KR20220001120U

KR20220001120U - 펌프 샤프트 록킹 장치

Info

Publication number: KR20220001120U
Application number: KR2020200004083U
Authority: KR
Inventors: 정병철; 문형철
Original assignee: 주식회사 한국가스기술공사
Priority date: 2020-11-12
Filing date: 2020-11-12
Publication date: 2022-05-19
Also published as: KR200495588Y1

Abstract

펌프 샤프트 록킹 장치가 개시된다. 본 고안의 일 실시 예에 따른 펌프 샤프트 폭킹 장치는, 샤프트가 삽입 관통되는 속이 비어 있는 원기둥 형태로 형성되어 일측은 펌프와 결합하며 타측은 제 1 플랜지부가 형성되는 베이스; 일측은 제 2 플랜지부가 형성되어 베이스의 일측과 볼트 결합되되, 샤프트가 삽입 관통되는 속이 비어 있는 원기둥 형태로 형성되며 타측은 개방부가 형성되어 있는 헤드; 헤드와 볼트 결합되되 샤프트에 수분이 유입되지 않도록 헤드의 개방부를 폐쇄시키는 원판 형상의 커버; 및 베이스와 헤드에 삽입 각각 삽입 설치되되, 베이스와 헤드의 외주면에 일정간격을 두고 방사형태로 설치되는 복수 개의 손잡이 봉을 포함한다.

Description

펌프 샤프트 록킹 장치{LOCKING DEVICE FOR PUMP SHAFT}

본 고안은, 펌프 샤프트 록킹 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 샤프트에 수분이 유입되지 않도록 하며 정렬 작업 시에 정밀한 작업이 가능한 펌프 샤프트 록킹 장치에 관한 것이다.

일반적으로 고압 LNG 펌프는 LNG 탱크로부터 이송된 저압의 LNG를 고압으로 승압 시키는 기기로서 모터의 타입에 따라 외부모터식 펌프와 잠액식 펌프로 구분된다.

그중 외부모터식 펌프는 모터가 외부로 노출된 형태이며, SULZER 社에서 제작된 외부모터식 고압 LNG 펌프가 많이 사용된다.

천연가스 생산기지에서 사용되는 고압 LNG Pump는 -162℃의 초저온상태인 액화천연가스를(LNG) 승압 하는데 사용되므로, 저온에 적합한 재질로 제작된다.

메카니컬 씰(Mechanical Seal)은 면 접촉식 밀봉장치로, 샤프트와 함께 회전하는 회전자와 하우징에 고정된 고정자를 밀착시켜 유체의 누출을 방지한다.

회전자와 고정자의 접촉면, 즉, 씰(Seal)면은 마찰이 생겨도 항상 밀착되도록 회전자의 일 단부가 샤프트의 길이방향으로 이동 가능하게 설치되며, 그 뒤쪽에서 탄성부재가 탄성 가압하게 된다.

그런데, 메카니컬 씰 정비 시 기존 샤프트 록킹 장치는 기밀이 완전히 이루어 지지 않아 가스가 외부로 누출되고, 펌프 내부로 수분이 침투하여 초저온(약 -160℃)에서 급냉되어 수분이 얼어 펌프에 고착된다.

이 경우 펌프를 강제로 운전하려고 할 경우 얼어 고착된 수분에 의해 펌프 부품이 손상될 우려가 있다.

대한민국 등록특허 제10-1370773호(2014.03.06.공고)

따라서 본 고안이 해결하고자 하는 기술적 과제는, 고압 펌프 메카니컬 씰 정비 시 내부의 기밀 및 외부로부터 수분 등이 침투되지 않도록 하며, 기준면을 부여하여 정확한 정렬 작업을 수 있도록 하는 펌프 샤프트 록킹 장치를 제공하는 것이다.

본 고안의 일 측면에 따르면, 샤프트가 삽입 관통되는 속이 비어 있는 원기둥 형태로 형성되어 일측은 펌프와 결합하며 타측은 제 1 플랜지부가 형성되는 베이스; 일측은 제 2 플랜지부가 형성되어 상기 베이스의 일측과 볼트 결합되되, 샤프트가 삽입 관통되는 속이 비어 있는 원기둥 형태로 형성되며 타측은 개방부가 형성되어 있는 헤드; 상기 헤드와 볼트 결합되되 샤프트에 수분이 유입되지 않도록 상기 헤드의 개방부를 폐쇄시키는 원판 형상의 커버; 및 상기 베이스와 상기 헤드에 삽입 각각 삽입 설치되되, 상기 베이스와 상기 헤드의 외주면에 일정간격을 두고 방사형태로 설치되는 복수 개의 손잡이 봉을 포함하는 펌프 샤프트 록킹 장치가 제공될 수 있다.

상기 커버의 내측에는 홈이 원주면을 따라 형성되며, 상기 헤드의 일측 외주면에는 하나 이상의 헤드오링이 결합되되, 일측 단부에는 가스켓이 볼트 결합되어 밀봉시킬 수 있다.

상기 베이스와 상기 헤드의 내측에는 하나 이상의 홈이 원주면을 따라 형성되어 오링이 결합되며, 상기 베이스의 일측 플랜지부에는 단차진 턱이 형성되어 상기 헤드와 결합할 때에 수분 유입을 방지되며, 상기 베이스와 상기 헤드가 결합하는 플랜지부에는 일정 간격을 두고 눈금이 표시되어 결합을 도와줄 수 있다.

본 고안의 실시 예들은, 고압 펌프 메카니컬 씰 정비 시 내부의 기밀 및 외부로부터 수분 등이 침투되지 않도록 하며, 기준면을 부여하여 정확한 정렬 작업을 수 있도록 하는 펌프 샤프트 록킹 장치가 제공될 수 있다.

도 1은 본 고안의 일 실시 예에 따른 펌프 샤프트 록킹 장치의 단면도이다.
도 2는 본 고안의 일 실시 예에 따른 펌프 샤프트 록킹 장치의 분해 사시도이다.
도 3은 본 고안의 일 실시 예에 따른 펌프 샤프트 록킹 장치의 실제 사용을 나타낸 사진이다.

본 고안과 본 고안의 동작상의 이점 및 본 고안의 실시에 의하여 달성되는 목적을 충분히 이해하기 위해서는 본 고안의 바람직한 실시 예를 예시하는 첨부 도면 및 첨부 도면에 기재된 내용을 참조하여야만 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 고안의 바람직한 실시 예를 설명함으로써, 본 고안을 상세히 설명한다. 각 도면에 제시된 동일한 참조부호는 동일한 부재를 나타낸다.

도 1은 본 고안의 일 실시 예에 따른 펌프 샤프트 록킹 장치의 단면도이며, 도 2는 본 고안의 일 실시 예에 따른 펌프 샤프트 록킹 장치의 분해 사시도이며, 도 3은 본 고안의 일 실시 예에 따른 펌프 샤프트 록킹 장치의 실제 사용을 나타낸 사진이다.

도 1을 참조하면, 본 고안의 일 실시예에 따른 펌프 샤프트 록킹 장치(10)는, 베이스(100), 헤드(300), 커버(500), 손잡이 봉(700)을 포함한다.

먼저, 베이스(100)는 샤프트(30)가 삽입 관통되는 속이 비어 있는 원기둥 형태로 형성되어 일측은 펌프와 결합하며 타측은 제 1 플랜지부(110)가 형성되며, 펌프 샤프트 록킹을 할 때에는 베이스(100)에 샤프트(30)에 밀어 넣고 펌프와 결합한다.

일반적으로 관 지름이 큰 관, 내부의 압력이 높은 관, 또는 자주 떼어낼 필요가 있는 관에는 관이음을 사용하는데, 이 관이음의 접속부분을 플랜지라 하며 이 원주(圓周)위에 체결용의 볼트 구멍이 설치되어 있다. 플랜지는 주철, 주강(鑄鋼), 단강(鍛鋼), 강판, 청동, 황동 등으로 제작하고, 관에 부착하는 부착식과 관 부위가 일체로 만드는 일체식 등이 있다. 부착식은 플랜지를 비틀어 박거나, 리벳, 전압(轉壓), 용접 또는 유합(遊合) 등의 방법으로 관에 부착한다. 통상 플랜지의 연결 면은 기계 다듬질을 하고 결합은 패킹 등의 실(seal)재를 끼워서 한다.

발전설비 및 각종 산업설비에 설치되는 펌프는 여러 단의 임펠러와 밸런싱 드럼 등의 회전 구조물이 하나의 펌프 샤프트(30)에 끼워져 설치되어진다.

펌프는 고속으로 회전하면서 높은 압력을 형성해야 하므로 샤프트축과 회전 구조물이 상호 이완되지 않도록 안정적인 고정상태를 유지해야 하며, 샤프트의 일단에는 회전 구조물 부품의 이탈 방지를 위해 록킹너트를 나사 결합하여 체결할 수도 있다.

다음으로, 헤드(300)는, 일측은 제 2 플랜지부(310)가 형성되어 베이스(100)의 일측과 볼트 결합되되, 샤프트(30)가 삽입 관통되는 속이 비어 있는 원기둥 형태로 형성되며 타측은 개방부(330)가 형성된다.

기존의 샤프트 록킹 장치는 개방부(330)가 완전히 열려 있어서 가스가 외부로 누출되고, 펌프 내부로 수분이 침투하는 우려가 있었다.

베이스(100)와 헤드(300)의 내측에는 하나 이상의 홈이 원주면을 따라 형성되어 오링이 결합되며, 베이스(100)의 일측 플랜지부에는 단차진 턱(150)이 형성되어 헤드(300)와 결합할 때에 수분 유입을 방지된다.

일반적으로 오링은 단면이 원형으로 되어 있는 탄성재료 링을 밀폐부의 홈에 밀어넣은 것으로 압력이 가해지면 변형되어 간극을 막아주는 주며, 고정용과 왕복운동용이 있다.

기존의 샤프트 고정 작업시에는 일부 회사들은 모터 허브 커플링과 펌프 허브 커플링을 결합시에는 설비별로 간격이 있어 정밀 작업이 어려웠으며, 얼라인을 위한 기준면과 각도 없어 작업자들이 정렬 위치를 찾지 못하여 결합물이 어긋나거나 결합물의 특정 부분에 하중이 집중되어 파손이 될 우려가 있었다.

그래서 베이스(100)와 헤드(300)가 결합하는 플랜지부에는 일정 간격을 두고 눈금이 표시되어 결합을 도와주면 작업자들이 작업을 신속하게 신뢰도를 가지고 할 수 있으며 좀 더 정밀한 작업이 이루어질 수 있다.

한편, 커버(500)는 헤드(300)와 볼트 결합되되 샤프트(30)에 수분이 유입되지 않도록 헤드(300)의 개방부(330)를 폐쇄시키는 원판 형상으로 구성될 수 있다.

커버(500)의 내측에는 홈이 원주면을 따라 형성되며, 헤드(300)의 일측 외주면에는 하나 이상의 헤드(300)오링이 결합되되, 일측 단부에는 가스켓(370)이 볼트 결합되어 밀봉시킬 수 있다. 가스켓(370)은 환경문제와 작업자의 건강을 위해 비석면 재질의 가스켓(370)이 적용될 수 있다.

즉, 본 발명에 따른 실시예를 적용하면 메카니컬 씰 정비 시에 커버(500)를 결합하게 되면 내부의 기밀이 유지되고 외부로부터의 수분이 침투되지 않는 효과가 있다.

가스켓(370)은 관 플랜지 이음 등 연결면의 기밀을 유지하기 위하여 사용되는 얇은 조각으로 패킹 가운데 정지체의 패킹에 사용된다. 저온 저압에는 종이·합성 수지·마·고무·석면·피혁 등이, 고온 저압에는 동·납 연강 등이 사용되고, 건축관계에서는 섀시 등의 유리나 보드류를 장착할 때 사용된다.

한편, 베이스(100)와 헤드(300)에 삽입 각각 삽입 설치되되, 베이스(100)와 헤드(300)의 외주면에 일정간격을 두고 방사형태로 설치되는 복수 개의 손잡이 봉(700)을 포함할 수 있다.

손잡이 봉(700)은 펌프 샤프트 록킹 장치(10)로 정비 작업을 할 때에 중량물의 조정을 도와주는 것으로 베이스(100)와 헤드(300)의 외주면에 방사 형태로 여러 개가 설치될 수 있다.

기존 샤프트 록킹 장치의 경우 Carbon Steel로 제작되어 중량이 35Kg 이였으나, 본 발명의 실시예에 따른 펌프 샤프트 록킹 장치(10)는 알루미늄 재질(AL6061)을 사용하여 중량을 15Kg으로 개선할 수도 있다.

이렇게 중량을 개선한다면 작업물의 낙하로 인한 작업자들의 위험이 조금이나마 개선될 수 있으며, 좀 더 신속한 작업이 가능할 수도 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 펌프 샤프트 록킹 장치(10)를 사용한다면, 펌프 이송 시에 샤프트를 고정하여, Sleeve, Bowl Bushing 등 부품손상을 최소화할 수 있는 장점이 있다.

도 2를 참조하며, 펌프 샤프트 록킹 장치(10)의 작업시에 베이스(100)를 샤프트(30)에 밀어 넣고 펌프와 결합하며, 헤드(300)를 샤프트(30)에 밀어 넣고 베이스(100)와 볼트로 체결한다. 그리고 펌프 측에 수분이 유입되지 않도록 헤드(300) 상부에 커버(500)를 설치하고 오링을 장치 내부에 설치한다.

도 3은 본 고안의 일 실시 예에 따른 펌프 샤프트 록킹 장치(10)의 실제 사용 모습이며 작업자들이 안전한 상황에서 작업의 정밀도를 높여 작업할 수 있다.

이와 같이 본 고안은 기재된 실시 예에 한정되는 것이 아니고, 본 고안의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다. 따라서 그러한 수정 예 또는 변형 예들은 본 고안의 특허청구범위에 속한다 하여야 할 것이다.

100 : 베이스 300 : 헤드
500 : 커버 700 : 손잡이 봉
10 : 펌프 샤프트 록킹 장치 30 : 샤프트

Claims

샤프트(30)가 삽입 관통되는 속이 비어 있는 원기둥 형태로 형성되어 일측은 펌프와 결합하며 타측은 제 1 플랜지부(110)가 형성되는 베이스(100);
일측은 제 2 플랜지부(310)가 형성되어 상기 베이스(100)의 일측과 볼트 결합되되, 샤프트(30)가 삽입 관통되는 속이 비어 있는 원기둥 형태로 형성되며 타측은 개방부(330)가 형성되어 있는 헤드(300);
상기 헤드(300)와 볼트 결합되되 샤프트(30)에 수분이 유입되지 않도록 상기 헤드(300)의 개방부를 폐쇄시키는 원판 형상의 커버(500); 및
상기 베이스(100)와 상기 헤드(300)에 삽입 각각 삽입 설치되되, 상기 베이스(100)와 상기 헤드(300)의 외주면에 일정간격을 두고 방사형태로 설치되는 복수 개의 손잡이 봉(700)을 포함하는 펌프 샤프트 록킹 장치(10).
제1항에 있어서,
상기 커버(500)의 내측에는 홈이 원주면을 따라 형성되며,
상기 헤드(300)의 일측 외주면에는 하나 이상의 헤드오링(350)이 결합되되, 일측 단부에는 가스켓(370)이 볼트 결합되어 밀봉시키는 펌프 샤프트 록킹 장치(10).
제1항에 있어서,
상기 베이스(100)와 상기 헤드(300)의 내측에는 하나 이상의 홈이 원주면을 따라 형성되어 오링이 결합되며,
상기 베이스(100)의 일측 플랜지부에는 단차진 턱(150)이 형성되어 상기 헤드(300)와 결합할 때에 수분 유입을 방지되며,
상기 베이스(100)와 상기 헤드(300)가 결합하는 플랜지부에는 일정 간격을 두고 눈금이 표시되어 결합을 도와주는 펌프 샤프트 록킹 장치(10).