KR102617553B1 - Balance device of multistage pump - Google Patents
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Abstract
본 발명은 다단펌프의 밸런스장치에 관한 것으로서, 이를 위하여 작동 유체의 유입 및 토출을 지지하는 유입구 및 토출구가 형성되는 하우징; 하우징을 관통하고, 내부에 설치되어 회전하는 회전축; 상기 회전축에 다단으로 설치되어 상기 하우징 내부에서 작동유체를 가압하는 복수 개의 임펠러; 및 상기 복수 개의 임펠러 중 토출구로 작동 유체를 토출되는 임펠러와 인접한 위치의 회전축에 장착되는 밸런스장치를 포함하며; 상기 밸런스장치는, 회전축에 고정되는 밸런스슬리브; 및 상기 밸런스슬리브의 외측에 구성되어, 작동유체에 회전력을 감소시켜 압력을 낮추고 밸런스슬리브 사이로 유입을 방지하도록 지지하는 밸런스부싱;을 포함하는 다단펌프의 밸런스장치를 제공할 수 있다.The present invention relates to a balancing device for a multi-stage pump, comprising: a housing in which an inlet and an outlet are formed to support the inflow and discharge of a working fluid; A rotating shaft that penetrates the housing, is installed inside, and rotates; a plurality of impellers installed in multiple stages on the rotating shaft to pressurize the working fluid within the housing; And a balance device mounted on a rotating shaft adjacent to an impeller that discharges working fluid through an outlet among the plurality of impellers; The balance device includes a balance sleeve fixed to a rotating shaft; And a balance bushing configured on the outside of the balance sleeve, which reduces the rotational force of the working fluid to lower the pressure and supports it to prevent inflow between the balance sleeves. It is possible to provide a balance device for a multi-stage pump including a.
Description
본 발명은 다단펌프의 밸런스장치에 관한 것이다.The present invention relates to a balancing device for a multi-stage pump.
일반적인, 다단 펌프는 도 1에 도시된 바와 같이, 회전축(1), 임펠러(2), 흡입구측단부용 레디얼베어링(3), 토출구측 단부용 레디얼베어링(4), 토출구측 단부용 스러스트베어링(5), 흡입구측 단부용 시일장치(6), 토출구측 단부용 시일장치(7) 및 밸런스장치(8)를 구비하고 있다.As shown in Figure 1, a general multi-stage pump includes a rotating shaft (1), an impeller (2), a radial bearing (3) for the inlet side end, a radial bearing (4) for the discharge side end, and a thrust bearing (5) for the discharge side end. ), a sealing device (6) for the inlet side end, a sealing device (7) for the outlet side end, and a balance device (8).
또한, 다단 펌프는 회전축(1)이나 임펠러(2) 등을 넣는 하우징(10)을 구비하고 있고, 이 하우징(10)은 흡입구(11)가 설치된 흡입케이싱(12), 임펠러(2)를 넣는 스테이지(13), 토출구(14)가 설치된 토출 케이싱(15) 및 스타핑박스 또는 시일박스(16)에 의하여 이루어져 있다.In addition, the multi-stage pump is equipped with a housing 10 into which the rotating shaft 1 and the impeller 2 are placed, and this housing 10 includes a suction casing 12 equipped with an inlet 11 and an impeller 2 into it. It consists of a stage 13, a discharge casing 15 equipped with a discharge port 14, and a stuffing box or seal box 16.
회전축(1)은 구동기(D)의 출력축에 스페이서(S)나 커플링(C)을 거쳐 직결로 접속되어 있고, 미끄럼베어링인 레디얼베어링(3)(4)으로 흡입구측 단부와 토출구측 단부의 각각을 레디얼방향으로 지지하고, 또 스러스트베어링(5)으로 토출구측 단부를 스러스트방향으로 지지한 상태에서 구동기(D)로부터의 회전구동력을 받아 회전한다. 레디얼베어링(3)(4)이나 스러스트베어링(5)은, 일반적으로는 오일윤활의 베어링이며, 오일윤활 베어링의 경우에는 도면 이외의 유압계에 의하여 윤활유의 공급을 받게 된다. 임펠러(2)는 회전축(1)에 복수단으로 설치되어 있고, 회전축(1)의 회전에 따라 회전하여 흡입구(11)로부터 흡입되는 공급수(W)를 그 회전에 의하여 각 단에서 차례로 가압함으로써 소정압까지 가압한다. 그리고 소정압까지 가압된 고압수(Wh)가 토출구로부터 토출된다.The rotating shaft (1) is directly connected to the output shaft of the driver (D) through a spacer (S) or coupling (C), and is connected to the suction end and discharge end by radial bearings (3) (4), which are sliding bearings. Each is supported in the radial direction, and the end on the discharge port side is supported in the thrust direction by the thrust bearing (5), and rotates by receiving a rotational drive force from the actuator (D). Radial bearings (3) (4) and thrust bearings (5) are generally oil-lubricated bearings, and in the case of oil-lubricated bearings, lubricating oil is supplied by a hydraulic system other than the drawing. The impeller (2) is installed in multiple stages on the rotating shaft (1), and rotates according to the rotation of the rotating shaft (1), pressurizing the feed water (W) sucked from the suction port (11) in turn at each stage by its rotation. Pressurize to a certain pressure. Then, high-pressure water (Wh) pressurized to a predetermined pressure is discharged from the discharge port.
이와 같은 임펠러(2)에 의한 물의 가압과정에 있어서 회전축(1)에는 그 축방향에서 흡입구측 방향을 향하는 추력(임펠러 추력)이 생긴다. 이 임펠러 추력을 상쇄하기 위하여 설치되어 있는 것이 밸런스장치(8)이다. 밸런스장치(8)는 그 부분을 확대한 도 2에 나타내는 바와 같이, 디스크형(도면 예의 형), 또는 드럼형 등으로 형성하여 회전축(1)에 고정 장착되는 밸런스부재(21), 밸런스부재(21)의 흡입구 측면에 형성된 중간실(22) 및 밸런스부재(21)의 토출구 측면에 형성된 밸런스실(23)에 의하여 구성되어 있다. 그리고 중간실(22)은 밸런스부재(21)의 보스부(21b)의 바깥 둘레를 따라 형성되어 있는 미세한 간극(도시생략)을 거쳐 토출구(14)와 연통되어 있고 고압수(Wh)에 의해 높은 압력이 생기고 있다. 한편, 밸런스실(23)은 흡입구(11)에 밸런스관(24)을 거쳐 연통됨과 동시에, 임펠러 추력의 크기에 연동하여 간극 폭이 변화되는 미세한 간극(도시생략)을 거쳐 중간실(22)과 연통되고, 중간실(22)의 압력보다도 낮은 압력(이것은 상기 간극 폭의 변화에 따라 변화된다)으로 되어 있다. 그리고 이 중간실(22)과 밸런스실(23)의 동적인 압력차에 의해 밸런스부재(21)를 그 보스부(21b)에 있어서 회전축(1)의 토출구측 방향으로 누르는 상태가 되고, 이에 의하여 임펠러 추력에 대항하는 추력(밸런스 추력)이 회전축(1)에 가해지고, 그 결과 회전축(1)에 생기는 추력을 작은 것으로 하여, 또는 회전축(1)에 실질적인 추력을 최소화할 수 있다.In the process of pressurizing water by the impeller 2, a thrust (impeller thrust) is generated on the rotating shaft 1 from its axial direction toward the suction port. The balance device (8) is installed to offset this impeller thrust. As shown in Figure 2, which enlarges the portion, the balance device 8 includes a balance member 21, which is formed in a disk shape (shape in the drawing example) or a drum shape, and is fixedly mounted on the rotating shaft 1, and a balance member ( It is composed of an intermediate chamber 22 formed on the side of the inlet port of the balance member 21) and a balance chamber 23 formed on the side of the discharge port of the balance member 21. And the intermediate chamber 22 is in communication with the discharge port 14 through a fine gap (not shown) formed along the outer circumference of the boss portion 21b of the balance member 21, and is supplied with high pressure water (Wh). Pressure is building. Meanwhile, the balance chamber 23 communicates with the intake port 11 through the balance pipe 24, and is connected to the intermediate chamber 22 through a fine gap (not shown) whose gap width changes depending on the size of the impeller thrust. It is in communication, and the pressure is lower than that of the intermediate chamber 22 (this changes depending on the change in the gap width). And, due to the dynamic pressure difference between the intermediate chamber 22 and the balance chamber 23, the balance member 21 is pressed against the boss portion 21b toward the discharge port side of the rotating shaft 1, thereby A thrust (balance thrust) opposing the impeller thrust is applied to the rotating shaft 1, and as a result, the thrust generated on the rotating shaft 1 can be reduced or the actual thrust on the rotating shaft 1 can be minimized.
시일장치(6)(7)는, 메카니컬 시일로 구성되어 있다. 구체적으로는 회전축(1)에 고정 장착되는 회전고리(25)와 스타핑박스 또는 시일박스(16)에 고정상태로 유지되는 고정고리(26)와의 미끄럼접촉에 의해 시일을 하는 구조로 되어 있다. 이들 시일장치(6)(7)는, 회전축(1)을 통하여 물이 밖으로 누출되는 것을 방지하는 역할이 있고, 동시에 오일윤활의 레디얼베어링(3)(4)에 물이 침입하는 것을 방지하는 역할도 담당하고 있다.The sealing devices 6 and 7 are composed of mechanical seals. Specifically, it is structured to seal by sliding contact between a rotating ring (25) fixed to the rotating shaft (1) and a fixed ring (26) maintained in a fixed state in the stuffing box or seal box (16). These sealing devices (6) and (7) have the role of preventing water from leaking out through the rotating shaft (1), and at the same time, preventing water from entering the oil-lubricated radial bearings (3) and (4). is also in charge.
위에서 살펴본 바와 같이, 밸런스장치의 구조 또는 구성에 의해 다단펌프에 대한 펌프의 효율이 결정됨을 알 수 있고, 이로 인해 밸런스장치에 구조적 개선을 통한 펌프의 효율을 향상시킬 수 있도록 하는 개발의 필요성이 대두되고 있다.As seen above, it can be seen that the pump efficiency for multi-stage pumps is determined by the structure or configuration of the balance device, and as a result, the need for development to improve the efficiency of the pump through structural improvements to the balance device has emerged. It is becoming.
본 발명은 밸런스부싱의 일단에 형성되되, 고압부에 위치한 작동유체와의 마찰에 의해 상기 작동유체에 잔존하는 회전력 및 응집력을 감소시키도록 하는 방사홈을 형성함로써, 누설유량의 발생을 방지 또는 최소화하는 다단펌프의 밸런스장치를 제공한다.The present invention prevents or minimizes the occurrence of leakage flow by forming a radial groove at one end of the balance bushing to reduce the rotational force and cohesive force remaining in the working fluid due to friction with the working fluid located in the high pressure section. Provides a balance device for a multi-stage pump.
또한, 본 발명은 밸런스부싱의 내측에 나선형상을 가지는 나선홈을 형성함으로써, 누설유량의 진입을 억제시키고, 이를 통해 펌프의 효율이 향상되도록 하는 다단펌프의 밸런스장치를 제공한다.In addition, the present invention provides a balancing device for a multi-stage pump that suppresses the entry of leakage flow and improves the efficiency of the pump by forming a spiral groove having a spiral shape on the inside of the balance bushing.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 상기에서 언급한 것으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 해결하고자 하는 과제는 아래의 기재들로부터 본 발명이 속하는 통상의 지식을 가진 자에 의해 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The problems to be solved by the present invention are not limited to those mentioned above, and other problems to be solved that are not mentioned can be clearly understood by those skilled in the art from the description below. will be.
상술한 해결하고자 하는 과제를 해결하기 위해서 본 발명의 실시예에 따르면, 작동 유체의 유입 및 토출을 지지하는 유입구 및 토출구가 형성되는 하우징; 하우징을 관통하고, 내부에 설치되어 회전하는 회전축; 상기 회전축에 다단으로 설치되어 상기 하우징 내부에서 작동유체를 가압하는 복수 개의 임펠러; 및 상기 복수 개의 임펠러 중 토출구로 작동 유체를 토출되는 임펠러와 인접한 위치의 회전축에 장착되는 밸런스장치를 포함하며; 상기 밸런스장치는, 회전축에 고정되는 밸런스슬리브; 및 상기 밸런스슬리브의 외측에 구성되어, 작동유체에 회전력을 감소시켜 압력을 낮추고 밸런스슬리브 사이로 유입을 방지하도록 지지하는 밸런스부싱;을 포함하는 것을 특징으로 한다.According to an embodiment of the present invention in order to solve the above-described problem, there is provided a housing in which an inlet and an outlet are formed to support the inflow and discharge of a working fluid; A rotating shaft that penetrates the housing, is installed inside, and rotates; a plurality of impellers installed in multiple stages on the rotating shaft to pressurize the working fluid within the housing; And a balance device mounted on a rotating shaft adjacent to an impeller that discharges working fluid through an outlet among the plurality of impellers; The balance device includes a balance sleeve fixed to a rotating shaft; And a balance bushing configured on the outside of the balance sleeve, which reduces the rotational force of the working fluid to lower the pressure and supports it to prevent inflow between the balance sleeves.
본 발명에 있어서, 밸런스부싱은, 일정길이로 형성되고 내측에 밸런스슬리브의 외주연이 삽입되도록 삽입공이 형성되는 보스; 상기 보스의 일단에 구성되는 플랜지; 및 상기 보스의 타단에 구성되되, 작동유체와 마찰이 이루어질 수 있는 위치에 구성되어, 상기 작동유체에 잔존하는 회전력 및 응집력을 감소시켜 작동유체의 압력을 강제로 낮추도록 하는 방사홈;을 포함하는 것이 바람직하다.In the present invention, the balance bushing includes a boss formed to a certain length and having an insertion hole formed on the inside to allow the outer periphery of the balance sleeve to be inserted; A flange formed at one end of the boss; And a radiating groove formed at the other end of the boss, but configured at a position where friction with the working fluid can occur, to forcibly lower the pressure of the working fluid by reducing the rotational force and cohesive force remaining in the working fluid. It is desirable.
본 발명에 있어서, 방사홈은, 보스의 끝단에서 일정크기와 깊이로 방사형으로 형성되는 것이 바람직하다.In the present invention, the radial groove is preferably formed radially at a certain size and depth at the end of the boss.
본 발명에 있어서, 밸런스부싱에는, 삽입공에 일정깊이를 가지도록 형성되어 밸런스슬리브의 외주연과 밸런스부싱의 보스 사이로 진입되는 유체의 진입을 억제시키도록 지지하는 나선홈;을 포함하는 것이 바람직하다.In the present invention, the balance bushing preferably includes a spiral groove formed to have a certain depth in the insertion hole and supporting to suppress the entry of fluid between the outer periphery of the balance sleeve and the boss of the balance bushing. .
본 발명에 있어서, 고정부의 나선홈은, 회전축의 회전방향과 반대방향을 가지는 나선방향으로 형성되는 것이 바람직하다.In the present invention, the spiral groove of the fixing part is preferably formed in a spiral direction opposite to the rotation direction of the rotation shaft.
전술한 본 발명의 과제 해결 수단에 따르면, 밸런스부싱의 일단에 형성되되, 고압부에 위치한 작동유체와의 마찰에 의해 상기 작동유체에 잔존하는 회전력 및 응집력을 감소시키도록 하는 방사홈을 형성함로써, 누설유량의 발생을 방지 또는 최소화하는 효과가 있다.According to the means for solving the problem of the present invention described above, a radial groove is formed at one end of the balance bushing to reduce the rotational force and cohesive force remaining in the working fluid due to friction with the working fluid located in the high pressure section, It has the effect of preventing or minimizing the occurrence of leakage flow.
또한, 전술한 본 발명의 과제 해결 수단에 따르면, 밸런스부싱의 내측에 나선형상을 가지는 나선홈을 형성함으로써, 누설유량의 진입을 억제시키고, 이를 통해 펌프의 효율이 향상되도록 하는 효과가 있다.In addition, according to the means for solving the problem of the present invention described above, by forming a spiral groove having a spiral shape on the inside of the balance bushing, there is an effect of suppressing the entry of leakage flow and thereby improving the efficiency of the pump.
도 1은 종래의 일례를 보인 다단펌프의 구성도.
도 2는 종래의 다단펌프에 구성된 밸런스장치의 확대도.
도 3은 본 발명에 따른 다단펌프의 단면도.
도 4는 도 3의 'IV'부 확대도.
도 5는 본 발명에 따른 밸런스부싱의 반단면도.
도 6은 본 발명에 따른 밸런스부싱의 단면도.Figure 1 is a configuration diagram of a multi-stage pump showing an example of the prior art.
Figure 2 is an enlarged view of a balance device configured in a conventional multi-stage pump.
Figure 3 is a cross-sectional view of a multi-stage pump according to the present invention.
Figure 4 is an enlarged view of part 'IV' of Figure 3.
Figure 5 is a half cross-sectional view of the balance bushing according to the present invention.
Figure 6 is a cross-sectional view of the balance bushing according to the present invention.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 구체적인 실시형태를 설명하기로 한다. 이하의 상세한 설명은 본 명세서에서 기술된 방법, 장치 및/또는 시스템에 대한 포괄적인 이해를 돕기 위해 제공된다. 그러나 이는 예시에 불과하며 본 발명은 이에 제한되지 않는다.Hereinafter, specific embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. The detailed description below is provided to provide a comprehensive understanding of the methods, devices and/or systems described herein. However, this is only an example and the present invention is not limited thereto.
본 발명의 실시예들을 설명함에 있어서, 본 발명과 관련된 공지기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략하기로 한다. 그리고, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다. 상세한 설명에서 사용되는 용어는 단지 본 발명의 실시예들을 기술하기 위한 것이며, 결코 제한적이어서는 안 된다. 명확하게 달리 사용되지 않는 한, 단수 형태의 표현은 복수 형태의 의미를 포함한다. 본 설명에서, "포함" 또는 "구비"와 같은 표현은 어떤 특성들, 숫자들, 단계들, 동작들, 요소들, 이들의 일부 또는 조합을 가리키기 위한 것이며, 기술된 것 이외에 하나 또는 그 이상의 다른 특성, 숫자, 단계, 동작, 요소, 이들의 일부 또는 조합의 존재 또는 가능성을 배제하도록 해석되어서는 안 된다.In describing the embodiments of the present invention, if it is determined that a detailed description of the known technology related to the present invention may unnecessarily obscure the gist of the present invention, the detailed description will be omitted. In addition, the terms described below are terms defined in consideration of functions in the present invention, and may vary depending on the intention or custom of the user or operator. Therefore, the definition should be made based on the contents throughout this specification. The terminology used in the detailed description is merely for describing embodiments of the present invention and should in no way be limiting. Unless explicitly stated otherwise, singular forms include plural meanings. In this description, expressions such as “comprising” or “comprising” are intended to indicate certain features, numbers, steps, operations, elements, parts or combinations thereof, and one or more than those described. It should not be construed to exclude the existence or possibility of any other characteristic, number, step, operation, element, or part or combination thereof.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 에 대해 설명하기로 한다(종래와 동일한 구성에 대해서는 동일한 참조부호를 사용하고, 이에 대한 상세한 설명은 생략한다).Hereinafter, will be described with reference to the attached drawings (the same reference numerals are used for the same configuration as in the prior art, and detailed description thereof is omitted).
본 발명의 다단펌프는 도 3에 도시된 바와 같이, 작동유체의 흡입구(11) 및 토출구(14)가 형성되는 하우징(10)과, 상기 하우징(10)의 중앙에 구성되고, 일단에 구성된 구동기(D)에서 제공되는 회전력에 의해 회전하는 회전축(1)과, 상기 회전축(1)의 축선방향을 따라 다단으로 설치되어 작동유체가 흡입구(11)에서 토출구(14) 측으로 이송될수록 가압이 이루어지도록 하는 복수의 임펠러(2)와, 상기 복수의 임펠러(2) 중 토출구(14)로 작동 유체를 토출시키는 임펠러(2)와 인접한 위치의 회전축(1)에 고정 장착되는 밸런스장치(100)를 포함하여 구성할 수 있다.As shown in FIG. 3, the multi-stage pump of the present invention includes a housing 10 in which an inlet 11 and an outlet 14 of the working fluid are formed, and a driver configured at one end and in the center of the housing 10. A rotating shaft (1) that rotates by the rotational force provided in (D) is installed in multiple stages along the axis of the rotating shaft (1) so that the working fluid is pressurized as it is transferred from the suction port (11) to the discharge port (14). It includes a plurality of impellers (2) and a balance device (100) fixedly mounted on the rotating shaft (1) at a position adjacent to the impeller (2) that discharges the working fluid through the discharge port (14) of the plurality of impellers (2). It can be configured as follows.
상기 밸런스장치(100)는 도 4에 도시된 바와 같이, 회전축(1)에 고정되는 밸런스슬리브(110), 및 상기 밸런스슬리브(110)의 외측 일부에 구성되는 밸런스부싱(120)으로 구성할 수 있다.As shown in FIG. 4, the balance device 100 may be composed of a balance sleeve 110 fixed to the rotating shaft 1, and a balance bushing 120 formed on a portion of the outer side of the balance sleeve 110. there is.
밸런스슬리브(110)는 회전축(1)의 일측에 구성되되, 밸런스부싱(120)과의 연동작용으로 메카니컬씰 기능을 수행할 수 있도록 회전축(1)에 확고하게 고정된다.The balance sleeve 110 is formed on one side of the rotating shaft 1, and is firmly fixed to the rotating shaft 1 so as to perform a mechanical seal function through interlocking action with the balance bushing 120.
또한, 상기 밸런스슬리브(110)에는 일단에 구성되는 임펠러(2)의 형상 또는 다단펌프의 구조적 형상 등에 의해 일단 또는 양단 각각이 일정깊이로 함몰 또는 돌출될 수 있도록 구성될 수 있다.In addition, the balance sleeve 110 may be configured so that one end or both ends can be depressed or protruded at a certain depth depending on the shape of the impeller 2 formed at one end or the structural shape of the multi-stage pump.
밸런스부싱(120)은 상기 밸런스슬리브(110)의 외주연이 삽입되도록 구성되어, 상기 밸런스슬리브(110)와의 연동에 의한 메카니컬 씰 작용에 의해 누설유량을 저하시킴에 따라 다단펌프의 효율이 향상되도록 지지한다. 이 경우, 상기 밸런스부싱(120)은 하우징(10)에 고정됨에 따라 회전축(1)과 함께 회전하는 밸런스슬리브(110)의 회전 관성에 간섭되지 않도록 한다.The balance bushing 120 is configured to be inserted into the outer periphery of the balance sleeve 110, so that the efficiency of the multi-stage pump is improved by reducing the leakage flow rate through a mechanical seal action by interlocking with the balance sleeve 110. I support it. In this case, the balance bushing 120 is fixed to the housing 10 so as not to interfere with the rotational inertia of the balance sleeve 110 that rotates together with the rotation shaft 1.
상기 밸런스부싱(120)은 일정길이로 형성되는 보스(122), 및 상기 보스(122)이 일단에 구성되는 플랜지(124)을 포함하여 구성할 수 있다.The balance bushing 120 may include a boss 122 formed to a certain length, and a flange 124 formed at one end of the boss 122.
상기 보스(122)는 일정길이로 형성되고, 내측에 밸런스슬리브(110)의 외주연이 삽입되도록 하는 삽입공(121)을 구성할 수 있다.The boss 122 is formed to have a certain length, and may have an insertion hole 121 inside which the outer periphery of the balance sleeve 110 is inserted.
상기 삽입공(121)은 밸런스슬리브(110)이 삽입될 수 있도록 밸런스부싱(120)의 중앙을 관통되게 형성된다.The insertion hole 121 is formed to penetrate the center of the balance bushing 120 so that the balance sleeve 110 can be inserted.
또한, 상기 보스(122)에는 회전축(1)의 회전방향과 역방향의 나선으로 형성되어 고압부에서 저압부로 누설유량이 누설됨을 억제함으로써, 펌프효율이 향상될 수 있도록 지지하는 나선홈(123)을 구성할 수 있다.In addition, the boss 122 includes a spiral groove 123 that is formed as a spiral in the direction opposite to the rotation direction of the rotation shaft 1 and supports it to improve pump efficiency by suppressing leakage of leakage flow from the high pressure section to the low pressure section. can do.
여기에서, 상기 회전축(1)의 회전방향이란 임펠러(2)의 회전으로 작동유체가 흡입구(11)에서 토출구(14) 측으로 이동할 수 있도록 하는 회전을 의미한다.Here, the rotation direction of the rotation shaft 1 means rotation that allows the working fluid to move from the suction port 11 to the discharge port 14 due to the rotation of the impeller 2.
상기 나선홈(123)은 상기 보스(122)의 내측 즉, 삽입공(121)이 형성된 내측면에서 일정깊이를 가지도록 형성되되, 나선형으로 형성된다.The spiral groove 123 is formed to have a certain depth on the inside of the boss 122, that is, on the inner surface where the insertion hole 121 is formed, and is formed in a spiral shape.
이 경우, 상기 나선홈(123)은 회전축(1)의 회전방향과 반대방향 즉, 밸런스슬리브(110)와 밸런스부싱(120)의 보스(122) 사이로 작동유체가 유입됨을 억제할 수 있도록 토출구(14)에서 흡입구(11) 측으로 밀어내는 회전방향으로 형성된다.In this case, the spiral groove 123 has a discharge port ( It is formed in a rotation direction that pushes from 14) toward the intake port 11.
또한, 상기 나선홈(123)은 1줄 나선에 한정되지 않고, 누설유량의 압력 또는 유량 등에 따라 2줄 나선, 3줄 나선 등으로 형성할 수 있다.In addition, the spiral groove 123 is not limited to a single-line spiral, but can be formed into a two-line spiral, a three-line spiral, etc. depending on the pressure or flow rate of the leakage flow rate.
플랜지(124)는 보스(122)의 일단에 구성되어, 하우징(10)에 고정된 상태를 유지하도록 지지한다.The flange 124 is formed at one end of the boss 122 and supports it to remain fixed to the housing 10.
또한, 상기 밸런스부싱(120)에는 보스(122)의 끝단에 구성되어, 고압부에서 저압부 측으로 유동되는 누설유량의 회전성분을 억제시킴으로써, 고압부의 압력을 낮출 수 있도록 하는 방사홈(126)을 구성할 수 있다.In addition, the balance bushing 120 has a radial groove 126 formed at the end of the boss 122 to suppress the rotational component of the leakage flow flowing from the high pressure part to the low pressure part, thereby lowering the pressure of the high pressure part. can do.
상기 방사홈(126)은 보스(122)의 끝단에 일정크기와 깊이를 가지도록 방사형으로 다수가 형성되어, 고압부에 위치한 유체와 마찰됨에 따라 임펠러(2)의 회전에 의해 상기 유체에 잔존하는 회전력을 감소시킴으로써, 고압부의 압력을 낮추게 되고, 이를 통해 고압부에서 저압부로 유동 할려는 누설유체의 발생을 방지 또는 최소화되도록 한다. 이 경우, 상기 방사홈(126)은 보스(122)의 끝단에 음각 또는 양각 형상으로 형성할 수 있다.The radial grooves 126 are formed radially in large numbers to have a certain size and depth at the end of the boss 122, and as they rub against the fluid located in the high pressure area, the rotation force remaining in the fluid is generated by the rotation of the impeller 2. By reducing , the pressure of the high-pressure section is lowered, thereby preventing or minimizing the occurrence of leakage fluid trying to flow from the high-pressure section to the low-pressure section. In this case, the radiating groove 126 may be formed in a concave or embossed shape at the end of the boss 122.
상기와 같이 구성된 다단펌프의 밸런스장치의 작용상태를 살펴보면 다음과 같다.The operating state of the balance device of the multi-stage pump configured as above is as follows.
먼저, 구동기(D)에서 발생된 회전력에 의해 회전축(1)이 회전을 하게 되고, 이를 통해 상기 회전축(1)에 구성된 복수의 임펠러(2)가 회전한다. 그리고, 하우징(10)의 흡입구(11)를 통해 작동유체의 유입이 이루어지고, 상기 흡입구(11) 측에 위치한 임펠러(2)로 최초 흡입 및 타방으로 토출이 이루어지며, 토출되는 작동유체가 이웃한 임펠러(2)로 재진입 및 토출이 이루어진다. 이를 통해, 작동유체가 회전축(1)의 길이방향을 따라 복수로 구성된 임펠러(2)를 순차적으로 거침으로써, 순차적으로 압력이 가중됨과 함께 토출구(14)로 강력한 압력을 가지는 작동유체의 토출이 이루어진다.First, the rotation shaft 1 rotates due to the rotational force generated by the driver D, and through this, the plurality of impellers 2 configured on the rotation shaft 1 rotate. In addition, the working fluid is introduced through the suction port 11 of the housing 10, and initial suction and discharge are performed to the other side by the impeller 2 located on the suction port 11 side, and the discharged working fluid is Re-entry and discharge are achieved through one impeller (2). Through this, the working fluid sequentially passes through a plurality of impellers (2) along the longitudinal direction of the rotating shaft (1), thereby sequentially increasing the pressure and discharging the working fluid with strong pressure through the discharge port (14). .
한편, 상기 토출구(14) 측에서는 강한 압력을 가지는 작동유체의 일부가 밸런스장치(100) 측으로 배수될려는 누설유량이 발생할 수 있다.Meanwhile, on the discharge port 14 side, a leakage flow rate may occur where a portion of the working fluid having strong pressure is drained toward the balance device 100.
이때, 상기 밸런스장치(100)의 밸런스부싱(120)에 구성된 보스(122)의 방사홈(126)과 고압의 작동유체 사이에 마찰이 발생되고, 이를 통해 작동유체에 잔존하는 회전력 및 응집력을 감소시킴에 따라 상기 작동유체의 압력을 분산시킴으로써, 고압부의 압력을 낮추게 된다. 이로 인해, 고압부의 작동유체에 대한 압력이 낮춰짐으로써, 밸런스장치(100) 측으로 누설유량이 발생됨을 방지 또는 최소화한다.At this time, friction occurs between the radial groove 126 of the boss 122 formed in the balance bushing 120 of the balance device 100 and the high-pressure working fluid, thereby reducing the rotational force and cohesive force remaining in the working fluid. By dispersing the pressure of the working fluid, the pressure of the high pressure part is lowered. As a result, the pressure of the working fluid in the high pressure section is lowered, thereby preventing or minimizing leakage flow from occurring toward the balance device 100.
계속해서, 방사홈(126)에 의한 고압부의 작동유체에 대한 압력을 낮춘다하더라도 밸런스슬리브(110)와 밸런스부싱(120) 사이로 유체가 누설될 경우에는 상기 밸런스부싱(120)의 보스(122)에 형성된 나선홈(123)에 의해 유체의 유입을 억제함으로써, 누설유량의 억제를 통해 다단펌프의 효율을 향상시킨다.Even if the pressure of the working fluid in the high-pressure part by the radial groove 126 is lowered, if the fluid leaks between the balance sleeve 110 and the balance bushing 120, it will leak into the boss 122 of the balance bushing 120. By suppressing the inflow of fluid by the formed spiral groove 123, the efficiency of the multi-stage pump is improved by suppressing the leakage flow rate.
즉, 밸런스슬리브(110)와 밸런스부싱(120) 사이로 누설유량이 발생될 경우, 상기 밸런스부싱(120)의 보스(122)에 형성된 삽입공(121) 표면에 일정깊이를 가지는 나선홈(123)이 형성됨으로써, 누설유량이 상기 나선홈(123)으로 진입된다.That is, when leakage flow occurs between the balance sleeve 110 and the balance bushing 120, a spiral groove 123 with a certain depth is formed on the surface of the insertion hole 121 formed in the boss 122 of the balance bushing 120. With this formation, the leakage flow enters the spiral groove 123.
이때, 상기 나선홈(123)은 회전축(1)의 회전방향과 반대의 나선방향을 가지도록 나선이 형성됨으로써, 나선형상에 의해 누설유량의 유입을 억제시킨다.At this time, the spiral groove 123 is formed to have a spiral direction opposite to the rotation direction of the rotation shaft 1, thereby suppressing the inflow of leakage flow due to the spiral shape.
이를 좀 더 살펴보면, 나선홈(123)으로 진입되는 누설유량은 흡입구(11)에서 토출구(14) 측으로 유동할려는 힘이 작용하게 되고, 이와 반대로, 나선홈(123)은 토출구(14)에서 흡입구(11) 측으로 유동시킬 수 있는 나선이 형성됨에 따라 상기 나선홈(123)의 형상에 의해 누설유량의 진입을 억제하게 된다.Looking at this further, the leakage flow entering the spiral groove 123 is exerted by a force to flow from the suction port 11 to the discharge port 14, and on the contrary, the spiral groove 123 flows from the discharge port 14 to the suction port 14. As a spiral that allows flow toward the (11) side is formed, the shape of the spiral groove (123) suppresses the entry of leakage flow.
위와 같이, 밸런스장치(100)의 밸런스부싱(120)에 방사홈(126) 및 나선홈(123)을 구성함으로써, 누설유량의 발생을 억제하고, 이를 통해 다단펌프의 효율을 향상시키게 된다.As described above, by forming the radial groove 126 and the spiral groove 123 in the balance bushing 120 of the balance device 100, the occurrence of leakage flow is suppressed, thereby improving the efficiency of the multi-stage pump.
이상의 설명은 본 발명의 기술적 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면, 본 발명의 본질적 특성을 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 따라서, 본 발명에 표현된 실시예들은 본 발명의 기술적 사상을 한정하는 것이 아니라, 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 권리범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하고, 그와 동등하거나, 균등한 범위 내에 있는 모든 기술적 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.The above description is merely an illustrative explanation of the technical idea of the present invention, and various modifications and variations can be made by those skilled in the art without departing from the essential characteristics of the present invention. Accordingly, the embodiments expressed in the present invention do not limit the technical idea of the present invention, but are for illustrative purposes, and the scope of the present invention is not limited by these embodiments. The scope of protection of the present invention should be interpreted in accordance with the claims below, and all technical ideas that are equivalent or within the equivalent scope should be construed as being included in the scope of rights of the present invention.
100: 밸런스장치 110: 밸런스슬리브
120: 밸런스부싱 121: 삽입공
122: 보스 123: 나선홈
124: 플랜지 126: 방사홈100: balance device 110: balance sleeve
120: Balance bushing 121: Insertion hole
122: Boss 123: Spiral groove
124: Flange 126: Radial groove
Claims (5)
하우징을 관통하고, 내부에 설치되어 회전하는 회전축;
상기 회전축에 다단으로 설치되어 상기 하우징 내부에서 작동유체를 가압하는 복수 개의 임펠러; 및
상기 복수 개의 임펠러 중 토출구로 작동 유체를 토출되는 임펠러와 인접한 위치의 회전축에 장착되는 밸런스장치를 포함하며;
상기 밸런스장치는, 회전축에 고정되는 밸런스슬리브; 및
상기 밸런스슬리브의 외측에 구성되어, 작동유체에 회전력을 감소시켜 압력을 낮추고 밸런스슬리브 사이로 유입을 방지하도록 지지하는 밸런스부싱;을 포함하며,
상기 밸런스부싱은,
일정길이로 형성되고 내측에 밸런스슬리브의 외주연이 삽입되도록 삽입공이 형성되는 보스;
상기 삽입공이 형성된 내측면에서 일정깊이를 가지도록 형성되어 밸런스슬리브의 외주연과 밸런스부싱의 보스 사이로 진입되는 유체의 진입을 억제시키도록 지지하되, 상기 회전축의 회전방향과 반대방향을 가지는 나선방향으로 형성되는 나선홈;
상기 보스의 일단에 구성되어 상기 하우징에 고정된 상태를 유지하도록 지지하는 플랜지; 및
상기 보스의 끝단에 구성되어 상기 작동유체에 잔존하는 회전력 및 응집력을 감소시켜 작동유체의 압력을 강제로 낮추도록 하는 방사홈;을 포함하며,
상기 방사홈은,
보스의 끝단에 일정 크기와 깊이로 방사형으로 형성되되, 양각 또는 음각으로 형성되는 것을 특징으로 하는 다단펌프의 밸런스장치.A housing in which an inlet and an outlet are formed to support the inlet and outlet of the working fluid;
A rotating shaft that penetrates the housing, is installed inside, and rotates;
a plurality of impellers installed in multiple stages on the rotating shaft to pressurize the working fluid within the housing; and
It includes a balance device mounted on a rotating shaft adjacent to an impeller that discharges working fluid through an outlet among the plurality of impellers;
The balance device includes a balance sleeve fixed to a rotating shaft; and
It includes a balance bushing configured on the outside of the balance sleeve, which reduces the rotational force in the working fluid to lower the pressure and supports it to prevent inflow between the balance sleeves,
The balance bushing is,
A boss formed of a certain length and having an insertion hole formed on the inside to allow the outer periphery of the balance sleeve to be inserted;
It is formed to have a certain depth on the inner surface where the insertion hole is formed and is supported to suppress the entry of fluid entering between the outer periphery of the balance sleeve and the boss of the balance bushing, but in a spiral direction opposite to the rotation direction of the rotation shaft. a spiral groove formed;
a flange formed at one end of the boss and supporting the boss to remain fixed to the housing; and
It includes a radiating groove formed at the end of the boss to forcibly lower the pressure of the working fluid by reducing the rotational force and cohesive force remaining in the working fluid,
The radiating groove is,
A balance device for a multi-stage pump, which is formed radially at a certain size and depth at the end of the boss, and is formed in a positive or negative shape.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020230112668A KR102617553B1 (en) | 2023-08-28 | 2023-08-28 | Balance device of multistage pump |
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| KR1020230112668A KR102617553B1 (en) | 2023-08-28 | 2023-08-28 | Balance device of multistage pump |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR102617553B1 true KR102617553B1 (en) | 2023-12-22 |
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| KR1020230112668A KR102617553B1 (en) | 2023-08-28 | 2023-08-28 | Balance device of multistage pump |
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| KR (1) | KR102617553B1 (en) |
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2023
- 2023-08-28 KR KR1020230112668A patent/KR102617553B1/en active IP Right Grant
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