KR20240096144A - 가공이 용이한 펌프용 로터 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 펌프에 구성되어 있는 로터를 구성 시, 스틸재질의 제 1결합부의 외주에 수지재질의 제 2결합부를 용이하게 가공할 수 있는 펌프용 로터에 관한 것으로써, 회전용적형 펌프에 구성되는 로터를 샤프트가 결합되는 제 1결합부와, 상기 제 1결합부의 외주를 감싸는 제 2결합부로 구성하여 구성을 간단히 함과 동시에 상기 제 1, 2결합부를 연결함에 있어 용이한 가공을 통해 완성되는 펌프용 로터에 관한 것이다.
Description
본 발명은 로터에 관한 것으로써, 보다 상세하게는 펌프에 구성되어 있는 로터를 구성 시, 스틸재질의 제 1결합부의 외주에 수지재질의 제 2결합부를 용이하게 가공할 수 있는 펌프용 로터에 관한 것이다.
우선, 종래기술을 살펴보면,
일반적으로 기존의 펌프 종류에서 원심펌프는 유량을 크게 할 수는 있지만 양정에 제한을 받아 양정계수가 클수록 효율이 저하되며, 유량을 크게 할 때는 설계체적이 늘어나 소형 경량으로 하기가 곤란하고 저속에서는 펌프로서의 역할을 제대로 수행할 수 없는 단점이 있다.
또한 기존 회전용적형 펌프의 한 종류인 기어펌프는 큰 양정계수를 얻을 수 있고 저속에서도 펌프로서의 기능을 발휘하지만, 유량이 적고 저속회전시 효율 저하, 고압 고속회전시 기어의 소음 및 마모 등의 장애가 발생하게 되는 결점이 있다.
따라서 많은 유량, 높은 양정, 저속과 고속회전 및 기타효율의 문제에서 고성능을 발휘할 수 있는 펌프가 필요 하게 된다.
이에 종래에는 주로터와 보조로터에 다수개의 분할핀을 가지며, 표면에 탄성재료를 몰딩하여 구성함을 특징으로 하는 회전용적형 펌프가 기재되어 있다.
그러나 상기와 같은 구조로 되는 주로터와 보조로터에 피복되어 있는 탄성재에 회전시 압력이 직접적으로 가해지고, 주로터와 보조로터의 접촉부의 마찰로 인하여 피복 탄성재의 마모가 발생하는 문제가 있다.
또한, 로터와 피복재에 접착이 고압에 견디지 못하고 떨어지는 현상으로 로터의 장기적인 사용 수명에 한계가 있어 기존 많이 사용되고 있는 원심펌프의 임페러와는 비교가 되기도 하였다.
상기한 종래 회전식 용적용 펌프의 로터와 케이스와의 사이에서 발생하는 충격을 줄이고 로터와 케이스와의 사이의 밀폐성을 향상시키는 효과는 있으나 돌기가 압착될 때 측면이 개방되어 있어 압력이 측면으로 이동되면서 임펠라의 측면과 사이드플레이트와의 사이 틈새로 유체가 이동하게 되며 이러한 현상에 의해 유체의 누설이 발생됨과 또한 로터의 회전시 회전력에 의해 사이드플레이트와의 사이에 채워진 유체에 케비테이션이 발생되며 상기 발생된 케비테이션은 유체에 혼합되어 로터의 수명을 단추교시키는 원인을 제공하게 되며 로터의 돌기에 의해 생성된 고압의 압력은 로터와 사이드플레이트 사이의 틈새로 이동되고 이동된 압력은 사이드플레이트를 외부 방향으로 밀어내어 사이드플레이트와 접촉하는 칼라의 마모를 촉진시켜편마모를 유발하게 되며 또한 베어링에도 영향을 주어 베어링의 수명을 단축시키는 문제가 있다.
더불어, 기존 용적형 펌프의 로타제작 방식은 나선형로터에 금형을 이용하여 알루미늄 또는 sus / steel 소재위에 고무나 우레탄등 사출이 가능한 소재를 코팅을 하여 사용 함으로써 기존 용적형펌프는 몇가지 문제를 극복하지 못하고 있다.
첫째, 고압 능력의 한계 - 사출이 가능해야만 하므로 고무 또는 우레탄 등 사용할 수 있는 소재가 몇가지 되지않아 고압을 내기엔 불가하고,
둘째, 사출로인해 접착불량 - 사출시 날씨나 접착제 도포두께나 약품에따라 접착력의 약화로 탈거 현상 발생하며,
셋째, 사용시 온도에따라 로터 수명 단축되고,
넷째, 언제 어디서 로터가 떨어져 나갈지 가늠 못하였다.
이에 종래에는 등록번호 10-2124541호의 '수밀 증대 효과를 얻도록 한 회전 용적형 펌프'과, 등록번호 10-2145566호의 '누수 유체의 재순환 및 수밀 증대 효과를 얻도록 한 회전 용적형 펌프' 및 등록번호 10-2223785호의 '회전용적형 펌프의 로터'가 개시되어 있지만, 상기한 문제점에 대해서는 여전히 개선되고 있지 않는 실정이다.
본 발명은 상기한 종래기술의 문제점을 해결하기 위해 안출해낸 것으로써, 회전용적형 펌프에 구성되는 로터를 샤프트가 결합되는 제 1결합부와, 상기 제 1결합부의 외주를 감싸는 제 2결합부로 구성하여 구성을 간단히 함과 동시에 상기 제 1, 2결합부를 연결함에 있어 용이한 가공을 통해 완성되는 펌프용 로터를 제공함에 주안점을 두고 기술적 과제로서 완성해낸 것이다.
상기 제 2결합부를 연질의 고무가 아닌 고기능의 특수한 플라스틱(수지재)를 하기 위한 방식이고, 상기 특수 플라스틱(수지재)로 인해 종래기술의 4가지 문제를 해결하기 위함이다.
이는 꼬임 된 제 1결합부의 외주에 고기능의 특수 플라스틱을 코팅하고, 고압에도 제 1결합부에서 이탈되지 않는 고기능의 특수한 플라스틱을 위한 코팅이다.
또한, 제 2결합부의 외주에 외주기밀부를 형성하여 기밀성을 유지할 수 있도록 하였다.
이에 본 발명은 회전용적형 펌프의 샤프트에 결합되는 로터에 있어서, 상기 로터는, 샤프트가 결합되는 관통공이 형성되고 외주에 다수개의 스틸돌기가 형성된 제 1결합부와, 상기 제 1결합부의 외주를 감싸며 내부에 상기 스틸돌기가 안착되는 안착홈과, 상기 안착홈의 외주에 다수개의 수지돌기가 형성된 제 2결합부가 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 것을 특징으로 하는 가공이 용이한 펌프용 로터를 그 기술적 특징으로 한다.
본 발명인 강성을 높인 펌프용 로터에 따르면, 샤프트에 연결되는 제 1결합부가 스틸재질로 구성되고, 상기 제 1결합부를 감싸는 제 2결합부가 수지재질로 구성되어 간단한 구성과 동시에 로터에 대한 내구성을 상승시켰고, 상기 제 1, 2결합부를 상호 용이하게 가공, 결합되도록 할 수 있는 등 그 효과가 큰 발명이다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시 예를 보여주는 사시도
도 2는 도 1을 나타내는 정면도
도 3은 도 1의 핵심부를 확대한 확대사시도
도 4는 도 1을 나타내는 평면도
도 5는 도 4의 A-A를 나타내는 절단면도
도 6은 본 발명의 구성 중 제 1결합부를 나타내는 사시도
도 7은 도 6을 나타내는 정면도
도 8은 본 발명의 구성 중 제 2결합부를 나타내는 사시도
도 9는 본 발명인 제 1, 2결합부의 결합을 나타내는 사시도
도 10은 도 9를 나타내는 정면도
도 11은 도 8에 외주기밀부의 구성을 나타내는 사시도
도 12는 도 11의 외주기밀부를 확대한 단면도
도 13은 도 11에 측면기밀부의 구성을 나타내는 사시도
도 2는 도 1을 나타내는 정면도
도 3은 도 1의 핵심부를 확대한 확대사시도
도 4는 도 1을 나타내는 평면도
도 5는 도 4의 A-A를 나타내는 절단면도
도 6은 본 발명의 구성 중 제 1결합부를 나타내는 사시도
도 7은 도 6을 나타내는 정면도
도 8은 본 발명의 구성 중 제 2결합부를 나타내는 사시도
도 9는 본 발명인 제 1, 2결합부의 결합을 나타내는 사시도
도 10은 도 9를 나타내는 정면도
도 11은 도 8에 외주기밀부의 구성을 나타내는 사시도
도 12는 도 11의 외주기밀부를 확대한 단면도
도 13은 도 11에 측면기밀부의 구성을 나타내는 사시도
이하, 첨부되는 도면과 관련하여 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 바람직한 구성 및 작용에 대해 도 1 내지 도 13을 참고로 설명하면 다음과 같다.
우선, 본 발명인 가공이 용이한 펌프용 로터(10)는,
회전용적형 펌프의 샤프트에 결합되는 로터에 있어서, 상기 로터(10)는, 샤프트가 결합되는 관통공이 형성되고 외주에 다수개의 스틸돌기(110)가 형성된 제 1결합부(100)와, 상기 제 1결합부(100)의 외주를 감싸며 내부에 상기 스틸돌기(110)가 안착되는 안착홈(210)과, 상기 안착홈(210)의 외주에 다수개의 수지돌기(220)가 형성된 제 2결합부(200)가 구성되어 있다.
상기한 본 발명에 대해 보다 상세히 설명하면,
우선, 본 발명은 회전용적형 펌프에 구성되는 구성요소 중 샤프트에 결합되는 로터에 관한 것이다.
우선, 본 발명인 로터(10)는 제 1결합부(100)와, 제 2결합부(200)로 구성된다.
제 1결합부(100)는 내부에 샤프트가 결합되는 관통공이 형성되고, 외주에 다수개의 스틸돌기(110)가 형성된다.
이때, 상기 제 1결합부(100)는 스틸재질로 구성하여 내구성을 상승시켰다.
상기 관통공에는 샤프트의 외주에 형성되어 있는 샤프트돌기가 결합될 수 있도록 결합돌기가 형성되어 있다.
상기 결합돌기는 샤프트돌기의 갯수에 따라 동일하게 구성된다.
상기 스틸돌기(110)는 제 1결합부(100)의 외주에서 외측방향으로 일정 길이 돌출을 이루며 형성되되 로터(10)의 일 측면과 타 측면까지 연속적인 일체형으로 형성되거나 또는 일정 간격 이격거리를 두며 다수개가 형성되는 분리형으로 형성될 수도 있다.
또한, 상기 스틸돌기(110)는 결합돌기와 동일한 갯수로 형성되거나 또는 상이한 갯수로 형성될 수도 있다.
제 2결합부(200)는 상기 제 1결합부(100)의 외주를 감싸며 내부에 상기 스틸돌기(110)가 안착되는 안착홈(210)과, 상기 안착홈(210)의 외주에 다수개의 수지돌기(220)가 형성된다.
상기 제 2결합부(200)는 수지재질로 구성하여 로터(10)와 로터(10)가 상호 맞물려 회전함에 있어 상기 맞물리는 부분에 대해 수밀성을 높일 수 있도록 하였다.
상기 안착홈(210)은 제 1결합부(100)의 스틸돌기(110)가 안착되도록 상기 스틸돌기(110)가 형성된 부분과 대비되는 제 2결합부(200)의 내측부분에 형성된다.
상기 수지돌기(220)는 제 2결합부(200)의 외주에서 외측방향으로 일정 길이 돌출을 이루며 형성되되 로터(10)의 일 측면과 타 측면까지 연속적인 일체형으로 형성되거나 또는 일정 간격 이격거리를 두며 다수개가 형성되는 분리형으로 형성될 수도 있다.
본 발명인 로터(10)는 작동 시, 로터(10)와 로터(10)가 상호 맞물려 회전하게 되는데, 수지돌기(220)가 분리형으로 형성 시에는 상기 수지돌기(220)와 수지돌기(220)가 상호 맞물리도록 형성하여 수밀성을 상승시킬 수 있도록 할 수 있다.
상기 스틸돌기(110), 수지돌기(210)는, 샤프트의 축방향을 기준으로 로터(10)의 일측부터 타측까지 80 ~ 100°회전되어 있다.
상기한 각도는 스틸돌기(110) 단일에만 한정되거나 또는 수지돌기(210) 단일에만 한정되거나 또는 스틸돌기(110)와 수지돌기(210) 동시에 적용될 수 있다.
본 발명에서 상기한 각도는 96°를 최적의 각도지만, ±5°~ 15°가 적용될 수도 있다.
상기한 각도의 형성으로 인해 로터(10)와 로터(10)가 맞물려 회전 시 수밀성을 높일 수 있도록 하였다.
상기 제 2결합부(200)의 외주에는 일정 깊이의 홈과 일정 높이의 돌출을 이루는 외주기밀부(230)가 형성되어 있다.
상기 외주기밀부(230)의 구성으로 로터(10)와 로터(10) 사이의 밀폐력을 상승시키고, 누수를 미연에 방지할 수 있다.
상기 외주기밀부(230)는 제 2결합부(200)의 외주 전체에 형성되거나 또는 일부분에 형성될 수도 있다.
상기 제 2결합부(200)의 일측면 또는 양측면에는 일종 깊이의 홈과 일정 높이의 돌출을 이루는 측면기밀부(240)가 형성되어 있다.
상기 측면기밀부(240)의 구성으로 로터(10)와 사이드플레이트와이 밀폐력을 상승시키고, 누수를 미연에 방지시킬 수 있다.
또한, 기밀성을 상승시킬 수 있다.
더불어, 상기 측면기밀부(240)는 일측면 또는 양측면에 형성 시 전체에 형성되거나 또는 일부분에 형성될 수도 있다.
상기 제 2결합부(200)의 일측과 타측에는 내부에 위치되는 제 1결합부(100)의 이탈을 방지하는 이탈방지부가 형성되어 있다.
상기 이탈방지부는 스틸재질의 제 1결합부(100)와 수지재질의 제 2결합부(200)를 상호 결합 후, 각각 상이한 재질로 인해 이탈되는 것을 미연에 방지하기 위해 제 2결합부(200)의 일측과 타측 끝부에 각각 구성되며, 중심부가 위치된 방향으로 일정 길이를 이루며 하나 이상 다수개가 돌출되도록 하였다.
상기 스틸재질인 제 1결합부(100)와 수지재질인 제 2결합부(200)를 상호 결합 시, 상기 제 1결합부(100)의 외주에 특수플라스틱을 코팅하게 된다.
상기 코팅되는 특수플라스틱은 초고분자PE이며, 본 발명에서는 UHMWPE를 적용하였다.
상기와 같은 본 발명에 따르면, 샤프트에 연결되는 제 1결합부가 스틸재질로 구성되고, 상기 제 1결합부를 감싸는 제 2결합부가 수지재질로 구성되어 간단한 구성과 동시에 로터에 대한 내구성을 상승시켰고, 상기 제 1, 2결합부를 상호 용이하게 가공, 결합되도록 할 수 있다.
10 : 로터
100 : 제 1결합부 110 : 스틸돌기
200 : 제 2결합부 210 : 안착홈 220 : 수지돌기
230 : 외주기밀부 240 : 측면기밀부
100 : 제 1결합부 110 : 스틸돌기
200 : 제 2결합부 210 : 안착홈 220 : 수지돌기
230 : 외주기밀부 240 : 측면기밀부
Claims (4)
- 회전용적형 펌프의 샤프트에 결합되는 로터에 있어서,
상기 로터(10)는,
샤프트가 결합되는 관통공이 형성되고 외주에 다수개의 스틸돌기(110)가 형성된 제 1결합부(100)와,
상기 제 1결합부(100)의 외주를 감싸며 내부에 상기 스틸돌기(110)가 안착되는 안착홈(210)과, 상기 안착홈(210)의 외주에 다수개의 수지돌기(220)가 형성된 제 2결합부(200)가 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 것을 특징으로 하는 가공이 용이한 펌프용 로터.
- 제 1항에 있어서,
상기 스틸돌기(110), 수지돌기(210)는,
샤프트의 축방향을 기준으로 로터(10)의 일측부터 타측까지 80 ~ 100°회전되어 있는 것을 특징으로 하는 가공이 용이한 펌프용 로터.
- 제 1항에 있어서,
상기 제 2결합부(200)의 외주에는 일정 깊이의 홈과 일정 높이의 돌출을 이루는 외주기밀부(230)가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 가공이 용이한 펌프용 로터.
- 제 1항에 있어서,
상기 제 2결합부(200)의 일측과 타측에는 내부에 위치되는 제 1결합부(100)의 이탈을 방지하는 이탈방지부가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 가공이 용이한 펌프용 로터.
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
KR20240096144A true KR20240096144A (ko) | 2024-06-26 |
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