KR20190022736A - 중간 타이 로드 조합체를 갖는 링 섹션 펌프 - Google Patents

중간 타이 로드 조합체를 갖는 링 섹션 펌프 Download PDF

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다니엘 에스 밀러
압히 엔 간디
폴 더블유 벤키
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아이티티 매뉴팩츄어링 엔터프라이즈, 엘엘씨
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Abstract

링 섹션 펌프는 펌핑되는 유체를 링 섹션 펌프 내로 수용하도록 구성되는 저압 단부; 펌핑되는 유체를 링 섹션 펌프로부터 제공하도록 구성되는 고압 단부; 및 중간 플랜지를 갖는 중간 타이 로드 조합체로서, 상부 타이 로드들이 중간 플랜지와 고압 단부를 함께 결합시키도록 구성되고, 하부 타이 로드들이 중간 플랜지와 저압 단부를 함께 결합시키도록 구성되는, 상기 중간 타이 로드 조합체를 특징으로 한다. 저압 단부는 입구 플랜지를 갖고; 고압 단부는 출구/토출 플랜지를 포함하며; 상부 타이 로드들은 중간 플랜지와 출구/토출 플랜지를 함께 결합시키고, 하부 타이 로드들은 중간 플랜지와 입구 플랜지를 함께 결합시킨다.

Description

중간 타이 로드 조합체를 갖는 링 섹션 펌프
본 출원은 펌프에 관한 것으로, 보다 상세하게는 타이 로드(tie rod)들을 갖는 링 섹션 펌프(ring section pump)에 관한 것이다.
예로서, 도 1a와 도 1b 및 도 2a와 도 2b는 당업계에 알려져 있는 링 섹션 타이-로드 펌프를 도시한다. 도 1a와 도 1b는, 예컨대 섬프(sump)에 관하여 수직으로 배열되고 장착되어 사용될 수 있는 링 섹션 타이-로드 펌프를 도시한다. 비교하면, 도 2a와 도 2b는, 예컨대 다른 펌핑 응용에 관하여 수평으로 장착되어 사용될 수 있는 링 섹션 타이-로드 펌프를 도시한다.
전통적인 링 섹션 타이-로드 펌프는 모든 스테이지들의 전체 길이를 따라 연장되는 타이 로드들로 구성된다. 이러한 해법은 보다 짧은 펌프에 적합하지만, 보다 긴 펌프에 대해, 이러한 배열은 조립하기 어렵고, 더욱 많은 공진 진동 문제를 겪으며, 타이 로드들이 전체 펌프의 전압력(full pressure)을 취급하여야 함으로 인해 많은 비용이 든다. 타이 로드의 긴 스팬(span)이 또한 링 섹션 조립체의 비틀림에 덜 저항할 수 있다. 사실상, 현재의 설계는 펌프 조립체의 전체 길이에 이르는 타이 로드의 단일 크기로만 제한된다.
이에 비추어, 알려진 링 섹션 타이-로드 펌프의 전술된 문제를 없애는 더욱 양호한 타이 로드 배열을 갖는 링 섹션 타이-로드 펌프에 대한 필요성이 당업계에 존재한다.
요약하면, 본 발명은 펌프 조립체 단부들과 유사한 방식으로 그리고 양측으로부터 타이-로드 종단부(tie-rod termination)들을 수용하는 하나 이상의 중간 플랜지 또는 피스(piece)를 설치하기 위한 기술을 제공한다.
타이-로드 단부들 사이의 스팬을 감소시킴으로써, 조립 곤란성이 본 발명에 의해 완화된다. 타이 로드를 설치하기 전의 지지되지 않은 스테이지들의 감소로 인해, 조립 공정이 보다 안전하다. 이는 또한 펌프에 대한 더 양호한 구성요소 정렬과, 보다 짧은 스팬들 사이의 정렬의 보다 용이한 측정을 가져온다.
본 발명은 또한 잠재적인 구조적 진동 문제에 대한 해법을 제공한다. 이러한 배열은 공진 진동을 감소시키기 위해 펌프 구조체의 고유 진동수(natural frequency)를 변화시키기 위한 보다 많은 선택사양을 허용한다. 본 발명은 링 섹션 펌프의 압력 취급 능력에 대한 최적화된 해법이다. 이는 펌프의 저압 섹션들에 대한 타이 로드들의 감소를 허용한다. 또한, 이는 많은 비용이 드는 재료 추가 없이 스테이지 및 압력 취급의 증가를 허용한다. 본 발명은 또한 링 섹션들이 최고 링-섹션간 토크(섹션들을 서로에 대해 회전시키려고 하는 힘)를 받는 영역에서 펌프 조립체를 더욱 강화시킨다.
몇몇 실시예에 따르면, 본 발명은, 예를 들어 하기를 특징으로 하는 링 섹션 펌프를 포함한, 장치의 형태를 취할 수 있다:
펌핑되는 유체를 링 섹션 펌프 내로 수용하도록 구성되는 저압 단부;
펌핑되는 유체를 링 섹션 펌프로부터 제공하도록 구성되는 고압 단부; 및
적어도 하나의 중간 플랜지를 갖는 적어도 하나의 중간 타이 로드 조합체로서, 상부 타이 로드들이 적어도 하나의 중간 플랜지와 고압 단부를 함께 결합시키도록 구성되고, 하부 타이 로드들이 적어도 하나의 중간 플랜지와 저압 단부를 함께 결합시키도록 구성되는, 상기 적어도 하나의 중간 타이 로드 조합체.
장치는 하기의 특징들 중 하나 이상을 포함할 수 있다:
저압 단부는 입구 플랜지를 포함할 수 있음; 고압 단부는 출구/토출 플랜지를 포함할 수 있음; 및 상부 타이 로드들은 적어도 하나의 중간 플랜지와 출구/토출 플랜지를 함께 결합시킬 수 있고, 하부 타이 로드들은 적어도 하나의 중간 플랜지와 입구 플랜지를 함께 결합시킬 수 있음.
출구/토출 플랜지에는 상부 타이 로드들의 단부들을 수용하기 위한 구멍들이 구성될 수 있다. 예로서, 출구/토출 플랜지에는 상부 타이 로드들의 나삿니-형성된(threaded) 단부들을 수용하여 출구/토출 플랜지와 상부 타이 로드들을 함께 결합시키기 위한 나삿니-형성된 구멍들이 구성될 수 있다.
입구 플랜지에는 하부 타이 로드들의 대응 단부들을 수용하기 위한 대응 구멍들이 구성될 수 있다. 다른 예로서, 입구 플랜지는, 대응 구멍들이 하부 타이 로드들의 나삿니-형성된 대응 단부들로 하여금 입구 플랜지를 통과하게 하고 대응하는 나삿니-형성된 너트들로 입구 플랜지에 체결되게 하도록 구성될 수 있다.
적어도 하나의 중간 플랜지에는, 상부 타이 로드들의 대향 단부들을 수용하여 적어도 하나의 중간 플랜지와 출구/토출 플랜지를 함께 결합시키기 위한 제1 세트의 연관된 구멍들이 구성될 수 있고, 또한 하부 타이 로드들의 대향 대응 단부들을 수용하여 적어도 하나의 중간 플랜지와 입구 플랜지를 함께 결합시키기 위한 제2 세트의 연관된 구멍들이 구성될 수 있다.
제1 세트의 연관된 구멍들은 상부 타이 로드들의 나삿니-형성된 대향 단부들이 적어도 하나의 중간 플랜지를 통과하게 하고 제1 세트의 연관된 나삿니-형성된 너트들로 적어도 하나의 중간 플랜지에 체결되게 하도록 구성될 수 있다.
제2 세트의 연관된 구멍들은 하부 타이 로드들의 나삿니-형성된 대향 대응 단부들이 적어도 하나의 중간 플랜지를 통과하게 하고 제2 세트의 연관된 나삿니-형성된 너트들로 적어도 하나의 중간 플랜지에 체결되게 하도록 구성될 수 있다.
적어도 하나의 중간 플랜지는 적어도 하나의 중간 플랜지 결합 부분을 포함할 수 있고; 링 섹션 펌프는 고압 단부와 저압 단부 사이의 적어도 하나의 중간 위치에서 적어도 하나의 중간 플랜지 결합 부분을 수용하고 이와 맞물리도록 구성되는 인접 링 섹션들 또는 스테이지들을 포함할 수 있다. 예로서, 인접 링 섹션들 또는 스테이지들 중 하나에는 적어도 하나의 중간 플랜지 결합 부분을 수용하고 이와 맞물리도록 노치-형성된(notched) 부분이 구성될 수 있다.
링 섹션 펌프는 저압 단부와 고압 단부 사이에 구성되는 링 섹션 또는 스테이지들을 포함할 수 있고, 각각의 링 섹션 또는 스테이지에는 케이싱, 임펠러, 확산기뿐만 아니라 다른 부품들/구성요소들이 구성될 수 있다.
적어도 하나의 중간 타이 로드 조합체는 상부 타이 로드들이 적어도 하나의 중간 플랜지와 고압 단부 사이의 제1 세트의 링 섹션들 또는 스테이지들을 함께 결합시키는 고압 중간 타이 로드 조합체를 포함할 수 있다.
적어도 하나의 중간 타이 로드 조합체는 또한 하부 타이 로드들이 적어도 하나의 중간 플랜지와 저압 단부 사이의 제2 세트의 링 섹션들 또는 스테이지들을 함께 결합시키는 저압 중간 타이 로드 조합체를 포함할 수 있다.
고압 중간 타이 로드 조합체 내의 상부 타이 로드들의 개수는, 예를 들어 정상 작동 동안에 고압 중간 타이 로드 조합체가 겪게 되는 높은 펌핑 압력에 기초할 뿐만 아니라 펌프 응용에 따라, 저압 중간 타이 로드 조합체 내의 하부 타이 로드들의 대응하는 개수보다 많을 수 있다.
고압 중간 타이 로드 조합체에서 함께 결합되는 제1 세트의 링 섹션들 또는 스테이지들의 개수는, 예컨대 펌프 응용에 따라, 저압 중간 타이 로드 조합체에서 함께 결합되는 제2 세트의 링 섹션들 또는 스테이지들의 대응하는 개수보다 적을 수 있다.
저압 단부는 펌핑되는 유체를 링 섹션 펌프 내로 수용하도록 링 섹션 펌프의 일 단부 상에 구성되는 흡입 벨(suction bell)을 포함할 수 있고; 고압 단부는 펌핑되는 유체를 링 섹션 펌프로부터 제공하고 링 섹션 펌프를 장착하도록 링 섹션 펌프의 대향 단부 상에 구성되는 토출 케이싱을 포함할 수 있고; 적어도 하나의 중간 플랜지는 상부 타이 로드들이 적어도 하나의 중간 플랜지와 토출 케이싱을 함께 결합시키도록 그리고 하부 타이 로드들이 적어도 하나의 중간 플랜지와 흡입 벨을 함께 결합시키도록 구성될 수 있다.
타이 로드들이, 예컨대 가능하게는 중간 플랜지를 통해 또는 그 둘레에서 통과하여, 모든 스테이지들에 걸치도록 구성되는 실시예들이 구상되고, 본 발명의 범주가 이를 포함하도록 의도된다. 예로서, 실시예들은 토출 플랜지로부터 중간 플랜지까지의 하나의 세트의 타이 로드들 및 입구 플랜지로부터 토출 플랜지까지의 다른 세트의 타이 로드들을 갖는 것을 포함할 수 있다.
예로서, 다수의 중간 타이 로드 조합체를 사용하는 실시예들이 구상되고, 본 발명의 범주가 또한 이를 포함하도록 의도된다. 예를 들어, 3개의 펌핑 섹션을 한정하는 2개의 중간 타이 로드 조합체를 갖는 링 섹션 펌프가 하기와 같이 구성될 수 있다: 제1 중간 타이 로드 조합체는 제1 중간 플랜지를 포함할 수 있으며, 상부 타이 로드들은 제1 중간 플랜지와 고압 단부를 함께 결합시키도록 구성되고, 중간 타이 로드들이 제1 중간 플랜지와 제2 중간 타이 로드 조합체의 일부를 형성하는 제2 중간 플랜지를 함께 결합시키도록 구성된다. 제2 중간 타이 로드 조합체는 제2 중간 플랜지와 저압 단부를 함께 결합시키도록 구성되는 하부 타이 로드들을 포함할 수 있다. 기본적인 발명의 사상 내에서 링 섹션 펌프가 3개 초과의 펌핑 섹션을 한정하는 2개 초과의 중간 타이 로드 조합체를 갖는 실시예들이 구상되고, 본 발명의 범주가 또한 이를 포함하도록 의도된다.
장치가 저압 단부, 고압 단부 및 적어도 하나의 중간 타이 로드 조합체를 특징으로 하는 실시예들이 구상되고, 본 발명의 범주가 또한 이를 포함하도록 의도된다. 저압 단부는 처리되는 유체를 수용하도록 구성될 수 있다. 고압 단부는 처리되는 유체를 제공하도록 구성될 수 있다. 적어도 하나의 중간 타이 로드 조합체는 적어도 하나의 중간 플랜지를 포함할 수 있고, 상부 타이 로드들이 적어도 하나의 중간 플랜지와 고압 단부를 함께 결합시키도록 구성되고, 하부 타이 로드들이 적어도 하나의 중간 플랜지와 저압 단부를 함께 결합시키도록 구성된다. 장치는, 유체를 처리하기 위한 섹션들 또는 스테이지들과 함께 결합되는 저압 단부 및 고압 단부가 구성되는, 그러한 링 섹션 펌프뿐만 아니라 현재 알려져 있거나 미래에 추후 개발될 다른 유형의 장비를 포함하거나 그의 형태를 취할 수 있다. 장치는 또한 본 명세서에 기재된 다른 특징들 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
반드시 축척에 맞게 도시된 것은 아닌 도면은 하기의 도면을 포함한다:
도 1a는 예컨대 섬프에 관하여 수직으로 배열되고 장착되어 사용될 수 있고 당업계에 알려져 있는, 저압 펌프 단부와 고압 펌프 단부 사이에 배열된 종래의 타이 로드들을 갖는 링 섹션 타이-로드 펌프의 사시도.
도 1b는 도 1a에 도시된 링 섹션 타이-로드 펌프의 단면도.
도 2a는 예컨대 다른 펌핑 응용에 관하여 수평으로 장착되어 사용될 수 있는, 전방 펌프 단부와 후방 펌프 단부 사이에 배열된 종래의 타이 로드들을 갖는 링 섹션 타이-로드 펌프의 사시도.
도 2b는 예컨대 다른 펌핑 응용에 관하여 수평으로 장착되어 사용될 수 있는, 저압 펌프 단부와 고압 펌프 단부 사이에 배열된 종래의 타이 로드들을 갖는 링 섹션 타이-로드 펌프의 단면도.
도 3a는 예컨대 섬프에 관하여 수직으로 배열되고 장착되어 사용될 수 있는, 저압 펌프 단부와 고압 펌프 단부 사이에 배열된 상부 및 하부 타이 로드들을 갖는 적어도 하나의 중간 플랜지 조합체를 구비하는, 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 링 섹션 타이-로드 펌프의 사시도.
도 3b는 도 3a에 도시된 링 섹션 타이-로드 펌프의 단면도.
도 3c는 도 3b에 원으로 둘러싸여 도시된 바와 같은 링 섹션 타이 로드 펌프의 중간 부품/부분의 확대 단면도.
예컨대 전체적으로 도면에서의 혼란스러움을 감소시키기 위해 모든 도면 부호가 모든 도면에 포함되지는 않는다.
도 1: 기본 장치(10)
도 3a, 도 3b 및 도 3c는, 예를 들어 하기를 특징으로 하는 링 섹션 펌프(10)를 포함한 장치(10)의 형태의 본 발명을 도시한다:
펌핑되는 유체를 링 섹션 펌프(10) 내로 수용하도록 구성되는 저압 단부(12);
펌핑되는 유체를 링 섹션 펌프(10)로부터 제공하도록 구성되는 고압 단부(14); 및
적어도 하나의 중간 플랜지(16)를 갖는 적어도 하나의 중간 타이 로드 조합체로서, 상부 타이 로드(18)들이 적어도 하나의 중간 플랜지(16)와 고압 단부(14)를 함께 결합시키도록 구성되고, 하부 타이 로드(20)들이 적어도 하나의 중간 플랜지(16)와 저압 단부(12)를 함께 결합시키도록 구성되는, 상기 적어도 하나의 중간 타이 로드 조합체.
링 섹션 펌프(10)는 하기의 특징들 중 하나 이상을 포함할 수 있다:
플랜지-대-플랜지 결합 배열의 예
도 3a, 도 3b 및 도 3c에 도시된 바와 일관되게, 저압 단부(12)는 흡입 벨(12a) 및 흡입 벨 플랜지 또는 입구 플랜지(12b)를 포함할 수 있고; 고압 단부(14)는 출구/토출 케이싱 또는 플랜지(14a) 및 출구(14)를 포함할 수 있으며;상부 타이 로드(18)들은 적어도 하나의 중간 플랜지(16)와 출구/토출 케이싱 또는 플랜지(12b)를 함께 결합시킬 수 있고, 하부 타이 로드(20)들은 적어도 하나의 중간 플랜지(16)와 흡입 벨 플랜지 또는 입구 플랜지(12b)를 함께 결합시킬 수 있다. 본 발명이 플랜지-대-플랜지 결합 배열을 사용하여 개시되지만, 본 발명의 범주는 이로 한정되도록 의도되지 않는다. 예를 들어, 기본적인 발명의 사상 내에서 적어도 하나의 중간 플랜지(16)가 저압 단부(12) 및 고압 단부(14)의 다른 비-플랜지 부품들/구성요소들에 결합될 수 있는 다른 실시예들이 구상되고, 본 발명의 범주가 이를 포함하도록 의도된다.
상부 및 하부 타이 로드들을 위한 나사식 결합의 예
예로서, 상부 및 하부 타이 로드(18, 20)들은, 하기와 같이, 적어도 하나의 중간 플랜지(16), 출구/토출 케이싱 또는 플랜지(14a) 및 흡입 벨 플랜지 또는 입구 플랜지(12b)를 함께 결합시킬 수 있다:
출구/토출 케이싱 또는 플랜지(14a)에는, 상부 타이 로드(18)들의 단부들(이들 중 하나가 18a로 표시됨)을 수용하기 위한 구멍들(이들 중 하나가 14a'로 표시됨(도 3b 참조))이 구성될 수 있다. 예로서, 구멍(14a')은 나삿니-형성된 구멍(14a')(도 3b 참조)으로서 구성될 수 있고, 상부 타이 로드(18)의 단부(18a)는 나삿니-형성된 단부(18a)(도 3b 참조)로서 구성될 수 있다. 나사식 조합에서, 출구/토출 케이싱 또는 플랜지(14a)의 나삿니-형성된 구멍(14a')은 상부 타이 로드(18)의 나삿니-형성된 단부(18a)(도 3b 참조)를 수용하여 출구/토출 케이싱 또는 플랜지(14a)와 상부 타이 로드(18)를 함께 결합시키도록 구성될 수 있다. 본 발명의 범주가 상부 타이 로드(18)와 출구/토출 케이싱 또는 플랜지(14a)를 함께 결합시키기 위해 그러한 나사식 조합을 사용하여 개시되지만, 본 발명의 범주는 이로 한정되도록 의도되지 않는다. 예를 들어, 하기에 기재되는 바와 같은 그리고 모두 본 발명의 사상 내에 있는, 예컨대 상부 및 하부 타이 로드(18, 20)들과 적어도 하나의 중간 플랜지(16) 사이의 너트 및 볼트 결합 배열뿐만 아니라 하부 타이 로드(20)와 흡입 벨 플랜지 또는 입구 플랜지(12b) 사이의 너트 및 볼트 결합 배열과 일관되게, 출구/토출 케이싱 또는 플랜지(14a) 내의 구멍(14a')이 상부 타이 로드(18)의 단부(18a)(도 3b 참조)가 통과하게 하도록 구성되는 다른 실시예들이 구상되고 본 발명의 범주가 이를 포함하도록 의도된다.
또한, 흡입 벨 플랜지 또는 입구 플랜지(12b)에는, 하부 타이 로드(20)들의 대응 단부들(이들 중 하나가 20a로 표시됨(도 3a 참조))을 수용하기 위한 대응 구멍들(이들 중 하나가 12b'로 표시됨(도 3a 참조))이 구성될 수 있다. 예로서, 대응 단부(20a)는 나삿니-형성된 대응 단부(20a)로서 구성될 수 있다. 이러한 너트 및 볼트 결합 배열에서, 대응 구멍(12b')(도 3a 참조)은 하부 타이 로드(20)들의 나삿니-형성된 대응 단부(20a)들이 흡입 벨 플랜지 또는 입구 플랜지(12b)를 통과하게 하고 대응하는 나삿니-형성된 너트들(이들 중 하나가 20a로 표시됨)로 흡입 벨 플랜지 또는 입구 플랜지에 체결되게 하도록 구성될 수 있다. 본 발명의 범주가 하부 타이 로드(20)와 흡입 벨 플랜지 또는 입구 플랜지(12a)를 함께 결합시키기 위해 너트 및 볼트 결합 배열을 사용하여 개시되지만, 본 발명의 범주는 이로 한정되도록 의도되지 않는다. 예를 들어, 본 발명의 사상 내에서, 본 명세서에 개시된 것과 일관되게, 흡입 벨 플랜지 또는 입구 플랜지(12a)의 대응 구멍(12b')이 하부 타이 로드(20)의 나삿니-형성된 단부(20a)(도 3b 참조)를 수용하여 흡입 벨 플랜지 또는 입구 플랜지(12a)와 하부 타이 로드(20)를 함께 결합시키기 위한 나삿니-형성된 대응 구멍(12b')으로서 구성될 수 있는 다른 실시예들이 구상되고 본 발명의 범주가 이를 포함하도록 의도된다.
또한 여전히, 적어도 하나의 중간 플랜지(16)에는 다양한 구멍들(이들 중 하나가 16c로 표시됨(도 3a와 도 3c 참조))이 구성될 수 있다. 이러한 다양한 구멍들은 상부 타이 로드(18)들의 대향 단부(18b)(도 3b와 도 3c 참조)들을 수용하여 적어도 하나의 중간 플랜지(16)와 출구/토출 케이싱 또는 플랜지(14a)를 함께 결합시키기 위한 구멍(16c)(도 3a와 도 3b 참조)과 같은 제1 세트의 연관된 구멍들을 포함할 수 있다. 제1 세트의 연관된 구멍(16c)들은 상부 타이 로드(18)들의 나삿니-형성된 대향 단부(18b)들이 적어도 하나의 중간 플랜지(16)를 통과하게 하고 제1 세트의 연관된 나삿니-형성된 너트들(이들 중 하나가 16a로 표시됨)로 적어도 하나의 중간 플랜지(16)에 체결되게 하도록 구성될 수 있다. 다양한 구멍들은 또한 하부 타이 로드(20)들의 대향 대응 단부(20b)(도 3a 참조)들을 수용하여 적어도 하나의 중간 플랜지(16)와 입구 플랜지 또는 흡입 벨 플랜지(12b)를 함께 결합시키기 위한 구멍(16c)과 같은 제2 세트의 연관된 구멍들을 포함할 수 있다. 제2 세트의 연관된 구멍(16c)들은 하부 타이 로드(20)들의 나삿니-형성된 대향 대응 단부(20b)들이 적어도 하나의 중간 플랜지(16)를 통과하게 하고 16a와 같은 제2 세트의 연관된 나삿니-형성된 너트들로 적어도 하나의 중간 플랜지에 체결되게 하도록 구성될 수 있다.
중간 플랜지 장착 부분(16d)(도 3b와 도 3c)의 예
예로서, 적어도 하나의 중간 플랜지(16)는 적어도 하나의 중간 플랜지 결합 부분(16d)(도 3b와 도 3c 참조)을 포함할 수 있고, 링 섹션 펌프(10)는 고압 단부(14)와 저압 단부(12) 사이의 적어도 하나의 중간 위치에서 적어도 하나의 중간 플랜지 결합 부분(16d)을 수용하고 이와 맞물리도록 구성되는 인접 링 섹션 또는 스테이지(30', 30", 30"')(도 3c)들을 포함할 수 있다. 도 3c에 도시된 것과 일관되게, 인접 링 섹션 또는 스테이지들 중 하나(30')에는 다른 인접 링 섹션 또는 스테이지(30")들에 비해 적어도 하나의 중간 플랜지 결합 부분(16d)을 수용하기 위한 노치-형성된 부분(30'a)이 구성될 수 있다. 본 발명이 중간 플랜지 결합 부분(16d)을 사용하여 개시되지만, 본 발명의 범주는 이로 한정되도록 의도되지 않는다. 예를 들어, 기본적인 발명의 사상 내에서 적어도 하나의 중간 플랜지(16)가 적어도 하나의 중간 플랜지 결합 부분(16d)을 포함하지 않거나, 중간 플랜지(16)를 링 또는 스테이지(30)(도 3a 참조)들 중 하나 이상에 결합시키기 위한 다른 유형의 종류의 배열을 포함하는 다른 실시예들이 구상되고 본 발명의 범주가 이를 포함하도록 의도된다.
고압/저압 링 섹션 결합 조합체의 예
링 섹션 펌프(10)는 펌프 샤프트(S)에 대하여 저압 단부(12)와 고압 단부(14) 사이에 구성되는 링 섹션 또는 스테이지(30)들을 포함할 수 있다. 예로서, 각각의 링 섹션 또는 스테이지(30)에는 케이싱, 임펠러, 확산기뿐만 아니라 예컨대 종래 기술에서 알려진 바와 일관되는 다른 부품들/구성요소들이 구성될 수 있다. 본 발명의 범주는 현재 알려져 있거나 미래에 추후 개발될 임의의 특정 유형 또는 종류의 링 섹션 또는 스테이지를 사용하는 것으로 한정되도록 의도되지 않는다.
본 발명의 몇몇 실시예에 따르면, 적어도 하나의 중간 타이 로드 조합체는 상부 타이 로드(18)들이 적어도 하나의 중간 플랜지(16)와 고압 단부(14) 사이의 제1 세트의 링 섹션 또는 스테이지(30)들을 함께 결합시키는 고압 중간 타이 로드 조합체를 포함할 수 있고, 또한 하부 타이 로드(20)들이 적어도 하나의 중간 플랜지(16)와 저압 단부(12) 사이의 제2 세트의 링 섹션 또는 스테이지(30)들을 함께 결합시키는 저압 중간 타이 로드 조합체를 포함할 수 있다.
도 3a와 도 3b에 도시된 것과 일관되게, 고압 중간 타이 로드 조합체 내의 상부 타이 로드(18)들의 개수는, 예컨대 유체 압력이 저압 단부(12)로부터 출구(14)까지 연장되는 링 섹션 또는 스테이지(30)들의 길이를 따라 실질적으로 선형 방식으로 증가하여, 고압 단부에서의 압력이 일반적으로 저압 단부에서의 압력보다 큰 것으로 이해된다는 사실에 기초하여, 저압 중간 타이 로드 조합체 내의 하부 타이 로드(20)들의 대응하는 개수보다 많을 수 있다. 도 3a에 도시된 바와 같이, 링 섹션 또는 스테이지(30)들 주위에 대칭으로 배열되는 상부 타이 로드(18)들의 개수는 6개(이들 중 4개가 도시됨)인 반면, 링 섹션 또는 스테이지(30)들 주위에 대칭으로 배치되는 하부 타이 로드(20)들의 개수는 4개(이들 중 2개가 도시됨)이다. 본 발명의 범주는 고압 중간 타이 로드 조합체 내의 상부 타이 로드(18)들의 임의의 특정 개수 또는 배열로 한정되도록 의도되지 않으며; 예컨대 펌프 응용에 따라, 6개 미만의 상부 타이 로드(18)들 또는 6개 초과의 상부 타이 로드(18)들을 구비하는 실시예가 구상된다. 또한, 본 발명의 범주는 저압 중간 타이 로드 조합체 내의 하부 타이 로드(20)들의 임의의 특정 개수 또는 배열로 한정되도록 의도되지 않으며; 예컨대 펌프 응용에 따라, 4개 미만의 하부 타이 로드(20)들 또는 4개 초과의 하부 타이 로드(20)들을 구비하는 실시예가 구상된다.
더욱이, 또한 도 3a와 도 3b에 도시된 것과 일관되게, 저압 중간 타이 로드 조합체에서 함께 결합되는 제1 세트의 링 섹션 또는 스테이지(30)들의 개수는, 예컨대 특정 펌프 응용에 따라, 고압 중간 타이 로드 조합체에서 함께 결합되는 제2 세트의 링 섹션 또는 스테이지들의 대응하는 개수보다 적을 수 있다. 그러나, 본 발명의 범주는, 예컨대 양쪽 세트 내의 링 또는 스테이지들의 개수를 포함한, 저압 중간 타이 로드 조합체 내의 제1 세트의 링 섹션 또는 스테이지(30)들과 고압 중간 타이 로드 조합체 내의 제2 세트의 링 섹션 또는 스테이지들 사이의 임의의 특정 관계로 한정되도록 의도되지 않는다.
다른 결합 배열의 예
적어도 하나의 중간 플랜지와 고압 단부를 함께 결합시키도록 구성되는 상부 커플러(coupler) 및 적어도 하나의 중간 플랜지와 저압 단부를 함께 결합시키도록 구성되는 하부 커플러를 갖는 적어도 하나의 중간 플랜지를 구비하는 적어도 하나의 중간 결합 조합체를 사용하는 실시예들이 구상되고 본 발명의 범주가 이를 포함하도록 의도된다. 이들 실시예에서, 상부 및 하부 타이 로드들과 적합한 타이 로드 배열 대신에, 상부 및 하부 커플러들과 적합한 결합 배열이 사용될 수 있다. 예로서, 상부 및 하부 커플러들은 적어도 하나의 중간 플랜지와 고압 단부 사이에서 그리고 적어도 하나의 중간 플랜지와 저압 단부 사이에서 원하는 결합을 달성하도록 적합하게 구성될 수 있는, 현재 알려져 있거나 미래에 추후 개발될 클램프 및/또는 적합한 클램핑 배열을 포함하거나 그의 형태를 취할 수 있다.
본 발명의 범주
본 명세서에서 달리 언급되지 않는 한, 본 명세서의 특정 실시예에 관해 기술된 특징, 특성, 대안 또는 변경 중 임의의 것이 또한 본 명세서에 기술된 임의의 다른 실시예에 적용되거나, 사용되거나, 포함될 수 있음이 이해되어야 한다. 또한, 본 출원에서의 도면은 축척대로 그려진 것은 아니다.
본 발명은 본 발명의 예시적인 실시예와 관련하여 기술되고 예시되었지만, 전술한 그리고 다양한 다른 추가 및 생략이 본 발명의 사상 및 범주로부터 벗어남이 없이 본 발명에서 그리고 본 발명에 대해 이루어질 수 있다.

Claims (20)

  1. 링 섹션 펌프(ring section pump)로서,
    펌핑되는 유체를 상기 링 섹션 펌프 내로 수용하도록 구성되는 저압 단부;
    상기 펌핑되는 유체를 상기 링 섹션 펌프로부터 제공하도록 구성되는 고압 단부; 및
    적어도 하나의 중간 플랜지를 갖는 적어도 하나의 중간 타이 로드 조합체(intermediate tie rod combination)로서, 상부 타이 로드들이 상기 적어도 하나의 중간 플랜지와 상기 고압 단부를 함께 결합시키도록 구성되고, 하부 타이 로드들이 상기 적어도 하나의 중간 플랜지와 상기 저압 단부를 함께 결합시키도록 구성되는, 상기 적어도 하나의 중간 타이 로드 조합체
    를 포함하는 링 섹션 펌프.
  2. 제1항에 있어서, 상기 저압 단부는 입구 플랜지를 포함하고;
    상기 고압 단부는 출구/토출 플랜지를 포함하며;
    상기 상부 타이 로드들은 상기 적어도 하나의 중간 플랜지와 상기 출구/토출 플랜지를 함께 결합시키고, 상기 하부 타이 로드들은 상기 적어도 하나의 중간 플랜지와 상기 입구 플랜지를 함께 결합시키는 것인 링 섹션 펌프.
  3. 제2항에 있어서, 상기 출구/토출 플랜지에는 상기 상부 타이 로드들의 단부들을 수용하기 위한 구멍들이 구성되고;
    상기 입구 플랜지에는 상기 하부 타이 로드들의 대응 단부들을 수용하기 위한 대응 구멍들이 구성되며;
    상기 적어도 하나의 중간 플랜지에는, 상기 상부 타이 로드들의 대향 단부들을 수용하여 상기 적어도 하나의 중간 플랜지와 상기 출구/토출 플랜지를 함께 결합시키기 위한 제1 세트의 연관된 구멍들이 구성되고, 또한 상기 하부 타이 로드들의 대향 대응 단부들을 수용하여 상기 적어도 하나의 중간 플랜지와 상기 입구 플랜지를 함께 결합시키기 위한 제2 세트의 연관된 구멍들이 구성되는 것인 링 섹션 펌프.
  4. 제3항에 있어서, 상기 출구/토출 플랜지에는 상기 상부 타이 로드들의 나삿니-형성된(threaded) 단부들을 수용하여 상기 출구/토출 플랜지와 상기 상부 타이 로드들을 함께 결합시키기 위한 나삿니-형성된 구멍들이 구성되는 것인 링 섹션 펌프.
  5. 제3항에 있어서, 상기 입구 플랜지는, 상기 대응 구멍들이 상기 하부 타이 로드들의 나삿니-형성된 대응 단부들로 하여금 상기 입구 플랜지를 통과하게 하고 대응하는 나삿니-형성된 너트들로 상기 입구 플랜지에 체결되게 하도록 구성되는 것인 링 섹션 펌프.
  6. 제3항에 있어서, 상기 적어도 하나의 중간 플랜지는, 상기 제1 세트의 연관된 구멍들이 상기 상부 타이 로드들의 나삿니-형성된 대응 단부들로 하여금 상기 적어도 하나의 중간 플랜지를 통과하게 하고 제1 세트의 연관된 나삿니-형성된 너트들로 상기 적어도 하나의 중간 플랜지에 체결되게 하도록 구성되는 것인 링 섹션 펌프.
  7. 제3항에 있어서, 상기 중간 플랜지는, 상기 제2 세트의 연관된 구멍들이 상기 하부 타이 로드들의 나삿니-형성된 대향 대응 단부들로 하여금 상기 적어도 하나의 중간 플랜지를 통과하게 하고 제2 세트의 연관된 나삿니-형성된 너트들로 상기 적어도 하나의 중간 플랜지에 체결되게 하도록 구성되는 것인 링 섹션 펌프.
  8. 제1항에 있어서, 상기 적어도 하나의 중간 플랜지는 적어도 하나의 중간 플랜지 결합 부분을 포함하고;
    상기 링 섹션 펌프는 상기 고압 단부와 상기 저압 단부 사이의 적어도 하나의 중간 위치에서 상기 적어도 하나의 중간 플랜지 결합 부분을 수용하고 이와 맞물리도록 구성되는 인접 링 섹션들 또는 스테이지들을 포함하는 것인 링 섹션 펌프.
  9. 제1항에 있어서, 상기 링 섹션 펌프는 상기 저압 단부와 상기 고압 단부 사이에 구성되는 링 섹션들 또는 스테이지들을 포함하고;
    상기 적어도 하나의 중간 타이 로드 조합체는 상기 상부 타이 로드들이 상기 중간 플랜지와 상기 고압 단부 사이의 제1 세트의 링 섹션들 또는 스테이지들을 함께 결합시키는 고압 중간 타이 로드 조합체를 포함하고, 상기 하부 타이 로드들이 상기 중간 플랜지와 상기 저압 단부 사이의 제2 세트의 링 섹션들 또는 스테이지들을 함께 결합시키는 저압 중간 타이 로드 조합체를 포함하는 것인 링 섹션 펌프.
  10. 제9항에 있어서, 상기 고압 중간 타이 로드 조합체 내의 상기 상부 타이 로드들의 개수는 상기 저압 중간 타이 로드 조합체 내의 상기 하부 타이 로드들의 대응하는 개수보다 많은 것인 링 섹션 펌프.
  11. 제9항에 있어서, 상기 고압 중간 타이 로드 조합체에서 함께 결합되는 상기 제1 세트의 링 섹션들 또는 스테이지들의 개수는 상기 저압 중간 타이 로드 조합체에서 함께 결합되는 상기 제2 세트의 링 섹션들 또는 스테이지들의 대응하는 개수보다 적은 것인 링 섹션 펌프.
  12. 제1항에 있어서, 상기 저압 단부는 상기 펌핑되는 유체를 상기 링 섹션 펌프 내로 수용하도록 상기 링 섹션 펌프의 일 단부 상에 구성되는 흡입 벨(suction bell)을 포함하고;
    상기 고압 단부는 상기 펌핑되는 유체를 상기 링 섹션 펌프로부터 제공하도록 그리고 상기 링 섹션 펌프를 장착하도록 상기 링 섹션 펌프의 대향 단부 상에 구성되는 토출 케이싱을 포함하며;
    상기 적어도 하나의 중간 플랜지는, 상기 상부 타이 로드들이 상기 적어도 하나의 중간 플랜지와 상기 토출 케이싱을 함께 결합시키도록 그리고 상기 하부 타이 로드들이 상기 적어도 하나의 중간 플랜지와 상기 흡입 벨을 함께 결합시키도록 구성되는 것인 링 섹션 펌프.
  13. 제1항에 있어서, 상기 적어도 하나의 중간 타이 로드 조합체는 다수의 중간 타이 로드 조합체들을 포함하는 것인 링 섹션 펌프.
  14. 제1항에 있어서, 상기 적어도 하나의 중간 타이 로드 조합체는 제1 중간 타이 로드 조합체 및 제2 중간 타이 로드 조합체를 포함하고;
    상기 제1 중간 타이 로드 조합체는 제1 중간 플랜지를 구비하며, 상기 상부 타이 로드들은 상기 제1 중간 플랜지와 상기 고압 단부를 함께 결합시키도록 구성되고, 중간 타이 로드들이 상기 제1 중간 플랜지와 상기 제2 중간 타이 로드 조합체의 일부를 형성하는 제2 중간 플랜지를 함께 결합시키도록 구성되며;
    상기 제2 중간 타이 로드 조합체는 상기 제2 중간 플랜지와 상기 저압 단부를 함께 결합시키도록 구성되는 하부 타이 로드들을 구비하는 것인 링 섹션 펌프.
  15. 링 섹션 펌프로서,
    펌핑되는 유체를 상기 링 섹션 펌프 내로 수용하도록 구성되는 저압 단부;
    상기 펌핑되는 유체를 상기 링 섹션 펌프로부터 제공하도록 구성되는 고압 단부; 및
    적어도 하나의 중간 플랜지를 갖는 적어도 하나의 중간 결합 조합체로서, 상부 커플러(coupler)들이 상기 적어도 하나의 중간 플랜지와 상기 고압 단부를 함께 결합시키도록 구성되고, 하부 커플러들이 상기 적어도 하나의 중간 플랜지와 상기 저압 단부를 함께 결합시키도록 구성되는, 상기 적어도 하나의 중간 결합 조합체
    를 포함하는 링 섹션 펌프.
  16. 제15항에 있어서, 상기 상부 커플러들은 상부 타이 로드들을 포함하고;
    상기 하부 커플러들은 하부 타이 로드들을 포함하는 것인 링 섹션 펌프.
  17. 제16항에 있어서, 상기 저압 단부는 입구 플랜지를 포함하고;
    상기 고압 단부는 출구/토출 플랜지를 포함하며;
    상기 상부 타이 로드들은 상기 적어도 하나의 중간 플랜지와 상기 출구/토출 플랜지를 함께 결합시키고, 상기 하부 타이 로드들은 상기 적어도 하나의 중간 플랜지와 상기 입구 플랜지를 함께 결합시키는 것인 링 섹션 펌프.
  18. 처리되는 유체를 수용하도록 구성되는 저압 단부;
    상기 처리되는 유체를 제공하도록 구성되는 고압 단부; 및
    적어도 하나의 중간 플랜지를 갖는 적어도 하나의 중간 타이 로드 조합체로서, 상부 타이 로드들이 상기 적어도 하나의 중간 플랜지와 상기 고압 단부를 함께 결합시키도록 구성되고, 하부 타이 로드들이 상기 적어도 하나의 중간 플랜지와 상기 저압 단부를 함께 결합시키도록 구성되는, 상기 적어도 하나의 중간 타이 로드 조합체
    를 포함하는 장치.
  19. 제18항에 있어서, 상기 저압 단부는 입구 플랜지를 포함하고;
    상기 고압 단부는 출구/토출 플랜지를 포함하며;
    상기 상부 타이 로드들은 상기 적어도 하나의 중간 플랜지와 상기 출구/토출 플랜지를 함께 결합시키고, 상기 하부 타이 로드들은 상기 적어도 하나의 중간 플랜지와 상기 입구 플랜지를 함께 결합시키는 것인 장치.
  20. 제18항에 있어서, 상기 장치는 링 섹션 펌프를 포함하는 것인 장치.
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