KR20190130349A - 펌프의 슬리브 구조 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따르면, 구동축으로부터 일정 간격을 두고 슬리브가 설치됨으로써, 슬리브의 유지보수 시 구동축으로부터 슬리브의 인출이 쉽게 이루어질 수 있는 펌프의 슬리브 구조를 제공하는데 그 목적이 있는 것이다.
이러한 목적을 달성하기 위하여 본 발명에서는, 임펠러가 구동되어 펌핑력이 발생되도록 펌핑챔버를 구비하는 펌프케이싱과, 상기 임펠러를 구동시키는 구동축과, 상기 구동축의 외주연 양단에 설치되되, 상기 구동축상에 마주하여 설치되는 한 쌍의 이격링과의 경사면접촉을 통해 상기 구동축과 일정 간격을 두고 감싸도록 설치되는 슬리브를 구성하는 것을 특징으로 한다.

Description

펌프의 슬리브 구조{SLEEVE STRUCTURE OF PUMP}

본 발명은 유체를 공급하는 펌프에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 펌프의 구동축을 보호하면서도 유체의 누설을 방지하는 슬리브의 유지보수가 용이한 펌프의 슬리브 구조에 관한 것이다.

일반적인 터보형 펌프는 크게, 원심펌프(centrifugal pump)와 축류 펌프(axial pump)의 두 종류로 나눌 수 있다.

원심펌프는, 허브(hub)와 상기 허브에 배열된 복수의 베인(vane)을 가지는 하나 이상의 커버 디스크(cover disc)를 가지는 임펠러를 포함하는데, 이러한 임펠러를 소위 개방형 임펠러(open impeller)라고 한다.

그리고 밀폐형 임펠러(closed impeller)에는 커버 디스크 사이에 베인을 가지는 두 개의 커버 디스크가 배열된다. 상기 두 종류의 임펠러는 모두 액체가 임펠러의 중심에서 축방향으로 흡입되어 임펠러의 외주면에서 주로 접선 방향으로 토출된다.

축류 펌프는, 액체가 주로 축방향으로 토출된다는 점에서 전술한 원심 펌프와 상이하다. 이러한 편류는 펌프 하우징에서 하류에 배열된 복수의 가이드 레일에 의해 이루어진다. 또한, 가이드 레일은 일반적으로 펌프 하우징의 구조에서 지지 요소의 역할을 하기도 한다.

고속 대용량 펌프의 경우 회전축의 기밀유지와 냉각을 위하여 봉수를 공급하였다. 또한, 회전축에서의 실링을 위하여, 주로 패킹이나 메카니컬 씰을 사용하였다. 패킹을 사용하는 경우 구동축의 보호를 위하여 슬리브를 사용하였으며, 마찰에 의해 슬리브가 마모되는 경우, 수시로 슬리브를 교체해야 하였다.

도 1은 펌프의 종래도면으로 모터축과 슬리브의 결합관계를 보여주는 단면도이다.

도시된 바와 같이, 상,하부 2분할된 케이싱(10a)(10b)을 갖는 펌프(10)는, 서로 결합된 상,하부 케이싱(10a)(10b)의 내측에 구동축(12)이 회전가능하도록 끼워지고, 상기 구동축(12)의 중앙부분에는 임펠러(23)가 위치되며, 상기 구동축(12)의 양측으로는 상,하부케이싱(10a)(10b)과의 사이에서 내부의 유체누설을 방지하도록 원통형의 슬리브(30)가 구비된다.

그리고, 상기 상,하부 케이싱(10a)(10b)의 외측으로는 구동축(12)의 원활한 회전을 유지하도록 하여주는 베어링을 포함하는 구동수단(35)이 장착되는 것이며, 상기 하부케이싱(10a)(10b)의 일측으로는 유입구와 토출구(미도시)가 장착되는 구조를 갖는 것이다.

그러나, 장시간 작동이 이루어지면서 슬리브의 마모량 증가에 따라 유체의 누설량이 증가하게 되고, 결국 펌프의 효율이 저하되므로 마모된 슬리브를 자주 교체해 주어야 하는데, 상기와 같이 구동축에 밀착된 슬리브의 결합 관계에서는 이물질의 고착화로 압축력이 증가하여 슬리브를 교체하기가 매우 까다로웠다.

따라서 슬리브 교체를 위하여 종래에는 핸드 그라인더를 이용하여 슬리브를 축방향으로 절개시키면서 교체하는 비능률적인 문제점이 있었다.

대한민국 공개실용신안번호 제20-1998-017204호(공개일 1998.07.06)

본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 구동축으로부터 일정 간격을 두고 슬리브가 설치됨으로써, 슬리브의 유지보수 시 구동축으로부터 슬리브의 인출이 쉽게 이루어질 수 있는 펌프의 슬리브 구조를 제공하는데 그 목적이 있는 것이다.

상기한 기술적 과제를 달성하기 위한 기술적 수단으로서, 임펠러가 구동되어 펌핑력이 발생되도록 펌핑챔버를 구비하는 펌프케이싱과, 상기 임펠러를 구동시키는 구동축과, 상기 구동축의 외주연 양단에 설치되되, 상기 구동축상에 마주하여 설치되는 한 쌍의 이격링과의 경사면접촉을 통해 상기 구동축과 일정 간격을 두고 감싸도록 설치되는 슬리브를 구성하는 것이다.

본 발명의 실시예에 따르면, 상기 이격링의 외주연과 일직선을 이루도록 상기 슬리브가 경사면접촉되어 설치될 수 있다.

본 발명의 실시예에 따르면 상기 한 쌍의 이격링은 마주하는 대향 방향으로 제1경사면이 형성되고, 상기 슬리브의 양단면에는 상기 제1경사면과 대응되도록 제2경사면이 형성되어 상기 제1경사면과 상기 제2경사면이 면접촉되는 것이다.

본 발명의 실시예에 따르면 상기 제1경사면은 수평면으로부터 35°~45°의 각도로 형성될 수 있다.

본 발명에 의한 펌프의 슬리브 구조에서는, 구동축 상에 이격링의 설치를 통해 구동축으로부터 일정 간격을 두고 슬리브가 설치됨으로써, 마모된 슬리브의 유지보수가 용이함은 물론, 실링부재와 패킹부재의 설치로 유체의 누설을 방지할 수 있는 효과가 있다.

또한, 구동축과 슬리브 간의 간격이 유지되어 조립성이 향상되고 작업 시간이 단축되어 생산성이 향상되는 효과가 있다.

도 1은 종래에 모터축과 슬리브의 결합 보여주는 단면도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 펌프의 단면도이고,
도 3은 도 2의 일부 확대 단면도이다.

아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.

본 발명 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함" 한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.

여기서 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 펌프의 단면도이고, 도 3은 도 2의 일부 확대 단면도이다.

본 발명에 따르면 펌프의 슬리브 구조는 도 2에 도시된 바와 같이, 양흡입펌프(100)를 일예로 도시하였으나, 양흡입펌프(100)에 국한하지는 않고 펌프의 구동축과 상기 구동축을 보호하기 위한 슬리브가 설치된 펌프이면 적용이 가능할 수 있다.

또한, 하기에서 설명하는 실시예들의 구성에 한정되는 것이 아니라, 실시예들은 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 각 실시예들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 구성될 수도 있다.

양흡입펌프(100)는 크게 펌프케이싱(110)과, 슬리브(120), 케이스(160)를 포함할 수 있다.

펌프케이싱(110)에는 임펠러(111)를 구동시키는 구동축(112)이 포함 설치될 수 있다.

도 2에는 펌프케이싱(110)의 양 단에 축입부(113)가 구비되고, 구동축(112)은 축입부(113)에 의해 적어도 일부가 감싸지도록 임펠러(111)에 결합되어 있다.

그리고 펌프케이싱(110)은 펌핑챔버(114)를 구비하는데, 펌핑챔버(114) 내부에서 임펠러(111)가 구동됨으로써 펌핑력이 발생되게 된다.

펌핑챔버(114)는 유체로 채워져 있으며, 임펠러(111)가 구동되면 임펠러(111) 베인에 의해 펌핑력이 발생된다.

펌핑챔버(114) 내의 유체는 물일 수 있다. 하지만, 반드시 이에 한정되는 것은 임펠러(111)의 구동에 의해 펌핑력을 발생시킬 수 있는 다양한 종류의 유체일 수 있다.

구동축(112)은 임펠러키(115)를 중심으로 양측에 설치되는데, 펌프케이싱(110)의 축입부(113)를 관통하도록, 펌프케이싱(110)에 의해 수용되는 예가 도시된다.

또한, 다시 도 2에서, 구동축(112)의 양 측단에는 구동축(112)을 구동하여 임펠러(111)를 회전 가능하게 하는 구동수단(116)이 설치되어 있으나, 본 발명에서, 이에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.

그리고 슬리브(120)는 펌프케이싱(110) 및 구동축(112) 사이에 설치되는데, 구동축(112)의 외주를 감싸도록 이루어진다.

슬리브(120)에는 구동축(112)에 결합되도록 스페이스디스크(140)와 적어도 하나 이상의 슬리브 너트(150)가 설치될 수 있다.

즉, 구동축(112)은 임펠러(111)의 양 측에 설치될 수 있고, 슬리브(120)는 펌프케이싱(110) 양 측의 구동축(112) 외주에 설치되어 펌프케이싱(110)의 축입부(113)에서 임펠러(111)가 설치되는 펌프케이싱(110)의 중앙 부근까지 배치되도록 설치될 수 있다.

이러한 슬리브(120)는 구동축(112)을 마모로부터 보호하는데, 슬리브(120)가 마모되는 경우, 구동축(112)으로부터 교체 가능하도록 설치될 수 있다.

따라서 본 발명의 특징에 따라 슬리브(120)의 설치 구조는 도 3을 참고하면, 원통의 양 구동축(112) 상에 마주하여 한 쌍의 이격링(130a)(130b)이 설치되며, 상기 한 쌍의 이격링(130a)(130b) 사이에 위치되는 슬리브(120)는 구동축(112)과 일정 간격(133)을 두고 감싸도록 설치될 수 있다.

여기서 한 쌍의 이격링(130a)(130b)은 마주하는 대향 방향으로 상방을 향하여 경사진 제1경사면(131)이 일정 각도를 가지고서 설치되며, 바람직하게 제1경사면(131)은 수평면으로부터 35°~45°의 각도로 형성될 수 있다. 더욱 바람직하게는 40°가 적당할 수 있다.

그리고 앞서 설명한 슬리브(120)의 양단에는 제1경사면(131)과 대응되도록 하방측으로 경사진 제2경사면(121)이 형성되며, 제1경사면(131)과 경사 면적은 동일하거나 다소 작을 수 있다.

더 나아가 한 쌍의 이격링(130a)(130b) 사이에 설치되는 슬리브(120)의 경사면접촉 정도가 이격링(130a)(130b)의 외주연과 슬리브(120)의 외주연이 일직선을 이루도록 설치됨으로써, 슬리브(120)가 구동축(112)으로부터 일정 간격(133)을 두고 감싸도록 설치될 수 있다.

그리고 한 쌍의 이격링(130b)중 구동수단(116)측으로는 구동축(112)에 밀착되는 오링(132)이 더 설치되어 밀폐력을 높였으며, 그 후측으로 스페이스디스크(140)가 설치되고, 연속하여 구동축(112)상에 형성된 나사산을 통해 상기 슬리브너트(150)가 적어도 하나 이상 설치될 수 있다.

그리고 상, 하부로 구성되는 케이스(160)는, 펌프케이싱(110) 및 슬리브(120) 사이에 설치되되 슬리브(120)의 외주에 결합된다.

케이스(160)의 양단에는 스터드볼트(171)와 오링(172)으로 구성되는 실링부재(170)가 설치되는데, 실링부재(170)의 사이에는 오링(181)을 포함하는 패킹부재(180)가 원통형으로 설치되고, 패킹부재(180)로는 물을 수용하는 수용영역(162)이 마련되어 실링부재(170)와 패킹부재(180)에 의해 실링될 수 있다.

그리고 수용영역(162)에는 물이 채워지고, 채워지는 물은 봉수(sealing water)일 수 있다.

다시 도 3을 참고하면, 실링부재(170)에는 수용영역(162)과 연통되는 급수홀(173)이 비스듬히 형성된다. 급수홀(173)이 펌프케이싱(110)의 연통홀에 연통되도록 케이스(160)는 펌프케이싱(110)에 삽입된다.

그리고 실링부재(170)의 급수홀(173)에는 급수관(190)이 연결 설치되고, 케이스(160)에 인접한 급수관(190)의 일 측에는 개폐 조절 가능한 볼밸브(191)가 설치된다.

또한, 급수관(190)에는 외부의 물이 공급되는 외부 급수관(192)이 연결 설치되며, 외부 급수관(192)에는 개폐 조절 가능한 볼밸브가 더 설치될 수 있다.

상기와 같은 펌프의 슬리브 구조의 작용을 하기에서는 도면을 참고하여 보다 자세히 설명한다.

다시 도 2와 도 3을 참고하여 설명하면, 먼저, 본 발명의 특징에 따라 구동축(112)과 슬리브(120)간의 간격(133)을 형성시키기 위한 결합관계는, 이격링(130a)의 제1경사면(131)이 구동수단(116)측으로 향하도록 구동축(112)을 따라 이동시켜서 임펠러키(115)측에 맞닿도록 위치시키고, 이어서 중공의 슬리브(120)를 구동축(112)을 감싸도록 밀어 넣으면서 제2경사면(121)이 제1경사면(131)에 맞닿을 때까지 이동시키게 된다.

그리고 다른 이격링(130b)을 구동축(112)을 따라 이동시키고, 제1경사면(131)이 슬리브(120)의 제2경사면(121)에 경사면접촉하도록 위치시키되, 슬리브(120)와 한 쌍의 이격링(130a)(130b)의 외주연이 일직선이 되도록 밀어 넣으므로써, 중공의 슬리브(120) 내부 중심에 구동축(112)이 위치함과 동시에 일정한 간격(133)이 발생할 수 있다.

이격링(130b)의 고정은 후단의 스페이스디스크(140)와 슬리브너트(150)의 결합으로 가능하다.

한편, 양흡입펌프(100)은, 펌핑챔버(114) 내에서의 임펠러(111)가 구동하는 운전 상태 및 임펠러(111)가 구동하지 않는 펌프 운전 전 상태로 나눌 수 있다. 펌프 운전 단계에서는 케이스(160)의 수용영역(162)으로부터 펌핑챔버(114)로 물이 공급되고, 펌프 운전 전 단계에는 외부로부터 수용영역(162)으로 물이 공급되면서 동작이 이루어지게 된다.

상기와 같이 펌프가 장시간 운전을 하게 되면, 슬리브(120)가 마모되어 교체가 요구되며, 교체 시에는 운전을 중단한 상태에서 조립의 역순으로 슬리브너트(150)와 스페이스디스크(140)를 분리한 후, 전단의 이격링(130b)을 빼내면, 구동축(112)과 슬리브(120) 사이의 간격(133)을 통해 압착력이 낮아진 슬리브(120)를 구동축(112)으로부터 분리하기가 용이하며, 더욱이 슬리브(120)의 내부에 이물질이 고착화되었더라도 매우 용이하게 분리하고 교체 할 수 있다.

상술한 바와 같이 본 발명의 실시예에 의하면, 구동축 상에 이격링의 설치를 통해 구동축으로부터 일정 간격을 두고 슬리브가 설치됨으로써, 마모된 슬리브의 유지보수가 용이함은 물론, 실링부재와 패킹부재의 설치로 유체의 누설을 방지할 수 있다.

또한, 구동축과 슬리브 간의 간격이 유지되어 조립성이 향상되고 작업 시간이 단축되어 생산성이 향상될 수 있다.

이상에서 설명한 바와 같은 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하므로 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어나지 않는 범위 안에서 변경 가능한 것이며, 그와 같은 변경은 기재된 청구범위 내에 있게 된다.

100 : 양흡입펌프 110 : 펌프케이싱
111 : 임펠러 112 : 구동축
113 : 축입부 114 : 펌핑챔버
115 : 임펠러키 116 : 구동수단
120 : 슬리브 121 : 제2경사면
130a, 130b :이격링 131 : 제1경사면
132 : 오링 133 : 간격
140 : 스페이스디스크 150 : 슬리브너트
160 : 케이스 170 : 실링부재
171 : 스터드볼트 180 : 패킹부재
190 : 급수관 191 : 볼밸브
192 : 외부급수관

Claims (4)

1. 임펠러가 구동되어 펌핑력이 발생되도록 펌핑챔버를 구비하는 펌프케이싱과,
   상기 임펠러를 구동시키는 구동축과,
   상기 구동축의 외주연 양단에 설치되되, 상기 구동축상에 마주하여 설치되는 한 쌍의 이격링과의 경사면접촉을 통해 상기 구동축과 일정 간격을 두고 감싸도록 설치되는 슬리브
   를 구성하는 것을 특징으로 하는 펌프의 슬리브 구조.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 이격링의 외주연과 일직선을 이루도록 상기 슬리브가 경사면접촉되어 설치되는 것을 특징으로 하는 펌프의 슬리브 구조.
   
3. 제1항에 있어서,
   상기 한 쌍의 이격링은 마주하는 대향 방향으로 제1경사면이 형성되고,
   상기 슬리브의 양단면에는 상기 제1경사면과 대응되도록 제2경사면이 형성되어 상기 제1경사면과 상기 제2경사면이 면접촉되는 것을 특징으로 하는 펌프의 슬리브 구조.
   
4. 제3항에 있어서,
   상기 제1경사면은 수평면으로부터 35°~45°의 각도로 형성되는 것을 특징으로 하는 펌프의 슬리브 구조.
   

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