KR20180037524A - 개선된 밀봉부를 갖는 회전 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은, 외부에서 인가되는 전원에 의하여 회전하는 구동부의 회전력을 전달받고, 내측에 수용 공간을 구비한 하우징의 상기 수용 공간 내에서 회전 가능하게 상기 하우징에 결합된 회전축과; 상기 수용 공간에 수용된 분체, 유체를 포함하는 이송매체가 상기 회전축의 회전에 따라 상기 수용 공간에서 외측으로 유출되는 것을 예방 가능하게 일측은 상기 회전축에 결합되고 타측은 상기 하우징에 결합된 밀봉부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이에, 본 발명에 따르면, 수용된 소재를 포함하는 이송매체가 회전하는 회전축측으로 이동하여 외부로 유출되는 것을 에방할 수 있고, 회전되는 영역에 이송매체가 코팅되어 마찰력이 증대되며 마모되는 것을 예방할 수 있는 개선된 밀봉부를 갖는 회전 장치를 제공할 수 있다.

Description

개선된 밀봉부를 갖는 회전 장치 {Rotating Device with Improved Sealing Element}
본 발명은, 개선된 밀봉부를 갖는 회전 장치에 관한 것으로, 특히, 내측에 수용된 분체 등을 포함하는 소재를 정량적으로 공급하는 로터리 밸브를 포함하는 회전장치의 회전축이 회전하는 과정에서 회전축으로 유입되는 미세한 분체가 회전축으로 유입되어 외부로 유출되는 것을 예방할 수 있도록 구조를 개선한 개선된 밀봉부를 갖는 회전 장치에 관한 것이다.
산업용으로 다양한 종류의 기계가 사용되고 있으며, 그 중에서 분체를 포함하는 소재를 호퍼 등의 저장장치에 수용하고 수용된 소재 내지 이송매체를 정량적으로 공급하는 로터리 밸브를 포함하는 회전 장치가 포함되어 있다.
이러한 회전 장치는 통상적으로 내측에 수용된 이송매체를 외측으로 유출되지 않도록 밀봉하는 밀봉부를 구비하고 있으며, 이러한 종래기술의 회전 장치(100)가 도 1a 내지 도 1c에 도시되어 있다.
회전 장치(200)는, 외부에서 인가되는 전원에 의해 회전하는 모터(113)와 모터(113)의 회전에 따라 회전하는 구동축(115a)을 구비하여 모터(113)의 회전을 감속하는 감속기(115)를 포함하는 구동부(110)와, 호퍼 등과 같이 미도시된 저장수단에 결합되어 회전 장치(200)의 구성을 지지하는 하우징(270)과, 하우징(270) 내측에서 구동축(115a)의 회전에 따라 회전하는 회전축(157)과 결합되어 회전하면서 다수로 구획된 공간의 용량을 정량적으로 공급할 수 있도록 회전축(157)에 결합된 베인 형태의 밸브 로터(133)와, 구동축(115a)의 회전력을 회전축(157)에 전달 가능하게 구동축(115a)에 결합된 모터스프로킷(153)과 회전축(157)에 결합된 밸브스프로킷(155)과 모터스프로킷(153)의 회전력을 밸브스프로킷(155)에 전달하도록 상호 연결하는 체인 내지 밸트를 포함하는 동력전달부재(159)를 포함하는 동력전달부(150)를 포함하고, 밸브 로터(133)측에서 회전하는 회전축(157)을 따라 이동하는 이송매체가 외부로 유출되지 않도록 밀봉 내지 실링하는 실링부(290)를 포함한다.
여기서, 실링부(290)는, 도 1c의 부분확대도에 도시된 바와 같이, 회전축(157)과 하우징(270) 사이에 이송매체가 외부로 유출되지 않도록 밀봉 내지 실링하는 그랜드패킹(295)과, 그랜드패킹(295)을 위치 유지시키도록 그랜드패킹(295)을 가압하면서 하우징(270)에 결합된 패킹커버(293)를 포함한다.
그리고, 설명하지 않은 참조번호 '173'은 회전축(157)을 회전 가능하게 지지하는 베어링이다.
이러한 종래기술에 따른 회전 장치(200)는 회전축(157)이 회전하는 과정에서 그랜드패킹(295)이 압축하는 힘을 받아 마찰력이 상승되고 회전축(157)이 지속적으로 회전하면서 그랜드패킹(295)이 마모되어 회전축(157)과의 사이로 틈새가 발생하여 이송매체가 외부로 유출되거나 그랜드패킹(295)을 지속적으로 교체하거나 그랜드패킹(295)이 회전축(157)에 더 밀착하도록 패킹커버(293)를 더 조여야 하는 문제점과 불편함을 구비하고 있으며 그랜드패킹(295)의 교체 주기가 짧다는 우려를 갖는다.
[참고문헌] 등록실용신안공보 제20-0348806호 (2004.04.29 공고)
[참고문헌] 공개특허공보 특2003-0050563호 (2003.06.25 공개)
[참고문헌] 등록실용신안공보 제20-0380793호 (2005.04.07 공고)
본 발명의 목적은, 수용된 소재를 포함하는 이송매체가 회전하는 회전축측으로 이동하여 외부로 유출되는 것을 에방할 수 있고, 회전되는 영역에 이송매체가 코팅되어 마찰력이 증대되며 마모되는 것을 예방할 수 있는 개선된 밀봉부를 갖는 회전 장치를 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 다른 목적은, 이송매체가 회전축으로 이동하여 회전축, 패킹, 부싱 등의 손상을 감소킬 수 있는 개선된 밀봉부를 갖는 회전 장치를 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 또 다른 목적은, 패킹 구조를 간단하고 편리하게 할 수 있으며 내부에 수용된 매체의 오염을 예방할 수 있는 개선된 밀봉부를 갖는 회전 장치를 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 또 다른 목적은, 수리, 교체를 간단하게 할 수 있으며, 내구성, 구동 효율 및 경제성을 향상시킬 수 있는 개선된 밀봉부를 갖는 회전 장치를 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 또 다른 목적은, 회전하는 회전축측에 접촉되는 면적을 최소화하여 회전저항을 절감하여 모터 효율을 향상시킬 수 있는 개선된 밀봉부를 갖는 회전 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 목적은, 외부에서 인가되는 전원에 의하여 회전하는 구동부의 회전력을 전달받고, 내측에 수용 공간을 구비한 하우징의 상기 수용 공간 내에서 회전 가능하게 상기 하우징에 결합된 회전축과; 상기 수용 공간에 수용된 분체, 유체를 포함하는 이송매체가 상기 회전축의 회전에 따라 상기 수용 공간에서 외측으로 유출되는 것을 예방 가능하게 일측은 상기 회전축에 결합되고 타측은 상기 하우징에 결합된 밀봉부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 회전 장치에 의하여 달성된다.
또한, 상기 밀봉부는, 상기 회전축의 축선 방향으로 상기 회전축 사이를 밀봉 가능하게 상기 회전축에 결합되는 회전축 라이너와, 상기 회전축의 축선방향으로 상기 회전축 라이너와 이격 가능하게 상기 하우징에 결합된 패킹커버와; 외측은 상기 패킹커버 사이를 밀봉가능하게 강기 패킹커버 내측에 결합되고 내측은 상기 회전축 라이너에 탄성 변형 가능하게 접촉되는 밀봉패킹;를 포함하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 패킹커버에는 상기 회전축 라이너와 상기 밀봉패킹 사이로 공기, 실링을 할 수 있는 액체를 포함하는 실링 매체를 공급할 수 있는 실링매체공급홀이 관통 형성된 것이 바람직하다.
또한, 상기 밀봉패킹의 내측에는 상기 하우징 내측에서 외측으로 이동을 저지할 수 있도록 복수로 이격되어 상기 회전축의 축선방향으로 갈수록 상기 하우징측인 내측으로 점점 경사지게 형성된 패킹 리브가 포함된 것이 바람직하다.
또한, 상기 패킹커버에는 상기 회전축 라이너와 상기 밀봉패킹 사이로 공기, 실링을 할 수 있는 액체를 포함하는 실링 매체를 공급할 수 있는 실링매체공급홀이 관통 형성되며, 상기 밀봉패킹에는 상기 실링매체공급홀과 연통되어 복수로 관통 형성된 패킹공급홀이 형성되고, 상기 패킹커버에는 상기 회전축 라이너와 상기 밀봉패킹 사이로 공기, 실링을 할 수 있는 액체를 포함하는 실링 매체를 공급할 수 있는 실링매체공급홀이 관통 형성되며, 상기 밀봉패킹에는 상기 실링매체공급홀과 연통되어 복수로 관통 형성된 패킹공급홀이 형성되고, 상기 실링매체공급홀의 내측에는 상기 회전축의 반경방향으로 향하는 수직리브가 더 포함되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 밀봉패킹의 재질은 테프론 폴리이미드 또는 테프론 카본을 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명에 따르면, 수용된 소재를 포함하는 이송매체가 회전하는 회전축측으로 이동하여 외부로 유출되는 것을 에방할 수 있고, 회전되는 영역에 이송매체가 코팅되어 마찰력이 증대되며 마모되는 것을 예방할 수 있는 개선된 밀봉부를 갖는 회전 장치를 제공할 수 있다.
또한, 이송매체가 회전축으로 이동하여 회전축, 패킹, 부싱 등의 손상을 감소킬 수 있고, 패킹 구조를 간단하고 편리하게 할 수 있으며, 내부에 수용된 매체의 오염을 예방할 수 있는 개선된 밀봉부를 갖는 회전 장치를 제공할 수 있다.
또한, 수리, 교체를 간단하게 할 수 있으며, 내구성, 구동 효율 및 경제성을 향상시킬 수 있으며, 동시에 회전하는 회전축측에 접촉되는 면적을 최소화하여 회전저항을 절감하여 모터 효율을 향상시킬 수 있는 개선된 밀봉부를 갖는 회전 장치를 제공할 수 있다.
도 1a는 종래기술에 따른 밀봉부를 갖는 회전장치의 부분단면도를 포함하는 정면도,
도 1b는 도 1a의 평면도,
도 1c는 도 1a의 부분단면도, 확대단면도를 포함하는 측면도,
도 2a는 본 발명의 일실시예에 따른 회전장치의 부분단면도, 확대단면도를 포함하는 측면도,
도 2b는 도 2a의 주요부를 확대한 단면도,
도 3은 본 발명의 작동 과정을 설명하기 위한 주요부를 확대한 단면도이다.
본 발명의 일실시예에 따른 개선된 밀봉부를 갖는 회전 장치(이하에서 '회전 장치'(100)라 함)에 대하여 도 1a 내지 도 3을 참조하여 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
도 1a는 종래기술에 따른 밀봉부를 갖는 회전장치의 부분단면도를 포함하는 정면도이며, 도 1b는 도 1a의 평면도이고, 도 1c는 도 1a의 부분단면도, 확대단면도를 포함하는 측면도이며, 도 2a는 본 발명의 일실시예에 따른 회전장치의 부분단면도, 확대단면도를 포함하는 측면도이고, 도 2b는 도 2a의 주요부를 확대한 단면도이며, 도 3은 본 발명의 작동 과정을 설명하기 위한 주요부를 확대한 단면도이다.
회전 장치(100)는, 다양한 종류를 포함할 수 있지만, 이하에서 종래기술에서와 마찬가지로 분체 등을 저장하여 정량으로 이송하는 로터리 밸브를 그 예로 드나, 로터리 밸브뿐만 아니라 다양한 형태의 회전 장치를 포함할 수 있음을 물론이다. 그리고, 종래기술의 도면인 도 1a 내지 도 1c에서 동일한 구성은 본 발명에서 특별한 설명이 없으면 그대로 참조번호를 인용하고 활용한다.
도 1a 내지 도 2b에 도시된 바와 같이, 회전 장치(100)는, 외부에서 인가되는 전원에 의하여 회전하는 구동부(110)의 회전력을 전달받고, 내측에 수용 공간을 구비한 하우징(170)의 수용 공간 내에서 회전 가능하게 상기 하우징(170)에 결합된 회전축(157)과; 상기 수용 공간에 수용된 분체, 유체를 포함하는 이송매체가 상기 회전축(157)의 회전에 따라 상기 수용 공간에서 외측으로 유출되는 것을 예방 가능하게 일측은 상기 회전축(157)에 결합되고 타측은 상기 하우징(170)에 결합된 밀봉부(190);를 포함하는 것이 바람직하다.
전술한 종래기술에서 본 발명의 밀봉부(190)와, 하우징(170)을 제외한 구동부(110), 하우징(170)에 구동부(110)를 결합하는 베이스(130), 밸브 로터(133), 동력전달부(150) 등에 대하여 설명을 하였고 이러한 구성은 본 발명과 동일하고 공지된 내용으로 이하에서 구체적으로 설명을 생략한다.
하우징(170)은, 종래에 주물 형태로 제조되었으나 용접 구조물로 구비될 수도 있다.
밀봉부(190)는, 상기 회전축(157)의 축선 방향으로 상기 회전축(157) 사이를 밀봉 가능하게 상기 회전축(157)에 결합되는 회전축 라이너(191)와, 상기 회전축(157)의 축선방향으로 상기 회전축 라이너(191)와 이격되어 상기 하우징(170)에 결합된 패킹커버(193)와; 외측은 상기 패킹커버(193) 사이를 밀봉 가능하게 강기 패킹커버(193) 내측에 결합되고 내측은 상기 회전축 라이너(191)에 탄성 변형 가능하게 접촉되는 밀봉패킹(195)을 구비하는 것이 바람직하다.
여기서, 상기 패킹커버(193)에는 상기 회전축 라이너(191)와 상기 밀봉패킹(195) 사이로 공기, 실링을 할 수 있는 액체를 포함하는 실링 매체를 공급할 수 있는 실링매체공급홀(197)이 관통 형성된 것이 바람직하다. 이러한 실링매체공급홀(197)을 따라 공급된 실링 매체는 빈 공간에 유입되어 실링 효과를 증대시킬 수 있다.
상기 밀봉패킹(195)의 내측에는 상기 하우징(170) 내측에서 외측으로 이동을 저지할 수 있도록 복수로 이격되어 상기 회전축(157)의 축선방향으로 갈수록 상기 하우징(170)측인 내측으로 점점 경사지게 형성된 패킹 리브(195c, 195d)가 구비된 것이 바람직하다.
또한, 상기 밀봉패킹(195)에는 상기 실링매체공급홀(197)과 연통되어 복수로 관통 형성된 패킹공급홀(195b)이 형성되고, 상기 실링매체공급홀(197)의 내측에 있는 상기 패킹 리브(195c, 195d)의 수가 상기 실링매체공급홀(197)의 외측에 있는 상기 패킹 리브(195c, 195d)의 수와 같거나 적을 수도 있고, 일 예로 본 실시예에서 내측에 있는 내측 패킹리브(195c)는 두 개이고, 외측에 있는 외측 패킹리브(195d)는 두 개로 구비되어 있다. 그리고, 내측 패킹리브(195c)와 별도로 회전축(157)의 반경방향으로 곧게 형성된 수직리브(195f)가 더 포함될 수도 있다. 이러한 구조에 의하여 보다 효과적으로 실링이 가능하고 경우에 따라 실링매체공급홀(197)로 유입되는 공기나 예를 들면, 그리스와 같은 액체가 과도하게 밸브 로터(133)측으로 이동하는 것을 수직리브(195f)가 예방할 수 있다.
다른 한편, 상기 밀봉패킹(195)의 재질은 테프론을 포함하는 것이 바람직하고 보다 구체적으로는 테프론 폴리이미드(Teflon polyimide) 또는 테프론 카본(Teflon carbon)이며 이러한 재질은 회전축(157)의 회전에 따라 접촉되어 마찰되는 열에 강하고 종래기술의 그랜드패킹보다 더 탄성을 구비하고 있다.
여기서, 회전축 라이너(191)는 내경이 회전축(157)과 공차가 거의 없으나 회전축(157) 사이에는 상호 회전하지 않으면서 실링 내지 밀봉 가능하게 회전축링(191a)을 구비하는 것이 바람직하다.
마찬가지로 상호 회전하지 않는 하우징(170)과 패킹커버(193) 사이를 실링 내지 밀봉할 수 있도록 패킹링(195a)이 하우징(170)과 패킹커버(193) 사이에 개재되어 있다.
한편, 밀봉패킹(195)의 일측은 패킹커버(193)에 결합된 패킹스냅링(195e)에 의하여 타측은 패킹커버(193)의 함몰 형성된 수용홈(미도시)에 의하여 회전축(157)의 축선방향으로 이동이 제한된다.
여기서, 회전축에 나사 등으로 결합된 회전축 라이너(191)의 이동은 패킹커버(193)와 회전축 라이너(191)를 상호 결합하는 클램프(198)에 의해서도 제한되며, 이러한 클램프(198)는 회전축 라이너(191)에 결합된 클램프스냅링(198a)에 의하여 이동이 제한된다.
이러한 구성에 의하여 본 발명에 따른 회전 장치(100)의 작동 과정을 도 2a 내지 도 3을 참조하여 설명하면 다음과 같다.
먼저, 전원이 인가되면 모터(113)가 회전하고 모터(113)와 연결된 감속기(115)가 회전하여 동력전달부(150)를 거쳐 회전축(157)이 회전함에 따라 밸브 로터(133)가 회전하면서 밸브 로터(133)가 형성하는 체적만큼의 이송매체가 구획되면서 정량적으로 공급될 수 있다.
이 과정에서 밸브 로터(133) 내측의 이송매체가 외부로 유출되면 밀봉패킹(195)의 리브(195c, 195d)가 내측으로 경사져 있어 외부로 이동하기 어렵고 다른 한편, 실링매체공급홀(197)을 통해 공기, 그리스 등이 실링매체가 공급되면 외부로 유출되는 이송매체는 내측으로 압력 등에 의하여 이동하거나 그리스와 같은 액체에 의해 형성된 유막에 의하여 외부로 이동이 더욱 더 어려워진다.
이 과정에서 실링매체공급홀(197)을 통해 공급되는 공기 등은 내측으로 경사진 패킹 리브(195c, 195d)에 의해 외부로 이동이 어렵고(도 3의 표시 '←(×)' 참조), 내측으로 이동하기 용이(도 3의 표시 '→(○)' 참조)하다.
여기서, 미도시하였지만, 회전축 라이너(191)에 전술한 패킹 리브(195c, 195d)가 수용될 수 있는 홈을 구비할 수도 있음을 물론이다.
이에, 본 발명에 따르면, 수용된 소재를 포함하는 이송매체가 회전하는 회전축측으로 이동하여 외부로 유출되는 것을 에방할 수 있고, 회전되는 영역에 이송매체가 코팅되어 마찰력이 증대되며 마모되는 것을 예방할 수 있는 개선된 밀봉부를 갖는 회전 장치를 제공할 수 있다.
또한, 이송매체가 회전축으로 이동하여 회전축, 패킹, 부싱 등의 손상을 감소킬 수 있고, 패킹 구조를 간단하고 편리하게 할 수 있으며, 내부에 수용된 매체의 오염을 예방할 수 있는 개선된 밀봉부를 갖는 회전 장치를 제공할 수 있다.
또한, 수리, 교체를 간단하게 할 수 있으며, 내구성, 구동 효율 및 경제성을 향상시킬 수 있으며, 동시에 회전하는 회전축측에 접촉되는 면적을 최소화하여 회전저항을 절감하여 모터 효율을 향상시킬 수 있는 개선된 밀봉부를 갖는 회전 장치를 제공할 수 있다.
여기서, 본 발명의 일 실시예를 도시하여 설명하였지만, 본 발명의 속하는 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 원칙이나 정신에서 벗어나지 않으면서 본 실시예를 변형할 수 있음을 알 수 있을 것이다. 발명의 범위는 첨부된 청구항과 그 균등물에 의해 정해질 것이다.
100 : 회전 장치 110 : 구동부
113 : 모터 115 : 감속기
115a : 구동축 130 : 베이스
133 : 밸브 로터 150 : 동력전달부
153 : 모터스프로킷 155 : 밸브스프로킷
157 : 회전축 159 : 동력전달부재
170 : 하우징 173 : 베어링
190 : 밀봉부 191 : 회전축 라이너
191a : 회전축링 193 : 패킹커버
193a : 커버링 195 : 밀봉패킹
195a : 패킹링 195b : 패킹공급홀
195c : 패킹 내측리브 195d : 패킹 외측리브
195e ; 패킹스냅링 195f : 수직리브
197 : 실링매체공급홀 198 : 클램프
198a : 클램프스냅링

Claims (6)

  1. 외부에서 인가되는 전원에 의하여 회전하는 구동부의 회전력을 전달받고, 내측에 수용 공간을 구비한 하우징의 상기 수용 공간 내에서 회전 가능하게 상기 하우징에 결합된 회전축과;
    상기 수용 공간에 수용된 분체, 유체를 포함하는 이송매체가 상기 회전축의 회전에 따라 상기 수용 공간에서 외측으로 유출되는 것을 예방 가능하게 일측은 상기 회전축에 결합되고 타측은 상기 하우징에 결합된 밀봉부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 회전 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 밀봉부는,
    상기 회전축의 축선 방향으로 상기 회전축 사이를 밀봉 가능하게 상기 회전축에 결합되는 회전축 라이너와,
    상기 회전축의 축선방향으로 상기 회전축 라이너와 이격 가능하게 상기 하우징에 결합된 패킹커버와;
    외측은 상기 패킹커버 사이를 밀봉가능하게 강기 패킹커버 내측에 결합되고 내측은 상기 회전축 라이너에 탄성 변형 가능하게 접촉되는 밀봉패킹;를 포함하는 것을 특징으로 하는 회전 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 패킹커버에는 상기 회전축 라이너와 상기 밀봉패킹 사이로 공기, 실링을 할 수 있는 액체를 포함하는 실링 매체를 공급할 수 있는 실링매체공급홀이 관통 형성된 것을 특징으로 하는 회전 장치.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 밀봉패킹의 내측에는 상기 하우징 내측에서 외측으로 이동을 저지할 수 있도록 복수로 이격되어 상기 회전축의 축선방향으로 갈수록 상기 하우징측인 내측으로 점점 경사지게 형성된 패킹 리브가 포함된 것을 특징으로 하는 회전 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 패킹커버에는 상기 회전축 라이너와 상기 밀봉패킹 사이로 공기, 실링을 할 수 있는 액체를 포함하는 실링 매체를 공급할 수 있는 실링매체공급홀이 관통 형성되며,
    상기 밀봉패킹에는 상기 실링매체공급홀과 연통되어 복수로 관통 형성된 패킹공급홀이 형성되고,
    상기 실링매체공급홀의 내측에는 상기 회전축의 반경방향으로 향하는 수직리브가 더 포함되는 것을 특징으로 하는 회전 장치.
  6. 제2항에 있어서,
    상기 밀봉패킹의 재질은 테프론 폴리이미드, 테프론 카본 중 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 회전 장치.
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