KR200265036Y1 - 유체누설방지용 메카니컬 씰링장치 - Google Patents

Abstract

본 고안은 기체 및 액체와 같은 유체가 충진되는 유체탱크의 측면에 회전 가능하게 관통 설치되는 샤프트를 통하여 유체가 누출되는 것을 방지할 수 있도록 동력장치부의 양측에 설치되는 내측씰링부와 외측씰링부에 각각 인접되게 설치하여 유체가 누설되는 것을 이중으로 방지할 수 있도록 하는 유체누설방지용 메카니컬 씰링장치에 관한 것으로써, 스터핑박스의 내부에 그랜드패킹이 장전되는 기존의 씰링장치에 연속적으로 설치되어 있으므로 기존의 그랜드패킹의 씰링기능이 약화되었을 때에 씰링효과를 얻을 수 있고, 고정자씰링 및 회전자씰링 등에 의한 적절한 면 접촉과 각 부품들과의 사이에 구비된 오링에 의해 높은 씰링효과를 얻을 수 있으며, 씰링실의 내부에는 질소가스를 주입시켜 윤활 및 냉각효과를 동시에 얻을 수 있게 되며, 기존의 씰링장치를 배제시키고 본 고안만을 직접 설치하여 사용할 수 있다.

Description

유체누설방지용 메카니컬 씰링장치{A MACHAMICAL SEALING APPARATUS}

본 고안은 기체 및 액체와 같은 유체가 충진되는 유체탱크의 측면에 회전 가능하게 관통 설치되는 샤프트를 통하여 유체가 누출되는 것을 방지할 수 있도록 동력장치부의 양측에 설치되는 내측씰링부와 외측씰링부에 각각 인접되게 설치하여 유체가 누설되는 것을 이중으로 방지할 수 있도록 하는 유체누설방지용 메카니컬 씰링장치에 관한 것이다.

이를 좀더 상세히 설명하면, 스터핑박스에 장전되는 그랜드패킹을 억류시키는 그랜드링의 외측에 플랜지와 씰케이스 및 씰커버로 씰링실을 형성하고, 씰링실의 내부에는 슬리브에 고정되는 고정자씰링과 슬리브 및 고정자에 접촉되는 고정자씰링을 구비하여 씰링시키되 고정자씰링은 스프링에 의해 탄발되는 슬립링(15)에 의해 억류시켜 주며, 그랜드링과 씰커버의 내주 면에는 슬리브와 접촉되는 슬립링을 구비하여서된 유체누설방지용 메카니컬 씰링장치를 제공하려는 것이다.

근자에는 자연환경이 극심하게 오염되면서 대기환경에 대한 오염문제도 심각한 사회문제로 대두되고 있으며, 특히 초산슬러리에서 발생되는 가스(냄새)는 역겨운 악취로 인하여 더욱 심각하게 대기를 오염시키게 된다.

액체 및 가스와 같은 유체가 충진되는 유체탱크에 동력장치에 의해 회전되는 샤프트를 설치할 때에 샤프트를 통해 유체가 누출되는 것을 방지하도록 하는 종래의 장치에 대하여 첨부도면 도 1내지 도 3을 참조하여 설명한다.

샤프트(2)를 삽입시킬 수 있도록 유체탱크(1)의 양측 면에 뚫어져 있는 구멍(1-1)의 외면에는 볼트봉(1-3)이 등간격으로 고정된 지지판(1-2)이 고정되어 있고, 구멍(1-1)에는 동력장치부(30)가 설치된 샤프트(2)가 삽입 장착되어 있으며, 동력장치부(30)의 외측으로 노출되는 샤프트(2)에는 파이프의 형상으로 된 샤프트(2-1)가 삽입되어 있다.

동력장치부(30)의 양측에 구비되는 각 사프트(2)·(2-1)에 내측실링부(31)와 외측씰링부(32)가 구비되어 있다.

내측실링부(31)와 외측씰링부(32)의 사프트(2)·(2-1)에는 슬리브(3)가 삽입 고정되어 있고, 각 슬리브(3)의 외주에는 복수개의 그랜드패킹(5)이 끼어진 스터핑박스(6)가 서로 대향되도록 장착되어 있는데, 내측실링부(31)의 스터핑박스(6)에 고정된 플랜지(6-1)가 유체탱크(1)에 고정된 지지판(1-2)의 볼트봉(1-3)에 삽입되어 너트(1-4)에 의해 억류되어 있고, 외측씰링부(32)의 스터핑박스(6)에는 베어링(36)에 의해 지지틀(35)이 장착되어 있다. 이와 같이 설치된 상태에서 내측실링부(31)는 유체탱크(1)와 스터핑박스(6) 및 그랜드패킹(5)이 정지되어 있는 상태에서 동력장치부(30)의 동력을 받아 샤프트(2)와 함께 슬리브(3)가 회전하게 되고, 외측씰링부(32)는 샤프트(2-1)와 샤프트(2) 및 슬리브(3)가 정지된 상태에서 스터핑박스(6)와 그랜드패킹(5)이 회전하게 된다.

그러나, 이와 같은 종래의 씰링장치는, 내측실링부(31)와 외측씰링부(32)의 씰링이 그랜드패킹(5)에 의해서만 이루어지도록 되어 있으므로 그랜드패킹(5)과 슬리브(3)의 접촉면에 마모가 발생하게 되면 씰링기능이 저하되어 유체가 쉽게 누설되는 문제가 있었고, 유체가 누설되면 유체에서 발생하는 유독가스와 냄새에 의해 주변의 대기를 오염시키게 되는 문제도 있었으며, 그로 인한 유독가스에 의해 주민 들에게 피해를 주게되는 문제도 있었다.

뿐만 아니라 그랜드패킹(5)과 슬리브(3)이 쉽게 마모되어 씰링력이 약화되면 이를 교체시켜 주어야하는데 이들 부품들이 중량체이므로 다루기가 용이치 못하고 시간이 많이 소요되며, 잦은 교체작업으로 인하여 작업을 중단시켜야 하고, 수리비용도 많이 소요되는 문제가 있었다.

본 고안은 상기와 같은 문제를 해소할 수 있도록 개선된 유체누설방지용 메카니컬 씰링장치를 제공하려는 것이다.

본 고안은 유체탱크의 측면에 회전 가능하게 장착되는 샤프트의 외면을 씰링시키기 위하여 동력장치의 양측을 내·외측씰링부에 의해 씰링시킴에 있어서, 각 씰링부의 스터핑박스에 장전된 그랜드패킹을 억류시키는 그랜드링의 외측에 플랜지와 씰케이스 및 씰커버로 씰링실을 형성하고, 씰링실의 내부에는 슬리브에 고정되는 고정자씰링과 슬리브 및 고정자에 접촉되는 고정자씰링을 구비하여 씰링시키되 고정자씰링은 스프링에 의해 탄발되는 슬립링에 의해 억류시키며, 그랜드링과 씰커버의 내주 면에는 슬리브와 접촉되는 슬립링을 각각 구비하여서된 유체누설방지용 메카니컬 씰링장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

본 고안의 다른 목적은 동력장치부의 양측에 설치되어 있는 기존의 씰링장치와 인접하여 별도의 씰링장치를 추가 설치하여 이중으로 씰링시켜 줌으로써 씰링능력을 강화시켜줄 수 있도록 하되, 특히 추가로 설치되는 씰링장치는 복수의 오링과 씰링에 의해 씰링시켜 주도록 하여 씰링기능을 현저하게 강화시켜 줄 수 있도록 된 유체누설방지용 메카니컬 씰링장치를 제공하는데 있다.

본 고안의 또 다른 목적은 접촉면의 마모를 방지하여 장기간 사용할 수 있도록 하고, 잦은 교체작업을 방지하면서 운용 및 수리비용을 절감할 수 있도록 하며, 구조를 복잡하지 않게 하여 저렴한 비용으로 용이하게 제조할 수 있고 낮은 추가비용에 비하여 향상된 씰링효과를 얻을 수 있도록 된 유체누설방지용 메카니컬 씰링장치를 제공하는데 있다.

본 고안의 상기 및 기타 목적과 특징은,

샤프트(2)를 삽입시킬 수 있도록 유체탱크(1)의 양측 면에 뚫어진 구멍(1-1)의 외면에 볼트봉(1-3)이 등간격으로 고정된 지지판(1-2)을 고정하고, 구멍(1-1)에는 동력장치부(30)가 설치된 샤프트(2)를 삽입 장착하며, 동력장치부(30)의 외측으로 노출되는 샤프트(2)에는 파이프의 형상으로 된 샤프트(2-1)를 삽입하되, 동력장치부(30)의 양측 사프트(2)·(2-1)에 설치되는 내측실링부(31)와 외측씰링부(32)는 사프트(2)·(2-1)에 슬리브(3)를 삽입 고정하고, 각 슬리브(3)의 외주에는 복수개의 그랜드패킹(5)이 끼어진 스터핑박스(6)를 서로 대향되도록 장착하되, 내측실링부(31)의 스터핑박스(6)에 고정된 플랜지(6-1)를 유체탱크(1)에 고정된 지지판(1-2)의 볼트봉(1-3)에 삽입시켜 너트(1-4)로 억류 고정하고, 외측씰링부(32)의 스터핑박스(6)에는 베어링(36)에 의해 지지틀(35)을 장착시킨 것에 있어서,

내·외측씰링부(31)·(32)의 스터핑박스(6)에 장전된 그랜드패킹(5)을 억류시키는 그랜드링(7)의 외측에 플랜지(11)와 씰케이스(13) 및 씰커버(12)로 씰링실(14)을 형성한 것과,

씰링실(14)의 내부에는 슬리브(3)에 고정되는 회전자씰링(17)과 슬리브(3) 및 회전자씰링(17)에 접촉되는 고정자씰링(16)을 구비하여 씰링시키되, 고정자씰링(16)은 플랜지(11)와의 사이에 구비된 스프링(18)에 의해 탄발되는 슬립링(15)의 내측에 억류시킨 것과,

그랜드링(7)과 씰커버(12)의 내주 면에는 슬리브(3)와 접촉되는 씰링을 각각 구비한 것이 포함되는 것을 특징으로 하는 메카니컬 씰링장치(10)에 의해 달성된다.

도 1은 본 고안에 따른 유체누설방지용 메카니컬 씰링장치의 설치상태를 보 인 단면도.

도 2 및 도 3은 도 1의 설치상태에서 요부를 발췌하여 보인 확대도.

도 4는 본 고안에 따른 유체누설방지용 메카니컬 씰링장치의 다른 실시 예를 보인 단면도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

1. 유체탱크 2.2-1. 샤프트 3. 슬리브

4. 볼트 5. 그랜드패킹 6. 스터핑박스

7. 그랜드링 8. 캡볼트 10. 메카니컬씰링장치

11. 플랜지 12. 씰커버 13. 씰케이스

14. 씰링실 15. 슬립링 16. 고정자씰링

17. 회전자씰링 18. 스프링 19. 오링

20. 셋트스크류 21.22. 고정핀 23. 쿼터링

24. 지그 25. 스터드볼트 26. 너트

27. 아답타 28. U컵링 29. 질소가스주입공

30. 동력장치부 31. 내측씰링부 32. 외측씰링부

35. 지지틀

본 고안의 상기 및 기타 목적과 특징은 첨부도면에 의거한 다음의 상세한 설명에 의해 더욱 명확하게 이해할 수 있을 것이다.

첨부도면 도 1 내지 도 4는 본 고안에 따른 구체적인 실현 예를 보인 예시도로써, 도 1은 본 고안에 따른 유체누설방지용 메카니컬 씰링장치의 설치상태를 보 인 단면도이고, 도 2 및 도 3은 도 1의 설치상태에서 요부를 발췌하여 보인 확대도이며, 도 4는 본 고안의 다른 실시 예를 보인 단면도이다.

본 고안은 도 1에 도시된 바와 같이 유체탱크(1)의 측면에 설치되고 중간에 동력장치부(30)가 구비되어 있는 샤프트(2)·(2-1)에 설치되는 내·외측씰링부(31)·(32)의 기존장치와 근접시켜 각각 설치하였다.

샤프트(2)를 삽입시킬 수 있도록 유체탱크(1)의 양측 면에 뚫어져 있는 구멍(1-1)의 외면에는 볼트봉(1-3)이 등간격으로 고정된 지지판(1-2)을 고정하였고, 그 구멍(1-1)에는 동력장치부(30)가 설치된 샤프트(2)를 삽입 장착하였으며, 동력장치부(30)의 외측으로 노출되는 샤프트(2)에는 파이프의 형상으로 된 샤프트(2-1)를 삽입하였다.

동력장치부(30)의 양측에 구비되는 각 사프트(2)·(2-1)에 내측실링부(31)와 외측씰링부(32)를 장착하였다.

내측실링부(31)와 외측씰링부(32)의 사프트(2)·(2-1)에는 밀폐상태를 유지할 수 있도록 복수개의 오링(19)을 끼운 상태에서 슬리브(3)를 삽입하여 볼트(4)로 고정하였고, 각 슬리브(3)의 외주에는 복수개의 그랜드패킹(5)이 끼워진 스터핑박스(6)를 서로 대향되게 장착하였으며, 내측실링부(31)의 스터핑박스(6)에 고정되어 있는 플랜지(6-1)의 구멍을 유체탱크(1)에 고정된 지지판(1-2)의 볼트봉(1-3)에 삽입하여 너트(1-4)를 나사 결합하여 장착하였고, 외측씰링부(32)의 스터핑박스(6)에는 베어링(36)에 의해 지지틀(35)을 장착하였다.

상기와 같이 설치된 내측실링부(31)와 외측씰링부(32)에 본 고안에 따른 실링장치(10)를 각각 장착하였다.

내·외측씰링부(31)·(32)의 스터핑박스(6)에 장전된 그랜드패킹(5)을 억류시키는 그랜드링(7)의 외측에 씰링씰(14)을 형성하였는데, 상기 씰링실(14)은 씰케이스(13)의 양측에 플랜지(11)와 씰커버(12)를 구비하여 스터드볼트(25)와너트(26)로 서로 일체형으로 결합시켜 형성하였다.

씰링실(14)의 내부에는 슬리브(3)에 고정된 지그(24)에 의해 지지되는 회전자씰링(17)을 셋트스크류(20)로 슬리브(3)에 고정시켰고, 회전자씰링(17)과 슬리브(3)에 접촉되는 고정자씰링(16)을 구비하되 고정자씰링(16)은 슬립링(15)에 의해 억류시켜주도록 하였다.

상기 고정자씰링(16)을 슬립링(15)의 내측에 구비하여 억류시키되 플랜지(11)와 고정자씰링(16)과의 사이에 스프링(18)을 구비하여 고정자씰링(16)이 탄발되어지도록 하였고, 플랜지(11)에는 고정핀(15)을 고정시키고 고정자씰링(16)의 대향 면에는 고정핀(15)이 삽입되는 홀을 형성하여 스프링(18)으로 탄발되는 고정자씰링(16)이 임의로 회전하거나 하는 것을 방지할 수 있도록 하였다.

그랜드링(7)의 내주 면에는 슬리브(3)와 접촉되는 U컵링(28)을 삽입하고 U컵링(28)과 플랜지(11)와의 사이에는 아답터(27)를 끼워 U컵링(28)을 억류시켰고, 씰커버(12)의 내주 면에는 슬리브(3)와 접촉되는 쿼터링(23)을 장전시켜 주었다.

특히, 슬리브(3)와 접촉되는 회전자(17)의 내주 면과, 고정자씰링(16)과 슬립링(15)과의 사이, 플랜지(11)와 슬립링(15)과의 사이, 씰케이스(13)의 양측과 플랜지(11) 및 씰커버(12)와의 사이에는 오링(19)을 각각 끼워 밀폐상태를 유지시킬 수 있도록 하였으며, 씰케이스(13)에는 질소가스주입공(29)을 형성하여 질소가스를 씰링실(14)에 공급할 수 있도록 하였다.

특히, 도 3에 도시된바와 같이 스터핑박스(6)에 그랜드패킹(5)을 장전시키지 않은 상태에서 그랜드링(7)에 인접하여 본 고안의 메카니컬씰링장치(10)를 도 2에서 설명한 바와 같이 동일하게 설치하였다.

뿐만 아니라, 도 4에 도시된바와 같이 스터핑박스(6)의 외주에 베어링(36)을 끼워 지지틀(35)을 회전 가능하게 장착하고 씰케이스(13)에는 질소가스주입공(29)을 형성하여 질소가스를 주입시켜 줄 수 있도록 하였으며, 그 외는 도 2에 도시된 바와 같이 동일하게 형성하였다.

이하, 작동관계를 설명한다.

동력장치부(3)의 작동에 의해 내측씰링부(31)는 샤프트(2)와 함께 볼트(4) 및 셋트스크류(20)로 고정되어 있는 슬리브(3) 및 회전자씰링(17)이 함께 회전하게 되고, 외측씰링부(32)는 스터핑박스(6)을 비롯하여 그랜드패킹(5)과 그랜드링(7) 및 플랜지(11)가 함께 회전하게 된다.

도 2 및 도 4에 도시된 바와 같이, 내측씰링부(31)는 샤프트(2)와 함께 슬리브(3)와 회전자씰링(17)이 회전하게 되면 슬리브(3)와 스터핑박스(6)와의 사이에는 끼워져 있는 그랜드패킹(5)이 밀폐상태를 유지하게 되므로 유체탱크(1)에 충진되어 있는 유체에서 발생되는 가스(냄새)는 그랜드패킹(5)에 의해 차단되어 외부로 누출되지 않게 되고, 일부의 가스(냄새)가 그랜드패킹(5)을 통과하더라도 그랜드링(7)에 구비되어 있는 U컵링(28)과 아답터(27) 및 고정자씰링(16)과 씰커버(12)에 장전되어 있는 쿼터링(23)에 의해 차단되어질 뿐만 아니라, 특히 슬리브(3)와 접촉되는 회전자(17)의 내주 면과에 구비된 오링(19)을 비롯하여 고정자씰링(16)과 슬립링(15)과의 사이에 구비된 오링(19) 및, 플랜지(11)와 슬립링(15)과의 사이 그리고 씰케이스(13)의 양측과 플랜지(11) 및 씰커버(12)와의 사이에 구비되어 있는오링(19)에 의해 가스(냄새)의 누출이 차단되어진다.

또, 도 4에 예시되어 있는 내측씰링부(31)는 스터핑박스(6)에 그랜드패킹(5)이 장전되어 있지 않으므로 유체탱크(1)에 충진되어 있는 유체로부터 발생되는 가스(냄새)가 스터핑박스(6)의 내부로 유입되더라도 그랜링(7)에 장전되어 있는 U컵링(28)과 아답터(27)에 의해 누출이 차단되어지고, 이어서 그 후측에 구비되어 있는 메카니컬씰링장치(10)에 의해 상술한 바와 같이 차단되어 외부로 누출되지 않게 되는 것이다.

도 3에 예시된 외측씰링부(32)는 스터핑박스(6)을 비롯하여 그랜드패킹(5)과 그랜드링(7) 및 플랜지(11)가 함께 회전하더라도 슬리브(3)와 스터핑박스(6)와의 사이에는 끼워져 있는 그랜드패킹(5)이 밀폐상태를 유지하게 되므로 유체탱크(1)에 충진되어 있는 유체에서 발생되는 가스(냄새)는 그랜드패킹(5)에 의해 차단되어 외부로 누출되지 않게 되고, 일부의 가스(냄새)가 그랜드패킹(5)을 통과하더라도 그랜드링(7)에 구비되어 있는 U컵링(28)과 아답터(27) 및 고정자씰링(16)과 씰커버(12)에 장전되어 있는 쿼터링(23)에 의해 차단되어질 뿐만 아니라, 특히 슬리브(3)와 접촉되는 회전자(17)의 내주 면과에 구비된 오링(19)을 비롯하여 고정자씰링(16)과 슬립링(15)과의 사이에 구비된 오링(19) 및, 플랜지(11)와 슬립링(15)과의 사이 그리고 씰케이스(13)의 양측과 플랜지(11) 및 씰커버(12)와의 사이에 구비되어 있는 오링(19)에 의해 가스(냄새)의 누출이 차단되어진다.

특히, 씰케이스(13)에 형성된 질소가스주입공(24)을 통해서는 질소가스가 공급되므로 씰링실(14)의 내부는 질소가스가 충진되어지고, 충진된 질소가스에 의해유체가스가 씰링실(14)의 내부로 유입되는 것이 원천적으로 차단되어질 뿐만 아니라 슬리브(3)와 면접촉하여 온도가 상승하게 되는 고정자씰링(17)을 냉각시켜 주게 되므로 냉각효과도 얻을 수 있게 된다.

이상에서와 같이 본 고안에 따른 유체누설방지용 메카니컬씰링장치는 스터핑박스의 내부에 그랜드패킹이 장전되는 기존의 씰링장치에 연속적으로 설치되어 있으므로 기존의 그랜드패킹의 씰링기능이 약화되었을 때에 씰링효과를 얻을 수 있고, 고정자씰링 및 회전자씰링 등에 의한 적절한 면 접촉과 각 부품들과의 사이에 구비된 오링에 의해 높은 씰링효과를 얻을 수 있으며, 씰링실의 내부에는 질소가스를 주입시켜 윤활 및 냉각효과를 동시에 얻을 수 있게 되며, 기존의 씰링장치를 배제시키고 본 고안에 따른 유체누설방지용 메카니컬씰링장치만을 직접 설치하여 사용할 수 있게 된다.

Claims (4)

1. 샤프트(2)를 삽입시킬 수 있도록 유체탱크(1)의 양측 면에 뚫어진 구멍(1-1)의 외면에 볼트봉(1-3)이 등간격으로 고정된 지지판(1-2)을 고정하고, 구멍(1-1)에는 동력장치부(30)가 설치된 샤프트(2)를 삽입 장착하며, 동력장치부(30)의 외측으로 노출되는 샤프트(2)에는 파이프의 형상으로 된 샤프트(2-1)를 삽입하되, 동력장치부(30)의 양측 사프트(2)·(2-1)에 설치되는 내측실링부(31)와 외측씰링부(32)는 사프트(2)·(2-1)에 슬리브(3)를 삽입 고정하고, 각 슬리브(3)의 외주에는 복수개의 그랜드패킹(5)이 끼어진 스터핑박스(6)를 서로 대향되도록 장착하되, 내측실링부(31)의 스터핑박스(6)에 고정된 플랜지(6-1)를 유체탱크(1)에 고정된 지지판(1-2)의 볼트봉(1-3)에 삽입시켜 너트(1-4)로 억류 고정하고, 외측씰링부(32)의 스터핑박스(6)에는 베어링(36)에 의해 지지틀(35)을 장착시킨 것에 있어서,

   내·외측씰링부(31)·(32)의 스터핑박스(6)에 장전된 그랜드패킹(5)을 억류시키는 그랜드링(7)의 외측에 플랜지(11)와 씰케이스(13) 및 씰커버(12)로 씰링실(14)을 형성한 것과,

   씰링실(14)의 내부에는 슬리브(3)에 고정되는 회전자씰링(17)과 슬리브(3) 및 회전자씰링(17)에 접촉되는 고정자씰링(16)을 구비하여 씰링시키되, 고정자씰링(16)은 플랜지(11)와의 사이에 구비된 스프링(18)에 의해 탄발되는 슬립링(15)의 내측에 억류시킨 것과,

   그랜드링(7)과 씰커버(12)의 내주 면에는 슬리브(3)와 접촉되는 씰링을 각각구비한 것이 포함되는 것을 특징으로 하는 유체누설방지용 메카니컬 씰링장치.
2. 제 1항에 있어서, 슬리브(3)와 접촉되는 회전자(17)의 내주 면과, 고정자씰링(16)과 슬립링(15)과의 사이, 플랜지(11)와 슬립링(15)과의 사이, 씰케이스(13)의 양측과 플랜지(11) 및 씰커버(12)와의 사이에는 오링(19)을 각각 끼워 밀폐시킨 것을 특징으로 하는 유체누설방지용 메카니컬 씰링장치.
3. 제 1항에 있어서, 그랜드링(7)과 씰커버(12)의 내주 면에 구비되는 씰링은 U컵링(28)과 쿼터링(23)인 것을 특징으로 하는 유체누설방지용 메카니컬 씰링장치.
4. 제 1항에 있어서, 씰케이스(13)에는 질소가스주입공(29)을 형성하여 질소가스를 씰링실(14)에 주입시켜 주도록 된 것을 특징으로 하는 유체누설방지용 메카니컬 씰링장치.