KR20110126561A

KR20110126561A - 현장 재조립 구성을 구비하는 나사펌프

Info

Publication number: KR20110126561A
Application number: KR1020110046382A
Authority: KR
Inventors: 엠. 키르크랜드 티모씨
Original assignee: 투씰 코포레이션
Priority date: 2010-05-17
Filing date: 2011-05-17
Publication date: 2011-11-23
Also published as: US20110293459A1; EP2388482A1; TW201207240A; CN102251960A; JP2011241834A; US8764424B2

Abstract

현장 재조립 구성을 구비하는 나사펌프(20)는 나사(40), 베이스(26), 나사(40)용 축을 구비하고 있다. 나사(40)는 회전 동안에 맞물리며, 그리고 내부 및 외부 단부(44 및 42) 사이에 연장된 헬리컬 플라이트를 구비하고 있다. 축(50)은 내부 및 외부 단부(68 및 74) 사이에 연장되어 있으며, 대략 그 내부 단부(68)로부터 베이스(26)로부터 외팔보 형식으로 설치되어 있다. 각각의 나사(40)은, 나사(4)가 그 축(50)의 외부 단부(74)를 따라 각각의 축(50) 상부로 슬립 이동하기 위하여, 그 축(50)을 수용하기 위한 내부가 빈 코어(80)을 형성되어 있다. 나사펌프는 각각의 축(50) 및 나사(40) 중의 중간부에 키 없는 잠금 메커니즘(56, 58, 96 또는 98)을 더 포함하고 있으며, 키 또는 키 안내로 없이 축(50)과 나사(40)를 서로 회전 가능하게 잠글 수 있다.

Description

현장 재조립 구성을 구비하는 나사펌프{Screw pump with field refurbishment provisions}

본 발명은 나사펌프에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 현장 재조립 구성을 구비하는 나사펌프에 관한 것이다.

일반적으로 나사펌프는 흡입 단부로부터 배출 단부로 축방향으로 연장된 최소한 두 개의 나사를 구비하고 있으며, 회전하는 동안에 헬리컬 플라이트(helical flight)가 서로 맞물려 있다. 나사들은 흡입 단부로부터 배출 단부로 축방향으로 연장 형성된 나사 하우징 내에 제공된다.

나사펌프들은 몇개의 인자들에 따라 분류될 수 있다. 두 개의 인자들은 (1) 나사와 축이 서로 분리된 또는 단일체로 구성되어 있는지, 그리고 (2) 나사가 일단부로부터 또는 양단부로부터 지지되는지에 따라 분류된다.

나사와 축이 별도로 분리된 별개의 요소면, 나사는 일반적으로 나사를 관통하는 중앙 구멍(bores)에 의하여 그들 축을 따라 슬라이드 이동한다. 각각의 나사를 해당하는 축에 고정하기 위한 종래 기술에 따른 방법은 키 및 키 안내로를 이용하여 구현된다. 축을 갖는 나사가 단일체로 구성되면, 상기 단일체 구성은 키 및 키 안내로에 대한 구성을 제거하며, 축 부분은 축으로서가 아니라 축 서터브(stub)에 해당하게 된다.

한 개 또는 두 개의 조각 구성 이외에도, 두 개의 서로 다른 스타일의 나사 지지부가 있다. 즉, 나사가 일단부 만에 의하여 지지되면, 이는 외팔보 형태의 나사펌프에 해당하는 것이다. 외팔보 나사에 있어서, 나사 방향은 수평이 아니라 수직으로 되어 있으며, 그 흡입 단부는 높고, 배출 단부는 낮도록 구성된다. 나사의 축 (또는 축 스터브)은 베어링-밀봉 케리어 내부의 방향으로, 베어링, 밀봉재 및 드라이브 소스가 모두 축(또는 축 스터브)에 결합되는 배출 단부로부터 돌출되어 있다. 나사의 단부에는 베어링 및 밀봉재에 없기 때문에 나사의 흡입 단부를 넘어서는 부위에 돌출부를 형성할 필요가 없다.

나사 지지부의 다른 한 유형은 단순하게 지지되는 구성을 한다. 외팔보 나사와 같이, 단순한 지지 형태의 나사는 흡입 단부 및 배출 단부 사이에서 연장 형성되어 있다. 외팔보 나사와 다르게, 단순히 지지만을 위한 축 (또는 축 스터브)은 나사가 양단부에서 베어링에 의해서 지지되기 때문에 양단부로부터 돌출되어 있다. 단수한 지지 나사는 일반적으로 양단부에 베어링 밀봉재를 구비하고 있다.

단순한 지지 나사용 및 외팔보 나사용 축은 일단부에서 만 구동되며, 이는 배출 단부로부터 돌출되는 축의 부분에 해당한다. 두 개의 평행 축의 각각은 그에 고정되는 헬리컬 기어를 구비하며, 다른축의 헬리컬 기어와 상호 맞물려 있다. 한 개의 축은 직접 구동되며, 나머지 한 개의 축은 직접 구동 축으로부터 떨어져 구동된다.

모든 유형의 나사펌프들은 서비스에 대해서 여러가지 단점을 지니고 있다. 나사펌프는 부식성 그리고/또는 마모성 재료로부터 무엇인가는 전달할 수 있는 압축성 매개물을 나사의 플라이트부 위에 코팅부를 형성하는 제한된 재료 사용없이, 포함되는 다른 재료들에게 펌핑하는 작업 환경에서 종종 사용된다. 작업 연장 작동 이후에는, 나사펌프는 분리되어, 서비스를 받는다. 이때 나사들은 축으로부터 분리되어, 청소되거나 또는 교체된다. 이와 같은 작업을 위하여, 베어링-밀봉 케리어로부터 나사 하우징을 제거할 뿐만 아니라, 나사의 작동 시간을 재조정하기 위하여 베어링-밀봉 케리어를 분해하는 등의 힘든 분해 작업을 필요로 한다.

나사를 재조립하기 위한 각각의 작업 예는 "시간 조정"이라는 작업을 필요로 한다. 시간 조정 작업은 적절한 맞물림 및 회전하는 동안 각각의 헬리컬 플라이트의 유격에 대하여 서로 상대적인 나사의 상대 각도 방향을 조정하는 작업을 포함한다. 축은 일반적으로 헬리컬 기어를 구비한다. 이와 같은 헬리컬 기어는 베어링-밀봉 케리어로부터 나사 하우징을 제거하고, 그리고 베어링-밀봉 케리어를 분해함으로서 접근할 수 있다. 최소한 한 개의 헬리컬 기어가 축으로부터 분리되고, 그 축을 중심으로 회전을 시키고 그리고 다시 조립됨으로서 서로에 헬리컬 플라이트의 유격을 시간 조정할 수 있다.

그와 같은 작업 이후에, 밀봉재가 교체되고, 베어링-밀봉 케리어를 다시 닫고 그리고 나사 하우징을 하우징을 다시 설치하는 등의 작업을 수행한다.

상기와 같은 작업을 단순화하고 그리고 나사펌프의 현장 재조립 구성과 관련한 종래 기술의 문제점들을 극복하기 위하여 개선 사항들이 필요하다.

따라서, 본 발명의 목적은 키 및 키 안내로의 이용 없이 나사펌프의 축과 나사를 회전 가능하게 잠그는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 목적은 나사펌프의 타이밍 조정이 타이밍 기어를 이용해서가 아닌 나사축 및 나사 사이를 조정해서 이루어지는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 목적은 나사펌프의 타이밍 조정이 나사펌프의 상부에서 이루어지고, 그리고 나사펌프가 완전히 조립되는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 목적은 나사펌프를 분해할 필요없이, 나사펌프로부터 나사 조임을 풀고, 슬라이딩 분해를 가능하도록 하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 목적은 나사펌프를 완전히 분해하지 않고, 밀봉재를 서비스할 수 있도록 하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 목적은 주위의 온도가 낮을땐 그들 사이에 슬립 결합이 이루어지지만, 작동 온도에서는 축에 대하여 나사의 중심이 고정된 포지티브 잠금이 이루어 질 수 있도록 간섭(interference) 결합이 이루어질 수 있도록, 서로 유사하지 않은 열 팽창 계수를 갖는 재료를 이용하는 것을 목적으로 한다.

상기와 같은 그리고 다른 여러가지 양상 및 목적들은 본 발명에 의한 다양한 현장 재조립 구성을 구비하는 나사펌프에 따라 제공된다. 상기와 같은 펌프는 최소한 두 개의 나사와, 베이스와, 나사용 축을 구비한다. 이러한 나사들은 회전하는 동안에 서로와 상호 맞물리는 헬리컬 플라이트를 구비한다. 나사들은 내부 및 외부 단부 사이에서 연장 형성되어 있다. 축들은 내부 및 외부 단부 사이에서 연장 형성되며, 내부 단부를 중심으로 그로부터 외팔보 형태로 구성된다. 각각의 나사는 나사가 축의 외부 단부를 통하여 각각의 축으로 슬립이동할 수 있도록 축을 수용하기 위한 진공 상태의 코어로 형성된다.

본 발명의 일 양상은 각각의 축과 나사 중간에 키 없는 잠금 메카니즘을 구비하는 것을 특징으로 한다. 키없는 잠금 메커니즘은 키 또는 키 안내로 없이 축과 나사를 서로 회전 가능하게 잠글 수 있는 것을 특징으로 한다.

키 없는 잠금 메커니즘은 나사들 사이의 타이밍이 축을 중심으로 나사들을 회전 가능하게 슬립하도록 하여 조정될 수 있도록, 풀릴 수 있는 것(예를 들면, 사용자에 의하여 잠금 해제될수 있다)이 바람직하다.

키 없는 잠금 매카니즘이 각각의 축과 나사 중간에 설치될 뿐 아니라, 나사와 축의 외부 단부들 인근에 설치되는 것이 바람직하다.

나사펌프는 추가로 나사 하우징을 구비한다. 상기의 나사 하우징은 그 내부 단부에 인접한 베이스로부터 외팔보 형상으로 구성될 수 있도록 내부 단부와 외부 단부 사이에 연장 형성된다. 나사 하우징은 그들 축 상부에서 나사를 수용할 수 있도록 나사 챔버를 구비한다. 키가 없는 잠금 메커니즘을 릴리징함으로서, 베이스로부터 나사 하우징을 제거할 필요없이 나사들이 그들의 축으로부터 제거될 수 있도록 하는 것이 본 발명의 다른 양상의 특징이다.

각각의 축은 외부 단부를 구비하며, 그 외부 단부 인근에 발등부를 구비하고 있으며, 상기의 발등부는 돌출부(shoulder)를 구성한다. 상기 돌출부를 지나서 나사 축부가 형성되어 있으며, 나사부 내에 속이 빈 코어를 구비하는 고리 모양의 캐비티가 형성되어 있다. 키가 없는 잠금 메커니즘의 도입 및 작용을 위한 작업 공간을 제공하는 것은 고리 모양의 케비티이다.

본 발명의 또 다른 양상은, 키 없는 잠금 메카니즘은 축 클램핑 구성, 드리프트 자유형 키 없는 부싱, 리트트형 키 없는 부싱, 또는 싱크 유형의 키 없는 부싱등과 같은 소정의 형태 또는 그와 같은 것들로부터 선택된 소정의 한 개를 제한 없이 사용할 수 있는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 양상은, 나사들은 열 팽창 특성 계수를 갖는 재료로 만들어지며, 이와는 대조적으로 축들은 작동 온도 근처의 온도로부터의 온도 범위 이상을 구비하며, 나사의 열적 팽창 특성 계수보다 높은 열적 팽창 계수를 갖는 서로 유사하지 않는 재료들로 만들어 진다. 나사와 축은 주변 온도에서 슬립 결합이 이루어지며, 나사와 축은 작동 온도에서 간섭 결합이 이루어지며, 이에 따라 축에 대한 나사의 포지티브 잠금을 가능하게 한다.

베이스는 나사 하우징의 내부 단부가 그로부터 떨어져 외팔보로 지지되는 패널을 구비하고 있다. 나사펌프는 그 내부 단부 근처에서 그리고 베이스의 패널 표면 인접한 한곳에서 축을 원형으로 둘러싸는 밀봉 어셈블리들을 구비하고 있다. 본 발명의 다른 양상은, 상기의 밀봉 어셈블리는 나사 및 나사 하우징이 제거된 이후, 그러나 축은 제거되지 않은 상태에서, 또는 베이스의 내부로부터 패널 뒤로 접근할 수 있는 상태에서 그들이 제거될 수 있도록, 접근 가능하게 설치되는 것을 특징으로 한다.

축 클램핑 구성은 축에 연결된 또는 축 상면에 구성된 한쌍의 턱부(jaws)를 구비한다. 최소한 한개의 피동 턱부는 이동가능하며, 이에 따라 클램핑 압력을 만들어 낸다. 이동 가능한 턱부는 돌출부 넘어 형성된 넥-인(necked-in) 축 및 그 외부 단부 인근에 형성된 나사부 사이의 고리 모양의 캐비티 내부에 고정되는 링을 구비하고 있다. 이와 같은 구성에 따라, 이동 가능한 턱부는 돌출부에서 축에 결합된 나사산이 형성된 봉(rod)에 의하여 선택적으로 구동된다. 각각의 축은 내부 및 외부 시트(seat)를 구비하며, 상기 시트 상부에 축방향의 클램핑 구성의 턱부가 클램프한다. 축에 대한 나사의 잠금은 두 개의 키없는 잠금 기술의 조합에 따라 이루어 질 수 있다.

다른 방법으로, 나사펌프는 나사 하우징을 베이스의 패널에 설치하기 위한 고정장치(fasterners) 시리즈를 구비하고 있다. 나사 하우징은 베이스 상에서 축 또는 패널를 방해하지 않고 또는 베이스 내부로부터 패널 뒤로 접근하지 않고, 베이스로부터 교체가능하다.

본 발명의 바람직한 실시예에 있어서, 축은 강철 합금을 구비하며, 그리고 나사는 주변 온도로부터 작동 온도까지의 온도 범위를 갖는 약 제로(0%) 열 팽창을 갖는 재료를 구비한다. 일반적으로, 나사는 작동 온도에서는, 그들의 외부 단부에서보다는 내부 단부 근처에서 더 뜨겁다. 따라서, 축과 나사의 코어 사이의 인터페이스 압력은 외부 단부에 인접할수록 보다는 내부 단부 근처에 인접할수록 더 높다.

본 발명의 많은 특징들 및 목적들은 다음에 설명되는 바람직한 실시예 및 보기들로 더욱 분명해질 것이다.

바람직한 실시예들이 도면에 도시되어 있다. 본 발명은 보기로 공개된 실시예들에 한정되지 않으며, 본 발명이 속하는 분야의 당업자에 의하여 본 발명의 범위 내에서 변경한 것이 가능하다.

도 1은 본 발명에 따른 현장 재조립 구성을 갖는 나사펌프의 사시도이다.
도 2는 나사펌프로부터 나사 하우징의 분해를 도시하는 것 이외에, 도 1과 비교한 구성을 도시하는 사시도이다.
도 3은 그 전개도를 도시한 것 이외에, 도 2와 비교하는 구성을 도시하는 사시도이다.
도 4는 커버 워셔(62) 및 키없는 부싱(58)이 제거된 것을 도시하는 것 이외에, 도 2에서 라인 IV-IV을 따라 절치된 크기 확대 부분 단면도이다.
도 5는 도 3의 키없는 부싱(58)의 크기 확대 사시도이다.
도 6은 그 전개도를 도시하는 것 이외에, 도 5와 비교한 구성을 도시하는 사시도이다.
도 7은 확대된 크기에서 시야로부터 보이지 않는 부분 이외에, 그리고 커버 워셔(62) 및 키 없는 부싱(58) 이외에, 도 4와 비교한 부분 단면도이다.
도 8은 도 7의 선 VIII-VIII에서 절취한 크기 확대 부분 단면도이다.
도 9는 본 발명에 따른 키없는 나사-대-축 잠금 메커니즘의 다른 실시예을 도시하는 이외에, 도 7의 구성과 비교한 부분 단면도이다.
도 10은 본 발명에 따른 키없는 나사-대-축 잠금 메커니즘의 또 다른 실시예를 도시하는 것 이외에, 도 7 및 도 9의 구성과 비교한 부분 단면도이다.
도 11은 제거된 부분 및 고온의 작동 온도에 도달한 이후 그리고 간섭 효과가 발생한 이후에, 나사와 축 사이의 인터페이스 압력에 대한 압력-대-축을 도시하는 이외에, 도4의 구성과 비교한 부분 단면도이다.

도 1은 본 발명에 따른 우회(bypass) 및 현장 재조립 구성을 갖는 나사펌프(20)을 도시한다. 상기 나사펌프(20)는 외팔포 형식의 나사펌프이다. 나사펌프(20)는 흡입구 하우징(24) 및 베어링-밀봉 케리어(26) 또는, 보다 정확히 말하면 그 상단 패널(28) 사이에 샌드위치 형상으로 구성된 나사 하우징(22)을 구비하고 있다. 베어링-밀봉 케리어(26)는 배출 포트(32)로 구성된다. 나사 하우징(22)은 물 자켓 커버 플레이트(34)와, 우회 커버 플레이트(36)를 구비하고 있다.

도 2는 서로에 대하여 대응하여 반대로 회전하는 한쌍의 대응 거울 나사(40)를 구비한다. 나사(40)는 흡입 또는 입구 단부(42) 및 배출 단부(44) 사이에 연장되어 있다. 도3은 각각의 나사(40)가 헬리컬 플라이트의 제1 스테이지(46) 및 켈리컬 플라이트의 제2 스테이지(48)를 구비한다. 제2 스테이지(48)용 플라이트는 상대적으로 더 거칠게 형성되는 제1 스테이지(46)용 플라이트보다는 더 미세하게(finer) 형성되어 있다.

배출 포트(32)는 베어링-밀봉 케리어(26)을 통과하는 배출 플레늄(plenum) (미도시)의 단부에 해당한다. 도2 및 도3은 상기의 배출 플래늄의 내부 개구부(52)를 도시한다(미도시이지만, 포트(32)는 그의 출구에 해당한다).

도 3은 나사(40)가 키없는 잠금 메커니즘(56 및 58)에 의하여 상기 나사 축(50)에 부분적으로 고정된 구성을 도시한다. 본 발명의 일양상에 따르면, 키없는 잠금 메커니즘(56 및 58)은 나사(40)의 흡입 단부(42)에서 접근 가능하다. 나사(40)는 주변 온도의 경우 나사축(50)을 따라 대단히 밀접하게 슬립 결합하기 위한 크기를 갖는 중앙 구멍(80)을 구비한다. 다시 말하면, 나사축(50) 및 축 구멍(80) 사이는 주변 온도 슬립 결합으로 되어 있다. 키없는 잠금 메커니즘(56) 및/또는 (58)은 부분적으로 이와 같은 주변 온도 "슬립" 결합을 방지(combat)하는 기능을 한다. 키없는 잠금 메커니즘(56) 및/또는 (58)은 부분적으로 나사(40)들 사이에 타이밍을 유지하는 기능을 한다. 여기서 타이밍은 회전하는 동안에 각각의 헬리컬 플라이트의 적절한 상호 맞물림 및 유격에 대한 서로에 대한 나사(40)의 상대 각도 방향성에 관한 것이다.

도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 키없는 잠금 메커니즘(56)은 축(50)에 대하여 나사(40)에 축방향의 클램핑력을 제공하는 복수의 요소 및 특징들을 구비한다. 키없는 잠금 메카니즘(56)은 이동 턱부(54)로 작용하는 링(54)를 구비하고 있다. 나사축(50)은 한쌍의 발등부(instep)로 구성되며, 각각은 돌출부를 형성한다. 나사축(50)에 대한 제1 발등부는 상대적으로 큰 직경부에서 중간 직경부로 형성(transition)되며, 내부 돌출부(68)를 형성한다(여기서, 내부라 함은 뒤에 설명될 그 다음의 돌출부보다는 베어링-밀봉 케리어(26)에 상대적으로 더 근접함을 뜻한다). 나사축(50)에 대한 제2 발등부는 중간 직경부로부터 상대적으로 작은 직경부에 걸쳐 형성되며, 외부 돌출부(74)를 형성한다. 외부 돌출부(74)는 펌프(20)의 흡입 단부(24)에 근접하여 형성된다. 외부 돌출부(74)를 넘어 형성된 스텝인(stepped-in) 나사축(50)에 의하여 나사(40) 내의 구멍(80)을 갖는 고리형의 케비티가 형성된다. 고리형 케비티는 키없는 잠금 메커니즘(56 및 58)의 도입 및 기능을 위한 작업실을 제공하는 기능을 한다.

내부 돌출부(68)은 축 방향클램프(예를 들면 56)의 고정 턱부로 작용한다. 나사(40)의 배출 단부(44)는 내부 돌출부(68)과 접촉하는 시트(seat)로 작용한다. 외부 돌출부(74)는 이동 턱부(54)를 나사(40)과 연결된 소정이 부재로 견인하기 위하여 그리고 그에 따라 축방향의 클램핑력을 만들기 위한, 기계 나사들의 원형 구조를 형성하는 앵커리지(nchorage)로 작용한다. 이와 같은 목적을 위하여, 외부 돌출부(74)는 기계 나사의 타이트한 조립을 위한 나사산이 형성된 소켓의 원형 패턴으로 나사(tapped)형성되어 있다. 링(54)은 나사산들이 형성된 고정 장치들을 수용하면서, 기계 나사들이 슬라이드 관통하기 위한 관통구멍의 패턴으로 구성된다. 이동 턱부(54)는 나사(40)의 확실한 작용을 위한 소정의 부재를 필료로 하기 때문에, 나사(40)는 다음과 같이 구성된다. 나사(40)의 중앙 구멍(80)은 나사(40)의 흡입 단부(42) 근처에 오목한 형상의 원형 링 홈을 구비하고 있다. 이와 같은 링 홈은 이동 가능한 고정 링(66)을 수용하는 기능을 한다. 실제로, 나선형 고정 링(66)을 이용하는 것이 바람직하다.

상기와 같은 구성에 따라, 링 턱부(54)는 외부 돌출부(74) 내의 나사산이 형성된 소켓으로 꼬이면서 삽입되는 기계 나사 고정 장치의 원형 패턴에 의하여, 고정 나사부(내부 돌출부 68)에 대응하여 조여지고, 완화된다.

이에 따라, 키없는 잠금 메커니즘(56)은 나사(40)의 고정 링(66)과 나사(40)의 배출 단부(44) 사이에 클랩핑 압력을 인가하면서, 축 방향으로 클램핑 구성을 형성하게 되고, 이와 같은 구성은 내부 돌출부(68)에 대하여 시트로서 작용한다.

도 3 및 4 내지 8에 도시된 바와 같이, 키없는 잠금 메커니즘은 키없는 부싱(58)로 알려진 환형의 압축 고정부를 구비하고 있다. 보다 구체적으로는, 이와 같은 키없는 부싱(58)은 키없는 부싱의 특정 유형과, 세개의 그러한 유형 중 한개를 구비하며, 여기서 한개의 유형은 일반적인 라이프 스타일의 키없는 부싱(58)에 해당한다. 도 3 및 7은 먼지 등을 밀봉 방지하기 위한 오-링을 구비하는 커버 워셔(62)이다. 고정 링(54) 및 키없는 부싱(58)을 고정하기 위한 기계 나사는 커버 워셔(62)의 제거 이후에 접근 가능하다. 소정의 키없는 부싱들은 상표명 B-LOC의 제품을 델라웨어, 웰밍턴의 리미테이션 훼너 유에스에이 주식회사로부터 어려움 없이 구입할 수 있다.

키없는 부싱(58)은 한쌍의 상호 결합 분리 칼라(split collars)를 구비하고 있으며, 그 중 하나는 플랜지 형성된 내부 칼라를 구비하고 있으며, 다른 한개의 칼라는 링 외부 칼라를 구비하고 있다. 플랜지가 형성된 내부 칼라는 외부 돌출부(74) 상부의 축(50)의 넥인(neck-in)부를 클램핑하기 위한 원통형 내부 벽을 구비한다. 링 외부 칼라는 나사(40) 내부의 축 구멍(80)의 측벽을 베어링 지지하기 위한 원통형 외부 벽을 구비하고 있다. 한쌍의 칼라들은 한쌍의 원추형 경사부와 상호 결합되어 있다. 기계 나사들은 플랜지가 형성된 내부 칼라의 플랜지 내부의 관통 구멍의 원형 패턴을 통하여 슬라이드 이동하며, 그리고 링 외부 칼라 내에서 나사산이 형성된 소켓 내로 꼬이면서 들어가게 된다. 기계 나사들을 조임에 따라, 하나의 유니트로서 키없는 부싱(58)을 제자리에서 웨지(wedge) 지지하게 하고, 긔고 축(50)과 나사(40) 사이에 방사상의 클램핑력을 제공하게 된다.

도 5 및 도 6은 플랜지가 형성된 내부 칼라의 플랜지가 나사산이 형성된 관통 구멍들 구비하는 것을 도시하고 있다. 키없는 부싱(56)이 처음 조여졌을 때, 키없는 부싱(56)을 느슨하게 할 필요가 있을 수 있다. 그러나, 도 5에 도시된 기계 나사를 느슨하게 것은 작업을 하는데 있어 충분하지 않을 수 있다. 기계 나사들은 두개의 칼라들을 서로 힘으로 분리하기 위하여, 나사산이 형성된 구멍(60)들 내로 억지 끼움으로 결합할 수 있다(미도시).

본 발명의 바람직한 실시예에 따라, 각각의 나사(40) 및 나사축(50)에 대하여 한쌍의 키없는 잠금 메커니즘(56 및 58)을 포함시키는 것이 바람직하다. 키없는 잠금 메커니즘은 축 방향의 클램핑력을 만드는 역할을 한다. 키없는 잠그 메커니즘(58)은 방사상의 클램핑력을 만드는 역할을 한다. 그러나, 이와 같은 구성의 목적은 편의를 위한 것만이 아니다.

많은 시도 이후에, 키없는 부싱(58)이 전체 등급의 토르크 로드(load)의 전송을 가능하게 하고, 시작 시점에서 냉각시킬 수 있을 뿐만 아니라, 작동중일 때의 온도에서 쉽게 구현할 수 있다. 많은 시도 결과, 키없는 부싱(58)을 조이는 것은 축(50)에 대하여 나사(40)을 조금 들뜨게 할 수도 있다는 것이다. 이에 따라, 축 방향 클램핑 메카니즘(56)은 키없는 부싱(58)의 들뜨는 경향을 중화시키는 기능을 한다.

키없는 부싱의 유형엔 한 개 이상이 있음을 상기에 언급을 하였다. 키없는 부싱(58)은 키없는 부싱의 라이프 스타일에 관한 것이다. 이러한 특징들에 따르면, 도 9 및 도 10에 도시된 바와 같이, 최소한 두개의 다른 스타일의 키없는 부싱이 존재한다.

도 9는 한쌍의 서로 대응하는 환형의 경사진 인터페이스를 구비하는 키없는 부싱(96)을 구비하고 있다. 이에 따라, 이와 같은 것은 드리프트(drift)가 자유로운 유형의 키없는 부싱(96)이다. 조여졌을 때, 키없는 부싱(96)은 축(50)에서 나사를 들뜨게 하지도 않고, 그와 반대되는 일도 하지 않는다.

도 10은 도 3 및 4 내지 8의 키없는 부싱(58)과 같이, 단일의 원형 경사 인터페이스를 갖는 키없는 부싱(98)을 도시한다. 그러나, 이와 같은 키없는 부싱(98)에 있어서, 링 칼라보다 더 넓은 접촉 표면적을 갖는 플랜지가 형성된 칼라는 축구멍(80)의 측벽에 대하여 외부 칼라 및 베어링에 스위칭된다. 키없는 부싱(98)을 조임에 따라, 키없는 부싱(58)의 역효과가 만들어지는 경향이 있다. 즉, 키없는 부싱(98)을 조임에 따라 나사(40)이 축의 내부 돌출부(68)에 대하여 보다 어렵게 가라않는 경향이 있다. 따라서, 키없는 부싱(98)은 키없는 부시의 싱크(sink) 유형에 해당한다.

도 9 및 도 10을 도 7의 구성과 비교하면, 키없는 부싱(96 또는 98)을 축 클램핑 구성(56)과 결합할 필요가 없다. 대조적으로, 키없는 부싱(56)과 협력하여 축 방향 클램핑 구성(56)을 쓸모없게 만드는 것이 바람직하다.

도 3 및 4에 도시된 바와 같이, 각각의 나사(40)는 두개의 조각으로 만들어지며, 각각은 제1 스테이지 섹션(46)및 제2 스테이지 섹션(48)으로 구성된다. 상기 두개의 섹션(46 및 48)은 다우얼(dowels)(64)에 의하여 서로에 대하여 소정의 각도의 방향으로 구성된다. 제 2스테이지(48)은 배출 플레이트(70) 상부에서 회전하며, 이에 따라 배출 포트(32을 통한 압축 가능 매개물의 배출을 제어할 수 있다. 밀봉 어셈블리(72)가 배출 플레이트(70) 하부에 설치되어 있다. 밀봉 어셈블리(72)는 가스켓 및/또는 베어링(미도시)를 포함하고 있다. 실제로, 배출 플레이트(70)의 바로 하부에 축(50) 당 한개의 베어링을 설치하며, 베어링-밀봉 케리어(26) 내부로 더 깊은 곳에는 축 당 한개 또는 그 이상의 베어링을 설치한다.

"타이밍 조정"에 대하여 설명하면 다음과 같다. "타이밍 조정"이라고 알려진 건식 나사 진공 펌프를 설계하는데 있어 한 인자가 있다. "타이밍"이란 "타이밍 조정"이라는 용어보다는 더 넓은 개념을 갖는다. 일반적으로 타이밍이란 두개의 요소를 갖는다. 그 중에서 한개의 요소는 나사(40)가 동일한 속도로 회전을 하는 것이다. 나사축(50)이 타이밍 조정을 위하여 절대 조정되지 않는 동기화 기어에 의하여 구동되는 것이 본 발명의 일양상이다. 종래 기술에 있어서, 보편적인 내용은, 헬릭스 기어를 이용하여 축을 구동시키고, 헬릭스 기어와 축 사이에 타이밍 조정을 수행하는 것이다. 본 발명의 일양상은, 나사축(50)을 타이밍 조정으로서의 작용을 위하여 방해받지 않는 일정하게 맞물려 있는 동기화 기어에 의하여 구동되는 점이다.

타이밍 조정은 서로에 대하여 나사(40)의 상대 각도 방향성을 조정하는 것을 포함한다. 본 발명의 일양상은, 타이밍 조정은 시어와 축(50)의 사이에서 이루어진 것이 아니라, 나사(40)의 자유(흡입) 단부(42)에서 키없는 잠금 메카니즘(56, 58, 96 및/또는 98) 중에서 한개 또는 그 이상의 메카니즘에 의하여 이루어지는 것이다.

나사(40) 사이의 적당한 각도 방향성은 많은 방법으로 고려될 수 있다. 예를 들면, 나사가 그 주변 소정 부위에 소정의 포인트로 표시할 수 있다. 나사가 회전함에 따라, 이와 같은 소정의 포인트는 완전한 회전으로 괘적을 그리면서 선회하게 된다. 또 다른 나사 역시 회전함에 따라, 완전한 회전을 하면서 괘적을 그리는 것과 같이, 그 주변부에 한개의 대응하는 포인트를 표시할 수 있다. 두개의 포인트가나사와 축(shaft)의 축(axes)들 사이에 동시에 평면을 가로지를 때 적절한 타이밍 정이 이루어질 수 있다. 매 회전을 위하여, 동시에 상기 평면을 가로지를 뿐 아니라, 높은 정밀도를 가지고 가로지르게 된다. 그와 같은 것을 정확하게 수행하기 위해서, 마이크로 조정이 필요하다.

나사펌프 나사(40) 및 나사펌프 나사 축(50)의 종래 제조 방법은 그들을 단일의 한개의 유니트로(또는 동일체로 서로 잠금을 하여) 만드는 것이었다. 즉, 모든 작용 목적을 위하여, 만약 나사(40) 및 축(50)이 최초에 두개의 별도의 조작으로 구성되었고, 키 안내로 내의 키에 의하여 상호 키 연결되었다면, 그들은 연장된 작업 시간 이후에, 단일체와 동일한 것으로 서로 섞여 사용될 것이다.

이에 따라, 타이밍을 조정하는 종래의 방법은 타이밍 기어를 이용하는 것이다. 즉, 최소한 한개의 기어가 나사들 사이에 각도 조정을 가능하도록 하기 위하여, 이완될 수 있도록 각각의 나사 축에 이완 가능하도록 클램핑되는 것이다.

동기화된 속도완 다르게, 타이밍 조정은 나사펌프의 제조 및 수명에 "일회성 작업"이라는 작업이 아니다. 실제로, 나사(40)들이 시간 재조정될 필요가 있을 때, 수많은 시간이 존재한다. 앞서 언급한 내용들은 그러한 시간들의 완벽한 리스트가 아니다.

! 최초 제조 및 설치

! 나사(40)의 제거 (예를 들면, 기계 청소를 위하여)

! 낡은 나사(40)의 교체

! 낡은 밀봉재(72)의 교체

! 낡은 베어링 및 기타 부재들의 교체

상기에 기술한 내용에 따라, 시간 조정은 나사펌프의 이용하는 동안에 반복적으로 발생하는 일이다. 이와 같은 나사펌프(20)를 위하여, 축(50)은 동기 기어들에 의하여 구동된다. 서로에 대한 이러한 나사펌프(20)의 동기화 기어들의 방향성은 타이밍 조정과는 상관없다.

상기에 기술한 바와 같이, 나사(40)는 주변 온도 슬립 결합 방식에 따라 그들 축(50) 상에 고정된다. 나사(40) 및 축(50) 사이에 소정의 키없는 잠금 메커니즘이 존재하지 않으면, 그들 사이의 각도 방향성은 무한히 조정가능하게 된다. 본 발명의 일양상은 키없는 잠금 메커니즘(56, 58, 96 및/또는 98)을 나사(40) 및 나사 축(50) 사이에 구성하는 것이다.

나사(40) 및 나사축(50) 사이를 다음과 같이 조립하는 구성을 할 수도 있다. 각 나사의 제1 및 제2 스테이지 섹션(46 및 48)은 상호 짝을 이루고, 그리고 다우얼(dowels)(64)에 의하여 상호 방향을 조정한다. 그 다음으로, 나사(40)들이 서로에 대하여 정확한 각도 방향성을 가지고 서로를 맞물리도록 한다. 나사(40)들은 배출 단부(44)가 안착되고, 자리잡고, 나사 축(50)의 내부 돌출부(68) 상에 자리잡을 때까지 그들의 맨(bare) 나사 축(50)을 따라 슬라이드 된다. 각 나사(40) 용 고정 링(66)은 각각의 나사(40)의 중앙 구멍(80) 내로 삽입하기 위하여, 링 홈 내로 삽입된다. 링 턱부(54)는 나사 축(50) 아래로 슬라이드 되며, 그리고 기계 나사들은 턱부(54 및 68) 사이의 클램핑 압력이 그들 사이에서 나사(40)를 견고히 누를 때 까지 나사 조임된다.

이와 같은 작용의 여러 구성에 따라, 나사(40)들 사이의 상대 각도 방향을 고정된 방향으로 고정한다. 이와 같은 방법으로, 나사(40)들의 상대 축방향의 방향성은 나사 축(50) 상에서 고정한다. 바람직한 방법으로는, 제2 키없는 잠금 메카니즘(58)을 이용하여 축 방향 클램프(예들 들면 56)에 의하여 제공된 기구적인 연결 구성을 개선시키는 것이다.

본 발명의 다른 양상에 따라, 단일의 키없는 잠금 메커니즘(96 또는 98) 사용을 위하여, 이중 키없는 잠금 메커니즘(56 및 58)을 사용하지 않는 것이다.

진보성 있는 나사펌프(20)에 대한 본 발명에 의한 "현장" 재조립 구성을 계속 설명하면 다음과 같다. 즉, 이는 "현장"(종종 공장의 의미이나, OEM 공장은 아님)에서 나사(40) 및 밀봉재(72)의 접금 가능성 및/또는 교체 및 단순한 도구를 이용한 모든 경우를 뜻한다.

건식 나사 진공 펌프가 많이 사용된다. 때때로, 그러한 펌프는 깨끗한 가스펌핑하기 위하여 사용된다. 때론, "오염물" 가스 흐름을 펌핑하기도 한다. 깨끗한 가스를 위하여 사용하는 경우, 건식 나사 진공 펌프는 문제점을 일으키지 않고 수년간 동안 사용되기도 한다. 그러나, 오염물질 가스 흐름의 경우는, 수년 동안 문제를 일으키지 않는 것은 어렵다. 오염 가스 흐름 내에 포함된 연행(entrained) 물질들은 짧은 시간 내에 문제를 일으킬 수 있다. 아마도, 수분 내에 또는 수 시간 내에 문제를 일으킨다.

이러한 오염 가스 흐름에 의하여 야기되는 문제점 대부분이 다음 두가지 경우에 해당한다.

(1) 나사(40)(또는 나사 하우징 22 내의 나사챔버 내에서)에 물질들이 형성되어, 유격을 막거나 접촉을 만든다(이와 같은 경우의 문제점들은 낮은 단계로부터 심각한 단계에 걸쳐 형성된다), 또는

(2) 나사(40)를 지지하는 베어링(또는 저널)으로부터 오염 가스 흐름을 분리시키는 밀봉재(72)의 물질의 부식(이와 같은 경우의 문제점들이 그 하부에 설치되는 밀봉재 72로부터 나사 챔버 내로 펌핑되는 아르곤과 같은 배출 가스와 일반적으로 혼합되기 때문에, 운전 비용의 증가를 가져 온다).

보다 구체적으로는, 상기에서 제1의 경우, 그 문제가 낮은 단계에서 높은 단계로 여러가지 등급이 존재한다. 낮은 단계의 오류는 모아진 물질들을 떨어 내고 공기로 불어 내기 위하여, 나사 챔버의 후면을 씻어 내어 해결할 수 있다. 종종 세척 과정으로도 그러한 문제가 해결되지 않는 경우가 발생한다. 그러한 경우에는, 나사펌프(20)를 잠시 동안 사용하지 않고, 분해하여 나사(40) 및 나사 하우징(22) 내부의 나사 챔버를 기계적으로 청소를 실시한다.

본 발명의 일양상에 따르면, 나사 하우징(22)을 베어링-밀봉 케리어(26)로부터 분해하지 않고, 그 축(50)으로부터 나사(40)을 제거하는 것이다. 본 발명의 따 다른 양상에 따르면, 나사 축(50)을 펌프(20) (예를 들면, 베어링-밀봉 케리어 26)의 나머지 구성으로부터 분해하지 않고, 나사(40)를 제고하는 것이다. 이에 따라, 나사펌프(20)는 현장에서, 즉 고객의 공장에서 OEM 공장으로 이동시킬 필요없이 바로 현장에서 서비스를 받을 있다.

만약 나사(40)가 그들을 멈출 정도로 서로 또는 나사 하우징(22)과 마찰하게 되면, 나사(40) 및 나사 하우징(22)을 교체할 필요가 있다. 시장에 시판되느 모든 다른 건식 나사 진공 펌프에 이와 같은 일을 하기 위하여, 연장된 서비스 기간 및 완전한 해체가 필요하다. 이와는 대조적으로, 본 발명의 일양상에 따른 나사펌프(20)에 따르면, 나사(40) 및 나사 하우징(22)은 상호 교체 가능한 부품들로 교체가 된다.

즉, 나사(40) 및 나사 하우징(22)은 단순한 손으로 이용할 수 이용할 수 있는 도구들을 이용하여, 나사 축(50)으로부터 분리가 되는(나사 40의 경우) 또는 베어링-밀봉 케리어(26)(나사 하우징 22의 경우)의 상부 패널(28)을 풀어서 작업을 할 수 있는 볼트가 체결된 내장형 모듈을 구비하고 있다. 손상된 나사(40) 또는 나사 하우징(22)은 모든 종류의 손으로 이용할 수 있는 도구들을 이용하여 현장에서 교체할 수 있다.

나사펌프(20)의 설계에 따라, 흡입 포트용 하우징(24)를 제고하거나, 그렇치 않으면 그러한 작업을 하는 동안에 펌프(20)를 완전히 조립된 상태를 유지한 상태에서, 작업자가 펌프(20)의 상부에서 타이밍 작업을 수행할 수 있다.

상기에 설명한 바와 같이, 2번째 작업 분야의 실수 원인은 밀봉재(72)의 부식 때문이다. 밀봉재(72)는 작은 부식 문제가 있으면, 일반적으로 교체되지 않는다. 즉, 일반적으로 밀봉재(72)의 어느 정도의 부식은 당분간은 문제가 되지 않으며, 세척 가스를 이용하여, 밀봉재(72) 후면을 가압하여 사용할 수 있다. 즉, 작업을 하고자 하는 목적은 가능하면 오염 가스 흐름에 포함된 물질들을 베어링으로부터 불어 세척하는 것이다. 그러나, 나사 축(50) 및 밀봉재(72) 사이에 틈새를 부식물이 메꾸게 되면, 이와 같은 작업이 효율이 떨어지고, 밀봉재(72)는 결국 교체되어야 한다. 시중에 시판되는 종래의 건식 나사 진공 펌프에 있어서, 필요재 교체는 밀봉재가 펌프 내의 깊은 곳에 위치하는 관계로, 펌프를 완전히 해체하고 작업을 실시하여야 한다.

본 발명의 일양상의 펌프(20)에 있어서, 밀봉재(72)는 작업자가 나사 축(50)을 제거할 정도로 펌프(20)를 해체할 필요가 없기 때문에, 나사(40) 만큼 쉽게 교체 가능하다.

도11에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일양상에 따르면, 나사(40) 및 나사축(50)을 다른 종류의 재료로 만들어, 키없는 잠금 메카니즘(56, 58, 96 및/또는 98) 중 어느 한개를 이용하여 토르크 전송 용량을 증가시킬 수 있다.

건식 나사 진공 펌프는 작업 중에 열을 증가시키고, 고온 상태로 유지된다. 약 175도씨(~350도화씨)의 온도가 나사(40)의 배출 단부(44) 근처에서 유지된다 (예를 들면, 온도는 흡입 단부(24)에서 배출 단부(32)의 방향으로 나사 하우징(22) 내의 나사 챔벙서 더 온도가 높다). 본 발명의 일양상에 따르면, 이와 같은 열에 의하여, 나사(40)를 그들의 나사 축(50)에 보다 긴밀히 결합시키는 장점이 있다.

본 발명의 일양상에 따르면, 다음 특징들을 얻기 위하여,나사 축(50)은 서로 다른 열 팽창 계수를 갖는 또 다른 재료로 만들어지는 반면에, 나사(40)(예를 들면, 섹션 46 및 48)는 하나의 열팽창 계수를 갖는 하나의 재료로 만들어진다. 주변 온도 조건에서, 나사(40)는 그의 나사 축(50) 상에 슬립 고저(예를 들면, 이완 결합)을 갖는다. 그러나, 작동 온도에서 나사(40)는 그들의 나사 축(50)에 대하여 간섭적인 결합을 갖는다.

따라서, 나사(40) 및 나사축(50)은 서로 다른 열팽창 계수를 갖는 서로 다른 재료로 각각 만들어진다. 나사 축(50)은 보다 높은 값을 갖는다.

이와는 별도로, 열팽창 계수는 온도가 변할 때, 재료의 부피 팽창 또는 수축에 대한 측정치이다. 만약 재료가 가열되어 팽창한다면, 그 재료는 양수의 열팽창 계수를 가지며, 이와는 반대로 만약 재료가 냉각되어 팽창된다면, 이는 음수의 영팽찰 계수를 갖는 것이다.

나사(40) 및 나사축(50)은 양수의 열패창 계수를 갖는 재료 또는 음수의 열팽창 계수를 갖는 재료를 이용하여 만들 수 있다. 나사 축(50)을 위한 열팽창 계수의 값들이 나사(40)의 열팽창 계수보다 실질적으로 높을 수 있도록 하기 위해서는, 각각의 열팽창 계수의 값들에 충분한 차이가 있기만 하면, 나사(40)는 작용 온도에서 나사 축(50)에 고정될 수 있다.

그리고 냉각의 경우(예를 들면, 주변온도), 분해를 위하여(또는 재조립을 위하여) 간섭 결합이 슬립 결합 내로 이완(relax)할 수 있다.

본 발명에 따른 바람직한 설계 구성은 다음의 특징을 갖는다.

나사 축(50)은 강철 합금으로 만들어진다. 이와는 다르게, 나사(40)는 이에 한정되지 않지만, NiResist grade D-5와 같은 재료를 포함하는 상대적으로 낮은 열 팽창 계수를 갖는 재료로 만들어 질수 있다. NiResist 재료는 강철의 열팽창 계수의 약 40% 정도인 열팽창 계수를 갖는다. 주변 온도에서, 나사(40)는 나사 축(50)을 따라 고정되는 대단히 근접한 슬립 결합을 위한 크기는 갖는 중앙 구멍(80)을 구비하고 있다. 나사(40)와 나사 축(50) 사이의 결합은 냉각 상태(주변 온도 상태)의 슬립 결합에서, 작동 온도 상태에서의 간섭 결합 사이에서 변하며, 다시 냉각 상태로 돌아가면 슬립 결합 상태로 돌아간다.

실제에 있어서, 작용 온도에서, 나사(40)은 하나의 단일의 온도를 갖지 않는다. 도11은 간섭 효과가 발생한 이후에, 고온 작용 온도에서 나사(40)과 축(50)사이의 인터페이스 압력을 보여주기 위하여, 나사(40) 및 축(50)을 따라 형성된 압력-대-축을 되시하는 이외에, 도4와 비교한 부분 단면도이다. 축방향 축(axis)은 Z-축으로 설정된다. 인터페이스 압력은 P-축으로 설정된다. 제2 스테이지(48)는 평균적으로 제1 스테이지(46) 보다 뜨겁다. 따라서,"간섭" 결합 현상은 제2 스테이지지(48)에서 크게 발생할 수 있다. 그럼에도 불구하고, 원하는 결과가 발생한다. 제2 스테이지(48)는 압축 작업의 대부분이 발생하는 곳이다. 따라서, 제2 스테이지(48)는 나사(40) 및 축(50) 사이의 간섭 결합을 깨트릴 수 있느 보다 높은 토르크 힘이 존재하는 곳이다. 제2 스테이지(48)과 축(50) 대 제1 스테이지(46)과 축(50) 사이에서 간섭이 보다 높은 결과는 장점인 것이다. 바로 거기가 간섭 결합이 가장 높아야될 필요가 있는 곳이다.

따라서, 본 발명의 일양상에 따르면, 축(50)에 대한 나사의 증가된 중심 잡기(centering) 및 포지티브한 잠금이 작용 온도에서 이루어질 수 있도록, 서로 유사하지 않는 열팽창 계수를 갖는 재료를 이용한 것이다.

도면 및 상세한 설명에 있어서, 나사(40)는 수직으로 설치되는 구성으로 도면에 도시되거나, 및 설명되어 있다. 그러나, 나사펌프는 다른 방향성으로 설치될 수 있으며, 이에 따라 본 상세한 설명에서, "상단", "높은", "들뜬", 또는 "싱크" 등의 용어들은 상세한 설명에서 단지 편의상의 용어로 설명되었으며, 어떤 특정 한 방향성 이용에 제한을 주지 않는다.

상기와 같은 변형, 실시예, 추가적인 변형 등에 대하여 공개 설명된 본 발명은 당업자에 자명할 것이다. 본 발명은 구체적으로 공개된 내용에 한정되지 않으며, 그에 따라 본 발명의 독점적인 권리가 청구된 본 발명의 범위에 접근하기 위하여, 바람직한 실시예의 상기의 설명보다는, 상기의 설명에 따른 기준이 첨부된 청구항에 적용될 것이다.

20 : 나사펌프 22 : 나사 하우징
24 : 흡입구 하우징 26 : 베어링 밀봉 케리어
28 : 상부 패널 32 : 배출 포트
34 : 물자켓 커버 플레이트 36 : 우회 커버 플레이트
40 : 나사 42 : 흡입 단부
44 : 배출 단부 46 : 제1 스테이지
48 : 제2 스테이지 50 : 나사축
56 : 잠금 메카니즘 58 : 잠금 메카니즘
64 : 다우얼 66 : 고정링
68 : 내부돌출부 70 : 표면
72 : 밀봉 어셈블리 74 : 외부돌출부

Claims

회전하는 동안에 서로 맞물리는 헬리컬 플라이트(flights)와, 내부 및 외부 단부(44 및 42) 사이에서 연장 형성되는 최소한 두 개의 나사(40)와;
베이스(26)와;
각각의 나사(40)에 대응하며, 그리고 내부 단부(68) 및 외부 단부(74) 사이에 연장되며, 상기 내부 단부(68)에 외팔보 형상으로 형성되는 축(shaft)(50)과;
상기 각각의 나사는, 나사(40)가 외부 단부(74)를 따라 각각의 축(50) 상부에 슬립(slip) 이동할 수 있도록, 축(50)을 수용하기 위하여, 중공인 코어(80)를 구비하며,
각각의 축(50)과 나사(40)의 중간부에 형성되며, 키 또는 키 안내로 없이 축(50)과 나사(40)를 함께 회전 가능하게 잠그기 위한 키없는 잠금 메커니즘(56, 58, 96 또는 98)를 포함하는 것을 특징으로 하는 나사펌프(20).
제1항에 있어서, 상기 키없는 잠금 메커니즘(56, 58, 96 또는 98)은 나사(40)들 사이의 타이밍이 축(50)에 대하여 나사(40)을 회전 가능하게 슬립핑(slipping)하여 조정될 수 있도록, 이완(releasable) 가능한 것을 특징으로 하는 나사펌프(20).
제1항 또는 제2항에 있어서, 키없는 잠금 메커니즘(56, 58, 96 또는 98)은 해당하는 축(50) 및 나사(40) 중간에 설치되는 것 뿐만 아니라, 그 외부 단부(74 및 42) 인접한 곳에 설치되는 것을 특징으로 하는 나사펌프(20).
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
내부 단부 및 외부 단부(24) 사이에 연장 형성되며, 그의 내부 단부 인접한 곳에서 베이스(26)로부터 외팔보 형식으로 형성되며, 축(50) 상에서, 나사(40)를 수용하기 위하여 나사 챔버를 구비하는 나사 하우징(22)을 더 구비하며,
키없는 잠금 메커니즘(56, 58, 96 또는 98)을 릴리징(releasing)하여, 베이스(26)로부터 나사 하우징(22)을 제거할 필요 없이, 나사(40)이 그들의 축(50)으로부터 제거되도록 하는 것을 특징으로 하는 나사펌프(20).
제1항 내지 제4항들 중 어느 한 항에 있어서, 각각의 축(50)은 외부 단부 인접한 곳에 발등부(instep)를 구비하며, 이에 따라 돌출부(shoulder)(74)를 형성하며, 그리고 상기 나사 축(50)은 돌출부(74)를 넘어서 스텝인(stepped in) 형성되어 있으며, 나사(40) 내에 중공의 코어(80)을 갖는 환형 케비티를 형성하며, 이에 따라, 이와 같은 환형 케비티는 키없는 잠금 메커니즘(56, 58, 96 또는 98)의 도입 및 작용을 위한 작업 룸을 제공하는 것을 특징으로 하는 나사펌프(20).
제1항 내지 제5항들 중 어느 한 항에 있어서, 상기 키없는 잠금 메커니즘(56, 58, 96 또는 98)은 축(axial) 방향 클램핑 구성(56), 드리프트 프리 유형 키없는 부싱(96), 리프트 유형 키없는 부싱(58) 또는 싱크 유형 키없는 부싱(98)들 중에서 소정의 한 개를 구비하는 것을 특징으로 하는 나사펌프(20).
제1항 내지 제6항들 중 어느 한 항에 있어서, 상기 나사(40)들은 열팽창 특성 계수를 갖는 재료들로 만들어지며,
사이 축(shafts)(50)들은 주변 온도에서 작용 온도까지에 걸쳐, 나사(40)의 열팽창 특성 계수들보다 더 높은 값의 열팽창 특성 계수를 갖는 서로 다른 재료로 만들어지며,
사기 나사(40)들과 상기 축(50)들은 주변 온도에서 슬립 결합을 가지며, 작용 온도에서 간섭 결합을 가지며, 이에 따라 그들의 축(50)들에 나사(40)들의 포지티브(positive) 잠금을 추가로 가능하게 하는 것을 특징으로 하는 나사펌프(20).
제1항 내지 제7항들 중 어느 한 항에 있어서, 상기 베이스(26)는 나사 하우징(22)의 내부 단부가 그와 떨어져 외팔보 형태로 형성되는 패널(28)을 구비하며,
그의 내부 단부(68) 인접한 곳에서 그리고 베이스(26)의 패널(28)의 표면(70) 인접한 곳에서 축(50)들을 원형으로 감싸는 밀봉 어셈블리(72)들을 더 구비하며,
상기 밀봉 어셈블리(72)는, 축(50)들의 제거 없이 또는 베이스(26) 내부로부터 패널(28) 뒤로 접근함이 없이, 그들이 나사(40)들 및 나사 하우징(22)을 제거한 이후에, 교체될 수 있도록, 접근 가능하게 설치되는 것을 특징으로 하는 나사펌프(20).
제1항 내지 제8항들 중 어느 한 항에 있어서, 각각의 축방향(axial) 클램핑 구성(56)은 축(50)에 연결되고 또는 그 상부에 형성된 한쌍이 턱부(jaws)(54 및 68)를 구비하며, 최소한 한 개의 턱부(54)는 이동 가능하며, 구동되어 클램핑 압력을 발생하는 것을 특징으로 하는 나사펌프(20).
제1항 내지 제9항들 중 어느 한 항에 있어서, 각각의 이동 가능한 턱부(54)는 그의 돌출부(74)를 넘어 형성된 넥인(necked-in) 축(54)과 그이 외부 단부(42)의 인접한 곳의 나사(40)의 코어(80) 사이에 환형의 케비티 내부에 결합하는 링(54)를 구비하며, 그리고 상기 이동 가능한 턱부(54)는 돌출부(74)에서 축(50)에 결합되는 나사산이 형성된 봉(rod)에 의하여 구동되는 것을 특징으로 하는 나사펌프(20).
제1항 내지 제10항들 중 어느 한 항에 있어서, 나사 하우징(22)을 베이스(26)의 패널(28)에 설치하기 위한 고정 장치(fasteners)를 더 구비하며,
나사 하우징(22)은 베이스26) 상에서 축(50) 또는 패널(28)을 방해하지 않고 또는 베이스(26)의 내부로부터 패널(28)의 뒤로 접근할 필요없이, 베이스(26)으로부터 교체될 수 있는 것을 특징으로 하는 나사펌프(20).
제1항 내지 제11항들 중 어느 한 항에 있어서, 각각의 나사(40)는, 축 방향 클램핑 구성(56)의 턱부(68 및 54)가 그 상부로 클램핑되는 내부 및 외부 시트(seat)(44 및 46)를 구비하는 것을 특징으로 하는 나사펌프(20).
제1항 내지 제12항들 중 어느 한 항에 있어서, 축(50)은 강첩 합금을 포함하며, 그리고 상기 나사(40)는 주변 온도에서 작용 온도의 범위에 걸쳐, 약 제로 %의 열 팽창 계수를 갖는 재료로 포함하는 것을 특징으로 하는 나사펌프(20).
제1항 내지 제13항들 중 어느 한 항에 있어서, 키없는 잠금 메커니즘(56, 58, 96 또는 98)은 키없는 부싱(58, 96 또는 98)들 중 한 개를 갖는 축 방향 클램핑 구성(56)의 조합을 포함하는 것을 특징으로 하는 나사펌프(20).
제1항 내지 제14항들 중 어느 한 항에 있어서, 각각의 나사(40)는 작용 온도에서, 외부 단부(42)보다 내부 단부(44) 인접한 곳에서 더 뜨거우며, 이에 따라 축(50)과 나사(40)의 코어(80) 사이의 인터페이스 압력은 외부 단부(42)에서 보다는 내부 단부(44)들의 인접한 곳에서 더 큰것을 특징으로 하는 나사펌프(20).