KR20070117560A - 커팅 임펠러와 프리-초퍼를 가진 펌프 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 커팅 임펠러(38), 상기 커팅 임펠러(38)와 결합된 대응날(40), 및 상기 커팅 임펠러(38)로부터 축방향으로 돌출된 샤프트부(46)에 의해 구동되는 프리-초퍼(48)를 구비하는 펌프에 있어서, 상기 대응날(40)은, 상기 샤프트부(46)의 길이 방향으로 연장되는 커팅 에지(52)를 가지는 것을 특징으로 하는 펌프를 제공한다.

커팅 임펠러, 대응날, 샤프트부, 프리-초퍼, 펌프, 커팅 에지, 슬리브.

Description

커팅 임펠러와 프리-초퍼를 가진 펌프{PUMP WITH CUTTING IMPELLER AND PRE-CHOPPER}

본 발명은, 커팅 임펠러, 상기 커팅 임펠러에 대응하는 대응날(counter knives), 및 상기 커팅 임펠러로부터 축방향으로 돌출되는 샤프트부에 의해 구동되는 프리-초퍼를 가진 펌프에 관한 것이다.

실제로, 이러한 형태의 펌프는 예를 들면 금속 조각으로 오염되는 윤활용 냉각제 유상액(乳狀液)(emulsion)을 이송하기 위한 기계 공구에 이용되는 것으로 공지되어 있다. 이러한 펌프는, 방사상 임펠러뿐 아니라, 상류측에 축방향 임펠러를 가지는 원심형 펌프이다. 상기 축방향 임펠러는 커팅 임펠러로서 구성되고, 커팅 에지를 가진 상류 단부를 가진다. 상기 커팅 에지는, 흡입 개구에 방사상으로 배열되는 고정 대응날과 함께 작용하여, 흡입된 조각 및 다른 오염물이 절단 및 분쇄될 수 있다. 비교적 큰 오염물은 프리-초퍼로 분쇄된 뒤에, 축방향 임펠러에 의해 흡입되고 더 분쇄된다.

본 발명의 목적은, 더욱 향상된 분쇄 성능을 가진 상술한 형태의 펌프를 제공하는 것이다.

이러한 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 따라, 상기 대응날은, 샤프트부의 길이 방향으로 연장되는 커팅 에지를 가진다.

이러한 커팅 에지는, 특히 샤프트부에 견고하게 감기는 경향이 있는 기다란 금속 조각, 천으로부터 생기는 가는 실(filament) 등과 같은 섬유 재료를 분쇄하는 작용을 한다. 프리-초퍼에 의해 유도되며, 흡입 튜브 내로 흐르는 매체의 소용돌이 운동으로 인하여, 또한, 축방향 임펠러의 흡입 및 커팅 임펠러와 대응날의 절단 작용으로 인하여, 섬유는 힘을 받아, 커팅 에지로 향해 팽팽하게 당겨진 뒤, 커팅 에지에 의해 절단된다. 이러한 방법으로, 섬유가 샤프트부에 오랫동안 머무는 것이 방지되어, 섬유 재료로 심하게 오염되는 매체에 대해 펌프의 내구성이 향상된다.

본 발명의 유용한 실시예 및 추가적 실시예는 청구범위의 종속항에 기재된다.

바람직하게는, 고정 대응날은 슬리브를 가지며, 상기 슬리브는 회전 샤프트부를 둘러싸고 보호한다. 상기 슬리브의 외주에는, 기본적 축방향으로 연장되는 커팅 에지가 형성되며, 바람직하게는 상기 커팅 에지가 복수개 형성된다.

특히 바람직한 실시예에서, 대응날의 커팅 에지 및/또는 커팅 임펠러의 대응하는 커팅 에지에 치형부가 형성되어, 분쇄될 재료는 더 양호하게 잡힐 수 있다. 특히, 커팅 임펠러의 치형부가 형성되는 커팅 에지는, 섬유 재료를 원주 방향으로 가두고, 슬리브의 원주로 향해, 따라서 커팅 에지로 향해 견고하게 당기는 효과를 가진다.

이제 본 발명의 일 실시예가 도면과 관련하여 상세히 설명된다.

도 1은 본 발명에 따른 펌프의 축방향 단면도이다.

도 2는 도 1의 펌프의 저면도이다.

도 1에 도시된 원심 펌프는 기본적으로 원통형인 하우징(10)을 가지며, 상기 하우징(10)은 그 하단부에 플랜지 형상으로 부착되는 헤드(12)를 가진다. 이러한 헤드(12)는, 기계 공구의 베이스에 있으며 도시되지 않은 액체 용기 내로 진입한다. 이러한 헤드(12)는 방사상 임펠러(16)를 수납하는 펌프 챔버(14)를 형성한다. 샤프트(18)는 하우징(10) 내에 동축적으로 지지되고, 샤프트의 상부 단부는 도시되지 않은 구동 모터에 연결되고, 도시되지 않은 고정 베어링에 지지된다. 이들 베어링은 샤프트(18)의 축방향 위치를 결정한다. 방사상 임펠러(16)는 샤프트(18)의 하단부에 키(key)로 고정된다. 펌프 챔버(14)의 하부를 형성하는 헤드(12)의 벽은, 아래로 돌출하는 흡입 튜브(20)를 형성하며, 상기 흡입 튜브(20)는 임펠러(16) 및 샤프트(18)와 동축으로 되어 있고, 흡입 깔때기(funnel)(22)에 의해 둘러싸인다.

임펠러(16)는, 아래로 향해 개방되는 블레이드(24)가 장착되는 반개방형 임펠러이다. 액체가 흡입 튜브(20)를 통해 흡입되며(화살표 A), 펌프 챔버(14)의 외주 위에 있는 링 챔버(26) 내로 반경 방향 바깥쪽으로 이송되도록, 이들 블레이드는 경사진다. 이러한 방법으로 링 챔버(26) 내에 형성되는 액체압으로 인하여, 액 체는, 하우징(10) 내에 형성되는 상승 채널(28)을 통하여 화살표 B 방향으로 위로 향해, 도시되지 않은 펌프 출구 포트로 향해 흐른다.

흡입 튜브(20)의 내주 벽에서, 복수개의 통기 채널(30)이 원주 방향으로 분배되고, 펌프 챔버(14)에 연결된다. 흡입 플레이트(32)는 흡입 튜브(20)의 하단부에 배치되고, 통기 채널(30)은 흡입 플레이트의 아래 쪽을 향해 개방된다. 흡입 플레이트(32)는 펌프 챔버(14)를 아래 쪽에서 폐쇄시키며, 흡입 개구(34)(도 2)를 가진다.

나선형 블레이드(36)가 장착되는 축방향 임펠러(38)는 흡입 튜브(20)의 내부에서 샤프트(18)에 배치된다. 축방향 임펠러(38)는 액체를 흡입 개구(34)를 통하여 흡입 튜브(20)의 하단부로부터 펌프 챔버(14)의 내부로 향해 축방향 위쪽으로 이송한다. 이러한 방법으로, 펌프의 출력이 현저히 증가된다.

도 2는 도 1에서 아래쪽으로부터 본 펌프의 도면이다. 커팅 임펠러의 3개의 블레이드(36)가 흡입 개구(34) 내에 보인다. 흡입 플레이트(32)는 2개의 대응날(40)을 형성하며, 상기 대응날(40)은 흡입 개구(34) 내로 반경 방향 안쪽으로 돌출하며, 블레이드(36)의 치형부가 형성되는 커팅 에지(42)와 함께 작용한다. 대응날(40)은 안쪽으로부터 바깥쪽으로 나선형으로 굽혀진다. 대응날(40)은 임펠러의 회전 방향에서 반경 방향으로부터 점점 벗어난다.

임펠러의 커팅 에지(42)가 기본적으로 반경 방향으로 연장되기 때문에, 대응날의 커팅 에지(44)는 나선형으로 형성되며, 커팅 임펠러(38)가 회전될 때, 커팅 에지들은 한 쌍의 가위처럼 함께 작동한다. 서로 만나는 커팅 에지들 사이의 절단 작용은 내부로부터 외부로 기본적으로 반경 방향으로 진행된다. 그러나, 외부에서, 커팅 에지(44)들은 커팅 임펠러(38)의 회전 방향(화살표 C)에 대해 반대인 방향으로 굽혀진다.

커팅 에지(42)는 흡입 개구(34)의 애퍼처 반경을 넘어 반경 방향 바깥쪽으로 연장되고, 커팅 에지(44)는 커팅 임펠러의 허브부까지 안쪽으로 연장된다. 따라서, 커팅 에지는, 절단 동작시에 완전히 폐쇄되는 창을 형성한다. 이것은, 기다란 조각들이 신뢰성 있게 절단되는 것을 보장한다.

커팅 에지를 형성하는 블레이드(36)와 대응날(40)의 부분들은, 예를 들면 60 HRC의 록크웰 경도를 가진 경화 강철로 형성된다. 커팅 에지(42, 44)들의 경도 및 커팅 에지(42, 44)들 사이의 축방향 간격은, 상기 펌프가 이용되는 목적에 따라 결정되어야 한다. 또한, 커팅 임펠러의 절단면이 흡입 플레이트(32) 위에서 미끄러지는 것도 가능하다. 커팅 에지(42, 44)들 사이의 축방향 간격은 스페이서 시트에 의해 조절 및 변경될 수 있다. 예를 들면, 스페이서 시트는 흡입 플레이트(32)와 헤드(12) 사이에서 외부로부터 삽입되어, 흡입 플레이트(32)와 커팅 에지(42) 사이의 거리가 변경된다.

블레이드(36)의 커팅 에지(42)의 치형부의 형상은, 어떠한 조각도 커팅 에지의 치형부에 의해 잡히고 갇히며, 절단 동작 시에 유지되고 절단되는 것을 보장한다. 이것은, 조각이 커팅 에지(42)를 따라 반경 방향 바깥쪽으로 이동하지 못하게 한다. 커팅 에지(42)의 치형부는 대응날(도시되지 않음)의 굽혀진 커팅 에지(44)의 대응 부분에 대해 항상 직각으로 연장되게 하는 형상을 가질 수 있다.

대안으로서 또는 추가적으로, 치형부는 대응날(40)의 커팅 에지(44)에 형성될 수도 있다.

도 1에 도시되어 있듯이, 샤프트(118)는 하단부에서 소직경 샤프트부(46)에 의해 연장되며, 상기 샤프트부(46)는 커팅 임펠러(38)를 넘어 흡입 깔때기(22)를 통하여 돌출되고, 흡입될 매체 내로 돌출된다. 상기 샤프트부(46)의 하단부는, 2개의 블레이드를 가지는 프리-초퍼(48)를 가진다. 도 2에 따르면, 프리-초퍼(48)는, 프리-초퍼(48)는 2개의 굽혀진 커팅 에지를 형성하며, 상기 2개의 굽혀진 커팅 에지는, 프리-초퍼(48)가 커팅 임펠러(38) 및 방사상 임펠러(16)와 함께 회전될 때, 비교적 큰 재료를 사전-분쇄할 수 있다.

샤프트부(46)는, 그 전체 길이에서, 기본적으로 원통형이고 아래로 향해 테이퍼지는 슬리브(50)에 의해 둘러싸이며, 상기 슬리브(50)는, 그 상단부에 의해, 대응날(40)의 반경 방향 내부 단부에 고정된다. 슬리브(50)의 외주는 2개의 축방향으로 연장되는 리브를 형성하며, 상기 2개의 축방향으로 연장되는 리브의 외부 단부에는, 커팅 임펠러의 회전 방향(화살표 C)에 대해 각도를 가지는 2개의 기본적으로 수직 커팅 에지(52)가 형성된다.

매우 기다란 조각 또는 다른 기다란 섬유를 가지는 다른 재료가 커팅 임펠러(38)에 의해 흡입될 때, 섬유는 통상적으로 샤프트부(46)에 감기는 경향이 있어, 흡입 개구(34) 내로 더 이상 이송될 수 없다. 이것은, 섬유를 흡입 개구(34)로부터 멀리 유지하는 슬리브(50)에 의해 방지된다. 섬유가 슬리브(50)에 감길 때, 메체의 소용돌이 흐름으로 인하여, 섬유는 커팅 에지(52)에 달라 붙는다. 섬유의 상 단부가, 치형부가 형성된 커팅 에지(42)에 의해 잡힐 때, 섬유는 추가적 인장력을 받아, 섬유는 커팅 에지(52)와 견고하게 결합되어 비교적 짧은 조각으로 절단될 것이며, 상기 비교적 짧은 조각은 커팅 임펠러(38)에 의해 흡입되고 더욱 분쇄될 수 있다. 이러한 방법으로, 기다란 섬유를 포함하는 재료로 오염되는 매체 내에서 펌프가 작동할 때에도, 펌프의 안정한 작동 및 높은 분쇄 작용이 얻어진다.

Claims (6)

1. 커팅 임펠러(38), 상기 커팅 임펠러(38)와 결합된 대응날(knives)(40), 및 상기 커팅 임펠러(38)로부터 축방향으로 돌출된 샤프트부(46)에 의해 구동되는 프리-초퍼(pre-chopper)(48)를 구비하는 펌프에 있어서,

   상기 대응날(40)은, 상기 샤프트부(46)의 길이 방향으로 연장되는 커팅 에지(52)를 가지는

   것을 특징으로 하는 펌프.
2. 제1항에 있어서,

   상기 커팅 에지(52)는 상기 프리-초퍼(48)까지 실질적으로 상기 샤프트부(46)의 전체 길이에 걸쳐 연장되어 있는 것을 특징으로 하는 펌프.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서,

   상기 샤프트부(46)는, 상기 대응날(40)에 의해 회전되지 않게 고정되는 슬리브(50)에 의해 둘러싸여 있고,

   상기 커팅 에지(52)는 상기 슬리브의 외주에 형성되어 있는

   것을 특징으로 하는 펌프.
4. 제3항에 있어서,

   상기 슬리브(50)에는, 동일한 각도로 이격되어 배치된 복수개의 커팅 에지(52)가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 펌프.
5. 제3항 또는 제4항에 있어서,

   상기 커팅 에지(52)는, 상기 슬리브(50)의 원주에 형성되며 만곡된 단면을 가지는 리브의 에지에 의해 형성되고,

   상기 커팅 에지(52)는 상기 커팅 임펠러(38)와 상기 프리-초퍼(48)의 회전 방향(C)에 대해 각도를 가진

   것을 특징으로 하는 펌프.
6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 커팅 임펠러(38)의 상기 커팅 에지(52)에는 치형부가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 펌프.

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