KR20190124586A - 개선된 플레이트 구조 및 캡 구조를 포함하는 메커니컬 씨일 - Google Patents

Abstract

본 발명은 차량, 개선된 플레이트 및 캡 구조를 포함하는 메커니컬 씨일에 관한 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 개구를 포함하는 하우징; 상기 개구를 관통하고, 적어도 일부분이 상기 개구를 통해 상기 하우징의 외부로 노출되는 샤프트;상기 샤프트의 외주연을 둘러싸도록 배치된 샤프트 씨일; 상기 개구에 위치하며 상기 샤프트의 외주를 둘러싸는 샤프트 플레이트; 및 상기 샤프트 씨일과 밀착되며 상기 샤프트 플레이트와 상기 샤프트 씨일 사이에 배치되는 샤프트 캡;과 상기 샤프트 플레이트와 상기 샤프트 캡 사이에 배치되고, 상기 샤프트 캡을 상기 샤프트 씨일측으로 탄성 가압하는 탄성체를 포함하되, 상기 탄성체는 상기 샤프트의 회전 축과 수직한 방향으로 상기 샤프트 캡을 가압하는 것을 특징으로 하는 메커니컬 씨일 구조를 제공할 수 있다.

Description

개선된 플레이트 구조 및 캡 구조를 포함하는 메커니컬 씨일{MECHANICAL SEAL INCLUDING ADVANCED PLATE STRUCTURE AND CAP STRUCTURE}

본 발명은 차량, 개선된 플레이트 및 캡 구조를 포함하는 메커니컬 씨일에 관한 것이다.

메커니컬 씨일(MECHANICAL SEAL)은 면 접촉식 밀봉장치로, 샤프트와 함께 동기되어 회전하는 회전자와 하우징에 고정된 고정자를 밀착시켜 유체나 분체의 누출을 방지할 수 있다.

종래의 메커니컬 씨일로서, 한국 등록 실용신안 20-0402905(고온용 모터펌프의 메카니칼 씰링 구조), 한국 등록특허 10-0929972(기계적 밀봉장치) 등이 개시된다.

종래의 메커니컬 씨일은 상기 회전자와 고정자의 접촉면, 즉, 씨일면(Seal face)은 마찰이 생겨도 항상 밀착되도록 회전자의 일단이 샤프트의 길이방향으로 이동가능하게 설치되며, 그 뒤쪽에서 탄성체가 상기 샤프트의 길이방향과 평행한 방향으로 상기 고정자를 탄성 가압하게 된다. 즉, 종래에는 탄성체가 샤프트의 길이방향과 평행한 방향으로 고정자를 가압하여 씨일면이 밀착되도록 하는 방식을 이용하고 있다.

한국 등록 실용신안 20-0402905 한국 등록특허 10-0929972

종래의 메커니컬 씨일은 씨일면이 샤프트의 길이방향과 평행한 방향을 바라보도록 형성된다. 이 경우 씨일면은 샤프트가 회전하는 방향과 수직하게 되므로 샤프트의 회전을 지지하는 역할을 하기에는 역부족일 수 있다. 또한, 종래의 메커니컬 씨일에 따르면 씨일면이 샤프트의 길이방향과 평행한 방향을 바라보도록 형성되어야 하므로, (씨일면의 면적이 통상 좁게 형성된다고 할지라도) 메커니컬 씨일의 하우징 구조의 설계상 제약을 가질 수 있다.

본 문서에 개시된 다양한 실시예들에 따르면, 씨일면이 샤프트의 길이방향과 수직한 방향을 바라보도록 형성하기 위하여, 개선된 샤프트 플레이트 구조와 샤프트 캡 구조를 가지는 메커니컬 씨일 구조를 제공하고자 한다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 개구를 포함하는 하우징; 상기 개구를 관통하고, 적어도 일부분이 상기 개구를 통해 상기 하우징의 외부로 노출되는 샤프트; 상기 샤프트의 외주연을 둘러싸도록 배치된 샤프트 씨일; 상기 개구에 위치하며 상기 샤프트의 외주를 둘러싸는 샤프트 플레이트; 및 상기 샤프트 씨일과 밀착되며 상기 샤프트 플레이트와 상기 샤프트 씨일 사이에 배치되는 샤프트 캡;과 상기 샤프트 플레이트와 상기 샤프트 캡 사이에 배치되고, 상기 샤프트 캡을 상기 샤프트 씨일측으로 탄성 가압하는 탄성체를 포함하되, 상기 탄성체는 상기 샤프트의 회전 축과 수직한 방향으로 상기 샤프트 캡을 가압하는 것을 특징으로 하는 메커니컬 씨일 구조를 제공할 수 있다.

본 문서에 개시된 다양한 실시예들에 따르면, 씨일면이 샤프트의 길이방향과 수직한 방향을 바라보도록 형성될 수 있다.

본 문서에 개시된 다양한 실시예들에 따르면, 씨일면을 샤프트의 길이 방향을 따라 형성할 수 있으므로 종래의 메커니컬 씨일에 비해 하우징 구조의 설계상 유리한 이점을 가질 수 있다.

도 1은, 본 문서에 개시된 다양한 실시예들에 따른, 메커니컬 씨일 구조를 나타내는 개념도이다.
도 2는, 도 1과 다른 실시예에 따른, 메커니컬 씨일 구조를 나타내는 단면도이다.

이하 설명하는 실시 예들은 본 발명의 기술 사상을 당업자가 용이하게 이해할 수 있도록 제공되는 것으로 이에 의해 본 발명이 한정되지는 않는다. 또한, 첨부된 도면에 표현된 사항들은 본 발명의 실시 예들을 쉽게 설명하기 위해 도식화된 도면으로서 실제로 구현되는 형태와 상이할 수 있다.

이하, 도 1 및 도 2를 참조하여 본 문서에 개시된 다양한 실시예들에 따른 메커니컬 씨일 구조(100)에 대하여 설명한다.

도 1은, 본 문서에 개시된 다양한 실시예들에 따른, 메커니컬 씨일 구조를 나타내는 개념도이다. 도 2는, 도 1과 다른 실시예에 따른, 메커니컬 씨일 구조를 나타내는 단면도이다.

도 1 및 도 2를 함께 참조하면, 다양한 실시예들에 따른 메커니컬 씨일 구조(10)는 믹서 드럼의 펌프, 모터 또는 감속기 등 회전이나 왕복 운동 등을 하는 다양한 동력 기계 장치에서, 가동 부분을 패킹하기 위해 사용될 수 있다.

다양한 실시예들에 따르면, 메커니컬 씨일 구조(10)의 하우징(110)은 일측에 개구(111)가 형성되고, 개구(111)에는 리세스(112)가 형성될 수 있다. 또한 개구(111)의 내측에는 샤프트(112)의 회전축을 지지하는 베어링(113)이 포함될 수 있다.

샤프트 플레이트(120)는 하우징(110)과 샤프트(120) 사이의 개구(111)를 막기 위한 구성으로서, 개구(111)의 리세스(112)에 맞물려 하우징(110)에 고정될 수 있다. 다양한 실시예들에 따르면, 샤프트 플레이트(120)는 스냅링과 같은 지지부재를 이용하여 하우징(110)에 고정될 수도 있다.

다양한 실시예들에 따르면, 메커니컬 씨일 구조(10)는 샤프트 씨일(140)을 포함할 수 있다. 그리고, 샤프트 씨일(140)과 밀착되며 샤프트 플레이트(120)와 상기 샤프트 씨일(140) 사이에 배치되는 샤프트 캡(130)을 포함할 수 있다.

다양한 실시예들에 따르면, 샤프트 씨일(150)은 베어링(113)과 샤프트(110) 사이의 공간을 밀폐하는 역할을 할 수 있다. 그리고 샤프트 씨일(140)은 샤프트(120)와 고정된 채로 샤프트(120)의 회전에 동기되어 회전할 수 있다.

본 문서에 개시된 실시예에서, 샤프트 캡(130)은 샤프트 플레이트(120)와 샤프트 씨일(140) 사이에 게재되는 구성으로서, 샤프트 플레이트(120)와는 고정구조를 이루되, 샤프트 씨일(140)과는 면 대 면으로 밀착되는 구조를 이룰 수 있다. 일 실시예에 따르면 샤프트 플레이트(120)는 하우징(110)에 고정된 상태이므로, 샤프트 캡(130) 또한 고정되어 움직이지 않게 된다.

따라서, 샤프트 캡(130)과 샤프트 씨일(140)은 면과 면이 서로 밀착된 상태를 이루되, 샤프트 씨일(140)이 샤프트(120)의 회전에 동기되어 함께 회전할 경우, 샤프트 캡(130)과 샤프트 씨일(140) 사이에는 마찰이 발생할 수 있다.

본 문서에 개시된 다양한 실시예들에 따른 메커니컬 씨일은 적어도 하나의 탄성체(150)를 포함할 수 있다. 탄성체(150)는 샤프트 플레이트(120)의 내측에 인입되어 샤프트 캡(130)을 샤프트 씨일(140)에 밀착시키도록 탄성 가압할 수 있다.

한편, 본 문서에 개시된 메커니컬 씨일은 밀폐구조를 이루기 위해 다양한 밀폐부재를 포함할 수 있다. 예를 들면, 도 1 및 도 2에 도시된 보조 밀착부재(160), 오링(171, 172) 등이 해당될 수 있다.

종래 기술과 달리, 본 문서에 개시된 다양한 실시예들에서는, 샤프트 캡(130)이 샤프트 씨일(140)을 샤프트(120)의 회전축과 수직한 방향으로 밀착될 수 있다. 이를 위해 탄성체(150)가 샤프트 캡(130)을 샤프트(120)의 회전축과 수직한 방향으로 탄성 가압할 수 있다. 이에 따르면, 씨일면(Seal face, F)이 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 샤프트(110)의 길이방향(또는 샤프트(110)의 회전축 방향)(예: x축과 평행한 방향)에 대하여 수직한 방향(예: y축과 평행한 방향)에 형성될 수 있다.

구체적으로 도 1을 참조하면, 샤프트 씨일(140)은 샤프트 캡(130)과 접촉되는 제 1 씨일면(141)을 가질 수 있다. 제 1 씨일면(141)은 샤프트(110)의 길이방향과 평행한 방향(또는 샤프트(110)의 회전축 방향)(예: x축과 평행한 방향)에 대하여 수직한 방향(예: y축과 평행한 방향)에 형성된다.

그리고 샤프트 캡(130)은 샤프트 씨일(140)과 접촉되는 제 1 캡면(131), 상기 샤프트 씨일(140)과 접촉되는 면(132)과 반대방향을 향하는 제 2 캡면(132), 제 3 캡면(133), 그리고 제 4 캡면(134)을 가질 수 있다. 여기서 제 1 캡면(131), 제 2 캡면(132), 제 4 캡면(134)은 각각 상호 평행할 수 있고, 제 3 캡면(133)만 제 1 캡면(131), 제 2 캡면(132), 제 4 캡면(134)에 대하여 수직할 수 있다.

그리고 샤프트 플레이트(120)는 샤프트 캡(130)의 제 1 캡면(131)과 마주보는 제 1 플레이트면(121), 샤프트 캡(130)의 제 3 캡면(133)과 마주보는 제 2 플레이트면(122), 샤프트 캡(130)의 제 4 캡면(134)과 마주보는 제 3 플레이트면(123)을 포함할 수 있다.

탄성체는(170)는 상기 제 1 플레이트면(121)에 인입(lead in)되어 일 단은 샤프트 플레이트(120)에 지지되고, 타단은 샤프트 캡(130)의 제 2 캡면(132)에 지지될 수 있다. 즉, 탄성체(170)는, 예를 들면, y축과 평행한 방향으로 샤프트 캡(130)을 탄성 가압할 수 있다.

한편, 도 1을 참조하면, 본 문서에 개시된 보조 밀착부재(160)는 제 2 플레이트면(122)과 제 3 캡면(133)사이에 배치될 수 있다. 보조 밀착부재(160)는 샤프트 캡(130)이 x축과 평행한 방향으로 유동하더라도, 샤프트 플레이트(120)와 샤프트 캡(130) 사이를 밀폐할 수 있도록 할 수 있다. 탄성체(170)가 주로 y축과 평행한 방향으로만 샤프트 캡(130)을 샤프트 씨일(140)에 밀착하는 효과를 보상하기 위하여, 보조 밀착부재(160)를 구비할 수 있다.

보조 밀착부재(160)는, 일 실시예에 따르면, 도 2에 도시된 바와 같이, 다른 오링(171, 172)의 구성과 유사한 형태로 구비될 수 있다. 이 경우 보조 밀착부재(160)는 제 2 플레이트면(122)에 인입되어 설치될 수 있다.

본 명세서는 그 제시된 구체적인 용어에 의해 본 발명을 제한하려는 의도가 아니다. 따라서, 이상에서 기술한 실시예를 참조하여 본 발명을 상세하게 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 범위를 벗어나지 않으면서도 본 발명의 일 실시예들에 대한 개조, 변경 및 변형을 가할 수 있다.

본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

10 : 메커니컬 씨일 구조
101 : 하우징
110 : 샤프트
111 : 개구
112 : 리세스
113 : 베어링
120 : 샤프트 플레이트
130 : 샤프트 캡
140 : 샤프트 씨일
150 : 탄성체
160 : 보조 밀착부재
171, 172 : 오링

Claims (1)

1. 개구를 포함하는 하우징;
   상기 개구를 관통하고, 적어도 일부분이 상기 개구를 통해 상기 하우징의 외부로 노출되는 샤프트;
   상기 샤프트의 외주연을 둘러싸도록 배치된 샤프트 씨일;
   상기 개구에 위치하며 상기 샤프트의 외주를 둘러싸는 샤프트 플레이트; 및
   상기 샤프트 씨일과 밀착되며 상기 샤프트 플레이트와 상기 샤프트 씨일 사이에 배치되는 샤프트 캡;과
   상기 샤프트 플레이트와 상기 샤프트 캡 사이에 배치되고, 상기 샤프트 캡을 상기 샤프트 씨일측으로 탄성 가압하는 탄성체를 포함하되,
   상기 탄성체는 상기 샤프트의 회전 축과 수직한 방향으로 상기 샤프트 캡을 가압하는 것을 특징으로 하는 메커니컬 씨일 구조.

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