KR850001044B1 - 안전작동을 하는 유체정압베아링 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

안전작동을 하는 유체정압베아링

제 1 도는 본 발명에 의한 유체정압 베아링을 구비한 가압유체펌프의 부분측방향 개략단면도.

제 2 도는 제 1 도의 베아링의 가압유체 공급장치를 나타낸 제 1평면에 따르는 축방향 확대단면도.

제 3 도는 제 1 도의 베아링의 유체배출장치를 나타낸 제 2 평면에 따르는 축방향 확대단면도.

본 발명은 압송되는 유체(pumped fliuid)에 의해 공급되는 가압유체펌프에 쓰이는 정압베아링(hydrostatic bearings)에 관한 것으로 더 구체적으로 말하면 그 펌프내의 상황과는 관계없이 안전하게 작동하는 유체정압베아링에 관한 것이다.

일반적으로, 위와 같은 펌프는 전기모우터에 의하여 회전하여 구동되는 수직샤프트에 일체로 되게 연결된 베인휘일(Vane wheel)을 구성하여 그 베인휘일의 림(rim)이 통상적으로 유체정압베아링에 의해 확산부재(diffuser)의 도면상에 지지접촉 되어있다.

이 베아링에 의해 여분의 오우버행(Overhang) 상태를 제거시켜 그 샤프트의 입계속도(Critical Velocity)를 높힐 수 있다.

이 베아링에는 일반적으로 압력이 가장 높은 쪽의 실(compartment)에서 나온 유체가 공급되어 그 유체는 일반적으로 압력이 낮은쪽의 실내로 배출(escape)된다. 그러나, 예를들면 펌프의 두개실(compartment)중에 있는 압력이 역으로 되어 갑압상태로 되는 등 결과적으로 펌프에 고장이 생길 경우 유체의 정상적 흐름 방향은 역전한다(reverse).따라서, 위 공지된 정압베아링은 이 이상 작동되지 않게 되어 불안정하게 된다.

이와같은 현상은 펌프를 고장나게 할뿐 아니라 베아링의 부품올크게 열화(deterioration)시킨다.

본 발명의 목적은 실(compartment)을 특정시킴이 없이 항상 유체를 고압상태에 있는 쪽의 실(compartment)에서 리이스(race)에 형성된 요홈부(opening)로 공급하고 그 다음 그 유체를 저압상태에 있는 쪽의 실(compartment)로 배출시키도록 한 베아링을 사용하여 위와 같은 결점을 제거시킨 새롭게 개량된 정압베아링을 제공하는 데있다.

따라서, 본 발명에 의해 베아링의 레이스에 형성된 요홈부에 공압유체를 공급하는 노즐이 상류(upstream)에서 볼밸브(ball valve)를 통하여 서로 다른 두개 유체가 있는 두개 펌프실에 연결시켜 그 볼밸브를 이들 두개 실(compartment)의 압력차로 작동시키고, 또 고압측실에서 나온 유체가 통과되나 다른 실과의 유체 유통을 저지시키도록하며(prohibit), 레이스의 요홈부의 양측에 각각 형성된 유체팽창실(fluid Expansion chambers)을 하류(down stream)로 볼밸브를 통하여 두개실(compartment)과 연통시켜 볼밸브를 두개실(compartment) 내의 압력차로 의해 이동시키고 또 그 팽창실에서 저압측실쪽으로 나온 유체의 배출을 허용하게함과 동시에 다른쪽실(compartment)과의 유체유통을 저지하도록하여 두개실(compartment)의 어느것이나 고압측인 경우 고압쪽 유체의 공급이 유지되고, 또 다른실(compartment)쪽의 유체의 배출이 유지되어 모든 상태하에서 베아링의 적당한 작동이 보장된다.

본 발명의 다른목적, 효과 및 특징은 첨부된 제 1 도 내지 제 3도의 도면에 나타낸 하나의 실시예에 관한 설명에서 명백하다.

먼저 제 1 도에 대해서 설명한다.

샤프트(1)은 베인휘일(Vane Wheel)(2)에 일체로 되게 결합되어 있고 그 베인휠(2)의 림(rim)(3)이 정압베아링의 레이스(race)(4)를 통하여 와류실(渦流室, Volute )(6)에 일체로 결합된 확산부재(diffuuser)(5)에 접촉지지되어 있다.

정상적인 작동을 할때에는 실(compartment)(7) 내의 유체상 실(compartment)(8) 내의 유체보다 저압으로 되어있다.

베아링의 레이스(4)에 형성된 요홈부(9)에는 실(8)에서 나온 고압유체가 공급되어 실(7)쪽으로 배출된다. 이 때문에, 실(compartment)(11)과 (12) 사이에서 레이스(4)에는 도관(conduct)(10)이 형성되어 있어, 정상적인 작동시에는 레이스(4)의 양측이 저압으로 되도록 구성되어 있다. 실(12)와 (8) 사이에는 예로서 래비린드(labyrinth) (미로) 시일(seal)과 같은 시일(13)이 설치되어 있어 유체가 전부 유출되지 않도록 되어 있고 동시에 실(12) 내의 압력이 증가하도록 되어 있다.

다음으로 제 2 도에 대해서 설명한다.

이 도면은 본 발명에 의한 베아링의 서로 다른 두 축방향 단면의 확대도를 나타내며, 레이스(4)에 형성된 요홈부(9)가 노즐(14)에 연통되어 있고 그 노즐(14)는 상류도 도관(15)를 통하여 실(8)로, 또 도관(16)을 통하여 실(12)로, 그리고 도관(10)(제2,3도에서는 도시되어 있지 않음)을 통하여 실(12)로 연통되어 있다.

두개 도관(15)와 (16) 내를 흐르는 유체가 수축하여 (constictions) 서로 작동하는 볼(17)에 의해 규제되고 이불(17)은 두개실(7) 및 (8) 내의 압력차에 의해 작동하는 볼밸브를 구성하고 있다.

실(12)가 저압이며 실(8)이 고압일 때 볼(17)은 도관(16)을 밀폐하도록 이동하여(제 2 도에서와 같이) 실(8)에서 나온 유체만을 통과하도록 하는것은 명백하다. 비정상적인 작동을 할 때 즉 실(7)과 (8) 내의 압력이 역으로 될때 볼(17)은 도관(15)를 밀폐시켜 실(11), 도관(10), 실(12) 및 도관(16)을 통하여 실(7)에서 고압유체가 유입된다. 따라서, 요홈부(9)에는 실(7) 또는 (8)이 고압으로될 경우에도 고압유체가 공급된다.

그러나, 제 3도에서와같이 요홈부(9)에 공급되는 유체가 유출되어 저압축실쪽으로 압력을 방출할 필요가 있다. 즉 그 유체의 압력이 저하되어 그 저압측실쪽으로 흐른다. 이 때문에, 요홈부(9)의 양측의 레이스(4)에 유체팽창실(18) 및 (19)를 형성하여 실(11) 및 (12) 내의 압력상태와는 관계없이 유체가 배출되도록 한다.

이들의 두 유체팽창실(18) 및 (19)는 각각 그 하류측에서 도관(20)과 연통되어 있고, 이 도관(20)은 실(12), 도관(10) 및 실(11)를 통하여 실(7)로, 또 도관(10) 및 실(11)를 통하여 실(7)로, 또 도관(21)을 통하여 실(8)로 연통되어 있다.

적당히 배치되어 있는 두개의 볼(22) 및 (23)은 각각 도관(20) 및 (21) 내에 설치되어 수축 즉, 조름(constriction)과 공동작동을 하는 두개의 볼밸브를 구성한다. 이와같이 정상적인 작동을 할 때, 즉 실(7)이 저압이고 실(8)이 고압일 때 그 유체팽창실(18) 및 (19)에서 배출되는 유체가 도관(20) 내에 모여져 볼(22)를 통해 실(12)로 배출된다. 이때 실(8)의 압력이 역으로 될 때에는 볼(23)이 실(8)의 유로를 개방하고 한편 볼(22)는 도관(20)을 밀폐하므로 고압으로 되어 있는 실(12)의 유체유통을 차단한다.

따라서, 두개실의 압력상태와는 관계없이 유체의 배출을 확실히 보장받을 수 있음을 알 수 있다. 이상으로 본 발명의 실시예를 하나만을 들어 설명하였으나, 본 발명의 범위를 벗어나지 않은 범위에서 이 분야의 당업자가 여러가지로 변형할수있다.

Claims (1)

1. 서로 다른 압력하에 있는 두 유체가 유입된 두개 실(compartment)를 가진 가압유체펌프용정압베아링에서 두개실(two compartment) 사이에 배치된 레이스(race)를 구성시켜 그 레이스에는 다수의 요홈부(opening)와 유체를 공급하는 그 요홈부에 연통된 다수의 노즐을 형성시킨 베아링에 있어서, 상기 노즐(14)가 상기 요홈부(9) 상류에서 볼(ball)(17)에 의해 두개실(7)과 (8)에 연통시켜 상기 볼(17)이 상기 두개실(7)과 (8) 내의 압력차에 의해 작동되고 또 압력이 높은쪽실에서 나온 유체의 통과를 허용시키나 압력이 낮은쪽의 유체의 유통을 저지하도록 구성시키며, 상기 레이스(4)의 요홈부(9) 양측 각각에 형성된 상기 유체팽창실(fluid ezpansion chambers)(18)과 (19)가 상기 요홈부(9)의 하류에서 볼(22)와 (23)에 의해 두개실(7)과 (8)에 연통되어 상기볼(22)와 (23)은 상기 두개실(7)과 (8) 내의 압력차에 의해 이동되고, 상기 팽창실(18)과 (19)에서 저압측실쪽으로 나온 유체의 배출을 허용하나 상기 유체의 다른쪽 실의 유통을 저지하도록 하여 어느 실이 고압측으로 되어 있는 경우에도 그 실로 요홈부(9)의 유체공급을 유지시키고 또 다른쪽실이 저압측으로 되어 있는 경우 요홈부(9)에서 그 실로 상기 유체의 배출을 유지시켜 모든 상태하에서 상기 베아링이 알맞은 작동을 하도록함을 특징으로 하는 안전작동을 하는 유체정압베아링.

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