KR20180126075A

KR20180126075A - 조절이 용이한 임펠러 간극

Info

Publication number: KR20180126075A
Application number: KR1020187032046A
Authority: KR
Inventors: 제이슨 디. 페컴; 마크 에이. 플레이포드
Original assignee: 아이티티 매뉴팩츄어링 엔터프라이즈, 엘엘씨
Priority date: 2016-04-05
Filing date: 2017-04-03
Publication date: 2018-11-26
Also published as: BR112018070519B1; MX2018012205A; RU2018134979A3; EP3440363B1; AU2017246222B2; CA3020126C; KR102275598B1; CA3020126A1; EP3440363A1; BR112018070519A2; CN109154310B; US10415598B2; ZA201806594B; RU2018134979A; US20170298956A1; CN109154310A; WO2017176614A1; ES2925699T3; AU2017246222A1

Abstract

펌프는, 펌프 샤프트에 결합되고 그리고 체결구를 수용하기 위한 보어를 갖는 베어링 슬리브 표면을 포함하는 베어링 슬리브; 및 펌프 샤프트 나사에 회전가능하게 결합되는 중심 보어 나사를 갖는 중심 보어를 갖고, 베어링 슬리브에 대해 회전하도록 그리고 펌프 샤프트를 축방향으로 이동시켜 펌프 샤프트 상에 배열되는 임펠러의 작업측과 펌프의 케이싱 사이의 임펠러 간극을 조절하도록 구성되고, 보어와 개수가 상이한 개구를 갖는 조절 너트 표면을 갖도록 구성되는 조절 너트 - 대응하는 보어 및 개구의 세트는 임펠러 간극의 조절이 완료될 때 체결구를 수용하여 조절 너트를 베어링 슬리브에 결합시키기 위해 조절 너트가 베어링 슬리브에 대해 양방향으로 회전될 때 예컨대 9° 또는 15°마다의 각도 조절 간격을 두고 정렬됨 - 를 특징으로 한다.

Description

조절이 용이한 임펠러 간극

관련 출원의 상호 참조

본 출원은 전체적으로 본 명세서에 참고로 포함되고 2016년 4월 5일자로 출원된 미국 가출원 제62/318,491호(대리인 관리 번호 911-002.079-1/F-GI-X1603US)의 이익을 주장한다.

기술분야

본 출원은 펌프의 케이싱에 관련하여 임펠러 간극을 조절하기 위한 기술에 관한 것이다.

원심 펌프에서, 케이싱 내부에서의 임펠러 위치는 정확하게 설정되어야 한다. 개방형 베인 임펠러 펌프(open vane impeller pump)의 수압 성능(hydraulic performance)은 이러한 위치가 정확하게 설정되는 것에 특히 민감하다. 개방형 베인 임펠러 상의 임펠러 간극은 임펠러의 베인측과 케이싱 사이의 갭(gap)이다. 임펠러 간극을 0.002 인치 내지 0.003 인치만큼 조절하면 펌프의 수압 성능이 공차 내에 있는 상태로부터 공차를 벗어난 상태로 변화할 수 있다.

vs4 펌프로 또한 알려져 있는 배출 펌프(sump pump)는 샤프트가 수직으로 장착되는 일종의 원심 펌프이다. 펌프 그것 자체는 펌핑되는 액체의 표면 아래에 있고, 모터 또는 구동기가 집수정(sump pit)의 상부 위에 있다. 샤프트는 임펠러로부터, 그것이 스러스트 베어링을 사용하여 수직으로 고정되는 집수정의 상부에 위치되는 판(지지 판)을 통해 위로 연장된다. 스러스트 베어링은 베어링 하우징 내에 장착되고, 지지 판에 몇몇 방식으로 고정된다. 케이싱도 또한, 함께 볼트체결되는 다수의 플랜지형 파이프(flanged pipe)를 통해 지지 판에 고정된다. 위에 언급된 구성요소 모두의 공차 누적(tolerance stack-up)으로 인해, 원하는 임펠러 간극을 제공하기 위해 케이싱에 대한 임펠러의 조절이 필요하다.

임펠러 간극의 설정은 전형적으로 샤프트의 스러스트 베어링 단부에서의 몇몇 형태의 조절에 의해 달성된다. 임펠러는 샤프트에 견고히 장착되며; 따라서 샤프트에 행해지는 임의의 조절이 임펠러 간극에 직접적으로 영향을 미친다.

도 1 (Goulds 3171 그리스 윤활제(Grease Lube)):

도 1a는 당업계에 알려져 있는 Goulds의 3171 그리스 윤활제를 도시한다. 도 1a에 도시된 바와 같이, 스러스트 베어링은 샤프트에 직접 장착되고, 베어링 하우징은 스러스트 베어링에 직접 장착된다. 따라서, 베어링 하우징의 수직 위치가 샤프트와 함께 직접 이동하는 것으로 추정될 수 있다. 베어링 하우징은 지지 판에 직접 장착되는 표면 상에 안착된다. 베어링 하우징 내에 나사체결되는 재킹 스크류(jacking screw)가 베어링 하우징을 지지 판의 면으로부터 들어올린다. 이는 임펠러 간극의 정밀한 조절을 허용한다. 정밀한 임펠러 간극 설정에 의해, 반복가능한 펌프 수압 성능이 달성될 수 있다.

이러한 설계의 경우에, 임펠러 간극은 전형적으로 도 1c에 기재된 바와 같은 필러 게이지(feeler gauge) 방법을 사용하여 설정되지만, 또한 도 1b에 기재된 바와 같이, 다이얼 지시계(dial indicator) 방법을 사용하여 설정될 수 있다. 양쪽 절차 모두는 인적 오류(human error)를 허용하는 매우 세밀한 공정을 따를 것을 요구하고, 양쪽 모두는 몇몇 종류의 특수 측정 도구가 사용될 것을 요구한다. 또한, 양쪽 절차 모두는 또한 임펠러 간극을 설정하는 데 시간 소모적이다.

도 2 (Flowserve 모델 ECPJ):

도 2는 당업계에 알려져 있는, 그리고 스러스트 베어링 하우징을 지지 판에 직접 장착하는 기술에 기초하는 Flowserve 모델 ECPJ를 도시한다. 스러스트 베어링은 베어링 하우징 내에 그리고 미끄럼 끼워맞춤(slide fit), 키이 구동식(key driven) 슬리브 상에 장착된다. 이러한 슬리브는 샤프트에 키이로 고정된다. 조정 너트(adjustment nut)가 슬리브의 상부 상에 안착되고, 도 2a에 도시된 바와 같이, 펌프 샤프트 나사에 나사체결되는 조정 너트 나사를 구비한다. 조정 너트의 회전이 샤프트를 지지 판에 대해 상승 및 하강시키고, 임펠러를 펌프의 케이싱에 대해 상승 및 하강시킨다.

임펠러 간극 조절 중에, 샤프트와 임펠러는 임펠러의 면이 케이싱의 벽에 맞대어져 놓일 때까지 하강된다. 조정 너트가 베어링 슬리브를 들어올리기 시작하기 때문에 이러한 상태를 알게 될 것이다. 이어서, 조정 너트가 조여져, 샤프트와 임펠러를 원하는 임펠러 간극으로 들어올린다. 일단 임펠러 간극이 설정되면, 3개의 스크류가 사용되어 조정 너트를 베어링 슬리브에 로킹시킨다.

이러한 조절 설계는 유한한 임펠러 간극 설정을 허용한다. 조정 너트는 120도 증분으로 회전되어야 한다. 조정 너트 나사가 사용되는 것에 기초하여, 이러한 증분은 원하는 임펠러 간극이 설정되도록 허용하지 못할 수 있다. 임펠러 간극의 이러한 변화는 펌프 수압 성능의 폭넓은 변화를 초래할 것이다.

도 3 (Flowserve 모델 듀르코 마크(Durco Mark) 3):

도 3은 당업계에 알려져 있는, 그리고 원래 횡형 펌프(horizontal pump)에 사용하기 위해 의도되었지만 입형 펌프(vertical pump)로 변환될 수 있는 기술에 기초하는 Flowserve 모델 듀르코 마크 3을 도시한다. 스러스트 베어링은 샤프트에 직접 장착된다. 스러스트 베어링 레이스(thrust bearing race)가 그 안에 장착되는 조절가능 스러스트 베어링 캐리어 링이 있다. 이러한 캐리어 링은 외경부 상에서 베어링 하우징 내에 나사체결되며, 이는 캐리어 링이 샤프트의 축을 중심으로 회전되어 임펠러 간극을 조절하도록 허용한다. 캐리어 링의 외측면 상의 캐스트 인 노치(cast in notch)는 유한한 임펠러 간극 증분(0.004 인치)을 나타낸다. 도 3b(1) 내지 도 3b(4)는 조절 절차를 도시한다. 일단 임펠러 간극이 설정되면, 3개의 로크 스크류(lock screw)가 조여져, 캐리어 링의 회전을 로킹시킨다. 이들 로크 스크류는 어떤 것 내에도 나사체결되지 않으며, 그것들은 단지 베어링 하우징에 대해 가압된다. 이는 정밀한 조절이 행해질 수 있음을 의미하지만, 설정의 사람에 의한 서로 다른 해석(human interpretation)을 허용한다. 조정 나사는 큰 직경, 미세 피치 나사이다. 이는 임펠러 간극의 미세 조절을 유지하면서 스러스트 베어링이 나사 내부에 위치되도록 허용한다. 이러한 설계 요건은 베어링 프레임 및 캐리어 링 배열의 비용을 급등시킨다.

도 4

도 4는 미국 특허 제6,893,213 B1호에 개시되고 당업계에 알려져 있는 펌프에서의 임펠러 간극을 조절하기 위한 기술을 도시한다. 이러한 기술은 원래 횡형 펌프에 사용하기 위해 의도되었지만, 입형 펌프로 변환될 수 있다. 스러스트 베어링은 샤프트에 직접 장착된다. 스러스트 베어링 레이스가 그 안에 장착되는 조절가능 스러스트 하우징이 있다. 다수의 견부형성된(shouldered) 조절 스크류가 베어링 하우징 내에 나사체결된다. 스러스트 하우징은 조절 스크류의 견부 상에 장착된다. 조절 스크류의 견부 위로 다른 나사형성된 섹션이 돌출된다. 이러한 섹션은 스러스트 하우징 상의 플랜지를 완전히 관통한다. 로크 너트가 스러스트 하우징을 조절 스크류의 플랜지와 로크 너트 사이에 클램핑하기 위해 사용된다. 마지막으로, 짧은 육각형(short hex)이 조절 스크류의 상부 나사형성된 섹션의 상부로부터 돌출된다. 이러한 육각형은 조절 스크류가 베어링 하우징 내로 또는 베어링 하우징 밖으로 회전되도록 허용한다. 도 1에 도시된 종래 기술에서와 같이, 이러한 설계를 사용하여 임펠러 간극을 정확하게 설정하기 위해 특수 측정 도구와 세밀한 공정이 요구된다.

본 발명은, 예컨대 입형 배출 펌프(vertical sump pump)를 비롯한 펌프에서 임펠러 간극을 조절하는 새롭고 특유한 방식을 제공한다.

예로서, 예컨대 도 2에 도시된 종래 기술 펌프 구성에서 사용되는 것과 같이 조정 너트 내에 3개의 구멍을 그리고 베어링 슬리브 내에 3개의 구멍을 사용하는 대신에, 본 발명은 조정 너트 내에 6개의 구멍을 그리고 베어링 슬리브 내에 8개의 구멍을 사용한다. 이러한 차이는 조정 너트 및 베어링 슬리브 내의 2개의 구멍이 종래 기술에서의 것과 같이 120도 증분 대신에 15도 증분으로 정렬되도록 허용하며, 이는 임펠러 간극을 미세 조정하는 능력의 8배 개선을 제공한다.

본 명세서에 기재된 바와 일관되게, 그리고 본 발명에 따르면, 조절 너트를 어느 쪽이든 15도 돌리거나 회전시키면 상이한 세트의 구멍들이 정렬되게 될 것이다. 또한, 구멍의 중심과 정렬되는 마킹(marking)이 조절 너트의 외경부와 베어링 슬리브 상에 사용될 수 있으며, 이는 조립자가 구멍을 정렬시키고 로킹 스크류의 나사체결을 시작하도록 허용한다. 2개의 로킹 스크류/체결구가 베어링 슬리브에 대한 조정 너트의 회전을 로킹시키기 위해 사용될 수 있다.

도 1 및 도 4에 도시된 전술된 종래 기술 펌프 구성 이상의 소정의 이점이 본 발명에 따른 임펠러 간극을 설정하기 위한 절차에서 제공된다. 조정 너트 나사에 기초하여, 임펠러 간극 조절의 유한한 값이 알려져 있다. 임의의 추가의 도구 또는 측정 장치를 사용함이 없이 임펠러 간극을 정밀하게 설정할 수 있다. 또한, 도 1 및 도 4에 도시된 종래 기술 펌프 구성보다 이러한 설계를 사용하여 임펠러 간극을 잘못 설정할 여지가 더 적다. 또한, 본 발명으로 임펠러 간극을 설정하는 것이 도 1 및 도 4에 도시된 종래 기술 펌프 구성에서 임펠러 간극을 설정하는 것보다 더 빠르다.

위에 언급된 바와 같이, 도 3에 도시된 종래 기술 펌프 구성은 어떤 것 내에도 나사체결되지 않고 단지 베어링 하우징에 대해 가압되는 로크 스크류를 사용하며, 이는 임펠러 간극 설정의 사람에 의한 서로 다른 해석을 허용하거나 이를 조절 공정 내에 도입시킨다. 이에 비해, 본 발명은 조정 너트를 설정하기 위해 기계가공된 구멍을 사용하며, 이에 따라 그것을 훨씬 더 반복가능한 설계로 만든다. 또한, 종래 기술에서, 조정 나사는 큰 직경, 미세 피치 나사이며, 이는 베어링 프레임 및 캐리어 링의 비용을 급등시킨다. 추가로 비교하면, 본 발명은 사용되는 샤프트 크기에 대해 표준 나사 피치를 사용한다. 따라서, 그것은 보다 낮은 비용의 기계가공 작업이다. 이들 이유로, 본 발명은 도 3에 도시된 종래 기술 펌프 구성에 비해 개선된 것이고, 최신 기술에 중요한 기여를 제공한다.

기본 기능의 개요

일부 실시예에 따르면, 본 발명은 조절 너트와 조합하여 베어링 슬리브를 특징으로 하는 펌프를 포함하거나 그의 형태를 취할 수 있다.

베어링 슬리브는 펌프 샤프트에 결합되도록 구성될 수 있고, 또한 체결구를 수용하기 위한 보어를 갖는 베어링 슬리브 표면을 갖도록 구성될 수 있다.

조절 너트("조정 너트"로도 알려짐)는 펌프 샤프트의 펌프 샤프트 나사에 회전가능하게 결합되는 중심 보어 나사를 갖는 중심 보어를 갖도록 구성될 수 있다. 조절 너트는 또한, 베어링 슬리브에 대해 회전하도록 그리고 펌프 샤프트를 축방향으로 이동(즉, 상승 또는 하강)시켜 펌프 샤프트 상에 배열되는 임펠러의 작업측(working side)과 펌프의 케이싱 사이의 임펠러 간극을 조절하도록 구성될 수 있다. 조절 너트는 또한, 보어와 개수가 상이한 개구를 갖는 조절 너트 표면을 갖도록 구성될 수 있으며, 여기에서 대응하는 보어 및 개구의 세트는 임펠러 간극의 조절이 완료될 때 체결구를 수용하여 조절 너트를 베어링 슬리브에 결합시키기 위해 조절 너트가 베어링 슬리브에 대해 어느 회전 방향으로든 회전될 때 예컨대 약 9° 또는 15°마다의 각도 조절 간격을 두고 정렬되도록 구성된다.

본 발명은 또한 하기의 특징 중 하나 이상을 포함할 수 있다:

베어링 슬리브의 보어는 8개의 보어를 포함할 수 있고, 조절 너트의 개구는 6개의 개구를 포함할 수 있다. 대안적으로, 실시예가 또한 구상되며, 본 발명의 범주는 본 발명의 사상 내에서 예컨대 6개의 보어를 갖는 베어링 슬리브와 8개의 개구를 갖는 조절 너트를 사용하는 것을 포함하도록 의도된다.

베어링 슬리브의 보어는 베어링 슬리브 표면 주위에 약 45°만큼 떨어져 동일하게 이격될 수 있고, 조절 너트의 개구는 조절 너트 표면 주위에 약 60°만큼 떨어져 동일하게 이격될 수 있다.

대응하는 보어 및 개구의 하나의 세트는 베어링 슬리브 표면 및 조절 너트 표면의 반대편측 상의 대응하는 보어 및 개구의 다른 세트와 직경방향으로 대향될 수 있다.

베어링 슬리브는 보어에 대응하는 베어링 슬리브 마킹을 갖는 원주방향 베어링 슬리브 표면을 포함할 수 있고; 조절 너트는 개구에 대응하는 조절 너트 마킹을 갖는 원주방향 조절 너트 표면을 포함할 수 있어, 임펠러의 작업측을 케이싱에 대해 위치시킨 후에, 원주방향 베어링 슬리브 표면 및 원주방향 조절 너트 표면 상의 가장 가까운 마킹이 정렬되어 각각의 체결구가 대응하는 보어 및 개구의 각각의 세트 내에 설치되도록 허용할 수 있다.

원주방향 조절 너트 표면은 또한 개구에 대응하는 조절 너트 마킹의 각각의 쌍 사이에 하나 이상의 추가의 조절 너트 마킹을 포함할 수 있다. 예를 들어, 하나 이상의 추가의 조절 너트 마킹은 개구에 대응하는 조절 너트 마킹의 각각의 쌍 사이에 약 15° 간격을 두도록 등거리로 이격되는 3개의 추가의 조절 너트 마킹을 포함할 수 있다. 하나 이상의 추가의 조절 너트 마킹은, 예컨대 개구에 대응하는 조절 너트 마크보다 길이가 약간 더 짧은 것을 비롯하여, 개구에 대응하는 조절 너트 마크와 상이한 길이를 가질 수 있다.

실시예는 베어링 하우징, 베어링 하우징 내에 배열되는 베어링, 베어링 슬리브 및 조절 너트를 조합하여 갖는 베어링 조립체를 포함할 수 있다.

실시예는 펌프가 케이싱을 포함하거나, 임펠러가 일단부 상에 견고히 장착되는 펌프 샤프트를 포함하는 조합을 포함할 수 있다.

보어는 베어링 슬리브 내에 구성되거나 형성될 수 있고, 개구는 조절 너트를 완전히 관통하도록 구성되거나 형성될 수 있어, 각각의 체결구가 조절 너트를 완전히 관통하고, 체결구 나사가 각각의 보어의 각각의 나사와 맞물리게 한다.

또한, 그리고 추가의 예로서, 펌프 샤프트 표면 상에서의 인치당 나사수(threads per inch, TPI)는 UTS(Unified Thread Standard)를 사용하여 구성될 수 있어, 임펠러 간극 설정 정확도가 펌프 샤프트 상에서의 TPI의 설정값에 의존하게 한다.

또한, 조절 너트 내의 개구와 샤프트 슬리브 내의 보어의 개수는 간격의 정도를 결정할 것이어서, 임펠러 간극 설정 정확도가 의존하도록 한다.

예를 들어, 8개의 동일하게 이격된 개구가 부착된 조절 너트와 6개의 동일하게 이격된 보어를 갖는 베어링 슬리브는 약 15°의 조절 간격을 달성할 것이다. 18 TPI로 구성되는 펌프 샤프트 표면의 경우에, 조절 너트의 1회 완전 360° 회전이 약 0.0556"(1"/18 TPI)의 샤프트 이동거리(travel)와 동일할 것이고, 약 15°의 회전이 약 0.0023"((1"/18 TPI)/(360/15))의 샤프트 이동거리와 동일할 것이다. 임펠러 설정 정확도는 약 0.0012"(즉, 0.0023"의 이동거리/2)의 공차를 가질 것이다.

추가의 예로서, 그리고 아래에 기재되는 바와 일관되게, 구멍/보어 조합이 10개-8개 구멍/보어 조합으로 변경되어, 20 TPI를 갖는 샤프트 표면을 사용하여 약 9°의 조절 간격을 달성하면, 결과는 약 0.00125"의 샤프트 이동거리일 것이다. 이러한 구현예에 대해, 임펠러 설정 정확도는 약 0.00063"의 공차를 가질 것이다. 대안적으로, 9° 간격과 18 TPI를 갖는 펌프 샤프트를 사용할 때, 약 0.0014"의 샤프트 이동거리를 가져온다.

예로서, 펌프는, 예컨대 입형 펌프가 입형 배출 펌프인 경우를 비롯하여, 횡형 펌프 또는 입형 펌프이거나 그의 형태를 취할 수 있다.

또한, 일부 실시예에 따르면, 본 발명은 예컨대 베어링 슬리브와 조절 너트의 조합을 특징으로 하는 베어링 조립체의 형태를 취할 수 있다. 베어링 슬리브는 펌프 샤프트에 결합되도록 구성될 수 있고, 또한 체결구를 수용하기 위한 보어를 갖는 베어링 슬리브 표면을 갖도록 구성될 수 있으며, 이때 보어는 펌프 샤프트 주위에 제1 사전결정된 각도로 균일하게 배열된다. 조절 너트는 펌프 샤프트의 펌프 샤프트 나사에 회전가능하게 결합되는 중심 보어 나사를 갖는 중심 보어를 갖도록 구성될 수 있고, 베어링 슬리브에 대해 회전하도록 그리고 펌프 샤프트를 축방향으로 이동시켜 펌프 샤프트 상에 배열되는 임펠러의 작업측과 회전 장비의 케이싱 사이의 임펠러 간극을 조절하도록 구성될 수 있으며, 보어와 개수가 상이한 개구를 갖는 조절 너트 표면을 갖도록 구성될 수 있고, 이때 개구는 펌프 샤프트 주위에 제1 사전결정된 각도와 상이한 제2 사전결정된 각도로 균일하게 배열된다. 이러한 조합에서, 대응하는 보어 및 개구의 세트는, 임펠러 간극의 조절이 완료될 때 체결구를 수용하여 조절 너트를 베어링 슬리브에 결합시키기 위해 조절 너트가 베어링 슬리브에 대해 양방향으로 회전될 때, 예컨대 약 9° 또는 15°마다의 사전결정된 각도 간격을 비롯하여, 제1 사전결정된 각도와 제2 사전결정된 각도 사이의 차이 관계에 의해 한정되는 사전결정된 각도 간격을 두고 정렬되도록 구성된다. 회전 장비는 펌프, 및 현재 알려져 있거나 미래에 추후 개발될 다른 유형 또는 종류의 회전 장비를 포함하거나 그의 형태를 취할 수 있다. 베어링 조립체는 또한 본 명세서에 기재된 다른 특징 중 하나 이상을 포함할 수 있다.

또한, 일부 실시예에 따르면, 본 발명은 예컨대 펌프 샤프트, 베어링 슬리브 및 조절 너트의 조합을 특징으로 하는, 펌프의 케이싱에 대해 임펠러를 조절하기 위한 임펠러/케이싱 조절 조합의 형태를 취할 수 있다. 펌프 샤프트는 펌프 샤프트 나사가 일단부 상에 구성되고 임펠러가 타단부 상에 구성되는 펌프 샤프트 표면을 포함할 수 있다. 베어링 슬리브는 펌프 샤프트에 결합되도록 구성될 수 있고, 또한 체결구를 수용하기 위한 보어를 갖는 베어링 슬리브 표면을 갖도록 구성될 수 있으며, 이때 보어는 펌프 샤프트 주위에 제1 사전결정된 각도로 균일하게 배열된다. 조절 너트는 펌프 샤프트의 펌프 샤프트 나사에 회전가능하게 결합되는 중심 보어 나사를 갖는 중심 보어를 갖도록 구성될 수 있고, 베어링 슬리브에 대해 회전하도록 그리고 펌프 샤프트를 축방향으로 이동시켜 임펠러의 작업측과 펌프의 케이싱 사이의 임펠러 간극을 조절하도록 구성될수 있으며, 보어와 개수가 상이한 개구를 갖는 조절 너트 표면을 갖도록 구성될 수 있고, 이때 개구는 펌프 샤프트 주위에 제1 사전결정된 각도와 상이한 제2 사전결정된 각도로 균일하게 배열된다. 이러한 조합에서, 대응하는 보어 및 개구의 세트는, 임펠러 간극의 조절이 완료될 때 체결구를 수용하여 조절 너트를 베어링 슬리브에 결합시키기 위해 조절 너트가 베어링 슬리브에 대해 양방향으로 회전될 때, 예컨대 약 9° 또는 15°마다의 사전결정된 각도 간격을 비롯하여, 제1 사전결정된 각도와 제2 사전결정된 각도 사이의 차이 관계에 의해 한정되는 사전결정된 각도 간격을 두고 정렬되도록 구성된다. 임펠러/케이싱 조절 조합은 또한 본 명세서에 기재된 다른 특징 중 하나 이상을 포함할 수 있다.

또한, 일부 실시예에 따르면, 본 발명은 베어링 슬리브와 조절 너트의 새롭고 특유한 조합을 특징으로 하는 펌프의 형태를 취할 수 있다. 베어링 슬리브는 펌프 샤프트에 결합되도록 구성될 수 있고, 또한 체결구를 수용하기 위한 보어를 갖는 베어링 슬리브 표면을 갖도록 구성될 수 있으며, 이때 보어는 펌프 샤프트 주위에 제1 사전결정된 각도로 균일하게 배열된다. 조절 너트는 펌프 샤프트의 펌프 샤프트 나사에 회전가능하게 결합되는 중심 보어 나사를 갖는 중심 보어를 갖도록 구성될 수 있고, 베어링 슬리브에 대해 회전하도록 그리고 펌프 샤프트를 축방향으로 이동시켜 펌프 샤프트 상에 배열되는 임펠러의 작업측과 회전 장비의 케이싱 사이의 임펠러 간극을 조절하도록 구성될 수 있으며, 보어와 개수가 상이한 개구를 갖는 조절 너트 표면을 갖도록 구성될 수 있고, 이때 개구는 펌프 샤프트 주위에 제1 사전결정된 각도와 상이한 제2 사전결정된 각도로 균일하게 배열된다. 이러한 조합에서, 대응하는 보어 및 개구의 세트는 임펠러 간극의 조절이 완료될 때 체결구를 수용하여 조절 너트를 베어링 슬리브에 결합시키기 위해 조절 너트가 베어링 슬리브에 대해 양방향으로 회전될 때 제1 사전결정된 각도와 제2 사전결정된 각도 사이의 차이 관계에 의해 한정되는 사전결정된 각도 간격을 두고 정렬되도록 구성될 수 있다.

예로서, 보어는 펌프 샤프트 주위에 약 45°로 균일하게 배열되는 8개의 보어를 포함할 수 있고, 개구는 펌프 샤프트 주위에 약 60°로 균일하게 배열되는 6개의 개구를 포함할 수 있거나, 또는 보어는 펌프 샤프트 주위에 약 60°로 균일하게 배열되는 6개의 보어를 포함할 수 있고, 개구는 펌프 샤프트 주위에 약 45°로 균일하게 배열되는 8개의 개구를 포함할 수 있으며, 사전결정된 각도 간격은 약 15°이다.

추가의 예로서, 보어는 펌프 샤프트 주위에 약 45°로 균일하게 배열되는 8개의 보어를 포함할 수 있고, 개구는 펌프 샤프트 주위에 약 36°로 균일하게 배열되는 10개의 개구를 포함할 수 있거나, 또는 보어는 펌프 샤프트 주위에 약 36°로 균일하게 배열되는 10개의 보어를 포함할 수 있고, 개구는 펌프 샤프트 주위에 약 45°로 균일하게 배열되는 8개의 개구를 포함할 수 있으며, 사전결정된 각도 간격은 약 9°이다.

펌프 샤프트는 또한 임펠러 간극의 조절 중에 체결구를 수용하여 조절 너트를 베어링 슬리브에 결합시키기 위해 조절 너트가 베어링 슬리브에 대해 양방향으로 회전될 때 조절 너트의 이동거리를 결정하는 사전결정된 수의 인치당 나사수(TPI)를 갖는 펌프 샤프트 표면을 포함할 수 있고, 사전결정된 각도 간격은 임펠러 간극의 조절이 완료될 때 임펠러 간극을 설정하기 위한 증분을 결정하도록 구성된다.

도면은 하기의 도면을 포함한다:
도 1은 도 1a(1), 도 1a(2), 도 1b 및 도 1c를 포함하며, 여기에서 도 1a(1)은 당업계에 ITT Goulds 3171 입형 배출 및 공정 펌프로 알려져 있는 입형 배출 펌프의 3/4 단면도이고; 도 1a(2)는 도 1a(1)에 도시된 입형 배출 펌프의 1/2 수직 단면 개략도이며; 도 1b는 다이얼 지시계 방법을 사용한 도 1a(1)에 도시된 입형 배출 펌프의 조절 절차에 대한 단계를 도시하고; 도 1c는 필러 게이지 방법을 사용한 도 1a(1)에 도시된 입형 배출 펌프의 조절 절차에 대한 단계를 도시한다.
도 2는 도 2a와 도 2b를 포함하며, 여기에서 도 2a는 당업계에 Flowserve 모델 ECPJ로 알려져 있는 펌프의 3/4 단면도이고; 도 2b는 도 2a에 도시된 펌프의 부분 우측 1/2 단면 개략도이다.
도 3a는 당업계에 Flowserve 모델 듀르코 마크 3으로 알려져 있는 펌프의 3/4 종단면도이다.
도 3b는 도 3b(1), 도 3b(2), 도 3b(3) 및 도 3b(4)를 포함하며, 여기에서 도 3b(1)은 당업계에 Flowserve 모델 듀르코 마크 3으로 알려져 있고 도 3a에 도시된 펌프의 사시 측단면도이고; 도 3b(2)는 도 3b(1)에 도시된 펌프의 조절 절차에 대한 단계 1을 도시하며; 도 3b(3)은 도 3b(1)에 도시된 펌프의 조절 절차에 대한 단계 2를 도시하고; 도 3b(4)는 도 3b(1)에 도시된 펌프의 조절 절차에 대한 단계 3을 도시한다.
도 4는 당업계에 알려져 있는 미국 특허 제6,893,213 B1호에 개시된 펌프의 1/2 종단면 개략도이다.
도 5는 도 5a와 도 5b를 포함하며, 여기에서 도 5a는 본 발명에 따른 입형 배출 펌프의 3/4 단면도이고; 도 5b는 본 발명의 일부 실시예에 따른, 도 5a에 도시된 입형 배출 펌프의 1/2 수직 단면 개략도이다.
도 6은 도 6a, 도 6b 및 도 6c를 포함하며, 여기에서 도 6a는 본 발명에 따른 입형 배출 펌프의 1/2 수직 단면도이고; 도 6b는 도 6a에 도시된 입형 배출 펌프의 일부를 형성하는 베어링 조립체의 1/2 수직 단면 개략도이며; 도 6c는 모두 본 발명의 일부 실시예에 따른, 도 6a에 도시된 입형 배출 펌프의 일부를 형성하는 임펠러 케이싱 조립체의 1/2 수직 단면 개략도이다.
도 7은 본 발명의 일부 실시예에 따른, 도 6b에 도시된 베어링 조립체의 일부의 상부 사시도이다.
도 8은 도 8a, 도 8b 및 도 8c를 포함하며, 여기에서 도 8a는 도 7에 도시된 베어링 조립체의 일부를 형성하는 베어링 슬리브의 톱 다운 뷰(top down view)이고; 도 8b는 도 7에 도시된 베어링 조립체의 일부를 형성하는 조절 너트의 톱 다운 뷰이며; 도 8c는 도 8b에 도시된 조절 너트와 베어링 슬리브(가상선)의 오버레이의 다이어그램이다.
도 9는 본 발명의 일부 실시예에 따른, 조절 너트 및 베어링 슬리브의 원주방향 표면 상의 스케일 마킹(scale marking)을 도시한 도 7에 도시된 베어링 조립체의 일부의 측면도이다.
도 10은 도 10a와 도 10b를 포함하며, 여기에서 도 10a는 임펠러 작동 간극이 설정되기 전에 임펠러와 케이싱이 서로 접촉하고 있는 경우에 조절 너트에 대해 배열된 베어링 슬리브를 도시하고; 도 10b는 베어링 슬리브 인덱스 마킹 및 선택된 조절 너트 마킹이 정렬되고 임펠러와 케이싱 사이의 임펠러 작동 간극이 약 0.012"로 설정된 후에 조절 너트에 대해 배열된 베어링 슬리브를 도시한다.
도 11은 본 발명의 일부 실시예에 따른, 대안적인 10개-8개 구멍-보어 조합의 다이어그램이며, 여기에서 조절 너트는 10개의 구멍을 갖도록 구성될 수 있고, 베어링 슬리브는 8개의 보어를 갖도록 구성될 수 있어, 예컨대 20 TPI를 갖는 샤프트 표면을 사용할 때 약 9°의 조절 간격을 달성한다.

도 5 내지 도 9는 아래에서 더욱 상세히 기술되는 본 발명을 도시한다:

예로서, 도 5 및 도 6은 도시된 바와 같은 입형 배출 펌프의 형태를 취하는, 일반적으로 도면부호 10(도 6a)으로 나타내는 펌프를 도시하지만, 본 발명의 범주는 예컨대 횡형 펌프를 비롯한, 현재 알려져 있거나 미래에 추후 개발될 임의의 특정 유형 또는 종류의 펌프로 제한되도록 의도되지 않는다.

펌프(10)는 모터(12), 모터 지지 부재(14), 베어링 조립체(16), 샤프트(18), 샤프트 케이싱(20), 임펠러/케이싱 조립체(22), 토출 조립체(24), 토출부(26) 및 펌프 지지 판(28)을 포함한다. 임펠러/케이싱 조립체(22)는 임펠러(22a), 케이싱 부재 또는 표면(22b), 케이싱 저부 판(22c), 케이싱 하우징(22d) 및 케이싱 출구(22e)를 포함한다. 임펠러(22a)는 도 6c에 도시된 바와 같이 작업측(22a')과 비-작업측(22a")을 구비한다.

작동 시, 모터(12)는 샤프트(18)를 회전시키는데, 이는 케이싱 하우징(22d) 내부의 임펠러(22a)를 구동시키고, 유체(F_i)를 케이싱 저부 판(22)을 통해 케이싱 하우징(22d) 내로 흡인하며, 유체(Fo)를 케이싱 하우징(22d)로부터 케이싱 출구(22e)를 통해 토출 조립체(24)로 그리고 토출 관(26)을 통해 표면으로 토출시킨다. 샤프트(18)는 모터(12) 및 임펠러(22a)를 결합시키고, 베어링 조립체(16) 내에 배열된다(도 5a 참조). 베어링 조립체(16)는 베어링(16a)을 포함하고, 조절 너트(50)에 회전가능하게 결합되며, 회전될 때 샤프트(18)에 대한 회전 지지를 제공하도록 구성된다. 베어링 조립체(16)는, 예컨대 베어링 조립체(16)가 모터 지지 부재(14)에 대해 구성되고 결합되는 방식; 및 임펠러(22a)가 케이싱 부재(22b)에 대해 상승되고 하강되도록 허용하기 위해(in allow) 베어링 조립체(16)가 펌프 샤프트(18)에 대해 구성되고 결합되는 방식을 비롯하여, 도 2에 도시된 전술된 종래 기술과 설계 면에서 유사성을 갖는 많은 다른 부품/구성요소를 포함한다.

그러나, 도 2에 관하여 개시된 바와 대조적으로, 본 발명에 따른 베어링 조립체(16)는 임펠러(22a)와 케이싱 부재(22b) 사이의 간극을 더욱 정밀하게 조절하는 새롭고 매우 효과적인 방식을 허용하는, 베어링 슬리브(40)와 조절 너트(50)의 새롭고 특유한 조합을 포함한다(도 6c 참조). 도 6b에 관하여 기술된 바와 같이, 2개의 스크류/체결구(60)를 제거하고 조절 너트(50)를 회전시킴으로써, 임펠러 간극이 예컨대 본 명세서에 기재된 바와 일관되게 조절될 수 있다.

예를 들어, 베어링 슬리브(40)는 펌프 샤프트(18)에 결합되도록 구성될 수 있다. 이러한 결합은 키이-기반 커플링 배열(key-based coupling arrangement)의 형태를 취할 수 있으며, 여기에서 베어링 슬리브(40)는 샤프트(18)가 회전할 때, 베어링 슬리브(40)도 또한 베어링 조립체(16)의 베어링(16a)에 대해 회전하도록 샤프트(18)의 표면 상의 대응하는 키이에 결합되는 키이(41a)를 갖는 키잉 부분(keying portion)(41)(도 8a 참조)을 갖는다. 예컨대 샤프트 유사 요소(18)와 베어링 슬리브 유사 요소(40) 사이의 키이-기반 커플링 기술은 당업계에 알려져 있으며, 본 발명의 범주는 현재 알려져 있거나 미래에 추후 개발될 임의의 특정 유형 또는 종류의 것으로 제한되도록 의도되지 않는다. 도 8a에 도시된 바와 같이, 베어링 슬리브(40)는 또한 체결구 유사 요소(60)(도 5b, 도 7 및 도 9 참조)의 체결구 나사와 맞물리기 위한 보어 나사를 갖는 보어(42a, 42b, 42c, 42d, 42e, 42f, 42g, 42h)(도 8a 참조)를 갖는 베어링 슬리브 표면(42)을 갖도록 구성될 수 있다. (도 8a를 비롯한 도면에서의 혼란을 감소시키기 위해, 하나의 보어 나사가 도면부호 42f'로 표시되어 있다.)

조절 너트(50)는 샤프트(18)의 펌프 샤프트 표면의 펌프 샤프트 나사에 회전가능하게 결합되는 중심 보어 나사(51a)를 갖는 중심 보어(51)를 갖도록 구성될 수 있다. 예로서, 펌프 샤프트 나사를 도시한 도 2a가 참조된다. 조절 너트(50)는 또한 베어링 슬리브(50)에 대해 회전하도록 그리고 펌프 샤프트(18)를 축방향으로 이동(상승 또는 하강)시켜 샤프트(18) 상에 배열되는 임펠러(22a)의 작업측(22a')과 펌프(10)의 케이싱 부재(22b) 사이의 임펠러 간극을 조절하도록 구성될 수 있다. 도 8b에 도시된 바와 같이, 조절 너트(50)는 또한 베어링 슬리브의 보어(42a, 42b, 42c, 42d, 42e, 42f, 42g, 42h)(도 8a 참조)와 개수가 상이한 개구(52a, 52b, 52c, 52d, 52e, 52f)를 갖는 조절 너트 표면(52)을 갖도록 구성될 수 있다. 본 발명에 따르면, 대응하는 보어(42a, 42b, 42c, 42d, 42e, 42f, 42g, 42h)(도 8a 참조) 및 개구(52a, 52b, 52c, 52d, 52e, 52f)의 세트는 임펠러 간극의 조절이 완료될 때 체결구(60)(도 5b, 도 7 및 도 9 참조)를 수용하여 조절 너트(50)를 베어링 슬리브(50)에 결합시키기 위해 조절 너트(50)가 베어링 슬리브(40)에 대해 양쪽 회전 방향으로 회전될 때 15°마다 정렬되도록 구성된다. 실제로, 보어(42a, 42b, 42c, 42d, 42e, 42f, 42g, 42h)는 베어링 슬리브(40) 내에 구성되거나 형성될 수 있고, 개구(52a, 52b, 52c, 52d, 52e, 52f)는 조절 너트(52)를 완전히 관통하도록 구성되거나 형성될 수 있어, 각각의 체결구(60)가 조절 너트(50)를 완전히 관통하고, 체결구 나사가 각각의 보어(42a, 42b, 42c, 42d, 42e, 42f, 42g, 42h)의 각각의 나사와 맞물리게 한다.

도 8a 및 도 8b에 도시된 바와 일관되게, 보어(42a, 42b, 42c, 42d, 42e, 42f, 42g, 42h)(도 8a)는 8개의 보어를 포함할 수 있고, 개구(52a, 52b, 52c, 52d, 52e, 52f)(도 8b)는 6개의 개구를 포함할 수 있다. 보어(42a, 42b, 42c, 42d, 42e, 42f, 42g, 42h)는 베어링 슬리브 표면(42) 주위에 약 45°만큼 떨어져 동일하게 이격될 수 있고; 개구(52a, 52b, 52c, 52d, 52e, 52f)는 조절 너트 표면(42) 주위에 약 60°만큼 떨어져 동일하게 이격될 수 있다. 도 8c에 도시된 바와 일관되게, 임펠러 간극의 조절이 완료될 때, 체결구(60)(도 5b, 도 7 및 도 9 참조)를 수용하여 조절 너트(50)를 베어링 슬리브(50)에 결합시키기 위해, 대응하는 보어 및 개구의 하나의 세트(예컨대, 보어(42a) 및 개구(52a)와 같음)는 베어링 슬리브 표면(42) 및 조절 너트 표면(52)의 반대편측 상의 대응하는 보어 및 개구의 다른 세트(예컨대, 보어(42e) 및 개구(52d)와 같음)와 직경방향으로 대향될 수 있다. 실제로, 도 7에 관하여 기술된 바와 일관되게, 8개의 45°만큼 이격된 보어(42a, 42b, 42c, 42d, 42e, 42f, 42g, 42h)(도 8a)와 6개의 60°만큼 이격된 개구(52a, 52b, 52c, 52d, 52e, 52f)를 갖는 구멍 패턴의 조합은 2개의 구멍(즉, 2개의 보어/개구 조합)이 15°마다 정렬되고 임펠러 간극을 최상의 수압 성능 설정의 0.0012"(표준 나사의 사용에 기초함) 내로 달성하도록 허용한다. 도 8c는, 예컨대 가상선으로 도시된 보어(42a, 42b, 42c, 42d, 42e, 42f, 42g, 42h)(도 8a)를 이용한 베어링 슬리브(40)와 조절 너트(50)의 오버레이(overlay)를 도시한다. 도 8c는 또한, 도시된 현재 위치에서 정렬된 직경방향으로 대향되는 보어/개구(42a/52a, 42e/52d)를 도시하고, 조절 너트(50)의 15° 시계 방향 회전이 직경방향으로 대향되는 보어/개구(42d/52c, 42h/52f)를 정렬시키는 방식을 도시하며, 조절 너트(50)의 15° 반시계 방향 회전이 직경방향으로 대향되는 보어/개구(42b/52b, 42f/52e)를 정렬시키는 방식을 도시한다. 당업자가 또한 인식할 바와 같이, 도 8c는 또한, 조절 너트(50)의 30° 시계 방향 회전이 직경방향으로 대향되는 보어/개구(42c/52b, 42g/52e)를 정렬시키는 방식을 도시하고, 조절 너트(50)의 30° 반시계 방향 회전이 직경방향으로 대향되는 보어/개구(42c/52c, 42g/52f)를 정렬시키는 방식을 도시한다.

도 7 및 도 9에 도시된 바와 일관되게, 베어링 슬리브(40)는 보어(42a, 42b, 42c, 42d, 42e, 42f, 42g, 42h)에 대응하는 베어링 슬리브 마킹(예컨대, 도면부호 44c, 44d, 44e로 표시된 요소와 같은)을 갖는 원주방향 베어링 슬리브 표면(44)을 포함할 수 있다. 본 발명에 따르면, 보어(42a, 42b, 42f, 42g, 42h)는 또한 도면에 도시되지 않은 대응하는 베어링 슬리브 마킹을 갖는 것으로 이해된다. 유사하게, 조절 너트(50)는 개구(52a, 52b, 52c, 52d, 52e, 52f)에 대응하는 조절 너트 마킹(예컨대, 도면부호 54b, 54c, 54d로 표시된 요소와 같음)을 갖는 원주방향 조절 너트 표면(54)을 포함할 수 있어서, 임펠러(22a)의 작업측(22a')을 케이싱 부재(22b)에 대해 위치시킨 후에, 원주방향 베어링 슬리브 표면(44) 및 원주방향 조절 너트 표면(54) 상의 가장 가까운 마킹이 정렬되어 각각의 체결구(60)가 도 8c에 도시된 요소(42a, 52a 및 42e, 52d)와 같은 대응하는 보어 및 개구의 각각의 세트 내에 설치되도록 허용한다. 본 발명에 따르면, 개구(52a, 52e, 52f)는 또한 도면에 도시되지 않은 대응하는 조절 너트 마킹을 갖는 것으로 이해된다. (조절 너트 마킹은 또한 본 명세서에서 "구멍/개구 로케이터 마킹(hole/opening locator marking)"으로 알려져 있다.) 실제로, 도 9에 기술된 바와 일관되게, 임펠러(22a)를 위치시킨 후에, 체결구(60)가 설치되도록 허용하기 위해 베어링 슬리브(40) 및 조절 너트(50) 상의 가장 가까운 마킹을 정렬시키기만 하면 된다. 당업자가 또한 인식할 바와 같이, 도 9는 또한 구멍의 다음 세트가 15°만큼, 이어서 30°만큼 떨어져 있는 것을 도시한다.

조절 너트(50)의 개구(52a, 52b, 52c, 52d, 52e, 52f)에 대응하는 6개의 조절 너트 마킹에 더하여, 원주방향 조절 너트 표면(54)은 또한 조절 너트 마킹의 각각의 쌍 사이에 추가의 마킹을 포함할 수 있다. 예로서, 도 7과 도 9 및 도 10은 조절 너트 마킹의 각각의 쌍 사이의 3개의 추가의 마킹을 도시하며, 이들 중 일부에 도면 부호 54b₃, 54c₃, 54d₁, 54d₂가 제공된다. 도시된 바와 같이, 조절 너트 마킹의 각각의 쌍 사이의 3개의 추가의 마킹은 15° 간격을 두도록 등거리로 이격된다. 실제로, 6개의 조절 너트 마킹 및 조절 너트 마킹의 각각의 쌍 사이의 3개의 추가의 마킹이 조합되어, 15° 간격을 두고 원주방향 조절 너트 표면(54) 주위에 등거리로 이격되는 24개의 조절 너트 마크를 형성한다. 도 7과 도 9 및 도 10에서, 개구(52a, 52b, 52c, 52d, 52e, 52f)에 대응하는 조절 너트 마킹은 샤프트 축을 따라 평행하게 연장되는, 길이가 약간 더 긴 마킹으로 도시되는 한편, 조절 너트 마킹의 각각의 쌍 사이의 3개의 추가의 조절 너트 마킹은 대응하는 길이가 약간 더 짧은 마킹으로 도시된다. 2개의 마킹 세트 사이의 길이의 차이는 사용자가 상이한 유형의 마킹을 시각적으로 구별하는데 도움을 준다.

보다 긴 조절 너트 마킹의 각각의 쌍 사이에 보다 짧은 3개의 추가의 마킹이 사용되어, 사용자가 임의의 측정 장치의 필요 없이 임펠러 작동 간극(impeller running clearance)을 설정하는 방식을 더욱 간소화할 수 있다.

예를 들어, 임펠러 작동 간극을 설정하기 위한 단계는 하기를 포함할 수 있다:

1) 조절 너트 표면이 베어링 슬리브 표면(42)으로부터 분리될 때까지 조절 너트(50)를 회전시키며, 임펠러(22a)는 현재 케이싱과 접촉하고 있다.

2) 조절 너트 표면이 베어링 슬리브 표면(42)과 접촉하게 될 때까지 조절 너트(50)를 반대 방향으로 회전시킨다.

3) 베어링 슬리브 마킹에 가장 가까운 "구멍/개구 로케이터 마킹"을 위치확인한다. 도 10a에서, 베어링 슬리브 마킹(44d) 및 "구멍/개구 로케이터 마킹"(54d)의 위치를 보고, 베어링 슬리브 마킹(44c) 및 "구멍/개구 로케이터 마킹"(54c)의 대응하는 위치와 비교한다. 구멍/개구 로케이터 마킹에 가장 가까운 베어링 슬리브 마킹은 이제 도 10a에 44d로서 참조되는 사용자의 선택된 베어링 슬리브 인덱스 마킹(index marking)일 것이다. 이는 이러한 펌핑 장치에 대한 이른바 "영점(zero point)"으로 고려될 수 있는데, 왜냐하면 그것이 예컨대 위의 단계 2에 기초하여 임펠러(22a)와 케이싱 사이의 제로 갭(zero gap)과 일치하기 때문이다.

4) 의도된 조절 너트 회전 방향의 반대 방향으로, 조절 너트(50) 상의 조절 너트 마킹의 사전결정된 양(요구되는 임펠러 간극의 양에 의해 결정됨)을 계수한다. 예를 들어, 원하는 임펠러 작동 간극이 0.012 in이고, 각각의 마킹이 0.0023 in를 나타내면, 계수되어야 하는 조절 너트 인덱스 마킹의 개수는 5개이다(예컨대, 0.012/0.0023 = 약 5이기 때문임). 이어서, 조절 너트 마킹(54d)으로부터 시작하여, 도 10a에 도시된 바와 같이, 조절 너트 마킹(54b₃)으로 참조되는, 5의 계수에 대응하는 조절 너트 마킹을 선택한다. 도 10b에 도시된 바와 같이, 조절 너트 표면(54) 상의 선택된 조절 너트 마킹(54b₃)이 베어링 슬리브(40) 상의 선택된 베어링 슬리브 인덱스 마킹(44d)과 정렬되도록 조절 너트(50)를 회전시킨다.

5) 도 10b에 도시된 바와 같이, 이제 또한 조절 너트(50) 내의 2개의 구멍/개구가 베어링 슬리브(40) 내의 2개의 보어와 정렬될 것이다. 그것들은 베어링 슬리브 마킹과 정렬되는 조절 너트(50) 상의 "구멍/개구 로케이터 마킹"을 찾아봄으로써 위치확인될 수 있다. 도 10b에서, 일례로서, 조절 너트 표면(54) 상의 "구멍/개구 로케이터 마킹"(54b)과 원주방향 베어링 슬리브 표면(44) 상의 베어링 슬리브 마킹(44c)이 정렬되는 곳을 참조하라. (예로서, 이는 베어링 슬리브(40) 상의 원래 선택된 인덱스 마킹일 수 있거나 그렇지 않을 수 있다.) 체결구(60)를 이들 두 위치에 배치하여 조절 너트(50)를 베어링 슬리브(40)에 체결하여서 임펠러 작동 간극을 설정한다.

도 11

도 11은 대안적인 10개-8개 구멍-보어 조합을 도시하며, 여기에서 조절 너트는 10개의 구멍을 갖도록 구성될 수 있고, 베어링 슬리브는 8개의 보어를 갖도록 구성될 수 있어, 예컨대 20 TPI를 갖는 샤프트 표면을 사용할 때 약 9°의 조절 간격을 달성하여 약 0.00125"의 샤프트 이동거리를 가져오고, 약 0.00063"의 임펠러 설정 정확도를 허용한다.

도 11은 예컨대 약 36°의 각도로 펌프 샤프트의 중심선 주위에 균일하게 배열되는, 조절 너트 유사 요소(50)(예컨대, 도 8 및 도 8b 참조)의 10개의 구멍 또는 개구를 도면 부호 152a, 152b, 152c, 152d, 152e, 152f, 152g, 152h, 152i, 152j로서 도시한다.

도 11은 예컨대 약 45°의 각도로 펌프 샤프트의 중심선 주위에 균일하게 배열되는, 베어링 슬리브 유사 요소(40)(예컨대, 도 8 및 도 8a 참조)의 8개의 보어를 도면 부호 142a, 142b, 142c, 142d, 142e, 142f, 142g, 142h로서 도시한다.

도 11에서, 예컨대 임펠러 간극의 조절이 완료될 때 체결구를 수용하여 조절 너트를 베어링 슬리브에 결합시키기 위해 조절 너트가 베어링 슬리브에 대해 양방향으로 회전될 때 조절 간격인 기호 α = 9°이다.

본 발명의 범주

본 명세서에서 달리 언급되어 있지 않다면, 본 명세서의 특정 실시예에 관하여 설명된 특징부, 특성, 대안예 또는 변형예의 어느 것도 본 명세서에서 설명된 임의의 다른 실시예와 함께 적용, 사용, 또는 포함될 수 있는 것으로 이해되어야 한다. 또한, 본 명세서의 도면은 축척에 맞게 그려져 있지 않다.

비록 본 발명이 그의 예시적인 실시예에 대하여 설명되고 예시되었으나, 본 발명의 사상 및 범주로부터 벗어나지 않고서 상기의 그리고 다양한 다른 추가 및 생략이 그 안에서 그리고 그에 대해 이루어질 수 있다.

Claims

펌프로서,
펌프 샤프트에 결합되도록 구성되고, 또한 체결구를 수용하기 위한 보어를 갖는 베어링 슬리브 표면을 갖도록 구성되는 베어링 슬리브; 및
상기 펌프 샤프트의 펌프 샤프트 나사에 회전가능하게 결합되는 중심 보어 나사를 갖는 중심 보어를 갖도록 구성되고, 상기 베어링 슬리브에 대해 회전하도록 그리고 상기 펌프 샤프트를 축방향으로 이동시켜 상기 펌프 샤프트 상에 배열되는 임펠러의 작업측(working side)과 상기 펌프의 케이싱 사이의 임펠러 간극을 조절하도록 구성되고, 상기 보어와 개수가 상이한 개구를 갖는 조절 너트 표면을 갖도록 구성되는 조절 너트 - 대응하는 보어 및 개구의 세트는 상기 임펠러 간극의 상기 조절이 완료될 때 체결구를 수용하여 상기 조절 너트를 상기 베어링 슬리브에 결합시키기 위해 상기 조절 너트가 상기 베어링 슬리브에 대해 어느 방향으로든 회전될 때 약 9° 또는 15°마다 각도 조절 간격을 두고 정렬되도록 구성됨 - 를 포함하는, 펌프.
제1항에 있어서, 상기 보어는 8개의 보어를 포함하고, 상기 개구는 6개의 개구를 포함하는, 펌프.
제1항에 있어서, 상기 보어는 상기 베어링 슬리브 표면 주위에 약 45°만큼 떨어져 동일하게 이격되고, 상기 개구는 상기 조절 너트 표면 주위에 약 60°만큼 떨어져 동일하게 이격되는, 펌프.
제1항에 있어서, 상기 대응하는 보어 및 개구의 하나의 세트는 상기 베어링 슬리브 표면 및 조절 너트 표면의 반대편측 상의 상기 대응하는 보어 및 개구의 다른 세트와 직경방향으로 대향되는, 펌프.
제1항에 있어서, 상기 베어링 슬리브는 상기 보어에 대응하는 베어링 슬리브 마킹을 갖는 원주방향 베어링 슬리브 표면을 포함하고; 상기 조절 너트는 상기 개구에 대응하는 조절 너트 마킹을 갖는 원주방향 조절 너트 표면을 포함하여, 상기 임펠러의 상기 작업측을 상기 케이싱에 대해 위치시킨 후에, 상기 원주방향 베어링 슬리브 표면 및 상기 원주방향 조절 너트 표면 상의 가장 가까운 마킹이 정렬되어 각각의 체결구가 상기 대응하는 보어 및 개구의 각각의 세트 내에 설치되도록 허용하는, 펌프.
제1항에 있어서, 상기 펌프는 베어링 하우징, 상기 베어링 하우징 내에 배열되는 베어링, 상기 베어링 슬리브 및 상기 조절 너트의 일부 조합을 갖는 베어링 조립체를 포함하는, 펌프.
제1항에 있어서, 상기 펌프는 상기 임펠러가 일단부 상에 견고히 장착되는 상기 펌프 샤프트 및 상기 케이싱을 포함하는, 펌프.
제1항에 있어서, 상기 보어는 상기 베어링 슬리브 내에 구성되거나 형성되고, 상기 개구는 상기 조절 너트를 완전히 관통하도록 구성되거나 형성되어, 각각의 체결구가 상기 조절 너트를 완전히 관통하고, 체결구 나사가 각각의 보어의 각각의 나사와 맞물리게 하는, 펌프.
제1항에 있어서, 상기 펌프 샤프트 표면 상의 상기 나사는 UTS(Unified Thread Standard)를 사용하여 구성되고, 상기 임펠러 간극은 상기 UTS에 기초하여 약 0.0012 인치 내에 있는, 펌프.
제1항에 있어서, 상기 베어링 슬리브는 키이-기반 커플링 배열(key-based coupling arrangement)을 사용하여 상기 펌프 샤프트에 결합되는, 펌프.
베어링 조립체로서,
펌프 샤프트에 결합되도록 구성되고, 또한 체결구를 수용하기 위한 보어를 갖는 베어링 슬리브 표면을 갖도록 구성되는 베어링 슬리브 - 상기 보어는 상기 펌프 샤프트 주위에 제1 사전결정된 각도로 균일하게 배열됨 -; 및
상기 펌프 샤프트의 펌프 샤프트 나사에 회전가능하게 결합되는 중심 보어 나사를 갖는 중심 보어를 갖도록 구성되고, 상기 베어링 슬리브에 대해 회전하도록 그리고 상기 펌프 샤프트를 축방향으로 이동시켜 상기 펌프 샤프트 상에 배열되는 임펠러의 작업측과 회전 장비의 케이싱 사이의 임펠러 간극을 조절하도록 구성되고, 상기 보어와 개수가 상이한 개구를 갖는 조절 너트 표면을 갖도록 구성되는 조절 너트 - 상기 개구는 상기 펌프 샤프트 주위에 상기 제1 사전결정된 각도와 상이한 제2 사전결정된 각도로 균일하게 배열됨 - 를 포함하고,
대응하는 보어 및 개구의 세트는, 상기 임펠러 간극의 상기 조절이 완료될 때 체결구를 수용하여 상기 조절 너트를 상기 베어링 슬리브에 결합시키기 위해 상기 조절 너트가 상기 베어링 슬리브에 대해 양방향으로 회전될 때, 예컨대 약 9° 또는 15°마다의 사전결정된 각도 간격을 비롯하여, 상기 제1 사전결정된 각도와 상기 제2 사전결정된 각도 사이의 차이 관계에 의해 한정되는 사전결정된 각도 간격을 두고 정렬되도록 구성되는, 베어링 조립체.
제11항에 있어서,
상기 보어는 상기 펌프 샤프트 주위에 약 45°로 균일하게 배열되는 8개의 보어를 포함하고, 상기 개구는 상기 펌프 샤프트 주위에 약 60°로 균일하게 배열되는 6개의 개구를 포함하거나, 또는
상기 보어는 상기 펌프 샤프트 주위에 약 60°로 균일하게 배열되는 6개의 보어를 포함하고, 상기 개구는 상기 펌프 샤프트 주위에 약 45°로 균일하게 배열되는 8개의 개구를 포함하며,
상기 사전결정된 각도 간격은 약 15°인, 베어링 조립체.
제11항에 있어서,
상기 보어는 상기 펌프 샤프트 주위에 약 45°로 균일하게 배열되는 8개의 보어를 포함하고, 상기 개구는 상기 펌프 샤프트 주위에 약 36°로 균일하게 배열되는 10개의 개구를 포함하거나, 또는
상기 보어는 상기 펌프 샤프트 주위에 약 36°로 균일하게 배열되는 10개의 보어를 포함하고, 상기 개구는 상기 펌프 샤프트 주위에 약 45°로 균일하게 배열되는 8개의 개구를 포함하며,
상기 사전결정된 각도 간격은 약 9°인, 베어링 조립체.
제11항에 있어서,
상기 펌프 샤프트는 상기 임펠러 간극의 상기 조절 중에 체결구를 수용하여 상기 조절 너트를 상기 베어링 슬리브에 결합시키기 위해 상기 조절 너트가 상기 베어링 슬리브에 대해 양방향으로 회전될 때 상기 조절 너트의 이동거리(travel)를 결정하는 사전결정된 수의 인치당 나사수(threads per inch, TPI)를 갖는 펌프 샤프트 표면을 포함하고,
상기 사전결정된 각도 간격은 상기 임펠러 간극의 상기 조절이 완료될 때 상기 임펠러 간극을 설정하기 위한 증분을 결정하도록 구성되는, 베어링 조립체.
제11항에 있어서, 상기 베어링 슬리브는 상기 보어에 대응하는 베어링 슬리브 마킹을 갖는 원주방향 베어링 슬리브 표면을 포함하고; 상기 조절 너트는 상기 개구에 대응하는 조절 너트 마킹을 갖는 원주방향 조절 너트 표면을 포함하여, 상기 임펠러의 상기 작업측을 상기 케이싱에 대해 위치시킨 후에, 상기 원주방향 베어링 슬리브 표면 및 상기 원주방향 조절 너트 표면 상의 가장 가까운 마킹이 정렬되어 각각의 체결구가 상기 대응하는 보어 및 개구의 각각의 세트 내에 설치되도록 허용하는, 베어링 조립체.
펌프의 케이싱에 대해 임펠러를 조절하기 위한 임펠러/케이싱 조절 조합으로서,
펌프 샤프트 나사가 일단부 상에 구성되고 임펠러가 타단부 상에 구성되는 펌프 샤프트 표면을 갖는 펌프 샤프트;
상기 펌프 샤프트에 결합되도록 구성되고, 또한 체결구를 수용하기 위한 보어를 갖는 베어링 슬리브 표면을 갖도록 구성되는 베어링 슬리브 - 상기 보어는 상기 펌프 샤프트 주위에 제1 사전결정된 각도로 균일하게 배열됨 -; 및
상기 펌프 샤프트의 상기 펌프 샤프트 나사에 회전가능하게 결합되는 중심 보어 나사를 갖는 중심 보어를 갖도록 구성되고, 상기 베어링 슬리브에 대해 회전하도록 그리고 상기 펌프 샤프트를 축방향으로 이동시켜 상기 임펠러의 작업측과 펌프의 케이싱 사이의 임펠러 간극을 조절하도록 구성되고, 상기 보어와 개수가 상이한 개구를 갖는 조절 너트 표면을 갖도록 구성되는 조절 너트 - 상기 개구는 상기 펌프 샤프트 주위에 상기 제1 사전결정된 각도와 상이한 제2 사전결정된 각도로 균일하게 배열됨 - 를 포함하고,
대응하는 보어 및 개구의 세트는, 상기 임펠러 간극의 상기 조절이 완료될 때 체결구를 수용하여 상기 조절 너트를 상기 베어링 슬리브에 결합시키기 위해 상기 조절 너트가 상기 베어링 슬리브에 대해 양방향으로 회전될 때, 예컨대 약 9° 또는 15°마다의 사전결정된 각도 간격을 비롯하여, 상기 제1 사전결정된 각도와 상기 제2 사전결정된 각도 사이의 차이 관계에 의해 한정되는 사전결정된 각도 간격을 두고 정렬되도록 구성되는, 임펠러/케이싱 조절 조합.
제16항에 있어서, 상기 보어는 상기 펌프 샤프트 주위에 약 45°로 균일하게 배열되는 8개의 보어를 포함하고, 상기 개구는 상기 펌프 샤프트 주위에 약 60°로 균일하게 배열되는 6개의 개구를 포함하거나, 또는
상기 보어는 상기 펌프 샤프트 주위에 약 60°로 균일하게 배열되는 6개의 보어를 포함하고, 상기 개구는 상기 펌프 샤프트 주위에 약 45°로 균일하게 배열되는 8개의 개구를 포함하며,
상기 사전결정된 각도 간격은 약 15°인, 임펠러/케이싱 조절 조합.
제16항에 있어서, 상기 보어는 상기 펌프 샤프트 주위에 약 45°로 균일하게 배열되는 8개의 보어를 포함하고, 상기 개구는 상기 펌프 샤프트 주위에 약 36°로 균일하게 배열되는 10개의 개구를 포함하거나, 또는
상기 보어는 상기 펌프 샤프트 주위에 약 36°로 균일하게 배열되는 10개의 보어를 포함하고, 상기 개구는 상기 펌프 샤프트 주위에 약 45°로 균일하게 배열되는 8개의 개구를 포함하며,
상기 사전결정된 각도 간격은 약 9°인, 임펠러/케이싱 조절 조합.
제16항에 있어서,
상기 펌프 샤프트는 상기 임펠러 간극의 상기 조절 중에 체결구를 수용하여 상기 조절 너트를 상기 베어링 슬리브에 결합시키기 위해 상기 조절 너트가 상기 베어링 슬리브에 대해 양방향으로 회전될 때 상기 조절 너트의 이동거리를 결정하는 사전결정된 수의 인치당 나사수(TPI)를 갖는 펌프 샤프트 표면을 포함하고,
상기 사전결정된 각도 간격은 상기 임펠러 간극의 상기 조절이 완료될 때 상기 임펠러 간극을 설정하기 위한 증분을 결정하도록 구성되는, 임펠러/케이싱 조절 조합.
제16항에 있어서, 상기 베어링 슬리브는 상기 보어에 대응하는 베어링 슬리브 마킹을 갖는 원주방향 베어링 슬리브 표면을 포함하고; 상기 조절 너트는 상기 개구에 대응하는 조절 너트 마킹을 갖는 원주방향 조절 너트 표면을 포함하여, 상기 임펠러의 상기 작업측을 상기 케이싱에 대해 위치시킨 후에, 상기 원주방향 베어링 슬리브 표면 및 상기 원주방향 조절 너트 표면 상의 가장 가까운 마킹이 정렬되어 각각의 체결구가 상기 대응하는 보어 및 개구의 각각의 세트 내에 설치되도록 허용하는, 임펠러/케이싱 조절 조합.
제5항에 있어서, 상기 원주방향 조절 너트 표면은 상기 개구에 대응하는 조절 너트 마킹의 각각의 쌍 사이에 하나 이상의 추가의 조절 너트 마킹을 포함하는, 펌프.
제21항에 있어서, 상기 하나 이상의 추가의 조절 너트 마킹은 상기 개구에 대응하는 조절 너트 마킹의 각각의 쌍 사이에 약 15° 간격을 두도록 등거리로 이격되는 3개의 추가의 조절 너트 마킹을 포함하는, 펌프.
제22항에 있어서, 상기 하나 이상의 추가의 조절 너트 마킹은 상기 개구에 대응하는 상기 조절 너트 마크보다 길이가 약간 더 짧은, 펌프.
펌프로서,
펌프 샤프트에 결합되도록 구성되고, 또한 체결구를 수용하기 위한 보어를 갖는 베어링 슬리브 표면을 갖도록 구성되는 베어링 슬리브 - 상기 보어는 상기 펌프 샤프트 주위에 제1 사전결정된 각도로 균일하게 배열됨 -; 및
상기 펌프 샤프트의 펌프 샤프트 나사에 회전가능하게 결합되는 중심 보어 나사를 갖는 중심 보어를 갖도록 구성되고, 상기 베어링 슬리브에 대해 회전하도록 그리고 상기 펌프 샤프트를 축방향으로 이동시켜 상기 펌프 샤프트 상에 배열되는 임펠러의 작업측과 회전 장비의 케이싱 사이의 임펠러 간극을 조절하도록 구성되고, 상기 보어와 개수가 상이한 개구를 갖는 조절 너트 표면을 갖도록 구성되는 조절 너트 - 상기 개구는 상기 펌프 샤프트 주위에 상기 제1 사전결정된 각도와 상이한 제2 사전결정된 각도로 균일하게 배열됨 - 를 포함하고,
대응하는 보어 및 개구의 세트는 상기 임펠러 간극의 상기 조절이 완료될 때 체결구를 수용하여 상기 조절 너트를 상기 베어링 슬리브에 결합시키기 위해 상기 조절 너트가 상기 베어링 슬리브에 대해 양방향으로 회전될 때 상기 제1 사전결정된 각도와 상기 제2 사전결정된 각도 사이의 차이 관계에 의해 한정되는 사전결정된 각도 간격을 두고 정렬되도록 구성되는, 펌프.
제24항에 있어서,
상기 보어는 상기 펌프 샤프트 주위에 약 45°로 균일하게 배열되는 8개의 보어를 포함하고, 상기 개구는 상기 펌프 샤프트 주위에 약 60°로 균일하게 배열되는 6개의 개구를 포함하거나, 또는
상기 보어는 상기 펌프 샤프트 주위에 약 60°로 균일하게 배열되는 6개의 보어를 포함하고, 상기 개구는 상기 펌프 샤프트 주위에 약 45°로 균일하게 배열되는 8개의 개구를 포함하며,
상기 사전결정된 각도 간격은 약 15°인, 펌프.
제25항에 있어서,
상기 보어는 상기 펌프 샤프트 주위에 약 45°로 균일하게 배열되는 8개의 보어를 포함하고, 상기 개구는 상기 펌프 샤프트 주위에 약 36°로 균일하게 배열되는 10개의 개구를 포함하거나, 또는
상기 보어는 상기 펌프 샤프트 주위에 약 36°로 균일하게 배열되는 10개의 보어를 포함하고, 상기 개구는 상기 펌프 샤프트 주위에 약 45°로 균일하게 배열되는 8개의 개구를 포함하며,
상기 사전결정된 각도 간격은 약 9°인, 펌프.
제25항에 있어서,
상기 펌프 샤프트는 상기 임펠러 간극의 상기 조절 중에 체결구를 수용하여 상기 조절 너트를 상기 베어링 슬리브에 결합시키기 위해 상기 조절 너트가 상기 베어링 슬리브에 대해 양방향으로 회전될 때 상기 조절 너트의 이동거리를 결정하는 사전결정된 수의 인치당 나사수(TPI)를 갖는 펌프 샤프트 표면을 포함하고,
상기 사전결정된 각도 간격은 상기 임펠러 간극의 상기 조절이 완료될 때 상기 임펠러 간극을 설정하기 위한 증분을 결정하도록 구성되는, 펌프.
제25항에 있어서, 상기 베어링 슬리브는 상기 보어에 대응하는 베어링 슬리브 마킹을 갖는 원주방향 베어링 슬리브 표면을 포함하고; 상기 조절 너트는 상기 개구에 대응하는 조절 너트 마킹을 갖는 원주방향 조절 너트 표면을 포함하여, 상기 임펠러의 상기 작업측을 상기 케이싱에 대해 위치시킨 후에, 상기 원주방향 베어링 슬리브 표면 및 상기 원주방향 조절 너트 표면 상의 가장 가까운 마킹이 정렬되어 각각의 체결구가 상기 대응하는 보어 및 개구의 각각의 세트 내에 설치되도록 허용하는, 펌프.