KR20040050592A

KR20040050592A - 케미칼 프로세스 펌프

Info

Publication number: KR20040050592A
Application number: KR1020020078449A
Authority: KR
Inventors: 이수재
Original assignee: 이수재
Priority date: 2002-12-10
Filing date: 2002-12-10
Publication date: 2004-06-16
Also published as: KR100469682B1

Abstract

본 발명은 펌프하우징의 외부까지 연장된 보호관체에 장착되는 환형의 결합구에 의해 임펠러와 회전축의 결합이 이루어지게 하여 이송되는 화학물질에 의한 결합구 및 회전축의 부식을 방지하고, 임펠러와 회전축을 용이하게 분해결합할 수 있어 유지보수가 편리하도록 된 새로운 구조의 케미칼 프로세스 펌프에 관한 것이다.

본 발명에 따르면, 소정 위치에 흡입구(211) 및 토출구(212)가 구비되고 흡입구(211)와 대향되는 위치에는 삽입공(216)이 형성된 펌프하우징(210)과, 이 펌프하우징(210)의 내부에 상기 삽입공(216)를 통해 삽입 설치된 회전축(220)과, 이 회전축(220)의 펌프하우징(210) 내측에 배치된 부분을 감싸 밀봉하도록 그 일측에 회전축(220)이 삽입되는 보호관체(221)가 축선방향으로 연장형성되며 그 회전에 따라 액상의 화학물질을 상기 흡입구(211)를 통해 흡입하여 토출구(212)를 통해 외부로 압송하는 임펠러(225)와, 이 임펠러(225)를 상기 회전축(220)에 체결하는 체결수단(226)과, 상기 회전축(220)의 축방향 일측에 연결 설치되어 상기 임펠러(225)를 회전시키는 구동모터(240)와, 상기 펌프하우징(210)의 삽입공(216) 일측에 설치되어 화학물질의 누출을 차단하는 팩킹(251)을 포함하는 케미칼 프로세스 펌프에 있어서, 상기 체결수단(226)은 적어도 일측에 절단부(226a, 226b)가 형성되고 이 절단부(226a, 226b)는 볼트(291)를 매개로 결합되어 볼트(291)의 회전에따라 서로 밀착되거나 이격되면서 상기 보호관체(221)를 회전축(220)의 외주면에 가압 밀착시키도록 된 환형의 결합구(226)로 이루어진 케미칼 프로세스 펌프가 제공된다.

Description

케미칼 프로세스 펌프 {A chemical process pump}

본 발명은 케미칼 프로세스 펌프에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 임펠러와 회전축의 결합이 펌프하우징 외부에 설치된 환형의 결합구에 의해 이루어져 결합구 및 회전축의 부식이 방지되고 유지보수시의 분해결합이 용이하도록 된 새로운 구조의 케미칼 프로세스 펌프에 관한 것이다.

일반적으로, 케미칼 프로세스 펌프는 액상의 화학물질을 이송하기 위해 화학물질의 저장조 등에 설치되는 것으로, 도 1에 도시된 바와 같이 통상 자흡식의 원심펌프로 이루어진다.

도 1에 도시된 바와 같이, 종래의 케미칼 프로세스 펌프는 저부에 흡입구(111) 및 토출구(112)가 형성된 펌프하우징(110)의 내측 중심부에 임펠러(121)가 결합된 회전축(122)을 회전 가능하게 설치하고, 이 펌프하우징(110)의 상부에는 상기 회전축(122)을 회전시키는 구동모터(130)를 설치하여 이루어지며, 저장조 등에 담겨진 소정의 액상 화학물질에 상기 흡입구(111)가 연결되도록 설치하여 구동모터(130)의 작동에 의해 펌핑동작하도록 구성된다. 또한, 상기 펌프하우징(110)의 내부에는 이송되는 화학물질이 일부 기화되어 잔류하게 되므로, 이러한 이송물 기체가 상기 회전축(122)이 삽입되는 삽입공(113)을 통해 누출되는 것을 방지하기 위한 팩킹(141)이 설치된다.

이때, 상기 펌프하우징(110)의 내부에는 부식성이 강한 화학물질이 액체 및 기체 상태로 잔류하게 되므로, 이송물질과 접촉되는 임펠러(121) 및 회전축(122)의 부식을 방지하기 위한 수단이 필요하게 된다. 이에 따라, 종래에는 상기 임펠러(121) 및 회전축(122)을 티타늄 등의 내부식성이 강한 금속을 이용하여 별도로 제작하기도 하였으나, 이러한 내부식성 금속소재는 매우 고가이기 때문에 펌프의 제조단가가 상승되는 문제점이 있었다. 따라서, 도 1에 도시된 바와 같이, 합성수지 등의 비부식성재질로 임펠러(121)를 형성하고, 이 임펠러(121)의 상부에는 회전축(122)이 삽입되는 보호관체(125)를 일체로 형성하여 회전축(122)의 펌프하우징(110) 내측에 배치된 부분을 감싸 밀봉하도록 된 케미칼 프로세스 펌프가 사용되고 있다.

그러나, 이러한 종래의 케미칼 프로세스 펌프는 상기 임펠러(121)와 회전축(122)을 볼트(147)를 이용하여 결합하도록 구성되었기 때문에, 상기 볼트(147)가 이송되는 화학물질 액에 의해 부식되고, 이 볼트(147)가 결합된 임펠러(121)의 볼트결합공(123)을 통해 화학물질 액이 침입되어 회전축(122)이 부식되며, 볼트(147)가 부식에 의해 임펠러(121) 또는 회전축(122)에 들러붙게 되어 분해결합이 곤란하게 되기 때문에 펌프의 유지보수작업이 어려운 문제점이 있었다.

본 발명의 목적은 펌프하우징의 외부까지 연장된 보호관체에 장착되는 환형의 결합구에 의해 임펠러와 회전축의 결합이 이루어지게 하여 이송되는 화학물질에의한 결합구 및 회전축의 부식을 방지하고, 임펠러와 회전축을 용이하게 분해결합할 수 있어 유지보수가 편리하도록 된 새로운 구조의 케미칼 프로세스 펌프에 관한 것이다.

도 1은 종래의 케미칼 프로세스 펌프의 단면도

도 2는 본 발명에 따른 케미칼 프로세스 펌프의 일실시예 구성을 도시한 단면도

도 3a는 도 2의 B부분의 상세도

도 3b는 도 3a의 평면도

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

210 : 펌프하우징220 : 회전축

221 : 보호관체225 : 임펠러

226 : 팬228 : 실링캡

229 : 고정캡230 : 연결하우징

240 : 구동모터251 : 팩킹

253 : 마모방지재275 : 오링

소정 위치에 흡입구(211) 및 토출구(212)가 구비되고 흡입구(211)와 대향되는 위치에는 삽입공(216)이 형성된 펌프하우징(210)과, 이 펌프하우징(210)의 내부에 상기 삽입공(216)를 통해 삽입 설치된 회전축(220)과, 이 회전축(220)의 펌프하우징(210) 내측에 배치된 부분을 감싸 밀봉하도록 그 일측에 회전축(220)이 삽입되는 보호관체(221)가 축선방향으로 연장형성되며 그 회전에 따라 액상의 화학물질을 상기 흡입구(211)를 통해 흡입하여 토출구(212)를 통해 외부로 압송하는 임펠러(225)와, 이 임펠러(225)를 상기 회전축(220)에 체결하는 체결수단(226)과, 상기 회전축(220)의 축방향 일측에 연결 설치되어 상기 임펠러(225)를 회전시키는 구동모터(240)와, 상기 펌프하우징(210)의 삽입공(216) 일측에 설치되어 화학물질의 누출을 차단하는 팩킹(251)을 포함하는 케미칼 프로세스 펌프에 있어서, 상기 체결수단(226)은 적어도 일측에 절단부(226a, 226b)가 형성되고 이 절단부(226a, 226b)는 볼트(291)를 매개로 결합되어 볼트(291)의 회전에 따라 서로 밀착되거나 이격되면서 상기 보호관체(221)를 회전축(220)의 외주면에 가압 밀착시키도록 된 환형의 결합구(226)로 이루어진 케미칼 프로세스 펌프가 제공된다.

본 발명의 다른 특징에 따르면, 상기 회전축(220)의 외주면 및 보호관체(221)의 내주면에는 서로 맞물리는 요홈(220a) 및 돌기(221d)가 형성되며, 상기 고정구(226)의 내주면에는 상기 보호관체(221)를 회전축(220)의 외주면에 가압 밀착시키는 돌기(226c)가 형성된 것을 특징으로 하는 케미칼 프로세스 펌프가 제공된다.

본 발명의 다른 특징에 따르면, 상기 보호관체(221)의 상단부에는 회전축(220)의 삽입이 용이하도록 복수의 수직방향 슬릿(221c)이 형성된 것을 특징으로 하는 케미칼 프로세스 펌프가 제공된다.

본 발명의 다른 특징에 따르면, 상기 보호관체(221)의 상단부에 씌워져 상기 결합구(226)에 의해 고정되어 회전축(220)과 보호관체(221)의 사이를 밀폐시키는 고무재질의 실링캡(228)과, 이 실링캡(228)이 씌워진 보호관체(221)의 상부에 그 상면이 구동모터(240)의 하우징에 인접되도록 결합된 고정캡(229)을 더 포함하는 케미칼 프로세스 펌프가 제공된다.

본 발명의 다른 특징에 따르면, 상기 고정구(226)는 복수의 날개(226d)가 구비된 팬(226)으로 이루어져 상기 임펠러(225)와 동시에 회전되면서 상기 삽입공(216)을 통해 펌프하우징(210) 내측으로 공기를 압송하도록 된 것을 특징으로 하는 케미칼 프로세스 펌프가 제공된다.

상술한 목적, 특징들 및 장점은 첨부된 도면과 관련한 다음의 상세한 설명을 통하여 보다 분명해 질 것이다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 일실시예를 상세히 설명한다.

도 2는 본 발명에 따른 케미칼 프로세스 펌프의 일실시예 구성을 도시한 측단면도이고, 도 3a는 도 2의 B부분을 도시한 상세도이며, 도 3b는 도 3a의 평단면도이다.

도시된 바와 같이, 본 발명의 케미칼 프로세스 펌프는 저면에는 흡입구(211)가 형성되고 그 하측 외주면에는 배출관로(213)가 연결되는 토출구(212)가 형성되며 그 상부에는 중심측을 향하는 삽입공(216)이 형성된 펌프하우징(210)과, 상기 삽입공(216)을 통해 삽입되어 펌프하우징(210)의 중심부에 회전 가능하게 설치된 회전축(220)과, 이 회전축(220)의 하측단에 장착된 임펠러(225)와, 상기 펌프하우징(210)의 상부에 결합된 연결하우징(230)과, 이 연결하우징(230)의 상단에 장착되며 그 구동축(241)이 상기 회전축(220)에 연결되어 임펠러(225)를 회전시키는 구동모터(240)와, 상기 삽입공(216)의 상부에 설치되어 이송되는 화학물질 기체의 누출을 방지하는 누출방지수단으로 구성된다.

본 실시예에서, 상기 임펠러(225)는 펌프하우징(210) 내부의 화학물질에 의한 부식을 방지할 수 있도록 폴리프로필렌 등의 비부식성 합성수지재질로 이루어지며, 상기 임펠러(225)의 상면 중심부에는 회전축(220)이 삽입 결합되는 삽입구(221b)가 형성된 보호관체(221)가 일체로 상향 연장 형성되어 상기 회전축(220)의 펌프하우징(210) 내측에 배치된 부분을 감싸 밀봉하도록 구성된다.이에 따라, 상기 회전축(220)에는 화학물질이 접촉되지 않게 되므로, 회전축(220)의 재질을 티타늄 등과 같은 고가의 내부식성 금속이 아닌 범용 스테인레스강 등의 저렴한 소재로 할 수 있으며, 상기 회전축(122)을 구동모터(130)의 구동축(131)과 일체로 제작할 수 있게 된다.

상기 누출방지수단은, 상기 삽입공(216) 상부의 회전축(220) 외주면에 밀착 설치된 팩킹(251)과, 흑연 재질로 이루어지며 그 저면에 상기 팩킹(251)의 상단부가 접촉되도록 설치된 링형 마모방지재(253)와, 이 마모방지재(253)의 외주부에 설치된 오링(275)과, 상기 마모방지재(253)의 상면에 밀착되도록 고정 설치된 팩킹고정판(254)과, 이 팩킹고정판(254)의 상부에 설치되며 복수의 날개(226d)가 구비되어 상기 연결하우징(230)으로부터 펌프하우징(210) 방향으로 공기를 압송하는 팬(226)으로 구성된다. 여기서, 상기 팩킹(251)은 그 상부에 반경방향 외측으로 연장되어 상하방향 변형 가능하도록 얇게 형성된 차단부(251a)가 형성된 유연한 고무 또는 합성수지재질의 환형부재로 이루어지며, 이 팩킹(251)의 차단부(251a)에는 소정 중량의 웨이트(252)가 부착되고, 상기 마모방지재(253)와 회전축(220)의 외주면 사이에는 통로(A)가 형성된다.

이에 따라, 상기 임펠러(225)의 작동을 위해 구동모터(240)가 구동되어 상기 회전축(220)이 회전되면 상기 웨이트(252)에 작용되는 원심력에 의해 상기 차단부(251a)가 반경방향 외측으로 펼쳐지고, 상기 통로(A)를 통해 펌프하우징(210)의 내부가 상기 연결하우징(230)의 내부와 연통되어 상기 팬(226)에 의한 공기의 압송이 이루어지도록 구성된다.

상기 회전축(220) 상단의 팬(226)이 결합되는 부분에는 외주면을 따라 요홈(220a)이 형성되고 상기 보호관체(221)의 내주면에는 이 회전축(220)의 요홈(220a)에 맞물리는 돌기(221d)가 형성되어 펌프의 작동시에 상기 임펠러(225)가 회전축(220)에 결합된 상태에서 상하방향으로 유동되는 것을 방지하고, 상기 보호관체(221)에 삽입된 회전축(220)의 하단부에는 키(282)가 결합되어 상기 임펠러(225)가 회전축(220)에 대하여 원주방향으로 유동되는 것을 방지할 수 있도록 구성된다. 또한, 상기 보호관체(221)의 상단부에는 회전축(220)의 삽입이 용이하도록 복수의 수직방향 슬릿(221c)이 상기 돌기(221d)가 형성된 높이 이하까지 연장 형성되며, 이 슬릿(221c)을 통한 회전축(220)의 노출을 방지하고 회전축(220)이 삽입되는 삽입구(221b)를 차단하여 밀폐시킬 수 있도록 보호관체(221)의 상단부에는 고무재질의 실링캡(228)이 씌움 결합되며, 이 실링캡(228)의 상부에는 실링캡(228)을 고정하는 고정캡(229)이 결합된다. 상기 고정캡(229)은 그 상면이 구동모터(240)의 하우징에 인접되도록 설치된 것으로, 그 저면이 상기 보호관체(221)의 단면보다 넓게 형성되어 펌프의 분해시에 구동모터(240) 내부로 화학물질이 유입되는 것을 방지한다.

상기 팬(226)은 그 양측이 절단되어 두 개의 몸체부(226')로 나뉘어진 환형의 고정구(226)로 이루어지며, 양측 절단부(226a, 226b)는 볼트(291) 및 너트(292)를 매개로 연결되어 볼트(291)의 회전에 따라 서로 밀착되거나 이격되면서 상기 실링캡(228)을 통해 보호관체(221)를 회전축(220)의 외주면에 가압 밀착시키도록 구성된다. 또한, 이 팬(226)의 내주면에는 상기 실링캡(228)을 통해 보호관체(221)의요홈(221e)에 맞물리는 돌기(226c)가 형성되어 회전축(220), 보호관체(221) 및 팬(226)이 정확하게 결합된다.

상기와 같이 구성된 본 발명의 케미칼 프로세스 펌프의 작동을 살펴보면 다음과 같다.

상기 구동모터(240)가 정지상태일 때에는 상기 팩킹(251)의 차단부(251a)가 마모방지재(253)의 저면에 밀착된 상태를 유지하여 상기 통로(A)를 차단하게 되므로, 펌프하우징(210) 내부에 잔류하는 화학물질 기체가 외부로 누출되지 않는다.

이 상태에서 화학물질의 이송을 위해 상기 구동모터(240)가 구동되어 상기 회전축(220)이 소정 속도 이상으로 회전되면, 상기 웨이트(252)에 가해지는 원심력에 의해 상기 차단부(251a)가 반경방향 외측으로 펼쳐지면서 하측으로 구부러져 마모방지재(253)의 저면으로부터 떨어지게 되며, 이에 따라 상기 통로(A)가 개방되어 펌프하우징(210)의 내부와 연결하우징(230)의 내부가 소통된다. 이와 동시에, 상기 회전축(220)에 장착된 팬(226)이 임펠러(225)와 동시에 회전되면서 하향하는 방향으로 공기를 압송하게 되며, 이 공기압이 상기 통로(A)를 통해 펌프하우징(210) 내부로 전달되어 화학물질 기체의 누출이 방지된다.

따라서, 본 발명의 케미칼 프로세스 펌프는 비작동상태일 때에는 팩킹(251)의 차단부(251a)에 의해 상기 통로(A)가 밀폐되고, 작동상태일 때에는 팬(226)에 의해 형성된 공기의 압력이 개방된 통로(A)를 통해 펌프하우징(210) 내측으로 작용되어 화학물질의 누출을 방지된다.

그리고, 상기 회전축(220)이 회전되기 시작하는 짧은 시간 동안에만 상기 팩킹(251)의 차단부(251a)가 마모방지재(253)와 접촉되어 마찰될 뿐, 회전축(220)이 고속으로 회전될수록 상기 차단부(251a)가 마모방지재(253)로부터 이격되어 상기 팩킹(251)에 마찰되는 부분이 없어지게 되므로, 팩킹(251)의 마모에 의한 손상 및 이로 인한 화학물 기체의 누출이 방지된다. 또한, 고속회전되는 회전축과의 마찰에 견딜 수 있도록 세라믹 소재 등으로 이루어진 고가의 팩킹이 요구되었던 종래의 펌프와는 달리, 상기 팩킹(251)에 마찰력이 거의 가해지지 않게 되므로, 고무나 합성수지 등의 저렴한 소재로 된 팩킹(251)을 사용할 수 있게 된다.

또한, 본 발명의 케미칼 프로세스 펌프는 상기 회전축(220)이 보호관체(221) 및 실링캡(228)에 의해 이송되는 화학물질에 접촉되지 않도록 완전히 밀폐되므로, 상기 회전축(220)을 스테인레스강 등의 저렴한 금속소재로 제작할 수 있는 한편, 상기 회전축(122)을 구동모터(130)의 구동축(131)과 일체로 제작할 수 있어 구조가 간단해지고, 제작비용을 절감할 수 있는 장점이 있다. 또한, 상기 임펠러(225)가 보호관체(221)와 일체로 성형되는 동시에 상기 팬(226)이 보호관체(221)를 가압하여 임펠러(225)를 고정하도록 구성되어 임펠러(225)와 회전축(220)을 결합시키기 위한 별도의 볼트 등이 필요 없을 뿐 아니라, 상기 팬(226)을 분리하기만 하면 임펠러(225)와 회전축(220)을 용이하게 분리할 수 있어 펌프의 유지보수가 편리하고, 잦은 분해 결합 시에도 결합부의 손상이 방지되는 장점이 있다.

이상에서와 같이 본 발명에 의하면, 보호관체(210)의 펌프하우징(210) 외측 부분에 장착되는 팬(226)으로 이루어진 환형의 결합구(226)에 의해 임펠러(225)와 회전축(220)의 결합이 이루어지도록 구성함으로써, 이송되는 화학물질에 의한 결합구(226) 및 회전축(220)의 부식을 방지할 수 있고 펌프의 유지보수시에 임펠러(225)와 회전축(220)을 용이하게 분해 결합할 수 있으며, 임펠러(225)의 회전에 따라 개방되는 펌프하우징(210)의 삽입공(216)을 통해 펌프하우징(210) 내측으로 공기를 압송하도록 구성함으로써, 이송되는 화학물질 기체의 누출을 방지할 수 있도록 된 새로운 구조의 케미칼 프로세스 펌프를 제공할 수 있다.

Claims

소정 위치에 흡입구(211) 및 토출구(212)가 구비되고 흡입구(211)와 대향되는 위치에는 삽입공(216)이 형성된 펌프하우징(210)과, 이 펌프하우징(210)의 내부에 상기 삽입공(216)를 통해 삽입 설치된 회전축(220)과, 이 회전축(220)의 펌프하우징(210) 내측에 배치된 부분을 감싸 밀봉하도록 그 일측에 회전축(220)이 삽입되는 보호관체(221)가 축선방향으로 연장형성되며 그 회전에 따라 액상의 화학물질을 상기 흡입구(211)를 통해 흡입하여 토출구(212)를 통해 외부로 압송하는 임펠러(225)와, 이 임펠러(225)를 상기 회전축(220)에 체결하는 체결수단(226)과, 상기 회전축(220)의 축방향 일측에 연결 설치되어 상기 임펠러(225)를 회전시키는 구동모터(240)와, 상기 펌프하우징(210)의 삽입공(216) 일측에 설치되어 화학물질의 누출을 차단하는 팩킹(251)을 포함하는 케미칼 프로세스 펌프에 있어서, 상기 체결수단(226)은 적어도 일측에 절단부(226a, 226b)가 형성되고 이 절단부(226a, 226b)는 볼트(291)를 매개로 결합되어 볼트(291)의 회전에 따라 서로 밀착되거나 이격되면서 상기 보호관체(221)를 회전축(220)의 외주면에 가압 밀착시키도록 된 환형의 결합구(226)로 이루어진 케미칼 프로세스 펌프.
제1항에 있어서, 상기 회전축(220)의 외주면 및 보호관체(221)의 내주면에는 서로 맞물리는 요홈(220a) 및 돌기(221d)가 형성되며, 상기 고정구(226)의 내주면에는 상기 보호관체(221)를 회전축(220)의 외주면에 가압 밀착시키는 돌기(226c)가 형성된 것을 특징으로 하는 케미칼 프로세스 펌프.
제2항에 있어서, 상기 보호관체(221)의 상단부에는 회전축(220)의 삽입이 용이하도록 복수의 수직방향 슬릿(221c)이 형성된 것을 특징으로 하는 케미칼 프로세스 펌프.
제1항에 있어서, 상기 보호관체(221)의 상단부에 씌워져 상기 결합구(226)에 의해 고정되어 회전축(220)과 보호관체(221)의 사이를 밀폐시키는 고무재질의 실링캡(228)과, 이 실링캡(228)이 씌워진 보호관체(221)의 상부에 그 상면이 구동모터(240)의 하우징에 인접되도록 결합된 고정캡(229)을 더 포함하는 케미칼 프로세스 펌프.
제1항 내지 제4항 중의 어느 한 항에 있어서, 상기 고정구(226)는 복수의 날개(226d)가 구비된 팬(226)으로 이루어져 상기 임펠러(225)와 동시에 회전되면서 상기 삽입공(216)을 통해 펌프하우징(210) 내측으로 공기를 압송하도록 된 것을 특징으로 하는 케미칼 프로세스 펌프.