KR910005636B1

KR910005636B1 - 그랜드팩킹 박스의 구조

Info

Publication number: KR910005636B1
Application number: KR1019870012597A
Authority: KR
Inventors: 다까히사 우에다; 히로유끼 사사꾸라; 다까시 이께다
Original assignee: 니혼 삐라 고오교 가부시기가이샤; 이와나미 가오루
Priority date: 1986-11-07
Filing date: 1987-11-07
Publication date: 1991-08-01
Also published as: KR880006468A; US4844479A; DE3777330D1; EP0266664A2; EP0266664A3; JPH0621663B2; EP0266664B1; JPS63120964A

Abstract

내용 없음.

Description

그랜드팩킹 박스의 구조

제1도는 본 발명에 관한 그랜드팩킹 박스와 구조의 제1실시예를 나타내는 단면도.

제2도는 제1도의 그랜드팩킹의 원주방향에 있어서의 오우버랩 부분을 설명하기 위한 그랜드팩킹의 전개도.

제3도는 본 발명에 관한 그랜드팩킹 박스의 구조의 제2실시예를 나타내는 단면도.

제4도는 제3도의 그랜드팩킹의 원주방향에 있어서의 오우버랩 부분을 설명하기 위한 그랜드팩킹의 전개도.

제5도는 본 발명에 관한 그랜드팩킹 박스 구조의 제3실시예를 나타내는 단면도.

제6도는 본 발명에 관한 그랜드팩킹 박스의 구조의 제4실시예를 나타내는 중요부분 단면도.

제7도는 본 발명에 관한 그랜드팩킹 박스의 구조의 제5실시예를 나타내는 중요부분 단면도.

제8a도는 본 발명에 관한 실험용 시료의 단면도.

제8b도는 종래의 실험용 시료의 단면도.

제9도는 본 발명에 관한 그랜드팩킹 박스의 구조의 제6실시예를 나타내는 단면도.

제10도는 본 발명에 관한 그랜드팩킹 밀착고정부재의 밀착고정면을 설명하기 위한 중요부분 단면도.

제11도는 제10도에 나타낸 밀착고정면의 형성방법을 설명하기 위한 개략도.

제12a도 및 제12b도는 각각 밀착고정면의 변형예를 나타내는 단면도.

제13도는 본 발명에 관한 그랜드팩킹 박스의 구조의 제7실시예를 나타내는 단면도.

제14도는 제13도의 그랜드팩킹 밀착고정부재의 중요부분을 나타내는 부분사시도.

제15도는 본 발명에 관한 그랜드팩킹 박스의 구조의 제8실시예를 나타내는 단면도.

제16도는 제15도의 판형상 부재의 사시도.

제17도는 본 발명에 관한 그랜드팩킹 박스의 구조의 제9실시예를 나타내는 단면도.

제18도는 본 발명에 관한 그랜드팩킹 박스의 구조의 제10실시예를 나타내는 단면도.

제19도는 본 발명에 관한 그랜드팩킹 박스와 구조의 제11실시예를 나타내는 단면도.

제20도는 종래의 그랜드팩킹 박스의 구조를 나타내는 단면도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 팩킹 박스 2, 2' : 그랜드팩킹 밀착고정부재

2A, 2'A : 넥 부시(neck bush) 2B, 2'B : 팩킹 누르개

2a, 2b : 밀착고정면 2ax, 2bx, 2ax₃, 2bx₃: 변위부

3A, 3B : 그랜드팩킹 5, 13 : 밀폐부분

8, 8' : 랜턴형 링(lantern ring) 11 : 스프링 부재

12 : 판형상체 12ax : 변위부

본 발명은 유체기계의 회전축 봉부에 구성되는 그랜드팩킹 박스에 관한 것으로 더욱 상세히는 밀봉부의 윤활기능과 냉각기능을 향상시켜서, 동력손실을 가능한 작게 억제한 그랜드팩킹 박스의 구조에 관한 것이다.

종래의 일반적인 그랜드팩킹의 구조로서 제20도에서 나타낸 바와 같은데, 이를 살펴보면 다음과 같다.

도면에서 100은 펌프 케이싱의 한쪽 끝부분에 형성된 팩킹 박스이고, 101은 넥 부시, 103A,103B는 그랜드팩킹, 104는 팩킹 누르개, 105는 회전축을 나타내며 그랜드팩킹(103A)(103B)은 팩킹 박스(100)의 속부분에 장치한 넥 부시(101)와 팩킹 박스(100)의 열린 부분에 앞끝부분을 끼워놓은 팩킹 누르개(104)로, 소정의 조임압력에 의하여 축 방향으로 사이에 끼워 부착되어 회전축(105)에 대한 밀폐성을 확보하고 있다. 그런데, 그랜드팩킹 박스의 구조는, 회전축(105)의 외주면과 그랜드팩킹(103A)(103B)의 내주면의 밀폐부분(106)에서 유체를 약간 누출시켜, 이 누출하는 유체에 윤활기능과 냉각기능을 가지게하여 회전축(105)의 이상마모 혹은 건조운전에 의한 밀폐부분(106)이 타서 눌어붙는 것 등을 방지하도록 구성되어 있다.

그러나, 상기 종래의 팩킹 박스의 구성에서는 넥 부시(101)와 팩킹 누르개(104) 각각의 그랜드팩킹(103A)(103B)에 맞닿는 그랜드팩킹 밀착고정면(101A)(104A)이, 회전축(105)의 축선에 대하여 연직 또는 같은 모양으로 교차하는 형상으로 형성되고, 이들 팩킹 밀착고정면(101A)(104A)에 의하여 그랜드팩킹(103A)(103A)이 밀착고정되어 있는 것으로부터, 그랜드팩킹(103A)(103B)의 축 방향 끝면은 당연히 회전축(105)의 축선에 대하여 연직 또한 같은 모양으로 교차한다.

따라서, 넥 부시(101)의 내주면과 회전축(105)의 외주면으로 형성되는 둥근 모양의 작은틈(107)은, 그 축방향 안끝이 그랜드팩킹(103A)의 축 방향 끝면에 대응할 뿐이므로, 원주방향에 있어서, 그랜드팩킹(103A)의 내주면에 오우버랩하지 않는다. 그 때문에, 윤활재 및 냉각재로서 사용되기 위해 새어나온 유체는 둥근모양의 작은틈(107)의 축 방향 안쪽끝에서만 밀폐부분(106)에 보내지게 된다. 그러나, 팩킹 누르개(104)를 조정의 조임압력에 의하여 넥 부시(101)방향으로 조임으로서, 그랜드팩킹(103A)(103B) 각각의 내주면을 회전축(105)의 외주면에 눌러접합시켜, 이것에 의하여 알맞는 밀폐성을 확보하도록 되어있기 때문에, 밀폐부분(106)을 형성하는 그랜드팩킹(103A)(103B)의 내주면과 회전축(105)의 외주면은 밀접한 상태를 나타내고 있으며, 이와 같은 밀폐부분(106)에 대하여 케이싱내의 유체압력만으로 흘러나온 유체를 들여보내는 것은 사실상 곤란하고, 새는 유량이 적게 제한되고 유활기능과 냉각기능을 발휘할 수 없었던 것이다.

더구나, 팩킹 누르개(104)의 조임압력이 지나칠 경우, 혹은 그랜드팩킹(103A)(103B)의 내부응력의 영향등에 의하여 그랜드팩킹(103A)의 안가장자리부분이 둥근모양의 작은틈(107)안에 밀려나오면, 이 밀려나온 부분은 국부적으로 고밀도로 되기 때문에 밀폐부분(106)에서 새는 유량이 현저하게 제한되고, 또한 윤활기능과 냉각기능을 저하시켜서 회전축(105)의 이상마모 혹은 건조운전에 의해 밀폐부분이 타서 눌어붙는 등의 문제점이 있었던 것이다.

또한, 상기와 같은 문제점은 제20도에서 팩킹 누르개(104)의 내주면과 회전축(105)의 외주면으로 형성되는 둥근모양의 작은틈(908)부분에서도 발생한다. 그래서 팩킹 박스(100)의 주변에 냉각쟈켓(109)를 형성하여, 예로는 냉각수를 순환시키는 동시에, 팩킹 누루개(104)에 둥근모양의 작은틈(108)에 연이어하는 통로(110)를 형성하고, 이 통로(110)를 통하여 냉각수를 둥근모양의 작은틈(108)에 유입하여 냉각효과를 향상시키는 방법이 안출사용되고 있지만, 냉각쟈켓(109)은 그랜드팩킹(103A)(103B)을 간접적으로 냉각시키는 효과가 있을 뿐이지 밀폐부분(106)에 대한 냉각효과는 그다지 기대할 수 없고, 윤활효과는 전혀 기대할 수가 없었던 것이다.

또한, 냉각수가 통로(110)를 통하여, 둥근모양의 작은틈(108)에 유입되었다고, 하더라도 이 냉각수에 의하여 그랜드팩킹(103B)에 있어서의 둥근모양의 작은틈(108)에 대응하는 근접한 부분, 혹은 밀려나온 부분만이 직접 냉각되는 것 뿐이므로, 상기 냉각쟈켓(109)과 마찬가지로 밀폐부분(106)에 대한 냉각효과와 윤활 효과를 기대할 수가 없었던 것이다.

본 발명은 이와 같은 사정에 감안하여 된 것으로, 유체를 유효하게 밀폐부분에 보내어서 윤활기능과 냉각기능을 향상시켜, 회전축의 이상마모 혹은 건조운전에 의한 밀폐부분이 눌어붙는 등의 발생을 방지하여, 동력손실을 가능한 적게 억제할 수 있는 그랜드팩킹 박스의 구조를 제공함을 목적으로 한 것이다. 또한 본 발명의 다른 목적은 기존의 그랜드팩킹 박스의 구조에 쉽게 적용할 수 있고, 상기 윤활기능과 냉각기능을 효과적으로 향상시킬 수 있는 그랜드팩킹 박스의 구조를 제공하는데 있다.

본 발명의 그랜드팩킹 박스 구조와 특징으로 하는 것은 팩킹 박스와 그 팩킹 박스내의 회전축에 끼워넣은 그랜드팩킹을 축 방향에 밀착고정하는 그랜드팩킹 밀착고정부재를 갖추고, 이 그랜드팩킹의 밀착고정부재의 밀착고정면에 상기한 그랜드팩킹을 축 방향으로 부분 변위를 시키는 것인데 한개 이상의 변위부를 형성한점에 있는 것이다.

상기와 같은 구조에 따르면, 그랜드팩킹을 축 방향으로 부분 변위시킨 곳이, 부분 변위를 시킨 그랜드팩킹의 다른 내주면과 원주방향에 있어서 오우버랩하기 때문에, 새어나오는 유체는 회전축의 회전에 따라서 오우버랩하고 있는 그랜드팩킹의 내주면에 강제적으로 보내지고 그랜드팩킹의 내주면에서의 윤활성과 냉각성이 효과적으로 향상되는 것이다. 또한, 본 발명의 그랜드팩킹 박스의 구조적인 특징으로는 그랜드팩킹 밀착고정부재의 밀착고정면 전체가, 그 밀착고정부재의 축 방향에 대하여 동일한 각도로 형성되어 있는 점에 있는 것이다.

상술한 바와 같이 구성하면, 그랜드팩킹의 밀폐 고정부재와 맞닿는 그랜드팩킹의 한쪽면이 둘레방향 전체에 걸쳐서 균일하게 조여지고, 그랜드팩킹 밀착고정부재의 밀착고정면에 그랜드팩킹을 축 방향으로 변위시키는 변위를 형성하여도 축의 밀폐성에 지장이 생기는 일이 없는 것이다. 또한, 본 발명의 또 다른 특징으로는 그랜드팩킹 밀착고정부재를 1쌍의 넥 부시로 구성하고, 그 한쪽의 넥 부시를 그랜드팩킹과 팩킹 박스에 고정하는 팩킹 누르개의 사이에 설치한 점에 있다.

상기와 같이 구성하면, 변위부가 형성된 1쌍의 넥 부시에 의하여 기조의 팩킹 박스 및 팩킹 누르개에 대하여 용이하게 적용할 수가 있다.

상술한 바와 같은 기존제품에 대하여 적용시키는 가장 적합한 상태로서는, 그랜드팩킹과 그랜드팩킹 밀착고정부재와의 사이에 그랜드팩킹을 축 방향으로 부분 변위시키는 한개 이상의 부분 변위가 형성된 둥근모양의 판형상체를 설치한 것이다. 즉, 그랜드팩킹을 축 방향에 부분 변위시키는 것이 판모양을 하고 있는 것이라면, 공간을 차지하지 않기 때문에 기존의 것에 용이하게 설치될 수가 있고, 게다가 변위부의 제작도 간단하여 싼값으로 해결이 되는 것이다.

이하, 본 실시예에 대하여 도면에 기초하여 설명한다.

제1도는 본 발명에 관한 그랜드팩킹 박스의 구조의 제1실시예를 나타내는 단면도이고, 도면에서 1은 팩킹 박스로서 펌프케이싱의 한끝부분에 형성되어 있다. 2는 그랜드팩킹 밀착고정부재로서, 팩킹 박스(1)의 깊은 곳에 설치된 넥 부시(2A)와 팩킹 박스(1)의 열린부에 앞끝부분을 끼워넣은 팩킹 누르개(2B)로 형성되고, 그랜드팩킹(3A)(3B)은 팩킹 박스(1)안에서, 그랜드팩킹 밀착고정부재(2)에 의하여 축 방향으로 밀착고정되어 회전축(4)에, 끼워넣어져 있다. 즉, 그랜드팩킹(3A)의 축 방향 한끝면이 넥 부시(2A) 밀착고정면(2a)에 맞닿고, 그랜드팩킹(3B)의 축 방향의 다른 끝면이 팩킹 누르개(2B)의 밀착고정면(2b)에 맞닿고 있다. 그리고, 팩킹 누르개(2B)를 도시되어있지 않는 조임기능에 의하여 일정한 조임압력으로 넥 부시(2A)방향으로 조임으로서, 그랜드팩킹(3A)(3B)의 내주면을 회전축(4)의 외주면에 밀착시켜서 그랜드팩킹(3A)(3B)의 내주면과 회전축(4)의 외주면으로 밀폐부분(5)을 형성하고 있다.

그랜드팩킹 밀착고정부재(2)를 구성하고 넥 부시(2A)를 구성하는 넥 부시(2A)와 팩킹 누르개(2B)의 밀착고정면(2a)(2b)에는, 그랜드팩킹(3A)(3B)를 축 방향으로 변위시키는 하나의 변위부(2ax)(2ax)를 형성하고 있다. 즉, 넥 부시(2A)에 있어서의 밀착고정면(2a)의 변위부(2ax)는, 밀착고정면(2a)의 한쪽부분(도면에서는 왼쪽부분)과 다른쪽부분(도면에서는 오른쪽부분)을 연결하는 앞뒤양면(단, 제1도에는 뒷면만을 나타내고 있음)의 각각에 그랜드팩킹(3A)의 축 방향치수 t1, 몫만큼 완만하에 아래쪽으로 변위하여 형성한 곡면(제2도 참조)으로 형성되고, 팩킹 누르개(2B)에 있어서의 밀착고정면(2b)의 변위부(2bx)는, 상기 변위부(2ax)와 마찬가지로 한쪽부분과 다른쪽 부분을 연결하는 앞뒤양면의 각각에 그랜드팩킹(3B)의 축 방향치수 t2 몫 만큼 완만하게 아래쪽으로 변위하여 형성한 곡면(제2도 참조)으로 형성된다.

따라서, 그랜드팩킹(3A)(3B)은 상기한 변위부(2ax)(2bx)를 갖춘 넥 부시(2A)와 팩킹 누르개(2B)로된 그랜드팩킹 밀착고정부재(2)의 밀착고정면(2a)(2b)에 의해 밀착고정되기 때문에, 그 축 방향치수(t1)(t2)몫(단, t1=t2)만큼 축 방향으로 부분 변위한 상태로 된다.

상기 구성에 있어서, 넥 부시(2A) 내주면과 회전축(4)의 외주면으로 형성되는 둥근모양의 작은틈(6)은, 제1도의 왼쪽부분의 위부분이 원주방향에 있어서 그랜드팩킹(3A)의 내주면에서의 제2도의 사선(x)으로 나타내는 영역에 오우버랩 한다. 그 때문에 틉(6)내의 유체는, 회전축(4)의 회전에 따라서, 상기 x로 나타내는 영역에 새는 유체로서 강제적으로 보내지고, 또한 상기 보내진 영역(x)에서 밀폐부분(5)에 다량의 유체가 균등하게 퍼지기 때문에 윤활기능과 냉각기능이 향상한다.

한편 팩킹 누르개(2B)의 내주면과 회전축(4)의 외주면으로 형성되는, 둥근모양의 작은틈(7)은 제1도의 오른쪽부분의 아래부분이 원주방향에서 그랜드팩킹(3B)의 내주면에서 제2도의 사선(Y)으로 나타내는 영역에 오우버랩 한다. 따라서, 넥 부시(2A)쪽에서 밀폐부분(5)을 통과하여 둥근모양의 작은틈(7)에 새나온 유체는, 회전축(4)의 회전에 따라서, 상기 Y로 나타내는 영역에 강제적으로 보내지고 이 부분의 윤활과 냉각을 유효하게 하는 것이다.

제3도 및 제4도는 본 발명의 제2실시예를 나타내며, 그랜드팩킹 밀착고정부재(2)를 구성하는 넥 부시(2A)와 팩킹 누르개(2B)의 각 밀착고정면(2a)(2b)에는, 그랜드팩킹(3A)(3B)을 축 방향으로 치우치게한 1쌍의 변위부(2ax₁)(2ax₂)(2bx₁)(2bx₂)를 형성하고 있다. 즉, 넥 부시(2A)에서의 밀착고정면(2a)의 변위부(2ax₁)(2ax₂)는 밀착고정면(2a)의 앞뒤양면(단, 제23도에는 뒷면만을 나타냄)의 중앙부 근방에서 중앙부에 걸쳐서 그랜드팩킹(3A)의 축 방향치수(t1)의 대략 1/2상당의 몫만큼 아래쪽으로 부분 변위하여 형성한 곡면으로 형성되고, 팩킹 누르개(2B)에 있어서 밀착고정면(2b)의 변위부(2bx₁)(2bx₂)는 상기 변위부(2ax₁)(2ax₂)와 마찬가지로 밀착고정면(2b)의 앞뒤양면의 중앙부 근방에서 중앙부에 걸쳐서 그랜드팩킹(3B)의 축방향치수(t₂)의 대략 1/2상당의 몫만큼 아래쪽으로 변위한 곡면으로 형성된다.

따라서, 그랜드팩킹(2A)(2B)는 변위부(2ax₁)(2ax₂),(2bx₁)(2bx₂)를 갖춘 넥 부시(2A)와 팩킹 누르개(2B)로 형성되는 그랜드팩킹 밀착고정부재(2)의 말착 고정면(2a)(2b)에 의하여 끼워져 고정되기 때문에 원주의 앞뒤부분 2곳에서, 그 축 방향치수(t1),(t2)의 대략 1/2상단 몫만큼 축 방향으로 변위한 상태로 되고, 넥 부시(2A)의 둥근모양의 작음틈(6)은 제3도의 좌우 양옆부분이 원주방향에 있어서 그랜드팩킹(3A)의 내주면에서의 제4도의 사선(x1)(x2)으로 나타내는 영역에서 오우버랩한다. 또한 누르개(2B)의 둥근 모양의 작은틈(7)은 제3의 앞뒤양쪽부분의 아래부분이 원주방향에서 그랜드팩킹(3B)의 내주면에서의 제4도의 사선(Y1)(Y2)으로 나타내는 영역에서 오우버랩한다. 그 때문에, 상기 제1실시예와 마찬가지의 이유로, 유체가 x1,x2로 나타내는 영역에 새는 유체로서 강제적으로 보내지고, 또한 밀폐부분(5)을 통과하여 둥근모양의 작은틈(7)의 아래부분으로 새어나온 유체는 Y1,Y2로 나타내는 영역에서 강제적으로 보내지게 되어서, 제1실시예와 마찬가지로 윤활기능과 냉각기능이 향상한다.

제5도는 본 발명의 제3실시예를 나타내며, 상기 실시예에서는 3개의 그랜드팩킹(3A)(3B)(3C)이 사용되고, 그랜드팩킹(3A)(3B)사이에 랜턴형 링(lantern ring)(8)을 개재시켜서, 넥 부시(2A), 팩킹 누르개(2B) 및 랜턴형 링(8)에 의하여 그랜드팩킹 밀착고정부재(2)를 구성하고, 각각의 밀착고정면(2a)(2b)(8a)(8b)에 그랜드팩킹(3A)(3B)(3C)의 축 방향치수(t1)(t2)(t3)(단, t1=t2=t3)몫만큼 완만하게 아래쪽으로 변위하여 형성한 곡면에 의하여 형성되는 변위부(2ax)(2bx)(8x1)(8x2)를 형성하고 있다.

이와 같이 구성함으로서, 랜턴형 링(8)에 주입된 밀폐액에 의하여, 특히 밀폐부분(5)의 긴쪽방향 중앙부의 윤활기능과 냉각기능이 형상하고, 가상선으로 나타내는 바와 같이 넥 부시(2A)내주의 틈(6)에 통하는 냉각액 주입통로(9) 및 팩킹 누르개(2B)내주의 틈(7)에 통하여 냉각액 주입통로(10)를 설치함으로서, 밀폐부분(5)의 긴쪽방향 양끝부분의 냉각 및 윤활이 유효하게 된다.

제6도는 본 발명의 제4실시예를 나타내는 것이며, 이 실시예는 그랜드팩킹(3A)(3B)(3C)를 팩킹 박스(1)의 깊은 부분에 설치한 넥 부시(2A1)와 팩킹 박스(1)의 열린부근 근방에 설치되는 링(2A2)으로 밀착고정하고, 넥 부시(2A1), 링(2A2)의 밀착고정면(2a1)(2a2)에, 제1실시예와 동일한 변위부(2a1x)(2b1x)를 형성하고, 두 변위부(2a1x)(2b1x)가 협동하여 그랜드팩킹(3A)(3B)(3C)을 축방향으로 부분변위 시키고 있다.

또한, 링(2A2)의 위면을 평탄하게 형성하였기 때문에, 팩킹 누르개(2B)는 평탄한 누름면을 갖은 종래의 기존의 것을 사용할 수 있다.

제7도는 본 발명의 제5실시예를 나타내며, 넥 부시(2A1)와 팩킹박스(1)의 안쪽 끝부분의 사이에 코일스프링(11)의 탄력에 의하여 보상할 수 있기 때문에, 밀폐부분(5)의 밀폐가 떨어지는 것을 유효하게 방지할 수 있어서 수명연장을 실현할 수 있다.

제9도는 본 발명의 제6실시예를 나타내며, 본 발명을 수평축을 갖는 기기(예컨대 횡형(펌프)에 적용하는 경우의 단면도이다.

횡축의 경우 밀폐면에서 새어나온 유체는 틈(7)에 머물지 않고 외부로 배출된다.

그 때문에 유체의 외부 배출을 방지하는 수단으로서 보조밀폐부분(13)을 설치한 것이다.

여기서 사용하는 보조 밀폐부분(13)은 도시한 립 밀폐 또는 그랜드팩킹이라도 무방하다.

또한, 상기 제9도와 같은 실시상태는 제3도, 제5도, 제6도, 제7도에 나타낸 실시예를 횡축기기에 사용하는 경우에도 마찬가지로 적용할 수 있다.

제10도는 그랜드팩킹 밀착 고정부제(2)(넥 부시(2A)(2A1)링,(2A2),팩킹 누르개(2B), 및 랜턴형 링(8))의 밀착 고정면(2a)(2a1)(8a)(8b)가, 둘레방향 전체에 축선방향에 대하여 90°를 이루는 각도로 형성되어 있는 것을 설명하기 위한 주요부분 단면도이다.

즉, 본 실시예에 있어서는, 밀착 고정면을 둘레방향에서 전체에 축선방향에 대하여 90°를 이루는 각도로 형성함으로서, 그랜드팩킹(3A)(3B)(3C)의 끝면을 둘레방향에 균등하게 끼워 누르도록 하고 있다.

즉, 그랜드팩킹(3A)(3B)(3C)의 끝면이 둘레방향에서 고르지 않게 끼워누르고, 밀폐상태가 둘레방향에 있어서 일정하지 않은 상태를 방지하도록 하고 있는 것이다.

또한, 그와 같은 밀착고정면 (2a)(2a1)(2a2)(2b)(8a)(8b)의 형성방법으로서는, 제11도에 나타내는 바와 같이 밀링머신으로 그랜드팩킹 밀착고정부재(2)를 한쪽방향으로 회전시키면서, 수평방향에 왕복이동시키는 동시에, 밀링칼날에 의하여 그랜드팩킹 밀착고정부재(2)의 한끝면을 가공하면, 쉽게 전체주면을 90°를 이루는 각도로 형성할 수가 있다.

제12a도, 제12b도는 밀착 고정면의 다른 변형예를 나타내는 주요부분단면도이고, 제12a도는 팩킹 누르개(2B)의 밀착 고정면(2b)의 전체 둘레를 지름방향으로 안쪽을 향하여 같은 각도 α로 테이퍼를 형성하여 그랜드팩킹(3A)(3B)의 내주면쪽의 밀폐력을 외주면쪽의 밀폐력 보다도 높이려고 하는 것이고, 제12b도는 제12a도와는 반대로 팩킹 누르개(2B)의 밀착 고정면(2b)의 전체둘레를 지름방향에서 바깥쪽을 향하여 같은 각도β로 테이퍼를 형성하여 그랜드팩킹(3A)(3B)의 외주면쪽의 밀폐력을 내주면쪽의 밀폐력보다 높이려는 것이다.

이와 같이 밀착 고정면(2b) 전체둘레를 같은 각도로 테이퍼를 형성하는 제작도 상기한 밀링칼날을 일정한 각도로 경사시켜서 실시하면 용이하게 형성할 수 있다.

또한, 상기한 밀폐 고정면을 테이퍼를 형성하는 것은 팩킹 누르개(2B)에 한정되는 것이 아니고, 다른 그랜드팩킹 밀착 고정부재 즉, 넥 부시, 랜턴형 링의 밀착 고정면에도 적용할 수 있는 것이다.

제13도는 본 발명의 제7실시예를 나타내는 것이고, 그랜드팩킹 밀착 고정부재(2)를 구성하는 넥 부시(2A)와 펙킹 누르개(2B)의 밀착 고정면(2a)(2b)는 제14도에서도 나타낸 바와 같이 전체둘레면이 축선방향에 대하여 90°가 되는 각도로 형성되어 있는 동시에, 이 밀착 고정면(2a)(2b)에는 그랜드팩킹(3A)(3B)을 축방향안쪽으로 치우쳐 위치시키는 여러개의(도면에서는 4개) 돌출모양의 변위부(2ax3)……(2bx3)…가 둘레방향에서 일정한 간격마다 형성되어 있다.

상기한 바와 같이 변위부(2ax3)……(2bx3)…에서도 그랜드팩킹(3A)(3B)이 원주방향의 4곳에서 축방향안쪽으로 변위한 상태로 되고, 넥 부시(2A)의 내주면과 회전축(4)의 외주면과의 사이에 형성되는 둥근모양의 작은틈(6)은 원주방향에서 축안쪽방향에 변위시키지 않았던 그랜드팩킹(3A)의 내주면과 오우버랩하게 된다.

또한 팩킹 누르개(2B)쪽의 작은틈(7)도 원주방향에서 축방향의 안쪽으로 위치가 변하지 않는 그랜드팩킹(3B)의 내주면과 오우버랩하게 된다.

따라서 그 경우에도 상기 제3도의 것과 마찬가지로 새어나오는 유체가 회전축(24)의 회전에 따라서 강제적으로 그랜드팩킹(3A)의 내주면에 넣어지게 되고, 또한 밀폐부분(5)을 통과하여 둥근모양의 작은틈(7)의 하부에 새어나온 유체는 회전축(24)의 회전에 따라서 강제적으로 그랜드팩킹(3B)의 내주면으로 보내지게 되어서 윤활기능 및 냉각기능을 향상하는 것이다.

횡형펌프에 있어서의 회전축의 축봉부의 그랜드팩킹 박스의 구조로서, 제8a도에 나타내는 본 발명품과 제8b도에 나타내는 종래품과의 유체 누설량, 누르개부분 발열온도 및 동적토오크의 측정결과를 아래의 표 1에 나타낸다.

또한, 제8a도에 있어서의 X는 축방향의 변위량이다.

또한 실험조건은, ① 시료 그랜드팩킹 A 탄화섬유 테플론(teflon)함침팩킹.

② 그랜드팩킹 치수 내경 32mm×외경4mm×8mm사각형 본 발명품의 경우는 변위량(X)는 4mm로 하였다.

③ 유체 공업용수(2kg/cm²)

④ 회전수 18000 R.P.M(V=3m/s)로 한다.

실험방법은 스프링을 사용하여 시료그랜드팩킹 A에 조임면압 5kg/cm²와 10kg/cm²의 두가지를 부하하여 실시하였다.

[표 1]

상기 표 1에서 명백한 바와 같이, 본 발명에 관한 그랜드팩킹 박스의 구조에서는, 우수한 윤활기능과 냉각기능을 발휘하는데 필요한 새어나는 유량을 확보할 수 있고, 조임면을 10kg/cm²으로 증대하여도 새어나오는 윤활유량이 제로(0)로 되지 않기 때문에 미끄러져 움직이는 저항과 발열을 유효하게 억제할 수 있다.

이에 대하여 종래의 그랜드팩킹의 박스 구조에서는 새어 나오는 량이 적고 미끄러져 움직이는 저항과 발열이 현저하게 커지고, 특히 조임면압을 10kg/cm²로 증대하면 새는 량이 제로(0)가 되어서 다시 눌어붙는 상태를 초래하였다.

제15도는 본 발명의 제8실시예를 나타내는, 본 실시예에서는 그랜드팩킹 밀착 고정부재(2')가 팩킹박스(1) 깊은부분에 장치된 넥 부시(2'A)와 팩킹박스(1)의 열린부분에 앞끝부분을 끼워넣은 팩킹누르개(2'B)로 형성되고, 그랜드팩킹(3A)(3B)은 박스(1)안에서 넥 부시(2'A)와 팩킹 누르개(2'B)에 의하여 판형상체(12)(12)를 통하여 축방향으로 밀착 고정되어 회전축(4)외주면에 끼워넣어져 있다.

즉, 그랜드팩킹(3A)의 축방향의 한끝면이 넥 부시(2'A)의 밀착고정형(2'a)에 설치한 판형상체(12)의 밀착고정면(12a)에 맞닿고, 그랜드팩킹(3B)의 축방향에서 다른 단면이 팩킹 누르개(2'B)의 밀착 고정면(2'b)에 설치한 판형상체(12)의 밀착고정면(12a)에 맞닿고 있다.

그리고, 팩킹 누르개(2'B)를 도시되어 있지않는 조임기에 의하여 일정한 조임압력으로 넥 부시(2'A)를 조임으로서, 그랜드팩킹(3A)(3B)의 내주면을 회전축(4)의 외주면에 밀착시켜서 그랜드팩킹(3A)(3B)의 내주면과 회전축(4)의 외주면으로 밀폐부분(5)을 형성하고 있다.

그런데 상기한 판형상체(10)는 금속판으로 형성되고, 밀착고정면(12a)쪽에는 제2도에 상세하게 나타내는 바와 같이 그랜드팩킹 (3A)(3B)를 축방향으로 위치를 변경시키는 여러개(본 실시예에서는 4개)의 변위부(12ax)를 프레스 성형에 의하여 일정간격마다 형성하고 있다.

따라서, 그랜드팩킹(3A)(3B)는 상기한 변위부(12ax)를 갖춘 1쌍의 판형상태(12)(12)의 밀착 고정면(12a)(12a)에 의하여 밀착 고정되기 때문에 그 판형상태(12)의 변위부(12ax)의 돌출량 몫만큼 축방향으로 부분 변위한 상태가 된다.

그 때문에 넥 부시(2'A)의 내주면과 회전축(4)의 내주면으로 형성되는 둥근모양 작은틈(6)은 상기 축방향으로 변위한 위치부분에까지 확대되고, 이 확대된 틈(6)의 부분과, 축방향으로 변위시키지 않았던 그랜드팩킹(3A)의 내주면이 원주방향에서 오우버랩하게 된다.

그 때문에 틈(6)안의 유체는 회전축(4)의 회전에 따라서 축방향으로 변위시키지 않았던 그랜드팩킹(3A)의 내주면에 강제적으로 보내지기 때문에 윤활기능과 냉각기능이 향상하는 것이다.

한편, 팩킹 누르개(2'B)의 내주면과 회전축(4)의 외주면으로 형성되는 둥근모양의 작은 틈(7)은 판형상태(12)의 변위부(12ax)에 의하여 그랜드팩킹(3B)을 축방향으로 부분 변위시킨 부분에까지 확대되고, 그 확대된 틈(7)의 부분과 축방향으로 변위시키지 않았던 그랜드팩킹(3B)의 내주면이 원주방향에서 오우버랩하게 된다.

따라서, 넥 부시(2'A)쪽에서 밀폐부분(5)을 통과하여 둥근모양의 작은틈(7)에 새어나온 유체는 회전축(4)의 회전에 따라서 축방향으로 변위시키지 않았던 그랜드팩킹(3A)의 내주면에 강제적으로 보내지고, 그 부분의 윤활과 냉각을 가능하게 하는 것이다.

제17도는 본 발명의 제9실시예를 나타내며, 이 실시예에서는 4개의 그랜드팩킹(3A)(3B)(3C)(3D)가 사용되고, 그랜드팩킹(3B)(3C)사이에 렌턴형 링(8')을 개재시켜서, 넥 부시(2'A), 팩킹 누르개(2'B) 및 랜턴형 링(8')에 의하여 그랜드팩킹 밀착 고정부재(2')를 구성하고, 팩킹 누르개(2'B)의 밀착 고정면(2'b) 및 랜턴형링(8')의 2개의 밀착 고정면(8'a)(8'b)에 각각 판형체(12)(12)(12)를 설치하여 그 변위부(12ax)…로 그랜드팩킹(3B)(3C)(3D)의 축방향을 부분변위 시키도록하고 있다.

이와 같이 구성함으로서, 주입통로(13)에서 랜턴형 링(8')에 주입된 밀폐액의 축방향으로 변위시키지 않았던 그랜드팩킹(3B)(3C)(3D)의 내주면으로 강제적으로 보내지고, 밀폐부분(5)의 전체길이가 길더라도 윤활기능과 냉각기능을 효과적으로 발휘할 수가 있다.

제18도는 본 발명의 제10실시예를 나타내며, 넥 부시(2'A)와 팩킹박스(1)의 깊은 끝부분과의 사이에 코일스프링(11)을 개재하여 장치하고, 항상 그 탄력을 넥 부시(2'A) 및 판형상체(12)를 통하여 그랜드팩킹(3A)(3B)(3C)의 축방향으로 힘을 가하고 있다.

따라서 그랜드팩킹(3A)(3B)(3C)에 생기는 시간이 경과함에 따르는 응력완화를 코일스프링(11)의 탄력에 의하여 보상할 수 있기 때문에, 밀폐부분(5)의 밀폐효과가 떨어지는 것을 유효하게 방지할 수 있고, 수명연장을 실현할 수 있다.

제19도는 본 발명의 제11실시예를 나타내며, 판형상태(12)를 사용하여 그랜드팩킹을 축방향으로 부분변위 시키는 그랜드팩킹 박스의 구조에 있어서, 이것을 수평축을 갖는 기계(예 : 횡형펌프)에 적용하는 경우의 단면도이다.

횡축의 경우 밀폐면(5)에서 누출된 유체는 틈(7)에 머물지 않고 외부로 배출된다.

그 때문에 이것을 방지하는 수단으로서 보조밀폐(13)를 상기 제9도와 마찬가지로 설치한 것이다.

여기서 사용하는 보조밀폐(13)는 도시한 립밀폐 또는 그랜드팩킹이라도 무방하다.

또한, 이 실시상태는 제17도, 제18도에 나타낸 실시예를 횡축기기에 사용하는 경우에도 마찬가지로 적용할 수 있다.

또한 상기 실시예에서는 판형상체(12)를 금속판으로 형성하고 있는 경우에 관하여 설명하였지만, 물론 상기 판형상체는 합성수지 등으로 일체형성하고 있는 것을 사용해도 좋다.

상기한 제17도, 제18도, 제19도의 실시예의 것은 판형상체(12)의 변위부(12ax)…에 의하여 밀폐부분(5)의 윤활기능과 냉각기능이 현저하게 향상하고, 회전축의 이상 마모 혹은 건조운전에 의한 밀폐부분이 타서 눌어붙는 등의 발생을 방지하여 동력손실을 가급적 오랫동안 적게 억제할 수 있음은 물론이고, 또한 그랜드팩킹을 축방향으로 부분변위시키는 것이 판형상체이기 때문에 기존의 그랜드팩킹 박스의 구조도 쉽게 적용시킬 수가 있고, 또는 판형상체에 변위부를 형성하는 것만으로도 되기 때문에 제작도 간단하고, 원가도 낮춰지는 등 실용상의 효과는 대단히 크다.

Claims

팩킹박스(1)와 회전축(4)의 사이에 끼워진 그랜드팩킹(3A)(3B)을 축방향으로 밀착 고정시키는 그랜드팩킹 고정부재(2)가 설치된 것에 있어서, 상기한 그랜드팩킹 고정부재(2)의 밀착 고정면(2a)(2b)에는 상기한 그랜드팩킹(3A)을 축방향으로 부분변위 시키는 한개 이상의 변위부(2ax)(2ax)가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 그랜드팩킹 박스의 구조.
제1항에 있어서, 변위부(2ax)(2ax)가 형성되어 있는 그랜드팩킹 밀착고정부재(2)의 밀착 고정면(2a)(2b)전체가 그 밀착 고정부재(2)의 축방향에 대하여 동일한 각도로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 그랜드팩킹 박스의 구조.
제1항에 있어서, 변위부(2ax)(2ax)가 형성되어 있는 그랜드팩킹 밀착고정부재(2)의 밀착고정면(2a)(2b) 전체가 밀착 고정부재(2)의 축방향에 대하여 90°의 각도로 형성되어 있는 그랜드팩킹 박스의 구조.
제2항에 있어서, 변위부(2ax)(2bx)가 1개의 링형상의 그랜드팩킹(3A)(3B)의 축방향 두께 몫에서, 그 축방향 두께 몫의 1/2의 범위에서 돌출되고, 그랜드팩킹 밀착 고정부재(2)의 밀착 고정면(2a)(2b) 전체가 완만한 곡면으로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 그랜드팩킹 박스의 구조.
제2항에 있어서, 그랜드팩킹 밀착 고정부재(2)가 팩킹 누르개(2B)와 넥 부시(2A)로 형성되는 것을 특징으로 하는 그랜드팩킹 박스의 구조.
제2항에 있어서, 그랜드팩킹 밀착 고정부재(2)가 팩킹 누르개(2B)와 랜턴형 링(8) 및 넥 부시(2A)로 형성되는 것을 특징으로 하는 그랜드팩킹 박스의 구조.
제2항에 있어서, 그랜드팩킹 밀착 고정부재(2)가, 넥 부시(2A) 와 팩킹 누르개(2B)와 별도의 링으로 형성되고, 그 링이 그랜드팩킹과 팩킹박스(1)에 고정되는 팩킹 누르개(2B)의 사이 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 그랜드팩킹 박스의 구조.
제6항에 있어서, 넥 부시(2A)가 스프링 부재(11)에 의해 그랜드팩킹쪽에 힘을 가하고 있는 것을 특징으로 하는 그랜드팩킹 박스의 구조.
제1항에 있어서, 그랜드팩킹 밀착 고정부재(2)의 밀착 고정부재(2)의 밀착 고정면(2a)(2b)에 형성되는 변위부(2ax3)(2ax3)가, 일정간격을 두고 형성된 여러개의 돌기로 형성되는 것을 특징으로 하는 그랜드팩킹 박스의 구조.
팩킹박스(1)와, 회전축(4)에 끼워진 그랜드팩킹(3A)(3B)을 축방향으로 밀착고정하는 그랜드팩킹 밀착 고정부재(2')와 그랜드팩킹(3A)(3B)과 그랜드팩킹 밀착 고정부재(2')가 설치된것에 있어서, 상기한 그랜드팩킹을 축 방향으로 부분변위시키는 한개이상의 변위부(2ax)가 형성되어 있는 둥근모양의 판형상체(12)를 갖추고 있는 것을 특징으로 하는 그랜드팩킹 박스의 구조.
제10항에 있어서, 판형상체(12)가 금속판제이고, 변위부(12ax)가 프레스에 의하여 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 그랜드팩킹 박스의 구조.
제10항에 있어서, 변위부(1ax)가, 같은 간격마다 여러개 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 그랜드팩킹 박스의 구조.
제10항에 있어서, 그랜드팩킹 밀착 고정부재(2')가 팩킹 누르개(2'B)와 넥 부시(2'A)로 형성되고, 변위부를 형성한 판형상체(12)가 팩킹 누르개(2'B)와 그랜드팩킹의 사이 및 넥 부시(2'A)와 그랜드팩킹의 사이에 각각 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 그랜드팩킹 박스의 구조.
제10항에 있어서, 그랜드팩킹 밀착 고정부재(2')가 팩킹 누르개(12'B)와 랜턴형 링(8')과 넥 부시(2'A)로 형성되고, 변위부(12ax)를 형성한 판형상체(12)가 팩킹 누르개(12'B)와 그랜드팩킹의 사이 및 랜턴형 링(8')과 그랜드팩킹 사이에 각각 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 그랜드팩킹 박스의 구조.
제13항에 있어서, 넥 부시(2'A)가, 스프링부재(11)에 의하여 그랜드팩킹쪽에 힘을 가하고 있는 것을 특징으로 하는 그랜드팩킹 박스의 구조.