수 있게 된다. 또한, 진동감지센서(125)는, 모터스탠드(131)의 내부에 모터(130)와 양수관(123)의 연결부(135)의 림(rim) 부위에 끼움부재(shim)이 삽입 설치되어 림 오정렬이 형성된 상태에서 모터(130)의 구동으로 발생한 진동을 계측할 수 있다. 림 오정렬은 모터스탠드(131) 내부에 위치되는 양수관(123)과의 연결부(135)에 대해, 림 부위의 나사체결 부위를 변경하거나 체결 강도를 변경함으로써 형성될 수 있다. 모터(130)와 모터(130) 내부의 펌프양수관(123) 간의 볼트 체결을 조정하여 오정렬을 야기하는 방법으로 형성될 수 있다. The
진동감지센서(125)는 유체교란장치(121)의 작동으로 형성된 유체의 유동에 대응해, 모터(130)의 구동으로 발생하는 진동을 계측할 수 있다. 유체교란장치(121), 유체불안정을 일으키는 난류(turbulance)를 형성하게 되며, 케비테이션에 의한 화이트노이즈 형태의 고주파수 성분이 나타날 수 있으므로 유체교란장치(121)를 적절히 조정할 필요가 있다. The
또한, 진동감지센서(125)는 모터스탠드(131)에 체결되는 볼트의 조임 강도 임의 조정, 모터(130)와 모터(130) 내부의 수직펌프 축커플링이 임의 조정된 상태에서의 진동을 계측할 수 있다. 이를 통해, 수직형 펌프 시험 장치(100)의 구성 간의 결합 및 밀착 정도를 고려한 진동 발생의 특성 분석이 가능하게 된다.In addition, the
수직형 펌프 시험 장치(100)의 물리적인 특성 변화에 따른 진동 계측 후에는 모터(130) 및 모터스탠드(131)의 질량 변경, 배관(140)의 길이 및 곡률 변경, 강성부가장치(160)설치를 통해, 양수관(123)에서의 공진 발생 여부를 시험할수 있다.After measuring vibration due to changes in the physical characteristics of the vertical pump test device 100, the mass of the
수직펌프 고정체의 고유주파수는, 수조(120)와 양수관(123)에 수용된 유체의 수위를 변화시켜 양수관(123)에서 계측된 진동을 분석하면서 구할 수 있게 된다. 수직펌프는 무게 중심이 상대적으로 높게 위치해 고유주파수가 낮은 주파수를 갖게 되므로 모터 구동에 따른 공진 발생의 우려가 높다. 이에, 모터(130) 상부의 질량 증가, 양수관(123)의 질량 증가, 배관(140)의 곡률 특성 변경, 강성 보강을 통해 고유주파수의 주파수를 높여가면서 공진 발생 여부를 테스트하여 공진 발생의 가능성을 낮출 방안을 고려할 수 있게 된다. 다만, 공진주파수가 수직펌프 고정체의 고유주파수 이상에 위치하더라도 회전체의 운전 영역이 고유주파수의 1/2이 되는 경우에 공진이 발생하게 되므로 이를 피할 수 있는 방안을 고려할 수 있게 된다.The natural frequency of the vertical pump fixture can be obtained by changing the level of the fluid contained in the
즉, 수직형 펌프 시험 장치(100)를 통해, 수직배관에 대해 회전부의 고진동 유발 요인인 동적특성 변화, 질량불평형량, 축정렬, 배관내에서 형성된 유체의 와류 등에 따른 진동 특성을 검토한 후, 진동 발생의 주요 원인을 파악할 수 있으며, 고진동 및 공진을 방지하기 위한 조건을 결정할 수 있게 된다.That is, through the vertical pump test device 100, after examining the vibration characteristics due to changes in dynamic characteristics, mass imbalance, axial alignment, and vortices of fluid formed in the pipe, which are factors causing high vibration of the rotating part for the vertical pipe, It is possible to identify the main causes of vibration and determine conditions to prevent high vibration and resonance.
도 2는, 수직형 펌프 시험 장치(100)의 상부를 확대한 도면이다.Figure 2 is an enlarged view of the upper part of the vertical pump test device 100.
상부프레임(111)의 상부에는 모터(130)와 모터스탠드(131)가 복수개 설치될 수 있을 것이다. 도 2에서 보는 바와 같이, 상부프레임(111)의 상부에는 서로 다른 모터(130) 및 모터스탠드(131)가 나란하게 설치될 수 있다. 이때, 각 모터스탠드(131)의 사이에는 유압조절을 위한 강성부가장치(160)가 설치될 수 있다.A plurality of
강성부가장치(160)는 각 모터스탠드(131)의 사이를 연결하는 배관의 일 측에 설치될 수 있으며 유압을 조절하는 역할을 하게 된다. 강성부가장치(160)를 통해 유압이 조절이 이루어지게 되면, 수직펌프 고정체의 고유주파수가 변경되게 될 것이다.The rigid
모터스탠드(131)의 일 측에는 배관(140)이 삽입 지지되도록 배관연결부(161)가 돌출 형성될 수 있다. 배관연결부(161)는 배관(140)을 감싸지지하는 형상으로 이루어질 수 있으며, 배관(140)이 삽입된 후 끼워지는 방식으로 고정될 수 있다.A
배관(140)은, 배관연결부(161)로부터 일 방향으로 연장된 후 양 방향으로 분지되는 형상으로 이루어질 수 있다. 배관(140)은 배관연결부(161)로부터 일정한 곡률로 벤딩되도록 이루어지는 제1 배관(141)과, 제1 배관(141)으로부터 분지되어 직선으로 연장되는 제2 배관(142)로 이루어질 수 있다. 이 때, 제1 배관(141)의 곡률이 변경되면, 배관 자체의 특성 변화로 고유주파수가 변경되므로, 이를 수직 배관의 공진 발생을 제한하는데 활용할 수 있게 된다.The
모터스탠드(131)의 일 측에 배관연결부(161)와 연결된 토출부에 위치되는 제1 배관(141)과 제2 배관(142)은 와류를 발생시키는 조건과 유체의 흐름이 원활한 경우를 고려하여, 유량조절밸브(145) 개방 또는 폐쇄할 수 있게 된다. 예를 들어, 토출관 이후의 배관의 압력과 수격 작용 등을 확인할 필요가 있을 때에는 제1 배관(141)을 폐쇄하고, 제2 배관(142)을 개방하는 방식으로 이루어질 수 있다. 배관의 압력은 토출압력센서(147)를 통해 감지될 수 있다.The
또한, 진동감지센서(125)는 모터(130) 상부의 불균형발생부(170)에 언밸런스 플레이트가 인가됨에 따라 발생한 질량불평형 상태에서 진동을 계측할 수 있으며, 이와 동일한 방식으로, 임펠러 또는 커플링부에서 발생한 질량불평형 상태에서 발생한 진동을 감지할 수 있다. 불균형발생부(170)는 모터(130)의 상부에 설치되고, 언밸런스플레이트가 결합되기 용이하도록 복수의 볼트홀을 가질 수 있다. 불균형발생부(170)는 하방으로 바라봤을 때 원형으로 형성될 수 있고, 그 둘레를 따라 복수의 볼트홀이 배치될 수 있다. 언밸런스플레이트는 이에 대응하여 원판형으로 형성되고, 그 둘레를 따라 복수의 볼트홀이 형성되어 볼트에 의해 언밸런스플레이트와 불균형발생부(170)가 결합될 수 있다.In addition, the
도 3은, 수직형 펌프 시험 장치(100)의 평면도이다. Figure 3 is a plan view of the vertical pump test device 100.
진동감지센서(125)는 모터스탠드(131)의 내부에 설치되는 양수관(123)과의 연결부(135)의 림(rim) 부위에 끼움부재(shim)를 끼워 넣는 방법으로 림(rim)의 오정렬을 형성하고, 이에 따른 변화된 진동을 계측할 수 있다. 또한, 진동감지센서(125)는 모터(130)와 내부 펌프 간의 볼트체결을 조정하여 오정렬이 형성된 상태에서 발생하는 진동을 계측할 수도 있다. 이때, 림 오정렬은 모터스탠드(131)의 반경 방향에 위치되는 볼트 체결의 강도, 설치된 위치를 임의로 조정하는 방법을 통해 형성될 수 있다.The
진동감지센서(125)는 모터(130) 상부에 설치되는 불균형발생부(170)에 언밸런스 플레이트가 결합되어 질량불평형이 발생한 상태에서 모터(130) 구동에 따라 발생하는 진동을 감지할 수 있다. 또한, 진동감지센서(125)는 모터스탠드(131)의 볼트, 베어링 클리어런스를 조정에 따라 발생하는 진동을 감지할 수 있다.The
발생한 진동은 진동감지센서(125)를 통해 감지되고 분석될 수 있으며, 수직형 펌프 시험 장치(100)에 의해 공진발생 메커니즘을 파악하는 것이 가능하므로, 회전체의 고진동을 제어함에 따른 공진 회피가 가능하게 된다.The generated vibration can be detected and analyzed through the
도 4는, 수직형 펌프 시험 장치(100)의 하부를 확대한 부분 확대도이다.Figure 4 is a partial enlarged view of the lower part of the vertical pump test device 100.
지지프레임(110)의 안쪽에 설치되는 수조(120)의 내부에는 유체교란장치(121)가 설치될 수 있다. 유체교란장치(121)는 수조(120) 내부에 설치되어 유체 진동을 형성하는 역할을 하는 것으로 유체의 유동을 형성하는 교반기를 의미할 수 있다. 유체교란장치(121)는 유체불안정을 일으키는 난류(turbulance)를 형성할 수 있다. 진동감지센서(125)는 유체교란장치(121) 작동에 따라 수조(120) 내부에서 생성된 유체의 유동이 발생한 상태에서 진동을 계측할 수 있다. 이를 통해, 유체 유동에 따른 진동의 크기 변화를 검토할 수 있으며, 고진동 방지를 위한 수직형 펌프 설계에 고려할 수 있을 것이다. 다만, 케비테이션에 의한 화이트노이즈 형태의 고주파수 성분이 나타날 수 있으므로 유체교란장치(121)를 통한 유체의 유동을 적절한 강도와 세기로 지속되도록 제어해야 할 것이다.A
이상에서 설명한 것은 본 발명에 따른 수직형 펌프 시험 장치를 실시하기 위한 실시예들에 불과한 것으로서, 본 발명은 이상의 실시예들에 한정되지 않고, 이하의 청구범위에서 청구하는 바와 같이 본 발명의 요지를 벗어나지 않는 범위 내에서 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경 실시가 가능한 범위까지 본 발명의 기술적 사상이 있다고 할 것이다.What has been described above is only an embodiment for carrying out the vertical pump test device according to the present invention, and the present invention is not limited to the above embodiments, and the gist of the present invention is summarized as claimed in the following claims. It will be said that the technical idea of the present invention extends to the extent that anyone with ordinary knowledge in the field to which the invention pertains can make various changes without departing from the scope.
100: 수직형 펌프 시험 장치
110: 지지프레임
120: 수조
130: 모터
131: 모터스탠드
140: 배관
141: 제1 배관
142: 제2 배관
145: 유량조절밸브
160: 강성부가장치100: Vertical pump test device
110: support frame
120: Water tank
130: motor
131: Motor stand
140: Piping
141: 1st pipe
142: Second pipe
145: Flow control valve
160: Rigid attachment device
Claims (7)
상기 수용공간에 설치되고, 내부에 설정된 수위의 유체가 수용되며, 하부면에 유체 진동을 형성하는 유체교란장치가 설치되는 수조;
상기 상부프레임의 상부에 설치되는 모터와, 상기 모터를 지지하는 모터스탠드;
상기 수조의 내부와 상기 모터스탠드를 연결하고, 내부를 따라 유체가 이동하는 배관;
상기 모터스탠드의 하부에 설치되고, 내부에 설정된 수위의 유체가 수용되며, 일 단부가 상기 수조의 내부와 연통되는 양수관;
상기 모터의 구동으로 발생하는 진동을 계측하도록 상기 양수관의 일 측에 설치되는 진동감지센서;
상기 모터의 상부에 설치되는 불균형발생부; 및
상기 불균형발생부에 결합되는 언밸런스플레이트를 포함하는 수직형 펌프 시험 장치.
A support frame that supports a load and forms a receiving space therein, and an upper frame installed on the support frame;
A water tank installed in the receiving space, containing fluid at a set water level therein, and having a fluid disturbance device installed on the lower surface to generate fluid vibration;
A motor installed on top of the upper frame and a motor stand supporting the motor;
A pipe connecting the inside of the water tank and the motor stand and through which fluid moves along the inside;
A pumping pipe installed at the lower part of the motor stand, containing fluid at a set water level therein, and having one end in communication with the inside of the water tank;
A vibration detection sensor installed on one side of the pumping pipe to measure vibration generated by driving the motor;
an imbalance generator installed at the top of the motor; and
A vertical pump test device including an unbalance plate coupled to the imbalance generator.
상기 모터와 상기 양수관의 연결부; 및
상기 연결부의 림 부위의 오정렬을 발생시키기 위해 상기 연결부에 삽입되는 끼움부재를 더 포함하는 수직형 펌프 시험 장치.
According to paragraph 1,
A connection portion between the motor and the amniotic fluid pipe; and
A vertical pump test device further comprising a fitting member inserted into the connection portion to cause misalignment of the rim portion of the connection portion.
상기 모터스탠드의 일 측에는 배관이 삽입 지지되도록 배관연결부가 돌출 형성되고, 상기 배관연결부는 일 방향으로 연장된 후 양 방향으로 분지되는 것을 특징으로 하는 수직형 펌프 시험 장치.
According to paragraph 1,
A vertical pump test device characterized in that a piping connection part protrudes from one side of the motor stand to support the insertion of a pipe, and the piping connection part extends in one direction and then branches in both directions.
상기 배관은, 상기 배관연결부로부터 연장되고, 일정한 곡률을 갖고 벤딩되는 제1 배관; 및
상기 제1 배관으로부터 분리되어 연장되는 제2 배관을 포함하는 수직형 펌프 시험 장치.
According to paragraph 4,
The pipe includes: a first pipe extending from the pipe connection portion and bent with a constant curvature; and
A vertical pump test device including a second pipe that extends and is separated from the first pipe.
상기 상부프레임의 상부에는 서로 다른 모터와 모터스탠드가 나란하게 설치되고,
나란히 배치되는 상기 모터스탠드 사이를 연결하는 배관에 설치되어 상기 배관의 내부를 유동하는 유체의 압력을 조절하도록 구비되는 강성부가장치를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 수직형 펌프 시험 장치.
According to paragraph 1,
Different motors and motor stands are installed side by side on the upper part of the upper frame,
A vertical pump test device, characterized in that it further comprises a rigid additional device installed on the pipe connecting the motor stands arranged side by side to adjust the pressure of the fluid flowing inside the pipe.
상기 모터의 구동에 따라 발생하는 진동의 정밀한 감지를 위한 진동분석장비를 포함하는 수직형 펌프 시험 장치.
According to paragraph 1,
A vertical pump test device including vibration analysis equipment for precise detection of vibration occurring when the motor is driven.
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020220189715A KR102609343B1 (en) | 2022-12-29 | 2022-12-29 | Vertical pump test device for reducing high vibration and resonance |
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KR (1) | KR102609343B1 (en) |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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KR101783248B1 (en) * | 2017-07-27 | 2017-09-29 | 주식회사 스탠더드시험연구소 | The performance test apparatus for vertical and long shaft pump |
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2022
- 2022-12-29 KR KR1020220189715A patent/KR102609343B1/en active IP Right Grant
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