KR20010044738A - 압력이 자동 조절되는 플런저 펌프의 패킹구조 - Google Patents

Abstract

본 발명은 압력이 자동조절되는 플런저 펌프의 패킹구조에 관한 것이다.

왕복펌프(Riciprocating Pump)의 일종인 플런저 펌프(Plunger Pump)는 크랭크 기구ㆍ플런저ㆍ실린더ㆍ흡입밸브ㆍ송출밸브ㆍ흡입구ㆍ토출구 등으로 크게 구성되며, 상기 플런저(Plunger)는 크랭크 기구에 의해 실린더 내부를 직선왕복운동하면서 진공압력(흡입압력)과 토출압력을 발생시키고, 상기 진공압력과 토출압력은 펌프블럭로 곧바로 전달되고, 상기 펌프블럭는 유체(水)를 흡입한 다음 고압으로 토출하게 되며 비록 송출유량은 적지만 주로 고압토출이 요구될 때 사용된다.

상기 플런저는 실린더 속을 고속으로 왕복운동하는 구성이고 고압이 작용되는 실린더와 플런저 사이에는 압력에 의한 누수방지를 위하여 신뢰성이 우수한 패킹이 설치된다.

상기 패킹은 압력누수를 방지하기 위하여 플런저와의 강한 밀착이 유지되어야 하는바, 종래 플런저 펌프는 단순히 수밀을 달성하기 위한 구조이므로 압력정도에 따라 패킹이 플런저를 따라 움직이거나 유동되면서 수밀성이 떨어지고 패킹이 쉽게 마모될 뿐 저항손실이 증가하여 펌프효율이 나빠지는 문제점이 있었다.

따라서, 본 발명은 플런저 펌프의 흡입밸브 하단에 스프링을 장착시킨 다음 상기 스프링에 부시(Bush)를 연결하여 패킹에 밀착시킴으로서 플런저가 하강하는 흡입행정 시에 흡입밸브가 하강하여 스프링이 압축되면 패킹의 압력이 자동으로 조절되면서 수밀성과 펌프효율이 크게 향상되도록 한 것이다.

Description

압력이 자동 조절되는 플런저 펌프의 패킹구조{Structure for the packing of plunger pump}

본 발명은 압력이 자동조절되는 플런저 펌프의 패킹구조에 관한 것으로, 상세하게는 플런저 펌프의 흡입밸브 하단에 스프링을 장착시킨 다음 상기 스프링에 부시(Bush)를 연결하여 패킹에 밀착시킴으로서 플런저가 하강하는 흡입행정 시에 흡입밸브가 하강하여 스프링이 압축되면 패킹의 압력이 자동으로 조절되어 수밀성과 펌프효율이 크게 향상되도록 한 것이다.

왕복펌프(Riciprocating Pump)의 일종인 플런저 펌프(Plunger Pump)는 크랭크기구ㆍ플런저ㆍ실린더ㆍ흡입밸브ㆍ송출밸브 등으로 크게 구성되며, 상기 플런저는 크랭크 기구에 의해 실린더 내부를 직선 왕복운동하면서 진공압력(흡입압력)과 토출압력을 발생시키게 된다.

상기 진공압력과 토출압력은 펌프블럭로 곧바로 전달되어 유체를 흡입한 다음 고압으로 토출하게되며, 플런저 펌프의 토출용량을 높이기 위하여 복수 개의 플런저 펌프를 병렬로 접속하여 2련식 3련식 또는 이상으로 구성하기도 한다.

한편, 플런저 펌프는 왕복직선운동하는 플런저의 축동요와 마찰열을 배려하여 플런저와 실린더의 내벽 사이에 어느 정도의 간극을 두고 있으며, 이러한 연유로 실린더와 플런저 사이의 수밀성과 밀폐성을 확보하기 위하여 복수 개의 V 패킹(또는 U 패킹)이 설치된다.

실린더와 플런저 사이에 설치되는 패킹은 압력 누수를 방지하기 위하여 플런저와의 강한 밀착이 유지되어야 하는바, 종래 플런저 펌프의 경우 단순히 결합되어 있으므로 압력정도에 따라 패킹이 플런저를 따라 움직이거나 유동되고, 패킹의 움직임이나 유동에 따라 기밀성 또는 수밀성이 떨어지고 패킹이 쉽게 마모될 뿐 저항손실이 증가하여 펌프효율이 나빠지는 문제점이 있다.

또한, 도면으로 도시하지는 않았지만 고압에 의해 플런저와 실린더 또는 플런저와 플런저케이스 사이로 누수되는지를 수시로 관찰하여 누수가 확인되면 플런저 케이스의 후단에 체결되는 너트캡을 죄임하여 패킹을 가압하는 방식으로 누수를 방지하게 되므로 사용상의 불편함이 있었다.

따라서, 본 발명은 플런저 펌프의 흡입밸브 하단에 스프링을 장착시킨 다음 상기 스프링에 부시(Bush)를 연결하여 패킹에 밀착시킴으로서 플런저가 하강하는 흡입행정 시에 흡입밸브가 하강하여 스프링이 압축되면 패킹의 압력이 자동으로 조절되면서 수밀성과 펌프효율이 크게 향상되게 한 것이다.

상기 목적을 달성하기 위하여 플런저 펌프의 플런저와 실린더 사이에 형성되는 간극 부분에 복수 개의 V 패킹과 부시와 스프링과 밸브디스크를 차례로 설치하고, V 패킹의 선ㆍ후단에는 패킹 지지링을 설치하여 플런저가 왕복직선운동할 때 V 패킹의 후단은 실린더의 내향 돌출부에 걸림되고, V 패킹의 선단은 스프링의 탄발력에 의해 전진이 방지되면서 압력이 자동으로 조절되게 한다.

그리고 스프링에 의해 V 패킹의 완충이 이루어지므로 V 패킹의 마모나 손상 및 누수가 방지되므로 V 패킹의 수명이 다할 때 까지 유지보수가 불필요 하고, 종래 처럼 수밀유지를 위한 너트캡과 너트캡을 조여주는 등의 번거로움이 없어진다.

본 발명에서 지지링과 부시와 스프링의 내경은 플런저의 외경보다 조금 크게 형성하여 접촉하지 않도록 함으로서 마모 및 마찰열 발생을 억제하고 플런저의 축동요를 방지하도록 한다.

도 1 : 본 발명의 단면 구성도.

도 2 : 본 발명을 부분 절개한 상태의 분해 사시도.

도 3 : 본 발명의 사용 상태 단면도.

도 4 : 본 발명 펌프블럭 부분 평면도.

〈도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명〉

(2)--플런저 (4)--실린더

(6)--간극 (8)--V 패킹

(10)--부시 (12)(52)--스프링

(14)--흡입밸브 (16)(18)--밸브 지지링

(20)--플런저 펌프 (22)--내향 돌출부

(24)--요입홈 (26)--플런저 케이스

(28)--펌프블럭 (29)--너트

(30)--흡입실 (32)--토출실

(34)--흡입구 (36)--토출구

(40)--토출밸브 (42)--밸브블록

(44)--흡입공 (46)--유공

(48)--토출공 (50)--연결공

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 따라 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명의 단면 구성도이고, 도 2는 부분 절개한 상태의 분해사시도로, 플런저와 실린더의 결합부에 수밀용 V 패킹이 설치된 플런저 펌프에 있어서, 플런저(2)와 실린더(4)의 내벽 사이에 형성되는 간극(6) 부분에 복수 개의 V 패킹(8)과 부시(10)와 스프링(12)과 흡입밸브(14)를 차례로 설치하고, V 패킹(8)의 선ㆍ후단에는 패킹 지지링(16)(18)을 설치하여 플런저 펌프(20)를 구성한 것이다.

상기 패킹 지지링(16)(18)은 V 패킹(8)보다 다소 경질의 재질을 사용함이 바람직하며, V 패킹(8)이 결합되는 만큼 V 형상의 요입홈과 돌출부가 각각 형성된다.

후단에 위치하는 지지링(16)은 실린더(4)의 내향 돌출부(22)에 걸림되고 선단에 위치하는 지지링(18)은 부시(10)의 후단에 접촉되며, 부시(10)의 선단 요입홈(24)에는 스프링(12)의 후단이 끼워져 탄지되고, 스프링(12)의 선단은 흡입밸브(14)에 접촉된다.

따라서, 크랭크 기구와 같은 동력전달수단에 의해 플런저(2)가 왕복직선운동할 때 V 패킹(8)의 후단은 실린더(4)의 내향 돌출부(22)에 의해 그 후퇴가 방지되고, V 패킹(8)의 선단은 스프링(12)의 탄발력에 의해 그 전진이 방지되므로 V 패킹(8)의 유동이나 움직임이 방지되고, V 패킹(8)과 플런저(2)의 강한 밀착이 유지된다.

또한, 플런저(2)가 하강하는 흡입행정 시에 유체(물)가 흡입되면 흡입력에 의해 흡입밸브(14)가 하강하면서 스프링(12)이 압축되며, 스프링(12)의 압축력이 부시(10)로 전달되고 V 패킹(8)의 압력이 자동으로 조절되면서 플런저(2)에 밀착되므로 V 패킹(8)의 기밀성과 수밀성이 유지된다.

그리고 플런저(2)가 상승 전진할 때 작용(인가)되는 고압 때문에 V 패킹(8)이 후방으로 밀리면서 양호한 수밀이 이루어지며, 스프링(12)에 의해 V 패킹(8)의 완충이 이루어지므로 V 패킹(8)의 마모나 손상 및 누수가 방지되므로 V 패킹(8)의 수명이 다할 때 까지 유지보수가 불필요하며, 종래 처럼 너트캡을 조여주는 등의 번거로움이 없어지고 수밀유지를 위한 너트캡 등의 조임구조가 불필요하여 구성이 간단하고 원가가 절감된다.

V 패킹(8)의 움직임이나 유동이 방지됨에 따라 기밀성 또는 수밀성이 크게 향상되고, V 패킹(8)의 마찰열 또한 크게 감소하여 수명이 증대되고 펌프효율도 크게 향상된다.

본 발명에서 지지링(16)(18)과 부시(10)와 스프링(12)의 내경은 플런저(2)의 외경보다 조금 크게 형성하여 접촉하지 않도록 함으로서 이들의 마모와 마찰열 발생이 억제되고 또한 플런저(2)의 축동요가 방지된다.

상기 플런저(2)는 크랭크 기구와 같은 동력전달수단에 의해 실린더(4) 내부를 직선왕복운동하면서 진공압력(흡입압력)과 토출압력을 발생시키게 되며, 상기 진공압력과 토출압력은 펌프블럭(28)로 곧바로 전달되므로 유체를 흡입한 다음 고압으로 토출하게 된다.

상기 플런저(2)와 실린더(4)는 플런저 케이스(26)에 결합 및 고정된다.

그리고, 플런저 케이스(26)와 펌프블럭(28)는 분리ㆍ결합할 수 있게 길이가 긴 너트(29)로 체결되며, 펌프블럭(28)에는 흡입실(30)과 토출실(32)과 흡입구(34)와 토출구(36)와 흡입밸브(38)와 토출밸브(40)와 밸브블록(42)과 흡입공(44)과 유공(46)과 토출공(48)과 연결공(50)과 스프링(52) 등이 각각 설치되며 플런저(2)의 운동에 의해 발생되는 압력차이로 유체(流體)가 흡입 및 토출된다.

상기 스프링(12)의 탄발력은 헤드케이스(28)에 설치되는 스프링(52)의 탄발력과 같거나 같은 수준으로 하여 평소에 흡입밸브(14)의 중립성을 유지하도록 한다.

미 설명 부호 (54)는 오링, (56)은 체결볼트, (58)은 오일씰, (60)은 연결봉, (62)는 연결구, (64)는 크랭크 기구, (66)은 크랭크 로드, (68)은 축 베어링, (70)은 헤드 케이스이다.

이상과 같이 설명한 본 발명은 전술한 실시 예 및 첨부된 도면으로 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러가지 치환, 변형 및 변경이 가능하며, 이는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 자명한 것이다.

이상과 같이 본 발명은 플런저 펌프의 흡입밸브 하단에 스프링을 장착시킨 다음 상기 스프링에 부시(Bush)를 연결하여 패킹에 밀착시킴으로서 플런저가 하강하는 흡입행정 시에 흡입밸브가 하강하여 스프링이 압축되면 패킹의 압력이 자동으로 조절되고 유동이 방지되어 수밀성과 펌프효율은 크게 향상되고 사용수명은 연장되는 효과가 있다.

또한, 종래이 경우 유체가 누수되는 수시로 확인하면서 너트캡을 조여 패킹의 수밀을 유지하는 구성이므로 관리상의 번거로운 문제점이 있으나, 본 발명은 스프링과 압력에 의해 패킹의 강한 밀착과 유동이 방지되어 수밀성과 펌프효율이 크게 향상되고 사용수명이 연장되므로 종래처럼 너트캡을 수시로 죄임할 필요가 없으며, 패킹의 수명이 다할 때 까지 유지보수가 볼 필요한 장점이 있다.

또한, 본 발명은 지지링과 부시와 스프링의 내경은 플런저의 외경보다 조금 크게 형성되어 있어서 플런저와 접촉하지 않게 되므로 마모와 마찰열 발생이 억제되고 또한 플런저의 축동요가 방지되는 효과가 있으며, 스프링과 헤드케이스에 설치되는 스프링의 탄발력이 같거나 같은 수준이므로 평소 흡입밸브의 중립성이 유지되는 등의 효과가 있는 유용한 발명이다.

Claims (3)

1. 플런저와 실린더의 결합부에 수밀용 V 패킹이 설치된 플런저 펌프에 있어서, 플런저(2)와 실린더(4)의 내벽 사이의 간극(6) 부분에 지지링(16)(18)이 결합된 복수 개의 V 패킹(8)과 부시(10)와 스프링(12)과 흡입밸브(14)를 차례로 설치하여서 된 압력이 자동 조절되는 플런저 펌프의 패킹구조.
2. 제 1 항에 있어서, 지지링(16)(18)과 부시(10)와 스프링(12)의 내경은 플런저(2)의 외경보다 조금 크게 형성하여 접촉하지 않도록 함을 특징으로 하는 압력이 자동 조절되는 플런저 펌프의 패킹구조.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 스프링(12)의 탄발력은 헤드케이스(52)의 탄발력과 같도록 함을 특징으로 하는 압력이 자동 조절되는 플런저 펌프의 패킹구조.