KR20080012769A - 편심 스크류 펌프용 공급 스크류 - Google Patents

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칼-하인츠 크레비스즈
멜라니 베첼
헬무쓰 고스치
울리히 브라운
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네쯔쉬-모노품펜게엠베하
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Abstract

본 발명은, 매체의 브리지 형성 및 구동력의 최대 활용을 회피하기 위해 축방향 영역에 천공부 및 웨브를 구비하는 스크류를 가지는, 편심 스크류 펌프용 공급 스크류에 관한 것이다.

Description

편심 스크류 펌프용 공급 스크류 {FEED SCREW FOR ECCENTRIC SCREW PUMP}
본 발명은 스크류 로터의 흡입 영역으로 주로 매체를 높은 점성 매체로 공급하는 공급 스크류를 구비한 편심 스크류 펌프에 관한 것이다.
DE 101 60 335 A1에서는 공급 스크류가 펌프 로터 앞의 펌프 하우징 내에 배치되는 편심 스크류 펌프를 보여준다. 스크류는 전체 내부 윤곽을 경유하여 스크류 코어로 연결된다.
DE 101 18 071 A1에서는 커플링 로드 주위에 중공형 스크류가 배치되는 편심 스크류 펌프를 보여준다. 이러한 중공형 스크류(hollow screw)는 구동 측부 상의 디스크와 연결된다. 스크류 로터의 흡입 측부 영역은 조인트 또는 커플링 로드로 연결되지 않는다.
DE 1 277 819에 따른 혼합 장치를 보면, 건조 물질이 액체와 혼합되어 후속적으로 펌프에 의해 전달된다. 이를 위해, 혼합 스크류가 저장 용기의 용적에 배치되고, 혼합 스크류는 일 측부가 모터에 연결되고, 다른 측부가 스크류 펌프에 연결된다. 액체는 저장 용기와 펌프 사이의 스크류 영역으로 유입된다. 공급 스크류는 일단부에서 4개의 브레이스(brace)에 의해 혼합기 샤프트로 단지 고정되는 나 선형 밴드로 이루어진다.
혼합 및 공급 장치는 또한 DE 43 18 177에서 볼 수 있다. 건조 물질은 호퍼를 경유하여 혼합 스크류의 영역으로 유입되고, 액체 공급 라인은 또한 상기 혼합 스크류의 영역으로 이어진다. 혼합 작업 다음에, 혼합물은 스크류 펌프에 의해 전방으로 운반된다. 혼합 스크류는 자체적으로 중실형 스크류(solid screw)를 구비한 영역 및 페달 및 웨브형 혼합 요소를 구비한 영역으로 이루어진다.
각각의 펌프는 미리 결정된 전달율을 위해 설계된다. 이를 위해, 적절한 매체가 항상 흡입 측부 상의 펌프 영역을 위해 이용가능해야 한다. 따라서 현재 스크류 또는 편심 스크류 펌프의 상류부에 배치되는 공급 스크류는 펌프 용량의 다중 용적을 전달할 수 있다. 이 때문에 백업 효과(back-up effect)는 소위 스크류 위의 호퍼 내에 브리지(bridge) 형성의 위험과 관련되는 흡입 영역 내의 소위 충전 공간(stuffing space)에서 발전한다. 이러한 충전 효과 때문에, 필요한 것보다 실질적으로 더 높은 구동력이 이용가능하게 제조되어야 한다.
본 발명의 목적은 구동력을 상이한 매체에서 조차 일정하게 낮게 유지하면서 요구되는 출력으로 공급 스크류의 안정성을 적용하는 것으로 이루어진다.
이러한 목적은 청구항 1의 특징부에 의해 해결된다. 본 발명에 따른 공급 스크류의 추가 개선점은 종속항의 특징부에 기재된다.
펌프 로터와 구동부 사이의 대응하는 공급 스크류의 설계는 종래 기술로부터 공지된 장치가 본 발명에 따른 목적의 문제점 부분만을 해결하는 것을 보여준다.
본 발명에 따른 설계는 점성을 가진 제품 및 적용가능한 경우 존재하는 고체 재료가 펌핑되어야 한다는 것에 종속한다.
본 발명에 따라 정상적인 실시예는 두 개 이상의 천공부를 가지는 공급 스크류와 관련되며, 이러한 천공부들 사이에 형성된 웨브는 커플링 샤프트를 구비한 스크류 로터와 관련된다. 점성에 따라 제품은 매체의 회수 유동을 용이하게 하고 더욱 균일한 혼합(mixing through)을 보장하도록 천공부의 개수를 4개 이상으로 증가시키는 것이 가능하게 될 수 있으며, 이를 통해 매체의 브리지 형성은 이미 펌프의 흡입 측 단부 상에서 방해된다.
본 발명에 따른 천공부를 통하여, 매체의 상태에 따라 설계되는, 종래 기술로부터의 전달 장치에 비해 저 부하 구동력이 설치될 수 있다.
또한 커플링(조인트)의 영역에서 본 발명에 따른 장점을 얻을 수 있도록, 스크류는 또한 커플링 로드가 스크류와 연결되는 스트립형 파이프 세그먼트를 가질 때 적용되는 파이프를 위해 상기 영역을 넘어 연장된다. 파이프 세그먼트의 개수 가 천공부의 개수에 대응하는 경우, 이들의 고정을 위한 대응하는 개수의 웨브가 이용가능하다.
매체의 회수 유동을 위해 천공부의 개수 뿐만 아니라 이들의 면적이 상당한 역할을 하기 때문에, 본 발명의 일 실시예에 따라 스크류 스타트(screw start)의 높이의 30% 내지 70%의 천공부 크기를 가지도록 제공될 수 있다. 저 점성 물질로, 천공부의 높이가 스크류 피치의 20% 내지 60%의 범위로 선택될 수 있다.
전형적인 일 실시예에 따라 도시된 바와 같이, 스크류의 균일한 로딩 및 균일한 회수 공급 때문에 천공부의 폭은 웨브의 높이에 대응한다. 저 점성 매체로, 회수 유동 가능성이 확실히 개선되는데, 여기에서 천공부의 폭이 웨브의 폭 보다 더 크다. 저 점성 물질로, 브리지 형성 위험이 상대적으로 낮아서 여기서 웨브의 폭이 천공부의 폭 보다 더 클 수 있다.
회수 유동을 개선하고 정체 작용을 감소하기 위해 커플링 샤프트를 따른 유동은 웨브가 경사부를 가져서 스크류의 진로에 대해 반대가 되는 유동 방향을 형성하여, 한다는 점에서 개선될 수 있다.
요구되는 스크류 설계에 따라, 웨브는 스크류 스타트 당 30°내지 120°만큼 서로에 대해 오프셋될 수 있다. 공급 스크류가 커플링 샤프트를 통한 전체 길이에 대해 설정되도록 하기 위해 파이프 세그먼트의 길이가 공급 스크류의 진로에 적용된다.
커플링 샤프트로의 공급 스크류의 더 용이한 부착은 공급 스크류가 주로 적용되는 용접 작업 동안 더 용이하게 취급될 수 있는 수 개의 부품으로 이루어져서 공급 스크류가 커플링 샤프트로 더 용이하게 부착된다.
본 발명이 전형적인 실시예에 의해 예시적으로 설명된다.
도 1은 스크류 파이프(12)를 구비한 공급 스크류(10)의 가능한 설계를 보여준다. 스크류(14)는 스크류 파이프(12)의 주변면으로 용접된다. 스크류 파이프(12)의 양 단부(16, 18) 상에서, 스크류(14)를 고정하기 위한 파이프 세그먼트(20)가 제공된다. 각각의 파이프 세그먼트(20)는 스크류(14)가 축 방향으로 종결되는 지점에서 종결된다. 파이프 요소(20)의 영역에서, 도시되지 않은 조인트용 커플링(22)이 양 단부에 제공된다. 스크류(14)는 평평한 밴드형 재료로 제조된다.
스크류(14)의 설계는 도 2에서 더욱 명확하게 볼 수 있다. 사시도로부터, 스크류(14)에 천공부(24) 및 웨브(26)가 제공된다는 것이 더 명백하다. 웨브(26)의 각각의 스크류 루트(screw root; 34)는 예를 들면 용접 작업을 통하여 커플링 샤프트(32) 또는 파이프 세그먼트(20)와 연결된다. 축방향 내의 매체가 스크류 파이프를 따라 근접하게 공급 스크류의 천공부를 통하여 로터 영역으로부터 역으로 펌프 유입구로 유동하는 동안, 단부면(28)을 구비한 스크류(14)는 매체를 펌프 로터를 향하는 방향으로 운반한다. 완전히 도시되지 않고 조인트가 커플링(22)에 고정되는 조인트를 통하여 펌프 로터가 공급 스크류와 확실하게 접촉한다.
도 3은 높은 점성 매체용 공급 스크류를 위한 천공부(24)와 웨브(26)의 실시예 및 배치를 보여준다. 여기서, 천공부(24)의 대형 자유 면적은 매체에 대한 매우 유용한 회수 유동 가능성을 가능하게 하여 충전 공간에서의 정체 압력을 펌프 출력으로 적용하도록 한다. 여기서, 브리지 형성을 향하여 증가하는 경향 및 매체의 탈수가 방지되어 원하지 않는 높은 구동력이 회피된다.
전형적인 실시예에 따른 천공부(24)는 웨브(26) 보다 넓다. 각각의 경우 천공부의 중간은 수직선 중간에 위치하고 서로에 대해 90° 만큼 오프셋되어 스크류 피치 당 천공부(24 및 4)를 형성한다. 천공부의 높이는 스크류 높이의 약 50%에 대응한다.
공급 스크류(10)가 또한 도 4 및 도 5에 도시된다. 여기서, 커플링 샤프트(32)가 구동 부품으로서 제공된다. 스크류(14)는 모든 다른 전형적인 실시예들과 같이, 개별 스크류 세그먼트로 이루어지는 조인트 부품들(30) 사이의 영역에서 커플링 샤프트(32) 상으로 용접된다. 스크류(14)의 이러한 실시예는 예를 들면 저 점성 매체를 이용한다. 천공부(24)의 면적에 대한 대형 정면 면적(28)에 의해, 더 많은 매체가 로터 영역으로 유입되고 더 작은 크기의 천공부가 그럼에도 불구하고 구동력에 대한 증가되는 요구를 방지한다.
도 4 및 도 5에 도시되는 천공부(24)의 배치 및 공급 스크류(10)의 크기가 도 6에 도시된다. 스크류 피치 당, 120° 만큼 각각 오프셋되는 3개의 천공부가 스크류(14)에 제공된다.
하나의 와인딩(winding)을 위한 스크류 설계에 대한 부가적인 전형적인 실시예가 각각 도 7, 8, 9에 도시된다.
도 7은 6개의 천공부(24) 및 웨브(26)의 균일한 분포를 나타낸다. 천공부의 높이(HD)는 스크류(14)의 높이(HS)에 비해 50%이다. 천공부의 폭(BD)은 웨브의 폭(BS)에 대응한다.
도 8에서 스크류(14)는 4개의 천공부(24) 및 4개의 웨브(26)를 가지며 천공부의 폭(BD)은 웨브의 폭(BS) 보다 크다. 천공부(24)의 높이(HD)는 스크류(14)의 높이(HS)의 50% 이다.
도 9의 일점쇄선은 스크류(14)의 높이(HD)에 대한 천공부의 높이(HD)에 관련된 상이한 크기 관계를 보여주며, 3개의 천공부(24)는 120°로 분리된 것으로 도시되어 있다.
도 1은 공급 스크류의 측면도.
도 2는 공급 스크류의 사시도.
도 3은 공급 스크류의 단면도.
도 4는 양 측부 상에 조인트 부분을 구비한 공급 스크류의 도면.
도 5는 도 4에 따른 공급 스크류의 측면도.
도 6은 공급 스크류의 단면도.
도 7은 6개의 천공부를 구비한 스크류 단면도.
도 8은 4개의 천공부를 구비한 스크류 단면도.
도 9는 결합 로드로부터 다양한 천공 길이를 구비한 스크류 단면도.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*
10 : 공급 스크큐 12 : 스크류 파이프
14 : 스크류 16, 18 : 커플링 샤프트 단부
20 : 파이프 세그먼트 22 : 커플링
24 : 천공부 26 : 웨브
28 : 단부면 30 : 조인트 부품
32 : 커플링 샤프트 34 : 스크류 로터

Claims (14)

  1. 편심 스크류 펌프로서,
    부가 스크류 스타트가 제공되는 스테이터에서 회전하는 편심 회전 로터를 구비하고, 상기 로터가 커플링 샤프트를 경유하여 구동부로 연결되고 상기 커플링 샤프트가 공급 스크류에 의해 둘러싸이는, 편심 스크류 펌프에 있어서,
    상기 공급 스크류(10)는 피치 당 두 개 이상의 천공부(24)를 가지는 스크류(14)를 가지며, 상기 천공부(24)들 사이에 형성되는 웨브(26)가 상기 커플링 샤프트와 연결되는 것을 특징으로 하는,
    편심 스크류 펌프.
  2. 제 1 항에 있어서,
    스크류 피치 당 4개 이상의 천공부가 존재하는 것을 특징으로 하는,
    편심 스크류 펌프.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 커플링 샤프트는 스크류 파이프를 가지며, 상기 스크류 파이프 위에 스트립형 파이프 세그먼트(20)가 상기 공급 스크류(10)의 종방향 축선에 대해 평행하 게 일 단부에 위치하며 상기 스트립형 파이프 세그먼트는 상기 스크류(14)와 연결되는 것을 특징으로 하는,
    편심 스크류 펌프.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 파이프 세그먼트(20)의 개수가 상기 천공부(24)의 개수에 대응하는 것을 특징으로 하는,
    편심 스크류 펌프.
  5. 제 1 항, 제 2 항, 또는 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 천공부(24)의 높이(HD)는 상기 스크류(14)의 높이(HS)의 30% 내지 70%에 대응하는 것을 특징으로 하는,
    편심 스크류 펌프.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 천공부(24)의 높이(HD)는 상기 스크류(14)의 높이(HS)의 20% 내지 60%에 대응하는 것을 특징으로 하는,
    편심 스크류 펌프.
  7. 제 3 항 또는 제 4 항에 있어서,
    상기 작동 상태에서의 상기 파이프 세그먼트(20)가 상기 조인트 요소(30)를 덮는 것을 특징으로 하는,
    편심 스크류 펌프.
  8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 천공부(24)의 폭(BD)은 커플링 로드가 연결되는 상기 웨브(26)의 폭(BS)에 대응하는 것을 특징으로 하는,
    편심 스크류 펌프.
  9. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 천공부(24)의 폭(BD)은 상기 웨브(26)의 폭(BS) 보다 더 큰 것을 특징으로 하는,
    편심 스크류 펌프.
  10. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 웨브(24)의 폭(BS)은 상기 천공부(26)의 폭(BS) 보다 큰 것을 특징으로 하는,
    편심 스크류 펌프.
  11. 제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 웨브(26)는 상기 스크류의 진로에 대향되는 경사를 가지는 것을 특징으로 하는,
    편심 스크류 펌프.
  12. 제 1 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 웨브(26)는 30°내지 120°만큼 서로에 대해 오프셋되는 것을 특징으로 하는,
    편심 스크류 펌프.
  13. 제 7 항에 있어서,
    상기 파이프 세그먼트(20)의 길이는 상기 스크류(14)의 진로에 적용되는 것을 특징으로 하는,
    편심 스크류 펌프.
  14. 제 1 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 스크류(14)는 수 개의 부품으로 이루어지는 것을 특징으로 하는,
    편심 스크류 펌프.
KR1020070077339A 2006-08-03 2007-08-01 편심 스크류 펌프용 공급 스크류 KR20080012769A (ko)

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