KR960016790B1 - Centrifugal pump for handling danger liquid particularly adapted for automatic full liquid priming of radioactive liquid - Google Patents
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Abstract
요약없음No summary
Description
제1도는 콘크리트슬래브에 있는 모터 및 펌프의 위치를 개략적으로 도시한 단면도.1 is a cross-sectional view schematically showing the position of a motor and a pump in a concrete slab.
제2도는 펌프의 단면도.2 is a cross-sectional view of the pump.
제3도는 유압부의 분해사시도.3 is an exploded perspective view of the hydraulic unit.
제4도는 유압부의 하부폐쇄부의 사시도.4 is a perspective view of a lower closure part of the hydraulic part.
제5도는 분해가능한 장치의 단면도.5 is a cross-sectional view of a decomposable device.
제6도는 유압부의 확대단면도.6 is an enlarged cross-sectional view of the hydraulic unit.
제7도는 시일설계도이다.7 is a seal design diagram.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings
1,2 : 격실4 : 펌프1,2: compartment 4: pump
7 : 구동모터13 : 휘일7: drive motor 13: wheel
15 : 보울21,22,29 : 구멍15:
31 : 오목부38 : 금속편31: recess 38: metal piece
본 발명은 위험한 액체 특히 방사능액체용 셀프프라이밍 원심펌프에 관한 것이다.The present invention relates to a self-priming centrifugal pump for dangerous liquids, in particular radioactive liquids.
펌프에 의해서 하부용기 및 상부용기의 두 용기(탱크, 장치 등)사이에서 위험한 액체 특히 방사능액체를 이송할때에는 특별한 주의를 해야한다. 즉 : a) 펌프는 하부용기의 상부에 위치되어야 하고, 누출을 일으키는 펌프가 송상되어도 용기의 모든 액체가 엎질러지지 않아야 한다. b) 송출관은 상부용기의 액체에 잠기지 않아야 하고, 펌프의 정지 또는 누출이 상부용기의 내용물을 빨아 올리지 않아야 한다. c) 펌프는 두 용기 사이의 관을 차단하지 않고도 분리가능해야 한다. d) 펌프가 사용될 때, 특히 방사능액체용으로 사용될 때, 두 용기, 펌프 및 관을 "격실"에 배치하도록 형성되어야 한다.Special care must be taken when transferring hazardous liquids, especially radioactive liquids, between the lower and upper vessels (tanks, devices, etc.) by means of a pump. That is: a) the pump should be placed on top of the lower container and all liquids in the container should not spill even if the pump causing the leak is sent. b) The discharge pipe shall not be submerged in the liquid of the upper container, and the stoppage or leakage of the pump shall not suck up the contents of the upper container. c) The pump must be detachable without blocking the pipe between the two containers. d) When pumps are used, especially when used for radioactive liquids, they should be configured to place two vessels, pumps and tubes in a "compartment".
천장슬래브를 통과하는 수직구동샤프트를 구비하여 펌프를 격실의 천장부에 위치시키는 것이 유리하고, 이에 따라 펌프의 전동기는 격실의 외부에 있게 되어 쉽게 접속가능하다.It is advantageous to position the pump at the ceiling of the compartment with a vertical drive shaft passing through the ceiling slab, whereby the motor of the pump is external to the compartment and easily accessible.
이런 액체이송을 가능하게 하며 여러 장점을 제공하는 펌프가 프랑스 특허 제76 24748호에 개시되어 있다.A pump which enables this liquid transfer and offers several advantages is disclosed in French Patent No. 76 24748.
이 특허에 개시된 펌프는 흡입 및 송출관이 용접되어 있는 보울, 및 이 보울내에 밀봉 배치되며 보호를 위해 수직으로 분리가능한 내부유압부를 외측에 구비한다.The pump disclosed in this patent has a bowl to which the suction and discharge pipes are welded, and an internal hydraulic part which is disposed in the bowl and is vertically separable for protection.
본 발명은 상기 프랑스 특허에 개시된 것과 유사하지만 저유량(예를 들면 2m3/hr 정도)의 액체이송에 더욱 적합하게 구성되는 상이한 유압부를 제시하는 펌프를 제공한다.The present invention provides a pump similar to that disclosed in the French patent, but which presents a different hydraulic part which is more suitable for low flow (e.g. on the order of 2 m 3 / hr) liquid transfer.
따라서, 본 발명은 흡입 및 송출관에 용접되며 슬래브의 아래에 고정된 보울, 및 상기 보울에 내밀식으로 배치되며 상부를 경유하여 뽑아질 수 있도록 형성된 내부유압부에 의해 구성되며 콘크리트슬래브의 아래에 위치되는 수직의 셀프프라이밍 원심펌프에 있어서; 상기 유압부는 상기 슬래브를 가로지르는 구동모터에 의해 구동되는 반지름방향의 베인을 갖는 휘일(13)에 의해 구성되고; 상기 휘일은, 흡입구멍을 갖는 하부플레이트(14), 및 챔버의 저부를 형성하며 상기 휘일과 인접하는 측부에 파여진 타원형 홈(23)이 형성되어 있는 상부격벽(20)의 사이에서 회전하며; 상기 홈은 상기 격벽 주위를 지나며 일 단부에서 폐쇄되며 다른 단부에서 액체를 배출하는 구멍(21)에 의하여 종결되는 것을 특징으로 하는 셀프프라이밍 원심펌프를 제공한다.Accordingly, the present invention is composed of a bowl fixed to the bottom of the slab and welded to the suction and discharge pipe, and an internal hydraulic part arranged to be extrudably disposed in the bowl and to be pulled out through the upper part and under the concrete slab. A vertical self-priming centrifugal pump positioned; The hydraulic part is constituted by a wheel (13) having radial vanes driven by a drive motor traversing the slab; The wheel rotates between a lower plate (14) having a suction hole and an upper partition (20) formed with an elliptical groove (23) formed at a side adjacent to the wheel and forming a bottom of the chamber; The groove provides a self-priming centrifugal pump passing through the partition wall and closed at one end and terminated by a
다음에, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 더욱 상세히 설명한다.Next, the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings.
도면중에서 우선 제1도는 일반적인 배치를 도시하며, 수평의 콘크리트슬래브(3)는 상부격실(1)과 하부격실(2)을 분리한다. 위험물을 담고 있는 격실(2)은 사람들이 접근하기 어려우며, 반면에 격실(1)은 깨끗하고 접근하기 쉽게 되어 있다.In the figure, firstly, FIG. 1 shows a general arrangement, in which the
펌프(4)는 하부격실(2)에 위치되고, 반면에 구동모터(7)는 상부격실(1)에 위치된다.The
모터조립체는 케이지요소(8), 구동샤프트(6) 및 볼베어링하우징(5)을 포함한다. 커플링은 모터와 샤프트 사이에 위치된다.The motor assembly comprises a cage element 8, a drive shaft 6 and a ball bearing housing 5. The coupling is located between the motor and the shaft.
일반적인 펌프의 구성은 도관을 구비한 외측보울, 분리가능한 장치, 회전유압장치, 볼베어링, 고정시일 및 회전시일로 이루어진다.A typical pump consists of an outer bowl with a conduit, a detachable device, a rotary hydraulic device, a ball bearing, a fixed seal and a rotary seal.
따라서, 펌프는, 개방상부가 콘크리트슬래브(3)에 고정된 플랜지를 형성하고 하부가 폐쇄된 일반적으로 원통형상의 보울(15)로 구성된다.The pump thus consists of a generally
보울은 세 개의 용접된 도관(그리고 관들에 용접된)을 포함한다 : 흡입도관(18), 송출도관(24) 그리고 환기도관(도시생략), 흡입도관은 펌프될 유체를 인도하는 관에 용접된다.The bowl includes three welded conduits (and welded to the tubes):
송출도관은 펌프된 액체를 인도하는 관에 용접된다.The delivery conduit is welded to the pipe leading the pumped liquid.
환기도관은 일반적인 환기시스템에 연결된다.Ventilation conduits are connected to the general ventilation system.
보울은 고정되고 관들과 일체로 구성한 것으로서 판단되어야 한다.The bowl shall be judged as fixed and integral with the tubes.
보울에는 펌프의 모든 유압부가 위치된다 : 이 유압부는 뽑아지도록 되어 있고 회전장치와 가동장치를 포함한다(상기 가동장치는 뽑아질 수 있으나, 펌프의 조작시에는 고정되도록 부수적인 가동부를 사용하여도 좋다).The bowl is positioned with all hydraulic parts of the pump: this hydraulic part is designed to be pulled out and includes a rotating device and a moving device. (The moving device can be pulled out, but an additional moving part may be used to fix the pump. ).
회전장치는 제2도에 도시된 바와 같이 보울에 장착되고, 제3도에는 베인붙이 휘일이 분해도로 도시되어 있다.The rotating device is mounted to the bowl as shown in FIG. 2, and the vane wheel is shown in exploded view in FIG.
제2 및 제3도는 다음을 포함하는 회전장치를 도시한다.2 and 3 show a rotating device comprising:
-볼베어링(25)에 의해 상부에서 안내되는 구동샤프트(6). -패킹(또는 회전시일(9), -샤프트의 하단부에 사각형이고 일정하게 이격되어 반지름방향으로 배치된 베인을 구비한 베인붙이 휘일(13), 두개의 이웃한 베인 사이의 원호는 10°및 30°사이이며 15°에 가까운 것이 바람직하다. 베인붙이 휘일은 고체중심링(34) (베인이 없는)을 포함한다(206도).A drive shaft 6 guided from the top by a ball bearing 25. Packing (or rotary seal 9), vane-
또한 제2, 제3, 제4, 제5 및 제6도는 가동장치를 도시하며, 이 가동장치는(수직의) 구동샤프트(6)의 축선에 대해 회전하는 형태이다.2, 3, 4, 5 and 6 also show the movable device, which is in the form of rotating about the axis of the (vertical) drive shaft 6.
가동장치의 상부는, 보울의 대응하는 편평한 부분에 인접하며 두 개의 시일(30,32) (제5도 참조)의 덕택으로 내밀성을 확실하게 하는 편평한 부분들을 포함한다.The upper portion of the movable device includes flat portions adjacent the corresponding flat portions of the bowl and which ensure tightness thanks to the two
가동장치의 하부는 원통형 박스를 형성하며, 이 박스는 벽(11), 노즐(16)을 구비한 오리피스로 관통되는 제거가능한 기초플레이트(14)(제6도-스크류(33)에 의해 적소에 고정됨), 및 구멍(29)이 형성된 플레이트(10)에 의해서 각각 측면 및 하부와 상부가 제한된다.The lower part of the mover forms a cylindrical box, which is in place by means of a removable foundation plate 14 (Fig. 6-screw 33) which penetrates into an orifice with a
가동장치의 중심부는 각각의 패킹(9)을 위하여 필요한 공간을 남겨두고 구동샤프트(6)를 에워싼다. 원통형 박스의 내부에는 수평격벽(20)이 있으며, 이 격벽은 박스의 내부를 두 부분, 즉 베인붙이 휘일(13)을 포함하게 될 하부 및 송출실을 형성하는 상부(12) (제7도)로 나눈다.The central part of the actuator encloses the drive shaft 6, leaving the necessary space for each
따라서, 상기 격벽(20)은 베인붙이 휘일(13)이 배치되는 하부실을 형성한다. 이러한 격벽 및 본 발명에서 수행는 이러한 격벽의 역할은 제4 및 제6도를 참조하여 다음에 설명한다.Accordingly, the
이 격벽은 하부면에 홈(23)이 형성되어 있는 두꺼운 원판형이다(제4도는 이러한 홈을 보이기 위하여 뒤집어진 격벽을 도시한 것이다).This partition is a thick disc with a
홈은 격벽(20)을 가로지르는 구멍(21)에서 끝난다. 중심에 더 가까이 있으며 첫째구멍(21)과 동일한 반지름상에 있는 둘째구멍(22)도 마찬가지로 격벽(20)을 가로지른다.The groove ends in a
상부(예를 들면 특히 제2 및 제3도)에서, 소형 플레이트(17)는 두 구멍(21,22)을 분리한다.At the top (for example in particular the second and third views), the
홈(23)은 편평한 부분(35)으로 에워싸인다.The
제6도는, 홈(23)이 반타원형 예를 들면 "바스켓핸들"의 형태인 것을 도시한다.6 shows that the
마찬가지로, 제6도는, 측면벽(11)이 내부의 하부에 홈(23)부로 연장되는 오목부(31)를 제공하는 것을 보여준다.Similarly, FIG. 6 shows that the
홈(23)과 베인붙이 휘일(13)의 상대칫수(직경에서)는 제6도 명료하게 표시되어 있다. 베인은 홈의 3/4 및 2/3 사이를 차지해야 한다.The relative dimensions (in diameter) of the
베인붙이 휘일의 최대반지름 Ra, 홈의 외측반지름 Re, 내측반지름 Ri 일때, 다음식이 바람직하다.When the maximum radius Ra of the vane wheel, the outer radius Re of the groove, and the inner radius Ri are the following formulas are preferable.
이에 반하여, 베인붙이 휘일(13)의 허브(34)의 반지름(Rm)은 홈의 내측반지름(Ri)보다 현저하게 더 작다.In contrast, the radius Rm of the
제6도는 한편으로는 베이붙이 휘일(13)과 격벽(20) 그리고 다른 한편으로는 베인붙이 휘일(13)과 기초플레이트(14)사이에 형성된 간극을 도시한다. 이 간극은 휘일의 자유회전을 가능하게 해야 하지만 모세관힘이 베인붙이 휘일의 두 측부의 내밀성을 가능하게 할 만큼 충분히 작아야 한다.6 shows a gap formed between the
간극은 0.1mm인 것이 바람직하다.The gap is preferably 0.1 mm.
전문가가 쉽게 알 수 있는 바와 같이, 본 발명에 따른 펌프의 개선된 작동은, 보울과 가동장치 사이에 포함된 흡입실(19) (제2 및 제 7도) 및 송출실(12) (제7도) 사이에 독립성 즉 바람직하게는 내밀성이 있다는 것을 포함한다.As will be readily appreciated by the expert, the improved operation of the pump according to the present invention comprises the suction chamber 19 (second and seventh) and the discharge chamber 12 (seventh) contained between the bowl and the actuator. Independence, preferably withstand resistance between the figures).
시일은 보울의 보스(39)과 벽(11) 사이에 위치될 수 있고, 또는 금속편(38)이 벽(11)에 있는 홈(36,37)에 바람직하게 위치될 수 있다. 금속편은 두 개인 것이 바람직하다.The seal may be located between the
펌프의 조립을 가능하게 하기 위해, 금속편의 내측직경과 홈 저부의 직경 사이에 반드시 간극이 필요하다.In order to be able to assemble the pump, a gap is necessarily required between the inner diameter of the metal piece and the diameter of the groove bottom.
약간의 누출은 금속편의 수준에서 견뎌낼 수 있다. 이때의 유일한 단점은 펌프의 유량이 감소된다는 것이지만 매우 조금만 감소된다.A slight leak can withstand the level of metal pieces. The only drawback here is that the flow rate of the pump is reduced but only slightly.
다음에, 셀프프라이밍 원심펌프인 본 발명에 따른 펌프의 작동모드를 간략히 설명한다.Next, the operation mode of the pump according to the present invention, which is a self-priming centrifugal pump, will be briefly described.
개시점은 휘일을 침수시킬만큼 충분한 액체를 포함하는 정지된 펌프이다. 보울의 상부 및 흡입관에는 공기가 있다.The starting point is a stationary pump that contains enough liquid to submerge the wheel. There is air in the upper part of the bowl and in the suction line.
회전시, 홈(23)에 있는 액체는 구멍(21)을 통하여 챔버(12)로 이동된다. 이 액체량은 도관(16)에서 나오는 동일한 공기량으로 대체된다.In rotation, the liquid in the
휘일의 회전은 물과 공기를 혼합하고, 불안정한 "에멀션"은 구멍(21)을 경유하여 나간다. 구역(12)에서 구멍(29)을 경유하여 나가는 공기의 구멍(22)을 경유하여 휘일로 떨어지는 물로 분리된다.The rotation of the wheel mixes water and air, and an unstable "emulsion" exits through the
두 구멍을 분리하는 플레이트(17)는 에멀션이 물과 공기로 분리되기 전에 구멍(22)을 통해 떨어지지 않도록 방지한다.The
흡입관의 모든 공기가 송출되어 배기될 때까지 동일한 사이클이 반복된다. 그리고나서 흡입된 액체는 외주채널펌프와 같은 통상의 유압식펌프에 채워진다. 흡입은 도관(16)을 경유하여 보울의 저부에서 일어나고, 송출은 챔버(12)에 있는 구멍(21)과 송출실(12')에 있는 구멍(29) 및 송출도관(24)을 경유하여 일어난다.The same cycle is repeated until all the air in the suction line is discharged and exhausted. The sucked liquid is then filled in a conventional hydraulic pump, such as a peripheral channel pump. Suction occurs at the bottom of the bowl via
따라서 펌프는, 다른 밸브를 요하지 않으면서, 제거될 액체의 용기위에 위치되므로, 누출위험이 제거된다. 펌프를 분해하기 위하여, 모터를 제거하고 커플링을 제거하므로써, 가동장치 및 회전부품을 포함하는 펌프의 내부는 분리된 슬래브에 있는 구멍을 통하여 뽑아질 수 있다. 펌프가 용기의 상부에 위치되고 관이 적소에 있는 보울에 용접되므로 액체가 엎질러지지 않는다.Thus, the pump is located above the container of the liquid to be removed without requiring another valve, thus eliminating the risk of leakage. To disassemble the pump, by removing the motor and removing the coupling, the interior of the pump, including the actuator and the rotating part, can be pulled out through a hole in a separate slab. The pump is located on top of the container and the tube is welded to the bowl in place so that no liquid spills.
상기 액체가 방사능을 가질 때 펌프의 추출부에 남아 있는 액체로부터 사람을 보호할 필요가 있다.When the liquid has radioactivity it is necessary to protect the person from the liquid remaining in the extraction section of the pump.
마지막으로 본 발명에 따른 일 펌프의 칫수와 특징은 다음과 같다.Finally, the dimensions and features of one pump according to the present invention are as follows.
-직경 90mm, 두께 10mm로 이루어지며 24개의 베인을 포함하는 베인 붙이 휘일 : -구동샤프트의 회전속도 : 2900/rpm; 펌프보다 6.5m 아래의 레벨을 갖는 냉각수를 펌핑하는 상기 펌프에 의하여, 물의 송출레벨이 46m이면 1500l/hr의 유량이 가능하게 되며, 송출레벨이 25m이면, 2000ℓ/hr의 유량이 가능하게 된다.A vane wheel having a diameter of 90 mm and a thickness of 10 mm and including 24 vanes:-rotational speed of the drive shaft: 2900 / rpm; By the pump for pumping the coolant having a level of 6.5 m below the pump, a flow rate of 1500 l / hr is possible when the discharge level of water is 46 m, and a flow rate of 2000 l / hr is possible when the discharge level is 25 m.
이러한 동일한 휘일이 공지된 원심펌프에 사용되면 약 4배 낮은 총압력상승력을 제공한다.These same wheels, when used in known centrifugal pumps, provide about four times lower total pressure lift.
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